JP2633799B2 - 光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、電子複写機
に備えられ原稿を露光走査する光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機には、原稿台ガラスにセット
された原稿に対し光学装置を走行させながら光を照射し
原稿面に露光するものがある。

【０００３】この露光走査により、前記原稿面から反射
される反射光は感光体ドラムに導かれて結像し原稿像が
形成される。

【０００４】例えば、特公平５−２２１４号に見られる
ような光学装置においては、走査方向に移動するキャリ
ッジベ−スを備えている。このキャリッジベ−スには露
光ランプおよび、この露光ランプからの光を原稿面に導
くリフレクタが設けられている。さらに、キャリッジべ
−スには原稿面からの反射光を所定方向に反射させる反
射ミラ−およびカバ−などが配設されて露光走査ユニッ
トが構成されている。また、上記キャリッジベ−スの走
査方向と直交する方向の底面両端部には一対の接触部材
が取り付けられている。この一対の接触部材はキャリッ
ジベ−スの走査方向に沿って所定間隔を存して取り付け
られている。キャリッジベ−ス１は前記一対の接触部材
をガイドレ−ルに接触させ、この接触部材をガイドレ−
ルに摺接させて走行する。

【０００５】しかしながら、従来においては、キャリッ
ジベ−スの一対の接触部材をキャリッジベ−スの走行方
向の幅寸法内に配置していたため、一対の接触部材の離
間幅が小さく、露光走査ユニットの重心が前記一対の接
触部材間に位置していない場合がある。

【０００６】このため、露光走査ユニットの走行時にお
ける安定性が悪く、加速、減速時には露光走査ユニット
が飛び跳ねてしまい、結果的に画像のブレが大きくなる
とともに、騒音の原因ともなっていた。

【０００７】なお、前記キャリッジベ−ス自体の幅寸法
を大きくすると、一対の接触部材間の離間幅を広げるこ
とが可能となり、接触部材間の離間幅の間にキャリッジ
ベ−スの重心を配することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合に
は、キャリジベ−スの重量が大きくなり、モ−タの負荷
トルクが増大し、キャリッジモ−タの動作不良の原因と
なる。したがって、キャリッジベ−スの幅を単純に広く
することはできない。

【０００９】そこで、本発明は、重量を増加させること
なく、加速あるいは減速させても、飛び跳ねることな
く、スム−ズに走行できるようにした光学装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、原稿を載置する原稿台と、この原稿台の下面
に設けられ、原稿台に沿って第１の方向に移動可能な光
学系キャリッジと、この光学系キャリッジを原稿台に沿
って摺動自在にガイドするガイド部材と、前記光学系キ
ャリッジの前記第１の方向に直交する方向の両端部に設
けられ、前記第１の方向に延在するシャフトを有し、前
記光学系キャリッジを前記ガイド部材上に支持する支持
手段と、前記光学系キャリッジの所定位置に一部が取り
付けられ、前記光学系キャリッジを前記第１の方向に沿
って移動させるベルト手段と、このベルト手段を所定の
加速度で駆動する駆動手段とを有してなり、 前記支持手
段の前記第１の方向での長さをＳ(mm)、前記光学系キャ
リッジの重心と前記光学計キャリッジの前記所定位置と
の重力方向の間隔をｌ(mm)、前記駆動手段により駆動さ
れる前記ベルト手段の加速度をａ（mm/sec ² ) 、重力加
速度をｇ（mm/sec ² ) とするとき、 Ｓ≧４ａｌ／ｇ なる関係が満たされることを特徴とするものである。

【００１１】

【００１２】

【作用】上記手段により、光学系キャリッジの重心を接
触部材間に位置させることができ、光学系キャリッジの
走行時における安定性を向上させて加速、減速時におけ
る光学系キャリッジの飛び跳ねを確実に防止できるよう
にする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図１〜図５に示す一実施例を
参照して説明する。

【００１４】図１は画像形成装置を示すもので、図中１
１は装置本体である。

【００１５】この装置本体１１は載置台１２の上面部に
載置されている。

【００１６】上記装置本体１１の上面部には原稿Ｇを載
置する原稿台ガラス１３が設けられ、手前側には操作部
１４が設けられている。この操作部１４にはコピ−枚数
を設定する設定キ−１８、用紙サイズを選択する選択キ
−１９ａ、画像倍率を設定する倍率設定キ−１９ｂ、コ
ピ−動作を開始させるコピ−釦１７など各種の操作キ−
が配設されている。

