(57)【要約】【課題】光学素子のスキュー調整を円滑且つ確実に行える機構及び走査光学装置、画像形成装置を提供する。【解決手段】ばね８１と筐体６０との間で保持部材７を保持する。また、移動手段９のピン９１を保持部材７の下面に当接させると共に、引張コイルばね８２によって保持部材７を下方に付勢する。そして、保持部材７の被押圧部材７２に、下方に向かうにしたがって筐体６０から離れる方向に高くなる傾斜面７２２を設け、この傾斜面７２２に板ばね８１を当接させる。保持部材７が上端位置から下方に移動すると、引張コイルばね８２による下方への押圧力は小さくなるが、同時に、被押圧部材７２の傾斜面７２２によって板ばね８１も変形してその押圧力は小さくなる。これにより、引張コイルばね８２による押圧力が、保持部材７と筐体６０との摩擦抵抗力よりも小さくなることがなくなる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の光学素子を保持した保持部材の長手方向の一方端側を、光軸に平行な軸を中心として回動自在に筐体に取り付け、
第１付勢部材によって前記保持部材を光軸の前記筐体方向に付勢して第１付勢部材と前記筐体との間で前記保持部材を保持し、
第２付勢部材によって回動方向の一方向側に前記保持部材を付勢すると共に、移動手段によって回動方向の他方側に前記保持部材を移動可能とした調整機構であって、
前記保持部材の、第１付勢部材との当接領域に、第２付勢部材の付勢力が小さくなる方向に向かうにしたがって前記筐体から離れる方向に高くなる傾斜面を設け、
前記保持部材が第２付勢部材の付勢力が小さくなる方向に移動したときに、第１付勢部材の付勢力も小さくなるようにしたことを特徴とする光学素子の調整機構。
【請求項２】
第１付勢部材が板ばねである請求項１記載の光学素子の調整機構。
【請求項３】
前記光学素子が結像レンズである請求項１又は２記載の光学素子の調整機構。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の調整機構を備えたことを特徴とする走査光学装置。
【請求項５】
露光装置として請求項４記載の走査光学装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の調整機構及び走査光学装置に関し、より詳細には、タンデム方式のフルカラー画像形成装置の露光装置として好適に用いられる光学素子の調整機構及び走査光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンデム方式のフルカラー画像形成装置では、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）の４色の画像を、並置された４つの感光体の表面にそれぞれ形成し、各画像を各感光体から中間転写ベルト上に一次転写して重ね合わせた後、記録材上に二次転写している。ここで、色ずれを防止するためには、中間転写ベルト上における４つの画像の位置合わせが重要となる。
【０００３】
画像の位置合わせ調整のうち、走査線の傾き（スキュー）調整に関しては、例えば特許文献１，２では、光書き込み系の偏向ミラーの、主走査方向の少なくとも一方端側を、モーター等で駆動される移動手段と付勢部材とで挟持し、移動手段を駆動させ偏向ミラーを移動させて偏向ミラーのスキューを調整する機構が提案されている。
【０００４】
図１０に、光学部材を副走査方向（Ｚ方向）に移動させて光学部材のスキューを調整する従来の調整機構の概説図を示す。光学部材７０は、Ｚ方向には、不図示のばね部材による押圧力Ｆｚによって移動手段９のピン９１に押し当てられ、光軸方向（Ｘ方向）には、不図示のばね部材による押圧力Ｆｘによって筐体６０に押し当てられている。光学部材７０のスキュー調整は、移動手段９のピン９１をＺ方向に出入させることにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平9-269455号公報
【特許文献２】特開平10-39194号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ばね部材による押圧力Ｆｚは、光学部材７０の移動に伴うばね部材の変形量に比例して変化する。すなわち、ばね部材の変化量が小さくなるほどばね部材による押圧力Ｆｚは小さくなる。一方、光学部材７０が移動してもばね部材は変形しないので、ばね部材による押圧力Ｆｘは変化しない。したがって、光学部材７０と筐体６０との間の摩擦抵抗力μ・Ｆｘ（ただしμは摩擦係数）は変化しない。
【０００７】
図１１に、ばね部材の変形量と押圧力Ｆｚ及び摩擦抵抗力μ・Ｆｘ（ただしμは摩擦係数）との関係を示す図を示す。光学部材７０と筐体６０との摩擦抵抗力μ・Ｆｘが、押圧力Ｆｚよりも常に小さい場合には、移動手段９のピン９１の出入とばね部材の押圧力Ｆｚとによって光学部材７０はＺ方向に円滑に移動する。しかし、光学部材７０と筐体６０との摩擦抵抗力μ・Ｆｘが、押圧力Ｆｚよりも大きい領域（図中の楕円内）が生じた場合には、当該領域において、ばね部材による押圧力Ｆｚでは光学部材７０は移動手段９の方向に移動しなくなる。摩擦係数μは光学部材７０や筐体６０の表面状態などによって変化するため、光学部材７０や筐体６０の表面状態などによっては上記のような光学部材７０が円滑に移動しない不具合が生じ得る。