JP2017194570A - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙがそれぞれ複数の発光点ＬＤ１，ＬＤ２を有するマルチビーム型の光走査装置において、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙの各発光点ＬＤ１，ＬＤ２から出射される光ビームＢLD1，ＢLD2の並び順序を副走査方向及び主走査方向の双方において一致させる。【解決手段】複数の光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙに設けられる複数の発光点ＬＤ１，ＬＤ２は、主走査方向に対応するＸ方向において同じ並び順序で配置されており、さらに、上記各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙから出射される光ビームＢLD1，ＢLD2の光路に設けられる反射ミラー５１〜５８の数が偶数個である場合と奇数個である場合とで、上記Ｘ方向に直交するＹ方向における複数の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の並び順序が逆になっている。【選択図】図５

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式のカラー画像形成装置に搭載される光走査装置は、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの四色に対応する４つの光源を有している。各光源から出射される光ビームは偏向器により偏向走査されて像担持体の表面に照射され、これにより、像担持体の表面に静電潜像が形成される。

近年のカラー画像形成装置では、高画質化及び高速化の要求に応えるべく、光走査装置の各光源に複数の発光点を設けて各光源から複数の光ビームを出射させるマルチビーム化が進んでいる。上記光走査装置では、各光源から出射される光ビームの光路を限られた空間内に収めるために、各光源から出射される光ビームを複数の反射ミラーにより複数回折り返して像担持体に照射するようにしている。

しかし、光走査装置の各光源とそれぞれの光源に対応する像担持体との位置関係は同じではないので、各光源ごとに光ビームの折返し回数、つまり光ビームの光路に配置される反射ミラーの数が異なる。この反射ミラーの数が偶数個である場合と奇数個である場合とでは、各発光点から出射される光ビームの副走査方向（主走査方向に直交する方向）の並びが逆になってしまう。光ビームの副走査方向の並びが逆になると、各光源を駆動する回路基板の構成が複雑になってしまう。そこで、特許文献１に示す光走査装置では、光路上に配置される反射ミラーの数が偶数個である場合と奇数個である場合とで、各光源を１８０°反転させる（一対の発光点を結ぶ直線が１８０°反転する）ようにしている。

特開２０１０−２０２２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す従来の光走査装置では、反射ミラーの数が偶数個である場合と奇数個である場合とで、各光源の一対の発光点から出射される光ビームの副走査方向の並び順序は同じになるものの、一対の発光点の主走査方向の並び順序が逆になるので各発光点から出射される光ビームの走査開始順序が逆になってしまう。このため、各光源ごとに異なる発光制御が必要になり、各光源を駆動する回路基板の構成が複雑になるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各光源がそれぞれ複数の発光点を有するマルチビーム型の光走査装置において、その構成に工夫を凝らすことで、各光源の各発光点から出射される光ビームの並び順序を副走査方向及び主走査方向の双方において一致させるようにすることにある。

本発明に係る光走査装置は、互いに間隔を空けて並ぶ複数の発光点を有する複数の光源と、該複数の光源の各発光点からそれぞれ出射される複数の光ビームを偏向走査させる偏向器と、該偏向器にて反射された後の光ビームを反射して像担持体へと導く反射ミラーとを備えている。

そして、上記複数の光源は、該各光源に設けられる複数の発光点の並び順序が主走査方向に対応するＸ方向において同じになるように配置されており、さらに、上記複数の光源は、該各光源から出射される光ビームの光路に設けられる反射ミラーの数が偶数個である場合と奇数個である場合とで、該各光源に設けられる複数の発光点の並び順序が、上記Ｘ方向に直交するＹ方向において逆になるように配置されている。

本発明によれば、各光源がそれぞれ複数の発光点を有するマルチビーム型の光走査装置において、各光源の各発光点から出射される光ビームの並び順序を副走査方向及び主走査方向の双方において一致させることができる。延いては、各光源を駆動するための駆動基板の回路構成が複雑化するのを防止することができる。

