JP2011203586A - Optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真複写機、同プリンタ等の画像形成装置に用いられる光学装置における反射ミラー位置調整機構に関するものである。 The present invention relates to a reflection mirror position adjusting mechanism in an optical apparatus used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer.
電子写真方式の複写機、プリンタ等に用いられる走査光学装置は、光源(例えば、半導体レーザ)からの光ビーム(レーザ光)を回転多面鏡などの偏向走査装置によって偏向走査することによって感光ドラム面上を走査する構成としている。回転多面鏡によって偏向走査されるレーザ光は光学レンズによって結像され、反射ミラーで反射されて、感光ドラムに導かれる。そのため、光学レンズ取り付け時の位置決め精度や光学箱の成型精度のバラツキ等によって、感光ドラム面に向うレーザビームが所望の光路からずれ、その結果感光ドラム上におけるレーザ光の照射位置が所望の位置からずれることがある。 Scanning optical devices used in electrophotographic copying machines, printers, and the like are photosensitive drum surfaces by deflecting and scanning a light beam (laser light) from a light source (for example, a semiconductor laser) by a deflection scanning device such as a rotary polygon mirror. The top is scanned. The laser beam deflected and scanned by the rotating polygon mirror is imaged by the optical lens, reflected by the reflecting mirror, and guided to the photosensitive drum. For this reason, the laser beam toward the photosensitive drum surface is displaced from the desired optical path due to variations in positioning accuracy when mounting the optical lens and molding accuracy of the optical box, and as a result, the irradiation position of the laser beam on the photosensitive drum is shifted from the desired position. It may shift.
そのような問題に対して、走査光学装置の組み立て時或いは画像形成装置の組み立て時に反射ミラーの位置(角度)を調整することによってレーザ光の光路を調整し、それによって感光ドラム上におけるレーザ光の照射位置調整が行う構成を備える装置が開示されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載の走査光学装置における反射ミラーは板ばねによって筐体に押圧されており、それによって反射ミラーは筐体に対して位置決めされている。反射ミラーには筐体に螺合した調整ネジの頭部が直接当接している。この調整ネジの筐体に対する螺合量(螺合位置)を調整することによって反射ミラーの角度を変化させる。 To solve such a problem, the optical path of the laser beam is adjusted by adjusting the position (angle) of the reflection mirror when the scanning optical device is assembled or when the image forming apparatus is assembled, and thereby the laser beam on the photosensitive drum is adjusted. An apparatus having a configuration for performing irradiation position adjustment is disclosed (see Patent Document 1). The reflection mirror in the scanning optical device described in Patent Document 1 is pressed against the casing by a leaf spring, and thereby the reflection mirror is positioned with respect to the casing. The head of an adjustment screw screwed into the housing is in direct contact with the reflection mirror. The angle of the reflection mirror is changed by adjusting the screwing amount (screwing position) of the adjusting screw to the housing.
しかしながら、特許文献1に示す調整機構では調整ねじが反射ミラーに直接接していてかつ調整ねじの移動方向と反射ミラーの調整変位方向が異なる構成となっている。そのため、摩擦力によって反射ミラーが調整ねじの移動に追従して変位させるべき方向でない上下方向(図6(a)の矢印A方向)に移動するおそれが生じる。調整時に反射ミラーが上下方向に移動し(図6(b))、その後安定位置に再移動する(図6(c))と、反射ミラーの角度が所望の角度に調整されない。反射ミラーの調整精度は0.01度程度が要求される為、反射ミラーの位置決め精度は画質に大きな影響を与える。そのため、このような現象が起きた場合には反射ミラーの位置を再調整しなければならない。 However, in the adjustment mechanism shown in Patent Document 1, the adjustment screw is in direct contact with the reflection mirror, and the moving direction of the adjustment screw is different from the adjustment displacement direction of the reflection mirror. For this reason, there is a possibility that the reflecting mirror moves in the vertical direction (direction of arrow A in FIG. 6A) that is not the direction to be displaced following the movement of the adjusting screw due to the frictional force. When the reflection mirror moves in the vertical direction during adjustment (FIG. 6B) and then moves again to the stable position (FIG. 6C), the angle of the reflection mirror is not adjusted to a desired angle. Since the adjustment accuracy of the reflection mirror is required to be about 0.01 degree, the positioning accuracy of the reflection mirror greatly affects the image quality. Therefore, when such a phenomenon occurs, the position of the reflecting mirror must be readjusted.
