JP7358898B2 - 走査光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタなどに設けられる走査光学装置に関する。

特許文献１には、複数の光源を備える走査光学装置（スキャナとも称する）が開示されている。特許文献１の走査光学装置では、各光源は、半導体レーザと、当該半導体レーザから出射された光をビームに変換するカップリングレンズとを備える。このような走査光学装置では、走査光学装置を小型化するために、各光源が互いに異なる方式で設置されることがある。例えば、走査光学装置が、光源が備える半導体レーザを支持する基板がフレームに固定されている光源と、基板がフレームに非接触な光源とを備える場合がある。

特開２００９－３９４４号公報

環境温度が上昇した場合、半導体レーザとカップリングレンズとを接続する部材が膨張する。基板がフレームに固定されていない光源では、環境温度が上昇した場合、半導体レーザとカップリングレンズとの距離は、半導体レーザとカップリングレンズとを接続する部材の膨張のみに依存して変化する。一方で、基板がフレームに固定されている光源では、環境温度が上昇した場合、半導体レーザとカップリングレンズとの距離は、半導体レーザとカップリングレンズとを接続する部材の膨張だけではなく、フレームの膨張にも依存して変化する。そのため、特許文献１に記載の技術のように複数の光源が同一の構成である場合、環境温度が上昇したときに、基板がフレームに固定されている光源と、基板がフレームに固定されていない光源とで、半導体レーザとカップリングレンズとの距離が互いに異なってしまい、その結果、各光源の焦点位置が互いに異なってしまうという問題があった。

本発明の一態様は、環境温度が変化した場合において、複数の光源間の焦点位置のずれを軽減することができる走査光学装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る走査光学装置は、第１半導体レーザ、当該第１半導体レーザから出射された光をビームに変換する第１カップリングレンズ、および、前記第１半導体レーザと前記第１カップリングレンズとを保持する第１ホルダを有する第１光源と、第２半導体レーザ、当該第２半導体レーザから出射された光をビームに変換する第２カップリングレンズ、前記第２半導体レーザを保持する第２ホルダ、および、前記第２ホルダに固定され前記第２カップリングレンズを保持する第３ホルダを有する第２光源と、前記第１光源および前記第２光源からの光を偏向する偏向器と、前記第１光源から出射され前記偏向器によって偏向された光を、第１像面に結像させる第１走査光学系と、前記第２光源から出射され前記偏向器によって偏向された光を、第２像面に結像させる第２走査光学系と、前記第１光源と、前記第２光源と、前記偏向器と、前記第１走査光学系と、前記第２走査光学系とを保持するフレームとを備え、前記第１光源は、前記第１半導体レーザを保持するとともに、前記フレームに固定された第１基板を備え、前記第２光源は、前記第２半導体レーザを保持するとともに、前記フレームに非接触の第２基板を備え、前記第１ホルダと前記第３ホルダとは、熱膨張率が異なる。

上記の構成によれば、第１ホルダの熱膨張率と第３ホルダの熱膨張率とが異なっているため、環境温度が変化した場合に、第１ホルダと第３ホルダとで膨張率する寸法が異なる。その結果、環境温度が変化した場合に、第１ホルダの熱膨張による第１半導体レーザと第１カップリングレンズとの距離の変化と、第３ホルダによる第２半導体レーザと第２カップリングレンズとの距離の変化とを異ならせることができる。当該距離の変化の違いによって、第１基板がフレームに固定されていることに起因する、第１半導体レーザと第１カップリングレンズとの距離の変化を相殺することができる。その結果、環境温度が変化した場合において、第１光源と第２光源との焦点位置のずれを軽減することができる。

また、本発明の一態様に係る走査光学装置は、前記第１ホルダおよび前記第２ホルダは、金属であり、前記第３ホルダは、樹脂である。

上記の構成によれば、第１ホルダの熱膨張率と第２ホルダの熱膨張率を異ならせることができる。

また、本発明の一態様に係る走査光学装置は、前記第１走査光学系および前記第２走査光学系は、前記第１光源からの光と、前記第２光源からの光とがともに入射するレンズを備え、前記レンズは、樹脂からなる。

第１光源および第２光源は、環境温度が上昇すると、第１半導体レーザおよび第２半導体レーザと、第１カップリングレンズおよび第２カップリングレンズとの間の距離がそれぞれ大きくなり、焦点が手前にずれる。上記の構成によれば、上記レンズが樹脂ならなっているため、環境温度が上昇すると膨張し、焦点が奥にずれる。これにより、焦点位置の変動を小さくすることができる。

また、本発明の一態様に係る走査光学装置は、前記第２ホルダは、前記第２半導体レーザの出射方向に直交する第１平面部を有し、前記第３ホルダは、前記第１平面部に接触する第２平面部を有する。

上記の構成によれば、第２半導体レーザを保持する第２ホルダの第１平面部を基準にして、第３ホルダが熱膨張したときの、第２半導体レーザと第２カップリングレンズとの距離の変動を規定することができる。

