JP2010102323A - 光偏向器、光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ポリゴンミラーの面倒れの精度向上を良好にし、面倒れ調整後の精度の維持性を向上させる。
【解決手段】光偏向器10は、回転軸13とともに回転するフランジ15と、このフランジ15とともに回転し入射された光を反射面にて反射させる反射面20aを有するポリゴンミラー20と、このポリゴンミラー20をフランジ15に対して弾性支持する押圧部材31と、この押圧部材31に向けてポリゴンミラー20を押圧しこのポリゴンミラー20の傾きが調整された状態にて自らの位置が決定され、この自らの位置が決定された後にフランジ15に固定されることでポリゴンミラー20のフランジ15に対する位置を決定する位置決定部材32とを備えた。
【選択図】図1
【解決手段】光偏向器10は、回転軸13とともに回転するフランジ15と、このフランジ15とともに回転し入射された光を反射面にて反射させる反射面20aを有するポリゴンミラー20と、このポリゴンミラー20をフランジ15に対して弾性支持する押圧部材31と、この押圧部材31に向けてポリゴンミラー20を押圧しこのポリゴンミラー20の傾きが調整された状態にて自らの位置が決定され、この自らの位置が決定された後にフランジ15に固定されることでポリゴンミラー20のフランジ15に対する位置を決定する位置決定部材32とを備えた。
【選択図】図1
Description
本発明は、ポリゴンミラーを用いた光偏向器等に関する。
従来、光走査を行う眼底検査装置などの各種装置や、プリンタや複写機等の画像形成装置では、例えばレーザなどの光源から出力された光(ビーム)をポリゴンミラーの各反射面で反射させて偏向する光偏向器が用いられている。
ここで、一般に、光偏向器では、回転軸に対する各反射面の倒れバラツキである、いわゆる「面倒れ」が問題となる。光偏向器を用いた各種機器にて、光走査を高精度化するためには、この「面倒れ」を高精度に調整していくことが必要となる。
ここで、一般に、光偏向器では、回転軸に対する各反射面の倒れバラツキである、いわゆる「面倒れ」が問題となる。光偏向器を用いた各種機器にて、光走査を高精度化するためには、この「面倒れ」を高精度に調整していくことが必要となる。
例えば、特許文献1では、ポリゴンミラーの下面にバネ部材を設け、ポリゴンミラーの上面を調整ビスで押圧するという構成により、高精度な面倒れ調整を可能とする光偏向器が示されている。これにより、調整ビスにより剛性板体を塑性変形させるとアルミニウムを主成分とするポリゴンミラーが塑性変形し、ポリゴンミラーの鏡面の平面度が悪くなるという従来の問題に対処している。
しかし、ポリゴンミラーの上面を調整ビスで押圧する調整機構では、調整精度を向上させ、調整範囲を広げ、調整時間を短縮化するために、回転軸から調整ビスまでの距離を増すことが必要となる。このとき、回転体サイズが大きい装置では、この回転軸から調整ビスまでの距離を増すことは可能であるが、回転体サイズの大きさに制約がある場合には、調整性能の向上に限界が生じうる。
また、一般に、面倒れの調整機構は、製造時やメンテナンス調整時等に必要となるものであり、実際の使用時には必要とされない。その一方で、調整機構を装置に実装した場合には、実際の使用時に調整後の状態を維持することが望まれる。そのために、調整機構を装置に実装した場合に、動作振動や外力などの影響に対して、この調整機構の特性の維持が必要となる。高速機種では、低速機種に比べて動作振動などの影響が大きくなり、この調整機構の特性の維持が新たな課題となり得る。
本発明は、ポリゴンミラーの面倒れの精度向上を図り、面倒れ調整後の精度の維持性を向上させることを主たる目的とする。また、他の目的は、調整機構をポリゴンミラーの回転サイズ内に収めるために必要であった機構設計上の制約を軽減することにある。更に、他の目的は、回転体のサイズを小型化した場合であっても、調整性能を良好にすることにある。
かかる目的のもと、本発明が適用される光偏向器は、軸とともに回転し、または軸に対して回転するフランジと、このフランジとともに回転し、光を反射する複数の反射面を有するポリゴンミラーと、このポリゴンミラーをフランジに対して弾性支持する弾性支持部材と、この弾性支持部材に向けてポリゴンミラーを押圧しつつ、ポリゴンミラーの傾きを調整してポリゴンミラーの位置を決定した後、フランジに固定する位置決定部材とを有する。
ここで、前記位置決定部材は、調整治具により位置が決定され、前記フランジに対して固定部材を用いて固定されることを特徴とすることができる。
また、前記弾性支持部材は、前記ポリゴンミラーの前記反射面と直交する一面にて当該ポリゴンミラーを支持し、前記位置決定部材は、前記ポリゴンミラーの前記反射面と直交し前記一面とは反対側の面である他の面から当該ポリゴンミラーを押圧するとともに、当該押圧の方向と同方向に向けて締め付けられるねじ部材により前記フランジに固定されることを特徴とすることができる。
更に、前記ねじ部材が締め付けられた状態にて、前記位置決定部材および前記フランジに雌ねじが形成されていることを特徴とすることができる。
また、前記弾性支持部材は、前記ポリゴンミラーの前記反射面と直交する一面にて当該ポリゴンミラーを支持し、前記位置決定部材は、前記ポリゴンミラーの前記反射面と直交し前記一面とは反対側の面である他の面から当該ポリゴンミラーを押圧するとともに、当該押圧の方向と同方向に向けて締め付けられるねじ部材により前記フランジに固定されることを特徴とすることができる。
