(57)【要約】【課題】通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、まわりの温度差に基づく色ずれの発生をなくす。【解決手段】通過光路を異にする黒用と赤用の２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒを１つの光学箱１６から射出する光走査装置１５において、光学箱１６を、線膨張係数の異なる材質よりなる第１筐体１７と第２筐体１８とで構成する。そして、黒用光ビーム２６Ｂは第１筐体１７内のみを通過し、赤用光ビーム２６Ｒは第１筐体１７と第２筐体１８内を通過する。つまり、２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒは、相違する筐体中を通過する。【選択図】        図３
2005017601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、
前記光学箱を、線膨張係数の異なる材質よりなる複数の筐体で構成し、
前記複数の光ビームのうちのある光ビームと他の光ビームとが、それら筐体中の相違する筐体内を通過することを特徴とする、光走査装置。
【請求項２】
通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、
前記複数の光ビームのうちのある光ビームと他の光ビームの通過光路上に配置する部品間隔を相違することを特徴とする、光走査装置。
【請求項３】
前記通過光路上に配置する部品が、光ビームを射出する光源、光ビームを偏向走査する偏向手段、光ビーム形状を整形するレンズ、像担持体のうちのいくつかであることを特徴とする、請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の光走査装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項５】
前記光走査装置冷却用の送風手段を備えることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
定着装置が待機状態のとき前記送風手段を作動することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記光走査装置まわりの温度を検知する温度検知手段と、その温度検知手段の検知結果に基づき前記送風手段の作動を制御する送風制御手段とを備えることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機など、用紙・ＯＨＰフィルム等のシート材に画像を記録する画像形成装置に関する。および、例えば、そのような画像形成装置において、光ビームを射出して書込みを行い、像担持体上に静電潜像を形成する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真方式を用いた画像形成装置の中には、１つの像担持体上に複数の光走査装置を用いてそれぞれ個別に書込みを行い、各別に形成した複数色のトナー画像を重ねて合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を転写してシート材上に記録を行うものがある。
【０００３】
また、従来の画像形成装置の中には、複数の像担持体に個別の光走査装置を用いてほぼ同時に書込みを行うことによりそれぞれ単色画像を形成し、それらの単色画像を順次転写して中間転写体上に合成トナー画像を形成し、その合成トナー画像を転写してシート材上に記録を行うものもある。
【０００４】
これらの画像形成装置では、各色の光ビームを発生する光走査装置を各別に備えるから、光走査装置ごとに異なる光学箱や光ビーム偏向手段を必要とし、部品点数が増えてコスト高となるとともに、複数の光走査装置の占有スペースが大きくなって小型化の妨げとなる問題があった。
【０００５】
また、各光走査装置間でまわりの温度に差が生じ、温度差に基づく光学箱の伸縮が微妙に相違して光ビームの照射位置がずれ、色ずれを生ずる問題があった。そのような問題を解消すべく、光走査装置によって光学箱を、線膨張係数が相違する材質のものでつくると、光学箱の共通化が図れなくなり、部品点数が増えて一層コスト高となる問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６２５２４号公報
従来の画像形成装置の中には、例えば特許文献１に記載されるように、各光走査装置間の温度差による色ずれを解消すべく、熱を発生する定着装置に近いほど光走査装置の拘束間隔を次第に小さくするものがある。
