JP5812704B2

JP5812704B2 - 走査光学装置及びそれを備えた画像形成装置

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Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、レーザプリンタや複写機、或いはファクシミリ装置等に使用される走査光学装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、レーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる走査光学装置は、光源、偏向装置及び光学素子等を光学箱と該光学箱の開口部を覆うカバーとで収容している。カバーは光学箱にビス等で固定される。特許文献１ではカバーが光学箱に１個のビスで固定され、特許文献２ではカバーが光学箱に２個のビスで固定されている。また、特許文献３ではカバーが光学箱に６個のビスで固定されている。

特開２００９−２６５５０３（図１）特開２００９−０６３７８５（図９）特開２０００−２９２７３０（図１１）

しかしながら、上記従来例において、薄い平板状のカバーが光学箱に１個もしくは２個のビスで固定されている場合には以下のような課題があった。

特許文献１では、結像レンズ近傍にある１個のビスでカバーが光学箱に固定されている。カバーの拘束状態を考えると、カバーと光学箱の当接面は平面になっていると考えられるため、カバーにおいて固定ビスから離れた箇所は、光学箱に当接しているものの無拘束の状態である。従って、カバーの固定箇所から離れた箇所は、画像形成装置の動作中にカバーの開閉方向に振動する。また、カバーの拘束箇所が１箇所であるため、複数箇所で固定されている場合よりも様々な振動の固有モードを有する。

光学箱においては、反射ミラーで反射したレーザ光束を感光体ドラムに導光するために、反射ミラーの長手方向の長さと略同じ長さの開口部を有している。従って、光学箱はその開口部に対して偏向装置がある側と反対側は両端支持梁のような状態になっている。そのため、光学箱のこの梁部は、画像形成装置の動作中は両端支持梁の１次の固有モードのような状態でカバーの開閉方向に振動する。この固有モードは、固有振動数で振動量が最大となるが、それ以外の周波数でも一般的な画像形成装置の振動源の周波数帯域では同様な状態で振れる。また、光学箱の他の部位は、一般的には上記光学箱の梁部よりも剛性が高いため、該光学箱の梁部の振動と比べて振動量は小さい。

このような状態において、画像形成装置を動作させると以下のような懸念がある。画像形成装置上でカバーや光学箱を振動させる原因は、記録紙等の記録材の搬送や像担持体の駆動に用いられるモータやギアの噛み合いで発生する振動や回転多面鏡の回転によって生じる振動等である。従って、カバーには様々な周波数の振動が加わるため、上記光学箱の梁部の長手方向中央付近と対向する部位で振動が大きくなる固有モードを生じる可能性がある。この場合、カバーの振動の位相が上記光学箱の梁部の振動の位相と逆位相になると、カバーと光学箱とが衝突して大きな衝突音を発生する。

特許文献２では、カバーを２個のビスで固定しているが、以下の構成のため大きな騒音を発生する。尚、以下は、特許文献２に記載された符号を用いて説明する。反射ミラー24が固定されている光学箱29の部位は、開口部Ｕを有するため、特許文献１と同様に両端支持梁のような状態になっている。従って、上記光学箱29の梁部は特許文献１と同様な振動状態となっている。また、カバー19は締結部19ａ，19ｂの箇所で光学箱29に締結されている。カバー19は、締結部19ａ，19ｂを結ぶ直線を境に両側が突き出しており、その突出部はカバー19の開閉方向に振動する。

図13は同様な形状のカバー19の振動状態を把握するために周波数応答解析（数値シミュレーション）を行った結果であり、低次の固有モードを表した図である。図13に示すメッシュ部がカバー19の振動状態を表しており、メッシュ部以外の実線部は振動前の状態を表している。尚、振幅の倍率は振動の状態を分かり易くするため実際の状態より高く設定している。

図13に示すように、締結部19ａ，19ｂを結ぶ直線を基準として、反射ミラー24側の突出部のＶ部がカバー19の開閉方向に最も振動していることが分かる。仮にカバー19がこのような固有モードで振動した場合、光学箱29の梁部もカバー19のＶ部と対向する位置が最も振動しているため、振動位相が逆位相になるとカバー19と光学箱29とが衝突し合って大きな衝突音を発生する。

特許文献３では、カバーの共振を防ぐために合計で８個のねじ穴の内、６個のねじ穴に締結されたビスによってカバーを光学箱に固定している。しかし、カバーの固定ビスが多いと、ビス締め工数が増加し、また部品点数も増えるためコストの面からは好ましくない。

本発明の目的は、より安価な走査光学装置にて、カバーの固有モードを所望の固有モードにし、且つ、カバーの固有振動数を効率的に上げて、カバーと光学箱との衝突音を極力低減し、低騒音の走査光学装置を提供する。

