(57)【要約】【課題】低コストでしかも装置の大型化を招来することなく被走査体上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる走査光学装置を提供する。【解決手段】走査光学装置２は、光源から出射されたレーザ光を平行光束にするコリメート光学素子２２と、平行光束にされたレーザ光を主走査方向と直交する副走査方向に集光して回転多面鏡２４上に結像する線状集光光学素子２３とを備えている。コリメート光学素子２２と線状集光光学素子２３との間には、平行光束にされたレーザ光が透過可能な平行平板４が主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に配置されている。【選択図】図２
2008122678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射されたレーザ光を回転多面鏡で偏向することによって被走査体上に走査する走査光学装置であって、
光源から出射されたレーザ光を平行光束にするコリメート光学素子と、平行光束にされたレーザ光を前記走査を行う方向である主走査方向と直交する副走査方向に集光して前記回転多面鏡上に結像する線状集光光学素子とを備え、
前記コリメート光学素子と線状集光光学素子との間には、平行光束にされたレーザ光が透過可能な平行平板が配置されていて、この平行平板は、前記主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に構成されていることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走査光学装置と、前記被走査体である感光体ドラムと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、走査光学装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、走査光学装置としては、例えば画像形成装置に組み込まれて、光源から出射されたレーザ光を回転多面鏡で偏向することによって被走査体である感光体ドラム上に走査するものが知られている。このような走査光学装置においては、回転多面鏡の加工精度等により回転多面鏡の面倒れが生じることがあるため、面倒れ補正光学系が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記面倒れ補正光学系は、主な構成要素として、光源から出射され、コリメート光学素子で平行光束にされたレーザ光を前記走査を行う方向である主走査方向と直交する副走査方向に集光して回転多面鏡上に線状に結像する線状集光光学素子と、回転多面鏡で偏向されたレーザ光を感光体ドラム上に点状に結像するｆθ光学素子とを備えている。
【０００４】
さらに、特許文献１に記載の走査光学装置では、感光体ドラム上のレーザ走査線の湾曲量を調整できるようにするために、ｆθレンズと感光体ドラムとの間に配設される主走査方向に延びる反射ミラーを強制的に撓ませる構成も採用されている。
【特許文献１】特開２００６−１７８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような構成では、比較的に大型の反射ミラーを撓ませる必要があるためにその仕組みが大掛かりになり、コスト高および装置の大型化を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、低コストでしかも装置の大型化を招来することなく被走査体上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる走査光学装置およびこの走査光学装置を備える画像形成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】
請求項１の発明は、光源から出射されたレーザ光を回転多面鏡で偏向することによって被走査体上に走査する走査光学装置であって、光源から出射されたレーザ光を平行光束にするコリメート光学素子と、平行光束にされたレーザ光を前記走査を行う方向である主走査方向と直交する副走査方向に集光して前記回転多面鏡上に結像する線状集光光学素子とを備え、前記コリメート光学素子と線状集光光学素子との間には、平行光束にされたレーザ光が透過可能な平行平板が配置されていて、この平行平板は、前記主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の走査光学装置と、前記被走査体である感光体ドラムとを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、コリメート光学素子と線状集光光学素子との間に平行平板を配置し、この平行平板を主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に構成したから、平行平板を揺動させることによって、線状集光光学素子に入射するレーザ光の副走査方向における高さ位置を変更することができる。そして、このように線状集光光学素子に入射するレーザ光の高さ位置を変更すれば、線状集光光学素子を透過したレーザ光が回転多面鏡に入射する入射角が変化するため、これにより被走査体上のレーザ走査線の湾曲量を調整できるようになる。すなわち、本発明では、比較的に小型の平行平板を揺動可能に配置するという簡易な構成によって、低コストでしかも装置の大型化を招来することなく被走査体上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、感光体ドラム上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る走査光学装置（レーザスキャナユニットまたはＬＳＵともいう）２が組み込まれたプリンタ１０の概略構成図である。なお、走査光学装置２は、プリンタ以外の他の画像形成装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置、複合機等）に組み込むことも可能である。
