JP2005031315A - 光走査装置の光学箱、光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】固有振動数を高周波数域に有する振動特性をもつ光学箱を使用して、精度の高い光走査を行い、品質の高い画像を形成する光走査装置および画像形成装置を得る。
【解決手段】光ビーム発生手段から発せられた光ビ−ムを偏向走査する光ビーム偏向走査手段、偏向走査された光ビ−ムを結像する光ビーム結像手段、光ビームを反射してその光路を変換する光ビ−ム反射手段、これら各手段を収容し本体構造体に固定される光学箱２０を具備し、光学箱２０は、主走査方向の長さが副走査方向の長さよりも大きく、本体構造体への固定部を４点有していてこの４点の固定部３１、３２、３３、３４が副走査方向に相対するように２点づつ配置され、副走査方向に相対する固定部３１、３２間、３３、３４間に光学箱２０の底部が形成され、副走査方向に相対する固定部は高さを異ならせて設けられている。
【選択図】 図３
【解決手段】光ビーム発生手段から発せられた光ビ−ムを偏向走査する光ビーム偏向走査手段、偏向走査された光ビ−ムを結像する光ビーム結像手段、光ビームを反射してその光路を変換する光ビ−ム反射手段、これら各手段を収容し本体構造体に固定される光学箱２０を具備し、光学箱２０は、主走査方向の長さが副走査方向の長さよりも大きく、本体構造体への固定部を４点有していてこの４点の固定部３１、３２、３３、３４が副走査方向に相対するように２点づつ配置され、副走査方向に相対する固定部３１、３２間、３３、３４間に光学箱２０の底部が形成され、副走査方向に相対する固定部は高さを異ならせて設けられている。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に用いられる光走査装置、さらに詳しくは、光走査装置の光学素子を収容する光学箱の構造、この光学箱を用いた光走査装置および画像形成装置に関するもので、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに適用可能ななものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ等に用いられる光走査装置の構造としては、光走査装置を組み込んだ光学箱を本体フレームの上に取り付けた構造が一般的である。上記光学箱内には、光ビーム発生手段としての例えば半導体レーザ、光ビームを所定の角度範囲で偏向する光ビーム偏向走査手段、偏向された光ビームを被走査面上に結像させ被走査面上を等速度的に走査させる走査結像手段などが組み込まれる。上記本体フレーム内には、表面が上記被走査面をなす感光体ドラムがその中心軸線の周りに回転可能に組み込まれ、感光体ドラムの周囲には、電子写真プロセスを実行するための、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各ユニットが配置されている。上記露光ユニットに相当するのが上記光走査装置である。
【０００３】
このような、光走査装置においては、良好な画像品質を得るために、光走査装置を構成する各光学素子の位置関係を所定の精度に保つことが重要である。しかし、光学素子相互の位置関係を所定の精度に保つことができた場合においても、光学素子等を収納する光学箱の振動や光学素子自身の振動により、光ビームの光路変動が生じ、主走査方向での線寄れ、走査線曲り、副走査方向での画像濃度ムラを起こす要因となり、良好な画像品質を得ることができなくなる。光学箱の振動や光学素子自身の振動の要因は、主として光ビーム偏向走査手段としてのポリゴンミラーの回転による振動、およびポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータの振動によるもので、高速回転になるほど振動が大きくなる。
【０００４】
このため、従来から、光走査装置が、さらなる高速化および高画像品質化にも対応できるような各種の提案が行なわれている。特に、ポリゴンミラーおよびその駆動モータ等の振動源から発せられる振動により、画質品質の低下を防ぐための提案が行われている。
【０００５】
その一つは、光ビーム走査装置が発生させる振動の振動数（主としてポリゴンモータの回転周波数）と、この装置を支持する支持フレームの固有振動数とを所定の値以上に離すものである（例えば、特許文献１参照）。この提案では、光ビーム走査装置が発生させる振動の振動数と支持フレームの固有振動数がある程度離れているので、光ビーム走査装置が発生させる振動によって支持フレームが共振することを防止することができる。このため、感光体上に濃度ムラのない良好な画像を形成することができる。
【０００６】
しかしながら、この提案では、支持フレーム上に光ビーム走査装置が装着されるため、支持フレーム自体の減衰性が低下し、この支持フレームの固有振動数間には明確な反共振峰が存在しないことがある。このため、固有振動数が所定値離れていた場合でも、振動発生源である光学部品から発生する周波数での振動を抑制することができないという問題が生じる。
【０００７】
次に、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品を配置するために穴の開けられた支持板の剛性を高めるために、リブ配置を工夫したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この提案では、剛性を高めるようなリブ配置を持った支持板にポリゴンモータ等の振動発生光学部品を装着し、この支持板を光学箱に取り付け、この光学箱を画像形成装置の本体フレームに取り付けているので、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品による振動を抑制することができる。このため、感光体上に濃度ムラのない良好な画像が形成できる。
【０００８】
しかしながら、この提案では、レーザ走査ユニットが光学箱に装着されるため、光学箱のレーザ走査ユニット以外の箇所に配置されているミラー等の光学部品とポリゴンミラーとの相対的な位置関係は、光学箱の固有振動数に大きく依存する。この提案では、リブ配置を工夫した支持板により２次的に光学箱の剛性を高めているが、レーザ走査ユニットが装着された状態での光学箱の固有振動数が高域側へ移動するのを限定するものである。したがって、光学箱の初期剛性が低下している場合、つまり、光学箱の１次固有振動数が振動発生光学部品の発生させる振動の振動数より相当数低い場合、支持板のリブ配置を工夫したとしても、振動発生光学部品の周波数での振動を抑制することができないという問題が生じる。また、この問題を解決しようとして、支持板を本体構造体に直接装着することが考えられる。こうすることによって、光学箱の固有振動数への依存を低減する効果がある。しかし、本体構造体から感光体ドラムや記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動が、直接レーザ走査ユニットに伝達されることになるため、振動発生光学部品自身の振動のみならず、複数の振動源からの振動の影響も受けることになり、単純に振動板の１次固有振動数を高域側へシフトするだけでは、振動を抑制することができないという問題が生じる。
【０００９】
さらに別の提案として、光走査装置の光学箱のポリゴンモータ配置域と光学素子配置域が、垂立壁を介して階段状に段違いに形成され、垂立壁にレーザビーム通過孔が開口形成された構造がある（例えば、特許文献３参照）。この提案では、上記構造により光学箱の剛性が高められているので、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品が発生させる振動により、光学箱が共振することを防止することができる。このため、感光体上に濃度ムラのない良好な画像が形成できる。
【００１０】
この提案では、ポリゴンモータ配置域と光学素子配置域が、垂立壁を介して階段状に段違いに形成され、ポリゴンモータおよび光学素子の取り付け面が相対している。このため、ポリゴンモータおよび光学素子の取り付け面の平行度に高い精度が要求されコスト高となり、また、ポリゴンモータの取り付け面と光学素子の取り付け面が互いに逆となるため、組み立て性が低下するという問題が生じる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１０３１６４号公報