前記目的を達成するための本発明に係る走査光学装置の代表的な構成は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向走査する偏向装置と、前記偏向装置で走査される光束を被走査面上に結像させる走査レンズと、少なくとも前記光源と前記偏向装置と前記走査レンズとを収容する光学箱と、前記光学箱に形成され、該光学箱自身で全周が囲まれると共に、前記走査レンズを通過した光束を出射する出射口と、前記光学箱を覆うカバーと、を備えた走査光学装置において、前記カバーは、前記光学箱に二箇所でのみビスによって固定され、前記二箇所の前記ビスによる固定部を結ぶ直線は、前記出射口の長手方向に対して所定の角度を有して配置されることを特徴とする。

上記構成によれば、二箇所の固定点でカバーが光学箱に固定され、該二箇所の固定点を結ぶ直線は出射口の長手方向に対して所定の角度を有して配置される。これにより、光学箱の出射口周りの梁部の中央付近においてカバーの振動が生じ難い。また、カバーの固定点から離れた部位の振動量を抑えることが出来る。このため、光学箱とカバーとの衝突音を低減出来る。また、カバーの固定ビスが２本のため、カバーの共振を防ぐために複数本を使用していたものと比較して、ビスの組み付け工数や部品点数を削減出来、安価な走査光学装置を提供出来る。

本発明に係る走査光学装置を備えた画像形成装置の構成を示す模式断面図である。本発明に係る走査光学装置の第１実施形態において光学箱に該光学箱の上部開口部を覆うカバーが組み付けられた様子を示す斜視説明図である。第１実施形態においてカバーを取り外した光学箱を上方から見た様子を示す斜視説明図である。第１実施形態のカバーの裏面の構成を示す斜視説明図である。第１実施形態のカバーの周波数応答解析結果を示す図である。第１実施形態の光学箱の周波数応答解析結果を示す図である。第１実施形態のカバーに設けられた補強部の構成を示す平面図である。第１実施形態のカバーに設けられた補強部の方向と、カバーの固有振動数との関係を示す図である。本発明に係る走査光学装置の第２実施形態のカバーに設けられた補強部の構成を示す斜視説明図である。本発明に係る走査光学装置の第３実施形態において光学箱に該光学箱の上部開口部を覆うカバーが組み付けられた様子を示す斜視説明図である。本発明に係る走査光学装置の第４実施形態においてカバーを取り外した光学箱を上方から見た様子を示す斜視説明図である。（ａ）は本発明に係る走査光学装置の第５実施形態においてカバーを取り外した光学箱を上方から見た様子を示す斜視説明図、（ｂ）は第５実施形態の光学箱の出射口周りの梁部とカバーとの非接触部の構成を説明する断面説明図である。特許文献２のカバーの周波数応答解析結果を示す図である。

図により本発明に係る走査光学装置を備えた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

先ず、図１〜図８を用いて本発明に係る走査光学装置を備えた画像形成装置の第１実施形態について説明する。尚、以下の説明では、本発明に係る走査光学装置を備えた画像形成装置を例示して説明し、次いで画像形成装置における走査光学装置について詳しく説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る走査光学装置を備えた画像形成装置を示す模式断面図である。図１に示す画像形成装置は、後述する走査光学装置101を具備する。そして、該走査光学装置101により感光体ドラム103等の像担持体を走査し、この走査された画像に基づいて記録紙等の記録材12に画像形成を行う画像形成手段となるプロセスカートリッジ102を備える。ここでは、画像形成装置の一例としてプリンタに適用した場合の実施例について説明する。

図１に示すように、画像形成装置となるプリンタは、得られた画像情報に基づいたレーザ光束を、露光手段としての走査光学装置101によって出射し、プロセスカートリッジ102に内蔵された像担持体としての感光体ドラム103上に照射する。すると感光体ドラム103上に静電潜像が形成され、プロセスカートリッジ102によってこの静電潜像が現像剤としてのトナーによりトナー像として顕像化される。尚、プロセスカートリッジ102とは、感光体ドラム103と、該感光体ドラム103に作用するプロセス手段として、帯電手段や現像手段等を一体的に有するものである。

一方、記録材積載板104上に積載された記録材12は、給送ローラ105及び分離パッド106によって１枚ずつ分離されながら給送され、次に中間ローラ107と搬送ローラ108によって、さらに下流側に搬送される。搬送された記録材12上には、感光体ドラム103上に形成されたトナー像が転写ローラ109によって転写される。この未定着のトナー像が形成された記録材12は、さらに下流側に搬送され、内部に加熱体を有する定着装置110により、トナー像が記録材12に定着される。その後、記録材12は、排出ローラ111によって機外に排出される。

尚、本実施形態では感光体ドラム103に作用するプロセス手段としての帯電手段及び現像手段をプロセスカートリッジ102中に感光体ドラム103と一体的に有する構成としたが、各プロセス手段を感光体ドラム103とは別体で構成することでも良い。

