JP6660585B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、光走査装置および画像形成装置に関するものである。
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、潜像担持体上に画像情報に応じた書込光を偏向走査することにより照射して潜像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像して画像を得るものが知られている。書込光を偏向走査する光走査装置は、一般に、光源からの書込光を偏向走査する回転多面鏡たるポリゴンミラーを備えた回転偏向器たるポリゴンスキャナによって偏向走査された書込光を潜像担持体表面に結像するための結像レンズ等の光学系部品などを備えている。そして、これらの構成部品は、ハウジングに収納され、結像レンズ等の光学系部品にホコリやゴミが付着しないように、ハウジングをカバー部材などで覆って密閉している。
特許文献1には、上記ポリゴンミラーの回転軸を受ける軸受が支持される軸受支持部が、上記ハウジングの底面部に設けられた光走査装置が記載されている。軸受支持部は、底面部の外面から外側へ突出した円筒状のボスであり、上記軸受がこの軸受支持部に嵌め込まれることで、軸受が軸受支持部に支持される。また、上記底面部の外面には、この軸受支持部の回転軸と平行な外周面から法線方向から延び出す複数のリブが設けられている。これらリブは、真直ぐ延び、リブの延び出す方向に位置する底面部から外側へ突出したボス部に接続されている。
書込光を偏向する際、ポリゴンミラーが高速で回転して、上記軸受が発熱し、その軸受の熱により軸受支持部が熱膨張する。この軸受支持部の熱膨張により、軸受支持部が倒れるおそれがあった。その結果、ポリゴンスキャナの姿勢が変化し、潜像担持体の所定の位置に光走査ができなくなるなど、光学性能が悪化するおそれがあった。
上記課題を解決するために、本発明は、光を照射する光源と、前記光源から照射された光を回転しながら反射し、偏向して光走査する回転偏向器と、前記回転偏向器の回転軸を受ける軸受部と嵌合する嵌合穴を備えた軸受支持ボス部と、前記軸受支持ボス部の前記回転偏向器の回転軸方向と平行な外周面から前記回転軸方向に対して直交する方向に延び出し、この延び出す方向に位置するボス部に接続された複数のリブとを有し、前記光源及び前記回転偏向器を収納する光学ハウジングとを備えた光走査装置において、前記リブが、前記軸受支持ボス部の前記外周面の法線方向に対して傾斜する方向に延び出しており、前記リブを、前記回転偏向器の回転軸方向に対して傾斜させたことを特徴とするものである。
本発明によれば、回転偏向器の姿勢変化を抑制することができる。
本実施形態の画像形成装置の概略を示す図。 (a)は、プロセスカートリッジの斜視図であり、(b)は、プロセスカートリッジの断面図。 光書込装置の概略構成図。 光書込装置を下から見た斜視図。 ポリゴンスキャナを下側から見た斜視図。 ポリゴンスキャナを光学ハウジングへ取り付ける様子を示す斜視図。 光書込装置の複写機への取り付けについて説明する図。 支持板を示す平面図。 第2位置決め面付近の拡大斜視図。 光書込装置が、支持板に位置決め固定された状態を示す斜視図。 本実施形態のリブの軸受支持部との接続について説明する図。 軸受支持部が熱膨張したときの各リブの変形を示す図。 比較例について、軸受部の熱によるリブの変形をシミュレーションした結果を示す図。 本実施形態について、軸受部の熱によるリブの変形をシミュレーションした結果を示す図。 リブの変形例1を示す概略図。 リブの変形例2を示す概略斜視図。 リブの変形例2を示す概略平面図。 リブの法線方向に対する傾斜角度と、軸受支持部の回転させやすさについて説明する図。 変形例の画像形成装置の概略構成図。 変形例の光書込装置の構成を示す概略断面図。 変形例の光書込装置を上から見たときの概略図。
図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。
画像形成装置たる複写機の装置本体100の上部には、画像読取装置200が取り付けられている。
装置本体100の内部には、プロセスカートリッジ1が設けられている。
図2(a)は、プロセスカートリッジの斜視図であり、図2(b)は、プロセスカートリッジの断面図である。
図2(b)に示すように、プロセスカートリッジ1は、潜像担持体たる感光体10と、感光体10の周囲に配置され、感光体10に作用するプロセス手段としての帯電装置11、現像装置12およびクリーニング装置14などを備えている。プロセスカートリッジ1は、装置本体100に着脱可能に装着されている。感光体10、帯電装置11、現像装置12及びクリーニング装置14がプロセスカートリッジ1としてユニット化されることにより、交換やメンテナンスの作業が容易になる。また、各部材間の位置精度を高精度の維持することができ、形成される画像品質の向上を図ることができる。
帯電手段たる帯電装置11は、帯電バイアスを印加され、感光体10表面に電荷を与えて感光体10を一様帯電する帯電ローラ11aと、帯電ローラ11aの表面に付着したトナーなどの付着物を除去する除去ローラ11bとを備えている。
現像手段たる現像装置12は、現像剤搬送手段としての第1搬送スクリュウ12bが配設された第1剤収容室V1を有している。また、現像剤搬送手段としての第2搬送スクリュウ12c、現像剤担持体としての現像ローラ12a、現像剤規制部材としてのドクターブレード12dなどが配設された第2剤収容室V2も有している。
これら2つの剤収容室V1,V2内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のトナーとからなる二成分現像剤である現像剤が内包されている。第1搬送スクリュウ12bは、駆動手段によって回転駆動することで、第1剤収容室V1内の現像剤を図中の手前側へ搬送する。そして、第1搬送スクリュウ12bにより第1剤収容室V1の図中手前側端部まで搬送された現像剤は、第2剤収容室V2に進入する。
第2剤収容室V2内の第2搬送スクリュウ12cは、駆動手段によって回転駆動することで、現像剤を図中の奥側へ搬送する。このようにして現像剤を搬送する第2搬送スクリュウ12cの上方には、現像ローラ12aが第2搬送スクリュウ12cと平行な姿勢で配設されている。この現像ローラ12aは、回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ内に固定配置されたマグネットローラを内包した構成となっている。
第2搬送スクリュウ12cによって搬送される現像剤の一部は、現像ローラ12a内のマグネットローラの発する磁力によって現像ローラ12aの表面に汲み上げられる。そして、現像ローラ12aの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード12dによってその層厚が規制された後、感光体10と対向する現像領域まで搬送され、感光体10上の静電潜像にトナーを付着させる。この付着により、感光体10上にトナー像が形成される。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像ローラ12aの表面移動に伴って第2搬送スクリュウ12c上に戻される。そして、第2搬送スクリュウ12cにより第2剤収容室V2の端部まで搬送された現像剤は、第1剤収容室V1内に戻る。このようにして、現像剤は現像装置内を循環搬送される。
また、現像装置12は、第1剤収容室V1の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサを有している。トナー濃度センサは、現像剤の透磁率から現像剤のトナー濃度を測定するもので、トナー濃度が低くなると磁性体のキャリアが密集してくるので透磁率は高くなる。このトナー濃度センサ124によって測定された値が、狙いの値(閾値)を超える場合は図1に示すトナーボトル20からトナー補給され、トナー濃度を一定濃度に制御する。狙いの値は、感光体10に形成されたトナーパターンのトナー付着量を光学センサで検知し、その検知結果に基づいて決められる。
