JP2008139346A - Light scanning optical device - Google Patents
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Description
本発明は、光走査光学装置、特に、電子写真法によるタンデム方式の画像形成装置にプリントヘッドとして搭載される光走査光学装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning optical device, and more particularly, to an optical scanning optical device mounted as a print head in a tandem image forming apparatus using electrophotography.
電子写真法によるタンデム方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、色の3原色(Y,M,C)と黒色(K)の画像を平行に配置された四つの感光体上に形成し、各画像を中間転写ベルト上に1次転写して合成し、さらに記録材上に2次転写するようにしている。この場合、色ずれを防止するために、四つの画像が中間転写ベルト上で精度よく合成されるように位置合わせを高精度に調整する必要がある。 In an image forming apparatus such as an electrophotographic tandem printer or copier, three primary colors (Y, M, C) and black (K) are formed on four photoconductors arranged in parallel. Each image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt and synthesized, and then further transferred onto the recording material. In this case, in order to prevent color misregistration, it is necessary to adjust the alignment with high accuracy so that the four images are accurately synthesized on the intermediate transfer belt.
色ずれの調整の項目は、図11に示すように(白丸は設計上の露光位置、黒丸はずれた露光位置をそれぞれ示す)、主走査印字開始位置、全体倍率、部分倍率、主走査高次位置ずれ、副走査印字開始位置、スキュー(走査線傾き)、ボウ(走査線湾曲)、副走査高次位置ずれ、を挙げることができる。 The items of color misregistration adjustment are as shown in FIG. 11 (the white circle indicates the design exposure position and the exposure position shifted from the black circle, respectively), the main scanning print start position, the overall magnification, the partial magnification, and the main scanning higher order position Deviation, sub-scan printing start position, skew (scan line inclination), bow (scan line curve), and sub-scan higher-order position deviation can be mentioned.
このうち、スキューの調整に関しては、特許文献1,2に記載のように、ポリゴンミラーで偏向された各光束の光路を折り曲げるミラーの主走査方向の傾きをモータにて補正する機構が記載されている。しかしながら、モータを駆動してスキュー補正を行う場合、モータの振動が各種光学素子に伝播し、各色の画像にピッチむらやジッタが発生してレジスト性能が劣化するおそれを有している。特に、連続的に通紙される用紙間でスキュー補正を行う場合、高速機では用紙間隔が短いために、この問題点が顕著に現れる。モータの振動が減衰するまで、次の画像形成動作を停止させると、プリント生産性(単位時間当たりのプリント枚数)が犠牲になり、好ましいものではない。 Among these, regarding skew adjustment, a mechanism for correcting the tilt in the main scanning direction of a mirror that bends the optical path of each light beam deflected by a polygon mirror, as described in Patent Documents 1 and 2, is described. Yes. However, when skew correction is performed by driving a motor, the vibration of the motor propagates to various optical elements, and there is a risk that the resist performance deteriorates due to uneven pitch and jitter in each color image. In particular, when skew correction is performed between sheets that are continuously passed, this problem appears remarkably because the high-speed machine has a short sheet interval. If the next image forming operation is stopped until the vibration of the motor is attenuated, the print productivity (number of prints per unit time) is sacrificed, which is not preferable.
また、ポリゴンミラーには回転駆動源であるモータが設置されており、このポリゴンモータと前記スキュー調整用モータとが互いに影響を与え合うという問題点をも有している。
そこで、本発明の目的は、プリント生産性を損なうことなく、露光位置調整用モータの振動によるレジスト性能の劣化を効果的に防止でき、かつ、露光位置調整用のモータと偏向器駆動用モータとの干渉をも防止できる光走査光学装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to effectively prevent deterioration of resist performance due to vibration of an exposure position adjusting motor without impairing print productivity, and an exposure position adjusting motor, a deflector driving motor, It is an object of the present invention to provide an optical scanning optical device that can prevent the interference.
