(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記補強部は、前記リブと前記凹部との嵌合によって前記光源部及び前記ポリゴンミラーが収納される前記ハウジングの内部と隔離されていることを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。
前記締結部は、前記ハウジング本体の前記光源部側に前記光源部を挟むように配置される第1及び第2締結部と、前記ハウジング本体の前記光源部と反対側に配置される第3締結部とで構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の光走査装置。
【背景技術】
【0002】
従来、複写機やプリンター等の電子写真方式を用いる画像形成装置では、帯電装置によって均一に帯電された感光体ドラムの表面に、入力された画像データに基づいて変調したビーム光(レーザー光)を照射して走査する光走査装置を備えており、この光走査装置によって形成された静電潜像が現像装置によってトナー像に現像され、さらにトナー像を記録紙等に転写し、定着装置により永久像とする画像形成プロセスが行われる。
【0003】
このような光走査装置は、LD(レーザーダイオード)等の光源部、ポリゴンミラー、走査レンズ、平面ミラー等の光学部材をハウジング内に備えており、画像形成装置の構成ユニットの中でも精密性が高く、ポリゴンミラーの高速回転に伴う振動や温度上昇による熱変形等を考慮した構成にしておく必要がある。
【0004】
例えば特許文献1には、下面が開放されたハウジングケースの天板内側に光走査装置の構成部品を予め装着し、ハウジングケースを左右一対の治具ブロックに載置したタイバーに固定した後、ハウジングケースをタイバーと共にプリンターのメインフレームに取付け固定する光走査装置の取付け構造が開示されている。
【0005】
また、特許文献2には、光ビーム発生器と光偏向器とを含む複数の光学部品を保持した第1のフレームと、第1のフレームにおける最後段の光学部品から出力される光ビームを入射して画像形成面の存在する方向に射出する光ビーム方向変更手段を保持した第2のフレームと、第1のフレームに対して第2のフレームを位置決めした状態で両者を固定して一体化するフレーム一体化手段と、一体化した第1および第2のフレームを所定の不動部材に別個に固定するフレーム固定手段とを具備する光走査装置が開示されている。
【0006】
また、特許文献3には、光学箱に設けられた複数の位置決め部のうち、高さ方向の位置決め固定を3点で行うとともに、この3点の位置決め部とは別に、弾性部材を介して高さ方向の押えを行うようにした光走査装置が開示されている。特許文献4には、光学箱をその支持手段に対して位置決めするための少なくとも1個の位置決めプレートを有し、該位置決めプレートが、互いに異なる向きに配設された第1および第2の位置決め部を備えており、第1または第2の位置決め部を用いて光学箱の位置決めを行なうように構成された光走査装置が開示されている。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は、光走査装置4a、4bが搭載された画像形成装置100の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。画像形成装置100本体内には4つの画像形成部Pa、Pb、Pc及びPdが、搬送方向上流側(
図1では右側)から順に配設されている。これらの画像形成部Pa〜Pdは、異なる4色(シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック)の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【0014】
これらの画像形成部Pa〜Pdには、各色の可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1a、1b、1c及び1dが配設されており、さらに駆動手段(図示せず)により
図1において時計回り方向に回転する中間転写ベルト8が各画像形成部Pa〜Pdに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム1a〜1dに当接しながら移動する中間転写ベルト8上に順次転写された後、二次転写ローラー9において転写紙P上に一度に転写され、さらに、定着部7において転写紙P上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム1a〜1dを
図1において反時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム1a〜1dに対する画像形成プロセスが実行される。
【0015】
