JP2010107561A - 光ビーム走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同期検知センサが正常に作動し、かつ、ＬＤに戻り光が入射してしまうことを防止することができる光ビーム走査装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】ＬＤユニット３１と、該ＬＤユニット３１より発振された光ビームを偏向させる回転多面鏡３４と、該回転多面鏡３４で偏向された光ビームを像担持体４上に集光させ静電潜像を形成する走査光学系３５Ａ，３５Ｂと、回転多面鏡３４で偏向された光ビームの一部を受光して、像担持体４における主走査方向の書出開始位置を検知する同期検知センサ３７とを備えており、同期検知センサ３７への入射光ビーム角度に対し、主走査方向及び副走査方向においてそれぞれ当該同期検知センサの取り付け角度を持たせている。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザＦＡＸ等の画像形成装置及びこれに用いられる光ビーム走査装置に関する。

上記形式の画像形成装置において、レーザーダイオード（以下、ＬＤという。）等から構成される光源から出射される光ビームを偏向器により偏向させることにより、像担持体上に集光された光ビームを走査させ、静電潜像を形成する光ビーム走査装置はよく知られている。この種の光ビーム走査装置においては、光走査する際、偏向器で偏向された光ビームの一部を受光して、像担持体における主走査方向の書出開始位置を検知し、検知情報をＬＤ制御にフィードバックするのを目的とするのが、同期検知センサである。

しかし、従来の光ビーム走査装置では、同期検知センサの受光面もしくは、その受光センサ用ケースにて反射された反射光(戻り光)がＬＤに入射してしまうことにより、正常にＬＤ発光動作が行われないことがある。その結果、正常な画像が形成されないという不具合に繋がってしまう。

かかる不具合を解消するため、特許文献１には光学ハウジングに同期検知センサ位置決め用の凸形状を、同期検知センサ基板に凹形状を設けた、同期検知センサ取り付け構造を有する光ビーム走査装置を提案されている。

しかしながら、このような方法では同期検知センサの位置決めはできているが、同期検知センサの取り付け角度までは規制されていないため、同期検知センサから反射された戻り光がＬＤに入射してしまう可能性が残ってしまう。

また、特許文献２にはＬＤからの光ビームが偏向器のミラー反射面に９０度で入射する時には、ＬＤを点灯しない制御にすることにより、偏向器からの戻り光がＬＤへ入射するのを防止するという光ビーム走査装置を提案されている。

しかしながら、このような方法ではＬＤからの光ビームが、偏向器のミラー反射面に９０度で入射する時にＬＤを点灯しない制御にしても、同期検知センサの取り付け角度を規制していないため、ＬＤを消灯する直前に同期検知センサから反射された戻り光がＬＤに入射してしまう可能性は残ってしまう。

特開平１１−９５１３８号公報 特開２００７−１４８３５６号公報

本発明は、上記した問題点を鑑みて成されたものであり、同期検知センサが正常に作動し、かつ、ＬＤに戻り光が入射してしまうことを防止することができる光ビーム走査装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、光源と、該光源から出射される光ビームを偏向させる偏向器と、該偏向器で偏向された前記光ビームを像担持体上に集光させ静電潜像を形成する走査光学系と、前記偏向器で偏向された光ビームの一部を受光して、前記像担持体における主走査方向の書出開始位置を検知する同期検知センサとを備えた光ビーム走査装置において、前記同期検知センサへの入射光ビーム角度に対し、主走査方向及び副走査方向においてそれぞれ当該同期検知センサの取り付け角度を持たせたことを特徴とする光ビーム走査装置を提案する。

なお、本発明は、前記同期検知センサの光ビーム走査装置の主走査方向における取り付け角度が以下の条件式を満たすと有利である。
（数１）θ１−｜３θ２｜≧０
但し、θ１は光ビーム走査装置の主走査方向における、前記偏向器の光ビーム反射点と像高０［ｍｍ］時の静電潜像形成点とを結ぶ直線と、前記同期検知センサへ入射する光軸のｆθレンズからの出射点と前記同期検知センサの受光点とを結ぶ直線との角度
θ２は光ビーム走査装置の主走査方向における、前記同期検知センサへ入射する光軸のｆθレンズからの出射点と前記同期検知センサの受光点とを結ぶ直線と、前記同期検知センサの法線との角度

