JP2011118217A - 光走査装置、画像形成装置 - Google Patents

光走査装置、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の反射ミラーが隣接して配置されている場合に、本構成を有しない場合に比べて、支持部の熱変形による反射ミラーの反射面の相対的変移量を最小限に抑制する。
【解決手段】3点の支持点の選択がなされた場合、標準的なデータム410、412による3点支持の位置と異なる場合、一旦、標準的なデータム410、412の位置で反射ミラー402Yの位置決めを行い、板ばね414を用いて保持し、その後、選択された支持点を接着剤416を用いて固定する。接着剤416が固着した後は、板ばね414を取り除くことで、標準的なデータム410、412の位置と異なる支持点が選択された場合でも、当該選択された3点での支持を実現している。
【選択図】図15

Description

本発明は、光走査装置、画像形成装置に関する。
画像形成装置において、光ビームを所望の方向へ偏向(反射)させるための反射ミラーをハウジングへ固定する場合、ハウジングに形成された支持部へ反射ミラーを3点で支持するようにしている。
支持部には、前記支持点にデータムを形成し、反射ミラーをこのデータムに突き当て、反対側から板ばね等で押圧することで、安定感があり、かつ高精度な位置決めを可能としている。
特許文献1には、ハウジング(ベース)の熱変形と取り付け部材の熱変形とが互いに相殺されるような形状の取付部材を適用することが提案されている。
特開平9−22257公報
本発明は、複数の反射ミラーが隣接して配置されている場合に、本構成を有しない場合に比べて、支持部の熱変形による反射ミラーの反射面の相対的変移量を最小限に抑制することができる光走査装置、画像形成装置を得ることが目的である。
請求項1に記載の発明は、入射する各々の光を目的の方向へ各々反射させる反射面を備えた複数の反射ミラーと、ハウジングに設けられ前記複数の反射ミラーを各々支持する複数の支持部とを備え、前記複数の反射ミラーは、前記複数の支持部に対して各々が少なくとも3点で位置決めされ、当該3点は、前記ハウジングの熱変形によって生じる前記反射ミラーにおける反射方向の変移量の相対的な差に基づいて特定される光走査装置である。
請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、前記支持部には、実際に支持する3点よりも多い複数の支持候補点が予め設定され、それぞれの支持候補点の内、相対的変移量が少ない3点を支持点として特定する。
請求項3に記載の発明は、前記請求項2に記載の発明において、前記支持点が、反射方向の入射角及び出射角が変移する前記反射ミラーの回転変動に起因する相対変移量を比較して、前記3点の支持点を特定する。
請求項4に記載の発明は、前記請求項1〜請求項3の何れか1項記載の発明において、前記反射ミラーの反射方向に設けられ、光を一定方向へ繰り返し走査する走査部材をさらに有し、前記走査部材が、前記支持部を熱変形させる要因となる熱源である。
請求項5に記載の発明は、前記請求項4に記載の発明において、前記前記反射ミラーの相対的変移量の比較対象を、前記走査部材の前記走査方向の相対的変移量とする。
請求項6に記載の発明は、前記請求項1〜請求項5の何れか1項記載の発明において、前記支持候補点が反射ミラーの周縁に沿った位置にあり、3点の支持候補点の選択肢が複数存在する場合に、当該3点を結ぶ三角形に囲まれた領域が最も広い3点の支持候補点を選択する。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6の何れか1項記載の光走査装置と、前記光源を複数色の数だけ配列し、各光源の反射ミラーから反射される光を像保持体上で走査することで静電潜像を形成し、現像した後、各色の画像を重ねて記録用紙に転写することでカラー画像を形成する画像形成部と、を有している。
請求項8に記載の発明は、前記請求項7に記載の発明において、前記反射ミラーを標準的な支持点で支持すると共に、相対的にハウジング内の発熱源に近い反射ミラーを対象として、熱変形による前記反射ミラーにおける反射方向変移量の相対差に基づいて支持点を変更する。
請求項1に記載の発明によれば、複数の反射ミラーが隣接して配置されている場合に、本構成を有しない場合に比べて、支持部の熱変形による反射ミラーの反射面の相対的変移量を最小限に抑制することができる。
請求項2に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、最適な3点の支持点の特定が容易となる。
請求項3に記載の発明によれば、相対変移量に対して感度の高い要因に基づき、3点の支持点を特定することができる。
請求項4に記載の発明によれば、最も熱変形し易い支持部を容易に特定することができる。
請求項5に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、走査部材の走査方向(一定方向)の変移量を軽減することができる。
請求項6に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、最も安定して支持することができる。
請求項7に記載の発明によれば、複数の反射ミラーが隣接して配置されている場合に、本構成を有しない場合に比べて、支持部の熱変形による反射ミラーの反射面の相対的変移量を最小限に抑制することができる。