［走査光学装置］
次に走査光学装置について説明する。図２は本実施形態による走査光学装置の斜視図であり、図３は図２の走査光学装置のカバー19を取り外して光学箱29内の部材配置を示した斜視図である。

図３において、１は光源としてレーザ光束13を出射する半導体レーザユニットである。２は複合アナモフィックコリメータレンズである。複合アナモフィックコリメータレンズ２は、コリメータレンズとシリンドリカルレンズとを一体にしたアナモコリメータレンズと、信号検知レンズ或いはＢＤ（Beam Detect）レンズとを一体に成形したレンズである。

３は開口絞り、４は回転多面鏡、５は回転多面鏡４を回転駆動させて半導体レーザユニット１から出射されたレーザ光束13を偏向走査する偏向装置である。６は信号検知センサ、７は偏向装置５で走査されるレーザ光束13を感光体ドラム103の表面の被走査面上に結像させる走査レンズとなるｆθレンズである。ｆθレンズ７は回転多面鏡４で等角度走査されたレーザ光束13を結像面上で等速走査させる機能を有する。

24は反射ミラーである。29は少なくとも半導体レーザユニット１、偏向装置５、ｆθレンズ７を収容する光学箱である。本実施形態の光学箱29内には、レーザ光束13の径路上でｆθレンズ７と出射口29ａとの間に反射ミラー24が設けられている。本実施形態の出射口29ａは光学箱29の底面側に該光学箱29自身（光学箱自身）で全周が囲まれた状態で形成され、ｆθレンズ７を通過して反射ミラー24で反射したレーザ光束13を感光体ドラム103の表面の被走査面上に向けて出射する。

図２において、19は光学箱29の上部開口部を覆うカバーである。11ａ，11ｂはカバー19の対角線方向に配置された二箇所の固定点で該カバー19を光学箱29に対して固定するビスである。ビス11ａ，11ｂが固定される二箇所の固定点を結ぶ直線ｓ１は偏向装置５で走査される主走査方向（出射口29ａの長手方向、感光体ドラム103の軸方向）に対して所定の角度を有して配置される。

上記構成において、半導体レーザユニット１から出射したレーザ光束13は、複合アナモフィックコリメータレンズ２によって主走査方向では略平行光または収束光とされる。そして、主走査方向と直交する副走査方向（感光体ドラム103の周方向、記録材12の搬送方向）では収束光とされる。

次にレーザ光束13は、開口絞り３を通って光束幅が制限されて、回転多面鏡４の反射面上において主走査方向に長く伸びる焦線状に結像する。そして、このレーザ光束13は回転多面鏡４を回転させることによって偏向走査され、複合アナモフィックコリメータレンズ２のＢＤレンズに入射する。ＢＤレンズを通過したレーザ光束13は、信号検知センサ６に入射する。このとき、信号検知センサ６で信号を検知し、このタイミングを主走査方向書き出し位置の同期検知タイミングとする。

次にレーザ光束13は、ｆθレンズ７に入射する。ｆθレンズ７は、レーザ光束13を感光体ドラム103上にスポットを形成するように集光し、且つスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このようなｆθレンズ７の特性を得るために、ｆθレンズ７は非球面レンズで形成されている。ｆθレンズ７を通過したレーザ光束13は、反射ミラー24で反射され、光学箱29の底部に設けられた出射口29ａから出射し、感光体ドラム103上に結像走査される。

回転多面鏡４の回転によってレーザ光束13を偏向走査し、感光体ドラム103上でレーザ光束13による主走査が行われ、また感光体ドラム103がその円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査が行われる。このようにして感光体ドラム103の表面には静電潜像が形成される。

図２及び図３において、カバー19は、２つのビス11ａ，11ｂにより光学箱29に固定して組付けられており、カバー19と光学箱29とは該光学箱29の天面29ｃとカバー19の裏面とが当接している。ビス11ａ，11ｂは、方形状のカバー19の略対角線上に配置されており、ビス11ａ，11ｂを結ぶ直線ｓ１は図２に示すＸ軸（主走査方向）に対して所定の傾斜角度を有している。

また、カバー19の固有振動数は、画像形成装置の様々な振動が該カバー19の共振点や共振点に近い共振峰に合致しないように、出来るだけ高周波数側へシフトさせるのが良い。本実施形態のカバー19は肉厚２ｍｍ程度の熱可塑性樹脂で出来ているので、カバー19の固有振動数を出来るだけ高周波数側へシフトさせるにはカバー19にリブ等の補強部を設けて全体的に剛性を上げる必要がある。そのため、カバー19にはリブ19ｃ，19ｄのように図２に示すＸ軸方向やＹ軸方向にそれぞれ平行なリブを設けている。

