(57)【要約】【課題】光学箱の熱膨張に対して光束の照射位置ズレを抑制する技術を提供する。【解決手段】２対並列に並んだ走査光学系は、光学箱１０７の主走査方向の両端部の連結部１０９で連結されており、連結部１０９の間の中央部分は貫通孔１１０になっている。【選択図】  図２
2004205737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転多面鏡を備えた光偏向器、走査レンズ、折り返しミラー及び１つ以上の発光点を有する２つの半導体レーザを含み、前記回転多面鏡の１つに対して２本以上の光束を前記回転多面鏡で偏向し、偏向された２本以上の光束を２系統の前記折り返しミラー及び前記走査レンズを経て像担持体に導光する走査光学系を複数有し、
前記複数の走査光学系を一体的に内包する光学箱を備えた走査光学装置において、
前記光学箱における前記複数の走査光学系の間は部分的に接続されていることを特徴とする走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の走査光学装置を用いるカラーレーザビームプリンタやカラーデジタル複写機等のカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回転多面鏡を備えた光偏向器、走査レンズ、折り返しミラー及び１つ以上の発光点を有する２つの半導体レーザを含み、回転多面鏡の１つにつき２本以上の光束を偏向し、偏向された２本以上の光束を２系統の折り返しミラーと走査レンズを経て像担持体に導光する走査光学系を構成することが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３１７７２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そして、図９に示すように、先の走査光学系の複数を光学箱で一体的に内包するような走査光学装置が考えられている。
【０００５】
しかしながら、カラー画像形成装置における走査光学装置は、光偏向器の発熱によって光学箱が熱膨張し、光束の照射位置ズレが発生し、像担持体上の走査線位置がずれてしまう。
【０００６】
この現象は、カラー画像を形成する際に、色の重ね合わせにずれを生じさせ、良好なカラー画像が得られないという問題になってしまう。
【０００７】
本発明は上記従来技術に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光学箱の熱膨張に対して光束の照射位置ズレを抑制する技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、回転多面鏡を備えた光偏向器、走査レンズ、折り返しミラー及び１つ以上の発光点を有する２つの半導体レーザを含み、前記回転多面鏡の１つに対して２本以上の光束を前記回転多面鏡で偏向し、偏向された２本以上の光束を２系統の前記折り返しミラー及び前記走査レンズを経て像担持体に導光する走査光学系を複数有し、前記複数の走査光学系を一体的に内包する光学箱を備えた走査光学装置において、前記光学箱における前記複数の走査光学系の間は部分的に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１０】
（第１の実施の形態）
図１〜図６を参照して、第１の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１は第１の実施の形態によるカラー画像形成装置を示す概略断面図である。図１において、走査光学装置５０は各々後述する構成よりなる。感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫは各々像担持体である。
【００１２】
本実施の形態においては、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）ＬＣ，ＬＭ，ＬＹ，ＬＢＫが走査光学装置５０から出射し、各々対応する感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ面上を照射して潜像を形成する。
【００１３】
この潜像は１次帯電器２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２ＢＫによって各々一様に帯電している感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ面上に形成されており、現像器４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４ＢＫによって各々、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの画像に可視像化される。
【００１４】
そして、転写ベルト７上を搬送されてくる転写材Ｐに転写ローラ５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５ＢＫによって順に可視像化されたシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの画像が静電転写されることによってカラー画像が形成される。
