JP2013238701A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体との配置レイアウトや像担持体への光ビームの入射角度などの違い、主操作方向への書込幅による走査レンズの違いなどがあっても、複数の機種間で共通化でき、手間を掛けずにコスト上昇を抑制して交換可能なユニット構成とすることにより、低コスト化や省資源化が図れる光走査装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】偏向手段１２０の回転軸を軸支する軸支部材１１６を固定した回転軸と直交する板面を備える基板１０９に、光源、集光光学素子、光検知素子とを一体的に支持するコアユニット１００と、結像光学系１３０を保持し、コアユニット１００を内包する封止部材１５０を備えるサブユニット１６０を備え、コアユニットを、回転軸と直交する面内で、板面をベース部材３０５に支持し、同面内でサブユニットをベース部材に接地して、コアユニットが支持される空間Ｓを密閉した。
【選択図】図４

Description

本発明は、照射光を用いて像担持体を走査して画像を形成する光走査装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ、これら複数の機構を備えた複合機等の画像形成装置では、画像情報に応じた信号により駆動されるレーザ光源からのレーザ光を照射光として走査して、像担持体上を露光し、画像を書込む光走査装置が用いるものがある。

レーザ光源を備えた光走査装置では、半導体レーザ等のレーザ光源およびレーザ光源からの光束を走査する偏向手段などの偏向手段、偏向手段で走査された光束を像担持体上にスポット状に結像する結像光学系、および、レーザ光源や偏向手段の駆動制御を行う回路基板等が、各々個別の構成部品としてハウジングに組み付けられ、一体的に支持されており、この際、レーザ光源や偏向手段、結像光学系を構成する部品相互の配置が保たれるように、調整がなされている。そのため、部品点数が多く、各々の配置精度を保つための調整に手間が掛かる。

光走査装置等においては、機種毎に新規の設計が必要となることがコストアップの要因となっている。従来、このようなコストアップを解消するために、偏向手段であるポリゴンミラーを搭載する回転体を、駆動回路が形成された基板上に軸支し、同基板上に、レーザ光源や結像光学系を設置してユニット化することで、光走査装置の部品構成を見直し、コストの削減を図るための構成が、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特許文献１，２に記載のような従来の光走査装置では、レーザ光源と、集光光学素子（例えばカップリングレンズ）と、偏向手段であるポリゴンミラーと、結像光学系である走査レンズとは、被走査面である像担持体面でのビームスポットが均一となるように各々の配置を調整してハウジングに組み付けられ、ユニット化されている。

しかしながら、機種毎に、像担持体との配置レイアウトや像担持体への光ビームの入射角度が異なるため、機種毎に新規のハウジング設計が必要となり、金型費用の償却や調整治具の作り直しによりコストアップとなっている。

このようなコストアップを解消するためには、複数の機種のユニット間で、共通で使用できる部品共通化が必要で、特に、比較的コストが高い偏向手段（ポリゴンミラー）については、ＪＩＳ規格Ａ４、Ａ３等の書込幅によらず共通化することで、量産効果を活かしたコストダウンが望まれている。

一方で、偏向手段（ポリゴンミラー）は毎分数万回転で回転しているため、消耗品として交換が必要な部品である反面、環境指向の高まりにより、リユースやリサイクルによる新規投入資源の削減が求められており、偏向手段（ポリゴンミラー）を交換して再利用することが求められている。

ところが、上記したように、レーザ光源と、集光光学素子（カップリングレンズ）と、偏向手段（ポリゴンミラー）とは、各々の配置精度が保たれるように調整されてハウジングに組み付けられ、例えば、偏向手段の回転軸の姿勢誤差によって、像担持体面でのビームスポットが不均一となるといった問題がある。このため、偏向手段が共通化されても、偏向手段を交換する際には、集光光学素子などの再調整が必要となる。

また、一般に、偏向手段で走査された光ビームを光検知手段となるセンサで検出して同期検知信号を得ることがあるが、光検知手段で検出する偏向手段の偏向角が各々異なるため、同期検知信号から書込み開始までのタイミング調整が必要であり、かえって手間が掛かり、コストアップになってしまうという課題がある。

