JP6575784B2 - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置に搭載される光走査装置としてポリゴンミラーを利用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この光走査装置では、光源から出射した光を、回転するポリゴンミラーの周面で反射させて所定方向に走査させる。該光走査装置は、ポリゴンミラーの他に、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターと駆動基板とこれらを収容する筐体とを備えている。

ポリゴンモーターは駆動基板に支持され、駆動基板は筐体の底壁部に固定されている。駆動基板には、コネクターや駆動ＩＣ等の電子部品が実装されている。

上記駆動基板には複数の取付孔が形成されており、筐体の底壁部における各取付孔に対応する位置には被取付孔が形成されている。被取付孔は、筐体の底壁部から突出する複数の突出ボス部のそれぞれに対し同軸に形成されている。上記駆動基板は、複数の突出ボス部に支持された状態で各取付孔と被取付孔を貫通する締結部材によって固定されている。

上記画像形成装置では、幅広いユーザー要求に応えるために、処理速度（つまり単位時間当たりの印刷可能枚数）が異なる複数の機種が設定される場合がある。処理速度を変更するためにはポリゴンモーターの回転速度を変更する必要がある。しかし、ポリゴンモーターの対応可能回転数は、軸受けの性能等によって制限される。このため、低速機種と高速機種とで、光走査装置に搭載されるポリゴンモーターの種類を異ならせる必要がある。

しかし、ポリゴンモーターの種類が異なると、それを製造するメーカー等が異なるため、駆動基板の取付孔の配置構成も異なる場合がある。この場合に、取付孔の配置構成が異なる複数の基板に対してそれぞれ異なる筐体を用意したとすると製品コストが増加してしまう。そこで、例えば特許文献１に示す光走査装置では、筐体の底壁部に対して、第一基板を取付けるための第一被取付孔と、第一基板とは取付孔の配置構成が異なる第二基板を取付けるための第二被取付孔とを形成するようにしている。第一被取付孔と第二被取付孔とはそれぞれ筐体の底壁部から突出する第一突出ボス部と第二突出ボス部とに形成されている。第一突出ボス部の高さと第二突出ボス部との高さは同じに設定されている。

特開２０１３−１１３９８２号公報

上記特許文献１に示す光走査装置では、各突出ボス部の成形精度が低いと、例えば第一突出ボス部に第一基板を固定した際に、第一基板が第二突出ボス部の上側に乗り上げて傾いてしまうという問題がある。この問題を回避するためには、各突出ボス部の高さを精度良く管理する必要がある。しかし、上述のように第一突出ボス部と第二突出ボス部とを筐体に設けるようにした場合、筐体に第一突出ボス部のみを形成するようにした場合（つまり、筐体に対して一種類の基板のみ固定可能とした場合）に比べて、各突出ボス部に要求される成形精度が高くなる。すなわち、筐体に第一突出ボス部と第二突出ボス部とを形成するようにした場合、各第一突出ボス部同士の高さ合わせを行うだけでなく、第一突出ボス部と第二突出ボス部との高さ合わせを行う必要があるので、各突出ボス部に対して要求される成形精度が必然的に高くなる。この結果、筐体成形コストの増加を招くという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第一基板及び第二基板がそれぞれが固定される第一突出ボス部及び第二突出ボス部を有する筐体を備えた光走査装置及び画像形成装置において、各突出ボス部に要求される成形精度を出来る限り低く抑えて筐体の成形コストを低減することにある。

本発明に係る光走査装置は、複数の取付孔を有する第一基板と該第一基板とは取付孔の配置構成が異なる第二基板とのいずか一方を選択的に取付け可能な被取付壁部を有する筐体を備え、該被取付壁部には、第一基板の取付孔に対応する位置に設けられた第一被取付孔を有する第一突出ボス部と、第二基板の取付孔に対応する位置に設けられた第二被取付孔を有する第二突出ボス部とが突設されてなる。

