JP2012073454A - 光走査装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングの基盤に形成された開口部近傍の剛性低下を防ぎ、該基盤に配された光学部品の振動を抑えて画像劣化の発生を防ぐことができる光走査装置を提供すること。
【解決手段】内部が基盤２５Ａによって上下に区画されたハウジング２５に、少なくとも光源と、ポリゴンミラー（偏向器）２６と、該ポリゴンミラー２６によって偏向された光ビームを等速走査光に変換する結像レンズ３２，４２、３３，４３や等速走査光を折り返して感光ドラム（感光体）２ａ，２ｂに導く折り返しミラー３４，４４、３５，４５、３６，４６等の光学部品を収容し、基盤２５Ａに光が通過するための開口部２５ａ，３５ｂを形成するとともに、ハウジング２５Ａの上面開口部を蓋体５０で覆って成る光走査装置１３において、蓋体５０の内面に押圧部５０Ａを突設し、該押圧部５０Ａによって前記光学部品又は前記ハウジング２５の基盤２５Ａを押圧する。
【選択図】図４

Description

本発明は、感光体を光走査するための光走査装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された感光体が光走査装置によって光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。

ところで、感光体を光走査してその表面に静電潜像を形成する光走査装置は、光源と、該光源から出射される光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器によって偏向された光ビームを等速走査光に変換する結像レンズと、等速走査光を折り返して感光体に導く折り返しミラー等をハウジング内に収容して構成されている。

斯かる光走査装置に関して、例えば特許文献１には、光走査装置の光学系全体の必要光路長を確保しつつコンパクト化と強度アップを図るため、ハウジングを基盤とその周囲を囲む枠状の側壁とでＨ型構造とし、基盤に中央に偏向器であるポリゴンミラーを配置するとともに、結像レンズや折り返しミラー等の複数の光学部品をハウジング内の基盤によって切られる上下の空間に振り分けて配置する構成が提案されている。

特開２００２−１４８５４２号公報

ところで、特許文献１において提案された光走査装置においては、結像レンズや折り返しミラー等の光学部品がハウジング内の基盤によって仕切られた上下の空間に別れてそれぞれ配置されているため、基盤には光が通過するための開口部が形成されている。このように基盤に開口部が形成されていると、基盤の開口部近傍の剛性が低下し、その部分がポリゴンミラーや画像形成装置の振動の影響を受けて他の部位よりも振動し易くなる。このように基盤の開口部近傍が振動し易いと、基盤の開口部を挟む位置に配置されている光学部品が振動するため、ジッダ等の画像劣化が発生するという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ハウジングの基盤に形成された開口部近傍の剛性低下を防ぎ、該基盤に配された光学部品の振動を抑えて画像劣化の発生を防ぐことができる光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内部が基盤によって上下に区画されたハウジングに、少なくとも光源と、該光源から出射される光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器によって偏向された光ビームを等速走査光に変換する結像レンズや等速走査光を折り返して感光体に導く折り返しミラー等の光学部品を収容し、前記基盤に光が通過するための開口部を形成するとともに、前記ハウジングの上面開口部を蓋体で覆って成る光走査装置において、前記蓋体の内面に押圧部を突設し、該押圧部によって前記光学部品又は前記ハウジングの基盤を押圧したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項一記載の発明において、前記ハウジングの基盤上に設置された前記光学部品のうち前記基盤の前記開口部近傍に配置された光学部品を前記蓋体の上部内面に垂直下方に向かって突設された前記押圧部によって押圧したことを特徴とする。

請求項３記載の画像形成装置は、請求項１又は２記載の光走査装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、蓋体の内面に押圧部を突設し、該押圧部によって光学部品、特に基盤の開口部近傍（剛性が低くて振動し易い部位）に配置された光学部品を前記押圧部によって基盤に押圧するようにしたため、該光学部品の振動が抑制されてジッダ等の画像劣化の発生が防がれる。

又、本発明によれば、蓋体の内面に突設された押圧部によってハウジングの基盤を押圧するようにしたため、基盤の開口部による剛性の低下が抑えられ、共振周波数が高められて該基盤及びこれに設置された光学部品の振動が抑制されてジッダ等の画像劣化の発生が防がれる。

本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンタ）の側断面図である。 本発明の実施の形態１に係る光走査装置の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る光走査装置の内部構造を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の実施の形態２に係る光走査装置の平面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、感光体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

ところで、プリンタ本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

又、プリンタ本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には、２台の光走査装置１３が用紙搬送方向に並設され、これらの光走査装置１３の下方のプリンタ本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、該給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

