JP2010237432A - 光学走査装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スキャナモータの回転軸の軸倒れを低減し、印刷画質を向上させることができる光学走査装置及びこれを用いた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】光偏向装置42は、回転多面鏡82の回転駆動を制御する回路を備えるとともに、切り欠き部１が形成されたモータ基板87を有し、光学箱31にモータ基板87を固定する複数の固定座面３が突設されるとともに、回転多面鏡82の回転中心から最も近い固定座面３より近い距離に、固定座面３よりもモータ基板87の側に大きく突出する複数の突当座面４が設けられ、回転多面鏡82の回転中心と切り欠き部１との距離は、回転多面鏡82の回転中心と複数の固定座面３のうち最も近い固定座面３との距離より近く、回転多面鏡82の回転中心と複数の突当座面４のうち最も遠い突当座面４との距離より遠い。
【選択図】図９

Description

本発明は、ＬＢＰやデジタル複写機、デジタルＦＡＸ等の電子写真装置においてレーザビームを使用して光書き込みを行う光学走査装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

従来、図13に示す光学走査装置23において、ポリゴンミラー24は上下方向にスキャナモータの回転軸52を有し、この回転軸52は軸受部53によって回転自在に支持されている。そして、軸受部53の上部に形成された突部54がドライブ基板51に嵌合し、軸受部53とドライブ基板51とは一体化されている。

また、20はハウジングであり、このハウジング20には上下方向に嵌合穴56が形成され、軸受部53は回転軸52の軸方向に沿って嵌合穴56に隙間無く嵌入されている。そして、ポリゴンミラー24の回転軸52の倒れ方向の位置決めされ、ドライブ基板51はハウジング20にねじ止めされている（特許文献１参照）。

特開2005-266424号公報

しかしながら、従来の光学走査装置23では、軸受部53はハウジング20の嵌合穴56に位置決めされるものの、ドライブ基板51とハウジング20の座面との間には隙間ａを生じてしまうことがある。特に、ドライブ基板51には電子部品を実装してリフローが行われるため、ドライブ基板51に反りが発生し、従って隙間ａを生じ易い。この状態で、ねじを締めこんでいくと、ドライブ基板51或いはハウジング20のいずれかが変形するため、回転軸52の姿勢が変化する、所謂軸倒れが発生する。

軸倒れが発生すると、Ｆθレンズ等の走査光学系のレンズ上で設計中心から外れたところをビームが通過することによって、感光ドラム上ではスポットの回転、変形が生じ、印刷画質が劣化してしまう。

本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スキャナモータの回転軸の軸倒れを低減し、印刷画質を向上させることができる光学走査装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。

前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、画像情報に基づいて変調されたレーザビームを出射する光源装置と、回転多面鏡を備え前記レーザビームを偏向する光偏向装置と、前記光偏向装置により走査されたレーザビームを感光体に結像する結像光学系と、これらが一体に設けられた光学箱と、を有する光学走査装置において、前記光偏向装置は、前記回転多面鏡の回転駆動を制御する回路を備えるとともに、切り欠き部が形成されたモータ基板を有し、前記光学箱に前記モータ基板を固定する複数の固定座面が突設されるとともに、前記回転多面鏡の回転中心から最も近い前記固定座面より近い距離に、前記固定座面よりも前記モータ基板の側に大きく突出する複数の突当座面が設けられ、前記回転多面鏡の回転中心と前記切り欠き部との距離は、前記回転多面鏡の回転中心と前記複数の固定座面のうち最も近い固定座面との距離より近く、前記回転多面鏡の回転中心と前記複数の突当座面のうち最も遠い突当座面との距離より遠いことを特徴とする。

