JP5678003B2 - 光走査装置の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、コピー機、プリンター、複合機等の画像形成装置の光走査装置の取付構造に関する。

従来から、コピー機、プリンター、複合機等に代表される画像形成装置は、画像形成装置内に設けられた支持構造体としてのフレームに対して、光走査装置としてのレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）を位置決め固定したユニット構造体を備えている。

従来のフレームに対するＬＳＵの位置決め固定手段としては、例えば、図９に示すように、４種類のトナーの色毎に設けられたＬＳＵ４０を固定部材４１によって枠状のフレーム４２に固定する画像形成装置が周知である（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、図１０に示すように、各ＬＳＵ４０の長手方向の一側面には断面円形の一対の位置決めボス４３が形成されており、フレーム４２には位置決めボス４３が挿入可能な開口部４４（図１１参照）が形成されている。また、固定部材４１は横長な矩形板状に形成されており、固定部材４１の上部には一対の環状部４５ａ，４５ｂが横並びに形成されている。

一方の環状部４５ａの下部には、図１１に示すように、後方に向かって延出した後方延出部４６が形成されており、後方延出部４６の外周面が開口部４４の内周面に嵌合可能に構成されている。また、両方の環状部４５ａ，４５ｂの内周面には、内側に向かって僅かに突出した複数のリブ４７が形成されており、リブ４７が位置決めボス４３の外周面と嵌合可能に構成されている。さらに、固定部材４１の後面には、他方の環状部４５ｂに隣接した外側に突起部４８が設けられており、この突起部４８がこれに対応してフレーム４２の開口部４４に隣接して設けられた貫通孔４９に嵌合可能に構成されている。

そして、このように構成されたフレーム４２の開口部４４にＬＳＵ４０の位置決めボス４３を保持した状態で、貫通孔４９に突起部４８を挿入すると共に、環状部４５ａ，４５ｂを位置決めボス４３と開口部４４との間に挿入すると、後方延出部４６の外周面が開口部４４の内周面に嵌合し、且つ、リブ４７が位置決めボス４３の外周面に嵌合する。このように位置決めボス４３と環状部４５とを位置決めした後、ビス５０とヘッダーピン５１（何れも図１０参照）によってフレーム４２にＬＳＵ４０を固定していた。

また、従来の他のＬＳＵの位置決め固定手段としては、ＬＳＵが動作位置にあるときに、左右一対の位置決め軸を左右の側板の位置決め溝に当接させると共に、支持突起を後側板に当接させて、ＬＳＵが回動軸とは非接触な状態で、ＬＳＵを装置本体に支持する画像形成装置が周知である（例えば、特許文献２参照）。また、ブロックに組み付けたＬＳＵを位置調整手段によって位置ズレを調整した後に、ＬＳＵが位置調整されたブロックをフレームに装着する画像形成装置が周知である（例えば、特許文献３参照）。さらに、前側板と後側板との間に並べて置かれる各ＬＳＵは、前側板と後側板との間に固定されるステーで仕切られており、各側板間には取付部材が取り付けられ、ステーは取付部材にも固定され、取付部材を突き当て部に突き当てた状態で回動させることで、取付部材の位置決めがなされる画像形成装置が周知である（例えば、特許文献４参照）。

特開２０１１−２０９５５７号公報 特開２００９−７５５２２号公報 特開平１１−１９４２８１号公報 特開平１１−３３４１７４号公報

ところが、上記特許文献１に記載された発明では、図１２に示すように、リブ４７と位置決めボス４３それぞれの対向面の横断面が直線形状に加工されているため、これらに寸法精度のばらつきが生じると、これらの間に隙間が生じ、組み付け時のガタつきが大きくなってしまっていた。これにより、ＬＳＵの位置決め精度が低下して、振動影響に伴う画像欠陥が生じる虞があった。また、特許文献２及び特許文献４に記載された発明でも、特許文献１に記載された発明と同様に、部品の寸法精度のばらつきによってＬＳＵの位置決め精度が低下する虞があった。一方、特許文献３に記載された発明では、組み付けとは別工程で位置決めする手間や設備が必要となってしまっていた。

