JP2008179147A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査光学装置と画像形成装置との間に機械的な制約を設けることにより、光学系の調整を充分に可能とする走査光学装置を備えるカラー画像形成装置を提供する。
【解決手段】レーザ光源及び該レーザ光源からの光を偏向走査する光学素子を有する走査光学装置３を備えるカラー画像形成装置において、前記走査光学装置３は前記カラー画像形成装置に対し、走査面側の側部が一対の案内部材６３により支持され、反対側の側部が支持部材６４と弾性部材６７とに挟持される構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は光ビームにより感光体上を走査露光し、潜像を形成する複数の走査光学装置を用いて電子写真方式によりカラー画像を形成するカラー画像形成装置に関する。

カラー画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成している。かかるカラー画像を形成する際、各色のトナー像は同期がとられて合致していることが必要で、各色のトナー像間でずれがあると色ずれとして認識され、形成されたカラー画像の画質を著しく低下させる。複数の走査光学装置を用いて各色の潜像を像担持体（感光体）上に形成する場合には、各色の走査光学装置による像露光位置が相互に同期がとられて画像として合成される際には合致していることが必要である。

各走査光学装置は走査光学系を基板に保持した構成となっていて、カラー画像形成装置の組み立て調整時には、カラー画像形成装置本体への走査光学系基板の取り付け位置の調整によって像露光位置の調整がなされる。かかる組み立て調整後においても、更に基板上の走査光学系に対する機械的な微調整が行われて電気的な調整と併せて像露光間での完全な同期がとられるような作業が行われる。

レーザ光源とレーザ光源からの光を偏向走査する光学素子を有する走査光学装置にあっては、取り付け調整後に光学素子を移動させることによって感光体上を走査する走査線位置が移動することとなる。

前記の光学素子の移動は、例えば該光学素子の光軸を回動中心として光学素子の一端を上下に移動させることによって行われる。光学素子の一端での上下の移動は、雄ねじ部を有した回転軸を基板上において回転させ、回転軸の回転によって上下する雌ねじ部を有したナット状部材で該光学素子の一端を支持することによって行われる。

光学素子の移動に基づく走査線位置の補正には機構上或いは光路上から限度があり、その限度を越えては補正を行うことはできない。従って光学素子の移動範囲も限定されることとなる。光学素子の移動はモータの駆動によって行われるので、偏向して射出する光ビームの上限及び下限を検知し、或いは光学素子の移動の上限及び下限においてこれを検知し、光学素子が許容される移動範囲外までモータの駆動により移動することのないよう制御されねばならない。

走査光学装置は画像形成装置本体への組み込み後、前述したような光学素子の移動による光学系の調整によって像位置の設定、同期が行われるがその調整範囲には限度がある。そこで本発明は走査光学装置と画像形成装置との間に機械的な制約を設けることにより、光学系の調整を充分に可能とする走査光学装置を備えるカラー画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の目的のカラー画像形成装置は、レーザ光源及び該レーザ光源からの光を偏向走査する光学素子を有する走査光学装置を備えるカラー画像形成装置において、前記走査光学装置は前記カラー画像形成装置に対し、走査面側の側部が一対の案内部材により支持され、反対側の側部が支持部材と弾性部材とに挟持される構成としたことを特徴とするカラー画像形成装置（請求項１の発明）及びレーザ光源及び該レーザ光源からの光を偏向走査する光学素子を有する複数の走査光学装置を備えるカラー画像形成装置において、前記複数の走査光学装置は前記カラー画像形成装置に対し、走査面側の側部が左右一対の案内部材により支持されていて、何れか一方の側の前記案内部材が上下位置を一体で調節される構成としたことを特徴とするカラー画像形成装置（請求項５の発明）によって達成される。

走査光学装置はそれぞれの画像形成装置への組み込みに際し、請求項１の発明により、
走査線の上下位置の補正が容易かつ微細に実施され、さらに請求項５の発明により、走査線の左右の傾きの補正も可能となって、その結果電気的補正と機械的修正の併用により走査面に対し画像を等倍率をもって指定した位置に常に正しく結像することの出来る走査光学装置を備えるカラー画像形成装置が提供されることとなった。

