JP2013200439A - 露光装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的な外乱に対する強さを向上させることができる露光装置を提供する。
【解決手段】光学ハウジング２３００は、底板表面と底板裏面とにそれぞれ複数の溝が等しい間隔で形成されている。また、底板表面に形成されている溝の中心位置と底板裏面に形成されている溝の中心位置とが間隔の１／２倍だけずらして形成されている。これにより、光学ハウジング２３００が薄型化されても、重量の増加や材料費のアップを招くことなく、光学ハウジング２３００の耐振性を向上させることができる。そこで、光走査装置は、機械的な外乱に対する強さが向上する。
【選択図】図１５

Description

本発明は、露光装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光学ハウジングを有する露光装置、及び該露光装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置は、一般的に露光装置を備え、光偏向器（例えば、ポリゴンミラー）を用いて、感光性を有するドラムの軸方向にレーザ光を走査しつつ、該ドラムを回転させ、ドラムの表面に潜像を形成する。

近年、画像形成装置は、カラー化、高速化が進み、上記感光性を有するドラムを複数（通常は４つ）有するタンデム方式の画像形成装置が普及してきている。タンデム方式の画像形成装置ではドラム数の増加に伴って大型化する傾向にあることから、画像形成装置の小型化が要求され、それに伴い、露光装置に対しても小型化や薄型化が要求されている。

そこで、光偏向器から各感光体ドラムに向かう複数のレーザ光の光路を部分的に重ね合わせることによって露光装置の小型化や薄型化を図ることが提案された（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。

ところで、画像形成装置では、ドラムの表面に潜像を形成する際、光偏向器の回転に起因する振動によって露光装置の光学ハウジングが変形し、画像形成装置から出力される画像にスジ状の濃度むら（バンディング）が生じるおそれがあった。

そこで、露光装置の振動を抑制する方法が種々検討された。例えば、特許文献４には、光学部品を搭載しかつ構成部材の振動が伝搬する板金製ハウジングの底壁に振動の節となる少なくとも二個以上の取り付け箇所が光学部品の長手方向に間隔を開けて設けられ、光学部品を保持する光学部品保持部材が取り付け箇所に取り付けられ、光学部品保持部材は底壁に対してその振動の節から節までの間が浮いている光走査装置が開示されている。

ドラムの表面に潜像を形成する際、画像形成装置に含まれる機械部品による振動が露光装置に伝搬する。そして、露光装置の小型化に伴って該露光装置に含まれる光学素子も小さくなり、外部からの振動によって該光学素子は振動しやすくなる。また、露光装置の薄型化に伴って光学ハウジングの剛性及び固有振動数が低下し、外部からの振動に該光学ハウジングは共振しやすくなる。その結果、光学素子の振動と光学ハウジングの振動とが重畳して重大な画質低下を招くおそれがあった。

しかしながら、特許文献４に開示されている光走査装置と同様にして露光装置の振動を抑制しようとすると、光学ハウジングの設計上、節の部分を任意の位置に設定することは容易でなく、また、光学設計上も、光学素子を節の位置に合わせて配置することは極めて困難であった。

本発明は、光源と、該光源から射出された光を被露光部材に導く光学系と、複数の板状部材からなり前記光源及び光学系が保持される光学ハウジングとを備え、前記被露光部材を露光する露光装置において、前記光学ハウジングにおける少なくとも１つの板状部材の少なくとも一部の表面と裏面とに複数の溝がそれぞれ所定の間隔で形成され、前記複数の溝の配列方向に関して、前記表面に形成された溝の中心位置と前記裏面に形成された溝の中心位置とがずれていることを特徴とする露光装置である。

