JP2010276983A - 画像形成装置および光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏向器の画像形成装置本体（感光体）に対する位置決め精度をより向上させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、レーザ光を出射する光源と、回転しながらレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させる偏向器（ポリゴンミラー１３０）と、偏向器を回転駆動するモータ１４０と、モータ１４０が固定されるスキャナフレーム１１０とを有する光走査装置１００、および、光走査装置１００が固定される金属フレーム２００と、光走査装置１００に露光される感光体とを支持する本体ケーシングを備えている。モータ１４０は、偏向器の回転軸１４１と同軸上に位置して突出する突出部１４４Ａを有する。突出部１４４Ａは、スキャナフレーム１１０に形成された貫通孔１１１に貫装されることでスキャナフレーム１１０外に突出し、当該突出した部分が金属フレーム２００に形成された位置決め穴２０１に嵌合している。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置および光走査装置に関する。

一般に、レーザプリンタなどの画像形成装置には、感光体の表面を走査露光して静電潜像を形成するための光走査装置が設けられている。このような光走査装置としては、フレーム（光学箱）内に、光源（半導体レーザ装置）と、回転しながらレーザ光を反射して偏向・走査させる偏向器（回転多面鏡）と、偏向器を回転駆動するモータとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、光走査装置は、良好な画像を得るために画像形成装置本体（感光体）に対して精度よく位置決めする必要がある。そこで、従来は、例えば、光走査装置の樹脂製のフレームに設けられた突出部分を画像形成装置本体に設けられた穴部などに嵌合することで画像形成装置本体（感光体）に対して位置決めを行っていた。

特開平５−１１９２７６号公報

しかしながら、前記したような位置決めの構成では、光走査装置を構成する光学部品、特に偏向器がフレームを介して画像形成装置本体に位置決めされることになるので、位置決め精度を向上させるには限界があった。

そこで、本発明は、偏向器の画像形成装置本体（感光体）に対する位置決め精度をより向上させることができる画像形成装置および光走査装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、レーザ光を出射する光源と、回転しながら前記光源からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器を回転駆動するモータと、前記光源および前記モータが固定されるスキャナフレームとを有する光走査装置と、前記光走査装置が位置決めされた状態で固定される保持部材と、前記光走査装置に露光されて静電潜像が形成される感光体とを支持する本体ケーシングと、を備えた画像形成装置であって、前記モータは、前記偏向器の回転軸と同軸上に位置して突出する突出部を有し、前記突出部は、前記スキャナフレームに形成された貫通孔に貫装されることで前記スキャナフレーム外に突出し、当該突出した部分が前記保持部材に形成された位置決め穴に嵌合していることを特徴とする。

このように構成された画像形成装置によれば、モータの突出部がスキャナフレーム外に突出して保持部材の位置決め穴に嵌合するので、モータ（偏向器）を保持部材（画像形成装置本体）に対して直接位置決めすることができる。これにより、偏向器がスキャナフレームを介して画像形成装置本体に位置決めされる従来の構成と比較して、偏向器の画像形成装置本体（感光体）に対する位置決め精度をより向上させることができる。

また、本発明の光走査装置は、感光体を露光して静電潜像を形成する光走査装置であって、レーザ光を出射する光源と、回転しながら前記光源からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器を回転駆動するモータと、前記光源および前記モータが固定されるスキャナフレームとを備え、前記モータは、前記偏向器の回転軸と同軸上に位置して突出する突出部を有し、前記突出部は、前記スキャナフレームに形成された貫通孔に貫装されることで前記スキャナフレーム外に突出していることを特徴とする。

このように構成された光走査装置によれば、モータの突出部がスキャナフレーム外に突出しているので、この突出部を利用して偏向器を画像形成装置本体に対して直接位置決めすることができる。これにより、偏向器がスキャナフレームを介して画像形成装置本体に位置決めされる従来の構成と比較して、偏向器の画像形成装置本体（感光体）に対する位置決め精度をより向上させることができる。

本発明によれば、偏向器を画像形成装置本体（感光体）に対して直接位置決めすることができるので、偏向器の感光体に対する位置決め精度をより向上させることができる。

画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの断面図である。 光走査装置の平面図である。 光走査装置の断面図である。 モータの断面とモータ周辺の構成を示す拡大図である。 レーザプリンタ本体に対する金属フレームの支持構造を示す斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の概略構成について説明した後、レーザプリンタ１および光走査装置１００の本発明の特徴部分に係る構成について詳細に説明する。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、用紙Ｐを供給する給紙部３と、光走査装置１００と、用紙Ｐ上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着させる定着装置８とを主に備えている。

なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

給紙部３は、本体ケーシング２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パット３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パット３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。

光走査装置１００は、本体ケーシング２内の上部に配置され、画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）を出射し、感光体の一例としての感光体ドラム６１の表面を露光して静電潜像を形成するように構成されている。光走査装置１００の詳細な構成については後述する。

プロセスカートリッジ５は、光走査装置１００の下方に配置され、本体ケーシング２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体ケーシング２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。

ドラムユニット６は、ドラムケース６０内に、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ケース７０内に、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナーを収容するトナー収容部７４とを主に備えている。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、光走査装置１００からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられ、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１との間で用紙Ｐを挟持する加圧ローラ８２と、定着後の用紙Ｐを搬送する搬送ローラ８３とを主に備えている。用紙Ｐ上に転写されたトナーは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を用紙Ｐが搬送されることで熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ８３によって排出経路２３に搬送され、排出経路２３から排出ローラ２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜光走査装置の詳細構成＞
次に、光走査装置１００の詳細な構成について説明する。なお、以下の説明においては、光源装置１２０から出射されるレーザ光の進行方向の下流側を単に「下流側」という。

図２および図３に示すように、光走査装置１００は、樹脂製のスキャナフレーム１１０内に、光源装置１２０と、偏向器の一例としてのポリゴンミラー１３０と、ポリゴンミラー１３０を回転駆動するモータ１４０と、ｆθレンズ１５０と、シリンドリカルレンズ１６０と、ミラー１７０，１８０とを主に備えている。

光源装置１２０は、レーザ光を出射する光源の一例としての半導体レーザ光源１２１や、半導体レーザ光源１２１から出射されたレーザ光を集光させて平行な光束に変換するカップリングレンズ１２２などを備えて構成された公知の装置である。

ポリゴンミラー１３０は、光源装置１２０の下流側に配置され、六角柱の各側面に反射ミラーが形成されている。このポリゴンミラー１３０は、高速回転しながら光源装置１２０からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および等角速度で走査させる。

モータ１４０は、ポリゴンミラー１３０を回転駆動するための公知の構成を有するモータである。具体的に、モータ１４０は、図４に示すように、回転子１４０Ａと、回転子１４０Ａを回転可能に支持する固定子１４０Ｂとを主に備えている。

回転子１４０Ａは、回転軸１４１と、回転軸１４１に固定された略カップ状のロータ１４２と、ロータ１４２の側壁内面に固定された永久磁石１４３とから構成されている。ポリゴンミラー１３０は、ロータ１４２の側壁外周に固定されている。

固定子１４０Ｂは、回転軸１４１を回転可能に軸支する軸受部１４４と、永久磁石１４３と対向するように軸受部１４４の外周に固定されたコイル１４５とから構成されている。軸受部１４４の下部には、ポリゴンミラー１３０の回転軸１４１と同軸上に位置して下方に向けて突出する略円柱状の突出部１４４Ａが形成されている。また、軸受部１４４の外周には、コイル１４５の下方に配置され、図示しないネジ穴が形成された取付板１４６が固定されている。

このように構成されたモータ１４０は、取付板１４６とスキャナフレーム１１０とをネジ止めすることで、固定子１４０Ｂがスキャナフレーム１１０に固定される。そして、コイル１４５に通電することで、回転子１４０Ａが高速回転し、回転子１４０Ａ（ロータ１４２）に固定されたポリゴンミラー１３０を高速回転させる。

図３に示すように、ｆθレンズ１５０は、ポリゴンミラー１３０の下流側に配置され、ポリゴンミラー１３０により偏向および走査されたレーザ光が通過する走査レンズである。このｆθレンズ１５０は、ポリゴンミラー１３０により等角速度で走査されたレーザ光を等速度で走査するように変換する。

ミラー１７０は、ｆθレンズ１５０の下流側に配置され、ｆθレンズ１５０を通過したレーザ光を反射して、レーザ光の光路を折り返してシリンドリカルレンズ１６０に向けるものである。

シリンドリカルレンズ１６０は、ミラー１７０の下流側であって、かつ、ｆθレンズ１５０の上方に配置され、ミラー１７０で反射されたレーザ光が通過する走査レンズである。このシリンドリカルレンズ１６０は、レーザ光を屈折させて副走査方向に収束する。

ミラー１８０は、シリンドリカルレンズ１６０の下流側に配置され、シリンドリカルレンズ１６０を通過したレーザ光を反射して、感光体ドラム６１（図１参照）に向けるものである。詳細には、ミラー１８０で反射されたレーザ光は、スキャナフレーム１１０に取り付けられたガラス板１９０を通過して感光体ドラム６１の表面で高速走査される。

