JP2006243026A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の光学機器を一体形成された走査光学ユニット部材に組み込んでユニット化することにより各機器の相対位置精度を高めつつも，光源１３，調節ミラー１５，調節レンズ（コリメータレンズ）１４各々に対する手作業を簡単に行い得るような画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 複数の前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃ，複数の前記コリメータレンズ１４，複数の前記調節ミラー１５，ポリゴンミラー８を支持基材１６に組み込み光源ユニットＹ１として一体化する。また，前記光源ユニットＹ１は，偏向ミラー６が組み込まれた走査光学ユニットＸ１からは取り付け，取り外しが可能に構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は，複数の直列に配置された像担持体各々に静電潜像書き込み用の光を照射する複数の光源を有する画像形成装置に関するものであり，特に前記光源各々が所定の支持基材に組み込まれて一体化された画像形成装置に関するものである。

近年，フルカラーでの印字機能を有する画像形成装置として，複数の感光体ドラム（像担持体）各々上で各種類（色）のトナー（現像剤）による像を形成し，それらを中間転写部で重ね合わせることによりフルカラーの像を形成する，いわゆるタンデム方式の画像形成装置が用いられている。
このようなタンデム方式の画像形成装置において，前記感光体ドラム各々に対して出力される静電潜像書き込み用のビーム光の照射精度は，形成される画像の質に直結する重要な要素である。特に，各々の前記ビーム光の相対位置精度は，各色のトナー像の相対位置精度と等価であり，この精度が悪化すると各トナー像の重ね合わせが適切に行われない，いわゆる色ずれが生じ，際立って画質を低下させる。
以上のような画質の低下を防ぐために，例えば特許文献１等に記載のように，前記ビーム光を照射する光源から前記感光体ドラム各々までの前記ビーム光の光路上に配置される光学系（ｆθレンズ，偏向ミラー等）を，一体のユニット筐体（以下，走査光学ユニット部材）に組み込んで位置決めする方法が広く知られ，用いられている。
特許文献１には，複数の前記光源と前記感光体ドラムとの光路上に複数設けられるｆθレンズが，一体の金型に組み込まれて形成された画像形成装置が開示されている。
特開２００１−１３３７０７号公報

尚，上述のタンデム方式の画像形成装置では，複数の感光体ドラム各々に対応して前記感光体ドラムと同数の光源，及び，該光源とポリゴンミラーとの間に各光源から照射されたビーム光の相対位置関係を調節する調節ミラー，調節レンズ（コリメータレンズ等）類が用いられるものである。従って，上述の特許文献１のように，複数のｆθレンズを一体形成された走査光学ユニット部材に組み込むだけでは，前記ビーム光の相対位置精度を高く保つ上で不十分である。その結果，各感光体ドラム上で形成されるトナー像の相対位置にズレが生じやすく，画質を低下させるという問題点がある。
これらの問題点を解決するためには，複数の前記光源，前記調節ミラー，調節レンズ類を含む光学機器類を一体の前記走査光学ユニット部材に組み込んで，走査光学ユニットとしてユニット化することが望ましい。これにより，各機器間の相対位置関係を高精度に保つことが可能であり，複数の前記ビーム光の相対位置等が高精度化される。
ところが，複数の前記光源及び調節ミラー，調節レンズに対しては，各ビーム光の相対位置を調節するための様々な手作業を施す必要がある。従って，上述の光学機器類全てを一体形成された筐体に組み込んでユニット化してしまうと，そのような手作業を前記走査光学ユニット内部の狭小な空間に様々な器具を挿入する等して行わねばならず，当然ながら高精度の作業は困難である。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，複数の光学機器を一体形成された走査光学ユニット部材に組み込んでユニット化することにより各機器の相対位置精度を高めつつも，前記光源，調節ミラー，調節レンズ各々に対する手作業を簡単に行い得るような画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は，複数の像担持体各々に対する静電潜像書き込み用のビーム光を出力する光源，及び前記ビーム光各々の相対位置関係を調節して所定方向へ導く調節ミラー，調節レンズ類及びそれらにより導かれた前記ビーム光各々を走査させる光走査用のミラー（ポリゴンミラー，ＭＥＭＳミラー等）を支持基材に組み込んで一体化し，かつ前記支持基材が，前記ビーム光を前記像担持体に向けて偏向させる偏向ミラーが組み込まれた走査光学ユニット部材に取り付け可能に（即ち，前記支持基材と前記走査光学ユニット部材とが独立に）設けられた画像形成装置として構成される。
これにより，複数の前記光源，該光源各々から照射されるビーム光の相対位置関係を調節して所定方向へ導く調節ミラー，調節レンズ（コリメータレンズ等）及びポリゴンミラーの相対位置を高精度に保つことが可能であるため，前記ビーム光各々の相対位置が高精度化される。また，前記支持基材は前記走査光学ユニット部材とは独立して設けられるため，前記支持部材を前記走査光学ユニット部材から取り外すことにより，前記光源，前記調節ミラー及び前記調節レンズ（コリメータレンズ等）に施すべき手作業を簡単に行うことが可能である。
また，前記光走査用のミラーにより走査される前記ビーム光を透過するｆθレンズを更に前記支持基材に組み込んで一体化することも考えられる。

