JP2002311365A

JP2002311365A - 走査光学装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002311365A
Application number: JP2001114384A
Authority: JP
Inventors: Jiro Futagawa; 次郎二川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】照射位置ズレ及び画像劣化を防止することが
可能な高品質の走査光学装置及び画像形成装置を提供す
る。【解決手段】ポリゴンモーター２１側の２点３８をネ
ジ３２によって完全に固定し、折り返しミラー２３側２
点３９を段ビス３５とコイルバネ３６とで押圧すること
により光学箱２４をレーザースキャナステー（Ｌ）２
５，（Ｒ）２６に支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート等の記録媒
体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、
プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成
装置に関し、特に、これらの装置に備えられる走査光学
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来における画像形成装置の構成
を示す図であり、同図において、１は電子写真プロセス
によって画像を形成する画像形成手段としての画像形成
部であり、この画像形成部１は像担持体としての感光体
ドラム１０、感光体ドラム１０の表面を露光して感光体
ドラム１０上に静電潜像を形成する走査光学装置として
のレーザースキャナユニット９ａ、感光体ドラム１０上
に形成された潜像を現像する現像部１１等を備えてい
る。

【０００３】また、２はシートである記録材３を収納す
るためのカセット、６は記録材３を画像形成部１へ搬送
する給紙搬送部であり、この給紙搬送部６は記録材３を
反転させ、画像形成部１へと導く反転ガイド部７及び記
録材３の斜行を補正するレジストローラ８等を備えてい
る。

【０００４】１４は画像形成部１にて画像が形成された
後の記録材３を排紙部である排紙トレイ１７に搬送する
排紙搬送部であり、記録材３を排紙トレイ１７へと導く
反転ガイド１５及び排紙ローラ１６等を備えている。

【０００５】そして、このような構成の画像形成装置に
おいて、画像形成の際には、カセット２に収納された記
録材３は、まずピックアップローラ４によってピックア
ップされた後、分離部５により１枚に分離され、給紙搬
送部６へ送られる。この後、記録材３は、反転ガイド部
７にて反転し、さらに、レジストローラ８にて斜行が補
正された後、画像形成部１へ導かれるようになってい
る。

【０００６】この記録材３が画像形成部１の手前に設け
られたトップセンサ１８を通過すると、画像形成部１の
レーザースキャナユニット９ａのレーザースキャナが同
期して動作を始め、感光体ドラム１０上にレーザを照射
し、静電潜像を形成する。この後、この静電潜像は現像
部１１で可視像化された後、転写部１２で記録材３に転
写される。

【０００７】このように可視像が転写された後、記録材
３はガイド１９により定着部１３に案内され、この定着
部１３において加熱及び加圧されることにより可視画像
が固着され、画像形成が終了する。なお、この後、記録
材３は排紙搬送部１４に送られ、反転ガイド１５を経て
排紙ローラ１６により排紙トレイ１７に積載される。

【０００８】次に、露光系であるレーザースキャナユニ
ット９ａについて説明をする。

【０００９】図５，６は、レーザースキャナユニット９
ａの詳細図である。

【００１０】図において２０は光源部としてのレーザ
ー、２１は偏向走査手段であって、レーザー２０からの
レーザー光を感光体ドラム１０上に偏向走査させるため
のポリゴンミラーを駆動するポリゴンモーター、２２は
走査を感光体ドラム１０上に一様に行なわせるための光
学部材としての光学レンズ群、２３はレーザー光を感光
体ドラム１０上に反射する折り返し部材としての折り返
しミラーである。

【００１１】これらレーザー２０、ポリゴンモーター２
１、光学レンズ群２２、折り返しミラー２３は、筐体と
しての光学箱２４と呼ばれるモールドフレームに一体的
に固定されている。

【００１２】この光学箱２４は樹脂部材で構成され、そ
の材質は、ＰＣ−ＡＢＳにＧＦ（グラスファイバー）を
３５％含有させた物であり、軽量且つ安価に構成されて
いる。

【００１３】さらに、この光学箱２４は３．２ｍｍの厚
さを持つ鉄製の筐体であるレーザースキャナステー
（Ｌ）２５とレーザースキャナステー（Ｒ）２６によっ
て支持されている。この２つのレーザースキャナステー
２５，２６が前後側板につながり、レーザースキャナユ
ニット９ａの位置を保持している。

