JP4299103B2 - 取り付け方法及びこの取り付け方法を用いた光走査装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、振動の防止に好適の取り付け方法に関し、更に詳しくは、この取り付け方法を用いた光走査装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。

従来から、レーザープリンタやデジタル複写機等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、光走査装置を備えたものが知られている。この光走査装置では、画像形成装置を構成する構成部材を介して駆動源や駆動ギヤ、駆動ベルト等の機械部品に基づく振動が光走査装置に伝搬し、外部から伝搬する振動に基づき感光体ドラムへのビーム走査中に光走査装置が振動して、記録紙（転写紙）に形成される画像にスジ状の濃度むら（バンディング）が生じ、画像品質が低下するという不都合がある。

そこで、従来から、記録装置本体の一部を構成する構成部材に剛性の高いベース部材を取り付け、このベース部材に光学部品を保持するハウジングをそれぞれ設け、構成部材の剛性の低さやこれに起因する振動等の影響を除去するようにした光走査装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３２１６２６１号公報

しかしながら、特許第３２１６２６１号公報に開示の技術では、ベース部材とハウジングとの固有振動数が一致すると共振を起こし、かえって光学部品が大きく振動して、バンディング等の画像品質が劣化するおそれが残存する。

また、剛性を高めるために重量増加を図ると、構成部材に撓みが生じ、感光体ドラムに対する光軸がずれるという不都合が生じる。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、振動の防止に好適な取り付け方法及びこの取り付け方法を用いた光走査装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。

本発明の取り付け方法は、振動が伝搬して到来することにより振動する固定部材の振動の節となる部分を取り付け箇所として複数個特定し、その取り付け箇所から取り付け箇所までの間を浮かせて部品を前記固定部材に取り付けることを特徴とする。

画像形成装置に用いる光走査装置の場合、固定部材としての板金製ハウジングを用い、光学部品を保持する光学部品保持部材をこの方法により板金製ハウジングに固定すれば、板金製ハウジングの振動が光学部品に伝搬するのを防止できて望ましい。

この光学部品の振動の防止を図ることにより、バンディングの低減を図ることができ、画像形成装置の画像品質の向上を期待できる。

本発明の光走査装置は、光学部品を搭載しかつ構成部材の振動が伝搬する板金製ハウジングの底壁に振動の節となる少なくとも二個以上の取り付け箇所が前記光学部品の長手方向に間隔を開けて設けられ、前記光学部品を保持する光学部品保持部材が前記取り付け箇所に取り付けられ、前記光学部品保持部材は前記底壁に対してその振動の節から節までの間が浮いていることを特徴とする。

本発明によれば、光学部品保持部材に板金製ハウジングの振動が伝搬するのを防止する構成としているので、バンディングの低減を図ることができる。

板金製ハウジングは一枚の板金から箱状に形成され、該板金製ハウジングは全周に渡る周壁を有し、前記取り付け箇所が前記周壁の近傍に位置しているのが望ましい。

このように板金製ハウジングの周壁を全周に渡って形成することにより、周壁近傍を振動の節とすることができ、振動の節を容易に形成できる。

その光学部品保持部材の固有振動数は、板金製ハウジングと光学部品保持部材との共振を避ける観点から、板金製ハウジングの固有振動数よりもより高いのが望ましい。

板金製ハウジングの底壁にはその周壁に沿って絞り部を設け、絞り部間に前記光学部品保持部材を掛け渡して浮かせることにするのがより望ましい。

板金製ハウジングの底壁に絞り部を設けることにより、板金製ハウジングの底壁の剛性を高めることができ、板金製ハウジングそのものの振動の低減を図ることができる。

板金製ハウジングの底壁に絞り部を設ける代わりに、光学部品保持部材にリブを設けても良い。この場合には、光学部品保持部材の剛性の向上を高めることができる。

構成部材の振動が伝搬する板金製ハウジングには、光源ユニットとポリゴンミラースキャナユニットと結像系光学部品とが設けられていても良い。

その板金製ハウジングの底壁には前記ポリゴンミラースキャナユニット取り付け用の開口が形成されているが、この開口を取り巻くようにして円形状起立壁部又は環状ビードを形成するのがより望ましい。

