JPH04264416A - 画像形成装置の光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタや複写
機等の画像形成装置に適用され、レーザビームによって
感光体に静電潜像を形成する光学装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、多色画像を形成するために、１つ
の感光体に複数のレーザビームを照射して各色の画像に
対応する複数の静電潜像を形成するように構成されたレ
ーザプリンタや複写機等の画像形成装置が用いられつつ
ある。この種の画像形成装置の光学装置は、レーザビー
ムをポリゴンミラーで走査して感光体に照射することに
より、走査線に沿った感光体の露光を行うようになって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置の光学装置では、ミラーやレンズなど
の光学系部材の取り付け誤差等に起因して各ビームの光
路長が互いに異なりがちであり、そのために、各色の画
素が相対的に走査方向にずれて画像品質が低下しがちで
あるという問題点を有していた。

【０００４】上記色ずれを低減して画像品質を向上させ
るためには、各光学系部材の加工精度や取り付け精度を
かなり高く設定する必要があるが、この場合には製造工
数や製造コストの大幅な増大を招くことになる。なお、
ミラーの位置等を調整してビームの光路長を変化させる
ようにすることも考えられるが、このような調整は一般
に感光体上の走査線の位置ずれや傾きの変化等を伴い、
やはり画像品質の劣化を招きがちである。それゆえ、光
路長の調整と走査線の位置ずれ等の調整とを交互に繰り
返しながら各調整量を収束させる必要があり、非常に手
間のかかるものとなる。

【０００５】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであって、感光体上の走査線の位置ずれ等の調整に影
響を与えることなく、ビームの光路長の調整を行えるよ
うにし、画素の走査方向のずれによる色ずれ等を容易に
解消して画像品質を向上させることができる画像形成装
置の提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、１つの感光体の表面に複数のビームを走
査して照射し、複数の静電潜像を形成するように構成さ
れた画像形成装置の光学装置において、少なくとも１つ
のビームの光路中に、出射するビームの走査面を所定の
許容範囲以上に変位させることなくビームの光路長を変
化させる光路長可変手段が設けられていることを特徴と
している。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、光路長可変手段を調整する
と、ビームの走査面が所定の許容範囲以上に変化するこ
となく光路長が変化する。

【０００８】

【実施例】第１実施例 本発明の第１実施例として、２つのビームにより形成さ
れた静電潜像をそれぞれ異なる色のトナーで現像して２
色画像を得る画像形成装置に適用された光学装置の例を
図１ないし図７に基づいて説明する。

【０００９】図１は光学装置における光学系部材の構成
を示す斜視図である。図１において、１１・２１は半導
体レーザ、１２・２２は集光レンズ、１３・２３はシリ
ンドリカルレンズ、１４は合成ミラー、１５はポリゴン
ミラー、１６はトーリックｆθレンズ、１７は第１ミラ
ー、１８は第２ミラー、１９は第３ミラー、２７は分離
フィルタ、２９は第４ミラー、３０は感光ドラムである
。なお、感光ドラム３０の周囲には図示しないメインチ
ャージャや、２色のトナーを収容した２つの現像器、転
写・分離チャージャ、クリーナ装置などが設けられてい
るが、本発明の主眼ではないのでその説明は省略する。

【００１０】上記半導体レーザ１１・２１は、それぞれ
波長が８１０ｎｍおよび７５０ｎｍのビームＢ１・Ｂ２
を発するようになっている。合成ミラー１４は、波長の
長いビームＢ１を透過させる一方、波長の短いビームＢ
２を反射して、各ビームＢ１・Ｂ２を同一の光路でポリ
ゴンミラー１５に入射させ、また、分離フィルタ２７は
同様の作用により、同一の光路をとるビームＢ１・Ｂ２
を２つの光路に分離するようになっている。ポリゴンミ
ラー１５は図示しない駆動手段によって回転駆動され、
入射したビームＢ１・Ｂ２を走査する方向に反射するよ
うになっている。

【００１１】すなわち、半導体レーザ１１・２１から発
せられたビームＢ１・Ｂ２は、それぞれ、集光レンズ１
２・２２、シリンドリカルレンズ１３・２３、合成ミラ
ー１４、ポリゴンミラー１５、トーリックｆθレンズ１
６、分離フィルタ２７、および第１・第２・第３ミラー
１７・１８・１９、または第４ミラー２９を介して感光
ドラム３０に照射され、走査線３１・３２に沿った露光
が行われるようになっている。

