JP6887823B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
(2)光走査装置であって、第1の感光体を露光するための第1のレーザー光を出射する第1の光源と、前記第1の光源から出射された前記第1のレーザー光を拡散光から平行光に変換するコリメータレンズと、前記コリメータレンズを通過した前記第1のレーザー光を集光するためのシリンドリカルレンズと、第2の感光体を露光するための第2のレーザー光を出射する第2の光源と、複数の反射面を有し、回転駆動される回転多面鏡であって、前記複数の反射面によって前記シリンドリカルレンズを通過した前記第1のレーザー光が前記第1の感光体を走査するように当該第1のレーザー光を偏向し、前記複数の反射面によって前記第2の光源から出射された前記第2のレーザー光が前記第2の感光体を走査するように前記第2のレーザー光を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により偏向された前記第1のレーザー光を受光することによって、前記第1のレーザー光の走査周期における画像データに基づく前記第1の光源が出射する前記第1のレーザー光の出射タイミングと前記第2の光源が出射する前記第2のレーザー光の出射タイミングとを決定するための同期信号を生成する受光部と、前記回転多面鏡及び前記シリンドリカルレンズを収容する筐体と、前記筐体に設けられ、前記コリメータレンズを通過して前記回転多面鏡に向かう前記第1のレーザー光を所定の幅に規定する開口と前記回転多面鏡により偏向されて前記受光部に向かう前記第1のレーザー光との両方が通過する開口とが1つの開口として形成された開口部と、を備えることを特徴とする光走査装置。
(3)前記(1)又は前記(2)に記載の光走査装置と、前記第1の光源から出射された前記第1のレーザー光により潜像が形成される前記第1の感光体と、前記第2の光源から出射された前記第2のレーザー光により潜像が形成される前記第2の感光体と、前記第1の感光体に形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する第1の現像手段と、前記第2の感光体に形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する第2の現像手段と、前記第1の現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する第1の転写手段と、前記第2の現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する第2の転写手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
実施例の画像形成装置の構成を説明する。図1は、実施例のタンデム型のカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す概略構成図である。このレーザービームプリンタ(以下、単にプリンタという)は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の色毎にトナー像を形成する4基の作像エンジン10Y、10M、10C、10Bk(一点鎖線で図示)を備える。また、プリンタは、各作像エンジン10Y、10M、10C、10Bkからトナー像が転写される被転写体である中間転写ベルト20を備えている。中間転写ベルト20に多重転写されたトナー像は、記録媒体である記録シートPに転写されてフルカラー画像が形成されるように構成されている。以降、各色を表す符号Y、M、C、Bkは、必要な場合を除き省略する。
図2は光走査装置40の上蓋48(図6参照)を外し、光走査装置40内部の構成を上方から見た斜視図である。図3は、光源から出射されたレーザー光が回転多面鏡42の反射面に至るまでのレーザー光の光路を回転多面鏡42の回転軸線方向(+Z方向)から見た概略図、図4は、図3のD−D線における断面図であり要部を図示したものである。図5は光源ユニット51a〜51dから回転多面鏡42までの要部を図示した斜視図、図6は回転多面鏡42により偏向された後のレーザー光の光路を示す図である。光源ユニット51aから出射されたレーザー光と光源ユニット5bから出射されたレーザー光は、回転多面鏡42の同一反射面に入射する。光源ユニット51dから出射されたレーザー光と光源ユニット5cから出射されたレーザー光は、回転多面鏡42の同一反射面に入射する。
光走査装置40を小型化するため、光源ユニット51は筐体101の側壁面101dに取り付けられている。筐体101には、光源ユニット51を覆う筒部101bが設けられている。筒部101bは、コリメータレンズ53とシリンドリカルレンズ65との距離を取るために、図4に示すように、筐体101の内部に突出したトンネル形状として形成されている。筐体101には、光源ユニット51から出射されたレーザー光が通過する開口101cが設けられている。筐体101に設けられた開口101cは、トンネル形状の筒部101bを形成している。開口101cは、筐体101の内部側における筒部101bの先端に設けられている。筒部101bは、筐体101内部の防塵性を向上させるために、シリンドリカルレンズ65の近傍まで延伸されている。
