(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光源からのレーザを偏向する偏向手段と、走査レンズとを少なくとも有し、像担持体上に画像露光する光走査ユニットを備え、この光走査ユニットは画像形成装置内に横方向に移動させることにより装着可能である画像形成装置において、
光走査ユニットは光走査ユニットの装着方向に対して垂直方向に力を与える弾性部材を有し、この弾性部材は装着方向に対して光走査ユニットの先端部に一体的に取付けられていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置および光走査ユニットに関し、特に、電子写真方式のデジタル複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置に搭載される光走査ユニットに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置について、以下に具体的に説明する。
【０００３】
すなわち、図５に示すように、従来の画像形成装置３０においては、その内部に感光体ドラム３８が設けられている。また、この感光体ドラム３８の周囲に、帯電器３５および現像ユニット３６が近接して設けられている。また、感光体ドラム３８の周囲には、さらに転写ユニット３７や定着器４０が配置されている。
【０００４】
また、光走査ユニット１０が、感光体ドラム３８に近接して設置されている。さらに、この感光体ドラム３８の下方には、用紙４２と、この用紙４２を順次搬送可能に構成された給紙搬送ローラ４３，４４，４５とが設けられている。また、画像形成装置３０の上部で、感光体ドラム３８の上方には、画像情報コントローラー３３や、原稿を読み取り可能に構成されたリーダユニット３２が配置されている。
【０００５】
この画像形成装置３０内に設けられた光走査ユニット１０は、感光体ドラム３８に対してレーザ光を用いた書き込みを行うためのものである。この光走査ユニット１０の側面内部の模式図を図６に示す。
【０００６】
図６に示すように、光走査ユニット１０は、光学箱２０に内包された構造を有する。すなわち、光走査ユニット１０は、光学箱２０の内部に、光源となる半導体レーザ、コリメータレンズおよび、シリンダレンズ（いずれも図示せず）が具備されているとともに、ポリゴンミラー１９、走査レンズ２１，２２、折り返しミラー２５，２６，２７、長尺シリンダレンズ２９、照射窓２８が具備されて構成されている。
【０００７】
また、図６に示す光走査ユニット１０の内部を進むレーザ光は、まず、半導体レーザから照射され、コリメータレンズでコリメートされてポリゴンミラー１９に入射し、このポリゴンミラー１９によって偏向された後、光学箱２０の内部を進行し、順次折り返しミラー２５，２６によって折り返される。このようにレーザ光は、光学箱２０の内部における上下の２つの空間で折り曲げられて光学部品を順次通過する。
【０００８】
以上のように構成された光走査ユニット１０は、画像形成装置３０の内部に設けられたフレームに高い精度で取り付けられる。
【０００９】
さて、上述した光走査ユニット１０は、部品の消耗などの部品寿命などにより、市場では、ユニットごとの交換が行われる。このユニット交換においては、画像形成装置３０の本体上部に設けられたリーダユニット３２などの構成部品を取り外した後、ユニット交換を行う場合と、本体上部のリーダユニット３２などの構成部品を取り外すことなく、画像形成装置３０の側面からスライド移動させることにより、ユニット交換を行う場合とがある。
【００１０】
前者の、本体上部のリーダユニット３２などの構成部品を取り外してユニット交換を行う場合には、画像形成装置３０の上部を開放させることができるので、光走査ユニット１０を、上部からねじなどを用いて締結することができる。これによって、光走査ユニット１０を安定して固定させることができる。
【００１１】
一方、後者の、本体上部のリーダユニット３２などの構成部品を取り外すことなくユニット交換を行う場合には、図６に示すように、あらかじめ光走査ユニット１０に補助部品４９を取り付けておく。
【００１２】
そして、光走査ユニット１０を、本体の内部に設けられたレール（図示せず）などを用いて、本体内部の所定位置まで誘導する。この誘導により補助部品４９を本体嵌合部５０に突きあてた後、ネジ５１などの固定用部材を用いて、補助部品４９を側方から本体嵌合部５０に押しつける。これによって、光走査ユニット１０は、特に水平方向で移動しないように設置される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した光走査ユニット１０における２通りの着脱交換方式のうち、前者の方式においては、リーダユニット３２などの構成部品を全て取り外すため、過大な労力と長い時間を要し、これによって、ユニット交換自体が非常に非効率的であった。
