(57)【要約】【課題】  画像形成装置の前後枠体を通すために中実シャフト部材が長くなるため、中実シャフト部材が重くなる。中実シャフト部材が重くなることによってシャフトが低い周波数で固有振動数をもつようになる。それによって露光装置（光走査装置）が振動し、画質が低下する。【解決手段】  画像形成装置内部において光走査装置３を支持する部材に中空のシャフト部材を用いる。【選択図】  図４
2013086304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と前記感光体を露光する露光装置とを備える画像形成装置において、
一端側と他端側とをつなぐ空洞が形成された中空の部材であり、前記一端側および前記他端側がそれぞれ前記画像形成装置の枠体に取り付けられ、前記画像形成装置の内部において前記露光装置を鉛直方向下側から支持する支持部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光装置は、前記感光体を露光するための光ビームを出射するための光源と、前記光源から出射された前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向された前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記回転多面鏡を回転させる駆動モータと、を備える光走査装置であって、
前記光走査装置を冷却するために前記支持部材の中空の部分に空気を送る送風手段を備え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】
前記支持部材には、前記送風手段によって内部に送られた前記空気を排気する排気穴が設けられ、前記排気穴から排気された前記空気が前記露光装置の底面に吹き付けられるように、前記支持部材は、前記排気穴が前記露光装置の底面と対向するように前記画像形成装置に取り付けられる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】
前記支持部材は、管状の金属部材であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項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、複写機、プリンタ等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ーやデジタル複写機などの電子写真方式の画像形成装置には、感光体を露光するための露光装置として光走査装置が備えられている。光走査装置から出射されるレーザ光によって感光体上に静電潜像が形成され、静電潜像をトナーによって現像することによって画像が形成される。
【０００３】
画像形成装置内部における光走査装置の支持方法として、光走査装置を支持する金属製の中実シャフト部材を光走査装置に固定する方法が提案されている（特許文献１参照）。画像形成装置内において光走査装置が傾いて設置されると、感光体上を走査するレーザ光の走査軌跡が理想の走査軌跡とずれてしまう。そのため、光走査装置は画像形成装置内での傾きが抑制された支持方法で支持されるのが好ましい。
【０００４】
特許文献１に記載の中実シャフト部材は板金よりも真直度を出しやすい。そのため、光走査装置の支持手段として中実シャフト部材を用いると、光走査装置の支持手段として板金を用いる場合に比べて、光走査装置の位置決め精度が向上する。また、中実シャフト部材は形状が単純な梁であるために複雑な振動のモードを持つことがなく、振動に対する対策が取りやすいという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２２１６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、画像形成装置の前後枠体を通すために中実シャフト部材が長くなるため、中実シャフト部材が重くなる。中実シャフト部材が重くなるにつれて中実シャフト部材の固有振動数は低い周波数となる。振動のエネルギーは周波数の２乗と振幅の２乗に比例するため、画像形成装置で発生する振動エネルギーの大きさが一定だとすると、固有振動数が低いほど振動時の振幅が大きくなる。そのため、中実シャフト部材を光走査装置の支持部材に用いると、光走査装置の振動によって中実シャフト部材の共振が起きた場合、レーザ光の光路が変動し、形成される画像の画質が低下してしまう。