JP2007017579A - Scanning optical apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラーレーザビームプリンタやカラーデジタル複写機等の画像形成装置に適用される走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning optical apparatus applied to an image forming apparatus such as a color laser beam printer or a color digital copying machine, and an image forming apparatus including the same.
従来、レーザビームプリンタ(LBP)やデジタル複写機等に用いられる走査光学装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調されて出射した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)からなる光偏向器によって周期的に偏向させる。そして、fθ特性を有する走査レンズ(光学部材)ならびに所定の面に対して光束を折り返すミラーによって感光性を有する像担持体(感光体ドラム)面上にスポット状に集束させ、その像担持体面上を光走査して画像記録を行うようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a scanning optical device used in a laser beam printer (LBP), a digital copying machine, or the like, a light beam that is light-modulated from a light source means in accordance with an image signal and emitted, for example, light composed of a rotating polygon mirror (polygon mirror) The light is periodically deflected by a deflector. Then, a scanning lens (optical member) having fθ characteristics and a mirror that folds the light beam with respect to a predetermined surface are focused in a spot shape on the surface of the photosensitive image carrier (photoreceptor drum), on the surface of the image carrier. The image is recorded by optical scanning.
そして、カラー画像形成に用いるものとして、1つの回転多面鏡の異なる反射面に対して2つの光源部からの光束をそれぞれ入射させ、略対象に配置した光学部材群や所定の面に向けて折り返すミラーを通して感光体ドラムに走査する走査光学装置を2組用いるものがある(特許文献1)。 And as what is used for color image formation, the light beams from the two light source sections are respectively incident on different reflecting surfaces of one rotary polygon mirror, and are folded back toward an optical member group or a predetermined surface arranged substantially. There is one that uses two sets of scanning optical devices that scan a photosensitive drum through a mirror (Patent Document 1).
上記走査光学装置においては、走査光束の折り返し部材であるミラーの固定方法として、該折り返しミラーの走査方向の略両端部で支持し、板バネ等の固定手段にて固定するようにしているのが一般的である(特許文献2)。なお、折り返しミラーを接着によって固定するようにしたものも提案されている(特許文献3)。 In the above scanning optical device, as a method of fixing the mirror that is the folding member of the scanning light beam, it is supported at substantially both ends in the scanning direction of the folding mirror and fixed by fixing means such as a leaf spring. It is general (patent document 2). There has also been proposed a technique in which a folding mirror is fixed by adhesion (Patent Document 3).
しかしながら、上記のように折り返しミラーを板バネで固定する場合、バネの部品代や組付けのための工数がかかってしまう。 However, when the folding mirror is fixed with a leaf spring as described above, the cost of the spring parts and the man-hours for assembly are required.
そこで、バネの代わりに、モールドによって構成される筐体の一部を用いてバネ部を形成し、スナップフィットによって折り返しミラーを固定することが考えられる。しかし、その場合には、金型の構成上、バネ部の形状を形成するための抜き穴が必要になり、その穴がミラーの支持部と干渉してしまうため、支持部とずれた場所にバネ部を構成することになる。したがって、折り返しミラーの支持部以外の場所に応力がかかり、該ミラーを主走査方向(光束走査方向)に湾曲させるおそれがある。 Therefore, it is conceivable to form a spring portion using a part of a casing formed of a mold instead of a spring and fix the folding mirror by snap fitting. However, in that case, due to the structure of the mold, a punch hole for forming the shape of the spring part is necessary, and the hole interferes with the support part of the mirror. A spring part will be comprised. Therefore, stress is applied to a place other than the support portion of the folding mirror, and the mirror may be bent in the main scanning direction (light beam scanning direction).
