JP2007072238A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、折返しミラーを光学箱に対して外側を向くように配置した場合においても、折返しミラーの配置を高精度に位置決めし、光学箱の振動による画像劣化を防ぐと共に、低コストで組付性を簡素化できる。
【解決手段】 本発明の光走査装置は、光源と、この光源から出射された光ビームを走査するための光偏向器と、この光偏光器により偏向走査された光ビームを被走査面に露光・走査するための、単一若しくは複数の折返しミラーとを有している。更に、本発明の光走査装置は、光源、光偏向器及び折返しミラーを光学箱内に載置し、折返しミラーの内少なくとも１枚は折返しミラーの鏡面側が光学箱に対して外側を向くように配置されて光学箱の内部に位置決めされ固定されている。そして、本発明の光走査装置は、光学箱の内部における折返しミラーの取付部分に、アーチ状に形成された突起（２０１）を設けている。
【選択図】 図５

Description

本発明は光走査装置及び画像形成装置に関し、詳細にはレーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置のように光ビームを走査して画像形成を行う画像形成装置に使用される光走査装置に関する。

従来の画像形成装置に搭載されている光走査装置において、レーザビームを感光体に照射して画像を形成するために、光路折り曲げ用の反射ミラーを用いているものが多い。この反射ミラーは角度精度を十分に高くしておかないと感光体に照射する副走査方向の位置がばらつき、用紙に対する画像位置がばらついてしまう。このばらつきを補正するために、機械毎に画像位置の調整が必要となり、生産効率が低下する。また、感光体に照射する位置が変化することによって、光路長が変化してビームスポット径が大きくなり、画質低下にもつながる。

そこで、これらの問題点を解決するために、従来よりいくつか提案されている。その一つとして、特許文献１によれば、反射ミラーを用いた光走査装置において感光体に照射するレーザビーム位置のばらつきを抑える場合に、画像位置調整を不要として量産工程を簡素化し、またレーザスポット径も安定させて画像品質を向上させている。また、特許文献２によれば、高精度な光学箱を必要とせず、簡単な構成の変更でβ方向の角度精度を高く保つことができ、しかもβ方向の角度精度の、反射鏡の短手方向の幅への依存も下げることができる。
特開２００２−１８２１４４号公報 特開２００４−１０２１３３号公報

しかしながら、光源からの光束を所定のビームスポットに形成し、感光体上に露光走査行うための光走査装置として、一般的には光源、回転偏向器等の光学素子、及び単一若しくは複数の折返しミラーを、光学箱内に具備した構成が知られている。このように限られたスペース内に、これらの素子を備えた光走査装置を配置するためには、折返しミラーの配置レイアウトが限定されてしまい、また感光体に対する光走査装置の相対位置によっても左右されてしまう。このような配置条件の中、折返しミラーの内少なくとも１枚は、その鏡面側が光学箱に対して外側を向くように配置せざるを得ない場合が生じる。しかし、従来の方式においては、ミラー背面（蒸着面でない側）を、光学箱上に形成されたミラー取付面に当接し、位置決めして固定するほか無かった。

通常、折返しミラーは、その反射面精度及び反射率の要求から、ガラス材を用いることが多いが、一般的にガラスの外形形状に対する精度は加工上厳しくすることは難しく、必然的に±０．５程度の加工誤差が生じてしまう。そのため、前述のように、ミラー背面を、光学箱上に形成されたミラー取付面に当接し、位置決めすると、ミラー位置が狙いどおりに得られず、ビームスポット位置のバラツキの原因となり、画像位置の狂いが生じてしまう。加えて、ミラー位置が所望の位置に配置されないことにより、光路長が変化して、ビームスポット径が太り、画像劣化を生じてしまう原因となってしまう。また、このように、折返しミラーの鏡面側を、光学箱に対して外側を向くように配置せざるを得ない場合の、代替手段として、光学箱の外壁に光路走査用の開口窓を設け、光学箱の外側より、ミラーを取り付ける構成もあり得るが、開口窓が空いていることにより、必然的に光学箱の自体の強度の低下が不可避となってしまう。言うまでもないが、折り返しミラーの取付部は、高い剛性を有する事が必要であり、光学箱の強度不足によって折り返しミラー自体の振動を増長してしまい、結果としてジター等の画像劣化を招く可能性がある。