本発明は、反射ミラーの位置調整(角度調整)をするために調整ねじを移動させる時に、調整ねじと反射ミラーと間に摩擦力が生じない構成を用いることによって調整ねじの移動に沿うような反射ミラーの移動を抑制する調整機構を備える光学装置を提供することを目的とする。 According to the present invention, when the adjustment screw is moved to adjust the position (angle adjustment) of the reflection mirror, the movement of the adjustment screw is adjusted by using a configuration in which no frictional force is generated between the adjustment screw and the reflection mirror. An object of the present invention is to provide an optical device including an adjustment mechanism that suppresses the movement of the reflection mirror.
本発明の光学装置は、光源から出射される光ビームを反射することによって前記光ビームを被照射体に導く反射ミラーと、前記反射ミラーを収容する筐体とを有する光学装置において、前記反射ミラーを支持する支持部材と、前記筐体内における前記反射ミラーの設置角度を調整する調整部材を有し、前記調整部材が前記支持部材を介して前記反射ミラーの前記設置角度を調整する調整機構と、を有することを特徴とする。 The optical device according to the present invention is an optical device having a reflection mirror that guides the light beam to an irradiated object by reflecting the light beam emitted from a light source, and a housing that houses the reflection mirror. An adjustment mechanism that adjusts the installation angle of the reflection mirror through the support member, and an adjustment mechanism that adjusts the installation angle of the reflection mirror in the housing. It is characterized by having.
本発明の光学装置によれば、反射ミラーの設置角度調整時に調整ねじと反射ミラーとの間に生じる摩擦力が生じないため調整ねじの移動に沿うような反射ミラーの移動を抑制することができる。 According to the optical device of the present invention, since the frictional force generated between the adjusting screw and the reflecting mirror does not occur when adjusting the installation angle of the reflecting mirror, the movement of the reflecting mirror along the movement of the adjusting screw can be suppressed. .
(実施例1)
以下、本実施例に係る画像形成装置について図1を用いて説明する。図1(a)は、本実施例に係る画像形成装置100の断面図である。この画像形成装置100には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色毎にトナー像を形成する4基の画像形成部101Y、101M、101C、101Bkが備えられている。これら4基の画像形成部101Y、101M、101C、101Bkは後述する中間転写ベルトの回動方向に沿ってイエローのトナー像を形成する画像形成部101Y、マゼンタのトナー像を形成する画像形成部101M、シアンのトナー像を形成する画像形成部101C及びブラックのトナー像を形成する画像形成部101Bkの順に配設されている。また、4基の画像形成部の下部には走査光学装置105が備えられている。
Example 1
The image forming apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1A is a cross-sectional view of the
