画像形成装置
【課題】走査光学装置の光偏向器の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】光ビームを照射する光源２２と、光ビームを主走査方向に偏向するポリゴンミラー４１と、ポリゴンミラー４１からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群５０と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジング２１とが設けられた走査光学装置２０を搭載した画像形成装置１は、ポリゴンミラー４１が、その回転動作を制御する制御基板４２上に配置され、制御基板４２が、ハウジング２１を介さず、直接画像形成装置１のフレーム１５に締結、支持されている。これにより、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所をフレーム１５に固定でき、ハウジング２１全体の変形を抑制することが可能である。
【解決手段】光ビームを照射する光源２２と、光ビームを主走査方向に偏向するポリゴンミラー４１と、ポリゴンミラー４１からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群５０と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジング２１とが設けられた走査光学装置２０を搭載した画像形成装置１は、ポリゴンミラー４１が、その回転動作を制御する制御基板４２上に配置され、制御基板４２が、ハウジング２１を介さず、直接画像形成装置１のフレーム１５に締結、支持されている。これにより、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所をフレーム１５に固定でき、ハウジング２１全体の変形を抑制することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリといった画像形成装置、特に像担持体の表面を光ビーム（例えばレーザ光）で露光走査するための走査光学装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等に用いられる走査光学装置は、一般的に、感光体ドラムに代表される像担持体の表面、すなわち被走査面上を走査しながら露光し、感光体ドラム表面に所定の静電潜像を形成するものである。走査光学装置において、光源から照射される、例えばレーザ光のような光ビームは、光偏向器の回転多面鏡であるポリゴンミラーによって主走査方向に偏向され、レンズやミラーなどを擁する光学部材群により被走査面に向けて出射される。
【０００３】
ここで、近年では、高速印刷が可能な画像形成装置が著しく普及している。そして、走査光学装置もそれに対応した動作が必要となり、ポリゴンミラーを高速で回転させる必要がある。このため、走査光学装置では、光偏向器の箇所における発熱量が多大になり、ハウジング全体の温度分布に大きな偏りが生じることがある。
【０００４】
これに関して、図１３に、従来の走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の一例を示す。図１３は、ハウジングに生じる温度分布を示す走査光学装置の上面図である。走査光学装置２０は、ハウジング２１の内側に、光源２２、光偏向器４０、及び光学部材群５０を備えている。光源２２から照射されたレーザ光ＬＢは、光偏向器４０のポリゴンミラー４１周囲の反射面で反射され、光学部材群５０のｆθレンズ５１で主走査方向において等速度に偏向される。その後、レーザ光ＬＢは、反射ミラー５２にて反射され、被走査面である図示しない感光体ドラム表面に到達、結像される。光偏向器４０の、高速回転するポリゴンミラー４１やその軸受部（図示せず）は、ポリゴンミラー４１の動作を制御する制御基板４２上に配置されている。
【０００５】
上記構成の走査光学装置２０において、ハウジング２１に生じる温度分布は、光偏向器４０の周囲が最も高温の４５〜５０°Ｃであり、ここからレーザ光ＬＢの進行方向に向かって徐々に温度が低下し、ハウジング２１の、光偏向器４０が設けられた側面の反対側の側面に近い領域であって、反射ミラー５２の一端周辺の箇所が最も低温の３０〜３５°Ｃになっている。すなわち、高温部と低温部との間には、平均して約１５°Ｃの温度差が発生している。
【０００６】
走査光学装置のハウジングは、一般的に合成樹脂で形成されているので、このような温度分布の大きな偏りが、合成樹脂の膨張具合が大きい箇所と小さい箇所とを発生させる。その結果、ハウジングに装着されているレンズやミラーなどが、所定の位置や角度を保持できなくなる可能性が高くなる。
【０００７】
また、走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の大きな偏りは、ハウジングに装着されているレンズやミラー自体に、膨張具合の偏りを発生させる可能性もある。このように、レンズやミラーが所定の位置や角度を保持できなくなったり、それらの部材自体に膨張具合の偏りが生じたりすると、走査線が湾曲したり、傾いたり、主走査方向において倍率が不一致となる片倍率差が発生したりする恐れがある。その結果、感光体ドラム表面に形成される静電潜像に悪影響を及ぼし、画像品質の低下を招くといった問題が発生する。
【０００８】
このような問題を解決すべく、走査光学装置の光偏向器の箇所で生じる熱の影響がもたらすハウジングの変形に対応した画像形成装置の例を、特許文献１及び２に見ることができる。特許文献１に記載された画像形成装置は、２対以上の走査光学手段を１つの光学箱（ハウジング）に内包し、光学箱の略中央部において、蓋と光学箱、または光学箱と画像形成装置筐体、または蓋と光学箱と画像形成装置筐体とを締結、固定している。特許文献２に記載された画像形成装置は、走査光学装置のハウジングを、ポリゴンスキャナの回転中心を通る箇所でフレームなどの固定対象物に固定し、端部で固定対象物に対して摺動自在に保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１５６７８１号公報（第５−６頁、図２）
【特許文献２】特開２００７−６５００３号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された画像形成装置は、走査光学装置において、２対以上の走査光学手段を１つの光学箱（ハウジング）に内包し、光学箱の略中央部で光学箱とその蓋、或いは画像形成装置筐体とを締結、固定することにより、熱の影響で光学箱の中央固定部と４つの角部とを節として光学箱がアーチ状に反るのを防止して、走査線の湾曲や傾きの発生を回避している。しかしながら、モノクロ印刷用の画像形成装置のように、対をなす走査光学手段が備えられていない構成の場合、すなわち光偏向器の配置箇所が走査光学装置のハウジングの端部に近い箇所である場合、その端部の箇所が局部的に高温になる可能性が高い。
【００１１】
また、特許文献１に記載された構成であっても、光偏向器の箇所で発生する熱が、直接ハウジングを伝達して光学部材群が設けられたその周縁部に向かって徐々に広がるので、光偏向器の箇所が高温に、ハウジング周縁部が低温になることには変わりがない。したがって、特許文献１に記載された画像形成装置では、走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の大きな偏りを解消できない恐れがあり、光偏向器の箇所では熱膨張が大きく、ハウジング周縁部では熱膨張が小さくなる可能性がある。その結果、ハウジングの熱膨張の差異に起因して、走査線の湾曲や傾き、片倍率差といった不具合が発生し、画像品質の低下を招くことが懸念される。
【００１２】
特許文献２に記載された画像形成装置は、走査光学装置のハウジングを、ポリゴンスキャナの回転中心を通る箇所でフレームなどの固定対象物に固定し、端部で固定対象物に対して摺動自在に保持することで、ハウジングの変形を防止しようとしている。しかしながら、この構成では、特許文献１同様、光偏向器の箇所で発生する熱が直接ハウジングを伝達して周縁部に向かって広がるので、光偏向器の箇所が高温に、ハウジング周縁部が低温になる可能性が高い。したがって、特許文献２に記載された画像形成装置でも、走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の大きな偏りを解消できない恐れがあり、光偏向器の箇所では熱膨張が大きく、ハウジング周縁部では熱膨張が小さくなる可能性がある。その結果、ハウジングの熱膨張の差異に起因して、走査線の湾曲や傾き、片倍率差といった不具合が発生し、画像品質の低下を招くことが懸念される。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、走査光学装置の光偏向器の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができ、高品質の画像を形成することが可能な画像形成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】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明は、光ビームを照射する光源と、この光源からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡と、この回転多面鏡からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジングとが設けられた走査光学装置を搭載した画像形成装置において、前記回転多面鏡は、その回転動作を制御する制御基板上に配置され、この制御基板が、前記ハウジングを介さず、直接画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとした。
【００１５】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板は、前記ハウジングより熱伝導率が高い締結部材により、画像形成装置のフレームに締結されていることとした。
【００１６】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板は、制御基板の周縁部で前記ハウジングに接続され、ハウジングが、ハウジングの周縁部において画像形成装置のフレームに対して変位自在にして支持されていることとした。
【００１７】
また、上記構成の画像形成装置において、前記ハウジングは、弾性部材を介して画像形成装置のフレームに支持されていることとした。
【００１８】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、断熱部材を備えることとした。
【００１９】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板は、制御基板の周縁部において前記ハウジングに対して変位自在にして接続され、ハウジングが、画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとした。
【００２０】
また、前記制御基板を、その周縁部において前記ハウジングに対して変位自在に接続した上記構成の画像形成装置において、制御基板とハウジングとの接続箇所に、弾性部材を備えることとした。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の構成によれば、光ビームを照射する光源と、この光源からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡と、この回転多面鏡からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジングとが設けられた走査光学装置を搭載した画像形成装置において、前記回転多面鏡は、その回転動作を制御する制御基板上に配置され、この制御基板が、前記ハウジングを介さず、直接画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとしたので、回転多面鏡の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所を画像形成装置のフレームに固定することができる。これにより、熱に起因する、走査光学装置のハウジング全体の変形を抑制することが可能である。また、熱を、制御基板から画像形成装置のフレームに直接伝達することができ、回転多面鏡の箇所の冷却作用を高めることが可能である。さらに、回転多面鏡の振動も抑制できるので、反射ミラーなどといった光学部材群の振動も抑制することが可能である。このようにして、走査光学装置の回転多面鏡の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができる。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
