JP2005062258A

JP2005062258A - 走査光学装置およびカラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2005062258A
Application number: JP2003207786A
Authority: JP
Inventors: Shin Komori; 慎古森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】インラインカラーに使用する走査光学装置において、レーザ光の走査線の湾曲および湾曲残差を調整できる構成を提案し、色ずれ（ＣＰＲ）の向上を目的とする。
【解決手段】長尺のプラスチックレンズに複数の走査線曲がり修正手段を設け、このプラスチックレンズの素性に応じてこの修正手段を選択もしくは所定位置に移動することで大きな湾曲と湾曲の残差の両方を補正することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザビームプリンタやデジタル複写機の画像記録装置に用いられている走査光学装置に関するもので、特に複数のレーザ光を各々の像担持体に照射して異なる色の画像を形成し、その画像を重ね合わせることでカラー画像を得ることができるタンデム形式のカラー画像記録装置に好適な走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数のレーザ光を複数の像担持体であるところの感光体ドラムに照射して異なる色の画像を形成し、転写材に一括転写することでカラー画像を形成する所謂タンデム形式のカラー画像形成装置が考案されて実用化している。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置においては，各々の感光体ドラムにレーザ光を精度良く照射する必要があり、このレーザ光の照射する位置にずれが生じると各色の重ね合わせが悪くなり、所望のカラー画像が得られなくなるという問題がある。
【０００４】
このレーザ光の照射する位置ずれには、感光体ドラムの回転方向に対して列挙しただけでも、照射位置高さが異なることにより発生する画像の書き出し位置ずれ、画像の左右で照射位置が異なることによる傾きずれ、各々レーザ光の湾曲量の違いによる曲がりのずれ等があり、これらが複合されてレーザ光の照射位置ずれが発生する。
【０００５】
これらレーザ光の照射位置ずれのうち、画像の書き出し位置ずれは画像形成のタイミングを各色間で調整することによって合わせることが可能である。また傾きずれに関してはレーザ光を感光体ドラムに導いている反射ミラーの角度を微調整することによって修正する方法や、走査光学装置を感光体ドラムに対して傾き調整する部材を設けて修正する方法が一般的である。
【０００６】
しかしながら、レーザ光の湾曲によって発生する曲がりのずれに関しては、走査光学装置内に配置されているレンズ等の光学部材の取り付け誤差やプラスチックレンズの成形誤差によって発生するものであり、これは前述の２つのずれに対して修正が困難であった。
【０００７】
この曲がりのずれの修正に対して近年いくつかの提案がなされており、例えば特開平０５−０３４６１２号では感光体ドラムに近接する長尺のシリンドリカルレンズにレーザ光の湾曲を調整する調整ネジ等を設け、このレンズをたわませることによって湾曲を調整する手段が開示されている。また特開平１０−２６８２１７号でも走査光学装置内にスリット状のプラスチックレンズを使用し、そのレンズを副走査方向に強制的にたわませる手段を設けることにより、各色間で同一方向に微小量湾曲させることにより湾曲量を合わせる手段が開示されている。
【０００８】
これらの公報に開示された提案においては、レンズ等の光学部材の取り付け誤差やプラスチックレンズの成形誤差によって発生するレーザ光の湾曲を修正するものであるが、この補正可能な湾曲は図９に示すアような１次の大きな曲率を有する湾曲に限られたものである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０５−０３４６１２号
【特許文献２】
