JP2008076460A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置、ならびにこれを搭載した、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus equipped with the optical scanning device, such as a digital copying machine, a facsimile, and a printer.
近年、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ等の高速化・高画質化が進んでいる。特に高速カラー画像形成装置としてイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの4色のトナー顕像を対応する4本のドラム型感光体に作像し重ね合わせる4連タンデム型画像形成装置が多数商品化されてきている。4連タンデム型画像形成装置の高画質化に当たっては上記複数の顕色剤を精度良く重ね合わせる必要があり、各種の提案(例えば、特許文献1,2,3参照)がされている。
In recent years, digital copying machines, facsimiles, printers and the like have been improved in speed and image quality. In particular, as a high-speed color image forming apparatus, a large number of quadruple tandem type image forming apparatuses that form and superimpose four color toner images of yellow, magenta, cyan, and black on corresponding four drum type photoreceptors have been commercialized. ing. In order to improve the image quality of a quadruple tandem type image forming apparatus, it is necessary to accurately superimpose the plurality of developers, and various proposals (for example, see
特許文献1においては、走査線の湾曲を適正に補正可能な光走査装置にて、折返しミラーの厚みが、調節ねじによって押圧される側からその反対側に向かって漸減されて、断面2次モーメントが主走査方向で非対称とされており、片端部のみ押圧された結果主走査方向に対称に撓むことにより、走査線の湾曲を効果的にバランス良く補正できるとしている。
しかし、折返しミラーの撓みによる調整の副作用として主走査方向のパワーが生じ、走査幅全域に亘る主走査ドット位置合わせが困難になるという問題がある。
In
However, there is a problem that power in the main scanning direction is generated as a side effect of adjustment due to bending of the folding mirror, and it is difficult to align the main scanning dots over the entire scanning width.
特許文献2においては、長尺の走査レンズを、光軸方向に直交する方向でありかつ長手方向に直交する方向に弾性力により押圧する弾性部材と、弾性部材と対をなし弾性部材からの押圧力に対向して走査レンズを支持する支持部材を有し、弾性部材と支持部材の組が、3組以上備えられ、支持部材は別のホルダ部材に保持されて押圧力の方向に移動可能とし、また、支持部材の移動量調整機構を設けてねじ要素で調整することで、走査線曲がりや傾きを補正し、色ずれを効果的に抑制するとしている。
しかし、この方式では、走査レンズ両端の支持位置および中間調整部が合計で5点以上あり、部品点数が多く構成が複雑で、調整も煩雑である。
In
However, in this method, there are a total of 5 or more support positions and intermediate adjustment portions at both ends of the scanning lens, the number of parts is large, the configuration is complicated, and the adjustment is complicated.
特許文献3においては、走査レンズを保持する保持部材と、保持部材にそれぞれ固定され、走査レンズの中央部を支持する支点と、左右端部をそれぞれ加圧するバネ部材からなる第1,第2のバネ加圧手段と、第1,第2のバネ加圧手段の加圧方向とは逆方向からそれぞれ当接支持する第1,第2の当接支持手段とを備えた構成により、走査線曲がり補正機構および走査線傾き補正機構を、それぞれ独立調整が可能であり、光学箱内部にシンプルな構成で配置できるとしている。
In
一方、走査レンズの組付けおよび位置決めに関しては高精度に安定した支持方法が必要とされ、従来は複数の板バネ等によって上下左右前後の位置決めを確実に行う支持方法が多く用いられてきた。上記特許文献1〜3もその変形例であり、走査線の調整のために走査レンズの固定と移動という、相反する機能を複雑に実施していると言える。
On the other hand, with respect to the assembly and positioning of the scanning lens, a highly accurate and stable support method is required, and conventionally, a support method that reliably performs positioning in the vertical and horizontal directions with a plurality of leaf springs has been used. The
反面、接着によってより簡素に低コストで走査レンズを含む光学素子を固定するという手段があり、またその詳しい実施例が近年提案されてきている(例えば、特許文献4参照)。特許文献4においては、走査レンズはレンズの非有効部分かつ光軸近傍の位置で、光軸に概略垂直な面を光学箱に接着されて固定され、接着層の厚さを均一にできるので、走査レンズを精度良く、安定して接着することができ、調整した位置で姿勢を保ったまま走査レンズを光学箱に固定できるとしている。
しかし、特許文献4においては、走査レンズの接着による固定方法および初期走査線傾き・主走査片倍率調整について言及しているものの、例えば温度変動などによる経時的な環境変動等によってもたらされる走査線曲がり・傾きの補正には対応できない。
また、長尺の走査レンズは一般に高精度の金型によって射出成型されるが、近年のレンズ面の非球面化や複雑化によりねじれ方向の変形が発生し、走査線曲がりや端部ビーム径太りなどの光学性能の低下をもたらすことがある。この問題に対して従来は有効な対応方法が開示されていなかった。
However, although Patent Document 4 mentions a fixing method by adhesion of a scanning lens and an initial scanning line inclination / main scanning piece magnification adjustment, for example, a scanning line bending caused by a temporal environmental variation due to a temperature variation or the like.・ Cannot handle tilt correction.
