JP2013054082A - 偏向器の取付構造並びにそれを備えた走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化や重量化を招くことなく偏向器の歪みや振動を抑制し、種類の異なる偏向器を接続板を介して共通の筐体に取り付けることのできる取付構造を提供する。
【解決手段】接続板９の穴９１１に偏向器７のモーター７２の軸受け部７２１を嵌め込んで偏向器７を接続板９に位置決めすると共に、接続板９の穴９１２，９１３を筐体６０の突起８２，８３に係入して接続板９を筐体６０に位置決めする。そして、ネジ部材８０を、回路基板７１に形成された貫通孔７１１及び接続板９の貫通孔９２１に通して筐体６０のネジ穴８４に螺合させ、偏向器７を筐体６０に固定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、偏向器の取付構造等に関し、より詳細には、種類の異なる偏向器を共通の筐体に取り付ける取付構造等に関するものである。

ファクシミリやプリンター、複写機及びこれらの機能を複合的に備えた電子写真方式の画像形成装置では、帯電装置によって表面が一様に帯電された感光体ドラムに露光装置から光を照射して、感光体ドラム表面に静電潜像を形成し、現像装置において静電潜像をトナーによって可視像化し、次いで現像されたトナー像を用紙等の転写部材に転写し、定着装置によって転写部材を加熱・加圧してトナー像を転写部材に溶融定着させている。

露光装置は、光源と、光源から出射した光を偏向走査する偏向器と、偏向器で偏向走査された光を感光体ドラムに結像させる光学部品とを筐体内に備えている。そして、このような露光装置では、偏向器は筐体に直接取り付けられていた。

図６に、従来の偏向器の取付構造を示す組み立て図を示す。偏向器７は、種々の電子部品が表面に実装された回路基板７１と、回路基板７１の平面に対して回転軸が垂直となるように取り付けられたモーター７２と、モーター７２の回転軸に取り付けられたポリゴンミラー７３とを備える。そして、回路基板７１の裏面から突出したモータ−７２の回転軸の軸受け部７２１を、筐体６０に形成された穴８１に嵌め入れることによって、筐体６０に対する回路基板７１の、図におけるＸ方向及びＹ方向の位置決めなされる。そして、回路基板７１の四隅に形成された貫通孔７１１にネジ部材８０を挿通させて、筐体６０のネジ穴８４に螺合させることによって偏向器７を筐体６０に固定していた。

使用する偏向器は、複数の種類の中から画像形成装置の画像形成速度によって選択決定される。例えば、必要とするポリゴンミラーの回転数が35000rpm以下の場合はオイル動圧方式の偏向器、回転数が35000rpm超〜45000rpm以下の場合はエアー動圧方式の偏向器、回転数が50000rpm以上の場合はポリゴンミラーの周囲に整流機能をもつケースを備えた偏向器が用いられる。これらの偏向器は、回路基板からポリゴンミラーまでの高さやモーター軸受け部の大きさ、回路基板の形状等がそれぞれ異なるため、偏向器の種類ごとに形状の異なる筐体を用意しなければならなかった。

ところで近年、画像形成装置においても、可能な限り共通の部品を用いて製造されるようになってきた。使用する部品を機種によらず共通化することで、生産コストを抑えかつ生産性を向上させることができる。また、部品の共通化により、回収した部品を再利用し易くなるので、地球環境に優しい生産システムも実現できる。露光装置においても、種類の異なる偏向器を共通の筐体に取り付けられるようにすることが望ましい。

例えば特許文献１，２では、目的は異なるが、偏向器を、プレートなどの接続板に取付け、このプレートを筐体に取り付ける技術が開示されている。かかる開示技術によれば、種類の異なる偏向器を共通の筐体に取り付けることもできる。

