JP2016126287A - 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て時に折り返しミラーを所定の位置に確実に位置決めすることができ、組み立て後の折り返しミラーの振動も抑制可能な光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】光走査装置は、光源部と、ポリゴンミラーと、平面ミラーと、ハウジングと、ミラー支持部と、付勢部材と、ミラー押圧部と、を備える。ハウジングは、光源部、ポリゴンミラー、及び平面ミラーを保持するハウジング本体と、ハウジング本体に装着される上蓋と、から成る。ミラー支持部は、ハウジング本体に形成され、平面ミラーの長手方向両端部の反射面側を支持する。付勢部材は、平面ミラーの長手方向両端部をミラー支持部側に付勢する。ミラー押圧部は、上蓋に形成され、平面ミラーの非反射面側に当接する。
【選択図】図７

Description

本発明は、露光走査により被走査面上に潜像を形成する光走査装置、及びそれを備えた複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置に用いられる光走査装置では、レーザーダイオード等の光源から射出されたビーム光は、コリメーターレンズ、シリンドリカルレンズ、アパーチャーを通過してポリゴンミラー等の偏向器に入射して偏向された後、走査レンズを通過して感光体ドラム（像担持体）に導光され、感光体ドラム表面を露光走査して静電潜像を形成する。

また、画像形成装置のレイアウト上の制約により、走査レンズを通過したビーム光を感光体ドラムに直接導光できない場合は、折り返しミラーを用いてビーム光を反射させる構成をとることが一般的である。折り返しミラーは、通常、板バネ等を用いてミラーの反射面を光走査装置のハウジングに形成された座面に押圧して位置決め及び固定される。

ここで、折り返しミラーから感光体ドラムまでの光路は、走査レンズから折り返しミラーまでの光路に比べて長いため、座面に対する折り返しミラーの押圧位置が基準位置から数十μｍ程度ずれた場合でも感光体ドラム上でのビーム光の位置が大きく変化してしまうという問題点があった。

そこで、特許文献１には、折り返しミラーで折り返されたレーザー光が通過する小開口と、蓋部材により覆われる大開口とを光学箱（ハウジング）に設け、小開口と大開口とを連通することで折り返しミラー近傍の光学箱の振動を防止するようにした偏向走査装置が開示されている。

特開平１０−１０４５１号公報

折り返しミラーを備えた従来の光走査装置においては、装置の組み立て時に折り返しミラーが座面に引っ掛かる等で所定の位置に収まらず、折り返しミラーで反射されたビーム光が感光体ドラム上の意図した位置を走査しないという不具合が生じていた。しかしながら、特許文献１の構成では、組み立て後の折り返しミラーの振動は防止できるものの、組み立て時における折り返しミラーの位置ずれを防止することはできなかった。

本発明は、上記問題点に鑑み、組み立て時に折り返しミラーを所定の位置に確実に位置決めすることができ、組み立て後の折り返しミラーの振動も抑制可能な光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、光源部と、ポリゴンミラーと、平面ミラーと、ハウジングと、ミラー支持部と、付勢部材と、ミラー押圧部と、を備えた光走査装置である。光源部は、ビーム光を射出する。ポリゴンミラーは、光源部から射出されたビーム光を偏向走査する。平面ミラーは、ポリゴンミラーによって反射されたビーム光の光路を変更する。ハウジングは、光源部、ポリゴンミラー、及び平面ミラーを保持するハウジング本体と、ハウジング本体に装着される上蓋と、から成る。ミラー支持部は、ハウジング本体に形成され、平面ミラーの長手方向両端部の反射面側を支持する。付勢部材は、平面ミラーの長手方向両端部をミラー支持部側に付勢する。ミラー押圧部は、上蓋に形成され、平面ミラーの非反射面側に当接する。