【００１４】
一方、後者の方式においては、リーダユニット３２を取り外すことなく、光走査ユニット１０を本体側面からスライドさせながら、その着脱が行われる。この方式の場合、光走査ユニット１０は、本体内部のかなり奥まで移動することが多く、さらにリーダユニット３２が取り外されてないため、光走査ユニット１０をその上方からネジなどで固定させることが困難であった。
【００１５】
そして、光走査ユニット１０の設置は横方向に突き当てるだけであり、光走査ユニット１０の自重を利用して安定させる程度であった。そのため、光走査ユニット１０の固定時における設置部への密着性は低くなっていた。
【００１６】
これにより、光走査ユニット１０自体や画像形成装置３０本体から発生する振動によるがたつきが生じやすくなるのみならず、設置精度自体の誤差も生じやすくなるため、画像品質に対しても悪影響を及ぼしていた。
【００１７】
そこで、本発明者が検討を行った結果、画像形成装置３０の内部における光走査ユニット１０を保持する部分に、この光走査ユニット１０に対し加圧可能な部材を内蔵して、上下方向に圧力を及ぼすことにより固定する方法を想起するに至った。
【００１８】
ところが、光走査ユニット１０に対して加圧可能な、バネなどの弾性部材を内蔵すると、光走査ユニット１０を交換するたびに弾性部材の加圧力が低下してしまう、いわゆるヘタリが生じやすい。
【００１９】
また、長期間にわたって使用する場合においては、弾性部材自体が劣化してしまうという問題も生じる。このように弾性部材自体が劣化すると、弾性部材の交換も、別途に考慮しなければならないという問題が生じてしまう。
【００２０】
したがってこの発明の目的は、画像形成装置における光走査ユニットを、スライド方式を採用して着脱する場合に、その着脱を容易に行うことができるとともに、光走査ユニットを、所定の位置に安定して密着固定させることができ、これによりユニット本来の性能を十分に発揮し易くし、良好な書き込み画像品質を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、光源と、光源からのレーザを偏向する偏向手段と、走査レンズとを少なくとも有し、像担持体上に画像露光する光走査ユニットを備え、この光走査ユニットは画像形成装置内に横方向に移動させることにより装着可能である画像形成装置において、光走査ユニットは光走査ユニットの装着方向に対して垂直方向に力を与える弾性部材を有し、この弾性部材は装着方向に対して光走査ユニットの先端部に一体的に取付けられていることを特徴とするものである。
【００２６】
この発明による画像形成装置および光走査ユニットによれば、交換可能な光走査ユニットの少なくとも１箇所以上の部分に、一体的に弾性部材を設けるようにしていることにより、この光走査ユニットを画像形成装置の内部に設置して使用する際に、光走査ユニットを外部に取り出すことによって弾性部材をも一体に取り出すことができるので、弾性部材自体の交換を容易に行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照し、この発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付し、上述した従来技術の説明に用いられた図面に記載された部材と同一または対応する部材にも同一の符号を付す。
【００２８】
（第１の実施形態）
まず、この発明の第１の実施形態による画像形成装置の内部の光走査ユニット１０について説明する。図１および図２に、この画像形成装置内の光走査ユニットおよび基準ステーを示し、図３に、この光走査ユニットの斜視図を示す。なお、この第１の実施形態による光走査ユニットは、画像形成装置３０に内包されながら、この画像形成装置３０の内部に対して横方向に移動して着脱されるものである。
【００２９】
図１に示すように、この第１の実施形態による光走査ユニット１０においては、その両端部に弾性部材２，３がそれぞれ一体的に具備されている。また、光走査ユニット１０における弾性部材２，３が取り付けられた側とは反対側の部分に、基準足１２および基準ピン１３が設けられている。
【００３０】
弾性部材２は、板状の金属片を途中で折り曲げた形状を有するバネから構成されている。また、この弾性部材２の折り曲げられた部分の一方の片が、取り付けネジ４を用いて光走査ユニット１０に設置されている。なお、図１においては、弾性部材２，３には外部から加圧されておらず、開き角が大きく解放された自然な状態を示す。
【００３１】
