(57)【要約】【課題】偏向用モータの回転による発熱で、第１の筐体のみが昇温すると、線膨張により第１の筐体と第２の筐体の取り付けピッチ間で寸法差が発生し光学箱が湾曲して色ずれの原因となる。【解決手段】第１の筐体の両端の外形端部付近に配置された２箇所の取り付け嵌合部で第２の筐体にねじ止め固定し、第１の筐体上の光学レンズの外側の両端部に設けた突起形状部は第２の筐体の所定箇所に弾性的に固定する。【選択図】図３
2019020540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光ドラムを照射する為の複数のレーザ光を出射走査する構成の走査光学装置において、
少なくとも偏向器と光学レンズを収納する第１の筐体と、光学素子と光源を収納する第２の筐体を備え、
第１の筐体は第２の筐体の所定箇所に、偏向器を中心として、レーザ光の走査方向と直交する軸上で、第１の筐体の外形両端部に設けた２箇所の固定部で、ねじ止め固定され、第１の筐体の光学レンズの外側の外形端部は複数の固定部で弾性的に第一の筐体に固定されていることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
複数の感光ドラムを照射する為の複数のレーザ光を出射走査する構成の走査光学装置において、
少なくとも光源と偏向器と光学レンズを収納する第１の筐体と、光学素子を収納する第２の筐体を備え、
第１の筐体は第２の筐体の所定箇所に、偏向器を中心として、レーザ光の走査方向と直交する軸上で、第１の筐体の外形両端部に設けた２箇所の固定部で、ねじ止め固定され、第１の筐体の光学レンズの外側の外形端部は複数の固定部で弾性的に第２の筐体に固定されていることを特徴とする走査光学装置。
【請求項３】
第１の筐体の光学レンズの外側の外形端部はバネ部材によって弾性的に第２の筐体に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
第１の筐体の光学レンズの外側の外形端部は硬化後も粘弾性を保つ接着剤によって第２の筐体に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いる走査光学装置及びこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に備えられる走査光学装置は、感光ドラムをドラムの回転軸方向に露光するための光源と、その光源から出射されるレーザ光を偏向走査する回転多面鏡（以下、ポリゴンミラー）を有する。光源から出射されたレーザ光は、回転するポリゴンミラーによって偏向走査されることによって、感光ドラム上を走査する（以降、この走査方向を主走査方向、主走査方向と直交する方向を副走査方向と呼ぶ。）。
【０００３】
走査されたレーザ光によって感光ドラム上に静電潜像が形成される。その静電潜像をトナーによって現像し、感光ドラム上のトナー像を記録媒体に転写することによって記録媒体上に画像を形成する。
【０００４】
ポリゴンミラーの回転時にはポリゴンミラーを回転駆動する偏向用モータの軸受けや、駆動コイル、ＩＣなどが発熱する。モータ取り付け部からの直接伝導や、ポリゴンミラーの回転時に生じる暖められた気流によって、筐体内部は昇温する。温度分布の不均一や、筐体がガラス強化樹脂の成型品であると線膨張の異方性がある為、昇温によって筐体には微小な変形が生じる。筐体内部には高精度で光学素子が取り付けられているため、微小な変形でも、光学性能が低下するという課題があった。
【０００５】
また、偏向用モータが回転するとき、振動が発生するが、振動が光学素子に伝達すると走査光にも影響を与え、画像劣化の原因となることがある。
【０００６】
複数の筐体で構成される走査光学装置において、振動による画像劣化を防止する構成として、特許文献１が開示されている。特許文献１では、偏向用モータを搭載する筐体１を他の筐体２に取り付ける方法として、第一の筐体の略４端部を指定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】２００９−０６６９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１の筐体の第２の筐体への固定が第１の筐体の４隅で行われる構成の為、偏向用モータの回転による発熱で、第１の筐体のみが昇温すると、線膨張により第１の筐体と第２の筐体の取り付けピッチ間で寸法差が発生し、第２の筐体が図３で示す湾曲形状のように湾曲する。このことにより、ビームずれが発生し色ずれ不良となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る走査光学装置は、