受光部である同期センサ67は、回転多面鏡42により偏向走査されたレーザー光が入射されたことに応じて同期信号(BD信号ともいう)を出力する。同期センサ67で生成されたBD信号は、光源ユニット51からレーザー光を出射するタイミングを決定するために用いられる。回転多面鏡42の反射面により反射されたレーザー光は、回転多面鏡42の回転に伴って、感光ドラム50上における画像形成開始前の領域、画像形成中の領域、画像形成終了後の領域、と走査される。ここで、画像形成開始前の領域とは、感光ドラム50上の主走査方向において、画像データに応じた潜像の形成が開始されるまでの領域である。画像形成中の領域とは、感光ドラム50上の主走査方向において、画像データに応じた潜像の形成が行われている領域である。画像形成終了後の領域とは、感光ドラム50上の主走査方向において、画像データに応じた潜像の形成が終了した後の領域である。
図7(a)は半導体レーザー52aから出射されたレーザー光がコリメータレンズ53aを通過した後のレーザー光を説明する図である。図7(a)は、回転多面鏡42の回転軸線方向(+Z方向)から見た図であり、図中両矢印は主走査方向に対応する方向を示す。半導体レーザー52aの発光点(発光素子)から出射されるレーザー光は放射光である。コリメータレンズ53aはレーザー光を平行光に変換する機能を有している。コリメータレンズ53aの焦点距離をFcolとする。図7(a)に示すように、レーザー光の強度中心線(太い実線)は、コリメータレンズ53aに入射するまではコリメータレンズ53aの光軸(破線)に平行である。レーザー光がコリメータレンズ53aに入射すると、コリメータレンズ53aに入射したレーザー光の強度中心線は、コリメータレンズ53aにより屈折されて焦点を通過する。そして、コリメータレンズ通過後のレーザー光のマージナル光線(細い実線)は強度中心線に平行となる。
図9(a)は、半導体レーザー52から出射され、回転多面鏡42の反射面Aで反射されたレーザー光が感光ドラム50上を主走査方向に走査されている様子を示す図である。図9(a)には、感光ドラム50上の走査線を拡大した図も示す。図9(a)において、SLD1は半導体レーザー52の発光点LD1から出射されたレーザー光が感光ドラム50上に形成するスポットを示している。SLD2は半導体レーザー52の発光点LD2から出射されたレーザー光が感光ドラム50上に形成するスポットを示している。SLD3は半導体レーザー52の発光点LD3から出射されたレーザー光が感光ドラム50上に形成するスポットを示している。SLD4は半導体レーザー52の発光点LD4から出射されたレーザー光が感光ドラム50上に形成するスポットを示している。図9(b)は、半導体レーザー52の4つの発光点LD1、LD2、LD3、LD4を示す。なお、発光点LD1は図8(a)等の発光点LDmに対応し、発光点LD4は図8(a)等の発光点LDnに対応する。
回転多面鏡42は、例えば5つの反射面を有している。これら5つの反射面は加工上のばらつきにより、回転軸からの距離がそれぞれ異なる。これを面偏心という。図11は、回転多面鏡42の面偏心によりレーザー光の光路がずれた様子を示す図である。図11に示すように、回転多面鏡42に面偏心があるため、回転多面鏡42の回転に応じて反射面の位置が変化する。図11では回転多面鏡42の5つの反射面のうち3つの反射面を図示し、反射面A(実線)、B(破線)、C(点線)としている。
同期センサ67は、同期センサ67上をレーザー光のスポットが通過する際の出力変化に基づいてBD信号を出力する。図12(a)は同期センサ67の拡大図である。同期センサ67は例えば2つのフォトダイオード(以下、PDとする)PD1、PD2を有している。PD1、PD2は近接して配置されている。図12(a)中の矢印はレーザー光の走査方向を示し、走査方向を示す線上の○印はレーザー光のスポットを示す。レーザー光のスポットは、PD1、PD2が配置されていない領域からPD1上、PD2上を順に通過して、再びPD1、PD2が配置されていない領域に走査される。図12(a)上には、レーザー光の4つのスポットを示している。
図13は主走査絞り66aの構成を説明する図である。図13(a)は、回転多面鏡42側から主走査絞り66aを見たときの様子を示す図である。図13(b)は、図13(a)のE−E線における断面図であり、図中上側に光源ユニット51aが配置され、図中下側に回転多面鏡42が配置されている。図13(c)は、図13(a)のF−F線における断面図であり、図中左側に光源ユニット51aが配置され、図中右側に回転多面鏡42が配置されている。光源ユニット51aから出射されたレーザー光は、主走査絞り66aに設けられた開口70aを通過して回転多面鏡42に到達する。光源ユニット51bから出射されたレーザー光は、主走査絞り66aに設けられた第2の開口である開口70bを通過して回転多面鏡42に到達する。開口70a、70bの幅は略同じ幅となるように設けられており、開口70a、70bの幅を主走査絞り66aの幅といい、W1で表す。
51a、51b 光源ユニット
66a 主走査絞り
67 同期センサ
68 同期検知光通過部
70a、70b 開口
Claims (18)
- 光走査装置であって、
第1の感光体を露光するための第1のレーザー光を出射する第1の光源と、
第2の感光体を露光するための第2のレーザー光を出射する第2の光源と、
前記第1の光源から出射された前記第1のレーザー光を拡散光から平行光に変換する第1のコリメータレンズと、
