JP2005111787A - 電子写真式印字装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、走査線と感光体の位置ずれの発生を防いで高い画像品位を確保することができる電子写真式印字装置を提供すること。
【解決手段】少なくとも走査光学ユニット１０００と感光体ユニット２０００を備えた電子写真式印字装置において、前記走査光学ユニット１０００と前記感光体ユニット２０００の相対変位を検出する変位検出手段（発光素子３００と受光素子３０１）と、前記走査光学ユニット１００から出射されるレーザビームＬの走査線と前記感光体ユニット２００の感光ドラム（感光体）９０間の位置ずれを前記変位検出手段の出力に基づいて補正する補正手段（反射ミラー３０とアクチュエータ１３０）を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において使用されている電子写真式印字装置に関するものである。

複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において使用されている電子写真式印字装置は、偏向器によって偏向されたレーザビームを、走査光学ユニットに設けられたレーザ出射口から感光ドラムに向けて出射して感光ドラムを走査することによって、該感光ドラム上に静電潜像を形成するものである。そして、感光ドラム上に形成された静電潜像は、現像装置によって現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は記録紙に転写され、トナー像が転写された記録紙に定着装置によってトナーが加熱定着されることによってプリントが行われる。

以上の画像形成動作において、潜像形成のためにレーザビームによって感光ドラムを走査するとき、電子写真式印字装置に振動、衝撃或は温度変化、装置の設置状態に起因する撓み等が発生すると、レーザビームの走査線と感光ドラム間で位置ずれが生じ、形成される画像が乱れて画像品質が悪化してしまう。

このようなレーザビームの走査線の位置ずれを解決するものとして、図５に示すように、感光ドラム９３に形成されるレーザビームＬの走査線の延長上に位置決め部材１４１を設け、レーザ走査ユニット１４０を支持する支持部材１４２を位置決め部材１４１を介して位置決めする構成が特許文献１に開示されている。尚、図５において、２０３はフレームである。

特開平９−１９００３０号公報

ところで、近年、この種の電子写真式印字装置に要求される画像品質は高度なものとなってきており、特に、レーザビームの走査位置と感光ドラムの位置ずれに関する要求精度は非常に高くなっているのが実情である。

しかしながら、従来の電子写真式印字装置には以下に示すような問題があった。

１．位置決めピンの配置によって初期精度は得られても、その後の経時的な変化が発生した場合には対応することができない。

２．振動や衝撃による数μｍレベルの変位（実際の画像では、影響が大きい）に対しては軽減効果はあるが、問題解決には至らない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成で、走査線と感光体の位置ずれの発生を防いで高い画像品位を確保することができる電子写真式印字装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、少なくとも走査光学ユニットと感光体ユニットを備えた電子写真式印字装置において、前記走査光学ユニットと前記感光体ユニットの相対変位を検出する変位検出手段と、前記走査光学ユニットから出射される光ビームの走査線と前記感光体ユニットの感光体間の位置ずれを前記変位検出手段の出力に基づいて補正する補正手段とを設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記変位検出手段は、前記走査光学ユニット上又は感光体ユニット上若しくは両ユニット上に直接設けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記変位検出手段は、発光器と受光器で構成されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記変位検出手段は、副走査方向の変位を拡大して検出することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記変位検出手段は、前記走査光学ユニット又は前記感光体ユニットの一方に設けられた発光器及び受光器と、他方に設けられた、２つの反射面が直角に配置された反射ミラーで構成されることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記補正手段は、前記走査光学ユニットの反射ミラーの角度を調整して光ビームの照射位置を補正することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記補正手段は、前記走査光学ユニットを移動させて光ビームの照射位置を補正することを特徴とする。

本発明によれば、変位検出手段によって検出される走査光学ユニットと感光体ユニットの相対変位に基づいて走査光学ユニットから出射される光ビームの走査線と感光体ユニットの感光体間の位置ずれを補正するようにしたため、簡単な構成で、走査線と感光体の位置ずれの発生を防いで高い画像品位を確保することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る電子写真式印字装置の構成を示す断面図、図２は同電子写真式印字装置の走査光学ユニットの平面図である。

本発明に係る電子写真式印字装置の一部を構成する走査光学ユニット１０００は、光学箱１００と、該光学箱１００に取り付けられたレーザ発光器１０と、光学箱１００内に収容されたシリンドリカルレンズ２０、反射ミラー３０、偏向反射鏡４０、スキャナモータ５０、Ｆθレンズ６０、折り返しミラー７０及びアクチュエータ１３０と、光学箱１００の下面に取り付けられた発光素子３００等から構成されている。

又、図１に示す感光体ユニット２０００は、フレーム２００と、該フレーム２００に回転自在に支持された感光ドラム９０と、フレーム２００内に収容された不図示の帯電器、現像器、転写ローラ、クリーナ等と、フレーム２００の上面に固定された受光素子３０１から構成されている。そして、走査光学ユニット１０００と感光体ユニット２０００は、共に電子写真式印字装置本体の不図示のフレーム内の所定位置に位置決め固定されている。

