JP2011197613A

JP2011197613A - 光走査装置

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Publication number: JP2011197613A
Application number: JP2010067426A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kusuda; 晋也楠田; Shogo Mori; 照吾森
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: US20110235144A1; US8780428B2; JP5402765B2

Abstract

【課題】筐体の強度と、成形時における樹脂の流動性を向上させることができる光走査装置を提供する。
【解決手段】光走査装置１００は、光源と、光源からの光ビームを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、偏向器を駆動する駆動源（ポリゴンモータ１４０）と、駆動源を支持する筐体１１０とを備えている。筐体１１０は、駆動源が固定される支持壁２１０を有している。支持壁２１０は、第１固定面２１１と、駆動源が固定され、第１固定面２１１に対して第１固定面２１１に直交する方向にずれた第２固定面２１２と、第１固定面２１１と第２固定面２１２を接続し、第１固定面２１１および第２固定面２１２に対して鈍角をなすように傾斜する接続面２１３とを有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、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、感光体の表面を露光する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、例えば、特許文献１に示すように、筐体（光学箱）内に、光源ユニットや、レーザ光を偏向・走査させる偏向器（回転多面鏡）、偏向器を回転駆動するモータ（スキャナモータ）などを備えたものが知られている。

光走査装置の筐体は、強度を向上させるために、例えば、底壁のうち、モータが固定される面が周囲の面に対して垂直に落ち込むように形成されることがある（特許文献１の図１など参照）。

特開平１１−１９４２９３号公報

ところで、光走査装置の筐体は、一般に、射出成形など、金型に樹脂を注入することで成形される。そのため、前記したような従来の光走査装置の筐体のように、モータが固定される面が周囲の面に対して垂直に落ち込むような断面形状をなしていると、金型内での樹脂の流動性が低下するという問題があった。

本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、筐体の強度と、成形時における樹脂の流動性を向上させることができる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、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの光ビームを主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器を駆動する駆動源と、前記駆動源を支持する筐体とを備えた光走査装置であって、前記筐体は、前記駆動源が固定される支持壁を有し、前記支持壁は、第１の面と、前記駆動源が固定され、前記第１の面に対して前記第１の面に直交する方向にずれた第２の面と、前記第１の面と前記第２の面を接続し、前記第１の面および前記第２の面に対して鈍角をなすように傾斜する第３の面とを有す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、筐体の駆動源が固定される支持壁が、第１の面と、第１の面に対して第１の面に直交する方向にずれた第２の面と、第１の面と第２の面を接続し、第１の面および第２の面に対して鈍角をなすように傾斜する第３の面とを有するので、シェル構造に近い構成となるため、筐体の強度を向上させることができる。さらに、第３の面が、第１の面および第２の面に対して鈍角をなすように傾斜していることで、支持壁は、第１の面、第３の面および第２の面が緩やかに連続する断面形状をなすこととなり、成形時における樹脂の流動性を向上させることができる。

本発明によれば、筐体の駆動源が固定される支持壁が、第１の面と、駆動源が固定され、第１の面に対して第１の面に直交する方向にずれた第２の面と、第１の面と第２の面を接続し、第１の面および第２の面に対して鈍角をなすように傾斜する第３の面とを有するので、筐体の強度と、成形時における樹脂の流動性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る光走査装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。光走査装置の構成を示す平面図である。図２のIII−III断面図である。光走査装置の断面斜視図である。図２のＶ−Ｖ断面図である。変形例に係る光走査装置の平面図（ａ），（ｂ）である。変形例に係る支持壁の構成を示す平面図（ａ）〜（ｃ）である。他の変形例に係る光走査装置の部分断面図である。

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、本発明の実施形態に係る光走査装置を備えた画像形成装置の概略構成について説明した後、光走査装置の詳細な構成について説明する。

＜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（画像形成装置）は、本体ケーシング２内に、用紙Ｓを給紙するための給紙部３と、用紙Ｓに画像を形成する画像形成部４とを主に備えている。

ここで、レーザプリンタ１の概略構成の説明において、方向は、レーザプリンタ１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、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によって画像形成部４に供給される。

画像形成部４は、光走査装置１００と、プロセスカートリッジ６と、定着装置７とから主に構成されている。

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６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（符号省略）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６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３と、現像ローラ６４と、層厚規制ブレード６５と、供給ローラ６６と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部６７とを主に備えている。