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学素子のスキュー調整を円滑且つ確実に行える機構及び走査光学装置、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、長尺の光学素子を保持した保持部材の長手方向の一方端側を、光軸に平行な軸を中心として回動自在に筐体に取り付け、第１付勢部材によって前記保持部材を光軸の筐体方向に付勢して第１付勢部材と前記筐体との間で前記保持部材を保持し、第２付勢部材によって回動方向の一方向側に前記保持部材を付勢すると共に、移動手段によって回動方向の他方側に前記保持部材を移動可能とした調整機構であって、前記保持部材の、第１付勢部材との当接領域に、第２付勢部材の付勢力が小さくなる方向に向かうにしたがって前記筐体から離れる方向に高くなる傾斜面を設け、前記保持部材が第２付勢部材の付勢力が小さくなる方向に移動したときに、第１付勢部材の付勢力も小さくなるようにしたことを特徴とする光学素子の調整機構が提供される。
【００１０】
ここで、第１付勢部材は板ばねであってもよい。
【００１１】
また、前記光学素子は結像レンズであってもよい。
【００１２】
また本発明によれば、前記いずれかに記載の調整機構を備えたことを特徴とする走査光学装置が提供される。
【００１３】
さらにまた、本発明によれば、露光装置として前記記載の走査光学装置を用いたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る光学素子の調整機構及び走査光学装置では、保持部材の、第１付勢部材との当接領域に、第２付勢部材の付勢力が小さくなる方向に向かうにしたがって筐体から離れる方向に高くなる傾斜面を設け、保持部材が第２付勢部材の付勢力が小さくなる方向に移動したときに、第１付勢部材の付勢力も小さくなるようにした。これにより、第２付勢部材による保持部材への押圧力が、保持部材と筐体との摩擦抵抗力よりも小さくなることがなくなり、光学素子のスキュー調整が円滑且つ確実に行えるようになる。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置では露光装置として前記走査光学装置を用いるので、タンデム方式のフルカラー画像形成装置では４つの画像を中間転写ベルト上に精度よく重ね合わすことができ高画像品質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る走査光学装置を露光装置として備えたカラープリンタの一例を示す概略構成図である。
【図２】露光装置の概略断面図である。
【図３】色ずれ調整のためのトナーパターンを示す説明図である。
【図４】第３結像レンズの調整機構を示す斜視図である。
【図５】保持部材の被押圧部材及びその周辺の部分斜視図である。
【図６】被押圧部材及びその周辺の側面図である。
【図７】移動手段の一例を示す垂直断面図である。
【図８】保持部材に作用する力を示す説明図である。
【図９】ばね部材の変形量と押圧力Ｆｚ及び摩擦抵抗力μ・Ｆｘとの関係を示すグラフである。
【図１０】従来の調整機構における光学部材に作用する力を示す説明図である。
【図１１】従来の調整機構における、ばね部材の変形量と押圧力Ｆｚ及び摩擦抵抗力μ・Ｆｘとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図に基づいてさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１８】
図１に、本発明に係る走査光学装置を露光装置として用いた画像形成装置の一実施形態を示す概説図を示す。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンターである。画像形成装置Ｄは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ３１，３２に掛架されている。ローラ３２は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラ３１は従動回転する。ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ３４が圧接している。この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。
【００１９】
また、ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするクリーニング部材３５が設けられている。このクリーニング部材３５は中間転写ベルト３３を介してローラ３１に圧接しており、その接触部で未転写トナーを回収する。
【００２０】
ローラ３１とローラ３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像部２」と総称することがある）が配置されている。これらの作像部２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー画像が作成される。
【００２１】
