JP2022096957A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動中のポリゴンミラーモータの周辺の雰囲気の温度上昇に起因する感光体上の露光位置の変動の少ない画像形成装置を提供することである。【解決手段】画像形成装置は、感光体に潜像を形成する露光装置を有する。露光装置は、光ビームを走査するポリゴンミラーモータと、光ビームを射出する光源ステーションを含むポリゴンミラー入射前光学系と、光ビームを感光体に照射する走査後光学系と、ポリゴンミラーモータとポリゴンミラー入射前光学系と走査後光学系を保持する樹脂製のハウジングを有する。ハウジングは、光源ステーションを保持する第一保持部と、ポリゴンミラーモータを保持する第二保持部と、第一保持部と第二保持部の間に形成されたスリット有する。スリットは、光源ステーションとポリゴンミラーモータの間にあたる領域において、第一保持部と第二保持部を分離している。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体を光ビームにより露光して潜像を形成し、潜像を現像して転写元画像を形成し、転写元画像を画像形成媒体に転写する。たとえば、画像形成装置は、光ビームを走査するポリゴンミラーモータと、光源からの光ビームをポリゴンミラーモータに入射させる入射前光学系と、走査後の光ビームを感光体に照射する走査後光学系とを有する。コスト削減のため、ポリゴンミラーモータと入射前光学系および走査後光学系の構成部品とを、一つの樹脂製のハウジングに固定する方式が広く採用されている。

ポリゴンミラーモータは、駆動時に、周辺の雰囲気の温度を上昇させる。この温度上昇は、樹脂製のハウジングを変形させる。ハウジングの変形は、入射前光学系および走査後光学系の構成部品を変位させ、感光体上の露光位置の変動を引き起こす要因となる。露光位置の変動は、形成画像の品質低下の原因となるため、露光位置の変動は少なく抑えられることが望まれる。

特開２００４－２４６０１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、駆動中のポリゴンミラーモータの周辺の雰囲気の温度上昇に起因する感光体上の露光位置の変動の少ない画像形成装置を提供することである。

実施形態の画像形成装置は、感光体を光ビームにより露光して潜像を形成する露光装置を有する。露光装置は、光ビームを走査する回転可能なポリゴンミラーを有するポリゴンミラーモータと、光ビームを射出する光源ステーションを含み、光ビームをポリゴンミラーに入射させるポリゴンミラー入射前光学系と、ポリゴンミラーにより走査された光ビームを感光体に照射する走査後光学系と、ポリゴンミラーモータとポリゴンミラー入射前光学系と走査後光学系とを保持する樹脂製のハウジングとを有する。ハウジングは、光源ステーションを保持する第一保持部と、ポリゴンミラーモータを保持する第二保持部と、第一保持部と第二保持部の間に形成されたスリットとを有する。スリットは、光源ステーションとポリゴンミラーモータの間にあたる領域において、第一保持部と第二保持部を分離している。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、画像形成部の概略構成を示す模式図である。 図３は、図１に示された露光装置を上方から見た外観形状を示す斜視図である。 図４は、図３に示された露光装置から上部カバーと下部カバーが取り外された斜視図である。 図５は、図４に示された露光装置から、第二折り返しミラーと第三折り返しミラーと第四折り返しミラーとポリゴンミラーモータ上シールとが取り外された斜視図である。 図６は、図３に示された露光装置を下方から見た外観形状を示す斜視図である。 図７は、図６に示された露光装置から上部カバーと下部カバーが取り外された斜視図である。 図８は、図７に示された露光装置から、ポリゴンプレートが取り外された斜視図である。 図９は、図４に示された露光装置のＡ－Ａ断面図である。 図１０は、図３に示された露光装置のＢ－Ｂ断面図であり、第一走査後光学系と第四走査後光学系の光路を示す断面図である。 図１１は、図３に示された露光装置のＢ－Ｂ断面図であり、第二走査後光学系と第三走査後光学系の光路を示す断面図である。 図１２は、図４に対応する露光装置の斜視図であり、ポリゴンミラーモータの駆動に起因する発熱によりハウジングが変形する様子を示した図である。 図１３は、図１２に示された露光装置のＣ－Ｃ断面図である。 図１４は、ハウジングにスリットが形成されていない比較例に係る露光装置の断面図である。 図１５は、実施形態および比較例に係る露光装置における光源ステーション内の光学素子の変位量を示すグラフである。

以下、実施形態に係る画像形成装置について図面を用いて説明する。実施形態の説明に用いる各図面は、各部の縮尺を適宜変更している場合がある。また、実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、構成を省略して示している場合がある。

図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の構成を概略的に示す図である。画像形成装置１００は、電子写真方式によって、画像形成媒体に画像を形成する装置である。画像形成装置１００は、たとえば、ＭＦＰ（multifunction peripheral）、コピー機、プリンター、ファクシミリなどである。以下では、画像形成装置１００はＭＦＰであるとして説明する。

画像形成装置１００は、たとえば、印刷機能、スキャン機能、コピー機能などを有する。印刷機能は、画像形成媒体Ｐなどに対して記録剤たとえばトナーを用いて画像を形成する機能である。画像形成媒体Ｐは、たとえば、シート状の紙などである。スキャン機能は、画像が形成された原稿などから画像を読み取る機能である。コピー機能は、スキャン機能を用いて原稿などから読み取った画像を、印刷機能を用いて画像形成媒体Ｐに印刷する機能である。

