JP4946394B2 - Optical scanning optical device - Google Patents
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Description
本発明は、光走査光学装置、特に、電子写真法によるタンデム方式の画像形成装置にプリントヘッドとして搭載される光走査光学装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning optical device, and more particularly, to an optical scanning optical device mounted as a print head in a tandem image forming apparatus using electrophotography.
電子写真法によるタンデム方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、色の3原色(Y,M,C)と黒色(K)の画像を平行に配置された四つの感光体上に形成し、各画像を中間転写ベルト上に1次転写して合成し、さらに記録材上に2次転写するようにしている。この場合、色ずれを防止するために、四つの画像が中間転写ベルト上で精度よく合成されるように位置合わせを高精度に調整する必要がある。 In an image forming apparatus such as an electrophotographic tandem printer or copier, three primary colors (Y, M, C) and black (K) are formed on four photoconductors arranged in parallel. Each image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt and synthesized, and then further transferred onto the recording material. In this case, in order to prevent color misregistration, it is necessary to adjust the alignment with high accuracy so that the four images are accurately synthesized on the intermediate transfer belt.
色ずれの調整の項目は、図9に示すように(白丸は設計上の露光位置、黒丸はずれた露光位置をそれぞれ示す)、主走査印字開始位置、全体倍率、部分倍率、主走査高次位置ずれ、副走査印字開始位置、スキュー(走査線傾き)、ボウ(走査線湾曲)、副走査高次位置ずれ、を挙げることができる。 The items of color misregistration adjustment are as shown in FIG. 9 (the white circle indicates the design exposure position and the exposure position shifted from the black circle, respectively), the main scanning print start position, the overall magnification, the partial magnification, and the main scanning higher-order position. Deviation, sub-scan printing start position, skew (scan line inclination), bow (scan line curve), and sub-scan higher-order position deviation can be mentioned.
このうち、スキューの調整に関しては、特許文献1,2に記載のように、ポリゴンミラーで偏向された各光束の光路を折り曲げるミラーの主走査方向の傾きをモータにて補正する機構が記載されている。しかしながら、モータを駆動してスキュー補正を行う場合、モータの振動が各種光学素子に伝播し、各色の画像にピッチむらやジッタが発生してレジスト性能が劣化するおそれを有している。
Among these, regarding skew adjustment, a mechanism for correcting the tilt in the main scanning direction of a mirror that bends the optical path of each light beam deflected by a polygon mirror, as described in
特に、折返しミラーは、通常、安定性のために3点で支持されているが、この折返しミラーは前記スキュー調整用モータの近くに配置されるため、振動から保護されることが必要となる。
そこで、本発明の目的は、露光位置調整用モータの振動による折返しミラーの安定性を確保し、ひいてはレジスト性能の劣化を効果的に防止できる光走査光学装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical scanning optical device capable of ensuring the stability of a folding mirror due to vibration of an exposure position adjusting motor and thus effectively preventing deterioration of resist performance.
以上の目的を達成するため、本発明に係る光走査光学装置は、
複数の光源から放射された各光束を偏向器の同一面で主走査方向に偏向し、偏向された各光束を主走査方向と直交する方向に所定の間隔で配列された複数の感光体上に結像させる複数の光路を備えた光走査光学装置において、
前記複数の光路には、それぞれ、前記光束を各感光体上に結像させる結像素子と、前記光束を各感光体上に導くミラーとが含まれ、
前記各部材を保持するハウジングと、前記光束が前記感光体上を露光する位置を調整するために前記結像素子を変位させるモータと、を備え、
前記モータは前記感光体の配列方向に複数配置されており、
前記ミラーのうち、少なくとも一つのミラーは、前記複数のモータの取付け面よりも前記ハウジングの底面から離れた位置でありかつ前記ミラーの中で前記ハウジングの底面から最も離れた位置に配置されているミラーであって、該ミラーは、前記複数のモータが配置されている側の一端部において一平面では2点で支持され、他端部において該一平面では1点で支持されていること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical scanning optical device according to the present invention includes:
The light beams emitted from a plurality of light sources are deflected in the main scanning direction on the same surface of the deflector, and the deflected light beams are arranged on a plurality of photoconductors arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the main scanning direction. In an optical scanning optical device having a plurality of optical paths to be imaged,
Each of the plurality of optical paths includes an image forming element that forms an image of the light flux on each photoconductor, and a mirror that guides the light flux on each photoconductor,
A housing for holding each member; and a motor for displacing the imaging element to adjust the position at which the light beam is exposed on the photoconductor.