【００１７】また、上記装置本体１１の一側面部には手
差用紙を給紙させる手差給紙部１５が設けられ、他側面
部には画像が形成された用紙を排出させる排紙トレイ１
６が設けられている。

【００１８】上記載置台１２の内部には用紙を収容する
第１〜第３の給紙カセット３５〜３７が出入自在に配設
され、上記載置台１２の一側部側には用紙を大量に収容
する大容量給紙装置３９が設けられている。

【００１９】図２に装置本体１１の内部構成を示す。上
記装置本体１１内の上部側には光学装置４１が設けられ
ている。この光学装置４１の下部側には像担持体として
の感光体ドラム２０が矢印方向に回転自在に設けられて
いる。前記光学装置４１は第１および第２のキャリッジ
２５，２６、レンズブロック４６、およびレンズ４６を
通過した光を感光体ドラム２０へと導く第４乃至第６の
反射ミラ−４７，４８，４９から構成されている。この
光学装置４１の詳細な構成については後述する。上記感
光体ドラム２０の周囲部にはその回転方向に沿って順
次、感光体ドラム２０の表面を一様に帯電させる帯電チ
ャ−ジャ−２１、感光体ドラム２０の表面に残留した電
荷を消去する消去アレイ２８、露光により前記感光体ド
ラム２０の表面に形成された潜像を現像する現像器２３
が配設されている。さらに、前記感光体ドラム２０の周
囲部にはその回転方向に沿って順次、前記感光体ドラム
２０の表面に形成された現像剤像を用紙に転写させる転
写チャ−ジャ−２４、現像剤像が転写された用紙を感光
体ドラム２０から剥離させる剥離チャ−ジャ−２７、お
よび感光体ドラム２０に残留した現像剤を除去するクリ
−ニング装置２９さらに、感光体ドラム２０に残留した
電荷を除電する除電器３０が配設されている。

【００２０】また、図中３１は用紙を搬送する搬送路
で、この搬送路３１には用紙の搬送方向に沿って順次、
用紙を整位するレジストロ−ラ対３２、上記転写、剥離
チャ−ジャ−２４，２７、用紙を搬送する搬送ベルト３
３、用紙に転写された転写像を定着させる定着器３４、
用紙を搬出させる排出ロ−ラ３８、排紙ロ−ラ４０が配
設されている。

【００２１】また、上記排出ロ−ラ３８と排紙ロ−ラ４
０との間には用紙の搬送方向を選択的に可変するゲ−ト
５１が回動自在に設けられている。このゲ−ト５１によ
り、用紙は上記排紙ロ−ラ４０あるいは重合コピ−用の
搬送路５２に送られる。

【００２２】上記重合コピ−用の搬送路５２の下部側に
は用紙を集積する集積部５３が設けられ、この集積部５
３に集積された用紙は搬送路５４を介して上記アライニ
ングロ−ラ３２へと送られる。

【００２３】上記光学装置４１は図３〜図５に示すよう
に構成されている。

【００２４】この光学装置４１は図４に見られるように
上記装置本体１１の上面部に設けられた原稿台ガラス１
３に沿って往復走行する第１および第２のキャリッジ２
５，２６を備えている。

【００２５】上記第１のキャリッジ２５は露光走査手段
としての露光ユニットを構成し、この第１のキャリッジ
２５には原稿に光を照射する露光ランプ４２および原稿
から反射される反射光を所定方向に反射させる第１の反
射ミラ−４３が配設されている。上記第２のキャリッジ
２６には上記第１の反射ミラ−４３から反射される反射
光を所定方向に反射させる第２および第３の反射ミラ−
４４，４５が配設されている。

【００２６】上記第３の反射ミラ−４５から反射される
反射光の光路中には図２に示したように、レンズ４６、
および前記レンズ４６を通過した光を所定方向に導く第
４乃至第６の反射ミラ−４７，４８，４９が配設されて
いる。

【００２７】上記第１のキャリッジ２５は図４に示すよ
うに、キャリッジベ−ス６１を備え、このキャリッジベ
−ス６１にはリフレクタ６２および上記露光ランプ４２
が取り付けられている。