本発明の露光装置によれば、機械的な外乱に対する強さを向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。 図１における光走査装置を説明するための図である。 図２における偏向器前光学系を説明するための図である。 図２における走査光学系Ａ及び走査光学系Ｂを説明するための図である。 偏光分離素子における偏光分離面を説明するための図である。 偏光分離素子における反射防止膜を説明するための図である。 偏光分離素子２１１０_１の作用を説明するための図（その１）である。 偏光分離素子２１１０_１の作用を説明するための図（その２）である。 偏光分離素子２１１０_１と折り返しミラー２１０６ｂを保持するホルダ１０を説明するための図である。 図９の縦断面図である。 偏光分離素子２１１０_２と折り返しミラー２１０６ｃを保持するホルダ１０を説明するための図である。 ２枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）を保持するホルダ２０を説明するための図である。 図１２の縦断面図である。 ２枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）を保持するホルダ２０を説明するための図である。 光学ハウジングを説明するための図である。 光学ハウジングの底板表面を説明するための図である。 光学ハウジングの底板裏面を説明するための図である。 溝形成部を説明するための図である。 図１６のＡ−Ａ断面図を説明するための図である。 図１９の一部を拡大した図である。 本実施形態の光学ハウジングの場合のランダム振動解析結果を説明するための図である。 底板表面に形成されている複数の溝と底板裏面に形成されている複数の溝とが対向している場合を説明するための図である。 図２２の場合のランダム振動解析結果を説明するための図である。 従来の光学ハウジングを説明するための図である。 従来の光学ハウジングの場合のランダム振動解析結果を説明するための図である。 四隅に薄肉部を有する光学ハウジングを説明するための図である。 四隅に薄肉部を有する光学ハウジングの場合のランダム振動解析結果を説明するための図である。 特許第４２２３１７５号公報に開示されている振動伝搬減衰用の凹凸部が形成されている光学ハウジングを説明するための図である。 特許第４２２３１７５号公報に開示されている振動伝搬減衰用の凹凸部が形成されている光学ハウジングの場合のランダム振動解析結果を説明するための図である。 側板に形成された複数の溝を説明するための図である。 偏光分離デバイスを説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２９に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。そして、これらは、プリンタ筐体の中に収容されている。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、増幅回路、アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの多色の画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、いわゆる露光装置であり、プリンタ制御装置２０９０からの４色の画像情報（ブラックの画像情報、シアンの画像情報、マゼンタの画像情報、イエローの画像情報）に基づいて色毎に変調された光によって、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の詳細については後述する。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置２０１０の詳細について説明する。

この光走査装置２０１０は、一例として図２に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、走査光学系Ａ、走査光学系Ｂ、及び不図示の走査制御装置などを有している。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２では図示省略、図１５参照）に取り付けられている。

ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、ポリゴンミラー２１０４の回転軸に沿った方向をＺ軸方向として説明する。また、以下では、便宜上、各光学部材において、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

各光源は、半導体レーザ（ＬＤ）を含んでいる。光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れて配置されており、いずれも−Ｙ方向に光を射出する。光源２２００ａと光源２２００ｄは、Ｘ軸方向に関して対向して配置されており、光源２２００ａは＋Ｘ方向に光を射出し、光源２２００ｄは−Ｘ方向に光を射出する。

偏向器前光学系は、一例として図３に示されるように、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの１／２波長板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、２つの偏光ビームスプリッタ（２２０５_１、２２０５_２）、２つの開口板（２２０３_１、２２０３_２）、及び２つのシリンドリカルレンズ（２２０４_１、２２０４_２）を有している。

カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光（以下では、「光ＬＢａ」ともいう。）の光路上に配置され、該光を略平行光とする。

カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光（以下では、「光ＬＢｂ」ともいう。）の光路上に配置され、該光を略平行光とする。

カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光（以下では、「光ＬＢｃ」ともいう。）の光路上に配置され、該光を略平行光とする。

カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光（以下では、「光ＬＢｄ」ともいう。）の光路上に配置され、該光を略平行光とする。

１／２波長板２２０２ａは、カップリングレンズ２２０１ａを介した光ＬＢａの光路上に配置され、該光を偏光ビームスプリッタ２２０５_１の入射面に対してｓ偏光とする。

１／２波長板２２０２ｂは、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光ＬＢｂの光路上に配置され、該光を偏光ビームスプリッタ２２０５_１の入射面に対してｐ偏光とする。

１／２波長板２２０２ｃは、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光ＬＢｃの光路上に配置され、該光を偏光ビームスプリッタ２２０５_２の入射面に対してｐ偏光とする。

１／２波長板２２０２ｄは、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光ＬＢｄの光路上に配置され、該光を偏光ビームスプリッタ２２０５_２の入射面に対してｓ偏光とする。

