JP2010078722A

JP2010078722A - 光走査装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2010078722A
Application number: JP2008244862A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sato; 敬一佐藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP5417785B2

Abstract

【課題】光走査装置に作用する外力の影響を低減させる光走査装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】筐体５６の下壁５６Ｂには、筐体５６の側面視にて位置決めピン６２と重なるように、また、位置決めピン６２を基準に点対称となるように調整用ピン７０、７２を設けている。光学部品の微調整を行う際に筐体５６に作用する応力によって位置ズレが生じるが、調整用治具７４に係合可能な調整用ピン７０、７２を設けることで、筐体５６が回転しないようにする。これにより、筐体５６内の光学部品の位置合わせを行う際に筐体５６が回転することで生じる光学部品の位置ずれを抑制する。つまり、感光体ドラムに対して光学部品が正確に位置決めされる。
【選択図】図５

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。

筐体内に配設された複数の発光素子から照射された複数の光ビームを回転多面鏡で走査し、回転多面鏡により走査された光ビームを、各々異なる方向に分離し、光ビーム毎に複数の像保持体上の各々に結像させる光走査装置を備えた画像形成装置が知られている。

光走査装置は画像形成装置に対して取付可能とされており、ねじ等によって光走査装置を画像形成装置に固定させる方法がある。

また、特許文献１では、光走査装置の両側壁の上方に支持軸を設け、該支持軸を画像形成装置の装置本体によって支持すると共に、光走査装置の下面部にボスを設け、該ボスを装置本体に係合させている。つまり、３点で光走査装置を支持するようにしている。
特開２００４−１７０６４３号公報

本発明は、光走査装置に作用する外力の影響を低減させる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、光ビームを照射する光走査装置であって、筐体の両側壁に設けられ、画像形成装置の装置本体に支持される一対の支持部と、前記筐体の前記支持部が設けられていない壁面に設けられ、前記支持部と支持部の中央部に位置し、該支持部が前記装置本体に支持された状態で前記装置本体と係合可能な係合部と、前記筐体に設けられ、前記光ビームの位置を調整するための調整用治具に前記筐体を取付け前記筐体内の光学部品の位置を調整するときの応力によって生じる筐体の位置ずれを規制する位置ずれ規制手段と、を有している。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光走査装置において、前記位置ずれ規制手段が、前記支持部が前記調整治具に支持された状態で該調整治具と係合して前記筐体の回転を規制する突起である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光走査装置において、前記支持部が前記装置本体に支持された状態で、前記突起は装置本体と干渉しない。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の光走査装置において、前記突起が、前記係合部又は前記支持部と同じ壁面に設けられている。

請求項５に記載の発明は、画像形成装置において、請求項１〜４の何れか１項に記載の光走査装置と、画像データに基づいて前記光走査装置から出射された光ビームが照射され、表面に静電潜像を形成される像保持体と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、筐体に設けられた光学部品の位置合わせを行う際に筐体に作用する応力によって生じる位置ずれを抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、筐体の回転を規制して、筐体の位置ずれを抑制する。

請求項３に記載の発明によれば、装置本体に筐体を取付けた状態で、突起の筐体への応力は作用しないため、突起による筐体の変形は生じない。

請求項４に記載の発明によれば、係合部又は支持部と突起とで筐体の回転を規制する。

請求項５に記載の発明によれば、調整用治具によって該位置合わせがなされたにも関わらず、画像形成装置に光走査装置を取付けた状態で、像保持体に対して光学部品の位置がずれているということが抑制される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、まずその概要を説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０の装置本体１２には光走査装置５４が固定されており、光走査装置５４に隣接する位置には、光走査装置５４及び画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御ユニット５０が設けられている。

光走査装置５４（後述する）は、箱状の筐体５６内に収容された図示しない光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、反射ミラー等の複数の光学部品で反射して、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各トナーに対応した光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋを筐体５６外へ出射するようになっている。

このため、筐体５６の前壁５６Ａ（後述する画像形成ユニット１８側）には、出射窓５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｋが設けられており、該出射窓５８Ｙ、５８Ｍ、５８Ｃ、５８Ｋを通じて光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが外部へ出射される。

一方、画像形成装置１０の下方側には、記録用紙Ｐを収納する用紙トレイ１４が設けられており、用紙トレイ１４の上方には、記録用紙Ｐの先端部位置を調整する一対のレジストローラ１６が設けられている。

また、画像形成装置１０の中央部には、画像形成ユニット１８が設けられている。この画像形成ユニット１８は、像保持体としての４つの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを備えており、これらが上下一列に並んでいる。この感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上にそれぞれ対応する光ビーム６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが入射される。

