JP4765493B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
そして、フルカラー画像を形成するカラー画像形成装置として、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)およびK(黒)の各色に対応して4つの感光体ドラムを配列してなる、いわゆるタンデム型が知られている。このような画像形成装置は、光走査装置によって4本の光ビームを各々の感光体ドラム表面上に走査して各感光体ドラム上に各色に対応した静電潜像を形成し、各静電潜像を各4色のトナーで現像し、これを中間転写体を介して記録媒体上に順次転写する。
そして、レーザー光源の各々は、画像データにより変調駆動されたレーザー光束を出射する。このレーザー光束は、回転している回転多面鏡の反射面で反射して偏向された後、走査レンズにより感光体ドラムの表面を露光走査する。
この特許文献1に開示されている構造は、ハウジングから突設された軸受体の軸孔をシャフトが貫通している。そして、ハウジングは、このシャフトを中心として回動可能であると共に、シャフトの軸方向へスライド可能である。
このように構成することにより、画像形成装置の作動時に、定着部、モータ等の種々の熱源によりハウジングが加熱されて膨張した場合に、ハウジング内に内蔵されている光学部品の傾きや位置が変化して感光体ドラムとの位置精度がずれてしまうことを防止している。
このような事態を防止するためには、シャフト自体の剛性を高めてシャフトが歪まないようにするために、シャフトの径を大きくすることも考えられるが、光走査装置が大型になってしまうと共に重量が増えてしまうという問題が生じる。また、フレームを強固にして歪まないようにすることも考えられるが、製作コストが高くなってしまうという問題がある。
弾性部材の弾性範囲を規制する規制部を更に含むことを特徴とすることができる。この規制部が弾性部材と一体に形成されていることを特徴とすることができる。
また、光学箱取付部を介して掛け渡される光学箱が取り付けられる一対のフレームを更に含み、一対のフレームの各々が位置決め部を有することを特徴とすることができる。一対のフレームに被走査体が掛け渡されることを特徴とすることができる。
の移動が許容されるように押圧する押圧部と、取付部の各々を互いに連結してなり、位置決め部での軸部が位置決め部の開放端の側から脱落しないように規制する規制部と、を含み、取付部、押圧部及び規制部により軸部用部材が構成されていることを特徴とすることができる。そして、一対のフレーム側に設けられた2つのボスを更に含み、ボスに係合する丸穴が取付部の各々に設けられ、規制部は、取付部同士の離間距離が可変なように変形可能であることを特徴とすることができる。
また、位置決め部は、一対のフレームの各々に略V字形状に形成されたV溝であることを特徴とすることができる。
図1は、本実施の形態に係る光走査装置が適用された画像形成装置の概略構成図である。
図1に示すように、画像形成装置は、タンデム型のフルカラープリンタとして構成されている。すなわち、フルカラープリンタの本体10の内部には、光走査装置12と、フルカラーの画像形成を行う画像形成ユニットであるプリントヘッドデバイス(Print Head Device)14とが設置されている。
光走査装置12は光学箱(ハウジング)24を備えている。この光学箱24の内部には、回転多面鏡(回転反射鏡、ポリゴンミラー)26、走査レンズ(fΘレンズ)28、折返ミラー29、分離多面鏡(分離ミラー、分離手段)30、反射鏡32及びシリンドリカルミラー(光学素子)34Y,34M,34C,34K(図2参照)が配置されている。また、光学箱24の内部に、後述するレーザー光源が配置されている。このレーザー光源は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色の画像情報をそれぞれ含む4本のレーザー光束を出射する図示しない半導体レーザーアレイ等を有する。このため、レーザー光源を半導体レーザー光源とも言うことができる。
光学箱24には、防塵ウィンドウ24a(図2参照)が配設されている。光走査装置12のレーザー光束は、防塵ウィンドウ24a(図2参照)を通じて感光体ドラム16,18,20,22の各々に入射する。
