(57)【要約】【課題】光学箱の振動起因で発生するバンディング等の画像悪化を抑制する。【解決手段】略直方体の形状を有する光学箱の内部に、少なくとも光源、光源から出射されたレーザビームを走査する光偏向器、及び光偏向器により走査されたレーザビームを感光体に照射する折り返しミラーが配置された光走査装置の支持構造であって、略直方体の側面から見て上面端部と下面端部のそれぞれに、光学箱を保持する保持部材に固定するための固定部材が設けられている。【選択図】図３
2013222039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直方体の形状を有する光学箱の内部に、少なくとも光源、前記光源から出射されたレーザビームを走査する光偏向器、及び前記光偏向器により走査された前記レーザビームを感光体に照射する折り返しミラーが配置された光走査装置の支持構造であって、
前記略直方体の側面から見て上面端部と下面端部のそれぞれに、前記光学箱を保持する保持部材に固定するための固定部材が設けられていることを特徴とする光走査装置の支持構造。
【請求項２】
前記上面端部に設けられる固定部材は、前記保持部材と前記光学箱とを固定する治具に締結される締結部材であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置の支持構造。
【請求項３】
前記下面端部に設けられる固定部材は、前記光学箱の位置決めを行う位置決め部材に固定される脚部であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置の支持構造。
【請求項４】
前記略直方体の上面から見て対向する長辺の略中央部に、前記固定部材がさらに設けられることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光走査装置の支持構造。
【請求項５】
前記感光体は、前記保持部材に固定されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の光走査装置の支持構造。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の光走査装置の支持構造を備えた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、光走査装置の支持構造、及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式複写機やレーザプリンター等の画像形成装置には、光学走査装置と呼ばれるユニットが存在する。この光学走査装置は、簡易に説明すると、レーザビームを利用して感光体ドラム等の像担持体に照射して像を形成する役割を担う部分である。この光走査装置としては、レーザビームを出射する半導体レーザと、スキャナモータ等の駆動源によって駆動され出射されたレーザビームを偏向させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）と、偏向されたレーザビームを感光体ドラム等の像担持体に向けて反射させる反射ミラーとを備えたものが知られている。レーザビームを感光体上に照射して画像を形成する光走査装置は、光学箱に光路折り曲げの為の反射ミラー（折り返しミラー）等の光学部品を載置することが多い。
【０００３】
ここで、これら回転多面鏡等の光学部品は合成樹脂やアルミニウム等の材料からなる光学箱の筐体（以下、「ハウジング」と呼ぶ。）内に固定して配置されている。さらに、このハウジングは画像形成装置本体の枠体（以下、「支持フレーム」と呼ぶ。）に固定されるようになっている。
【０００４】
ところで、このような光走査装置を用いた画像形成装置では、バンディングと呼ばれる現象が発生し、高精細度の画像を作成する上での障害となっている。ここで、バンディングとは、副走査方向に現れる画像濃度の縞状のむらをいう。このバンディングの大きな発生要因の１つとして、光走査装置内における光学部品の振動がある。
【０００５】
特に、ハウジングが、画像形成装置に設置された支持フレームの固有振動数と、各種モータ等の駆動源から伝達される振動の加振周波数とが近接すると、共振現象が発生し、振動の振幅が大きくなってバンディングによる画像不良が顕著なものになってしまう。
【０００６】
すなわち、固有振動数と、モータ等のギアの噛合い等で発生する力成分の周波数とが合ってしまうことが問題となり、最終的な画像おいて１〜２ｍｍ間隔程度のバンディングが存在する。
