(57)【要約】【課題】本発明は、ヒートサイクルや熱衝撃が加わっても、偏向走査装置の回転軸の倒れを抑制でき、感光体ドラム上でのスポット形状の歪みや走査線の曲がりを抑え、高精細な画像を保持することができる走査光学装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る走査光学装置の代表的な構成は、レーザユニット１からの光束を偏向走査する回転多面鏡４と、回転多面鏡４を保持して回転駆動する回転軸５と、回転軸５を回転駆動させるための回路を実装した回路基板７とを備えた偏向走査装置３を有する走査光学装置Ａにおいて、回路基板７の少なくとも２箇所で偏向走査装置３を固定しており、２つの固定箇所（ネジ８ａ、８ｂ）を結んだ線分が回転軸５を通る位置関係にあることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部からの光束を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡を保持して回転駆動する回転部材と、該回転部材を回転駆動させるための回路を実装した回路基板とを備えた偏向走査装置を有する走査光学装置において、
前記回路基板は、前記偏向走査装置を固定する２つの固定箇所を有し、
前記２つの固定箇所を結んだ線分が前記回転軸を通る位置関係にあることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記２つの固定箇所のそれぞれから前記回転軸までの距離が等しい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】
前記回転多面鏡により偏向走査された光束を像担持体上に集光させる光学部材を有し、
前記２つの固定箇所を結んだ直線の方向が、前記光源部から前記回転面鏡への光束の入射方向と前記光学部材の光軸との２等分線の方向と一致していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走査光学装置。
【請求項４】
前記回路基板は、前記偏向走査装置を固定する前記２つの固定箇所以外の固定箇所を有し、
前記２つの固定箇所以外の固定箇所は、別体の弾性保持部材で前記偏向走査装置を固定していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の走査光学装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の走査光学装置と、
記録媒体にトナー像を形成する画像形成手段と、を有す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、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置及びこれらの装置に備えられる走査光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
偏向走査装置は光学箱に回路基板を介してネジ等の締結手段を用いて固定される。偏向走査装置は、レーザ光束を偏向走査する回転多面鏡を有しているため、光学箱に強固に精度良く固定される必要がある。そのため回路基板を４点でネジ固定する手段が多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、更なるコストダウン、走査光学装置の小型化などの傾向により偏向走査装置が小型化しており、３点のネジ固定で光学箱へ固定されるようになってきた（特許文献１参照）。
【０００４】
偏向走査装置を３点で固定する場合、振動や回転多面鏡の位置精度の観点から回転多面鏡を有するロータ周りをネジ２点で固定し、３点目は回路基板全体のバランスを考えて回路基板端を固定する場合が多い。このような３点固定の場合、偏向走査装置の回転軸を基準に考えると、３点目は他の２点と比較して回転軸から離れた位置で固定されることになる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２６８２２２号公報（図１参照）
【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、従来の偏向走査装置の固定方法に関して次のような欠点がある。
【０００７】