【００１３】
プリンタ１０は、用紙を搬送路Ｌに沿って搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体１の内部に、感光体ドラム１３１の表面にトナー像を形成した後にそのトナー像を用紙に転写する画像形成部１３と、画像形成部１３に用紙を供給する給紙部１２と、トナー像を用紙に定着させる定着部１４とを備えている。
【００１４】
前記搬送路Ｌは、前方から後方（図１の右側から左側）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立上る垂直部Ｌ２とを有し、側面視で略Ｌ字状をなしている。
【００１５】
前記給紙部１２は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット１２１を有しており、給紙カセット１２１に収納された用紙をピックアップローラ１２ａによって取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅによって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに搬送路Ｌに送り出された用紙を、レジストローラ１２ｆによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部１３に供給するようになっている。
【００１６】
また、給紙部１２は、装置本体１の前面に設けられた開口１１内に配設された手差しユニット１２２をも有しており、手差しユニット１２２に載置された用紙をピックアップローラ１２ｇおよび給紙ローラ１２ｃ，１２ｅによって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことができるようになっている。なお、開口１１は、装置本体１に揺動可能に取り付けられた蓋部材１１ａによって開閉可能となっている。
【００１７】
前記画像形成部１３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム１３１と、感光体ドラム１３１の上方に配設される帯電部１３２と、感光体ドラム１３１の前方に配設される現像部１３３と、感光体ドラム１３１の下方に配設される転写部１３４と、感光体ドラム１３１の後方に配設されるクリーニング部１３５と、帯電部１３２およびクリーニング部１３５並びに前記定着部１４の上方に前側が持ち上げられた姿勢で配設される走査光学装置２とを有している。
【００１８】
前記感光体ドラム１３１は、図１において時計回りに回転するようになっており、その表面には、当該表面が帯電部１３２によって一様に帯電された後に、走査光学装置２によって画像データに基づくレーザ光が帯電部１３２と現像部１３３との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成された表面に、現像部１３３からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。
【００１９】
そして、前記給紙部１２から供給された用紙は、転写部１３４の転写ローラ１３４ａによって感光体ドラム１３１に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム１３１の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部１４に送り込まれる。
【００２０】
なお、転写後の感光体ドラム１３１の表面に残留した残留電荷およびトナーは、クリーニング部１３５によって除去されるようになっている。
【００２１】
前記定着部１４は、熱ローラ１４ａと、圧力ローラ１４ｂとを有しており、これらのローラ１４ａ，１４ｂでトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力でトナー像を用紙に定着させるようになっている。
【００２２】
そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ１８によって装置本体１の上面に形成された排出部１９に排出される。
【００２３】
なお、本実施形態のプリンタ１０では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット１２１との間に、スイッチバック部１５が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。
【００２４】
