JP2007065003A

JP2007065003A - 光走査装置の支持構造及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2007065003A
Application number: JP2005247164A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshizawa; 浩吉沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】本発明は、光学ハウジングの変形を防止することができ、よって光学素子の取り付け角度変化による走査線位置の変動を防ぐことができる。
【解決手段】本発明の光走査装置の支持構造は、レーザ光を偏向走査するポリゴンスキャナと、このポリゴンスキャナを挟み複数の被走査面上をそれぞれ走査するように配設された光学素子群と、ポリゴンスキャナと光学素子群を支持し収納する光学ハウジングとを具備している。そして、本発明の光走査装置の支持構造によれば、ポリゴンスキャナを挟み、光学素子群の配置方向と直交する方向であってポリゴンスキャナの回転中心を通り、所定のエリア幅を有する配置エリア範囲内で、光学ハウジングを固定対象物に固定し、また光学素子群の配設方向における光学ハウジングの端部を固定対象物に摺動自在に保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は光走査装置の支持構造及び画像形成装置に関し、詳細には光学ハウジングの熱変形に伴う光走査位置の変動を低減可能な支持構造に関する。

カラーレーザプリンタ等に用いられる光走査装置として、ポリゴンスキャナを挟んで対称に光学系を配置した、いわゆる対向走査型のものが実用化されている。また、このような光走査装置の支持方式として、特許文献１や特許文献２に見られるように光学ハウジングの端部付近を画像形成装置本体のフレームに固定する方法が広く実用化されている。ここで、この稼動前の従来の光走査装置の支持構造の断面図である図５に示すように、ポリゴンスキャナ５１を挟んで対称に第１のミラー５２，５３などの光学素子を配置した光走査装置の光学ハウジング５４が、画像形成装置のフレーム５５に固定部材５６，５７を用いて固定されている。
特許第３，０４９，６０６号明細書特開２００２−１４８５４２号公報

しかしながら、稼動後の従来の光走査装置の支持構造の断面図である図６からわかるように、ポリゴンスキャナ５１の発熱により、光学ハウジング５３は矢印Ａの方向に伸びようとするが固定部材５６，５７の固定部分で拘束されているため、光学ハウジング５３の中央部が紙面上側に凸となるよう変形する。このため両端のビームＬ１，Ｌ４に使用するそれぞれの第１のミラー５２，５３は矢印Ｂの方向に角度変化を生じる。この際、感光体５８におけるビームＬ１，Ｌ４の露光位置はずれて、各色の画像位置に大きなずれが生ずる。なお、稼動前の走査線を実線で、稼動後の走査線を点線で示す。このように、ミラーの角度の変化による走査線のずれは光路を進むのに従い拡大する。簡略のため第１のミラー５２，５３の角度変化についてのみ図示したが、光学ハウジング５４が図６のように変形した場合は他のミラーも何らかの角度変化を起こすため画像ずれはより発生しやすい。一般にミラーなどの光学素子から感光体ドラムまでの距離が長いため、角度変化による走査線の変位量は大きくなる。

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、光学ハウジングの変形を防止することができ、よって光学素子の取り付け角度変化による走査線位置の変動を防ぐことができる光走査装置の支持構造及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記問題点を解決するために、本発明の光走査装置の支持構造は、レーザ光を偏向走査するポリゴンスキャナと、このポリゴンスキャナを挟み複数の被走査面上をそれぞれ走査するように配設された光学素子群と、ポリゴンスキャナと光学素子群を支持し収納する光学ハウジングとを具備している。そして、本発明の光走査装置の支持構造によれば、ポリゴンスキャナを挟み、光学素子群の配置方向と直交する方向であってポリゴンスキャナの回転中心を通り、所定のエリア幅を有する配置エリア範囲内で、光学ハウジングを固定対象物に固定し、また光学素子群の配設方向における光学ハウジングの端部を固定対象物に摺動自在に保持する。よって、光学ハウジングの変形を防止することができ、よって光学素子の取り付け角度変化による走査線位置の変動を防ぐことができる。

また、光学素子群の配設方向における前記光学ハウジングの端部を固定対象物に摺動自在に保持する手段は、弾性による押圧である。よって、安価で、簡便な手段で光学ハウジングの変形を防止することができる。

