JP2005249890A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される光走査装置、およびこの光走査装置を備えたかかる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and to such an image forming apparatus provided with the optical scanning device.
カールソンプロセスを用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、像担持体たる感光体ドラムの回転に従って、潜像形成、現像、転写が行われる。かかる潜像形成を行うため、かかる画像形成装置は、画像情報に応じたレーザービームとしてのビームを感光体ドラムの表面に照射する光走査装置を備えている。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer using the Carlson process, latent image formation, development, and transfer are performed according to the rotation of a photosensitive drum as an image carrier. In order to perform such latent image formation, the image forming apparatus includes an optical scanning device that irradiates the surface of the photosensitive drum with a beam as a laser beam corresponding to image information.
かかる画像形成装置において良好な画像を得るには、感光体ドラムを、光走査装置によって発せられるビームにより正確に走査する必要がある。特に、画像形成装置が、カラー画像を形成可能な多色画像形成装置であって、この多色画像形成装置がたとえば、複数の感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねるタイプの多色画像形成装置である場合には、各感光体ドラム上の照射位置すなわち走査位置を正確に合わせなければ、色ずれや色変わりとなって画像品質を劣化させるため、光走査装置は、そのビームにより感光体ドラムを正確に走査する必要がある。 In order to obtain a good image in such an image forming apparatus, it is necessary to accurately scan the photosensitive drum with a beam emitted by an optical scanning device. In particular, the image forming apparatus is a multi-color image forming apparatus capable of forming a color image. For example, the multi-color image forming apparatus arranges a plurality of photoconductive drums along the transport direction of the transfer body, In the case of a multicolor image forming apparatus that superimposes toner images formed at an image forming station, if the irradiation position on each photosensitive drum, that is, the scanning position is not accurately aligned, color misregistration and color change will result in image quality. Therefore, the optical scanning apparatus needs to accurately scan the photosensitive drum with the beam.
光走査装置は、光源によって発せられたビームが、レンズやミラーによって構成される複数の光学素子を経ることによって、感光体ドラムを走査するようになっているため、かかる複数の光学素子は、感光体ドラムをビームにより正確に走査して良好な画像を得るうえで非常に重要である。 In the optical scanning device, the beam emitted from the light source scans the photosensitive drum by passing through a plurality of optical elements constituted by lenses and mirrors. It is very important to obtain a good image by accurately scanning the body drum with a beam.
そのため、従来は、たとえば多色画像形成装置に関して、〔特許文献1〕や〔特許文献2〕に記載されているように、各色に対応する光源からのビームを、単一のポリゴンスキャナで一括して走査し、各々対応する感光体ドラムに導くよう複数の折返しミラーを配備しており、各色間の走査ラインの位置精度を安定して保つためにこれらの構成部品を共通のハウジングに一体的に支持した構成が提案されている。
また多色画像形成装置に関し、〔特許文献3〕や〔特許文献4〕には、各色毎に光学ユニットを配備する例が開示されており、光学ユニットを共通の側板フレームに位置決め支持することによって各色間の走査ラインの位置精度を保つようにしている。
Therefore, conventionally, as described in, for example, [Patent Document 1] and [Patent Document 2] regarding a multicolor image forming apparatus, beams from light sources corresponding to respective colors are collectively processed by a single polygon scanner. In order to stably maintain the positional accuracy of the scanning lines between the colors, these components are integrated into a common housing. A supported configuration has been proposed.
Further, regarding the multicolor image forming apparatus, [Patent Document 3] and [Patent Document 4] disclose examples in which an optical unit is provided for each color, and the optical unit is positioned and supported on a common side plate frame. The position accuracy of the scanning line between each color is maintained.
このように複数の画像形成ステーションを転写体の搬送方向に沿って配列し色重ねを行う多色画像形成装置においては、感光体ドラムから転写体に転写された各ステーションでのトナー像のレジスト位置が確実に重なるように合わせないと色ずれや色変わりの要因となる。また、単色の画像形成を行う場合にも、走査位置のずれは画像の劣化の原因となる。
そのため、従来の光走査装置においては、たとえば、機械的な振動に起因する走査位置のずれを防止するためや高精度の位置決めを行うため、〔特許文献5〕に記載されているように、板金を用いてハウジングの剛性を高めたり、アルミダイキャスト等の金属材料を用いて形成したりしていた。
In such a multicolor image forming apparatus in which a plurality of image forming stations are arranged in the transfer direction of the transfer body and color is superimposed, the registration position of the toner image at each station transferred from the photosensitive drum to the transfer body If they are not matched so as to overlap, color misregistration and color change will be caused. In addition, even when a single color image is formed, the shift of the scanning position causes deterioration of the image.
Therefore, in the conventional optical scanning device, for example, as described in [Patent Document 5], in order to prevent a scanning position shift due to mechanical vibration or to perform high-precision positioning, a sheet metal is used. To increase the rigidity of the housing or to use a metal material such as an aluminum die cast.
しかしながら、〔特許文献5〕に記載されているように、板金を用いてハウジングの剛性を高める技術については、ハウジング全体を板金とすると、多色画像形成の場合、複数のステーション分の光源やレンズを支持するには複雑化しすぎて、かえって工数がかかり、組み付けが厄介になってコストアップしてしまうという問題がある。 However, as described in [Patent Document 5], regarding the technology for increasing the rigidity of the housing using a sheet metal, if the entire housing is a sheet metal, in the case of multicolor image formation, the light sources and lenses for a plurality of stations are used. There is a problem that it is too complicated to support, and it takes a lot of man-hours.
またアルミダイキャスト等の金属材料を用いてハウジングを形成する技術については、構成部品の受け面を高精度に機械加工する手間がかかるため生産性が悪くコストが高いという問題があり、したがって〔特許文献4〕にも開示されているような、樹脂ハウジングを用いるようになりつつある。 In addition, the technology for forming a housing using a metal material such as aluminum die-casting has the problem that the productivity is low and the cost is high because it takes time and effort to machine the receiving surfaces of the component parts with high precision. Resin housings are being used as disclosed in [4].
ところが、樹脂ハウジングでは、複数の折返しミラーを内部に配設すると、かかる複数の折返しミラーの相対位置や角度が環境変化に伴って変動しやすく、各々の感光体ドラム上での照射位置がずれてしまうため、たとえば多色画像形成装置では各ステーションで照射位置から転写位置に至る時間が変わってレジストずれが生じ、色ずれ等が生じるといった問題がある。 However, in a resin housing, when a plurality of folding mirrors are arranged inside, the relative positions and angles of the plurality of folding mirrors are likely to fluctuate with environmental changes, and the irradiation positions on the respective photosensitive drums are shifted. Therefore, for example, in a multi-color image forming apparatus, there is a problem in that the time from the irradiation position to the transfer position changes in each station and registration shift occurs and color shift occurs.
この問題を解決するため、ジョブ間でレジストずれを検出し、ステーション間の照射位置を調整することが考えられるが、この場合でも、1ジョブ内における印字枚数が増えると、温度上昇に伴って次の補正までの期間中での照射位置の変動が避けられず、金属製のハウジングに比べると、経時的な信頼性が劣る。よってジョブ間でレジストずれを検出するのでなく、1ジョブ内において、途中で印字を中断し補正をかけることも可能であるが、レジストずれを検出するには検出パターンを転写体に記録する必要があるため、その間装置は記録不可状態となり印字待ち時間が長くなって作業の能率を阻害する結果となる。そのうえ、補正回数が多いと無駄なトナーの消費量が増えることから、頻繁に行うことは避けることが望ましい。 In order to solve this problem, it is conceivable to detect registration deviation between jobs and adjust the irradiation position between stations. In this case, however, if the number of printed sheets in one job increases, Variations in the irradiation position during the period up to the correction of inevitably are unavoidable, and the reliability over time is inferior compared to a metal housing. Therefore, it is possible not to detect the registration error between jobs, but to interrupt printing and correct it in the middle of one job, but it is necessary to record the detection pattern on the transfer body to detect registration error. In the meantime, the apparatus becomes unrecordable, and the printing waiting time becomes longer, resulting in a hindrance to work efficiency. In addition, if the number of corrections is large, wasteful toner consumption increases, so it is desirable to avoid frequent operations.
またハウジングを樹脂製とする場合には、ハウジングの大きさを抑制することが望ましいにもかかわらず、従来の光走査装置にあってはこれが難しい状況となっていた。
すなわち、ハウジングが大型化すると、熱膨張によってハウジングに反りが発生しやすく寸法安定性が確保でき難くなるうえ、必然的に厚肉となりガラス繊維等の混入比率も多くなるため、せっかく樹脂材料を用いても生産効率が悪くなり、コスト高になってしまうとともに、従来、その上下の面それぞれに複数の光学素子を取り付けていたハウジングの平板状の底板が振動に弱くなり、走査位置がずれてしまい、走査位置ずれ、色ずれ等を生じるため、ハウジングを樹脂製とする場合には、ハウジングの大きさを抑制することが望ましい。
Further, when the housing is made of resin, it is difficult to reduce the size of the housing, although it is difficult for the conventional optical scanning device.
In other words, when the housing is enlarged, the housing is likely to warp due to thermal expansion, and it becomes difficult to ensure dimensional stability. In addition, the thickness is inevitably increased, and the mixing ratio of glass fibers and the like increases. However, the production efficiency deteriorates and the cost increases, and the flat bottom plate of the housing, which conventionally has a plurality of optical elements attached to the upper and lower surfaces thereof, is vulnerable to vibration, and the scanning position is shifted. In order to cause a scanning position shift, a color shift, and the like, it is desirable to suppress the size of the housing when the housing is made of resin.
しかしながら、近年においては、画像形成速度の向上が要求されていることから、たとえば、多色画像形成装置において、画像形成速度を向上することを目的として、トナー供給量を増加させるために、現像ローラの径を大きくすると、これに伴って現像ローラに対向する感光体ドラムの径が大きくなり、各ステーションの間隔が広くなるため、ハウジングも大型化してしまう。また、画像形成速度を向上するには、用紙の搬送速度を高める必要があるが、各ステーションにおける画像形成速度を高めるのには限度があるため、用紙の搬送速度を高めると、各色の画像形成を行う各ステーション間の間隔を広げる必要があり、これによってハウジングが大型化してしまう。 However, in recent years, there has been a demand for an improvement in image forming speed. For example, in a multicolor image forming apparatus, in order to increase the toner supply amount in order to increase the image forming speed, a developing roller When the diameter of the photosensitive drum is increased, the diameter of the photosensitive drum facing the developing roller is increased, and the interval between the stations is increased, so that the housing is also increased in size. In order to improve the image formation speed, it is necessary to increase the paper conveyance speed. However, since there is a limit to increasing the image formation speed at each station, if the paper conveyance speed is increased, image formation of each color is performed. It is necessary to widen the interval between the stations that perform the operation, which increases the size of the housing.
