JP5610277B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関するものである。

従来、回転多面鏡の回転によって光を偏向走査して潜像担持体たる感光体上に静電潜像を形成する光走査装置を備えた画像形成装置が知られている。光走査装置は、一般に、上記回転多面鏡や光を感光体表面に結像するための結像レンズ等の光学系部品などを備えている。そして、回転多面鏡や光学系部品は、ハウジングに直接取り付けられている。

画像形成時、回転多面鏡は高速回転するため、回転多面鏡の軸受部が発熱する。この発熱によって、ハウジングの回転多面鏡の近傍が熱膨張により変形する。その結果、回転多面鏡の近傍に配置される光学系部品が取り付けられるハウジングの光学系部品取り付け部が変形し、光学系部品の姿勢が変化してしまう。このように、光学系部品の姿勢が変化すると、スポット径が大きくなり、高品位な画像が得られなくなるおそれがある。また、タンデム方式のカラー画像形成装置の場合は、各感光体表面への照射位置が副走査方向（感光体表面移動方向）にずれて、色ずれが生じてしまう。

特許文献１には、ハウジングの回転多面鏡との対向面に孔部を設けた光走査装置が記載されている。孔部を設けることで、ハウジングの回転多面鏡近傍が、孔部を塞ぐように熱膨張する。このように、孔部を設けることにより、ハウジングの熱膨張の逃げ場ができ、ハウジングの回転多面鏡近傍の熱膨張による歪み変形を抑制できる。その結果、ハウジングの光学系部品取り付け部の変形を抑制することができ、光学系部品の姿勢変化を抑制することができる。

しかしながら、孔部を設けることで、ハウジングの熱膨張による歪み変形は抑制できるものの、ハウジング自身が熱膨張することによる変形（以下、熱変形）は依然として生じた状態である。そのため、ハウジングの光学系部品取り付け部が熱変形し、孔部を設けただけでは、回転多面鏡近傍に配置される光学系部品の姿勢の変化を十分に抑制できなかった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、回転多面鏡近傍に配設される光学系部品の姿勢の変化を、ハウジングに直接光学系部品を取り付ける場合に比べて抑制することができる光走査装置および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの回転により光源からの光を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡の近傍に配置された光学系部品と、上記回転多面鏡と光学系部品とを収納するハウジングとを備えた光走査装置において、上記光学系部品を保持する保持部材を備え、上記回転多面鏡の回転中心から上記光学系部品までの距離をＬ１、上記回転多面鏡の回転中心から上記保持部材の上記ハウジングへの取り付け位置までの距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２を満たすように構成し、上記ハウジングの上記保持部材との取り付け部近傍、かつ、該取り付け部よりも上記回転多面鏡側に、上記ハウジングの回転多面鏡付近の熱膨張による変形に追随して上記取り付け部周辺が変形するのを抑制する孔部を設け、上記孔部からハウジング内部への塵の侵入を防止する柔軟な部材で構成された防塵部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の光走査装置において、上記回転多面鏡の回転中心をとおり、上記回転多面鏡の回転軸の軸方向に対して直交する方向に引いた対称線に関して対称配置した少なくとも一対の光学系部品を備え、上記回転多面鏡は、複数の光源からの光を偏向走査するものであって、かつ、複数の光源のうち少なくともひとつから出射された光は、上記回転多面鏡によって一方の光学系部品に入射し、別の光源から出射された光は、上記回転多面鏡によって他方の光学系部品に入射する対向走査方式であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の光走査装置において、上記保持部材は、上記ハウジングの保持部材取り付け部のみ、ハウジングと当接して取り付けられることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの光走査装置において、上記保持部材は、上記光源と、上記光学系部品として、光源からの回転多面鏡までの光路上に配置され、発散光を所定の断面形状を有する光束となるように整形する偏向前光学系部品および前記回転多面鏡により偏向走査された光を主走査線方向および副走査線方向に集光する走査レンズを一体的に保持したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの光走査装置において、上記ハウジングの上記回転多面鏡との対向部に、第１孔部を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の光走査装置において、上記第１孔部からハウジング内部への塵の侵入を防止する防塵部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかの光走査装置において、上記保持部材の振動を抑制する制振部材を上記保持部材に取り付けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの光走査装置において、上記回転多面鏡を、上記ハウジングに設けられたリブと透明部材と、上記ハウジングに蓋をする蓋部材とによって密閉したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、潜像担持体と、潜像担持体表面に潜像を書き込むための光書込手段とを備えた画像形成装置において、上記光書込手段として、請求項１乃至８いずれかの光走査装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、潜像を担持する複数の潜像担持体と、それら潜像担持体の表面にそれぞれ潜像を書き込むための光書込手段とを備えた画像形成装置において、上記光書込手段として、請求項２の光走査装置を用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、回転多面鏡の近傍に配置された光学系部品を保持する保持部材のハウジングとの取り付け位置を、上記光学系部品の配置位置よりも回転多面鏡から離間させたので、次の効果を得ることができる。すなわち、発熱源である回転多面鏡から離れるほど、ハウジングの温度上昇が少なくなり、熱膨張も少なくなる。よって、光学系部品配置位置よりも回転多面鏡から離間した位置にあるハウジングの保持部材取り付け箇所の熱膨張量は、光学系部品配置位置の熱膨張量よりも少ない。その結果、ハウジングの保持部材取り付け箇所の熱変形が、光学系部品配置位置の熱変形よりも小さくなる。よって、ハウジングの熱変形による保持部材の姿勢の変化を抑制することができ、保持部材に保持される光学系部品の姿勢変化を、上記光学系部品をハウジングに直接取り付けた場合に比べて、抑制することができる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおけるＹ用の作像ステーションを示す概略構成図。 同プリンタおける書込ユニットを、４つの感光体とともに示す概略構成図。 同書込ユニットの構成を示す概略平面図。 同書込ユニットにおける保持部材の構成を示す概略上面図。 同保持部材の貫通孔周辺の拡大断面図。 （ａ）は、光学系部品や光源の姿勢変化によるＣ色の走査位置ずれについて説明する図。（ｂ）は、光学系部品や光源の姿勢変化によるＭ色の走査位置ずれについて説明する図。 （ａ）は、ハウジング熱変形前におけるポリゴンスキャナ近傍の拡大構成図。（ｂ）は、ハウジング熱変形後におけるポリゴンスキャナ近傍の拡大構成図 （ａ）は、保持部材のハウジングへの取り付け位置が、光学系部品配置位置よりもポリゴンスキャナ側にあるときにおける光学系部品の姿勢変化について説明する図。（ｂ）は、光学系部品配置位置が、保持部材のハウジングへの取り付け位置よりもポリゴンスキャナ側にあるときにおける光学系部品の姿勢変化について説明する図。 変形例の書込ユニットにおけるポリゴンスキャナ周辺の拡大構成図。 単色書込ユニットの概略構成図。 同単色書込ユニットの概略平面図。 同単色書込ユニットにおけるハウジング熱変形時の様子を説明する図。