トナー像が転写される転写紙Pは、画像形成装置100本体下部の用紙カセット16内に収容されており、給紙ローラー12a及びレジストローラー対12bを介して二次転写ローラー9へと搬送される。中間転写ベルト8には誘電体樹脂製のシートが用いられ、主に継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。
【0016】
次に、画像形成部Pa〜Pdについて説明する。回転可能に配設された各感光体ドラム1a〜1dの周囲及び下方には、感光体ドラム1a〜1dを帯電させる帯電器2a、2b、2c及び2dと、感光体ドラム1a〜1dに画像情報を露光する光走査装置4a及び4bと、感光体ドラム1a〜1d上にトナー像を形成する現像ユニット3a、3b、3c及び3dと、感光体ドラム1a〜1d上に残留した現像剤(トナー)を除去するクリーニング部5a、5b、5c及び5dが設けられている。光走査装置4a、4bは画像形成装置100の本体フレーム19にビス固定されている。
【0017】
ユーザーにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器2a〜2dによって感光体ドラム1a〜1dの表面を一様に帯電させ、次いで光走査装置4a及び4bによってレーザー光を照射し、各感光体ドラム1a〜1d上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット3a〜3dには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置(図示せず)によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット3a〜3dにより感光体ドラム1a〜1d上に供給され、静電的に付着することにより、光走査装置4a、4bからの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【0018】
そして、一次転写ローラー6a〜6dと中間転写ベルト8との間に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラー6a〜6dにより感光体ドラム1a〜1d上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト8上に転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム1a〜1dの表面の残留トナーがクリーニング部5a〜5dにより除去される。
【0019】
中間転写ベルト8は、上流側の搬送ローラー10と、下流側の駆動ローラー11とに掛け渡されており、駆動モーター(図示せず)による駆動ローラー11の回転に伴い中間転写ベルト8が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Pがレジストローラー対12bから所定のタイミングで中間転写ベルト8に隣接して設けられた二次転写ローラー9へ搬送され、中間転写ベルト8上に形成されたフルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Pは定着部7へと搬送される。
【0020】
定着部7に搬送された転写紙Pは、定着ローラー対13により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Pの表面に定着され、永久像とされる。定着部7においてフルカラー画像が定着された転写紙Pは、複数方向に分岐した分岐部14によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Pの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー対15によって排出トレイ17に排出される。
【0021】
一方、転写紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着部7を通過した転写紙Pの大部分を排出トレイ17に排出した後、排出ローラー対15を逆回転させて再び装置内部に引き込む。引き込まれた転写紙Pは分岐部14で反転搬送路18に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー9に再搬送される。そして、中間転写ベルト8上に形成された次の画像が二次転写ローラー9により転写紙Pの画像が形成されていない面に転写され、定着部7に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ17に排出される。
【0022】
図2及び
図3は、それぞれ本発明の光走査装置4aの内部構成を示す斜視図及び平面図であり、