図１は、本実施形態における光走査装置を備えた画像形成装置を示す概略図である。 図２は、光走査装置の筐体内部の構成を示す斜視図である。 図３は、図２のIII線断面図である。 図４は、ポリゴンミラーにより反射されたレーザービームの光路を示す概略図である。 図５は、４つの光源を基板側から見た概略図である。 図６は、感光体ドラムの周面におけるレーザービームの照射位置を示す模式図である。 図７は、比較例１における図５相当図である。 図８は、比較例１の光走査装置におけるレーザービームの走査位置を示す模式図であって（a）は反射ミラーの数が偶数個である場合を示し、（ｂ）は反射ミラーの数が奇数個である場合を示している。 図９は、比較例２における図５相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置１の概略構造を示す断面図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、図１に示すように、中間転写ベルト７と、一次転写部８及び二次転写部９と、定着装置１１と、光走査装置１５と、複数の画像形成部１６とを備えている。

画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙等のシート（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第一用紙搬送部２１が設けられている。第一用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の左側には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５の右側には第二用紙搬送部２２が設けられている。第二用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第一用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第二用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザ光を画像形成部１６へ照射する。画像形成部１６は、光走査装置１５の上方に例えば４つ設けられている。各画像形成部１６の上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。

４つの画像形成部１６は、図１に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成部１６では、光走査装置１５によって照射されたレーザ光により原稿画像の静電潜像がそれぞれ感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙに形成され、この静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。

一次転写部８は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部８は、画像形成部１６により形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に一次転写する転写ローラーを有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、所定のタイミングで各画像形成部１６のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。

二次転写部９は、図１に示すように、中間転写ベルト７の右側に配置された転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、第一用紙搬送部２１から送られてきた用紙にトナーと逆極性の転写バイアス電圧を印加することによって、トナー像を中間転写ベルト７から用紙へ転写するようになっている。

定着装置１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着装置１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着装置１１へ搬送する第三用紙搬送部２３が形成されている。定着装置１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着装置１１は、第三用紙搬送部２３から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。

定着装置１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着装置１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙を再び二次転写部９へ搬送する。

＜光走査装置＞
図２に示すように、光走査装置１５は、４つの光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙと、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙから出射されたレーザービームが入射する回転多面鏡としてのポリゴンミラー３６と、ポリゴンミラー３６を収容する箱状の筐体３１とを備えている。尚、図２では、筐体３１を閉塞する蓋部材（不図示）を取り外した状態を示している。

ポリゴンミラー３６は、ポリゴンモーター３７を介して筐体３１の底部に設けられている。ポリゴンミラー３６は、例えば正六角形状に形成されていて、ポリゴンモーター３７により回転駆動される。また、筐体３１の内部には、ポリゴンミラー３６により反射されたレーザビームの光路に設けられた結像レンズ（ｆθレンズ）３８が収容されている。結像レンズ３８は、ポリゴンミラー３６の側方において筐体３１の底部に設置されている。

４つの光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙは、図２の左側から右側に向かって順に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応している。各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙはそれぞれ、筐体３１の側壁部に形成された貫通孔３１ａ内に配置されている。この側壁部の筐体外方側の面には光源駆動回路基板３３が固定されており、上記４つの光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙはこの光源駆動回路基板３３に実装されている。

４つの光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙはそれぞれ、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２（図５参照）を有するレーザーダイオードにより構成されている。各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙは外観が円筒状をなしており、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２は、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙの先端面から露出している。一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２は、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙの軸心方向から見て該軸心Ａを挟んで点対称に配置されている。そうして、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙはそれぞれ一対のレーザービームを出射するようになっている。

各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙとポリゴンミラー３６との間には、コリメーターレンズ４０、アパーチャー４１と、第一ミラー４２、第二ミラー４３、第三ミラー４４及びシンドリカルレンズ４５が配置されている。

コリメーターレンズ４０は、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙから出射される複数のレーザービームを平行光に変換するためのレンズである。アパーチャー４１は、レーザービームの広がりを規制するためのものである。シンドリカルレンズ４５は、レーザービーム群を集光してポリゴンミラー３６に導くためのレンズである。各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙと、それぞれに対して設けられたコリメーターレンズ４０、アパーチャー４１、及び第一ミラー４２とは、筐体３１の底面からの高さが異なるように階段状に配置されている（図３参照）。

