JP5402454B2 - 露光装置のミラーユニットおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス等、およびこれら複合機等の画像形成装置に用いられる露光装置のミラーユニットおよびこれを用いた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ等の画像形成装置には、レーザ光を走査させる露光装置を備えたものがある。この露光装置は、画像信号に応じて光源から光変調されて出射された光束をポリゴンミラーにより周期的に偏向させ、走査レンズによって感光体である感光体ドラム面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行うものである。

このような露光装置の中でも、前記光源から感光体ドラム面に至る光路中にミラーを配置し、前記光源から出射される光束を該ミラーに反射させて前記感光体ドラム面に投射させる光路構成とすることにより、該露光装置の小型化を図ったものが知られている。

この露光装置に用いられるミラーは角度調整機構を備えていて、該角度調整機構によりミラーの反射面の角度を調整することにより、ミラーに反射して前記感光体ドラム面に指向する光軸を適切に調整可能とされている。

図７は前記露光装置における従来のミラー角度調整機構を模式的に示している。ミラーＭはその重心Ｇを走査光軸Ｌ_０上に合わせて、長手方向を該走査光軸Ｌ_０の方向に向けて配置されている。

前記ミラーＭは、その長手方向一端部の一点と、他端部におけるミラー幅方向の２点とにそれぞれ支持点ａ，ｂ，ｃを持って、図外のミラーベース部材に３点支持されている。

前記ミラーＭの一点支持側の支持点ａは、前記走査光軸Ｌ_０上に配置されるように該ミラーＭの幅方向中央に設定されている一方、２点支持側の支持点ｂ，ｃは、前記走査光軸Ｌ_０を中心として線対称位置に設定されていて、これらの支持点ａ，ｂ，ｃを結んだ三角形領域内に前記重心Ｇが存在するような配置構成とされている。

そして、前記２点支持側の支持点ｂ，ｃの一方、例えば支持点ｃが角度調整点として、即ち、例えばアジャストスクリュー等による可動調整部として構成される。

これにより、前記可動調整部（支持点ｃ）を図７の紙面方向に微動することによって、前記支持点ａ，ｂを結ぶ線をミラー回転軸０として、ミラーＭが僅かに回転し、該ミラーＭの保持角度が変化して光軸調整が行われる。

このミラーＭの角度調整の関連技術は、例えば特許文献１，２に示されている。

特開平１１−２０２４０９号公報 特開２００３−２６３０００号公報

図７に示す従来の構造では、ミラーＭの角度調整時に該ミラーＭが走査光軸Ｌ_０上で回転できないため、ミラーＭがねじれ回転し、反射光軸が曲がって光軸調整精度が損なわれる可能性がある。

このミラーＭのねじれ回転を回避するためには、前記２点支持側の一方の支持点ｂも一転支持側の支持点ａと同様に前記走査光軸Ｌ_０上に設定して、これら支持点ａとｂとを結ぶミラー回転軸０線を該走査光軸Ｌ_０上に整合させればよいが、これでは前記ミラーＭの重心Ｇがミラー回転軸０上に存在することとなって、振動の影響を受け易くピッチムラ等の画像への悪影響が生じてしまう。

そこで、これらの支持点ａと支持点ｂとを前記走査光軸Ｌ_０上からミラーＭの幅方向にずらして前記ミラー回転軸０を走査光軸Ｌ_０に対して平行移動させて設定して、ミラーＭの重心Ｇが３支持点ａ，ｂ，ｃを結んだ三角形領域内に存在するように設定することも考えられる。しかし、この場合、前記走査光軸Ｌ_０に対するミラー回転軸０の平行移動により、当然ながら一点支持側の支持点ａがミラーＭの幅方向中央から該ミラーＭの幅方向一側に偏寄ってしまい、該ミラーＭの一点支持側のミラー重心がミラーＭの幅方向他側へ偏寄り、ミラーＭのねじれ振動が生じ易くなってしまう。

そこで、本発明はミラーの角度調整時における該ミラーのねじれ回転を回避できると共に、振動の影響を受けにくい露光装置のミラーユニットおよびこれを用いた画像形成装置を提供するものである。

