(57)【要約】【課題】走査光学部材及び反射光学部材を含む装置の組立作業の効率化、及び、メンテナンス作業の容易化を実現する。【解決手段】半導体レーザ１等の光源、及び、ｆθレンズ７，８等の走査光学部材を互いの位置を厳格に規定しつつ偏向ユニット５１に取り付ける一方、ハウジングユニット３１の支持部材６１に、反射光学部材であるミラー２１〜２４を第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄ及びＢＤセンサ１０とともに互いの位置関係を厳格に規定して取り付ける。この後、偏向ユニット５１を、偏向ユニット５１が照射するレーザビームＬ１〜Ｌ４の主光軸面に沿って、ハウジングユニット３１の外部から支持部材６１に支持させる。【選択図】図５
2006091346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを照射する光源、及び、該光源から照射された光ビームを所定の偏向面において等角速度偏向した後に等速度偏向する走査光学部材を保持する偏向ユニットと、前記走査光学部材によって等速度偏向された光ビームを主装置に支持された走査対象に向けて反射する反射光学部材を支持するハウジングユニットと、に分割して構成し、
前記偏向ユニットを前記偏向ユニットにおける偏向後の光ビームの主光軸面に沿って前記ハウジングユニットの外部から前記ハウジングユニットの所定の位置に着脱自在にしたことを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項２】
前記ハウジングユニットは、該ハウジングユニットに装着された前記偏向ユニットにおける偏向後の光ビームの主光軸面に、少なくとも１つの位置決め部材を備え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。
【請求項３】
前記ハウジングユニットは、金属平板の構造体と、該構造体を被覆する樹脂製の外装体と、からなり、前記構造体に前記偏向ユニット及び前記反射光学部材が支持され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。
【請求項４】
前記偏向ユニットは、複数の光源と各単一の走査光学部材とを備え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。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光ビーム走査装置を備え、該光ビーム走査装置から画像データによって変調された光ビームを、光導電作用を生じる像担持体の表面に照射することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載の光ビーム走査装置、及び、前記各光源が照射した光ビームのそれぞれの照射を受ける複数の像担持体を備え、該光ビーム走査装置から画像データによって変調された複数の光ビームのそれぞれを、光導電作用を生じる像担持体の表面に照射することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体に対する光ビームの照射位置を調整する調整部材を、前記光ビーム走査装置における前記像担持体に対向する面に露出して設けたことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式の画像形成を行うプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられ、像担持体に画像データに基づいて画像光を照射する光ビーム走査装置、及び、この光ビーム走査装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置では、原稿から読み取った画像データ又は外部装置から入力された画像データに基づく信号によって変調した画像光を像担持体の表面に照射する光ビーム走査装置を備えている。像担持体の表面は帯電手段によって予め均一に帯電されており、画像光の照射により像担持体の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段から供給される現像剤によって現像剤像（トナー像）に顕像化された後、直接又は中間転写担持体を介して用紙等の記録シートに転写される。記録シートに転写されたトナー像は最終的に定着手段によって記録シート上に定着され、画像形成物が得られる。
【０００３】
このような画像形成装置に備えられる光ビーム走査装置としては、変調速度が速く、走査速度を速くすることが可能なレーザ光を画像光とするレーザビーム方式が、広く用いられている。
【０００４】
近年、画像形成装置のカラー化が進み、カラー画像形成用の光ビーム走査装置が種々開発されている。従来のカラー画像形成用の光ビーム走査装置は成分色毎に１個ずつ備えられていたが、成分色数分の光ビーム走査装置を画像形成装置内に配置しなければならず、画像形成装置が大型化するとともに、高価な光学部品を重複して備えることになってコストの上昇を招く。
【０００５】
そこで、単一の光ビーム走査装置内に成分色毎の複数のレーザ光源を備えたものが提案されている。この光ビーム走査装置は、成分色数分のレーザ光源、単一のポリゴンミラー及び単一のｆθレンズとともに、成分色数分のミラーを単一のハウジング内に収納し、各レーザ光源から発せられた光ビームを、単一のポリゴンミラーにより等角速度偏向するとともに単一のｆθレンズにより等速度偏向した後、成分色毎に設けられたミラーを介して成分色毎の像担持体に向けて分離して配光する（例えば、特許文献１又は２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２３５６９９号公報
【特許文献２】特開２００１−２８１５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に記載されている光ビーム走査装置は、所定の間隔を置いて配置された画像形成ステーションの像担持体を光ビームで走査して画像を書き込むため、光ビームを各像担持体に導くべく反射ミラーを多数備える必要がある。また、像担持体が光ビーム走査装置の上側に位置している場合には、光ビームを等角速度偏向及び等速度偏向するための光学部品を配置した偏向ユニットの上部に反射ミラー等を多数配置しなければならない。したがって、光ビーム走査装置を組み上げた状態で、偏向ユニットにおける各光学部品の配置位置等の調整を行うことは非常に困難である。また、光ビーム走査装置の反射ミラー等を組み付けた状態では偏向ユニットを光ビーム走査装置のハウジング内に組入れることが困難である。