本発明は、像担持体との配置レイアウトや像担持体への光ビームの入射角度などの違い、主操作方向への書込幅による結像光学系の違いなどがあっても、複数の機種間で共通化でき、手間を掛けずにコスト上昇を抑制して交換可能なユニット構成とすることにより、低コスト化や省資源化が図れる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明は、光源と、該光源からの発散光束を集光する集光光学素子と、集光光学素子からの光ビームを偏向する偏向手段と、偏向手段により走査された光ビームを検出する光検知素子と、偏向手段により走査された光ビームを被走査面上に光スポットとして結像する結像光学系とを有する光走査装置において、偏向手段の回転軸を軸支する軸支部材を固定した回転軸と直交する板面を備える基板に、光源と集光光学素子と光検知素子とを一体的に支持するコアユニットと、結像光学系を保持しコアユニットを内包する封止部材を備えるサブユニットを備え、コアユニットを、回転軸と直交する面内で、板面をベース部材に支持するとともに、同面内でサブユニットをベース部材に接地して、コアユニットが支持される空間を密閉することを特徴としている。

本発明によれば、偏向手段の回転軸を軸支する軸支部材を固定した前記回転軸と直交する板面を備える基板に、光源と集光光学素子と光検知素子とを一体的に支持するコアユニットと、結像光学系を保持しコアユニットを内包する封止部材を備えるサブユニットとを有し、コアユニットを回転軸と直交する面内で、板面をベース部材に支持するとともに、該面内でサブユニットをベース部材に接地してコアユニットが支持される空間を密閉するようにしたことで、ハウジングを用いることなく、ハウジングを用いたのと同じ機能を有する光走査装置を構成でき、像担持体との配置レイアウトや像担持体への光ビームの入射角度などの違いや、書込幅による走査レンズの違いによらず、複数の機種間で共通展開できるコアユニットが実現でき、組立工程が単純化され工数が削減できる。このため、型治具費など生産設備投資を最小限とし、まとまった台数を確保することで台あたりの投資回収を抑えることで、低コスト化が図れる。

また、コアユニット単位で必要な調整を完結し、光学性能が補償されていることで、手間を掛けずに交換でき、さらに、半導体レーザやポリゴンミラーなど経時的な消耗により交換が必要な部品を集約したことで、メンテナンス時間を短縮でき、リユースやリサイクルにも適応した光走査装置を提供することができる。

本発明にかかる光走査装置の主要部を示す分解斜視図であり、偏向手段の駆動回路を形成した基板によるコアユニットの実施形態を示す図。 本発明にかかる光走査装置の主要部を示す分解斜視図であり、偏向手段の駆動回路を別基板としたコアユニットの実施形態を示す図。 コアユニットを用いた光走査装置の概略構成を示す斜視図。 コアユニットを内包する光走査装置の一実施形態を示す概略図。 本発明が適用された光走査装置の画像形成装置への組み付けの一形態を示す分解斜視図。 本発明が適用された光走査装置を備えた画像形成装置の一形態を示す概略図。 光走査装置の光源駆動のタイミングを示す図。 コアユニットを内包する光走査装置の別な形態を示す概略図。 コアユニットを内包する光走査装置の別な形態を示す概略図。 第２の板面に光検知素子を直接実装したコアユニットを内包する光走査装置の別な形態を示す概略図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、光源として２つのレーザ光源を有し、２つのレーザ光源に対して共通の偏向手段で各々対向する方向に光照射して走査することで、２つの被走査面を同時に露光できるようにした光走査装置に用いるコアユニット１００である。

コアユニット１００は、偏向手段となるポリゴンミラー１２０を搭載した回転体１２１に駆動力を発生するコイル１１８や回転数を一定に保つ駆動回路が板金上にレジストを塗布してプリント配線された基板１０９がベースになっている。ポリゴンミラー１２０を搭載した回転体１２１の回転軸１２１ａ（以下「ポリゴンミラー１２０の回転軸」と称する場合もある）を軸支する軸受１１７又は軸受１１７を保持する軸支部材１１６は、コイル１１８や駆動回路がプリントされた基板１０９の第１の板面１０９ａに、回転軸１２１ａに直交する面内で回転軸１２１ａの姿勢を拘束して接合し、固定される。

