(57)【要約】【課題】振動や熱の影響を受けにくい取付け手段を設けた光学ハウジングを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  略矩形の光学ハウジング１５の長辺方向の両側部の底面１３ｄに、前記光学ハウジングを本体フレームへ取り付けるための取付け手段３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを設け、光学ハウジング１５の長辺方向一端の両側部の取付け手段３０ａ，３０ｂを固定端とするとともに、長辺方向の他端の両側部の取付け手段３０ｃ，３０ｄを自由端とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略矩形の光学ハウジングの長辺方向の両側部の底面に、前記光学ハウジングを本体フレームへ取り付けるための取付け手段を設け、前記光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の前記取付け手段を固定端とするとともに、前記光学ハウジングの長辺方向の他端の両側部の前記取付け手段を自由端とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に前記光学ハウジングを水平方向に調整する調整部を形成する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】
前記光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に前記光学ハウジングを上下方向に調整する調整部を形成する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４】
前記調整部の前記本体フレームとの接触部分を半球状とすることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の取付け手段に前記光学ハウジングを本体フレームへ固定するための固定部材を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記光学ハウジングが樹脂製であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ハウジングに本体フレームへ取り付けるための取付け手段を設けたレーザビームプリンタ、およびデジタル複写機、レーザＦＡＸなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタ、およびデジタル複写機、レーザＦＡＸなどの画像形成装置は、光源からの光ビームを偏向走査する正多角形に形成されたポリゴンミラーと、そのポリゴンミラーによって走査された光ビームを感光体面上に結像するための光学素子（走査レンズ）とを備え、書込み開始位置を決定するために、有効露光領域外の走査開始側に光検知器が設けられている。
【０００３】
このようなレーザビームによる書込み方式の光学素子は、本体フレームに固定されている光学ハウジング内に設置されている。この光学ハウジングは、（１）ハウジングを固定する固定手段によるハウジングのねじれ、（２）ポリゴンモータの発熱による熱変形、（３）画像形成装置内の別のユニットからの熱による熱変形、（４）画像形成装置本体の振動を原因としたジターなどの不具合が発生する。
【０００４】
特に、樹脂製の光学ハウジングを使用する場合には、光学ハウジングの強度や熱変形によるドットの位置ずれといった課題が多い。
また、従来のコピー機などの画像形成装置ではスキャナ部分を開放し、光学ハウジングを本体フレームに取付けることができたが、画像形成装置の小型化に伴い、光学ハウジングを画像形成装置本体の側面から挿入することが多くなった。
【０００５】
そのため、光学ハウジングを固定する際、光学ハウジングのねじれが発生しやすくなってしまうという問題がある。また、タンデムカラー機においては、光学ハウジングのねじれが、各色の感光体と光学ハウジング内の光学素子との配置関係を崩すために、色ずれの原因となっている。
【０００６】
これらの課題を解決するために、光学ハウジングを感光体ドラムの長手方向に関して、回動可能に本体フレームのステーに対して支持固定し、市場において感光体と光学ハウジングとの水平方向の直角度を調整可能とした技術が開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−２２７２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記技術は光学ハウジングを本体フレームを介して感光体に対して水平方向に調整する場合にのみ機能し、本体フレームを介して感光体に対して上下方向に調整することはできないという問題がある。
また、取付け手段を全て本体フレームに固定するため、光学ハウジングが熱変形した場合に、ねじれや歪みが発生し、光学ハウジング内の各光学素子と感光体との位置設定が変化してしまうという問題がある。