各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙから出射された一対のレーザービームは、コリメーターレンズ４０によって平行光にされた後、アパーチャー４１を通過することによりビームの広がりが規制され、その後、第一ミラー４２により反射される。第一ミラー４２によって反射されたレーザービームは、第二ミラー４３及び第三ミラー４４によって反射され、シンドリカルレンズ４５に入射する。このシンドリカルレンズ４５に入射した複数のレーザービームは互いに集光される。集光されたレーザービームは、ポリゴンミラー３６により反射され、結像レンズ３８を通過することによって感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ上で結像する。感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙの表面で結像された走査光は、ポリゴンミラー３６の回転によって各感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙの表面を主走査方向に走査し、各感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙの回転によって副走査方向に走査して各感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙの表面に静電潜像を形成する。

図４に示すように、ポリゴンミラー３６と、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙに対応する各感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙとの間の光路上には、上記結像レンズ３８の他に、第一〜第八反射ミラー５１〜５８が配置されている。第一及び第二反射ミラー５１，５２は、光源３２Ｂと感光体ドラム２５Ｂとの間の光路に設けられ、第三及び第四反射ミラー５３、５４は、光源３２Ｍと感光体ドラム２５Ｍとの間の光路に設けられ、第五〜第七反射ミラー５５〜５７は、光源３２Ｃと感光体ドラム２５Ｃとの間の光路に設けられ、第八反射ミラー５８は、光源３２Ｙと感光体ドラム２５Ｙとの間の光路に設けられている。各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙから出射されたレーザービームは、ポリゴンミラー３６により反射された後、各反射ミラー５１〜５８により折り返されて各感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙへと導かれる。このように、複数の反射ミラー５１〜５８を設けることにより光路全体をコンパクト化して光走査装置１５の小型化を図っている。

ここで、４つの光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙのそれぞれに対して設けられる反射ミラーの数を比較すると、光源３２Ｂ及び光源３２Ｍに対しては偶数個の反射ミラーが配置されているのに対して、光源３２Ｃ及び光源３２Ｙに対しては奇数個の反射ミラーが配置されている。

このため、例えば図７の比較例１に示すように、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙにおける一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の位置関係が同じに設定されていると、光源３２Ｂ，３２Ｍから出射されて偶数個の反射ミラーにより折り返されるレーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2（図８（ａ）参照）と、光源３２Ｃ，３２Ｙから出射されて奇数個の反射ミラーにより折り返されるレーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2（図８（ｂ）参照）とで、副走査方向（主走査方向に直交する方向）のレーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2の並び順序が逆になってしまう。このため、レーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2の折り返し回数が偶数回である光源３２Ｂ，３２Ｍと奇数回である光源３２Ｃ，３２Ｙとで異なる制御、具体的には発光点ＬＤ１と発光点ＬＤ２を点灯させる順序の変更が必要となり、光源駆動回路基板３３に実装される駆動回路の構成が複雑になるという問題がある。

これに対して本実施形態では、図５に示すように、レーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2の折り返し回数が偶数回である光源３２Ｂ，３２Ｍと奇数回である光源３２Ｃ，３２Ｙとで、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の位置関係を異ならせるようにしている。

具体的には、光源３２Ｂ，３２Ｍにおける一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の軸心を結ぶ直線をＬ１とし、光源３２Ｃ，３２Ｙにおける一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の軸心を結ぶ直線をＬ２とし、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙの軸心を通り且つ主走査方向に対応する方向（Ｘ方向と定義する）に延びる直線をＬ３としたとき、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが直線Ｌ３に対して同じ角度で逆向きに傾斜するようになっている。すなわち、直線Ｌ３に対する直線Ｌ１の傾斜角度をθとしたとき、直線Ｌ３に対する直線Ｌ２の傾斜角度は−θである。直線Ｌ１と直線Ｌ２とは、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙの軸心を通るとともに直線Ｌ３に対して線対称な位置関係にあるとも言える。

ここで、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２のＸ方向の並び順序は、レーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2の折り返し回数が偶数回である光源３２Ｂ，３２Ｍと奇数回である光源３２Ｃ，３２Ｙとで同じになっている。一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２のＹ方向（Ｘ方向に直交する方向）の並び順序は、光源３２Ｂ，３２Ｍと光源３２Ｃ，３２Ｙとで同じになっている。各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙにおいて、直線Ｌ３から各発光点ＬＤ１，ＬＤ２までの距離は互いに等しい。