プロセスカートリッジ６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６７内のトナーは、供給ローラ６６を介して現像ローラ６４に供給され、現像ローラ６４と層厚規制ブレード６５との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ６４上に担持される。

現像ローラ６４上に担持されたトナーは、現像ローラ６４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Ｓ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Ｓ上に転写される。

定着装置７は、プロセスカートリッジ６の後方に設けられ、加熱ローラ７１と、加熱ローラ７１と対向配置されて加熱ローラ７１を押圧する加圧ローラ７２とを主に備えている。この定着装置７では、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を、用紙Ｓが加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過する間に熱定着させる。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ７３によって搬送経路２３を搬送され、搬送経路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２，３に示すように、光走査装置１００は、筐体１１０内に、光源装置１２０と、シリンドリカルレンズ１２７と、偏向器の一例としてのポリゴンミラー１３０と、駆動源の一例としてのポリゴンモータ１４０（モータ）と、ｆθレンズ１５０と、反射鏡１６０と、シリンドリカルレンズ１７０とを主に備えている。

光源装置１２０は、レーザ光（光ビーム）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。

シリンドリカルレンズ１２７は、光源装置１２０の下流側に配置されており、光源装置１２０から出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１２７は、光源装置１２０から出射されたレーザ光をポリゴンミラー１３０（反射面）上で副走査方向（主走査方向に直交する方向）にのみ結像するように変換する機能を有する。

ポリゴンミラー１３０は、シリンドリカルレンズ１２７の下流側に配置されており、六角柱の６つの側面が反射面となっている。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（シリンドリカルレンズ１２７を通過したレーザ光）を反射して主走査方向（図２の略左右方向）に偏向および等角速度で走査させる。

ポリゴンモータ１４０は、ポリゴンミラー１３０を回転駆動するためのモータであり、取付板１４１が複数のネジＮによって筐体１１０（ベースフレーム２００の支持壁２１０）に固定されることで、筐体１１０に支持されている。取付板１４１は、金属板からなり、ポリゴンモータ１４０の軸１４０Ａを支持している。

ｆθレンズ１５０は、ポリゴンミラー１３０の下流側に配置されており、ポリゴンミラー１３０で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感光体ドラム６１の表面に集光し、かつ、等速度で走査するように変換する機能を有する。

反射鏡１６０は、ｆθレンズ１５０の下流側に配置されており、ポリゴンミラー１３０で偏向および走査され、ｆθレンズ１５０を通過したレーザ光を反射してその光路を折り返すことで、レーザ光をシリンドリカルレンズ１７０に向けるものである。

シリンドリカルレンズ１７０は、反射鏡１６０の下流側に配置されており、ポリゴンミラー１３０で偏向および走査され、ｆθレンズ１５０を通過し、反射鏡１６０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１７０は、レーザ光を屈折させて副走査方向に収束することで、ポリゴンミラー１３０の面倒れを補正する機能を有する。また、シリンドリカルレンズ１７０は、シリンドリカルレンズ１２７と対をなして光束に変換されたレーザ光の面倒れを補正する機能を有する。

光走査装置１００では、光源装置１２０から出射された画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、シリンドリカルレンズ１２７、ポリゴンミラー１３０、ｆθレンズ１５０、反射鏡１６０およびシリンドリカルレンズ１７０の順に反射または通過して、感光体ドラム６１（図１参照）の表面（被走査面）で高速走査される。これにより、感光体ドラム６１の表面が露光され、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。

筐体１１０は、光源装置１２０やポリゴンモータ１４０、ｆθレンズ１５０などを支持する箱状の部材である。より詳細に、筐体１１０は、図３に示すように、上部（図３における上部）が開放された箱状（器状）のベースフレーム２００と、ベースフレーム２００の開放された部分を覆うように取り付けられる蓋フレーム３００とを有している。

ベースフレーム２００は、射出成形など、金型に樹脂を注入することで成形されており、箱（器）の底部に、光源装置１２０やポリゴンモータ１４０、ｆθレンズ１５０などが固定される支持壁２１０を有している。図２〜５に示すように、支持壁２１０は、第１の面の一例としての第１固定面２１１と、第２の面の一例としての第２固定面２１２と、第１固定面２１１と第２固定面２１２を接続する第３の面の一例としての複数（４つ）の接続面２１３とを有している。

