JP2006047655A - 画像形成装置及び走査ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】
より小型化（特に高さの短縮、薄型化）を図ることのできる画像形成装置及び走査ユニットを提供する。
【解決手段】
ポリゴンミラー１１０にて偏向された光ビームが第１折り返しミラー１３０に反射した後、開口２２３を介してポリゴンミラー１１０の基台部２２０下方に配される第２折り返しミラー１３１へと向うようにし、レーザビームの主走査方向中央部におけるポリゴンミラー１１０の反射面から第１折り返しミラー１３０の反射面までの光路長をａ、第１折り返しミラー１３０の反射面から第２折り返しミラー１３１の反射面までの光路長をｂ、第２折り返しミラー１３１の反射面から感光体ドラム３７までの光路長をｃとした場合に、ａ＜ｂ及びｃ＜ｂの関係を満たすように構成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は画像形成装置及び走査ユニットに関し、特に、光ビームを射出して感光体表面を露光走査する走査ユニットを備える画像形成装置、及び当該画像形成装置に備えられる走査ユニットに関する。

レーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、半導体レーザ等の光源を含む発光部から射出される光ビームをポリゴンミラー等の偏向器にて偏向し、一様に帯電された感光体表面を露光走査して潜像を形成し、潜像をトナーにより可視像化した後、トナー像を記録シート等の記録媒体上に転写することにより画像を形成する。

ここで、光ビームを射出して感光体表面を露光走査する走査装置は、光ビームの発光位置やポリゴンミラーの位置、光ビームを感光体へと導く走査光学系等の位置を精度よく組み立てる必要があることから、上記各部を、樹脂により成型したフレーム内に装着した走査ユニットとして製造されることが多い。

従来、走査ユニットを画像形成装置に搭載するに際しては、例えば特許文献１（図１参照）に記載されているように、感光体ドラム等を備えるプロセスユニット上方に、鉄板等の剛体板を用紙搬送方向と直交する方向に架設し、走査ユニットを当該剛体板上に配設することが一般的であり、ポリゴンミラー等の偏向器により偏向された光ビームは、三つの折り返しミラーにより反射されて感光体表面に導かれるものが多かった。

特開２００４−１６３４６３号公報

一般家庭でプリンタを使用するユーザにとって、例えば机上等の余り広くないスペースにプリンタを設置することができれば便利であるから、レーザプリンタ等の画像形成装置の小型化の要請は相当に強い。しかしながら、特許文献１に記載のように三つの折り返しミラーを用いて光ビームを感光体に導く場合、走査ユニットを一定に小型化（特に薄型化）することは難しく、装置の小型化（特に高さの短縮）を困難としている。

本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、より小型化を図ることのできる画像形成装置及び走査ユニットを提供することを目的としている。

上記の問題点を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、光ビームを射出して感光体表面を露光走査する走査ユニットを備える画像形成装置において、前記走査ユニットは、開口が設けられた平板状の基台部と、前記基台部の外周を囲う外周壁を形成する外周部とを有するユニットフレームと、前記基台部上面側に配され光ビームを前記外周壁に向けて偏向する偏向器と、前記偏向器との間に前記開口を挟んで配され、前記偏向器にて偏向され前記外周壁方向に進行している光ビームを前記基台部下方へと反射させる第１の反射系光学素子と、前記基台部下面側に配され、当該第１の反射系光学素子にて反射し前記開口を通過して進行している光ビームを前記感光体へと反射させる第２の反射系光学素子とを備え、前記第１の反射系光学素子に入射する光ビームと、当該第１の反射系光学素子において前記第２の反射系光学素子に向かって反射する光ビームとの間の角度が鋭角であり、前記光ビームの主走査方向中央部における前記偏向器の反射面から前記第１の反射系光学素子の反射面までの光路長をａ、前記第１の反射系光学素子の反射面から前記第２の反射系光学素子の反射面までの光路長をｂ、前記第２の反射系光学素子の反射面から前記感光体表面までの光路長をｃとした場合に、ａ＜ｂ及びｃ＜ｂの関係を満たすことを特徴としている。

この構成では折り返しミラー等の反射系光学素子が二つでよいので、走査ユニットの小型化（特に薄型化）に有効である。また、第１の反射系光学素子に入射する光ビームと、第１の反射系光学素子に反射した後の光ビームとの間の角度を鋭角とし、第１の反射系光学素子から第２の反射系光学素子までの光路長を長くとることで、充分な光路長を確保することもできる。従って、走査ユニットと感光体との間の距離の短縮を図ることもでき、もって画像形成装置の小型化（特に高さの短縮）を図ることが可能となる。