本発明の露光装置のミラーユニットは、ミラーと、該ミラーを保持するミラーベースとを有し、走査光軸方向に配置されたミラーの長手方向一端部の１点と、他端部におけるミラー幅方向の２点とに支持点を持ち、前記１点支持側の支持点と、前記２点支持側の一方の支持点とを結ぶ線をミラー回転軸とし、該２点支持側の他方の支持点を角度調整入力点として、ミラーをミラーベース部材に角度調整可能に３点支持してあって、前記ミラーを、その長手方向を前記走査光軸に対してミラー幅方向に傾斜して配置し、前記１点支持側の支持点をミラーの幅方向中央に設定して、該１点支持側の支持点と前記２点支持側の一方の支持点とを前記走査光軸上に設定することにより、前記ミラー回転軸がこの走査光軸上に設定され、かつ、ミラー重心が前記３支持点を結んだ三角形領域内に設定されていることを主要な特徴としている。

前記２点支持側の他方の支持点に角度調整入力が作用すると、前記１点支持側の支持点と、前記２点支持側の一方の支持点とを結ぶ線をミラー回転軸として前記ミラーが回転し、ミラー反射面の角度が調整される。

本発明によれば、前述のようにミラーをその長手方向を走査光軸に対してミラー幅方向に傾斜して配置することにより、該ミラーの１点支持側の支持点をミラーの幅方向中央に設定した上で、該１点支持側の支持点と２点支持側の一方の支持点とを前記走査光軸上に設定して、ミラー回転軸の該走査光軸上への整合が可能となると共に、ミラー重心の前記３支持点を結んだ三角形領域内への設定が可能となる。

この結果、ミラーの角度調整時に該ミラーにねじれ回転が発生することがなく、また、ミラー重心位置のずれに起因する振動影響を受けることがないので、露光精度を高めることができる。

本発明の実施形態としての画像形成装置を概念的に示す全体構成図。 図１に示した画像形成装置における露光部としての露光装置を模式的に示す説明図。 図２に示した露光装置におけるミラーユニットの一実施形態を示す斜視図。 ミラーユニットの側面図。 ミラーユニットの平行度調整構造を模式的に示す平面説明図。 図３に示したミラーユニットにおけるミラー角度調整機構を模式的に示す説明図。 従来のミラー角度調整機構を模式的に示す説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。

図１は本発明に係る露光装置のミラーユニットが適用された画像形成装置の全体構成を示している。

この画像形成装置１００は、複数の感光体としての感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋを中間転写体の一例としての中間転写ベルト４１に対面させて縦方向に配列したフルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。

画像形成装置１００は、その上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えている。自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１０３に載置された原稿Ｄは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１０２により搬送される。

原稿読取部１０１は、原稿画像読み取り位置ＲＰにおいて搬送中の原稿Ｄの画像を読み取る。第１搬送ガイドＧ１および原稿排出ローラ１０５は、読み取りが終了した原稿Ｄを原稿排紙トレイ１０７に排出する。

画像形成装置１００は、前記原稿読取部１０１、露光部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、画像形成部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、中間転写部１０４、定着部１１５、排紙反転部１０６、再給紙部１１６、給紙部１０８、制御部１０９等から構成され、それらが一つの筺体内に収められている。

原稿読取部１０１は、原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿Ｄの画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１１、第２ミラーユニット１１２、レンズ１１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。撮像素子ＣＣＤは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。画像読取制御部１１４は、この画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理を施し、制御部１０９の記憶部に画像データとして格納する。記憶部に格納された画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。

露光部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、制御部１０９から送られる出力画像データを基に出力される出力情報に対応して、主帯電部３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面をレーザ光により走査露光し、感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１ＫにＹ色，Ｍ色，Ｃ色，ＢＫ色用の静電画像が形成される。

画像形成部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周辺に配置されている主帯電部３２Ｙ，現像部３３Ｙ，第１転写ローラ３４Ｙ，クリーニング部３５Ｙからなる。他の画像形成部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいても画像形成部３Ｙと同様な構成であり、それぞれの感光体ドラム３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの周辺に、それぞれに対応して主帯電部３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、現像部３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋ、第１転写ローラ３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ、クリーニング部３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋが配置されている。

現像部３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋは、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）のトナーで現像することによって感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ上には、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（ＢＫ）のトナー像が形成される。