従って、振動に敏感な画像形成装置においては光走査装置を支持する支持部材の固有振動数を極力高くすることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、感光体と前記感光体を露光する露光装置とを備える画像形成装置において、一端側と他端側とをつなぐ空洞が形成された中空の部材であり、前記一端側および前記他端側がそれぞれ前記画像形成装置の枠体に取り付けられ、前記画像形成装置の内部において前記露光装置を鉛直方向下側から支持する支持部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
露光装置を支持する支持部材を中空の支持部材とすることによって露光装置の振動による画質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置断面図。
【図２】光走査装置斜視図。
【図３】画像形形成装置の枠体及び光走査装置の斜視図。
【図４】支持部材に支持された光走査装置の斜視図。
【図５】光走査装置の支持部材への固定方法を示す図。
【図６】第２の実施例に係る画像形成装置の枠体と光走査装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
（画像形成装置）
まず画像形成装置の全体構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、水平方向に対して傾斜して並設した４つの画像形成部７（７ａ〜７ｂ）を有する。そして、画像形成部７（７ａ〜７ｄ）は、夫々１つの像担持体としての電子写真感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）を備えている。
【００１１】
前記電子写真感光体ドラム（以下、「感光体ドラム」という）１は、駆動部材（不図示）によって、図１中、時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラムに作用する以下のプロセス手段２，３，４，５，６が配置されている。即ち、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）、静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像する現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）、及び、転写後の感光体ドラム１表面に残ったトナーを除去するクリーニング部材６（６ａ〜６ｄ）が配置されている。また、画像情報に基づいてレーザビームを照射し、感光体ドラム１に静電潜像を形成する光走査装置３、感光体ドラム１上の４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の現像剤（以下、「トナー」という）画像が一括して転写される中間転写ベルト５が配置されている。なお、現像ユニット４ａはイエローのトナーによって感光体ドラム１ａ上の静電潜像を現像し、現像ユニット４ｂがマゼンタのトナーによって感光体ドラム１ｂ上の静電潜像を現像する。また、現像ユニット４ｃはシアンのトナーによって感光体ドラム１ｃ上の静電潜像を現像し、現像ユニット４ｄがブラックのトナーによって感光体ドラム１ｄ上の静電潜像を現像する。
【００１２】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、テンションローラ１１、二次転写対向ローラ３３に張架されている。また、各感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）に対向して、中間転写ベルト５の内側に一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）が配設されており、バイアス印加手段（不図示）により転写バイアスを印加する構成となっている。
【００１３】
感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１が矢印Ｑ方向に回転し、中間転写ベルト５が矢印Ｒ方向に回転し、さらに一次転写ローラ１２に正極性のバイアスを印加することにより、順次、中間転写ベルト５上に一次転写される。そして、中間転写ベルト５に４色のトナー像が重なった状態で二次転写部１５まで搬送される。
【００１４】
