JP2009198890A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光走査装置において、ポリゴンモータの温度上昇に伴う光学箱の歪みを簡単な構成で低減する。
【解決手段】光束を出射する光源１と、回転して光束を偏向する偏向素子２及びこの偏向素子２を駆動するモータＭを備えた偏向器２Ａと、光源１から出射した光束を偏向素子２に結像させる入射側光学系１１・１２と、偏向素子２によって偏向走査された光束を被走査面５１ａに結像させる出射側光学系３・４・５と、前記光源、前記偏向器、前記入射側光学系、前記出射側光学系を収納する光学箱６と、を有する光走査装置Ｅにおいて、光学箱６の底面で、モータＭの軸受部２ｅを保持するために光学箱底板６ｄに配置された軸受け保持部６ｅの近くに孔部６ｇを設けたこと。
【選択図】図５

Description

本発明は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を被走査面に偏向走査する偏向素子及び前記偏向素子を駆動するモータを備えた偏向器と、前記光源と前記偏向器を収納する光学箱と、を有する光走査装置（走査光学装置）に関する。

この光走査装置は、例えば、電子写真方式のデジタル画像形成装置に、被走査面である電子写真感光体面を光走査して画像情報を記録する画像露光手段として搭載される。

本発明は、複数の電子写真感光体を走査してカラー画像を形成する画像形成装置においても光束の照射位置ずれを抑えて、色ずれのない高画質のカラー画像情報を記録することのできる光走査装置に関するものである。例えば、電子写真プロセスを有するカラーレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）、カラーデジタル複写機、カラーレーザファクシミリ等の画像形成装置に用いて好適な光走査装置である。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置においては、画像信号に応じて光源手段からの放射光束を光変調している。そして、この光変調された光束を回転する偏向素子としてのポリゴンミラーにより周期的に偏向させ、Ｆθ特性を有する結像光学系によって、感光性を有する像担持体である電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）の面上にスポット状に集束させる。結像面上のスポットはポリゴンミラーによる主走査と感光ドラムの回転による副走査に伴って静電潜像を形成し、画像記録を行っている。

ポリゴンミラーは、ポリゴンモータと呼ばれるＤＣモータによって支持され回転するが、一般的にこのポリゴンモータの回転速度は２０，０００〜４０，０００ｒｐｍと高速である。そのため、ポリゴンモータの軸受部はモータの始動してから短時間で急激に温度が上昇し、その熱はモータを保持している光学箱（筐体）に伝わる。

この熱による線膨張により、光学箱はポリゴンモータの軸受け保持部を中心として全体的にすり鉢上に撓む。この光学箱の撓みにより、光学箱内の各所に配設されているミラーやレンズ等の光学素子の姿勢が変化して走査線の照射位置にずれを生じさせる。この走査線の位置ずれ量はわずか数十μｍであるが、カラー画像形成装置においては色ずれとして出力画像の品質低下を招く。

この光学箱の変形を抑えるため、従来技術として次のような提案がなされている。

特許文献１では、光学箱の固定部に水平方向に移動可能な押圧部材を設け、光学箱の変形を矯正するとしている。

また、特許文献２では、光学箱と本体フレームの固定部を斜面突き当てとして、熱変形時に斜面から受ける力を利用して変形を元に戻すとしている。
特開平６−１２３８４９号公報 特開２００１−２２８４２６号公報

しかしながら、特許文献１では、線膨張による変形を強制的に矯正しようとするのである。そのために光学箱に付勢する力は非常に強いものとなり、押さえる場所がわずかでもずれるとかえって望まない光学箱の変形を引き起こす恐れがある。

特許文献２では、斜面の突き当ての状態によって補正量が変わるため、光学箱の局所的な変形や表面の状態により補正結果が大きく変わってしまう。

本発明は光走査装置のこのような問題点に鑑みてなされたものである。その目的とするところは、光走査装置において、ポリゴンモータの温度上昇に伴う光学箱の歪みを簡単な構成で低減することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る光走査装置の代表的な構成は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を被走査面に偏向走査する偏向素子及び前記偏向素子を駆動するモータを備えた偏向器と、前記光源と前記偏向器を収納する光学箱と、を有する光走査装置において、前記モータの軸受部と嵌合して前記モータの軸受部を保持する保持部を有し、前記保持部には、前記モータの軸受部と嵌合する嵌合部を囲うように孔部が設けられていることを特徴とする。

