JP4501999B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光源で像担持体に静電潜像を形成する画像形成装置に関する。

レーザ光源を走査して像担持体に露光を行い静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像した後にシートに転写して熱定着を行う構成により、シートに画像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置の構成において、画像形成の時間短縮のために、光ビームの高速走査を達成しようとすれば、ポリゴンミラー等の偏向ミラーの回転速度を早める必要が生じる。しかし、回転速度の高速化には、偏向ミラーを回転させる駆動源を高速化させるための高精度の製造技術が不可欠となり、コスト増加の要因となる。

このため、従来の画像形成装置はレーザ光源を複数個使用して、複数の光ビームを同時に走査する方式により静電潜像の形成を高速化している。複数のレーザ光源を同時に走査する方式は、複数の光ビームの距離間隔を精密に調整して、副走査方向の走査ピッチを制御する必要がある。

図１は、像担持体に潜像を形成する従来の画像形成装置の書き込み部の模式図である。

レーザ光源１Ａ、１Ｂから発射された光ビームは、コリメータレンズ２Ａ、２Ｂにより平行光になり、次いで、光ビームは合成手段３に入射して偏向され、偏向した２つの光ビームは第１結像光学系の第１シリンドリカルレンズである結像レンズ５を経て、駆動源１３の駆動力によって回転する偏向ミラー６に入射する。偏向ミラー６に入射した光ビームは、偏向ミラー６の回転によって偏向され主走査方向に走査される。その後、光ビームは、ｆθレンズ７、第２シリンドリカルレンズ８から成る第２結像光学系を透過し、反射ミラー９で反射して、像担持体１０上を所定の間隔で２ライン同時に走査する。像担持体１０の光ビームの主走査は、偏向ミラー６の回転によって行われ、副走査は、像担持体１０の回転によって行われる。

複数の光ビームが同時に走査する走査間隔の調整は、レーザ光源１Ａ、１Ｂと合成手段３との間に設けた調整プリズム１４、１５の位置を移動させて光ビームの角度を変えて行っている。

しかしながら、上記の構成において、書き込み部を装置本体に組み付けるときに、合成手段３、結像レンズ５に対して、レーザ光源１Ａ、１Ｂや、コリメータレンズ２Ａ、２Ｂの角度や方向を調整する必要があり、調整に時間を費やしていた。また、走査間隔を調整する調整プリズムは、高価であるため装置のコストアップの要因であった。

本発明の目的は上記問題を鑑みて、調整プリズムを用いることなく、光ビームの角度や高さの調整を容易に行える画像形成装置を提供することである。

上記目的は以下の手段により達成される。

複数の光ビームを像担持体に同時に走査して潜像を形成する画像形成装置であって、
前記光ビームを発射するレーザ光源と、前記レーザ光源の前記光ビームを平行光にするコリメータレンズと、を複数かつ同数有し、複数の前記コリメータレンズで平行光にされた複数の前記光ビームを同一方向に向ける合成手段と、前記合成手段で同一方向に向けられた複数の前記光ビームを結像させる結像レンズと、前記合成手段を接着剤を介して固着するブロックと、前記レーザ光源と前記コリメータレンズを取り付けて一体化したホルダと、を有し、前記ブロックに、前記ホルダと前記結像レンズを取り付け、前記ホルダを前記ブロックの傾斜面に取り付けて、前記傾斜面上の移動により、前記ホルダに取り付けられた前記レーザ光源と前記コリメータレンズは、前記結像レンズに対して高さ位置が変化することを特徴とする画像形成装置。

本発明により、調整プリズムを用いることなく、光ビームの位置調整を容易に行える画像形成装置が提供された。

本発明に係わる実施の形態の一例を以下、図面に基づいて説明する。

図２は、複数の光ビームを像担持体に同時に走査して、像担持体に潜像を形成する画像形成装置の書き込み部を上方からみた模式図である。

書き込み部Ｃは、レーザ光源１Ａ、１Ｂ、コリメータレンズ２Ａ、２Ｂ、レーザ光源１Ａとコリメータレンズ２Ａを取り付けて一体化したホルダ３０、合成手段３、第１シリンドリカルレンズである結像レンズ５を取り付けたブロック２０と、偏向ミラー６、ｆθレンズ７、第２シリンドリカルレンズ８、反射ミラー９等を有し、書き込み部Ｃの各部は、画像形成装置本体の基台１３上に取り付けられる。