一方、トナー画像転写後に、感光体ドラム１表面に残ったトナーは、クリーニング部材６によって除去され、除去されたトナーは感光体ユニット２６（２６ａ〜２６ｄ）内の除去トナー室に回収される。
【００１５】
前記画像形成動作と同期して給送装置１３やレジストローラ対１７等からなる搬送手段によって記録媒体であるシートが搬送される。給送装置１３は、シートＳを収納する給送カセット２４と、シートＳを給送する給送ローラ８と、給送されたシートＳを搬送する搬送ローラ対１６とを有している。給送カセット２４は、図１中の装置手前方向へ引き抜くことができるよう構成されている。ユーザは給送カセット２４を引き抜き、装置本体から取り外した後、シートＳをセットし装置本体へ挿入することでシート補給が完了する。給送カセット２４に収納されたシートＳは、給送ローラ８に圧接され、分離パッド９によって一枚ずつ分離され（摩擦片分離方式）、搬送ローラ対１６によって搬送される。
【００１６】
そして、給送装置１３から搬送されたシートＳはレジストローラ対１７によって二次転写部１５に搬送される。二次転写部１５において、二次転写ローラ１８に正極性のバイアスを印加することにより、搬送されたシートＳに、中間転写ベルト５上の４色のトナー像を二次転写する。
【００１７】
シートＳへの二次転写後に中間転写ベルト５上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置２３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー搬送路（不図示）を通過し、装置奥面部に配置された廃トナー回収容器（不図示）へと回収される。
【００１８】
一方、定着手段である定着器１４は、シートＳに形成したトナー画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。定着ベルト１４ａは円筒形状であり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材（不図示）にガイドされている。そして、定着ベルト１４ａと加圧ローラ１４ｂとが所定の圧接力をもって定着ニップを形成している。
【００１９】
そして、画像形成部から搬送された未定着トナー画像が形成されたシートＳが、定着ベルト１４ａと加圧ローラ１４ｂとの間の定着ニップで加熱及び加圧され、シートＳ上の未定着トナー画像が定着される。その後、定着されたシートＳは、排出ローラ対１９によって排出トレイ２０に排出される。
【００２０】
（光走査装置）
図２（ａ）に光走査装置３の内部構成を示す斜視図である。光走査装置３にはレーザユニット２１ａ及び２１ｂが備えられている。レーザユニット２１ａは、それぞれ感光体ドラム１ａおよび感光体ドラム１ｂを露光する２つの光源を有し、レーザユニット２１ｂは、感光体ドラム１ｃおよび感光体ドラム１ｄを露光する２つの光源を有している。各光源から出射されたレーザ光は、図示しない絞りを通過して所望の形状に整形されたのち、コリメータレンズとシリンドリカルレンズの機能を一つで果たすアナモフィックレンズ２２ａおよび２２ｂによってポリゴンミラー２３（回転多面鏡）上に結像する。
【００２１】
レーザユニット２１ａから出射された感光体ドラム１ａおよび感光体ドラム１ｂを露光するレーザ光（光ビーム）は、図の中でポリゴンミラー２３の左側に偏向される。レーザユニット２１ｂから出射された感光体ドラム１ｃおよび感光体ドラム１ｄを露光するレーザ光はポリゴンミラー２３の右側に偏向される。ポリゴンミラー２３は、その下部に取り付けられた駆動モータによって回転駆動され、回転駆動されるポリゴンミラー２３に入射したレーザ光は反射面によって偏向されることで各感光体を走査する走査光に変換される。
【００２２】
ポリゴンミラー２３を挟んで走査光の新方向である左右両側には、ほぼ対称に近い配置で以下の走査光学系が並んでいる。感光体ドラム１ａを露光するレーザ光は、ｆθレンズ２４ａおよび２５ａを通過して折り返しミラー２６ａによって感光体ドラム１ａに導かれる。感光体ドラム１ａに導かれたレーザ光は、感光体ドラム１ａ上に結像し、感光体ドラム１ａを感光体ドラム１ａの長手方向に等速で走査する。この走査により、感光体ドラム１ａ上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１ｂを露光するレーザ光は、ｆθレンズ２４ａを通過したのち折り返しミラー２７ａ，２８ａによって折り返され、ｆθレンズ２９ａおよび折り返しミラー３０ａを経て感光体ドラム１ｂに導かれる。感光体ドラム１ｂに導かれたレーザ光は、感光体ドラム１ｂ上に結像し、感光体ドラム１ｂを感光体ドラム１ｂの長手方向に等速で走査する。この走査により、感光体ドラム１ｂ上に静電潜像が形成される。
