JP2002296531A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
構造を簡易化することができるとともに、安価に製造す
ることができる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 LSUは半導体レーザ25、半導体レー
ザ25の駆動部、ポリゴンミラー27及び水平同期セン
サ30により構成されている。ポリゴンミラー27の各
偏向反射面27aはそれぞれ副走査方向に沿って円弧状
に湾曲する凹面に形成され、その凹面の曲率はSに設定
されている。そして、偏向反射面27aに入射されたレ
ーザビームは凹面により副走査方向へ結像される状態で
偏向反射され、そのレーザビームが結像する位置に水平
同期センサ30が設置されている。
Description
ーザビームの水平走査を開始する位置を検出するレーザ
スキャンユニットを備えたレーザプリンタ等の画像形成
装置に関するものである。
てのレーザプリンタは、感光体と、感光体の外周面を帯
電させる帯電手段と、感光体の外周面を光信号としての
レーザビームにより選択的に露光して感光体上に静電潜
像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナー像に現
像する現像手段と、前記トナー像を転写対象に転写させ
る転写装置とより主に構成されている。
作を説明すると、図6に示すように、前記露光手段の光
源部としての半導体レーザ51から発生されたレーザビ
ームは、コリメータレンズ52により主走査方向及び副
走査方向に対して平行な線形像に集束される。次いで、
レーザビームはシリンドリカルレンズ53により前記副
走査方向へポリゴンミラー54上に結像される。さら
に、レーザビームは回転するポリゴンミラー54の各偏
向反射面54aにより主走査方向へ走査するように偏向
反射される。そして、主走査方向へ走査されたレーザビ
ームはf−θレンズ55により感光体上で副走査方向へ
結像されるとともに、感光体上の所定の水平走査開始位
置から主走査方向へ走査され、そのレーザビームによる
露光により、感光体上に静電潜像が形成される。
ムの水平走査開始位置を検出する光走査装置としてのレ
ーザスキャンユニット(以下、LSUと称す)が設けら
れている。このLSUは前記半導体レーザ51と、半導
体レーザ51を駆動制御する駆動部(図示せず)と、ポ
リゴンミラー54と、水平同期センサ57と、レーザビ
ームを水平同期センサ57方向へ反射させる反射ミラー
59と、水平同期センサ57に入射されるレーザビーム
を結像させるシリンドリカルレンズ60とから主に構成
されている。前記水平同期センサ57はレーザビームの
主走査範囲内の感光体上における画像形成領域外となる
位置に設置されている。また、水平同期センサ57と半
導体レーザ51の駆動部とは、それぞれ別々の基板に設
けられ、コネクタ(図示せず)を介してハーネス58に
より接続されている。
明すると、ポリゴンミラー54の偏向反射面54aによ
り前記画像形成領域外に偏向反射され、さらに反射ミラ
ー59により水平同期センサ57方向へ反射されたレー
ザビームが水平同期センサ57に入射される。すると、
水平同期センサ57は水平同期信号を駆動部に出力す
る。前記水平同期信号を検知した駆動部は、水平同期信
号の出力レベルが所定レベルに達した時点から一定のタ
イミングをカウントし、そのタイミングがカウントされ
た時点で半導体レーザ51からレーザビームを前記画像
形成領域へ発生させ、感光体上の所定の位置から水平走
査を開始させる。
LSUにおいて、水平同期センサ57に入射されるレー
ザビームの出力レベルがそれぞれ異なると、水平同期セ
ンサ57から出力される水平同期信号の出力レベルも変
動する。そのため、例えばポリゴンミラー54の各面の
回転軸に対する平行誤差によりレーザビームのビーム径
や出力レベル等の品質が異なると、そのレーザビーム毎
に水平同期信号の出力レベルが所定レベルに達するまで
の時間にばらつきが生じる。その結果、水平同期信号が
出力されてから半導体レーザ51による水平走査が開始
されるまでの時間にばらつきが生じて、感光体上におけ
る水平走査開始位置にばらつきが生じてしまう。
置を一定にするには、水平同期センサ57に一定の出力
レベルのレーザビームが入射されなければならず、具体
的には結像されたレーザビームが水平同期センサ57に
入射されなければならない。そのため、前記結像のため
に半導体レーザ51と水平同期センサ57との間にレー
ザビームを副走査方向へ結像するシリンドリカルレンズ
60を設けなければならなかった。
たレーザビームを前記f−θレンズ55を通過させるこ
とにより、副走査方向へ結像させたレーザビームを水平
同期センサ57に入射させることが可能となる。ところ
が、水平同期センサ57上でレーザビームを結像させる
