(57)【要約】【課題】機種の仕様が変わりプリント速度が速くなった場合に、偏向手段としての回転多面鏡の回転速度に対応した光学ハウジングを別に用意する必要がない、光学ハウジング、光走査装置および画像形成装置を得る。【解決手段】光束を出射する光源と、光源からの光束を偏向走査する回転多面鏡１１１と、回転多面鏡１１１を駆動するモータ４と、モータ４の駆動制御回路基板３と、回転多面鏡１１１で偏向走査される光束を結像面に結像する結像光学手段とを位置決めして保持する光学ハウジング１。駆動制御回路基板３の固定位置を任意に選択することができるように、駆動制御回路基板３の締結箇所が複数箇所に設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を出射する光源と、光源からの光束を偏向走査する回転多面鏡と、この回転多面鏡を回転駆動するモータと、このモータの駆動制御回路基板と、上記回転多面鏡で偏向走査される上記光束を結像面に結像する結像光学手段とを位置決めして保持する光学ハウジングであって、
上記駆動制御回路基板の固定位置を任意に選択することができるように、駆動制御回路基板の締結箇所が複数箇所に設けられていることを特徴とする光学ハウジング。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、光学ハウジングの材質は、ガラス繊維入り樹脂であることを特徴とする光学ハウジング。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置において、光学ハウジングは、複数の部分ハウジングからなり、複数の部分ハウジングが結合されることにより光学ハウジングが構成されていることを特徴とする光学ハウジング。
【請求項４】
光束を出射する光源と、光源からの光束を偏向走査する回転多面鏡と、この回転多面鏡を回転駆動するモータと、このモータの駆動制御回路基板と、上記回転多面鏡で偏向走査される上記光束を結像面に結像する結像光学手段と、上記光源、回転多面鏡、モータ、駆動制御回路基板および結像光学手段を位置決めして保持する光学ハウジングと、を有してなる光走査装置において、
上記光学ハウジングは、上記駆動制御回路基板の固定位置を任意に選択することができるように、駆動制御回路基板を締結することができる締結箇所を複数有していて、
上記駆動制御回路基板が光学ハウジングの任意の締結個所に固定締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項４記載の光走査装置において、偏向走査手段は、回転多面鏡、モータおよび駆動制御回路基板と一体的に構成されるとともに、光学ハウジングに設けられた複数の締結箇所のうちの１箇所に駆動制御回路基板を介して締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項５記載の光走査装置において、偏向走査手段は、結像光学手段の主走査方向有効幅の中心を通り主走査方向に垂直な平面Ａと光源から出射した光束の中心線Ｂとの交点が、回転多面鏡の外接円と内接円に囲まれた領域内に存在するようになおかつ回転多面鏡の回転中心を通り平面Ａに平行な平面Ａ´を境として光源側に位置するように、光学ハウジングに締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項４記載の光走査装置において、偏向走査手段が、回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と、駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記回転多面鏡およびモータの部分は光学ハウジングに設けられた複数の締結箇所のうちの１箇所に締結され、上記駆動制御回路基板は上記回転多面鏡およびモータ部分が締結された位置とは別の位置の締結個所に締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項７記載の光走査装置において、偏向走査手段のうち回転多面鏡およびモータの部分は、結像光学手段の主走査方向有効幅の中心を通り主走査方向に垂直な平面Ａと光源から出射した光束の中心線Ｂの交点が、回転多面鏡の外接円と内接円に囲まれた領域内に存在するようになおかつ回転多面鏡の回転中心を通り平面Ａに平行な平面Ａ´を境として光源側に位置するように、光学ハウジングに締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項７記載の光走査装置において、偏向走査手段のうち回転多面鏡およびモータの部分は、回転多面鏡の駆動制御回路基板と同寸法のダミー基板と一体となっていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
請求項５または７記載の光走査装置において、偏向走査手段の締結は、ビスにより行われていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１１】
請求項４記載の光走査装置において、光学ハウジングの材質は、ガラス繊維入り樹脂であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１２】
請求項４記載の光走査装置において、光学ハウジングは、複数の部分ハウジングからなり、複数の部分ハウジングが結合されることにより光学ハウジングが構成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の光走査装置において、回転多面鏡、モータおよび駆動制御回路基板が一体的に構成されてなる偏向走査手段が、部分ハウジングの１つに締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１４】
