JP2008209805A - 光学系の走行体支持装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系部品の汚染につながるほど大量に潤滑剤を使用することなく、必要十分な潤滑が得られる光学系の走行体支持装置を提供する。
【解決手段】静電式複写機１のスキャナユニット１０は、光源２１及び第１ミラー２３を搭載した第１走行体２０と、第２、第３ミラー３１、３２を搭載した第２走行体３０を備える。第１走行体２０は複数箇所に取り付けた合成樹脂製スライダ７０によってレール６１上に支持され、第２走行体３０も複数箇所に取り付けた合成樹脂製スライダ７０によってレール６２上に支持される。レール６１、６２の表面には潤滑剤を塗布しない。その代わり、スライダ７０の半球部７２の表面に乾燥被膜潤滑剤８０を塗布する。スライダ７０は液体潤滑剤８１を保持する空洞部７４を内部に有し、この空洞部７４から半球部７２の表面に向け潤滑剤浸出路７５が形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は光学系の走行体支持装置であって、特に、複写機やファクシミリ等の画像読取装置における走行体支持装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

複写機やファクシミリ等の画像読取装置では、静止原稿から画像を読み取る場合、光源及び第１ミラーを備えた第１走行体と、第２及び第３ミラーを備えた第２走行体を水平なレール上でスライドさせる。その装置例を特許文献１に見ることができる。

上記のような光学系の走行体は稼働期間中に膨大な回数の往復動を行うものであり、その間、必要十分な潤滑を維持する必要がある。その目的を達成するため、これまでにも様々な工夫がなされている。その例を特許文献２、３に見ることができる。

特許文献２記載の装置では、ミラー基台に取り付けられたオイル供給部材が案内部材にオイルを補給する。オイル供給部材は、メインスイッチＯＦＦ時、オイル補給部材に接触してオイルの補給を受ける。

特許文献３記載の装置は、潤滑剤を含浸させた布状部材をホルダーを介して板ばねによって摺動面に押し付け、走行体の移動と共に摺動面に潤滑剤を塗り広げる。
特許第３４４３１６９号公報 実公平４−３５８８２号公報 特開平６−２５８７２６号公報

従来装置では、走行体を滑らすレール全体にグリース状の潤滑剤を塗布していた。長いレールに潤滑剤を均一に塗布する必要があるため、作業工数が増える。塗布作業は筆等を用いて行うため、塗りムラが発生しやすく、塗布量の設定も難しく、経験を積んだ作業者でないと満足の行く結果は得られない。走行体に第１走行体と第２走行体の２種類が存在する場合、それらを支持するレールを上下２段構造とすることがあり、そのようなものでは潤滑剤を塗布しにくい箇所が発生するうえ、塗布面積が増えるので塗布作業の困難さは一層増す。

また、潤滑剤を塗布したレールを組み付ける場合、潤滑剤が手に付着し、手を介して他の部品に転移するといった事態がしばしば起こる。レールと他の部品が直接接触して潤滑剤が転移することもある。潤滑剤を必要としない箇所に潤滑剤が付着するのは、汚れや異物を嫌う光学系にとってあまり好ましいことではない。

特許文献２、３に記載されているのはレール上に潤滑剤を絶やさないようにする仕組みである。そこではモルトプレン、フェルト、布などといった潤滑剤を含浸させることのできる材料を用いて摺動面全体に潤滑剤を塗り広げている。このような方式では潤滑剤の消費量が多くなる。また潤滑剤の飛散、垂れ、こぼれなども発生し、光学系で使用するのに最適であるとは言い難い。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、光学系部品の汚染につながるほど大量に潤滑剤を使用することなく、必要十分な潤滑が得られる光学系の走行体支持装置を提供することを目的とする。そして、かかる光学系の走行体支持装置を備えることにより、組立作業工数が低減されるうえ、光学系部品の汚染が深刻な懸念とならず、しかも長期にわたる無給油稼働が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために本発明は、光学部品を搭載した走行体を水平なレール上でスライドさせる光学系の走行体支持装置において、前記走行体は複数箇所に取り付けた合成樹脂製スライダによって前記レール上に支持されるものとし、前記レール表面には潤滑剤を塗布することなく、前記スライダ表面にのみ乾燥皮膜潤滑剤を塗布することを特徴としている。