そこで、従来ハウジング内に取り付けられていた光学素子を、ハウジング外に配設することが考えられる。
一方、〔特許文献4〕には、構成部品を樹脂ハウジングに収納し、共通の板金フレームによって構成された側板に位置決め支持する例が開示されている。
このような構成において、従来ハウジング内に取り付けられていた光学素子を、ハウジング外に配設するとすれば、光学素子の支持は、かかる側板によって行うこととなる。
In view of this, it is conceivable to dispose the optical element that has been conventionally mounted inside the housing.
On the other hand, [Patent Document 4] discloses an example in which components are housed in a resin housing and positioned and supported on a side plate formed by a common sheet metal frame.
In such a configuration, if the optical element that has been conventionally mounted in the housing is disposed outside the housing, the optical element is supported by the side plate.
しかし、側板は、ハウジングを挟持しているため、側板間隔は少なくともハウジングよりも広くなり、よって従来の側板に折り返しミラーを支持する構成とすると、折り返しミラーの支持点間隔が広くなってしまうため、ミラーの共振周波数が低くなって振動に対して弱いため、上述のような走査位置のずれや色ずれ、色変わりといった問題がある。 However, since the side plate sandwiches the housing, the side plate interval is at least wider than the housing, and therefore when the conventional side plate is configured to support the folding mirror, the folding mirror support point interval becomes wide. Since the resonance frequency of the mirror is low and weak against vibrations, there are problems such as the above-described misalignment of scanning position, color misregistration, and color change.
本発明は、小型かつ低コストであるとともに、経時的にも安定してビームの走査位置ずれを防止する、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される光走査装置およびこの光走査装置を備えたかかる画像形成装置を提供することを目的とし、かかる画像形成装置が多色画像形成装置である場合にも、色ずれ、色変わりを低減し高画質化を実現した画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to an optical scanning device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, which is small in size and low in cost, and stably prevents a beam scanning position shift over time, and this optical scanning. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with an image forming apparatus, which reduces color shift and color change and realizes high image quality even when the image forming apparatus is a multicolor image forming apparatus. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、光源と、光源から出射されたビームを偏向する偏向部材と、この偏向部材により偏向されたビームを像担持体に結像させるための複数の光学素子と、少なくとも上記偏向部材を保持する保持部材と、上記複数の光学素子のうちの少なくとも一部の光学素子および上記保持部材を支持する、上記ビームの主走査方向において互いに対向するよう配設された支持部材とを有し、上記支持部材が、上記保持部材の少なくとも一部が上記主走査方向における同支持部材の対向領域外に位置するように同保持部材を支持した光走査装置にある。
In order to achieve the above object, an invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光走査装置において、上記保持部材が、上記支持部材に対し、上記主走査方向において着脱可能であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the first aspect, the holding member is detachable from the support member in the main scanning direction.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の光走査装置において、上記保持部材を、上記支持部材に対し、上記主走査方向から係合させて位置決めすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the first or second aspect, the holding member is positioned by being engaged with the support member from the main scanning direction.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1つに記載の光走査装置において、上記保持部材が、上記光源を、上記対向領域外に位置する部分に、着脱可能に保持したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to third aspects, the holding member detachably holds the light source at a portion located outside the facing region. It is characterized by that.
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載の光走査装置において、上記支持部材が保持した、上記少なくとも一部の光学素子が、上記ビームを反射するためのミラーを含むことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fourth aspects, the at least some of the optical elements held by the support member reflect the beam. It is characterized by including.
請求項6記載の発明は、請求項5記載の光走査装置において、上記支持部材が、上記ミラーの上記ビームの反射面に係合して同ミラーを支持する孔部を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the fifth aspect, the support member has a hole portion that engages with the reflection surface of the beam of the mirror and supports the mirror. .
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか1つに記載の光走査装置において、上記支持部材が保持した、上記少なくとも一部の光学素子が、少なくとも上記主走査方向にパワーを有する光学素子を含み、上記支持部材が、上記主走査方向にパワーを有する光学素子を、同光学素子の上記主走査方向における一端側を基準に位置決めすることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to sixth aspects, the at least some of the optical elements held by the support member have power in at least the main scanning direction. The support member positions the optical element having power in the main scanning direction with reference to one end side of the optical element in the main scanning direction.
請求項8記載の発明は、請求項7記載の光走査装置において、上記支持部材が、上記主走査方向にパワーを有する光学素子を、同光学素子を上記主走査方向に位置決めした部分において、上記ビームの光軸方向に略直交する面内で回動可能に支持したことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the seventh aspect, in the portion where the support member positions the optical element having power in the main scanning direction, the optical element is positioned in the main scanning direction. It is characterized in that it is supported so as to be rotatable in a plane substantially perpendicular to the optical axis direction of the beam.
請求項9記載の発明は、請求項7または8記載の光走査装置において、上記主走査方向にパワーを有する光学素子を、上記主走査方向における中央部において位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the optical scanning device according to
請求項10記載の発明は、請求項1ないし5の何れか1つに記載の光走査装置において、上記光源を複数有し、上記複数の光学素子を、上記複数の光源に対してそれぞれ備えたことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects, the plurality of light sources are provided, and the plurality of optical elements are respectively provided for the plurality of light sources. It is characterized by that.
請求項11記載の発明は、請求項10記載の光走査装置において、上記保持部材が、上記複数の光学素子のうち、少なくとも、上記ビームの光路中における上記偏向部材に最も近い光学素子を保持し、上記光学素子を、複数の上記ビームに共用したことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the tenth aspect, the holding member holds at least an optical element closest to the deflecting member in the optical path of the beam among the plurality of optical elements. The optical element is shared by a plurality of the beams.
請求項12記載の発明は、請求項10または11記載の光走査装置において、上記保持部材を複数有することを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to the tenth or eleventh aspect, a plurality of the holding members are provided.
請求項13記載の発明は、請求項1ないし12の何れか1つに記載の光走査装置において、上記支持部材を、板金製としたことを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to twelfth aspects, the support member is made of sheet metal.
請求項14記載の発明は、請求項1ないし13の何れか1つに記載の光走査装置と、この光走査装置によって潜像を形成される像担持体とを有する画像形成装置にある。 According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the optical scanning device according to any one of the first to thirteenth aspects and an image carrier on which a latent image is formed by the optical scanning device.
本発明は、光源と、光源から出射されたビームを偏向する偏向部材と、この偏向部材により偏向されたビームを像担持体に結像させるための複数の光学素子と、少なくとも上記偏向部材を保持する保持部材と、上記複数の光学素子のうちの少なくとも一部の光学素子および上記保持部材を支持する、上記ビームの主走査方向において互いに対向するよう配設された支持部材とを有し、上記支持部材が、上記保持部材の少なくとも一部が上記主走査方向における同支持部材の対向領域外に位置するように同保持部材を支持した光走査装置にあるので、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制してビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 The present invention holds a light source, a deflecting member for deflecting a beam emitted from the light source, a plurality of optical elements for imaging the beam deflected by the deflecting member on an image carrier, and at least the deflecting member. A holding member that supports at least some of the plurality of optical elements and the holding member, and is arranged to face each other in the main scanning direction of the beam, Since the support member is in the optical scanning apparatus that supports the holding member so that at least a part of the holding member is located outside the opposite region of the support member in the main scanning direction, the optical element is supported in the main scanning direction. The distance between the holding members is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, is small and low in cost, and suppresses vibrations such as banding of the optical element, thereby scanning the beam. Shift was suppressed, and high-precision stable even the scanning position over time, it is possible to provide an optical scanning device which can contribute to making the image formation of high image quality.
保持部材が、支持部材に対し、主走査方向において着脱可能であることとすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制してビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができるとともに、その生産性やメンテナンス性を向上した光走査装置を提供することができる。 If the holding member is detachable from the support member in the main scanning direction, the distance at which the optical element is supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, and is small and low cost. In addition, it suppresses vibrations such as banding of the optical element to suppress beam scanning position deviation, and contributes to stable and highly accurate scanning position over time and high-quality image formation. Thus, an optical scanning device with improved productivity and maintainability can be provided.
保持部材を、支持部材に対し、主走査方向から係合させて位置決めすることとすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制してビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、また位置決め精度が高く高画質の画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 If the holding member is positioned by being engaged with the support member from the main scanning direction, the distance at which the optical element is supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, and the size is small. In addition to low cost, it suppresses vibrations such as banding of the optical element to suppress beam scanning position deviation, and the scanning position is stable and highly accurate over time. It is possible to provide an optical scanning device that can contribute to performing the above.
保持部材が、光源を、対向領域外に位置する部分に、着脱可能に保持したこととすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制してビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができるとともに、たとえば配線の際のコネクタ着脱が容易となるなどして、光源の組み付け性が向上し、メンテナンス性、生産性が高い光走査装置を提供することができる。 If the holding member detachably holds the light source in a portion located outside the facing region, the interval at which the optical element is supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction. In addition to being small and low-cost, it suppresses vibrations such as banding of optical elements to suppress beam scanning position shifts, and enables stable and accurate scanning positions over time to form high-quality images. As a result, it is possible to provide an optical scanning device with improved light source assembly, high maintainability, and high productivity.
支持部材が保持した、少なくとも一部の光学素子が、ビームを反射するためのミラーを含むこととすれば、装置の大型化の要因になり易いミラーを含む光学素子を支持した主走査方向における間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、走査位置の精度に影響を与え易いミラーを含む光学素子のバンディング等の振動を抑制して、ビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 If at least some of the optical elements held by the support member include a mirror for reflecting the beam, the distance in the main scanning direction that supports the optical element including the mirror, which is likely to increase the size of the apparatus. However, it is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, is small and low in cost, and suppresses vibrations such as banding of an optical element including a mirror that easily affects the accuracy of the scanning position, so that the scanning position of the beam It is possible to provide an optical scanning device that can suppress the deviation, stabilize the scanning position over time, have high accuracy, and contribute to image formation with high image quality.
支持部材が、ミラーのビームの反射面に係合して同ミラーを支持する孔部を有することとすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制してビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、また位置決め精度が高く高画質の画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 If the support member has a hole portion that engages with the reflection surface of the mirror beam and supports the mirror, the distance at which the optical element is supported in the main scanning direction is larger than the width of the holding member in the main scanning direction. In addition to being small, small and low-cost, it suppresses vibrations such as banding of the optical element to suppress beam scanning position deviation, and the scanning position is stable and highly accurate over time, and positioning accuracy is high. An optical scanning device that can contribute to forming a high-quality image can be provided.