請求項１２記載の光走査装置において、偏向走査手段は回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記回転多面鏡およびモータの部分が部分ハウジングの一つに締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１５】
請求項１２記載の光走査装置において、偏向走査手段は回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記駆動制御回路基板は、回転多面鏡およびモータの部分が締結されている部分ハウジングに締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１６】
請求項１２記載の光走査装置において、偏向走査手段は回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記駆動制御回路基板は、回転多面鏡およびモータの部分が締結されている部分ハウジングとは別の部分ハウジングに締結されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項１７】
電子写真プロセスを実行する装置を備えた画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項３ないし１６のいずれかに記載の光走査装置を備えている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、デジタル複写機、レーザプリンタ等の光学的な書込系に用いられる光学ハウジングおよび光走査装置に関するものであるとともに、上記光走査装置を用いた単色のトナーによるモノクロの画像形成装置、および、複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成することが可能な画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カールソンプロセスといわれる電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、像担持体としての例えば感光体ドラムの回転に従って、感光体ドラム表面への均一な帯電、露光による潜像形成、現像、転写、定着、というようなプロセスが順に実行されて画像が形成される。モノクロ画像形成装置では、１つの感光体ドラムを用いてモノクロ画像が形成される。多色画像形成装置では、１つの感光体ドラムを用いて多数回（例えば４回）の回転によってカラー画像が形成され、あるいは、複数の感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねる多色画像形成方法によりカラー画像が形成される。
【０００３】
感光体に潜像を形成させるために、光束を出射する光源手段と、光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、上記光源手段から出射した光束を上記偏向手段に入射させる入射光学系と、上記偏向手段により偏向走査された光束を感光体の表面に結像させる１つまたは複数の光学素子からなる結像光学手段と、それらを位置決め保持する光学ハウジングとを有する光走査装置が用いられる。モノクロ画像形成装置では、上記の光走査装置を１つ用いて感光体に潜像を形成させる。カラー画像形成装置では、光走査装置を単数あるいは複数備える。カラー画像形成装置では、各色に応じて感光体を複数備えたタンデム方式が広く採用されており、１つの光走査装置から感光体の個数分の光束を出射させて各色に対応した画像の潜像を各感光体に形成するもの、感光体の数に応じて光走査装置を配置し、各光走査装置から出射される光束により各色に対応した画像の潜像を各感光体に形成するもの、感光体の個数の半数の光走査装置を用い、１つの光走査装置からは２つの光束を出射させて各感光体に各色に対応した画像の潜像を形成するものなどがある。
【０００４】
これらの画像形成装置は、機種がシリーズ化され、そのシリーズに属する画像形成装置の画像形成速度（プリント速度）が変更された場合は、光偏向手段である回転多面鏡（ポリゴンスキャナ）の回転速度を変更して走査速度すなわち走査線の速度を変更する場合がある。同じシリーズに属する画像形成装置は、走査光学系の光学設計が共通化されているため、同じシリーズに属する画像形成装置において、例えば、プリント速度を速くするように変更する場合には、偏向手段の回転多面鏡の回転速度を高速にして対応している。しかし、回転多面鏡の回転速度を高速にすると、偏向手段の回転を制御するための駆動制御回路基板上の集積回路に流れる電流が大きくなり、回転駆動部や集積回路の発熱量が増加し、また回転駆動部からの発熱量が増加して、光学ハウジングの内部の温度が上昇する。特に、光学ハウジングが樹脂などの熱伝導性の低い材料で製作されている場合には、熱が逃げにくく、光学ハウジング内部の光学部品や電子部品に悪影響を与え、また、回転駆動部の寿命を短くするといった欠点があった。
【０００５】
発熱による光学ハウジング内部の温度上昇は、部品への悪影響や短寿命化の欠点のほかに、熱が光学ハウジング内にこもって温度勾配を持った場合に、結像光学手段を構成する例えば走査レンズの膨張が一様ではなくなり、感光体上のビームスポット径の異常や、ビームスポットの位置の変動が経時的に起こり、形成される画像の異常といった問題も有していた。
【０００６】
一方、偏向手段としての回転多面鏡の回転速度を高速にすると、回転多面鏡の風切り音が大きくなるので、光学ハウジング内部に偏向手段を収納する室ないしは空間を作ってそれ以外の空間から隔離する場合がある。この場合、偏向手段が収納されている空間に熱がこもるため特に偏向手段の発熱が問題となり、駆動回路制御基板とそれ以外の偏向走査手段を別体にして、駆動回路制御基板を上記偏向手段の収納空間の外に出すなどの対策がとられていた。また、このような駆動回路制御基板を偏向手段の収納空間の外に出すなどの対策のほかに、光学ハウジングの一部に熱伝導性の良い材料を用い、あるいは、光学ハウジングや偏向走査手段を収納する室ないしは空間の蓋を工夫することが行われている（例えば、特許文献１参照）。また、偏向走査手段を収納する空間と外部との間で空気が行き来できるようにした発明（例えば、特許文献２参照）、光学ハウジングの蓋の熱伝導性を上げるように工夫した発明（例えば、特許文献３、特許文献４参照）、偏向走査手段に放熱材をつける発明（例えば、特許文献５参照）などがある。