前記偏向器は、前記基台部上面側における対向する両端部の一方に配され、前記第１の反射系光学素子は、前記両端部の他方に配され、前記第２の反射系光学素子は、両端部の前記一方において、前記基台部を介して前記偏向器の下方に配されている構成とすると走査ユニット全体の小型化に有効である。

前記走査ユニットは、前記偏向器と前記第１の反射系光学素子との間に設けられた第１走査レンズと、前記第１の反射系光学素子と前記第２の反射系光学素子との間に設けられた第２走査レンズとを含むことができる。より具体的には、前記偏向器は、回動軸を中心として反射面が回動することにより光ビームを偏向する構成を有し、前記開口は、前記第１走査レンズ及び前記第２走査レンズが配される部分に設けられ、前記第１走査レンズ及び前記第２走査レンズは、当該開口部分にて、前記回動軸方向に沿って一部が重なるように配されている構成とすることが好ましい。第２走査レンズを感光体に近づけると、特に、第２走査レンズが光ビームを副走査方向に集光するシリンドリカルレンズである場合に副走査方向の幅を大きくする必要があり、走査ユニットの小型化に不利となる。上記のような位置に走査レンズを配することが走査レンズの薄型化を介して走査ユニットの小型化を図る上で有効となる。

前記シリンドリカルレンズの副走査方向の厚さは略６ｍｍ以下とすることができる。また、前記第１の反射系光学素子に入射する光ビームと、前記第１の反射系光学素子に反射した後の光ビームとの間の角度は略１０°以上３０°以下とすることができる。この角度は小さいほど走査ユニットの薄型化には有効である。

前記第２走査レンズは、その両端が、前記基台部下面に設けられた二箇所の装着部との間で装着部材を介して装着されている構成とすることができる。第２走査レンズをその中央部でなく、両端で装着することでも、走査ユニットの薄型化を図ることができる。

前記二箇所の装着部のいずれか一方に、前記第２走査レンズの位置決め部が設けられることが好ましい。第２走査レンズが吸湿、温度上昇などによって膨張した際の画質の劣化を防止するためである。前記第２走査レンズは、樹脂を射出成型して作製したものであり、その一端に、成型後に樹脂の注入部に残るゲート部を有している場合、前記位置決め部は、前記一端とは逆側を装着する装着部に設けられることが好ましい。

前記ユニットフレームの外周部を側面視した場合に、前記偏向器側の高さ方向の長さが前記第１の反射系光学素子側より長い略楔形形状を有する構成とすることが好ましい。
前記画像形成装置は、前記感光体及び感光体表面を露光走査して形成された潜像を可視像化する現像装置を含むプロセスユニットを備えており、筐体の前記第１の反射系光学素子側側面に開閉自在のカバーが設けられるような場合、上記略楔形形状とすることにより、前記プロセスユニットが通過する空間を確保しやすくなり、前記カバーが開放された際に形成される開口からプロセスユニットを着脱自在に設けることが容易となるからである。

本発明に係る走査ユニットは、光ビームを射出して被走査対象を露光走査する走査ユニットにおいて、前記走査ユニットは、開口が設けられた平板状の基台部と、前記基台部の外周を囲う外周壁を形成する外周部とを有するユニットフレームと、前記基台部上面側に配され光ビームを前記外周壁に向けて偏向する偏向器と、前記偏向器との間に前記開口を挟んで配され、前記偏向器にて偏向され前記外周壁方向に進行している光ビームを前記基台部下方へと反射させる第１の反射系光学素子と、前記基台部下面側に配され、当該第１の反射系光学素子にて反射し前記開口を通過して進行している光ビームを前記被走査対象へと反射させる第２の反射系光学素子とを備え、前記第１の反射系光学素子に入射する光ビームと、前記第１の反射系光学素子に反射した後の光ビームとの間の角度は鋭角であり、前記光ビームの主走査方向中央部における前記偏向器の反射面から前記第１の反射系光学素子の反射面までの光路長をａ、前記第１の反射系光学素子の反射面から前記第２の反射系光学素子の反射面までの光路長をｂとした場合に、ａ＜ｂの関係を満たすことを特徴としている。

本発明に係る画像形成装置及び走査ユニットによると、走査ユニット内の光ビームの光路を略楔形形状としていることにより、折り返しミラー等の反射系光学素子が二つで良くなる。この結果、走査ユニット全体の小型化、薄型化に有利となる。さらに、第１の反射系光学素子と第２の反射系光学素子との間の光路長を長くとることで走査ユニット内で充分な光路長を確保でき、走査ユニットと感光体との間の距離短縮を図ることもできるため、画像形成装置全体の小型化を図ることもできるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（１）レーザプリンタの全体構成
図１は、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１の外観を表す斜視図である。