更に、光学素子群の配設方向における光学ハウジングの端部を固定対象物に摺動自在に保持する手段は、光学ハウジングの端部面と固定対象物の面との間に所定の隙間を持たせ、かつ光学ハウジングへの取付孔における摺動方向に所定の隙間を設けられる保持部材、例えば段付きネジである。よって、安価で、簡便な手段で光学ハウジングの変形を防止することができる。

また、別の発明としての画像形成装置は、上記の光走査装置の支持構造を有する光走査装置を搭載することに特徴がある。よって、光学ハウジングの熱変形に伴う走査線位置の変動を低減することができ、多色画像を形成するような場合にも各色画像の位置ずれ変化が低減でき画像品質の低下を防止できる。

本発明の光走査装置の支持構造によれば、光学ハウジングの変形を防止することができる。そのため、光学素子の取り付け角度変化による走査線位置の変動を防ぐことができる。

図１は本発明の一実施の形態例に係る光走査装置の支持構造を示す断面図であり、図２は平面図である。両図において、図７及び図８と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。両図に示すように、主基準ピン１１が、光学ハウジング５４と画像形成装置のフレーム５５に設けられた穴（図示せず）にそれぞれ挿入されて、図中Ｘ、Ｙ方向に光走査装置の光学ハウジング５４を拘束している。また、従基準ピン１２が、主基準ピン１１とポリゴンスキャナ５１を挟んだ領域であって光学ハウジング５４と画像形成装置のフレーム５５に設けられた穴（Ｘ方向に長尺な長穴）にそれぞれ挿入されて図中Ｙ方向のみ光走査装置の光学ハウジング５４を拘束している。なお、ＸＹ方向のいずれかの方向のみの拘束以外に、作業性などの観点などからも片方の穴は長穴としピンを遊勘させると良い。その上で、光学ハウジング５４と画像形成装置のフレーム５５との取り付け位置を仮調整しながら、かつ主基準ピン１１の近傍に設けられた固定部材１３と従基準ピン１２の近傍に設けた固定部材を結ぶ線がポリゴンスキャナ５１の回転中心を通るように取り付け位置を決めた後、固定部材１３，１４を用いて光学ハウジング５４を光走査装置のフレーム５５に固定することで図中Ｚ方向を拘束している。よって、光走査装置の光学ハウジング５４は画像形成装置のフレーム５５にＸＹＺ各方向に拘束されることとなる。なお、光学ハウジング５４の熱変形を最小とするため、主基準ピン１１及び従基準ピン１２並びに固定部材１３，１４の配置位置は、ポリゴンスキャナ５１の回転中心を通り各光学素子群の配置方向（Ｙ方向）と直交する位置が好ましい。なお、図２に示すような配置エリア１５，１６内に主基準ピン１１、従基準ピン１２、そして固定部材１３，１４を配置すれば良く、つまり複数の光学素子の配設方向と直交するエリアであって、固定部材１３と固定部材１４を結ぶ線がポリゴンスキャナ５１の回転中心を通り、各エリアの最大幅が光学ハウジング５４のＸ方向への変形を拘束しない程度の許容幅を超えない配置エリア内に主基準ピン１１、従基準ピン１２及び固定部材１３，１４を配置すれば良い。

また、図１に示すように、光学ハウジング５４の端部１７，１８は、一端部がフレーム５５に固定部材５６，５７で固定され、かつ板バネ作用を有する弾性部材１９，２０の他端部でフレーム５５に摺動可能に押圧され、Ｚ方向にのみ拘束されている。このため、稼働後に光学ハウジングが熱膨張した場合、光学ハウジング５４の端部１７，１８は変形方向にスライドすることにより光学ハウジング５４自体に凸や凹になるような変形は生じない。この場合には第１のミラー５２，５３も変形方向に変位するのみであり、走査線の位置の変化は微小となる。

なお、図１に示す弾性部材１９，２０の代わりに、図３に示すように、段付きネジ２１を使用し、光学ハウジング５４とフレーム５５をネジ頭で拘束しつつ光学ハウジング５４のＺ方向への所定のギャップＰ_１以上の移動幅で拘束すると共に、Ｘ方向である熱変形方向への所定のギャップ２Ｐ_２の移動幅で摺動可能となり、図１の弾性部材と同様な効果を発揮することができる。

