(57)【要約】【課題】１つの光学箱に２台の偏向器を配設した場合であっても、光学部品の振動を抑制し、画像の品質を高く維持すること。【解決手段】半導体レーザ11と、半導体レーザ11から出射される光束Ｌをポリゴンミラー15を用いて偏向走査する２台の偏向器16と、偏向器16に走査された光束Ｌを結像させるｆθレンズ17と、を光学箱19に配設した走査光学装置10において、光学箱19には、ポリゴンミラー15の軸受部32を保持する保持穴31が形成され、ポリゴンミラー15の軸受部32は、保持穴31において、振動対象の位置までの経路が長くなる方向の壁面33に当接されることを特徴とする。【選択図】  図４
2007108580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、発光素子から出射される光束を回転多面鏡を用いて偏向走査する２台の偏向器と、偏向器に走査された光束を結像させる結像レンズと、を装置筐体に配設した走査光学装置において、
前記装置筐体には、前記回転多面鏡の軸受部を保持する保持穴が形成され、
前記回転多面鏡の軸受部は、前記保持穴において、振動対象の位置までの経路が長くなる方向の壁面に当接されることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記振動対象は、前記発光素子であり、
前記軸受部は、前記保持穴において、前記発光素子と反対側の壁面に当接されることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項３】
前記振動対象は、前記２つの偏向器の間に位置する結像レンズであり、
前記軸受部は、前記保持穴において、前記２つの偏向器の間に位置する結像レンズと反対側の壁面に当接されることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記保持穴は、長穴形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の走査光学装置。
【請求項５】
前記軸受部は、前記装置筐体より突出していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の走査光学装置。
【請求項６】
前記装置筐体には、前記軸受部を一方向に押圧する押圧部が形成されていることとを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の走査光学装置。
【請求項７】
像担持体と、該像担持体に対して光束を走査する走査光学装置と、を有する画像形成装置において、
前記走査光学装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の走査光学装置であ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、レーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置、及びそれに用いる走査光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー画像形成装置では、種々の方式で画像形成を行う。まず、単数の感光体ドラムに潜像を形成し、各色を順次現像し、中間転写体もしくは転写体に転写して画像形成を行う方式がある。また、複数の感光体ドラムに潜像を形成し、各色を同時に現像し、中間転写体もしくは転写体に転写して画像形成を行う方式（以後タンデム方式と呼ぶ）がある。
【０００３】
どちらの方式においても、光ビームの走査のために偏向器を回転させているが、偏向器は高速回転をする。この高速回転が行われると、偏向器の回転バランスが十分に取れていないと、レンズ、レーザ素子などの光学部品が必要以上に振動する場合がある。このような光学部品の振動が起こると、走査光が感光体ドラム上で走査方向に対して垂直な方向（副走査方向）に振れてしまい、形成される潜像、現像も振れ、ピッチムラとなって画像劣化の原因となる。
【０００４】
そこで、偏向器の基板の重心側や光学箱（走査光学装置の筐体）の重心側で、偏向器の軸受部と光学箱の保持孔を当接させるものがある（例えば、特許文献１参照）。このように当接させることで、偏向器の剛性を上げ、偏向器を駆動させることにより発生する振動が、光学箱に必要以上に伝達されることを抑制し、光学部品が必要以上に振動しないようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９６５３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の走査光学装置には以下のような問題点がある。