画像形成装置１００は、給紙トレイ１０１と、手差しトレイ１０２と、給紙ローラ１０３とを有する。

給紙トレイ１０１は、印刷に用いる画像形成媒体Ｐを収容する。手差しトレイ１０２は、画像形成媒体Ｐを手差しするための台である。

給紙ローラ１０３は、モータの働きにより回転することで、給紙トレイ１０１または手差しトレイ１０２に収容された画像形成媒体Ｐを給紙トレイ１０１から搬出する。

給紙トレイ１０１と手差しトレイ１０２と給紙ローラ１０３は、画像形成媒体を供給する画像形成媒体供給装置を構成する。

画像形成装置１００はまた、複数のトナーカートリッジ１０４１，１０４２，１０４３，１０４４と、複数の画像形成部１０５１，１０５２，１０５３，１０５４と、露光装置１０６と、転写ベルト１０７と、二次転写ローラ１０８とを有する。

画像形成装置１００は、一例として、四つのトナーカートリッジ１０４１～１０４４と、四つの画像形成部１０５１～１０５４を有する。トナーカートリッジ１０４１～１０４４は、画像形成部１０５１～１０５４に供給するためのトナーを蓄える。四つのトナーカートリッジ１０４１～１０４４は、カラー画像形成のため、それぞれ、ＣＭＹＫの各色に対応するトナーを蓄える。トナーカートリッジ１０４１は、黄（Yellow）色のトナーを蓄える。トナーカートリッジ１０４２は、マゼンタ（Magenta）色のトナーを蓄える。トナーカートリッジ１０４３は、シアン（Cyan）色のトナーを蓄える。トナーカートリッジ１０４４は、キープレート（Key Plate）色たとえば黒色のトナーを蓄える。

トナーカートリッジ１０４１～１０４４が蓄えるトナーの色は、ＣＭＹＫの各色に限らず、その他の色であってもよい。また、トナーカートリッジ１０４１～１０４４が蓄えるトナーは、特殊なトナーであってもよい。たとえば、トナーカートリッジ１０４１～１０４４は、所定の温度よりも高い温度で消色して不可視となる消色可能なトナーを蓄えていてもよい。

画像形成部１０５１～１０５４は、それぞれ、トナーカートリッジ１０４１～１０４４からトナーの供給を受け、異なる色の画像を形成する。画像形成部１０５１は、黄（Ｙ）色の画像を形成する。画像形成部１０５２は、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する。画像形成部１０５３は、シアン（Ｃ）色の画像を形成する。画像形成部１０５４は、黒（Ｋ）色の画像を形成する。

画像形成部１０５１～１０５４は、トナーの違いを除けば、同じ構成である。ここでは、図２を参照して、代表的に画像形成部１０５１について説明する。図２は、画像形成部１０５１の概略構成を示す模式図である。

画像形成部１０５１は、感光体ドラム１６１と、帯電ユニット１６２と、現像装置１６３と、一次転写ローラ１６４と、クリーナ１６５と、除電ランプ１６６とを有する。

感光体ドラム１６１は、露光装置１０６から照射される光ビームＹＢが照射される。これにより、感光体ドラム１６１の表面に静電潜像が形成される。

帯電ユニット１６２は、感光体ドラム１６１の表面に所定の正電荷を帯電させる。

現像装置１６３は、トナーカートリッジ１０４１から供給されるトナーＤを用いて、感光体ドラム１６１の表面の静電潜像を現像する。これにより、現像装置１６３は、感光体ドラム１６１の表面に、画像形成媒体Ｐに転写されるトナーＤ像である転写元画像を形成する。

一次転写ローラ１６４は、転写ベルト１０７を間に挟んで、感光体ドラム１６１に対向する位置に配置されている。一次転写ローラ１６４は、感光体ドラム１６１との間で転写電圧を生じさせる。これにより、一次転写ローラ１６４は、感光体ドラム１６１の表面に形成された転写元画像を、感光体ドラム１６１と接触している転写ベルト１０７に転写（一次転写）する。

クリーナ１６５は、感光体ドラム１６１の表面に残留したトナーＤを除去する。

除電ランプ１６６は、感光体ドラム１６１の表面に残留した電荷を除去する。

図１において、露光装置１０６は、ＬＳＵ（laser scanning unit）などとも呼ばれる。露光装置１０６は、入力される画像データに応じて、画像形成部１０５１，１０５２，１０５３，１０５４に、それぞれ、光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを照射する。光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫは、それぞれ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色の画像を形成するためのものである。

露光装置１０６は、画像データのＹ成分に応じて、光ビームＢＹを制御して画像形成部１０５１の感光体ドラム１６１の表面に静電潜像を形成する。同様に、露光装置１０６は、画像データのＭ，Ｃ，Ｋ成分に応じて、光ビームＢＭ，ＢＣ，ＢＫを制御して画像形成部１０５２，１０５３，１０５４の感光体ドラム１６１の表面に静電潜像を形成する。

入力される画像データは、たとえば、スキャン部１１４によって原稿などから読み取られる画像データである。または、入力される画像データは、他の装置などから送信され、画像形成装置１００によって受信される画像データである。

転写ベルト１０７は、たとえば無端状のベルトであり、ローラの働きにより回転可能である。転写ベルト１０７は、回転ことにより、画像形成部１０５１～１０５４から転写された転写元画像（一次転写画像）を二次転写ローラ１０８の位置に搬送する。

