JP4310642B2 - 画像形成装置及び走査ユニット - Google Patents

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被走査対象としての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に記載のように剛体板上に走査ユニットを配設する場合、剛体板を画像形成装置内に架設する必要性から走査ユニットと感光体等との間の距離を余り短くすることは難しく、一定以上の装置の小型化（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を備え、前記ユニットフレームは、前記基台部及び外周壁に囲まれる領域に、光ビームを射出する発光部と、発光部から射出された光ビームを前記基台部上方にて前記外周壁に向けて偏向する偏向器とが配されるとともに、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開口を介して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、前記基台部下方側に配され、前記反射された光ビームを前記感光体へと導く第２の反射系光学素子とが設けられ、前記画像形成装置は、前記走査ユニット及び前記感光体を挟むように対向する一対のフレームと、前記各フレームの上部に架設される剛体板とを備えており、前記ユニットフレームは、前記外周壁上側の開口全体が前記剛体板により覆われるように、前記剛体板下方に固着されていることを特徴としている。

この構成では、画像形成装置に設けられた一対のフレームの上部に架設された剛体板を走査ユニット上部側の開口を覆う蓋体として兼用し、当該剛体板の下方に走査ユニットを吊り下げた構成となる。従って、走査ユニットと、走査ユニット下方に設けられる感光体との間に剛体板等を設ける必要がなく、その厚み分コンパクトにできる他、コストも下げることができる。

さらに、第１の反射系光学素子及び第２の反射系光学素子により充分な光路長を確保することで、走査ユニットと感光体との間の距離を図ることができ、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。

なお、反射系光学素子は二つに限られるわけではない。反射系光学素子を二つとすることは装置の小型化には有利であるが、上記第１の反射系光学素子と第２の光学素子との間にさらに反射系光学素子を設けても走査ユニット下方に鉄板等の剛体板を架設しない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。

ここで、前記基台部には、前記剛体板側の複数箇所にネジ孔設置台座が設けられると共に前記剛体板にはネジを挿通する孔が穿設され、前記ネジ孔設置台座には、前記剛体板に設けられた孔を介して上方から挿通されるネジが螺入することにより、前記剛体板と前記ユニットフレームとが前記外周壁より内方にて締着されている構成とすることができる。これは上記したように画像形成装置の上部に設けられる剛体板を、走査ユニットの外周壁上側の開口全体を覆う蓋体と兼用するに際して好ましい構成である。画像形成装置の筐体を構成する剛体板はかなりの強度を有している必要があり、例えば射出成型により形成され、基台部より精度の劣る外周壁部にネジ孔を設ける構成では実際にネジ止めしたときに走査ユニット全体の形状に歪みが発生してしまうこともあり得るが、外周壁よりも内側の、精度が比較的高い基台部にネジ止めすることにより、その歪みを防止することができるからである。

上記のように走査ユニット上側の開口を覆う蓋体を画像形成装置筐体内方の剛体板と兼用する構成とした場合、高速に光ビームを走査する偏向器（特にポリゴンモータ）による振動が問題となり得る。その問題に対応するため、前記基台部には、さらに前記偏向器近傍の複数箇所にネジ孔設置台座が設けられ、当該ネジ孔設置台座に、前記剛体板にさらに設けられた孔を介して上方から挿通されるネジが螺入している構成とすることが好ましい。より具体的には、前記偏向器は、前記基台部に固定されるポリゴンモータと、前記ポリゴンモータにより回転駆動されるポリゴンミラーとを含み、前記ネジ孔設置台座は、前記ポリゴンモータの駆動軸を囲む少なくとも三箇所に設けられている構成とすれば、ポリゴンミラーを用いる場合の一つの好ましい実施形態となり得る。

また、前記ネジ孔設置台座は、前記偏向器により偏向され、前記第１の反射系光学素子へ向う光ビームが妨げられることなく走査可能な位置に配されることが好ましいことは勿論である。より具体的には、前記偏向器から前記第１の反射系光学素子へ向う光路の途中にｆθレンズが設けられており、前記ネジ孔設置台座の一つ又は二つが、前記ｆθレンズの非使用領域近傍に配されている構成とすることができる。