【０００７】
この発明の目的は、光ビーム走査装置を、光ビームを等角速度偏向及び等速度偏向するための走査光学部材を配置した偏向ユニットと、等速度偏向された光ビームをそれぞれの像担持体へ導くための反射ミラー等の反射光学部材を支持するハウジングユニットと、に分割して構成し、偏向ユニットをハウジングユニットに対して外側から装着できるようにすることで、各ユニットを独立して組立及び調整することができ、組立作業の効率化、及び、メンテナンス作業の容易化を実現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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための手段として、この発明の光ビーム走査装置は、以下の構成を備えたものである。
【０００９】
（１）光ビームを照射する光源、及び、該光源から照射された光ビームを所定の偏向面において等角速度偏向した後に等速度偏向する走査光学部材を保持する偏向ユニットと、前記走査光学部材によって等速度偏向された光ビームを主装置に支持された走査対象に向けて反射する反射光学部材を支持するハウジングユニットと、に分割して構成し、
前記偏向ユニットを前記偏向ユニットにおける偏向後の光ビームの主光軸面に沿って前記ハウジングユニットの外部から前記ハウジングユニットの所定の位置に着脱自在にしたことを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、光ビームを偏向走査する走査光学部材を収納した偏向ユニットと光ビームを像担持体等の被走査体に導くための反射手段などの反射光学部材を支持するハウジングユニットとの２つに分割して構成し、偏向ユニットがハウジングユニットに対して外部から装着される。したがって、偏向ユニットにおける走査光学部材の取付作業及び調整作業と、ハウジングユニットにおける反射光学部材の取付作業及び調整作業と、が個別に実施可能になる。
【００１１】
また、偏向ユニットは偏向ユニットにおける光ビームの主光軸面に沿ってハウジングユニットに位置決めして装着される。したがって、反射光学部材を取り付けた後に偏向ユニットを装着する前のハウジングユニットの内部に、偏向ユニットの装着方向から偏向ユニットが照射する光ビームと同一の状態で試験光が入射可能になる。
【００１２】
（２）前記ハウジングユニットは、該ハウジングユニットに装着された前記偏向ユニットにおける偏向後の光ビームの主光軸面に、少なくとも１つの位置決め部材を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、ハウジングユニットにおける光ビームの主光軸面の位置で、偏向ユニットが位置決めされる。したがって、主光軸面に直交する方向における偏向ユニットの位置が、熱膨張による影響を受け難くなる。
【００１４】
（３）前記ハウジングユニットは、金属平板の構造体と、該構造体を被覆する樹脂製の外装体と、からなり、前記構造体に前記偏向ユニット及び前記反射光学部材が支持されることを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、金属平板に偏向ユニット及び反射光学部材が支持される。したがって、偏向ユニット内の走査光学部材と反射光学部材との位置関係が環境条件の影響を受け難くなる。
【００１６】
（４）前記偏向ユニットは、複数の光源と各単一の走査光学部材とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、複数の光源から照射された複数の光ビームが各単一の走査光学部材を介して主装置に配置されている複数の被走査体のそれぞれを走査する。したがって、各光ビームによる各被走査体に対する走査ラインの位置が高精度に維持される。
【００１８】
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の光ビーム走査装置を備え、該光ビーム走査装置から画像データによって変調された光ビームを、光導電作用を生じる像担持体の表面に照射することを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、光ビームを偏向走査する走査光学部材を収納した偏向ユニットと光ビームを被走査体に導く反射手段などの反射光学部材を支持するハウジングユニットとの２つに分割して構成され、偏向ユニットがハウジングユニットに対して偏向ユニットにおける光ビームの主光軸面に沿って外部から装着された光ビーム走査装置から画像データによって変調された光ビームが像担持体に照射される。したがって、偏向ユニットにおける走査光学部材の取付作業及び調整作業と、ハウジングユニットにおける反射光学部材の取付作業及び調整作業と、が個別に実施された光ビーム走査装置から像担持体に対する適正な位置に光ビームが照射される。
【００２０】
（６）上記（４）に記載の光ビーム走査装置、及び、前記各光源が照射した光ビームのそれぞれの照射を受ける複数の像担持体を備を備え、該光ビーム走査装置から画像データによって変調された複数の光ビームのそれぞれを、光導電作用を生じる像担持体の表面に照射することを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、複数の光源から照射された複数の光ビームが各単一の走査光学部材を介して複数の像担持体のそれぞれを走査する。したがって、各光ビームによる各像担持体に対する走査ラインの位置が高精度に維持され、各像担持体における互いに整合した位置に画像が形成される。
【００２２】