本発明の走査光学装置を用いたカラー画像形成装置には、複数の像担持体（感光体）上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）トナーから成るトナー像をそれぞれ形成し、複数の像担持体上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して、或いは直接に転写材上に重ね合わせて形成されるタンデム型のカラー画像形成装置が用いられる。

図１に示すカラー画像形成装置は、露光手段として本発明の走査光学装置を用い、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に重ね合わせて転写し、重ね合わせたトナー像を一括して転写するタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、中間転写ユニット７と、給紙搬送手段及び定着手段２４とから成る。画像形成装置本体（以下、装置本体と称す）Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体（感光体）１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体（感光体）１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体（感光体）１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体（感光体）１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。各画像形成部１０では帯電、露光、現像が行われて、像担持体１上に各色の画像が形成される。

中間転写ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体７０を有する。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に同期がとられて逐次重ね合わせて転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体（以下、用紙と称す）Ｐは、給紙手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、二次転写手段５Ａに搬送され、用紙Ｐ上に重ね合わされたカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着手段２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、二次転写手段５Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、一次転写手段５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに圧接する。

二次転写手段５Ａは、ここを用紙Ｐが通過して二次転写が行われる時にのみ、中間転写体７０に圧接する。

次に図１のカラー画像形成装置に用いられる露光手段について説明する。図２に示したのは露光手段である走査光学装置を示したもので、各露光手段である走査光学装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは機構的に同様につき走査光学装置３Ｙを例に説明する。走査光学装置３Ｙに形成した走査光学装置本体３１には光学部品等が固定されている。走査光学装置は半導体レーザーの光源装置３９から射出される発散光はコリメーターレンズ３３により平行光束化される。平行光は開口絞り３４によって断面形状が整形され、副走査方向のみパワーを持つ第１シリンドリカルレンズ３５で副走査方向のみ収束し、偏向器３６等の傾き補正用の第２シリンドリカルレンズ３８を通り図１に示す感光体１の被走査面上に光スポットとして集光し、偏向器３６とｆθにレンズ３７とによって等速的にＷ方向に被走査面上を走査する。

Ｓ₀は光同期センサであって、ミラーＭ₀によって反射し光同期センサＳ₀に入射する偏向して走査する光ビームを検知（光同期検知）してから所定時間後書き込みを開始することによって、主走査方向のカラー画像の各トナー像が合致する光同期が行われる。

（実施の形態１）
請求項１に係わる発明の実施例を図３および図４ならびにその要部断面を示す図５（ｂ）および（ｃ）によって説明する。

各走査光学装置３は前面の左右の端部に係合穴６８ａ、ｂを備えていて、画像形成装置本体のフレーム６１に突設した一対の案内部材たる案内ピン６３に係合して支持される。

前記の係合穴６８ａ、ｂは、前記の突当て部材６６より遠い側の係合穴６８ａを案内ピン６３に嵌合する丸穴とし、突当て部材６６に近い側の係合穴６８ｂを上下に嵌合する水平方向の長穴としていて、前述した光路長の調整に際し走査光学装置３が前記の係合穴６８ａを支点として水平方向に僅かに回動してフレーム６１に対する平行度の修正或いは、像担持体に対する平行度の修正により倍率の微細な補正が行われる。なお各案内ピン６３はそれぞれの係合穴６８ａ、ｂに挿入した状態で図５（ｂ）に示す如く走査光学装置側の備える弾性部材６７の反力により走査光学装置３はその前面が下方に付勢されて所定の設定位置に安定される。

また各走査光学装置３は、走査面と反対側（以下後面と称す）に突当て板７０と傾斜面を有する一対のブロック７１が前記の突当て板７０を挟む位置に突設されている。

一方画像形成装置側のフレーム６２は、走査光学装置３の後面を受ける支持部材としてフレーム６２のネジ穴に図５（ｃ）に示すようなネジ部材６４が螺合し、さらに前記の各ブロック７１の傾斜面を押圧する一対の弾性部材６７を備えていて、その作用により走査光学装置３は前面方向に、また後面が下方に常時付勢されるように傾斜角度を設定している。