以上の目的を達成するため、本発明に係る光走査光学装置は、
複数の光源と、該光源から放射される各光束を同一面で偏向する偏向器と、該偏向器で偏向された各光束を感光体上に結像させる結像素子と、前記光束をそれぞれに対応する前記感光体上に導くミラーと、これらの各部材を保持するハウジングと、前記光束が前記感光体上を露光する位置を調整するためのモータと、を備え、
前記モータは前記感光体の配列方向に複数配置されており、
前記ハウジングをメインフレームに固定する固定点の少なくとも一つは、前記偏向器のハウジングへの固定点と前記複数のモータのハウジングへの固定点との間に配置されていること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical scanning optical device according to the present invention includes:
A plurality of light sources, a deflector that deflects each light beam emitted from the light source on the same surface, an image forming element that forms an image on each photosensitive member deflected by the deflector, and the light beam respectively A mirror that leads to the corresponding photoconductor, a housing that holds each of these members, and a motor that adjusts the position at which the light beam is exposed on the photoconductor,
A plurality of the motors are arranged in the arrangement direction of the photoconductors,
At least one of fixing points for fixing the housing to the main frame is disposed between a fixing point of the deflector to the housing and a fixing point of the plurality of motors to the housing;
It is characterized by.
本発明において、前記メインフレームとは、光走査光学装置が搭載されるプリンタなどの画像形成装置のフレームを意味する。 In the present invention, the main frame means a frame of an image forming apparatus such as a printer on which an optical scanning optical device is mounted.
本発明に係る光走査光学装置において、偏向器のハウジングへの固定点と露光位置調整用モータのハウジングへの固定点との間に、ハウジングをメインフレームに固定する固定点の少なくとも一つが配置されているため、露光位置調整用モータの振動は偏向器に到達する際にはかなり弱められており、4色の各画像のピッチむらやジッタを所定の許容量に抑えることができ、レジスト性能の劣化を抑えることができる。さらに、偏向器の駆動用モータと露光位置調整用モータとの相互の干渉を避けることもできる。 In the optical scanning optical device according to the present invention, at least one of fixing points for fixing the housing to the main frame is disposed between the fixing point of the deflector to the housing and the fixing point of the exposure position adjusting motor to the housing. Therefore, the vibration of the exposure position adjusting motor is considerably weakened when it reaches the deflector, and the pitch unevenness and jitter of each of the four color images can be suppressed to a predetermined allowable amount. Deterioration can be suppressed. Furthermore, mutual interference between the drive motor for the deflector and the exposure position adjusting motor can be avoided.
露光位置調整用モータは、例えば、感光体上を露光する走査線の傾き(スキュー)を調整するためのものである。 The exposure position adjusting motor is, for example, for adjusting the inclination (skew) of the scanning line for exposing the photosensitive member.
本発明に係る光走査光学装置においては、ハウジングは3点でメインフレームに固定され、該3点を結んだ三角形の領域の外側に、露光位置調整用モータの固定点及び/又は偏向器の固定点が配置されていることが好ましい。露光位置調整用モータの振動をより有効に減衰できる。 In the optical scanning optical device according to the present invention, the housing is fixed to the main frame at three points, and the fixed point of the exposure position adjusting motor and / or the deflector is fixed outside the triangular region connecting the three points. It is preferable that the points are arranged. The vibration of the exposure position adjusting motor can be attenuated more effectively.
