JP2004258182A

JP2004258182A - Optical scanning device and image forming apparatus with it

Info

Publication number: JP2004258182A
Application number: JP2003047367A
Authority: JP
Inventors: Masahito Yokoyama; 雅人横山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain superior alignment accuracy by reducing the adjustment resolution to shift of resist in sub scanning directions. SOLUTION: A pair of eccentric cams 8, 8 in which each support shaft 46, 46 orthogonal to main scanning directions (arrow E directions) and orthogonal even to sub scanning directions (arrow C directions) is centered to be rotated and of which the cam faces 8a are in contact with lower surfaces of the both end portions of each lens case 16, and optical element sub scanning position adjusting mechanisms 30 having pressing plates 47 for adjusting eccentric amounts of the cams 8, 8 and feed screws 48 are provided on both end portions of the imaging lenses 69, 70, 71, 72, thereby the both end portions in the length directions of the imaging lenses 69-72 can be adjusted minutely in the sub scanning directions. COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、像担持体の被走査面上に光ビームを照射して潜像を書き込む光走査装置とそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば複数の像担持体の被走査面上に光ビームをそれぞれ照射してそこに潜像を書き込む光走査装置を搭載したカラーの画像形成装置として、カラー複写機，プリンタ，ファクシミリ，プロッタ等がある。
これらの画像形成装置に搭載される光走査装置は、像担持体の被走査面上に形成される走査線のずれ（相対的位置関連特性）を防止することが望まれている。その走査線のずれとしては、図１５〜図２０に示すようなものがある。
なお、図１５〜図２０は、それぞれ転写紙Ｐ上に形成された画像の主走査方向に延びる直線を破線で、ずれのない理想位置の主走査方向に延びる直線を実線でそれぞれ示している。また、図１６〜図２０に示した実線と破線は、本来はそれらの各線が互いに重なり合う部分があるが、図示の都合上、破線を実線に対し副走査方向にあえて若干ずらした位置に図示している。
【０００３】
図１５は、形成した画像の主走査方向に延びる直線（走査線）が副走査方向に平行にずれる場合（レジストずれ）であり、このようなズレは、光走査装置の光路上に設けられている各レンズ等の光学素子自身の副走査方向性能や、その各光学素子の幾何学的な配置精度、さらにはその各光学素子やそれを保持する部材の熱膨張による変位に起因して生じる。
図１６は、主走査方向に直線状に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線が副走査方向に傾斜する場合であり、これは上記光学素子自身の副走査方向性能や、その各光学素子の幾何学的な配置精度に起因して生じる。
図１７は、主走査方向に直線状に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線が副走査方向に湾曲する場合であり、これは上記光学素子自身の副走査方向性能や、各光学素子の幾何学的な形状の精度や変形に起因して生じる。
【０００４】
図１８は、主走査方向に直線状に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線の書き出し位置が主走査方向にレジストずれを生じる場合であり、これは光走査装置が有するポリゴンミラーに複数設けられている各ミラーの面傾斜が異なる場合や、画像形成のモードによって光量が異なることによって生じる。また、１回の光走査で複数個のレーザダイオード（ＬＤ）を使用して副走査方向にＮ本の走査線を形成するマルチビーム走査方法の場合に、各ＬＤ波長が微妙に異なること等によっても生じる。
図１９は、主走査方向に直線状に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線が倍率ずれを生じて走査線の長さが主走査方向に異なる場合であり、これは上記光学素子自身の副走査方向性能や、その各光学素子の幾何学的な配置精度に起因して生じる。さらにはその各光学素子やそれを保持する部材の熱膨張による変位に起因して生じたり、上述したマルチビーム走査方法の場合に、各ＬＤ波長が微妙に異なること等によっても生じる。
【０００５】
図２０は主走査方向の走査速度が微視的に異なることにより理想的な主走査方向の位置に対して実際に書き込まれる走査線の位置が一致しない場合であり、これは上記光学素子自身の主走査方向性能や、その各光学素子の幾何学的な配置精度に起因して生じる。さらにはその各光学素子やそれを保持する部材の熱膨張による変位に起因して生じたりもする。
従来の光走査装置では、上述した走査線のずれのうち、例えば図１５のずれに対しては副走査方向に関して発光タイミングを調整することにより対応したりしており、それによりカラーの画像形成装置の場合には各色間の位置合わせを行っている。
また、従来の光走査装置で、走査線の副走査方向の位置を変更可能にしたものとして、例えば特許文献１に記載されているものがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１４２０１２号公報（第３頁、図３）
【０００７】
この特許文献１には、光路上に設けられたミラーの長手方向の中央下部に、ロッドの先端に設けた半球状に形成した部分をバネの付勢力により押し当て、そのロッドの後端側をギヤを介してステッピングモータのギヤ部に噛み合わせ、そのステッピングモータを回転させることによりロッドを進退させて、そのロッドの移動量に応じて上記ミラーの副走査方向の反射角度を変えるようにした光走査装置が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光走査装置が行っている発光タイミングの調整により走査線の副走査方向のレジストずれを調整する方法の場合には、調整最小分解能が主走査方向１走査分であり、例えば６００ｄｐｉの場合には約４２．３μｍと大きくなるため、位置合わせ精度が低下する。
また、特許文献１に記載のものは、ステッピングモータを回転させることにより複数のギヤを回転させてロッドを軸方向に進退させ、そのロッドの移動によりミラー中央下端部の位置を変えることによりそのミラーの副走査方向の反射角度を変える構成であるため、ミラーの変位角度に対するミラーの副走査方向の変化量が大きくなり、それにより分解能が大きくなってしまうという問題点があった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、副走査方向のレジストずれに対する調整分解能を小さくして優れた位置合わせ精度が得られるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、主走査方向を長手側として配設されて光源から出射された光ビームを通す光学素子と、その光学素子を副走査方向に移動可能に保持する光学素子保持手段と、上記光学素子の長手方向の両端部にそれぞれ配設されて主走査方向に直交すると共に副走査方向に直交する各支軸を中心に回転して外周面が上記光学素子の両端部にそれぞれ接する２つの偏心部材と、その偏心部材の偏心量をそれぞれ調整する偏心量調整部材とを備え、上記偏心部材を回転させたときに変化する上記偏心量に応じて上記光学素子の両端部が副走査方向に変位する光学素子副走査位置調整機構とを設けて光走査装置を構成したものである。
【００１０】
また、主走査方向を長手側として配設されて光源から出射された光ビームを通す光学素子と、その光学素子を副走査方向に移動可能に保持する光学素子保持手段と、上記光学素子の長手方向の両端部に配設されてその両端部を副走査方向に変位させる光学素子副走査位置調整機構とを設け、その光学素子副走査位置調整機構が、電気的に駆動されて上記光学素子の長手方向の両端部をそれぞれ副走査方向に変位させるアクチュエータからなるようにして光走査装置を構成する。
さらに、上記の光学素子副走査位置調整機構がアクチュエータからなる光走査装置を備え、その光走査装置を使用して像担持体上に画像を形成する画像形成装置であって、上記像担持体上に形成した画像の位置を主走査方向に間隔を置いて複数設けたセンサで読み取り、その複数のセンサが読み取った画像の位置情報に応じて上記アクチュエータを駆動して像担持体上に形成される画像の副走査方向のずれを補正制御する手段を設けた画像形成装置も提供する。
【００１１】
また、上記いずれかの光走査装置を備えたカラーの画像形成装置であって、Ｎ個の像担持体を有し、上記光走査装置はＮ個の光路を有していてそのＮ個の光路を使用してＮ個の像担持体上にそれぞれ潜像を形成可能であり、Ｎ個の光路のうちＮ−１個の各光路に上記光学素子副走査位置調整機構をそれぞれ設けたカラーの画像形成装置も提供する。
さらに、上記いずれかの光走査装置を備えたカラーの画像形成装置であって、Ｎ個の像担持体を有し、上記光走査装置は単一の光路のみを有しその光走査装置をＮ個備え、そのＮ個の光走査装置を使用してＮ個の像担持体上にそれぞれ潜像を形成可能であり、Ｎ−１個の光走査装置に上記光学素子副走査位置調整機構をそれぞれ設けたカラーの画像形成装置も提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施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が有する光学素子副走査位置調整機構を説明するための斜視図、図２は同じくその光走査装置の構成を示す平面図、図３は同じくその光走査装置を複数の感光体ドラムと共に示す縦断面図、図４は同じくその光走査装置を搭載したカラーの画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
図４に示す画像形成装置は、複数の像担持体である光導電性の感光体ドラム５を装置本体１内に並列配置したフルカラーの画像形成装置であり、この４つの感光体ドラム５は、同図で右から順にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した画像を形成するようになっている（色の順はこれ以外に任意に設定することができる）。
