JP6536863B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。

一般に、複写機等の画像形成装置に搭載される光走査装置は、光源と、光源より出射された光ビームを偏向して主走査方向に走査させる回転多面鏡と、回転多面鏡によって偏向走査された光ビームを被走査面上に等速度で結像させる結像レンズと、回転多面鏡や結像レンズ等の機器類を収容する筐体とを備えている。

この種の光走査装置では、回転多面鏡の回転時の摩擦熱等に起因して結像レンズの温度が変化してその屈曲率が変化する。このため、結像レンズを通過した走査光の主走査方向の位置が変化して画像不良（カラー機の場合には色ずれ等の画像不良）が生じるという問題がある。

これに対して、例えば特許文献１には、温度センサーにより結像レンズの表面温度を検出して、この検出温度に基づいて画像データの書込み開始タイミングを補正することで、走査光の主走査方向の位置ずれを補正する技術が開示されている。特許文献１に記載の光走査装置では、温度センサーを結像レンズの上側に設けるようにしている。

上記光走査装置における走査光学系の配置構成としては、特許文献１に示すように結像レンズを含む走査光学系をポリゴンミラーの一方側にのみ配置する構成の他に、対向走査型の配置構成が知られている。対向走査型の配置構成では、走査光学系をポリゴンミラーの一方側のみでなく他方側にも配置するようにしている。

特開２００１−５１２１４号公報

ここで、上記特許文献１に示す光走査装置では、温度センサーを設置するスペースを結像レンズの上側に確保する必要があるので、光走査装置の高さ方向の寸法が増大するという問題がある。

そこで、筐体の底壁面に凹部を形成して、この凹部内に温度センサーを収容することが考えられる。これにより、筐体内に収容された他の機器類の設置スペースが温度センサーによって制限されるのを防止し、スペース効率の向上を図ることができる。

しかし、上述した対向走査型の光走査装置において筐体の底壁部に凹部を形成することを考えた場合、凹部の形成位置によって回転多面鏡の一方側と他方側とで熱変形特性が異なってしまう場合がある。このため、回転多面鏡の一方側と他方側とで、上記画像データの書き込みタイミングの補正制御を異ならせる必要がある。この結果、補正制御を行う回路基板の構成が複雑化して、補正に要する演算時間の増加や回路基板の高コスト化を招くという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、温度センサーをスペース効率良く配置しつつ且つ安価な構成により、回転多面鏡の一方側と他方側とで画像データの書き込みタイミングの補正制御が異なるのを防止することにある。

本発明の一局面に係る光走査装置は、回転多面鏡と、該回転多面鏡を収容する筐体と、上記回転多面鏡の軸心方向から見て該軸心を通る第１直線を挟んでその両側に配置された一対の光源と、上記第１直線を挟んで対向配置された一対の結像レンズをそれぞれ含む一対の走査光学系と、該一対の結像レンズの少なくとも一方に対して設けられて該結像レンズの温度を測定する温度センサーと、該温度センサーによる検出温度を基に上記各光源から出射される光ビームの主走査方向の位置ずれを補正する補正制御部とを備えている。

そして、上記筐体における上記一対の結像レンズが載置される面には、第１収容凹部及び第２収容凹部が形成され、上記第１収容凹部及び第２収容凹部のうち少なくとも一方には上記温度センサーが収容され、上記第１収容凹部及び第２収容凹部は、上記筐体における上記第１直線を挟んでその一方側と他方側とで熱変形特性が略同じになるような位置に形成されている。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記光走査装置を備えている。

本発明によれば、温度センサーをスペース効率良く配置しつつ且つ安価な構成により、温度センサーをスペース効率良く配置しつつ且つ安価な構成により、回転多面鏡の一方側と他方側とで画像データの書き込みタイミングの補正制御が異なるのを防止することができる。

図１は、実施形態における光走査装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。 図２は、実施形態における光走査装置を示す平面図である。 図３は、図２のIII−III線断面図である。 図４は、実施形態における光走査装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図５は、温度センサーの収容凹部の配置位置の一例を示す平面図である。 図６は、実施形態２を示す図５相当図である。 図７は、実施形態３を示す図５相当図である。 図８は、実施形態４を示す図５相当図である。

《実施形態１》
以下、実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、実施形態における画像形成装置１の概略構成図を示す。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２内に画像形成部３を備えている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データに基づき画像を記録紙Ｐに転写形成する箇所である。画像形成部３の下方には、レーザー光を照射する２つの光走査装置４が配置され、画像形成部３の上方には、転写ベルト５が配置されている。２つの光走査装置４の下方には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置され、用紙貯留部６の側方には、手差し給紙部７が配置されている。転写ベルト５の側方上部には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。符号９は、ケーシング２上部に配置され、定着部８で定着処理が施された記録紙Ｐを排出する用紙排出部である。