このように本実施形態では、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙの光路に設けられる反射ミラーの数が偶数個である場合（光源３２Ｂ，３２Ｍ）と奇数個である場合（光源３２Ｃ，３２Ｙ）とで、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２のＹ方向における並び順序が逆なっている。したがって、各感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙの表面におけるＹ方向（主走査方向に直交する方向）のレーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2の並び順序を、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙの光路に配置された反射ミラーの数に拘わらず一致させることができる（図６参照）。よって、各光源３２Ｂ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｙを駆動する駆動回路の構成を簡素化することができる。

ところで、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２は、Ｘ方向の位置が異なるため、感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ上におけるＸ方向の同じ位置を照射するためには、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の発光タイミングをずらす必要がある。したがって、例えば反射ミラーの数が偶数個である場合（光源３２Ｂ，３２Ｍ）と奇数個である場合（光源３２Ｃ，３２Ｙ）とで軸心Ａを支点に一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２を１８０°回転させた比較例２（図９参照）のように、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の並び順序がＸ方向において逆になる例では、反射ミラーの数が偶数個である場合の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の発光タイミングの関係と反射ミラーの数が奇数個である場合の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の発光タイミングの関係とを逆にする必要がある。これに対し、本実施形態では、一対の発光点ＬＤ１，ＬＤ２は、主走査方向に対応するＸ方向においては同じ並び順序で配置されているため、反射ミラーの数が偶数個である場合の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の発光タイミングの関係と反射ミラーの数が奇数個である場合の発光点ＬＤ１，ＬＤ２の発光タイミングの関係とを同じにすることができる。よって各光源駆動回路の構成をより一層簡素化することができる。

また、本実施形態では、上記直線Ｌ１と直線Ｌ２とが直線Ｌ３に対して同じ角度で逆向きに傾斜しているので、各感光体ドラム２５Ｂ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ上における一対のレーザービームＢ_LD1，Ｂ_LD2の副走査方向の間隔を一致させることができる。

上記実施形態では、光走査装置１５をカラープリンターに搭載した例を説明したが、これに限ったものではなく、光走査装置１５は、ファクシミリ、複写機、複合機（ＭＦＰ）等の他の画像形成装置１に搭載されていてもよい。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

Ｂ_LD1 レーザービーム（光ビーム）
Ｂ_LD2 レーザービーム（光ビーム）
ＬＤ１ 発光点
ＬＤ２ 発光点
Ｌ１ 複数の発光点を結ぶ直線
Ｌ２ 複数の発光点を結ぶ直線
Ｌ３ 軸心を通り且つ主走査方向に延びる直線
１ 画像形成装置
１５ 光走査装置
２５Ｂ 感光体ドラム（像担持体）
２５Ｃ 感光体ドラム（像担持体）
２５Ｍ 感光体ドラム（像担持体）
２５Ｙ 感光体ドラム（像担持体）
３２Ｂ 光源
３２Ｃ 光源
３２Ｍ 光源
３２Ｙ 光源
３６ ポリゴンミラー
５１〜５８ 反射ミラー

Claims (3)

1. 互いに間隔を空けて並ぶ複数の発光点を有する複数の光源と、該複数の光源の各発光点からそれぞれ出射される複数の光ビームを偏向走査させる偏向器と、該偏向器にて反射された後の光ビームを反射して像担持体へと導く反射ミラーとを備えた光走査装置であって、
   上記複数の光源は、該各光源に設けられる複数の発光点の並び順序が主走査方向に対応するＸ方向において同じになるように配置されており、
   さらに、上記複数の光源は、該各光源から出射される光ビームの光路に設けられる反射ミラーの数が偶数個である場合と奇数個である場合とで、該各光源に設けられる複数の発光点の並び順序が、上記Ｘ方向に直交するＹ方向において逆になるように配置されている、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記複数の光源の光路に設けられる反射ミラーの数が偶数個である場合と奇数個である場合とで、各光源における複数の発光点を結ぶ直線が、各光源の軸心を通り且つ上記Ｘ方向に延びる直線に対して同じ角度で且つ逆向きに傾斜するように、上記複数の光源が配置されている、光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
   

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