(57)【要約】【課題】複数の光源ユニットが、光源ユニットの発光点とポリゴンミラーの回転中心との距離がそれぞれ異なるように配置された光走査装置において、装置の大型化を招くことなく、また装置設計上の大きな制約を受けることなく、光源ユニット間の温度差を抑制し、熱歪みの差による光源ユニットのレジスト変動を抑制する。【解決手段】光源ユニット１１ｋとポリゴンミラー１２との間に、ポリゴンミラー１２側から見て光源ユニット１１ｋが隠れるように遮蔽部材１５ａを設け、複数の光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙがポリゴンミラー１２から受ける輻射エネルギー量が等しくなるようにする。【選択図】図３
2014002177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置に用いられる光走査装置であって、
色別に配置された複数の光源ユニットと、
複数の光源ユニットから発せられた光束を偏向する回転自在の偏向手段と、
複数の光源ユニットから発せられた光束を前記偏向手段に導く第１光学系と、
前記偏向手段によって偏向された光束を感光体に導く第２光学系とを備え、
前記複数の光源ユニットは、前記複数の光源ユニットの発光点と前記偏向手段の回転中心との距離がそれぞれ異なるように配置され、
少なくとも、前記発光点と前記偏向手段の回転中心との距離が最も短い光源ユニットと、前記偏向手段との間に遮蔽部材が設けられ、
前記複数の光源ユニットが前記偏向手段から受ける輻射エネルギー量が等しくなるようにしたことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材が、前記距離の最も短い光源ユニットと前記偏向手段との間に、前記偏向手段側から見て当該光源ユニットが隠れるように設けられた請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記遮蔽部材が、前記偏向手段側から見て前記複数の光源ユニットのすべてが隠れるように設けられるとともに、前記遮蔽部材の、光源ユニット側側面の表面粗さが、前記距離の短い光源ユニット側ほど小さくされた請求項１記載の光走査装置。
【請求項４】
複数の色画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置であって、感光体を露光する露光手段として請求項１〜３のいずれかに記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置などに関し、より詳細には、複数の色画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置に用いられる光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の色画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置には、４つの感光体を有し、これらの感光体のそれぞれにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像データに対応したレーザー光を照射して、感光体上に静電潜像を形成するものがある。
【０００３】
このような画像形成装置では、光源ユニットから発せられたレーザー光を、回転するポリゴンミラーに導き、ポリゴンミラーで偏向走査して感光体に照射し、感光体に静電潜像を形成している。
【０００４】
近年の画像形成装置の高速化に伴い、ポリゴンミラーの回転速度も速くなり、ポリゴンミラーの発熱量が増加している。ポリゴンミラーの発熱が各色に対応するそれぞれの光源ユニットに伝わり、光源ユニット間で温度差が生じると、光源ユニットを構成する部材の熱歪みに差が生じ光照射高さのレジスト変動が生じる。
【０００５】
ポリゴンミラーの発熱による不具合を防止するためこれまでから種々の対策が提案されている。例えば、特許文献１では、走査結像光学系におけるポリゴンミラーの発熱の影響を抑えるため、走査結像光学系と光偏向手段とを遮蔽壁で輻射エネルギー等を遮蔽する技術が提案されている。また、特許文献２では、装置内の温度分布の偏りを抑えるため、発熱源をポリゴンミラーの回転軸を中心として対称に取り付ける技術が提案されている。
【０００６】
したがって、光源ユニットにおけるポリゴンミラーの発熱の影響を抑える対策として、遮蔽壁を設けたり、光源ユニットをポリゴンミラーの回転軸を中心として対称に設けることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2004-157480号公報
【特許文献２】特開2004-354847号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の提案技術のように、ポリゴンミラーからの輻射エネルギー等を遮蔽壁で遮った場合でも、輻射エネルギーを吸収し温度上昇した遮蔽壁から光源ユニットに輻射エネルギーが照射される。輻射エネルギーは距離に反比例して小さくなるため、遮蔽壁からの距離が異なる位置に光源ユニットが配設されている場合、配設位置によって光源ユニットが受ける輻射エネルギー量が異なり、光源ユニットに温度差が生じて熱歪みに差が生じる。
【０００９】