【００１３】
その４つの感光体ドラム５の各々の周囲には、電子写真プロセスにより画像形成を行うための帯電部（図示のものは帯電ローラであるが、帯電ブラシ，帯電チャージャ等であってもよい）１４と、現像装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、クリーニング装置２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄをそれぞれ設けている。
そして、その各感光体ドラム５の上方には、各帯電部１４によりそれぞれ帯電された各感光体ドラム５の帯電面を光ビームによりそれぞれ露光する光走査装置６を設けている。また、装置本体１内の略中央に、転写搬送ベルト２３を複数のローラ間に矢示Ａ方向に回動可能に張装し、その転写搬送ベルト２３のベルト上面が４つの感光体ドラム５にそれぞれ接するようにしている。
その転写搬送ベルト２３の裏面で、各感光体ドラム５に対向する位置には転写装置（図４には転写ローラを図示しているが転写ブラシでもよい）７をそれぞれ配置している。
【００１４】
さらに、転写搬送ベルト２３の転写紙搬送方向下流側には、画像が転写された転写紙の画像を定着する定着装置９を設けている。そして、その定着装置９の転写紙搬送方向下流側には、反転搬送路２０を分岐させて形成し、そこに搬送した転写紙Ｐを排紙ローラ対２５により排紙トレイ２６上に排出可能にしている。
一方、装置本体１内の下部には、上下２段にサイズの異なる転写紙Ｐを収納可能な給紙カセット１１と１２を、それぞれ配設している。
さらに、装置本体１の右側面には、手差しトレイ１３を矢示Ｂ方向に開閉可能に設け、その手差しトレイ１３を開放することにより、そこから手差し給紙ができるようにしている。
【００１５】
この画像形成装置は、光走査装置６の複数の光源から出射された光ビームを、並設された４個の感光体ドラム５上にそれぞれ照射してそこに潜像の書き込みを行い、その各感光体ドラム５上に形成した潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる４色の現像剤（例えば、トナー）でそれぞれ現像して可視像化する。
一方、給紙カセット１１，１２あるいは手差しトレイ１３から転写紙Ｐを所定のタイミングで給紙し、それが転写搬送ベルト２３上に担持されて搬送されると、その転写紙Ｐ上に各感光体ドラム５上のトナー像を順次重ね合わせ状態に転写していき、その転写材Ｐ上のトナー像を定着装置９で定着し、その転写材Ｐを機外あるいは排紙トレイ２６上に排出する。
【００１６】
光走査装置６は、主走査方向を長手側として図２に示すハウジング５０内に配設されて各光源ユニット５２，５３，５４，５５から出射された光ビームをそれぞれ通す図３に示す各光学素子である結像用レンズ６９，７０，７１，７２を設けている。
また、この光走査装置６は、結像用レンズ６９，７０，７１，７２を図１（４つの結像用レンズ６９，７０，７１，７２付近の各構成を、１つの図面で共用して説明している）に示すそれぞれ副走査方向となる矢示Ｃ方向に移動可能に保持する光学素子保持手段を設けている。
その光学素子保持手段としては、この実施の形態ではハウジング５０（図２，図３参照）に形成している対のハウジング取付部５０ａ，５０ａと、結像用レンズのレンズケース１６の両端部下面を下側からそれぞれ支持する偏心カム８，８と、そのレンズケース１６の両端部上面を上側からそれぞれ押える押えバネ４５Ａ，４５Ｂ等が機能する。
【００１７】
また、この光走査装置６は、結像用レンズ６９，７０，７１，７２の長手方向の両端部にそれぞれ配設されて主走査方向（矢示Ｅ方向）に直交すると共に副走査方向（矢示Ｃ方向）に直交する各支軸４６，４６を中心に回転して外周面となるカム面８ａが結像用レンズ６９，７０，７１，７２の各レンズケース１６の両端部下面にそれぞれ接する対をなす（２つ）偏心部材である偏心カム８，８と、その偏心カム８，８の偏心量をそれぞれ調整する押圧プレート４７と送りネジ４８（図１では奥側のものは見えない）とからなる偏心量調整部材とを備え、その各偏心カム８を回転させたときに変化する上記偏心量に応じて各結像用レンズ６９，７０，７１，７２の両端部が矢示Ｃの副走査方向に変位する光学素子副走査位置調整機構３０を設けている。
【００１８】
この光走査装置６は、図２に示すように一つのハウジング５０内に、４つの各光源ユニットから出射される各光ビームを対称な２方向に振り分けて偏向走査する光偏向器６２と、その光偏向器６２を中心にして２方向に対称に配置され、光偏向器６２により偏向走査された４本の光ビームをそれぞれ対応する図３に示す感光体ドラム５の被走査面上に導き結像する結像用レンズ６３，６４、及び前述した各結像用レンズ６９，７０，７１，７２からなる光学素子（光学系）と、複数の光路折り返し用のミラー６５，６６，６７，６８，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０等からなる光学部材とを収納している。
【００１９】
そのハウジング５０は、光偏向器６２や上述した光学系が配設される基盤５０Ａと、その基盤５０Ａの周囲を囲む枠状の側壁５０Ｂとを有しており、その基盤５０Ａが側壁５０Ｂの内側に位置してハウジング５０を上下に仕切る構造になっている。
そして、図２に示した４つの光源ユニット５２，５３，５４，５５が、ハウジング５０の側壁５０Ｂにそれぞれ配置され、光偏向器６２がハウジング５０の基盤５０Ａの略中央部に配置されている。
また、図３に示したように、結像用レンズ６３，６４，６９，７０，７１，７２、及び光路折り返し用のミラー６５，６６，６７，６８，７３，７４，７５，７６，７７，７８，７９，８０は、基盤５０Ａの上面側と下面側に分かれてそれぞれ配設されている。
【００２０】
なお、ハウジング５０の上部と下部にはカバー８８，８７が取り付けてあり、下部側のカバー８７には各光ビームを通過する開口がそれぞれ形成されていて、その各開口には防塵ガラス８３，８４，８５，８６がそれぞれ取り付けられている。
なお、結像用レンズ６９，７０，７１，７２は、長尺トロイダルレンズ（ＷＴＬ）と呼ばれるレンズであり、走査線の位置を副走査方向に補正するパワーを持っている。
【００２１】
この光走査装置６は、図示しない原稿読み取り装置（スキャナ）あるいは画像データ出力装置（パーソナルコンピュータ，ワードプロセッサ，ファクシミリの受信部等）から入力される色分解された画像データを光源駆動用の信号に変換し、その信号にしたがって図２の各光源ユニット５２，５３，５４，５５内の光源となる半導体レーザ（ＬＤ）を駆動して、そこからそれぞれ光ビームを出射する。
その光源ユニット５２，５３，５４，５５からそれぞれ出射された各光ビームは、面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ５６，５７，５８，５９を通り、直接あるいはミラー６０，６１を介して光偏向器６２に至り、その各光ビームは図３に示すポリゴンモータ２１により等速回転される上下２段のポリゴンミラー６２ａ，６２ｂにより対称な２方向に偏向走査される。
なお、この実施の形態では、ポリゴンミラーは上段のミラーで２本の光ビームを偏向走査し、下段のミラーで他の２本の光ビームを偏向走査する上下２段に分けたミラー構成になっているが、１つの厚めのポリゴンミラーで４つの光ビームを偏向走査する構成にしてもよい。
【００２２】
光偏向器６２のポリゴンミラー６２ａ，６２ｂにより２ビームづつ２方向に偏向走査された光ビームは、例えば上下２層構成の走査線の位置を主走査対応方向に補正するパワーを持ったｆθレンズからなる上述した第１の結像用レンズ６３，６４をそれぞれ通過し、第１の折り返し用のミラー６５，６６，６７，６８により折り返されて基盤５１の開口部を通過した後、例えば走査線の位置を副走査対応方向に補正するパワーを持った、長尺トロイダルレンズ（ＷＴＬ）からなる第２の結像用レンズ６９，７０，７１，７２を通過し、第２の折り返し用のミラー７３，７５，７７，７９、第３の折り返し用のミラー７４，７６，７８，８０、及び防塵ガラス８３，８４，８５，８６を介して各色に対応する感光体ドラム５の被走査面上に照射され、そこに静電潜像が書き込まれる。
【００２３】
なお、この光走査装置６が有する図２で説明した４つの光源ユニット５２，５３，５４，５５は、光源である半導体レーザ（ＬＤ）と、その半導体レーザの出射光束をコリメートするコリメートレンズとによって構成されていて、それらがホルダに一体に組み込まれた構成になっているが、白黒画像形成時に多用されるブラック用の光源ユニット（例えば符号５４の光源ユニット）を、高速書込を可能とするために２つ以上の光源（ＬＤ）とそれに対応する２つのコリメートレンズを備えたマルチビーム構成にしてもよい。
そのようなマルチビーム構成にした場合には、ハウジング５０の側壁５０Ｂに対して光源ユニットを光軸を中心に回転可能に構成すれば、副走査方向のビームピッチを調整することができ、白黒画像形成時に画素密度（例えば６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉ等）を切り替えることが可能となる。
【００２４】
さらに、４つの各光ビームの光路には、主走査方向の走査開始位置の光束を取り出すための図示しない同期検知用ミラーが設けられており、その同期検知用ミラーにより反射された光束は、図３に示す同期検知器８１，８２により受光され、走査開始の同期信号が出力される。
なお、光偏向器６２によって偏向走査される光ビームの走査方向が主走査方向であり、これは各感光体ドラム５の軸線方向に一致する。また、その主走査方向に直交する方向が副走査方向（感光体ドラム５の移動方向）である。
【００２５】
図１に示したように、光学素子副走査位置調整機構３０の両側の各偏心カム８，８は、結像用レンズ６９，７０，７１，７２の各レンズケース１６の両端部下面をカム面８ａ，８ａでそれぞれ安定して保持可能に、軸線方向（光の透過方向）にある程度の厚みのある部材で形成されていて、その一端面側に中心より偏芯させた位置に支軸４６，４６をそれぞれ圧入により突設している。
その偏心カム８は、図５に示すように外周面となるカム面８ａの一箇所に軸線方向（図５で手前と奥方向）に縦溝８ｂを形成し、その縦溝８ｂに板状の押圧プレート４７の上端部を係合させている。その押圧プレート４７は、矢示Ｅ方向にのみ移動可能に図示しないガイドにより保持されており、その一方の面の略中央には送りネジ４８の先端部が押し当てられ、他方の端面の略中央には送りネジ４８に対向して板バネからなる戻しバネ５１が押し当てられている。
【００２６】
その戻しバネ５１は、ハウジング５０の基盤５０Ａに例えば固定側がネジ２７により固定されている。また、送りネジ４８は、基盤５０Ａに固定したネジ保持部２８に形成されている雌ネジ孔２８ａに螺合している。
各レンズケース１６は、その両端部の背面がハウジング５０の基盤５０Ａに形成されているハウジング取付部５０ａの平面部にそれぞれ接しており、そのレンズケース１６の各端部の上面が各ハウジング取付部５０ａの上面にネジ２９でそれぞれ固定した板バネからなる各押えバネ４５Ａ，４５Ｂ（図１参照）により押えられている。
そのレンズケース１６は、図１に示したように長手方向の略中央の下部に位置決め用の突起３１を突設し、その突起３１をハウジング５０の基盤５０Ａに形成している規制ガイド３２の凹溝３２ａに係合させ、レンズケース１６の長手方向（矢示Ｅの主走査方向）の移動を規制している。
【００２７】