また、この光走査ユニット１０は、画像形成装置３０に固定されたステー、すなわち本体基準ステー５２に、取り付け可能に構成されている。この本体基準ステー５２は、その部分に形成された嵌合穴５３において光走査ユニット１０の一端を嵌合させて固定するためのものであり、これらにより光走査ユニット１０の規定設置部が構成される。
【００３２】
また、この本体基準ステー５２は、画像形成装置３０の感光体ドラム（図１中、図示せず）に対して位置精度が保証されて設置されている。
【００３３】
また、図２に、光走査ユニット１０が本体基準ステー５２上でスライドされ、さらに規定位置に移動させられて、光走査ユニット１０が規定設置部に設置された状態を示す。
【００３４】
図２に示すように、光走査ユニット１０の一端が本体基準ステー５２上において規定設置部に設置された状態においては、光走査ユニット１０の弾性部材２の設けられた側が、嵌合穴５３に挿入されている。このとき、弾性部材２は、嵌合穴５３を構成する端部において加圧され、開き角が低減するように圧縮されている。
【００３５】
この圧縮により、光走査ユニット１０は、図２中で下向きに本体基準ステー５２に密着するように継続して押しつけられる。ここで、各々の弾性部材２による加圧力は、光走査ユニット１０の振動の影響を回避するために、光走査ユニット１０の質量を加圧力と等価なものと見なした場合、その量の２倍以上が望ましい。
【００３６】
この加圧された状態においては、加圧する場所の下方が基準足１２の近傍となり、この基準足１２の近傍に加えられた垂直な圧力に対して横方向の応力はあまり発生しないことになり、横方向のズレが生じにくいとともに、基準足１２が本体基準ステー５２の精度面と合致することによって高さ方向の精度を保証している。
【００３７】
また、光走査ユニット１０が移動した際の最終的な位置は、嵌合ピンとしての基準ピン１３を本体基準ステー５２に開けた嵌合穴（図示せず）に結合させることにより決定される。そして、この光走査ユニット１０の移動は、その一方の側が持ち上げられた状態を維持して、基準ピン１３の嵌合位置を探りつつ行われる。
【００３８】
すなわち、具体的には、図３に示すように、この光走査ユニット１０は、直方体の一角が切削された形状を有する光学箱２０の内部に、偏向手段としてのポリゴンミラー１９、走査レンズ２１，２２が設置されて構成されている。また、上述した弾性部材２，３が、光学箱２０の互いに反対側となる側部に、それぞれ２個ずつ設けられている。
【００３９】
また、基準足１２が、これらの弾性部材２，３の近傍における光学箱２０の下面にそれぞれ設けられている。また、２つの基準ピン１３が、２個の弾性部材３の近傍における光学箱２０の下面にそれぞれ設けられている。
【００４０】
さらに、光学箱２０の切削された形状部分の内側近傍にシリンダレンズ１８が設けられているとともに、その外側に、光源としてのレーザユニット１６が設けられている。
【００４１】
そして、光走査ユニット１０の移動は、上述の２つの基準ピン１３を、それぞれ本体基準ステー５２の所定の穴に位置合わせしながら嵌合させることにより、設置位置が決定され、精度出しが行われる。なお、この精度出しに関しては、２つの基準ピン１３を用いて行われ、弾性部材２自体は精度出しに使用されるものではない。
【００４２】
また、図２に示すように、この第１の実施形態においては、この光走査ユニット１０を設置した後、確実に固定させ、動かないようにするために、内側に嵌合穴（図示せず）が設けられた係止補助部材５４を用い、弾性部材２と同様の構成を有する弾性部材３と、本体基準ステー５２の端部とを挟み込む。
【００４３】
これにより、弾性部材３と本体基準ステー５２とが挟み込まれて圧力が加えられ、さらにネジ５１を用いて係止され、固定される。
【００４４】
また、上述したように、通常、光走査ユニット１０は、その下面をステーに設置する、いわゆる下面設置である。また、光走査ユニット１０は、設置される画像形成装置３０の内部を、この画像形成装置３０に対して横スライド式に移動される。なお、この横スライド式であることを考慮して、本体基準ステー５２上の一部に、ずれを防止するためのガイド部などを設けることも可能である。
【００４５】
さらに、この第１の実施形態の光走査ユニット１０とは異なり、折り返しミラーなどの一部の部品が外部に設けられて構成された光走査ユニットの場合においても、上述の第１の実施形態による構成を適用することが可能であり、この第１の実施形態による効果と同様の効果を奏することが可能である。
【００４６】
以上説明したように、この第１の実施形態による画像形成装置における光走査ユニットによれば、弾性部材２，３を一体的に具備していることにより、非常に簡便で、つまり、弾性部材２，３が光走査ユニット１０の横方向の移動を阻害することなく合理的に変形し、かつ確実に、画像形成装置の内部に固定することができるとともに、光走査ユニット１０の交換時に一体で取り出される弾性部材２を、画像形成装置の外部で交換することができるので、長期的な加圧による劣化が少なく、弾性部材２の弾性変形による加圧力の低下、いわゆるヘタリを防止することができ、より高い信頼性を確保することが可能となる。