この構成によると、レール表面全体に潤滑剤を塗り広げるということをせず、スライダの表面に乾燥皮膜の形で潤滑剤を付着させるだけなので、作業工数が少なくて済むうえ、潤滑剤の飛散、垂れ、こぼれなどの発生が少なく、潤滑剤がレンズやミラー等の光学部品に付着することを懸念せずに済む。また、潤滑剤が乾燥皮膜の形態をなすことにより、レールとスライダ間の接触面の潤滑を長期にわたり維持できる。

（２）また本発明は、上記構成の光学系の走行体支持装置において、前記スライダは液体潤滑剤を保持する空洞部を内部に有し、この空洞部からスライダ表面に向け潤滑剤浸出路が形成されていることを特徴としている。

この構成によると、乾燥皮膜潤滑剤の消耗を液体潤滑剤が補う形になり、長期にわたる無給油稼働が可能になる。

（３）また本発明は、上記構成の光学系の走行体支持装置を備える画像形成装置であることを特徴としている。

この構成によると、組立作業工数が低減されるうえ、光学系部品の汚染が深刻な懸念とならず、しかも長期にわたる無給油稼働が可能な画像形成装置が得られる。

本発明によると、レール表面には潤滑剤を塗布することなく、スライダの表面にのみ乾燥皮膜潤滑剤を塗布することにより、光学系部品に悪影響を与えないで潤滑を確保することができる。また乾燥皮膜潤滑剤の消耗を液体潤滑剤で補い、長期にわたる無給油稼働を可能とすることができる。さらに、組立作業工数が少なくて済み、光学系部品の汚染を懸念する必要が余りなく、長期にわたる無給油稼働が可能な画像形成装置が得られる。

本発明の実施形態を図１−３に示す。図１は本発明を適用する画像形成装置の概略部分断面図、図２は走行体支持部の断面図、図３は図２と直角の方向に切断した走行体支持部の拡大断面図である。図４は図３と同様の拡大断面図で、走行体支持部の変形態様を示すものである。図５は摩耗耐久試験の試験条件を示す表、図６は摩耗耐久試験の結果を示す表である。

図１には画像形成装置の一例として静電式複写機１が示されている。図１に描かれているのは静電式複写機１の上部のスキャナユニット１０の部分であり、以下その概要を説明する。スキャナユニット１０のハウジング１１の天面には原稿を露光するための開口部１２が形成され、この開口部１２はコンタクトガラス１３で覆われる。コンタクトガラス１３の上には、原稿をコンタクトガラス１３に押し付け、また原稿照明光が外部に漏れないようにするための蓋１４が配置される。蓋１４は操作者から遠い側を支点として開閉するようにハウジング１１に取り付けられている。

コンタクトガラス１３の下には第１走行体２０と第２走行体３０が配置される。第１走行体２０と第２走行体３０は、後でその構造を説明するレールによって水平方向にスライド可能に保持されている。第１走行体２０と第２走行体３０に走行のための動力を与えるのは、特許文献１に見られるようなワイヤとプーリの組み合わせであるが、これは周知技術であり、また発明の要点でもないので、詳しくは説明しない。

第１走行体２０には、光源２１と、光源２１の発する光をコンタクトガラス１３上の原稿面に集める集光ミラー２２と、原稿面からの反射光を第２走行体３０の方向に反射する第１ミラー２３が搭載されている。第２走行体３０には、第１ミラーからの反射光を順次反射してレンズユニット４０の方向に投光する第２ミラー３１及び第３ミラー３２が搭載されている。