本発明によれば、光偏向装置の回転軸姿勢を高精度に保ちつつ、軸倒れを防止しながら、光学箱に無用な変形などの影響を及ぼすことなく光偏向装置の組付けが行える。これにより、回転多面鏡の軸倒れによる光学性能の低下ひいては印刷画質の劣化を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。 図１に示す画像形成装置の光学走査装置の光学的な構成を示す斜視図である。 図２に示す光学走査装置の光偏向装置の外観を説明する斜視図である。 図３の光偏向装置の断面図である。 図３の光偏向装置を光学箱に組み付ける様子を示す斜視図である。 図３の光偏向装置を他の光学箱に組み付ける様子を示す斜視図である。 図３の光偏向装置を他の光学箱に組み付ける様子を示す斜視図である。 図５の光偏向装置の光学箱への組み付けを説明する断面図である。 図８の光偏向装置の光学箱への組み付けを説明する断面図である。 他の光偏向装置の外観を説明する斜視図である。 他の光偏向装置の外観を説明する斜視図である。 他の光偏向装置の外観を説明する斜視図である。 従来の光学走査装置を説明する断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光学走査装置を具備した画像形成装置の構成を示す断面図である。

図１に示す画像形成装置の画像形成部では、画像情報に基づいて変調されたレーザビームＬが光学箱31から出射し、一次帯電器33によって一様に帯電している感光体である感光ドラム32を走査し、感光ドラム32面上に潜像を形成する。

そして、潜像は現像器34によって可視像化され、感光ドラム32面上に形成された画像が転写帯電ローラ35によって転写材36に転写された後、定着器37で熱定着され、排出ローラ38等によって装置外に出力される。

図２は、図１の画像形成装置に具備された光学走査装置の結像光学系の構成を示す斜視図である。図２において、レーザユニット（光源装置と呼び替えてもよい）41から取り出されたコリメート光は光偏向装置42によって偏向走査される。

そして、コリメート光は、順にＦθレンズ43、折り返しミラー44を通過し、最終的には感光ドラム32の表面に到達する（一点鎖線）。この時、コリメート光は、感光ドラム32の幅内で最適に絞り込んだレーザビームＬとして走査されるようにＦθレンズ43により整形される。

また、走査されたレーザビームＬの一部はＢＤミラー45によって反射されてＢＤセンサ46により光検知される。このＢＤセンサ46からの出力信号を基準に走査回毎の書き込み信号を同期させ、走査方向のレーザビームＬの書き込み位置ズレを防止する。

さらに、光偏向装置42の反射面の倒れ誤差による感光ドラム32上の副走査方向のレーザビームＬの位置ズレ、所謂面倒れを防止するために、シリンドリカルレンズ47が用いられている。ここで、副走査方向とは、光軸方向及び走査方向いずれにも直交する方向、所謂転写材36の送り方向である。

ここで、シリンドリカルレンズ47によってレーザユニット41から取り出されたレーザビームＬを光偏向装置42の反射面上では副走査方向に圧縮して結像した線像とする。これにより、光偏向装置42の反射面と感光ドラム32面上は副走査方向では共役関係とする面倒れ補正光学系を具備した構成が取られている。これらの部品は、図示していない光学箱に一体に具備されており、所定の光学的必要性能に応じて高精度に組みつけられている。

図３は、光学走査装置に具備された光偏向装置の外観を説明する斜視図であり、図４は、光偏向装置の内部構成を示す断面図である。ここで、光偏向装置42はスキャナモータユニットと呼び替えてもよい。図３、４において、光偏向装置42は、回転多面鏡（ポリゴンミラーと呼び替えてもよい）82を有し、このポリゴンミラー82は固定スリーブ88に支承された回転軸83を有する。

また、光偏向装置42は、回転軸83と一体である支持部材85にカシメ等で一体的に結合されたヨーク91とロータマグネット92を備えたロータ86を具備している。さらに、ポリゴンミラー82の回転駆動を制御する回路を備えた矩形状のモータ基板87を有し、このモータ基板87に固定されたステータコア93とステータコイル94を有するステータ89を備えている。

支持部材85は、回転軸83の外周に圧入或いは焼嵌め等の方法で固定された真鍮乃至はアルミ等からなる金属部材である。ポリゴンミラー82は弾性部材84と固定リング90によって支持部材85に押圧固定され、回転軸83及びロータ86等と一体的に回転駆動するようになっている。