上記のような構成により、モータの温度上昇に伴う光学箱の歪みを簡単な構成で低減することができる。

［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う光走査装置(走査光学装置、レーザ走査装置)を搭載した画像形成装置の一例の概略構成模型図である。図２は図１の部分的な拡大図である。

この画像形成装置は、電子写真方式、レーザビーム走査露光方式、中間転写ベルト方式、タンデム型のカラー画像形成装置であり、複写機、プリンタ、ファクシミリとして使用される複合機能機である。

この画像形成装置はプリンタ部Ａとその上部に搭載のリーダ部Ｂを有する。リーダ部Ｂは原稿画像を三原色に色分解して光電読取りする機能を有する。

複写機モードの場合は、リーダ部Ｂから原稿画像の光電読取り画像信号（画像情報）が制御回路部Ｃの画像信号処理部に入力する。画像信号処理部は入力した画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成する。この画像信号に基づいてプリンタ部Ａが複写機として動作する。

プリンタモードの場合は、外部装置Ｄであるパソコン等から制御回路部Ｃの画像信号処理部に入力する画像信号が画像処理されてプリンタ部Ａがプリンタとして動作する。

ファクシミリ受信モードの場合は、外部装置Ｄである相手方ファクシミリ装置から制御回路部Ｃの画像信号処理部に入力する画像信号が画像処理されてプリンタ部Ａがファクシミリ受信装置として動作する。

ファクシミリ送信モードの場合は、リーダ部Ｂで光電読取りした原稿の画像信号が制御回路部Ｃに入力して外部装置Ｄである相手方ファクシミリ装置に送信されて画像形成装置がファクシミリ送信装置として動作する。

制御回路部Ｃは画像形成装置を所定のプログラムにしたがって統括的に制御する制御手段（コントローラ）である。

プリンタ部Ａは、図面上、左側から右側に水平に所定の間隔で並列に配設した複数の画像形成部（画像形成ステーション）を備えている。本実施例の場合は、それぞれ、イエロー色（Ｙ色）のトナー画像、マゼンタ色（Ｍ色）のトナー画像、シアン色（Ｃ色）のトナー画像、ブラック色（Ｋ色）のトナー画像を形成する第１〜第４の４つの画像形成部ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＫである。

各画像形成部はそれぞれ同様の構成の電子写真作像機構であり、像担持体（被走査体、記録媒体）としてドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）５１が設置されている。感光ドラム５１は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。各感光ドラム５１の周囲には、感光ドラム５１に作用する画像形成プロセス手段が設置されている。本実施例では、一次帯電器５２、現像装置５３、一次転写ローラ５４、ドラムクリーニング装置５５である。第１〜第４の各画像形成部の現像装置５３には現像剤として、それぞれ、Ｙ色トナー、Ｍ色トナー、Ｃ色トナー、Ｋ色トナーが収納されている。

第１〜第４の画像形成部ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＫの下方には、画像露光手段としての光走査装置Ｅが設置されている。この光走査装置Ｅは、光を出射する光源と、光源から出射された光を被走査面に偏向走査する偏向素子及び偏向素子を駆動するモータを備えた偏向器と、光源と偏向器を収納する光学箱と、を有する。この光走査装置Ｅについては次の（２）項で詳述する。

第１の画像形成部ＵＹにおいては、回転駆動され、一次帯電器５２により帯電された感光ドラム５１の面に対して、光走査装置Ｅからフルカラー画像のＹ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光束ＬＹが走査光として照射される。こうしてレーザ光束ＬＹにより静電潜像が形成される。その潜像が現像装置５３によりＹ色トナー画像として現像される。

第２の画像形成部ＵＭにおいては、回転駆動され、一次帯電器５２により帯電された感光ドラム５１の面に対して、光走査装置Ｅからフルカラー画像のＭ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光束ＬＭが走査光として照射される。こうしてレーザ光束ＬＭにより静電潜像が形成される。その潜像が現像装置５３によりＭ色トナー画像として現像される。

第３の画像形成部ＵＣにおいては、回転駆動され、一次帯電器５２により帯電された感光ドラム５１の面に対して、光走査装置Ｅからフルカラー画像のＣ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光束ＬＣが走査光として照射される。こうしてレーザ光束ＬＣにより静電潜像が形成される。その潜像が現像装置５３によりＣ色トナー画像として現像される。