【０００７】
しかし、このような画像形成装置にあっても、やはり部品の共通化が図れず、部品点数が多くなり、大型化するなどの問題があった。
【０００８】
このため、従来の光走査装置の中には、１つの光学箱から、通過光路を異にする複数の光ビームを射出するようにしたものがある。このような光走査装置を使用すると、部品を共通化して部品点数を少なくしコストダウンを図ることができるとともに、小型化することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光走査装置にあっても、通過光路を異にするから、経路途中の温度差により光学箱の各部の伸縮が微妙に相違して光ビームの照射位置がずれ、なお色ずれを生ずる問題があった。
【００１０】
そこで、この発明の第１の目的は、通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、まわりの温度差に基づく色ずれの発生をなくすことにある。
【００１１】
この発明の第２の目的は、そのような目的を達成した光走査装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
この発明の第３の目的は、そのような画像形成装置において、なお一層温度差による色ずれの発生をなくすことにある。
【００１３】
この発明の第４の目的は、画像形成装置において、特に、定着装置を待機状態にしたとき温度上昇を生ずるが、その温度上昇に起因する温度差による色ずれの発生をなくすことにある。
【００１４】
この発明の第５の目的は、画像形成装置において、より確実に、光走査装置が温度上昇の影響を受けないようにし、また受けたとしてもその影響を小さくし、光走査装置まわりの温度差による色ずれの発生を的確に解消することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、
光学箱を、線膨張係数の異なる材質よりなる複数の筐体で構成し、
複数の光ビームのうちのある光ビームと他の光ビームとが、それら筐体中の相違する筐体内を通過する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、
複数の光ビームのうちのある光ビームと他の光ビームの通過光路上に配置する部品間隔を相違する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、請求項２に記載の光走査装置において、通過光路上に配置する部品が、光ビームを射出する光源、光ビームを偏向走査する偏向手段、光ビーム形状を整形するレンズ、像担持体のうちのいくつかである、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、画像形成装置にあって、請求項１ないし３のいずれか１に記載の光走査装置を備える、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項４に記載の画像形成装置において、光走査装置冷却用の送風手段を備える、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項５に記載の画像形成装置において、定着装置が待機状態のとき送風手段を作動する、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項５に記載の画像形成装置において、光走査装置まわりの温度を検知する温度検知手段と、その温度検知手段の検知結果に基づき送風手段の作動を制御する送風制御手段とを備える、ことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、電子写真方式を用いた、黒赤２色の画像形成装置の全体概略構成を示す。
【００２３】
図中符号１０は、作像装置である。作像装置１０には、ドラム状の像担持体１２を備える。像担持体１２のまわりには、回転方向に、不図示の第１帯電装置、不図示の第１現像装置、不図示の第２帯電装置、不図示の第２現像装置、転写ローラを用いた転写装置１３、不図示のクリーニング装置などを設ける。第１現像装置には黒のトナーを、第２現像装置には赤のトナーを収納する。また、転写装置１３は、転写位置ａで像担持体１２と接触する。
【００２４】
作像装置１０の上には、光走査装置１５を備える。光走査装置１５は、光学箱１６を、水平な第１筐体１７と垂直な第２筐体１８とで構成する。第１筐体１７と第２筐体１８とは、線膨張係数の異なる材質よりなる。そして、光学箱１６内に、書込み光学系２０を設ける。