スキャナフレーム１１０は、樹脂により略箱状に形成されたフレームであり、光源装置１２０（図２参照）、モータ１４０、ｆθレンズ１５０、シリンドリカルレンズ１６０およびミラー１７０，１８０などが固定される。

このスキャナフレーム１１０の底面には、モータ１４０の突出部１４４Ａが貫装される貫通孔１１１と、スキャナフレーム１１０（光走査装置１００）を後述する金属フレーム２００（保持部材）に固定するための３つの固定用穴１１２（図２参照）とが形成されている。

図４に示すように、モータ１４０の突出部１４４Ａは、貫通孔１１１に貫装されることでスキャナフレーム１１０外に突出している（スキャナフレーム１１０の底面から突出している）。図２に示すように、各固定用穴１１２は、貫通孔１１１を中心とする円弧状に形成されている。

＜レーザプリンタの詳細構成＞
次に、レーザプリンタ１（本体ケーシング２内）の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、本体ケーシング２は、光走査装置１００が位置決めされた状態で固定される保持部材の一例としての金属フレーム２００と、感光体ドラム６１とを支持している。なお、感光体ドラム６１については、装着されたプロセスカートリッジ５のケース（ドラムケース６０）を介した状態で支持している。

金属フレーム２００は、板金により形成されたフレームである。この金属フレーム２００は、図５に示すように、本体ケーシング２の左右方向において互いに対向する側壁部（符号省略）の内面にそれぞれ固定された本体ケーシング２の一部としての左パネル２Ｌと右パネル２Ｒとの間で架け渡されるように支持されている。このように、金属フレーム２００が本体ケーシング２内で架け渡されるように支持されることで、本体ケーシング２の剛性を高めることができる。

図２および図３に示すように、金属フレーム２００の底面には、スキャナフレーム１１０の底面から突出したモータ１４０の突出部１４４Ａが嵌合する位置決め穴２０１と、光走査装置１００を固定するための３つのネジ穴２０２とが形成されている。ネジ穴２０２は、スキャナフレーム１１０に形成された固定用穴１１２に対応する位置に３つ設けられ、平面視円形状に形成されている。

図４に示すように、位置決め穴２０１に嵌合したモータ１４０の突出部１４４Ａと金属フレーム２００（位置決め穴２０１の内周面）との間の隙間には、熱伝導性を向上させるため、当該隙間を埋めるように充填剤の一例としての公知の熱伝導性グリス３００（放熱グリス）が設けられている。このように、モータ１４０（突出部１４４Ａ）と板金により形成された金属フレーム２００との間の隙間に熱伝導性グリス３００を設けることで、回転軸１４１の高速回転によって発生した熱を良好に逃がすことができる（放熱性を向上させることができる）。

＜レーザプリンタおよび光走査装置の作用効果＞
次に、光走査装置１００を金属フレーム２００（本体ケーシング２）に固定するときの作業の流れについて簡単に説明することで、本実施形態に係るレーザプリンタ１および光走査装置１００の作用効果について説明する。

光走査装置１００を金属フレーム２００に固定するときには、まず、図３に示すように、光走査装置１００（スキャナフレーム１１０）の底面から突出したモータ１４０の突出部１４４Ａを、金属フレーム２００の位置決め穴２０１に嵌合する。このとき、突出部１４４Ａ（スキャナフレーム１１０の底面から突出した部分）の外周面に、熱伝導性グリス３００を塗っておくことで、嵌合させた後に突出部１４４Ａと金属フレーム２００との間の隙間に熱伝導性グリス３００を設けることができる。

次いで、図２に示すように、位置決め穴２０１に嵌合したモータ１４０の突出部１４４Ａ（貫通孔１１１）を中心として、スキャナフレーム１１０を回しながら、スキャナフレーム１１０の本体ケーシング２に対する位置を決め、スキャナフレーム１１０の固定用穴１１２および金属フレーム２００のネジ穴２０２に図示しないネジを通して固定する。これにより、光走査装置１００を金属フレーム２００（本体ケーシング２）に対して位置決めされた状態で固定することができる。

スキャナフレーム１１０の固定用穴１１２は、貫通孔１１１（突出部１４４Ａ）を中心とする円弧形状に形成されているので、前記したように、スキャナフレーム１１０を回しながら本体ケーシング２に対する位置を容易に調整することができる。これにより、精度よく位置決めすることができる。

