JP5116591B2 - 光走査装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に搭載される光走査装置、及び画像形成装置に関する。

複数の潜像担持体を有し、各潜像担持体上にそれぞれ異なる色の画像（可視像）を形成して互いに重ね合わせ、カラー画像を形成する、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置が知られている。

該画像形成装置は、各潜像担持体である感光体面上に画像情報に応じた光ビームを照射することにより潜像を形成し、該潜像を現像して可視画像を得て、転写体に転写する。転写体には、ベルト状の転写体や、感光体に直接対向当接する記録シートなどがある。

ベルトを中間転写体として用いる場合には、ベルト表面に各感光体上に形成された色毎の画像を順次転写する１次転写工程と、順次転写されて重畳された画像を記録シートに一括転写する２次転写工程とが用いられる。

また、ベルトを搬送体として用いる場合には、ベルト表面に担持した記録シートを各感光体に対向させるように移動させる過程で、各感光体上の画像を記録シートに重畳転写する。転写後、加熱定着することにより記録シートに画像が定着され、画像形成装置外に排出される。

上記のような画像形成装置は、昨今多様化するニーズに対応するために多くのシリーズ展開や多彩なバリエーションが求められており、開発に際して開発期間の短縮、コスト低減、さらに小型化などが必要とされる。

感光体、現像装置や転写装置等の各ユニットの小型化、各ユニット間隔の狭小化に伴い、光走査装置も小型化が要求される。さらにカラー画像形成装置では、プロセスユニットを複数個有するため、ステーション間の距離がさらに狭くなる傾向にある。

光走査装置は、光源から出射された光束がレンズ、偏向器、折返しミラーを透過、反射して像担持体である感光体ドラムに集光するように備えられる。

小型化、共通化される光走査装置は、小さい受け台上で調整治具を用いて光学素子を高精度に調整した後、受け台に固定し、該受け台を大きな筐体に収容する方法が考案されている。

上記の方法を用いれば、受け台と筐体といった２つの保持部材が必要となるが、ステーション間の距離の異なる機械に対しても受け台の共通化が可能となる。また、筐体における高精度な形状は、受け台に保持されない光学素子部（折返しミラーや長尺のレンズなどを保持する箇所）だけでよくなり、金型開発の日程や、寸法管理、金型保守に関する項目を短縮できるといった利点がある。

なお、小型化に際しては、光学素子自体の小型化、また該素子間の距離を狭くするなどして受け台を小型化することで、光学素子を収容する筐体を小型化することができる。

しかしながら、受け台上の部品密度の増加により、受け台の取扱により注意が必要な上、筐体内を這い回るハーネス経路の複雑化や狭小化によりハーネスの組付け時や、ハーネスを曲げることによって生じる反発力によって装置に変形が生じてしまう。

また、光走査装置外への光学素子の露出によって起こる光学素子の汚れや破損を防止する必要があるとともに、筐体は、受け台を保持する以外に、画像形成装置の取り付け位置を決めるため、筐体自体の強度や固有振動数の低下を考慮しなければならない。

そこで、例えば特許文献１には、光走査装置筐体内部にハーネスを這わせる経路を形成して、光を遮ることなくハーネスを這い回し、ハーネス抜けを防止した光走査装置について開示されている。
特開２００７−２４８６５２号公報

しかしながら、特許文献１における発明は、筐体内部に基板を配置しているため、基板を防塵するといった利点はあるが、ハーネスと光学素子や光ビーム経路との干渉や、複雑な経路によるハーネスの反発力から光学素子や筐体の姿勢への影響が懸念され、また筐体の大きさや組立性が問題となる。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、他部品との干渉がないように組立性を向上させた小型な光走査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明における光走査装置は、１つ以上の光源及び前記光源からの光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段を保持し、筐体に着脱可能な受け台上に、前記偏光手段にて走査された光ビームを像担持体に結像させる結像手段と、前記光ビームを前記像担持体に導く反射手段を含み、前記受け台を内部に収容する筐体と、を備え、前記受け台は、前面に突出した突出部と、を有し、前記筐体は、前面に前記突出部をはめ込む穴部と、後面に鉛直下向きに傾斜を含み、前記受け台の後面を沿わせて受け台取り付け位置まで自重により移動させる第１の案内手段を有することを特徴とする。

本発明により、受け台を筐体へ取り付ける際に、ガイドによって位置決め部へ案内させることができるため、他部品との干渉がないように精度良く、容易に取り付けることが可能となる。