以下、本発明に係る光走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an optical scanning optical device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(画像形成装置の全体構成、図1参照)
図1に、本発明に係る光走査光学装置を搭載したカラープリンタ1の概略構成を示す。このカラープリンタ1は、タンデム方式で4色の画像を合成するように構成されている。即ち、四つの画像形成ステーション2(2Y,2M,2C,2K)の直上に中間転写ベルト10が配置され、直下に光走査光学装置20が配置されている。各画像形成ステーション2には、それぞれ、感光体ドラム3(3Y,3M,3C,3K)、現像器4(4Y,4M,4C,4K)や図示しない帯電器、残留トナーのクリーナなどが配置されている。なお、黒色の画像を形成するための画像形成ステーション2Kは大型に構成され、使用頻度の高いモノクロ画像を高速で形成できるようにしている。
(Overall configuration of image forming apparatus, see FIG. 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a color printer 1 equipped with an optical scanning optical device according to the present invention. The color printer 1 is configured to synthesize four color images in a tandem manner. That is, the
光走査光学装置20は、Y,M,C,Kの画像データに基づいて放射される光束By,Bm,Bc,Bkによって各感光体ドラム3上に画像(静電潜像)を形成する。この潜像はトナーによって可視像化される。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
The optical scanning
中間転写ベルト10は、駆動ローラ11及び支持ローラ12に無端状に張り渡され、矢印Y方向への回転に基づいて前記各感光体ドラム3上に形成された各色のトナー画像が順次1次転写され、合成される。また、中間転写ベルト10上に形成された画像(調整用トナーパターン)を読み取るため、黒色の画像形成ステーション2Kの直後に光学センサ71が配置されている。
The
記録材は、自動給紙カセット5に収納されており、1枚ずつ所定のタイミングで給紙され、通紙経路6を経由して中間転写ベルト10から2次転写位置13にて合成トナー画像を2次転写され、定着装置15でトナーの加熱定着を施された後、排出ローラ16から排紙部9上に排出される。一方、両面プリントの際、記録材はスイッチバックローラ17からプリンタ1の外方に搬送され、スイッチバックされて反転経路7を経由して2次転写位置13に戻される。ここで裏面にトナー画像を2次転写された記録材は排出ローラ16から排紙部9上に排出されることになる。
The recording material is stored in the automatic paper feeding cassette 5 and is fed one by one at a predetermined timing, and a composite toner image is transferred from the
(光走査光学装置の概略構成、図2〜図4参照)
図2は一実施例である光走査光学装置20の断面図、図3は平面図、図4は底面図である。この光走査光学装置20は、光源部21と、ポリゴンミラー40と第1及び第2結像レンズ31,32と、各光路ごとに設けた折返しミラー34,35,36及び第3結像レンズ33と、これらの部材を保持するハウジング27とで構成されている。光源部21は、レーザダイオード22(22Y,22M,22C,22K)と、合成ミラー23(23Y,23M,23C)と、折返しミラー24と、シリンドリカルレンズ25とで構成され、プレート26に搭載されている。
(Schematic configuration of optical scanning optical device, see FIGS. 2 to 4)
2 is a cross-sectional view of the optical scanning
レーザダイオード22Kから放射された光束は折返しミラー24に直接導かれる。また、レーザダイオード22C,22M,22Yからそれぞれ放射された光束は、合成ミラー23C,23M,23Yでそれぞれ反射し、折返しミラー24に導かれる。折返しミラー24で反射された各光束はシリンドリカルレンズ25で副走査方向Z(図2参照)にほぼ平行に集光され、ポリゴンミラー40の同一面に副走査方向Zに所定の角度を有して導かれる。
The light beam emitted from the
これらの光束はポリゴンミラー40の回転に基づいて主走査方向Xに等角速度で偏向され、第1及び第2結像レンズ31,32を透過した後、光束Bkは第3結像レンズ33Kを透過して折返しミラー34Kで反射され、感光体ドラム3K上を露光/走査する。光束Bcは折返しミラー34C,35Cで反射されて第3結像レンズ33Cを透過し、さらに折返しミラー36Cで反射され、感光体ドラム3C上を露光/走査する。光束Bmは折返しミラー34Mで反射されて第3結像レンズ33Mを透過し、さらに折返しミラー35Mで反射され、感光体ドラム3M上を露光/走査する。光束Byは折返しミラー34Yで反射されて第3結像レンズ33Yを透過し、さらに折返しミラー35Yで反射され、感光体ドラム3Y上を露光/走査する。
These light beams are deflected at a constant angular velocity in the main scanning direction X based on the rotation of the
ポリゴンミラー40は、図2に示すように、プレート44に固定したモータ42に取り付けられている。プレート44にはさらに基板41及び放熱板43が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
