(57)【要約】【課題】走査線調整手段を搭載した光走査装置において、新たに構成部品を追加することなしに、光走査装置内の温度分布を一様にして、複数の光路の走査線レジスト位置を調整可能とし、色ずれのないシンプルな構成の光走査装置を提供する。【解決手段】画像形成装置が起動すると、感光体を駆動するモータなどを搭載する駆動部１８や本体制御基板１９が発熱部となって矢印Ｂ方向の温度勾配を生ずる。温度勾配Ｂは、走査線調整機構２１ａ〜２１ｄのアクチュエータ２２ａ〜２２ｄを、ポリゴンミラー１を中心にして加熱源側と反対側に配置し、画像形成装置の非動作時に励磁させることにより緩和する。また、ポリゴンミラー１による矢印Ｃ方向の温度勾配は、走査線調整手段のアクチュエータを光学ハウジング内の温度分布に応じて、個別に励磁／非励磁を繰り返すことにより緩和する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体に対応してそれぞれ光ビームを発生する光源と、前記光ビームを偏向走査する走査手段と、前記光ビームを前記感光体に結像させる結像手段と、走査線調整手段を光学ハウジング内に収容する光走査装置において、
前記走査線調整手段は、前記光学ハウジング内の温度分布が一様となるように配置されるとともに制御されることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
前記走査線調整手段のアクチュエータは、非動作時に励磁するように制御されることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光走査装置において、
前記走査線調整手段のアクチュエータは、前記光学ハウジング内の温度分布に応じて、励磁／非励磁を繰り返すように制御されることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査装置において、
前記走査線調整手段のアクチュエータは複数設けられ、それぞれの励磁／非励磁は個別に制御されることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、
前記走査線調整手段のアクチュエータは、画像形成装置内に設けられた温度センサの出力をトリガとして動作することを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、
前記走査線調整手段のアクチュエータは、連続して動作する画像形成数を基準にして動作することを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、
前記走査線調整手段のアクチュエータは、連続して動作する画像形成時間を基準にして動作することを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、
前記走査線調整手段のアクチュエータは、走査線位置合わせ制御に連動して動作することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の光走査装置において、
前記複数の走査線調整手段を副走査方向に間隔を設けて配置することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の光走査装置を搭載す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、光走査装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、走査線調整機構を備えた光走査装置の光学ハウジング内の温度分布が一様となるように構成要素が配置されるとともに制御され、光走査装置内の温度偏差を原因とする色ずれを低減することが可能な光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタ、デジタル複写装置、レーザーファクシミリ装置などにおける画像形成装置は、光源から出射する光ビームを偏向走査する正多角形状のポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって偏向走査された光ビームを感光体面上に結像するための光学素子（走査レンズ）とを備え、書込み開始位置を決定するために、有効露光領域外の走査開始側に光検知器が設けられた光走査装置を内蔵している。
【０００３】
このような光走査装置では、光学素子の像面湾曲特性、各構成要素を収容する光学ハウジングのねじれ、ポリゴンモータの発熱による熱変形、本体内での他のユニットを熱源とする熱変形、感光体の取付け時のねじれなどによって、レーザ走査線に曲がり／傾きが発生する。また、前記した光走査装置内外の熱源により、光走査装置内部の温度が不均一となり、主／副走査方向のレジスト変動を引き起こす。また、走査線曲がり／傾き／レジスト変動が発生することによって、カラー画像形成装置では、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）からなる３の走査線、またはブラック（Ｋ）を加えた４本の走査線が重ならないために、色ずれの原因となる。
【０００４】
このような問題を解決するために、従来、次のような技術が提案されている。
特許文献１に開示された“光走査装置”は、結像手段としてプラスチックレンズを含んでいる光走査装置内もしくはその近傍に、光走査装置を加熱する発熱手段を配置することを特徴とし、光走査装置内の温度分布を均一化させることによって、プラスチックレンズの温度偏差による色ずれを低減するものである。
【０００５】
また、特許文献２に開示された“多色画像形成装置”は、光走査装置を画像形成装置内部に配置する際、動作時に発生する熱による光走査装置の膨張を、ポリゴンモータ基盤の発熱を利用し光走査装置の膨張を打ち消すことによって、各色の走査線の色ずれ量を低減するものである。