このように、光学素子副走査位置調整機構３０は構成されているので、送りネジ４８を回転させることによりそれを図５の矢示Ｅの軸線方向に進退させると、それに伴って押圧プレート４７が同様に矢示Ｅ方向に、送りネジ４８の回転量に見合った量だけ移動する。
すると、その送りネジ４８の上端は偏心カム８の縦溝８ｂに係合しているので、その送りネジ４８の矢示Ｅ方向への移動により偏心カム８が支軸４６を中心に回転するため、その支軸４６の中心からレンズケース１６の下面に接しているカム面８ａ迄の距離が変化する。したがって、その偏心量の変化に応じた分だけレンズケース１６の送りネジ４８を進退させた側の端部が上下動する。それにより、図１に示した走査線の主走査方向の両端部における副走査方向（図１の矢示Ｃ方向）のずれを、送りネジ４８を回転させることにより調整することができる。なお、両側の各支軸４６，４６は、基盤５０Ａに固定された支軸支持部材４９，４９（図１）により回転可能に支持されているので、各偏心カム８の回転時においても各支軸４６の基盤５０Ａからの高さは変わらない。
【００２８】
この光走査装置６によれば、図１５に示した主走査方向に延びる走査線が副走査方向に平行な状態でずれる場合には、両側の送りネジ４８，４８をそれぞれ同量だけ回転させ、走査線のずれを正す方向に、ずれを生じさせている対応する結像用レンズ６９，７０，７１，７２を上下動させて副走査方向に調整する。
また、図１６に示した主走査方向に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線が副走査方向に傾斜する場合には、副走査方向にずれている側に対応する片側の送りネジ４８のみを回転させて、そのずれを生じさせている結像用レンズ６９，７０，７１，７２について、その一端側のみを上下動させて副走査方向に調整する。
そして、この結像用レンズ６９，７０，７１，７２の両端部あるいは一端側のみの上下動は、光学素子副走査位置調整機構３０の送りネジ４８を回転させることにより押圧プレート４７を移動させ、それにより支軸４６を中心に回転する偏心カム８の偏心量を変えることによって行われる。
したがって、送りネジ４８の回転量に対して結像用レンズ６９，７０，７１，７２の両端部の上下動は極めて僅かであるため、走査線の副走査方向のレジストずれに対する調整分解能を小さくして、優れた位置合わせ精度が得られる。
【００２９】
図６は電気的に駆動制御可能な光学素子副走査位置調整機構を設けた光走査装置の実施形態を示す図１と同様な斜視図、図７は同じくその光学素子副走査位置調整機構の一方の側を一部断面にして示す側面図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による光走査装置は、図１で説明した光走査装置６と、結像用レンズ６９，７０，７１，７２の長手方向の両端部を矢示Ｃの副走査方向に変位させる光学素子副走査位置調整機構４０の構成のみが異なる。
その副走査位置調整機構４０は、光学素子である結像用レンズ６９，７０，７１（結像用レンズ７２にも設けるようにしてもよい）の長手方向の両端部に配設されている。そして、この光学素子副走査位置調整機構４０は、電気的に駆動されて結像用レンズ６９，７０，７１の長手方向の両端部をそれぞれ副走査方向に変位させるアクチュエータ９０からなる。
【００３０】
そのアクチュエータ９０は、図７に示すようにステピングモータ９１と、そのステピングモータ９１の回転軸に固定された雄ネジ９２と、その雄ネジ９２と噛み合う雌ネジ部９３ａを有するアジャスタ９３と、そのアジャスタ９３を矢示Ｃの副走査方向にのみ移動可能に保持するアジャスタ保持部９４を一体に固定したハウジング取付部５０ａ′と、結像用レンズ６９，７０，７１の両端部の上面を押えてバネ圧によりアジャスタ９３側に押圧する押えバネ４５Ａ，４５Ｂ（図６）等からなる。
各アジャスタ９３は、先端側を先細りにしてその先端を略半球状にし、その先端部分を結像用レンズ６９，７０，７１のレンズケース１６の両端部下面にそれぞれ当接させている。このアジャスタ９３は、先細り形状の先端部を除く他の部分を略円柱状とし、その外周面の一部に図８に示すように平面部９３ｂを形成して、断面形状がＤ形をなすようにしている。
【００３１】
一方、アジャスタ保持部９４には、アジャスタ９３のＤ形の断面形状に対応するＤ形状孔９４ａを形成し、そこにアジャスタ９３を嵌入させることにより、そのアジャスタ９３が回転規制されて矢示Ｃの副走査方向にのみ移動するようにしている。
そのアジャスタ９３の中心には、軸線方向に有底の穴が形成されていて、そこに雌ネジ部９３ａを形成している。その雌ネジ部９３ａには、ステピングモータ９１の回転軸に固定している雄ネジ９２が噛み合っている。
なお、この実施の形態では、アクチュエータ９０とハウジング取付部５０ａ′とが、光学素子である結像用レンズ６９，７０，７１を副走査方向に移動可能に保持する光学素子保持手段として機能している。
【００３２】
この実施の形態による光走査装置では、上述した構成の光学素子副走査位置調整機構４０の図６に示した対をなすアクチュエータ９０，９０を、結像用レンズ６９，７０，７１の両端部にそれぞれ独立した状態で電気的に駆動可能に設けているので、各アクチュエータ９０のステッピングモータ９１に駆動用のパルスを送ると、そのパルス数に応じた分だけステッピングモータ９１の回転軸が回転し、それに伴って図７に示した雄ネジ９２が回転することにより、アジャスタ９３が図６の矢示Ｃ方向に移動して、結像用レンズ６９，７０，７１の両端部、あるいは一方の移動させる側の端部の位置が矢示Ｃの副走査方向に微調整される。
【００３３】
したがって、この実施の形態によれば、実際に主走査方向に直線画像（走査線）を形成し、その画像の主走査方向に直線状に延びる理想的な走査線に対する副走査方向のずれを検出し、そのずれ量を正す方向に各アジャスタ９３を各ステッピングモータ９１を電気的に駆動制御することにより移動させれば、結像用レンズ６９，７０，７１の副走査方向のずれを自動調整することができる。
このように、この実施の形態による光走査装置によれば、光学素子副走査位置調整機構４０に電気的に駆動制御可能なアクチュエータ９０，９０を設けているので、走査線の副走査方向のずれを短時間で調整することができる。
【００３４】
図９は像担持体上に形成した画像の位置を複数のセンサで読み取ってその画像のずれを自動的に補正できるようにした画像形成装置の実施形態の転写搬送ベルト付近を示す斜視図である。
この実施形態によるカラーの画像形成装置は、図６乃至図８で説明した光走査装置を備えており、その光走査装置を使用して４つの像担持体である各感光体ドラム５を介して像担持体である転写搬送ベルト２３上に画像を形成する画像形成装置である。
【００３５】
そして、この画像形成装置は、転写搬送ベルト２３上の両端部に形成した位置ずれ検出用の画像であるトナーマーク１１５，１１５の位置を、主走査方向にそのトナーマーク１１５，１１５に対応させて間隔を置いて２個（３個以上にしてもよい）設けたセンサ２４，２４で読み取り、そのセンサ２４，２４が読み取った画像の位置情報に応じて各アクチュエータ９０のステッピングモータ９１をそれぞれ駆動して、転写搬送ベルト２３上に正規の画像形成動作時に形成される画像の副走査方向のずれを補正制御する手段となる信号処理部１２０（図１０参照）を設けている。
なお、図９では煩雑となるため、４個の感光体ドラム５に対して結像用レンズ６９及びそれに対応する光学素子副走査位置調整機構４０を１個のみ図示したが、この実施の形態では結像用レンズ６９及び光学素子副走査位置調整機構４０を、黒色画像用を除く３個の各感光体ドラム５に対応させてそれぞれ設けている（４個の感光体ドラム全てに対応させて設けてもよい）。
【００３６】
２つのセンサ２４，２４は、上述したように主走査方向、すなわち転写搬送ベルト２３の移動方向に対して直交する図９で矢示Ｅ方向に間隔を置いて配列されている。その各センサ２４は、図１１に示すように転写搬送ベルト２３の上面を照射する発光素子１１７と、その発光素子１１７から照射されて透明な転写搬送ベルト２３を透過した光を通過させるスリット１１８ａが形成されたスリット板１１８と、そのスリット１１８ａを通過した光を受光する受光素子１１９とによって構成されている。
なお、この実施の形態では、透明な材質の転写搬送ベルト２３を使用して、発光素子１１７と受光素子１１９をその転写搬送ベルト２３を挾むようにそれぞれ配置しているが、転写搬送ベルト２３が透明でない場合には、スリット板１１８と受光素子１１９とを発光素子１１７と同じ側に配置し、転写搬送ベルト２３のベルト面で反射されてスリット１１８ａを通過した光を受光素子１１９で受光するように構成する。
【００３７】
走査線の位置ずれ検出用のトナーマーク１１５は、転写搬送ベルト２３上で両側のセンサ２４，２４にそれぞれ対向させた位置に形成するが、そのトナーマーク１１５は、図１３に示すように主走査方向（矢示Ｅ方向）に平行な直線状のトナーマークである横線マーク１１５ａと、その横線マーク１１５ａに対して斜めに傾斜した直線状のトナーマークである斜め線マーク１１５ｂとからなる。
このトナーマーク１１５は、４本の横線マーク１１５ａと４本の斜め線マーク１１５ｂとからなり、そのそれぞれ４本の横線マーク１１５ａと斜め線マーク１１５ｂは、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のトナーで形成された直線状のマークであり、それを転写搬送ベルト２３の移動方向に沿って複数個並べて形成する。
なお、図１３に示したように、４本の横線マーク１１５ａと４本の斜め線マーク１１５ｂを２組続けた領域が、各感光体ドラム５（図９参照）の半周分に相当する。
【００３８】
一方、スリット板１１８のスリット１１８ａは、トナーマーク１１５の横線マーク１１５ａと同じ向きに形成された横スリットと、斜め線マーク１１５ｂと同じ向きに傾斜されて形成された傾斜スリットとを有する×印状に切り取られた溝であり、その横スリットと傾斜スリットの各溝幅は、図１２に示すようにそれぞれ寸法ａに形成されている。また、その横スリットと傾斜スリットのそれぞれ溝長さは、共に寸法ｂに形成されている。
そして、トナーマーク１１５の横線マーク１１５ａと斜め線マーク１１５ｂの幅寸法（線の太さ）は、共に図１２に示した横スリットと傾斜スリットの溝幅寸法ａと同一に形成するが、その横線マーク１１５ａと斜め線マーク１１５ｂの長さ寸法は、横スリットと傾斜スリットのそれぞれの溝長さ寸法ｂよりも長く形成する。
【００３９】
このように、転写搬送ベルト２３の両端部には、図１３に示したように４本の横線マーク１１５ａと４本の斜め線マーク１１５ｂとからなるトナーマーク１１５が、両側のセンサ２４，２４に対応してそれぞれ連続して形成されるので、転写搬送ベルト２３が矢示Ｇの副走査方向に移動すると、それに伴って両側の各トナーマーク１１５，１１５が各スリット１１８ａ，１１８ａ上を順次通過していく。
その際、図１１に示した受光素子１１９は、トナーマーク１１５の横線マーク１１５ａ又は斜め線マーク１１５ｂのいずれも形成されていない部分に対応する位置になったときには、透明な転写搬送ベルト２３を通した光をそのまま受光する。逆に、トナーマーク１１５がスリット１１８ａの位置と一致する部分に対応する位置になったときには、そのトナーマーク１１５により遮光された光を受光する。
【００４０】
したがって、両側の受光素子１１９，１１９の各出力をそれぞれ時系列にしたがって処理することで、両側のトナーマーク１１５の４本の横線マーク１１５ａと４本の斜め線マーク１１５ｂの通過タイミングが全てわかるので、転写搬送ベルト２３上での各色間の横線マーク１１５ａと斜め線マーク１１５ｂのそれぞれ間隔から、各色間の走査線の位置ずれを知ることができる。
