JP6918514B2 - 光走査装置の筐体及び光走査装置 - Google Patents
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Description
まず、後述する実施例との比較のために、従来の画像形成装置、光走査装置について、図9から図12を用いて説明する。図9は、複数の画像形成部を有し、既知の電子写真プロセスを用いてカラー画像を用紙(記録材ともいう)に印刷する画像形成装置10の構成を示す断面図である。図9に示す画像形成装置10は、図中、右側からイエロー(Y)(図中(Y)で表示)、マゼンタ(M)(図中(M)で表示)、シアン(C)(図中(C)で表示)、ブラック(K)(図中(K)で表示))のトナーを有する4つの画像形成部を有している。なお、以下ではトナーの色を表す符号Y、M、C、Kは、必要な場合を除き省略する。1つの画像形成部は、感光体である感光ドラム21、現像器22、帯電器27を有し、各画像形成部は同一構成である。光走査装置20は、画像読取装置(不図示)又はパーソナルコンピュータ(不図示)等から送信された画像情報に基づいて、感光ドラム21をレーザ光により露光する。光走査装置20は、各画像形成部の感光ドラム21を露光するために、画像形成部に対応した発光源を搭載している。
図10は、画像形成装置10に搭載される光走査装置20の構成を示す斜視図である。図10に示す光走査装置20は、画像形成装置10の小型化を実現するために、1つの回転多面鏡31で複数の画像形成部の感光ドラム21を露光する方式を用いている。図10において、光走査装置20の中央部に複数の画像形成部に対して共通に用いられる回転多面鏡31が設けられている。光源ユニット31a、31bから出射されたレーザ光は、回転多面鏡31によって偏向された後に、各々の光源に対して設けられた走査光学系や反射ミラーを経由し、対応する感光ドラム21の表面を露光する。ここで、光走査装置20では、回転多面鏡31に対して図10の図中左右方向にそれぞれ光学系が配置され、光源ユニット31a、31bには、それぞれトナー2色分の発光部が設けられている。光源ユニット31aから出射される各レーザ光は、ブラック(K)とシアン(C)に対応する画像形成部の感光ドラム21K、21C上を露光する。一方、光源ユニット31bから出射される各レーザ光は、マゼンタ(M)とイエロー(Y)に対応する画像形成部の感光ドラム21M、21Y上を露光する。
回転多面鏡31の回転数は、解像度、シートの搬送速度、感光ドラム21の回転速度、感光ドラム21を露光する光ビームを出射する発光点の数などに基づいて設定される。即ち、製品の仕様によって回転多面鏡31の回転速度は異なる。光走査装置20を生産性の異なる複数の画像形成装置に対して同一構造の光走査装置20を搭載する場合に、画像形成装置の仕様に応じて回転多面鏡の回転速度を適切に設定する必要がある。例えば、1分間の出力枚数(生産性)が70枚の画像形成装置Aと50枚の画像形成装置Bに関して、搬送するシート間隔を同一とした場合の速度は、次のように設定される。すなわち、画像形成装置Aの方は、画像形成装置Bの方よりもシートの搬送速度及び感光ドラム21の回転速度を速い速度に設定する必要がある。このとき、画像形成装置A及び画像形成装置Bに同一構造の光走査装置20を搭載した場合、各光ビームの各走査周期において形成される走査線の間隔が解像度相当にするために、回転多面鏡31の回転速度の設定を次のようにしなければならない。すなわち、画像形成装置Aの回転多面鏡31の回転速度を画像形成装置Bの回転多面鏡31の回転速度よりも速い速度に設定しなければならない。一般的に回転多面鏡31の回転速度が速くなると、回転多面鏡31の回転による騒音レベル(風切り音)が大きくなる。
図1は、図10で説明した光走査装置20の構成を示す断面図である。図1は、図10に示す光走査装置20を図面奥側から手前方向に見たときの断面を示しており、レーザ光が出射される光源ユニット31a、31bは、図中、奥側に設けられているため、図1では不図示である。なお、図1では、図10と同じ部材には同じ符号を付している。
次に、感光ドラム21を露光するレーザ光の光路に設けられた支持部である反射ミラー取付け部の構成について説明する。図2は、図1中の破線で示した部分、即ちブラックの画像形成部の感光ドラム21Kを露光する光路(図1の光路LK)上に設けられた反射ミラー34aを取り付ける反射ミラー取付け部45を示す斜視図である。図2では、説明のため、反射ミラー取付け部45の周辺のみを示し、反射ミラー34aや結像レンズ、固定部材等は不図示としている。