【特許文献２】
特開平９−３３８４４号公報
【特許文献３】
実開平５−１１１６１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの提案のように、ポリゴンモータで発生する振動のみに対処しても、振動により発生する感光体上の濃度ムラは回避することができない。これは、ポリゴンモータ以外の、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動するモータ等から発生する振動により、光走査装置を構成するポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱および光学素子自身が振動し、光ビームの光路変動が生じるからである。このため、ポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱が、その固有振動数が高周波数域になるように形状を工夫して振動特性を設定する必要がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、ポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱の、主走査方向の長さを副走査方向の長さよりも大きく形成し、本体構造体への固定部を４点としてこの４点の固定部を副走査方向に相対するように２点づつ配置し、その副走査方向に相対する固定部の中間に光学箱の底部を形成するように、その副走査方向に相対する固定部の高さが異なるように設けることにより、それらの収納位置が振動する固有振動数を高周波数域に有する振動特性をもつ、光学箱を提供することにある。
本発明はまた、上記光学箱を用いることにより、精度の高い光走査を行うことができ、もって品質の高い画像を形成することができる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる走査装置の光学箱、光走査装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
本発明にかかる光走査装置の光学箱は、請求項１に記載されているように、光ビ−ムを発生させる光ビーム発生手段と、光ビーム発生手段から発せられた光ビ−ムを偏向するポリゴンミラーおよびこれを回転駆動するポリゴンモータを備えていて光ビームを偏向走査する光ビーム偏向走査手段と、偏向走査された光ビ−ムを結像する光ビーム結像手段と、光ビームを反射してその光路を変換する光ビ−ム反射手段と、上記各手段を収容しかつ本体構造体に固定される光学箱およびこの光学箱を覆うカバーとを具備し、上記光学箱は、主走査方向の長さが副走査方向の長さよりも大きく、本体構造体への固定部を４点有していてこの４点の固定部が副走査方向に相対するように２点づつ配置され、この副走査方向に相対する固定部間に光学箱の底部が形成され、副走査方向に相対する固定部は高さを異ならせて設けられていることを特徴とする。図１は上記光学箱を具備する光走査装置を使用した画像情報記録装置の概要を、図２は光走査装置の光学箱の概要を示す。
【００１５】
図１において、符号１０は、デジタル複写機、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ等の本体構造体を示しており、符号２０は光走査装置を組み込んだ光学箱を示している。光学箱２０は本体構造体１０の上に固定されている。光学箱２０内には、光ビーム発生手段としての例えば半導体レーザ、光ビームを所定の角度範囲で偏向する光ビーム偏向走査手段２２、偏向された光ビームを被走査面上に結像させ被走査面上を等速度的に走査させる走査結像手段２４、偏向された光ビームの光路を曲げて被走査面に導くミラー２６などが組み込まれている。上記本体構造体１０内には、表面が上記被走査面をなす感光体ドラム１２がその中心軸線の周りに回転可能に組み込まれている。感光体ドラム１０の周囲には、電子写真プロセスを実行するための、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各ユニットが配置されるが、露光ユニットを除いて図示は省略されている。露光ユニットに相当するのが上記光学箱２０に組み込まれている光走査装置である。
【００１６】
図２において、光学箱２０は、底板の外周を周壁で囲み、上面が開放した偏平な箱で、開放上面は図示されないカバーで覆われる。光学箱２０の一端部外側面には、例えば半導体レーザなどを有してなる光ビーム発生手段２１が取り付けられていて、光学箱２０の内部に向けて光ビームを出射するようになっている。光ビーム発生手段２１は、光源からの光束を後の光学系にカップリングするカップリングレンズ、光ビームを副走査方向にのみ収束させるシリンドリカルレンズなども含む。光学箱２０の内部には、一端側から順にポリゴンミラー２２、複数のレンズからなる光ビーム結像手段２４、光ビーム反射手段２６が取り付けられている。
【００１７】
図３は、上記光学箱２０の実施形態を示す。図３において、左右方向がポリゴンミラー２２により偏向走査された光ビームが被走査面を走査する主走査方向、これに直交する上下方向が副走査方向である。光学箱２０は、図３に示すように、主走査方向の長さが副走査方向の長さよりも大きくなるように形成されている。光学箱２０は、複写機、プリンタなどの本体構造体への固定部を４点に有している。４点の固定部を符号３１、３２、３３、３４で示す。４点の固定部３１、３２、３３、３４は、副走査方向に相対するように２点づつ配置されている。すなわち、固定部３１と３２が副走査方向に相対しており、固定部３３と３４が副走査方向に相対している。そして、副走査方向に相対する一対の固定部の高さ方向中間に、光学箱２０の底部が位置するように、かつ、その副走査方向に相対する一対の固定部の高さが互いに異なるように設けられている。より具体的には、図４に示すように、副走査方向に相対する一対の固定部３１、３２の一方３１は、他方の固定部３２よりもＨだけ高い位置にあり、固定部３１の高さ位置と固定部３２の高さ位置との間に光学箱２０の底部が位置している。同様に、固定部３３の高さ位置と固定部３４の高さ位置との間に光学箱２０の底部が位置している。
【００１８】
また、上記４点の固定部３１、３２、３３、３４は、光ビーム偏向走査手段２２、光ビーム結像手段２４および光ビ−ム反射手段２６を包含するように配置されている。すなわち、図３に示すように、光学箱２０を上から見て上記４点の固定部を結んだ四角形の中に上記各手段がほぼ包含されるように上記各手段が配置されている。換言すれば、副走査方向に対する本体構造体への固定部３１、３２の中間およびの固定部３３、３４の中間に光学箱の底部を形成している。また、上記各手段の高さ位置が、固定部３１と３２の高さ位置の間、おおび固定部３３と３４の高さ位置の間にほぼ包含されるように、上記各手段が配置されている。なお、光ビームの主走査方向に相対する本体構造体への固定部３１と３３の高さは同じであり、また、他の固定部３２と３４の高さは同じである。
【００１９】
図５は、上記実施形態の斜視図である。本実施形態では、副走査方向に対応する本体構造体への固定部３１、３２の高さと、固定部３２、３４の高さが２９．５（ｍｍ）異なり、光ビームの走査方向と平行な方向の本体構造体への固定部３１と固定部３３の高さは同じで、固定部３２と固定部３４の高さは同じである。また、光学箱２０の主走査方向の長さが２８４（ｍｍ）で、副走査方向の長さが１９２（ｍｍ）で、主走査方向の長さを副走査方向の長さよりも大きく形成している。
【００２０】
次に、請求項２記載の発明に対応する構成を説明する。上記実施の形態において、光学箱２０は、外形壁とリブで形成される空間を有している。この外形壁、リブおよび空間を有する光学箱２０の平面図を図６に、斜視図を図７に示す。図６、図７において、光学箱２０は、前記底板の外周を囲む外形壁と９本のリブによって８つの空間４１、４２、・・・４８が形成されている。空間４１は、光学箱２０の前側（図６において下側）の半分以上を占める最も広い空間で、この空間４１には、光ビーム結像手段、光ビ−ム反射手段等が配置される。空間４１は、図示していないが、光学素子面の防塵や光学素子の熱変形を防止するため、カバーで密閉される。このカバーは、生産コスト等の観点から樹脂製にするのが好適である。