【０００７】
よって、この光学箱の筐体（ハウジング）の固有振動数で励起する加振源（モータ等の駆動源）があった場合、ハウジングが振動し、その固有振動数で、ビームスポットの位置変動が起こる。これにより、出力された画像にその固有振動数でバンディングと呼ばれる縞模様が現れ、画像劣化の要因となるのである。
【０００８】
ここで、ハウジングの固有振動数は、ハウジング自体の剛性と、ハウジングを画像形成装置本体の支持フレームに固定しているステーの剛性とによって決定される。つまり、これらの剛性によってバンディングの発生状況が変化することがある。特許文献１は光学箱を固定するねじの締結力を変化させることや、光学箱の固定脚をクランプで固定し、固定脚とクランプとの接触面積を変化させることによりハウジングの固有振動数を変化させる技術を開示している。
【０００９】
特許文献２及び特許文献３は、光学箱を本体フレームに固定するための固定部を複数設け、機種毎に固定部分を変えることによって固有振動数を変化させる技術を開示している。また、特許文献４は、光学箱と本体フレームの締結について、弾性体を介して締結することによって、本体フレームのねじれやゆがみ等の低周波な変形の影響を小さくする技術を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された、ねじの締結力を変化させることのみでは十分な剛性変化を見込むことができず、さらには、締結力を小さくした際のガタつきまでもが懸念されると共に、クランプ固定においても同様の懸念がある。
【００１１】
また、特許文献２又は特許文献３に開示された画像形成装置においては、複数の加振源があることが一般的であり、また、その基本周波数のみならず、倍数周波数も加振周波数となり得ることが考えられ、予め光学箱の固有振動数を最適化するのは困難である。
【００１２】
さらに、特許文献４の技術では、締結部分の剛性が弾性体を介さない場合に比べて小さくなるため、光学箱がもつ固有振動が低くなり、その周波数に合致するような加振力が加わった場合、画像品質の悪化が懸念されるという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ギアの噛合い等で発生する力成分の周波数と、ハウジングの固有振動数とが一致しないようにするために、この固有振動数をずらし、振動起因で発生するバンディング等の画像悪化を抑制することができる光走査装置の支持構造、及びそれを用いた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】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における光走査装置の支持構造は、略直方体の形状を有する光学箱の内部に、少なくとも光源、前記光源から出射されたレーザビームを走査する光偏向器、及び前記光偏向器により走査された前記レーザビームを感光体に照射する折り返しミラーが配置された光走査装置の支持構造であって、前記略直方体の側面から見て上面端部と下面端部のそれぞれに、前記光学箱を保持する保持部材に固定するための固定部材が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ギアの噛合い等で発生する力成分の周波数と、ハウジングの固有振動数とが一致しないようにするために、この固有振動数をずらし、振動起因で発生するバンディング等の画像悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における光走査装置の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱の上部における支持構造を模式的に表す模式図である。
【図３】本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱と画像形成装置の本体に繋がるフレームとを固定した状態を表す側面図である。
【図４】実施形態における光走査装置としての光学箱を本体フレームに固定し、光学箱の上部の四隅に設けられた締結部を本体フレームに固定したときの模式図である。
【図５】一般的な光走査装置としての光学箱のねじれ振動モードを表す図である。
【図６】本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱を本体フレームに固定し、光学箱の上部の対向する長辺略中央に位置する締結部を本体フレームに固定したときの模式図である。
