JP2019200301A - 偏向器、光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多面鏡の変形を抑制できる偏向器、光走査装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】偏向器１は、マグネット３０と保持体２０と多面鏡６０とを備えている。保持体２０は、回転軸Ｓを中心に回転可能に構成されている。マグネット３０は、保持体２０に保持されている。多面鏡６０は、保持体２０に取付けられている。多面鏡６０は、複数の反射面６１を外周面に有する。マグネット３０および多面鏡６０は、回転軸Ｓが延びる方向において並んで配置されている。マグネット３０は、第一面３１を含んでいる。第一面３１は、回転軸Ｓが延びる方向においてマグネット３０に対して多面鏡６０が配置されている側に向いている。第一面３１は、回転軸Ｓが延びる方向において、保持体２０の重心Ｇ１よりも多面鏡６０に近い位置に配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、偏向器、光走査装置および画像形成装置に関する。

回転軸の軸方向に並んで配置されたマグネットおよび多面鏡を備える偏向器に関する技術が、特開２０１１−１８６０９８号公報（特許文献１）、特開２０１２−１１３３０７号公報（特許文献２）に開示されている。

特開２０１１−１８６０９８号公報 特開２０１２−１１３３０７号公報

従来の偏向器において、回転するマグネットが、向心力によって多面鏡に近づく方向に変位する場合がある。マグネットが変位すると、マグネットを保持する保持部が変形し、これに起因して多面鏡が変形する場合がある。かかる場合、多面鏡の外周面の反射面が変形し、ビーム性能が変化し画像が劣化する場合がある。

本発明の目的は、多面鏡の変形を抑制できる偏向器、光走査装置および画像形成装置を提供することである。

本開示に係る偏向器は、マグネットと保持体と多面鏡とを備えている。上記保持体は、上記回転軸を中心に回転可能に構成されている。上記マグネットは、上記保持体に保持されている。上記多面鏡は、上記保持体に取付けられている。上記多面鏡は、複数の反射面を外周面に有している。上記マグネットおよび上記多面鏡は、上記回転軸が延びる方向において、並んで配置されている。上記マグネットは、第一面を含んでいる。上記第一面は、上記回転軸が延びる方向において上記マグネットに対して上記多面鏡が配置されている側に向いている。上記第一面は、上記回転軸が延びる方向において、上記保持体の重心よりも上記多面鏡に近い位置に配置されている。

上記偏向器において、上記マグネットは、上記回転軸が延びる方向における上記第一面の反対側に第二面を含んでいる。上記マグネットは、上記回転軸が延びる方向における上記マグネットの中央に中央領域を含んでいる。上記回転軸が延びる方向における上記中央領域の長さは、上記回転軸が延びる方向における上記第一面から上記第二面までの長さの半分である。上記保持体の上記重心を通り上記回転軸が延びる方向に直交する平面は、上記中央領域を通る。

上記偏向器において、上記保持体の上記重心、および上記マグネットの重心は、上記回転軸が延びる方向における位置が同じである。

上記偏向器において、上記保持体は、上記多面鏡と接合している接合部を含んでいる。上記マグネットは、上記接合部よりも上記回転軸の径方向の外側に配置されている。

上記偏向器において、上記保持体は、上記マグネットを保持するマグネット保持部を含んでいる。上記接合部および上記マグネット保持部は、一部品で構成されている。

上記偏向器は、上記マグネットを回転させるコイルをさらに備えている。上記コイルは、上記回転軸が延びる方向において上記マグネットに対して上記多面鏡が配置されている側と反対側に配置されている。

本開示に係る光走査装置は、光を出射する光源と、上記光源からの光を偏向反射する、上記のいずれかの局面の偏向器とを備えている。

本開示に係る画像形成装置は、上記光走査装置と、上記光走査装置からの光により露光される感光体とを備えている。

本開示では、多面鏡の変形を抑制できる偏向器、光走査装置および画像形成装置を実現できる。

実施の形態の画像形成装置の概略断面図である。 実施の形態１の光走査装置の一部を示す概略斜視図である。 実施の形態１の偏向器を示す概略断面図である。 実施の形態２の偏向器を示す概略断面図である。 実施の形態３の偏向器を示す概略断面図である。

以下、各実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、画像形成装置として、電子写真方式を採用したいわゆるタンデム型のカラープリンターおよびこれに具備された画像形成装置を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
＜画像形成装置１００＞
図１は、実施の形態の画像形成装置１００の概略断面図である。図１を参照して、実施の形態の画像形成装置１００の概略的な構成および動作について説明する。

