JP2012181468A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 光走査装置は、４つの光源、偏向器前光学系、ポリゴンミラー、２つの走査光学系などを有し、これらは、光学ハウジング２３００内に収容されている。各走査光学系には、互いに偏光方向が直交する２つの光束が混在して入射される。該２つの光束は偏光分離素子で分離されて、それぞれ対応する感光体ドラムに向かう。また、光学ハウジング２３００の底板には、第１の板金部材１１と第２の板金部材１２とが取り付けられている。これにより、外部からの振動によって光学ハウジング２３００が共振するのを抑制することができる。そこで、光走査装置は、外乱に強く、薄型化を図ることができる。
【選択図】図２１

Description

本発明は、画像形成装置に係り、更に詳しくは、被走査面を光によって走査する光走査装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラムの軸方向に光偏向器（例えば、ポリゴンミラー）を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ、ドラムの表面に潜像を形成する方法が一般的である。

近年、画像形成装置において、カラー化、高速化が進み、感光性を有するドラムを複数（通常は４つ）有するタンデム方式の画像形成装置が普及してきている。

タンデム方式ではドラム数の増加に伴い画像形成装置が大型化する傾向にあり、光走査装置を含め小型化が求められている。光走査装置の小型化には、偏向器から各ドラムに向かう走査光の複数の光路を重ね合わせることが有効である。

例えば、特許文献１には、互いに直角を成す方向に直線偏光され、記録すべき信号によって輝度変調されたレーザ光を放射する２つのレーザ光源と、これらレーザ光源から放射される２つのレーザ光を合成する偏光光合成手段と、この合成されたレーザ光を主走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段により偏向された合成レーザ光を走査記録面で別々のスポットに分離する偏光光分離手段とを具える記録装置が開示されている。

また、特許文献２には、単一のレーザ光源と、光源からのレーザ光の２つの偏光光にそれぞれ異なる情報を与える情報制御手段と、情報制御手段からの情報に基づいて偏光量を制御する偏光制御手段と、偏光制御された光を所定の照射面に走査照射するための走査手段と、走査された光を偏光状態に応じて２つの光に分光する分離手段と、走査手段からの光を分離手段に入射する入射角に応じてレーザ光を旋光制御する旋光制御手段とを有する光走査装置が開示されている。

また、特許文献３には、光源と、複数の偏向反射面を副走査方向に備えた光偏向器と、光源からの光束を複数の偏向反射面のそれぞれに入射する複数の光束に分割する光束分割用回折光学素子と、光偏向器により偏向される光束を被走査面上に集光する走査光学系とを備える光走査装置が開示されている。

ところで、ドラムの表面に潜像を形成する際に、画像形成装置に含まれる機械部品による振動が光走査装置に伝搬すると、画像形成装置から出力される画像にスジ状の濃度むら（バンディング）が生じるという不都合があった。

そこで、光走査装置の振動を抑制する方法が種々検討された。例えば、特許文献４には、光学部品を搭載しかつ構成部材の振動が伝搬する板金製ハウジングの底壁に振動の節となる少なくとも二個以上の取り付け箇所が光学部品の長手方向に間隔を開けて設けられ、光学部品を保持する光学部品保持部材が取り付け箇所に取り付けられ、光学部品保持部材は底壁に対してその振動の節から節までの間が浮いている光走査装置が開示されている。

偏光分離手段を用いて光走査装置の薄型化を図る場合、偏光分離手段を含めたすべての光学素子を薄型化及び小型化する必要があり、更には光学ハウジングを含めたすべての構造部品の薄型化及び小型化が必須である。

光学素子は、薄型化に伴って細くて長い形状となるため、剛性及び固有振動数が低下する。そこで、外乱によって光走査装置が振動すると、該光学素子も振動し、バンディングや縦線ゆらぎ等の画質低下を招くおそれがあった。

また、光学ハウジングは、薄型化されると、光学ハウジング自体の剛性の低下及び固有振動数の低下を招き、外部からの振動に共振し易くなり、その結果、光学素子単体の振動と重畳して更に重大な画質低下を招くおそれがあった。