走査光学装置は保管環境や動作時の画像形成装置内の機内昇温を考慮すると、低温から高温までのヒートサイクルや熱衝撃を受ける。偏向走査装置を固定収容する光学箱に関しても同様なヒートサイクルや熱衝撃が加わり、光学箱には熱応力が生じる。光学箱の材質は樹脂製の場合が多く、偏向走査装置の回路基板は鋼板からできている場合が多い。そのため光学箱と回路基板との間には線膨張係数の違いにより、偏向走査装置の固定部にて応力歪が生じる。これにより、樹脂製の光学箱には偏向走査装置の固定箇所にてクリープ変形が生じることになる。
【０００８】
光学箱の熱変形は画像形成装置への固定点を基準として、偏向走査装置の回転軸周辺が凸になるように変形する傾向がある。この場合、走査光学装置の固定箇所の略中心にある回転軸周辺の変形量が最も大きくなるが、回転軸周辺のネジ固定部２箇所での変形量の相対差はほとんどない。しかしながら、走査光学装置の固定箇所に近い３点目の固定部は、絶対的な変形量は小さいものの、前記の２箇所の固定部との相対的な変形量の差は大きくなる。
【０００９】
従って、偏向走査装置をこのような３点で固定した場合、光学箱の熱膨張による変形、または光学箱のクリープ変形によって、回転軸周辺の２点と回路基板端の３点目とで偏向走査装置の固定高さが異なり、回転軸の倒れを生じる恐れがある。回転軸の倒れが生じると、感光体ドラム上でのレーザ光束のスポット形状の歪や走査線の曲りを生じて画像不良をひきおこすことがあり、修理、部品交換等が必要になる。
【００１０】
そこで本発明は、ヒートサイクルや熱衝撃が加わっても、偏向走査装置の回転軸の倒れを抑制でき、感光体ドラム上でのスポット形状の歪みや走査線の曲がりを抑え、高精細な画像を保持することができる走査光学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】
上記課題を解決するために本発明に係る走査光学装置の代表的な構成は、光源部からの光束を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡を保持して回転駆動する回転部材と、該回転部材を回転駆動させるための回路を実装した回路基板とを備えた偏向走査装置を有する走査光学装置において、前記回路基板の少なくとも２箇所で前記偏向走査装置を固定しており、前記２つの固定箇所を結んだ線分が前記回転軸を通る位置関係にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ヒートサイクルや熱衝撃が加わっても、偏向走査装置の回転軸の倒れを抑制でき、感光体ドラム上でのスポット形状の歪みや走査線の曲がりを抑え、高精細な画像を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
[第一実施形態]
本発明に係る走査光学装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１、図２は本実施形態に係る走査光学装置の上視図である。
【００１４】
（走査光学装置）
図１に示すように、走査光学装置Ａは、光源部であるレーザユニット１、シリンドリカルレンズ２、偏向走査装置３、回転多面鏡４、回転部材である回転軸５、ロータ６、回路基板７、ネジ８ａ、８ｂ、光学部材であるｆθレンズ９ａ、９ｂを有している。また、走査光学装置Ａは、これらの光学素子等を収容する光学箱１０、画像形成装置へ走査光学装置Ａを固定する固定部１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を有している。
【００１５】
レーザユニット１はレーザ光束Ｌを発生させ、前方の光路上にはシリンドリカルレンズ２、回転多面鏡４、回転多面鏡４を回転駆動する偏向走査装置３が順次に配列されている。回転多面鏡４の反射方向の光路上には、ｆθレンズ９、折り返しミラー（不図示）、感光体ドラム２１３（図６参照）が配列されている。
【００１６】
レーザユニット１から発生させたレーザ光束Ｌは、シリンドリカルレンズ２によって回転多面鏡４上に線像を結像する。そして、このレーザ光束Ｌは回転多面鏡４を偏向走査装置３により回転させることによって偏向され、ｆθレンズ９によって、折り返しミラーで反射され感光体ドラム上に結像走査される。
【００１７】