請求項8に記載の発明によれば、支持点の変更を必要最小限に抑えることができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す斜視図である。 図1に示す画像形成装置を示す断面図である。 図1に示す画像形成装置の本体に対して主開閉部及び中間転写ベルトユニットが開閉される様子と、該本体内に画像形成ユニットが着脱される様子とを示す側面図である。 本実施の形態に係る光走査装置の斜視図である。 本実施の形態に係る光走査装置の側面図である。 本実施の形態に係る光走査装置の平面図である。 本実施の形態に係る光走査装置の光源部の拡大平面図である。 図7の斜視図である。 本実施の形態に係る支持部と反射ミラーの組付状態を示す分解斜視図である。 (A)は反射ミラーの平行移動変移を示す遷移図、(B)は反射ミラーの回転移動変移を示す遷移図である。 回転移動変移に対して対策をとっていない場合における、各色毎の主走査方向の位置ずれの特性であり、(A)は各色単独、(B)は基準色(K)に対する他色の色間差を示す。 反射ミラーの支持候補点を示す斜視図である。 図12のXIII線矢視正面図である。 (A)〜(E)は反射ミラーの支持候補点から支持点を選択するための変移量を示す斜視図である。 (A)及び(B)は、標準的なデータムを基に、選択した支持点での組付手順を示す斜視図である。 図11に対して、回転移動変移に対して対策をとった場合における、各色毎の主走査方向の位置ずれの特性であり、(A)は各色単独、(B)は基準色(K)に対する他色の色間差を示す。 変形例1に係る支持部と反射ミラーの組付状態を示す分解斜視図である。 変形例2に係る支持部と反射ミラーの組付状態を示す分解斜視図である。 変形例3に係る支持部と反射ミラーの組付状態を示す分解斜視図である。
(画像形成装置全体構成)
図1及び図2には、本実施の形態に係る画像形成装置10が示されている。
図1及び図2に示されるように、画像形成装置10は、画像形成装置本体12を有し、画像形成装置本体12には、外装カバー14に対して開閉するように前方側開閉部18と、主開閉部20とが装着されている。
前方側開閉部18は、中心軸24を中心に回転するようにして画像形成装置本体12に対して開閉する。また、前方側開閉部18には、操作部34が取り付けられている。操作部34は、例えば、画像形成する記録媒体の枚数を入力するテンキーや、画像形成を開始する際に操作される開始ボタン等を有する。
また、前方側開閉部18には、前方側開閉部18に対して開閉するように供給用開閉部30が取り付けられている。供給用開閉部30は、通常は図1及び図2に示すように前方側開閉部18に対して閉じられている。後述する記録媒体供給装置510に収納された記録媒体とは異なる記録媒体を用いる際に、供給用開閉部30は前方側開閉部18に対して開かれる。
主開閉部20は、中心軸26を中心に回転するようにして画像形成装置本体12に対して開閉する。主開閉部20は、通常は画像形成装置本体12に対して閉じられており、当該画像形成装置本体12内に、画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kを着脱する際に開かれる。
また、前方側開閉部18は、主開閉部20に装着され、支持ロール70、中間転写ベルト62等が前方側開閉部18と干渉することを防止するため、主開閉部20を開くことに先立ち開かれる。また、前方側開閉部18を画像形成装置本体12に対して閉じる際には、前方側開閉部18を閉じることに先立って、主開閉部20が画像形成装置本体12に対して閉じられる。
また、主開閉部20には、主開閉部20に対して開閉するように副開閉部32が取り付けられている。副開閉部32は主開閉部20とは独立して開閉し、主開閉部20が画像形成装置本体12に対して閉じられた状態で、主開閉部20に対して開いた状態とする場合がある。副開閉部32は、クリーニング装置96の全部又は一部を画像形成装置本体12内に着脱する際に開かれる。また、副開閉部32は、上側の面が、画像の形成された記録媒体が排出される排出部として用いられている。
画像形成装置本体12内には、記録媒体に画像を形成する画像形成部40が設けられている。画像形成部40は、例えば4個の画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kを有する。
画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kは、それぞれが像形成構造体として用いられていて、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kをそれぞれが有し、それぞれが画像形成装置本体12内に着脱される。画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kは、画像形成装置本体12の後側(図2における右側)から順に、画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kの順に並べられている。
感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kは、それぞれが像を保持する像保持体として用いられている。
