JP3015126B2 - 画像形成装置の回転多面鏡及びその製造方法 - Google Patents

画像形成装置の回転多面鏡及びその製造方法

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JP3015126B2 JP3064319A JP6431991A JP3015126B2 JP 3015126 B2 JP3015126 B2 JP 3015126B2 JP 3064319 A JP3064319 A JP 3064319A JP 6431991 A JP6431991 A JP 6431991A JP 3015126 B2 JP3015126 B2 JP 3015126B2
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B5/09Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光源からの光ビーム
光体上に水平走査し、該感光体上に静電潜像を形成す
る画像形成装置の回転多面鏡及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の画像形成装置の一例として、レ
ーザービームプリンタがあり、該レーザービームプリン
タには感光体上をレーザービームにより走査するために
回転多面鏡(ポリゴンミラー)が使用されている。この
回転多面鏡は厳しい鏡面仕上げ精度が要求されるほか、
鏡面部の面倒れについても厳しい精度が要求される。即
ち、各鏡面相互間での面倒れ角度のばらつきは印字面上
で大きな誤差となって表れる。例えば、解像度が300
dpiの装置の場合、ドットのピッチは約85μm(2
5.4/300)であり、レーザー光学系としての感光
体へのねらい精度は20μm程度が要求される。
【0003】図6は回転多面鏡の面倒れの影響を示した
ものであり、例えば多面鏡の最大面倒れ角度をαとする
と、感光体9上の変位eは、e=Ltan2αで表さ
れ、最大許容誤差eは20μm、光路長Lを180mm
とすると、最大許容面倒れ角度αは0.003度(約1
1秒)となり、高度な精度が要求されるため、従来の回
転多面鏡は高硬度アルミニューム基材を超精密加工によ
り生産していた。
【0004】しかし近年は高精度プラスチックの開発が
進み、成型時の熱収縮のほとんどない、また金型面の面
精度を鏡面レベルまで高精度に写し取る高流動性樹脂の
開発が進み実用化の域に達している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
転多面鏡のプラスチック成型は例えば図7及び図8に示
すような方法で行われており、以下に示す欠点を有して
いた。
【0006】即ち図7、図8において、35は金型固定
部、36は樹脂注入口、34,38は左右スライド金
型、39は上部金型であり、これらの金型部品はまず図
8に示すように一体に組み立てられた状態で、上記樹脂
注入口36より樹脂が注入され冷却硬化後、図7に示す
如く矢印方向にそれぞれの金型部品を開きながら、押し
出しピンにより中の成型ポリゴンミラーを取り出す。こ
の時、図9の点線○印で示す金型部材のエッジによりポ
リゴンミラーの側面、即ち鏡面部分に傷を付ける場合が
あった。
【0007】本発明は、このような従来の欠点を解決す
るものであり、鏡面部分に傷が付かないように製造可能
なポリゴンミラーを備えた画像形成装置及び前記ポリゴ
ンミラーの製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ための画像形成装置は、光源からの光ビームを感光体上
に水平走査し、該感光体上に静電潜像を形成する画像形
成装置に用いられ、金型から離型する方向と略平行に設
けられ側面を構成する複数の光ビーム反射面と、各々の
前記光ビーム反射面に対し略直交し前記離型方向の下流
側に設けられ下面を構成する下部平坦面とからなり、前
記光ビーム反射面の下部には、前記下部平坦面の端部へ
連通するために拡幅されたR形状部を有する回転多面鏡
を備えたことを特徴とする。さらに上述した目的を達成
するための画像形成装置に用いられる回転多面鏡の製造
方法は、光源からの光ビームを感光体上に水平走査し、
該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置に用いら
れ、金型から離型する方向と略平行に設けられ側面を構
成する複数の光ビーム反射面と、各々の前記光ビーム反
射面に対し略直交し前記離型方向の下流側に設けられ下
面を構成する下部平坦面とからなる回転多面鏡の製造方
法において、前記回転多面鏡の型抜きを行う金型に対
し、前記光ビーム反射面下部に、前記下部平坦面の端部
へ連通するために拡幅されたR形状部を生成するように
対応部分に外周に向けて曲面をつけ、前記金型に樹脂を
充填し、前記樹脂の冷却硬化後に、成形された前記回転
多面鏡を取り出すことで、前記金型から離型する際に前
記光ビーム反射面へ傷が付くことを防止することを特徴
とする。
【0009】
【0010】
【作用】本発明の画像形成装置の回転多面鏡及びその製
造方法によれば、回転多面鏡の下部平坦面に対応する
部分が外周に向けてR(曲面)をつけるように形成さ
、成形後の回転多面鏡の光ビーム反射面下部には、下
