JP6575784B2 - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
従来より、電子写真方式の画像形成装置に搭載される光走査装置としてポリゴンミラーを利用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この光走査装置では、光源から出射した光を、回転するポリゴンミラーの周面で反射させて所定方向に走査させる。該光走査装置は、ポリゴンミラーの他に、ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターと駆動基板とこれらを収容する筐体とを備えている。
ポリゴンモーターは駆動基板に支持され、駆動基板は筐体の底壁部に固定されている。駆動基板には、コネクターや駆動IC等の電子部品が実装されている。
上記駆動基板には複数の取付孔が形成されており、筐体の底壁部における各取付孔に対応する位置には被取付孔が形成されている。被取付孔は、筐体の底壁部から突出する複数の突出ボス部のそれぞれに対し同軸に形成されている。上記駆動基板は、複数の突出ボス部に支持された状態で各取付孔と被取付孔を貫通する締結部材によって固定されている。
上記画像形成装置では、幅広いユーザー要求に応えるために、処理速度(つまり単位時間当たりの印刷可能枚数)が異なる複数の機種が設定される場合がある。処理速度を変更するためにはポリゴンモーターの回転速度を変更する必要がある。しかし、ポリゴンモーターの対応可能回転数は、軸受けの性能等によって制限される。このため、低速機種と高速機種とで、光走査装置に搭載されるポリゴンモーターの種類を異ならせる必要がある。
しかし、ポリゴンモーターの種類が異なると、それを製造するメーカー等が異なるため、駆動基板の取付孔の配置構成も異なる場合がある。この場合に、取付孔の配置構成が異なる複数の基板に対してそれぞれ異なる筐体を用意したとすると製品コストが増加してしまう。そこで、例えば特許文献1に示す光走査装置では、筐体の底壁部に対して、第一基板を取付けるための第一被取付孔と、第一基板とは取付孔の配置構成が異なる第二基板を取付けるための第二被取付孔とを形成するようにしている。第一被取付孔と第二被取付孔とはそれぞれ筐体の底壁部から突出する第一突出ボス部と第二突出ボス部とに形成されている。第一突出ボス部の高さと第二突出ボス部との高さは同じに設定されている。
上記特許文献1に示す光走査装置では、各突出ボス部の成形精度が低いと、例えば第一突出ボス部に第一基板を固定した際に、第一基板が第二突出ボス部の上側に乗り上げて傾いてしまうという問題がある。この問題を回避するためには、各突出ボス部の高さを精度良く管理する必要がある。しかし、上述のように第一突出ボス部と第二突出ボス部とを筐体に設けるようにした場合、筐体に第一突出ボス部のみを形成するようにした場合(つまり、筐体に対して一種類の基板のみ固定可能とした場合)に比べて、各突出ボス部に要求される成形精度が高くなる。すなわち、筐体に第一突出ボス部と第二突出ボス部とを形成するようにした場合、各第一突出ボス部同士の高さ合わせを行うだけでなく、第一突出ボス部と第二突出ボス部との高さ合わせを行う必要があるので、各突出ボス部に対して要求される成形精度が必然的に高くなる。この結果、筐体成形コストの増加を招くという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第一基板及び第二基板がそれぞれが固定される第一突出ボス部及び第二突出ボス部を有する筐体を備えた光走査装置及び画像形成装置において、各突出ボス部に要求される成形精度を出来る限り低く抑えて筐体の成形コストを低減することにある。
本発明に係る光走査装置は、複数の取付孔を有する第一基板と該第一基板とは取付孔の配置構成が異なる第二基板とのいずか一方を選択的に取付け可能な被取付壁部を有する筐体を備え、該被取付壁部には、第一基板の取付孔に対応する位置に設けられた第一被取付孔を有する第一突出ボス部と、第二基板の取付孔に対応する位置に設けられた第二被取付孔を有する第二突出ボス部とが突設されてなる。
上記第二突出ボス部は、所定方向において第一突出ボス部よりも内側に配置されており、上記第二基板は、上記第二突出ボス部に固定された状態で該第二突出ボス部の高さ方向から見たときに、上記第一突出ボス部と重ならないように形成され、上記第二突出ボス部の高さは上記第一突出ボス部の高さよりも低く設定されている。
本発明によれば、第一基板及び第二基板がそれぞれ固定される第一突出ボス部及び第二突出ボス部を有する筐体を備えた光走査装置及び画像形成装置において、各突出ボス部に要求される成形精度を出来る限り低く抑えて筐体の成形コストを低減することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
<画像形成装置>