偏光ビームスプリッタ２２０５_１は、１／２波長板２２０２ａの＋Ｘ側であって、かつ１／２波長板２２０２ｂの−Ｙ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ２２０５_１は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する特性を有している。そこで、偏光ビームスプリッタ２２０５_１は、１／２波長板２２０２ａを通過した光ＬＢａを−Ｙ方向に反射し、１／２波長板２２０２ｂを通過した光ＬＢｂを透過させる。そして、偏光ビームスプリッタ２２０５_１から射出された光ＬＢａの光路と光ＬＢｂの光路は、ほぼ同一となる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２０５_１は、２つの光を合成する。

偏光ビームスプリッタ２２０５_２は、１／２波長板２２０２ｄの−Ｘ側であって、かつ１／２波長板２２０２ｃの−Ｙ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ２２０５_２は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する特性を有している。そこで、偏光ビームスプリッタ２２０５_２は、１／２波長板２２０２ｄを介した光ＬＢｄを−Ｙ方向に反射し、１／２波長板２２０２ｃを介した光ＬＢｃを透過させる。そして、偏光ビームスプリッタ２２０５_２から射出された光ＬＢｃの光路と光ＬＢｄの光路は、ほぼ同一となる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２０５_２は、２つの光を合成する。

開口板２２０３_１は、開口部を有し、偏光ビームスプリッタ２２０５_１からの光（光ＬＢａ、光ＬＢｂ）のビーム形状を整形する。

開口板２２０３_２は、開口部を有し、偏光ビームスプリッタ２２０５_２からの光（光ＬＢｃ、光ＬＢｄ）のビーム形状を整形する。

シリンドリカルレンズ２２０４_１は、開口板２２０３_１の開口部を通過した光（光ＬＢａ、光ＬＢｂ）を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４_１は、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面に線像を形成する。

シリンドリカルレンズ２２０４_２は、開口板２２０３_２の開口部を通過した光（光ＬＢｃ、光ＬＢｄ）を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。すなわち、シリンドリカルレンズ２２０４_２は、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面に線像を形成する。

ポリゴンミラー２１０４は、一例として４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、各シリンドリカルレンズからの光を偏向する。

シリンドリカルレンズ２２０４_１からの光（光ＬＢａ、光ＬＢｂ）はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４_２からの光（光ＬＢｃ、光ＬＢｄ）はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。なお、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で偏向された光が経時的に形成する光線束面は、「偏向面」と呼ばれている（特開平１１−２０２２５２号公報参照）。ここでは、偏向面はＸＹ面に平行な面である。

走査光学系Ａは、一例として図４に示されるように、偏向器側走査レンズ２１０５_１、像面側走査レンズ２１０７_１、偏光分離素子２１１０_１、５枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０９ａ）を有している。

偏向器側走査レンズ２１０５_１は、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４_１からの光（光ＬＢａ、光ＬＢｂ）の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ２１０７_１は、偏向器側走査レンズ２１０５_１の−Ｘ側であって、偏向器側走査レンズ２１０５_１を介した光（光ＬＢａ、光ＬＢｂ）の光路上に配置されている。

偏光分離素子２１１０_１は、像面側走査レンズ２１０７_１の−Ｘ側であって、像面側走査レンズ２１０７_１を介した光（光ＬＢａ、光ＬＢｂ）の光路上に配置されている。

偏光分離素子２１１０_１は、偏光分離面を有している。該偏光分離面はワイヤーグリッド、あるいは誘電体多層膜等で構成することができるが、波面収差の増大を抑制するには誘電体多層膜が好ましい。

また、偏光分離素子２１１０_１は、断面が直角二等辺三角形よりなる２つの三角柱状のガラス部材又は透明樹脂部材で偏光分離面を挟み込んだ四角柱構造としても良いが、ガラス又は透明樹脂製の板状部材（基板）の片面に偏光分離面を形成した構造の方が、簡単な工程で製造できる点で有利である。

偏光分離素子２１１０_１は、一例として図５に示されるように、偏光分離面が偏向面に対して４５°傾斜した状態で配置されている。

偏光分離素子２１１０_１における偏光分離面と逆側の面には、一例として図６に示されるように、反射防止膜が形成されている。反射防止膜を設けることで、分離後に基板を透過した光が基板の裏面で反射して不要光（ゴースト光）を発生させるのを抑制できる。

偏光分離素子２１１０_１は、光ＬＢａを透過させ（図７参照）、光ＬＢｂを−Ｚ方向に反射する（図８参照）。

図４に戻り、偏光分離素子２１１０_１を透過した光ＬＢａは、３枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ、２１０９ａ）を介して、感光体ドラム２０３０ａの表面に導光される。

