JP2005258244A - 光走査装置、光路調整方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】折り返しミラー74の反射面において主走査対応方向と平行な第1の軸P1と、反射面に沿って第1の軸P1に対して直角な第2の軸P2とを設定し、折り返しミラー74を第2の軸P2に関して回動させて走査速度が均一になるように調整する第1の調整手段50Dと、光学素子の光ビーム入射面において主走査対応方向と平行な第3の軸と、第3の軸に対して直角であって光ビーム入射方向に沿った第4の軸とを設定し、光学素子を第4の軸に関して回動させて走査線が傾いて所望の走査位置からずれないように調整する第2の調整手段とを備えていることを特徴とする。
【選択図】図6
Description
(1)1つの光源から出射される光ビームを、1つの像担持体である感光体ドラムに照射して潜像の書き込みを行い、像担持体上に形成された潜像を現像剤(例えばブラックのトナー)で現像して可視像化した後、転写手段にて紙等の転写材に転写した後、定着手段によって、定着するモノクロ画像形成装置。
A.副走査(対応)方向レジストずれ(図13(a))
B.副走査(対応)方向の走査線傾き(図13(b))
C.副走査(対応)方向の走査線曲がり(図13(c))
D.主走査(対応)方向のレジストずれ(図13(d))
E.主走査(対応)方向の倍率ずれ(図13(e))
F.主走査(対応)方向の走査速度の均一性(図13(f))
のような各種の位置ずれが生じる。
また、記録媒体に至る以前の光学経路においては、そのまま主走査方向及び副走査方向になるわけでないので、光路上で書き込み位置の主走査に対応する方向については主走査対応方向と、副走査に対応する方向については副走査対応方向と称することにする。
このように、AないしEに記載の各位置ずれに対応する調整手法はほぼ確立されている。
特許文献1は、受光面たる感光体が理想位置に存在することを前提としており、光走査装置が理想の光路を確保できないことから、画像上に不具合が発生することを解決することを課題としている。そして、光ビームの走査精度を確保するのに、光走査装置に備える検知手段、調整手段を用いて調整するものである。
ところが、実際の受光面は感光体であるので、感光体の画像形成装置本体における位置精度が、上記最終光路と想定した位置とくいちがうことが発生する。これは感光体をプロセスカートリッジで構成し、画像形成装置本体に対し着脱するタイプとした場合に顕著である。カートリッジの筐体、感光体の支持部材等の形状精度などが影響するからである。
また、本発明は、光走査装置おいて光ビームの光路調整が容易な光ビームの光路調整方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記光走査装置を備え、優れた画質の画像を出力できる画像形成装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、感光体と、現像装置、帯電装置またはクリーニング装置のうち、少なくとも1つとを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジおよびこのプロセスカートリッジを採用した画像形成装置を提供することを課題とする。
請求項4に記載の本発明は、前記第2の支持部が、光学素子の主走査対応方向の一端部を支持し、第2の調整手段が光学素子の主走査対応方向の他端部に設けられていることを特徴とする請求項2記載の光走査装置である。
請求項5に記載の本発明は、前記第1及び第2の調整手段の少なくとも一方が、電気的に駆動される駆動機構を含んでいることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置である。
請求項7に記載の本発明は、前記第2の調整手段が送りネジからなり、当該送りネジは、光学素子を第2の調整手段側に弾性付勢する付勢手段の付勢力に抗して光学素子を進出後退させることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置である。
請求項8に記載の本発明は、前記送りネジを電気的に回動させる駆動機構を備えている ことを特徴とする請求項6または7記載の光走査装置である。
請求項9に記載の本発明は、速度偏差を検出する検出手段と、駆動機構の駆動制御を行う駆動制御手段とを備え、駆動制御手段が、検出手段によって検出された速度偏差情報に基づいて駆動機構を駆動することを特徴とする請求項5または8に記載の光走査装置である。
請求項11に記載の本発明は、前記像担持体が複数個設けられ、当該複数個の像担持体への各光路に第1及び第2の調整手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置である。
請求項12に記載の本発明は、前記像担持体が複数個設けられ、像担持体へのうちの1つの光路を基準とし、この基準となる光路を除いて他の像担持体への光路に第1及び第2の調整手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置である。
