(57)【要約】【課題】本発明は、経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対して光走査装置が追随して変形せず、経時的に安定した画像情報を像担持体に書込み可能な光走査装置、及び経時的に安定した画像形成が可能となる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の光走査装置は、光を発する光源と、この光源からの光を偏向する偏向器と、偏向器により偏向された光を像面上に結像する１つ以上の結像素子と、これらの光学部材を収容して本体フレームに取り付けられる光学箱とを有している。そして、本発明の光走査装置は、光学箱を本体フレームに弾性体を介して締結する締結部材を有することに特徴がある。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源と、該光源からの光を偏向する偏向器と、偏向器により偏向された光を像面上に結像する１つ以上の結像素子と、これらの光学部材を収容して本体フレームに取り付けられる光学箱とを有する光走査装置において、
前記光学箱を前記本体フレームに弾性体を介して締結する締結部材を有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記締結部材の数ｎ（ｎは正の整数）はｎ≧３であり、前記弾性体を介して保持されている箇所の数ｍ（ｍは正の整数）はｍ≦ｎ−２であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記弾性体は、前記本体フレームの対向面と本体フレームの間にある第１の弾性体と、前記締結部材の締結部と前記光学箱の対向面との間にある第２の弾性体と含んで構成し、前記第１，第２の弾性体は圧縮弾性変形していることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光学箱は一体的に成形された成形品であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光学箱は、少なくとも２つ以上の部材から構成される複合型光学箱であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記複合型光学箱の各部材の材質は異なることを特徴とする請求項５３記載の光走査装置。
【請求項７】
像担持体上を光走査することによって像担持体上に潜像を形成する光走査装置と、潜像を顕像化する顕像手段とを具備する画像形成装置であって、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光走査装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光走査装置及び画像形成装置に関し、詳細にはデジタル複写機、レーザプリンタ等の光学的な画像書込系に用いられる光走査装置、及びこの光走査装置を用いた、モノクロ画像形成装置又は複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を含む画像形成装置に関するもので、特に光学部品とそれを保持する光学箱からなる光走査装置を本体に締結／固定する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カールソンプロセスといわれる電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、像担持体としての例えば感光体ドラムの回転に従って、感光体ドラム表面への均一な帯電、露光による潜像形成、現像、転写、定着、というようなプロセスが順に実行されて画像が形成される。モノクロ画像形成装置では、１つの像担持体を用いてモノクロ画像が形成される。多色画像形成装置には、１つの像担持体を用いたものと、多色対応方式と称して、複数の像担持体を転写体の搬送方向に沿って配列することにより各色の画像形成ステーションを備えたものがある。１つの像担持体を用いたものは、像担持体を多数回（例えば４回）回転させ、１回の回転ごとに異なった色のトナー像を形成し、各色のトナー像を重ね合わせることによってカラー画像を形成するようになっている。タンデム方式の多色画像形成装置では、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねることによりカラー画像を形成するようになっている。
【０００３】
このような画像形成装置に搭載されている光走査装置は、画像形成装置において像担持体に潜像を形成させるために用いられる。光走査装置は、光束を出射する光源手段と、光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、光源手段から出射した光束を上記偏向手段に入射させる入射光学系と、偏向手段により偏向走査された光束を像担持体の表面に結像させる１つまたは複数の光学素子からなる結像素子と、それらを位置決め保持する光学箱を備えている。