ｆθレンズ９は、回転多面鏡４において反射される光束が感光体ドラム上においてスポットを形成するように集光し、またスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このようなｆθレンズ９の特性を得るために、ｆθレンズ９は球面レンズまたはトーリックレンズで構成されている。
【００１８】
回路基板７は回転軸５を回転駆動させるための回路を実装しており、回転軸５は回転多面鏡４を保持して回転駆動する。回転多面鏡４の回転によって、感光体ドラムにおいては光束による主走査が行われ、また感光体ドラムがその円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査が行われる。このようにして感光体の表面には静電潜像が形成される。
【００１９】
（ヒートサイクルや熱衝撃による変形）
図３は走査光学装置の斜視図であり、熱膨張後の変形状態を分かり易く表した変形模式図である。上述の構成において、画像形成装置の停止状態と動作状態が繰り返されることにより、走査光学装置Ａにヒートサイクルや熱衝撃が加わる。このヒートサイクルや熱衝撃により、光学箱１０の熱膨張を生じ、光学箱１０は固定部１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を基準として、図３のような変形を生じることになる。
【００２０】
図３に示すように、光学箱１０の変形状態は、固定部１１が両端支持ばりのようになり、走査光学装置Ａの略中心に位置する回転多面鏡４や回転軸５、ロータ６周辺が凸状に大きく変形している。回転軸５の位置は、ｆθレンズ９の母線方向（矢印Ｘ方向）において光学箱１０の略中心に位置しており、ｆθレンズ９の光軸と略一致している。
【００２１】
偏向走査装置３は、光学箱１０に回路基板７を介して、２箇所のネジ８（８ａ、８ｂ）で固定されている。光学箱１０の材質は樹脂であり、回路基板７は鋼板でできているため、両者の線膨張係数には、約２．５×１０−５（１／Ｋ）の差がある。そのため、走査光学装置Ａにヒートサイクルや熱衝撃が加わると、光学箱１０は回路基板７よりも大きな熱膨張を生じる。
【００２２】
ネジ８（８ａ、８ｂ）で固定した固定箇所では、光学箱１０の熱膨張を抑えようとして光学箱１０に対して過大な熱応力が加わる。この状態が画像形成装置の停止状態と動作状態との間で繰り返されることにより、光学箱１０のネジ８で固定した部分の近辺にクリープ変形が生じることになる。
【００２３】
しかしながら、回転軸５の位置が光学箱１０の略中心に位置しており、２つの固定箇所（ネジ８ａ、８ｂ）を結んだ線分が回転軸５を通る位置関係にある。このため、光学箱１０の中心では、ネジ８ａから生じる変形とネジ８ｂから生じる変形が相互に打ち消しあう。従って、光学箱１０の変形は生じているものの、回転軸５の倒れは抑制される。
【００２４】
偏向走査装置３をネジ８（８ａ、８ｂ）の２点のみで固定することにより、ロータ６が回転駆動することによって生じる振動の抑制が懸念されるが、固定箇所（ネジ８ａ、８ｂ）を結んだ線分が回転軸５を通るように固定位置を配置すれば問題ない。
【００２５】
すなわち、偏向走査装置３の振動は、モータの回転中心辺りから発生すると考えられ、固定点２点を結ぶ直線がモータ回転中心を通らないと、片持ち梁のように回路基板７が振動することになる。しかし、固定箇所２点（ネジ８ａ、８ｂ）を結ぶ直線がモータ回転中心を通ることにより、片持ち梁で言えば固定端と振動点とが同じ位置となり、路基板７の振動を抑制することができます。
【００２６】
また、回路基板７の端が固定されていなくとも回路基板７は鋼板でできているため、板厚を厚くするなどにより偏向走査装置３の回転基本周波数から回路基板７の固有振動数を外し、共振を容易に回避することが可能である。従って、回路基板７の端を固定しなくても、回路基板７の振動が回転多面鏡４へ影響を与えるほど大きくなることはない。
【００２７】
また、図２に示すように、回路基板７の端には、偏向走査装置３のコネクタ７ａが配置されることがある。コネクタ７ａの抜き差し時にコネクタ近辺に回路基板７の固定点がないと、回路基板７を変形させる恐れがある。これは、光学箱１０や蓋などから回路基板７への付勢部材１０ａを形成するなどして回避することが可能である。
【００２８】
更に、回転軸５の倒れを抑制するためには、ネジ８（８ａ、８ｂ）の回転軸５からの各々の距離は、略同距離とするのがよい。これにより、回転軸５は光学箱１０の略中心に位置するため、ネジ８（８ａ、８ｂ）での各々の熱膨張による変形量、またはクリープ変形量を略等しくすることができる。