また、前記制御基板は、前記ハウジングより熱伝導率が高い締結部材により、画像形成装置のフレームに締結されていることとしたので、回転多面鏡の箇所で発生する熱が、走査光学装置のハウジング側よりも画像形成装置のフレーム側に伝導し易くすることができる。これにより、回転多面鏡の箇所の冷却作用を一層高めることが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング全体の変形を効果的に抑制することができる。
【００２３】
また、前記制御基板は、制御基板の周縁部で前記ハウジングに接続され、ハウジングが、ハウジングの周縁部において画像形成装置のフレームに対して変位自在にして支持されていることとしたので、走査光学装置のハウジング周縁部の変位を拘束することに起因するハウジング全体の反りや歪みを防止することが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング全体の変形をさらに効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、前記ハウジングは、弾性部材を介して画像形成装置のフレームに支持されていることとしたので、走査光学装置のハウジング周縁部の変位を拘束する作用をさらに緩和することが可能である。これにより、ハウジング全体の反りや歪みの防止効果をさらに向上させることができる。
【００２５】
また、前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、断熱部材を備えることとしたので、回転多面鏡の箇所で発生する熱を、ハウジング側にさらに伝導し難くすることができる。したがって、熱に起因する、ハウジング全体の変形を一層効果的に抑制することができる。
【００２６】
また、前記制御基板は、制御基板の周縁部において前記ハウジングに対して変位自在にして接続され、ハウジングが、画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとしたので、走査光学装置のハウジングの、画像形成装置のフレームに対する変位を防止することができる。さらに、熱に起因する、ハウジング全体の変形を抑制することが可能である。これらの理由により、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することが可能である。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２７】
また、前記制御基板を、その周縁部において前記ハウジングに対して変位自在に接続した上記構成の画像形成装置において、制御基板とハウジングとの接続箇所に、弾性部材を備えることとしたので、制御基板の周縁部とハウジングとの互いの変形の影響が相手側に伝わるのを防止することができる。これにより、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を一層効果的に回避することができ、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面右側面図である。
【図２】図１に示す走査光学装置の上面図である。
【図３】図２に示す走査光学装置の垂直断面右側面図である。
【図４】図２に示す走査光学装置の垂直断面正面図である。
【図５】図４の走査光学装置のハウジングと制御基板との接続箇所を示す部分拡大垂直断面正面図である。
【図６】図２に示す走査光学装置の斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る走査光学装置の上面図である。
【図８】図７に示す走査光学装置の垂直断面右側面図である。
【図９】図７に示す走査光学装置の垂直断面正面図である。
【図１０】図７に示す走査光学装置の斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図１２】図１１に示す走査光学装置の垂直断面正面図である。
【図１３】従来の走査光学装置の上面図にして、ハウジングに生じる温度分布を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１３に基づき説明する。
【００３０】
最初に、本発明の第１の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の概略構造を示す模型的垂直断面右側面図である。図１において左方が画像形成装置の正面側、右方が背面側である。この画像形成装置は、ブラック１色に対応した１個の感光体ドラムが備えられたモノクロ印刷タイプのものである。
【００３１】
図１に示すように、画像形成装置１の内部下方には、給紙カセット２が備えられている。給紙カセット２の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。給紙カセット２の用紙搬送方向下流部上方には、給紙カセット２用の給紙装置３が配置されている。この給紙装置３により、用紙Ｐは図１において給紙カセット２の左上方に向けて送り出される。なお、給紙カセット２は、画像形成装置１の正面側、すなわち図１において左方に、水平にスライド移動させて引き出し／収納が自在である。
【００３２】
画像形成装置１の正面中央部には、手差し給紙トレイ４が備えられている。手差し給紙トレイ４は、下端に設けられた、横方向に略水平に延びる支軸を中心として、垂直面内で回転可能になっている。手差し給紙トレイ４は、その支軸を中心として上端を画像形成装置１の手前側、すなわち図１において左方に開閉自在であり、開放し、展開することにより、その上面に用紙Ｐなどを載置することが可能な形態になる。
【００３３】
手差し給紙トレイ４は、給紙カセット２に入っていないサイズの用紙や、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ手で載置して、装置内に送り込みたいものを取り扱いことができる。手差し給紙トレイ４に載置された用紙は、図１において手差し給紙トレイ４の右方に配置された手差し給紙トレイ４用の給紙装置５により、右方に向けて送り出される。手差し給紙トレイ４は、使用しないとき、図１に示すように閉鎖状態にされる。
【００３４】
給紙カセット２及び手差し給紙トレイ４の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路６、レジストローラ７、画像形成部８、及び転写ローラ９が配置されている。給紙カセット２または手差し給紙トレイ４から送り出された用紙Ｐは、給紙用用紙搬送路６を通りレジストローラ７の箇所に到達する。レジストローラ７は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部８で形成されるトナー像とのタイミングを計り、用紙Ｐを転写ローラ９の箇所へと送り出す。
【００３５】
外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様などの画像データ信号が画像形成装置１に送信され、この画像データに基づき、画像形成部８上方に備えられた走査光学装置２０にて制御されるレーザ光Ｌ（図中二点鎖線）が照射される。これにより、画像形成部８においては、像担持体である感光体ドラム１０上に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、前記レジストローラ７によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、感光体ドラム１０と転写ローラ９とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。
【００３６】
画像形成部８及び転写ローラ９の用紙搬送方向下流には、定着装置１１が備えられている。転写ニップ部にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着装置１１へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００３７】
定着装置１１の下流には、排出用用紙搬送路１２、用紙排出口１３、及び用紙排出部１４が配置されている。定着装置１１から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路１２を通って上方へ送られ、用紙排出口１３から、画像形成装置１の上面に設けられた用紙排出部１４に排出される。
【００３８】
続いて、画像形成装置１の走査光学装置２０について、図２〜図６を用いてその構造を説明する。図２は走査光学装置の上面図、図３は走査光学装置の垂直断面右側面図、図４は走査光学装置の垂直断面正面図、図５は走査光学装置のハウジングと制御基板との接続箇所を示す部分拡大垂直断面正面図、図６は走査光学装置の斜視図である。なお、図２及び図６では、走査光学装置の上面に配置される蓋部材の描画を省略している。
【００３９】
また、この走査光学装置の実施形態の基本的な構成は、図１３を用いて説明した従来の走査光学装置の構成と同じであるので、従来構成と共通する構成要素には前と同じ符号を付す。
【００４０】
走査光学装置２０は、図２〜図６に示すように、ハウジング２１の内側と周囲に、光源２２、光偏向器４０、及び光学部材群５０を備えている。
【００４１】
ハウジング２１は、上面が開放部として形成された箱形状をなしている。ハウジング２１の、この上面の箇所には、蓋部材２３（図３参照）が装着され、開放部を塞ぐようになっている。これらのハウジング２１及び蓋部材２３は、ＡＢＳ樹脂などといった合成樹脂で構成されている。
【００４２】
光源２２は、図２及び図６に示すように、ハウジング２１の側面の箇所に備えられている。走査光学装置２０は、ブラック１色に対応したものであるので、光源２２も１個が設けられている。光源２２は、可視領域の光ビーム、例えば６７０ｎｍ程度のレーザ光を照射する仕様のレーザダイオードで構成されている。
【００４３】
光偏向器４０は、ハウジング２１の一方の端部側、すなわち図２及び図３において右方の端部側に備えられている。光偏向器４０は、回転多面鏡であるポリゴンミラー４１と、制御基板４２とを備えている。ポリゴンミラー４１は、正多角形の平面形状をなし、垂直をなす軸線を中心として、図２において反時計方向に回転動作するものである。その軸線中心に回転するポリゴンミラー４１の周囲には、光を反射する反射面が設けられている。制御基板４２は、その上方に、軸受（図示せず）を介してポリゴンミラー４１を備え、ポリゴンミラー４１の動作を制御するものである。
【００４４】
光源２２から照射されたレーザ光ＬＢは、ポリゴンミラー４１周囲の反射面に入射する。ポリゴンミラー４１は、回転しながら、その反射面でレーザ光ＬＢを反射し、主走査方向（図２の上下方向）に偏向しつつ、ハウジング２１内の他端に向けて導く。
【００４５】
光学部材群５０は、ハウジング２１内の、光偏向器４０にて反射されたレーザ光ＬＢの進行先の領域に設けられている。光学部材群５０は、ｆθレンズ５１、及び反射ミラー５２を備えている。
【００４６】
ｆθレンズ５１は、光偏向器４０にて反射されたレーザ光ＬＢが進行する、そのすぐ先の箇所に配置されている。このｆθレンズ５１では、レーザ光ＬＢが主走査方向において等速度に偏向される。さらにｆθレンズ５１は、ポリゴンミラー４１へのレーザ光ＬＢの入射角や、ポリゴンミラー４１の面倒れなどといった走査上の悪影響を補正する。
【００４７】
反射ミラー５２は、ハウジング２１の、光偏向器４０が配置された一方の端部側に対する他方の端部側、すなわち図２及び図３において左方の端部側に備えられている。ｆθレンズ５１を通過したレーザ光ＬＢは、反射ミラー５２にて、下方に向かって反射される。反射ミラー５２にて反射されたレーザ光ＬＢは、ハウジング２１の底部に設けられた窓部２４（図３及び図６参照）を通って、被走査面である感光体ドラム１０（図１参照）の表面に到達、結像される。
【００４８】
上記構成の走査光学装置２０は、図３及び図４に示すように、画像形成装置１内部のフレーム１５に支持されている。この支持形態について詳細に説明すると、光偏向器４０の制御基板４２が、ハウジング２１を介さず、直接フレーム１５に締結、支持されている。制御基板４２は、アルミニウム合金などといった金属材料で構成された締結部材であるネジ２５を用いて締結されている。ネジ２５は４本設けられている。
【００４９】
制御基板４２とハウジング２１とは、制御基板４２の周縁部で、ネジ２６を用いて接続されている。ハウジング２１は、制御基板４２に対応する箇所に、制御基板４２の周囲より小さい大きさの開口部２７を備えている。制御基板４２は、この開口部２７に対して下方からハウジング２１内にポリゴンミラー４１を挿入しながら、開口部２７を塞ぐようにハウジング２１の外底面に密着させて配置されている。
【００５０】
この制御基板４２とハウジング２１と接続箇所には、図５に示すように、断熱部材であるスペーサー２８、及びスリーブ２９が設けられている。スペーサー２８は、制御基板４２の周縁部をぐるりと囲む環状形をなし、制御基板４２とハウジング２１との間に挟まれるように配置されている。このスペーサー２８によって、制御基板４２とハウジング２１とが直接接触するのを防止している。スリーブ２９は、制御基板４２に設けられた穴３２ａの内部に嵌合している。スリーブ２９の内側にはめねじが刻まれ、ここにハウジング２１に設けられた穴２１ｂを貫通させたネジ２６を挿入、締結することによって制御基板４２とハウジング２１とを接続することができる。ネジ２６は４本設けられている。