しかしながら、特許文献４に開示されている光走査装置と同様にして光走査装置の振動を抑制しようとすると、光学ハウジングの設計上、節の部分を任意の位置に設定することは容易でなく、また、光学設計上も、光学素子を節の位置にあわせて配置することは極めて困難であった。

本発明は、光源や光学系が光学ハウジング内に収容されている光走査装置、及び画像情報に応じて変調された前記光走査装置からの複数の光束により走査される複数の像担持体が、筐体に取り付けられている画像形成装置において、前記光学ハウジングは、その底板に複数枚の板金部材が取り付けられていることを特徴とする画像形成装置である。

これによれば、光走査装置が機械的な外乱に強くなり、画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。 図１における光走査装置を説明するための図である。 図２における偏向器前光学系を説明するための図である。 図２における走査光学系Ａ及び走査光学系Ｂを説明するための図である。 偏光分離素子における偏光分離面を説明するための図である。 偏光分離素子における反射防止膜を説明するための図である。 偏光分離素子２１１０_１の作用を説明するための図（その１）である。 偏光分離素子２１１０_１の作用を説明するための図（その２）である。 偏光分離素子２１１０_１と折り返しミラー２１０６ｂを保持するホルダ１０を説明するための図である。 図９の縦断面図である。 偏光分離素子２１１０_２と折り返しミラー２１０６ｃを保持するホルダ１０を説明するための図である。 ２枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）を保持するホルダ２０を説明するための図である。 図１２の縦断面図である。 ２枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）を保持するホルダ２０を説明するための図である。 光学ハウジング２３００を説明するための図である。 比較例の光学ハウジングを説明するための図（その１）である。 比較例の光学ハウジングを説明するための図（その２）である。 比較例の光学ハウジングのモーダル解析結果を説明するための図である。 第１の板金部材を説明するための図である。 第２の板金部材を説明するための図である。 光学ハウジング２３００に第１の板金部材と第２の板金部材が取り付けられた状態を説明するための図である。 光学ハウジング２３００に第１の板金部材と第２の板金部材とが取り付けられたときのモーダル解析結果を説明するための図である。 光走査装置がプリンタ筐体に取り付けられている状態を説明するための図である。 光学ハウジング２３００の底板に第２の板金部材が接する場合を説明するための図（その１）である。 光学ハウジング２３００の底板に第２の板金部材が接する場合を説明するための図（その２）である。 第２の板金部材の変形例を説明するための図である。 変形例の第２の板金部材に対応する第１の板金部材を説明するための図である。 変形例の第２の板金部材における板ばね部の作用を説明するための図である。 偏光分離デバイスを説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２３に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、位置ずれ検出器２２４５、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。そして、これらは、プリンタ筐体の中に収容されている。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。また、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

位置ずれ検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。この位置ずれ検出器２２４５は、Ｙ軸方向に関して、等間隔に配置されている３つ以上の位置検出センサを有している。各位置検出センサは、各ステーションで作成され転写ベルト２０４０上に転写された位置検出用のトナーパッチの位置情報が含まれる信号をプリンタ制御装置２０９０に出力する。

そして、プリンタ制御装置２０９０は、各位置検出センサの出力信号に基づいて、ステーション毎に、走査線の傾き及び走査線の曲がりを検出する（例えば、特許第４１０７５７８号公報、特開２００８−２７６０１０号公報、及び特開２００５−２３８５８４号公報参照）。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

この光走査装置２０１０は、一例として図２に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、走査光学系Ａ、走査光学系Ｂ、及び不図示の走査制御装置などを有している。そして、これらは、光学ハウジング２３００（図２では図示省略、図１５参照）内に収容されている。なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