レーザ光源１Ａから発射された光ビームは、コリメータレンズ２Ａにより平行光になり、次いで合成手段３に入射する。レーザ光源１Ａと異なる位置に配置されたレーザ光源１Ｂから発射された光ビームも同様に、コリメータレンズ２Ｂにより平行光となり、その後、合成手段３に入射する。レーザ光源１Ａの光ビームは、レーザ光源１Ｂの光ビームに対して、副走査方向に所定の間隔で配置される。合成手段３に異なる方向から入射した平行光の２つの光ビームは、合成手段３により同一方向の第１シリンドリカルレンズである結像レンズ５に向けられる。結像レンズ５は、向けられた２つの光ビームを偏向ミラー６の結像面に結像させる。偏向ミラー６は、２つの光ビームを回転により結像面で偏向させて、ｆθレンズ７、第２シリンドリカルレンズ８から成る結像光学系を透過し、反射ミラー９を介して像担持体１０上に所定の間隔で２ライン同時に走査する。すなわち、レーザ光源１Ａ、１Ｂとコリメータレンズ２Ａ、２Ｂを取り付けたホルダ３０からの２つの光ビームは、偏向ミラー６の回転によって像担持体を同時に主走査方向に走査して像担持体１０に静電潜像を形成する。

走査毎の光ビームの同期は、光ビームをミラー１１を介して第２結像光学系から同期検知器１２に導き、同期検知器１２が光ビームを検知したタイミングにより行う。

図３は、ホルダを取り付けたブロックの模式図で、（Ａ）は蓋部材４５を取り去ったときの上面図、（Ｂ）は側面図である。

ネジ３１によって取り付けたレーザ光源１Ａと、付勢部材３７によって取り付けたコリメータレンズ２Ａは、ホルダ３０と一体化されて取り付けられている。さらに、ホルダ３０は、軸の延長上にレーザ光源１Ａの光ビーム発光点がある回転軸３２、コリメータレンズ２Ａの取り付け面の一部に凹形状の差し込み口３８等を備えている。ホルダ３０のレーザ光源１Ａとコリメータレンズ２Ａは、回転軸３２の回転により、レーザ光源１Ａの光ビーム発光点を定点として回転運動する。差し込み口３８は調整治具が差し込み可能なスペースで、付勢部材３７を緩め、調整治具をここから差し込んでコリメータレンズ２Ａの位置を動かし、レーザ光源１Ａからの光ビームの焦点位置を調整する。差し込み口３８の形状は、凹形状に限らず収納面に設けた穴等でも良い。

ブロック２０は、ホルダ３０、レーザ光源１Ｂ、コリメータレンズ２Ｂ、合成手段３、結像レンズ５、軸受け３１、偏心軸３４、板バネ部材３６、差し込み口４８等が取り付けられている。ブロック２０へのホルダ３０の取り付けは、軸受け３１にホルダ３０の回転軸３２を回転可能に支持するとともに、板バネ部材３６の弾性力で付勢して偏心軸３４の偏心部３３上にホルダ２０を載置している。レーザ光源１Ｂは、ネジ４２によって、また、コリメータレンズ２Ｂは付勢部材４７によって、ブロック２０に取り付けられている。差し込み口４８も差し込み口３８と同様に、コリメータレンズ２Ｂ位置を動かすための調整治具の差し込みスペースである。

合成手段３は、複数の光ビームを同一方向に向ける合成プリズム等からなり、ブロック２０に接着剤を介して固着される。ここで、接着剤は、ブロック２０と合成手段３の間に介在させて用いて２つを固着してはり合わせる性質をもつ物質で、天然、合成高分子物質を主成分とするものである。結像レンズ５は、付勢部材４３により、ブロック２０の取り付けられている。合成手段３と結像レンズ５は、ブロック２０の同一平面Ｄ上に取り付けられ、ブロック２０の加工を容易にするとともに、それぞれの高さ調整を不要としている。

蓋部材４５は、ブロック２０上に取り付けられた、コリメータレンズ２Ａ、２Ｂ、合成手段３、結像レンズ５の上部を覆って、上部からの埃等が付着するのを防いでいる。

取り付け口４４、４６は、ブロック２０を装置本体の基台１３に取り付けるための基準穴である。ブロック２０を装置本体の基台１３に取り付ける際に、光ビームの角度を変えずに光ビームの光路Ｈの長さを調整できるように基準穴に幅を持たせて、調整後にネジで固定する。

光ビームの副走査方向の調整は以下のように行われる。図示しない駆動源からの駆動力によって、偏心軸３４に取り付けられたギア３５に伝達されて偏心軸３４が回転する。偏心軸３４の偏心部３３は、偏心軸３４の回転中心に対し重心位置がずれている。このため、偏心部３３上に載置されたホルダ３０は、偏心軸３４の回転位相により移動する。ホルダ３０の移動は、板バネ部材３６の弾性力で付勢されながら、回転軸３２によるレーザ光源１Ａの光ビーム発光点を定点とする回転運動となる。ホルダ３０の回転により、像担持体１０上で偏向ミラー６の走査方向に対して直交する方向に、レーザ光源１Ａの光ビームが移動する。

