JP2017194515A - 光学走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の目的は、光学走査装置の交換作業を容易に短時間で行えるようにし、より安価な構成を実現することである。
【解決手段】画像情報に基づいて光を出射する光源と、前記光源を制御する制御基板と、前記光源から出射された光を偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段により偏向走査された光を被走査体へ導く光学手段と、前記制御基板と前記偏向手段と前記光学手段を支持する筐体とを備え、画像形成装置に対して挿抜可能な光学走査装置において、前記制御基板は、前記筐体に対して突出している突出部を有し、前記突出部の、前記制御基板が前記筐体に支持されている支持面の側に、前記光源に信号を送るためのケーブルを挿抜可能に接続するコネクタを設け、前記コネクタに対する前記ケーブルの挿抜方向は前記突出部の前記コネクタを設けた面に対して平行な方向である。
【選択図】 図5

Description

本発明は、画像情報に応じた光を被走査体に走査する光学走査装置、および光学走査装置を用いてシート等の記録材に画像を形成する、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
従来、レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光学走査装置は、次のような動作を行っている。画像信号に応じて光源から光変調され出射された複数のレーザ光を偏向手段により偏向走査し、偏向走査されたレーザ光を、fθ特性をもつ走査レンズ(fθレンズ)によって感光ドラム上に結像させている。これにより、感光ドラム上に静電潜像が形成される。その後、画像形成装置において、感光ドラム上の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、これを記録材に転写して定着装置へ送り、記録材上のトナー像を加熱定着させることで印刷(プリント、画像形成)が行われる。
昨今、前述の光学走査装置も含めて、画像形成装置内の各部品、ユニット等の交換容易性がますます求められており、特に短時間での交換可能な構成が重視されるようになっている。
例えば特許文献1に開示されているように、画像形成装置内で、感光ドラムに対して光学走査装置が下方に配置されている構成の場合、光学走査装置は画像形成装置の内部深くに入り込んでいる。そのため、画像形成装置の複数のカバーを外し、また複数の電装基板を外さないと、光学走査装置の交換ができない場合が多く、工数が非常に多いことから交換に時間がかかっていた。
光学走査装置の交換の工数を少なくするためには、画像形成装置の特定の1面の外装カバーと、その1面から取り外しできる構成物を外すだけで、光学走査装置の交換が可能な構成であることが望ましい。特許文献1の場合、画像形成装置の特定の1面(光学走査装置を介して搬送ローラなどが配置されていない側)には、電装基板や駆動系などの構成物が配置されていない場合が多い。この画像形成装置の特定の1面の外装カバーを外すことによって光学走査装置の交換ができる構成であれば、交換時間の短縮につながる。
特開2014−119540号公報
しかし、上記従来技術には、以下のような課題がある。
前記光学走査装置は、前記光源を実装したレーザ基板が設けられている。このレーザ基板には、レーザ制御のためのレーザFFC(Flexible Flat Cable)を接続するコネクタが設けられている。光学走査装置の交換を行う際には、前述のコネクタにレーザFFCを挿抜する作業を行う必要がある。
しかし、前記コネクタにレーザFFCを挿抜する際に、画像形成装置のフレーム(構造部材)と光学走査装置の間にある程度の空間がないと、作業者の手が届かず、前述のコネクタにレーザFFCを挿抜する作業を容易に行うことができない。
前記コネクタにレーザFFCを挿抜する作業を、光学走査装置を画像形成装置内に組み込む前に行うことが考えられるが、この場合、長いレーザFFCが必要になることから、コストアップやノイズを受けやすいなどの別の課題が生じるため望ましくない。
