JP2011203586A

JP2011203586A - 光学装置

Info

Publication number: JP2011203586A
Application number: JP2010071940A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Uzuki; 和男夘月
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】摩擦力によって反射ミラーが調整ねじの移動に追従して変位させるべき方向でない上下方向に移動するおそれが生じる。調整時に反射ミラーが上下方向に移動し、その後安定位置に再移動すると反射ミラーと保持部の相対位置が変化し、反射ミラーの角度が所望の角度に調整されない。
【解決手段】調整台３０７に螺合し、調整台３０７に対する螺合位置を調整する際に支持部材３０３に接触し、支持部材３０３を介して調整ねじ３０８から反射ミラー２１２に力を作用させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真複写機、同プリンタ等の画像形成装置に用いられる光学装置における反射ミラー位置調整機構に関するものである。

電子写真方式の複写機、プリンタ等に用いられる走査光学装置は、光源（例えば、半導体レーザ）からの光ビーム（レーザ光）を回転多面鏡などの偏向走査装置によって偏向走査することによって感光ドラム面上を走査する構成としている。回転多面鏡によって偏向走査されるレーザ光は光学レンズによって結像され、反射ミラーで反射されて、感光ドラムに導かれる。そのため、光学レンズ取り付け時の位置決め精度や光学箱の成型精度のバラツキ等によって、感光ドラム面に向うレーザビームが所望の光路からずれ、その結果感光ドラム上におけるレーザ光の照射位置が所望の位置からずれることがある。

そのような問題に対して、走査光学装置の組み立て時或いは画像形成装置の組み立て時に反射ミラーの位置（角度）を調整することによってレーザ光の光路を調整し、それによって感光ドラム上におけるレーザ光の照射位置調整が行う構成を備える装置が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の走査光学装置における反射ミラーは板ばねによって筐体に押圧されており、それによって反射ミラーは筐体に対して位置決めされている。反射ミラーには筐体に螺合した調整ネジの頭部が直接当接している。この調整ネジの筐体に対する螺合量（螺合位置）を調整することによって反射ミラーの角度を変化させる。

特開平１０−０７８５５４号公報

しかしながら、特許文献１に示す調整機構では調整ねじが反射ミラーに直接接していてかつ調整ねじの移動方向と反射ミラーの調整変位方向が異なる構成となっている。そのため、摩擦力によって反射ミラーが調整ねじの移動に追従して変位させるべき方向でない上下方向（図６（ａ）の矢印Ａ方向）に移動するおそれが生じる。調整時に反射ミラーが上下方向に移動し（図６（ｂ））、その後安定位置に再移動する（図６（ｃ））と、反射ミラーの角度が所望の角度に調整されない。反射ミラーの調整精度は０．０１度程度が要求される為、反射ミラーの位置決め精度は画質に大きな影響を与える。そのため、このような現象が起きた場合には反射ミラーの位置を再調整しなければならない。

本発明は、反射ミラーの位置調整（角度調整）をするために調整ねじを移動させる時に、調整ねじと反射ミラーと間に摩擦力が生じない構成を用いることによって調整ねじの移動に沿うような反射ミラーの移動を抑制する調整機構を備える光学装置を提供することを目的とする。

本発明の光学装置は、光源から出射される光ビームを反射することによって前記光ビームを被照射体に導く反射ミラーと、前記反射ミラーを収容する筐体とを有する光学装置において、前記反射ミラーを支持する支持部材と、前記筐体内における前記反射ミラーの設置角度を調整する調整部材を有し、前記調整部材が前記支持部材を介して前記反射ミラーの前記設置角度を調整する調整機構と、を有することを特徴とする。

本発明の光学装置によれば、反射ミラーの設置角度調整時に調整ねじと反射ミラーとの間に生じる摩擦力が生じないため調整ねじの移動に沿うような反射ミラーの移動を抑制することができる。