また、画像形成部40は、光走査装置41を有する。光走査装置41は、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kのそれぞれに対して光(露光光LY、LM、LC、LK/以下総称する場合、「露光光L」という場合がある。)を照射して、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kのぞれぞれの表面に潜像を形成する。
また、画像形成部40は、現像装置46Y、46M、46C、46Kを有する。現像装置46Yは、収納するイエローのトナーを用いて感光体ドラム210Yに形成された潜像を現像する。現像装置46Mは、収納するマゼンタのトナーを用いて感光体ドラム210Mに形成された潜像を現像する。現像装置46Cは、収納するシアンのトナーを用いて感光体ドラム210Cに形成された潜像を現像する。現像装置46Kは、収納する黒のトナーを用いて感光体ドラム210Kに形成された潜像を現像する。
また、画像形成部40は転写装置58を有し、転写装置58は、中間転写ベルトユニット60及び2次転写装置84を有し、中間転写ベルトユニット60は中間転写ベルト62を有する。
中間転写ベルト62は、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kから転写された像(トナー像)及び感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kから像が転写された記録媒体(用紙)の少なくとも一方を搬送する搬送部材として用いられている。また、中間転写ベルト62は、無端状であって、支持ロール64、66、68、70、72に、図2に矢印で示す方向に回転することができるように掛け渡されている。
また、中間転写ベルトユニット60は、1次転写装置として用いられる1次転写ロール80Y、80M、80C、80Kを有する。1次転写ロール80Y、80M、80C、80Kは、感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kの表面にそれぞれが形成されたイエロートナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、黒のトナー像を、中間転写ベルト62に転写する。
2次転写装置84は、2次転写ロール86を有する。2次転写ロール86は、中間転写ベルト62に転写されたイエローのトナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、及び黒のトナー像を、記録媒体に対してさらに転写する。
また、転写装置58は、クリーニング装置96を有し、クリーニング装置96は掻き落とし部材98を有する。掻き落とし部材98は、2次転写ロール86で記録媒体に対して各色のトナー像が転写された後に、中間転写ベルト62の表面に残留する各色のトナーを掻き落とす。クリーニング装置96の本体内には、掻き落とし部材98によって掻き落とされたトナーが回収される。クリーニング装置96は、副開閉部32を開くことによって形成される開口部を介して画像形成装置本体12内に着脱される。
転写装置58を構成する部材のうち、中間転写ベルトユニット60と、クリーニング装置96とは主開閉部20側に装着されている。転写装置58のうち、2次転写ロール86は画像形成装置本体12側に装着されている。
また、画像形成装置本体12内には、2次転写ロール86によって記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置50が設けられている。
また、画像形成装置本体12内には、回収容器260が設けられている。回収容器260には、現像装置46Y、46M、46C、46Kから排出された余剰現像剤が回収される。回収容器260は、例えば画像形成ユニット200Kと一体となっている。
また、画像形成装置本体12内には、画像形成部40に記録媒体を供給する記録媒体供給装置510が装着されている。記録媒体供給装置510は、画像形成装置本体12の前側(図2における左側)に引き出すことができるようになっていて、記録媒体供給装置510を画像形成装置本体12から引き出した状態で記録媒体が補充される。
記録媒体供給装置510は、例えば普通紙等の記録媒体を積層した状態で収納する記録媒体収納容器512を有する。また、記録媒体供給装置510は、記録媒体収納容器512に収納された最上位の記録媒体を抽出し、抽出した記録媒体を画像形成部40へ向けて搬送する搬送ロール514を有する。また、記録媒体供給装置510は、記録媒体を捌き、画像形成部40に複数枚の記録媒体が重なった状態で搬送されることを防止するために用いられるリタードロール516を有する。
また、画像形成装置本体12内には、記録媒体の搬送に用いられる搬送路530が形成されている。搬送路530は、主搬送路532と、反転搬送路534と、副搬送路536とを有する。
主搬送路532は、記録媒体供給装置510から供給された記録媒体を画像形成部40に搬送し、画像が形成された記録媒体を画像形成装置本体12外に排出するために用いられる。主搬送路532に沿って、記録媒体が搬送される方向における上流側から順に、先述の搬送ロール514及びリタードロール516と、レジストロール542と、2次転写ロール86と、定着装置50と、排出ロール544とが配置されている。
