(57)【要約】【課題】光走査装置の光走査方向を一定に維持することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】少なくとも二つの締結部１３３を有する光走査装置１３０と、締結部に対応する本体締結部１７１を有する本体フレーム１７０とを含む画像形成装置１において、締結部および本体締結部のうちの少なくとも一つは、締結部と本体締結部との締結に伴う相対変形を制限するように設けられた変形制限領域１７３を含む。かかる構成によれば、締結部と本体締結部との間で生じる相対変形が変形制限領域により制限されるので、相対変形に伴う光走査装置の光走査方向のずれが抑制され、光走査方向が一定に維持される。【選択図】図４ａ
2008020883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの締結部を有する光走査装置と、前記締結部に対応する本体締結部を有する本体フレームとを含む画像形成装置において、
前記締結部および前記本体締結部のうちの少なくとも一つは、前記締結部と前記本体締結部との締結に伴う相対変形を制限するように設けられた変形制限領域を含むことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
前記変形制限領域は、板面から所定の長さで切り取り形成された変形制限孔を含むことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記締結部および前記本体締結部のうちのいずれか一つは自由端を含み、
前記締結部および前記本体締結部のうちの他の一つは前記自由端に対応する変形制限孔を含むことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記変形制限孔は“コ”字状に設けられることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光走査装置は、ケーシングと、前記ケーシングから延長形成されて自由端を形成する締結部とを含み、
前記本体締結部は、前記自由端と同一の方向に延設された本体自由端を含むことを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記変形制限領域は、前記相対変形の方向を制限するように、板面に所定の長さで突出形成された少なくとも一つのリブを含むことを特徴とする、請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記リブは前記自由端と同一の方向に延設されることを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記締結部と前記本体締結部とはボルトによって締結され、
前記締結部には、前記ボルトの直径より大きい挿入孔が形成され、
前記本体締結部には、前記ボルトのねじ山に結合される雌ねじ部が形成されることを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記締結部と前記ボルトとの間には、前記ボルトのボルト頭の直径の１．５倍以上の直径を有するワッシャが介在されることを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記変形制限領域は、前記締結部と前記本体締結部との間に介在され、互いの相対変形を制限する変形制限部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記本体締結部を支持する支持フレームをさらに含み、
前記本体締結部と前記支持フレームとの間に前記変形制限部材が介在されることを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記変形制限部材は、前記本体締結部の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する部材で構成されることを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記支持フレームは、前記締結部の熱膨張係数より小さい熱膨張係数を有する部材で構成されることを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
光源と、前記光源から放射された光を所定の感光体に走査するポリゴンミラーとを含む光走査装置において、
前記光源および前記ポリゴンミラーを収容し、所定の本体フレームと締結される少なくとも二つの締結部を有するケーシングを含み、
前記締結部は、前記本体フレームとの締結に伴う相対変形を制限するように、板面に所定の長さで切り取り形成された変形制限孔を含むことを特徴とする、光走査装置。
【請求項１５】