偏光分離素子２１１０_１で反射された光ＬＢｂは、２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）を介して、感光体ドラム２０３０ｂの表面に導光される。

偏向器側走査レンズ２１０５_１、及び像面側走査レンズ２１０７_１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。

走査光学系Ｂは、偏向器側走査レンズ２１０５_２、像面側走査レンズ２１０７_２、偏光分離素子２１１０_２、５枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、２１０９ｄ）を有している。

偏向器側走査レンズ２１０５_２は、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４_２からの光（光ＬＢｃ、光ＬＢｄ）の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ２１０７_２は、偏向器側走査レンズ２１０５_２の＋Ｘ側であって、偏向器側走査レンズ２１０５_２を介した光（光ＬＢｃ、光ＬＢｄ）の光路上に配置されている。

偏光分離素子２１１０_２は、像面側走査レンズ２１０７_２の＋Ｘ側であって、像面側走査レンズ２１０７_２を介した光（光ＬＢｃ、光ＬＢｄ）の光路上に配置されている。偏光分離素子２１１０_２は、前述した偏光分離素子２１１０_１と同様な偏光分離素子である。

偏光分離素子２１１０_２は、光ＬＢｄを透過させ、光ＬＢｃを−Ｚ方向に反射する。

偏光分離素子２１１０_２で反射された光ＬＢｃは、２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）を介して、感光体ドラム２０３０ｃの表面に導光される。

偏光分離素子２１１０_２を透過した光ＬＢｄは、３枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ、２１０９ｄ）を介して、感光体ドラム２０３０ｄの表面に導光される。

偏向器側走査レンズ２１０５_２、及び像面側走査レンズ２１０７_２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。

各感光体ドラム表面の光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。

偏光分離素子２１１０_１と折り返しミラー２１０６ｂは、一例として図９に示されるように、ホルダ１０に一体的に保持されている。

ホルダ１０は、図９の縦断面図である図１０に示されるように、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂに対してはみ出すことなく偏光分離素子２１１０_１と折り返しミラー２１０６ｂとを一体的に保持している。

このホルダ１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする２つの面が略垂直に組み合わされたダハ面（例えば、特開平６−５０７３９号公報参照）を有するアルミダイカストの部材である。そして、該ダハ面における＋Ｚ側の面に偏光分離素子２１１０_１が保持され、−Ｚ側の面に折り返しミラー２１０６ｂが保持されている。また、ホルダ１０には、偏光分離素子２１１０_１を透過した光ＬＢａを通過させる矩形状のニゲ穴が形成されている。

偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂは、長手方向（Ｙ軸方向）における複数箇所で、ダハ面に板ばねによって押圧され、あるいは接着剤によって接着されている。これにより、偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂは、それぞれが単体のときに比べて、剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

また、偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂがダハ面に保持されているため、その挟角が製造誤差等により９０°からずれていても、折り返しミラー２１０６ｂで折り返された光の進行方向（ここでは、＋Ｘ方向）は変化しない。仮に、従来のように折り返しミラーを単独で配置した場合、ミラー面の角度が設計値に対してθ変化すると該ミラー面で反射された光の進行方向は予定していた方向に対して２θ変化する。

また、偏光分離素子２１１０_２と折り返しミラー２１０６ｃも、一例として図１１に示されるように、ホルダ１０に一体的に保持されている。これによって、偏光分離素子２１１０_２及び折り返しミラー２１０６ｃは、それぞれが単体のときに比べて、剛性が高くなるとともに、固有振動数が大きくなる。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

また、折り返しミラー２１０６ａと折り返しミラー２１０８ａは、一例として図１２に示されるように、ホルダ２０に一体的に保持されている。

ホルダ２０は、図１２の縦断面図である図１３に示されるように、Ｚ軸方向に関して、折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａに対してはみ出すことなく折り返しミラー２１０６ａと折り返しミラー２１０８ａとを一体的に保持している。

このホルダ２０は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向に直交する断面の形状がいわゆるダハ形状であるアルミダイカストの部材である。そして、＋Ｚ側のダハ面に折り返しミラー２１０６ａが保持され、−Ｚ側のダハ面に折り返しミラー２１０８ａが保持されている。

折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａは、長手方向（Ｙ軸方向）における複数箇所で、ダハ面に板ばねによって押圧され、あるいは接着剤によって接着されている。これにより、折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａは、それぞれ単体のときに比べて剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

