JP2010025956A - 走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリゴンモータの軸倒れとこれに伴う走査線の傾きやレンズへの走査光の斜入射等を防ぐことができる走査光学装置を提供する。
【解決手段】筐体３１内に、光源と、該光源からの光束を偏光走査するポリゴンミラー及びこれを回転駆動するポリゴンモータを有する偏光手段と、該偏光手段によって偏光走査された光束を像担持体上に結像させる結像レンズを含む各種光学部品から成る走査光学系を収容するとともに、前記ポリゴンモータの複数箇所を前記筐体３１に固定して成る走査光学装置において、前記筐体３１の前記ポリゴンモータを固定する各箇所（ボス３１Ａ）に少なくとも１つの半球状突起３１ａをそれぞれ形成し、該半球状突起３１ａを介して前記ポリゴンモータを前記筐体３１に対して線接触状態で固定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式によって画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられる走査光学装置とこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、画像信号によって変調された走査光が走査光学装置によって感光ドラム等の像担持体上に露光走査されて該像担持体上に静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置によってトナー像として顕画化される。そして、像担持体上のトナー像は、転写装置によって用紙上に転写され、定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着される。

上記走査光学装置は、筐体内に、光源と、該光源からの光束を偏光走査するポリゴンミラー及びこれを回転駆動するポリゴンモータを有する偏光手段と、該偏光手段によって偏光走査された光束を像担持体上に結像させる結像レンズを含む各種光学部品から成る走査光学系を収容して構成されるが、前記ポリゴンモータはその複数箇所が固定ビスによって筐体に固定されている。

ところで、ポリゴンモータはモータ本体とモータ基板を一体化して構成されているが、走査光学装置には、モータ基板とコリメータレンズの位置調整を行った後にこれらを筐体に組み付けるタイプのものと、モータ基板の位置調整を行った後にポリゴンモータを筐体に直接固定するタイプのものとがある。そして、何れのタイプの走査光学装置においても、光源の位置調整を行った後にポリゴンモータや結像レンズ、反射ミラー等が組み付けられる。

ここで、ポリゴンミラーはポリゴンモータの軸に直結されているが、光軸調整後に水平な走査光を的の一定範囲に調整しても、この走査光を反射させるポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータを筐体に固定する際に該ポリゴンモータの軸が傾くと、走査光が結像レンズに斜入射することとなり、ビーム径を絞ることができないという問題が発生する。又、ポリゴンモータの軸が傾くと走査線も傾き、高精細な画像を得ることができないという問題も発生する。

そこで、特許文献１には、ポリゴンモータの回転軸倒れ方向に偏光手段の筐体への固定箇所を設ける構成が提案されている。
特開平２００５−２０１９４１号公報

ところで、走査光学装置の筐体は一般的には樹脂で成形されており、ロットによって寸法や反りにバラツキが存在し、筐体のポリゴンモータを固定する面（受け面）の傾きが変化してポリゴンモータの軸が傾き、走査光が結像レンズに斜入射することとなり、ビーム径を絞ることができず、走査線が傾いて高精細な画像を得ることができないという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ポリゴンモータの軸倒れとこれに伴う走査線の傾きやレンズへの走査光の斜入射等を防ぐことができる走査光学装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、筐体内に、光源と、該光源からの光束を偏光走査するポリゴンミラー及びこれを回転駆動するポリゴンモータを有する偏光手段と、該偏光手段によって偏光走査された光束を像担持体上に結像させる結像レンズを含む各種光学部品から成る走査光学系を収容するとともに、前記ポリゴンモータの複数箇所を前記筐体に固定して成る走査光学装置において、前記筐体の前記ポリゴンモータを固定する各箇所に少なくとも１つの半球状突起をそれぞれ形成し、該半球状突起を介して前記ポリゴンモータを前記筐体に対して線接触状態で固定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記半球状突起を各固定箇所についてそれぞれ３つ形成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ポリゴンモータをその回転中心を囲む３箇所で前記筐体に固定したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記半球状突起をその中心が固定ビスの座よりも外側に位置するよう配置したことを特徴とする。

