JP2006215267A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル複写機およびレーザプリンタ等の光書き込み系に用いられる光走査装置およびこれを用いた画像形成装置に関するもので、特に、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成することを可能にしたものに関する。 The present invention relates to an optical scanning device used in an optical writing system such as a digital copying machine and a laser printer, and an image forming apparatus using the optical scanning device, and more particularly to form a color image by superimposing a plurality of color toner images. It is related to what made possible.
カールソンプロセスを用いた電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体としての例えば感光体ドラムの回転に従って、感光体ドラム表面の帯電、露光による潜像形成、トナーによる現像、トナー像の転写体への転写、の各プロセスが実行される。そして、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、一つ一つの感光体ドラムを含む各画像形成ステーションを各色に対応して構成し、各ステーションで形成したトナー像を重ねるように構成することによって多色画像形成装置を構成することができる。かかる多色画像形成装置においては、感光体ドラムに偏心や径のばらつきがあると、潜像形成から転写までの時間差、各色の画像を形成する感光体ドラム相互の間隔の異なり、転写体、例えば、転写ベルトや記録紙を搬送する搬送ベルトの速度変動や蛇行によって、各トナー像のレジストずれが生じ、色ずれや色変わりとなって画像品質を劣化させる。同様に、感光体ドラムに潜像を形成する光走査装置においても、感光体ドラム上の照射位置を正確に合わせなければ、色ずれや色変わりの要因となる。 In an electrophotographic image forming apparatus using the Carlson process, as the image carrier is rotated, for example, a photosensitive drum, charging of the surface of the photosensitive drum, formation of a latent image by exposure, development with toner, toner image transfer body Each process of transfer to is executed. Then, a plurality of photosensitive drums are arranged along the transfer direction of the transfer body, each image forming station including each photosensitive drum is configured corresponding to each color, and the toner images formed at each station are overlapped. By configuring as above, a multicolor image forming apparatus can be configured. In such a multi-color image forming apparatus, if there is eccentricity or variation in diameter of the photosensitive drum, the time difference from the latent image formation to the transfer, the interval between the photosensitive drums for forming images of each color, In addition, due to speed fluctuations and meandering of the transfer belt and the conveyance belt that conveys the recording paper, registration deviation of each toner image occurs, resulting in color deviation and color change, thereby degrading image quality. Similarly, in an optical scanning device that forms a latent image on a photosensitive drum, if the irradiation position on the photosensitive drum is not accurately matched, color misregistration and color change may occur.
このレジストずれは、光走査装置によるものと、光走査装置以外によるものに分けることができる。しかし、従来、このような区分けはなく、転写体に記録されたレジストずれ検出パターンによりジョブ間等で定期的に副走査位置を検出し、書き出しのタイミングを合わせることにより先頭ラインの位置を補正していた（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。また、上記特許文献１、特許文献２記載に記載されているような補正を行うとともに、主走査方向の一端を支点にして反射ミラーを傾けることにより、走査ラインのスキュー（傾き）を経時的に補正し（例えば、特許文献３参照）、あるいは、走査レンズを傾けることにより、走査ラインのスキュー（傾き）を経時的に補正するものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
また、走査レンズ毎の加工誤差や配置位置の誤差によって発生する走査ラインの曲がりについては、副走査方向にパワーを有する走査レンズを主走査方向に沿って矯正するなどの手段によって製造時にあらかじめ補正することも行われている（例えば、特許文献５参照）。
This registration deviation can be classified into those caused by the optical scanning device and those caused by other than the optical scanning device. However, conventionally, there is no such division, and the position of the top line is corrected by detecting the sub-scanning position periodically between jobs using the registration error detection pattern recorded on the transfer body and matching the timing of writing. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2). In addition, correction as described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above is performed, and the reflection mirror is tilted with one end in the main scanning direction serving as a fulcrum, whereby the skew (tilt) of the scanning line is changed over time. It is known to correct the skew (tilt) of the scanning line over time by correcting (for example, see Patent Document 3) or by tilting the scanning lens (see, for example, Patent Document 4).
Further, a scan line curve caused by a processing error or an arrangement position error for each scanning lens is corrected in advance at the time of manufacture by means such as correcting a scanning lens having power in the sub-scanning direction along the main scanning direction. (For example, refer to Patent Document 5).
ところで、多色画像形成に用いられる光走査装置は、光源手段から放射される各色に対応する光ビームを、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に、複数の反射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としている。 By the way, the optical scanning device used for multicolor image formation scans the light beam corresponding to each color emitted from the light source means collectively with a single polygon scanner and guides it to the corresponding photosensitive drum. A plurality of reflecting mirrors are provided, and in order to stably maintain the positional accuracy of the scanning lines between the respective colors, these components are integrally supported by a common housing.
近年、上記ハウジングの材質として、低コスト化や形状設計の自由度等の観点から樹脂が多く用いられるようになったが、樹脂製のハウジングは、耐振動性や、環境温度に対する寸法安定性に劣るという欠点があり、単色対応の光走査装置では、板金製のハウジングを用いた例が提案されている（例えば、特許文献６参照）。 In recent years, resin has been widely used as a material for the housing from the viewpoints of cost reduction and flexibility in shape design, etc. However, the resin housing is resistant to vibration and dimensional stability against environmental temperature. There is a disadvantage that it is inferior, and an example using a sheet metal housing has been proposed for a monochromatic optical scanning device (see, for example, Patent Document 6).