レーザ基板に設けたレーザFFCのコネクタ形状が、レーザFFCを基板面に対して平行に実装する形状(ライトアングル)であれば、レーザFFCを基板面に対して垂直に実装する形状(ストレートタイプ)よりは作業者の手が届きやい場合もある。しかし、単にライトアングルのコネクタ形状の場合、画像形成装置のフレームとレーザFFC自身によって、コネクタとの接続部(導体部)を隠してしまうことがある。そのため、レーザFFCが斜め挿しになっていないかを確認できないため、作業ミスを起こしやすく、その結果レーザ基板や光源(レーザ素子)にダメージを与える可能性がある。
レーザFFC側に突起を設けてコネクタ側に前記突起と嵌合する溝を設けることによって、前述の斜め挿しを防止する方法も考えられる。しかし、その場合でも、斜め挿しは防止できるものの、コネクタの接続部が作業者から見えないことによって、突起を溝に嵌めることが難しく、作業性は低下する。
その他、画像形成装置の一部の外装を外すだけで光学走査装置にアクセスできる箇所に、レーザ基板とは別に、レーザFFCを挿抜するための中継基板を設ける方法が考えられる。しかし、この場合、交換容易性は向上するものの、コストアップとなるため望ましくない。
本発明の目的は、光学走査装置の交換作業を容易に短時間で行えるようにし、より安価な構成を実現することである。
上記目的を達成するため、本発明は、画像情報に基づいて光を出射する光源と、前記光源を制御する制御基板と、前記光源から出射された光を偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段により偏向走査された光を被走査体へ導く光学手段と、前記制御基板と前記偏向手段と前記光学手段を支持する筐体とを備え、画像形成装置に対して挿抜可能な光学走査装置において、前記制御基板は、前記筐体に対して突出している突出部を有し、前記突出部の、前記制御基板が前記筐体に支持されている支持面の側に、前記光源に信号を送るためのケーブルを挿抜可能に接続するコネクタを設け、前記コネクタに対する前記ケーブルの挿抜方向は前記突出部の前記コネクタを設けた面に対して平行な方向であることを特徴とする。
本発明によれば、制御基板に設けた突出部にケーブル接続のためのコネクタを設けることで、光学走査装置を交換する際のケーブル接続のためのスペースが確保している。これにより、容易に短時間で交換作業が行える。また、前述のスペースの確保により、ケーブルの挿抜時に目視確認が行えるため、作業ミスを防止できる。また、前述のスペースの確保により、ケーブル接続のための追加部品を設けなくてもよく、より安価な構成を実現できる。
実施例1の画像形成装置100を示す概略断面図 実施例1の光学走査装置3を示す概略斜視図 実施例1の走査光学系を示す断面図 実施例1の光学走査装置3を画像形成装置100に組付けた際の概略図 実施例1の特徴的な構成を示す図 実施例1において外装カバー70を取り外した状態の概略図 実施例1において光学走査装置3を画像形成装置100に組付ける際の概略図 実施例1においてレーザFFC51を装着する際の概略図 実施例1においてレーザFFC51を装着する際の概略図 実施例2の特徴的な構成を示す図
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態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、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
〔実施例1〕
図1〜図9を用いて、実施例1に係る光学走査装置を備えた画像形成装置の構成について具体的に説明する。
まず図1を用いて光学走査装置を備えた画像形成装置の全体構成を説明する。図1は本実施例の画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
図1に示す画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の現像剤(トナー)を備え、記録材10上にトナー画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置である。
図1において、帯電手段となる帯電ローラ2Y,2M,2C,2Kにより一様に帯電された像担持体(被走査体)となる感光ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面にはレーザ光LY,LM,LC,LKが照射される。レーザ光LY,LM,LC,LKは、図示しない画像データ入力部からの画像データに基づいて、それぞれに対応した露光手段となる光学走査装置3から出射される。これにより感光ドラム1の表面に静電潜像が形成される。本画像形成装置100では、光学走査装置3は感光ドラム1Y,1M,1C,1Kの下方に配置されている。