【００２９】
従って、ネジ８ａでの変形によって回転軸５が受ける倒れ量とネジ８ｂでの変形によって回転軸５が受ける倒れ量とが逆方向に同じ倒れ量となり、ネジ８ａから生じる変形とネジ８ｂから生じる変形が相互に打ち消しあう。このように、相互に倒れを相殺でき、回転軸５の倒れを更に抑制することができる。従って、光学箱１０の変形は生じているものの、回転軸５の倒れはほとんど生じない。
【００３０】
振動の観点からもネジ８（８ａ、８ｂ）が回転軸５から略同距離に配置されることにより、両端支持ばりの中央に回転軸５が位置することになる。従って、回転軸５のスラスト方向の振動が生じても、回転軸５の倒れや回転多面鏡４の倒れが生じることがなく、画像への悪影響を極力抑えることができる。
【００３１】
なお、ネジ固定の位置は、図１、図２の位置に限定されるものではなく、２つの固定箇所（ネジ８ａ、８ｂ）を結んだ線分が回転軸５を通る位置関係にあればよい。
【００３２】
このように、回転軸５を挟んで回転軸５から略同距離の位置で、２箇所のネジで偏向走査装置３を固定することにより、光学箱１０のクリープ変形が生じても回転軸の倒れを抑制することができる。そして、高精細な画像を保持することができる。
【００３３】
また、ネジ２点で固定が可能なため、部品代や組立て工数を削減できコストをおさえることができる。さらに、固定用のスペースを削減できるため回路基板７の面積を縮小でき、走査光学装置Ａを小型化することが可能となる。
【００３４】
[第二実施形態]
次に本発明に係る走査光学装置の第二実施形態について図を用いて説明する。図４は本実施形態に係る走査光学装置の上視図であり、ネジの他の固定位置を示したものである。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態に係る走査光学装置Ｂは、回転軸周りのネジ固定の位置を変えたものである。具体的には、ネジ１２（１２ａ、１２ｂ）を結ぶ直線の方向が、回転多面鏡４へのレーザ入射方向とｆθレンズ９の光軸との２等分線の方向に略一致するように配置している。
【００３６】
一般的に回転軸５の全周の中で前記２等分線方向に回転軸５が倒れると、スポット形状の歪みや走査線の曲がりへの影響度が高く、それと直交する方向は最も影響度が低い。
【００３７】
従って、上記構成により、回転軸５が倒れる方向をスポット形状の歪みや走査線の曲がりへの影響度が低い方向とすることができる。
【００３８】
また、偏向走査装置３を光学箱１０へ組付けた初期の回転軸５の倒れを影響度の高い方へなるべく倒れないように抑制することができる。
【００３９】
[第三実施形態]
次に本発明に係る走査光学装置の第三実施形態について図を用いて説明する。図５は第三実施形態に係る偏向走査装置の上視図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図５に示すように、本実施形態に係る偏向走査装置１４は、上記第一実施形態の偏向走査装置３にＷセムスネジ１５を設けたものである。
【００４１】
Ｗセムスネジ１５は、回路基板７の端を弾性保持している。Ｗセムスネジ１５はネジと回路基板７との間にスプリングワッシャを有している。このため、締付けトルクを３〜５ｋｇｆとすることにより、緩みトルクを確保しながらも回路基板７を光学箱１０へ弾性保持することが可能である。
【００４２】
従って、光学箱１０が熱膨張しても光学箱１０と回路基板７とが接合面にてスライドすることができる。このため、光学箱１０のＷセムスネジ１５付近に過度な熱応力が生じてもクリープ変形を生じさせることはない。また、光学箱１０と回路基板７との接合面がスライド可能であるため、回路基板７は光学箱１０の熱膨張による変形の影響をほとんど受けることはない。
【００４３】
つまり、回路基板７は、Ｗセムスネジ１５の弾性保持部にて、光学箱１０のクリープ変形や熱膨張による可逆変形の影響をほとんど受けないため、上記第一実施形態と同様に、光学箱１０の熱膨張による変形の影響を受けるのは、ネジ８（８ａ、８ｂ）の箇所のみである。従って、光学箱１０の変形は生じているものの、回転軸１７の倒れはほとんど生じることはない。
【００４４】
