(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の走査線の照射位置ずれを抑制する。【解決手段】少なくとも２つの光源から出射される光束を対称に偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡から走査される２つの光束を各像担持体上で結像させる走査レンズと、前記回転多面鏡及び前記走査レンズを配設する光学箱350と、を有する走査光学装置において、光学箱350は、画像形成装置へ取り付けるための複数の拘束部を有し、  前記拘束部のうち少なくとも２つは、前記走査レンズの光軸又は前記回転多面鏡の回転軸に対して対称に配置されることを特徴とする。【選択図】  図１
2006126237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光源から出射される光束を対称に偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡から走査される２つの光束を各像担持体上で結像させる走査レンズと、前記回転多面鏡及び前記走査レンズを配設する装置筐体と、を有する走査光学装置において、
前記装置筐体は、画像形成装置へ取り付けるための複数の拘束部を有し、
前記拘束部のうち少なくとも２つは、前記走査レンズの光軸又は前記回転多面鏡の回転軸に対して対称に配置されることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
光源から出射される光束を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡から走査される光束を像担持体上で結像させる走査レンズと、前記回転多面鏡及び前記走査レンズを配設する装置筐体と、該装置筐体を閉塞する蓋と、を有する走査光学装置において、
前記装置筐体は、画像形成装置へ取り付けるための複数の拘束部を有し、
前記拘束部のうち少なくとも２つは、前記走査レンズの光軸に対して対称に配置されることを特徴とする走査光学装置。
【請求項３】
前記走査レンズが前記装置筐体に対して接着固定される接着部は、前記拘束部を結ぶ一直線上にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記光束が最終的に透過する走査レンズは、回折光学素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の走査光学装置。  
【請求項５】
像担持体と、該像担持体に対して光束を照射する走査光学装置と、を有する画像形成装置において、
請求項１乃至４のいずれかに記載の走査光学装置の拘束部を、装置の光学台に対して固定配設す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、複数の走査線の照射位置ずれを抑制するように構成した走査光学装置、及び該走査光学装置を有する電子写真プロセスによる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の走査光学装置を図１０に示す。図１０に示すように、走査光学装置500は、半導体レーザ501とコリメータレンズ502とから構成される光源部から出射されるレーザ光αを、偏向走査器505に軸支された回転多面鏡504により周期的に偏向させ、走査レンズ506、507内を透過させて、反射ミラー508で反射させて、不図示の感光体ドラム上に結像させることで、静電潜像を形成するためのものである。
【０００３】
走査光学装置500の画像形成装置に対する固定は、走査光学装置500の光学箱510の拘束部510ａ、510ｂ、510ｃ、510ｄを、ネジ等で締結して行われる。また、走査光学装置500の偏向走査器505は、防塵手段としてのカバーにより密閉されている。
【０００４】
レーザ光αが走査レンズ506、507を透過する場合、該走査レンズが変形していたり、走査レンズの取り付け状態が安定してなかったりする場合、感光体ドラム上に照射される走査線に不都合が生じる。不都合の例としては、走査線の「曲がり」、「傾き」、左右で倍率が異なる「片倍率差」が挙げられる。「片倍率差」について、図９を用いて説明する。
【０００５】
図９に示すように、「片倍率差」は、光センサをレーザ光の走査方向の中心線上（センサＣ）に配置し、走査方向の中心線に対称な位置に配置（センサＬ、Ｒ）して測定する。センサＬからセンサＣまでの走査時間と、センサＣからセンサＲまでの走査時間の差を測定して比較したものが「片倍率差」である。
【０００６】
片倍率差は、特にカラー画像形成装置において、複数の走査光学装置で形成する場合に不都合が発生する。カラー画像形成装置の場合、複数の走査線を重ね合わせるため、各走査線の相対差が色ずれとして画像劣化の要因になる。
【０００７】