【００１２】上記第１・第２ミラー１７・１８、第３ミ
ラー１９、分離フィルタ２７、および第４ミラー２９は
、それぞれ図２および図３に示すようにミラーホルダ４
１〜４４を介してフレーム４５に取り付けられている。 ミラーホルダ４１は、より詳しくは、図４に示すように
両端部にミラー当接面５１・５１・５２・５２が形成さ
れ、第１・第２ミラー１７・１８をそれぞれ板ばね５３
…によって押圧することにより固定するようになってい
る。

【００１３】ここで、第１・第２ミラー１７・１８は、
第１ミラー１７に入射するビームＢ１の走査面Ｂ１ｐｉ
と第２ミラー１８に反射されて出射されるビームＢ１の
走査面Ｂ１ｐｒとがほぼ平行になるように配置されてい
る。上記ミラーホルダ４１の両端部に設けられたフラン
ジ部５４・５４には、長孔５５…が形成され、ねじ５７
…によってフレーム４５に固定されるようになっている
。ミラーホルダ４１の底部には、図５に示すように孔５
６が形成され、スライダ５８に設けられたピン５８ａが
嵌合されて、ミラーホルダ４１がビームＢ１の走査面Ｂ
１ｐｉ・Ｂ１ｐｒに垂直な軸心Ｌ周りに回動し得るよう
になっている。

【００１４】スライダ５８には、めねじ５８ｂ・５８ｂ
および長孔５８ｃ・５８ｃが形成され、ねじ５９・５９
によってミラーホルダ４１に固定される一方、ねじ６０
・６０によってフレーム４５に固定されるようになって
いる。上記の構成において、トナー像の形成が行われる
際には、まず感光ドラム３０が図１中の矢印Ａ方向に回
転するとともに、ビームＢ１の照射によって走査線３１
ごとに静電潜像が形成され、１色目のトナーによる現像
が行われる。

【００１５】また、ビームＢ２は、感光ドラム３０にお
けるビームＢ１の照射された位置がビームＢ２の照射さ
れる位置まで回転する時間だけ遅れて照射され、上記ト
ナー像に重ねて静電潜像が形成された後、２色目のトナ
ーによる現像が行われる。このようにして感光ドラム３
０上に形成された２色のトナー像は、転写チャージャに
よって転写紙等の被転写体に転写され、熱定着されて、
印刷画像が得られる。

【００１６】ここで、例えば各ミラー１７…等の取り付
け誤差や感光ドラム３０の軸心の傾き、光学装置の画像
形成装置への取り付け誤差等に起因して、ビームＢ１・
Ｂ２の光路長が互いに等しくならず、形成される画像に
走査方向の色ずれを生じることがある。より具体的には
、例えば図６に示すようにビームＢ１よりもビームＢ２
の方が光路長が長くなると、走査線３１よりも走査線３
２の方が長くなり、走査線３２の方が画素ピッチが大き
くなって、走査方向の色ずれが生じることになる。

【００１７】また、例えば図７に示すように、走査開始
時点の光路長はビームＢ２の方が長い一方、走査終了時
点の光路長はビームＢ１の方が長い場合には、走査開始
点付近では走査線３２の方が画素ピッチが大きく、走査
終了点付近では走査線３１の方が画素ピッチが大きくな
って、やはり走査方向の色ずれが生じることになる。そ
こで、あらかじめ、走査線３１・３２におけるスキュー
や感光ドラム３０の回転方向の位置ずれ等を公知の調整
方法によって調整した後、次のようにして光路長の調整
を行うことにより、走査方向の色ずれを解消することが
できる。なお、以下の調整作業は、例えば実際にテスト
パターン等の画像を形成させて目視するか、または感光
ドラム３０上のトナー像をテレビカメラやフォトセンサ
等で検出することにより確認しながら行われる。

【００１８】まず、ねじ５９・５９を締め付けてスライ
ダ５８をミラーホルダ４１に固定する一方、ねじ５７…
およびねじ６０…を緩めてミラーホルダ４１とスライダ
５８とを一体的に矢印Ｂ方向に移動させ、走査線３１・
３２の長さが等しくなるようにして、ねじ６０…を締め
付け、スライダ５８をフレーム４５に固定する。すなわ
ち、走査線３１・３２の中央部付近に照射されるビーム
Ｂ１・Ｂ２の光路長が互いに等しくなるようにする。