【００２８】さらに、上記キャリッジベ−ス６１には取
付部材６４を介して電装部品６５が取り付けられ、この
電装部品６５はカバ−６６によってカバ−されている。

【００２９】上記カバ−６６の上面部には図５に示すよ
うに、上記露光ランプ４２から原稿に向かう光量を調節
する光量調節部材６７が取り付けられている。

【００３０】ところで、上記キャリッジべ−ス６１の走
行方向に直交する方向の両端部には上記キャリッジべ−
ス６１の走行方向に沿って支持手段としての支持シャフ
ト６８，６９がそれぞれ取り付けられている。これら支
持シャフト６８，６９は上記キャリッジベ−ス６１，リ
フレクタ６２、露光ランプ４２等を含む露光ユニットと
しての第１のキャリッジ２５の走行方向の長さ（幅方向
の長さ）寸法よりも長い寸法の全長を有している。そし
て、これら支持シャフト６８，６９はその両端部が第１
のキャリッジ２５の幅方向の端部から大きく突出した位
置にあり、中央部が固定具６８ａ，６９ａによりキャリ
ッジベ−ス６１に固定されている。

【００３１】上記支持シャフト６８，６９の第１のキャ
リッジ２５から突出する両端部には支点部としての合成
樹脂製の接触部材７０，７１が着脱自在に取り付けられ
ている。この接触部材７０，７１は底面部が半球状の形
状を有してなり、後述するガイドレ−ル７２，７３の平
面部７２ａ，７３ａに対して点接触するものである。上
記支持シャフト６８，６９はその接触部材７０，７１を
装置本体１１に設けられたガイド手段としての一対のガ
イドレ−ル７２，７３に接触させて上記第１のキャリッ
ジ２５を支持している。上記一対のガイドレ−ル７２，
７３の上面部には平面部７２ａ，７３ａが形成され、こ
れら平面部７２ａ，７３ａに上記支持シャフト６８，６
９の接触部材７０，７１が点接触されて摺動するように
なっている。ここで、ガイドレ−ル７２，７３の平面部
７２ａ，７３ａは、前記支持シャフト６８，６９の接触
部材７０，７１との間に発生する摩擦を低減させるた
め、滑面処理されている。

【００３２】また、上記キャリッジベ−ス６１の両端部
には図５示すように、固定具７４，７５を介して駆動ベ
ルト７６，７７が固定されている。前記駆動ベルト７
６，７７はプ−リ７８，７９にそれぞれ掛け渡され、上
記プ−リ７８，７９はシャフト８０を介して連結されて
いる。前記シャフト８０はプ−リ８１、ギヤベルト８
２、プ−リ８３を介して駆動モ−タ８４のシャフト８５
に連結されている。

【００３３】しかして、画像を形成する場合には、原稿
台ガラス１３上に原稿Ｇをセットし、操作部１４のコピ
−釦１７をオンする。これにより、露光ランプ４２が点
灯され、第１および第２のキャリッジ２５，２６が原稿
台ガラス１３に沿って走行される。このとき、第１のキ
ャリッジ２５は駆動ベルト７６，７７の走行により移動
される。駆動モ−タ８４の駆動力はギヤベルト８２によ
りシャフト８０に伝達され、プ−リ７８，７９が回転す
ることになる。このプ−リ７８，７９の回転により駆動
ベルト７６，７７が回転し、この回転に伴って第１キャ
リッジ２５が走行されるものである。このとき、第１の
キャリッジ２５の支持シャフト６８，６９はその接触部
材７０，７１をガイドレ−ル７２，７３の平面部７２
ａ，７３ａに摺動させて走行するものである。ここで、
本実施例においては、第１のキャリッジ２５は図６に示
されるような加速カ−ブにて加速され、４２０ｍｍ／ｓ
の速度にてスキャンされるものである。第１のキャリッ
ジ２５は図５に示したように固定具７４，７５にて駆動
ベルト７６，７７に固定されており、この駆動ベルト７
６，７７が回転することに伴って第１のキャリッジ２５
は移動されるものである。ここで、図７に第１のキャリ
ッジ２５の重心Ｇと、駆動ベルト７６（７７）への固定
点ａと、接触部材７０，７１と、ガイドレ−ル７２，７
３との接触点ｑ，ｒとの関係を示す。図７においては、
便宜上第１のキャリッジ２５の形状は矩形にして示す。
ここで、重心Ｇ及び固定点Ｐは第１のキャリッジ２５の
幅方向の中央に位置しており、この第１のキャリッジ２
５のシャフト６８，６９の長さを２Ｌとする。また、重
心Ｇと固定点Ｐとの距離をｌとし、第１のキャリッジ２
５の重さをｍとする。