二次転写ローラ１０８は、互いに対向する二つのローラを有する。二次転写ローラ１０８は、転写ベルト１０７に形成された画像を、二次転写ローラ１０８間を通過する画像形成媒体Ｐに転写（二次転写）する。

感光体ドラム１６１と一次転写ローラ１６４と転写ベルト１０７と二次転写ローラ１０８は、転写元画像を画像形成媒体に転写する転写装置を構成する。

画像形成装置１００はまた、定着部１０９を有する。定着部１０９は、画像が転写された画像形成媒体Ｐに対して加熱と加圧を行う。これにより、画像形成媒体Ｐに転写された画像が定着する。定着部１０９は、互いに対向する加熱部１１０と加圧ローラ１１１とを有する。

加熱部１１０は、たとえば、加熱部１１０を加熱するための熱源を有するローラである。熱源は、たとえばヒーターである。熱源によって加熱されたローラは、画像形成媒体Ｐを加熱する。加圧ローラ１１１は、加圧ローラ１１１と加熱部１１０との間を通過する画像形成媒体Ｐを加圧する。

画像形成装置１００はまた、排紙トレイ１１２と、両面ユニット１１３と、スキャン部１１４と、原稿送り装置１１５と、コントロールパネル１１６とを有する。

排紙トレイ１１２は、印刷が終わった画像形成媒体Ｐが排出される台である。

両面ユニット１１３は、画像形成媒体Ｐを、裏面への印刷が可能な状態にする。たとえば、両面ユニット１１３は、ローラなどを用いて画像形成媒体Ｐをスイッチバックさせることにより、画像形成媒体Ｐの表裏を反転させる。

スキャン部１１４は、原稿から画像を読み取り、その画像データを露光装置１０６へ供給する。スキャン部１１４は、原稿から画像を読み取るためのスキャナーに相当する。スキャナーは、たとえば、ＣＣＤ（charge-coupled device）イメージセンサーなどの撮像素子を有する光学縮小方式である。あるいは、スキャナーは、ＣＭＯＳ（complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサーなどの撮像素子を有する密着センサー（ＣＩＳ（contact image sensor））方式である。あるいは、スキャナーは、その他の公知の方式である。

原稿送り装置１１５は、たとえば、ＡＤＦ（auto document feeder）などとも呼ばれる。原稿送り装置１１５は、原稿用のトレイに載せられた原稿を次々と搬送する。搬送された原稿は、スキャン部１１４によって画像が読み取られる。また、原稿送り装置１１５は、原稿の裏面から画像を読み取るためのスキャナーを備えていてもよい。

コントロールパネル１１６は、画像形成装置１００の操作者が操作するためのボタンやタッチパネルなどを有する。タッチパネルは、たとえば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイなどのディスプレイとタッチ入力によるポインティングデバイスとが積層されたものである。したがって、ボタンとタッチパネルは、画像形成装置１００の操作者による操作を受け付ける入力デバイスとして機能する。また、タッチパネルが有するディスプレイは、画像形成装置１００の操作者に各種情報を通知する表示デバイスとして機能する。

次に、図３～図１１を参照して、露光装置１０６の構成について説明する。以下では、露光装置１０６に関して、画像形成装置１００に組み込まれたときに、画像形成部１０５１～１０５４に面する側を上側と称し、給紙トレイ１０１に面する側を下側と称する。また、上部や上方および下部や下方などは、この上側および下側に準ずる。

図３は、図１に示された露光装置１０６を上方から見た外観形状を示す斜視図である。図４は、図３に示された露光装置１０６から上部カバー２０１と下部カバー２０２が取り外された斜視図である。図５は、図４に示された露光装置１０６から、第二折り返しミラー２３４１，２３４３と、第三折り返しミラー２３５１，２３５２，２３５３，２３５４と、第四折り返しミラー２３６１，２３６２，２３６３，２３６４と、ポリゴンミラーモータ上シール２６５とが取り外された斜視図である。図３～図５は、露光装置１０６の上側を紙面の上側に配置して描かれている。

図６は、露光装置１０６を下方から見た外観形状を示す斜視図である。図７は、図６に示された露光装置１０６から上部カバー２０１と下部カバー２０２が取り外された斜視図である。図８は、図７に示された露光装置１０６から、ポリゴンミラーモータ２５０の固定部品であるポリゴンプレート２６１が取り外された斜視図である。図６～図９は、露光装置１０６の下側を紙面の上側に配置して描かれている。

図９は、図４に示された露光装置１０６のＡ－Ａ断面図である。図１０は、図３に示された露光装置１０６のＢ－Ｂ断面図であり、第一走査後光学系と第四走査後光学系の光路を示す断面図である。図１１は、図３に示された露光装置１０６のＢ－Ｂ断面図であり、第二走査後光学系と第三走査後光学系の光路を示す断面図である。

図３と図６に示されるように、露光装置１０６は、その構成部品を収容する筐体として、ハウジング２７０と上部カバー２０１と下部カバー２０２とを有する。ハウジング２７０は、露光装置１０６の構成部品を保持する。露光装置１０６の構成部品は、接着によって、またはバネやネジ等を使用して、ハウジング２７０に固定される。上部カバー２０１は、ハウジング２７０の上部に取り付けられ、露光装置１０６の構成部品の上側を覆う。下部カバー２０２は、ハウジング２７０の下部に取り付けられ、露光装置１０６の構成部品の下側を覆う。