このような動作によって、感光体上の基準パターン濃度を一定に保つように制御しているが、トナーボトル20のトナーがなくなった場合は、濃度低下を抑制できなくなる。このような状況においては、所定期間、トナーボトル20からトナーを補給する動作をしたにも係わらず、光学センサによるトナーパターンの検知結果が改善されない。従って、トナーボトル20からトナーを補給する動作をしたにも係わらず、光学センサによるトナーパターンの検知結果が改善されなかった場合は、トナーがなくなった(トナーエンド)と、判断(あるいは推定判断)する。
また、トナーエンドと判断した後、トナーボトル20を交換し、交換したトナーボトル20内のトナーを現像装置12へ供給するトナーエンドのリカバリのときは、以下のような動作を行う。すなわち、補給されたトナーと現像剤を良好に混合させるために、現像ローラ12aや各搬送スクリュウ12b,12cを回転させる。また、このとき、現像ローラ12a上の現像剤に不均一な摺動が生じるのを防ぐために、感光体10も回転させるよう、駆動を付与する。
クリーニング手段たるクリーニング装置14は、感光体10表面に当接して感光体10に付着している転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード14aを備えている。また、回収部Wに収容され、クリーニングブレード14aにより回収された回収トナーを搬送するトナー回収コイル14bを備えている。トナー回収コイル14bにより搬送された回収トナーは、トナー搬送装置により、現像装置12または廃トナーボトル35へ搬送される。
図1に示す転写手段たる転写装置17は、転写ローラ16を備えており、転写ローラ16は、感光体10の周面に押圧されて当接されている。また、転写装置17の上方には、定着手段たる定着装置24が設けられている。定着装置24は、加熱ローラ25と加圧ローラ26を有する。また、装置本体100には、潜像形成手段たる光書込装置21が備えられている。光書込装置21には、光源、走査用の回転多面鏡、ポリゴンモータ、fθレンズなどを備えている。また、装置本体は、転写紙、OHPフィルムなどのシートSを収納するシートカセット22が多段に備えられている。
以上のような構成の装置を用いてコピーするとき、ユーザーがスタートスイッチを押す。すると、まず、画像読取装置200にセットされた原稿内容を読み取る。また、このとき同時に、感光体駆動モータで感光体10を回転し、帯電ローラ11aを用いた帯電装置11で感光体10の表面を一様に帯電する。次いで画像読取装置200によって読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ光書込装置21を用いて書き込み工程を実行する。そして、感光体10の表面に静電潜像を形成した後、現像装置12を用いてトナーを付着させて静電潜像を可視像化(現像)する。
また、スタートスイッチをユーザーが押すと同時に、多段のシートカセット22から選択されたシートSを呼出ローラ27により送り出す。次いで、供給ローラ28と分離ローラ29で1枚ずつ分離して供給路R1に送る。供給路R1に送られたシートSは、シート搬送ローラ30で搬送されて、レジストローラ23に突き当てて止められる。そして、感光体10の可視像化したトナー画像と回転タイミングを合わせて、転写ローラ16が感光体10と当接して形成された転写ニップへと送り込まれる。
転写ニップへと送り込まれたシートSは、転写装置17により感光体10上のトナー画像を転写される。画像転写後の感光体10上の残留トナーはクリーニング装置14で除去・清掃され、残留トナーを除去された感光体10上の残留電位は、除電装置で除去される。そして、帯電装置11から始まる次の画像形成に備える。
一方、画像転写された後のシートSは、熱定着装置24に導かれ、加熱ローラ25と加圧ローラ26の間に通されて、これらローラに搬送されながら、熱と圧力を加えられてトナー画像を定着される。画像定着されたシートSは、その後、排紙ローラ31により排紙スタック部32上に排出されてスタックされる。
図3は、光書込装置21の概略構成図である。
光書込装置21は、LDユニット40、コリメートレンズ52、アパーチャー54、シリンドリカルレンズ53、ポリゴンスキャナ50、走査レンズ(fθレンズ)43、同期ミラー62、同期レンズ63などを有している。これらは、筐体たる光学ハウジング80に収納されている。光学ハウジング80は、上面が開放した箱型の形状であり、上面がカバー部材70(図4参照)で覆われていて、光書込装置内への塵芥の侵入を防いでいる。LDユニット40は、光学ハウジング80の側面に取り付けられている。コリメートレンズ52、アパーチャー54、シリンドリカルレンズ53、ポリゴンスキャナ50、走査レンズ(fθレンズ)43、同期ミラー62、および同期レンズ63は、光学ハウジング80の取り付け面部たる底面部180に取り付けられている。光学ハウジング80は、ガラス繊維を含有した熱可塑性樹脂で構成されている。
LDユニット40は、感光体10に光ビームLを照射するための半導体レーザからなる光源41とフォトICとが固定されたLD制御基板42を有する。光源41やフォトICは、LD制御基板42に半田付けされている。
回転偏向器としてのポリゴンスキャナ50は、正多角柱形状からなる回転多面鏡たるポリゴンミラー49を有している。ポリゴンスキャナ50は、光学ハウジング80の防音壁55内にネジによって締結されている。ポリゴンミラー49は、その6つの側面に反射鏡を有している。本実施形態においては、ポリゴンミラー49を正六角柱形状として、側面に6つの反射鏡を有しているが、これに限定されるものではない。
LDユニット40の光源41から出射された光ビームLは、コリメートレンズ52により、発散光ビームが平行光ビームに変換される。その後、アパーチャー54により整形された後、シリンドリカルレンズ53を透過して、副走査方向(感光体表面上における感光体表面移動方向に相当する方向)に集光せしめられる。そして、ポリゴンミラー49に入射する。ポリゴンミラー49に入射した光ビームLは、ポリゴンミラー49の反射鏡に反射しながら主走査方向(感光体表面上における軸線方向に相当する方向)に偏向せしめられる。次に、ポリゴンミラー49によって一定の角速度で主走査方向に偏向せしめられる光ビームは、防音ガラス51を透過して走査レンズ43に入射する。走査レンズ43は、ポリゴンミラー49によって一定の角速度で主走査方向に偏向せしめられた光ビームの偏向方向の移動速度を等速に変換する。走査レンズ43を透過した後、同期ミラー62で折り返され、同期レンズ63で集光されて、LDユニット40のフォトICに入射する。
フォトICが光ビームLを検知すると、同期信号が出力される。そして、同期が取れて光源41から出射された画像データに基づく光ビームLが、上述と同様にコリメートレンズ52、アパーチャー54、シリンドリカルレンズ53、ポリゴンミラー49、走査レンズ43を順次経由する。そして、走査レンズ43を経由した光ビームLは、光学ハウジング80の側面に形成された開口部を覆うようにして設けられた防塵ガラスを透過して感光体10の表面を光走査する。
また、走査レンズ43から感光体10までの光ビームの光路上に、第二走査レンズを配設してもよい。また、光源41からポリゴンスキャナ50のポリゴンミラーまでの光ビームの光路上に、反射ミラーを配設してもよい。
図4は、光書込装置21を下から見た斜視図である。
なお、以下の説明において、ポリゴンミラー49の回転軸方向をZ軸、ポリゴンミラー49から感光体10へ向かう方向をX軸、Z−X平面に垂直な方向をY軸と設定して説明する。