これらの特許文献記載の発明は、放熱を図ることによって部品への悪影響や短寿命化の問題に対処するとともに、熱が光学ハウジング内にこもって温度勾配を持った場合に、例えば結像光学手段（走査レンズ）の膨張が一様ではなくなり、感光体上のビームスポット径の異常や、ビームスポットの位置の変動が経時的に起こり、形成される画像に異常を来たすといった課題に対応しようとするものである。
【０００７】
しかし、上記各特許文献に記載されているような構成では、光学設計が同じ走査光学系を用いるようにした特定のシリーズに属する画像形成装置においても、偏向手段の回転多面鏡の回転速度に対応した光学ハウジングを別に用意する必要があり、光学ハウジングが樹脂の場合には精密な金型設計や成形条件出し、評価が機種毎に必要となって無駄が発生し、人的資源の無駄も生じていた。特に、感光体の個数分の光束、あるいはそれ以上の光束が出射される光走査装置を用いるカラー画像形成装置では、光学ハウジングが大型化しており、光学ハウジングの仕様が機種毎に異なる場合には光学ハウジングの金型が一つのシリーズにおいて複数必要となり、金型材料としての資源の無駄、成形条件出しおよび評価のために成形する樹脂の無駄など省資源に対して逆行するものとなっていた。さらに、一つのシリーズにおいて複数の光学ハウジング成形用金型が必要な場合には、金型の製作コスト、金型管理費などが増大するといった問題も有していた。画像形成装置をシリーズ化した場合においても、光学ハウジングを複数用意する必要がないように工夫した発明として、特許文献６記載の発明があるが、偏向走査手段の発熱の問題を解決する発明ではない。
【０００８】
ここまでは、画像形成装置がシリーズ化された場合の問題点を述べたが、近年の省資源の観点から、機種をユーザから回収して、必要な変更・調整などを行なって新しい製品として使用する「リユース機」が採用されるようになってきている。この「リユース機」において光学設計が同じ走査光学系を用いる場合にも、プリント速度の高速化に対応する場合には、上記の課題と同じ課題があった。
【０００９】
【特許文献１】特許第３０７５４９７号公報
【特許文献２】特開平９−２８８２４６号公報
【特許文献３】特開２０００−１８０７７６号公報
【特許文献４】特開２０００−２５８７１９号公報
【特許文献５】特開２００３−２１５４９０号公報
【特許文献６】特許第３４３４１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、シリーズ化された画像形成装置や「リユース機」などのように、光学設計が同じ走査光学系を用いるものにおいて、機種の仕様が変わってプリント速度が速くなった場合に、偏向手段としての回転多面鏡の回転速度に対応した光学ハウジングを別に用意する必要がないように工夫した、光学ハウジング、それを用いた光走査装置、および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】
【００１１】
請求項１記載の発明は、光束を出射する光源と、光源からの光束を偏向走査する回転多面鏡と、この回転多面鏡を回転駆動するモータと、このモータの駆動制御回路基板と、上記回転多面鏡で偏向走査される上記光束を結像面に結像する結像光学手段とを位置決めして保持する光学ハウジングであって、上記駆動制御回路基板の固定位置を任意に選択することができるように、駆動制御回路基板の締結箇所が複数箇所に設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の発明のように、上記光学ハウジングの材質は、ガラス繊維入り樹脂にするとよい。
請求項３記載の発明のように、上記光学ハウジングは、これを複数の部分ハウジングとし、複数の部分ハウジングが結合することにより構成するとよい。
【００１２】
請求項４記載の発明は、光束を出射する光源と、光源からの光束を偏向走査する回転多面鏡と、この回転多面鏡を回転駆動するモータと、このモータの駆動制御回路基板と、上記回転多面鏡で偏向走査される上記光束を結像面に結像する結像光学手段と、上記光源、回転多面鏡、モータ、駆動制御回路基板および結像光学手段を位置決めして保持する光学ハウジングと、を有してなる光走査装置において、上記光学ハウジングは、上記駆動制御回路基板の固定位置を任意に選択することができるように、駆動制御回路基板を締結することができる締結箇所を複数有していて、上記駆動制御回路基板が光学ハウジングの任意の締結個所に固定締結されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光走査装置において、偏向走査手段は、回転多面鏡、モータおよび駆動制御回路基板と一体的に構成されるとともに、光学ハウジングに設けられた複数の締結箇所のうちの１箇所に駆動制御回路基板を介して締結されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５の光走査装置において、偏向走査手段は、結像光学手段の主走査方向有効幅の中心を通り主走査方向に垂直な平面Ａと光源から出射した光束の中心線Ｂとの交点が、回転多面鏡の外接円と内接円に囲まれた領域内に存在するようになおかつ回転多面鏡の回転中心を通り平面Ａに平行な平面Ａ´を境として光源側に位置するように、光学ハウジングに締結されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項４記載の光走査装置において、偏向走査手段が、回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