また、本発明の一態様に係る走査光学装置は、前記第１平面部は、前記第２平面部と対向し合う平面内において露出している。

上記の構成によれば、第２半導体の温度が上昇したときに、第１平面部を介して第２半導体から放熱させることができる。

また、本発明の一態様に係る走査光学装置は、前記フレームは、前記第１半導体レーザの出射方向に直交する側壁を有し、前記第１基板は、前記側壁に固定されている。

本発明の一態様によれば、環境温度が変化した場合において、複数の光源間の焦点位置のずれを軽減することができる。

本発明の一実施形態に係る本実施形態におけるカラーレーザプリンタの構成を示す側断面図である。 走査光学装置を側方から見た側断面図である。 走査光学装置を上方から見た図である。 走査光学装置における光源が配置されている領域周辺の拡大図である。 第１光源の一例としての光源の斜視図である。 第２光源の一例としての光源の斜視図である。 半導体レーザの構成例を示す図である。 光源から出射される光ビーム群の走査レンズにおける入射位置を表す図である。 走査光学装置におけるインタレース走査を説明する図である。 上記走査光学装置の変形例としての走査光学装置が備える第１ホルダを示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるカラーレーザプリンタ１の構成を示す側断面図である。なお、以下の説明では、後述する感光体ドラム５１Ｋ・５１Ｃ・５１Ｍ・５１Ｙが配列する方向を前後方向とし、図１における右側を前側、左側を後側として説明する。

カラーレーザプリンタ１は、複数のプロセス部１３が水平方向に沿って並列的に配置される、横置きタイプのタンデム型のカラーレーザプリンタである。カラーレーザプリンタ１は、ボックス形状の本体ケーシング２内に、シート３を給紙するための給紙部４と、給紙されたシート３に画像を形成するための画像形成部５と、画像が形成されたシート３を排紙するためのシート排出部６とを備えている。

給紙部４は、本体ケーシング２内の底部に設けられるシートカセット７と、シートカセット７の前側上方に設けられる給紙ローラ８と、給紙ローラ８の前側上方に設けられる給紙パス９と、給紙パス９の途中に設けられる１対の搬送ローラ１０と、給紙パス９の下流側端部に設けられる１対のレジストレーションローラ１１とを備えている。シートカセット７内には、シート３がスタックされており、その最上位にあるシート３は、給紙ローラ８の回転によって給紙パス９に送り出される。

給紙パス９は、上流側端部が、下方において給紙ローラ８に隣接し、シート３が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト６１に隣接し、シート３が後方に向かって排紙されるような、略Ｕ字形状の搬送経路として形成されている。給紙パス９に送り出されたシート３は、給紙パス９内において、搬送ローラ１０により搬送され、搬送方向が前後反転された後、レジストレーションローラ１１によるレジスト後に、レジストレーションローラ１１によって、後方に向かって排紙される。

画像形成部５は、走査光学装置１２、プロセス部１３、転写部１４および定着部１５を備えている。

＜走査光学装置の構成＞
次に、走査光学装置１２の構成について図面を参照しながら説明する。走査光学装置１２は、本体ケーシング２内の上部において、後述する複数のプロセス部１３の上方にわたって配置されている。図２は、走査光学装置１２を側方から見た側断面図である。図３は、走査光学装置１２を上方から見た図である。

走査光学装置１２は、図２および図３に示すように、フレーム１６と、４つの光源８１Ｍ・８１Ｋ・８１Ｙ・８１Ｃと、入射光学系１８と、偏向器の一例としてのポリゴンミラー１７と、４つの走査光学系８０とを備えている。

フレーム１６は、図２に示すように、ボックス形状をなしており、樹脂からなっている。フレーム１６は、ポリゴンミラー１７と、４つの光源８１Ｍ・８１Ｋ・８１Ｙ・８１Ｃと、入射光学系１８と、走査光学系８０とを保持する。フレーム１６の底壁４３には、各色に対応する出射窓２１が形成されている。各出射窓２１は、前後方向の異なる位置に互いに間隔を隔てて設けられており、前方から後方に向かって、各色に対応して、順次、イエロー出射窓２１Ｙ、マゼンタ出射窓２１Ｍ、シアン出射窓２１Ｃ、ブラック出射窓２１Ｋとして形成されている。以降では、図２における右方向を前方向、左方向を後方向として説明する。フレーム１６は、底壁４３と、底壁４３の四方の周部から底壁４３に垂直な方向に延びる側壁４４とを備えている。フレーム１６は、プロセス部１３とは反対側の上部が開口した箱形形状となっている。なお、図示はしていないが、フレーム１６はの上部は、別体であるカバーにより覆われている。

ポリゴンミラー１７は、フレーム１６内の前後方向中央部において、モータ基板２２上に、後述する４個の光源８１に対して、１つ設けられている。ポリゴンミラー１７は、図３に示すように、複数のビーム偏向面１７ａを有する多面体（本実施形態では６面体）に形成されており、その中心に設けられる回転軸２３を中心として、モータ基板２２内に収容されているスキャナモータの動力によって、高速で回転駆動される。

本実施形態における走査光学装置１２は、４つの光源８１を備えている。以降の説明では、４つの光源を区別する場合には、光源８１を光源８１Ｍ、光源８１Ｋ、光源８１Ｙ、光源８１Ｃと呼称する。光源８１Ｍおよび光源８１Ｋは、第１光源の一例であり、光源８１Ｙおよび光源８１Ｃは、第２光源の一例である。