而して、走査光学ユニット１０００の前記レーザ発光器１０から出射したレーザビームＬは、シリンドリカルレンズ２０と反射ミラー３０を経て偏向反射鏡４０によって偏向走査され、Ｆθレンズ６０でＦθ補正された後、折り返しミラー７０で光軸を折り曲げられて光学箱１００の出射口１００ａから出射されて感光ドラム９０を走査し、該感光ドラム９０上に静電潜像を形成する。

ところで、反射ミラー３０は、その一端部の位置３１を支点として回動可能で、且つ、不図示の加圧部材によって時計方向に付勢された状態で保持されており、他端部の略中央部付近は、圧電素子等を駆動源とする前記アクチュエータ１３０の押圧部１３１に接触している。

又、前記発光素子３００は、ＬＥＤを光源とした検出光の光源部材であって、光学箱１００の底面に固定されている。

更に、感光体ユニット２０００に設けられた前記受光素子３０１は、ＣＣＤ等のエリアセンサで構成され、発光素子３００と対向して光軸位置がセンサの略中央部になるようにフレーム２００の上面に取り付けられている。

而して、走査光学ユニット１０００と感光体ユニット２０００間で位置ずれが発生すると、発光素子３００と受光素子３０１の位置関係にも位置ずれが発生するため、発光素子３００から受光素子３０１に入射する検出光Ｌ’の位置が初期位置から変化する。従って、検出光Ｌ’の位置の変化量を演算し、その演算結果に基づいてアクチュエータ１３０を制御して反射ミラー３０の傾きを微小量変化させる。

具体的には、アクチュエータ１３０を引き込む方向に所定量動作させると、反射ミラー３０は反時計方向に回転した位置となる。

すると、レーザ発光器１０から出射したレーザビームＬは、反射ミラー３０の回転に伴って微小角上向きで偏向反射鏡４０に入射することになり、更に折り返しミラー７０で反射されて感光ドラム９０に向かうレーザビームＬの光軸は時計方向に微小角移動することになり、結果的に感光ドラム９０上でのレーザビームＬの照射位置は左方向に移動して走査光学ユニット１０００と感光体ユニット２０００間の位置ずれを相殺する。

以上のように、本実施の形態では、走査光学ユニット１０００と感光体ユニット２０００間の位置ずれを発光素子３００と受光素子３０１によって検出し、その検出結果に基づいてアクチュエータ１３０を駆動制御して反射ミラー３０の傾きを微小変化させ、走査光学ユニット１０００から出射されるレーザビームＬの走査線と感光体ユニット２０００の感光ドラム９０間の位置ずれを補正するようにしたため、簡単な構成で、走査線であるレーザビームＬと感光ドラム９０間の位置ずれの発生を防いで高い画像品位を確保することができる。

又、レーザビームＬと感光ドラム９０間の位置ずれの補正を反射ミラー３０の角度制御で行う構成を採用したため、制御の反応速度が高く、振動等の比較的高い周波数の高い位置ずれに対しても容易に対応することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図３に基づいて説明する。

図３は本実施の形態に係る電子写真式印字装置の断面図であり、本図においては図１及び図２に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。

本実施の形態では、光学箱１００の前面に位置決め制御ユニット１５０が設けられており、光学箱１００全体は不図示の付勢部材によって図示矢印Ａ方向（前方）に付勢されている。

本実施の形態では、前記実施の形態１で説明した反射ミラー３０は、光学箱１００内に所定角度で固定されおり、光学箱１００の側面には２対のピン１１１，１１２が突設されている。そして、各ピン１１１，１１２は本体フレームの両側板に形成された長孔状のガイド孔４０１，４０２に嵌合しており、光学箱１００はピン１１１，１１２がガイド孔４０１，４０２内を摺動し得る範囲で矢印ａ方向（前後方向）に移動可能に支持されている。

又、光学箱１００の前面には位置決め突起１１３が突設されており、この位置決め突起１１３は、これに対向する前記位置決め制御ユニット１５０の偏芯カム１５１に当接している。

ここで、位置決め制御ユニット１５０においては、前記偏芯カム１５１にはウォームホイール１５２が一体に設けられており、ウォームホイール１５２には、パルスモータ１５４の出力軸に固着されたウォームギヤ１５３が噛合している。

而して、例えば図３において走査光学ユニット１０００の相対位置が感光体ユニット２０００の感光ドラム９０に対して右方向にずれたとすると、走査光学ユニット１０００側の発光素子３００から感光体ユニット２０００側の受光素子３１０に入射する検出光Ｌ’も右方向にずれるが、そのずれ量を演算してパルスモータ１５４の駆動量を設定し、ウォームギヤ１５３を介してウォームホイール１５２を反時計方向に回転させる。