ハウジング２７０は、上下方向を横切って広がるプレート部と、上下方向に広がる壁部と、露光装置１０６の構成部品が固定される固定部などを有する。ハウジング２７０は樹脂製であり、これらのプレート部と壁部と固定部などは一体的に形成される。

上部カバー２０１には、画像形成部１０５１，１０５２，１０５３，１０５４にそれぞれ入射する光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫがそれぞれ通過するスリットガラス２０１１，２０１２，２０１３，２０１４が設けられている。

図８～図１１に示されるように、露光装置１０６は、四つの画像形成部１０５１，１０５２，１０５３，１０５４にそれぞれ入射する光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを共通に走査する一つのポリゴンミラーモータ２５０を有する。

ポリゴンミラーモータ２５０は、回転可能なポリゴンミラー２５１を有する。ポリゴンミラー２５１は、回転軸を中心とする外周に複数の反射面を有する。ポリゴンミラー２５１は、入射する光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを反射することにより、光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを偏向する。また、ポリゴンミラー２５１は、回転することにより、光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。

図７～図９に示されるように、ポリゴンミラーモータ２５０は、ポリゴンミラーモータ収納部２６０に収納されている。ポリゴンミラーモータ収納部２６０は、ハウジング２７０に保持されている。ポリゴンミラーモータ収納部２６０は、ポリゴンプレート２６１と、ポリゴンフード２６２を有する。

ポリゴンミラーモータ２５０は、ドライバＩＣ等を搭載した基板２５２を備えている。ポリゴンミラーモータ２５０の基板２５２は、ポリゴンプレート２６１に固定されている。ポリゴンプレート２６１は、ポリゴンフード２６２に固定され、ポリゴンフード２６２の下部を塞いでいる。ポリゴンプレート２６１は、金属製である。ポリゴンフード２６２は、ポリゴンミラーモータ２５０の周囲を取り囲んでおり、ハウジング２７０によって保持されている。ハウジング２７０は、ポリゴンフード２６２の上部を塞いでいる。

図７に示されるように、ポリゴンフード２６２には、ポリゴンミラー２５１によって走査される光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫがそれぞれ入射する入射側カバーガラス２６３１，２６３２，２６３３，２６３４が設けられている。

図８に示されるように、ポリゴンフード２６２にはまた、ポリゴンミラー２５１によって走査された光ビームＢＹ，ＢＭが出射する出射側カバーガラス２６４１と、ポリゴンミラー２５１によって走査された光ビームＢＣ，ＢＫが通過する出射側カバーガラス２６４３が設けられている。

図５に示されるように、ハウジング２７０は、ポリゴンミラーモータ２５０の上方部分が開口されている。図４と図９に示されるように、この開口は、ポリゴンミラーモータ上シール２６５によって塞がれる。

これらポリゴンミラーモータ収納部２６０の構成要素、すなわち、ポリゴンプレート２６１とポリゴンフード２６２と入射側カバーガラス２６３１～２６３４と出射側カバーガラス２６４１，２６４３とポリゴンミラーモータ上シール２６５は、ハウジング２７０と協働して、密閉構造を構成している。

図４～図５と図７～図８と図１０～図１１に示されるように、露光装置１０６はまた、四つの画像形成部１０５１～１０５４に対応して、光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫをポリゴンミラー２５１に入射させる四系統のポリゴンミラー入射前光学系と、ポリゴンミラー２５１により走査される光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを画像形成部１０５１～１０５４の感光体ドラム１６１に入射させる四系統の走査後光学系とを有する。ポリゴンミラー入射前光学系の構成部品と走査後光学系の構成部品はいずれもハウジング２７０に保持されている。

本明細書では、光ビームＢＹのポリゴンミラー入射前光学系および走査後光学系を、それぞれ、第一ポリゴンミラー入射前光学系および第一走査後光学系と称する。光ビームＢＭのポリゴンミラー入射前光学系および走査後光学系を、それぞれ、第二ポリゴンミラー入射前光学系および第二走査後光学系と称する。光ビームＢＣのポリゴンミラー入射前光学系および走査後光学系を、それぞれ、第三ポリゴンミラー入射前光学系および第三走査後光学系と称する。光ビームＢＫのポリゴンミラー入射前光学系および走査後光学系を、それぞれ、第四ポリゴンミラー入射前光学系および第四走査後光学系と称する。

第一ポリゴンミラー入射前光学系は、光ビームＢＹを射出する光源ステーション２１１１を有する。第二ポリゴンミラー入射前光学系は、光ビームＢＭを射出する光源ステーション２１１２を有する。第三ポリゴンミラー入射前光学系は、光ビームＢＣを射出する光源ステーション２１１３を有する。第四ポリゴンミラー入射前光学系は、光ビームＢＫを射出する光源ステーション２１１４を有する。光源ステーション２１１１～２１１４はいずれもハウジング２７０に保持されている。

光源ステーション２１１１～２１１４は、同様の構造体であり、それぞれ、レーザダイオード２１２１，２１２２，２１２３，２１２４と、コリメータレンズ２１３１，２１３２，２１３３，２１３４と、アパーチャ２１４１，２１４２，２１４３，２１４４と、シリンドリカルレンズ２１５１，２１５２，２１５３，２１５４とを有する。

