JP2017032866A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学箱内においてケーブルがレーザ光の光路に浸入することを抑制した光走査装置を提供する。【解決手段】レーザ光を出射する光源ユニット６２と、レーザ光を偏向する回転多面鏡６１ａを含む偏向装置６１と、走査レンズ６４ａ，６４ｂ及びミラー６６ｂと、同期信号を生成する光学センサと、を含む光学部材と、ＢＤ回路基板６９と、回路基板に接続され、同期信号を送信するためのケーブル１０１、１０２と、偏向装置、光学部材、回路基板及びケーブルが取り付けられ、偏向装置が底面に固定された光学箱９０と、光源ユニットと、レーザ光を回転多面鏡に略平行光として入射させるためのコリメートレンズと、を保持し、光学箱の側壁に固定される保持部材と、を備え、保持部材は光学箱の内部に突出し、先端側にコリメートレンズが固定される鏡筒を備え、ケーブルは鏡筒と底面との間を通過するように光学箱の内部に配されている。【選択図】図６

Description

電子写真方式の画像形成装置に搭載される光走査装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は光走査装置を備える。光走査装置は、感光体を走査するレーザ光を出射する。画像形成装置は、レーザ光によって走査されることによって感光体上に形成された静電潜像をトナーによって現像し、現像されたトナー像を記録媒体に転写する。そして、画像形成装置は、記録媒体に転写されたトナー像を定着装置によって記録媒体上に定着し、当該記録媒体を出力する。

光走査装置は、レーザ光を出射するレーザ光源、レーザ光が感光体上を走査するようにレーザ光源から出射されたレーザ光を偏向する回転多面鏡（以下、ポリゴンミラー）、ポリゴンミラーを駆動するための駆動モータ、駆動モータが実装されるモータ回路基板、ポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光を感光体上に導くレンズやミラーを備える。また、光走査装置は、ポリゴンミラーによって偏向されたレーザ光を検知し、同期信号（ＢＤ信号）を生成するＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、ＢＤが実装されたＢＤ回路基板を備える。ＢＤ信号は、レーザ光の走査方向における画像の書出しタイミングを規定するために用いられたり、ポリゴンミラーの回転速度制御に用いられたりする。ポリゴンミラー、駆動モータ、モータ回路基板、レンズ、ミラーなどの光学部材、ＢＤ、ＢＤ回路基板は、光学箱（筺体）に収容されている。光学箱はカバーによって閉塞される。

画像形成装置は光走査装置の外部にコントローラを備える。コントローラはＢＤ回路基板からＢＤ信号を受けることによって画像の書出しタイミングを制御し、モータ回路基板に制御信号を送信することによってポリゴンミラーの回転速度を制御する。コントローラとＢＤ回路基板およびモータ回路基板は各種信号を送信するためのフレクシブルケーブル（束線）によって接続される。そのため、束線の一部は光学箱の内部に固定する必要があり、レーザ光を遮ること（以下、「光線ケラレ」と称す）なく、光走査装置の組立時の作業性を低下させず、かつ線長を最短にするように束線を這い回すことが重要である。

特許文献１は、光学箱の内部に電気基板が配置され、電気基板と接続する束線を光学箱から排出する束線排出部まで光学箱側壁部に沿って這いまわす機構を備える光走査装置を開示している。

特開２００２−１３１６７３号公報

しかしながら、特許文献１にて提案されている構成では、光線ケラレに対して有効ではあるものの、束線を光学箱側壁部に沿って這い回すために束線の線長を長くする必要がある。それに伴って、束線規制部材を多用する必要が発生する等、組立性の煩雑化を招く恐れがある。

本願発明の光走査装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光が感光体上を走査するように前記レーザ光を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させるモータと、を含む偏向装置と、前記回転多面鏡によって偏向されたレーザ光を前記感光体上に導く走査レンズ及びミラーと、前記回転多面鏡によって回転されたレーザ光を受光することによって同期信号を生成する光学センサと、を含む光学部材と、前記光学センサが実装されるセンサ回路基板と、前記回路基板に接続され、前記同期信号を送信するためのケーブルと、前記偏向装置、前記光学部材、前記センサ回路基板、及び前記ケーブルが取り付けられる光学箱であって、前記偏向装置が底面に固定された光学箱と、前記レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記回転多面鏡に略平行光として入射させるためのコリメートレンズと、を保持し、前記光学箱の側壁に固定される保持部材と、を備え、前記保持部材は、前記光学箱の内部に突出し、先端側にコリメートレンズが固定される鏡筒を備え、前記ケーブルは、前記鏡筒と前記底面との間を通過するように前記光学箱の内部に配されていることを特徴とする。

