JP4515842B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents
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Description
このようなカラー画像形成装置では、光学素子の像面湾曲特性、光学ハウジングの捩れ、ポリゴンモータの発熱による熱変形、本体内での別ユニットを熱源とする熱変形、感光体の取り付け時の捩れなどによって、レーザ走査線に曲がり/傾きが発生するといった課題がある。
走査線曲がり/傾きが発生することによって、カラー画像形成装置では、3ないし4本の走査線が重ならないために色ずれの原因となる。この課題を解決するために、特許文献1などの従来技術が提示されている。
これによると、光学ハウジング内に走査方向に沿って、長く形成された板状のガラスを配置する。このガラスを断面内で、傾けて光学ハウジングに配置したり、ガラスの厚みを変えたりすることによって、走査線傾曲がりを調整することができる。
しかしながら、この従来技術では、走査線曲がりの湾曲量は変化することができるものの、走査線傾きは調整することができない。そのため、それぞれの光路における走査線曲がり量が調整できたとしても、走査線傾きは調整することができず、結果として色むら、色ずれといった画像品質の劣化を招いてしまう。
しかし、この従来技術では、走査線傾きは補正できるものの、傾き調整を行うことによって走査線曲がりが変化してしまう。そのため、調整後にさらに、再調整が必要となり、補正値の収束性が悪い。
また、走査線曲がり/傾き補正後に、各像高間の倍率が変化してしまう(折返しミラーを回転することによって、各像高での光路長が変化する)。さらに、特許文献3などの技術では、各レーザに対応するそれぞれの長尺レンズに、走査線曲がり/傾き調整機構を備え、それぞれの調整が独立に行える。
このため、前述のような不具合はないものの、調整機構自体が大掛かりとなり、光学ハウジング内での配置が困難になるとともに、コストも非常に掛かってしまう。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、現状の書き込み装置において、光学ハウジング内にシンプルな構成で配置でき、安価であり、走査線の位置を副走査対応方向に補正する主なるパワーを有する光学素子を走査線曲がり調整で一方向に揃えて曲げて調整するカラー画像形成装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、他の副走査対応方向にパワーを有する成分による走査線曲がりの寄与率が小さくなり、カラー画像形成装置では3ないし4本の走査線が重ならないために起こる色ずれを小さくするカラー画像形成装置を提供することにある。
前記光走査装置は、
N個の感光体を光走査して夫々にN個の潜像を形成するために形成されるN個の光路と、
各光路に沿った走査線の位置を副走査対応方向に補正する主なるパワーを有し且つ光学ハウジングに配置されたN個の長尺レンズと、
前記N個の長尺レンズをそれぞれ副走査方向に変形させて走査線曲がりを調整し、主走査方向と直角かつ副走査方向と直角である軸を中心として回動させることにより走査線傾きを調整するN個の走査線曲がり/走査線傾き調整機構と、
を備え、
前記N個の走査線曲がり/走査線傾き調整機構は、
前記長尺レンズの上面側に組み付けられ、前記長尺レンズよりも剛性が強い材質で作られているブラケットと、
前記長尺レンズを、強制的に撓められた状態で前記ブラケットに固定している複数の固定板ばねと、
前記光学ハウジングに一端を固定され、その他端により前記ブラケットの両端部上面を下方の長尺レンズ側に向けて常時押圧している押圧板ばねと、
前記光学ハウジングに設けられ、前記長尺レンズの長手方向中央部下面を、シーソー式に支持する受け部と、