請求項５記載の画像形成装置は、請求項１〜４の何れかに記載の走査光学装置を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ポリゴンモータは筐体の各箇所に形成された少なくとも１つの半球状突起を介して筐体に対して線接触状態で固定されるため、筐体の寸法や反りのバラツキの影響を受けることなくポリゴンモータを筐体に高精度に固定することができ、該ポリゴンモータの軸倒れとこれに伴う走査線の傾きやレンズへの走査光の斜入射等を防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、筐体の各固定箇所にそれぞれ３つの半球状突起を形成したため、筐体の各固定箇所のポリゴンモータの受け面が傾斜していても、各固定箇所の３つの半球状突起の少なくとも１つでポリゴンモータをその軸が鉛直になるよう高精度に固定することができ、該ポリゴンモータの軸倒れを確実に防ぐことができる。

請求項３記載の発明によれば、ポリゴンモータがその回転中心を囲む３箇所で筐体に安定的に固定されるため、その軸倒れが一層確実に防がれる。

請求項４記載の発明によれば、半球状突起をその中心が固定ビスの座よりも外側に位置するよう配置したため、固定ビスが斜めに螺着されても、その影響がモーメントの関係で軽減され、ポリゴンモータが筐体に高精度に固定されてその軸倒れが防がれる。

請求項５記載の発明によれば、走査光学装置のポリゴンモータの軸倒れとこれに伴う走査線の傾きやレンズへの走査光の斜入射等が防がれるため、高精細な画像を安定的に得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザープリンタの側断面図であり、図示のレーザープリンタ１においては、箱状のプリンタ本体２の上面の中央部に、傾斜した凹状の排紙トレイ３が設けられている。そして、プリンタ本体２の前面（図１の右側が前方）上部には開閉可能な手差しトレイ４が設けられており、この手差しトレイ４とその奥のプリンタ本体２内に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ５は手差し給紙部６を構成している。

而して、レーザープリンタ１は、プリンタ本体２内に設けられた搬送路Ｓに沿って記録材である用紙Ｐを搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙Ｐに画像を形成するものであって、前記搬送路Ｓは、側面視略Ｌ字状を成して前記排紙トレイ３へと延びている。

又、レーザープリンタ１は、プリンタ本体２の下部に設けられたカセット給紙部７と、該カセット給紙部７上方の本体２内の略中央部に設けられた画像形成部８と、該画像形成部８の後方に配された定着装置９と、該定着装置９の上方のプリンタ本体２上面に設けられた凹状の排紙部１０を備えている。

上記カセット給紙部７は、上面が開放された矩形箱状の給紙カセット１１内に複数枚の用紙Ｐを積層収容するとともに、給紙カセット１１内の用紙Ｐを１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙Ｐを１枚ずつ分離して搬送路Ｓへと送り出すフィードローラ１３とリタードローラ１４を備えており、搬送路Ｓには、送り出された用紙Ｐを一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８へと供給するレジストローラ対１５が設けられている。

前記画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙Ｐに画像を形成するものであって、本体２内の略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム１６と、その周囲に配置された帯電器１７、現像手段である現像装置１８、転写手段である転写ローラ１９及びクリーニング装置２０と、これらの上方に配置された走査光学装置であるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）３０、トナーホッパー２１等を備えている。

又、前記定着装置９は、画像形成部８において用紙Ｐに転写されたトナー像を当該用紙Ｐに定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する定着ローラ２２と加圧ローラ２３を備えている。

更に、前記排紙部１０は、定着装置９においてトナー像が定着された用紙Ｐを本体２外へと排出するためのものであって、搬送路Ｓの末端に設けられた排紙ローラ対２４と、搬送路Ｓを搬送される用紙Ｐを前記排紙ローラ対２４へと案内する縦リブ状の複数の搬送ガイドリブ２５及び本体２外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ３を備えている。

