JPH10138559A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で精度よく走査線の傾き調整を行
うことができ、また、部品交換の作業性を向上させ、耐
振動性の高い画像形成装置を得る。 【解決手段】 レーザ光源５９と、レーザ光を結像させ
るレンズ５８と、レーザ光を偏向させるポリゴンスキャ
ナ５Ｂと、光スポットを得るためのレンズ系５Ｃと、レ
ーザ光を反射する折り返しミラー５Ｆとを有する光書き
込みユニット５を装置本体内部の本体ベース５２上に装
着してなる画像形成装置９０において、本体ベース５２
の上面及び光学ハウジング６０の底面をそれぞれ基準面
とし、本体ベース５２の基準面に光学ハウジング６０の
基準面を本体ベース５２の基準面に沿って回転可能に載
せ、この光学ハウジング６０の回転中心は、基準面上
で、被走査線の中心線から上記基準面に垂直に引いた仮
想線上に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学書き込みユニ
ットから出射されたレーザ光によって感光体に静電潜像
を形成する画像形成装置に関するもので、特に、複写
機、プリンタ、ファクシミリ等に適用可能なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像形成装置において、転写紙
上の走査線の傾きは、転写紙搬送系のスキューによるも
のと、光書き込みビームと感光体軸との平行度に起因し
て発生するものとがある。従来の画像形成装置では、転
写紙上の走査線の傾きは、光書き込みユニットと感光体
の位置精度のみで決まるため、構成部分の加工誤差の累
積や構造体の自重による変形や設置場所の平面度により
大きく異なる場合があった。また、光書き込みユニット
は、ポリゴンスキャナやＬＤ（半導体レーザ）等の故
障、寿命により修理交換が必要な場合があり、ユニット
の着脱あるいは交換の容易さが重要となっている。さら
に、本体駆動部を加振源とする振動やポリゴンスキャナ
自体の振動によって感光体に対する相対的な振動がおき
るいわゆるバンディングが発生し、画像が乱れるという
不具合があった。

【０００３】上記のような問題点に応える従来技術とし
ては、特開平８−１９０２５６号公報に記載されている
ように、光書き込みユニットのハウジングに突起部と基
準平面を有し、画像形成装置内部の装着部に前記ハウジ
ングを装着するための位置決め孔と基準平面を形成する
ことによって、光書き込みユニットを装置本体に位置決
めするという装置が知られている。

【０００４】しかし、上記公報記載の発明は、取付基準
が前端面両端部と底面後端部であるため、加工誤差の累
積が大きく、位置精度が出しにくく、改良の余地があ
る。また、ハウジングを固定するのに板バネ等使用して
いるため、本体駆動源からの振動が伝わりやすく、光書
き込みユニットの振動によるバンディングが発生しやす
いという難点があり、改良の余地がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑み、簡単な構成で精度よく走査線の傾き
調整を行うことができ、また、部品交換の作業性を向上
させ、耐振動性の高い画像形成装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、レーザ光を出射するレーザ光
源と、レーザ光を結像させるレンズと、該レンズから出
射されたレーザ光を偏向させるポリゴンスキャナと、被
走査面上で安定した光スポットを得るためのレンズ系
と、レーザ光を反射する折り返しミラーとを有する光書
き込みユニットを装置本体内部の本体ベース上に装着し
てなる画像形成装置において、前記本体ベースの上面及
び光学ハウジングの底面をそれぞれ基準面とし、本体ベ
ースの基準面に光学ハウジングの基準面を本体ベースの
基準面に沿って回転可能に載せ、この光学ハウジングの
回転中心は、基準面上で、被走査線の中心から上記基準
面に垂直に引いた仮想線上に設けたことを特徴とする。

【０００７】前記課題を解決するために請求項２記載の
発明は、請求項１記載の発明において、前記光書き込み
ユニットから出射するビームは本体ベース取り付け基準
面に対して４５゜以上をなすことを特徴とする。