また、特許文献２の提案技術のように、光源ユニットをポリゴンミラーの回転軸を中心として対称に設けると、装置が大型化するおそれがある。加えて、装置設計上の大きな制約にもなる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、複数の光源ユニットを備えた光走査装置において、装置の大型化を招くことなく、また装置設計上の大きな制約を受けることなく、光源ユニット間の温度差を抑制して、熱歪みの差によるレジスト変動を抑制することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、色ずれなどのない高画質のカラー画像が得られる画像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成する本発明に係る光走査装置は、複数の色画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置に用いられる光走査装置であって、色別に配置された複数の光源ユニットと、複数の光源ユニットから発せられた光束を偏向する回転自在の偏向手段と、複数の光源ユニットから発せられた光束を前記偏向手段に導く第１光学系と、前記偏向手段によって偏向された光束を感光体に導く第２光学系とを備え、前記複数の光源ユニットは、前記複数の光源ユニットの発光点と前記偏向手段の回転中心との距離がそれぞれ異なるように配置され、少なくとも、前記発光点と前記偏向手段の回転中心との距離が最も短い光源ユニットと、前記偏向手段との間に遮蔽部材が設けられ、前記複数の光源ユニットが前記偏向手段から受ける輻射エネルギー量が等しくなるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記遮蔽部材を、前記距離の最も短い光源ユニットと前記偏向手段との間に、前記偏向手段側から見て当該光源ユニットが隠れるように設けてもよい。
【００１４】
あるいは、前記遮蔽部材を、前記偏向手段側から見て前記複数の光源ユニットのすべてが隠れるように設けるとともに、前記遮蔽部材の、光源ユニット側側面の表面粗さを、前記距離の短い光源ユニット側ほど小さくするようにしてもよい。
【００１５】
また本発明によれば、複数の色画像を合成してカラー画像を形成する画像形成装置であって、感光体を露光する露光手段として前記のいずれかに記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光走査装置では、少なくとも、光源ユニットの発光点と偏向手段の回転中心との距離が最も短い光源ユニットと、偏向手段との間に遮蔽部材を設けて、前記複数の光源ユニットの前記偏向手段から受ける輻射エネルギー量が等しくなるようにしたので、装置の大型化を招くことなく、また装置設計上の大きな制約を受けることなく、光源ユニット間の温度差を抑制し、熱歪みの差による光源ユニットのレジスト変動を抑制できる。
【００１７】
また、本発明の画像形成装置では、色ずれなどのない高画質のカラー画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概説図である。
【図２】光走査装置としての露光装置の一例を示す垂直断面図である。
【図３】図２の露光装置の部分水平断面図である。
【図４】露光装置の他の例を示す部分水平断面図である。
【図５】図４の露光装置に設けられる遮蔽部材の斜視図である。
【図６】遮蔽部材の他の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図に基づいてさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００２０】
図１に、本発明に係る走査光学装置を露光装置として用いた画像形成装置の一実施形態を示す概説図を示す。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置Ｄは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ３１，３２に掛架されている。ローラ３２は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラ３１は従動回転する。ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ３４が圧接している。この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。
【００２１】
また、ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするクリーニング部材３５が設けられている。このクリーニング部材３５は中間転写ベルト３３を介してローラ３１に圧接しており、その接触部で未転写トナーを回収する。
【００２２】
ローラ３１とローラ３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像部２」と総称することがある）が配置されている。これらの作像部２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー画像が作成される。
【００２３】
作像部２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電器（帯電手段）２１、現像装置（現像手段）２３、一次転写ローラ２４、および感光体クリーニング部材２５が配置されている。一次転写ローラ２４は中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。また、作像部２の下方には露光装置６が配置されている。露光装置６は、４つの作像部２に対して１つで対応し、不図示の４つの半導体レーザーを各色の画像階調データに応じて変調して、各半導体レーザーから各色に対応するレーザー光を階調データに応じて出射する。露光装置６の構造については後で詳述する。
【００２４】
中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したホッパー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋがそれぞれ配置されている。また、露光装置６の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラ５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。
【００２５】