【００１４】この二つのレーザースキャナステー２５，
２６は、冶具にて本体組み込み時レーザースキャナユニ
ット９ａの取り付け面を平面度０．１以下に抑えてあ
り、ネジ３２で締め付けた時に光学部品が変形しないよ
うにしている。

【００１５】レーザースキャナユニット９ａの位置決め
は、位置決めピン（Ｌ）２７と位置決めピン（Ｒ）２８
によって行われる。この位置決めピン２７，２８は光学
箱２４とは別部品であり、別の場所、つまり冶具上で、
位置決めピン２７，２８が位置決めされた状態で、光学
箱２４の位置を図５において２９で示す方向に動かすこ
とにより、あらかじめ冶具上に設けられた、正しい照射
位置にある受光センサ上にレーザー光が入光されるよう
に調整され、３０の３つのネジにより位置決めピン２
７，２８と光学箱２４が固定される。

【００１６】本従来例では、装置本体上では照射位置調
整を行わず、冶具上でレーザースキャナユニット９ａの
調整をあらかじめ行い、装置本体上ではレーザースキャ
ナステー２５，２６に開けられた、２つの位置決め穴３
１に差し込むだけになっている。ただし、この際、装置
本体上の位置決め穴３１はドラムに対し精度良く加工さ
れている。

【００１７】このような方法を取る理由としては、も
し、市場でレーザースキャナユニット９ａが破損した場
合、このレーザースキャナユニット９ａを交換すれば、
あらかじめ冶具上で調整されているため、交換しても照
射位置が変わらず、互換性が保証されるためである。

【００１８】また、レーザースキャナユニット９ａの固
定は４本のネジ３２で行われ、レーザースキャナステー
２５，２６に外周部４箇所が固定されている。さらに、
図７に示すように防塵用のフタ３３，３４が取り付けら
れる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００２０】上述したような構成のレーザースキャナユ
ニット９ａの場合、画像形成時に回転することで発熱源
となるポリゴンモーター２１が光学レンズ群２２及びフ
タ３３等により密閉された形になる。

【００２１】つまり、モーターの発熱によって、密閉さ
れているモーター付近の光学箱の温度が上昇し、膨張し
ようとするのに対し、光学箱はネジ３２によって４点で
完全に押さえ込まれ膨張できないようになっているた
め、内部的に応力が発生し、光学レンズ群２２に歪が発
生し照射位置ズレ、画像劣化が発生する。

【００２２】さらには、折り返しミラー２３も光学箱２
４に取り付けられているため、図８に示すように、折り
返しミラーの角度が変化し照射位置がずれる。

【００２３】さらには、光源部であるレーザー２０の取
り付け位置・角度も変動してしまうため、照射位置ズ
レ、画像劣化等が発生してしまうという問題点があっ
た。

【００２４】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、照射
位置ズレ及び画像劣化を防止することが可能な高品質の
走査光学装置及び画像形成装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、光源部と、前記光源部からの光束
を偏向走査する偏向走査手段と、前記偏向走査手段によ
り偏向走査された光束を所定面上に集光させる光学部材
と、前記光源部、前記偏向走査手段及び前記光学部材が
取り付けられる筐体と、を備えた走査光学装置におい
て、前記筐体を支持固定する固定手段と、前記筐体を移
動可能に保持する保持手段と、を備え、前記固定手段及
び前記保持手段により前記筐体を装置本体の枠体に支持
させることを特徴とする。

【００２６】前記偏向走査手段を含む所定の領域には、
前記固定手段と前記保持手段とのうちいずれか一方のみ
が設けられることも好適である。

【００２７】前記光学部材は、前記偏向走査手段により
偏向走査された光束を前記所定面に向けて折り返す折り
返し部材を備え、前記固定手段と前記保持手段とのうち
いずれか一方が前記筐体の前記偏向走査手段側に設けら
れ、他方が前記折り返し部材側に設けられることも好適
である。