図1は、画像形成装置1の概略構造を示す断面図である。画像形成装置1は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、図1に示すように、中間転写ベルト7と、一次転写部8及び二次転写部9と、定着装置11と、光走査装置15と、複数の画像形成部16とを備えている。
図1は、画像形成装置1の概略構造を示す断面図である。画像形成装置1は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、図1に示すように、中間転写ベルト7と、一次転写部8及び二次転写部9と、定着装置11と、光走査装置15と、複数の画像形成部16とを備えている。
画像形成装置1の本体2の内部下方には、給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3は、その内部に印刷前の用紙等のシート(図示省略)を積載して収容している。給紙カセット3の側方には、第一用紙搬送部21が設けられている。第一用紙搬送部21は、給紙カセット3から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部9へ搬送する。
給紙カセット3の右側方には、手差し給紙部5が設けられている。手差し給紙部5の左方には第二用紙搬送部22が設けられている。第二用紙搬送部22は、手差し給紙部5から送り出された用紙等を受け取って第一用紙搬送部21へ搬送する。
光走査装置15は、第二用紙搬送部22の上方に配置され、画像形成装置1が受信した画像データに基づいてレーザービームを画像形成部16へ照射する。画像形成部16は、光走査装置15の上方に例えば4つ設けられている。各画像形成部16の上方には、無端状の中間転写ベルト7が設けられている。中間転写ベルト7は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。
4つの画像形成部16は、図1に示すように、中間転写ベルト7に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成部16では、光走査装置15によって照射されたレーザービームにより原稿画像の静電潜像がそれぞれ感光体ドラム25に形成され、この静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。
一次転写部8は、各画像形成部16の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部8は、画像形成部16により形成されたトナー像を中間転写ベルト7表面に一次転写する転写ローラーを有している。
そして、中間転写ベルト7が回転駆動されると共に、所定のタイミングで各画像形成部16のトナー像が中間転写ベルト7に転写されることによって、中間転写ベルト7の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。
二次転写部9は、図1に示すように、中間転写ベルト7の左側方に配置された転写ローラー17を有している。そして、二次転写部9は、第一用紙搬送部21から送られてきた用紙にトナーと逆極性の転写バイアス電圧を印加することによって、トナー像を中間転写ベルト7から用紙へ転写するようになっている。
定着装置11は、二次転写部9の上方に設けられている。二次転写部9と定着装置11との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着装置11へ搬送する第3用紙搬送部23が形成されている。定着装置11は、加圧ローラー18と、定着ローラー19と、加熱ローラー20とを備えている。そして、定着装置11は、第3用紙搬送部23から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。
定着装置11の上方には分岐部27が設けられている。定着装置11から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部27から画像形成装置1の上部に形成された用紙排出部28に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部27から第4用紙搬送部24を介して用紙を再び二次転写部9へ搬送する。
<光走査装置>
図2及び図3に示すように、光走査装置15は、複数の光源(図示省略)と、複数の光源からそれぞれ出射されたレーザービームを偏向走査させる偏向器30と、該偏向器30を収容する筐体40とを備えている。筐体40は、上側に開放する矩形箱状態の筐体本体部と筐体本体部の上側を閉塞する蓋部(図示省略)とで構成されている。筐体40は、その長手方向が画像形成装置の左右方向(図1の左右方向)に一致する状態で配置されている。筐体40内の長手方向(画像形成装置の左右方向)の一側端部には、偏向器30を収容する偏向器収容部41が設けられている。