作像部２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体（静電潜像担持体）２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電器（帯電手段）２１、現像装置（現像手段）２３、一次転写ローラ２４、および感光体クリーニング部材２５が配置されている。一次転写ローラ２４は中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。また、作像部２の下方には露光装置６が配置されている。露光装置６は、４つの作像部２に対して１つで対応し、不図示の４つの半導体レーザーを各色の画像階調データに応じて変調して、各半導体レーザーから各色に対応するレーザー光を階調データに応じて出射する。露光装置６の構造については後で詳述する。
【００２２】
中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したホッパー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋがそれぞれ配置されている。また、露光装置６の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙（被転写部材）Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラ５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。
【００２３】
このような構成の画像形成装置Ｄにおいて画像形成は次のようにして行われる。まず、各作像部２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電器２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置６から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。
【００２４】
中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残留した未転写トナーは、感光体クリーニング部材２５で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。
【００２５】
重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１へ搬送される。定着装置１において用紙Ｐは、棒状のハロゲンヒータ１３を内蔵する定着ローラ１１と、加圧ローラ１２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は用紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。
【００２６】
一方、二次転写領域を通過した中間転写ベルト３３は、クリーニングブレード３５で清掃される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。
【００２７】
図２に、露光装置６の概略構成図を示す。露光装置６は、筐体６０と、筐体６０内に設けられたポリゴンミラー６１と、第１結像レンズ６２と、第２結像レンズ６３と、各光路ごとに設けたミラー６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋ（以下、「ミラー６５」と総称する）と、ミラー６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ（以下、「ミラー３５」と総称する）と、ミラー６７Ｃと、第３結像レンズ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋ（以下、「第３結像レンズ６４」と総称する）とを有する。ポリゴンミラー６１は、プレートに固定したモータｍに取り付けられている。プレートにはさらに放熱板６８が取り付けられている。
【００２８】
各色の光源（不図示）から出射された光束は、ポリゴンミラー６１の同一面に副走査方向（図２の上下方向）に所定の角度を有して導かれ、ポリゴンミラー６１の回転に基づいて主走査方向（図２において紙面に対して垂直方向）に等角速度で偏向され、第１結像レンズ６２及び第２結像レンズ６３を透過した後、光束Ｂｋは第３結像レンズ６４Ｋを透過してミラー６５Ｋで反射され、感光体ドラム２０Ｋ上を走査・露光する。光束Ｂｃはミラー６５Ｃとミラー６６Ｃで反射され第３結像レンズ６４Ｃを透過し、さらにミラー６７Ｃで反射され、感光体ドラム２０Ｃ上を走査・露光する。光束Ｂｍはミラー６５Ｍで反射されて第３結像レンズ６４Ｍを透過し、さらにミラー６６Ｍで反射され、感光体ドラム２０Ｍ上を走査・露光する。光束Ｂｙはミラー６５Ｙで反射されて第３結像レンズ６４Ｙを透過し、さらにミラー６６Ｙで反射され、感光体ドラム２０Ｙ上を走査・露光する。
【００２９】
スキュー調整を含む色ずれの検知は、例えば図３に示す、二本の直線の端部同士が鋭角に接続したトナーパターンＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋを各作像部２で形成して中間転写ベルト３３上に一次転写し、このトナーパターンＰｙ〜Ｐｋを一対の光学センサ３６で検知することにより行われる。スキューの検知は、具体的には、トナーパターンの二本の直線の、中間転写ベルト３３の移動方向の長さを、左右のトナーパターンで比較することにより行い、左右のトナーパターンにおける前記長さの差に基づいてスキュー調整を行う。以下、スキュー調整について説明する
【００３０】