第４の画像形成部ＵＫにおいては、回転駆動され、一次帯電器５２により帯電された感光ドラム５１の面に対して、光走査装置Ｅからフルカラー画像のＫ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光束ＬＫが走査光として照射される。こうしてレーザ光束ＬＫにより静電潜像が形成される。その潜像が現像装置５３によりＫ色トナー画像として現像される。

第１〜第４の画像形成部ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＫの上方には、エンドレスの中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）５６が配設されている。ベルト５６はベルト搬送ローラ５７・５８間に張架されており、矢印の反時計方向に感光ドラム５１の回転速度に対応した速度で回転駆動される。

このベルト５６の下行側ベルト部分の下面に対して各画像形成部の感光ドラム５１の上面部が対面している。各一次転写ローラ５４はベルト５６の内側に配置されていて、下行側ベルト部分を挟んで、それぞれ対応する各感光ドラム５１の上面部に当接している。各感光ドラム５１とベルト５６との接触部がそれぞれ一次転写ニップ部Ｔ１である。

ベルト搬送ローラ５７にはベルト５６を挟んで、二次転写ローラ５９が当接している。ベルト５６と二次転写ローラ５９との接触部が二次転写ニップ部Ｔ２である。

制御回路部Ｃは、画像形成スタート信号と、入力されたカラー画像の色分解画像信号に基いて、各画像形成部ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＫを画像形成動作させる。これにより、各画像形成部においてそれぞれ回転する各感光ドラム５１上に所定の制御タイミングにて、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の各色トナー画像が形成される。感光ドラム５１にトナー画像が形成される電子写真作像原理・プロセスは公知に属するからその説明は省略する。

各画像形成部の感光ドラム５１の面にそれぞれ形成される上記の色トナー画像は各画像形成部の一次転写ニップ部Ｔ１において、回転するベルト５６の外面に対して順次に重畳転写される。この一次転写時には各一次転写ローラ５４に対して所定の転写バイアスが印加される。これにより、ベルト５６の面に、Ｙ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４つの色トナー画像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。

各画像形成部のドラムクリーニング装置５５は、ベルト５６に対するトナー画像の一次転写後に感光ドラム５１上に残留した一次転写残トナーを感光ドラム面から除去する。

一方、制御回路部Ｂは所定の給紙タイミングにて給紙ローラ６２を駆動する。これにより、シート状の記録材（転写用紙）Ｐを積載収容させた給紙カセット６１から記録材Ｐが１枚分離給紙され、縦搬送パス６３を通ってレジストローラ対６４に搬送される。

レジストローラ対６４はその時点では回転を停止しており、ニップ部に記録材の先端を受け止めて記録材Ｐの斜行矯正をする。そして、レジストローラ対６４は、回転するベルト５６上に合成形成された上記のフルカラートナー画像の先端が二次転写ニップ部Ｔ２に到達するタイミングに合わせて記録材Ｐの先端部が該ニップ部Ｔ２に到達するように、記録材Ｐをタイミング搬送する。これにより、二次転写ニップ部Ｔ２において、ベルト５６上のフルカラーのトナー画像が一括して記録材Ｐの面に順次に二次転写されていく。この二次転写時には二次転写ローラ５９に対して所定の転写バイアスが印加される。

二次転写ニップ部Ｔ２を出た記録材Ｐは、ベルト５６の面から分離され、定着装置６５に導入される。この定着装置６５により、上記の複数色のトナー画像が熱と圧力により溶融混色されて記録材の表面に固着像として定着される。定着装置６５を出た記録材Ｐはフルカラー画像形成物として搬送ローラ対６６、排紙ローラ対６７を通って排紙トレイ６８上に排紙される。

ベルト５６上に残った二次転写残トナーは、ベルト５６の外側でベルト搬送ローラ５８の部分に配設したベルトクリーニング装置６９により除去される。

Ｓは色ズレ量検知手段であるレジスト検知センサ（以下、レジセンサという）である。このレジセンサＳは、オートレジストレーション実行時に、ベルト５６上に形成される各色のレジスト補正用パターンを検出して色ズレ量を検知し、制御回路部Ｃにフィードバックする。制御回路部Ｃは、レジセンサＳにより色ズレ量を検知することで、トップマージンとサイドマージンによる色ずれを、画像データの書き出しタイミングを電気的に補正することで補正する。また、倍率要因による色ずれについても、画像クロック周波数を微小に変化させることで、倍率を一致させている。