更に、前記ねじ部材が締め付けられた状態にて、前記位置決定部材および前記フランジに雌ねじが形成されていることを特徴とすることができる。
一方、本発明が適用される光走査装置は、光源と、前記光源から出射された光を偏向する光偏向器とを含み、前記光偏向器は、軸とともに回転し、または軸に対して回転するフランジと、前記フランジとともに回転し、前記光源から出射された光を反射面にて反射させる反射面を有するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを前記フランジに対して弾性支持する弾性支持部材と、前記弾性支持部材に向けて前記ポリゴンミラーを押圧し当該ポリゴンミラーの傾きが調整された状態にて自らの位置が決定され、当該自らの位置が決定された後に前記フランジに固定されることで当該ポリゴンミラーの当該フランジに対する位置を決定する位置決定部材とを有し、前記光偏向器により偏向された光を被対象物に向けて走査する。
ここで、前記光偏向器により偏向された光を用いて静電潜像を保持する像保持体を更に備え、前記像保持体に保持された静電潜像からトナー像を形成し、トナー像を記録材に転写することを特徴とすることができる。
また、前記光走査装置は、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成する画像形成装置に用いることもできる。
また、前記光走査装置は、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成する画像形成装置に用いることもできる。
また、本発明が適用される光偏向器の製造方法は、入射された光を反射面にて反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器の製造方法であって、軸とともに回転しまたは軸に対して回転するフランジに前記ポリゴンミラーを取り付け、当該フランジに設けられ当該ポリゴンミラーを弾性支持する弾性支持部に当該ポリゴンミラーの反射面と直交する方向の一面を対峙させる工程と、位置決定部材を前記ポリゴンミラーの前記一面とは反対側の面である他の面に当接させ、当該ポリゴンミラーを前記弾性支持部に向けて押圧しながら当該位置決定部材を調整治具により位置決めする工程と、位置決めされた前記位置決定部材を前記フランジに固定する工程とを有することを特徴とする。
ここで、前記フランジに固定する工程は、前記調整治具により前記位置決定部材が位置決めされている状態にて、当該位置決定部材に形成された雌ねじに倣いながら当該フランジをねじ切りし、ねじ部材を締め付けることを特徴とする。
本発明によれば、本発明を採用しない場合に比べてポリゴンミラーの面倒れの精度を向上でき、面倒れ調整後の精度の維持性を更に向上させることが可能となる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〔第1の実施形態〕
図1は、本実施の形態が適用される光偏向器10の側部断面図である。また、図2は、図1に示す光偏向器10の位置決定構造部分を示した部分拡大図である。
この光偏向器10は、後述するように、光走査装置の一つとして機能する眼底検査装置や、トナー像を形成して用紙上に画像を形成する画像形成装置などに用いられる。
〔第1の実施形態〕
図1は、本実施の形態が適用される光偏向器10の側部断面図である。また、図2は、図1に示す光偏向器10の位置決定構造部分を示した部分拡大図である。
この光偏向器10は、後述するように、光走査装置の一つとして機能する眼底検査装置や、トナー像を形成して用紙上に画像を形成する画像形成装置などに用いられる。
図1、図2に示すように、光偏向器10は、各機器を支持するベース11と、組み込まれた各機器の全体を覆うハウジング12とを備えている。また、円柱形状にて形成され回転する回転軸13と、ベース11に取り付けられ回転軸13を回転可能に保持するスリーブ14を備えている。スリーブ14は、例えばセラミックで形成された円筒形状を有しており、ベース11に取り付けられて固定されている。そして、この回転軸13とスリーブ14とは、約4〜6μmの間隔が形成され、いわゆる「すきまばめ」により回転軸13はスリーブ14に回転可能に保持されている。また、光偏向器10は、外周に複数面(例えば6面)からなる反射面(鏡面)20aが形成され、入射した光をこの反射面にて反射させて、入射された光を偏向するポリゴンミラー20を備えている。
更に、光偏向器10は、回転軸13に一部で接触し回転軸13と共に回転するフランジ15を備えている。このフランジ15は、ポリゴンミラー20を保持し、ポリゴンミラー20と共に回転する。フランジ15は、例えばアルミニウム部材で形成されており、図2に示すように、外周部15aにポリゴンミラー20が配置され、内周部15bにて、スリーブ14との間に約0.2mm程度の隙間を有している。また、内周部15bの外周方向に広がった箇所には、駆動用の磁石16が設けられる。この磁石16はベース11側に設けられたモータ17に対峙して配置され、この磁石16とモータ17とを含んでスラスト磁気軸受を構成している。このモータ17に通電することで、磁石16が取り付けられたフランジ15を回転させ、フランジ15に取り付けられたポリゴンミラー20を回転させることができる。