【００２８】前記保持手段とは、前記筐体を前記枠体に
所定圧で押圧する押圧手段であることも好適である。

【００２９】前記押圧手段は、段ビスとコイルバネとを
備えることも好適である。

【００３０】画像形成装置にあっては、上記記載の走査
光学装置と、前記所定面として像担持体を有し、前記走
査光学装置により該像担持体上に形成された静電潜像を
現像して得られたトナー画像を記録材に転写する画像形
成手段と、を備えたことを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。

【００３２】図１は本発明の実施の形態に係る画像形成
装置の一例である複写機の概略構成を示す図であり、図
２及び図３は、本実施の形態に係るレーザスキャナユニ
ットを詳細に説明する図である。なお、従来の技術の項
で説明した構成と同様の構成部分については同一の符号
を付して、説明は省略する。

【００３３】図１において、１は電子写真プロセスによ
って画像を形成する画像形成手段としての画像形成部で
あり、この画像形成部１は、所定面であり像担持体とし
ての感光体ドラム１０、感光体ドラム１０の表面を露光
して感光体ドラム１０上に静電潜像を形成する走査光学
装置としてのレーザースキャナユニット９、感光体ドラ
ム１０上に形成された潜像を現像する現像部１１等を備
えている。

【００３４】また、２はシートである記録材３を収納す
るためのカセット、６は記録材３を画像形成部１へ搬送
する給紙搬送部であり、この給紙搬送部６は記録材３を
反転させ、画像形成部１へと導く反転ガイド部７及び記
録材３の斜行を補正するレジストローラ８等を備えてい
る。

【００３５】１４は画像形成部１にて画像が形成された
後の記録材３を排紙部である排紙トレイ１７に搬送する
排紙搬送部であり、記録材３を排紙トレイ１７へと導く
反転ガイド１５及び排紙ローラ１６等を備えている。

【００３６】そして、このような構成の画像形成装置に
おいて、画像形成の際には、カセット２に収納された記
録材３は、まずピックアップローラ４によってピックア
ップされた後、分離部５により１枚に分離され、給紙搬
送部６へ送られる。この後、記録材３は、反転ガイド部
７にて反転し、さらに、レジストローラ８にて斜行が補
正された後、画像形成部１へ導かれるようになってい
る。

【００３７】この記録材３が画像形成部１の手前に設け
られたトップセンサ１８を通過すると、画像形成部１の
レーザースキャナユニット９のレーザースキャナが同期
して動作を始め、感光体ドラム１０上にレーザを照射
し、静電潜像を形成する。この後、この静電潜像は現像
部１１で可視像化された後、転写部１２で記録材３に転
写される。

【００３８】このように可視像が転写された後、記録材
３はガイド１９により定着部１３に案内され、この定着
部１３において加熱及び加圧されることにより可視画像
が固着され、画像形成が終了する。なお、この後、記録
材３は排紙搬送部１４に送られ、反転ガイド１５を経て
排紙ローラ１６により排紙トレイ１７に積載される。

【００３９】次に、露光系であるレーザースキャナユニ
ット９について説明をする。

【００４０】本実施の形態の特徴的な構成として、枠体
としてのレーザースキャナステー（Ｌ）２５，（Ｒ）２
６に支持される筐体としての光学箱２４の固定部におい
て、固定手段としてネジによる締結と、保持手段（押圧
手段）としてコイルバネと段ビスを用いた押圧による保
持と、の２種類の支持を行っている。つまり、発熱源と
なっているポリゴンモーター２１側の２点３８をネジ３
２によって完全に固定し、発熱源ではない折り返し部材
としての折り返しミラー２３側２点３９を段ビス３５と
コイルバネ３６とで押圧して保持している。

【００４１】このような状態で、ポリゴンモーター２１
が回転すると、光学部材としての光学レンズ群２２によ
って密閉されているため熱の逃げ場が無く、雰囲気温度
が上昇し光学箱２４は膨張をはじめる。

【００４２】しかしながら、この場合、図３に示すよう
に、折り返しミラー側２３ではバネによる押圧だけであ
るため押圧部分が横に逃げるように作用するので、ユニ
ット内に応力が発生しない。その結果、光学レンズ群２
２も折り返しミラー２３も、さらには光源部としてのレ
ーザー２０の取り付け部にも歪は発生せず、照射位置ズ
レや画像の劣化は発生しない。

