JP4084931B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源とポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを一体化した走査光学装置を用いて感光体上に画像を形成するようにしたプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するもので、さらに詳細には、感光体上の光走査位置の微調機構を有する走査光学装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、光源とポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどの光学系を一体化した走査光学装置を用い、電子写真方式の感光体上に画像を形成するようにしたプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は知られている。このような画像形成装置における走査光学装置は、一般的に半導体レーザなどの光源から出た光をシリンドリカルレンズで線状に集光し、複数の反射面を有して回転しているポリゴンミラーで偏向反射させた後、ｆθレンズで平行光束にして斜設ミラーで反射し、感光体上にスポットを形成するようにしている。
【０００３】
そして、この走査光学装置のポリゴンミラーの回転による偏向反射で感光体の軸方向の主走査が行われ、感光体の回転駆動によって副走査が行われて感光体の表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置によってトナー像に顕像化され、さらにトナー像を記録紙に転写した後定着装置によって加熱定着することで、プリントが行われる。そのため、記録紙にプリントされる画質の鮮明度は、前記レーザ光による感光体表面に形成される静電潜像の品質に依存する。例えば、感光体に対してレーザ光による走査が正確に平行に保たれることで、より鮮明なプリント画像が得られる。
【０００４】
しかしながら、こういった光源とポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどの光学系を一体化した走査光学装置を用いる場合、レーザ光の感光体への走査位置調整は、感光体と相対して走査光を感光体へ送る部材である反射ミラーと感光体との位置関係が最適となるよう走査光学装置位置を調整可能とする必要がある。しかし、画像形成装置本体をなす基台に固定される走査光学装置は、単に組み立てただけでは精度を確保するのが難しく、何らかの方法で位置関係調整を行う必要がある。そのため調節用に走査光学装置側にガイドを設けるなど考えられたが、機械的な公差があるから微調整が難しく、かつ、隙間ゲージを用いる必要があるなどし、調整に時間を要していた。そのためこういった位置関係調節の方法として、例えば実用新案登録第２５７５５７０号公報、特許第２９２１９１７号公報、特許第２９１０９９８号公報、特許第２９２５３４０号公報などに種々の方法が提案されている。
【０００５】
例えば実用新案登録第２５７５５７０号公報には、ポリゴンミラーで反射された光を走査スタート位置検出用センサへ向かわせるミラーの反射角度調節のため、ミラー保持具のフレーム取り付け部に丸孔と長孔を設け、丸孔を中心に長孔分だけ回転できるようにした調節機構が示されている。また特許第２９２１９１７号公報には、細長いミラーを固定するため、Ｕ字構造を有したクリップアセンブリでミラーを手前からミラー支持構造にクリップ部で固定できるようにし、かつ、ミラー支持構造にネジの締め込みでミラーを押すよう構成したバネ部材を設け、ミラー角度を微調できるようにした機構が示されている。
【０００６】
さらに特許第２９１０９９８号公報には、組み立て工程で発生したレーザスキャナの傾度誤差を補正するため、レーザスキャナの進入路を形成するガイドレールにガイドローラを設け、このガイドローラの下面を支持する昇降ブロックによってレーザスキャナの傾きを調節できるようにした構造が示されている。そして特許第２９２５３４０号公報には、光源のレーザダイオードやポリゴンミラー、ｆθレンズなどの光学系を有する光学箱を光軸に対してｘ、ｙに動かすため、ｆθレンズをはさんで感光体に近い方に光学箱をｘ方向に移動可能にピンを設け、かつ、感光体に遠い方に光学箱をｙ方向に移動可能にピンを設け、この２のピンで感光体上のレーザ光の位置と傾きを調整可能とした装置が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら実用新案登録第２５７５５７０号公報に示された装置は、角度調節用にミラー保持具のフレーム取り付け部に丸孔と長孔を設けただけで微調が難しく、正確な調整を行うためには時間がかかる。また特許第２９２１９１７号公報の装置は、細長いミラーの角度を調節するための構造であり、本願のように一体となった走査光学装置には適用できない。また近年、技術の改良により、曲率の小さい小径で長寿命な感光体を用いた高速の画像形成装置が開発され、振動に強く、小型で簡単な、そして微調整が可能な可変調整装置が要求されているが、前記斜設ミラーを調整する方法は、高速化での振動に弱く、実装時の走査光学装置と感光体間の調整作業に難があった。