光源８１Ｍおよび光源８１Ｋは、本体ケーシング２の前後方向において並んで配置されている。光源８１Ｙおよび光源８１Ｃは、本体ケーシング２の前後方向において互いに向かい合った状態で配置されている。光源８１Ｍおよび光源８１Ｋから出射されるビームは、光源８１Ｙおよび光源８１Ｃから出射されるビームに対して略直交する。４つの光源８１は、ポリゴンミラー１７に向けてビームを出射する。

図４は、走査光学装置１２における光源８１が配置されている領域周辺の拡大図である。図５は、光源８１Ｍの斜視図である。光源８１Ｍは、図４および図５に示すように、第１半導体レーザの一例としての半導体レーザ１０１Ｍと、第１カップリングレンズの一例としてのカップリングレンズ１０２と、第１ホルダの一例としてのホルダ１０３と、第１基板の一例としての基板１０４とを備えている。光源８１Ｍでは、ホルダ１０３によって半導体レーザ１０１Ｍとカップリングレンズ１０２とが保持されている。光源８１Ｍでは、半導体レーザ１０１Ｍから出射されたレーザ光を、カップリングレンズ１０２によりビームに変換する。

ホルダ１０３は、アルミニウム合金からなる板材を板金加工してなる部材である。図５に示すように、ホルダ１０３は、半導体レーザ１０１Ｍが固定されるレーザ保持壁１１１と、カップリングレンズ１０２が固定される台状のレンズ保持部１１２と、レーザ保持壁１１１とレンズ保持部１１２とをつなぐ接続部１１３とを備えている。

レーザ保持壁１１１は、その中央に半導体レーザ１０１Ｍが嵌合されるべく貫通して形成された円形の取付穴が形成されている。当該取付穴の縁には半導体レーザ１０１Ｍのレーザ光が出射される方向に向かって突出した縁取り１１４が形成されている。この縁取り１１４が、半導体レーザ１０１Ｍと嵌合する筒部を形成している。また、レーザ保持壁１１１には、半導体レーザ１０１Ｍを後述する基板１０４に固定するための２つのネジ穴１１５が設けられている。

レンズ保持部１１２は、レーザ保持壁１１１の前方に所定距離離れて配置されている。レンズ保持部１１２の上面、すなわちカップリングレンズ１０２が取り付けられる面には、半導体レーザ１０１Ｍのレーザ光が出射される方向に延びた溝１１２ａが形成されている。この溝１１２ａは、カップリングレンズ１０２をレンズ保持部１１２に固定する接着剤である光硬化性樹脂１３５を配置する部分となる。すなわち、溝１１２ａに光硬化性樹脂１３５が溜まる形で塗布されることにより、樹脂がレンズの周囲に流れるのを防止することができるとともに、光硬化性樹脂１３５を塗布する位置の基準とすることができる。

接続部１１３は、レーザ保持壁１１１の下端から前方に延びる下壁１１３ａと、下壁１１３ａの前端とレンズ保持部１１２の後端をつなぐように上下に延びる前壁１１３ｂとを有して構成されている。下壁１１３ａには、ホルダ１０３をフレーム１６に固定するためのネジ穴１１６が形成されている。

基板１０４は、半導体レーザ１０１Ｍの動作を制御するためのプリント基板である。基板１０４は、半導体レーザ１０１Ｍおよび半導体レーザ１０１Ｋを保持している。基板１０４は、図４に示すように、フレーム１６の側壁４４の外側に固定されている。なお、側壁４４は、半導体レーザ１０１Ｍの出射方向に直交している。

光源８１Ｋは、半導体レーザ１０１Ｍに代えて半導体レーザ１０１Ｋを備える点を除いて、光源８１Ｍと同一の構成である。半導体レーザ１０１Ｍと半導体レーザ１０１Ｋとの違いについては後述する。

図６は、光源８１Ｃの斜視図である。なお、図６では、後述するカップリングレンズ１０５の図示を省略している。光源８１Ｃは、図４および図６に示すように、第２半導体レーザの一例としての半導体レーザ１０１Ｃと、第２カップリングレンズの一例としてのカップリングレンズ１０５と、第２ホルダの一例としてのホルダ１０６と、第３ホルダの一例としてのホルダ１０７と、第２基板の一例としての基板１０８とを備えている。光源８１Ｃでは、ホルダ１０６によって半導体レーザ１０１Ｍが保持されており、ホルダ１０７によってカップリングレンズ１０５が保持されている。光源８１Ｃでは、半導体レーザ１０１Ｃから出射されたレーザ光を、カップリングレンズ１０５によりビームに変換する。

ホルダ１０６は、半導体レーザ１０１Ｃを保持する。ホルダ１０６は、アルミニウム合金からなる平板となっている。ホルダ１０６には、その中央に半導体レーザ１０１Ｃが嵌合されるべく貫通して形成された円形の取付穴（不図示）が形成されている。当該取付穴の縁には半導体レーザ１０１Ｃのレーザ光が出射される方向に向かって突出した縁取り１２０が形成されている。この縁取り１２０が、半導体レーザ１０１Ｃと嵌合する筒部を形成している。また、ホルダ１０６には、半導体レーザ１０１Ｃを後述する基板１０８に固定するための２つのネジ穴（不図示）が設けられている。ホルダ１０６は、ホルダ１０７側に、半導体レーザ１０１Ｃの出射方向に直交する第１平面部１０６ａを有している。

