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技術 光書込装置及び画像形成装置

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 谷山彰高橋昌彦田島直樹黒澤崇
出願日 2019年4月10日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-074485
公開日 2020年10月22日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-172051
状態 未査定
技術分野 レーザービームプリンタ 機械的光走査系
主要キーワード 長尺開口 コンター図 組立作業工数 中空壁 周波数応答解析 剛性強化 結像位置ズレ バッファーメモリー
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図面 (16)

課題

ピッチムラによる画像品質の低下を容易かつ効果的に抑制することである。

解決手段

露光部2aは、光を出射する光源を有する光源手段と、光を偏向走査する偏向手段と、光の光学素子手段と、光源手段、偏向手段及び光学素子手段を保持するハウジング41と、を備え、感光体の像面に光を走査して書き込む。ハウジング41は、底面部411において、感光体の像面での光の走査方向に垂直な副方向の振動分布極大となる振動の腹A1〜A3から、副方向に光学感度を有する光源手段及び光学素子手段の少なくとも1つの座面部S1〜S4への振動を遮断する切欠き部413b,413cと、座面部S1〜S4の剛性強化するリブ415と、を備える。

概要

背景

従来、記録媒体上に電子写真方式画像形成を行うプリンターや、MFP(Multifunction Peripheral:複合機)などの画像形成装置が知られている。画像形成装置として、偏向走査方式の光書込装置を有するものが知られている。偏向走査方式では、半導体レーザーなどの光源からの光線ポリゴンミラー及びモーターなどの偏向器によって偏向走査し、帯電させた感光体ドラム)などの像担持体上に走査レンズ系によって光スポットとして結像させ、静電潜像書込みを行う。以下、光が感光体上を走査する方向を主方向とし、感光体面上で主方向に垂直な方向を副方向とする。

偏向器を用いて感光体上に光を走査する光書込装置では、偏向器からの振動により光書込装置のハウジング筐体光学箱とも呼ぶ)が特定の振動の分布(振動モード、振動のしかた)で振動する。図15は、従来の光書込装置を示す側面概念図である。

図15に示すように、光書込装置のハウジングH4において、偏向器P4の振動が振動の分布が極大になる箇所近傍に、光源、光学素子及びその保持部材を有する光学素子部O4の座面部S40がある場合、光学素子部O4の光源や光学素子が振動する。光源や光学素子が振動すると、光源、光学素子ごとの光学感度により感光体上の結像位置も振動しズレが生じる。光源や光学素子の振動が大きくなると、感光体上の結像位置のズレが大きくなり画像品質を低下させる懸念がある。図15において、光線を白抜きの矢印で表し、後述する図12でも同様である。

特に、副方向の結像位置ズレ周期的なムラピッチムラと呼ぶ)として視認されやすく、振幅1[μm]以下の副方向の結像位置ズレでもピッチムラが問題になることがある。ピッチムラによる画像品質の低下を抑制する手段は複数考えられるが、その中でハウジングの光学素子座面の振動を抑制する技術が知られている。

例えば、画像品質に感度の高い光源ユニット付近局所中空壁を設けて剛性強化をして光源ユニットの振動を抑制する偏向走査装置が知られている(特許文献1参照)。

また、機械式偏向器領域と光学素子領域との間に仕切壁を設けることでハウジングの剛性強化し、振動を抑制する光走査装置が知られている(特許文献2参照)。

また、複数のハウジングを防振部材で締結し、ポリゴンミラーと光学素子とを別々のハウジングに搭載することで偏向器から光学素子への振動伝達を抑制する画像形成装置が知られている(特許文献3参照)。

また、光学素子としての走査レンズの座面の加振源としてのポリゴンモーター側に、座面を囲むように半円弧状でコの字形貫通孔を有する光ビーム走査装置が知られている(特許文献4参照)。ただし、この貫通孔は、ポリゴンモーターの熱が光学素子に伝わらないようにする熱対策のものである。

概要

ピッチムラによる画像品質の低下を容易かつ効果的に抑制することである。露光部2aは、光を出射する光源を有する光源手段と、光を偏向走査する偏向手段と、光の光学素子手段と、光源手段、偏向手段及び光学素子手段を保持するハウジング41と、を備え、感光体の像面に光を走査して書き込む。ハウジング41は、底面部411において、感光体の像面での光の走査方向に垂直な副方向の振動の分布が極大となる振動の腹A1〜A3から、副方向に光学的感度を有する光源手段及び光学素子手段の少なくとも1つの座面部S1〜S4への振動を遮断する切欠き部413b,413cと、座面部S1〜S4の剛性を強化するリブ415と、を備える。

目的

本発明の課題は、ピッチムラによる画像品質の低下を容易かつ効果的に抑制することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光を出射する光源を有する光源手段と、前記光を偏向走査する偏向手段と、前記光の光学素子手段と、前記光源手段、前記偏向手段及び前記光学素子手段を保持するハウジング手段と、を備え、感光体の像面に光を走査して書き込む光書込装置であって、前記ハウジング手段は、前記ハウジング手段の底面部において、前記感光体の像面での前記光の走査方向に垂直な副方向の振動分布極大となる振動の腹から、当該副方向に光学感度を有する前記光源手段及び前記光学素子手段の少なくとも1つの座面部への振動を遮断する振動遮断手段と、前記座面部の剛性強化する剛性強化手段と、を備える光書込装置。

請求項2

前記ハウジング手段は、前記光が通過する開口部を前記底面部に有し、前記振動の腹は、前記開口部の周辺にある請求項1に記載の光書込装置。

請求項3

前記振動遮断手段は、前記底面部における前記振動の腹と前記座面部との間に設けられ、前記開口部を起点とする第1の切欠き部である請求項2に記載の光書込装置。

請求項4

前記第1の切欠き部は、複数あり、前記座面部は、前記複数の第1の切欠き部の内側に配置されている請求項3に記載の光書込装置。

請求項5

前記振動遮断手段は、前記底面部における前記振動の腹と前記座面部との間に設けられた穴部である請求項1又は2に記載の光書込装置。

請求項6

前記振動遮断手段は、前記底面部における前記振動の腹と前記座面部との間に設けられ、前記底面部の外縁を起点とする第2の切欠き部である請求項1又は2に記載の光書込装置。