【０００８】前記課題を解決するために請求項３記載の
発明は、請求項２記載の発明において、本体ベースの上
面に、前記回転中心を中心とした同心円上に複数個の異
形長穴を設け、この異形長穴に対応するように光学ハウ
ジング底部に複数個の突起を設け、光書き込みユニット
の着脱は、回転中心を中心に光学ハウジングを所定位置
に回転させることによって行うことを特徴とする。

【０００９】前記課題を解決するために請求項４記載の
画像形成装置は、請求項３記載の発明において、本体後
カバーと光学ハウジングとの間に上記回転中心を中心に
して光学ハウジングを回転調整する調整機構を設け、感
光体に対する走査線の傾き調整をすることを特徴とす
る。

【００１０】前記課題を解決するために請求項５記載の
画像形成装置は、請求項４記載の発明において、光学ハ
ウジング上部で、光ビームの出射側端部に階段状の切欠
き部を設け、光学ハウジングと最終折り返しミラーを外
した場合に、走査光ビームが上記切欠き部を通過するこ
とを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
にかかる画像形成装置の実施の形態について説明する。
図１はカラー画像形成装置９０の概略構成を示す側面図
である。図示しないスキャナ部において読み取った原稿
の色分解画像信号強度レベルを基にして、図示しない画
像処理部で色変換処理を行い、所定のカラー画像データ
を得る。このカラー画像データをカラー画像形成装置９
０の光書き込みユニット５内で往復運動する光ビームに
変換し、その後現像器６で例えばイエロー、マゼンタ、
シアンの顕像化を行い、現像器７でブラックの顕像化を
行い、これらを重ね合わせて４色カラー画像を形成する
ものである。

【００１２】書き込みユニット５は、上面に露光用開口
部６４を設けた上カバー６５とレーザ光源５９等の光学
素子を配置した光学ハウジング６０からなり、カラー画
像形成装置９０内の本体ベース５２上に載置される。本
体ベース５２の下方部には給紙カセット１７が配置さ
れ、本体ベース５２には各ユニットを支持するための本
体側板がローラ２、３、１２、１４等の軸方向左右に設
けられている。帯電チャージャ４、感光体クリーニング
ブレード１５Ａは、感光体ベルト１を架設している回動
ローラ２の周辺部に設けられている。走査ビーム５Ｄ
は、感光体ベルト１の表面上に最適スポット径になるよ
うに配置されている。

【００１３】光書き込みユニット５は、光学素子として
のレーザー光源５９と図示しない発光駆動制御部、ポリ
ゴンスキャナ５Ｂとその回転用モータ５Ａ、ｆ／θレン
ズ５Ｃ、折り返しミラー５Ｆ等で構成されている。光書
き込みユニット５では、前記カラースキャナからのカラ
ー画像データを光信号に変換し、原稿画像に対応した光
書き込みを行い、感光体ベルト１上に静電潜像を形成す
る。レーザー光源５９から出射した光は、高速で回転す
るポリゴンスキャナ５Ｂで反射され、ｆθ機能をもつレ
ンズ系５Ｃに導かれ、折り返しミラー５Ｆで斜め情報に
反射され、感光体ベルト１上を往復運動する光ビームに
変換される。レーザー光は、コンピューター等により、
前述の読み取った原稿の画像信号強度レベルに応じて、
ＯＮ／ＯＦＦ制御され、感光体ベルト１に画像が露光さ
れる。図１、図２に示すように、光書き込みユニット５
の開口部６４から出射するレーザ光は、本体ベース取り
付け基準面に対して４５°以上をなすように折り返しミ
ラー５Ｆによって反射され、カラー画像形成装置９０内
の限られた狭い空間を通って感光体ベルト１に至るよう
になっている。

【００１４】感光体ベルト１は回動ローラ２、３間に架
設されていて、回動ローラ２、３の駆動力により図にお
いて時計方向に回転する。符号４は帯電手段である帯電
チャージャ、５は帯電露光手段たる光書き込みユニッ
ト、６はイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像剤を
収容した３種類の現像手段からなる回転型現像器、７は
黒色の現像剤を収容した現像手段である黒色現像器をそ
れぞれ示している。