特開平１０−２６８２１７号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長尺のプラスチックレンズにおいては発生す湾曲は１次のものだけではなく、図９のウ・エのようなＷ型の局部的な湾曲を有することがある。このような湾曲はプラスチックレンズの形状が複雑化するに従い生じやすい。レンズの厚みが長手方向で異なる長尺プラスチックレンズの場合には成形時の温度の不均一や冷却速度の違いなどがレンズの内部歪として残り、これがレーザ光の走査線を歪ませることになるためである。この時、Ｗ型の走査線湾曲を有するエは先に開示されたレーザ光の湾曲補正した後にもイのような理想的な走査線に近づけることは不可能であって、ウのような走査線となり湾曲残差Δｙが残る。
【００１１】
そこで、本発明においてはこの局部的な湾曲、もしくはこれ以上の複雑な形状の湾曲を低減することによってより精度の高い曲がり補正を行い、レーザ光の照射位置ずれを極力小さくすることで高品質なカラー画像を得ることが可能な走査光学装置を提案するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明においては、画像情報に応じて明滅するレーザ光を偏向器によって像担持体方向に偏向し、少なくとも１つのプラスチックレンズを介して該像担持体表面にレーザ光を結像し主走査方向にレーザ光を走査する走査光学装置において、前記プラスチックレンズには前記レーザ光の走査線の湾曲修正手段が湾曲発生位置に応じて複数配置されており、該プラスチックレンズの素性に応じて該湾曲修正手段を選択もしくは所定位置へ移動して湾曲量を修正可能であることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに本発明では、前記プラスチックレンズには成形日時や型番号などの成形情報が表示されていて、この表示によって前記湾曲修正手段の選択や移動が可能であることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施形態を図１から図２を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例を示す走査光学装置の上面図、図２は本発明の第１の実施例をレーザ光の出射方向から見た正面図である。
【００１６】
本発明の実施例に示す走査光学装置は１つのカラー画像形成装置に４つ並列に積載されており、各々の走査光学装置が対応する感光体ドラムにレーザ光を照射して潜像を形成し、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックに現像され、これを順に重ね合わせることによってフルカラー画像を形成するタンデム形式の走査光学装置に好適なものである。
【００１７】
そこで、その中の１つの走査光学装置を取り上げてその構成を説明する。
【００１８】
各々のカラー画像情報に応じて明滅するレーザ光を出射する半導体レーザ１１と、このレーザ光を略平行光とするコリメータレンズ１２などを有する光源装置１から出射したレーザ光は、副走査方向にのみ曲率を有するシリンドリカルレンズ１３によって線状に集光されて偏向器２に入射する。この偏向器２はレーザ光を高速で感光体ドラム上を走査するための回転多面鏡２１と、この回転多面鏡２１を高精度に回転駆動する駆動モータ２２などから構成されている。
【００１９】
この偏向器２によって偏向走査されたレーザ光は感光体ドラム表面を等速で走査する所謂ｆΘ特性を有する結像レンズ３１、３２によって感光体ドラム表面に集光され、感光体ドラムに潜像を形成して既知の電子写真技術でそれぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナーによって顕像化されてカラー画像を形成する。
【００２０】
次に、このタンデム形式のカラー画像形成装置に用いられる本発明の走査光学装置において、レーザ光を感光体ドラムの所望の位置に照射する調整方法について説明する。
【００２１】