モータ基板87には光偏向装置42を駆動するための駆動ＩＣ97、外部と電気的に結線されるコネクタ96等が実装されている。また、振動や落下によってロータ86等の回動部が固定スリーブ88から抜けてしまわないように抜け止め95を具備している。

光偏向装置42は光学箱31に対しビス等によって組み付けられる。そのため、モータ基板87の４隅部にはビス止め用の複数のビス穴98を具備している。また、これらビス穴98の内側近傍には切り欠き部１が個別に形成されている。この切り欠き部１はモータ基板87の上面側から切られた溝となっており、モータ基板87の淵まで伸びている。なお、切り欠き部１は下面側から切られた溝としてもよく、上下面の両側から切られた溝としてもよい。また、切り欠き部１を二重、三重に設けてもよい。端から端まで溝を切らない形状としてもよい。

図５は、光偏向装置を光学箱に組み付ける様子を示す斜視図である。図５において、光偏向装置42は光学箱31にビス２により矢印Ａ方向に締着される。光学箱31は矩形状の箱底面６とこれを取り囲む箱側面７を有する。箱底面６の一端よりには嵌合穴５が穿設され、この嵌合穴５に光偏向装置42の固定スリーブ88が挿入され、光偏向装置42のラジアル方向が位置決めされる。

箱底面６の４隅部にはビス２が螺合されるビス穴を備えたビス座面（固定座面）３が突設され、嵌合穴５の周囲には突当座面４が突設されている。突当座面４は嵌合穴５の周囲にあって、円を４つに等分割した形状としているが、分割数は問わない。何分割でもよい。ビス座面３及び突当座面４は箱底面６から突出しており、光偏向装置42はビス座面３及び突当座面４に当接して組み付けられる。

なお、突当座面４の形状は、別な形状としてもよい。たとえば、図６に示すように、円周状としてもよい。また、図７に示すように、嵌合穴５の周囲に円周等分して八箇所の円筒状の凸部として設けてもよい。

突当座面４はビス座面３に対し0.05〜0.1mm程度高く突出している。このため、光偏向装置42を組み付けると、まず突当座面４に当接した所で止まり、モータ基板87とビス座面３との間には0.05〜0.1mm程度の隙間が残る。この様子を図８に示す。なお、図８では説明のため一部断面図としている。

ポリゴンミラー82の回転中心と突当座面４の距離は、ポリゴンミラー82の回転中心とビス座面３の距離よりも近い。また、ポリゴンミラー82の回転中心と切り欠き部１の距離は、ポリゴンミラー82の回転中心と突当座面４の距離より遠く、ポリゴンミラー82の回転中心とビス座面３の距離よりも近くなっている。

突当座面４はポリゴンミラー82の回転中心から必ずしも等しい距離でなくてもよい。また、ビス座面３はコネクタ96側のビス座面３が２つとポリゴンミラー82側のビス座面３が２つあるが、これらはポリゴンミラー82の回転中心から必ずしも等しい距離に配置する必要はない。

ポリゴンミラー82の回転中心と複数の突当座面４の距離は、ポリゴンミラー82の回転中心と最も近いビス座面３の距離よりも近く配置する。また、ポリゴンミラー82の回転中心と複数の切り欠き部１の距離は、ポリゴンミラー82の回転中心から最も遠い突当座面４の距離より遠く、ポリゴンミラー82の回転中心と最も近いビス座面３の距離よりも近く配置する。

光偏向装置42を光学箱31に組み付けると、光偏向装置42は、図８に示すように、まず突当座面４で光学箱31に当接する。この場合、光偏向装置42は、ビス座面３には当接していない。これは、ビス２が途中まで締めこまれた状態であり、モータ基板87とビス座面３にはまだ隙間Ｂが残っている。