Long scanning lenses are generally injection-molded with high-precision molds, but due to recent aspherical and complicated lens surfaces, deformation in the twist direction has occurred, resulting in scan line bending and increased end beam diameter. The optical performance may be degraded. Conventionally, an effective countermeasure for this problem has not been disclosed.
本発明は、上記問題点を解決するもので、走査レンズを従来に比べて極めて簡素に固定し、かつ、効果的に走査線の傾きや曲がりを調整することができ、走査レンズのねじれ方向の変形による走査線品質の低下を防止することができる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and the scanning lens can be fixed extremely simply as compared with the conventional one, and the inclination and bending of the scanning line can be adjusted effectively, and the scanning lens can be twisted in the twisting direction. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device and an image forming apparatus that can prevent deterioration in scanning line quality due to deformation.
本発明の光走査装置は、画像信号に基づき変調駆動される光源と、光源からのビームを偏向する光偏向装置と、光偏向装置により偏向されたビームを被走査面に集光する樹脂製の走査レンズと、走査レンズを保持する光学箱と、を備え、走査レンズの長手方向の略中央部は光学箱に固定され、走査レンズの長手方向の端部を少なくとも一方向の自由度をもって移動可能に保持する調整手段を有してなることを特徴とする。 An optical scanning device of the present invention is a light source that is modulated and driven based on an image signal, an optical deflection device that deflects a beam from the light source, and a resin-made material that condenses the beam deflected by the optical deflection device on a surface to be scanned. A scanning lens and an optical box that holds the scanning lens are provided. The central portion of the scanning lens in the longitudinal direction is fixed to the optical box, and the longitudinal end of the scanning lens can be moved with at least one degree of freedom. It has the adjustment means to hold | maintain, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の光走査装置は、走査レンズの長手方向の略中央部は、接着により光学箱に固定されていることを特徴とする。 The optical scanning device of the present invention is characterized in that a substantially central portion in the longitudinal direction of the scanning lens is fixed to the optical box by adhesion.
また、本発明の光走査装置は、走査レンズの長手方向の端部は、副走査方向に移動可能であることを特徴とする。 Further, the optical scanning device of the present invention is characterized in that the end of the scanning lens in the longitudinal direction is movable in the sub-scanning direction.
また、本発明の光走査装置は、走査レンズの長手方向の端部は、ねじり方向に回動可能であることを特徴とする。 Further, the optical scanning device of the present invention is characterized in that the end portion in the longitudinal direction of the scanning lens is rotatable in the twisting direction.
また、本発明の光走査装置は、走査レンズの副走査方向の幅は、この走査レンズの長手方向の中央部と端部とで不均一であることを特徴とする。 Further, the optical scanning device of the present invention is characterized in that the width of the scanning lens in the sub-scanning direction is not uniform at the center and the end in the longitudinal direction of the scanning lens.
また、本発明の光走査装置は、走査レンズの長手方向の端部は、少なくとも、ねじ要素、直動要素、加圧要素、のいずれか1つの要素により移動することを特徴とする。 The optical scanning device of the present invention is characterized in that the end of the scanning lens in the longitudinal direction is moved by at least one of a screw element, a linear motion element, and a pressure element.
また、本発明の光走査装置は、調整手段による走査レンズの長手方向の両端部の移動方向は、同調する方向であることを特徴とする。 Further, the optical scanning device of the present invention is characterized in that the moving direction of both ends in the longitudinal direction of the scanning lens by the adjusting means is a direction to be tuned.
また、本発明の光走査装置は、調整手段による走査レンズの長手方向の両端部の移動方向は、相反する方向であることを特徴とする。 Further, the optical scanning device of the present invention is characterized in that the moving directions of both ends in the longitudinal direction of the scanning lens by the adjusting means are opposite directions.
また、本発明の光走査装置は、複数の走査レンズを具備し、各走査レンズは、各走査レンズに対応する複数の像担持体の中央像高に達するビームが副走査方向において略一致するように固定されていることを特徴とする。 In addition, the optical scanning device of the present invention includes a plurality of scanning lenses, and each scanning lens has a beam that reaches the center image height of a plurality of image carriers corresponding to each scanning lens substantially coincides in the sub-scanning direction. It is characterized by being fixed to.
また、本発明の画像形成装置は、本発明にかかる光走査装置を備えていることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes the optical scanning device according to the present invention.