以下、本発明を、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、筐体１と、この筐体１から引き出し可能な給紙カセット２とを備えている。筐体１の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像（可視像）を形成するための作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。

図２は、イエロー（Ｙ）用の作像ステーションを示す概略構成図である。なお、他の作像ステーションも同様の構成である。
図１及び図２に示すように、作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋは、図中矢印Ａ方向に回転する潜像担持体としてのドラム状の感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋを備えている。感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋは、直径４０［ｍｍ］のアルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆う、例えばＯＰＣ（有機光半導体）感光層とから構成されている。各作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋは、それぞれ、感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋの周囲に、感光体を帯電する帯電装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋを備えている。また、感光体に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋ、感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋも感光体の周囲に備えている。

各作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの下方には、感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋに対し、書込光Ｌによる光走査を行う光走査装置としての書込ユニット４を備えている。また、各作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの上方には、各作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋによって形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト２０を具備する中間転写ユニット５を備えている。また、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像を転写体としての記録紙Ｐに定着せしめる定着ユニット６を備えている。また、筐体１の上部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナーボトル７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋが装填されている。このトナーボトル７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋは、筐体１の上部に形成される排紙トレイ８を開くことにより、筐体１から脱着可能になっている。

光走査装置としての書込ユニット４は、光源であるレーザーダイオードを有しており、このレーザーダイオードから、回転駆動される正多角柱構造の回転多面鏡たるポリゴンミラーに向けて光ビームとしての書込光Ｌを発射する。発射された書込光Ｌは、回転するポリゴンミラーの鏡面によって主走査方向に偏向せしめられながら反射する。そして、複数の反射ミラーによって折り返された後、帯電装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋによって一様帯電せしめられた感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋの周面を走査する。これにより、潜像担持体としての感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋの周面に、それぞれＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、書込ユニット４の詳しい説明は後述する。

転写手段たる中間転写ユニット５の中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１、テンションローラ２２及び従動ローラ２３に掛け回されながら、所定タイミングで図中反時計回り方向に回転駆動される。また、中間転写ユニット５は、感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に１次転写する１次転写ローラ２４Ｙ，２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｋを備えている。また、中間転写ベルト２０上に１次転写されたトナー像を記録紙Ｐに転写する２次転写ローラ２５、記録紙Ｐ上に転写されなかった中間転写ベルト２０上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置２６も備えている。

次に、本プリンタにおいて、カラー画像を得る工程について説明する。
まず、作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋにおいて、感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋが帯電装置１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｋによって一様に帯電される。その後、画像情報に基づいて生成された書込光Ｌによって走査露光されて、感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋの表面に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、現像装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋの現像ローラ１５Ｙ，１５Ｃ，１５Ｍ，１５Ｋ上に担持された各色のトナーによって現像されて、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像となる。感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像は、各１次転写ローラ２４Ｙ，２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｋの作用によって反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト２０上に順次重ねて１次転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト２０上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト２０の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。