また、光偏向器10は、ポリゴンミラー20をフランジ15に対して弾性支持する弾性支持部材として、リング状の波ワッシャ等で形成される押圧部材31を備えている。この押圧部材31は、フランジ15の外周部15aに設けられる略水平の水平面部に取り付けられ、図2に示すように、ポリゴンミラー20の内周面20bに近い下方平面部20cに当接し、P1方向である下方から上方に向けてポリゴンミラー20を弾性支持している。
また更に、光偏向器10は、ポリゴンミラー20を押圧し、ポリゴンミラー20の位置を決定する位置決定部材32を備えている。この位置決定部材32は、図2に示すように、押圧部32aにて、ポリゴンミラー20の内周面20bに近い上方平面部20dに当接する。そして、P2方向である上方から下方に向け、押圧部材31に向けて上方からポリゴンミラー20を押圧し、ポリゴンミラー20の反射面20aの面倒れ(傾き)が、別個の治具(図示せず)により調整された状態にて自らの位置が決定される。そして、自らの位置が決定された後にフランジ15に固定される。これらの構成を有する位置決定部材32によって、ポリゴンミラー20のフランジ15に対する位置を決定することが可能である。位置決定部材32は、フランジ15の部材と同様なアルミニウム部材で形成されている。
また、光偏向器10は、位置決定部材32をフランジ15に固定する固定部材として、固定ネジ33を有している。位置決定部材32の固定ネジ33による固定箇所には、予め固定ネジ33に対応する雌ネジが形成されている。または、位置決定部材32の固定箇所には、固定ネジ33を用いたねじ込みによって新たに雌ネジが形成されるための下穴が形成されている。一方、フランジ15の固定箇所には、固定ネジ33を用いたねじ込みによって新たに雌ネジが形成されるための下穴が形成されている。そして、この固定ネジ33は、位置決定部材32の押圧の方向P2と同方向(P2)に向けて締め付けられ、フランジ15に位置決定部材32を固定している。
尚、位置決定部材32には、作業者の取り付け作業性を向上させるために持ち手として利用可能な所定の突起32cが円周上に形成されている。この突起32cの上側には、例えばUV硬化樹脂にて形成され、回転体であるポリゴンミラー20のラジアル方向の不釣り合い(重量の偏心)を調整するためのバランスウェイト34が、円周上の所定の位置に必要に応じて形成されている。
ここで、回転軸13に対するポリゴンミラー20の反射面の倒ればらつき量である、いわゆる面倒れ量は、一般的に、個々の部品精度の積み上げにより決定される。面倒れは、図2に示すM方向の傾きであり、一般に、中心軸に対する倒れ角度は、高精度の機種で30秒、精度の緩い機種で120秒程度である。その一方で、近年、面倒れへの要求仕様は高度化しており、例えば10秒、20秒程度まで要求されている。本実施の形態では、面倒れ調整機構を実装した治具(図示せず)を別個に準備し、その治具を用いて位置決定部材32を位置決め調整し、その位置決め調整後の位置決定部材32を固定している。この治具は、例えば、位置決定部材32よりも大きな、押圧部材31からの力(P1)よりも強い力で押す円盤からなり、位置決定部材32に載せられて、この位置決定部材32を押し付けるように構成される。
〔位置決定部材32とフランジ15との組み付け構造〕
図3(a)〜(c)は、位置決定部材32とフランジ15との組み付け構造を説明するための図である。図3(a)はポリゴンミラー20の面倒れ調整がなされた後に、位置決定部材32がフランジ15に固定ネジ33を用いて固定された状態を示している。また、図3(b),(c)は、フランジ15の構成例を示している。
図3(a)〜(c)は、位置決定部材32とフランジ15との組み付け構造を説明するための図である。図3(a)はポリゴンミラー20の面倒れ調整がなされた後に、位置決定部材32がフランジ15に固定ネジ33を用いて固定された状態を示している。また、図3(b),(c)は、フランジ15の構成例を示している。
図3(a)に示すように、例えば6面からなる反射面20aを有するポリゴンミラー20は、治具(図示せず)を用いた位置決定部材32の位置決めによって面倒れが調整された後に、この位置決定部材32を用いてフランジ15に組み付けられる。図3(a)では、位置決定部材32の3箇所にて、固定ネジ33を用いた固定がなされている。
図3(b)では、フランジ15の第1の構成例として、60°間隔で6箇所に下穴15hが形成されている。また、図3(c)では、フランジ15の第2の構成例として、30°間隔で12箇所に下穴15hが形成されている。この下穴15hは、固定ネジ33として例えばM1.4〜1.7(Mはメートル並目ネジ)を用いた場合に、その0.8〜0.9倍の径寸法にて形成される。尚、図示しないが、例えば40°間隔で9箇所に下穴15hを形成すること等、位置決定部材32の穴数(本実施の形態では3つ)の倍数として適宜、採用することができる。
ここで、固定ネジ33による固定では、金属部材であるフランジ15へのねじ切りとなるため、タッピンネジ(セルフフォーミングネジ、例えばSタイトなど)が望ましい。しかしながら、標準的なセルフフォーミングネジはφ2以上のものが多い。このため、回転体サイズの制約でφ2以上のネジ径が選択できない場合には、入手性の観点から、汎用的なメートル並目ネジが好ましい。但し、メートル並目ネジを用いたことで下穴15hの直径が大きくなり(例えば、0.9倍等)、ネジの掛かり率の低さが、性能面(特に、面倒れの維持性)に問題となる場合には、セルフフォーミングネジが選択される。