画像形成装置１００は、装置本体２と、収容部９と、制御装置１０１とを主として備えている。装置本体２は、記録媒体としての用紙Ｐに画像を形成するための部位である画像形成部２Ａと、画像形成部２Ａに用紙Ｐを供給するための部位である給紙部２Ｂとを含んでいる。収容部９は、画像形成部２Ａおよび後述する定着装置６に供給するための用紙Ｐを収納するものであり、給紙部２Ｂに着脱自在に設けられている。

画像形成装置１００の内部には、複数のローラー３が設置されており、これにより用紙Ｐが所定の方向に沿って搬送される搬送経路４が、上述した画像形成部２Ａおよび給紙部２Ｂに跨って構築されている。図１中に示すように、装置本体２には、画像形成部２Ａに用紙Ｐを供給するための手差しトレイ９ａが別途設けられていてもよい。

画像形成部２Ａは、たとえばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成可能な作像ユニット５と、当該作像ユニット５に含まれる感光体５ａを露光するための光走査装置１０と、作像ユニット５に張架された中間転写ベルト７ａと、搬送経路４上であってかつ中間転写ベルト７ａの走路上に設けられた転写部７と、クリーニング部８と、転写部７よりも下流側の部分の搬送経路４上に設けられた、定着装置６とを主として備えている。

制御装置１０１は、画像形成装置１００の全体を制御する。制御装置１０１は、用紙Ｐに形成される画像に応じた信号に基づいて、光走査装置１０における、各色の露光手段（後述する多面鏡６０および光源１１等）のそれぞれを駆動させる。

作像ユニット５は、光走査装置１０からの露光を受けて（図１中のＢｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナー像あるいはブラック（Ｋ）のみからなるトナー像を感光体５ａの表面に形成し、これを中間転写ベルト７ａに転写する（いわゆる一次転写）。これにより、中間転写ベルト７ａには、カラートナー像あるいはモノクロトナー像が形成されることになる。

中間転写ベルト７ａは、中間転写ベルト７ａの表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像を転写部７へと移送し、給紙部２Ｂから転写部７へと搬送されてきた用紙Ｐとともに転写部７において圧接される。これにより、中間転写ベルト７ａの表面に形成されたカラートナー像あるいはモノクロトナー像が用紙Ｐへと転写される（いわゆる二次転写）。

転写部７により用紙Ｐにカラートナー像あるいはモノクロトナー像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト７ａは、クリーニング部８により残留トナーが除去される。

カラートナー像あるいはモノクロトナー像が転写された用紙Ｐは、その後、定着装置６によって加圧および加熱され、用紙Ｐ上に形成されたトナー像が定着される。これにより、用紙Ｐにカラー画像あるいはモノクロ画像が形成されることになり、当該カラー画像あるいはモノクロ画像が形成された用紙Ｐは、その後、装置本体２から排出される。

（光走査装置１０）
図２は、実施の形態１の光走査装置１０の一部を示す概略斜視図である。図２では、光走査装置１０について説明しやすいように、光走査装置１０の構成を簡略化して図示している。

光走査装置１０は、光を出射する光源１１と、光源１１からの光を反射する光源反射板１２と、偏向器１と、レンズ群１３と、透過光反射板１４と、ガラス板１５とを備えている。光源１１、光源反射板１２、偏向器１、レンズ群１３、透過光反射板１４、およびガラス板１５は、図示しない筐体の内部に収納されている。

光源１１から出射された光は、光源反射板１２によって反射されて、偏向器１に入射する（図２中の二点鎖線Ａ）。偏向器１は、回転軸Ｓを中心に回転しており、偏向器１に入射する光をレンズ群１３に向かって偏向反射する（図２中の二点鎖線Ｂ）。レンズ群１３を透過した光は、透過光反射板１４によって反射され、ガラス板１５を透過して感光体５ａに照射される（図２中の二点鎖線Ｃ）。

感光体５ａは、光走査装置１０からの光により、感光体５ａの軸方向（図２中のＤ方向）に露光される。これにより、感光体５ａに静電潜像が形成される。

（偏向器１）
図３は、実施の形態１の偏向器１を示す概略断面図である。偏向器１は、光源１１からの光を偏向反射する。偏向器１は、マグネット３０と、保持体２０と、多面鏡６０と、棒状の軸部４０と、コイル５０と、基板５１とを含んでいる。軸部４０の中心線は、回転軸Ｓと一致している。軸部４０は、回転軸Ｓの延びる方向に延在している。