図2及び図3に示すように、光走査装置15は、複数の光源(図示省略)と、複数の光源からそれぞれ出射されたレーザービームを偏向走査させる偏向器30と、該偏向器30を収容する筐体40とを備えている。筐体40は、上側に開放する矩形箱状態の筐体本体部と筐体本体部の上側を閉塞する蓋部(図示省略)とで構成されている。筐体40は、その長手方向が画像形成装置の左右方向(図1の左右方向)に一致する状態で配置されている。筐体40内の長手方向(画像形成装置の左右方向)の一側端部には、偏向器30を収容する偏向器収容部41が設けられている。
上記複数の光源は、レーザーダイオードにより構成されていて、偏向器収容部41の側壁部に取付固定されている。光源は、画像形成装置1で使用する基準色(本実施形態イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの4つ)の数に対応して合計で4つ設けられている。
偏向器30は、ポリゴンミラー31とポリゴンモーター32と駆動基板33とを有している。ポリゴンミラー31はポリゴンモーター32の回転軸に固定され、ポリゴンモーター32は駆動基板33に固定され、駆動基板33は筐体40の偏向器収容部41の底壁部42に取付固定されている。
ポリゴンミラー31は、例えば多角形状(本実施形態では六角形状)の回転多面鏡であってポリゴンモーター32により回転駆動される。ポリゴンモーター32は、駆動基板33に実装された駆動IC37(図4及び図5参照)により作動制御される。駆動基板33には、駆動IC37の他に電力供給用の電気コネクター36等が実装されている。
上記筐体40における偏向器収容部41の側方には、ポリゴンミラー31により反射された光が通過する結像レンズ(本実施形態では例えばfθレンズ)34が設けられている。結像レンズ34は、ポリゴンミラー31の側方において筐体40の底壁部42に固定されている。
上記複数の光源とポリゴンミラー31との間にはコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等の光学素子が設けられており、各光源から出射されたレーザービームD1〜D4は、コリメーターレンズを通過して平行光に変換された後、シンドリカルレンズを通過してポリゴンミラー31に集光される。該集光されたレーザービームD1〜D4は、ポリゴンミラー31により反射され、結像レンズ34を通過した後、それぞれの光路に配置された反射ミラー35a〜35dにより反射されて各色に対応する感光体ドラム25の表面に結像される。
感光体ドラム25の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー31の回転によって感光体ドラム25の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム25の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム25の表面に静電潜像を形成する。
上記画像形成装置1では、幅広いユーザー要求に応えるために、処理速度(単位時間当たりの印刷可能枚数)が異なる高速用機種と低速用機種とが設定されている。ポリゴンモーターは、コスト低減のためにも高速機種(処理速度が高い機種)と低速機(処理速度が低い機種)とで同じものを使用することが好ましい。しかし、ポリゴンモーター32の最高回転数はポリゴンモーター32の軸受け構造等によって制限される。そこで、本実施形態では、低速機用の第一ポリゴンモーター321有する第一偏向器301(図4参照)と、高速機用の第二ポリゴンモーター322を有する第二偏向器302(図5参照)との二種類を用意している。そして、画像形成装置1の機種に応じてこの二種類のいずれか一方を光走査装置15の筐体40に選択的に取付け可能にしている。これにより、筐体40の共通化を図って製品コストを低減している。第一偏向器301と第二偏向器302とでは、ポリゴンミラー31や電気コネクター36の構成は同じであるものの、ポリゴンモーター32及び駆動基板33の構成が異なっている。以下、図4及び図5を参照して第一偏向器301及び第二偏向器302の詳細を説明する。
図4に示すように、第一偏向器301は、ポリゴンミラー31と、第一ポリゴンモーター321と、該第一ポリゴンモーター321を支持する第一駆動基板331とを有している。第一ポリゴンモーター321はオイル動圧軸受を有する電気モーターである。
第一駆動基板331は矩形板状をなしており、第一ポリゴンモーター321は、第一駆動基板331の長手方向の中央よりも一側寄りで且つ短手方向の中央に固定されている。第一駆動基板331の長手方向の他側端部で且つ短手方向の中央には電気コネクター36が固定されている。第一ポリゴンモーター321と電気コネクター36との間には、第一ポリゴンモーター321を駆動するための第一駆動IC371が固定されている。第一ポリゴンモーター321、第一駆動IC371、及び電気コネクター36は、第一ポリゴンモーター321の軸心方向から見て、該第一ポリゴンモーター321の軸心を通り且つ第一駆動基板331の長手方向の一辺に平行な第一直線L1上に配置されている。