次に、画像形成装置の単位時間当たりのスループットである製品出力速度と、光走査装置20の回転多面鏡31の回転数の関係について、図を用いて説明する。図3は、画像形成装置10の製品出力速度と、光走査装置20の回転多面鏡31の回転数との関係の一例を示したグラフである。図3において、横軸は1分間の出力枚数である製品出力速度(単位:ppm)、縦軸は回転多面鏡31の回転数(単位:rpm)を示す。図3の実線で示すグラフは回転多面鏡31が4面構成の場合の、破線で示すグラフは回転多面鏡31が5面構成(図11(a)参照)の場合の、製品出力速度と回転多面鏡31の回転数との関係を示している。図3に示すように、製品出力速度が大きくなるに伴い、回転多面鏡31の回転数も上昇する。そのため、本実施例の光走査装置20では、回転多面鏡31の回転数が所定の回転数を超える場合には、回転多面鏡31から生じる騒音を抑制するために、遮音部材40で回転多面鏡31の周囲を覆うことで対応している。図3では、回転多面鏡31の回転数が40000rpmを超える製品では、遮音部材40を搭載するように光走査装置20の構成の変更を行うことを例示している(図中、グレーで色付けされた領域)。
次に、遮音部材40の有無に応じた変更部分について詳細に説明する。ここでは一例として、図11(a)に示す回転多面鏡31の面数が5面の場合の光走査装置20を用いて説明する。図3に示すように、製品出力速度が70ppmの画像形成装置では、回転多面鏡31の回転数は所定の回転数である40000rpmを超えるため、搭載される光走査装置20は遮音部材40を必要とする。この場合、本実施例では、図11に示す遮音部材40で回転多面鏡31の周囲を密閉するため、遮音部材40に設けられた光透過部材である透明窓43a、43bをレーザ光が通過することにより、共役点のズレが発生する。本実施例の走査光学系は、レーザ光を出射する光源ユニット31a、31bから回転多面鏡31までの入射光学系の光路長が約170mm、回転多面鏡31の偏向面から感光ドラム21の画像中央部(主走査方向の中心部)までの光路長が約250mmである。そして、遮音部材40が追加されることにより、回転多面鏡31までの入射光学系の光路長と走査光学系での光路長において、それぞれ約0.7mmのズレが発生し、このズレは光路長が長くなる方向(レーザ光の進行方向)に発生する。
図4は、遮音部材40の有無に応じて、反射ミラー34aを図2で説明した反射ミラー取付け部45の取付け座面に組み付けた斜視図である。図4(a)は、図2に示す取付け座面2aに対応する長手方向の長さの反射ミラー34a(以下、反射ミラー3aとする)が組み付けられている状態を示す斜視図である。一方、図4(b)は、図2に示す取付け座面2bに対応する長手方向の長さの反射ミラー34a(以下、反射ミラー3bとする)が組み付けられている状態を示す斜視図である。図4では、反射ミラー3a、3bについて説明するため、反射ミラー3a、3bを固定する押さえバネ(後述)等は不図示としている。図4の反射ミラー3a、3bは、それぞれ設置される取付け座面2a、2bに応じて準備された反射ミラーである。取付け座面2aに設置される反射ミラー3aと、取付け座面2bに設置される反射ミラー3bは、反射ミラーの両端部が載置される取付け座面間の距離(スパン)が異なるため、反射ミラー3a、3bの長手方向の長さも異なっている。
図2で説明した反射ミラー取付け部の反射ミラーの支持部である座面は、反射ミラーの反射面の裏側に接触して、反射ミラーを支持する構成である。反射ミラーが取り付けられる反射ミラー取付け部の中には、例えば反射ミラー34c、34f(図1)を支持する反射ミラー取付け部のように、反射ミラーの反射面側の面を支持する座面を有する構成の反射ミラー取付け部がある。
本実施例の反射ミラー取付け座面2a、2bは、載置されるそれぞれの反射ミラーへ入射するレーザ光の入射角度に対して、反射されるレーザ光の反射角度が同じ反射角度に限定されるものではなく、異なる反射角度であってもよい。即ち、反射ミラー取付け座面2a、2bの傾斜角度は、必ずしも同じ角度でなくてもよい。図6は、反射ミラー取付け座面2a、2bに載置された反射ミラーに入射するレーザ光に対する反射角度が同じ反射角度となるように設けた反射ミラー取付け座面2a、2bと、異なる角度に設けた場合の反射ミラー取付け座面2a、2bを示す模式図である。