本発明によれば、走査レンズを極めて簡素に固定し、かつ、効果的に走査線の傾きや曲がりを調整することができ、走査レンズのねじれ方向の変形による走査線品質の低下を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to fix the scanning lens very simply and to effectively adjust the inclination and bending of the scanning line, and to prevent deterioration of the scanning line quality due to deformation of the scanning lens in the twisted direction. Can do.
以下、図面を参照しながら、本発明にかかる光走査装置と画像形成装置の実施の形態について説明する。 Embodiments of an optical scanning device and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、光走査装置について説明する。
光走査装置は、光源から出射された光ビーム(光束)を被走査面(感光体ドラムの表面)上に光スポットとして走査する装置であり、光源と、光偏向装置(光偏向器)と、カップリングレンズと、開口絞りと、シリンドリカルレンズと、走査レンズと、光学素子を所定の位置に保持する光学箱と、走査レンズを光学箱に固定する走査レンズ固定部と、走査レンズの端部を保持する調整手段と、を有してなる。走査レンズは樹脂製で、光走査装置は、少なくも1つの走査レンズを備える。
First, the optical scanning device will be described.
An optical scanning device is a device that scans a light beam (light beam) emitted from a light source as a light spot on a surface to be scanned (surface of a photosensitive drum), and includes a light source, a light deflecting device (light deflector), A coupling lens, an aperture stop, a cylindrical lens, a scanning lens, an optical box that holds the optical element in a predetermined position, a scanning lens fixing part that fixes the scanning lens to the optical box, and an end of the scanning lens Holding adjusting means. The scanning lens is made of resin, and the optical scanning device includes at least one scanning lens.
光走査装置による光走査の方法は、以下のとおりである。
半導体レーザなどの光源は、画像信号に基づき変調駆動されて発散光束を射出する。光源から出射された光束は、カップリングレンズにより以降の光学系に適したビーム形態にカップリングされる。カップリングされた光束は、実質的な平行光束である。カップリングレンズによりカップリングされた光束は、被走査面上で所望の光スポットが得られるよう開口絞りにより光束幅を規制された後にシリンドリカルレンズに入射し、シリンドリカルレンズの作用により光偏向装置の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線状に集光される。光偏向装置は、モータなどにより略等速に回転していて、シリンドリカルレンズからの入射光束を等角速度的に偏向する。光偏向装置で偏向された光束は、走査レンズの作用により集束性の光束となって被走査面上に集光されてビームスポットとして結像し、略等速的に被走査面上を光走査される。
以下、光走査装置が被走査面上を光走査する方向を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。
The method of optical scanning by the optical scanning device is as follows.
A light source such as a semiconductor laser is modulated and driven based on an image signal and emits a divergent light beam. The light beam emitted from the light source is coupled into a beam form suitable for the subsequent optical system by the coupling lens. The coupled light beam is a substantially parallel light beam. The light beam coupled by the coupling lens is incident on the cylindrical lens after the width of the light beam is regulated by the aperture stop so that a desired light spot is obtained on the surface to be scanned. The light is collected in the vicinity of the reflecting surface in the form of a long line in the main scanning direction. The optical deflecting device is rotated at a substantially constant speed by a motor or the like, and deflects the incident light beam from the cylindrical lens at a constant angular velocity. The light beam deflected by the optical deflecting device becomes a convergent light beam by the action of the scanning lens and is focused on the surface to be scanned to form an image as a beam spot, and optically scans the surface to be scanned at a substantially constant speed. Is done.
Hereinafter, the direction in which the optical scanning device optically scans the surface to be scanned is referred to as a main scanning direction, and the direction orthogonal to the main scanning direction is referred to as a sub scanning direction.
図1は、光走査装置の光学箱1の底面部分を部分的に示した斜視図である。光学箱1の材質は、樹脂一体成型またはアルミ鋳造などがある。
従前の光学箱は、弁当箱の様に上面が開放した箱主要部と蓋部により構成されていた。近年の光学箱は、コンパクト化やタンデム型カラー画像形成装置対応のために下部を蓋部が塞ぐ構成や、ビームを通過させる穴部が複数設けられ、蓋部も複数備わる複雑な構成のものも存在する。図1は、単純な上方開放型の光学箱を例としている。
FIG. 1 is a perspective view partially showing a bottom surface portion of an
The conventional optical box is composed of a box main part and a lid part whose upper surface is open like a lunch box. Recent optical boxes have a structure in which the lid is closed at the bottom for compatibility with compact and tandem color image forming apparatuses, and a complicated structure with a plurality of holes through which beams pass and a plurality of lids. Exists. FIG. 1 shows an example of a simple upward-opening optical box.
