(57)【要約】【課題】光学箱の材質に関わらず複数の加振周波数に対応可能で、バンディングなどの画像劣化の発生を防ぐことのできる光走査装置を提供する。【解決手段】光源と、光源から出射された光ビームを走査する光偏向器と、光偏向器により偏向走査された光ビームを被走査面に向けて反射する折り返しミラーとを有し、光源、光偏向器および折り返しミラーを光学箱１１内に載置した光走査装置であって、光学箱１１は複数箇所が支持部１０１で支持され、支持部１０１は、板ばね１０２と、矢印２０１ａ，２０１ｂ方向に移動自在で板ばね１０２を支持する板ばね支持治具１０３とを有し、これにより、光学箱１１の剛性を可変とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射された光ビームを走査する光偏向器と、前記光偏向器により偏向走査された光ビームを被走査面に向けて反射する単一若しくは複数の折り返しミラーとを有し、前記光源、前記光偏向器および前記折り返しミラーを光学箱内に載置した光走査装置であって、
前記光学箱は複数箇所が支持部で支持され、前記支持部は前記光学箱の剛性を可変とする構造であることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記支持部は板ばねを有し、該板ばねのうち前記光学箱を支持する部分の板ばねの面積を変化させることにより、前記光学箱の剛性を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光学箱を収納する本体フレームが設けられ、
前記板ばねは、その中央部で前記光学箱を支持するとともに、両端部が支持治具を介して前記本体フレームに固定され、前記支持治具を移動させることにより、前記光学箱を支持する部分の板ばねの面積を変化させることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記板ばねは、位置決め部材によって前記本体フレームに固定されていることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記支持部は、前記光学箱の隅部付近に対応して配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置を搭載し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、及びその光走査装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置において、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ための反射ミラー（折り返しミラー）などの光学部品を載置することが多い。光学箱は、アルミダイカストなどで作られる金属製のものと、樹脂製のものが主流である。
【０００３】
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があった場合、ハウジングが振動し、その固有振動数でスポット位置変動が起こることがあり、出力された画像にその周波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。ハウジングの固有振動数はハウジング自体の剛性と、ハウジングを固定しているステーの剛性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。
【０００４】
そこで、光学箱を固定するねじの締結力を変化させたり、光学箱の固定脚をクランプで固定し、固定脚とクランプの接触面積を変化させたりすることで、ハウジングの固有振動数を変化させるようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、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、機種ごとに固定部分を変えて固有振動数を変化させるようにしたものも提案されている（特許文献２や特許文献３参照）。
【０００６】
さらに、光学箱の固有振動数を高周波数域にシフトさせるために、光学箱の取り付け部の肉厚をある範囲に設定するようにしたものも提案されている（特許文献４参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術のうち、特許文献１の技術では、ねじの締結力を変化させるのみでは十分な剛性変化が見込めず、さらには、締結力を小さくした際のガタの発生が懸念される。また、クランプ固定においても同様の懸念がある。