そこでこの発明の目的は、振動や熱の影響を受けにくい取付け手段を設けた光学ハウジングを備え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】
【０００８】
請求項１の発明は、略矩形の光学ハウジングの長辺方向の両側部の底面に、前記光学ハウジングを本体フレームへ取り付けるための取付け手段を設け、前記光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の前記取付け手段を固定端とするとともに、前記光学ハウジングの長辺方向の他端の両側部の前記取付け手段を自由端とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明によれば、略矩形の光学ハウジングの長辺方向の両側部の底面に、光学ハウジングを本体フレームへ取り付けるための取付け手段を設け、光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の取付け手段を固定端とするとともに、光学ハウジングの長辺方向の他端の両側部の取付け手段を自由端とすることを特徴とするので、光学ハウジングが熱膨張した場合に、自由端でその歪を解消する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に前記光学ハウジングを水平方向に調整する調整部を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明によれば、光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に光学ハウジングを水平方向に調整する調整部を形成するので、光学ハウジングを容易に水平方向に調整可能となる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に前記光学ハウジングを上下方向に調整する調整部を形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明によれば、光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に光学ハウジングを上下方向に調整する調整部を形成するので、光学ハウジングを容易に上下方向に調整可能となる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の画像形成装置において、前記調整部の前記本体フレームとの接触部分を半球状とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明によれば、調整部の本体フレームとの接触部分を半球状とするので、上下方向の微調整が容易に可能となる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の取付け手段に前記光学ハウジングを本体フレームへ固定するための固定部材を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明によれば、光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の取付け手段に光学ハウジングを本体フレームへ固定するための固定部材を備えるので、光学ハウジングを本体フレームに確実に固定する。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記光学ハウジングが樹脂製であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明によれば、光学ハウジングが樹脂製であるので、安価に画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の取付け手段を固定端とするとともに、光学ハウジングの長辺方向の他端の両側部の取付け手段を自由端とするので、光学ハウジングが熱膨張した場合に、自由端でその歪を解消することができる。また、光学ハウジングが熱膨張した場合に、自由端でその歪を解消することができ、光学ハウジングがねじれることにより発生する特性値悪化（ビームスポット径、走査線傾き、走査線まがり）が原因である画像への影響を少なくすることができ、熱の影響を受けにくい取付け手段を設けた光学ハウジングを備えた画像形成装置を提供することができる。また、光学ハウジングの本体フレームへの取付け手段を、光学ハウジングの長辺方向両側部に設けるので、本体フレームから伝播する振動を原因とする画像への影響を最小にし、振動に強い取付け手段を設けた光学ハウジングを備えた画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に光学ハウジングを水平方向に調整する調整部を形成するので、光学ハウジングを容易に水平方向に容易に調整することができる。