さらに、前述のような複数色に対応する光走査装置のハウジングを樹脂で一体的に形成すると、ハウジングそのものが大型化するため、環境温度に対する寸法安定性に劣り、上記した複数の反射ミラーの相対位置や角度が環境変化に伴って変動することにより、各々の感光体ドラム上での光ビーム照射位置がずれ、各ステーションで照射位置から転写位置に至るまでの時間が変わってレジストずれが生じるといった問題が発生する。そこで、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。しかし、この調整を行ったとしたとしても、１ジョブ内における印字枚数が増えると、１ジョブ内で温度が上昇し、温度上昇に伴う照射位置の変動は避けられない。 Furthermore, if the housing of the optical scanning device corresponding to a plurality of colors as described above is integrally formed of resin, the housing itself becomes large, so that the dimensional stability against the environmental temperature is inferior. As the position and angle fluctuate with environmental changes, the light beam irradiation position on each photosensitive drum shifts, and the time from the irradiation position to the transfer position changes at each station, resulting in registration shift. A problem occurs. Thus, it is conceivable to detect registration deviation between jobs and adjust the irradiation position between stations. However, even if this adjustment is performed, if the number of prints in one job increases, the temperature rises in one job, and the variation in irradiation position due to the temperature rise is inevitable.
当然、１ジョブ内においても、途中で印字を中断し補正をかけることは可能であるが、レジストずれを検出するには、トナー像である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。また、この補正に応じてトナー消費量も増加する。 Naturally, even within one job, printing can be interrupted and correction can be made in the middle. However, in order to detect registration deviation, it is necessary to record a detection pattern as a toner image on the transfer member. As a result, the apparatus becomes unrecordable and the printing waiting time becomes long, resulting in a hindrance to work efficiency. Further, the toner consumption increases in accordance with this correction.
特に、各ステーションの間隔が広くなると、ハウジングも大きくなって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重量が増えるためコストも高くなる。また、従来は、ハウジング底面を挟む上下の空間に、構成部品の受け面を底面に立設して支持しているが、ハウジングの底面は広い平板状であるうえ、光偏向器としてのポリゴンミラーから感光体ドラムに至る光ビームを這いまわすには、ハウジングの底面に光ビームの走査方向に長い開口部を設ける必要があり、ハウジングの底面が振動に対して弱いといった問題もある。 In particular, when the interval between the stations is widened, the housing becomes large and warpage is likely to occur, and it becomes difficult to ensure dimensional stability. Conventionally, in the upper and lower spaces sandwiching the bottom surface of the housing, the receiving surfaces of the component parts are erected on the bottom surface and supported. However, the bottom surface of the housing has a wide flat plate shape and is a polygon mirror as an optical deflector. In order to change the light beam from the photosensitive drum to the photosensitive drum, it is necessary to provide a long opening in the scanning direction of the light beam on the bottom surface of the housing, and there is a problem that the bottom surface of the housing is vulnerable to vibration.
これに対し、材質にアルミダイキャスト等の金属部品を用いる方法があるが、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、生産性が悪くさらにコスト高であるという欠点がある。一方、特許文献６記載の発明のように板金を用いる方法もあるが、ハウジング全体を板金とするには、複数のステーション分の光源手段や走査レンズを支持する必要があるため複雑化し、かえって工数がかかり、組付が厄介になるという欠点がある。 On the other hand, there is a method of using metal parts such as aluminum die-casting as the material, but it takes time to machine the receiving surface of the component parts with high accuracy, so there is a disadvantage that productivity is poor and cost is high. . On the other hand, there is a method of using a sheet metal as in the invention described in Patent Document 6, but in order to make the entire housing a sheet metal, it is necessary to support light source means and scanning lenses for a plurality of stations, which is complicated. There is a drawback that the assembly becomes troublesome.
本発明は、各ステーションのレジスト精度を経時的にも安定的に維持することで無駄なトナーの消費量を抑え、色ずれや色変わりのない高品位なカラー画像を記録することができる光走査装置および画像形成装置を得ることを目的とする。また、耐振動性に優れ、バンディング画像の発生を低減できる光走査装置および画像形成装置を得ることを目的とする。 The present invention is an optical scanning device capable of suppressing wasteful toner consumption by stably maintaining the resist accuracy of each station over time and recording a high-quality color image without color shift or color change. It is another object of the present invention to obtain an image forming apparatus. It is another object of the present invention to provide an optical scanning device and an image forming apparatus that have excellent vibration resistance and can reduce the generation of banding images.
本発明は、請求項１に記載されているように、複数の光源、これらの光源からの光ビームを偏向する偏向手段、偏向手段によって偏向された複数の光ビームをそれぞれに対応する被走査面に光スポットとして結ばせる走査結像手段を有する光走査装置において、上記複数の光源と偏向手段を保持する樹脂製ハウジングと、複数の取り付け部で上記樹脂製ハウジングを保持する金属製ハウジングを有し、上記複数の取り付け部とは異なる位置で、上記樹脂製ハウジングまたは樹脂製ハウジングに装着されている部品を押圧する押圧手段を有することを最も主要な特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of light sources, deflecting means for deflecting light beams from these light sources, and a plurality of light beams deflected by the deflecting means respectively corresponding to scanned surfaces In the optical scanning device having the scanning image forming means to be connected as a light spot, a resin housing holding the plurality of light sources and the deflecting means, and a metal housing holding the resin housing at a plurality of attachment portions. The main feature is that it has a pressing means for pressing the resin housing or a part mounted on the resin housing at a position different from the plurality of mounting portions.
請求項２記載の発明のように、押圧手段は金属製ハウジングに装着され、または、金属製ハウジングと一体的に形成されているとよい。 As in the second aspect of the present invention, the pressing means may be mounted on the metal housing or formed integrally with the metal housing.
