JP6932599B2 - 走査光学装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を偏向走査する走査光学装置に関する。また走査光学装置を備える電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。

画像形成装置に用いられる従来の走査光学装置は、画像信号に応じて光源から出射したレーザ光を、回転多面鏡を有する光偏向装置で偏向走査する。偏向走査されたレーザ光は、ｆθレンズなどの走査レンズによって感光ドラム上に結像されて静電潜像を形成する。

図１０は、特許文献１に記載の従来の光偏向装置３０２の構成を示す図である。図１０に示す様に、従来の光偏向装置３０２は、回転多面鏡３０１、ロータ３０３、ロータ３０３と一体になっているシャフト３０４、基板３０５と一体になっている軸受スリーブ（不図示）、ステータ（不図示）等で構成されている。

ここで軸受スリーブ（不図示）は、ロータ３０３がその回転軸方向に抜けることを規制しない構成となっている。このため、ロータ３０３に回転軸方向の力が加えられた場合、ロータ３０３が軸受スリーブから抜ける懸念がある。そこでロータ３０３が抜けることを規制するために、基板３０５を曲げてロータ３０３のフランジ部３０６にオーバーラップさせる構成の抜け止め部３０７を設けている。

特開平１１−１８３８２９号公報

近年、走査光学装置や光偏向装置が小型化・軽量化されているため、物流時等に高所から落下される懸念があり、走査光学装置や光偏向装置にかかる荷重が増加している。

ここで特許文献１に記載の構成では、ロータ３０３に回転軸方向の強い荷重が加えられた場合、ロータ３０３が回転軸方向に移動して、ロータ３０３の抜けを規制する抜け止め部３０７に接触する。このとき、衝撃荷重が大きい場合には、抜け止め部３０７が変形してロータ３０３が抜け止め部３０７を越えて抜けてしまう懸念がある。

そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、ロータが回転軸方向に抜けることを従来の構成よりも低減することができる走査光学装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る走査光学装置の代表的な構成は、光源装置と、前記光源装置から出射されたレーザ光を回転して偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を保持し、前記回転多面鏡とともに回転するロータと、前記ロータを回転させるステータと、前記ステータを保持する基板であって、前記ロータの回転軸方向において前記ロータと重なる位置に配置されるように曲げられ、前記ロータに接して前記ロータの回転軸方向の移動を規制する第１規制部が形成された基板と、前記第１規制部と前記ロータとが前記回転軸方向で重なる位置に配置された状態を維持するように、前記第１規制部と接して前記第１規制部の変形を規制する第２規制部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、走査光学装置において、ロータが回転軸方向に抜けることを従来の構成よりも低減することができる。

画像形成装置の断面概略図である。 走査光学装置の斜視図である。 光偏向装置の断面図である。 光偏向装置の断面図である。 抜け止め部の拡大図である。 抜け止め部が変形した状態の抜け止め部の拡大図である。 抜け止め部と変形規制部が予め接した構成の抜け止め部の拡大図である。 他の構成の光偏向装置の斜視図である。 走査光学装置の斜視図である。 従来の光偏向装置の構成を示す斜視図である。

（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、本発明の第１実施形態に係る走査光学装置を備える画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。

図１に示す様に、画像形成装置Ａは、紙などのシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、紙などのシートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。

画像形成部は、画像形成装置Ａ本体に着脱可能なプロセスカートリッジＰ、走査光学装置１０１、転写ローラ１０７などを備える。またプロセスカートリッジＰは、回転可能な感光ドラム１０３（像担持体）、帯電ローラ１０２、現像装置１１０などを備える。またプロセスカートリッジＰの対向部には画像形成装置Ａの筐体の一部として光学台１１２が設けられ、走査光学装置１０１は光学台１１２の上に設置されている。

画像形成に際しては、不図示の制御部が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ１０５、搬送ローラ１０６によってシート積載部１０４に積載収納されたシートＳが画像形成部に送り出される。

一方、画像形成部においては、帯電ローラ１０２にバイアスが印加されることで、帯電ローラ１０２と接触する感光ドラム１０３の表面が帯電させられる。その後、走査光学装置１０１は、光源装置２０１（図２参照）からレーザ光Ｌを出射し、画像情報に応じてレーザ光Ｌを像担持体である感光ドラム１０３に照射する。これにより感光ドラム１０３の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１０３の表面上に形成される。