請求項7

前記剛性強化手段は、前記底面部において、前記振動遮断手段よりも前記座面部の側の領域に接続されており、前記振動遮断手段よりも前記振動の腹の側の領域に接続されていない請求項1から6のいずれか一項に記載の光書込装置。

請求項8

前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段の振動の分布が極小となる振動の節に接続されている請求項1から7のいずれか一項に記載の光書込装置。

請求項9

前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段の外縁の壁部に接続されている請求項1から8のいずれか一項に記載の光書込装置。

請求項10

前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段を画像形成装置に固定する固定部に接続されている請求項1から9のいずれか一項に記載の光書込装置。

請求項11

前記副方向に光学的感度を持たない前記光学素子手段は、前記振動の腹の側の領域に配置されている請求項1から10のいずれか一項に記載の光書込装置。

請求項12

前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段と一体成形されている請求項1から11のいずれか一項に記載の光書込装置。

請求項13

請求項1から12のいずれか一項に記載の光書込装置及び前記感光体を有し、当該感光体に照射された光に対応する画像を用紙に形成する画像形成手段を備える画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、光書込装置及び画像形成装置に関する。

背景技術

0002

従来、記録媒体上に電子写真方式画像形成を行うプリンターや、MFP(Multifunction Peripheral:複合機)などの画像形成装置が知られている。画像形成装置として、偏向走査方式の光書込装置を有するものが知られている。偏向走査方式では、半導体レーザーなどの光源からの光線ポリゴンミラー及びモーターなどの偏向器によって偏向走査し、帯電させた感光体ドラム)などの像担持体上に走査レンズ系によって光スポットとして結像させ、静電潜像書込みを行う。以下、光が感光体上を走査する方向を主方向とし、感光体面上で主方向に垂直な方向を副方向とする。

0003

偏向器を用いて感光体上に光を走査する光書込装置では、偏向器からの振動により光書込装置のハウジング筐体光学箱とも呼ぶ)が特定の振動の分布(振動モード、振動のしかた)で振動する。図15は、従来の光書込装置を示す側面概念図である。

0004

図15に示すように、光書込装置のハウジングH4において、偏向器P4の振動が振動の分布が極大になる箇所近傍に、光源、光学素子及びその保持部材を有する光学素子部O4の座面部S40がある場合、光学素子部O4の光源や光学素子が振動する。光源や光学素子が振動すると、光源、光学素子ごとの光学感度により感光体上の結像位置も振動しズレが生じる。光源や光学素子の振動が大きくなると、感光体上の結像位置のズレが大きくなり画像品質を低下させる懸念がある。図15において、光線を白抜きの矢印で表し、後述する図12でも同様である。

0005

特に、副方向の結像位置ズレ周期的なムラピッチムラと呼ぶ)として視認されやすく、振幅1[μm]以下の副方向の結像位置ズレでもピッチムラが問題になることがある。ピッチムラによる画像品質の低下を抑制する手段は複数考えられるが、その中でハウジングの光学素子座面の振動を抑制する技術が知られている。

0006

例えば、画像品質に感度の高い光源ユニット付近局所中空壁を設けて剛性強化をして光源ユニットの振動を抑制する偏向走査装置が知られている(特許文献1参照)。

0007

また、機械式偏向器領域と光学素子領域との間に仕切壁を設けることでハウジングの剛性強化し、振動を抑制する光走査装置が知られている(特許文献2参照)。

0008

また、複数のハウジングを防振部材で締結し、ポリゴンミラーと光学素子とを別々のハウジングに搭載することで偏向器から光学素子への振動伝達を抑制する画像形成装置が知られている(特許文献3参照)。

0009

また、光学素子としての走査レンズの座面の加振源としてのポリゴンモーター側に、座面を囲むように半円弧状でコの字形貫通孔を有する光ビーム走査装置が知られている(特許文献4参照)。ただし、この貫通孔は、ポリゴンモーターの熱が光学素子に伝わらないようにする熱対策のものである。

先行技術

0010

特開平10−115794号公報
特開2001−228425号公報
特開平9−159955号公報
特開2018−66927号公報

発明が解決しようとする課題

0011

特許文献1,2の構成では、光が通過する長尺開口部近傍振動遮断手段を設けていないので、振動が大きくなる開口部近傍から光学素子座面へ振動が伝達してしまう懸念がある。また、特許文献3の構成では、ポリゴンミラーと光学素子を別ハウジングに搭載することから、コストアップ組立て時間の増大、部品間の相対位置精度確保困難が懸念される。また、特許文献4の構成では、貫通孔でポリゴンモーターからの振動は遮断されるが、振動が大きくなる振動の腹からの振動の伝達により振動を抑制できない懸念がある。

0012

本発明の課題は、ピッチムラによる画像品質の低下を容易かつ効果的に抑制することである。

課題を解決するための手段

0013

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明の光書込装置は、
光を出射する光源を有する光源手段と、
前記光を偏向走査する偏向手段と、
前記光の光学素子手段と、
前記光源手段、前記偏向手段及び前記光学素子手段を保持するハウジング手段と、を備え、感光体の像面に光を走査して書き込む光書込装置であって、
前記ハウジング手段は、
前記ハウジング手段の底面部において、前記感光体の像面での前記光の走査方向に垂直な副方向の振動の分布が極大となる振動の腹から、当該副方向に光学的感度を有する前記光源手段及び前記光学素子手段の少なくとも1つの座面部への振動を遮断する振動遮断手段と、
前記座面部の剛性を強化する剛性強化手段と、を備える。

0014

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光書込装置において、
前記ハウジング手段は、前記光が通過する開口部を前記底面部に有し、
前記振動の腹は、前記開口部の周辺にある。

0015

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の光書込装置において、
前記振動遮断手段は、前記底面部における前記振動の腹と前記座面部との間に設けられ、前記開口部を起点とする第1の切欠き部である。

