JP6050918B2

JP6050918B2 - 光走査装置およびそれを備えた画像形成装置

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Publication number: JP6050918B2
Application number: JP2016529168A
Authority: JP
Inventors: 広基高橋
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2035-05-11
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Description

本発明は、露光走査により被走査面上に潜像を形成する光走査装置およびそれを備えた複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンターなどに用いられる光走査装置は、一般的に、光源と、光源からのビーム光を主走査方向に偏向走査するポリゴンミラー（回転多面鏡）と、ポリゴンミラーにより偏向されたビーム光を被走査面上に結像させるｆθレンズと、ポリゴンミラーと被走査面との間の光路上に設けられる１つ以上の平面ミラーと、を備える。

ここで、ｆθレンズや平面ミラーに製造誤差や取付誤差等が生じると、ビーム光が副走査線方向に湾曲する現象（以下、走査線湾曲という）が生じる場合がある。

そこで、例えば特許文献１には、走査線湾曲を抑制するために、反射ミラー（平面ミラー）を湾曲させる光書込装置（光走査装置）が開示されている。この光書込装置では、光ビームの入射方向に対して凹凸状に湾曲する向きに反射ミラーの湾曲量を調整する走査線湾曲調整手段を設けている。これにより、走査線が副走査方向一方側に凸状に湾曲する場合であっても、副走査方向他方側に凸状に湾曲する場合であっても、反射ミラーを光ビームの入射方向に対して凹状または凸状に湾曲させることによって、走査線の湾曲量を低減させることが可能である。

なお、カラー画像形成装置では、各色に対応する感光体の被走査面上で走査線湾曲が生じると、形成されるカラー画像には走査線のズレに起因する色ズレが生じるので、走査線湾曲は特にカラー画像形成装置において問題となりやすい。

特開２００６−１７８８１号公報

しかしながら、上記特許文献１の光書込装置では、反射ミラーを光ビームの入射方向に対して凹状にも凸状にも湾曲できるように走査線湾曲調整手段を構成する必要があるので、走査線湾曲調整手段の構造が複雑になり、部品点数が増加してコストが高くなるという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、簡単な構成で、走査線湾曲を抑制することが可能な光走査装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の光走査装置は、光源からのビーム光を主走査方向に偏向走査する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向されたビーム光を被走査面上に結像させるレンズと、回転多面鏡と被走査面との間の光路上に設けられ、ビーム光を反射して被走査面へ導く１つ以上の平面ミラーと、平面ミラーの背面を押圧する押圧部材と、を備えている。平面ミラーは、第１平面ミラーと第２平面ミラーとを含んでいる。第１平面ミラーは、ビーム光が入射される光入射面および光入射面とは反対側に配置される反対面を有するとともにビーム光を透過するガラス板と、ガラス板の反対面上に配置される反射層と、を有する。第二平面ミラーは、押圧部材により背面を押圧される。そして、ビーム光が第１平面ミラーのガラス板を透過して反対面側で反射されることによって、被走査面上で走査線が副走査方向一方側に凸状に湾曲され、押圧部材により第２平面ミラーの背面を押圧して第２平面ミラーを湾曲させることによって、第１平面ミラーによって湾曲された被走査面上の走査線を平坦状に調整可能である。

本発明によれば、ビーム光が第１平面ミラーのガラス板を透過して反対面側で反射されることによって、被走査面上で走査線が副走査方向一方側に凸状に湾曲され、押圧部材により第２平面ミラーの背面を押圧して第２平面ミラーを湾曲させることによって、第１平面ミラーによって湾曲された被走査面上の走査線を平坦状に調整可能である。すなわち、走査線が副走査方向一方側に凸状に湾曲するように第１平面ミラーを形成し、押圧部材により第２平面ミラーを湾曲させることによって、走査線を平坦状にする。このため、第２平面ミラーを厚み方向一方側にのみ湾曲させることができればよいので、第２平面ミラーの背面を押圧するだけの簡単な構成の押圧部材を用いて、走査線湾曲を抑制することができる。