【０００８】
また、特許文献２や特許文献３の技術では、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、あらかじめ光学箱の固有振動数を最適化するのは困難である。
【０００９】
さらに、特許文献４の技術では、複数の加振周波数には対応しておらず、近年の画像形成装置の高速化に対しては光学箱の固有振動数を高周波数域にシフトした場合でも、その周波数に加振力があった場合にはバンディングなどの画像劣化が懸念される。
【００１０】
本発明の課題は、光学箱の材質に関わらず複数の加振周波数に対応可能で、バンディングなどの画像劣化の発生を防ぐことのできる光走査装置、及びその光走査装置を搭載し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】
【００１１】
上記課題を達成するために、本発明は、光源と、前記光源から出射された光ビームを走査する光偏向器と、前記光偏向器により偏向走査された光ビームを被走査面に向けて反射する単一若しくは複数の折り返しミラーとを有し、前記光源、前記光偏向器および前記折り返しミラーを光学箱内に載置した光走査装置であって、前記光学箱は複数箇所が支持部で支持され、前記支持部は前記光学箱の剛性を可変とする構造であることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、光学箱は複数箇所が支持部で支持され、さらに支持部は光学箱の剛性を可変とする構造であるので、各光学箱毎に個別に支持部を調整することで、光学箱の材質に関わらず複数の加振周波数に対応可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学箱の材質に関わらず複数の加振周波数に対応可能で、バンディングなどの画像劣化の発生を防ぐことのできる光走査装置、及びその光走査装置を搭載した画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る光走査装置の平面図である。
【図２】図１の光走査装置に搭載された折り返しミラーの斜視図である。
【図３】光学箱の振動モードを示す図である。
【図４】光学箱の他の振動モードを示す図である。
【図５】光学箱の支持構造の断面図である。
【図６】光学箱が標準剛性の場合における、光学箱を支持する支持部の分解斜視図である。
【図７】光学箱が低剛性の場合における、光学箱を支持する支持部の分解斜視図である。
【図８】光学箱が高剛性の場合における、光学箱を支持する支持部の分解斜視図である。
【図９】光学箱の振動振幅が変化することを説明する図である。
【図１０】本発明の光走査装置を搭載した画像形成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００１６】
《実施例１》
図１は、本発明に係る光走査装置の平面図である。図１において、１１は光学箱であり、この光学箱１１には、レーザビームを出射する光源ユニット１２ａ，１２ｂ、光源ユニット１２ａ，１２ｂからのレーザビームＬ１を副走査方向に集光するシリンダレンズ１３ａ，１３ｂ、レーザビームＬ１を偏向走査する偏向走査ユニット１４、ｆθレンズや面倒れ補正レンズなどからなる走査レンズ１５ａ，１５ｂ、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、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、レーザビームＬ１を反射して感光体ドラムに照射する折り返しミラー１８ａ，１８ｂが配設されている。また、偏向走査ユニット１４には、レーザビームを反射するポリゴンミラー１４ａ、及びポリゴンミラー１４ａを回転駆動する駆動モータ１４ｂが設けられている。
【００１７】
本実施例では、光学箱１１の隅部４箇所には固定脚１９ａ〜１９ｄが取り付けられ、これら固定脚１９ａ〜１９ｄには支持部１０１ａ〜１０１ｄがそれぞれ設けられている。支持部１０１ａ〜１０１ｄは、光学箱１１を図示していない本体フレームに剛性可変（光学箱１１の剛性を可変）に固定している。
【００１８】
図２は、光走査装置に搭載された折り返しミラー１８ａ，１８ｂの斜視図である。折り返しミラー１８ａ，１８ｂの両端部２０１，２０１が座台２０２，２０２で支持されている。座台２０２，２０２は傾斜面を有し、その傾斜面に折り返しミラー１８ａ，１８ｂが載置されている。そのため、折り返しミラー１８ａ，１８ｂはその反射面が傾斜して配置される。