図１は、カラー画像形成装置の一例を示す構成図である。図１は、潜像担持体としての４つのドラム状の感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋをタンデム配列したフルカラー画像形成装置の例である。

画像形成装置１は、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋを有する作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋと、中間転写ベルト１４と、支持ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、一次転写ローラ１６と、クリーニング装置１７とを有して構成される。

作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは順に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応しており、図中下方から発する書込光Ｌにより感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋが露光され、対応する色の静電潜像が形成され、現像装置１２によりトナー像が形成される。

中間転写ベルト１４は、３つの支持ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃなどに支持されて表面移動部材として無端移動する。中間転写ベルト１４の下側の張設ラインには、矢印で示す中間転写ベルト１４の移動方向順に上流側から、作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋが間隔をおいて配置される。

一次転写ローラ１６は、中間転写ベルト１４を挟んで各感光体に対向して配置され、中間転写ベルト１４の移動とともに、中間転写ベルト１４上に順次トナー画像を重ね転写する。なお、中間転写ベルト１４上の一次転写ローラ１６が接している箇所は転写位置といい、転写位置にて転写が行なわれる。

一次転写ローラを通過して転写された４つの重ね転写トナー像は、支持ローラ１５ａと二次転写ローラ９とのニップ部で最終記録媒体である記録材に一括転写される。

転写された記録材は、定着装置６の定着対ローラ間を通過し、トナーを定着した後、搬送ローラを経て、排紙ローラ対より排紙トレイ１９上に排紙されることで、記録材上にフルカラー画像が得られる。

なお、中間転写ベルト１４は、黒画像１色形成モードに適合させるために、感光体１０Ｋについては一次転写ローラ１６により常時接触させる構成であり、他の感光体については、可動のテンションローラの機能により中間転写ベルト１４が接離する構成としている。

クリーニング装置１７は、ローラ１５ｂ部に対向して設けられ、中間転写ベルト１４上の残トナーの除去を行う。

各作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なるだけであり、機械的な構成及び作像プロセスは共通である。そのため、感光体以外の各構成部材は同一の符号を付し、任意の一つの作像装置、例えば作像装置７Ｙについて構成及び作像プロセスについて詳細に説明する。

作像装置７Ｙの感光体１０Ｙの周囲には、図中、時計回りの回転方向順に、帯電ローラ１１、現像装置１２、一次転写ローラ１６、クリーニング装置１３などが備えられる。

感光体１０に静電潜像を形成する書込光Ｌは、光走査手段たる光走査装置４から出射されるもので、光走査装置４内部には、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラー、回転多面鏡などが備えられる。各感光体に向けて出射される各色用の書込光Ｌは、感光体１０Ｙ上の書込位置に照射されて静電潜像が形成される。

作像装置７Ｙの現像装置１２には、イエローの現像剤が収納されており、潜像をイエロー画像で可視像化する。作像装置７Ｃ、７Ｍ、７Ｋについても、それぞれの色の現像剤が収納されており、各現像剤により潜像が可視像化される。

帯電ローラ１１は、感光体１０Ｙを一様に帯電させ、書込位置でイエロー画像の情報を含む書込光Ｌの照射を受けて静電潜像が形成される。該潜像が現像装置を通過する間にイエロートナーにより顕像化される。

感光体１０Ｙ上のイエロートナー像は、一次転写ローラ１６により中間転写ベルト１４に転写され、作像装置７Ｃでシアントナー画像、作像装置７Ｍでマゼンタトナー画像、作像装置７Ｂでブラックトナー画像と順次重ね転写されことにより、フルトナー画像が形成される。

給紙部５は、形成した重ねトナー像が二次転写ローラ９部に達すると同時に記録材が二次転写ローラ９部に至るようにレジストローラからタイミングを取って送り出し、一括転写が行われる。

クリーニング装置１３は、転写後の感光体に残った残留トナーの除去を行う。同様に、中間転写ベルト１４に残った残留トナーについても、クリーニング装置１７によって除去される。

上記では、各感光体上のトナー画像を一旦中間転写ベルト１４上に重ね転写し、重ねトナー画像をシート状媒体に一括転写する方式について説明した。しかしながら、かかる中間転写ベルトに代えて表面移動部材たる記録紙搬送ベルトを設け、該記録紙搬送ベルトにより記録材を載せて搬送し、各感光体から順次カラートナー像を記録材上に重ね転写することにより、フルカラー画像を合成する方式のカラー画像形成装置も知られている。本発明の実施形態によれば、これら何れの方式の画像形成装置に対しても、適用可能である。