前記走査光学装置２は、具体的には、図２および図３に示すように、光源である半導体レーザ２１から出射されたレーザ光を回転多面鏡（ポリゴンミラーともいう）２４で偏向することによって被走査体である感光体ドラム１３１上に走査するものであり（図２中の矢印Ａ参照）、半導体レーザ２１および回転多面鏡２４を収容する上方に開口する容器状のハウジング２Ａと、このハウジング２Ａの開口を塞ぐ蓋体２Ｂ（図１参照）とを備えている。なお、図２および図３では、蓋体２Ｂを省略している。
【００２５】
半導体レーザ２１は、ハウジング２Ａ内の右側略中央位置に配設されていて、ハウジング２Ａの底面２０と平行な面上で斜め後方に向かってレーザ光を出射するようになっている。
【００２６】
回転多面鏡２４は、正六角形の板状に形成されており、ハウジング２Ａ内の後側位置に配設されている。この回転多面鏡２４は、ハウジング２Ａの底面２０に回転軸が直交する状態で固定されたモータにより図３において反時計回りに一定速度で回転させられるようになっている。すなわち、ハウジング２Ａ内では、底面２０に平行な方向が前記走査を行う方向である主走査方向となっており、底面２０に直交する方向が主走査方向と直交する副走査方向となっている。
【００２７】
また、ハウジング２Ａ内には、半導体レーザ２１および回転多面鏡２４に加え、半導体レーザ２１から出射されたレーザ光を平行光束にするコリメート光学素子２２と、平行光束にされたレーザ光を副走査方向に集光して回転多面鏡２４上に線状に結像するシリンドリカル形状の線状集光光学素子２３と、回転多面鏡２４の前方に配設され、回転多面鏡２４で偏向されたレーザ光を感光体ドラム１３１上に点状に結像する２つのｆθ光学素子２５，２６と、ｆθ光学素子２５，２６を透過したレーザ光を感光体ドラム１３１に向かって反射する反射ミラー２７とが配設されている。そして、ハウジング２Ａには、反射ミラー２７で反射されたレーザ光が通る位置に開口が形成されているとともに、この開口を塞ぐように防塵ガラス２８が設けられており、レーザ光は防塵ガラス２８を透過してハウジング２Ａ外に放射されるようになっている。
【００２８】
なお、図示は省略するが、ハウジング２Ａ内には、コリメート光学素子２２で平行光束にされたレーザ光を主走査方向に延びる長丸状に整形するアパーチャが設けられている。そして、このアパーチャと、前記線状集光光学素子２３およびｆθ光学素子２５，２６とによって面倒れ補正光学系が構成されている。
【００２９】
前記線状集光光学素子２３としては、シリンドリカル形状のもの以外にも例えばトロイダル形状のもの等を採用可能である。
【００３０】
さらに、ハウジング２Ａ内には、前記走査が行われる画像領域における画像書き出しタイミングを決定する水平同期信号を取得するための構成として、右側前方位置に配線基板３２に実装された光電素子３１が配設されているとともに、左側前方位置に画像領域に入る前に回転多面鏡２４で反射されるレーザ光を光電素子３１に向かって反射する反射ミラー３３が配設されている。また、反射ミラー３３と光電素子３１との間には、反射ミラー３３で反射されたレーザ光を集光する集光レンズ３４が配設されている。そして、反射ミラー３３で反射され集光レンズ３４で集光されたレーザ光を受光素子３１が受光することにより水平同期信号が取得され、この水平同期信号を基準に画像領域での半導体レーザ２１の発光開始のタイミング等が制御されるようになっている。
【００３１】
さらには、前記コリメート光学素子２２と線状集光光学素子２３との間には、平行光束にされたレーザ光が透過可能な平行平板４が配置されている。この平行平板４は、例えばガラス等からなり、図４および図５に示すように、レーザ光の光軸方向に扁平でかつ主走査方向に延びる長方形板状をなしている。
【００３２】
そして、ハウジング２Ａの底面２０には、平行平板４を主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に支持する支持手段５が設けられている。なお、以下では説明の便宜のために、レーザ光の光軸方向をＸ方向というとともに、そのうちの回転多面鏡２４に向かう方向を＋Ｘ方向、その反対側の方向を−Ｘ方向という。
【００３３】
前記支持手段５は、底面２０から上方に突出して主走査方向に延びる断面形状が台形状の突条をなし、その上面５５ａに平行平板４が載置される載置部５５と、平行平板４を−Ｘ方向から覆うように底面２０から立ち上がる支持壁５１とを有している。なお、載置部５５の上面５５ａは、平行平板４の下面よりもＸ方向に大きく設定されている。
【００３４】
前記支持壁５１には、レーザ光を通すための主走査方向に延びる長方形状の開口部５１ａが設けられている。この支持壁５１の上部には、主走査方向の中央にセットスクリュー５３が当該支持壁５１を貫通した状態でねじ込まれ、支持壁５１の上端面には、平行平板４の上部を−Ｘ方向に付勢する左右一対の板ばね６１が取り付けられていて、平行平板４の上部が板ばね６１によってセットスクリュー５３の先端に押し付けられている。
【００３５】
さらに、支持壁５１の下部には、＋Ｘ方向に突出して主走査方向に延びる半円柱状の突条部５２が設けられている。一方、載置部５５の＋Ｘ方向側の傾斜面には、平行平板４の下部を−Ｘ方向に付勢する板ばね６２が取り付けられていて、平行平板４の下部が板ばね６２によって支持壁５１の突条部５２に押し付けられている。