そこで、本発明は、例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、部品に寸法精度のばらつきが生じても、簡単な構成で、組み付け時のガタつきを抑制し、振動影響に伴う画像欠陥が生じることを抑制することが可能な光走査装置の取付構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、開口部が形成された支持構造体に、前記開口部に保持される位置決めボスが形成された光走査装置を、固定部材によって位置決め固定する光走査装置の取付構造であって、前記固定部材には、外周面が前記開口部に嵌合可能であり、且つ、内周面が前記位置決めボスに嵌合可能な環状部が形成され、前記環状部の内周面と前記位置決めボスの外周面との何れか一方には凸部が形成されると共に、他方には前記凸部が挿入可能な凹部が形成され、前記凸部の先端面と前記凹部の底面との少なくとも一方は、前記環状部と前記位置決めボスの周方向の一方側に傾斜しており、前記開口部に前記位置決めボスを挿入した状態で、前記環状部を前記開口部に嵌合させ、前記凸部の先端面と前記凹部の底面との隙間が狭くなる方向に前記固定部材を回転させることによって、前記光走査装置が前記支持構造体に固定されることを特徴とする。

上記構成によれば、凸部の先端面と凹部の底面との寸法精度にばらつきが生じたとしても、固定部材を凸部の先端面と凹部の底面との隙間が狭くなる方向に回転させることで、凸部の先端面が凹部の底面に締め込まれるため、環状部と位置決めボスとを隙間なく嵌合させることができる。これにより、支持構造体に対して光走査装置を位置決め精度良く固定することができる。

この際、前記凸部の先端面と前記凹部の底面との両面は、同方向に傾斜していることが好ましい。

上記構成によれば、凸部の先端面と溝の底面とが摺動する面積が増加するため、支持構造体に対して光走査装置を確実に位置決め固定することができる。

また、前記環状部の内周面に前記凸部を周方向に複数形成すると共に、前記位置決めボスの外周面に前記凸部に対応させて前記凹部を周方向に複数形成していることが好ましい。

上記構成によれば、位置決めボスを周方向に複数の箇所で位置決めすることができ、支持構造体に対する光走査装置の位置決め精度を向上させることが可能となる。

また、前記光走査装置には、前記位置決めボスが複数形成されていると共に、前記固定部材は、各位置決めボスに対応して複数設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、位置決めボスが個別に位置決め固定されるため、支持構造体に対する光走査装置の位置決め精度をより向上させることが可能となる。

上述した本発明によれば、部品に寸法精度のばらつきが生じても、簡単な構成で、組み付け時のガタつきを抑制し、支持構造体に対する光走査装置の位置決め精度を向上して、振動影響に伴う画像欠陥が生じることを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るユニット構造体の概略構成を示す拡大正面図である。 本発明の実施形態に係るＬＳＵの位置決めボス及び位置決め部材の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るＬＳＵの位置決めボスの概略構成を示す左上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るＬＳＵの位置決めボスの概略構成を示す右下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るＬＳＵの位置決めボスの概略構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る固定部材の概略構成を示す正面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るＬＳＵと固定部材とを位置決め固定する前の正面図であり、（ｂ）はＬＳＵと固定部材と位置決め固定した後の正面図である。 従来のユニット構造体の概略構成を示す斜視図である。 従来のユニット構造体の概略構成を示す拡大斜視図である。 従来の固定部材をフレームに組み付ける前の状態を後方側から見た拡大斜視図である。 従来の固定部材によってフレームとＬＳＵとを組み付けた後の状態を示す拡大横断面図である。

まず、図１を用いてレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）９をフレーム２６に固定したユニット構造体２７を備えた画像形成装置としてのカラープリンター１の全体の構成について説明する。以下、便宜上、図１における手前側を各部材の正面側として説明する。図１は、本発明の実施形態に係るカラープリンターの概略構成を示す模式図である。尚、本明細書中及び図面において適宜表示される（Ｙ）、（Ｃ）、（Ｍ）、（Ｋ）の記号は、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示している。

