(57)【要約】【課題】偏向走査手段の回転に伴って、偏向走査された光束が通過するための開口部から光学走査装置内に侵入する空気の量を従来よりも減少させることができる光学走査装置を提供する。【解決手段】光学走査装置５０において、半導体レーザ１と、半導体レーザ１から出射されたレーザ光束Ｌを偏向走査するポリゴンミラー４と、ポリゴンミラー４を収容する光学箱９とカバー１０であって、ポリゴンミラー４により偏向走査されたレーザ光束Ｌが通過するための開口部１１を備える光学箱９とカバー１０と、を備え、開口部１１において、ポリゴンミラー４の走査方向と直交する方向の幅は、該走査方向の位置に応じて変化する。【選択図】図５
2019028382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光束を偏向走査する偏向走査手段と、
前記偏向走査手段を収容する収容部材であって、前記偏向走査手段により偏向走査された光束が通過するための開口部を備える収容部材と、
を備え、
前記開口部において、前記偏向走査手段の走査方向と直交する方向の幅は、該走査方向の位置に応じて変化することを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記開口部の前記走査方向と直交する方向の幅は、前記走査方向の中央部から端部に向かって大きくなることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
【請求項３】
感光体に光束を走査して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体に光束を走査する装置として、請求項１又は２に記載の光学走査装置を備え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、電子写真プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置に好適な光学走査装置と、この光学走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを有する画像形成装置においては、感光体の表面上で光束を走査して光書き込みを行う光学走査装置が搭載されている。この光学走査装置の多くは、半導体レーザ等の光源から出射された光束を偏向走査するポリゴンミラー（偏向走査手段）や、走査レンズであるｆθレンズ等の複数の光学部材を光学箱に収容している。
【０００３】
また特許文献１に記載の構成のように、光学走査装置の光学箱には、光束を感光体に照射する際に光束が通過するための開口部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１３４７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１に記載の構成では、ポリゴンミラーが高速回転すると粉塵を含んだ空気が光学箱の開口部から光学走査装置内へと侵入する。この場合、例えば空気中の粉塵がポリゴンミラーの反射面に付着すると反射面の反射率が低下し、またｆθレンズに付着すると光束の透過率が低下する。これにより、感光体に照射される光束の光量が低下して、画像の濃度ムラなどの画像不良を招来するおそれがある。
【０００６】
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、偏向走査手段の回転に伴って、偏向走査された光束が通過するための開口部から光学走査装置内に侵入する空気の量を従来よりも減少させることができる光学走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る光学走査装置の代表的な構成は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向走査する偏向走査手段と、前記偏向走査手段を収容する収容部材であって、前記偏向走査手段により偏向走査された光束が通過するための開口部を備える収容部材と、を備え、前記開口部において、前記偏向走査手段の走査方向と直交する方向の幅は、該走査方向の位置に応じて変化することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば、光学走査装置において、偏向走査手段の回転に伴って、偏向走査された光束が通過するための開口部から光学走査装置内に侵入する空気の量を従来よりも減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の断面概略図である。
【図２】光学走査装置の斜視図である。
【図３】半導体レーザを位置調整する工具を示す模式図である。
