(57)【要約】【課題】  ポリゴンスキャナを中心にして両側にｆθレンズを互いに対向配置した構成であっても、カラー画像に位置ずれに伴う色ムラが発生しないようにする。【解決手段】  ポリゴンスキャナ４と、ｆθレンズ５Ａ，５Ｂとを光学ハウジング１９内に固定支持し、その光学ハウジング１９の上部全体をカバー２３で覆うことにより、ポリゴンスキャナ４とｆθレンズ５Ａ，５Ｂを設けた部分を略密閉状態に覆う。また、ポリゴンスキャナ４を駆動するための駆動回路等の発熱を伴うデバイス２４を、上記密閉空間の外側の領域となる光学ハウジング１９の側面１９ａに配置し、そのデバイス２４を基板２５を介して側面１９ａにネジ等により固定する。その基板２５は、ポリゴンスキャナ４のモータ部にフラットケーブル２６を介して電気的に接続する。それにより、デバイス２４からの熱によりｆθレンズ５Ａ，５Ｂを暖めないようにする。【選択図】        図１
2005091402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からのレーザー光を偏向・走査するポリゴンスキャナと、そのポリゴンスキャナ以降の光路を構成するｆθレンズとを光学ハウジングに支持し、少なくとも前記ポリゴンスキャナと前記ｆθレンズを設けた部分をカバーで略密閉状態に覆った光走査装置において、
前記ポリゴンスキャナを駆動するための駆動回路等の発熱を伴うデバイスを、前記カバーで覆った密閉空間の外側の領域に配置したことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記ｆθレンズは、樹脂製であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光走査装置を備えた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】
この発明は、光源からのレーザ光を偏向・走査するポリゴンスキャナと、そのポリゴンスキャナ以降の光路を構成するｆθレンズとを光学ハウジングに支持した光走査装置と、それを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真方式の画像形成装置であるカラーレーザプリンタには、各色のトナー画像を形成する複数の感光体を一直線状に所定の間隔を置いて配置したタンデム型のものがある。このようなタンデム型のカラーレーザプリンタに用いられる光走査装置（ＬＳＵ：Ｌａｓｅｒ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）では、光源からのレーザ光を偏向・走査するポリゴンスキャナを中心にして、複数のｆθレンズ等の光学素子群を互いに対向させて配置したものが一般化している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１３９８９３号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載されているように、ポリゴンスキャナを中心にしてｆθレンズ等の光学素子群を互いに対向配置させている光走査装置は、その互いに対向するｆθレンズでは、光の走査方向が構造状互いに逆向きになる。
そのため、ポリゴンスキャナを挾んだ両側の各ｆθレンズでは、画像の伸縮方向が逆になるので、僅かでも倍率に変化が生じると、その両側のｆθレンズをそれぞれ通った光により形成された画像は、ずれを生じてしまう。したがって、その対向する両側のｆθレンズを通した光により形成された色の異なるトナー画像は、主走査方向に画像のずれ（色ずれ）を生じる。
【０００４】
ところで、ｆθレンズは、コスト面を考えて安価に制作できることから、例えばそれを樹脂で形成したりしている。このような樹脂製のｆθレンズの場合には、そのレンズ内で場所によって温度差があると、そのレンズを通した光により形成した画像に場所によって画像倍率（単に倍率ともいう）の変化が生じる。その画像倍率の変化が生じると、走査方向の各位置によって位置ずれ量が異なるようになるので、均一なカラー画像ができなくなり、色ムラが発生する。
【０００５】
上述した画像の位置ずれは、勿論全く発生しないことが好ましいが、各位値で全て同一のずれ量で位置ずれが生じる場合には、１枚の画像の中で場所によって色調（色味）が変わることはない。
例えば、図８に示すように、ブラック（Ｋ）側の画像倍率が、主走査方向の各位値で全て同一となるときには、Ｋ色の画像はＭ色の画像に対して主走査方向の全域に亘って略均一な状態でずれるので（δ３＝δ４＝δ５）、１枚の画像の中で色調（色味）が場所によって変わるということはない。