【００３４】さらに、第１のキャリッジ２５を移動させ
るときの加速度をａ、重力加速度をｇとする。このよう
に定義するとき、第１のキャリッジ２５のガイドレ−ル
７２，７３との接触点ｑ，ｒには、それぞれ重力方向に
Ｆ´＝ｍｇ／２の力が加わっている。駆動ベルト７６
（７７）が回転されて第１のキャリッジ２５が加速度ａ
にて加速されると、第１のキャリッジ２５と駆動ベルト
７６（７７）との固定点Ｏには第１のキャリッジ２５の
移動方向にＦ＝ｍａの力が加わることになる。このと
き、第１のキャリッジ２５には重心Ｇを中心としてＭ＝
ｌ・ｍａのモ−メントが生じる。このとき、図７に示す
ｑ点には次のような力Ｆ´´が作用する。

【００３５】 Ｆ´´＝Ｆ´−Ｍ／Ｌ （１） ここで、図７に示した（−）方向の力がｑ点に生じた場
合、第１のキャリッジ２５の跳ね上がりが生じる。

【００３６】このように、第１のキャリッジ２５に作用
する力Ｆ´´が負のとき、飛び跳ねが生じる。つまり、 Ｆ´´＝Ｆ´−Ｍ／Ｌ＜０ （２） のとき第１のキャリッジ２５の跳ね上がりが生じるわけ
である。

【００３７】そこで、加速時に第１のキャリッジ２５の
ｑ点での跳ね上がりを防止するためには、 Ｆ´´＝Ｆ´−Ｍ／Ｌ＞０ （３） であればよいことになる。

【００３８】 つまり、ｍｇ／２−Ｍ／Ｌ≧０ （４） Ｍ／Ｌ≦ｍｇ／２ （５） ｌ・ｍａ≦ｍｇＬ／２ （６） となり、第１のキャリッジ２５のシャフト６８，６９の
長さは Ｓ＝２Ｌ≧４ａｌ／ｇ （７） を満たしていれば、加速時における第１のキャリッジ２
１の跳ね上がりを防止できるものである。

【００３９】第１のキャリッジ２５が走行することによ
り、原稿台ガラス１３の原稿Ｇに光が走査され、原稿Ｇ
から反射される反射光は第１乃至第３の反射ミラ−４
３，４４，４５を介してレンズ４６に送られ、このレン
ズ４６を通過したのち、第４〜第６のミラ−４７〜４９
を介して感光体ドラム２０に結像される。感光体ドラム
２０の表面は帯電チャ−ジャ−２１により帯電されてお
り、前記結像により原稿Ｇの静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は感光体ドラム２０の回転により現像器２３
に送られ、この現像器２３から現像剤としてのトナ−が
供給されて現像される。

【００４０】一方、このときには、給紙カセット３５〜
３８のいずれかから、あるいは、大容量給紙カセット３
９から用紙が送り出される。この用紙はレジストロ−ラ
３２へ送られ、ここで整位されたのち、感光ドラム２０
と転写チャ−ジャ−２４との間の画像転写部に送られて
画像が転写される。この画像が転写された用紙は剥離チ
ャ−ジャ−２７の作用により感光体ドラム２０から剥離
される。そして、この剥離された用紙は搬送ベルト３３
により定着器３４に搬送される。この定着器３４に搬送
された用紙はここで加圧されて画像が定着される。しか
るのち、用紙は通常コピ−時には、排出ロ−ラ３８およ
び排紙ロ−ラ４０を介して排紙トレイ１６上に排紙さ
れ、重ね合せコピ−時には、ゲ−ト５１を介して搬送路
５２へ送られる。

【００４１】上述したように、支持シャフト６８，６９
の両端部の支持部材としての接触部材７０，７１をキャ
リッジベ−ス６１，リフレクタ６２、露光ランプ４２等
を含む露光ユニットとしての第１のキャリッジ２５の幅
方向の端部から突出させるため、リフレクタ６２の重
心、ミラ−４３の重心、キャリッジベ−ス６１の重心は
すべて接触部材７０，７１の内側に位置されて外側にず
れることがなく、キャリッジ２５の走行時にける進行方
向に対する安定性が著しく向上する。これにより、露光
走査中において第１のキャリッジ２５にぶれを生じるこ
とがなく、画像形成に悪影響を及ぼすことがない。