したがって、回転軸３２によるレ−ザ光源１Ａ、コリメータレンズ２Ａが回転するホルダ３０の調整機構により、像担持体１０上で光ビームを副走査方向に移動可能となる。さらに、偏心軸３４に駆動力を伝達するギア３５のギア比の選択で、光ビームの調整に必要な移動量の分解能が容易に得られる。また、ブロック２０に設けた軸受け３１により、板バネ部材３６を取り外して、軸受け３１に沿って、ホルダ３０の着脱が容易に行えるため、製造時の組み立てやレーザ光源１Ａの不良時の交換等の作業が効率化される。

本実施の形態において、２つのレーザ光源をブロック２０に設けたが、これに限らず、高速走査等を行うために、３つ以上のレーザ光源を設けた構成でも良い。

図４は、図３と異なる形態のホルダを取り付けたブロックの側面の模式図である。

ブロック２０上には、ホルダ３０、接着剤を介してブロック２０に固着された合成手段３、結像レンズ５、図示しないレーザ光源１Ｂ、コリメータレンズ２Ｂが取り付けられている。合成手段３と結像レンズ５は、図４と同様にブロック２０の同一平面上に取り付けられている。蓋部材４５は、ブロック２０上に取り付けられた、コリメータレンズ２Ａ、２Ｂ、合成手段３、結像レンズ５の上部を覆って、上部からの埃等が付着するのを防いでいる。

ホルダ３０は、ネジ３１によって取り付けたレーザ光源１Ａと、台座３７によって取り付けたコリメータレンズ２Ａと一体化している。ホルダ３０は、コリメータレンズ２Ａを取り付けた取り付け面の一部に差し込み口３８を備え、コリメータレンズ２Ａの位置を動かすための調整治具を差し込み可能にしている。

ホルダ３０は、ブロック２０の傾斜面Ｅに矢印方向に移動自在で取り付けられ、ネジ４９によってホルダ３０の移動位置が固定される。ホルダ３０の傾斜面Ｅ上の移動により、ホルダ３０に取り付けたレーザ光源１Ａ、コリメータレンズ２Ａは、結像レンズ５に対して高さ位置が変化する。

したがって、ホルダ３０を傾斜面Ｅ上で移動により、レーザ光源１Ａの結像レンズ５に対する光ビームの光軸の高さ位置が調整可能である。これにより、結像面での光ビームの位置調整で、結像面ビームのそり（曲がり）の低減が可能となる。また、ホルダ３０に突起５１を設けて、傾斜面Ｅ上で突起５１を摺動させてホルダ３０を移動させると傾斜面Ｅ上での摩擦が低減し、調整時の移動がスムーズになる。突起は傾斜面Ｅ上に設けても良い。

像担持体に潜像を形成する従来の画像形成装置の書き込み部の模式図である。 複数の光ビームを像担持体に同時に走査して、像担持体に潜像を形成する画像形成装置の書き込み部を上方からみた模式図である。 ホルダを取り付けたブロックの模式図で、（Ａ）は蓋部材を取り去ったときの上面図、（Ｂ）は側面図である。 図３と異なる形態のホルダを取り付けたブロックの側面の模式図である。

符号の説明

３ 合成手段
５ 結像レンズ
６ 偏向ミラー
７ ｆθレンズ
９ 反射ミラー
１０ 像担持体
２０ ブロック
３０ ホルダ
１Ａ レーザ光源
１Ｂ レーザ光源
２Ａ コリメータレンズ
２Ｂ コリメータレンズ

Claims (6)

1. 複数の光ビームを像担持体に同時に走査して潜像を形成する画像形成装置であって、
   前記光ビームを発射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源の前記光ビームを平行光にするコリメータレンズと、を複数かつ同数有し、
   複数の前記コリメータレンズで平行光にされた複数の前記光ビームを同一方向に向ける合成手段と、
   前記合成手段で同一方向に向けられた複数の前記光ビームを結像させる結像レンズと、
   前記合成手段を接着剤を介して固着するブロックと、
   前記レーザ光源と前記コリメータレンズを取り付けて一体化したホルダと、
   を有し、
   前記ブロックに、前記ホルダと前記結像レンズを取り付け、
   前記ホルダを前記ブロックの傾斜面に取り付けて、前記傾斜面上の移動により、前記ホルダに取り付けられた前記レーザ光源と前記コリメータレンズは、前記結像レンズに対して高さ位置が変化することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ホルダの前記傾斜面上の移動は、前記ホルダまたは前記傾斜面上に設けた突起を摺動させて行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記合成手段と前記結像レンズは、前記ブロックの同一平面上に取り付けることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記合成手段と前記ホルダは、上部を蓋部材で覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ホルダは、前記コリメータレンズの取り付け面に前記コリメータレンズを移動させる治具が差し込み可能な差し込み口を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記差し込み口は、凹形状または穴であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

Images