その後、現像装置１１０が備える現像スリーブ１１１にバイアスが印加されることで現像スリーブ１１１から像担持体である感光ドラム１０３表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。

次に、像担持体である感光ドラム１０３表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１０３と転写ローラ１０７との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ１０７にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加されてトナー像がシートＳに転写される。

その後、トナー像が転写されたシートＳは定着装置１０８に送られ、定着装置１０８の加熱部と加圧部との間に形成された定着ニップ部において加熱・加圧され、トナー像がシートＳに定着される。その後、シートＳは排出ローラ１０９によって排出トレイ１１３に排出される。

＜走査光学装置＞
次に、走査光学装置１０１の構成について説明する。

図２は、走査光学装置１０１の斜視図である。図２に示す様に、走査光学装置１０１は、内部に半導体レーザを備える光源装置２０１、シリンドリカルレンズ２０２を備える。また開口絞り２０４、回転多面鏡３を有する光偏向装置１、ｆθレンズ２０５などを備える。

これらの光学部材は、筐体２０３に収容されている。また筐体２０３上部の開口は、防塵等の観点から、不図示の金属製や樹脂製の光学蓋により閉塞される。

次に、走査光学装置１０１の基本動作について説明する。まず光源装置２０１がレーザ光Ｌを出射すると、レーザ光Ｌはシリンドリカルレンズ２０２によって感光ドラム１０３の回転軸方向と直交する方向である副走査方向のみに集光される。

次に、レーザ光Ｌは、開口絞り２０４を通って光束幅が所定幅に制限された上で、回転多面鏡３の反射面３ａ上に結像する。次に、光偏向装置１が回転多面鏡３を回転させることで、レーザ光Ｌは、反射面３ａに反射されながら偏向走査される。

回転多面鏡３によって偏向走査されたレーザ光Ｌは、ｆθレンズ２０５に入射する。ｆθレンズ２０５は、レーザ光Ｌを感光ドラム１０３上に結像させるためのレンズであり、レーザ光Ｌを感光ドラム１０３上でスポットを形成するように集光し、且つ、スポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。ｆθレンズ２０５を通過したレーザ光Ｌは、感光ドラム１０３上に結像される。

その後、回転多面鏡３の回転により感光ドラム１０３上でレーザ光Ｌの主走査方向（感光ドラム１０３の回転軸方向）の走査が行われる。また感光ドラム１０３が回転駆動することで、レーザ光Ｌの副走査方向の走査が行われる。このようにして感光ドラム１０３の表面に静電潜像が形成される。

＜光偏向装置＞
次に、光偏向装置１の構成について説明する。

図３は、光偏向装置１の斜視図である。図４は、光偏向装置１の断面図である。図３、４に示す様に、光偏向装置１は、金属板で構成された基板４と、基板４に固定・保持されたステータコア９とステータコイル２１から構成されたステータ２２を備える。またロータマグネット６と、下部にフランジ部１０が形成されたロータフレーム２０とから構成されたロータ７を備える。またロータ７に保持された回転多面鏡３を備える。またロータ７と一体的に構成されたシャフト８と、基板４に支持されるとともに、シャフト８を軸支する軸受スリーブ５を備える。またロータ７の回転軸方向の抜けを規制するために、基板４を曲げ起こして形成された第１規制部としての抜け止め部１１を備える。なお、シャフト８は、抜け止め部１１がロータ７の抜けを規制する際のロータ７の移動方向と反対の端部（シャフト端部）が軸受スリーブ５に遊嵌されている。

駆動時においては、ステータコイル２１に電流が供給されると、ステータコイル２１とロータマグネット６との間で電磁力が発生し、シャフト８を回転軸としてロータ７が回転する。このようにロータ７が回転することで、回転多面鏡３とシャフト８がロータ７とともに回転する。