具体的には、光学部品を単純に取り付ける場合、取付精度のばらつきにより、各色の走査線の「曲がり」、「傾き」、「片倍率」が誤差をもつ。これにより、十分に走査線が重ならずに、高精細な画像形成が困難になる。これらの走査線の状態を図８に示す。これらの現象を抑制することが色ズレを抑制するために必要となる。
【０００８】
従来文献には、図９のような走査レンズを、長手方向（Ｙ軸方向）に平行移動することで片倍率を調整し、Ｙ軸まわりに回転させることにより、曲がり調整を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、レンズの両端を各々Ｚ軸方向に調整することで照射位置及び傾き調整を行う。かかる後に、走査レンズを接着固定することで、走査線を高精度に調整し、正規の状態に近づけ、その状態を安定して固定する。
【０００９】
また、複数の走査系を有する走査光学装置として特許文献２が挙げられる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１９４６０９
【特許文献２】特開２００３−１３１１５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来例において、温度変化によって片倍率差を生じるという課題がある。次に説明する。
【００１２】
図７を用いて説明する。図７（ａ）は正規の走査線を示した図であり、図７（ｂ）は光軸ずれによる片倍率差が生じた場合を示した図であり、図７（ｃ）は熱変形による片倍率差が生じた場合を示した図である。図７に示すように、片倍率差は光軸ずれによりのみ起こるのではなく、走査レンズの熱変形によっても起こるものである。図７（ｃ）において、走査レンズ507の左方507ａは熱膨張が大きく、右方507ｂは熱膨張が少ない例を挙げた。
【００１３】
また、走査光学装置の組み立て後の環境特性において、以下の理由により次の課題がある。
【００１４】
まず、低コスト化のために、走査光学装置の光学箱は安価な樹脂で形成される。また、小型化のために、光学部品は近接して光学箱に配設される。また、回転多面鏡を駆動する際に発熱する偏向走査器は防塵手段により密閉される。更に、樹脂でできた光学箱は画像形成装置の板金に固定される場合があるが、樹脂と板金は線膨張係数が異なる。
【００１５】
これにより、偏向走査器の発熱により、近接して配設された光学部品に熱的な影響を与える。また、発熱により、画像形成装置の板金と光学箱との接合点を支点として光学箱が熱膨張し変形する。すると、図７（ｂ）に示すように、走査レンズが左右不均一に熱変形をし、片倍率差が悪化し、各色間で走査線がずれるという問題があった。
【００１６】
本発明は、熱膨張による走査レンズの片倍率差を抑制することにより、走査線のズレを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための、代表的な構成は、少なくとも２つの光源から出射される光束を対称に偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡から走査される２つの光束を各像担持体上で結像させる走査レンズと、前記回転多面鏡及び前記走査レンズを配設する装置筐体と、を有する走査光学装置において、前記装置筐体は、画像形成装置へ取り付けるための複数の拘束部を有し、前記拘束部のうち少なくとも２つは、前記走査レンズの光軸又は前記回転多面鏡の回転軸に対して対称に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、装置内部が昇温するとき、前記走査レンズの光軸に対して対称に配置されることで、走査レンズの光軸からの膨張による変形を同様にすることができる。このため、片倍率差が生じにくい。また、前記回転多面鏡の回転軸に対して対称に配置されることで、該回転軸から前記走査レンズまで等の距離が相対的に変わることを防止する。このため、片倍率差が生じにくい。
【００１９】
したがって、熱膨張による走査レンズの片倍率差を抑制し、走査線のズレを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図を用いて本発明の実施形態を説明する。説明にあたり、画像形成装置の説明、走査光学装置の説明をした後、本発明の特徴部分である拘束部351、レンズ固定台352、接着部353の配置について説明する。
【００２１】
図１は走査光学装置の上面図であり、図２は走査光学装置の側断面図であり、図３は画像形成装置の断面図であり、図４は走査光学装置300を光学台313に固定する状態を説明する図であり、図５（ａ）は走査光学装置の起動後の経過時間と片倍率差の変化との関係を示す図であり、図５（ｂ）は走査光学装置の起動後の温度変化と片倍率差との関係を示す図であり、図６は他の実施形態における拘束部の固定手段の説明図である。
【００２２】
（画像形成装置）
画像形成装置100の構成について図３を用いて説明する。図３に示すように、画像形成装置100は、光学台313に固定配設され後述する構成よりなる走査光学装置300と、走査光学装置300から走査線を受けて静電潜像を形成する感光体ドラム（像担持体）１（１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ）を有する。感光体ドラム１は等間隔に配置されている。