【００２３】
感光体ドラム１ｄを露光するレーザ光は、ｆθレンズ２４ｂおよび２５ｂを通過して折り返しミラー２６ｂによって感光体ドラム１ｄに導かれる。感光体ドラム１ｄに導かれたレーザ光は、感光体ドラム１ｄ上に結像し、感光体ドラム１ｄを感光体ドラム１ｄの長手方向に等速で走査する。この走査により、感光体ドラム１ｄ上に静電潜像が形成される。感光体ドラム１ｃを露光するレーザ光は、ｆθレンズ２４ｃを通過したのち折り返しミラー２７ｂ、２８ｂによって折り返され、ｆθレンズ２９ｂおよび折り返しミラー３０ｂを経て感光体ドラム１ｂに導かれる。感光体ドラム１ｃに導かれたレーザ光は、感光体ドラム１ｃ上に結像し、感光体ドラム１ｃを感光体ドラム１ｃの長手方向に等速で走査する。この走査により、感光体ドラム１ｃ上に静電潜像が形成される。
【００２４】
なお、上記の走査光学系すべての部品が光学箱３１（筐体）に組み付けられたのち、図示しないカバーが光学箱３１に取り付けられる。
【００２５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す光走査装置３の裏面の斜視図を示している。光走査装置３の光学箱３１には、画像形成装置１００に設けられた後述する支持部材に取り付けられる座面３２ａ、３２ｂ、３３ｃが設けられている。このように、座面を３点にすることによって、画像形成装置１００の支持部の平面度などの影響を受けて光走査装置が歪まないようにしている。また、光学箱３１の裏面には位置決めボス３３が設けられている。なお、座面３２ｂと３３ｃとの中間にある突起は支持部材に当接するものではなく、本実施例の要部とは関係ないものであるため、説明を省略する。
【００２６】
本実施例に示す１つの光走査装置で４つの感光体ドラムに静電潜像を形成する構成は、画像形成装置１００内で光走査装置が占有するサイズを小さくできるものの、単一ユニットとしてのサイズは比較的大型化してしまう。そのため、単一の光走査装置の重量、コストを抑えるために、近年では複雑な形状を容易に作れることとコストが安いことより、このような大型の光走査装置の光学箱を金属ではなく樹脂で整形することが多くなっている。
【００２７】
（光走査装置の支持構成）
図３（ａ）（ｂ）は、本実施例の画像形成装置１００における光走査装置３の支持構成を示した斜視図である。それぞれ同じ画像形成装置１００を違う角度から見た図であり、わかりやすくするために主要部品のみを図示している。画像形成装置本体は、底板３４を挟む形で前側板３５および後側板３６がそれぞれ底板３４にビスで固定され、この前後側板の間に図示しない複数の梁を渡して固定することで強固な立方体状の枠体を形成している。本実施例の画像形成装置１００は、この前後側板を管状の中空シャフト部材３７および３８が懸架されている。中空シャフト部材３７および３８は、図示するように画像形成装置内部において光走査装置３を鉛直方向下側から支持する支持部材である。中空シャフト部材３７および３８の一端側は前側板３５に固定され、他端側は後側板３６に固定されている。
【００２８】
中空シャフト部材３７および３８は、両端がそれぞれ前側板３５、後側板３６に固定されており、一端側と他端側とをつなぐ空洞が形成された管状のシャフト部材である。
【００２９】
図４は、図３から前側板３５および後側板３６を除いた図である。図４に示すように、２本の中空シャフト部材３７および３８上に先に述べた３点の座面３２ａ、３２ｂ、３３ｃが当接して、それによって光走査装置３の上下方向の位置が決められる。
【００３０】
図５は、中空シャフト部材３７および３８に対する光走査装置３の固定方法を示す図である。図２（ｂ）に示す光走査装置３の左側に位置する座面３２ａが中空シャフト部材３７に（図５（ａ）参照）、図２（ｂ）に示す光走査装置３の右側に位置する座面３２ｂ、３２ｃが中空シャフト部材３８に（図５（ｂ）参照）それぞれ当接している。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、光学箱３１の座面３２ａには固定ばね３９がビス止めされている。光学箱３１を画像形成装置１００に取り付ける際、光学箱３１の裏面に設けられた位置決めボス３３を画像形成装置１００の位置決め板４０に開けられた位置決め穴（不図示）に嵌合して光学箱の位置決めを行った後、固定ばね３９によって中空シャフト３７を挟み込む。