本形態では、ポリゴンミラー１２０を駆動するための磁気回路を構成するヨークとして作用させるため、基板１０９に鉄板を用いている。基板１０９には、その端部に、軸支部材１１６を接合した第１の板面１０９ａとは直交、ここでは垂直な曲げにより曲げ部となる第２の板面１０９ｂがプレス形成され、第２の板面１０９ｂにレーザ光源の数だけ形成した反抜き穴１１１、１１１に、レーザ光源となる半導体レーザ１０１，１０２が、第２の板面１０９ｂと直交する方向に光束が射出されるように射出方向を拘束して、パッケージの外郭部を第２の板面１０９ｂの裏面より圧入して支持される。

半導体レーザ１０１，１０２の出力を一定に保ち、画像信号に応じて変調する駆動回路１０４ａ、１０４ｂが形成された回路基板１０４には、光検知素子となる光検知センサ１０３が実装され、この光検知センサ１０３と符号Ｗで示す主走査方向に沿って整列させて形成した図示しないスルーホールに第２の板面１０９ｂの反抜き穴１１１に圧入された半導体レーザ１０１、１０２のリード端子をそれぞれ挿入して、垂直な曲げ部となる第２の板面１０９ｂの裏側にスペーサ１１３を介して図示しないネジで締結固定されている。

図１に示す形態では、主走査方向Ｗに沿って、半導体レーザ１０１と半導体レーザ１０２の中間に光検知センサ１０３を配置し、半導体レーザ１０１からポリゴンミラー１２０に至る光軸Ｌに対し、ポリゴンミラー１２０で偏向され光検知センサ１０３に至る偏向角θが上流側になるようにして、ポリゴンミラー１２０により偏向、走査された半導体レーザ１０１からの光ビームのみを検出している（図３参照）。

ところで、図１に示す形態のように半導体レーザ１０１、１０２の近傍に光検知センサ１０３を配置する場合、ポリゴンミラー１２０により偏向、走査された光ビームが半導体レーザ１０１、１０２上を走査されるが、光ビームが半導体レーザ１０１，１０２に戻るとレーザ発振に支障をきたし出力が不安定になることが知られている。このため、本形態では、光検知センサ１０３に至る偏向角θを上流側で取ることで、光検知センサ１０３で検出される同期検知信号を基準として、半導体レーザ１０１、１０２上を走査している期間中、回路基板１０４の駆動回路１０４ａ、１０４ｂは確実に半導体レーザ１０１、１０２を消灯するように制御している。

また、光検知センサ１０３ではポリゴンミラー１２０で偏向された光ビームを直接受光する構成であるため、走査方向に光束径が絞られておらず、検出信号が訛ってしまう。そこで、第２の板面１０９ｂにおける反抜き穴１１１と反抜き穴１１１の間にスリット１１２を形成し、このスリット１１２を介して光検知センサ１０３にポリゴンミラー１２０からの光ビームを入射するように構成することで光束径を規制し、上記した半導体レーザ１０１、１０２の消灯制御が瞬時に行えるようにしている。

尚、光検知センサ１０３の直前に集光レンズを配備し、ポリゴンミラー１２０で偏向された光ビームを直接受光する構成であっても、コアユニット１００単体で同期検知信号が得られる構成であれば、効果は同様である。