そして、図3(b)に示すように6個の下穴15hが形成されていると、例えば3箇所にて固定ネジ33を用いた固定が行われる場合には、2回の位置調整による固定が可能となる。同様に、図3(c)に示すように12個の下穴15hが形成されていると、例えば3箇所にて固定ネジ33を用いた固定が行われる場合には、4回の位置調整による固定が可能となる。このように、固定箇所の数に対応した倍数n(nは2以上の整数)の下穴を、位置決定部材32の位置に対応して設けることで、ポリゴンミラー20の交換作業、装置の再利用、リサイクル作業などの調整・取り付け作業を、1つの光偏向器10にて複数回、行うことができる。
〔光偏向器10の面倒れ調整〕
図4は光偏向器10の面倒れ調整を主とする光偏向器10の製造方法の主要な処理を示したフローチャート、図10は光偏向器10の面倒れ調整の状況を示した調整治具89の説明図(斜視図)である。
まず、ベース11に、回転軸13、スリーブ14、フランジ15等の各種部品を組み付ける(ステップ101)。そして、フランジ15に押圧部材31を取り付ける(ステップ102)。その後、フランジ15にポリゴンミラー20を取り付ける(ステップ103)。次いで、位置決定部材32を取り付ける(ステップ104)。この位置決定部材32の取り付けでは、位置決定部材32に形成されたネジ用の穴位置と、フランジ15に設けられた下穴15hの位置とが合わされた状態で取り付けられる。但し、その後の調整治具89の工程にてネジ穴の位置合わせを行うことも可能である。
図4は光偏向器10の面倒れ調整を主とする光偏向器10の製造方法の主要な処理を示したフローチャート、図10は光偏向器10の面倒れ調整の状況を示した調整治具89の説明図(斜視図)である。
まず、ベース11に、回転軸13、スリーブ14、フランジ15等の各種部品を組み付ける(ステップ101)。そして、フランジ15に押圧部材31を取り付ける(ステップ102)。その後、フランジ15にポリゴンミラー20を取り付ける(ステップ103)。次いで、位置決定部材32を取り付ける(ステップ104)。この位置決定部材32の取り付けでは、位置決定部材32に形成されたネジ用の穴位置と、フランジ15に設けられた下穴15hの位置とが合わされた状態で取り付けられる。但し、その後の調整治具89の工程にてネジ穴の位置合わせを行うことも可能である。
その後、図10に示すように、ステップ101〜104により組み付けられた光偏向器10に、調整治具89の一部を構成するボックス80を被せる。さらに詳述すると、光偏向器10のポリゴンミラー20および位置決定部材32をボックス80に形成された穴88に通し、ポリゴンミラー20および位置決定部材32がボックス80の表面から突出するように、光偏向器10にボックス80を被せる。
ボックス80は、下方が開放された中空の箱であり、その表面には位置決定部材32の位置を調整する複数のアーム83と、個々のアーム83を上下方向に動かす複数のノブ82と、ポリゴンミラー20が反射した光の位置を検出する複数(アーム83と同数)の位置検出センサ81が設けられている。
光偏向器10にボックス80を被せた後、図11に示す円盤状の押さえブロック84を図10に示すように位置決定部材32に載せる(ステップ105)。そして、図示しない複数の光源から実際にポリゴンミラー20に光を入射させ、ポリゴンミラー20が反射した光の位置を位置検出センサ81で検出する。そして、位置検出センサ81が所望の光の位置であることを検出していない場合は、ノブ82によりアーム83の位置を変えて、アーム83により押圧される押さえブロック84を介してポリゴンミラー20の傾きを調整する(ステップ106)。
そして、全ての位置検出センサ81が所望の光の位置であることを検出するまでノブ82によりポリゴンミラー20の傾きを調整する。つまり、調整治具89により位置決定部材32の位置を決め、ポリゴンミラー20の位置を決める(ステップ107)。尚、調整治具89とは、ボックス80(ボックス80の表面に存する位置検出センサ81等を含む)および押さえブロック84のことである。
図10に示した調整治具89においては、位置検出センサ81が3個であり、ポリゴンミラー20の反射面が6面(第1面〜第6面)である。この場合、連続したポリゴンミラー20の反射面の3面(第1面、第2面、第3面)に光を当てて光の位置をアーム83等を用いて調整すると、1回の調整作業で面倒れ調整が完了する。また、前記面倒れ調整を終えた後、ポリゴンミラー20を180度回転させ、次の3面(第4面、第5面、第6面)に光を当てて光の位置をアーム83等を用いて面倒れの無いことを確認しても良い。
これにより、ポリゴンミラー20の面倒れの無い調整された状態となる。この状態にて、固定ネジ33により位置決定部材32をフランジ15に固定する(ステップ108)。より具体的に説明すると、ポリゴンミラー20の位置が決まったら(位置検出センサ81が、ポリゴンミラー20の全ての反射面から反射した光が所望の位置であることを検出したら)、押さえブロック84の略中心軸に沿ってあけられた貫通穴にドライバーを挿入する。そして、このドライバーにより、位置決定部材32に予め雌ネジが形成されている場合には、雌ネジに倣って固定ネジ33がねじ込まれ、フランジ15の下穴15hをねじ切りしながら固定ネジ33が締め付けられる。位置決定部材32が下穴だけである場合には、位置決定部材32およびフランジ15が共にねじ切りされながら固定ネジ33によって締め付けられる。以上のようにして、押圧部材31、位置決定部材32および固定ネジ33により、ポリゴンミラー20がフランジ15に固定される。