【０００７】
例えば、特開２００３−１４００７０号公報にて開示されているように、タンデム方式に用いられる走査光学装置において、同一の光学箱に２台の偏向器を備えている走査光学装置の場合がある。この場合、それぞれの偏向器のインバランスにより回転時に発生する振動が、互いに重なりあって影響を及ぼし合う。すると、レンズ、レーザ素子などの光学部品に対して、偏向器が単数の場合と比較して、強められた振動を発生させる場合がある。
【０００８】
このため、たとえ特許文献１のように、偏向器の基板の重心側や光学箱の重心側で、偏向器の軸体と光学箱の保持孔とを当接させて偏向器の剛性を上げたとしても、光学箱に２台の偏向器を配設すると、光学部品に大きな振動を発生させることがある。そして、この振動が画像を劣化させるおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、１つの光学箱に２台の偏向器を配設した場合であっても、光学部品の振動を抑制し、画像の品質を高く維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
発光素子と、発光素子から出射される光束を回転多面鏡を用いて偏向走査する２台の偏向器と、偏向器に走査された光束を結像させる結像レンズと、を装置筐体に配設した走査光学装置において、
前記装置筐体には、前記回転多面鏡の軸受部を保持する保持穴が形成され、
前記回転多面鏡の軸受部は、振動対象の位置までの経路が長くなるように、前記保持穴における特定の壁面に当接されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、前記回転多面鏡の軸受部を、振動対象の位置までの経路が長くなるように、前記保持穴における特定の壁面に当接すると、振動対象の振動強度が低くなる。これにより、振動が抑制され、１つの光学箱に２台の偏向器を配設した場合であっても、振動対象の振動を抑制し、画像の品質を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔実施例１〕
図を用いて本発明の実施例１を説明する。説明においては、画像形成装置、走査光学装置の説明をした後、本発明の特徴部分である偏向器の光学箱への取付構造について詳細に説明する。尚、Ｃ、Ｍ、Ｙ、ＢＫの添字は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の画像を形成するための部材ということを表している。
【００１３】
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の概略を示す断面図である。画像の形成時においては、まず、画像情報に基づいて各々光変調された各光束（レーザビーム）ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫが走査光学装置10から出射される。各光束ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫは、各々対応する４個の像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ面上に照射される。
【００１４】
照射された光束ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫは、一次帯電器２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫによって各々一様に帯電している感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ上に静電潜像を形成する。形成された各静電潜像に対して、現像器３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３ＢＫによって各々シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナーが供給され、各色のトナー像として可視像化される。
【００１５】
一方、転写材Ｐは、給送トレイ21上に積載されており、給送ローラ22によって１枚ずつ順に給送される。そして、レジストローラ23によって画像の書き出しタイミングに同期を取って転写ベルト６上に送り出される。転写材Ｐが、転写ベルト６上を精度良く搬送されている間に、感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ面上に形成された各色のトナー像が順に、転写材Ｐ上に重畳転写される。具体的には、転写ローラ４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、４ＢＫによって順にベルト６側に引きつけられることで転写される。尚、駆動ローラ24は、図示しない回転ムラの小さな駆動モータと接続されており、転写ベルト６の送りを精度良く行なっている。これにより、転写材Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００１６】
