(57)【要約】【課題】組立性に優れ、筐体の剛性が高く更に精度の高い走査光を出射し得る走査光学装置を提供すること。【解決手段】レーザビームＬを結像する光学素子103、104、105を有し画像形成装置100の感光体ドラム１に対してレーザビームＬを出射する走査光学装置151において、光学箱111は、それぞれ独立した部材である光学素子103、104、105が取り付く収納部112と画像形成装置100のフレーム160に取り付く複数の固定部106が配設される筐体部113とを連結して構成したものであり、且つ複数の固定部106の少なくとも１つは、筐体部113の外形頂点付近に設けられることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を結像する光学素子を有し画像形成装置の像担持体に対して光束を出射する走査光学装置において、
装置筐体は、それぞれ独立した部材である前記光学素子が取り付く収納部と画像形成装置のフレームに取り付く複数の固定部が配設される筐体部とを連結して構成したものであり、且つ前記複数の固定部の少なくとも１つは、前記筐体部の外形頂点付近に設けられることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記光学素子のうち、少なくとも１つが前記光学箱の側面部より光束の出射方向に突出していることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】
像担持体と、該像担持体に対して露光を行ない静電潜像を形成するための走査光学装置と、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又は２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、走査光学装置、及び該走査光学装置を用いるカラーレザービームプリンタやカラーデジタル複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走査光学装置を複数個用いて、複数個の感光体ドラム上に各色毎の画像情報を記録し、カラー画像を形成するカラー画像形成装置がある。この装置は、４個の走査光学装置と、それぞれ４個の感光体ドラムと、４個の現像装置と、搬送ベルトを有する。
【０００３】
４個の走査光学装置は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応し、それぞれ４個の感光体ドラム上に静電潜像を形成する。この静電潜像を４個の現像装置によって現像し、最後に搬送ベルト上のシート材等に転写することで、カラー画像を高速に印字する。
【０００４】
カラー画像を形成するにあたり、単一の走査光学装置を用いて各色を被走査面上に重ねる場合は、走査線傾きは各色同じになる。このため、その影響による色ずれはある程度低減できる。
【０００５】
しかしながら、上述のように複数（上述では４個）の走査光学装置と複数の像担持体を組み合わせカラー画像の形成を行う高速対応の画像形成装置の場合、各色を構成する各走査装置の走査線傾きが異なる場合がある。この場合、副走査方向のレジストレーションを合わせても、各色間での走査線のずれが生じてしまう。すると、近年における高精彩なカラー画像の要求に応えることは困難である。
【０００６】
この問題に対して、複数の走査光学装置を弾性部材で付勢することでネジ固定により発生する走査光学装置の筐体である光学箱の変形を軽減させ、各走査線傾きの変動を抑制する画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、光学箱の外形頂点付近の角部から離れた比較的剛性の低い部分にネジ固定をする固定部を設けることで走査線の傾きを抑制する画像形成装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２０５６４９公報
【特許文献２】特開２０００−１８０７６６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の構成のように、走査光学装置を弾性部材で付勢する場合、付勢するための部品が別途必要となる。このため、部材点数が増加し、画像形成装置のサイズが大きくなるという問題点があげられる。また、組立作業性が低下するという問題もある。またネジ固定と比べて衝撃などの外来要因で走査光学装置が所定の位置からずれてしまう可能性がある。
【００１０】
また、特許文献２のように、光学箱の筐体において剛性の比較的低い部分にてネジ固定をすると、光学箱全体の剛性が落ちる又は固定部の制約が発生するなどの問題が発生する場合がある。これについて説明する。
【００１１】
特許文献２の構成では、光学箱の外形頂点付近の角部から離れた比較的剛性の低い部分にネジ固定をする固定部を設けているが、それにより光学箱の剛性が落ちること、固定部の制約が発生するなどの弊害があげられる。具体的に例を挙げて説明する。
【００１２】
図１２（ａ）に示すように、光学箱の角部（外形頂点付近）から離れた部分、即ち比較的剛性の低い部分を４箇所でネジ固定し、振動させた。また、図１２（ｂ）に示すように、光学箱の外形頂点付近、即ち比較的剛性の高い部分である角部付近を４個所でネジ固定し、振動させた。この実験において、その固有振動数の解析結果の図表を図１３に示す。
【００１３】
この実験の結果、図１３に示すように、光学箱の固有振動数は、外形頂点付近を固定した場合に比べ、外形頂点付近から離れた部分を固定した場合の方が、約３０％低くなった。即ち、外形頂点付近での固定をせず、外形頂点付近から離れた位置のみを固定すると、外形頂点付近を固定した場合と比べて光学箱の剛性が低くなっていることがわかる。
【００１４】