次に、光走査装置について詳細に説明する。図２は、光走査装置の概略断面図である。光走査装置４は、タンデム式の書込光学系であり、走査レンズ方式について説明を行うが、走査レンズ、走査ミラー方式のいずれにおいても対応可能である。

光走査装置４は、ポリゴンスキャナ５０を有する受け台６０と、筐体６１とで構成され、各種の反射ミラーと、各種のレンズ等の光学素子と、を備える。ポリゴンミラー４９を有するポリゴンスキャナ５０は、主走査線偏向手段として機能し、光走査装置４の略中央に備えられる。

ポリゴンミラー４９は、図示しないポリゴンモータのモータ回転軸に固定され、上段と下段の２段で構成される。また、ポリゴンスキャナ５０は、周囲を防音ガラス５１によって囲まれている。なお、上下の２段構成に限ることはなく、上下段に分割せずに一体となっていてもよい。

ポリゴンスキャナ５０の図中右側には、Ｍ用の光学系と、Ｋ用の光学系とが配設され、ポリゴンスキャナ５０の図中左側には、Ｙ用の光学系と、Ｃ用の光学系とが配設される。ＣＹ用の光学系は、ポリゴンモータの回転軸を中心としてＭＫ用の光学系と対称に備えられる。

図３は、受け台６０を上方から見たときの構成図である。前方には、光源２１及びコネクタ２０を有する基板２２が備えられ、中央後ろ寄りには、ポリゴンスキャナ５０が備えられる。また、底面には、前面中央部に主基準、背面中央部に従基準となる穴部を有し、側部には、前後に締結部となるネジ穴を有する。

主基準、及び従基準は、筐体６１に取り付ける際の位置決めに用いられ、筐体側の底面に設けられている対応する凸部をはめ込むことによって位置決めを行うことが可能である。なお、受け台６０に備えられる主基準、及び従基準が凸部であってもよい。

基板２２は、中央部に光源２１を、受け台中央側の一端には、ハーネスを接続するコネクタ２０を備えている。基板２２は、受け台前面における両端部において、両角を削り落とした形状で設けられ、光源２１から基板２２に直交して射出される光ビームがポリゴンミラー４９に入射するよう備えられる。

光源２１Ｍ、２１Ｃは、光ビームをポリゴンミラー４９の上段側に対して射出するよう備えられる。なお、一般的に光源は汎用の半導体レーザＬＤが用いられる。

光源２１から射出された光ビームのポリゴンミラー４９までの光路上には、コリメートレンズ２３や結像レンズ（シリンダレンズ）２４が備えられる。また、ポリゴンミラー４９に反射された前記光ビームの感光体１０までの光路上には、光源２１にそれぞれ対応した走査レンズ（ｆθレンズ）２５、及び折返しミラー４５が、設けられる。

なお、図示しないが、光源２１からポリゴンミラー４９までの光ビームの光路上に反射ミラーや、ポリゴンミラー４９から感光体１０までの光ビームの光路上に長尺レンズを設けてもよい。

光源２１から発射される光ビームは、図示しないアパーチャを通過して、所定の形状の光ビームＬが形成される。このアパーチャを通過した光ビームＬは、結像レンズ２４（シリンダレンズ）に入射して光ビームの面倒れを補正する。

結像レンズ２４を通過した光ビームＬは、防音ガラス５１を通過して主走査線偏向手段であるポリゴンミラー４９の側面に入射する。ポリゴンミラー４９の側面に入射した光ビームＬは、主走査線方向に偏向走査される。ポリゴンミラー４９で偏向走査された光ビーム（走査ビーム）Ｌは、再び防音ガラス５１を通過して走査レンズ２５（ｆθレンズ）によって集光され、折返しミラー４５により対応する感光体面上に照射されることになる。

なお、図示しない下段側のポリゴンミラー４９に対応する光源２１Ｋ、２１Ｙについても同様である。

受け台６０上には、光源２１、結像レンズ（シリンダレンズ）２４、ポリゴンスキャナ５０、走査レンズ（ｆθレンズ）２５の組み付け位置であるそれぞれの位置決め部が備えられており、上記部品を位置決め部に突き当てて組付けが行われる。また、他の方法として、受け台６０に設けられた主従基準の穴部に対し、調整治具を用いて位置を調整し組みつけられる。これにより、感光体１０面上に相当する位置において精度良いビーム形成が実現する。なお、精度は低下するが、受け台６０の横幅を小さくするために走査レンズ（ｆθレンズ）２５を備えなくともよい。