【００１５】前記カラー現像器６及び黒現像器７は各々
所定の位置で前記感光体ベルト１と近接あるいは接触す
る各現像ローラを備え、感光体ベルト１上の潜像を非接
触現像あるいは接触現像法により顕像化する機能を有し
ている。符号１０は、中間転写体たる転写ベルトを示し
ており、回動ローラ１１、１２間に架設され、傾斜され
て配置されている。中間転写ベルト１０は、回動ローラ
１１、１２の駆動により図１において反時計回りに駆動
され搬送される。中間転写ベルト１０はその傾斜ベルト
面下方部で、前記感光体ベルト１の回動ローラ３に対応
する部分と接触しており、感光体ベルト１上の顕像が、
中間転写ベルト１のループ内に設けられたバイアスブラ
シ１３により中間転写ベルト１０上に転写されるように
なっている。

【００１６】次に、上記画像形成装置の画像形成プロセ
スについて説明する。まず初めに、帯電チャージャ４に
より感光体ベルト１の外周面は均一に帯電される。次
に、均一に帯電された感光体ベルト１の外周面に対し
て、図示しないカラースキャナにより原稿像を走査する
ことによって得られる画像情報に基づき、レーザー光源
５９をＯＮ／ＯＦＦ制御しながら感光体ベルト１上に露
光し、原稿の像に対応した静電潜像を形成する。次に、
感光体ベルト１の外周面の静電潜像が形成されていない
周縁部の静電付加を除電ランプによって除去する。感光
体ベルト１の外周面の静電潜像は、イエロー、マゼン
タ、シアンのカラー現像剤を収容した３種類の現像手段
からなる回転型現像器６と黒色の現像剤を収容した現像
手段である黒色現像器７によって、それぞれの色のトナ
ーにより顕像化され、この顕像化された像は、中間転写
ベルト１０の介在のもとに転写紙に転写される。

【００１７】より具体的には、分解された色ごとに第１
回目の顕像、第２回目の顕像、第３回目の顕像、第４回
目の顕像が反復されて行われると共に、これらの顕像が
中間転写ベルト１０上にそれぞれ重ねられ、位置ずれを
生じないように転写される。これを１次転写といい、こ
の１次転写時は、転写ローラ１４とクリーニングブレー
ド１６Ａは中間転写ベルト１０から離間している。こう
してブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの顕像化を
行い、これを中間転写ベルト１０上に重ね合わせて４色
カラー画像を形成することができる。この中間転写ベル
ト１０上のカラー画像は転写紙に転写される。これを２
次転写という。

【００１８】１次転写後は、中間転写ベルト１０の外周
面に残留したトナーがクリーニングユニット１６によっ
て回収される。転写紙は、転写ローラ１４により定着装
置４９内に搬送され、定着ローラ４９Ａ、加圧ローラ４
９Ｂにより定着され、図示しない排紙トレイ又はソータ
のビン上に送られる。なお、色ごとの画像形成順序は特
に限定されるものではない。

【００１９】以下では、光書き込みユニット５を本体ベ
ース５２へ組み込むための構造と、光書き込みユニット
５による走査線の傾き調整について説明する。図３は、
光書き込みユニット５の実施の形態の一例を示す上面図
である。本体ベース５２の上面に基準穴６１を設ける。
この基準穴６１の位置は、本体ベース５２の基準面上
で、被走査線の中心Ｃの下方に設ける。この基準穴６１
に対応させて、光学ハウジング６０の底面を基準面と
し、この基準面上に突起としての基準ボス６２を設け
る。本体ベース５２の基準面上で前記基準穴６１を中心
とした小半径の円周上に異形長穴７０、大半径の円周上
に異形長穴７１、７１を設ける。一方、光学ハウジング
６０の基準面上にも前記基準ボス６２を中心とした小半
径の円周上にボス６３、大半径の円周上にボス６６、６
６を設ける。上記基準穴６１は、より正確には、本体ベ
ース５２の基準面上で、上記被走査線の中心Ｃから上記
基準面に垂直に引いた仮想線上にある。