特開2006-119276号公報 特開2007-121586号公報

しかしながら、偏向器を、プレートなどの接続板に取付け、このプレートを筐体に取り付ける方法では、偏向器の歪みや振動を抑制し、高い位置精度を維持するためには接続板の剛性を高める必要があり、接続板として、金属材料を用いた厚みのある成型品などを使用する必要がある。このような厚みのある金属成型品を用いると、露光装置の大型化・重量化を招くおそれがある。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光装置の大型化や重量化を招くことなく偏向器の歪みや振動を抑制し、種類の異なる偏向器を接続板を介して共通の筐体に取り付けることのできる取付構造を提供することにある。

前記目的を達成する本発明に係る偏向器の取付構造は、種類の異なる偏向器を接続板を介して共通の筐体に取り付ける偏向器の取付構造であって、前記接続板は、前記偏向器を位置決めする第１位置決め部と前記筐体に対して前記取付板を位置決めする第２位置決め部とを備える本体部と、前記偏向器と前記筐体との間に挟み込まれる介挿部とを有し、第１位置決め部によって前記偏向器を前記接続板に位置決めすると共に、第２位置決め部によって前記接続板を前記筐体に位置決めし、前記偏向器と前記筐体との間に前記介挿部を位置させた状態で固定部材によって前記偏向器を前記筐体に取付け固定することを特徴とする。

ここで、前記偏向器は、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転させるモータと、回路基板とを有するものであってもよい。

また、第１位置決め部を穴部とし、前記回路基板に対して略垂直方向に突出した前記偏向器のモータの軸受け部を、前記穴部に嵌め入れることによって前記偏向器の位置決めを行うようにしてもよい。

さらに、第２位置決め部を少なくとも２つの穴部とし、前記筐体に形成された突起を前記穴部に係入することによって前記接続板の位置決めを行うようにしてもよい。

第１位置決め部及び第２位置決め部は、前記接続板において略同一直線上に配置するのが好ましい。

前記接続板は、本体部と介挿部とが細幅の連結部で繋がった形状であるのが好ましい。さらには、前記接続板は、本体部、介挿部、連結部が一体に成形されたものであるのが好ましい。

前記固定部材としてネジ部材を用い、前記介挿部の形状を輪状又は切り欠きを有する輪状とするのが好ましい。

また本発明によれば、光源と、光源から出射した光を偏向走査する偏向器と、偏向器で偏向走査された光を被走査体に結像させる光学部品とを筐体内に備えた走査光学装置であって、前記のいずれかに記載の取付構造を備えていることを特徴とする走査光学装置が提供される。

さらに本発明によれば、露光装置として前記記載の走査光学装置を用いたことを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明に係る偏向器の取付構造では、第１位置決め部によって偏向器を接続板に位置決めすると共に、第２位置決め部によって接続板を筐体に位置決めするので、偏向器に対応して所定の接続板を用いることにより、種類の異なる偏向器を共通の筐体に取り付けることができる。また、剛性及び寸法精度の高い筐体に偏向器を直接取り付けるので、接続板には高い剛性や寸法精度は要求されず接続板の軽量化が図れ、同時に偏向器の歪みや振動も抑制できる。

本発明に係る走査光学装置を露光装置として備えたカラープリンターの一例を示す概略構成図である。 露光装置の概略断面図である。 本発明に係る偏向器の取付構造の一例を示す組み立て図である。 図３で使用する接続板の平面図である。 本発明に係る偏向器の取付構造の一例を示す組み立て工程図である。 従来の偏向器の取付構造を示す組み立て図である。

以下、本発明に係る偏向器の取付構造並びにそれを備えた走査光学装置及び画像形成装置について、図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る走査光学装置を露光装置として用いた画像形成装置の一実施形態を示す概説図を示す。図１の画像形成装置は所謂タンデム方式のカラープリンターＤである。カラープリンターＤは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラー３１，３２に掛架されている。ローラー３２は不図示のモーターに連結されており、モーターの駆動によってローラー３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラー３１は従動回転する。ローラー３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラー３４が圧接している。この二次転写ローラー３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

また、ローラー３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするクリーニング部材３５が設けられている。このクリーニング部材３５は中間転写ベルト３３を介してローラー３１に圧接しており、その接触部で未転写トナーを回収する。