感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向上流側には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面を帯電する帯電ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが設けられている。

また、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの回転方向下流側には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各トナーをそれぞれ感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に現像する現像器２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが設けられている。

感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍには第１中間転写体２６が接触し、感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｋには第２中間転写体２８が接触している。そして、第１中間転写体２６、第２中間転写体２８には第３中間転写体３０が接触している。

この第３中間転写体３０と対向する位置には、転写ローラ３２が設けられており、転写ローラ３２と第３中間転写体３０との間を記録用紙Ｐが搬送され、第３中間転写体３０上のトナー画像を記録用紙Ｐに転写する。

記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路３４の下流には、定着装置４０が設けられている。定着装置４０は、筐体４６内に定着ローラ４２と加圧ローラ４４を有しており、記録用紙Ｐを加熱・加圧してトナー画像を記録用紙Ｐ上に定着させる。そして、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、用紙搬送ローラ３６で画像形成装置１０の上部に設けられた排出トレイ３８に排出される。

ここで、画像形成装置１０の画像形成について説明する。

画像形成が開始されると、各感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｋの表面が帯電ローラ２２Ｙ〜２２Ｋによって帯電される。光走査装置５４から出力画像に対応した光ビーム６０Ｙ〜６０Ｋが、帯電後の感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｋの表面に照射され、感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｋ上に各色分解画像に応じた静電潜像が形成される。

この静電潜像に対して、現像装置２４Ｙ〜２４Ｋが選択的に各色、すなわちＹ〜Ｋのトナーを付与し、感光体ドラム２０Ｙ〜２０Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー画像が形成される。

その後、マゼンタ用の感光体ドラム２０Ｍから第１中間転写体２６にマゼンタのトナー画像が一次転写される。また、イエロー用の感光体ドラム２０Ｙから第１中間転写体２６にイエローのトナー画像が一次転写され、第１中間転写体２６上で前記マゼンタのトナー画像に重ね合わされる。

一方、感光体ドラム２０Ｍ、２０Ｙと同様に、ブラック用の感光体ドラム２０Ｋから第２中間転写体２８にブラックのトナー画像が一次転写される。また、シアン用の感光体ドラム２０Ｃから第２中間転写体２８にシアンのトナー画像が一次転写され、第２中間転写体２８上で前記ブラックのトナー画像に重ね合わされる。

第１中間転写体２６へ一次転写されたマゼンタとイエローのトナー画像は、第３中間転写体３０へ二次転写される。一方、第２中間転写体２８へ一次転写されたブラックとシアンのトナー画像も、第３中間転写体３０へ二次転写される。

ここで先に二次転写されたマゼンタ、イエローのトナー画像と、シアンおよびブラックのトナー画像とが重ね合わされ、カラー（３色）とブラックのフルカラートナー画像が第３中間転写体３０上に形成される。

二次転写されたフルカラートナー画像は、第３中間転写体３０と転写ローラ３２との間の挟持部に達するが、そのタイミングに同期して、レジストローラ１６から記録用紙Ｐが該挟持部に搬送され、記録用紙Ｐ上にフルカラートナー画像が三次転写（最終転写）される。

この記録用紙Ｐは、その後、定着装置４０へ送られ、定着ローラ４２と加圧ローラ４４との挟持部を通過する。その際、定着ローラ４２と加圧ローラ４４とから与えられる熱と圧力との作用により、フルカラートナー画像が記録用紙Ｐに定着する。定着後、記録用紙Ｐは用紙搬送ローラ３６により排出トレイ３８に排出され、記録用紙Ｐへのフルカラー画像形成が終了する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の要旨について説明する。

図１に示すように、本実施形態では、光走査装置５４は縦型に配列された感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに対応するように縦型構成とされており、光走査装置５４の筐体５６の下壁５６Ｂの幅方向中央部からは、位置決めピン（係合部）６２が突出している。

この位置決めピン６２は、装置本体１２に設けられた位置決め孔（被係合部）６４内に挿通可能としている。また、筐体５６の両側壁５６Ｃの上端側には、支持ピン６６がそれぞれ設けられており、装置本体１２に設けられた軸受部６８に支持可能とされている。

この軸受部６８に支持ピン６６を支持させた状態で位置決めピン６２を位置決め孔６４に挿通し、光走査装置５４の筐体５６を装置本体１２に取付けることになるが、この状態で、筐体５６にはバネなどの付勢部材（図示省略）が当たるようになっており、この付勢部材によって位置決めピン６２を位置決め孔６４の内周面に押し付けることで、筐体５６の移動を防止する。

