JP5593282B2

JP5593282B2 - 光走査装置及びこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP5593282B2
Application number: JP2011165338A
Authority: JP
Inventors: 秀樹岡村
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: JP2013029651A

Description

本発明は、感光ドラム等の像担持体上を露光走査する光走査装置とこれを備えた複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙等の記録材に画像を形成する複写機やプリンター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ドラム等の像担持体が光走査装置によって露光走査され、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、像担持体上に形成された静電潜像は、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、このトナー像が記録材上に転写される。このようにトナー像が転写された記録材は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって加熱及び加圧されてトナー像の定着を受け後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。

ところで、光走査装置は、レーザーダイオード（ＬＤ）等の光源から出射される光をコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等の光学素子を経て変更手段であるポリゴンミラーに入射させ、該ポリゴンミラーによって偏向された光を走査レンズによって結像させて感光ドラム等の像担持体を露光走査するものである。

斯かる光走査装置においては、高速で回転するポリゴンミラノ振動によって筐体や折り返しミラー等が共振し、画像にジッターが発生する等の問題が起こり易い。

そこで、特許文献１には、長尺であるために振動し易い折り返しミラーの中央部分に重りを接着し、該折り返しミラーの共振周波数をポリゴンミラーの回転による振動の周波数から遠ざけることによって折り返しミラーの振動を防ぐようにした構成が提案されている。

特開平９−１２００３９号公報

しかしながら、特許文献１において提案された構成によれば、重りの追加によるコストアップを招く他、線速が異なる複数の光走査装置にポリゴンモーターを複数の周波数（回転数）で共通に使用した場合には、筐体や折り返しミラーの共振が避けられないという問題がある。

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、ポリゴンモーターを複数の周波数で共通に使用しても、筐体や折り返しミラー等の共振を抑制することができる光走査装置とジッター等の画像欠陥の発生を防いで高質画像を安定的に得ることができる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を光学素子を経てポリゴンミラーに入射させ、該ポリゴンミラーによって偏向された光を走査レンズによって結像させて像担持体を露光走査する光走査装置において、前記ポリゴンミラーの回転軸を内包するポリゴン基板を複数の締結点において筐体にボスを介して取り付け、前記ポリゴン基板における、前記複数の締結点のうちの３つの締結点を結んで形成される三角形の領域の外側に、制振ビス締結点を設け、前記筐体における前記ポリゴン基板の取り付け面と反対側から前記筐体にビスを螺合させ前記取り付け面に設けられたボスを貫通した前記ビスの先端を前記ポリゴン基板の前記制振ビス締結点に当接させ、前記ビスの先端が前記ポリゴン基板に当接した状態から更に前記ポリゴン基板を押し込む方向へ前記螺合により前記ビスを移動可能とし、前記ビスの頭部と前記筐体との間にバネを縮装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、ポリゴン基板の３つの締結点を結んで形成される三角形の領域の外側に設けられた制振ビス締結点をこれに螺合するビスで筐体に取り付けることによって、ポリゴン基板や筐体の固有振動数を共振周波数から遠ざけることができるため、部品の追加を要することなく筐体や折り返しミラー等の共振を抑制することができる。又、ビスの締付力を調整することによってポリゴン基板や筐体の固有振動数を調整することができるため、ポリゴンモーターを異なる機種の光走査装置において複数の周波数で共通に使用しても、筐体や折り返しミラー等の共振を抑制することができる。

また、請求項１記載の発明によれば、ビスを回転させてその移動量を調整することによってバネによるポリゴン基板への押圧力が変化し、該ポリゴン基板の固有振動数が任意に調整されるため、ポリゴンモーターを異なる機種の光走査装置において複数の周波数で共通に使用することができる。

請求項２記載の発明によれば、光走査装置の筐体や折り返しミラー等の共振が抑制されるため、ジッター等の画像欠陥の無い高質画像を安定的に得ることができる。

本発明に係る画像形成装置の断面図である。本発明に係る光走査装置の斜視図である。本発明に係る光走査装置のポリゴンミラーとポリゴン基板の平面図である。図３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縦断面図であり、図示の画像形成装置１はレーザープリンターであって、装置本体１Ａの内部上方には、画像形成部２が配され、装置本体１Ａ内の下半部には用紙収納部３が配されている。

上記画像形成部２は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム４と、その周囲に配された帯電器５、現像装置６、転写ローラー７及びクリーニング装置８の他、現像装置６に現像剤であるトナーを補給するためのトナーホッパー９を備えている。そして、画像形成部２の横には、本発明に係る光走査装置（レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ））１０が配置されている。

前記用紙収納部３は、複数枚の用紙が積層収容された着脱可能な上下２段の給紙カセット１１，１２を備えており、各給紙カセット１１，１２の近傍には、各給紙カセット１１，１２内の用紙を上位のものから順次取り出すピックローラー１３と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して送り出すフィードローラー１４及びリタードローラー１５がそれぞれ配設されている。