図4は、光走査装置4aの内部構造を模式的に示す側面断面図(
図3のAA′矢視断面図)である。なお、
図2及び
図3では、光走査装置4aの内部が見えるように上蓋41bを取り外した状態を示している。また、ここでは光走査装置4aの構成について説明するが、光走査装置4bについても全く同様の構成である。
【0023】
図2〜
図4に示すように、光走査装置4aはハウジング本体41aと上蓋41bで構成されるハウジング41を有しており、ハウジング本体41aの略中央部にはポリゴンミラー42が配置されている。本実施形態では、ポリゴンミラー42は側面に6つの偏向面(反射面)を有する正六角形の回転多面鏡から成り、ポリゴンモーター51により所定の速度で回転する。ポリゴンモーター51はハウジング本体41aの底面に形成されたモーター位置決め穴52に嵌合している。
【0024】
また、ハウジング本体41aの前面側(
図3の下側)の側壁には2つの光源部43a、43bが配置されている。光源部43a、43bはLD(レーザーダイオード)で構成され、画像信号に基づき光変調したビーム光(レーザー光)D1、D2を射出する。
【0025】
光源部43a、43bとポリゴンミラー42との間には、各光源部43a、43bに対応して設けられた2つのコリメーターレンズ44a、44bと、コリメーターレンズ44a、44bを通過したビーム光D1、D2をそれぞれ所定の光路幅とする2つの第1アパーチャ45a、45bと、第1アパーチャ45a、45bを通過した後、ビーム光D1、D2がそれぞれ通過する2つのシリンドリカルレンズ46a、46bと、シリンドリカルレンズ46a、46bを通過したビーム光D1、D2をそれぞれ所定の光路幅とする第2アパーチャ47a、47bが配置されている。
【0026】
コリメーターレンズ44a、44bは光源部43a、43bから射出したビーム光D1、D2をそれぞれ略平行光束にするものであり、シリンドリカルレンズ46a、46bは副走査方向(
図3の紙面と垂直な方向)にのみ所定の屈折力を有するものである。また、ハウジング本体41a内には走査レンズ48a、48bがポリゴンミラー42を挟んでそれぞれ対向配置されている。走査レンズ48a、48bはfθ特性を有しており、ポリゴンミラー42によって偏向反射されたビーム光を感光体ドラム1a〜1d(
図1参照)上に結像させる。また、走査レンズ48a、48bから感光体ドラム1a〜1d(
図1参照)までの各ビーム光D1、D2の光路上にはそれぞれ3つの平面ミラー49a、49bが配置されている。
【0027】
上記のように構成された光走査装置4aによるビーム光の走査動作について説明する。まず、
図2及び
図3に示すように、光源部43a、43bから射出されたビーム光D1、D2は、コリメーターレンズ44a、44bによって略平行光束とされ、第1アパーチャ45a、45bによって所定の光路幅とされる。次に、略平行光束となったビーム光D1、D2をシリンドリカルレンズ46a、46bに入射させる。シリンドリカルレンズ46a、46bに入射したビーム光D1、D2は、主走査断面においてはそのまま平行光束の状態で、副走査方向においては収束して射出され、第2アパーチャ47a、47bによって所定の光路幅とされた後、ポリゴンミラー42の偏向面に線像として結像する。
【0028】
ポリゴンミラー42に入射されたビーム光D1、D2は、ポリゴンミラー42によって等角速度偏向された後、走査レンズ48a、48bによって等速度偏向される。走査レンズ48a、48bを通過したビーム光D1、D2は、
図4に示すように、それぞれの光路に配置された平面ミラー49a、49bによって所定回数(ここでは3回)折り返され、上蓋41bに形成された窓部54を通過して感光体ドラム1c、1dへ配光される。光走査装置4bから射出されたビーム光も同様にして感光体ドラム1a、1bへ配光される。
【0029】
図5は、光走査装置4aを裏面側から見た平面図、
図6及び
図7は、それぞれ光走査装置4aを光源部43a、43b側とその反対側から見た斜視図、
図8は、光走査装置4a、4bが固定される本体フレーム19の斜視図である。
図5〜
図8を参照しながら、本体フレーム19に対する光走査装置4a、4bの取り付け構造について説明する。以下、光走査装置4aについて説明するが、光走査装置4bについても全く同様である。
【0030】
図5に示すように、ハウジング本体41aの底面41aaには、第1締結部60a、第2締結部60b、第3締結部60cが設けられている。第1締結部60a〜第3締結部60cは、ハウジング本体41aの底面41aaから環状に突出しており、中央にはビス80(
図7参照)が挿入される貫通穴が形成されている。
【0031】
第1締結部60a、第2締結部60bは、底面41aaの光源部43a、43b側(
図5の下側)に、光源部43a、43bを挟み込むように配置されている。第3締結部60cは、光源部43a、43bと反対側(