と、駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記回転多面鏡およびモータの部分は光学ハウジングに設けられた複数の締結箇所のうちの１箇所に締結され、上記駆動制御回路基板は上記回転多面鏡およびモータ部分が締結された位置とは別の位置の締結個所に締結されていることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７の光走査装置において、偏向走査手段のうち回転多面鏡およびモータの部分は、結像光学手段の主走査方向有効幅の中心を通り主走査方向に垂直な平面Ａと光源から出射した光束の中心線Ｂの交点が、回転多面鏡の外接円と内接円に囲まれた領域内に存在するようになおかつ回転多面鏡の回転中心を通り平面Ａに平行な平面Ａ´を境として光源側に位置するように、光学ハウジングに締結されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の光走査装置において、偏向走査手段のうち回転多面鏡およびモータの部分は、回転多面鏡の駆動制御回路基板と同寸法のダミー基板と一体となっていることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項５または７記載の光走査装置において、偏向走査手段の締結は、ビスにより行われていることを特徴とする。
請求項１１記載の発明で、請求項４記載の光走査装置において、光学ハウジングの材質は、ガラス繊維入り樹脂であることを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項４記載の光走査装置において、光学ハウジングは、複数の部分ハウジングからなり、複数の部分ハウジングが結合されることにより光学ハウジングが構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の光走査装置において、回転多面鏡、モータおよび駆動制御回路基板が一体的に構成されてなる偏向走査手段が、部分ハウジングの１つに締結されていることを特徴とする。
請求項１４記載の発明は、請求項１２記載の光走査装置において、偏向走査手段は回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記回転多面鏡およびモータの部分が部分ハウジングの一つに締結されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１５記載の発明は、請求項１２記載の光走査装置において、偏向走査手段は回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記駆動制御回路基板は、回転多面鏡およびモータの部分が締結されている部分ハウジングに締結されていることを特徴とする。
請求項１６記載の発明は、請求項１２記載の光走査装置において、偏向走査手段は回転多面鏡およびこれを回転駆動するモータの部分と駆動制御回路基板とに別体的に構成され、上記駆動制御回路基板は、回転多面鏡およびモータの部分が締結されている部分ハウジングとは別の部分ハウジングに締結されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１７記載の発明は、電子写真プロセスを実行する装置を備えた画像形成装置であって、電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項３ないし１６のいずれかに記載の光走査装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、光学ハウジング、光走査装置および画像形成装置において、光学ハウジングに偏向走査手段の締結部を少なくとも２箇所以上設けることにより、シリーズ化された画像形成装置や「リユース機」などのように、光学設計が同じ走査光学系を用いる場合に、機種の仕様が変わってプリント速度が速くなった場合に、偏向手段としての回転多面鏡の回転速度に対応した光学ハウジングを別に用意する必要がなく、安価で省資源化を図ることができる光学ハウジング、光走査装置およびそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる光学ハウジング、光走査装置および画像形成装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明が適用される画像形成装置の基本的な光学系レイアウトの例を示す。図１において、符号１０１は光源手段としての半導体レーザ、１０５はカップリングレンズ、１０９はシリンドリカルレンズ、１１１は偏向手段としての回転多面鏡、１１３は第１の結像手段としての第１走査レンズ、１２１は第２の結像手段としての第２走査レンズ、１２３は防塵ガラス、２０４は被走査面としての感光体の表面、Ｇは防音ガラスをそれぞれ示す。図１において紙面の上下方向を主走査方向、紙面に垂直な方向を副走査方向とする。
【００２２】
半導体レーザ１０１から出射した光束はカップリングレンズ１０５によりカップリングされ、光束を整形するためのアパーチャ（図示されず）を通過し、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ１０９に入射する。本明細書では、カップリングレンズ１０５とシリンドリカルレンズ１０９の組み合わせを入射光学系と称する。シリンドリカルレンズ１０９を出射した光束は回転多面鏡１１１の偏向反射面近傍で主走査方向に長い線像として結像し、回転多面鏡１１１が回転することにより主走査方向に光束が偏向走査される。偏向走査された光束は第１走査レンズ１１３、第２走査レンズ１２１を介して感光体２０４の面に集光されるとともに、感光体２０４面上を略等速に走査する。
【００２３】