各感光ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面に形成された静電潜像に対して現像手段となる現像装置4Y,4M,4C,4K内の現像ローラ6Y,6M,6C,6Kから各色のトナーが供給されて現像され、各感光ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面に各色のトナー像が形成される。
各感光ドラム1Y,1M,1C,1Kに対向して中間転写ベルト8が張架して配置されている。各感光ドラム1Y,1M,1C,1Kの表面に形成された各色毎のトナー像は中間転写ベルト8の外周面に順次に一次転写される。この一次転写は、中間転写ベルト8の内周面側に配置された一次転写手段となる一次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kに一次転写バイアス電圧が印加されることにより行われる。
一方、給送カセット9には記録材10が積載されており、記録材10は給送ローラ11により給送された後、搬送ローラ12により搬送される。
その後、記録材10は、所定のタイミングで中間転写ベルト8と、二次転写手段となる二次転写ローラ13とのニップ部からなる二次転写部14へ搬送される。そして、二次転写ローラ13に二次転写バイアス電圧が印加されることで中間転写ベルト8の外周面上のトナー像が記録材10に転写される。
その後、記録材10は、二次転写部14の二次転写ローラ13と中間転写ベルト8とに挟持搬送されて定着手段となる定着装置15に送られ、該定着装置15により加熱及び加圧されてトナー像が記録材10に定着され、排出ローラ16によって搬送される。
次に図2〜図3を用いて前記光学走査装置3の全体構成について説明する。図2は、本実施例に係る光学走査装置3を示す斜視図である。図3は、走査光学系について説明するための図で、図2で示すA−A断面方向から見た断面図である。
光学走査装置3は、画像情報に基づいてレーザ光を出射する光源としての半導体レーザ30Y,30M,30C,30Kと、前記半導体レーザを制御する制御基板としてのレーザ駆動回路基板35を備えている。さらに光学走査装置3は、前記半導体レーザから出射されたレーザ光を偏向走査する偏向手段としての回転多面鏡33と、前記回転多面鏡33により偏向走査されたレーザ光を各感光ドラム(被走査体)へ導くレンズやミラー等からなる光学手段を備えている。また前記レーザ駆動回路基板35と前記回転多面鏡33と前記光学手段は、光学走査装置3を構成する筐体としての光学箱40に支持されている。この光学走査装置3は、画像形成装置100に対して挿抜可能に設けられている。画像形成装置100に対する光学走査装置3の挿入方向は、図1を正面に見て左側から右側に向かう方向であり、図2に示す矢印+X方向とは逆方向(−X)である。一方、画像形成装置100に対する光学走査装置3の取り出し方向は、図1を正面に見て右側から左側に向かう方向であり、図2に示す矢印+X方向である。
レーザ駆動回路基板35によって駆動制御される半導体レーザ30Y,30M,30C,30Kから出射された発散光のレーザ光LY,LM,LC,LKは、コリメータレンズ31Y,31M,31C,31K(図示せず)によって平行化されたレーザ光束に変換される。このレーザ光LY,LM,LC,LKは、シリンドリカルレンズ32を透過することによって副走査方向にのみ収束され、回転多面鏡33の反射面上に線像として結像する。ここまでの装置構成が入射光学系を構成する。
次に、回転多面鏡33はスキャナモータ34によって回転駆動され、レーザ光LY,LM,LC,LKをそれぞれ偏向する。回転多面鏡33によって偏向されたレーザ光LY,LMは、第1の走査レンズ36aを透過後、レーザ光LYは第2の走査レンズ37bを透過し、折り返しミラー38cで反射された後、感光ドラム1Yにスポット像として結像する。一方、レーザ光LMは、折り返しミラー38bで反射された後、第2の走査レンズ37aを透過し、折り返しミラー38aで反射され、感光ドラム1Mに結像する。また、レーザ光LY,LMが回転多面鏡33で偏向される方向を+Xとすると、レーザ光LC,LKは−X側(対向側)に偏向される(対面走査系)もので、それぞれ第2の走査レンズ37c,37dを透過および、折り返しミラー38d,38e,38fで反射され、感光ドラム1C、1Kに結像する。ここまでの装置構成が走査光学系を構成する。