【図７】一般的な光走査装置としての光学箱の曲げ振動モードを表す図である。
【図８】本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱を本体フレームに固定し、光学箱の上部に設けられた６箇所の締結部を本体フレームに固定したときの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本実施形態は、光走査装置を支持する画像形成装置のフレームに光学箱の下部で締結部分を持つ構造を持つ。また、その光学箱の上部では、感光体等を含む現像器を支持する画像形成装置の本体フレームと締結する締結部を設けている。この上部に設けられた締結部は、光学箱の四隅と辺の長手方向の約中央部分の２ヶ所の計６箇所以上設けられている。このように、加振源（モータ等）となる周波数に応じて光学箱を画像形成装置内に設置後も簡単に剛性を変化させることもできるようになっている。
【００１８】
まず、最初に、本発明の実施形態における光走査装置について説明する。図１は、本発明の実施形態における光走査装置の構成を示す上面図である。
【００１９】
図１において、光走査装置は、光学箱１１と、光学箱１１に納める各種機器と、光学箱１１を下部で本体フレームに固定するための固定脚１９ａ〜１９ｄと、光学箱１１の上部で本体フレームに固定するためにねじ穴を設けた締結部２０ａ〜２０ｆと、から構成されている。
【００２０】
ここで、光学箱１１に納める各種機器としては、次のようなものが挙げられる。レーザビームを出射する光源ユニット１２ａ、１２ｂと、光源ユニット１２ａ、１２ｂからのレーザビームを副走査方向に集光するシリンダレンズ１３ａ、１３ｂと、レーザビームを偏向走査する偏向走査ユニット１４と、レーザビームを反射するポリゴンミラー１４ａと、ポリゴンミラー１４ａを回転駆動する駆動モータ１４ｂと、ｆθレンズや面倒れ補正レンズ等からなる走査レンズ１５ａ、１５ｂと、感光体ドラムに照射する前のレーザビームＬ２を反射する光検出ミラー１６ａ、１６ｂと、光検出ミラー１６ａ、１６ｂからのレーザビームＬ２を検出する光検出ユニット１７ａ、１７ｂと、レーザビームＬ１を反射して感光体に照射する折り返しミラー１８ａ、１８ｂと、から構成される。
【００２１】
次に、光学箱１１の上部に設けられている締結部２０を、本体フレーム１０１（画像形成装置の本体に繋がるフレーム）に固定する方法について説明する。図２は、本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱の上部における支持構造を模式的に表す模式図である。図２において、光学箱１１と本体フレーム１０１を締結するＬ字型の固定治具３０には、長円穴３１ａ、３１ｂが開いており、締結ねじ３２ａ、３２ｂを用いて光学箱１１と本体フレーム１０１とを固定する。Ｌ字型の固定治具３０が長円穴としているのは、締結部２０と本体フレーム１０１の位置を機器の精度を保って固定できると共に、締結ねじの位置に応じてねじれ振動や、曲げ振動などを修正できるようにするためである。
【００２２】
次に、光学箱１１の締結部２０を本体フレーム１０１に固定すると共に、光学箱１１の固定脚１９をステー１０２（画像形成装置に繋がる部材）に固定する方法について説明する。図３は、本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱と画像形成装置の本体に繋がるフレームとを固定した状態を表す側面図である。
【００２３】
光学箱１１は、本体フレーム１０１に固定されるステー１０２に対して固定脚１９ｂ、１９ｄを固定し、光学箱１１の位置決めをする。その後、固定治具３０ｂ、３０ｄを用いて、光学箱１１と本体フレーム１０１とを固定する。締結部２０を後から固定することにより、光学箱１１の位置精度を保持しながら剛性を付与することができる。
【００２４】
次に、光学箱１１の上部の四隅に設けられた締結部２０を、固定治具３０を用いて本体フレーム１０１と結合する方法について説明する。図４は、実施形態における光走査装置としての光学箱を本体フレームに固定し、光学箱の上部の四隅に設けられた締結部を本体フレームに固定したときの模式図である。
【００２５】
図４は、光学箱１１の上部の四隅に設けられた締結部２０ａ〜２０ｄに対して、固定治具３０ａ〜３０ｄを用いて光学箱１１と本体フレーム１０１とを結合した状態を示している。なお、この場合、光学箱１１の固定脚１９ａ〜１９ｄは、ステー１０２に対して固定された状態のままである。