また、バネ部の代わりに接着剤を用いて折り返しミラーを固定する場合には、支持部(座面)にて接着を行った場合、支持部とミラーの間に接着剤が介在する。このため、折り返しミラーの初期的な位置精度が出なかったり、熱や湿度によって折り返しミラーの位置が変動するといった問題が起こる。 Further, when the folding mirror is fixed using an adhesive instead of the spring portion, the adhesive is interposed between the support portion and the mirror when the support portion (seat surface) is bonded. For this reason, problems arise such that the initial position accuracy of the folding mirror is not obtained, and the position of the folding mirror fluctuates due to heat and humidity.
そこで、座面とは別の位置を接着することになる。その場合には、接着剤の硬化収縮によって、折り返しミラーの支持部以外の場所に応力がかかり、やはり前記と同様に折り返しミラーを主走査方向に湾曲させるおそれがある。 Therefore, a position different from the seating surface is bonded. In that case, due to the curing shrinkage of the adhesive, stress is applied to a place other than the support portion of the folding mirror, and the folding mirror may be bent in the main scanning direction as described above.
そして、折り返しミラーが主走査方向に湾曲した場合、1色のみ記録するモノクロモードでは、走査線の湾曲という現象となる。しかし、複数色を重ねるカラー画像形成装置であって、かつ1つの回転多面鏡の対称位置に配置された光学部材群を用いて走査する形態の走査光学装置を用いた場合は、走査線の湾曲だけでなく、各色の走査線の湾曲方向が逆になる。そのため、色ずれや色味の変化という画像欠陥となり、画像品質に影響をおよぼすことがある。 When the folding mirror is bent in the main scanning direction, the phenomenon of scanning line bending occurs in the monochrome mode in which only one color is recorded. However, when a scanning optical device that is a color image forming device that superimposes a plurality of colors and that scans using a group of optical members arranged at the symmetrical position of one rotating polygonal mirror is used, the scanning line is curved. In addition, the scanning direction of each color scan line is reversed. Therefore, an image defect such as a color shift or a change in color may occur, which may affect the image quality.
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、走査される光束を折り返す折り返し部材に湾曲が生じても、被走査体への光束走査の影響が少ない走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a scanning optical device that is less affected by light beam scanning on a scanned object even when the folding member that folds the scanned light beam is curved. An image forming apparatus is provided.
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、2個の光源からの光束を回転多面鏡により偏向走査し、該回転多面鏡に対して略対称に配置された2個の光束折り返し部材により前記光束を折り返して2個の被走査体に光走査する光走査手段を1個以上有する走査光学装置において、前記折り返し部材は光走査方向の略両端において支持体の支持部で支持されるとともに固定部において固定され、前記支持部に支持された前記折り返し部材が前記固定部から加えられる力により湾曲するとき、該湾曲による前記被走査体への光走査の湾曲方向が同一方向となるようにそれぞれの前記折り返し部材の前記支持部と前記固定部を配置したことを特徴とする。 A typical means in the present invention for solving the above-described problem is that the light beams from the two light sources are deflected and scanned by the rotating polygon mirror, and the two light beam foldings arranged substantially symmetrically with respect to the rotating polygon mirror are performed. In a scanning optical device having one or more optical scanning means for folding the light beam by a member and optically scanning two scanned objects, the folding member is supported by support portions of the support at substantially both ends in the optical scanning direction. In addition, when the folding member fixed by the fixing portion and supported by the supporting portion is bent by the force applied from the fixing portion, the bending direction of the optical scanning with respect to the scanning target due to the bending becomes the same direction. The support portion and the fixing portion of each of the folding members are arranged in the above.
本発明によれば、スナップフィットや接着といった安価な方法で折り返し部材を支持体に固定しても、被走査への走査線の湾曲が揃うようになる。このため、画像形成装置の多色画像を形成する場合、前記折り返し部材の湾曲に起因する色ずれや色味の変化を防止することができ、安価で品質の良い走査光学装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, even when the folding member is fixed to the support by an inexpensive method such as snap-fit or adhesion, the curvature of the scanning line to be scanned becomes uniform. For this reason, when a multicolor image is formed by the image forming apparatus, it is possible to prevent color misregistration and color change due to the bending of the folding member, and to provide an inexpensive and high-quality scanning optical apparatus. It becomes possible.