には、ポリゴンミラー54に偏向反射されたレーザビー
ムが感光体上に達するまでの距離と、水平同期センサ5
7に達するまでの距離とをほぼ同等に設定しなければな
らない。
センサ57との間の距離を取るために画像形成装置内で
レーザビームを屈曲させなければならず、反射ミラー5
9をLSUに設けなければならなかった。あるいは、前
記距離を確保するためLSUが大型化してしまう。従っ
て、いずれの場合においても、LSUを構成する部材点
数が多くなり構造が複雑になるとともに、画像形成装置
の製造コストが嵩むという問題があった。
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、光走査装置を構成する部材点数を少なくし
て構造を簡易化することができるとともに、安価に製造
することができる画像形成装置を提供することにある。
めに、請求項1に記載の発明の画像形成装置は、光源部
と、偏向反射面を有し、同偏向反射面により前記光源部
から発生された光信号を画像担持体上の主走査方向へ走
査的に偏向すべく回転可能に設けられた偏向部と、同偏
向部に偏向反射された光信号が入射すると水平同期信号
を発生させる水平同期センサと、前記水平同期信号が入
力されると画像担持体上の所定位置からの光信号による
主走査方向への走査を光源部に開始させる駆動部とより
なる光走査装置を備え、前記偏向部に偏向反射された光
信号が水平同期センサ上で少なくとも前記主走査方向と
直交する方向である副走査方向に結像すべく前記偏向反
射面を少なくとも副走査方向に沿って湾曲する凹面に形
成したことを特徴とするものである。
請求項1に記載の発明において、前記光源部の駆動部と
水平同期センサとを同一基板上に設置したことを特徴と
するものである。
のレーザスキャンユニット(LSU)を備えた画像形成
装置(レーザカラープリンタ)に具体化した一実施形態
を図面に従って説明する。この画像形成装置は、イエロ
ー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)及びブラック
(K)の4色のトナーによりフルカラー画像を形成する
ことのできるものである。なお、図1は画像形成装置内
を模式的に示す概略図であり、明細書中における主走査
方向は図2における感光体11の軸線方向を示し、副走
査方向は前記主走査方向に対して二次元的に直交する方
向とする。
する。図1に示すように、画像形成装置内は、円柱状を
なす画像担持体としての感光体11、帯電手段としての
帯電ローラ12、4色用の現像ローラ10、LSUを備
えた露光部15、クリーニング手段(図示せず)及び中
間転写装置13により主に構成されている。
ず、前記帯電ローラ12が感光体11の外周面に接触す
ることにより、感光層が一様に帯電される。そして、制
御部(図示せず)からの画像形成信号を受けた露光部1
5のレーザビームによって画像形成信号に応じた選択的
な露光が感光体11になされると、感光体11には静電
潜像が形成される。さらに、前記4色の現像ローラ10
により各色のトナーが順番に前記静電潜像に付与されて
現像される。
に張架された中間転写ベルト18等から構成されてい
る。そして、感光体11と、同感光体11の対向位置に
配置された一次転写バックアップローラ17との間で感
光体11に形成されたトナー像が中間転写ベルト18に
転写される。次いで、二次転写ローラ19と中間転写ベ
ルト18との圧接部において、中間転写ベルト18に転
写されたトナー像は紙23に転写される。二次転写後、
紙23が定着装置(図示せず)を通過することによって
紙23上に前記トナー像が定着され、その後、紙23が
画像形成装置外に排出される。
体的に説明すると、図2及び図3に示すように、露光部
15は光源部としての半導体レーザ25、半導体レーザ
25の駆動部(図示せず)、コリメータレンズ26、偏
向部としてのポリゴンミラー27、f−θレンズ28、
反射ミラー29及び水平同期センサ30より構成されて
いる。また、LSUは半導体レーザ25、半導体レーザ
25の駆動部、ポリゴンミラー27及び水平同期センサ
30により構成されている。
され、そのケーシング31の一側辺部には半導体レーザ
25が設置されている。その半導体レーザ25から発生
される光信号としてのレーザビームの延長線上には前記
コリメータレンズ26が配置されている。そして、半導
体レーザ25から発生されたレーザビームは、図3に示
すように、その主走査方向及び図4に示す副走査方向へ
集束されて図4に1点鎖線に示す光軸に対して主走査方
向及び副走査方向へ平行となる。
ンズ26を通過したレーザビームの延長線上に設置され
たポリゴンミラー27は略六角柱状をなし、レーザビー
ムを感光体11上に主走査方向へ水平走査的に偏向すべ
くモータ32により回転可能に設けられている。ポリゴ
ンミラー27の各面にはそれぞれ偏向反射面27aが形