レーザダイオード２１２１～２１２４は、光ビームを発する。コリメータレンズ２１３１～２１３４は、光ビームを平行光ビームに変える。アパーチャ２１４１～２１４４は、光ビームの形状を整形する。シリンドリカルレンズ２１５１～２１５４は、光ビームを扁平な光ビームに変えるとともに、ポリゴンミラー２５１の反射面に集光させる。

図８に示されるように、第一ポリゴンミラー入射前光学系はまた、２枚のポリゴンミラー入射前ミラー２１６１，２１７１を有する。また、第四ポリゴンミラー入射前光学系は、２枚のポリゴンミラー入射前ミラー２１６４，２１７４を有する。ポリゴンミラー入射前ミラー２１６１，２１７１，２１６４，２１７４は、ポリゴンミラーモータ収納部２６０の中に配置されている。

２枚のポリゴンミラー入射前ミラー２１６１，２１７１は、第一ポリゴンミラー入射前光学系の光路長を、第二ポリゴンミラー入射前光学系の光路長と合わせるために設けられている。また、２枚のポリゴンミラー入射前ミラー２１６１，２１７１は、上下方向に関して、ポリゴンミラー２５１に対する光ビームＢＹの入射位置を、ポリゴンミラー２５１に対する光ビームＢＭの入射位置に揃えるために設けられている。

同様に、２枚のポリゴンミラー入射前ミラー２１６４，２１７４は、第四ポリゴンミラー入射前光学系と第三ポリゴンミラー入射前光学系の光路長を合わせるとともに、ポリゴンミラー２５１に対する光ビームＢＫと光ビームＢＣの上下方向における入射位置を揃えるために設けられている。

図８において、光源ステーション２１１２から射出された光ビームＢＭは、入射側カバーガラス２６３２を通過してポリゴンミラーモータ収納部２６０の中に進入する。その後、光ビームＢＭは、第一ポリゴンミラー入射前光学系のポリゴンミラー入射前ミラー２１７１の下方（図８の上側）を通過し、ポリゴンミラー２５１に入射する。

光源ステーション２１１１から射出された光ビームＢＹは、入射側カバーガラス２６３１を通過してポリゴンミラーモータ収納部２６０の中に進入する。その後、光ビームＢＹは、２枚のポリゴンミラー入射前ミラー２１６１，２１７１によって順に反射される。これにより、光ビームＢＹの光路は、光ビームＢＭの光路と上下に揃う。その後、光ビームＢＹは、ポリゴンミラー２５１に入射する。

同様に、光源ステーション２１１３から射出された光ビームＢＣは、入射側カバーガラス２６３３を通過し、ポリゴンミラー入射前ミラー２１７４の下方（図８の上側）を通過し、ポリゴンミラー２５１に入射する。

光源ステーション２１１４から射出された光ビームＢＫは、入射側カバーガラス２６３４を通過し、２枚のポリゴンミラー入射前ミラー２１６４，２１７４によって順に反射され、ポリゴンミラー２５１に入射する。

ポリゴンミラー２５１に入射する光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫは、ポリゴンミラー２５１の反射面によって反射され偏向される。また、ポリゴンミラー２５１が回転することによって、光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫは、上下方向に垂直な平面に沿って走査される。

図１０～図１１に示されるように、光ビームＢＹの第一走査後光学系は、第一ｆθレンズ２３１１と、第一折り返しミラー２３２１と、第二ｆθレンズ２３３１と、第二折り返しミラー２３４１と、第三折り返しミラー２３５１と、第四折り返しミラー２３６１とを有する。

光ビームＢＭの第二走査後光学系は、第一ｆθレンズ２３１１と、第一折り返しミラー２３２１と、第二ｆθレンズ２３３１と、第二折り返しミラー２３４１と、第三折り返しミラー２３５２と、第四折り返しミラー２３６２とを有する。

すなわち、第一ｆθレンズ２３１１と第一折り返しミラー２３２１と第二ｆθレンズ２３３１と第二折り返しミラー２３４１は、第一走査後光学系と第二走査後光学系に共通に含まれる。しかし、光ビームＢＹと光ビームＢＭは、これらの光学要素の異なる領域を通る。

光ビームＢＣの第三走査後光学系は、第一ｆθレンズ２３１３と、第一折り返しミラー２３２３と、第二ｆθレンズ２３３３と、第二折り返しミラー２３４３と、第三折り返しミラー２３５３と、第四折り返しミラー２３６３とを有する。

光ビームＢＫの第四走査後光学系は、第一ｆθレンズ２３１３と、第一折り返しミラー２３２３と、第二ｆθレンズ２３３３と、第二折り返しミラー２３４３と、第三折り返しミラー２３５４と、第四折り返しミラー２３６４とを有する。

第一走査後光学系と第二走査後光学系と同様、第一ｆθレンズ２３１３と第一折り返しミラー２３２３と第二ｆθレンズ２３３３と第二折り返しミラー２３４３は、第三走査後光学系と第四走査後光学系に共通に含まれる。しかし、光ビームＢＣと光ビームＢＫは、これらの光学要素の異なる領域を通る。