ホルダ１０７は、カップリングレンズ１０５を保持する。ホルダ１０７は、レンズ保持部１２１と、平板部１２２と、接続部１２３とを備えている。レンズ保持部１２１、平板部１２２および接続部１２３は、樹脂からなっている。

レンズ保持部１２１は、カップリングレンズ１０５が固定される台状をなしている。レンズ保持部１２１は、ホルダ１０６の前方に所定距離離れて配置されている。レンズ保持部１２１の上面、すなわちカップリングレンズ１０５が取り付けられる面には、半導体レーザ１０１Ｃのレーザ光が出射される方向に延びた溝１２１ａが形成されている。

平板部１２２は、ホルダ１０６の第１平面部１０６ａに接触する第２平面部１２２ａを有している。平板部１２２には、平板部１２２とホルダ１０６とを接続するためのネジ穴（不図示）が形成されており、平板部１２２とホルダ１０６とがネジにより締結されている。

第２平面部１２２ａは、半導体レーザ１０１Ｃの出射方向から見たときに、上部の一部に切欠きを有している。これにより、ホルダ１０６の第１平面部１０６ａの一部は、第２平面部１２２ａと対向し合う平面内において外部に露出した状態にすることができる。その結果、第１平面部１０６ａを介した半導体レーザ１０１Ｃの放熱効果を向上させることができる。なお、本実施形態では、第１平面部１０６ａを有するホルダ１０６が金属からなっているため、放熱性が高くなっている。

接続部１２３は、レンズ保持部１２１と平板部１２２とを接続している。接続部１２３の下壁には、ホルダ１０７をフレーム１６に固定するためのネジ穴１２３ａが形成されている。

基板１０８は、半導体レーザ１０１Ｃの動作を制御するためのプリント基板である。基板１０８は、半導体レーザ１０１Ｃを保持している。基板１０８は、フレーム１６とは非接触となっている。

光源８１Ｙは、半導体レーザ１０１Ｃに代えて半導体レーザ１０１Ｙを備える点を除いて、光源８１Ｃと同一の構成である。半導体レーザ１０１Ｃと半導体レーザ１０１Ｙとの違いについては後述する。

入射光学系１８は、図４に示すように、スリット板２６と、反射ミラー２７と、シリンドリカルレンズ２９とを備えている。スリット板２６は、２枚の平板が略直角方向に連続する略Ｌ字形状のプレートからなり、各平板には、スリットがそれぞれ開口されている。各スリットは、主走査方向に延びる長孔形状に形成されており、副走査方向において、各光源８１に対応する間隔で、互いに間隔を隔てて配置されている。そして、このスリット板２６は、各スリットが、レーザ光の通過方向において、各カップリングレンズ１０２・１０５の下流側に配置され、各カップリングレンズ１０２・１０５とそれぞれ対向するように配置されている。

各カップリングレンズ１０２・１０５を通過した各レーザ光は、スリット板２６の各スリットによって、レーザ光の通過方向に直交する断面形状が制限され、これによって、各光源８１から発光されるレーザ光の迷光が防止される。

反射ミラー２７は、レーザ光の通過方向において、上記各スリットの下流側に配置されており、略Ｌ字形状のスリット板２６の各平板に対して、略４５°に傾斜するように設けられている。この反射ミラー２７は、光源８１Ｋおよび光源８１Ｍから出射されたレーザ光が、上側において、そのまま直線的に通過し、光源８１Ｙおよび光源８１Ｃから出射されたレーザ光が、下側において、略９０°反射するように形成されている。これによって、２個の光源８１から互いに直交する方向に発光された２本のレーザ光の光路が、主走査方向において一致するように合成される。

シリンドリカルレンズ２９は、樹脂材料を用いた射出成形によって形成される樹脂製レンズであり、レーザ光の通過方向において、スリット板２６の下流側であって、ポリゴンミラー１７の上流側に、スリット板２６と所定間隔を隔てて対向配置されている。このシリンドリカルレンズ２９は、スリット板２６と対向する面が、スリット板２６を通過したレーザ光が入射する円筒状の入射面となっており、ポリゴンミラー１７と対向する面が、上記入射面から入射したレーザ光を出射する平面状の出射面となっている。

ポリゴンミラー１７は、高速回転によって、互いに反対側から入射される２組（４本）のレーザ光を、それぞれ偏向し、主走査方向に走査する。各組における２本のレーザ光は、ポリゴンミラー１７の反射面に対してそれぞれ異なる角度で入射するため、ビーム偏向面１７ａからは、次第に副走査方向において互いに離間する角度で反射される。

走査光学装置１２では、図２各色に対応して４つの走査光学系８０Ｍ・８０Ｋ・８０Ｙ・８０Ｃが設けられている。各走査光学系８０は、レンズの一例としての走査レンズ１９と、複数のミラーとを備えている。各色における走査光学系８０の詳細については、後述する。走査光学系８０では、走査レンズ１９によって、ポリゴンミラー１７によって等角速度で偏向されたビームを、像面において等速度で走査するよう変換し、主走査方向に結像する。また、走査光学系８０は、走査レンズ１９によって、ポリゴンミラー１７のビーム偏向面１７ａを像面に副走査方向に結像し、ポリゴンミラー１７の回転軸に対するミラー面の平行度の誤差（すなわち、偏向器の面倒れ）を補正する。走査レンズ１９は、入射光学系１８からポリゴンミラー１７に入射し、ポリゴンミラー１７によって主走査方向に等角速度で偏向された２本のレーザ光を、像面において等速度で走査するように変換するｆθ特性を有するレンズである。走査レンズ１９は、樹脂からなっている。