この開口の回りに円形状起立壁部又は環状ビードを形成することにより、開口周壁部分の剛性を高めることができる。

また、板金製ハウジングの底壁には前記結像系光学部品としての折り返しミラーにより反射された走査光を感光体ドラムに導くための開口が形成されているが、この開口の周壁には、上記と同様の理由から直線状起立壁部を形成するのが望ましい。

光学部品保持部材の固有振動数は６００Ｈｚ以上であることが望ましい。構成部材から伝搬する振動の振動数はおおむね６００Ｈｚ以下であり、６００Ｈｚ以上の振動数はおおむねバンディングに寄与しないからである。

結像光学部品を保持する光学部品保持部材を結像光学部品毎に設けるのがより望ましい。更には、板金製ハウジングに前記光学部品を位置決めするための位置決め部材を設け、光学部品保持部材と結像系光学部品とを一体に交換可能とするのが望ましい。

この光走査装置は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる。

本発明によれば、固定部材の振動の節となる箇所で部品を固定部材に取り付け、部品の取り付け箇所から取り付け箇所までの間を浮かせているので、固定部材の振動が部品に伝搬するのを防止できる。

以下に、本発明に係わる取り付け方法及びこの取り付け方法を用いた光走査装置の実施例を図面を参照しつつ説明する。

図１（ａ）は本発明に係わる固定部材としての板金製ハウジング１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢印Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、図２は図１に示す板金製ハウジング１を側面側から見た部分断面図を示している。この板金製ハウジング１の材料には、例えば磁性鋼板が用いられ、１枚の板金を用いて絞り工法により箱形形状に形成されている。

この板金製ハウジング１は全周に渡って周壁２を有し、この周壁２は図３に示すように、ここでは、その断面はコ字形状とされているが、これに限らず、断面がＬ字形状であっても良い。

板金製ハウジング１の底壁３には、光源ユニット配置用の凹所４Ａ、ポリゴンミラースキャナユニット取り付け用の円形開口４Ｂ、主走査方向に延びる光ビーム案内用の直線状開口４Ｃが形成されている。

その円形開口４Ｂの周壁には、その底壁３の下面側に円形開口４Ｂを取り巻くようにして下方に向かって突出する円形状起立壁部６が形成されている。この円形開口４Ｂの周壁に円形状起立壁部を形成する代わりに、溶接により環状ビードを形成しても良い。直線状開口４Ｃの周壁には図２に示すように下方に向かって起立する直線状起立壁部７がこの直線状開口４Ｃに沿って形成されている。その円形状起立壁部６、直線状起立壁部７は板金製ハウジング１に開口を形成することに起因する板金製ハウジング１の剛性低下を防止する役割を果たす。

なお、板金製ハウジング１の軽量化を図るために、底壁３の適宜箇所に開口を形成し、この開口周壁の回りに起立壁部を形成することにすれば、板金製ハウジング１の剛性低下を防止しつつその板金製ハウジング１の軽量化を図ることができる。

底壁３にはその板金製ハウジング１の周壁２に沿って、絞り部８が設けられている。この絞り部８は直線状開口４Ｃから円形状開口４Ｂに向かって延びており、円形状開口４Ｂを両側から跨ぐようにして形成されている。円形状開口４Ｂの周壁部はこの絞り部８により振動しにくい箇所となっている。

この絞り部８は、図１（ｂ）に示すように、底壁３に対して隆起しており、板金製ハウジング１の振動の節を形成する役割を果たしている。

また、底壁３にはその絞り部８の内側に凹所９が形成されている。この凹所９は、図１（ｂ）に示すように底壁３と面一であり、絞り部８は、振動の節を形成する他、板金製ハウジング１の軽量化、薄型化を図った場合にその板金製ハウジング１の剛性の低下を防止する役割を有する。