（７）前記像担持体に対する光ビームの照射位置を調整する調整部材を、前記光ビーム走査装置における前記像担持体に対向する面に露出して設けたことを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、光ビーム走査装置における像担持体に対向する面に露出した調整部材を用いて、像担持体に対する光ビームの照射位置が調整される。したがって、各光ビームの像担持体に対する走査位置を像担持体の位置精度に合わせて補正する際に、調整すべき像担持体に対応する調整部材が容易に視認される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００２５】
（１）偏向ユニットにおける走査光学部材の取付作業及び調整作業と、ハウジングユニットにおける反射光学部材の取付作業及び調整作業と、を個別に実施することができるため、組立作業の効率化、及び、メンテナンス作業の容易化を実現することができる。
【００２６】
また、偏向ユニットとハウジングユニットとが個別に調整された状態で一体化されるため、それぞれにおいてほぼ大まかな調整が完了しており、偏向ユニットをハウジングユニットに装着した後には走査位置を合わせる程度の調整をすればよく、本体装置に装着後に煩雑な調整を行う必要がなく、調整作業を軽減できる。
【００２７】
さらに、反射光学部材を取り付けた後に偏向ユニットを装着する前のハウジングユニットの内部に、偏向ユニットの装着方向から偏向ユニットが照射する光ビームと同一の状態で試験光を入射することができるため、例えば、レーザ光線を使用した調整治具を用いて、ハウジングユニットに取り付けられた反射光学部材の調整を容易に行うことができる。
【００２８】
加えて、両ユニット結合時の取付け誤差による光軸ずれ誤差の影響を受け難くすることができる。
【００２９】
（２）主光軸面に直交する方向における偏向ユニットの位置精度が、熱膨張による影響を受け難くすることができ、環境変化に対する光学特性を良好に維持することができる。
【００３０】
（３）偏向ユニット内の走査光学部材と反射光学部材との位置関係が、環境条件の影響を受け難くすることができ、光学特性を良好に維持することができる。
【００３１】
（４）各光ビームによる各被走査体に対する走査ラインの位置を高精度に維持することができる。
【００３２】
（５）偏向ユニットにおける走査光学部材の取付作業及び調整作業と、ハウジングユニットにおける反射光学部材の取付作業及び調整作業と、が個別に実施された光ビーム走査装置から像担持体に対する適正な位置に光ビームを照射することができ、画像形成状態を良好に維持することができる。
【００３３】
（６）各光ビームによる各像担持体に対する走査ラインの位置が高精度に維持され、各像担持体における互いに整合した位置に画像を形成することができ、画質を良好に維持することができる。
【００３４】
（７）各光ビームの像担持体に対する走査位置を像担持体の位置精度に合わせて補正する際に、調整すべき像担持体に対応する調整部材を容易に視認することができ、調整作業を簡略化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、この発明の最良の実施形態に係る画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３６】
図１は、この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置を備えた画像形成装置の簡単な構成を示す説明図である。本体装置である画像形成装置１００は、ネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて用紙に対して多色および単色の画像を形成する。このため、画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）、現像装置１０２（１０２Ａ〜１０２Ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３Ａ〜１０３Ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４Ａ〜１０４Ｄ）、中間転写ベルト１１、一次転写ローラ１３（１３Ａ〜１３Ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送経路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。
【００３７】
画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部ＰＡ〜ＰＤにおいて画像形成を行う。画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、互いに同様の構成にされている。例えば、ブラックの画像形成部ＰＡは、感光体ドラム１０１Ａ、現像装置１０２Ａ、帯電ローラ１０３Ａ、転写ローラ１３Ａ及びクリーニングユニット１０４Ａ等を備えている。画像形成部ＰＡ〜ＰＤは、中間転写ベルト１１の移動方向に一列に配置されている。
【００３８】
但し、図１には顕れていないが、感光体ドラム１０１Ａは、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄに比較して大径にされている。感光体ドラム１０１は、この発明の像担持体及び被走査体である。ブラックの画像形成部ＰＡのみを用いて行われるモノクロ画像形成では、高速化の要請が高く、且つ、画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てを用いて行われるカラー画像形成よりも使用頻度が高いため、ブラックの画像形成部ＰＡに備えられる感光体ドラム１０１Ａは、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄよりも寿命を長くする必要があるからである。感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄは、互いに同一の径にされている。このため、感光体ドラム１０１Ａの回転軸と感光体ドラム１０１Ｂの回転軸との間隔は、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄのそれぞれの間の回転軸の間隔よりも長い。