前記長尺レンズ及び前記ブラケットを挟んで、前記受け部の反対側に設けられ、前記ブラケットに設けたネジ穴内へのねじ込み量を調整することにより、その先端にて前記長尺レンズの長手方向中央部上面を押圧する走査線曲がり調整ネジと、
前記受け部を支点として、前記ブラケットの端部を副走査方向へ押したり引いたりする駆動モータと、
前記駆動モータの出力軸に連結されることにより、前記出力軸と連動して前記ブラケットの一端部を押したり引いたりして副走査方向へ進退させ走査線傾きを調整するアジャスタと、
をそれぞれ備え、
前記N個の長尺レンズについて、前記強制的に撓められた状態を初期状態とし、前記走査線曲がり調整ネジを前記長尺レンズの長手方向中央部の上面に打ち込んでいくことによって、前記走査線曲がり調整ネジの先端で押圧された前記長尺レンズの中央部を前記初期状態と反対側へと撓ませることにより、これらN個の長尺レンズのそれぞれを、前記走査線曲がり調整ネジにより凹または凸形状になる方向に曲げて、前記N個の潜像に対して走査線曲がりの形状を一方向に揃えることによって走査線曲がりを調整するように構成されていることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記走査線曲がり/走査線傾き調整機構は、走査線曲がりの調整を、前記光学ハウジングの長尺レンズ取り付け面に対して、凹または凸形状になる方向に曲げることにより実施することを特徴とする。
加えて、走査線曲がり調整と走査線傾き調整とを独立して実施できるので調整が容易であるとともに、調整ネジによる調整が、長尺レンズを徐々に初期状態と反対側への撓みを与える傾向、つまり、長尺レンズの長手中央部を押し下げて全体としてフラットにする傾向となるので、走査線曲がりの調整を精密に実施できる。
本デジタルカラー書き込み処理システムは、図示のように、正多角形の側面に反射ミラーを有し、高速回転によりレーザ光を偏向・走査するポリゴンミラー1a、1b、ポリゴンモータの防音効果を持たせるために光の経路に配置された防音ガラス2a、2b、ポリゴンミラー1a、1bによるビーム走査の等角度運動を等速直線運動へと変えるfθレンズ3a、3bを有している。
本デジタルカラー書き込み処理システムは、また、感光体9a、9b、9c、9dへとレーザ光を導くミラー(第1〜第3)4a、4b、4c、4d、6a、6b、6c、6d、7a、7b、7c、7d、ポリゴンミラー1a、1bの面倒れを補正する長尺レンズ5(5a、5b、5c、5d)、光学ハウジング15内への塵などの落下を防止する防塵ガラス8a、8b、8c、8dを有している。
像を形成する感光体9a、9b、9c、9d、上記の各光学素子が配置され、部分13a(壁面)、13b(光学素子配置面)から構成される光学ハウジング15、これらの光学ハウジング部分13a、13bを密閉するための上段蓋11、下段蓋12、ポリゴンミラー部分の蓋10で構成されている(それぞれの光路(書き込みレーザ光)を、14a、14b、14c、14dとする)。
各長尺レンズ5は、ブラケット21によって支持されており、ブラケット21に設けた走査線曲がり/走査線傾き調整機構によって、その副走査方向に変形させられるように構成されている。
図3は走査線曲がり/傾き調整機構を示す概略斜視図である。図4は図3の走査線曲がり/傾き調整機構を180°位置を変えて示す概略斜視図である。図5は図3の走査線曲がり/傾き調整機構の光学ハウジングの受け部を示す部分概略図である。
図3ないし図5において、ポリゴンミラー1a、1bの面倒れを補正する長尺レンズ5は、走査線曲がり/傾き調整機構によって副走査方向へ変形させられる。走査線曲がり/傾き調整機構は、走査線曲がり/傾き調整するためのブラケット21、長尺レンズ5とブラケット21を固定する板ばね22〜24を備えている。
走査線曲がり/傾き調整機構は、加えて、走査線曲がり調整ネジ25、走査線傾きを自動調整する駆動モータ26、駆動モータホルダ27、アジャスタ28、光学ハウジング15側に設けた長尺レンズの受け部(支点)29、長尺レンズ5を固定する板ばね30〜33を備えている。