【特許文献１】特開２００４−１０９２３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたような光走査装置によれば、光学ハウジング内、もしくは近傍に発熱装置を設けることによって、光走査装置内部の温度を均一化させることができるが、発熱装置とそれぞれの光路との距離によって、雰囲気温度に差が生じるために、均一化させるまでにレジストずれが発生する可能性がある。さらに、このように対向走査させる光走査装置では、左右のそれぞれの光路において、レジストなどの変位方向が必ずしも一致せず、結果として色ずれ量が大きくなるため、画像品質が劣化する。また、新たに発熱装置を設けることは、近年における画像形成装置の小型化の要請に対し、発熱装置を配置することが困難であるとともに、コストの面でも不利になる。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたような多色画像形成装置によると、画像形成装置の起動とともに駆動部が発熱し、駆動部の発熱が原因となる光走査装置の熱膨張が発生する。同時に、光走査装置内部のポリゴンモータ制御基盤のドライバＩＣも発熱するため、これが原因となる光走査装置の熱膨張が引き起こされる。この時、ドライバＩＣの発熱による光走査装置の熱膨張と、駆動部による発熱の熱膨張が同方向となるように、光走査装置内にポリゴンモータ制御基盤を配置することによって、走査線の色ずれ量を低減することができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された多色画像形成装置では、従来の画像形成装置と同じ構成部品を使用して配置のみを変更しているため、低コスト化及び画像形成装置のコンパクト化には有利であるものの、特許文献１に開示された光走査装置と同様に、ポリゴンモータ左右の光路それぞれに折り返しミラーを配置しているため、同一方向に走査線がシフトするとは限らない。また、発熱源となるポリゴンモータ制御基盤と駆動部では、発生する熱量に差があるために、光走査装置内の温度分布を一様とするには十分とはいえない。すなわち、それぞれの光路の走査線が一様に同方向にシフトしないために、色ずれ量を低減する効果は十分であるとはいえない。
【０００９】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたもので、走査線曲がり補正機構、走査線傾き補正機構からなる走査線調整手段を搭載した光走査装置において、新たに構成部品を追加することなしに、従来技術では困難であったそれぞれの光路の走査線レジスト位置を調整可能とし、光学ハウジング内に各構成要素をシンプルな構成で配置し、低コストの光走査装置及び該光走査装置を用いた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】
【００１０】
請求項１に係る発明は、複数の感光体に対応してそれぞれ光ビームを発生する光源と、前記光ビームを偏向走査する走査手段と、前記光ビームを前記感光体に結像させる結像手段と、走査線調整手段を光学ハウジング内に収容する光走査装置において、前記走査線調整手段は、前記光学ハウジング内の温度分布が一様となるように配置されるとともに制御されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光走査装置において、前記走査線調整手段のアクチュエータは、非動作時に励磁するように制御されることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の光走査装置において、前記走査線調整手段のアクチュエータは、前記光学ハウジング内の温度分布に応じて、励磁／非励磁を繰り返すように制御されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査装置において、前記走査線調整手段のアクチュエータは複数設けられ、それぞれの励磁／非励磁は個別に制御されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、前記走査線調整手段のアクチュエータは、画像形成装置内に設けられた温度センサの出力をトリガとして動作することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、前記走査線調整手段のアクチュエータは、連続して動作する画像形成数を基準にして動作することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、前記走査線調整手段のアクチュエータは、連続して動作する画像形成時間を基準にして動作することを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置において、前記走査線調整手段のアクチュエータは、走査線位置合わせ制御に連動して動作することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に係る発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の光走査装置において、前記複数の走査線調整手段を副走査方向に間隔を設けて配置することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の光走査装置を搭載することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、走査線調整手段を備えている光走査装置が、光走査装置内の温度分布が一様となるように走査線調整手段が配置され、制御されることによって、光走査装置内の温度偏差に起因する色ずれを低減することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、走査線調整手段のアクチュエータは、走査線調整手段の非動作時に励磁するように制御されることによって、アクチュエータが発熱し、画像形成装置の動作時においても該光走査装置内の温度偏差を低減し、光走査装置内の温度偏差に起因する色ずれを低減することができる。
【００２２】
また、本発明によれば、走査線調整手段のアクチュエータは、光走査装置内の温度分布に応じて、励磁／非励磁を繰り返すように制御されることによって、光走査装置内の温度分布がより一様となり、光走査装置内の温度偏差に起因する色ずれを低減することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、走査線調整手段のアクチュエータがＮ個（Ｎ＝整数）あった場合、それぞれの励磁／非励磁を個別に繰り返す制御を行うことによって、光走査装置内の温度分布がより一様となり、光走査装置内の温度偏差に起因する色ずれを低減することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、走査線調整手段のアクチュエータは、画像形成装置内に取付けられた温度センサの出力、連続して動作する画像形成数（連続動作枚数）、連続して動作する画像形成時間（連続動作時間）、走査線位置合わせ制御と連動することによって、より画像品質の高い画像を書き込むことができる光走査装置及び該光走査装置を用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、走査線曲がり補正機構、走査線傾き補正機構などからなる走査線調整手段を搭載した光走査装置において、新たに構成部品を追加することなしに、光学ハウジング内に各構成要素をシンプルな構成で配置し、従来技術では困難であったそれぞれの光路の走査線レジスト位置を調整可能とし、低コストで光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。