図5の上側)に配置されている。これにより、ハウジング本体41aの光源部43a、43b側を本体フレーム19に安定して締結することができる。
【0032】
底面41aaの光源部43a、43b側とその反対側(
図5の上下端部)には、本体フレーム19に対するハウジング本体41aの位置決めを行う位置決めボス61a、61bが突設されている。位置決めボス61a、61bは、それぞれハウジング本体41aの幅方向(
図5の左右方向)中央部に配置されている。
【0033】
図6及び
図7に示すように、底面41aaは、幅方向(
図5の左右方向)中央部が光源部43a、43b側とその反対側とに亘って内側に凹んだ形状の冷却ダクト63が設けられている。冷却ダクト63は、光源部43a、43bと反対側に吸気口63aが形成され、光源部43a、43b側に排気口63bが形成されている。
【0034】
図5に示したように、冷却ダクト63を底面41aa側から見たとき、中央部は大きく開口しており、光走査装置4aが本体フレーム19(
図8参照)に固定されたとき本体フレーム19が冷却ダクト63の底面の一部を構成する。また、冷却ダクト63の両端部(吸気口63aと排気口63bの近傍)では底面41aaが橋渡し状に残されており、冷却ダクト63の底面の一部を構成している。そして、この橋渡し状の底面41aaに位置決めボス61a、61bが外向きに突設されている。
【0035】
冷却ファン(図示せず)によって発生した空気流が、吸気口63aから排気口63bに向かって(
図5の矢印方向)冷却ダクト63内を流れることにより、冷却ダクト63内に突出するポリゴンモーター51(
図4参照)を冷却する。これにより、ポリゴンモーター51からの放熱によるハウジング本体41aの熱変形を抑制することができる。
【0036】
本体フレーム19は板金製であり、
図8に示すように、光走査装置4aを設置したときハウジング本体41aの第1締結部60a〜第3締結部60cに対向する位置には、ビス80が締結されるビス締結穴71a〜71cが形成されている。また、ハウジング本体41aの位置決めボス61a、61bに対向する位置には、位置決めボス61a、61bが係合する係合穴73a、73bが形成されている。
【0037】
本実施形態では、光源部43a、43bと反対側に配置される第3締結部60cを、ビス80の締結方向(
図5の紙面と垂直な方向)から見て冷却ダクト63と重ならない位置に配置している。これにより、第3締結部60cに締結されるビス80が冷却ダクト63内を流れる空気流を遮るおそれがなく、ポリゴンモーター51の冷却効率が低下するおそれもなくなる。
【0038】
また、位置決めボス61a、61bは、冷却ダクト63と重なるように配置されているが、冷却ダクト63の底面を構成する底面41aaから外側にのみ突出しており、冷却ダクト63内には突出していない。これにより、位置決めボス61a、61bが冷却ダクト63を流れる空気流を遮るおそれもない。
【0039】
ここで、光源部43a、43bと反対側に配置される第3締結部60cをハウジング本体41aの幅方向中央部からずらして配置しているため、外力により振動が発生したときに光走査装置4aの第3締結部60cと反対側(
図5の左側)の振幅が大きくなる。
【0040】
そこで、
図8に示すように、本体フレーム19の、ハウジング本体41aの第3締結部60cと反対側が対向する位置に、弾性材料で形成された防振部材75を取り付けるとともに、ハウジング本体41aの底面41aaには防振部材75が当接する当接部65を形成している。
【0041】
図9は、光走査装置4aを本体フレーム19上に固定したときのハウジング41の光源部43a、43bと反対側の部分断面図である。
図9に示すように、当接部65は、防振部材75が当接したとき水平方向にずれにくいように、底面41aaを防振部材75と略同一形状に僅かに凹ませて形成されている。また、防振部材75の高さ方向の寸法は、防振部材75と当接部65とが当接した状態で、ハウジング本体41aの底面41aaからの防振部材75の突出高さh1と、第3締結部60cの高さh2とが略同一となるように調整されている。これにより、ハウジング本体41aが本体フレーム19に対して略水平に保持される。
【0042】
図10は、光走査装置4aを本体フレーム19上に固定したときのハウジング41の光源部43a、43b側の断面図、
図11は、
図10における第2締結部60b周辺の部分拡大図である。ハウジング本体41aの底面41aaの内側には、第1締結部60a、第2締結部60bに形成された貫通穴の周囲を囲むようにリブ81が立設されている。リブ81は平面視矩形枠状であり、底面41aaからハウジング41の上蓋41bまで、ハウジング本体41aと略同一の高さに形成されている。リブ81の上端部には上蓋41bの凹部83が嵌合しており、リブ81と凹部83とで第1締結部60a、第2締結部60bを補強する補強部85が形成されている。