また、ビーム光は第１平面ミラーのガラス板を透過して反対面側で反射される。この場合、ガラス板の位置（中央部や端部等）によって、ビーム光の入射角が異なることによりガラス板を透過するビーム光の光路長が異なるので、走査線湾曲を容易に生じさせることができる。

また、ガラス板の厚みを変更することによって、副走査方向一方側に予め付与する走査線湾曲量を容易に調整することができる。

本発明の一実施形態の光走査装置を備えた画像形成装置の構造を概略的に示した断面図である。本発明の一実施形態の光走査装置の構造および各感光体ドラムを示した断面図である。本発明の一実施形態の光走査装置の最終平面ミラーで反射されるビーム光を説明するための図である。本発明の一実施形態の光走査装置の最終平面ミラーによって走査線が副走査方向一方側に凸状に湾曲された状態を示した図である。本発明の一実施形態の光走査装置の最終平面ミラー周辺の構造を示した斜視図である。本発明の一実施形態の光走査装置の最終平面ミラーの背面を押圧部材により押圧した際に最終平面ミラーで反射されるビーム光を説明するための図である。本発明の一実施形態の光走査装置の最終平面ミラーの背面を押圧部材により押圧することによって、凸状に湾曲された走査線を平坦状に調整した状態を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による光走査装置２０を備えた画像形成装置１について説明する。本実施形態の画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、画像形成装置１の下部には、積載された用紙束を収容する給紙カセット等の給紙部２が設けられている。この給紙部２の一端部には、積載された用紙Ｐを最上位紙から１枚ずつ給紙するための分離給送部３が設けられている。そして分離給送部３の上部には、上方へ延びて本体上面に形成された排出トレイ４に至る用紙搬送路５が形成されている。この用紙搬送路５に沿って、用紙搬送方向上流から順に、分離給送部３、搬送ローラー対６、レジストローラー対７、転写ローラー８、定着ローラー対９及び排紙ローラー対１０が配置されている。

転写ローラー８の右側には、中間転写ベルト１１が回転自在に配設されている。中間転写ベルト１１は、駆動ローラー１２と従動ローラー１３とに掛け渡されており、駆動ローラー１２が回転駆動することにより、時計回りに回転されるようになっている。また、駆動ローラー１２は中間転写ベルト１１を介して上記転写ローラー８と当接している。なお、中間転写ベルト１１には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。

中間転写ベルト１１の下方には、回転方向に沿って、図１においては右側から順に、４つの画像形成部１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ及び１４Ｙが配設されている。これらの画像形成部１４Ｋ〜１４Ｙは、異なる４色（ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの画像を順次形成する。

これら画像形成部１４Ｋ〜１４Ｙには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１５Ｋ，１５Ｃ，１５Ｍ及び１５Ｙが配設されており、回転自在に配設された各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの周囲には、感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙを帯電させる帯電器１６と、感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙ上にトナー像を形成する現像ユニット１７と、感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙ上に残留した現像剤を除去するクリーニング部１８と、中間転写ベルト１１を介して感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙと当接する中間転写ローラー１９がそれぞれ配置されており、更に感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの下方には各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙに画像情報を露光する光走査装置２０が配置されている。

ここで、図２を参照して、光走査装置２０についてさらに説明する。光走査装置２０は、画像信号に基づいて変調したビーム光２１を射出する光源（図示せず）、回転多面鏡であるポリゴンミラー２２、第１ｆθレンズ２３及び第２ｆθレンズ２４を備えている。また、ポリゴンミラー２２と各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの被走査面との間の各光路には、第１ｆθレンズ２３を透過したビーム光を反射する平面ミラー２５と、必要に応じて設けられる平面ミラー２６と、ビーム光を各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙに向かって反射する最終平面ミラー（第１平面ミラー、第２平面ミラー）２７と、が配置されている。