ここで、図２に示すように、筐体５６の下壁５６Ｂには、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体５６の側面視にて位置決めピン６２と重なるように、また、位置決めピン６２を基準に点対称となるように調整用ピン（突起）７０、７２を設けており、この調整用ピン７０、７２の長さを位置決めピン６２よりも短くしている。

なお、図３（Ａ）は筐体５６の正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は下面図であるが、図３（Ａ）、（Ｂ）において、調整用ピン７０、７２と後述する調整用治具７４との係合関係を示すため、一部断面で示している。

光走査装置５４は装置本体１２に取付ける前に、光走査装置５４内の各光学部品が適正な位置に配置されているか（反射ミラー（図示省略）などの角度が適正かどうか）確認し調整する必要がある。このため、図３（Ａ）〜（Ｃ）及び図５（Ａ）に示すように、調整用治具７４を用い、調整用治具７４に設けられた仮想の感光体ドラム（図示省略）に対して各光学部品を位置合わせする。

調整用治具７４には、長方形状の一対の台座７６、７８が設けられており、該台座７６、７８に光走査装置５４の筐体５６が載せられる。台座７６、７８は長手方向に沿って直線状に配置されており、台座７６と台座７８の間には、隙間を設けている。この隙間に位置決めピン６２が配置される。また、台座７６、７８には係合穴８０、８２がそれぞれ設けられており、調整用ピン７０、７２がそれぞれ係合可能とされる。

筐体５６の側壁５６Ｃには、反射ミラー等の光学部品を保持すると共に、角度調整を行うビス８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋが複数設けられており、このビス８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋによって該光学部品の微調整が行われる。

このとき、ビス８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋのねじ込みにより、筐体５６には押圧力が作用する。装置本体１２に筐体５６が取付けられた状態と同じ状態で光学部品の微調整を行った場合、筐体５６の一側壁５６Ｃに押圧力が作用するため、これによって筐体５６が位置ずれし、光学部品の微調整後、装置本体１２に筐体５６を取付けた状態で、感光体ドラムに対して光学部品の位置がずれることとなる。

図６には筐体への荷重（押圧力）と筐体の位置ずれ量との関係が示されている。具体的には、図７に示すように、支持ピン６６及び位置決めピン６２によって支持された筐体１００を×印の位置で押してみる。

この結果、図６に示すように、０．０１Ｎ・ｍの荷重を付与すると、筐体５６は位置決めピン６２を中心に回転し、筐体１００の頂部Ｏの位置が１２０μｍずれてしまい、０．０２Ｎ・ｍの荷重を付与すると、２００μｍ、０．０３Ｎ・ｍの荷重を付与すると、３１５μｍずれてしまう。つまり、荷重と位置ずれ量との関係は比例関係にある。

筐体５６は図示しない付勢部材によって付勢されているため、一旦位置ずれしたとしても該付勢手段の復元力によって元の位置に戻るが、このような状態で光学部品の位置決めを行った場合、感光体ドラムに対して光学部品を正確に位置決めさせることは困難である。

このため、本実施例では、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、調整用治具７４に係合可能な調整用ピン７０、７２を設けることで、筐体５６が回転しないようにする。これにより、筐体５６内の光学部品の位置合わせを行う際に筐体５６に作用する応力によって筐体５６が回転することで生じる光学部品の位置ずれを抑制する。つまり、感光体ドラムに対して光学部品が正確に位置決めされる。

このように、調整用治具７４によって感光体ドラムと光学部品とが位置合わせされた状態で、画像形成装置１０の装置本体１２に光走査装置５４の筐体５６を取付けることができるため、調整用治具７４によって該位置合わせがなされたにも関わらず、画像形成装置１０に光走査装置５４を取付けた状態で、感光体ドラム２０に対して光学部品の位置がずれているということが抑制される。

ここで、調整用ピン７０、７２の長さを位置決めピン６２よりも短くしている。そして、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、装置本体１２に筐体５６を取付けた状態で、調整用ピン７０と装置本体１２の台座８６との間には隙間が設けられるようにしている。

ここで、図４（Ａ）は筐体５６の正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は下面図であるが、図４（Ａ）、（Ｂ）において、調整用ピン７０、７２と調整用治具７４との係合関係を示すため、一部断面で示している。つまり、装置本体１２に筐体５６を取付けた状態では調整用ピン７０、７２は装置本体１２とは干渉しないようにしている。

したがって、装置本体１２に筐体５６を取付けた状態で、調整用ピン７０、７２によって筐体５６が拘束されることないため、調整用ピン７０、７２による筐体５６の変形は生じない。

なお、本実施形態では、位置決めピン６２を筐体５６の背面側に設けているが、筐体５６の重心等の影響により、筐体５６の前面側（図８（Ｂ）参照）に設けても良いし、筐体５６の下壁５６Ｂの中央部（図８（Ｃ）参照）に設けても良い。

