JP2004252250A

JP2004252250A - 光走査装置、および画像形成装置

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Publication number: JP2004252250A
Application number: JP2003043591A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Serizawa; 敬一芹沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP4412906B2

Abstract

【課題】光走査装置において、製作が簡単で、熱変形による影響を少なくして、１つの光走査路に用いる一対の光検知器の間隔変動を小さくする。
【解決手段】光学ハウジング５１内に光学部品を備えて光走査路を形成し、その光走査路に一対の光検知器５５・５６を配置して書出し位置から書き終わり位置までの走査時間を計測する。そのような光走査装置において、光学ハウジングに、それより小さい熱膨張係数の中間部材５７を介して一対の光検知器を取り付ける。中間部材５７は、その書出し位置側を光学ハウジングに取り付ける取付部材を用いて、光学ハウジングを同時に画像形成装置本体側の本体フレーム５０に固定する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、電子写真プロセスを繰り返して像担持体上に順次画像を形成し、その画像を逐次転写して、用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置などにおいて、画像を形成すべく光走査して像担持体等に書込みを行う光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機に備える光走査装置では、光学ハウジング内に、光源、ポリゴンミラー、各種レンズ、反射ミラーなどの光学部品を備えて光走査路を形成し、例えば、光源からのレーザ光をポリゴンミラーで反射して偏向走査し、偏向光ビームを走査レンズを透してからミラーで反射して光学ハウジング外に出射し、その出射光を照射して像担持体上に書込みを行っていた。
【０００３】
このような光走査装置にあっては、書込みクロック周波数と、レンズ光学系による主走査速度により主走査方向の画素密度を決定する。書込み密度を正確に保つことは、良好な画像品質を得るため重要である。また、カラー画像形成装置のように複数の光走査路を有する光走査装置では、各光走査路で画素密度が異なると、それぞれの光走査路を用いて書込みを行った画像を重ね合わせたとき、色ずれを生ずることとなる。よって、書込み密度を正確に保つことは、特に重要である。
【０００４】
このため、従来の光走査装置の中には、光走査路の画像領域外の書出し位置側と書き終わり位置側に一対の光検知器を配置し、それらの検知タイミングにより二点間の主走査時間を計測し、その計測結果から狙いの主走査倍率からの変動量を算出し、その変動量から書込みクロック周波数を変更して主走査倍率誤差を補正するようにしたものがある。
【０００５】
ところが、この種の光走査装置では、一対の光検知器を光学ハウジング上に直接取り付けるものであったから、周囲の温度変化による光学ハウジングの熱変形により一対の光検知器間の距離が変化してしまい、正確な走査時間を求めることができなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７６０３８号公報
そこで、従来の光走査装置の中には、例えば特許文献１に記載されるように、光走査路に一対の光検知器を配置して書出し位置から書き終わり位置までの走査時間を計測する光走査装置において、光学ハウジングに、それより大きい熱膨張係数の中間部材を介して前記一対の光検知器の少なくとも１つを取り付けるようにしたものがある。
【０００７】
そして、光学ハウジングの熱変形量と中間部材の熱変形量とを相殺し、熱の影響による一対の光検知器間の距離の変動を小さくするようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、実際問題として、光学ハウジングの熱変形量と中間部材の熱変形量を相殺することは、決して容易ではなかった。また、複数の光走査路を有する光走査装置において、各光走査路の光学ハウジングと中間部材が相互に同様な熱変形を生ずるとは限らず、互いの熱変形量の違いから光走査路間で位置ずれを生じ、カラー画像形成装置の場合には特に色ずれを生ずる問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、光走査装置において、製作が簡単で、熱変形による影響を少なくして、１つの光走査路に用いる一対の光検知器の間隔変動を小さくし、走査時間の正確な計測を可能とすることにある。