半導体レーザ１０１，１０２からポリゴンミラー１２０に至る光路中には、各半導体レーザに対応して集光光学素子となるカップリングレンズ１０５，１０６が配備されている。カップリングレンズ１０５，１０６は、第１の板面１０９ａ上に、カップリングレンズ１０５，１０６と一体的に形成した立設部１０７a、１０７ｂの底面を接合して固定される。カップリングレンズ１０５，１０６は、主走査方向Ｗであるポリゴンミラー１２０の回転軸１２１aに直交する方向と、それと直交する副走査方向Ｄとで異なる焦点距離を有しており、半導体レーザ１０１，１０２からの発散光束を主走査方向Ｗには略平行光束とする一方で、副走査方向Ｄにはポリゴンミラー１２０の回転反射面近傍で収束するように、立設部１０７ａ、１０７ｂの底面に形成したピン１０８ａ、１０８ｂを基板１０９の第１の板面１０９ａに形成した長穴１１０、１１０にそれぞれ係合し、各長穴１１０に沿って移動して、光軸方向の位置を調整可能に構成されている。カップリングレンズ１０５，１０６は、第２の板面１０９ｂに形成した反抜き穴１１１と対向するように第１の板面１０９ａ上に配置され、光軸方向に延びる長穴１１０、１１０内でピン１０８ａ、１０８ｂをスライド移動させることで、光軸方向の位置を調整可能とされている。

上記したように、ポリゴンミラー１２０の回転軸１２１ａは、軸倒れにより姿勢誤差を有していると、半導体レーザ１０１、１０２からポリゴンミラー１２０に入射する光束が、回転軸１２１ａを含む面内で所定の入射方向とは傾いて入射され、全走査位置で均一なビームスポットが得られないという不具合がある。このため、本形態では、治具により光軸方向の位置調整と同時に、第１の板面１０９ａに直交する方向、つまり副走査方向Ｄでの位置調整を行った状態で保持しておき、調整後、基板１０９の第１の板面１０９ａと立設部１０７ａ、１０７ｂの底面との隙間に接着剤を充填し固定している。

図７は、本形態における半導体レーザ１０１、１０２の点灯タイミングの制御の一形態を示すタイミングチャートである。この半導体レーザ１０１、１０２の制御は、回路基板１０４に形成された駆動回路１０４ａ、１０４ｂにより実行される。

図７において、光検知センサ１０３で検出された同期検知信号をトリガーとして半導体レーザ１０１：ＬＤ１の消灯区間信号が生成され、この消灯区間信号が生成されている消灯区間において、半導体レーザ１０１は強制的に消灯される。消灯区間が終了すると、書込開始までの間に、半導体レーザ１０１の出力をモニタし、光ビーム強度を一定に制御する周知のＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）のための発光がＡＰＣ区間において行われる。

半導体レーザ１０２：ＬＤ２は、上記同期検知信号をトリガーとして生成した擬似同期信号に基づいて、書込開始が開始され、書込区間の終了後に半導体レーザ１０２の消灯区間信号が生成され、この消灯区間信号が生成されている消灯区間において、半導体レーザ１０１の同期検知信号が得られるまでは強制的に消灯される。

尚、図１に示す半導体レーザ１０１と光検知センサ１０３との配置関係はこの限りではない。

また、本形態では、半導体レーザ１０１，１０２と光検知センサ１０３は、各々の駆動回路を形成した回路基板１０４に実装して、基板１０９の第２の板面１０９ｂに装着しているが、ポリゴンミラー１２０の駆動回路と同様、いずれかの回路を基板１０９の第１の板面１０９ａにプリント配線して形成し、半導体レーザ１０１，１０２又は光検知センサ１０３を垂直な曲げ部となる第２の板面１０９ｂに直接実装してもよい。

図１０は、光検知センサ１０３を回路基板１０４ではなく、垂直な曲げ部をとなる第２の板面１０９ｂ（板金基板１０９側）に直接実装した例である。

図２は、コアユニット１００の別の形態を示す。

一般に、図１に示した実施形態のように、基板１０９に電装系の回路を形成する場合、放熱性が良いというメリットがある反面、単層に限定されるというデメリットがあり、また、前記したような第２の板面１０９ｂのプレス成形の後に、プリント配線された回路に部品実装するため、かえってコストアップとなる場合がある。

