JP5207132B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
光源から発射された光ビームは、偏向手段によって主走査方向に偏向せしめられ、fθレンズに入射して、主走査線方向に集光されるとともに潜像担持体上で等速度的に走査するよう補正される。fθレンズによって等速度的に走査するよう補正された書込光は、長尺レンズに入射して、副走査線方向に集光されるとともに面倒れ補正がなされる。長尺レンズを通過した書込光は、反射鏡によって偏向されて、潜像担持体上に照射する。
この僅かな色ずれは、補正後の主走査線の形状の違いに起因するものであった。図21は、複数の感光体のうち、何れか1つの表面上における湾曲補正後の主走査線を示す模式図である。また、図22は、他の感光体の表面上における湾曲補正後の主走査線を示す模式図である。これらの図において、点線は、主走査方向に一直線状に延びる理想的な主走査線を示している。また、実線は、湾曲補正後の実際の主走査線を示している。それぞれの図に示すように、湾曲補正後の実際の主走査線は△tという波高で僅かに波打ちしたような形状になっている。これは、初期状態において湾曲した状態の反射鏡の長手方向中央部が押込装置によって押し込まれることで、鏡面の中央部が湾曲方向と逆方向に僅かに突出するため、走査線が波打ちしたような形状になってしまうのである。
また、請求項2の発明は、請求項1の光走査装置において、当該光走査装置が、対向走査方式の光走査装置であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、潜像担持体と、画像情報に応じた書込光を該潜像担持体表面に走査しながら照射することにより該潜像担持体表面に潜像を書き込む光書込手段と、該光書込手段により該潜像担持体表面上に形成された潜像を現像して可視像化する現像手段とを備え、該潜像担持体表面上の可視像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記光書込手段として、請求項1の光走査装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、複数の潜像担持体と、各潜像担持体に潜像を書き込む光書込手段と、各潜像担持体に形成された潜像をそれぞれ個別に現像する複数の現像手段と、現像によって各感光体上で得られた可視像をそれぞれ転写体に重ね合わせて転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、前記光書込手段として、請求項2の光走査装置を用いることを特徴とするものである。
よって、表1に示すように、走査レンズの反り方向と、光走査装置の構成(走査レンズから前記曲がり調整手段によって湾曲せしめられる反射光学素子までの間に設けられた反射光学素子の数、光ビームの進行方向、曲がり調整手段によって湾曲せしめられる反射光学素子の光ビーム反射方向)とから、反射光学素子の反射面を凸面とすることで、湾曲補正することができる場合は、反射光光学素子の反射面が凸面となる方向にのみ反射光学素子を湾曲させる曲がり調整手段を装置に組み付ける。すなわち、反射光学素子の反射面を平面状態または凸面にする曲がり調整手段を組み付けるのである。そして、走査レンズの反り量などによって走査線の湾曲量が異なるので、反射面が平面状態の反射光学素子を押し込んで、反射光学素子の凸面形状を調整することによって走査線の湾曲を補正することができる。
このように、本発明においては、従来のように、反射面が凹面状態で保持された反射光学素子を押し込んで、反射光学素子を凸面形状にして走査線の湾曲補正を行う場合に比べて、反射鏡の押し込み量を少なくすることができる。その結果、補正後の走査線の波高Δtを抑えることができる。
このように、本発明においては、反射光学素子を押し込んで、反射光学素子を凹面形状にして走査線の湾曲補正を行う場合に比べて、反射鏡の押し込み量を少なくすることができる。その結果、補正後の走査線の波高Δtを抑えることができる。
図1は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、筐体1と、この筐体1から引き出し可能な給紙カセット2とを備えている。筐体1の中央部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、黒(K)の各色のトナー像(可視像)を形成するための作像ステーション3Y,3C,3M,3Kを備えている。以下、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