【００１５】
この後、感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ面上に残っている残留トナーはクリーナー６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６ＢＫによって除去される。また、残留トナー除去後に感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫは、次のカラー画像を形成するために再度１次帯電器２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２ＢＫによって一様に帯電される。
【００１６】
上記転写材Ｐは、予め給紙トレイ２１上に積載されており、給紙ローラ２２によって１枚ずつ順に給紙され、レジストローラ２３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７上に送り出される。
【００１７】
転写材Ｐは、転写ベルト７上を精度よく搬送されている間に感光ドラム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、ブラックの画像が順に上面に重ね合わせて転写される。これによって、カラー画像が形成される。
【００１８】
駆動ローラ２４は、転写ベルト７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。
【００１９】
そして、転写材Ｐは、定着器２５に導かれる。定着器２５では、転写材Ｐ上に形成されたカラー画像が転写材Ｐに熱定着されて永久画像となる。
【００２０】
熱定着後、転写材Ｐは、排紙ローラ２６などによって搬送されて装置外に出力される。
【００２１】
図２は本実施の形態における走査光学装置５０の構成を説明した図である。以下の説明では走査光学装置が対称構造であることから左半分についのみ述べる。
【００２２】
図２では、半導体レーザ１０１ａ，１０１ｂから出射されたビームは、回転多面鏡としてのポリゴンミラー１０２によってそれぞれ異なる方向に走査される。ポリゴンミラー１０２は、モータ１０６によって駆動されて回転している。
【００２３】
ポリゴンミラー１０２によって走査されたビームＢ１，Ｂ２はそれぞれ１枚目の走査レンズ１０３ａ，１０３ｂを透過し、折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂによって方向を変えられて、２枚目の走査レンズ１０５ａ，１０５ｂを透過し、各感光ドラム上に結像する。
【００２４】
このような走査光学系を２対並列に並べることで、走査光学装置５０は４つの感光ドラム上に走査光を導いている。このような２つの走査光学系は、一体的に光学箱１０７に収納されている。
【００２５】
２対並列に並んだ走査光学系は、光学箱１０７の主走査方向の両端部の連結部１０９で連結されており、連結部１０９の間の中央部分は貫通孔１１０になっている。
【００２６】
光学箱１０７は、固定具１０８によって４隅の４箇所を固定されている。
【００２７】
走査レンズ１０５ａを透過する走査線を走査線Ａ、走査レンズ１０５ｂを透過する走査線を走査線Ｂ、走査レンズ１０５ｃを透過する走査線を走査線Ｃ、走査レンズ１０５ｄを透過する走査線を走査線Ｄと定義する。
【００２８】
図３、図４は本実施の形態の光学箱１０７がモータ１０６の発熱で熱膨張したときの変形を説明する図である。図３は光学箱１０７の全域で２つの走査光学系を連結した場合（比較例）の変形を説明する図であり、図４は光学箱１０７の両端部で２つの走査光学系を連結した場合（本実施の形態）の変形を説明する図である。
【００２９】
２つのモータ１０６の発熱により光学箱１０７は熱膨張する。図３においては２つの走査光学系が全域で連結されているため、連結部において両モータ１０６による膨張が干渉する（図３（ａ））。このとき、光学箱１０７は膨張による応力により、反り方向に変形する（図３（ｂ）断面）。
【００３０】
図３で反り方向に変形すると、折り返しミラー１０４ｂ，１０４ｃの角度が大きくずれ、走査線Ｂ，Ｃの位置が大きくずれる。
【００３１】
これに対し、本実施の形態の図４においては、２つの走査光学系が端部でのみ連結されているため、図４（ａ）に示すように連結部１０９において両モータ１０６による膨張が緩和される。
【００３２】
このため、光学箱１０７の反り方向の変形は緩和され、図４（ｂ）に示すように折り返しミラー１０４ｂ，１０４ｃの角度ずれを小さくすることができる。
【００３３】
また、本実施の形態のように折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄの後に走査レンズ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを設けた場合、図５（ａ）に示すように折り返しミラー１０４ｂはＸ方向へ移動すると走査線Ｂの位置は−Ｘ方向に移動し、図５（ｂ）に示すようにθ方向に角度が変わると走査線Ｂの位置はＸ方向に移動する。
【００３４】