図４はカバー19の裏側の形状を表した斜視図である。図２及び図４に示すように、本実施形態のカバー19には図２に示すＸ軸方向やＹ軸方向にそれぞれ平行なリブ19ｃ，19ｄ以外にも、補強部として図２に示すＸ軸方向やＹ軸方向に対して斜めに延びるリブ19e1をカバー19の表裏側にそれぞれ設けている。尚、リブ19e1はカバー19の表裏両面側にそれぞれ設けたが、表面側もしくは裏面側にのみ設けて構成しても良い。

カバー19は、直線ｓ１からの離間距離が最も離れた頂点19ｆの近傍位置を始点とする直線ａ１に沿って補強部となるリブ19e1を該カバー19の表裏側にそれぞれ設けている。直線ｓ１は該方形状のカバー19の外形上の４つの頂点のうちで出射口29ａ側（出射口側）で且つビス11ａ，11ｂのそれぞれの軸中心からなる二箇所の固定点を結ぶ直線である。尚、直線ｓ１からの離間距離が最も離れた頂点19ｆとは、その頂点19ｆから直線ｓ１に下ろした垂線の長さが最大となる頂点19ｆをいう。前記直線ａ１と前記直線ｓ１とが成す角度のうちの直角以下となる角度αが７０°以上かつ９０°以下になる。

このように、カバー19を光学箱29に固定するビス11ａ，11ｂの固定点を、図２に示すＸ軸方向（主走査方向）に対して所定角度傾斜した方向となる方形状のカバー19の略対角線上に配置する。これによって、図２に示すカバー19の領域ＡのＺ軸方向に振動する固有モードが、より高次の固有モードで現れるようにしている。振動の主要な挙動を決めるのは低次の固有モードであるため、高次の固有モードにシフトさせた領域Ａの固有モードはカバー19の固有モードとして現れ難くなる。

カバー19の材料は、ポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate)とＡＢＳ樹脂｛アクリロニトリル（Acrylonitrile）、ブタジエン（Butadiene）、スチレン（Styrene）の共重合合成樹脂｝との合成樹脂で構成する。その合成樹脂の縦弾性係数は２．６ＧＰａ、密度は１１８０ｋｇ／ｍ^３とする。その場合、周波数０Ｈｚ〜８００Ｈｚの領域では図２に示すカバー19の領域ＡがＺ軸方向へ大きく振動する固有モードは発生しない。

図５は、カバー19の振動状態を、PlassoTech,Inc製の3G.authorの解析ソフトウェアを使用した周波数応答解析（数値シミュレーション）で解析した結果であり、光学箱29の出射口29ａ側が振動している固有モードを表した図である。尚、振幅の倍率は振動の状態を分かり易くするため実際の状態より高く設定している。

図５において、領域Ｂ付近が最も振動しており、領域Ａ付近は殆んど振動していないことが分かる。この固有モードはカバー19のリブ配置に因るものは少なく、殆んどがビス11ａ，11ｂの配置に因るものである。ビス11ａ，11ｂを結ぶ直線ｓ１がＸ軸方向（主走査方向）に対して所定の角度傾くことによって、このような固有モードが発生する。特に、ビス11ａ，11ｂを結ぶ直線ｓ１がＸ軸方向に対して１０度以上傾くと図５のような固有モードに近付いてくる。

光学箱29の底部に設けられる出射口29ａは反射ミラー24の長手方向の長さと略同程度の開口長さを有しており、光学箱29の出射口29ａの周りには両端支持梁となる梁部29ｂが形成される。従って、図６に示すように、梁部29ｂはカバー19の領域Ａに対向する箇所でＺ軸方向へ最も振動量が大きくなる固有モードを有する。図６はその固有モードを説明するために、光学箱29の振動状態を周波数応答解析（数値シミュレーション）で解析した結果である。

図６に示す光学箱29の周波数応答解析条件は以下の通りである。光学箱29の材料は、熱可塑性樹脂のポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate)と、スチレン・アクリロニトリル共重合樹脂（ＳＡＮ；Styrene Acrylonitrile Copolymer)との合成樹脂とする。そして、その合成樹脂に更にガラスフィラー等を混ぜ合わせたものとする。そして、光学箱29が画像形成装置に組み付けられた状態としている。

図６に示す領域Ａ付近でＺ軸方向へ最も振動量が大きくなる固有モードを有することが分かる。尚、振幅の倍率は振動の状態を分かり易くするため実際の状態より高く設定している。光学箱29の固有モードは、周波数０Ｈｚ〜８００Ｈｚの領域では図６に示すモードのみである。