【００１９】
また、座台２０２，２０２にはその上面に板バネ２０３，２０３が取り付けられ、折り返しミラー１８ａ，１８ｂは板バネ２０３，２０３によって座台２０２，２０２に強固に固定されている。
【００２０】
図３及び図４は光学箱１１の代表的な固有振動モードを示しており、図３は光学箱１１の１次ねじり振動を、図４は光学箱１１の１次曲げ振動をそれぞれ示している。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。
【００２１】
図５は、光学箱１１の隅部の固定脚１９（１９ａ〜１９ｄ）を支持する支持部１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）を断面図で表したものである。固定脚１９は光学箱１１の側壁下部に固定され、この固定脚１９に板ばね１０２がねじ２０によって固定されている。板ばね１０２は、帯状を成し、その長手方向が光学箱１１の側面に平行となるよう配置されている。板ばね１０２には、その中央部にねじ２０が螺合されている。
【００２２】
板ばね１０２の下方には本体フレーム２１が配置されており、板ばね１０２の両端は板ばね支持治具１０３，１０３で本体フレーム２１上に支持されている。板ばね支持治具１０３，１０３はねじ１０４，１０４によって本体フレーム２１上に固定される。この場合、図中、右側の板ばね支持治具１０３は矢印２０１ａ方向に、左側の板ばね支持治具１０３は矢印２０１ｂ方向にそれぞれ移動させて最適な位置で、ねじ１０４，１０４によって板ばね支持治具１０３，１０３を本体フレーム２１上に固定する。すなわち、板ばね支持治具１０３，１０３をそれぞれ矢印２０１ａ，２０１ｂ方向に移動させることで、板ばね１０２の支持範囲を変更することができ、支持部１０１の光学箱１１に対する支持剛性を変更することができる。なお、板ばね支持治具１０３，１０３の詳細な構成については後述する。
【００２３】
また、板ばね１０２の両端部側（板ばね支持治具１０３，１０３が配置された位置よりも端部側）には位置決めピン１０５，１０５が設けられ、これら位置決めピン１０５，１０５によって、板ばね１０２は本体フレーム２１に対する絶対位置が決定され固定されている。これにより、光学箱１１は、図示していない感光体ドラムとの位置関係が一定となっている。なお、位置決めピン１０５，１０５の詳細な構成についても後述する。
【００２４】
図６〜図８は支持部１０１の構成を詳細に示しており、図６は板ばね支持治具１０３，１０３を標準位置に配置した場合の分解斜視図、図７は支持部１０１の剛性を小さくする方向に板ばね支持治具１０３，１０３を移動させたときの分解斜視図、図８は支持部１０１の剛性を大きくする方向に板ばね支持治具１０３，１０３を移動させたときの分解斜視図である。
【００２５】
板ばね支持治具１０３，１０３は、直方体形状の上部部材１０３ａ及び下部部材１０３ｂから成っており、上部部材１０３ａ及び下部部材１０３ｂは板ばね１０２を挟んで配置されている。上部部材１０３ａには、その長手方向に沿って長穴１０６（１０６ａ，１０６ｂ）が、下部部材１０３ｂには、その長手方向に沿って長穴１０７（１０７ａ，１０７ｂ）がそれぞれ形成されている。これら長穴１０６，１０７が形成されていることにより、板ばね１０２の支持範囲を変更することができる。
【００２６】
また、板ばね１０２にはねじ貫通穴１０８（１０８ａ、１０８ｂ）が、本体フレーム２１にはねじ穴１０９（１０９ａ、１０９ｂ）がそれぞれ形成されている。そして、ねじ１０４（１０４ａ，１０４ｂ）を、上部部材１０３ａの長穴１０６（１０６ａ，１０６ｂ）、板ばね１０２のねじ貫通穴１０８（１０８ａ，１０８ｂ）、及び下部部材１０３ｂの長穴１０７（１０７ａ，１０７ｂ）に挿通させて、本体フレーム２１のねじ穴１０９（１０９ａ，１０９ｂ）に螺合させて締め付けることにより、板ばね１０２を本体フレーム２１に強固に固定することができる。
【００２７】
さらに、板ばね１０２にはピン貫通穴１１０（１１０ａ，１１０ｂ）が、本体フレーム２１には位置決め穴１１１（１１１ａ，１１１ｂ）が形成されている。そして、位置決めピン１０５（１０５ａ，１０ｂ）を、板ばね１０２のピン貫通穴１１０（１１０ａ，１１０ｂ）に挿通させて、本体フレーム２１の位置決め穴１１１（１１１ａ、１１１ｂ）に嵌合させることによって、板ばね１０２の位置を所定位置に設定することができる。
【００２８】