支持部材が保持した、少なくとも一部の光学素子が、少なくとも主走査方向にパワーを有する光学素子を含み、上記支持部材が、上記主走査方向にパワーを有する光学素子を、同光学素子の上記主走査方向における一端側を基準に位置決めすることとすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制してビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができるとともに、保持部材を位置決めする支持部材とかかる一端側とを一致させると保持部材内の光学素子、偏向部材等との位置決め精度が向上し、保持部材を位置決めする支持部材と他端側とを一致させると保持部材の組み付け性やメンテナンス性が向上する光走査装置を提供することができる。 At least some of the optical elements held by the support member include optical elements having power in at least the main scanning direction, and the support member includes the optical elements having power in the main scanning direction. If the positioning is performed with the one end side in the scanning direction as a reference, the distance at which the optical element is supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, and the optical element is small and low in cost. Suppressing vibrations such as banding to suppress beam scanning position shifts, making the scanning position stable and accurate over time and contributing to image formation with high image quality. When the supporting member to be positioned is aligned with the one end side, the positioning accuracy of the optical element, the deflecting member, etc. in the holding member is improved, and the supporting portion for positioning the holding member It is possible to provide an optical scanning apparatus assembling and maintenance of the holding member to match the other end is improved with.
支持部材が、主走査方向にパワーを有する光学素子を、同光学素子を上記主走査方向に位置決めした部分において、ビームの光軸方向に略直交する面内で回動可能に支持したこととすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制し、またビームによる走査ラインの傾きを調節することでビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 The support member supports an optical element having power in the main scanning direction so that the optical element can be rotated in a plane substantially perpendicular to the optical axis direction of the beam at a position where the optical element is positioned in the main scanning direction. For example, the distance at which the optical element is supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, is small and low in cost, suppresses vibrations such as banding of the optical element, and scan lines by beams An optical scanning device that suppresses the deviation of the scanning position of the beam by adjusting the inclination of the beam, stabilizes the scanning position over time, has high accuracy, and can contribute to image formation with high image quality. be able to.
主走査方向にパワーを有する光学素子を、上記主走査方向における中央部において位置決めする位置決め手段を有することとすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制し、またその光学素子と支持部材との熱膨張差に伴う伸縮が生じても、この伸縮を光軸の近傍を中心にして生じさせることができ、ビームの走査位置ずれ、光軸ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とできるとともに、主走査方向における倍率の歪みを低減でき、高画質の画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 If the optical element having power in the main scanning direction has positioning means for positioning in the central portion in the main scanning direction, the interval at which the optical element is supported in the main scanning direction is the width of the holding member in the main scanning direction. It is smaller, smaller and less expensive, suppresses vibrations such as banding of the optical element, and even if expansion and contraction occurs due to thermal expansion difference between the optical element and the support member, this expansion and contraction is near the optical axis. Can suppress the scanning position deviation of the beam and the optical axis deviation, can stabilize the scanning position with high accuracy over time, and can reduce the distortion of magnification in the main scanning direction, An optical scanning device that can contribute to forming a high-quality image can be provided.
光源を複数有し、複数の光学素子を、複数の光源に対してそれぞれ備えたこととすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制して各ビームの相互間の走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、色ずれ、色変わりを低減した高画質のカラーの画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 If there are a plurality of light sources and a plurality of optical elements are respectively provided for the plurality of light sources, the distance at which the optical elements are supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, In addition to being compact and low-cost, it suppresses vibrations such as banding of optical elements to suppress scanning position deviation between each beam, making the scanning position stable and highly accurate over time, color deviation, and color change. Therefore, it is possible to provide an optical scanning device that can contribute to the formation of a high-quality color image with reduced image quality.
保持部材が、複数の光学素子のうち、少なくとも、ビームの光路中における偏向部材に最も近い光学素子を保持し、上記光学素子を、複数の上記ビームに共用したこととすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制して各ビームの相互間の走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、さらには、かかる最も近い光学素子の組付けや成形加工に誤差等によるばらつきがあっても、各ビーム間の光学特性に与える相対的な影響が少なく、走査位置ずれを抑制し、さらに色ずれ、色変わりを低減した高画質のカラーの画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 If the holding member holds at least the optical element closest to the deflecting member in the optical path of the beam among the plurality of optical elements, and the optical element is shared by the plurality of beams, The distance at which the optical element is supported is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, and is compact and low-cost. In addition, vibrations such as banding of the optical element are suppressed to suppress scanning position deviation between the beams. In addition, the scanning position is stable and highly accurate over time, and even if there are variations due to errors in assembling and molding of the closest optical element, the relative position given to the optical characteristics between the beams. The present invention provides an optical scanning device that can contribute to the formation of high-quality color images with less adverse effects, suppressing scan position shift, and further reducing color shift and color change. Can.
保持部材を複数有することとすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制して各ビームの相互間の走査位置ずれを抑制し、さらには、各保持部材を、支持部材に対し、主走査方向から係合させて位置決めすれば、各保持部材相互間の位置決め精度が高く、各ビームの相互間の走査位置ずれをさらに抑制することができ、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、色ずれ、色変わりを低減した高画質のカラーの画像形成を行うことに寄与することができ、また、各組の光学素子を、別々の保持部材で保持すれば、支持部材だけを作り変えるだけで、柔軟に、保持部材の間隔が変わるたびに光走査装置の筐体全体を作り直すという無駄、開発コストを省け、生産性を向上することができる光走査装置を提供することができる。 If there are a plurality of holding members, the distance at which the optical element is supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, and the size and cost are low. Suppressing the scanning position shift between the beams, and further positioning each holding member by engaging with the support member from the main scanning direction, the positioning accuracy between the holding members can be increased. High, can further suppress the scanning position deviation between each beam, stable and highly accurate scanning position over time, high-quality color image formation with reduced color deviation and color change If each set of optical elements is held by separate holding members, the housing of the optical scanning device can be flexibly changed each time the interval between the holding members is changed by simply changing the supporting members. Wasteful rebuild the whole, it saves development costs, it is possible to provide an optical scanning apparatus which can improve productivity.