図４は、筐体６１の構成図である。筐体６１は、折返しミラー４５と、折返しミラーの姿勢を調整する調整機構等と、画像形成装置本体との取り付け位置を定める位置決め部と、を備える。

筐体６１の上方の開口部には、光ビームを透過する透過ガラス２８が備えられる。透過ガラス２８は、ガラスの保護、及び光走査装置の防塵を目的として、筐体６１の上方開口部全面を覆うように防塵カバー８５として取り付けられる。

筐体６１の前後の面には、外側に鉛直方向に掛け渡した外周リブが複数形成され、また、内部にもリブを形成することで、強度を飛躍的に向上させられる。

さらに筐体６１の前後の面の外側に形成されている外周リブ全体を覆うように防塵カバー８６、８７が取り付けられ、内部にホコリなどが侵入するのを防止している。

また、筐体６１における前後の内側の面、外周リブ、防塵カバー８６、８７によって、光ビームが感光体に導かれる領域（有効画像領域）でない非有効画像領域による非有効画像空間が形成されることになる。そこで、該非有効画像空間内に画像形成装置本体と信号を送信するハーネス経路を形成することで、光ビームとハーネスの干渉問題を解消することが可能となる。

すなわち、筐体の側壁、突出部と、防塵部材により形成された空間に、画像形成装置本体と通信を行うための電気信号線を格納し、画像形成装置本体の接合箇所に近い箇所に出口を設けることで、筐体の強度、防塵性を上げることができ、さらに、本体内のトナー等の汚れや、本体への装置の取り付け時の断線などに対して、コネクタや電気信号線の保護が可能となる。

なお、防塵カバー８５と、防塵カバー８６、８７とはそれぞれ順不同に取り外し可能とすることで、目的に応じて対応する防塵カバーのみ開閉することができるため、部品の交換時などの利便性を向上させることが可能となる。

図５は、本発明の実施形態における受け台の斜視図である。ポリゴンスキャナ５０は、受け台６０のリブと、防音ガラス５１に囲まれ、上方にはポリゴンスキャナカバー８０が締結される。

受け台上には、光学素子が備えられるため、小型化するにつれて組立時に誤って光学素子に触れてしまう危険性が増加する。そこで、組立作業時における持ち手部８１を予め指定しておき、組立作業者が他の箇所に触れることを防止する。

持ち手部８１は、ポリゴンスキャナカバー８０の側面に形成され、受け台全体の重心位置より基板２２が備えられる前面とは反対方向の後方に備えられる。なお、持ち手部８１は片手でつかめるように左右２箇所に形成される。

持ち手部８１を重心位置より後方とすることで、持ち手部８１をつかんで持ち上げる際には、重心位置のあるコネクタ２０を有する基板２２側が常に鉛直下側を向くこととなる。これにより、筐体６１に受け台６０を上方向から装着する際、組立作業者は意図しなくとも自然とコネクタ２０を下に向けられ、受け台６０上の高精度に取り付けられた光学素子が筐体６１の上部に干渉しにくいような姿勢もとり易く、コネクタ２０を筐体６１の取り付け位置に容易に導くことが可能となる。

受け台に形成される持ち手部８１は、偏向器を囲む突出部あるいは偏向器の上を覆う偏向器カバーに形成することで、受け台６０に配置された光学素子に触れることを防止することができる。

図６は、本発明の実施形態における取り付け案内手段を有する光走査装置の斜視図である。また、図７は、本発明の実施形態における取り付け案内手段を有する光走査装置の側面図である。本実施形態における筐体６１は、受け台６０を取り付け位置へとガイドするための案内リブ９１及び９２を備える。

案内リブ９１は、受け台６０の後部をガイドするように筐体６１の後面内側に備えられ、筐体の前方側の一辺には、受け台６０を案内リブ９１に沿わせて取り付けられるよう傾斜を有する。該傾斜は、上部及び下部が、鉛直よりやや傾斜した形状であり、中央下付近にて、緩やかにガイドするように水平よりやや傾斜した形状からなる。なお、上部及び下部については、必ずしも傾斜を有する必要はない。