本発明の第１の構成によれば、ハウジング本体に上蓋を装着したとき、上蓋に形成されたミラー押圧部が平面ミラーの非反射面に当接して平面ミラーがミラー支持部側に押圧される。従って、平面ミラーが所定位置からずれている場合でも所定位置に確実に配置されるため、部品点数や組み立て工数を増やすことなく平面ミラーの位置決め精度を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る光走査装置１９を備えた画像形成装置１の概略構成を示す断面図 本実施形態の光走査装置１９の内部構造を示す平面図 本実施形態の光走査装置１９の側面断面図 ハウジング３１の上蓋３１ｂを裏面側から見た斜視図 折り返しミラー３６の取り付け構造を示す光走査装置１９の斜視図 折り返しミラー３６を支持する座面５０ａ付近の部分断面図 折り返しミラー３６の非反射面３６ｂに接触するミラー押圧部４５付近の部分断面図 折り返しミラー３６の長手方向における座面５０ａ、５０ｂとミラー押圧部４５との位置関係を示す図 弾性部材６０を付設したミラー押圧部４５の側面図 弾性部材６０を付設したミラー押圧部４５が折り返しミラー３６の長手方向略中央部に接触する様子を示す図 ミラー押圧部４５にスリット６１を形成した変形例を示す図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す概略構成図であり、右側を画像形成装置１の前方側として図示している。画像形成装置（ここではモノクロプリンター）１の装置本体１ａの下部には、積載された用紙を収容する給紙カセット２が配置されている。この給紙カセット２の上方には、装置本体１ａの前方から後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて装置本体１ａの上面に形成された排紙部３に至る用紙搬送路４が形成されている。この用紙搬送路４に沿って上流側から順に、ピックアップローラー５、フィードローラー６、中間搬送ローラー７、レジストローラー対８、画像形成部９、定着部１０及び排出ローラー対１１が配置されている。

給紙カセット２には、給紙カセット２に対して回動可能に支持された用紙積載板１２が設けられている。用紙積載板１２上に積載された用紙がピックアップローラー５によって用紙搬送路４に向けて送出され、ピックアップローラー５によって複数枚の用紙が同時に送出された場合には、フィードローラー６とリタードローラー１３とによって用紙が捌かれ、最上位の１枚のみが搬送されるように構成されている。用紙搬送路４に送出された用紙は、中間搬送ローラー７によって装置本体１ａの後方へと搬送方向を変えられてレジストローラー対８へと搬送され、レジストローラー対８によってタイミングを調整されて画像形成部９へと供給される。

画像形成部９は、電子写真プロセスによって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、図１において時計回り方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の周囲に配置される帯電装置１５、現像装置１６、クリーニング装置１７、用紙搬送路４を挟んで感光体ドラム１４に対向するように配置される転写ローラー１８及び感光体ドラム１４の上方に配置される光走査装置１９から構成されており、現像装置１６の上方には、現像装置１６へトナーを補給するトナーコンテナ２０が配置されている。

また、感光体ドラム１４と、帯電装置１５と、クリーニング装置１７とはユニット化されている。

帯電装置１５には、図示しない電源が接続された導電性ゴムローラー１５ａが備えられており、この導電性ゴムローラー１５ａが感光体ドラム１４に当接するよう配置されている。そして、感光体ドラム１４が回転すると、導電性ゴムローラー１５ａが感光体ドラム１４の表面に接触して従動回転し、この時、導電性ゴムローラー１５ａに所定の電圧を印加することにより、感光体ドラム１４の表面が均一に帯電される。

次いで、光走査装置１９から射出されるビーム光により、入力された画像データに基づく静電潜像が感光体ドラム１４上に形成され、現像装置１６により静電潜像にトナーが付着して感光体ドラム１４の表面にトナー像が形成される。そして、レジストローラー対８から感光体ドラム１４と転写ローラー１８とのニップ部（転写位置）に用紙が所定のタイミングで供給され、転写ローラー１８により用紙上に感光体ドラム１４の表面のトナー像が転写される。

