JP5302923B2 - 光走査装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体を光走査するための光走査装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された感光体が光走査装置によって光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。

ところで、感光体を光走査してその表面に静電潜像を形成する光走査装置は、光源から出射される光ビームを偏向するポリゴンミラー等の偏向器と、該偏向器によって偏向された光ビームを等速走査光に変換する結像レンズと等速走査光を折り返して感光体に導く複数の反射ミラーを備えた走査光学系をハウジング内に収容して構成されている。

斯かる光走査装置に関して、例えば特許文献１には、ハウジングを上下２段構造とし、偏向器や走査光学系を構成する各種光学部品を上下に振り分けて配置することによって装置のコンパクト化と強度の向上を図る構成が提案されている。この場合、ハウジングの上面開口部はカバーによって覆われ、下面開口部は防塵カバーによって覆われている。

特開２００２−１４８５４２号公報

ところで、光走査装置は画像形成装置に位置決めされて取り付けられるが、その位置決め精度を高めるための位置決めボスがハウジングの設置側の面に突設されているため、組立工程において光走査装置をハンドリングする際に該光走査装置の安定性が悪いという問題がある。光走査装置において各種光学部品は精密に取り付けられているため、組立工程や搬送中に光走査装置に振動や衝撃を与えてはならないが、前述のように位置決めボスのために光走査装置の安定性が悪いと、組立工程や搬送中に光走査装置に振動や衝撃を与えてしまう。

そこで、安定性の悪い光走査装置を安定してハンドリングするためには治具が必要になるが、位置精度を出すための位置決めボスが変形すると光走査装置の位置決め精度が悪くなる。このため、組立工程や搬送中に光走査装置に力が加わらないように当該光走査装置の治具への設置に注意を払う必要があり、このことは組立工数の増加やコストアップを招く原因となる。

又、ハウジングの設置側にリブを一体に突設し、このリブによって光走査装置を支える構成を採用すると、リブが温度変化によるハウジングの熱変形に悪影響を及ぼすという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コストアップやハウジングの熱変形への悪影響を招くことなく、組立工程や搬送中の姿勢の安定化を図って振動や衝撃から保護することができる光走査装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源から出射される光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器によって偏向された光ビームを等速走査光に変換する結像レンズと等速走査光を折り返して感光体に導く反射ミラーを備えた走査光学系をハウジング内に収容し、前記ハウジングの設置面側に防塵カバーを被着して成る光走査装置において、前記ハウジング内の幅方向中央に前記偏向器を配置し、該偏向器を中心としてこれの幅方向両側に前記走査光学系をそれぞれ配置するとともに、当該光走査装置の幅方向中心線上に少なくとも２つの位置決めボスを幅方向に直交する前後方向に設け、前記防塵カバーの前記位置決めボスを結ぶ直線を線対称の軸としてこれの両側に、組立工程や搬送中に前記防塵カバーを下にして当該光走査装置を設置したときに、前記光走査装置を支えて姿勢を安定させ、振動や衝撃を防止する支えをそれぞれ突設したことを特徴とする。

請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の光走査装置を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ハウジングの熱変形への影響が少ない防塵カバーに転倒防止用の支えを突設したため、組立工程や搬送中において光走査装置を支えによって支えてその姿勢を安定させることができ、組立工程や搬送中に光走査装置に振動や衝撃が加わることがない。そして、組立工程時等における光走査装置の設置に専用の治具等が不要となり、治具への設置等に注意を払う必要がないため、組立工数の増加やコストアップを招くことがない。

又、転倒防止用の支えをハウジングの熱変形に殆ど影響を与えない防塵カバーに設けたため、ハウジングの熱変形が転倒防止用の支えによって悪影響を受けることがない。

更に、ハウジングの幅方向中央に偏向器を配置し、該偏向器の両側に走査光学系を配置して成る光走査装置の防塵カバーの幅方向中央に複数の位置決めボスを設けたため、ハウジングの熱変形の影響を殆ど受けない防塵カバーに設けられた位置決めボスもハウジングの熱変形の影響を殆ど受けず、該位置決めボスによって光走査装置が正確に位置決めされて画像形成装置に取り付けられる。

又、防塵カバーの位置決めボスを結ぶ直線（光走査装置の重心を通る直線）を中心としてこれの両側の略対称位置に転倒防止用の支えをそれぞれ突設したため、これらの支えによって光走査装置が支えられてその姿勢が安定化し、転倒が確実に防がれる。

請求項２記載の発明によれば、組立工程や搬送中において光走査装置が振動や衝撃から保護され、その内部に組み込まれた光学部品に高い取付精度が確保され、高質画像が安定的に得られる。

本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンタ）の側断面図である。 本発明に係る光走査装置のカバーを取り外して示す平面図である。 本発明に係る光走査装置の上下を逆にして示す斜視図である。 本発明に係る光走査装置の底面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、感光体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

ところで、プリンタ本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

又、プリンタ本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には、２台の光走査装置１３が用紙搬送方向に並設され、これらの光走査装置１３の下方のプリンタ本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、該給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