【０００４】
ところで、近年の多色画像形成装置では、上述したタンデム方式が広く採用されている。更に、タンデム方式においても、１つの光走査装置から像担持体の個数分の光束を出射させて各色に対応した画像の潜像を各像担持体に形成するもの、像担持体の数に応じて光走査装置を配置して各光走査装置から出射される光束により各色に対応した画像の潜像を各像担持体に形成するものがある。なお、上述した光走査装置及び多色画像形成装置に関しては、像担持体１つに対して１つの光束が出射される場合を想定しているが、画像形成の高速化や画像の高密度化のために、像担持体１つに対して２つ以上の光束を出射して同時に複数の光束で走査する所謂マルチビームの場合もある。
【０００５】
一方、従来のモノクロ画像形成装置では、プリントされた画像の傾きや曲がりを経時的にも極力避けることが課題となっていたが、多色画像形成装置においては各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねるので、各色の傾きや曲がりが経時的に変化した場合にはそれが色ずれなどとなって目立つようになる画像異常といった問題点を有している。
【０００６】
この問題点に対して、特許文献１では、Ｆθレンズの光軸を挟んで左右対称に箱を形成する発明が開示され、それによって色ずれを抑制した光走査装置を提供しているが、本体レイアウトとの関係で左右対称な箱にすると本体が大型化したりする場合がある。また、特許文献２では、本体ステイと光学箱を固定する固定部以外で、本体ステイと光学箱の間に振動による変位を抑止する振動低減部を設けている。更に、特許文献３には、回転多面鏡の振動や画像形成装置の駆動による振動を、光学箱の保持位置や形状により効果的に低減する光走査装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２７０５７４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５７８５号公報
【特許文献３】特開２００３−１４００７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、色ずれなどの画像異常の発生は、像担持体に潜像を形成するための光走査装置と像担持体の位置関係に起因する。すなわち、本体の組立工程において光走査装置と像担持体の位置関係を良好に調整し色ずれなどの発生を押えたとしても、経時的な機内温度変化や外力によって光走査装置と像担持体の位置関係が変化することによって発生する場合があった。特に、光走査装置は、本体の組立工程において本体フレームにネジなどで固定されるが、本体フレームが機内温度変化や外力によって経時的にゆがんだりねじれたりする場合には光走査装置がそれに追随してゆがみ、結果的に像担持体上の潜像が傾いたり曲り、それがトナー像と重なったカラー画像においては色ずれなどの画像異常となる。
【０００８】
しかし、特許文献１〜３の従来例によれば、光走査装置内のモータや画像形成装置本体のモータが高速回転し、それらの振動による変位を抑えることができるが、上述したような経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変化に対する光走査装置の追随を少なくすることはできなかった。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決しようとするものであり、経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対して光走査装置が追随して変形せず、経時的に安定した画像情報を像担持体に書込み可能な光走査装置、及び経時的に安定した画像形成が可能となる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記問題点を解決するために、本発明の光走査装置は、光を発する光源と、この光源からの光を偏向する偏向器と、偏向器により偏向された光を像面上に結像する１つ以上の結像素子と、これらの光学部材を収容して本体フレームに取り付けられる光学箱とを有している。そして、本発明の光走査装置は、光学箱を本体フレームに弾性体を介して締結する締結部材を有することに特徴がある。よって、経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対しても光走査装置が追随して変形しないために、経時的に安定した画像情報を像担持体に書込み可能な光走査装置を提供することができる。
【００１１】
また、締結部材の数ｎ（ｎは正の整数）はｎ≧３であり、弾性体を介して保持されている箇所ｍ（ｍは正の整数）はｍ≦ｎ−２であることが好ましい。
【００１２】