前記締結部は前記本体フレームとのねじ結合のための結合孔を有し、前記変形制限孔は前記結合孔の周縁領域に“コ”字状に設けられることを特徴とする、請求項１４に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、より詳しくは光走査装置の結合構造を改善した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、ホストで保存された画像データを出力信号によって用紙に可視化する装置をいう。このような画像形成装置は、静電潜像（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｌａｔｅｎｔ  Ｉｍａｇｅ）が形成される感光体と、感光体上に現像剤を選択的に現像する現像ローラと、感光体上に現像された現像剤を用紙に転写させるための転写手段などを備えて、所望の画像を用紙に可視化する。このような方式を電子写真方式という。電子写真方式の画像形成装置は、例えば、プリンタ、コピー機、複合機などである。
【０００３】
図１は、一般的な電子写真方式の画像形成装置１の構成を示す断面図である。図示したように、電子写真方式の画像形成装置１は、用紙Ｐを積載する給紙部１０と、給紙部１０から供給された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部４０と、画像形成部４０で塗布された現像剤に熱と圧力を加えて用紙Ｐの表面に定着させる定着部５０と、画像が形成された用紙Ｐを外部に排出する排紙部６０とからなる。
【０００４】
画像形成部４０は、画像データの画像情報を光信号として取得し、感光体２２の表面に静電潜像を形成させる光走査装置３０と、光走査装置３０によって形成された感光体２２の静電潜像に現像剤を塗布する現像ローラ２３と、用紙Ｐと接触して現像剤を塗布し、用紙Ｐに画像を可視化する感光体２２を含む現像カートリッジ２０とを含む。
【０００５】
このような構成を有する従来の画像形成装置１は、用紙Ｐに現像剤を定着させる定着部５０のヒーティングローラ５３によって内部に熱が発生する。また、高速で回転するポリゴンミラー３５を含む光走査装置３０によっても内部に熱が発生する。
【０００６】
これにより、ケーシング７０の内部のフレーム（図示せず）と光走査装置３０には、熱による変形が発生する。特に、図２に示すように、光走査装置３０を支持する本体フレーム７１と、本体フレーム７１に結合される光走査装置３０の結合部３８とでは、熱による変形方向が互いに異なる。つまり、本体フレーム７１の自由端部ではＡ方向に熱変形が発生し、光走査装置３０の結合部３８の自由端部ではＢ方向に熱変形が発生する。これにより、光走査装置３０と本体フレーム７１とのねじ結合部の間には剪断力が発生するようになり、曲がりや捩れなどの変形を生じる。また、このような変形により、光走査装置３０が感光体２２に走査する光の走査方向がずれることで画像品質の低下が発生する。
【０００７】
このような問題点を解決するために、下記特許文献１は、図３に示すように光走査装置３０の内部に空気が疏通できる空気流動空間３９を備え、光走査装置３０の内部の温度上昇を抑制することにより、熱による変形を抑制している。しかし、下記特許文献１は、空気の循環によって光走査装置３０のケーシング３７の内部の熱変形を抑制することができるが、本体フレーム７１と光走査装置３０の結合部３８との間の熱変形を抑制することができないため、光走査方向がずれるという問題点は解決できなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２０５７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光走査装置の光走査方向を一定に維持することができる、新規かつ改良された画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、少なくとも二つの締結部を有する光走査装置と、締結部に対応する本体締結部を有する本体フレームとを含む画像形成装置が提供される。本画像形成装置において、締結部および本体締結部のうちの少なくとも一つは、締結部と本体締結部との締結に伴う相対変形を制限するように設けられた変形制限領域を含む。
【００１１】
かかる構成によれば、締結部と本体締結部との間で生じる相対変形が変形制限領域により制限されるので、相対変形に伴う光走査装置の光走査方向のずれが抑制され、光走査方向が一定に維持される。
【００１２】
また、上記変形制限領域は、板面から所定の長さで切り取り形成された変形制限孔を含むようにしてもよい。
【００１３】
また、上記締結部および本体締結部のうちのいずれか一つは自由端を含み、締結部および本体締結部のうちの他の一つは自由端に対応する変形制限孔を含むようにしてもよい。
【００１４】
また、上記変形制限孔は“コ”字状に設けられるようにしてもよい。
【００１５】
