(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーム光射出手段と、モータにより回転駆動され、前記ビーム光射出手段により射出されたビーム光を偏向させる偏向手段と、偏向したビーム光を所定の位置に結像させるレンズ及びミラーからなる複数の光学素子と、それらをそれぞれ位置決めして固定する光学箱とを有する光走査装置において、
前記光学箱と別体に形成され、前記複数の光学素子の前記レンズと前記ミラーをそれぞれ位置決めして固定するための板状に形成された支持台を備え、
前記光学箱に位置決めして固定されている前記偏向手段により偏向されたビーム光が、該支持台の一方の面を通過した後に折り返して他方の面を通過するように、前記複数の光学素子を前記支持台の両面に配置し、
前記支持台を前記光学箱の平坦な主平面との間に、ビーム光が通過する空間を有するように装着した
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記レンズと前記ミラーをそれぞれ位置決めして固定する支持台を一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記支持台は、前記光学箱の主平面上に前記空間を形成して装着するための一対の脚部を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記支持台の材質を、前記光学箱の材質よりも熱膨張率の小さいものにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置により偏向されたビーム光を感光体上に書き込むことにより画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザプリンタ，レーザファクシミリ，デジタル複写機等に用いられる光走査装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置のデジタル化に対応して、静電写真プロセスを用いる画像形成装置においては、光走査装置により偏向されたビーム光を感光体に書き込むことが一般的になっている。このような光書込装置では、感光体上の所定の位置に正確にビーム光を入射させる必要がある。
【０００３】
そのためには、光走査装置の内部に配置される各種のレンズやミラー等の光学素子の位置が光学的に定められた配置になるように正確に位置決めすることが要求される。同時に、光走査装置内外からの応力，振動，熱等による装置の変形を防止して正確にビーム光の走査を行わなければならない。
さらに、最近の省スペース化の要望から画像形成装置内の光走査装置も小型化する傾向にあり、ビーム光の光路を複数のミラーにより折り返す必要がある。
【０００４】
このような省スペース型光走査装置は、ビーム光射出装置から射出されたビーム光を、シリンダレンズを経てポリゴンミラーで反射させ、ｆθレンズを経て互いに直交する第１，第２ミラーにより光路を折り返し、長尺レンズを経て第３ミラーにより防塵ガラスを通って外部に反射させている。なお、これらのレンズ及びミラー等の光学素子は密封した光学箱内の所定の位置にそれぞれ配設されている。
【０００５】
そして、このような光走査装置を備えた画像形成装置では、上記の第３ミラーにより外部に反射したビーム光を感光体の表面に導き、ポリゴンミラーの回転に伴って感光体の面上を直線上に走査することにより感光体上に静電潜像を形成した後、周知の画像形成プロセスを経て画像が形成される。
【０００６】
図５は、従来の光走査装置の光学箱を樹脂により一体成形した場合の一例を示す断面図、図６はその要部を示す斜視図であり、図６においてはｆθレンズを除く他の光学素子はその図示を省略する。
【０００７】
この光学箱３の主平面である底面３ａには、ｆθレンズ９を位置決めして載置するｆθレンズ受部１６、第１ミラー１０及び第２ミラー１１を固定する一対の第１・第２ミラー受部１７，１７、第３ミラー１３を固定する第３ミラー受部１８及び長尺レンズ１２を載置する長尺レンズ受部１９がそれぞれ一体に形成されている。
これらの各受部には位置決めの基準部がそれぞれ形成され、上記の各レンズ及び各ミラー等の光学素子は、板ばね等（図示しない）によって各位置決め基準部に圧着して固定され、所定の位置に正確に配設されている。
【０００８】
このような光学箱３の構成において、ｆθレンズ受部１６の下方には、光学箱３の一体成形時に下方から移動型を挿入するための開口部３ｂが底面３ａに形成され、それぞれの第１・第２ミラー受部１７の下方には、第２ミラー１１の受面１７ａが成形上アンダカットになるため、部分的に移動型を進入させるための開口部３ｃが底面３ａに形成される。また、第３ミラー受部１８には、第３ミラー１３の反射前後の光路を確保するためにスリット状の開口部１８ａが形成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の光走査装置にあっては、光学箱を樹脂により一体成形する際に、底面等に数多くの開口部を設けなければならず、そのため、光学箱の剛性や耐振動性が低下するとともに、防塵性を確保するためにこれらの開口部を密閉するための被覆部材やシール部材が必要であった。
【００１０】
また、これらの主要光学素子は殆ど光学箱の底面上に直接配設されているため、経年変化による底面の平面性の低下や光学箱全体の変形等により、さらには環境温度の変動による光学箱の膨張，収縮により、各光学素子間の正確な位置関係が損なわれ、安定した光学性能が発揮できなくなるおそれもあった。