以上より、光学箱29の梁部29ｂの領域Ａ付近は図６に示す固有モードで振動している。しかし、カバー19の領域Ａ付近は図５に示すように、殆んど振動しない。このため光学箱29の梁部29ｂとカバー19との衝突があっても従来よりは衝突力が低く、衝突音を低減することが可能である。

図２に示すように、カバー19の固定ビス11ａ，11ｂを方形状のカバー19の略対角線上に配置する。これにより、カバー19の領域Ａ付近の固有モードを高次側（高周波数側）へシフトした。その代わりに領域Ｂ付近の固有モードは、より低次側（低周波数側）にシフトしてくる。

図５に示すカバー19の周波数応答解析結果からも領域Ｂ付近が図５のＺ軸方向に振動していることが分かる。しかし、図６に示す光学箱29の周波数応答解析結果から該光学箱29の領域Ｂ付近の振動量は領域Ａ付近の振動量よりも少ない。このため、仮に光学箱29の領域Ｂ付近の振動の位相とカバー19の領域Ｂ付近の振動の位相とが逆位相となって衝突し合っても、従来の領域Ａ付近での衝突力よりは低く、従来よりは衝突音を低減することが出来る。

また、図５において、カバー19は領域Ｃ付近でも図５のＺ軸方向に振動する固有モードを生じている。しかし、図６に示すように、光学箱29の領域Ｃ付近は殆んど振動していないため、仮にカバー19の領域Ｃ付近と光学箱29の領域Ｃ付近とが衝突し合っても、領域Ａや領域Ｂでの衝突音よりは低く、騒音に悪影響を与えることはない。

更に、カバー19には図２のＸ軸方向に対して所定角度で斜行するリブ19e1を設けている。リブ19e1を設けた目的は、カバー19の領域Ｂ付近の固有モードを高周波数側へシフトさせることである。カバー19の領域Ｂ付近の固有モードは、以下の理由から、より高周波数側へシフトさせるのが好ましい。

即ち、画像形成装置の動作中は、記録紙等の記録材12の搬送や感光体ドラム103の駆動に用いられるモータやギアの噛み合いで発生する振動や回転多面鏡４の回転によって生じる振動等によって、カバー19は様々な周波数の振動の影響を受ける。

カバー19の固有振動数が低周波数側にあると、隣り合う固有振動数の多くが互いに近付き、上記の様々な振動源に対してカバー19の共振点や共振点付近の共振峰を外すことが難しくなる。これに対し、カバー19の固有振動数が高周波数側にあると、隣り合う固有振動数の多くが互いに遠ざかり、カバー19の共振点を振動源の周波数から、より遠ざける設計が容易になる。従って、カバー19の固有振動数は、より高周波数側へシフトさせるのが好ましい。これによりカバー19の振動量を更に低減することが出来る。

部材の固有振動数を高周波数側へシフトさせるには、振動の振幅が大きい箇所の重量を軽くし、断面二次モーメント（曲げモーメントに対する部材の変形のし難さ）を大きくする必要がある。

図２及び図５に示されるように、カバー19は光学箱29に固定する２つのビス11ａ，11ｂによる二箇所の固定点を結ぶ直線ｓ１を基準として、そこから最も離れた領域Ｂの頂点19ｆに向けて図５のＺ軸方向の振動量が増加している。ここで、ビス11ａ，11ｂによる二箇所の固定点とは各ビス11ａ，11ｂのそれぞれの軸中心とし、その軸中心を直線ｓ１が通るものとする。

本実施形態では、カバー19の領域Ｂにおける頂点19ｆから、該カバー19を光学箱29に固定するビス11ａ，11ｂのそれぞれの軸中心を結ぶ直線ｓ１に向かう直線ａ１に沿ってリブ19e1を設けている。このように振動の振幅が大きい領域Ｂの頂点19ｆから、カバー19のビス11ａ，11ｂによる二箇所の固定点を結ぶ直線ｓ１に向かう直線ａ１と垂直な断面にて断面二次モーメントを大きくする。これにより、カバー19の領域Ｂの重量を極力増やさずに断面二次モーメントを大きくすることが出来る。つまり、カバー19の領域Ｂが振れる固有モードは、このようなリブ19e1の配置によって効果的に高周波数側へシフトさせることが出来る。

カバー19の材料はポリカーボネート（ＰＣ；Polycarbonate)とＡＢＳ樹脂｛アクリロニトリル（Acrylonitrile）、ブタジエン（Butadiene）、スチレン（Styrene）の共重合合成樹脂｝との合成樹脂で構成する。そして、その合成樹脂の縦弾性係数が２．６ＧＰａ、密度が１１８０ｋｇ／ｍ^３とする。