レジストロール542は、記録媒体供給装置510側から搬送されてきた記録媒体の先端部を一時的に停止させ、中間転写ベルト62に各色のトナー像が転写されるタイミングと合致するように記録媒体を2次転写ロール86に向けて送り出す。
排出ロール544は、定着装置50によって各色のトナーが定着された記録媒体を画像形成装置本体12外に排出する。
反転搬送路534は、一方の面にトナー像が定着された記録媒体を反転させつつ再び画像形成部40に向けて供給するために用いられる搬送路である。反転搬送路534に沿って、例えば2つの反転搬送ロール548、548が配置されている。反転搬送路534には、記録媒体の後端部を挟みこんだ状態で排出ロール544が逆回転することで記録媒体が後端部側から供給され、供給された記録媒体が反転搬送ロール548、548によって、レジストロール542の上流の位置へと搬送される。
副搬送路536は、記録媒体供給装置510に収納された記録媒体とは異なる記録媒体を画像形成部40に供給するための搬送路である。副搬送路536には、供給用開閉部30を開いた状態で画像形成装置本体12の前側から記録媒体が供給される。副搬送路536に沿って、搬送ロール552とリタードロール554とが設けられている。搬送ロール552は、副搬送路536に供給され記録媒体を画像形成部40に向けて搬送する。リタードロール554は、副搬送路536に供給された記録媒体を捌き、複数枚の記録媒体が重なった状態で記録媒体が画像形成部40に搬送されることを防止するために用いられる。
図3には、主開閉部20及び中間転写ベルトユニット60が画像形成装置本体12に対して開閉される様子と、画像形成装置本体12内に画像形成ユニット200が着脱される様子とが示されている。
図3に示されるように、画像形成装置本体12に対して主開閉部20を開くと、転写装置58の中間転写ベルトユニット60及びクリーニング装置96が主開閉部20とともに移動する。すなわち、中間転写ベルトユニット60及びクリーニング装置96は、画像形成装置本体12に対して主開閉部20と一体として開閉する。
主開閉部20、中間転写ベルトユニット60及びクリーニング装置96が一体として画像形成装置本体12に対して開かれると、画像形成装置本体12に開口部36が形成される。そして、開口部36を介して、画像形成装置本体12内に、画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kがそれぞれ着脱される。回収容器260は、先述のように画像形成ユニット200Kと一体とされている。このため、回収容器260は、画像形成ユニット200Kと一体して画像形成装置本体12内に着脱される。
なお、図3において、一点鎖線で囲まれた領域Aは、電装系を含む様々なユニットや部品が密集して配置されており、前記着脱には、主開閉部20等の開放による上方空間の確保が必須となる。
(光走査装置)
図4〜図6に示される如く、光走査装置41は、4つの画像形成ユニット200Y、200M、200C、200K(図2参照)に共通の1つのユニットで構成されており、図6に示す、4つの半導体レーザ102Y、102M、102C、102Kを各色の色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザから露光光LY、LM、LC、LKを階調データに応じて出射するように構成されている。
また、光走査装置41は、箱状のハウジング100を蓋体101で閉塞した構造となっており、内部空間には、各露光光Lの発光源、並びに露光光Lを主走査方向に走査するための光学部材が適宜個所に取り付けられている。ハウジング100の上面に取り付けられた蓋体101には、4本の露光光LY、LM、LC、LKを、各画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kの感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kに向けて出射するための窓(図示省略)が設けられている。
ここで、光走査装置41から出力した露光光LY、LM、LC、LKは感光体ドラム210Y、210M、210C、210K上の露光ポイントに走査露光される。
図4〜図6に示される如く、光走査装置41のハウジング100は、平面視(図6参照)で矩形(概ね、長方形)に成型されている。なお、各図(図4〜図6、並びに図7、図8)に示した矢印Fは、それぞれ同一方向を示している。
ハウジング100の形状は、特に限定されるものではないが、後述する各部品の配置構成のための空間、並びに、前述の如く主走査される露光光LY、LM、LC、LKの光路を確保する空間のそれぞれに基づき設定されている。
ハウジング100は、部品配置空間が2段構造となっている。この2段構造の下段側には、露光光LY、LM、LC、LKの発光源である半導体レーザ102Y、102M、102C、102K及びポリゴンミラー104、並びに半導体レーザ102Y、102M、102C、102Kとポリゴンミラー104との間の光路上に配置されるコリメータレンズ103Y、103M、103C、103K等の光源光学系、ポリゴンミラー104の光路の下流側に配置されたfθレンズ108、fθレンズ108が出力された露光光Lを上段へ案内する全露光光反射ミラー110が配置されている(図5参照)。