A plurality of the motors are arranged in the arrangement direction of the photoconductors,
Among the mirrors, at least one of the mirrors is located farther from the bottom surface of the housing than the mounting surfaces of the plurality of motors , and is located farthest from the bottom surface of the housing in the mirror . A mirror that is supported at two points on one plane at one end on the side where the plurality of motors are disposed, and is supported at one point on the one plane at the other end;
It is characterized by.
本発明に係る光走査光学装置において、光束をそれぞれに対応する感光体上に導くミラーのうち、複数のモータの取付け面よりもハウジングの底面から最も離れた位置に配置されている(振動の影響を受けやすい)ミラーは、露光位置調整用モータが配置されている側の一端部において一平面では2点で支持され、他端部において該一平面では1点で支持されているため、該モータから伝播される振動に対してあおられることなく安定した支持が確保される。それゆえ、露光位置調整用モータの振動が伝播されても4色の各画像のピッチむらやジッタを所定の許容量に抑えることができ、レジスト性能の劣化を抑えることができる。 In the optical scanning optical device according to the present invention, of the mirrors for guiding the light beam on the corresponding photoconductor respectively, are arranged farthest from the bottom surface of the housing than the mounting surface of the multiple motor (vibration The mirror, which is easily influenced), is supported at one point on one plane on the side where the exposure position adjusting motor is disposed and supported at one point on the other plane at the other end. Stable support is ensured without being affected by vibrations propagated from the motor. Therefore, even if the vibration of the exposure position adjusting motor is propagated, the pitch unevenness and jitter of each of the four color images can be suppressed to a predetermined allowable amount, and deterioration of the resist performance can be suppressed.
露光位置調整用モータは、例えば、感光体上を露光する走査線の傾き(スキュー)を調整するためのものである。 The exposure position adjusting motor is, for example, for adjusting the inclination (skew) of the scanning line for exposing the photosensitive member.
以下、本発明に係る光走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an optical scanning optical device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(画像形成装置の全体構成、図1参照)
図1に、本発明に係る光走査光学装置を搭載したカラープリンタ1の概略構成を示す。このカラープリンタ1は、タンデム方式で4色の画像を合成するように構成されている。即ち、四つの画像形成ステーション2(2Y,2M,2C,2K)の直上に中間転写ベルト10が配置され、直下に光走査光学装置20が配置されている。各画像形成ステーション2には、それぞれ、感光体ドラム3(3Y,3M,3C,3K)、現像器4(4Y,4M,4C,4K)や図示しない帯電器、残留トナーのクリーナなどが配置されている。なお、黒色の画像を形成するための画像形成ステーション2Kは大型に構成され、使用頻度の高いモノクロ画像を高速で形成できるようにしている。
(Overall configuration of image forming apparatus, see FIG. 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
光走査光学装置20は、Y,M,C,Kの画像データに基づいて放射される光束By,Bm,Bc,Bkによって各感光体ドラム3上に画像(静電潜像)を形成する。この潜像はトナーによって可視像化される。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