前記ポリゴンモータは、前記ユニットフレームと別設される基板の表面上に搭載されており、前記基台部は、前記ポリゴンモータ及び前記ポリゴンミラーが装着される部分に開口を有し、前記ポリゴンミラーが前記基台部上方に位置するとともに前記基板が前記基台部下方に位置し、前記基板は前記基台部下方側から螺入されるネジにより締着されている構成とすれば走査ユニットの薄型化に非常に有効である。そして、このように開口を設けて薄型化を図った場合に、特に上記したような位置にネジ孔設置台座を設け、ネジ止めすることが、より好適となる。

前記ユニットフレームの下方には、前記第２の反射系光学素子に反射し、前記感光体へと向う光ビームが通過する開口を備える下蓋が装着され、当該下蓋は、前記剛体板よりも薄い剛板で構成されることが好ましい。前記剛体板より強度を弱くすることが走査ユニットの取付けに際して走査ユニットの形状の歪みを防止する上で有効だからである。前記剛体板より強度の弱い剛板は、鉄板に限定されず樹脂により成型されたものでもよい。下蓋を鉄板とする場合には、前記剛体板よりも厚みを薄くすればよい。

前記剛体板上方には、前記感光体下方を通過して画像が形成された記録媒体を排紙する排紙トレイが設けられている場合に適用することができる。このようなタイプの画像形成装置において、薄型化が特に有効となる。
なお、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走査する走査ユニットにおいて、開口が設けられた基台部と、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を備え、前記ユニットフレームは、前記基台部及び外周壁に囲まれる領域に、光ビームを射出する発光部と、発光部から射出された光ビームを前記基台部上方にて前記外周壁に向けて偏向する偏向器とが配されるとともに、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開口を介して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、前記基台部下方側に配され、前記反射された光ビームを前記被走査対象へと導く第２の反射系光学素子とが設けられ、前記基台部表面側には、前記外周壁の前記基台部表面側の開口全体を覆う蓋体が締着されるよう、複数箇所にネジ孔設置台座が設けられていることを特徴としている。

ここで、前記偏向器は、前記基台部に固定されるポリゴンモータと、前記ポリゴンモータにより回転駆動されるポリゴンミラーとを含み、前記ポリゴンモータは、前記ユニットフレームと別設される基板に搭載されており、前記基台部は、前記ポリゴンモータ及び前記ポリゴンミラーが装着される部分に開口を有し、前記ポリゴンミラーが前記基台部表面側に位置するとともに前記基板が前記基台部裏面側に位置し、前記基板は前記基台部裏面側から螺入されるネジにより締着されている構成とすれば、走査ユニットの薄型化に有効である。

前記基台部の表面側に設けられる前記ネジ孔設置台座は、前記ポリゴンモータの駆動軸を囲む少なくとも三箇所に設けられている構成とすれば、ポリゴンモータの高速回転による振動が本発明の走査ユニットの被設置対象に対して好ましからぬ影響を与えることを抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置及び走査ユニットによると、走査ユニット上部を覆う蓋体を画像形成装置の筐体上部を構成する剛体板で兼用し、走査ユニットは剛体板下方に吊り下げられた構成を有している。この結果、走査ユニット下方に設けられる感光体と走査ユニットとの間に鉄板等の剛体板を架設する必要がなく、両者間の距離の短縮を介して装置の小型化（特に高さの短縮、薄型化）を図ることが可能にな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。

また、ｆθレンズ１２０及びシリンドリカルレンズ１４０を装着する部分には基台部２２０の表面側（剛体板１９０の側）から基台部２２０の裏面側（感光体ドラム３７の側）へとレーザビームを通過させる開口２２３が設けられており、ポリゴンミラー１１０側からレーザビームの進行方向を見た場合にｆθレンズ１２０とシリンドリカルレンズ１４０とが当該開口２２３の部分にて一部重なって見えるような配置とすることによっても走査ユニット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）。