【００２１】
空間４１を除く他の空間４２、４３、・・・４８は、光学箱２０の後ろ側に、図６において左から右に向かって順に形成されている。空間４５には、光ビーム偏向走査手段としてのポリゴンミラーが配置される。空間４５は、図示していないが、ポリゴンミラーの偏向反射面の防塵を図る目的などのため、カバーで密閉される。このカバーは、防音、放熱等の観点から金属製にするのが好適である。しかしながら、生産コスト等の観点から樹脂製にしても良い。他の空間４２、４３、４４、４６、４７、４８には、光学素子等が配置されないため、密閉しなくても良い。
【００２２】
次に、請求項３記載の発明に対応する構成を説明する。これまで説明してきた実施形態において、上記光学箱２０は、本体構造体への固定部を、上記空間内に有している。図８に示す例では、本体構造体への４つの固定部３１、３２、３３、３４のうち、２つの固定部が空間４３、４６に１つずつ、すなわち、空間４３に固定部３４の孔部が、空間４６に固定部３２の孔部が配置されている。本実施形態の斜視図を図９に示す。
【００２３】
次に、請求項４記載の発明に対応する実施形態を説明する。図１０および図１１はこの実施形態を示す。これまで説明してきた実施形態において、前述のリブは、外形壁に沿って形成される。図１０では、光学箱２０の底板の後側縁部に沿って外形壁５１、５２、５３、が形成され、外形壁５１、５２、５３よりも内側にかつ外形壁５１、５２、５３にほぼ沿って、外形壁５１、５２、５３と略平行に、３本のリブ６１、６２、６３が形成されている。外形壁５１とリブ６１を結ぶ３つのリブ６４、６５、６６が形成されることによって前記空間４２、４３、４４が形成されている。上記リブ６２と６３の接続部と、外形壁５２と５３の接続部との間にはリブ６７が形成され、リブ６２と６３の接続部と、外形壁５３の終端との間にはリブ６９が形成され、このリブ６９と外形壁５３の間にはリブ６８が形成されている。外形壁５２とリブ６２の両端部はリブ６６とリブ６７でそれぞれつながれた形になっていて、これらのリブと外形壁５２で空間４５が形成されている。リブ６７、６８、６９と外形壁５３とで空間４６が形成され、リブ６８、６９と外形壁５３とで三角形の空間４７が形成され、リブ６３、６９と一側面の外壁とで三角形の空間４８が形成されている。
【００２４】
上記空間４３、４６に本体構造体への固定用穴部が形成されている。外形壁５１〜５３と、外形壁５１〜５３に沿ったリブ６１〜６３との間に上記固定用穴部が設けられているので、リブ６１〜６３が、曲げ剛性的に外形壁と同等の効果を持つ。これにより、光学箱の長手方向すなわち主走査方向の曲げ変形形状が、リブ６１〜６３がない場合と比べると、大きく異なる。
【００２５】
次に、請求項５記載の発明に対応する実施形態を説明する。図１２はこの実施形態を示す平面図、図１３はその斜視図である。既に説明したとおり、外形壁と外形形状に沿って形成されたリブとの間にもリブが形成されている。図１２、図１３に示すように、外形壁５１とリブ６１の間にリブ６４、６５が形成され、外形壁５２とリブ６２の両端を結ぶようにしてリブ６６、６７が形成され、外形壁５３とリブ６３の間にリブ６８が形成されている。空間４３、４６に本体構造体への固定用穴部を有している。一つの固定用穴部をはさむようにリブ６４、６５が形成され、他の固定用孔部を挟むようにしてリブ６７、６８が形成されている。空間４６内にある固定用穴がリブ６７から離れている場合は、固定用穴をはさむようにリブ６８、６９を形成しても良い。
【００２６】
次に、請求項６記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態では、これまで説明した実施形態において、上記リブの、光学箱２０の底面部からの高さが、外形壁の高さと同じ高さになっている。図１４はこれを図示しており、光学箱２０の底部２６からの外形壁５０の高さＨ１と光学箱底部からのリブ６０の高さＨ２が、
Ｈ１＝Ｈ２
となるように高さが決定されている。本実施例では、Ｈ１＝Ｈ２＝３７．１（ｍｍ）となっている。
【００２７】
次に、請求項７記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態では、これまで説明した実施形態において、上記リブが、外形壁と同じ肉厚を有している。図１５はこれを図示しており、外形壁５０の肉厚Ｔ１とリブ６０の肉厚Ｔ２が、
Ｔ１＝Ｔ２
となるように、それぞれの肉厚が決定されている。本実施例では、Ｔ１＝Ｔ２＝２．５（ｍｍ）となっている。
【００２８】
次に、請求項８記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態では、これまで説明した実施形態において、隣り合う上記空間の底部は、互いに高さを異にしていることを特徴としている。図１６はこの実施形態を示しており、空間４２の底部２６２に対して空間４１の底部２６１の高さがＨ１の差を持つように形成され、空間４２の底部２６２に対して空間４３の底部２６３の高さがＨ２の差を持つように決定されている。ここで、
Ｈ１≠Ｈ２
である。したがって、空間４１の底部と空間４３の底部とでは高さが異なっている。もっとも、
Ｈ１＝Ｈ２＝０
すなわち、空間４１、４３の底部が同一平面上にあってもよい。本実施形態では、空間４１の底部２６３に対して、空間４１の底部２６１が有する高さの差Ｈ１が１９．７（ｍｍ）、空間４２の底部２６３が有する高さの差Ｈ２が１６．２（ｍｍ）となっている。
【００２９】
次に、請求項９記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態の構成上の特徴は、上記空間の底部の高さの差が、底部の肉厚より大きいことである。図１７はこの実施形態を示しており、空間４１１の底部２６１の高さと、空間４２の底部２６２の高さの差Ｈ１が、空間４１、４２の底部２６１，２６２の肉厚Ｄ１、Ｄ２に対して、
Ｄ１，Ｄ２≦Ｈ１
となるように決定されている。また、空間４２の底部２６２の高さと、空間４３の底部２６３の高さの差Ｈ２が、空間４２，４３の底部２６２，２６３の肉厚Ｄ２、Ｄ３に対して、
Ｄ２，Ｄ３≦Ｈ２
となるように決定されている。本実施形態では、空間４２の底部２６２に対して空間４１の底部２６１における高さの差Ｈ１が３．５（ｍｍ）であり、空間４１、４２の底部２６１，２６２の肉厚Ｄ１、Ｄ２は、ともに２．５（ｍｍ）となっている。
【００３０】
次に、請求項１０記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態の構成上の特徴は、本体構造体への固定用穴部を有する空間の底部の肉厚が、他の空間の底部の肉厚より大きいことである。図１８はこの実施形態を示している。図１８において、空間４２の底部２６２の肉厚Ｄ２は、空間４１、４３の底部２６１，２６３の肉厚Ｄ１、Ｄ３に対して、
Ｄ１、Ｄ３≦Ｄ２
の関係に設定されている。本実施形態では、空間４１、４２の底部の肉厚が２．５（ｍｍ）であり、空間３の底部の肉厚が３．０（ｍｍ）となっている。
【００３１】
次に、請求項１１、１２記載の発明に対応する実施形態を説明する。請求項１１記載の発明は光走査装置に関するもので、これまで説明してきた光学箱の実施形態のいずれかを用いたことを特徴としている。光走査装置を構成する光学素子の配置は図１、図２に示す光学素子の配置例と同じである。いずれかの実施形態にかかる光学箱２０の、主走査方向一側部外形壁には光ビームを発生させる光ビーム発生手段２１としての例えば半導体レーザが取り付けられる。リブ６２、６６、６７と外形壁５２で囲まれた空間４５には、光ビーム発生手段２１から発せられる光ビームを偏向するポリゴンミラー２２およびこれを回転駆動するポリゴンモータを備えていて上記光ビームを偏向走査する光ビーム偏向手段が取り付けられる。前記の大きな空間４１には、ポリゴンミラー２２によって偏向走査された光ビームを結像する光ビーム結像手段２４と、この光ビーム結像手段２４を透過した光ビームを反射してその光路を変換する光ビーム反射手段２６が取り付けられる。
【００３２】