0016

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の光書込装置において、
前記第1の切欠き部は、複数あり、
前記座面部は、前記複数の第1の切欠き部の内側に配置されている。

0017

請求項5に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光書込装置において、
前記振動遮断手段は、前記底面部における前記振動の腹と前記座面部との間に設けられた穴部である。

0018

請求項6に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光書込装置において、
前記振動遮断手段は、前記底面部における前記振動の腹と前記座面部との間に設けられ、前記底面部の外縁を起点とする第2の切欠き部である。

0019

請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれか一項に記載の光書込装置において、
前記剛性強化手段は、前記底面部において、前記振動遮断手段よりも前記座面部の側の領域に接続されており、前記振動遮断手段よりも前記振動の腹の側の領域に接続されていない。

0020

請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれか一項に記載の光書込装置において、
前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段の振動の分布が極小となる振動の節に接続されている。

0021

請求項9に記載の発明は、請求項1から8のいずれか一項に記載の光書込装置において、
前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段の外縁の壁部に接続されている。

0022

請求項10に記載の発明は、請求項1から9のいずれか一項に記載の光書込装置において、
前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段を画像形成装置に固定する固定部に接続されている。

0023

請求項11に記載の発明は、請求項1から10のいずれか一項に記載の光書込装置において、
前記副方向に光学的感度を持たない前記光学素子手段は、前記振動の腹の側の領域に配置されている。

0024

請求項12に記載の発明は、請求項1から11のいずれか一項に記載の光書込装置において、
前記剛性強化手段は、前記ハウジング手段と一体成形されている。

0025

請求項13に記載の発明の画像形成装置は、
請求項1から12のいずれか一項に記載の光書込装置及び前記感光体を有し、当該感光体に照射された光に対応する画像を用紙に形成する画像形成手段を備える。

発明の効果

0026

本発明によれば、ピッチムラによる画像品質の低下を容易かつ効果的に抑制できる。

図面の簡単な説明

0027

本発明の実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。
本体ユニット機能構成を示すブロック図である。
(a)は、露光部の上面の概略透視図である。(b)は、露光部の側面の概略透視図である。
露光部のハウジングの概略平面図である。
底面部のリブの斜視方向の模式図である。
(a)は、第1の比較例のハウジングの概念図である。(b)は、第2の比較例のハウジングの概念図である。(c)は、実施の形態のハウジングの概念図である。
開口部に接続されたリブを有するハウジングの概略平面図である。
(a)は、ハウジングの固定部を示す概略平面図である。(b)は、ハウジング及び固定用部を示す概念図である。
(a)は、実施の形態のハウジングの振動の大きさの分布を示す図である。(b)は、全体に剛性強化したハウジングの振動の大きさの分布を示す図である。
(a)は、リブがないハウジングの概念図である。(b)は、(a)のハウジングの周波数に対する振幅を示す図である。
(a)は、リブを有するハウジングの概念図である。(b)は、(a)のハウジングの周波数に対する振幅を示す図である。
実施の形態の露光部の側面概念図である。
第1の変形例のハウジングの概略平面図である。
第2の変形例のハウジングの概略平面図である。
従来の光書込装置の側面概念図である。

実施例

0028

添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態及び第1、第2の変形例を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

0029

(実施の形態)
図1図12を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。まず、図1図2を参照して、本実施の形態の全体の装置構成を説明する。図1は、本実施の形態の画像形成装置1の概略構成を示す図である。図2は、本体ユニット200の機能構成を示すブロック図である。

0030

本実施の形態の画像形成装置1の全体構成について説明する。画像形成装置1は、電子写真方式のカラーの画像形成を行うMFPとするが、これに限定されるものではなく、白黒の画像形成を行うMFPや、プリンターなど、他の画像形成装置であってもよい。図1に示すように、画像形成装置1は、給紙ユニット100と、本体ユニット200と、を備える。

0031

給紙ユニット100は、例えば各種大きさ又は紙種の用紙を収納する大容量の給紙トレイT1を複数備える。給紙ユニット100は、本体ユニット200により指示された種類の用紙を給紙トレイT1から取り出して本体ユニット200へ用紙を搬送する。

0032

本体ユニット200は、複数の給紙トレイT2、画像読取部17、画像形成手段としての画像形成部20などを有する。本体ユニット200は、通信ネットワーク上の外部機器としてのPC(Personal Computer)などからPDL(Page Description Language)データを受信し、当該PDLデータラスタライズ処理してビットマップ形式の画像データを生成する。また、本体ユニット200は、画像読取部17により原稿用紙を読み取って画像処理して画像データを生成する。生成された画像データは、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)及びK(黒)の色ごとの画像データである。

0033

本体ユニット200は、画像形成部20により、PDLデータから生成された画像データ又は画像読取部17により生成された画像データに基づいて、給紙トレイT1又は給紙トレイT2から給紙された用紙上にトナー画像を形成して定着し、定着された用紙を排紙トレイT3へ搬送する。なお、画像形成装置1は、定着された用紙に、ステイプル処理パンチ穴開け処理、折り処理、製本処理などの後処理を施し又は施さずにそのまま、排紙トレイT3に排紙する後処理装置を備える構成としてもよい。

0034

ついで、本体ユニット200の構成について説明する。図1及び図2に示すように、本体ユニット200は、制御部11と、記憶部12と、操作部13と、表示部14と、通信部15と、給紙部16と、画像読取部17と、画像処理部18と、画像メモリー19と、画像形成部20と、用紙搬送部30と、を備える。

0035

制御部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)などを備える。制御部11のCPUは、記憶部12に記憶されているプログラム読み出してRAMに展開し、展開された当該プログラムに従って画像形成装置1の各部を制御する。例えば、制御部11は、通信部15を介して外部から投入されたジョブの設定に従い、画像処理部18にジョブの画像データを画像処理させ、給紙ユニット100又は給紙部16により用紙を給紙させ、画像形成部20により用紙に画像を形成させて定着させる。