すなわち、図６右上の案内リブ９１の拡大図に示すように、上方から取り付けられる受け台６０は、傾斜の変わる案内２の位置まで案内１に沿って降下し、案内２で一旦降下を停止する。次に、案内２に沿って前方に水平移動しながら降下し、続いて案内３に従って降下して取り付け位置までガイドされる。

案内リブ９２は、受け台６０の前部をガイドするように筐体６１の前面部と筐体６１底面の主基準との間の中央位置に備えられる。案内リブ９２は、上部の前面側を削り取った形状で傾斜を有し、該傾斜は、案内リブ９１の中央下付近に備えられた水平よりやや傾斜した形状と同様であり、下部の形状も案内リブ９１と同様である。また、案内リブ９２の高さは、案内リブ９１の中央下付近に位置する傾斜の高さと同様である。

図７に示すように、先ず案内１では、受け台６０は案内リブ９１の鉛直方向上側に設けられた急な傾斜に受け台６０の後部が沿うようにほぼ垂直に降下し、受け台６０の後部は、案内リブ９１の中央下付近に設けられた緩やかな傾斜に支えられ、受け台６０の前部は、案内リブ９２の上部によって支えられる。

次に、案内２では、案内リブ９１及び９２に設けられた緩やかな傾斜に沿って水平移動を行いながら降下することで、筐体６１の前面中央に空けられた穴部にコネクタ２０が突出するようガイドされる。なお、案内リブ９２の傾斜を案内リブ９１の傾斜より大きくすることにより、筐体６１の該穴部の形状を組み付けのためだけに大きくする必要はなくなる。

案内３では、案内２により筐体６１との位置決め部付近まで案内された受け台６０が案内３に沿って筐体６１の上に落下する。なお、案内リブ９１、９２の形状は、受け台６０が筐体６１との組み付け位置付近に落下し、組み付けた際に離間するよう設計すればよく、精密に組み付け位置までガイドしなくともよい。

また、案内３にて落下した際の衝撃を回避するため、受け台６０と筐体６１との間には弾性部材を備えるとよい。なお、弾性部材は受け台６０と筐体６１との間に発生する空間を防塵する。

図８は、本発明の実施形態における光走査装置の組み付けを上から見たときの図である。すなわち、案内１が終わった状態においては、受け台６０の突出部は筐体６１の穴部の前方に位置し、案内２によって、該突出部は該穴部に挿入される。

また、図中Ａ部のように、筐体６１の前面の壁を基板２２と平行に設けることによって、壁の外側から、コネクタ２０に接続しているハーネスを抜き差しする際に、基板２２に応力がかかって変形しても、側板に干渉することで、基板２２に無理な応力がかかり変形してしまうのを防止することができる。

また、受け台６０の後方に、案内リブ９１と接する、あるいは少し離れた位置にリブ９５を備えることによって、横方向のずれを防止することができ、さらに容易な組み付けが可能となる。

本実施形態を用いることによって、受け台自身の重量を作用させて自動的に、受け台の突出部を筐体の前面の穴部より突出するように案内することができるため、収容する筐体の容積を小さくしつつ、筐体の強度を上げることができ、固有振動数を高くする効果を得ることが可能となる。また、各光学素子が密集した受け台に、持ち手部を形成するため、ハンドリングが良く、さらには、位置決め部が装置上から確認しづらい位置であっても、受け台に精度良く取り付けられた部品が他の部品に干渉することを防止することができる。

また、筐体外に光源のコネクタが突出するために、抜き差しが容易となり、作業性を向上することができる。さらに、光源の信号をやり取りするハーネスは多くの信号線を必要とするため、ハーネスは太くなり、筐体内部に複雑に経路を形成した際のような、ハーネスの応力により装置が影響される度合いを格段に低減することができる。

ところで、光走査装置を小型化することで、お互いの折返しミラーの間隔が狭くなり、折返しミラーの数や種類が増えることによって、バンディング、ジタ−の影響を受けやすくなることが考えられる。すなわち、画像形成装置には、駆動用モ−タやファンなどの振動する部品が多く用いられており、様々な周波数で振動している。振動数そのものの１次振動数だけでなく、２倍の２次振動数もバンディング、ジタ−に影響してくるため、１次、２次振動数に折返しミラーが共振して揺れが大きくなり、画像上にバンディングやジターが発生することになる。