請求項３記載の発明は、複数の光源、これらの光源からの光ビームを偏向する偏向手段、偏向手段によって偏向された複数の光ビームをそれぞれに対応する被走査面に光スポットとして結ばせる走査光学系を有する光走査装置において、上記複数の光源と偏向手段を保持する樹脂製ハウジングと、複数の取り付け部で上記樹脂製ハウジングを保持する金属製ハウジングを有し、上記樹脂製ハウジングは、上記複数の取り付け部とは異なる位置で他の部材を押圧する押圧手段を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a plurality of light sources, deflecting means for deflecting light beams from these light sources, and scanning for connecting the plurality of light beams deflected by the deflecting means to corresponding scanning surfaces as light spots. An optical scanning device having an optical system, comprising: a resin housing that holds the plurality of light sources and deflecting means; and a metal housing that holds the resin housing at a plurality of attachment portions. It has the press means which presses another member in the position different from a some attachment part, It is characterized by the above-mentioned.
請求項４記載の発明のように、請求項３記載の押圧手段は樹脂製ハウジングに装着され、または、金属製ハウジング一体的に形成されているとよい。 As in the invention described in claim 4, the pressing means described in claim 3 is preferably attached to the resin housing or formed integrally with the metal housing.
請求項５記載の発明のように、請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置において、複数の取り付け部は３箇所以上にあり、押圧手段および上記複数の取り付け部を、押圧方向に垂直な面に正射影したとき、上記押圧手段は複数の取り付け部に囲まれた領域内にあるとよい。
請求項６記載の発明のように、請求項１から５のいずれかに記載の光走査装置において、偏向手段は複数の偏向手段取り付け部で樹脂製ハウジングに保持され、押圧手段および複数の偏向手段取り付け部を、押圧方向に垂直な面に正射影したとき、上記押圧手段は複数の偏向手段取り付け部に囲まれた領域内にあるとよい。
As in the fifth aspect of the invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fourth aspects, the plurality of attachment portions are at three or more locations, and the pressing means and the plurality of attachment portions are arranged in the pressing direction. When orthogonally projected on a vertical surface, the pressing means may be in a region surrounded by a plurality of attachment portions.
According to a sixth aspect of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects, the deflection means is held on the resin housing by a plurality of deflection means mounting portions, and the pressing means and the plurality of deflection means. When the mounting portion is orthogonally projected onto a plane perpendicular to the pressing direction, the pressing means may be in a region surrounded by a plurality of deflection means mounting portions.
請求項７記載の発明のように、請求項１から６のいずれかに記載の光走査装置において、樹脂製ハウジングは偏向手段により偏向された光ビームを複数の被走査面に結像する走査結像手段を構成する走査結像素子を保持し、金属ハウジングは上記走査結像素子の一部を保持する構成であって、樹脂製ハウジングに保持される走査結像素子の副走査方向の合成パワーは金属製ハウジングに保持される走査結像素子の合成パワーよりも小さくするとよい。 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 resin housing is configured to scan the light beam deflected by the deflecting means to form an image on a plurality of scanned surfaces. A scanning imaging element constituting the image means is held, and the metal housing holds a part of the scanning imaging element, and the combined power in the sub-scanning direction of the scanning imaging element held by the resin housing Is preferably smaller than the combined power of the scanning imaging element held in the metal housing.
請求項８記載の発明は、電子写真プロセスによる画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置を用い、各光ビームに対応する複数の被走査面は像担持体の表面であり、複数色の画像形成が可能であることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus using an electrophotographic process, wherein the light scanning device according to any one of the first to seventh aspects is used as an apparatus for performing an exposure process in the electrophotographic process, and each light The plurality of scanned surfaces corresponding to the beams are the surfaces of the image carrier, and a plurality of color images can be formed.
請求項１、２、３および４記載の発明によれば、耐振動性に優れた光走査装置を提供することができる。また、金属製ハウジング部を機種により変更し、樹脂製のハウジングは多機種に共通して使用することが可能で、素材のリサイクルが容易になる。
請求項５、６および７記載の発明によれば、耐振動性に優れ、なおかつ、良好な光学特性が得られる光走査装置を提供することができる。
請求項８記載の発明によれば、バンディングが少なく、高密度、高画質の画像を出力することが可能な画像形成装置を提供することができる。
According to the first, second, third, and fourth aspects of the invention, an optical scanning device having excellent vibration resistance can be provided. In addition, the metal housing portion is changed depending on the model, and the resin housing can be used in common for many models, and the recycling of the material becomes easy.
According to the fifth, sixth, and seventh aspects of the invention, it is possible to provide an optical scanning device that is excellent in vibration resistance and that can obtain good optical characteristics.
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to provide an image forming apparatus that can output a high-density, high-quality image with less banding.
以下、図面を参照しながら本発明にかかる光走査装置および画像形成装置の実施例を説明する。
まず、図１ないし図５を用いて、光走査装置の基本的な構成例を説明する。この構成例は、複数の色に対応した光走査が可能な光走査装置であって、像担持体としての感光体ドラムが複数配列され、各感光体ドラムに対応して複数の光走査装置が構成されている。図３は、複数の光走査装置のうち、ある一つの色に対応した光走査装置の光学レイアウト図を示す。
Embodiments of an optical scanning apparatus and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a basic configuration example of the optical scanning device will be described with reference to FIGS. 1 to 5. This configuration example is an optical scanning device capable of optical scanning corresponding to a plurality of colors, in which a plurality of photosensitive drums as image carriers are arranged, and a plurality of optical scanning devices corresponding to the respective photosensitive drums. It is configured. FIG. 3 is an optical layout diagram of an optical scanning device corresponding to a certain color among a plurality of optical scanning devices.