なお、図８において黒三角印は、走査開始（描画開始）位置を示し、白三角印は、走査終了（描画終了）位置を示している。
【０００６】
このような画像倍率変動の原因となるｆθレンズの各位値における温度差を考えると、そのｆθレンズに温度的な影響を与える熱源の配置は重要である。その熱源としては、例えばポリゴンミラーを回転させる発熱を伴うモータ部や、そのモータ部を駆動するための駆動回路（ポリゴンスキャナドライバ）等の発熱を伴うデバイスがある。
このうち、前者のモータ部から発生した熱は、そのモータによって回転されるポリゴンミラーの回転による気流により、両側の各ｆθレンズにそれぞれ略均等に伝えられるので、特に問題となることはない。
【０００７】
一方、後者のデバイスは、例えば図９に従来の光走査装置の一例を示すように、デバイス４４が、ポリゴンミラー４ａ，４ａを備えたポリゴンスキャナ４の近傍に設けている基盤４５上に取り付けられて、それがハーネス４６により全体制御基板（図示省略）に接続されている場合には、図示のようにそのデバイス４４が互いに対向するｆθレンズ５Ａ，５Ｂと直交する方向に配置されているときには、そのデバイス４４で発生した熱は矢示Ａ方向に回転するポリゴンミラー４ａ，４ａが発生させた気流により、その回転方向下流側に位置するｆθレンズ５Ａ側に、より伝わりやすい。
【０００８】
したがって、この場合には、一方のｆθレンズ５Ａの方が他方のｆθレンズ５Ｂよりも暖められるようになるので、そのｆθレンズ５Ａ，５Ｂは温度差が生じることによって、それらの間に顕著な画像倍率差が生じ、それにより上述した色ムラが発生してしまうようになる。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ポリゴンスキャナを中心にして両側にそれぞれｆθレンズを互いに対向配置した構成であっても、形成した２色以上の合成のカラー画像に位置ずれに伴う色ムラが発生しないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は上記の目的を達成するため、光源からのレーザ光を偏向・走査するポリゴンスキャナと、そのポリゴンスキャナ以降の光路を構成するｆθレンズとを光学ハウジングに支持し、少なくともポリゴンスキャナとｆθレンズを設けた部分をカバーで略密閉状態に覆った光走査装置において、上記ポリゴンスキャナを駆動するための駆動回路等の発熱を伴うデバイスを、上記カバーで覆った密閉空間の外側の領域に配置したものである。
そして、そのｆθレンズは、樹脂製にするとよい。
また、上記光走査装置を備えた画像形成装置も提供する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、ポリゴンスキャナを挾んで対向配置された互いのｆθレンズに著しい温度差が生じないようにすることができるので、２色以上の合成のカラー画像を形成しても、位置ずれに伴う色ムラが発生しないよう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、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明による光走査装置を上部のカバーを外した状態で示す斜視図、図２は同じくその光走査装置を備えた画像形成装置であるフルカラーレーザプリンタを示す概略構成図、図３は図１の光走査装置が有する書込ユニットの光路を説明するための説明図、図４は同じくその書込ユニットの光路全体の構成を示す斜視図である。
なお、図１では煩雑となるため、光路及び光源の図示を省略すると共に図示の簡略化を図っている。
【００１２】
図２の画像形成装置であるフルカラーレーザプリンタが有する光走査装置１０は、４つの光源（図５にそのうちの１つである光源１８Ｙを図示）からのレーザ光をそれぞれ偏向・走査するポリゴンスキャナ４と、そのポリゴンスキャナ４以降の光路をそれぞれ構成するｆθレンズ５Ａ，５Ｂとを光学ハウジング（オプティカルハウジング）１９内に固定支持し、その光学ハウジング１９の上部全体をカバー２３で覆うことにより、ポリゴンスキャナ４とｆθレンズ５Ａ，５Ｂを設けた部分を略密閉状態に覆っている。
【００１３】
なお、カバー２３は、光学ハウジング１９の上部全体を覆わずに、ポリゴンスキャナ４とｆθレンズ５Ａ，５Ｂを設けた部分を略密閉状態に覆うだけのものであってもよい。
また、この光走査装置１０は、図１に示したように、ポリゴンスキャナ４を駆動するための駆動回路（ドライバＩＣ）等の発熱を伴うデバイス２４を、カバー２３で覆った上記密閉空間（この例では光学ハウジング１９内となる）の外側の領域、すなわち光学ハウジング１９の側面１９ａに配置し、そのデバイス２４を基板２５を介して側面１９ａにネジ等により固定している。そして、その基板２５は、ポリゴンスキャナ４のモータ部４ｂ（図３参照）にフラットケーブル２６を介して電気的に接続されている。