実施例１に係る画像形成装置の断面図。実施例１に係る走査光学装置の上面図及び断面図。実施例１に係る走査光学装置に備えられる位置調整機構を示す図。実施例１に係る走査光学装置に備えられる位置調整機構および走査光学装置の一部の断面図。位置調整機構のその他の例を示す図。従来の位置調整機構を示す図。

（実施例１）
以下、本実施例に係る画像形成装置について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施例に係る画像形成装置１００の断面図である。この画像形成装置１００には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色毎にトナー像を形成する４基の画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが備えられている。これら４基の画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは後述する中間転写ベルトの回動方向に沿ってイエローのトナー像を形成する画像形成部１０１Ｙ、マゼンタのトナー像を形成する画像形成部１０１Ｍ、シアンのトナー像を形成する画像形成部１０１Ｃ及びブラックのトナー像を形成する画像形成部１０１Ｂｋの順に配設されている。また、４基の画像形成部の下部には走査光学装置１０５が備えられている。

図１（ｂ）は、各画像形成部の拡大図である。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、感光体であるところの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ（被照射体）と、この感光ドラムを一様な背景部電位にまで帯電させる帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋと、を備える。また、画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、後述する走査光学装置１０５によって各感光ドラム上に形成される静電潜像をトナーによって現像する現像装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋを備えている。

図１に（ａ）において、本実施例の画像形成装置１００は、各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋからトナー像が一次転写される中間転写ベルト１０６（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＴｒａｎｓｆｅｒＢｅｌｔ）を備える。上記中間転写ベルト１０６は、無端状に形成されると共に一対のベルト搬送ローラ１０７、１０８に張架されており、図１（ａ）中の矢印方向に回転する。中間転写ベルト１０６には各感光ドラム上に形成されたトナー像が一次転写される。各画像形成部の感光ドラムと対向する位置には中間転写ベルト１０６を挟むようにして一次転写ローラ１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋがそれぞれ配設されている。これら一次転写ローラ１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋに対して所定の転写バイアス電圧を印加することにより、各感光ドラムと一次転写ローラ１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋとの間に電界が形成される。各感光ドラム上の電荷を帯びたトナーはクーロン力で中間転写ベルト１０６に転写される。

中間転写ベルト１０６に多重転写されたトナー像は二次転写部において記録シートＰ（記録媒体Ｐ）に二次転写される。二次転写位置には、一方のベルト搬送ローラ１０８と対向する位置に二次転写ローラ１１０が配設されており、記録シートＰは互いに圧接する二次転写ローラ１１０と中間転写ベルト１０６との間に挿通されて、かかる中間転写ベルト１０６からトナー像が転写されるようになっている。

一方、記録シートＰは画像形成装置１００の筐体の下部に収納される給紙カセット１１１から画像形成装置１００の内部、具体的には中間転写ベルト１０６と二次転写ローラ１１０とが接する二次転写位置へ供給される。

二次転写位置においてトナー像の転写を受けた後、記録シートＰはかかる二次転写位置の真上に設けられた定着装置１１２へと送られる。そして、定着装置１１２によって記録シートＰ上のトナー像が加熱定着され、その後、記録シートＰは排出ローラ１１３を経て、画像形成装置１００の筐体上部に設けられた排紙トレイ１１４に排出される。

次に、図１（ａ）に示す走査光学装置１０５（スキャナユニット）について図２を用いて説明する。上記の画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋの下方には、感光ドラム上に画像情報に応じた静電潜像を形成するために感光ドラムを露光する走査光学装置１０５が配設されている。この走査光学装置１０５は全ての各画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋに備えられる感光ドラムに静電潜像を形成する。