このようにして、光走査装置12は、4個の感光体ドラム(被走査体)16,18,20,22に対する画像の露光処理を行うように構成されている。
プリントヘッドデバイス14は、複数の中間転写体36,38,40を備えている。すなわち、プリントヘッドデバイス14は、感光体ドラム16,18の各々に形成されたトナー像を多重転写される中間転写体36と、感光体ドラム20,22の各々に形成されたトナー像を多重転写される中間転写体38と、中間転写体36,38の各々の多重のトナー像を更に多重転写される中間転写体40とを備えている。
そして、感光体ドラム16に形成されたイエローのトナー像及び感光体ドラム18に形成されたマゼンタのトナー像が、一定の速度で一方向に搬送される中間転写体36に順次転写される。また、感光体ドラム20に形成されたシアンのトナー像及び感光体ドラム22に形成されたブラックのトナー像が、一定の速度で一方向に搬送される中間転写体38に順次転写される。
その後、これら中間転写体36,38のトナー像は、最終的に中間転写体40に転写された後に、給紙カセット25から供給された記録用紙に一括して転写される。これによりカラー画像を得ることができる。記録用紙のカラー画像に対し、定着装置27にて定着処理が施された後に、記録用紙は、本体10の上面である排出トレイに排出される。
図2及び図3は、光走査装置12の内部構成を示す構成図である。具体的には、図2は、光走査装置12の内部構成を示す縦断面図であり、図3は、光走査装置12の内部構成を示す平面図である。
図2及び図3に示すように、光走査装置12の光学箱24は、防塵構造となるように構成されている。そして、光学箱24は、第1ケース241と第2ケース242とを有する。すなわち、光学箱24の内部空間が境界部243で仕切られており、この境界部243によって、個別の空間を有する第1ケース241及び第2ケース242が形成されている。境界部243には、第1ケース241と第2ケース242とを空間的に連通する窓244が穿設されている。また、第1ケース241には、側壁245を有する。
この第1光学系400は、レーザー光源(シングルレーザビームアレイ)41Y,41M,41C,41Kを備えている。これらレーザー光源41Y,41M,41C,41Kは、第1ケース241の側壁245に形成された取付け部245aに取り付けられている。この側壁245の取付け部245aは、側壁245に対して所定の角度で交差するように延在している。すなわち、取付け部245aは、レーザー光源41Y,41M,41C,41Kの各々で発生したレーザー光束(レーザービーム)10Y,10M,10C,10Kが側壁245に対して斜めの方向に進行すると共に4本のレーザー光束10Y〜10Kが互いに平行に進行するように、段形状に形成されている。
レーザー光源41Y,41M,41C,41Kの各々は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各画像信号により駆動され、発散光束となるレーザー光束10Y〜10Kを出射する。すなわち、レーザー光源41Y,41M,41C,41Kは、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色の画像情報をそれぞれ含む4本のレーザー光束10Y〜10Kを出射する半導体レーザーアレイ等を有する。このため、レーザー光源を半導体レーザー光源とも言うことができる。
なお、レーザー光源41Y,41M,41C,41Kの背面には、1枚の駆動基板(LD基板)48(図3参照)が取り付けられている。
そして、これらコリメータレンズ42Y,42M,42C,42K、スリット43Y,43M,43C,43K、および第1反射ミラー部44Y,44M,44C,44Kは、各色に対応したものである。また、これらの光学素子は、レーザー光源41Y,41M,41C,41Kで発生したレーザー光束の各々の光路上に配置されている。
コリメータレンズ42Y,42M,42C,42Kは、レーザー光源41Y,41M,41C,41Kからのレーザー光束を略平行化するものである。また、スリット43Y,43M,43C,43Kは、感光体ドラム16,18,20,22上のレーザー光束10Y〜10Kの集束状態を規定するためのものである。第1反射ミラー部44Y,44M,44C,44Kは、レーザー光源41Y,41M,41C,41Kからの4本のレーザー光束10Y〜10Kを、各色に共通の第2反射ミラー46に向けて反射するためのものである。