【００１４】
この光走査装置１０を備えた図２のフルカラーレーザプリンタは、装置本体１の側部に上下２段の給紙カセット３１ａ，３１ｂを装填可能なレーザプリンタであり、その給紙カセット３１ａ，３１ｂのうち選択した段から転写紙を、給紙ローラ３２ａあるいは３２ｂにより、１枚ずつ給紙ができるようになっている。
その給紙ローラ３２ａ，３２ｂの下流側には、搬送ローラ３３と、転写紙に画像を転写するために上記転写紙を搬送する搬送ベルト３４と、転写紙上に転写した画像（トナー画像）を定着させるための定着ローラ３５と、その画像転写後の転写紙を機外の排紙トレイ等に排出する排紙ローラ３６とを設けている。
【００１５】
搬送ベルト３４上には、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの感光体ドラム２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｙ，２０Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体ドラム２０という）を転写紙の搬送方向に沿ってそれぞれ配置し、その各感光体ドラム２０をそれぞれ図２の矢印方向に回転可能にしている。
【００１６】
光走査装置１０は、感光体ドラム２０の上方に配置されていて、光学ハウジング１９の下面に設けられた４個の窓孔から、４本のマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）にそれぞれ対応する画像のレーザビームを各感光体ドラム２０に向けて出射するようになっている。
その各感光体ドラム２０の表面は、不図示の帯電チャージャによりそれぞれ帯電され、その各帯電面に上記レーザビームが照射されて、そこに静電潜像が形成される。
その各感光体ドラム２０上の静電潜像は、各感光体ドラム２０に対応してそれぞれ設けられている現像器３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｙ，３７Ｋにより現像され、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の各色のトナー像（可視像）となる。
【００１７】
一方、給紙カセット３１ａ，３１ｂのうち選択された段の給紙カセットから転写紙が給紙され、それが搬送ベルト３４によって感光体ドラム２０に接する転写位置に搬送され、その転写紙上に各感光体ドラム２０に担持されている各色のトナー像が、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）の順に、順次重ね合わせ状態に転写されていき、合成のカラー画像が形成される。
【００１８】
そして、その合成のカラー画像が形成された転写紙は、定着ローラ３５によってその画像が定着され、その後に排紙ローラ３６により外部の排紙トレイ等に排出される。
このレーザプリンタに設けられている光走査装置１０の書込ユニットは、図４に示すように上下２段にポリゴンミラー４ａ，４ａを配置したポリゴンスキャナ４を備えている。
【００１９】
次に、光走査装置１０の詳細な構成及び作用を、４色のうちイエロー（Ｙ）用のステーションを代表として、図５を参照して説明する。
光源１８Ｙから出射したレーザビームＬｙは、シリンドリカルレンズ２ｙを通り図示を省略した複数のミラーにより光路を折り曲げられて、ポリゴンスキャナ４の上段のポリゴンミラー４ａに至り、そのレーザビームＬｙは所定の走査面を走査するように偏向され、２層に形成されたｆθレンズ５Ａの上層部を通過した後に第１の折り返しミラー６ｙによって折り返され、トロイダルレンズ７ｙを通って第２，第３の折り返しミラー８ｙ，９ｙで折り返され、防塵ガラス１５ｙを通って感光体ドラム２０Ｙの被走査面上に結像し、その帯電された感光体ドラム２０Ｙの帯電面を走査する。
【００２０】
第２の折り返しミラー８ｙと第３の折り返しミラー９ｙとの間には、走査方向Ｘの先端側及び後端側に同期ミラー１６ａ，１６ｂが設けてあり、先端側の同期ミラー１６ａで反射された端部のレーザビームＬｙは同期センサ２１ａの図示していないフォトダイオード上に、後端側の同期ミラー１６ｂで反射された端部のレーザビームは同期センサ２１ｂの図示していないフォトダイオード上にそれぞれ結像する。そして、同期センサ２１ａは走査ラインの同期に用いられ、同期センサ２１ｂは、同期センサ２１ａとともに走査速度、すなわち画像の倍率を計測するために用いられる。
【００２１】