図２（ａ）は走査光学装置の内部構成を示す上面図である。光源２０１には、感光ドラム１０２Ｙを露光するための半導体レーザと感光ドラム１０２Ｍを露光するための半導体レーザが備えられている。光源２０２には、感光ドラム１０２Ｃを露光するための半導体レーザと感光ドラム１０２Ｂｋを露光するための半導体レーザが備えられている。光源は前記レーザ光束をそれぞれ平行光にする４個のコリメータレンズ（図示せず）とともに光学箱２００に収納されている。また、各光源に対応し、偏向走査装置であるところのポリゴンミラー（回転多面鏡）２０３上でレーザ光束を主走査方向に長い線状に集光する複合シリンドリカルレンズ（２０４、２０５）が設けられている。

ポリゴンミラー２０３は図示しないブラシレスモータによって回転駆動され、図２（ａ）中の右側でブラックＢｋ用のレーザ光およびシアンＣ用のレーザ光を走査し、左側でマゼンタＭ，イエローＹを偏向器の左側でそれぞれ走査する。

図２（ｂ）は、本実施例に係る走査光学装置１０５の断面図である。ポリゴンミラー２０３によって偏向走査されたレーザ光は、ポリゴンミラー２０３の右側に設けられるブラックＫ用の，シアンＣ偏向器の左側にマゼンタＭ、イエローＹの光学系が独立して設けられていて、偏向器で偏向走査されたレーザ光束を各色の感光ドラム上の所定の位置に集光する。走査光学系は第１結像レンズ（２０６、２０７）、第２結像レンズ（２０８、２０９、２１０、２１１）、反射ミラー（２１２〜２１９）からなる。第１結像レンズ２０６は、イエロー用のレーザ光とマゼンタ用のレーザ光に対して共通の結像レンズであり、第１の結像レンズ２０７は、シアン用のレーザ光とブラック用のレーザ光に対して共通の結像レンズである。第２結像レンズは図２（ｂ）に示すように各レーザ光に対して個別に設けている。第１結像レンズと第２結像レンズで走査光のＦθ補正を行うが、副走査方向の結像は主に第２結像レンズによって行う。

イエロー用のレーザ光とブラック用のレーザ光はそれぞれ１枚の反射ミラー（イエローは反射ミラー２１２、ブラックは反射ミラー２１９）によってそれぞれの感光ドラム上に導かれる。マゼンタ用のレーザ光とシアン用のレーザ光はそれぞれ３枚の反射ミラー（マゼンタは反射ミラー２１３、２１４、２１５、シアンは反射ミラー２１６、２１７、２１８）によってそれぞれの感光ドラム上に導かれる。

次に、マゼンタの画像形成部１０１Ｍの感光ドラム１０２Ｍに静電潜像を形成する際のレーザ光（光ビーム）の経路について説明する。その他の画像形成部の感光ドラムへのレーザ光の経路の説明は光路が異なるのみで通過する結像レンズの特性は同一であるため省略する。画像情報に応じて変調されたマゼンタ用の画像信号に基づいて光源から出射されたレーザ光は、回転駆動されるポリゴンミラー２０３によって偏向走査される。偏向走査されたレーザ光は、第１結像レンズ２０６を通過し、反射ミラー２１３、２１４、２１５によって反射される。レーザ光は反射ミラー２１４と反射ミラー２１５との間において第２結像レンズレンズ２０９を通過する。レーザ光は反射ミラー２０６によって透明板２１２方向に反射され、その後透明板２１２Ｍを通過し、感光ドラム１０２Ｍに到達する。

なお、本実施例に係る走査光学装置は、４つの感光ドラムを有するカラー画像形成装置に備えられる走査光学装置を例に説明をしたが、実施の形態はモノクロの画像形成装置に備えられる走査光学装置であってもよい。また、本実施例に係る走査光学装置は、カラー画像形成装置に備えられる、ポリゴンミラーを挟んで双方向にレーザ光を偏向し感光ドラムに導く対向走査方式の走査光学装置を例に説明をしたが、実施の形態は４つの感光ドラムにそれぞれに対して個別に設けられる走査光学装置であっても良い。