第一駆動基板331の四隅には取付孔331a〜331dが形成されている。第一駆動基板331は、これら4つの取付孔331a〜331dに挿通される螺子60により筐体40に固定される。
図5に示すように、第二偏向器302は、ポリゴンミラー31と、第二ポリゴンモーター322、第二ポリゴンモーター322を支持する第二駆動基板332とを有している。第二ポリゴンモーター322はエアー動圧軸受を有する電気モーターである。
第二駆動基板332は矩形板状をなしており、第二ポリゴンモーター322は、第二駆動基板332の長手方向の中央よりも一側寄りで且つ短手方向の中央に固定されている。第二駆動基板332の長手方向の他側の2つの隅部のうちの一方には電気コネクター36が固定されている。第二駆動基板332の長手方向の中央よりも他側寄りには第二駆動IC372が固定されている。第二駆動IC372は、第二ポリゴンモーター322の軸心方向から見て、該第二ポリゴンモーター322の軸心を通り且つ第二駆動基板332の長手方向の一辺に平行な第二直線L2上に配置されている。
第二駆動基板332の周縁部には取付孔332a〜332dが形成されている。第二駆動基板332の取付孔332a〜332dの配置構成は、第一駆動基板331の取付孔331a〜331dの配置構成とは異なっている。すなわち、4つの取付孔332a〜332dは、第二ポリゴンモーター322の軸心方向から見て、各取付孔332a〜332dの中心を結ぶ直線が台形状をなすように配置されている。より詳細には、取付孔332a及び取付孔332bはそれぞれ、第二駆動基板332の長手方向の一側の2つの隅部に形成され、取付孔332cは、第二駆動基板332の短手方向の一側端部で且つ長手方向の中央に形成され、取付孔332dは、第二駆動基板332の長手方向の他側の2つの隅部のうちの一方に形成されている。
筐体40の偏向器収容部41の底壁部42は、第一駆動基板331と第二駆動基板332とを選択的に取付け可能に構成されている。具体的には、図6に示すように、偏向器収容部41の底壁部42には、第一駆動基板331を取付けるための4つの第一被取付孔45a〜45dと、第二駆動基板332を取付けるための4つの第二被取付孔47a〜47dとが形成されている。第一被取付孔45a〜45d及び第二被取付孔47a〜47dはそれぞれ、円筒状の第一突出ボス部46a〜46d及び第二突出ボス部48a〜48dに形成されている。尚、図6中の符号43は、ポリゴンモーター32の回転軸を回転可能に受け入れる開口部である。
図7に示すように、第一駆動基板331は、4つの取付孔331a〜331dに螺子60を挿通して上記第一被取付孔45a〜45dに螺合させることで各第一突出ボス部46a〜46dに固定される。図8に示すように、第二駆動基板332は、4つの取付孔332a〜332dに螺子60を挿通して上記第二被取付孔47a〜47dに螺合させることで各第二突出ボス部48a〜48dに固定される。
図9に示すように、4つの第一突出ボス部46a〜46dは、高さ方向(突出方向)から見て、その中心を結ぶ直線が矩形状をなすように画像形成装置1の前後方向及び左右方向に間隔を空けて配置されている。4つの第二突出ボス部48a〜48dは画像形成装置1の左右方向(所定方向)において、4つの第一突出ボス部46a〜46dよりも内側に配置されている。4つの第二突出ボス部48a〜48dのうち3つは、画像形成装置1の前後方向において4つの第一突出ボス部46a〜46dよりも内側に配置され、残りの一つ(第二突出ボス部48d)は、前後方向において4つの第一突出ボス部46a〜46dよりも外側に配置されている。図9中の二点鎖線で示すように、第二駆動基板332は、第2突出ボス部48a〜48dに固定された状態でその突出方向から見たときに第一突出ボス部46a〜46dと重ならないように形成されている。
図10に示すように、4つの第一突出ボス部46a〜46d同士の高さは等しく、4つの第二突出ボス部48a〜48d同士の高さも等しい一方、第一突出ボス部46a〜46dと第二突出ボス部48a〜48dとの高さとは異なっている。具体的には、4つの第二突出ボス部48a〜48dの高さは、4つの第一突出ボス部46a〜46dの高さよりも低く設定されている。この高さの差の設定値hが小さ過ぎると各突出ボス部46a〜46d,48a〜48dの高さの精度管理が困難になるので、例えばh>0.01mmとすることが好ましい。一方、この高さの差hが大き過ぎると光源からのレーザービームがポリゴンミラー31の反射面に当たらない場合があるので、hはポリゴンミラー31の厚さT(つまりポリゴンミラー31の上面と下面との距離)よりも小さく設定されている。本実施形態では、例えばh<(T−0.4)mmとされており、これにより、ポリゴンミラー31の上端面又は下端面から光の入射位置までの距離を0.2mm以上確保している。
以上説明したよう上記実施形態では、上記第二突出ボス部48a〜48dは、左右方向において第一突出ボス部46a〜46dよりも内側に配置されており、上記第二駆動基板332は、第二突出ボス部48a〜48dに固定された状態で該第二突出ボス部48a〜48dの高さ方向から見たときに、第一突出ボス部46a〜46dと重ならないように形成され、第二突出ボス部48a〜48dの高さは上記第一突出ボス部46a〜46dの高さよりも低く設定されている。