また、各感光体ドラム3上での各走査線の書出し位置を検出するため、即ち、主走査同期信号を得るため、ポリゴンミラー40で偏向された光束Bkの主走査方向上流側光束は、図3に示すように、検出用ミラー37で反射されてレンズ38で集光され、同期信号検出用受光センサ39に入射する。
Further, in order to detect the writing position of each scanning line on each photosensitive drum 3, that is, to obtain a main scanning synchronization signal, the upstream side beam in the main scanning direction of the beam Bk deflected by the
さらに、色ずれ調整(レジスト調整)として、図3に示すように、部分倍率調整機構45とスキュー調整機構50が設置されている。スキュー調整機構50は駆動源としてブラケット59を介してハウジング27に固定したステッピングモータ51を備え、その詳細は図9及び図10を参照して後述する。なお、部分倍率調整機構45の説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 3, a partial
(色ずれ調整、図11及び図12参照)
色ずれ(レジスト)調整は、各画像形成ステーション2にて図12に示すトナーパターンPy,Pm,Pc,Pkを形成して中間転写ベルト10上に1次転写し、このトナーパターンPy〜Pkを光学センサ71にて検出することにより、図11に示した各調整項目の全てあるいはその一部の項目を調整する。
(Color misregistration adjustment, see FIGS. 11 and 12)
For color misregistration (registration) adjustment, toner patterns Py, Pm, Pc, and Pk shown in FIG. 12 are formed at each image forming station 2 and primarily transferred onto the
(ポリゴンミラーとスキュー調整用モータとの配置関係及びレジスト性能、図5〜図8参照)
ポリゴンミラー40は、図5に示すように、プレート44を介してハウジング27に4本のビス44aによって固定されている。また、スキュー調整用モータ51は、各感光体ドラム3の配列方向(図5の矢印B参照)に配置され、ブラケット59を介してハウジング27に2本のビス59aによって固定されている。さらに、ハウジング27自体は、カラープリンタ1の図示しないメインフレームに、3箇所の固定点Z1,Z2,Z3により、例えば、ねじ止めにより固定されている。
(Position relationship between polygon mirror and skew adjustment motor and resist performance, see FIGS. 5 to 8)
As shown in FIG. 5, the
そして、ハウジング27のメインフレームへの固定点Z1は、ポリゴンミラー40のハウジング27への固定点(ビス44a)とモータ51のハウジング27への固定点(ビス59a)との間に配置されている。さらに、ハウジング27の三つの固定点Z1,Z2,Z3を結んだ三角形の領域Tの外側に、ポリゴンミラー40の固定点(ビス44a)及びモータ51の固定点(ビス59a)が配置されている。
The fixing point Z1 of the
本光走査光学装置20において、色ずれ調整は、例えば、プリンタ1を立ち上げたときを含めて、連続的に搬送される先行する記録材の後端と後続の記録材の先端が2次転写位置13を通過する間でも行われる。スキューが発生していれば、モータ51を駆動して第3レンズ33を変位させ、スキューを調整する。このときモータ51を駆動した際の振動がポリゴンミラー40にも伝播し、光源部21が振動することにより画像にピッチむらやジッタが発生してレジスト性能が劣化するおそれがある。
In the present optical scanning
本実施例において、ポリゴンミラー40の固定点(ビス44a)とモータ51の固定点(ビス59a)との間に、ハウジング27の固定点Z1が配置されているため、モータ51の振動はポリゴンミラー40に到達する際にかなり減衰されることになり、画像のピッチむらやジッタが所定の許容量以下となり、レジスト性能の劣化を抑えることができる。
In the present embodiment, since the fixed point Z1 of the
また、前記振動の減衰効果は、ポリゴンミラー40の固定点及びモータ51の固定点が、ハウジング27の三つの固定点Z1,Z2,Z3を結んだ三角形の領域Tの外側に配置されていることでも一層良好に達成される。なお、ポリゴンミラー40の固定点又はモータ51の固定点のいずれかが、ハウジング27の三つの固定点Z1,Z2,Z3を結んだ三角形の領域Tの外側に配置されていてもよい。
The vibration damping effect is that the fixed point of the
ここで、振動について説明する。例えば、モータ51の振動は図6に示す振幅A1の波形Aであり、この振動がハウジング27を伝播してポリゴンミラー40に伝達されると振幅A2の波形Bとなる。図7は時間に対する振幅を示し、曲線D1は従来の特性、曲線D2は本発明での特性を示している。時間T1において、従来ではモータ51の振幅A1がほぼそのままポリゴンミラー40に伝達されていたが、本発明では振幅A2にまで減衰される(振幅が小さくなる)。
Here, vibration will be described. For example, the vibration of the
そして、図8に示すように、従来のごとくポリゴンミラー40が振幅A1で振動すると、そのピッチむらは許容値を超え、レジスト性能の劣化をきたしていた。しかし、本発明によれば、ポリゴンミラー40の振幅は許容値以下のA2に減衰されているため、レジスト性能の劣化を効果的に抑えることができる。
As shown in FIG. 8, when the