図1(b)は、各画像形成部の拡大図である。画像形成部101Y、101M、101C、101Bkは、感光体であるところの感光ドラム102Y、102M、102C、102Bk(被照射体)と、この感光ドラムを一様な背景部電位にまで帯電させる帯電装置103Y、103M、103C、103Bkと、を備える。また、画像形成部101Y、101M、101C、101Bkは、後述する走査光学装置105によって各感光ドラム上に形成される静電潜像をトナーによって現像する現像装置104Y、104M、104C、104Bkを備えている。
FIG. 1B is an enlarged view of each image forming unit. The
図1に(a)において、本実施例の画像形成装置100は、各画像形成部の感光ドラム102Y、102M、102C、102Bkからトナー像が一次転写される中間転写ベルト106(Intermediate Transfer Belt)を備える。上記中間転写ベルト106は、無端状に形成されると共に一対のベルト搬送ローラ107、108に張架されており、図1(a)中の矢印方向に回転する。中間転写ベルト106には各感光ドラム上に形成されたトナー像が一次転写される。各画像形成部の感光ドラムと対向する位置には中間転写ベルト106を挟むようにして一次転写ローラ109Y、109M、109C、109Bkがそれぞれ配設されている。これら一次転写ローラ109Y、109M、109C、109Bkに対して所定の転写バイアス電圧を印加することにより、各感光ドラムと一次転写ローラ109Y、109M、109C、109Bkとの間に電界が形成される。各感光ドラム上の電荷を帯びたトナーはクーロン力で中間転写ベルト106に転写される。
1A, an
中間転写ベルト106に多重転写されたトナー像は二次転写部において記録シートP(記録媒体P)に二次転写される。二次転写位置には、一方のベルト搬送ローラ108と対向する位置に二次転写ローラ110が配設されており、記録シートPは互いに圧接する二次転写ローラ110と中間転写ベルト106との間に挿通されて、かかる中間転写ベルト106からトナー像が転写されるようになっている。
The toner image that has been multiple-transferred to the
一方、記録シートPは画像形成装置100の筐体の下部に収納される給紙カセット111から画像形成装置100の内部、具体的には中間転写ベルト106と二次転写ローラ110とが接する二次転写位置へ供給される。
On the other hand, the recording sheet P is fed from the paper feed cassette 111 stored in the lower part of the housing of the
二次転写位置においてトナー像の転写を受けた後、記録シートPはかかる二次転写位置の真上に設けられた定着装置112へと送られる。そして、定着装置112によって記録シートP上のトナー像が加熱定着され、その後、記録シートPは排出ローラ113を経て、画像形成装置100の筐体上部に設けられた排紙トレイ114に排出される。
After receiving the transfer of the toner image at the secondary transfer position, the recording sheet P is sent to the
次に、図1(a)に示す走査光学装置105(スキャナユニット)について図2を用いて説明する。上記の画像形成部101Y、101M、101C、101Bkの下方には、感光ドラム上に画像情報に応じた静電潜像を形成するために感光ドラムを露光する走査光学装置105が配設されている。この走査光学装置105は全ての各画像形成部101Y、101M、101C、101Bkに備えられる感光ドラムに静電潜像を形成する。
Next, the scanning optical device 105 (scanner unit) shown in FIG. 1A will be described with reference to FIG. Below the
図2(a)は走査光学装置の内部構成を示す上面図である。光源201には、感光ドラム102Yを露光するための半導体レーザと感光ドラム102Mを露光するための半導体レーザが備えられている。光源202には、感光ドラム102Cを露光するための半導体レーザと感光ドラム102Bkを露光するための半導体レーザが備えられている。光源は前記レーザ光束をそれぞれ平行光にする4個のコリメータレンズ(図示せず)とともに光学箱200に収納されている。また、各光源に対応し、偏向走査装置であるところのポリゴンミラー(回転多面鏡)203上でレーザ光束を主走査方向に長い線状に集光する複合シリンドリカルレンズ(204、205)が設けられている。
FIG. 2A is a top view showing the internal configuration of the scanning optical apparatus. The
ポリゴンミラー203は図示しないブラシレスモータによって回転駆動され、図2(a)中の右側でブラックBk用のレーザ光およびシアンC用のレーザ光を走査し、左側でマゼンタM,イエローYを偏向器の左側でそれぞれ走査する。
The