部平坦面の端部へ連通するために拡幅されたR形状部を
有することとなるため、樹脂形成を行う場合に多面鏡と
なる各反射面に傷を付けることがなくなり、回転多面鏡
の各面の成型が容易になると共に、装置コストの上昇を
防止しながら、各反射面が製造時に傷つけられることの
ない回転多面鏡を搭載でき、信頼性の高い画像形成装置
を得ることができる
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。
【0015】図1は本発明にかかる画像形成装置を示す
図である。図の如く、本実施例の画像形成装置(レーザ
ービームプリンタ)は、装置本体X内に、レーザー光学
系8と、該光学系8からの反射光により表面に静電潜像
を形成するための感光体9と、該感光体9の静電潜像を
顕像化するための現像装置10と、転写紙に顕像化され
た感光体9上のトナー像を転写するための転写装置11
と、前記感光体9の周面上に特定極性の電荷を帯電させ
るための帯電装置12と、前記感光体9上に残留するト
ナーをクリーニングするためのクリーニング装置13
と、前記転写装置11で転写されたトナー像を定着させ
るための定着装置1と、転写紙を感光体9に給紙するた
めの給紙装置14と、前記定着装置1から転写紙を装置
本体Xの外部に排出するための排出装置2とを備えてい
る。
【0016】前記給紙装置14は、ピッピクアップロー
ラ15、PFローラ16、PSローラ17及びPFソレ
ノイド17から構成されている。また図1の符号19は
給紙カセット、20はコントーラである。
【0017】前記排出装置2は、図1の如く、下排出ロ
ーラ3及び上排出ローラ4と、下排出ローラ3の排出側
に近接して配され装置本体Xに対して軸横周りに開閉回
動自在とされたフェイスアップトレイ5と、上排出ロー
ラ4の排出側に配されたフェイスダウントレイ6と、フ
ェイスアップトレイ5の開放時に下排出ローラ3を通過
した転写紙をフェイスアップ状態でフェイスアップトレ
イ5へ排出するフェイスアップ姿勢と、フェイスアップ
トレイ5の閉鎖時に下排出ローラ3を通過した転写紙を
フェイスダウン状態でフェイスダウントレイ6に排出す
るフェイスダウン姿勢とに切り替え自在とされた切換ガ
イド7とから構成されている。
【0018】上記構成において、外部システム機器より
コードレベルの信号が送られてくると、インターフェイ
スを介してコントローラ20に入り、ドットパターンに
直された後、時系列信号に変換される。この信号がレー
ザー光学系8内のドライバー回路に入力され、半導体レ
ーザーを変調する。
【0019】そして、変調されたレーザー光は、光学系
8内の高速回転するポリゴンミラー、反射鏡により感光
体9のドラム軸方向にスキャン(走査)され、帯電装置
12にて均一に帯電された感光体9の表面に静電潜像が
投影される。
【0020】この静電潜像は、現像装置10で現像さ
れ、給紙カセット19内から給紙装置14のピッピクア
ップローラ15より給紙され、PFローラ16を経由
し、PSローラ17で静電潜像と同期して搬送された転
写紙上に、転写装置11で転写される。
【0021】なお、感光体9上に残留した現像剤(トナ
ー)はクリーニング装置13で除去される。
【0022】そして、転写後、転写紙は、感光体9より
剥離され、定着装置1へ搬送され、転写像は上加熱ロー
ラ22および下加圧ローラ23により定着される。
【0023】その後、転写紙は、排出装置2により装置
本体Xの外部へ排出される。
【0024】図2は、光学系8とその制御系の構成を示
す図である。半導体レーザー30の光ビームはコリメー
タレンズ31により平行光にされ、ポリゴンミラー32
の反射面に配光される。ポリゴンミラー32は六面体に
形成され、モータ33の回転軸に係止されている。光ビ
ームはこのポリゴンミラー32の反射面で反射されfθ
レンズ34を経て感光体ドラム9に配光される。ポリゴ
ンミラー32の回転により光ビームの反射面への入射角
が変化するため、反射面からの反射光は所定の範囲で左
右に振られる。fθレンズ34は光ビームの焦点位置を
感光体ドラム9の表面に直線状に並ばせるとともに、感
光体9の表面において走査距離がと間隔目盛になるよう
にする。
【0025】一方、制御部28を構成するCPU24に
は、I/Oインターフェイス26を介して端子27から
印刷データが入力される。この端子27としてはRS2
32CやRS422などを用いることができる。CPU
24は、この印刷データをメモリに予め書き込まれたプ
ログラムに従って画像データに変換し、所定の解像度で
光学系29の半導体レーザー30に出力する。また、C
PU24にはI/Oインターフェイス26を介してポリ
ゴンミラー32の回転信号Sが入力される。この回転信
号はポリゴンミラー32のそれぞれの面が固定点に対向
する毎に出力される。即ち、ポリゴンミラー32が一回
転する間にCPU24には回転信号Sが6回入力され、
回転信号Sが入力される毎に1ラインの走査開始信号と
して使用される。
【0026】上記光学系8の構成について更に図3に基
づいて詳細に説明すると、ポリゴンミラー32は図4に
示すように、各鏡面部の面倒れ角度が、それぞれθ度と
なるように形成されている。また図中、Aは感光体9上
を水平走査したときの水平走査平面であり、直線lは前