また、書込みレーザ光の走査方向に対して、上下方向に調整部を設け、光学ハウジングを取付ける際の微調整が可能であり、書込みレーザ光の傾きの調整ができ、多色画像形成の際の色ずれを低減することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、光学ハウジングの長辺方向の一端の両側部の取付け手段に光学ハウジングを上下方向に調整する調整部を形成するので、光学ハウジングを容易に上下方向に容易に調整することができる。また、書込みレーザ光の走査方向に対して、上下方向に調整部を設け、光学ハウジングを取付ける際の微調整が可能であり、書込みレーザ光の傾きの調整ができ、多色画像形成の際の色ずれを低減することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、調整部の本体フレームとの接触部分を半球状とするので、上下・水平方向の微調整を同時にしかも容易にすることができる。また、光学ハウジングの取付け微調整を行った際に、取り付け面がねじれることを防ぐことができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、光学ハウジングの長辺方向一端の両側部の取付け手段に光学ハウジングを本体フレームへ固定するための固定部材を備えるので、光学ハウジングを本体フレームに確実に固定することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、光学ハウジングが樹脂製であるので、より安価な光学ハウジングを備えた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】
【００２６】
図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのデジタルカラー複写機２０の概略断面図である。デジタルカラー複写機（画像形成装置）２０は、給紙部１９、搬送部２１、画像形成部として略矩形の光学ハウジング１５、書込みレーザ光１６ａ〜１６ｄ、感光体（像担持体）１７ａ〜１７ｄ、転写ベルト１８、定着装置２２、排紙ローラ２３、排紙トレイ２４などを備える。なお、矢印Ａは、転写ベルト１８の移動方向を示している。
【００２７】
そして、給紙部１９から給紙された用紙は、搬送部２１によって画像形成部に搬送され、光学ハウジング１５、書込みレーザ光１６ａ〜１６ｄ、感光体（像担持体）１７ａ〜１７ｄ、転写ベルト１８などによって画像を転写される。その後、定着装置２２にて画像が定着されて、排紙ローラ２３より、排紙トレイ２４に排出される。
【００２８】
図２は画像形成部の要部拡大断面図である。符号１（１ａ，１ｂ）は正多角形の側面に反射ミラーを備え、高速回転によりレーザ光を偏向・走査する２段のポリゴンミラー、２ａ，２ｂはポリゴンモータの防音効果を持たせた防音ガラス、３ａ，３ｂはポリゴンミラー１ａ，１ｂによりビーム走査の等角度運動を等速直線運動へと変えるｆθレンズ、４ａ〜４ｄ，６ａ〜６ｄ，７ａ〜７ｄは感光体へとレーザ光を導くミラー（第１〜第３）、５ａ〜５ｄはポリゴンミラーの面倒れを補正する長尺レンズ、８ａ〜８ｄは光学ハウジング内への塵などの落下を防止する防塵ガラス、１７ａ〜１７ｄは感光体、１３ａは上記光学素子が配置される壁面、１３ｂは光学素子配置面、１１は光学ハウジングを密閉するための上段蓋、１２は下段蓋、１０はポリゴンミラー部分の蓋である。３０ａ，３０ｂは取付手段（固定端）、３０ｃ、３０ｄは取付手段（自由端）であり、Ｂは光学ハウジング１５をデジタルカラー複写機２０に挿入する際、上下方向を抑えて光学ハウジング１５を安定させるためのバネ、ｓは、光学ハウジング１５の位置決めをする支点である。なお、光学ハウジング１５は樹脂製であるので安価な画像形成装置とすることができる。
【００２９】
そして、図３（ａ），（ｂ）に示すように、光学ハウジング１５の長辺方向の両側部の底面１３ｄに、光学ハウジング１５を本体フレームへ取り付けるための取付け手段３０，ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを設け、光学ハウジング１５の長辺方向一端の両側部、即ち図中で左側の取付け手段３０ａ，３０ｂを固定端とするとともに、光学ハウジング１５の長辺方向の他端の両側部、即ち、図中で右側の取付け手段３０ｃ，３０ｄを自由端とする。
【００３０】
なお、この例の場合、光学ハウジング１５をデジタルカラー複写機２０へ挿入する方向の両側部に張り出して設ける。なお、後述するように、光学ハウジング１５の挿入方向手前側の取付け手段３０ａ，３０ｂを固定端とし、挿入方向奥側の取り付手段３０ｃ、３０ｄを自由端とする。これによって、下記表１，２に示すシミュレーション結果により、本体側からの振動に対して、強くすることができる。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
【表２】
2005081812.tif 000004
【００３３】