【００１０】
この発明の第２の目的は、光走査装置において、熱変形による影響を少なくして各光検知器の位置変動を小さくすることにある。
【００１１】
この発明の第３の目的は、熱変形による影響を少なくして書込みをはじめるときの書出し位置ずれを小さくすることにある。
【００１２】
この発明の第４の目的は、複数の光走査路間における位置ずれを小さくすることにある。
【００１３】
この発明の第５の目的は、複数の光走査路間における位置ずれを一層小さくすることにある。
【００１４】
この発明の第６の目的は、上述した目的を達成した光走査装置を備える画像形成装置を得ることにある。
【００１５】
この発明の第７の目的は、光学ハウジングの熱変形の影響をまったく無視可能として、各光検知器の位置変動を小さくすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
光学ハウジング内に光学部品を備えて光走査路を形成し、その光走査路に一対の光検知器を配置して書出し位置から書き終わり位置までの走査時間を計測する光走査装置において、
光学ハウジングに、それより小さい熱膨張係数の中間部材を介して一対の光検知器を取り付ける、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的も達成すべく、請求項１に記載の光走査装置において、光学ハウジングの熱変形が最も小さな部位に中間部材を取り付ける、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的も達成すべく、請求項１に記載の光走査装置において、中間部材の書出し位置側を光学ハウジングに取り付ける、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的も達成すべく、請求項１に記載の光走査装置において、光走査路を複数形成する、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的も達成すべく、請求項４に記載の光走査装置において、複数形成する光走査路でそれぞれに備える中間部材の熱膨張係数を異ならしめる、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の光走査装置を備えることを特徴とする、画像形成装置である。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項６に記載の画像形成装置において、中間部材を光学ハウジングに取り付ける取付部材を用いて、光学ハウジングを同時に画像形成装置本体側の部品に固定する、ことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明による光走査装置を備える黒赤２色のレーザ複写機（画像形成装置）であって、その内部機構の全体概略構成を示す。
【００２４】
図中符号１０は、複写機装置本体である。その装置本体１０は、媒体収納テーブル３１上に載置してなる。また、装置本体１０の上には、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）２８を開閉自在に取り付けてなる。
【００２５】
複写機装置本体１０内には、像担持体であるドラム状の感光体１１を設け、そのまわりに第１帯電装置１２、第１現像装置１３、第２帯電装置３７、第２書込み装置３８、第２現像装置３９、転写・搬送装置１４、クリーニング装置１５などを配置する。
【００２６】
それらの上部には、この発明による光走査装置である第１書込み装置１６を設ける。第１書込み装置１６は、光学ハウジング内に、不図示の光源、光学系４０、ポリゴンミラー４１とポリゴンモータ４２を有するポリゴンスキャナユニット、走査光学系４３、ミラー４４等の光学部品を備えてなる。
【００２７】
そして、感光体１１とそれらの装置１２〜１６・３７〜３９で作像装置Ａを構成する。
【００２８】
そのような作像装置Ａのクリーニング装置１５の図中左側には、感光体１１と平行に定着装置１７を設ける。定着装置１７には、熱源であるヒータを内蔵する定着ローラ１８と、その定着ローラ１８に下方から押し当てる加圧ローラ１９を設ける。
【００２９】
また、装置本体１０内の上部には、原稿読取装置２０を備える。原稿読取装置２０には、光源ａ、複数のミラーｂ、結像レンズｃ、ＣＣＤ等のイメージセンサｄなどを設ける。
【００３０】
一方、装置本体１０内の下部には、両面ユニット２２と媒体カセット２３を上下二段に備える。両面ユニット２２および媒体カセット２３からは、各々、感光体１１の下方の転写位置Ｂへとのびる供給路２４へと通ずる搬送路を設ける。両面ユニット２２へは、定着装置１７出口からのびる排出路２５途中から分岐して反転路２６を形成してなる。