光学箱1は、光源、光偏向装置、走査レンズ等、光走査装置を構成する光学素子を所定の位置に保持する。また、光学箱1は、塵埃によって走査ビームが途中で途切れたり光量が低下しないように、光走査装置の内部を密閉する機能を持つ。
長尺の走査レンズ3は、その長手方向の略中央部を、光学箱1に設けられたレンズ取り付け部2に接着することで、光学箱1に固定されている。接着の方法は、例えば紫外線硬化型の接着剤を用い、走査レンズ3をレンズ取り付け部2上の所定の位置に保持するように固定する。固定に際しての位置決めの自由度は、空間的に3軸方向(図4のx、y、z方向)と、それらの廻りの回転方向の計6自由度がある。ここで、xは光軸方向、yは主走査方向、zは副走査方向である。
レンズ取り付け部2と走査レンズ3は、嵌合または突き当ての状態になるような形状で保持されて接着固定が行われてもよいし、冶具などにより一部または全部の自由度について走査レンズ3を保持しつつ接着固定を行ってもよい。また、走査レンズ3の光軸100が、適切な接着層の厚さによって固定されるように保持・接着する空中接着方法を用いてもよい。
The
The
The
走査レンズ3の両端部(長手方向)は、光学箱1に固定ねじ9により締結された板バネ10と、調節ねじ11、12とにより、z方向に挟まれて拘束される。
走査レンズ3の端部は、少なくとも一方向の自由度をもって移動可能に保持されている。すなわち、調節ねじ11、12は、光学箱1に設けられたねじボス21、22に螺合し、独立して調整量を変化させることが可能であるため、走査レンズ3の端部は、z方向およびy軸廻りの回転方向β(図4)の調整が可能となる。
Both ends (longitudinal direction) of the
The end of the
以下、走査線曲がりと傾きの調整の概要について、図3,4を用いて説明する。なお、以降の説明中、走査レンズの「中央部」あるいは「端部」とは、走査レンズの「長手方向」の中央部あるいは端部を指す。 Hereinafter, an outline of the adjustment of the scanning line bending and the inclination will be described with reference to FIGS. In the following description, the “central part” or “end part” of the scanning lens refers to the central part or end part in the “longitudinal direction” of the scanning lens.
図3は、走査線曲がりと傾きの調整について示す模式図であり、走査レンズ3のz方向の光学的中心線である焦線の基準直線Dと、上に凸となった焦線E−F、下に凸となった焦線G−Hを示している。
調節ねじ11と12の突き出し量が小さいとき、板バネ10が走査レンズ3の両端を下側に押し付けるので、焦線はE−Fのようになる。そして、調節ねじ11、12により、その押し付け力に対向して走査レンズ3の下面を押し上げると、焦線の左側はEからGの間、焦線の右側はFからHの間の任意の位置になるように調整することができる。
また、調節ねじ11と12の突き出し量の差により、β方向のねじり調整をすることができる。
FIG. 3 is a schematic diagram showing adjustment of scanning line bending and inclination, and a focal line reference line D that is an optical center line in the z direction of the
When the protruding amounts of the adjusting screws 11 and 12 are small, the
Further, the twist adjustment in the β direction can be performed by the difference in the protruding amount of the adjusting screws 11 and 12.
ねじり調整について、図4を用いて、さらに説明する。
走査レンズ3のレンズ面30を通過する走査ビームは、光軸100を通過したときに被走査面101の像高0近傍の位置に入射する。
ここで、上述したように、レンズ面30にレンズ成型に伴うねじれがあり、y軸廻りのβ方向に回転するようなねじり変形があると、被走査面101の端部に達するビーム110は意図しない方向にずれ、ビーム111やビーム112のように移動してしまう。
そこで、調節ねじ11と12の突き出し量の差により、走査レンズ3のβ方向のねじり調整を行うことで、このずれを補正することができる。
The torsion adjustment will be further described with reference to FIG.