すなわち、横線マーク１１５ａの間隔から、図１５で説明した走査線の副走査方向のずれ（副走査レジストずれ）を検出することができる。また、同一の主走査線上に形成された２つの横線マーク１１５ａの検出信号を組み合わせることにより図１６で説明した走査線の傾きずれを検出することができる。さらに、斜め線マーク１１５ｂの検出信号により、図１８で説明した走査線の主走査方向レジストずれや、図１９で説明した走査線の倍率ずれを検出することができる。
この走査線のずれの検出は、図１０に示した信号処理部１２０が行う。
【００４１】
その信号処理部１２０は、両側の各受光素子１１９から信号をそれぞれ入力する。なお、図１０では図示の簡略化のため、受光素子１１９及びその入力系を１つだけ図示しているが、実際には両側の受光素子１１９，１１９からの信号入力系が２つ存在する。
信号処理部１２０は、受光素子１１９から入力した検出信号をＡＭＰ（アンプ）１２１で増幅し、それをフィルタ１２２により位置ずれ検出用のトナーマーク１１５の信号成分のみを通過させる。その信号は、Ａ／Ｄ変換器１２３によりアナログデータからデジタルデータに変換され、そのデータのサンプリングは、サンプリング制御部１２４によって制御され、サンプリングされたデータはＦＩＦＯメモリ１２５に格納される。
【００４２】
一通りの位置ずれ検出用のトナーマーク１１５の検出が終了すると、その後、ＦＩＦＯメモリ１２５に格納されているデータはＩ／Ｏポート１２６を介し、データバス１２７によりＣＰＵ１２８及びＲＡＭ１２９にロードされ、適当な演算処理が行われ、各種のずれ量が算出される。そして、そのずれ量を解消するための演算処理が行われ、その演算処理の結果がＲＡＭ１２９に格納され、画像形成時にはその演算処理の結果に基づいて画像形成の制御が行われる。
ＲＯＭ１３０には、ずれ量を演算するためのプログラムをはじめ、各種プログラムが格納してある。なお、アドレスバス１３１によってＲＯＭアドレス、ＲＡＭアドレス、各種入出力機器の指定を行っている。
また、ＣＰＵ１２８は、受光素子１１９からの検出信号を適当なタイミングでモニタしており、転写搬送ベルト２３及び発光素子１１７などの劣化が起っても確実に検出できるように発光量を制御しており、受光素子１１９からの受光信号のレベルが常に一定となるように制御している。
【００４３】
このように、信号処理部１２０は、トナーマーク１１５の検出結果に応じて信号処理を行うことにより、各色の走査線の位置ずれに対応した位置ずれ調整を、図９に示した光学素子副走査位置調整機構４０の両側のステッピングモータ９１，９１を位置ずれに応じた量（ステップ数に換算）だけ駆動することにより自動的に行う。
その具異的な位置ずれ調整は、図１５で説明した走査線が副走査方向に平行にずれている場合には、両側のステッピングモータ９１，９１を共にずれ量に対応する量（ステップ数）だけ同量回転させる。また、図１６で説明した走査線が副走査方向に斜めに傾斜してずれている場合には、そのずれが生じている一方の側に対応する片側のステッピングモータ９１のみを、そのずれ量に対応するステップ数だけ回転させる。このようにすることで、各色の走査線の副走査方向のずれを自動調整することができる。
【００４４】
図１４は走査線の副走査方向のレジストずれを補正する副走査方向レジストずれ補正制御を示すフロー図である。
図１０に示した信号処理部１２０は、所定のタイミングで図１４に示すルーチンをスタートさせる。
まず、最初のステップで、転写搬送ベルト２３上の両端部の各センサ２４，２４にそれぞれ対応する位置に、１本の基準色とそれ以外の３色の各横線マーク１１５ａと斜め線マーク１１５ｂとからなる位置ずれ検出用のトナーマーク１１５を感光体ドラム５を介してそれぞれ形成する。
【００４５】
次のステップでは、その転写搬送ベルト２３上の両端部にそれぞれ形成したトナーマーク１１５の各横線マーク１１５ａと斜め線マーク１１５ｂを、両側のセンサ２４，２４でそれぞれ検出し、その検出結果に応じて両側のトナーマーク１１５ごとに基準色に対する他の色の副走査方向の位置ずれ量を検出する。
さらに、次のステップでは、その検出した転写搬送ベルト２３の両端部での各位置ずれ量から、トナーマーク１１５の基準色のマークに対するそれ以外の色のマークの傾き量と副走査方向のレジストずれ量とを演算する。
そして、次のステップで、その演算した傾き量と副走査方向のレジストずれを正す量だけ、図９で説明した光学素子副走査位置調整機構４０の両側のアクチュエータ９０，９０の各ステッピングモータ９１，９１をそれぞれ駆動する。
【００４６】
このようにして、この実施の形態による画像形成装置は、１つの基準色による走査線に対するそれ以外の３色の走査線の副走査方向のずれを補正して４色の走査線間の互いのずれをなくすように、自動的に制御する。
ここで、その１つの基準色を、例えばブラック色とした場合には、そのブラックの光路には光学素子副走査位置調整機構４０を設けずに、基準色以外のシアン，イエロー，マゼンタの各色の走査線を形成する３つの各光路のみに光学素子副走査位置調整機構４０をそれぞれ設ける。
すなわち、この実施の形態によるカラーの画像形成装置は、４個（Ｎ個）の像担持体である感光体ドラム５を有していて、光走査装置は４個の各色用の光路を有していてその４個の光路を使用して４個の各感光体ドラム５上にそれぞれ潜像を形成可能であるが、その４個の光路のうち４−１＝３個のシアン，イエロー，マゼンタ色用の各光路に光学素子副走査位置調整機構４０をそれぞれ設けている。
【００４７】
このように、この実施の形態によるカラーの画像形成装置は、異なる色の４本の各走査線を理想の基準走査線に一致させるのではなく、基準色以外のシアン，イエロー，マゼンタの３色の走査線を形成する３つの各光路を使用して形成される３つの走査線を、４色の走査線の中から選択した１つの基準色（上記の例でブラック色）による走査線に合わせるように調整するものである。それにより、各色４本の走査線の相対的な位置ずれをゼロに近づけることができるので、カラー画像として要求される品質を満足することができる。
したがって、カラー画像としての品質を落とさず、基準色の光路に光学素子副走査位置調整機構４０を設けなくて済む分だけコストの削減が図れる。
また、同様なカラーの画像形成装置であって、４個（Ｎ個）の感光体ドラムを有し、光走査装置が単一の光路のみを有しその光走査装置を４個備え、その４個の光走査装置を使用して４個の感光体ドラム上にそれぞれ潜像を形成可能である場合には、４−１＝３個の光走査装置に、上述した光学素子副走査位置調整機構４０をそれぞれ設ければ、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による光走査装置とそれを備えた画像形成装置によれば、偏心量調整部材により偏心部材の偏心量を調整することにより光学素子を副走査方向に微小にシフトさせることができる光学素子副走査位置調整機構を設けたので、走査線の分解能の高い副走査位置調整ができる。したがって、優れた位置合わせ精度が得られる。
また、その光学素子副走査位置調整機構を、電気的に駆動されて光学素子の長手方向の両端部をそれぞれ副走査方向に変位させるアクチュエータで構成すれば、そのアクチュエータを電気的に駆動させることにより、走査線のずれ調整を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光走査装置が有する光学素子副走査位置調整機構を説明するための斜視図である。
【図２】同じくその光走査装置の構成を示す平面図である。
【図３】同じくその光走査装置を複数の感光体ドラムと共に示す縦断面図である。
【図４】同じくその光走査装置を搭載したカラーの画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図５】図１の光学素子副走査位置調整機構を詳しく説明するために一方の端部側の構成のみを示す正面図である。
【図６】電気的に駆動制御可能な光学素子副走査位置調整機構を設けた光走査装置の実施形態を示す図１と同様な斜視図である。
【図７】同じくその光学素子副走査位置調整機構の一方の側を一部断面にして示す側面図である。
【図８】同じくその光学素子副走査位置調整機構に設けられているアジャスタの断面形状がＤ形をしている様子を示す横断面図である。
【図９】像担持体上に形成した画像の位置を複数のセンサで読み取ってその画像のずれを自動的に補正できるようにした画像形成装置の実施形態の転写搬送ベルト付近を示す斜視図である。
【図１０】走査線のずれ検出を行う信号処理部を説明するためのブロック図である。
【図１１】転写搬送ベルトの両端部にそれぞれ設けるセンサを示す構成図である。
【図１２】同じくそのセンサが有するスリット板を示す平面図である。
【図１３】転写搬送ベルト上に形成された位置ずれ検出用のトナーマークとセンサのスリットとの位置関係を示す概略図である。
【図１４】図１０の信号処理部が行う副走査方向レジストずれ補正制御を示すフロー図である。
【図１５】形成した画像の主走査方向に延びる走査線が副走査方向に平行にずれた場合を示す説明図である。
【図１６】主走査方向に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線が副走査方向に傾斜した場合を示す説明図である。
【図１７】主走査方向に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線が副走査方向に湾曲した場合を示す説明図である。
【図１８】主走査方向に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線の書き出し位置が主走査方向にレジストずれを生じた場合を示す説明図である。
【図１９】主走査方向に延びる理想的な走査線に対し形成される走査線が倍率ずれを生じた場合を示す説明図である。
【図２０】主走査方向の走査速度が微視的に異なることにより理想的な主走査方向の位置に対して実際に書き込まれる走査線の位置が一致しなくなった場合を示す説明図である。
【符号の説明】
５：感光体ドラム（像担持体）６：光走査装置
８：偏心カム（偏心部材）２４：センサ
４５Ａ，４５Ｂ：押えバネ等４６：支軸
４８：偏心量調整部材５０ａ：ハウジング取付部
５２，５３，５４，５５：光源ユニット（光源）
６９，７０，７１，７２：結像レンズ（光学素子）
９０：アクチュエータ１２０：信号処理部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device that writes a latent image by irradiating a light beam on a surface to be scanned of an image carrier and an image forming apparatus including the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a color copying machine, a printer, a facsimile, a plotter, etc. have been used as a color image forming apparatus equipped with an optical scanning device for irradiating a light beam on a scanned surface of a plurality of image carriers and writing a latent image thereon. Etc.