【００３９】
帯電ローラ１０３は、この発明の被走査体としての像担持体である感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。この発明の光ビーム走査装置である露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４及び第１反射ミラー７及び第２反射ミラー８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム（この発明の光ビームである。）のそれぞれを感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。露光ユニットＥの詳細については後述する。
【００４０】
現像装置１０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面にトナーを供給し、静電潜像を現像剤像に顕像化する。現像装置１０２Ａ〜１０２Ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の現像剤像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
【００４１】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１Ａと従動ローラ１１Ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１Ｄ、感光体ドラム１０１Ｃ、感光体ドラム１０１Ｂ及び感光体ドラム１０１Ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。
【００４２】
一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄには、感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの表面に担持された現像剤像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）に形成された各色相の現像剤像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーの現像剤像が形成される。
【００４３】
但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて静電潜像及び現像剤像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１Ａのみにおいて静電潜像の形成及び現像剤像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックの現像剤像のみが転写される。
【００４４】
各一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。
【００４５】
各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写された現像剤像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置である二次転写位置（本発明の転写位置に相当する。）に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１Ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。
【００４６】
給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面に現像剤像が転写される。
【００４７】
なお、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。
【００４８】
現像剤像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５Ａと加圧ローラ１５Ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、現像剤像が、用紙の表面に堅牢に定着する。現像剤像が定着した用紙は、排紙ローラ１８Ａによって排紙トレイ１８上に排出される。
【００４９】
画像形成装置１００には、給紙カセット１６に収容されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。
【００５０】
用紙搬送路Ｐ１には、給紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６Ａ、給紙ローラ１６Ｂ、複数枚の用紙が重なって繰り出された際に最上位に位置する用紙のみが搬送されるように用紙を捌く捌きパッド１６Ｃ、及び、繰り出された用紙を用紙搬送路Ｐ１に沿って搬送する回転速度が変更自在な搬送ローラＲが配置されている。
【００５１】
また、用紙搬送路Ｐ１の捌きパッド１６Ｃの直後には、用紙検出器３０が配設されている。用紙検出器３０は、給紙ローラ１６Ｂと捌きパッド１６Ｃとの間を通過する用紙の有無を検出する。つまり、給紙カセットからピックアップローラ１６Ａによって用紙搬送路Ｐ１に１枚の用紙が適切に繰り出されたか否かを検出する。また、用紙検出器３０は、接続された制御部５０に検出結果を出力する。
【００５２】
用紙搬送路Ｐ１には、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８Ａが配置されている。
【００５３】
また、画像形成装置１００には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に用紙搬送路Ｐ２が形成されている。用紙搬送路Ｐ２には、用紙搬送路Ｐ１の構成と同様に、手差しトレイ１７に載置された用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ２内に繰り出すピックアップローラ１７Ａ、給紙ローラ１７Ｂ、捌きパッド１７Ｃが配置されている。
【００５４】