【００１９】次に、ねじ５９・５９を緩めるかまたは取
り外し、ミラーホルダ４１をスライダ５８におけるピン
５８ａの軸心Ｌ周りに回動させ、走査線３１・３２の画
素ピッチ、またはテストパターンにおける所定のマーク
のピッチが、走査開始点付近および走査終了点付近で、
それぞれ互いに等しくなるようにした後、ねじ５７…を
締め付けてミラーホルダ４１をフレーム４５に固定する
。

【００２０】ここで、第１・第２ミラー１７・１８は、
前述のようにビームＢ１の走査面Ｂ１ｐｉ・Ｂ１ｐｒが
ほぼ平行になるように配置され、また、軸心Ｌは走査面
Ｂ１ｐｉ・Ｂ１ｐｒに垂直になるように設定されている
ので、上記のようにミラーホルダ４１を移動または回動
させても、感光ドラム３０上の走査線３１・３２におけ
る傾きや感光ドラム３０の回転方向の位置は変化しない
。それゆえ、スキュー調整や位置調整に影響を与えるこ
となく、光路長を調整して走査方向の色ずれ等を解消す
ることができる。

【００２１】ビームＢ１の光路長の調整が完了すると、
次に走査線３１・３２の長さが所定の長さ、例えば複写
画像を得る場合であれば、原稿画像の主走査方向の長さ
と複写画像の主走査方向の長さとの比が１：１になるよ
うに、ポリゴンミラー１５の回転速度を調整するか、ま
たは図示しない画像データ処理部における画像データの
電気変倍の調整を行う。なお、ビームＢ１・Ｂ２の光路
長をともに調整し得るように構成する場合には、走査線
３１・３２がいずれも所定の長さになるように光路長の
調整を行えば、ポリゴンミラー１５の回転速度等の調整
は行わなくてもよい。

【００２２】第２実施例 本発明の第２実施例を図８および図９に基づいて説明す
る。なお、本第２実施例において、前記第１実施例と同
様の機能を有する構成部分については同一の番号を付し
て説明を省略する。本第２実施例においては、前記第１
実施例における合成ミラー１４に代えて、図８に示すよ
うに、半導体レーザ２１から発せられたビームＢ２を反
射するミラー１４１が設けられ、半導体レーザ１１から
発せられたビームＢ１はミラー１４１の上方を通過して
ポリゴンミラー１５に入射するようになっている。

【００２３】また、ビームＢ１・Ｂ２を２つの光路に分
離する分離フィルタ２７に代えて、ビームＢ２だけを反
射するビームＢ２用第１ミラー２７１が設けられている
。なお、このようにビームＢ１・Ｂ２が互いに異なる光
路をとるように構成されている場合には、半導体レーザ
１１・２１としては等しい発光波長を有するものを用い
てもよい。

【００２４】第１・第２ミラー１７・１８は、前記第１
実施例と同様に、図９に示すようにミラーホルダ４１に
保持され、第１ミラー１７に入射するビームＢ１の走査
面Ｂ１ｐｉと第２ミラー１８に反射されて出射されるビ
ームＢ１の走査面Ｂ１ｐｒとがほぼ平行になるように配
置されるとともに、軸心Ｌは走査面Ｂ１ｐｉ・Ｂ１ｐｒ
に垂直になるように設定されている。

【００２５】なお、図９中、２ａ・２ｂは第１・第２帯
電器、３ａ・３ｂは第１・第２現像器、５は転写チャー
ジャ、６はクリーニング装置である。上記のように構成
されている場合にも、前記第１実施例と同様に、ミラー
ホルダ４１を矢印Ｂ方向に移動させたり、軸心Ｌ周りに
回動させたりしても、感光ドラム３０上の走査線３１・
３２における傾きや感光ドラム３０の回転方向の位置は
変化しないので、スキュー調整や位置調整に影響を与え
ることなく、光路長を調整して走査方向の色ずれ等を解
消することができる。

【００２６】第３実施例 本発明の第３実施例を図１０に基づいて説明する。なお
、本第３実施例において、前記第１実施例または第２実
施例と同様の機能を有する構成部分については同一の番
号を付して説明を省略する。本第３実施例においては、
図１０に示すように、前記第２実施例における第１〜第
３ミラー１７〜１９に代えて、ハーフミラー６１と折り
返しミラー６２とが設けられている。

【００２７】上記ハーフミラー６１は、トーリックｆθ
レンズ１６から入射するビームＢ１を透過させる一方、
折り返しミラー６２で反射されたビームＢ１を反射して
感光ドラム３０に照射するようになっている。折り返し
ミラー６２はミラーホルダ６３に保持され、入射するビ
ームＢ１の走査面Ｂ１ｐｉと反射されるビームＢ１の走
査面Ｂ１ｐｒとが同一の平面に含まれるように配置され
ている。