また、上記光走査装置は、ケーシングと、ケーシングから延長形成されて自由端を形成する締結部とを含み、本体締結部は、自由端と同一の方向に延設された本体自由端を含むようにしてもよい。
【００１６】
また、上記変形制限領域は、相対変形の方向を制限するように、板面に所定の長さで突出形成された少なくとも一つのリブを含むようにしてもよい。
【００１７】
また、上記リブは自由端と同一の方向に延設されるようにしてもよい。
【００１８】
また、上記締結部と本体締結部とはボルトによって締結され、締結部には、ボルトの直径より大きい挿入孔が形成され、本体締結部には、ボルトのねじ山に結合される雌ねじ部が形成されるようにしてもよい。
【００１９】
また、上記締結部とボルトとの間には、ボルトのボルト頭の直径の１．５倍以上の直径を有するワッシャが介在されるようにしてもよい。
【００２０】
また、上記変形制限領域は、締結部と本体締結部との間に介在され、互いの相対変形を制限する変形制限部材を含むようにしてもよい。
【００２１】
また、上記本体締結部を支持する支持フレームをさらに含み、本体締結部と支持フレームとの間に変形制限部材が介在されるようにしてもよい。
【００２２】
また、上記変形制限部材は、本体締結部の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する部材で構成されるようにしてもよい。
【００２３】
また、上記支持フレームは、締結部の熱膨張係数より小さい熱膨張係数を有する部材で構成されるようにしてもよい。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によれば、光源と、光源から放射された光を所定の感光体に走査するポリゴンミラーとを含む光走査装置に画提供される。本光走査装置は、光源およびポリゴンミラーを収容し、所定の本体フレームと締結される少なくとも二つの締結部を有するケーシングを含み、締結部は、本体フレームとの締結に伴う相対変形を制限するように、板面に所定の長さで切り取り形成された変形制限孔を含む。
【００２５】
かかる構成によれば、締結部と本体フレームとの間で生じる相対変形が変形制限孔により制限されるので、相対変形に伴う光走査装置の光走査方向のずれが抑制され、光走査方向が一定に維持される。
【００２６】
また、上記締結部は本体フレームとのねじ結合のための結合孔を有し、変形制限孔は結合孔の周縁領域に“コ”字状に設けられるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように、本発明によれば、光走査装置の光走査方向を一定に維持することができる画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２９】
本発明による画像形成装置１は、用紙Ｐを積載する給紙部１０と、給紙部１０から供給された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部４０と、画像形成部４０で塗布された現像剤に熱と圧力を加えて用紙Ｐの表面に定着させる定着部５０と、画像が形成された用紙Ｐを外部に排出する排紙部６０と、これらを収容する本体ケーシング７０とを含む。本体ケーシング７０は、内部に各構成を支持する本体フレーム１７０（図４ａ参照）を含む。
【００３０】
画像形成部４０は、用紙Ｐに現像剤を塗布して画像を形成させる現像カートリッジ２０と、現像カートリッジ２０の感光体２２に光を走査する光走査装置３０とを含む。
【００３１】
光走査装置３０は、光源３１と、光源３１から放射された光の経路を変更してポリゴンミラー３５に入射させる多数のミラー３３と、回転して感光体２２に光を走査するポリゴンミラー３５と、ポリゴンミラー３５を駆動させる駆動部３６とを含む。光走査装置３０は、これらを収容するケーシング１３１（図５ａ参照）と、ケーシング１３１の両側に備えられて本体フレーム１７０と結合される締結部１３３とを含む。
【００３２】
締結部１３３は、図５ａに示すように、ケーシング１３１から延長形成されて一側が自由端を形成するように備えるか、またはケーシング１３１自体に直接備えることも可能である。締結部１３３は、ケーシング１３１の両側にそれぞれ備えるか、または両側に複数で備えることができる。ここで、締結部１３３は、本体フレーム１７０との結合方法によってその形状が相異なるように備えることができる。つまり、接着による結合、ピンによる結合、リベットによる結合などの結合方法に対応する形状を有する。
【００３３】
本発明の好ましい実施形態による光走査装置１３０は、本体フレーム１７０とねじ結合される。このため、締結部１３３は、ねじ２１０が挿入できる挿入孔１３５を有する。挿入孔１３５の半径Ｒ４は、ねじ２１０の雄ねじ部２１３の半径Ｒ３より所定の長さで大きく備えられることが、雄ねじ部２１３と挿入孔１３５との接触面を減らして締結部１３３の熱変形量を抑制させることができるので好ましい。
【００３４】