さらに、排紙ローラ１８Ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。排紙ローラ１８Ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。
【００５５】
一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８Ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。
【００５６】
レジストローラ１９は、給紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた（チャックされた）状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成された現像剤像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
【００５７】
なお、画像形成部ＰＡ〜ＰＤの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ１３Ａ〜１３Ｄが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの全てに圧接させる。一方、画像形成部ＰＡのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ１３Ａのみが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１Ａに圧接させる。
【００５８】
図２は、この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットの構成を示す正面の概略図である。また、図３は、同露光ユニットにおける光ビームの光路を示す模式図である。以下に、図２において、感光体ドラム１０１の回転軸に平行な方向であって、レーザビームの走査方向である矢印Ｘ−Ｘ方向を主走査方向という。また、図３において、６ＡはレーザビームＬ１〜Ｌ４の上下方向の中心である主光軸面であり、主光軸面６Ａ内で主走査方向に直交する方向である矢印Ｙ−Ｙ方向を副走査方向という。
【００５９】
露光ユニットＥは、半導体レーザ１（１Ａ〜１Ｄ）、コリメータレンズ２（２Ａ〜２Ｄ）、ミラー３（３Ｂ〜３Ｄ）、第１シリンドリカルレンズ４、ミラー５、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８、第２シリンドリカルレンズ９（９Ａ〜９Ｄ）、ミラー２１〜２４、同期レンズ１０Ａ及びＢＤセンサ１０等の光学部品を備えている。
【００６０】
この発明の光源である各半導体レーザ１Ａ〜１Ｄは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの画像データに基づいて変調したレーザビームＬ１〜Ｌ４を照射する。レーザビームＬ１〜Ｌ４が、この発明の複数の光ビームである。半導体レーザ１Ａ〜１Ｄから照射された拡散光であるレーザビームＬ１〜Ｌ４のそれぞれは、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４及びミラー５を経てポリゴンミラー６の反射面に、ポリゴンミラー６の回転軸を含む平面内において、互いに異なる入射角で入射する。
【００６１】
ポリゴンミラー６は、一例として６面の反射面を備えている。ポリゴンミラー６は、矢印Ａ方向に回転して各反射面においてレーザビームＬ１〜Ｌ４を矢印Ｂ方向に等角速度偏向する。
【００６２】
第１ｆθレンズ７及び第２ｆθレンズ８は、ポリゴンミラー６によって等角速度偏向されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれの表面における感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄの軸方向に平行な主走査方向において矢印Ｃ方向に等速度偏向する。一例として、第１ｆθレンズ７は入射面及び出射面ともに非球面によって構成されている。また、第２ｆθレンズ８は入射面を自由曲面によって構成し、出射面を非球面によって構成している。
【００６３】
ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７及び第２ｆθレンズ８が、この発明の走査光学部材である。
【００６４】
ミラー２１〜２４は、この発明の反射光学部材であり、各レーザビームＬ１〜Ｌ４を感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれの表面に配光されるように分離して反射する。第２ｆθレンズ８を通過したレーザビームＬ１〜Ｌ４は、それぞれミラー２１及び第２シリンドリカルレンズ９Ａ、ミラー２２（２２Ａ〜２２Ｃ）及び第２シリンドリカルレンズ９Ｂ、ミラー２３（２３Ａ，２３Ｂ）及び第２シリンドリカルレンズ９Ｃ、ミラー２４（２４Ａ〜２４Ｃ）及び第２シリンドリカルレンズ９Ｄを経由して感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれの表面に結像する。
【００６５】
レーザビームＬ１，Ｌ２とレーザビームＬ３，Ｌ４とは、第２ｆθレンズ８を通過した後に、ポリゴンミラー６の各反射面の法線方向を含む水平面である主光軸面６Ａを挟んで上下に位置する。
【００６６】
第１ｆθレンズ７は入射面及び出射面ともに非球面であり、第２ｆθレンズ８は入射面を非球面にし出射面を自由曲面にしている。また、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８及び第２シリンドリカルレンズ９は、量産性を考慮してプラスチック成型品を用いているが、ガラス製のレンズを用いてもよい。
【００６７】
ＢＤセンサ１０は、レーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかを主走査方向における有効露光領域外で検出する。即ち、ポリゴンミラー６の反射面で反射されたレーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかは、主走査方向における感光体ドラム１０１の表面に達しない範囲で同期レンズ１０Ａを介してＢＤセンサ１０の受光面に結像する。ＢＤセンサ１０は、レーザビームＬ１〜Ｌ４の何れかを受光した際に、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄにおける各レーザビームＬ１〜Ｌ４の画像データによる変調開始タイミングを決定するための信号を出力する。