光走査装置２０には光源（図示せず）が４つ備えられており、それぞれブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの画像信号に基づいて変調したビーム光２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ及び２１Ｙを射出するものである。ポリゴンミラー２２は、ポリゴンモーター（図示せず）によって回転軸２２ａを中心に回転されることによって、反射面に入射されたビーム光２１Ｋ〜２１Ｙを主走査方向に等角速度偏向させることができる。

第１ｆθレンズ２３及び第２ｆθレンズ２４は、各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの被走査面を走査するビーム光２１Ｋ〜２１Ｙが、主走査方向に等速度で走査するように、ポリゴンミラー２２によって等角速度偏向されたビーム光２１を等速度偏向させ、感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの表面（被走査面）上に結像させるものである。

平面ミラー２５、２６および最終平面ミラー２７は、各ビーム光２１Ｋ〜２１Ｙの光路に設置される反射部材であって、その長手方向両端を保持台２９および固定バネ３０（図５参照）によって固定され、光走査装置２０内の所定の位置に配置されている。なお、各光路に配置される平面ミラー（２５〜２７）の枚数及び反射面の設置角度は適宜変更することができる。

上記のように構成された画像形成装置１による画像形成動作について説明する。ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙが回転駆動されることにより、帯電器１６によって感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの表面が一様に帯電され、入力された画像信号に基づいて光走査装置２０によってビーム光が照射され、各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙ上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。

ここで、光走査装置２０によるビーム光走査動作について説明する。光走査装置２０に備えられた図示しない４つの光源からビーム光２１Ｋ〜２１Ｙがポリゴンミラー２２の反射面へと入射される。この時、ポリゴンミラー２２によって偏向された４つのビーム光２１Ｋ〜２１Ｙの光路分離を容易にするために、これらのビーム光２１Ｋ〜２１Ｙはポリゴンミラー２２に対して主走査方向または副走査方向に異なる角度で入射するように構成されている。

ポリゴンミラー２２に入射されたビーム光２１Ｋ〜２１Ｙは、ポリゴンミラー２２によって等角速度偏向された後、それぞれの光路に配置された平面ミラー２５、２６によって所定回数折り返されながら、第１ｆθレンズ２３および第２ｆθレンズ２４によって等速度偏向される。そして、光路の最後に設けられた最終平面ミラー２７によって折り返され、各感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの表面へと配光されることとなる。

次いで、感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙに現像ユニット１７に図示しない補給装置から充填されたブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色の現像剤が供給され、静電潜像に応じたトナー像が形成され、中間転写ベルト１１に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラー１９によって感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙ上のブラック、シアン、マゼンタ及びイエローのトナー像が中間転写ベルト１１上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。そして、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１５Ｋ〜１５Ｙの表面に残留した現像剤はクリーニング部１８により除去される。

また、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１２の回転に伴い中間転写ベルト１１が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対７から所定のタイミングで中間転写ベルト１１に隣接して設けられた転写ローラー８へ搬送され、フルカラー画像が用紙Ｐへ転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは定着ローラー対９へと搬送され、定着ローラー対９により加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、排出ローラー対１０によって排出トレイ４に排出される。

次に、最終平面ミラー２７について詳細に説明する。

本実施形態では、最終平面ミラー２７は図３に示すように、ビーム光を透過するガラス板２７ａと、反射層２７ｂと、によって構成されている。ガラス板２７ａは、ビーム光２１が入射される光入射面２７ｃと、光入射面２７ｃとは反対側に配置される反対面２７ｄと、を有する。これにより、ビーム光２１は、光入射面２７ｃから入射し、ガラス板２７ａを透過して反対面２７ｄ側で反射され、ガラス板２７ａを再度透過して光入射面２７ｃから出射する。このとき、最終平面ミラー２７の長手方向（主走査方向、矢印Ａ方向）の中央部と両端部とでは、ビーム光２１の入射角が異なるので、ガラス板２７ａを透過するビーム光２１の光路長が異なる。このため、最終平面ミラー２７で反射されたビーム光２１が副走査線方向に湾曲し、感光体ドラム１５の被走査面上で図４に示すように走査線Ｓが副走査方向（矢印Ｂ方向）一方側（ここでは上側）に凸状に湾曲する。