同図のレーザプリンタ１は、上面となるトップカバー１８、及び四つの側面２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ（側面２ｃ及び２ｄは図１では見えない位置にある。）を有する筐体２を備えており、トップカバー１８が筐体２の内方に凹んでシート排出トレイ７２が形成されている。筐体２の下部には、記録紙等の記録媒体を複数枚収納可能な給紙カセット６が、筐体２の正面側側面２ａから挿抜自在に設けられている。なお正面側側面２ａには、記録媒体を個別にセットする手差しトレイ部１１が設けられているとともに、開閉可能なフロントカバー１６が設けられている。

同図１において仮想線にて示されるように、対向する側面２ｂ及び側面２ｄの内方に一対のサイドフレーム１９０ｂ及び１９０ｄがそれぞれ設けられ、筐体２上面のトップカバー１８の下方には鉄板等から成る剛体板１９０がサイドフレーム１９０ｂ及び１９０ｄの間に架設されている。サイドフレーム１９０ｂ及び１９０ｄは、鉄板、あるいはポリスチレン、ＡＢＳ等の樹脂により成型されている。剛体板１９０の下方には、同図には不図示の走査ユニットが固着されている。

以下、図２を参照して、レーザプリンタ１の構成をさらに詳細に説明する。
図２は、側面２ｄ側から見たレーザプリンタ１の概略側断面図である。
レーザプリンタ１は、上面のトップカバー１８、正面側側面２ａに設けられるフロントカバー１６、及び背面側側面２ｃに設けられるリアカバー６０等が備えられる筐体２内に、記録媒体としての記録紙等（図中記録媒体搬送路が仮想線Ｐで表されている。）を給紙するための給紙部３や、給紙された記録媒体上に可視像であるトナー画像を形成するプロセスカートリッジ４、記録媒体上に形成されたトナー画像を記録媒体上に定着させる定着ユニット５、定着ユニット５を通過した記録媒体を排紙する排紙部７０などを備えている。なお、本明細書では、筐体２の四つの側面２ａ〜２ｄの中で、記録媒体搬送方向前後の側面のうち、フロントカバー１６が設けられる側の側面（図２の右側側面）を正面側側面２ａ、逆側を背面側側面２ｃとする。

給紙部３は、給紙カセット６と、給紙カセット６内に積層された記録媒体のシート搬送方向先端側（正面側）端部の上方に設けられた給紙ローラ７、８及び給紙パット９とを含む。給紙部３には、給紙カセット６から給紙された記録媒体を反転させてプロセスカートリッジ４の下部へと搬送する記録媒体搬送路である給紙パス１０が形成されており、給紙部３には、給紙パス１０に臨むレジストローラ対１２を備えている。なお、給紙パス１０には、給紙カセット６内の記録媒体の他、手差しトレイ部１１に手差しにてセットされた記録媒体（記録紙等）も給紙されるが、いずれの場合も一旦レジストローラ対１２にて停止した後、プロセスカートリッジ４における画像形成タイミングに合わせてプロセスカートリッジ４の画像形成部へと供給される。

給紙カセット６は、プロセスカートリッジ４及び定着ユニット５の下部に配され、筐体２の正面側側面２ａから挿抜可能に装着されている。この給紙カセット６内には、用紙押圧板１３及びばね１４が設けられている。用紙押圧板１３は、記録媒体を積層状にスタック可能とされ、給紙ローラ７等から遠い方の端部において揺動可能に支持されることによって、近い方の端部が上下方向に移動可能とされている。また、ばね１４は、用紙押圧板１３における給紙ローラ７等に近い方の端部の裏面を、上方向に付勢するように設けられている。そのため、用紙押圧板１３は、記録媒体の積層量が増えるに従って、給紙ローラ７等に対して遠い方の端部を支点として、ばね１４の付勢力に抗して下向きに揺動される。

給紙ローラ８及び給紙パット９は、互いに対向して配設され、給紙パット９の裏側に設けられるばね１５によって、給紙パット９が給紙ローラ８に向かって押圧されている。用紙押圧板１３上に積層された中で最上位にある記録媒体は、用紙押圧板１３の裏側からばね１４によって給紙ローラ７に当接して押圧されており、当該最上位の記録媒体が給紙ローラ７により給紙され、給紙ローラ８と給紙パット９とで挟まれた後、給紙ローラ８が回転することにより、給紙ローラ８及び給紙パット９とで１枚毎に分離されながら、給紙パス１０に向かって給紙される。