画像形成部３は、転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０を備えている。これら画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の一方側には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、１次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の他方側には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部（以下、クリーニング装置という）１５が配置されている。

そして、各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が光走査装置４から照射され、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、１次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

符号１６は、定着部８の下方に転写ベルト５と当接した状態で配置された２次転写ローラーであり、用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を搬送される記録紙Ｐを２次転写ローラー１６と転写ベルト５とで挟持し、２次転写ローラー１６に印加された転写バイアスにより転写ベルト５上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようにしている。

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とにより記録紙Ｐを挟持して加熱加圧し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるようにしている。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。２０は、両面印刷時に定着部８から排出された記録紙Ｐを反転させるための反転搬送路である。

次に上記光走査装置４の詳細について説明する。光走査装置は２つ設けられており、一方の光走査装置４は、イエロー及びマゼンタ用の感光体ドラム１１に対して光を照射し、他方の光走査装置４は、シアン及びブラック用の感光体ドラム１１に光を照射する。２つの光走査装置４の構造は同じであるため、以下では一方の光走査装置４について説明する。

図２は光走査装置４の内部構造を示す平面図であり、図３は図２のIII−III線断面図である。以下の説明では、図２の左右方向を光走査装置４の左右方向、図２の上下方向を光走査装置４の前後方向、図２の紙面に垂直な方向を光走査装置４の上下方向と定義して説明を行う。

上記光走査装置４は、内部にポリゴンミラー４１を収容する筐体４４を有している。筐体４４は上側に開放しており、筐体４４の上側は蓋部材４５により閉塞されている。図３に示すように、筐体４４と蓋部材４５とで形成される機器収容空間は、区画壁４４ａにより上下に分割されている。この区画壁４４ａは、筐体４４の側壁の高さ方向の中間部に接続されている。区画壁４４ａの中央部には、ポリゴンモーター４６が上下に貫通して配置されており、上記ポリゴンミラー４１は、ポリゴンモーター４６の駆動軸の先端部に固定されている。上記ポリゴンミラー４１は、側面に６つの反射面を有する正六角形状に形成されている。そして、ポリゴンミラー４１は、ポリゴンモーター４６により図２の時計回り方向に回転駆動される、一対の光源４２（図２参照）から出射される光を反射して偏向走査させる。

一対の光源４２は、ポリゴンミラー４１の軸心方向から該軸心を通り且つ主走査方向に延びる直線Ｋ１を挟んでその両側に配置されている。一対の光源４２は、筐体４４の前側壁に取付けられていて、例えばレーザーダイオードにより構成されている。各光源４２とポリゴンミラー４１との間には、コリメータレンズ５３と、コリメータレンズ５３を通過した光を所定の光路幅にするアパーチャー（図示省略）と、アパーチャーを通過した後の光が通過するシリンドリカルレンズ５４とが配置されている。

上記筐体４４内における上記直線Ｋ１の左右両側にはそれぞれ走査光学系Ｌ（図２参照）が配置されている。各走査光学系Ｌは、ポリゴンミラー４１にて反射された光を感光体ドラム１１へと導く。具体的には、各走査光学系Ｌは、ｆθレンズ４７と、第１〜第３反射ミラー４９〜５１とを有している。ｆθレンズ４７と第１〜第３反射ミラー４９〜５１とは主走査方向に延びるように配置されている。ｆθレンズ４７は、区画壁４４ａの上面に形成された一対の突出ボス部４４ｘの上面に接着固定されている。一対の突出ボス部４４ｘは、前後方向に間隔を空けて配置されている。

図３に示すように、上記ｆθレンズ４７及び第１反射ミラー４９は、区画壁４４ａの上面に左右方向の中央側から外側に向かって順に配置されている。上記第２反射ミラー５０は、第１反射ミラー４９に対して区画壁４４ａを挟んで下側に配置されている。区画壁４４ａには、第１反射ミラー４９から第２反射ミラー５０に向かう光が通過する矩形状の開口部４４ｂが形成されている。第３反射ミラー５１は、第２反射ミラー５０よりも左右方向の中央側に配置されている。区画壁４４ａには、第３反射ミラー５１にて反射されて上側へと向かう光が通過する矩形状の開口４４ｃが形成され、蓋部材４５には、この上側へと向かう光が通過する開口部４５ａが形成されている。開口部４５ａは、カバーガラスにより閉塞されている。

上記のように構成された光走査装置４の動作について説明する。先ず、各光源４２からそれぞれ出射された光はコリメータレンズ５３によって略平行光束とされ、その後、不図示のアパーチャー及びシリンドリカルレンズ５４を通過してポリゴンミラー４１に入射する。該入射した光はポリゴンミラー４１により等角速度走査された後、ｆθレンズ４７により等速度走査に変換される。ｆθレンズ４７を通過した光はそれぞれ、第１〜第３反射ミラー４９〜５１により反射された後、感光体ドラム１１の表面に導かれて走査される。