（２）光走査装置Ｅ
以下の説明において、主走査方向とは、慣例的に、光走査装置Ｅの走査光学系が被走査面である感光ドラム面を光走査する方向であるドラム長手方向（感光ドラム軸線方向、感光ドラム母線方向）、若しくはこの方向に対応する方向である。副走査方向とは、感光ドラム５１の回転方向、若しくはこの方向に対応する方向である。図１と図２は副走査方向の断面である。

この光走査装置Ｅはレーザスキャナ（レーザ走査装置）であり、光学箱（箱形状の筐体）６の内部に、スキャナを構成するための各種の光学素子（光学部材）が収納されている。各種の光学素子は、後述するように、レーザユニット、入射側光学系、偏向走査手段としての偏向器、出射側光学系、光束の書き出しタイミングを決定するための同期検知素子などである。これらの各種の光学素子は光学箱内の所定の位置にそれぞれビス締結、バネ付勢、接着等の固定手段により光学箱に素定の配置で保持されている。光学箱６の上面は開放面（開口部）にされており、この開放面から光学箱内に上記の各種の光学素子が組み込まれる。そして、その開放面に対して蓋部材（上蓋）６ａが被せられて封止（密閉）される。蓋部材６ａには、前述した第１〜第４の４つの各画像形成部の感光ドラム５１に対するレーザ光束ＬＹ・ＬＭ・ＬＣ・ＬＫがそれぞれ出光するスリット窓部６ｂが形成されている。そして、各スリット窓部６ｂには防塵ガラス６ｃが設けられている。

光学箱６と蓋部材６ａは、例えば、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とポリスチレン（ＰＳ）の合成樹脂にガラス繊維を混ぜて補強した材質を用い、金型成形された成形品（ガラス強化樹脂材料の射出成形品）である。

図３は蓋部材６ａを取り外して光学箱６の内部を見た斜視図（俯瞰図）、図４は蓋部材６ａを取り外して光学箱６の内部を見た平面図である。

光学箱６内の底面のほぼ中央部には偏向器２Ａが配設されている。図５は、偏向器２Ａと、この偏向器２Ａが取り付けられる光学箱底板部分との分解斜視図である。偏向器２Ａは、座板（台座）２ｃと、この座板２ｃに保持させたモータ（ポリゴンモータ）Ｍを有する。また、そのモータＭの上向きの回転軸２ａに固定して取り付けた、光源から出射された光を被走査面に偏向走査する偏向素子としてのポリゴンミラー（回転多面鏡）２と、座板２ｃに設けたＩＣ等を有するモータ制御回路部２ｂを有する。モータＭがポリゴンミラー２を駆動する駆動手段であり、例えばブラシレスＤＣモータである。図６において、２ｄと２ｅはモータＭの上側と下側の軸受部であり、この上下の軸受部２ｄと２ｅによりモータＭの回転軸（ロータの軸）２ａが軸受け保持されている。ポリゴンミラー２は上側の軸受部２ｄから外方に突出させた回転軸２ａに同心一体に固定して取り付けられている。モータＭの下側の軸受部２ｅはモータＭを保持させた座板２ｃの裏面側に突出している。

偏向器２Ａは、座板２ｃの裏面側に突出している軸受部２ｅを保持する保持部としての光学箱底板６ｄに嵌合されている。偏向器２Ａは、光学箱底板６ｄに設けられている軸受け保持部（嵌合部）としての座ぐり部６ｅに図６のように嵌係合させる。そして、座板２ｃを光学箱底面の所定の位置に位置決めして光学箱底板６ｄに対してビス１５により締結して配設されている。６ｆは偏向器２Ａの座板２ｃを固定するために光学箱底板６ｄに設けられた３個以上複数の固定部としての座面である。本実施例では４つの座面６ｆが設けられている。

ポリゴンミラー２はモータＭにより、本実施例においては、図４において矢印の反時計方向に高速回転（一般的には、約２０，０００〜４０，０００ｒｐｍ）される。

本実施例の光走査装置Ｅは、１つのポリゴンミラー２で複数の被走査面（本実施例では第１〜第４の４つの画像形成部の感光ドラム面）を走査露光する。そのために、偏向器２Ａのポリゴンミラー回転軸２ａを挟んだ双方向（図２・図４上において左右側）に、それぞれ、ポリゴンミラー２により偏向走査された光束を被走査面に結像させる第１と第２の光学系Ｆ・Ｇを有する（対向走査型の光走査装置）。