１次転写終了後の感光体１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋは、クリーニング装置１３Ｙ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｋのクリーニングブレード１３ａによってその表面がクリーニングされて、次の画像形成に備えられる。

トナーボトル７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋに充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各作像ステーション３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの現像装置１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋに所定量補給される。

一方、上記給紙カセット２内の記録紙Ｐは、給紙カセット２の近傍に配設された給紙ローラ２７によって、筐体１内に搬送され、レジストローラ対２８によって所定のタイミングで２次転写部に搬送される。そして、２次転写部において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が記録紙Ｐに転写される。トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着ユニット６を通過することでトナー像が定着せしめられた後、排出ローラ２９によって排紙トレイ８に排出される。感光体１０と同様に、中間転写ベルト２０上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト２０に接触するベルトクリーニング装置２６によってクリーニングされる。

次に、書込ユニット４の構成について説明する。
図３は、本実施形態に係るプリンタおける書込ユニット４を、４つの感光体とともに示す概略構成図であり、図４は、書込ユニット４を上から見た図であり、図５は、保持部材７０の概略構成図である。

書込ユニット４は、ポリゴンスキャナ５０、各種の反射ミラー、各種のレンズ等の光学系部品を備えている。ポリゴンスキャナ５０、各種の反射ミラーや各種のレンズ等の光学系部品は、ハウジング１３１に収納される。ハウジング１３１の上方の開口部を覆う筐体カバー１０７には、防塵ガラス４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋが設けられている。ポリゴンスキャナ５０は、書込ユニット４の略中央に設けられ、図４に示すように、ハウジング１３１の防音ガラス４２ａ、４２ｂと防音壁５４とで囲われた空間に配置されている。本実施形態においては、防音ガラス４２ａ、４２ｂ、防音壁５４とで、遮音壁が形成されている。また、図３に示すように、蓋部材としての筐体カバー１０７の中央部は、開口しており、開口部からポリゴンスキャナ５０側に延びて、下端が、防音ガラス４２ａ，４２ｂの上面と防音壁５４の上面と当接する内壁部１０６が形成されている。そして、この筐体カバー１０７の開口部を覆うようにして蓋部材たる偏向器カバー１０５が取り付けられている。これにより、ポリゴンスキャナ５０は、ハウジング１３１の底面、防音ガラス４２ａ、４２ｂ、防音壁５４、内壁部１０６、偏向器カバー１０５とにより密閉される。

図４に示すように、ポリゴンスキャナ５０は、正多角柱形状からなる２つの回転多面鏡たるポリゴンミラー４１ａ、４１ｂと、不図示のポリゴンモータと、ポリゴンモータの駆動を制御するための電子部品を搭載した回路基板１５０とで構成されている。これらポリゴンミラー４１ａ，４１ｂは、その６つの側面に反射鏡を有しており、互いに正多角柱の中心を重ねるようにして上下方向に接続されている（図３参照）。ポリゴンスキャナ５０は、ハウジング１３１の防音ガラス４２ａ、４２ｂと防音壁５４とで囲った箇所にネジによって締結されている。

ポリゴンスキャナ５０の近傍に配置される走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、光源たるレーザーダイオード４６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｙ、コリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、シリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどの光学系部品は、保持部材７０に保持されている。Ｋ色のレーザーダイオード４６Ｋは、Ｍ色のレーザーダイオード４６Ｍの真上に配置され、Ｙ色のレーザーダイオード４６Ｙは、Ｃ色のレーザーダイオード４６Ｃの真上に配置されている。また、Ｋ色の光学系部品（走査レンズ４３Ｋ、コリメートレンズ５２Ｋ、シリンドリカルレンズ５３Ｋ）は、Ｍ色の光学系部品の真上に配置され、Ｙ色の光学系部品（走査レンズ４３Ｙ、コリメートレンズ５２Ｙ、シリンドリカルレンズ５３Ｙ）は、Ｃ色の光学系部品の真上に配置されている。

図５に示すように、保持部材７０の４角には、貫通孔７０ｂが設けられており、図６に示すように、この貫通孔７０ｂにネジ７１を貫通させて、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２のネジ穴にネジ７１を螺合させることで、保持部材７０をハウジング１３１に締結している。

図３、図４に示すように、ポリゴンスキャナ５０の図中右側には、Ｍ用の光学系と、Ｋ用の光学系とが配設されている。ポリゴンスキャナ５０の図中左側には、Ｙ用の光学系と、Ｃ用の光学系とが配設されている。また、書込ユニット４は、図４に示すように、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの回転中心をとおり、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの回転軸の軸方向に対して直交する方向に引いた対称線に関して、光学系部品および光源たるレーザーダイオードが線対称となる位置に配置されて対をなした対向走査型の光走査装置である。具体的には、光学素子である走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、光源であるレーザーダイオード４６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、コリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、シリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがそれぞれ線対称となる位置に配置されている。