レンズユニット４０はハウジング１１の内部に固定的に設けられており、第３ミラー３２からの光を受けるレンズ４１と、レンズ４１を通過した光を順次反射して感光ドラム５０に投光する第４ミラー４２、第５ミラー４３、及び第６ミラー４４を備える。レンズ４１はズーム機能を有するものである。なお複写機１がデジタル複写機であれば、レンズ４１の背後にＣＣＤセンサーを置き、原稿面からの反射光をレンズ４１で縮小してＣＣＤセンサー上に結像させることになる。

静電式複写機１の「コピー」ボタン（図示せず）を押すと、第１走行体２０はコンタクトガラス１３の上の原稿面に投光しつつ、設定された原稿幅分の移動を行う。第２走行体３０は第１走行体２０の後を半分のスピードで追随しつつ、第１走行体２０からの原稿反射光をレンズユニット４０に送る。レンズユニット４０内で所定の光路を辿った反射光は感光ドラム５０に当たってこれを感光させる。以後、周知の静電複写プロセスが実行される。

第１走行体２０と第２走行体３０は図２に示すレール部材６０によって支持される。レール部材６０は金属素材を断面コ字形に形成したものであり、それが１対、コの字の開いた側が向き合うようにして、ハウジング１１の内面に対称的に固定される。このように固定されることにより、レール部材６０は上下にレール６１、６２を有することとなる。上側のレール６１には第１走行体２０が支持され、下側のレール６２には第２走行体３０が支持される。レール部材６０の素材としてはステンレス鋼が好ましいが、通常の鋼板にクロームメッキ等の表面仕上を施したものであってもよい。

図２に見られるように、第２走行体３０の側面からブラケット３３が突き出し、ブラケット３３の先端に取り付けられたスライダ７０がレール６２の上面に載置される。スライダ７０は、第２走行体３０を上から見たとき、その四隅の位置に１個ずつ配置される。すなわち第２走行体３０は４個のスライダ７０でレール６２上に４点支持される。

第１走行体２０も同様の仕組みで、すなわち第１走行体２０の側面から突き出したブラケットとその先端に取り付けられたスライダ７０によって、レール６１上に４点支持される。

第１走行体２０のスライダ７０も第２走行体３０のスライダ７０も、同じ潤滑の仕組みを備える。以下、第２走行体３０のスライダ７０とレール６２を例にとりそれを説明する。

スライダ７０は合成樹脂、好ましくは潤滑性に優れるポリオレフィン系樹脂からなり、図３に示す形状を備える。すなわち、垂直な円筒形の本体部７１の下端に半球部７２が形成され、その上に、ブラケット３３を下から支えるフランジ部７３が形成される。本体部７１はブラケット３３を貫通し、フランジ部７３は図示しないビスによりブラケット３３に固定される。

本体部７１の内部は空洞部７４となっている。空洞部７４は液体潤滑剤を保持するためのものであり、その底部から半球部７２の表面に向け、トンネル状の潤滑剤浸出路７５が形成されている。潤滑剤浸出路７５は上から見て放射状をなすように複数設けられ、いずれも半球部７２の最下部―レール６２との接触点となる箇所―よりも上のレベルに開口している。

半球部７２の表面には乾燥被膜潤滑剤８０を塗布する。乾燥被膜潤滑剤８０は速乾性グリースとして知られているものであり、フッ素系が好ましい。これには、例えば関東化成工業株式会社製のＨＡＮＡＲＬ（登録商標）などを使用することができる。乾燥皮膜潤滑剤８０を塗布するにあたり、その手法は問わない。刷毛塗りでもよく、ドブ漬けでもよい。いずれにしても速乾性であるためすぐに乾燥する。他方、レール６２の表面には潤滑剤を塗布しない。

ステンレス鋼製のレールと、ポリオレフィン系樹脂のスライダという組み合わせでスライダの摩耗耐久試験を行った。試験条件は図５の表の通りである。運動形態は連続往復動で、潤滑条件は図６の表による。雰囲気は室温、速度は０．１７８／Ｓ、荷重は約９０ｇ／個、ストロークは０．４３５３ｍである。総サイクル数は３０万回に設定した。総滑り距離は２６１．１８ｋｍに達した。