一方、前記2段構造の上段には、前記全露光光反射ミラー110で反射した露光光を選択的に入射し、反射させることで必要な光路長を確保するための複数の反射ミラー112YM、112M、112CK、112C、並びに最終的に露光光LY、LM、LC、LKを感光体ドラム210Y、210M、210C、210K方向へ案内する最終段反射ミラーとしてのシリンダーミラー114Y、114M、114C、114Kが配置されている。より具体的には、カラー画像形成に必要な4色(CMYK)の各露光光LY、LM、LC、LKを、前記各色毎の感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kへ、同一の光路長で到達させるべく、前記全露光光反射ミラー110で反射した露光光Lを、反射ミラー112YM、112M、112CK、112C並びに最終段反射ミラー114Y、114M、114C、114Kにより、3回又は4回反射させる構成になっている。
なお、ハウジングの角部(図6の右上角部)にはSOSセンサ115が配置されており、露光光LKが入力されることで、画像記録タイミングの同期を図るようにしている。
図7は、光走査装置41のハウジング内の半導体レーザ102Y、102M、102C、102K及びコリメータレンズ103Y、103M、103C、103Kが組み込まれた光源部400の拡大平面図、図8は、その斜視図である。
光源部400の各半導体レーザ102Y、102M、102C、102Kから出力された光ビームは、それぞれ、反射ミラー402Y、402M、402C、402Kによって、隣接して取り付けられているポリゴンミラー104方向へ偏向されるようになっている。なお、反射ミラー402Y、402M、402C、402Kを総称する場合(特に、区別する必要がない場合)、「反射ミラー402」という。
反射ミラー402Y、402M、402C、402Kは、それぞれハウジング100に形成された(本実施の形態では、一体成型されている)支持部404Y、404M、404C、404Kに支持されている。なお、支持部404Y、404M、404C、404Kを総称する場合(特に、区別する必要がない場合)、「支持部404」という。
図9は、支持部404に反射ミラー402を支持する標準的な組付構造を示している。
支持部404は、左右対称の一対の柱体406が、一定の距離をおいて配置されている。柱体404は、互いに対抗する面に底部から天部にかけて凹部408が形成されている。凹部408は、階段状に底浅部408Aと底深部408Bが形成されている。
凹部408における底浅部408Aの対向面同士の間隔寸法は、反射ミラー402の幅寸法と予め定めた寸法公差の関係を持ち、反射ミラー402は、支持部404の底浅部408Aの対向面に案内されながら挿入されるようになっている。
また、底浅部408Aにおける反射ミラー402の反射面402Aに対向する面には、それぞれデータム410が形成されている。
また、前記一対の柱体406の間には、ハウジング100の底面から略L字型のデータム412が形成されている。
上記3個のデータム410、412は、反射ミラー402が挿入されたときの、上辺左右端部と下辺中央部(図9の斜線部H参照)に対峙される。反射ミラー402は、このデータム410、412に突き当てられることで、支持部404に対して3点支持され、支持部404との相対位置関係が決まる。
一方、底深部408B同士の間隔寸法は、板ばね414の幅寸法と予め定めた寸法公差の関係を持っている。板ばね414は、反射ミラー402をデータム410、412方向へ押圧する役目を有している。
板ばね414は、底深部408Bの対向面に案内されながら、反射ミラー402と同様に挿入されるようになっている。
板ばね414には、板ばね本体414Aから、前記データム410、412と対峙する位置に合わせて押圧部414Bが形成されている。押圧部414Bは、板ばね本体414Aを切り欠き、その切欠部内に残留する一部を反射ミラー402方向へ屈曲させることで形成されている。押圧部414Bの押圧点(線)はさらに反対方向に屈曲され、押圧部414Bは全体として、くの字型となっている。
この板ばね414が挿入されることで、反射ミラー402が、前記データム410、412に支持された状態で保持される。
上記標準的なデータム410、412による3点支持は、当該3点を結ぶ線によって逆三角形領域が形成され、平均的、かつ広面積となり、安定性がよい。また、光ビームの入出射点を、当該逆三角形領域内としている。
上記の如く、支持部404Y、404M、404C、404Kによって支持された反射ミラー402Y、402M、402C、402Kは、半導体レーザ102Y、102M、102C、102Kからの出力される光ビームがほぼ45°で入射するように支持部404Y、404M、404C、404Kに支持されている。
支持部404Y、404M、404C、404Kは、それぞれ光源部400の半導体レーザ102Y、102M、102C、102Kに対峙しており、結果として、ポリゴンミラー104には、支持部404Yが最も近く、以下、支持部404M→支持部404C、支持部404Kの順に離れて配置されることになる。
ところで、ポリゴンミラー104は、その回転により駆動部材の発熱、回転軸受からの発熱等、ハウジング100内の発熱源の1つであり、その熱は、支持部404Y、404M、404C、404Kの変形させる要因となっている。
支持部404Y、404M、404C、404Kが変形すると、これに支持されている反射ミラー402Y、402M、402C、402Kの位置が変移することになる。