各レーザーダイオード４６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋから出射された書込光Ｌｙ，Ｌｃ，Ｌｍ，Ｌｋは、コリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにより発散光束が平行光束に変換された後、シリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを透過することで、副走査方向（感光体表面上における感光体表面移動方向に相当する方向）に集光せしめられる。次いで、不図示のポリゴンモータによって高速回転される正六面体構造のポリゴンミラー４１ａ，４１ｂにおける６つの側面にそれぞれ形成された鏡面のうち、何れかで反射しながら主走査方向（感光体表面上における軸線方向に相当する方向）に偏向せしめられる。そして、走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂによって一定の角速度で主走査方向に偏向せしめられる光の偏向方向の移動速度を等速に変換されるとともに、副走査方向に集光して、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの鏡面の倒れである所謂面倒れが補正される。

走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを透過したＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の書込光Ｌｙ，Ｌｃ，Ｌｍ，Ｌｋは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の反射光学系の各反射ミラーに向かう。例えば、走査レンズ４３Ｙを透過したＹ用の書込光Ｌｙは、第１反射ミラー４４ａＹ、第２反射ミラー４４ｂＹに反射するることで、Ｙ用の感光体１０Ｙの表面に導かれていく。Ｃ，Ｍ，Ｋ用のレーザー光Ｌｃ，Ｌｍ，Ｌｋも同様にしてそれぞれ第１反射ミラー、第２反射ミラーに反射されることで、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体１０Ｃ，Ｍ，Ｋの表面に導かれていく。なお、第２反射ミラー４４ｂＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの鏡面で反射したＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の書込光Ｌｙ，Ｌｃ，Ｌｍ，Ｌｋは、筐体カバー１０７に設けられた防塵ガラス４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋを透過した後、感光体１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に到達する。

ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの高速回転によって、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの回転軸を軸受する不図示の軸受部が発熱する。この熱は、軸受部の直下のハウジング１３１の底面に伝播し、ハウジング１３１のポリゴンミラー周辺が加熱される。その結果、ハウジング１３１のポリゴンミラー周辺が熱膨張して変形してしまう。従来、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの近傍に配置されるコリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、シリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどの光学系部品やレーザーダイオード４６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを、直接ハウジング１３１に取り付けていた。この場合、ハウジング１３１の光学系部品が取り付けられる光学系部品取り付け部やレーザーダイオードが取り付けられる光源取り付け部がハウジング１３１の熱膨張により変形してしまう。その結果、光学系部品（コリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、シリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）やレーザーダイオード４６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの姿勢が変化してしまう。光学系部品や光源の姿勢が変化してしまうと、感光体への走査位置にずれが生じてしまう。特に、本実施形態のような対向走査型の光走査装置の場合、以下に示す理由から、光学系部品や光源の姿勢が変化してしまうと、色ずれが著しく悪化してしまう。

図７（ａ）は、光学系部品や光源の姿勢変化によるＣ色の走査位置ずれについて説明する図であり、図７（ｂ）は、光学系部品や光源の姿勢変化によるＭ色の走査位置ずれについて説明する図である。図７においては、光学系部品や光源の姿勢変化により、書込光が、下方へずれた場合を示している。
図７（ａ）に示すように、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂを挟んで一方側（図３に示す左側）に配置された感光体１０Ｃへの走査位置は、ハウジング変形前（光学系部品や光源の姿勢変化前）の走査位置に対して、感光体移動方向下流側にずれる。一方、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂを挟んで他方側（図３に示す右側）に配置された感光体１０Ｍへの走査位置は、ハウジング変形前（光学系部品の姿勢変化前）の走査位置に対して、感光体移動方向上流側にずれる。ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂを挟んで一方側（図３に示す左側）に配置された感光体１０Ｙは、Ｃ色同様、ハウジング変形前の走査位置に対して、感光体移動方向下流側にずれ、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂを挟んで他方側（図３に示す右側）に配置された感光体１０Ｋは、Ｍ色同様、ハウジング変形前の走査位置に対して、感光体移動方向上流側にずれる。その結果、ハウジング変形後、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂを挟んで一方側に配置された感光体１０Ｃ，１０Ｙに形成されるＣ色、Ｙ色画像に対して、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂを挟んで他方側に配置された感光体１０Ｍ，１０Ｋに形成されるＭ色、Ｋ色画像の位置が大きくずれてしまう。従って、対向走査型の光走査装置の場合、光学系部品や光源の姿勢が変化してしまうと、色ずれが著しく悪化してしまうのである。