It is desired that the optical scanning devices mounted on these image forming apparatuses prevent the displacement (relative position-related characteristics) of the scanning lines formed on the scanned surface of the image carrier. As the shift of the scanning line, there is one shown in FIGS.
FIGS. 15 to 20 each show a straight line extending in the main scanning direction of an image formed on the transfer paper P by a broken line, and a straight line extending in the main scanning direction at an ideal position where there is no shift. Although the solid line and the broken line shown in FIGS. 16 to 20 originally have portions where the respective lines overlap each other, for convenience of illustration, the broken line is shown at a position slightly shifted from the solid line in the sub-scanning direction. ing.
[0003]
FIG. 15 shows a case where a straight line (scanning line) extending in the main scanning direction of a formed image is shifted in parallel to the sub-scanning direction (registration deviation). Such a deviation is provided on the optical path of the optical scanning device. This occurs due to the performance in the sub-scanning direction of the optical element itself such as each lens, the geometrical arrangement accuracy of each optical element, and the displacement due to the thermal expansion of each optical element and the member holding it.
FIG. 16 shows a case where a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending linearly in the main scanning direction is inclined in the sub-scanning direction. This occurs due to the geometrical arrangement accuracy of the optical element.
FIG. 17 shows a case where a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending linearly in the main scanning direction is curved in the sub-scanning direction. It occurs due to the precision or deformation of the element's geometric shape.
[0004]
FIG. 18 shows a case where a writing start position of a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending linearly in the main scanning direction causes a registration shift in the main scanning direction. This is caused by a case where the surface inclination of each of the plurality of mirrors is different or a case where the light amount is different depending on the image forming mode. Also, in the case of a multi-beam scanning method in which a plurality of laser diodes (LDs) are used in one optical scan to form N scanning lines in the sub-scanning direction, each LD wavelength may be slightly different. Also occurs.
FIG. 19 shows a case where a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending linearly in the main scanning direction has a magnification shift and the length of the scanning line differs in the main scanning direction. It occurs due to its own performance in the sub-scanning direction and the geometrical arrangement accuracy of each optical element. Furthermore, it is caused by displacement due to thermal expansion of each optical element or a member holding the optical element, or in the case of the above-described multi-beam scanning method, due to slight differences in LD wavelengths and the like.
[0005]
FIG. 20 shows the case where the scanning speed actually written in the main scanning direction does not coincide with the ideal position in the main scanning direction due to the microscopic difference in the scanning speed in the main scanning direction. This occurs due to the performance in the main scanning direction and the geometrical arrangement accuracy of each optical element. Further, it may be caused by displacement of each optical element or a member holding the optical element due to thermal expansion.
In the conventional optical scanning apparatus, for example, among the above-described shifts of the scanning lines, the shift of FIG. 15 is dealt with by adjusting the light emission timing in the sub-scanning direction. In the case of, alignment between the colors is performed.
Further, as a conventional optical scanning device, a position of a scanning line in a sub-scanning direction can be changed, for example, there is one described in Patent Document 1.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-142012 A (page 3, FIG. 3)
[0007]
In this Patent Document 1, a hemispherical portion provided at the tip of a rod is pressed against the lower center in the longitudinal direction of a mirror provided on an optical path by the urging force of a spring, and the rear end side of the rod is pressed. A light that meshes with a gear portion of a stepping motor via a gear, rotates the stepping motor to move the rod forward and backward, and changes the reflection angle of the mirror in the sub-scanning direction according to the amount of movement of the rod. A scanning device is described.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above-described method of adjusting the registration shift of the scanning line in the sub-scanning direction by adjusting the light emission timing performed by the conventional optical scanning device, the adjustment minimum resolution is one scan in the main scanning direction. In the case of 600 dpi, it becomes as large as about 42.3 μm, so that the positioning accuracy decreases.
Further, the mirror described in Patent Document 1 rotates a plurality of gears by rotating a stepping motor to advance and retreat a rod in the axial direction, and changes the position of a mirror center lower end portion by moving the rod to thereby control the mirror. However, since the reflection angle in the sub-scanning direction is changed, the amount of change in the mirror in the sub-scanning direction with respect to the displacement angle of the mirror is increased, thereby increasing the resolution.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to reduce the adjustment resolution with respect to registration deviation in the sub-scanning direction and obtain excellent alignment accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an optical element arranged with the main scanning direction as a longitudinal side and passing a light beam emitted from a light source, and an optical element for holding the optical element movably in the sub-scanning direction Holding means, respectively disposed at both ends in the longitudinal direction of the optical element, and rotated about respective spindles orthogonal to the main scanning direction and orthogonal to the sub-scanning direction so that the outer peripheral surface becomes both ends of the optical element. And two eccentric members each in contact with the eccentric member, and an eccentric amount adjusting member for adjusting the amount of eccentricity of the eccentric member, and both ends of the optical element according to the eccentric amount that changes when the eccentric member is rotated. Are provided with an optical element sub-scanning position adjusting mechanism that is displaced in the sub-scanning direction to constitute an optical scanning device.
[0010]
An optical element disposed with the main scanning direction as a longitudinal side and passing a light beam emitted from a light source; an optical element holding means for holding the optical element movably in the sub-scanning direction; An optical element sub-scanning position adjustment mechanism disposed at both ends in the direction to displace both ends in the sub-scanning direction, and the optical element sub-scanning position adjustment mechanism is electrically driven to The optical scanning device is constituted by actuators for displacing both ends in the longitudinal direction in the sub-scanning direction.
Further, the optical element sub-scanning position adjusting mechanism includes an optical scanning device including an actuator, and the image forming apparatus forms an image on the image carrier using the optical scanning device. The position of the image formed on the image carrier is read by a plurality of sensors provided at intervals in the main scanning direction, and the plurality of sensors drives the actuator in accordance with position information of the read image to be formed on the image carrier. There is also provided an image forming apparatus provided with a means for correcting and controlling a shift of an image in the sub-scanning direction.
[0011]
Further, there is provided a color image forming apparatus provided with any one of the optical scanning devices, wherein the optical scanning device has N image carriers, and the optical scanning device has N optical paths and the N optical paths. , A latent image can be formed on each of the N image carriers, and a color image in which the optical element sub-scanning position adjusting mechanism is provided on each of N-1 optical paths among the N optical paths. A forming device is also provided.
Further, there is provided a color image forming apparatus provided with any one of the above-described optical scanning devices, wherein the optical scanning device has N image carriers, and the optical scanning device has only a single optical path, and the optical scanning device has N optical carriers. And a latent image can be formed on each of the N image carriers using the N optical scanning devices. The optical element sub-scanning position adjusting mechanism is provided for each of the N-1 optical scanning devices. The provided color image forming apparatus is also provided.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view for explaining an optical element sub-scanning position adjusting mechanism of the optical scanning device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the optical scanning device, and FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the image forming apparatus together with a plurality of photosensitive drums, and FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an example of a color image forming apparatus equipped with the optical scanning device.
The image forming apparatus shown in FIG. 4 is a full-color image forming apparatus in which a plurality of photoconductive photoconductive drums 5 as image carriers are arranged in parallel in the apparatus main body 1. In the drawing, images corresponding to the respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) are formed in order from the right (the order of the colors is set arbitrarily in addition to this). can do).
[0013]
Around each of the four photosensitive drums 5, a charging unit (illustration is a charging roller, but may be a charging brush, a charger, or the like) 14 for forming an image by an electrophotographic process. , Developing devices 10A, 10B, 10C, 10D and cleaning devices 2A, 2B, 2C, 2D, respectively.
Above each photosensitive drum 5, there is provided an optical scanning device 6 for exposing the charged surface of each photosensitive drum 5 charged by each charging unit 14 with a light beam. Further, a transfer / conveying belt 23 is installed between a plurality of rollers at a substantially center in the apparatus main body 1 so as to be rotatable in a direction indicated by an arrow A. I try to touch each other.
A transfer device (a transfer roller is shown in FIG. 4 but may be a transfer brush) 7 is disposed on the back surface of the transfer conveyance belt 23 at a position facing each photosensitive drum 5.
[0014]
Further, a fixing device 9 for fixing the image of the transfer paper on which the image has been transferred is provided downstream of the transfer and transport belt 23 in the transfer paper transport direction. On the downstream side of the fixing device 9 in the transfer paper transport direction, a reverse transport path 20 is formed by branching, and the transfer paper P transported there is allowed to be discharged onto a paper discharge tray 26 by a paper discharge roller pair 25. ing.
On the other hand, paper feed cassettes 11 and 12 capable of storing transfer papers P having different sizes in two upper and lower stages are provided at a lower portion in the apparatus main body 1, respectively.
Further, a manual tray 13 is provided on the right side of the apparatus main body 1 so as to be openable and closable in a direction indicated by an arrow B, and the manual tray 13 is opened so that manual paper can be fed therefrom.
[0015]
This image forming apparatus irradiates light beams emitted from a plurality of light sources of an optical scanning device 6 onto four photoconductor drums 5 arranged in parallel, and writes a latent image thereon. The latent image formed on the photosensitive drum 5 is developed with a developer (for example, a toner) of four different colors of yellow, magenta, cyan, and black to be a visible image.
On the other hand, when the transfer paper P is fed from the paper feed cassettes 11 and 12 or the manual feed tray 13 at a predetermined timing, and is conveyed while being carried on the transfer conveyance belt 23, each photosensitive member is placed on the transfer paper P. The toner images on the drum 5 are sequentially transferred in a superimposed state, the toner image on the transfer material P is fixed by the fixing device 9, and the transfer material P is discharged outside the apparatus or onto the paper output tray 26.
[0016]
The optical scanning device 6 is disposed in the housing 50 shown in FIG. 2 with the main scanning direction as a longitudinal side, and passes each light beam emitted from each of the light source units 52, 53, 54, 55 shown in FIG. Imaging lenses 69, 70, 71, 72, which are elements, are provided.