【００６８】
本実施例では、レーザビームＬ１〜Ｌ４をポリゴンミラー６の同一反射面で全てのレーザビームがほぼ重なるように反射させているため、１つのレーザビームだけで全てのレーザビームの変調開始タイミングを制御することが可能になっている。そして、走査ラインの湾曲歪が最も小さいブラックの画像を形成するレーザビームＬ１を用いてＢＤセンサ１０により検出を行っているので、精度の高い検出ができる。
【００６９】
図４は、上記露光ユニットの背面側の斜め上方からの外観図である。露光ユニットＥは、この発明の外装体であるハウジング本体３１Ａ及びハウジング蓋体３１Ｂと、この発明の構造体である支持部材６１（図４には現れていない。）と、からなるハウジングユニット３１によって構成されている。ハウジング本体３１Ａ及びハウジング蓋体３１Ｂは、一例として、ガラス繊維を混練したポリカーボネート等の安価且つ軽量で線膨張係数が比較的大きな樹脂からなる（ガラス繊維を３０％混練したポリカーボネートの線膨張係数は２．７×１０-5／℃である。）。ハウジング蓋体３１Ｂには、図示しない感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに対向する主走査方向（矢印Ｘ−Ｘ方向）のスリット３２Ａ〜３２Ｄが形成されている。スリット３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれを経由して感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄのそれぞれに向けて、レーザビームＬ１〜Ｌ４が照射される。
【００７０】
露光ユニットＥの高さは、感光体ドラム１０１Ａに対向する部分において、他の感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄに対向する部分よりも小さい。感光体ドラム１０１Ａは、感光体ドラム１０１Ｂ〜１０１Ｄに比較して大径であり、画像形成装置１００の内部において他のユニットとの干渉を避けるために露光ユニットＥの底面を略水平にする必要があるからである。感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄが同一の径である場合には、露光ユニットＥの高さは、全幅にわたって略均一にすることができる。
【００７１】
ハウジング本体３１Ａの左右の各側面における少なくとも前面側及び背面側には、左右方向の外側に開放した凹部３３，３３及び凹部３４，３４が形成されている。凹部３３，３３及び凹部３４，３４は、図示しない画像形成装置１００の前面側のフレーム及び背面側のフレームに両端が固定された軸体４１，４２のそれぞれに外嵌する。凹部３３，３３及び凹部３４，３４の上下方向の幅は、軸体４１，４２の外径よりも大きくされている。また、副走査方向（矢印Ｙ−Ｙ方向）について、凹部３３，３３の円弧部の中心と凹部３４，３４の円弧部の中心との間隔は、軸体４１の中心と軸体４２の中心との距離よりも短くされている。このため、凹部３３，３３又は凹部３４，３４の少なくとも一方において、上側面のみが軸体４１又は４２の周面に当接している。
【００７２】
図５は、上記露光ユニットの内部構造を示す背面側の斜め上方からの組立図である。ハウジング本体３１Ａは、ミラー２１、ミラー２２（２２Ａ〜２２Ｃ）、ミラー２３（２３Ａ，２３Ｂ）、ミラー２４（２４Ａ〜２４Ｃ）、第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄ及びＢＤセンサ１０を、前面側及び背面側に位置する支持部材６１，６１において支持した状態で、内部に収納する。また、ハウジング本体３１Ａの底面における副走査方向の一方側には、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄ、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４、ミラー５、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８を保持した偏向ユニット５１が支持部材６１，６１に支持された状態で配置される。但し、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄ、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４及びミラー５は、図５には現れていない。
【００７３】
偏向ユニット５１は、例えば、ＢＭＣ等の強度が高く線膨張係数の小さい材料によって形成される（ＢＭＣの線膨張係数は１．８×１０-5／℃である。）。偏向ユニット５１において、半導体レーザ１Ａ〜１Ｄ、コリメータレンズ２Ａ〜２Ｄ、ミラー３Ｂ〜３Ｄ、第１シリンドリカルレンズ４、ミラー５、ポリゴンミラー６、第１ｆθレンズ７、第２ｆθレンズ８は、互いの位置関係を厳格に規定された状態で位置決めされている。
【００７４】
前面側及び背面側の支持部材６１，６１は、０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの厚さの圧延鋼板を打ち抜き加工のみによって所定の形状に形成したものである。圧延鋼板等の板材に対する加工であっても、曲げ加工では寸法誤差や内部応力による歪みを生じ易く、各支持部材６１における各部の位置を適正にすることが困難であり、複数の支持部材６１同士でも寸法を均一にすることが困難である。これに対して、金型の間に板材を挟み込む打ち抜き加工は、金型の精度が複数の加工品に繰り返し反映され、複数の支持部材６１同士の寸法を均一にすることができる。
【００７５】
図６は、上記露光ユニットに用いられる支持部材の正面図である。副走査方向（矢印Ｙ−Ｙ方向）を長手方向とする板状体の支持部材６１の内部には、角孔状のミラー支持部６２Ａ〜６２Ｉが形成されている。各ミラー支持部６２Ａ〜６２Ｉは、ミラー２１，２２（２２Ａ〜２２Ｃ），２３（２３Ａ，２３Ｂ），２４（２４Ａ〜２４Ｃ）のそれぞれの端部を支持する。