【００４７】
（第２の実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態による画像形成装置の光走査ユニット１０について説明する。図４に、この第２の実施形態による光走査ユニット１０の弾性部材が設けられた部分の模式図を示す。なお、その他の部分およびそれらの符号に関しては、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
また、第１の実施形態による光走査ユニット１０においては、弾性部材２，３を板バネから構成する例について説明したが、この第２の実施形態においては、それらの弾性部材２，３に関する他の例や応用例について説明する。
【００４９】
まず、図４Ａに、この第２の実施形態による光走査ユニット１０において、その側部に一体的に設けられる弾性部材を、コイルバネ５および接触板６から構成する例を示す。
【００５０】
すなわち、光走査ユニット１０の側部における段差部分に、第１の実施形態におけると同様に、この光走査ユニット１０を横スライドさせる方向に対して、反発力が垂直方向に発生するようにコイルバネ５を設ける。
【００５１】
また、コイルバネ５の圧縮される側に向かって折り曲げ可能な接触板６を設ける。そのため、第１の実施形態による光走査ユニット１０と同様に、本体基準ステー５２に部分的に接合して垂直方向（重力方向）への加圧力を受ける。なお、必要に応じて、弾性部材における接触板６を設けずに、弾性部材をコイルバネ５のみによって構成することも可能である。
【００５２】
しかしながら、この接触板６を、光走査ユニット１０の端部にコイルバネ５の端部と接して設けるようにしていることにより、光走査ユニット１０を本体基準ステー５２に沿ってスライドさせ、弾性部材の部分を本体基準ステー５２に形成された嵌合穴５３に嵌合させるときに、接触板６によって嵌合をガイドできるので、弾性部材の嵌合穴５３への結合を容易に行うことができる。
【００５３】
次に、図４Ｂに、この第２の実施形態による光走査ユニット１０において、その側部に一体的に設けられる弾性部材を、ゴム部材７から構成する例を示す。
【００５４】
すなわち、光走査ユニット１０を差し込む方向に対して垂直方向に反発力が発生するように、その側部における段差部分に選択的に凹部を設け、この凹部にゴム部材７をはめ込むことにより弾性部材を構成する。これにより、光走査ユニット１０は、本体基準ステー５２に沿って移動され、所定位置に設置されたときに、ゴムの弾性力によって光走査ユニット１０が加圧され、本体基準ステー５２に固定されるものである。
【００５５】
また、図４Ｃに、この第２の実施形態による光走査ユニット１０において、その側部に一体的に設けられる弾性部材を、合成樹脂部材８から構成する例を示す。
【００５６】
合成樹脂部材８は、それ自体が弾性変形可能に構成されている。そのため、この合成樹脂部材８からなる弾性部材を、本体基準ステー５２における嵌合穴５３と嵌合させることによって、加圧力が発生し、これにより光走査ユニット１０が係止可能となる。
【００５７】
この合成樹脂部材８は、基本的には別組成の材料を用いて接着したり、ネジ止めしたりすることによって、光走査ユニット１０に取り付けられる。他方、光走査ユニット１０を構成する光学箱２０も多くは合成樹脂から構成されている。そのため、この弾性部材を、弾性率の高い他種類の合成樹脂材料とともに同時成形する、いわゆる二色成形にて製作することも可能である。
【００５８】
また、図４Ｄに、この第２の実施形態による光走査ユニット１０において、一体的に設けられる弾性部材を、折り曲げられた金属板から構成する例を示す。
【００５９】
すなわち、この第２の実施形態による弾性部材は、光学箱２０に付属するふたの一部が延長された金属からなる延長板１４を、第１の実施形態による弾性部材２，３と同様に、光走査ユニット１０の内側に折り曲げて構成される。
【００６０】
これらの延長板１４は、一般的に光学箱２０に接して用いられる板金からなるふたに一体化されている。また、この光学箱２０に付属したふたは、防塵のためのものであり、この防塵作用を確保するために多くの場合ネジなどにより取り付けられている。
【００６１】
このように光学箱２０に防塵用に取り付けられるふたの延長部分を、弾性部材として用いることにより、弾性部材を新たに設ける必要がないので、光走査ユニット１０に使用される部品点数を低減することができるとともに、工数の削減を図ることができる。
【００６２】