タンデム構成（１つの筐体内に４つの感光ドラムを照射するための光路が配置されている）の走査光学装置で、偏向用モータと一対の光学レンズを収納する第１の筐体が、光源とその他の光学素子を収納する第２の筐体に合体される構成において、第２の筐体の偏向用モータの略中心部を通り副走査方向と平行な直線上で、第１の筐体の両端の外形端部付近に配置された２箇所の取り付け嵌合部で第一の筐体にねじ止め固定し、第１の筐体上の光学レンズの外側の両端部に設けた突起形状部は第２の筐体の所定箇所に弾性的に固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る走査光学装置によれば、第１の筐体が昇温したとき、線膨張差による第２の筐体の湾曲が主走査方向に限定され、副走査方向の変形によって発生する複数のレーザ光の照射位置変化が抑制される為、色ずれが小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置を説明する断面図
【図２】本発明の実施例１の外観図
【図３】本発明の実施例の部分外観図
【図４】本発明の実施例１の組立説明図
【図５】本発明の実施例２の外観図
【図６】本発明の実施例の効果を説明する断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
実施例１の画像形成装置の構成について、以下に説明する。
【００１４】
図１は、本実施例のタンデム型のカラーレーザビームプリンタの全体構成を示す概略構成図である。
【００１５】
このレーザビームプリンタ（以下、単にプリンタという）はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の色毎にトナー像を形成する４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ（一点鎖線で図示）を備える。また、プリンタは、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋからトナー像が転写される中間転写ベルト２０を備え、中間転写ベルト２０に多重転写されたトナー像を記録媒体である記録シートＰに転写してカラー画像を形成するように構成されている。以降、各色を表す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、必要な場合を除き省略する。
【００１６】
なお、以下の説明において、後述する回転多面鏡２０３の回転軸方向をＺ軸方向、光ビームの走査方向である主走査方向又は反射ミラーの長手方向をＹ軸方向、Ｙ軸及びＺ軸に垂直な方向をＸ軸方向とする。
【００１７】
中間転写ベルト２０は、無端状に形成され、一対のベルト搬送ローラ２１、２２にかけ回されており、矢印Ｃ方向に回転動作しながら各色の作像エンジン１０で形成されたトナー像が転写されるように構成されている。また、中間転写ベルト２０を挟んで一方のベルト搬送ローラ２１と対向する位置には二次転写ローラ６５が配設されている。記録シートＰは、互いに圧接する二次転写ローラ６５と中間転写ベルト２０との間に挿通されて、中間転写ベルト２０からトナー像が転写される。
【００１８】
中間転写ベルト２０の下側には前述した４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋが並列的に配設されており、各色の画像情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト２０に転写するようになっている（以下、一次転写という）。これら４基の作像エンジン１０は、中間転写ベルト２０の回動方向（矢印Ｃ方向）に沿って、イエロー用の作像エンジン１０Ｙ、マゼンタ用の作像エンジン１０Ｍ、シアン用の作像エンジン１０Ｃ及びブラック用の作像エンジン１０Ｂｋの順に配設されている。
【００１９】
また、作像エンジン１０の下方には、各作像エンジン１０に具備された感光体である感光ドラム５０を画像情報に応じて露光する光走査装置４０が配設されている。なお、図１（ａ）では光走査装置４０の詳細な図示及び説明は省略し、図１（ｂ）を用いて後述する。光走査装置４０は全ての作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋに共用されており、各色の画像情報に応じて変調されたレーザビームを射出する図示しない４基の半導体レーザを備えている。また、光走査装置４０は、各感光ドラム５０に対応する光ビームが感光ドラム５０の軸方向（Ｙ軸方向）に沿って走査するように各光ビームを偏向する回転多面鏡２０３及び回転多面鏡２０３を回転させる駆動源であるポリゴンモータ２０３ｍを備えている。回転多面鏡２０３によって偏向された各光ビームは、光走査装置４０内に設置された光学部材に案内されて感光ドラム５０上に導かれ、各感光ドラム５０を露光する。
