JP2010107605A - 光学走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
偏向手段の振動の発生や騒音を低減し、光学性能の高い光学走査装置を提供する。
【解決手段】
感光体ドラムに光を走査して照射させ静電潜像を形成する光学走査装置であって、光学走査装置の筐30体と、筐体30に設けられた基板25と、画像情報に応じた光を出射する光源22と、光源22から出射した光を感光体ドラムに偏向走査させるポリゴンミラー24と、基板25に設けられ、ポリゴンミラー24を、所定の回転軸27ａを中心に回転させるモータ27と、筐体30に設けられ、基板に対し回転軸27ａと直交する方向に当接するアーム部31とを具備する
【選択図】図２

Description

本発明は光を走査して像担持体を露光する光学走査装置及びこれを用いる画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置に用いられる光学走査装置において、半導体レーザから出射されるレーザ光が偏向手段で回転する多面鏡（ポリゴンミラー）により反射偏向され、結像光学系を経て感光体上に照射される構成がよく知られている。

偏向手段はポリゴンミラーが回転軸に取付けられたモータ部とモータ部を回転駆動させる制御回路基板からなる。そして、制御回路基板と光学走査装置の筐体とがねじ締結により固定されるのが一般的である。この偏向手段自身の回転による振動や画像形成装置の各駆動源からの振動が光学走査装置の光学素子に伝播され、感光体上でのレーザ光の照射位置変動となって画像印字精度を劣化させる。

近年の画像形成装置の高速化やカラー化および小型化は、この偏向手段の振動性能の向上を強く求めることになる。例えば、画像形成装置の小型化により偏向手段の制御回路基板も小型化され、筐体への固定用のねじ本数や固定位置の制約を受ける。このため偏向手段を理想的な支持位置で固定できなかったり、制御回路基板のねじ固定されていない部位が大きく振動したりする可能性がある。

また、偏向手段が筐体に固定されたときの偏向手段と筐体の接触状態によっては、この接触部位により振動レベルをさらに悪化させたり、新たな振動源となって異音の発生となったりする可能性もある。さらに、ひとつの光学走査装置で２つ以上の印字速度で印刷を行う画像形成装置において、偏向手段も２つの印字速度に対応する２つの回転数で駆動する場合がある。このとき、偏向手段自身の構造によって決まる固有振動数が、どちらかの回転数における周波数に近いために、共振状態となり振動レベルが悪化する可能性がある。

このような問題の対策として、偏向手段の振動を低減することを目的として、偏向手段の回路基板の面全体に直接金属製のプレートを固定する構成（特許文献１）や、偏向手段と筐体の間に弾性部材を設ける構成（特許文献２）が開示されている。

特開２００６−２５１１６６ 特開平６−２０２０２８

しかしながら上記従来例の装置では、偏向手段の回路基板の平面に対して回転軸を傾斜させる方向の外力が加わるので、回転多面鏡の反射面の傾斜により偏向されたレーザ光が所定の光路からずれてしまい、画像印字精度を劣化する可能性がある。また、偏向手段の振動状態を可変することが困難である。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、レーザ光の照射位置精度を劣化させることなく回転多面鏡を回転させるモータを支持する基板の振動を低減することが可能な光学走査装置及び画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明における代表的な手段は、像担持体に光を走査して照射させ静電潜像を形成する光学走査装置であって、前記光学走査装置の筐体と、前記筐体に設けられた基板と、画像情報に応じた光を出射する光源と、前記光源から出射した光を前記像担持体に偏向走査させる回転多面鏡と、前記基板に設けられ、前記回転多面鏡を、所定の回転軸を中心に回転させるモータと、前記筐体に設けられ、前記基板に対し前記回転軸と直交する方向に当接する当接部材とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、当接部材が基板に回転多面鏡を回転させるモータの回転軸と直交する方向に当接するように構成されているので、回路基板の変形やモータの回転軸の傾斜による画像形成の精度の劣化を防止しつつ、基板の振動を抑制できる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の実施形態である画像形成装置を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。図２は本実施形態の画像形成装置の光学走査装置の平面図、図３は本実施形態の画像形成装置の光学走査装置の斜視図である。図４は光学走査装置の偏向部を示す平面図である。