光源装置１や偏向器２、結像レンズ３１、３２などを精度よく配置する光学フレーム４０は、カラー画像形成装置のシャーシを構成する板金８０に対して３点で固定されている。レーザ光が出射する側の前方の２点は走査光学装置の取り付け高さを可変できる調整ねじ４１、４２が光学フレーム４０と係合してシャーシの板金８０と当接しており、固定ねじ４３、４４によりシャーシに取り付けられている。後方の１点は光学フレーム４０に一体にて成形された取り付け基準足４５であって、シャーシの板金８０に設けられたフック８１に線ばね４６によって付勢されて固定されている。
【００２２】
この走査光学装置の調整ねじ４１、４２はこのシャーシの板金８０に固定される前にレーザ光の照射する位置と傾きを図３に示すような方法で調整されている。同図において、９１、９２はＣＣＤラインセンサ等のレーザ光の照射位置を検出するセンサであって、感光体ドラム相当位置の両端に配置されている。この走査光学装置は光学フレーム４０の後方に配置されている取り付け基準足４５を支点として、レーザ出射口の左右に配置された調整ねじ４１、４２を上下することにより、ＣＣＤラインセンサに照射されるレーザ光の高さと傾きを変えることができ、所望の位置にレーザ光を照射できる位置に調整ねじ４１、４２を送り、固定する。
【００２３】
次に、この走査光学装置のレーザ光の走査線湾曲を修正する方法を図４と図５を用いて説明する。
【００２４】
走査線の湾曲には主に結像レンズ等の光学部品の取り付け誤差によって生じる大きな曲率を有する湾曲（図９−アに示すような湾曲）と、主に長尺の結像レンズの成形誤差によって生じる局部的な湾曲（図９−ウに示すような湾曲）が重なり合って発生するため、前者の湾曲を修正する方法より説明する。
【００２５】
図４は長尺の結像レンズ３２をレンズ中心Ａを回転中心として、矢印Ｂのように回転する構成を示す図である。この結像レンズ３２はレンズ支持板５０上に搭載されていて、上方からレンズ固定板５１と、このレンズ固定板５１に取り付けられた３箇所のゴムや発泡材などの弾性部材５２により押圧されてしっかりレンズ支持板５０に固定されている。レンズ支持板５０の両端には結像レンズ３２のレンズ中心Ａの相当位置に配置された回転軸５３、５４が設けられており、光学フレーム４０の凹部４７、４８に嵌合している。この回転軸５３、５４は不図示の板ばね等によって押圧されて取り付けられている。
【００２６】
さらにこのレンズ支持板５０の中央付近には、レーザ光の出射側の光学フレーム４０に矢印Ｃ方向に送り調整が可能な調整ねじ５５と、この対向する位置にコイルばね５６が配置されていて、レンズ支持板５０および結像レンズ３２などを光学フレーム４０に支持し固定している。ここで調整ねじ５５の送りを矢印Ｃ方向に移動すると、結像レンズ３２はレンズ中心Ａの周りを矢印Ｂに示すように回転し、この結果レーザ光の湾曲量を変えることができる。例えば、図６に示すカのレーザ光の走査線はキの走査線に、ケの走査線はクの走査線のように走査線の両端と中央の相対的な位置ずれを修正することができる。これは必ずしも走査線の中央のみが変化するということを示すものではない。
【００２７】
次にクの走査線をキに近づける構成について記載する。
【００２８】
この結像レンズ３２は図７に示すようにレンズ上面にこのレンズの成形日時や型番号が記入または刻印されている。これにより、あらかじめこの結像レンズ３２はどのような湾曲を有するものかの素性が判断できるようになっている。
【００２９】
仮にこの結像レンズが走査線クのような湾曲を有するものであるならば、この湾曲残差位置の近傍に調整ねじ６０、６１が配置されたレンズ固定板５１を結像レンズ３２の上に配置する。さらにこの調整ねじ６０、６１の対向する位置には、レンズ支持板５０に取り付けられた板ばね６２、６３が設けられている。
【００３０】
この調整ねじ６０、６１の送り量を変えることにより、結像レンズ３２を図５に示すように微小量変形することができ、走査線クに生じていたＷ型の湾曲をキの走査線に近づけることが可能となる。
【００３１】
このように、あらかじめ結像レンズ３２の素性が判っているものであれば、クやケの走査線を有する結像レンズには調整ねじの付いたレンズ固定板を用い、カの走査線の湾曲を有する結像レンズには調整ねじや対向する板ばねのないレンズ固定板やレンズ支持板を使い分けることで、全ての走査線をキのような理想の走査線に近づけることが可能である。
【００３２】
これによって、４色全てにおいてレーザ光の走査線を所望の位置に合わせることができるので、色ずれの少ない高品質なカラー画像を得ることができる。