図１に示されている構成により、１色（モノクロ）の画像を形成することができる。カラー画像形成装置としては、マゼンタ（Ｍと表す）、シアン（Ｃと表す）、イエロー（Ｙと表す）、ブラック（Ｂｋと表す）の４色を使うのが普通である。したがって、図１に示す光学系を１つの画像形成ステーションに対応させて配置し、各色に対応して４つの光学系と感光体を配置して４つのステーションを構成することになる。
【００２４】
光束の偏向走査手段は、回転多面鏡の部分と回転多面鏡を回転駆動するモータの部分とモータの回転を制御する駆動制御回路基板の部分を主たる構成部分として分けることができる。図２、図３は、偏向走査手段を構成する回転多面鏡とモータと駆動制御回路基板が一体的に構成された例を示す断面図である。すなわち、偏向走査手段は、回転多面鏡１１１と、回転多面鏡１１１を回転させるモータ４と、駆動制御回路基板３とから構成されている。モータ４はそのロータの回転中心をなす回転軸６がモータ軸受部５において回転自在に支持され、モータ軸受部５を収納する軸受収納部２が駆動制御回路基板３にカシメなどで一体的に締結されている。回転多面鏡１１１は固定ばね７により回転軸６の上端部に固定され、回転軸６と一体に回転多面鏡１１１が回転するように構成されている。回転多面鏡１１１が回転すると、その偏向反射面で半導体レーザ１０１から出射された光束が偏向走査され、結像光学手段を構成するレンズ群１１３、１２１を介して上記光束が感光体２０４の表面に集光するとともに、感光体２０４の表面を等速度的に走査する。この走査方向を主走査方向という。駆動制御回路基板３には集積回路１２が設置されている。
【００２５】
このような偏向走査手段は、光学ハウジング１にビス８によって位置決めされて固定されている。光学ハウジング１はガラス繊維入り樹脂やアルミダイキャストなどの金属で構成されている。光学ハウジング１は薄い板金や合成樹脂板等で造られたカバー部材１３により覆われ、光学箱本体としての光学ハウジング１とカバー部材１３との間には、光学箱本体の内部を密封するための図示しないガスケットが挟み込まれている場合もある。
【実施例１】
【００２６】
図２、図３に示す光学ハウジング１には、回転多面鏡１１１と、回転多面鏡１１１を回転させるモータ４と、駆動制御回路基板３が一体化されてなる偏向走査手段の上記駆動制御回路基板３をビス８で固定するための締結箇所のほかに、駆動制御回路基板３が回転多面鏡１１１およびモータ４と別体となったときに駆動制御回路基板３を締結固定するために、別の固定箇所２０があらかじめ設けられている。駆動制御回路基板３を締結固定するための別の固定箇所２０は、図２に示す用に光学ハウジング１の裏面に設けられており、図３では破線で示している。しかし、駆動制御回路基板３の締結位置は、駆動制御回路基板３が光束を遮り、あるいは他の部品と干渉しない部分であれば特にその位置を限定するものではない。
【００２７】
図２、図３に示す実施例は、偏向走査手段が、回転多面鏡１１１とモータ４と駆動制御回路基板３とで一体的に構成された例であり、光学ハウジング１に複数箇所設けられた駆動制御回路基板３の締結箇所のうちの１箇所を選択して駆動制御回路基板３を締結することにより、駆動制御回路基板３を介して偏向走査手段が締結されている。光学ハウジング１には駆動制御回路基板３を締結することができる別の固定箇所２０があらかじめ設けてあるものの、この別の固定箇所２０には駆動制御回路基板は締結されていない。したがって、別の固定箇所２０は未使用で、この例ではダミーとなっている。
【００２８】
実施例１では、偏向走査手段が光学ハウジング１に選択的に締結されている位置は、次のような条件を満たす。図４に示すように、前記結像光学手段１１３，１２１の主走査方向有効幅の中心を通り、主走査方向に垂直な平面Ａと、光源から出射した光束の中心線Ｂの交点が、回転多面鏡１１１の外接円５２と内接円５１に囲まれた領域（図４中の網掛け領域）内に存在するように、なおかつ、上記平面Ａと中心線Ｂの交点が、回転多面鏡１１１の回転中心を通り平面Ａに平行な平面Ａ´を境とし、光源側にずれるように、偏向走査手段が位置決めされる。
【実施例２】
【００２９】
実施例２は、同じ仕様の光学系を使用しながら、プリント速度が上がって偏向走査手段を構成する回転多面鏡の回転速度が高速になることによって、駆動回路制御基板上の集積回路に流れる電流が大きくなり、回転駆動部や集積回路の発熱量が増加する場合に対処することができる実施例である。シリーズ化された画像形成装置やリユース機などにおいて、偏向走査手段を構成する回転多面鏡とモータと駆動制御回路基板とで一体的に構成されていたものが、高速仕様に変更されると、前述のように光学ハウジング内部の温度が上昇して内部の光学部品や電子部品に悪影響を与え、回転駆動部の寿命を短くするといった問題を生じる。この問題を回避するために、偏向走査手段を構成する回転多面鏡およびモータと、駆動制御回路基板とを別体にした例が実施例２である。その断面図を図５に示す。
【００３０】
図５において、駆動制御回路基板を締結固定するために、光学ハウジング１の外側にあらかじめ形成されている別の固定箇所２０に駆動制御回路基板３がビス８にて締結されている。また、偏向走査手段を構成する回転多面鏡１１１およびモータ４の部分は、この回転多面鏡１１１の駆動制御回路基板３と同寸法のダミー基板２１と一体となっていて、ダミー基板２１がビス８にて光学ハウジング１に締結固定されることによって、回転多面鏡１１１およびモータ４の部分が光学ハウジング１に固定されている。別体となったモータ４の部分と駆動制御回路基板３は図示しないケーブルで電気的に結合され、モータ４の回転が駆動制御回路基板３で制御され、回転多面鏡１１１の回転によって光束の偏向走査が行なわれる。
【００３１】