又、プリンタ本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。

ところで、プリンタ本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、プリンタ本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、各光走査装置１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調された光ビームを出射し、その光ビームを各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１３を図２〜図５に基づいて説明する。

図２は本発明に係る光走査装置のカバーを取り外して示す平面図、図３は同光走査装置の上下を逆にして示す斜視図、図４は同光走査装置の底面図、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。尚、図１に示すカラーレーザープリンタには図２〜図５に示す光走査装置１３が２台並設されているが、両者の構成は同じであるため、以下、１台の光走査装置１３についてのみ説明する。

光走査装置１３は、樹脂にて一体成形されたハウジング２５を有しており、該ハウジング２５には、その内部を上下に区画する水平な仕切り板２５Ａが一体に形成されている。そして、図２及び図５に示すように、ハウジング２５の仕切り板２５Ａの上面の幅方向（図２及び図５の左右方向）中心部には偏向器であるポリゴンミラー２６が配置されており、ハウジング２５内の仕切り板２５Ａの上面と下面には前記ポリゴンミラー２６を中心としてこれの両側に２つの走査光学系３０，４０が対称に配置されている。又、図２に示すように、ハウジング２５内の仕切り板２５Ａの上方には走査光学系３０，４０に対応する光源である一対のレーザーダイオード３１，４１と一対のシリンドリカルレンズ３２，４２が幅方向中心線を境としてこれの左右にそれぞれ配置されている。

前記走査光学系３０，４０は、ハウジング２５内の仕切り板２５Ａの上面に光ビームＬの進行方向に沿って配された第１結像レンズ３３，４３と第２結像レンズ３４，４４及び第１反射ミラー３５，４５と、基板２５Ａの下面に光ビームの進行方向に沿って配された第２反射ミラー３６，４６と第３反射ミラー３７，４７をそれぞれ備えている。

ところで、図２〜図５に示す１台の光走査装置１３は、図１に示すマゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａとシアン画像形成ユニット１Ｃの感光ドラム２ｂを露光走査するものであって、図５に示すように、ハウジング２５の上面には樹脂製のカバー２７が被着され、ハウジング２５の設置面側である下面には同じく樹脂製の防塵カバー２８が被着されている。そして、各走査光学系３０，４０を構成する第３反射ミラー３７，４７と感光ドラム２ａ，２ｂを結ぶ光路上の仕切り板２５Ａとカバー２７には開口部２５ａ，２７ａがそれぞれ形成され、仕切り板２５Ａの第１反射ミラー３５，４５と第２反射ミラー３６，４６を結ぶ光路上には開口部２５ｂがそれぞれ形成されている。

而して、１台の光走査装置１３において各走査光学系３０，４０に設けられたレーザーダイオード３１，４１から出射する光ビームＬは、シリンドリカルレンズ３２，４２によって線状の光束に集光された後、回転駆動されるポリゴンミラー２６に対して対称な２方向から入射する。

上述のようにポリゴンミラー２６に入射した各光ビームＬは、ポリゴンミラー２６によって偏向された後、第１結像レンズ３３，４３と第２結像レンズ３４，４４を通過することによって等速走査光Ｌに変換される。そして、この等速走査光Ｌは、第１反射ミラー３５，４５によって下方に向かって直角に折り返され、仕切り板２５Ａに形成された開口部２５ｂを通過して第２反射ミラー３６，４６に至り、該第２反射ミラー３６，４６によって直角に折り返されて仕切り板２５Ａの下面に沿って水平に進行する。その後、光ビームＬは、第３反射ミラー３７，４７によって直角上方に折り返され、仕切り板２５Ａとカバー２７に形成された開口部２５ａ，２７ａを通過して感光ドラム２ａ，２ｂに向かい、これらの感光ドラム２ａ，２ｂをそれぞれ露光走査する。

図２に示す１台の光走査装置１３は、図１に示すマゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａとシアン画像形成ユニット１Ｃの感光ドラム２ｂを露光走査するものであるが、図１に示すカラーレーザープリンタのプリンタ本体１００には前述のように同様の光走査装置１３が２台並設されており、これら２台の光走査装置１３によって他のイエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブララック画像形成ユニット１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄを含む４つの感光ドラム２ａ〜２ｄの全てが光ビームによって露光走査される。

以上において、本発明に係る光走査装置１３においては、ポリゴンミラー２６によって偏向された光ビームが第１反射ミラー３５，４５及び第２反射ミラー３６，４６によって折り返されてハウジング２５の仕切り板２５Ａの上面と下面に沿って進行するため、ハウジング２５の高さ方向の幅が小さく抑えられて該ハウジング２５の小型化、延いては光走査装置１３全体の小型化が図られる。

又、本実施の形態では、ハウジング２５内の中心に配置されたポリゴンミラー２６を中心としてこれの両側に２つの走査光学系３０，４０を対称に配置したため、１台の光走査装置１３によって２つの感光ドラム２ａ，２ｂ又は２ｃ，２ｄを同時に光走査することができる。