上記ポリゴンミラー２２が高速回転駆動されることにより、光ビーム発生手段２１からの光ビームが偏向反射され、光ビーム結像手段２４の結像作用と周知のｆθ機能によって被走査面、例えば感光体ドラムの表面に上記光ビームが光スポットとして結ばれるとともに等速度的に走査されて主走査が行われるようになっている。
【００３３】
請求項１２記載の発明は画像形成装置にかかるもので、前述した光学箱２０を用いて光走査装置を構成し、この光走査装置を本体構造体に固定してなるものである。図１はその概要を示している。複写機、プリンタなどの本体構造体１０の内部に、一連の画像形成プロセスによって画像を形成し記録するためのユニットが、感光体ドラム１２を中心としてその周囲に配置されている。このユニットとしては、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各ユニットであり、さらに定着ユニットがある。上記露光ユニットに相当するのが前述の光走査装置で、上記光ビーム反射手段２６で反射された光ビームが感光体ドラム１２の表面に導かれて感光体ドラム１２の表面を走査し、画像信号に応じてオン・オフ制御される光ビームによって感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。これらの画像形成プロセスは周知であるから、説明は省略する。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載の光学箱は、主走査方向の長さを副走査方向の長さよりも大きく形成し、本体構造体への４点の固定部を副走査方向に相対するように２点づつ配置し、その副走査方向に相対する固定部の中間に光学箱の底部を形成するように、また、その副走査方向に相対する固定部の高さが異なるようにした。これにより、光学箱が主走査方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３５】
請求項２記載の光学箱は、上記光学箱に外形壁とリブで形成される空間を有するようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３６】
請求項３記載の光学箱は、上記光学箱の本体構造体への固定用穴部を、上記空間内に有するようにした。これにより、上記固定用穴部が光学箱形状外にある場合に比べて、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３７】
請求項４記載の光学箱は、上記リブが外形壁に沿って形成されるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３８】
請求項５記載の光学箱は、上記リブが外形壁に沿って形成されるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３９】
請求項６記載の光学箱は、上記リブが底面部からの外形壁の高さと同じ高さを有するようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４０】
請求項７記載の光学箱は、上記リブが外形壁と同じ肉厚を有するようにした。これにより、光学箱を樹脂製にする際に、光学箱の肉厚を均一化でき、成形しやすくなる。このため、金型製作費や生産コストを低減できる。
【００４１】
請求項８記載の光学箱は、上記空間は隣り合う上記空間の底部の高さを異なるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４２】
請求項９記載の光学箱は、上記空間の底部の高さを底部の肉厚より大きくするようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４３】
請求項１０記載の光学箱は、上記空間内に本体構造体への固定用穴部を有する底部の肉厚を底部の肉厚より大きくするようにした。これにより、固定用穴部近傍の剛性が向上し、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４４】
請求項１１記載の光走査装置は、上記光学箱の本体構造体への固定部が、光ビーム偏向走査手段、光ビーム結像手段および光ビ−ム反射手段を包含するように４点配置し、かつその高さが異なるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができ、最終的に高精度な画像品質を維持するという効果が得られる。
【００４５】
請求項１２記載の画像形成装置は、上記光走査装置の光学箱の本体構造体への固定部が、光ビーム偏向走査手段、光ビーム結像手段および光ビ−ム反射手段を包含するように４点配置し、かつその高さが異なるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができ、最終的に高精度な画像品質を維持するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光学箱を用いることができる光走査装置および画像形成装置の実施の形態を概略的に示す正面図である。
【図２】本発明にかかる光学箱を用いることができる光走査装置の例を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明にかかる光走査装置の光学箱の実施形態を示す平面図である。
【図４】同上光学箱を用いた光走査装置の例を概略的に示す側面図である。
【図５】本発明にかかる光走査装置の光学箱の別の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図７】同上光学箱の斜視図である。
【図８】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図９】同上光学箱の斜視図である。
【図１０】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図１１】同上光学箱の斜視図である。
【図１２】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図１３】同上光学箱の斜視図である。
【図１４】本発明にかかる光走査装置の光学箱における外形壁とリブとの高さの関係を示す一部断面側面図である。
【図１５】本発明にかかる光走査装置の光学箱における外形壁とリブとの厚さの関係を示す一部断面側面図である。
【図１６】本発明にかかる光走査装置の光学箱における各空間の底部高さの関係を示す一部断面側面図である。
【図１７】本発明にかかる光走査装置の光学箱における各空間の底部高さの関係の別の例を示す一部断面側面図である。
【図１８】本発明にかかる光走査装置の光学箱における各空間の底部高さの関係のさらに別の例を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１０ 本体構造体
２０ 光学箱
２１ 光ビーム発生手段
２２ 光ビーム偏向走査手段
２４ 光ビーム結像手段
２６ 光ビーム反射手段
３１，３２，３３，３４ 固定部
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８ 空間
５１、５２、５３ 外形壁
６１、６２、６３、６４、６５ リブ
６６、６７、６８、６９ リブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に用いられる光走査装置、さらに詳しくは、光走査装置の光学素子を収容する光学箱の構造、この光学箱を用いた光走査装置および画像形成装置に関するもので、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに適用可能ななものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ等に用いられる光走査装置の構造としては、光走査装置を組み込んだ光学箱を本体フレームの上に取り付けた構造が一般的である。上記光学箱内には、光ビーム発生手段としての例えば半導体レーザ、光ビームを所定の角度範囲で偏向する光ビーム偏向走査手段、偏向された光ビームを被走査面上に結像させ被走査面上を等速度的に走査させる走査結像手段などが組み込まれる。上記本体フレーム内には、表面が上記被走査面をなす感光体ドラムがその中心軸線の周りに回転可能に組み込まれ、感光体ドラムの周囲には、電子写真プロセスを実行するための、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各ユニットが配置されている。上記露光ユニットに相当するのが上記光走査装置である。