本実施形態ではスキュー調整は、第３結像レンズ６４を光軸に平行な軸を中心として回動させることに行う。なお、本実施形態では、スキュー調整は、光束Ｂｋを基準として光束Ｂｃ，Ｂｍ，Ｂｙに対して行うので、スキュー調整機構は光束Ｂｋに対して配置された第３結像レンズ６４Ｋには設けられず、光束Ｂｃ，Ｂｍ，Ｂｙに対して配置された第３結像レンズ６４Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙに設けられている。なお、光束Ｂｋに対してもスキュー調整を行うようにしてももちろん構わない。
【００３１】
図４に、第３結像レンズ６４のスキュー調整機構を示す斜視図を示す。保持部材７は、長尺のホルダー７１と、ホルダー７１の一方端側に取り付けられた被押圧部材７２とを有する。長尺の第３結像レンズ６４はホルダー７１に保持され、ホルダー７１の長手方向一方端側はピン７３によって回動自在に筐体６０に取り付けられている。また、ホルダー７１の、被押圧部材７２がねじ止めされた長手方向他端側には、さらに筐体６０に一方端が固定された引張コイルばね（第２付勢部材）８２の他方側が取り付けられている。これにより、ホルダー７１は引張コイルばね８２によって下方に常に付勢されている。被押圧部材７２には、下方に向かうにしたがって外方に突出する傾斜面７２２を有する傾斜部７２１が形成されている。なお、本実施形態では保持部材７をホルダー７１と被押圧部材７２とから構成しているが、ホルダー７１と被押圧部材７２とを一体成形したものとしても構わない。
【００３２】
被押圧部材７２及びその周辺の部分斜視図を図５に、側面図を図６にそれぞれ示す。被押圧部材７２の傾斜部７２１に形成された傾斜面７２２に、略Ｕ字状に折曲された板ばね（第１付勢部材）８１の半球状の凸部８１１が圧接し、筐体６０との間でホルダー７１を挟持している。また、被押圧部材７２の下面には、移動手段９のピン９１が当接している。
【００３３】
図７に、移動手段９の概略断面図を示す。移動手段９はモータ９０とピン９１とを有し、モータ９０の回動軸９２の先端に固定された雄ねじ部９３が、ピン９１に形成された、内周面に雌ねじが螺刻されたねじ穴９４に螺合している。モータ９０の回動軸９２が回動することによって雄ねじ部９３が回動し、これによってピン９１が軸方向に移動する。モータ９０は、トナーパターンＰｙ〜Ｐｋ（図３に図示）から検知されたスキュー状態に応じて回動制御される。モータ９０の回転によってピン９１が軸方向外方へ突出すると、ピン９１が被押圧部材７２を押圧して保持部材７と共に第３結像レンズ６４を上方に押し上げる。一方、モータ９０の逆回転によってピン９１が軸方向内方へ没すると、引張コイルばね８２の付勢力によって保持部材７はピン９１に当接しながら下方へ押し下げられる。
【００３４】
図８に、保持部材７に作用する力を示す。同図（ａ）は保持部材７が上端位置にある状態図であり、同図（ｂ）は保持部材７が下端位置にある状態図である。保持部材７が上端位置にあるとき、保持部材７へは、板ばね８１によって光軸方向に押圧力Ｆｘ１がかかり、引張コイルばね８２によって下方に押圧力Ｆｚ１がかかっている。このとき、保持部材７と筐体６０との間の摩擦抵抗力は（μ・Ｆｘ１）である。一方、保持部材７が下方に移動すると、引張コイルばね８２による下方への押圧力は小さくなってＦｚ２となるが、同時に、被押圧部材７２の傾斜面７２２によって板ばね８１も変形してその押圧力は小さくなってＦｘ２となる。これにより、保持部材７と筐体６０との間の摩擦抵抗力（μ・Ｆｘ２）も小さくなる。
【００３５】
図９に、ばね部材８１，８２の変形量と押圧力Ｆｚ及び摩擦抵抗力μ・Ｆｘ（ただしμは摩擦係数）との関係を示すグラフを示す。このグラフから理解されるように、保持部材７が移動してばねの変形量が変化しても、押圧力Ｆｚは、保持部材７と筐体６０との摩擦抵抗力μ・Ｆｘよりも小さくなることはなく保持部材７は円滑に移動し、第３結像レンズ６４のスキュー調整は円滑且つ確実に行われる。
【００３６】
以上説明した実施形態では、光学素子が第３結像レンズであったが、ミラーなど他の光学素子に対しても本発明の調整機構は適用することができる。また、第１付勢部材としては板ばねの他、コイルバネなど従来公知の付勢部材を用いることができる。第２付勢部材についても同様に引張コイルばねの他、圧縮コイルばねや板ばねなど従来公知の付勢部材を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る光学素子の調整機構及び走査光学装置によれば、光学素子を円滑に移動させることができ光学素子のスキュー調整を確実に行える。また、本発明に係る画像形成装置では露光装置として前記走査光学装置を用いるので、タンデム方式のフルカラー画像形成装置では４つの画像が中間転写ベルト上に精度よく重ね合わされ高画像品質が得られる。
【符号の説明】
【００３８】
Ｄ    カラープリンター（画像形成装置）
６    露光装置（走査光学装置）
７    保持部材
９    移動手段
６０    筐体
６４    第３結像レンズ（光学素子）
７１    ホルダー
７２    被押圧部材
８１    板ばね（第１付勢部材）
８２    引張コイルばね（第２付勢部材）
９０    モータ
９１    ピン
７２１    傾斜部
７２２    傾斜面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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