中間転写部１０４の第１転写ローラ３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋは、感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上の所定位置に重ね合わせて転写する。各色のトナー像が重ね合わされることにより中間転写ベルト４１上にカラー画像が形成される。無端状ベルトからなる中間転写ベルト４１は、ベルト駆動ローラ４４の駆動力によって図１の矢印に示す方向に回転しながら移動する。クリーニング部３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋは、トナー像の転写を終えた感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋの表面に残留するトナーを除去する。

一方、第２転写ローラ４２は、中間転写ベルト４１上に重ね合わされて転写されたカラー画像を、給紙部１０８のトレイＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３から搬送され、レジストローラ５０によってタイミングが取られて送り出された用紙Ｐに転写する。ベルトクリーニング部４３は、カラー画像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１の表面を清掃し、清掃された中間転写ベルト４１は次の画像転写に供される。

トナー像を担持した用紙Ｐは定着部１１５に送られ、定着部１１５は用紙Ｐを加圧加熱することによって、トナー像を用紙Ｐへ定着させる。

排紙反転部１０６は、定着部１１５による定着処理を終えた用紙Ｐを搬送して排紙トレイ５１に排紙する。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド５２が一旦用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ５３に用紙Ｐの後端を挟持させた後に反転搬送し、排紙ガイド５２が用紙Ｐを排紙ローラ５４に導いて排紙する。

なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、排紙ガイド５２は、表面のトナー像の定着処理を終えた用紙Ｐを下方にある再給紙部１１６に搬送し、再給紙反転ローラ５５により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路５６に送り出し、裏面への画像形成に供する。

前記露光部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、図２に示す露光装置２として構成される。

露光装置２は、図外の半導体レーザ光源から出射された光束を周期的に偏向させるポリゴンミラー６０、複数の走査レンズ６１，６２、複数のミラー６３，６４を有するミラーユニット６５を備えている。

ミラー６３，６４は９０°の開き角度をもって配置され、ポリゴンミラー６０により偏向された光束は走査レンズ６１を通してミラー６４に入射する。ミラー６４に入射する光束は、該ミラー６４とミラー６３の反射作用により入射方向と平行に反転され、走査レンズ６２を通して感光体ドラム３１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に投射される。

ポリゴンミラー６０の回転によるレーザ光の偏向走査は、前述のようにして帯電された感光体ドラム３１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の主走査方向への画像データの書込みである。主走査方向は、感光体ドラム３１の回転軸に平行な方向である。副走査方向は、感光体ドラム３１の回転軸に対して直交する方向である。この感光体ドラム３１が副走査方向に回転し、かつ、レーザ光を主走査方向へ偏向走査することによって、感光体ドラム３１に所定の静電潜像が結像される。

このように複数のミラー６３，６４を有するミラーユニット６５を用いて、ポリゴンミラー６０により偏向された光束を平行に折り返す光路構成を採ることによって、露光装置２の小型化が図られる。
次に、図３〜図５にもとづいてミラーユニット６５の構成例を説明する。

ミラーユニット６５は、前記レーザ光の走査光軸方向に配置された前記一対のミラー６３，６４と、これらミラー６３，６４を保持する金属製のミラーベース部材６６とを備えている。

ミラーベース部材６６は、横長に形成された縦壁６７と、該縦壁６７の両端に前方に向けて張り出して形成された端壁６８とを備え、これら端壁６８の上，下面にはミラー６３，６４の板厚相当の深さで側面Ｌ字状のミラー受容溝６９が形成されている。

上，下のミラー受容溝６９，６９は、端壁６８の前方に向けて９０°の開き角度で設けられ、これらミラー受容溝６９，６９に定置される上，下のミラー６３，６４の相対向する反射面の開き角度が９０°に設定されるようになっている。

ミラー６３，６４は、それらの両端部が上，下のミラー受容溝６９，６９に上下方向に嵌合され、各端部が適宜の板ばね材からなるリテーナプレート７０により弾性的に保持されている。

このリテーナプレート７０は、その基部が前記縦壁６７の上，下面にロケートピン７２により位置決めされてスクリュー７３止めされていて、ミラー６３，６４の各端部でその背面と側端面と前端面とに跨ってこれを保持する３つの抱持片７１で構成されている（図４参照）。この抱持片７１のミラー対向面には半球状の当接座７１ａが設けられていて、ミラー６３，６４と点接触することにより保持ばね力の面方向の分散が抑制されている。