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、折返しミラーを光学箱に対して外側を向くように配置した場合においても、折返しミラーの配置を高精度に位置決めし、光学箱の振動による画像劣化を防ぐと共に、低コストで組付性を簡素化できる光走査装置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は、光源と、この光源から出射された光ビームを走査するための光偏向器と、この光偏光器により偏向走査された光ビームを被走査面に露光・走査するための、単一若しくは複数の折返しミラーとを有している。更に、本発明の光走査装置は、光源、光偏向器及び折返しミラーを光学箱内に載置し、折返しミラーの内少なくとも１枚は折返しミラーの鏡面側が光学箱に対して外側を向くように配置されて光学箱の内部に位置決めされ固定されている。そして、本発明の光走査装置は、光学箱の内部における折返しミラーの取付部分に、アーチ状に形成された突起を設けていることに特徴がある。よって、本発明によれば、折返しミラーの角度を理想的な位置に固定することができ、感光体に照射する副走査方向の位置のバラツキや用紙に対する画像のスキュー、そして副走査方向のレジストずれを低減することが可能である。また、感光体上にビームを照射に至る光路長を所定の長さにすることができ、光路長が変化してビームスポット径が大きくなることによる画質低下を防ぐことが可能である。

また、アーチ状の突起の内側に、折返しミラーを所定の位置に位置決めするためのミラー取付基準面を設け、折返しミラーの鏡面がミラー取付基準面に当接させて折返しミラーを位置決めして固定することにより、折返しミラーの角度を理想的な位置に固定することができる。

更に、アーチ状の突起は光学箱と一体形成されていることにより、ミラー取付用に別部材を必要とすることなく、高精度にミラー位置を規定することができ、コストダウンが可能である。

また、アーチ状の突起が形成される面内において、型抜きのための開口穴が空いていることにより、開口穴に対して取付座面を形成する型構成とするこができ、単純に上下・２方向に金型分割が可能となり、金型構成を簡素なものとすることが可能である。

更に、開口穴はアーチ状の突起の根元のみに形成されていることにより、開口穴の面積を可能な限り小さくすることができ、光学箱の強度低下及び折返しミラーの振動を低減することが可能である。

また、アーチ状の突起の近傍には光学箱の強度を増加させるための少なくとも１本以上のリブを設け、アーチ状の突起はリブと繋がっていることにより、折返しミラーの取付部分の剛性をより増加させることができ、光学箱の振動による、ジター等の画像劣化をさらに効率的に防ぐことができる。

更に、アーチ状の突起の両側に設けられた係合部に係止される板バネ金具を用いて折返しミラーのミラー背面から押圧されることにより、折返しミラーは固定されて取り付けられている。よって、板バネ金具の弾性領域内で確実に位置決め・固定することが可能であり、折返しミラーの厚みバラツキが生じても、常に一定位置で高精度に位置決め可能である。

また、板バネ金具はアーチ状の突起の側面から挿し込み、クリップされることにより取り付けられている。よって、板バネの固定にネジを必要とせず、簡素な構成で組付けでき、部品点数の低減を可能とする。加えて、万一、折返しミラーの汚れ、破損やキズ等により、折返しミラーを交換せざるを得ない場合でも、クリップされている板バネ金具を外すことにより、簡単に折返しミラーのみを取り外し可能にでき、交換容易性にも優れている。

更に、別の発明としての画像形成装置は上記光走査装置を備えているたことに特徴がある。よって、折返しミラー取付位置を高精度に位置決めでき、光学箱の振動による画像劣化を防ぐと共に、低コストで、組付性を簡素化できる画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明の光走査装置によれば、光学箱の内部における折返しミラーの取付部分に、アーチ状に形成された突起を設けていることにより、折返しミラーの角度を理想的な位置に固定することができ、感光体に照射する副走査方向の位置のバラツキや用紙に対する画像のスキュー、そして副走査方向のレジストずれを低減することが可能である。また、感光体上にビームを照射に至る光路長を所定の長さにすることができ、光路長が変化してビームスポット径が大きくなることによる画質低下を防ぐことが可能である。