光書込装置21は、複写機の装置本体100に対して着脱自在に設けられた着脱ユニットである。具体的には、図1において、装置本体に対して紙面と直交する方向(図4のY軸方向)に着脱可能に構成されている。
図4に示すように、光学ハウジング80の下面には、被位置決め部としての3つの受け部81,82,83と、被位置決め部としての突出部85,86とを有している。
第1受け部81は、光書込装置21の装着方向手前側の端部におけるX方向中央部に設けられた後述する第1固定部87の下面に設けられている。第2受け部82は、光書込装置21の装着方向奥側の端部におけるX方向一端(光書込装置21の光ビーム出射側と反対側)に設けられた第2固定部88の下面に設けられている。第3受け部83は、光書込装置21の装着方向奥側の端部におけるX方向一端(光書込装置21の光ビーム出射側)に設けられた第3固定部89の下面に設けられている。各受け部81,82,83は、各固定部の下面からほんの少し突出しており、その頂面は高い精度の平面度を有している。また、各受け部81,82,83の光書込装置のある箇所を基準にしたZ方向における位置が同じ位置(同一高さ)となっている。
光学ハウジング80のスキャナ取り付け部182は、光学ハウジングの底面部180よりも下側に突出している。このスキャナ取り付け部182の略中央部分は、矩形状に開口した開口部80dが形成されている。この開口部80dの四角には、ポリゴンスキャナ50の制御基板50bを固定するための内周面にねじ溝が形成された筒状の締結部80cが形成されている。
また、開口部80dの内部には、ポリゴンスキャナ50のポリゴンミラー49の回転軸を受ける軸受部50aが嵌合する筒状の軸受支持部80bが形成されている。この軸受支持部80bに、軸受部50aが嵌合し、軸受部50aの底面が露出している。また、各締結部80cから軸受支持部80bに向かって延び軸受支持部80bに接続されたリブ80eが形成されており、このリブ80eにより軸受支持部80bが、光学ハウジング80に繋がり、支持される。
図5は、ポリゴンスキャナ50を下側から見た斜視図である。
図5に示すように、ポリゴンスキャナ50のポリゴンミラー49の回転軸を受ける軸受部50aは、一端が閉じられた円筒形状であり、制御基板50bを貫通するように、制御基板50bに取り付けられている。制御基板50bは。電気回路を持ち、ポリゴンミラーを回転駆動するためのモータを制御するためのものである。
図6は、ポリゴンスキャナ50を光学ハウジング80へ取り付ける様子を示す斜視図である。
まず、制御基板50bを貫通する軸受部50aを、軸受支持ボス部たる軸受支持部80bにはめ込んで、ポリゴンスキャナ50を光学ハウジング80に位置決めする。制御基板50bの4角には、ネジ50cが貫通する貫通孔500cが形成されている。これら貫通孔500cにネジ50cを貫通させて、開口部80dの4角に設けられた締結部80cにネジ50cを止める。これにより、ポリゴンスキャナ50が、光学ハウジング80に締結される。ポリゴンスキャナ50が光学ハウジング80に締結されると、開口部80dが制御基板50bにより覆われる。これにより、開口部80dから光学ハウジング内に塵や埃が進入するのを抑制することができる。
ポリゴンミラー49は、書込光を偏向走査する際、高速で回転するため、軸受部内の潤滑剤がポリゴンミラー49の回転軸との摩擦で発熱して、軸受部50aが発熱する。また、制御基板50bに実装された電子制御部品も発熱する。発熱部たる軸受部50aや制御基板の電子制御部品の発熱によって、光走査装置内が高温となる。その結果、レンズやミラーなどの光学系の部品が熱変形して、倍率偏差などが発生し、画像を劣化させる不具合を生じるおそれがある。
しかし、本実施形態においては、ポリゴンスキャナ50の軸受部50aの下面が、軸受支持部80bから外部へ露出している。これにより、軸受部50aの熱の一部が、直接、光学ハウジング80の外部へ放熱される。また、制御基板50bも、開口部80dから外部へ露出している。これにより、制御基板50bの熱の一部が、直接、光学ハウジングの外部へ放熱される。その結果、光学ハウジング内部の温度上昇を良好に抑制することができる。
図7は、光書込装置21の複写機への取り付けについて説明する図である。
光書込装置21は、支持板90により複写機の本体内に位置決め支持されている。支持板90は、装置本体の前側板100aと後側板100bとに位置決め固定されている。
図8は、支持板90を示す平面図である。
支持板90には、3つの位置決め面91,92,93と、2つの位置決め穴95,96とを有している。第1位置決め面91は、光書込装置21が装置本体に装着された際、第1受け部81と対向する箇所に設けられている。第2位置決め面92は、光書込装置21が装置本体に装着された際、第2受け部82と対向する箇所に設けられている。また、第3位置決め面93は、光書込装置21が装置本体に装着された際、第3受け部83と対向する箇所に設けられている。各位置決め面91,92,93は、支持板90からほんの少し突出して設けられており、各位置決め面91,92,93は高い精度の平面度を有している。また、各位置決め面91,92,93の支持板90からの高さは同じとなっている。
第1位置決め穴95は、光書込装置21が装置本体に装着された際に第1突出部85が嵌る位置設けられており、光書込装置21の装着方向(Y軸方向)に延びる長穴形状となっている。第2位置決め穴96は、光書込装置21が装置本体に装着された際に第2突出部86が嵌る位置設けられており、第2突出部86の直径とほぼ同径(ほんの少し大きい)直径の丸穴形状となっている。
光書込装置21を装置本体に装着すると、光学ハウジング80の各受け部81,82,83が、支持板90のそれぞれ対応する各位置決め面91,92,93に当接する。各受け部81,82,83のZ方向高さ、各位置決め面91,92,93のZ方向高さは揃えられており、また当接箇所の平面度も高くしている。よって、各受け部81,82,83が、対応する各位置決め面91,92,93に当接することにより、光学ハウジング80は、装置本体に対して、Z軸方向に位置決めされる。また、各受け部81,82,83がそれぞれ対応する位置決め面91,92,93に当接することにより、X軸方向回り、Y軸方向回りに光書込装置21が装置本体に対して位置決めされる。
また、光書込装置21を装着していくと、第1突出部85が第1位置決め穴95に嵌る。第1突出部85が位置決め穴95に嵌ることで、光書込装置21が装置本体に対してX軸方向に位置決めされる。
また、光書込装置21が、装置本体に装着されると、第2突出部86が、第2位置決め穴96に嵌る。上述したように、第2位置決め穴96は、第2突出部86の直径とほぼ同径である。従って、第2突出部86が、第2位置決め穴96に嵌ることで、光書込装置21が、装置本体に対してY軸方向に位置決めされる。また、各突出部85,86が、それぞれ対応する位置決め穴95,96に嵌ることで、光書込装置21が、装置本体に対してZ軸方向回りに位置決めされる。
また、図8に示すように、支持板90には、光書込装置21の第1固定部87を装置本体に固定するための板バネが取り付けられる第1板バネ取り付け部97を有している。また、第2固定部88を装置本体に固定するための板バネが取り付けられる第2板バネ取り付け部98も有している。第1板バネ取り付け部97は、第1位置決め面92の光書込装置21装着方向(図中矢印M方向)奥側に隣接するように設けられている。また、第2板バネ取り付け部98は、第2位置決め面93の光書込装置21装着方向奥側に隣接するように設けられている。また、第1位置決め面91の中央には、ネジ穴91aが設けられている。
また、支持板90の光書込装置21が装置本体に装着された際に光学ハウジング80のスキャナ取り付け部182(図4参照)と対向する箇所には、開口部99が形成されている。
図9は、第2位置決め面92付近の拡大斜視図である。(a)は、光書込装置21を装置本体に装着している様子を示す図であり、(b)は、光書込装置21を装置本体に装着したときの様子を示す図である。