図３において、符号１０１は半導体レーザ、１０５はカップリングレンズ、１０９はシリンドリカルレンズ、１１１はポリゴンミラー、１１５は防音ガラス、１１３は第１走査レンズ、１２１は第２走査レンズ、１２３は防塵ガラス、２０４は感光体ドラムをそれぞれ示している。
In FIG. 3,
半導体レーザ１０１から出射した光ビームは、カップリングレンズ１０５により平行光束あるいは緩やかな発散光か緩やかな収束光に変換されて後続の光学系にカップリングされる。カップリングレンズ１０５を通った光ビームは、ビーム整形するためのアパーチャ（図示されず）を通過した後、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ１０９に入射する。シリンドリカルレンズ１０９を出射した光ビームは、副走査方向にのみ収束されてポリゴンミラー１１１の偏向反射面近傍で主走査方向に長い線像として結像する。ポリゴンミラー１１１は、複数の偏向反射面が周方向に一定の間隔で形成されたもので、モータにより一定速度で高速回転駆動される。上記線像を結んでいる光ビームは、高速度で回転駆動されるポリゴンミラー１１１により主走査方向に等角速度的に偏向走査される。偏向走査された光ビームは第１走査レンズ１１３、第２走査レンズ１２１からなる走査結像手段を介して被走査面である感光体ドラム２０４の表面に至る。上記走査結像手段は、上記光ビームを感光体ドラム２０４の表面に光スポットとして集光するとともに、等角速度的に偏向された光ビームを感光体ドラム２０４の表面上において略等速に走査するｆθ機能を有している。この走査方向を主走査方向という。
The light beam emitted from the
図２はハウジングまで含めた上記光走査装置の、副走査方向の断面図である。図２において、光走査装置を構成する光学系すなわち図３に示す光学系が複数配置され、ポリゴンミラーは各光走査装置で共用している。複数の光走査装置はそれぞれ色成分に対応している。図２において、ポリゴンミラーは上下２段に形成されていて、符号１１１は上段ポリゴンミラーを、符号１１２は下段ポリゴンミラーを示している。符号１１５〜１２０は、偏向された光ビームを被走査面としての感光体ドラムの表面に導くための反射ミラーを示している。図２に示す例は、４色のタンデム対応の光走査装置であり、図３に示す光走査装置の光学系と実質的に同じ構成の光走査装置が４つ配置されている。図２において、符号２０１，２０２，２０３，２０４は各色に対応した感光体ドラムを示しており、図３では、感光体ドラム２０４が属する光走査装置の光学系について説明した。上記上段のポリゴンミラー１１１で偏向反射された光ビームは、第１走査レンズ１１３、ミラー１１６、第２走査レンズ１２１、ミラー１１８、ミラー１１７を経て感光体ドラム２０４に至るように、これらの光学素子が配置されている。上記下段のポリゴンミラー１１２で偏向反射された光ビームは、第１走査レンズ１１４、ミラー１１５、第２走査レンズ１２２、ミラー１１９、ミラー１２０を経て感光体ドラム２０３に至るように、これらの光学素子が配置されている。ポリゴンミラー１１１，１１２を挟んで反対側にも、同様に構成された光学系が対称形に配置され、上下のポリゴンミラー１１１，１１２を共用しているが、反対側に光学系に付する符号は省略した。
FIG. 2 is a sectional view of the optical scanning device including the housing in the sub-scanning direction. In FIG. 2, a plurality of optical systems constituting the optical scanning device, that is, the optical system shown in FIG. 3 are arranged, and the polygon mirror is shared by each optical scanning device. Each of the plurality of optical scanning devices corresponds to a color component. In FIG. 2, the polygon mirror is formed in two upper and lower stages.
図１は光走査装置を組み込むハウジングの構成例を示す。ハウジングは大きく分けて４つの構成部品、すなわち、板金製の底板１７０、板金製の一対の側板１５０，１６０、樹脂ハウジング１００からなる。
板金製の底板１７０には複数の突起部１７５が側面から外方に突出させて形成され、これらの突起部１７５は板金製の両側板１５０，１６０の図示されていない係合孔に挿入されてカシメられることにより、底板１７０と両側版１５０，１６０が結合されている。両側の側板１５０、１６０同士は平行に保たれて底板１７０に結合され、底板１７０とともに構造体を構成している。底板１７０は凹凸形状に曲げることにより、剛性を確保している。図示の実施例では、前述の主走査方向の線に沿って折り曲げることにより、凹凸が主走査方向に交互に形成されている。底板１７０の、前記各感光体２０１，２０２，２０３，２０４に対応する位置には凹部となっていて、これらの凹部にスリット状の開口１７１〜１７４が設けられている。各開口１７１〜１７４には防塵ガラスが嵌められている。図２において符号１２３は一つの防塵ガラスを示している。
FIG. 1 shows a structural example of a housing in which an optical scanning device is incorporated. The housing is roughly divided into four components, that is, a
A plurality of projecting
図２に示す反射ミラー１１５〜１２０およびポリゴンミラー１１１，１１２を挟んで対称形に配置された他の反射ミラーは、それぞれの両端部が、図１２に示すように、主走査方向両側にある側板１５０、１６０に打ち抜きによって形成された開口に挿入され、この開口の一側縁側に嵌め込まれた板ばね１８７，１８８で反射ミラーの各端部が上記開口の他側縁に押し当てられることにより、両側板１５０，１６０に固定されている。図１２では、反射ミラーを符号１１５で示しているが、他の反射ミラーも、同様の固定構造によって両側板１５０，１６０に固定されている。
The other reflecting mirrors arranged symmetrically with respect to the reflecting
図１１は第２走査レンズの固定構造を示す。図１１は一つの第２走査レンズ１２１が他の第２走査レンズを代表して示されているが、第２走査レンズ１２２およびポリゴンミラーを挟んで上記第２走査レンズ１２１，１２２と対称形に配置された他の第２走査レンズも同じ固定構造となっている。図１１において、第２走査レンズ１２１は、上下から板金１８０と板金１８１に挟まれ、上下の板金１８０，１８１によって第２走査レンズ１２１が支えられている。図１１において、上側の板金１８１は走査レンズ１２１よりも長く、下側の板金１８０は板金１８１よりもさらに長くなっている。走査レンズ１２１の長さ方向両側に突出した板金１８０，１８１間にはスペーサ１８２、１８３が挟み込まれ、ねじによってスペーサ１８２、１８３と板金１８０，１８１が結合されている。各板金１８０，１８１は長さ方向中央部から走査レンズ１２１を押圧するように反っていて、上記スペーサ１８２，１８３に対する板金１８０，１８１の締め付け力を調整することにより、副走査方向にパワーを有する走査レンズ１２１を湾曲させ、走査線曲がりを補正することができるように構成されている。