第１固定面２１１は、光源装置１２０やｆθレンズ１５０などが固定される面である。
第２固定面２１２は、ポリゴンモータ１４０が固定される面であり、図３〜５に示すように、第１固定面２１１に対して第１固定面２１１に直交する方向、具体的には、図示下方にずれた位置に設けられている。また、第２固定面２１２は、図２に示すように、その一辺がベースフレーム２００の側壁２３０に接するように設けられている。

第２固定面２１２は、第２固定面２１２に直交する方向から見て、五角形状をなしている。より詳細に、第２固定面２１２は、第２固定面２１２に直交する方向から見て、互いに対向する第１の組の辺２１２Ａ，２１２Ａ’と、互いに対向する第２の組の辺２１２Ｂ，２１２Ｂ’と、辺２１２Ｃとを有する五角形状をなしている。

辺２１２Ａ，２１２Ａ’は、図２の上下方向において対向しており、辺２１２Ｂ，２１２Ｂ’は、辺２１２Ａ，２１２Ａ’に直交し、辺２１２Ａ，２１２Ａ’の端部同士を接続するように延びている。辺２１２Ｃは、辺２１２Ａの端部と辺２１２Ｂの端部とを斜めにつなぐように延びている。

このように、第２固定面２１２が、五角形状をなしている、より詳細には、斜めに延びる辺２１２Ｃの部分を有することで、ポリゴンモータ１４０の回転駆動によって発生しうる第２固定面２１２の辺２１２Ａ，２１２Ａ’に直交する方向への揺れや、第２固定面２１２の辺２１２Ｂ，２１２Ｂ’に直交する方向への揺れを緩和することが可能となる。これにより、筐体１１０を、ポリゴンモータ１４０の回転駆動によって発生する振動に対して強い構成とすることができる。

また、図３，５に示すように、第２固定面２１２に固定されたポリゴンモータ１４０は、第１固定面２１１の延長面２１１’上に配置されている。これによれば、ポリゴンミラー１３０とｆθレンズ１５０の光軸を比較的容易に合わせることが可能となる。

本実施形態において、第１固定面２１１と第２固定面２１２は、略平行となるように設けられており、第１固定面２１１および第２固定面２１２に直交する方向から見て互いに重ならないように配置されている（図２参照）。また、第２固定面２１２は、連続する四辺（辺２１２Ｂ’，２１２Ａ，２１２Ｃ，２１２Ｂ）が第１固定面２１１に囲まれるように、第１固定面２１１の内側に設けられている。

接続面２１３は、第１固定面２１１および第２固定面２１２に対して鈍角をなすように傾斜している。すなわち、図３〜５に示すように、断面視において、第１固定面２１１と接続面２１３がなす角度αと、第２固定面２１２と接続面２１３がなす角度βのいずれもが鈍角（π／２＜α＜πかつπ／２＜β＜π）となっている。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
筐体１１０のポリゴンモータ１４０が固定される支持壁２１０が、第１固定面２１１と、第１固定面２１１に対して第１固定面２１１に直交する方向にずれた第２固定面２１２と、第１固定面２１１と第２固定面２１２を接続し、第１固定面２１１および第２固定面２１２に対して鈍角をなすように傾斜する接続面２１３とを有するので、シェル構造に近い構成となる。このような構成により、筐体１１０の強度を向上させることができる。

さらに、接続面２１３が、第１固定面２１１および第２固定面２１２に対して鈍角をなすように傾斜していることで、支持壁２１０は、第１固定面２１１、接続面２１３および第２固定面２１２が緩やかに連続する断面形状をなすこととなる。これにより、金型で筐体１１０（ベースフレーム２００）を成形するときにおける樹脂の流動性を向上させることができる。

このように、本実施形態の光走査装置１００によれば、筐体１１０の強度と、成形時における樹脂の流動性を向上させることができる。

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、第２固定面２１２は、その一辺がベースフレーム２００の側壁２３０に接するように設けられている構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、図６（ａ）に示すように、第２固定面２１２は、全周が第１固定面２１１に囲まれるように、第１固定面２１１の内側に設けられていてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、第２固定面２１２は、二辺がベースフレーム２００の側壁２３０に接するように設けられていてもよい。