なお、図５に示す実施例では、駆動制御回路基板３は光学ハウジング１の外側に配置されているが、光学ハウジング１の内部にあってもよい。また、図５に示す例では、集積回路１２が駆動制御回路基板３上と光学ハウジング１との間に挟まれるような位置関係になっているが、これに限らず、集積回路１２が光学ハウジング１から離れる方向すなわち図５において駆動制御回路基板３の下面に配置されていてもよい。いずれにしても、実施例２は偏向走査手段としての回転多面鏡１１１およびモータ４から、発熱手段となっている集積回路１２が実装された駆動回路基板３を離し、それをあらかじめ光学ハウジング１に設けておいた位置決め部に独立させて固定する点に特徴がある。
【００３２】
実施例２において偏向走査手段が光学ハウジング１に選択的に締結されている位置は、図４に示すように、前記結像光学手段１１３，１２１の主走査方向有効幅の中心を通り、主走査方向に垂直な平面Ａと、光源から出射した光束の中心線Ｂとの交点が、回転多面鏡１１１の外接円５２と内接円５１に囲まれた領域（図４中の網掛け領域）内にあり、なおかつ回転多面鏡１１１の回転中心を通り平面Ａに平行な平面Ａ´を境として光源側に存在するように設定されている。
【００３３】
以上のように、あらかじめ光学ハウジング１に駆動制御回路基板３を締結固定するための別の固定箇所２０を設けておくと、光学系の構成が同じでシリーズ化された画像形成装置やリユース機において、偏向走査手段が回転多面鏡１１１とモータ４と駆動制御回路基板３とで一体的に構成されたものと、駆動制御回路基板３を回転多面鏡１１１およびモータ４から分離したものとに使い分けることができる。特に、実施例１のように前者の仕様で製作されていたものを、プリント速度が上がって偏向走査手段の回転速度を高速仕様に変更する場合に有効である。すなわち、高速仕様に変更すると、駆動回路制御基板上の集積回路に流れる電流が大きくなり、回転駆動部や集積回路の発熱量が増加して、光学ハウジングの内部の温度が上昇し、光学ハウジング内部の光学部品や電子部品に悪影響を与え、回転駆動部の寿命を短くするといった問題を生じるが、実施例２のように変更することによって上記の問題を解決することができ、偏向手段の回転多面鏡の回転速度に対応した光学ハウジングを別に用意する必要がない画像形成装置を提供することができる。
【００３４】
そのように、偏向手段の回転多面鏡１１１の回転速度に対応した光学ハウジング１を別に用意する必要がないということは、光学ハウジング１がガラス繊維入り樹脂の場合には精密な金型設計や成形条件出し、評価がそれぞれの機種毎に不必要となり、人的資源の無駄も生じなくなるという利点にもなる。特に、１つの光走査装置から感光体の個数分、あるいはそれ以上の光束が出射されるようにした光走査装置を用いるカラー画像形成装置では、光学ハウジングが大型化しており、光学ハウジングを別に用意した場合には光学ハウジングの金型がシリーズ機において１種類でよく、金型材料の資源の無駄、成形条件出しおよび評価用のガラス繊維入り樹脂の無駄などを省くことができ、省資源化を達成することができる。さらに、金型管理費などの増大を押えることができる。以上のことは、「リユース機」でも同様である。
【００３５】
実施例１および実施例２について説明したように、偏向手段の発熱に対して１種類の光学ハウジングでシリーズ機やリユース機が対応できるようになることは、光学ハウジングの材料をガラス繊維入り樹脂にすることを可能としている。しかし、ガラス繊維入り樹脂製の光学ハウジングは熱がこもり易い。従来は、光学ハウジングの材料を、偏向手段の回転速度が低速の場合にはガラス繊維入り樹脂を用い、高速の場合は放熱性のいい金属材料、例えばアルミダイキャストを用いていた。
しかし、本発明によれば、同じ仕様の光学ハウジングを実施例１または実施例２のように使い分けることにより、低速から高速まで広範囲においてガラス繊維入り樹脂の光学ハウジングを共通して使用することが可能となる。したがって、ガラス繊維入り樹脂の光学ハウジングを低速機から高速機まで使用できるので、より安価な光学ハウジング、光走査装置および画像形成装置を提供できる。
【実施例３】
【００３６】
実施例１、実施例２では１つの感光体に対して１つの光走査装置を用いる場合について説明した。近年、カラー画像形成装置の高速化の要求から、複数の感光体ドラムを転写体の搬送方向に沿って配列し、各色の画像形成ステーションで形成したトナー像を重ねる多色画像形成方法によりカラー画像が形成される、いわゆるタンデム方式の画像形成装置が多くなってきている。このタンデム方式の画像形成装置に適用される、偏向手段周辺の光学系の例を図６に示す。図６において、偏向手段は上下に一体に形成された回転多面鏡１１１、１１２で代表させて示している。偏向手段を挟んで左右に対称的に光学系が配置されている。以下、片側の光学系で代表させて説明する。回転多面鏡１１１には二つの光源１０１，１０２から出射されカップリングレンズ１０５，１０６を透過し、さらにシリンドリカルレンズ１０９を透過した２本の光束が入射し、偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像が結ばれるようになっている。回転多面鏡１１２にも二つの光源１０３，１０４から出射されカップリングレンズ１０７，１０８を透過し、さらにシリンドリカルレンズ１１０を透過した２本の光束が入射し、偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像が結ばれるようになっている。回転多面鏡１１１，１１２の回転によって偏向反射された光束は上下に重ねて配置された第１の走査レンズ１１３，１１４を透過し、さらに図示されない第２走査レンズを透過し、適宜のミラーで光路を曲げられて各感光体に導かれ、各感光体の表面に結像され、走査されるように構成されている。回転多面鏡１１１，１１２を挟んで他方に配置された光学系によっても同様に各感光体の表面に結像され、走査されるように構成されている。
【００３７】