反射ミラー402Y、402M、402C、402Kの変移には、大きく分類して、平行移動変移と回転移動変移の2種類ある。
図10(A)は平行移動変移を示すものであり、反射ミラー402が実線状態から鎖線状態に変移量aだけ変移した場合、光ビームは主走査方向にずれL1が発生する。
図10(B)は回転移動変移を示すものであり、反射ミラー402が一方の辺を軸に実践状態から鎖線状態に変移量aだけ変移した場合、光ビームは主走査方向にずれL2が発生する。
図10(A)及び(B)のずれL1とずれL2は、検証するまでもなく、L1<L2の関係であり、特に平行移動変移によるずれL1は、光ビームの到達点には関与しないが、回転移動変移によるずれL2は、光ビームの到達点が遠ければ遠いほど大きくなる。
そこで、支持部404で支持された反射ミラー402では、回転移動変移を抑制することが、主走査方向の位置ずれをなくすのに有用であることがわかる。
ところで、図11は、光走査装置41(ハウジング100)における回転移動変移に対して対策をとっていない場合における、各色毎の主走査方向の位置ずれ(図11では、「SIDE−REGI(サイドレジ)」と表記している)の特性である。より具体的には、図11(A)は各色単独、(B)は基準色(K)に対する他色の色間差を示している。
この図11(A)及び(B)からもわかるように、全ての色に平均的に回転移動変移が顕著に現れているのではなく、Y色、並びにK色を基準としたY色の色間差が顕著に現れている。すなわち、前述した発熱源の1つであるポリゴンミラー104に最も近い位置にあるY色用の反射ミラー402Yが、他の反射ミラー402M、402C、402Kよりも回転移動変移が大きくなっており、支持部404Yの変形が大きいことがわかる。
そこで、本実施の形態では、この反射ミラー402Yとその支持部404Yに関して、実際に支持する3点よりも多い、複数の支持候補点(本実施の形態では、図12に示す、SA、SB、SC、SD、SEの5点)を予め設定しておき、当該支持候補点から最適な3点を選択して支持点とした。
以下に、支持候補点から3点の支持点を選択する原理を示す。
図12に示される如く、支持候補点SA、SB、SC、SEは反射ミラー402の四隅に位置している。また、支持候補点SDは、下辺の中央、すなわち支持候補点SCと支持候補点SEの間に位置している。
図13は、反射ミラー402を図12の矢印XIII方向から見た図であり、左右の変移量が異なる(図13では、右側の変移量が左側の変移量よりも少ない)と、回転移動変移が発生する。
そこで、前記支持候補点SA、SB、SC、SD、SEの変移量を、実験的に計測し、或いは熱変形シミュレーションによって予測し、当該計測結果に基づいて支持点(3点)を選別する。
選別は、それぞれの変移量の相対差を比較して、基本的には、最も相対差が少ない3点を選択するが、例外的に、3点が直線的に並んだ場合、或いは、3点を結ぶことで形成される三角形領域が、予め定めた面積よりも小さい場合は、選択された何れか1つの支持点を、他の支持候補点に置き換える場合がある。
すなわち、各点(3点)の変移量が近似することで、反射ミラー402Yが平行移動することになるため、逆に、回転移動変移が抑制されることになる。
(支持点選択例)
図14(A)〜(E)は、変移量に基づく支持点の選択例を示しており、それぞれの支持候補点SA、SB、SC、SD、SEに示した矢印の長さが変移量に相当する。
図14(A)は、支持候補点SBが、他の支持候補点SA、SC、SD、SEに比べて変移量が少ない場合であり、変移量が少ないものを選択するよりも、相対差が少ない、支持候補点SA、SC、SD、SEの中から3点を選択する。なお、ここでは、3点を結んで形成される三角形領域の面積が広い、支持候補点SA、SC、SEを選択する。
図14(B)は、支持候補点SB、SCが、他の支持候補点SA、SD、SEに比べて変移量が少ない場合であり、変移量が少ないものを選択するよりも、相対差が少ない、支持候補点SA、SD、SEの3点を選択する。
図14(C)は、支持候補点SB、SEが、他の支持候補点SA、SC、SDに比べて変移量が少ない場合であり、変移量が少ないものを選択するよりも、相対差が少ない、支持候補点SA、SC、SDの3点を選択する。
図14(D)は、支持候補点SC、SDが、他の支持候補点SA、SB、SEに比べて変移量が少ない場合であり、変移量が少ないものを選択するよりも、相対差が少ない、支持候補点SA、SB、SEの3点を選択する。
図14(E)は、支持候補点SBが、他の支持候補点SA、SC、SD、SEに比べて変移量が多い場合であり、変移量が少なく、かつ相対差が少ない、支持候補点SA、SC、SD、SEの中から3点を選択する。なお、ここでは、3点を結んで形成される三角形領域の面積が広い、支持候補点SA、SC、SEを選択する。
ところで、3点の支持点の選択がなされた場合、前述した標準的なデータム410、412による3点支持の位置と異なる場合がある。本実施の形態における標準的なデータム410、412の位置は、図12で示す支持点で示すと、支持点SA、SB、SDであり、図14(A)〜(E)によって選択された支持点と異なっている。