なお、回路基板端の固定にＷセムスネジ１５を使用したが、回路基板７を弾性保持することが可能であるならば別の手段を用いてもよい。
【００４５】
更に、ネジ８（８ａ、８ｂ）にＷセムスネジを用いて、３箇所ともＷセムスネジで回路基板７の固定を行ってもよい。３箇所とも回路基板７を光学箱１０に弾性保持した場合には、光学箱１０が熱膨張しても、Ｗセムスネジの箇所にて光学箱１０にクリープ変形が生じることはない。
【００４６】
また、光学箱１０の熱膨張による可逆的な変形に対しても、回路基板７と光学箱１０との接合面がスライドするため、回路基板７が光学箱１０の変形にならうことがなく、回転軸１７の倒れをほとんど生じさせないようにすることができる。
【００４７】
加えて、３箇所とも同じＷセムスネジを使用しているため、ネジの種類が異なる場合と比較して偏向走査装置１４の組付け作業性がよい。
【００４８】
このように、３点以上の箇所で偏向走査装置を光学箱１０へ固定する場合、Ｗセムスネジなどの別体の弾性保持手段を用いることにより、光学箱１０の熱膨張による変形によって生じる回転軸の倒れをなるべく低減することができる。
【００４９】
[第四実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の実施形態について図を用いて説明する。図６は画像形成装置の構成図である。
【００５０】
図６に示すように、画像形成装置は、レーザビームプリンタ本体２０１と走査光学装置Ａを有している。走査光学装置Ａは、画像信号に基づいて変調されたレーザ光を像担持体である感光体２１３上に走査される。
【００５１】
本体２０１は、カセット２０２、給送ローラ２０５、レジストローラ対２０６、感光体２１３、１次帯電ローラ２１９、現像器２２０、クリーナ２２２を有している。また、定着器２０９、排出ローラ２１１、積載トレイ２１２、転写ローラ２２１を有している。感光体２１３、現像器２２０は、画像形成手段を構成する。
【００５２】
カセット２０２に収納された記録媒体である記録シートＳは、給送ローラ２０５によってレジストローラ対２０６へ給送される。給送された記録シートＳは、レジストローラ対２０６によって感光体２１３と転写ローラ２２１とのニップ部へ同期搬送される。
【００５３】
感光体２１３は、走査光学装置Ａからのレーザ光に基づいて記録シートＳ上にトナー像を形成する。１次帯電ローラ２１９は感光体２１３に電圧を印加し、一様に帯電する。この一様に帯電した１次帯電ローラ２１９は、レーザ光を露光され、静電潜像を形成する。現像器２２０は静電潜像にトナーを塗布してトナー像を形成する。クリーナ２２２はトナー像を転写した後に、感光体２１３に残った残留トナーを除去し、感光体２１３をクリーニングする。ニップ部に搬送された記録シートＳは、トナー像を転写され、画像形成される。
【００５４】
感光体２１３で画像形成された記録シートＳは、定着器２０９に搬送される。定着器２０９に搬送された記録シートＳは、トナー像を加熱加圧定着される。トナー像を定着された記録シートＳは、排出ローラ２１１によって積載トレイ２１２に排出され、積載される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第一実施形態に係る走査光学装置の上視図である。
【図２】走査光学装置の上視図である。
【図３】変形後の走査光学装置の斜視図である。
【図４】第二実施形態に係る走査光学装置の上視図である。
【図５】第三実施形態に係る偏向走査装置の上視図である。
【図６】第四実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ａ、Ｂ    …走査光学装置
１    …レーザユニット
２    …シリンドリカルレンズ
３    …偏向走査装置
４    …回転多面鏡
５    …回転軸
６    …ロータ
７    …回路基板
８    …ネジ
９    …ｆθレンズ
１０  …光学箱
１１  …固定部
１２  …ネジ
１４  …偏向走査装置
１５  …Ｗセムスネジ
【図１】
2007183327.tif 000003
【図２】
2007183327.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
2007183327.tif 000007
【図３】
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