支持部材を、板金製としたこととすれば、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつより低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動をその剛性によりより抑制することができるとともに光学素子を支持する孔部の形成を高精度に行うことができることにより、ビームの走査位置ずれをさらに抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができる光走査装置を提供することができる。 If the supporting member is made of sheet metal, the distance at which the optical element is supported in the main scanning direction is smaller than the width of the holding member in the main scanning direction, and the optical element is banded. Vibration can be further suppressed by its rigidity, and the hole for supporting the optical element can be formed with high accuracy, thereby further suppressing the deviation of the scanning position of the beam. It is possible to provide an optical scanning device that is stable and highly accurate and can contribute to image formation with high image quality.
本発明は、請求項1ないし13の何れか1つに記載の光走査装置と、この光走査装置によって潜像を形成される像担持体とを有する画像形成装置にあるので、主走査方向において光学素子を支持した間隔が、保持部材の主走査方向における幅よりも小さく、小型かつ低コストであるとともに、光学素子のバンディング等の振動を抑制してビームの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を安定して高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与することができる画像形成装置を提供することができる。
The present invention resides in an image forming apparatus having the optical scanning device according to any one of
図1に本発明を適用した、カラー画像を形成可能な多色画像形成装置である画像形成装置の概略を示す。画像形成装置100は、カラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置100は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置100がファクシミリとして用いられる場合も同様である。画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、OHPシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。
FIG. 1 schematically shows an image forming apparatus to which the present invention is applied, which is a multicolor image forming apparatus capable of forming a color image. The
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKを並設したタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置である。感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、同一径であり、画像形成装置100の本体内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写ベルトとしての転写ベルト11の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。
The
転写ベルト11は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対峙しながら矢印A1方向に移動可能となっている。各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印A1方向に移動する転写ベルト11に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体である転写材たる転写紙Sに一括転写されるようになっている。
The
転写ベルト11に対する重畳転写は、転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成されたトナー像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKのそれぞれに対向する位置に配設された転写チャージャとしての1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの真下の位置すなわち転写位置にて行われる。
In the superimposing transfer to the
転写ベルト11は、その全層をゴム剤等の弾性部材を用いて構成した弾性ベルトである。転写ベルト11は、単層の弾性ベルトであっても良いし、その一部を弾性部材とした弾性ベルトであっても良いし、従来から用いられている、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等を用いても良く、非弾性ベルトであっても良い。
The
各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、A1方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としての作像部たる画像ステーション60Y、60M、60C、60BKに備えられている。
The
画像形成装置100は、4つの画像ステーション60Y、60M、60C、60BKと、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの下方に対向して配設され、転写ベルト11を備えたベルトユニットとしての転写ベルトユニット10と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11に当接し、転写ベルト11への当接位置において転写ベルト11と同方向に回転する転写部材としての紙転写ベルトである2次転写ローラ5と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11上をクリーニングする中間転写クリーニングブレードである中間転写ベルトクリーニング装置としての図示しないクリーニング装置と、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての光走査装置8とを有している。
The
画像形成装置100はまた、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKと転写ベルト11との間に向けて搬送される転写紙Sを積載したシート給送装置61と、シート給送装置61から搬送されてきた記録紙Sを、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト11と2次転写ローラ5の間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対13と、転写紙Sの先端がレジストローラ対13に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
The
画像形成装置100はまた、トナー像を転写され矢印C1方向に搬送されることで進入してきた転写紙Sに同トナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置6と、定着済みの転写紙Sを搬送する搬送ローラ14と、搬送ローラ14によって搬送されてきた転写紙Sを画像形成装置100の本体外部に排出する排紙ローラ7と、画像形成装置100の本体上部に配設され排紙ローラ7により画像形成装置100の本体外部に排出された転写紙Sを積載する排紙トレイ17と、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを充填された図示しないトナーボトルとを有している。
The
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11の他に、1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKと、転写ベルト11を巻き掛けられた、複数の巻き掛け部材としての、駆動部材である駆動ローラ72、転写入口ローラ73、テンションローラ74と、テンションローラ74を転写ベルト11の張力を増加する方向に付勢する付勢手段としての図示しないばねとを有している。駆動ローラ72は、図示しない駆動源としてのモータの駆動により回転駆動され、これによって、転写ベルト11がA1方向に回転駆動される。
In addition to the
シート給送装置61は、シートSを積載した給紙トレイ15と、給紙トレイ15上に積載されたシートSを送り出す給紙コロ16とを有している。
定着装置6は、熱源を内部に有する定着ローラ62と、定着ローラ62に圧接された加圧ローラ63とを有しており、トナー像を担持した転写紙Sを定着ローラ62と加圧ローラ63との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Sの表面に定着するようになっている。
The
The fixing device 6 includes a fixing
光走査装置8は、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしてのレーザー光であるビームLY、LM、LC、LBKを発するものである。
The
画像ステーション60Y、60M、60C、60BKについて、そのうちの一つの、感光体ドラム20Yを備えた画像ステーション60Yの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像ステーション60Yの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、また詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にY、M、C、Kが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
Regarding the
感光体ドラム20Yを備えた画像ステーション60Yは、感光体ドラム20Yの周囲に、図中時計方向であるその回転方向B1に沿って、1次転写ローラ12Yと、感光体ドラム20Yをクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置70Yと、感光体ドラム20Yを高圧に帯電するための帯電手段である帯電装置としての帯電チャージャたる帯電装置30Yと、感光体ドラム20Yを現像するための現像手段としての現像器である現像装置50Yとを有している。現像装置50Yは、感光体ドラム20Yに対向する位置に配設された現像ローラ51Yと、現像ローラ51Yにトナーを補給するトナーカートリッジ52Yとを有している。
The
以上のような構成により、感光体ドラム20Yは、B1方向への回転に伴い、帯電装置30Yにより表面を一様に帯電され、光走査装置8からのビームLYの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成される。この静電潜像の形成は、ビームLYが、紙面垂直方向である主走査方向に走査するとともに、感光体ドラム20YのB1方向への回転により、感光体ドラム20Yの円周方向である副走査方向へも走査することによって行われる。
With the configuration described above, the surface of the
このようにして形成された静電潜像には、現像装置50Yにより供給される帯電したイエロー色のトナーが付着し、イエロー色に現像されて顕像化され、現像により得られたイエロー色の可視画像たるトナー像は、1次転写ローラ12YによりA1方向に移動する転写ベルト11に1次転写され、転写後に残留したトナー等の異物はクリーニング装置70Yにより掻き取り除去され備蓄されて、感光体ドラム20Yは、帯電装置30Yによる次の除電、帯電に供される。
To the electrostatic latent image formed in this manner, charged yellow toner supplied by the developing device 50Y adheres, and is developed into a yellow color to be visualized. The toner image, which is a visible image, is primarily transferred to the
他の感光体ドラム20C、20M、20BKにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、1次転写ローラ12C、12M、12BKにより、A1方向に移動する転写ベルト11上の同じ位置に順次1次転写される。
転写ベルト11上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト11のA1方向の回転に伴い、2次転写ローラ5との対向位置である2次転写部である転写部まで移動し、この転写部において転写紙Sに2次転写される。
Similarly, toner images of the respective colors are formed on the other
The toner image superimposed on the
転写ベルト11と2次転写ローラ5との間に搬送されてきた転写紙Sは、シート給送装置61から繰り出され、レジストローラ対13によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト11上のトナー像の先端部が2次転写ローラ5に対向するタイミングで送り出されたものである。
The transfer sheet S conveyed between the
転写紙Sは、すべての色のトナー像を一括転写され、担持すると、C1方向に搬送されて定着装置6に進入し、定着ローラ62と加圧ローラ63との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、この定着処理により、転写紙S上に合成カラー画像たるカラー画像が形成され、永久画像が得られる。定着装置6を通過した定着済みの転写紙Sは、搬送ローラ14および排紙ローラ7を経て、画像形成装置100の本体上部の排紙トレイ17上にスタックされる。一方、2次転写を終えた転写ベルト11は、クリーニング装置によってクリーニングされ、次の1次転写に備える。