図４の本実施の形態ではこの特性を利用し、折り返しミラー１０４ｂ，１０４ｃの間を貫通孔１１０とすると、折り返しミラー１０４ｂは光学箱１０７の熱膨張でＸ方向に移動しつつ光学箱１０７の反りでθ方向に移動する。
【００３５】
つまり、折り返しミラー１０４ｂのＸ方向の移動とθ方向の移動は打ち消し合うので、走査線Ｂの移動を小さくすることができる。但し、折り返しミラー１０４ｂの角度変化の方が反射面の移動よりも走査線の移動には大きく効くため完全には打ち消しあわない。走査線Ｃについても同様である。
【００３６】
また、折り返しミラー１０４ａ，１０４ｄは光学箱１０７の反りの影響を受けにくいので、反射面の移動の影響だけが走査線Ａ，Ｄの移動に影響する。
【００３７】
図６はモータ１０６を連続回転させたときの走査線の移動を表した図である。図６（ａ）は光学箱１０７の全域で２つの走査光学系を連結した場合（比較例）、図６（ｂ）は本実施の形態である。図６の（ａ）と（ｂ）の比較で分かるとおり、照射位置ずれの相互差を約３０％小さくすることができる。
【００３８】
光学箱１０７の連結されない部分の貫通孔１１０の主走査方向長さは、折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄの長さよりも長い方が望ましい。これは、折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄをできるだけＸ方向に移動させるためである。
【００３９】
折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄに対向する部分が拘束されていないことで、熱膨張したときに折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄをＸ方向に移動させやすくしている。
【００４０】
前述したように折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄをＸ方向に移動させることで、折り返しミラー１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄのθ方向の移動による走査線の位置変動を打ち消している。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図７には、第２の実施の形態が示されている。本実施の形態では、光学箱１０７の連結されていない部分（貫通孔１１０）に冷却風Ｆを流せる構成になっている。
【００４２】
その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４３】
本実施の形態では、第１の実施の形態で述べた光学箱１０７の連結されていない部分である貫通孔１１０を冷却用の通風ダクトとして冷却風Ｆを流せる構成になっている。
【００４４】
走査光学装置５０の上方から冷却風Ｆをダクト６１を用いて貫通孔１１０に導き、走査光学装置５０の下方のダクト６２から貫通孔１１０を通過した冷却風Ｆを排出する。
【００４５】
上記構成により冷却風Ｆが貫通孔１１０内を流れることで、光学箱１０７を効率良く冷却し、モータ１０６の発熱による光学箱１０７の熱膨張を少なくすることができる。
【００４６】
なお、貫通孔１１０は、光学素子が収納される部分とは遮断されているので、冷却風Ｆを流しても、光学箱１０７内部に冷却風Ｆ内の塵埃は進入しない。
【００４７】
以上のように、本実施の形態であれば、光学箱１０７の熱膨張を少なくし、走査線の位置変動をより小さくすることができる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
図８には、第３の実施の形態が示されている。本実施の形態では、第１の実施の形態で述べた光学箱１０７の連結する部分がＶ字形状の連結部１０９ｖとなっている。
【００４９】
その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５０】
本実施の形態では、第１の実施の形態で述べた光学箱１０７の連結する部分が可撓性を有する非直線状であるＶ字形状の連結部１０９ｖとなっている。
【００５１】
光学箱１０７が熱膨張すると、破線で示すように連結部１０９ｖはＸ方向に撓んで熱膨張による応力を吸収する。これによって、第１の実施の形態で述べたように光学箱１０７の反りを少なくすることができ、走査線Ｂ，Ｃの位置変動を少なくすることができる。
【００５２】
以下に具体的な実施態様を説明する。
【００５３】
［実施態様１］
回転多面鏡（ポリゴンミラー１０２）を備えた光偏向器、走査レンズ、折り返しミラー及び１つ以上の発光点を有する２つの半導体レーザを含み、前記回転多面鏡の１つに対して２本以上の光束を前記回転多面鏡で偏向し、偏向された２本以上の光束を２系統の前記折り返しミラー及び前記走査レンズを経て像担持体（感光ドラム）に導光する走査光学系を複数有し、
前記複数の走査光学系を一体的に内包する光学箱を備えた走査光学装置において、
前記光学箱における前記複数の走査光学系の間は、部分的に接続されていることを特徴とする走査光学装置。
【００５４】