イエローに対応する走査光学系８０Ｙは、光源８１Ｙから出射されポリゴンミラー１７によって偏向された光を、第２像面の一例としての感光ドラム５１Ｙに結像させる。走査光学系８０Ｙは、第２走査光学系の一例である。走査光学系８０Ｙは、前後方向最前方に配置されており、一方の走査レンズ１９と、当該走査レンズ１９の上側を通過したレーザ光を反射させるミラー３５ａと、ミラー３５ａで反射されたレーザ光を第２像面の一例としての感光ドラム５１Ｙへ向けて反射するミラー３５ｂとを備えている。

走査光学系８０Ｙでは、レーザ光は、一方の走査レンズ１９の上側を通過し、ミラー３５ａにおいて斜め後側上方に反射され、ミラー３５ｂにおいて鉛直方向下方に反射されイエロー出射窓２１Ｙから出射される。

マゼンタに対応する走査光学系８０Ｍは、光源８１Ｍから出射されポリゴンミラー１７によって偏向された光を、第１像面の一例としての感光ドラム５１Ｍに結像させる。走査光学系８０Ｍは、第１走査光学系の一例である。走査光学系８０Ｍは、ポリゴンミラー１７と走査光学系８０Ｙとの間に配置されており、一方の走査レンズ１９と、当該走査レンズ１９の下側を通過したレーザ光を反射させる２つのミラー３７ａおよび３７ｂと、ミラー３７ｂで反射されたレーザ光を感光ドラム５１Ｍへ向けて反射するミラー３７ｃとを備えている。

走査光学系８０Ｍでは、レーザ光は、一方の走査レンズ１９の下側を通過し、ミラー３７ａにおいて上方に反射され、次いで、ミラー３７ｂにおいて後方に反射され、ミラー３７ｃにおいて鉛直方向下方に反射されマゼンタ出射窓２１Ｍから出射される。

シアンに対応する走査光学系８０Ｃは、光源８１Ｃから出射されポリゴンミラー１７によって偏向された光を、第２像面の一例としての感光ドラム５１Ｃに結像させる。走査光学系８０Ｃは、第２走査光学系の一例である。走査光学系８０Ｃは、ポリゴンミラー１７と後述するブラックに対応する走査光学系８０Ｋとの間に配置されており、他方の走査レンズ１９と、当該走査レンズ１９の下側を通過したレーザ光を反射させる２つのミラー３９ａおよび３９ｂと、ミラー３９ｂで反射されたレーザ光を感光ドラム５１Ｃへ向けて反射するミラー３９ｃとを備えている。

走査光学系８０Ｃでは、レーザ光は、他方の走査レンズ１９の下側を通過し、ミラー３９ａにおいて上方に反射され、次いで、ミラー３９ｂにおいて前方に反射され、その後、ミラー３９ｃにおいて鉛直方向下方に反射されシアン出射窓２１Ｃから出射される。

ブラックに対応する走査光学系８０Ｋは、光源８１Ｋから出射されポリゴンミラー１７によって偏向された光を、第１像面の一例としての感光ドラム５１Ｋに結像させる。走査光学系８０Ｋは、第１走査光学系の一例である。走査光学系８０Ｋは、前後方向最後方に配置されており、他方の走査レンズ１９と、当該走査レンズ１９の上側を通過したレーザ光を反射させるミラー４１ａと、ミラー４１ａで反射されたレーザ光を感光ドラム５１Ｋへ向けて反射するミラー４１ｂとを備えている。

走査光学系８０Ｋでは、レーザ光は、他方の走査レンズ１９の上側を通過し、ミラー４１ａにおいて斜め前側上方に反射され、ミラー４１ｂにおいて鉛直方向下方に反射されブラック出射窓２１Ｋから出射される。

ここで、本実施形態における走査光学装置１２では、光源８１Ｋおよび光源８１Ｍにおいて基板１０４がフレーム１６の側壁４４に固定されている。そのため、環境温度が上昇した場合、半導体レーザ１０１Ｋ・１０１Ｍとカップリングレンズ１０２との距離は、半導体レーザ１０１Ｋ・１０１Ｍとカップリングレンズ１０２とを接続するホルダ１０３の膨張だけではなく、フレーム１６の膨張にも依存して変化する。具体的には、環境温度が上昇した場合、図４に示すように、フレーム１６は、ホルダ１０３におけるフレーム１６への固定部であるネジ穴１１６と、基板１０４との距離が大きくなるように膨張する。これにより、半導体１０１レーザＫ・１０１Ｍとカップリングレンズ１０２との距離Ｄが大きくなる。

一方、光源８１Ｃおよび光源８１Ｙでは、基板１０８がフレーム１６に固定されていない。そのため、環境温度が上昇した場合、半導体レーザ１０１Ｃ・１０１Ｙとカップリングレンズ１０５との距離は、半導体レーザ１０１Ｃ・１０１Ｙとカップリングレンズ１０５とを接続するホルダ１０７の膨張のみに依存して変化する。