0036

記憶部12は、制御部11が読み取り可能なプログラム、ファイルなどを記憶している。記憶部12としては、例えばハードディスクフラッシュメモリーなどの不揮発性の読み出し及び書き込みが可能な記憶媒体を用いることができる。特に、記憶部12は、後述する画像形成処理を行うための画像形成プログラムが記憶されているものとする。

0037

操作部13は、操作キーや表示部14と一体に構成されたタッチパネルなどを備え、これらの操作に応じた操作信号を制御部11に出力する。ユーザーは、操作部13を介して、ジョブの設定、処理内容の設定、変更などの指示を入力することができる。

0038

表示部14は、LCD(Liquid Crystal Display)などで構成され、制御部11の指示に従って操作画面などの表示情報を表示する。通信部15は、ネットワークカードなどにより構成され、LAN(Local Area Network)などの通信ネットワークに接続され、通信ネットワーク上の外部機器と情報の送受信を行う。制御部11は、通信部15を介して、通信ネットワーク上の外部機器と通信を行う。

0039

給紙部16は、例えば各種サイズ又は紙種の用紙を収納する複数の給紙トレイT2を有し、制御部11の指示に従って、指示された種類の用紙を給紙トレイT2から取り出して画像形成部20へ搬送する。

0040

画像読取部17は、自動原稿搬送部、スキャナー部171、載置トレイ172、プラテンガラス173などを有する。自動原稿搬送部は、原稿用紙を載置する載置トレイ172や原稿用紙を搬送する機構及び搬送ローラーなどを有し、制御部11の制御により、原稿用紙を所定の搬送経路に搬送する。スキャナー部171は、光源や反射鏡などの光学系、撮像素子を備え、所定の搬送経路を搬送された原稿用紙又はプラテンガラス173に載置された原稿用紙の画像を読み取って、R(赤)、G(緑)及びB(青)の色ごとのビットマップ形式の画像データを生成し、画像処理部18に出力する。

0041

制御部11は、通信部15により受信したPDLデータをラスタライズ処理し、ビットマップ形式の画像データを生成する。また、制御部11は、通信部15又は画像読取部17を介して生成されたビットマップ形式の画像データが、R(赤)、G(緑)及びB(青)の3色の画素値を有する場合、C、M、Y、Kの4色の画素値を有する画像データに変換した後、画像メモリー19により保持する。

0042

画像メモリー19は、画像処理部18により生成された画像データを一時的に保持するバッファーメモリーである。画像メモリー19としては、DRAM(Dynamic RAM)などを用いることができる。

0043

画像処理部18は、画像メモリー19から画像データを読み出して、濃度補正処理中間調処理などの各種画像処理を施す。濃度補正処理は、用紙上の画像の濃度特性が目的の濃度特性となるように、画像データの各画素値を変換する処理である。中間調処理は、ディザ処理誤差拡散処理などのように、疑似的に中間調再現する処理である。

0044

画像形成部20は、画像処理部18により画像処理した画像データの各画素のC、M、Y、Kの4色の画素値に応じて、4色からなる画像を用紙上に形成して定着する。図1に示すように、画像形成部20は、4つの書込みユニット21、中間転写ベルト22、2次転写ローラー23、定着部24を備える。

0045

4つの書込みユニット21は、4つの単色としてのC、M、Y、Kの色ごとに、中間転写ベルト22のベルト面に沿って直列タンデム)に配置され、C、M、Y、Kの各色の画像を用紙上に形成する。書込みユニット21は、光書込装置としての露光部2a、感光体2b、現像部2c、帯電部2d、クリーニング部2e、1次転写ローラー2fを有する。

0046

感光体2bは、回転する導電性円筒体である。帯電部2dは、感光体2bを帯電させる。露光部2aは、半導体レーザー光源を有し、制御部11の制御により、画像データに基づいて半導体レーザー光源などを駆動し、帯電部2dにより帯電された感光体2b上にレーザー光を走査し照射して露光する。現像部2cは、制御部11の制御により、帯電する現像ローラーにより感光体2b上にトナーを供給し、露光により感光体2b上に形成された静電潜像を現像する。このようにして、4つの書込みユニット21の感光体2b上にそれぞれ形成した画像を、それぞれの1次転写ローラー2fにより、中間転写ベルト22上に順次重ねて転写(1次転写)すると、中間転写ベルト22上には各色からなるカラーのトナー画像が形成される。1次転写後、クリーニング部2eは、感光体2b上に残留するトナーを除去する。

0047

中間転写ベルト22は、複数のローラー掛け渡された無端ベルトであり、制御部11の制御により、各ローラーの回転に従って回転する。2次転写ローラー23は、制御部11の制御により、中間転写ベルト22上に形成されたトナー画像を、給紙ユニット100(給紙トレイT1)又は給紙部16(給紙トレイT2)から搬送された用紙上に転写(2次転写)する。

0048

定着部24は、加熱ローラー加圧ローラーを有し、制御部11の制御により、2次転写ローラー23で画像が形成された用紙を加熱及び加圧することにより、当該用紙に画像を定着する。

0049

図2に示すように、用紙搬送部30は、用紙を搬送するためのレジストローラー、搬送ローラーなどを備え、制御部11により、給紙ユニット100の給紙トレイT1又は給紙部16の給紙トレイT2に収納された用紙を画像形成部20に供給し、また定着部24による定着後の用紙を排紙トレイT3に排出する。また、用紙搬送部30は、用紙の反転経路となる反転部を有し、両面印刷を行う場合に、制御部11により、表面の画像が定着された用紙を反転し、再度画像形成部20に供給する。

0050

ついで、図3(a)〜図8(b)を参照し、画像形成部20の露光部2aの装置構成を説明する。図3(a)は、露光部2aの上面の概略透視図である。図3(b)は、露光部2aの側面の概略透視図である。図4は、露光部2aのハウジング41の概略平面図である。