また、折り返しミラー２１０６ｄと折り返しミラー２１０８ｄも、一例として図１４に示されるように、ホルダ２０に一体的に保持されている。これにより、折り返しミラー２１０６ｄ及び折り返しミラー２１０８ｄは、それぞれ単体のときに比べて剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

図１５には、光学ハウジング２３００に、４つの光源、偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、走査光学系Ａ、走査光学系Ｂが組み付けられた状態が示されている。光学ハウジング２３００は、ヤング率が１．２５×１０^１０（Ｐａ）の樹脂製の蓋付きの箱状部材であり、上板、底板、及び４枚の側板を有している。上板が蓋である。なお、図１５には、上板が取り外された状態が示されている。

また、ポリゴンミラー２１０４は、光学ハウジング２３００の中央部に配置されている。なお、底板と４枚の側板は、一体成形されていても良い。

この光学ハウジング２３００は、Ｙ軸方向の両端が、それぞれステー２４０１を介してプリンタ筐体に固定される。該ステー２４０１は、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向の両端近傍に、プリンタ筐体にねじ止めするための穴を有している板金部材である。

光学ハウジング２３００のＹ軸方向の２つの側板には、それぞれＸ軸方向の両端近傍にステー２４０１との締結部が設けられている。

本実施形態では、偏光分離素子を用いて走査光学系のＺ軸方向に関する長さを小さくし、光走査装置の薄型化を図っている。そこで、光学ハウジング２３００は、側板の高さが従来よりも低い。ところで、光学ハウジングは、側板の高さが低くなると、固有振動数が低下し、外部からの振動によって共振し易くなる。この外部からの振動は、ステー２４０１との締結部を介して光学ハウジング２３００に伝播する。

そこで、本実施形態では、光学ハウジング２３００の底板の＋Ｚ側の面（以下では、便宜上「底板表面」ともいう）及び−Ｚ側の面（以下では、便宜上「底板裏面」ともいう）に、複数の溝が形成された溝形成部をそれぞれ設けている。

図１６には、底板表面に設けられた溝形成部が示され、図１７には、底板裏面に設けられた溝形成部が示されている。本実施形態では、底板表面及び底板裏面の四隅にそれぞれ溝形成部を設けられている。

各溝形成部の複数の溝は、ステー２４０１との締結部を中心とする同心円の一部を構成するいわゆる同心円弧状に形成されている（図１８参照）。

図１６のＡ−Ａ断面図が図１９に示されている。また、図１９の一部を拡大した図が図２０に示されている。図２０に示されるように、ステー２４０１との締結部を含むＹＺ断面での各溝の形状は矩形である。そして、該断面において、複数の溝は、幅Ｌ、深さｄで、等しい間隔Ｔで形成されている。また、該断面において、底板表面に形成されている複数の溝の中心と底板裏面に形成されている複数の溝の中心とは、Ｔ／２だけずれて形成されている。なお、図２０における符号Ｄは底板の厚さである。

ここでは、一例として、各溝形成部に、２０個の溝が、Ｌ＝３ｍｍ、ｄ＝０．７５、Ｔ＝６ｍｍで形成されている。なお、Ｄ＝２．５ｍｍである。

次に、光学ハウジング２３００の振動低減効果を確認するため、ＡＮＳＹＳによるランダム振動解析を行った。ここでは、ステー２４０１との締結部に周波数帯域毎にＺ軸方向に加速度を与えて加振し、Ｚ軸方向の最大変形量を求めた。

光学ハウジング２３００では、ほぼ中央部が最も変形し、その変形量（最大変形量）は０．０７５ｍｍであった（図２１参照）。

ところで、仮に、図２２に示されるように、底板表面に形成されている複数の溝と底板裏面に形成されている複数の溝とが対向している場合、すなわち、底板表面に形成されている複数の溝の中心と底板裏面に形成されている複数の溝の中心とが一致している場合には、最大変形量は０．０８３ｍｍであった（図２３参照）。

また、図２４に示されるように、従来の溝なしの光学ハウジングでは、最大変形量は０．０８７ｍｍであった（図２５参照）。

また、図２６に示されるように、溝の効果を知るために光学ハウジング２３００における各溝形成部に対応する部分を薄肉（１ｍｍ厚）部にした光学ハウジングでは、最大変形量は０．１３２ｍｍであった（図２７参照）。