【００３２】
図５（ｂ）に示すように、画像形成装置１００には位置決め板４０が設けられており、位置決め板４１には線ばね４１が取り付けられている。位置決め板４０は、中空シャフト部材３８の上側に設けられており、中空シャフト部材３８と線ばね４１との間の距離は座面３２ｃよりも小さく設定されている。光学箱３１は、座面３２ｃは本体側に設置されている線ばね４１を押しのける形で中空シャフト部材３８と線ばね４１との間に挿入される。この状態で線ばね４１が座面３２ｃを中空シャフト部材３８に押圧するため、光学箱３１が固定される。なお、座面３２ｂ近傍の構成も座面３２ｃ近傍と同様の構成であるため説明を省略する。
【００３３】
（中空シャフトを用いることによる効果）
表１は、このようにして本実施例で光走査装置３の支持部材として用いるシャフト部材が、中実の場合と中空の場合でそれぞれどのような特性を持つかを示している。なお、これは一点側のシャフト部材についてシミュレーションしたものである。表の記号の説明は、以下の通りである。シャフト部材としては鉄系の金属部材を用いる。
【００３４】
【表１】
2013086304.tif 000003
【００３５】
表１からわかるとおり、光走査装置の支持部材として最も問題になりやすい一次曲げモード固有振動数が、中実シャフト部材では３９７Ｈｚであるのに対して中空シャフト部材では５１７Ｈｚとなっており、約３０％以上も高周波側に引き上げられている。一般的に画像形成装置のギアなどの加振源に合致する周波数は５００Ｈｚ以下であるため、固有振動数が５００Ｈｚを超える中空シャフト部材と合致する周波数帯の加振源は少ない。また、中空シャフトが振動し、その周波数に追従して光装置が振動したとしても振動が高周波であることから画質への影響は中実シャフト部材を用いた場合よりも軽微となる。
【００３６】
また、中実シャフト部材に比べて中空シャフト部材は剛性が低いことが懸念されるが、表１の一点荷重を受けた後の軸たわみδを比較するとわかるとおり、実際には光走査装置程度の荷重ではその差は数十μｍであり、実使用上なんら問題はない。
【００３７】
なお、本実施例では２つの中空シャフト部材３７、３８について説明をしたが、いずれか一方が中空シャフト部材であってもよい。また、光走査装置３を支持するシャフト部材は３本以上あっても良い。
【００３８】
以上、説明した様に、画像形成装置内部において光走査装置を支持する支持部材として中空シャフト部材を用いることによって、光走査装置の振動による画質の低下を抑制することができる。
【００３９】
（実施例２）
図６は、第２の実施例を示す図である。
【００４０】
第２の実施例においては、第１の実施例と同じように第２の実施例の画像形成装置１００の枠体に設けられた中空シャフト部材が光走査装置を支持している。本実施例の画像形成装置には、中空シャフト部材４３の中空部分に光走査装置３を冷却するための風を送る送風手段としての送風ファン４２が設けられている（図６（ａ）参照）。この送風ファン４２は、図示しないダクトを経由して中空シャフト部材４３の内部に風を送り込む。一方、中空シャフト部材４３の中程には図６（ｂ）に示すように複数のノズル（開口、排気穴）が設けられており、送風ファン４３によって送り込まれた空気はノズルから排出され、図６（ｃ）に示す光走査装置３のポリゴンミラー駆動モータ直下付近に吹きつけられる。なお、ノズルが光走査装置３の底面に対向するように、中空シャフト部材４３を画像形成装置に設置しても良い。
【００４１】
第１の実施例及び第２の実施例の光走査装置においては、ポリゴンミラー駆動モータ起動時に発生する熱によって光学箱が歪み、それぞれの色の光路が所望の光路からずれて色ずれを発生する現象が知られている。本実施例では、そのようなポリゴンミラーの駆動モータの昇温によって温度が上昇する光学箱の底面の冷却を行うことが可能になり、振動による画像劣化とともに光学箱の変形による色ずれをも低減させることが可能になる。
【符号の説明】
【００４２】
３  光走査装置
３１  光学箱
３７  中空シャフト部材
１００  画像形成装置
【図１】
2013086304.tif 000004
【図２】
2013086304.tif 000005
【図３】
2013086304.tif 000006
【図４】
2013086304.tif 000007
【図５】
2013086304.tif 000008
【図６】
2013086304.tif 000009