ここで、各反射ミラー取付け部の相対的なシフト量について説明する。図12を用いて説明したように、回転多面鏡31を密閉する遮音部材40の有無により発生するピントズレ量と、回転多面鏡31に対する共役点のズレ量とは異なっている。そのため、反射ミラー取付け部の相対的なシフト量である2つの座面の位置ずれ量や角度を、ピントズレと共役点のズレの両方に最適なシフト量に設定することはできない。そのため、実際には光学系に応じて最適なシフト量を設計時に選択する必要がある。本実施例では、複数の条件を示し、その条件に対応した構成について説明する。
次に、図8を用いて反射ミラーを固定する押さえバネの取付け構成について説明する。図8は、図2及び図4で例示した反射ミラー取付け部45の座面に反射ミラーを載置し、反射ミラーを押圧する押さえバネ4を組み付けた状態を示した斜視図である。図8(a)は、図4(a)に示す座面2aに載置された反射ミラー3aに、押さえバネ4を組み付けた場合の斜視図であり、図8(b)は、図4(b)に示す座面2bに載置された反射ミラー3bに、押さえバネ4を組み付けた場合の斜視図である。なお、図8(a)、(b)の押さえバネ4は、同じものであり、反射ミラーが載置された座面に応じて、押さえバネの種類の変更はしない。このように、ミラーを押圧する押さえバネの取付け部を共通化することで、複数の場所に応じた形状を設ける必要が無くなるため、筐体35の押さえバネ組み付け部の設計自由度やスペースを十分に確保することができる。反射ミラーを長いスパンで支持する場合、固有振動数が低下するが、支持点から離れた位置を押圧すると固有振動数は高くなる。そのため、押さえバネ4をスパンの短い側の支持部に対向するように設けることで、長いスパンで支持する場合は支持部よりも内側を押圧する構成となり、固有振動数の低下を抑制することができる。また、反射ミラーを載置する座面を隣接させることで、短いスパンで組み付ける場合と隣接する広いスパンで反射ミラーを組み付ける場合の、反射ミラーの固有振動数の変化を小さく抑制することができる。
3bを押圧する構成としている。即ち、押さえバネ4は、支持スパンの短い反射ミラー3aの場合も、支持スパンの長い反射ミラー3bの場合も、支持スパンの短い反射ミラー3aが取り付けられる座面2aと対向する位置で、反射ミラー3a、3bを押圧する構成としている。これにより、座面2bに取り付けられた、支持スパンの長い反射ミラー3bの場合も、支持スパンの短い座面2aの位置で、押さえバネ4により押圧される。そのため、座面2bの位置で押圧された場合に比べて、固有振動数を高周波数側へシフトさせることができ、反射ミラー3aの固有振動数に近づけることができる。
図8(c)は、反射ミラー3a、3b(図中、3a(3b)で表示)を押圧する押さえバネ4を説明する図である。図8(c)では、説明のため、押さえバネ4を挿入方向(図中、太い矢印)手前に浮かせて表示している。本実施例の押さえバネ4は、筐体35に設けられた反射ミラー取付け部45と突出部46との間に矢印方向に挿入する際に、反射ミラー取付け部45と溝部11との間に押さえバネ4の第1板部15を差し込むように挿入することで、位置決めを行う構成である。押さえバネ4の突出部46側には係合爪14が設けられ、突出部46の係合爪14に対向する箇所に設けられた溝部(不図示)に係合爪14が嵌め込まれることにより、押さえバネ4が抜けることを防止している。同様に、第1板部15の開口部にも溝部11の方向に係合爪14と同様の係合爪(不図示)が設けられており、押さえバネ4を挿入した際に、係合爪(不図示)が溝部11に嵌め込まれることにより、押さえバネ4が抜けることを防止している。また、押さえバネ4には、反射ミラー3a、3bを押圧する第2板部16、反射ミラー3a、3bの脱落防止のための第3板部13が設けられている。
21 感光ドラム
31 回転多面鏡
35 筐体
40 遮音部材
Claims (12)
- 光源から出射された光ビームを偏向する複数の反射面を備える回転多面鏡と、前記回転多面鏡により偏向された光ビームを感光体に結像させる結像レンズと前記回転多面鏡に偏向された光ビームを前記感光体に導く反射ミラーの少なくとも一部を含む光学部材とを内部に収容する光走査装置の筐体であって、
前記光学部材の配置空間と前記回転多面鏡の配置空間とを隔てて前記回転多面鏡の配置空間から前記光学部材の配置空間への前記回転多面鏡の回転によって生じる音の伝播を低減する遮音部材であって、前記回転多面鏡により偏向された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間から前記光学部材が配置された空間に出射させるための透明窓を有する遮音部材を取り付け可能な取付部と、
