(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源より射出されたビームを偏向走査する偏向器等が光学ケース内に収容された光走査装置を、該光走査装置を具備する機械本体の取付台に前記光学ケースを取り付けて固定する光走査装置の固定構造において、
前記光学ケースの光軸方向一端側に設けられた第１の取付部と、前記光学ケースの光軸方向他端側に設けられた第２の取付部とを有し、前記第１の取付部には走査平面に平行に設けられた第１の取付基準面を備え、前記第２の取付部には走査平面に垂直に設けられ被走査面と平行な位置出しを行う第２の取付基準面を備え、
前記光学ケースを前記第２の取付基準面に沿って回動自在とする傾き調整手段を有していることを特徴とする光走査装置の固定構造。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置の固定構造において、
前記第２の取付基準面は前記光学ケースの底部に形成されていることを特徴とする光走査装置の固定構造。
【請求項３】
請求項１記載の光走査装置の固定構造において、
前記光学ケースの主走査方向の位置決めをし、且つ、走査平面と平行な面内での光学ケースの回動を許容する位置決め手段を有していることを特徴とする光走査装置の固定構造。
【請求項４】
請求項１記載の光走査装置の固定構造において、
前記光源、偏向器のいずれか一方又は両方の前記機械本体側の電装系との電気的接続を行う接続端子が前記光学ケースに一体に設けられ、これに対応して前記取付台には被接続端子が設けられ、前記第２の取付基準面が当接する際に、前記接続端子と被接続端子との接続がなされることを特徴とする光走査装置の固定構造。
【請求項５】
請求項４記載の光走査装置の固定構造において、
前記偏向器はその駆動回路が実装された駆動基板が一体的に形成されたポリゴンモータからなり、前記駆動基板の一端に前記接続端子が形成されていることを特徴とする光走査装置の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置の書き込み系に用いられる光走査装置の固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機等の画像形成装置（以下、単に機械という。）では、光走査装置によって感光体等の像担持体上に目的画像に対応した静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によりトナー像として現像し、トナー像を記録媒体上に転写して記録画像を得るようになっている。光走査装置は、光学ケース内に光源や偏向器、結像手段等が高精度に配置された構造となっている。
静電潜像の形成精度は最終的記録画像の品質に影響するため、機械本体の平板状の取付台に対する光走査装置の取付（固定）精度は重要な意義を有する。固定時に光走査装置に応力（曲げ応力）が掛かって撓みや歪み等の変形が生じると、光走査装置より射出される走査ビームが傾く等の不具合が発生するからである。
【０００３】
光走査装置を機械本体の取付台に固定する方法としては、特開平５−６０９９１号公報、特開平５−１９１９６号公報、実開平６−１０９１９号公報等に記載のものが知られている。
これらの技術ではいずれも光学ケースに３〜４個の取付片が一体に形成されており、この取付片を取付台にネジで固定することによって光走査装置全体の固定状態を得る方式となっている。これらの取付片はいずれも走査平面（偏向走査面）に平行、換言すれば、取付台に平行な取付面を有しており、走査平面に垂直な方向からネジを螺合して固定するようになっている。
【０００４】
これを具体的に説明すると、例えば図９（平面図）に示すように、光学ケース１００の光軸方向前端両側と後端に、取付片１０２、１０４、１０６が形成され、それらの取付孔１０２ａ、１０４ａ、１０６ａにネジを通して光学ケース１００の下方に位置する図示しない取付台に固定するようになっている。図９において、符号１０８はポリゴンミラー、１１０はｆθレンズ、１１２はトロイダルレンズを示しているが、全体として主要なものを且つ概略的に示したにすぎない。符号１１４は、レーザビームＬＢが存在する領域である走査平面（ハッチング領域）を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のように、全ての取付片が走査平面に平行な取付面を有した構造の場合、一般に機械本体の取付台は板金等で形成されるため平面性が出しにくく、全ての取付片と取付台との間で良好な平行性による当接を得ることは困難である。取付台の平面性が確保されている場合でも光学ケース１００に一体に形成された各取付片の１０２、１０４、１０６の平行性が出ない場合もある。