なお、ビーム光の波長の相異に伴う光路長の多少の違いによって、その都度大形成形部材である光学箱を作り直さなければならず、その金型作成の手間とコストが著しく大きくなる点にも問題があった。
【００１１】
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、光学箱の剛性や耐振動性が高く、部品点数が少なく小型化でき、且つ光路長変更等にも容易に対応し得る光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を安価に提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、ビーム光射出手段と、モータにより回転駆動され、上記ビーム光射出手段により射出されたビーム光を偏向させる偏向手段と、偏向したビーム光を所定の位置に結像させるレンズ及びミラーからなる複数の光学素子と、それらをそれぞれ位置決めして固定する光学箱とを有する光走査位置において、上記光学箱と別体に形成され、上記複数の光学素子の上記レンズと上記ミラーをそれぞれ位置決めして固定するための板状に形成された支持台を備えている。
そして、上記光学箱に位置決めして固定されている上記偏向手段により偏向されたビーム光が、該支持台の一方の面を通過した後に折り返して他方の面を通過するように、前記複数の光学系を前記支持台の両面に配置し、その支持台を上記光学箱の平坦な主平面との間に、ビーム光が通過する空間を有するように装着したものである。
【００１３】
そして、上記の光走査装置において、上記レンズと上記ミラーをそれぞれ位置決めして固定する支持台を一体に形成するのがよく、上記支持台は、上記光学箱の主平面上に上記空間を形成して装着するための一対の脚部を備えるのが好ましい。また、上記支持台の材質を上記光学箱の材質よりも熱膨張率の小さいものにするのが好ましい。
【００１４】
さらに、上記の光走査装置と、この光走査装置により偏向されたビーム光を感光体上に書き込むことにより画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置も提供する。
【００１５】
この発明による光走査装置及びそれを備えた画像形成装置は、上記のように構成することにより、簡単な構成で剛性や耐振動性が高く小型化もでき、ビーム光射出手段の発振波長の変更に伴う光路長の変更等にも容易に対応することができ、安定した画像形成が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明の一実施形態を示す断面図、図２はその要部を示す斜視図、図３はこの発明による光走査装置の光路図、図４はこの光走査装置を備えた画像形成装置の構成図である。なお、これらの図において、図５及び図６に対応する部分には同一の符号を付して示し、その部分の説明は省略する。また、図２においては、図を分かりやすくするため、一部を除いて各光学素子はその図示を省略する。
【００１７】
まず最初に図３及び図４を参照して、この発明による光走査装置及びその光走査装置を備えた画像形成装置の構成を説明する。
図４に示す画像形成装置１の内部に設けた光走査装置２は、その外筐を構成する光学箱３、この光学箱３を外部から遮断して防塵，遮音の機能を果たすカバー４，図３に示すポリゴンモータ５、ビーム光射出手段であるレーザ光発振ユニット６及び各種のレンズ及びミラーからなる複数の光学素子で構成されている。
【００１８】
図３に示すように、レーザ光発振ユニット６から射出されたビーム光は、シリンダレンズ７を通りポリゴンミラー８で反射し、ｆθレンズ９を通過した後、第１ミラー１０と第２ミラー１１とにより反対方向に折り返し、長尺レンズ１２を通って第３ミラー１３により反射し、防塵ガラス１４を通って画像形成装置１の感光体１５（図４）上に導かれる。このように複数のミラーを用いて光路を反転させることにより光走査装置２の小型化を図っている。
【００１９】
このとき、レーザ光発振ユニット６から射出されシリンダレンズ７を通ってポリゴンミラー８に入射したビーム光は、ポリゴンモータ５に回転駆動されるポリゴンミラー８の回転に伴って直線状に感光体１５の面上を走査し、その面上に静電潜像を形成し、図示しない周知の画像形成プロセスを経て画像を形成する。
【００２０】
すなわち、感光体１５上に形成された静電潜像は現像装置のトナーにより可視像化され、不図示の給紙装置から１枚ずつ搬送路へ給紙される用紙上に感光体１５の可視像が転写される。転写が終った用紙は定着装置により可視像が定着された後、外部に排出される。
【００２１】
この発明による光走査装置２の外筺を構成する光学箱３は、図１及び図２に示すように、例えば剛性が高い樹脂の一体成形により、主平面である平坦な底面３ａを有する箱状に形成される。そして、その底面３ａ上に、別体で板状に形成されたやぐら状の支持台２０を、一体に形成した一対の脚部２１，２１（図１及び図２ではその一方のみを示している）により複数のねじ２２で一体的に固定する。
【００２２】
支持台２０は、第１ミラー１０及び第２ミラー１１を固定する一対のミラー受部１７，１７と、第３ミラー１３を固定する一対の第３ミラー受部１８，１８が一体あるいは一体的に設けられており、台面２０ａの上面にはｆθレンズ９を位置決めして圧着固定する位置決め基準部を、台面２０ａの下面には長尺レンズ１２を位置決めして圧着固定する位置決め基準部（いずれも図示しない）をそれぞれ備えており、支持台２０の台面２０ａと光学箱３の底面３ａとの間にビーム光が通過する空間が形成される。そして、この支持台２０の材質は、光学箱３の材質より熱膨張率の小さいものとする。