【００５１】
一方、ハウジング２１は、図２〜図４、及び図６に示すように、その周縁部に複数の支持片３０を備え、この箇所でフレーム１５に支持されている。支持片３０は、ハウジング２１の外底面の箇所からフレーム１５表面に向かって延び、フレーム１５表面に接触して折れ曲がり、外側に突出している。この支持片３０に対応する箇所の、フレーム１５には保持部材１６が設けられている。保持部材１６は、板ばねなどで構成された弾性部材であって、支持片３０がフレーム１５表面に沿って変位できるようにして押圧しながら保持している。このようにして、ハウジング２１は、ハウジング２１の周縁部においてフレーム１５に対して変位自在にして支持されている。
【００５２】
上記のように、光ビームを照射する光源２２と、この光源２２からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡であるポリゴンミラー４１と、このポリゴンミラー４１からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群５０と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジング２１とが設けられた走査光学装置２０を搭載した画像形成装置１において、ポリゴンミラー４１は、その回転動作を制御する制御基板４２上に配置され、この制御基板４２が、ハウジング２１を介さず、直接画像形成装置１のフレーム１５に締結、支持されているので、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所を画像形成装置１のフレーム１５に固定することができる。これにより、熱に起因する、走査光学装置２０のハウジング２１全体の変形を抑制することが可能である。また、熱を、制御基板４２からフレーム１５に直接伝達することができ、ポリゴンミラー４１の箇所の冷却作用を高めることが可能である。さらに、ポリゴンミラー４１の振動も抑制できるので、反射ミラー５２などといった光学部材群５０の振動も抑制することが可能である。このようにして、走査光学装置２０のポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができる。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１を提供することができる。
【００５３】
また、制御基板４２は、ハウジング２１より熱伝導率が高い締結部材であるネジ２５により、画像形成装置１のフレーム１５に締結されているので、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱が、走査光学装置２０のハウジング２１側よりも画像形成装置１のフレーム１５側に伝導し易くすることができる。これにより、ポリゴンミラー４１の箇所の冷却作用を一層高めることが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形を効果的に抑制することができる。
【００５４】
そして、制御基板４２は、制御基板４２の周縁部でハウジング２１に接続され、ハウジング２１が、ハウジング２１の周縁部において画像形成装置１のフレーム１５に対して変位自在にして支持されているので、ハウジング２１周縁部の変位を拘束することに起因するハウジング２１全体の反りや歪みを防止することが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形をさらに効果的に抑制することができる。
【００５５】
さらに、ハウジング２１は、弾性部材である保持部材１６を介して画像形成装置１のフレーム１５に支持されているので、ハウジング２１周縁部の変位を拘束する作用をさらに緩和することが可能である。これにより、ハウジング２１全体の反りや歪みの防止効果をさらに向上させることができる。
【００５６】
また、制御基板４２とハウジング２１との接続箇所に、断熱部材であるスペーサー２８及びスリーブ２９を備えているので、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱を、ハウジング２１側にさらに伝導し難くすることができる。したがって、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形を一層効果的に抑制することができる。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態に係る走査光学装置の詳細な構成について、図７〜図１０を用いて説明する。図７は走査光学装置の上面図、図８は走査光学装置の垂直断面右側面図、図９は走査光学装置の垂直断面正面図、図１０は走査光学装置の斜視図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図６を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【００５８】
第２の実施形態に係る走査光学装置１において、制御基板４２とハウジング２１とは、図７〜図９に示すように、制御基板４２の周縁部で、緩衝部材３１を用いて接続されている。緩衝部材３１は、ゴムなどといった弾性部材であって、制御基板４２の周縁部をぐるりと囲む環状形をなし、制御基板４２とハウジング２１との間に挟まれるように配置されている。これにより、制御基板４２は、制御基板４２の周縁部においてハウジング２１に対して変位自在に接続されている。
【００５９】
一方、ハウジング２１は、図７〜図１０に示すように、その周縁部に複数の支持片３０を備え、この箇所でフレーム１５に支持されている。この支持片３０に対応する箇所には、締結部材であるネジ１７が取り付けられている。すなわち、ハウジング２１は、ネジ１７によってフレーム１５にしっかりと締結、支持されている。
【００６０】
上記のように、制御基板４２は、制御基板４２の周縁部においてハウジング２１に対して変位自在にして接続され、ハウジング２１が、画像形成装置１のフレーム１５に締結、支持されているので、走査光学装置２０のハウジング２１の、画像形成装置１のフレーム１５に対する変位を防止することができる。さらに、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形を抑制することが可能である。これらの理由により、ハウジング２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することが可能である。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１を提供することができる。
【００６１】
また、制御基板４２とハウジング２１との接続箇所に、弾性部材である緩衝部材３１を備えているので、制御基板４２の周縁部とハウジング２１との互いの変形の影響が相手側に伝わるのを防止することができる。これにより、ハウジング２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を一層効果的に回避することができ、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１を提供することができる。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る走査光学装置について、図１１及び図１２に基づき説明する。
【００６３】
まず、本発明の第３の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置について、図１１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１１は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色各々に対応した４個の感光体ドラムが備えられ、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。
【００６４】
図１１に示すように、画像形成装置１０１の本体１０２の内部下方には、給紙カセット１０３が配置されている。給紙カセット１０３は、その内部に、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐを積載して収容している。そして、この用紙Ｐは、図１１において給紙カセット１０３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。なお、給紙カセット１０３は、本体１０２の前面側から水平に引き出すことが可能である。
【００６５】
本体１０２の内部であって、給紙カセット１０３の左方には、第１用紙搬送部１０４が備えられている。第１用紙搬送部１０４は、本体１０２の左側面に沿って略垂直に形設されている。そして、第１用紙搬送部１０４は、給紙カセット１０３から送り出された用紙Ｐを受け取り、本体１０２の左側面に沿って垂直上方に二次転写部１１０まで搬送する。
【００６６】
給紙カセット１０３の上方であって、第１用紙搬送部１０４が形設された本体１０２の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部１０５が備えられている。手差し給紙部１０５には、給紙カセット１０３に入っていないサイズの用紙や、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ手で送り込みたいものが載置される。
【００６７】
手差し給紙部１０５の左方には、第２用紙搬送部１０６が備えられている。第２用紙搬送部１０６は、給紙カセット１０３のすぐ上方にあって、手差し給紙部１０５から第１用紙搬送部１０４まで略水平に延び、第１用紙搬送部１０４に合流している。そして、第２用紙搬送部１０６は、手差し給紙部１０５から送り出された用紙Ｐ等を受け取り、略水平に第１用紙搬送部１０４まで搬送する。
【００６８】
一方、画像形成装置１０１は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第２用紙搬送部１０６の上方に配置された露光手段である光走査装置１２０に送られる。光走査装置１２０により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、画像形成部１０７に向かって照射される。
【００６９】
光走査装置１２０の上方には計４台の画像形成部１０７が、さらにそれら各画像形成部１０７の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト１０８が備えられている。中間転写ベルト１０８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１１において時計方向に回転する。
【００７０】
４台の画像形成部１０７は、図１１に示すように、中間転写ベルト１０８の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部１０７とは、上流側から順に、イエロー用の画像形成部１０７Ｙ、マゼンタ用の画像形成部１０７Ｍ、シアン用の画像形成部１０７Ｃ、及びブラック用の画像形成部１０７Ｂである。これらの画像形成部１０７には、各色に対応する現像剤供給容器及び搬送手段（図示せず）により、現像剤（トナー）が補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｙ」「Ｍ」「Ｃ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。
【００７１】
各画像形成部１０７では、露光手段である光走査装置１２０によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成部１０７の上方に備えられた一次転写部１０９で、中間転写ベルト１０８表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１０８の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部１０７のトナー像が中間転写ベルト１０８に転写されることにより、中間転写ベルト１０８表面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００７２】
中間転写ベルト１０８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部１１０が配置されている。中間転写ベルト１０８表面のカラートナー像は、第１用紙搬送部１０４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、二次転写部１１０に形成される二次転写ニップ部で転写される。
【００７３】