成されている。図4に示すように、各偏向反射面27a
はそれぞれ副走査方向に沿って円弧状に湾曲する凹面に
形成され、その凹面の曲率はSに設定されている。
されたレーザビームは、偏向反射面27aに入射される
と前記凹面により副走査方向へ結像される。このとき、
凹面におけるレーザビームの反射点からレーザビームの
結像位置までの距離はLに設定されている。前記曲率S
を小さくすると前記距離Lが短くなり、曲率Sを大きく
すると距離Lが長くなる。
ー27の偏向反射面27aにより主走査方向に沿って偏
向反射されたレーザビームの延長線上には前記f−θレ
ンズ28が配置されている。このf−θレンズ28は第
1走査レンズ28aと第2走査レンズ28bとより構成
され、これら第1、第2走査レンズ28a,28bは偏
向反射されたレーザビームを、感光体11上で副走査方
向へ結像させる機能を有している。
沿って偏向反射されたレーザビームを、感光体11上の
主走査方向へ等角度で走査させるように補正する機能
と、感光体11上での副走査方向へのビーム径を一定径
に補正して感光体11上での像面の湾曲を補正する機能
とを備えている。図2に示すように、f−θレンズ28
を通過したレーザビームの延長線上には反射ミラー29
が配置され、f−θレンズ28を通過したレーザビーム
は反射ミラー29により反射されて感光体11上に主走
査方向へ露光される。
センサ30は半導体レーザ25に隣接する位置に設置さ
れ、半導体レーザ25の駆動部と、水平同期センサ30
とは同一の基板33上に設置されている。図4に示すよ
うに、前記偏向反射面27aにおけるレーザビームの反
射点から水平同期センサ30までの距離は前記Lに設定
され、水平同期センサ30には副走査方向へ結像され、
一定のビーム径で一定出力レベルのレーザビームが常に
入射されるように構成されている。
へ結像されたレーザビームが入射されると、水平同期セ
ンサ30は水平同期信号を駆動部に出力する。前記水平
同期信号を検知した駆動部は、水平同期信号の出力レベ
ルが所定レベルに達した時点から一定のタイミングをカ
ウントする。その一定のタイミングがカウントされた時
点で、駆動部は半導体レーザ25からレーザビームを感
光体11上の画像形成領域へ発生させ、感光体11上の
所定の位置から主走査方向への水平走査を開始させる。
る感光体11への露光動作について説明する。まず、図
示しないホストコンピュータ等からの画像形成信号が制
御部に入力されると、感光体11、現像ローラ10及び
中間転写ベルト18が回転駆動されるとともに、露光部
15が駆動され、さらに、帯電ローラ12により感光体
11の外周面が帯電される。次いで、駆動部は、前記画
像形成信号に応じて半導体レーザ25によりレーザビー
ムを発生させる制御を行い、発生されたレーザビームは
コリメータレンズ26により主走査及び副走査方向へ集
束され、さらに、回転するポリゴンミラー27の偏向反
射面27aにより偏向反射される。
距離L離れた水平同期センサ30には副走査方向へ結像
されたレーザビームが入射される。水平同期センサ30
にレーザビームが入射されると、その水平同期センサ3
0からレーザビームの出力レベルに応じた水平同期信号
が駆動部に出力される。すると、駆動部は一定のタイミ
ングで半導体レーザ25からレーザビームを発生させる
制御を行う。このとき、水平同期センサ30と半導体レ
ーザ25の駆動部とは同一の基板33上に設置されてい
るため、出力された水平同期信号の出力レベルがノイズ
により変動することなく駆動部に入力される。
ームはコリメータレンズ26で集束され、ポリゴンミラ
ー27によりf−θレンズ28方向へ偏向反射される。
その偏向反射されたレーザビームはf−θレンズ28を
通過し、反射ミラー29に反射された後、感光体11上
における所定の水平走査開始位置から主走査方向へ走査
される。
距離L離れた位置で副走査方向へ一度結像した後、第1
走査レンズ28a、第2走査レンズ28bに入射され
る。そのため、コリメータレンズ26で集束されたレー
ザビームが第1、第2走査レンズ28a,28bに直接
入射する場合と比較してビーム径が小さくなり、各走査
レンズ28a,28bのレンズ面の加工精度の影響を受
けにくくなる。また、レーザビームはf−θレンズ28
により感光体11上で副走査方向へ結像されるため、感
光体11上の副走査方向におけるビーム径のばらつきが
防止され、像面湾曲が防止される。加えて、ポリゴンミ
ラー27の軸倒れにより、偏向反射面27aが傾斜した
としても、レーザビームは凹面により結像した位置と、
感光体11で副走査方向へ結像した位置とが共役関係と
なるため、レーザビームの主走査方向に沿った副走査方
向へのズレが防止される(面倒れ補正)。
えばイエロー)の画像形成情報に対応した選択的な露光
がなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。その