【０００３】
このような、光走査装置においては、良好な画像品質を得るために、光走査装置を構成する各光学素子の位置関係を所定の精度に保つことが重要である。しかし、光学素子相互の位置関係を所定の精度に保つことができた場合においても、光学素子等を収納する光学箱の振動や光学素子自身の振動により、光ビームの光路変動が生じ、主走査方向での線寄れ、走査線曲り、副走査方向での画像濃度ムラを起こす要因となり、良好な画像品質を得ることができなくなる。光学箱の振動や光学素子自身の振動の要因は、主として光ビーム偏向走査手段としてのポリゴンミラーの回転による振動、およびポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータの振動によるもので、高速回転になるほど振動が大きくなる。
【０００４】
このため、従来から、光走査装置が、さらなる高速化および高画像品質化にも対応できるような各種の提案が行なわれている。特に、ポリゴンミラーおよびその駆動モータ等の振動源から発せられる振動により、画質品質の低下を防ぐための提案が行われている。
【０００５】
その一つは、光ビーム走査装置が発生させる振動の振動数（主としてポリゴンモータの回転周波数）と、この装置を支持する支持フレームの固有振動数とを所定の値以上に離すものである（例えば、特許文献１参照）。この提案では、光ビーム走査装置が発生させる振動の振動数と支持フレームの固有振動数がある程度離れているので、光ビーム走査装置が発生させる振動によって支持フレームが共振することを防止することができる。このため、感光体上に濃度ムラのない良好な画像を形成することができる。
【０００６】
しかしながら、この提案では、支持フレーム上に光ビーム走査装置が装着されるため、支持フレーム自体の減衰性が低下し、この支持フレームの固有振動数間には明確な反共振峰が存在しないことがある。このため、固有振動数が所定値離れていた場合でも、振動発生源である光学部品から発生する周波数での振動を抑制することができないという問題が生じる。
【０００７】
次に、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品を配置するために穴の開けられた支持板の剛性を高めるために、リブ配置を工夫したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この提案では、剛性を高めるようなリブ配置を持った支持板にポリゴンモータ等の振動発生光学部品を装着し、この支持板を光学箱に取り付け、この光学箱を画像形成装置の本体フレームに取り付けているので、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品による振動を抑制することができる。このため、感光体上に濃度ムラのない良好な画像が形成できる。
【０００８】
しかしながら、この提案では、レーザ走査ユニットが光学箱に装着されるため、光学箱のレーザ走査ユニット以外の箇所に配置されているミラー等の光学部品とポリゴンミラーとの相対的な位置関係は、光学箱の固有振動数に大きく依存する。この提案では、リブ配置を工夫した支持板により２次的に光学箱の剛性を高めているが、レーザ走査ユニットが装着された状態での光学箱の固有振動数が高域側へ移動するのを限定するものである。したがって、光学箱の初期剛性が低下している場合、つまり、光学箱の１次固有振動数が振動発生光学部品の発生させる振動の振動数より相当数低い場合、支持板のリブ配置を工夫したとしても、振動発生光学部品の周波数での振動を抑制することができないという問題が生じる。また、この問題を解決しようとして、支持板を本体構造体に直接装着することが考えられる。こうすることによって、光学箱の固有振動数への依存を低減する効果がある。しかし、本体構造体から感光体ドラムや記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生する振動が、直接レーザ走査ユニットに伝達されることになるため、振動発生光学部品自身の振動のみならず、複数の振動源からの振動の影響も受けることになり、単純に振動板の１次固有振動数を高域側へシフトするだけでは、振動を抑制することができないという問題が生じる。
【０００９】
さらに別の提案として、光走査装置の光学箱のポリゴンモータ配置域と光学素子配置域が、垂立壁を介して階段状に段違いに形成され、垂立壁にレーザビーム通過孔が開口形成された構造がある（例えば、特許文献３参照）。この提案では、上記構造により光学箱の剛性が高められているので、ポリゴンモータ等の振動発生光学部品が発生させる振動により、光学箱が共振することを防止することができる。このため、感光体上に濃度ムラのない良好な画像が形成できる。
【００１０】
この提案では、ポリゴンモータ配置域と光学素子配置域が、垂立壁を介して階段状に段違いに形成され、ポリゴンモータおよび光学素子の取り付け面が相対している。このため、ポリゴンモータおよび光学素子の取り付け面の平行度に高い精度が要求されコスト高となり、また、ポリゴンモータの取り付け面と光学素子の取り付け面が互いに逆となるため、組み立て性が低下するという問題が生じる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１０３１６４号公報
【特許文献２】
特開平９−３３８４４号公報
【特許文献３】
実開平５−１１１６１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの提案のように、ポリゴンモータで発生する振動のみに対処しても、振動により発生する感光体上の濃度ムラは回避することができない。これは、ポリゴンモータ以外の、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動するモータ等から発生する振動により、光走査装置を構成するポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱および光学素子自身が振動し、光ビームの光路変動が生じるからである。このため、ポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱が、その固有振動数が高周波数域になるように形状を工夫して振動特性を設定する必要がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、ポリゴンモータや光学素子等を収納する光学箱の、主走査方向の長さを副走査方向の長さよりも大きく形成し、本体構造体への固定部を４点としてこの４点の固定部を副走査方向に相対するように２点づつ配置し、その副走査方向に相対する固定部の中間に光学箱の底部を形成するように、その副走査方向に相対する固定部の高さが異なるように設けることにより、それらの収納位置が振動する固有振動数を高周波数域に有する振動特性をもつ、光学箱を提供することにある。
本発明はまた、上記光学箱を用いることにより、精度の高い光走査を行うことができ、もって品質の高い画像を形成することができる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる走査装置の光学箱、光走査装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
本発明にかかる光走査装置の光学箱は、請求項１に記載されているように、光ビ−ムを発生させる光ビーム発生手段と、光ビーム発生手段から発せられた光ビ−ムを偏向するポリゴンミラーおよびこれを回転駆動するポリゴンモータを備えていて光ビームを偏向走査する光ビーム偏向走査手段と、偏向走査された光ビ−ムを結像する光ビーム結像手段と、光ビームを反射してその光路を変換する光ビ−ム反射手段と、上記各手段を収容しかつ本体構造体に固定される光学箱およびこの光学箱を覆うカバーとを具備し、上記光学箱は、主走査方向の長さが副走査方向の長さよりも大きく、本体構造体への固定部を４点有していてこの４点の固定部が副走査方向に相対するように２点づつ配置され、この副走査方向に相対する固定部間に光学箱の底部が形成され、副走査方向に相対する固定部は高さを異ならせて設けられていることを特徴とする。図１は上記光学箱を具備する光走査装置を使用した画像情報記録装置の概要を、図２は光走査装置の光学箱の概要を示す。