カラープリンター１は、箱型形状の筐体２を備えており、筐体２の下部には転写紙（図示せず）を収納した給紙カセット３が設けられ、筐体２の上部には排紙トレイ４が設けられている。

筐体２の上部には、像担持体としての中間転写ベルト５が複数のローラー間に架設され、中間転写ベルト５の下方には、トナーの色ごとに設けられた４個のＬＳＵ９（Ｙ）、９（Ｃ）、９（Ｍ）、９（Ｋ）（以下、「ＬＳＵ９」と表示する。）で構成される露光器１０が配置され、中間転写ベルト５の下部に沿って４個の画像形成部６（Ｙ）、６（Ｃ）、６（Ｍ）、６（Ｋ）（以下、「画像形成部６」と表示する。）がトナーの色ごとに設けられている。

各画像形成部６には、感光体ドラム７が回転可能に設けられており、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、現像器１１と、一次転写部１２と、クリーニング装置１３と、除電器１４とが配置されている。

現像器１１の下部には一対の攪拌ローラー１５が設けられ、攪拌ローラー１５の斜め上方には磁気ローラー１６が設けられ、磁気ローラー１６の斜め上方には現像ローラー１７が設けられている。現像器１１の上方には、各画像形成部６と対応する４個のトナー容器としてのコンテナ１８（Ｙ）、１８（Ｃ）、１８（Ｍ）、１８（Ｋ）（以下、「コンテナ１８」と表示する。）が、トナーの色ごとに設けられている。

筐体２の一側（図面上右側）には、転写紙の搬送経路２０が設けられている。搬送経路２０の上流端には給紙部２１が設けられ、搬送経路２０の中流部には中間転写ベルト５の一端（図面上右端）に二次転写部２２が設けられ、搬送経路２０の下流部には定着部２３が設けられ、搬送経路２０の下流端には排紙口２４が設けられている。

次に、このような構成を備えたカラープリンター１の画像形成動作について説明する。カラープリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部２３の温度設定等の初期設定が実行される。そして、カラープリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器１０からのレーザー光（矢印Ｐ参照）により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１１がトナーにより対応する色のトナー像に現像する。このトナー像は、一次転写部１２において中間転写ベルト５の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部６が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト５上にフルカラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム７上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１３及び除電器１４によって除去される。

一方、給紙部２１によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示せず）から取り出された転写紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部２２へと搬送され、二次転写部２２において、中間転写ベルト５上のフルカラーのトナー像が転写紙に二次転写される。トナー像を二次転写された転写紙は、搬送経路２０を下流側へと搬送されて定着部２３に進入し、この定着部２３において転写紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙口２４から排紙トレイ４の上に排出される。

次に、上記したＬＳＵ９を支持構造体としてのフレーム２６に固定部材２５によって位置決め固定したユニット構造体２７について説明する。ユニット構造体２７は、図１及び図２に示すように、位置決めボス２８が形成された合計４つのＬＳＵ９と、位置決めボス２８を保持する開口部２９が形成されたフレーム２６と、各ＬＳＵ９をフレーム２６に位置決め固定する固定部材２５と、を備えている。

ＬＳＵ９は、長尺な箱状に形成されている。図２に示すように、ＬＳＵ９の長手方向の前側（一側）には、左右横並びに一対の位置決めボス２８が形成されている。位置決めボス２８は、円筒状に形成されている。一方、ＬＳＵ９の長手方向の後側（他側）には、図示しない位置決めボスが形成されている。

位置決めボス２８の外周面には、図３乃至図６に示すように、位置決めボス２８の先端側の縁から後方に向かって延設された溝状の凹部３０が形成されている。本実施形態における凹部３０は、位置決めボス２８の外周面に３箇所ずつ設けられており、各凹部３０は位置決めボス２８の周方向に対して等間隔に配置されている。この凹部３０の底面３０ａは、正面側から見て時計回りに向かって上り傾斜している。即ち、凹部３０の深さは、正面側から見て時計回りに向かって徐々に浅くなるように形成されている。

