JP2006243126A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザー光ＳＬのミラー２１上における照射位置に位置ズレが生じることなく，前記正弦振動軸の傾きを精度良く補正することが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 ミラー２１を正弦振動軸上（第１回動軸）に回動可能に支持するミラーユニット２０を，前記正弦振動軸に略直交するように交差し，前記ミラー２１の法線の往復回動範囲における中心方向に沿うと共に，前記レーザー光ＳＬの照射位置である前記ミラー２１の中央部分を通るミラー法線軸（第２回動軸）を回動中心として回動可能とする機構を設ける。
【選択図】 図５

Description

本発明は，プリンタ，複写機等の画像形成装置に関するものであり，特に微小電気機械デバイス（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ，以下，ＭＥＭＳ）を用いて静電潜像書き込み用光を感光体ドラム上で走査させる光学系が用いられる画像形成装置に関するものである。

近年，静電潜像書き込み用光を感光体ドラム上で走査させるための光学系として，微小電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）が広く用いられている。その中でも，例えば特許文献１等に記載されているような，ＭＥＭＳミラーを用いた光学系が注目を集めている。
前記ＭＥＭＳミラーは，従来用いられていたポリゴンミラーの役割を担うものである。前記ＭＥＭＳミラーは，前記ポリゴンミラーと比較して，前記静電潜像書き込み用のビーム光の副走査方向に対するバラツキが生じにくい点，小型軽量である点等の利点を有するものであり，これの導入により，画像形成の更なる高品質化，高速化が期待される。

図１は，走査光学系に前記ＭＥＭＳミラーが用いられた従来例における画像形成装置（複写機）の概略構成図である。以下，図１を参照しつつ，前記ＭＥＭＳミラーが用いられた複写機について説明する。
図１に示される複写機Ｂの構成は大別して，原稿読み取り部Ｘ１，給紙部Ｘ２，印字部Ｘ３，排紙部Ｘ４に分類される。前記原稿読み取り部Ｘ１は，前記給紙部Ｘ２の上方に配設され，前記印字部Ｘ３は前記原稿読み取り部Ｘ１と前記給紙部Ｘ２の中間部位に配設されている。
前記原稿読み取り部Ｘ１は，原稿セット部１，自動原稿送り装置（以下，ＡＤＦ）２，原稿載置台３，原稿排出部４，露光装置５，導光ミラー６ａ〜６ｃ，光学レンズ７，ＣＣＤ８，制御部９等から構成される。
前記ＡＤＦ２は，前記複写機Ｂの外装前面部等に配置された，不図示の操作パネルからなされた印字要求に従って，原稿セット部１にセットされた原稿Ｓを，複数の搬送ローラＲを介して１枚ずつ順次搬送するものである。前記ＡＤＦ２によって搬送された原稿Ｓは，例えばプラテンガラス等からなる前記原稿載置台３上の所定の読取位置を通って副走査方向に搬送され，その後，前記原稿排出部４へ排出される。

また，前記露光装置５により，前記原稿載置台３の所定の読取位置を副走査方向（図中，左側から右側へ向かう方向）に移動する原稿Ｓに光が照射される。上記原稿Ｓからの反射光は前記導光ミラー６ａ，６ｂ，６ｃにより導光され，前記光学レンズ７により集光される。また，前記ＣＣＤ８により，反射光に含まれる画像情報が電気信号に変換され，前記制御部９に読み込まれる。
前記制御部９は，ＭＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等の周辺装置を備え，そのＲＯＭに予め記憶された制御プログラムを実行することにより，画像データの画像処理などを含めた，当該複写機Ｂの統括的な制御を行うものである。

前記給紙部Ｘ２は，給紙カセット１０，給紙ローラ１１，用紙残量計１２等から概略構成される。前記給紙カセット１０には，予め印刷用紙Ｓ’が載置されている。上述の印字要求により，前記制御部９により前記給紙ローラ１１が回転駆動され，前記給紙カセット１０に載置されている前記印刷用紙Ｓ’を，前記印字部Ｘ３に搬送する。前記給紙カセット１０に載置されている前記印刷用紙Ｓ’の残量は前記用紙残量計１２により検出されており，残量が少ない状態では，当該複写機Ｂの外装に設けられた表示パネルから，ユーザに用紙の補給を促す所定の表示を行う。