転写材Ｐ上に形成されたカラー画像は、定着器25によって熱定着された後、排出ローラ26によって搬送されて装置外に排出される。こうして、一連の画像形成動作が完了する。
【００１７】
その後、感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫ面上に残っている残留トナーは、クリーナ５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５ＢＫによって除去される。また、各感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫは、再度一次帯電器２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２ＢＫによって一様に帯電され、次のカラー画像を形成することに備えることになる。
【００１８】
（走査光学装置）
図２は本実施例における走査光学装置の説明図である。図２（ａ）が上面図であり、図２（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
図２に示すように、走査光学装置10の筐体（装置筐体）である光学箱19には、各色の感光体ドラム１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１ＢＫに対して光束ＬＣ、ＬＭ、ＬＹ、ＬＢＫを照射するための、光学部品が配設されている。光学部品としては、次のものがある。
【００２０】
半導体レーザ（発光素子）11Ｃ、11Ｍ、11Ｙ、11ＢＫは、発光素子である。コリメートレンズ12Ｃ、12Ｍ、12Ｙ、12ＢＫは、半導体レーザ11より放射された発散光を略平行光に変換する。
【００２１】
レーザ制御基板13ａ、13ｂは、半導体レーザを駆動し、１枚で２個の半導体レーザ11を駆動することになる。シリンドリカルレンズ14ａ、14ｂは、副走査方向にのみパワー（屈折力）を持ち、ポリゴンミラー（回転多面鏡）15ａ、15ｂ上で光線を線像に結像させる。偏向器16ａ、16ｂは、ポリゴンミラー15ａ、15ｂを回転させる。
【００２２】
ｆθレンズ（結像レンズ）17Ｃ、17Ｍ、17Ｙ、17ＢＫは、ポリゴンミラー15ａ、15ｂで偏向走査された光束を、等速走査させつつ感光体ドラム１面上に集光させる。折り返しミラー18Ｃ、18Ｍ、18Ｙ、18ＢＫは、ポリゴンミラー15ａ、15ｂで偏向された光束Ｌを、感光体ドラム面上に照射するように光路を折り返す。
【００２３】
（偏向器16の光学箱19への取付構造）
偏向器16の光学箱19への取付構造を説明する。
【００２４】
まず、光学箱19と偏向器16の構成について概略を説明する。
【００２５】
図２に示すように、光学箱19は、ガラス繊維等を配合した樹脂で形成されており、内部には２台の偏向器16ａ、16ｂが取り付けられている。２台の偏向器16ａ、16ｂは、ＰＬＬ制御により回転を制御されており、回転時に回転速度、及び、位相が変化しないようになっている。
【００２６】
偏向器16ａ、16ｂの詳細な構成を説明する。偏向器16ａ、16ｂの形状及び構成部材は、同一であるので、必要な場合を除き、ａ、ｂの添え字は省略し、以下、偏向器16等として説明する。図３は偏向器16の断面図であり、図２における偏向器16の拡大図である。
【００２７】
図３に示すように、偏向器16は、次のような構成部材を有する。モータ制御基板35は、鉄を基材とした基板に駆動コイル36を取り付けたものである。回転体39は、ポリゴンミラー15と駆動マグネット37とを軸体38を中心として同心円状に結合させたものである。また、軸受部32は、軸体38との間に動圧を発生させて回転体を非接触で回転させるものである。
【００２８】
軸受部32は、モータ制御基板35に対して垂直にカシメられており、モータ制御基板35に対して回転体の回転軸が垂直になるように配置されている。この軸受部32を光学箱19に設けられた保持穴31（図２（ｂ）参照）に挿入することによって、光学箱19に配置されているレンズやミラーなどの光学部品と、偏向器16との走査平面内での位置決めを行なっている。
【００２９】