更に、弾性体は、本体フレームの対向面と本体フレームの間にある第１の弾性体と、締結部材の締結部と光学箱の対向面との間にある第２の弾性体と含んで構成し、第１，第２の弾性体は圧縮弾性変形している。よって、相互の弾性変形によって本体フレームと光学箱の締結関係は保持され、経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対しても光走査装置の光学箱が追随して変形しない。
【００１３】
また、光学箱は一体的に成形された成形品で、あるいは少なくとも２つ以上の部材から構成される複合型光学箱であっても、経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対しても光走査装置の光学箱が追随して変形しない。
【００１４】
更に、複合型光学箱の各部材の材質は異なることについても経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対しても光走査装置の光学箱が追随して変形しない。
【００１５】
また、別の発明としての画像形成装置によれば、上記光走査装置を搭載することに特徴がある。よって、経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対しても光走査装置が追随して変形しないために、経時的に安定した画像形成が可能となる画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、経時的な本体フレームのねじれやゆがみといった極めて低周波的な変形に対しても光走査装置が追随して変形しないために、経時的に安定した画像情報を像担持体に書込み可能な光走査装置、及び当該光走査装置を搭載して経時的に安定した画像形成が可能となる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態例に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す画像形成装置は、１つの光走査装置から４つの像担持体に光束を出射させて各色に対応した画像の潜像を各像担持体に形成する多色画像形成装置である。画像形成装置１００は、中間転写体としての中間転写ベルト１０１を有しており、当該中間転写ベルト１０１の移動方向に沿って像担持体としての感光体ドラム１０２〜１０５を備えた各画像ステーションが並列配置されている。感光体ドラム１０２を有する画像ステーションではイエロー（Ｙ）のトナー画像が、感光体ドラム１０３を有する画像ステーションではマゼンタ（Ｍ）のトナー画像が、感光体ドラム１０４を有する画像ステーションではシアン（Ｃ）のトナー画像が、感光体ドラム１０５を有する画像ステーションではブラック（Ｂｋ）のトナー画像がそれぞれ形成される。
【００１８】
ここではイエローのトナー画像を形成する画像ステーションを主として説明すると、感光体ドラム１０２の周囲には、感光体ドラム１０２の表面を一様に帯電する帯電チャージャ１０６Ｙ、光走査装置２００により形成された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ１０７Ｙを備えた現像装置１０８Ｙ、感光体ドラム１０２上のトナー画像を中間転写ベルト１０１に一次転写するための図示しない一次転写ローラ、転写後感光体ドラム１０２上に残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニング手段１０９Ｙが配置されている。他の画像ステーションにおいても同様の構成を有しているので、色別のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを付して区別し、説明は省略する。以下の説明においては色別のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを付さずに共通構成として説明する。
【００１９】
先ず、感光体ドラム１０２〜１０５へは、後述するように、ポリゴンミラーの１面毎の走査により複数ライン（本実施の形態例では２ライン）同時に潜像形成が行われる。そして、中間転写ベルト１０１は、ローラ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ間に掛け回されて支持されており、図中の矢印Ａの方向に回転する。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が中間転写ベルト１０１上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２０】