その場合、図５に示すカバー19の固有モードの固有振動数は、およそ６４６Ｈｚである。リブ19e1がない場合の固有振動数は、およそ６３０Ｈｚであり、一本のリブ19e1を追加することでカバー19の固有振動数が１６Ｈｚ程度、高周波数側へシフト出来ている。固有振動数の周波数を１０Ｈｚ以上高周波数側へシフトさせることは、共振点に近い共振峰の周辺では大幅に振動量を低減出来るため有効である。

次にリブ19e1の配置方向について説明する。図７は、カバー19を真上から見た図である。図７において、本実施形態のリブ19e1の方向は、カバー19を光学箱29に固定するビス11ａ，11ｂのそれぞれの軸中心からなる固定点を結ぶ直線ｓ１に対して直角になる直線ａ１に沿って形成している。ここで、リブ19e1の方向である直線ａ１と直線ｓ１との成す角度のうちの小さい方（或いは直角）の角度をαとすると、角度αとカバー19の固有振動数との関係は図８に示すグラフのようになる。

従って、カバー19の振動量低減の効果を得るためにはカバー19の固有振動数の周波数を少なくとも１０Ｈｚは高周波数側にシフトさせるのが好ましい。このため、カバー19の固有振動数が６４０Ｈｚ以上になるように、リブ19e1の方向である直線ａ１と直線ｓ１との成す角度αは７０°以上、且つ９０°以下にするのが良い。

上記構成によれば、方形状のカバー19の対角線方向に配置された二箇所の固定点で該カバー19が光学箱29に固定され、該二箇所の固定点を結ぶ直線ｓ１は、偏向装置５で走査される主走査方向に対して所定の角度を有して配置されるように設定される。これにより、光学箱29の出射口29ａ周りの梁部29ｂの中央付近においてカバー19の振動が生じ難い。また、カバー19の固定点から離れた部位の振動量を抑えることが出来る。このため、光学箱29とカバー19との衝突音を低減出来る。

また、カバー19を光学箱29に固定するビス11ａ，11ｂが２本のため、カバー19の共振を防ぐために複数本を使用していたものと比較して、ビスの組み付け工数や部品点数を削減出来、安価な走査光学装置101を提供出来る。

次に図９を用いて本発明に係る走査光学装置及びそれを備えた画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。前記第１実施形態では、振動の振幅が大きい領域Ｂの頂点19ｆから、カバー19のビス11ａ，11ｂによる二箇所の固定点を結ぶ直線ｓ１に向かう直線ａ１に沿って補強部となる一本のリブ19e1を設けた。

更にカバー19の固有振動数を高周波数側に上げる必要がある場合は、図９に示すように、リブ19e1を設けた方向である直線ａ１と平行な直線ａ２に沿って更に別の補強部となるリブ19e2を設けることが出来る。図９はカバー19のリブ19e1の近傍に並行してリブ19e2をカバー19の表裏面側に設けた様子を示す。この構成においてカバー19の固有振動数はおよそ６５５Ｈｚとなり、リブ19e1，19e2がない場合よりも２５Ｈｚ程度、高周波数側へシフト可能である。

尚、リブ19e1，19e2は図示した形状に限らず、断面二次モーメントが大きくなる補強形状であれば良い。

また、前述したビス11ａ，11ｂの配置と、リブ19e1，19e2との配置はこの限りではない。例えば、リブ19e1，19e2の方向となる直線ａ１，ａ２方向に沿ってカバー19を光学箱29に固定するビスが配置され、ビス11ａ，11ｂの固定点を結ぶ直線ｓ１方向に沿って補強部となるリブが配置される構成でも良い。

このように、カバー19の領域Ｂの固有モードを、より高周波数側へシフトすることにより、図９に示すカバー19の領域ＢのＺ軸方向の振動量を低減することが出来、カバー19と光学箱29との衝突音を更に低減することが出来る。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

次に図10を用いて本発明に係る走査光学装置及びそれを備えた画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。図10は第３実施形態においてカバー19を光学箱29に固定するビス11ｃ，11ｄの固定点の配置を示した斜視図である。

本実施形態のビス11ｃ，11ｄの固定点を結ぶ直線ｓ２は図10のＸ軸方向で示す主走査方向と直交するＹ軸方向に配置されており、ビス11ｄは光学箱29の最も振動の大きい領域Ａ付近に配置している。そのため、領域Ａ付近にて光学箱29とカバー19とが衝突し合って衝突音を発生することはない。尚、領域Ａ付近における衝突音は回避出来るが、領域Ａ付近においてカバー19は光学箱29とともに振動するため、その他の領域にて光学箱29とカバー19とが衝突する可能性がある。しかしながら、その他の領域では光学箱29は殆んど振動していないため、従来よりは衝撃音を低減することが出来る。