【００２０】
各作像エンジン１０は、感光ドラム５０と、感光ドラム５０を一様な背景部電位にまで帯電させる帯電ローラ１２と、を備える。また、各作像エンジン１０は、光ビームによって露光されることで感光ドラム５０上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器１３を備えている。現像器１３は、感光ドラム５０上に各色の画像情報に応じたトナー像を形成する。
【００２１】
各作像エンジン１０の感光ドラム５０に対向する位置には、中間転写ベルト２０を挟むようにして一次転写ローラ１５が配設されている。一次転写ローラ１５は、所定の転写電圧が印加されることにより、感光ドラム５０上のトナー像が中間転写ベルト２０に転写される。
【００２２】
一方、記録シートＰはプリンタ筐体１の下部に収納される給紙カセット２からプリンタの内部、具体的には中間転写ベルト２０と二次転写ローラ６５とが当接する二次転写位置へ供給される。給紙カセット２の上部には、給紙カセット２内に収容された記録シートＰを引き出すためのピックアップローラ２４及び給紙ローラ２５が並設されている。また、給紙ローラ２５と対向する位置には、記録シートＰの重送を防止するリタードローラ２６が配設されている。プリンタの内部における記録シートＰの搬送経路２７は、プリンタ筐体１の右側面に沿って略垂直に設けられている。プリンタ筐体１の底部に位置する給紙カセット２から引き出された記録シートＰは、搬送経路２７を上昇し、二次転写位置に対する記録シートＰの突入タイミングを制御するレジストレーションローラ２９へと送られる。その後、記録シートＰは、二次転写位置においてトナー像が転写された後、搬送方向の下流側に設けられた定着器３（破線で図示）へと送られる。そして、定着器３によってトナー像が定着された記録シートＰは、排出ローラ２８を経て、プリンタ筐体１の上部に設けられた排紙トレイ１ａに排出される。
【００２３】
このように構成されたカラーレーザビームプリンタによるカラー画像の形成に当たっては、まず、各色の画像情報に応じて走査光学装置４０が各作像エンジン１０の感光ドラム５０を所定のタイミングで露光する。これによって各作像エンジン１０の感光ドラム５０上には画像情報に応じた潜像画像が形成される。ここで、良質な画質を得るためには、走査光学装置４０によって形成される潜像画像が感光ドラム５０上の所定の位置に精度よく再現され、かつ、潜像画像を形成するための光ビームの光量は常に安定して所望の値を出せるものでなければならない。
【００２４】
続いて、図２を用いて本実施形態における走査光学装置４０について説明する。
【００２５】
走査光学装置４０には、各色に対応する光源１０１が複数設けられる。光源１０１からは画像データに応じてレーザ光が出射される。光源１０１から放射されるレーザ光は偏向器であるところのポリゴンミラー１０２（回転多面鏡）により所定の方向に走査される。このポリゴンミラー１０２は、偏向用モータ１０３によって回転駆動される。このポリゴンミラー１０２により偏向走査されたレーザ光は光学部材としての光学レンズ１０４（１０４ａ、１０４ｂ）及び１０５（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ）に入射し、感光ドラム上にレーザ光を導かれる。この光学レンズ１０４及び１０５は、被走査体にレーザ光を結像（集光）させつつ、等速走査を行う光学特性を有する。
【００２６】
なお、これらの光学レンズの設置位置には、光を集光させる性能を有する光学レンズではなく、光を拡散させる性能を有する光学レンズを配置しても良く、どのような性能を有する光学レンズを設置するかは、装置の構成に依る。また、本実施形態では、光学レンズは第１の光学レンズ１０４及び第２の光学レンズ１０５の複数のレンズで構成されているが、光学系を形成する光学素子の数はこれに限られるものではない。
【００２７】
第１の光学レンズ１０４ａ、１０４ｂの２個のレンズは、イエロー及びマゼンタ、シアン及びブラックに対応するビームで共用させており、第２の光学レンズ１０５は各色毎に配置されている。また、偏向走査したレーザ光を各感光ドラムへ導く為の折り返しミラー１０６（１０６ａ〜ｈ）を各ビームの光路上に配置している。折り返しミラー１０６ｇは、折り返しミラー１０６ｂの下に配置され、光学レンズ１０４ａを通過したマゼンタに対応するレーザ光を折り返しミラー１０６ｂに導く。同様に、折り返しミラー１０６ｈは、折り返しミラー１０６ｅの下に配置され、光学レンズ１０４ｂを通過したシアンに対応するレーザ光を折り返しミラー１０６ｅに導く。各折り返しミラー１０６は、上記各部品は走査光学装置４０の各取り付け部に固定（保持）される。