レールとスライダの材質や表面粗さ等を変化させ、ＡからＤまでの４通りの組み合わせの試料を作成した。その４通りにつき、レール側に通常のグリースを塗布した場合と、レールには潤滑剤を塗布せず、スライダに乾燥皮膜潤滑剤を塗布して潤滑剤の乾燥皮膜を形成した場合の両方で図５の試験条件により摩耗耐久試験を行った。試験終了時点でのスライダの摩耗量を比較したのが図６の表である。摩耗量の単位はmmである。いずれの試料においても、スライダの摩耗量は、スライダに乾燥被膜潤滑剤を塗布して潤滑剤の乾燥皮膜を形成した場合の方が低く（半分以下）になった。

半球部７２に乾燥被膜潤滑剤８０を塗布したうえ、さらに、空洞部７４に液体潤滑剤８１を充填して用いることもできる。液体潤滑剤８１は潤滑剤浸出路７５より半球部７２の表面に滲み出し、乾燥皮膜潤滑剤８０と共に潤滑剤の膜を形成することになる。この場合のスライダの摩耗量は、図６に見られるように、乾燥皮膜潤滑剤を単独で用いた場合よりもされに少なくなった。液体潤滑剤としては、例えば昭和シェル石油株式会社製のシェルターボオイルＴという商品名の潤滑油や、信越化学工業株式会社製のシリコーンオイルＫＦ−９６等を用いることができる。

空洞部７４の上面開口が開いたままであると、スライダ７０に振動や大きな加速度が加わったとき、あるいは輸送途中でスライダ７０が傾いたときなど、液体潤滑剤８１がこぼれることがある。これを防ぐため、空洞部７４にキャップをしておくのがよい。キャップとしては様々な構造のものが考えられるが、その一例を図４に示す。

キャップ９０は合成樹脂製で、スライダ７０の本体部７１に外側から被さり、摩擦力で保持される。キャップ９１の中央部には空気抜き穴９１が形成されている。キャップ９０の内部にはボール９２を保持したケージ９３が取り付けられている。

走行体が動き出したり停止したりするとき、加速度で液体潤滑剤８１に偏りが生じ、液面が斜めになるが、キャップ９０が被さっているので空洞部７４から液体潤滑剤８１がこぼれることはない。スライダ７０が傾いたり、転倒したりして、空気抜き穴９１から液体潤滑剤８１が流出するような局面では、ボール９２が内側から空気抜き穴９１を塞ぎ、液体潤滑剤８１の流出を阻止する。

以上本発明の実施形態につき説明したが、発明の主旨を逸脱しない範囲でさらに種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、画像形成装置における光学系の走行体支持装置に、また光学系の走行体支持装置を備えた画像形成装置に、広く利用可能である。

画像形成装置の概略部分断面図 走行体支持部の断面図 図２と直角の方向に切断した走行体支持部の拡大断面図 走行体支持部の変形態様を示す拡大断面図 摩耗耐久試験の試験条件を示す表 摩耗耐久試験の結果を示す表

符号の説明

１ 静電式複写機
１０ スキャナユニット
２０ 第１走行体
３０ 第２走行体
４０ レンズユニット
５０ 感光ドラム
６０ レール部材
６１、６２ レール
７０ スライダ
７１ 本体部
７２ 半球部
７３ フランジ部
７４ 空洞部
７５ 潤滑剤浸出路
８０ 乾燥被膜潤滑剤
８１ 液体潤滑剤
９０ キャップ

Claims (3)

1. 光学部品を搭載した走行体を水平なレール上でスライドさせる光学系の走行体支持装置において、
   前記走行体は複数箇所に取り付けた合成樹脂製スライダによって前記レール上に支持されるものとし、前記スライダ表面に乾燥皮膜潤滑剤を塗布することを特徴とする光学系の走行体支持装置。
2. 前記スライダは液体潤滑剤を保持する空洞部を内部に有し、この空洞部からスライダ表面に向け潤滑剤浸出路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学系の走行体支持装置。
3. 請求項１または２に記載された光学系の走行体支持装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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