(57)【要約】【課題】  光学ユニットの位置および姿勢を調整する複数の調整パラメータを短時間で調整することのできる、低コストの光学ユニット調整機構を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光学ユニット４の位置および姿勢を調整する複数の調整パラメータを調整するためのモータと、そのモータの駆動力を上記調整パラメータそれぞれの調整用に切断自在に伝達する複数のクラッチと、これら複数のクラッチを介して伝達されてきた駆動力により、感光体ドラム１に対する光ビーム５の走査方向の傾きαを調整する第１の調整機構と、感光体ドラム１と光ビームの走査方向両端それぞれとの間の各距離Ｌ１およびＬ２を調整する第２の調整機構と、図２（ｂ）に示すように、感光体ドラム１に対する光ビーム５の走査位置Ｐ１〜Ｐｎを調整する第３の調整機構とを備えた。【選択図】        図２
2005103918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光により静電潜像が形成される感光体と、光ビームを繰り返し偏向しながら出射する光学ユニットとを備え、該光学ユニットから出射した光ビームで該感光体上を走査することにより該感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記光学ユニットの位置および姿勢を調整する複数の調整パラメータを調整するためのモータと、
前記モータの駆動力を前記複数の調整パラメータそれぞれの調整用に切断自在に伝達する複数のクラッチと、
前記複数のクラッチを介して伝達されてきた駆動力により前記光学ユニットの位置および姿勢を調整する、前記複数の調整パラメータに応じた複数の調整機構とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の調整機構が、前記感光体に対する前記光ビームの走査方向の傾きを調整する第１の調整機構と、
前記感光体と前記光ビームの走査方向両端それぞれとの間の各距離を調整する第２の調整機構と、
前記感光体に対する前記光ビームの走査位置を調整する第３の調整機構とからなることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光学ユニットが載置されたアジャストプレートを備え、
前記第１の調整機構が前記アジャストプレートに載置された前記光学ユニットの、該アジャストプレートに対する姿勢を調整する調整機構であり、
前記第２および第３の調整機構が前記アジャストプレートの、前記感光体に対する姿勢および位置を調整する調整機構であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置には、感光体に光ビームを照射して感光体上に静電潜像を形成するための、光ビームを出射する光源および出射した光ビームで感光体上を走査する走査装置を備えた光学ユニットが広く用いられている。この光学ユニットには、光学ユニットの位置および姿勢を調整する複数の調整パラメータを調整するための種々の調整手段が備えられている。
【０００３】
従来は、光学ユニットの複数の調整パラメータ、例えば倍率調整、傾き調整、用紙先端からの印字開始位置調整などは手動で行われることが多く、手動による調整の場合には、倍率や傾きなどの微調整が困難であり、また、調整に長時間を費やすという問題がある。
【０００４】
また、自動化された調整機構を備えた光学ユニットも次第に用いられるようになっているが、いずれにしても、上記のように複数の調整パラメータの調整はそれぞれ別の調整機構で行われている。
【０００５】
例えば、半導体レーザ発光体から出射されるレーザビームを副走査方向に調整するための、駆動モータ、板カム、ウオーム、ウオームホイールなどからなる調整機構を備えた光ビーム走査装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、光走査装置の垂直位置を精度よく調整するための、モータ、カム、上下動部材、揺動部材、ボールジョイントなどからなる調整機構を備えた光走査装置および画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
また、レーザ光の光路を自動で調整するための、モータ、ギヤ、カムなどからなる調整機構を備えた画像形成装置における書込み光学ユニットが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２３７５７３号公報（第２−４頁、図１−３）
【特許文献２】特開２００２−１０３６８２号公報（第５−６頁、図６−７）
【特許文献３】特開２００３−９４７２３号公報（第３−４頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記の特許文献１−３では、光学ユニットの位置および姿勢を調整する複数の調整パラメータを調整するための調整機構が、各調整パラメータごとにそれぞれ別の機構として構成されているため、全体として調整機構が複雑となり、コストも高くなるという問題がある。
【０００９】