本実施形態においてもカバー19は、直線ｓ２からの離間距離が最も離れた頂点19f1，19f2の近傍位置を始点とする直線ａ１，ａ３に沿って補強部となるリブ19e1，19e3を該カバー19の表裏側にそれぞれ設けることが出来る。直線ｓ２は該方形状のカバー19の外形上の４つの頂点のうちで出射口29ａ側で且つビス11ｃ，11ｄのそれぞれの軸中心からなる二箇所の固定点を結ぶ直線である。

ここで、直線ｓ２からの離間距離が最も離れた頂点19f1，19f2とは、その頂点19f1，19f2から直線ｓ２に下ろした垂線の長さが最大となる頂点19f1，19f2である。そして、前記直線ａ１，ａ３と前記直線ｓ２とが成す角度のうちの直角以下となる角度α１，α３が７０°以上かつ９０°以下に設定される。

尚、図10では、ビス11ｃ，11ｄがカバー19のＸ軸方向における略中央部に設けられる。この場合には、方形状のカバー19の外形上の４つの頂点のうちで出射口29ａ側の２つの頂点19f1，19f2の近傍位置をそれぞれ始点とする直線ａ１，ａ３に沿って補強部となるリブ19e1，19e3を該カバー19の表裏側にそれぞれ設けることが出来る。そして、前記直線ａ１，ａ３と、前記直線ｓ２とが成す角度のうちのそれぞれの直角以下となる角度α１，α３がそれぞれ７０°以上かつ９０°以下になるように設定される。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

次に図11を用いて本発明に係る走査光学装置及びそれを備えた画像形成装置の第４実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。前記各実施形態では光学箱29内部に反射ミラー24を有し、出射口29ａが光学箱29の底部に設けられた場合の構成について説明した。

本実施形態では反射ミラー24を有さない走査光学装置101の構成の一例である。図11は反射ミラー24がない走査光学装置101の斜視図であり出射口29ａが光学箱29の側面部に設けられたものである。本実施形態では光学箱29の側面部に設けられる出射口29ａはｆθレンズ７の長手方向の長さと略同程度の開口長さを有しており、光学箱29の出射口29ａの周りには両端支持梁となる梁部29ｂが形成される。

図11に示す走査光学装置101の構成においても、光学箱29は図６に示して前述した第１実施形態と同様に梁部29ｂの中央付近が図11に示すＺ軸方向において最も振動量が大きくなる固有モードを有する。ただし、出射口29ａは光学箱29の側面部に開口しているため、梁部29ｂの剛性は、図３に示して前述した第１実施形態のように、出射口29ａが光学箱29の底部にある場合の梁部29ｂの剛性と比べて低くなり、梁部29ｂの固有振動数は低周波数側で現れる。

つまり、画像形成装置の動作に用いられる駆動モータやギアの噛み合いで発生する振動、また回転多面鏡４の回転によって生じる振動等の周波数が、梁部29ｂの共振峰の領域に入る場合がある。そのとき、図11に示す梁部29ｂの振動量は、図３に示す梁部29ｂの振動量よりも大きくなる場合がある。

この時、図11に示す梁部29ｂとカバー19の振動時の衝突による衝突音は、図３に示す梁部29ｂの構成のときよりも大きくなる。しかし、本実施形態においても図２に示して前述した第１実施形態と同様に、ビス11ａ，11ｂを方形状のカバー19の略対角線上に配置し、ビス11ａ，11ｂの軸中心を結ぶ直線ｓ１を図２に示すＸ軸（主走査方向）に対して所定の傾斜角度を有して配置する。

また、カバー19は、直線ｓ１からの離間距離が最も離れた頂点19ｆの近傍位置を始点とする直線ａ１に沿って補強部となるリブ19e1を該カバー19の表裏側にそれぞれ設ける。直線ｓ１は該方形状のカバー19の外形上の４つの頂点のうちで出射口29ａ側で且つビス11ｃ，11ｄのそれぞれの軸中心からなる二箇所の固定点を結ぶ直線である。

ここで、直線ｓ１からの離間距離が最も離れた頂点19ｆとは、その頂点19ｆから直線ｓ１に下ろした垂線の長さが最大となる頂点19ｆである。そして、前記直線ａ１と前記直線ｓ１とが成す角度のうちの直角以下となる角度αが７０°以上かつ９０°以下に設定される。これにより、十分な騒音低減効果を得ることが出来る。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

次に図12を用いて本発明に係る走査光学装置及びそれを備えた画像形成装置の第５実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。前記各実施形態では、カバー19において、光学箱29の梁部29ｂに対向する部位の振動量を低減する構成について述べてきたが、カバー19の振動量をゼロにすることは困難である。

そこで、振動の観点からはカバー19と光学箱29とが非接触になることが好ましい。図12は本実施形態の走査光学装置101の構成を示す。図12（ａ）はカバー19と光学箱29との非接触部を斜線部で示す。図12（ｂ）は走査光学装置101の図12（ａ）に示すＸ軸方向の矢線と反対側から見た断面図である。図12（ａ）において斜線部で示す梁部29ｂの天面29c1がカバー19との非接触部を表している。図12（ｂ）に示すように、斜線部で示す梁部29ｂの天面29c1に対向するカバー19の下面19ｇは、その部分だけ図12（ｂ）の上方に段差がついている。