【００２６】
次に、固定箱１１の代表的な固有振動モードの１つである、ねじり振動の共振時の振動形状の変化量について説明する。
【００２７】
図５は、一般的な光走査装置としての光学箱のねじれ振動モードを表す図である。図５において、黒色の濃度が濃い部分（箱の底面部や、長さ面や幅面の中央部）が振動形状の変形量がない部分を表し、黒色の濃度がやや薄い部分（例えば、光学箱の四隅）が振動形状の変化量が大きい部分を表している。光学箱１１が、これらの振動を励起されると同時に、光学系部品群の位置関係もずれてくるため、感光体にレーザビームＬ１が照射された際に位置ずれが発生し、バンディングの要因となる場合がある。
【００２８】
しかしながら、図４に示したような、光学箱１１の上部四隅の締結部２０ａ〜２０ｄに対して、固定治具３０ａ〜３０ｄを用いて光学箱１１と本体フレーム１０１とを結合した構成、及び光学箱１１の固定脚１９ａ〜１９ｄを、ステー１０２に対して固定した構成とすることにより、図５に示されるように箱の四隅に大きく生じていた振動形状の変化量が低減される。これにより、ねじり振動に対する剛性が高くなり、共振周波数をより高い周波帯域にシフトさせることができるため、光学箱１１のねじり振動起因で発生するバンディング等の画像悪化を抑制することができる。
【００２９】
次に、光学箱１１の上部の対向する長辺（長さ面ともいう。）略中央に位置する締結部２０を、固定治具３０を用いて本体フレーム１０１と結合する方法について説明する。図６は、本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱を本体フレームに固定し、光学箱の上部の対向する長辺略中央に位置する締結部を本体フレームに固定したときの模式図である。
【００３０】
図６は、光学箱１１の上部の対向する長辺略中央の締結部２０ｅ、２０ｆに対して、固定治具３０ｅ、３０ｄを用いて光学箱１１と本体フレーム１０１とを結合した状態を示している。なお、この場合、光学箱１１の固定脚１９ａ〜１９ｄは、ステー１０２に対して固定された状態のままである。
【００３１】
次に、光学箱１１の代表的な固有振動モードの１つである曲げ振動の共振時の振動形状の変化量について説明する。
【００３２】
図７は、一般的な光走査装置としての光学箱の曲げ振動モードを表す図である。図７において、黒色の濃度が濃い部分（光学箱の底面や、光学箱の四隅）が振動形状の変形量がない部分を表し、黒色の濃度がやや薄い部分（長さ面や、幅面の中央部付近）が振動形状の変化量が大きい部分を表している。このように光学箱１１が、これらの振動を励起されると同時に、光学系部品群の位置関係もずれるため、図示していない感光体にレーザビームＬ１が照射された際に位置ずれが発生し、バンディングの要因となる場合がある。
【００３３】
しかしながら、図６に示したような、光学箱１１の上部の対向する長辺略中央の締結部２０ｅ、２０ｆに対して、固定治具３０ｅ、３０ｄを用いて光学箱１１と本体フレーム１０１とを結合した構成、及び光学箱１１の固定脚１９ａ〜１９ｄを、ステー１０２に対して固定した構成とすることにより、長さ面の中央部付近で大きく生じている振動形状の変化量を低減させることができる。つまり、これにより、曲げ振動に対する剛性が高くなり、共振周波数をより高い周波帯域にシフトさせることができるため、光学箱の曲げ振動起因で発生するバンディング等の画像悪化を抑制することができる。
【００３４】
次に、光学箱１１の上部すべての締結部２０を、固定治具３０を用いて本体フレーム１０１と結合する方法について説明する。図８は、本発明の実施形態における光走査装置としての光学箱を本体フレームに固定し、光学箱の上部に設けられた６箇所の締結部を本体フレームに固定したときの模式図である。
【００３５】
図８は、光学箱１１の上部すべての締結部２０ａ〜２０ｆに対して、固定治具３０ａ〜３０ｆを用いて光学箱１１と本体フレーム１０１とを結合した状態を示している。なお、この場合、光学箱１１の固定脚１９ａ〜１９ｄは、ステー１０２に対して固定された状態のままである。
【００３６】
一般的に、光学箱１１が、図５で説明したねじり振動や、図７で説明した曲げ振動が励起されると同時に、光学系部品群の位置関係もずれるため、感光体にレーザビームＬ１が照射された際に位置ずれが発生し、バンディングの要因となる場合がある。
【００３７】