そのため、本発明は、複数の感光体に対応してそれぞれ光ビームを発生する光源と、前記光ビームを偏向走査する走査手段と、前記光ビームを前記感光体に結像させる結像手段と、走査線調整手段を光学ハウジング内に収容する光走査装置において、前記走査線調整手段は、前記光学ハウジング内の温度分布が一様となるように配置されるとともに制御されるものである。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１の光走査装置を示す側断面図である。
電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置は、一般に、光源から出射されたレーザ光を偏向走査手段により偏向・走査させ、ｆθレンズ等の走査結像光学系により感光体面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を主走査するように構成されている。図１に示す光走査装置は、複数、例えば４色（シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ））からなるカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置において、複数の光源から出射されたレーザ光を偏向走査させ、それぞれ複数の感光体に潜像を形成する。
【００２７】
実施例１の光走査装置は、断面が正多角形で側面に反射ミラーを有し、高速回転によりレーザ光を偏向・走査するポリゴンミラー１ａ，１ｂ、ポリゴンモータの防音効果を持たせた防音ガラス２ａ，２ｂ、ポリゴンミラーによりビーム走査の等角度運動を等速直線運動へと変えるｆθレンズ３ａ，３ｂ、感光体９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄへレーザ光を導く第１ミラー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、第２ミラー６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、第３ミラー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、ポリゴンミラー１ａ，１ｂの面倒れを補正する長尺レンズ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、光学ハウジング内へ塵などの落下を防止する防塵ガラス８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ、潜像を形成する感光体９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄなどから構成されている。これらのうち、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、第１〜３ミラー、長尺レンズなどの光学素子は、光学素子配置面１３ａ、壁面１３ｂからなる光学ハウジング１４内に配置され、光学ハウジング１４には光学ハウジングを密閉するための上段蓋１１、下段蓋１２、ポリゴンミラー部分の蓋１０で覆われている。ポリゴンミラー１ａ，１ｂで偏向・走査されたレーザ光１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、ｆθレンズ、長尺レンズ、第１〜３ミラーを経て、感光体９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに潜像を形成する。
【００２８】
図２は、実施例１の光走査装置を用いたカラー画像形成装置を示す断面図である。
実施例１の光走査装置を用いたカラー画像形成装置では、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）に対応する各レーザ光１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが光学ハウジング１４内に搭載されたポリゴンミラー１ａ，１ｂの高速回転により偏向され主走査がなされる。各レーザ光により各感光体９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ上に形成された潜像は、図示しない現像器により現像され、矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１６に、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの画像が転写される。給紙トレイ１７から取り出された記録用紙は搬送ローラによって搬送され、中間転写ベルト１６の位置に達すると、中間転写ベルト１６に転写されているＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの画像が記録用紙に転写され、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの画像が図示しない定着装置によって定着され、排紙ローラによって画像形成装置外に排紙される。
【００２９】
図３は、図２のカラー画像形成装置を光学ハウジングで断面して示す平面図である。
光学ハウジング１４に隣接して各感光体９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを回転させるモータ、中間転写ベルト１６を駆動するモータなどからなる駆動部１８が設けられており、さらに画像形成装置内の構成要素を制御し駆動する回路を搭載した本体制御基板１９が設けられている。また、光学ハウジング１４には走査線調整機構２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと、走査線調整機構を動作させるアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられている。ここで、走査線調整機構２１ｄ、及び走査線調整機構のアクチュエータ２２ｄは、色ずれの基準色の光路でなくても良い。
【００３０】