図9に示すように、先の図8に示した支持板90の第2板バネ取り付け部98に板バネ120が取り付けられている。板バネ120の先端は、第2位置決め面92に当接している。
図9(a)に示すように、光書込装置21を装置本体に装着していくと、光学ハウジング80の第2固定部88が、板バネ120と第2位置決め面92との間に入り込む。これにより、図9(b)に示すように、第2固定部88は、板バネ120により、第2位置決め面92側へ押圧されて固定される。
光学ハウジング80の第3固定部89も、第2固定部88と同様にして板バネにより第3位置決め面93側へ押圧されて固定される。
図10は、光書込装置21が、支持板90に位置決め固定された状態を示す斜視図である。
光書込装置21の第1固定部87には、ネジ貫通穴87aが設けられている(図4参照)。光書込装置21を支持板90に位置決めしたら、ネジ91bをこのネジ貫通穴87aに挿入して、先の図8に示したネジ穴91aにネジ91bをネジ止めすることで、図10に示すように、第1固定部87が支持板90に固定される。
また、支持板90のX軸方向両端は、Z軸方向に垂直に折り曲げられており、側面部98a,98bが形成されている。一方の側面部98bには、光書込装置21から出射した光ビームを通過させるためのビーム通過口198bが形成されている。
次に、本実施形態の特徴点について説明する。
上述したように、書込光を偏向走査する際、ポリゴンミラー49が高速で回転するため、軸受部50aが発熱する。その軸受部50aの熱により軸受支持部80bが加熱され、軸受支持部80bが熱膨張する。軸受支持部80bの熱膨張により軸受支持部80bが外側へ広がろうとする。本実施形態においては、軸受支持部80bを開口部80d内に設けて、軸受支持部80bを囲うように開口が形成されている。その結果、軸受支持部80bの熱膨張の影響が、開口部80dの外側に及び難くなっており、光学ハウジング80のスキャナ取り付け部182以外が、軸受支持部80bの熱膨張の影響で変形するのを抑制することができる。
また、軸受支持部80bの熱膨張により、一端が軸受支持部80bの外周に接続されたリブ80eは、外側へ押され、軸受支持部80bの熱膨張の影響が、リブの他端が接続された締結部80cに及ぶ。しかし、ポリゴンスキャナ50の制御基板50bが締結部80cに締結されることで、この制御基板50bが、補強部材的な働きをする。その結果、軸受支持部80bの熱膨張の影響で、締結部80cが広がるとするのを抑制することができ、締結部80cよりも外側(軸受支持部80bから離れた側)に軸受支持部80bの熱膨張の影響が及ぶのを抑制することができる。特に、制御基板50bを、鉄製とすることで、補強の効果を高めることができる。
しかしながら、リブ80eは軸受支持部80bの熱膨張の影響を受け、外側に押し出されるような力が加わる。この力は、締結部80cに及ぶが、上述したように、締結部80cは、制御基板50bにより補強されているため、外側へはほとんど移動しない。そのため、リブ80eが変形することにより軸受支持部80bの熱膨張を吸収することになる。
このとき、リブ80eがポリゴンミラー49の回転軸方向である上下方向(Z方向)に変形すると、軸受支持部80bが傾くおそれがある。具体的には、各リブ80eが、上下方向の一方に、同じ量変形すれば、軸受支持部80bは傾くことはない。しかし、構造上、各リブ80eの長さが異なるなどすると、各リブの変形量が異なってしまう。また、本実施形態では、光学ハウジングを、樹脂の射出成型により成型しているが、充填不足などで、リブに強度の弱いところがあると、その弱いところから変形し、他のリブと変形が異なる場合もある。これらのような要因などにより、軸受支持部80bが傾いてしまう。軸受支持部80bが傾くと、この軸受支持部80bに嵌合している軸受部50aが傾き、軸受部50aが受けるポリゴンミラー49の回転軸が傾き、ポリゴンミラー49が傾いてしまう。ポリゴンミラー49が傾くと、感光体10の規定の位置に光走査できなくなったり、感光体に光走査した走査線が、感光体表面移動方向に対して傾いたりして、良好な画像を形成できなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態においては、リブ80eの軸受支持部80bとの接続を工夫して、軸受支持部80bの熱膨張の影響で、リブ80eが上下方向に変形し難くした。
図11は、本実施形態のリブ80eの軸受支持部80bとの接続について説明する図である。
図11に示すように、各リブ80eは、筒状の軸受支持部80bの外周面の法線方向に対して角度θ傾斜して軸受支持部80bの外周面に接続している。また、各リブ80eは、リブ80eの軸受支持部80bとの接続部Rにおける法線方向に対して、図中時計回り方向に角度θ傾斜させている。
図12は、軸受支持部80bが熱膨張したときの各リブ80eの変形を示す図である。
軸受支持部80bが熱膨張すると、各リブ80eに、光学ハウジングの底面と平行な方向(X−Y平面と平行)に力が加わる。この力は、リブ80eを曲げる曲げ力である。リブ80eは、細長い形状であり、曲げ剛性は低い。よって、各リブ80eは、光学ハウジングの底面と平行な方向に容易に曲がり、軸受支持部80bの熱膨張を吸収する。これにより、軸受支持部80bの熱膨張で、各リブ80eが、上下方向に変形するのを抑制することができる。
また、リブ80eも制御基板50bの熱や軸受支持部80bからの伝導した熱により温度上昇し、熱膨張して伸びる。本実施形態においては、上述したように、各リブを、上記法線方向に対して同じ方向に傾斜させている。その結果、その各リブの熱膨張による伸びを、図中矢印Aに示すように、軸受支持部80bが図中反時計回りに回転することにより吸収する。これにより、各リブ80eの熱膨張により、各リブ80eが上下方向に変形するのも抑制することができる。
図13は、比較例について、軸受部50aの熱によるリブの変形をシミュレーションした結果を示す図であり、図13(a)は、軸受部50aに熱を加える前の状態を示す比較例の斜視図である。図13(b)は、軸受部50aの熱による変形をシミュレーションした結果を示す比較例の斜視図であり、図13(c)は、軸受部50aの熱による変形をシミュレーションした結果を示す比較例の側面図である。
図13に示す比較例は、軸受支持部80bとの接続部から、上記法線方向に各リブ80eを延ばしたものである。
この比較例においては、図13(b)の鎖線で示す軸受部50aに熱を加える前の状態に対して、各リブ80eは下側(ポリゴンスキャナ50から離れる方向)に変形した。これは、軸受支持部80bとの接続部から、上記法線方向にリブ80eを延ばしているので、軸受支持部80bの熱膨張したとき、各リブ80eに、リブの延びる方向と同方向の力(軸力)が加わる。リブ80eは、剛体であり、軸剛性は強いため、リブの延びる方向にはほとんど変形せず軸受支持部80bの熱膨張を吸収できない。そのため、リブ80eは、リブの延びる方向とは直交する方向に座屈して軸受支持部80bの熱膨張を吸収することになる。
軸受支持部80bの温度は、光学ハウジングの外側である下側よりも内側である上側の方が、温度が高く、上側の方が、熱膨張量が多い。従って、各リブ80eは全体的に、軸受支持部80bから斜め下方向に押されるような形となる。その結果、各リブ80eは、リブの延びる方向とは直交する下側に変形(座屈)し、軸受支持部80bの熱膨張を吸収したと考えられる。また、リブ80eの熱膨張による伸びを吸収するために、リブ80e自身がさらに下側に変形し、下側への変形例が大きくなったと考えられる。
また、各リブの長さが互いに異なるため、変形の仕方や変形量が互いに異なり、図13(c)に示すように、軸受支持部80bが傾いてしまった。
図14は、本実施形態について、軸受部の熱によるリブの変形をシミュレーションした結果を示す図である。