＜抜け止め部＞
次に、第１規制部としての抜け止め部１１の構成について詳しく説明する。

図５は、抜け止め部１１の拡大図である。図５に示す様に、抜け止め部１１は、基板４が略９０度に曲げられた第１曲げ部ｒと、第１曲げ部ｒから更に曲げられた第２曲げ部Ｒの二箇所で曲げられて形成されている。なお、第２曲げ部Ｒの曲げ角度τ２は、第１曲げ部ｒの曲げ角度τ１よりも小さくなっている。また第１曲げ部は、ロータ７の回転軸方向からみたとき、ロータ７のフランジ部１０に対して、第２曲げ部Ｒが基板４の反対側に配置されるように曲げられている。このように基板４を曲げて形成された抜け止め部１１は、ロータ７の回転軸方向においてロータ７のフランジ部１０にオーバーラップ量αで重なる位置に配置される。換言すると、ロータ７の回転軸方向からみたとき、ロータ７の一部が基板４に挟まれる位置関係となる。抜け止め部１１は、ロータ７がその回転軸方向に移動した際にロータ７に接して移動を規制することで、ロータ７の回転軸方向の抜けを規制する。

ここでロータ７のフランジ部１０が抜け止め部１１に接する場合、第１規制部としての抜け止め部１１にはロータ７の回転軸方向の荷重がかかる。この荷重がかかる位置は、抜け止め部１１の第１曲げ部ｒよりも第２曲げ部Ｒに近い位置となる。この荷重がかかる位置や曲げ角度の関係から、フランジ部１０が抜け止め部１１に接する場合、抜け止め部１１の先端から第２曲げ部Ｒまではほぼ変形しないのに対し、第２曲げ部Ｒから第１曲げ部ｒの間ではロータ７の回転軸方向と直交する方向へ変形が生じる。

このため、抜け止め部１１を機能させるためには、抜け止め部１１とフランジ部１０とがロータ７の回転軸方向で重なる位置に配置された状態を維持させるように、抜け止め部１１が変形するのを規制する必要がある。つまりオーバーラップ量αが少なくても０にならないように、抜け止め部１１の変形を規制する必要がある。

そこで抜け止め部１１とロータ７のフランジ部１０とがロータ７の回転軸方向で重なる位置に配置された状態を維持するように、抜け止め部１１と接して抜け止め部１１の変形を規制する変形規制部１２（第２規制部）を筐体２０３に設けている（図２も参照）。第２規制部としての変形規制部１２は、抜け止め部１１に対して、ロータ７の回転軸であるシャフト８が配置された側と反対側に配置されている。また第１規制部としての抜け止め部１１と接し易いように、第２規制部としての変形規制部１２の高さは抜け止め部１１の高さより高く構成されている。

これにより、図６に示す様に、抜け止め部１１が変形した場合であっても、抜け止め部１１は変形規制部１２と接して変形が規制され、抜け止め部１１とフランジ部１０とがロータ７の回転軸方向で重なる位置に配置された状態が維持される。つまり抜け止め部１１と変形規制部１２が接した状態で、ロータ７の回転軸方向において、ロータ７と抜け止め部１１とが重なる位置に配置される。従って、ロータ７の回転軸方向の抜けが従来の構成よりも抑制される。

なお、図７に示す様に、変形規制部１２が抜け止め部１１と予め接した状態で配置する構成としてもよい。これにより上記構成と同様に、抜け止め部１１の変形が規制されてロータ７の抜けが抑制される。

また図８（ａ）に示す様に、変形規制部１２においてロータ７の回転軸方向と直交する方向の耐荷重強度を高めるために、変形規制部１２を補強するリブ１５を設ける構成としてもよい。また図８（ｂ）に示す様に、変形規制部１２を台形としてもよい。これにより変形規制部１２の変形を抑制することができ、抜け止め部１１の変形を規制する効果を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る走査光学装置を備える画像形成装置Ａの構成について説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。

図９は、本実施形態に係る走査光学装置４０１の斜視図である。図９に示す様に、本実施形態に係る走査光学装置４０１は、第１実施形態の走査光学装置１０１に対して、開口絞り２０４を取り外し、代わりにレーザ光Ｌを通過させてレーザ光Ｌの幅を所定幅に制限する開口部４０２を変形規制部１２に形成した構成である。つまり本実施形態では、第１実施形態に係る開口絞り２０４の機能を変形規制部１２が兼ねている。