【図４】ポリゴンミラーの走査線の傾きを説明するための模式図である。
【図５】光学走査装置の正面図である。
【図６】光学走査装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る光学走査装置を備える画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１に示す様に、画像形成装置Ａはシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。
【００１２】
画像形成部は、画像形成装置Ａ本体に着脱可能なプロセスカートリッジＰ、光学走査装置５０、転写ローラ８５を備える。またプロセスカートリッジＰは、回転可能な感光体ドラム８１（感光体）、帯電ローラ８２、現像装置８４などを備える。またプロセスカートリッジＰの対向部には画像形成装置Ａの筐体の一部として光学台８３が設けられ、光学走査装置５０は光学台８３の上に設置されている。
【００１３】
画像形成に際しては、不図示の制御部が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ８７、搬送ローラ８８によってシート積載部８６に積載収納されたシートＳが画像形成部に送り出される。
【００１４】
一方、画像形成部においては、帯電ローラ８２にバイアスが印加されることで、帯電ローラ８２と接触する感光体ドラム８１の表面が帯電させられる。その後、光学走査装置５０が内部に備える半導体レーザ１（図３参照）からレーザ光束Ｌを出射し、画像情報に応じてレーザ光束Ｌを感光体ドラム８１に照射する。これにより感光体ドラム８１の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム８１の表面上に形成される。
【００１５】
その後、現像装置８４が備える現像スリーブ９２にバイアスが印加されることで現像スリーブ９２から感光体ドラム８１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。
【００１６】
次に、感光体ドラム８１表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム８１と転写ローラ８５との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ８５にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加されてトナー像がシートＳに転写される。
【００１７】
その後、トナー像が転写されたシートＳは定着装置８９に送られ、定着装置８９の加熱部と加圧部との間に形成された定着ニップ部において加熱・加圧され、トナー像がシートＳに定着される。その後、シートＳは排出ローラ９０によって排出トレイ９１に排出される。
【００１８】
＜光学走査装置＞
次に、光学走査装置５０の構成について説明する。
【００１９】
図２は、カバー１０が取り外された状態の光学走査装置５０の斜視図である。図２に示す様に、光学走査装置５０は、半導体レーザ１（図３参照）、半導体レーザ１を支持するレーザ支持体１２、コリメータレンズとシリンドリカルレンズを一体に成形したアナモフィックレンズ２を有する。また開口絞り３、ポリゴンミラー４（偏向走査手段）、ポリゴンミラー４を回転駆動させる偏向器５、ＢＤセンサ６（同期信号検知手段）、ｆθレンズ７を有する。
【００２０】
これらの光学部材は、光学箱９に収容されている。また光学箱９の上面には、防塵等の観点から、カバー１０が取り付けられる。つまり光学箱９とカバー１０は、上述した光学部材を収容する収容部材である。また光学箱９とカバー１０により、レーザ光束Ｌが感光体ドラム８１に照射される際に通過するための開口部１１が形成される。なお、開口部１１は、光学箱９とカバー１０のいずれか一方に形成してもよい。
【００２１】
次に、光学走査装置５０の基本動作について説明する。まず半導体レーザ１がレーザ光束Ｌを出射すると、レーザ光束Ｌはアナモフィックレンズ２によって感光体ドラム８１の回転軸線方向である主走査方向では略平行光または収束光とされ、主走査方向と直交する副走査方向では収束光とされる。
【００２２】
次に、レーザ光束Ｌは、開口絞り３を通って光束幅が制限されて、ポリゴンミラー４の反射面４ａ上において主走査方向に長く伸びた焦線状に結像する。次に、偏向器５によってポリゴンミラー４が回転されることで、レーザ光束Ｌは、反射面４ａに反射されながら偏向走査される。
【００２３】
ポリゴンミラー４によって偏向走査されたレーザ光束Ｌは、まずＢＤセンサ６に入射する。このとき、ＢＤセンサ６から出力された信号を基準として、感光体ドラム８１に対する画像の書き出しタイミングを決定する。