前記したようにトップカバー１８の内方に架設され、筐体２の上面を構成する剛体板１９０が走査ユニット１００の上蓋を兼ねており、ユニットフレーム２００が剛体板１９０から吊り下げられるように備えられている。
図５は、ユニットフレーム２００を剛体板１９０に固着する場合について説明するための斜視図である。

剛体板１９０の側方に設けられた孔１８８及び１８９は、図１に示したサイドフレーム１９０ｂとの間の位置関係を固定するためのものである。図５には図示されていないが、サイドフレーム１９０ｄの側にも同様の孔が設けられている。
剛体板１９０には、ユニットフレーム２００に設けられたネジ孔設置２８１〜２８７に対応する部分に孔１８１〜１８７がそれぞれ設けられており、剛体板１９０の上方から挿通されるネジ１８１ａ〜１８７ａにより剛体板１９０とユニットフレーム２００との間が締着されるようになっている。

ユニットフレーム２００側のネジ孔設置台座２８１〜２８７は、外周部２１０よりも内方の基台部２２０上に設けられている。従来は、外周部２１０自体にネジ孔を設けることが多かったが、本実施の形態では、基台部２２０上にネジ孔設置台座２８１〜２８４を設けている。

ネジ孔設置台座２８１〜２８７はいずれも略円筒形状を有し、外周部２１０の剛体板１９０方向の高さよりも少し剛体板１９０方向に突出して設けられ（図４にネジ孔設置台座２８５及び２８６が図示されている。）、前記したように外周部２１０よりも内方の基台部２２０上にネジ孔設置台座２８１等を設けることとも相俟ってユニットフレーム２００が剛体板１９０に締着された際のユニットフレーム２００全体の変形を防止している。

ユニットフレーム２２０は射出成型により形成され、一般にその外周部２１０の上端は精度が悪く、波打つ可能性がある。しかし円筒形状のネジ孔設置台座の精度は比較的良いため、その高さを揃えやすい。従って、外周部２１０よりもネジ孔設置台座を高くし、そこでネジ止めすることにより、外周部にネジ孔を設ける場合よりも振動の原因となるポリゴンミラーに固定位置が近づき、振動の発生を抑制することもできる。

なお、剛体板１９０に締着される際には、外周部２１０と剛体板１９０との間にスポンジ（不図示）が介装され、走査ユニット１００内への埃の進入等を防止している。
ネジ孔設置台座２８１〜２８７のネジ孔外周部分の肉厚は、外周部２１０や基台部２２０等の各部とその肉厚を略同一としており、射出成型後にユニットフレーム２００を冷却する際、各部の冷却に要する時間を略同一とすることにより、ユニットフレーム２００の量産性を向上させている。

ネジ孔設置台座２８５〜２８７の三箇所は、ポリゴンミラー１１０を駆動するポリゴンモータ１１２の周囲に設けられている。本実施の形態では、ユニットフレーム２００の薄型化を図るべく、基台部２２２０のポリゴンモータ１１２の装着位置に開口２２２を設けており（図３）、ポリゴンモータ１１２を搭載した基板２６０が開口２２２の下方からネジ２６１及び２６２等により締着される構成としているが（図４）、このような場合に、特にポリゴンモータ１１２による振動が問題となる。ユニットフレーム２００を剛体板１９０に締着するに際し、ポリゴンモータ１１２の周囲の少なくとも三箇所にネジ孔設置台座を設けることにより、この振動の影響を抑制している。