【００２５】
図２（Ａ）には光ビームに沿った書込み光学系２０の展開平面図を、（Ｂ）には展開側面図を示す。
【００２６】
この図２（Ａ）および（Ｂ）から判るとおり、書込み光学系２０は、光源２１、偏向手段２２、ｆθレンズ２３、ＢＴＬレンズ２４、同期検知手段２５などで構成する。そして、光源２１から射出した光ビーム２６を偏向手段２２で偏向走査し、ｆθレンズ２３およびＢＴＬレンズ２４で光ビーム形状を整形して像担持体１２上を走査幅Ｌで走査する。像担持体１２上への光ビーム２６の走査は、同期検知手段２５でタイミングを取って行う。
【００２７】
図３には、光学箱１６の第１筐体１７および第２筐体１８に対する書込み光学系２０の各部品の配置状態を示す。
【００２８】
図３から判るとおり、図１に示す画像形成装置では、光走査装置１５は、通過光路を異にする黒用と赤用の２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒを１つの光学箱１６から射出する。黒用光ビーム２６Ｂは第１筐体１７内のみを通過し、赤用光ビーム２６Ｒは第１筐体１７と第２筐体１８内を通過する。つまり、２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒは、相違する筐体中を通過する。図中符号２７Ｂは黒用光ビーム２６Ｂの反射ミラーであり、２７Ｒは赤用光ビーム２６Ｒの反射ミラーである。
【００２９】
よって、黒用光ビーム２６Ｂの通過光路上に配置する黒用の光源２１、偏向手段２２、ｆθレンズ２３、ＢＴＬレンズ２４Ａはすべて第１筐体１７内に配置し、赤用光ビーム２６Ｒの通過光路上に配置する部品のうち赤用の光源２１、偏向手段２２、ｆθレンズ２３は第１筐体１７内に配置し、残りの赤用のＢＴＬレンズ２４Ｂは第２筐体１８内に配置する。そして、書込み光学系２０の各部品間の距離的位置関係は、黒用と赤用とで同一とする。
【００３０】
さて、再び図１に示す画像形成装置において、作像装置１０の横には定着装置３０を備え、下には給紙装置３２を備える。給紙装置３２には、用紙３３を収納する給紙カセット３４を着脱自在に設ける。給紙カセット３４上には、給紙ローラ３５を設置する。
【００３１】
そして、その給紙ローラ３５から作像装置１０の転写位置ａを通り、定着装置３０を通過して排紙口３６から、画像形成装置上の排紙スタック部３７に通ずる用紙搬送路３８を形成する。用紙搬送路３８には、複数対の搬送ローラ３９を設け、排出口３６の手前に一対の排出ローラ４０を設ける。
【００３２】
画像を形成するときは、像担持体１２を時計まわりに回転し、第１帯電装置で表面を一様に帯電し、次いで光走査装置２０の黒用光ビーム２６Ｂを照射して書込みを行って静電潜像を形成し、それから第１現像装置で黒トナーを付着してその静電潜像を現像する。その後、第２帯電装置で表面を一様に帯電し、次いで光走査装置２０の赤用光ビーム２６Ｒを照射して書込みを行って静電潜像を形成し、それから第２現像装置で赤トナーを付着してその静電潜像を現像する。これにより、像担持体１２上に黒赤２色の合成トナー画像を形成する。
【００３３】
一方、タイミングを取って給紙ローラ３５を反時計まわりに回転し、用紙カセット３４内から用紙３３を繰り出して用紙搬送路３８内に入れ、搬送ローラ３９で搬送してタイミングを取って転写位置ａに送り込み、上述のごとく像担持体１２上に形成した合成トナー画像を転写装置１３で用紙３３に転写する。
【００３４】
画像転写後の像担持体１２表面は、作像装置１０のクリーニング装置で清掃して再度の画像形成に備える。
【００３５】
画像転写後の用紙３３は、定着装置３０に入れ、その定着装置３０で熱と圧力とを加えて転写画像を用紙３３に定着して後、搬送ローラ３９で搬送して排出ローラ４０で排紙口３６から排出して排紙スタック部３７上にスタックする。
【００３６】
ところで、図１に示す画像形成装置では、定着装置３０の熱でそのまわりの温度が上昇し、光走査装置１５の光学箱１６まわりの温度は、定着装置３０に近いほど上昇することとなる。具体的には、第１筐体１７まわりと第２筐体１８まわりとでは温度差を生ずる。
【００３７】
他方、図１に示す画像形成装置では、上述したとおり、通過光路を異にする黒用と赤用の２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒを１つの光学箱１６から射出する光走査装置１５において、黒用光ビーム２６Ｂは第１筐体１７内のみを通過し、赤用光ビーム２６Ｒは第１筐体１７と第２筐体１８内を通過する。つまり、２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒは、相違する筐体中を通過する。