第１の光学系Ｆと第２の光学系Ｆは左右対称の光学系であり、それぞれ、入射側光学系（変換光学系）と出射側光学系を有する。

入射側光学系は、光源である半導体レーザより出射したレーザ光（光束）をポリゴンミラー２に結像させる結像光学系である。この入射側光学系は、コリメータレンズ（コリメートレンズ）と、ポリゴンミラー上でレーザ光束を主走査方向に長い線状に集光するシリンドリカルレンズの機能を持つ複合レンズから構成されている。

出射側光学系は、ポリゴンミラー２によって偏向走査されたレーザ光を被走査面である感光ドラム面に結像させる走査光学系であり、Ｆθ補正を行うレンズと折り返しミラーから構成されている。

１０１ａは第１の光学系Ｆ側のレーザユニット（第１のレーザユニット）であり、光（レーザ光）を出射する光源である第１と第２の２つの半導体レーザ１ａと１ｂを有する。この第１と第２の２つの半導体レーザ１ａと１ｂは上下方向に適当距離離れて設置されている。

１０１ｂは第２の光学系Ｇ側のレーザユニット（第２のレーザユニット）であり、光を出射する光源である第３と第４の２つ半導体レーザ１ｃと１ｄを有する。第３と第４の２つ半導体レーザ１ｃと１ｄも上下方向に適当距離離れて設置されている。

第１と第２のレーザユニット１０１ａと１０１ｂは、それぞれ、光学箱６の光源固定部６ｈと６ｉに所定の角度で固定されている。即ち、第１と第２のレーザユニット１０１ａと１０１ｂは、それぞれＺ方向に斜入射角を持っていて、それぞれのレーザ光束はポリゴンミラー２の偏向面で交差する設定になるように配設されている。

第１の半導体レーザ１ａは第１の画像形成部ＵＹに対応する光源であり、フルカラー画像のＹ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光を出射する。第２の半導体レーザ１ｂは第２の画像形成部ＵＭに対応する光源であり、フルカラー画像のＭ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光を出射する。第３の半導体レーザ１ｃは第３の画像形成部ＵＣに対応する光源であり、フルカラー画像のＣ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光を出射する。第４の半導体レーザ１ｄは第４の画像形成部ＵＫに対応する光源であり、フルカラー画像のＫ色成分像の画像信号に対応して変調されたレーザ光を出射する。

図７は、第１のレーザユニット１０１ａ（又は第２のレーザユニット１０１ｂ）の副走査断面図である。１１ａ（１１ｃ）・１１ｂ（１１ｄ）はコリメータレンズであり、半導体レーザ１ａ（１ｃ）・１ｂ（１ｄ）から出射した発散光束を略平行光束に変換している。１２ａ（１２ｃ）・１２ｂ（１２ｄ）はアパーチャ（開口絞り）であり、半導体レーザ１ａ（１ｃ）・１ｂ（１ｄ）から射出されたレーザ光束を所望の最適なビーム形状に成形している。

本実施例においては、半導体レーザ１ａ（１ｃ）・１ｂ（１ｄ）から光変調され出射したそれぞれの光束は、コリメータレンズ１１により略平行光束とされ、アパーチャ１２によって光束を所望のビーム形状に整えられる。その後に、シリンドリカルレンズに入射する。シリンドリカルレンズに入射した略平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま略平行光束のまま出射する。また副走査断面内においては収束してポリゴンミラー２の偏向面にほぼ線像として結像する。

上記のコリメータレンズとシリンドリカルレンズの複合レンズが入射側光学系（変換光学系）であり、半導体レーザから出射したレーザ光（光束）をポリゴンミラー２に結像させる。複合レンズは、レーザ光束がそれぞれについて、照射位置とピント位置が保証されるような位置に調整固定されている。第１と第２のレーザユニット１０１ａ・１０１ｂにおいてそれぞれ斜めに放射された２本のレーザ光束は上記の複合レンズによって、副走査方向に集光され、偏向器２Ａのポリゴンミラー２上の単一の反射点に線像を形成する。