このような構成の画像形成装置Ｄにおいて画像形成は次のようにして行われる。まず、各作像部２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電器２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置６から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。
【００２６】
中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残留した未転写トナーは、感光体クリーニング部材２５で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。
【００２７】
重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置７へ搬送される。定着装置７において用紙Ｐは、棒状のハロゲンヒータ７３を内蔵する定着ローラ７１と、加圧ローラ７２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は用紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。
【００２８】
一方、二次転写領域を通過した中間転写ベルト３３は、クリーニングブレード３５で清掃される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。
【００２９】
図２及び図３に、光走査装置としての露光装置６の概略構成図を示す。図２は、露光装置６の垂直断面図であり、図３は露光装置６の部分水平断面図である。露光装置６は、光源部６０Ａ（図３に図示）と、光走査部６０Ｂと、光結像反射部６０Ｃとを有し、それぞれは仕切り壁によって区切られている。
【００３０】
図３に示すように、光源部６０Ａには、各色に対応する光束をそれぞれ生成する光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙと、これらの光束を偏向手段としてのポリゴンミラー１２に導く第１反射ミラー（第１光学系）１３ｋ，１３ｃ，１３ｍ，１３ｙと、第２反射ミラー（第１光学系）１４と、シリンドリカルレンズ１６とが設けられている。光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙのそれぞれは、半導体レーザー素子１１１と、半導体レーザー素子から発せられる光束を平行光とするコリメーターレンズ１１２とを有する。また、光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙは、この順でポリゴンミラー１２の回転中心Ｏから遠ざかるように配置されている。したがって、光源ユニット１１ｋにおける半導体レーザー素子１１１ｋの発光点Ｅ１とポリゴンミラー１２の回転中心Ｏとの距離Ｌ１が最も短く、光源ユニット１１ｙにおける半導体レーザー素子１１１ｙの発光点Ｅ２とポリゴンミラー１２の回転中心との距離Ｌ２が最も長い。
【００３１】
光走査部６０Ｂには、光源部６０Ａから照射される各光束を光結像反射部６０Cに向かって偏向させるポリゴンミラー１２が設けられている。ポリゴンミラー１２は、複数のミラー面を有する回転体であって、回転している状態のときに光束が照射されると、光束を感光体２０（図１に図示）の軸方向（主走査方向）に沿って走査する。なお、ポリゴンミラー１２を回転させるモータｍ（図２に図示）にはプレートを介して放熱板６８（図２に図示）が取り付けられている。
【００３２】
光結像反射部６０Cには、図２に示すように、光走査部６０Ｂのポリゴンミラー１２によって主走査方向に走査される光束のそれぞれを各感光体２０に導く第２光学系が設けられている。具体的には、第１結像レンズ６２と、第２結像レンズ６３と、各光路ごとに設けたミラー６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋ（以下、「ミラー６５」と総称する）と、ミラー６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ（以下、「ミラー３５」と総称する）と、ミラー６７Ｃと、第３結像レンズ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋ（以下、「第３結像レンズ６４」と総称する）とが設けられている。
【００３３】
各色の光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙから出射された光束Ｂｋ，Ｂｃ，Ｂｍ，Ｂｙは、第１反射ミラー１３ｋ，１３ｃ，１３ｍ，１３ｙ及び第２反射ミラー１４で反射し、シリンドリカルレンズ１６を通ってポリゴンミラー１２に照射する。そして、ポリゴンミラー１２の回転に基づいて主走査方向に等角速度で偏向され、第１結像レンズ６２及び第２結像レンズ６３を透過した後、光束Ｂｋは第３結像レンズ６４Ｋを透過してミラー６５Ｋで反射され、感光体２０Ｋ上を走査・露光する。光束Ｂｃはミラー６５Ｃとミラー６６Ｃで反射され第３結像レンズ６４Ｃを透過し、さらにミラー６７Ｃで反射され、感光体２０Ｃ上を走査・露光する。光束Ｂｍはミラー６５Ｍで反射されて第３結像レンズ６４Ｍを透過し、さらにミラー６６Ｍで反射され、感光体２０Ｍ上を走査・露光する。光束Ｂｙはミラー６５Ｙで反射されて第３結像レンズ６４Ｙを透過し、さらにミラー６６Ｙで反射され、感光体２０Ｙ上を走査・露光する。
【００３４】