本発明によれば，静電潜像書き込み用のビーム光を出力する光源，及び前記ビーム光各々の相対位置関係を調節して所定方向へ導く調節ミラー，調節レンズ類及びそれらにより導かれた前記ビーム光各々を走査させる光走査用のミラー（ポリゴンミラー，ＭＥＭＳミラー等）を支持基材に組み込まれて一体化されるので，それらの相対位置関係が高精度化される。また，前記支持基材は走査光学ユニット部材とは独立に取り外し可能に設けられるため，前記光源，前記調節ミラー及び前記調節レンズ（コリメータレンズ等）に施すべき手作業を簡単に行うことが可能である。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図，図２は本発明の実施形態に係るプリンタが有する走査光学ユニットの斜視図，図３は本発明の実施形態に係るプリンタが有する走査光学ユニットに取り付け可能な光源ユニットの斜視図，図４は光源ユニットの光源側の斜視図，図５は本発明の実施例に係るプリンタが有する走査光学ユニットに取り付け可能な光源ユニットの斜視図である。

図１は，本発明の実施の形態に係るプリンタ（画像形成装置の一例）の概略構成図である。以下，図１を参照しつつ本発明の実施形態に係るプリンタについて詳細に説明を行う。
図１に示される本実施形態に係るプリンタＡは，トナー像を形成し，これを転写することにより印刷用紙に印字を行う印字部α１，前記印刷用紙を前記印字部α１に供給する給紙部α２，印字の行われた前記印刷用紙を排紙する排紙部α３，を有する。
不図示の外部入力インターフェースを通じて，当該プリンタＡに接続された外部機器（典型的にはパーソナルコンピュータ）から印字要求を表す所定の印字要求信号及び画像情報を表す画像情報信号が入力される。不図示の画像処理制御装置により，該画像情報信号に基づいて前記画像情報が読み取られ，該画像情報はブラック，マゼンダ，イエロー，シアンの４色各々に対する濃淡値情報に変換される。
前記印字部α１は，上述の４色各々に対応する前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ，該感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々付近に配置され，上記４色各々に対応する現像装置２ＢＫ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｃ，中間転写ベルト３，加熱定着装置４，搬送ローラ９，走査光学ユニットＸ１，鉛直位置決め板１０，水平位置決め板１１等を具備して概略構成される。