【００７６】
支持部材６１の上側の端面には、レンズ支持部６７Ａ〜６７Ｄが形成されている。各レンズ支持部６７Ａ〜６７Ｄは、矩形の切欠き状を呈し、第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄのそれぞれの端部を、後述する調整部材を介して支持する。
【００７７】
支持部材６１の左右の端面には、第１の被支持部６３及び第２の被支持部６４が形成されている。被支持部６３，被支持部６４は、副走査方向の外側に開放した凹部である。前述のように、被支持部６３，６４は、図示しない画像形成装置１００の前面側及び背面側のフレームに両端を固定された軸体４１，４２に外嵌する。これによって、支持部材６１は、軸体４１，４２を介して画像形成装置１００のフレームに支持される。
【００７８】
被支持部６３，６４の上下方向の幅は、軸体４１，４２の外径よりも大きくされている。また、副走査方向（矢印Ｙ−Ｙ方向）について、被支持部６３，６４の円弧部の中心と被支持部６３，６４の円弧部の中心との間隔は、軸体４１の中心と軸体４２の中心との距離よりも短くされている。このため、被支持部６３，６４において上側面のみが軸体４１及び４２の周面に当接しており、被支持部６３，６４は軸体４１，４２に対して副走査方向に所定の距離だけ変位自在にされている。
【００７９】
支持部材６１の副走査方向の略中央部には、固定孔６５が形成されている。また、支持部材６１の下端面における図中左側の端部近傍には、矩形の凹部６６が形成されている。支持部材６１は、固定孔６５及び凹部６６を介して、偏向ユニット５１を支持する。固定孔６５は、この発明の位置決め部材であり、支持部材６１に支持された状態の偏向ユニット５１から照射されるレーザビームＬ１〜Ｌ４の主光軸面６Ａ内に位置している。このため、主光軸面６Ａに直交する方向における偏向ユニット５１の位置が、熱膨張による影響を受け難くなり、環境変化に対する光学特性を良好に維持することができる。
【００８０】
また、支持部材６１には、固定孔６８が形成されている。固定孔６８において、ＢＤセンサ１０及び同期レンズ１０Ａを支持する固定部材１０Ｂが支持部材６１に固定される。
【００８１】
図５に示すように、偏向ユニット５１の前面及び背面には、図中右側の端部近傍に取付穴５２が形成されており、図中左側の端部近傍に支持軸５３が形成されている。支持部材６１は、ミラー２１，２２（２２Ａ〜２２Ｃ），２３（２３Ａ，２３Ｂ），２４（２４Ａ〜２４Ｃ）、第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄ、並びに、ＢＤセンサ１０及び同期レンズ１０Ａを各支持部において支持した状態で、外側面をハウジング本体３１Ａにおける前後の壁面の内側面に当接させてハウジング本体３１Ａ内に収納される。
【００８２】
凹部６６は図中左側に開放しており、その上下方向の幅は、支持軸５３の半径よりも大きくされている。また、副走査方向（矢印Ｙ−Ｙ方向）について、凹部６６の長さは支持軸５３の外径よりも長くされている。このため、凹部６６において上側面のみが支持軸５３の周面に当接しており、支持軸５３は凹部６６に対して副走査方向に所定の距離だけ変位自在にされている。
【００８３】
ハウジング本体３１Ａにおける前後の壁面には、全周にわたって外側に突出したリブ３５が形成されている。このため、ハウジング本体３１Ａにおける前後の壁面は、他の部分に比較して強度を高くされている。したがって、支持部材６１は、厚さ方向である主走査方向について、ハウジング本体３１Ａの壁面によって補強される。
【００８４】
ハウジング本体３１Ａ内に支持部材６１を収納した後、偏向ユニット５１を図５中の左側からハウジング本体３１Ａの下方に挿入する。ハウジング本体３１Ａ内に支持部材６１を収納すると、支持部材６１の固定孔６４がハウジング本体３１Ａの取付孔３６に対向する。支持部材６１の凹部６６に偏向ユニット５１の支持軸５３が嵌入した時に、偏向ユニット５１の取付穴５２がハウジング本体３１Ａの固定孔３６及び支持部材６１の固定孔６４に対向する。
【００８５】
この状態で固定部材５４の軸部５４Ａを、ハウジング本体３１Ａの外側から固定孔３６及び固定孔６４に順に貫通させ、さらに取付穴５２に嵌入させる。これによって、支持部材６１、ハウジング本体３１Ａ及び偏向ユニット５１が、副走査方向の一点において位置決めされる。
【００８６】
固定部材５４の軸部５４Ａは、互いに径の異なる３つの部分を同軸上に配置して構成されている。固定部材５４の軸部５４Ａは、３つの部分のそれぞれにおいて、ハウジング本体３１Ａの取付孔３６、支持部材６１の固定孔６４及び偏向ユニット５１の取付穴５２に嵌合する。したがって、ハウジング本体３１Ａと偏向ユニット５１とは互いに独立して変形し、ハウジング本体３１Ａに生じた変形が偏向ユニット５１の位置に影響を与えることはない。
【００８７】
上記のように構成された露光ユニットＥを組み立てる際には、半導体レーザ１等の光源、及び、ｆθレンズ７，８等の走査光学部材を互いの位置を厳格に規定しつつ偏向ユニット５１に取り付ける一方、ハウジングユニット３１の支持部材６１に、反射光学部材であるミラー２１〜２４を第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄ及びＢＤセンサ１０とともに互いの位置関係を厳格に規定して取り付ける。この後、偏向ユニット５１を、偏向ユニット５１が照射するレーザビームＬ１〜Ｌ４の主光軸面に沿って、ハウジングユニット３１の外部から支持部材６１に支持させる。
【００８８】
このように、偏向ユニット５１における走査光学部材の取付作業及び調整作業と、ハウジングユニット３１における反射光学部材の取付作業及び調整作業と、を個別に実施することができるため、組立作業の効率化、及び、メンテナンス作業の容易化を実現することができる。
【００８９】
また、偏向ユニット５１とハウジングユニット３１とが個別に調整された状態で一体化されるため、それぞれにおいてほぼ大まかな調整が完了しており、偏向ユニット５１をハウジングユニット３１に装着した後には走査位置を合わせる程度の調整をすればよく、画像形成装置１００に露光ユニットＥを装着した後に煩雑な調整作業を行う必要がなくなる。