前記印字部Ｘ３は，搬送ローラ１３，感光体ドラム１４，走査光学ユニット１５Ｂ，帯電ユニット１６，現像装置１７，定着装置１８等により概略構成される。
前記印刷用紙Ｓ’は，前記搬送ローラ１３により搬送される。前記感光体ドラム１４は帯電ユニット１６により，表面が一様に帯電される。前記画像情報に基づくレーザ光ＳＬは，詳しくは後述する前記走査光学ユニット１５Ｂにより感光体ドラム１４へ照射され，これにより，前記感光体ドラム１４上には静電潜像が形成される。
前記現像装置１７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１４面上に引き寄せられ，静電潜像は前記トナーにより，前記感光体ドラム１４と前記現像ローラの電位ギャップ（現像バイアス）に応じてトナー像として顕像化される。前記現像バイアスの調節は，前記現像装置１７に設けられ前記感光体ドラム１４に対向配置された現像ローラに対し，付与する電位を前記制御部９により調節することで行われる。
前記感光体ドラム１４上で形成された前記トナー像は，前記搬送ローラ１３により搬送された前記印刷用紙Ｓ’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Ｓ’は前記定着装置１８に搬送され，例えば熱ローラ等により前記印刷用紙Ｓ’に定着される。前記トナー像が定着された前記印刷用紙Ｓ’は，前記排紙部Ｘ４に搬送され，排紙される。

図２は，従来例における複写機Ｂ（画像形成装置の一例）の具備する走査光学ユニット１５Ｂの概略構成図である。また，図３は前記走査光学ユニット１５Ｂの有するミラーユニットの概略図である。以下，図２及び図３を参照しつつ，前記感光体ドラム１４（像担持体の一例）に静電潜像を書き込む走査光学ユニット１５Ｂについて詳細に説明する。
図２に示されるように，前記走査光学ユニット１５Ｂは，レーザービーム光源１９，ミラーユニット２０，ミラー２１，光学素子２２等を有する。
前記レーザービーム光源１９より前記ミラーユニット２０の中央部に向けて前記レーザー光ＳＬが照射される。前記ミラー２１（反射部の一例）は前記レーザー光ＳＬ（ビーム光の一例）を走査させつつ前記感光体ドラム１４へ向けて反射するものである。即ち，図２及び図３に示されるように，前記ミラー２１は，前記ミラーユニット２０（光走査手段の一例）により，該ミラーユニット２０に対して定められている正弦振動軸（第１回動軸の一例）を中心に回動可能に支持されている。前記ミラー２１は，前記正弦振動軸廻りの所定の範囲を往復回動することにより，前記感光体ドラム１４上で前記レーザー光ＳＬを走査させる。
また，前記レーザー光ＳＬは前記光学素子２２によりｆθ補正された上で前記感光体ドラム１４上を走査し，これにより前記感光体ドラム１４上に静電潜像が形成される。
尚，前記ミラー２１は平面鏡であるとして，前記正弦振動軸（第１回動軸の一例）に略直交し，前記ミラー２１が往復回動する際の，前記ミラー２１の法線の往復回動範囲の中心方向に沿い，前記ミラー２１の中央部を通る軸をミラー法線軸（第２回動軸の一例）という。
特開２００４−１９８５００号公報

ところで，走査光学ユニット１５Ｂと感光体ドラム１４との位置関係は複写機Ｂの組み立て後に定まるものである。従って，前記感光体ドラム１４に対するレーザー光ＳＬ（静電潜像書き込み用光）の走査位置の調節は，前記複写機Ｂの組み立て後に行う必要がある。
この点，前記レーザー光ＳＬのスキュー（走査線の傾き，走査方向）は，ミラーユニット２０に対して固定されている正弦振動軸の傾きによるものであり，従って前記ミラーユニット２０を上述のミラー法線軸を中心として傾きを変化させ，前記正弦振動軸の傾きを補正し，これによりスキューを補正する必要がある。
尚，従来例では，このような前記正弦振動軸の傾きの補正は，前記走査光学ユニット１５Ｂに固定されて設けられている基準板と前記ミラーユニット２０との間に，調節板２３を挟み込むことにより行なわれていた。
しかし，このような方法では，前記レーザー光ＳＬがミラー２１に照射する照射位置にズレが生じるため，スキュー（前記走査方向）は補正されるものの，前記走査線の位置及び長さが変化してしまい，これにより静電潜像の書き込み精度が低下するという問題点があった。
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，前記レーザー光ＳＬの前記ミラー２１上における照射位置に位置ズレが生じることなく，前記正弦振動軸の傾きを精度良く補正することが可能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，所定の第１回動軸廻りの所定範囲を往復回動する反射部により静電潜像書き込み用光（以下，走査光）を走査させる光学機器が，前記第１回動軸に略直交して前記反射部が前記所定範囲の略中央にある状態の法線方向に沿うと共に前記反射部の略中心位置を通る第２回動軸を中心として回動可能に支持された画像形成装置として構成される。
通常，前記静電潜像書き込み用光は前記反射部の中央に照射されるように照射方向の調節がなされるものであり，前記光学機器（上述のミラーユニットに相当）が前記第２回動軸（上述のミラー法線軸に相当）が回動軸となることにより，前記静電潜像書き込み用光の前記反射部における照射位置を保ったまま，前記光学機器の前記第１回動軸（上述の正弦振動軸）周りの角度の調節を行うことが可能である。