The optical scanning
中間転写ベルト10は、駆動ローラ11及び支持ローラ12に無端状に張り渡され、矢印Y方向への回転に基づいて前記各感光体ドラム3上に形成された各色のトナー画像が順次1次転写され、合成される。また、中間転写ベルト10上に形成された画像(調整用トナーパターン)を読み取るため、黒色の画像形成ステーション2Kの直後に光学センサ71が配置されている。
The
記録材は、自動給紙カセット5に収納されており、1枚ずつ所定のタイミングで給紙され、通紙経路6を経由して中間転写ベルト10から2次転写位置13にて合成トナー画像を2次転写され、定着装置15でトナーの加熱定着を施された後、排出ローラ16から排紙部9上に排出される。一方、両面プリントの際、記録材はスイッチバックローラ17からプリンタ1の外方に搬送され、スイッチバックされて反転経路7を経由して2次転写位置13に戻される。ここで裏面にトナー画像を2次転写された記録材は排出ローラ16から排紙部9上に排出されることになる。
The recording material is stored in the automatic
(光走査光学装置の概略構成、図2〜図4参照)
図2は一実施例である光走査光学装置20の断面図、図3は平面図、図4は底面図である。この光走査光学装置20は、光源部21と、ポリゴンミラー40と第1及び第2結像レンズ31,32と、各光路ごとに設けた折返しミラー34,35,36及び第3結像レンズ33と、これらの部材を保持するハウジング27とで構成されている。光源部21は、レーザダイオード22(22Y,22M,22C,22K)と、合成ミラー23(23Y,23M,23C)と、折返しミラー24と、シリンドリカルレンズ25とで構成され、プレート26に搭載されている。
(Schematic configuration of optical scanning optical device, see FIGS. 2 to 4)
2 is a cross-sectional view of the optical scanning
レーザダイオード22Kから放射された光束は折返しミラー24に直接導かれる。また、レーザダイオード22C,22M,22Yからそれぞれ放射された光束は、合成ミラー23C,23M,23Yでそれぞれ反射し、折返しミラー24に導かれる。折返しミラー24で反射された各光束はシリンドリカルレンズ25で副走査方向Z(図2参照)にほぼ平行に集光され、ポリゴンミラー40の同一面に副走査方向Zに所定の角度を有して導かれる。
The light beam emitted from the
これらの光束はポリゴンミラー40の回転に基づいて主走査方向Xに等角速度で偏向され、第1及び第2結像レンズ31,32を透過した後、光束Bkは第3結像レンズ33Kを透過して折返しミラー34Kで反射され、感光体ドラム3K上を露光/走査する。光束Bcは折返しミラー34C,35Cで反射されて第3結像レンズ33Cを透過し、さらに折返しミラー36Cで反射され、感光体ドラム3C上を露光/走査する。光束Bmは折返しミラー34Mで反射されて第3結像レンズ33Mを透過し、さらに折返しミラー35Mで反射され、感光体ドラム3M上を露光/走査する。光束Byは折返しミラー34Yで反射されて第3結像レンズ33Yを透過し、さらに折返しミラー35Yで反射され、感光体ドラム3Y上を露光/走査する。
These light beams are deflected at a constant angular velocity in the main scanning direction X based on the rotation of the
ポリゴンミラー40は、図2に示すように、プレート44に固定したモータ42に取り付けられている。プレート44にはさらに基板41及び放熱板43が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, the
また、各感光体ドラム3上での各走査線の書出し位置を検出するため、即ち、主走査同期信号を得るため、ポリゴンミラー40で偏向された光束Bkの主走査方向上流側光束は、図3に示すように、検出用ミラー37で反射されてレンズ38で集光され、同期信号検出用受光センサ39に入射する。
Further, in order to detect the writing position of each scanning line on each photosensitive drum 3, that is, to obtain a main scanning synchronization signal, the upstream side beam in the main scanning direction of the beam Bk deflected by the
さらに、色ずれ調整(レジスト調整)として、図3に示すように、部分倍率調整機構45とスキュー調整機構50が設置されている。スキュー調整機構50は駆動源としてブラケット59を介してハウジング27に固定されたステッピングモータ51を備え、その詳細は図7及び図8を参照して後述する。なお、部分倍率調整機構45の説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 3, a partial
ところで、スキュー調整用モータ51は、ハウジング27の一方の側に各感光体ドラム3の配列方向(図3の矢印B参照)に配置されている。また、ハウジング27はカラープリンタ1の図示しないフレームに、3箇所の固定点Z1,Z2,Z3により、例えば、ねじ止めにより固定されている。
By the way, the
(色ずれ調整、図9及び図10参照)
色ずれ(レジスト)調整は、各画像形成ステーション2にて図10に示すトナーパターンPy,Pm,Pc,Pkを形成して中間転写ベルト10上に1次転写し、このトナーパターンPy〜Pkを光学センサ71にて検出することにより、図9に示した各調整項目の全てあるいはその一部の項目を調整する。