さらに、本発明は、前記同期検知センサの光ビーム走査装置の副走査方向における取り付け角度が以下の条件式を満たすと有利である。
（数２）θ２＞θ３
但し、θ３は光ビーム走査装置の副走査方向における、前記同期検知センサへ入射する光軸のｆθレンズからの出射点と前記同期検知センサの受光点とを結ぶ直線と、前記同期検知センサの法線との角度

さらにまた、本発明は、前記ハウジングに前記同期検知センサ取り付け面を設けると有利である。
さらにまた、本発明は、前記光学ハウジングに設けた前記同期検知センサ取り付け面へ前記同期検知センサを隙間無く密着させるために、前記取り付け面の面精度を上げていると有利である。

さらにまた、本発明は、前記光学ハウジングに設けた前記同期検知センサ取り付け面に前記同期検知センサの位置決め用の形状を設けると有利である。
また、上記目的を達成するため、本発明は、像担持体の被走査面上に前記請求項１ないし６の何れかに記載の光ビーム走査装置を用いて静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置を提案する。

本発明によれば、同期検知センサの取り付け角度を主走査方向及び副走査方向において設定したＬＤへの戻り光のない角度に持たせたことにより、ＬＤへの戻り光を確実に防止するとともに、精度の良い書出し位置による画像出力をすることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、画像形成装置の一例を示す垂直断面図であって、ここに示した画像形成装置は装置本体１内のほぼ中央に作像部が設けられ、その上方には原稿上方を読み取る原稿読み取り装置２、下方には記録材を給紙する給紙部３がそれぞれ配置されている。

作像部には、ドラム状の感光体として構成された像担持体４が設けられ、像担持体４は画像形成動作時に、図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置５によって像担持体表面が所定の極性に均一に帯電される。この帯電部分には、原稿読み取り装置２によって読み取られた画像情報等に応じて光変調された信号のレーザ光Ｌが光ビーム走査装置６から照射される。これにより、像担持体４上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置７によってトナー像として可視像化される。

一方、給紙部３には複数の給紙装置２０が設けられ、図示した例では４つの給紙装置が配置されている。給紙装置２０は、転写紙又は樹脂フィルムなどから成る記録材Ｐを収容した給紙トレイ２１と、給紙ローラ２２とを有し、複数の給紙装置２０のうちの１つの給紙装置が選択され、その選択された給紙装置の給紙トレイ２１に積載された記録材Ｐの最上位の記録材Ｐに給紙ローラ２２が当接して回転し、これによってその最上位の記録材Ｐが給紙トレイから送り出される。

送り出された記録材Ｐは図１における上方に搬送され、さらに搬送ローラ２３の送り作用により、レジストローラ対２４に送られ、このレジストローラ対２４に突き当たって一旦停止する。次いで、レジストローラ対２４が所定のタイミングで回転を開始することにより、記録材Ｐが像担持体４に向けて搬送され、転写装置８によって像担持体４上のトナー像が記録材Ｐに転写される。このように、レジスト装置は、像担持体に形成されたトナー像が記録材Ｐに転写されるように所定のタイミングで記録材Ｐを像担持体に送り出す用をなす。

また、転写装置８は、上記レジストローラ対２４により送り出された記録材Ｐに、像担持体４に形成されたトナー像を転写する用をなす。かかる転写装置８として各種形式の装置を用いることができるが、図示した転写装置２４は、複数の支持ローラと、これらの支持ローラに巻き掛けられて走行駆動される転写ベルトを有している。

トナー像転写後の像担持体４上に残留する転写残トナーは、クリーニング装置９により除去され、像担持体表面の電位が図示していない除電器によって初期化される。

転写ベルトに搬送された記録材Ｐはその後定着装置１０を通り、このとき記録材Ｐに転写されたトナー像がその記録材Ｐに定着される。定着装置１０を通過した記録材Ｐは、排出部１１に排出され、ここにスタックされる。