When the scanning beam passing through the
Here, as described above, if the
Therefore, this deviation can be corrected by adjusting the twist of the
なお、図1に示した走査レンズ3は、このねじり調整を容易にするためにレンズ外枠の中央部の幅が光軸方向に狭くなる形状になっている。この形状により、調節ねじ11と12の間隔を一定量以上に保って端部の調整スパンを確保しつつ、ねじり剛性を下げている。また、外枠の一部の幅を狭くすることで、高価なレンズ用樹脂材料が節約でき、コストダウンを実現することができる。
The
図5は、後に詳説する4連タンデム型画像形成装置における走査線の調整の概念図である。4連タンデム型画像形成装置は、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの4色のトナー顕像を、対応する4本のドラム型感光体に作像し重ね合わせて画像を形成する装置である。図5は、各色に対応した4本の走査線121、122、123、124が弓状に湾曲した状態で被走査面上を走査していることを示している。弓状の湾曲は、図3に示したG−Hの状態に対応する。
FIG. 5 is a conceptual diagram of scanning line adjustment in a quadruple tandem type image forming apparatus described in detail later. The quadruple tandem type image forming apparatus is an apparatus that forms images by superimposing and superimposing four color toner visible images of yellow, magenta, cyan, and black on corresponding four drum-type photoreceptors. FIG. 5 shows that the scanning surface is scanned in a state where four scanning
ここで、走査線121と122の中央位置の副走査方向の相対距離を距離131、走査線122と123中央位置の副走査方向の相対距離を距離132、走査線123と124中央位置の副走査方向の相対距離を距離133とする。一般に、4連タンデム型画像形成装置では、この距離が等間隔に設定され、数値的には80mm〜120mm程度である。各走査レンズ3が略中央部で固定されているので、この距離を固有の基準値とし、調整は端部のみで行う。すなわち、各色に対応する感光体の中央像高に達するビームが副走査方向において略一致するように、各色に対応する走査レンズを調整して固定する。
Here, the relative distance in the sub-scanning direction at the center position of the
走査線の紙面手前側の端部に関して、走査線121と走査線122の端部の相対距離を距離141、走査線122と123の端部の相対距離を距離142、走査線123と124の端部の相対距離を距離143とする。先に説明した調整方法により、距離141と距離131とが同一になるように調整すれば、走査線121と122の中央と手前側端部のドット位置が一致する。相対距離142、143についても同様に調整すればよい。また、紙面奥側の端部の相対距離についても同様である。
このように4本の走査線121、122、123、124の湾曲の状態を中央固定とし、端部を調整して一致させることで、全体的な4色のドット位置ずれが非常に簡単に、かつ、極めて小さく抑えることができる。
With respect to the end of the scanning line on the front side of the drawing, the relative distance between the end of the
As described above, the curved state of the four
また、走査線の湾曲の状態としては、図3においてE−HやG−FといったS型の湾曲も有り得るが、本発明では中央が固定されているので各端部を適宜に調整でき、S型の湾曲にも容易に対応できる。このことは、近似的には走査線全体が傾いた走査線傾きへの調整としても機能する。すなわち、本発明においては、走査レンズ3の中央部および両端部の三点において光学箱1との位置関係を拘束することで、従来に比して極めて簡素な構成で弓状またはS型の走査線曲がり、および走査線傾きに対応可能な調整方法を提供することができる。
Further, as the scanning line curve state, there can be an S-shaped curve such as EH or GF in FIG. 3, but in the present invention, since the center is fixed, each end can be adjusted as appropriate. It can easily cope with the curvature of the mold. This also functions as an adjustment to the scan line inclination in which the entire scan line is inclined. That is, in the present invention, by constraining the positional relationship with the
さらに、全てを基準焦線Dに一致させなくとも、全体的に最も調整の手間が少ないように、4本の走査線121、122、123、124の湾曲の状態を同一にしてもよい。
Furthermore, the four
なお、以上説明した実施の形態では、ねじり方向の調整ができるように、各端部に2本の調節ねじ11、12を備える構成であったが、ねじり調整を特に必要としない場合には、各端部に1本の調節ねじをのみを備える構成でもよい。
In the embodiment described above, the two
次に、走査レンズの中央部の固定方法について、接着以外の別の方法について、図6,7を用いて説明する。なお、本実施の形態を示す図6,7は、先の実施の形態の図2に示した断面C−Cの向きにて参照した場合に相当する図である。 Next, a method for fixing the central portion of the scanning lens will be described with reference to FIGS. 6 and 7 showing the present embodiment are diagrams corresponding to the case of referring to the direction of the section CC shown in FIG. 2 of the previous embodiment.
図6に示す例は、走査レンズ103の下面に円筒形のボス31、32が光軸方向に並んで一体に形成されており、レンズ取り付け部に設けられた丸穴の基準穴41と長穴の従基準穴42に、ボス31とボス32がそれぞれ嵌合することで、光軸の位置と向きが決められる。光学箱101には、取り付け爪43、44が一体にモールド成型され、走査レンズ103の外枠の下部を両側から引っ掛けてz方向の固定がなされている。
この方法によれば、特に接着剤を用いなくとも走査レンズの中央部を固定でき、組付けが容易でコストダウンを図ることができる。また、リサイクルを考慮した分解も容易である。
In the example shown in FIG. 6,
According to this method, the center portion of the scanning lens can be fixed without using any adhesive, and assembly is easy and cost reduction can be achieved. Also, disassembly considering recycling is easy.
図7に示す例は、図6に示したボス31に代えて、光学箱201の下面に突き出す長さのボス33の先端を熱カシメすることで走査レンズ203を光学箱201に固定している。この方法によれば、図6に示した例のような取り付け爪43、44が不要で、固定の確実性も高い。また、接着剤を用いた固定方法に比べて、分解も容易である。
In the example shown in FIG. 7, instead of the
次に、走査レンズの端部のz方向の調整手段の別の例について、図8,9を用いて説明する。 Next, another example of the z-direction adjusting means at the end of the scanning lens will be described with reference to FIGS.