請求項15に記載の本発明は、第1の調整工程では、送りネジを手動で回動させて折り返しミラーの反射面と像担持体との距離を変え、第2の調整工程では、電気的駆動手段によって光学素子の主走査対応方向に直交する方向の傾きを変えることを特徴とする請求項13または14に記載の光路調整方法である。
請求項17に記載の本発明は、第1の調整工程で、さらに、発光素子を全ドット点灯させ、 ハーフミラーの反射面の背後側に配置される第1ないし第3の少なくとも3個の光検出器で隣接する光検出器間の時間を測定し、距離と時間とから速度偏差を求めることを特徴とする請求項16記載の光路調整方法である。
請求項18に記載の本発明は、前記撮像手段がCCDカメラからなることを特徴とする請求項16記載の光路調整方法である。
請求項20に記載の本発明は、第1の調整工程では、第1ないし第3の少なくとも3個の光検出器を像担持体の配設位置に配置し、隣接する光検出器間の距離が同一となるパルス数で発光素子を1ドット点灯させ、像担持体の受光位置において隣接する光検出器間の距離を検出することを特徴とする請求項13ないし15のいずれかに記載の光路調整方法である。
請求項21に記載の本発明は、像担持体の配設位置に配置される光検出器を筐体に設け、 この筐体を画像形成装置に備える感光体保持部材に対し着脱可能とし、感光体保持部材に装着した状態で調整を実行することを特徴とする請求項20に記載の光路調整方法である。
請求項22に記載の本発明は、請求項1ないし12のいずれかに記載の光走査装置と、 光走査装置によって書き込まれた潜像を記録媒体上に顕像化して出力する画像形成手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項23に記載の本発明は、感光体保持部材に対し、着脱可能なプロセスカートリッジであって、受光位置に適合すべく感光体を配備するとともに、この感光体と、少なくとも帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち一つを一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能とすることを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項24に記載の本発明は、請求項23に記載のプロセスカートリッジを4個装着可能とすることを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明によれば、光走査装置おいて光ビームの光路調整が容易な光ビームの光路調整方法を提供することができる。
また、本発明によれば、絶対位置精度の良好な単一光路の光走査装置あるいは、絶対位置精度及び光路間の走査速度均一性偏差の良好な複数光路の光走査装置を備えているので、優れた画質の画像を出力できる画像形成装置を提供することができる。
上面側と下面側)に分けて配設されている。また、ハウジング50の上部と下部にはカバー87、88が設けられており、下部側のカバー87には光ビームを通過する開口が設けられ、その開口には防塵ガラス83、84、85、86が取り付けられている。
図6は、第3折り返しミラー74の調整機構を示す図である。第3折り返しミラー74は図6(a)に示すように、一方が固定側74Aに、他方が調整側(可動側)74Bに設定され、固定側74Aを支点に調整側74Bがミラー面74Cに対して直交する方向(矢印P方向)に可動に構成されている。これによって光源ユニット52と感光体ドラム1の感光面との距離を調整することができ、走査速度の不均一性を補正することが可能となる。
図7は、主走査対応方向の走査位置と理想からの主走査方向の位置ずれ量を示す図であ
る。そのずれ量をプロットしたのが、図7における破線の状態である。送りねじ50Dを回転させることにより、第3折り返しミラー74、76、78、80を前述の固定側74Aを支点に移動させ、理想的な状態に近い状態とした結果が、図7における実線の状態である。
そこで、走査傾き調整機構によって、走査線傾きを理想状態に近づける調整を主走査方向の走査速度の均一性の調整に加えて実施する。
図8は、第2結像用レンズ69の調整機構を示す図である。第2結像用レンズ69は図8(a)に示すように一方が固定側69Aに、他方が調整側(可動側)69Bに設定され、固定側69Aを支点に調整側69Bがレンズ面に69Cに対して平行な方向(副走査方向に対して平行な方向〔Q2軸方向〕)に可動に構成されている。これによって副走査方向の傾きを調整することができる。
図9は、主走査対応方向の走査位置と理想からの副走査方向の位置ずれ量を示す図であ
る。そのずれ量をプロットしたのが、図9における破線の状態である。送りねじ50Fを回転させることにより、第2結像用レンズ69、70、71、72を前述の固定側を支点に移動させ、理想的な状態に近い状態とした結果が、図7における実線の状態である。