前記画像処理制御装置は，前記原稿読み取り部により得られた前記濃淡値情報に基づいて，ブラック，マゼンダ，イエロー，シアン，の４色に対応する前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々に対するビーム光を照射させる。即ち，前記光源ユニットＹ１における４つの光源１３（図４参照）を制御し，静電潜像書き込み用のビーム光を照射させる。
前記走査光学ユニットＸ１は，詳しくは後述のように前記光源ユニットＹ１（図３参照），複数の前記偏向ミラー６（及び６’），複数の前記ｆθレンズ７（及び７’）等の光学機器が一体成型された筐体である走査光学ユニット部材に組み込まれたものである。また，前記走査光学ユニットＸ１は略水平方向に直列に設けられた前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々の下方において，前記鉛直位置決め板１０，前記水平位置決め板１１各々に取り付けられる。
前記静電潜像書き込み用のビーム光は前記走査光学ユニットＸ１に取り付け可能な，後述の光源ユニットＹ１（図３参照）に組み込まれたポリゴンミラー８（光走査手段の一例）により走査される。また，前記走査光学ユニットＸ１の内部に配置される（即ち，組み込まれる）前記偏向ミラー６（及び６’，走査光偏向手段の一例），複数の前記ｆθレンズ７（及び７’ ）等により，上述の感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ（像担持体の一例）各々に偏向されつつ誘導される。これにより，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々の表面には静電潜像が形成される。
また，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々に対応する前記現像装置２ＢＫ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｃに設けられた現像ローラ上のトナーが，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々の面上に引き寄せられる。前記静電潜像は前記トナーにより，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々と前記現像ローラ各々との電位ギャップ（現像バイアス）に応じてトナー像として顕像化される。

前記給紙部α２は，収容部５，給紙ローラ１２等を有して概略構成される。前記収容部５には，予め印刷用紙が載置されている。ユーザによる印字要求（例えば，前記外部入力インターフェースを通じた前記印字要求信号の入力）に基づいて，前記画像処理制御部の制御により前記給紙ローラ１２が回転駆動され，これにより前記収容部５に載置されている前記印刷用紙が，前記印字部α１に向けて搬送される。
前記給紙部α２からの前記印刷用紙は，前記搬送ローラ９により搬送される。一方，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々上で形成された前記トナー像は前記中間転写ベルト３に転写される。詳しくは，略水平方向に並んでいる前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃの鉛直上方に，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々と接触するように略水平方向に形成された中間転写ベルト３が，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々と同期されて駆動されることにより，前記トナー像が前記中間転写ベルト３に転写される。また，その中間転写ベルト３の駆動により，該中間転写ベルト３の一方の端部において，前記トナー像は前記搬送ローラ９により搬送された前記印刷用紙に転写される。そして，前記トナー像が転写された前記印刷用紙は前記加熱定着装置４に搬送される。
前記加熱定着装置４において，前記トナー象は加熱ローラにより前記印刷用紙に定着される。前記トナー像が定着された前記印刷用紙は，前記排紙部α３に搬送され，排紙される。

図２は本発明の実施の形態に係るプリンタが有する走査光学ユニットの斜視図である。以下，図２を参照しつつ前記走査光学ユニットＸ１について詳細に説明する。
前記走査光学ユニットＸ１は，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々に静電潜像書き込み用のビーム光を照射する複数の光源１３，複数のコリメータレンズ１４及び調節ミラー１５（詳しくは図３参照）及びポリゴンミラー８等を有する前記光源ユニットＹ１，該光源ユニットＹ１により照射されたビーム光を反射（偏向）し，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々に誘導する複数の偏向ミラー６（及び６’，走査光偏向手段の一例），前記光源各々１３により照射されたビーム光を透過させｆθ補正を行う複数のｆθレンズ７（及び７’）等が，一体成型された筐体である前記走査光学ユニット部材に組み込まれてユニット化されたものである。
尚，複数の前記偏向ミラー６のうちの前記偏向ミラー６’は，前記走査光学ユニットＸ１における前記光源ユニットＹ１が取り付けられる側の端部に最近接のものを指す。また，複数の前記ｆθレンズ７のうちの前記ｆθレンズ７’は，前記ビーム光の光路上において前記ポリゴンミラー８に最近接のものを指す。
上記の光学機器各々により，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ各々に対する４つの光路がそれぞれ形勢されている。