即ち、図3、図4において、長尺レンズ5の上面側に組み付けられたブラケット21は、ハウジング15に固定された板バネ23、24によって長尺レンズ5の長手方向両端部を夫々支持されている。また、他の板バネ33、34は、ハウジング15に一端を固定され、その他端によりブラケット21の両端部上面を図面下方(長尺レンズ側)に向けて常時押圧している。一方の板バネ33は、他方の板バネ34よりも下方へ抑える力が強く設定されている。
長尺レンズ5の中央部は板バネ22によりブラケット21に対して固定されると共に、長尺レンズ5の中央部下面は、図5に示した様にハウジング15に設けた受け部29(支点)によってシーソー式に支持されている。
アジャスタ28は、ステッピングモータ26の図示しない出力軸に連結されることによりブラケットの一端部を押圧したり引いたりして副走査方向へ進退させるように構成されている。
長尺レンズ5、及びブラケット21を挟んで、受け部29の反対側には、走査線曲がり調整ネジ25が設けられ、ブラケット21に設けたネジ穴内へのねじ込み量を調整することにより、その先端にて長尺レンズ5の中央部上面を押圧するように構成されている。即ち、長尺レンズ5は、その両端部を板バネ23、24によってハウジングに固定されている一方で、中央部は板バネ22によって上方に持ち上げられている。従って、調整ネジ25により長尺レンズ5の中央部を押し下げない場合には、長尺レンズは中央部が上向きに湾曲し、両端部が下方へ下降した形状を有している。これに対して、調整ネジ25により中央部を押し下げ得ることにより、長尺レンズは全体としてフラットになることができる。
ブラケット21に長尺レンズ5の受け面34を設け(図6参照)、板ばね22、23、24によって、長尺レンズ5は、強制的に撓んだ状態で、ブラケット21に固定される(図7参照)。
図8は走査線曲がりの調整を示す概略図である。上述の強制的に撓んだ状態を初期状態とし、走査線曲がり調整ネジ25(ブラケットの長手方向中央部に位置する)を打ち込んでいくことによって、調整ネジ25の先端で押圧された長尺レンズ5の中央部は、徐々に初期状態と反対側へと撓んでいく。この長尺レンズ5の撓み量に応じて、走査線曲がりは、図8のように、調整することができる。
しかし、この曲がり調整を曲がり量0付近に調整しようとすると、走査線の位置を副走査方向に補正する主なるパワーを有する光学素子(長尺レンズ)5以外の走査線曲がりに対する寄与率が低い構成部品の影響等により、走査線形状に不自然な曲がりを生じる。
こういった走査線曲がり形状になってしまうと、色ずれとして大きく目立つ結果となってしまうため、走査線曲がり形状を、凹または凸形状とし、一方向に揃えることによって、色ずれとして目立たず、良好な画像を得ることが可能となる。
また、走査線傾き調整は、長尺レンズ5の長手方向中央部を支点29として、ブラケット21の端部をステッピングモータ26の出力軸と連動して軸方向へ進退するアジャスタ28により、副走査方向へ押したり引いたりする構成となるように、ステッピングモータ(駆動モータ26)を設ける。ステッピングモータ26を駆動させることによって、アジャスタ28が、図3の矢印で示す傾き調整方向へと移動する。
ブラケット21の端部の板ばね30、31は、ブラケット21と長尺レンズ5を、走査面に対して直交方向へ規制するために設けられるが、板ばねのばね強度は、ステッピングモータ26側の板ばね(例えば、30)の方が、もう一方(例えば、31)よりも強いばねであることが重要である。このステッピングモータ26の動きによるアジャスタ28の動作に連動して、ブラケット21及び長尺レンズ5が支点29を中心としてやじろべえ式に傾き、走査線傾きが調整できる。
なお、調整ネジ25による長尺レンズ5の反りの矯正と、アジャスタ28による走査線傾きの調整とは、互いに無関係に調整可能である。