図1及び図2に示すように、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、図中矢印A方向に回転する潜像担持体としてのドラム状の感光体10Y,10C,10M,10Kを備えている。感光体10Y,10C,10M,10Kは、直径40[mm]のアルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆う、例えばOPC(有機光半導体)感光層とから構成されている。各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、それぞれ、感光体10Y,10C,10M,10Kの周囲に、感光体を帯電する帯電装置11Y,11C,11M,11Kを備えている。また、感光体に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置12Y,12C,12M,12K、感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置13Y,13C,13M,13Kも感光体の周囲に備えている。
まず、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kにおいて、感光体10Y,10C,10M,10Kが帯電装置11Y,11C,11M,11Kによって一様に帯電される。その後、画像情報に基づいて生成された書込光Lによって走査露光されて、感光体10Y,10C,10M,10Kの表面に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、現像装置12Y,12C,12M,12Kの現像ローラ15Y,15C,15M,15K上に担持された各色のトナーによって現像されて、Y,C,M,Kトナー像となる。感光体10Y,10C,10M,10K上のY,C,M,Kトナー像は、各1次転写ローラ24Y,24C,24M,24Kの作用によって反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト20上に順次重ねて1次転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト20上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト20の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
図3は、本実施形態に係るプリンタおける光書込ユニット4を、4つの感光体とともに示す概略構成図である。この光書込ユニット4は、正多角柱構造の形状からなる2つのポリゴンミラー41a,41bを備えている。これらポリゴンミラー41a,41bは、その6つの側面に反射鏡を有しており、互いに正多角柱の中心を重ねるようにして上下方向に接続されている。そして、図示しないポリゴンモータによって同一回転軸線上で高速回転する。これにより、その側面にレーザーダイオード(光ビーム発射手段)からの書込光(光ビーム)が入射すると、この書込光が偏向・走査される。なお、ポリゴンミラー41aは、それに対して互いに反対方向から進んでくるC,M用の書込光Lc,Lmを主走査方向に偏向せしめるものである。また、ポリゴンミラー41bは、それに対して互いに反対方向から進んでくるY,K用の書込光Ly,Lkを主走査方向に偏向せしめるものである。
本実施形態においては、後述するように、反射鏡の反射面を凸面にすれば、主走査線の湾曲が補正されるのか、凹面にすれば主走査線の湾曲が補正されるのかがわかる。このため、本実施形態の湾曲補正機構は、反射鏡が反射面側、裏面側のいずれか一方にのみ湾曲できるような構成となっている。
図4は、Y用の第3反射鏡46Yとその周囲構成とを、第3反射鏡46Yの鏡面側から示す斜視図である。また、図5は、Y用の第3反射鏡46Yの縦断面と、その周囲構成とを示す構成図である。これらの同図において、第3反射鏡46Yは、その裏面側に存在するコの字状の断面形状を有するホルダー52Yによって保持されている。そして、長手方向の両端部をそれぞれホルダー52Yの長手方向両端から突出させている。
すなわち、本実施形態においては、板バネ52bY、ホルダー52Y、曲がり調整ネジ68Yで曲がり調整手段たる湾曲補正機構を構成している。
図24は、凸面湾曲補正機構の変形例を示す図である。図24(a)に示すように、ホルダー52Yの長手方向の両端部付近に、それぞれ第3反射鏡46Yに向けて突出する支持突起52aYが設けられている。これら支持突起52aYは、第3反射鏡46Yの裏面に当接している。また、ホルダーの両端部付近には、C型形状の板バネ部材が取り付けられており、図9に示すように、板バネ部材先端に設けられた2つの当接部を、第3反射鏡46Yの反射面の高さ方向両端部に当接させている。当接部は、図24(a)に示すようにそれぞれ、第3反射鏡46Yを挟んで支持突起と対向しており、第3反射鏡46Yの裏面側に向けて反射鏡46Y付勢している。第3反射鏡46Yの両端部付近がそれぞれ板バネ部材によって反射面側から付勢されると、第3反射鏡46Yが、支持突起と板バネ部材とに挟持される。これにより、図24(a)に示すように、第3反射鏡46Yの反射面が平面の状態でホルダーに保持される。曲がり調整ネジ68Yを、第3反射鏡46Yを裏面側から押し込むことにより、図24(b)に示すように、板バネ部材52bYが弾性変形し、第3反射鏡46Yの反射面が平面から凸面となるように反射鏡が湾曲せしめられる。
図25は、凹面湾曲補正機構の概略構成図である。