以上説明した本実施形態のレーザプリンタ１および光走査装置１００によれば、モータ１４０の突出部１４４Ａがスキャナフレーム１１０外に突出しているので、突出部１４４Ａを金属フレーム２００の位置決め穴２０１に嵌合させることができる。これにより、モータ１４０に固定されたポリゴンミラー１３０を、金属フレーム２００（本体ケーシング２）に対して直接位置決めすることができる。

その結果、ポリゴンミラー１３０が樹脂製のスキャナフレームを介して本体ケーシング２に位置決めされる従来の構成と比較して、ポリゴンミラー１３０の本体ケーシング２（感光体ドラム６１）に対する位置決め精度をより向上させることができる。特に温度変化があった場合において、ポリゴンミラー１３０の位置変動を小さくすることができる。これにより、ポリゴンミラー１３０を経て感光体ドラム６１に照射されるレーザ光の走査位置精度を向上させることが可能となる。

また、スキャナフレーム１１０が樹脂により形成されているので、自由な形状に形成することができる。さらに、金属フレーム２００が板金により形成されているので、樹脂などで形成する場合と比較して精度よく形成することができるとともに、モータ１４０で発生する熱を逃がす放熱部材として利用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、スキャナフレーム１１０と金属フレーム２００（保持部材）とをネジで固定する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、保持部材にボルトを溶接し、スキャナフレームの固定用穴に通してナットで固定してもよい。なお、スキャナフレームの固定用穴の数は、３つに限定されず、１つでも、２つでも、４つ以上であってもよい。

前記実施形態では、金属フレーム２００（保持部材）が本体ケーシング２の互いに対向する側壁部の内面に固定された左パネル２Ｌと右パネル２Ｒとの間で支持された構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、保持部材が本体ケーシングの互いに対向する側壁部に直接支持される構成であってもよい。

前記実施形態では、スキャナフレーム１１０が樹脂により形成され、金属フレーム２００（保持部材）が板金により形成された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スキャナフレームと保持部材の両方が樹脂により形成されていてもよいし、スキャナフレームと保持部材の両方が板金により形成されていてもよい。

前記実施形態では、感光体として感光体ドラム６１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体ベルトなどであってもよい。

前記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などであってもよい。また、前記実施形態では、本発明の光走査装置１００が画像形成装置（レーザプリンタ１）に備えられた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、測定装置や検査装置などに適用してもよい。

１ レーザプリンタ
２ 本体ケーシング
２Ｌ 左パネル
２Ｒ 右パネル
６１ 感光体ドラム
１００ 光走査装置
１１０ スキャナフレーム
１１１ 貫通孔
１１２ 固定用穴
１２０ 光源装置
１２１ 半導体レーザ光源
１３０ ポリゴンミラー
１４０ モータ
１４１ 回転軸
１４２ ロータ
１４４ 軸受部
１４４Ａ 突出部
２００ 金属フレーム
２０１ 位置決め穴
３００ 熱伝導性グリス

Claims (6)

1. レーザ光を出射する光源と、回転しながら前記光源からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器を回転駆動するモータと、前記光源および前記モータが固定されるスキャナフレームとを有する光走査装置と、
   前記光走査装置が位置決めされた状態で固定される保持部材と、前記光走査装置に露光されて静電潜像が形成される感光体とを支持する本体ケーシングと、を備えた画像形成装置であって、
   前記モータは、前記偏向器の回転軸と同軸上に位置して突出する突出部を有し、
   前記突出部は、前記スキャナフレームに形成された貫通孔に貫装されることで前記スキャナフレーム外に突出し、当該突出した部分が前記保持部材に形成された位置決め穴に嵌合していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スキャナフレームは、前記スキャナフレームを前記保持部材に固定するための少なくとも１つの固定用穴を有し、
   前記固定用穴は、前記貫通孔を中心とする円弧形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記保持部材は、前記本体ケーシングの互いに対向する側壁部の間で架け渡されるように支持されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記スキャナフレームは樹脂により形成され、前記保持部材は板金により形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 熱伝導性を向上させるため、前記突出部と前記保持部材との間の隙間に充填剤が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 感光体を露光して静電潜像を形成する光走査装置であって、
   レーザ光を出射する光源と、
   回転しながら前記光源からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、
   前記偏向器を回転駆動するモータと、
   前記光源および前記モータが固定されるスキャナフレームとを備え、
   前記モータは、前記偏向器の回転軸と同軸上に位置して突出する突出部を有し、
   前記突出部は、前記スキャナフレームに形成された貫通孔に貫装されることで前記スキャナフレーム外に突出していることを特徴とする光走査装置。

Images