【０００８】
さらに特許第２９１０９９８号公報の装置はコスト高であり、特許第２９２５３４０号公報の装置は、光源のレーザダイオードやポリゴンミラー、ｆθレンズなどの光学系を有する光学箱を光軸に対してｘ、ｙに動かすため、補正したい感光体表面の結像位置と水平調整が難しく、調整作業に時間がかかるなどの難がある。
【０００９】
上述の事情に鑑み本発明は、走査光学装置による感光体上の光走査位置の微調を、少ない部品点数で簡単に行えるような機構を有する画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明においては、請求項１に記載したように、
光源部と該光源部からの光束を偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光束をｆθレンズ及びミラーを介して感光体上に集光する光学系と、前記光源部と前記偏向器と前記光学系が取り付けられる光学ハウジングと、装置内に設けられ前記光学ハウジングが載置される基台とを有する画像形成装置において、
前記光学系を構成する部材のうち、前記感光体と対面する１のミラーが前記光学ハウジング上に取り付けられた位置とは反対側の端部に、前記光学ハウジングと前記基台の間隔を調整する手段を設け、前記光束の所定面上への集光位置を調整可能に構成したことを特徴とする。
【００１１】
このように、光束を感光体上へ集光する光学系における前記感光体と対面する１のミラー（最終部材）の取り付け位置とは反対側の端部に前記光学ハウジングと前記基台の間隔を調整する手段を設けることで、前記最終部材から出た光束の感光体への集光位置は、この光学ハウジングと前記基台の間隔変化に対して最終部材とこの間隔調整位置との距離によって定まる角度変化に置き換えられ、非常に細かい角度での調整が可能となるから調整作業を非常に楽に行うことができ、従来のように微調が困難なために時間がかかるといったことがなくなる。
【００１２】
そしてこの光学ハウジングと基台の間隔を調整する手段は、請求項２に記載したように、
前記光学ハウジングと前記基台の間隔を調整する手段は、光学ハウジングに螺入され、前記基台を押圧するよう構成したネジ部材であることを特徴とする。
【００１３】
このようにネジ部材で光学ハウジングと基台の間隔を調整することで、ネジの回転角調節で光学ハウジングと基台の非常に細かい角度調節が可能となり、前記光束を所定面上へ集光する光学系における所定面と相対する部材の取り付け位置とは反対側の端部にこの間隔調整手段を設けることと相まって、微調が非常に簡単に行うことができるようになる。
【００１４】
そして請求項３に記載したように、前記光学系における前記感光体と対面する１のミラーの前記光学ハウジングへの取り付け位置側端部に、前記光学ハウジングと前記基台の間隔調整における支点を設けることにより、これら細かい角度調節を実現することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１６】
図１は、本発明になる走査光学装置を備えた画像形成装置の一例の概略断面図、図２は走査光学装置と感光体の関係を示した断面図、図３は本発明になる走査光学装置の一実施例の平面図、図４は図３におけるＴＫ−ＴＫラインの断面図、図５は本発明の走査光学装置における調整部材の一構成図、図６は本発明の走査光学装置における固定部材の一構成図である。
【００１７】
図１の画像形成装置の一例における１は画像形成装置、２は給紙装置、３は給紙ローラ部、４はレジスト部で、画像形成装置１より駆動伝達を受けて定位置で回転する駆動ローラ４ａと、駆動ローラ４ａより駆動伝達され、押圧手段を備えた従動ローラ４ｂからなる。５は転写ローラ、６は画像形成部、７は本発明になる半導体レーザなどの光源を備えた走査光学装置、８は定着部、９は排出分岐Ａ、１０は排出分岐Ｂ、１１は排紙部、１２はスタック部、１３は両面搬送部、３０は搬送ユニットで、ジャム処理のため記録紙搬送路を境に画像形成部６から離脱開放できるようになっている。
【００１８】
図１における画像形成装置の通常の動作は、図示していない制御装置などから送られてくる画像信号によって走査光学装置７を構成する半導体レーザなどの光源の光が変調され、それがシリンドリカルレンズで線状に集光されてポリゴンミラーで偏向反射された後、ｆθレンズで平行光束となって感光体上を走査する。そして、この走査光学装置７のポリゴンミラーの回転による偏向反射で感光体の軸方向の主走査が行われ、感光体の回転駆動によって副走査が行われて感光体の表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像装置によってトナー像に顕像化され、給紙装置２に載置された記録紙が給紙ローラ部３で１枚ずつ取り出されてレジスト部４を経由して画像形成部６と転写ローラ５間に送られてくると、この記録紙に転写されて定着部８にてトナーが固着される。そしてこの記録紙は、排出分岐Ａ９、俳出分岐Ｂ１０を経て俳紙部１１から通常の排紙が行われ、スタック部１２へストックされる。