0051

図3(a)、図3(b)に示すように、露光部2aは、ハウジング手段としてのハウジング41を有する。なお、図(a)、図3(b)において、光線の軌跡を一点鎖線の矢印で表す。ハウジング41は、底面部411と、壁部412と、を有する。また、ハウジング41は、ハウジング41の表面(上面)及び裏面(下面)の開放部分を覆い周囲環境からの防塵を行うカバー部材(図示略)を有する。ハウジング41は、例えばアルミダイカスト金型を用いた射出成形切削加工)により作製される。

0052

底面部411は、後述する折り返しミラー部49の光の走査方向(主方向)に平行な面に延在するよう配置されている。壁部412は、底面部411の外縁(周囲)から、主方向に垂直な副方向に延在するよう配置されている。図3(b)に示すように、底面部411は、ハウジング41の副方向の略中間位置に設置されている。

0053

また、底面部411は、開口部413、穴部414(図4)などの穴部を有する。開口部413は、長尺開口部413aと、振動遮断手段、第1の切欠き部としての切欠き部413b,413cと、を有する。長尺開口部413aは、主方向に延在した略長方形の貫通孔である。切欠き部413bは、長尺開口部413aの左端から図上の左方向に延在した貫通孔である。切欠き部413cは、長尺開口部413aの左端から図上の左下方向に延在した貫通孔である。

0054

露光部2aは、底面部411の表面に、光源手段としての光源部42と、光学素子手段としてのコリメーターレンズ部43、ミラー部44,45、シリンダーレンズ部46と、偏向器47と、光学素子手段としての長尺レンズ部48、折り返しミラー部49と、を有する。露光部2aは、底面部411の裏面に、光学素子手段としての長尺レンズ部50を有する。

0055

光源部42は、光線の出射部であり、基板部421と、光源ブロック422と、を有する。基板部421は、ハウジング41の外側に配設された電子基板部であり、半導体レーザー光源としてのLD(Laser Diode)などが実装されている。光源ブロック422は、ハウジング41の内側に配設された基板部421の保持部材などを有し、底面部411の表面に固定接続されている。底面部411に対する光源部42の固定接続部を座面部S1とする。

0056

コリメーターレンズ部43は、光源部42から出射された光線を平行光にする光学素子部であり、入射光を平行光にして出射する光学素子としてのコリメーターレンズ、そのレンズホルダーなどを有し、底面部411の表面に固定接続されている。底面部411に対する光源部42の固定接続部を座面部S2,S3とする。

0057

ミラー部44は、コリメーターレンズ部43から出射された光線を反射する光学素子部であり、光学素子としてのミラーを有し、底面部411の上面に固定接続されている。ミラー部45は、ミラー部44で反射された光線を反射する光学素子部であり、光学素子としてのミラーを有し、底面部411の表面に固定接続されている。

0058

シリンダーレンズ部46は、ミラー部45で反射された光線を副方向に絞る光学素子部であり、入射光を副方向に絞る光学素子としてのシリンダーレンズ、そのレンズホルダーなどを有し、底面部411の表面に固定接続されている。コリメーターレンズ部43、シリンダーレンズ部46は、光源からの光を整形し偏向器47へ導く光源光学系として機能している。

0059

偏向器47は、光源部42から出射された光を主方向に走査して反射するミラーであり、ポリゴンミラー471、モーター、駆動基板などを有し、底面部411の表面に固定接続されている。ポリゴンミラー471は、正多角形柱(例えば、六角柱)の側面がミラーになっており、駆動基板により駆動されたモーターの電磁力により高速回転駆動される。

0060

長尺レンズ部48は、光学素子としての複数(例えば、3つ)の長尺レンズ及びそのレンズホルダーを有し、底面部411の表面に固定接続されている。折り返しミラー部49は、長尺レンズ部48から出射された光線を底面部411の下面側に折り返して反射する光学素子部であり、折り返しミラー491,492、その保持部材などを有し、底面部411の表面に固定接続されている。底面部411に対する折り返しミラー部49の固定接続部を座面部S4,S5とする。

0061

折り返しミラー491は、長尺レンズ部48から出射された光線を副方向に反射する光学素子であり、底面部411の上面側に配置されている。折り返しミラー492は、折り返しミラー491で反射された光線を主方向及び副方向に垂直な方向に反射する光学素子であり、底面部411の下面側に配置されている。長尺開口部413aは、折り返しミラー491で反射される光線が通過する。

0062

長尺レンズ部50は、光学素子としての長尺レンズ及びそのレンズホルダーを有し、底面部411の裏面に固定接続されている。長尺レンズ部48,50により、光線の結像位置を偏向器47の等速回転運動から感光体2b上での等速直線運動に変換される。底面部411に対する長尺レンズ部50の固定接続部を座面部S6,S7とする。長尺レンズ部48、折り返しミラー部49、長尺レンズ部50は、偏向器47からの光を走査し像担持体である感光体2b面上へ集光する走査光学系として機能している。

0063

偏向器47は、モーターによる回転運動により、ハウジング41の底面部411に振動を与える加振部となる。図4に示すように、偏向器47は、底面部411の穴部414の位置に設置されている。底面部411には、開口部413の下側及び両側に、偏向器47の駆動周波数におけるハウジング41の副方向の振動の分布が極大になる箇所としての振動の腹A1,A2,A3がある。また、底面部411には、左下端付近に、偏向器47の駆動周波数におけるハウジング41の副方向の振動の分布が極小になる箇所としての振動の節N1がある。偏向器47の駆動周波数について、ポリゴンミラー471のモーターの場合一回転周波数、一走査周波数が考えられるが、当該モーターを電子写真後方式の画像形成装置の光書込装置の偏向器にして用いる場合、当該モーターの一回転周波数によるピッチムラが視認されやすいため、当該モーターの一回転周波数に着目することが多い。