又、プリンタ本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。

ところで、プリンタ本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、プリンタ本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、各光走査装置１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調された光ビームを出射し、その光ビームを各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１３の実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図２は本発明の実施の形態１に係る光走査装置１台の平面図、図３は同光走査装置１台の内部構造を示す平面図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。尚、図１に示すカラーレーザープリンタに備えられた２台の光走査装置１３の基本構成は同じであるため、以下、１台の光走査装置１３についてのみ図示及び説明する。

光走査装置１３は、樹脂にて一体成形されたハウジング２５を有しており、その上面開口部は同じく樹脂にて一体成形された蓋体５０によって塞がれている（図４参照）。そして、該ハウジング２５は、図４に示すように、その内部を上下に区画する水平な基盤２５Ａとその周囲を囲む枠状の側壁２５Ｂとで側断面Ｈ型に形成されている。そして、ハウジング２５の基盤２５Ａの上面中心部には偏向器であるポリゴンミラー２６が配置されており、ハウジング２５内の基盤２５Ａによって区画される上下の空間には前記ポリゴンミラー２６を中心としてこれの両側に２つの走査光学系３０，４０が対称に配置されている。

上記走査光学系３０，４０は、ハウジング２５内の基盤２５Ａの上面に配された光源であるレーザーダイオード３１，４１を備えている。尚、各レーザーダイオード３１，４１には不図示のコリメータレンズが組み込まれている。

而して、各レーザーダイオード３１，４１から出射される光ビームＬは、不図示のコリメータレンズによって線状の光束に集光された後、所定の速度で回転駆動されるポリゴンミラー２６に対して対称な２方向から入射する。そして、ポリゴンミラー２６に入射した各光ビームＬは、ポリゴンミラー２６によって偏向されるが、各走査光学系３０，４０は、基盤２５Ａの上面側に光ビームＬの進行方向に沿って配された第１結像レンズ３２，４２と第２結像レンズ３３，４３及び第１折り返しミラー３４，４４と、基盤２５Ａの下面側に光ビームＬの進行方向に沿って配された第２折り返しミラー３５，４５と第３折り返しミラー３６，４６をそれぞれ備えている。

ところで、図２〜図４に示す１台の光走査装置１３は、図１に示すマゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａとシアン画像形成ユニット１Ｃの感光ドラム２ｂを露光走査するものであって、基盤２５Ａの第３折り返しミラー３６，４６と感光ドラム２ａ，２ｂを結ぶ光路上であって且つ第１結像レンズ３２，４２と第２結像レンズ３３，４３の間には、主走査方向（図２及び図３の左右方向）に長い矩形の第１の開口部２５ａがそれぞれ形成され、基盤２５Ａの第１折り返しミラー３４，４４と第２折り返しミラー３５，４５を結ぶ光路上には、同じく主走査方向に長い矩形の第２の開口部２５ｂがそれぞれ形成されている。

又、図２及び図４に示すように、前記蓋体５０の前記基盤２５Ａに形成された第１の開口部２５ａの真上には、該第１の開口部２５ａと同形状の細長い矩形の開口窓５０ａがそれぞれ形成されており、各開口窓５０ａは透明な光透過性の防塵カバー５１によって覆われている。

而して、本実施の形態に係る光走査装置１３においては、図４に示すように、蓋体５０の上部内面には複数の押圧部５０Ａが垂直下方に向かって一体に突設されており、これらの押圧部５０Ａは、ハウジング２５の基盤２５Ａ上の第１の開口部２５ａの近傍に設置された第２結像レンズ３３，４３の上面に当接してこれらを基盤２５Ａに押圧している。

次に、以上のように構成された光走査装置１３の作用について説明する。

１台の光走査装置１３において各走査光学系３０，４０にそれぞれ設けられたレーザーダイオード３１，４１から出射する光ビームＬは、不図示のコリメータレンズによって線状の光束に集光された後、所定の速度で回転駆動されるポリゴンミラー２６に対して対称な２方向から入射する。

上述のようにポリゴンミラー２６に入射した各光ビームＬは、ポリゴンミラー２６によって偏向された後、第１結像レンズ３２，４２と第２結像レンズ３３，４３を通過することによって等速走査光Ｌに変換される。そして、この等速走査光Ｌは、第１折り返しミラー３４，４４によって下方に向かって直角に折り返され、基盤２５Ａに形成された第２の開口部２５ｂを通過して第２折り返しミラー３５，４５に至り、該第２折り返しミラー３５，４５によって直角に折り返されて基板２５Ａの下面に沿って水平に進行する。その後、光ビームＬは、第３折り返しミラー３６，４６によって直角上方に折り返され、基板２５Ａに形成された第１の開口部２５ａと蓋体５０に形成された開口窓５０ａを塞ぐ透明な防塵カバー５１を通過して感光ドラム２ａ，２ｂに向かい、これらの感光ドラム２ａ，２ｂをそれぞれ露光走査する。