図10は、位置情報測定装置の概略を示す図である。図11は、位置情報測定装置のPD0〜PD3の配置位置を示す図である。この例では、最終ミラーとなる第3折り返しミラー74、76、78、80(図では前述の黒の第3折り返しミラー74を示す)にハーフミラーを使用し、裏(透過側)にフォトダイオードPD1、PD2、PD3を配置している。図11に示すように、書き出し同期用のフォトダイオードPD0とは別に、画像形成範囲内に3個のフォトダイオードPD1、PD2、PD3を配置している。フォトダイオードPD1、PD2、PD3のユニット内位置は、画像形成時のほぼ両端と中央に設置しており、特に高精度には取り付けられていない。
また、図14に示すように、PD1〜PD3を感光体素管上に配置した測定用装置を用意し、この装置をプロセスカートリッジ内にセットし、同様な測定を行い、データを格納することで、ほぼ、実際機械に搭載されるプロセスカートリッジ状態での感光体位置(被照射位置)における位置情報を入手でき、誤差を最小限とすることができる。
5 光走査装置
50 ハウジング
50C 第1の支持部
50E 第2の支持部
50D 送りネジ(第1の調整手段)
50F 送りネジ(第2の調整手段)
52、53、54、55 光源ユニット
62 光偏光器
65、66、67、68 第1折り返しミラー
69、70、71、72 第2結像用レンズ(光学素子)
69A、74A 固定側
69B、74B 調整側
69C レンズ面
69F、74F 弾性部材
73、75、77、79 第2折り返しミラー
74、76、78、80 第3折り返しミラー
74C 反射面
101 位置合わせコントローラ
104 不揮発メモリ
105 CCDカメラ
106 ミラー調整用ステッピングモータ
107 結像用レンズ調整用ステッピングモータ
111 信号ハーネス
112 フランジ
113 対プロセスカートリッジ回転方向位置決めピン
PD0〜PD3 フォトダイオード(位置情報測定装置、光検出器)
LD レーザダイオード(発光素子)
L1、L2、L3、L4 光ビーム
Claims (24)
- 発光素子と、少なくとも1つの折り返しミラーと、
走査線の位置を副走査対応方向に補正する機能を有する光学素子とを備え、
発光素子から出射された光ビームを像担持体に照射して光書き込みを行う光走査装置において、
前記折り返しミラーの反射面において主走査対応方向と平行な第1の軸と、
反射面に沿って第1の軸に対して直角な第2の軸とを設定し、
折り返しミラーを第2の軸に関して回動させる第1の調整手段と、
前記光学素子の光ビーム入射面において主走査対応方向と平行な第3の軸と、
第3の軸に対して直角であって光ビーム入射方向に沿った第4の軸とを設定し、
光学素子を第4の軸に関して回動させる第2の調整手段とを備えている
ことを特徴とする光走査装置。 - 発光素子と、少なくとも1つの折り返しミラーと、
走査線の位置を副走査対応方向に補正する機能を有する光学素子とを備え、
発光素子から出射された光ビームを像担持体に照射して光書き込みを行う光走査装置において、
前記折り返しミラーの一部を支持する第1の支持部と、
第1の支持部を支点として折り返しミラーを当該折り返しミラーの反射面に対して垂直な方向に揺動させ、
折り返しミラーの反射面と像担持体との距離を変える第1の調整手段と、
前記光学素子の一部を支持する第2の支持部と、
第2の支持部を支点として光学素子を当該光学素子に入射する光ビームの走査軌跡がなす平面に対して垂直な方向に揺動させ、
主走査対応方向に直交する方向の傾きを変える第2の調整手段とを備えている
ことを特徴とする光走査装置。 - 前記第1の支持部が、折り返しミラーの走査範囲外の主走査対応方向の一端部を支持し、
第1の調整手段が折り返しミラーの走査範囲外の主走査対応方向の他端部に設けられている
ことを特徴とする請求項2記載の光走査装置。 - 前記第2の支持部が、光学素子の主走査対応方向の一端部を支持し、
第2の調整手段が光学素子の主走査対応方向の他端部に設けられている
ことを特徴とする請求項2記載の光走査装置。 - 前記第1及び第2の調整手段の少なくとも一方が、電気的に駆動される駆動機構を含んでいる
ことを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。 - 前記第1の調整手段が送りネジからなり、当該送りネジは、折り返しミラーを第1の調整手段側に弾性付勢する付勢手段の付勢力に抗して折り返しミラーを進出後退させる
ことを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。 - 前記第2の調整手段が送りネジからなり、当該送りネジは、光学素子を第2の調整手段側に弾性付勢する付勢手段の付勢力に抗して光学素子を進出後退させる
ことを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。 - 前記送りネジを電気的に回動させる駆動機構を備えている
ことを特徴とする請求項6または7記載の光走査装置。 - 速度偏差を検出する検出手段と、
駆動機構の駆動制御を行う駆動制御手段とを備え、
駆動制御手段が、検出手段によって検出された速度偏差情報に基づいて駆動機構を駆動する
ことを特徴とする請求項5または8に記載の光走査装置。 - 検出手段が、ハーフミラーからなる折り返しミラーの反射面の背面側に所定の間隔を持って並設された少なくとも3個の光検出器の光ビームの検出タイミングの差に基づいて速度偏差を検出する