次に本発明の一実施形態に係る走査光学装置について、これを備えた画像形成装置とともに説明する。 Next, a scanning optical device according to an embodiment of the present invention will be described together with an image forming apparatus having the same.
〔第1実施形態〕
図1乃至図5を参照して第1実施形態に係る走査光学装置及びこれを備えたカラー画像形成装置について説明する。
[First Embodiment]
A scanning optical apparatus and a color image forming apparatus including the same according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
{画像形成装置の全体構成}
まず、図1により画像形成装置の全体構成について説明する。本実施形態の画像形成装置は、走査光学装置100によって、4個の像担持体に光走査してそれぞれ色の異なるトナー像を形成し、これを記録媒体Pに重ね合わせて転写することでカラー画像を得るものである。
{Overall configuration of image forming apparatus}
First, the overall configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. The image forming apparatus according to the present embodiment uses the scanning
図1において、走査光学装置100は、垂直に配置されたフレーム部材3に固定されている。このように配置することによって、画像形成装置の床占有面積を小さくし、装置の小型化をはかるとともに、メンテナンス性を良好にしている。
In FIG. 1, the scanning
走査光学装置100のレーザ光束出射先には、各々像担持体としての感光体ドラム1C,1M,1Y,1Bkが設けられている。
Photosensitive drums 1 </ b> C, 1 </ b> M, 1 </ b> Y, and 1 </ b> Bk serving as image carriers are provided at the laser beam emission destinations of the scanning
本実施形態においては、画像情報に基づいて各々光変調された各光束(レーザビーム)LC,LM,LY,LBkが走査光学装置100から出射し、各々対応する感光体ドラム1C,1M,1Y,1Bk面上を照射して潜像を形成する。
In the present embodiment, light beams (laser beams) LC, LM, LY, and LBk that are light-modulated based on image information are emitted from the scanning
この潜像は、一次帯電器2C,2M,2Y,2Bkによって各々一様に帯電している感光体ドラム1C,1M,1Y,1Bk面上に形成され、現像器4C,4M,4Y,4Bkによって各々、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの画像に可視像化される。
The latent images are formed on the surfaces of the photosensitive drums 1C, 1M, 1Y, and 1Bk that are uniformly charged by the
そして、感光体ドラム1C,1M,1Y,1Bk面上に可視像化された画像が転写ベルト7に転写ローラ5C,5M,5Y,5Bkによって順に静電転写され、その中間画像が記録媒体Pに転写されることによってカラー画像が形成される。
The images visualized on the surfaces of the photosensitive drums 1C, 1M, 1Y, and 1Bk are electrostatically transferred to the
この後、感光体ドラム1C,1M,1Y,1Bk面上に残っている残留トナーは、クリーナ6C,6M,6Y,6Bkによって除去されて、次のカラー画像を形成するために再度一次帯電器2C,2M,2Y,2Bkによって一様に帯電される。
Thereafter, the residual toner remaining on the surfaces of the photosensitive drums 1C, 1M, 1Y, and 1Bk is removed by the
上記記録媒体Pは、給送トレイ21上に積載されており、給送ローラ22によって1枚ずつ順に給送され、レジストローラ23によって画像の書き出しタイミングに同期をとって搬送ベルト上に送り出される。
The recording medium P is stacked on the
駆動ローラ24は転写ベルト7の送りを精度よく行っており、回転ムラの小さな駆動モータ(図示しない)と接続されている。
The
その後、記録媒体Pは、記録媒体P上に形成されたカラー画像が定着器25によって熱定着された後、排出ローラ26などによって搬送されて装置外に出力される。