その後、偏心の測定を行ない、バランスウェイト34を所定の位置に形成してラジアル方向の不釣り合いを調整して(ステップ109)、光偏向器10の製造方法の主要な処理が終了する。
その後、偏心の測定を行ない、バランスウェイト34を所定の位置に形成してラジアル方向の不釣り合いを調整して(ステップ109)、光偏向器10の製造方法の主要な処理が終了する。
〔第2の実施形態〕
図5は、図1に示す光偏向器10の他の実施形態である光偏向器50を示した図である。図1に示す光偏向器10では、フランジ15が回転軸13とともに回転していた。図5に示す光偏向器50では、回転しない固定軸52を有し、フランジ15は、回転するスリーブ53と一体となって回転している。
尚、図5にて、図1と同様な機能については同様な符号を用い、詳細な説明は省略する。
図5は、図1に示す光偏向器10の他の実施形態である光偏向器50を示した図である。図1に示す光偏向器10では、フランジ15が回転軸13とともに回転していた。図5に示す光偏向器50では、回転しない固定軸52を有し、フランジ15は、回転するスリーブ53と一体となって回転している。
尚、図5にて、図1と同様な機能については同様な符号を用い、詳細な説明は省略する。
図5に示す光偏向器50は、各機器を支持するベース51と、ベース51にネジ等で固定された円柱形状の固定軸52と、この固定軸52との間で約4〜6μmの間隔が形成され、いわゆる「すきまばめ」により回転可能に保持されるスリーブ53とを有している。また、スリーブ53に対して圧入または焼嵌等により嵌入され一体化されたフランジ54と、ポリゴンミラー20を押し付ける位置決定部材55を備えている。フランジ54の内側には、実施の形態1と同様の磁石16が設けられている。フランジ54は、スリーブ53とともに回転する。
ポリゴンミラー20は、実施の形態1と同様に、押圧部材31による押圧力を受けた状態でフランジ54に取り付けられる。位置決定部材55は、実施の形態1の位置決定部材32と同様な機能で、カバー12が取り外された状態において、調整治具(図示せず)により位置決めがなされ、ポリゴンミラー20の面倒れが調整された後に固定ネジ33によりフランジ54に固定される。このように、実施の形態2では、回転するスリーブ53と一体的に回転するフランジ54に対し、面倒れが調整されたポリゴンミラー20が位置決定部材55と固定ネジ33により取り付けられる。即ち、押圧部材31と位置決定部材55、および固定ネジ33によって、ポリゴンミラー20が、固定軸52に対して回転するフランジ54に固定される。
〔画像形成装置への応用〕
実施の形態1の光偏向器10、および実施の形態2の光偏向器50の応用例として、用紙にトナー像を形成する画像形成装置がある。
図6は、画像形成装置を構成する要素として、光走査装置としての露光装置100および感光体ドラム110を示した図である。露光装置100は、本実施の形態が適用される光偏向器10,50が設けられ、感光体ドラム110上にて主走査方向Sへの露光走査を行っている。
実施の形態1の光偏向器10、および実施の形態2の光偏向器50の応用例として、用紙にトナー像を形成する画像形成装置がある。
図6は、画像形成装置を構成する要素として、光走査装置としての露光装置100および感光体ドラム110を示した図である。露光装置100は、本実施の形態が適用される光偏向器10,50が設けられ、感光体ドラム110上にて主走査方向Sへの露光走査を行っている。
即ち、図6に示す露光装置100は、レーザダイオードなどの光源としての光源手段101と、光源手段101を出た光を平行光線化(コリメート光化)するコリメートレンズ102と、レンズの曲率方向に変化を与えて線状のビームを形成するシリンドリカルレンズ103とを備えている。本発明においては、光源から出射した光が光偏向器のポリゴンミラー20に達するまでの光軸方向に位置するこれら、コリメートレンズ102およびシリンドリカルレンズ103等を総称してレンズ群という。また、露光装置100は、ビームの絞り込みと感光体ドラム110上での主走査方向ビームの移動速度を一定にするためのfθレンズ104と、感光体ドラム110上での像面の湾曲を軽減するシリンドリカルレンズ105を備えている。
このような構成を備えた画像形成装置では、画像処理部(図示せず)からの画像形成信号に応じて光源手段101を制御し、コリメートレンズ102、シリンドリカルレンズ103を介して光偏向器10,50のポリゴンミラー20にレーザ光を照射する。光偏向器10,50では、ポリゴンミラー20を図の矢印方向に回転させ、回転多面鏡であるポリゴンミラー20の反射面20aを用いて走査する。走査された光は、fθレンズ104、シリンドリカルレンズ105を介して、帯電装置(図示せず)にて帯電された感光体ドラム110上に照射され、静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、現像装置(図示せず)により現像されてトナー像を感光体ドラム110上に形成し、その後、例えば中間転写体(図示せず)等を介して用紙に転写され、定着装置(図示せず)により定着されて、印刷物が生成される。
〔眼底検査装置への応用〕