このような走査光学系は、4つの感光ドラム1Y,1M,1C,1K上に走査光を導いて画像記録を行っている。具体的には、回転多面鏡33の回転により、レーザ光LY,LM,LC,LKの偏向される角度が変化してレーザ光LY,LM,LC,LKが結像した各スポット像は感光ドラム1Y,1M,1C,1K表面上を感光ドラムの軸方向に移動(主走査)する。また、感光ドラム1Y,1M,1C,1Kが回転することにより、各スポット像は感光ドラム1Y,1M,1C,1K表面上を感光ドラムの軸方向に直交する方向に移動(副走査)する。これにより感光ドラム1Y,1M,1C,1K表面上に画像情報に応じた静電潜像を形成する。入射光学系および複数の走査光学系は、1つの光学箱40に精度良く収納され、光学走査装置3を形成している。
なお、本実施例の光学走査装置3はレーザ駆動回路基板35を1枚で構成することができ、対面走査系であることによりレーザ駆動回路基板35の位置は、図3で示す光学走査装置3の断面図の略中央にあるとよい。
次に図4を用いて本実施例に係る光学走査装置3の画像形成装置100内での取付位置について説明する。図4は、画像形成装置100のフレームを模式的に表している。ここでは説明のため、一部の部品、ユニット、フレームに設けられる穴などは省略している。
画像形成装置は、図4に示すように構造部材としてのフレームFを有している。フレームFは、前側板82、後側板83、上ステイ80、下ステイ81、および図示しない右側板により構成されている。光学走査装置3は、前側板82、後側板83、上ステイ80、下ステイ81、および図示しない右側板により囲われた図4に示す位置に挿抜可能に設置されている。後側板83には、図示しない駆動ギアや複数の電装基板、画像信号を生成するコントローラ等が配置されている。そして、レーザFFC51によってコントローラとレーザ駆動回路基板35とが接続され、通電や画像信号の通信を行う。
光学走査装置3が有するレーザ駆動回路基板35と画像形成装置側のコントローラの位置関係により、レーザFFC51の長さを最も短くするために、後側板83に開いた穴84にレーザFFC51を通す構成としている。
次に図5を用いて本実施例に係る光学走査装置の特徴的な構成について説明する。図5は、レーザ駆動回路基板35近傍を拡大したものである。
レーザ駆動回路基板35を駆動させるための画像データ等の信号を送るケーブルとしてのレーザFFC51は、レーザ駆動回路基板35に設けられたコネクタ50で、レーザ駆動回路基板35に接続されている。レーザ駆動回路基板35は、両面実装の基板であり、前記光学箱40に対して突出している突出部35aが設けられている。突出部35aは、光学走査装置3を画像形成装置100へ挿入する方向(図2の矢印+X方向とは逆方向)の上流側に向けて突出して設けられている。
コネクタ50は、レーザ駆動回路基板35に実装された半導体レーザ30などに信号を送るケーブルである。コネクタ50は、前記突出部35aの、レーザ駆動回路基板35が光学箱40に支持されている支持面35bの側に設けられている。コネクタ50の形状は、レーザFFC51を支持面35b(突出部35aのコネクタ50を設けた面)に対して平行に実装する形状、いわゆるライトアングル形状である。コネクタ50は、突出部35aの中でもレーザ駆動回路基板35の光学箱40から突出している側(突出側)の端部に実装されている。コネクタ50は、前記突出部35aの中でも光学走査装置3を画像形成装置100へ挿入する方向(図2の矢印+X方向とは逆方向)の上流側の端部に設けられている。
また、前記突出部35aと、前記突出部35aの前記コネクタ50を設けた面(支持面35b)と対向する光学箱40との間には、空間部60が設けられている。なお、コネクタ50に対するレーザFFC51の挿抜方向は、光学走査装置3を画像形成装置100へ挿抜する方向と同じである。
ここで、本実施例での光学走査装置3を画像形成装置100から取り出し、交換する手順について図6を用いて説明する。
図6は、説明のため、画像形成装置の外装を模式的に表すと共に、矢印A方向から見た面を正面とした時、正面から見て左側の側面(特定の1面)の外装カバー(左カバー70)を外した状態を示す斜視図である。なお、画像形成装置を構成する部品、ユニットの中で、説明に用いないものは省略している。