また、図２（ａ）に示すように、光学箱19には３ヶ所の取付け基準面を形成するためのボスが設けられている。モータ制御基板35を、３ヶ所のボスにビス止めをすることで、レンズ、ミラー、レーザなどの光学部品と、偏向器16との走査平面に垂直な方向の位置決めを行なっている。
【００３０】
ここで、図４を用いて、偏向器16の光学箱19への取付構造について説明する。図４は本実施例における偏向器16と光学箱19の関係を示す断面図であり、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００３１】
回転体39のインバランスにより発生する振動は、軸受部32より光学箱19に伝達される。図４に示すように、偏向器16の軸受部32は、保持穴31にある特定の壁面33に当接するように固定されている。尚、本実施例の特定の壁面33とは、保持穴31における、振動対象である半導体レーザ11の方向と反対方向の壁面である。反対方向の壁面とは即ち、振動対象である半導体レーザ11Ｃ、11Ｍのある位置までの経路が長くなるような壁面ということである。
【００３２】
このように固定する構成による効果を、グラフを用いて説明する。図５は軸受部32の当接面の方向と振動強度との関係を示す図である。図５において、パターン１は、図４に示すように、軸受部32を半導体レーザ11Ｃ、11Ｍ、11Ｙ、11ＢＫと反対方向の壁面33に当接させた場合の半導体レーザ11Ｃに生じる副走査方向（主走査方向と直交する方向）の振動強度を示す。また、パターン２は、軸受部32を半導体レーザ11Ｃ、11Ｍ、11Ｙ、11ＢＫと同方向の壁面33に当接させた場合の振動強度を示す。
【００３３】
図５に示すように、軸受部32を保持穴31における、半導体レーザ11と反対方向の壁面に配置した場合（パターン１）の方が、いずれの周波数においても振動強度が低くなっている。一般的に、振動強度が低い方が振動が起こりにくい。このため、パターン１のように特定の壁面33方向に当接させることで、振動が起こりにくくなることがわかる。
【００３４】
パターン１の方がパターン２よりも振動強度が低い理由は、パターン１の方がパターン２よりも振動源である偏向器16から半導体レーザ11Ｃ、11Ｍ、11Ｙ、11ＢＫまでの振動伝達経路が長くなっていることに起因する。振動伝達経路が長くなると、偏向器16で発生した振動が伝達途中で減衰しやすくなる。このため、偏向器16で発生する振動が減衰し、半導体レーザ11Ｃ、11Ｍ、11Ｙ、11ＢＫに伝わる振動の振幅が小さくなる。
【００３５】
発光素子である半導体レーザ11Ｃ、11Ｍ、11Ｙ、11ＢＫが副走査方向に振動すると、結像面である感光体ドラム１面上でも副走査方向に結像点がずれ、画像上ではピッチムラという画像欠陥になって現れる。このため、半導体レーザ11Ｃ、11Ｍ、11Ｙ、11ＢＫに生じる振動の振幅を小さくことによって、走査光学装置10から照射される光束Ｌの振幅が低減される。この結果、感光体ドラム１上に形成される静電潜像やトナー像のピッチムラを低減することができ、形成される画像の品質を維持することができる。
【００３６】
保持穴31の形状は特に限定しないが、例えば、図６のように、保持穴31の形状を長穴形状にしてもよい。図６は保持穴31を長穴形状とした場合の断面図である。図６に示すように、保持穴31を長穴形状とした場合、軸受部32を光学箱19から突出させると、突出させた部分を工具40で矢印方向に押圧することで、容易に半導体レーザ11と反対方向の壁面33に当接させることができる。また、保持穴31を長穴形状とし、保持穴31の短い方の幅を軸受部32の径と同じ幅とすると、図６に示すように軸受部32の上下方向側面がガイドされて、確実に半導体レーザ11と反対方向の１ヶ所の壁面33で当接させることが可能となる。
【００３７】
また、図７のように、光学箱19に設けられた保持穴31の特定の壁面33とは反対側の光学箱19の一部に、Ｕ字型形状をした押圧部34を設けてもよい。図７は保持穴31に押圧部34を配置した場合の断面図である。ここで、光学箱19の保持穴31の壁面33から押圧部34までの距離αは、軸受部32の直径βよりも小さくなるように構成されている。
【００３８】
このような状態で、軸受部32を保持穴31に挿入すると、押圧部34のＵ字型形状をした部分が合成樹脂の弾性で撓み、自然に軸受部32を特定の壁面33に当接させる。これにより、前述した工具40などを用いなくとも確実に軸受部32を特定の壁面33に当接させることができる。また、押圧部34と光学箱19との連結部としてのＵ字型形状部は可撓性がある。このため、押圧部34を通じて光学箱19へ伝達される振動は、押圧部34のＵ字型形状の撓みによって吸収され、減衰される。これによりさらに振動が低減される効果もある。
【００３９】
〔実施例２〕