When the toner images of all colors are collectively transferred and carried on the transfer paper S, the transfer paper S is transported in the C1 direction and enters the fixing device 6 and passes through the fixing portion between the fixing
図2に光走査装置8を示す。以下の説明において、符号の末尾にY、M、C、BKが付されたものはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する構成であることを示すこととする。なお、図面において末尾にY、M、C、BKが付された構成であっても、特に区別する必要がないときには、Y、M、C、BKを末尾に記載することを適宜省略することがある。
FIG. 2 shows the
図2に示すように、光走査装置8は、全体が一体に構成されており、イエロー、マゼンタの各色に対応するレーザービームとしてのレーザー光である図3に示すビームL’、L’をそれぞれ発する光源ユニット19aと、シアン、ブラックの各色に対応するレーザービームとしてのレーザー光である図3に示すビームL’、L’をそれぞれ発する光源ユニット19bと、各光源ユニット19a、19bから出射されたビームを偏向する光偏向手段としての偏向手段であるポリゴンスキャナたる光偏向器81と、光偏向器81によって偏向された図3に示すビームLY、LM、LC、LBKを感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの被走査面上に導くとともに結像させるための複数の光学素子によって構成された光学素子群としての走査結像光学系82Y、82M、82C、82BKとを有している。
As shown in FIG. 2, the
光走査装置8はまた、光源ユニット19a、19b、光偏向器81および走査結像光学系82Y、82M、82C、82BKを支持した筐体であるフレーム83と、ビームLYの走査開始、走査終了、ビームLBKの走査開始、走査終了をそれぞれ検知するビーム検出手段としてのビーム検出器121a、121b、122a、122bと、ビームLY、ビームLBKをそれぞれビーム検出器121a、121b、122a、122bに向けて折り返すミラー131a、131b、132a、132bと、ミラー131a、131b、132a、132bをそれぞれ装着され、支持する支持部材133a、133b、134a、134bと、図12に示す支持機構103と、ビーム検出器121a、121b、122a、122bによる検知結果に基づいて、ビームLY、LM、LC、LBKのそれぞれによる走査を制御する図示しないCPU等を備えた図示しない制御手段とを有している。
The
図4に光源ユニット19a、19bを図示する。光源ユニット19a、19bはそれぞれ同一の構成であるため、光源ユニット19aの構成について説明する。光源ユニット19bの構成については、光源ユニット19aを構成する部材に付された符号のうち末尾のaに代えて末尾にbを付して図示し、説明を省略する。
FIG. 4 shows the
光源ユニット19aは、光源である半導体レーザ141a、142aと、半導体レーザ141a、142aによって出射されたビームL’、L’を透過するカップリングレンズ143a、144aと、半導体レーザ141a、142aをそれぞれ支持するベース部材145a、146aと、カップリングレンズ143a、144a、ベース部材145a、146aを保持するホルダ部材139aと、ベース部材145a、146aをそれぞれ3箇所でホルダ部材139aと一体化する6本のねじ155aと、カップリングレンズ143a、144aをそれぞれホルダ部材139aに取り付けるための板ばね147a、148aおよびねじ149a、150aとを有している。
The
光源ユニット19aはまた、半導体レーザ141a、142aを取り付けられたプリント基板である駆動基板としての基板38aと、基板38aに形成された駆動回路としての図14に示すLD駆動部114aとを有している。
半導体レーザ141a、142aは、その高速動作のため、LD駆動部114aに直付けされており、基板38aを背負わせた態様で基板38aと一体化された構成となっている。図14に符号114bで示すLD駆動部は、光源ユニット19bに備えられており、LD駆動部114aと同様の構成であり同様の動作を行う。
The
The
半導体レーザ141a、142aは、ベース部材145a、146aの裏側から、そのパッケージの外周を嵌合してベース部材145a、146aに圧入される。ベース部材145a、146aとホルダ部材139aとの当接面は、光軸方向に略直交している。ベース部材145a、146aはそれぞれ、半導体レーザ141a、142aを支持した状態で、ホルダ部材139aの裏面に当接され、ホルダ部材139aの表側から貫通したねじ155aを螺合することでホルダ部材139aに保持される。このとき、基板38aもねじ155aの螺合により一体化される。半導体レーザ141a、142aは、そのリード端子141’a、142’aを、基板38aの図示しないスルーホールに挿入されてハンダ付けされる。
The
ホルダ部材139aは、ベース部材145a、146aが位置する側と反対側の面である当接面71aと、当接面71aに凸設された円筒部54aと、円筒部54a上に配設された、主走査方向において相反する方向に開くように形成したV溝部151a、152aとを有している。カップリングレンズ143a、144aはそれぞれ、V溝部151a、152aに外周を突き当て、板ばね147a、148aにより内側に寄せた状態で、ホルダ部材139aに対してねじ149a、150aで固定される。
The
半導体レーザ141a、142aおよびカップリングレンズ143a、144aは、射出軸の方向である図4に示した光軸方向に対して主走査方向に対称に配備される。
半導体レーザ141a、142aは、各々の射出光の光軸が、射出軸に対して互いに交差する方向となるよう傾けられている。本形態では、ベース部材145a、146aとホルダ部材139aとの当接面の傾斜を、半導体レーザ141a、142aの射出光の交差位置が後述するポリゴンミラー94の周面94cの近傍となるように設定している。
The
The
この組み立てのとき、半導体レーザ141a、142aの発光点が、カップリングレンズ143a、144aの光軸上になるよう、ベース部材145a、146aの、ホルダ部材139aとの当接面上での配置が調節されるとともに、カップリングレンズ143a、144aのV溝部151a、152a上での位置が、カップリングレンズ143a、144aからの射出光が平行光束となるよう調節される。
In this assembly, the arrangement of the
半導体レーザ141a、142a、141b、142bは、LD駆動部114aによって発せられる、光源駆動用の信号に変換された画像データに応じてビームL’を発するものである。
なお、本形態では、半導体レーザ141a、142a、141b、142bを各光源ユニット19a、19bで複数用い、2つの感光体ドラム20について1つの光源ユニット19で書き込みを行うようにしているが、半導体レーザは各光源ユニットに対して単数として1つの感光体ドラムについて1つの半導体レーザで書き込みを行うようにしてもよいし、また、複数の発光源を1チップにモノリシックに形成した半導体レーザアレイとしてもよい。
The
In this embodiment, a plurality of
光偏向器81は、A1方向に沿った感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの配設方向において、フレーム83内の略中央部に位置している。
図5に示すように、光偏向器81は、後述するように走査結像光学系82に含まれた走査レンズ88、89と、走査レンズ88と走査レンズ89との間に配設された偏向部材としての回転偏向部材であるポリゴンミラー94と、ポリゴンミラー94の回転軸でありポリゴンミラー94の回転中心をなす軸受けシャフトとしてのシャフト95と、シャフト95を回転駆動してポリゴンミラー94を回転させる図示しないポリゴンモータと、ポリゴンモータの図示しない駆動回路と、駆動回路が形成された基板98と、A1方向に沿った感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの配設方向においてポリゴンミラー94の両側に配設された透明カバー25、25とを有している。
The
As shown in FIG. 5, the
光偏向器81はまた、光源ユニット19a、19bからのそれぞれのビームL’を最初に透過するシリンダレンズ35、35と、シリンダレンズ35、35にそれぞれ当接する板ばね36、36と、シリンダレンズ35、35を透過したビームL’をポリゴンミラー94に向けて折り返す入射ミラー37、37と、入射ミラー37、37にそれぞれ当接する板ばね34、34と、ポリゴンミラー94、シャフト95、ポリゴンモータ、駆動回路、基板98、透明カバー25、25、シリンダレンズ35、35、板ばね36、36、入射ミラー37、37および板ばね34、34をその内部に収容するとともに、光源ユニット19a、19bを取り付けられた保持部材としてのハウジング39とを有している。
The
ハウジング39は、底板58と、底板58の周囲において底板58から立設された壁部59と、走査レンズ88、89をそれぞれ取り付けるための、底板58に立設された一対かつ2組のリブ部21、21と、シリンダレンズ35、35をそれぞれ取り付けるための、底板58に立設された一対かつ2組のリブ22、22と、入射ミラー37、37をそれぞれ取り付けるための、底板58に立設された一対かつ2組のリブ23、23と、壁部59に穿設され光源ユニット19a、19bの一部をそれぞれ外側から内側に挿入するための一対の孔24、24とを有している。
The
ハウジング39はまた、ハウジング39をフレーム83に対して位置決めするための位置決め部としての、壁部59の前壁面59aに凸設された一対のピン26、26および壁部59の側壁面59bに耳状に凸設された一対のフランジ27、27と、その中央部に配設され、透明カバー25、25とともにポリゴンミラー94、シャフト95、ポリゴンモータ、駆動回路および基板98を覆い、走査レンズ88、89と対向するモータハウジング部96とを有している。
The
フランジ27、27はそれぞれ、ねじ孔67、67を有している。フランジ27、27のうちの一方のフランジ27は、その前面27aに凸設されたピン68を有している。
モータハウジング部96は、ハウジング39の中央部においてポリゴンミラー94、シャフト95、ポリゴンモータ、駆動回路および基板98を囲うように円筒形状に立設された壁部29と、壁部29の、走査レンズ88、89と対向する部分を切り欠いてビームLが通過するように形成された切欠部53、53とを有している。切欠部53、53は、透明カバー25、25により、モータハウジング部96の内側から封止されている。
The
The
図2に示すように、ハウジング39の上部開口はカバー28で封止され、これにより、ハウジング39およびこのモータハウジング部96の内部が密閉される。モータハウジング部96の内部が密閉されることにより、ポリゴンミラー94の角部での回転に伴う空気の粘性抵抗を軽減し負荷を軽減するとともに騒音が防止される。
As shown in FIG. 2, the upper opening of the
図6に示すように、ポリゴンミラー94はシャフト95の軸心に一致する回転中心軸Oに直交するポリゴンミラー94の座面すなわち取り付け基準面に対して傾斜が異なる2種類の偏向面94a、94bを、周面94cにおいて交互に形成した態様で有している。図6において符号aはポリゴンミラー94の周面94cの内接円の半径を示している。
As shown in FIG. 6, the
図7(a)で示すように、偏向面94aは、断面A−Aで示す、取り付け基準面に垂直な面であり、偏向面94bは、断面B−Bで示す、本形態では約2°である所定角度θだけ偏向面94aに対して傾けた面である。
なお、半径aは、ポリゴンミラー94の厚さの約1/2の位置で取り付け面と平行に切った断面において、各偏向面94a、94bで等しくなるようにしている。
As shown in FIG. 7A, the deflecting
The radius a is made equal on the deflection surfaces 94a and 94b in a cross section cut in parallel with the mounting surface at a position about 1/2 the thickness of the
従って、ポリゴンミラー94の周面94cは、偏向面94aと偏向面94bとでその法線の方向が異なり、偏向面94aで反射されたビームLMと偏向面94とで反射されたビームLY、および偏向面94aで反射されたビームLCと偏向面94bで反射されたビームLBKとは、それぞれ互いに副走査方向に約4°の反射角の差をもつことになり、偏向面94aと偏向面94bとの1面ごとに副走査方向に光路が切り換わる。
Accordingly, the
また、ポリゴンミラー94によるビームLの走査方向すなわち主走査方向は、互いに対向する側すなわち、ビームLY、LMを走査する側とビームLC、LBKを走査する側とで相反する方向となっているとともに、ポリゴンミラー94は、一方の書出し位置ともう一方の書き終わり位置とが一致するようにライン画像を書き込むようになっている。
In addition, the scanning direction of the beam L by the
ポリゴンミラー94のシャフト95は、取り付け基準面に対して垂直な方向であって、副走査方向に平行な方向に配設されている。
走査レンズ88、89は、ビームLの入射する面である第1面側をリブ21に突き当てた状態で、底板58上に接合され、支持される。
The
The
シリンダレンズ35、35は、詳細な図示を省略するが、副走査方向にのみ曲率を有する、ビームL’が入射する第1面としてのシリンダ面と、ビームL’が出射する第2面としての平面とを有している。
シリンダレンズ35、35は、平面側を位置決めリブ22に突き当てた状態で板バネ36をハウジング39にネジ止めすることで押圧された状態で支持されている。
Although not shown in detail, the
The
シリンダレンズ35、35は、光軸よりも下側だけを残した半円筒形状であり、ビームL’は光軸に対して副走査方向に偏心して入射されて、水平面から斜め上方に傾いた状態で射出される。
シリンダレンズ35、35は、後述するように走査結像光学系82に含まれた光学素子としてのトロイダルレンズ91との組み合わせで、偏向面94a、94bと感光体ドラム面20とを副走査方向に共役とするための面倒れ補正光学系をなし、ビームLは偏向面94a、94bにて副走査方向に線状に収束される。
The
As will be described later, the
入射ミラー37、37は、反射面側をリブ23、23に突き当てた状態で板バネ34、34をハウジング39との間に挿入することで、押圧された状態で支持されている。
入射ミラー37、37は、副走査方向に傾けられたビームL’がポリゴンミラー94の正面から入射するよう主走査方向に向きを変える。
Incident mirrors 37 and 37 are supported in a pressed state by inserting
The incident mirrors 37 and 37 change the direction in the main scanning direction so that the beam L ′ tilted in the sub-scanning direction is incident from the front of the