図１は一般的な光走査装置の構成を示す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ’線断面図である。両図において、光学箱１１にはレーザビームを照射する光源１２が取り付けられており、光源１２からのレーザビームの進行方向にはレーザビームを副走査方向に集光するシリンダレンズ１３と、このシリンダレンズ１３からのレーザビームを偏向走査する回転偏向器１４とが配置されている。回転偏向器１４はレーザビームを反射するポリゴンミラー１４ａと、このポリゴンミラー１４ａを回転駆動する駆動モータ１４ｂとを含んで構成されている。また、回転偏向器１４により偏向走査されたレーザビームＬ１の進行方向の光学箱１１には、レーザビームＬ１を感光体ドラム１００上に結像させるｆθレンズや面倒れ補正レンズなどからなる走査レンズ１５ａ，１５ｂと、入射されたレーザビームＬ１を感光体ドラム１００に向けて反射する折返しミラー１６と、感光体ドラム１００に照射する前のレーザビームを反射する光検出ミラー１７と、この検出ミラー１７からのレーザビームを検出する光検出ユニット１８などが配置されている。

このような構成を有する光走査装置によれば、光源１２からの光ビームは、回転偏向器１４によって偏向走査され、走査レンズ１５ａ，１５ｂ及び折返しミラー１６を介して感光体ドラム上１００に結像され露光される。このような光走査装置においては、折返しミラー１６の鏡面側が、光学箱１１の外側を向いて配置されている構成となっている。

このように、折返しミラー１６の鏡面側が光学箱１１の外側を向いて配置されるために、図３に示すように、ミラー背面（蒸着面で無い側）１０１を、光学箱１１上に形成されているミラー取付基準面１０２に当接し、位置決めして固定せざるを得なかった。また、折返しミラー１６を位置決めすると、折返しミラー１６の厚み誤差によって、ミラー取付位置を所定の狙いどおりに位置決めすることができず、結果としてビームスポット位置のバラツキの原因となり、画像位置の狂いが生じてしまう。更に、ミラー配置位置が所望の位置に配置されないことにより、光路長が変化して、ビームスポット径が太り、画像劣化を生じてしまう原因となってしまう。また、前述のように、ミラー背面（蒸着面で無い側）１０１を、ミラー取付基準面１０２に当接し、位置決めすることを回避するための代替手段として、図４のように、光学箱１１の外壁に光路走査用の開口窓１０３を設け、光学箱１１の外側より、折返しミラー１６を取り付ける構成もあり得るが、開口窓１０３の幅は当然走査幅以上のスパンが必要となり、必然的に光学箱１１の自体の強度の低下が不可避となってしまう。つまり、折返しミラー１６の取付部は高い剛性を有することが必要であり、強度不足によって折返しミラー自体の振動を増長してしまい、結果としてジター等の画像劣化を招く可能性がある。これらの不具合を解決するための本発明の光走査装置の構成について以下に説明する。

図５は本発明の一実施の形態例に係る光走査装置の折返しミラーの取付構造を示す部分断面図である。同図に示すように、光学箱１１の内部における折返しミラー１６の取付部分に、アーチ状に形成された突起２０１を設け、またアーチ状の突起２０１の内側には折返しミラー１６を所定の位置に位置決めするためのミラー取付基準面１０２を設けている。このように、折返しミラー１６の鏡面がミラー取付基準面１０１に当接することにより、折返しミラー１６が位置決め固定される。このような構造を備えることにより、折返しミラー１６の鏡面側が、仮に光学箱１１の外側を向いて配置している場合でも、確実に所定の位置に折返しミラー１６を位置決めすることができ、折返しミラー１６の角度を理想的な位置に固定することができ、その結果感光体ドラムに照射する副走査方向の位置のバラツキや、用紙に対する画像のスキュー、副走査レジスト位置の変動を低減することが可能となる。また、感光体ドラム上にビームを照射に至る光路長を所定の長さにすることができ、光路長が変化してビームスポット径が大きくなることによる画質低下を防ぐことが可能である。

なお、光学箱１１内に配設されたアーチ状の突起２０１は、光学箱１１と一体形成される。一般的に、光学箱１１は、例えば樹脂又はダイキャストなどにより、単一の部品として成型されている。

また、上述したように、折返しミラー１６の鏡面側を、光学箱１１に形成されたミラー取付基準面１０２に位置決めするために、アーチ状に形成された突起２０１を設けているとしているが、このアーチ状の突起２０１が光学箱１１と一体形成されることにより、別部材を必要とすることなく、高精度にミラー位置を規定することができ、装置全体のコストダウンが可能となる。