【００２４】
次に、偏向走査されたレーザ光束Ｌは、ｆθレンズ７に入射する。ｆθレンズ７は、レーザ光束Ｌを感光体ドラム８１上に結像させるためのレンズであり、レーザ光束Ｌを感光体ドラム８１上でスポットを形成するように集光し、且つ、スポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このような特性を得るために、ｆθレンズ７は非球面レンズで形成されている。ｆθレンズ７を通過したレーザ光束Ｌは、光学箱９とカバー１０により形成された開口部１１を通過し、感光体ドラム８１上に結像走査される。
【００２５】
次に、ポリゴンミラー４がさらに回転することで、感光体ドラム８１上でレーザ光束Ｌの主走査方向の走査が行われる。また感光体ドラム８１が回転駆動することで、レーザ光束Ｌの副走査方向の走査が行われる。このようにして感光体ドラム８１の表面に静電潜像が形成される。
【００２６】
＜半導体レーザの位置調整方法＞
次に、半導体レーザ１の位置調整方法について説明する。
【００２７】
図３は、半導体レーザ１を位置調整する工具を示す模式図である。ここで図３（ａ）は半導体レーザ１を矢印ｙ方向からみた図であり、図３（ｂ）は半導体レーザ１を矢印ｚ方向からみた図である。
【００２８】
図３に示す様に、半導体レーザ１を位置調整する工具としては、ＣＣＤカメラ等のスポット観測系１３、チャック１４、ライトガイド１５が用いられる。
【００２９】
チャック１４は、半導体レーザ１が圧入されたレーザ支持体１２を保持する。またチャック１４は不図示の三軸ステージにより矢印ｘ、ｙ、ｚの三方向に位置変位可能に構成されている。つまりチャック１４は、三軸ステージによってレーザ支持体１２を移動させることで、半導体レーザ１の位置を移動させることができる。
【００３０】
ライトガイド１５は、照明光源（不図示）に接続されており、光硬化型接着剤を硬化させるための紫外線ＵＶを出射する。
【００３１】
次に、上述した位置調整用工具を用いて半導体レーザ１を位置調整する方法について説明する。
【００３２】
まず始めに、半導体レーザ１がチャック１４の三軸ステージによって所定の位置にセットされる。次に、不図示の半導体レーザ発光回路によって、半導体レーザ１からレーザ光束Ｌを出射させる。
【００３３】
半導体レーザ１から出射されたレーザ光束Ｌは、アナモフィックレンズ２などの光学部材を通過し、ポリゴンミラー４に偏向走査されて、スポット観測系１３上に結像される。このスポット観測系１３上のレーザスポットの結像状態を観測しながら、チャック１４の三軸ステージを動かして半導体レーザ１を移動させることで、スポット観測系１３上のレーザ光束Ｌの副走査方向の照射位置調整を行う。
【００３４】
照射位置の調整終了後、不図示の光硬化型接着剤を塗布し、ライトガイド１５により紫外線ＵＶを照射して光硬化型接着剤を硬化させて、レーザ支持体１２を光学箱９に固定する。このようにして半導体レーザ１の位置調整が行われる。
【００３５】
このように各々の光学部材を光学箱９に実装した状態で半導体レーザ１の位置調整を行うことで、光学箱９を含む各光学部材の製造誤差等を加味した上で、位置調整時の位置におけるレーザ光束Ｌの副走査方向の照射位置を調整することができる。
【００３６】
＜ポリゴンミラーの走査線の傾きについて＞
次に、ｆθレンズ７や光学箱９が副走査方向に傾くことなどを原因として発生する、ポリゴンミラー４の走査線の傾きについて説明する。
【００３７】
図４は、ポリゴンミラー４の走査線の傾きを説明するための模式図である。ここで図４において、上述した半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃ（０ｍｍ像高）におけるレーザ光束Ｌの副走査方向の照射位置を基準として傾きがない走査線をＬ２とし、副走査方向に傾きのある走査線をＬ２´とする。
【００３８】
なお、本実施形態では、ポリゴンミラー４の走査方向（主走査方向）において、上述した半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃは、感光体ドラム８１上の画像領域の中央部と対応する位置であり、且つ、開口部１１の中央部と対応する位置である。
【００３９】
図４に示す様に、半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃ（０ｍｍ像高）においては、傾きのない走査線Ｌ２と傾きのある走査線Ｌ２´との間で、副走査方向の位置は同じとなる。これに対し、半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃから主走査方向に±１００ｍｍずれた位置ｚ１、ｚ２（＋１００ｍｍ像高、−１００ｍｍ像高）では、傾きのない走査線Ｌ２と傾きのある走査線Ｌ２´の間で、副走査方向の位置に差（ｘ１、ｘ２）が生じる。