上記第二突出ボス部は、所定方向において第一突出ボス部よりも内側に配置されており、上記第二基板は、上記第二突出ボス部に固定された状態で該第二突出ボス部の高さ方向から見たときに、上記第一突出ボス部と重ならないように形成され、上記第二突出ボス部の高さは上記第一突出ボス部の高さよりも低く設定されている。

本発明によれば、第一基板及び第二基板がそれぞれ固定される第一突出ボス部及び第二突出ボス部を有する筐体を備えた光走査装置及び画像形成装置において、各突出ボス部に要求される成形精度を出来る限り低く抑えて筐体の成形コストを低減することができる。

図１は、実施形態における光走査装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。 図２は、実施形態における光走査装置を示す斜視図である。 図３は、光走査装置の内部の概略構成を示す縦断面図である。 図４は、光走査装置の筐体に取付け可能な第一偏向器を示す、ポリゴンモーターの軸心方向から見た平面図である。 図５は、光走査装置の筐体に取付け可能な第二偏向器を示す、ポリゴンモーターの軸心方向から見た平面図である。 図６は、偏向器収容部の底壁部を拡大して示す斜視図である。 図７は、偏向器収容部の底壁部に第一偏向器を取付けた状態を示す斜視図である。 図８は、偏向器収容部の底壁部に第二偏向器を取付けた状態を示す斜視図である。 図９は、偏向器収容部の底壁部に形成された第一被取付孔及び第二被取付孔の配置を説明するための説明図である。 図１０は、各突出ボス部を側方から見た概略図である。 図１１は、他の実施形態を示す図９相当図である。 図１２は、他の実施形態を示す図１０相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置１の概略構造を示す断面図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、図１に示すように、中間転写ベルト７と、一次転写部８及び二次転写部９と、定着装置１１と、光走査装置１５と、複数の画像形成部１６とを備えている。

画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙等のシート（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第一用紙搬送部２１が設けられている。第一用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の右側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５の左方には第二用紙搬送部２２が設けられている。第二用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第一用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第二用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザービームを画像形成部１６へ照射する。画像形成部１６は、光走査装置１５の上方に例えば４つ設けられている。各画像形成部１６の上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。

４つの画像形成部１６は、図１に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成部１６では、光走査装置１５によって照射されたレーザービームにより原稿画像の静電潜像がそれぞれ感光体ドラム２５に形成され、この静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。

一次転写部８は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部８は、画像形成部１６により形成されたトナー像を中間転写ベルト７表面に一次転写する転写ローラーを有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、所定のタイミングで各画像形成部１６のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。

二次転写部９は、図１に示すように、中間転写ベルト７の左側方に配置された転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、第一用紙搬送部２１から送られてきた用紙にトナーと逆極性の転写バイアス電圧を印加することによって、トナー像を中間転写ベルト７から用紙へ転写するようになっている。

定着装置１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着装置１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着装置１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。定着装置１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着装置１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。

定着装置１１の上方には分岐部２７が設けられている。定着装置１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙を再び二次転写部９へ搬送する。

＜光走査装置＞
図２及び図３に示すように、光走査装置１５は、複数の光源（図示省略）と、複数の光源からそれぞれ出射されたレーザービームを偏向走査させる偏向器３０と、該偏向器３０を収容する筐体４０とを備えている。筐体４０は、上側に開放する矩形箱状態の筐体本体部と筐体本体部の上側を閉塞する蓋部（図示省略）とで構成されている。筐体４０は、その長手方向が画像形成装置の左右方向（図１の左右方向）に一致する状態で配置されている。筐体４０内の長手方向（画像形成装置の左右方向）の一側端部には、偏向器３０を収容する偏向器収容部４１が設けられている。

上記複数の光源は、レーザーダイオードにより構成されていて、偏向器収容部４１の側壁部に取付固定されている。光源は、画像形成装置１で使用する基準色（本実施形態イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの４つ）の数に対応して合計で４つ設けられている。

偏向器３０は、ポリゴンミラー３１とポリゴンモーター３２と駆動基板３３とを有している。ポリゴンミラー３１はポリゴンモーター３２の回転軸に固定され、ポリゴンモーター３２は駆動基板３３に固定され、駆動基板３３は筐体４０の偏向器収容部４１の底壁部４２に取付固定されている。