また、複数の調整機構によりそれぞれ別々に調整を行わなければならないので、全ての調整が完了するまでに長時間を要するという問題もある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、光学ユニットの位置および姿勢を調整する複数の調整パラメータを短時間で調整することのできる、低コストの光学ユニット調整機構を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
露光により静電潜像が形成される感光体と、光ビームを繰り返し偏向しながら出射する光学ユニットとを備え、その光学ユニットから出射した光ビームでその感光体上を走査することによりその感光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記光学ユニットの位置および姿勢を調整する複数の調整パラメータを調整するためのモータと、
上記モータの駆動力を上記複数の調整パラメータそれぞれの調整用に切断自在に伝達する複数のクラッチと、
上記複数のクラッチを介して伝達されてきた駆動力により上記光学ユニットの位置および姿勢を調整する、上記複数の調整パラメータに応じた複数の調整機構とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、上記複数の調整機構が、上記感光体に対する上記光ビームの走査方向の傾きを調整する第１の調整機構と、
上記感光体と上記光ビームの走査方向両端それぞれとの間の各距離を調整する第２の調整機構と、
上記感光体に対する上記光ビームの走査位置を調整する第３の調整機構とからなるものであってもよい。
【００１３】
また、上記光学ユニットが載置されたアジャストプレートを備え、
上記第１の調整機構が上記アジャストプレートに載置された上記光学ユニットの、そのアジャストプレートに対する姿勢を調整する調整機構であり、
上記第２および第３の調整機構が上記アジャストプレートの、上記感光体に対する姿勢および位置を調整する調整機構であってもよい。
【００１４】
なお、本発明の画像形成装置を、タンデム方式のカラー画像形成装置に適用した場合には、複数本の光ビームの調整を整合性を保った状態で同時に調整することが可能となり、印字品質を向上させる効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置によれば、複数の調整パラメータを調整することが可能な光学ユニット調整機構を備えているので、光学ユニットの位置および姿勢を短時間で調整することができる。また、保守員でも簡単に調整を行うことができるので、フィールドにおける印字品質レベルを容易に維持できるという効果もある。
【００１６】
また、１つのモータで光学ユニットの倍率調整、傾き調整、印字開始位置調整などを行うことができるため、調整機構を簡略化することができ、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概要図である。
【００１９】
図１に示すように、この画像形成装置は、露光により表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１と、感光体ドラム１表面を帯電させる帯電器８と、光ビーム５を繰り返し偏向しながら出射し、その光ビーム５で感光体ドラム１上を走査することにより感光体ドラム１上に静電潜像を形成する光学ユニット４と、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像器２と、そのトナー像を記録媒体Ｐ上に転写する転写器３と、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を定着する定着器７とを備え、表面に定着トナー像からなる画像が形成された記録媒体Ｐを得る画像形成装置である。
【００２０】
なお、本実施形態における感光体ドラム１は、本発明にいう感光体に相当するものである。
【００２１】
図２は、本実施形態の画像形成装置における光学ユニットの調整機構の概要図である。
【００２２】
図２には、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１に、光ビーム５を出射する光源４ａ、矢印Ｂ方向に回転しながら、光源４ａから出射された光ビームを偏向するポリゴンミラー４ｂ、ポリゴンミラー４ｂで偏向された光ビームを感光体ドラム１に向けて反射する反射ミラー４ｃからなる光学ユニット４が示されている。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置では、この光学ユニット４の位置および姿勢を調整する調整パラメータとして次の３つの調整パラメータを調整するための調整機構が備えられている。
【００２４】
すなわち、図２（ａ）に示すように、光学ユニット４の感光体ドラム１に対する姿勢を調整することにより、光ビーム５の走査方向の傾きαを調整する第１の調整機構、光学ユニット４の感光体ドラム１に対する位置および姿勢を調整することにより、感光体ドラム１と光ビームの走査方向両端それぞれとの間の各距離Ｌ１およびＬ２を調整する第２の調整機構、および、図２（ｂ）に示すように、光学ユニット４を矢印Ｇ方向に移動させることにより、感光体ドラム１に対する光ビーム５の走査位置Ｐ１〜Ｐｎを調整する第３の調整機構である。
