JP4370859B2 - 走査光学装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はレーザービームプリンタやデジタル複合機等の画像形成装置に用いられる走査光学装置走査光学装置、および該走査光学装置を適用した画像形成装置に関する。

画像形成装置に用いられる走査光学装置は、高速回転する回転多面鏡によってレーザービームの光ビームを反射させて偏向走査し、得られた走査光を回転ドラム上の感光体に結像させて静電潜像を形成する装置である。この走査光学装置を適用した画像形成装置は、走査光学装置による静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化し、これを記録紙に転写して定着装置へ送り、記録紙上のトナーを加熱定着させることで印刷（プリント）が行われている。

従来より走査光学装置として、特許文献１に記載の実施の形態には、回転多面鏡を回転させるモータ、このモータを保持する基板を内蔵した箱状の光学箱を有し、モータを保持する基板は、光学箱の底壁に複数箇所で同じ高さで締結されている。

また、他の走査光学装置を図面を参照して説明する。図５は従来の走査光学装置の構成を示す側面断面図である。回転多面鏡１０１、ステータとこれに対向するロータ１０４からなるモータ１０２、およびモータ基板１０３が光学箱１０５に内蔵され、モータ基板１０３は光学箱１０５の底壁１０５ａを貫通するビス１０６によって直接光学台１０７に締結されている。このことにより、モータ１０２を直接光学台１０７に固定することでモータ１０２の振動自体を低減すると共に、モータ１０２の振動が光学箱１０５に伝わるのを防ぐようになっている（特許文献２参照）。
特開平１１−５２２７０号公報 特開２０００−１１１８２５号公報

しかしながら、前者の従来例においては、モータの高速回転により振動が生じ、その振動が光学箱に伝わり、光学箱に保持されている結像レンズ等の光学部品が振動し、ビームを感光体の正確な位置に結像できなくなり、走査線のピッチむら等により画像が低下しやすいという問題がある。

また、後者の従来例においては、光学箱と光学台の固定、モータと光学台の固定が必要となり締結が複雑であり、締結による歪み等も出やすい。また、結像レンズ、回転多面鏡、モータおよび光学箱等を密閉状態でユニット化し難く、ユニット化したとしてもこのユニットを移動させて位置調整するのが難しいという問題もある。

本発明の目的は、回転多面鏡を駆動するモータの駆動による光学箱の振動を低減し、光学部品の振動による光学性能の劣化や騒音等を防止でき、高性能で光走査できる走査光学装置、および走査光学装置を適用した画像形成装置を提供することにある。

上記の目的は下記の手段により達成される。

（１）光ビームを走査する回転多面鏡と前記回転多面鏡を駆動するモータを有する回転多面鏡ブロックと、前記回転多面鏡を経て光ビームを感光体に結像させる結像光学部品と前記回転多面鏡ブロックとを内蔵し、底壁と側壁とを有する光学箱と、を備え、前記回転多面鏡ブロックは、前記底壁に近接した高さに形成した第１取付座で第１締結手段によって締結され、且つ、前記第１取付座よりも高い位置であって前記側壁の前記光学箱の内側に突出した部分に形成された第２取付座で第２締結手段によって締結されることを特徴とする走査光学装置。

（２）前記（１）に記載の走査光学装置を適用したことを特徴とする画像形成装置。

以上のように構成したので下記のような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、回転多面鏡ブロックは、底壁に形成した第１取付座で第１締結手段によって締結され、且つ、前記第１取付座よりも高い位置であって前記側壁の前記光学箱の内側に突出した部分に形成された第２取付座で第２締結手段によって締結されるので、回転多面鏡を駆動するモータの駆動による光学箱の振動を低減し、光学部品の振動による光学性能の劣化や騒音等を防止でき、高性能で光走査できる走査光学装置を実現できるようになった。

請求項２に記載の発明によれば、第２取付座は複数であり、それぞれの第２取付座の高さは同一または異なるので、回転多面鏡ブロックを確実に光学箱に取り付けることができ、さらに第２取付座の設計の自由度が増した。

請求項３に記載の発明によれば、第２取付座を、側壁の光学箱の内側に突出する部分であると共に底壁の光学箱の内側に突出する部分に形成したので、第２取付座の剛性が増し、モータの駆動による回転多面鏡ブロックの振動を効率よく防止できるようになった。

請求項４に記載の発明によれば、回転多面鏡ブロックは、モータを支持し且つ回転多面鏡を覆うケースを有し、このケースの側壁に光学箱と締結のための突起部を形成したので、このケースを確実に光学箱に固定できモータの駆動によりケースが振動するのを効率的に防止できるようになった。

請求項５に記載の発明によれば、底壁からの第２取付部の高さ位置は、底壁からの回転多面鏡の高さ位置より高いので、ケースを確実に固定でき、モータの駆動によりケースが振動するのを効率的に防止できるようになった。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１から５のいずれか１項に記載の走査光学装置を適用したので、モータの駆動による光学箱の振動を低減し、光学部品の振動による光学性能の劣化や騒音等を防止でき、高性能で光走査できる画像形成装置となった。