【００３８】
このため、第１筐体１７まわりと第２筐体１８まわりとに温度差があると、仮にそれらが同一材質であるならば、部分的に伸縮率が微妙に相違することとなる。よって、光学箱１６内を通る２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒは、その通過光路により各部品の位置関係が変化するとともに光路長に差を生じ、走査幅Ｌも変化して色ずれを発生することとなる。
【００３９】
ところが、図１に示す画像形成装置では、光学箱１６を、線膨張係数の異なる材質よりなる第１筐体１７と第２筐体１８とでつくることで、温度差が生じたときにも伸縮率が相違しないようにする。これにより、２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒは、その通過光路上の各部品の位置関係が変化しないようにするとともに、光路長に差を生じず、色ずれの発生を防止することができる。
【００４０】
次に、図４は、この発明の他例である光走査装置１５を示すもので、その光ビームに沿った書込み光学系２０の展開側面図である。
【００４１】
この光走査装置１５では、光学箱１６を同じ材質のものでつくり、各部で線膨張係数が同一となるようにする。そして、２つの光ビーム２６Ｂ・２６Ｒで、通過光路上に配置する部品間隔を相違する。すなわち、光ビームを射出する光源２１、光ビームを偏向走査する偏向手段２２、光ビーム形状を整形するレンズ２３・２４、像担持体１２のうちのいくつかの部品間隔を相違する。
【００４２】
例えば図４に示すように、黒用光ビーム２６Ｂのｆθレンズ２３Ｂと赤用光ビーム２６Ｒのｆθレンズ２３Ｒの位置をずらし、偏向手段２２とｆθレンズ２３Ｂの部品間隔と、偏向手段２２とｆθレンズ２３Ｒの部品間隔が距離Ａだけずれるようにする。
【００４３】
また、黒用光ビーム２６ＢのＢＴＬレンズ２４Ｂと赤用光ビーム２６ＲのＢＴＬレンズ２４Ｒの位置をずらし、ｆθレンズ２３ＢとＢＴＬレンズ２４Ｂの部品間隔と、ｆθレンズ２３ＲとＢＴＬレンズ２４Ｒの部品間隔が距離Ｃだけずれるようにする。
【００４４】
ここで、偏向手段２２とｆθレンズ２３Ｒの間を距離Ｂ、その間の温度差をΔｔ１とし、ｆθレンズ２３ＲとＢＴＬレンズ２４Ｒの間を距離Ｄ、その間の温度差をΔｔ２、光学箱１６の線膨張係数をαとすると、
Ａ＝α×Δｔ１×Ｂ
Ｃ＝（α×Δｔ２×Ｄ）＋Ａ
となる。
【００４５】
Δｔ１＝Δｔ２＝Δｔのときには、
Ｃ＝（α×Δｔ２×Ｄ）＋Ａ＝（α×Δｔ×Ｄ）＋（α×Δｔ１×Ｂ）＝（α×Δｔ）（距離Ｄ＋距離Ｂ）
となる。
【００４６】
図３に示すような光走査装置１５では、ｆθレンズ２３までの光路については温度差の影響を受ける構成ではなく、黒用光ビーム２６Ｂのｆθレンズ２３ＢとＢＴＬレンズ２４Ｂ間と、赤用光ビーム２６Ｒのｆθレンズ２３ＲとＢＴＬレンズ２４Ｒ間の温度差によりＢＴＬレンズ２４の部品間隔を距離Ｃだけずらすこととなる。
【００４７】
図５には、電子写真方式を用いた、黒赤２色の画像形成装置の他例の全体概略構成を示す。
【００４８】
図５に示す画像形成装置は、図１に示す画像形成装置に光走査装置冷却用の送風手段４２を付加して備える。
【００４９】
この種の画像形成装置では、通常、電源がオンのときでも、未使用時間が長いときには、省エネのため待機状態とし、定着装置３０の温度を下げて余熱状態としたりする。当然このときは、省エネのため画像形成装置内冷却用の送風手段４３もオフとする。ところが、画像形成装置内冷却用の送風手段４３をオフすると、画像形成装置内の温度が一時的に上昇し、光走査装置１５まわりの温度も上昇する。
【００５０】
そこで、定着装置３０が待機状態に移行したときには、光走査装置冷却用の送風手段４２を作動するようにし、光走査装置１５が温度上昇の影響を受けないようにし、また受けたとしてもその影響を小さくする。もちろん、省エネの観点から送風手段４２の消費電力は小さくする必要があるが、光走査装置冷却用の送風手段４２を光走査装置１５の付近に設けることで、消費電力の小さなもので十分とすることができる。
【００５１】