次に、以上の構成を有するレーザープリンタ１の画像形成動作について説明する。

例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末から当該レーザープリンタ１にプリント開始信号が送信されると、画像形成部８においては、感光ドラム１６が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器１７によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザー光がレーザースキャナユニット３０から出力されて感光ドラム１６上に照射されると、該感光ドラム１６上には静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像装置１８によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

ところで、カセット給紙を行う場合、カセット給紙部７の給紙カセット１１内に収容された用紙Ｐは、ピックローラ１２によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、フィードローラ１３とリタードローラ１４によって１枚ずつ分離されてレジストローラ対１５へと搬送される。

レジストローラ対１５においては、用紙Ｐは、一時待機状態とされた後、感光ドラム１６上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部８へと供給される。

画像形成部８においては、感光ドラム１６と転写ローラ１９との間の転写ニップへと供給された用紙Ｐは、転写ローラ１９によって感光ドラム１６に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム１６上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置９へと搬送され、この定着装置９において定着ローラ２２と加圧ローラ２３によって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙Ｐへのトナー像の転写後に感光ドラム１６の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置２０によって除去される。

而して、定着装置９にて表面にトナー像が定着された用紙Ｐは、搬送路Ｓを上方へと搬送され、搬送ガイドリブ２５に沿って排紙ローラ対２４へと導かれ、排紙ローラ対２４によって本体２上部の排紙トレイ３に排出されて積載され、一連の画像形成動作が完了する。

尚、ユーザーが手差しで給紙する場合には、手差し給紙部６の手差しトレイ４上にセットされた用紙Ｐが給紙ローラ５によってレジストローラ対１５へと供給され、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙Ｐに画像が形成される。

［走査光学装置］
次に、本発明に係る走査光学装置としての前記レーザースキャナユニット３０の詳細を図２〜図７に基づいて説明する。

図２は本発明に係るレーザースキャナユニットの内部構造を示す平面図、図３は同レーザースキャナユニットの側断面図、図４は同レーザースキャナユニットのポリゴンモータ取付部の拡大平面図、図５は図４のＡ部拡大詳細図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図、図７は図７６Ｃ−Ｃ線断面図である。

本実施の形態に係るレーザースキャナユニット３０は、図２及び図３に示すように、樹脂にて矩形ボックス状に成形された筐体３１内に、各種光学部品から成る走査光学系と、ポリゴンミラー３２及びこれを回転駆動するポリゴンモータ３３を含む偏光手段と、ビーム検出用反射ミラー３４と受光素子であるＢＤセンサ３５を含む走査光ビーム検出手段を配置して構成されており、筐体の上面開口部は図４に示すように樹脂製のカバー３６によって覆われている。

ここで、上記走査光学系は、光源であるレーザーダイオード３７、コリメータレンズ３８、シリンドリカルレンズ３９、ｆθ特性を有する第１結像レンズ４０と第２結像レンズ４１及び折り返しミラー４２を備えており、該走査光学系のレーザーダイオード３７から出射したレーザー光は、コリメータレンズ３８によって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズ３９によってポリゴンミラー３２の反射面に集光される。

上述のようにポリゴンミラー３２に入射したレーザー光は、ポリゴンモータ３３によって回転駆動されるポリゴンミラー３２によって偏光走査され、その反射光は、走査光Ｌとして第１結像レンズ４０と第２結像レンズ４１を通過した後に図３に示すように折り返しミラー４２によって感光ドラム１６側へと折り返される。そして、この走査光Ｌは感光ドラム１６上に結像され、結像された走査光Ｌは、ポリゴンミラー３２の回転によって感光ドラム１６上を主走査方向に走査し、感光ドラム１６の回転によって副走査方向に走査して感光ドラム１６上に静電潜像を形成する。