ポリゴンモータ１１２の周囲三箇所に設けられるネジ孔設置台座２８５〜２８７は、設置位置の三点で構成される三角形によりポリゴンモータ１１２の駆動軸（ポリゴンミラー１１０の回転軸）を囲う位置に配設することが好ましい。しかしながら、ポリゴンミラー１１０の反射面にて偏向され、ｆθレンズ１２０、折り返しミラー１３０へと向うレーザビームの進路を妨害することが好ましくないのは当然であるから、ｆθレンズ１２０方向に設けられるネジ孔設置台座２８５は、ｆθレンズ１２０の非使用領域（レーザビームが通過しない領域）の近傍に配置している。

また、偏向器としてポリゴンミラー１１０を用いる場合、ポリゴンミラー１１０とネジ孔設置台座２８５〜２８７の距離が短すぎると、ポリゴンミラー１１０の高速回転によりネジ孔設置台座２８５等との間で笛様の音が発生する場合が有り得るので、係る音が発生しない範囲で設置位置を決めることが好ましい。また、振動抑制の観点からは、ネジ孔設置台座２８５〜２８７の設置位置は、ポリゴンモータ１１２の駆動軸からの距離を略等しいものとし、設置位置を正三角形に近づけるほど好ましいと考えられる。

図６は、ユニットフレーム２００の裏面側に裏蓋２５０を装着する様子について説明するための斜視図である。
同図には、ポリゴンモータ１１２を搭載する基板２６０が、基台部２２０の裏面側からネジ２６１、２６２及び２６１ａ、２６２ａにより締着されている様子が示されている。

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により装着されている。

裏蓋２５０は、光ビームが感光体ドラム３７に向けて通過する開口を有し、当該開口にはガラス板２５２が装着されている。この裏蓋２５０は、剛体板１９０より薄い剛板（本実施の形態では鉄板）により形成されており、このように裏蓋２５０の強度を剛体板１９０よりも弱くすることによっても、剛体板１９０への締着時のユニットフレーム２００の変形が防止されている。なお、裏蓋２５０は必ずしも鉄板で形成する必要はなく、剛体板１９０よりも強度の弱い剛板であれば、例えば樹脂により成型したものを用いることも可能である。

（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、ポリゴンモータ１１２周辺に設けるネジ孔設置台座２８５〜２８７について、ポリゴンモータ１１２周囲の三箇所に設ける構成としたが、これは三箇所以上であれば何箇所に設けてもよい。また、この例では、ｆθレンズ１２０側にネジ孔設置台座２８５を一箇所設ける構成としたが、ｆθレンズ１２０側の二箇所にネジ孔設置台座を設けることもできる。この場合、当該二箇所のネジ孔設置台座をｆθレンズ１２０の非使用領域（ｆθレンズの１２０の光軸から見て左右二箇所）に配置することが好ましいことは勿論である。

（２）上記実施の形態では、第１折り返しミラー１３０にて反射したレーザビームを、基台部２２０の裏面側に設けられた第２折り返しミラー１３１に直接入射する構成とした。このような光路とすることは走査ユニット１００の小型化に好適であるが、第１折り返しミラー１３０と第２折り返しミラー１３１との間にさらに折り返しミラーを設ける構成としてもよい。

（３）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。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、走査ユニット１００を剛体板１９０に吊り下げる構成と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。

（４）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。この場合、走査レンズはｆθレンズ１２０に限定されず、他の光学特性のレンズが用いられる場合も考えられる。

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。 ユニットフレーム２００を剛体板１９０に固着する場合について説明するための斜視図である。 ユニットフレーム２００の裏面側に裏蓋２５０を装着する様子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
１８１〜１８７ 孔
１８１ａ〜１８７ａ ネジ
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
２８１〜２８７ ネジ孔設置台座