しかしながら、図８に示したような、光学箱１１の上部に設けられた締結部２０ａ〜２０ｆに対して、固定治具３０ａ〜３０ｆを用いて光学箱１１と本体フレーム１０１とを結合した構成、及び光学箱１１の固定脚１９ａ〜１９ｄを、ステー１０２に対して固定した構成とすることにより、図５で説明したねじり振動に対する剛性と、図７で説明した曲げ振動に対する剛性が高くなり、共振周波数をより高い周波帯域にシフトさせることができるため、光学箱のねじり振動や曲げ振動が起因で発生するバンディング等の画像悪化を抑制することができる。
【００３８】
以上、本実施形態で説明した構成によれば、光学箱１１が示す図５、及び図７に示すような振動モードに対して、光学箱設置後も必要に応じて光学箱の剛性を高くすることにより、共振周波数を、一般的に振幅が小さくなることが知られている、より高い周波帯域にシフトさせることができるため、光学箱の振動起因で発生するバンディング等の画像悪化を抑制した光走査装置の支持構造、及びそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【００３９】
つまり、光学箱の上部及び下部を締結する構造に対して光学箱の曲げやねじれに対する剛性を大きくすることにより、光学箱を設置した後も簡単に固有振動数を高くすることができ、光学箱自体の曲げや、ねじれ振動に起因するバンディング等の画像劣化を引き起こす共振周波数をより高周波数帯域に設定することにより、最終的な画像において画像劣化が１ｍｍ未満となるように、固有振動数を、より人間の感度の少ない領域に設定することが可能な光走査装置の支持構造、及びそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【００４０】
また、光学箱が、感光体ユニットと同じ本体フレームに締結されているため、光走査装置から感光体にレーザビームが照射される際に、光走査装置と感光体との間の相対位置変動が低減されることにより、相対位置変動起因の画像劣化が低減された光走査装置の支持構造、及びそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【００４１】
さらに、光学箱１１は、図示していない感光体ユニットと同じ本体フレーム１０１に締結されているため、図１で説明した光走査装置から感光体に対してレーザビームが照射される際に、光走査装置と感光体との相対位置変動を低減することができ、光走査装置と感光体との相対位置変動を要因とする画像劣化が低減された光走査装置を提供することもできる。
【００４２】
このように、本発明によれば、バンディングや色ずれの個体差（機差）が小さい構成の光走査装置の支持構造、及びそれを用いた画像形成装置を提供することができるのである。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１１    光学箱
１２ａ、１２ｂ    光源ユニット
１３ａ、１３ｂ    シリンダレンズ
１４    偏向走査ユニット
１４ａ    ポリゴンミラー
１４ｂ    駆動モータ
１５ａ、１５ｂ    走査レンズ
１６ａ、１６ｂ    光検出ミラー
１７ａ、１７ｂ    光検出ユニット
１８ａ、１８ｂ    折り返しミラー
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ    固定脚
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ    締結部
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ    固定治具
３１ａ、３１ｂ    長円穴
３２ａ、３２ｃ    締結ねじ
１０１    本体フレーム
１０２    ステー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開２００１−２１５４３５号公報
【特許文献２】特開２００７−０３４１６７号公報
【特許文献３】特開２０００−２９２７３０号公報
【特許文献４】特開２００８−０２０５９２号公報
【図１】
2013222039.tif 000003
【図２】
2013222039.tif 000004
【図３】
2013222039.tif 000005
【図４】
2013222039.tif 000006
【図６】
2013222039.tif 000007
【図８】
2013222039.tif 000008
【図５】
2013222039.tif 000009
【図７】
2013222039.tif 000010