【００１５】
図１において、符号１０は、デジタル複写機、レーザビームプリンタ、レーザファクシミリ等の本体構造体を示しており、符号２０は光走査装置を組み込んだ光学箱を示している。光学箱２０は本体構造体１０の上に固定されている。光学箱２０内には、光ビーム発生手段としての例えば半導体レーザ、光ビームを所定の角度範囲で偏向する光ビーム偏向走査手段２２、偏向された光ビームを被走査面上に結像させ被走査面上を等速度的に走査させる走査結像手段２４、偏向された光ビームの光路を曲げて被走査面に導くミラー２６などが組み込まれている。上記本体構造体１０内には、表面が上記被走査面をなす感光体ドラム１２がその中心軸線の周りに回転可能に組み込まれている。感光体ドラム１０の周囲には、電子写真プロセスを実行するための、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各ユニットが配置されるが、露光ユニットを除いて図示は省略されている。露光ユニットに相当するのが上記光学箱２０に組み込まれている光走査装置である。
【００１６】
図２において、光学箱２０は、底板の外周を周壁で囲み、上面が開放した偏平な箱で、開放上面は図示されないカバーで覆われる。光学箱２０の一端部外側面には、例えば半導体レーザなどを有してなる光ビーム発生手段２１が取り付けられていて、光学箱２０の内部に向けて光ビームを出射するようになっている。光ビーム発生手段２１は、光源からの光束を後の光学系にカップリングするカップリングレンズ、光ビームを副走査方向にのみ収束させるシリンドリカルレンズなども含む。光学箱２０の内部には、一端側から順にポリゴンミラー２２、複数のレンズからなる光ビーム結像手段２４、光ビーム反射手段２６が取り付けられている。
【００１７】
図３は、上記光学箱２０の実施形態を示す。図３において、左右方向がポリゴンミラー２２により偏向走査された光ビームが被走査面を走査する主走査方向、これに直交する上下方向が副走査方向である。光学箱２０は、図３に示すように、主走査方向の長さが副走査方向の長さよりも大きくなるように形成されている。光学箱２０は、複写機、プリンタなどの本体構造体への固定部を４点に有している。４点の固定部を符号３１、３２、３３、３４で示す。４点の固定部３１、３２、３３、３４は、副走査方向に相対するように２点づつ配置されている。すなわち、固定部３１と３２が副走査方向に相対しており、固定部３３と３４が副走査方向に相対している。そして、副走査方向に相対する一対の固定部の高さ方向中間に、光学箱２０の底部が位置するように、かつ、その副走査方向に相対する一対の固定部の高さが互いに異なるように設けられている。より具体的には、図４に示すように、副走査方向に相対する一対の固定部３１、３２の一方３１は、他方の固定部３２よりもＨだけ高い位置にあり、固定部３１の高さ位置と固定部３２の高さ位置との間に光学箱２０の底部が位置している。同様に、固定部３３の高さ位置と固定部３４の高さ位置との間に光学箱２０の底部が位置している。
【００１８】
また、上記４点の固定部３１、３２、３３、３４は、光ビーム偏向走査手段２２、光ビーム結像手段２４および光ビ−ム反射手段２６を包含するように配置されている。すなわち、図３に示すように、光学箱２０を上から見て上記４点の固定部を結んだ四角形の中に上記各手段がほぼ包含されるように上記各手段が配置されている。換言すれば、副走査方向に対する本体構造体への固定部３１、３２の中間およびの固定部３３、３４の中間に光学箱の底部を形成している。また、上記各手段の高さ位置が、固定部３１と３２の高さ位置の間、おおび固定部３３と３４の高さ位置の間にほぼ包含されるように、上記各手段が配置されている。なお、光ビームの主走査方向に相対する本体構造体への固定部３１と３３の高さは同じであり、また、他の固定部３２と３４の高さは同じである。
【００１９】
図５は、上記実施形態の斜視図である。本実施形態では、副走査方向に対応する本体構造体への固定部３１、３２の高さと、固定部３２、３４の高さが２９．５（ｍｍ）異なり、光ビームの走査方向と平行な方向の本体構造体への固定部３１と固定部３３の高さは同じで、固定部３２と固定部３４の高さは同じである。また、光学箱２０の主走査方向の長さが２８４（ｍｍ）で、副走査方向の長さが１９２（ｍｍ）で、主走査方向の長さを副走査方向の長さよりも大きく形成している。
【００２０】
次に、請求項２記載の発明に対応する構成を説明する。上記実施の形態において、光学箱２０は、外形壁とリブで形成される空間を有している。この外形壁、リブおよび空間を有する光学箱２０の平面図を図６に、斜視図を図７に示す。図６、図７において、光学箱２０は、前記底板の外周を囲む外形壁と９本のリブによって８つの空間４１、４２、・・・４８が形成されている。空間４１は、光学箱２０の前側（図６において下側）の半分以上を占める最も広い空間で、この空間４１には、光ビーム結像手段、光ビ−ム反射手段等が配置される。空間４１は、図示していないが、光学素子面の防塵や光学素子の熱変形を防止するため、カバーで密閉される。このカバーは、生産コスト等の観点から樹脂製にするのが好適である。
【００２１】
空間４１を除く他の空間４２、４３、・・・４８は、光学箱２０の後ろ側に、図６において左から右に向かって順に形成されている。空間４５には、光ビーム偏向走査手段としてのポリゴンミラーが配置される。空間４５は、図示していないが、ポリゴンミラーの偏向反射面の防塵を図る目的などのため、カバーで密閉される。このカバーは、防音、放熱等の観点から金属製にするのが好適である。しかしながら、生産コスト等の観点から樹脂製にしても良い。他の空間４２、４３、４４、４６、４７、４８には、光学素子等が配置されないため、密閉しなくても良い。
【００２２】
次に、請求項３記載の発明に対応する構成を説明する。これまで説明してきた実施形態において、上記光学箱２０は、本体構造体への固定部を、上記空間内に有している。図８に示す例では、本体構造体への４つの固定部３１、３２、３３、３４のうち、２つの固定部が空間４３、４６に１つずつ、すなわち、空間４３に固定部３４の孔部が、空間４６に固定部３２の孔部が配置されている。本実施形態の斜視図を図９に示す。
【００２３】
次に、請求項４記載の発明に対応する実施形態を説明する。図１０および図１１はこの実施形態を示す。これまで説明してきた実施形態において、前述のリブは、外形壁に沿って形成される。図１０では、光学箱２０の底板の後側縁部に沿って外形壁５１、５２、５３、が形成され、外形壁５１、５２、５３よりも内側にかつ外形壁５１、５２、５３にほぼ沿って、外形壁５１、５２、５３と略平行に、３本のリブ６１、６２、６３が形成されている。外形壁５１とリブ６１を結ぶ３つのリブ６４、６５、６６が形成されることによって前記空間４２、４３、４４が形成されている。上記リブ６２と６３の接続部と、外形壁５２と５３の接続部との間にはリブ６７が形成され、リブ６２と６３の接続部と、外形壁５３の終端との間にはリブ６９が形成され、このリブ６９と外形壁５３の間にはリブ６８が形成されている。外形壁５２とリブ６２の両端部はリブ６６とリブ６７でそれぞれつながれた形になっていて、これらのリブと外形壁５２で空間４５が形成されている。リブ６７、６８、６９と外形壁５３とで空間４６が形成され、リブ６８、６９と外形壁５３とで三角形の空間４７が形成され、リブ６３、６９と一側面の外壁とで三角形の空間４８が形成されている。
【００２４】
上記空間４３、４６に本体構造体への固定用穴部が形成されている。外形壁５１〜５３と、外形壁５１〜５３に沿ったリブ６１〜６３との間に上記固定用穴部が設けられているので、リブ６１〜６３が、曲げ剛性的に外形壁と同等の効果を持つ。これにより、光学箱の長手方向すなわち主走査方向の曲げ変形形状が、リブ６１〜６３がない場合と比べると、大きく異なる。
【００２５】