実施例３の場合も、実施例１、２について説明した光走査装置を採用することができる。実施例３の場合は、偏向走査手段を挟んで左右に対称形に光学系を配置しているので、１つの感光体に対して１つの光走査装置を用いる場合よりも光学ハウジングが大型化する。したがって、シリーズ機やリユース機に対して共通に光学ハウジングを使うことができる本発明の上述した効果は大きくなる。なお、図６中に符号Ｇで示すガラスは、回転多面鏡１１１，１１２の風切り音が大きくなった場合に、光学ハウジング内部に偏向走査手段を収納する「室」を作るに当たり、回転多面鏡１１１，１１２へ光束が出入りをするために設けられた窓孔を塞ぐためのものである。
【実施例４】
【００３８】
図７は、実施例３に示したカラー画像形成装置に用いられる光走査装置のうち、光学ハウジングが複数の部分ハウジングから構成される場合の第１の部分ハウジングと第１の部分ハウジングに固定締結される主な光学素子の例を示したものである。図７において、符号５０７〜５１０は光源手段、１１１、１１２は偏向走査手段を構成する回転多面鏡、１１３は第１の結像光学手段、５２５は第１の部分ハウジングを示す。回転多面鏡が２段に構成された例を示しているが、光学系を工夫することに１段の回転多面鏡とすることもできる。第１の部分ハウジング５２５には、後述する第２の光学ハウジングと固定締結されるために、突起部５２６およびビス止め用孔５２４が適宜数設けられている。また、回転多面鏡１１１、１１２で偏向走査され第１の結像手段１１３を透過した光束が、図示されない第２の結像手段に達するように、開口部５０５を有している。第１の部分ハウジング５２５の上記突起部５２６が設けられた側壁と反対側の側壁には４つの孔６０７が形成されていて、これらの孔６０７にはそれぞれ光源手段５０７〜５１０が嵌合され部分ハウジング５２５に締結されている。光源手段５０７〜５１０が取り付けられる上記側壁は、各光源手段５０７〜５１０から出射される光束が回転多面鏡１１１，１１２に向かうように傾斜させて形成されている。第１の部分ハウジング５２５には蓋５０４が取り付けられ、第１の光走査装置を構成している。
【００３９】
この第１の部分ハウジング５２５には、図２に示した実施例と同様に、「偏向走査手段が回転多面鏡とモータと駆動制御回路基板とで一体的に構成された場合」でも、「偏向走査手段が回転多面鏡、モータ、と駆動制御回路基板とに別体的に構成された場合」でも対応が可能なように、あらかじめ、駆動制御回路基板の締結箇所が複数箇所設けられている。ただし、図が煩雑になるので、図７には上記締結個所は図示していない。このように構成することにより、実施例１，２で説明したように、シリーズ機やリユース機においてプリント速度が変更され、偏向走査手段の回転多面鏡の回転速度の変更に伴う発熱の問題を、１種類のハウジングで対応できるようになっている。
【００４０】
図８は、実施例３で説明したカラー画像形成装置に用いられる光走査装置のうち、光学ハウジングが複数の部分ハウジングで構成される場合の、第２の部分ハウジングと第２の部分ハウジングに固定締結される主な光学素子の例を示したものである。図８において、符号１２３は第２の結像光学手段、６３２は第２の結像光学手段１２３の固定部材、６３０はミラーを示す。上記第２の結像光学手段１２３、固定部材６３２、ミラー６３０は各色に対応して４つずつ設けられている。ミラー６３０は偏向光束を曲げて各感光体の表面に導くものである。それらの各部材の両端部は、第２の部分ハウジングの側壁を構成する部材６２０、６２１の垂直面に形成された嵌合固定孔６３３、６３４に嵌められ、図示しない板ばねなどにより押されて位置決め固定される。
【００４１】
第２の部分ハウジングは側壁構成部材６２０、６２１と底板６２３により構成され、底板６２２には図示しない感光体に向けて光束を透過させるための開口部６２２が設けられている。図８に示す例では感光体が第２の光学ハウジングよりも下方に位置する場合を想定して構成されているが、感光体が第２の光学ハウジングよりも上にある場合には、上板を設けて、そこに光束を透過させるための開口部を設けてもよい。
【００４２】
第２の光学ハウジングには、「偏向走査手段が回転多面鏡、モータ、と駆動制御回路基板とに別体的に構成された場合」でも対応が可能なように（図が煩雑になるので図示しないが）あらかじめ、駆動制御回路基板の締結箇所が設けられている。この箇所に駆動制御回路基板が固定された場合には、第１の光学ハウジングに位置決め固定されている回転多面鏡とモータととからなる偏向走査手段部とハーネスによって連結し、偏向走査手段の駆動を行なう。この構成は実施例１、２と同様である。
【００４３】
図９は、第１の光学ハウジング５２５と第２の光学ハウジング６００を締結するための例を示す斜視図である。図９において、第１の光学ハウジング５２５は第２の光学ハウジング６００の側壁に設けられた開口部５２７をくぐるようにして、第２の光学ハウジング６００に挿入される。第１の光学ハウジング５２５の突起部５２６が第２の光学ハウジングの位置決め穴５３０と嵌合され、第１の光学ハウジング５２５のビス止め用孔５２４と第２の光学ハウジング６００の位置決め孔５５０にビスが挿入されナットがねじ込まれて締め付けられることにより、第１の光学ハウジング５２５が第２の光学ハウジング６００に一体化される。
【００４４】
この実施例のカラー画像形成装置に用いられる光走査装置、より具体的には、光学ハウジングを複数の部分光学ハウジングに分割させたものの場合について、偏向走査手段の構成に関してまとめると以下のようになる。
（１）偏向走査手段が回転多面鏡とモータと駆動制御回路基板とで一体的に構成された場合：この場合は、偏向走査手段が第１の部分ハウジング内にあり、第１と第２の部分ハウジングにそれぞれ設けられた駆動制御回路基板の固定位置はダミーとなる。
（２）偏向走査手段が回転多面鏡、モータと駆動制御回路基板とで別体的に構成された場合：この場合は、偏向走査手段の回転多面鏡とモータ部は第１の部分ハウジングにあり、駆動制御回路基板は第１と第２の部分ハウジングにそれぞれ設けられた駆動制御回路基板の固定位置のどこかに固定される。
【００４５】