トナー像が転写された用紙は、感光体ドラム１４から分離されて定着部１０に向けて搬送される。この定着部１０は、画像形成部９の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部９においてトナー像が転写された用紙は、定着部１０に備えられた加熱ローラー２１、及びこの加熱ローラー２１に圧接される加圧ローラー２２によって加熱、加圧され、用紙に転写されたトナー像が定着される。

画像形成された用紙は、排出ローラー対１１によって排紙部３に排出される。一方、転写後に感光体ドラム１４の表面に残留しているトナーはクリーニング装置１７により除去され、感光体ドラム１４は帯電装置１５によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。

図２は、画像形成装置１に搭載される本実施形態の光走査装置１９の平面図、図３は、光走査装置１９の側面断面図（図２のＸＸ′矢視断面図）、図４は、ハウジング３１の上蓋３１ｂを裏面側から見た斜視図である。なお、図２及び後述する図５では、光走査装置１９の内部構造を示すためにハウジング３１の上蓋３１ｂを取り外した状態を示している。

光走査装置１９は、光源部３３と、回転多面鏡であるポリゴンミラー３４と、ポリゴンミラー３４を回転駆動させるポリゴンモーター３９と、走査レンズ３５と、折り返しミラー３６と、検知ミラー３７と、検知センサー３８とを備える。

光源部３３は、レーザー光を出力するレーザーダイオード等の光源と、レーザー光のビーム径を整形するシリンドリカルレンズやコリメーターレンズ等を有し、図示しないパソコン等から入力される画像データに基づいて変調されたビーム光Ｌを出力する。

ポリゴンミラー３４は、側面に５つの偏向面（反射面）を有する正五角形の回転多面鏡から成り、ポリゴンモーター３９によって所定の速度で回転する。ポリゴンモーター３９は回路基板４０に設けたドライバー回路によって駆動制御される。

走査レンズ３５はｆθ特性を有しており、ポリゴンミラー３４によって偏向反射されたビーム光Ｌが一定の速度で走査されるように変換するとともに、感光体ドラム１４（図１参照）上にビーム光Ｌを結像させる。折り返しミラー３６は、走査レンズ３５を透過したビーム光をハウジング本体３１ａの下方に向けて反射し、ハウジング本体３１ａの底面に形成された窓部４１を介して感光体ドラム１４に導光する。窓部４１にはハウジング３１内への塵埃の進入を防止するための防塵ガラス４２が取り付けられている。

検知センサー３８は、走査方向の露光範囲（書き出しタイミング）を制御するための信号を出力するものであり、露光範囲外に配置された検知ミラー３７を介して走査光学系３５を通過したビーム光Ｌを受光する。

上記の構成において、光源部３３は画像データに基づいて変調されたビーム光Ｌをポリゴンミラー３４に向けて出力する。ポリゴンミラー３４は光源部３３からのビーム光Ｌを反射し、その回転によって光源部３３から出力されたビーム光Ｌを等角速度偏向する。走査レンズ３５は、ポリゴンミラー３４で反射されたビーム光Ｌを等速走査に変換し、折り返しミラー３６を介して被走査面である感光体ドラム１４（図１参照）上に結像させる。これによって、光走査装置１９が感光体ドラム１４上の走査方向の所定の範囲を露光走査し、感光体ドラム１４上に静電潜像が形成される。

ハウジング３１は、ハウジング本体３１ａと上蓋３１ｂとで構成され、樹脂により所定の形状に成形される。ハウジング本体３１ａ及び上蓋３１ｂによって形成される空間内には、光源部３３、ポリゴンミラー３４、走査レンズ３５、折り返しミラー３６、検知ミラー３７、検知センサー３８、ポリゴンモーター３９、回路基板４０等が収納される。