図14(a)は、軸受部50aに熱を与える前の状態を示す斜視図であり、図14(b)は、軸受部50aに熱を与えたときの変形をシミュレーションした結果を示す斜視図であり、図14(c)は、軸受部50aに熱を与えたときの変形をシミュレーションした結果を示す側面図である。
図14(b)に示すように、本実施形態においては、リブ80eは、ほとんど下側へは変形しておらず、図14(c)に示すように、軸受支持部80bが傾いていないことがわかる。これは、上述したように、リブ80eを上記法線方向に対して傾斜させて接続しているので、軸受支持部80bの熱膨張によりリブの延びる方向とは異なる方向にリブ80eを押し込む。この軸受支持部80bの熱膨張によりリブを押し込む力は、リブを曲げる曲げ力である。リブ80eは、細長い形状であるため、曲げ剛性が弱いため、各リブ80eは、光学ハウジングの底面と平行な方向(X−Y平面と平行)に曲がって、軸受支持部80bの熱膨張を吸収する。その結果、リブの下方向に変形するのを抑制することができる。また、リブ自身の熱膨張による伸びを、軸受支持部80bが回動することで吸収することができ、このことも、リブの下方への変形を抑制できたと考えられる。
また、本実施形態では、光学ハウジング80は、射出成型で成型したものであり、金型の各リブ80eに対応する空間から、軸受支持部80bに対応する空間に溶融したガラス繊維を含む樹脂を流し込んで、軸受支持部80bを形成する。本実施形態では、先の図11に示すように、各リブ80eの傾斜方向を同じ方向としている。よって、金型の各リブに対応する空間から軸受支持部に対応する空間に流れ込む溶融樹脂の方向を同じとすることができる。これにより、金型の軸受支持部に対応する空間にスムーズに溶融樹脂を流し込むことができ、溶融樹脂に含まれるガラス繊維が揃い、軸受支持部を、所望の寸法や特性にすることができる。
また、図11に示すように、ヒケなどの影響を抑制するために、リブ80eの厚みと軸受支持部80bとの厚みを同じとしている。また、各リブ80eを、軸受支持部80bに対して接線方向から接続している。具体的には、リブ80eの軸受支持部80bに対して外側の面が、軸受支持部80bの外周面の接線方向から接続し、リブ80eの軸受支持部80bに対して内側の面が、軸受支持部80bの内周面の接線方向から接続している。これにより、金型の軸受支持部に対応する空間により一層、スムーズに溶融樹脂を流し込むことができ、溶融樹脂に含まれるガラス繊維を良好に揃わせることができ、軸受支持部を所望の寸法や特性にすることができる。
また、各リブ80eを、軸受支持部80bに対して接線方向から接続することにより、各リブの熱膨張による伸びにより、軸受支持部80bを回転させやすくなり、各リブの熱膨張による伸びを、良好に吸収することができる。これにより、各リブ80eが上下方向に変形するのを良好に抑制することができる。
次に、変形例について説明する。
[変形例1]
図15は、リブ80eの変形例1を示す概略図である。
この変形例1では、リブ80eの軸受支持部80bとの接続部Rを、等間隔にしたものである。
このように、リブ80eの軸受支持部80bとの接続部Rを、等間隔にすることで、金型の各リブに対応する空間から軸受支持部に対応する空間に流れ込んだ樹脂が、移動方向下流側のリブに対応する空間へ移動するまでの距離を等しくすることができる。
また、軸受支持部80bが熱膨張するとき、リブ80eがその熱膨張を抑えようとする抗力が働く。リブ80eの軸受支持部80bとの接続部を、等間隔にすることで、各接続部Rで生じる抗力が釣り合い、軸受支持部80bが熱膨張したときに、軸受支持部80bの中心がずれるのを抑制することができる。これにより、ポリゴンスキャナの軸受部50aにかかる応力を抑えることができる。
[変形例2]
図16は、リブ80eの変形例2を示す概略斜視図であり、図17は、リブ80eの変形例2を示す概略平面図である。
この変形例2においては、リブ80eを、ポリゴンスキャナの回転軸方向に対して傾けたものである。具体的には、リブ80eのポリゴンスキャナ側である上側へ行くほど、上記法線方向に対する傾斜角度θが小さくなるように、リブを上記回転軸方向に対して傾けたのである。すなわち、上側ほど、軸受支持部80bの外周面に対して立った状態で軸受支持部80bに接続しているのである
上述したように、ポリゴンスキャナ側である上側は、下側に比べて温度が高く、熱膨張量が多い。そのため、上側の軸受支持部やリブの熱膨張量が、下側よりも多い。リブ80eの上記傾斜角度θを上下方向で同じとした場合、熱膨張の多い上側の方が、下側に比べて軸受支持部80bの回転量が多く、リブ80eがリブの延設方向周りに捩れてしまう。このように、リブ80eが捩れることで、リブ80eには、捩れを戻そうとする復元力が働き、この捩れを戻そうとする復元力により軸受支持部80bが倒れてしまうおそれがある。
図18は、リブ80eの法線方向に対する傾斜角度による、軸受支持部80bの回転させやすさについて説明する図である。図18(a)は、リブ80eの傾斜角度がθ1の場合について説明する図であり、(b)は、リブ80eの傾斜角度を、上記θ1よりも大きい傾斜角度θ2の場合について説明する図である。
図18に示すように傾斜角度が大きい方が、軸受支持部80bの熱膨張により撓み変形による復元力や、リブ自身の熱膨張で、軸受支持部80bを押し込む。リブが撓んだとき、図中鎖線で示すように、リブの傾斜角度が小さいときよりも、傾斜角度が大きい方が、リブの軸受支持部との接続部近傍が、より軸受支持部の外周面側に寄っていることがわかる。その結果、リブの傾斜角度が大きい方が、リブの軸受支持部を押し込む方向を、軸受支持部の接線方向に近くすることができる。その結果、リブの軸受支持部を押し込む力の、軸受支持部を回転させる力である接線方向の成分が、リブの傾斜角度が小さいときよりも、大きくなる。
よって、下側の傾斜角度を上側よりも大きくすることで、熱膨張量が上側よりも少なくても、リブ80eにより、軸受支持部80bを回転させる力を、上側とほぼ同じにでき、上下方向でほぼ同程度軸受支持部を回転させることができる。これにより、リブがリブの延設方向回りに捩れるのを抑制することができ、軸受支持部の倒れを抑制することができる。
また、シミュレーションした結果、条件によっては、上記とは逆に、リブ80eの上側の傾斜角度を下側の傾斜角度よりも大きくした方が、上下方向でほぼ同程度、軸受支持部80bを回転させることができる場合もあった。これは、傾斜角度が大きい方が、軸受支持部80bが熱膨張したときに、傾斜角度が小さい場合に比べて、変形量が少ない。よって、傾斜角度が大きい方が、傾斜角度が小さい場合に比べてリブの軸受支持部80bを押し返す力が弱くなる。そのため、傾斜角度が大きい方がリブの軸受支持部80bを押し返す力の接線方向の成分は多いが、押し返す力が弱いために、結果的にリブの傾斜角度傾斜角度が小さい方のリブの軸受支持部80bを回転させる力(リブの押し返す力の接線方向の成分)の方が大きくなる場合がある。この場合は、上記とは逆方向にリブを傾かせて、リブの上側の傾斜角度を下側の傾斜角度よりも大きくすることで、熱膨張量が上側よりも少なくても、リブにより、軸受支持部80bを回転させる力を、上側とほぼ同じにできる。これにより、上下方向でほぼ同程度軸受支持部を回転させることができ、リブがリブの延設方向回りに捩れるのを抑制することができ、軸受支持部の倒れを抑制することができる。
次に、画像形成装置の変形例について説明する。
図19は、変形例の画像形成装置の概略構成図である。
この変形例の画像形成装置は、潜像担持体としての複数、4つのドラム状をした感光体10Y、10C、10M、10Kをタンデム配列したフルカラー画像形成装置である。これら感光体は画像形成手段たる各プロセスカートリッジ1Y、1C、1M、1Kの一部として構成されている。これらプロセスカートリッジ1Y、1C、1M、1K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、これらの色の画像をつくる。