実施の形態1の光偏向器10、および実施の形態2の光偏向器50の他の応用例として、レーザ光で眼底を走査しその反射光の強度情報に基づいて眼底像を形成するレーザ走査型の眼底検査装置がある。
図7は、眼底検査装置200の一例を示した図である。図7に示す眼底検査装置200は、レーザ光を出射するレーザ201と、中央に開孔を有するミラー202とを有している。また、レンズ203と、光路長を変化させて視度補正を行うミラー204,205と、ポリゴンミラー20に向けて光を反射する凹面ミラー206とを有している。
実施の形態1の光偏向器10、および実施の形態2の光偏向器50の他の応用例として、レーザ光で眼底を走査しその反射光の強度情報に基づいて眼底像を形成するレーザ走査型の眼底検査装置がある。
図7は、眼底検査装置200の一例を示した図である。図7に示す眼底検査装置200は、レーザ光を出射するレーザ201と、中央に開孔を有するミラー202とを有している。また、レンズ203と、光路長を変化させて視度補正を行うミラー204,205と、ポリゴンミラー20に向けて光を反射する凹面ミラー206とを有している。
また、眼底検査装置200は、ポリゴンミラー20にて走査された光を反射する凹面ミラー208と、ポリゴンミラー20による走査方向に対して直角方向にレーザ光を偏向させ走査するためのガルバノミラー209とを備えている。更に、被検眼Eの眼底に対して集光する凹面ミラー210を備えている。被検眼Eの眼底に走査されたレーザ光の反射光は、これらの照射光学系を逆にたどり、穴あきのミラー202にて反射して下方に折り曲げられる。
更に、眼底検査装置200は、レーザ光の反射光の処理光学系として、ピンホールを有したピンホール板212と、被検眼Eの眼底の観察点とピンホール板212とを共役な位置に置くための集光レンズ211を備えている。また、レンズ213と、ピンホール板212にて焦点を結んだ反射光をレンズ213を経て受光する受光素子214とを有している。
図7に示すような眼底検査装置200にて、光偏向器10,50のポリゴンミラー20は、ポリゴンミラー20の一つの反射面20aの回転移動によって、横一列分を走査する。更に、ガルバノミラー209によって縦方向にスキャンすることで、2次元走査が可能となる。尚、これらの眼底検査装置200では、図6に示す画像形成装置の露光装置100に設けられたような集光調整のための光学手段を装備し難い。そのために、露光装置100に比べて、光偏向器10,50自身のポリゴンミラー20の面倒れ精度が、より高く要求される傾向にある。
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、面倒れ精度の調整機構を治具側に分離するので、調整機構を回転体のサイズ内に収める制約がなくなる。その結果、回転体サイズなどの製品性能を高めるとともに、高精度かつ広範囲に、また短時間で行う等の調整性能をも高めることが可能となる。また、調整機構を治具側に分離したことで、調整後の維持性を向上させることが可能となる。更には、装置の小型化も実現できる。
〔第3の実施形態〕
図8は、他の実施形態である光偏向器70を示した図である。図1に示す光偏向器10は、位置決定部材32が固定部材(固定ねじ33)によってフランジに固定されるものであったが、図8に示す光偏向器70は、固定部材等の他の部品を必要とせず、自らフランジに固定できる構成(突起部71)を有した位置決定部材75を備えている。尚、図8にて、図1と同様な機能については同様な符号を用い、詳細な説明は省略する。
図8は、他の実施形態である光偏向器70を示した図である。図1に示す光偏向器10は、位置決定部材32が固定部材(固定ねじ33)によってフランジに固定されるものであったが、図8に示す光偏向器70は、固定部材等の他の部品を必要とせず、自らフランジに固定できる構成(突起部71)を有した位置決定部材75を備えている。尚、図8にて、図1と同様な機能については同様な符号を用い、詳細な説明は省略する。
図8に示すように、光偏向器70のポリゴンミラー20は、実施の形態1と同様に、押圧部材31による押圧力を受けた状態でフランジ15に取り付けられている。位置決定部材75は、実施の形態1の位置決定部材32と同様、カバー12が取り外された状態において調整治具により位置決めがなされ、ポリゴンミラー20の面倒れ(傾き)が調整される。その際、位置決定部材75に形成された突起部71がフランジ15に係止することにより位置決定部材75がフランジ15に固定され、ポリゴンミラー20の位置が決定される。この点が実施の形態1と大きく異なる。尚、係止とは、かかわりあって止めることをいう。
かかる実施の形態1と大きく異なる点について、より詳細に説明する。
図9は、図8においてカバー12を取り外したときのポリゴンミラー20近傍の平面図である。つまり、ポリゴンミラー20の面倒れ調整がなされ、位置決定部材75が突起部71によりフランジ15に固定された状態を示している。
図9は、図8においてカバー12を取り外したときのポリゴンミラー20近傍の平面図である。つまり、ポリゴンミラー20の面倒れ調整がなされ、位置決定部材75が突起部71によりフランジ15に固定された状態を示している。