ことを特徴とする請求項9記載の光走査装置。 - 前記像担持体が複数個設けられ、
当該複数個の像担持体への各光路に第1及び第2の調整手段が設けられている
ことを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。 - 前記像担持体が複数個設けられ、
像担持体へのうちの1つの光路を基準とし、
この基準となる光路を除いて他の像担持体への光路に第1及び第2の調整手段が設けられている
ことを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。 - 発光素子と、少なくとも1つの折り返しミラーと、
走査線の位置を副走査対応方向に補正する機能を有する光学素子とを備え、
発光素子から出射された光ビームを像担持体に照射して光書き込みを行う光走査装置の光ビームの光路調整方法において、
前記折り返しミラーの反射面において主走査対応方向と平行な第1の軸と、
反射面に沿って第1の軸に対して直角な第2の軸とを設定し、
折り返しミラーを第2の軸に関して回動させる第1の調整工程と、
前記光学素子の光ビーム入射面において主走査対応方向と平行な第3の軸と、
第3の軸に対して直角であって光ビーム入射方向に沿った第4の軸とを設定し、
光学素子を第4の軸に関して回動させる第2の調整工程とを備え、
第1の調整工程を実施した後、第2の調整工程を実施する
ことを特徴とする光路調整方法。 - 発光素子と、少なくとも1つの折り返しミラーと、
走査線の位置を副走査対応方向に補正する機能を有する光学素子とを備え、
発光素子から出射された光ビームを像担持体に照射して光書き込みを行う光走査装置の光ビームの光路の調整方法において、
前記折り返しミラーの一部を支持する第1の支持部を支点として折り返しミラーを当該折り返しミラーの反射面に対して垂直な方向に揺動させ、
折り返しミラーの反射面と像担持体との距離を変える第1の調整工程と、
前記光学素子の一部を支持する第2の支持部を支点として光学素子を当該光学素子に入射する光ビームの走査軌跡がなす平面に対して垂直な方向に揺動させ、
主走査対応方向に直交する方向の傾きを変える第2の調整工程とを備え、
第1の調整工程を実施した後、第2の調整工程を実施する
ことを特徴とする光路調整方法。 - 第1の調整工程では、送りネジを手動で回動させて折り返しミラーの反射面と像担持体との距離を変え、
第2の調整工程では、電気的駆動手段によって光学素子の主走査対応方向に直交する方向の傾きを変える
ことを特徴とする請求項13または14に記載の光路調整方法。 - 第1の調整工程では、折り返しミラーをハーフミラーで構成し、
ハーフミラーの反射面の背後側に配置される第1ないし第3の少なくとも3個の光検出器の配置位置において、
隣接する光検出器間の距離が同一となるパルス数で発光素子を1ドット点灯させ、
像担持体の配設位置に相当する照射位置に設置された撮像手段によって照射位置で撮像して隣接する光検出器間の距離を検出する
ことを特徴とする請求項13ないし15のいずれか1項に記載の光路調整方法。 - 第1の調整工程で、さらに、発光素子を全ドット点灯させ、
ハーフミラーの反射面の背後側に配置される第1ないし第3の少なくとも3個の光検出器で隣接する光検出器間の時間を測定し、
距離と時間とから速度偏差を求める
ことを特徴とする請求項16記載の光路調整方法。 - 前記撮像手段がCCDカメラからなる
ことを特徴とする請求項16記載の光路調整方法。 - 前記光検出器間の距離を記憶手段に記憶し、速度偏差を求める際に記憶手段から距離を読み出す
ことを特徴とする請求項17に記載の光路調整方法。 - 第1の調整工程では、第1ないし第3の少なくとも3個の光検出器を像担持体の配設位置に配置し、隣接する光検出器間の距離が同一となるパルス数で発光素子を1ドット点灯させ、像担持体の受光位置において隣接する光検出器間の距離を検出する
ことを特徴とする請求項13ないし15のいずれかに記載の光路調整方法。 - 像担持体の配設位置に配置される光検出器を筐体に設け、
この筐体を画像形成装置に備える感光体保持部材に対し着脱可能とし、
感光体保持部材に装着した状態で調整を実行する
ことを特徴とする請求項20に記載の光路調整方法。 - 請求項1ないし12のいずれかに記載の光走査装置と、
光走査装置によって書き込まれた潜像を記録媒体上に顕像化して出力する画像形成手段とを備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 - 感光体保持部材に対し、着脱可能なプロセスカートリッジであって、
受光位置に適合すべく感光体を配備するとともに、この感光体と、少なくとも帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち一つを一体に構成し、画像形成装置本体に着脱可能とする
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項23に記載のプロセスカートリッジを4個装着可能とする
ことを特徴とする画像形成装置。
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