【００２３】
このように、光学箱３を平坦な底面３ａを有する箱状に成形することにより、従来の各光学素子の受部を一体成形した光学箱のように成形上必要であった各種の開口部が不要になり、その形状も複雑でなくなるため、成形用金型の製作も容易でその成形性も向上する。また、一体成形した光学箱の主平面に各光学素子を配設していた従来の構成に比して主平面の平面度や光学箱全体の剛性度も向上する。
【００２４】
さらに、支持台２０を光学箱３と別体でやぐら状に形成することにより、各光学素子の配設位置が、光学箱３の主平面の平面度や光学箱３の変形等の影響を受けにくくなるとともに、支持台２０の材質を光学箱３の材質より熱膨張率の小さいものにすることにより、各光学素子の配設位置が温度変化の影響を受けにくくすることができる。同時に高価なものが多いこの種の材料の使用を節減し得て光学箱全体としての生産コストを低減させることができる。
【００２５】
また、支持台２０をやぐら状に形成してその下方をビーム光の通路に充当したので、光学箱３の小型化が可能になるとともに、レーザ光発振ユニット６の発振波長の変更に伴って光路長が変化した場合にも支持台２０のみを変更することによって容易に対処することができる。
【００２６】
なお、上記の実施形態においては光学箱３を樹脂成形する場合について説明したが、これをアルミダイキャスト等で成形することも可能であり、このような構成によって、金型成形に必要な開口部や、切削加工等で工具の刃先を加工部へ挿入するための開口部をなくすことができる。
【００２７】
また、上記の実施形態では、複数の光学素子のうち、ｆθレンズ及び長尺レンズを位置決めして固定するレンズ支持台と、第１，第２，第３ミラーを位置決めして固定するミラー支持台とを一体に形成したが、これらの支持台はそれぞれ別個に形成して共に光学箱の底面上に固設してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明による光走査装置によれば以下のような効果を奏する。
請求項１に記載の光走査装置によれば、レンズ及びミラーをそれぞれ位置決めして固定する支持台を別体に構成して光学箱の平坦な主平面上に装着したので、光学箱にレンズ及びミラーの受台を形成するための開口部を設ける必要がなくなるため、光学箱を単純な形状とすることができる。その結果、防塵性や防音性を確保するために開口部を密閉する被覆部材やシール部材が不要になって生産コストの低減につながるとともに、光学箱の剛性や耐振動性が向上し、光路長の変更にも容易に対応することができる。
さらに、偏向手段により偏向されたビーム光該支持台の一方の面を通過した後に、折り返して他方の面を通過するようにしたので、支持台の上下の空間を有効に利用し得て光走査装置の小型化が可能になる。
【００２９】
請求項２に記載の光走査装置によれば、上記の光走査装置において、上記のレンズ及びミラーを位置決めして固定する支持台を一体に形成したので、より高精度の光走査光学系を実現することができる。
【００３０】
請求項３に記載の光走査装置によれば、上記支持台は、光学箱の主平面上に空間を形成して装着するための一対の脚部を備えているので、支持台に固定された各光学素子の配設位置が光学箱の主平面の平面度や光学箱自体の変形等の影響を受けにくくなる。
【００３１】
請求項４に記載の光走査装置によれば、支持台の材質の熱膨張率を、光学箱の材質の熱膨張率により小さくすることにより、環境温度が変動しても各光学素子間の関係位置の変化を小さく抑えることができ、すぐれた光学性能を維持することが可能になる。
【００３２】
請求項５に記載の画像形成装置によれば、経年変化や環境温度変化に強く常に安定した良好な画像を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による光走査装置の光学箱の内部構成を示す断面図である。
【図２】  同じくその要部を示す斜視図である。
【図３】  同じくその光走査装置の光路図である。
【図４】  同じく光走査装置を備えた画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図５】  従来の光走査装置の光学箱の内部構成を示す断面図である。
【図６】  同じくその要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：画像形成装置          ２：光走査装置
３：光学箱                ６：レーザ光発振ユニット
７：シリンダレンズ        ８：ポリゴンミラー
９：ｆθレンズ            １０：第１ミラー
１１：第２ミラー          １２：長尺レンズ
１３：第３ミラー          １４：防塵ガラス
１５：感光体              １６：ｆθレンズ受部
１７：第１・第２ミラー受部
１８：第３ミラー受部      １９：長尺レンズ受部
２０：支持台
【図１】
0004226203.tif 000002
【図２】
0004226203.tif 000003
【図３】
0004226203.tif 000004
【図４】
0004226203.tif 000005
【図５】
0004226203.tif 000006
【図６】
0004226203.tif 000007