以上のような構成を有する本実施の形態例の光走査装置の支持構造によれば、線膨張係数が大きく熱変形を起こしやすい樹脂製の光学ハウジングであっても熱変形を最小にでき、走査線の位置ずれを低減することができる。また、震動源でもあるポリゴンスキャナ近傍を拘束しているため、振動による画像不良に対しても有利な構成である。

図４は本発明の光走査装置を搭載した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す画像形成装置１００は、複数の像担持体として、複数のドラム状の光導電性感光体（以下感光体ドラムと称す）１０１〜１０４を並置したフルカラー画像形成装置であり、この４つの感光体ドラム１０１〜１０４は、例えば図に対して右から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した画像を形成するものである。なお、色の順はこの限りではなく任意に設定することができる。その４つの感光体ドラム１０１〜１０４の周囲には、電子写真プロセスにより画像形成を行うための、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電チャージャ等の帯電部１０６〜１０９と、上述した本発明の支持構造を有する光走査装置１０５からの光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の露光部と、現像部（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色の現像装置）１１０〜１１３と、転写搬送ベルト１２２ａ及びその裏面に配置された転写ローラ、転写ブラシ等の転写手段１１４〜１１７を備えた転写搬送装置１２２と、クリーニングブレード、クリーニングブラシ等のクリーニング手段１１８〜１２１などが配設されており、それぞれの感光体ドラム１０１〜１０４に各色の画像形成を行うことが可能となっている。

そして、上述した本発明の支持構造を有する光走査装置１０５は、４つの感光体ドラム１０１〜１０４が並設された作像部の斜め上方に配置され、画像形成装置の本体フレーム１２９，１３０に固定されている。この光走査装置５は、図２に示す４つの光源ユニット３１〜３４と、各光源ユニットからの光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を対称な２方向に振り分けて偏向走査する光偏向器であるポリゴンスキャナ５１と、このポリゴンスキャナ５１を中心にして２方向に対称に配置され、ポリゴンスキャナ５１により偏向走査される複数の光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４をそれぞれ対応する感光体ドラム１０１〜１０４の被走査面上に導き結像する光学系を備えており、これらの構成部材は図１に示すように一つの光学ハウジング５４内に収納されている。また、光学ハウジング５４の上部と下部にはカバー（図示せず）が設けられており、下部側のカバーには光ビームを通過する開口が設けられ、その開口には防塵ガラス（図示せず）が取り付けられている。なお、図１に示すように、光学ハウジング５４は、基盤と側壁とを樹脂成型により一体に形成したものであり、光学ハウジング５４の断面構造が略Ｈ型構造をしている構成となっている。

この光走査装置１０５では、図示しない原稿読み取り装置（スキャナ）あるいは画像データ出力装置（パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ファクシミリの受信部等）から入力される色分解された画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各光源ユニット３１〜３４内の光源（半導体レーザ（ＬＤ））を駆動して光ビームを出射する。各光源ユニット３１〜３４から出射された光ビームは、面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ３５〜３８を通り、直接あるいはミラー３９，４０を介してポリゴンスキャナ５４に至り、ポリゴンモータで等速回転されている２段のポリゴンミラーで対称な２方向に偏向走査される。なお、図１の構成ではポリゴンミラーはＬ２，Ｌ３の光ビーム用と、Ｌ１，Ｌ４の光ビーム用の上下２段に分けた構成となっているが、１つの厚めのポリゴンミラーで偏向走査する構成としてもよい。

そして、ポリゴンスキャナ５１のポリゴンミラーで２ビームづつ２方向に偏向走査された光ビームは、例えば上下２層構成のｆθレンズ等からなる第1の結像用レンズ４１，４２をそれぞれ通過し、第１折り返しミラー４３〜４６により折り返されて基盤の開口部を通過した後、例えば長尺トロイダルレンズ等からなる第２の結像用レンズを通過し、第２折り返しミラー、第３折り返しミラー、防塵ガラスを介して各色用の感光体ドラム１０１〜１０４の被走査面上に照射され静電潜像を書き込む。