給紙カセット６、あるいは手差しトレイ部１１から給紙された記録媒体は、給紙ローラ７等の上方部に配置されたレジストローラ対１２に送られる。レジストローラ対１２は、給紙された記録媒体をレジスト後に、プロセスカートリッジ４内の画像形成位置（感光体ドラム３７と転写ローラ３９との接触位置）へと搬送する。なお、筐体２の正面側側面２ａにはフロントカバー１６が設けられている。フロントカバー１６は筐体２に対して開閉自在に設けられており、フロントカバー１６が開放状態となった際に現れる開口からプロセスカートリッジ４の挿抜交換が可能な構成となっている。

プロセスカートリッジ４の上部に設けられる走査ユニット１００は、レーザビームを射出するレーザダイオード２７１（図３参照）、ポリゴンモータ１１２（図４参照）により高速回転駆動されレーザビームを偏向させる偏向器としてのポリゴンミラー１１０、レーザビームをポリゴンミラー１１０による走査方向（主走査方向）に集光するとともに、感光体ドラム３７上での走査速度を一定にするｆθレンズ（第１走査レンズ）１２０、レーザビームを主走査方向と直交する副走査方向（感光体ドラム３７の回転方向）に集光するシリンドリカルレンズ（第２走査レンズ）１４０、第１折り返しミラー１３０及び第２折り返しミラー１３１などを備えている。

画像情報に基づいて変調され、レーザダイオード２７１から射出されるレーザビームは、一点鎖線で示されるように、ポリゴンミラー１１０、ｆθレンズ１２０、第１折り返しミラー１３０、シリンドリカルレンズ１４０、第２折り返しミラー１３１の順に通過あるいは反射して、プロセスカートリッジ４内の感光体ドラム３７の表面上を露光走査する。

トップカバー１８の下部内方に筐体２の上面を構成する剛体板（本実施の形態では鉄板）１９０が、筐体２の側面２ｂと側面２ｄとをそれぞれ構成するサイドフレーム１９０ｂ及び１９０ｄ（図１参照）の上部の間に架設されており、この剛体板１９０が走査ユニット１００の上蓋を兼ねている。

プロセスカートリッジ４は、ドラムカートリッジ３５及び現像カートリッジ３６を含んでいる。ドラムカートリッジ３５内には、感光体ドラム３７、帯電器３８及び転写ローラ３９などを備えている。プロセスカートリッジ４は、前記したように、フロントカバー１６を開放した際の開口から筐体２内部に着脱自在とされている。現像カートリッジ３６は、ドラムカートリッジ３５に対して着脱自在に装着されており、現像ローラ４０、層厚規制ブレード４１、供給ローラ４２、トナーホッパー４３などを備えている。

トナーホッパー４３内のトナーは、回転軸４４により支持されるアジテータ４５の矢印方向への回転により攪拌され、トナーホッパー４３の側部に開口されたトナー供給口４６から放出される。トナー供給口４６の側方位置に前記供給ローラ４２が回転可能に配設されており、また、この供給ローラ４２に対向して、現像ローラ４０が回転可能に配されている。なお、供給ローラ４２と現像ローラ４０とは、そのそれぞれがある程度圧縮するような状態で互いに当接されている。

現像ローラ４０は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。なお、現像ローラ４０には、現像バイアスが印加されるように構成されている。また、現像ローラ４０の近傍には、層厚規制ブレード４１が配されている。この層厚規制ブレード４１は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部を備えており、現像ローラ４０の近くにおいて現像カートリッジ３６に支持されて、押圧部がブレード本体の弾性力によって現像ローラ４０上に圧接されるように構成されている。

トナー供給口４６から放出されるトナーは、供給ローラ４２の回転により、現像ローラ４０に供給され、この時、供給ローラ４２と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴って、層厚規制ブレード４１の押圧部と現像ローラ４０との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。

感光体ドラム３７は、現像ローラ４０の側方位置において、その現像ローラ４０と対向するような状態で、ドラムカートリッジ３５において、矢印方向（時計方向）に回転可能に支持されている。この感光体ドラム３７は、ドラム本体が接地され、その表面がポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層により形成されている。

帯電器３８は、感光体ドラム３７の左斜め方向上方に、所定間隔を隔てて対向配置されている。この帯電器３８は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型の帯電器であり、感光体ドラム３７の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。

転写ローラ３９は、感光体ドラム３７の下方において、感光体ドラム３７に対向配置され、ドラムカートリッジ３５に矢印方向（反時計方向）に回転可能に支持されている。この転写ローラ３９は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアスが印加されるように構成されている。