したがって、従来のように、すべての光源において、半導体レーザとカップリングレンズとを接続するホルダが同じ材料で形成されている場合には、基板が樹脂からなるフレームに固定されている光源における半導体レーザとカップリングレンズとの距離が、基板がフレームに固定されていない光源における半導体レーザとカップリングレンズとの距離よりも大きくなってしまう。その結果、フレームに固定されている光源と、基板がフレームに固定されていない光源とで焦点位置が互いに異なってしまう。

これに対して、本実施形態における走査光学装置１２では、光源８１Ｋおよび光源８１Ｍにおけるホルダ１０３が金属からなっているとともに、光源８１Ｙおよび光源８１Ｃにおけるホルダ１０７が樹脂からなっている。そのため、ホルダ１０７の熱膨張率が、ホルダ１０３の熱膨張率よりも高くなっている。その結果、環境温度が上昇した場合に、ホルダ１０７がホルダ１０３よりも大きく膨張させることができる。換言すれば、環境温度が変化した際の、ホルダ１０３の熱膨張による半導体レーザ１０１Ｋ・１０１Ｍとカップリングレンズ１０２との距離の変化と、ホルダ１０７の熱膨張による半導体レーザ１０１Ｙ・１０１Ｃとカップリングレンズ１０５との距離の変化とを異ならせることができる。当該距離の変化の違いによって、基板１０４がフレーム１６に固定されていることに起因する、半導体レーザとカップリングレンズとの距離の変化を相殺することができる。その結果、環境温度が変化した場合において、光源８１Ｋ・８１Ｍと光源８１Ｃ・８１Ｙとの焦点位置のずれを軽減することができる。

ここで、光源８１は、環境温度が上昇すると、半導体レーザとカップリングレンズとの間の距離がそれぞれ大きくなり、焦点が手前にずれる。走査光学装置１２では、走査光学系８０が、光源８１Ｋ・８１Ｍからの光と、光源８１Ｃ・８１Ｙからの光とがともに入射する、樹脂からなる走査レンズ１９を備えている。その結果、環境温度が上昇したときに、樹脂からなる走査レンズ１９が膨張し、焦点が奥側にずれることにより、焦点位置の変動を小さくすることができる。

また、走査光学装置１２では、ホルダ１０６は、半導体レーザ１０１Ｃ・１０１Ｙの出射方向に直交する第１平面部１０６ａを有し、ホルダ１０７は、第１平面部１０６ａに接触する第２平面部１２２ａを有する。

これにより、半導体レーザ１０１Ｃ・１０１Ｙを保持するホルダ１０６の第１平面部１０６ａを基準にして、ホルダ１０７が熱膨張したときの、半導体レーザ１０１Ｃ・１０１Ｙとカップリングレンズ１０５との距離の変動を規定することができる。

次に、本実施形態における半導体レーザ１０１Ｋ・１０１Ｍ・１０１Ｃ・１０１Ｙの詳細について説明する。

本実施形態における走査光学装置１２では、１回の走査ごとにインタレース操作を行う。そのため、半導体レーザ１０１Ｋ・１０１Ｍ・１０１Ｃ・１０１Ｙは、それぞれ複数、本実施形態では２つの発光部を備えている。

ここではまず、半導体レーザ１０１Ｍについて説明する。図７は、半導体レーザ１０１Ｍの構成を示す図である。図７に示すように、半導体レーザ１０１Ｍは、２つの発光部Ｅ１・Ｅ２を有している。発光部Ｅ１・Ｅ２は、距離Ｓｏだけ離間して配置されている。本実施形態における半導体レーザ１０１Ｍでは、２つの発光部Ｅ１・Ｅ２が距離Ｓｏ＝３０μｍだけ離間している。

２つの発光部Ｅ１・Ｅ２を結ぶ線Ｌ１は、主走査方向に対して斜めになっている。この例では、線Ｌ１と主走査方向とのなす角θは７８．８５°である。これにより、発光部Ｅ１・Ｅ２の副走査方向の間隔Ｐｏは、Ｐｏ＝Ｓｏ×ｓｉｎθ＝２９．４３μｍとなる。また、発光部Ｅ１・Ｅ２の主走査方向の間隔Ｑｏは、Ｑｏ＝Ｓｏ×ｃｏｓθ＝５．８０μｍとなる。走査光学系８０Ｍの副走査方向における結像倍率は４．３倍であるため、感光ドラム５１Ｍに結像される２つのビームスポットの副走査方向の間隔Ｐは、Ｐ＝Ｐｏ×βｓ＝１２７μｍとなる。

走査光学装置１２では、半導体レーザ１０１Ｍ・１０１Ｃにおける、２つの発光部を結ぶ線と主走査方向とのなす角度が７８．８５となっている。また、半導体レーザ１０１Ｋ・１０１Ｙにおける、２つの発光部を結ぶ線と主走査方向とのなす角度が－７８．８５となっている。

図８は、光源８１Ｋから出射される光ビーム群の走査レンズ１９における入射位置を表す図である。図中左右方向が主走査方向、図中上下方向が副走査方向を表している。また、図中「ＳＯＳ」が走査開始位置、「ＣＯＳ」が走査中央位置、「ＥＯＳ」が走査終了位置をそれぞれ表している。