0064

図4に示すように、底面部411には、開口部413の長尺開口部413aの左側端部近傍の領域AR1に、像面での結像面上での光線の副方向に光学的感度のある光源部、光学素子部としての光源部42、コリメーターレンズ部43の座面部S1〜S4が存在する。このため、領域AR1の振動を抑制する。開口部413は、長尺開口部413aの左側端部近傍を起点として、2つの切欠き部413b,413cが設けられている。切欠き部413bは、振動の腹A2と、領域AR1との間に延在しその延長線が存在している。切欠き部413cは、振動の腹A1と、領域AR1との間に延在しその延長線が存在している。このため、切欠き部413b,413cは、振動の腹A1,A2から領域AR1への振動伝達を遮断している。

0065

また、ハウジング41は、剛性強化手段としてのリブ415を底面部411の領域AR1の裏面に有する。底面部411に切欠き部413b,413cを入れることでハウジング41の領域AR1の剛性が低下するため、そのままでは振動が抑制できない懸念がある。そのため、領域AR1全体にわたってリブ415を複数本這わせることで底面部411の領域AR1の剛性を強化している。

0066

リブ415は、ハウジング41の底面部411、壁部412とともに一体成形されている。一体成形することで、複数部材に分かれている場合に比べ、剛性強化手段の部品のコストを低減でき組立作業工数を短縮でき、より低コストの光書込装置を実現できる。

0067

図5は、底面部411のリブ415の斜視方向の模式図である。図5に示すように、底面部411のリブ415を模式的に表した場合に、x軸,y軸,z軸をとる。すると、x軸周りの回転における断面2次モーメントを強化できる。

0068

図6(a)は、第1の比較例のハウジングH2の概念図である。図6(b)は、第2の比較例のハウジングH2の概念図である。図6(c)は、本実施の形態のハウジング41の概念図である。図6(a)に示すように、光書込装置の第1の比較例としてのハウジングH2を考える。ハウジングH2は、底面部H21と、壁部H22と、を有する。底面部H21は、光源部、光学素子部の座面部S20を有する。底面部H21の左側を振動が大きい振動の腹とし、底面部H21の右側を振動が小さい振動の節とする。図6(a)〜図6(c)において、ハウジングの振動が大きい部分を白色で表し、ハウジングの振動が小さい部分を黒色で表し、ハウジングの振動が中間の部分をグレーで表すものとすし、後述する図10(a)、図10(b)でも同様とする。

0069

ハウジングH2では、振動が大きい部分から座面部S20に振動が直接伝達されるので、座面部S20の振動も大きい。図6(b)に示すように、光書込装置の第2の比較例としてのハウジングH3を考える。ハウジングH3は、底面部H31と、壁部H32と、切欠き部H33と、を有する。底面部H31は、光源部、光学素子部の座面部S30を有する。ハウジングH3では、左側の振動の腹で振動が大きい部分と、座面部S30との間に、切欠き部H33が存在する。切欠き部H33により、ハウジングH3の振動が大きい部分から振動の節で振動が小さい部分への振動が絶縁(遮断)されるので、座面部S30の振動が抑制される。

0070

図6(c)に示すように、本実施の形態のハウジング41は、底面部411と、壁部412と、切欠き部413b,413cと、リブ415と、を有する。底面部411は、座面部S1〜S4を有する。切欠き部413b,413cにより、ハウジング41の振動の腹で振動が大きい部分から振動の節で振動が小さい部分への振動が絶縁されるので、座面部S1〜S4の振動が抑制される。さらに、リブ415により、座面部S1〜S4及び振動が小さい部分の剛性が強化されるので、座面部S1〜S4の振動がさらに抑制される。

0071

このように、ハウジング41は、下記(1)、(2)の構成を有する。
(1).切欠き部413b,413cによりハウジング41の振動の腹から座面部S1〜S4への振動伝達を遮断する。
(2).座面部S1〜S4近傍(領域AR1)にリブ415を付け、座面部S1〜S4の振動を抑制する。

0072

図7は、開口部413に接続されたリブR1を有するハウジング41を示す概略平面図である。ハウジング41の座面部S1〜S4を含む領域AR1に設けられるリブ415は、開口部413近傍の振動の腹A1,A2には接続されていない。図7に示すように、仮に、ハウジング41が、振動の腹A1に含まれる長尺開口部413aの端部に接続されているリブR1を底面部411の裏面に有すると、リブR1を介して振動の腹A1から座面部S1〜S4を含む領域AR1まで振動が伝達してしまうためである。

0073

また、図4に示すように、リブ415は、振動の節N1及び壁部412に接続されている。このため、座面部S1〜S4が振動の節N1及び壁部412によって支えられ、座面部S1〜S4の振動が振動の節N1及び壁部412によって抑制される。

0074

図8(a)は、ハウジング41の固定部F1,F2,F3を示す概略図である。図8(b)は、ハウジング41及び固定用部200aを示す概念図である。また、図8(a)、図8(b)に示すように、本体ユニット200の一部であって、露光部2aの固定接続先を固定用部200aとする。固定用部200aへのハウジング41の固定部分(固定領域)を固定部F1,F2,F3とする。リブ415は、固定部F2と接続されている。画像形成装置1の固定用部200aの座面は、ハウジング41を保持するために剛性が高く設定されている。このため、リブ415を固定部F2と接続すれば、座面部S1〜S4の振動をより抑制できる。

0075

ついで、図9(a)〜図12を参照して、露光部2aの振動のシミュレーション結果を説明する。図9(a)は、本実施の形態のハウジング41の振動の大きさの分布を示す図である。図9(b)は、全体に剛性強化したハウジング41の振動の大きさの分布を示す図である。

0076

図9(a)に示すように、本実施の形態のハウジング41の振動SIM周波数応答解析)を行い、そのシミュレーション結果を得た。振動SIMの解析条件としては、偏向器47の設置個所の近傍に、露光部2a稼働時に偏向器47から発生するポリゴンミラー471のモーターの加振周波数(一回転周波数650[Hz])で図面の垂直方向(副方向)に加振力を加え、加振部V1とした。偏向器47の設置個所の近傍としたのは、偏向器47の設置個所には穴部414があり、シミュレーション上で加振できないからである。

0077

図9(a)は、副方向の振動の大→小の複数段階に対応して、白→黒の複数段階で表したコンター図であり、図9(b)も同様である。図9(b)は、ハウジング41の全体に剛性強化手段を入れた構成での振動SIMのシミュレーション結果である。