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を備え、
   前記ユニットフレームは、
   前記基台部及び外周壁に囲まれる領域に、光ビームを射出する発光部と、発光部から射出された光ビームを前記基台部上方にて前記外周壁に向けて偏向する偏向器とが配されるとともに、
   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開口を介して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、前記基台部下方側に配され、前記反射された光ビームを前記感光体へと導く第２の反射系光学素子とが設けられ、
   前記画像形成装置は、
   前記走査ユニット及び前記感光体を挟むように対向する一対のフレームと、前記各フレームの上部に架設される剛体板とを備えており、
   前記ユニットフレームは、
   前記外周壁上側の開口全体が前記剛体板により覆われるように、前記剛体板下方に固着されている
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記基台部には、前記剛体板側の複数箇所にネジ孔設置台座が設けられると共に前記剛体板にはネジを挿通する孔が穿設され、
   前記ネジ孔設置台座には、前記剛体板に設けられた孔を介して上方から挿通されるネジが螺入することにより、前記剛体板と前記ユニットフレームとが前記外周壁より内方にて締着されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記基台部には、さらに前記偏向器近傍の複数箇所にネジ孔設置台座が設けられ、
   当該ネジ孔設置台座に、前記剛体板にさらに設けられた孔を介して上方から挿通されるネジが螺入している
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ネジ孔設置台座は、
   前記偏向器により偏向され、前記第１の反射系光学素子へ向う光ビームが妨げられることなく走査可能な位置に配される
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記偏向器は、
   前記基台部に固定されるポリゴンモータと、
   前記ポリゴンモータにより回転駆動されるポリゴンミラーとを含み、
   前記ネジ孔設置台座は、前記ポリゴンモータの駆動軸を囲む少なくとも三箇所に設けられている
   ことを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記偏向器から前記第１の反射系光学素子へ向う光路の途中にｆθレンズが設けられており、
   前記ネジ孔設置台座の一つ又は二つが、前記ｆθレンズの非使用領域近傍に配されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記ポリゴンモータは、前記ユニットフレームと別設される基板の表面上に搭載されており、
   前記基台部は、前記ポリゴンモータ及び前記ポリゴンミラーが装着される部分に開口を有し、
   前記ポリゴンミラーが前記基台部上方に位置するとともに前記基板が前記基台部下方に位置し、前記基板は前記基台部下方側から螺入されるネジにより締着されている
   ことを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記ネジ孔設置台座の前記剛体板方向への高さが、前記外周壁の高さよりも高い
   ことを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記ユニットフレームの下方には、
   前記第２の反射系光学素子に反射し、前記感光体へと向う光ビームが通過する開口を備える下蓋が装着され、
   当該下蓋は、前記剛体板よりも薄い剛板で構成される
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記剛体板上方には、
    前記感光体下方を通過して画像が形成された記録媒体を排紙する排紙トレイが設けられている
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 光ビームを射出して被走査対象を走査する走査ユニットにおいて、
    開口が設けられた基台部と、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を備え、
    前記ユニットフレームは、
    前記基台部及び外周壁に囲まれる領域に、光ビームを射出する発光部と、発光部から射出された光ビームを前記基台部上方にて前記外周壁に向けて偏向する偏向器とが配されるとともに、
    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開口を介して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、前記基台部下方側に配され、前記反射された光ビームを前記被走査対象へと導く第２の反射系光学素子とが設けられ、
    前記基台部表面側には、前記外周壁の前記基台部表面側の開口全体を覆う蓋体が締着されるよう、複数箇所にネジ孔設置台座が設けられている
    ことを特徴とする走査ユニット。
12. 前記偏向器は、
    前記基台部に固定されるポリゴンモータと、
    前記ポリゴンモータにより回転駆動されるポリゴンミラーとを含み、
    前記ポリゴンモータは、前記ユニットフレームと別設される基板に搭載されており、
    前記基台部は、前記ポリゴンモータ及び前記ポリゴンミラーが装着される部分に開口を有し、
    前記ポリゴンミラーが前記基台部表面側に位置するとともに前記基板が前記基台部裏面側に位置し、前記基板は前記基台部裏面側から螺入されるネジにより締着されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の走査ユニット。
13. 前記基台部の表面側に設けられるネジ孔設置台座は、前記ポリゴンモータの駆動軸を囲む少なくとも三箇所に設けられている
    ことを特徴とする請求項１２に記載の走査ユニット。

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