図19の変形例の画像形成装置では、3つの支持ローラ161a、161b、161cなどに支持されて回転する表面移動部材としての中間転写ベルト161がある。この中間転写ベルト161の下側の張設ラインに沿って、矢印で示す該中間転写ベルト161の移動方向順に、上流側から、上記プロセスカートリッジ1Y、1C、1M、1Kが間隔をおいて配置されている。
フルカラー画像の形成に際しては、これらプロセスカートリッジ1Y、1C、1M、1Kに設けられた感光体10Y、10C、10M、10Kに後述するように、各色のトナー画像が形成される。次に、これら異なる色のトナー画像は、中間転写ベルト161を間にして各感光体に対向して配置されている転写手段としての一次転写ローラ16の機能により中間転写ベルト161の移動とともに、中間転写ベルト161上に順次重ね転写される。詳しくは、中間転写ベルト161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、この転写位置で転写が行われる。
4つの重ね転写トナー像は最終記録媒体である記録材に、支持ローラ161aと二次転写ローラ162とのニップ部で一括転写され、定着装置24の定着対ローラ間を通紙したのち、搬送ローラを経て、排紙ローラ対より排紙スタック部32上に排紙される。こうして、記録材上にフルカラー画像を得る。
なお、中間転写ベルト161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る。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161が接離する構成である。中間転写ベルト161上の残トナーを除去するためのクリーニング装置171がローラ161b部に設けられている。
図19において、各プロセスカートリッジ1Y、1C、1M、1Kは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。よって、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、例えばプロセスカートリッジ1Yについて構成及び作像のプロセスを説明する。
プロセスカートリッジ1Yの感光体10Yの周囲には、図中、時計回りの回転方向順に、感光体10Yを帯電する帯電手段としての帯電装置11、書込光Lの照射位置、現像手段としての現像装置12、一次転写ローラ16、クリーニング装置14などが配置されている。
書込光Lは、光走査手段たる光書込装置21Aから出射されるもので、内部には、光源、カップリングレンズ、走査レンズ、ミラー、ポリゴンスキャナなどを装備している。光書込装置21Aから各感光体に向けて各色用の書込光Lを出射し、感光体10Y上の書込位置に書込光Lを照射して静電潜像を形成する。なお、詳細については、後述する。
例えば、プロセスカートリッジ1Yの現像装置12については、イエローの現像剤が収納されていて、潜像をイエロー画像で可視像化する。他のプロセスカートリッジについても、それぞれの色の現像剤が収納されていて、その収納されている現像剤の色で潜像を可視像化する。
画像形成に際しては、感光体10Yが回転して帯電装置11により一様に帯電され、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、この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161に転写される。中間転写ベルト161上の、このイエロートナー画像は、プロセスカートリッジ1Cでシアントナー画像、プロセスカートリッジ1Mでマゼンタトナー画像、プロセスカートリッジ1Kでブラックトナー画像と順次重ね転写される。これにより、フルカラートナー画像が形成される。
この重ねトナー像が二次転写ローラ162部に達するのと同じタイミングで二次転写ローラ162部に至るように、シートSがシートカセット22、レジストローラからタイミングを取って送り出される。そして、前記したように、支持ローラ161aと二次転写ローラ162とのニップ部で一括転写される。
一方、転写後の感光体はクリーニング装置14により残留トナーが除去された後、除電ランプにより除電されて次の画像形成に備えられる。同様に、中間転写ベルト161についても、残留トナーなどがクリーニング装置171により除去される。
変形例の画像形成装置では、各感光体上のトナー画像を一旦中間転写ベルト161上に重ね転写して、この重ねトナー画像をシート状媒体に一括転写する方式であるが、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、この記録紙搬送ベルトにより記録材を載せて搬送し、この搬送の過程で、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してもよい。
次に、この変形例の画像形成装置に用いられる変形例の光書込装置21Aについて説明する。
図20は、変形例の光書込装置21Aの構成を示す概略断面図である。
図21は、変形例の光書込装置21Aを上から見たときの概略図である。
図に示す変形例の光書込装置21Aはタンデム式の書込光学系であり、走査レンズ方式を採用しているが、走査レンズ、走査ミラー方式のいずれにも対応可能である。
変形例の光書込装置21Aは、ポリゴンスキャナ50、各種の反射ミラー、各種のレンズ等の光学素子を備えている。ポリゴンスキャナ50は、光書込装置21Aの略中央に設けられ、防音ガラス51と防音壁と、上壁142とで囲われた密閉空間に配置されている。
図20に示すように、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ている。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ている。Y用の光学系は、ポリゴンスキャナ50の回転軸を中心にしてK用の光学系と点対称の関係となる構成になっている。また、C用の光学系は、ポリゴンスキャナ50の回転軸を中心にしてM用の光学系と点対称の関係となる構成になっている。
また、図21に示すように、各感光体10K、10M、10C、10Yにそれぞれ対応する光ビームLk、Lm、Lc、Lyを射出する光ビーム発射手段たるLDユニット40K,40M,40C,40Yを備えている。LDユニット40は、少なくと光源たる半導体レーザを備えている。
コリメートレンズ52Y,52M、52C、52K、結像レンズ(シリンダレンズ)53K、53M、53C、53Yと反射ミラー45a、45bは、LDユニット40からポリゴンスキャナ50までの光ビームの光路上に配設されている。また、光学素子たる、走査レンズ(fθレンズ)25a,25b、第1ミラー46K,46M,46C,46Y,第2ミラー47K,47M,47C,47Yは、ポリゴンスキャナ50から被照射体である感光体10までの光路上に配置されている。また、ポリゴンスキャナ50から被照射体である感光体10までの光路上に各色にそれぞれ対応する長尺レンズを配設してもよい。
図21の図中右下方には、K色とM色の光ビームLm、Lkの先端を検知するビーム検知センサたる先端ビーム検知ユニット44MKが設けられている。また、図中右上方には、K色とM色の光ビームLm、Lkの後端を検知するビーム検知センサたる後端ビーム検知ユニット48MKが設けられている。また、ポリゴンスキャナ50の回転軸を中心にしてM、K用先端ビーム検知ユニット44MKと点対称となる位置(図中左上方)に、C、Y用先端ビーム検知ユニット44CYが設けられている。同様に、回転偏向器としてポリゴンスキャナ50の回転軸を中心にしてM、K用後端ビーム検知ユニット48MKと点対称となる位置(図中左下方)に、C、Y用後端ビーム検知ユニット48CYが設けられている。