第一ｆθレンズ２３１１と第二ｆθレンズ２３３１は、互いに協働して、それぞれ、光ビームＢＹ，ＢＭを、画像形成部１０５１，１０５２の感光体ドラム１６１の表面に入射させるとともに集光させる光学素子である。同様に、第一ｆθレンズ２３１３と第二ｆθレンズ２３３３は、互いに協働して、それぞれ、光ビームＢＣ，ＢＫを、画像形成部１０５３，１０５４の感光体ドラム１６１の表面に入射させるとともに集光させる光学素子である。

第一折り返しミラー２３２１と第二折り返しミラー２３４１と第三折り返しミラー２３５１，２３５２と第四折り返しミラー２３６１，２３６２は、それぞれ、光ビームＢＹ，ＢＭを画像形成部１０５１，１０５２に案内するための偏向素子である。同様に、第一折り返しミラー２３２３と第二折り返しミラー２３４３と第三折り返しミラー２３５３，２３５４と第四折り返しミラー２３６３，２３６４は、それぞれ、光ビームＢＣ，ＢＫを画像形成部１０５３，１０５４に案内するための偏向素子である。

第一ｆθレンズ２３１１，２３１３と第一折り返しミラー２３２１，２３２３と第二ｆθレンズ２３３１，２３３３と第二折り返しミラー２３４１，２３４３と第三折り返しミラー２３５１，２３５２，２３５３，２３５４と第四折り返しミラー２３６１，２３６２，２３６３，２３６４はいずれもハウジング２７０に保持されている。

図１０に示されるように、ポリゴンミラー２５１によって走査される光ビームＢＹは、出射側カバーガラス２６４１を通過し、第一ｆθレンズ２３１１を通過して光学作用を受け、第一折り返しミラー２３２１によって上方に向けて反射され、第二ｆθレンズ２３３１を通過して光学作用を受け、第二折り返しミラー２３４１によって側方内側に向けて反射される。その後、光ビームＢＹは、第三折り返しミラー２３５１と第四折り返しミラー２３６１によって順に反射され、スリットガラス２０１１を通過し、画像形成部１０５１へ向かう。

また、ポリゴンミラー２５１によって走査される光ビームＢＫは、出射側カバーガラス２６４３を通過し、第一ｆθレンズ２３１３を通過して光学作用を受け、第一折り返しミラー２３２３によって上方に向けて反射され、第二ｆθレンズ２３３３を通過して光学作用を受け、第二折り返しミラー２３４３によって側方内側に向けて反射される。その後、光ビームＢＫは、第三折り返しミラー２３５４と第四折り返しミラー２３６４によって順に反射され、スリットガラス２０１４を通過し、画像形成部１０５４へ向かう。

図１１に示されるように、ポリゴンミラー２５１によって走査される光ビームＢＭは、出射側カバーガラス２６４１を通過し、第一ｆθレンズ２３１１、第一折り返しミラー２３２１、第二ｆθレンズ２３３１を経た後、第二折り返しミラー２３４１によって側方内側に向けて反射される。その後、光ビームＢＭは、第三折り返しミラー２３５２と第四折り返しミラー２３６２によって順に反射され、スリットガラス２０１２を通過し、画像形成部１０５２へ向かう。

また、ポリゴンミラー２５１によって走査される光ビームＢＣは、出射側カバーガラス２６４３を通過し、第一ｆθレンズ２３１３、第一折り返しミラー２３２３、第二ｆθレンズ２３３３を経た後、第二折り返しミラー２３４３によって側方内側に向けて反射される。その後、光ビームＢＣは、第三折り返しミラー２３５３と第四折り返しミラー２３６３によって順に反射され、スリットガラス２０１３を通過し、画像形成部１０５３へ向かう。

図４と図５に示されるように、ハウジング２７０は、光源ステーション２１１１～２１１４を保持する第一保持部２７１と、ポリゴンミラーモータ収納部２６０（図６参照）を保持する第二保持部２７２と、第一保持部２７１と第二保持部２７２の間に形成されたスリット２７３とを有する。

前述したように、ハウジング２７０は、上下方向を横切って広がるプレート部を有する。第一保持部２７１と第二保持部２７２は、ハウジング２７０のプレート部の一部で構成される。スリット２７３は、ハウジング２７０のプレート部に、第一保持部２７１と第二保持部２７２の間の部分に形成されている。

スリット２７３は、光源ステーション２１１１～２１１４とポリゴンミラーモータ収納部２６０の間にあたる領域において、第一保持部２７１と第二保持部２７２を機械的または構造的に分離している。すなわち、第一保持部２７１と第二保持部２７２は、光源ステーション２１１１～２１１４とポリゴンミラーモータ収納部２６０の間にあたる領域では不連続となっている。このため、光源ステーション２１１１～２１１４とポリゴンミラーモータ収納部２６０の間にあたる領域では、第一保持部２７１と第二保持部２７２は、途切れており、ポリゴンミラーモータ収納部２６０の変形による応力の影響が弱められている。

スリット２７３は、光源ステーション２１１１～２１１４とポリゴンミラーモータ収納部２６０の間において、第一～第四ポリゴンミラー入射前光学系の光路を露出させる位置に形成されている。

言い換えれば、スリット２７３を通りハウジング２７０を横切る面は、光源ステーション２１１１～２１１４とポリゴンミラーモータ収納部２６０の間において、第一～第四ポリゴンミラー入射前光学系の光路を横切る。