【００２０】本体ベース５２の基準面上の各穴７０、７
１、７１と光学ハウジング６０の基準面上のボス６３、
６６、６６とを精度よく嵌合させ、上記基準ボス６２を
回転中心として、光学書き込みユニット５を上記各穴７
０、７１、７１の長さ方向の範囲内で回転可能としてい
る。

【００２１】図７は、装置本体の底部側から見た場合の
本体ベース５２の概略図である。本実施の形態では、前
記基準ボス６２を中心とした同心円上にすり割りの入っ
た１個のボス６３と上記基準ボス６２を中心とした大半
径の同心円上にすり割りの入った２個のボス６６、６６
を光学ハウジング６０の底面に設けている。本体ベース
５２の基準面上には、基準穴６１を中心とした同心円上
に上記ボス６３に対応する位置に異形の長穴７０と上記
ボス６６、６６に対応する位置に異形の長穴７１、７１
をそれぞれ設けている。異形の長穴７０は、ボス６３の
径より大きい径の穴部７０−ａと基準穴６１を中心とし
て同心円上に長い穴部７０−ｂとを連続して形成した形
になっている。同様に異形の長穴７１、７１も、ボス６
６、６６の径より大きい径の穴部７１−ａと基準穴６１
を中心とする同心円上に長い穴部７１−ｂ、７１−ｂと
を連続して形成した形になっている。光書き込みユニッ
ト５を本体ベース５２上に装着する場合は、基準ボス６
２を基準穴６１に、３個のボス６３、６６、６６を穴部
７０−ａ、７１−ａ、７１−ａにそれぞれ挿入し、本体
ベース５２の基準面に光書き込みユニット５の基準面を
重ね合わせてから、光書き込みユニット５を反時計方向
に回転させ、ボス６３、６６、６６をそれぞれ穴部７０
−ｂ、７１−ｂ、７１−ｂに移行させることによって定
位置にセットすることができる。光書き込みユニット５
を時計方向に回転させれば、光書き込みユニット５を容
易に取り外すことができる。

【００２２】このとき、基準ボス６２以外のすり割り付
きボス６３、６６、６６は、すり割り形状による弾性変
形で、上記穴部７０−ｂ、７１−ｂ、７１−ｂに対し、
適当な締まりバメにすることによって、基準面である本
体ベース５２の上面と光学ハウジング６０の底面を密着
させたまま定位置に装着可能となる。また、このボス６
３を逆テーパ型のボスにすることによってもガタのない
装着が可能となる。また、ボス６３とこれが嵌まる長穴
７０はレンズ系５Ｃの近傍に設けられ、ボス６６、６６
とこれが嵌まる長穴７１、７１はポリゴンスキャナ５Ｂ
の両側近傍に設けられ、レンズ系５Ｃとポリゴンスキャ
ナ５Ｂが安定して保持されるように考慮されている。

【００２３】なお、本実施の形態においては、本体ベー
ス５２上に基準穴６１と長穴７０、７１、７１を設け、
光学ハウジング６０に基準ボス６２とボス６３、６６、
６６を設けているが、逆に本体ベース５２上に基準ボス
６２とボス６３、６６、６６を設け、光学ハウジング６
０に基準穴６１と長穴７０、７１、７１を設け、あるい
は、本体ベース５２と光学ハウジング６０にボスと穴を
混在させてもよい。

【００２４】以下において、走査線の傾き調整機構につ
いて説明する。図３は光書き込みユニット５の上面図
で、図４は図３のＢ−Ｂ矢視の断面図である。カラー画
像形成装置９０の後部（図３中下側）に取り付けられた
本体後カバー９の下方で、光書き込みユニット５の近傍
に凹部８０を設ける。この凹部８０は互いに平行な一対
の側壁を有する軸受形状とし、偏心カム８１とすり割り
付き軸８２を締結した調整部材を本体後カバー９に回転
自在に水平方向に向けて組み込む。