なお、上記光走査装置１０５において、４つの光源ユニット３１〜３４は、光源である半導体レーザ（ＬＤ）とその半導体レーザの出射光束をコリメートするコリメートレンズから構成され、これらがホルダーに一体に組み込まれた構成であるが、白黒画像形成時に多用されるブラック用の光源ユニット（例えば光源ユニット３３）は、高速書込を可能とするために、２つ以上の光源（ＬＤ）とコリメートレンズを備えたマルチビーム構成としてもよい。また、マルチビーム構成とした場合には、光学ハウジング５４の側壁に対して光源ユニットを光軸中心に回転可能に構成すれば、副走査方向のビームピッチを調整することができ、白黒画像形成時に画素密度（例えば６００ｄｐｉ，１２００ｄｐｉ等）を切り替えることが可能となる。

また、ポリゴンスキャナ５１によって偏向走査される光ビームの走査方向が主走査方向であり、これは各感光体ドラムの軸方向である。また、この主走査方向に直交する方向が副走査方向であり、これは感光体ドラムの回転方向（感光体ドラム表面の移動方向）であり、さらには図４の転写搬送ベルト１２２ａの搬送方向である。すなわち転写搬送ベルト１２２ａの幅方向が主走査方向、搬送方向が副走査方向となる。図４に示すように、並設された４つの感光体ドラム１０１〜１０４の下には駆動ローラと複数の従動ローラに張架された転写搬送ベルト１２２ａが配設されており、駆動ローラにより図中に矢印で示す方向に搬送されている。また、画像形成装置の本体下部には記録用紙等の転写材を収納した複数の給紙部１２３，１２４が設置されており、この給紙部１２３，１２４に収納された転写材が、給紙ローラ、搬送ローラ、レジストローラ１２５を介して転写搬送ベルト１２２ａに給紙され、転写搬送ベルト１２２ａにより担持され搬送される。光走査装置１０５により各感光体１０１〜１０４に形成された各潜像は、各現像部１１０〜１１３のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色のトナーで現像されて顕像化され、その顕像化されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色のトナー画像は、転写搬送装置１２２の各転写手段１１４〜１１７により転写搬送ベルト１２２ａ上に担持された転写材に順次重ね合わせて転写される。そして、４色の画像が転写された転写材は定着部１２６に搬送され、定着部１２６で画像が定着された後、排紙ローラ１２７により排紙トレイ１２８上に排出される。

なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態例に係る光走査装置の支持構造を示す断面図である。本発明の一実施の形態例に係る光走査装置の支持構造を示す平面図である。本実施の形態例の光走査装置の支持構造における別の固定部材を用いた一例を示す部分断面図である。本発明の光走査装置を搭載した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。稼動前の従来の光走査装置の支持構造の断面図である。稼動後の従来の光走査装置の支持構造の断面図である。

符号の説明

１１；主基準ピン、１２；従基準ピン、
１３，１４，５６，５７；固定部材、
１５，１６；配置エリア、１７，１８；端部、
１９，２０；弾性部材、２１；段付きネジ、
５１；ポリゴンスキャナ、５２，５３；第１のミラー、
５４；光学ハウジング、５５；フレーム、５８；感光体。

Claims

レーザ光を偏向走査するポリゴンスキャナと、該ポリゴンスキャナを挟み複数の被走査面上をそれぞれ走査するように配設された光学素子群と、前記ポリゴンスキャナと前記光学素子群を支持し収納する光学ハウジングとを具備する光走査装置の支持構造であって、
前記ポリゴンスキャナを挟み、前記光学素子群の配置方向と直交する方向であって前記ポリゴンスキャナの回転中心を通り、所定のエリア幅を有する配置エリア範囲内で、前記光学ハウジングを固定対象物に固定し、
前記光学素子群の配設方向における前記光学ハウジングの端部を前記固定対象物に摺動自在に保持することを特徴とする光走査装置の支持構造。
前記光学素子群の配設方向における前記光学ハウジングの端部を前記固定対象物に摺動自在に保持する手段は、弾性による押圧である請求項１記載の光走査装置の支持構造。
前記光学素子群の配設方向における前記光学ハウジングの端部を前記固定対象物に摺動自在に保持する手段は、前記光学ハウジングの端部面と前記固定対象物の面との間に所定の隙間を持たせ、かつ前記光学ハウジングへの取付孔における摺動方向に所定の隙間を設けられる保持部材である請求項１記載の光走査装置の支持構造。
前記保持部材は、段付きネジである請求項３記載の光走査装置の支持構造。
請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置の支持構造を有する光走査装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。