つまり、第一～第四ポリゴンミラー入射前光学系の光路のハウジング２７０への投影において、第一～第四ポリゴンミラー入射前光学系の光路は、スリット２７３と交差する。

第一保持部２７１と第二保持部２７２は、ハウジング２７０のプレート部の一部として一体に形成されていてもよいし、それぞれ別の部材として形成されていてもよい。スリット２７３は第一保持部２７１と第二保持部２７２との間に第一～第四ポリゴンミラー入射前光学系の光路をハウジング２７０の外へ露出させるように開いていてもよいし、露出させないよう塞がっていてもよい。スリット２７３は第一保持部２７１と第二保持部２７２とが互いの厚さ方向において重なるような構成であってもよい。スリット２７３やその周辺の構成は、その両側の第一保持部２７１と第二保持部２７２とのそれぞれの変形が他方に与える影響を弱める構成であれば、２次元的な構成であっても３次元的な構成であってもよい。

図４と図５に示されたハウジング２７０では、ポリゴンミラーモータ収納部２６０と四つの光源ステーション２１１１～２１１４との間に、ただ一つのスリット２７３が形成されているが、四つの光源ステーション２１１１～２１１４のそれぞれに対応して四つのスリットが形成されてもよい。つまり、ハウジング２７０は、一つのスリット２７３に代えて、四系統のポリゴンミラー入射前光学系にそれぞれ対応した四つのスリットを有していてもよい。

以下、図１２～図１５を参照して、ハウジング２７０に形成されたスリット２７３の働きについて説明する。図１２は、図４に対応する露光装置１０６の斜視図であり、ポリゴンミラーモータ２５０の駆動に起因する発熱によりハウジング２７０が変形する様子を示した図である。図１３は、図１２に示された露光装置１０６のＣ－Ｃ断面図である。図１４は、ハウジング２７０にスリットが形成されていない比較例に係る露光装置１０６の断面図であり、図１３の断面図に対応する断面図である。図１５は、実施形態および比較例に係る露光装置１０６における光源ステーション内の光学素子の変位量を示すグラフである。

前述したように、ポリゴンミラーモータ２５０を収納したポリゴンミラーモータ収納部２６０（図６参照）は、ハウジング２７０に保持され、密閉構造を形成している。ポリゴンミラーモータ２５０の駆動中、ポリゴンミラー２５１と空気との摩擦熱と、ポリゴンミラーモータ２５０の基板２５２に搭載されたドライバＩＣからの発熱とによって、ポリゴンミラーモータ２５０の周辺の雰囲気が温度上昇する。雰囲気の温度上昇は、ポリゴンミラーモータ２５０の周辺のハウジング２７０とポリゴンプレート２６１を温度上昇させる。

ハウジング２７０は、樹脂製であるため、熱伝導性が低い。このため、ポリゴンミラーモータ収納部２６０の付近が温度上昇する。その結果、図１２に示されるように、熱膨張によるハウジング２７０の変形が発生する。詳しくは、曲線Ｌａと曲線Ｌｂによって概念的に示されるように、ハウジング２７０は、矢印Ａによって示されるように、ポリゴンミラーモータ収納部２６０を保持する第二保持部２７２が上方向へ変位し、端部が下方向へ変位するように変形する。このような現象は、多くの画像を連続して形成する場合に特に顕著となる。

このようなハウジング２７０の変形は、光源ステーション２１１１～２１１４を保持する第一保持部２７１を傾斜させる。第一保持部２７１の傾斜は、光源ステーション２１１１～２１１４の光学素子、すなわち、レーザダイオード２１２１～２１２４とコリメータレンズ２１３１～２１３４とアパーチャ２１４１～２１４４とシリンドリカルレンズ２１５１～２１５４の相互間の上下方向または高さ方向の位置変位を発生させる。

光源ステーション２１１１～２１１４の光学素子の相互間に高さ方向の位置変位の発生は、光源ステーション２１１１～２１１４から射出される光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫの高さ位置と射出方向を変化させ、第一～第四走査後光学系の最下流に位置する感光体ドラム１６１の表面上における露光位置を変動させる。これは、最終的に画像形成媒体に形成される画像の品質低下の原因となる。また、光ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫによる露光位置の相互間のずれは、感光体ドラム１６１の表面に形成されるＣＭＹＫの各色の画像間の色ずれの原因となる。

図１４に示される比較例に係る露光装置１０６では、ハウジング２７０にスリットが形成されていない。つまり、光源ステーション２１１１～２１１４を保持する第一保持部２７１と、ポリゴンミラーモータ収納部２６０を保持する第二保持部２７２とが、機械的または構造的に連続している。このため、第二保持部２７２の変形が第一保持部２７１に伝わりやすく、第一保持部２７１は、第二保持部２７２の変形の影響を受けやすい。その結果、光源ステーション２１１１～２１１４を保持する第一保持部２７１に傾斜が生じやすい。

これに対して、図１３に示される比較例に係る露光装置１０６では、ハウジング２７０にスリット２７３が形成されている。つまり、光源ステーション２１１１～２１１４を保持する第一保持部２７１と、ポリゴンミラーモータ収納部２６０を保持する第二保持部２７２とが、機械的または構造的に分離している。このため、ハウジング２７０の第二保持部２７２の変形がハウジング２７０の第一保持部２７１に伝わりにくく、第一保持部２７１は、第二保持部２７２の変形の影響を受けにくい。その結果、光源ステーション２１１１～２１１４を保持する第一保持部２７１に傾斜が生じにくい。

