JP2008139353A - 光走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子を主走査方向に精度よく位置決めでき、ひいては感光体上での露光位置を良好に調整することのできる光走査光学装置を得る。
【解決手段】タンデム方式の電子写真法によるカラープリンタに搭載される光走査光学装置。結像レンズ３３はホルダ５１に保持され、調整ねじ５４の進退にて感光体上でのボウ（走査線湾曲）を調整される。樹脂製の位置決め部材６０がホルダ５１に固定されており、結像レンズ３３は一対の凸部３３ａの間の凹部３３ｂが位置決め部材６０の突起部６２に嵌合することで主走査方向Ｘに位置決めされている。
【選択図】図７

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。

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。

色ずれ調整の項目の一つとしてボウ（走査線湾曲）があり、図８に示すように、黒丸で示す現実の露光位置を白丸で示す設計上の露光位置に戻すように調整する。このボウ（走査線湾曲）調整に関しては、特許文献１，２，３に、結像レンズを主走査方向に固定するとともに、主走査方向の中央部を副走査方向に撓ませて調整する機構が記載されている。

従来のボウ調整機構では、結像レンズを主走査方向の中央部に位置決めすることが困難であり、位置決め部材に金属材を使用すると引っ掛かりや位置ずれを生じることがあった。
特開２００５−２１５０６９号公報 特開２０００−３３００５６号公報 特開２００４−５４１４６号公報

そこで、本発明の目的は、光学素子を主走査方向に精度よく位置決めでき、ひいては感光体上での露光位置を良好に調整することのできる光走査光学装置を提供することにある。

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導きかつ結像させる光学素子と、これらの各部材を保持するハウジングと、前記光学素子のうち少なくとも一つを保持部材に固定して光束が前記感光体上を露光する位置を調整するための調整機構と、を備え、
前記調整機構で調整される光学素子は樹脂製であり、該光学素子は主走査方向のほぼ中央部で前記保持部材に設けた樹脂製の位置決め部材によって主走査方向に位置決めされていること、
を特徴とする。

本発明に係る光走査光学装置において、被調整光学素子を主走査方向に位置決めする位置決め部材を樹脂製としたため、滑りが良好で耐久性に優れており、被調整光学素子を精度よく位置決めすることができる。さらに、主走査方向の位置決め精度が向上するために、感光体上での露光位置の調整も良好に行うことができる。

特に、本発明に係る光走査光学装置は、感光体上を露光する走査線の湾曲を調整するのに適しており、被調整光学素子は結像レンズであることが好ましい。

また、被調整光学素子は凹部を有する突起を備える一方、位置決め部材は、弾性部と突起部とを備え、前記保持部材に弾性部が嵌合することで固定され、突起部が被調整光学素子の凹部に嵌合することで被調整光学素子を主走査方向に位置決めする構成を採用してもよい。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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はさらに基板４１及び放熱板４３が取り付けられている。

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。

なお、ハウジング２７はカラープリンタ１の図示しないフレームに、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。

（ボウの調整及び調整機構、図５〜図８参照）
ボウの調整は、概念的には図８に示したように、各感光体ドラム３上での走査線の湾曲を調整し、結像レンズ３３（３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ）の主走査方向Ｘの中央部分を副走査方向Ｚに変位させて行う。図５（Ａ）に示すように、結像レンズ３３はホルダ５１にて変位自在に保持されている。結像レンズ３３の両端部は板ばね５２ａ，５２ｂ及び突起５３ａ，５３ｂにて弾性的に挟着保持され、中央部は板ばね５２ｃ及び調整ねじ５４にて弾性的に挟着保持されている。板ばね５２ａ，５２ｂ，５２ｃ及び突起５３ａ，５３ｂはホルダ５１に設けられ、調整ねじ５４はホルダ５１に螺着されている。

図５（Ａ）は結像レンズ３３を撓みなく保持している状態を示している。この状態で図８に黒丸で示すボウが発生していれば、図５（Ｂ）に示すように、調整ねじ５４を後退させると、結像レンズ３３は中央部が板ばねの押圧力で上方に撓み、図８に白丸で示すようにボウが調整される。逆方向のボウが発生していれば、図５（Ｃ）に示すように、調整ねじ５４を侵入させ、結像レンズ３３を下方に撓ませる。