そこで、本実施の形態では、支持部404Yを対象として、一旦、標準的なデータム410、412の位置(支持点SA、SB、SD)で反射ミラー402Yの位置決めを行い、板ばね414を用いて保持し、その後、選択された支持点を接着剤416(図15参照)を用いて固定する。このとき、選択された支持点にデータム410、412が存在している場合は、データム410、412と反射ミラー402Yと密着した面及びその周縁に接着剤が塗布され、データム410、412が存在しない場合は、支持部404Yの柱体406(図9参照)と反射ミラー404Yとの隙間に接着剤416(図15参照)を充填されている。
接着剤416が固着した後は、板ばね414(図15(B)参照)を取り除くことで、標準的なデータム410、412の位置と異なる支持点が選択された場合でも、当該選択された3点での支持を実現している。
以下に本実施の形態の作用を説明する。
(画像形成手順)
画像データは、さらにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の色材階調データに変換され、光走査装置41に順次出力される。光走査装置41では、各色の色材階調データに応じて各露光光Lを出射して、各感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kに走査露光を行い、潜像(静電潜像)が形成される。
感光体ドラム210Y、210M、210C、210K上に形成された静電潜像は、現像部によって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として顕在化される(現像)。そして、各画像形成ユニット200Y、200M、200C、200Kの感光体ドラム210Y、210M、210C、210K上に順次形成された各色のトナー像は、4つの一次転写ロール80Y、80M、80C、80Kによって中間転写ベルト62上に順次多重転写される。
中間転写ベルト62上に多重転写された各色のトナー像は、二次転写ロール86によって、搬送されてきた記録用紙P上に二次転写される。そして、記録用紙P上の各色のトナー像が定着装置50で定着され、定着後の記録用紙Pは排出される。
トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム210Y、210M、210C、210Kの表面は、残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト16上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置96で除去される。
ところで、光源部400の半導体レーザー102Y、102M、102C、102Kから出力された光ビームは、発熱源の1つであるポリゴンミラー104からの距離がそれぞれ異なる4個の反射ミラー402Y、402M、402C、402Kに反射されて、ポリゴンミラー方向へ偏向される。
このとき、主としてポリゴンミラー104の駆動系からの発熱、ポリゴンミラー104の回転軸を支持するベアリング等からの発熱により、最も近い反射ミラー402Yを支持する支持部404Yが、他の支持部404M、404C、404Kよりも変形する。
これは、全ての支持部404による反射ミラー402の支持点(3点)が標準的な位置に固定され、個々の回転変移量に対応していないためである。
そこで、本実施の形態では、実際の支持部404Yに支持候補点SA、SB、SC、SD、SEを設定し、当該支持候補点SA、SB、SC、SD、SEの変移量を、実験的に計測し、或いは熱変形シミュレーションによって予測し、当該計測結果に基づいて支持点(3点)を選別するようにした。
ここでは、(D)に示される如く、支持候補点SC、SDが、他の支持候補点SA、SB、SEに比べて変移量が少ない結果となったものとする。
このような場合、変移量が少ないもの(支持候補点SC、SD)を選択するよりも、変移量が多くても3点の相対差が少ない、支持候補点SA、SB、SEを選択する。
この選択した3点の支持点は、標準的なデータム410、412による3点支持の位置と異なる。
図15は、標準的なデータム410、412の支持点と、予測結果に基づき選択された支持点との間に違いがある場合の対処組み付け手順を示している。
まず、図15(A)に示される如く、支持部404Yの一対の柱体406の間に、反射ミラー402Yを挿入し、一旦、標準的なデータム410、412の位置(図12に示す支持点SA、SB、SD)で反射ミラー402Yの位置決めを行う。
次に、板ばね414を挿入して、反射ミラー402をデータム410、412方向へ押圧して保持する。
その後、前記選択された支持点(図14(D)に示す支持点SA、SB、SE)を接着剤416を用いて固定する。
選択された支持点(SA、SB)には、データム410が存在しているので、データム410と反射ミラー402Yとが密着した面及びその周縁に接着剤が塗布される。
一方、データム410、412が存在しない支持点(SE)は、支持部404Yの柱体406と反射ミラー404Yとに隙間が発生するが、この隙間に接着剤416を充填する。
最後に、図15(B)に示される如く、接着剤416が固着した後、板ばね414を取り除くことで、標準的なデータム410、412の位置と異なる支持点(SE)が選択された場合でも、当該選択された3点での支持を実現される。
図16は、図11が支持部404の回転変移に対して非対策の場合の特性であるのに対して、支持点を回転変移量の実験結果又は予測に基づいて設定した場合の特性図(各色毎の主走査方向の位置ずれ(図16(A)参照)、基準色(K)に対する他色の色間差(図16(B)参照))を示している。