前記ミラー受容溝６９，６９にあっても、基本的にはそれらの側面Ｌ字状を成す前側溝面と後側溝面とに半球状に突設された当接座６９ａがミラー６３，６４に点接触することにより、前記リテーナプレート７０の保持ばね力の面方向の分散が抑制されるようになっている。

本実施形態では上側のミラー６３を前記上側のミラー受容溝６９に対して固定的な基準ミラーとし、下側のミラー６４をこの基準ミラー６３に対して反射面の角度調整が可能な可動ミラーとしている。

図６にこの下側のミラー６４の角度調整機構を模式的に示している。前記ミラー６４は、走査光軸Ｌ_０方向に配置された長手方向の一端部の１点と、他端部におけるミラー幅方向の２点とにそれぞれ支持点Ａ，Ｂ，Ｃを持っている。

そして、この１点支持側の支持点Ａと、２点支持側の支持点Ｂ，Ｃの一方、例えば上側の支持点Ｂとを結ぶ線をミラー回転軸０とし、２点支持側の他方（下側）の支持点Ｃを角度調整入力点として、前記ミラー６４がミラーベース部材６６に角度調整可能に３点支持されている。

１点支持側の支持点Ａは、ミラー受容溝６９の前側の溝面に突設された前記半球状の当接座６９ａで構成される。

２点支持側の支持点Ｂ，Ｃは、本実施形態では何れも前記ミラー受容溝６９の前側の溝面に突出したアジャストスクリュー７４，７５の半球状の先端７４ａ，７５ａで構成されている。

このアジャストスクリュー７４，７５は、ミラーベース部材６６の一方の端壁６８に切欠形成されたスクリュー取付面７６に取付けられていて、これらアジャストスクリュー７４，７５のねじ込み量調整により、前記２点支持側の支持点Ｂ，Ｃが可動調整構造とされる。

前述のように、下側のミラー６４は支持点Ａ，Ｂ，Ｃによって３点支持されるが、この下側のミラー６４は、図６に示すようにその長手方向を前記走査光軸Ｌ_０に対してミラー幅方向に傾斜して配置されている。

そして、前記１点支持側の支持点Ａをミラー幅方向中央に設定して、該支持点Ａと前記２点支持側の一方の支持点Ｂとを前記走査光軸Ｌ_０上に設定することによって、これらの支持点Ａ，Ｂを結ぶ線で構成されるミラー回転軸０がこの走査光軸Ｌ_０上に整合され、かつ、ミラー重心Ｇが前記３支持点Ａ，Ｂ，Ｃを結んだ三角形領域内に存在するように設定されている。

前記ミラーベース部材６６の両側の端壁６８には、取付ブラケット７７，７８が水平に突設されている。これら取付ブラケット７７，７８にはそれぞれ１つのボルト挿通孔７７ａ，７８ａが形成され、これらボルト挿通孔７７ａ，７８ａに固定用ボルト７９を挿通して、図外の露光ユニットフレームに締結固定されるようになっている。

前記ボルト挿通孔７７ａ，７８ａの一方、例えばボルト挿通孔７７ａはボルト挿通孔７８ａを中心とする円弧に沿う前後方向の長孔として形成されている（図５参照）。

これにより、ボルト挿通孔７８ａに挿通した固定用ボルト７９を中心にミラーベース部材６６をボルト挿通孔７７ａの長さ範囲に対応する回動角θの範囲で回動して、感光体ドラム３１に対する平行度調整が可能とされている。

以上の構成からなる本実施形態のミラーユニットによれば、ミラー６４における２点支持側の下側の支持点Ｃを構成するアジャストスクリュー７５のねじ込み量を調整することにより、前記支持点Ａと支持点Ｂとを結ぶ線をミラー回転軸０として、該ミラー回転軸０を中心にミラー６４が回転し、そのミラー反射面の角度が調整される。

このとき、前記ミラー回転軸０は走査光軸Ｌ_０上に整合しているため、前記ミラー角度調整時にミラー６４にねじれ回転が発生することはない。また、前記１点支持側の支持点Ａはミラー幅の中央に設定され、かつ、ミラー重心Ｇが前記３つの支持点Ａ，Ｂ，Ｃを結んだ三角形領域内に存在するようにこれらの支持点Ａ，Ｂ，Ｃが設定されているので、ミラー重心Ｇの偏寄り、およびミラー６４の支持点Ａ側のミラー重心の偏寄りに起因する振動影響を受けることがなく、前記ミラー６４のねじれ回転の発生を解消できることと相俟って露光精度を高めることができる。