次に、請求項５記載の発明に対応する実施形態を説明する。図１２はこの実施形態を示す平面図、図１３はその斜視図である。既に説明したとおり、外形壁と外形形状に沿って形成されたリブとの間にもリブが形成されている。図１２、図１３に示すように、外形壁５１とリブ６１の間にリブ６４、６５が形成され、外形壁５２とリブ６２の両端を結ぶようにしてリブ６６、６７が形成され、外形壁５３とリブ６３の間にリブ６８が形成されている。空間４３、４６に本体構造体への固定用穴部を有している。一つの固定用穴部をはさむようにリブ６４、６５が形成され、他の固定用孔部を挟むようにしてリブ６７、６８が形成されている。空間４６内にある固定用穴がリブ６７から離れている場合は、固定用穴をはさむようにリブ６８、６９を形成しても良い。
【００２６】
次に、請求項６記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態では、これまで説明した実施形態において、上記リブの、光学箱２０の底面部からの高さが、外形壁の高さと同じ高さになっている。図１４はこれを図示しており、光学箱２０の底部２６からの外形壁５０の高さＨ１と光学箱底部からのリブ６０の高さＨ２が、
Ｈ１＝Ｈ２
となるように高さが決定されている。本実施例では、Ｈ１＝Ｈ２＝３７．１（ｍｍ）となっている。
【００２７】
次に、請求項７記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態では、これまで説明した実施形態において、上記リブが、外形壁と同じ肉厚を有している。図１５はこれを図示しており、外形壁５０の肉厚Ｔ１とリブ６０の肉厚Ｔ２が、
Ｔ１＝Ｔ２
となるように、それぞれの肉厚が決定されている。本実施例では、Ｔ１＝Ｔ２＝２．５（ｍｍ）となっている。
【００２８】
次に、請求項８記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態では、これまで説明した実施形態において、隣り合う上記空間の底部は、互いに高さを異にしていることを特徴としている。図１６はこの実施形態を示しており、空間４２の底部２６２に対して空間４１の底部２６１の高さがＨ１の差を持つように形成され、空間４２の底部２６２に対して空間４３の底部２６３の高さがＨ２の差を持つように決定されている。ここで、
Ｈ１≠Ｈ２
である。したがって、空間４１の底部と空間４３の底部とでは高さが異なっている。もっとも、
Ｈ１＝Ｈ２＝０
すなわち、空間４１、４３の底部が同一平面上にあってもよい。本実施形態では、空間４１の底部２６３に対して、空間４１の底部２６１が有する高さの差Ｈ１が１９．７（ｍｍ）、空間４２の底部２６３が有する高さの差Ｈ２が１６．２（ｍｍ）となっている。
【００２９】
次に、請求項９記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態の構成上の特徴は、上記空間の底部の高さの差が、底部の肉厚より大きいことである。図１７はこの実施形態を示しており、空間４１１の底部２６１の高さと、空間４２の底部２６２の高さの差Ｈ１が、空間４１、４２の底部２６１，２６２の肉厚Ｄ１、Ｄ２に対して、
Ｄ１，Ｄ２≦Ｈ１
となるように決定されている。また、空間４２の底部２６２の高さと、空間４３の底部２６３の高さの差Ｈ２が、空間４２，４３の底部２６２，２６３の肉厚Ｄ２、Ｄ３に対して、
Ｄ２，Ｄ３≦Ｈ２
となるように決定されている。本実施形態では、空間４２の底部２６２に対して空間４１の底部２６１における高さの差Ｈ１が３．５（ｍｍ）であり、空間４１、４２の底部２６１，２６２の肉厚Ｄ１、Ｄ２は、ともに２．５（ｍｍ）となっている。
【００３０】
次に、請求項１０記載の発明に対応する実施形態を説明する。この実施形態の構成上の特徴は、本体構造体への固定用穴部を有する空間の底部の肉厚が、他の空間の底部の肉厚より大きいことである。図１８はこの実施形態を示している。図１８において、空間４２の底部２６２の肉厚Ｄ２は、空間４１、４３の底部２６１，２６３の肉厚Ｄ１、Ｄ３に対して、
Ｄ１、Ｄ３≦Ｄ２
の関係に設定されている。本実施形態では、空間４１、４２の底部の肉厚が２．５（ｍｍ）であり、空間３の底部の肉厚が３．０（ｍｍ）となっている。
【００３１】
次に、請求項１１、１２記載の発明に対応する実施形態を説明する。請求項１１記載の発明は光走査装置に関するもので、これまで説明してきた光学箱の実施形態のいずれかを用いたことを特徴としている。光走査装置を構成する光学素子の配置は図１、図２に示す光学素子の配置例と同じである。いずれかの実施形態にかかる光学箱２０の、主走査方向一側部外形壁には光ビームを発生させる光ビーム発生手段２１としての例えば半導体レーザが取り付けられる。リブ６２、６６、６７と外形壁５２で囲まれた空間４５には、光ビーム発生手段２１から発せられる光ビームを偏向するポリゴンミラー２２およびこれを回転駆動するポリゴンモータを備えていて上記光ビームを偏向走査する光ビーム偏向手段が取り付けられる。前記の大きな空間４１には、ポリゴンミラー２２によって偏向走査された光ビームを結像する光ビーム結像手段２４と、この光ビーム結像手段２４を透過した光ビームを反射してその光路を変換する光ビーム反射手段２６が取り付けられる。
【００３２】
上記ポリゴンミラー２２が高速回転駆動されることにより、光ビーム発生手段２１からの光ビームが偏向反射され、光ビーム結像手段２４の結像作用と周知のｆθ機能によって被走査面、例えば感光体ドラムの表面に上記光ビームが光スポットとして結ばれるとともに等速度的に走査されて主走査が行われるようになっている。
【００３３】
請求項１２記載の発明は画像形成装置にかかるもので、前述した光学箱２０を用いて光走査装置を構成し、この光走査装置を本体構造体に固定してなるものである。図１はその概要を示している。複写機、プリンタなどの本体構造体１０の内部に、一連の画像形成プロセスによって画像を形成し記録するためのユニットが、感光体ドラム１２を中心としてその周囲に配置されている。このユニットとしては、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各ユニットであり、さらに定着ユニットがある。上記露光ユニットに相当するのが前述の光走査装置で、上記光ビーム反射手段２６で反射された光ビームが感光体ドラム１２の表面に導かれて感光体ドラム１２の表面を走査し、画像信号に応じてオン・オフ制御される光ビームによって感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。これらの画像形成プロセスは周知であるから、説明は省略する。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載の光学箱は、主走査方向の長さを副走査方向の長さよりも大きく形成し、本体構造体への４点の固定部を副走査方向に相対するように２点づつ配置し、その副走査方向に相対する固定部の中間に光学箱の底部を形成するように、また、その副走査方向に相対する固定部の高さが異なるようにした。これにより、光学箱が主走査方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３５】
請求項２記載の光学箱は、上記光学箱に外形壁とリブで形成される空間を有するようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３６】
請求項３記載の光学箱は、上記光学箱の本体構造体への固定用穴部を、上記空間内に有するようにした。これにより、上記固定用穴部が光学箱形状外にある場合に比べて、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３７】
請求項４記載の光学箱は、上記リブが外形壁に沿って形成されるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３８】
請求項５記載の光学箱は、上記リブが外形壁に沿って形成されるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００３９】
請求項６記載の光学箱は、上記リブが底面部からの外形壁の高さと同じ高さを有するようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４０】
請求項７記載の光学箱は、上記リブが外形壁と同じ肉厚を有するようにした。これにより、光学箱を樹脂製にする際に、光学箱の肉厚を均一化でき、成形しやすくなる。このため、金型製作費や生産コストを低減できる。