光学箱の剛性が低くなると、画像の精度に悪影響を与えることがある。これは、高速に回転する回転多面鏡を有する走査光学装置の場合、光学箱の剛性が低いと、回転多面鏡の振動に伴って走査線に傾き等が生じるためである。
【００１５】
本発明の目的は、組立性に優れ、筐体の剛性が高く更に精度の高い走査光を出射し得る走査光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、光束を結像する光学素子を有し画像形成装置の像担持体に対して光束を出射する走査光学装置において、装置筐体は、それぞれ独立した部材である前記光学素子が取り付く収納部と画像形成装置のフレームに取り付く複数の固定部が配設される筐体部とを連結して構成したものであり、且つ前記複数の固定部の少なくとも１つは、前記筐体部の外形頂点付近に設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、収納部と筐体部とが独立した部材で形成されているので、筐体部に歪みが発生した場合であっても、光学素子を保持する収納部まで歪まない。これにより、精度の高い走査光を出射することができる。また、筐体部に配設される固定部は外形頂点付近に設けられる。このため、装置筐体の剛性を高めることができる。また、走査光学装置の傾きを防止するために従来使用されていた付勢部材などを必要とせずとも精度の高い走査光を出射することができる。このため、部材点数を削減し、組立性に優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
図を用いて本発明の第１実施形態を説明する。説明においては、画像形成装置の構成、走査光学装置の構成を説明した後、本実施形態の特徴である走査光学装置の筐体の詳細構成等について説明する。
【００１９】
（画像形成装置100）
図１は画像形成装置100の模式断面図である。図１に示すように、画像形成装置100は、フレーム160に固定される走査光学装置151と、像担持体としての感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）と、転写ベルト８等を有する。尚、各感光体ドラム１は、等ピッチで配設されている。以下に、図１を用いて画像形成装置100による画像形成動作について説明する。
【００２０】
まず、画像情報に基づいて各々光変調された光束（レーザビームＬ）が、走査光学装置151を出射する。レーザビームＬ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋ）はそれぞれ、各々対応する感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）の面上を照射して、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。この静電潜像は、１次帯電器２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）によって各々一様に帯電している感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）面上に形成される。
【００２１】
そして、この静電潜像に対し、現像器４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ）によって各々、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのトナーが供給される。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像は、トナー画像に可視像化される。
【００２２】
そして、感光体ドラム１上に形成された各色のトナー画像は、電圧が印加された転写ローラ５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋ）によって、転写ベルト８側に引き寄せられることで静電転写がされる。すると、転写ベルト８上に、各色のトナー画像が重ね合わされる。
【００２３】
一方、上記トナー画像を転写されるべく、転写材Ｐは給送トレイ21上に積載されている。そして、給送ローラ22によって１枚ずつ順に給送され、搬送ベルト７上に送り出される。
【００２４】
搬送ベルト７上を搬送されている間に、上述のように転写ベルト８の面上にカラートナー画像が形成される。そして、当該カラートナー画像は、搬送ベルト７の転写材Ｐ上に転写される。これにより、転写材Ｐ上にカラートナー画像が転写形成される。
【００２５】
そして、転写材Ｐ上に形成されたカラートナー画像は、定着器25によって加圧又は加熱等がされ、熱定着される。最後に、排出ローラ26などの作用によって、装置外に搬送されて、装置外に出力されることとなる。
【００２６】
尚、感光体ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）面上に残っている残留トナーはクリーナー６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ）によって除去されて、次のカラー画像を形成するために再度１次帯電器２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）によって一様に帯電される。
【００２７】
（走査光学装置151の概略構成）
図２は走査光学装置151の斜視図である。図２に示すように、走査光学装置151は、装置筐体としての光学箱111に、種々の光学素子を組み付けて構成される。
【００２８】