すると、ウォームホイール１５２と一体の偏芯カム１５１が光学箱１００の位置決め突起１１３を左方向（後方）に押圧するため、光学箱１００も左方向に移動し、走査光学ユニット１０００と感光体ユニット２０００との位置ずれ量が相殺される。このとき、光学箱１００は、両側の位置決めピン１１１，１１２が本体フレーム上のガイド孔４０１，４０２に沿って移動するため、これに傾き等が発生することはない。

而して、本実施の形態においては、走査線であるレーザビームＬと感光ドラム９０間の位置ずれの補正を走査光学ユニット１０００の移動で行うようにしたため、簡単な構成で、レーザビームＬと感光ドラム９０間の位置ずれの発生を防いで高い画像品位を確保することができる他、入力と出力との関係が簡明化されて高い制御性が得られる。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図４に基づいて説明する。尚、図４は本実施の形態に係る電子写真式印字装置の断面図である。

本実施の形態は、主に走査光学ユニットと感光体ユニット間の相対位置ずれの測定に関するものである。

走査光学ユニット１０００の光学箱１００の裏面には、発光素子３００と受光素子３０１が一体に設けられており、感光体ユニット２０００の感光ドラム９０を保持するフレーム２００上には、直角配置された直角反射ミラー３２２が前記発光素子３００及び受光素子３０１と対向するように設けられている。

而して、本実施の形態において、例えば図４で走査光学ユニット１０００の相対位置が感光ドラム９０に対して右方向に０．１ｍｍずれたとすると、発光素子３００から出射して直角反射ミラー３２２で２度反射された後に受光素子３０１に入射する検出光Ｌ’の位置はセンサ面上で０．２ｍｍずれることになる。従って、このずれ量に基づいて前記実施の形態１又は２と同様に補正手段によって走査光学ユニット１０００と感光体ユニット２０００との位置ずれ量を相殺すれば、前記実施の形態１，２と同様に、簡単な構成で、走査線であるレーザビームＬと感光ドラム９０間の位置ずれの発生を防いで高い画像品位を確保することができる。

尚、何らかの理由で、走査光学ユニット１０００の相対位置が感光ドラム９０に対して上下方向にずれたとしても、それは検出光Ｌ’のずれとならない。

本実施の形態では、直角配置された直角反射ミラー３２２を一体としたが、適当距離離れた２体として、それぞれのミラーに対向する位置に発光素子と受光素子を配置しても同様の効果が得られる。

本発明は、主に複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に使用されている任意の電子写真式印字装置に対して適用可能である。

本発明の実施の形態１に係る電子写真式印字装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る電子写真式印字装置の走査光学ユニットの平面図である。 本発明の実施の形態２に係る電子写真式印字装置の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る電子写真式印字装置の断面図である。 従来の電子写真式印字装置の断面図である。

符号の説明

１０ レーザ発光器
２０ シリンドリカルレンズ
３０ 反射ミラー
４０ 偏向反射鏡
５０ スキャナモータ
６０ Ｆθレンズ
７０ 折り返しミラー
９０ 感光ドラム（感光体）
１００ 光学箱
１１３ 位置決め突起
１３０ アクチュエータ（補正手段）
１５０ 位置決め制御ユニット
２００ フレーム
３００ 発光素子（発光器）
３０１ 受光素子（受光器）
３２２ 直角反射ミラー
１０００ 走査光学ユニット
２０００ 感光体ユニット

Claims (7)

1. 少なくとも走査光学ユニットと感光体ユニットを備えた電子写真式印字装置において、
   前記走査光学ユニットと前記感光体ユニットの相対変位を検出する変位検出手段と、前記走査光学ユニットから出射される光ビームの走査線と前記感光体ユニットの感光体間の位置ずれを前記変位検出手段の出力に基づいて補正する補正手段とを設けたことを特徴とする電子写真式印字装置。
2. 前記変位検出手段は、前記走査光学ユニット上又は感光体ユニット上若しくは両ユニット上に直接設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子写真式印字装置。
3. 前記変位検出手段は、発光器と受光器で構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の電子写真式印字装置。
4. 前記変位検出手段は、副走査方向の変位を拡大して検出することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子写真式印字装置。
5. 前記変位検出手段は、前記走査光学ユニット又は前記感光体ユニットの一方に設けられた発光器及び受光器と、他方に設けられた、２つの反射面が直角に配置された反射ミラーで構成されることを特徴とする請求項４記載の電子写真式印字装置。
6. 
   前記補正手段は、前記走査光学ユニットの反射ミラーの角度を調整して光ビームの照射位置を補正することを特徴とする請求項１記載の電子写真式印字装置。
7. 前記補正手段は、前記走査光学ユニットを移動させて光ビームの照射位置を補正することを特徴とする請求項１記載の電子写真式印字装置。

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