【００２５】適当な偏心量をもたせた偏心カム８１を光
学ハウジング６０の後端部に設けたフォーク部８３に嵌
合させ、例えば、偏心カム８１を締結した軸８２にピニ
オンを取り付け、光書き込みユニット５にこれに対応す
るラックを設ける。すり割り付き軸部８２を時計方向あ
るいは反時計方向に回転させると、前記ピニオンとラッ
クの噛合により、光書き込みユニット５全体を、回転中
心としての基準ボス６２を中心として、所定の角度に回
動させることができ、感光体ベルト１に対する走査線の
傾き調整が可能となる。

【００２６】ユニットの傾き調整は、ユニットを回転さ
せる方法と、ユニットを傾ける方法があるが、画像位置
の変化を抑えつつ、スポット径を満足させる条件からす
ると、本体ベース５２の取り付け基準面に対する光書き
込みユニット５からの出射ビームの角度θが４５゜以上
の場合はユニット回転調整、上記角度θが４５゜以下の
場合はユニット傾き調整を行うと、精度よく走査線の傾
き調整ができる。

【００２７】本実施の形態では、図２に示すごとく基準
面とした本体ベース５２の上面に対し、上記角度θを４
５゜以上にしているので、基準面内の光書き込みユニッ
ト５の回転だけで精度よく走査線の傾き調整が可能とな
る。θ＜４５゜とした場合は、光書き込みユニット５自
体を傾けて調整しなければならず、調整機構が複雑にな
り、剛性面で弱くなるため耐振動性においても不利にな
るという問題点がある。なお、本実施の形態では、光書
き込みユニット５の回転中心と偏心カム８１の作用点の
スパンを十分にとることが可能であり、精度の良い微調
整を行うことができる。

【００２８】図５は図３のＡ−Ａ矢視の断面図、図６は
その側断面図を示している。光書き込みユニット５の上
カバー６５の光束出射側端部に階段状の切り欠き部８４
を設けている。折り返しミラー５Ｆを外してレーザ光源
を直流により連続点灯させ、光ビームの位置を確認する
ことにより、走査位置のチェックを容易に行うことがで
きる。切欠き部８４の位置と深さは任意であるが、走査
開始側、終端側の２ヶ所に切り欠き部を設けて走査線の
傾きを調べることも可能であり、また、切欠き部８４の
１段当たりの深さを測定し、トータルの切欠き深さを走
査位置の許容値に設定すれば、光ビーム走査位置の調整
が必要か否かの判断、走査位置の概略高さを知ることが
できる。

【００２９】本実施の形態については、レンズ系５Ｃと
してｆθレンズの走査光学系を示しているが、ｆθミラ
ー系に対してもより有効に作用する。その理由は、ｆθ
ミラー、折り返しミラーの数が増えるほど、加工上の誤
差による配置誤差が積み上がり、光テコの原理により走
査位置がずれるからである。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、レーザ光
を出射するレーザ光源と、レーザ光を結像させるレンズ
と、該レンズから出射されたレーザ光を偏向させるポリ
ゴンスキャナと、被走査面上で安定した光スポットを得
るためのレンズ系と、レーザ光を反射する折り返しミラ
ーとを有する光書き込みユニットを装置本体内部の本体
ベース上に装着してなる画像形成装置において、前記本
体ベースの上面及び光学ハウジングの底面をそれぞれ基
準面とし、本体ベースの基準面に光学ハウジングの基準
面を本体ベースの基準面に沿って回転可能に載せ、この
光学ハウジングの回転中心は、基準面上で、被走査線の
中心から上記基準面に垂直に引いた仮想線上に設けたた
め、基準平面内でのユニット回転調整により、走査線の
傾き調整を行うことができ、調整後の精度維持がユニッ
ト傾き方式に比較して正確であり、耐振動性に関しても
優れている。また、像面までの距離変化を極小に抑えつ
つ傾き調整を行うことができ、走査ビームは、被走査面
上に最適スポット径になり、スポット径を劣化させるこ
とがほとんどないという効果がある。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、前記光書き込みユニットから出射す
るビームは本体ベース取り付け基準面に対して４５゜以
上をなすようにしたため、基準面内の光書き込みユニッ
トの回転だけで精度のよい走査線の傾き調整が可能とな
る。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明において、本体ベースの上面に、前記回転中心
を中心とした同心円上に複数個の異形長穴を設け、この
異形長穴に対応するように光学ハウジング底部に複数個
の突起を設け、光書き込みユニットの着脱は、回転中心
を中心に光学ハウジングを所定位置に回転させることに
よって行うようにしたため、光学ハウジングと本体ベー
スとの間の締結用止めネジが不要となり、コストダウン
が可能となり、また、耐振動性の高いユニット固定が可
能となる。