そして、ビス２を隙間Ｂが無くなるまで十分に締めこむと、図９に示すように、モータ基板87の突当座面４とビス座面３間の矢印Ｃで示す部分がたわむ。即ち、切り欠き部１が屈曲してモータ基板87がビス座面３にならうことになる。つまり、切り欠き部１があることによって、モータ基板87が変形し光学箱31の変形が回避される。

この場合、光偏向装置42のモータ基板87は、突当座面４によって支持されており、ビス２を締めこんでもモータ基板87のＣ部がたわむのみであり、光偏向装置42の回転軸姿勢は倒れることなく高精度に維持される。

また、モータ基板87にリフロー等による反りや変形等があっても光偏向装置42の姿勢は突当座面４により高精度に維持される。加えて、切り欠き部１が変形するので、光偏向装置42の組み付け時の応力によって光学箱31が変形することなく、光偏向装置42が確実に固定される。よって、軸倒れによる光学性能の低下、ひいては印刷画質の劣化を防止することができる。

また、モータ基板87の平面度は突当座面４の部分のみ精度が出ていればよく、モータ基板87全面やビス座面３の平面度保証が不要となる。さらに、主に樹脂の成形品からなる光学箱31にビス座面３や突当座面４を具備させることは容易であり、型構成を複雑にしたり、成形タクトを圧迫することもない。モータ基板87に切り込みを付加する工程の追加のみで対応可能なので、構成及び工程が共に簡単になる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。

たとえば、図10に示すように、切り欠き部１に代えて、モータ基板87の左右の淵から切り込みを入れる切り欠き部８としてもよい。また、図11に示すように、モータ基板87を貫通する長穴の切り欠き部９としてもよい。この場合、貫通する長穴は複数付してもよい。

また、図12に示すように、切り欠き部１に代えて、ビス穴98を具備した部分をモータ基板87から張り出した形状とし、この部分の剛性を他の部分より低くしても同様の効果が期待できる。

１ 切り欠き部
２ ビス
３ ビス座面
４ 突当座面
５ 嵌合穴
６ 箱底面
７ 箱側面
８ 切り欠き部
９ 切り欠き部
31 光学箱
32 感光ドラム
33 一次帯電器
34 現像器
35 転写帯電ローラ
36 転写材
37 定着器
38 排出ローラ
41 レーザユニット
42 光偏向装置
43 Ｆθレンズ
44 折り返しミラー
45 ＢＤミラー
46 ＢＤセンサ
47 シリンドリカルレンズ
81 駆動モータ
82 ポリゴンミラー
83 回転軸
84 弾性部材
85 支持部材
86 ロータ
87 モータ基板
98 ビス穴

Claims (6)

1. 画像情報に基づいて変調されたレーザビームを出射する光源装置と、回転多面鏡を備え前記レーザビームを偏向する光偏向装置と、前記光偏向装置により走査されたレーザビームを感光体に結像する結像光学系と、これらが一体に設けられた光学箱と、を有する光学走査装置において、
   前記光偏向装置は、前記回転多面鏡の回転駆動を制御する回路を備えるとともに、切り欠き部が形成されたモータ基板を有し、前記光学箱に前記モータ基板を固定する複数の固定座面が突設されるとともに、前記回転多面鏡の回転中心から最も近い前記固定座面より近い距離に、前記固定座面よりも前記モータ基板の側に大きく突出する複数の突当座面が設けられ、前記回転多面鏡の回転中心と前記切り欠き部との距離は、前記回転多面鏡の回転中心と前記複数の固定座面のうち最も近い固定座面との距離より近く、前記回転多面鏡の回転中心と前記複数の突当座面のうち最も遠い突当座面との距離より遠いことを特徴とする光学走査装置。
2. 前記切り欠き部は、前記モータ基板の上面側或いは下面側或いは上下面の両側から切られた溝であることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記切り欠き部は、前記モータ基板に切り込まれた切り込み形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
4. 前記切り欠き部は、貫通する穴であることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
5. 前記モータ基板の前記固定座面と当接する部分が、前記モータ基板より張り出したことを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学走査装置を含む画像形成部を有することを特徴とする画像形成装置。

Images