前記第2の光源から出射された前記第2のレーザー光を拡散光から平行光に変換する第2のコリメータレンズと、
前記第1のコリメータレンズを通過した前記第1のレーザー光を集光するための第1の集光部と、
前記第2のコリメータレンズを通過した前記第2のレーザー光を集光するための第2の集光部と、
複数の反射面を有し、回転駆動される回転多面鏡であって、前記複数の反射面によって前記第1の集光部を通過した前記第1のレーザー光が前記第1の感光体を走査するように当該第1のレーザー光を偏向し、前記複数の反射面によって前記第2の集光部を通過した前記第2のレーザー光が前記第2の感光体を走査するように当該第2のレーザー光を偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡により偏向された前記第1のレーザー光を受光することによって、前記第1のレーザー光の走査周期における画像データに基づく前記第1の光源が出射する前記第1のレーザー光の出射タイミングと前記第2の光源が出射する前記第2のレーザー光の出射タイミングとを決定するための同期信号を生成する受光部と、
前記回転多面鏡を収容する筐体と、
前記第1のコリメータレンズ及び前記第2のコリメータレンズと前記回転多面鏡との間において前記筐体に設けられた立設部と、
を備え、
前記第1の光源及び前記第2の光源は、
前記回転多面鏡の回転軸線に直交し、前記複数の反射面と交差する仮想平面に対して互いに反対側に配置され、
かつ、
前記第1のレーザー光と前記第2のレーザー光とが同一反射面に入射し、前記反射面に入射する前記第1のレーザー光の光束の中心軸線と前記仮想平面とが0度より大きい角度をなし、前記第2のレーザー光の光束の中心軸線と前記仮想平面とが0度より大きい角度をなし、更に、前記回転軸線上から前記反射面に入射する前記第1のレーザー光の光束の中心軸線と前記第2のレーザー光の光束の中心軸線を見たときに前記第1のレーザー光の光束の中心軸線と前記第2のレーザー光の光束の中心軸線とが0度より大きい角度をなすように前記光走査装置に配置されており、
前記立設部には、前記第1のコリメータレンズを通過して前記回転多面鏡に向かう前記第1のレーザー光を所定の幅のレーザー光に規定する開口であって前記第1の光源から出射されて前記回転多面鏡により偏向された前記第1のレーザー光を通過させる第1の開口と、前記第2のコリメータレンズを通過して前記回転多面鏡に向かう前記第2のレーザー光を所定の幅のレーザー光に規定する開口である第2の開口と、が形成され、
前記受光部には前記回転多面鏡によって偏向されて前記第1の開口を通過した前記第1のレーザー光が入射することを特徴とする光走査装置。 - 前記筐体は、前記回転多面鏡が設置される底面と、前記底面から立設し前記第1の光源と前記第2の光源とが取り付けられる側壁面と、を有し、
前記第1の光源は、前記回転軸線の方向において、前記第2の光源よりも前記筐体の底面側に設けられており、
前記受光部は、前記回転軸線の方向において、前記第1の光源の真上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 - 前記第1の光源と前記受光部は、同一の回路基板に実装されていることを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。
- 前記第2の光源は、前記回路基板に実装されていることを特徴とする請求項3に記載の光走査装置。
- 前記第1の開口は、前記回転多面鏡により反射され前記受光部に向かう前記第1のレーザー光が通過する領域の当該第1のレーザー光の走査方向の幅が、前記第1の光源から出射され前記回転多面鏡に向かう前記第1のレーザー光が通過する領域の前記走査方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記立設部は、前記筐体と一体的に形成されていることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記立設部は、前記第1の光源から出射されて前記反射面に入射する前記第1のレーザー光の光束の中心軸線と前記仮想平面とがなす角度及び前記第2の光源から出射されて前記反射面に入射する前記第2のレーザー光の光束の中心軸線と前記仮想平面とがなす角度をα、前記第1の光源から出射される前記第1のレーザー光の光束の中心軸線と前記第2の光源から出射される前記第2のレーザー光の光束の中心軸線とがなす角度をβとすると、
2×α<β
の関係となるように、前記筐体に形成されることを特徴とする請求項6に記載の光走査装置。 - 前記第1のコリメータレンズ及び前記第2のコリメータレンズと前記立設部との間に設けられ、前記第1の集光部と前記第2の集光部とが形成されたレンズであるシリンドリカルレンズを備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記回転多面鏡により反射され前記受光部に向かう前記第1のレーザー光は、前記シリンドリカルレンズを通過して前記受光部に入射されることを特徴とする請求項8に記載の光走査装置。
- 前記第1の光源及び前記第2の光源は、複数の発光点を有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 光走査装置であって、