FIG. 11 shows a fixing structure of the second scanning lens. In FIG. 11, one
上記走査レンズ１２１も、両側板１５０，１６０間に掛け渡され、両側板１５０，１６０で支持されている。図１１において、両側板１５０、１６０には走査レンズ１２１を支持するための開口が打ち抜きにより形成され、上記板金１８０の両端部が両側板１５０、１６０の上記開口に挿入されている。開口の一側縁側には板ばね１８５，１８６が嵌め込まれ、これらの板ばね１８５，１８６で板金１８０の各端部が上記開口の他側縁に押し当てられることにより、板金１８０が両側板１５０，１６０に固定され、この板金１８０を介して走査レンズ１２１が両側板１５０，１６０に固定されている。
The
上記板金１８０の片側（図１１において左側）の端部は、上記のように側版１５０の打ち抜き開口の一方の縁に板ばね１８６で突き当てられて固定されており、もう一方の端部にはねじ孔が形成され、このねじ孔にはステッピングモータ１８４のシャフト先端に形成された送りネジがねじ込まれ、この送りねじによって板金１８０の一方の端部が支持されている。ステッピングモータ１８４が回転駆動されると、板金１８０の一方側が副走査方向に変位するため、走査レンズ１２１が光軸まわりに回転し、これにより走査線傾きを補正することができるようになっている。走査レンズ１２１は樹脂によって製作されており、なおかつ、薄肉、長尺であり、走査レンズ単体では剛性が低い。走査レンズ１２１は、その上下面に前述したように板金１８０、１８１を装着することにより剛性が確保され、なおかつ、側板１８０，１８１への装着が容易な構造になっている。図１１では、一つの第２走査レンズ１２１のみの固定構造を示しているが、他の第２走査レンズも、同様の固定構造によって両側板１５０，１６０に取り付けられ、長さ方向の一方側を副走査方向に位置調整可能になっている。
One end (left side in FIG. 11) of the
図５は、光源から第１走査レンズに至る光学系の構成例を示す。図５において、各色に対応するステーションに対し二つの半導体レーザが配備されている。半導体レーザ１０１，１０２は一つのステーションの光源であり、半導体レーザ１０３，１０４はもう一つのステーションの光源である。一つのステーションにおいては、副走査方向に一画素分離れた２本の走査線を一度に形成するようになっている。これにより、ポリゴンミラー１１１，１１２の回転数を低減することができ、低消費、低電圧、高耐久を実現することができる。半導体レーザ１０１，１０２とカップリングレンズ１０５、１０６によって第１光源ユニットが構成され、半導体レーザ１０３，１０４とカップリングレンズ１０７，１０８によって第２光源ユニットが構成されている。これら二つの光源ユニットは主走査方向、副走査方向ともに相対的に位置がずれており、第１光源ユニットから出射した光ビームはシリンドリカルレンズ１０９、防音ガラス１１５を通って上段のポリゴンミラー１１１に、第２光源ユニットから出射した光ビームはシリンドリカルレンズ１１０、防音ガラス１１５を通って下段のポリゴンミラー１１２に到達するように構成されている。
FIG. 5 shows a configuration example of an optical system from the light source to the first scanning lens. In FIG. 5, two semiconductor lasers are provided for the stations corresponding to the respective colors. The
上記第１、第２光源ユニットからの光ビームは、回転駆動されているポリゴンミラー１１１，１１２の偏向反射面で偏向反射され、偏向されたこれらの光ビームは上記防音ガラス１１５を通って第１走査レンズ１１３，１１４に至る。第１走査レンズ１１３，１１４は共に樹脂製であり、レンズ同士が重ねられて接着により接合され、なおかつ、樹脂ハウジングに装着されている。上記シリンドリカルレンズ１０９、１１０も各ステーション（色）に対応した位置にて樹脂ハウジングに装着されている。防音ガラス１１５はポリゴンミラー１１１，１１２の回転に伴う騒音を低減するために配備している。図５では、ポリゴンミラー１１１，１１２の右側に配置されている上記各光学素子に符号を付して構成を説明したが、ポリゴンミラー１１１，１１２の左側にも、上記構成の光学系と同じ構成の光学系が対称形に配置されている。ポリゴンミラー１１１，１１２は、左右に配置された光学系で共用している。
The light beams from the first and second light source units are deflected and reflected by the deflecting and reflecting surfaces of the polygon mirrors 111 and 112 that are rotationally driven, and the deflected light beams pass through the
ここに示す光源ユニット、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラーを含むポリゴンスキャナ、防音ガラス、第１走査レンズ等は、ハウジングに取り付けられる。このハウジングは、温度変化による変形、経時的な変形がないことが要求され、この要求を満たすには、板金等でハウジングを作成するのが望ましい。しかし、上記各光学素子はそれぞれに異なった形をしており、これらを支持するハウジングの受け部側に複雑な形状が必要になるため、板金等でハウジングを作成するのは困難である。また、アルミダイキャストでハウジングを形成することも可能であるが、コスト高であること、重量が重くなることなどの問題がある。しかるに、光源ユニット、シリンドリカルレンズ、ポリゴンスキャナ、防音ガラス、第１走査レンズ等は、比較的まとまった位置に配備されており、なおかつ、取り付け形状が非常に複雑になる、などの事情を勘案すると、これらの部品、すなわち、上記複数の光源ユニット、シリンドリカルレンズおよび偏向手段を含む部品を、樹脂製のハウジングに装着することは以下の点で非常に有効である。
１．樹脂製ハウジングは、光源とポリゴンミラーを含む部分を保持すればよいので、小型になり、よって、薄肉にすることができる。
複雑な取り付け形状にも対応可能である。
図１、図２では、上記樹脂製ハウジングを符号１００で示している。