ポリゴンミラー２の偏向面で偏向反射した光束は、それぞれの光束に対応する出射側光学系を介して感光ドラム面に集光され、ポリゴンミラー２の回転により感光ドラム面を主走査方向に等速走査する。即ち、ポリゴンミラー面上の反射面で反射され偏向走査される２本のレーザ光束は反射面で上下逆の関係で斜めに反射されて出射側光学系のＦθレンズであるの結像レンズ３ａ・３ｂに向う。

図８は１つの光源１から１つの被走査面５１ａに至る入射側光学系及び出射側光学系の展開図である。折り返しミラーは省略してある。光源１から出射した光はコリメータレンズ１１を通過して平行光束へと変換される。その後、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレンズ１３を通過して、ポリゴンミラー２の面で一度結像する。そして、ポリゴンミラー２によって偏向された光束は、第１の結像レンズ（Ｆθレンズ）３及び第２の結像レンズ（Ｆθレンズ）４によって被走査体である感光ドラム５１の面５１ａに結像して、面５１ａを主走査露光する。第１と第２の結像レンズ３と４で走査光のＦθ補正を行う。副走査方向の結像は主に第２の結像レンズ４によって行う。１４は光束の書き出しタイミングを決定するための同期検知素子である。

具体的に、第１の画像形成部ＵＹの感光ドラム面に対するレーザ走査露光は、第１の光学系Ｆにおいて次の経路でなされる。即ち、第１の半導体レーザ１ａ→コリメータレンズ１１→シリンドリカルレンズ１３→ポリゴンミラー２→第１の結像レンズ３ａ→第２の結像レンズ４ａ→折り返しミラー５ａ→スリット窓部６ｂ→防塵ガラス６ｃの経路である。

第２の画像形成部ＵＭの感光ドラム面に対するレーザ走査露光は、第１の光学系Ｆにおいて次の経路でなされる。即ち、第２の半導体レーザ１ｂ→コリメータレンズ１１→シリンドリカルレンズ１３→ポリゴンミラー２→折り返しミラー５ｂ→折り返しミラー５ｃ→第２の結像レンズ４ｂ→折り返しミラー５ｄ→スリット窓部６ｂ→防塵ガラス６ｃの経路である。

第３の画像形成部ＵＣの感光ドラム面に対するレーザ走査露光は、第２の光学系Ｇにおいて次の経路でなされる。即ち、第３の半導体レーザ１ｃ→コリメータレンズ１１→シリンドリカルレンズ１３→ポリゴンミラー２→折り返しミラー５ｅ→折り返しミラー５ｆ→第２の結像レンズ４ｃ→折り返しミラー５ｇ→スリット窓部６ｂ→防塵ガラス６ｃの経路である。

第４の画像形成部ＵＫの感光ドラム面に対するレーザ走査露光は、第２の光学系Ｇにおいて次の経路でなされる。即ち、第４の半導体レーザ１ｄ→コリメータレンズ１１→シリンドリカルレンズ１３→ポリゴンミラー２→第１の結像レンズ３ｂ→第２の結像レンズ４ｄ→折り返しミラー５ｈ→スリット窓部６ｂ→防塵ガラス６ｃの経路である。

上記において、第１と第２の結像レンズ３ａ・３ｂ，４ａ・４ｂはＦθレンズ系である。第２の結像レンズ４ａ・４ｂは第１の結像レンズ３ａ・３ｂよりも光学的に被走査面側にある。

ところで、一般的な画像形成装置において、ポリゴンモータＭは、前記のように、約２０，０００〜４０，０００ｒｐｍという高速で回転しており、このモータＭの軸受部７１の温度は、モータＭが転を始めてから数分で２０〜３０℃も上昇する。

このような温度上昇が発生したとき、偏向器２Ａが取り付けられている光学箱底板６ｄにおいては、モータＭの軸受部２ｅを保持している軸受け保持部（嵌合部）６ｅの周囲が温まって線膨張を起こす。それより、外側は温度が上昇していないため膨張の逃げ場をなくし、図９のように光学箱底板６ｄが軸受け保持部６ｅを中心とするすり鉢状に歪む。なお、図９では変形をわかりやすくするため、実際の変形量よりも誇張して示している。

このように光学箱６の底板６ｄがすり鉢上に歪んでしまうと、それに伴って光学箱６の周壁もお辞儀するように内側に倒れる。これら光学箱６の全体的な歪みによって、光学箱６内の各所に配されているレンズやミラー等の光学素子の姿勢が変化し、結果的に走査線の位置が数十μｍずれてしまう。