0078

図9(b)の全体に剛性強化手段を入れたハウジング41の構成では、振動の腹A1〜A3から光学素子座面まで振動が伝わり、座面部S1〜S4が大きく振動している。このように、全体的に剛性強化をすると、かえって座面部S1〜S4で振動が増大している。

0079

ここで、図10(a)〜図11(b)を参照して、全体に剛性強化をしたハウジング41の構成で振動が大きくなっている要因の一つを説明する。図10(a)は、リブがないハウジングH2の概念図である。図10(b)は、図10(a)のハウジングH2の周波数に対する振幅を示す図である。図11(a)は、リブR2を有するハウジングH2の概念図である。図11(b)は、図11(a)のハウジングH2の周波数に対する振幅を示す図である。

0080

図10(a)に示すハウジングH2は、底面部H21にリブを入れていなく、座面部S20における振動も大きい。図10(b)に示すように、図10(a)のハウジングH2の周波数に対する振幅は、共振するところでピークが現れ、共振周波数(2π(k/m)1/2、k:剛性、m:質量)とする。偏向器の加振周波数と共振周波数とは所定周波数を介して離れている。図11(a)に示すハウジングH2は、底面部H21の全体にわたってリブR2を入れている。このため、図11(b)に示すように、図10(a)のハウジングH2の周波数に対する振幅において、共振周波数が増大し、偏向器の加振周波数に近づくため、加振時の座面部S20における振幅が図10(b)よりも大きくなる。

0081

一方、図9(a)に示すように、本実施の形態の開口部413及びリブ415を有するハウジング41では、振動の腹A1〜A3から座面部S1〜S4への振動伝達を遮断し、座面部S1〜S4の領域AR1の剛性強化もして、座面部S1〜S4の振動が抑制されている。

0082

図12は、本実施の形態の露光部2aの側面概念図である。図12に、本実施の形態の露光部2aの偏向器47、光学素子部O1及びハウジング41における光線の方向を示す。ここで、光学素子部O1は、光源部42と、コリメーターレンズ部43、シリンダーレンズ部46、折り返しミラー部49、長尺レンズ部48,50などの光学素子部と、を含むものとし、座面部S10は、座面部S1〜S6をまとめたものである。露光部2aでは、開口部413及びリブ415により、座面部S10の振動を抑制した結果、感光体2bの結像面上での光線の副方向の振動を抑制でき、ピッチムラによる画像品質の低下を抑制することができる。

0083

以上、本実施の形態によれば、露光部2aは、光を出射する光源を有する光源部42と、光を偏向走査する偏向器47と、コリメーターレンズ部43などの光学素子部と、光源部42、偏向器47及びコリメーターレンズ部43などを保持するハウジング41と、を備え、感光体2bの像面に光を走査して書き込む。ハウジング41は、底面部411において、副方向の振動の分布が極大となる振動の腹A1〜A3から、副方向に光学的感度を有する光源部42及びコリメーターレンズ部43の座面部S1〜S4への振動を遮断する切欠き部413b,413cと、座面部S1〜S4の剛性を強化するリブ415と、を備える。

0084

画像形成装置1は、露光部2a及び感光体2bを有し、感光体2bに照射された光に対応する画像を用紙に形成する画像形成部20を備える。

0085

このため、偏向器47と光源部42及び光の副方向に光学的感度を持つコリメーターレンズ部43とを別ハウジングにすることなく、振動の腹A1〜A3から光源部42及びコリメーターレンズ部43への振動伝達を遮断でき、リブ415を設けることで、切欠き部413b,413cによって剛性が弱くなる分をカバーできるので、振動による画像品質の低下を容易かつ効果的に抑制できる。

0086

また、ハウジング41は、光が通過する長尺開口部413aを底面部411に有する。振動の腹A1〜A3は、長尺開口部413aの周辺にある。長尺開口部413aがある場合は、ない場合と比べて底面部411の長尺開口部413a周辺の剛性が低くなり振動の腹ができやすいので、長尺開口部413aの近傍の光学素子は振動の腹の影響を受けやすい。このため、切欠き部413b,413cによる底面部411に長尺開口部413aがある場合の、長尺開口部413a近傍のコリメーターレンズ部43の振動をより効果的に抑制できる。

0087

また、切欠き部413b,413cは、底面部411における振動の腹A1〜A3と座面部S1〜S4との間に設けられ、長尺開口部413a開口部を起点とする。このため、長尺開口部413aの近傍に振動の腹A1〜A3と座面部S1〜S4とが近接している場合にも、振動の腹A1〜A3から座面部S1〜S4への振動伝達を遮断できる。

0088

また、座面部S1〜S4は、複数の切欠き部413b,413cの内側に配置されている。このため、長尺開口部413aの近傍に座面部S1〜S4があり、長尺開口部413aの近傍に複数の振動の腹A1〜A3がある場合でも、振動の腹A1〜A3から座面部S1〜S4への振動伝達を遮断できる。

0089

また、リブ415は、底面部411において、切欠き部413b,413cよりも座面部S1〜S4の側の領域に接続されており、切欠き部413b,413cよりも振動の腹A1〜A3の側の領域に接続されていない。このため、振動の腹A1〜A3から座面部S1〜S4の側の領域への振動伝達を防ぐことができる。仮に、リブを切欠き部413b,413cよりも振動の腹A1〜A3の側の領域に接続してしまうと、当該リブにより振動の腹A1〜A3から座面部S1〜S4の側の領域へ振動が伝達される。

0090

また、リブ415は、ハウジング41の振動の分布が極小となる振動の節N1に接続されている。このため、リブ415を振動の小さい振動の節N1に接続することで、座面部S1〜S4の振動をより抑制できる。

0091

また、リブ415は、ハウジング41の外縁の壁部412に接続されている。このため、リブ415を剛性の高い壁部412に接続することで、座面部S1〜S4の振動をより効果的に抑制できる。