二次転写後、中間転写ベルト１０８表面に残留するトナーなどの付着物は、中間転写ベルト１０８に対してイエロー用の画像形成部１０７Ｙの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト１０８用のクリーニング装置１１１によってクリーニング、回収される。
【００７４】
二次転写部１１０の上方には、定着装置１１２が備えられている。二次転写部１１０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着装置１１２へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００７５】
定着装置１１２の上方には、分岐部１１３が備えられている。定着装置１１２から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１１３から画像形成装置１０１の上部に設けられた用紙排出部１１４に排出される。
【００７６】
分岐部１１３から用紙排出部１１４に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１１５としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１１５において、定着装置１１２から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、分岐部１１３、定着装置１１２の左方、及び二次転写部１１０の左方を通って下方に送られ、再度第１用紙搬送部１０４を経て二次転写部１１０へと送られる。
【００７７】
続いて、画像形成装置１０１の光走査装置１２０について、図１２を用いてその構造を説明する。図１２は、光走査装置の模型的垂直断面正面図である。なお、図１２では、走査光学装置の上面に配置される蓋部材の描画を省略している。
【００７８】
なお、この光走査装置１２０は、前述のように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色各々に対応した４個の感光体ドラムが備えられたタンデム型の画像形成装置１０１に搭載するべく設計されたものである。画像形成部１０７同様、光走査装置１２０のいくつかの構成要素にも、４色各々に対応した「Ｙ」「Ｍ」「Ｃ」「Ｂ」の識別記号が付くが、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、それらの識別記号を省略することがある。
【００７９】
走査光学装置１２０は、図１２に示すように、ハウジング１２１の内側と周囲に、光源（図示せず）、光偏向器１４０、及び光学部材群１５０を備えている。
【００８０】
ハウジング１２１は、上面が開放部として形成された箱形状をなしている。ハウジング１２１の、この上面の箇所には、図示しない蓋部材が装着され、開放部を塞ぐようになっている。これらのハウジング１２１及び蓋部材は、合成樹脂で構成されている。
【００８１】
光源は、ハウジング１２１の一方の端部側、すなわち図１２において右方の端部側に備えられている。走査光学装置１２０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応したものであって、光源も独立した４個が設けられている。光源は、可視領域の光ビーム、例えば６７０ｎｍ程度のレーザ光を照射する仕様のレーザダイオードで構成されている。
【００８２】
光偏向器１４０は、光源の近傍であって、ハウジング１２１の一方の端部側、すなわち図１２において右方の端部側に備えられている。光偏向器１４０は、回転多面鏡であるポリゴンミラー１４１と、制御基板１４２とを備えている。ポリゴンミラー１４１は、正多角形の平面形状をなし、垂直をなす軸線を中心として回転動作するものである。その軸線中心に回転するポリゴンミラー１４１の周囲には、光を反射する反射面が設けられている。制御基板１４２は、その上方に、軸受（図示せず）を介してポリゴンミラー１４１を備え、ポリゴンミラー１４１の動作を制御するものである。
【００８３】
４個の光源から照射されたレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、各々、副走査方向（図１２の上下方向）に微小角度ずつずれた状態でポリゴンミラー１４１周囲の反射面に入射する。ポリゴンミラー１４１は、回転しながら、その反射面で各レーザ光を反射し、主走査方向（図１２の紙面に対して奥行方向）に偏向しつつ、ハウジング１２１内の他端に向けて導く。
【００８４】
光学部材群１５０は、ハウジング１２１内の、光偏向器１４０にて反射されたレーザ光の進行先の領域に備えられている。光学部材群１５０は、第１ｆθレンズ１５１、第２ｆθレンズ１５２、及び反射ミラー１５３を備えている。
【００８５】
第１ｆθレンズ１５１は、光偏向器１４０にて反射されたレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが進行する、そのすぐ先の箇所に配置されている。第１ｆθレンズ１５１は、レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢに対して共用ものであって、１個備えられている。この第１ｆθレンズ１５１では、各レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが主走査方向において等速度に偏向される。さらに第１ｆθレンズ１５１は、ポリゴンミラー１４１へのレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢの入射角や、ポリゴンミラー１４１の面倒れなどといった走査上の悪影響を補正しながら、各レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢの副走査方向の角度を若干広げる。
【００８６】
第１ｆθレンズ１５１を通過したイエロー用のレーザ光ＬＹは、ハウジング１２１の内底面近傍の反射ミラー１５３Ｙａで反射し、第１ｆθレンズ１５１の方向に折り返される。その後、レーザ光ＬＹは、第２ｆθレンズ１５２Ｙを通過し、ハウジング１２１の上端近傍の反射ミラー１５３Ｙｂにて反射され、被走査面であるイエロー用の画像形成部１０７Ｙの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００８７】
第１ｆθレンズ１５１を通過したマゼンタ用のレーザ光ＬＭも、イエロー用のレーザ光ＬＹと同様に、ハウジング１２１の内底面近傍の反射ミラー１５３Ｍａで反射し、第１ｆθレンズ１５１の方向に折り返される。その後、レーザ光ＬＭは、第２ｆθレンズ１５２Ｍを通過し、ハウジング１２１の上端近傍の反射ミラー１５３Ｍｂにて反射され、被走査面であるマゼンタ用の画像形成部１０７Ｍの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００８８】
第１ｆθレンズ１５１を通過したシアン用のレーザ光ＬＣは、ハウジング１２１の内底面近傍の反射ミラー１５３Ｃａで略垂直上方に向かって反射され、続いてハウジング１２１の上端近傍の反射ミラー１５３Ｃｂで略水平方向に、第１ｆθレンズ１５１の方向に折り返される。その後、レーザ光ＬＣは、第２ｆθレンズ１５２Ｃを通過し、反射ミラー１５３Ｃｃにて反射され、被走査面であるシアン用の画像形成部１０７Ｃの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００８９】
第１ｆθレンズ１５１を通過したブラック用のレーザ光ＬＢは、反射ミラーを介すことなく直接第２ｆθレンズ１５２Ｂを通過する。その後、レーザ光ＬＢは、反射ミラー１５３Ｂにて反射され、被走査面であるブラック用の画像形成部１０７Ｂの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００９０】
上記構成の走査光学装置１２０は、画像形成装置１０１内部のフレーム１１６に支持されている。この支持形態について詳細に説明すると、光偏向器１４０の制御基板１４２が、ハウジング１２１を介さず、直接フレーム１１６に締結、支持されている。制御基板１４２は、アルミニウム合金などといった金属材料で構成された、複数の締結部材であるネジ１２２を用いて締結されている。
【００９１】
制御基板１４２とハウジング１２１とは、制御基板１４２の周縁部で、複数のネジ１２３を用いて接続されている。ハウジング１２１は、制御基板１４２に対応する箇所に、制御基板１４２の周囲より小さい大きさの開口部１２４を備えている。制御基板１４２は、この開口部１２４に対して下方からハウジング１２１内にポリゴンミラー１４１を挿入しながら、開口部１２４を塞ぐようにハウジング１２１の外底面に密着させて配置されている。
【００９２】
一方、ハウジング１２１は、その周縁部に複数の支持片１２５を備え、この箇所でフレーム１１６に支持されている。支持片１２５は、ハウジング１２１の外底面の箇所からフレーム１１６表面に向かって延び、フレーム１１６表面に接触して折れ曲がり、外側に突出している。この支持片１２５に対応する箇所の、フレーム１１６には保持部材１１７が設けられている。保持部材１１７は、板ばねなどで構成された弾性部材であって、支持片１２５がフレーム１１６表面に沿って変位できるようにして押圧しながら保持している。このようにして、ハウジング１２１は、ハウジング１２１の周縁部においてフレーム１１６に対して変位自在にして支持されている。
【００９３】
なお、第１の実施形態同様、制御基板１４２とハウジング１２１との接続箇所に、断熱部材を設けても構わない。また、フレーム１１６に対するハウジング１２１の支持形態を、第２の実施形態に倣って構成しても構わない。
【００９４】
上記のように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色各々に対応した４個の感光体ドラムが備えられたタンデム型の画像形成装置１０１であっても、上面にポリゴンミラー１４１が配置され、その回転動作を制御する制御基板１４２が、ハウジング１２１を介さず、直接画像形成装置１０１のフレーム１１６に締結、支持されているので、ポリゴンミラー１４１の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所を画像形成装置１０１のフレーム１１６に固定することができる。これにより、熱に起因する、走査光学装置１２０のハウジング１２１全体の変形を抑制することが可能である。また、熱を、制御基板１４２からフレーム１１６に直接伝達することができ、ポリゴンミラー１４１の箇所の冷却作用を高めることが可能である。さらに、ポリゴンミラー１４１の振動も抑制できるので、反射ミラー１５３などといった光学部材群１５０の振動も抑制することが可能である。このようにして、走査光学装置１２０のポリゴンミラー１４１の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング１２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができる。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１０１を提供することができる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００９６】
例えば、制御基板、ハウジング、フレームの接続、締結に使用されるネジや支持片は、その配置箇所や数量が、上記実施形態にて説明した構成に限定されるわけではなく、他の配置箇所、数量を適用しても構わない。また、ネジや弾性部材の材料も、上記実施形態にて説明した材料に限定されるわけではなく、他の材料を使用しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、走査光学装置を搭載した画像形成装置において利用可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１、１０１ 画像形成装置
１５、１１６ フレーム
１６、１１７ 保持部材（弾性部材）
２０、１２０ 走査光学装置
２１、１２１ ハウジング
２２ 光源
２５、１２２ ネジ（締結部材）
２８ スペーサー（断熱部材）
２９ スリーブ（断熱部材）
３０、１２５ 支持片
３１ 緩衝部材（弾性部材）
４０、１４０ 光偏向器
４１、１４１ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
４２、１４２ 制御基板
５０、１５０ 光学部材群
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリといった画像形成装置、特に像担持体の表面を光ビーム（例えばレーザ光）で露光走査するための走査光学装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等に用いられる走査光学装置は、一般的に、感光体ドラムに代表される像担持体の表面、すなわち被走査面上を走査しながら露光し、感光体ドラム表面に所定の静電潜像を形成するものである。走査光学装置において、光源から照射される、例えばレーザ光のような光ビームは、光偏向器の回転多面鏡であるポリゴンミラーによって主走査方向に偏向され、レンズやミラーなどを擁する光学部材群により被走査面に向けて出射される。