光源ユニット19a、19bは、壁部59の外側より、ホルダ部材139a、139bの円筒部54a、54bを孔24、24に挿入して位置決めし、当接面71a、71bを突き当ててネジ止めされる。このとき、円筒部54a、54bを基準として傾け量γを調整することで、図8に示すように、副走査方向におけるビームスポット間隔を記録密度に応じた走査ラインピッチPに合わせることができる。
The
よって光源ユニット19a、19bは、記録密度に応じて副走査方向に1ラインピッチ分すなわち走査ラインピッチPだけずらして、2ラインずつ同時に走査するようになっている。したがって、ポリゴンミラー94の偏向面94a、94bによる隔面での走査においても画像の記録速度が落ちることはない。
Therefore, the
以上のような構成の光偏向器81においては、光源ユニット19a、19bから出射されたビームL’は、シリンダレンズ35、入射ミラー37を経てモータハウジング部96に入射する。
モータハウジング部96内において、各ビームL’のポリゴンミラー94への入射は、シャフト95を含む副走査断面内で、相反する方向において正面から行われる。なお、走査結像光学系82を構成する、走査レンズ88、89をはじめとする後述する各光学素子88、89、90、91、92、93の光軸はこの副走査断面に載るよう配置されている。
各ビームLのポリゴンミラー94からの出射すなわち偏向は、各ビームL’の光軸に対して対称に、双方向に行われる。
In the
In the
The emission, that is, deflection, of each beam L from the
モータハウジング部96への、ビームL’の入射、モータハウジング部96からの、ポリゴンミラー94によって偏向されたビームLの出射は、透明カバー25、25を通過して行われる。よって、透明カバー25、25を介してビームL’、ビームLのポリゴンミラー94への入出射が行なわれる。
The incidence of the beam L ′ on the
各ビームL’の光束は偏向面94a、94bよりも大きい照射径をなしており、その光束のうち、偏向面94a、94bを回転することで反射された領域のみが走査に用いられる。よって光偏向器81は、いわゆるオーバーフィルド光学系を構成している。
ポリゴンミラー94によって偏向されモータハウジング部96から出射されたビームLは、走査レンズ88、89を透過した後、光偏向器81外に出射される。
The light beam of each beam L ′ has a larger irradiation diameter than the deflecting
The beam L deflected by the
光走査装置8は対向走査方式を採用しており、すでに述べたように、単一のポリゴンミラー94が、その回転中心であるシャフト95を挟んで、反射により、ビームLを、図1における左右方向である相反する2方向に対称に振り分けるようになっている。
具体的に、ポリゴンミラー94は、シャフト95を挟んで、ビームLC、LBKを、図1における左方向に反射し、ビームLM、LYを、図1における右方向に反射する。走査レンズ88、89はその光学特性を担保するため、すでに述べたようにポリゴンミラー94の回転中心を中心に、対称配置されている。
The
Specifically, the
このことから、4つの画像ステーション60Y、60M、60C、60BKは、ポリゴンミラー94の回転中心であるシャフト95を中心として、2ステーションずつ、2分されているといえる。
そこで、図2、図3または図9に示すように、走査結像光学系82は、シャフト95を含み副走査断面と直交する面に対して対称に配置されている。走査結像光学系82Y、82Mはそれぞれ、光源ユニット19aに対応して設けられており、走査結像光学系82C、82BKはそれぞれ、光源ユニット19bに対応して設けられている。
From this, it can be said that the four
Therefore, as shown in FIG. 2, FIG. 3, or FIG. 9, the scanning imaging optical system 82 is arranged symmetrically with respect to a plane that includes the
走査結像光学系82Y、82Mはそれぞれ、ポリゴンミラー94の回転中心をなすシャフト95を中心として走査結像光学系82BK、82Cと同一の構成であるため、図9においては、走査結像光学系82Y、82Mのそれぞれの構成と、走査結像光学系82BK、82Cのそれぞれの構成とを対応させて図示しているが、走査結像光学系82C、82BKは、実際には、ポリゴンミラー94の回転中心を中心として走査結像光学系82C、82BKと対称な位置を占めている。
Since each of the scanning imaging
走査結像光学系82は、光学素子としてのfθレンズである結像レンズたる走査レンズ88、89と、走査レンズ88、89を透過したビームLを下方に向けて反射する反射部材としての第1の折り返しミラーであるミラー90と、ミラー90によって反射されたビームLを透過する結像レンズとしてのトロイダルレンズ91と、トロイダルレンズ91を透過したビームLを上方に向けて反射する反射部材としての第2の折り返しミラーであるミラー92と、ミラー92によって反射されたビームLを下方に向けて反射して感光体ドラム20に導く反射部材としての第3の折り返しミラーであるミラー93とを有している。
The scanning imaging optical system 82 includes
図9または図10に示すように、走査レンズ88、89はそれぞれ肉厚に形成され、副走査方向において上層88a、89aと下層88b、89bとを有する上下2層構成となっており、それぞれ樹脂により一体成形されている。
図10(a)に示すように、走査レンズ88、89は、副走査方向においては、ビームLが入射する第1面88c、89c、ビームLが出射する第2面88d、89dの両面ともに、収束力を持たず平面であり、主走査方向においては、第1面88c、89c、第2面88d、89dともに、非円弧面である。
As shown in FIG. 9 or FIG. 10, the
As shown in FIG. 10A, in the
また走査レンズ88、89は、第2面88d、89dは、下層88b、89bについては、副走査方向に平行であるが、上層88a、89aについては、副走査方向に対してβの角度をなす偏向面となっている。
図10(b)に示すように、角度βは、主走査方向において、中央から周辺すなわち端部にいくに従って徐々に大きくなり、走査レンズ88、89は、その上層88a、89aの第2面88d、89dが偏心した面となっている。本形態では、角度βが、走査レンズ88、89に対するビームLの走査領域の各端部で約3°傾く大きさとなるように、角度βの大きさを2次関数状に変化させている。
The
As shown in FIG. 10B, the angle β gradually increases in the main scanning direction from the center to the periphery, that is, the end, and the
一般に、ポリゴンミラー94の偏向面94a、94bの法線から副走査方向に傾けてビームL’を斜入射させると、ポリゴンミラー94の回転に伴って光束が光軸に直交する面内で回転し歪んでしまうが、第2面88b、89bを走査方向に沿って徐々に面倒れする態様で偏心した面とすることで、かかる歪みをキャンセルすることができ、L’を斜入射させても被走査面である感光体ドラム20の表面上で均一のビームスポットが得られるようにしている。
なおかかる歪みと同時に発生する走査ライン同士の曲がりの差については、図12、図13を参照して後述する曲がり調整手段としての支持機構103によっても揃えることができる。
In general, when the beam L ′ is obliquely incident from the normal lines of the deflecting surfaces 94a and 94b of the
Note that the difference in the bending between the scanning lines that occurs simultaneously with the distortion can be made uniform by the
ポリゴンミラー94のポリゴンミラー94の偏向面94aと偏向面94bとで偏向されたビームLは、副走査方向、言い換えると上下方向に光路を切り換えられ、走査レンズ88、89内の上下に離れた位置を通過する。
具体的に、走査レンズ88は、その上層88aにビームLBK、その下層88bにビームLCを透過し、走査レンズ89は、その上層88aにビームLY、その下層88bにビームLMを透過する。
The beam L deflected by the
Specifically, the
このように、走査レンズ88は走査結像光学系82C、82BKに共通の部材であって複数のビームLBK、LCに共用の部材であり、走査レンズ89は走査結像光学系82M、82Yに共通の部材であって複数のビームLY、LMに共用の部材である。したがって、走査結像光学系82を構成する光学素子88、89、90、91、92、93のうち、ビームLの光路中においてポリゴンミラー94に最も近い位置を占める走査レンズ88、89を共用したことにより、その組付けや成形加工に誤差等によるばらつきがあっても、ビームLY、LM、ビームLC、LBKの光学特性に与える相対的な影響が少なく、走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与している。
Thus, the
トロイダルレンズ91は、ビームLの入射する面である第1面としての共軸非球面と、ビームLの出射する面である第2面としてのトロイダル面とを有している。トロイダルレンズ91は、少なくとも主走査方向にパワーを有するものである。
走査レンズ88、89およびトロイダルレンズ91は、成形が容易で低コストなプラスチック材質からなり、具体的には低吸水性や高透明性、成形性に優れたポリカーボネートやポリカーボネートを主成分とする合成樹脂からなっている。
The
The
折り返しミラー90、92、93は、各色の走査結像光学系82Y、82M、82C、82BK毎に3枚のミラー90Y、92Y、93Y、90M、92M、93M、90C、92C、93C、90BK、92BK、93BKで構成され、その配置は、偏向面94a、94bから感光体ドラム20の照射位置に至る光路長が、それぞれ所定値に一致するよう調整されているとともに、各ビームLY、LM、LC、LBKがそれぞれ感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対し、同一の角度で入射するように調整されている。
The folding mirrors 90, 92, and 93 include three
また、各ビームLY、LM、LC、LBKによる感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの照射位置の位相、すなわち各ビームLY、LM、LC、LBKによる感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの照射位置から転写位置に至る感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの回転角も同一である。
Further, the phase of the irradiation position of the
このような構成の走査結像光学系82においては、偏向面94aで偏向されたビームLM、LCはそれぞれ、走査レンズ89、88を透過した後、ミラー90M、90Cにより下側に向きを変えられトロイダルレンズ91M、91Cに入射する。トロイダルレンズ91M、91Cを射出したビームLM、LCはそれぞれ、ミラー92M、92C、ミラー93M、93Cを介して感光体ドラム20M、20Cに到達する。
In the scanning imaging optical system 82 having such a configuration, the beams LM and LC deflected by the deflecting
偏向面94bで偏向されたビームLY、LBKはそれぞれ、走査レンズ89、88を透過した後、ミラー90Y、90BKにより下側に向きを変えられトロイダルレンズ91Y、91BKに入射する。トロイダルレンズ91Y、91BKを射出したビームLY、LBKはそれぞれ、ミラー92Y、92BK、ミラー93Y、93BKを介して感光体ドラム20Y、20BKに到達する。
The beams LY and LBK deflected by the
フレーム83は、走査結像光学系82を構成する光学素子88、89、90、91、92、93のうち、走査レンズ88、89を光偏向器81を介して間接的に支持しているとともに、ミラー90、92、93を直接に支持し、トロイダルレンズ91を直接的に支持している。フレーム83は、光源ユニット19a、19bを光偏向器81を介して間接的に支持しているとともに、光偏向器81を直接に支持している。
The
フレーム83は、図2に示すように、ミラー90、92、93の各端部を支持するとともに、トロイダルレンズ91の各端部に対応する部分を支持する、主走査方向において互いに対向するように配設された支持部材としての一対の側板64、64と、側板64、64の間に配設されその両端縁で側板64、64を支持した底板65とを有している。
As shown in FIG. 2, the
側板64、64と底板65とは、カシメ結合により、側板64、64が互いに平行に保たれるよう一体化されている。
底板65は、板金製であって、凹凸形状に曲げられている。底板65は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対向する底部65aと、底部65aの各端部において底部65aから起立するように折り曲げられた立ち曲げ部65b、65bとを有している。
The
The
底部65aは、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの照射位置に対応する位置に主走査方向に形成されたスリット状の開口66Y、66M、66C、66BKを有している。底部65aは、その上面の、立ち曲げ部65b、65bの近傍の、主走査方向の各端部の近傍に、支持部材133a、133b、134a、134bを接合されている。
The bottom 65a has slit-shaped
立ち曲げ部65b、65bは、ビーム検出器121a、121b、122a、122bがそれぞれ、その外面から臨む開口123a、123b、開口124a、124bを有している。立ち曲げ部65b、65bの外面には、ビーム検出器121a、121b、122a、122bに備えられた後述する受光素子125a、125b、126a、126bが、開口123a、123b、124a、124bから、立ち曲げ部65b、65bの対向領域内に進入するように、ビーム検出器121a、121b、122a、122bに備えられた後述する基板127a、127b、128a、128bがねじ止めされている。
The standing
側板64、64はそれぞれ、板金製であって、コの字状に曲げられている。側板64、64はそれぞれ、ミラー90、トロイダルレンズ91、ミラー92、ミラー93の各端部を貫通させ、ミラー90、トロイダルレンズ91、ミラー92、ミラー93をそれぞれ支持するための打ち抜き開口としての孔部である孔75、75、76、76、77、77、78、78と、光走査装置8を画像形成装置100本体側にねじ止めするための複数の装着面115とを有している。一対の、孔75、75、孔76、76、孔77、77、孔78、78はそれぞれ、主走査方向から見たときに同位置を占めるように揃った態様で形成されている。