本実施例では、画像形成装置100の特定の1面(ここでは前記正面から見て左側の側面)に、外装カバーとしての左カバー70を開閉可能に設けている。この左カバー70を画像形成装置100から外すだけで、フレームFの所定の位置に設置された光学走査装置3にすぐアクセスできる構成となっている。そのため、左カバー70を外した後、光学走査装置3のコネクタ50からレーザFFC51を容易に抜くことができる。その後、画像形成装置100の左側の側面から引き出せば、光学走査装置3を画像形成装置100から取り出すことができる。
次に再度、光学走査装置3を画像形成装置100に組み付ける手順について図7を用いて説明をする。
図7に示すように、フレームFを構成する上ステイ80と下ステイ81との間に、光学走査装置3を矢印B方向に挿入し、所定の位置に設置する。次にレーザFFC51をコネクタ50に挿し込む。光学走査装置3が画像形成装置100の所定位置に設置された状態が図4になる。前述したように、突出部35aと、突出部35aのコネクタ50を設けた面(支持面35b)と対向する光学箱40との間には、空間部60が設けられている。すなわち、光学走査装置3を交換する際のケーブル接続のためのスペースが確保されている。このため、レーザFFC51をコネクタ50に接続する際に、容易に短時間で作業が行える。また、前述のスペースの確保により、レーザFFC51の挿抜時に作業者は目視確認が行えるため、作業ミスを防止できる。また、前述のスペースの確保により、ケーブル接続のための中継基板などの追加部品を設けなくてもよいため、より安価な構成を実現できる。
なお、コネクタ50は、レーザFFC51を押し込んで接続する方式に限定されるものではない。例えば、図8に示すようなロック部50aを備えたロック式のコネクタ50を用いてもよい。この場合、コネクタ50にレーザFFC51を差し込み、空間部60に指を入れることにより、ロック部50aを倒せば図9に示すようにレーザFFC51をコネクタ50に装着できる。このように構成しても良い。
また、突出部35aの光学箱40の端部から突出している距離35cは15mm以上であり、空間部60の距離60a(突出部35aの支持面から、対向する光学箱40の面までの距離)は20mm以上である。本実施例では、図5において、例えば突出部35aの距離は約15mm、空間部60の大きさ60aは約20mmとしている。この程度の大きさがあると、一般的な大人の指が入る。そのため、このような突出部35aと空間部60を設けることによって、上ステイ80と下ステイ81とに囲われた狭い空間であっても、レーザFFC51をコネクタ50に装着しやすく、また挿入状態をフレームの外から容易に目視確認することができる。また、空間部60を構成する光学箱40の面に、カット部40aなどの面取り形状を設けるとさらに効果は向上する。
本実施例によれば、光学走査装置を画像形成装置内から交換する際、画像形成装置の特定の1面の外装カバーのみを外せば、容易に光学走査装置にアクセスすることができる。また、光学走査装置を画像形成装置に対して取り付ける際も取り出す際も、レーザFFCを接続するのに必要なスペースが確保されているため、容易に短時間で、交換作業が行える。
また、開放した特定の一面の外装側から、レーザFFCのコネクタ接続部を目視で確認することができるため、レーザFFCの斜め挿しなどの作業ミスを防止し、安定して挿抜できる。前述のスペースの確保により、レーザFFC接続のための中継基板などの追加部品を設けなくてもよく、より安価な構成を実現できる。
〔実施例2〕
次に図10を用いて実施例2に係る光学走査装置について説明する。図10は実施例2に係る光学走査装置の斜視図である。
本実施例では、レーザ駆動回路基板35を延長させ、光学箱40から一部が突出(オーバーハング)している突出部35aが設けられている。その他の画像形成装置および光学走査装置に関する機能および名称は、前述した実施例1と同様であるため、ここでは省略する。実施例1と異なるのは、光学箱40と突出部35aとの間に囲まれた限定された空間部が無い点である。
本実施例によれば、実施例1における効果に加え、実施例1で述べたような限定された空間ではなく、より作業者の手が入りやすいことによって、レーザFFC51を挿抜しやすいことである。
また、レーザFFCのコネクタ接続部を目視で確認することができるため、レーザFFCの斜め挿しなどの作業ミスを防止し、安定して挿抜できる。