ポリゴンミラー３１は、例えば多角形状（本実施形態では六角形状）の回転多面鏡であってポリゴンモーター３２により回転駆動される。ポリゴンモーター３２は、駆動基板３３に実装された駆動ＩＣ３７（図４及び図５参照）により作動制御される。駆動基板３３には、駆動ＩＣ３７の他に電力供給用の電気コネクター３６等が実装されている。

上記筐体４０における偏向器収容部４１の側方には、ポリゴンミラー３１により反射された光が通過する結像レンズ（本実施形態では例えばｆθレンズ）３４が設けられている。結像レンズ３４は、ポリゴンミラー３１の側方において筐体４０の底壁部４２に固定されている。

上記複数の光源とポリゴンミラー３１との間には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が設けられており、各光源から出射されたレーザービームＤ１〜Ｄ４は、コリメーターレンズを通過して平行光に変換された後、シンドリカルレンズを通過してポリゴンミラー３１に集光される。該集光されたレーザービームＤ１〜Ｄ４は、ポリゴンミラー３１により反射され、結像レンズ３４を通過した後、それぞれの光路に配置された反射ミラー３５ａ〜３５ｄにより反射されて各色に対応する感光体ドラム２５の表面に結像される。

感光体ドラム２５の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー３１の回転によって感光体ドラム２５の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム２５の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム２５の表面に静電潜像を形成する。

上記画像形成装置１では、幅広いユーザー要求に応えるために、処理速度（単位時間当たりの印刷可能枚数）が異なる高速用機種と低速用機種とが設定されている。ポリゴンモーターは、コスト低減のためにも高速機種（処理速度が高い機種）と低速機（処理速度が低い機種）とで同じものを使用することが好ましい。しかし、ポリゴンモーター３２の最高回転数はポリゴンモーター３２の軸受け構造等によって制限される。そこで、本実施形態では、低速機用の第一ポリゴンモーター３２１有する第一偏向器３０１（図４参照）と、高速機用の第二ポリゴンモーター３２２を有する第二偏向器３０２（図５参照）との二種類を用意している。そして、画像形成装置１の機種に応じてこの二種類のいずれか一方を光走査装置１５の筐体４０に選択的に取付け可能にしている。これにより、筐体４０の共通化を図って製品コストを低減している。第一偏向器３０１と第二偏向器３０２とでは、ポリゴンミラー３１や電気コネクター３６の構成は同じであるものの、ポリゴンモーター３２及び駆動基板３３の構成が異なっている。以下、図４及び図５を参照して第一偏向器３０１及び第二偏向器３０２の詳細を説明する。

図４に示すように、第一偏向器３０１は、ポリゴンミラー３１と、第一ポリゴンモーター３２１と、該第一ポリゴンモーター３２１を支持する第一駆動基板３３１とを有している。第一ポリゴンモーター３２１はオイル動圧軸受を有する電気モーターである。

第一駆動基板３３１は矩形板状をなしており、第一ポリゴンモーター３２１は、第一駆動基板３３１の長手方向の中央よりも一側寄りで且つ短手方向の中央に固定されている。第一駆動基板３３１の長手方向の他側端部で且つ短手方向の中央には電気コネクター３６が固定されている。第一ポリゴンモーター３２１と電気コネクター３６との間には、第一ポリゴンモーター３２１を駆動するための第一駆動ＩＣ３７１が固定されている。第一ポリゴンモーター３２１、第一駆動ＩＣ３７１、及び電気コネクター３６は、第一ポリゴンモーター３２１の軸心方向から見て、該第一ポリゴンモーター３２１の軸心を通り且つ第一駆動基板３３１の長手方向の一辺に平行な第一直線Ｌ１上に配置されている。

第一駆動基板３３１の四隅には取付孔３３１ａ〜３３１ｄが形成されている。第一駆動基板３３１は、これら４つの取付孔３３１ａ〜３３１ｄに挿通される螺子６０により筐体４０に固定される。