ハウジング本体３１ａの複数箇所（４箇所）には係合部４３が形成されており、上蓋３１ｂには係合部４３に対応する位置に係合爪４４が形成されている。係合部４３に係合爪４４を係合させることで、ハウジング本体３１ａに上蓋３１ｂが固定され、ハウジング３１が密閉される。また、上蓋３１ｂの裏面には、上蓋３１ｂをハウジング本体３１ａに固定された状態で折り返しミラー３６の長手方向の略中央部に接触するリブ状のミラー押圧部４５が一体形成されている。

走査レンズ３５、検知ミラー３７、及び検知センサー３８はハウジング本体３１ａの所定位置に固定されている。折り返しミラー３６は、窓部４１を介してビーム光Ｌを感光体ドラム１４に向けて反射させるために、ハウジング本体３１ａの底面に対して所定角度だけ傾斜して固定されている。折り返しミラー３６の固定構造については後述する。

ポリゴンミラー３４は、ポリゴンモーター３９の回転軸に一体に取り付けられ、ポリゴンモーター３９は回路基板４０を介在させてハウジング本体３１ａに固定される。回路基板４０は、ポリゴンモーター３９の回転駆動を制御するドライバーＩＣ等を搭載し、底面部３１ａに固定される。尚、回路基板４０は、ハウジング本体３１ａの他の部分に配設してもよく、またハウジング３１の上部を構成する上蓋３１ｂに配設してもよい。

次に、本実施形態の光走査装置１９における折り返しミラー３６の固定構造について説明する。図５は、折り返しミラー３６の取り付け構造を示す光走査装置１９の斜視図であり、図６は、折り返しミラー３６を支持する座面５０ａ付近の部分断面図である。

図５に示すように、ハウジング本体３１ａには折り返しミラー３６の長手方向両端部の反射面側に接触する座面５０ａ、５０ｂが形成されている。また、折り返しミラー３６の長手方向両端部には板バネ５１が配置されている。

図６に示すように、折り返しミラー３６はハウジング本体３１ａに対し所定角度だけ傾斜して配置されている。板バネ５１はハウジング本体３１ａの内壁面３１ａａと折り返しミラー３６の非反射面（背面）３６ｂとの間に配置されており、折り返しミラー３６は、板バネ５１の付勢力によって反射面３６ａが座面５０ａ、５０ｂに押圧されている。

ここで、光走査装置１９の組み立て時、或いは組み立て後の振動等により折り返しミラー３６が所定位置（図６の実線位置）からずれている場合（図６の破線で表示）、折り返しミラー３６によって反射されたビーム光Ｌ（図３参照）が感光体ドラム１４上の所望の位置を走査することができず、画像位置ずれの原因となる。

そこで、本実施形態では、ハウジング３１の上蓋３１ｂの裏面側に、折り返しミラー３６の非反射面３６ｂに接触するミラー押圧部４５を設けている。これにより、図７に示すように、ハウジング本体３１ａに上蓋３１ｂを装着したとき、ハウジング本体３１ａの内壁面３１ａａと折り返しミラー３６の非反射面３６ｂとの間に側面視くさび形状のミラー押圧部４５が挿入され、折り返しミラー３６の非反射面３６ｂが座面５０ａ、５０ｂ側に押圧される。従って、折り返しミラー３６が所定位置（図６の実線位置）からずれている場合でも所定位置に確実に配置されるため、部品点数や組み立て工数を増やすことなく折り返しミラー３６の位置決め精度を向上することができる。

また、折り返しミラー３６は長手方向両端部が座面５０ａ、５０ｂによって支持されるため、折り返しミラー３６の一次振動の振幅は長手方向中央部において最大となる。本実施形態では、図８に示すように、ミラー押圧部４５は折り返しミラー３６の長手方向の略中央部に接触するため、一次振動を抑制する効果も期待できる。