この走査線湾曲量は、ｆθレンズ（２３、２４）や平面ミラー（２５〜２７）の製造誤差や取付誤差等に起因して生じる走査線湾曲量よりも大きくなるように設定されている。このため、最終平面ミラー２７によって予め付与される走査線湾曲は、被走査面上で必ず副走査方向一方側（ここでは上側）に凸状に生じる。

また、図５に示すように、最終平面ミラー２７の背面側には、最終平面ミラー２７の背面を押圧する押圧部材３１が設けられている。押圧部材３１は、最終平面ミラー２７の背面の長手方向（主走査方向、矢印Ａ方向）の中央部を押圧するように配置されている。

押圧部材３１は、最終平面ミラー２７の背面を押圧するビス３１ａと、ビス３１ａが螺着されるネジ穴が形成されたビス保持部材３１ｂと、を有する。ビス保持部材３１ｂは、光走査装置２０の筐体に固定されている。

ビス３１ａをビス保持部材３１ｂのネジ穴にねじ込んでいくと、ビス３１ａの先端が最終平面ミラー２７の背面を押圧し、最終平面ミラー２７は光入射面２７ｃが凸状になるように湾曲する。このとき、図６に示すように、最終平面ミラー２７の中央部は破線Ｌ１で示すように撓み、最終平面ミラー２７の中央部で反射されるビーム光２１は破線Ｌ２で示すように進行する。これにより、図７に示すように、予め副走査方向（矢印Ｂ方向）一方側（ここでは上側）に凸状に湾曲される走査線Ｓ（実線）が、破線で示すように平坦状に調整される。

なお、ビス３１ａの回転量を調整することにより、最終平面ミラー２７の湾曲の度合いを変更することができ、走査線Ｓを容易に平坦化することができる。

本実施形態では、上記のように、ビーム光２１が最終平面ミラー２７のガラス板２７ａを透過して反対面２７ｄ側で反射されることによって、押圧部材３１により最終平面ミラー２７が湾曲されていない状態では被走査面上で走査線Ｓが副走査方向一方側に凸状に湾曲され、押圧部材３１により最終平面ミラー２７の背面を押圧して最終平面ミラー２７を湾曲させることによって、被走査面上の走査線Ｓを平坦状に調整可能である。すなわち、走査線Ｓが副走査方向一方側に凸状に湾曲するように最終平面ミラー２７を形成し、押圧部材３１により最終平面ミラー２７を湾曲させることによって、走査線Ｓを平坦状にする。このため、最終平面ミラー２７を厚み方向一方側にのみ湾曲させることができればよいので、最終平面ミラー２７の背面を押圧するだけの簡単な構成の押圧部材３１を用いて、走査線湾曲を抑制することができる。

また、ビーム光２１はガラス板２７ａを透過して反対面２７ｄ側で反射される。この場合、ガラス板２７ａの位置（中央部や端部等）によって、ビーム光２１の入射角が異なることによりガラス板２７ａを透過するビーム光２１の光路長が異なるので、走査線湾曲を容易に生じさせることができる。

また、ガラス板２７ａの厚みを変更することによって、副走査方向一方側に予め付与する走査線湾曲量を容易に調整することができる。

また、上記のように、押圧部材３１は、最終平面ミラー２７の背面の主走査方向の中央部を押圧する。これにより、最終平面ミラー２７を主走査方向に対称に湾曲させることができるので、走査線Ｓを容易に平坦状に調整することができる。