それだけでなく、空間部を設けるために光学箱40の一部を削減しなくてよいので、様々な光学部品の配置の自由度が向上する。
〔他の実施例〕
なお、前述した実施形態では、画像形成部の下面側から露光する光学走査装置の構成について述べたが、これに限定するものではなく、画像形成部の上面側から露光する光学走査装置においても、本発明を適用することで同等の効果が得られる。
また、前述した実施形態では、4つの画像形成部に光を照射することが可能な光学走査装置の構成について述べたが、画像形成部の使用個数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。
また前述した実施形態では、光学走査装置を備えた画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置が有する光学走査装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
F …フレーム
L …レーザ光
1 …感光ドラム
3 …光学走査装置
30 …半導体レーザ
31 …コリメータレンズ
32 …シリンドリカルレンズ
33 …回転多面鏡
34 …スキャナモータ
35 …レーザ駆動回路基板
35a …突出部
35b …支持面
35c …距離
40 …光学箱
40a …カット部
50 …コネクタ
50a …ロック部
51 …レーザFFC
60 …空間部
60a …距離
70 …左カバー
80 …上ステイ
81 …下ステイ
82 …前側板
83 …後側板
84 …穴
100 …画像形成装置

Claims (8)

  1. 画像情報に基づいて光を出射する光源と、前記光源を制御する制御基板と、前記光源から出射された光を偏向走査する偏向手段と、前記偏向手段により偏向走査された光を被走査体へ導く光学手段と、前記制御基板と前記偏向手段と前記光学手段を支持する筐体とを備え、画像形成装置に対して挿抜可能な光学走査装置において、
    前記制御基板は、前記筐体に対して突出している突出部を有し、
    前記突出部の、前記制御基板が前記筐体に支持されている支持面の側に、前記光源に信号を送るためのケーブルを挿抜可能に接続するコネクタを設け、前記コネクタに対する前記ケーブルの挿抜方向は前記突出部の前記コネクタを設けた面に対して平行な方向であることを特徴とする光学走査装置。
  2. 前記突出部と、前記突出部の前記コネクタを設けた面と対向する前記筐体との間に空間を設けたことを特徴とする請求項1に記載の光学走査装置。
  3. 前記突出部の前記筐体に対して突出している距離は15mm以上であり、前記突出部と前記突出部の前記コネクタを設けた面と対向する前記筐体とで形成される空間の距離は20mm以上であることを特徴とする請求項2に記載の光学走査装置。
  4. 前記コネクタは、前記突出部の中でも前記制御基板の前記筐体から突出している側の端部に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学走査装置。
  5. 前記突出部は、前記光学走査装置を前記画像形成装置へ挿入する方向の上流側に向けて突出して設けられ、
    前記コネクタは、前記突出部の中でも前記挿入する方向の上流側の端部に設けられていることを特徴とする請求項4に記載の光学走査装置。
  6. 前記コネクタに対する前記ケーブルの挿抜方向は、前記光学走査装置を前記画像形成装置へ挿抜する方向と同じであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学走査装置。
  7. 光学走査装置を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
    請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学走査装置と、
    前記光学走査装置を挿抜可能に支持する構造部材と、
    前記構造部材に対して前記光学走査装置を挿抜するために前記画像形成装置の特定の1面に開閉可能に設けられた外装カバーと、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  8. 前記光学走査装置は、被走査体の下方に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
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