さらに、図９に示すように、ミラー押圧部４５の一部（折り返しミラー３６の非反射面３６ｂに接触する部分）にゴムやスポンジ等で形成された弾性部材６０を付設し、図１０に示すように、弾性部材６０を介在させてミラー押圧部４５を折り返しミラー３６の長手方向中央部に接触させることにより、折り返しミラー３６の一次振動をより効果的に抑制することができる。また、弾性部材６０が弾性変形することで、折り返しミラー３６が過度に押圧されないため、折り返しミラー３６の湾曲も防止することができる。

或いは、図１１に示すように、弾性部材６０を付設する代わりにミラー押圧部４５を構成する複数（ここでは３本）のリブ４５ａ〜４５ｃの、各リブ４５ａ〜４５ｃの両側にスリット６１を形成することにより、ミラー押圧部４５が折り返しミラー３６に対して接離方向（図１０の紙面と垂直な方向）に弾性変形し易くなる。この構成においても、折り返しミラー３６が過度に押圧されないため、折り返しミラー３６の湾曲を防止することができる。なお、各リブ４５ａ〜４５ｃの両側にスリット６１を形成する構成に代えて、例えばリブ４５ａ〜４５ｃの厚みを部分的に薄くすることでミラー押圧部４５を弾性変形可能としてもよい。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態において示した光走査装置１９は、ハウジング３１の下面に設けられた窓部４１からビーム光Ｌを射出して下方の感光体ドラム１４を照射する構成であるが、感光体ドラム１４が光走査装置１９の上方に配置されており、ハウジング３１の上面（上蓋３１ｂ）からビーム光Ｌを射出する構成であっても良い。

また、本発明は、図１に示したようなモノクロプリンターに限らず、タンデム式またはロータリー方式のカラー複写機及びカラープリンター、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の、光走査装置を備えた種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。

本発明は、ポリゴンミラーにより偏向走査されたビーム光の光路を変更する折り返しミラーを備えた光走査装置に利用可能である。本発明の利用により、簡単な構成で回転多面鏡を回転駆動するモーターの回転軸周辺に空気流を効率良く吹き付けることかでき、光走査装置内の温度上昇を十分に抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

１ 画像形成装置
１ａ 装置本体
１４ 感光体ドラム（像担持体）
１９ 光走査装置
３１ ハウジング
３１ａ ハウジング本体
３１ａａ 内壁面
３１ｂ 上蓋
３３ 光源部
３４ ポリゴンミラー
３５ 走査レンズ
３６ 折り返しミラー（平面ミラー）
３６ａ 反射面
３６ｂ 非反射面
３９ ポリゴンモーター
４５ ミラー押圧部
５０ａ、５０ｂ 座面（ミラー支持部）
５１ 板バネ（付勢部材）
６０ 弾性部材
６１ スリット

Claims (6)

1. ビーム光を射出する光源部と、
   該光源部から射出されたビーム光を偏向走査するポリゴンミラーと、
   該ポリゴンミラーによって反射されたビーム光の光路を変更する平面ミラーと、
   前記光源部、前記ポリゴンミラー、及び前記平面ミラーを保持するハウジング本体と、該ハウジング本体に装着される上蓋と、から成るハウジングと、
   を備えた光走査装置において、
   前記ハウジング本体に形成され、前記平面ミラーの長手方向両端部の反射面側を支持するミラー支持部と、
   前記平面ミラーの長手方向両端部を前記ミラー支持部側に付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記上蓋には、前記平面ミラーの非反射面側に当接するミラー押圧部が形成されることを特徴とする光走査装置。
2. 前記ミラー押圧部は、前記平面ミラーの長手方向の略中央部に接触することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記平面ミラーは前記ハウジング本体の内壁面に対し所定角度だけ傾斜して配置され、前記ミラー押圧部は、前記内壁面と前記平面ミラーの非反射面との間に挿入される側面視くさび形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記ミラー押圧部は、前記平面ミラーに当接する部分に弾性部材が付設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光走査装置。
5. 前記ミラー押圧部は、前記平面ミラーに対して接離方向に弾性変形可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光走査装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

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