【００４２】なお、上記支持シャフト６８，６９の長さ
２Ｌはリフレクタ６２の大きさや、カバ−６６の大きさ
によって変化するものであり、いずれの場合も、前記
（１）式を満たすように設定され、走行幅２Ｌの間に各
種の部品（キャリッジ２５に取り付けられている部品）
の重心を全て収めることができれば、キャリッジ２５は
走行時にぶれを発生することなく、進行方向に対する安
定性の向上が得られる。また、ガイドレ−ル７２，７３
はサイドフレ−ム８６，８６の上端部を折曲することに
より形成され、その上面部には平面部７２ａ，７３ａを
構成する耐磨耗性の高い厚さ０．６５mmの超高分子ポリ
エチレンシ−トが貼り付けられている。これにより、第
１キャリッジ２５の接触部材７０，７１間の摩擦が低減
され、接触部材７０，７１の摩擦が防止できる。

【００４３】また、上記接触部材７０，７１はシャフト
６８，６９に対し、接着剤あるいは溶接により固定して
もよく、また、着脱自在に圧入、あるいは爪を引っ掛け
て取り付けてもよい。

【００４４】なお、上記一実施例においては、支持手段
として支持シャフト６８，６９を用いたが、これに限ら
れることなく、図８，図９に示すようなものであっても
良い。

【００４５】すなわち、キャリッジベ−ス６１の走行方
向に直交する方向の両端部を走行方向に沿って一体的に
延出し、この延出部８１，８２を支持手段とする。上記
キャリッジベ−ス６１の延出部８１，８２の両端部には
支点部としての接触部材８３，８４が着脱自在に取り付
けられ、これら接触部材８３，８４がガイドレ−ル７
３，７３の平面部７２ａ，７３ａに点接触されて支持す
るものである。そして、このキャリッジべ−ス６１に対
して延出部８１，８２の両端に設けられている接触部材
８３，８４の間に露光ランプ４２や第１の反射ミラ−４
３を有した第１のキャリッジ２１が載置されるものであ
る。

【００４６】また、接触部材８３，８４はキャリッジベ
−ス６１に着脱自在で、磨耗した場合には容易に交換可
能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
重量を増加させることなく、光学系キャリッジの重心を
接触部材間に位置させることができ、光学系キャリッジ
の走行時における安定性が良い。したがって、加速、減
速時に光学系キャリッジが飛び跳ねることがなく、良好
に画像を形成できるとともに、騒音を発生することもな
いという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電子複写機を示す外観
斜視図。

【図２】図１の電子複写機を示す内部構成図、

【図３】図１の電子複写機に備えられる光学装置を示す
斜視図。

【図４】図３の光学装置を示す側断面図。

【図５】図３の光学装置の駆動系を示す斜視図、

【図６】図３の光学装置が安定して走行する加速カ−ブ
を示す図。

【図７】図３の光学装置に加わる力の関係を示す図。

【図８】本発明の他の実施例である光学装置のキャリッ
ジべ−スを示す平面図。

【図９】図８のキャリッジべ−スを示す側面図である。

【符号の説明】

１３…原稿台ガラス（原稿台）、２５…第１のキャリッ
ジ（光学系キャリッジ）、７２，７３…ガイドレ−ル
（ガイド部材）、６８，６９…支持シャフト（支持手
段）、７０，７１…接触部材（接触手段）、７６，７７
…駆動ベルト（ベルト手段）、９０…駆動モ−タ（駆動
手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原稿を載置する原稿台と、 この原稿台の下面に設けられ、原稿台に沿って第１の方
   向に移動可能な光学系キャリッジと、 この光学系キャリッジを原稿台に沿って摺動自在にガイ
   ドするガイド部材と、 前記光学系キャリッジの前記第１の方向に直交する方向
   の両端部に設けられ、前記第１の方向に延在するシャフ
   トを有し、前記光学系キャリッジを前記ガイド部材上に
   支持する支持手段と、 前記光学系キャリッジの所定位置に一部が取り付けら
   れ、前記光学系キャリッジを前記第１の方向に沿って移
   動させるベルト手段と、 このベルト手段を所定の加速度で駆動する駆動手段とを
   有してなり、 前記支持手段の前記第１の方向での長さをＳ(mm)、前記
   光学系キャリッジの重心と前記光学計キャリッジの前記
   所定位置との重力方向の間隔をｌ(mm)、前記駆動手段に
   より駆動される前記ベルト手段の加速度をａ（mm/sec
   ² ) 、重力加速度をｇ（mm/sec ² ) とするとき、 Ｓ≧４ａｌ／ｇ なる関係が満たされることを 特徴とする光学装置。