一方、本実施形態においては、上述したように、ポリゴンミラー周辺に配置される光学系部品（コリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、シリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）および光源（レーザーダイオード４６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を保持部材７０に取り付けている。そして、図４、図５に示すように、保持部材７０のハウジングへの取り付け位置は、各光学系部品や光源の配置位置よりも、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂから離間した箇所にある。その結果、図８に示すように、ハウジング１３１のポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの周辺が熱変形したとしても、ハウジング１３１の保持部材取り付け部周辺は、ほとんど熱変形していない。よって、保持部材７０が、姿勢が変化するのを抑制することができる。その結果、保持部材７０に保持されている（コリメートレンズ５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、シリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）および光源（レーザーダイオード４６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の姿勢の変化を抑制することができ、色ずれを抑制することができる。

また、図６に示したように、保持部材７０は、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２の箇所しかハウジング１３１と当接しておらず、その他の箇所は、図３に示すように、ハウジング１３１に対して所定の隙間を有している。これにより、ハウジング１３１から保持部材７０への熱伝播を抑制することができ、保持部材７０の温度上昇を抑制することができる。その結果、保持部材７０自体の熱変形を抑制することができる。

また、保持部材７０の光学系部品の配置位置からポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの回転中心までの距離Ｌ１と、保持部材７０のハウジング１３１への取り付け位置（貫通孔７０ｂの位置）からポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの回転中心までの距離Ｌ２との関係をＬ１＜Ｌ２にする必要がある。
図９（ａ）に示すように、Ｌ１＞Ｌ２であると、保持部材７０の取り付け位置が、光学系部品（図では、走査レンズ４３）の配置位置よりもポリゴンミラー４１ａ，４１ｂに近い。このため、保持部材７０の姿勢が大きく変化して、保持部材７０に保持されている光学系部品の姿勢も大きく変化してしまう。しかも、保持部材７０の取り付け位置がポリゴンミラー４１ａ，４１ｂに近いため、保持部材７０がハウジング１３１の熱変形の影響を大きく受けて、光学系部品４３を直接ハウジング１３１に取り付けた場合に比べて、光学系部品４３の姿勢の変化が大きくなってしまう。一方、図９（ｂ）に示すように、保持部材７０のハウジング１３１への取り付け位置を、光学系部品４３の配置位置よりも離間させ、Ｌ１＜Ｌ２の関係にすることで、光学系部品４３を直接ハウジング１３１に取り付けた場合に比べて、ハウジング１３１の熱変形による光学系部品４３の姿勢の変化を抑制することができる。

また、本実施形態においては、ポリゴンスキャナ５０を防音ガラス４２ａ、４２ｂと防音壁５４とで囲むことによって、ポリゴンミラー４１ａ，４１ｂの回転による気流を防音ガラス４２ａ、４２ｂと防音壁５４とにより遮ることができる。これにより、ポリゴンスキャナ５０により加熱された気流が、ポリゴンスキャナ周辺に配置された光学系部品（走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ,Ｋやシリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に当たるのを抑制することができる。その結果、走査レンズ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ,Ｋやシリンドリカルレンズ５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、加熱されるのを抑制することができ、それら自身の熱変形を抑制することができる。これにより、走査位置ずれやビームスポット径の変動などの不具合を抑制することができる。また、防音ガラス４２ａ、４２ｂと防音壁５４とにより気流を遮ることにより、ポリゴンスキャナ周辺が高温となり、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ周辺の熱変形が大きくなるおそれがあるが、本実施形態においては、ポリゴンスキャナ周辺の光学系部品を保持部材７０で保持しているので、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ周辺の熱変形が大きく変形しても、ポリゴンスキャナ周辺の光学系部品の姿勢が大きく変化することがないので、良好な画像を得ることができる。

また、保持部材７０には、ポリゴンミラー４１ａ,４１ｂの近傍に配置される光学系部品（走査レンズ、コリメートレンズ、シリンドリカルレンズ）の他に、光源たるレーザーダイオードも取り付けられる。このように、レーザーダイオード、コリメートレンズ、シリンドリカルレンズ、走査レンズを保持部材に取り付けることによって、各位置関係を保つことができる。

次に、変形例について、説明する。
図１０は、変形例の書込ユニット４’の要部拡大構成図である。
この変形例１の書込ユニット４’は、図１０に示すように、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ５０との対向部に、第１孔部１３４を設け、保持部材取り付け部近傍で、保持部材取り付け部１３２よりもポリゴンスキャナ側に第２孔部１３５を設けている。また、保持部材７０の端部に、保持部材７０の振動を抑制するための制振部材７３が設けられている。

ハウジング１３１に第１孔部１３４を設けることで、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ周辺が熱膨張したとき、第１孔部１３４を塞ぐように熱膨張することができる。このように、第１孔部１３４を設けることにより、熱膨張の逃げ場ができ、ハウジング１３１熱膨張による歪み変形を抑制することができる。その結果、ハウジング１３１の変形を抑制することができ、ハウジング１３１の保持部材取り付け部周辺の変形を抑制することができる。これにより、保持部材７０の姿勢変化をより一層抑制することができる。さらに、第１孔部１３４を設けることで、ポリゴンスキャナ５０の回路基板１５０や不図示の軸受部が、直接外気に触れ冷却される。これにより、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ周辺の温度上昇を抑えることができ、ハウジング１３１の熱変形を抑制することができる。