光学箱内においてケーブルによるレーザ光の遮断を抑制することができる。

画像形成装置の断面図 実施例１の光走査装置の上面図 実施例１の光走査装置および感光ドラムの断面図 実施例１の光走査装置の上方斜視図 実施例１の光走査装置の鏡筒周囲の拡大図 変形例の光走査装置の斜視図 変形例の光走査装置の上面図 変形例の光走査装置の鏡筒周囲の拡大図

以下、図面を参照して実施例を説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。

（画像形成装置）
まず、図１を用いて本実施例にかかる画像形成装置について説明する。図１は画像形成装置１の断面概略図である。画像形成装置１は原稿を読み取るための読取装置２およびオートマティック・ドキュメント・フィーダー５（ＡＤＦ）を備える。読取装置２は、原稿台ガラス２０、原稿台ガラス２０上にセットされた原稿Ｐ１にＬＥＤなどの原稿照射用光源２１１、原稿照射用光源２１１からの光を原稿Ｐ１に向かって反射する反射板２１２を備える。また、読取装置２は、反射ミラー２１３・２１４・２２２、集光レンズ２２３、および光電変換素子２２４（ＣＣＤあるいはＣＭＯＳなど）を備える。光源２１１、反射板２１２、反射ミラー２１３・２２１・２２２は、不図示のキャリッジに一体的に保持されている。原稿台ガラス２０上にセットされた原稿を読み取る際、キャリッジは図１中の矢印方向に移動することによって原稿をスキャンする。

原稿台ガラス２０上に載置された原稿あるいはＡＤＦ５によって搬送された原稿からの反射光は、反射ミラー２１１・２２１・２２２によって集光レンズ２２３に導かれる。集光レンズ２２３は入射した光を光電変換素子２２４に集光させる。光電変換素子２２４は光を受光することによって読取信号を生成する。読取信号は不図示の画像データ生成部に入力される。

画像データ生成部は読取信号あるいはＰＣなどの外部情報装置から入力された画像信号に基づいて画像データを生成する。後述する光走査装置６に備えられるレーザ光源は画像データに基づいてオン／オフ制御される。

画像形成装置１は画像形成部３を備える。画像形成部３は、感光体であるところの感光ドラム３１、現像器３２、転写装置３３、クリーナ３４、除電器３５、帯電器３６を含む。

光走査装置６は画像データに基づいてレーザ光を出射する。光走査装置６から出射されたレーザ光は、帯電器３６によって表面が帯電された感光体であるところの感光ドラム３１を露光する。レーザ光に露光されることによって感光ドラム３１上に静電潜像が形成される。図１において感光ドラム３１は時計周りに回転している。感光ドラム３１上に形成された静電潜像は現像器３２によって現像される。現像器３２によって現像されたトナー像は感光ドラムの回転によって感光ドラム３１と転写装置３３との間の転写部に搬送される。

本実施例の画像形成装置１は給紙カセット１０ａ・１０ｂを備える。画像形成装置１は、給紙カセット１０ａおよび１０ｂそれぞれに対するピックアップローラ１２、搬送ローラ１３・１４を含む給紙機構を備える。給紙機構のピックアップローラ１２は給紙カセットに収容されたシート束から１枚ずつシートピックアップして搬送ローラ１３と搬送ローラ１４の間に送り込む。搬送ローラ１３は反時計回りに回転し、搬送ローラ１４は時計周りに回転する。搬送ローラ１３と搬送ローラ１４に挟持されたシートはレジストローラ対１５に向けて搬送される。レジストローラ対１５は紙の斜向を補正するために設けられている。シートはレジストローラに突き当たることによってシートの向きが補正され、向きが補正されたシートはレジストローラ対１５によって転写部に搬送される。

転写装置３３は転写部に搬送されたシートに感光ドラム３１上のトナー像を転写する。トナー像が転写されたシートは搬送ベルト１６によって定着器４に搬送される。定着器４はシートに転写されたトナー像を加熱・加圧することによって定着させる。定着器４を通過したシートは排紙ローラ１７・１８によって排紙トレー８１に排紙される。

転写部においてシートに転写されずに感光ドラム３１上に残留した一部のトナーはクリーナ３４によって感光ドラム３１上から除去される。クリーナ３４によって残留トナーが除去された感光ドラム３１は除電器３５によって除電され、帯電器３６によって再び帯電される。

なお、画像形成装置の実施の形態を上記に限られるものではない。図１の画像形成装置はモノクロの画像形成装置であるが、実施の形態はカラーの画像形成装置であってもよい。また、図１の画像形成装置１は感光ドラム３１からシートに直接トナー像を転写する画像形成装置であるが、中間転写体を介して感光ドラム３１からシートにトナー像を転写する画像形成装置であっても良い。