図３中に示された両矢印は、軸方向ＤＲ１、径方向ＤＲ２を示している。軸方向ＤＲ１は、回転軸Ｓ（軸部４０）の延びる方向であり、多面鏡６０の厚み方向である。軸方向ＤＲ１は、図３中の上下方向である。径方向ＤＲ２は、回転軸Ｓ（軸部４０）の径方向であり、図３中の左右方向である。

板状の多面鏡６０は、六角状の形状を有している（図２参照）。多面鏡６０は、回転軸Ｓを中心として回転可能に構成されている。具体的には、多面鏡６０は、後述する回転可能な保持体２０に取付けられている。多面鏡６０は、複数の反射面６１を多面鏡６０の外周面に有している。実施の形態において、多面鏡６０は、６つの反射面６１を有している。

多面鏡６０には、多面鏡６０の厚み方向に貫通する貫通孔６２が形成されている。貫通孔６２には、軸部４０が挿通されている。多面鏡６０は、表面６３および裏面６４を有している。裏面６４は、後述する保持体２０を向く面である。表面６３は、保持体２０が配置されている側と反対側を向く面である。

マグネット３０は、後述する保持体２０に保持されている。マグネット３０および多面鏡６０は、軸方向ＤＲ１において並んで配置されている。マグネット３０は、環状の形状を有している。マグネット３０は、第一面３１、第二面３２、内周面３３、および外周面３４を有している。内周面３３は、マグネット３０の径方向ＤＲ２の内側を向く周面を構成しており、外周面３４は、マグネット３０の径方向ＤＲ２の外側を向く周面を構成している。

第一面３１は、軸方向ＤＲ１において、マグネット３０に対して多面鏡６０が配置されている側を向いている。第二面３２は、軸方向ＤＲ１における第一面３１の反対側に設けられている。

マグネット３０は、軸方向ＤＲ１におけるマグネット３０の中央に環状の中央領域３５を含んでいる。軸方向ＤＲ１における中央領域３５の長さ（図３中のｂ）は、軸方向ＤＲ１における第一面３１から第二面３２までの長さ（図３中のａ）の半分である。

基板５１およびコイル５０は、軸方向ＤＲ１においてマグネット３０に対して多面鏡６０と反対側に配置されている。基板５１は、対向面５１ａを有している。対向面５１ａは、多面鏡６０が配置されている側を向く面である。

コイル５０は、対向面５１ａに載置されている。コイル５０は、マグネット３０を回転させる。コイル５０は、マグネット３０の第二面３２に対向して配置されている。

保持体２０は、回転軸Ｓを中心に回転可能に構成されている。保持体２０は、本体部２３、および、本体部２３から径方向ＤＲ２の外側に延びるマグネット保持部２１を有している。

本体部２３は、回転軸Ｓの周囲を囲むように設けられている。本体部２３は、保持体２０のうち径方向ＤＲ２における中央に設けられている。本実施の形態１において、本体部２３には、本体部２３を軸方向ＤＲ１に貫通する貫通孔２６が形成されてる。貫通孔２６には、軸部４０が挿通されている。

本体部２３は、接合部２２を含んでいる。接合部２２は、本体部２３のうち多面鏡６０に接合されている部分である。接合部２２は、たとえば接着剤により多面鏡６０に接合されている。接合部２２は、本体部２３のうち多面鏡６０が配置されている側に設けられている。

マグネット保持部２１は、マグネット３０を保持している。マグネット保持部２１は、保持体２０のうちマグネット３０が取り付けられている部分である。マグネット保持部２１、および接合部２２（本体部２３）は、一部品で構成されている。マグネット保持部２１は、接合部２２（本体部２３）よりも径方向ＤＲ２の外側に配置されている。マグネット３０は、接合部２２よりも径方向ＤＲ２の外側に配置されている。

マグネット保持部２１は、マグネット３０の少なくとも一部を収容する収納部２４を有している。収納部２４は、環状の溝で構成されている。収納部２４には、マグネット３０が収納されている。収納部２４は、接合部２２（本体部２３）よりも径方向ＤＲ２の外側に配置されている。

収納部２４は、内周壁２７、外周壁２８、および接合壁２９を有している。内周壁２７は、収納部２４の径方向ＤＲ２における内側の壁面であり、マグネット３０の内周面３３と接している。外周壁２８は、収納部２４の径方向ＤＲ２における外側の壁面であり、外周壁２８は、外周面３４と接している。接合壁２９は、内周壁２７および外周壁２８の軸方向ＤＲ１における一方の端部のそれぞれを繋ぐ面であり、第一面３１と接している。第一面３１は、たとえば接着剤で、接合壁２９に接合されている。