この図16(A)及び(B)からもわかるようにY色、並びにK色を基準としたY色の色間差が他の色とほぼ同様の特性となっている。
ここで、図14(E)に示した条件によって、支持点として、支持候補点SA、SC、SEが選択された理由は、支持候補点SBを除く4点の変移量の相対差が少ないためであるが、このような場合、標準的な位置にデータム(支持候補点SA、SB、SD)が存在していると、支持点として利用しない支持候補点SBの位置に存在するデータム410が反射ミラー402と接触しているため、変移量が他よりも大きいことで、反射ミラー402を押圧することがある。
この場合、以下の対策をとることで対応可能である。
(対策1)図14(E)の場合の支持点選択として、変移量の大きい方から相対差の小さい組み合わせを選択する。
(対策2)支持候補点SA、SC、SEを選択し、接着処理後に不要なデータムを削除する。
なお、図14(A)〜(D)の場合においては、接着でも支持点を変えるのと同等の効果となる。
(変形例1「反射ミラー支持点先設定」)
なお、本実施の形態では、標準的な3点の支持点(逆三角形、かつ最広面積)で形成された支持点(データム410、412)に対して、支持候補点SA、SB、SC、SD、SEから実験又は予測によって選択された3点の支持点の一部又は全部が異なっている場合について接着剤416を用いるようにしたが、まず、3点の支持点を選択し、選択した支持点に基づいて、支持部404Yにデータムを設けるようにしてもよい。
例えば、本実施の形態で示した図14(A)の支持点(SA、SC、SE)の場合は、図17に示される如く、該当個所にデータム418、420、422を設ければよい。このとき、データム418とデータム420は、理論上は、凹部408の底浅部408Aの上部と下部に設ければよい。
(変形例2「型抜き考慮」)
一方、ハウジング100の成型時の型抜きを考慮する場合は、図18に示される如く、データム同士が当該型抜きの方向(ここでは、ハウジング100の下から型抜きするので、上下方向)に重ならないように、データム420を中央よりに寄せる(オフセットする)ことが好ましい(データム418とデータム420)。このオフセットに準じて、板ばね414に形成する押圧部414Bもオフセットする。
(変形例3「万能対応」)
また、図19に示される如く、支持候補点SA、SB、SC、SD、SEの全てに対応してデータム424を設け、不要部分を削り取って利用する、いわゆる万能(オールマイティ)な支持部を形成するようにしてもよい(板ばねの図示は省略)。
10 画像形成装置
41 光走査装置(光学装置)
100 ハウジング
100K 傾斜面
100U 天面部
100T 底部
104 ポリゴンミラー
110 全露光光反射ミラー
404 支持部
402 反射ミラー
406 柱体
408 凹部
408A 底浅部
408B 底深部
402A 反射面
410 データム
412 データム
414 板ばね 414
414A 板ばね本体
414B 押圧部
404Y、404M、404C、404K 支持部
402Y、402M、402C、402K 反射ミラー
102Y、102M、102C、102K 半導体レーザ

Claims (8)

  1. 入射する各々の光を目的の方向へ各々反射させる反射面を備えた複数の反射ミラーと、
    ハウジングに設けられ前記複数の反射ミラーを各々支持する複数の支持部とを備え、
    前記複数の反射ミラーは、前記複数の支持部に対して各々が少なくとも3点で位置決めされ、
    当該3点は、前記ハウジングの熱変形によって生じる前記反射ミラーにおける反射方向の変移量の相対的な差に基づいて特定される光走査装置。
  2. 前記支持部には、実際に支持する3点よりも多い複数の支持候補点が予め設定され、それぞれの支持候補点の内、相対的変移量が少ない3点を支持点として特定する請求項1に記載の光走査装置。
  3. 前記支持点が、反射方向の入射角及び出射角が変移する前記反射ミラーの回転変動に起因する相対変移量を比較して、前記3点の支持点を特定する請求項2に記載の光走査装置。
  4. 前記反射ミラーの反射方向に設けられ、光を一定方向へ繰り返し走査する走査部材をさらに有し、前記走査部材が、前記支持部を熱変形させる要因となる熱源である請求項1〜請求項3の何れか1項記載の光走査装置。
  5. 前記前記反射ミラーの相対的変移量の比較対象を、前記走査部材の前記走査方向の相対的変移量とする請求項4に記載の光走査装置。
  6. 前記支持候補点が反射ミラーの周縁に沿った位置にあり、3点の支持候補点の選択肢が複数存在する場合に、当該3点を結ぶ三角形に囲まれた領域が最も広い3点の支持候補点を選択する請求項1〜請求項5の何れか1項記載の光走査装置。
  7. 請求項1〜請求項6の何れか1項記載の光走査装置と、前記光源を複数色の数だけ配列し、各光源の反射ミラーから反射される光を像保持体上で走査することで静電潜像を形成し、現像した後、各色の画像を重ねて記録用紙に転写することでカラー画像を形成する画像形成部と、を有する画像形成装置。
  8. 前記反射ミラーを標準的な支持点で支持すると共に、相対的にハウジング内の発熱源に近い反射ミラーを対象として、熱変形による前記反射ミラーにおける反射方向変移量の相対差に基づいて支持点を変更する請求項7記載の画像形成装置。
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