（光走査装置）
次に光走査装置６について説明する。図２は光走査装置６の上面図である。図３は光走査装置６の概略断面図である。図４は光走査装置６の上側斜視図である。図５は光走査装置６の下側斜視図である。

光走査装置６はアルミ材質の光学箱９０を備える。光学箱９０にはレーザ光を出射する光源ユニット６２が取り付けられている。光源ユニット６２は、不図示の半導体レーザおよびその駆動電気基板と、鏡筒６２ａ、コリメータレンズ６２ｂを保持する保持部材である。半導体レーザから出射されたレーザ光が中空の鏡筒６２ａ内部を通過し、そのレーザ光はコリメータレンズ６２ｂによって平行光に変換される。コリメータレンズ６２ｂを通過したレーザ光は図２の紙面上下方向に屈折力を有するシリンダーレンズ６３によって集光される。

図２及び図３に示すように、光学箱９０の内部には偏向装置６１が取り付けられている。偏向装置６１は、ポリゴンミラー６１ａ（回転多面鏡）、回路基板６１ｂ、駆動モータ６１ｃを備える。ポリゴンミラー６１ａは複数の反射面を備え、それぞれの反射面によって光源ユニット６２から出射されたレーザ光を偏向する。ポリゴンミラー６１ａは駆動モータ６１ｃのロータに固定されている。駆動モータ６１ｃはモータ回路基板６１ｂに嵌合されており、モータ回路基板６１ｂはビスによって光学箱９０に固定されている。駆動モータ６１ｃはモータ回路基板６１ｃ（モータ回路基板）から電流が供給されることによって図２において回転軸を中心に反時計回りに回転する。

図２に示すように、光源ユニット６２から出射されたレーザ光はポリゴンミラー６１ａの反射面によって反射され、走査光に変換される。レーザ光の１走査周期中において、ポリゴンミラー６１ａによって偏向されたレーザ光はまずＢＤ回路基板６９（センサ回路基板）上に実装された光電変換素子（光学センサ）であるＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）に入射する。ＢＤ回路基板６９は後述する走査レンズの長手方向において、走査レンズに対して光源ユニット６２が配置された側に位置する。また、ＢＤ回路基板６９は光学箱９０の底面から立設するように光学箱９０に固定されている。レーザ光がＢＤの受光面を走査することによってＢＤ信号が生成される。光走査装置の外部であって画像形成装置本体にはコントローラが取り付けられている。ＢＤ信号は束線１０２（ケーブル）によって画像形成装置本体に取り付けられたコントローラに送信される。コントローラは、ＢＤ信号に基づいて主走査方向における画像の書出し位置を制御する。また、コントローラは、ＢＤ信号の周期に基づいてポリゴンミラーの回転速度を制御する。

モータ回路基板６１ｂにはモータドライバが実装されている。光走査装置の外部であって画像形成装置本体にはコントローラが取り付けられている。モータドライバとコントローラは制御信号を送信するための束線１０１（その他のケーブル）によって接続されている。レーザ光を偏向する偏向装置は、ポリゴンミラー６１ａ、モータ回路基板６１ｂ、駆動モータ６１ｃを含む。偏向装置はビスにより光学箱９０の底面に固定されている。

ケーブル１０１・１０２は光学箱９０の側壁の上面に設けられたケーブル排出部１０５から光学箱９０の外部に導かれている。ケーブルが断線しないように、ケーブル排出部１０５にはゴム・発泡剤などの弾性部材が設けられており、ケーブル１０１・１０２はその上を通過する。光学箱９０はカバー部材が取り付けられるが、ケーブル１０１・１０２はカバー部材と弾性材とによって挟まれる。

図３に示すように、ポリゴンミラー６１ａによって偏向されたレーザ光は、トーリック６４ａおよび６４ｂ（走査レンズ）を通過する。トーリックレンズ６４ｂを通過したレーザ光は、反射ミラー６６ａによって一旦感光ドラム３１から遠ざかる方向に反射された後、反射ミラー６６ｂによって感光ドラム３１に向けて反射される。反射ミラー６６ｂによって反射されたレーザ光は、光学箱９０に設けられた開口６８および開口を塞ぐ透明な防塵窓６７を通過して感光ドラム３１上を走査する。トーリックレンズ６４ａおよび６４ｂは、ポリゴンミラー６１ａによって偏向されたレーザ光を感光ドラム上に所定のスポット径で結像するレンズであり、走査光学系の一要素を構成している。防塵ガラス６７は光学箱９０の外側から両面テープにて光学箱９０に固定されている。