上記のようなバウンディング、ジターを回避する方法として、折返しミラーの光走査方向の長さを２種類に限定し、固有振動数を一つにすることによって、振動源が発生する周波数を避けるように設定することで防止することが可能となる。これにより、バンディングやジターのない良好な画像を得られ、管理がし易くなる。

光源からの光の進み方について図９を参照して説明する。基板５１、５２上に設けられた例えば半導体レ−ザ（ＬＤ）などの光源５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄから出射した光束は、図示しないコリメ−トレンズやアパ−チャなどで平行光にされ、シリンダレンズ、ガラス５４ａ、５４ｂを通って偏向器であるポリゴンミラー５５に集光する。ガラス５４ａ、５４ｂは、ポリゴンミラー５５の風切り音を抑えるために備えられており、特になくても構わない。

ポリゴンミラー５５で反射された光束は、再度ガラス５４ａ、５４ｂを通って、走査レンズ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄに到達する。図中において走査レンズは、それぞれの光束に対応するように２段重ねに設けているが、上下の走査レンズが一体であってもよい。また、走査レンズ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄは、ｆθ機能を有し、光源1個に対し、走査レンズを１個図示しているが、ｆθレンズ、ポリゴンミラー５５の面倒れ補正レンズ等複数個に分割しても良い。なお、上記の光学部品は、受け台５０に搭載される。

続いて、ポリゴンミラー５５で反射し、走査レンズ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄを透過した後の光束について、図１０、及び図１１を参照して説明する。走査レンズ５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄを通過した光束は、光源５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄにそれぞれ対応した第１折返しミラー３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂで反射し、さらに第２折返しミラー３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋで反射して、それぞれの感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに到達する。

図１１で示すＬ（Ｋ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｃ）、Ｌ（Ｙ）は、それぞれ感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに到達する光束を示し、防塵ガラスが該光束を通過する位置に設けられる。

次に、同期検知センサへの光束の入射について説明する。図９で示すように同期検知センサ５９は、同期検知基板６０上に備えられ、同期検知は、画像の書き始め位置を特定するために行われるもので、一般的に主走査方向の先端で行われる。

走査レンズ５６ｃから出射するまでは上記と同じ光路を辿り、その後、光束は同期検知用ミラー５７で偏向させられ、同期用レンズ５８に到達し、絞られる。同期用レンズ５８を透過した光束は、同期検知センサ５９に入射する。同期検知センサ５９に入射したタイミングを基準として、感光体への露光タイミングが調整される。ここでは同期検知センサ５９を１個として説明したが、各色の書き始め位置に配置しても、各色の書き始め及び書き終わり位置に２個配置してもよい。

続いて、本発明の実施形態における折返しミラーについて詳細に説明する。図１２は、光走査装置の断面図である。第２折返しミラー３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋは、それぞれ対応する感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの下方に設けられ、全て同じ長さ、同じ板厚のミラーで、筐体２４に設けられた側板の穴に橋渡しして設置される。

筐体２４の側板の穴は、図９の斜視図で示すように第２折返しミラー３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋが平行になるように開けられており、各ミラーを保持する板バネ３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋと板バネ３４Ｙ、３４Ｃ、３４Ｍ、３４Ｋで押えられている。また、第１折返しミラー３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは、筐体２４の底面にそれぞれ押えバネ３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂと押えバネ３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂにて固定されている。なお、第１折返しミラー３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂは、全て同じ長さ、同じ板厚で構成される。

第１折返しミラー及び第２折返しミラーの長さは、第１折返しミラーより第２折返しミラーの方が長くなるよう構成され、支持点間のピッチも同じになるように、第１折返しミラー３２ａ、ｂの支持点、第１折返しミラー３３ａ、ｂの支持点の位置が設定される。

本構成によれば、厚さは第１折返しミラーと第２折返しミラーとで同一であり、長さのみが第１折返しミラーと第２折返しミラーとで異なり、第２折返しミラーが長くなるため、第１折返しミラー３２ａ、ｂと第１折返しミラー３３ａ、ｂの固有振動数はそれぞれ同一となり、第２折返しミラー３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋの固有振動数は、第１折返しミラーより低い値にてそれぞれ同一となる。

図１３は、曲がり補正手段を有する折返しミラーの構成図である。曲がり補正手段４４は、板バネ７１、ブラケット７２、カム７０、ネジ７５から構成される。

ブラケット７２の両端には、板バネ７１ａ、７１ｂが溶接やかしめ等によって固定されている。また、ブラケット７２の中央には、ネジ７５を取り付けるためのネジ穴７３、７４が開けられており、両ネジ穴の間には、カム７０がセットされる。