なお、上記（１）の偏向走査手段および（２）の偏向走査手段のうちの回転多面鏡、モータが第１の部分ハウジングに選択的に締結されている位置は、図４に示すように、前記結像光学手段１１３，１２１の主走査方向有効幅の中心を通り、主走査方向に垂直な平面Ａと、光源から出射した光束の中心線Ｂの交点が、回転多面鏡の外接円５２と内接円５１に囲まれた領域（図４中の網掛け領域）にあり、なおかつ回転多面鏡の回転中心を通り平面Ａに平行な平面Ａ´を境とし、光源側になるように設定されている。
【００４６】
また、第１の部分ハウジングの材質はガラス繊維入り樹脂を、第２の部分ハウジングの材質は板金を想定したが、これに限ることではなく、例えばその逆でもよく、第１と第２の部分ハウジングの材質が同材料でもよい。このように、カラー画像形成装置に用いられる光走査装置（複数の光学ハウジングに光学ハウジングを分割させたもの）の場合についても、部分ハウジングにあらかじめ駆動制御回路基板の締結箇所が複数箇所の設けられていると、その効果は実施例１、２で述べたものと同様になる。
【実施例５】
【００４７】
図１０は、これまで述べてきた光学ハウジングと光走査装置を用いたタンデム方式の画像形成装置の例を示す。図１０において、符号５０は、これまで説明してきた「光学ハウジングに駆動制御回路基板の締結箇所が複数箇所設けられている」光走査装置を示す。この光走査装置５０は画像形成装置に対して着脱可能となっており、リユースの際には光走査装置を画像形成装置から外して必要な変更・調整などを行なって新しい機種として使用することが可能となる。
【００４８】
図１０において、光走査装置５０は画像形成装置本体７００内に傾斜して配置され、４つの感光体ドラム７１０，７２０，７３０，７４０が光走査装置５０の斜め下方に光走査装置５０と平行をなすように配列されている。感光体ドラム７１０，７２０，７３０，７４０はそれぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｓ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の画像を形成するもので、光走査装置５０から出射されかつそれぞれの色に対応した画像信号で変調された光束で走査されることにより、各感光体ドラム表面に各色に対応する静電潜像が形成される。各感光体ドラムの周辺には、電子写真プロセスを実行するための、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置が配置され、また、転写紙に形成されたトナー像を定着する定着装置が配置されている。上記光走査装置５０は、均一に帯電された各感光体ドラム表面を光走査することによって上記露光装置として機能し、各感光体ドラムの表面に各色に対応した潜像を形成する。これらの潜像は、現像装置により対応した色のトナーで現像される。画像形成装置本体７００の下部には転写紙を重ねて収納するカセット７５０が装填可能となっていて、カセット７５０から１枚ずつ引き出された転写紙が、各感光体ドラム表面に形成されたトナー像と位置合わせされて搬送されることにより、各色のトナー像が転写装置により転写紙に重ねて転写され、カラー画像が形成される。転写紙上のカラー画像は定着装置７６０で定着され、排紙コロによって排紙トレイ上に排出されるようになっている。
【００４９】
図１０に示すカラー画像形成装置の光走査装置として、前述の実施例にかかる光走査装置を採用することにより、光学設計が同じ走査光学系を用い、仕様変更によってプリント速度が速くなった場合に、偏向手段としての回転多面鏡の回転速度に対応した光学ハウジングを別に用意する必要がなく、安価で省資源化を図ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００５０】
以上説明した各実施例では、走査光学系が二つの結像手段で構成されているが、走査光学系を構成する結像手段の数は限定されるものではなく、一つの結像手段、あるいは三つ以上の結像手段で構成されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明にかかる光走査装置の例を主走査平面方向から概略的に示す光学配置図である。
【図２】本発明にかかる光走査装置の一実施例を示す正面断面図である。
【図３】上記実施例の平面図である。
【図４】上記実施例の光学的な配置条件を説明するための光学配置平面図である。
【図５】本発明にかかる光走査装置の別の実施例を示す正面断面図である。
【図６】本発明にかかる光走査装置のさらに別の実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明にかかる光学ハウジングおよび光走査光学系の実施例を示す分解斜視図である。
【図８】本発明に適用可能な部分ハウジングの例を示す分解斜視図である。
【図９】上記部分ハウジングと他のハウジングを組み合わせた例を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明にかかる画像形成装置の実施例を概念的に示す正面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    光学ハウジング
３    駆動制御回路基板
４    モータ
１２    集積回路
２０    別の固定箇所
２１    ダミー基板
１０１    光源手段としての半導体レーザ
１１１    回転多面鏡
１１３    第１の結像手段
１２１    第２の結像手段
【図１】
2006326901.tif 000003
【図２】
2006326901.tif 000004
【図３】
2006326901.tif 000005
【図４】
2006326901.tif 000006
【図５】
2006326901.tif 000007
【図６】
2006326901.tif 000008
【図７】
2006326901.tif 000009
【図８】
2006326901.tif 000010
【図９】
2006326901.tif 000011
【図１０】
2006326901.tif 000012