図４は本実施例の光走査装置６の斜視図であり、図５は図４の鏡筒６２ｂ周囲の拡大図である。図４に示すように、鏡筒６２ｂは光学箱９０の側壁から光学箱９０の内部に突出する。光源ユニット６２は光学箱９０と別体の部材であり、不図示のレーザ光源およびコリメータレンズ６２ｃを保持する。鏡筒６２ｂの先端側にはコリメータレンズ６２ｃが固定されている。

図５に示すように、ケーブル１０１・１０２は鏡筒６２ｂと光学箱９０の底面の間を通過するように光学箱９０の内部に配されている。鏡筒６２ｂと光学箱９０の底面との間はレーザ光の光路ではないので、光走査装置６の組立時に組立者がこの位置にケーブルを配することによって、組立後にケーブルによるレーザ光の遮断を確実に防止することができる。

本実施例の光走査装置６の底面には、ケーブル１０１・１０２を光学箱９０の底面に押さえこんだ状態を維持するための押さえ部材１０３（ケーブル規制部材）が設けられている。押さえ部材１０３は、一端が光学箱９０の底面にビスによって固定（固定端）されており、他端は自由端となっている。固定端と自由端との間はアーチ状になっており、アーチ状の部分の下側をケーブル１０１・１０２が通過している。固定端はコリメータレンズ６２ｃの直下に位置し、自由端は鏡筒の根元側に位置する。組立者は、コリメータレンズ６２ｃ側から鏡筒６２ｂの根元側に向かってコリメータレンズ６２ｃと押さえ部材１０３との間からケーブル１０１・１０２をスライドさせて、ケーブル１０１・１０２を鏡筒６２ｂと光学箱９０の底面との間に位置させる。その後、鏡筒６２ｂの根元からコリメーレンズ６２ｃ側に向かってケーブル１０１・１０２をスライドさせて、押さえ部材１０３と光学箱９０の底面との間にケーブル１０１・１０２を通過させる。組立者がこのような作業を行うことによって、ケーブル１０１・１０２は、光学箱９０の底面から浮かないようになり、レーザ光を遮断しないように光学箱９０の内部に配される。

次に、図６から図８を用いて実施例１の変形例を説明する。変形例の光走査装置は、押さえ部材１０３の他に押さえ部材１０４を備える点において図６に示す光走査装置を異なる。図６、図７に示すように、その他の構成は実施例の光走査装置と同様であるので説明を省略する。ポリゴンモータ６１の回転軸方向から見て２つの押さえ部材１０３・１０４は、それらを結ぶ線と入射レーザ光と交差するように光学箱９０の底面に配される。ケーブル１０１・１０２を押さえ部材１０３・１０４によって光学箱９０の底面からを通すことで、押さえ部材１０３・１０４によって押さえられるケーブルの長さを長くできる。

以上、説明したように、ケーブル１０１・１０２を鏡筒６２ｂと光学箱９０の底面に配することによって、レーザ光を遮断しないようにケーブル１０１・１０２を光学箱９０の内部に配することができる。

６２ 光源ユニット
６２ｂ 鏡筒
６２ｃ コリメータレンズ
１０１、１０２ ケーブル
１０３ 押さえ部材

Claims (4)

1. レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射されたレーザ光が感光体上を走査するように前記レーザ光を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させるモータと、を含む偏向装置と、
   前記回転多面鏡によって偏向されたレーザ光を前記感光体上に導く走査レンズ及びミラーと、前記回転多面鏡によって回転されたレーザ光を受光することによって同期信号を生成する光学センサと、を含む光学部材と、
   前記光学センサが実装されるセンサ回路基板と、
   前記回路基板に接続され、前記同期信号を送信するためのケーブルと、
   前記偏向装置、前記光学部材、前記センサ回路基板、及び前記ケーブルが取り付けられる光学箱であって、前記偏向装置が底面に固定された光学箱と、
   前記レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記回転多面鏡に略平行光として入射させるためのコリメータレンズと、を保持し、前記光学箱の側壁に固定される保持部材と、を備え、
   前記保持部材は、前記光学箱の内部に突出し、先端側にコリメータレンズが固定される鏡筒を備え、
   前記ケーブルは、前記鏡筒と前記底面との間を通過するように前記光学箱の内部に配されていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記偏向装置は、前記モータが実装されるモータ回路基板を含み、
   前記モータ回路基板には制御信号が送信されるその他のケーブルが備えられ、前記制御信号がその他のケーブルは前記鏡筒と前記底面との間を通過するように前記光学箱の内部に配されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記ケーブルが前記鏡筒と前記底面との間を通過するように、前記ケーブルを押さえる押さえ部材が前記底面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記ケーブルおよび前記その他のケーブルが前記鏡筒と前記底面との間を通過するように、前記ケーブルおよび前記その他のケーブルを押さえる押さえ部材が前記底面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
   

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