図３は本発明の実施の形態に係るプリンタが有する光源ユニットＹ１の斜視図である。図４は光源ユニットＹ１の有する光源側からの（図３に示される光源基盤１７の裏側の）斜視図である。以下，図３及び図４を参照しつつ前記光源ユニットＹ１の構成について詳細に説明する。
図３に示される光源ユニットＹ１は，前記感光体ドラム１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｃ（像担持体の一例）各々に対して静電潜像書き込み用のビーム光を照射（出力）する光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃ（ブラック用光源１３ＢＫ，マゼンダ用光源１３Ｍ，イエロー用光源１３Ｙ，シアン用光源１３Ｃ，図４参照），複数のコリメータレンズ１４（前述の調節レンズに相当），複数の調節ミラー１５（光軸調節導光手段の一例），前記ポリゴンミラー８（光走査手段の一例）が，一体成型された支持基材１６に組み込まれて一体化されたものである。即ち，前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃ各々は，前記支持基材１６と一体である光源基盤１７上にねじ止めされ，該光源基盤１７上の配線と導通されている。また，該配線は前記画像処理制御装置と接続されており，これにより，前記画像処理制御装置の制御に従って，前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃは静電潜像書き込み用のビーム光を照射する。
前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃにより照射される前記ビーム光は，前記コリメータレンズ１４により径が調節される。また，前記支持基材１６に取り付けられた複数の前記調節ミラー１５により，前記ポリゴンミラー８に向けて誘導される。前記調節ミラー１５各々は，前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃによる照射光各々が，若干異なる角度で（即ち，相対的な位置関係が調節され）前記ポリゴンミラー８に向けて照射される（即ち，所定方向へ導く）ように，その配置が調節される。また，前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃによる照射光各々の光路の調節は，該光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃ各々の向きを調節することによっても可能である。尚，前記コリメータレンズ１４及び前記調節ミラー１５が光軸調節導光手段の一例である。
ところで，前記ポリゴンミラー８は所定の取り付け部材２２に対して回転可能に取り付けられている。また，前記取り付け部材２２には３箇所に貫通孔２３が設けられている。一方，前記支持基材１６の一方の端部付近には前記貫通孔２３に対応する３ヵ所にネジ穴２４が設けられている。前記ネジ穴２４各々に前記貫通孔２３を対向させた状態で，ネジを前記貫通孔２３を貫通させ前記ネジ穴２４に螺着させることにより，前記ポリゴンミラー８が前記支持基材１６に取り付けられる。

ところで，図２に示されるように，前記走査光学ユニットＸ１の一方の端部には，前記光源ユニットＹ１のうちの前記光源基盤１７の周辺部材を嵌合させるための小部屋１８が形成されている。
前記小部屋１８は，水平方向の周囲を仕切り１９によって仕切られた空間である。前記小部屋１８の鉛直上下方向については，鉛直上方向の一部が前記偏向ミラー６’及びその支持部材により塞がれている以外は，外部との仕切り１９が設けられておらず，吹き抜けになっている。前記光源ユニットＹ１における前記光源基盤１７の周辺部材は，前記小部屋１８に鉛直下方から嵌合され，その状態では鉛直上下方向に摺動可能である。尚，前記光源基盤１７の周辺部材が前記小部屋１８に嵌合された状態では，前記ポリゴンミラー８の取り付け箇所周辺は前記小部屋１８の外に位置する。即ち，前記仕切り１９には，前記光源ユニットＹ１の摺動の際に前記支持基材１６（特に，前記光源ユニットＹ１における前記光源基盤１７周辺と前記ポリゴンミラー８が取り付けられる周辺との間の部材等）と干渉しないように適当な切欠きが設けられている。
尚，図３に示されるように，前記支持基材１６の端部における３ヵ所には，中央にネジ穴２０が切られた当接部２１が形成されている。前記光源ユニットＹ１の鉛直上方向への摺動により，前記小部屋１８の仕切り壁の所定箇所に３箇所形成された，不図示の当接位置に前記当接部２１各々が当接され，これにより，前記光源ユニットが位置決めされる。また，前記当接位置各々には前記ネジ穴２０と対向する箇所に不図示のネジ貫通孔が形成されている。
前記当接部２１が前記当接位置に当接している状態で，前記ネジ貫通孔を貫通させつつ前記ネジ穴２０各々にネジを螺着させることにより，前記光源ユニットＹ１は前記走査光学ユニットＸ１内に取り付けられる。
以上のように，複数の前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃ，複数の前記コリメータレンズ１４，複数の前記調節ミラー１５，前記ポリゴンミラー８が前記支持基材１６に組み込まれ前記光源ユニットＹ１として一体化され，これらの光学機器の相対的な位置関係を高精度に定めることが可能である。また，前記光源ユニットＹ１は，前記走査光学ユニットＸ１からは取り付け及び取り外しが可能であり，複数の前記光源１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｃ，複数の前記コリメータレンズ１４，複数の前記調節ミラー１５，前記ポリゴンミラー８等の取り付け作業，向きの調節作業等を簡便に行うことが可能である。