図１・図２のように４色でカラー画像を形成する装置においては、各色ばらばらにこの走査位置ずれが発生すると、４色を重ね合わせて画像を形成するときに色ずれとなって顕在化し、色むらなどの大きな画像不良の要因となる。

このモータＭの発熱に伴う光学箱６の変形という問題に対し、本実施例においては、図５、図６、図１０のように、光学箱６の底面で、モータＭの軸受部２ｅを保持するために光学箱底板６ｄに配置された保持部６ｅの近くに孔部６ｇを設けた。即ち、モータＭの軸受部２ｅと嵌合してモータの軸受部を保持する保持部６ｄを有し、保持部には、モータの軸受部と嵌合する嵌合部６ｅを囲うように孔部６ｇが設けられている。孔部６ｇは、本実施例においては、保持部６ｅの周囲に設けられたスリットである。このスリットは、保持部６ｅをほぼ取り囲むように、一部肉を残しながら円周形状に開けてある。

このようなスリット６ｇがあることにより、モータＭの駆動により軸受部２ｅの温度が上昇して光学箱底板６ｄの軸受け保持部６ｅの周囲に線膨張が起きたとしても、スリット６ｇが高温側の膨張を吸収する。これにより、光学箱底板６ｄのすり鉢状の変形（図９）が大きく低減される。

即ち、モータＭの発熱による光学箱底板６ｄの歪みを低減し、光学箱内のミラーやレンズ等の光学素子の姿勢を安定させて色ずれの少ない良好な画像を得ることができる。

表１に、本実施例のように光学箱底板６ｄの軸受け保持部６ｅの周囲にスリット６ｇを設けている場合（スリットあり）と、設けていない場合（スリットなし）において、それぞれ光学箱６の底面の歪みがどれくらい発生しているかを実測したデータを示す。

測定箇所は図１０に黒丸Ｚで示している場所であり、この点における光学箱底面の傾き量を測定したものである。この傾き量は、図１０の黒丸Ｚの位置に９ｍｍ角で厚さ１ｍｍのミラーを接着し、そのミラーにオートコリメータを正対させることによって測定している。すなわち、モータＭが回転を停止している状態を傾き０″として、その状態からモータＭが回転を始めて軸受部２ｅの昇温量Δｔが１０℃および２０℃に達したときにオート
コリメータが表示した値を底面の傾き量としている。この傾き量は、モータ回転前後での底面の傾き変化量とも言える。

これによれば、スリット６ｇがある場合は、スリット６ｇがない場合に比べて、モータＭの軸受部２ｅの昇温量Δｔ＝２０℃の条件で、傾き量が約４０％が減少していることが
わかる。モータＭを含む偏向器２Ａが取り付けられている光学箱底板６ｄの温度上昇に伴う線膨張を吸収することが目的であるから、当然、温度が大きく上昇する部分に設けることにより最良の効果を得ることができる。この温度上昇はモータＭの軸受部２ｅの発熱によるものであるが、特に偏向器２Ａの下側は光学箱６の底面との隙間が少なく熱がこもりやすいため、ことさら光学箱６の温度が高くなりやすい。

よって、スリット２ｇは、偏向器２Ａの外形を光学箱底板６ｄに投影した領域の内側に設けることが望ましい。図１０において、破線Ｘで示した領域が、本実施例において偏向器２Ａの外形を光学箱底板６ｄに投影した領域を示している。

また、スリット６ｇを設けることの弊害として、光学箱６の静的強度の減少やポリゴンモータＭの回転に対する振動特性の悪化が懸念される。この点について考慮する場合には、スリット２ｇは、偏向器２Ａを固定するために光学箱底板６ｄに設けられた３個以上複数の固定部６ｆを結んだ領域の内側に設けることが望ましい。図１０において、細かい破線Ｙで示した領域が、本実施例において４つの固定部６ｆを結んだ領域を示している。

このように、モータ軸受部周囲の限られた領域にスリットを入れることにより、スリットによる光学箱の静的強度不足やモータの回転に対する振動特性の悪化を発生させることなく、良好な画像を得ることができる。