【００４０】
つまり主走査方向における半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃ（０ｍｍ像高）以外の位置では、傾きのある走査線Ｌ２´の副走査方向の位置は、傾きのない走査線Ｌ２の副走査方向の位置に対してズレが生じる。またそのズレの大きさは、半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃから離れるにつれて大きくなる。
【００４１】
従って、半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃにおいては、レーザ光束Ｌが通過する開口部１１の副走査方向の幅は、位置調整時のバラつきを含めた副走査方向の照射位置規格を満足する開口幅とすればよい。これに対し、主走査方向における半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃ以外の位置における開口部１１の副走査方向の幅は、ポリゴンミラー４の走査線の傾きによるズレを考慮して、半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃより開口幅を大きくする必要がある。
【００４２】
＜開口部＞
そこで本実施形態では、光学箱９とカバー１０により形成された開口部１１の副走査方向の幅を、次のように設定する。
【００４３】
図５は、光学走査装置５０の正面図である。図５に示す様に、本実施形態では、開口部１１における副走査方向の幅を、半導体レーザ１の位置調整を行った位置Ｃに対応する主走査方向の中央部を小さく、中央部から端部に向かって大きくなるように設定する。つまり開口部１１において、ポリゴンミラー４の走査方向と直交する方向の幅を、走査方向の中央部から端部に向かって大きくなるように、走査方向の位置に応じて変化させている。すなわち、開口部１１の主走査方向の中央部における副走査方向の幅Ｗ１は、主走査方向の端部における副走査方向の幅Ｗ２よりも小さくなる。
【００４４】
これにより、開口部１１の副走査方向の開口幅が主走査方向で一定の従来の構成と比較して、開口部１１の開口面積を、感光体ドラム８１へのレーザ光束Ｌの照射に際してレーザ光束Ｌが通過するのに必要な最小面積に近づけることができる。
【００４５】
＜粉塵について＞
次に、ポリゴンミラー４の回転に伴って光学走査装置５０内に侵入する粉塵について説明する。
【００４６】
図６は、図２に示すＧ−Ｇ断面で切断したときの光学走査装置５０の断面図である。図６に示す様に、ポリゴンミラー４が高速回転すると、開口部１１を介して粉塵を含んだ空気が光学走査装置５０内に侵入し、矢印Ｖの経路を通って各々の光学部材に達する。この空気に含まれる粉塵がポリゴンミラー４やｆθレンズ７に付着すると、上述した通り、感光体ドラム８１に照射されるレーザ光束Ｌの光量が低下して画像に濃度ムラが発生するおそれがある。
【００４７】
ここで本実施形態では、上述した通り、開口部１１の副走査方向の幅を、主走査方向の位置に応じて変化させ、従来の構成と比較して、開口部１１の開口面積をレーザ光束Ｌが通過するのに必要な最小面積に近づけている。これによりポリゴンミラー４の回転時において、開口部１１を介して光学走査装置５０内に侵入する空気の量が減少する。従って、粉塵を含む空気がポリゴンミラー４やｆθレンズ７等の光学部材に達することが抑制され、これらの光学部材に粉塵が付着しにくくなる。このため、感光体ドラム８１に照射されるレーザ光束Ｌの光量が低下して画像不良が発生することを抑制することができる。
【００４８】
また従来の構成と比較して開口部１１の開口面積を小さくできるため、ポリゴンミラー４の回転に伴って発生するモータ音が開口部１１を介して光学走査装置５０の外側へ漏れることを、従来よりも抑制することができる。従って、光学走査装置５０や画像形成装置Ａ全体の静音化を図ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…半導体レーザ（光源）
４…ポリゴンミラー（偏向走査手段）
９…光学箱（収用部材）
１０…カバー（収用部材）
１１…開口部
５０…光学走査装置
８１…感光体ドラム（感光体）
Ａ…画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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