図８に示すように、ＣＯＳ位置における、光ビーム群のうち実線で示す発光部Ｅ１から の光ビームの主光線の入射高さＨ１と、破線で示す発光部Ｅ２からの光ビームの主光線の 入射高さＨ２との比は約１．３２：１となっている。

なお、光源８１Ｋおよび光源８１Ｙにおける半導体レーザ１０１Ｋ・１０１Ｙは、２つの発光部を結ぶ線と主走査方向とのなす角度が－７８．８５°と半導体レーザ１０１Ｍとは逆になっているため、発光点の位置関係が逆になる。なお、光源８１Ｃにおける半導体レーザ１０１Ｃは、２つの発光部を結ぶ線と主走査方向とのなす角度が半導体レーザ１０１Ｍと同様であるため、発光点の位置関係も光源８１Ｍと同様になる。

図９は、走査光学装置１２におけるインタレース走査を説明する図であり、感光ドラム５１Ｋの被走査面における発光部Ｅ１・Ｅ２の像ＩＥ１・ＩＥ２の移動をそれぞれ示している。図示の例では、前述の発光部Ｅ１・Ｅ２からのレーザ光に基づく、副走査方向に互いに離れた複数の走査線が露光されている。

具体的には、例えばあるタイミングで、発光部Ｅ１の像ＩＥ１と発光部Ｅ２の像ＩＥ２ とが、それぞれ、走査線Ｓ１１及び走査線Ｓ１４に沿って主走査方向に走査される。この 例では、像ＩＥ１と像ＩＥ２との副走査方向における中心間距離は、光源８１Ｋから照射された光ビーム群のピッチＰに相当し、各走査線Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３・・・の中心間距離Ｐｉの３倍となる。

一方、感光ドラム５１Ｋは、図示しないモータにより回転駆動される。上記光ビーム群が走査される感光ドラム５１Ｋの被走査面は、上記のように像ＩＥ１・ＩＥ２が主走査方向に一回の走査をされる間に、副走査方向にＰｍだけ移動する。この距離Ｐｍは、距離Ｐｉの２倍である。このため、例えば、図示のタイミングで示すように像ＩＥ１・ＩＥ２が走査線Ｓ１１，Ｓ１４を走査した後は、二点鎖線に示すように、像ＩＥ１・ＩＥ２は２本ずれた走査線Ｓ１３，Ｓ１６を走査する。そして、その次のタイミングでは、像ＩＥ１・ＩＥ２はさらに２本ずれた走査線Ｓ１５，Ｓ１８を走査する。以降、同様の走査態様が繰り 返される。

本実施形態では、上記のようにして、光ビーム群による１回の走査ごとに、副走査方向にｎ番目の走査線Ｓｎとｎ＋３番目の走査線Ｓｎ＋３（但しｎは自然数）との走査が実行される。これによって、被走査面６１ａの全走査線Ｓに沿って順次露光が行われる。

＜変形例＞
上記の実施形態では、光源８１Ｍおよび光源８１Ｋに対してそれぞれホルダ１０３が設けられる態様であったが、本発明の走査光学装置はこれに限られない。図１０は、本変形例における走査光学装置が備えるホルダ１０３Ａを示す図である。図１０に示すように、本変形例における走査光学装置では、上記の実施形態における、光源８１Ｍのホルダ１０３と、光源８１Ｋにおけるホルダ１０３とが一体として形成されているホルダ１０３Ａを備えている。ホルダ１０３Ａは、第１ホルダの一例である。

ホルダ１０３Ａは、金属で形成されている。ホルダ１０３Ａは、半導体レーザ１０１Ｍと、半導体レーザ１０１Ｋと、半導体レーザ１０１Ｍおよび半導体レーザ１０１Ｋにそれぞれ対応するカップリングレンズ（図１０では図示を省略している）を保持する。

＜画像形成部の構成＞
プロセス部１３は、図１に示すように、複数色のトナーに対応して複数設けられている。すなわち、プロセス部１３は、イエロープロセス部１３Ｙ、マゼンタプロセス部１３Ｍ、シアンプロセス部１３Ｃおよびブラックプロセス部１３Ｋの４つからなる。これらプロセス部１３は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、順次、並列配置されている。各プロセス部１３は、感光ドラム５１、帯電器５２および現像カートリッジ５３を備えている。

感光ドラム５１は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成され、像面が形成されるドラム本体と、このドラム本体の軸心において、ドラム本体の軸方向に沿って延びるドラム軸とを備えている。

帯電器５２は、ワイヤおよびグリッドを備え、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させる正帯電型のスコロトロン型帯電器を用いることができ、感光ドラム５１の後方において、感光ドラム５１と接触しないように間隔を隔てて対向配置されている。

現像カートリッジ５３は、その筐体内に、現像ローラ５６、供給ローラ５７および層厚規制ブレード５８を備えている。現像カートリッジ５３の筐体の上側部分は、トナーを収容するトナー収容室５５として形成されており、各色のトナーが収容されている。

各プロセス部１３では、画像形成時に、各トナー収容室５５に収容されている各色のトナーが、供給ローラ５７に供給され、この供給ローラ５７の回転により現像ローラ５６に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ５７と、現像バイアスが印加されている現像ローラ５６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ５６上に供給されたトナーは、現像ローラ５６の回転に伴って、層厚規制ブレード５８と現像ローラ５６との間に進入し、一定厚さの薄層となって、現像ローラ５６上に担持される。