前記取付部に前記遮音部材が取り付けられる場合に光ビームを感光体に導く反射ミラーの一端を支持するために用いられ、反射ミラーの反射面の裏面に接触する第1の支持部、及び当該反射ミラーの他端を支持するために用いられ、当該反射ミラーの反射面の裏面に接触する第2の支持部と、
前記取付部に前記遮音部材が取り付けられない場合に光ビームを感光体に導く反射ミラーの一端を支持するために用いられ、反射ミラーの反射面の裏面に接触する第3の支持部、及び当該反射ミラーの他端を支持するために用いられ、当該反射ミラーの反射面の裏面に接触する第4の支持部と、
が形成され、
配置される反射ミラーの長手方向において、前記第1の支持部及び前記第2の支持部は、前記第3の支持部及び前記第4の支持部の間に位置し、
前記第1の支持部及び前記第2の支持部によって支持される反射ミラーによって形成される光ビームの前記光源から感光体表面までの経路長が前記第3の支持部及び前記第4の支持部によって支持される反射ミラーによって形成される光ビームの前記光源から感光体表面までの経路長よりも長くなるように、反射ミラーに接触する前記第3の支持部及び前記第4の支持部の接触部は、反射ミラーに接触する前記第1の支持部及び前記第2の支持部の接触部よりも配置される反射ミラーの反射面側に突出していることを特徴とする光走査装置の筐体。 - 光源から出射された光ビームを偏向する複数の反射面を備える回転多面鏡と、前記回転多面鏡により偏向された光ビームを感光体に結像させる結像レンズと前記回転多面鏡に偏向された光ビームを前記感光体に導く反射ミラーの少なくとも一部を含む光学部材とを内部に収容する光走査装置の筐体であって、
前記光学部材の配置空間と前記回転多面鏡の配置空間とを隔てて前記回転多面鏡の配置空間から前記光学部材の配置空間への前記回転多面鏡の回転によって生じる音の伝播を低減する遮音部材であって、前記回転多面鏡により偏向された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間から前記光学部材が配置された空間に出射させるための透明窓を有する遮音部材を取り付け可能な取付部と、
前記取付部に前記遮音部材が取り付けられた場合に光ビームを感光体に導く反射ミラーの一端を支持するために用いられ、反射ミラーの反射面側の面に接触する第1の支持部、及び当該反射ミラーの他端を支持するために用いられ、当該反射ミラーの反射面側の面に接触する第2の支持部と、
前記取付部に前記遮音部材が取り付けられない場合に光ビームを感光体に導く反射ミラーの一端を支持するために用いられ、反射ミラーの反射面側の面に接触する第3の支持部、及び当該反射ミラーの他端を支持するために用いられ、当該反射ミラーの反射面側の面に接触する第4の支持部と、
が形成され、
配置される反射ミラーの長手方向において、前記第3の支持部及び前記第4の支持部は、前記第1の支持部及び前記第2の支持部の間に位置し、
前記第1の支持部及び前記第2の支持部によって支持される反射ミラーによって形成される光ビームの前記光源から感光体表面までの経路長が前記第3の支持部及び前記第4の支持部によって支持される反射ミラーによって形成される光ビームの前記光源から感光体表面までの経路長よりも長くなるように、反射ミラーに接触する前記第3の支持部及び前記第4の支持部の接触部は、反射ミラーに接触する前記第1の支持部及び前記第2の支持部の接触部よりも配置される反射ミラーの裏面側に突出していることを特徴とする光走査装置の筐体。 - 前記第1の支持部及び前記第2の支持部によって支持される反射ミラーの反射面と、前記第3の支持部及び前記第4の支持部によって支持される反射ミラーの反射面と、が略平行になるように、前記第1の支持部及び前記第2の支持部、ならびに前記第3の支持部及び前記第4の支持部が形成され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筐体。
- 前記第1の支持部及び前記第2の支持部によって支持される反射ミラーによって反射される光ビームの結像点と前記第3の支持部及び前記第4の支持部によって支持される反射ミラーによって反射される光ビームの結像点とを略一致させるために、前記第1の支持部及び前記第2の支持部によって支持される反射ミラーの反射面への光ビームの入射角が前記第3の支持部及び前記第4の支持部によって支持される反射ミラーの反射面への入射角よりも大きくなるように前記第1の支持部及び前記第2の支持部、ならびに前記第3の支持部及び前記第4の支持部が形成され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筐体。