A light source unit, a cylindrical lens, a polygon scanner including a polygon mirror, soundproof glass, a first scanning lens, and the like shown here are attached to a housing. The housing is required to be free from deformation due to temperature change and deformation over time. To satisfy this requirement, it is desirable to make the housing from sheet metal or the like. However, each of the optical elements has a different shape, and a complicated shape is required on the receiving portion side of the housing that supports the optical elements. Therefore, it is difficult to make the housing with sheet metal or the like. Although the housing can be formed by aluminum die casting, there are problems such as high cost and heavy weight. However, the light source unit, the cylindrical lens, the polygon scanner, the soundproof glass, the first scanning lens, and the like are arranged in a relatively united position, and the mounting shape becomes very complicated. Mounting these components, that is, the components including the plurality of light source units, the cylindrical lens, and the deflecting means, on the resin housing is very effective in the following points.
1. Since the resin housing only needs to hold the portion including the light source and the polygon mirror, the resin housing can be reduced in size and thus can be made thinner.
It is possible to handle complex mounting shapes.
1 and 2, the resin housing is denoted by
図１において、上記樹脂製ハウジング１００は、前記側板１５０、１６０間に、かつ、前記底板１７０の上方において、適宜の固定手段、例えば、側板１５０に切り起こし等によって形成された受け部１５１，１５２および他方の側板１６０に切り起こし等によって形成された受け部に、樹脂製ハウジング１００の突片をねじ止めするなどの手段によって固定されている。これにより、底板１７０，側板１５０，１６０、樹脂製ハウジング１００により光走査装置のハウジングが形成されている。しかしながら、樹脂製ハウジング１００にはポリゴンスキャナが装着されており、ポリゴンミラー１１１，１１２の回転に伴い振動が発生し易い。特に、本構成では、主走査方向に離れた位置に側板１５０，１６０があり、この側板１５０，１６０に樹脂製ハウジング１００が固定されているため、主走査方向において、側板１５０，１６０間の中心を源とした振動が発生し易い。
In FIG. 1, the
そこで、図１に示す例では、樹脂製ハウジング１００に組み込まれているポリゴンスキャナに対応する底板１７０のほぼ中心位置に押圧手段としての板ばね４００を装着し、この板ばね４００によってポリゴンスキャナを押圧している。したがって、板ばね４００によるポリゴンスキャナの押圧位置は、金属製ハウジングに対する樹脂製ハウジング１００の複数の取り付け部１５１，１５２とは異なる位置である。さらにいえば、樹脂製ハウジング１００の両側の取り付け部相互間のほぼ中心位置に上記押圧位置がある。かかる構成にすることにより、ポリゴンミラー１１１，１１２の回転に伴う振動の振幅を小さくすることができ、なおかつ、振動の固有振動数を高めることができる。光走査によって形成される画像の品質を劣化させる原因になる振動は低周波の振動であり、高周波になればなるほど、画像上のバンディングは目立ちにくい。板ばね４００による押圧力は例えば１０Ｎ程度でよい。なお、図１、図２に示す例では、板ばね４００が、樹脂製ハウジング１００に装着されているポリゴンスキャナを押圧しているが、樹脂製ハウジング１００そのものを板ばね４００などで押圧してもよい。
Therefore, in the example shown in FIG. 1, a
また、図１、図２に示す例では、ポリゴンスキャナまたは樹脂製ハウジング１００を押圧する手段である板ばね４００を、金属製ハウジングの一部を構成する底板１７０に装着しているが、図６に示す例のように、板金製の底板１７０そのものに切り起こし、さらには曲げ等の加工を行い、底板１７０自体に、換言すれば金属製ハウジングと一体的に板ばね４００´を形成してもよい。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, a
図７は、樹脂ハウジング１００に押圧部材としての板ばね４０１が装着されている例を示しており、押圧部材により、底板１７０を押圧している。ここでは図示していないが、押圧部材は樹脂ハウジングに一体的に形成されていてもよい。
FIG. 7 shows an example in which a
次に、図８、図９、図１０に示す、樹脂製ハウジング１００の、金属ハウジングへの装着構造の具体例について説明する。図８は板金により形成される前記側板１５０，１６０への樹脂ハウジングの取り付け状態をモデル的に示した図であり、主走査方向および感光体ドラムの配列方向に対し垂直な方向から見た図である。図８〜図１０において、網点で示される部分が板金製ハウジング側の受け部の断面であり、斜線で示される部分が樹脂製ハウジング１００にある突起部を示す。板金製ハウジング側、より具体的には前記側板１５０に切り起こし等によって形成された受け部１５１には丸孔が打ち抜きによって形成されており、この丸孔に樹脂製ハウジングの円柱状の突起部がぴったり嵌められている。したがって、ここでは樹脂製ハウジング１００が主走査方向及び感光体の配列方向に平行な方向に関して位置決めされている。側板１５０に切り起こし等によって形成されたもう一つの受け部１５２には感光体ドラムの配列方向に長い長孔が形成され、この長孔に樹脂製ハウジングの円柱状の突起部が嵌められている。したがって、この受け部１５２においては、樹脂製ハウジング１００が主走査方向にのみ位置決めされており、感光体の配列方向に平行な方向については樹脂製ハウジング１００の膨張、収縮により、取り付け部が変位可能なようになっている。
Next, a specific example of the mounting structure of the
金属製ハウジングの一部を構成する他方の側板１６０には一つの受け部１５３が切り起こし等によって形成されている。この受け部１５３には比較的大きな丸孔が形成され、この丸孔にはその周壁に対し間隙を置いて樹脂製ハウジングの円柱状の突起部が嵌められている。したがって、受け部１５３においては、樹脂製ハウジング１００が主走査方向および感光体の配列方向に平行な方向に対して変位可能であり、樹脂製ハウジング１００の膨張、収縮による取り付け部の変位を許容するようになっている。
One receiving
図９、図１０に上記各受け部の断面を示す。樹脂製ハウジング１００が主走査方向に膨張しても、樹脂製ハウジング１００が感光体ドラムの配列方向と平行な方向に膨張しても、樹脂製ハウジング１００、底板１７０、側板１５０，１５０とも変形は小さく、良好な光学特性を得ることができる。図９、図１０に示すように、樹脂製ハウジング１００の取り付け部を金属製ハウジングの一部をなす側板１５０，１６０の各受け部に、矢印で示す方向すなわち主走査方向に垂直な方向であり感光体ドラムの配列方向に垂直な方向から押圧することにより、樹脂製ハウジング１００が上記側板１５０，１６０に装着される。また、上記３つの受け部全てが、主走査方向および感光体ドラムの配列方向と垂直な方向に対しては、位置が規制されているが、この方向については樹脂製ハウジング１００の膨張／収縮の影響を受けず、耐振動性の強い取り付けが可能である。