本実施形態の光学箱111の側面の片側には、光束を生成し発射する光源150（150ａ、150ｂ、150ｃ、150ｄ）が２つずつ平行に配置される。光源150ａ、150ｂから発射されたレーザビーム（光束）は、それぞれ、偏向走査手段としての回転多面鏡102の異なる反射面に入射して走査される。尚、光源150ｃ、ｄから発射された光束は、回転多面鏡108にて走査される。
【００２９】
回転多面鏡102、108によって走査された光束は、それぞれ一枚目の走査レンズ103（103ａ、103ｂ、103ｃ、103ｄ）と、二枚目の走査レンズ105（105ａ、105ｂ、105ｃ、105ｄ）を透過することにより、感光体ドラム１上に結像させられる。
【００３０】
尚、走査レンズ103と走査レンズ105との間には、感光体ドラム１と同一ピッチで配設された折り返しミラー104（104ａ、104ｂ、104ｃ、104ｄ）が配設される。折り返しミラー104は、入射光束に対して略４５°の角度で配置される。これにより、走査レンズ103を透過した光束を、９０°の角度で反射し、走査レンズ105に導くことができる。
【００３１】
（走査光学装置151の光学箱111の構成）
図３は走査光学装置151の上面図（一部破線部分を切り開いている）であり、図４は走査光学装置151の側断面図である。尚、図３及び図４において、筐体部113を斜めの破線で示し、収納部112を六角形の編み目状の線及び斜めの実線で示している。光学箱111は、フレーム160に固定するための筐体部113と、走査レンズ103、折り返しミラー104、走査レンズ105等の光学素子を収納する収納部112と、が一体となって構成される。
【００３２】
筐体部113には、フレーム160に固定される複数の固定部106及び光学箱111の側面部113Ａが含まれる。複数の固定部106は、本実施形態においては６箇所に配設され、光学箱111の側面部113Ａよりも突出し光束の出射側でフレーム160と当接して固定配設される。フレーム160と固定部106との固定は、ネジにより固定するなど、従来と同様でよい。
【００３３】
このように、光学箱111に複数の固定部106を設けることで、画像形成装置100のフレーム160に、多点で固定することができる。多点で固定することにより、フレーム160に対してより強固に組み付く。これにより、光学箱111の剛性が高くなるという利点がある。そして、光学箱111の剛性を高くすることにより、光学箱111の固有振動数が上がり、走査光学装置151から出射される走査線の精度を高めることができる。
【００３４】
また、本実施形態は、図２に示すように、固定部106の少なくとも一部を、光学箱111の外形頂点付近（本実施形態のような長方形形状の場合は四つの角部）に配置している。ここで、上記従来例で示した実験結果等から、一般に、固定部106が光学箱111の外形頂点付近にあると、光学箱111の剛性が高くなる。このため、光学箱は歪みにくくなり、光学箱111の固有振動数が上がり、走査光学装置151から出射される走査線の精度を更に高めることができる。
【００３５】
光学素子を組み付ける収納部112と、フレーム160に組み付く筐体部113とは、もとは独立した支持体として構成される。そして、光学箱111の組立工程において、図４に示すように、収納部112と筐体部113と連結し、一体的に構成される。具体的には、収納部112と筐体部113とは、筐体部113側の突部113ａを、収納部112の溝部112ａの中に嵌合ささられて、一体的に連結されることになる。
【００３６】
この溝部112ａと突部113ａにて構成された連結部において、突部113ａが当接している溝部112ａの厚み107は、収納部112の底面の厚み108よりも薄くなるような状態で連結されている。このため、光学箱111の収納部112の側面部112Ａ側は、収納部112の底面に対しても比較的柔軟に移動するように構成されている。この構成により、フレーム160に固定された状態で、もし複数の固定部106の間に段差があり、筐体部113に歪みが発生したとしても、収納部112との連結部にて歪みが吸収される。
【００３７】
この様子及び実験結果を図を使って説明する。図５は固定部106に段差がある状態から画像形成装置のフレーム160に締結した時の変形を示す図である。固定部106に段差があると、例えば図５に示すように、光学箱111の側面部113Ａに歪み（図中Ａ参照）が生じる。ここで、筐体部113と収納部112とはもともと異なる個体であるので、収納部112は、筐体部113の歪みには完全には追随して歪まない。このように、筐体部113と収納部112との連結部にて、発生した歪みが吸収される。
【００３８】
この結果、固定部106間に生じる段差と走査線の傾きとの関係は図６に示すような関係になる。図６は従来例と本実施形態の走査線傾きの変動量を示す図である。尚、従来例は光学素子を組み付ける収納部も、画像形成装置のフレームに組み付く筐体部も、もともと一体の光学箱として成型されたものである。
【００３９】
図６において、横軸は固定部106間の段差であり、縦軸は走査線の傾きの変動量を示している。図６を見ると、従来例においても本実施形態においても、固定部106間の段差が大きくなるほど走査線の傾きが大きく変動する傾向にあることは変わらない。しかし、走査線の傾きの変動量は、本実施形態は従来例に比べて約４０％抑制することができることがわかる。
【００４０】
このように、筐体部113と収納部112とを別体に構成したことにより、筐体部113に生じた歪みが収納部112に伝わりにくくなり、走査線歪みを抑制することができる。この結果、より高精細な静電潜像を形成することができ、高精細な画像を得ることができるようになる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
図を用いて本発明の第２実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。本実施形態は走査レンズ105ａ、105ｂ、105ｃ、105ｄが光学箱111の側面部113Ａから、光束の出射方向に突出していることを特徴とする。