図５に示すように、第二偏向器３０２は、ポリゴンミラー３１と、第二ポリゴンモーター３２２、第二ポリゴンモーター３２２を支持する第二駆動基板３３２とを有している。第二ポリゴンモーター３２２はエアー動圧軸受を有する電気モーターである。

第二駆動基板３３２は矩形板状をなしており、第二ポリゴンモーター３２２は、第二駆動基板３３２の長手方向の中央よりも一側寄りで且つ短手方向の中央に固定されている。第二駆動基板３３２の長手方向の他側の２つの隅部のうちの一方には電気コネクター３６が固定されている。第二駆動基板３３２の長手方向の中央よりも他側寄りには第二駆動ＩＣ３７２が固定されている。第二駆動ＩＣ３７２は、第二ポリゴンモーター３２２の軸心方向から見て、該第二ポリゴンモーター３２２の軸心を通り且つ第二駆動基板３３２の長手方向の一辺に平行な第二直線Ｌ２上に配置されている。

第二駆動基板３３２の周縁部には取付孔３３２ａ〜３３２ｄが形成されている。第二駆動基板３３２の取付孔３３２ａ〜３３２ｄの配置構成は、第一駆動基板３３１の取付孔３３１ａ〜３３１ｄの配置構成とは異なっている。すなわち、４つの取付孔３３２ａ〜３３２ｄは、第二ポリゴンモーター３２２の軸心方向から見て、各取付孔３３２ａ〜３３２ｄの中心を結ぶ直線が台形状をなすように配置されている。より詳細には、取付孔３３２ａ及び取付孔３３２ｂはそれぞれ、第二駆動基板３３２の長手方向の一側の２つの隅部に形成され、取付孔３３２ｃは、第二駆動基板３３２の短手方向の一側端部で且つ長手方向の中央に形成され、取付孔３３２ｄは、第二駆動基板３３２の長手方向の他側の２つの隅部のうちの一方に形成されている。

筐体４０の偏向器収容部４１の底壁部４２は、第一駆動基板３３１と第二駆動基板３３２とを選択的に取付け可能に構成されている。具体的には、図６に示すように、偏向器収容部４１の底壁部４２には、第一駆動基板３３１を取付けるための４つの第一被取付孔４５ａ〜４５ｄと、第二駆動基板３３２を取付けるための４つの第二被取付孔４７ａ〜４７ｄとが形成されている。第一被取付孔４５ａ〜４５ｄ及び第二被取付孔４７ａ〜４７ｄはそれぞれ、円筒状の第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄ及び第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄに形成されている。尚、図６中の符号４３は、ポリゴンモーター３２の回転軸を回転可能に受け入れる開口部である。

図７に示すように、第一駆動基板３３１は、４つの取付孔３３１ａ〜３３１ｄに螺子６０を挿通して上記第一被取付孔４５ａ〜４５ｄに螺合させることで各第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄに固定される。図８に示すように、第二駆動基板３３２は、４つの取付孔３３２ａ〜３３２ｄに螺子６０を挿通して上記第二被取付孔４７ａ〜４７ｄに螺合させることで各第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄに固定される。

図９に示すように、４つの第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄは、高さ方向（突出方向）から見て、その中心を結ぶ直線が矩形状をなすように画像形成装置１の前後方向及び左右方向に間隔を空けて配置されている。４つの第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄは画像形成装置１の左右方向（所定方向）において、４つの第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄよりも内側に配置されている。４つの第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄのうち３つは、画像形成装置１の前後方向において４つの第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄよりも内側に配置され、残りの一つ（第二突出ボス部４８ｄ）は、前後方向において４つの第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄよりも外側に配置されている。図９中の二点鎖線で示すように、第二駆動基板３３２は、第２突出ボス部４８ａ〜４８ｄに固定された状態でその突出方向から見たときに第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄと重ならないように形成されている。