【００３６】
このため、図５（ａ）に示す平行平板４がレーザ光の光軸と直交する状態から、セットスクリュー５３を回して当該セットスクリュー５３を板ばね６１の付勢力に抗して＋Ｘ方向に前進させると、平行平板４は、図５（ｂ）に示すように下面と＋Ｘ方向側の面とのコーナー部４ａを支点にして、すなわち主走査方向に延びる軸回りに＋Ｘ方向に揺動するようになる。
【００３７】
逆に、図５（ａ）に示す平行平板４がレーザ光の光軸と直交する状態から、セットスクリュー５３を回して当該セットスクリュー５３を−Ｘ方向に後退させると、平行平板４は、板ばね６１に付勢されることにより図示は省略するが下面と−Ｘ方向側の面とのコーナー部４ｂを支点にして、すなわち主走査方向に延びる軸回りに−Ｘ方向に揺動するようになる。
【００３８】
そして、このように平行平板４を揺動させれば、図６に示すように平行平板４による屈折によって副走査方向における光軸の位置がＬ１からＬ２に下がったり、図示は省略するがＬ１から上に上がったりするようになるため、線状集光光学素子２３に入射するレーザ光の副走査方向における高さ位置を変更することができる。
【００３９】
線状集光光学素子２３に入射するレーザ光の高さ位置を変更しても、線状集光光学素子２３で線状に集光するときの焦点位置は変化しないので、線状集光光学素子２３を透過したレーザ光が回転多面鏡２４に入射する入射角のみが変化する。これにより感光体ドラム１３１上のレーザ走査線の湾曲量を調整できるようになる。
【００４０】
その理由としては、図７に示すように、回転多面鏡２４の回転によって反射面の出入り（Ｘ方向における位置変動）があるため、回転多面鏡２４に入射する入射角に角度を付けることによって、反射点の副走査方向の位置はΔｈの範囲で変動することになる。光軸がＬ１の位置にあったときに感光体ドラム１３１上のレーザ走査線が直線になっていた場合には、光軸をＬ２の位置にすることによって感光体ドラム１３１上のレーザ走査線はΔｈに見合った量の湾曲を生じることになる。逆に言えば、感光体ドラム１３１上のレーザ走査線に何らかの要因で湾曲が生じていた場合には、平行平板４を＋Ｘ方向または−Ｘ方向に揺動させてレーザ光の回転多面鏡２４への入射角を変化させれば、その湾曲量を調整することができる。
【００４１】
このように、本実施形態の走査光学装置２では、比較的に小型の平行平板４をコリメート光学素子２２と線状集光光学素子２３との間に揺動可能に配置するという簡易な構成によって、低コストでしかも装置の大型化を招来することなく感光体ドラム１３１上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる。
【００４２】
ここで、平行平板４をコリメータ光学素子２３以前または線状集光光学素子２３以降に設けた場合には、平行平板４を揺動させると感光体ドラム１３１上のレーザ走査線が副走査方向に移動してしまうため、それを補正する光学系等をさらに採用する必要がある。これに対し、本実施形態の走査光学装置２では、平行平板４をコリメート光学素子２２と線状集光光学素子２３との間に配置し、レーザ光を線状に集光する線状集光光学素子２３の機能、換言すれば現存する面倒れ補正光学系を合理的に利用することで、感光体ドラム１３１上のレーザ走査線の副走査方向の移動を伴うことなくレーザ走査線の湾曲量の調整を可能としている。
【００４３】
なお、前記実施形態では、モノクロの画像形成装置に本発明を適用した形態を示したが、本発明は、タンデム式のカラーの画像形成装置に特に有効である。
【００４４】
また、走査光学装置２は、画像形成装置だけでなく、レーザ光を用紙上に直接走査して焼付けする印刷機に組み込んでもよい。
【００４５】
さらに、支持手段５としては、揺動軸を用いて平行平板４を揺動可能に支持するようにしてもよいし、その構成は適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る走査光学装置が組み込まれたプリンタの概略構成図である。
【図２】走査光学装置の斜視図である。
【図３】走査光学装置の平面図である。
【図４】走査光学装置の平行平板が配置される部分の斜視図である。
【図５】（ａ）は平行平板を光軸に対して垂直にしたときの斜視図、（ｂ）は平行平板を前方に揺動させたときの斜視図である。
【図６】主走査方向から見たときのレーザ光の模式図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は湾曲量を調整できる理由を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  プリンタ（画像形成装置）
１３１  感光体ドラム（被走査体）
２    走査光学装置
２１  半導体レーザ
２２  コリメート光学素子
２３  線状集光光学素子
２４  回転多面鏡
４    平行平板
５    支持手段
【図１】
2008122678.tif 000003
【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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【図７】
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