そのため、図２に示す実施形態では、ポリゴンミラー１２０の駆動回路を、板金で成形された基板１０９とは別体の回路基板１１５で構成した。ポリゴンミラー１２０を搭載した回転体１２１の回転軸１２１ａを軸支する軸受１１７又は軸受１１７を保持する軸支部材１１６は、基板１０９の板面１０９ａに、回転軸１２１ａに直交する面内で回転軸１２１ａの姿勢を拘束して接合し、固定される。一方、軸支部材１１６の外周を基準に、コイル１１８や回転数を一定に保つ駆動回路は、第１の板面１０９ａに実装された回路基板１１５に形成し、コイル１１８の中心と回転軸１２１ａと中心を合わせて、回路基板１１５を基板１０９に接合している。これにより、回路基板１１５は紙フェノールやガラスエポキシ等の一般的なプリント配線板で構成できる。

図２に示す実施形態では、主走査方向に沿って、半導体レーザ１０１からポリゴンミラー１２０に至る光軸に対し、ポリゴンミラー１２０で偏向され光検知センサ１０３に至る偏向角が下流側になるように、光検知センサ１０３を配置して、ポリゴンミラー１２０により偏向、走査された半導体レーザ１０１からの光ビームを検出している。

すなわち、図２に示す形態では、スリット１１２を半導体レーザ１０１と半導体レーザ１０２の間ではなく、半導体レーザ１０１と回路基板１０４の端部１０４ａとの間に光検知センサ１０３を配置し、このセンサと対向する第２の板面１０９ｂにスリット１１２を形成し、光検知センサ１０３に至る偏向角θが光軸の下流側になるように、光検知センサ１０３を配置している。

図３は、コアユニット１００を有する光走査装置２００の概要を示す図である。

光走査装置２００は、コアユニット１００と、結像光学系の結像光学系となる走査レンズ１３０とを備えている。コアユニット１００の基板１０９は、走査レンズ１３０の光軸に対して、半導体レーザ１０１、１０２からの光ビームが、ポリゴンミラー１２０の回転軸１２１ａと直交する面内（主走査面内）で、ポリゴンミラー１２０の回転軸中心と、ポリゴンミラー１２０へ入射する方向とが所定となるように後述する画像形成装置にねじで固定される。

走査レンズ１３０は、入射面１３１と射出面１３３とが直交するように樹脂成形されている。ポリゴンミラー１２０からの光ビームは、入射面１３１から入射し、反射手段となる反射面１３２で折り返され、射出面１３３から射出され、被走査面を走査する。すなわち、反射面１３２は、結像光学系を構成する結像素子である走査レンズ１３０に一体的に成形されている。

図４に示すように、光走査装置２００は、コアユニット１００とサブユニット１６０とを備えていて、図５にも示すように、画像形成装置３００へ装着される。図５に示すように、画像形成装置３００の装置本体を構成する構造体３０１は、一対の側板３０３、３０４が底板３０２の端部側の上面に立設され、骨格を形成するフレーム筐体と、側板間を架橋して光走査装置２００が装着されるベース部材３０５とからなり、被走査面が外周面で構成される像担持体である図４に示す感光体ドラム３３０または感光体ドラム３３０を保持するユニットが位置決めされ、支持される。つまり、ベース部材３０５は、感光体ドラム３３０を保持する構造体３０１の一部を構成している。

図４に示す感光体ドラム３３０の軸芯は、奥側を駆動部が配備される図５に示した側板３０３、手前側を側板３０４に装着される面板３０６に形成した係合穴３０７でそれぞれ位置決めされる。

コアユニット１００は、図４に示すように、ベース部材３０５に装着されている。コアユニット１００を装着した空間Ｓを覆うようにサブユニット１６０を構成する封止部材１５０は、ベース部材３０５に装着されていて、コアユニット１００を内包している。つまり、コアユニット１００は、回転軸と直交する面内で、第１の板面１９ａをベース部材３０５に支持されるとともに、同面内でサブユニット１６０をベース部材３０５に接地することで、コアユニット１００が支持される空間Ｓを密閉されている。すなわち、サブユニット１６０は、回転軸と直交する面内でベース部材３０５に接地することで、コアユニット１００が支持される空間Ｓを密閉している。