後、感光体11にはイエロー用の現像ローラ10によ
り、前記静電潜像がイエローのトナーにより現像され、
イエローのトナー像が感光体11に形成される。その
後、その他の3色のトナーによる現像が行われ、4色の
トナーが重ね合わされたトナー像が形成される。
いて、以下に記載する。 ・ ポリゴンミラー27の偏向反射面27aに凹面を形
成し、その凹面によりポリゴンミラー27に偏向反射さ
れたレーザビームを副走査方向へ結像させた。そのた
め、レーザビームが結像する位置に水平同期センサ30
を配置することにより、その水平同期センサ30に結像
されたレーザビームを入射させることができる。従っ
て、レーザビームをシリンドリカルレンズにより結像さ
せて水平同期センサ30に入射させた従来と異なり、シ
リンドリカルレンズを省略してLSU及び露光部15の
部品点数を少なくして構造を簡易化することができると
ともに、そのLSUを備えた画像形成装置を安価に製造
することができる。
ーザビームが感光体11上で結像するまでの距離と、水
平同期センサ30までの距離とを同じに設定するため
に、レーザビームを反射ミラーにより反射させて水平同
期センサ30に入射させた従来と異なり、反射ミラーを
省略してLSU及び露光部15の部品点数を少なくして
構造を簡易化することができるとともに、そのLSUを
備えた画像形成装置を安価に製造することができる。
ることにより、水平同期センサ30に入射されるレーザ
ビームのビーム径や出力レベルのばらつきを抑えること
ができる。そのため、レーザビームの出力レベルに依存
する水平同期信号の出力レベルのばらつきを抑えること
によって、水平同期センサ30にレーザビームが入射さ
れてから半導体レーザ25による水平走査開始までの時
間のばらつきを抑えて感光体11上における水平走査開
始位置のばらつきを防止することができる。
ポリゴンミラー27の反射点からレーザビームが結像す
るまでの距離Lを調整することができる。そのため、距
離Lに対応して水平同期センサ30の位置を露光部15
や画像形成装置の内部構造等に対応させて変更すること
ができ、画像形成装置の小型化を可能とすることができ
る。
サ30の位置を調整することにより、水平同期センサ3
0と半導体レーザ25の駆動部とを同一基板33上に設
置することができる。従って、水平同期センサ30と駆
動部とがそれぞれ別々の基板に設置され、各基板に設け
られたコネクタを介して両者をハーネスで接続した従来
と異なり、コネクタ、ハーネスを省略してLSU及び露
光部15の構造を簡易化して画像形成装置を安価に製造
することが可能となる。
水平同期センサ30から水平同期信号が駆動部に入力さ
れた従来と異なり、コネクタ、ハーネスを介することに
よる水平同期信号におけるノイズの影響を抑えることが
できる。従って、ノイズに依存した水平同期信号の出力
レベルが所定のレベルに達するまでの時間のばらつきを
抑えてレーザビームが水平同期センサ30に入射されて
から半導体レーザ25による水平走査開始位置を一定に
することができる。また、ノイズを抑えるための部材を
必要とすることがなく、LSU及び露光部15、即ち画
像形成装置を安価に製造することができる。
第1、第2走査レンズ28a,28bに入射するため、
コリメータレンズ26で集束されたレーザビームが第
1、第2走査レンズ28a,28bに入射する場合より
もビーム径の小さいレーザビームが入射される。そのた
め、ビーム径の大きいレーザビームが入射される場合と
比較してf−θレンズ28のレンズ面の加工精度による
うねり等を緩和することができるとともに、厚みを薄く
することができ、f−θレンズ28の製造の簡易化を図
ることができる。
ても凹面により感光体11上においてレーザビームの主
走査方向に沿った副走査方向へのズレが防止される。そ
のため、偏向反射面27aが平面状に形成され、軸倒れ
により感光体11上においてレーザビームの主走査方向
に沿った副走査方向へのばらつきが発生した従来と異な
り、得られる画像のピッチムラを防止することができ
る。
具体化することも可能である。 ・ 実施形態では、水平同期センサ30と半導体レーザ
25の駆動部とを同一基板33上に設置したが、両者を
別々の基板33に設置し、コネクタ及びハーネスを介し
て接続してもよい。
査方向に沿って湾曲する凹面を形成したが、副走査方向
及び主走査方向に沿って湾曲する凹面を形成してもよ
い。このように構成した場合、ポリゴンミラー27に偏
向反射されたレーザビームは感光体11上で主走査方向
及び副走査方向に結像し、水平同期センサ30に入射さ
れるレーザビームのビーム径や出力レベルのばらつきを
抑えることができる。
ってレーザビームを感光体11上で副走査方向へ結像さ
せたが、レーザビームが感光体11上で少なくとも副走
査方向で結像する範囲であれば、f−θレンズ28の光
学設計を変更したり、シリンドリカルレンズ、トーリッ
クレンズを設けてもよい。