図8は、走査レンズの端部のz方向の調整手段の別の例を示す図で、(a)走査レンズの端部を光軸方向から見た正面図と、(b)正面図のJ−J断面である上面図である。
この例では、1本の調節ねじ13と、圧縮コイルバネ14と、ナット15とを用いる。
走査レンズ303の最端部には、ナット端面の6面のうちの2面以上が規制されて廻り止めになるような袋状のナット収納部35が設けられている。このナット収納部35に、側方(ここでは光軸方向)からナット15が収納され、調節ねじ13と螺合する。調節ねじ13は、光学箱301の下面に開けられた穴を下から貫通し、圧縮コイルバネ14を介して走査レンズ303の端部のz方向の調整が行えるようになっている。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the z-direction adjusting means at the end of the scanning lens. (A) A front view of the end of the scanning lens viewed from the optical axis direction, and (b) J in the front view. It is a top view which is -J cross section.
In this example, one adjusting
A bag-shaped
この例によれば、調整機構の部分の構成がコンパクトで、従来の光走査装置に容易に付加することができる。また、ナット15を用いることで余計な回転モーメントがかからず、調整がスムーズに行えるという利点がある。もちろん、調整精度に問題無い範囲でより簡素な構成とするために、ナットを用いずに走査レンズ303の端部近傍に雌ねじを形成してもよい。
According to this example, the configuration of the adjustment mechanism portion is compact and can be easily added to the conventional optical scanning device. Further, the use of the
図9は、走査レンズの端部のz方向の調整手段の別の例を示す図で、走査レンズの端部を光軸方向から見た正面図である。
この例では、光学箱401にねじボス23と押圧部24が一体にモールド成型され、また、走査レンズ403の最端部にねじ受け部36が形成されている。ねじ受け部36に設けられた穴に上方から調節ねじ13が貫通し、ねじボス23に螺合する。押圧部24によって上方に持ち上げられる走査レンズ403の端部を、調節ねじ13が対向する方向に力を加え、走査線曲がりを調整することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the z-direction adjusting means at the end of the scanning lens, and is a front view of the end of the scanning lens as viewed from the optical axis direction.
In this example, the
この例によれば、部品点数が最も少なく非常に簡素で低コストであり、また、先に説明した他の例とは違って調節ねじの螺合方向が上からであるため、例えば、光走査装置または画像形成装置の初期調整を工程内で行うときに調整が行いやすい、という利点がある。 According to this example, the number of parts is the smallest and very simple and low-cost, and unlike the other examples described above, the screwing direction of the adjusting screw is from the top. There is an advantage that the initial adjustment of the apparatus or the image forming apparatus is easily performed when the adjustment is performed in the process.
図8,9に示した例では、いずれも走査レンズの端部を加圧手段によって加圧し、対向する向きにねじ要素によりz方向の調整を行うが、加圧手段は上記の目的が果たせるものであれば、その形態には特に制約はない。 In the examples shown in FIGS. 8 and 9, both ends of the scanning lens are pressurized by a pressurizing unit, and the z direction is adjusted by a screw element in the opposite direction. The pressurizing unit can serve the above purpose. If so, the form is not particularly limited.
次に、走査レンズの端部のz方向の調整手段のさらに別の例について、図10を用いて説明する。
この例では、図10(a)に示すように、2つの調節ねじ16と17により、走査レンズ503の両端が同調する方向または相反する方向に容易に調整できる構成を備えている。走査レンズ503の両端部にはここまで述べたような板バネなどの加圧手段が上方から加えられており、それらに対向する力を下方から加えることで走査線の調整を行う。
Next, still another example of the z-direction adjusting means at the end of the scanning lens will be described with reference to FIG.