【０００３】
ここで、近年では、高速印刷が可能な画像形成装置が著しく普及している。そして、走査光学装置もそれに対応した動作が必要となり、ポリゴンミラーを高速で回転させる必要がある。このため、走査光学装置では、光偏向器の箇所における発熱量が多大になり、ハウジング全体の温度分布に大きな偏りが生じることがある。
【０００４】
これに関して、図１３に、従来の走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の一例を示す。図１３は、ハウジングに生じる温度分布を示す走査光学装置の上面図である。走査光学装置２０は、ハウジング２１の内側に、光源２２、光偏向器４０、及び光学部材群５０を備えている。光源２２から照射されたレーザ光ＬＢは、光偏向器４０のポリゴンミラー４１周囲の反射面で反射され、光学部材群５０のｆθレンズ５１で主走査方向において等速度に偏向される。その後、レーザ光ＬＢは、反射ミラー５２にて反射され、被走査面である図示しない感光体ドラム表面に到達、結像される。光偏向器４０の、高速回転するポリゴンミラー４１やその軸受部（図示せず）は、ポリゴンミラー４１の動作を制御する制御基板４２上に配置されている。
【０００５】
上記構成の走査光学装置２０において、ハウジング２１に生じる温度分布は、光偏向器４０の周囲が最も高温の４５〜５０°Ｃであり、ここからレーザ光ＬＢの進行方向に向かって徐々に温度が低下し、ハウジング２１の、光偏向器４０が設けられた側面の反対側の側面に近い領域であって、反射ミラー５２の一端周辺の箇所が最も低温の３０〜３５°Ｃになっている。すなわち、高温部と低温部との間には、平均して約１５°Ｃの温度差が発生している。
【０００６】
走査光学装置のハウジングは、一般的に合成樹脂で形成されているので、このような温度分布の大きな偏りが、合成樹脂の膨張具合が大きい箇所と小さい箇所とを発生させる。その結果、ハウジングに装着されているレンズやミラーなどが、所定の位置や角度を保持できなくなる可能性が高くなる。
【０００７】
また、走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の大きな偏りは、ハウジングに装着されているレンズやミラー自体に、膨張具合の偏りを発生させる可能性もある。このように、レンズやミラーが所定の位置や角度を保持できなくなったり、それらの部材自体に膨張具合の偏りが生じたりすると、走査線が湾曲したり、傾いたり、主走査方向において倍率が不一致となる片倍率差が発生したりする恐れがある。その結果、感光体ドラム表面に形成される静電潜像に悪影響を及ぼし、画像品質の低下を招くといった問題が発生する。
【０００８】
このような問題を解決すべく、走査光学装置の光偏向器の箇所で生じる熱の影響がもたらすハウジングの変形に対応した画像形成装置の例を、特許文献１及び２に見ることができる。特許文献１に記載された画像形成装置は、２対以上の走査光学手段を１つの光学箱（ハウジング）に内包し、光学箱の略中央部において、蓋と光学箱、または光学箱と画像形成装置筐体、または蓋と光学箱と画像形成装置筐体とを締結、固定している。特許文献２に記載された画像形成装置は、走査光学装置のハウジングを、ポリゴンスキャナの回転中心を通る箇所でフレームなどの固定対象物に固定し、端部で固定対象物に対して摺動自在に保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１５６７８１号公報（第５−６頁、図２）
【特許文献２】特開２００７−６５００３号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された画像形成装置は、走査光学装置において、２対以上の走査光学手段を１つの光学箱（ハウジング）に内包し、光学箱の略中央部で光学箱とその蓋、或いは画像形成装置筐体とを締結、固定することにより、熱の影響で光学箱の中央固定部と４つの角部とを節として光学箱がアーチ状に反るのを防止して、走査線の湾曲や傾きの発生を回避している。しかしながら、モノクロ印刷用の画像形成装置のように、対をなす走査光学手段が備えられていない構成の場合、すなわち光偏向器の配置箇所が走査光学装置のハウジングの端部に近い箇所である場合、その端部の箇所が局部的に高温になる可能性が高い。
【００１１】
また、特許文献１に記載された構成であっても、光偏向器の箇所で発生する熱が、直接ハウジングを伝達して光学部材群が設けられたその周縁部に向かって徐々に広がるので、光偏向器の箇所が高温に、ハウジング周縁部が低温になることには変わりがない。したがって、特許文献１に記載された画像形成装置では、走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の大きな偏りを解消できない恐れがあり、光偏向器の箇所では熱膨張が大きく、ハウジング周縁部では熱膨張が小さくなる可能性がある。その結果、ハウジングの熱膨張の差異に起因して、走査線の湾曲や傾き、片倍率差といった不具合が発生し、画像品質の低下を招くことが懸念される。
【００１２】
特許文献２に記載された画像形成装置は、走査光学装置のハウジングを、ポリゴンスキャナの回転中心を通る箇所でフレームなどの固定対象物に固定し、端部で固定対象物に対して摺動自在に保持することで、ハウジングの変形を防止しようとしている。しかしながら、この構成では、特許文献１同様、光偏向器の箇所で発生する熱が直接ハウジングを伝達して周縁部に向かって広がるので、光偏向器の箇所が高温に、ハウジング周縁部が低温になる可能性が高い。したがって、特許文献２に記載された画像形成装置でも、走査光学装置のハウジングに生じる温度分布の大きな偏りを解消できない恐れがあり、光偏向器の箇所では熱膨張が大きく、ハウジング周縁部では熱膨張が小さくなる可能性がある。その結果、ハウジングの熱膨張の差異に起因して、走査線の湾曲や傾き、片倍率差といった不具合が発生し、画像品質の低下を招くことが懸念される。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、走査光学装置の光偏向器の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができ、高品質の画像を形成することが可能な画像形成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】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明は、光ビームを照射する光源と、この光源からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡と、この回転多面鏡からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジングとが設けられた走査光学装置を搭載した画像形成装置において、前記回転多面鏡は、その回転動作を制御する制御基板上に配置され、この制御基板が、前記ハウジングを介さず、直接画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとした。
【００１５】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板は、前記ハウジングより熱伝導率が高い締結部材により、画像形成装置のフレームに締結されていることとした。
【００１６】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板は、制御基板の周縁部で前記ハウジングに接続され、ハウジングが、ハウジングの周縁部において画像形成装置のフレームに対して変位自在にして支持されていることとした。
【００１７】
また、上記構成の画像形成装置において、前記ハウジングは、弾性部材を介して画像形成装置のフレームに支持されていることとした。
【００１８】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、断熱部材を備えることとした。
【００１９】
また、上記構成の画像形成装置において、前記制御基板は、制御基板の周縁部において前記ハウジングに対して変位自在にして接続され、ハウジングが、画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとした。
【００２０】
また、前記制御基板を、その周縁部において前記ハウジングに対して変位自在に接続した上記構成の画像形成装置において、制御基板とハウジングとの接続箇所に、弾性部材を備えることとした。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の構成によれば、光ビームを照射する光源と、この光源からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡と、この回転多面鏡からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジングとが設けられた走査光学装置を搭載した画像形成装置において、前記回転多面鏡は、その回転動作を制御する制御基板上に配置され、この制御基板が、前記ハウジングを介さず、直接画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとしたので、回転多面鏡の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所を画像形成装置のフレームに固定することができる。これにより、熱に起因する、走査光学装置のハウジング全体の変形を抑制することが可能である。また、熱を、制御基板から画像形成装置のフレームに直接伝達することができ、回転多面鏡の箇所の冷却作用を高めることが可能である。さらに、回転多面鏡の振動も抑制できるので、反射ミラーなどといった光学部材群の振動も抑制することが可能である。このようにして、走査光学装置の回転多面鏡の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができる。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
また、前記制御基板は、前記ハウジングより熱伝導率が高い締結部材により、画像形成装置のフレームに締結されていることとしたので、回転多面鏡の箇所で発生する熱が、走査光学装置のハウジング側よりも画像形成装置のフレーム側に伝導し易くすることができる。これにより、回転多面鏡の箇所の冷却作用を一層高めることが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング全体の変形を効果的に抑制することができる。
【００２３】
また、前記制御基板は、制御基板の周縁部で前記ハウジングに接続され、ハウジングが、ハウジングの周縁部において画像形成装置のフレームに対して変位自在にして支持されていることとしたので、走査光学装置のハウジング周縁部の変位を拘束することに起因するハウジング全体の反りや歪みを防止することが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング全体の変形をさらに効果的に抑制することができる。
【００２４】
また、前記ハウジングは、弾性部材を介して画像形成装置のフレームに支持されていることとしたので、走査光学装置のハウジング周縁部の変位を拘束する作用をさらに緩和することが可能である。これにより、ハウジング全体の反りや歪みの防止効果をさらに向上させることができる。
【００２５】
また、前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、断熱部材を備えることとしたので、回転多面鏡の箇所で発生する熱を、ハウジング側にさらに伝導し難くすることができる。したがって、熱に起因する、ハウジング全体の変形を一層効果的に抑制することができる。
【００２６】
また、前記制御基板は、制御基板の周縁部において前記ハウジングに対して変位自在にして接続され、ハウジングが、画像形成装置のフレームに締結、支持されていることとしたので、走査光学装置のハウジングの、画像形成装置のフレームに対する変位を防止することができる。さらに、熱に起因する、ハウジング全体の変形を抑制することが可能である。これらの理由により、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することが可能である。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【００２７】
また、前記制御基板を、その周縁部において前記ハウジングに対して変位自在に接続した上記構成の画像形成装置において、制御基板とハウジングとの接続箇所に、弾性部材を備えることとしたので、制御基板の周縁部とハウジングとの互いの変形の影響が相手側に伝わるのを防止することができる。これにより、ハウジング全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を一層効果的に回避することができ、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面右側面図である。