【００９０】
さらに、反射光学部材を取り付けた後に偏向ユニット５１を装着する前のハウジングユニット３１の内部に、偏向ユニット３１の装着方向から偏向ユニット３１が照射するレーザビームＬ１〜Ｌ４と同一の状態で試験光を入射することができるため、例えば、レーザビームを使用した調整治具を用いて、ハウジングユニット３１に取り付けられた反射光学部材の調整を容易に行うことができる。
【００９１】
加えて、両ユニット結合時の取付け誤差による光軸ずれ誤差の影響を受け難くすることができる。
【００９２】
さらに、一旦、偏向ユニット５１をハウジングユニット３１に装着した後においても、固定部材５４を取り外すだけでハウジングユニット３１から偏向ユニット５１を容易に分離できる。このため、画像形成装置１００に装着した後の露光ユニットＥのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００９３】
図７は、上記露光ユニットの開蓋状態を示す背面側の斜め上方からの斜視図である。図８は、同露光ユニットに用いられる調整部材の構成を示す図である。上記のように組み立てられた露光ユニットＥの内部の最上部には、第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄが配置されている。前述のように、第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄは、調整部材７１を介して支持部材６１の上側の端面に形成されたレンズ支持部６７Ａ〜６７Ｄに支持されている。
【００９４】
ハウジング本体３１Ａの前面側及び背面側の上面には、支持部材６１のレンズ支持部６７Ａ〜６７Ｄのそれぞれに対向する位置に凹部８１Ａ〜８１Ｄが形成されている。また、ハウジング本体３１Ａの背面側の上面には、凹部８１Ａ〜８１Ｄのそれぞれに近接して孔部８２Ａ〜８２Ｄが形成されている。凹部８１Ａ〜８１Ｄは、調整部材７１を収納する。孔部８２Ａ〜８２Ｄからは、調整ギア７２の一部が上面側に露出する。
【００９５】
調整部材７１は、ホルダ７１Ａ、ホルダスプリング７１Ｂ及びレンズスプリング７１Ｃからなる。第２シリンドリカルレンズ９Ａ〜９Ｄの各端部は、レンズスプリング７１Ｃを介してホルダ７１Ａ内に収納される。ホルダ７１Ａは、ホルダスプリング７１Ｂを介して、ハウジング本体３１Ａの背面側の凹部８１（８１Ａ〜８１Ｄ）内に収納される。副走査方向において、各凹部８１の幅はホルダ７１Ａの長さよりも長い。
【００９６】
ハウジング本体３１Ａの背面において、調整ギア７２は、調整ギア７３に噛合している。調整ギア７３の回転は、図示しない機構を介して凹部８１に収納されているホルダ７１Ａに対して、副走査方向の直線運動として伝達される。これによって、孔部８２（８２Ａ〜８２Ｄ）から露出した調整ギア７２を回転操作することにより、第２シリンドリカルレンズ９（９Ａ〜９Ｄ）の背面側の端部が副走査方向に移動し、露光ユニットＥの上面内における第２シリンドリカルレンズ９の傾きが変化する。これによって、感光体ドラム１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）の表面に対する画像光の走査方向の傾きが調整される。
【００９７】
図７に示すように、調整部材７１は、露光ユニットＥにおいて、感光体ドラム１０１に対向する面において、各感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄに対応した位置に露出している。このため、レーザビームＬ１〜Ｌ４の走査位置を調整すべき感光体ドラム１０１に対応する調整部材７１を素早く認識することができ、レーザビームＬ１〜Ｌ４の走査位置の調整作業を簡略化することができる。
【００９８】
なお、上記の実施形態では、偏向ユニット５１に４個の半導体レーザ１Ａ〜１Ｄを配置し、４個の感光体ドラム１０１Ａ〜１０１Ｄを備えた画像形成装置１００に適用される光ビーム走査装置を例にあげたが、これに限るものではなく、少なくとも単一の光源の光を等角速度偏向及び等速度偏向して、少なくとも単一の被走査体に照射する光ビーム走査装置について、この発明を同様に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置を備えた画像形成装置の簡単な構成を示す説明図である。
【図２】この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットの構成を示す正面の概略図である。
【図３】上記露光ユニットにおける光ビームの光路を示す模式図である。
【図４】上記露光ユニットの背面側の斜め上方からの外観図である。
【図５】上記露光ユニットの内部構造を示す背面側の斜め上方からの組立図である。
【図６】上記露光ユニットに用いられる支持部材の正面図である。
【図７】上記露光ユニットの開蓋状態を示す背面側の斜め上方からの斜視図である。
【図８】上記露光ユニットに用いられる調整部材の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１（１Ａ〜１Ｄ）  半導体レーザ（光源）
６  ポリゴンミラー（走査光学部材）
７  第１ｆθレンズ（走査光学部材）
８  第２ｆθレンズ（走査光学部材）
９（９Ａ〜９Ｄ）  第２シリンドリカルレンズ
２１〜２４  ミラー（反射光学部材）
３１  ハウジングユニット
３１Ａ  ハウジング本体（外装体）
３１Ｂ  ハウジング蓋体（外装体）
５１  偏向ユニット
６１  支持部材（構造体）
１０１（１０１Ａ〜１０１Ｄ）  感光体ドラム
１０  ＢＤセンサ
【図１】
2006091346.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006091346.tif 000007
【図６】
2006091346.tif 000008
【図７】
2006091346.tif 000009
【図８】
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