また、第２孔部１３５を設けることにより、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２周辺が、ハウジング１３１のポリゴンミラー周辺の熱変形に追随して、変形してしまうのを抑制することができる。すなわち、例えば、ハウジング１３１のポリゴンミラー周辺が、熱変形により凸形状や凹形状となったとき、第２孔部１３５を設けることによって、ハウジング１３１のポリゴンミラー周辺の凸形状や凹形状に追随してハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２周辺が、引っ張られて変形してしまうのを抑制することができるのである。これにより、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２周辺の変形をさらに抑制することができ、保持部材７０の姿勢が変化するのを抑制することができる。その結果、保持部材７０に保持した光学系部品の姿勢変化を抑制することができる。

また、ハウジング１３１に第１、第２孔部１３４，１３５を設けることで、この第１、第２孔部１３４，１３５からハウジング内部へ塵などが侵入して、光学系部品などに付着するおそれがある。そのため、ハウジング内部へ塵などが侵入するのを防止するための防塵部材１３６，１３７をそれぞれ設けている。第１孔部１３４からの塵などの侵入を防止する第１防塵部材１３６は、第１孔部１３４の周囲に設けられ、下面がハウジング１３１と当接し、上面がポリゴンスキャナ５０の回路基板１５０と当接している。これにより、第１孔部１３４は、ポリゴンスキャナ５０の回路基板１５０と第１防塵部材１３６とにより塞がれ、第１孔部１３４からの塵などの侵入を防止することができる。第１防塵部材１３６は、ゴムやスポンジなどの弾性部材などにして、第１防塵部材１３６を圧縮した状態で、回路基板１５０をハウジング１３１に取り付ける。これにより、回路基板１５０の下面やハウジング１３１の面に第１防塵部材１３６を追随させることができ、第１防塵部材１３６を、回路基板１５０およびハウジング１３１と隙間なく当接させることができる。これにより、第１孔部１３４からの塵などの侵入を良好に抑制することができる。

また、第２孔部１３５からの塵などの侵入を防止する第２防塵部材１３７は、第２孔部１３５を塞ぐように設けられている。このように、第２防塵部材１３７で第２孔部１３５を塞ぐことにより、第２孔部１３５からの塵などの侵入を防止することができる。また、第２孔部１３５を塞ぐ第２防塵部材１３７は、スポンジなどの柔軟な部材で構成するのが好ましい。これは、剛性の高い部材で構成すると、ハウジング１３１の第２孔部１３５よりもポリゴンスキャナ側が熱変形により変形したときに、第２防塵部材１３７が変形することができない。その結果、第２防塵部材１３７が、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２周辺を持ち上げたり、押し込んだりする。これにより、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２周辺が変形するおそれがある。よって、第２防塵部材１３７を剛性の高い部材で構成すると、第２孔部１３５を設けた効果が薄れてしまう。一方、第２防塵部材１３７を柔軟な材料で構成することにより、ハウジング１３１の第２孔部１３５よりもポリゴンスキャナ側が熱変形したときに、第２防塵部材１３７が柔軟に変形し、第２防塵部材１３７が、第２孔部１３５を設けた効果を阻害することがない。

また、保持部材７０は、ポリゴンスキャナ５０から遠く離れた４点でハウジング１３１に取り付けられており、保持部材７０のポリゴンスキャナ周辺は、何にも支持されていない。このため、保持部材７０は、外部からのハウジング１３１に伝播した振動の影響により振動しやすい。保持部材７０が振動すると、保持部材７０に保持されている光学系部品が振動して、画像にバンディングなどが発生するなど画像品質が低下するおそれがある。そこで、この変形例１の書込ユニット４’においては、保持部材７０に制振部材７３を設けて、保持部材７０の振動を抑制している。これにより、外部からハウジング１３１に伝播される振動により保持部材７０が振動するのを抑制することができ、バンディングなどの異常画像が生じるのを抑制することができる。

上記においては、４つの感光体に対して光走査する対向走査型の書込ユニットに本発明を適用した形態について説明したが、一つの感光体に対して光走査する書込ユニットにも本発明を適用することができる。
図１１は、一つの感光体に対して光走査する単色書込ユニット４００の概略構成図であり、図１２は、単色書込ユニット４００の平面図である。この単色書込ユニット４００においても、ポリゴンスキャナ周辺の光学系部品（走査レンズ４３、コリメートレンズ５２、シリンドリカルレンズ５３）および光源４６を保持する保持部材７０を設け、保持部材７０のハウジング１３１に対する取り付け位置を、これら光学系部品および光源の配置位置よりもポリゴンスキャナ５０から離間させる。これにより、図１３に示すように、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ周辺がポリゴンスキャナ５０の熱により熱変形しても、ハウジング１３１の熱変形の影響がないところで保持部材７０を取り付けることにより、保持部材７０に保持された光学系部品の姿勢の変化を抑制することができる。これにより、スポット径の変動などを抑制することができ、良好な画像を得ることができる。