又、ポリゴンミラー３２によって反射した走査光Ｌの一部は、画像領域外の強制発光領域をビーム検出用反射ミラー３４に向かって進み、ビーム検出用反射ミラー３４で反射してＢＤセンサ３５に入射する。そして、ＢＤセンサ３５がこの走査光Ｌを検出すると走査開始信号をレーザーダイオード３７に対して出力し、レーザーダイオード３７は、この走査開始信号を受信して画像書き込みのための変調を開始する。

而して、前記ポリゴンモータ３３は、図４に示すように、モータ本体３３Ａとモータ基板３３Ｂとを一体化して構成されており、モータ基板３３Ｂがモータ本体３３Ａの軸（回転中心）３３ａを囲む３箇所を固定ビス４３によって締着されることによって筐体３１上に固定されている。ここで、ポリゴンモータ３３においては、モータ本体３３Ａは、その軸３３ａがモータ基板３３Ｂに対して垂直になるよう組み付けられている。従って、モータ基板３３Ｂを筐体３１に対して水平に固定することによって、モータ本体３３Ａの軸３３ａを筐体３１に対して垂直に保つことができる。

ところで、図６及び図７に示すように、筐体３１のポリゴンモータ３３が固定される部位のモータ本体３３Ａの軸（回転中心）３３ａを囲む３箇所には高さの低い円柱突起状のボス３１Ａがそれぞれ一体に突設されており、各ボス３１Ａの中心にはネジ孔４４がそれぞれ垂直に形成されている。又、各ボス３１Ａの上面のネジ孔４４を囲む同一円周上の３箇所には半球状突起３１ａが等角度ピッチ（１２０°ピッチ）で一体に突設されている。

他方、ポリゴンモータ３３のモータ基板３３Ｂの固定箇所であるモータ本体３３Ａの軸（回転中心）３３ａを囲む３箇所にはビス挿通孔３３ｂ（図６参照）がそれぞれ貫設されており、モータ基板３３Ｂを筐体３１の３つのボス３１Ａ上に載置し、これに形成された３つのビス挿通孔３３ｂに上方からそれぞれ挿通する計３本の固定ビス４３をボス３１Ａに形成されたネジ孔４４にねじ込むことによってポリゴンモータ３３を筐体３１に固定することができる。このとき、筐体３１の寸法や反りのバラツキ等に起因して各ボス３１Ａのモータ取付面である上面に傾きが生じていても、モータ基板３３Ｂは各ボス３１Ａの上面によって受けられる訳ではなく、モータ本体３３Ａの軸３３ａを囲む３箇所が各ボス３１Ａの上面に突設された３つの半球状突起３１ａの少なくとも１つで受けられるため、該モータ基板３３Ｂ、つまりはポリゴンモータ３３全体は、モータ本体３３Ａの軸３３ａを囲む３箇所が線接触状態で筐体３１に固定されることとなる。尚、本実施の形態では、図５及び図６に示すように、筐体３１の各ボス３１Ａの上面に突設された半球状突起３１ａは、その中心が固定ビス４３の座（頭部）４３ａよりも外側に位置するよう配置されている。

従って、本実施の形態によれば、ポリゴンモータ３３は、筐体３１の寸法や反りのバラツキの影響を受けることなくモータ基板３１Ｂが筐体３１に対して水平に固定されることとなり、該モータ基板３３Ｂにその軸３３ａが垂直になるよう取り付けられたモータ本体３３Ａの軸３３ａは筐体３１に対して精度良く垂直に取り付けられることとなり、その軸３３ａの倒れ（軸倒れ）が防がれる。この結果、走査線の傾きや第１及び第２結像レンズ４０，４１への走査光Ｌの斜入射等を防ぐことができ、高精細な画像を安定的に得ることができる。