最初に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を図１により説明する。なお、説明では、画像形成装置を正面より見て上下方向をＺ方向、左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向とする。最初に、実施の形態の走査光学装置を適用した画像形成装置を図面を参照して説明する。図１は本発明の走査光学装置を適用した画像形成装置の構成を示す断面図である。画像形成装置は、原稿搬送部ＤＦ、画像読取部Ａ及び画像形成手段Ｂ等から構成されている。

原稿搬送部ＤＦでは、原稿給紙皿１に載置された原稿ＯＲの束から、分離搬送ローラ２により１枚ずつ分離されて原稿ＯＲが搬送され、搬送ドラム３により搬送されて、搬送ドラム３の下で画像読取が行われる。画像が読み取られた原稿ＯＲは原稿排紙皿４に排出される。

画像読取部Ａでは、搬送ドラム３の下を移動する原稿ＯＲを第１光源１０ａと第２光源１０ｂとで照明して、原稿ＯＲからの反射光をミラー１１及びレンズ１２からなる光学系でラインＣＣＤ１３上に投影して走査読取が行われる。ラインＣＣＤ１３により電気信号に変換された画像情報は、デジタル画像情報に変換され記憶部に記憶される。

画像形成手段Ｂでは、電子写真方式により記録紙Ｓ上に画像を形成する。画像形成手段Ｂにおいて、２０はドラム状の感光体ドラム、２１は感光体２０上に静電潜像を形成し、現像し、転写し、クリーニングする画像形成プロセス部である。８０は画像形成プロセス部２１の走査光学装置であり画像読取により生成されたデジタル画像情報に基づいて発光するレーザダイオード及びレーザダイオードからの光ビームを感光体ドラム２０上に導く光学系を有する。３０、３１、３２は記録紙給紙部であり感光体ドラム２０に記録紙Ｓを給紙する。２３はトナー像を記録紙Ｓ上に定着する定着装置、３３は定着処理された記録紙Ｓを、そのまま排紙皿３７に排紙するか反転部又は裏面画像形成用給紙部３６に導くかの切換を行う切換ガイド、３４は排紙ローラである。３５は手差し給紙部である。

画像形成開始信号により、感光体ドラム２０が回転するとともに、記録紙給紙部３０、３１又は３２から記録紙Ｓが給紙される。回転する感光体ドラム２０上に、画像形成プロセス部２１により形成されたトナー像は記録紙Ｓ上に転写される。定着装置２３により定着処理された記録紙Ｓは、そのまま記録紙排紙皿３７に排紙するか、表裏反転されて排紙する又は裏面画像形成用給紙部３６に搬送するかが切換ガイド３３により選択される。記録紙排紙皿３７に排紙するように選択された場合は、そのまま記録紙排紙皿３７に排紙される。

次に、前述の走査光学装置８０について詳しく説明する。図２は実施の形態に係わる走査光学装置の構成を示す平面図、図３は図２に示す断面ＡＡの構成を示す背面図、図４は実施の形態に係わる走査光学装置の光学箱と回転多面鏡ブロックの斜視図である。

図２、図３および図４に示すように、光学走査装置８０は、光学箱８１、回転多面鏡ブロック８２、光学部品等で構成されている。

光学箱８１は箱状の形をし、底壁８１ａ、側壁８１ｂ、第１取付座８１ｅ、８１ｆおよび第２取付座８１ｃ、８１ｄ等を有している。第２取付座８１ｃ、８１ｄは側壁８１ｂより光学箱８１の内側に突出し、さらに、底壁８１ａより光学箱８１の内側に突出している部分に形成している。第１取付座８１ｅ、８１ｆは底壁８１ａに近接した高さに形成している。また、第２取付座８１ｃ、８１ｄの高さ位置は第１取付座８１ｅ、８１ｆより高い位置に形成している。光学箱８１は、回転多面鏡ブロック８２および光学部品等を内蔵している。

回転多面鏡ブロック８２は、モータ８５、ケース８２ａ、蓋８２ｄおよび回転多面鏡８２ｂ等で構成され、回転多面鏡８２ｂはモータ８５の駆動により底壁８１ａと垂直方向に形成した軸８２ｃを中心に高速回転する。ケース８２ａは剛性のダイキャスト等でつくられており、モータ８５を強固に支持し、回転多面鏡８２ｂを覆っている。また、ケース側壁８２５ａには十分な強度を有する突起部８２１ａ、８２２ａ、８２３ａおよび８２４ａを形成している。