感光体ドラム３７の表面は、当該感光体ドラム３７の回転に伴ない、まず、帯電器３８によって一様に正極性に帯電される。次いで、走査ユニット１００からのレーザビームにより露光されて静電潜像が形成される。その後、現像ローラ４０と対向し、現像ローラ４０上に担持されかつ正帯電されているトナーが感光体ドラム３７に対向して接触する時に、現像ローラ４０に印加される現像バイアスにより、感光体ドラム３７の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム３７の表面のうち、レーザビームによって露光され電位が下がっている露光部分に供給され、選択的に担持されることによってトナー画像が形成される（反転現像）。

その後、感光体ドラム３７の表面上に担持されたトナー画像は、記録媒体が感光体ドラム３７と転写ローラ３９との間を通る間に、転写ローラ３９に印加される転写バイアスによって、記録媒体に転写される。
定着ユニット５は、給紙カセット６の上部、プロセスカートリッジ４の側方であって、プロセスカートリッジ４よりも記録媒体搬送方向下流側に配設される。定着ユニット５は、定着ローラとして、内部にヒータを備える加熱ローラ５１、加熱ローラ５１と対向して設けられ加熱ローラを押圧するように付勢された加圧ローラ５２を備えている。

定着ユニット５においては、プロセスカートリッジ４において記録媒体上に転写された可視像であるトナー画像を、当該記録媒体が加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間を通過する間に熱定着させ、その後、記録媒体を排紙部７０に形成される記録媒体搬送路である排紙パス７６へと送出するようにしている。

排紙部７０は、排紙パス７６を構成する内側ガイド部材７１と外側ガイド部材６２、記録媒体をトップカバー１８に設けられたシート排出トレイ７２上へと排出する排出口に設けられる排紙ローラ対のうち、下側の排紙ローラ７３、上側の排紙ローラ７５、さらにシート排出トレイ７２の一部を構成する部分を備えたトレイ部材７４を含んでいる。

排紙パス７６を構成する外側ガイド部材６２は、筐体２の背面側側面２ｃに設けられるリアカバー６０の開閉と連動して背面側へと揺動するように構成されており、ヒンジ６１を介して揺動自在に取り付けられたリアカバー６０を開放状態とした場合に、それに連動して外側ガイド部材６２上部が背面側へと揺動する。このようにして、リアカバー６０の開放により、筐体２の背面側側面２ｃに形成される開口から排紙パス７６が臨むように構成されている。

シート排出トレイ７２は、平面視略矩形板状をなし、背面側端部が筐体２内部へと凹んで凹部が形成されるとともに、背面側端部から正面側へ向けて徐々に上方に傾斜する構成となっている。シート排出トレイ７２の背面側端部から徐々に上方へと傾斜する途中部分までがトレイ部材７４により構成されており、トレイ部材７４の正面側（記録媒体搬送方向先端側）先端部の上面が、トップカバー１８のトレイ部材７４側端部の下面と当接するように構成している。

定着ユニット５を通過し、排紙パス７６へと送られた記録媒体は、内側ガイド部材７１及び外側ガイド部材６２により用紙進行方向が上方逆向きに反転されて、排紙ローラ対へと送られ、当該排紙ローラ対（７３及び７５）を介して、シート排出トレイ７２上に正面側に向かって排紙される。シート排出トレイ７２のトップカバー１８により構成される部分の直下に前記剛体板１９０が架設されている。

（２）走査ユニット１００の詳細構成
次に本実施の形態の走査ユニット１００の構成について詳細に説明する。
図３は、走査ユニット１００の構成について説明するための上面図、図４は概略断面図である。

走査ユニット１００は、第１折り返しミラー１３０が装着される側（表面側）から第２折り返しミラー１３１が装着される側（裏面側）へとレーザビームが通過する開口２２３を有し、ポリゴンミラー１１０やｆθレンズ１２０等の各部が装着される平板状の基台部２２０と、基台部２２０の側方外周を囲う外周壁を構成する外周部２１０とを備えたユニットフレーム２００を備える（図３）。ユニットフレーム２００は、例えばガラス繊維入りの樹脂を射出成型により一体に形成して作製することができる。

基台部２２０においてポリゴンミラー１１０を回転駆動するポリゴンモータ１１２（図４）を装着する部分には、開口２２２が設けられており（図３）、ポリゴンモータ１１２を搭載する基板２６０が開口２２２の下方からネジ２６１及び２６２（図４）により締着されることで走査ユニット１００の薄型化が図られている。

基台部２２０には、さらにレーザビームを射出するレーザダイオード２７１、射出されたレーザビームを平行光にコリメートするコリメータレンズ２７２、平行光を整形するスリットを備えるスリット板２７３が装着されたＬＤホルダ２７０が搭載されている（図３）。レーザダイオード２７１の駆動を制御するＬＤ制御基板２７５は、外周部２１０内方に外周壁に沿って基台部２２０から上方に突出して設けられた基板装着部２２５に装着されている（図３）。基板装着部２２５は、基台部２２０と射出成型により一体に形成されている。