図2(b)は、本実施例に係る走査光学装置105の断面図である。ポリゴンミラー203によって偏向走査されたレーザ光は、ポリゴンミラー203の右側に設けられるブラックK用の,シアンC偏向器の左側にマゼンタM、イエローYの光学系が独立して設けられていて、偏向器で偏向走査されたレーザ光束を各色の感光ドラム上の所定の位置に集光する。走査光学系は第1結像レンズ(206、207)、第2結像レンズ(208、209、210、211)、反射ミラー(212〜219)からなる。第1結像レンズ206は、イエロー用のレーザ光とマゼンタ用のレーザ光に対して共通の結像レンズであり、第1の結像レンズ207は、シアン用のレーザ光とブラック用のレーザ光に対して共通の結像レンズである。第2結像レンズは図2(b)に示すように各レーザ光に対して個別に設けている。第1結像レンズと第2結像レンズで走査光のFθ補正を行うが、副走査方向の結像は主に第2結像レンズによって行う。
FIG. 2B is a sectional view of the scanning
イエロー用のレーザ光とブラック用のレーザ光はそれぞれ1枚の反射ミラー(イエローは反射ミラー212、ブラックは反射ミラー219)によってそれぞれの感光ドラム上に導かれる。マゼンタ用のレーザ光とシアン用のレーザ光はそれぞれ3枚の反射ミラー(マゼンタは反射ミラー213、214、215、シアンは反射ミラー216、217、218)によってそれぞれの感光ドラム上に導かれる。
The laser beam for yellow and the laser beam for black are respectively guided onto the respective photosensitive drums by one reflecting mirror (a reflecting
次に、マゼンタの画像形成部101Mの感光ドラム102Mに静電潜像を形成する際のレーザ光(光ビーム)の経路について説明する。その他の画像形成部の感光ドラムへのレーザ光の経路の説明は光路が異なるのみで通過する結像レンズの特性は同一であるため省略する。画像情報に応じて変調されたマゼンタ用の画像信号に基づいて光源から出射されたレーザ光は、回転駆動されるポリゴンミラー203によって偏向走査される。偏向走査されたレーザ光は、第1結像レンズ206を通過し、反射ミラー213、214、215によって反射される。レーザ光は反射ミラー214と反射ミラー215との間において第2結像レンズレンズ209を通過する。レーザ光は反射ミラー206によって透明板212方向に反射され、その後透明板212Mを通過し、感光ドラム102Mに到達する。
Next, the path of a laser beam (light beam) when forming an electrostatic latent image on the
なお、本実施例に係る走査光学装置は、4つの感光ドラムを有するカラー画像形成装置に備えられる走査光学装置を例に説明をしたが、実施の形態はモノクロの画像形成装置に備えられる走査光学装置であってもよい。また、本実施例に係る走査光学装置は、カラー画像形成装置に備えられる、ポリゴンミラーを挟んで双方向にレーザ光を偏向し感光ドラムに導く対向走査方式の走査光学装置を例に説明をしたが、実施の形態は4つの感光ドラムにそれぞれに対して個別に設けられる走査光学装置であっても良い。 The scanning optical apparatus according to the present embodiment has been described by taking a scanning optical apparatus provided in a color image forming apparatus having four photosensitive drums as an example. However, in the embodiment, the scanning optical apparatus is provided in a monochrome image forming apparatus. It may be a device. Further, the scanning optical apparatus according to the present embodiment has been described by taking an example of the scanning optical apparatus of the opposed scanning system that is provided in the color image forming apparatus and deflects the laser beam bidirectionally with the polygon mirror interposed therebetween and guides it to the photosensitive drum. However, the embodiment may be a scanning optical device provided for each of the four photosensitive drums.