ここで，前記静電潜像書き込み用光の走査範囲における少なくとも２箇所で前記静電潜像書き込み用光を受光し，その結果に基づいて現状での前記静電潜像書き込み用光の走査の傾きを検出する場合には，その検出された現状での走査傾きを参照しつつ前記光学機器の前記第２回動軸廻りに回動させ，走査傾きの調節を行なうことが可能である。
尚，そのような走査傾きの調節は，前記走査傾きの検出結果に基づいて前記光学機器を駆動する駆動源により行う場合，また，前記検出結果を表示手段などに表示させつつ手動で行う場合等が考えられる。

本発明によれば，静電潜像書き込み用光が反射部の中央に照射される場合に，前記反射部を回動可能に支持する光学機器（上述のミラーユニットに相当）を第２回動軸（上述のミラー法線軸に相当）周りに回動させ，第一回動軸（上述の正弦振動軸）の傾きを調節した場合でも，前記静電潜像書き込み用光の前記反射部における照射位置が保たれ，走査方向（走査線の傾き）のみを精度良く調節することが可能である。

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画像形成装置の概略構成図，図２はＭＥＭＳミラーを用いた従来例における走査光学ユニットの概略構成図，図３はミラーユニットの正面図であり従来例における正弦振動軸の傾きの調節方法を説明する概略図，図４はＭＥＭＳミラーを用いた本発明の実施形態に係る画像形成装置の有する走査光学ユニットの概略構成図，図５は本発明の実施形態に係る画像形成装置の有する走査光学ユニットに設けられたミラーユニットの周辺部の正面図，図６は走査光学ユニットに設けられたミラーユニットの駆動機構の別例の正面図，図７は走査線の傾き（走査方向）を検出する場合の走査光学ユニットの構成の概略図，図８は本発明の実施例に係る画像形成装置の有する走査光学ユニットの概略構成図である。

図１には，本発明の実施形態に係る複写機Ａの概略構成図が示されている。本発明の実施形態に係る複写機Ａ（画像形成装置の一例）は，図１に示されるような，前述の走査光学ユニット１５Ｂに代わり，走査光学ユニット１５Ａを具備する点を特徴とするものである。前記走査光学ユニット１５Ａを除く各部の構成，機能については既に説明した従来例の複写機Ｂと同様であるので，ここでは説明を省略する。
図４に示されるのは，本実施形態に係る複写機Ａの有する走査光学ユニット１５Ａの概略構成図である。また，図５に示されるのは，本実施形態に係る複写機Ａの有する走査光学ユニット１５Ａに設けられたミラーユニットの周辺部の正面図である。以下，図４及び図５を参照しつつ前記走査光学ユニット１５Ａ（及び当該複写機Ａ）の特徴点について説明する。

前記走査光学ユニット１５Ａは，従来例と同様に，上述の正弦振動軸周りに往復回動可能にミラー２１を支持するミラーユニット２０を有している。また，該ミラーユニット２０は，上述のミラー法線軸（第２回動軸）と同軸の軸受け２４及び第１ギア２５と一体であり，前記軸受け２４における前記第１ギアを跨いだ２箇所で前記走査光学ユニット１５Ａの外枠に支持されている。尚，前記軸受け２４及び前記第１ギア２５が光走査部回動支持手段の一例である。
前記第１ギア２５は，両方向に回転駆動可能なステッピングモータ２７の出力軸に連結されている第２ギア２６と噛合されている。前記ステッピングモータ２７（回動駆動手段の一例）の回転駆動により，前記ミラーユニット２０（光走査手段の一例）は前記ミラー法線軸（第２回動軸）周りに駆動される。これにより，前記正弦振動軸の傾き（言い換えると，走査線の傾き，若しくは走査方向）を，通常レーザー光ＳＬが照射される前記ミラー２１の中央部周りに調節することが可能であり，前記正弦振動軸の傾きの調節により前記ミラー２１上における前記レーザー光ＳＬの照射位置にズレが生じるのを防止することが可能である。
尚，調整精度向上のため，前記第１ギア２５の径は大きく，前記第２ギア２６の径は小さくしておくことが望ましい。また，図６に示されるように，前記ステッピングモータ２７の出力軸をウォームギア２９に連結しておき，該ウォームギア２９を介して前記ステッピングモータ２７の駆動を前記第２ギアに伝達するものとしても，前記正弦振動軸の傾きの微調節が可能となる。