レーザダイオード２７１から射出されたレーザビームは、ポリゴンミラー１１０により偏向されてｆθレンズ１２０を通過し、第１折り返しミラー１３０に反射して開口２２３を介して基台部２２０の下方（裏面側）へと向う。その後、レーザビームはシリンドリカルレンズ１４０を通過して第２折り返しミラー１３１に反射し、走査ユニット１００の下蓋２５０に設けられた開口に装着されたガラス板２５２を通過して感光体ドラム３７の表面を露光する（図４）。

本実施の形態の走査ユニット１００では、第１折り返しミラー１３０に入射するレーザビームと、第１折り返しミラー１３０に反射した後のレーザビームとの間の角度α（以下、「折り返し角」という。）を鋭角である略３０°としている（図４）。このように折り返し角αを小さくすることで、第１折り返しミラー１３０に反射したレーザビームを直接第２折り返しミラー１３１へと導き、走査ユニットの薄型化を図っている。なお、折り返し角は略１０°以上３０°以下とすることができ、この角度は小さくするほど走査ユニット１００の薄型化には有利である。

第１折り返しミラー１３０及び第２折り返しミラー１３１はともに外周壁近傍に配され、第２折り返しミラー１３１は基台部２２０を介してポリゴンミラー１１０の下部に配置される構成となっている。即ち、ポリゴンミラー１１０及び第２折り返しミラー１３１は基台部２２０における対向する両端部の一方に配され、第１折り返しミラー１３０は開口２２３を挟んで前記両端部の他方に配される。

そしてレーザビームの主走査方向中央部におけるポリゴンミラー１１０の反射面から第１の折り返しミラー１３０反射面までの光路長をａ、第１折り返しミラー１３０の反射面から第２折り返しミラー１３１の反射面までの光路長をｂ、第２折り返しミラー１３１の反射面から感光体ドラム３７表面までの光路長をｃとした場合に、ａ＜ｂ及びｃ＜ｂの関係を満たす。ポリゴンミラー１１０の下方に第２折り返しミラー１３１を配することにより、第１折り返しミラー１３０の反射面から第２折り返しミラー１３１の反射面までの光路長ｂを長く確保することができ、そのため走査ユニット１００と感光体ドラム３７との間の距離短縮に有効である。これにより画像形成装置全体の小型化に寄与することができる。

さらに、走査ユニット１００の薄型化のため、シリンドリカルレンズ１４０の副走査方向の厚みを略６ｍｍと薄くしており、かつ、ポリゴンミラー１１０側から第１折り返しミラー１３０方向を見た場合、ｆθレンズ１２０とシリンドリカルレンズ１４０とが、開口２２３部分において、ポリゴンミラー１１０の回動軸方向に一部が重なって見えるような位置関係に配されている（図４）。このようにシリンドリカルレンズ１４０を開口２２３部分（特にｆθレンズ１２０より第１折り返しミラー１３０側）に配することは、シリンドリカルレンズ１４０の薄型化にも寄与している。シリンドリカルレンズ１４０を感光体ドラム３７に近づけるほど、シリンドリカルレンズ１４０の副走査方向の厚みは増加し、薄型化が困難となるからである。

図５は、ユニットフレーム２００の裏面側にシリンドリカルレンズ１４０を装着する様子について説明するための斜視図である。
基台部２２０の裏面側には、開口２２３近傍にシリンドリカルレンズ１４０を装着するための一対の装着部１４１ａ及び１４１ｂが射出成型によりユニットフレーム２００と一体に形成されており、シリンドリカルレンズ１４０が、装着金具１４２ａ及び１４２ｂにより装着される。

装着金具１４２ａ及び１４２ｂは共に脚部１４２１ａ及び１４２１ｂとして板バネ状となった部分を有しており、シリンドリカルレンズ１４０の両端が装着部１４１ａ及び１４１ｂにそれぞれ緩装された状態で装着金具１４２ａ及び１４２ｂの脚部１４２１ａ及び１４２１ｂをそれぞれシリンドリカルレンズ１４０両端と装着部１４１ａ及び１４１ｂとの間に介挿させることによりシリンドリカルレンズ１４０を基台部２２０の裏面側に固定する。

シリンドリカルレンズ１４０は樹脂を射出成型して作成したものであり、成型のための金型からレンズを切り出す際に樹脂注入部に当たる一方の端部にゲート部１４４が残る。一方、ゲート部１４４の逆側に設けられる装着部１４１ａには、シリンドリカルレンズ１４０の位置決めを行うための位置決め部１４５が設けられており、ゲート部１４４と逆側の端部が当該位置決め部１４５と当接するように装着されることでシリンドリカルレンズ１４０が位置決めされる。