この板金製ハウジング１には、図４、図５に示すように、光源ユニット１０、ポリゴンミラースキャナユニット１１、長尺状の結像系光学部品としてのｆθレンズ１２、長尺状の結像系光学部品としての走査レンズ１３、長尺状の結像系光学部品としての折り返しミラー１４、シリンドリカルレンズ１５、折り返しミラー１６が搭載される。

光源ユニット１０は、図４に示すように光学部品保持部材１７に位置決め保持され、ポリゴンミラースキャナユニット１１は光学部品保持部材１８に位置決め保持され、ｆθレンズ１２、シリンドリカルレンズ１５、折り返しミラー１６は光学部品保持部材１９に位置決め保持され、走査レンズ１３は光学部品保持部材２０に位置決め保持され、折り返しミラー１４は光学部品保持部材２１に位置決め保持されている。

板金製ハウジング１には、図１（ａ）、図２に示すように画像形成装置の構成部材２２への取り付け用の取り付け穴２２Ａが形成され、板金製ハウジング１はこの構成部材２２にネジ止め固定される。

光学部品保持部材１７は底壁３の凹所４Ａに配置されてネジ止め固定されている。図１（ａ）において、符号２２Ｂはその光学部品保持部材１７の取り付け穴を示す。

その光学部品保持部材１８は、円形開口４Ｂに配置されて円形開口４Ｂの周壁にネジ止め固定されている。その図１（ａ）において、符号２２Ｃはその光学部品保持部材１８の取り付け穴を示す。

光学部品保持部材１９は、絞り部８に載置されて絞り部８にネジ止め固定されている。その図１（ａ）において、符号２２Ｄはその光学部品保持部材１９の取り付け穴を示す。

光学部品保持部材２０は、絞り部８、８に掛け渡されて、底壁３にネジ止め固定されている。ここでは、光学部品保持部材２０はその剛性を高めるために箱形形状とされている。その図１において、符号２２Ｅはその光学部品保持部材１９の取り付け箇所としての取り付け穴を示す。その取り付け穴２２Ｅは構成部材２２から板金製ハウジング１に伝搬する振動の節となる箇所に位置している。

その走査レンズ１３は、図６に拡大して示すように、光学部品保持部材２０に位置決め部材２３Ａ、挟持部材２３Ｂを介して保持され、絞り部８から絞り部８までの部分が板金製ハウジング１の底壁３に対して浮かされている。

底壁３には光学部品保持部材２０を板金製ハウジング１に位置決めするための位置決め部材としての位置決め突起２４Ａが設けられている。その光学部品保持部材２０はその位置決め突起２４Ａにより位置決めされる。このものによれば、その走査レンズ１３に損傷などの不具合が発生した場合には、光学部品保持部材２０と走査レンズ１３とを一体に取り外して交換することができて便利であり、走査レンズ１３と光学部品保持部材２０とを分離できる構成とすれば、リサイクルの観点から望ましい。

光学部品保持部材２１は図１に示す位置決め突起２４Ｂ、２４Ｂにより位置決めされ、底壁３にネジ止め固定されている。その図１において、符号２２Ｆはその光学部品保持部材２１の取り付け箇所としての取り付け穴を示し、この取り付け穴２２Ｆは周壁２の近傍で、振動の節となる箇所に位置している。

その折り返しミラー１４は、その長手方向に間隔を開けて設けられた一対の姿勢保持部材２５Ａに支持され、板バネ２５Ｂにより姿勢保持部材２５Ａに付勢されて保持されている。

光学部品保持部材２１には、ここでは、図７に示すように、スペーサ部材２６が取り付け穴２２Ｆに対応する箇所に設けられている。このスペーサ部材２６には、例えば、弾性部材としてのゴム、非鉄金属、プラスチックス材料を用いることができる。

光学部品保持部材２１は、このスペーサ部材２６により、取り付け穴２２Ｆから取り付け穴２２Ｆまでの間が底壁３に対して浮かされている。光学部品保持部材２１は振動の節となる取り付け箇所で板金製ハウジング１に固定され、かつ、光学部品保持部材２１の残余の部分は底壁３に対して浮かされているので、構成部材２２を介して駆動装置から振動が板金製ハウジング１に伝搬してきたとしても、その振動が光学部品保持部材２１に伝搬するのを防止できる。