また，当該複写機Ａは，現状での前記走査方向（走査線の傾き）を検出することが可能である。図７は，前記走査方向を検出する場合の走査光学ユニット１５Ａの構成の概略図である。以下，図７を参照しつつ，現状での前記走査方向の検出方法，及びその結果に基づく前記走査方向の調節について説明する。
例えば出荷時等に前記走査方向を検出する場合，前記走査光学ユニット１５Ａから光学素子２２が取り外され，前記レーザー光ＳＬの捜査範囲において予め定められ，距離がＬだけ離れた２ヶ所においてカメラ２８ａ，２８ｂ（受光手段の一例）が取り付けられる。前記カメラ２８ａ，２８ｂは，感光体ドラム１４の軸に沿った方向であり，前記走査線の走査方向の基準となる基準走査方向と直交する副走査方向に配列された複数のＣＣＤ素子からなるものである。また，前記カメラ２８ａ，２８ｂ各々は制御部９（図１参照）に接続されている。
この状態で，前記ミラー２１が前記正弦振動軸周りに往復回動され，前記レーザー光ＳＬが走査されると，前記レーザー光ＳＬは前記カメラ２８ａ，２８ｂに照射され受光される。また，前記ＣＣＤ素子各々による前記レーザー光ＳＬの検出結果は前記制御部９に入力される。
尚，上述の例では２箇所において前記レーザー光ＳＬを受光したが，これに限られるものではなく，３個以上のカメラを用いて３箇所以上で前記レーザー光ＳＬを受光しても良い。

前記制御部９（走査方向偏差検出手段の一例）は，入力された前記検出結果に基づいて，前記カメラ２８ａ，２８ｂ（受光手段の一例）各々における前記レーザー光ＳＬの受光位置を判別（検出の一例）する。また，その判別結果に基づいて，前記制御部９は，現状の前記レーザー光ＳＬの走査方向と前記基準走査方向との偏差を以下のように検出する。
先ず，前記制御部９は，前記カメラ２８ａ，２８ｂ（受光手段の一例）各々における前記レーザー光ＳＬの受光位置の前記副走査方向の位置偏差Ｍとして算出する。また，前記位置偏差Ｍから，以下の（１）式に基づいて，現状の前記レーザー光ＳＬの走査方向と前記基準走査方向との角度偏差θを算出する。
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｍ／Ｌ） …（１）
更に，前記制御部９（駆動制御手段）は，自身で算出した前記角度偏差θ（走査方向偏差検出手段の検出結果）を前記ステッピングモータ２７（回動駆動手段の一例）の駆動量に換算する。また，該駆動量に従って前記ステッピングモータ２７の駆動制御を行い，前記正弦振動軸の傾きを調節する。
以上のように，当該複写機Ａでは，検出された前記レーザー光ＳＬの走査方向と前記基準走査方向との角度偏差が検出され，その検出結果に基く前記ステッピングモータ２７の駆動制御により前記正弦振動軸の傾きが調節され，これにより前記角度偏差が縮小される。

上述の例では，往復回動可能にミラー２１（図４参照）を支持するミラーユニット２０の，ミラー法線軸廻りの回転駆動にステッピングモータ２７が用いられたが，本発明はこれに限られるものではない。即ち，上述のような駆動源を用いた回転駆動に代わり，手動操作により前記ミラーユニット２０の前記ミラー法線軸廻りに回転させる機構を有する以下のような実施例も考えられる。
図８は，本発明の実施例に係る画像形成装置の有する走査光学ユニット１５Ａ”の概略構成図である。以下，図８を参照しつつ，前記ミラーユニット２０を手動操作により回転させる機構を有する，本発明の実施例に係る複写機について詳細に説明する。
図８に示されるように，また，該ミラーユニット２０と一体の第１ギア２５は第２ギア２６’と噛合されている。また，前記第２ギア２６’は前記走査光学ユニット１５Ａ”の外部に設けられたハンドル３０と軸受け３１を介して一体である。該軸受け３１は，前記走査光学ユニット１５Ａ”の外面に支持されており，前記ハンドル３０及び前記第２ギア２６’は前記軸受け３１周りに回転可能である。