【００２５】
図３は、本実施形態の光学ユニット調整機構におけるアジャストプレートの側面図（ａ）および光学ユニットの側面図（ｂ）である。
【００２６】
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の光学ユニット調整機構には、光学ユニット４（図２参照）が載置されるアジャストプレート１０が備えられている。アジャストプレート１０にはピン１１が設けられており、一方、光学ユニット４にはアジャストプレート１０のピン１１に係合する孔１１’が設けられている。このピン１１および孔１１’により、光学ユニット４は、アジャストプレート１０に対してピン１１を支点として矢印Ｄ方向に回動自在な状態で取り付けられる。
【００２７】
また、アジャストプレート１０側には、偏心カム１２が取付けられており、光学ユニット４には、この偏心カム１２に係合する楕円形の偏心カム係合孔１３が設けられている。従って、アジャストプレート１０側の偏心カム１２を回転させることにより、上記のピン１１を中心とする光学ユニット４の矢印Ｄ方向の位置を自在に調整することができる。
【００２８】
こうして、光学ユニット４をアジャストプレート１０に対して回動自在に取り付けたことにより、反射ミラー４ｃ（図２参照）の感光体ドラム１に対する角度を変化させ、感光体ドラム１に対する光ビーム５の走査方向の傾きα（図２参照）を自在に調整することができる。
【００２９】
図４は、本実施形態の画像形成装置における光学ユニット調整機構の一部を示す図であり、図５は、図４に示す光学ユニット調整機構の側面図であり、図６は、図４に示す光学ユニット調整機構を矢印Ａ−Ａ方向に見た断面図であり、図７は、図４に示す光学ユニット調整機構の一部拡大図（ａ）および偏心カムと係合する偏心カム係合孔との関係を示す図（ｂ）である。
【００３０】
図４〜図７に示すように、本実施形態の光学ユニット調整機構には、光学ユニット４（図２参照）が載置されるアジャストプレート１０、上記３つの調整パラメータを調整するための１つのステッピングモータ２１、ステッピングモータ２１の駆動力を上記各調整パラメータそれぞれの調整用に切断自在に伝達する電磁クラッチ２２，２３，２４，２５、これらの各電磁クラッチを介して伝達されてきた駆動力により光学ユニット４の位置および姿勢を調整する、上記３つの調整パラメータに応じた第１〜第３の調整機構、これら第１〜第３の調整機構の動作を制御するコントローラ１８、およびオペレータからの指示をコントローラ１８に伝えるための操作盤１９が備えられている。
【００３１】
なお、本実施形態におけるステッピングモータ２１は、本発明にいうモータに相当するものである。
【００３２】
上記のように、本実施形態では調整機構の駆動源としてステッピングモータを用いているので、コントローラ１８（図４参照）を介してステッピングモータのステップ数値制御を行わせることにより、微細な調整が可能な画像形成装置を実現することができる。
【００３３】
また、電磁クラッチ２２，２３，２４，２５は、本発明にいう複数のクラッチに相当するものである。
【００３４】
第１の調整機構は、電磁クラッチ２４、ギヤ２６，２７、光学ユニット４のピン１１を支点として補正する偏心カム１２、および光学ユニット４側に設けられた偏心カム１２と係合する偏心カム係合孔１３などからなり、アジャストプレート１０に載置された光学ユニット４の、アジャストプレート１０に対する姿勢を調整することにより、感光体ドラム１に対する光ビームの走査方向の傾きを調整するものである。
【００３５】
すなわち、オペレータが操作盤１９を操作してコントローラ１８に指示を伝えることにより、コントローラ１８は電磁クラッチ４を接続状態としてステッピングモータ２１を駆動させる。ステッピングモータ２１の駆動力はギヤ２６，２７を介して偏心カム１２に伝えられ、偏心カム１２およびそれと係合する偏心カム係合孔１３（図３（ｂ）参照）の作用により、光学ユニット４はピン１１（図２参照）を支点として矢印Ｄ方向に回動する。これにより感光体ドラム１に対する光ビームの走査方向の傾きα（図２参照）を自在に調整することができる。
【００３６】
なお、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、光学ユニット４には、固定ネジ孔４ｄ、４ｅが設けられており、傾き調整が完了した時点で、これらの固定ネジ孔に挿通したネジで光学ユニット４をアジャストプレート１０に固定する。
【００３７】
なお、高精度な傾き調整を実現し、さらに倍率調整による他のパラメータへの影響を軽減させるため、偏心カム１２は、光学ユニット４のピン１１から離れた、反射ミラー４ｃの近傍に配置することが望ましい。
【００３８】
第２の調整機構は、電磁クラッチ２２，２３、アジャストプレート１０との結合部がネジ部３２になっているアジャストシャフト３１ａ、３１ｂなどからなり、アジャストプレート１０の、感光体ドラム１に対する姿勢を調整することにより、感光体ドラム１と光ビームの走査方向両端それぞれとの間の距離Ｌ１およびＬ２（図２参照）を調整して光ビームの感光体ドラム１に対する倍率を調整するものである。