【００３１】
ところで、図１に示す装置本体１０の右側面には、手差しの記録媒体を供給路２４に案内する手差しトレイ２９を開閉自在に設ける。他方、装置本体１０の左側面には、排出路２５を通して排出する記録媒体を受けるスタックトレイ３０を設ける。
【００３２】
そのような装置本体１０の上面には、コンタクトガラス２７を設置する。そのコンタクトガラス２７を被うように、装置本体１０上に自動原稿搬送装置２８を取り付ける。
【００３３】
自動原稿搬送装置２８には、原稿を載置する原稿台ｅと、読み取り済みの原稿を載置する排出台ｆと、原稿台ｅから排出台ｆまで続く原稿搬送路ｇと、原稿台ｅ上の原稿を繰り出す原稿給送ローラｈと、原稿搬送路ｇの原稿を搬送する複数の原稿搬送ローラｉとを備える。
【００３４】
ところで、装置本体１０を載置する媒体収納テーブル３１内には、前述と同様の媒体カセット２３を多段に備える。
【００３５】
さていま、図１に示すレーザ複写機を用いてコピーをとるときは、不図示のメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置２８の原稿台ｅに原稿をセットする。または、自動原稿搬送装置２８を開いてコンタクトガラス２７上に直接原稿をセットしてから、自動原稿搬送装置２８を閉じてそれで原稿を押える。
【００３６】
そして、スタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置２８に原稿をセットしたときは、図１に示す原稿台ｅにセットした原稿を、原稿給送ローラｈにより原稿搬送路ｇに入れて原稿搬送ローラｉで搬送してコンタクトガラス２７上へと移動してから、原稿読取装置２０を駆動し、原稿の内容を色別に読み取って排出台ｆ上に排出する。一方、あらかじめコンタクトガラス２７上に原稿をセットしたときは、直ちに原稿読取装置２０を駆動し、原稿を原稿読取装置２０で色別に読み取る。そのようにして色別に読み取った原稿の内容は、黒と赤の電気的なデジタル画像信号に変換する。
【００３７】
また、このとき、同時に、作像装置Ａでは、感光体１１を図中時計まわりに回転するとともに、まず第１帯電装置１２で表面を一様に帯電し、次いで上述した原稿読取装置２０で読み取った読取り内容に応じ、黒のデジタル画像信号に基づきレーザ光Ｌを照射して第１書込み装置１６で黒の書込みを行い、感光体１１の表面に静電潜像を形成し、そののち第１現像装置１３で黒のトナーを付着してその静電潜像を可視像化した黒トナー画像を形成する。
【００３８】
続いて、第２帯電装置３７により一様に帯電し、上述した原稿読取装置２０で読み取った読取り内容に応じ、次には赤のデジタル画像信号に基づき第２書込み装置３８にてレーザ光を照射することにより赤の書込みを行い、カラー原稿の赤成分に対応した静電潜像を上記黒トナー像に重ねて形成し、そののち第２現像装置３９で赤のトナーを付着してその静電潜像を可視像化した赤トナー画像を形成する。これにより、感光体１１上に、黒トナー画像と赤トナー画像とからなる２色のトナー画像を形成する。
【００３９】
また、スタートスイッチを押したとき同時に、装置本体１０および媒体収納テーブル３１内に多段に備える複数の媒体カセット２３中から、対応する用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体を積載した媒体カセット２３を適宜選択し、その媒体カセット２３の送出ローラ３３を回転することにより記録媒体を繰り出して、供給路２４に入れて搬送ローラ３４で搬送し、レジストローラ３５に突き当てて止める。そして、感光体１１の回転にタイミングを合わせて該レジストローラ３５を回転し、感光体１１の下方へと送り込む。
【００４０】
または、手差し部にある送出ローラ３６を回転して、開いた手差しトレイ２９上にセットした手差しの記録媒体を供給路２４へと入れ、同じくレジストローラ３５で突き当てて止めてから、感光体１１の回転にタイミングを合わせて該感光体１１の下方へと送り込む。
【００４１】
それから、上述したごとく感光体１１の下方へと送り込んだ記録媒体に、転写・搬送装置１４の転写位置Ｂで２色のトナー画像を転写して転写画像を形成する。転写画像形成後の感光体１１は、クリーニング装置１５で残留トナーを除去して表面を清掃し、次の同様な画像形成に備える。
【００４２】
一方、転写画像形成後の記録媒体は、転写・搬送装置１４で搬送して定着装置１７に入れ、定着ローラ１８と加圧ローラ１９で熱と圧力とを加えて転写画像を定着する。その後、排出路２５を通して排出トレイ３０に排出する。
【００４３】
