JP2017194649A - 光学部材回動装置、光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学部材302と、所定の回動軸回り(X軸回り)に前記光学部材を回動させる回動手段と、前記光学部材を回動可能に保持する保持部材400とを有する光学部材回動装置において、前記回動軸の軸方向(X軸方向)における前記光学部材の位置を、所定の許容範囲内で変位可能に規制する回動軸方向位置規制手段402a,402b,403,404を有することを特徴とする
【選択図】図12
Description
なお、この課題は、前記特許文献1に開示の走査線調整装置に限らず、長尺レンズ等の光学部材を、支点部を回動中心にして回動させる光学部材回動装置であれば、同様に生じ得るものである。
このカラープリンタ500は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色のトナー像を互いに重ね合わせることにより、フルカラー画像を形成することができるタンデム方式の多色カラープリンタである。このカラープリンタ500は、光走査装置100、4つの感光体である感光体ドラム501,502,503,504を備えている。また、4つのクリーニングユニット605Y,605M,605C,605Bk、4つの帯電装置602Y,602M,602C,602Bkを備えている。また、現像ローラ603Y,603M,603C,603Bkを備えた4つの現像装置604Y,604M,604C,604Bkも備えている。さらに、中間転写体である中間転写ベルト606、二次転写ローラ613、定着装置610、給紙コロ608、レジストローラ対609、排紙ローラ612、排紙トレイ611なども備えている。
光走査装置100を構成するM−Yユニット100AとBk−Cユニット100Bとは、その基本構成が同じであるため、以下の説明ではBk−Cユニット100Bを用いて光走査装置100の構成及び動作を説明する。なお、以下の説明では、適宜、色分け符号であるY、M、C、Bkを省略する。
光源ユニット101は、直線偏光にてレーザ光を射出する面発光型レーザ等からなる光源102と、光源102から射出されたレーザ光を円偏光に変換する1/4波長板105とを有する。また、1/4波長板105で円偏光に変換されたレーザ光を平行光にするコリメートレンズ106と、コリメートレンズ106で平行化されたレーザ光を切り取るアパーチャ107とを有する。これらの光学部品102,105,106,107は、後述する光源ホルダ103(図6や図7等を参照)に対して、所定の位置に位置決めされて一体的に組み付けられている。光源ユニット101から射出されるレーザ光は、入射光学系を介して、光走査手段としての偏向器202へ入射する。
光源ユニット101から射出されるレーザ光L0は、光源ユニット101内の1/4波長板105によって直線偏光から円偏光に変換されている。このように円偏光特性をもつレーザ光L0は、偏向ビームスプリッタ203の偏光分離面に到達すると、円偏光の偏光成分のうち、回転多面鏡202a,202bのミラー面に対する入射面に垂直な成分(s偏光成分)のみが偏光分離面を透過する。そして、s偏光成分のみのレーザ光L2が下段回転多面鏡202bへ向かう。一方、円偏光の偏光成分のうち、回転多面鏡202a,202bのミラー面に対する入射面に平行な成分(p偏光成分)は、偏光分離面で反射される。その後、p偏光成分のみのレーザ光L1は、偏向ビームスプリッタ203の反射面で反射され、上段回転多面鏡202aに向かう。この時点で、分離された2つのレーザ光L1,L2は、それぞれ、異なる偏光特性を有するものとなっているが、その後、各レーザ光L1,L2は、1/4波長板204により再度円偏光に変換される。
偏向器202によって走査されたレーザ光のうちの一方のレーザ光L1(上段回転多面鏡202aのミラー面で走査されたレーザ光)は、走査レンズ301及び長尺レンズ302を経て、防塵ガラス305を透過する。そして、感光体ドラム504の表面で等速走査される。この光路上には、レーザ光L1を折り返すためのミラー303a,303b,303cが設置されている。また、他方のレーザ光L2(下段回転多面鏡202bのミラー面で走査されたレーザ光)は、走査レンズ301及び長尺レンズ302を経て、防塵ガラス305を透過して、感光体ドラム503の表面で等速走査される。この光路上には、レーザ光L2を折り返すためのミラー304が設置されている。