The optical scanning device 6 uses the imaging lenses 69, 70, 71, 72 as shown in FIG. 1 (each configuration near the four imaging lenses 69, 70, 71, 72 is shared by one drawing). The optical element holding means is movably held in the arrow C direction which is the sub-scanning direction shown in FIG.
As the optical element holding means, in this embodiment, a pair of housing mounting portions 50a, 50a formed on the housing 50 (see FIGS. 2 and 3) and a lower surface of both ends of the lens case 16 of the imaging lens. Eccentric cams 8 and 8 for supporting the lens case 16 from below, and pressing springs 45A and 45B for pressing the upper surfaces of both ends of the lens case 16 from above, respectively.
[0017]
The optical scanning device 6 is disposed at both ends in the longitudinal direction of the imaging lenses 69, 70, 71, 72, and is orthogonal to the main scanning direction (the direction indicated by the arrow E) and at the same time, in the sub-scanning direction (the direction indicated by the arrow). (C direction), the cam surfaces 8a which rotate about the support shafts 46, 46 and which are the outer peripheral surfaces thereof are in contact with the lower surfaces at both ends of the lens cases 16 of the imaging lenses 69, 70, 71, 72, respectively. Eccentric cams 8, 8 which are a pair (two) of eccentric members, a pressing plate 47 for adjusting the amount of eccentricity of the eccentric cams 8, 8 and a feed screw 48 (in FIG. 1, the back side is not visible) An eccentric amount adjusting member comprising: an eccentric amount adjusting member comprising: an eccentric amount adjusting member; An optical element sub-scanning position adjusting mechanism 30 that is displaced in the sub-scanning direction is provided. To have.
[0018]
As shown in FIG. 2, the optical scanning device 6 includes an optical deflector 62 that divides each light beam emitted from each of the four light source units into two symmetrical directions and deflects and scans them in one housing 50, The four light beams, which are arranged symmetrically in two directions about the optical deflector 62 and are deflected and scanned by the optical deflector 62, are respectively guided onto the corresponding scanned surface of the photosensitive drum 5 shown in FIG. An optical element (optical system) including the imaging lenses 63 and 64 for imaging and the above-described imaging lenses 69, 70, 71 and 72, and a plurality of mirrors 65, 66, 67, 68 for turning back the optical path. An optical member including 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80 and the like are housed.
[0019]
The housing 50 has a base 50A on which the optical deflector 62 and the above-described optical system are disposed, and a frame-shaped side wall 50B surrounding the base 50A, and the base 50A is located inside the side wall 50B. And the housing 50 is vertically partitioned.
Then, the four light source units 52, 53, 54, and 55 shown in FIG. 2 are arranged on the side wall 50B of the housing 50, respectively, and the optical deflector 62 is arranged at a substantially central portion of the base 50A of the housing 50.
Also, as shown in FIG. 3, the imaging lenses 63, 64, 69, 70, 71, 72 and the mirrors 65, 66, 67, 68, 73, 74, 75, 76, 77 for turning back the optical path. Reference numerals 78, 79, and 80 are separately provided on the upper surface side and the lower surface side of the base 50A.
[0020]
Covers 88 and 87 are attached to the upper and lower portions of the housing 50. Openings for passing the respective light beams are formed in the lower cover 87, and dustproof glasses 83 and 84 are provided in the respective openings. , 85, 86 are respectively attached.
The imaging lenses 69, 70, 71, 72 are lenses called long toroidal lenses (WTL), and have the power to correct the position of the scanning line in the sub-scanning direction.
[0021]
The optical scanning device 6 converts color-separated image data input from a document reading device (scanner) (not shown) or an image data output device (a personal computer, a word processor, a facsimile receiving unit, etc.) into a signal for driving a light source. Then, a semiconductor laser (LD) serving as a light source in each of the light source units 52, 53, 54, and 55 in FIG. 2 is driven according to the signal, and a light beam is emitted therefrom.
The light beams respectively emitted from the light source units 52, 53, 54, and 55 pass through cylindrical lenses 56, 57, 58, and 59 for correcting surface tilt, and are directly or through mirrors 60 and 61 to an optical deflector 62. The respective light beams are deflected and scanned in two symmetric directions by upper and lower two-stage polygon mirrors 62a and 62b which are rotated at a constant speed by the polygon motor 21 shown in FIG.
In this embodiment, the polygon mirror has a mirror configuration in which the upper mirror deflects and scans two light beams, and the lower mirror deflects and scans the other two light beams in two upper and lower stages. However, a configuration in which four light beams are deflected and scanned by one thick polygon mirror may be employed.
[0022]
The light beams deflected and scanned in two directions by two beams by the polygon mirrors 62a and 62b of the light deflector 62, for example, are transmitted from an fθ lens having a power for correcting the positions of the scanning lines having the upper and lower two layers in the main scanning corresponding direction. After passing through the above-described first imaging lenses 63 and 64, respectively, is turned by the first turning mirrors 65, 66, 67 and 68 and passes through the opening of the base 51, for example, After passing through the second imaging lenses 69, 70, 71, and 72 made of a long toroidal lens (WTL) having the power to correct the position in the sub-scanning corresponding direction, the mirrors 73 and Irradiation is performed on the surface to be scanned of the photosensitive drum 5 corresponding to each color via the mirrors 75, 77, 79, the third mirrors 74, 76, 78, 80 for turning back, and the dustproof glasses 83, 84, 85, 86. It is there an electrostatic latent image is written to.
[0023]
The four light source units 52, 53, 54, and 55 of the optical scanning device 6 described with reference to FIG. 2 include a semiconductor laser (LD) as a light source and a collimating lens for collimating an emitted light beam of the semiconductor laser. The light source unit for black (for example, the light source unit denoted by reference numeral 54), which is frequently used when forming a black-and-white image, is capable of high-speed writing. For this purpose, a multi-beam configuration including two or more light sources (LDs) and two corresponding collimating lenses may be used.
In such a multi-beam configuration, if the light source unit is configured to be rotatable about the optical axis with respect to the side wall 50B of the housing 50, the beam pitch in the sub-scanning direction can be adjusted, and a black-and-white image can be obtained. The pixel density (for example, 600 dpi, 1200 dpi, etc.) can be switched during formation.
[0024]
Further, in the optical path of each of the four light beams, a synchronization detecting mirror (not shown) for extracting a light beam at the scanning start position in the main scanning direction is provided. The light beam reflected by the synchronization detecting mirror is shown in FIG. 3 are received by the synchronization detectors 81 and 82, and a synchronization signal for starting scanning is output.
The scanning direction of the light beam deflected and scanned by the optical deflector 62 is the main scanning direction, which coincides with the axial direction of each photosensitive drum 5. The direction orthogonal to the main scanning direction is the sub-scanning direction (the moving direction of the photosensitive drum 5).
[0025]
As shown in FIG. 1, the eccentric cams 8 on both sides of the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 30 are provided with cam surfaces on both ends of each lens case 16 of the imaging lenses 69, 70, 71, 72. The support shafts 46, 8a are formed of a member having a certain thickness in the axial direction (light transmission direction) so that they can be stably held at 8a and 8a, respectively. 46 project from each other by press fitting.
As shown in FIG. 5, the eccentric cam 8 forms a vertical groove 8b in one axial direction (front and rear directions in FIG. 5) at one position of a cam surface 8a serving as an outer peripheral surface. The upper end of the pressing plate 47 is engaged. The pressing plate 47 is held by a guide (not shown) so as to be movable only in the direction of the arrow E, and the leading end of a feed screw 48 is pressed against substantially the center of one surface thereof, and substantially at the center of the other end surface. A return spring 51 made of a leaf spring is pressed against the feed screw 48.
[0026]
The return spring 51 is fixed to the base 50 A of the housing 50 by, for example, the screw 27 on the fixed side. The feed screw 48 is screwed into a female screw hole 28a formed in the screw holding portion 28 fixed to the base 50A.
The rear surface of each end of each lens case 16 is in contact with a flat surface of a housing mounting portion 50a formed on a base 50A of the housing 50, and the upper surface of each end of the lens case 16 is connected to each housing mounting portion. Pressing springs 45A and 45B (see FIG. 1) are leaf springs fixed to the upper surface of 50a by screws 29.
As shown in FIG. 1, the lens case 16 has a positioning projection 31 protruding from a substantially central lower portion in the longitudinal direction, and the projection 31 is formed on the base 50 A of the housing 50. The lens case 16 is engaged with the groove 32a to restrict the movement of the lens case 16 in the longitudinal direction (the main scanning direction indicated by the arrow E).
[0027]
Since the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 30 is configured as described above, when the feed screw 48 is rotated to move it forward and backward in the axial direction indicated by the arrow E in FIG. 5, the pressing plate 47 is accordingly moved. Similarly, it moves by an amount corresponding to the amount of rotation of the feed screw 48 in the direction of arrow E.
Then, since the upper end of the feed screw 48 is engaged with the vertical groove 8b of the eccentric cam 8, the eccentric cam 8 rotates about the support shaft 46 by the movement of the feed screw 48 in the direction of arrow E. The distance from the center of the support shaft 46 to the cam surface 8a in contact with the lower surface of the lens case 16 changes. Therefore, the end of the lens case 16 on the side where the feed screw 48 is moved forward and backward moves up and down by an amount corresponding to the change in the amount of eccentricity. Thus, the shift in the sub-scanning direction (the direction indicated by the arrow C in FIG. 1) at both ends of the scanning line shown in FIG. 1 in the main scanning direction can be adjusted by rotating the feed screw 48. The support shafts 46, 46 on both sides are rotatably supported by support shaft support members 49, 49 (FIG. 1) fixed to the base 50A. The height of the shaft 46 from the base 50A does not change.
[0028]
According to the optical scanning device 6, when the scanning line extending in the main scanning direction shown in FIG. 15 is shifted in a state parallel to the sub scanning direction, the feed screws 48 on both sides are rotated by the same amount, respectively. The corresponding imaging lenses 69, 70, 71, 72 causing the shift are moved up and down in the sub-scanning direction to correct the scan line.
When the scanning line formed with respect to the ideal scanning line extending in the main scanning direction shown in FIG. 16 is inclined in the sub-scanning direction, one feed screw corresponding to the side shifted in the sub-scanning direction is used. By rotating only 48, the imaging lenses 69, 70, 71 and 72 causing the displacement are adjusted in the sub-scanning direction by moving only one end thereof up and down.