記録媒体の両面に画像を記録するときには、排出路２５から反転路２６に入れ、両面ユニット２２で反転して再び供給路２４に入れ、記録媒体の裏面にも、別途感光体１１上に形成したトナー画像を転写して転写画像形成後、その転写画像を定着装置１７で定着して排出トレイ３０に排出する。
【００４４】
さて、図２には、この発明による光走査装置である第１書込み装置１６の概略構成を示す。
【００４５】
図中符号５０は、複写機装置本体１０内に設ける本体フレーム（画像形成装置本体側の部品）である。この本体フレーム５０に、位置ｐで光学ハウジング５１をねじ止め固定する。光学ハウジング５１内には、例えば樹脂製のベース部材５１ａ上に取り付けて、上述したとおり光源４５、光学系４０、正多角形の側面にミラーを有するポリゴンミラー４１とそれを高速回転するポリゴンモータ４２を有するポリゴンスキャナユニット４６、走査光学系４３、ミラー４４などの光学部品を備え、光走査路を形成する。
【００４６】
そして、レーザダイオード等の光源４５からのレーザ光を、コリメートレンズやアパーチャーなどよりなる光学系４０で整形してポリゴンスキャナユニット４６に導き、ポリゴンモータ４２で回転するポリゴンミラー４１で反射して偏向走査し、走査光学系４３を構成するｆθレンズ４７でポリゴンミラー４１による等角度走査を等速直線走査に変え、同じく走査光学系４３を構成する面倒れ補正レンズ（ＢＴＬ）４８によりポリゴンミラー４１の面倒れなどの誤差を補正してから、ミラー４４で反射して感光体１１に導く。
【００４７】
ところで、図示第１書込み装置１６では、ポリゴンスキャナユニット４６からの走査光の有効露光領域外にミラー５３・５４を設け、走査光を反射してそれぞれ光検知器５５・５６に導く。一対の光検知器５５・５６は、中間部材５７を介して光学ハウジング５１のベース部材５１ａ上に取り付ける。そして、光走査路上にあって画像領域外の書出し位置と書き終わり位置に配置し、ミラー５３・５４により導かれたレーザ光を検知して書出し位置から書き終わり位置までの走査時間を計測する。
【００４８】
中間部材５７は、光学ハウジング５１のベース部材５１ａより熱膨張係数の小さく、上述したとおり光学ハウジング５１を位置ｐで、複写機装置本体１０側の部品である本体フレーム５０に固定する取付ねじ等の取付部材を用いて、同時にその書出し位置側を光学ハウジング５１に共締めして取り付けるようにする。
【００４９】
このようにすると、光学ハウジング５１の熱変形の影響をまったく無視することができ、各光検知器５５・５６の位置変動を小さくすることができる。また、中間部材５７の書出し位置側を光学ハウジング５１に取り付けるようにすることで、熱変形による影響を少なくして書込みをはじめるときの書出し位置ずれを小さくすることができる。
【００５０】
もし仮に、本体フレーム５０に固定する光学ハウジング５１の取り付け部位に中間部材５７を取り付けることができないときには、中間部材５７は、その書出し位置側をベース部材５１ａの熱変形が最も小さい部位に取り付けるようにするとよい。このようにすると、熱変形による影響を少なくして各光検知器５５・５６の位置変動を小さくすることができる。
【００５１】
そして、まず書出し位置側の光検知器５５で走査光を検知し、次いで書き終わり位置側の光検知器５６で走査光を検知し、それらの検知結果から１ラインを走査する走査時間を計測し、その計測結果から狙いの主走査倍率からの変動量を算出し、その算出結果から書込みクロック周波数を変更して主走査倍率誤差を補正する。
【００５２】
図３には、上述したと同様な光走査路Ｌａとともに、別の光走査路Ｌｂを有し、光走査路を２つ形成する光走査装置を示す。
【００５３】
別の光走査路Ｌｂは、同様に、レーザダイオード等の光源４５Ａからのレーザ光を、光学系４０Ａで整形してポリゴンスキャナユニット４６に導き、ポリゴンモータ４２で回転するポリゴンミラー４１で反射して偏向走査し、走査光学系４３Ａを構成するｆθレンズ４７Ａでポリゴンミラー４１による等角度走査を等速直線走査に変え、同じく走査光学系４３Ａを構成する面倒れ補正レンズ（ＢＴＬ）４８Ａによりポリゴンミラー４１の面倒れなどの誤差を補正してから、ミラー４４Ａで反射して感光体１１に導く。
【００５４】
そして、ポリゴンスキャナユニット４６からの走査光の有効露光領域外にミラー５３Ａ・５４Ａを設け、走査光を反射してそれぞれ光検知器５５Ａ・５６Ａに導く。一対の光検知器５５Ａ・５６Ａは、中間部材５７Ａを介して光学ハウジング５１のベース部材５１ａ上に取り付ける。
【００５５】
２つの光走査路Ｌａ・Ｌｂでは、光学ハウジング５１の熱分布に合わせてそれぞれ中間部材５７・５７Ａの熱膨張係数を異ならしめる。例えば画像形成装置本体の熱源位置の関係から、中間部材５７の設置位置より中間部材５７Ａの設置位置の方が熱変形が大きい場合には、中間部材５７より中間部材５７Ａの熱膨張係数を小さくする。
【００５６】