［実施例２］
実施例１では、光学箱底板６ｄの軸受け保持部６ｅの近くに設ける孔部６ｇとして、軸受け保持部６ｅの周囲にほぼ円周形状のスリットを設けた。これは、モータＭの軸受部２ｅが全周に向かってほぼ均等に熱を伝えることから最も望ましい孔形状である。しかし、孔部６ｇは、必ずしも円周形状のスリットでなければ効果がないというわけではない。

図１１の（ａ）や（ｂ）に示すように、孔部６ｇは、直線状のスリットや鍵型スリットなどの形態でもよく、光学箱６の底面の変形を抑えることができる。

［実施例３］
光学箱底板６ｄに設けた軸受け保持部６ｅはモータＭの位置決めを兼ねているため、実施例１や２で示したように、モータＭを保持するために光学箱底板６ｄの肉を一部残してスリット６ｇを設けている。よって、厳密に言えばこの肉が残った部分では線膨張による歪みが発生することになる。

この問題に対処するため、孔部６ｇは軸受け保持部６ｅの周囲に設けられた少なくとも内外二重のスリットにし、軸受け保持部６ｅの中心から光学箱底板６ｄに沿って任意の方向に放射線を引いたとき、内外いずれかのスリットに当たる孔形態にするとよい。

図１２はこの例を示すものである。本例では、軸受け保持部６ｅの周囲に、実施例１の場合と同様に、軸受け保持部６ｅの周囲に、軸受け保持部６ｅをほぼ取り囲むように、一部肉を残しながら円周形状のスリット６ｇ−１を設けている。このスリット６ｇ−１を内周スリットとし、その外側に、さらにもう一周、肉残り部の位相をずらしてほぼ円周形状の外周スリット６ｇ−２を設けている。この内外二重のスリットは、軸受け保持部６ｅの中心から光学箱底板６ｄに沿って任意の方向に放射線を引いたとき、内外いずれかのスリットに当たる。これにより、内周スリット６ｇ−１の肉残り部で線膨張が発生しても、外周スリット６ｇ−２が吸収するため、より完全に光学箱６の底面の歪みを低減させることができる。

実施例１における画像形成装置の概略構成模型図 図１の部分的な拡大図 蓋部材（上蓋）を取り外して光学箱の内部を見せた状態の光走査装置の斜視図（俯瞰図） 蓋部材を取り外して光学箱の内部を見せた状態の光走査装置の平面図 偏向器と、この偏向器が取り付けられる光学箱底板部分との分解斜視図 偏向器が取り付けられている状態の光学箱底板の部分的断面図 レーザユニットの副走査断面図 １つの光源から１つの被走査面に至る入射側光学系変換光学系と結像光学系の展開図 光学箱の底板がモータの熱により膨張して軸受け保持部を中心にすり鉢状に歪んだ状態を示した誇張図 光学箱底板の偏向器が取り付けられる部分の斜視図 実施例２における孔（スリット）の形態図 実施例３における孔（スリット）の形態図

符号の説明

１ａ〜１ｄ：半導体レーザ
１０１ａ、１０１ｂ：レーザユニット
２：ポリゴンミラー
３ａ、３ｂ、４ａ〜４ｄ：結像レンズ系
５ａ〜５ｈ：折り返しミラー
６：光学箱
６ａ：蓋部材
６ｃ：防塵ガラス
６ｄ：光学箱底板
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ：側壁（リブ）
９ａ、９ｂ：孔（開口部）
１１：コリメータレンズ
１２：アパーチャ

Claims (6)

1. 光を出射する光源と、前記光源から出射された光を被走査面に偏向走査する偏向素子及び前記偏向素子を駆動するモータを備えた偏向器と、前記光源と前記偏向器を収納する光学箱と、を有する光走査装置において、
   前記モータの軸受部と嵌合して前記モータの軸受部を保持する保持部を有し、前記保持部には、前記モータの軸受部と嵌合する嵌合部を囲うように孔部が設けられていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記孔部は前記嵌合部の周囲に設けられたスリットであることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記スリットは前記嵌合部を中心とする円周形状であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記孔部は前記嵌合部の周囲に設けられた少なくとも内外二重のスリットであり、前記嵌合部の中心から前記保持部に沿って任意の方向に放射線を引いたとき、内外いずれかのスリットに当たることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
5. 前記孔部が前記偏向器の外形を前記保持部に投影した領域の内側にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置。
6. 前記孔が前記偏向器を固定するために前記保持部に設けられた３個以上複数の固定部を結んだ領域の内側にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光走査装置。