ところで、図５に示す画像形成装置では、さらに、光学箱１６の第１筐体１７に温度検知手段４４を取り付け、第２筐体１８に温度検知手段４５を取り付け、それらの温度検知手段４４・４５で光走査装置１５のまわりの温度を検知するようにする。また、図示省略するが、画像形成装置内に送風制御手段を備え、温度検知手段４４・４５の検知結果に基づき光走査装置冷却用の送風手段４２とともに、別途設けた光走査装置冷却用の送風手段４６の作動を制御するようにする。これにより、より確実に、光走査装置１５が温度上昇の影響を受けないようにし、また受けたとしてもその影響を小さくし、光走査装置１５まわりの温度差による色ずれの発生を的確に解消することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、光学箱を、線膨張係数の異なる材質よりなる複数の筐体で構成し、複数の光ビームのうちのある光ビームと他の光ビームとが、それら筐体中の相違する筐体内を通過することで、光走査装置まわりの温度にばらつきがある場合にも、線膨張係数の差から伸縮率が相違しないようにし、光学箱内を通る光ビームがその通過光路により各部品の位置関係が変化しないようにするとともに、光路長に差を生じないようにし、色ずれの発生を防止することができる。
【００５３】
請求項２に記載の発明によれば、通過光路を異にする複数の光ビームを１つの光学箱から射出する光走査装置において、複数の光ビームのうちのある光ビームと他の光ビームの通過光路上に配置する部品間隔を相違することで、光走査装置まわりの温度に多少のばらつきがある場合にも、光学箱内を通る光ビームがその通過光路により光路長に差を生じないようにし、色ずれの発生を防止することができる。
【００５４】
請求項３に記載の発明によれば、通過光路上に配置する部品が、光ビームを射出する光源、光ビームを偏向走査する偏向手段、光ビーム形状を整形するレンズ、像担持体のうちのいくつかであることで、それらの部品間隔を相違することにより、光走査装置まわりの温度に多少のばらつきがある場合にも、光学箱内を通る光ビームがその通過光路により光路長に差を生じないようにし、色ずれの発生を防止することができる。
【００５５】
請求項４に記載の発明によれば、画像形成装置にあって、請求項１ないし３のいずれか１に記載の光走査装置を備えることで、上記効果を有する光走査装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【００５６】
請求項５に記載の発明によれば、加えて、光走査装置冷却用の送風手段を備えるので、適宜その送風手段で送風して光走査装置を冷却することにより、光走査装置まわりの温度のばらつきを小さくしてなお一層温度差による色ずれの発生をなくすことができる。
【００５７】
請求項６に記載の発明によれば、さらに加えて、定着装置が待機状態のとき送風手段を作動することで、特に、定着装置を待機状態にしたとき温度上昇を生ずるが、そのときの温度上昇に起因する温度差による色ずれの発生をなくすことができる。
【００５８】
請求項７に記載の発明によれば、さらに加えて、光走査装置まわりの温度を検知する温度検知手段と、その温度検知手段の検知結果に基づき送風手段の作動を制御する送風制御手段とを備えることで、より確実に、光走査装置が温度上昇の影響を受けないようにし、また受けたとしてもその影響を小さくし、光走査装置まわりの温度差による色ずれの発生を的確に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真方式を用いた、黒赤２色の画像形成装置の全体概略構成図である。
【図２】（Ａ）はその画像形成装置に備える光走査装置における光ビームに沿った書込み光学系の展開平面図、（Ｂ）はその展開側面図である。
【図３】その光走査装置における、光学箱の第１筐体および第２筐体に対する書込み光学系の各部品の配置状態を示す構成図である。
【図４】この発明の他例である光走査装置を示すもので、その光ビームに沿った書込み光学系の展開側面図である。
【図５】電子写真方式を用いた、黒赤２色の画像形成装置の他例の全体概略構成図である。
【符号の説明】
１５    光走査装置
１６    光学箱
１７    第１筐体
１８    第２筐体
２１    光源
２２    偏向手段
２３    ｆθレンズ
２３Ｂ  黒用光ビームのｆθレンズ
２３Ｒ  赤用光ビームのｆθレンズ
２４    ＢＴＬレンズ
２４Ｂ  黒用光ビームのＢＴＬレンズ
２４Ｒ  赤用光ビームのＢＴＬレンズ
２６    光ビーム
２６Ｂ  黒用光ビーム
２６Ｒ  赤用光ビーム
３０    定着装置
４２    光走査装置冷却用の送風手段
４４    温度検知手段
４５    温度検知手段
４６    光走査装置冷却用の送風手段
【図１】
2005017601.tif 000003
【図２】
2005017601.tif 000004
【図３】
2005017601.tif 000005
【図４】
2005017601.tif 000006
【図５】
2005017601.tif 000007