【００２３】
まず、一次帯電器２（２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫ）によって一様に帯電してされた感光体ドラム１（１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ）面上に、走査光学装置300から走査線が照射されて静電潜像が形成される。ここで、前記走査線は、画像情報に基づいて各々光変調された各光束（レーザビーム）Ｌ（ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫ）によって形成される。
【００２４】
次に、感光体ドラム１上の静電潜像に対して、現像器（現像手段）４（４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４ＢＫ）が、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックのトナーを供給する。これにより静電潜像はトナー画像となって、シアンの画像、マゼンダの画像、イエローの画像、ブラックの画像に可視像化される。
【００２５】
一方、給送トレイ７上に積載されている転写材Ｐは、給送ローラ８によって１枚ずつ順に給送される。その後、レジストローラ９によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト10上に送り出される。
【００２６】
転写材Ｐには、転写ベルト10上を精度よく搬送されている間に、感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ面上に形成された、シアンの画像、マゼンダの画像、イエローの画像、ブラックの画像が、転写ローラ５（５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５ＢＫ）によって順に転写される。
【００２７】
転写ベルト10の駆動ローラ11は、転写ベルト10の送りを精度よく行っており、回転ムラの小さな駆動モータ（図示しない）と接続している。カラー画像が形成された転写材Ｐは、定着器12によって加圧、加熱定着されたのち、排出ローラ13などによって搬送されて、装置外に出力される。
【００２８】
この後、感光体ドラム１（１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ）面上に残っている残留トナーはクリーナー６（６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６ＢＫ）によって除去され、感光体ドラム１は次のカラー画像を形成するために、再度一次帯電器２によって一様に帯電される。
【００２９】
（走査光学装置の構成及び各部における動作）
走査光学装置300の構成及びはたらきについて、詳細に説明する。図１及び図２に示すように、走査光学装置300は、半導体レーザ301から出射される光束を、回転多面鏡305により走査し、走査レンズ307、308や反射ミラー309等の走査光学系により感光体ドラム１に導いて、感光体ドラム１上に静電潜像を形成するものである。次に具体的に説明する。
【００３０】
まず、光束を出射する光源部には、光源として光束を出射する半導体レーザ301（301ａ、301ｂ、301ｃ、301ｄ）と、該半導体レーザ301を駆動するレーザ駆動回路基板302（302ａ、302ｂ）と、半導体レーザ301から出射される光束Ｌ（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ）を所定形状にする（例えば平行光化する）コリメータレンズ303（303ａ、303ｂ、303ｃ、303ｄ）と、副走査方向のみ屈折率をもつシリンドリカルレンズ304と、を有する。
【００３１】
この構成により、半導体レーザ301から出射される光束Ｌは、回転多面鏡305に到達し、回転多面鏡305の偏向反射面に集光される。
【００３２】
回転多面鏡305（305ａ、305ｂ）は、偏向走査器306（306ａ、306ｂ）によって支持され、上面から見て多角形に構成される偏向反射面を回転駆動される。
【００３３】
この構成により、回転多面鏡305の偏向反射面に到達した光束Ｌは、図中左右対称の異なる２方向に走査される。
【００３４】
図１において、回転多面鏡305の回転軸を中心として、左右対称に、次の走査光学系が配置される。該走査光学系として、光束Ｌを感光体ドラム１上で結像させるための第一走査レンズ307（307ａ、307ｂ、307ｃ、307ｄ）及び第二走査レンズ308（308ａ、308ｂ、308ｃ、308ｄ）と、第一走査レンズ307を透過した光を第二走査レンズ308方向へ反射するための反射ミラー309（309ａ、309ｂ、309ｃ、309ｄ）とを有する。