回転多面鏡26に照射された4本のレーザー光束10Y〜10Kは、反射偏向面で反射偏向し、2枚の組の走査レンズ28を通過して折返ミラー29に入射される。走査レンズ28は、回転多面鏡26により偏向走査された4本のレーザー光束10Y〜10Kの走査速度を補正すると共に感光体ドラム16,18,20,22の近傍にレーザー光束10Y〜10Kを結像させるものである。折返ミラー29は、4本のレーザー光束10Y〜10Kが境界部243の窓244を通過して第2光学系500に進むように、反射させるためのものである。
第1光学系400からの4本のレーザー光束10Y〜10Kは、分離多面鏡30によって感光体ドラム16,18,20,22の配列方向に応じた方向に分離される。分離された4本のレーザー光束10Y〜10Kの各々は、対応する反射鏡32の各々に反射した後に、シリンドリカルミラー34Y,34M,34C,34Kによって、対応する感光体ドラム16,18,20,22に導かれる。
図4に示すように、第2反射ミラー46(図3参照)からの4本のレーザー光束10Y〜10Kは、回転多面鏡26の反射面26aに入射する。ここで、反射面26aには、反射面26aの幅d1より幅広のビーム幅d2のレーザー光束10Y〜10Kが入射する。そして、回転多面鏡26の反射面26aによりレーザー光束10Y〜10Kの一部が走査レンズ28へと反射し走査される。
このように、本実施の形態では、オーバーフィルド光学系を採用している。かかるオーバーフィルド光学系は、アンダーフィルド光学系よりも回転多面鏡の径を小さくできるため、面数を増加しても回転多面鏡の大径化を避けることができ、軽量化及び慣性モーメントの小化により高速回転化対応が可能となる。つまり、画像形成装置のプロセス速度が速い場合には、オーバーフィルド光学系の方が対応しやすく適している。
〔第1の実施の形態〕
図5は、第1の実施の形態に係る光学箱24の取付構造を示す分解斜視図である。
図5に示すように、光走査装置12の光学箱24は、外側面から側方に突出して設けられた位置決め軸部(光走査装置12の一部、光学箱取付部、軸部)246と、外側面とは反対側に位置する外側面から側方に突出して設けられた位置決め軸部(光走査装置12の一部、光学箱取付部、軸部)247とを備えている。また、光学箱24は、外底面から下方に設けられた位置決め軸部248を備えている。
画像形成装置において光走査装置12が取り付けられる場所には、基部61が設けられており、この基部61に一対のサイドフレーム62,63が取り付けられている。この一対のサイドフレーム62,63の下端が基部61に固定されている。一対のサイドフレーム62,63の各々は、基部61から起立状態に延在する側壁部64,64と、側壁部64,64の上端から一方向に略水平に延びるフランジ部65,65とを一体に有する。側壁部64,64の各々は、互いに対向しており、所定の間隔をもって離間している。フランジ部65,65の各々は、互いに遠ざかる方向に延在している。
また、フレーム側位置決め部材66は、位置決めピン662と取付ネジ穴663とを長手方向の両端部にそれぞれ有する。更に説明すると、フレーム側位置決め部材66において、位置決めピン662がV溝661から最も離れて位置し、位置決めピン662とV溝661との間に取付ネジ穴663が位置する。取付ネジ穴663には、メネジが螺設されている。
フレーム側位置決め部材66の各々には、スクリュネジにより保持部材(軸部用部材)70が取り付けられる。この保持部材70は、後述するように、光学箱24の位置決め軸部246,247を押圧して弾性固定するための部材である。
とりわけ図6の(b)に示すように、保持部材70は、1枚の板状の部材からなる。保持部材70は、規制部71、押圧部72及び取付部73を有する。すなわち、保持部材70は、長手方向の略中央部に規制部71及び押圧部72を有し、長手方向の各端部に取付部73を有する。また、保持部材70は、長手方向の略中央において対称となるように形成されている。すなわち、保持部材70は、取付の方向性を有しないように構成されている。