なお、ボウの検出は、所定のトナーパターンを中間転写ベルト１０上に形成し、該トナーパターンを検出／測定したり、光走査光学装置２０を組み立てた段階で結像走査状態を光学的に測定して行う。これらの検出方法は従来周知である。

以下に、具体例としてのボウ調整機構５０を図６及び図７を参照して説明する。結像レンズ３３はホルダ５１に図５で示した状態で変位自在に保持されている。なお、図６では結像レンズ３３の両端部を保持する突起５３ａ，５３ｂは隠れて図示されていない。ホルダ５１の中央部に設けたＬ字状の突片５５には調整ねじ５４が螺着され、該調整ねじ５４の先端はホルダ５１を突き抜けて結像レンズ３３の上端面に当接している。調整ねじ５４を進退させることでボウを調整することは図５を参照して説明したとおりである。

また、ボウ調整機構５０においては、結像レンズ３３を主走査方向Ｘに位置決めするための位置決め部材６０を有している。この位置決め部材６０は、図７に示すように、樹脂製であり、二股に割られた弾性部６１と突起部６２とで構成されている。一方、ホルダ５１には前記突片５５に隣接して凹部５６及び起立した突片５７が形成されている。また、結像レンズ３３にはその中央部に一対の位置決め用凸部３３ａが形成されている。

位置決め部材６０は、弾性部６１をホルダ５１の凹部５６に嵌合させるとともに突起部６２を突片５７の穴部（図示せず）に嵌合させることにより、ホルダ５１に固定される。そして、結像レンズ３３は位置決め部材６０の突起部６２が凸部３３ａの間に位置する凹部３３ｂに嵌合することにより、その中央部が位置決め部材６０を介して主走査方向Ｘに位置決めされる。

以上の構成からなるボウ調整機構５０においては、結像レンズ３３を主走査方向Ｘに位置決めする位置決め部材６０を樹脂製としたため、滑りが良好でホルダ５１との引っ掛かりや位置ずれがなく、耐久性にも優れており、結像レンズ３３を主走査方向Ｘに精度よく位置決めすることができる。さらに、主走査方向Ｘの位置決め精度が向上するために、感光体ドラム３上で発生するボウ（走査線湾曲）の調整も良好に行うことができる。特に、位置決め部材６０は弾性部６１によってホルダ５１に固定されるため、固定位置精度や安定性が良好である。

（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。

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、ボウ調整機構の細部の構成も任意である。

本発明に係る光走査光学装置を備えたカラープリンタを示す概略構成図である。 光走査光学装置を示す断面図である。 光走査光学装置を示す平面図である。 光走査光学装置を示す底面図である。 ボウ調整機構の概略を示す説明図である。 ボウ調整機構を示す斜視図である。 ボウ調整機構の要部を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は平面図である。 ボウ（走査線湾曲）を示す説明図である。

符号の説明

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
３３ｂ…凹部
３４，３５，３６…折返しミラー
４０…ポリゴンミラー
５０…ボウ調整機構
５１…ホルダ
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…板ばね
５４…調整ねじ
６０…位置決め部材
６１…弾性部
６２…突起部
Ｘ…主走査方向

Claims (5)

1. 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導きかつ結像させる光学素子と、これらの各部材を保持するハウジングと、前記光学素子のうち少なくとも一つを保持部材に固定して光束が前記感光体上を露光する位置を調整するための調整機構と、を備え、
   前記調整機構で調整される光学素子は樹脂製であり、該光学素子は主走査方向のほぼ中央部で前記保持部材に設けた樹脂製の位置決め部材によって主走査方向に位置決めされていること、
   を特徴とする光走査光学装置。
2. 前記調整機構は感光体上を露光する走査線の湾曲を調整することを特徴とする請求項１に記載の光走査光学装置。
3. 前記被調整光学素子は結像レンズであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査光学装置。
4. 前記位置決め部材は前記被調整光学素子に嵌合していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光走査光学装置。
5. 前記被調整光学素子は凹部を有する突起を備え、
   前記位置決め部材は、弾性部と突起部とを備え、前記保持部材に弾性部が嵌合することで固定され、突起部が前記被調整光学素子の凹部に嵌合することで被調整光学素子を主走査方向に位置決めすること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光走査光学装置。

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