【００３５】
第二走査レンズ308は、後述のレンズ固定台352（352ａ、352ｂ、352ｃ、352ｄ）上に組みつけられる。このため第二走査レンズ308は、第一走査レンズ307等の走査光学系が配設される面から離れて配置される。また、光束Ｌが最終的に透過する第二走査レンズ308は、回折光学素子により構成される。
【００３６】
この構成により、回転多面鏡305の偏向反射面にて走査される光束Ｌは、第一走査レンズ307を透過し、反射ミラー309によって反射された後、第二走査レンズ308を透過することで、感光体ドラム１上に結像するように集光される。また、走査レンズ307、308があることにより、光束Ｌが透過して感光体ドラム１上に走査される走査線の走査速度を等速に保つ。
【００３７】
図中、回転多面鏡305から見て右側の第一走査レンズ307の書き出し側の端部（主走査方向上流側）の近傍には走査開始信号検出センサ310（310ａ、310ｂ）と、走査開始信号検出センサ310に光束Ｌａ、Ｌｂを導く集光レンズ320（320ａ、320ｂ）が配設されている。尚、走査開始信号検出センサ310は、半導体レーザ301ａのある側と半導体レーザ301ｃのある側にしか配設されていない。
【００３８】
この構成により、回転多面鏡305により走査された光束Ｌａ、Ｌｃが走査開始信号検出センサ310によって検出されると、画像形成装置の不図示の制御部は、走査線の書き込み変調を開始する。これにより、感光体ドラム１上の走査線の書き込み開始位置を決定している。
【００３９】
（拘束部351、レンズ固定台352、接着部353の配置について）
本実施形態の特徴的な構成である、拘束部351、レンズ固定台352、接着部353の配置について説明する。本実施形態の走査光学装置300は、図１及び図２に示すように、走査光学系を光学箱（走査光学装置の装置筐体）350の内部に組み付けて構成される。
【００４０】
光学箱350には、画像形成装置100に形成される板金等の光学台313にネジ等により固定配設するための拘束部351（351ａ、351ｂ、351ｃ、351ｄ、351ｅ、351ｆ）と、第二走査レンズ308を接着固定するための接着部353（353ａ、353ｂ、353ｃ、353ｄ）を有するレンズ固定台352（352ａ、352ｂ、352ｃ、352ｄ）とが形成される。光学箱350は、コスト削減のため、プラスチック樹脂等の安価な材料で構成することが好ましい。
【００４１】
拘束部351は、図４に示すように、画像形成装置100の光学台313にネジ等により固定配設するためのものである。拘束部351を結ぶ線上には、レンズ固定台352の接着部353があるように構成される。具体的には、図１における、拘束部351ａ、351ｃ、351ｅを結ぶ線上には接着部353ａ、353ｂ、353ｃ、353ｄの片側（図中下側）があり、拘束部351ｂ、351ｄ、351ｆを結ぶ線上には接着部353ａ、353ｂ、353ｃ、353ｄの他の片側（図中上側）がある。
【００４２】
本実施形態においては、光学箱350の６箇所に配設されている。ただし、拘束部351の数量はこれに限るものではなく、レンズ固定台352の接着部353との位置関係が重要であり、数は任意でよい。
【００４３】
拘束部351ａと351ｂ、拘束部351ｃと351ｄ、及び拘束部351ｅと351ｆは、走査レンズ307、308の光軸に対して、走査レンズの長手方向（主走査方向）に対称の寸法（図１中Ａ）で配置されている。
【００４４】
また、拘束部351ａと351ｃ、拘束部351ｂと351ｄ、拘束部351ｃと351ｅ、拘束部351ｄと351ｆは、回転多面鏡305の回転軸を通るレンズ光軸に垂直な方向においても、図中左右対称の寸法（図１中Ｂ）で配置されている。
【００４５】
このように、光学箱350の拘束部351は走査レンズ307、308の光軸に対して対称に配置されている。このため、光学箱350が拘束部351を支点に熱膨張したとしても、光学箱350は、図１中の左右方向又は上下方向に同様に膨張することになる。
【００４６】
即ち、図１中Ａの寸法を同じにすることで、走査レンズ307、308の光軸からの膨張による変形を同様にすることができる。また、図１中のＢの寸法を同じにすることで、図中左右方向が同様に膨張して変形する。例えば、回転多面鏡305ｂからの各走査レンズ307ｃ、307ｄへの距離、又は回転多面鏡305ｂからの各走査レンズ308ｃ、308ｄへの距離が同様に変形する。
【００４７】
以上のように、走査線の片倍率の変動を抑制することができ、また左右方向の熱膨張差を緩和することができる。この結果、複数の走査線の照射位置ズレを低減することによって色ズレを低減し、高品質な画像を得ることができる。
【００４８】
（走査光学装置300の組立て方法及び走査レンズ308の調整方法）
走査光学装置300の組立て方法、及び第二走査レンズ308の調整方法について説明する。尚、第二走査レンズ308の曲がり特性においてはレンズ特性で保証されているものとする。
【００４９】