ネジ穴の間にセットされるカム７０は、ネジ７５の回転に合わせて一体となって動くように備えられる。例えば、カム７０の上下にナットを挟み込むことで実現可能である。上記構成によるネジ７５を回転させることで、カム７０が折返しミラーに作用し、曲がりを矯正することができるようになる。

ブラケット７２への部品のサブ組立が終わったところで、第２折返しミラー３０の中央位置から対称となるように、板バネ７１ａ、７１ｂの爪の内側を通るように第２折返しミラー３０をセットする。

曲がり補正手段４４を有する第２折返しミラー３０は、筐体２４の取り付け位置に両端を板バネ３１、３４で固定され、橋渡しするように設けられる。なお、曲がり補正手段は、各色における第２折返しミラーそれぞれに備えられる。曲がり補正は、図示しない走査線の形状を目視しながら、ネジ７５を回転させることで曲がりを調整することができる。

曲がり補正手段４４は、第1折返しミラーと第２折返しミラーとで固有振動数が略一致するよう調整して備えられる。例えば、第２折返しミラー３０の固有振動数が、第１折返しミラー３２の固有振動数と±１０Ｈｚとなるように調整される。すなわち、第1折返しミラー３２、３３における固有振動数が２３０Ｈｚであったとすると、第２折返しミラー３０の固有振動数が２２０〜２４０Ｈｚとなるようにブラケット７２の重量を変えたり、板バネ７１ａ、７１ｂやカム７０との接触位置を変更すればよい。

本実施形態により、折返しミラー全ての固有振動数を略一致させられ、受け台の下にもミラーを配置できるので、幅方向をコンパクトにレイアウトすることができる。また、この固有振動数のみをギヤの噛合い周波数やモ−タ等の振動数（１、２次モ−ド含む）と避けるようにすればよいので、容易にバンディング、ジタ−のない画像を得ることができる。さらに、ミラーの種類も２種類なので管理も簡単になり、部品点数も増えないのでコストアップ、重量アップも避けられる。

ところで、第２折返しミラー３０に曲がり補正手段を備えないときの固有振動数は、第１折返しミラー３２及び３３の固有振動数より低くなっている。そこで、剛性を高くしたり、重量を重くしたりすることで固有振動数を上昇させ、第１折返しミラー３２及び３３の固有振動数と一致させることが可能である。すなわち、ブラケット７２の板厚を厚くしたり、剛性の高い材料を貼り付けたりすることでブラケット７２の剛性をあげて、両折返しミラーの固有振動数を略一致させることが可能となる。

また、曲がり補正手段４４を第２折返しミラー３０に設置することで、第２折返しミラーの固有振動数を高くすることができる。そのため、第1折返しミラーの固有振動数を高めることができ、且つ最終ミラーに曲がり補正手段４４を有することで、レンズ等の曲がりを最終段の折返しミラーで補正できるので、ミラー１本分の曲がり調整の積み残しをなくすことができる。

また、２種類の折返しミラーの厚さを変えることで、折返しミラーの固有振動数に合わせる手段を増やし、２種類の折返しミラーの固有振動数をさらに近づけることが可能となる。

すなわち、第２折返しミラー３０の厚さをｔ２、第1折返しミラー３２及び３３の厚さをｔ１とすると、ｔ１≠ｔ２となるように構成する。本構成によれば、第１折返しミラー３２、３３の固有振動数が決まれば、曲がり補正手段４４をセットした第２折返しミラー３０の固有振動数を見つつ、板厚ｔ１を適当に選ぶことで両者の固有振動数を略一致させることが可能となる。

また、ポリゴンミラー５５や走査レンズ５６を備える受け台５０の固有振動数を、略一致した折返しミラーの固有振動数に合わせておくことで、光束の副走査位置に影響を与える走査レンズや偏向器が共振することがなくなる。一般的に、折返しミラーより受け台の固有振動数は低い。しかしながら、金属材料を選ぶことで固有振動数を高めることができる。また、樹脂で成形した場合でもガラスなどを入れることで固有振動を高くすることができる。また、肉厚を厚くしたり補強部材を貼付したりすることでも固有振動を高くすることは可能である。

上記で説明したような略一致した折返しミラーを有する光走査装置を画像形成装置に備えることにより、バンディング、ジタ−等のない良好な画像を得ることが可能である。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。