又、装置本体１Ａ内には、用紙収納部３から画像形成部２に至る第１搬送経路Ｓ１と、画像形成部２から排紙トレイ１６に至る第２搬送路Ｓ２が配置されており、第１搬送路Ｓ１にはレジストローラー１７と前記転写ローラー７が設けられ、第２搬送路Ｓ２には定着装置１８と搬送ローラー１９及び排紙ローラー２０が設けられている。ここて、定着装置１８は、圧接状態で互いに回転する定着ローラー１８ａと加圧ローラー１８ｂを備えている。

次に、以上のように構成された画像形成装置１の画像形成動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、画像形成部２においては感光ドラム４が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器５によって所定の電位に一様に帯電される。そして、パソコン等から送信される電気信号に基づくレーザービームが光走査装置１０から出力されて感光ドラム４の表面が露光走査されると、該感光ドラム４上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム４上に形成された静電潜像は、現像装置６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可視像化される。

ところで、カセット給紙を行う場合、用紙収納部３の例えば上段の給紙カセット１１内に収容された用紙は、ピックローラー１３によって最上位のものからピックアップされ、フィードローラー１４とリタードローラー１５によって１枚ずつ分離されて第１搬送経路路Ｓ１をレジストローラー１７へと搬送される。そして、レジストローラー１７においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム４上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部２へと供給される。

画像形成部２においては、感光ドラム４と転写ローラー７との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラー７によって感光ドラム４に押し付けられながら搬送されることによって、その表面に感光ドラム４上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置１８へと搬送され、この定着装置１８の定着ローラー１８ａと加圧ローラー１８ｂ間の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム４の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置８によって除去され、表面が清掃された感光ドラム４は次の画像形成動作に備えられる。

而して、定着装置１８にて表面にトナー像が定着された用紙は、第２搬送経路Ｓ２を搬送ローラー１９によって排紙ローラー２０に向かって搬送され、排紙ローラー２０によって排紙トレイ１６へと排出され、これによって一連の画像形成動作が終了する。

［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１０の詳細を図２〜図４に基づいて説明する。

図２は本発明に係る光走査装置の斜視図、図３は同光走査装置のポリゴンミラーとポリゴン基板の平面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図であり、図２に示すように、光走査装置１０の筐体２１には光源であるレーザーダイオード（ＬＤ）２２が備えられており、筐体２１内には、レーザーダイオード２２からの光ビームＬの出射方向に沿ってコリメータレンズ２３とシリンドリカルレンズ２４及び偏向手段としてのポリゴンミラー２５が一直線上に配置されている。

又、筐体２１内には、ポリゴンミラー２５によって偏向される光ビームＬの進行方向に沿って２つのｆθレンズ２６，２７と折り返しミラー２８が配設されている。又、光ビームＬの有効走査範囲（実際にプリント幅として使用する走査範囲）Ｒを外れた位置の左右には光検知素子であるＢＤセンサー２９と、ポリゴンミラー２５によって偏向されて有効走査範囲Ｒを外れた光路を進む光ビームＬ１を折り返して前記ＢＤセンサー２９へと導くＢＤミラー３０が配置されている。

而して、図２に示す光走査装置１０において、レーザーダイオード２２が画像信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されると、該レーザーダイオード２２から画像データに対応して変調された光ビームＬが出射され、この光ビームＬは、コリメータレンズ２３によって平行光束とされ、この平行光束Ｌは、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ２４によってポリゴンミラー２５の反射面に結像され、高速で回転するポリゴンミラー２５によって偏向される。そして、偏向された光ビームＬは、ｆθレンズ２６，２７によって等速度で集光され、折り返しミラー２８によって折り返されて被走査面である感光ドラム４上に集光スポットを形成し、これによって感光ドラム４上が主走査方向に露光走査され、各感光ドラム４上には各色のカラー画像信号に応じた静電潜像が形成される。

ここで、有効走査範囲Ｒ外に配置されたＢＤセンサー２９には光ビームＬ１がＢＤミラー３０によって折り返されて入射し、この光ビームＬ１がＢＤセンサー２９によって検知されることによって光ビームＬによる感光ドラム４上への露光走査（書き出し）開始タイミングが決定される。

ところで、図３及び図４に示すように、ポリゴンミラー２５の垂直に起立する回転軸３１は、水平に配置された矩形平板状のポリゴン基板３２に内包されており、該ポリゴン基板３２は、図３に示す７つの締結点ａ〜ｇでピス３３によって筐体２１に取り付けられている。具体的には、ポリゴン基板３２の７つの締結点ａ〜ｇのうち、１つの締結点ｇはポリゴン基板３２の略中央に配置され、２つの締結点ｅ，ｆはポリゴンミラー２５を挟んで締結点ｇとは反対側のポリゴン基板３２の一方のコーナー部に配置されている。