そして、記録媒体としての記録紙Ｓは、給紙トレイ１１１から給紙コロ１１２により最上のものから順に１枚ずつ給紙され、レジストローラ対１１３により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて転写部位へ送り出される。中間転写ベルト１０１上の重ね合わされたカラー画像は、転写部位で２次転写手段としての２次転写ローラ１１４により記録紙Ｓ上に一括転写される。カラー画像を転写された記録紙Ｓは、定着ローラ１１５と加圧ローラ１１６を有する定着装置１１７へ送られ、ここでカラー画像が定着される。定着を終えた記録紙Ｓは排紙ローラ対１１８により画像形成装置本体の上面に形成された排紙トレイ１１９に排出されてスタックされる。
【００２１】
図２は図１の光走査装置の構成を示す平面図である。同図に示す光走査装置２００は、４つの光源２０１〜２０４と、各光源２０１〜２０４からの光束を偏向走査する光偏向器としてのポリゴンミラー２０５に導く光学素子２０６〜２０９、光源２０２，２０３からの光束をポリゴンミラー２０５に導くための反射ミラー２１０，２１１、また対称な２方向に振り分けて偏向走査する光偏向器としてのポリゴンミラー２０５と、このポリゴンミラー２０５を中心にして２方向に対称に配置されポリゴンミラー２０５により偏向走査される複数の光束をそれぞれ対応する各感光体ドラム（図示せず）における被走査面上に導いて結像させる光学系としての結像用レンズ２１２，２１３、光路折り返し用ミラー２１４〜２１７等の光学部材を備えており、これらの構成部材が筐体としての平たい箱型をした密閉状の光学箱２１８内に収められ、図示しない蓋により密閉されている。
【００２２】
ここで、光学箱２１８は、ポリゴンミラー２０５や光学系が配設される基盤２１９と、基盤２１９の周囲を囲む枠状の側壁２２０とを有し、一体的に成形された樹脂成形品である。そして、光学箱２１８の基盤２１９には光走査装置２００を本体フレームに締結する際の固定部２２１Ａ〜２２１Ｄが設けられており、本体フレームにネジなどで固定される。なお、２２２Ａ、２２２Ｂは光走査装置２００を本体フレームに締結する際の位置決めピンで、本体フレーム側の位置決め穴（丸穴と長穴）に勘合される。
【００２３】
図３は本実施の形態例の光走査装置の光学箱を本体フレームに締結する締結部材の構造を示す断面拡大図である。同図の（ａ），（ｂ）に示すように、光走査装置２００の光学箱２１８の基盤２１９にある固定部２２１における本体フレーム２２３との対向面と本体フレーム２２３の間には第１の弾性体２２４が、固定部２２１と本体取付けネジ２２５の頭部の光走査装置２００の光学箱２１８の対向面との間には第２の弾性体２２６がそれぞれ設けられ、第１の弾性体２２４，第２の弾性体２２６は初期組付け時に圧縮弾性変形されている。ここで、第１の弾性体２２４，第２の弾性体２２６は、具体的にはバネやゴムなどであるがこの限りではない。この第１の弾性体２２４，第２の弾性体２２６によって、外力に対する弾性変形領域が長ければ後述するように本体フレームの経時的な変化に対して弾性体の弾性変形範囲内での弾性体の伸縮が追随でき、光走査装置と像担持体の位置関係が初期状態（図中の長さｄが一定）を保てることになる。つまり、経時変化で本体フレーム２２３が図３の（ｂ）に示すように、光走査装置の光学箱２１８に対して下がった場合、第１の弾性体２２４は初期の圧縮弾性変形が一部開放されて図の上下方向に伸び、一方の第２の弾性体２２６は初期に対して更に圧縮される。よって、本体フレーム２２３が下方へ経時変化しても光学箱２１８の上下方向に位置変化することはない。また、図は省略するが、本体フレーム２２３が上方へ経時変化した場合には第１の弾性体２２４は初期に対して更に圧縮され、一方の第２の弾性体２２６は初期の圧縮弾性変形が一部開放されて図の上下方向に伸びるように変化し、光学箱２１８の上下方向に位置変化することはない。
【００２４】
なお、このような第１の弾性体２２４，第２の弾性体２２６を有する締結部材の取り付ける箇所について、本実施の形態例では固定部２２１Ａ〜２２１Ｄの４点としたが、本体フレーム２２３に光走査装置２００の光学箱２１８を取り付ける場合は２点以下であり、１点が望ましい。即ち、固定部の数ｎ（ｎは正の整数）はｎ≧３である場合、弾性体を介して保持されている箇所の数ｍ（ｍは正の整数）はｍ≦ｎ−２であることが望ましい。それ以上の箇所に第１の弾性体２２４，第２の弾性体２２６を取り付けて固定すると、本体フレームが経時的に変形したときに、光走査装置２００もその変形に倣ってしまうからである。また、第１の弾性体２２４，第２の弾性体２２６を取り付ける箇所は、予め本体フレーム２２３の変形が大きい箇所を予測して、その箇所に最も近い固定部に取り付けることが望ましい。
【００２５】
以上のように、本実施の形態例の光走査装置によれば、圧縮変形された第１と第２の弾性体を介して本体フレームに締結され、その弾性体を使う場所、つまり光走査装置の本体フレームへの締結箇所との関係を規定することで、本体フレームの経時的な（低周波的な）変化に対して光走査装置が追随せず、したがって良好な画像品質が保つことができる。