ここで、2つの規制部分71a,71bの傾斜面の傾斜角度は略同一である。このような構成において、傾斜面は、取付部73に対して例えば45度の角度で傾斜し、傾斜面同士の成す角度は、90度である。
図6の(b)に示すように、押圧部72の押圧片72a,72bは、規制部71の規制部分71a,71bと同じ側に傾斜している。すなわち、押圧片72a,72bの取付部73に対する傾斜方向は規制部71の規制部分71a,71bと同じである。また、押圧部72の押圧片72a,72bは、規制部分71a,71bの傾斜角度とは異なる角度で傾斜している。すなわち、押圧片72a,72bは、規制部分71a,71bよりも緩やかに傾斜している。その一例を具体的な数値で説明すると、規制部分71a,71bの傾斜角度が45度の場合には、押圧片72a,72bを30度で傾斜させることが考えられる。
図7に示すように、フレーム側位置決め部材66の位置決めピン662が保持部材70の位置決め穴73b(図6参照)に挿入されることで、保持部材70がフレーム側位置決め部材66に対して位置決めされる。そして、スクリュネジを保持部材70の取付穴73a(図6参照)を介してフレーム側位置決め部材66の取付ネジ穴663(図5参照)に螺合することにより、保持部材70をフレーム側位置決め部材66に固定することができる。
本実施の形態では、位置決め機能を担う位置決め軸部246,247が、保持部材70により直接押圧されるので、光走査装置12自体の変形を抑制することができる。
そして、押圧片72a,72bのみでは位置決め軸部246,247の移動量を抑制することができない程の外力が入力されたときには、位置決め軸部246,247は、規制部71によって移動量が規制される。すなわち、規制部71は、位置決め軸部246,247がフレーム側位置決め部材66の開放端の側から脱落しないように規制する。この規制部71により、位置決め軸部246,247がフレーム側位置決め部材66のV溝661から外れるという事態を防止することができる。なお、押圧片72a,72bの押圧設定に関し、位置決め軸部246,247が規制部分71a,71bに接するまでのスプリングストロークが生じても、弾性限度内になるよう、押圧片72a,72bの幅や長さの寸法を設計すればよい。そうすることで、このような位置決め軸部246,247の脱落防止の効果は、規制部71が破断しない限り維持される。
図8は、第2の実施の形態に係る光学箱24の取付構造を部分的に示す分解斜視図である。本実施の形態では、第1の実施の形態の保持部材70(図6参照)とは異なる形状の保持部材(軸部用部材)80(図8参照)を用いている。本実施の形態における他の構成は、第1の実施の形態と共通するため、その説明を省略する。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態と共通する部分については、第1の実施の形態と同じ符号を用いる。
保持部材80の規制部81は、規制部81の全体が折り曲げて形成された2つの規制部分81a,81bからなる。すなわち、規制部分81a,81bの折り目は、保持部材80の長手方向に延びている。
図9に示すように、押圧片72a,72bの弾性力により、位置決め軸部246,247がフレーム側位置決め部材66のV溝661内で下方に付勢され固定される。その際に、規制部分81a,81bと位置決め軸部246,247との間に離間距離ないしはクリアランス(clearance)Cを有する。すなわち、この状態では、位置決め軸部246,247は、規制部分81a,81bと離間している。このクリアランスCは、位置決め軸部246,247の許容される移動量となり、その移動量を超える移動は、規制部分81a,81bにより規制される。
このように、本実施の形態では、図9に示すように、規制部分81a,81bは、光学箱24の位置決め軸部246,247からの荷重を板厚t(図9の(b)参照)にて受けることになる。このため、保持部材80の板厚を薄くして規制部81に必要な強度を確保することが可能になる。
図10は、第3の実施の形態に係る光学箱24の取付構造を部分的に示す分解斜視図である。なお、光学箱24の構成は、図5に示す第1の実施の形態の場合と共通するため、その説明を省略する。また、上述した基部61(図5参照)の構成も共通するため、その説明を省略する。