【００４１】
請求項８記載の光学箱は、上記空間は隣り合う上記空間の底部の高さを異なるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４２】
請求項９記載の光学箱は、上記空間の底部の高さを底部の肉厚より大きくするようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４３】
請求項１０記載の光学箱は、上記空間内に本体構造体への固定用穴部を有する底部の肉厚を底部の肉厚より大きくするようにした。これにより、固定用穴部近傍の剛性が向上し、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができる。
【００４４】
請求項１１記載の光走査装置は、上記光学箱の本体構造体への固定部が、光ビーム偏向走査手段、光ビーム結像手段および光ビ−ム反射手段を包含するように４点配置し、かつその高さが異なるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができ、最終的に高精度な画像品質を維持するという効果が得られる。
【００４５】
請求項１２記載の画像形成装置は、上記光走査装置の光学箱の本体構造体への固定部が、光ビーム偏向走査手段、光ビーム結像手段および光ビ−ム反射手段を包含するように４点配置し、かつその高さが異なるようにした。これにより、光学箱が長手方向に曲がる１次固有振動数において、振動変形形状形態を大きく変化させ、光学箱の固有振動数を高周波数域側にシフトさせることができる。また、高周波数域の光学箱の局部的な振動を抑制できる。このため、ポリゴンモータ、感光体ドラムおよび記録紙の給紙・排紙系を駆動させるモータ等から発生される振動により発生する感光体上の濃度ムラを回避することができ、最終的に高精度な画像品質を維持するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光学箱を用いることができる光走査装置および画像形成装置の実施の形態を概略的に示す正面図である。
【図２】本発明にかかる光学箱を用いることができる光走査装置の例を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明にかかる光走査装置の光学箱の実施形態を示す平面図である。
【図４】同上光学箱を用いた光走査装置の例を概略的に示す側面図である。
【図５】本発明にかかる光走査装置の光学箱の別の実施形態を示す斜視図である。
【図６】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図７】同上光学箱の斜視図である。
【図８】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図９】同上光学箱の斜視図である。
【図１０】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図１１】同上光学箱の斜視図である。
【図１２】本発明にかかる光走査装置の光学箱のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図１３】同上光学箱の斜視図である。
【図１４】本発明にかかる光走査装置の光学箱における外形壁とリブとの高さの関係を示す一部断面側面図である。
【図１５】本発明にかかる光走査装置の光学箱における外形壁とリブとの厚さの関係を示す一部断面側面図である。
【図１６】本発明にかかる光走査装置の光学箱における各空間の底部高さの関係を示す一部断面側面図である。
【図１７】本発明にかかる光走査装置の光学箱における各空間の底部高さの関係の別の例を示す一部断面側面図である。
【図１８】本発明にかかる光走査装置の光学箱における各空間の底部高さの関係のさらに別の例を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１０ 本体構造体
２０ 光学箱
２１ 光ビーム発生手段
２２ 光ビーム偏向走査手段
２４ 光ビーム結像手段
２６ 光ビーム反射手段
３１，３２，３３，３４ 固定部
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８ 空間
５１、５２、５３ 外形壁
６１、６２、６３、６４、６５ リブ
６６、６７、６８、６９ リブ
Claims (12)
- 光ビ−ムを発生させる光ビーム発生手段と、
光ビーム発生手段から発せられた光ビ−ムを偏向するポリゴンミラーおよびこれを回転駆動するポリゴンモータを備えていて光ビームを偏向走査する光ビーム偏向走査手段と、
偏向走査された光ビ−ムを結像する光ビーム結像手段と、
光ビームを反射してその光路を変換する光ビ−ム反射手段と、
上記各手段を収容しかつ本体構造体に固定される光学箱およびこの光学箱を覆うカバーとを具備し、
上記光学箱は、主走査方向の長さが副走査方向の長さよりも大きく、本体構造体への固定部を４点有していてこの４点の固定部が副走査方向に相対するように２点づつ配置され、この副走査方向に相対する固定部間に光学箱の底部が形成され、副走査方向に相対する固定部は高さを異ならせて設けられていることを特徴とする光走査装置の光学箱。 - 光学箱の外側を画する外形壁とリブで形成される空間を有することを特徴とする請求項１記載の光走査装置の光学箱。
- 構造体への固定用穴部を上記空間内に有することを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置の光学箱。
- 上記リブが、外形壁に沿って形成されていることを特徴とする請求項２記載の光走査装置の光学箱。
- 上記リブが、外形壁と外形形状に沿って形成されたリブとの間にも形成されていることを特徴とする請求項４記載の光走査装置の光学箱。
- 上記リブが、底面部からの外形壁の高さと同じ高さを有することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の光走査装置の光学箱。
- 上記リブが、外形壁と同じ肉厚を有することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の光走査装置の光学箱。
- 隣り合う上記空間の底部は、互いに高さを異にしていることを特徴とする請求項２、３記載の光走査装置の光学箱。
- 上記底部の高さの差は、底部の肉厚より大きいことを特徴とする請求項８記載の光走査装置の光学箱。
- 構造体への固定用穴部を有する空間の底部の肉厚は、他の空間の底部の肉厚より大きいことを特徴とする請求項３記載の光走査装置の光学箱。
- 一連の画像形成プロセスによって画像を形成する画像形成装置に用いられる光走査装置であって、請求項１から１０のいずれかに記載の光学箱を有することを特徴とする光走査装置。
- 一連の画像形成プロセスによって画像を形成する画像形成装置であって、請求項１１記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014178341A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-25 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| JP2016112698A (ja) * | 2014-12-11 | 2016-06-23 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 |
Citations (2)
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| JP2003050369A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Ricoh Co Ltd | 光ビーム走査装置 |
-
2003
- 2003-07-10 JP JP2003195301A patent/JP2005031315A/ja active Pending
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