偏向器202において、2つの回転多面鏡202a,202bは、一体的な形状であり、モータ基板202c上に組みつけられる。回転多面鏡202a,202bは、それぞれ4面のミラー面をもっており、上段回転多面鏡202aのミラー面と下段回転多面鏡202bのミラー面とは、回転方向に角度θだけずれるように配置されている。本実施形態では、θ=45°となっている。上段回転多面鏡202aは、感光体ドラム504の走査に用いられ、下段回転多面鏡202bは感光体ドラム503の走査に用いられるが、前記のような配置によって幾何的に同時に走査することがない。
図7は、光源ユニット101内における光路を上側から見た模式図である。
以下の説明においては、便宜上、レーザ光の光軸方向をX軸とし、主走査方向に対応する方向をY軸とし、副走査方向に対応する方向をZ軸とする。光源ユニット101は、光源102、1/4波長板105、コリメートレンズ106、アパーチャ107などが備わっている。光源102は、レーザ変調基板104に実装されている。
本実施形態における走査線調整装置1は、回転多面鏡202a,202bの面倒れを補正する光学部材としての長尺レンズ302、長尺レンズ302が取り付けられるブラケット2などを備えた長尺レンズユニット3を備えている。ブラケット2は、板金で構成されており、長尺レンズ302の上面と対向する上面部2aと、上面部2aの図中X方向両端を下側へ折り返して形成された側面部2bとで構成されている。ブラケット2の側面部2bの長尺レンズ302の長尺方向両端部に対応する箇所には、長尺レンズ302をブラケット2に固定するための凹形状の固定用部材4a,4bが取り付けられている。
スキュー調整機構10は、駆動モータ10aと、駆動モータホルダ10bと、アジャスタ10cとで構成されている。駆動モータ10aの出力軸には、ネジ部が設けられており、このネジ部にアジャスタ10cが螺合される。アジャスタ10cは、断面D形状をしており、駆動モータホルダ10bのD形状のアジャスタ挿入口10b1に挿入されている。これにより、アジャスタ10cは、アジャスタ挿入口10b1によって回転運動が規制され、駆動モータ10aの出力軸が回転しても回転することがなく、アジャスタ10cが、出力軸によりネジ送りされて図中矢印C方向に昇降する。スキュー調整機構10のアジャスタ10cの先端が、ブラケット2の上面部2aの長尺レンズ対向面の一端に当接するように、駆動モータホルダ10bは光学ハウジング400にネジにより固定されている。駆動モータ10aは、パルス駆動するステッピングモータである。
スキュー調整機構10の駆動モータ10aの駆動量(パルス量)と走査線の傾き量との関係は、理想的には、図11中実線で示すように線形の関係を示す。しかしながら、従来構成のように、長尺レンズ302の回動中に摺動が生じて駆動負荷が大きく変化するような構成だと、図11中破線で一例が示されているように、理想から外れた関係となる。しかも、従来構成では、図11中破線で示す関係も回動動作ごとに一定ではないことから、スキュー調整機構10の駆動モータ10aの制御により走査線の傾きを高精度に調整することは難しい。
図13は、図12中の符号Eで示す箇所の拡大図である。
図14は、図12中の符号Fで示す箇所の拡大図である。
本実施形態の走査線調整装置1において、図12に示すように、光学ハウジング400は、長尺レンズ302の長尺方向両端部302a,302bに対してX軸方向から対向するレンズ端部受面402a,402bと、長尺レンズ302の長尺方向中央部に対向して設けられる規制突起403との間で、長尺レンズ302のX軸方向への変位を規制している。ただし、本実施形態では、図13に示すように、長尺レンズ302の長尺方向両端部302a,302bを光学ハウジング400のレンズ端部受面402a,402bに当接させた状態において、長尺レンズ302が固定されたブラケット2の側面部2bと光学ハウジング400の規制突起403との間にギャップGxが存在する。すなわち、長尺レンズ302は、X軸方向へギャップGxの分だけ変位可能なように、多少の遊び(ガタつき)をもって光学ハウジング400に保持されている。
(態様A)
長尺レンズ302等の光学部材と、X軸回り等の所定の回動軸回りに前記光学部材を回動させるスキュー調整機構10等の回動手段と、前記光学部材を回動可能に保持する光学ハウジング400等の保持部材とを有する走査線調整装置1等の光学部材回動装置において、前記回動軸の軸方向(X軸方向)における前記光学部材の位置を、所定の許容範囲内で変位可能に規制する規制突起403及びレンズ端部受面402a,402b等の回動軸方向位置規制手段を有することを特徴とする。