上記一対の光源４２はコントローラー１００（図４参照）により作動制御される。コントローラー１００は、第１温度センサー１０１ａ及び第２温度センサー１０１ｂに電気的に接続されている。第１温度センサー１０１ａは、左側の走査光学系Ｌに含まれるｆθレンズ４７の温度を測定するためのセンサーであり、第２温度センサー１０１ｂは、右側の走査光学系Ｌに含まれるｆθレンズ４７の温度を測定するためのセンサーである。第１及び第２温度センサー１０１ａ，１０１ｂはそれぞれ、検出した温度を電気信号に変換してコントローラー１００へ出力する。

コントローラー１００は、第１及び第２温度センサー１０１ａ，１０１ｂによる検出温度を基に、例えば各光源４２のクロック周波数を制御することで、各ｆθレンズ４７を通過後の光ビームの主走査方向の位置ずれを補正する。この補正制御は、コントローラー１００のメモリー内に記憶された補正データを基に実行される。

図５に示すように、第１温度センサー１０１ａ及び第２温度センサー１０１ｂはそれぞれ、第１収容凹部４４ｄ及び第２収容凹部４４ｅに収容されている。第１収容凹部４４ｄ及び第２収容凹部４４ｅは、筐体４４の区画壁４４ａの上面（ｆθレンズ４７が設置される面）に形成されている。各収容凹部４４ｄ，４４ｅは共に、ｆθレンズ４７における光の走査開始側の端部の下側に形成されている。

各収容凹部４４ｄ，４４ｅは、平面視で左右方向に延びる矩形状をなしている。各収容凹部４４ｄ，４４ｅの深さは、各温度センサー１０１ａ，１０１ｂの厚みと同じか又はそれよりも大きい。したがって、各温度センサー１０１ａ，１０１ｂの上面位置は、区画壁４４ａの上面と同じか又はそれよりも低い位置にある。このように、一対の温度センサー１０１ａ，１０１ｂを各収容凹部４４ｄ，４４ｅ内に完全に収容することでスペース効率の向上を図っている。

ここで、一対の収容凹部４４ｄ，４４ｅは、筐体４４の熱変形特性が上記直線Ｋ１の左側と右側とで略同じになるような位置に形成されている。具体的には、一対の収容凹部４４ｄ，４４ｅは、ポリゴンミラー４１の軸心方向から見て、左右のｆθレンズ４７の図心位置を結ぶ直線Ｋ２と上記直線Ｋ１との交点Ｃに対して点対称に配置されている。直線Ｋ２は、一対の突出ボス部４４ｘの間を通る直線であって、一対の突出ボス部４４ｘは該直線Ｋ２に対して線対称に配置されている。左側のｆθレンズ４７を支持する一対の突出ボス部４４ｘと、右側のｆθレンズ４７を支持する一対の突出ボス部４４ｘとは、上記直線Ｋ１に対して線対称に配置されている。上記各収容凹部４４ｄ，４４ｅは、ポリゴンミラー４１側の角部が、突出ボス部４４ｘの近傍に位置するように形成されている。

以上のように構成された光走査装置４では、第１及び第２収容凹部４４ｄ，４４ｅを、ポリゴンミラー４１の軸心方向から見て上記直線Ｋ１と直線Ｋ２との交点Ｃに対して点対称に配置するようにしたことで、ポリゴンミラー４１の回転中の摩擦熱等に起因する筐体４４の熱変形特性をポリゴンミラー４１の左右両側において略同じにすることができる。したがって、ポリゴンミラー４１の左側の走査光学系Ｌと右側の走査光学系とで、コントローラー１００による上記補正制御を異ならせることなく各光源４２から出射される光の主走査方向の位置ずれを補正することができる。よって、この補正演算を担う回路基板の構成を簡素化することができる。延いては、コントローラー１００による補正演算時間を短縮して画像形成時間を短縮することができるとともに回路基板の低コスト化を図ることができる。

《実施形態２》
図６は、実施形態２を示す図５相当図である。本実施形態では、第１及び第２収容凹部４４ｄ，４４eを直線Ｋ１に対して線対称に配置するようにしている。この配置構成によれば、上記実施形態１と同様に、ポリゴンミラー４１の回転中の摩擦熱等に起因する筐体４４の熱変形特性をポリゴンミラー４１の左右両側において略同じにすることができる。よって、実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。