上述のようにして、一方の面に画像の形成された記録材Ｐを得ることができるが、図示した画像形成装置は、記録材Ｐの他方の面にもトナー像を形成し、両面に画像の形成された記録材Ｐを得ることができるように構成されているが、両面の画像形成は本発明の要旨ではないのでその説明を省略する。

図２は、本発明に係る光ビーム走査装置６の内部構造を示す斜視図、図３はその平面図である。
図２において、符号３０は光ビーム走査装置６のハウジング、符号３１はＬＤユニットであり、ＬＤユニット３１より発振された光ビームはシリンドリカルレンズ３２を通過後、第１ミラー３３で反射して回転多面鏡３４へと導光される。そして、回転多面鏡３４を反射した光ビームはレンズ３５Ａ、３５Ｂを有するｆθ光学系を通過し、第２ミラー３６を介して感光体４を照射し、感光体表面に静電潜像を形成する。

光ビーム走査装置６には、像担持体４の走査領域外において回転多面鏡３４で偏向された光ビームの受光する同期検知センサ３７が設けられており、該同期検知センサ３７は像担持体４と同距離で光ビームを受光するように配置され、本実施形態では図３において、光学ハウジング３０の右下部分に配置されている。この同期検知センサ３７は像担持体４表面に毎ライン走査する際に、回転多面鏡３４で偏向された光ビームの一部を受光することにより、像担持体４表面における主走査方向の書き出し開始位置を検知し、検知情報をＬＤ制御にフィードバックしている。

次に、図４及び図５を用いて同期検知センサ３７の取り付け構造の説明すると、光学ハウジング３０の同期検知センサ３７の取り付け部には、位置決めピン３８と取り付け用ネジ穴３９が設けられ、同期検知センサ３７はその一端側を位置決めピン３８に挿入し、他端側を取り付け用ネジ穴３９に螺合するネジ（図示せず）によって取り付け位置が決まる。

同期検知センサ３７を取り付ける際、当該センサが光ビームを確実に検知する角度範囲に取り付けることと、同期検知センサ３７から反射された戻り光がＬＤに入射されない角度に取り付ける必要がある。

そこで、本発明者は種々の実験の結果、同期検知センサ３７が光ビームを確実に検知でき、かつ、同期検知センサ３７やセンサ用のケース表面から反射された戻り光がＬＤに入射しない取り付け角度を見出した。その取り付け角度はそれぞれ主走査方向と副走査方向とに分けて見出し、その主走査方向の取り付け角度は図３のθ１及びθ２より(ａ)の条件式にて表すことができる。また、副走査方向の取り付け角度もθ１及び図４のθ３より、(ｂ)の条件式にて表すことができる。

上記の条件にて同期検知センサ３７の取り付け角度を光ビーム入射角よりずらすことで、同期検知センサ３７が光ビームを確実に検知でき、しかも同期検知センサ３７の受光面３７Ａもしくは、その受光センサ用ケース３７Ｂ表面にて反射された反射光(戻り光)がＬＤに入射してしまうのを防止することができる。
（数１）θ１−｜３θ２｜≧０・・・・(ａ)

但し、θ１は光ビーム走査装置の主走査方向における、回転多面鏡３４の光ビーム反射点と像高０[ｍｍ]時の静電潜像形成点とを結ぶ直線Ｌ１と、同期検知センサ３７の受光面３７Ａへ入射する光軸のｆθ光学系３４，３５からの出射点と同期検知センサ３７の受光点とを結ぶ直線Ｌ２との角度である。

θ２は、光ビーム走査装置の主走査方向における、同期検知センサ３７の受光面３７Ａへ入射する光軸のｆθ光学系３４，３５からの出射点と同期検知センサ３７の受光点とを結ぶ直線Ｌ２と、同期検知センサ３７の法線ＬＮとの角度である。
（数２）θ２＞θ３・・・・(ｂ)

但し、θ３は光ビーム走査装置の副走査方向における、同期検知センサ３７へ入射する光軸のｆθ光学系３５Ｂからの出射点と同期検知センサ３７の受光点とを結ぶ直線Ｌ２’と、同期検知センサ３７の法線ＬＮ’との角度である。