In this example, as shown in FIG. 10A, the two
調節ねじ16は光学箱1の下面に下方から螺合され、ねじ込むことでアーム50の中央を上方に持ち上げる。アーム50の一方の端部は当接部51を介し、もう一方は他端に螺合された調節ねじ17を介してアーム60を上方に持ち上げる。アーム60の両端の当接部61、62は光学箱501を貫通し、走査レンズ503の端部に上方の向きの力を加える。この構成により調節ねじ16を調整することでアーム50および60は上下方向に平行移動し、走査レンズ503の両端部の移動方向が同調する方向に押圧するので、弓状の走査線曲がりを左右対称的に調整することができる。また、調節ねじ17を調整することでアーム60がシーソーのように揺動し、走査レンズ503の両端部の移動方向が相反する方向に押圧されるので、走査線傾きを回転対称的に調整することができる。
The adjusting
また、側面図(b)に示すように、アーム50および60は中央部を調節ねじ16が貫通する。アーム50の側方には張り出された廻り止め53、54がアーム60の側面に当接し、また、アーム60は当接部61、62が光学箱501を貫通する部分で廻り止めになるように規制されているので、上記の同調方向あるいは相反方向のねじ調整に伴う連れ廻りなどのずれは発生せず、正確に確実な調整ができる。
As shown in the side view (b), the
このように図10に示した例では、弓状の走査線曲がりを調節ねじ16だけで容易に調整可能である。また、例えばS型の走査線曲がり、あるいは、走査線傾きを調節ねじ17だけで容易に調整することができる。
また、弓状の走査線曲がりと、S型の走査線曲がりまたは走査線傾きの双方を、2本のねじで調整する構成を述べたが、必要とする機能やコストに応じてどちらか片方の機能だけを1本のねじで調整する構成に単純化することもできる。
As described above, in the example shown in FIG. 10, the arcuate scanning line curve can be easily adjusted only by the adjusting
In addition, although the configuration in which both the bow-shaped scanning line curve and the S-shaped scanning line curve or the scanning line inclination are adjusted with two screws has been described, either one is adjusted according to the required function or cost. It is also possible to simplify the configuration in which only the function is adjusted with a single screw.
なお、これまで説明した実施の形態では、主に簡素なねじ要素による調整方法について述べたが、調整手段は、ステッピングモータの回転による伝達によるものやカムや、直動するようなアクチュエータなどを用いても全く問題ないことは明らかである。すなわち、調整手段は、ねじ要素、直動要素、加圧要素、のいずれであってもよい。
また、以上説明した調整方法は、手動による初期調整に限られるものではなく、経時的な走査線位置ずれの調整手段として被走査面上の実際のビーム位置ずれや、またはドット位置ずれ調整のために顕色剤で形成された顕像のずれを検知してフィードバックする調整方法などにも当然に適用可能である。
In the embodiments described so far, the adjustment method using a simple screw element has been mainly described. However, the adjustment means uses transmission by rotation of a stepping motor, a cam, an actuator that moves linearly, or the like. Obviously no problem at all. That is, the adjusting means may be any of a screw element, a linear motion element, and a pressure element.
Further, the adjustment method described above is not limited to manual initial adjustment, but is used for adjusting the actual beam position deviation or the dot position deviation on the surface to be scanned as means for adjusting the scanning line position deviation over time. Of course, the present invention can also be applied to an adjustment method for detecting and feeding back a deviation of a developed image formed with a developer.
次に、本発明にかかる画像形成装置について説明する。
図11は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を示す中央断面図であり、カラー画像の光束出力に有利なタンデム型のレーザプリンタである。
画像形成装置は、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)、イエロー(Y)に対応する走査光学系を備えた光走査装置200、各走査光学系に対応する感光体1X(X:Y,M,C,K、以下同じ。)、搬送ベルト80、定着装置300、図示しない転写紙を備えた給紙カセット(図示省略)、排紙トレイ(図示省略)を有してなる。
Next, the image forming apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 11 is a central cross-sectional view showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, which is a tandem type laser printer advantageous for light beam output of a color image.
The image forming apparatus includes an
搬送ベルト80の上方には、光走査装置200によって露光され静電潜像が形成される像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体が、搬送ベルト80の移動方向の上流側からイエロー用(1Y)、マゼンタ用(1M)、シアン用(1C)、ブラック用(1K)の順に配設されている。感光体1Xの径は、全て同一である。
Above the
感光体1Xの周囲には、帯電手段2X、現像手段4X、転写ローラ6X、クリーニング装置5Xなどの電子写真法(電子写真プロセス)にしたがうプロセス部材が順に配設されている。なお、帯電手段としては、コロナチャージャを用いることもできる。 Around the photoreceptor 1X, process members according to an electrophotographic method (electrophotographic process) such as a charging unit 2X, a developing unit 4X, a transfer roller 6X, and a cleaning device 5X are sequentially arranged. A corona charger can also be used as the charging means.
搬送ベルト80の周囲には、感光体1Xよりも転写紙搬送経路の上流側にレジストローラ(図示省略)、ベルト帯電チャージャ(図示省略)が配設され、また、感光体1Xよりも転写紙搬送経路の下流側にベルト分離チャージャ(図示省略)、除電チャージャ(図示省略)、クリーニング装置(図示省略)などが順に配設されている。
Around the conveying
このように、画像形成装置は、感光体1Y、1M、1C、1Kを各色毎に設定された被走査面とし、それぞれに対して走査光学系が1対1の対応関係で設けられている。ただし、光偏光器は各色で共有する。
As described above, in the image forming apparatus, the
光走査装置200は、感光体1Xに光書込を行う光書込装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行するもので、帯電手段2Xで均一に帯電された感光体1Xの表面を走査して静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、いわゆるネガ潜像であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像手段4Xにより反転現像され、感光体1X上にトナー画像が形成される。
なお、光走査装置として、前述の本発明にかかる光走査装置が用いられている。
The
As the optical scanning device, the above-described optical scanning device according to the present invention is used.