上述したとおり、従来、光学部材の光学特性を適切に確保するためには、光学部材を保持部材に強固に保持して光学部材を目標位置にしっかりと位置決めし、光学部材の位置が不要に変化しないようにすることが重要であると考えられていた。そのため、前記特許文献1に開示の走査線調整装置でも、長尺レンズ(光学部材)の長尺方向両端部を光学ハウジング(保持部材)に対して板バネにより回動軸の軸方向へ押し付けて、光学部材を保持部材で強固に保持している。しかしながら、このような強固な位置決めが原因で、光学部材の回動時に摺動が生じ、光学部材の回動位置を高精度に制御することが困難となっている。
本発明者は、光学部材を目標位置にしっかりと位置決めしなくても、詳しくは、光学部材が回動軸の軸方向へ僅かに変位可能な状態で保持部材に保持されていても、その変位可能量が一定の範囲内に規制されていれば、光学部材の光学特性を適切に確保できるという知見を得た。この知見に基づき、本態様では、回動軸の軸方向における光学部材の位置を、回動軸方向位置規制手段により、所定の許容範囲内で変位可能に規制する構成となっている。このような構成であれば、光学部材を保持部材に強固に保持する従来構成よりも、光学部材の回動時に摺動が生じ得る摺動箇所における摺動負荷が軽減される。よって、光学部材の回動位置を高精度に制御することが容易になる。
前記態様Aにおいて、前記光学部材は、前記回動軸の軸方向に対して直交する方向(Y軸方向)に長尺であり、前記保持部材は、前記回動軸の軸方向(X軸方向)と光学部材長尺方向(Y軸方向)とに直交する方向(Z軸方向)から前記光学部材に当接する支点部401と、該支点部を挟んだ該光学部材の長尺方向2箇所を該支点部に向けて付勢する第一板バネ7及び第二板バネ8等の2つの付勢部材とを有し、前記回動手段は、前記光学部材が前記支点部との当接箇所を前記回動軸にして回動するように、該光学部材の長尺方向一端側302aを移動させるものであることを特徴とする。
本態様によれば、光学部材に対する入射光や出射光の光路を妨げることなく、光学部材を回動させることができる。
前記態様Bにおいて、前記回動軸方向位置規制手段は、前記光学部材の長尺方向他端側302bのみを前記保持部材に押し付ける押付用板バネ404等の押付部材を備えていることを特徴とする。
これによれば、光学部材に振動が伝達されたときに大きく振動やすい光学部材の長手方向他端側を保持部材に常時当接させ、その振動を抑制できる。しかも、光学部材に振動が伝達されたときに振動しにくい光学部材の長尺方向一端側302aについては押し付けない構成であるため、光学部材の回動時の摺動負荷を抑え、光学部材の回動位置を高精度に制御できる。
前記態様B又はCにおいて、前記2つの付勢部材は、バネ部材であることを特徴とする。
これによれば、簡易な構成を実現できる。
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、光学部材長尺方向(Y軸方向)における前記光学部材の位置を、所定の許容範囲内で変位可能に規制する基準突起2c及び基準穴部405等の長尺方向位置規制手段を有することを特徴とする。
本態様によれば、光学部材の回動時に摺動が生じ得る摺動箇所における摺動負荷が更に軽減され、光学部材の回動位置を高精度に制御することが容易になる。
前記態様A〜Eのいずれかの態様において、前記光学部材は、偏向器202等の光走査手段によって走査されたレーザ光等の走査光が入射するレンズ部材又はミラー部材であることを特徴とする。
これによれば、光学部材の回動により走査線の傾きを調整することができる。
前記態様Fにおいて、前記光学部材は、可撓性部材であることを特徴とする。
これによれば、走査線曲がりを調整することが可能となる。また、このように光学部材が可撓性を有する場合、光学部材の撓みによって摺動箇所における摺動負荷に起因した回動手段の駆動負荷が大きく変化しやすい。したがって、摺動箇所における摺動負荷を軽減して光学部材の回動位置の高精度な制御を可能にする構成は特に有益である。
光源102から照射される光を走査する偏向器202等の光走査手段と、前記光走査手段によって走査された走査光の光路上に配置される長尺レンズ302等の光学部材を走査線調整装置1等の光学部材回動手段によって回動させることで、該走査光の走査線傾きを調整する制御部等の走査線傾き調整手段とを有する光走査装置100において、前記光学部材回動手段として、前記態様A〜Gのいずれかの態様に係る光学部材回動装置を用いたことを特徴とする。