次に、本実施例に係る走査光学装置の特徴である反射ミラー位置調整機構（設置角度調整機構）について詳しく説明する。上記の走査光学装置の組み立てを行う際に、それぞれの感光ドラムに向うレーザ光を最後に反射する反射ミラー（２１２、２１５、２１８、２１９）について、筐体内部における設置位置（設置角度）を調整する。設置位置を調整することによって、走査光学装置あるいは画像形成装置の基準面（不動の面）に対する反射ミラーの角度が変わるため、入射するレーザ光に対する反射ミラーの角度が調整される。この調整を行うことによって、反射光の光路を調整することができ、感光ドラム上における副走査方向（感光ドラムの回転方向）のレーザ光の結像位置を調整することができる。反射ミラーの調整を行った後、防塵のための蓋２２０を光学箱に取り付け、光学箱を画像形成装置に取り付ける。

図３（ａ）は反射ミラー２１２とその支持構造及び位置調整機構のみを走査光学装置１０５から抜き出した概観説明図である。この構造は４箇所の反射ミラー２１２、２１５、２１８、２１９について同様に備えられているものであるので、説明は反射ミラー２１２に関してのみ行う。図３（ａ）に示す矢印Ｂ方向はレーザ光が走査される方向（主走査方向）であり、以下、反射ミラー２１２の長手方向とする。

図３（ａ）に示すように、反射ミラー２１２は、長手方向の一端側を後述する位置調整機構３００とバネ部材３０４によって位置決めされており、もう一端側は光学箱２００に設けた突起部３０５とバネ部材３０６とによって位置決めされている。

本実施例における位置調整機構３００は、バネ部材３０４側に設けられている。位置調整機構３００は、主に調整台３０７、調整部材であるところの調整ねじ３０８、および支持部材３０３によって構成されている。

図３（ｂ）は本実施例に係る走査光学装置に備えられる反射ミラーの位置調整機構３００を分離した図である。また、図３（ｃ）は支持部材３０３の拡大図である。図３（ｃ）に示すように、支持部材３０３には屈曲部３０３ｃが設けられている。屈曲部３０３ｃに関して一方の側には調整台３０７を把持する把持形状部３０３ａが備えられており、その構成によって支持部材３０３は調整台３０７に固定される。また、支持部材３０３の屈曲部に関して他方の側では反射ミラー２１２が支持される。以降、この部位を支持部３０３ｂと称する。（図４参照）。支持部３０３ｂは、支持部材３０３が調整台３０７に取り付けられた状態において支持部３０３ｂと調整台３０７とのなす角度が鋭角になるように、把持形状部３０３ａと一体的に形成されている。支持部３０３ｂは一部が平面状になっており、その平面によって反射ミラー２１２の一端側が支持されている。

調整台３０７は接着剤や固定ねじなどによって光学箱２００に固定されている。調整台３０７にはねじ山が設けられた穴３１０が設けられており、そこに調整ねじ３０８が螺合される。

調整ねじ３０８の先端には半球形状の先端部３０９が設けられており、その先端部３０９は支持部材３０３の支持部３０３ｂに当接している。調整ねじ頭部を治具ドライバで回転して反射ミラー２１２の位置調整作業（角度調整作業）を行う。

図４は、位置調整機構３００を図３（ａ）に示す矢印Ｂ方向から見たときの断面図である。図４に示すように、反射ミラー２１２の長手方向において、反射ミラー２１２の一端部は光学箱２００に設けられた突起部４０１及び４０２と、支持部材３０３とによって支持されている。反射ミラー２１２は、バネ部材３０４によって突起部４０１、４０２及び支持部材３０３側に加圧されており、これによって位置決めされている。突起部４０１と突起部４０２とによって支持することによって光学箱２００（筐体）と反射ミラー２１２との間には空間が設けられることになる。この空間を設けることによって、位置調整機構３００によって反射ミラー２１２を回動させたときに反射ミラー２１２が筐体と干渉しないようになる。