The vertical movement of both ends or only one end of the imaging lenses 69, 70, 71, 72 moves the pressing plate 47 by rotating the feed screw 48 of the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 30. This is performed by changing the amount of eccentricity of the eccentric cam 8 rotating about the support shaft 46.
Therefore, since the vertical movement of both ends of the imaging lenses 69, 70, 71, 72 is extremely small with respect to the rotation amount of the feed screw 48, the adjustment resolution for the registration deviation of the scanning line in the sub-scanning direction is reduced. As a result, excellent alignment accuracy can be obtained.
[0029]
6 is a perspective view similar to FIG. 1 showing an embodiment of an optical scanning device provided with an optical element sub-scanning position adjusting mechanism that can be electrically driven and controlled. FIG. 7 is one of the optical element sub-scanning position adjusting mechanisms. 2 is a side view showing a partial cross-section, and portions corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
The optical scanning device according to this embodiment is different from the optical scanning device 6 described with reference to FIG. 1 in that an optical element that displaces both ends in the longitudinal direction of the imaging lenses 69, 70, 71, 72 in the sub-scanning direction indicated by arrow C. Only the configuration of the sub-scanning position adjusting mechanism 40 is different.
The sub-scanning position adjusting mechanism 40 is disposed at both ends in the longitudinal direction of the imaging lenses 69, 70, 71 (which may be provided also on the imaging lens 72), which are optical elements. The optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 includes an actuator 90 that is electrically driven to displace the two longitudinal ends of the imaging lenses 69, 70, 71 in the sub-scanning direction.
[0030]
As shown in FIG. 7, the actuator 90 includes a stepping motor 91, a male screw 92 fixed to a rotation shaft of the stepping motor 91, and an adjuster 93 having a female screw portion 93 a meshing with the male screw 92. A housing mounting portion 50a 'integrally fixed with an adjuster holding portion 94 for holding the adjuster 93 so as to be movable only in the sub-scanning direction indicated by the arrow C, and upper surfaces of both ends of the imaging lenses 69, 70, 71 are pressed. Pressing springs 45A and 45B (FIG. 6) for pressing the adjuster 93 by spring pressure.
Each adjuster 93 has a tapered distal end and a substantially hemispherical distal end, and its distal end portions are in contact with the lower surfaces of both ends of the lens case 16 of the imaging lenses 69, 70, 71, respectively. This adjuster 93 has a substantially cylindrical shape except for a tapered tip portion, and a flat portion 93b is formed on a part of the outer peripheral surface as shown in FIG. 8 so that the cross-sectional shape is D-shaped. I have to.
[0031]
On the other hand, in the adjuster holding portion 94, a D-shaped hole 94a corresponding to the D-shaped cross-sectional shape of the adjuster 93 is formed. It moves only in the sub-scanning direction.
At the center of the adjuster 93, a hole with a bottom is formed in the axial direction, and a female screw portion 93a is formed therein. A male screw 92 fixed to the rotation shaft of the stepping motor 91 meshes with the female screw portion 93a.
In this embodiment, the actuator 90 and the housing mounting portion 50a 'function as optical element holding means for holding the imaging lenses 69, 70, 71 as optical elements movably in the sub-scanning direction. I have.
[0032]
In the optical scanning device according to this embodiment, the pair of actuators 90, 90 of the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 having the above-described configuration shown in FIG. 6 are attached to both ends of the imaging lenses 69, 70, 71. Since they are provided so as to be electrically drivable independently of each other, when a drive pulse is sent to the stepping motor 91 of each actuator 90, the rotation axis of the stepping motor 91 rotates by an amount corresponding to the number of pulses, With the rotation of the male screw 92 shown in FIG. 7, the adjuster 93 moves in the direction of arrow C in FIG. 6 to move both ends or one of the imaging lenses 69, 70, 71. The position of the side end is finely adjusted in the sub-scanning direction indicated by arrow C.
[0033]
Therefore, according to this embodiment, a straight line image (scanning line) is actually formed in the main scanning direction, and the deviation of the image in the sub-scanning direction from an ideal scanning line extending linearly in the main scanning direction is detected. If the adjusters 93 are moved in a direction to correct the shift amount by electrically controlling the stepping motors 91, the shift of the imaging lenses 69, 70, 71 in the sub-scanning direction is automatically adjusted. be able to.
As described above, according to the optical scanning device of this embodiment, since the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 is provided with the actuators 90, 90 that can be electrically driven and controlled, the scanning line is shifted in the sub-scanning direction. Can be adjusted in a short time.
[0034]
FIG. 9 is a perspective view showing the vicinity of a transfer conveyance belt of an embodiment of an image forming apparatus in which a position of an image formed on an image carrier is read by a plurality of sensors and a shift of the image can be automatically corrected. .
The color image forming apparatus according to this embodiment includes the optical scanning device described with reference to FIGS. 6 to 8, and uses the optical scanning device via each of the photosensitive drums 5 as four image carriers. This is an image forming apparatus that forms an image on a transfer / conveying belt 23 that is an image carrier.
[0035]
In this image forming apparatus, the positions of the toner marks 115, 115, which are images for detecting positional deviation, formed on both ends of the transfer conveyance belt 23 are made to correspond to the toner marks 115, 115 in the main scanning direction. Two (or three or more) sensors 24, 24 are provided at intervals and read by the sensors 24, 24, and the stepping motors 91 of the actuators 90 are respectively driven in accordance with the position information of the images read by the sensors 24, 24. In addition, a signal processing unit 120 (see FIG. 10) serving as a means for correcting and controlling a shift in the sub-scanning direction of an image formed during a normal image forming operation on the transfer conveyance belt 23 is provided.
In FIG. 9, only one imaging lens 69 and one corresponding optical element sub-scanning position adjustment mechanism 40 are shown for the four photosensitive drums 5 for the sake of simplicity. However, in this embodiment, The imaging lens 69 and the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 are provided for each of the three photosensitive drums 5 except for the black image (provided for all four photosensitive drums). May be).
[0036]
As described above, the two sensors 24, 24 are arranged at intervals in the direction indicated by the arrow E in FIG. 9, which is orthogonal to the main scanning direction, that is, the moving direction of the transfer conveyance belt 23. As shown in FIG. 11, each of the sensors 24 includes a light emitting element 117 that irradiates the upper surface of the transfer conveyance belt 23, and a slit 118a that allows light emitted from the light emission element 117 to pass through the transparent transfer conveyance belt 23. It is composed of a formed slit plate 118 and a light receiving element 119 that receives light passing through the slit 118a.
In this embodiment, the light-emitting element 117 and the light-receiving element 119 are arranged so as to sandwich the transfer / transport belt 23 using the transfer / transport belt 23 made of a transparent material. If not, the slit plate 118 and the light receiving element 119 are arranged on the same side as the light emitting element 117 so that the light reflected by the belt surface of the transfer conveyance belt 23 and passing through the slit 118a is received by the light receiving element 119. Constitute.
[0037]
The toner mark 115 for detecting the positional deviation of the scanning line is formed on the transfer conveyance belt 23 at a position facing the sensors 24 on both sides, and the toner mark 115 is main-scanned as shown in FIG. The horizontal line mark 115a is a linear toner mark parallel to the direction (the direction indicated by the arrow E), and the diagonal line mark 115b is a linear toner mark obliquely inclined with respect to the horizontal line mark 115a.
The toner mark 115 includes four horizontal line marks 115a and four oblique line marks 115b. The four horizontal line marks 115a and the oblique line mark 115b are black (K), cyan (C), and magenta, respectively. These marks are linear marks formed of toner of each color of (M) and yellow (Y), and are formed by arranging a plurality of marks in the moving direction of the transfer conveyance belt 23.
As shown in FIG. 13, an area in which two sets of four horizontal line marks 115a and four oblique line marks 115b continue corresponds to a half circumference of each photosensitive drum 5 (see FIG. 9).
[0038]
On the other hand, the slit 118a of the slit plate 118 has a cross mark having a horizontal slit formed in the same direction as the horizontal line mark 115a of the toner mark 115 and an inclined slit formed to be inclined in the same direction as the diagonal line mark 115b. The width of each of the horizontal slit and the inclined slit is formed to a dimension a as shown in FIG. The groove lengths of the horizontal slit and the inclined slit are both set to the dimension b.
The width (line thickness) of the horizontal line mark 115a and the oblique line mark 115b of the toner mark 115 is the same as the groove width dimension a of the horizontal slit and the inclined slit shown in FIG. The lengths of the mark 115a and the oblique line mark 115b are formed to be longer than the respective groove lengths b of the horizontal slit and the inclined slit.
[0039]
In this manner, the toner marks 115 including the four horizontal line marks 115a and the four oblique line marks 115b are provided at both ends of the transfer conveyance belt 23 as shown in FIG. Since the transfer conveyance belt 23 moves in the sub-scanning direction indicated by the arrow G, the toner marks 115 on both sides sequentially pass through the slits 118a, 118a. To go.
At this time, when the light receiving element 119 shown in FIG. 11 is at a position corresponding to the portion where neither the horizontal line mark 115a nor the oblique line mark 115b of the toner mark 115 is formed, the transparent transfer conveyance belt 23 is passed. The received light is received as it is. Conversely, when the toner mark 115 is located at a position corresponding to the position corresponding to the position of the slit 118a, the light blocked by the toner mark 115 is received.
[0040]
Accordingly, by processing each output of the light receiving elements 119 on both sides in a time series, it is possible to know all the passage timings of the four horizontal line marks 115a and the four oblique line marks 115b of the toner marks 115 on both sides. The positional deviation of the scanning line between the colors can be known from the intervals between the horizontal line marks 115a and the oblique line marks 115b between the colors on the transfer conveyance belt 23.
That is, the displacement of the scanning line in the sub-scanning direction (sub-scan registration deviation) described with reference to FIG. 15 can be detected from the interval between the horizontal line marks 115a. Also, by combining the detection signals of the two horizontal line marks 115a formed on the same main scanning line, the inclination deviation of the scanning line described with reference to FIG. 16 can be detected. Further, the registration shift of the scanning line in the main scanning direction described with reference to FIG. 18 and the magnification shift of the scanning line described with reference to FIG. 19 can be detected by the detection signal of the oblique line mark 115b.
The detection of the shift of the scanning line is performed by the signal processing unit 120 shown in FIG.
[0041]
The signal processing unit 120 inputs signals from the respective light receiving elements 119 on both sides. Although only one light receiving element 119 and one input system are shown in FIG. 10 for simplicity of illustration, there are actually two signal input systems from the light receiving elements 119 on both sides.