＜画像形成装置の全体構成＞
次に、図１を用いて本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明する。画像形成装置１の下部には、シート材（被記録材）Ｓを収納するカセットが設けられている。カセット４の出口部分の上方には、シート材Ｓを搬送するローラ５ａが設けられている。ローラ５ａのさらに上方には、転写部（転写手段）７が設けられている。図１において転写部７の右方には、像担持体である電子写真感光体ドラム６ａを有するプロセスカートリッジ６が設けられている。そして転写部７において感光体ドラム６ａからシート材Ｓにトナー画像が転写される。

プロセスカートリッジ６のさらに右方には、画像情報に対応するレーザ光Ｊを感光体ドラム６ａに照射する光学走査装置８が設けられている。なお、光学走査装置８は、画像形成装置１の枠体（不図示）の一部である支持フレーム９に位置決め支持される。

また、転写部７の上方には、シート材Ｓに転写されたトナー画像をシート材Ｓに定着する定着装置10が設けられている。定着装置10の右上方にはシート材Ｓを搬送するローラ５ｂが設けられている。ローラ５ｂの出力側で画像形成装置１の上部にはシート材Ｓの排出積載部11が設けられている。

次に、画像形成装置１の基本的動作を説明する。カセット４内に積載収納されるシート材Ｓは順次、ローラ５ａにより画像形成部であるプロセスカートリッジ６の方向に搬送される。

プロセスカートリッジ６に内蔵される感光体ドラム６ａの表面は帯電装置（不図示）により一様に帯電される。帯電された感光体ドラム６ａの表面上には，光学走査装置８から画像情報に対応して出射されたレーザ光Ｊが照射され静電潜像が形成される。現像手段（不図示）によって静電潜像はトナー像として現像された後、転写部７でシート材Ｓ上に転写される。

次にシート材Ｓは定着装置10に搬送され、シート材Ｓのトナー像は加熱処理されシート材に定着される。そして、シート材Ｓはローラ５ｂで排出積載部11に搬送されて排出され、画像形成工程が終了する。

＜光学走査装置＞
次に、光学走査装置８の構成について図２を参照しつつ説明する。光源である半導体レーザ（レーザ光源）22は、同図中、光学走査装置８の樹脂材で成型される筐体30の左端部に設けられ、中央部に向かって画像情報に応じたレーザ光Ｊを出射する。ポリゴンミラー（回転多面鏡）24は、光学走査装置８の中央部に設けられ、レーザ光Ｊを偏向走査する。

集光レンズ23は、半導体レーザ22から出射されたレーザ光Ｊを集光する。ポリゴンミラー24の下部にはポリゴンミラー24を回転させるためのモータ27が設けられている。

回路基板（基板）25は、光学走査装置８の筐体30に固定ネジ33で固定される。回路基板25には、ポリゴンミラー24を所定の回転軸27ａを中心に回転駆動するモータ27、このモータ27の駆動のための電子部品、信号入出力のためのコネクタ26等が固定されている。モータ27の回転軸27ａは回路基板25に垂直になっている。

ポリゴンミラー24で反射されたレーザ光は結像レンズ28により感光体ドラム６ａの表面にレーザ光の像を結ぶ。なお、筐体30には開閉可能なフタ32が設けられている。さらに、筐体30には、ポリゴンミラー24で反射されたレーザ光を受光して走査の開始を検出する走査開始信号検出器29が設けられている。

また、筐体30に一体的に設けられた弾性を有するアーム部（当接部材）31がポリゴンミラー24を駆動するモータ27の回転軸27ａと直交する方向、すなわち回路基板25を含む平面上の方向に押圧する。弾性部材で構成されたアーム部31を筐体30と一体的に形成することにより、部品点数を減少して組み立てを容易にすることができる。なお、アーム部31は、筐体30と一体的に形成しなくても、筐体30とは別部材の弾性部材で構成してもよい。

上記構成における基本的な調整、及び組立について説明する。

半導体レーザ22と走査開始信号検出器29とが同一の回路基板21に固定されており、この回路基板21は、筐体30に固定される。回路基板25は、筐体30に固定ネジ33にて固定し、結像レンズ28は筐体30に設けられた基準面（不図示）に、接させて固定する。