【００４３】当然、コイルバネ３６による押圧力は強す
ぎることも弱すぎることも無いように適正な所定圧に設
定されている。この圧力が強すぎる場合、図３に示すレ
ーザースキャナステー（Ｌ）２５と光学箱２４の積載面
３７との摩擦抵抗が増し、ネジ止めのときのように膨張
を阻害するため照射位置ズレ、画像劣化に対し効果が無
い。

【００４４】また、圧が軽すぎる場合、外部からの振動
に弱くなり、たとえば給紙モーターの振動やユーザーの
キー操作等の振動によって光学箱２４全体が揺れ、その
結果光路が振動し感光体ドラム１０上で線が抜けピッチ
ムラとして画像が劣化することになる。

【００４５】また、さらには、光学箱２４内のポリゴン
モーター２１自身の振動も抑えきれなくなり、ジッター
（縦線揺れ），面倒れ（横線揺れ）等の画質劣化とな
る。一般に、同様の材質の場合、圧力を２０ｋｇｆ（１
９６Ｎ）以下にしないと効果は少ない。また、圧は最低
１００ｇｆ（０．９８Ｎ）必要である。

【００４６】また、ポリゴンモーター２１側の固定箇所
３９はネジで完全に締結されているため、輸送時の振動
や落下による照射位置ズレや変形に対しても強固であり
変化は無い。

【００４７】また、４点とも押圧による締結つまり４点
ともコイルバネと段ビスによって押さえることによって
も温度上昇による照射位置ズレや画像劣化は防げるが、
今度は輸送時の振動や落下による照射位置ズレや変形に
対して極端に弱くなり照射位置ズレや変形が発生する。
また、前述のようなモーターの振動やユーザーの操作に
対しても振動が押さえられず画質が劣化する。

【００４８】また、本実施の形態では、発熱源であるポ
リゴンモーター２１側２点と、発熱源でない折り返しミ
ラー２３側２点という形で締結手段をかえる、つまり発
熱源側かどうかによって支持手段を変えることで、熱に
よる影響を最小限に抑えている。たとえば、図２におい
てポリゴンモーター２１側１箇所上側と折り返しミラー
２３側１箇所上側をネジ固定し、ポリゴンモーター２１
側１箇所下側と折り返しミラー２３側１箇所下側を段ビ
スとコイルバネで支持した場合、下側では照射位置ズレ
は改善されるが、もう片側では従来例同様図８に示すよ
うな変形が発生してしまうため、完全には改善されな
い。

【００４９】また、本実施の形態においては、固定手段
にネジを用い、押圧手段に段ビスとコイルバネを用いて
いる。コイルバネを用いることにより、小型化つまり段
ビスの段部の周囲を有効に用いることができ、バネ定数
を低く抑えることで押圧力のばらつきを少なくしてい
る。また、ネジと段ビスを用いることでコスト的にも安
価である。

【００５０】また、本実施の形態では、押圧手段として
コイルバネを用いているが、スペースが確保でき、押圧
力のばらつきが許容できれば、板ばねによる押圧でも良
い。

【００５１】また、本実施の形態では、発熱源であるポ
リゴンモーター２１側２点をネジ固定し、折り返しミラ
ー２３側２点を押圧固定しているが、発熱源であるポリ
ゴンモーター２１側２点を押圧固定し、折り返しミラー
２３側２点をネジ固定しても良い。ただし、振動源であ
るポリゴンモーター２１側を固定しないため振動による
画像劣化を考慮してバネ圧を決定する必要がある。

【００５２】また、止めかた（支持方法）は、ネジ１本
に段ビス３箇所等の止め方も可能である。また、ネジ固
定をポリゴンモーター２１側３点にしてもよい。つま
り、熱膨張による変形と振動による画質劣化のバランス
を考慮して、止めかたを決めればよい。

【００５３】上述したように、本実施の形態によれば、
潜像部であるレーザースキャナユニット９の固定を、振
動と熱変形のバランスを考慮しながら、固定と押圧を組
み合わせることにより、照射位置ズレと画質の劣化を防
止することができる。また、画像のピッチムラ、ジッタ
ー、面倒れの影響、輸送時の変形等の弊害を無くすこと
もできる。