このように変形規制部１２の開口部４０２によりレーザ光Ｌの幅を所定幅に制限させることで、部品点数を減らして、走査光学装置４０１の材料コストや製造コストを削減することができる。

また上記第１実施形態、第２実施形態では、軸受スリーブ５が基板４に支持されて、シャフト８がロータ７と一体となっている構成について説明した。しかし本発明はこれに限られず、シャフト８が基板４に支持され、軸受スリーブ５がロータ７と一体となった軸固定タイプの構成でも、上記同様の効果を得ることができる。

１…光偏向装置
３…回転多面鏡
４…基板
７…ロータ
８…シャフト（ロータの回転軸）
１０…フランジ部
２２…ステータ
１１…抜け止め部（第１規制部）
１２…変形規制部（第２規制部）
１０１…走査光学装置
１０３…感光ドラム（像担持体）
２０１…光源装置（光源）
４０１…走査光学装置
４０２…開口部
Ａ…画像形成装置
Ｓ…シート

Claims (13)

1. 光源装置と、
   前記光源装置から出射されたレーザ光を回転して偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を保持し、前記回転多面鏡とともに回転するロータと、
   前記ロータを回転させるステータと、
   前記ステータを保持する基板であって、前記ロータの回転軸方向において前記ロータと重なる位置に配置されるように曲げられ、前記ロータに接して前記ロータの回転軸方向の移動を規制する第１規制部が形成された基板と、
   前記第１規制部と前記ロータとが前記回転軸方向で重なる位置に配置された状態を維持するように、前記第１規制部と接して前記第１規制部の変形を規制する第２規制部と、
   を有することを特徴とする走査光学装置。
2. 光源装置と、
   前記光源装置から出射されたレーザ光を回転して偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡を保持し、前記回転多面鏡とともに回転するロータと、
   前記ロータを回転させるステータと、
   前記ステータを保持する基板であって、前記ロータの回転軸方向において前記ロータと重なる位置に配置されるように曲げられ、前記ロータに接して前記ロータの回転軸方向の移動を規制する第１規制部が形成された基板と、
   前記ロータの回転軸方向からみたとき、前記ロータの一部が前記第１規制部と前記基板との間に挟まれる位置関係にあり、前記第１規制部と接して前記第１規制部の変形を規制する第２規制部と、を有することを特徴とする走査光学装置。
3. 前記第１規制部は、前記第１規制部が変形し前記第２規制部と接する状態で、前記ロータの回転軸方向において、前記ロータと重なる位置に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置。
4. 前記第２規制部は、前記第１規制部と予め接した状態で配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の走査光学装置。
5. 前記第１規制部は、第１曲げ部と、前記第１曲げ部から更に曲げられた第２曲げ部を備え、
   前記第２曲げ部の曲げ角度は、前記第１曲げ部の曲げ角度よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の走査光学装置。
6. 前記第１曲げ部は、前記ロータの回転軸方向からみたとき、前記ロータの一部に対して、前記第２曲げ部が前記基板の反対側に配置されるように曲げられていることを特徴とする請求項５に記載の走査光学装置。
7. 前記ロータはフランジ部を備え、
   前記第１規制部は、前記回転軸方向において前記フランジ部と重なる位置に配置されるように曲げられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学装置。
8. 前記ロータの回転軸となるシャフトと、
   前記シャフトを軸支する軸受をさらに備え、
   前記シャフトは、前記第１規制部が前記ロータの移動を規制する移動方向と反対に位置するシャフト端部を前記軸受に対して遊嵌されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学装置。
9. 前記第２規制部は、前記第１規制部に対して、前記ロータの回転軸が配置された側と反対側に配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の走査光学装置。
10. 前記基板は、金属板であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の走査光学装置。
11. 前記第２規制部は、前記光源から出射されたレーザ光を通過させてレーザ光の幅を所定幅に制限するための開口部を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の走査光学装置。
12. 前記第２規制部は、前記走査光学装置の筐体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の走査光学装置。
13. 像担持体と、
    前記像担持体にレーザ光を走査して静電潜像を形成する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の走査光学装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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