一方、ポリゴンミラー40の回転用モータ42も振動を発生するが、このポリゴンモータ42とスキュー調整用モータ51とが相互に影響を与え合うという問題点も、前述のごとくモータ51の振動を減衰させる構成によって解消される。
On the other hand, the
(スキュー調整機構、図9及び図10参照)
走査線の傾き(スキュー)の調整は、光束Bkを基準として光束Bc,Bm,Byに対して行われる。従って、図9に示すスキュー調整機構50は光束Bkに対して配置された第3レンズ33Kに対しては設置されておらず、光束Bc,Bm,Byに対して配置された第3レンズ33C,33M,33Yに対して設置されている。なお、光束Bkに対してもスキュー調整を行うようにしてもよいことは勿論である。
(Skew adjustment mechanism, see FIGS. 9 and 10)
The inclination (skew) of the scanning line is adjusted for the light beams Bc, Bm, and By using the light beam Bk as a reference. Accordingly, the
詳しくは、第3レンズ33は、図10に示すように、レンズホルダ52に保持され、このレンズホルダ52は一端部で矢印F方向に揺動可能にピン53にて支持されている。さらに、レンズホルダ52の他端部には受け部材58が固定され、図9に示すように、この受け部材58はハウジング27の傾斜面27gに板ばね54にて押圧され、かつ、矢印F方向にスライド自在に取り付けられている。ステッピングモータ51の出力軸51aに固定したウォームギヤ55はウォームホイール56に噛合し、該ウォームホイール56と同軸に固定した偏芯カム57の外周面が受け部材58の底面に当接している。
Specifically, as shown in FIG. 10, the
ステッピングモータ51は、図12に示したトナーパターンPy〜Pkから検出されたスキューの状態に応じてその回転を制御され、ウォームギヤ55の回転がウォームホイール56から偏芯カム57に伝達され、偏芯カム57の外周面が受け部材58を押上げることでホルダ52とともに第3レンズ33を変位させてスキューを調整する。また、ホルダ52は図示しないばね部材により下方へ強制的に復帰するように付勢されている。
The rotation of the stepping
(他の実施例)
なお、本発明に係る光走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other examples)
The optical scanning optical device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
特に、ハウジングの細部の構成、光源部の構成の詳細、四つの光路を形成する各種光学素子の構成や配置は任意である。また、スキュー調整は、第3レンズを変位させる以外に、折返しミラーなどを変位させることで行うようにしてもよい。 In particular, the detailed configuration of the housing, the detailed configuration of the light source unit, and the configuration and arrangement of various optical elements forming the four optical paths are arbitrary. The skew adjustment may be performed by displacing a folding mirror or the like in addition to displacing the third lens.
3(3Y,3M,3C,3K)…感光体ドラム
20…光走査光学装置
21…光源部
27…ハウジング
31,32,33…結像レンズ
34,35,36…折返しミラー
40…ポリゴンミラー
44a…ビス
51…スキュー調整用モータ
59a…ビス
T…三角形領域
Z1,Z2,Z3…固定点
3 (3Y, 3M, 3C, 3K) ...
Claims (5)
前記モータは前記感光体の配列方向に複数配置されており、
前記ハウジングをメインフレームに固定する固定点の少なくとも一つは、前記偏向器のハウジングへの固定点と前記複数のモータのハウジングへの固定点との間に配置されていること、
を特徴とする光走査光学装置。 A plurality of light sources, a deflector that deflects each light beam emitted from the light source on the same surface, an image forming element that forms an image on each photosensitive member deflected by the deflector, and the light beam respectively A mirror that leads to the corresponding photoconductor, a housing that holds each of these members, and a motor that adjusts the position at which the light beam is exposed on the photoconductor,
A plurality of the motors are arranged in the arrangement direction of the photoconductors,
At least one of fixing points for fixing the housing to the main frame is disposed between a fixing point of the deflector to the housing and a fixing point of the plurality of motors to the housing;
An optical scanning optical device.
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