【００２８】ミラーホルダ６３は、前記第１実施例にお
けるミラーホルダ４１と同様の構成を成し、矢印Ｂ方向
に移動させ得るとともに、軸心Ｌ周りに回動させ得るよ
うになっている。上記の構成において、折り返しミラー
６２を矢印Ｂ方向に移動させたり、軸心Ｌ周りに回動さ
せたりすると、ビームＢ１の光路長が変化し、走査線３
１の長さや画素ピッチが調整される。

【００２９】また、上記のような調整を行った場合でも
、折り返しミラー６２から反射されるビームＢ１は、走
査面Ｂ１ｐｉと同一の平面内の光路をとり、したがって
走査線３１の位置や傾きは変化しないので、スキュー調
整や位置調整に影響を与えることなく、走査方向の色ず
れ等を解消することができる。 第４実施例 本発明の第４実施例を図１１に基づいて説明する。なお
、本第４実施例において、前記第１実施例ないし第３実
施例と同様の機能を有する構成部分については同一の番
号を付して説明を省略する。

【００３０】本第４実施例においては、図１１に示すよ
うに、前記第２実施例における第１・第２ミラー１７・
１８に代えて、矢印Ｂ方向への移動、および軸心Ｌ周り
の回動が可能なミラーホルダ７２に保持される１つの折
り返しミラー７１が設けられている。上記の構成におい
て、折り返しミラー７１を矢印Ｂ方向に移動させると、
ビームＢ１は、光路長が変化するとともに、光路が例え
ば同図に破線で示すように変化して走査線３１の位置が
距離ｄだけずれる。

【００３１】ところが、形成される画像の解像度に比べ
て上記ずれ量ｄが充分小さければ、スキュー調整や位置
調整に影響を与えることはない。すなわち、折り返しミ
ラー７１に入射するビームＢ１の走査面Ｂ１ｐｉと反射
されるビームＢ１の走査面Ｂ１ｐｒとのなす角度θが充
分小さくなるように、第３ミラー１９の配置等が設定さ
れていれば、スキュー調整や位置調整に影響を与えるこ
となく光路長を調整して走査方向の色ずれ等を解消する
ことができる。

【００３２】なお、第１実施例における分離フィルタ２
７は、波長の違いを利用するものに限らず、偏光面の違
いを利用するものなどでもよい。また、感光体としては
、上記のように感光ドラムに限らず、感光ベルトなどで
もよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出射するビームの走査面を所定の許容範囲以上に変位さ
せることなくビームの光路長を変化させる光路長可変手
段が設けられていることにより、感光体上の走査線の位
置ずれ等の調整に影響を与えることなくビームの光路長
の調整を行えるので、画素の走査方向のずれによる色ず
れ等を容易に解消して画像品質を向上させることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の光学装置における光学系
部材の構成を示す斜視図である。

【図２】同光学装置の構成を示す正面図である。

【図３】同平面図である。

【図４】同ミラーホルダの構成を示す斜視図である。

【図５】同ミラーホルダおよびスライダの構成を示す斜
視図である。

【図６】同ビームの光路長と走査線との関係を示す説明
図である。

【図７】同ビームの光路長と走査線との関係を示す説明
図である。

【図８】本発明の第２実施例の光学装置における光学系
部材の構成を示す斜視図である。

【図９】同正面図である。

【図１０】本発明の第３実施例の光学装置における光学
系部材の構成を示す正面図である。

【図１１】本発明の第４実施例の光学装置における光学
系部材の構成を示す正面図である。

【符号の説明】

１７　　　　第１ミラー １８　　　　第２ミラー ３０　　　　感光ドラム ４１　　　　ミラーホルダ ６２　　　　折り返しミラー ６３　　　　ミラーホルダ ７１　　　　折り返しミラー ７２　　　　ミラーホルダ Ｂ１・Ｂ２　　　　ビーム Ｂ１ｐｉ・Ｂ１ｐｒ　　　　走査面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　１つの感光体の表面に複数のビームを
   走査して照射し、複数の静電潜像を形成するように構成
   された画像形成装置の光学装置において、少なくとも１
   つのビームの光路中に、出射するビームの走査面を所定
   の許容範囲以上に変位させることなくビームの光路長を
   変化させる光路長可変手段が設けられていることを特徴
   とする画像形成装置の光学装置。