Thereafter, after the color image formed on the recording medium P is heat-fixed by the
{走査光学装置}
次に上記走査光学装置100について説明する。図2は走査光学装置の平面及び断面説明図である。
{Scanning optical device}
Next, the scanning
本実施形態の走査光学装置100は、図2に示すように、同一構成の2個の光走査手段200が筐体106に並列配置されている。それぞれの光走査手段200は、2個の光源からの光束を回転多面鏡により偏向走査し、該回転多面鏡に対して略対称に配置された2個の光束折り返し部材により前記光束を折り返して2個の被走査体である感光体ドラムに光走査する。この光走査手段200を2組並列に並べることで、4個の感光ドラムにそれぞれ画信号に応じた光走査をするものである。
In the scanning
なお、走査光学装置100で2個並列された各光走査手段200は同一の構成であるため、ここでは、図2の左側の光走査手段200の構成について説明する。
Since the two
2個の光源である半導体レーザ101a,101bから出射されたビームは回転多面鏡102を備えた偏向器102aの異なる反射面に入射し、それぞれ異なる方向に走査される。回転多面鏡102によって走査されたビームはそれぞれ1枚目の走査レンズ103a,103bを透過し、光走査方向に長手の折り返し部材104a,104bによって方向を変えられて、2枚目の走査レンズ105a,105bを透過し、感光体ドラム上に結像する。
Beams emitted from the two light sources, the
(折り返し部材)
ここで折り返し部材の構造について説明する。なお、ここでは折り返し部材104aと104bを例に説明するが、他の色の折り返し部材も同様に構成されている。
(Folding member)
Here, the structure of the folding member will be described. Here, the
図3に示すように、折り返し部材104a,104b(説明のため、折り返し部材104aは透視図にて示す)は、支持体である筐体106の底面に設けられた支持部107a,107bによって光走査方向の略両端を支持され、同じく筐体106の一部である固定部108a,108bによって固定されている。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態の筐体106はポリカーボネードに強化するためのファイバー等を混入した樹脂材料等によって射出成型されている。
The
ここで、折り返し部材104aの固定構成について説明すると、図3に示すように、筐体106と一体的で弾性を有する固定部108aを形成するためには、その裏側に抜き穴109aが必要である。従って、固定部108aは支持部107aと主走査方向(光走査方向)にずらす必要がある。そのため、折り返し部材104aの固定部108aは、支持部107aに対して外側に配置されている。
Here, the fixing structure of the
そして、折り返し部材104aは支持部107aと固定部108aとの間に差し込むことで、いわゆるスナップフィットによって取り付けると、支持部107aで支持されるとともに弾性部である固定部108aによって押圧固定される。
The
ここで、支持部107aと固定部108aがずれているために、図4(a)に示すように、固定部108aの押圧によって折り返し部材104aは中央部で最大変位を起こすように変形(湾曲)してしまう。
Here, since the
変形の程度を実験により検証してみたところ以下のような結果であった。折り返し部材104aとしてガラスに鏡面蒸着を施したミラーを用い、折り返し部材104aの厚さ5mm、高さ10mm、支持部107a間の距離が70mmで、固定部108a間の距離が60mm、荷重を片側1kgfとした。この場合における折り返し部材104aの最大変位は中央部で約4μmとなり、その際に起こる像面湾曲は、ある走査光学装置においては、4μm程度となった。
When the degree of deformation was verified by experiments, the following results were obtained. As the
なお、前記湾曲は他方の折り返し部材104bも同様に構成されるために同様に生ずることになる。
Note that the bending occurs similarly because the
そこで、本実施形態では、図4(b)に示すように、同一の回転多面鏡を挟んで折り返し部材104aと対称側に配置された折り返し部材104bにおいては、支持部107bに対して、固定部108bが主走査方向内側に位置するように配置されている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, in the
すなわち、回転多面鏡102に対して略対称に配置された一方の折り返し部材104aと他方の折り返し部材104bの支持部107a,107bと固定部108a,108bは主走査方向における位置関係が反転している。
That is, the positional relationship in the main scanning direction is reversed between the