図１０に示すように、４つの第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄ同士の高さは等しく、４つの第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄ同士の高さも等しい一方、第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄと第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄとの高さとは異なっている。具体的には、４つの第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄの高さは、４つの第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄの高さよりも低く設定されている。この高さの差の設定値ｈが小さ過ぎると各突出ボス部４６ａ〜４６ｄ，４８ａ〜４８ｄの高さの精度管理が困難になるので、例えばｈ＞０．０１ｍｍとすることが好ましい。一方、この高さの差ｈが大き過ぎると光源からのレーザービームがポリゴンミラー３１の反射面に当たらない場合があるので、ｈはポリゴンミラー３１の厚さＴ（つまりポリゴンミラー３１の上面と下面との距離）よりも小さく設定されている。本実施形態では、例えばｈ＜（Ｔ−０．４）ｍｍとされており、これにより、ポリゴンミラー３１の上端面又は下端面から光の入射位置までの距離を０．２ｍｍ以上確保している。

以上説明したよう上記実施形態では、上記第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄは、左右方向において第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄよりも内側に配置されており、上記第二駆動基板３３２は、第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄに固定された状態で該第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄの高さ方向から見たときに、第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄと重ならないように形成され、第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄの高さは上記第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄの高さよりも低く設定されている。

これによれば、第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄ同士及び第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄ同士の高さ合わせができていれば、第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄと第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄとの高さ合わせをしなくても各駆動基板３３１，３３２を筐体４０の底壁部４２に対して平行に配置することができる。したがって、各突出ボス部４６ａ〜４６ｄ，４８ａ〜４８ｄに要求される成形精度を低く抑えることができ、延いては筐体４０の成形コストを低減することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、筐体４０に対して第一駆動基板３３１を固定するための第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄと第二駆動基板３３２を固定するための第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄとを設けるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば図１１に示すように、第三駆動基板３３３を固定するための第三突出ボス部５０ａ〜５０ｄをさらに設けるようにしてもよい。第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄは、左右方方向において第三突出ボス部５０ａ〜５０ｄよりも内側に配置されており、第一駆動基板３３１は第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄに固定された状態で第三突出ボス部５０ａ〜５０ｄに重ならないように形成されている。第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄ、第二突出ボス部４８ａ〜４８ｄ、及び第三突出ボス部５０ａ〜５０ｄの高さをそれぞれＨ１，Ｈ２，Ｈ３としたとき、Ｈ１＝（Ｈ２＋Ｈ３）／２の関係を満たしている。第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄに第一駆動基板３３１を固定したときに、ポリゴンミラー３１の高さ方向の中央位置にレーザービームが入射するように第一突出ボス部４６ａ〜４６ｄの高さが設定されている。Ｈ１−Ｈ２＝Ｈ３−Ｈ１であることが好ましく、さらにＨ３−Ｈ２＜Ｔ（＝反射ミラーの厚み）であることが好ましく、Ｈ３−Ｈ２＜（Ｔ−０．４）ｍｍであることがより一層好ましい。

上記実施形態では、画像形成装置１がカラープリンターである例について説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置１は、例えば複写機、複合機又はファクシミリ等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

Claims (3)

1. 複数の取付孔を有する第一基板と該第一基板とは取付孔の位置が異なる第二基板とのいずか一方を選択的に取付け可能な被取付壁部を有する筐体を備え、該被取付壁部には、上記第一基板の取付孔に対応する位置に設けられた第一被取付孔を有する第一突出ボス部と、第二基板の取付孔に対応する位置に設けられた第二被取付孔を有する第二突出ボス部とが突設された光走査装置であって、
   上記第二突出ボス部は、所定方向において第一突出ボス部よりも内側に配置されており、
   上記第二基板は、上記第二突出ボス部に固定された状態で該第二突出ボス部の高さ方向から見たときに、上記第一突出ボス部と重ならないように形成され、
   上記第二突出ボス部の高さは上記第一突出ボス部の高さよりも低い、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記第一基板及び第二基板には、それぞれポリゴンモーターを介して回転多面鏡が支持されており、
   上記第一突出ボス部の高さと上記第二突出ボス部の高さの差は、上記回転多面鏡の厚さよりも小さい、光走査装置。
3. 請求項１記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
   

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