図５は、同期検知センサ３７を外した状態の光学ハウジング３０の同期検知センサ３７取り付け形状である。位置決めピン３８と同期検知センサ取り付け用ネジ穴部３９の二つの同期検知センサ３７の受け面は、二次加工により取り付けのための精度を出している。これにより、同期検知センサ取り付け面へ同期検知センサ３７を隙間無く密着させることが可能となり、ばらつきの少ない書出し位置による画像出力が可能となる。

図６は、省スペース等の目的で、光ビームを反射ミラー４０により折り返して、同期検知センサ３７へと導光するタイプの光ビーム走査装置６の実施形態を示す平面図である。

本実施形態では、このタイプの光ビーム走査装置にも適用でき、光ビーム反射点と像高０[ｍｍ]時の静電潜像形成点とを結ぶ直線と、光ビームが同期検知センサ３７の受光面３７Ａに入射した時の光軸のｆθ光学系３５Ｂからの出射点と反射ミラー４０での反射点とを結ぶ直線とを結ぶ直線との角度をθ１として、条件式(ａ)に当てはめることができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す垂直断面図である。 本発明の一実施形態を示す光ビーム走査装置の内部構成を示す斜視図である。 図２の光ビーム走査装置の平面図である。 光ビーム走査装置の同期検知センサの取り付け状態を示す側面説明図である。 光ビーム走査装置の同期検知センサが取り付けられる部分の光学ハウジングを示す斜視図である。 本発明の別の実施形態を示す光ビーム走査装置の内部構成を示す平面図である。

符号の説明

４ 像担持体
６ 光ビーム走査装置
３０ 光学ハウジング
３４ 回転多面鏡
３７ 同期検知センサ

Claims (7)

1. 光源と、該光源から出射される光ビームを偏向させる偏向器と、該偏向器で偏向された前記光ビームを像担持体上に集光させ静電潜像を形成する走査光学系と、前記偏向器で偏向された光ビームの一部を受光して、前記像担持体における主走査方向の書出開始位置を検知する同期検知センサとを備えた光ビーム走査装置において、
   前記同期検知センサへの入射光ビーム角度に対し、主走査方向及び副走査方向においてそれぞれ当該同期検知センサの取り付け角度を持たせたことを特徴とする光ビーム走査装置。
2. 前記同期検知センサの光ビーム走査装置の主走査方向における取り付け角度が以下の条件式を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の光ビーム走査装置。
   （数１）θ１−｜３θ２｜≧０
   但し、θ１は光ビーム走査装置の主走査方向における、前記偏向器の光ビーム反射点と像高０［ｍｍ］時の静電潜像形成点とを結ぶ直線と、前記同期検知センサへ入射する光軸のｆθレンズからの出射点と前記同期検知センサの受光点とを結ぶ直線との角度
   θ２は光ビーム走査装置の主走査方向における、前記同期検知センサへ入射する光軸のｆθレンズからの出射点と前記同期検知センサの受光点とを結ぶ直線と、前記同期検知センサの法線との角度
3. 前記同期検知センサの光ビーム走査装置の副走査方向における取り付け角度が以下の条件式を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の光ビーム走査装置。
   （数２）θ２＞θ３
   但し、θ３は光ビーム走査装置の副走査方向における、前記同期検知センサへ入射する光軸のｆθレンズからの出射点と前記同期検知センサの受光点とを結ぶ直線と、前記同期検知センサの法線との角度
4. 前記ハウジングに前記同期検知センサ取り付け面を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光ビーム走査装置。
5. 前記光学ハウジングに設けた前記同期検知センサ取り付け面へ前記同期検知センサを隙間無く密着させるために、前記取り付け面の面精度を上げていることを特徴とする、請求項１に記載の光ビーム走査装置。
6. 前記光学ハウジングに設けた前記同期検知センサ取り付け面に前記同期検知センサの位置決め用の形状を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光ビーム走査装置。
7. 像担持体の被走査面上に前記請求項１ないし６の何れかに記載の光ビーム走査装置を用いて静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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