図２〜図４に示す１台の光走査装置１３は、図１に示すマゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａとシアン画像形成ユニット１Ｃの感光ドラム２ｂをそれぞれ露光走査するものであるが、図１に示すカラーレーザープリンタには同様の光走査装置１３が２台並設されており、これら２台の光走査装置１３によって他のイエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブララック画像形成ユニット１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄを含む４つの感光ドラム２ａ〜２ｄの全てが光ビームＬによって露光走査される。

以上において、本実施の形態では、前述のように蓋体５０の内面に押圧部５０Ａを突設し、該押圧部５０Ａによって光学部品、特に基盤２５Ａの第１の開口部２５ａの近傍（剛性が低くて振動し易い部位）に配置された第２結像レンズ３３，４３を押圧部５０Ａによって基盤２５Ａに押圧するようにしたため、該第２結像レンズ３３，４３及び基盤２５Ａに設置された第１結像レンズ３２，４２の振動が抑制される。このため、図１に示すカラーレーザープリンタによって形成されるカラー画像にジッダ等の画像劣化が発生することがなく、高質なカラー画像が安定的に得られる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２に係る光走査装置１３を図５及び図６に基づいて説明する。

図５は本発明の実施の形態２に係る光走査装置の平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図であり、これらの図においては図２〜図４に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態に係る光走査装置では、図６に示すように、蓋体５０の上部内面には複数の押圧部５０Ａが垂直下方に向かって一体に突設されており、これらの押圧部５０Ａは、ハウジング２５の基盤２５Ａ上の走査用の光ビームＬを遮らない部位（図５参照）、具体的にはポリゴンミラー２６の主走査方向両側を押圧している。

従って、本実施の形態では、上述のように蓋体５０の内面に突設された押圧部５０Ａによってハウジング２５の基盤２５Ａを押圧するようにしたため、基盤２５Ａの第１及び第２の開口部２５ａ，２５ｂによる剛性の低下が抑えられ、共振周波数が高められて該基盤２５Ａ及びこれに設置された第１結像レンズ３２，４２及び第２結像レンズ３３，４３の振動が抑制されてジッダ等の画像劣化の発生が防がれるという前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

尚、以上は本発明をカラーレーザープリンタ及びこれに備えられた光走査装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラープリンタ以外の他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（感光体）
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラ
９ テンションローラ
１０ 二次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナ
１３ 光走査装置
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 搬送ローラ対
１９ レジストローラ対
２０ 搬送ローラ対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３，２４ 排紙ローラ対
２５ ハウジング
２５Ａ ハウジングの基盤
２５Ｂ ハウジングの側壁
２５ａ ハウジングの第１の開口部
２５ｂ ハウジングの第２の開口部
２６ ポリゴンミラー（偏向器）
３０，４０ 走査光学系
３１，４１ レーザーダイオード（光源）
３２，４２ 第１結像レンズ
３３，４３ 第２結像レンズ
３４，４４ 第１折り返しミラー
３５，４５ 第２折り返しミラー
３６，４６ 第３折り返しミラー
３７，４７ 第３反射ミラー
５０ 蓋体
５０Ａ 蓋体の押圧部
５０ａ 蓋体の開口窓
５１ 防塵カバー
Ｌ 光ビーム
Ｓ，Ｓ’ 搬送パス

Claims (3)

1. 内部が基盤によって上下に区画されたハウジングに、少なくとも光源と、該光源から出射される光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器によって偏向された光ビームを等速走査光に変換する結像レンズや等速走査光を折り返して感光体に導く折り返しミラー等の光学部品を収容し、前記基盤に光が通過するための開口部を形成するとともに、前記ハウジングの上面開口部を蓋体で覆って成る光走査装置において、
   前記蓋体の内面に押圧部を突設し、該押圧部によって前記光学部品又は前記ハウジングの基盤を押圧したことを特徴とする光走査装置。
2. 前記ハウジングの基盤上に設置された前記光学部品のうち前記基盤の前記開口部近傍に配置された光学部品を前記蓋体の上部内面に垂直下方に向かって突設された前記押圧部によって押圧したことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 請求項１又は２記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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