（重心Ｇ１、Ｇ２）
実施の形態１の偏向器１には、保持体２０の重心Ｇ１、およびマグネット３０の重心Ｇ２が規定されている。保持体２０の重心は、マグネット３０の重量を含むことなく規定されている。

第一面３１は、軸方向ＤＲ１において、保持体２０の重心Ｇ１よりも多面鏡６０に近い位置に配置されている。保持体２０の重心Ｇ１を通り、軸方向ＤＲ１に直交する平面ＰＬ（図３中の径方向ＤＲ２における二点鎖線）は、軸方向ＤＲ１において、第一面３１よりも多面鏡６０から離れて規定されている。平面ＰＬは、中央領域３５を通る。保持体２０の重心Ｇ１の径方向ＤＲ２における位置は、マグネット３０の重心Ｇ２と同じである。

（作用効果）
マグネットは、保持体等と比べて重量が大きい。一般的に、重量物であるマグネットが回転軸を中心に回転すると、向心力（回転軸に向かって作用する力）が作用し、当該向心力の分力により、軸方向に平行であって多面鏡に近づく方向（図３中の白抜き矢印Ｃ方向）にマグネットが変位する場合がある。かかる場合、マグネット保持部が変形する。

本実施の形態では、第一面３１が、軸方向ＤＲ１において保持体２０の重心Ｇ１よりも多面鏡６０に近い位置に配置されていることにより、マグネット３０の重心Ｇ２を保持体２０の重心Ｇ１に近づけることができる。これにより、マグネット３０に作用する向心力の分力（図３中の白抜き矢印Ｃ方向に作用する力）を抑制することができる。したがって、マグネット保持部２１の変形を抑制することができる。そのため、マグネット保持部２１の変形に伴う接合部２２の変形を抑制することができる。

接合部２２の変形を抑制することにより、多面鏡６０（反射面６１）の変形を抑制することができる。これにより、光走査装置１０から感光体５ａへの露光性能の悪化による、画像劣化を抑制することができる。

さらに、マグネット３０の変位を抑制することにより、偏向器１の振動を抑制することができる。

平面ＰＬは、中央領域３５を通過している。これにより、マグネット３０の重心Ｇ２と保持体２０の重心Ｇ１とを確実に近い位置に保つことができる。

マグネット３０を接合部２２に対して径方向ＤＲ２の外側に配置し、マグネット３０（マグネット保持部２１）および接合部２２を離れて配置することにより、マグネット保持部２１の変形に起因する接合部２２の変形を抑制することができる。

本体部２３（接合部２２）およびマグネット保持部２１を一体に構成することにより、部品点数を少なくできる。これにより、製造コストを抑制することができる。

コイル５０を、軸方向ＤＲ１においてマグネット３０に対して多面鏡６０が配置されている側と反対側に配置することにより、マグネット３０の軸方向ＤＲ１における長さが大きくなりすぎない構成としている。これにより、軸方向ＤＲ１において、重心Ｇ２の位置が、重心Ｇ１の位置から遠ざかることを抑制することができる。

［実施の形態２］
図４は、実施の形態２の偏向器１を示す概略断面図である。実施の形態２の偏向器１における、保持体２０の重心Ｇ１およびマグネット３０の重心Ｇ２の位置関係は、実施の形態１の偏向器１における上記位置関係と異なっている。具体的には、保持体２０の重心Ｇ１、およびマグネット３０の重心Ｇ２は、軸方向ＤＲ１における位置が同じである。平面ＰＬは、マグネット３０の重心Ｇ２を同一平面上に含んでいる。

重量物であるマグネット３０と回転軸Ｓとの距離が大きくなると向心力の分力が大きくなるが、軸方向ＤＲ１におけるマグネット３０の重心Ｇ２の位置および保持体２０の重心Ｇ１の位置を一致させることで、マグネット３０に作用する向心力の、矢印Ｃ方向の分力を効果的に抑制することができる。これにより、多面鏡６０の変形を効果的に抑制することができる。

［実施の形態３］
図５は、実施の形態３の偏向器１を示す概略断面図である。実施の形態３の偏向器１は、実施の形態２と比較した場合に、保持体２０の構成および接合部２２の位置が異なっている。

実施の形態３の保持体２０は、第一部材２３Ａおよび第二部材２１Ａを有している。第一部材２３Ａは、筒状の筒部２３ａおよび板状のフランジ部２３ｂを有している。フランジ部２３ｂは、円板状の第二部材２１Ａと接している。第二部材２１Ａには、収納部２４が形成されている。