まず光学箱350においては、入射光学系である光源部の調整がなされる。そして、第二走査レンズ308以外の光学部品が、光学箱350内に組み付けられる。
【００５０】
次に第二走査レンズ308をレンズ固定台352に接着固定する。この際、レンズ固定台352には前述のように接着部353が設けてあり、接着部353に紫外線硬化型の接着剤を塗布しておく。そして、第二走査レンズ308をレンズ固定台352上に設置した後、接着部353に接着剤をさらに供給して充填させる。
【００５１】
第二走査レンズ308の短手方向の両端部を図示しない工具で把持し、走査線の走査位置や走査線の傾きを調整しつつ、長手方向の端部を把持して、片倍率が所望の位置になるように調整する。
【００５２】
その後、接着部353と第二走査レンズ308の接着した面に対して直交する方向から紫外線を照射することにより、第二走査レンズ308をレンズ固定台352に対して接着固定する。
【００５３】
尚、接着部353は、紫外線の照射によって熱膨張変形を生じるおそれがある。この場合、接着部353近傍のレンズ固定台352を冷却（例えばエアー冷却）することで、昇温を抑制するとよい。このような冷却を行うと、接着剤の硬化反応熱や、接着部353の熱膨張による第二走査レンズ308の挙動を抑制することができる。かつ、短時間で第二走査レンズ308等の光学部品の性能を安定化することができる。こうして、高精度な接着固定が可能になる。
【実施例】
【００５４】
本構成による片倍率差への影響について、一実施例を挙げて説明する。図５（ａ）は走査光学装置の起動後の経過時間と片倍率差の変化との関係を示す図で、図５（ｂ）は走査光学装置の起動後の温度変化と片倍率差との関係を示す図である。
【００５５】
図５において、実線で示したグラフは、光学箱350の拘束部351を走査レンズの光軸に対して非対称に配置したときの値を示し、一点鎖線で示したグラフは、光学箱350の拘束部351を走査レンズの光軸に対して対称に配置したときの値を示す。
【００５６】
図５（ａ）によれば経過時間に応じて片倍率差が増加することが分かる。また、図５（ｂ）によれば温度変化に応じて片倍率差が増加することがわかる。また、図５によると、光学箱350の拘束部351が走査レンズ307、308の光軸に対して対称に配置されているときは、非対称に配置されている時と比較して、片倍率の差が改善されていることが分かる。
【００５７】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態においては、拘束部351における固定手段をネジとして説明した。しかしながら、これに限るものではなく、拘束されるものであればよい。例えば、図６に示すように、光学箱350に円柱状の突起451を形成し、光学台313にＶ字状の受け部313ａを形成し、突起451を受け部313ａによって受けて位置決めし、板バネ等のバネ部材452によって突起451を拘束して固定する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】走査光学装置の上面図。
【図２】走査光学装置の側断面図。
【図３】画像形成装置の断面図。
【図４】走査光学装置300を光学台313に固定する状態を説明する図。
【図５】（ａ）走査光学装置の起動後の経過時間と片倍率差の変化との関係を示す図。  （ｂ）走査光学装置の起動後の温度変化と片倍率差との関係を示す図。
【図６】他の実施形態における拘束部の固定手段の説明図。
【図７】（ａ）正規の走査線を示した図。  （ｂ）光軸ずれによる片倍率差が生じた場合を示した図。  （ｃ）熱変形による片倍率差が生じた場合を示した図。
【図８】走査線の「曲がり」、「傾き」、「片倍率」を説明する図。
【図９】「片倍率差」の説明図。
【図１０】従来の走査光学装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
Ｌ …光束、
１ …感光体ドラム（像担持体）、
300 …走査光学装置、
301 …半導体レーザ（光源）、
303 …コリメータレンズ、
304 …シリンドリカルレンズ、
305 …回転多面鏡、
306 …偏向走査器、
307 …第一走査レンズ、
308 …第二走査レンズ（光束が最終的に透過する走査レンズ）、
309 …反射ミラー、
313 …光学台、
350 …光学箱（装置筐体）、
351 …拘束部、
352 …レンズ固定台、
353 …接着部
【図１】
2006126237.tif 000003
【図２】
2006126237.tif 000004
【図３】
2006126237.tif 000005
【図４】
2006126237.tif 000006
【図５】
2006126237.tif 000007
【図６】
2006126237.tif 000008
【図７】
2006126237.tif 000009
【図８】
2006126237.tif 000010
【図９】
2006126237.tif 000011
【図１０】
2006126237.tif 000012