突起部８２３ａ、８２４ａと第１取付座８１ｅ、８１ｆとは第１締結手段であるビスＭによって締結している。また、突起部８２１ａ、８２２ａと第２取付座８１ｃ、８１ｄとは第２締結手段であるビスＭによって締結している。詳しくは、図３において、底壁８１ａと第２取付座８１ｃ、８１ｄの上面までの高さをｈ２とし、底壁８１ａから回転多面鏡８２ｂまでの高さをｈ１とした時、高さｈ２は高さｈ１より高くなっている。従って、例えば、回転多面鏡８２ｂに動的な不釣り合いがあり、軸８２ｃが振り回されようとしても、軸８２ｃを支持しているケース８２ａは、底壁８１ａからの高さを変えて強固に固定されているので、底壁８１ａに振動が伝わるのを防止できる。

実施の形態のモータ８５は、ステータとこれに対向するロータからなり、回転多面鏡８２ｂを回転させる。このモータ８５は高速回転タイプで、毎分３５０００回転であるがこれに限定されるものではない。

ここで、走査光学装置の主な作用について説明する。最初にモータ８５が高速回転する。すると、例えばモータ８５と一体で回転する回転多面鏡８２ｂが加工誤差、空気抵抗等により不釣り合いがあると振動を起こそうとするが、モータ８５を支持しているケース８２ａは、突起部８２１ａ、８２２ａ、８２３ａおよび８２４で強固に光学箱８１に固定されているので、ケース８２ａと一体になっている光学箱８１の底壁８１ａは振動が抑制されるので、底壁８１ａに固定されている光学部品の振動が抑制される。

このようにモータによる振動が抑制された状態で、半導体レーザ８４から発生されたレーザ光をコリメータレンズ８３ａによって平行化し、アパチャによってビーム形状を整えた後に、シリンドリカルレンズ８３ｂによって集光し、回転多面鏡８２ｂによってその回転軸に垂直な方向に偏向走査し、シリンドリカルレンズ８３ｂと共に結像光学系を構成する結像レンズ８３ｃ、反射ミラー８３ｄを経て感光体ドラム２０（図１）上の感光面に精度よく結像させ、感光体ドラムに結像する光束は、回転多面鏡８２ｂの回転により走査して静電潜像を形成するようになっている。

以上により、回転多面鏡を駆動するモータの駆動による光学箱の振動を低減し、光学部品の振動による光学性能の劣化や騒音等を防止でき、高性能で光走査できる走査光学装置を実現できるようになる。

なお、実施の形態では、第２取付座８１ｃ、８１ｄとして、光学箱の底壁８１ａより同じ高さにある２つの取付座について説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、第２取付座として光学箱の底壁より異なる高さにある取付座を複数設けてもよい。また、回転多面鏡ブロックのケースは回転多面鏡を覆わない構造とすることもできる。

本発明の走査光学装置を適用した画像形成装置の構成を示す断面図である。 実施の形態に係わる走査光学装置の構成を示す平面図である。 図２に示す断面ＡＡの構成を示す背面図である。 実施の形態に係わる走査光学装置の光学箱と回転多面鏡ブロックの斜視図である。 従来の走査光学装置の構成を示す側面断面図である。

符号の説明

８０ 走査光学装置
８１ 光学箱
８１ａ 底壁
８１ｂ 側壁
８１ｃ、８１ｄ 第２取付座
８１ｅ、８１ｆ 第１取付座
８２ 回転多面鏡ブロック
８２ａ ケース
８２１ａ、８２２ａ、８２３ａ、８２４ａ 突起部
８２５ａ ケース側壁
８２ｂ 回転多面鏡
８５ モータ
Ｍ 第１締結手段、第２締結手段（ビス）

Claims (6)

1. 光ビームを走査する回転多面鏡と前記回転多面鏡を駆動するモータを有する回転多面鏡ブロックと、
   前記回転多面鏡を経て光ビームを感光体に結像させる結像光学部品と前記回転多面鏡ブロックとを内蔵し、底壁と側壁とを有する光学箱と、
   を備え、
   前記回転多面鏡ブロックは、前記底壁に近接した高さに形成した第１取付座で第１締結手段によって締結され、且つ、前記第１取付座よりも高い位置であって前記側壁の前記光学箱の内側に突出した部分に形成された第２取付座で第２締結手段によって締結されることを特徴とする走査光学装置。
2. 前記第２取付座は、複数であり、それぞれの第２取付座の高さは同一または異なることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
3. 前記部分は前記側壁の前記光学箱の内側に突出する部分であると共に前記底壁の前記光学箱の内側に突出する部分であることを特徴とする請求項１または２に記載の走査光学装置。
4. 前記回転多面鏡ブロックは、モータを支持し前記回転多面鏡を覆うケースを有し、前記ケースの側壁に前記第２取付座と締結のための突起部を形成したことを特徴とする請求項１、２または３に記載の走査光学装置。
5. 前記底壁からの前記第２取付部の高さ位置は、前記底壁からの前記回転多面鏡の高さ位置より高いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の走査光学装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の走査光学装置を適用したことを特徴とする画像形成装置。

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