上述の実施形態では，画像形成装置の一例としてプリンタを例に挙げたが，本発明はこれに限られるものではなく，ファクシミリ装置，複写機，或いはこれらの機能を併せ持つ複合機等についても適用が可能である。
また，上述の実施形態では，光走査手段としてポリゴンミラー８（図１，図２及び図３参照）が用いられたが，本発明はこれに限られるものではなく，ポリゴンミラーの代わりに微小電気機械デバイスであるＭＥＭＳミラーが用いられたものに対しても適用が可能である。
更に，図５に示されるように，支持基材１６’に，前記ポリゴンミラー８（光走査手段の一例）により走査されるビーム光を透過させるｆθレンズ７’を更に組み込んで一体化したものであっても良い。これにより，前記ポリゴンミラー８と前記ｆθレンズ７’との相対的な位置関係を精度良く定めることが可能であり，前記ビーム光の照射精度が一層向上される。

本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図。 本発明の実施形態に係るプリンタが有する走査光学ユニットの斜視図。 本発明の実施形態に係るプリンタが有する走査光学ユニットに取り付け可能な光源ユニットの斜視図。 光源ユニットの光源側の斜視図。 本発明の実施例に係るプリンタが有する走査光学ユニットに取り付け可能な光源ユニットの斜視図。

符号の説明

Ａ…本発明の実施形態に係るプリンタ
Ｘ１…走査光学ユニット
Ｙ１…光源ユニット
１ＢＫ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ…感光体ドラム
７…ｆθレンズ
８…ポリゴンミラー
１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ…光源
１４…コリメータレンズ
１５…調節ミラー
１６，１６’…支持基材
１７…光源基盤
１８…小部屋
１９…仕切り
２０…ネジ穴
２１…当接部
２２…取り付け部材
２３…貫通孔
２４…ネジ穴

Claims (2)

1. 複数の像担持体各々に対する静電潜像書き込み用のビーム光を出力する複数の光源と，
   複数の前記光源より出力された前記ビーム光各々の相対位置関係を調節するとともに所定方向へ導く光軸調節導光手段と，
   前記光軸調節導光手段により導かれる前記ビーム光を走査させる光走査手段と，
   複数の前記光源，前記光軸調節導光手段及び前記光走査手段が組み込まれてこれらを一体化するとともに，前記光走査手段により走査されるビーム光を前記像担持体各々に向けて偏向させる走査光偏向手段が組み込まれる走査光学ユニット部材に取り付け可能な支持基材と，
   を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光走査手段により走査される前記ビーム光を透過させるｆθレンズを更に具備し，前記ｆθレンズが前記支持基材に組み込まれて一体化されてなる請求項１に記載の画像形成装置。

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