なお、スペーサ部材２６を設ける代わりに、光学部品保持部材２１の下部で取り付け穴２２Ｆに対応する箇所にリブを設けても良い。

この光走査装置によれば、図５に示すように、光源ユニット１０から射出された光ビームＱはポリゴンミラーによって主走査方向に走査され、ｆθレンズ１２、走査レンズ１３を介して折り返しミラー１４により下方に向けて反射され、直線状開口４Ｃを通って画像形成装置の一部を構成する感光体ドラム２７に導かれ、感光体ドラム２７を露光する。これにより、感光体ドラム２７に静電潜像が形成される。

この実施例によれば、板金製ハウジング１の底壁３の振動の節となる箇所に取り付け穴を設け、各光学部品保持部材を底壁３に対して浮かせる構成としたので、取り付け箇所はほとんど振動せず、構成部材２２から伝搬する振動が光学部品保持部材に伝わるのを防止でき、従って、振動による走査光軸のぶれを回避すること、ひいては、後述する記録紙２８にバンディングが生じるのを防止できる。

また、ハウジングが板金製であるので、ポリゴンミラースキャナユニット自体の発熱又は定着ユニット（図示を略す）から伝わってくる熱によって、ハウジングが熱変形することも避けることができる。

更に、結像系光学部品を保持する光学部品保持部材２０、２１を各結像系光学部品毎に設ける構成とし、各光学分保持部材毎に板金製ハウジング１に取り付け、取り外し可能としたので、結像系光学部品に手をふれずに光学部品保持部材を板金製ハウジング１から取り外すことができる。

加えて、リサイクルの観点からも、ハウジングが板金製であるので、溶融させて再利用することもできる。更に、板金製ハウジングを絞り工法のみで製作できるので、量産性に優れた金型を短期間で製造できる。

更に、板金製ハウジングに磁性鋼板を用いたので、組立作業者は、組み立てに際してマグネットを使用できることになり、組み立て作業効率、組み立て作業者の負担軽減も図ることができる。

以上、実施例について説明したが、光学部品保持部材１９〜２１の材料には、板金製ハウジング１と同じ材料を用いても良く、また、異なる材料を用いても良いが、光学部品保持部材１９〜２１の固有振動数は、板金製ハウジング１の固有振動数よりも高いのが、共振を避ける観点から望ましい。

なお、この固有振動数は、例えば、板金製ハウジング１、光学部品保持部材１９〜２１に加速度ピックアップを取り付けてこれらを振動させ、ＦＦＴアナライザ（ファースト フーリエ トランスファー アナライザ）を用いて解析することにより測定することができる。

また、光学部品保持部材１９〜２１の固有振動数は６００Ｈｚ以上がより望ましい。

というのは、図８に概念的に示すように、バンディングは記録紙２８に画像を転写記録したとき、副走査方向（光ビーム走査方向（主走査方向）と直交する紙送り方向）に周期的に濃い箇所Ｑ１と薄い箇所Ｑ２とが周期的に生じる濃度むら（濃淡の差）を言うのであるが、構成部材２２から伝搬する振動はおおむね６００Ｈｚ未満の振動であり、かつ、６００Ｈｚ以上の振動は濃い箇所Ｑ１から薄い箇所Ｑ２までのピッチＰが非常に小さくなって、バンディングが生じているかいないか記録紙２８を見ても見分けがつかない状態となるからである。

なお、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、絞り部８を設ける代わりに、板金製ハウジング１の周壁２に沿ってビード２９を設け、ビード２９と周壁２との間に振動の節となる取り付け箇所を形成し、この取り付け箇所に取り付け穴２２Ｅ、２２Ｆを設け、光学部品保持部材２０、２１をこの取り付け穴２２Ｅ、２２Ｆを介して底壁３に取り付ける構成としても良い。