図６においては、ねじ１０４（１０４ｂ，１０４ｂ）は、上部部材１０３ａの長穴１０６（１０６ａ，１０６ｂ）の略中央部を、さらに下部部材１０３ｂの長穴１０７（１０７ａ，１０７ｂ）の略中央部を挿通している。
【００２９】
図７においては、ねじ１０４（１０４ｂ，１０４ｂ）は、上部部材１０３ａの長穴１０６（１０６ａ，１０６ｂ）の左寄り（光学箱１１の中心に近い側）を、さらに下部部材１０３ｂの長穴１０７（１０７ａ，１０７ｂ）の左寄り（光学箱１１の中心に近い側）を挿通している。
【００３０】
図８においては、ねじ１０４（１０４ｂ，１０４ｂ）は、上部部材１０３ａの長穴１０６（１０６ａ，１０６ｂ）の右寄り（光学箱１１の中心から離れた側）を、さらに下部部材１０３ｂの長穴１０７（１０７ａ，１０７ｂ）の右寄り（光学箱１１の中心から離れた側）を挿通している。
【００３１】
図６〜図８に示したように、板ばね支持治具１０３，１０３の位置を変えることにより、図３及び図４に示すような光学箱１１の振動モードに対する剛性を変化させることができる。すなわち、光学箱１１の固有振動数を変化させることが可能となる。
【００３２】
図９は、光学箱１１のある振動モードの振幅を示したグラフである。図６のように板ばね支持治具１０３，１０３が標準位置にあるときは、実線３０１のような振幅となる。この場合は、振幅のピークの近傍に加振力の周波数があり、光学箱１１の固有振動数を励起しやすい。
【００３３】
そこで、図７に示したように、板ばね支持治具１０３，１０３の位置をずらして、支持部１０１の剛性を下げ、光学箱１１の固有振動数を下げる。このようにすれば、図９中の点線３０２のように加振力の周波数から振幅のピーク周波数を周波数の低い方向へ遠ざけることができる。
【００３４】
また、図８に示したように、板ばね支持治具１０３，１０３の位置をずらして、支持部１０１の剛性を上げ、光学箱１１の固有振動数を上げる。このようにすれば、図９中の点線３０３のように加振力の周波数から振幅のピークを周波数の高い方向へ遠ざけることができる。
【００３５】
なお、板ばね支持治具１０３，１０３をずらしたときの位置は、図６〜図８に示した位置に限らず、図６における位置と図７における位置との間の任意の中間位置であってもよいし、図７における位置と図８における位置との間の任意の中間位置であってもよい。
【００３６】
本実施例によれば、光学箱１１の構成や設計値を決定し組み立てた後でも、光学箱１１の固有振動数を変化させることができるため、組み立て後に光学箱１１の固有振動数を励起する加振源および加振周波数が見つかった場合でも、振動振幅の小さな光学箱を実現した支持構造を提供できる。また、本実施例の光走査装置を画像形成装置に搭載すれば、光学箱の振動起因で発生するバンディングなどの画像劣化の少ない画像形成装置を実現することができる。
【００３７】
《実施例２》
次に、実施例１の光走査装置を搭載した画像形成装置について説明する。図１０は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示している。
【００３８】
４００は画像形成装置であり、この画像形成装置４００は、中間転写ベルト４０１の走行方向に各色の画像形成ユニット４０３，４０４，４０５，４０６は配列されている。画像形成ユニット４０３，４０４，４０５，４０６は４式設けられ、それぞれ、黒色トナーを有するＫ現像ユニット、シアン色トナーを有するＣ現像ユニット、マゼンダ色トナーを有するＭ現像ユニット、イエロー色トナーを有するＹ現像ユニットである。
【００３９】
画像形成ユニット４０３は、トナーを貯めるトナーホッパ、トナー層を形成し感光体ドラム４０７にトナーを供給する現像ローラを含む現像装置４０８、感光体ドラム４０７をクリーニングするドラムクリーナ４０９、感光体ドラム４０７を帯電させる帯電器４１０、及び感光体ドラム４０７に静電潜像を書き込む光走査装置４１１により構成されている。
【００４０】
画像形成ユニット４０３に含まれるトナーホッパ、現像ローラ、ドラムクリーナ４０９、帯電器４１０等は本体フレーム２１（図５参照）に取り付けられ、画像形成装置４００本体から引き出し可能に構成されている。光走査装置４１１としては、実施例１に示したものが用いられている。その他の画像形成ユニット４０４，４０５，４０６の構成も大略同一である。
【００４１】
中間転写ベルト４０１は、複数のローラに張架され、二次転写ローラ４０２を経由する。ベルトクリーナ４１２は中間転写ベルト４０１の残留トナーを除去する。一次転写ローラ４１３は、感光体ドラム４０７等に対向して中間転写ベルト４０１の内側に感光体ドラム４０７等に対向して配置されている。
【００４２】