(Color misregistration adjustment, see FIGS. 9 and 10)
For color misregistration (registration) adjustment, toner patterns Py, Pm, Pc, and Pk shown in FIG. 10 are formed at each image forming station 2 and primarily transferred onto the
(折返しミラーの支持構成、図5及び図6参照)
折返しミラー34K,34M,34Y,34C,35C,36C,35M,35Yは、それぞれ、ハウジング27の両側部で3点で支持されて固定されている。図5には、折返しミラー35Y,35M,36Cの3点支持の構成が概略的に示され(他の折返しミラーについても図5では図示しないが同様である)、スキュー調整用モータ51が配置されている側の一端部において頭部が半球状の二つの突起28a,28bにて2点で支持され、他端部において頭部が半球状の突起28cにて1点で支持されている。
(Refering mirror support structure, see FIGS. 5 and 6)
The folding mirrors 34K, 34M, 34Y, 34C, 35C, 36C, 35M, and 35Y are supported and fixed at three points on both sides of the
詳しくは、図6にミラー35Mを拡大して示すように、各折返しミラーは両端部においてハウジング27の側面部に板ばね29にて弾性的に押圧保持されている。また、各折返しミラーの下端面はハウジング27の側面部に設けた突起28dにて受けられている。
Specifically, as shown in an enlarged view of the mirror 35 </ b> M in FIG. 6, each folding mirror is elastically pressed and held by a
本光走査光学装置20において、色ずれ調整は、例えば、プリンタ1を立ち上げたときを含めて、連続的に搬送される先行する記録材の後端と後続の記録材の先端が2次転写位置13を通過する間でも行われる。スキューが発生していれば、モータ51を駆動して第3レンズ33を変位させ、スキューを調整する。このときモータ51を駆動した際の振動が折返しミラーにも伝播し、折返しミラーが変位して画像にピッチむらやジッタが発生してレジスト性能が劣化するおそれがある。
In the present optical scanning
本実施例において、各折返しミラーは突起28a,28b,28cにてハウジング27に3点支持されているため、安定性が良好であり、かつ、振動源となるスキュー調整用モータ51に近い一端側は突起28a,28bにて2点で支持されているため、振動であおり現象などが発生することはなく、安定性が良好である。従って、モータ51の振動が伝播されても、画像のピッチむらやジッタが所定の許容量以下となり、レジスト性能の劣化を抑えることができる。
In this embodiment, each folding mirror is supported by the
なお、全ての折返しミラーがモータ51に近い一端部で2点支持されている必要はない。しかし、ハウジング27の高い位置に取り付けられている折返しミラー35Y,35M,36Cほどモータ51からの振動の影響を受けやすい。従って、このように高い位置に取り付けられている折返しミラーにとっては、モータ51に近い一端部で2点支持されていることは極めて効果的である。
Note that it is not necessary for all the folding mirrors to be supported at two points at one end close to the
(スキュー調整機構、図7及び図8参照)
走査線の傾き(スキュー)の調整は、光束Bkを基準として光束Bc,Bm,Byに対して行われる。従って、図7に示すスキュー調整機構50は光束Bkに対して配置された第3レンズ33Kに対しては設置されておらず、光束Bc,Bm,Byに対して配置された第3レンズ33C,33M,33Yに対して設置されている。なお、光束Bkに対してもスキュー調整を行うようにしてもよいことは勿論である。
(Skew adjustment mechanism, see FIGS. 7 and 8)
The inclination (skew) of the scanning line is adjusted for the light beams Bc, Bm, and By using the light beam Bk as a reference. Therefore, the
詳しくは、第3レンズ33は、図8に示すように、レンズホルダ52に保持され、このレンズホルダ52は一端部で矢印F方向に揺動可能にピン53にて支持されている。さらに、レンズホルダ52の他端部には受け部材58が固定され、図7に示すように、この受け部材58はハウジング27の傾斜面27gに板ばね54にて押圧され、かつ、矢印F方向にスライド自在に取り付けられている。ステッピングモータ51の出力軸51aに固定したウォームギヤ55はウォームホイール56に噛合し、該ウォームホイール56と同軸に固定した偏芯カム57の外周面が受け部材58の底面に当接している。
Specifically, as shown in FIG. 8, the
ステッピングモータ51は、図10に示したトナーパターンPy〜Pkから検出されたスキューの状態に応じてその回転を制御され、ウォームギヤ55の回転がウォームホイール56から偏芯カム57に伝達され、偏芯カム57の外周面が受け部材58を押上げることでホルダ52とともに第3レンズ33を変位させてスキューを調整する。また、ホルダ52は図示しないばね部材により下方へ強制的に復帰するように付勢されている。