この結果、画像形成装置１００の画像形成部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおける露光部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの光路変向用ミラーユニット６５のミラーユニットとして用いた場合に、ミラー反射面の角度調整を適切に行えて、感光体ドラム３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋに結像される静電画像にピッチムラ等を生じることがなく、画質の精度を良好にすることができる。

また、ミラー６４はミラー６３と対を成して相互の反射面が９０°の開き角度をもってミラーベース部材６６に設けられていて、ミラー６３を固定的な基準ミラーとして、このミラー６３の反射面を基準にミラー６４を前述のようにミラー回転軸０を中心に回転してその反射面の角度調整が行われるため、ミラーユニット６５の光軸調整作業を容易に行うことができる。

更に、前記ミラーベース部材６６は、感光体ドラム３１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対して、一方の取付ブラケット７７のボルト挿通孔７７ａの長さ範囲で、他方の取付ブラケット７８の固定用ボルト７９を中心に回動して平行度調整可能とされているので、前記感光体ドラム３１に対する露光精度をより一層高めることができる。

しかも、前記ミラー６４の２点支持側の支持点Ｂ，Ｃがともにアジャストスクリュー７４，７５で構成した可動調整構造とされているため、これらアジャストスクリュー７４，７５のねじ込み量調整により前記感光体ドラム３１に対する平行度を微調整することが可能で、前記平行度の調整精度を高めることができる。

なお、場合によって前記３支持点Ａ，Ｂ，Ｃとも可動調整構造とすることも可能である。

２…露光装置（露光部）
３１…感光体ドラム（感光体）
６４…ミラー
６６…ミラーベース部材
７４，７５…アジャストスクリュー（可動調整構造）
７７，７８…取付ブラケット
７７ａ，７８ａ…ボルト挿通孔
７９…固定用ボルト
Ａ，Ｂ，Ｃ…支持点
０…ミラー回転軸
Ｌ_０…走査光軸

Claims (6)

1. 露光装置に用いられるミラーユニットであって、
   該ミラーユニットは、ミラーと該ミラーを保持するミラーベース部材とを有し、
   走査光軸方向に配置されたミラーの長手方向一端部の１点と、他端部におけるミラー幅方向の２点とに支持点を持ち、前記１点支持側の支持点と、前記２点支持側の一方の支持点とを結ぶ線をミラー回転軸とし、該２点支持側の他方の支持点を角度調整入力点として、ミラーをミラーベース部材に角度調整可能に３点支持してあって、
   前記ミラーを、その長手方向を前記走査光軸に対してミラー幅方向に傾斜して配置し、前記１点支持側の支持点をミラーの幅方向中央に設定して、該１点支持側の支持点と前記２点支持側の一方の支持点とを前記走査光軸上に設定することにより、前記ミラー回転軸がこの走査光軸上に設定され、かつ、ミラー重心が前記３支持点を結んだ三角形領域内に設定されていることを特徴とする露光装置のミラーユニット。
2. 前記２点支持側の少くとも１つの支持点が可動調整構造とされていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置のミラーユニット。
3. 前記ミラーが、画像形成装置の画像形成部における露光部に用いられるミラーであることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置のミラーユニット。
4. 前記ミラーが、相互の反射面が９０°の開き角度をもって前記ミラーベース部材に設けられた一対のミラーからなり、少くとも一方のミラーが角度調整可能に３点支持されていることを特徴とする請求項３に記載の露光装置のミラーユニット。
5. 前記ミラーベース部材は、その長手方向両端部にそれぞれ固定用ボルトが挿通する１つのボルト挿通孔を有する取付ブラケットを備え、少くとも一方の取付ブラケットのボルト挿通孔が長孔に形成されて、前記ミラーの反射光が投射される感光体に対して、前記ミラーベース部材が前記他方の取付ブラケットの固定用ボルトを中心に前記一方の取付ブラケットのボルト挿通孔の長さ範囲で回動して平行度調整可能とされていることを特徴とする請求項３または４に記載の露光装置のミラーユニット。
6. 請求項１〜５の何れか１つに記載の露光装置のミラーユニットを有する画像形成装置。

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