走査線調整機構２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、走査線曲がり補正手段、走査線傾き補正手段を備え、走査線の曲がりは長尺レンズ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの副走査方向の反りを走査線曲がり補正手段で補正して保持することにより解消し、走査線の傾きは長尺レンズの光軸を中心とした傾きを走査線傾き補正手段で補正して保持するようになっている。走査線曲がり補正手段、走査線傾き補正手段のアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは例えばステッピングモータを用い、個々の光路毎に励磁／非励磁が制御される。
【００３１】
図４は、発熱部が光走査装置へ及ぼす影響を説明するための図である。
画像形成装置が起動されると、駆動部１８、本体制御基板１９では電力が消費され、発熱源となる。駆動部１８、本体制御基板１９が発熱源となった場合、光走査装置の温度勾配は矢印Ｂのようになり、発熱源から離れるにしたがって温度が低い温度分布となる。また、光走査装置内部つまり光学ハウジング１４内では、ポリゴンミラー１が発熱源となり、この場合の温度勾配は矢印Ｃのようになり、ポリゴンミラー１から副走査方向で両側に離れるにしたがって温度が低い温度分布となる。
【００３２】
このような環境下では、光学ハウジング１４における各色の光路１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ上のそれぞれの光学素子（特に、第１〜第３ミラー４，６，７と副走査方向にパワーをもつ長尺レンズ５）が配置される受面が、熱膨張によって変位するため、感光体基準にした際の走査線位置が大きく変動してしまう。走査線傾きは、走査線調整機構２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄがあることによって、経時的な熱変動の影響があっても補正することができるが、主／副走査方向のレジストずれの補正は困難である。
【００３３】
図５は、光学素子が配置される受面が熱膨張によって変位する際、ポリゴンミラーを中心に左右対称に配置された第３ミラーが変位する様子を示す図である。
ポリゴンミラー１ａ，１ｂを中心にして左右対称に設置された第１〜第３ミラー４，６，７の配置面に熱膨張によって傾きが生じると、副走査方向のレジストの変位方向が逆にずれてしまう。
このため、温度勾配を低減するために、走査線調整機構２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを図３、図４に示すように、ポリゴンミラーを中心にして加熱源側と反対側に配置し、画像形成装置の非動作時に励磁させる。これによって、温度勾配Ｂを緩和することができる。
【００３４】
また、駆動部１８、本体制御基板１９の反対側にアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを設置するだけでは、図４に示す温度勾配Ｃは解消されず残ってしまう。そのため、複数設けられたアクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、光学ハウジング１４内の温度分布に応じて、励磁／非励磁を繰り返すように個別に制御する。これにより、温度勾配Ｃの温度分布によって、アクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄそれぞれの励磁時間を変更することによって、より温度分布をより一様とすることが可能である。
【００３５】
また、アクチュエータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの制御トリガをそれぞれ、機内温度センサの出力、画像形成装置が画像を連続して形成するときの連続画像形成数（連続動作枚数）、同じく連続画像形成時間（連続運転時間）、走査線位置合わせ制御と連動することによって、画像品質がより高品質である画像形成装置を、従来の画像形成装置と同等のコストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１の光走査装置を示す側断面図である。
【図２】実施例１の光走査装置を用いたカラー画像形成装置を示す断面図である。
【図３】図２のカラー画像形成装置を光学ハウジングで断面して示す平面図である。
【図４】発熱部が光走査装置へ及ぼす影響を説明するための図である。
【図５】光学素子が配置される受面が熱膨張によって変位する際、ポリゴンミラーを中心に左右対称に配置された第３ミラーが変位する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ａ，１ｂ…ポリゴンミラー、２ａ，２ｂ…防音ガラス、３ａ，３ｂ…ｆθレンズ、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…第１ミラー、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…長尺レンズ、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…第２ミラー、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ…第３ミラー、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…防塵ガラス、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…感光体、１０…ポリゴンミラー部分の蓋、１１…上段蓋、１２…下段蓋、１３ａ…光学素子配置面、１３ｂ…壁面、１４…光学ハウジング、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ…レーザ光、１６…中間転写ベルト、１７…給紙トレイ、１８…駆動部、１９…本体制御基板、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ…走査線調整機構、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…アクチュエータ。
【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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