走査レンズ１３０は、図４に示すように、封止部材１５０に形成した射出開口１５１に、入射面１３１の光軸に平行な面により副走査方向の位置決めを、射出面１３３の光軸に平行な面により主走査面内におけるポリゴンミラー１２０との配置および走査レンズ間の平行性を位置決めして装着（配備）され、封止部材１５０と相まってサブユニット１６０を構成している。

図４中、符号１５２はコアユニット１００をベース部材３０５に固定する固定部材としての複数の段付ネジ、符号１５３は封止部材１５０をベース部材３０５に装着する際の複数の位置決めピンである。各段付ネジ１５２は基板１０９に形成した係合穴１０９ｃ、１０９ｃに係合して、各ピン１５３はベース部材３０５に形成した複数の係合穴３０５ａにそれぞれ係合して、ポリゴンミラー１２０の回転軸１２１ａと直交する面内（主走査面内）で、回転軸中心の位置と回転軸周りの位置とが互いに合うように位置決めされ、コアユニット１００とサブユニット１６０がベース部材３０５の上面３０５Ａ側に固定される。他の位置決め方法によってもよい。

図８は、光走査装置の別の実施形態を示す。

この形態は、結像光学系の結合素子となる走査レンズが２枚玉１４１，１４２で構成され、このうち、第１レンズ１４１は光軸が主走査面と平行に、第２レンズ１４２は光軸が主走査面と直交するように封止部材１５０に配備されている。ポリゴンミラー１２０で走査された光ビームは、第１レンズ１４１を通って反射手段となる折返しミラー１４３、１４４で折り返され、封止部材１５０の射出開口１５１に装着された第２レンズ１４２に入射され、感光体ドラム３３０面上に結像する。すなわち、サブユニット１６０は、ポリゴンミラー１２０により走査された光ビームを感光体ドラム３３０の被走査面に向けて折り返す反射手段となる折返しミラー１４３、１４４を備えている。

図９は、光走査装置のさらに別の実施形態を示す
この形態では、封止部材１５０をベース部材３０５の下面３０１Ｂ側に装着して配備するようにしたものである。

結像光学系を構成する走査レンズは、第１レンズ１４１と、シリンダミラー１４５で構成されて封止部材１５０に配備されている。本形態の場合、ポリゴンミラー１２０で走査された光ビームは、第１レンズ１４１を通って折返しミラー１４３で折り返され、シリンダミラー１４５で反射されて、ベース部材３０５に形成された射出開口３０５ｃ、３０５ｃをそれぞれ封止するガラス板１５４、１５４を通過し、感光体ドラム３３０面上に結像する。

上述したように、機種毎の感光体ドラム３３０の配置や感光体ドラム３３０への光ビームの入射角度等のレイアウトに関わらず、被走査面での光学特性を補償するうえで、配置精度を保つ必要があるポリゴンミラー１２０、半導体レーザ１０１、１０２、カップリングレンズ１０５、１０６のみをコアユニット１００に集約し、構造体３０１への組付を介して、走査レンズ１３０との合体を行うように、従来の光走査装置のハウジングに求められる機能を分配したことで、ハウジングを用いずにハウジングを用いるのと同様、調整レスで構造体３０１（画像形成装置本体）への組み込みが行え、感光体ドラム３３０に対する位置決めが行える光走査装置２００を構成でき、コアユニット１００単位で共通に使用することができる。

尚、上記実施形態では、２つの感光体ドラム３３０を走査するコアユニット１００をサブユニット１６０に内包する例を示したが、１つの感光体ドラム３３０を走査するコアユニット１００としてもよく、サブユニット１６０内に複数のコアユニット１００を内包する形態であっても構わない。