《実施形態３》
図７は、実施形態３を示す図５相当図である。本実施形態では、第１及び第２温度センサー１０１ａ，１０１ｂがそれぞれ２つずつ設けられており、これに対応して、第１及び第２収容凹部４４ｄ，４４eがそれぞれ２つずつ設けられている。

２つの第１収容凹部４４ｄは、左側のｆθレンズ４７の前後方向の両端部の下側に形成されている。２つの第１収容凹部４４ｄは、直線Ｋ２に対して線対称に配置されている。２つの第１収容凹部４４ｄは、一対の突出ボス部４４ｘよりも前後方向の外側に位置している。２つの第１収容凹部４４ｄのポリゴンミラー４１側の角部は、突出ボス部４４ｘの近傍に位置している。

同様に、２つの第２収容凹部４４ｅは、右側のｆθレンズ４７の前後方向の両端部の下側に形成されている。２つの第２収容凹部４４ｅは、直線Ｋ２に対して線対称に配置されている。２つの第２収容凹部４４ｅは、一対の突出ボス部４４ｘよりも前後方向の外側に位置している。２つの第２収容凹部４４ｅのポリゴンミラー４１側の角部は、突出ボス部４４ｘの近傍に位置している。

２つ第１収容凹部４４ｄと２つの第２収容凹部４４ｅのそれぞれの図心位置を結んでできる四角形の図心位置は、直線Ｋ１と直線Ｋ２との交点Ｃに一致している。

本実施形態３の光走査装置４によれば、実施形態１及び実施形態２と同様の作用効果を得ることができる。また、各ｆθレンズ４７の温度を測定するための温度センサー１０１ａ，１０１ｂの数が上記各実施形態に比べて多いので、ｆθレンズ４７の温度を精度良く検出することができる。延いては、コントローラー１００における上記補正制御の実行精度を向上させることができる。

《実施形態４》
図８は、実施形態４を示す図５相当図である。本実施形態では、第２温度センサー１０１ｂを廃止し、第１温度センサー１０１ａのみを設けるようにしている点で実施形態１と異なる。第１収容凹部４４ｄには第１温度センサー１０１ａが収容されている一方、第２収容凹部４４ｅ内には何も収容されていない。コントローラー１００は、第１温度センサー１０１ａによる検出温度を基に、各光源４２のクロック周波数を制御することで、各ｆθレンズ４７を通過後の光ビームの主走査方向の位置ずれを補正する。

本実施形態４の光走査装置４によれば、上記実施形態１と同様の作用効果を得ることができる。しかも、実施形態２に比べて、使用する温度センサーの数が少ないので装置全体の低コスト化を図ることができる。

尚、本実施形態では、第２温度センサー１０１ｂを廃止して第１温度センサー１０１ａのみを設けるようにしているが、第１温度センサー１０１ａを廃止して、第２温度センサー１０１ｂのみを設けるようにしてもよい。

《他の実施形態》
上記実施形態では、光走査装置３０をレーザープリンタに搭載した例について説明したが、これに限ったものではなく、例えば光走査装置３０を複写機、複合機又はファクシミリ等に搭載するようにしてもよい。

上記実施形態１〜３では、左側のｆθレンズ４７の温度を測定するための第１温度センサー１０１ａと右側のｆθレンズ４７の温度を測定するための第２温度センサー１０１ｂとを設けるようにしているが、これに限ったものでなく、上記実施形態４でも説明したように、第１温度センサー１０１ａと第２温度センサー１０１ｂとのいずれか一方を廃止するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

Claims (4)

1. 回転多面鏡と、該回転多面鏡を収容する筐体と、上記回転多面鏡の軸心方向から見て該軸心を通る第１直線を挟んでその両側に配置された一対の光源と、上記第１直線を挟んで対向配置された一対の結像レンズをそれぞれ含む一対の走査光学系と、該一対の結像レンズの少なくとも一方に対して設けられて該結像レンズの温度を測定する温度センサーと、該温度センサーによる検出温度を基に上記各光源から出射される光ビームの主走査方向の位置ずれを補正する補正制御部とを備えた光走査装置であって、
   上記筐体における上記一対の結像レンズが載置される面には、第１収容凹部及び第２収容凹部が形成され、
   上記第１収容凹部及び第２収容凹部のうち少なくとも一方には上記温度センサーが収容され、
   上記第１収容凹部及び第２収容凹部は、上記筐体における上記第１直線を挟んでその一方側と他方側とで熱変形特性が略同じになるような位置に形成されている、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記第１収容凹部と上記第２収容凹部とは、上記回転多面鏡の軸心方向から見て、上記一対の結像レンズの図心位置を結ぶ第２直線と、上記第１直線との交点に対して点対称に配置されている、光走査装置。
3. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記第１収容凹部と上記第２収容凹部とは、上記第１直線に対して線対称に配置されている、光走査装置。
4. 請求項１記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

Images