以上、本実施形態の光走査装置たる書込ユニット４は、自らの回転により光源たるレーザーダイオード４６からの光を偏向走査する回転多面鏡たるポリゴンミラー４１と、ポリゴンミラーの近傍に配置された光学系部品（走査レンズ４３、コリメートレンズ５２、シリンドリカルレンズ５３）と、ポリゴンミラー４１と光学系部品とを収納するハウジング１３１とを備えている。そして、本実施形態の書込ユニット４は、上記光学系部品を保持する保持部材７０を備え、上記ポリゴンミラー４１の回転中心から上記光学系部品までの距離をＬ１、上記ポリゴンミラー４１の回転中心から上記保持部材７０の上記ハウジング１３１への取り付け位置までの距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２を満たすように構成した。このように、保持部材７０のハウジング１３１との取り付け位置を、上記光学系部品の配置位置よりもポリゴンミラー４１から離すことにより、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２の熱変形が、光学系部品配置位置における熱変形よりも小さい。これにより、ハウジング１３１の熱変形により保持部材７０の姿勢変化を抑制することができ、その結果、保持部材７０に保持されている光学系部品の姿勢変化を、上記光学系部品を直接ハウジング１３１に取り付けた場合に比べて、抑制することができる。これにより、ビームスポット径の変動や、走査位置ずれを抑制することができ、高品位な画像を得ることができる。

また、保持部材７０は、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２の箇所しかハウジング１３１と当接させないので、ハウジングから保持部材への熱伝導を抑制することができ、保持部材自身の熱変形を抑制することができる。

また、保持部材７０は、レーザーダイオード４６と、レーザーダイオードからのポリゴンミラーまでの光路上に配置され、発散光を所定の断面形状を有する光束となるように整形する偏向前光学系部品（コリメートレンズ５２、シリンドリカルレンズ５３）と、ポリゴンミラーにより偏向走査された光を主走査線方向および副走査線方向に集光する走査レンズを一体的に保持しすることにより、レーザーダイオード、コリメートレンズ、シリンドリカルレンズ、走査レンズを保持部材に取り付けることによって、各位置関係を保つことができる。

また、ハウジング１３１の上記ポリゴンミラー４１との対向部に、第１孔部１３４を設けることにより、第１孔部１３４を塞ぐように、ハウジング１３１が熱膨張し、第１孔部１３４が、ハウジング１３１の熱膨張の逃げ場となる。これにより、熱膨張によるハウジング１３１の歪み変形を抑制することができ、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２の変形を抑制することができる。また、第１孔部１３４を設けることで、ポリゴンスキャナ５０に直接外気を当てることができ、ポリゴンスキャナ５０の温度上昇を抑制することができ、ハウジング１３１の熱変形を抑制することができる。これにより、ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２の変形を抑制することができる。

また、第１孔部１３４からハウジング内部への塵の侵入を防止する防塵部材たる第１防塵部材１３６を設けることで、光学系部品に塵やホコリが付着するのを抑制することができる。

また、上記ハウジング１３１の保持部材取り付け部１３２近傍に第２孔部１３５を設けたので、ハウジング１３１の上記保持部材との取り付け部１３２周辺が、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ周辺の熱変形に追随して変形するのを抑制することができる。これにより、保持部材７０の姿勢変化を抑制することができる。

また、第２孔部１３５からハウジング内部への塵の侵入を防止する防塵部材たる第２防塵部材１３７を設けたので、光学系部品に塵やホコリが付着するのを抑制することができる。

また、保持部材７０の振動を抑制する制振部材７３を上記保持部材７０に取り付けたので、保持部材７０の振動により保持部材７０に保持されている光学系部品が振動して、バンディングなどの異常画像となるのを抑制することができる。

また、ポリゴンミラー４１を、上記ハウジング１３１に設けられたリブたる遮音壁５４と透明部材たる防音ガラス４２ａ,４２ｂと、上記ハウジング１３１に蓋をする蓋部材（筐体カバー１０７および偏向器カバー１０５）とによって密閉した。これにより、ポリゴンミラー４１の回転によって、ポリゴンスキャナ５０の発熱によって加熱された気流が、保持部材７０や光学系部品に当たるのを防止することができる。これにより、保持部材７０や光学系部品の温度上昇を抑制することができ、保持部材７０や光学系部品の熱変形を抑制することができる。また、このように密閉することにより、密閉空間は、高温となり、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ近傍が、大きく熱変形するが、本実施形態においては、ポリゴンスキャナ近傍の光学系部品を保持部材７０に保持しているので、ハウジング１３１のポリゴンスキャナ近傍が、大きく熱変形しても、ポリゴンスキャナ近傍の光学系部品の姿勢が大きく変化してしまうことはない。