集光レンズ23は半導体レーザ22からポリゴンミラー24へ出射されるレーザ光Ｊの光路と、ポリゴンミラー24によって偏向され走査開始信号検出器29へ入射される光路の２本の光路で、所定の光学性能となるレンズ形状（不図示）が形成されている。したがって、集光レンズ23はポリゴンミラー24と走査開始信号検出器29に入射されるレーザ光を所定の光学性能となるよう調整した後に筐体30上に接着や固定具を用い固定される。以上により、光学走査装置８の各部分や光学部品の調整及び固定が完了し、フタ32により筐体30を密閉し光学走査装置８が構成される。

次に図４により回路基板25の筐体30への固定について説明する。図４(a)に示すように、筐体30のアーム部31は回路基板25が所定位置において接触しないように、予め工具（不図示）などで矢印Ａ方向に変形された状態に保持されている。そして、回路基板25は固定ネジ33で３箇所を筐体30に締結して固定される。このように回路基板25を３箇所で固定することにより、基板面にゆがみを生じさせることなく、固定することができる。

このとき、回路基板25のコネクタ26の近傍はネジ固定されておらず振動し易い部位である。そこで図４(b)に示すように、アーム部31に付与されていた変形を開放し、アーム部31が回路基板25のコネクタ26近傍の縁部に弾性をもって当接する。

上述したように、アーム部31により回路基板25が押さえられているため、回路基板25の振動を防止することができる。また、この当接力がポリゴンミラー24を駆動するモータ27の回転軸27ａに直交する方向に与えられるので、モータ27の回転軸27ａが傾斜し難く、ポリゴンミラー24の光学特性に悪影響を与えない。さらに、アーム部31は筐体と一体的に形成できるので、低コストで回路基板25の振動を抑制できる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態の画像形成装置を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態の全体構成は、図１を用いて説明した第１実施形態と同等であり、重複する説明を省略する。図５は、本実施形態の構成を示す斜視図であり、図６は、本実施形態の構成を示す平面図である。第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

光学走査装置８の筐体40の回路基板25が取り付けられる部分の近傍には、３つのネジ穴（複数の取り付け部）41が設けられている。押圧バネ（当接部材）51は、押圧部52と長穴部53を有している。押圧バネ51は、３つのネジ穴41のいずれかに固定ネジ61により筐体40に固定される。

図７は、押圧バネ51が回路基板25に当接する位置（当接位置）の調整の状態を説明する図である。押圧バネ51の回路基板25に当接する位置は図７に示すように可変できる。図７(a)において、押圧バネ51の長穴部53の長軸方向の範囲Ｂで位置をスライド固定することにより当接位置を51ａへと可変できる。図７(b)に示すように、筐体40にフタ32を組付けた状態において、押圧バネ51と固定ネジ61は露出する構成である。したがって、光学走査装置８の外部から押圧バネ51の当接位置が調整可能である。また、図８のように、筐体40のネジ穴41を適宜選択することで51ｂへと当接位置を変更可能である。さらに、本実施形態での図示は省略するが、複数の押圧バネ51を固定し複数の位置で当接することもできる。

上述した構成により、押圧バネ51の押圧部52が回路基板25に当接しているので、回路基板25の振動を防止することができる。また、この当接力がポリゴンミラー24を駆動するモータの回転軸に直交する方向に与えられるので、モータの回転軸が傾斜し難く、ポリゴンミラー24の光学特性に悪影響を与えない。さらに、回路基板25の押圧位置の
調整が可能である。このため、光学走査装置８以外の振動源からの回路基板25の振動を抑制することができる。さらに、ひとつの光学走査装置で異なる印字速度の画像形成装置に搭載する場合においても、それぞれの印字速度における回路基板25の振動を抑制することができる。

〔第３実施形態〕
本発明の第３実施形態の画像形成装置を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態の全体構成は、図１を用いて説明した第１実施形態と同等であり、重複する説明を省略する。図９は、本実施形態の画像形成装置に用いられる光学走査装置の構成を示す斜視図である。第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

光学走査装置８の筐体70の回路基板82が取り付けられるべき位置の近傍には、位置決め用のネジ穴71が設けられている。このネジ穴71には、円筒部が設けられており、カム90の下部と勘合するようになっている。また、回路基板82の端部には、弾性を有する折り曲げ部（受圧部材）83が設けられている。カム90が固定ネジ91でネジ穴71に固定されたときにカム90のカム形状の突起部分が折り曲げ部83に当接し、折り曲げ部83を介して回路基板82を弾性をもって押さえている。