これによれば、第一突出ボス部46a〜46d同士及び第二突出ボス部48a〜48d同士の高さ合わせができていれば、第一突出ボス部46a〜46dと第二突出ボス部48a〜48dとの高さ合わせをしなくても各駆動基板331,332を筐体40の底壁部42に対して平行に配置することができる。したがって、各突出ボス部46a〜46d,48a〜48dに要求される成形精度を低く抑えることができ、延いては筐体40の成形コストを低減することができる。
《他の実施形態》
上記実施形態では、筐体40に対して第一駆動基板331を固定するための第一突出ボス部46a〜46dと第二駆動基板332を固定するための第二突出ボス部48a〜48dとを設けるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば図11に示すように、第三駆動基板333を固定するための第三突出ボス部50a〜50dをさらに設けるようにしてもよい。第一突出ボス部46a〜46dは、左右方方向において第三突出ボス部50a〜50dよりも内側に配置されており、第一駆動基板331は第一突出ボス部46a〜46dに固定された状態で第三突出ボス部50a〜50dに重ならないように形成されている。第一突出ボス部46a〜46d、第二突出ボス部48a〜48d、及び第三突出ボス部50a〜50dの高さをそれぞれH1,H2,H3としたとき、H1=(H2+H3)/2の関係を満たしている。第一突出ボス部46a〜46dに第一駆動基板331を固定したときに、ポリゴンミラー31の高さ方向の中央位置にレーザービームが入射するように第一突出ボス部46a〜46dの高さが設定されている。H1−H2=H3−H1であることが好ましく、さらにH3−H2<T(=反射ミラーの厚み)であることが好ましく、H3−H2<(T−0.4)mmであることがより一層好ましい。
上記実施形態では、筐体40に対して第一駆動基板331を固定するための第一突出ボス部46a〜46dと第二駆動基板332を固定するための第二突出ボス部48a〜48dとを設けるようにしているが、これに限ったものではなく、例えば図11に示すように、第三駆動基板333を固定するための第三突出ボス部50a〜50dをさらに設けるようにしてもよい。第一突出ボス部46a〜46dは、左右方方向において第三突出ボス部50a〜50dよりも内側に配置されており、第一駆動基板331は第一突出ボス部46a〜46dに固定された状態で第三突出ボス部50a〜50dに重ならないように形成されている。第一突出ボス部46a〜46d、第二突出ボス部48a〜48d、及び第三突出ボス部50a〜50dの高さをそれぞれH1,H2,H3としたとき、H1=(H2+H3)/2の関係を満たしている。第一突出ボス部46a〜46dに第一駆動基板331を固定したときに、ポリゴンミラー31の高さ方向の中央位置にレーザービームが入射するように第一突出ボス部46a〜46dの高さが設定されている。H1−H2=H3−H1であることが好ましく、さらにH3−H2<T(=反射ミラーの厚み)であることが好ましく、H3−H2<(T−0.4)mmであることがより一層好ましい。
上記実施形態では、画像形成装置1がカラープリンターである例について説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置1は、例えば複写機、複合機又はファクシミリ等であってもよい。
以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。
Claims (3)
- 複数の取付孔を有する第一基板と該第一基板とは取付孔の位置が異なる第二基板とのいずか一方を選択的に取付け可能な被取付壁部を有する筐体を備え、該被取付壁部には、上記第一基板の取付孔に対応する位置に設けられた第一被取付孔を有する第一突出ボス部と、第二基板の取付孔に対応する位置に設けられた第二被取付孔を有する第二突出ボス部とが突設された光走査装置であって、
上記第二突出ボス部は、所定方向において第一突出ボス部よりも内側に配置されており、
上記第二基板は、上記第二突出ボス部に固定された状態で該第二突出ボス部の高さ方向から見たときに、上記第一突出ボス部と重ならないように形成され、
上記第二突出ボス部の高さは上記第一突出ボス部の高さよりも低い、光走査装置。 - 請求項1記載の光走査装置において、
上記第一基板及び第二基板には、それぞれポリゴンモーターを介して回転多面鏡が支持されており、
上記第一突出ボス部の高さと上記第二突出ボス部の高さの差は、上記回転多面鏡の厚さよりも小さい、光走査装置。 - 請求項1記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
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