【図２】図１に示す走査光学装置の上面図である。
【図３】図２に示す走査光学装置の垂直断面右側面図である。
【図４】図２に示す走査光学装置の垂直断面正面図である。
【図５】図４の走査光学装置のハウジングと制御基板との接続箇所を示す部分拡大垂直断面正面図である。
【図６】図２に示す走査光学装置の斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る走査光学装置の上面図である。
【図８】図７に示す走査光学装置の垂直断面右側面図である。
【図９】図７に示す走査光学装置の垂直断面正面図である。
【図１０】図７に示す走査光学装置の斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。
【図１２】図１１に示す走査光学装置の垂直断面正面図である。
【図１３】従来の走査光学装置の上面図にして、ハウジングに生じる温度分布を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１３に基づき説明する。
【００３０】
最初に、本発明の第１の実施形態に係る走査光学装置を搭載した画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は、画像形成装置の概略構造を示す模型的垂直断面右側面図である。図１において左方が画像形成装置の正面側、右方が背面側である。この画像形成装置は、ブラック１色に対応した１個の感光体ドラムが備えられたモノクロ印刷タイプのものである。
【００３１】
図１に示すように、画像形成装置１の内部下方には、給紙カセット２が備えられている。給紙カセット２の内部には、用紙Ｐが積まれて収容されている。給紙カセット２の用紙搬送方向下流部上方には、給紙カセット２用の給紙装置３が配置されている。この給紙装置３により、用紙Ｐは図１において給紙カセット２の左上方に向けて送り出される。なお、給紙カセット２は、画像形成装置１の正面側、すなわち図１において左方に、水平にスライド移動させて引き出し／収納が自在である。
【００３２】
画像形成装置１の正面中央部には、手差し給紙トレイ４が備えられている。手差し給紙トレイ４は、下端に設けられた、横方向に略水平に延びる支軸を中心として、垂直面内で回転可能になっている。手差し給紙トレイ４は、その支軸を中心として上端を画像形成装置１の手前側、すなわち図１において左方に開閉自在であり、開放し、展開することにより、その上面に用紙Ｐなどを載置することが可能な形態になる。
【００３３】
手差し給紙トレイ４は、給紙カセット２に入っていないサイズの用紙や、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ手で載置して、装置内に送り込みたいものを取り扱いことができる。手差し給紙トレイ４に載置された用紙は、図１において手差し給紙トレイ４の右方に配置された手差し給紙トレイ４用の給紙装置５により、右方に向けて送り出される。手差し給紙トレイ４は、使用しないとき、図１に示すように閉鎖状態にされる。
【００３４】
給紙カセット２及び手差し給紙トレイ４の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路６、レジストローラ７、画像形成部８、及び転写ローラ９が配置されている。給紙カセット２または手差し給紙トレイ４から送り出された用紙Ｐは、給紙用用紙搬送路６を通りレジストローラ７の箇所に到達する。レジストローラ７は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部８で形成されるトナー像とのタイミングを計り、用紙Ｐを転写ローラ９の箇所へと送り出す。
【００３５】
外部コンピュータ（図示せず）からの文字や図形、模様などの画像データ信号が画像形成装置１に送信され、この画像データに基づき、画像形成部８上方に備えられた走査光学装置２０にて制御されるレーザ光Ｌ（図中二点鎖線）が照射される。これにより、画像形成部８においては、像担持体である感光体ドラム１０上に原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、前記レジストローラ７によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、感光体ドラム１０と転写ローラ９とが圧接して形成される転写ニップ部にて転写される。
【００３６】
画像形成部８及び転写ローラ９の用紙搬送方向下流には、定着装置１１が備えられている。転写ニップ部にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着装置１１へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００３７】
定着装置１１の下流には、排出用用紙搬送路１２、用紙排出口１３、及び用紙排出部１４が配置されている。定着装置１１から排出された用紙Ｐは、排出用用紙搬送路１２を通って上方へ送られ、用紙排出口１３から、画像形成装置１の上面に設けられた用紙排出部１４に排出される。
【００３８】
続いて、画像形成装置１の走査光学装置２０について、図２〜図６を用いてその構造を説明する。図２は走査光学装置の上面図、図３は走査光学装置の垂直断面右側面図、図４は走査光学装置の垂直断面正面図、図５は走査光学装置のハウジングと制御基板との接続箇所を示す部分拡大垂直断面正面図、図６は走査光学装置の斜視図である。なお、図２及び図６では、走査光学装置の上面に配置される蓋部材の描画を省略している。
【００３９】
また、この走査光学装置の実施形態の基本的な構成は、図１３を用いて説明した従来の走査光学装置の構成と同じであるので、従来構成と共通する構成要素には前と同じ符号を付す。
【００４０】
走査光学装置２０は、図２〜図６に示すように、ハウジング２１の内側と周囲に、光源２２、光偏向器４０、及び光学部材群５０を備えている。
【００４１】
ハウジング２１は、上面が開放部として形成された箱形状をなしている。ハウジング２１の、この上面の箇所には、蓋部材２３（図３参照）が装着され、開放部を塞ぐようになっている。これらのハウジング２１及び蓋部材２３は、ＡＢＳ樹脂などといった合成樹脂で構成されている。
【００４２】
光源２２は、図２及び図６に示すように、ハウジング２１の側面の箇所に備えられている。走査光学装置２０は、ブラック１色に対応したものであるので、光源２２も１個が設けられている。光源２２は、可視領域の光ビーム、例えば６７０ｎｍ程度のレーザ光を照射する仕様のレーザダイオードで構成されている。
【００４３】
光偏向器４０は、ハウジング２１の一方の端部側、すなわち図２及び図３において右方の端部側に備えられている。光偏向器４０は、回転多面鏡であるポリゴンミラー４１と、制御基板４２とを備えている。ポリゴンミラー４１は、正多角形の平面形状をなし、垂直をなす軸線を中心として、図２において反時計方向に回転動作するものである。その軸線中心に回転するポリゴンミラー４１の周囲には、光を反射する反射面が設けられている。制御基板４２は、その上方に、軸受（図示せず）を介してポリゴンミラー４１を備え、ポリゴンミラー４１の動作を制御するものである。
【００４４】
光源２２から照射されたレーザ光ＬＢは、ポリゴンミラー４１周囲の反射面に入射する。ポリゴンミラー４１は、回転しながら、その反射面でレーザ光ＬＢを反射し、主走査方向（図２の上下方向）に偏向しつつ、ハウジング２１内の他端に向けて導く。
【００４５】
光学部材群５０は、ハウジング２１内の、光偏向器４０にて反射されたレーザ光ＬＢの進行先の領域に設けられている。光学部材群５０は、ｆθレンズ５１、及び反射ミラー５２を備えている。
【００４６】
ｆθレンズ５１は、光偏向器４０にて反射されたレーザ光ＬＢが進行する、そのすぐ先の箇所に配置されている。このｆθレンズ５１では、レーザ光ＬＢが主走査方向において等速度に偏向される。さらにｆθレンズ５１は、ポリゴンミラー４１へのレーザ光ＬＢの入射角や、ポリゴンミラー４１の面倒れなどといった走査上の悪影響を補正する。
【００４７】
反射ミラー５２は、ハウジング２１の、光偏向器４０が配置された一方の端部側に対する他方の端部側、すなわち図２及び図３において左方の端部側に備えられている。ｆθレンズ５１を通過したレーザ光ＬＢは、反射ミラー５２にて、下方に向かって反射される。反射ミラー５２にて反射されたレーザ光ＬＢは、ハウジング２１の底部に設けられた窓部２４（図３及び図６参照）を通って、被走査面である感光体ドラム１０（図１参照）の表面に到達、結像される。
【００４８】
上記構成の走査光学装置２０は、図３及び図４に示すように、画像形成装置１内部のフレーム１５に支持されている。この支持形態について詳細に説明すると、光偏向器４０の制御基板４２が、ハウジング２１を介さず、直接フレーム１５に締結、支持されている。制御基板４２は、アルミニウム合金などといった金属材料で構成された締結部材であるネジ２５を用いて締結されている。ネジ２５は４本設けられている。
【００４９】
制御基板４２とハウジング２１とは、制御基板４２の周縁部で、ネジ２６を用いて接続されている。ハウジング２１は、制御基板４２に対応する箇所に、制御基板４２の周囲より小さい大きさの開口部２７を備えている。制御基板４２は、この開口部２７に対して下方からハウジング２１内にポリゴンミラー４１を挿入しながら、開口部２７を塞ぐようにハウジング２１の外底面に密着させて配置されている。
【００５０】
この制御基板４２とハウジング２１と接続箇所には、図５に示すように、断熱部材であるスペーサー２８、及びスリーブ２９が設けられている。スペーサー２８は、制御基板４２の周縁部をぐるりと囲む環状形をなし、制御基板４２とハウジング２１との間に挟まれるように配置されている。このスペーサー２８によって、制御基板４２とハウジング２１とが直接接触するのを防止している。スリーブ２９は、制御基板４２に設けられた穴３２ａの内部に嵌合している。スリーブ２９の内側にはめねじが刻まれ、ここにハウジング２１に設けられた穴２１ｂを貫通させたネジ２６を挿入、締結することによって制御基板４２とハウジング２１とを接続することができる。ネジ２６は４本設けられている。
【００５１】
一方、ハウジング２１は、図２〜図４、及び図６に示すように、その周縁部に複数の支持片３０を備え、この箇所でフレーム１５に支持されている。支持片３０は、ハウジング２１の外底面の箇所からフレーム１５表面に向かって延び、フレーム１５表面に接触して折れ曲がり、外側に突出している。この支持片３０に対応する箇所の、フレーム１５には保持部材１６が設けられている。保持部材１６は、板ばねなどで構成された弾性部材であって、支持片３０がフレーム１５表面に沿って変位できるようにして押圧しながら保持している。このようにして、ハウジング２１は、ハウジング２１の周縁部においてフレーム１５に対して変位自在にして支持されている。
【００５２】
上記のように、光ビームを照射する光源２２と、この光源２２からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡であるポリゴンミラー４１と、このポリゴンミラー４１からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群５０と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジング２１とが設けられた走査光学装置２０を搭載した画像形成装置１において、ポリゴンミラー４１は、その回転動作を制御する制御基板４２上に配置され、この制御基板４２が、ハウジング２１を介さず、直接画像形成装置１のフレーム１５に締結、支持されているので、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所を画像形成装置１のフレーム１５に固定することができる。これにより、熱に起因する、走査光学装置２０のハウジング２１全体の変形を抑制することが可能である。また、熱を、制御基板４２からフレーム１５に直接伝達することができ、ポリゴンミラー４１の箇所の冷却作用を高めることが可能である。さらに、ポリゴンミラー４１の振動も抑制できるので、反射ミラー５２などといった光学部材群５０の振動も抑制することが可能である。このようにして、走査光学装置２０のポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができる。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１を提供することができる。
【００５３】
また、制御基板４２は、ハウジング２１より熱伝導率が高い締結部材であるネジ２５により、画像形成装置１のフレーム１５に締結されているので、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱が、走査光学装置２０のハウジング２１側よりも画像形成装置１のフレーム１５側に伝導し易くすることができる。これにより、ポリゴンミラー４１の箇所の冷却作用を一層高めることが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形を効果的に抑制することができる。