【００１９】
両面時は排紙部１１に記録紙が送られたとき、記録紙の後端部僅かを残して排紙ローラの回転を停止し、排紙部１１のローラを逆転させるスイッチバック機構を採っている。そのため記録紙は、両面搬送部１３を通ってレジスト部４へ送られ、裏面印字が行われる。このように本発明になる走査光学装置を備えた画像形成装置１は、略垂直搬送上に画像形成部６を配置し、上部に排紙部１１とスタック部１２、下部には給紙装置２、画像形成搬送路の画像形成部６に対向して側面カバー近辺に両面搬送路１３を設けている。
【００２０】
図２は、走査光学装置７と感光体の関係を示した断面図で、図中１４は画像形成部６の感光体、１５はポリゴンミラー１６を回転させるポリゴンモータ、１７はｆθレンズ、１８は第一ミラー、１９は感光体１４と相対している第二ミラー、２０ａ、２０ｂはレーザ光である。図示していないレーザ光源から出射されるレーザ光２０は、やはり図示していないシリンドリカルレンズでポリゴンミラー１６の鏡面上に線状に集束される。このポリゴンンミラー１６は、ポリゴンンモータ１５によって一定速度で回転駆動されており、その鏡面によって上記レーザ光を一定の角度範囲で偏向する。偏向されたレーザ光２０ａは、ｆθレンズ１７を通り、斜設ミラーである第一ミラー１８、第二ミラー１９で２０ｂのレーザ光としてポリゴンミラー１６のレーザ光走査方向とは逆方向にある感光体１４に向けて反射され、感光体１４の表面上に結像するようになっている。
【００２１】
図３は本発明になる走査光学装置の一実施例の平面図、図４は本発明になる走査光学装置の図３におけるＴＫ−ＴＫラインの断面図、図５は本発明の走査光学装置における調整部材の一構成図、図６は本発明の走査光学装置における固定部材の一構成図であり、以上説明してきた図１、図２と同一構成要素には同一番号を付してある。
【００２２】
図中２１はレーザ光源、７ｂは走査光学装置フレーム、１６はポリゴンミラー、１７はｆθレンズ、１９は第二ミラー、２０ａ、２０ｂはレーザ光、２１はレーザ光源、２２は本発明になる図５に示したような調整部、２３は図６に示したような固定部で、本体装置の一部をなす基台２４に走査光学装置７を固定するため４カ所設けられている。走査光学装置７は、周壁となるフレーム７ｂの一側部に半導体レーザ等でなるレーザ光源２１が固定されており、このレーザ光源２１から出射したレーザ光の進路にはシリンドリカルレンズが配置され、さらにその先方にポリゴンモータ１５によって回転駆動されるポリゴンミラー１６が配置されている。レーザ光源２１からのレーザ光２０ａは、ポリゴンミラー１６の回転によって一定の角度範囲で偏向される。偏向されたレーザ光２０ａは、ポリゴンミラー１６の近傍に配置されたｆθレンズ１７を通り、斜設された反射ミラーである第一ミラー１８と、感光体１４と相対している第二ミラー１９で鋭角的に折返し反射され、走査光学装置７の外方向へ向かい、感光体１４上に結像する。
【００２３】
そして走査光学装置７は、図４に示したように本体装置の一部をなす基台２４上に配設され、かつ、走査光学装置フレーム７ｂ上の感光体１４と相対する斜設の第二ミラー１９とは反対側の端部に、この走査光学装置７と基台２４の間隔を調節する調整部２２の調整部材２２ｂが設けられている。
【００２４】
この調整部材２２ｂは、図５に示すように、走査光学装置フレーム７ｂに設けたネジ孔２２ｅに、先端に調整用台２２ｄが基台２４を押圧するように設けられた調整用ネジ部材２２ｃを螺入して構成してある。この調整用台２２ｄの材料としては樹脂系材料を用いるが、振動防止も望むならゴム系の弾性材料でも良い。一方図３における固定部２３は、図６に示したように、走査光学装置フレーム７ｂに設けた貫通孔２３ｄにスプリング２３ｃを配した固定用ネジ２３ｂを通し、基台２４に取り付ける構成としてある。そのため、固定用ネジ２３ｂの頭と走査光学装置フレーム７ｂとの間に配したスプリング２３ｃにより、走査光学装置フレーム７ｂは、常時は基台２４に押しつけられて固定される。
【００２５】
このように調整部２２、固定部２３を構成することで、調整用ネジ部材２２ｃを回転させて調整用台２２ｄにより基台２４を押圧させれば、固定部２３のスプリング２３ｃの押圧力に抗して走査光学装置フレーム７ｂと基台２４の間隔を、感光体１４と相対する斜設の第二ミラー１９側に設けた固定部２３を支点として広げることができ、また逆に回転させると、走査光学装置フレーム７ｂと基台２４の間隔を同じく感光体１４と相対する斜設の第二ミラー１９側に設けた固定部２３を支点として狭めることができる。そのため走査光学装置フレーム７ｂは、感光体１４と相対する斜設の第二ミラー１９側に設けた固定部２３を支点として図４における矢印Ａのように基台２４に対して上下に移動させることができ、第二ミラー１９から感光体１４へ向かうレーザ光２０ｂの進路は、２０ｂのように変化させることができる。また調整部２２は、感光体１４の軸方向に２ヶ所配設してあるため、レーザ光２０ｂの感光体１４における軸方向での傾斜も矢印Ａ方向の移動で調整でき、さらに、調整用台２２ｄは、基台２４と点接触であるから傾きの調整も容易になる。