0092

また、リブ415は、ハウジング41を本体ユニット200に固定する固定部F2に接続されている。このため、リブ415を振動の小さいハウジング41の固定部F2に接続することで、座面部S1〜S4の振動をより効果的に抑制できる。

0093

また、リブ415は、ハウジング41と一体成形されている。このため、一体成形することで、別部材を取付ける場合に比べ、部品追加によるコストアップ及び組付け時間を不要にできる。

0094

(第1の変形例)
図13を参照して、上記実施の形態の第1の変形例を説明する。図13は、本変形例のハウジング41Dの概略平面図である。

0095

上記実施の形態では、ハウジング41の振動遮断手段が、長尺開口部413aの端部を起点とする切欠き部413b,413cであったが、本変形例では、長尺開口部413aと独立した貫通孔である穴部とする。具体的には、図13に示すように、本変形例のハウジング41Dは、振動遮断手段としての穴部413dを底面部411Dに有する。なお、図13では、振動の腹として、底面部411Dの外縁部周辺より中央側にある振動の腹A4のみを示すものとする。振動の腹A4が長尺開口部413aや外縁部周辺に無い場合でも、底面部411Dに穴部413dを設けることで、振動の腹A4から座面部S1〜S4を含む領域AR1への振動の伝達を抑制できる。上記実施の形態のような切欠き部413b,413cを配置する場合は長尺開口部413a起点とするなど設計の制約があるが、長尺開口部413aから独立した(接続されていない)穴部413dであれば底面部411Dに自由に配置できるため、設計の自由度が高い利点がある。

0096

以上、本変形例によれば、ハウジング41Dは、底面部411Dにおける振動の腹A4と座面部S1〜S4との間に設けられた穴部413dを有する。このため、上記実施の形態の切欠き部413b,413cを配置する場合に比べ露光部2aの設計の自由度を高くすることができる。切欠き部の場合は、ハウジングの外縁や長尺開口部に接続しなければならない。

0097

(第2の変形例)
図14を参照して、上記実施の形態の第2の変形例を説明する。図14は、本変形例のハウジング41Eの概略平面図である。

0098

上記実施の形態では、ハウジング41の振動遮断手段が、長尺開口部413aの端部を起点とする切欠き部413b,413cであったが、本変形例では、底面部の外縁を起点とする切欠き部とする。具体的には、図14に示すように、本変形例のハウジング41Eは、振動遮断手段、第2の切欠き部としての切欠き部413eを底面部411Eに有する。切欠き部413eは、底面部411Eの外縁を起点とする。なお、図14では、振動の腹として、底面部411Eの外縁近傍にある振動の腹A5のみを示すものとする。

0099

上記本変形例によれば、ハウジング41Eは、底面部411Eにおける振動の腹A5と座面部S1〜S4との間に設けられ、底面部411Eの外縁を起点とする切欠き部413eである。このため、振動の腹A5が底面部411Eの外縁近傍に座面部S1〜S4がある場合にも、切欠き部413eにより、振動の腹A5から座面部S1〜S4の領域AR1への振動伝達を遮断できる。

0100

なお、上記実施の形態及び変形例における記述は、本発明に係る好適な画像形成装置の一例であり、これに限定されるものではない。

0101

例えば、上記実施の形態、変形例、下記の構成の少なくとも2つを適宜組み合わせる構成としてもよい。

0102

また、露光部が、ハウジングの底面部の振動の腹を含む領域に配置され、光の副方向(振動方向)に光学的感度を略持たない光学素子を有する光学素子部を備える構成としてもよい。この構成により、大きく振動する場所としての振動の腹に、副方向に感度を持たない光学素子を設置することで、画像品質への影響を抑えることができつつ、ハウジング上の空間を有効活用できる。

0103

また、上記実施の形態及び変形例では、偏向器47が、ポリゴンミラーを有する構成としたが、これに限定されるものではない。偏向器が、ガルバノミラーなど、他の偏向手段を有する構成としてもよい。

0104

また、上記実施の形態及び変形例では、剛性強化手段として、リブを底面部411に設けた構成としたが、これに限定されるものではない。剛性強化手段として、板金などの補強部材をハウジングの底面部などに固定設置した構成や、ハウジングの底面部の肉厚を局所的に厚くした構成としてもよい。

0105

また、上記実施の形態及び変形例では、剛性強化手段として、リブを底面部411の裏面に設けた構成としたが、これに限定されるものではない。また、リブなどの剛性強化手段の設置個所はハウジングの底面部の表裏を問わない。剛性強化手段は、リブなどハウジングの面から突出した構成であり、光学素子や光線と干渉しないように配置する必要があるが、剛性強化手段の設置個所に表裏の自由度を持たせることで光学素子又は光線の配置自由度を高め、ハウジング上の空間を有効活用できる。

0106

また、以上の実施の形態における画像形成装置1を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

0107

1画像形成装置
T1,T2給紙トレイ
200本体ユニット
200a固定用部
11 制御部
12 記憶部
13 操作部
14 表示部
15通信部
16 給紙部
17画像読取部
171スキャナー部
172 載置トレイ
173プラテンガラス
18画像処理部
19画像メモリー
20画像形成部
21書込みユニット
2a露光部
41,41D,41E,H2,H3,H4ハウジング
411,411D,411E,H21,H31 底面部
412,H22,H32 壁部
F1,F2,F3 固定部
413 開口部
413a長尺開口部
413b,413c,413e,H33切欠き部
413d,414穴部
415,R1,R2リブ
42光源部
421基板部
422光源ブロック
43コリメーターレンズ部
44,45ミラー部
46シリンダーレンズ部
47,P4偏向器
471ポリゴンミラー
48長尺レンズ部
49折り返しミラー部
491,492 折り返しミラー
50 長尺レンズ部
S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S10,S20,S30,S40 座面部
O1,O4光学素子部
2b感光体
2c現像部
2d帯電部
2eクリーニング部
2f 1次転写ローラー
22中間転写ベルト
23 2次転写ローラー
24定着部
30 用紙搬送部
T3 排紙トレイ

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