他方、図４に示すように、筐体２１の締結点ａ〜ｇに対応する箇所には取付ボス２１ａ（図４には一部のみ図示）が一体に立設されており、これらの取付ボス２１ａの上にポリゴン基板３２がポリゴンミラー２５と共に載置され、該ポリゴン基板３２は、前述のように７つの締結点ａ〜ｇでビス３３によって筐体２１の取付ボス２１ａに取り付けられている。尚、図３において、３４はポリゴン基板３２上に設けられたコネクタである。

而して、本実施の形態では、図３に示すようにポリゴン基板３２の７つの締結点ａ〜ｇのうちの３つの締結点ｅ，ｆ，ｇを結んで形成される三角形の領域（図３に斜線を付した領域）の外側に制振ビス締結点Ｐが設けられており、筐体２１側の制振ビス締結点Ｐに対応する箇所には図４に示すように取付ボス２１ｂが一体に立設されている。そして、ポリゴン基板３２の制振ボス締結点Ｐにおいては、ビス３５が筐体２１側の取付ボス２１ｂに下方からねじ込まれ、該ビス３５の先端はポリゴン基板３２の下面に当接している。そして、ポリゴン基板３２の制振ビス締結点Ｐに下方から螺合するビス３５の外周にはバネ３６が通され、このバネ３６はビス３５の頭部３５ａと筐体２１との間に縮装されている。

以上のように、本発明に係る光走査装置１０においては、ポリゴン基板３２の３つの締結点ｅ，ｆ，ｇを結んで形成される三角形の領域の外側に設けられた制振ビス締結点Ｐをこれに螺合するビス３５の先端をポリゴン基板３２に押圧することによって、ポリゴン基板３２や筐体２１の固有振動数を共振周波数から遠ざけることができるため、部品の追加を要することなく筐体２１や折り返しミラー２８（図２参照）等の共振を抑制することができる。

又、ビス３５の締付力を調整することによってポリゴン基板３２や筐体２１の固有振動数を調整することができるため、ポリゴンミラー２５を回転駆動する不図示のポリゴンモーターを異なる機種の光走査装置１０において複数の周波数で共通に使用しても、筐体２１や折り返しミラー２８等の共振を抑制することができる。特に、本実施の形態では、ビス３５を回転させてその移動量を調整することによってポリゴン基板３２への押圧力が変化し、該ポリゴン基板３２の固有振動数が任意に調整されるため、ポリゴンモーターを異なる機種の光走査装置１０において複数の周波数で共通に使用することができる。

そして、以上のように光走査装置１０の筐体２１や折り返しミラー等の共振が抑制されるため、図１に示す画像形成装置１においてジッター等の画像欠陥の無い高質画像を安定的に得ることができる。

尚、以上は本発明をモノクロのレーザープリンターと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、モノクロ、カラーを問わず、プリンター以外の他の任意の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。

１画像形成装置
１Ａ画像形成装置本体
２画像形成部
３用紙収納部
４感光ドラム
５帯電器
６現像装置
７転写ローラー
８クリーニング装置
９トナーホッパー
１０光走査装置
１１，１２給紙カセット
１３ピックローラー
１４フィードローラー
１５リタードローラー
１６排紙トレイ
１７レジストローラー
１８定着装置
１８ａ定着ローラー
１８ｂ加圧ローラー
１９搬送ローラー
２０排紙ローラー
２１光走査装置の筐体
２１ａ筐体の取付ボス
２１ｂ筐体の取付ボス
２２レーザーダイオード（光源）
２３コリメータレンズ（光学素子）
２４シリンドリカルレンズ（光学素子）
２５ポリゴンミラー
２６，２７ｆθレンズ
２８折り返しミラー
２９ＢＤセンサー
３０ＢＤミラー
３１ポリゴンミラーの回転軸
３２ポリゴン基板
３３ビス
３４コネクタ
３５ビス
３５ａビスの頭部
３６バネ
ａ〜ｇポリゴン基板の締結点
Ｐポリゴン基板の制振ビス締結点
Ｌ光ビーム
Ｓ１第１搬送路
Ｓ２第２搬送路

Claims

光源から出射される光を光学素子を経てポリゴンミラーに入射させ、該ポリゴンミラーによって偏向された光を走査レンズによって結像させて像担持体を露光走査する光走査装置において、
前記ポリゴンミラーの回転軸を内包するポリゴン基板を複数の締結点において筐体にボスを介して取り付け、前記ポリゴン基板における、前記複数の締結点のうちの３つの締結点を結んで形成される三角形の領域の外側に、制振ビス締結点を設け、前記筐体における前記ポリゴン基板の取り付け面と反対側から前記筐体にビスを螺合させ前記取り付け面に設けられたボスを貫通した前記ビスの先端を前記ポリゴン基板の前記制振ビス締結点に当接させ、前記ビスの先端が前記ポリゴン基板に当接した状態から更に前記ポリゴン基板を押し込む方向へ前記螺合により前記ビスを移動可能とし、前記ビスの頭部と前記筐体との間にバネを縮装したことを特徴とする光走査装置。
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。