ザ25を使用したが、ガスレーザとしてHe−Neレー
ザ、He−Cdレーザ、Arイオンレーザを使用しても
よい。
面に偏向反射面27aを有するように形成したが、ポリ
ゴンミラー27の偏向反射面27aの数を変更してもよ
い。 ・ 実施形態では画像形成装置としてのカラープリンタ
に具体化したが、本発明の画像担持体を備えた画像形成
装置としてのモノクロ印刷用のプリンタ、ファクシミリ
等に具体化してもよい。
的思想について以下に記載する。 ・ 画像形成装置において、周面が帯電された画像担持
体の周面への選択的な露光を行う露光部に設けられ、光
源部と、偏向反射面を有し、同偏向反射面により前記光
源部から発生された光信号を前記画像担持体上の主走査
方向へ走査的に偏向すべく回転可能に設けられた偏向部
と、同偏向部に偏向反射された光信号が入射すると水平
同期信号を発生させる水平同期センサと、前記水平同期
信号が入力されると画像担持体上の所定位置からの光信
号による走査を光源部に開始させる駆動部とよりなり、
前記偏向部に偏向反射された光信号が水平同期センサ上
で少なくとも前記主走査方向と直交する方向である副走
査方向に結像すべく前記偏向反射面を少なくとも副走査
方向に沿って湾曲する凹面に形成したことを特徴とする
光走査装置。このように構成した場合、部材点数を少な
くして構造を簡易化することができるとともに、光走査
装置を備えた画像形成装置を安価に製造することができ
る。
偏向反射された光信号が少なくとも副走査方向に結像す
る位置までの距離と、偏向反射面から水平同期センサま
での距離を同じに設定したことを特徴とする請求項1に
記載の画像形成装置。このように構成した場合、水平同
期センサの位置の変更を可能とし、光走査装置及び画像
形成装置内のレイアウトを変更することができる。
るため、次のような効果を奏する。請求項1に記載の画
像形成装置によれば、光走査装置を構成する部材点数を
少なくして構造を簡易化することができるとともに、安
価に製造することができる。
請求項1に記載の発明の効果に加え、水平同期センサと
光源部の駆動部とがそれぞれ別々の基板に設置され、各
基板に設けられたコネクタを介して両者をハーネスで接
続した従来と異なり、コネクタ、ハーネスを省略して光
走査装置の構造を簡易化して画像形成装置を安価に製造
することが可能となる。
態を示す部分側面図。
を示す部分側面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 光源部と、偏向反射面を有し、同偏向反
射面により前記光源部から発生された光信号を画像担持
体上の主走査方向へ走査的に偏向すべく回転可能に設け
られた偏向部と、同偏向部に偏向反射された光信号が入
射すると水平同期信号を発生させる水平同期センサと、
前記水平同期信号が入力されると画像担持体上の所定位
置からの光信号による主走査方向への走査を光源部に開
始させる駆動部とよりなる光走査装置を備え、前記偏向
部に偏向反射された光信号が水平同期センサ上で少なく
とも前記主走査方向と直交する方向である副走査方向に
結像すべく前記偏向反射面を少なくとも副走査方向に沿
って湾曲する凹面に形成したことを特徴とする画像形成
装置。 - 【請求項2】 前記光源部の駆動部と水平同期センサと
を同一基板上に設置したことを特徴とする請求項1に記
載の画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001099991A JP2002296531A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 画像形成装置 |
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Publications (1)
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JP2001099991A Withdrawn JP2002296531A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 画像形成装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP2107412A1 (en) | 2003-02-17 | 2009-10-07 | Seiko Epson Corporation | Scanner |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001099991A patent/JP2002296531A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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