用紙４１４は、給紙装置４１５からピックアップローラ４１６により引き出され、分離ローラ等を経て、二次転写ローラ４０２とその対向ローラ４０２Ａにより挟持されながら、中間転写ベルト４０１に接触されて画像が転写され、搬送ベルト４１７を介して定着装置４１８へ向けて給送される。
【００４３】
定着装置４１８は、バックアップローラ４１９、弾性ローラ４２０、加熱ローラ４２１、及び定着ベルト４２２等を有する。定着ベルト４２２は、弾性ローラ４２０と加熱ローラ４２１に掛け渡され、加熱ローラ４２１もしくは他のローラの回転により駆動される。用紙４１４はバックアップローラ４１９により弾性ローラ４２０側に押し付けられている。
【００４４】
加熱ローラ４２１は、金属製中空シャフト内にハロゲンヒータ等の加熱手段を有し、定着ベルト４２２を加熱する。弾性ローラ４２０の表面は、シリコンゴム等の弾性体で形成され、バックアップローラ４１９の押し付け力により、ニップ部を弾性ローラ４２０側に凸とし、用紙４１４が定着ベルト４２２に巻き付くのを防止している。
【００４５】
画像を形成する場合は、感光体ドラム４０７を帯電器４１０で帯電させ、光走査装置４１１によって画像に応じたレーザビームにより感光体ドラム４０７を露光し、感光体ドラム４０７上の電位を低下させる。その露光部位が感光体ドラム４０７の回転により、現像装置４０８に達し、現像装置４０８の帯電トナーが画像形成位置に付着し、トナー画像が感光体ドラム４０７上に形成される。
【００４６】
感光体ドラム４０７上に形成されたトナー画像は、一次転写ローラ４１３が中間転写ベルト４０１を感光体ドラム４０７に押し付ける際に、中間転写ベルト４０１に転写される。各画像形成ユニット４０３，４０４，４０５，４０６の感光体ドラム４０７上のトナー画像も、同様に中間転写ベルト４０１に転写され、これにより、カラーのトナー画像が形成される。
【００４７】
中間転写ベルト４０１の搬送により、二次転写ローラ４０２の部位で搬送されてきた用紙４１４にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙４１４は、搬送ベルト４１７により定着装置４１８に搬送され、熱と圧力により、トナーが溶融定着されカラー画像が形成される。
【００４８】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【００４９】
例えば、板ばね１０２の板厚を変えるようにしても、光学箱１１の剛性を可変にすることができる。また、板ばね１０２の材質を変えるようにしても、光学箱１１の剛性を可変にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の光走査装置を用いれば、バンディングや色ずれの機差が小さい画像形成装置を実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
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〜１９d）  固定脚
２０  ねじ
２１  本体フレーム
１０１（１０１a〜１０１d）  支持部
１０２  板ばね
１０３  板ばね支持治具
１０３ａ  上部部材
１０３ｂ  下部部材
１０４（１０４a，１０４b）  ねじ
１０５（１０５a，１０５b）  位置決めピン
１０６（１０６a，１０６b）  長穴
１０７（１０７a，１０７b）  長穴
１０８（１０８a，１０８b）  ねじ貫通穴
１０９（１０９a，１０９b）  ねじ穴
１１０（１１０a，１１０b）  ピン貫通穴
１１１（１１１a，１１１b）  位置決め穴
４００  画像形成装置
４１１  光走査装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【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２００４−０２９５８５号公報
【図１】
2013061392.tif 000003
【図２】
2013061392.tif 000004
【図３】
2013061392.tif 000005
【図４】
2013061392.tif 000006
【図５】
2013061392.tif 000007
【図６】
2013061392.tif 000008
【図７】
2013061392.tif 000009
【図８】
2013061392.tif 000010
【図９】
2013061392.tif 000011
【図１０】
2013061392.tif 000012