6つの反射面20aを有するポリゴンミラー20は、実施の形態1に示しように、調整治具89を用いた位置決定部材75の位置決めによって面倒れが調整される。位置決定部材75は、図9に示すように、突起部71が72度の等間隔で5箇所形成されており、この突起部71の弾性力によりフランジ15に係止し、ポリゴンミラー20を弾性支持部材の弾性力によりフランジ15に対して固定する。この突起部71の弾性力の影響でポリゴンミラー20の反射面20aが歪まないようにするため、突起部71の付け根部分で塑性変形させるような形状とし、かつ、その歪を部分的に伝播させないために、位置固定部材75の本体部分(突起部以外の部分)は刃物鋼などの十分に剛性の高い材質とすることが望ましい。
このように、実施の形態3では、回転するスリーブ14と一体的に回転するフランジ15に対し、面倒れが調整されたポリゴンミラー20が位置決定部材75により取り付けられる。即ち、実施の形態1または2の、位置決定部材を位置決め固定する固定部材(固定ネジ)がなくても、自らの位置を固定できる位置決定部材を備えた光偏向器を提供できる。
突起部71の数は、反射面の数とを切り離して考えることができるので、径方向の力学的な釣合い条件が良好な3個以上の奇数かつ等間隔に設定することが好ましい。具体的には、図9に示すように、突起部71を72度の等間隔で5箇所に設けても良いし、120度の等間隔で3箇所に設けても良いし、51.4度の等間隔で7箇所に設けても良い。また、突起部71が発する回転時の風切騒音が問題となる場合には、ポリゴンの面数と切り離して設定できるので、騒音周波数が回避したい周波数帯域になるよう、突起部71の数は、上記した条件(3個以上の奇数かつ等間隔)を満たせば、任意に設定してもよい。
〔第4の実施形態〕
図12は、本発明に係る光走査装置100(露光装置100)を備えた画像形成装置501の構成の一例を示した図である。
図12に示した画像形成装置501は、電子写真方式を用いたいわゆるタンデム型のデジタルカラープリンタである。この画像形成装置501は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部570と、画像形成装置501全体の動作を制御する制御部580と、例えばパーソナルコンピュータ(PC)503やスキャナ等の画像読取装置504等から受信した画像データに所定の画像処理を施す画像処理部581とを備えている。
図12は、本発明に係る光走査装置100(露光装置100)を備えた画像形成装置501の構成の一例を示した図である。
図12に示した画像形成装置501は、電子写真方式を用いたいわゆるタンデム型のデジタルカラープリンタである。この画像形成装置501は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部570と、画像形成装置501全体の動作を制御する制御部580と、例えばパーソナルコンピュータ(PC)503やスキャナ等の画像読取装置504等から受信した画像データに所定の画像処理を施す画像処理部581とを備えている。
画像形成プロセス部570は、4つの画像形成ユニット510Y、510M、510C、510K(以下、まとめて「画像形成ユニット510」と総称することがある。)が上下方向(略鉛直方向)に一定の間隔で並列配置されている。この画像形成ユニット510は、像保持体としての感光体ドラム511、帯電ロール512、現像器513、ドラムクリーナ514とを備えている。
ここで、帯電ロール512は、感光体ドラム511の表面を所定電位で一様に帯電するものである。また、現像器513は、画像形成ユニット510それぞれにおいて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を保持して、感光体ドラム511上に形成された静電潜像を各色トナーで現像するものである。また、ドラムクリーナ514は、例えば板状部材を感光体ドラム511表面に接触させて、感光体ドラム511上に付着したトナーや紙粉等を除去するものである。
さらに、画像形成装置501には、画像形成ユニット510それぞれに配設された感光体ドラム511を露光する光走査装置100が設けられている。光走査装置100は、各色毎の画像データを画像処理部581から取得し、取得した画像データに基づいて点灯制御された光ビーム(レーザ光)により、各画像形成ユニット510の感光体ドラム511上をそれぞれ走査露光する。
また、各画像形成ユニット510の感光体ドラム511と接触しながら移動するように、用紙590を搬送する用紙搬送ベルト530が配置されている。この用紙搬送ベルト530は、用紙590を静電吸着するフィルム状の無端ベルトであって、駆動ロール532とアイドルロール533とに掛け渡されて循環移動するものである。
また、用紙搬送ベルト530の内側であって各感光体ドラム511と対向する位置には、それぞれ転写ロール531が配置され、感光体ドラム511との間に転写電界を形成し、用紙590上に、各画像形成ユニット510で形成された各色トナー像を順次転写する。
さらに、各転写ロール531の下流側には、転写後の感光体ドラム511を除電する除電ランプ515が設けられている。また、用紙搬送ベルト530の用紙搬送方向の下流側には、用紙590上の未定着トナー像に対して熱および圧力による定着処理を施す定着器540が設けられている。
さらに、用紙搬送系として、用紙590を収容する用紙収容部550、用紙収容部550に収容された用紙590を所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール551、繰り出された用紙590を搬送する搬送ロール552、画像形成動作に合わせて用紙590を用紙搬送ベルト530に送り出すレジストロール553が設けられている。