仮に、折り返し部材104bの固定部108bと支持部107bの主走査方向の位置関係が折り返し部材104aと同じであれば、図5(a)に示すように、それぞれの光学系によって走査される光束111a,111bの湾曲が反対向きに発生し、色ずれや色味の変化を起こしてしまう。
If the positional relationship between the fixed
しかし、本実施形態にあっては、前述のように回転多面鏡102を挟んで対称に配置された光学部材群の折り返し部材104bと支持部107bの位置関係を折り返し部材104aと支持部107aの位置関係と反転している。そのた結果、図5(b)に示すように、像面上の走査線の湾曲は発生するものの、前述した対称配置された折り返し部材104aと折り返し部材104bにより折り返し光走査される光束111a,111bは、ほぼ同一量かつ同一方向の湾曲を示す。このため、重ね合わせた際の色ずれや色味の変化は発生しないことになる。
However, in this embodiment, as described above, the positional relationship between the folding
なお、実際には上記構成の光走査手段200を2個配置することによって、ブラック、イエロー、マゼンダ、シアンにそれぞれ相当する光束を走査することが可能となるが、その場合の折り返し部材104c,104dの支持部107c,107dと固定部108c,108dとの位置関係は、図3のようになる。すなわち、同一構成の光走査手段200を2個並列配置すればよい。
Actually, by arranging the two optical scanning means 200 having the above-described configuration, it is possible to scan the light beams corresponding to black, yellow, magenta, and cyan, respectively, but the
上記のように構成することで、異なる色の走査線の湾曲がほぼ等しくなり、板バネによって支持部を固定した場合や、支持部にて接着した場合と同じく実際のカラー画像においては、色ずれや色味の副走査方向の変化がないことになる。 By configuring as described above, the curves of the scanning lines of different colors become almost equal, and in the actual color image, as in the case where the support portion is fixed by a leaf spring or when the support portion is bonded, the color shift is the same. There will be no change in the sub-scanning direction of the color.
このように、1つの回転多面鏡102を挟んで対称位置に配置された光学部材群における折り返し部材を固定する固定位置を、支持部に対して反転させることによって、像面湾曲に起因する色ずれを防止することができる。
In this manner, the color shift caused by the curvature of field is reversed by reversing the fixing position for fixing the folding member in the optical member group arranged at the symmetrical position with one
〔第2実施形態〕
次に第2実施形態に係る装置について図6及び図7を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
[Second Embodiment]
Next, an apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that the basic configuration of the apparatus of this embodiment is the same as that of the above-described embodiment, and thus a duplicate description is omitted. Here, a configuration that is a feature of this embodiment will be described. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as embodiment mentioned above.
図6は第2実施形態に係る走査光学装置の模式上面説明図であり、図7は折り返し部材周辺の部分模式拡大図である。 FIG. 6 is a schematic top view of the scanning optical apparatus according to the second embodiment, and FIG. 7 is a partial schematic enlarged view of the periphery of the folding member.