次に、本実施例に係る走査光学装置の特徴である反射ミラー位置調整機構(設置角度調整機構)について詳しく説明する。上記の走査光学装置の組み立てを行う際に、それぞれの感光ドラムに向うレーザ光を最後に反射する反射ミラー(212、215、218、219)について、筐体内部における設置位置(設置角度)を調整する。設置位置を調整することによって、走査光学装置あるいは画像形成装置の基準面(不動の面)に対する反射ミラーの角度が変わるため、入射するレーザ光に対する反射ミラーの角度が調整される。この調整を行うことによって、反射光の光路を調整することができ、感光ドラム上における副走査方向(感光ドラムの回転方向)のレーザ光の結像位置を調整することができる。反射ミラーの調整を行った後、防塵のための蓋220を光学箱に取り付け、光学箱を画像形成装置に取り付ける。
Next, the reflection mirror position adjustment mechanism (installation angle adjustment mechanism) that is a feature of the scanning optical apparatus according to the present embodiment will be described in detail. When assembling the above scanning optical device, the installation position (installation angle) inside the housing is adjusted for the reflection mirrors (212, 215, 218, 219) that finally reflect the laser light directed to the respective photosensitive drums. To do. By adjusting the installation position, the angle of the reflection mirror with respect to the reference surface (non-moving surface) of the scanning optical apparatus or the image forming apparatus is changed, so that the angle of the reflection mirror with respect to the incident laser light is adjusted. By performing this adjustment, the optical path of the reflected light can be adjusted, and the imaging position of the laser beam in the sub-scanning direction (rotating direction of the photosensitive drum) on the photosensitive drum can be adjusted. After adjusting the reflection mirror, a dust-
図3(a)は反射ミラー212とその支持構造及び位置調整機構のみを走査光学装置105から抜き出した概観説明図である。この構造は4箇所の反射ミラー212、215、218、219について同様に備えられているものであるので、説明は反射ミラー212に関してのみ行う。図3(a)に示す矢印B方向はレーザ光が走査される方向(主走査方向)であり、以下、反射ミラー212の長手方向とする。
FIG. 3A is a schematic explanatory view in which only the
図3(a)に示すように、反射ミラー212は、長手方向の一端側を後述する位置調整機構300とバネ部材304によって位置決めされており、もう一端側は光学箱200に設けた突起部305とバネ部材306とによって位置決めされている。
As shown in FIG. 3A, the
本実施例における位置調整機構300は、バネ部材304側に設けられている。位置調整機構300は、主に調整台307、調整部材であるところの調整ねじ308、および支持部材303によって構成されている。
The
図3(b)は本実施例に係る走査光学装置に備えられる反射ミラーの位置調整機構300を分離した図である。また、図3(c)は支持部材303の拡大図である。図3(c)に示すように、支持部材303には屈曲部303cが設けられている。屈曲部303cに関して一方の側には調整台307を把持する把持形状部303aが備えられており、その構成によって支持部材303は調整台307に固定される。また、支持部材303の屈曲部に関して他方の側では反射ミラー212が支持される。以降、この部位を支持部303bと称する。(図4参照)。支持部303bは、支持部材303が調整台307に取り付けられた状態において支持部303bと調整台307とのなす角度が鋭角になるように、把持形状部303aと一体的に形成されている。支持部303bは一部が平面状になっており、その平面によって反射ミラー212の一端側が支持されている。
FIG. 3B is a diagram in which the reflection mirror
調整台307は接着剤や固定ねじなどによって光学箱200に固定されている。調整台307にはねじ山が設けられた穴310が設けられており、そこに調整ねじ308が螺合される。
The adjusting table 307 is fixed to the
調整ねじ308の先端には半球形状の先端部309が設けられており、その先端部309は支持部材303の支持部303bに当接している。調整ねじ頭部を治具ドライバで回転して反射ミラー212の位置調整作業(角度調整作業)を行う。
A