また、図３（Ｂ）及び図８（Ａ）に示すように、筐体５６の側面視にて、位置決めピン６２と調整用ピン７０、７２が重なるように、筐体５６の下壁５６Ｂに調整用ピン７０、７２を設けたが、筐体５６内の光学部品の位置合わせを行う際に筐体５６の位置ずれを抑制することができればよいため、これに限るものではない
例えば、図８（Ｂ）に示すように、調整用ピン７０と調整用ピン７２を結ぶ線分Ｐの垂直二等分線上に位置決めピン６２が配置されるように、調整用ピン７０、７２の位置を設定しても良い。さらに、図８（Ｃ）に示すように、調整用ピン７０と調整用ピン７２を結ぶ線分Ｑの中央部が位置決めピン６２となるように、調整用ピン７０、７２を配置しても良い。

また、本実施形態では、係合部として筐体５６に調整用ピン７０、７２を設け、調整用治具７４には該調整用ピン７０、７２が係合可能な係合穴８０、８２を設けたが、調整用治具７４側にピンを設けて、筐体５６側に穴部を設けても良い。

さらに、本実施形態では、調整用ピン７０、７２を、位置決めピン６２と同じ筐体５６の下壁５６Ｂに設けたが、これに限るものではない。

例えば、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、筐体５６の側壁５６Ｃに、位置決めピン６２を基準に点対称となるように調整用ピン８８、９０を設けても良い。

この場合、調整用治具７４には調整用ピン８８、９０と係合するための係合部（図示省略）が必要となるが、調整用ピン８８、９０の長さを支持ピン６６よりも短くしたり、図１０に示すように、調整用ピン８８、９０の位置を支持ピン６６の直下からずらしたりして、筐体５６を調整用治具７４に取付ける際に、支持ピン６６及び調整用ピン８８、９０を軸受部６８及び係合部に簡単に取付けられるようにする。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体図である。本実施の形態に係る光走査装置の概略斜視図である。本実施の形態に係る光走査装置を調整用治具に取付けた状態を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は下面図である。本実施の形態に係る光走査装置を画像形成装置に取付けた状態を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図、（Ｃ）は下面図である。（Ａ）は、本実施の形態に係る光走査装置を調整用治具に取付ける状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、光走査装置を画像形成装置に取付ける状態を示す斜視図である。光走査装置の筐体への荷重と筐体の位置ずれ量との関係が示すグラフである。図６の関係を求めるための実験方法を説明するための、（Ａ）は、光走査装置の正面図、（Ｂ）は、光走査装置の側面図である。（Ａ）は、本実施の形態に係る光走査装置の下面図、（Ｂ）は（Ａ）の第１変形例、（Ｃ）は（Ａ）の第２変形例である。本実施の形態に係る光走査装置の第１変形例を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。本実施の形態に係る光走査装置の第２変形例を示す、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

符号の説明

１０画像形成装置
１２装置本体
１８画像形成ユニット
２０感光体ドラム（像保持体）
５４光走査装置
５６筐体
６２位置決めピン（係合部）
６４位置決め孔（被係合部）
６６支持ピン（支持部）
７０調整用ピン（突起、位置ずれ規制手段）
７２調整用ピン（突起、位置ずれ規制手段）
７４調整用治具
８８調整用ピン（突起、位置ずれ規制手段）

Claims

光ビームを照射する光走査装置であって、
筐体の両側壁に設けられ、画像形成装置の装置本体に支持される一対の支持部と、
前記筐体の前記支持部が設けられていない壁面に設けられ、前記支持部と支持部の中央部に位置し、該支持部が前記装置本体に支持された状態で前記装置本体と係合可能な係合部と、
前記筐体に設けられ、前記光ビームの位置を調整するための調整用治具に前記筐体を取付け前記筐体内の光学部品の位置を調整するときの応力によって生じる筐体の位置ずれを規制する位置ずれ規制手段と、
を有する光走査装置。
前記位置ずれ規制手段が、前記支持部が前記調整治具に支持された状態で該調整治具と係合して前記筐体の回転を規制する突起である請求項１に記載の光走査装置。
前記支持部が前記装置本体に支持された状態で、前記突起は装置本体と干渉しない請求項２に記載の光走査装置。
前記突起が、前記係合部又は前記支持部と同じ壁面に設けられた請求項２又は３に記載の光走査装置。
請求項１〜４の何れか１項に記載の光走査装置と、画像データに基づいて前記光走査装置から出射された光ビームが照射され表面に静電潜像を形成される像保持体と、を備えた画像形成装置。