また、走査線傾き調整機構に関しては、少なくとも走査線曲がりの調整に影響力の少ない(寄与率の小さい)機構であり、かつ、走査線の位置を副走査方向に補正する主なるパワーを有する光学素子5は、直接光学ハウジング15に配置されている。
光走査装置には、N個の感光体9a、9b、9c、9dに光走査し、潜像を形成するために、N個の光路(14a、14b、14c、14d、書き込みレーザ光)が配置されている。かかる光走査装置を有する画像形成装置は、N個の潜像に対して、走査線曲がりの調整を一方向に揃えて曲げるように構成している。
走査線の位置を副走査対応方向に補正する主なるパワーを有する光学素子5を副走査方向に変形させ、走査線曲がりを調整する箇所を走査線傾き調整の回転支点29とする。
さらに、走査線曲がりを調整する箇所にある調整ネジ25が光学素子5を挟んで支点29の対向側にあるように設けた。
光学ハウジング15の取り付け面に対して、長尺レンズ5が凹形状になる方向に揃えて曲げたことにより、常に一方向に光学素子に対して応力が加わっているため、走査線の曲がりを安定した形状にすることが可能となり、温度変化による色ずれおよび傾き調整等による影響を小さくすることができる。
Claims (2)
- 光走査装置を有するカラー画像形成装置において、
前記光走査装置は、
N個の感光体を光走査して夫々にN個の潜像を形成するために形成されるN個の光路と、
各光路に沿った走査線の位置を副走査対応方向に補正する主なるパワーを有し且つ光学ハウジングに配置されたN個の長尺レンズと、
前記N個の長尺レンズをそれぞれ副走査方向に変形させて走査線曲がりを調整し、主走査方向と直角かつ副走査方向と直角である軸を中心として回動させることにより走査線傾きを調整するN個の走査線曲がり/走査線傾き調整機構と、
を備え、
前記N個の走査線曲がり/走査線傾き調整機構は、
前記長尺レンズの上面側に組み付けられ、前記長尺レンズよりも剛性が強い材質で作られているブラケットと、
強制的に撓められた状態の前記長尺レンズを前記ブラケットに固定している複数の固定板ばねと、
前記光学ハウジングに一端を固定され、その他端により前記ブラケットの両端部上面を下方の長尺レンズ側に向けて常時押圧している押圧板ばねと、
前記光学ハウジングに設けられ、前記長尺レンズの長手方向中央部下面を、シーソー式に支持する受け部と、
前記長尺レンズ及び前記ブラケットを挟んで、前記受け部の反対側に設けられ、前記ブラケットに設けたネジ穴内へのねじ込み量を調整することにより、その先端にて前記長尺レンズの長手方向中央部上面を押圧する走査線曲がり調整ネジと、
前記受け部を支点として、前記ブラケットの端部を副走査方向へ押したり引いたりする駆動モータと、
前記駆動モータの出力軸に連結されることにより、前記出力軸と連動して前記ブラケットの一端部を押したり引いたりして副走査方向へ進退させ走査線傾きを調整するアジャスタと、
をそれぞれ備え、
前記N個の長尺レンズについて、前記強制的に撓められた状態を初期状態とし、前記走査線曲がり調整ネジを前記長尺レンズの長手方向中央部の上面に打ち込んでいくことによって、前記走査線曲がり調整ネジの先端で押圧された前記長尺レンズの中央部を前記初期状態と反対側へと撓ませることにより、これらN個の長尺レンズのそれぞれを、前記走査線曲がり調整ネジにより凹または凸形状になる方向に曲げて、前記N個の潜像に対して走査線曲がりの形状を一方向に揃えることによって走査線曲がりを調整することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 請求項1記載のカラー画像形成装置において、
前記走査線曲がり/走査線傾き調整機構は、走査線曲がりの調整を、前記光学ハウジングの長尺レンズ取り付け面に対して、凹または凸形状になる方向に曲げることにより実施することを特徴とするカラー画像形成装置。
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