このように、ポリゴンミラー１２０の回転軸１２１ａを軸支する軸支部材１１６を固定した回転軸と直交する板面（第１の板面１０９ａ）を備える基板１０９に、導体レーザ１０１、１０２、光検知センサ１０３を一体的に支持するコアユニット１００と、結像光学系を保持し、コアユニット１００を内包する封止部材１５０を備えるサブユニット１６０を有し、コアユニッ１００トを、回転軸１２１ａと直交する面内で、第１の板面１０９ａをベース部材３０５に支持するとともに、該面内でサブユニット１６０をベース部材３５０に接地して、コアユニット１００が支持される空間Ｓを密閉するようにしたので、ハウジングを用いることなく、ハウジングを用いたのと同じ機能を有する光走査装置２００を構成でき、感光体ドラム３３０との配置レイアウトや感光体ドラム３３０への光ビームの入射角度などの違いや、書込幅による走査レンズの違いによらず、複数の機種間で共通展開できるコアユニットが実現でき、組立工程が単純化され工数が削減できる。このため、型治具費など生産設備投資を最小限とし、まとまった台数を確保することで台あたりの投資回収を抑えることで、低コスト化を図れることができる。

また、コアユニット単位で必要な調整を完結し、光学性能が補償されていることで、手間を掛けずに交換でき、さらに、半導体レーザ１０１，１０２やポリゴンミラー１２０など経時的な消耗により交換が必要な部品を集約したことで、メンテナンス時間を短縮でき、リユースやリサイクルにも適応した光走査装置２００が提供できる。

ベース部材３０５が、被走査面を有する感光体ドラム３３０を保持する構造体３０１の一部をなすようにしたので、画像形成装置本体の組付けによって、半導体レーザ１０１，１０２やポリゴンミラー１２０、走査レンズ１３０，１４１，１４２，１４５が支持される空間Ｓを密閉するようにし、感光体ドラム３３０または感光体ドラム３３０を有する後述する画像形成ステーション３００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）との位置決めが行えるので、ハウジングを用いることなく光走査装置２００が構成でき、部品点数が削減されるうえ、組立工程が単純化され工数が削減できるので、コストの削減を図ることができる。

結像光学系の結像素子となる走査レンズ１３０を、封止部材１５０に設けられた、ポリゴンミラー１２０により走査された光ビームを感光体ドラム３３０に向けて射出する射出開口１５１に配備するようにしたので、光ビームを射出する開口を封止するガラス窓を用いることなくコアユニット１００を内包したサブユニット１６０内を密閉することができるので、部品点数が削減されるうえ、組立工程が単純化され工数が削減できるので、よりコストの削減を図ることができる。

ポリゴンミラー１２０により走査された光ビームを感光体ドラム３３０に向けて折り返す反射手段となる反射ミラー１４３、１４４をサブユニット１６０に設けているので、複数の機種間の光路レイアウトに応じて、走査された光ビームを感光体ドラム３３０に導く反射ミラーを配置したサブユニット１６０を用意し、機種間で固定する部品はコアユニット１００に、機種間で変更が必要な部品はサブユニット１６０に集約したことで、サブユニット１６０の交換のみで多機種に対応でき、組立工程が単純化され工数が削減できるので、コストを最小限に抑えられる。

結像素子となる走査レンズ１３０の場合、反射手段となる反射面１３２が一体的に成形されているので、反射ミラー１４３，１４４を用いることなく、走査された光ビームを感光体ドラム３３０に導くことができ、部品点数が削減されるうえ、組立工程が単純化され工数が削減できるので、よりコストの削減を図ることができる。

図６は、光走査装置２００を搭載する画像形成装置３００の一形態を示すもので、ここではタンデム方式のカラー画像を形成可能な画像形成装置を例示している。

画像形成装置３００は、複数のローラ部材に巻き掛けられて回転移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト３１７を有しており、その移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応した４色分の感光体ドラム３３０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を備えた各画像形成ステーション３００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が並列配置されている。この画像形成装置３００では、光走査装置２００を２ユニット備えている。これは、上述した光走査装置２００は１ユニットで２色分に対応しているため、本形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応するために２ユニット配備している。