一方、挿入孔１３５とねじ頭部２１１との間に介在されるワッシャ２２０の半径Ｒ２を、ねじ頭部２１１の半径Ｒ１に比べて１．５倍以上大きく備えることが、ねじ２１０の締結力を減少させることができるので好ましい。つまり、ワッシャ２２０と締結部１３３との接触面積を広げることで、ねじ頭部２１１に集中する荷重を分布荷重としてねじ２１０の締結力を分散させることができる。
【００３５】
本発明の一実施形態による本体フレーム１７０は、図４ａに示すように、光走査装置１３０の締結部１３３に結合される本体結合部１７１を含む。本体結合部１７１は、締結部１３３の挿入孔１３５に対応して雄ねじ部２１３が挿入される本体挿入孔１７５を含む。本体挿入孔１７５は雄ねじ部２１３の直径と実質的に同一に備えられ、内側に雄ねじ部２１３に対応する雌ねじが形成される。
【００３６】
一方、本体結合部１７１は、本体の内部の熱によって発生する支持フレーム１７０の変形Ｚが、本体結合部１７１に伝達されることを制限する変形制限孔１７３を含む。変形制限孔１７３は、支持フレーム１７０で発生した熱変形が本体結合部１７１に伝達されることを制限するだけでなく、本体結合部１７１で発生した熱変形が本体フレーム１７０に伝達されることも制限する。
【００３７】
ここで、本体結合部１７１は、変形制限孔１７３によって、定着部５０などで発生する熱によって熱変形が発生する本体フレーム１７０の自由端部Ｙと反対になる方向に、他の自由端部Ｘを有する。これにより、従来の本体フレーム１７０の自由端部Ｙに集中していた熱変形が、本体結合部１７１の自由端部Ｘと分離して発生するので、本体フレーム１７０の熱変形量を抑制することができる。
【００３８】
一方、図５ａに示すように、変形制限孔１７３によって形成される自由端Ｘの方向を、光走査装置１３０の締結部１３３の自由端ｍの方向と同一の方向に備えることが好ましい。これは、本体の内部の熱によって光走査装置１３０の締結部１３３と本体フレーム１７０が伸長する場合、締結部１３３の自由端ｍの方向と本体結合部１７１の自由端部Ｘの方向が同一であるため、同一の方向に熱変形が発生するので、ねじが結合される挿入孔１３５、１７５に剪断力が発生せず、これによる変形が発生しないためである。
【００３９】
ここで、変形制限孔１７３は、図４ａに示すように“コ”字状に備えられ、別途の自由端部Ｘを形成するように備えられることも可能であり、相互平行して一定の長さを有する複数の孔として備えられ、一方向への熱変形を防止することもできる。これだけでなく、変形制限孔１７３の形状は光走査装置１３０と本体フレーム１７０との結合方法に対応するように、熱変形による本体結合部１７１の伸長方向と光走査装置１３０の締結部１３３の伸長方向とを一致させることができるその他の形状でも可能である。
【００４０】
一方、変形制限孔１７３の横の長さＬ１と縦の長さＬ２は、締結部１３３と本体フレーム１７０とを結合させる結合手段の種類と大きさによって適切に備えられることが好ましい。本発明の好ましい実施形態であるねじ結合の場合、ワッシャ２２０の面積と同一であるか、所定の面積だけ大きく備えられることが、締結部１３３で発生する変形が変形制限孔１７３を通じて適切に制限されるので好ましい。一方、変形制限孔１７３の横の長さＬ１と縦の長さＬ２が大きすぎる場合、変形制限孔１７３で囲まれる範囲で発生する変形によって締結部１３３に顕著な変形が発生する場合があるので好ましくない。
【００４１】
そして、この場合、光走査装置１３０の締結部１３３と本体結合部１７１の材質は、同一のものであることが好ましい。これは、互いに異なる材質が用いられた場合、熱膨張係数の相互差によってねじ結合部における熱変形量が相異なって剪断力が発生する場合があるためである。
【００４２】
一方、本体結合部１７１の下端部には、図４ｂに示すように、本体結合部１７１の強度を補強するための補強リブ１７７が備えられる。補強リブ１７７は、変形制限孔１７３によって低下した本体フレーム１７０の強度を補強するために備えられる。ここで、補強リブ１７７は自由端Ｘの方向に備えられることが、本体結合部１７１内で発生した熱変形の方向を自由端Ｘの方向で制限するので好ましい。
【００４３】
補強リブ１７７の厚さは、本体結合部１７１の厚さを考慮して適切に備えることが好ましい。また、補強リブ１７７は所定の間隔で複数で備えられることがさらに好ましい。
【００４４】
上述した実施形態においては、締結部１３３がケーシング１３１から延長形成された場合を記載しているが、締結部１３３がケーシング１３１に直接備えられた場合にも適用が可能である。つまり、ケーシング１３１の板面にねじの結合する結合孔が備えられ、結合孔の周縁領域に変形制限孔１７３が備えられても良い。
【００４５】