なお、この図５で説明したイエロー（Ｙ）用の光路構成は、他のマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各ステーションも有しているので、図２〜図４において図５に示した各光学素子に対応する部分には同一の符号に、それぞれｙ，ｍ，ｃ，ｋのサフィックスを付して示すものとする。
そして、図３及び図４に示すように、上述したＹステーション側にＫステーションが設けてあり、そのＹ，Ｋステーションとポリゴンスキャナ４を隔てた反対側には、ＣステーションとＭステーションがそれぞれ設けてある。
【００２２】
このＣ，Ｍステーション側にも図４に示すように、走査方向Ｙの先端側及び後端側にそれぞれ同期ミラー１７ａ，１７ｂ及び同期センサ２２ａ，２２ｂを設け、ポリゴンスキャナ４を各ステーションで共有するとともに、同期ミラー１６ａ，１６ｂと同期センサ２１ａ，２１ｂをＹ，Ｋ両ステーションで共有し、同期ミラー１７ａ，１７ｂと同期センサ２２ａ，２２ｂをＣ，Ｍ両ステーションで共有するようにして装置の簡略化を図っている。
【００２３】
また、図４において、同期ミラー１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂによって反射させたレーザビームＬｙ，Ｌｋ，Ｌｍ，Ｌｃ（図３）をそれぞれ同期センサ２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに導くために、特に説明しないが随時他のミラーが設けてある。
そして、このような構成のＹ，Ｋ，Ｃ，Ｍの各ステーションで電子写真方式による前述した画像形成を行うことにより、フルカラーの画像を形成することができる。
【００２４】
ところで、図９を参照して従来の光走査装置における問題点を前述したように、ポリゴンスキャナ４のモータ部を駆動するための駆動回路等の発熱を伴うデバイス４４が、ポリゴンスキャナ４の近傍に設けている基盤４５上に取り付けられていて、そのデバイス４４の位置が互いに対向するｆθレンズ５Ａ，５Ｂの長手方向の中間部を結んだ線と直交する方向の図示の位置に取り付けられているときには、矢示Ａ方向に回転する上下のポリゴンミラー４ａ，４ａにより発生する矢示Ａ方向の気流によりそのデバイス４４で発生した熱がｆθレンズ５Ａ側に運ばれるため、その一方のｆθレンズ５Ａの方が他方のｆθレンズ５Ｂよりも暖められてしまうということがあった。
【００２５】
このようになると、ｆθレンズ５Ａ，５Ｂ間で温度差が生じてしまうため、それらを通過した光により形成された各画像間に画像倍率差が生じ、それによって２色以上で形成されたカラー画像に色ムラが発生してしまうということがあった。
このように、デバイス４４の位置が、上述したように互いに対向する２つのｆθレンズを結ぶ線に対して直交する方向の位置に取り付けられている光走査装置の場合には、ｆθレンズは必ずどちらか一方のｆθレンズ（図９の場合ｆθレンズ５Ａ側）が、より多くの熱を受けるようになる。
【００２６】
したがって、図９に示した光走査装置の場合には、ｆθレンズ５Ａを使用する側の光路の倍率の変化（伸び）は、他方のｆθレンズ５Ｂを使用する側のものよりも大きくなるので、図６に示すように例えばマゼンタ（Ｍ）とブラック（Ｋ）の２色の倍率が同じ（レジストレーションが合う）であるときにはカラー画像に色ムラが発生しないが、その２色間で図７に示すように主走査方向の位置（図７で左右方向の位置）によって倍率が異なるようになって、１つの画像の中で場所により位置ずれ量が異なるようになるので（δ１＞δ２）、色ムラが発生するようになる。
【００２７】
なお、図６及び図７において、黒三角印は走査開始（描画開始）位置を示し、白三角印は走査終了（描画終了）位置を示している。
この図７に示した例では、ｆθレンズ５Ａ側となるブラック（Ｋ）側の倍率が主走査方向の位置によって異なることにより、マゼンタ（Ｍ）とブラック（Ｋ）の２色間で倍率が異なるようになる（δ１とδ２を比較）。
【００２８】
なお、図７では、Ｍ側に倍率変化が無いように図示しているが（主走査方向に等間隔に図示）、これは説明をわかりやすくするために便宜上そのように図示したものであり、実際にはＭ側も変化する。すなわち、図７では熱の影響を受けにくいＭ側はＫ側に対して倍率変化が小さいということを示したものである。
ところで、この２色間における倍率差は、この光走査装置１０のように装置全体を安価に製作するためにｆθレンズ５Ａ，５Ｂを共に樹脂製にしている場合には、それらが僅かな温度差であっても大きくなるものである。
【００２９】