ポリゴンミラー１２は高速回転するため発熱する。ポリゴンミラー１２から放出される熱は、光源部６０Ａと光走査部６０Ｂを区切る仕切り壁６９を対流や輻射によって加熱する。光源部６０Ａに対してはこの仕切り壁６９が直接の発熱源となる。すなわち、加熱された仕切り壁６９からは輻射エネルギーが発せられ、光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙが加熱される。輻射エネルギー量は熱源に対して垂直方向が最も大きく、また距離に反比例して小さくなる性質を有する。したがって、輻射エネルギーの照射量は光源ユニット１１ｋが最も多く、光源ユニット１１ｙが最も少なくなる。このため、光源ユニット間で温度差が生じて、光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙを構成する部材の熱歪みに差が生じレジスト変動が生じる。
【００３５】
そこで、図３に示す露光装置では、遮蔽部材１５ａを、光偏向部６０Ｂから見て光源ユニット１１ｋが隠れるように設けている。これによって、仕切り壁６９から光源ユニット１１ｋに照射される輻射エネルギー量が軽減され、結果的にそれぞれの光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙに照射される輻射エネルギー量が等しくなり、光源ユニット間の温度差が抑制されて熱歪みの差が抑えられ、レジスト変動が抑えられる。
【００３６】
遮蔽部材１５ａの材質は、仕切り壁６９の輻射率よりも低い材質である必要がある。遮蔽部材１５ａは、仕切り壁６９と接触するように設けてもよいし、離隔して設けてもよい。あるいは、仕切り壁６９に遮蔽部材１５ａの被覆層を設けるようにしてもよい。
【００３７】
図４に、本発明に係る光走査装置としての露光装置６の他の実施形態を示す部分水平断面図を示し、図５に、図４の露光装置６に設けられる遮蔽部材１５ｂの斜視図を示す。図４の露光装置では、図３の露光装置と異なって、偏向部６０Ｂから見てすべての光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙが隠れるように遮蔽部材１５ｂが設けられている。そして、図５に示すように、遮蔽部材１５ｂの、光源ユニット１１ｙ側に貫通孔１５１が設けられている。貫通孔１５１は、光源ユニット１５ｙ側に行くほど個数又は直径が増加する。すなわち、遮蔽部材１５ｂの開口面積は、光源ユニット１１ｙ側に行くほど広くなる。したがって、光源ユニット１１ｋ側では仕切り壁６９からの輻射エネルギーが遮られる一方、光源ユニット１１ｙ側では、貫通孔１５１を通って輻射エネルギーが光源ユニット１１ｙに照射される。これにより、光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙに照射される輻射エネルギー量が等しくなり、光源ユニット間の温度差が抑制されて熱歪みの差が抑えられ、レジスト変動が抑えられる。なお、遮蔽部材１５ｂの設ける貫通孔１５１の大きさや個数などは、遮蔽部材１５ｂから各光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙまでの距離等から適宜決定すればよい。
【００３８】
図６に、遮蔽部材の他の実施形態を示す斜視図を示す。この図の遮蔽部材１５ｃでは、光源ユニット側の側面の表面粗さを、光源ユニット１１ｋ側は小さく、光源ユニット１１ｙ側は大きくしている。輻射エネルギーの輻射率は表面粗さが小さいほど低くなるので、図６に示す遮蔽部材１５ｃを仕切り壁６９に沿って設けることにより、各光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙに照射される輻射エネルギー量が等しくなり、光源ユニット間の温度差が抑制されてレジスト変動が抑えられる。なお、遮蔽部材１５ｃの表面粗さは、光源ユニット１１ｋ側から光源ユニット１１ｙ側に向かって多段階あるいは連続的に大きくなるようにしても構わない。具体的な表面粗さは、遮蔽部材１５ｃから各光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙまでの距離等から適宜決定すればよい。
【００３９】
以上、説明した実施形態では、光源部６０Ａと光偏向部６０Ｂとを仕切り壁６９で仕切っていたが、仕切り壁６９がない場合であっても本発明は適用される。この場合、輻射エネルギーはポリゴンミラー１２から各光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙに直接照射されることになるが、前記実施形態と同様に、遮蔽部材１５ａ，１５ｂ，１５ｃによって、各光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙに照射される輻射エネルギー量が等しくなるように調整されるので、各光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙの温度差が抑えられ、各光源ユニット１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙを構成する部材の熱歪みの差が抑制されレジスト変動が抑えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の光走査装置は、装置の大型化を招くことなく、また装置設計上の大きな制約を受けることなく、光源ユニット間の温度差を抑制し、熱歪みの差による光源ユニットのレジスト変動を抑制でき有用である。
【符号の説明】
【００４１】
６    露光装置（露光手段）
Ｅ    発光点
Ｏ    回転中心
１１ｋ，１１ｃ，１１ｍ，１１ｙ    光源ユニット
１２    ポリゴンミラー（偏向手段）
１３    第１反射ミラー（第１光学系）
１４    第２反射ミラー（第１光学系）
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ    遮断部材
２０    感光体
【図１】
2014002177.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014002177.tif 000007
【図６】
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