凹面湾曲補正機構は、第3反射鏡46Yの裏面(非鏡面)を鏡面側に向けて付勢している板バネの反射鏡と当接する箇所が、爪よりも長手方向端側にある以外は、図4乃至図8に示した凸面湾曲補正機構と同様の構成である。
板バネの反射鏡と当接する箇所が、爪よりも長手方向端側に設けることで、図25(a)に示すように、第3反射鏡46Yが、爪152aYを支点にして長手方向の中央部を裏面側に向けて撓ませるように強制的に湾曲せしめられる。つまり、凹面湾曲補正機構はホルダー152Yと板バネ152bYとで、第3反射鏡46Yを強制的に裏面側に向けて湾曲させた状態で保持している。そして、図25(b)に示すように、曲がり調整ネジ68Yを、第3反射鏡46Yを板バネ152bYによる強制的な湾曲の方向とは逆方向に押し込むことにより、第3反射鏡46Yが平面に戻される。
この変形例の凹面湾曲機構は、第3反射鏡46Yの反射面を裏面側に向けて付勢している板バネ部材の反射鏡と当接する箇所が、支持突起よりも長手方向中央側にある以外は、変形例の凸面湾曲補正機構と同様の構成である。この構成においても、図26(a)に示すように、ホルダー152Yと板バネ152bYとで、第3反射鏡46Yが強制的に裏面側に向けて湾曲させた状態で保持される。そして、図26(b)に示すように、曲がり調整ネジ68Yを、第3反射鏡46Yを板バネ152bYによる強制的な湾曲の方向とは逆方向に押し込むことにより、第3反射鏡46Yが平面に戻される。
本実施形態のプリンタは、走査レンズ43の反り、湾曲補正機構によって湾曲せしめられる反射鏡46の書込光反射方向、走査レンズ43から湾曲補正機構によって湾曲せしめられる反射鏡46までの間に設けられた反射鏡の数、書込光の進行方向から、反射鏡の反射面をどちらに湾曲すれば主走査線の湾曲を補正できるのか調べる。その調べた結果によって、反射鏡46の反射面が凸面になれば、湾曲補正ができる場合は、反射鏡46の反射面を凸面に湾曲せしめる凸面湾曲補正機構を用いる。一方、反射鏡46の反射面が凹面になれば、湾曲補正ができる場合は、反射鏡46の反射面を凹面に湾曲せしめる凹面湾曲補正機構を用いる。
なお、表2における走査レンズ『凸』とは、図10(a)に示すように、走査レンズ43を書込光進行方向から見たとき走査レンズ43の主走査方向中央が上側に反った状態を示す。また、走査レンズ『凹』とは、図10(b)に示すように走査レンズ43を書込光進行方向から見たとき走査レンズ43の主走査方向中央が下側に反った状態を示す。また、表2における書込光進行方向『正』とは、書込ユニット4をポリゴンミラーに偏向走査せしめられる書込光の主走査移動方向上流側から見たとき、ポリゴンミラー41で偏向せしめられた書込光が左から右へ進行する状態を意味している。また、書込光進行方向『負』とは、書込光が右から左へ進行する状態を意味している。また、表2における反射鏡の書込光反射方向『正』とは、書込ユニットを主走査線方向から見たとき、図11(a)に示すように、湾曲補正機構で湾曲される反射鏡が入射光に対して右回り方向へ反射する状態を意味する。また、表2における反射鏡の書込光反射方向『負』とは、書込ユニット4を主走査線方向から見たとき、図11(b)に示すように、湾曲補正機構で湾曲される反射鏡が入射光に対して左回り方向へ反射する状態を意味する。なお、走査レンズから湾曲補正機構によって湾曲せしめられる反射鏡46までの間に設けられた反射鏡の数が0のときは、偶数とする。
図に示すように、ポリゴンミラー41によって偏向せしめられた書込光は、図中左から右(『正』方向)へ進行して、走査レンズ43に入射する。走査レンズ43の反り方向が『凸』の場合、走査レンズ43の主走査方向中央から出射する書込光は図中点線のように、図中実線で示す走査レンズ43の主走査方向端部から出射する光ビームに比べて鉛直方向上側から出射する。走査レンズ43から出射した書込光は、そのまま湾曲補正機構によって湾曲される反射鏡46に入射して、入射した書込光は、『正』方向(図中時計回り方向)に反射して感光体10へ照射される。
図に示すように、走査レンズ43が凸状に反って、走査レンズ43の主走査方向中央から出射する書込光は図中点線のように、図中実線で示す走査レンズ43の主走査方向端部から出射する書込光に比べて鉛直方向上側から出射する結果、感光体10が図に示すように反時計回りに回転しているときは、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向下流に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡46の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡46の反射面を凸面とすることで、主走査線の中央が、上流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のAの組み合わせのときは、反射鏡46の反射面を凸面に湾曲せしめる凸面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