例えば図１０に示すように、取付片１０２が傾きを持っていた場合、ネジ１１６を取付台１１８のネジ孔１１８ａに螺合して固定すると、取付片１０２と取付台１１８は最終的に密着することになるが、取付片１０２の傾きが修正された分の応力は曲げ応力として光学ケース１００を撓ませるように作用する。
光学ケース１００にこのような応力が作用すると、その内部に収容された走査レンズ等の配置や光軸の方向に狂いが生じ、記録画像が劣化するという問題があった。このような問題は、取付台１１８に平行性もしくは平面性が出ていない場合にも同様に起こる。
【０００６】
特開平５−６０９９１号公報等に開示された技術では、取付台の平面性のバラツキを克服すべく、取付片が調整機能を有し、取付台との間の当接距離を調整できるようになっているが、図１０で示したような傾き、すなわち平行性のずれは、取付台との間の距離の調整とは無関係に存在するので、上記問題には対応できなかった。
また、従来技術では各取付片は光学ケース１００の周囲に又は周囲から外方に突出するように存在し、且つ固定形態（固定方向）が全て同じであるので、偏向器の回転により生じた振動によりケース底面部が振動し易く、光路が乱れて画像が劣化する、という問題もあった。
【０００７】
本発明は、光学ケースの撓み等による問題や振動による問題を抑制できる光走査装置の固定構造の提供を、その目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成すべく、光学ケースの取付片の固定方向性に着目した。
具体的には、請求項１記載の発明では、光源より射出されたビームを偏向走査する偏向器等が光学ケース内に収容された光走査装置を、該光走査装置を具備する機械本体の取付台に前記光学ケースを取り付けて固定する光走査装置の固定構造において、前記光学ケースの光軸方向一端側に設けられた第１の取付部と、前記光学ケースの光軸方向他端側に設けられた第２の取付部とを有し、前記第１の取付部には走査平面に平行に設けられた第１の取付基準面を備え、前記第２の取付部には走査平面に垂直に設けられ被走査面と平行な位置出しを行う第２の取付基準面を備え、前記光学ケースを前記第２の取付基準面に沿って回動自在とする傾き調整手段を有している、という構成を採っている。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の構成において、前記第２の取付基準面は前記光学ケースの底部に形成されている、という構成を採っている。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１記載の構成において、前記光学ケースの主走査方向の位置決めをし、且つ、走査平面と平行な面内での光学ケースの回動を許容する位置決め手段を有している、という構成を採っている。
【００１１】
請求項４記載の発明では、請求項１記載の構成において、前記光源、偏向器のいずれか一方又は両方の前記機械本体側の電装系との電気的接続を行う接続端子が前記光学ケースに一体に設けられ、これに対応して前記取付台には被接続端子が設けられ、前記第２の取付基準面が当接する際に、前記接続端子と被接続端子との接続がなされる、という構成を採っている。
【００１２】
請求項５記載の発明では、請求項４記載の構成において、前記偏向器はその駆動回路が実装された駆動基板が一体的に形成されたポリゴンモータからなり、前記駆動基板の一端に前記接続端子が形成されている、という構成を採っている。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、光源としての半導体レーザ及びそのビームを平行光束とするコリメートレンズがモジュール化された光源ユニット２から射出された光ビームは、シリンダレンズ４を介してポリゴンミラー６に入射される。ポリゴンミラー６はポリゴンモータ８で回転駆動され、光ビームを走査する。ポリゴンミラー６とポリゴンモータ８により偏向器が構成されている。
走査された光ビームＬＢは、ｆθレンズ１０、トロイダルレンズ１２により像担持体としての感光体１４上に結像され、静電潜像の形成が行われる。図中、符号１６、１８は反射ミラーを示しており、光軸方向の光走査装置のサイズをコンパクト化するために光ビームを折り返している。
走査開始側でミラー２０により光ビームを同期検知センサ２２に入射するように向きを変え、画像書き出しのタイミングをとるようになっている。
【００１５】