すなわち、本実施の形態は、第1の実施の形態の一対のサイドフレーム62,63(図5参照)の上部にフレーム側位置決め部材66(図5参照)が一体に形成されている点で第1の実施の形態の場合と異なる。また、本実施の形態は、図10に示すように、第1の実施の形態の場合とは異なる形状の保持部材(軸部用部材)90を一対のサイドフレーム67の上部に取り付ける点でも異なる。付言すると、本実施の形態では、保持部材90が一対のサイドフレーム67に直接取り付けられる構成を採用している。
V溝68aに近接して取付ネジ穴68bとボス68cが各々2つずつ、サイドフレーム67の各々の側壁部68に設けられている。取付ネジ穴68bには、スクリュネジが螺合可能なめねじが設けられており、また、ボス68cは、軸間距離が精度良く設けられている。
取付部93は、2つの取付穴(丸穴)93aと、2つの位置決め穴(ボス穴、丸穴)93bとを有する。この取付穴93aは、サイドフレーム67の側壁部68に形成された取付ネジ穴68bに対応するものである。また、この位置決め穴93bは、サイドフレーム67の側壁部68に設けられたボス68cに係合可能に設けられている。
図11に示すように、位置決め軸部246がサイドフレーム67の側壁部68のV溝68aに受け入れられている状態で、保持部材90を側壁部68に固定した場合には、位置決め軸部246,247が規制部91の角穴91aを貫通し、かつ、位置決め軸部246,247が押圧部92の押圧片92aにより下方に押圧される。これにより、光学箱24(図10参照)は、サイドフレーム67に対して押圧固定される。
また、位置決め軸部246,247と角穴91aの上辺部との間は所定のクリアランスCをもって離間している。したがって、押圧片92aにより押圧されている位置決め軸部246は、クリアランスCの範囲内であれば、移動可能である。クリアランスCの範囲を超える移動は、規制部91の角穴91aにより抑制される。
本実施の形態では、フレーム側位置決め部材66(図5参照)を省略することができるので、構成部材の数を減らすことができ、コストダウンを実現することができる。また、V溝68aは、サイドフレーム67の側壁部68に設けられているので、例えば板金で形成するならば1工程で形成できる。更には、前述のプリントヘッドデバイス14若しくは、感光体ドラム16,18,20,22の受け部も同一工程で形成することが可能なので、光走査装置と感光体の位置精度を向上させることができる。
また、本実施の形態では、保持部材90の取付を側方から行うので、作業者が側方からアクセス可能な場合に有効な構成であると言える。
Claims (2)
- 画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部内に設けられ、互いに離間して対向配置された一対のフレームと、
前記一対のフレームの間に配置され、画像の形成に用いる光ビームを供給する光学系を収容する光学箱と、
前記一対のフレームに前記光学箱を取り付けるのに用いる軸部と、
前記一対のフレームの各々に設けられ、前記軸部を受け入れるための開放端を有し、当該軸部を位置決めする位置決め部と、
前記位置決め部の前記開放端の側から受け入れられて位置決めされる前記軸部を移動可能に押圧すると共に当該軸部の移動量を規制する軸部用部材と、
前記一対のフレームの各々において前記位置決め部を挟んで配設された取付部と、
前記取付部の各々から互いに近接するように延在し、前記位置決め部に位置決めされている前記軸部を当該位置決め部での移動が許容されるように押圧する押圧部と、
前記取付部の各々を互いに連結してなり、前記位置決め部での前記軸部が当該位置決め部の前記開放端の側から脱落しないように規制する規制部と、
を含み、前記取付部、前記押圧部及び前記規制部により前記軸部用部材が構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記一対のフレーム側に設けられた2つのボスを更に含み、当該ボスに係合する丸穴が前記取付部の各々に設けられ、
前記規制部は、前記取付部同士の離間距離が可変なように変形可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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