各画像形成ステーション３００（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）とも構成は何れも同様である。像担持体となる各感光体ドラム３３０は、表面を一様に帯電する帯電部材となる帯電ローラ３１２で帯電されたあと、光走査装置２００、２００によりそれぞれ露光されて静電潜像が形成され、現像ローラ３１１を備えた現像装置により静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化される。各感光体ドラム３３０のトナー像は、中間転写ベルト３１７と各感光体ドラム３３０とが対向した１次転写部で中間転写ベルト３１７に１次転写され、中間転写ベルト３１７の移動方向に沿って順次各色トナーが重ね合わされ、カラー画像が形成される。１次転写後、各感光体ドラム３３０上に残ったトナーは、クリーニング手段を構成するクリーニングブレード３１４により掻き取られる。

一方、記録媒体となる用紙Ｐは、ベース部材３０５の下方に配置された給紙部を構成する給紙カセット３１５から給紙部材となる給紙コロ３１６によりタイミングに合わせて、中間転写ベルト３１７と、これと対向配置された２次転写部材３１９との間に形成される２次転写部３２０へと搬送され、中間転写ベルト３１７上で重ね合わされたトナー像が２次転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは、定着ローラと加圧ローラを有する定着装置３１８によりトナー像が定着されたのち、排紙トレイ３２１に排出されてスタックされる。

このような構成の画像形成装置３００が、上述したコアユニット１００とサブユニット１６０を備えた光走査装置２００を備え、半導体レーザ１０１，１０２を画像情報により変調して、被走査面である像担持体（感光体ドラム３３０）に静電潜像を形成し、画像を用紙Ｐに記録するようにしたので、リユースやリサイクルに応じて回収されたコアユニット１００が機種を問わず共通に使用でき、また、組立工数が単純化されているので、再生も手間をかけずに行え、低コストや省資源化に準じた画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置としてはカラー画像形成に限定されるものではなく、モノクロ画像を形成する画像形成装置に本発明にかかる光走査装置２００を搭載してもよい。画像形成装置としては、プリンタ、ファクシミリ、複写機単体、あるいは、少なくともこれら２つの機能を備えた複合機であってもよい。

１００ コアユニット
１０１，１０２ 光源
１０３ 光検知素子
１０４ 回路基板
１０４ａ、１０４ｂ 駆動回路
１０５，１０６ 集光光学素子
１０９ 基板
１０９ａ 回転軸と直交する板面
１１６ 軸支部材
１２０ 偏向手段
１２１ａ 偏向手段の回転軸
１３０，１４１，１４２、１４５ 結像光学系
１４３，１４４ 反射手段
１５１ 射出開口
１６０ サブユニット
２００ 光走査装置
３００ 画像形成装置
３０１ 構造体
３０５ ベース部材
３３０ 被走査面（像担持体）
Ｓ 空間
Ｌ 光軸

特開２０００−１１１８２４号公報 特開２００２−２５８１８８号公報

Claims (6)

1. 光源と、該光源からの発散光束を集光する集光光学素子と、該集光光学素子からの光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段により走査された光ビームを検出する光検知素子と、前記偏向手段により走査された光ビームを被走査面上に光スポットとして結像する結像光学系とを有する光走査装置において、
   前記偏向手段の回転軸を軸支する軸支部材を固定した前記回転軸と直交する板面を備える基板に、前記光源と、前記集光光学素子と、前記光検知素子とを一体的に支持するコアユニットと、
   前記結像光学系を保持し、前記コアユニットを内包する封止部材を備えるサブユニットと、を備え、
   前記コアユニットを、前記回転軸と直交する面内で、前記板面をベース部材に支持するとともに、同面内で前記サブユニットを前記ベース部材に接地して、前記コアユニットが支持される空間を密閉することを特徴とする光走査装置。
2. 前記ベース部材は、被走査面を有する像担持体を保持する構造体の一部を構成することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記結像光学系は、前記封止部材に設けられた、前記偏向手段により走査された光ビームを前記被走査面に向けて射出する射出開口に配備する結像素子を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記サブユニットは、前記偏向手段により走査された光ビームを前記被走査面に向けて折り返す反射手段を備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載の光走査装置。
5. 前記反射手段は、前記結像光学系を構成する結像素子に一体的に成形されていることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の光走査装置を備え、
   前記光源を画像情報により変調して、被走査面である像担持体に静電潜像を形成し、画像を記録する画像形成装置。

Images