Each of the
孔75、75、76、76、77、77、78、78を打ち抜きにより形成したため、その形成位置、形状が、打ち抜き型の精度を向上することにより高くされてばらつきがなく、ミラー90、トロイダルレンズ91、ミラー92、ミラー93の支持を高精度に行い、ビームLの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与している。
Since the
側板64、64のうち、一方の側板64は、光偏向器81を挿入するための開口としての長孔69を有している。長孔69を有する方の側板64は、孔67、67に連通する孔79、79と、ピン68と嵌合する孔84とを有している。長孔69を有していない方の側板64は、ピン26、26のうちの、一方のピン26と嵌合する基準孔としての丸孔85と、他方のピン26と係合する長孔86とを有している。
Of the
よって、光偏向器81は、長孔69を有する方の側板64の外側より長孔69を通して矢印D1方向に挿入し、ピン26、26をそれぞれ丸孔85、長孔86に挿入することで、光軸方向および副走査方向に位置決めされる。またこれと同時に、フランジ27、27の前面27a、27aを、長孔69を有する方の側板64の外側の面に突き当て、ピン68を孔84に挿入し、孔67、67と孔79、79とを連通させ、ねじ87、87を螺合することで、光偏向器81はフレーム83に固定される。
Therefore, the
したがって、光偏向器81は、側板64、64を解体することなく、側板64、64の配置を維持しながら、ハウジング39を、側板64、64に対し、主走査方向から係合させて位置決めするようになっているから、主走査方向において正確に位置決めされ、ビームLの走査位置を経時的にも高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与しているとともに、主走査方向においてフレーム83に着脱可能であり、光走査装置8の生産性やメンテナンス性を向上している。
Therefore, the
光偏向器81は、フレーム83に固定された状態で、その一部が、主走査方向における側板64、64の対向領域外に位置し、フレーム83の外部に露出する。よって、主走査方向においてミラー90、92、93の両端部を支持するとともにトロイダルレンズ91の両端部を実質的に支持する側板64、64の主走査方向における間隔が、光偏向器81の主走査方向における幅よりも小さくなっており、このことは、低廉な板金製の側板64、64を用い、光走査装置8の全体での大きさを小型化しつつ、ミラー90、92、93、トロイダルレンズ91のバンディング等の振動を抑制してビームLの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与している。
A part of the
また、小型化という点に関しては、光偏向器81は、光学素子88、89、90、91、92、93のうち、ビームLの光路中においてポリゴンミラー94に最も近い位置を占める最小限の走査レンズ88、89のみを保持していることから、光偏向器81の大きさももともと小型であるため、光走査装置8の全体での大きさの小型化は高度に達成されており、よって、ミラー90、92、93、トロイダルレンズ91のバンディング等の振動を抑制してビームLの走査位置ずれを抑制し、経時的にも走査位置を高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与しているということも、高度に達成されている。
In terms of miniaturization, the
また、光偏向器81の、フレーム83の外部に露出した部分には、光源ユニット19a、19bが配設されているため、光源ユニット19a、19bも、主走査方向における側板64、64の対向領域外に位置し、フレーム83の外部に露出する。フレーム83の外部に露出するのは、主に基板38a、38bである。
Further, since the
よって、光源ユニット19a、19bは、その一部がフレーム83の外部に露出しているため、フレーム83や光偏向器81を分解することなく、フレーム83や光偏向器81に対して自由に着脱されるようになっている。また、特に基板38a、38bが露出していることから、半導体レーザ141a、142a、141b、142bの配線接続の際のコネクタ接続等が容易となって、生産性が向上している。さらには、基板38a、38bの大きさによってミラー90、92、93、トロイダルレンズ91の配設に制約を与えることがなく、設計面でも自由度が向上している。
Therefore, since a part of the
図11に示すように、ミラー90、92、93は、孔75、75、77、77、78、78の一つの辺75a、75a、77a、77a、78a、78aに、ミラー90、92、93の反射面90a、92a、93a側を突き当て、くさび状の板ばね101、101を、図11(b)において矢印E1で示すように、側板64、64の外側より、ミラー90、92、93の裏面90b、92b、93bと、辺75a、75a、77a、77a、78a、78aに対向した辺75b、75b、77b、77b、78b、78bとの間に挿入し、板ばね101、101のそれぞれに形成された切欠101a、101aをそれぞれ、孔75、75、77、77、76、76の側辺75c、75c、77c、77c、78c、78cに係合させることにより、側板64、64に固定する。なお板ばね101、101の形状は、ミラー90、92、93の何れの固定に用いるものも全て同一である。
As shown in FIG. 11, the mirrors 90, 92, 93 are arranged on one
側板64、64には、その板面に沿って振動が伝播するが、ミラー90、92、93を板面に垂直な方向に支持しているため、ミラー90、92、93は側板64、64の振動を受けにくく、バンディング等の振動を抑制してビームLの走査位置ずれを抑制し、高画質の画像形成を行うことに寄与している。これはトロイダルレンズ91についても同様である。
Vibration is propagated along the plate surfaces of the
図12に示すように、トロイダルレンズ91は、側板64、64により、トロイダルレンズ支持手段としての支持機構103を介して、側板64、64により支持されている。図12または図13に示すように、トロイダルレンズ91は、すでに述べた共軸非球面とトロイダル面とを有するレンズ部91aと、レンズ部91aを覆うようにレンズ部91aと一体に成形されたリブ部91bとを有している。リブ部91bは、トロイダルレンズ91の光走査装置8に対する組み付け完了後の主走査方向(以下、適宜、単に「主走査方向」という)におけるリブ部91bの中央部に形成された決め用の突起91c、91cを有している。
As shown in FIG. 12, the
支持機構103は、リブ部91bと、孔76、76と、トロイダルレンズ91の支持筐体である支持板104と、主走査方向におけるトロイダルレンズ91の各端部に係合しトロイダルレンズ91を支持板104に向けて付勢する付勢部材としての一対の板ばね105、105と、主走査方向におけるトロイダルレンズ91の中央部に係合しトロイダルレンズ91を図12において矢印F1で示すように支持板104に向けて付勢する付勢部材としての板ばね106と、リブ部91bの中央部に下方から係合する調節ねじとしてのねじ107と、上述した板ばね101、101と同一の板ばね108と、側板64、64のうちの一方の側板64の外側に接合されたL字状のブラケット109と、ブラケット109に、副走査方向に変位可能に取り付けられたステッピングモータ110と、ステッピングモータ110によって回転駆動される送りねじ111とを有している。
The
支持板104は板金製であって、コの字状に形成されている。
支持板104は、底面部104aと、底面部104aの両側縁から立設された折り曲げ部104b、104bと、折り曲げ部104b、104bのうちの、一方の折り曲げ部104bの主走査方向における中央部に凹設された切欠104cと、他方の折り曲げ部104bに穿設された開口104dと、主走査方向における底面部104aの中央部に穿設された、板ばね108が挿通される開口104eと、底面部104aの開口104eの近傍部分に穿設された、ねじ107が螺合される孔104fとを有している。
The
The
支持板104はまた、主走査方向における底面部104aの比較的端部の部分に立設された、リブ部91bの各端部と係合する立ち曲げ部104g、104gと、底面部104aの立ち曲げ部104g、104gの近傍部分にそれぞれ穿設された、板ばね105、105が挿通される開口104h、104hと、切欠104cを有する折り曲げ部104bの立ち曲げ部104g、104gおよび開口104h、104hの近傍部分にそれぞれ穿設された、板ばね105、105が挿通される開口104i、104iとを有している。
The
支持板104はまた、底面部104aの両端部の両側縁に凹接され孔76、76にそれぞれ嵌合する切欠104j、104j、切欠104j、104jと、底面部104aのステッピングモータ110側の端部に穿設され送りねじ111と螺合するねじ孔104kとを有している。
板ばね106は、支持板104に取り付けられ支持板104と一体化された状態で孔104fと連通し、孔104fとともにねじ107を螺合される孔106aを有している。
The
The
このような構成の支持機構103により、トロイダルレンズ91は、支持板104に対して次のようにして一体化される。
突起91cを切欠104cに係合させ、リブ部91bの底面を立ち曲げ部104g、104gの先端に突き当てて、トロイダルレンズ91を支持板104に対して位置決めした状態で、トロイダルレンズ91と支持板104とを重ね合わせる。
With the
The
板ばね105、105のそれぞれの一端を開口104h、104hに挿通して支持板104とリブ部91bの底面との間に位置させるとともに、さらにその一端を開口104i、104iに挿通させて外に出し、また、他端をリブ部91bの上面に係合させてトロイダルレンズ91を支持板104に付勢し、板ばね105、105を嵌め込み、立ち曲げ部104g、104gの先端がリブ部91bの底面に確実に当接するように付勢する。
One end of each of the
また、板ばね106の一端を開口104eに挿通して支持板104とリブ部91bの底面との間に位置させるとともに、さらにその一端を開口104dに挿通させて外に出す。孔14fと孔106aとを連通させ、ねじ107を孔14fおよび孔106aに螺合し、その先端をリブ部91bの底面に当接させる。板ばね106の他端をリブ部91bの上面に係合させてトロイダルレンズ91を支持板104に付勢し、板ばね106を嵌め込み、ねじ107の先端がリブ部91bの底面に確実に当接するように付勢する。
Further, one end of the
トロイダルレンズ91は主走査方向に長尺で、剛性が低いため、わずかな応力が加わるだけで反り等の変形を生じ易く、周囲温度の変化に伴って温度分布があると熱応力によっても変形してしまい、図12において符号102で示す副走査方向の母線が曲がって走査ラインの曲がりの要因となるが、トロイダルレンズ91を、支持板104に対して上述のようにして一体化し、支持板104に沿わせることで、トロイダルレンズ91の形状が安定的に保たれ、局部的に応力が加わっても変形することがなく、トロイダルレンズ91の副走査方向の母線102の直線性が保持される。
Since the
またかかる構成の支持機構103により、トロイダルレンズ91は、支持板104に装着された状態で、支持板104が次のようにして側板64、64に一体化されることで、側板64、64に支持される。
支持板104の底面部104aの下面を孔76、76の一つの辺76a、76aに突き当て、切欠104j、104j、切欠104j、104jを、孔76、76の側辺76c、76cに係合させ、くさび状の板ばね108、108を、板ばね101、101を上述のようにして係合したと同様に、側板64、64の外側より、底面部104aの上面と、辺76a、76aに対向した辺76b、76bとの間に挿入し、板ばね108、108のそれぞれに形成された図示しない切欠をそれぞれ、側辺76c、76cに係合させることにより、支持板104を側板64、64に固定する。
Further, the
The lower surface of the
またかかる構成の支持機構103においては、トロイダルレンズ91が、側板64、64に支持された状態で、ねじ孔104に、送りねじ111が螺合する。
このような構成の支持機構103により側板64、64に支持されたトロイダルレンズ91は、ステッピングモータ110により送りねじ111を正逆回転すると、これに追従してビームLの光軸方向と略直交する面内で、辺76aを支点として回動調節γされる。これに伴って副走査方向におけるトロイダルレンズ91の母線102が傾いて、トロイダルレンズ91の結像位置としての走査ラインが傾けられる。
このとき、板ばね108により、支持板104を辺76aに付勢しているため、送りねじ111でのバックラッシュの発生が防止される。
In the
The
At this time, since the
このように、支持機構103は、ステッピングモータ110が取り付けられた方の側板64に形成された孔76の辺76aにおいて、トロイダルレンズ91を、その主走査方向における一旦側を基準に位置決めしているとともに、トロイダルレンズ91を、辺76aにおいて、ビームLの光軸方向に略直交する面内で回動可能に支持している。なお、トロイダルレンズ91BKに対応する支持機構103は、ブラケット109、ステッピングモータ110、送りねじ111を備えておらず、トロイダルレンズ91Y、91M、91Cに対応する支持機構103はそれぞれ、トロイダルレンズ91BKを基準にして、走査ラインの傾きを調節する。
In this manner, the
またトロイダルレンズ91は、主走査方向における両端部を立ち曲げ部104g、104gの先端、主走査方向における中央部をねじ107の先端で支持されているため、ねじ107の突き出し量を調節することで、副走査方向における凹凸形状、言い換えるとビームLの光軸方向から見た凹凸形状が調節されるようになっている。このように、支持機構103は、トロイダルレンズ91を、主走査方向における中央部において位置決めする曲がり調整手段である位置決め手段としての機能も有している。
Further, since the
支持機構103は、次のようにして位置決め手段として用いられる。
ねじ107の突出し量が立ち曲げ部104g、104gの高さに足りない場合には、母線102が下側に凸となるよう反り、ねじ107の突出し量が立ち曲げ部104g、104gの高さを超えると母線102が上側に凸に反る。従って、ねじ107の突き出し量を立ち曲げ部104g、104gの高さとの関係で調整することによってトロイダルレンズ91の焦線が副走査方向に湾曲され、走査ラインの曲がりが補正できる。
The
When the protruding amount of the
なお、すでに述べたように、走査ラインの曲がりは、偏向面94a、94bへのビームLの斜入射によって発生するため、本形態では、全てのステーションに対応するよう、位置決め手段としての支持機構103をそれぞれ配備し、トロイダルレンズ91Y、91M、91C、91BKを、各ステーション間の差をキャンセルする方向に湾曲させることによって各走査ライン間の湾曲の方向と量を揃えている。
As already described, since the scan line is bent by the oblique incidence of the beam L on the deflecting surfaces 94a and 94b, in this embodiment, the
図9に示すように、ビーム検出器121a、121b、122a、122bは、フォトダイオードで構成されたフォトセンサとしての受光素子125a、125b、126a、126bと、受光素子125a、125b、126a、126bを実装した基板127a、127b、128a、128bとを有している。