【００５４】
そして、制御基板４２は、制御基板４２の周縁部でハウジング２１に接続され、ハウジング２１が、ハウジング２１の周縁部において画像形成装置１のフレーム１５に対して変位自在にして支持されているので、ハウジング２１周縁部の変位を拘束することに起因するハウジング２１全体の反りや歪みを防止することが可能である。したがって、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形をさらに効果的に抑制することができる。
【００５５】
さらに、ハウジング２１は、弾性部材である保持部材１６を介して画像形成装置１のフレーム１５に支持されているので、ハウジング２１周縁部の変位を拘束する作用をさらに緩和することが可能である。これにより、ハウジング２１全体の反りや歪みの防止効果をさらに向上させることができる。
【００５６】
また、制御基板４２とハウジング２１との接続箇所に、断熱部材であるスペーサー２８及びスリーブ２９を備えているので、ポリゴンミラー４１の箇所で発生する熱を、ハウジング２１側にさらに伝導し難くすることができる。したがって、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形を一層効果的に抑制することができる。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態に係る走査光学装置の詳細な構成について、図７〜図１０を用いて説明する。図７は走査光学装置の上面図、図８は走査光学装置の垂直断面右側面図、図９は走査光学装置の垂直断面正面図、図１０は走査光学装置の斜視図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図１〜図６を用いて説明した前記第１の実施形態と同じであるので、第１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、説明は省略するものとする。
【００５８】
第２の実施形態に係る走査光学装置１において、制御基板４２とハウジング２１とは、図７〜図９に示すように、制御基板４２の周縁部で、緩衝部材３１を用いて接続されている。緩衝部材３１は、ゴムなどといった弾性部材であって、制御基板４２の周縁部をぐるりと囲む環状形をなし、制御基板４２とハウジング２１との間に挟まれるように配置されている。これにより、制御基板４２は、制御基板４２の周縁部においてハウジング２１に対して変位自在に接続されている。
【００５９】
一方、ハウジング２１は、図７〜図１０に示すように、その周縁部に複数の支持片３０を備え、この箇所でフレーム１５に支持されている。この支持片３０に対応する箇所には、締結部材であるネジ１７が取り付けられている。すなわち、ハウジング２１は、ネジ１７によってフレーム１５にしっかりと締結、支持されている。
【００６０】
上記のように、制御基板４２は、制御基板４２の周縁部においてハウジング２１に対して変位自在にして接続され、ハウジング２１が、画像形成装置１のフレーム１５に締結、支持されているので、走査光学装置２０のハウジング２１の、画像形成装置１のフレーム１５に対する変位を防止することができる。さらに、熱に起因する、ハウジング２１全体の変形を抑制することが可能である。これらの理由により、ハウジング２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することが可能である。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１を提供することができる。
【００６１】
また、制御基板４２とハウジング２１との接続箇所に、弾性部材である緩衝部材３１を備えているので、制御基板４２の周縁部とハウジング２１との互いの変形の影響が相手側に伝わるのを防止することができる。これにより、ハウジング２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を一層効果的に回避することができ、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１を提供することができる。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施形態に係る走査光学装置について、図１１及び図１２に基づき説明する。
【００６３】
まず、本発明の第３の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置について、図１１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１１は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色各々に対応した４個の感光体ドラムが備えられ、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。
【００６４】
図１１に示すように、画像形成装置１０１の本体１０２の内部下方には、給紙カセット１０３が配置されている。給紙カセット１０３は、その内部に、印刷前のカットペーパー等の用紙Ｐを積載して収容している。そして、この用紙Ｐは、図１１において給紙カセット１０３の左上方に向けて、１枚ずつ分離されて送り出される。なお、給紙カセット１０３は、本体１０２の前面側から水平に引き出すことが可能である。
【００６５】
本体１０２の内部であって、給紙カセット１０３の左方には、第１用紙搬送部１０４が備えられている。第１用紙搬送部１０４は、本体１０２の左側面に沿って略垂直に形設されている。そして、第１用紙搬送部１０４は、給紙カセット１０３から送り出された用紙Ｐを受け取り、本体１０２の左側面に沿って垂直上方に二次転写部１１０まで搬送する。
【００６６】
給紙カセット１０３の上方であって、第１用紙搬送部１０４が形設された本体１０２の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部１０５が備えられている。手差し給紙部１０５には、給紙カセット１０３に入っていないサイズの用紙や、厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ手で送り込みたいものが載置される。
【００６７】
手差し給紙部１０５の左方には、第２用紙搬送部１０６が備えられている。第２用紙搬送部１０６は、給紙カセット１０３のすぐ上方にあって、手差し給紙部１０５から第１用紙搬送部１０４まで略水平に延び、第１用紙搬送部１０４に合流している。そして、第２用紙搬送部１０６は、手差し給紙部１０５から送り出された用紙Ｐ等を受け取り、略水平に第１用紙搬送部１０４まで搬送する。
【００６８】
一方、画像形成装置１０１は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第２用紙搬送部１０６の上方に配置された露光手段である光走査装置１２０に送られる。光走査装置１２０により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Ｌが、画像形成部１０７に向かって照射される。
【００６９】
光走査装置１２０の上方には計４台の画像形成部１０７が、さらにそれら各画像形成部１０７の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト１０８が備えられている。中間転写ベルト１０８は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図１１において時計方向に回転する。
【００７０】
４台の画像形成部１０７は、図１１に示すように、中間転写ベルト１０８の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部１０７とは、上流側から順に、イエロー用の画像形成部１０７Ｙ、マゼンタ用の画像形成部１０７Ｍ、シアン用の画像形成部１０７Ｃ、及びブラック用の画像形成部１０７Ｂである。これらの画像形成部１０７には、各色に対応する現像剤供給容器及び搬送手段（図示せず）により、現像剤（トナー）が補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｙ」「Ｍ」「Ｃ」「Ｂ」の識別記号は省略するものとする。
【００７１】
各画像形成部１０７では、露光手段である光走査装置１２０によって照射されたレーザ光Ｌにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成部１０７の上方に備えられた一次転写部１０９で、中間転写ベルト１０８表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１０８の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部１０７のトナー像が中間転写ベルト１０８に転写されることにより、中間転写ベルト１０８表面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
【００７２】
中間転写ベルト１０８が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部１１０が配置されている。中間転写ベルト１０８表面のカラートナー像は、第１用紙搬送部１０４によって同期をとって送られてきた用紙Ｐに、二次転写部１１０に形成される二次転写ニップ部で転写される。
【００７３】
二次転写後、中間転写ベルト１０８表面に残留するトナーなどの付着物は、中間転写ベルト１０８に対してイエロー用の画像形成部１０７Ｙの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト１０８用のクリーニング装置１１１によってクリーニング、回収される。
【００７４】
二次転写部１１０の上方には、定着装置１１２が備えられている。二次転写部１１０にて未定着トナー像を担持した用紙Ｐは、定着装置１１２へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
【００７５】
定着装置１１２の上方には、分岐部１１３が備えられている。定着装置１１２から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部１１３から画像形成装置１０１の上部に設けられた用紙排出部１１４に排出される。
【００７６】
分岐部１１３から用紙排出部１１４に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部１１５としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部１１５において、定着装置１１２から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Ｐは、分岐部１１３、定着装置１１２の左方、及び二次転写部１１０の左方を通って下方に送られ、再度第１用紙搬送部１０４を経て二次転写部１１０へと送られる。
【００７７】
続いて、画像形成装置１０１の光走査装置１２０について、図１２を用いてその構造を説明する。図１２は、光走査装置の模型的垂直断面正面図である。なお、図１２では、走査光学装置の上面に配置される蓋部材の描画を省略している。
【００７８】
なお、この光走査装置１２０は、前述のように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色各々に対応した４個の感光体ドラムが備えられたタンデム型の画像形成装置１０１に搭載するべく設計されたものである。画像形成部１０７同様、光走査装置１２０のいくつかの構成要素にも、４色各々に対応した「Ｙ」「Ｍ」「Ｃ」「Ｂ」の識別記号が付くが、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、それらの識別記号を省略することがある。
【００７９】
走査光学装置１２０は、図１２に示すように、ハウジング１２１の内側と周囲に、光源（図示せず）、光偏向器１４０、及び光学部材群１５０を備えている。
【００８０】
ハウジング１２１は、上面が開放部として形成された箱形状をなしている。ハウジング１２１の、この上面の箇所には、図示しない蓋部材が装着され、開放部を塞ぐようになっている。これらのハウジング１２１及び蓋部材は、合成樹脂で構成されている。
【００８１】
光源は、ハウジング１２１の一方の端部側、すなわち図１２において右方の端部側に備えられている。走査光学装置１２０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応したものであって、光源も独立した４個が設けられている。光源は、可視領域の光ビーム、例えば６７０ｎｍ程度のレーザ光を照射する仕様のレーザダイオードで構成されている。
【００８２】