図を用いて本発明の実施例２を説明する。前述した実施例と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。図８は本実施例における走査光学装置の説明図である。図８（ａ）が上面図であり、図８（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００４０】
２台の偏向器16ａ、16ｂの間にｆθレンズ17Ｙ、17Ｍを配置した場合、２台の偏向器16ａ、16ｂのバランス位相により、偏向器16ａ、16ｂから発生した振動が、ｆθレンズ17Ｙ、17Ｍの位置において、図９のように、強め合うことがある。図９は偏向器16ａ、16ｂの各振動変位量とそれらの重ね合わせを示した図である。図９（ａ）、（ｂ）は偏向器16ａ、16ｂの各振動変位量であって、図９（ｃ）は振動変位量の和である。
【００４１】
このような場合には、図８（ｂ）に示すように、軸受部32ａ、32ｂを、保持穴31において互いに離れる方向の壁面133ａ、133ｂへ当接させるとよい。即ち、振動対象であるｆθレンズ17Ｙ、17Ｍのある位置までの経路が長くなるような壁面133ａ、133ｂに当接させるとよい。
【００４２】
このような構成による効果を、グラフを用いて説明する。図１０は軸受部32ａ、32ｂの当接面の方向と振動強度との関係を示す図である。図１０において、パターン３は、図８に示すように、偏向器16ａ、16ｂが互いに離れるように、軸受部32ａ、32ｂを壁面133ａ、133ｂに当接させた場合の振動強度を示す。また、パターン４は、偏向器16ａ、16ｂが互いに近づくように、軸受部32ａ、32ｂを壁面に当接させた場合の振動強度を示す。
【００４３】
図１０に示すように、保持穴31において、偏向器16ａ、16ｂの軸受部32ａ、32ｂを互いに離れるように、壁面133ａ、133ｂに当接させた場合（パターン３）の方が、いずれの周波数においても振動強度が低くなっている。
【００４４】
このように、図８（ｂ）のように、偏向器16ａ、16ｂの軸受部32ａ、32ｂを互いに離れるように壁面133ａ、133ｂに当接させることにより、２台の偏向器16ａ、16ｂのバランス位相が揃う。すると、偏向器16ａ、16ｂで発生した振動が２台の偏向器16ａ、16ｂで挟まれた部分で互いに強め合っても、ｆθレンズ17Ｙ、17Ｍの位置までの伝達経路が長くなる。これにより、振動が減衰して振幅が小さくなる。
【００４５】
その結果、この部分に配置されたｆθレンズ17Ｙ、17Ｍに生じる振動の振幅も小さくなり、画像のピッチムラを低減することが出来る。
【００４６】
尚、実施例１と同様に、保持穴の形状を長穴形状にしたり、軸受部を保持穴から突出させたり、押圧部を設けたりしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】画像形成装置の概略を示す断面図。
【図２】実施例１の走査光学装置の説明図。
【図３】偏向器16の断面図。
【図４】実施例１における偏向器16と光学箱19の関係を示す断面図
【図５】軸受部32の当接面の方向と振動強度の関係を示す図。
【図６】保持穴31を長穴とした場合の断面図。
【図７】保持穴31に押圧部34を配置した場合の断面図。
【図８】実施例２の走査光学装置の説明図。
【図９】偏向器16ａ、16ｂの各振動変位量とそれらの重ね合わせを示した図。
【図１０】実施例２の軸受部32ａ、32ｂの当接方向と振動強度の関係を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
Ｌ…光束、Ｐ…転写材、１…感光体ドラム（像担持体）、２…一次帯電器、３…現像器、５…クリーナ、６…転写ベルト、10…走査光学装置、11…半導体レーザ（発光素子）、12…コリメートレンズ、13…レーザ制御基板、14…シリンドリカルレンズ、15…ポリゴンミラー、16…偏向器、17…ｆθレンズ、18…ミラー、19…光学箱（装置筐体）、21…給送トレイ、22…給送ローラ、23…レジストローラ、24…駆動ローラ、25…定着器、31…保持穴、32…軸受部、33…壁面、34…押圧部、35…モータ制御基板、36…駆動コイル、37…駆動マグネット、38…軸体、39…回転体、40…工具、133…壁面
【図１】
2007108580.tif 000003
【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】
2007108580.tif 000009
【図８】
2007108580.tif 000010
【図９】
2007108580.tif 000011
【図１０】
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