フレーム２６は、図１に示すように、筐体２内に取り付けられている。このフレーム２６は、図２に示すように、前側板３１と後側板と右側板と左側板（何れも図示せず）とによって平面視四角形の枠状に構成されている。前側板３１の上端部及び下端部は、前方（側方）に向かって折り曲げられており、前側板３１の上端部の折り曲げ部分には、位置決めボス２８を挿通可能な開口部２９が各位置決めボス２８に対応して形成されている。開口部２９は、前側板３１の折り曲げ部分を跨ぐように切り欠かれて形成されている。この開口部２９の内径は、位置決めボス２８の外径よりも大きくなるように設定されている。一方、後側板には、ＬＳＵ９の長手方向の後側の前記位置決めボスを挿通可能な開口部（図示せず）が形成されている。

固定部材２５は、図３及び図７に示すように、下端の両隅が内側に切り欠かれた板状に形成されている。固定部材２５の下部にはビス３３（図２及び図８（ｂ）参照）が挿通可能な貫通孔３４が設けられている一方、固定部材２５の上部には円筒状の環状部３５が形成されている。この環状部３５の上部は、固定部材２５の上端から突出して設けられており、環状部３５の下部には、後方に向かって延出した半円筒状の後方延出部３５ａ（図３参照）が形成されている。この後方延出部３５ａの外周面は開口部２９の内周面に嵌合可能な寸法に設定されていると共に、環状部３５の内周面は位置決めボス２８の外周面に嵌合可能な寸法に設定されている。

環状部３５の内周面には、位置決めボス２６の凹部３０に挿入可能な凸部３６が形成されている。本実施形態においては、凸部３６は各凹部３０に対応して環状部３５の内周面に３箇所形成されており、各凸部３６は周方向に等間隔に配置されている。この凸部３６の先端面３６ａは、正面側から見て凹部３０の底面３０ａと同方向（時計回り）に向かって下り傾斜している。即ち、凸部３６の高さは、環状部３５を正面側から見て時計回りに向かって徐々に低くなるように形成されている。

次に、このように構成されたユニット構造体２７の組み付け手順について説明する。上記の如く構成されたものにおいて、まずＬＳＵ９の前部を上方に傾けた状態で、フレーム２６の内側から前記後側板の前記開口部に対してＬＳＵ９の後側の前記位置決めボスを挿入する。続いて、この挿入部分を支点としてＬＳＵ９を寝かせるように当該ＬＳＵ９の前部を下方に回動させることで、フレーム２６の前側板３２の開口部２９に対してＬＳＵ９の前側の位置決めボス２８を上方から挿入する。

この挿入状態で、固定部材２５の後方延出部３５ａ側の面をフレーム２６に対向させると共に正面側から見て環状部３５を中心に反時計回りに僅かに傾けた姿勢で、各凹部３０と各凸部３６とが略合うように環状部３５を位置決めボス２８に挿入する。この際、位置決めボス２８の外周面が環状部３５の内周面を案内し、図８（ａ）に示すように、位置決めボス２８の外周面と開口部２９の内周面との間に環状部３５の後方延出部３５ａが位置付けられる。

そして、環状部３５を更に押し込みながら正面側から見て時計回りに固定部材２５を回転させる（この回転方向を符号Ａで示す）と、後方延出部３５ａの外周面が開口部２９の内周面に嵌合すると共に、凸部３６の先端面３６ａと凹部３０の底面３０ａとの隙間が無くなって環状部３５の内周面が位置決めボス２８の外周面に嵌合する。その後、図８（ｂ）に示すように、貫通孔３４にビス３３を挿通して、フレーム２６のねじ孔２６ａ（図８（ａ）参照）にビス３３を螺合する。これにより、ＬＳＵ９がフレーム２６に固定部材２５によって位置決め固定される。

本実施形態によれば、凸部３６の先端面３６ａと凹部３０の底面３０ａとの両面が正面側から見て周方向の同方向に向かって傾斜しているため、環状部３５と位置決めボス２８との寸法精度にばらつきが生じたとしても、別途に位置決め手段位置や決め工程を必要とせずに、組み付け時のガタつきを抑制し、フレーム２６に対するＬＳＵ９の位置決め精度を向上して、振動影響に伴う画像欠陥が生じることを抑制することができる。