更に、図６に示すように、光学箱内１１に配設されたアーチ状の突起２０１が形成される面内において、型抜きのための開口穴２０２が空いている構成としている。前述のように、樹脂又はダイキャストによる成型部品である場合、アーチ状の突起２０１を一体形成するためには、側面からスライドの金型が必要となり等、型構成上非常に複雑になってしまい、結果として部品コストの上昇を引き起こしてしまう。しかし、アーチ状の突起２０１が形成される面内において、型抜きのための開口穴２０２を設けることにより、この開口穴２０２に対して取付座面を形成する型構成とするこができ、単純に上下・２方向に金型分割が可能となり、金型構成を簡素なものとすることが可能である。

また、図６に示すように、開口穴２０２は、折返しミラー１６の長手方向両端部を位置決めし、固定するアーチ状の突起２０１のスパン間全面に渡って設けることもできるが、この場合結果として光学箱１１内の開口穴２０２の面積が大きくなることにより、光学箱１１の強度低下、ひいてはミラーの振動増長を引き起こすことになり得る。そのために、図６に示すように、型抜きのための開口穴２０２は、アーチ状の突起２０１の根元のみに形成されているとしている。これにより、開口穴２０２の面積を可能な限り小さくすることができ、光学箱の強度低下及びミラーの振動を低減することが可能である。加えて、光学箱内に配設されたアーチ状の突起２０１の近傍には、光学箱１１の強度を増加させるための少なくとも１本以上のリブ２０３を有し、アーチ状の突起２０１は、リブ２０３と繋がっている。これによって、ミラー取付部の剛性を、より増加させることができ、光学箱の振動による、ジター等の画像劣化をさらに効率的に防ぐことができる。

また、図７に示すように、折返しミラー１６は、アーチ状の突起２０１の両側に設けられた係合部２０４に係止される板バネ金具２０５によって取り付けられ、板バネ金具２０５はアーチ状の突起２０１の側面から挿し込み、クリップされることにより取りつけられている。また、アーチ状の突起２０１の両側に設けられた係合部２０４に係止される板バネ金具２０５によって、ミラー背面（蒸着面で無い側）から押圧されることにより、固定されて取り付けられている。

ここで、前述のように、折返しミラー１６の厚み幅は、その加工精度により、公差幅が比較的大きいことが知られており、必然的に±０．５程度の加工誤差が生じてしまう。そこで、板バネ金具２０５により、ミラー背面（蒸着面で無い側）から押圧されることにより、固定・取付けられている構成によって、板バネ金具２０５の弾性領域内で確実に位置決め・固定することが可能であり、ミラーの厚みバラツキが生じても、常に一定位置で高精度に位置決め可能である。また、図８に示すように、この板バネ２０４は、アーチ状の突起２０１の側面から挿し込み、図中点線で囲む部分においてクリップされることにより取りつけられている構成としていることにより、板バネ金具２０５の固定にネジを必要とせず、簡素な構成で組付けでき、部品点数の低減を可能とする。加えて、仮に折返しミラー１６の汚れ、破損やキズ等により、折返しミラー１６を交換せざるを得ない場合でも、クリップされている板バネ金具２０５の外すことにより、簡単に折返しミラー１６のみを取り外し可能にでき、交換容易性にも優れている。