【００２８】
図３は走査光学装置４０の偏向用モータ付近を切り出した説明図で、図４は走査光学装置４０の組立説明図である。
【００２９】
走査光学装置４０の筐体は偏向用モータ１０３と一対の光学レンズ１０４を収納する第１の筐体１１０と、光源とその他の光学素子を収納する第２の筐体１００から構成されている。第１の筐体と第２の筐体に分割している理由は、共通部分である第１の筐体と、例えば本体の感光ドラム取り付け位置に対応した第２の筐体を組み合わせることで、走査光学装置に汎用性を持たせることと、発熱源である偏向用モータをその他の光学素子から隔離することが主な理由である。本実施例では第１の筐体には偏向用モータと一対の光学レンズのみを搭載しているが、更に光源も搭載しても、前記の目的には対応できる。
【００３０】
第１の筐体１１０には偏向用モータの略中心部を通る副走査方向の直線上に２箇所の取り付け形状１１２、１１３が設けられていて、それぞれが第２の筐体１００に設けられた位置決め形状１０７ａ，１０７ｂに嵌合して所定位置に位置決めされる。取り付け形状１１２、１１３は前記所定位置に位置決めされた状態で、第２の筐体にねじで締結固定される。
【００３１】
第１の筐体上の光学レンズ１０４の外側の両端部には４箇所の突起形状部１１１が設けられている。突起形状部１１１はバネ部材１２０によって第２の筐体１００のＺ方向に加圧されることによって弾性的に固定されている。
【００３２】
折り返しミラー１０６ｂ、折り返しミラー１０６ｆは第２の筐体１００が取り付けられた後、第２の筐体１００の所定位置に固定される。
【００３３】
偏向用モータが回転するとき、偏向用モータの軸受けや、駆動コイル、ＩＣなどが発熱する。モータ取り付け部からの直接伝導や、ポリゴンミラーの回転時に生じる暖められた気流によって、筐体内部は昇温する。本発明のように偏向用モータ１０３が第１の筐体１１０に収納されていて、第１の筐体１１０によって、略密閉空間が形成されていると、温められた空気が第２の筐体１００には直接到達出来ない。又、筐体は共にガラス強化樹脂の成型品である為、熱伝導率が低く、第１の筐体１１０の温度上昇分は直接的に第２の筐体１００の温度上昇とならない。
【００３４】
このことは、筐体が分割構造でない時と比べて、第２の筐体１００の光学素子取り付け部の温度上昇を抑制できる為、温度上昇による取り付け面の精度低下等が起こり難くなる。しかしながら、一方、第１の筐体１１０と第２の筐体１００の間では温度差が発生するため、第１の筐体１１０と第２の筐体１００が締結されていると、線膨張による歪が発生する。
【００３５】
図５で示すのがタンデム型の走査光学装置の望ましくない変形で、図中の湾曲形状の線図のように走査光学装置が変形すると、出射光線が図中の矢印方向に移動し、感光ドラムを照射する位置が変化して、Ｙ，Ｍ、Ｃ、Ｂｋ間のピッチが短くなってしまう。この事は出力された画像上では各色の色ずれ不良として認識される。
【００３６】
本発明の構成では、偏向用モータの略中心部を通る副走査方向の直線上に２箇所の固定された取り付け部を設けていて、外側の両端部は弾性的に保持されている為、第１の筐体１１０が線膨張により突起形状部１１１ａと突起形状部１１１ｃが遠ざかる方向に延びても、第２の筐体１００の変形を引き起こさない。
【実施例２】
【００３７】
実施例１と略同様の構成の走査光学装置で、図４で第２の筐体の偏向用モータの略中心部を通る副走査方向の直線上で、第１の筐体の両端の外形端部付近に配置された２箇所の取り付け嵌合部で第一の筐体にねじ止め固定し、第１の筐体上の光学レンズの外側の両端部に設けた突起形状部１１４は、第２の筐体の所定箇所に接着後の硬度が柔らかい接着剤によって弾性的に固定されている。
【符号の説明】
【００３８】
４０  走査光学装置、１００  第２の筐体、１０３  偏向用モータ、
１０４  光学レンズ、１０６  折り返しミラー、１１０  第１の筐体、
１１１  突起形状部、１１２，１１３  取り付け形状、１１４  突起形状部
【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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