また、定着器540にて定着処理された用紙590を搬送する排紙ロール554、片面プリントの場合には用紙590を装置本体上部に設けられた排紙積載部591に向けて排出し、両面プリントの場合には排紙積載部591に向けた回転方向から逆方向に反転することで、定着器540にて片面が定着された用紙590を両面搬送路592に向けて送り出す反転ロール555等が配設されている。
画像形成装置501において、画像形成プロセス部570は、制御部580による制御の下で画像形成動作を行う。すなわち、パーソナルコンピュータ503や画像読取装置504等から入力された画像データは、画像処理部581によって所定の画像処理が施され、光走査装置100に供給される。そして、各画像形成ユニット510にて、帯電ロール512により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム511の表面が、光走査装置100により画像処理部581からの画像データに基づいて点灯制御された光ビーム(レーザ光)で走査露光され、感光体ドラム511上に静電潜像が形成される。
形成された静電潜像は現像器513により現像され、感光体ドラム511上に各色のトナー像が形成される。各画像形成ユニット510での各色トナー像の形成が開始されると、用紙収容部550から取り出された用紙590は、用紙搬送ベルト530により搬送され、転写ロール531により形成される転写電界によって各色トナー像が用紙590上に順次転写される。その後、定着器540に搬送され、未定着トナー像が用紙590に定着された後、用紙590は排紙積載部591に積載される。
本発明は、ポリゴンミラーを用いた光偏向器等に関する。
10…光偏向器、13…回転軸、14…スリーブ、15…フランジ、20…ポリゴンミラー、31…押圧部材、32…位置決定部材、33…固定ネジ、50…光偏向器、51…ベース、52…固定軸、53…スリーブ、71…突起部、
75…位置決定部材、80…ボックス、81…位置検出センサ、82…ノブ、
83…アーム、84…押さえブロック、85…下面、86…貫通孔、
87…ビーム、88…穴、89…調整治具、100…光走査装置(露光装置)
501…画像形成装置、510…画像形成ユニット、
570…画像形成プロセス部
75…位置決定部材、80…ボックス、81…位置検出センサ、82…ノブ、
83…アーム、84…押さえブロック、85…下面、86…貫通孔、
87…ビーム、88…穴、89…調整治具、100…光走査装置(露光装置)
501…画像形成装置、510…画像形成ユニット、
570…画像形成プロセス部
Claims (5)
- 軸とともに回転し、または軸に対して回転するフランジと、
該フランジとともに回転し、光を反射する複数の反射面を有するポリゴンミラーと、
該ポリゴンミラーを前記フランジに対して弾性支持する弾性支持部材と、
該弾性支持部材に向けて前記ポリゴンミラーを押圧しつつ、前記ポリゴンミラーの傾きを調整して前記ポリゴンミラーの位置を決定した後、前記フランジに固定する位置決定部材と、を有する光偏向器。 - 前記位置決定部材は、前記フランジに対して固定部材を用いて固定された請求項1に記載の光偏向器。
- 前記位置決定部材は、前記ポリゴンミラーを押圧する方向に向けて締め付けるねじ部材を有した請求項1または2に記載の光偏向器。
- 光を出射する光源と、
該光源から出射された光を成形する群と、
該レンズ群により成形された光を偏向反射する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光偏向器と、を有した光走査装置。 - 感光体と、
該感光体に静電潜像を形成する請求項4に記載の光走査装置を有した画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009216517A JP2010102323A (ja) | 2008-09-26 | 2009-09-18 | 光偏向器、光走査装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2009216517A JP2010102323A (ja) | 2008-09-26 | 2009-09-18 | 光偏向器、光走査装置および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010102323A true JP2010102323A (ja) | 2010-05-06 |
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Family Applications (1)
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JP2009216517A Pending JP2010102323A (ja) | 2008-09-26 | 2009-09-18 | 光偏向器、光走査装置および画像形成装置 |
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-
2009
- 2009-09-18 JP JP2009216517A patent/JP2010102323A/ja active Pending
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