これらの各部品は、樹脂製の光学ケース２４内に所定位置をもって収容され、このため光学ケース２４における各部品の取付部は高精度に寸法が確保されている。上記ポリゴンミラー６等の各部品とこれらが収容された光学ケース２４とで光走査装置が構成されている。
【００１６】
光学ケース２４の光軸方向後端には、第１の取付部としての取付片２６が一体に形成されており、その下面は走査平面に平行な第１の取付基準面Ｆ１となっている。取付片２６には孔２６ａが形成されており、この孔２６ａを介して止めネジ２８により図１に示すデジタル複写機等の機械側の取付台３０に固定されるようになっている。
光学ケース２４の光軸方向先端側の底部には、図３に示すように、取付台３０側へ突出する第２の取付部としての取付片３２、３４が形成されており、これらの光軸方向先端側は走査平面に垂直で被走査面（感光体１４の面）と平行な位置出しを行う第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３となっている（請求項２）。各取付片３２、３４には孔３２ａ、３４ａが形成されており、取付片２６と同様に止めネジ２８で取付台３０に固定されるようになっている。
光学ケース２４の底面における取付片３２と３４の間には、Ｕ字形の係合部３６が一体に形成されている。
【００１７】
図４に示すように、取付台３０には第１の取付基準面Ｆ１に対応する第１の被取付面Ｆ４が形成されており、この第１の被取付面Ｆ４内には取付片２６の孔２６ａに対応する位置にネジ孔３８が形成されている。このネジ孔３８に止めネジ２８が螺合することにより取付片２６が取付台３０に固定される。
なお、本実施例における取付台３０は平板状に形成されているので、第１の被取付面Ｆ４はその一部分として存在することになる。
取付台３０の光軸方向先端側には、凸部４０、４２が形成されており、これらの光軸方向後端側は、走査平面に垂直で第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３に対応する第２の被取付面Ｆ５、Ｆ６となっている。凸部４０、４２にはネジ孔４０ａ、４２ａが形成されており、これらに止めネジ２８が螺合することにより取付片３２、３４が取付台３０に固定される。
【００１８】
取付台３０における凸部４０、４２の間には、Ｕ字形の係合部３６に係合する円柱状の凸部４４が一体に形成されている。この凸部４４とＵ字形の係合部３６とにより、光学ケース２４の主走査方向の位置決めをし、且つ、走査平面と平行な面内での光学ケース２４の回動を許容する位置決め手段が構成される（請求項３）。
【００１９】
次に、本実施例における光走査装置の取付台３０への固定方法を説明する。
先ず、Ｕ字形の係合部３６と凸部４４が離れた位置状態で光学ケース２４の各取付片２６、３２、３４を取付台３０の表面に当接させ、光学ケース２４を光軸方向にスライドさせる。係る動作でＵ字形の係合部３６に凸部４４が係合すると、光学ケース２４の主走査方向の位置決めがなされる。さらにスライドさせて第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３が第２の被取付面Ｆ５、Ｆ６に当接すると（突き当てられると）、光軸方向の位置、偏向走査面内での角度が決定される。なお、第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３が第２の被取付面Ｆ５、Ｆ６に当接した状態でＵ字形の係合部３６と凸部４４との間には光軸方向において隙間が存在するように設定されている。
かかる状態で、取付片３２、３４を止めネジ２８により固定し、次いで取付片２６を止めネジ２８により固定する。なお、本実施例における止めネジ２８による固定はあくまでも固定方法の一例として示したものである。
【００２０】
上述のように走査平面に垂直な第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３によって固定した場合、仮に第２の被取付面Ｆ５、Ｆ６との間で平行性のずれがあっても、止めネジ２８による応力は光学ケース２４の光軸方向、すなわち、剛性の大きい方向に作用し、且つ、曲げ応力とはならないので、光学ケース２４を撓ませたり歪ませることはない。
取付片２６は走査平面に平行な従来の形態であるが、単一であり、且つ、垂直な第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３との間において光学ケース２４を撓ませるような連関関係にないので、問題とはならない。