記走査平面A上に含まれ、直線mは前記走査平面Aと直
交している。つまり、直線mはポリゴンミラー32を回
転駆動するたの回転軸であって、例えばモータ33の回
転軸と平行でり、水平走査平面Aに対し、ポリゴンミラ
ー32の各鏡面が角度θ(面倒れ角度θに相当)傾斜す
る。この状態でポリゴンミラー32が回転駆動される。
また、直線nは半導体レーザー30からの光ビームの入
射光軸であり、この光軸は直線lに対して角度2θずら
している。即ち、光ビームが水平走査平面Aに対し角度
2θとなるようにポリゴンミラー32の各鏡面に照射さ
れるように構成されている。この構成により、ポリゴン
ミラー32の面倒れ角度θを補正している。
【0027】このような構成によれば、画像形成装置は
面倒れ角度θなるポリゴンミラーを搭載して画像形成す
ることができるので、ポリゴンミラーのプラスチック成
型の際、金型の抜き勾配を少なくともθ程度に設定する
ことができる。そのため、金型からミラー本体32を極
めてスムースに抜き取ることができ、抜き取る際に鏡面
部分に傷をつける虞れがない。なお、図5に示すように
回転多面鏡の下部に外周に向けてのRをつけたことによ
り、傷の発生を防止する効果がある。
【0028】また、図3に示す実施例とは別に、各鏡面
の面倒れ角度θを有するポリゴンミラー32を搭載して
画像形成装置を構成する場合、面倒れ角度θを有する各
鏡面が、水平走査平面Aに対し直交するようにポリゴン
ミラー32を回転駆動する。この場合、ポリゴンミラー
32の回転軸(例えばモータ33の回転軸)を角度θ走
査平面方向へ傾斜させる。
【0029】そして、半導体レーザー30からの光ビー
ムが直線lと一致するように半導体レーザー30の発光
源を配置する。
【0030】このように構成することにより、図3に示
される実施例と同様の作用及び効果を期待できる。
【0031】
【発明の効果】本発明の画像形成装置の回転多面鏡及び
その製造方法によれば、回転多面鏡の下部平坦面に対応
する金型部分が外周に向けてR(曲面)形状に形成さ
、成形後の回転多面鏡の光ビーム反射面下部には、下
部平坦面の端部へ連通するために拡幅されたR形状部を
有することとなるため、光学系の複雑な角度調整が不要
となり、回転多面鏡の各面の成型が容易になると共に、
装置コストや製造コストの上昇を防止しながら、樹脂形
成を行う場合に多面鏡となる各反射面が製造時に傷つけ
られることのない回転多面鏡を製造又は搭載できる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の全体構成を示す図
【図2】光学系及びその駆動系を示す図
【図3】光学系の詳細を示す図
【図4】ポリゴンミラーの形状とその金型を示す図
【図5】ポリゴンミラーの一部改良を示す図
【図6】ポリゴンミラーが要求される精密度を説明する
ための図
【図7】ポリゴンミラーのプラスチック成型方法を説明
するための図
【図8】同ポリゴンミラーのプラスチック成型方法を説
明するための図
【図9】従来の画像形成装置の欠点を説明するための構
成図
【符号の説明】
9 感光体 30 半導体レーザー 31 コリメータレンズ 32 ポリゴンミラー 33 モータ 34 fθレンズ A 走査平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/44 G02B 26/10 102

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光ビームを感光体上に水平走
    査し、該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置に
    用いられ、 金型から離型する方向と略平行に設けられ側面を構成す
    る複数の光ビーム反射面と、各々の前記光ビーム反射面
    に対し略直交し前記離型方向の下流側に設けられ下面を
    構成する下部平坦面とからなり、前記光ビーム反射面の
    下部には、前記下部平坦面の端部へ連通するために拡幅
    されたR形状部を有する回転多面鏡を備えたことを特徴
    とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 光源からの光ビームを感光体上に水平走
    査し、該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置に
    用いられ、金型から離型する方向と略平行に設けられ側
    面を構成する複数の光ビーム反射面と、各々の前記光ビ
    ーム反射面に対し略直交し前記離型方向の下流側に設け
    られ下面を構成する下部平坦面とからなる回転多面鏡の
    製造方法において、 前記回転多面鏡の型抜きを行う金型に対し、前記光ビー
    ム反射面下部に、前記下部平坦面の端部へ連通するため
    に拡幅されたR形状部を生成するように対応部分に外周
    に向けて曲面をつけ、 前記金型に樹脂を充填し、前記樹脂の冷却硬化後に、成
    形された前記回転多面鏡を取り出すことで、前記金型か
    ら離型する際に前記光ビーム反射面へ傷が付くことを防
    止する回転多面鏡の製造方法。
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