また、図４に示すように、本体フレーム２２３と第１の弾性体２２４と接触する部分に凹部２２７を設けることにより、組付けの際に凹部２２７に第１の弾性体２２４を収めることで組立性の向上を図ることができる。なお、この凹部２２７は本体フレーム２２３の製作の際に絞り加工などで形成される。また、凹部２２７の深さを調整することで、第１の弾性体２２４の厚さを見込んでの光走査装置２００の像担持体に対する初期の精度の良い位置関係を得ることができる。
【００２６】
次に、上述した本実施の形態例の光走査装置における光学箱は一体的に成形された樹脂成形品の場合であったが、少なくとも２つ以上の部材から構成される複合型光学箱でもよい。その複合型光学箱を図５に示す。同図の複合型光学箱は第１の光学箱３００と第２の光学箱４００より構成されている。第１の光学箱３００は第２の光学箱４００の後ろ側の側壁に設けられた開口部４０１を通して第２の光学箱４００に挿入される。第１の光学箱３００の突起部３０１が、第２の光学箱を構成する前側の板状部材４０２の垂直部に形成された位置決め穴４０３に嵌合される。更に、第１の光学箱３００の手段止め用孔３０２と第２の光学箱４００を構成する後ろ側の板状部材４０４に形成された位置決め孔４０５に、ナットがねじ込まれて締め付けられることにより、第１の光学箱３００が第２の光学箱４００に締結されて一体化されている。このように、少なくとも２つ以上の材質からなる部分箱によって構成された光学箱をここでは複合型箱と呼ぶ。第１の光学箱３００には、図示しない光源、偏向走査手段を構成する回転偏向器、第１の結像素子などが収納され、第２の光学箱４００には第２の結像素子や光路折り返し用ミラーが収納されている。それぞれの部分箱の材質は樹脂あるいは金属よりなっている。
【００２７】
このような複合型光学箱を本体フレームに締結する際にも図３及び図４に示した実施の形態例を用いることで、圧縮変形された第１の弾性体と第２の弾性体を介して本体フレームに締結され、その弾性体を使う場所、つまり光走査装置の本体フレームへの締結箇所との関係を規定することで、本体フレームの経時的な（低周波的な）変化に対して光走査装置が追随せず、したがって良好な画像品質が保たれる。
【００２８】
なお、このような複合型箱を用いると、第１の光学箱を固定部、第２の光学箱を変動部として用い、像担持体の間隔が機種によって変わった場合でも第２の光学箱の変更のみで対応が可能となり、立上げ期間の短縮や、例えば樹脂を用いた場合には上述した実施の形態例に示したような大型の金型の変更が不必要になり、省資源の面からも効果が期待できる。また、本実施の形態例の光走査装置は、偏向器モータが１つの場合であったが、偏向器モータが２つあってもよい。すなわち、１つの光学箱（図５の複合型光学箱も１つの光学箱と考える）に２つの偏向器モータがある場合である。このような場合も多色画像が形成されるので、本発明の効果が期待できる。
【００２９】
なお、本発明は上記各実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態例に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の光走査装置の構成を示す平面図である。
【図３】本実施の形態例の光走査装置の光学箱を本体フレームに締結する締結部材の構造を示す断面拡大図である。
【図４】本実施の形態例の光走査装置の光学箱を本体フレームに締結する締結部材の別の構造を示す断面拡大図である。
【図５】複合型光学箱の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００；画像形成装置、１０１；中間転写ベルト、
１０２〜１０５；感光体ドラム、１０６；帯電チャージャ、
１０７；現像ローラ、１０８；現像装置、
１０９；クリーニング手段、
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ；ローラ、
１１１；給紙トレイ、１１２；給紙コロ、１１３；レジストローラ対、
１１４；２次転写ローラ、１１５；定着ローラ、１１６；加圧ローラ、
１１７；定着装置、１１８；排紙ローラ対、１１９；排紙トレイ、
２００；光走査装置、２０１〜２０４；光源、
２０５；ポリゴンミラー、２０６〜２０９；光学素子、
２１０，２１１；反射ミラー、２１２，２１３；結像用レンズ、
２１４〜２１７；光路折り返し用ミラー、２１８；光学箱、
２１９；基盤、２２０；側壁、２２１Ａ〜２２１Ｄ；固定部、
２２２Ａ、２２２Ｂ；位置決めピン、２２３；本体フレーム、
２２４；第１の弾性体、２２５；本体取付けネジ、
２２６；第２の弾性体、２２７；凹部、３００；第１の光学箱、
４００；第２の光学箱。
【図１】
2008020592.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008020592.tif 000006
【図５】
2008020592.tif 000007