以上説明したように、この第２の実施形態においては、弾性部材として、板バネ以外に、コイルバネ、ゴム、合成樹脂などを用いるもの、および既存部品への機能追加の例を示した。
【００６３】
これらの種々の弾性部材は、光走査ユニット１０に一体的に取り付けられ、使用されるので、光走査ユニット１０の横方向の移動を阻害することなく、かつ光走査ユニットの移動に伴なって変形する形態であることを特徴とする。そのため、第１の実施形態におけると同様の効果を得ることができる。これにより、弾性部材を、それらの方式を部分的に組み合わせて用いることも可能である。
【００６４】
さらに、光走査ユニット１０の一方側のみ弾性部材を用いて、他方側に弾性部材を用いることなく、ネジおよび補助部材によって取り付けることも可能である。このような構造は、画像形成装置３０の本体内部における光走査ユニット１０の配置の状況にも依存し、光走査ユニット１０の一方の側でのネジ締めが容易である場合など、上述した構造を、作業性を基準に選択することが可能である。
【００６５】
また、弾性部材の取捨選択における自由度を多くすることができるので、光走査ユニット１０を画像形成装置３０本体に着脱するための移動方向も任意に選択することが可能になる。したがって、画像形成装置３０本体の構成上の都合や光走査ユニット１０の形状に関する都合によって、ステーに対してスライド移動させる方向を決定することができる。
【００６６】
さらに、この第２の実施形態による弾性部材を採用することにより、光走査ユニット１０への弾性部材の取捨選択に自由度を大きくすることができるため、本体内の部品レイアウトの自由を増加させるとともに、光走査ユニット１０をより一層簡便で容易に着脱可能なものとすることが可能となる。
【００６７】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、これらの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００６８】
なお、以上説明した実施形態においては、画像形成装置の構成例として複写機が挙げられているが、これに限定する趣旨ではなく、プリンタ、ファクシミリ、フルカラー複写機、モノクロ複写機などのスライド式で脱着可能な光走査ユニットを備えたものに適用することが可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による画像形成装置によれば、所定方向に移動させて着脱可能に構成された光走査ユニットの少なくとも１箇所以上の部分に、一体的に弾性部材を設けるようにしていることにより、画像形成装置における光走査ユニットを、スライド方式を採用して着脱する場合に、その着脱を容易に行うことができるとともに、光走査ユニットを、所定の位置に安定して密着固定させることができ、これによって光走査ユニット本来の性能を十分に発揮し易くし、良好な書き込み画像品質を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による光走査ユニットにおける設置前の状態を示す側面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による光走査ユニットにおける設置時の状態を示す側面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による光走査ユニットの斜視図である。
【図４】この発明の第２の実施形態による各種の弾性部材を有する光走査ユニットを示す側面図である。
【図５】従来技術による画像形成装置を示す略線図である。
【図６】従来技術による光走査ユニットおよび感光体ドラムを示す略線図である。
【符号の説明】
２，３  弾性部材
４，５１  ネジ
５  コイルバネ
６  接触板
７  ゴム部材
８  合成樹脂部材
１０  光走査ユニット
１２  基準足
１３  基準ピン
１４  延長板
１６  レーザユニット
１８  シリンダレンズ
１９  ポリゴンミラー
２０  光学箱
２１，２２  走査レンズ
２５，２６，２７  折り返しミラー
２８  照射窓
２９  長尺シリンダレンズ
３０  画像形成装置
３２  リーダユニット
３３  画像情報コントローラー
３５  帯電器
３６  現像ユニット
３７  転写ユニット
３８  感光体ドラム
４０  定着器
４２  用紙
４３，４４，４５  給紙搬送ローラ
４９  補助部品
５０  本体嵌合部
５２  本体基準ステー
５３  嵌合穴
５４  係止補助部材
【図１】
0003647411.tif 000002
【図２】
0003647411.tif 000003
【図３】
0003647411.tif 000004
【図４】
0003647411.tif 000005
【図５】
0003647411.tif 000006
【図６】
0003647411.tif 000007