【0043】
凹部83には開口(図示せず)が形成されており、この開口から補強部85にドライバーを挿入してビス80の締結が可能となっている。また、補強部85は、リブ81によってポリゴンミラー42や走査レンズ48a、48b等の光学部材が収納されるハウジング本体41aの内部と隔離されているため、ハウジング本体41aの内部に塵埃が進入するおそれはない。なお、ここでは図示しないが、第3締結部60cの周囲も平面視矩形枠状のリブ81で囲まれており、リブ81と凹部83とで補強部85が形成されている。
【0044】
また、ハウジング本体41aの内部には、感光体ドラム1c、1d(被走査面)に対する光路ずれ(スキュー)を調整するためのスキュー調整機構90が設けられている。スキュー調整機構90は、調整ツマミ90a、90b(
図6参照)を所定方向に回転させることで、窓部54の直近に配置された平面ミラー49a、49bの長手方向の一端側に当接する押圧部材を平面ミラー49a、49bの反射面に対して垂直方向に往復移動させ、平面ミラー49a、49bの長手方向の傾きを調整する。さらに、光走査装置4aの上面(上蓋41b)には、窓部54を清掃する清掃部材(図示せず)を窓部54に沿って往復移動させるスクリュー70が設けられている。
【0045】
光走査装置4aを本体フレーム19に取り付ける際は、先ずハウジング本体41a内のポリゴンミラー42、光源部43a、43b、アパーチャ47a、47b、走査レンズ48a、48b等の位置決めを行った後、ハウジング本体41aに上蓋41bを装着してハウジング41を密閉する。次いで、ハウジング本体41aを本体フレーム19上に載置する。そして、ハウジング本体41aの底面41aaに形成された位置決めボス61a、61bを本体フレーム19の係合穴73a、73bに係合させる。これにより、ハウジング本体41aが本体フレーム19に対して位置決めされ、第1締結部60a〜第3締結部60cの貫通穴と本体フレーム19側のビス締結穴71a〜71cとが重なり合う。
【0046】
その後、
図11に示すように、上蓋41bに形成された凹部83の開口83aから補強部85にドライバー90を差し込んで、第1締結部60a〜第3締結部60cの貫通穴を介して本体フレーム19のビス締結穴71a〜71cにビス80を締結することにより、光走査装置4aが本体フレーム19に固定される。
【0047】
同様の手順により光走査装置4bの取り付けを行い、本体フレーム19に対する光走査装置4a、4bの取り付けを完了する。本体フレーム19に光走査装置4a、4bが固定された状態を
図12に示す。
【0048】
上述した本発明の光走査装置4a、4bによれば、第1締結部60a〜第3締結部60cがハウジング41aと略同一高さの平面視矩形枠状のリブ81と上蓋41bの凹部83とで形成された補強部85によって補強されている。これにより、ポリゴンミラー42を高速回転させた場合であっても第1締結部60a〜第3締結部60cに振動が伝達され難くなる。従って、ハウジング41の振動によるジッター(画像乱れ)の発生を抑制することができる。
【0049】
また、凹部83に形成された開口から補強部85内にドライバーを挿入できるため、ハウジング本体41aに上蓋41bを固定した状態でビス80を締結することができる。ここで、補強部85はリブ81と凹部83との嵌合によってハウジング41の内部と隔離されているため、光源部43a、43bやポリゴンミラー42等の光学部品が収納されるハウジング本体41aの内部の密閉状態が維持され、ハウジング41の内部に塵埃が進入するおそれはない。
【0050】
さらに、ハウジング本体41aに形成されたリブ81の上端部と、上蓋41bの凹部83との嵌合によってハウジング本体41aと上蓋41bとが位置決めされる。即ち、リブ81と凹部83は、ハウジング本体41aと上蓋41bとの位置決め機構としての機能も兼ね備えている。
【0051】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ハウジング41aと略同一高さの平面視矩形枠状のリブ81によって補強部85を形成したが、リブ81は平面視矩形枠状に限らず、第1締結部60a〜第3締結部60cを囲むように形成された筒状のリブであれば良く、例えば平面視円形枠状(環状)や三角枠状であっても良い。
【0052】
また、上記実施形態では2つの光源部43a、43bを備えた2ビーム方式の光走査装置4a、4bについて説明したが、本発明は2ビーム方式の光走査装置に限らず、4つの光源部を備えた4ビーム方式の光走査装置や、モノクロ複写機やモノクロプリンターに搭載されるシングルビーム方式の光走査装置にも全く同様に適用することができる。