なお、取付片３２、３４の孔３２ａ、３４ａの径を、止めネジ２８の挿通部分の径より若干大きくすれば、その余裕寸法内で取付台３０の平面誤差を吸収できることになる。これは第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３を走査平面に対して垂直にした場合の特別の利点であり、従来の走査平面に平行な取付片では得られない。
【００２１】
また、走査平面に平行な取付片と垂直な取付片が混在した固定形態であるので、偏向器の回転による振動の振幅が抑制され、振動による影響を抑制することができる。さらに本実施例では第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３が光学ケース２４の底面（底部）に設けられているので、光学ケース２４の底面部の振動を効果的に抑制することができる。
従来においては取付片の位置は光学ケースの周囲に限定されていたため、光学ケースが大きくなると固定点間距離も長くなり、振動周波数が低周波数側へシフトするのを防ぐためにはケース剛性を高める必要があったが、上記のように第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３を光学ケース２４の底部に設けた場合には、光学ケース２４が大きい場合でも固定点間の距離を短くでき、光学ケース２４の剛性を高める必要もない。さらに、第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３を振動源であるポリゴンモータ８の近傍に配置することも可能であり、固定位置の最適化により共振周波数を制御することができる。従って、軽量で振動に強い構成とすることができる。
【００２２】
本実施例では、第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３の高さ、すなわち、取付片３２、３４の高さを一定にしているが、取付台３０の平面性のバラツキを考慮して、図３及び図４に示すように、例えば第２の取付基準面Ｆ２の近傍に、傾き調整手段４６を設けている。
傾き調整手段４６は、例えば光学ケース２４の側面に一体に形成された支持部４８と、この支持部４８に形成されたネジ孔４８ａに螺合された調整ネジ５０とから構成することができる。図３に示すように、調整ネジ５０を回転させることにより、調整ネジ５０は矢印方向（上下方向）に移動し、取付台３０に対する調整ネジ５０の下端位置を無段階に調整することができる。
第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３を仮止めした状態で調整ネジ５０を回転させることにより、光学ケース２４は第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３に沿って回動自在となり、取付台３０の平面性のずれが大きくても調整することが可能となる。
取付台３０の表面に対する当接は、取付片２６、取付片３４、調整ネジ５０の３点当接となる。また、第２の取付基準面Ｆ２の高さは第２の取付基準面Ｆ３の高さより若干短く設定され、孔３２ａは調整ネジ５０による調整量に対応できる大きさに設定される。本実施例の場合、止めネジ２８で固定する前に、走査平面と直交する面内での傾きを合わせることになる。
【００２３】
次に、図５及び図６に基づいて請求項４に対応する実施例を説明する。なお、上記実施例と同一部分は同一符号で示し、異なる点についてのみ説明する。
本実施例においては、光学ケース２４の下面に、機械本体側の電装系との電気的接続（信号線、電源線等の接続）を行うための接続端子５２が一体に取り付けられており、これに対応して取付台３０には機械本体側の電装系からの被接続端子５４が設けられている。
接続端子５２には、上記半導体レーザの駆動基板、ポリゴンモータ８の駆動基板、同期検知センサ２２からの配線が集約されており、図６に示すように、光学ケース２４の下面に固定された中継基板５６に実装されている。
接続端子５２と被接続端子５４は、第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３の第２の被取付面Ｆ５、Ｆ６に対する当接の際に接続されるようになっている。
【００２４】
次に、図７及び図８に基づいて請求項５に対応する実施例を説明する。なお、最初の実施例と同一部分は同一符号で示し、異なる点についてのみ説明する。
本実施例では、駆動回路が実装された駆動基板５８上にロータ部が一体的に形成された構成のポリゴンモータ６０を光学ケース２４の底面に取り付け、ロータ部以外は駆動基板５８が光学ケース２４の外側にむき出しになるよう配置されている。駆動基板５８の光軸方向端部には、機械本体側の電装系との電気的接続を行うための接続端子６２が配線パターンとして形成されている。