このようにすると、光学ハウジング５１の部分部分で熱変形が一様でない場合にも、それに合わせて中間部材５７・５７Ａの熱膨張係数を相違することにより調整し、光走査路Ｌａ・Ｌｂ間における位置ずれを一層小さくし、カラー画像形成装置の場合には色ずれを防止することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、光学ハウジングに、それより小さい熱膨張係数の中間部材を介して一対の光検知器を取り付けるので、製作が簡単で、１つの光走査路に用いる一対の光検知器を、熱膨張係数の大きな光学ハウジングに直接取り付けた場合に比べ、熱変形による影響を少なくしてそれらの間隔変動を小さくし、走査時間の正確な計測を可能として位置ずれをなくすことができる。
【００５８】
請求項２に記載の発明によれば、その請求項１に記載の発明の効果に加え、光学ハウジングの熱変形が最も小さな部位に中間部材を取り付けるので、熱変形による影響を少なくして各光検知器の位置変動を小さくすることができる。
【００５９】
請求項３に記載の発明によれば、上述した請求項１に記載の発明の効果に加え、中間部材の書出し位置側を光学ハウジングに取り付けるので、熱変形による影響を少なくして書込みをはじめるときの書出し位置ずれを小さくすることができる。
【００６０】
請求項４に記載の発明によれば、上述した請求項１に記載の発明の効果に加え、光走査路を複数形成するので、それらの光走査路間においても、位置ずれを小さくして、例えばカラー別光走査路を備える画像形成装置にあっては、色ずれを解消することができる。
【００６１】
請求項５に記載の発明によれば、その請求項４に記載の発明の効果に加え、複数形成する光走査路でそれぞれに備える中間部材の熱膨張係数を異ならしめるので、光学ハウジングの部分部分で熱変形が一様でない場合にも、それに合わせて中間部材の熱膨張係数を相違することにより、光走査路間における位置ずれを一層小さくすることができる。
【００６２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１ないし５のいずれか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であるので、上記各効果を達成することができる画像形成装置を提供することができる。
【００６３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、中間部材を光学ハウジングに取り付ける取付部材を用いて、光学ハウジングを同時に画像形成装置本体側の部品に固定するので、光学ハウジングの熱変形の影響をまったく無視することができ、各光検知器の位置変動を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光走査装置を備える黒赤２色のレーザ複写機であって、その内部機構の全体概略構成図である。
【図２】その光走査装置である第１書込み装置の平面概略構成図である。
【図３】光走査路を複数形成する光走査装置の平面概略構成図である。
【符号の説明】
１６第１書込み装置（光走査装置）
５０本体フレーム（画像形成装置本体側の部品）
５１光学ハウジング
５５・５５Ａ書出し側の光検知器
５６・５６Ａ書き終わり位置側の光検知器
５７・５７Ａ中間部材
Ｌａ・Ｌｂ光走査路

Claims

光学ハウジング内に光学部品を備えて光走査路を形成し、その光走査路に一対の光検知器を配置して書出し位置から書き終わり位置までの走査時間を計測する光走査装置において、
前記光学ハウジングに、それより小さい熱膨張係数の中間部材を介して前記一対の光検知器を取り付けることを特徴とする、光走査装置。
前記光学ハウジングの熱変形が最も小さな部位に前記中間部材を取り付けることを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
前記中間部材の書出し位置側を前記光学ハウジングに取り付けることを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
前記光走査路を複数形成することを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
複数形成する前記光走査路でそれぞれに備える前記中間部材の熱膨張係数を異ならしめることを特徴とする、請求項４に記載の光走査装置。
請求項１ないし５のいずれか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。
前記中間部材を前記光学ハウジングに取り付ける取付部材を用いて、前記光学ハウジングを同時に画像形成装置本体側の部品に固定することを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。