ローラー３１とローラー３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像部２」と総称することがある）が配置されている。これらの作像部２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー画像が作成される。

作像部２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電器２１、現像装置２３、一次転写ローラー２４、および感光体クリーニング部材２５が配置されている。一次転写ローラー２４は中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。また、作像部２の下方には露光装置６が配置されている。露光装置６は、４つの作像部２に対して１つで対応し、不図示の４つの半導体レーザーを各色の画像階調データに応じて変調して、各半導体レーザーから各色に対応するレーザー光を階調データに応じて出射する。露光装置６の構造については後で詳述する。

中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したホッパー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋがそれぞれ配置されている。また、露光装置６の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラー５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラー対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。

このような構成のカラープリンターＤにおいて画像形成は次のようにして行われる。まず、各作像部２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電器２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置６から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残留した未転写トナーは、感光体クリーニング部材２５で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラー対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１へ搬送される。定着装置１において用紙Ｐは、棒状のハロゲンヒータ１３を内蔵する定着ローラー１１と、加圧ローラー１２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は用紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラー対５３によって排紙トレイ５４に排出される。

一方、二次転写領域を通過した中間転写ベルト３３は、クリーニングブレード３５で清掃される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。

図２に、露光装置６の概略構成図を示す。露光装置６は、筐体６０と、筐体６０内に設けられた偏向器７と、第１結像レンズ６２と、第２結像レンズ６３と、各光路ごとに設けたミラー６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋと、ミラー６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃと、ミラー６７Ｃと、第３結像レンズ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋとを有する。

偏向器７は、回路基板７１と、回路基板７１に取り付けられたモーター７２と、モーター７２の回転軸に取り付けられたポリゴンミラー７３とを有する。この偏向器７の筐体６０への取付け構造については後述する。なお、偏向器７には効率的な冷却を行う観点から放熱板を取り付けてもよい。

各色の光源（不図示）から出射された光束は、ポリゴンミラー７３の同一面に副走査方向（図２の上下方向）に所定の角度を有して導かれ、ポリゴンミラー７３の回転に基づいて主走査方向（図２において紙面に対して垂直方向）に等角速度で偏向され、第１結像レンズ６２及び第２結像レンズ６３を透過した後、光束Ｂｋは第３結像レンズ６４Ｋを透過してミラー６５Ｋで反射され、感光体ドラム２０Ｋ上を走査・露光する。光束Ｂｃはミラー６５Ｃとミラー６６Ｃで反射され第３結像レンズ６４Ｃを透過し、さらにミラー６７Ｃで反射され、感光体ドラム２０Ｃ上を走査・露光する。光束Ｂｍはミラー６５Ｍで反射されて第３結像レンズ６４Ｍを透過し、さらにミラー６６Ｍで反射され、感光体ドラム２０Ｍ上を走査・露光する。光束Ｂｙはミラー６５Ｙで反射されて第３結像レンズ６４Ｙを透過し、さらにミラー６６Ｙで反射され、感光体ドラム２０Ｙ上を走査・露光する。

図３に、偏向器７の筐体６０への取付構造を説明するための斜視図を示す。偏向器７は、四角形状の回路基板７１の表面には各種電子部品が実装されている。また、回路基板７１には、回路基板７１に対して軸方向が垂直となるようにモーター７２が取り付けられており、モーター７２の軸受け部７２１は回路基板７１の裏面から外方に突出している。そして、モーター７２の駆動軸にはポリゴンミラー７３が取り付けられている。

一方、筐体６０には、モーター７２の軸受け部７２１が進入可能な穴８１と、偏向器７を固定するためのネジ穴８４と、接続板９を位置決めするための突起８２，８３が形成されている。そして、偏向器７と筐体６０との間には接続板９が介在している。なお、筐体６０に形成される穴８１は、筐体６０に装着可能な偏向器７の中で最も大きいモーター７２の軸受け部７２１を嵌め入れることができる大きさとされ、貫通穴であってもよいし有底穴であってもよい。また、種類の異なる回路基板７１を固定できるように、それぞれの回路基板７１に対応する位置に複数組のネジ穴が形成されている（図５（ａ）を参照）。