画像形成装置の構成図である。 画像形成装置の断面図である。 光走査装置の構成図である。 筐体の構成図である。 本発明の実施形態に係る受け台の構成図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置の組立て時の説明図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置の組立て時の説明図である。 光走査装置の構成図である。 光走査装置の構成図である。 画像形成装置の断面図である。 光走査装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る曲がり補正手段の構成図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
７ 作像装置
１１ 帯電ローラ
１０ 感光体
１２ 現像装置
１３ クリーニング装置
２０ コネクタ
２２ 基板
３０ 第２折返しミラー
３２ 第１折返しミラー
３３ 第１折返しミラー
４４ 曲がり補正手段
６０ 受け台
６１ 筐体
７１ 板バネ
７２ ブラケット
７０ カム
７５ ネジ
８０ ポリゴンスキャナカバー
８１ 持ち手部
８５ 第１の防塵カバー
８６ 第２の防塵カバー
８７ 第２の防塵カバー
９１ 第１の案内リブ
９２ 第２の案内リブ
９５ 第３の案内リブ

Claims (20)

1. １つ以上の光源及び前記光源からの光ビームを偏向し主走査を行う偏向手段を保持し、筐体に着脱可能な受け台上に、前記偏光手段にて走査された光ビームを像担持体に結像させる結像手段と、
   前記光ビームを前記像担持体に導く反射手段を含み、前記受け台を内部に収容する筐体と、を備え、
   前記受け台は、前面に突出した突出部と、
   を有し、
   前記筐体は、前面に前記突出部をはめ込む穴部と、後面に鉛直下向きに傾斜を含み、前記受け台の後面を沿わせて受け台取り付け位置まで自重により移動させる第１の案内手段を有することを特徴とする光走査装置。
2. さらに前記筐体における前記穴部の近傍に前記受け台の前方を支持し、傾斜を沿わせることによって前記突出部が前記穴部に突出するように案内する第２の案内手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記受け台は、重心位置より後方に他部品に触れることなく持ち上げるための持ち手部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記突出部に通信を行うための電気信号線を繋ぐコネクタを有し、
   前記コネクタは、前記穴部に突出して備えられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記穴部の内壁は、前記突出部の外壁と平行に接することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記持ち手部は、前記偏向手段を囲む外周、あるいは前記偏向手段の上を覆うカバーに備えられることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
7. 請求項１に記載の第１の案内手段及び請求項２に記載の第２の案内手段の各案内手段は、受け台取り付け位置に取り付けられた前記受け台との間に隙間を有することを特徴とする光走査装置。
8. 前記筐体は、前面及び後面に複数のリブを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査装置。
9. 前記筐体は、前面、後面及び上面に面全体を覆い防塵する防塵手段を有し、
   前記防塵手段にて形成される空間に前記電気信号線を格納することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置。
10. 前記防塵手段は、順不同に取り外し可能であることを特徴とする請求項９に記載の光走査装置。
11. 前記受け台と前記筐体との間に衝撃を抑えるための弾性体を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光走査装置。
12. 前記受け台は、前記受け台の後面を沿わせて受け台取り付け位置まで自重により移動させる第１の案内手段からの横のずれを防止するために前記第１の案内手段に沿うように前記第１の案内手段と平行な第３の案内手段を有することを特徴とする請求項３から１１のいずれか１項に記載の光走査装置。
13. 前記反射手段は、走査線曲がりを補正する曲がり補正手段を有し、
    前記筐体の前記前面及び前記後面に隣接する側面の長さ、及び前記側面と異なる長さの２種類の長さで備えられ、
    前記曲がり補正手段は、全ての反射手段の固有振動数が略一致するように調整する振動数調整手段を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の光走査装置。
14. 前記振動数調整手段は、構成部品の重量により振動数を調整することを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
15. 前記振動数調整手段は、前記曲がり補正手段の前記反射手段との接触位置を変更することにより振動数を調整することを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
16. 前記振動数調整手段は、剛性の高い材料を備えることにより振動数を調整することを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
17. 前記曲がり補正手段は、光走査方向に沿ったミラーを有する前記反射手段に備えられることを特徴とする請求項１３に記載の光走査装置。
18. 前記反射手段は、厚さが異なる２種類の折り返しミラーであることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の光走査装置。
19. 前記受け台は、前記反射手段と固有振動数が一致していることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の光走査装置。
20. 請求項１から１９のいずれか１項に記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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