シリンドリカルレンズ１４０は、従来、その主走査方向中央部で位置決めされることが通常であったが、本実施の形態の走査ユニット１００は、薄型化のために基台部２２０においてシリンドリカルレンズ１４０の装着位置に開口２２３が設けられているため、主走査方向中央部で位置決めを行うことが困難である。一方、両端に位置決め部を設けた場合、吸湿、温度上昇等の原因によりレンズが膨張した場合などに特性の悪化や破損などが懸念される。

そこで、本実施の形態では、ゲート部１４４と逆側の端部のみでシリンドリカルレンズ１４０の位置決めを行うことにより、レンズの膨張等の影響を極力小さくしながらレンズの位置決めを行うようにしたものである。シリンドリカルレンズ１４０を固定する装着金具１４２ｂはレンズの主走査方向の膨張を許容する形状を有しており（板バネ１４２１ｂによっては、係る膨張等によるレンズの変形を抑制しない。）、この装着金具１４２ｂの形状によってレンズの特性悪化や破損が防止できる。

以上に説明したように、本実施の形態の走査ユニットにより、走査ユニット内部に必要な光路長を確保しながら走査ユニットの薄型化を図ることができ、走査ユニットの薄型化及び走査ユニットと被走査対象である感光体との間の距離短縮を介して画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。また、本実施の形態の走査ユニットは、その外周壁が側面視略楔形の形状を有しており、図２に示されるように走査ユニット１００のフロントカバー１６側がさらに薄型となっているため、フロントカバー１６を開放状態としたときに走査ユニット１００下方にプロセスカートリッジ４が通過可能な空間が形成され易く、これによっても画像形成装置の薄型化を図ることが可能となっている。

（変形例）
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の内容が上記実施の形態において説明された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。

（１）上記実施の形態では、基台部２２０におけるポリゴンミラー１１０及びポリゴンモータ１１２の設置位置に開口２２２を設け、ポリゴンモータ１１２を搭載する基板２６０を基台部２２０の裏面側から締着する構成とした（図３及び図４）。この構成は走査ユニット１００の薄型化に好適であるが、この開口２２２を設けず、ポリゴンモータ１１２を搭載する基板を基台部２２０の表面側に設けるようにしてもよい。基板を基台部２２０の表面側に設けても、第１折り返しミラー１３０及び第２折り返しミラー１３１によってレーザビームの光路形状を図４に示したように構成することによる小型化の効果は得られる場合があるからである。

（２）上記実施の形態では、レーザビームを偏向する偏向器としてポリゴンミラー１１０及びポリゴンモータ１１２を用いたが、これに限定されず、例えばガルバノミラー等を偏向器として用いることも可能である。このような場合には、第１の走査レンズはｆθレンズ１２０に限定されず、他の光学特性を有するレンズが用いられる場合も有り得る。

（３）上記実施の形態では、シリンドリカルレンズ１４０の装着について説明したが、ｆθレンズ１２０についても同様の装着方法を適用することができることは勿論である。より具体的には、ユニットフレーム２００の表面側にｆθレンズ１２０の両端を装着する装着部を設け、ｆθレンズ１２０の両端と装着部との間を装着金具を用いて固定することもできる。

本発明は、例えば、光ビームを射出して感光体等の被走査対象を走査する走査ユニットを備える画像形成装置、及び走査ユニットに適用することができる。

本発明の一適用対象である画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの外観を表す斜視図である。 レーザプリンタ１の概略側断面図である。 走査ユニット１００の構成について説明するための上面図である。 走査ユニット１００の概略断面図である。 シリンドリカルレンズ１４０を基台部２２０の裏面側に装着する場合について説明するための斜視図である。

符号の説明

１６ フロントカバー
１８ トップカバー
３７ 感光体ドラム
７２ シート排出トレイ
１００ 走査ユニット
１１０ ポリゴンミラー
１１２ ポリゴンモータ
１２０ ｆθレンズ
１３０ 第１折り返しミラー
１３１ 第２折り返しミラー
１４０ シリンドリカルレンズ
１４１ａ、１４１ｂ 装着部
１４２ａ、１４２ｂ 装着金具
１４２１ａ、１４２１ｂ 板バネ（脚部）
１４４ ゲート部
１４５ 位置決め部
１９０ 剛体板
１９０ｂ、１９０ｄ サイドフレーム
２００ ユニットフレーム
２１０ 外周部
２２０ 基台部
２２２、２２３ 開口
２５０ 裏蓋
２６０ 基板

Claims (13)