また、光学ハウジング２３００における各溝形成部に代えて、図２８に示されるように、特許第４２２３１７５号公報に開示されている振動伝搬減衰用の凹凸部が形成されている光学ハウジングでは、最大変形量は０．０８４ｍｍであった（図２９参照）。

これらの振動解析結果を相対比較すると、光学ハウジング２３００での最大変形量が最も小さく、光学ハウジング２３００に振動低減効果があることが確認できた。

ところで、光学ハウジングの耐振性を向上させる方法としてリブを追加することが考えられるが、この場合は、必然的に光学ハウジングの重量が増加し、材料費も上がるという不都合がある。本実施形態では、底板表面と底板裏面とに複数の溝を互いに間隔の１／２倍だけずらして形成している。この場合は、重量の増加や材料費のアップを招くことなく、光学ハウジングの耐振性を向上させることができる。特に、走査光学系のＺ軸方向に関する寸法が小さくなったときに、光学ハウジングを薄型化しても耐振性が損なわれるのを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、走査光学系Ａ、走査光学系Ｂ、及びこれらが取り付けられる光学ハウジング２３００などを有している。

各走査光学系は、互いに偏光方向が異なる２つの光を分離するための偏光分離素子を含んでいる。この場合は、ポリゴンミラー２１０４で偏向された上記２つの光の光路を部分的に重ね合わせることができ、光走査装置の薄型化を図ることが可能である。

光学ハウジング２３００は、底板表面と底板裏面とにそれぞれ複数の溝が等しい間隔で形成されている。また、底板表面に形成されている溝の中心位置と底板裏面に形成されている溝の中心位置とが間隔の１／２倍だけずらして形成されている。これにより、光学ハウジングが薄型化されても、重量の増加や材料費のアップを招くことなく、光学ハウジングの耐振性を向上させることができる。そこで、光走査装置２０１０は、機械的な外乱に対する強さが向上する。

その結果、カラープリンタ２０００は、画像品質を低下させることなく、小型化を図ることができる。

なお、上記実施形態では、光学ハウジング２３００の底板に複数の溝が形成される場合について説明したが、底板に代えて、あるいは底板とともに、側板に複数の溝が形成されても良い。

また、上記実施形態では、ステー２４０１との締結部を含みＺ軸に平行な断面での各溝の形状が矩形の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、底板表面に形成されている溝と底板裏面に形成されている溝とが、Ｔ／２だけずれて形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、底板表面に形成されている溝の中心位置と底板裏面に形成されている溝の中心位置とがずれていれば良い。

また、上記実施形態では、複数の溝が、ステー２４０１との締結部を中心とする同心円の一部を構成するいわゆる同心円弧状の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、締結部からずれた位置を中心とする同心円弧状であっても良い。さらに、各溝が円弧状でなくても良い。例えば、各溝が直線状であっても良い。

また、上記実施形態では、複数の溝が等しい間隔で形成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、複数の溝が光学ハウジング２３００の底板に形成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光学ハウジング２３００の底板に代えて、あるいは底板とともに側板に複数の溝が形成されても良い（図３０参照）。また、光学ハウジング２３００の底板に代えて、あるいは底板とともに上板に複数の溝が形成されても良い。

また、上記実施形態における溝の数、溝の幅Ｌ、溝の深さｄ、溝の間隔Ｔの値は一例であり、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、ホルダ１０及びホルダ２０がアルミダイカスト部品である場合について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、ホルダ１０及びホルダ２０が切削加工によって成形された部材であっても良いし、板金加工によって成形された部材であっても良い。また、ホルダ１０及びホルダ２０の材質がアルミニウム以外の金属であっても良いし、樹脂であっても良い。例えば、ホルダ１０及びホルダ２０が射出成形によって成形された樹脂部材であっても良い。

また、ホルダ１０及びホルダ２０のＹ軸方向に直交する断面（縦断面）の形状は、上記実施形態に限定されるものではない。また、ホルダ１０及びホルダ２０の寸法は、上記実施形態に限定されるものではない。要するに、ホルダ１０は、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子及び折り返しミラーに対してはみ出すことなく該偏光分離素子と該折り返しミラーを一体的に保持していれば良い。また、ホルダ２０は、Ｚ軸方向に関して、２枚の折り返しミラーに対してはみ出すことなく該２枚の折り返しミラーを一体的に保持していれば良い。