表１，２では、この例の光学ハウジング１５の形状そのままをモデル１として用い、図４に示すように、矩形の箱状のモデルをモデル２として用いて、共振周波数の比較を行った。なお、表１では、取付け手段（固定端）３０ａ，３０ｂを図３（ｂ）中、向かって左下側に取り付け、取付け手段（自由端）３０ｃ，３０ｄを向かって右上側にした場合をケース１とし、取付け手段（固定端）３０ａ，３０ｂ、取付け手段（自由端）３０ｃ，３０ｄをともに図３（ｂ）中、向かって下側に取り付け場合をケース２とした。そして、モデル１とモデル２の肉厚を２．５〜３．５ｍｍまで変化させたとき、モード１〜１５について、それぞれ、共振周波数と、周波数１ｋＨｚ以下の共振周波数をシミュレーションした。
その結果、共振周波数が大きく、かつ周波数１ｋＨｚ以下の共振周波数の数が少ないケース２のモード１が最も振動を受けにくいことが判った。
【００３４】
表２では、表１と同様のモデル１、モデル２を用いて、ケースＡ〜Ｄについてシミュレーションを行った。なお、ケースＡでは、取付け手段（固定端）３０ａ，３０ｂ、取付け手段（自由端）３０ｃ，３０ｄをともに図４中、上部に取り付け、ケースＢでは中部に取り付け、ケースＣでは下部に取り付けた。そして、ケースＤでは、取付け手段（固定端）３０ａ，３０ｂ、取付け手段（自由端）３０ｃ，３０ｄを表１のケース１と同様にした。
そして、モデル１，２について、それぞれ、モード１〜１５について取付け手段が受ける共振周波数をシミュレーションした。その結果、共振周波数の大きいケースＣのモード１が最も振動を受けにくく最適であることがわかった。
【００３５】
これらのシミュレーション結果から、光学ハウジング１５の取付け手段（固定端）３０ａ，３０ｂ、取付け手段（自由端）３０ｃ，３０ｄの最適取付位置として、長辺方向の両側部の底面１３ｄとした。
【００３６】
ところで、光学ハウジング１５は、不図示のポリゴンモータの発熱や、画像形成装置内の例えば定着ユニットなど別ユニットの熱の影響により、変形してしまう恐れがある。このため、取付け手段３０ａ〜３０ｄにて画像形成装置の本体フレーム３１に光学ハウジング１５を全て固定してしまうと、光学ハウジング１５が熱変形した場合、図５（ａ）の矢印の方向に変形してしまう。
【００３７】
これによって、光学ハウジング１５内の各光学素子と感光体１７ａ〜１７ｄとの設定位置がずれてしまう恐れがある。そして、これによって色ずれが発生してしまうことになる。そこで、図５（ｂ）のように、取付け手段３０ｃ，３０ｄを自由端とすることによって、熱膨張した光学ハウジング１５は、矢印Ａ−Ｂの方向に膨張・収縮可能に変形する。
【００３８】
このとき、光学ハウジング１５内の各光学素子と感光体１７ａ〜１７ｄの設定位置はずれるが、図５（ａ）のように、光学ハウジング１５の取付け手段３０ａ〜３０ｄ全てが本体フレームに対して固定されている状態に比べて少なくなるので、色ずれを軽減させることができる。また、このとき自由端となっている取付け手段３０ｃ、３０ｄは、本体フレーム３１にネジなどで完全には固定しないが、支点ｓにピンを差し込み、かつバネＢで、図３（ｂ）の上下方向にずれにくくなるように規制される。
【００３９】
ところで、図６（ａ）のように、例えば感光体１７ａに対して、光学ハウジング１５が設計値どおりに位置決めされていても、光学ハウジング１５内の各光学素子の部品の取り付け位置に誤差などがあった場合、感光体１７ａ上に照射される書込みレーザ光１６ａが、設計値からずれてしまうことがある。このとき光学ハウジング１５の取付け手段３０ｃ、３０ｄを自由端とすることによって、図６（ｂ）のように、光学ハウジング１５を傾かせて感光体１７ａ上の走査線の照射位置を調整することができる。
【００４０】
なお、上記光学ハウジング１５の右側側面１３ａには、突起を設け、その突起に嵌合する孔を不図示の本体フレーム３１に形成して両者を嵌め合わせることによって支点ｓを形成してもよい。そして、その支点ｓを中心として、光学ハウジング１５を図６（ｂ）のように傾けたり、反対に傾けたりして、感光体１７ａ上に照射される書込みレーザ光１６ａの位置の水平方向の微調整を行う。
【００４１】
固定されている取付け手段３０ａ，３０ｂの本体フレーム３１への設置面が、平面状であると、図６（ｂ）のように、書込みレーザ光１６ａの照射位置の調整を行った際、光学ハウジング１５が歪んで本体フレームに取付くことになってしまう。この調整によって、走査線の傾きが調整できたとしても、光学ハウジング１５内の各光学素子が、各感光体１７ａ〜１７ｄに対して、設計値からずれてしまうために、感光体１７ａ〜１７ｄ上に照射されるビームスポット径が設計値からずれてしまうなど、光学特性値に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００４２】