1. 光ビームを射出して感光体表面を露光走査する走査ユニットを備える画像形成装置において、
   前記走査ユニットは、
   開口が設けられた平板状の基台部と、前記基台部の外周を囲う外周壁を形成する外周部とを有するユニットフレームと、
   前記基台部上面側に配され光ビームを前記外周壁に向けて偏向する偏向器と、
   前記偏向器との間に前記開口を挟んで配され、前記偏向器にて偏向され前記外周壁方向に進行している光ビームを前記基台部下方へと反射させる第１の反射系光学素子と、
   前記基台部下面側に配され、当該第１の反射系光学素子にて反射し前記開口を通過して進行している光ビームを前記感光体へと反射させる第２の反射系光学素子とを備え、
   前記第１の反射系光学素子に入射する光ビームと、当該第１の反射系光学素子から前記第２の反射系光学素子へ向かって反射する光ビームとの間の角度が鋭角であり、
   前記光ビームの主走査方向中央部における前記偏向器の反射面から前記第１の反射系光学素子の反射面までの光路長をａ、前記第１の反射系光学素子の反射面から前記第２の反射系光学素子の反射面までの光路長をｂ、前記第２の反射系光学素子の反射面から前記感光体表面までの光路長をｃとした場合に、ａ＜ｂ及びｃ＜ｂの関係を満たす
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記偏向器は、前記基台部上面側における対向する両端部の一方に配され、
   前記第１の反射系光学素子は、前記両端部の他方に配され、
   前記第２の反射系光学素子は、両端部の前記一方において、前記基台部を介して前記偏向器の下方に配されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記走査ユニットは、
   前記偏向器と前記第１の反射系光学素子との間に設けられた第１走査レンズと、
   前記第１の反射系光学素子と前記第２の反射系光学素子との間に設けられた第２走査レンズとを含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記偏向器は、
   回動軸を中心として反射面が回動することにより光ビームを偏向する構成を有し、
   前記開口は、
   前記第１走査レンズ及び前記第２走査レンズが配される部分に設けられ、
   前記第１走査レンズ及び前記第２走査レンズは、当該開口部分にて、前記回動軸方向に沿って一部が重なるように配されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２走査レンズは、
   光ビームを主走査方向と直交する副走査方向に集光するシリンドリカルレンズである
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記シリンドリカルレンズの副走査方向の厚さは略６ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の反射系光学素子に入射する光ビームと、前記第１の反射系光学素子に反射した後の光ビームとの間の角度は略１０°以上３０°以下である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記第２走査レンズは、
   その両端が、前記基台部下面に設けられた二箇所の装着部との間で装着部材を介して装着されている
   ことを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記二箇所の装着部のいずれか一方に、前記第２走査レンズの位置決め部が設けられる
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記第２走査レンズは、樹脂を射出成型して作製したものであり、
    その一端に、成型後に樹脂の注入部に残るゲート部を有しており、
    前記位置決め部は、前記一端とは逆側を装着する装着部に設けられる
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記走査ユニットは、
    前記ユニットフレームの外周部を側面視した場合に、前記偏向器側の高さ方向の長さが前記第１の反射系光学素子側より長い略楔形形状を有する
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成装置は、
    前記感光体及び感光体表面を露光走査して形成された潜像を可視像化する現像装置を含むプロセスユニットを備えており、
    筐体の前記第１の反射系光学素子側側面に開閉自在のカバーが設けられ、
    前記プロセスユニットは、前記カバーが開放された際に形成される開口から着脱自在に設けられている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 光ビームを射出して被走査対象を露光走査する走査ユニットにおいて、
    前記走査ユニットは、
    開口が設けられた平板状の基台部と、前記基台部の外周を囲う外周壁を形成する外周部とを有するユニットフレームと、
    前記基台部上面側に配され光ビームを前記外周壁に向けて偏向する偏向器と、
    前記偏向器との間に前記開口を挟んで配され、前記偏向器にて偏向され前記外周壁方向に進行している光ビームを前記基台部下方へと反射させる第１の反射系光学素子と、
    前記基台部下面側に配され、当該第１の反射系光学素子にて反射し前記開口を通過して進行している光ビームを前記被走査対象へと反射させる第２の反射系光学素子とを備え、
    前記第１の反射系光学素子に入射する光ビームと、前記第１の反射系光学素子に反射した後の光ビームとの間の角度は鋭角であり、
    前記光ビームの主走査方向中央部における前記偏向器の反射面から前記第１の反射系光学素子の反射面までの光路長をａ、前記第１の反射系光学素子の反射面から前記第２の反射系光学素子の反射面までの光路長をｂとした場合に、ａ＜ｂの関係を満たす
    ことを特徴とする走査ユニット。

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