図４に、接続板９の平面図を示す。接続板９は、細長い略六角形状を有するアルミ板などの金属薄板からなり、本体部９１と、本体部９１と細幅の連結部９３によって繋がった４つの輪状の介挿部９２とを有する。本体部９１の略中央部には、モーター９２の軸受け部９２１が嵌合する穴（第１位置決め部）９１１が形成され、穴９１１を挟んで向かい合う頂点部分に、筐体６０に形成された突起８２，８３が係入する２つの穴（第２位置決め部）９１２，９１３が形成されている。高い位置決め精度を得る観点からは、接続板９は、本体部９１、介挿部９２、連結部９３が一体に成形されたものが好ましく、一枚板を打ち抜き成形したものがより好ましい。これにより、組立作業の効率化も図れる。

接続板９に形成された穴９１１の内径は、モーター７２の軸受け部７２１の外径とほぼ等しく、接続板９の穴９１１にモーター９２の軸受け部９２１を嵌合させることによって、接続板９に対して偏向器７の位置決めがなされる。また、接続板９に形成された穴９１２の内径は、筐体６０に形成された突起８２の外径とほぼ等しく、穴９１３は長穴であって、短手方向の長さが突起８３の直径とほぼ等しくされている。接続板９の穴９１２を筐体６０の突起８２に嵌め入れることによって、筐体６０に対する接続板９のＸ方向の位置決めがなされ、接続板９の穴９１３を筐体６０の突起８３に係入させることによって、突起８２を中心とした接続板９の回動が防止され位置決めがなされる。さらに、穴９１１と穴９１２，９１３とは、略同一直線上に配置されている。これにより接続板９の本体部９１の剛性が高まり、偏向器７を取り付けたときの位置精度が確保される。

また、輪状の介挿部９２の貫通孔９２１には固定部材としてのネジ部材８０が挿通する。すなわち、ネジ部材８０によって偏向器７を筐体６０に取り付ける際に、偏向器７と筐体６０との間に介挿部９２が挟み込まれる。このとき、偏向器７の回路基板７１と接続板９の本体部９１とが接触する面の平面性が一致しない場合には、回路基板７１に接続板９の本体部９１が合うように連結部９３が変形し、筐体６０に対する偏向器７の取付位置の精度が維持される。このように、偏向器７は、接続板９ではなく剛性の高い筐体６０に取り付けられるので、偏向器の振動も効果的に抑制される。なお、介挿部９２の形状は輪状に限定されるものではなく、Ｕ字状など切り欠きを有する輪状であっても構わない。

図３及び図５に示すように、偏向器７を筐体６０に取り付ける場合には、まず、接続板９の穴９１２，９１３を筐体６０の突起８２，８３に係入して、接続板９を筐体６０に位置決め固定する（図５（ａ），（ｂ））。このとき、介挿部９２の貫通孔９２１は筐体６０のネジ穴８４と重なる。次いで、偏向器７の軸受け部７２１を接続板９の穴９１１に嵌合させて、接続板９に偏向器７を位置決め固定する（図（ｃ））。このとき、回路基板７１に形成された貫通孔７１１は、介挿部９２の貫通孔９２１に重なる。なお、偏向器７を接続板９に位置決め固定した後、接続板９を筐体６０に位置決め固定してももちろん構わない。次いで、ネジ部材８０を、回路基板７１に形成された貫通孔７１１及び接続板９の貫通孔９２１に通して筐体６０のネジ穴８４に螺合させ、偏向器７を筐体６０に固定する。