一方、帯電器５２は、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させて、感光ドラム５１の表面を一様に正帯電させている。感光ドラム５１の表面は、感光ドラム５１の回転に伴って、帯電器５２により一様に正帯電された後、走査光学装置１２の出射窓２１から出射されたレーザ光の高速走査により露光され、シート３に形成すべき画像に対応した各色の静電潜像が形成される。

さらに感光ドラム５１が回転すると、次いで、現像ローラ５６の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが、現像ローラ５６の回転により、感光ドラム５１に対向して接触するときに、感光ドラム５１の表面に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム５１の表面のうち、レーザ光によって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム５１の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム５１の表面には、各色に対応して、反転現像によるトナー像が担持される。

転写部１４は、本体ケーシング２内において、シートカセット７の上方であって、プロセス部１３の下方において、前後方向に沿って配置されている。転写部１４は、駆動ローラ５９、従動ローラ６０、搬送ベルト６１、転写ローラ６２およびベルトクリーニング部６３を備えている。

ベルトクリーニング部６３は、搬送ベルト６１の下方であって、ブラックプロセス部１
３Ｋと搬送ベルト６１を挟んで対向配置されている。ベルトクリーニング部６３は、１次クリーニングローラ６４と、２次クリーニングローラ６５と、掻取ブレード６６と、クリーニングボックス６７とを備えている。

シート排出部６は、排紙パス７１、排紙ローラ７２および排紙トレイ７３を備えている。排紙パス７１は、上流側端部が、下方において搬送ローラ７０に隣接し、シート３が後方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において排紙ローラ７２に隣接し、シート３が前方に向かって排紙されるような、略Ｕ字形状のシート３の搬送経路として形成されている。排紙ローラ７２は、排紙パス７１の下流側端部に、１対のローラとして設けられている。排紙トレイ７３は、本体ケーシング２の上面に、前方から後方に向かって下方に傾斜する傾斜壁として形成されている。

搬送ローラ７０から送られたシート３は、排紙パス７１内において、搬送方向が前後反転された後、排紙ローラ７２によって、前方に向かって排紙される。排紙されたシート３は、排紙トレイ７３上に載置される。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１２ 走査光学装置
１６ フレーム
１７ ポリゴンミラー（偏向器）
１９ 走査レンズ（レンズ）
４４ 側壁
８０Ｍ、８０Ｋ 走査光学系（第１走査光学系）
８０Ｃ、８０Ｙ 走査光学系（第２走査光学系）
８１Ｍ、８１Ｋ 光源（第１光源）
８１Ｃ、８１Ｙ 光源（第２光源）
１０１Ｍ、１０１Ｋ 半導体レーザ（第１半導体レーザ）
１０１Ｃ、１０１Ｙ 半導体レーザ（第２半導体レーザ）
１０２ カップリングレンズ（第１カップリングレンズ）
１０４ 基板（第１基板）
１０３、１０３Ａ ホルダ（第１ホルダ）
１０５ カップリングレンズ（第２カップリングレンズ）
１０６ ホルダ（第２ホルダ）
１０６ａ 第１平面部
１０７ ホルダ（第３ホルダ）
１０８ 基板（第２基板）
１２２ａ 第２平面部

Claims (4)

1. 第１半導体レーザ、当該第１半導体レーザから出射された光をビームに変換する第１カップリングレンズ、および、前記第１半導体レーザと前記第１カップリングレンズとを保持する第１ホルダを有する第１光源と、
   第２半導体レーザ、当該第２半導体レーザから出射された光をビームに変換する第２カップリングレンズ、前記第２半導体レーザを保持する第２ホルダ、および、前記第２ホルダに固定され前記第２カップリングレンズを保持する第３ホルダを有する第２光源と、
   前記第１光源および前記第２光源からの光を偏向する偏向器と、
   前記第１光源から出射され前記偏向器によって偏向された光を、第１像面に結像させる第１走査光学系と、
   前記第２光源から出射され前記偏向器によって偏向された光を、第２像面に結像させる第２走査光学系と、
   前記第１光源と、前記第２光源と、前記偏向器と、前記第１走査光学系と、前記第２走査光学系とを保持するフレームとを備え、
   前記第１光源は、前記第１半導体レーザを保持するとともに、前記フレームに固定された第１基板を備え、
   前記第２光源は、前記第２半導体レーザを保持するとともに、前記フレームに非接触の第２基板を備え、
   前記第１ホルダはアルミニウム合金からなり、
   前記第３ホルダは前記第１ホルダより熱膨張率の大きい樹脂からなり、
   前記フレームは樹脂からなり、前記第１半導体レーザの出射方向に直交する側壁を有し、
   前記第１基板は、前記側壁に固定されている、走査光学装置。
2. 前記第１走査光学系および前記第２走査光学系は、前記第１光源からの光と、前記第２光源からの光とがともに入射するレンズを備え、
   前記レンズは、樹脂からなる、請求項１に記載の走査光学装置。
3. 前記第２ホルダは、前記第２半導体レーザの出射方向に直交する第１平面部を有し、
   前記第３ホルダは、前記第１平面部に接触する第２平面部を有する、請求項１または２に記載の走査光学装置。
4. 前記第１平面部は、前記第２平面部と対向し合う平面内において露出している、請求項３に記載の走査光学装置。

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