これに対応して、取付台３０の第２の被取付面Ｆ５、Ｆ６の間には機械本体側の電装系からの被接続端子としてのリセプタクル６４が設けられており、第２の取付基準面Ｆ２、Ｆ３の第２の被取付面Ｆ５、Ｆ６に対する当接の際に接続端子６２がリセプタクル６４に挿入されて接続される。
なお、駆動基板５８に半導体レーザ、同期検知センサ２２の駆動回路を同時に実装し、ハーネス無しで全ての電気的接続を行うようにすることもできる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光学ケースに走査平面に平行な取付基準面と垂直な取付基準面を形成するとともに、傾き調整手段を設ける構成としたので、取付台の平面性が出ていない場合でも固定する際に光学ケースを撓ませたり歪ませたりする応力がかからず、光学ケース内の部品の配置精度を保ことができる。
また、走査平面に平行な固定面と垂直な固定面が混在する固定形態であるので、一定方向の振動に対して常に振幅と平行な固定面が存在することになり、よって偏向器の回転による振動を抑制することができる。結果として高品位な画像記録を行える。
取付台が反ったり歪んでいたりした場合でも走査線と被走査面との平行性を補正することができ、高品位な画像記録を行うことができる。取付台自体も精度が要らないので、板金等で簡単に構成することができ、低コスト化を図ることができる。
【００２６】
請求項２記載の発明によれば、第２の取付基準面を光学ケースの底部に形成する構成としたので、偏向器による振動を効果的に抑制することができるとともに、光学ケースの低剛性化、ひいては装置の軽量化を図ることができる。
【００２７】
請求項３記載の発明によれば、位置決め手段を設ける構成としたので、取付台への光学ケースのセッティングを容易且つ確実に行うことができ、固定作業の能率を高めることができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、接続端子を光学ケースに一体に設け、第２の取付基準面を第２の被取付面に突き当てた際に機械本体側の電装系との電気的接続がなされる構成としたので、光源又は偏向器の基板毎にコネクタを設けてハーネスにより接続する従来方式に比べ、電気的接続を容易且つ迅速に行うことができる。取付基準面を当接させて接続端子の位置決めを行うので、電気的接続も確実なものとなる。
また、機械本体の奥まった場所に光走査装置を取り付ける場合においても必要以上にハーネスを長くする必要がなく、組付け作業の効率を向上させることができる。
【００３０】
請求項５記載の発明によれば、偏向器を駆動回路が実装された基板が一体的に形成されたポリゴンモータで構成し、駆動基板の一端に接続端子を形成した構成としたので、構成の簡素化を図ることができるとともに、取付基準面を当接させて接続端子の位置決めを行うので電気的接続も確実なものとなる。
また、信号線についてハーネスの配回しがなくなるので、外部からのノイズの侵入や放射ノイズの発生を防止でき、確実な画像記録制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す光走査装置の固定構造の概要断面図である。
【図２】  図１で示した光走査装置の上から見た斜視図である。
【図３】  図１で示した光走査装置の下から見た斜視図である。
【図４】  図１で示した光走査装置と取付台との関係を示す斜視図である。
【図５】  他の実施例を示す光走査装置の固定構造の概要断面図である。
【図６】  図５で示した光走査装置の接続端子部分の拡大図である。
【図７】  他の実施例を示す光走査装置の固定構造の概要断面図である。
【図８】  図７で示した光走査装置と取付台との関係を示す斜視図である。
【図９】  従来における光走査装置の概要平面図である。
【図１０】  従来における光走査装置の取付片の固定状態を示す概要断面図である。
【符号の説明】
２４  光学ケース
３０  取付台
３６  位置決め手段としてのＵ字形の係合部
４４  位置決め手段としての凸部
４６  傾き調整手段
５２  接続端子
５４  被接続端子
５８  駆動基板
６０  ポリゴンモータ
Ｆ１  第１の取付基準面
Ｆ２，Ｆ３  第２の取付基準面
Ｆ４  第１の被取付面
Ｆ５、Ｆ６  第２の被取付面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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