第1の感光体を露光するための第1のレーザー光を出射する第1の光源と、
前記第1の光源から出射された前記第1のレーザー光を拡散光から平行光に変換するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズを通過した前記第1のレーザー光を集光するためのシリンドリカルレンズと、
第2の感光体を露光するための第2のレーザー光を出射する第2の光源と、
複数の反射面を有し、回転駆動される回転多面鏡であって、前記複数の反射面によって前記シリンドリカルレンズを通過した前記第1のレーザー光が前記第1の感光体を走査するように当該第1のレーザー光を偏向し、前記複数の反射面によって前記第2の光源から出射された前記第2のレーザー光が前記第2の感光体を走査するように前記第2のレーザー光を偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡により偏向された前記第1のレーザー光を受光することによって、前記第1のレーザー光の走査周期における画像データに基づく前記第1の光源が出射する前記第1のレーザー光の出射タイミングと前記第2の光源が出射する前記第2のレーザー光の出射タイミングとを決定するための同期信号を生成する受光部と、
前記回転多面鏡及び前記シリンドリカルレンズを収容する筐体と、
前記筐体に設けられ、前記コリメータレンズを通過して前記回転多面鏡に向かう前記第1のレーザー光を所定の幅に規定する開口と前記回転多面鏡により偏向されて前記受光部に向かう前記第1のレーザー光との両方が通過する開口とが1つの開口として形成された開口部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。 - 前記1つの開口は前記第1のレーザー光が前記第1の感光体を走査する方向に対応する方向において前記1つの開口に入射する前記第1のレーザー光の両側の部分を遮ることにより前記第1のレーザー光の前記所定の幅を規定することを特徴とする請求項11に記載の光走査装置。
- 前記開口部は前記第2の光源から出射されて前記回転多面鏡に向かう前記第2のレーザー光が通過し、前記1つの開口とは異なる第2の開口を更に有し、
前記第2の開口は前記第2のレーザー光が前記第2の感光体を走査する方向に対応する方向において前記第2の開口に入射する前記第2のレーザー光の両側の部分を遮ることにより前記第2のレーザー光を所定の幅のレーザー光に規定することを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の光走査装置。 - 前記筐体は、前記回転多面鏡が設置される底面と、前記底面から立設し前記第1の光源と前記第2の光源とが取り付けられる側壁面と、を有し、
前記第1の光源及び前記第2の光源は、
前記第1のレーザー光と前記第2のレーザー光とが、前記回転多面鏡の回転軸線に直交し前記複数の反射面と交差する仮想平面に対して互いに角度をなして前記反射面に入射するように、前記仮想平面に関して互いに反対側に配置され、
かつ、
前記第1の光源から出射されて前記回転多面鏡に向かう前記第1のレーザー光の光路と前記第2の光源から出射されて前記回転多面鏡に向かう前記第2のレーザー光の光路とを前記回転軸線の方向において前記回転多面鏡よりも上方から見たときに、前記第1のレーザー光の光路と前記第2のレーザー光の光路とのなす角は0より大きい角度であることを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の光走査装置。 - 前記第1の光源と前記受光部は、同一の回路基板に実装されていることを特徴とする請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記第2の光源は、前記回路基板に実装されていることを特徴とする請求項15に記載の光走査装置。
- 前記1つの開口は、前記回転多面鏡により反射され前記受光部に向かう前記第1のレーザー光が通過する領域の当該第1のレーザー光の走査方向の幅が、前記第1の光源から出射され前記回転多面鏡に向かう前記第1のレーザー光が通過する領域の前記走査方向の幅よりも広いことを特徴とする請求項11から請求項16のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の光走査装置と、
前記第1の光源から出射された前記第1のレーザー光により潜像が形成される前記第1の感光体と、
前記第2の光源から出射された前記第2のレーザー光により潜像が形成される前記第2の感光体と、
前記第1の感光体に形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する第1の現像手段と、
前記第2の感光体に形成された潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する第2の現像手段と、
前記第1の現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する第1の転写手段と、
前記第2の現像手段により形成されたトナー像を被転写体に転写する第2の転写手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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