The rotation of the stepping
(他の実施例)
なお、本発明に係る光走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other examples)
The optical scanning optical device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
特に、ハウジングの細部の構成、光源部の構成の詳細、四つの光路を形成する各種光学素子の構成や配置は任意である。また、スキュー調整は、第3レンズを変位させる以外に、折返しミラーなどを変位させることで行うようにしてもよい。 In particular, the detailed configuration of the housing, the detailed configuration of the light source unit, and the configuration and arrangement of various optical elements forming the four optical paths are arbitrary. The skew adjustment may be performed by displacing a folding mirror or the like in addition to displacing the third lens.
3(3Y,3M,3C,3K)…感光体ドラム
20…光走査光学装置
21…光源部
27…ハウジング
28a,28b,28c…ミラー支持用突起
31,32,33…結像レンズ
34,35,36…折返しミラー
40…ポリゴンミラー
51…スキュー調整用モータ
3 (3Y, 3M, 3C, 3K) ...
Claims (2)
前記複数の光路には、それぞれ、前記光束を各感光体上に結像させる結像素子と、前記光束を各感光体上に導くミラーとが含まれ、
前記各部材を保持するハウジングと、前記光束が前記感光体上を露光する位置を調整するために前記結像素子を変位させるモータと、を備え、
前記モータは前記感光体の配列方向に複数配置されており、
前記ミラーのうち、少なくとも一つのミラーは、前記複数のモータの取付け面よりも前記ハウジングの底面から離れた位置でありかつ前記ミラーの中で前記ハウジングの底面から最も離れた位置に配置されているミラーであって、該ミラーは、前記複数のモータが配置されている側の一端部において一平面では2点で支持され、他端部において該一平面では1点で支持されていること、
を特徴とする光走査光学装置。 The light beams emitted from a plurality of light sources are deflected in the main scanning direction on the same surface of the deflector, and the deflected light beams are arranged on a plurality of photoconductors arranged at predetermined intervals in a direction orthogonal to the main scanning direction. In an optical scanning optical device having a plurality of optical paths to be imaged,
Each of the plurality of optical paths includes an image forming element that forms an image of the light flux on each photoconductor, and a mirror that guides the light flux on each photoconductor,
A housing for holding each member; and a motor for displacing the imaging element to adjust the position at which the light beam is exposed on the photoconductor.
A plurality of the motors are arranged in the arrangement direction of the photoconductors,
Among the mirrors, at least one of the mirrors is located farther from the bottom surface of the housing than the mounting surfaces of the plurality of motors , and is located farthest from the bottom surface of the housing in the mirror . A mirror that is supported at two points on one plane at one end on the side where the plurality of motors are disposed, and is supported at one point on the one plane at the other end;
An optical scanning optical device.
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