この図13に示す構成においては、図に示すように感光体10が時計回りに回転しているとき、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向上流に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡46の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡46の反射面を凹面とすることで、主走査線の中央が、上流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のBの組み合わせのときは、反射鏡46の反射面を凹面に湾曲せしめる凹面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
この図14に示す構成においては、図に示すように感光体10が反時計回りに回転しているとき、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向上流に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡46の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡46の反射面を凹面とすることで、主走査線の中央が、下流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のCの組み合わせのときは、反射鏡46の反射面を凹面に湾曲せしめる凹面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
この図15に示す構成においては、図に示すように感光体が時計回りに回転しているとき、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向下流側に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡の反射面を凸面とすることで、主走査線の中央が、上流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のDの組み合わせのときは、反射鏡の反射面を凸面に湾曲せしめる凸面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
この図16に示す構成においては、図に示すように感光体10が時計回りに回転しているとき、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向上流側に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡46の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡46の反射面を凹面とすることで、主走査線の中央が、下流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のEの組み合わせのときは、反射鏡46の反射面を凹面に湾曲せしめる凹面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
この図17に示す構成においては、図に示すように感光体10が反時計回りに回転しているとき、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向上流側に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡46の反射面を凸面とすることで、主走査線の中央が、下流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のFの組み合わせのときは、反射鏡46の反射面を凸面に湾曲せしめる凸面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
この図18に示す構成においては、図に示すように感光体10が時計回りに回転しているとき、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向上流側に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡の反射面を凸面とすることで、主走査線の中央が、下流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のGの組み合わせのときは、反射鏡46の反射面を凸面に湾曲せしめる凸面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
この図19に示す構成においては、図に示すように感光体10が時計回りに回転しているとき、主走査線中央が、端部に比べて感光体移動方向上流側に位置するようになる。このとき、湾曲補正機構で反射鏡46の中央を図に示す方向に押し込んで、反射鏡46の反射面を凹面とすることで、主走査線の中央が、下流側へ移動し、主走査線の湾曲が補正される。よって、表2のHの組み合わせのときは、反射鏡46の反射面を凹面に湾曲せしめる凹面湾曲補正機構を用いることで、主走査線の湾曲を補正できる。