9 and 10 show cross sections of the receiving portions. Even if the
樹脂製ハウジング１００又は金属製ハウジングに板ばねなどからなる押圧手段を設けることの効果は前述したが、押圧手段を図８における符号５０１で示す位置に配置すると、耐振動性向上の効果が小さくなるばかりでなく、樹脂ハウジングが非対称的に変形し易くなり、光学特性への副作用が大きくなる。上記符号５０１で示す位置とは、図９、図１０に矢印で示す方向、すなわち上記各受け部に対する樹脂製ハウジング１００の押圧方向に垂直な面に正投影したとき、上記３つの受け部を互いに結んだ線で囲まれる領域外の位置である。
The effect of providing the pressing means made of a leaf spring or the like on the
本発明の実施例では、樹脂製ハウジング１００と金属製ハウジング相互を押圧する前記板ばねなどからなる押圧部材による押圧位置を、図８に符号５００で示す位置に配置している。符号５００で示す位置とは、樹脂製ハウジング１００を金属製ハウジングに対する押圧方向に垂直な面に正投影したとき、上記３つの受け部ａ，ｂ，ｃを結ぶ線で囲まれた領域内の位置である。樹脂製ハウジング１００と金属製ハウジング相互を押圧する位置を上記の位置に配置することにより、耐振動性が向上し、なおかつ、主として樹脂性ハウジング１００の非対称的な変形が発生しにくくなり、良好な光学特性を確保することができる。図示の実施例では、樹脂製ハウジング１００と金属製ハウジングとが３点で結合されているが、それ以上の点で結合してもよい。この場合は、これらの結合点で囲まれる領域内に、上記押圧部材による押圧位置を配置する。
In the embodiment of the present invention, the pressing position by the pressing member composed of the leaf spring or the like for pressing the
図８において、符号ｅ，ｆ，ｇ，ｈは、ポリゴンスキャナすなわち偏向手段の、樹脂製ハウジング１００への装着点ないしは取り付け部を示す。偏向手段の取り付け部ｅ，ｆ，ｇ，ｈは、樹脂製ハウジング１００を金属製ハウジングに対する押圧方向に垂直な面に正投影したとき、上記３つの受け部ａ，ｂ，ｃを結ぶ線で囲まれた領域内に位置している。このように、偏向手段の取り付け部ｅ，ｆ，ｇ，ｈが３つの受け部ａ，ｂ，ｃを結ぶ線で囲まれる領域に配置されることにより、ポリゴンスキャナの姿勢誤差を低減することができ、なおかつ、ポリゴンスキャナ自体の振動を低減することができる。光学特性に対するポリゴンスキャナの姿勢誤差が与える影響は特に大きいので、この効果は絶大である。金属製ハウジングによる樹脂製ハウジング１００の受け部ないしは結合部が４箇所以上にある場合は、これら受け部ないしは結合部を結ぶ線で囲まれる領域内に上記偏向手段の取り付け部ｅ，ｆ，ｇ，ｈが配置されることにより、上記の効果を得ることができる。
In FIG. 8, reference numerals e, f, g, and h denote attachment points or attachment portions of the polygon scanner, that is, the deflection means, to the
以上説明してきた構成において、固有振動数が小さく、振幅が大きいのは樹脂製ハウジング１００である。また、その振動方向は副走査方向のモードが多く、画像に対して副作用を及ぼすのも副走査方向のバンディングが圧倒的に多い。副走査方向のパワーを「樹脂ハウジングに装着される第１走査レンズ」よりも「金属ハウジングに装着される第２走査レンズ」により多く配分することにより、副走査方向のバンディングを低減することができ、良好な画像を得ることができる。
In the configuration described above, the
図示の実施例は、複数の感光体ドラムを有し、それぞれの感光体ドラムを色別の画像信号で変調された光ビームで走査する光走査装置が複数ステーション配置されている。各ステーションはまた、画像形成ステーションの一部をなし、各ステーションで形成された色に対応する画像が転写手段に重ねて転写されることにより、例えばフルカラーの画像を形成することができる。図示されていないが、像担持体としての各感光体ドラムの周囲には、電子写真プロセスを実行する装置が配置されている。すなわち、感光体ドラムの周面に均一に帯電させる帯電装置、帯電された感光体ドラムを露光して潜像を形成する露光装置、潜像をトナー像として可視化する現像装置、トナー像を転写手段に転写する転写装置、転写後の感光体ドラム表面の残留トナーを除去しまた除電するクリーニング装置が配置されている。また、上記転写手段は、中間転写ベルトの場合と転写紙の場合がある。中間転写ベルトを有する場合は、各感光体ドラムのトナー像が一旦中間転写ベルトに重ねて転写され、この重ねられたトナー像が転写紙に転写される。中間転写ベルトがないものにおいては各感光体ドラムのトナー像が順に転写紙に重ねて転写される。転写紙に転写されたトナー像を定着する定着装置が配置されていて、この定着装置も電子写真プロセスを実行する装置の一つとなっている。前記光走査装置は上記露光装置を構成していて、それぞれの色に対応した画像信号に応じて感光体ドラムが走査されることにより、感光体ドラムに露光分布が生じて線像が形成される。 The illustrated embodiment has a plurality of photosensitive drums, and a plurality of optical scanning devices that scan each of the photosensitive drums with a light beam modulated by an image signal for each color are arranged. Each station also forms a part of the image forming station, and an image corresponding to the color formed at each station is transferred onto the transfer unit, so that, for example, a full-color image can be formed. Although not shown, an apparatus for performing an electrophotographic process is disposed around each photosensitive drum as an image carrier. That is, a charging device that uniformly charges the peripheral surface of the photosensitive drum, an exposure device that exposes the charged photosensitive drum to form a latent image, a developing device that visualizes the latent image as