図４に示すように、調整ねじ３０８を時計回り方向に回転すると、調整台３０７に対する調整ねじ３０８の螺合位置が変わり、調整ねじ３０８は黒矢印で示す方向に進む。すると、先端部３０９が支持部３０３ｂの一部を加圧し、それに伴い支持部３０３ｂは調整台３０７の近傍に位置する屈曲部を中心として時計回り方向に揺動する。反射ミラー２１２は支持部３０３ｂによって加圧され、光学箱２００の突起部４０１をほぼ回動中心として図の白矢印方向に回動する。

一方、調整ねじ３０８を反時計回り方向に回転すると、調整ねじ３０８は黒矢印で示す方向と反対方向に進む。すると屈曲部を設けることに生じる支持部材３０３の弾性力により先端部３０９が支持部３０３ｂの一部に当接したまま、屈曲部を中心として反時計回り方向に揺動する。反射ミラー２１２はバネ部材３０４によって加圧されている為、支持部３０３ｂの移動に倣い、突起部４０１をほぼ回動中心として図の白矢印方向と反対方向に回動する。

図５は調整台３０７に把持形状部３０３ａによって取り付けられている調整板４００の構成に対して、調整板のミラー押圧部を調整台上に一体で設けた物で、樹脂成型部材である調整台３０７に対して支持部３０３ｂが一体で設けられているものである。本実施例では樹脂材料の一体成型品としているが、板ばねを加工して一体化した物でも同様な機能を持つことが出来る。なお、調整台３０７と筐体とを一体的に形成しても良い。

このように、支持部材３０３によって調整ねじ３０８の移動に伴い生じる力が反射ミラーの角度を変化させる方向に変化し、その力が支持部材３０３を介して反射ミラー２１２に作用することによって反射ミラー２１２の角度を調整することができる。また、調整ねじ３０８と反射ミラーとの間に支持部材３０３を設けることによって、調整ねじ３０８と反射ミラー３０８とが直接接しないようになり、調整ねじ３０８を移動させたても調整ねじ３０８と反射ミラー２１２との間に摩擦力が生じない。そのため、調整ねじ３０８を移動させた場合に摩擦力による反射ミラー２１２の図６に示す矢印Ａ方向の移動が抑制される。

また、本実施例の位置調整機構３００を上記カラー画像形成装置に採用することによって、感光ドラム上における副走査方向（感光ドラムの回転方向）のレーザ光照射位置を補正することができる。それにより中間転写ベルト上に転写される各色のトナー像の色ずれを抑制することができる。また、モノクロの画像形成装置に位置調整機構を採用することによって記録紙に対する副走査方向の画像形成位置の精度を向上させることができる。

２１２反射ミラー
３００位置調整機構
３０３支持部材
３０３ｂ支持部
３０７調整台
３０８調整ねじ

Claims

光源から出射される光ビームを反射することによって前記光ビームを被照射体に導く反射ミラーと、前記反射ミラーを収納する筐体とを有する光学装置において、
前記反射ミラーを支持する支持部材と、
前記筐体内における前記反射ミラーの設置角度を調整する調整部材を有し、前記調整部材が前記支持部材を介して前記反射ミラーの前記設置角度を調整する調整機構と、
を有することを特徴とする光学装置。
前記調整機構は、前記支持部材が取り付けられる調整台と前記調整部材である調整ねじとを有し、前記調整ねじは前記支持部材に当接し、前記調整台に対する前記調整ねじの螺合位置を調整することによって前記設置角度を調整する調整機構であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
前記支持部材は、屈曲部を有し、前記屈曲部に関して一方の側が前記調整台に固定され、他方の側において前記反射ミラーを支持する支持部材であって、
前記調整機構は、前記支持部材の屈曲部の角度を調整することによって前記設置角度を調整する調整機構であることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
前記筐体は、前記支持部材、および前記調整ねじを収納し、前記調整台は、前記筐体と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
前記支持部材は前記調整台に一体的に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の光学装置。