光偏向器１４０は、光源の近傍であって、ハウジング１２１の一方の端部側、すなわち図１２において右方の端部側に備えられている。光偏向器１４０は、回転多面鏡であるポリゴンミラー１４１と、制御基板１４２とを備えている。ポリゴンミラー１４１は、正多角形の平面形状をなし、垂直をなす軸線を中心として回転動作するものである。その軸線中心に回転するポリゴンミラー１４１の周囲には、光を反射する反射面が設けられている。制御基板１４２は、その上方に、軸受（図示せず）を介してポリゴンミラー１４１を備え、ポリゴンミラー１４１の動作を制御するものである。
【００８３】
４個の光源から照射されたレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢは、各々、副走査方向（図１２の上下方向）に微小角度ずつずれた状態でポリゴンミラー１４１周囲の反射面に入射する。ポリゴンミラー１４１は、回転しながら、その反射面で各レーザ光を反射し、主走査方向（図１２の紙面に対して奥行方向）に偏向しつつ、ハウジング１２１内の他端に向けて導く。
【００８４】
光学部材群１５０は、ハウジング１２１内の、光偏向器１４０にて反射されたレーザ光の進行先の領域に備えられている。光学部材群１５０は、第１ｆθレンズ１５１、第２ｆθレンズ１５２、及び反射ミラー１５３を備えている。
【００８５】
第１ｆθレンズ１５１は、光偏向器１４０にて反射されたレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが進行する、そのすぐ先の箇所に配置されている。第１ｆθレンズ１５１は、レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢに対して共用ものであって、１個備えられている。この第１ｆθレンズ１５１では、各レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢが主走査方向において等速度に偏向される。さらに第１ｆθレンズ１５１は、ポリゴンミラー１４１へのレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢの入射角や、ポリゴンミラー１４１の面倒れなどといった走査上の悪影響を補正しながら、各レーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢの副走査方向の角度を若干広げる。
【００８６】
第１ｆθレンズ１５１を通過したイエロー用のレーザ光ＬＹは、ハウジング１２１の内底面近傍の反射ミラー１５３Ｙａで反射し、第１ｆθレンズ１５１の方向に折り返される。その後、レーザ光ＬＹは、第２ｆθレンズ１５２Ｙを通過し、ハウジング１２１の上端近傍の反射ミラー１５３Ｙｂにて反射され、被走査面であるイエロー用の画像形成部１０７Ｙの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００８７】
第１ｆθレンズ１５１を通過したマゼンタ用のレーザ光ＬＭも、イエロー用のレーザ光ＬＹと同様に、ハウジング１２１の内底面近傍の反射ミラー１５３Ｍａで反射し、第１ｆθレンズ１５１の方向に折り返される。その後、レーザ光ＬＭは、第２ｆθレンズ１５２Ｍを通過し、ハウジング１２１の上端近傍の反射ミラー１５３Ｍｂにて反射され、被走査面であるマゼンタ用の画像形成部１０７Ｍの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００８８】
第１ｆθレンズ１５１を通過したシアン用のレーザ光ＬＣは、ハウジング１２１の内底面近傍の反射ミラー１５３Ｃａで略垂直上方に向かって反射され、続いてハウジング１２１の上端近傍の反射ミラー１５３Ｃｂで略水平方向に、第１ｆθレンズ１５１の方向に折り返される。その後、レーザ光ＬＣは、第２ｆθレンズ１５２Ｃを通過し、反射ミラー１５３Ｃｃにて反射され、被走査面であるシアン用の画像形成部１０７Ｃの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００８９】
第１ｆθレンズ１５１を通過したブラック用のレーザ光ＬＢは、反射ミラーを介すことなく直接第２ｆθレンズ１５２Ｂを通過する。その後、レーザ光ＬＢは、反射ミラー１５３Ｂにて反射され、被走査面であるブラック用の画像形成部１０７Ｂの感光体ドラム表面に到達、結像される。
【００９０】
上記構成の走査光学装置１２０は、画像形成装置１０１内部のフレーム１１６に支持されている。この支持形態について詳細に説明すると、光偏向器１４０の制御基板１４２が、ハウジング１２１を介さず、直接フレーム１１６に締結、支持されている。制御基板１４２は、アルミニウム合金などといった金属材料で構成された、複数の締結部材であるネジ１２２を用いて締結されている。
【００９１】
制御基板１４２とハウジング１２１とは、制御基板１４２の周縁部で、複数のネジ１２３を用いて接続されている。ハウジング１２１は、制御基板１４２に対応する箇所に、制御基板１４２の周囲より小さい大きさの開口部１２４を備えている。制御基板１４２は、この開口部１２４に対して下方からハウジング１２１内にポリゴンミラー１４１を挿入しながら、開口部１２４を塞ぐようにハウジング１２１の外底面に密着させて配置されている。
【００９２】
一方、ハウジング１２１は、その周縁部に複数の支持片１２５を備え、この箇所でフレーム１１６に支持されている。支持片１２５は、ハウジング１２１の外底面の箇所からフレーム１１６表面に向かって延び、フレーム１１６表面に接触して折れ曲がり、外側に突出している。この支持片１２５に対応する箇所の、フレーム１１６には保持部材１１７が設けられている。保持部材１１７は、板ばねなどで構成された弾性部材であって、支持片１２５がフレーム１１６表面に沿って変位できるようにして押圧しながら保持している。このようにして、ハウジング１２１は、ハウジング１２１の周縁部においてフレーム１１６に対して変位自在にして支持されている。
【００９３】
なお、第１の実施形態同様、制御基板１４２とハウジング１２１との接続箇所に、断熱部材を設けても構わない。また、フレーム１１６に対するハウジング１２１の支持形態を、第２の実施形態に倣って構成しても構わない。
【００９４】
上記のように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色各々に対応した４個の感光体ドラムが備えられたタンデム型の画像形成装置１０１であっても、上面にポリゴンミラー１４１が配置され、その回転動作を制御する制御基板１４２が、ハウジング１２１を介さず、直接画像形成装置１０１のフレーム１１６に締結、支持されているので、ポリゴンミラー１４１の箇所で発生する熱に起因する変形が最も大きいと懸念される箇所を画像形成装置１０１のフレーム１１６に固定することができる。これにより、熱に起因する、走査光学装置１２０のハウジング１２１全体の変形を抑制することが可能である。また、熱を、制御基板１４２からフレーム１１６に直接伝達することができ、ポリゴンミラー１４１の箇所の冷却作用を高めることが可能である。さらに、ポリゴンミラー１４１の振動も抑制できるので、反射ミラー１５３などといった光学部材群１５０の振動も抑制することが可能である。このようにして、走査光学装置１２０のポリゴンミラー１４１の箇所で発生する熱に起因する、ハウジング１２１全体に生じる熱膨張の差異による悪影響を回避することができる。その結果、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装置１０１を提供することができる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００９６】
例えば、制御基板、ハウジング、フレームの接続、締結に使用されるネジや支持片は、その配置箇所や数量が、上記実施形態にて説明した構成に限定されるわけではなく、他の配置箇所、数量を適用しても構わない。また、ネジや弾性部材の材料も、上記実施形態にて説明した材料に限定されるわけではなく、他の材料を使用しても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、走査光学装置を搭載した画像形成装置において利用可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１、１０１ 画像形成装置
１５、１１６ フレーム
１６、１１７ 保持部材（弾性部材）
２０、１２０ 走査光学装置
２１、１２１ ハウジング
２２ 光源
２５、１２２ ネジ（締結部材）
２８ スペーサー（断熱部材）
２９ スリーブ（断熱部材）
３０、１２５ 支持片
３１ 緩衝部材（弾性部材）
４０、１４０ 光偏向器
４１、１４１ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
４２、１４２ 制御基板
５０、１５０ 光学部材群
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを照射する光源と、この光源からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡と、この回転多面鏡からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジングとが設けられた走査光学装置を搭載した画像形成装置において、
前記回転多面鏡は、その回転動作を制御する制御基板上に配置され、この制御基板が、前記ハウジングを介さず、直接画像形成装置のフレームに締結、支持されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御基板は、前記ハウジングより熱伝導率が高い締結部材により、画像形成装置のフレームに締結されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御基板は、制御基板の周縁部で前記ハウジングに接続され、ハウジングが、ハウジングの周縁部において画像形成装置のフレームに対して変位自在にして支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、弾性部材を介して画像形成装置のフレームに支持されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、断熱部材を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御基板は、制御基板の周縁部において前記ハウジングに対して変位自在にして接続され、ハウジングが、画像形成装置のフレームに締結、支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、弾性部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
光ビームを照射する光源と、この光源からの光ビームを主走査方向に偏向する回転多面鏡と、この回転多面鏡からの光ビームを被走査面上に導く光学部材群と、光ビームを被走査面上に照射するこれらの光学機器を内部に備えるハウジングとが設けられた走査光学装置を搭載した画像形成装置において、
前記回転多面鏡は、その回転動作を制御する制御基板上に配置され、この制御基板が、前記ハウジングを介さず、直接画像形成装置のフレームに締結、支持されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御基板は、前記ハウジングより熱伝導率が高い締結部材により、画像形成装置のフレームに締結されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御基板は、制御基板の周縁部で前記ハウジングに接続され、ハウジングが、ハウジングの周縁部において画像形成装置のフレームに対して変位自在にして支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、弾性部材を介して画像形成装置のフレームに支持されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、断熱部材を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御基板は、制御基板の周縁部において前記ハウジングに対して変位自在にして接続され、ハウジングが、画像形成装置のフレームに締結、支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御基板と前記ハウジングとの接続箇所に、弾性部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１９１３４４（Ｐ２０１０−１９１３４４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７６４３（Ｐ２００９−３７６４３）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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