前記実施形態では、第２固定面２１２が、第２固定面２１２に直交する方向から見て、五角形状をなしている構成を例示したが、これに限定されるものではない。すなわち、第２固定面２１２（第２の面）は、五角形以上の多角形状、例えば、六角形状をなしていてもよいし、図７（ａ）に示すように八角形状をなしていてもよい。

なお、これに関連して、前記実施形態では、第１の組の辺２１２Ａ，２１２Ａ’のうちの辺２１２Ａの端部と、第２の組の辺２１２Ｂ，２１２Ｂ’のうちの辺２１２Ｂの端部とを斜めにつなぐ１つの辺２１２Ｃを有する形状（五角形状）を例示したが、これに限定されず、斜めにつなぐ辺２１２Ｃは２つ以上であってもよい。例えば、斜めにつなぐ辺を４つ有する形状（八角形状（図７（ａ）参照））としてもよい。

また、第２固定面２１２が、長方形状や菱形形状、正方形状などの四角形状をなしていてもよい（例えば、図７（ｂ）参照）。さらに、円形状をなしていてもよいし、楕円形状や長円形状をなしていてもよい（例えば、図７（ｃ）参照）。

前記実施形態では、ポリゴンモータ１４０（駆動源）が第１固定面２１１の延長面２１１’上に配置されている構成を例示したが、これに限定されるものではない。すなわち、前記実施形態では、第２固定面２１２が第１固定面２１１に対して下方（図３〜５参照）にずれた構成を例示したが、これに限定されず、図８に示すように、第２固定面２１２が第１固定面２１１に対して図８の上方にずれた構成であってもよい。

前記実施形態では、第１固定面２１１（第１の面）と第２固定面２１２（第２の面）が略平行となるように設けられた構成を例示したが、これに限定されず、例えば、第１の面と第２の面のうち、一方が他方に対して傾斜するように設けられていてもよい。

前記実施形態では、光源として半導体レーザ光源１２１を例示したが、これに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザなどの固体レーザ光源を採用してもよい。
また、前記実施形態では、光源装置１２０から平行な光束に変換されたレーザ光（光ビーム）が出射される構成を例示したが、これに限定されず、例えば、収束光や発散光束が出射される構成としてもよい。

前記実施形態では、偏向器として、反射面が回転することでレーザ光（光ビーム）を偏向および走査するポリゴンミラー１３０を例示したが、これに限定されず、例えば、反射面が揺動することで光ビームを偏向および走査する振動ミラーなどを採用してもよい。

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、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を画像形成装置（レーザプリンタ１）に適用した例を示したが、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。

１００光走査装置
１１０筐体
１２０光源装置
１２１半導体レーザ光源
１３０ポリゴンミラー
１４０ポリゴンモータ
２００ベースフレーム
２１０支持壁
２１１第１固定面
２１１’ 延長面
２１２第２固定面
２１２Ａ辺
２１２Ａ’ 辺
２１２Ｂ辺
２１２Ｂ’ 辺
２１２Ｃ辺
２１３接続面

Claims

光源と、前記光源からの光ビームを主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器を駆動する駆動源と、前記駆動源を支持する筐体とを備えた光走査装置であって、
前記筐体は、前記駆動源が固定される支持壁を有し、
前記支持壁は、第１の面と、前記駆動源が固定され、前記第１の面に対して前記第１の面に直交する方向にずれた第２の面と、前記第１の面と前記第２の面を接続し、前記第１の面および前記第２の面に対して鈍角をなすように傾斜する第３の面とを有することを特徴とする光走査装置。
前記偏向器は、ポリゴンミラーであり、
前記駆動源は、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモータであることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
前記第２の面は、当該第２の面に直交する方向から見て、五角形以上の多角形状をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
前記第２の面は、当該第２の面に直交する方向から見て、対向する第１の組の辺と、当該第１の組の辺に直交し、当該第１の組の辺の端部同士を接続するように延びる第２の組の辺と、第１の組の辺の端部と第２の組の辺の端部とを斜めにつなぐ少なくとも１つの辺とを有する形状をなしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
前記駆動源は、前記第１の面の延長面上に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光走査装置。