本発明に係わる板金製ハウジングの説明図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１に示す板金製ハウジングを側面から見た部分断面図である。 図１の矢印Ａ−Ａ線に沿う部分拡大断面図である。 図１に示す板金製ハウジングに光学部品を搭載した状態を示す平面図である。 図４の矢印Ｂ’−Ｂ’線に沿う断面図である。 図５に示す走査レンズの光学部品保持部材への保持状態を拡大して示す側面図である。 折り返しミラーの光学部品への保持状態を示す説明図であって、図５の矢印Ｃ方向から光学部品保持部材を目視した状態を示す図である。 バンディングの説明図である。 本発明に係わる板金製ハウジングの他の例を示す説明図であって、（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

符号の説明

１…板金製ハウジング
３…底壁
１４…折り返しミラー（結像系光学部品）
２１…光学部品保持部材
２２…構成部材
２２Ｆ…取り付け穴（取り付け箇所）

Claims (14)

1. 光学部品を搭載しかつ構成部材の振動が伝搬する板金製ハウジングの底壁の振動の節となる少なくとも二個以上の取り付け箇所に、前記光学部品を保持する光学部品保持部材を前記底壁に対して浮かせるようにして取り付けたことを特徴とする光学部品の取り付け方法。
2. 光学部品を搭載しかつ構成部材の振動が伝搬する板金製ハウジングの底壁に振動の節となる少なくとも二個以上の取り付け箇所が前記光学部品の長手方向に間隔を開けて設けられ、前記光学部品を保持する光学部品保持部材が前記取り付け箇所に取り付けられ、前記光学部品保持部材は前記底壁に対してその振動の節から節までの間が浮いていることを特徴とする光走査装置。
3. 前記板金製ハウジングが一枚の板金から箱状に形成され、該板金製ハウジングは全周に渡る周壁を有し、前記取り付け箇所が前記周壁の近傍に位置していることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記板金製ハウジングの固有振動数よりも前記光学部品保持部材の固有振動数が高いことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
5. 前記板金製ハウジングの底壁にその周壁に沿って絞り部を設け、該絞り部間に前記光学部品保持部材を掛け渡して浮かせたことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
6. 前記光学部品保持部材にリブが形成され、該リブを介して該光学部品保持部材が前記板金製ハウジングの底壁に対して浮かさ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。
7. 構成部材の振動が伝搬する板金製ハウジングに光源ユニットとポリゴンミラースキャナユニットと結像系光学部品とが設けられ、前記板金製ハウジングは一枚の板金から箱状に形成され、該板金製ハウジングは底壁と全周に渡る周壁とを有し、前記板金製ハウジングには前記底壁に振動の節となる少なくとも二個以上の取り付け箇所が前記結像系光学部品の長手方向に間隔を開けて設けられ、前記結像系光学部品を保持する光学部品保持部材が前記取り付け箇所に取り付けられ、前記光学部品保持部材は前記底壁に対してその振動の節から節までの間が浮いていることを特徴とする光走査装置。
8. 前記板金製ハウジングの底壁には前記ポリゴンミラースキャナユニット取り付け用の開口が形成され、該開口を取り巻くようにして円形状起立壁部又は環状ビードが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 前記板金製ハウジングの底壁には前記結像系光学部品としての折り返しミラーにより反射された走査光を感光体ドラムに導くための開口が形成され、該開口の周壁に直線状起立壁部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
10. 前記光学部品保持部材の固有振動数が６００Ｈｚ以上であることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
11. 前記結像光学部品を保持する光学部品保持部材が結像光学部品毎に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
12. 前記板金製ハウジングに前記光学部品を位置決めするための位置決め部材が設けられ、前記光学部品保持部材と前記結像系光学部品とが一体に交換可能であることを特徴とする請求項１１に記載の光走査装置。
13. 前記板金製ハウジングの材料に磁性鋼板が用いられていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
14. 請求項７に記載の光走査装置を有する画像形成装置。
    
    

Images