そして、本実施の形態では、筐体３１の各ボス３１Ａにそれぞれ３つの半球状突起３１ａを形成したため、各ボス３１Ａの上面（ポリゴンモータ３３の受け面）が傾斜していても、各ボス３１Ａの３つの半球状突起３１ａの少なくとも１つでポリゴンモータ３３をその軸３３ａが鉛直になるよう高精度に固定することができ、該ポリゴンモータ３３の軸倒れを確実に防ぐことができる。

又、本実施の形態では、前述のように筐体３１の各ボス３１Ａに突設された３つの半球状突起３１ａをその中心が固定ビス４３の座（頭部）４３ａよりも外側に位置するよう配置したため（図５及び図６参照）、固定ビス４３がボス３１Ａに対して斜めに螺着されても、その影響がモーメントの関係で軽減され、ポリゴンモータ３３が筐体３１に高精度に固定されてその軸倒れが確実に防がれ、高精細な画像が安定的に得られる。

尚、以上は走査光学装置の一形態としてのレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明はそれ以外の他の任意の走査光学装置及びこれを備えたレーザービームプリンタ以外の任意の画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係るレーザープリンタの側断面図である。 本発明に係るレーザースキャナユニットの内部構造を示す平面図である。 本発明に係るレーザースキャナユニットの側断面図である。 本発明に係るレーザースキャナユニットのポリゴンモータ取付部の拡大平面図である。 図４のＡ部拡大詳細図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 図６のＣ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１ レーザープリンタ（画像形成装置）
２ プリンタ本体
３ 排紙トレイ
４ 手差しトレイ
５ 給紙ローラ
６ 手差し給紙部
７ カセット給紙部
８ 画像形成部
９ 定着装置
１０ 排紙部
１１ 給紙カセット
１２ ピックローラ
１３ フィードローラ
１４ リタードローラ
１５ レジストローラ対
１６ 感光ドラム
１７ 帯電器
１８ 現像装置
１９ 転写ローラ
２０ クリーニング装置
２１ トナーホッパー
２２ 定着ローラ
２３ 加圧ローラ
２４ 排紙ローラ対
２５ 搬送ガイドリブ
３０ レーザースキャナユニット（走査光学装置）
３１ レーザースキャナユニットの筐体
３１Ａ 筐体のボス
３１ａ 半球状突起
３２ ポリゴンミラー
３３ ポリゴンモータ
３３Ａ モータ本体
３３Ｂ モータ基板
３３ａ モータ本体の軸
３３ｂ モータ基板のビス挿通孔
３４ ビーム検出用反射ミラー
３５ ＢＤセンサ
３６ カバー
３７ レーザーダイオード（光源）
３８ コリメータレンズ
３９ シリンドリカルレンズ
４０ 第１結像レンズ
４１ 第２結像レンズ
４２ 折り返しミラー
４３ 固定ビス
４３ａ 固定ビスの頭部（座）
４４ ネジ孔
Ｌ 走査光
Ｐ 用紙
Ｓ 搬送路

Claims (5)

1. 筐体内に、光源と、該光源からの光束を偏光走査するポリゴンミラー及びこれを回転駆動するポリゴンモータを有する偏光手段と、該偏光手段によって偏光走査された光束を像担持体上に結像させる結像レンズを含む各種光学部品から成る走査光学系を収容するとともに、前記ポリゴンモータの複数箇所を前記筐体に固定して成る走査光学装置において、
   前記筐体の前記ポリゴンモータを固定する各箇所に少なくとも１つの半球状突起をそれぞれ形成し、該半球状突起を介して前記ポリゴンモータを前記筐体に対して線接触状態で固定したことを特徴とする走査光学装置。
2. 前記半球状突起を各固定箇所についてそれぞれ３つ形成したことを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
3. 前記ポリゴンモータをその回転中心を囲む３箇所で前記筐体に固定したことを特徴とする請求項１又は２記載の走査光学装置。
4. 前記半球状突起をその中心が固定ビスの座よりも外側に位置するよう配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の走査光学装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の走査光学装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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