また、反射鏡を凹面に湾曲させれば、主走査線の湾曲を補正できるときは、反射鏡の反射面を凹面にできる凹面湾曲補正機構を用いればよい。よって、反射鏡の反射面が凸面となるように強制湾曲させて保持し、反射鏡の反射面から反射鏡を押し込んで反射鏡の反射面を凹面にするものに比べて、反射鏡の押し込み量を少なくすることができる。その結果、反射光学素子中央部の突出を抑えることが可能となり、波高Δtを抑えることが可能となる。よって、主走査線がM字状やW字状になるのを抑制することができる。
5:中間転写ユニット
10Y,C,M,K:感光体
12Y,C,M,K:現像装置
20:中間転写ベルト
41a,b:ポリゴンミラー
44Y,C,M,K:第1反射鏡
45Y,C,M,K:第2反射鏡
46Y,C,M,K:第3反射鏡
52Y:ホルダー
54Y:板バネ部材54Y
56Y:傾き調整パルスモータ
57Y:モータホルダ
58Y:傾き調整アジャスタ
68Y:曲がり調整ネジ
Claims (4)
- 光ビーム発射手段と、
前記光ビーム発射手段から発射された光ビームを主走査方向に偏向走査せしめる偏向手段と、
該偏向手段によって偏向せしめられた前記光ビームを少なくとも副走査線方向に集光する走査レンズと、
該走査レンズを通過した光ビームを反射させる少なくともひとつ以上の反射光学素子と、
前記反射光光学素子を湾曲させて前記光照射対象体上の走査線の曲がりを調整する曲がり調整手段とを備えた光走査装置において、
前記曲がり調整手段は、反射光光学素子の反射面が凸面または凹面のいずれか一方にのみ反射光光学素子を湾曲させるものであって、
前記走査レンズの反り方向と、
前記走査レンズから前記曲がり調整手段によって湾曲せしめられる反射光学素子までの間に設けられた反射光学素子の数Nと、
前記光ビームの進行方向と、
前記曲がり調整手段によって湾曲せしめられる反射光学素子の光ビーム反射方向に基づいて、
下記表1を満たすように、反射光光学素子の反射面が凸面にのみ湾曲させる曲がり調整手段または反射光光学素子の反射面が凹面にのみ湾曲させる曲がり調整手段を組み付けたことを特徴とする光走査装置。
なお、表1における走査レンズの反り方向『凸』とは、主走査方向が水平方向となるように設置されたと仮定したときの光走査装置を光ビーム進行方向から見たとき、走査レンズが上側に反った状態を意味し、走査レンズの反り方向『凹』とは、同様に見たとき、走査レンズの主走査方向中央部が下側に反った状態を意味している。
また、表1における光ビーム進行方向『正』とは、主走査方向が水平方向となるように設置されたと仮定したときの光走査装置を、偏向手段に偏向走査せしめられる光ビームの主走査移動方向上流側から見たとき、前記偏向手段によって偏向せしめられた前記光ビームが左から右へ進行する状態を意味し、光ビーム進行方向『負』とは、同様に見たとき、光ビームが右から左へ進行する状態を意味している。
また、表1における反射光学素子の光ビーム反射方向『正』とは、主走査方向が水平方向となるように設置されたと仮定したときの光走査装置を、偏向手段に偏向走査せしめられる光ビームの主走査移動方向上流側から見たとき、曲がり調整手段によって湾曲せしめられる反射光学素子が、入射光に対して右回り方向へ反射した状態を意味し、反射光学素子の光ビーム反射方向『負』とは、同様に見たとき、曲がり調整手段によって湾曲せしめられる反射光学素子が、入射光に対して左回り方向へ反射した状態を意味する。
また、表1の反射光学素子の湾曲方向とは、組み付ける曲がり調整手段によって湾曲せしめられる反射光学素子の湾曲方向のことである。 - 請求項1の光走査装置において、
当該光走査装置が、対向走査方式の光走査装置であることを特徴とする光走査装置。 - 潜像担持体と、
画像情報に応じた書込光を該潜像担持体表面に走査しながら照射することにより該潜像担持体表面に潜像を書き込む光書込手段と、
該光書込手段により該潜像担持体表面上に形成された潜像を現像して可視像化する現像手段とを備え、
該潜像担持体表面上の可視像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記光書込手段として、請求項1の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 複数の潜像担持体と、
各潜像担持体に潜像を書き込む光書込手段と、
各潜像担持体に形成された潜像をそれぞれ個別に現像する複数の現像手段と、現像によって各感光体上で得られた可視像をそれぞれ転写体に重ね合わせて転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記光書込手段として、請求項2の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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