K用のLDユニット40Kから発射された光ビームは、アパーチャーを通過して、所定の形状の光ビームLkが形成される。このアパーチャーを通過した光ビームLkは、シリンドリカルレンズ53Kに入射して光ビームの面倒れを補正する。シリンドリカルレンズ53Kを通過した光ビームLkは、反射ミラー45aに反射されて防音ガラス51を通過して主走査線偏向手段たる下段ポリゴンミラー49bの側面に入射する。下段ポリゴンミラー49bの側面に光ビームLkが入射すると、この光ビームが主走査線方向に偏向走査される。ポリゴンミラー49bで偏向走査された光ビームLkは、再び防音ガラス51を通過して走査レンズ43a(fθレンズ)によって集光される。走査レンズ43aによって集光されたK色の光ビームLkは、感光体10K上への走査に先立って折り返しミラー44aに反射され、先端ビーム検知ユニット44MKに入射して光ビームLkが検知される。先端ビーム検知ユニット44MKが光ビームLkを検知すると、同期信号が出力され、同期信号に応じて、画像データに基づいて変換された光源信号の出力のタイミングが調整される。
入力された画像データに基づいて発光した光ビームLkは、上述同様、シリンドリカルレンズ53Kなどを通過して、下段ポリゴンミラー49bに走査されて、走査レンズ43aに入射する。走査レンズ43aに入射した光ビームLkは、図2に示すように、第1、第2ミラー46K、47K、防塵ガラス128Kを介して感光体10Kに照射される。
M用のLDユニット40Mから発射された光ビームLmも、K色同様、シリンドリカルレンズ53Mなどを通過して反射ミラー45aに反射されて、上段ポリゴンミラー49aに走査される。上段ポリゴンミラー49aに走査されたM色用の光ビームLmは、走査レンズ43aに入射して、感光体10M上への走査に先立って先端ビーム検知ユニット44MKに入射して、同期信号を出力する。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームLmが、シリンドリカルレンズ53M、上段ポリゴンミラー49a、走査レンズ43a、第1ミラー46M、第2ミラ−47M、防塵ガラス128Mを通って、感光体10Mに照射される。
C用のLDユニット40Cから発射された光ビームLcは、シリンドリカルレンズ53Cなどを通過して反射ミラー45bに反射されて、上段ポリゴンミラー49aに走査される。上段ポリゴンミラー49aに走査されたC色用の光ビームLcは、走査レンズ43bに入射して、感光体10C上への走査に先立って先端ビーム検知ユニット44CYに入射して、同期信号を出力する。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームLcが、シリンドリカルレンズ53C、上段ポリゴンミラー49a、走査レンズ43b、第1ミラー46C、第2ミラ−47C、防塵ガラス128Cを通って、感光体10Cに照射される。
Y用のLDユニット40Yから発射された光ビームLyは、シリンドリカルレンズ53Yなどを通過して反射ミラー45bに反射されて、下段ポリゴンミラー49bに走査される。下段ポリゴンミラー49bに走査されたY色用の光ビームLyは、走査レンズ43bを通過した後、感光体10Y上への走査に先立って先端ビーム検知ユニット44CYに入射し同期信号が出力される。そして、同期が取れて発射された画像データに基づく光ビームLmが、シリンドリカルレンズ53Y、下段ポリゴンミラー49b、走査レンズ43b、第1、第2反射ミラー46Y、47Y、防塵ガラス128Yを通って、感光体10Yに照射される。
この変形例の光書込装置21Aにおいても、光学ハウジング80の底面のポリゴンスキャナと対向する箇所を、先の図11に示す構成とする。これにより、ポリゴンスキャナの制御基板や、軸受部の熱を直接外部へ放熱することができ、光学ハウジング内の温度上昇を抑制することができる。また、軸受支持部の熱膨張により、リブが上下方向に倒れるのを抑制することができ、ポリゴンスキャナが傾くのを抑制することができる。これにより、各色の光ビームが、感光体の規定の位置からずれるのを抑制することができ、色ずれを抑制することができる。
以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
光を照射する光源41と、光源41から照射された光を回転しながら反射し、偏向して光走査するポリゴンスキャナ50などの回転偏向器と、回転偏向器の回転軸を受ける軸受部50aと嵌合する嵌合穴を備えた軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部と、軸受支持ボス部の回転偏向器の回転軸方向と平行な外周面から回転軸方向に対して直交する方向に延び出し、この延び出す方向に位置する締結部80cなどのボス部に接続された複数のリブ80eとを有し、光源41及び回転偏向器とを収納する光学ハウジング80とを備えた光走査装置において、リブ80eが、軸受支持ボス部の外周面の法線方向に対して傾斜する方向に延び出す。
上記特許文献1に記載の光走査装置において、リブは、円筒状の軸受支持部などの軸受支持ボス部の外周面から法線方向に延び出している。このため、回転偏向器の軸受部の発熱により軸受支持ボス部が熱膨張したとき、各リブには、リブの延びる方向(以下、α方向という)と同方向に力が加わる。これらリブに加わる力は軸力である。しかし、リブは剛体であり軸剛性が大きいため、リブが、上記α方向にはほとんど変形せず熱膨張を吸収できない。そのため、リブは、上記α方向と直交する2方向のいずれかに座屈することで、軸受支持ボス部の熱膨張を吸収することになる。上記α方向と直交する2方向は、回転偏向器の回転軸方向(以下、γ方向という)と、上記X方向および上記Z方向のいずれにも直交する方向(以下、β方向という)である。
しかし、上記特許文献1に記載の構成では、リブが、上記γ方向、上記β方向のどちらの方向に変形するかは一概には決まらず、上記γ方向(回転軸方向)に変形するおそれがあった。複数のリブのうちの少なくとも一つが、上記γ方向に変形すると、軸受支持ボス部が傾き、回転偏向器の姿勢が変化するおそれがある。
これに対し、態様1では、リブが、軸受支持ボス部の外周面の法線方向に対して傾斜して延び出している。これにより、軸受支持ボス部が、軸受部50bの発熱により熱膨張したとき、上記β方向の力が各リブに加わる。このリブに加わる力は、リブを曲げる曲げ力である。通常、リブは、細長い形状であるため、曲げ剛性は低く、リブはβ方向に容易に曲がり、軸受支持ボス部の熱膨張を吸収する。これにより、軸受支持ボス部の熱膨張により、リブが上記γ方向(回転偏向器の回転軸方向)に変形するのを抑制することができ、姿勢が変化するのを抑制することができる。
(態様2)
(態様1)において、リブ80eの法線方向に対する傾斜方向を同じ方向とした。
これによれば、実施形態で説明したように、軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部の熱膨張によりリブが撓み変形した際の復元力の方向、リブが熱膨張により伸びたときの伸びる方向を、軸受支持ボス部を一方に回転させる方向にすることができる。これにより、リブが撓み変形した際の復元力やリブの熱膨張を軸受支持ボス部が回転することで吸収することができ、リブが、ポリゴンスキャナ50などの回転偏向器の回転軸方向に変形するのを抑制することができる。
また、光学ハウジングをガラス繊維入りの熱可塑性樹脂を用い、射出成型で成型する場合は、金型のリブを形成する空間から、軸受支持ボス部を形成する空間へ流す溶融樹脂の方向を同じにすることができ、ガラス繊維の方向を揃えることができ、精度よく軸受支持ボス部を成形することができる。
(態様3)
(態様1)または(態様2)において、リブ80eが、軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部の外周面から接線方向に延び出す。