【００３３】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明において、本体後カバーと光学ハウジングとの
間に上記回転中心を中心にして光学ハウジングのを回転
調整する調整機構を設け、感光体に対する走査線の傾き
調整をするようにしたため、装置本体のカバーあるいは
構造体を外すことなく、装置本体に光書き込みユニット
を設置した後も容易に走査線傾き調整を行うことができ
る。

【００３４】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の発明において、光学ハウジング上面で、光ビームの
出射側端部に階段状の切欠き部を設け、光学ハウジング
と最終折り返しミラーを外した場合に、走査光ビームが
上記切欠き部を通過するようにしたため、ｆθミラー光
学系等の光書き込みユニットを装着した状態で、光ビー
ム走査位置をチェックすることができ、良好な画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一
例を示す側面図である。

【図２】本発明にかかる画像形成装置に用いることがで
きる光書き込みユニットの一例を示す側面図である。

【図３】同上光書き込みユニットの上面図である。

【図４】同上光書き込みユニットの正面図である。

【図５】同上光書き込みユニットの断面図である。

【図６】同上光書き込みユニットの側断面図である。

【図７】同上光書き込みユニットの底面概略図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ５ 光書き込みユニット ５Ｂ ポリゴンスキャナ ５Ｃ レンズ系 ５Ｆ 折り返しミラー ５２ 本体ベース ５９ レーザ光源 ６０ 光学ハウジング ６１ 基準穴 ６２ 基準ボス ６３ ボス ６６ ボス ７０ 異形長穴 ７１ 異形長穴 ８１ 調整部材 ８４ 切欠き部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出射するレーザ光源と、レー
   ザ光を結像させるレンズと、該レンズから出射されたレ
   ーザ光を偏向させるポリゴンスキャナと、被走査面上で
   安定した光スポットを得るためのレンズ系と、レーザ光
   を反射する折り返しミラーとを有する光書き込みユニッ
   トを装置本体内部の本体ベース上に装着してなる画像形
   成装置において、前記本体ベースの上面及び光学ハウジ
   ングの底面をそれぞれ基準面とし、本体ベースの基準面
   に光学ハウジングの基準面を本体ベースの基準面に沿っ
   て回転可能に載せ、この光学ハウジングの回転中心は、
   基準面上で、被走査線の中心から上記基準面に垂直に引
   いた仮想線上に設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明において、前記光書
   き込みユニットから出射するビームは本体ベース取り付
   け基準面に対して４５゜以上をなすことを特徴とする画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明において、本体ベー
   スの上面に、前記回転中心を中心とした同心円上に複数
   個の異形長穴を設け、この異形長穴に対応するように光
   学ハウジング底部に複数個の突起を設け、光書き込みユ
   ニットの着脱は、回転中心を中心に光学ハウジングを所
   定位置に回転させることによって行うことを特徴とする
   画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の発明において、本体後カ
   バーと光学ハウジングとの間に上記回転中心を中心にし
   て光学ハウジングを回転調整する調整機構を設け、感光
   体に対する走査線の傾き調整をすることを特徴とする画
   像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の発明において、光学ハウ
   ジング上部で、光ビームの出射側端部に階段状の切欠き
   部を設け、光学ハウジングと最終折り返しミラーを外し
   た場合に、走査光ビームが上記切欠き部を通過すること
   を特徴とする画像形成装置。