当該複写機の外面（外装部材）のうち，前記ハンドル３０の対向箇所部は開放可能となっている。前記対向箇所部の開放状態において，前記ハンドル３０は手動操作により回転駆動が可能である。また，前記ハンドル３０に連動して駆動される前記第２ギア２６’，前記第１ギア２５を介して，前記ミラーユニット２０（光走査手段の一例）は前記ミラー法線軸（第２回動軸の一例）の周りに回動されるので，前記正弦振動軸の傾きを手動操作により調節することが可能である。尚，前記ハンドル３０，前記軸受け３１，前記第２ギア２６’，前記第１ギア２５が手動駆動機構の一例である。
この場合，上述したような，制御部９による現状のレーザー光ＳＬの走査方向と基準走査方向との角度偏差θ（式（１）参照）の算出結果を，当該複写機の外面に設けられた表示パネル等により随時表示するものとする。これにより，前記ミラーユニット２０を前記ミラー法線軸の周りに回動させて前記正弦振動軸の傾きを調節する際に，前記表示パネルに表示された前記角度偏差θの情報を参照することが可能であり，手動操作によっても前記レーザー光ＳＬの走査方向を前記基準走査方向に正しく一致させることが可能である。

上述の例では，画像形成装置として複写機を例に挙げて説明を行ったが，本発明の適用範囲はこれに限られるものではなく，ファクシミリ装置，プリンタ，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。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 ＭＥＭＳミラーを用いた従来例における走査光学ユニットの概略構成図。 ミラーユニットの正面図であり従来例における正弦振動軸の傾きの調節方法を説明する概略図。 ＭＥＭＳミラーを用いた本発明の実施形態に係る画像形成装置の有する走査光学ユニットの概略構成図。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の有する走査光学ユニットに設けられたミラーユニットの周辺部の正面図。 走査光学ユニットに設けられたミラーユニットの駆動機構の別例の正面図。 走査線の傾き（走査方向）を検出する場合の走査光学ユニットの構成の概略図。 本発明の実施例に係る画像形成装置の有する走査光学ユニットの概略構成図。

符号の説明

Ａ…本発明の実施形態に係る複写機
Ｂ…従来例における複写機
Ｘ１…原稿読み取り部
Ｘ２…給紙部
Ｘ３…印字部
Ｘ４…排紙部
９…制御部
１５Ａ…本発明の実施形態に係る複写機Ａの有する走査光学ユニット
１５Ｂ…従来例における複写機Ｂの有する走査光学ユニット
１９…レーザービーム光源
２０…ミラーユニット
２１…ミラー
２２…光学素子
２３…調節板
２４…軸受け
２５…第１ギア
２６…第２ギア
２７…ステッピングモータ
２８…カメラ
２９…ウォームギア
３０…ハンドル
３１…軸受け

Claims (5)

1. 像担持体にビーム光を走査させることにより画像形成用の静電潜像を書き込む画像形成装置であって，
   前記ビーム光を反射する反射部を所定の第１回動軸を中心に所定範囲で往復回動させることにより前記ビーム光を走査させる光走査手段と，
   前記光走査手段を，前記第１回動軸に略直交し前記反射部の法線の往復回動範囲の略中心方向に沿うとともに前記反射部の略中心位置を通る第２回動軸を回動中心として回動可能に支持する光走査部回動支持手段と，
   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る前記ビーム光の走査範囲における少なくとも２箇所において前記ビーム光を受光する受光手段と，
   前記受光手段による前記ビーム光の受光位置を検出し，その検出結果に基づいて前記ビーム光の予め定められた基準走査方向と実際の前記ビーム光の走査方向との差を検出する走査方向偏差検出手段と，
   を具備してなる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光走査手段を前記第２回動軸廻りに駆動する回動駆動手段を具備してなる請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記走査方向偏差検出手段の検出結果に基づいて前記回動駆動手段を駆動する光操作部駆動制御手段を具備してなる請求項３に記載の画像形成装置。
5. 当該画像形成装置外部からの手動操作に基づいて駆動されそれに連動して前記光走査手段を前記第２回動軸廻りに駆動する手動駆動機構を具備する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。

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