【００２６】
しかもこの調整部２２は、前記したように感光体１４と相対する斜設の第二ミラー１９とは反対側の端部に設けられており、この走査光学装置フレーム７ｂと基台２４の間隔変化は第二ミラー１９から調整部２２までの距離によって定まる角度変化に置き換えられ、第二ミラー１９のレーザ光２０ｂの反射角は非常に細かい角度での調整が可能となる。そのため、第二ミラー１９から出た光束の感光体１４への集光位置は、非常に細かく調節することができ、しかもその作業は非常に楽に行えるから、従来のように微調が困難なために時間がかかるといったことがなくなる。
【００２７】
なお、調整部２２の走査光学装置フレーム７ｂと基台２４の間隔調節機構は、例えば固定部に用いたようにスプリングを配した固定用ネジを走査光学装置フレーム通して基台に取り付け、別途走査光学装置フレームに設けたネジ穴に螺入したネジで間隔を調節するようにしても良く、固定部２３も、図６に示したような構成だけでなく種々の構成をとりうることは自明である。
【００２８】
【発明の効果】
以上種々述べてきたように請求項１に記載した本発明によれば、光束を感光体上へ集光する光学系における前記感光体と対面する１のミラー（最終部材）の取り付け位置とは反対側の端部に前記光学ハウジングと前記基台の間隔を調整する手段を設けることで、前記最終部材から出た光束の感光体への集光位置は、この光学ハウジングと前記基台の間隔変化に対して最終部材とこの間隔調整位置との距離によって定まる角度変化に置き換えられ、非常に細かい角度での調整が可能となるから調整作業を非常に楽に行うことができ、従来のように微調が困難なために時間がかかるといったことがなくなる。
【００２９】
また請求項２に記載した発明によれば、ネジ部材で光学ハウジングと基台の間隔を調整することで、ネジの回転角調節で光学ハウジングと基台の非常に細かい角度調節が可能となり、前記光束を感光体上へ集光する光学系における感光体と対面する１のミラーの取り付け位置とは反対側の端部にこの間隔調整手段を設けることと相まって、微調を非常に簡単に行うことができるようになる。
【００３０】
このように本発明は、走査光学装置フレームに内臓される最終反射ミラー位置より遠距離の端部側に調整部を設け、走査光学装置フレームを移動させることによる調整構成にすることで、小型で簡単な作業方法で微調整が可能となり、振動にも強い可変調整装置を備えた画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明になる走査光学装置を備えた画像形成装置の一例の概略断面図である。
【図２】 走査光学装置と感光体の関係を示した断面図である。
【図３】 本発明になる走査光学装置の一実施例の平面図である。
【図４】 本発明になる走査光学装置の図３におけるＴＫ−ＴＫラインの断面図である。
【図５】 本発明の走査光学装置における調整部材の一構成図である。
【図６】 本発明の走査光学装置における固定部材の一構成図である。
【符号の説明】
７ｂ 走査光学装置フレーム
１６ ポリゴンミラー
１７ ｆθレンズ
１９ 第二ミラー
２０ レーザ光
２１ レーザ光源
２２ 調整部
２２ｂ 調整部材
２３ 固定部
２４ 基台

Claims (3)

1. 光源部と該光源部からの光束を偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光束をｆθレンズ及びミラーを介して感光体上に集光する光学系と、前記光源部と前記偏向器と前記光学系が取り付けられる光学ハウジングと、装置内に設けられ前記光学ハウジングが載置される基台とを有する画像形成装置において、
   前記光学系を構成する部材のうち、前記感光体と対面する１のミラーが前記光学ハウジング上に取り付けられた位置とは反対側の端部に、前記光学ハウジングと前記基台の間隔を調整する手段を設け、前記光束の所定面上への集光位置を調整可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記光学ハウジングと前記基台の間隔を調整する手段は、光学ハウジングに螺入され、前記基台を押圧するよう構成したネジ部材であることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置。
3. 前記感光体と対面する１のミラーの前記光学ハウジングへの取り付け位置側端部に、前記光学ハウジングと前記基台の間隔調整における支点を設けたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置。

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