As shown in FIG. 9, the
ビーム検出器121a、122aは、偏向面94bで偏向されたビームLY、LBKの走査開始を検知するためのものであり、ビーム検出器121b、122bは、偏向面94bで偏向されたビームLY、LBKの走査終了を検知するためのものである。よって、偏向面94bで偏向されたビームLY、LBKの、各々画像記録領域の走査開始側および走査終端側が、ビーム検出器121a、121b、122a、122bにおいて検出される。
The
制御手段は、図14に示す書込制御部113を有している。書込制御部113は生成した信号をLD駆動部114a、114bに送信する。LD駆動部114aは、半導体レーザ141a、142aを駆動して発光させ、LD駆動部114bは、半導体レーザ141b、142bを駆動して発光させる。
The control means has a
制御手段は、ビーム検出器121a、121b、122a、122bの同期検出信号を基に、書き込み制御部113において、Y、M、C、BKの各色に対応したラインバッファから画像データを独立に読み出し、ビームLY、LBKの書き込み開始のタイミングを測り、制御するとともに、偏向面94aで偏向されたビームLC、LMについても書き込み開始のタイミングを測り、制御するようになっている。書き込み制御部113は、LD駆動部114a、114bに独立に出力する。
Based on the synchronization detection signals of the
ビームLの書き込み開始のタイミングは、具体的には、図15に示すように、ビームLY、LBKの出射開始すなわち感光体ドラム20Y、20BKの書き込み開始については、ビーム検出器121aからの同期検知信号を書き込み制御部113が受信してからt1経過後であり、ビームLM、LCの出射開始すなわち感光体ドラム20M、20Cの書き込み開始については、ビーム検出器122aからの同期検知信号を書き込み制御部113が受信してからt2経過後である。
Specifically, as shown in FIG. 15, the writing start timing of the beam L is the synchronization detection signal from the
このように、ビーム検出器121a、121b、122a、122bは、ビームLY、LBKの制御と、ビームLC、LMの制御とに共用されており、同期検知信号はポリゴンミラー94の隣り合う偏向面94b、94aの2面につき、1回出力されるようになっている。
As described above, the
以上の形態では、光偏向器81を、光走査装置8と感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対し1つ配設したが、光偏向器81は、図16に示すように、光走査装置8に対し4つ配設し、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKのそれぞれに対し1つ配設してもよい。光偏向器81Y、81M、81C、81BKはそれぞれ、ビームLY、LM、LC、LBKを発するものである。
In the above embodiment, one
以下、光偏向器81を光走査装置8および感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対し1つ配設した上述の形態(以下、「第1形態」という)と異なる部分について主に説明し、図16ないし図18の各図には、第1形態と同様の部分には対応する符号を付して説明を省略する。なお、図16においては、フレーム83の図示を省略している。
In the following, a description will mainly be given of parts different from the above-described embodiment (hereinafter referred to as “first embodiment”) in which one
この形態(以下、「第2形態」という)の光偏向器81Y、81M、81C、81BKのそれぞれの構成は互いに略同一であるので、図17、図18においては、光偏向器81Yのみを代表して示している。光偏向器81Yに備えられた各構成において光偏向器81と同様の構成については、光偏向器81の説明において付した符号の末尾にYを付して説明を省略する。
Since the configurations of the
各光偏向器81Y、81M、81C、81BKは、光源ユニットを1つのみ備えており、この光源ユニットは、第1形態の光源ユニット19a、19bと略同一の構成であるので、図17、図18においては、単に符号19で示し、説明もこれに準じる。走査結像光学系82Y、82M、82C、82BKは、互いに完全に独立している。走査結像光学系82Y、82M、82C、82BKの構成は互いに略同一であるので、図17、図18においては、走査結像光学系82Yのみを代表して示している。
Each of the
ポリゴンミラー194Yは6面ミラーであり、すべての偏向面が副走査方向に平行とされている。
光源ユニット19から発せられるビームの光束は、ポリゴンミラーの偏向面よりも小さい照射径をなしており、ポリゴンミラー19の回転によりその偏向面上を移動する。よって光偏向器81Yは、いわゆるアンダーフィルド光学系を構成している。
The
The luminous flux of the beam emitted from the
走査結像光学系82Yは、走査レンズ188Yを有している。走査レンズ188Yは、1層構成となっており、そのビームLYの入出射面は、共軸非球面であり、副走査方向に平行である。
光源ユニット19から出射されるビームLYの射出高さは、シリンダレンズ35Y、走査レンズ188Yの光軸高さと一致し、ビームLYは、ポリゴンミラー194Yのシャフト195Yに直交する平面上において走査される。
第1形態のリブ23、板ばね34、ミラー37に対応する構成は備えられておらず、シリンダレンズ35Yを透過したビームLYは、ポリゴンミラー194Yに直接照射される。
The scanning imaging
The exit height of the beam LY emitted from the
The configuration corresponding to the rib 23, the
走査結像光学系82Yは、光学素子としてのfθレンズである結像レンズたる走査レンズ188Yと、走査レンズ188Yを透過したビームLYを下方に向けて反射する反射部材としての第1の折り返しミラーであるミラー90Yと、ミラー90Yによって反射されたビームLYを上方に向けて反射する反射部材としての第2の折り返しミラーであるミラー92Yと、ミラー90Yによって反射されたビームLYを透過する結像レンズとしてのトロイダルレンズ91Yとを有している。トロイダルレンズ91Yを透過したビームLYはそのまま感光体ドラム20Yを走査する。
The scanning imaging
第2形態においても、光偏向器81は、側板64、64を解体することなく、側板64、64の配置を維持しながら、ハウジング39を、側板64、64に対し、主走査方向から係合させて位置決めするようになっているから、主走査方向において正確に位置決めされ、ビームLの走査位置を経時的にも高精度とし、高画質の画像形成を行うことに寄与しているとともに、主走査方向においてフレーム83に着脱可能であり、光走査装置8の生産性やメンテナンス性を向上している。
Also in the second embodiment, the
また、すべての光偏向器81のハウジング39を、側板64、64に対し、主走査方向から係合させて位置決めするようになっているから、各光偏向器81の配置精度が高く、温度変動等があってもビームLの走査位置が揃い、色ずれのない高画質の画像形成に寄与する。
Further, since the
その他、光源ユニット19の一部がフレーム83の外部に露出しているため、フレーム83や光偏向器81を分解することなく、フレーム83や光偏向器81に対して自由に着脱されるようになっていることや、特に基板38a、38bが露出していることから、半導体レーザの配線接続の際のコネクタ接続等が容易となって、生産性が向上していることや、基板の大きさによってミラー90、92、トロイダルレンズ91の配設に制約を与えることがなく、設計面でも自由度が向上していること等は、第1形態と同様である。
In addition, since a part of the
以上、本発明を実施するための形態として、本発明を適用した第1形態、第2形態の光走査装置8および画像形成装置100について説明した。この説明においては、保持部材が偏向部材と光学素子とを保持したが、保持部材は少なくとも偏向部材を保持すればよい。支持部材は、複数の光学素子のうち、1つ以上の光学素子を支持すればよく、すべての光学素子を保持しても良い。上記形態においてトロイダルレンズとして説明した光学素子は、少なくとも主走査方向にパワーを持っていれば良い。支持部材は、保持部材の少なくとも一部が、その対向領域外に位置するように保持部材を保持すればよい。本発明の適用は、上述の説明において特に限定を行っていない限り、上述の形態に限られるものではない。
As described above, the
20Y、20C、20M、20BK 像担持体
39、39Y 保持部材
46、46 支持部材
75a、77a、78a ミラーを主走査方向に位置決めした部分
75、77、78、75Y、77Y、78Y、75M、77M、78M、75C、77C、78C、75BK、77BK、78BK ミラーを支持する孔部
88、89、90、91、92、93、90Y、91Y、92Y、93Y、90M、91M、92M、93M、90C、91C、92C、93C、90BK、91BK、92BK、93BK 光学素子
90、91、92、93、90Y、91Y、92Y、93Y、90M、91M、92M、93M、90C、91C、92C、93C、90BK、91BK、92BK、93BK 支持部材によって支持された光学素子
90、92、93、90Y、92Y、93Y、90M、92M、93M、90C、92C、93C、90BK、92BK、93BK ミラーである光学素子
90a、92a、93a ミラーのビームの反射面
91、91Y、91M、91C、91BK 主走査方向にパワーを有する光学素子
94、94Y、94M、94C、94BK、194Y 偏向部材
95、195Y 回転軸
100 画像形成装置
103 位置決め手段
141a、141b、142a、142b 光源
L、LY、LM、LC、LBK 偏向部材により偏向されたビーム
L’ 光源から出射されたビーム
20Y, 20C, 20M, 20BK Image carrier 39, 39Y Holding member 46, 46 Support member 75a, 77a, 78a Parts where mirror is positioned in the main scanning direction 75, 77, 78, 75Y, 77Y, 78Y, 75M, 77M, 78M, 75C, 77C, 78C, 75BK, 77BK, 78BK Holes for supporting the mirror 88, 89, 90, 91, 92, 93, 90Y, 91Y, 92Y, 93Y, 90M, 91M, 92M, 93M, 90C, 91C , 92C, 93C, 90BK, 91BK, 92BK, 93BK Optical elements 90, 91, 92, 93, 90Y, 91Y, 92Y, 93Y, 90M, 91M, 92M, 93M, 90C, 91C, 92C, 93C, 90BK, 91BK, 92BK, 93BK Optical elements 90, 92, supported by a support member 3, 90Y, 92Y, 93Y, 90M, 92M, 93M, 90C, 92C, 93C, 90BK, 92BK, 93BK Optical elements 90a, 92a, 93a Reflecting surfaces of mirror beams 91, 91Y, 91M, 91C, 91BK Optical elements 94, 94Y, 94M, 94C, 94BK, 194Y having power in the main scanning direction Deflection members 95, 195Y Rotating shaft 100 Image forming apparatus 103 Positioning means 141a, 141b, 142a, 142b Light sources L, LY, LM, LC, LBK Beam deflected by deflecting member L 'Beam emitted from light source
Claims (14)
光源から出射されたビームを偏向する偏向部材と、
この偏向部材により偏向されたビームを像担持体に結像させるための複数の光学素子と、
少なくとも上記偏向部材を保持する保持部材と、
上記複数の光学素子のうちの少なくとも一部の光学素子および上記保持部材を支持する、上記ビームの主走査方向において互いに対向するよう配設された支持部材とを有し、
上記支持部材が、上記保持部材の少なくとも一部が上記主走査方向における同支持部材の対向領域外に位置するように同保持部材を支持した光走査装置。 A light source;
A deflecting member for deflecting the beam emitted from the light source;
A plurality of optical elements for imaging the beam deflected by the deflecting member on the image carrier;
A holding member for holding at least the deflection member;
A support member that supports at least some of the plurality of optical elements and the holding member, and is disposed to face each other in the main scanning direction of the beam,
An optical scanning device in which the support member supports the holding member so that at least a part of the holding member is located outside the opposing region of the support member in the main scanning direction.
上記光源を複数有し、
上記複数の光学素子を、上記複数の光源に対してそれぞれ備えたことを特徴とする光走査装置。 In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 5,
Having a plurality of light sources,
An optical scanning device comprising the plurality of optical elements for the plurality of light sources, respectively.
An image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to claim 1; and an image carrier on which a latent image is formed by the optical scanning device.
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