The signal processing unit 120 amplifies the detection signal input from the light receiving element 119 by an AMP (amplifier) 121, and allows the filter 122 to pass only the signal component of the toner mark 115 for position shift detection. The signal is converted from analog data to digital data by the A / D converter 123, and the sampling of the data is controlled by the sampling control unit 124, and the sampled data is stored in the FIFO memory 125.
[0042]
When the detection of one kind of misalignment detection toner mark 115 is completed, the data stored in the FIFO memory 125 is then loaded into the CPU 128 and the RAM 129 via the I / O port 126 via the data bus 127, and An arithmetic process is performed, and various deviation amounts are calculated. Then, arithmetic processing for eliminating the shift amount is performed, and the result of the arithmetic processing is stored in the RAM 129. At the time of image formation, image forming control is performed based on the result of the arithmetic processing.
The ROM 130 stores various programs including a program for calculating the amount of deviation. The address bus 131 specifies a ROM address, a RAM address, and various input / output devices.
Further, the CPU 128 monitors the detection signal from the light receiving element 119 at an appropriate timing, and controls the light emission amount so that the deterioration can be detected even if the transfer conveyance belt 23 and the light emitting element 117 are deteriorated. In this case, control is performed such that the level of the light receiving signal from the light receiving element 119 is always constant.
[0043]
As described above, the signal processing unit 120 performs the signal processing according to the detection result of the toner mark 115 to adjust the position shift corresponding to the position shift of the scanning line of each color by the optical element sub-scanning shown in FIG. This is automatically performed by driving the stepping motors 91 on both sides of the position adjusting mechanism 40 by an amount (converted to the number of steps) corresponding to the positional deviation.
When the scanning lines described with reference to FIG. 15 are shifted in parallel in the sub-scanning direction, the stepping motors 91 on both sides are adjusted to an amount corresponding to the amount of shift (the number of steps). Only rotate the same amount. When the scanning line described with reference to FIG. 16 is displaced obliquely in the sub-scanning direction, only the stepping motor 91 on one side corresponding to one of the displaced sides is adjusted to the displacement amount. Rotate by the corresponding number of steps. This makes it possible to automatically adjust the deviation of the scanning line of each color in the sub-scanning direction.
[0044]
FIG. 14 is a flowchart showing the sub-scanning direction registration deviation correction control for correcting the registration deviation of the scanning line in the sub-scanning direction.
The signal processing unit 120 shown in FIG. 10 starts the routine shown in FIG. 14 at a predetermined timing.
First, in a first step, one horizontal line mark 115a and a diagonal line mark 115b of one reference color and the other three colors are provided at positions corresponding to the sensors 24, 24 at both ends on the transfer conveyance belt 23, respectively. Are formed via the photosensitive drum 5 respectively.
[0045]
In the next step, the horizontal marks 115a and the oblique line marks 115b of the toner marks 115 formed on both ends of the transfer / conveying belt 23 are respectively detected by the sensors 24, 24 on both sides, and according to the detection result. The amount of misregistration in the sub-scanning direction of another color with respect to the reference color is detected for each of the toner marks 115 on both sides.
Further, in the next step, the inclination amount of the mark of the other color with respect to the reference color mark of the toner mark 115 and the registration deviation in the sub-scanning direction are calculated from the detected positional deviation amounts at both ends of the transfer conveyance belt 23. Calculate the quantity.
Then, in the next step, the stepping motors 91, 90 of the actuators 90, 90 on both sides of the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 described with reference to FIG. 91 are respectively driven.
[0046]
In this manner, the image forming apparatus according to the present embodiment corrects the shift in the sub-scanning direction of the scanning lines of the other three colors with respect to the scanning line of one reference color and corrects the mutual displacement between the scanning lines of the four colors. Automatically control to eliminate the deviation.
Here, when the one reference color is, for example, a black color, the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 is not provided in the optical path of the black, and the cyan, yellow, and magenta colors other than the reference color are provided. The optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 is provided only on each of the three optical paths forming the scanning line.
That is, the color image forming apparatus according to this embodiment has four (N) photosensitive drums 5 as image carriers, and the optical scanning apparatus has four optical paths for each color. The latent image can be formed on each of the four photosensitive drums 5 using the four optical paths, but 4-1 = 3 cyan, yellow, and magenta of the four optical paths. An optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 is provided in each optical path for color.
[0047]
As described above, the color image forming apparatus according to this embodiment does not make each of the four scanning lines of different colors coincide with the ideal reference scanning line, but uses three colors of cyan, yellow, and magenta other than the reference color. The three scanning lines formed using each of the three optical paths forming the scanning line are matched with the scanning line based on one reference color (black in the above example) selected from the four scanning lines. It is adjusted as follows. Thereby, the relative displacement between the four scanning lines of each color can be made close to zero, so that the quality required as a color image can be satisfied.
Therefore, the cost can be reduced as much as the optical element sub-scanning position adjusting mechanism 40 need not be provided in the optical path of the reference color without deteriorating the quality of the color image.
An image forming apparatus of the same color has four (N) photosensitive drums, and the optical scanning device has only a single optical path and includes four optical scanning devices. When a latent image can be formed on each of four photosensitive drums using four optical scanning devices, the above-described optical element sub-scanning position adjusting mechanism is provided for 4-1 = 3 optical scanning devices. By providing the respective 40, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical scanning device and the image forming apparatus including the same according to the present invention, the optical element is slightly shifted in the sub-scanning direction by adjusting the eccentric amount of the eccentric member by the eccentric amount adjusting member. Since the optical element sub-scanning position adjusting mechanism is provided, the sub-scanning position can be adjusted with a high resolution of the scanning line. Therefore, excellent alignment accuracy can be obtained.
Further, if the optical element sub-scanning position adjusting mechanism is constituted by an actuator that is electrically driven and displaces both ends in the longitudinal direction of the optical element in the sub-scanning direction, the actuator is electrically driven. In addition, it is possible to adjust the shift of the scanning line in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view for explaining an optical element sub-scanning position adjusting mechanism included in an optical scanning device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the optical scanning device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the optical scanning device together with a plurality of photosensitive drums.
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing an example of a color image forming apparatus equipped with the optical scanning device.
FIG. 5 is a front view showing only one end-side configuration for explaining in detail the optical element sub-scanning position adjusting mechanism of FIG. 1;
FIG. 6 is a perspective view similar to FIG. 1 showing an embodiment of an optical scanning device provided with an optical element sub-scanning position adjusting mechanism that can be electrically driven and controlled.
FIG. 7 is a side view showing one side of the optical element sub-scanning position adjusting mechanism in a partial cross section.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing that an adjuster provided in the optical element sub-scanning position adjusting mechanism has a D-shaped cross section.
FIG. 9 is a perspective view showing the vicinity of a transfer conveyance belt of an embodiment of an image forming apparatus in which a position of an image formed on an image carrier is read by a plurality of sensors and a shift of the image can be automatically corrected. is there.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a signal processing unit that detects a shift of a scanning line.
FIG. 11 is a configuration diagram illustrating sensors provided at both ends of a transfer conveyance belt.
FIG. 12 is a plan view showing a slit plate of the sensor.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between a toner mark for detecting a displacement formed on a transfer conveyance belt and a slit of a sensor.
FIG. 14 is a flowchart showing the registration shift correction control in the sub-scanning direction performed by the signal processing unit of FIG. 10;
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a case where a scanning line of a formed image extending in a main scanning direction is shifted in parallel with a sub-scanning direction.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a case where a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending in the main scanning direction is inclined in the sub scanning direction.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a case where a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending in the main scanning direction is curved in the sub scanning direction.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a case where a writing start position of a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending in the main scanning direction has a registration shift in the main scanning direction.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a case where a scanning line formed with respect to an ideal scanning line extending in the main scanning direction has a magnification shift.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a case where the position of a scanning line actually written does not match an ideal position in the main scanning direction due to a microscopically different scanning speed in the main scanning direction.
[Explanation of symbols]
5: Photoreceptor drum (image carrier) 6: Optical scanning device
8: Eccentric cam (eccentric member) 24: Sensor
45A, 45B: Holding spring, etc. 46: Support shaft
48: Eccentricity adjusting member 50a: Housing mounting part
52, 53, 54, 55: light source unit (light source)
69, 70, 71, 72: imaging lens (optical element)
90: actuator 120: signal processing unit

Claims

An optical element that is disposed with the main scanning direction as a longitudinal side and passes a light beam emitted from a light source;
Optical element holding means for holding the optical element movably in the sub-scanning direction,
The optical elements are arranged at both ends in the longitudinal direction, respectively, and are rotated about respective spindles orthogonal to the main scanning direction and orthogonal to the sub-scanning direction, so that the outer peripheral surfaces are respectively in contact with both ends of the optical element. Two eccentric members and an eccentric amount adjusting member for adjusting the amount of eccentricity of the eccentric member, and both ends of the optical element are moved in the sub-scanning direction in accordance with the eccentric amount that changes when the eccentric member is rotated. An optical element sub-scanning position adjusting mechanism for displacing the optical element.

An optical element that is disposed with the main scanning direction as a longitudinal side and passes a light beam emitted from a light source;
Optical element holding means for holding the optical element movably in the sub-scanning direction,
An optical element sub-scanning position adjustment mechanism is provided at both ends in the longitudinal direction of the optical element and displaces both ends in the sub-scanning direction,
The optical scanning device, wherein the optical element sub-scanning position adjusting mechanism comprises an actuator that is electrically driven and displaces both longitudinal ends of the optical element in the sub-scanning direction.

An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 2, wherein an image is formed on an image carrier using the optical scanning device,
The position of an image formed on the image carrier is read by a plurality of sensors spaced at intervals in the main scanning direction, and the actuator is driven in accordance with positional information of the image read by the plurality of sensors to drive the image carrier. An image forming apparatus comprising: means for correcting and controlling a displacement of an image formed on a body in a sub-scanning direction.

A color image forming apparatus provided with the optical scanning device according to claim 1 or 2, wherein the optical scanning device has N image carriers, and the optical scanning device has N optical paths and the N optical paths. A latent image can be formed on each of the N image carriers using an optical path, and the optical element sub-scanning position adjusting mechanism is provided on each of N-1 optical paths of the N optical paths. A color image forming apparatus.

A color image forming apparatus provided with the optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device has N image carriers, and the optical scanning device has only a single optical path. N latent images can be formed on the N image carriers by using the N optical scanning devices, and the optical element sub-scanning position adjustment can be performed on the N-1 optical scanning devices. A color image forming apparatus provided with a mechanism.