本態様によれば、走査線の傾きを高精度に調整可能な光走査装置を実現することができる。
光源102から照射される画像情報に応じた画像光を光走査装置100によって走査して感光体ドラム501,502,503,504等の感光体へ照射し、これにより該感光体上に形成された潜像を現像して得られる画像を最終的に記録紙510等の記録材上に転移させるカラープリンタ等の画像形成装置において、前記光走査装置として、前記態様Hに係る光走査装置を用いたことを特徴とする。
本態様によれば、画像の歪みの少ない高品質な画像を形成できる。
前記態様Iにおいて、前記光源は、面発光光源であることを特徴とする。
本態様によれば、高解像度の画像形成が可能になる。
2 ブラケット
2a 上面部
2b 側面部
2c 基準突起
3 長尺レンズユニット
5 調整ネジ
6a,6b 平滑面部材
7 第一板バネ
8 第二板バネ
10 スキュー調整機構
10a 駆動モータ
10b 駆動モータホルダ
10c アジャスタ
100 光走査装置
101 光源ユニット
102 光源
202 偏向器
301 走査レンズ
302 長尺レンズ
400 光学ハウジング
401 支点部
402a,402b レンズ端部受面
403 規制突起
404 押付用板バネ
405 基準穴部
500 カラープリンタ
501,502,503,504 感光体ドラム
510 記録紙
606 中間転写ベルト
Claims (10)
- 光学部材と、
所定の回動軸回りに前記光学部材を回動させる回動手段と、
前記光学部材を回動可能に保持する保持部材とを有する光学部材回動装置において、
前記回動軸の軸方向における前記光学部材の位置を、所定の許容範囲内で変位可能に規制する回動軸方向位置規制手段を有することを特徴とする光学部材回動装置。 - 請求項1に記載の光学部材回動装置において、
前記光学部材は、前記回動軸の軸方向に対して直交する方向に長尺であり、
前記保持部材は、前記回動軸の軸方向と光学部材長尺方向とに直交する方向から前記光学部材に当接する支点部と、該支点部を挟んだ該光学部材の長尺方向2箇所を該支点部に向けて付勢する2つの付勢部材とを有し、
前記回動手段は、前記光学部材が前記支点部との当接箇所を前記回動軸にして回動するように、該光学部材の長尺方向一端側を移動させるものであることを特徴とする光学部材回動装置。 - 請求項2に記載の光学部材回動装置において、
前記回動軸方向位置規制手段は、前記光学部材の長尺方向他端側のみを前記保持部材に押し付ける押付部材を備えていることを特徴とする光学部材回動装置。 - 請求項2又は3に記載の光学部材回動装置において、
前記2つの付勢部材は、バネ部材であることを特徴とする光学部材回動装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学部材回動装置において、
光学部材長尺方向における前記光学部材の位置を、所定の許容範囲内で変位可能に規制する長尺方向位置規制手段を有することを特徴とする光学部材回動装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学部材回動装置において、
前記光学部材は、光走査手段によって走査された走査光が入射するレンズ部材又はミラー部材であることを特徴とする光学部材回動装置。 - 請求項6に記載の光学部材回動装置において、
前記光学部材は、可撓性部材であることを特徴とする光学部材回動装置。 - 光源から照射される光を走査する光走査手段と、
前記光走査手段によって走査された走査光の光路上に配置される光学部材を光学部材回動手段によって回動させることで、該走査光の走査線傾きを調整する走査線傾き調整手段とを有する光走査装置において、
前記光学部材回動手段として、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光学部材回動装置を用いたことを特徴とする光走査装置。 - 光源から照射される画像情報に応じた画像光を光走査装置によって走査して感光体へ照射し、これにより該感光体上に形成された潜像を現像して得られる画像を最終的に記録材上に転移させる画像形成装置において、
前記光走査装置として、請求項8に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置において、
前記光源は、面発光光源であることを特徴とする画像形成装置。
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