また、上記のように、押圧部材３１により押圧される平面ミラー（最終平面ミラー２７、第２平面ミラー）は、ビーム光２１をガラス板２７ａの反対面２７ｄ側で反射して走査線Ｓを副走査方向一方側に凸状に湾曲させる平面ミラー（最終平面ミラー２７、第１平面ミラー）と同一である。これにより、各光路において１つの最終平面ミラー２７によって走査線湾曲を抑制することができるので、光走査装置２０を簡単な構成にすることができる。

また、上記のように、押圧部材３１は、ビス３１ａと、ビス３１ａが螺着されるネジ穴が形成されたビス保持部材３１ｂと、によって構成されている。これにより、簡単な構成の押圧部材３１を容易に実現することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、図１に示したようなカラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、モノクロプリンター、カラー複写機、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、露光走査により被走査面上に潜像を形成する光走査装置を備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。

また、上記実施形態では、各光路上に平面ミラーを２個または３個配置した例について示したが、各光路上に平面ミラーを１個または４個以上配置してもよい。

また、上記実施形態では、ビーム光２１をガラス板２７ａの反対面２７ｄ側で反射して走査線Ｓを副走査方向一方側に凸状に湾曲させる平面ミラー（第１平面ミラー）と、押圧部材３１により押圧されて走査線Ｓを平坦状にする平面ミラー（第２平面ミラー）と、を最終平面ミラー２７によって構成した例について示したが、平面ミラー２５または２６によって構成してもよい。

また、上記実施形態では、走査線Ｓを副走査方向一方側に凸状に湾曲させる平面ミラーと、走査線Ｓを平坦状にする平面ミラーと、を同一の平面ミラーにより構成した例について示したが、本発明はこれに限らない。走査線Ｓを副走査方向一方側に凸状に湾曲させる平面ミラー（第１平面ミラー）と、走査線Ｓを平坦状にする平面ミラー（第２平面ミラー）と、を異なる平面ミラーによって構成してもよい。例えば、平面ミラー２５または２６によって走査線Ｓを副走査方向一方側に凸状に湾曲させ、最終平面ミラー２７によって走査線Ｓを平坦状にしてもよい。また、走査線Ｓを平坦状にする平面ミラー（第２平面ミラー）を、走査線Ｓを副走査方向一方側に凸状に湾曲させる平面ミラー（第１平面ミラー）よりも光路上流側に配置してもよい。

Claims

光源からのビーム光を主走査方向に偏向走査する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡により偏向されたビーム光を被走査面上に結像させるレンズと、
前記回転多面鏡と前記被走査面との間の光路上に設けられ、前記ビーム光を反射して前記被走査面へ導く１つ以上の平面ミラーと、
前記平面ミラーの背面を押圧する押圧部材と、
を備えた光走査装置であって、
前記平面ミラーは、
前記ビーム光が入射される光入射面および前記光入射面とは反対側に配置される反対面を有するとともに前記ビーム光を透過するガラス板と、前記ガラス板の前記反対面上に配置される反射層と、を有する第１平面ミラーと、
前記押圧部材により前記背面を押圧される第２平面ミラーと、
を含み、
前記ビーム光が前記第１平面ミラーの前記ガラス板を透過して前記反対面側で反射されることによって、前記被走査面上で走査線が副走査方向一方側に凸状に湾曲され、
前記押圧部材により前記第２平面ミラーの背面を押圧して前記第２平面ミラーを湾曲させることによって、前記第１平面ミラーによって湾曲された前記被走査面上の走査線を平坦状に調整可能であることを特徴とする光走査装置。
前記押圧部材は、前記第２平面ミラーの背面の前記主走査方向の中央部を押圧することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
前記第２平面ミラーは、前記第１平面ミラーと同一であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
前記回転多面鏡と前記被走査面との間の前記光路上には、前記平面ミラーが複数設けられており、
前記第２平面ミラーは、前記第１平面ミラーとは異なることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
前記押圧部材は、前記第２平面ミラーの背面を押圧するビスと、前記ビスが螺着されるネジ穴が形成されたビス保持部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。