図９は別の発明の一実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すように、画像形成装置のデジタル複写機３００は複写機本体３０１と原稿自動送り装置（以下ＡＤＦと略す）３０２と自動仕分け装置３０３とを有する。複写機本体３０１は、原稿読取ユニット３０４と、上述した光走査装置３０５とエンジン部３０６と給紙ユニット３０７を有する。原稿読取ユニット３０４は光源と複数のミラーを有するキャリッジ３０８とレンズ３０９とＣＣＤ３１０及びバッファ３１１を有し、ＡＤＦ３０２で送られた原稿を走査して読み取る。光走査装置３０５はレーザ光源やポリゴンミラー等を有し、画像情報を含むレーザビーム３１２をエンジン部３０６に出射する。エンジン部３０６は、画像形成ユニット３１３と１次転写ユニット３１４と２次転写ユニット３１５及び定着ユニット３１６を有する。画像形成ユニット３１３は、感光体３１７の周囲に配置された帯電チャージャ３１８と光走査装置３０５からのレーザビーム３１２の照射部とシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）からなるカラー現像部３１９及びドラムクリーニング部３２０を有し、帯電チャージャ３１８で帯電した感光体３１７上にレーザビーム３１２で静電潜像を形成し、形成した静電潜像をカラー現像部３１９で可視化してトナー像を形成する。１次転写ユニット３１４は中間転写ベルト３２１と１次転写部３２２とテンションローラ３２３と２次転写ローラ３２４とクリーニング部３２５及び基準位置センサ３２６を有し、感光体３１７に形成されたトナー像を中間転写ベルト３２１に１次転写する。中間転写ベルト３２１は、このデジタル複写機３００における最大転写紙サイズであるＡ３よりも大きく形成されており、使用する転写紙がＡ４サイズ以下の場合には、２面分のトナー像を保持することができる。この中間転写ベルト３２１は感光体３１７上のトナー像を１次転写するとき以外は図示しない接離機構によって感光体３１７の表面から離れ、中間転写ベルト３２１に画像を１次転写するときだけ感光体３１７の表面に圧接される。２次転写ユニット３１５は中間転写ベルト３２１に転写されたトナー像を記録紙に２次転写する。定着ユニット３１６は記録紙に転写されたトナー像を熱と圧力で定着する。給紙ユニット３０７は複数の給紙カセット３２７ａ〜３２７ｃと手差トレイ３２８を有し、記録紙を２次転写ユニット３１５に送る。ＡＤＦ３０２は読み取る原稿を原稿読取ユニット３０４に送り、原稿読取ユニット３０４で読み取った原稿を回収する。自動仕分け装置３０３は複数段の仕分けビン３２９ａ〜３２９ｎを有し、画像が形成された記録紙を仕分けして排出する。

このような構成を有する画像形成装置に上述した本発明の光走査装置を搭載したことによって、ミラー取付位置を高精度に位置決めでき、光学箱の振動による画像劣化を防ぐと共に、低コストで、組付性を簡素化できる画像形成装置を提供することが可能となる。

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。

一般的な光走査装置の構成を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’線断面図である。 折返しミラーの取付構造を示す部分断面図である。 折返しミラーの別の取付構造を示す部分断面図である。 本発明の一実施の形態例に係る光走査装置の構成を示す部分断面図である。 本実施の形態例の光走査装置の構成を示す部分斜視図である。 本実施の形態例の光走査装置における折返しミラー取付部分を示す拡大部分斜視図である。 本実施の形態例の光走査装置の構成を示す部分斜視図である。 別の発明の一実施の形態例に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

２０１；突起、２０２；開口穴、２０３；リブ、２０４；係合部、
２０５；板バネ金具。

Claims (9)

1. 光源と、該光源から出射された光ビームを走査するための光偏向器と、該光偏光器により偏向走査された光ビームを被走査面に露光・走査するための、単一若しくは複数の折返しミラーとを有し、前記光源、前記光偏向器及び前記折返しミラーを光学箱内に載置し、前記折返しミラーの内少なくとも１枚は前記折返しミラーの鏡面側が前記光学箱に対して外側を向くように配置されて前記光学箱の内部に位置決めされ固定されている光走査装置であって、
   前記光学箱の内部における前記折返しミラーの取付部分に、アーチ状に形成された突起を設けていることを特徴とする光走査装置。
2. アーチ状の前記突起の内側に、前記折返しミラーを所定の位置に位置決めするためのミラー取付基準面を設け、前記折返しミラーの鏡面が前記ミラー取付基準面に当接させて前記折返しミラーを位置決めして固定する請求項１記載の光走査装置。
3. アーチ状の前記突起は、前記光学箱と一体形成されている請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. アーチ状の前記突起が形成される面内において、型抜きのための開口穴が空いている請求項１〜３のいずれかに記載の光走査装置。
5. 前記開口穴は、アーチ状の前記突起の根元のみに形成されている請求項４に記載の光走査装置。
6. アーチ状の前記突起の近傍には、前記光学箱の強度を増加させるための少なくとも１本以上のリブを設け、アーチ状の前記突起は前記リブと繋がっている請求項１〜５のいずれかに記載の光走査装置。
7. アーチ状の前記突起の両側に設けられた係合部に係止される板バネ金具を用いて前記折返しミラーのミラー背面から押圧されることにより、前記折返しミラーは固定されて取り付けられている請求項１〜６のいずれかに記載の光走査装置。
8. 前記板バネ金具は、アーチ状の前記突起の側面から挿し込み、クリップされることにより、取り付けられている請求項７記載の光走査装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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