ところで、光走査装置１３は、組立工程や搬送中には防塵カバー２８側を下にして設置されるが、図３及び図４に示すように、防塵カバー２８の幅方向中央の前後（図４の上下）には、当該光走査装置１３を図１に示すカラーレーザープリンタのプリンタ本体１００に設置する際にこれを正確に位置決めするための位置決めボス２８Ａが一体に突設されている。そして、本実施の形態では、防塵カバー２８の前後方向中央であって、且つ、２つの位置決めボス２８Ａを結ぶ直線Ｍを中心としてこれの左右両側の略対称位置に転倒防止用の支え２９がそれぞれ一体に突設されている。

而して、本実施の形態では、ハウジング２５の熱変形への影響が少ない防塵カバー２８に転倒防止用の支え２９を突設したため、組立工程や搬送中において光走査装置１３を支え２９によって支えてその姿勢を安定させることができ、組立工程や搬送中に光走査装置１３に振動や衝撃が加わることがない。そして、組立工程時等における光走査装置１３の設置に専用の治具等が不要となり、治具への設置等に注意を払う必要がないため、組立工数の増加やコストアップを招くことがない。

又、転倒防止用の支え２９をハウジング２５の熱変形に殆ど影響を与えない防塵カバー２８に設けたため、ハウジング２５の熱変形が転倒防止用の支え２９によって悪影響を受けることがない。

そして、本実施の形態では、ハウジング２５の幅方向中央にポリゴンミラー２６を配置し、該ポリゴンミラー２６の左右両側に走査光学系３０，４０を配置して成る光走査装置１３の防塵カバー２８の幅方向中央に２つの位置決めボス２８Ａを設けたため、ハウジング２５の熱変形の影響を殆ど受けない防塵カバー２８に設けられた位置決めボス２８Ａもハウジング２５の熱変形の影響を殆ど受けず、該位置決めボス２８Ａによって光走査装置１３が正確に位置決めされて図１に示すカラーレーザープリンタのプリンタ本体１００に取り付けられる。

又、防塵カバー２８の位置決めボス２８Ａを結ぶ直線（光走査装置１３の重心を通る直線）Ｍを中心としてこれの両側の略対称位置に転倒防止用の支え２９をそれぞれ突設したため、これらの支え２９によって光走査装置１３が支えられてその姿勢が安定化し、転倒が確実に防がれる。

以上のように、本実施の形態によれば、組立工程や搬送中において光走査装置１３が振動や衝撃から有効に保護されるため、その内部に組み込まれた光学部品に高い取付精度が確保され、高質画像が安定的に得られる。

尚、以上は本発明をカラーレーザープリンタ及びこれに備えられた光走査装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラープリンタ以外のカラー複写機等の他の任意のカラー画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（感光体）
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラ
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラ
９ テンションローラ
１０ 二次転写ローラ
１１ ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ トナーコンテナ
１３ 光走査装置
１４ 給紙カセット
１５ ピックアップローラ
１６ フィードローラ
１７ リタードローラ
１８ 搬送ローラ対
１９ レジストローラ対
２０ 搬送ローラ対
２１ 排紙トレイ
２２ 定着装置
２３，２４ 排紙ローラ対
２５ ハウジング
２５Ａ ハウジングの仕切り板
２５ａ，２５ｂ 仕切り板の開口部
２６ ポリゴンミラー
２７ カバー
２７ａ カバーの開口部
２８ 防塵カバー
２８Ａ 位置決めボス
２９ 転倒防止用の支え
３０，４０ 走査光学系
３１，４１ レーザーダイオード（光源）
３２，４２ シリンドリカルレンズ
３３，４３ 第１結像レンズ
３４，４４ 第２結像レンズ
３５，４５ 第１反射ミラー
３６，４６ 第２反射ミラー
３７，４７ 第３反射ミラー
１００ プリンタ本体
Ｌ 光ビーム
Ｍ 位置決めボスを結ぶ直線
Ｓ，Ｓ’ 搬送パス

Claims (2)

1. 光源から出射される光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器によって偏向された光ビームを等速走査光に変換する結像レンズと等速走査光を折り返して感光体に導く反射ミラーを備えた走査光学系をハウジング内に収容し、前記ハウジングの設置面側に防塵カバーを被着して成る光走査装置において、
   前記ハウジング内の幅方向中央に前記偏向器を配置し、該偏向器を中心としてこれの幅方向両側に前記走査光学系をそれぞれ配置するとともに、当該光走査装置の幅方向中心線上に少なくとも２つの位置決めボスを幅方向に直交する前後方向に設け、前記防塵カバーの前記位置決めボスを結ぶ直線を線対称の軸としてこれの両側に、組立工程や搬送中に前記防塵カバーを下にして当該光走査装置を設置したときに、前記光走査装置を支えて姿勢を安定させ、振動や衝撃を防止する支えをそれぞれ突設したことを特徴とする光走査装置。
   
2. 請求項１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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