a toner image, and a toner image transfer unit And a cleaning device for removing the residual toner on the surface of the photosensitive drum after the transfer and discharging the toner. The transfer means may be an intermediate transfer belt or transfer paper. When the intermediate transfer belt is provided, the toner images on the respective photosensitive drums are once transferred onto the intermediate transfer belt, and the superimposed toner images are transferred onto the transfer paper. In the case where there is no intermediate transfer belt, the toner images on the respective photosensitive drums are sequentially transferred onto the transfer paper. A fixing device for fixing the toner image transferred to the transfer paper is arranged, and this fixing device is also one of the devices for executing the electrophotographic process. The optical scanning device constitutes the exposure device, and the photosensitive drum is scanned in accordance with the image signal corresponding to each color, whereby an exposure distribution is generated on the photosensitive drum and a line image is formed. .
１００ 樹脂製ハウジング
１０１，１０２ 光源である半導体レーザ
１１１，１１２ 偏向手段であるポリゴンミラー
１１３，１１４ 走査結像手段である第１走査レンズ
１２１，１２２ 走査結像手段である第２走査レンズ
１５０、１６０ 側板
１７０ 底板
２０１，２０２，２０３，２０４ 被走査面である感光体ドラム
４００ 押圧手段
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記複数の光源と偏向手段を保持する樹脂製ハウジングと、複数の取り付け部で上記樹脂製ハウジングを保持する金属製ハウジングを有し、
上記複数の取り付け部とは異なる位置で、上記樹脂製ハウジングまたは樹脂製ハウジングに装着されている部品を押圧する押圧手段を有することを特徴とする光走査装置。 Optical scanning apparatus having a plurality of light sources, a deflecting unit for deflecting light beams from these light sources, and a scanning image forming unit for connecting the plurality of light beams deflected by the deflecting units to corresponding scanning surfaces as light spots In
A resin housing that holds the plurality of light sources and deflecting means, and a metal housing that holds the resin housing at a plurality of mounting portions;
An optical scanning device comprising pressing means for pressing the resin housing or a component mounted on the resin housing at a position different from the plurality of mounting portions.
上記複数の光源と偏向手段を保持する樹脂製ハウジングと、複数の取り付け部で上記樹脂製ハウジングを保持する金属製ハウジングを有し、
上記樹脂製ハウジングは、上記複数の取り付け部とは異なる位置で他の部材を押圧する押圧手段を有することを特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device having a plurality of light sources, deflecting means for deflecting light beams from these light sources, and a scanning optical system for connecting a plurality of light beams deflected by the deflecting means to corresponding scanning surfaces as light spots ,
A resin housing that holds the plurality of light sources and deflecting means, and a metal housing that holds the resin housing at a plurality of mounting portions;
The optical scanning device, wherein the resin housing includes a pressing unit that presses another member at a position different from the plurality of mounting portions.
An image forming apparatus using an electrophotographic process, wherein the optical scanning device according to any one of claims 1 to 7 is used as an apparatus for performing an exposure process in an electrophotographic process, and a plurality of scanned objects corresponding to each light beam The surface is the surface of an image carrier, and an image forming apparatus capable of forming images of a plurality of colors.
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