そこで、この発明による図１に示した光走査装置１０では、前述したように、ポリゴンスキャナ４を中心に互いに対向するｆθレンズ５Ａ，５Ｂのうち、ポリゴンミラー４ａの回転方向下流側に位置するｆθレンズ５Ａ側の温度がｆθレンズ５Ｂ側の温度に対して高くならないようにするため、ポリゴンスキャナ４を駆動するための駆動回路（ドライバＩＣ）等の発熱を伴うデバイス２４を、カバー２３で覆った光学ハウジング１９内の密閉空間を避けて、その光学ハウジング１９の外側の側面１９ａに固定するようにしている。
【００３０】
したがって、デバイス２４から発生した熱が、ｆθレンズ５Ａ，５Ｂの温度を上昇させてしまうようなことがない。また、光学ハウジング１９内のポリゴンスキャナ４のモータ部４ｂ（図３）からは発熱があるが、その熱はポリゴンミラー４ａの回転により発生する気流により、両側のｆθレンズ５Ａ，５Ｂにそれぞれ略均等に伝えられるので、２個のｆθレンズ５Ａ，５Ｂが不均等な温度上昇をしない。それにより、ｆθレンズ５Ａ，５Ｂを共に樹脂製にしても、２色以上で形成したカラー画像に色ムラが発生しないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明は、レーザプリンタ以外に複写機やファクシミリ装置等のレーザビームを使用する光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明による光走査装置を上部のカバーを外した状態で示す斜視図である。
【図２】同じくその光走査装置を備えた画像形成装置であるフルカラーレーザプリンタを示す概略構成図である。
【図３】図１の光走査装置が有する書込ユニットの光路を説明するための説明図である。
【図４】同じくその書込ユニットの光路全体の構成を示す斜視図である。
【図５】同じくその書込ユニットを詳細に説明するために４つの色のステーションのうちイエローのステーションを代表として示した斜視図である。
【図６】マゼンタとブラックの２色の主走査方向の倍率が同じ場合を説明するための説明図である。
【図７】同じくそのマゼンタとブラックの２色の主走査方向の倍率が主走査方向の位置によって異なる場合を説明するための説明図である。
【図８】同じくそのブラック側の倍率がマゼンタ側の倍率に対して主走査方向の全域で略均一に異なる場合を説明するための説明図である。
【図９】従来の光走査装置の一例を上部のカバーを外した状態で示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
４：ポリゴンスキャナ、５Ａ，５Ｂ：ｆθレンズ、１０：光走査装置、１８Ｙ：光源、１９：光学ハウジング、２３：カバー、２４：デバイス
【図１】
2005091402.tif 000003
【図２】
2005091402.tif 000004
【図３】
2005091402.tif 000005
【図４】
2005091402.tif 000006
【図５】
2005091402.tif 000007
【図６】
2005091402.tif 000008
【図７】
2005091402.tif 000009
【図８】
2005091402.tif 000010
【図９】
2005091402.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月28日(2004.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
光源からのレーザー光を偏向・走査するポリゴンスキャナと、そのポリゴンスキャナ以降の光路を構成する複数のｆθレンズとを光学ハウジングに支持し、少なくとも前記ポリゴンスキャナと前記ｆθレンズを設けた部分をカバーで略密閉状態に覆った光走査装置において、
前記ポリゴンスキャナを駆動するための駆動回路等の発熱を伴うデバイスを、前記カバーで覆った密閉空間の外側の領域に配置したことを特徴とする光走査装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、光源からのレーザ光を偏向・走査するポリゴンスキャナと、そのポリゴンスキャナ以降の光路を構成する複数のｆθレンズとを光学ハウジングに支持した光走査装置と、それを備えた画像形成装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この発明は上記の目的を達成するため、光源からのレーザ光を偏向・走査するポリゴンスキャナと、そのポリゴンスキャナ以降の光路を構成する複数のｆθレンズとを光学ハウジングに支持し、少なくともポリゴンスキャナとｆθレンズを設けた部分をカバーで略密閉状態に覆った光走査装置において、上記ポリゴンスキャナを駆動するための駆動回路等の発熱を伴うデバイスを、上記カバーで覆った密閉空間の外側の領域に配置したものである。
そして、そのｆθレンズは、樹脂製にするとよい。
また、上記光走査装置を備えた画像形成装置も提供する。