【００５４】さらには、ポリゴンモーター２１側と折り
返しミラー２３側とで支持方法を変えることで、効果が
より大きくなる。

【００５５】また、固定手段にネジを用い、押圧手段に
段ビスとコイルバネを用いている。コイルバネを用いる
ことにより、小型化つまり段ビスの段部の周囲を有効に
用いることができ、バネ定数を低く抑えることで押圧力
のばらつきを少なくしている。また、ネジと段ビスを用
いることによって低コストで実現できる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
固定手段及び保持手段により筐体を装置本体の枠体に支
持させることにより、振動や熱変形による筐体内部の応
力の発生を防止することができるので、照射位置ズレと
画質の劣化を防止することが可能となり、高品質の走査
光学装置及び画像形成装置を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図
である。

【図２】本実施の形態に係るレーザースキャナーユニッ
トの詳細説明図である。

【図３】本実施の形態に係るレーザースキャナーユニッ
トの概略断面図である。

【図４】従来の画像形成装置の概略断面図である。

【図５】従来のレーザースキャナーユニットの概略平面
図である。

【図６】従来のレーザースキャナーユニットの概略断面
図である。

【図７】防塵カバーが装着されたレーザースキャナーユ
ニットの概略図である。

【図８】従来の光学箱の変形状態を示す図である。

【符号の説明】

１画像形成部２カセット３記録材４ピックアップローラ５分離部６給紙搬送部７反転ガイド部８レジストローラ９レーザースキャナ１０感光体ドラム１１現像部１２転写部１３定着部１４排紙搬送部１５反転ガイド１６排紙ローラ１７排紙トレイ１８トップセンサ１９ガイド２０レーザー２１ポリゴンモーター２２光学レンズ群２３折り返しミラー２４光学箱２５レーザースキャナーステー（Ｌ）２６レーザースキャナーステー（Ｒ）２７位置決めピン（Ｌ）２８位置決めピン（Ｒ）２９動かす方向３０固定ネジ３１位置決め穴３２固定ネジ３３，３４防塵用のフタ３５段ビス３６コイルバネ３７光学箱の積載面３８ポリゴンモータ側固定箇所３９折り返しミラー側固定箇所

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 BA82 BA85 BA90 DA02 DA03 2H045 AA01 DA02 DA04 2H071 BA03 BA16 BA29 DA02 5C051 AA02 CA07 DB02 DB22 DB24 DB30 DC04 DC05 DC07 FA01 5C072 AA03 BA13 HA02 HA09 HA13 HA20 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源部と、前記光源部からの光束を偏向走査する偏向走査手段と、前記偏向走査手段により偏向走査された光束を所定面上
に集光させる光学部材と、前記光源部、前記偏向走査手段及び前記光学部材が取り
付けられる筐体と、を備えた走査光学装置において、前記筐体を支持固定する固定手段と、前記筐体を移動可能に保持する保持手段と、を備え、前記固定手段及び前記保持手段により前記筐体
を装置本体の枠体に支持させることを特徴とする走査光
学装置。
【請求項２】前記偏向走査手段を含む所定の領域には、
前記固定手段と前記保持手段とのうちいずれか一方のみ
が設けられることを特徴とする請求項１に記載の走査光
学装置。
【請求項３】前記光学部材は、前記偏向走査手段により
偏向走査された光束を前記所定面に向けて折り返す折り
返し部材を備え、前記固定手段と前記保持手段とのうちいずれか一方が前
記筐体の前記偏向走査手段側に設けられ、他方が前記折
り返し部材側に設けられることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の走査光学装置。
【請求項４】前記保持手段とは、前記筐体を前記枠体に
所定圧で押圧する押圧手段であることを特徴とする請求
項１，２または３に記載の走査光学装置。
【請求項５】前記押圧手段は、段ビスとコイルバネとを
備えることを特徴とする請求項４に記載の走査光学装
置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の走
査光学装置と、前記所定面として像担持体を有し、前記走査光学装置に
より該像担持体上に形成された静電潜像を現像して得ら
れたトナー画像を記録材に転写する画像形成手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。