- 前記遮音部材は、前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓を更に有し、
前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓及び前記回転多面鏡により偏向された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間から前記光学部材が配置された空間に出射させるための透明窓により生じる感光体でのピントのズレ量をL1とすると、前記第1の支持部と前記第3の支持部との高低差、及び前記第2の支持部と前記第4の支持部との高低差は、略L1であることを特徴とする請求項3に記載の光走査装置の筐体。 - 前記遮音部材は、前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓を更に有し、
前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓及び前記回転多面鏡により偏向された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間から前記光学部材が配置された空間に出射させるための透明窓により生じる感光体でのピントのズレ量をL1とし、前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓によって生じるピントのズレ量をL2としたとき、前記第1の支持部と前記第3の支持部との高低差、及び前記第2の支持部と前記第4の支持部との高低差は、略(L1−L2)であることを特徴とする請求項3に記載の光走査装置の筐体。 - 前記遮音部材は、前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓を更に有し、
前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓及び前記回転多面鏡により偏向された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間から前記光学部材が配置された空間に出射させるための透明窓により生じる感光体でのピントのズレ量をL1とし、前記光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡の配置空間の外から当該配置空間に入射させるための透明窓によって生じるピントのズレ量をL2としたとき、前記第1の支持部と前記第3の支持部との高低差、及び前記第2の支持部と前記第4の支持部との高低差は、略(L1−L2/2)であることを特徴とする請求項3に記載の光走査装置の筐体。 - 前記反射ミラーを前記第1の支持部又は前記第3の支持部、若しくは前記第2の支持部又は前記第4の支持部に組み付けるための押さえバネを有し、
前記反射ミラーは、前記押さえバネにより、前記第1の支持部又は前記第3の支持部、若しくは前記第2の支持部又は前記第4の支持部に固定されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の光走査装置の筐体。 - 前記反射ミラーを前記第1の支持部又は前記第2の支持部に組み付ける前記押さえバネと、前記反射ミラーを前記第3の支持部又は前記第4の支持部に組み付ける前記押さえバネとは、同一の押さえバネであることを特徴とする請求項8に記載の光走査装置の筐体。
- 前記押さえバネは、前記反射ミラーに当接し、前記反射ミラーを押圧する押圧部を有し、
前記押圧部は、前記第1の支持部又は前記第2の支持部に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の光走査装置の筐体。 - 前記押さえバネは、前記反射ミラーが前記第1の支持部又は前記第3の支持部、若しくは前記第2の支持部又は前記第4の支持部から脱落することを防止する防止部を有し、
前記防止部は、前記反射ミラーの短手方向の上部側に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の光走査装置の筐体。 - 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の筐体を備えることを特徴とする光走査装置。
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