【００３９】
すなわち、オペレータが操作盤１９を操作してコントローラ１８に指示を伝えることにより、コントローラ１８は電磁クラッチ２２，２３のうちの例えば電磁クラッチ２２を接続状態としてステッピングモータ２１を駆動させる。ステッピングモータ２１の駆動力はギヤ２８，２９ａ、ベルト３０ａを介してアジャストシャフト３１ａに伝えられる。アジャストシャフト３１ａのアジャストプレート１０側の端部にはネジ部３２が設けられ、アジャストプレート１０側にはこのネジ部３２に螺合する雌ネジが切られているので、アジャストシャフト３１ａの回転によりアジャストプレート１０は矢印Ｅ方向に移動可能となっている。
【００４０】
同様に、電磁クラッチ２３を接続状態としてステッピングモータ２１を駆動させた場合は、ステッピングモータ２１の駆動力はギヤ２８，２９ｂ、ベルト３０ｂを介してアジャストシャフト３１ｂに伝えられる。アジャストシャフト３１ｂのアジャストプレート１０側の端部にはネジ部３２が設けられ、アジャストプレート１０側にはこのネジ部３２に螺合する雌ネジが切られているので、アジャストシャフト３１ｂの回転によりアジャストプレート１０は矢印Ｆ方向に移動可能となっている。
【００４１】
こうしてアジャストプレート１０を矢印Ｅ方向又は矢印Ｆ方向、あるいはそれらの反対方向に移動させることにより、感光体ドラム１と光ビームの走査方向両端それぞれとの間の距離Ｌ１およびＬ２（図２参照）をそれぞれ独立に調整することができるので、光ビームの感光体ドラム１に対する倍率を自在に調整することができる。
【００４２】
第３の調整機構は、図６に示すように、電磁クラッチ２５、アジャストプレート１０を水平移動させるピニオン３５およびラック３６などからなり、アジャストプレートの、前記感光体ドラム１に対する位置を調整することにより、感光体ドラム１に対する光ビームの走査位置Ｐ１〜Ｐｎ（図２参照）を調整するものである。
【００４３】
すなわち、オペレータが操作盤１９を操作してコントローラ１８に指示を伝えることにより、コントローラ１８は電磁クラッチ２５を接続状態としてステッピングモータ２１を駆動させる。ステッピングモータ２１の駆動力はホイール３３、ウオーム３４、ピニオン３５を介してラック３６に伝えられる。このラック３６は、画像形成装置の本体部に固定されているので、ステッピングモータ２１の駆動力によってアジャストプレート１０を矢印Ｇ方向に平行移動させることにより、感光体ドラム１に対する光ビームの走査位置を副走査方向に自在に調整することができる。従って、感光体ドラム１の副走査方向へのレーザ書き込み位置を微調整することにより用紙への印字開始位置を自在に調整することができる。
【００４４】
なお、コントローラ１８は、上記４つの電磁クラッチのうちの１つの電磁クラッチを接続状態とするのに先立ち、他の全ての電磁クラッチを切断状態とするよう制御するので、調整しようとする調整機構以外の調整機構のプーリやギアなどは空回転状態となり、誤動作が防止されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概要図である。
【図２】本実施形態の画像形成装置における光学ユニットの調整機構の概要図である。
【図３】本実施形態の光学ユニット調整機構におけるアジャストプレートの側面図（ａ）および光学ユニットの側面図（ｂ）である。
【図４】本実施形態の画像形成装置における光学ユニット調整機構の一部を示す図である。
【図５】図４に示す光学ユニット調整機構の側面図である。
【図６】図４に示す光学ユニット調整機構を矢印Ａ−Ａ方向に見た断面図である。
【図７】図４に示す光学ユニット調整機構の一部拡大図（ａ）および偏心カムと係合する偏心カム係合孔との関係を示す図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４６】
１    感光体ドラム
２    現像器
３    転写器
４    光学ユニット
４ａ    光源
４ｂ    ポリゴンミラー
４ｃ    反射ミラー
４ｄ，４ｅ    固定ネジ孔
５    光ビーム
７    定着器
８    帯電器
１０    アジャストプレート
１１    ピン
１１’    孔
１２    偏心カム
１３    偏心カム係合孔
１８    コントローラ
１９    操作盤
２１    ステッピングモータ
２２，２３，２４，２５    電磁クラッチ
２６，２７    ギヤ
３０ａ，３０ｂ    ベルト
３１ａ、３１ｂ    アジャストシャフト
３２    ネジ部
３３    ホイール
３４    ウオーム
３５    ピニオン
３６    ラック
【図１】
2005103918.tif 000003
【図２】
2005103918.tif 000004
【図３】
2005103918.tif 000005
【図４】
2005103918.tif 000006
【図５】
2005103918.tif 000007
【図６】
2005103918.tif 000008
【図７】
2005103918.tif 000009