また、対向走査方式の光走査装置に本発明を適用することで、保持部材７０の撓みなどの影響を少なくすることができる。これは、先の図１２に示すように単色書込ユニット４００は、各光学系部品の配置位置よりもポリゴンスキャナ５０から離れた位置に保持部材７０をハウジング１３１に取り付けようとすると、３点で取り付けることになる。そのため、保持部材７０のポリゴンミラー４１に近接する箇所が、光学系部品の重量で撓んでしまうおそれがある。一方、対向走査方式の光走査装置の場合、先の図４に示すように、保持部材７０の４角をハウジング１３１に取り付けることができ、保持部材７０に係る重量を均等に分散させることができる。これにより、保持部材７０が、光学系部品の重みで撓むのを抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置たるプリンタは、上述した書込ユニットを備えているので、高品位な画像を得ることができる。

特に、潜像を担持する潜像担持体たる感光体１０を複数備え、対向走査方式の書込ユニット４を用いて、それら感光体１０の表面にそれぞれ潜像を書き込む画像形成装置において、上述した書込ユニット４を用いることで、色ずれが抑制された高品位な画像を得ることができる。

４：書込ユニット
１０：感光体
４１ａ，４１ｂ：ポリゴンミラー
４２ａ，４２ｂ：防音ガラス
４３：走査レンズ
４６：レーザーダイオード
５０：ポリゴンスキャナ
５２：コリメートレンズ
５３：シリンドリカルレンズ
５４：防音壁
７０：保持部材
７０ｂ：貫通孔
７３：制振部材
１０５：偏向器カバー
１０７：筐体カバー
１３１：ハウジング
１３２：保持部材取り付け部
１３４：第１孔部
１３５：第２孔部
１３６：第１防塵部材
１３７：第２防塵部材
１５０：回路基板
４００：単色書込ユニット

特開２００９−１９８８８８号公報

Claims (10)

1. 自らの回転により光源からの光を偏向走査する回転多面鏡と、
   該回転多面鏡の近傍に配置された光学系部品と、
   上記回転多面鏡と光学系部品とを収納するハウジングとを備えた光走査装置において、
   上記光学系部品を保持する保持部材を備え、
   上記回転多面鏡の回転中心から上記光学系部品までの距離をＬ１、上記回転多面鏡の回転中心から上記保持部材の上記ハウジングへの取り付け位置までの距離をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２を満たすように構成し、
   上記ハウジングの上記保持部材との取り付け部近傍、かつ、該取り付け部よりも上記回転多面鏡側に、上記ハウジングの回転多面鏡付近の熱膨張による変形に追随して上記取り付け部周辺が変形するのを抑制する孔部を設け、
   上記孔部からハウジング内部への塵の侵入を防止する柔軟な部材で構成された防塵部材を設けたたことを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１の光走査装置において、
   上記回転多面鏡の回転中心をとおり、上記回転多面鏡の回転軸の軸方向に対して直交する方向に引いた対称線に関して対称配置した少なくとも一対の光学系部品を備え、
   上記回転多面鏡は、複数の光源からの光を偏向走査するものであって、かつ、複数の光源のうち少なくともひとつから出射された光は、上記回転多面鏡によって一方の光学系部品に入射し、別の光源から出射された光は、上記回転多面鏡によって他方の光学系部品に入射する対向走査方式であることを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１または２の光走査装置において、
   上記保持部材は、上記ハウジングの保持部材取り付け部のみ、ハウジングと当接して取り付けられることを特徴とする光走査装置。
4. 請求項１乃至３いずれかの光走査装置において、
   上記保持部材は、上記光源と、上記光学系部品として、光源からの回転多面鏡までの光路上に配置され、発散光を所定の断面形状を有する光束となるように整形する偏向前光学系部品および前記回転多面鏡により偏向走査された光を主走査線方向および副走査線方向に集光する走査レンズを一体的に保持したことを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１乃至４いずれかの光走査装置において、
   上記ハウジングの上記回転多面鏡との対向部に、第１孔部を設けたことを特徴とする光走査装置。
6. 請求項５の光走査装置において、
   上記第１孔部からハウジング内部への塵の侵入を防止する防塵部材を設けたことを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１乃至６いずれかの光走査装置において、
   上記保持部材の振動を抑制する制振部材を上記保持部材に取り付けたことを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１乃至７いずれかの光走査装置において、
   上記回転多面鏡を、上記ハウジングに設けられたリブと透明部材と、上記ハウジングに蓋をする蓋部材とによって密閉したことを特徴とする光走査装置。
9. 潜像担持体と、
   潜像担持体表面に潜像を書き込むための光書込手段とを備えた画像形成装置において、
   上記光書込手段として、請求項１乃至８いずれかの光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
10. 潜像を担持する複数の潜像担持体と、
    それら潜像担持体の表面にそれぞれ潜像を書き込むための光書込手段とを備えた画像形成装置において、
    上記光書込手段として、請求項２の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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