筒部２３ａは、接合部２２を有している。実施の形態３の接合部２２は、筒部２３ａの外周面に設けられており、多面鏡６０の貫通孔６２の内周壁に接合されている。

マグネット３０（マグネット保持部２１）は、接合部２２の径方向ＤＲ２の外側に配置されている。収納部２４は、接合部２２よりも径方向ＤＲ２の外側に配置されている。

実施の形態３の偏向器１においても、実施の形態２と同様に多面鏡６０の変形を抑制する効果が得られる。

（その他）
実施の形態１から実施の形態３において、マグネット３０は、第一面３１で接合されているが、内周面３３および（または）外周面３４でマグネット保持部２１（収納部２４）と接合されていてもよい。

実施の形態１から実施の形態３において、軸部４０が保持体２０に挿入されている構成であったが、軸部４０が設けられていない構成であっても、保持体２０が回転軸Ｓを中心に回転可能な構成であればよい。

実施の形態１および実施の形態２において、本体部２３およびマグネット保持部２１が一部品である構成を示したが、本体部２３およびマグネット保持部２１がそれぞれ別部品で構成されていてもよい。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 偏向器、２ 装置本体、２Ａ 画像形成部、２Ｂ 給紙部、３ ローラー、４ 搬送経路、５ 作像ユニット、５ａ 感光体、６ 定着装置、７ 転写部、７ａ 中間転写ベルト、８ クリーニング部、９ 収容部、９ａ 手差しトレイ、１０ 光走査装置、１１ 光源、１２ 光源反射板、１３ レンズ群、１４ 透過光反射板、１５ ガラス板、２０ 保持体、２１ マグネット保持部、２２ 接合部、２３ 本体部、２３ａ 筒部、２３ｂ フランジ部、２４ 収納部、２６，６２ 貫通孔、２７ 内周壁、２８ 外周壁、２９ 接合壁、３０ マグネット、３１ 第一面、３２ 第二面、３３ 内周面、３４ 外周面、３５ 中央領域、４０ 軸部、５０ コイル、５１ 基板、５１ａ 対向面、６０ 多面鏡、６１ 反射面、６３ 表面、６４ 裏面、１００ 画像形成装置、１０１ 制御装置、ＤＲ１ 軸方向、ＤＲ２ 径方向、Ｐ 用紙、ＰＬ 平面、Ｓ 回転軸。

Claims (8)

1. 回転軸を中心に回転可能に構成された保持体と、
   前記保持体に保持されたマグネットと、
   前記保持体に取付けられ、複数の反射面を外周面に有する多面鏡と、を備え、
   前記マグネットおよび前記多面鏡は、前記回転軸が延びる方向において並んで配置されており、
   前記マグネットは、前記回転軸が延びる方向において前記マグネットに対して前記多面鏡が配置されている側を向く第一面を含み、
   前記第一面は、前記回転軸が延びる方向において、前記保持体の重心よりも前記多面鏡に近い位置に配置されている、偏向器。
2. 前記マグネットは、前記回転軸が延びる方向における前記第一面の反対側に第二面を含み、
   前記マグネットは、前記回転軸が延びる方向における前記マグネットの中央に中央領域を含み、
   前記回転軸が延びる方向における前記中央領域の長さは、前記回転軸が延びる方向における前記第一面から前記第二面までの長さの半分であり、
   前記保持体の前記重心を通り、前記回転軸が延びる方向に直交する平面は、前記中央領域を通る、請求項１に記載の偏向器。
3. 前記保持体の前記重心、および前記マグネットの重心は、前記回転軸が延びる方向における位置が同じである、請求項２に記載の偏向器。
4. 前記保持体は、前記多面鏡と接合している接合部を含み、
   前記マグネットは、前記接合部よりも前記回転軸の径方向の外側に配置されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の偏向器。
5. 前記保持体は、前記マグネットを保持するマグネット保持部を含み、
   前記接合部および前記マグネット保持部は、一部品で構成されている、請求項４に記載の偏向器。
6. 前記マグネットを回転させるコイルをさらに備え、
   前記コイルは、前記回転軸が延びる方向において前記マグネットに対して前記多面鏡が配置される側と反対側に配置されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の偏向器。
7. 光を出射する光源と、
   前記光源からの光を偏向反射する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の偏向器と、を備える、光走査装置。
8. 請求項７に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置からの光により露光される感光体とを備える、画像形成装置。

Images