ここで、折り返し部材104a(説明のため、折り返し部材104a,104bは透視図にて示す)は筐体106に設けられた接着部(固定部)110aにおいて、紫外線硬化性や、熱硬化性をもつ接着剤によって接着固定されている。一般的な接着剤は、その硬化時に体積の収縮を起こし、その接着力において、被接着物(この場合は折り返し部材104a)を接着面側に引っ張る方向に応力をかけてしまう。
Here, the
支持部107aと接着部110aが同一個所であれば、硬化収縮による変形は小さいものの、支持部107aに接着剤が介在することになり、折り返し部材104aの位置が所定の位置に対して狂ってしまう。また、熱や湿度といった環境の変化によって折り返し部材104aの位置が、初期の位置からさらに変化してしまう場合がある。
If the
そのため、本実施形態においては、折り返し部材104aの接着部110aは支持部107aに対して主走査方向外側にずれた位置に配置してある。そして、前記折り返し部材104aと回転多面鏡を挟んで対称位置に配置された折り返し部材104bも支持部107bと固定部である接着部110bを主走査方向にずらしてあるが、前記折り返し部材104aの場合とは光走査方向における位置関係が反転した位置となるようにしている。
For this reason, in the present embodiment, the
すなわち、本実施形態では、図7に示すように、回転多面鏡に対して略対称に配置した2個の折り返し部材のうち、一方の折り返し部材104aは主走査方向において支持部107aの外側に固定部としての接着部110aが位置し、他方の折り返し部材104bは光走査方向において支持部107bの内側に固定部としての接着部110bが位置している。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, one of the
なお、図6において、並列配置されたもうひとつの光走査手段200における折り返し部材104c,104dにおける支持部107c,107dと接着部110c,110dの関係も同様である。
In FIG. 6, the relationship between the
このように構成することで、接着剤の硬化収縮により一方の折り返し部材104aに湾曲はあるものの、他方の折り返し部材104bの接着硬化による湾曲方向が同じ方向となる。そのため、図5(b)に示すように、走査光束における湾曲量および方向はほぼ同一となり、第1実施形態と同じく、像面湾曲に起因する色ずれを防止することができる。
With this configuration, although one folded
〔他の実施形態〕
なお、前述した実施形態では走査光学装置として、光走査手段200を2個並列配置して4個の感光体ドラムに光走査する例を示した。しかし、本発明の走査光学装置において光走査手段200の個数はこれに限定されるものでなく、前述した光走査手段200を1個以上用いるものであればよい。したがって、例えば6個の感光体ドラムに光走査する場合には前述した光走査手段200を3個並列配置するようにすればよい。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, an example in which two
P …記録媒体
1C,1M,1Y,1Bk …感光体ドラム
100 …走査光学装置
101a,101b …半導体レーザ
102 …回転多面鏡
102a …偏向器
103a,103b …走査レンズ
104a,104b,104c,104d …折り返し部材
105a,105b …走査レンズ
106 …筐体
107a,107b,107c,107d …支持部
108a,108b,108c,108d …固定部
109a …穴
110a,110b …接着部
200 …光走査手段
P ... Recording medium 1C, 1M, 1Y, 1Bk ... Photosensitive drum
100 ... Scanning optical device
101a, 101b ... semiconductor laser
102… Rotating polygon mirror
102a ... deflector
103a, 103b ... scanning lens
104a, 104b, 104c, 104d ... folded member
105a, 105b Scan lens
106… Case
107a, 107b, 107c, 107d ... support part
108a, 108b, 108c, 108d ... fixed part
109a… hole
110a, 110b ... Bonding part
200 ... Optical scanning means
Claims (6)
前記折り返し部材は光走査方向の略両端において支持体の支持部で支持されるとともに固定部において固定され、
前記支持部に支持された前記折り返し部材が前記固定部から加えられる力により湾曲するとき、該湾曲による前記被走査体への光走査の湾曲方向が同一方向となるようにそれぞれの前記折り返し部材の前記支持部と前記固定部を配置したことを特徴とする走査光学装置。 The light beams from the two light sources are deflected and scanned by a rotating polygon mirror, the light beams are folded by two light beam folding members arranged substantially symmetrically with respect to the rotating polygon mirror, and the two scanned objects are optically scanned. In a scanning optical device having one or more optical scanning means
The folding member is supported by the support portion of the support at substantially both ends in the optical scanning direction and fixed at the fixing portion,
When the folding member supported by the support portion is bent by the force applied from the fixing portion, the bending direction of the optical scanning to the scanned body by the bending is the same direction. A scanning optical device comprising the support portion and the fixed portion.
前記像担持体に光走査する走査光学装置として、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の走査光学装置を有することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming a latent image by optically scanning an image carrier and developing the latent image to form an image,
An image forming apparatus comprising the scanning optical apparatus according to claim 1 as a scanning optical apparatus that optically scans the image carrier.
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