【００３３】
（実施例２）
本発明に係わる第２の実施例を図８（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。先の実施例と同一のものには同一符号で示す。
【００３４】
結像レンズ３２は板ばね６２、６３を有するレンズ支持板５０上に搭載されている。結像レンズ３２の上に配置されたレンズ固定板７１には調整ねじ６４、６５が移動可能な開口部７２、７３が設けられている。
【００３５】
一方、調整ねじ６４、６５はレンズ固定板７１に対して矢印方向にスライド移動可能なナット板７４、７５に取り付けられていて、走査線湾曲の修正したい位置に配置することができる。この調整ねじ６４、６５やナット板７４、７５は図７で示したような結像レンズ３２の有する情報に応じて、レンズ固定板７１に設けられた目盛７６を目安にして移動し、ねじ７７で固定されている。
【００３６】
このような構成により、様々の結像レンズ３２の素性に対応することが可能となり、走査線の湾曲をより精度よく調整することが可能である。
【００３７】
実施例ではＷ型の湾曲を２本の調整ねじで修正する構成について示したが、さらに複雑な湾曲を有するものであれば調整ねじの本数を増やすことも可能であって、例えばレンズ固定板に多くのねじ穴を設けておいて、結像レンズの特性に応じて必要なところに調整ねじを設ける構成であるとよい。
【００３８】
さらに本実施例は湾曲の修正を長尺の結像レンズにて行う構成について記載しているが、光学部品の取り付け誤差によって生じる大きな湾曲であれば、他の結像レンズやシリンドリカルレンズを回転させたり移動することによっても修正できることは既知のことであるので、調整を他の光学部品に振り分けて湾曲を修正することも可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればレーザ光の大きな湾曲のみならず、局部的に生じる湾曲も修正することができるので、レーザ光の走査線を高精度に調整することが可能となり、これは４色の走査線の位置ずれを最小限に留めることを要するタンデム形式のカラー画像形成装置の走査光学装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す上面図
【図２】本発明の第１の実施例を示す正面図
【図３】本発明の走査光学装置から出射されるレーザ光の照射する位置と傾きを調整する方法を示す図
【図４】長尺の結像レンズを回転することで大きな湾曲を修正する構成を示す図
【図５】長尺の結像レンズの一部をたわませて局部的な湾曲を修正する構成を示す図
【図６】レーザ光の走査線湾曲の修正を説明する図
【図７】本発明の走査光学装置に用いられる長尺の結像レンズを示す図
【図８】（ａ）本発明の第２の実施例を示す湾曲調整部の上面図
（ｂ）本発明の第２の実施例を示す湾曲調整部の正面図
【図９】レーザ光の走査線湾曲を説明する図
【符号の説明】
３２長尺の結像レンズ
４０光学フレーム
４１、４２レーザ光の照射位置と傾きを調整する調整ねじ
５０レンズ支持板
５１、７１レンズ固定板
５２弾性部材
５３、５４回転軸
５５、６０、６１、６４、６５湾曲修正用の調整ねじ
６２、６３板ばね
７４、７５ナット板

Claims

画像情報に応じて明滅するレーザ光を偏向器によって像担持体方向に偏向し、少なくとも１つのプラスチックレンズを介して該像担持体表面にレーザ光を結像し主走査方向にレーザ光を走査する走査光学装置において
前記プラスチックレンズには前記レーザ光の走査線の湾曲修正手段が湾曲発生位置に応じて複数設けられており、該プラスチックレンズの素性に応じて該湾曲修正手段を選択もしくは所定位置へ移動して湾曲量を修正可能であることを特徴とする走査光学装置。
前記プラスチックレンズには成形日時や型番号などの成形情報が表示されていて、この表示によって前記湾曲修正手段の選択や移動が可能であることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
請求項１ないし２いずれか１項記載の走査光学装置を複数備えており、各走査光学装置によって異なる色の画像を形成して重ね合わせるように構成されていることを特徴とするカラー画像形成装置。