また、環状部３５の内周面には凸部３６を周方向に等間隔に３箇所形成すると共に、位置決めボス２８の外周面には凸部３６に応じて凹部３０を周方向に等間隔に３箇所形成しているため、位置決めボス２８の全周を位置決め固定することができ、フレーム２６に対するＬＳＵ９の位置決め精度をより向上させることが可能となる。

また、ＬＳＵ９には、一対の位置決めボス２８が横並びに形成されていると共に、固定部材２５が、各位置決めボス２８に対応して一対設けられているため、位置決めボス２８が個別に位置決め固定され、フレーム２６に対するＬＳＵ９の位置決め精度をより向上させることが可能となる。

なお、上記した実施形態では、環状部３５の内周面に凸部３６を形成すると共に、位置決めボス２８の外周面に凹部３０を形成した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、環状部３５の内周面に凹部３０を形成すると共に、位置決めボス２８の外周面に凸部３６を形成しても良い。

上記した実施形態では、凸部３６の先端面３６ａと凹部３０の底面３０ａとの両面を正面側から見て周方向の同方向に傾斜した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、凸部３６の先端面３６ａと凹部３０の底面３０ａとの何れか一方を正面側から見て周方向の一方側に傾斜させても良い。

上記した実施形態では、凸部３６の先端面３６ａを正面側から見て時計回りに下り傾斜させると共に凹部３０の底面３０ａを正面側から見て時計回りに上り傾斜させる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、凸部３６の先端面３６ａ及び凹部３０の底面３０ａが傾斜する向きを、それぞれ逆向きにしても良い。この際は、固定部材２５を正面側から見て反時計回りに回転させる。即ち、凸部３６の先端面３６ａと凹部３０の底面３０ａとの隙間が狭くなる方向に固定部材２５を回転させれば良い。

上記した実施形態では、環状部３５の内周面に凸部３６を３箇所形成すると共に、位置決めボス２８の外周面に凹部３０を３箇所形成している場合について説明したが、他の異なる実施形態では、凸部３６と凹部３０とをそれぞれ１箇所ずつ形成しても良い。即ち、凹部３０と凸部３６とが一組以上設けられていれば良い。

９ ＬＳＵ（光走査装置）
２５ 固定部材
２６ フレーム（支持構造体）
２７ ユニット構造体
２８ 位置決めボス
２９ 開口部
３０ 凹部
３０ａ 底面
３５ 環状部
３６ 凸部
３６ａ 先端面

Claims (4)

1. 開口部が形成された支持構造体に、前記開口部に保持される位置決めボスが形成された光走査装置を、固定部材によって位置決め固定する光走査装置の取付構造であって、
   前記固定部材には、外周面が前記開口部に嵌合可能であり、且つ、内周面が前記位置決めボスに嵌合可能な環状部が形成され、
   前記環状部の内周面には凸部が形成されると共に、前記位置決めボスの外周面には前記凸部が挿入可能な凹部が形成され、
   前記凸部の先端面と前記凹部の底面は、前記環状部と前記位置決めボスの周方向の一方側に傾斜しており、
   前記開口部に前記位置決めボスを挿入した状態で、前記環状部を前記開口部に嵌合させ、前記凸部の先端面と前記凹部の底面との隙間が狭くなる方向に前記固定部材を回転させて、前記固定部材を前記支持構造体に締結することによって、前記光走査装置が前記支持構造体に固定されることを特徴とする光走査装置の取付構造。
2. 前記凸部の先端面と前記凹部の底面との両面は、同方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置の取付構造。
3. 前記環状部の内周面に前記凸部を周方向に複数形成すると共に、前記位置決めボスの外周面に前記凸部に対応させて前記凹部を周方向に複数形成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置の取付構造。
4. 前記光走査装置には、前記位置決めボスが複数形成されていると共に、前記固定部材は、各位置決めボスに対応して複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光走査装置の取付構造。