【００４２】
（走査光学装置151の光学箱111の構成）
図７は本実施形態の走査光学装置151の側断面図である。二枚目の走査レンズ105ａ、105ｂ、105ｃ、105ｄは、光学箱111の側面及び固定部106より光出射方向に突出するように光学箱111の高さを低くしている。図８を用いて具体的に説明する。
【００４３】
図８は第２実施形態の走査光学装置の側面部112Ａの高さを説明するための斜視図である。図８の全体斜視図は第１実施形態の走査光学装置151を示している。ここで、本実施形態のように、走査レンズ105を突出させる構成とすると、走査レンズ105側面部112Ａの高さをΔｈだけ削減することができる。即ち、第１実施形態の光学箱と比較して図８における削減部170の高さΔｈだけ削減することができる。
【００４４】
この結果、本実施形態の光学箱111の高さは図８に示す高さＨのように第１実施形態と比較して低くなる。これにより、走査レンズ105が光学箱111の側面部112Ａから突出して配設される。このため、二枚目の走査レンズ105を保持するための組立工具（不図示）の簡素化を行うこともできる。
【００４５】
また、光学箱111の側面部の高さＨを低くしたことにより、光学箱111の剛性を更に高めることができる。これについて図９及び図１０を用いて説明する。図９は光学箱の固定部と側面部の高さを示す図である。具体的には、図９（ａ）は走査レンズを側面部から突出させる構成の光学箱の解析結果を示す図であり、図９（ｂ）は走査レンズを側面部で覆う構成の光学箱の解析結果を示す図である。また、図１０は側面部の高さと光学箱の固有振動数との関係を示す図表である。
【００４６】
図１０に示すように、側面部の高さをΔｈだけ削減し走査レンズ105が側面部112Ａから突出させると、側面部が走査レンズ105を覆うような高さの場合と比べて、固有振動数を全体的に高くすることができることがわかる。固有振動数を高くなるということは光学箱111の剛性も高くなったことであるから、この結果からも第２実施形態の光学箱111の剛性が更に高くなったことがわかる。
【００４７】
また、走査レンズ105を側面部112Ａから突出して配設したことで、次のような効果もある。図１１は本実施形態の光学箱111を画像形成装置のフレーム160に組付けた状態図である。
【００４８】
図１１に示すように、本実施形態の光学箱111が画像形成装置のフレーム160に取り付けられた場合、走査レンズ105は、フレーム160から光束の出射方向に突出している。本実施形態において、フレーム160は、例えば板金のように成形性のよい部材にて構成される。
【００４９】
フレーム160には、走査レンズ105を貫通させる穴を囲むように、光束の出射方向にフレーム160から突出して絞り部161が配設される。これにより、光学箱111をフレーム160に組み付けた状態において、絞り部161は二枚目の走査レンズ105ａ、105ｂ、105ｃ、105ｄの周囲を囲むこととなる。このため、走査レンズ105を保護することができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、フレーム160に対して光学箱111がその内部を密閉するように取り付けることができる。これにより、画像形成装置の一部が走査光学装置の密閉する手段を別部材として用意する必要がなくなり、部材点数を削減することができる。このため、組立性を向上させることができる。
【００５１】
以上のことから、二枚目の走査レンズを光学箱の側面から突出させて配設することで、光学箱のサイズを小さくすることによるコストダウンや光学箱の剛性を上げることができる。また、組立時に二枚目の走査レンズを保持する機構が簡素化することで作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】画像形成装置100の模式断面図。
【図２】第１実施形態の走査光学装置151の斜視図。
【図３】第１実施形態の走査光学装置151の上面図。
【図４】第１実施形態の走査光学装置151の側断面図。
【図５】第１実施形態の光学箱111をフレーム160に締結した時の変形を示す図。
【図６】第１実施形態と従来例の走査線傾きの変動量を示す図。
【図７】第２実施形態の走査光学装置151の側断面図。
【図８】第２実施形態の走査光学装置の側面部112Ａの高さを説明する斜視図。
【図９】第２実施形態の光学箱の固定部と側面部の高さを示す図。
【図１０】第２実施形態の光学箱側面部の高さと固有振動数との関係を比較する図表。
【図１１】第２実施形態の光学箱111をフレーム160に組付けた状態図。
【図１２】従来例における光学箱の固定部を説明する斜視図。
【図１３】従来例における光学箱の固定位置と固有振動数との関係を示す図表。
【符号の説明】
【００５３】
Ｌ…レーザビーム（光束）、Ｐ…転写材、１…感光体ドラム（像担持体）、100…画像形成装置、102…回転多面鏡、103…走査レンズ、104…折り返しミラー、105…走査レンズ、106…固定部、106ａ…ネジ穴、108…回転多面鏡、111…光学箱、112…収納部、112Ａ…側面部、112ａ…溝部、113…筐体部、113Ａ…側面部、113ａ…突部、150…光源、151…走査光学装置、160…フレーム、161…絞り部、170…削減部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2007034166.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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