図10は、カム90により回路基板82の当接位置及び当接圧を調整する様子を示す図である。同図に示すように、カム90は筐体70のネジ穴71にて固定ネジ91で回動可能に仮決めされる。（90ａで示す位置）。そして、カム90を矢印Ｃ方向に回転させ、回路基板82の折り曲げ部83に当接状態にして固定される。すなわち、カム90の取り付け角度に応じて当接位置、当接圧を変えられる。

なお、本実施形態での図示は省略するが、カム90は回路基板82以外の部位に当接してもよい。さらに、第２実施形態で、図５から図８に示したように、ネジ穴71を筐体70に複数設け、そのうちの１つを選択してカム90を固定することで、当接位置を調整するようにしてもよい。

上述した構成により、カム90の突起部分が折り曲げ部83に当接して回路基板82に押圧力を与えているので、回路基板82の振動を防止することができる。また、この当接力がポリゴンミラー24を駆動するモータ27の回転軸27ａに直交する方向に与えられるので、モータの回転軸が傾斜し難く、ポリゴンミラー24の光学特性に悪影響を与えない。さらに、カム90の回転位置により回路基板82に加える押圧力や押圧位置を調整することができる。

なお、第１実施形態、第２実施形態においても、第３実施形態と同様に、折り曲げ部83のような圧力を受ける部材を介して基板に押圧力をかけるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の全体の概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の光学走査装置の構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の光学走査装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の光学走査装置に設けられた回路基板の取り付けの状態を示す図であり、(a)は固定ネジの締結前の状態、(b)は固定ネジの締結後の様子を示している。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の光学走査装置の構成を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の光学走査装置の構成を示す平面図である。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の光学走査装置において、押圧バネの位置をスライドして調整する様子を示す図であり、(a)はカバーが開いている場合、(b)はカバーが閉じている場合をそれぞれ示している。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の光学走査装置において、押圧バネの位置を取り付け位置を変えて調整する様子を示す図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の光学走査装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態の画像形成装置の光学走査装置において、カムによる押圧位置及び押圧力の調整の様子を示す図である。

符号の説明

１ …画像形成装置
６ａ …感光体ドラム
８ …光学走査装置
22 …半導体レーザ
24 …回転多面鏡
25，82 …回路基板
27 …モータ
27ａ …回転軸
30，40，70 …筐体
31 …アーム部
32 …カバー
33，61，91 …固定ネジ
41，71 …ネジ穴
51 …押圧バネ
52 …押圧部
53 …長穴部
83 …折り曲げ部
90 …カム
Ｊ …レーザ光

Claims (8)

1. 像担持体に光を走査して照射させ静電潜像を形成する光学走査装置であって、
   前記光学走査装置の筐体と、
   前記筐体に設けられた基板と、
   画像情報に応じた光を出射する光源と、
   前記光源から出射した光を前記像担持体に偏向走査させる回転多面鏡と、
   前記基板に設けられ、前記回転多面鏡を、所定の回転軸を中心に回転させるモータと、
   前記筐体に設けられ、前記基板に対し前記回転軸と直交する方向に当接する当接部材と
   を具備することを特徴とする光学走査装置。
2. 前記当接部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
3. 前記基板には、前記当接部材を取り付けるための複数の取り付け部が設けられており、前記複数の取り付け部のいずれかに前記当接部材を取り付けることにより前記基板と前記当接部材との当接位置を変更可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光学走査装置。
4. 前記当接部材はスライドさせて前記基板との当接位置を可変させて前記筐体に取り付け可能であることを特徴とする請求項３記載の光学走査装置。
5. 前記当接部材は、カム形状であり、前記当接部材の取り付け角度を変えることにより前記基板と前記当接部材との当接位置及び当接圧を変更可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項３のいずれか1項に記載の光学走査装置。
6. 前記当接部材は、前記筐体と一体的に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学走査装置。
7. 前記基板は、前記筐体に、３箇所で締結されて固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光学走査装置。
8. 被記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
   請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光学走査装置と、
   前記像担持体と、
   前記像担持体に設けられた静電潜像をトナー画像として現像する現像手段と、
   前記現像手段により現像されたトナー画像を前記被記録材に転写する転写手段と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。

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