図4は、位置調整機構300を図3(a)に示す矢印B方向から見たときの断面図である。図4に示すように、反射ミラー212の長手方向において、反射ミラー212の一端部は光学箱200に設けられた突起部401及び402と、支持部材303とによって支持されている。反射ミラー212は、バネ部材304によって突起部401、402及び支持部材303側に加圧されており、これによって位置決めされている。突起部401と突起部402とによって支持することによって光学箱200(筐体)と反射ミラー212との間には空間が設けられることになる。この空間を設けることによって、位置調整機構300によって反射ミラー212を回動させたときに反射ミラー212が筐体と干渉しないようになる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図4に示すように、調整ねじ308を時計回り方向に回転すると、調整台307に対する調整ねじ308の螺合位置が変わり、調整ねじ308は黒矢印で示す方向に進む。すると、先端部309が支持部303bの一部を加圧し、それに伴い支持部303bは調整台307の近傍に位置する屈曲部を中心として時計回り方向に揺動する。反射ミラー212は支持部303bによって加圧され、光学箱200の突起部401をほぼ回動中心として図の白矢印方向に回動する。
As shown in FIG. 4, when the
一方、調整ねじ308を反時計回り方向に回転すると、調整ねじ308は黒矢印で示す方向と反対方向に進む。すると屈曲部を設けることに生じる支持部材303の弾性力により先端部309が支持部303bの一部に当接したまま、屈曲部を中心として反時計回り方向に揺動する。反射ミラー212はバネ部材304によって加圧されている為、支持部303bの移動に倣い、突起部401をほぼ回動中心として図の白矢印方向と反対方向に回動する。
On the other hand, when the
図5は調整台307に把持形状部303aによって取り付けられている調整板400の構成に対して、調整板のミラー押圧部を調整台上に一体で設けた物で、樹脂成型部材である調整台307に対して支持部303bが一体で設けられているものである。本実施例では樹脂材料の一体成型品としているが、板ばねを加工して一体化した物でも同様な機能を持つことが出来る。なお、調整台307と筐体とを一体的に形成しても良い。
FIG. 5 shows an adjustment plate that is a resin molding member, in which a mirror pressing portion of the adjustment plate is integrally provided on the adjustment table 400 with respect to the configuration of the adjustment plate 400 attached to the adjustment table 307 by the
このように、支持部材303によって調整ねじ308の移動に伴い生じる力が反射ミラーの角度を変化させる方向に変化し、その力が支持部材303を介して反射ミラー212に作用することによって反射ミラー212の角度を調整することができる。また、調整ねじ308と反射ミラーとの間に支持部材303を設けることによって、調整ねじ308と反射ミラー308とが直接接しないようになり、調整ねじ308を移動させたても調整ねじ308と反射ミラー212との間に摩擦力が生じない。そのため、調整ねじ308を移動させた場合に摩擦力による反射ミラー212の図6に示す矢印A方向の移動が抑制される。
In this way, the force generated by the movement of the
また、本実施例の位置調整機構300を上記カラー画像形成装置に採用することによって、感光ドラム上における副走査方向(感光ドラムの回転方向)のレーザ光照射位置を補正することができる。それにより中間転写ベルト上に転写される各色のトナー像の色ずれを抑制することができる。また、モノクロの画像形成装置に位置調整機構を採用することによって記録紙に対する副走査方向の画像形成位置の精度を向上させることができる。
Further, by employing the
212 反射ミラー
300 位置調整機構
303 支持部材
303b 支持部
307 調整台
308 調整ねじ
212 Reflecting
Claims (5)
前記反射ミラーを支持する支持部材と、
前記筐体内における前記反射ミラーの設置角度を調整する調整部材を有し、前記調整部材が前記支持部材を介して前記反射ミラーの前記設置角度を調整する調整機構と、
を有することを特徴とする光学装置。 In an optical device having a reflection mirror that guides the light beam to an irradiated object by reflecting the light beam emitted from the light source, and a housing that houses the reflection mirror,
A support member for supporting the reflection mirror;
An adjustment member that adjusts an installation angle of the reflection mirror in the housing, and the adjustment member adjusts the installation angle of the reflection mirror via the support member;
An optical device comprising:
前記調整機構は、前記支持部材の屈曲部の角度を調整することによって前記設置角度を調整する調整機構であることを特徴とする請求項2に記載の光学装置。 The support member has a bent portion, one side of the bent portion is fixed to the adjustment table, and the support member supports the reflection mirror on the other side,
The optical apparatus according to claim 2, wherein the adjustment mechanism is an adjustment mechanism that adjusts the installation angle by adjusting an angle of a bent portion of the support member.
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