各走査光学装置３は前記のネジ部材６４の回動により前記の各案内ピン６３と各係合穴６８ａ、ｂの嵌合部を支点として前記の突当て板７０を上下動して水平位置に調整され、調整後ネジ部材６４はその外周の切込み６４ａにセットネジ６４ｂを係合して回動が阻止される。

（実施の形態２）
請求項５に係わる発明の実施例を図１および複数の走査光学装置の支持形式を示す図６によって説明する。

各走査光学装置３は、前面の側部に備える丸穴と長穴の各係合穴６８ａおよび６８ｂが画像形成装置本体の備える左右一対の案内ピン６３にそれぞれ係合してその前面が支持される。

前記の長穴の各係合穴６８ｂに係合する一方の列の各案内ピン６３は、画像形成装置本体のフレーム６１の内面を上下動する摺動部材９０に本実施例においては等間隔に取り付けられている。

前記の摺動部材９０は上下の各長穴９０ａをフレーム６１上の案内ネジ９１に係合し、また頂部の折曲げ部９０ｂに螺合した調節ネジ９２が自重によりその下端をフレーム６１の折曲げ部６１ａに常時当接されている。

摺動部材９０は、前記の各案内ネジ９１を僅かに緩めた状態に置いて前記の調節ネジ９２を回動することにより上下動され、各走査光学装置３は丸穴の係合穴６８ａと案内ピン６３の嵌合部を支点として上下方向に僅かに回動して走査方向の傾斜の修正が各走査光学装置について同じように同時に行われる。調整後各案内ネジ９１が締め切られて摺動部材９０上の各案内ピン６３の位置が固定される。

カラー画像形成装置の断面構成図。 走査光学装置の構成図。 走査光学装置の支持形式を示す斜視図。 走査光学装置の設置状態を示す斜視図。 走査光学装置の設置状態における各要部断面図。 複数の走査光学装置の支持形式を示す要部斜視図。

符号の説明

３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 走査光学装置
３１ 走査光学装置本体
３１ａ 基板
３３ コリメーターレンズ
３５ 第１シリンドリカルレンズ
３６ 偏向器
３７ ｆθレンズ
３８ 第２シリンドリカルレンズ
３９ 光源装置
４１ 回転軸
４２ ウォームギヤ
４３ ナット部材
４５ ウォーム
５０ ワイヤ
５１ 引張りばね
５２ ワイヤ位置検知手段
５３ プーリ
Ｍ モータ
Ｓ₀ 光同期センサ
Ｓ₁ 検知センサ
６１、６２ フレーム
６３ 案内ピン
６４ ネジ部材
６５ａ、６５ｂ 突当てピン
６６ 突当て部材
６７ 弾性部材
９０ 摺動部材
９２ 調節ネジ

Claims (6)

1. レーザ光源及び該レーザ光源からの光を偏向走査する光学素子を有する走査光学装置を備えるカラー画像形成装置において、
   前記走査光学装置は前記カラー画像形成装置に対し、走査面側の側部が一対の案内部材により支持され、反対側の側部が支持部材と弾性部材とに挟持される構成としたことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記支持部材は走査光学装置を上下動して走査位置を調整可能とすることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. ガイド部材の係合穴は、一方が丸穴であり他方が長穴であることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
4. 突当て部材が前記係合穴の長穴側に配設されていることを特徴とする請求項３に記載のカラー画像形成装置。
5. レーザ光源及び該レーザ光源からの光を偏向走査する光学素子を有する複数の走査光学装置を備えるカラー画像形成装置において、
   前記複数の走査光学装置は前記カラー画像形成装置に対し、走査面側の側部が左右一対の案内部材により支持されていて、何れか一方の側の前記案内部材が上下位置を一体で調節される構成としたことを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 前記一方の側の各案内部材が上下動可能の摺動部材に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のカラー画像形成装置。

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