給紙カセットに収納された転写紙の最上位の1枚が図示しない給紙コロにより給紙され、給紙された転写紙は、その先端部がレジストローラに捕らえられる。レジストローラは、感光体1X上のトナー画像が転写位置へ移動するタイミングに合わせて、転写紙を転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙は、転写部においてトナー像と重ね合わせられ転写ローラの作用により、トナー画像を静電転写される。 The uppermost sheet of transfer paper stored in the paper supply cassette is fed by a paper feeding roller (not shown), and the transferred transfer paper is caught by a registration roller at the leading end. The registration roller sends the transfer paper to the transfer unit in accordance with the timing at which the toner image on the photoreceptor 1X moves to the transfer position. The transferred transfer paper is superimposed on the toner image at the transfer portion, and the toner image is electrostatically transferred by the action of the transfer roller.
トナー画像を転写された転写紙は定着装置300へ送られ、定着装置300においてトナー画像を定着され、図示しない搬送路を通り、排紙ローラ(図示省略)により排紙トレイ上に排出される。トナー画像が転写された後の感光体1Xの表面は、クリーニング装置5Xによりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
The transfer paper onto which the toner image has been transferred is sent to the
このように構成されたタンデム型画像形成装置において、例えば複数色モード(フルカラーモード)選択時であれば、各感光体に対して、対応する色の画像信号に応じて図示しない露光ユニットの露光により、各々の感光体上に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、各々の対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト80上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上に順次転写されることにより、重ね合わせられる。そして、定着装置300によりカラー画像として定着され、転写紙は排紙トレイに排紙される。
また、単色モード選択時であれば、ある色S(Y,M,C,Kのいずれか)として、他の色の感光体及びプロセス部材は非動作状態となる。ここで、感光体1Sに対してのみ、露光ユニットの露光により静電潜像が形成され、ある色Sのトナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト80上に静電的に吸着されて、搬送される転写紙上に転写される。そして、定着装置300により単色画像として定着され、転写紙は排紙トレイに排紙される。
In the tandem type image forming apparatus configured as described above, for example, when a multi-color mode (full color mode) is selected, each photosensitive member is exposed by an exposure unit (not shown) according to an image signal of a corresponding color. An electrostatic latent image is formed on each photoconductor. These electrostatic latent images are developed with the corresponding color toners to become toner images, electrostatically attracted onto the
When the single color mode is selected, the photosensitive members and process members of other colors are in a non-operating state as a certain color S (any one of Y, M, C, and K). Here, only on the photoreceptor 1S, an electrostatic latent image is formed by exposure of the exposure unit, developed with a toner of a certain color S to become a toner image, and electrostatically adsorbed on the
この画像形成装置に前述の本発明にかかる光走査装置を適用すれば、走査線の傾きや曲がりを調整でき、より高品質な出力画像を得ることができる。 If the above-described optical scanning device according to the present invention is applied to this image forming apparatus, the inclination and bending of the scanning line can be adjusted, and a higher quality output image can be obtained.
1 光学箱
2 走査レンズ固定部
3 走査レンズ
10 板バネ
11,12 調節ねじ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上記走査レンズの長手方向の略中央部は上記光学箱に固定され、
上記走査レンズの長手方向の端部を少なくとも一方向の自由度をもって移動可能に保持する調整手段を有してなることを特徴とする光走査装置。 A light source that is modulated and driven based on an image signal, an optical deflection device that deflects a beam from the light source, a resin scanning lens that condenses the beam deflected by the optical deflection device on a surface to be scanned, and this scanning An optical box for holding the lens, and
A substantially central portion in the longitudinal direction of the scanning lens is fixed to the optical box,
An optical scanning device comprising an adjusting means for holding an end of the scanning lens in the longitudinal direction so as to be movable with at least one degree of freedom.
各走査レンズは、各走査レンズに対応する複数の像担持体の中央像高に達するビームが副走査方向において略一致するように固定されている請求項1記載の光走査装置。 A plurality of scanning lenses;
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein each scanning lens is fixed so that beams reaching a central image height of a plurality of image carriers corresponding to each scanning lens substantially coincide with each other in the sub-scanning direction.
光書込装置は、請求項1乃至9のいずれかに記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。 An apparatus that performs optical writing from an optical writing device to an image carrier and forms an electrostatic latent image on the image carrier by electrophotography,
An image forming apparatus, wherein the optical writing device is the optical scanning device according to claim 1.
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JP2012133325A (en) * | 2010-12-01 | 2012-07-12 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming apparatus |
JP2021167882A (en) * | 2020-04-10 | 2021-10-21 | コニカミノルタ株式会社 | Optical writing device |
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