JP4653404B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
39、39Y 保持部材
64、64 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
Claims (11)
- 複数の光源と、
この複数の光源のそれぞれから出射された複数のビームを偏向する共通の偏向部材と、
この偏向部材により偏向された複数のビームをそれぞれに対応した像担持体に結像させるための、結像レンズたる走査レンズと、この走査レンズを透過したビームを反射するミラーとを有する複数の光学素子によって構成された複数の光学素子群と、
少なくとも上記偏向部材を保持する保持部材と、
上記ミラー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、
上記保持部材が、上記複数の光源と、上記偏向部材と、上記走査レンズとを保持しており、
上記支持部材が、上記保持部材の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することで、上記支持部材の、上記主走査方向における間隔が、上記保持部材の、上記主走査方向における幅よりも小さくなるようにした光走査装置。 - 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光走査装置。
- 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光走査装置。
- 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光走査装置。
- 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、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光走査装置。
- 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、上記支持部材が支持した上記一部の光学素子が、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光走査装置。
- 請求項6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光走査装置。
- 請求項6または7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光走査装置。
- 請求項1ないし8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、複数のビームに共用したことを特徴とする光走査装置。
- 請求項1ないし9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光走査装置。
- 請求項1ないし10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。
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