そこで、図７（ａ）に示すように、光学ハウジング１５の挿入方向手前側の取付け手段３０ａ，３０ｂの本体フレーム３１への接触部分に光学ハウジング１５を上下方向に調整する半球状の調整部３２を形成する。これによって、光学ハウジング１５の上下・水平方向の傾きの調整を行う際に、光学ハウジング１５の取付け歪みを小さくすることができる。例えば、図７（ｂ）のように、２本のネジ（固定部材）３３ａ，３３ｂを光学ハウジング１５側に取り付けて、光学ハウジング１５の上下方向の傾きを調整部３２で行ないながら、ネジ３２ａ，３２ｂで本体フレーム３１へ固定する。なお、調整部３２の調整量は、それぞれのネジ３３ａ，３３ｂの送り量で調整する。これらのネジ３３ａ，３３ｂはこれに限定されず、ピンなどを用いてもよい。
【００４３】
そして、取付け手段３０ａ，３０ｂのネジ３３ａ，３３ｂの送り量を調整することによって、図７（ｃ）のように、光学ハウジング１５を傾かせて設置することが可能となる。同時に、調整部３２が半球状になっているので、光学ハウジング１５が本体フレーム３１に歪むことなく取付けることができる。
【００４４】
以上の光学ハウジング１５内には、Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色の各光学系を備えたタンデム式のカラー画像形成装置について説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、あらゆる形態の画像形成装置に適用することができる。カラー画像形成装置でない場合には、色ずれを低減するという効果はないが、光学ハウジングの熱変形、取付け時の歪みなどによる光学特性への影響が低減できる。
【００４５】
なお、この例では、半球状の調整部３２を用いて光学ハウジング１５を上下・水平両方向に調整可能としたが、この発明はこれに限定されるものではなく、調整部３２の形状は、半円柱上として、水平方向のみ、または、上下方向のみ調整できるようにしてもよい。
また、この例では光学ハウジング１５の挿入方向を矩形の長辺方向としたが、この発明はこれに限定されるものではなく、どのように光学ハウジング１５を本体に取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の画像形成装置の概略断面図である。
【図２】図１に備えるこの発明の光学ハウジングの詳細断面図である。
【図３】図２の光学ハウジングの、（ａ）は上から見た概略図、（ｂ）は、横から見た概略図である。
【図４】表１，２のシミュレーションに用いるモデル２の概略斜視図である。
【図５】（ａ）は、光学ハウジングの四隅を本体フレームに固定したときに、光学ハウジングが熱膨張した場合を説明する概略図、（ｂ）は、光学ハウジングの２つの隅を自由端としたときに、光学ハウジングが熱膨張した場合を説明する概略図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図５（ｂ）の光学ハウジングを本体フレームに取り付けて微調整する様子を説明する図である。
【図７】（ａ）は、図５（ｂ）の光学ハウジングの２つ固定端に調整部を形成した要部概略断面図、（ｂ）、（ｃ）は、（ａ）の調整部を用いて光学ハウジングを本体フレームに取り付ける様子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１ａ，１ｂ    ポリゴンミラー
２ａ，２ｂ    防音ガラス
３ａ，３ｂ    ｆθレンズ
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ    ミラー
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ    長尺レンズ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ    防塵ガラス
１０    ポリゴンミラーの蓋
１１    上段蓋
１２    下段蓋
１３ａ    壁面
１３ｂ    光学素子配置面
１３ｄ    底面
１５    光学ハウジング
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ    書込みレーザ光
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ    感光体（像担持体）
１８    転写ベルト
１９    給紙部
２０    デジタルカラー複写機（画像形成装置）
２１    搬送部
２２    定着装置
２３    排紙ローラ
２４    排紙トレイ
３０ａ，３０ｂ    取付け手段（固定端）
３０ｃ、３０ｄ    取付け手段（自由端）
３１    本体フレーム
３２    調整部
３３ａ，３３ｂ    ネジ（固定部材）
ｓ    支点
【図１】
2005081812.tif 000005
【図２】
2005081812.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005081812.tif 000009
【図６】
2005081812.tif 000010
【図７】
2005081812.tif 000011