また、上記実施形態において、前記偏光分離素子２１１０_１に代えて、一例として図３１に示されるように、偏光分離デバイス１６_１を用いても良い。この偏光分離デバイス１６_１は、ビームスプリッタ１６_１０、及び２つの偏光子（１６_１１、１６_１２）を有している。

ビームスプリッタ１６_１０は、像面側走査レンズ２１０７_１の−Ｘ側であって、像面側走査レンズ２１０７_１を介した光（光ＬＢａと光ＬＢｂ）の光路上に配置されている。このビームスプリッタ１６_１０は、入射光の偏光方向を保存した状態で、入射光の一部を透過させ、残りを反射するビームスプリッタである。

偏光子１６_１１はビームスプリッタ１６_１０の−Ｘ側であって、ビームスプリッタ１６_１０を透過した光の光路上に配置されている。偏光子１６_１２はビームスプリッタ１６_１０の−Ｚ側であって、ビームスプリッタ１６_１０で反射された光の光路上に配置されている。各偏光子は、ヨウ素又は二色性染料で染色した膜を一軸延伸して得る一般的な偏光フィルムを使用することができる。

そして、光ＬＢａのみが偏光子１６_１１を透過し、光ＬＢｂのみが偏光子１６_１２を透過する。

また、同様な偏光分離デバイスを、前記偏光分離素子２１１０_２に代えて用いても良い。

また、上記実施形態では、各光源が１つの発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各光源が複数の半導体レーザを有しても良い。また、各光源が複数の発光部を持つ半導体レーザアレイを有しても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置として４つの感光体ドラムを有するカラープリンタについて説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、光走査装置がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。

また、上記実施形態では、像担持体の表面を光走査して該表面に潜像を形成する画像形成装置について説明したが、光走査をしないで像担持体の表面に潜像を形成する画像形成装置であっても良い。

１０…ホルダ、１６_１…偏光分離デバイス、２０…ホルダ、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置（露光装置）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー、２１０５_１，２１０５_２…偏向器側走査レンズ、２１０７_１，２１０７_２…像面側走査レンズ、２１０６ａ，２１０６ｂ，２１０６ｃ，２１０６ｄ，２１０８ａ，２１０８ｂ，２１０８ｃ，２１０８ｄ，２１０９ａ，２１０９ｄ…折り返しミラー、２１１０_１，２１１０_２…偏光分離素子（光分離素子）、２２００ａ〜２２００ｄ…光源、２３００…光学ハウジング、２４０１…ステー。

特開昭６０−３２０１９号公報 特開平０７−１４４４３４号公報 特開２０１０−１６０２９５号公報 特許第４２９９１０３号公報

Claims (9)

1. 光源と、該光源から射出された光を被露光部材に導く光学系と、複数の板状部材からなり前記光源及び光学系が保持される光学ハウジングとを備え、前記被露光部材を露光する露光装置において、
   前記光学ハウジングにおける少なくとも１つの板状部材の少なくとも一部の表面と裏面とに複数の溝がそれぞれ所定の間隔で形成され、前記複数の溝の配列方向に関して、前記表面に形成された溝の中心位置と前記裏面に形成された溝の中心位置とがずれていることを特徴とする露光装置。
2. 前記光学ハウジングは前記被露光部材とともに筐体内に収容され、
   前記光学ハウジングは前記筐体との締結部を有し、前記表面及び裏面の複数の溝は、前記締結部を基点として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記表面及び裏面の複数の溝は、前記締結部を略中心とする同心円弧形状であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記表面及び裏面の複数の溝は、前記光学ハウジングの底板に形成され、
   前記配列方向は、前記締結部から前記底板の中心に向かう方向であることを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
5. 前記表面及び裏面の複数の溝は、前記光学ハウジングの側板に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 前記複数の溝は、等しい間隔で形成され、
   前記配列方向に関して、前記表面に形成された溝の中心位置と前記裏面に形成された溝の中心位置とのずれ量は、前記間隔の略１／２倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記複数の溝における各溝の断面形状は矩形であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置。
8. 前記光学系は、前記光源から射出された光の光路上に配置された偏向器前光学系と、前記偏向器前光学系を介した光を偏向する光偏向器と、前記光偏向器で偏向された光を前記被露光部材の表面に集光する走査光学系とを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
9. 複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体を個別に露光する請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置とを備える画像形成装置。