図１５には、実施形態および比較例に係る露光装置１０６において、同じ温度上昇に対する光源ステーション内の光学素子の変位量が示されている。具体的には、レーザダイオードとコリメータレンズとアパーチャとシリンドリカルレンズの高さ方向の変位量が示されている。

図１５から明らかなように、比較例に係るハウジング２７０に比べて、実施形態に係るハウジング２７０の方が、レーザダイオードとコリメータレンズとアパーチャとシリンドリカルレンズの変位量の相互間の変動が少なく抑えられている。たとえば、レーザダイオードの高さ方向変位量は約３割減となっている。また、レーザダイオードとコリメータレンズとアパーチャとシリンドリカルレンズの変位量をつないだ折れ線の全体的な傾斜は半分程度となっている。

これは、光源ステーションから射出される光ビームの高さ位置と射出方向の変化を低減させる。これにより、感光体ドラムの表面上における露光位置の変動が少なく抑えられる。また、感光体ドラムの表面に形成されるＣＭＹＫの各色の画像間の色ずれが少なく抑えられる。

したがって、実施形態によれば、駆動中のポリゴンミラーモータの周辺の雰囲気の温度上昇に起因する感光体上の露光位置の変動の少ない画像形成装置が提供される。

実施形態では、感光体ドラム１６１に形成された画像を転写ベルト１０７に一次転写し、次いで、転写ベルト１０７上の一次転写画像を画像形成媒体Ｐに二次転写する構成の転写装置を例にあげて説明した。しかし、転写装置の構成は、これに限定されるものではなく、たとえば、感光体ドラム１６１に形成された画像を画像形成媒体Ｐに直接転写する構成であってもよい。

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００…画像形成装置、１０１…給紙トレイ、１０２…手差しトレイ、１０３…給紙ローラ、１０６…露光装置、１０７…転写ベルト、１０８…二次転写ローラ、１０９…定着部、１１０…加熱部、１１１…加圧ローラ、１１２…排紙トレイ、１１３…両面ユニット、１１４…スキャン部、１１５…原稿送り装置、１１６…コントロールパネル、１６１…感光体ドラム、１６２…帯電ユニット、１６３…現像装置、１６４…一次転写ローラ、１６５…クリーナ、１６６…除電ランプ、２０１…上部カバー、２０２…下部カバー、２５０…ポリゴンミラーモータ、２５１…ポリゴンミラー、２５２…基板、２６０…ポリゴンミラーモータ収納部、２６１…ポリゴンプレート、２６２…ポリゴンフード、２６５…ポリゴンミラーモータ上シール、２７０…ハウジング、２７１…第一保持部、２７２…第二保持部、２７３…スリット、１０４１～１０４４…トナーカートリッジ、１０５１～１０５４…画像形成部、２０１１～２０１４…スリットガラス、２１１１～２１１４…光源ステーション、２１２１～２１２４…レーザダイオード、２１３１～２１３４…コリメータレンズ、２１４１～２１４４…アパーチャ、２１５１～２１５４…シリンドリカルレンズ、２１６１，２１７１，２１６４，２１７４…ポリゴンミラー入射前ミラー、２３１１，２３１３…第一ｆθレンズ、２３２１，２３２３…第一折り返しミラー、２３３１，２３３３…第二ｆθレンズ、２３４１，２３４３…第二折り返しミラー、２３５１～２３５４…第三折り返しミラー、２３６１～２３６４…第四折り返しミラー、２６３１～２６３４…入射側カバーガラス、２６４１，２６４３…出射側カバーガラス。

Claims (5)

1. 画像形成媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
   感光体を光ビームにより露光して潜像を形成する露光装置であって、
   前記光ビームを走査する回転可能なポリゴンミラーを有するポリゴンミラーモータと、
   前記光ビームを射出する光源ステーションを含み、前記光ビームを前記ポリゴンミラーに入射させるポリゴンミラー入射前光学系と、
   前記ポリゴンミラーにより走査された前記光ビームを前記感光体に照射する走査後光学系と、
   前記ポリゴンミラーモータと前記ポリゴンミラー入射前光学系と前記走査後光学系とを保持する樹脂製のハウジングであって、
   前記光源ステーションを保持する第一保持部と、
   前記ポリゴンミラーモータを保持する第二保持部と、
   前記第一保持部と前記第二保持部の間に形成された、前記光源ステーションと前記ポリゴンミラーモータの間にあたる領域において前記第一保持部と前記第二保持部を分離するスリットと
   を有するハウジングと
   を有する露光装置
   を有する画像形成装置。
2. 前記第一保持部と前記第二保持部は、前記光源ステーションと前記ポリゴンミラーモータの間にあたる領域において、途切れている、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ハウジングは、前記ポリゴンミラーモータを収納したポリゴンミラーモータ収納部を保持し、前記ポリゴンミラーモータ収納部は、前記ポリゴンミラー入射前光学系の光路上に設けられた入射側カバーガラスと、前記走査後光学系の光路上に設けられた出射側カバーガラスとを有し、
   前記スリットは、前記光源ステーションと前記ポリゴンミラーモータ収納部の間にあたる領域に位置する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記スリットを通る面は、前記ポリゴンミラー入射前光学系の光路を横切る、
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記ポリゴンミラー入射前光学系の光路の前記ハウジングへの投影において、前記ポリゴンミラー入射前光学系の光路は前記スリットと交差する、
   請求項１に記載の画像形成装置。

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