これによれば、実施形態で説明したように、光学ハウジングを射出成型で成形する場合において、金型の軸受支持ボス部に対応する空間に、スムーズに溶融樹脂を流し込むことができ、溶融樹脂に含まれるガラス繊維が揃い、軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部を、所望の寸法や特性にすることができる。
また、各リブの熱膨張による伸びや復元力により、軸受支持ボス部を回転させやすくなり、各リブの熱膨張による伸びや復元力を、軸受支持ボス部が回転することで吸収することができる。これにより、各リブ80eが上下方向に変形するのを良好に抑制することができる。
(態様4)
(態様1)乃至(態様3)いずれかにおいて、光学ハウジング80の軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部の周囲を開口し、軸受支持ボス部は、リブ80eにより光学ハウジング80に接続されている。
これによれば、実施形態で説明したように、軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部の周囲を開口することで、軸受支持ボス部が熱膨張したとき、開口が狭まるだけで、軸受支持ボス部の熱膨張の影響が、開口の外側に影響するのを抑制することができる。これにより、光学ハウジングの変形を抑制することができる。
また、リブで軸受支持ボス部を光学ハウジングに接続することで、射出成型でリブと軸受支持ボス部とを光学ハウジングと一体成形することができ、装置を安価にすることができる。また、軸受支持ボス部を光学ハウジングに対して規定の位置に設けることができる。
(態様5)
(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、ポリゴンスキャナ50などの回転偏向器は、回転偏向器の回転を制御する制御基板50bを有し、リブの延び出す方向に位置するボス部が、制御基板50bが固定される締結部80cなどの固定部である。
これによれば、実施形態で説明したように各締結部80cなどの固定部を、制御基板50bで補強することができる。この制御基板50bにより補強された固定部にリブ80eを接続することで、リブ80e軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部の熱膨張により、外側に押されても、固定部は、制御基板50bにより補強されたことで、外側へ移動するのを抑制することができる。これにより、固定部よりも外側(軸受支持ボス部から離れた側)に軸受支持ボス部の熱膨張の影響が及ぶのを抑制することができる。
(態様6)
(態様1)乃至(態様5)いずれかにおいて、複数のリブ80eを、軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部の外周面に等間隔に配置した。
これによれば、変形例1で説明したように、軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部が熱膨張するとき、リブ80eがその熱膨張を抑えようとする抗力が働く。リブ80eの軸受支持ボス部との接続部を、等間隔にすることで、各接続部Rで生じる抗力が釣り合い、軸受支持ボス部が熱膨張したときに、軸受支持ボス部の中心が、ずれるのを抑制することができ、ポリゴンスキャナなどの回転偏向器の軸受部50aにかかる応力を抑えることができる。
また、光学ハウジングを射出成型で成形する場合は、金型の各リブに対応する空間から軸受支持部に対応する空間に流れ込んだ樹脂が、流れ込み方向下流側のリブに対応する空間まで移動する距離を等しくすることができ、樹脂に含まれるガラス繊維を揃えやすいという利点もある。
(態様7)
(態様1)乃至(態様6)いずれかにおいて、リブ80eを、ポリゴンスキャナ50などの回転偏向器の回転軸方向に対して傾斜させた。
これによれば、変形例2で説明したように、リブ80eの捩れを抑制することができ、軸受支持部80bなどの軸受支持ボス部の倒れを抑制することができる。
(態様8)
感光体10などの潜像担持体の表面に光書込装置21などの光走査手段を用いて光を照射することにより潜像担持体の表面に潜像を形成し、潜像を現像することで得た画像を最終的に記録材上に転移させることで画像を形成する画像形成装置において、光走査手段として、(態様1)乃至(態様7)のいずれかの光走査装置を用いる。
これによれば、感光体10の潜像担持体の表面に良好に潜像を形成することが、良好な画像を得ることができる。
1:プロセスカートリッジ
10:各感光体
12:現像装置
21,21A:光書込装置
40:LDユニット
41:光源
43:走査レンズ
49:ポリゴンミラー
50:ポリゴンスキャナ
50a:軸受部
50b:制御基板
50c:ネジ
51:防音ガラス
52:コリメートレンズ
53:シリンドリカルレンズ
54:アパーチャー
55:防音壁
62:同期ミラー
63:同期レンズ
70:カバー部材
80:光学ハウジング
80b:軸受支持部
80c:締結部
80d:開口部
80e:リブ
81:第1受け部
82:第2受け部
83:第3受け部
85:第1突出部
86:第2突出部
87:第1固定部
87a:ネジ貫通穴
88:第2固定部
89:第3固定部
90:支持板
91a:ネジ穴
91b:ネジ
91:第1位置決め面
92:第2位置決め面
93:第3位置決め面
95:第1位置決め穴
96:第2位置決め穴
97:第1板バネ取り付け部
98:第2板バネ取り付けv部
R:接続部
S:シート
θ:傾斜角度
特開2006−53224号公報

Claims (7)

  1. 光を照射する光源と、
    前記光源から照射された光を回転しながら反射し、偏向して光走査する回転偏向器と、
    前記回転偏向器の回転軸を受ける軸受部と嵌合する嵌合穴を備えた軸受支持ボス部と、前記軸受支持ボス部の前記回転偏向器の回転軸方向と平行な外周面から前記回転軸方向に対して直交する方向に延び出し、この延び出す方向に位置するボス部に接続された複数のリブとを有し、前記光源及び前記回転偏向器を収納する光学ハウジングとを備えた光走査装置において、
    前記リブが、前記軸受支持ボス部の前記外周面の法線方向に対して傾斜する方向に延び出しており、
    前記リブを、前記回転偏向器の回転軸方向に対して傾斜させたことを特徴とする光走査装置。
  2. 請求項1に記載の光走査装置おいて、
    前記リブの法線方向に対する傾斜方向を同じ方向としたことを特徴とする光走査装置。
  3. 請求項2に記載の光走査装置において、
    前記リブが、前記軸受支持ボス部の前記外周面から、接線方向に延び出すことを特徴とする光走査装置。
  4. 請求項1乃至3いずれかに記載の光走査装置において、
    前記光学ハウジングの前記軸受支持ボス部の周囲を開口し、前記軸受支持ボス部は、前記リブにより前記光学ハウジングに接続されていることを特徴とする光走査装置。
  5. 請求項1乃至4いずれかに記載の光走査装置において、
    前記回転偏向器は、前記回転偏向器の回転を制御する制御基板を有し、
    前記リブの延び出す方向に位置するボス部が、前記制御基板が固定される固定部であることを特徴とする光走査装置。
  6. 請求項1乃至5いずれかに記載の光走査装置において、
    複数のリブを、前記軸受支持ボス部の前記外周面に等間隔で接続したことを特徴とする光走査装置。
  7. 潜像担持体の表面に光走査手段を用いて光を照射することにより該潜像担持体の表面に潜像を形成し、該潜像を現像することで得た画像を最終的に記録材上に転移させることで画像を形成する画像形成装置において、
    上記光走査手段として、請求項1乃至6のいずれかに記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
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