モーターの種類や回路基板の形状などが異なる偏向器７を筐体６０に取り付ける場合には、それぞれの偏向器７に対応する接続板９を選択使用する。すなわち、モーター７２の軸受け部７２１が嵌合可能な穴９１１が形成され、また回路基板７１に形成された貫通孔７１１と重なるように介挿部８２の貫通孔９２１が形成され、さらにポリゴンミラー７３が所定の高さ位置となるような厚みを有する接続板９を選択使用する。これにより、種類の異なる偏向器７であっても接続板９を介して共通の筐体６０に取り付けることができるようになる。なお、前述のように、筐体６０に形成された穴８１が、筐体６０に装着可能な偏向器７の中で最も大きいモーター７２の軸受け部７２１を嵌め入れることができる大きさとされている場合、最も大きいモーター７２の軸受け部７２１を有する偏向器７を筐体６０に取り付けるときには、モーター７２の軸受け部７２１を筐体６０の穴部８１に直接嵌め入れて偏向器７を筐体６０に位置決め固定すればよく、接続板９を用いなくてもよい。

本発明に係る偏向器の取付構造では、第１位置決め部によって偏向器を接続板に位置決めすると共に、第２位置決め部によって接続板を筐体に位置決めするので、偏向器に対応して所定の接続板を用いることにより、種類の異なる偏向器を共通の筐体に取り付けることができる。また、剛性及び寸法精度の高い筐体に偏向器を直接取り付けるので、接続板には高い剛性や寸法精度は要求されず接続板の軽量化が図れ、同時に偏向器の歪みや振動も抑制でき有用である。

６ 露光装置
７ 偏向器
９ 接続板
Ｄ カラープリンター（画像形成装置）
７１ 回路基板
７２ モーター
７３ ポリゴンミラー
８０ ネジ部材（固定部材）
８２，８３ 突起
８４ ネジ穴
９１ 本体部
９２ 介挿部
９３ 連結部
７１１ 貫通孔
７２１ 軸受け部
９１１ 穴（第１位置決め部）
９１２ 穴（第２位置決め部）
９１３ 穴（第２位置決め部）
９２１ 貫通孔

Claims (10)

1. 種類の異なる偏向器を接続板を介して共通の筐体に取り付ける偏向器の取付構造であって、
   前記接続板は、前記偏向器を位置決めする第１位置決め部と前記筐体に対して前記取付板を位置決めする第２位置決め部とを備える本体部と、前記偏向器と前記筐体との間に挟み込まれる介挿部とを有し、
   第１位置決め部によって前記偏向器を前記接続板に位置決めすると共に、第２位置決め部によって前記接続板を前記筐体に位置決めし、前記偏向器と前記筐体との間に前記介挿部を位置させた状態で固定部材によって前記偏向器を前記筐体に取付け固定することを特徴とする偏向器の取付構造。
2. 前記偏向器が、ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転させるモータと、回路基板とを有するものである請求項１記載の取付構造。
3. 第１位置決め部が穴部であり、前記回路基板に対して略垂直方向に突出した前記偏向器のモータの軸受け部を、前記穴部に嵌め入れることによって前記偏向器の位置決めを行う請求項１又は２記載の取付構造。
4. 第２位置決め部が少なくとも２つの穴部であり、前記筐体に形成された突起を前記穴部に係入することによって前記接続板の位置決めを行う請求項１〜３のいずれかに記載の取付構造。
5. 第１位置決め部及び第２位置決め部が、前記接続板において略同一直線上に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の取付構造。
6. 前記接続板は、本体部と介挿部とが細幅の連結部で繋がった形状である請求項１〜５のいずれかに記載の取付構造。
7. 前記接続板が、本体部、介挿部、連結部が一体に成形されたものである請求項６記載の取付構造。
8. 前記固定部材がネジ部材であり、前記介挿部が輪状又は切り欠きを有する輪状である請求項１〜７のいずれかに記載の取付構造。
9. 光源と、光源から出射した光を偏向走査する偏向器と、偏向器で偏向走査された光を被走査体に結像させる光学部品とを筐体内に備えた走査光学装置であって、
   請求項１〜８のいずれかに記載の取付構造を備えていることを特徴とする走査光学装置。
10. 露光装置として請求項９記載の走査光学装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。