したがって、光偏向器内の発熱により光学箱が熱膨張した際、光学箱の反りを緩和し、光学箱の熱膨張に対して光束の照射位置ズレを抑制し、走査線の位置ずれを緩和することができる。
【００５５】
［実施態様２］
前記光学箱における前記複数の走査光学系の間を接続している部分は、前記光学箱の主走査方向の両端部であることを特徴とする実施態様１に記載の走査光学装置。
【００５６】
これにより、光学箱の強度を確保しつつ、走査線の位置ずれを緩和することができる。
【００５７】
［実施態様３］
前記光学箱における前記複数の走査光学系の間を接続していない部分（貫通孔１１０）の主走査方向幅は、前記走査レンズ及び前記折り返しミラーの主走査方向幅よりも長いことを特徴とする実施態様２に記載の走査光学装置。
【００５８】
これにより、さらに走査線の位置ずれを緩和することができる。
【００５９】
［実施態様４］
前記光学箱は、カラー画像形成装置に対して４隅の４箇所を固定されることを特徴とする実施態様１、２又は３に記載の走査光学装置。
【００６０】
これにより、さらに走査線の位置ずれを緩和することができる。
【００６１】
［実施態様５］
前記光学箱における前記複数の走査光学系の間を接続していない部分は、冷却用の通風ダクトを形成することを特徴とする実施態様１〜４に記載の走査光学装置。
【００６２】
これにより、光学箱の熱膨張も緩和され、さらに走査線の位置ずれを緩和することができる。
【００６３】
［実施態様６］
前記光学箱における前記複数の走査光学系の間を接続している部分は、可撓性を有する非直線形状であることを特徴とする実施態様１〜５に記載の走査光学装置。
【００６４】
これにより、光学箱の反りをさらに緩和することで、さらに走査線の位置ずれを緩和することができる。
【００６５】
［実施態様７］
実施態様１〜６に記載の走査光学装置から出射された光束を、各々対応する像担持体面上に導光して該像担持体を走査し、該像担持体の表面に異なった色の画像を形成してカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、光偏向器内の発熱により光学箱が熱膨張した際、光学箱の反りを緩和し、光学箱の熱膨張に対して光束の照射位置ズレを抑制し、走査線の位置ずれを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る走査光学装置が搭載されたカラー画像形装置を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る走査光学装置の構成を示す図である。
【図３】比較例の構成における走査光学装置の熱膨張時の変形を説明する図である。
【図４】第１の実施の形態における走査光学装置の熱膨張時の変形を説明する図である。
【図５】走査光学装置の熱膨張時の変形での折り返しミラーの移動と角度による影響を説明する図である。
【図６】第１の実施の形態と比較例とを比較した走査線の移動を測定したグラフである。
【図７】第２の実施の形態に係る走査光学装置の構成を示す図である。
【図８】第３の実施の形態に係る走査光学装置の構成を示す図である。
【図９】従来の走査光学装置を説明する図である。
【符号の説明】
１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ  感光ドラム
２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２ＢＫ  一次帯電器
４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４ＢＫ  現像器
５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５ＢＫ  転写ローラ
６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６ＢＫ  クリーナー
７  転写ベルト
２１  給紙トレイ
２２  給紙ローラ
２３  レジストローラ
２４  駆動ローラ
２５  定着器
２６  排紙ローラ
５０  走査光学装置
６１  ダクト
６２  ダクト
１０１ａ，１０１ｂ  半導体レーザ
１０２  ポリゴンミラー
１０３ａ，１０３ｂ  走査レンズ
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ  ミラー
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ  走査レンズ
１０６  モータ
１０７  光学箱
１０８  固定具
１０９  連結部
１０９ｖ  連結部
１１０  貫通孔
【図１】
2004205737.tif 000003
【図２】
2004205737.tif 000004
【図３】
2004205737.tif 000005
【図４】
2004205737.tif 000006
【図５】
2004205737.tif 000007
【図６】
2004205737.tif 000008
【図７】
2004205737.tif 000009
【図８】
2004205737.tif 000010
【図９】
2004205737.tif 000011