このような構成を有する本発明による光走査装置１３０は、図５ａに示すように、変形制限孔１７３によって本体結合部１７１内に光走査装置１３０の締結部１３３の自由端ｍと同一の方向の自由端Ｘが備えられるので、本体の内部の熱と光走査装置１３０の内部で発生した熱変形が、点線で示したように同一の方向に発生する。これにより、ねじ締結部の周辺に剪断力が発生しないので、曲がりや捩れなどの変形が生じない。これにより、光走査装置１３０の光走査方向が常時一定に維持され、画像品質を維持することができる。
【００４６】
一方、本発明の他の実施形態による本体フレーム１７０は、図５ｂに示すように、本体結合部１７６の下部に本体結合部１７６を補強する支持フレーム１７７を備え、本体結合部１７６と支持フレーム１７７との間に互いの相対変形を制限する変形制限部材１７８を介在する。
【００４７】
変形制限部材１７８は、締結部１３３の熱膨張係数α２より小さく、本体結合部１７６の熱膨張係数α１より小さい熱膨張係数α３を有する部材として備えることが好ましい。これによって、本体結合部１７６の熱膨張によって締結部１３３と反対方向の熱変形が発生する場合、変形制限部材１７８では本体結合部１７６より大きい熱変形が本体結合部１７６の方向に発生する。これにより、締結部１３３における熱変形方向と本体結合部１７６における熱変形方向とが同一になる。
【００４８】
上述したように、本発明の好ましい実施形態は、締結部１３３の自由端ｍと同一の方向の自由端Ｘを形成するように、変形制限孔１７３を形成して締結部１３３と本体結合部１７１の熱変形の発生方向を同一にしている。
【００４９】
一方、本発明の他の実施形態は、本体結合部１７６に変形制限孔１７３を備え難い場合、本体結合部１７６の下部に支持フレーム１７７を備え、支持フレーム１７７と本体結合部１７６との間に本体結合部１７６の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する変形制限部材１７８を介在させ、締結部１３３と本体結合部１７６との熱変形の発生方向を同一にしている。
【００５０】
これにより、締結部１３３と本体結合部１７６との間の変形量を抑制し、光走査装置１３０の光走査方向を一定に維持することで、画像品質を一定に維持することができる。
【００５１】
本発明によれば、光走査装置１３０と結合される本体フレーム１７０に変形を制限する変形制限孔１７３を備えることによって、光走査装置１３０の結合部１３３の変形を最小化することができる。
【００５２】
また、本体フレーム１７０の下部に支持フレーム１７７を備え、本体フレーム１７０の変形を制限する変形制限部材１７８を備えることによって、光走査装置１３０の結合部１３３の変形を最小化することができる。
【００５３】
これにより、長時間の使用によっても結合部１３３の変形が抑制されるので、光走査装置１３０の光走査方向が一定に維持され、一定の画像品質を維持することができる画像形成装置１が提供される。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５５】
例えば、上述した変形制限孔１７３と変形制限部材１７８は、本体フレーム１７０に備えられたが、光走査装置１３０のケーシング１３１または結合部１３３に備えられることも可能である。
【００５６】
また、上述した変形制限孔１７３と変形制限部材１７８は、光走査装置１３０と本体フレーム１７０だけでなく、現像カートリッジと現像カートリッジを支持する本体フレーム１７０、ヒーティングローラおよびプレッシングローラとこれらを支持する本体フレーム１７０などにも用いられ、本体の内部の熱によって発生する熱変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】一般的な画像形成装置の構造を示す概略図である。
【図２】従来の光走査装置の結合構造を示す断面図である。
【図３】従来の光走査装置の構成を示す概略図である。
【図４ａ】本発明の第１実施形態による光走査装置の結合構造を概略的に示す斜視図である。
【図４ｂ】本発明の第１実施形態による光走査装置の結合構造を概略的に示す背面斜視図である。
【図５ａ】本発明の第１実施形態による光走査装置の結合構造を示す断面図である。
【図５ｂ】本発明の第２実施形態による光走査装置の結合構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    画像形成装置
１３０    光走査装置
１３１    ケーシング
１３３    結合部
１３５    挿入孔
１７０    本体フレーム
１７１    本体結合部
１７３    変形制限孔
１７５    本体挿入孔
１７７    支持フレーム
１７８    変形制限部材
【図１】
2008020883.tif 000003
【図２】
2008020883.tif 000004
【図３】
2008020883.tif 000005
【図４ａ】
2008020883.tif 000006
【図４ｂ】
2008020883.tif 000007
【図５ａ】
2008020883.tif 000008
【図５ｂ】
2008020883.tif 000009