尚、図12ではカバー19側に段差を設けて光学箱29とカバー19とを非接触に構成したが、光学箱29側に下方に段差を設けてカバー19と光学箱29とを非接触にする構成でも良い。ここで、カバー19と光学箱29との間に隙間８を設けると、走査光学装置101の防塵性能が低下する可能性がある。しかし、本実施形態では隙間８を設ける箇所が、光学箱29とｆθレンズ７とで形成された空間に限定され、回転多面鏡４が設置された空間とは異なる空間であるため問題となるような防塵性能の低下は生じない。

このように、光学箱29において図12（ａ）に示すＺ軸方向に最も振動する梁部29ｂと、該梁部29ｂと対向するカバー19の部位とが非接触であるため光学箱29とカバー19の振動の位相が逆位相であっても両者が衝突することはない。従って、衝突音が生じなくなり騒音を更に低減することが出来る。尚、本実施形態においても図２に示して前述した第１実施形態と同様に、ビス11ａ，11ｂを方形状のカバー19の略対角線上に配置し、ビス11ａ，11ｂの軸中心を結ぶ直線ｓ１を図２に示すＸ軸（主走査方向）に対して所定の傾斜角度を有して配置する。

また、カバー19は、直線ｓ１からの離間距離が最も離れた頂点19ｆの近傍位置を始点とする直線ａ１に沿って補強部となるリブ19e1を該カバー19の表裏側にそれぞれ設ける。直線ａ１は該方形状のカバー19の外形上の４つの頂点のうちで出射口29ａ側で且つビス11ｃ，11ｄのそれぞれの軸中心からなる二箇所の固定点を結ぶ直線である。

ここで、直線ｓ１からの離間距離が最も離れた頂点19ｆとは、その頂点19ｆから直線ｓ１に下ろした垂線の長さが最大となる頂点19ｆである。そして、前記直線ａ１と、前記直線ｓ１とが成す角度のうちの直角以下となる角度α１が７０°以上かつ９０°以下に設定される。これにより、十分な騒音低減効果を得ることが出来る。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

５ …偏向装置
11ａ，11ｂ …ビス
19 …カバー
29 …光学箱
ｓ１ …直線

Claims

光源と、前記光源から出射された光束を偏向走査する偏向装置と、前記偏向装置で走査される光束を被走査面上に結像させる走査レンズと、少なくとも前記光源と前記偏向装置と前記走査レンズとを収容する光学箱と、
前記光学箱に形成され、該光学箱自身で全周が囲まれると共に、前記走査レンズを通過した光束を出射する出射口と、
前記光学箱を覆うカバーと、を備えた走査光学装置において、
前記カバーは、前記光学箱に二箇所でのみビスによって固定され、前記二箇所の前記ビスによる固定部を結ぶ直線は、前記出射口の長手方向に対して所定の角度を有して配置されることを特徴とする走査光学装置。
光源と、前記光源から出射された光束を偏向走査する偏向装置と、前記偏向装置で走査される光束を被走査面上に結像させる走査レンズと、少なくとも前記光源と前記偏向装置と前記走査レンズとを収容する光学箱と、前記光学箱に形成され、該光学箱自身で全周が囲まれると共に、前記走査レンズを通過した光束を出射する出射口と、前記光学箱を覆うカバーと、を備えた走査光学装置において、
前記カバーは、前記光学箱に対して該カバーの対角線上に配置された二箇所でのみビスによって固定され、前記二箇所の前記ビスによる固定部を結ぶ直線は、前記出射口の長手方向に対して所定の角度を有して配置されることを特徴とする走査光学装置。
前記カバーは、該カバーの外形上の頂点のうちで、前記偏向装置よりも前記出射口に近く且つ前記二箇所の固定点を結ぶ直線からの離間距離が最も離れた頂点の近傍位置を始点とし、前記二箇所の固定点を結ぶ直線と成す角度のうちの直角以下となる角度が７０°以上且つ９０°以下になる直線に沿って補強部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の走査光学装置。
前記補強部を略平行に複数設けたことを特徴とする請求項３記載の走査光学装置。
前記カバーを前記光学箱に固定したときに内面となる前記カバーの裏面に前記補強部を設けたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の走査光学装置。
前記光学箱は前記出射口の近傍に両端支持梁となる梁部を有し、前記梁部の天面と前記カバーとは非接触であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の走査光学装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の走査光学装置と、
前記走査光学装置により像担持体を走査し、この走査された画像に基づいて記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。