各光源は、半導体レーザ（ＬＤ）を含んでいる。光源２２００ｂと光源２２００ｃは、Ｘ軸方向に関して離れて配置されており、いずれも−Ｙ方向に光束を射出する。光源２２００ａと光源２２００ｄは、Ｘ軸方向に関して対向して配置されており、光源２２００ａは＋Ｘ方向に光束を射出し、光源２２００ｄは−Ｘ方向に光束を射出する。

偏向器前光学系は、一例として図３に示されるように、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの１／２波長板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、２つの偏光ビームスプリッタ（２２０５_１、２２０５_２）、２つの開口板（２２０３_１、２２０３_２）、及び２つのシリンドリカルレンズ（２２０４_１、２２０４_２）を有している。

カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｃは、光源２２００ｃから射出された光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

カップリングレンズ２２０１ｄは、光源２２００ｄから射出された光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

１／２波長板２２０２ａは、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束ＬＢａを偏光ビームスプリッタ２２０５_１の入射面に対してｓ偏光とする。

１／２波長板２２０２ｂは、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束ＬＢｂを偏光ビームスプリッタ２２０５_１の入射面に対してｐ偏光とする。

１／２波長板２２０２ｃは、カップリングレンズ２２０１ｃを介した光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束ＬＢｃを偏光ビームスプリッタ２２０５_２の入射面に対してｐ偏光とする。

１／２波長板２２０２ｄは、カップリングレンズ２２０１ｄを介した光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束ＬＢｄを偏光ビームスプリッタ２２０５_２の入射面に対してｓ偏光とする。

偏光ビームスプリッタ２２０５_１は、１／２波長板２２０２ａの＋Ｘ側であって、かつ１／２波長板２２０２ｂの−Ｙ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ２２０５_１は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する特性を有している。そこで、偏光ビームスプリッタ２２０５_１は、１／２波長板２２０２ａを通過した光束ＬＢａを−Ｙ方向に反射し、１／２波長板２２０２ｂを通過した光束ＬＢｂを透過させる。これにより、偏光ビームスプリッタ２２０５_１から射出される光束ＬＢａと光束ＬＢｂの光路はほぼ同一である。

偏光ビームスプリッタ２２０５_２は、１／２波長板２２０２ｄの−Ｘ側であって、かつ１／２波長板２２０２ｃの−Ｙ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ２２０５_２は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する特性を有している。そこで、偏光ビームスプリッタ２２０５_２は、１／２波長板２２０２ｄを介した光束ＬＢｄを−Ｙ方向に反射し、１／２波長板２２０２ｃを介した光束ＬＢｃを透過させる。これにより、偏光ビームスプリッタ２２０５_２から射出される光束ＬＢｃと光束ＬＢｄの光路はほぼ同一である。

開口板２２０３_１は、開口部を有し、偏光ビームスプリッタ２２０５_１からの光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを整形する。

開口板２２０３_２は、開口部を有し、偏光ビームスプリッタ２２０５_２からの光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを整形する。

シリンドリカルレンズ２２０４_１は、開口板２２０３_１の開口部を通過した光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ２２０４_２は、開口板２２０３_２の開口部を通過した光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

ポリゴンミラー２１０４は、一例として４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、各シリンドリカルレンズからの光束を偏向する。

シリンドリカルレンズ２２０４_１からの光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）はポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４_２からの光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）はポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に偏向される。なお、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成する光線束面は、「偏向面」と呼ばれている（特開平１１−２０２２５２号公報参照）。ここでは、偏向面はＸＹ面に平行である。

走査光学系Ａは、一例として図４に示されるように、偏向器側走査レンズ２１０５_１、像面側走査レンズ２１０７_１、偏光分離素子２１１０_１、５枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０９ａ）を有している。

偏向器側走査レンズ２１０５_１は、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４_１からの光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ２１０７_１は、偏向器側走査レンズ２１０５_１の−Ｘ側であって、偏向器側走査レンズ２１０５_１を介した光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。

偏光分離素子２１１０_１は、像面側走査レンズ２１０７_１の−Ｘ側であって、像面側走査レンズ２１０７_１を介した光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。

偏光分離素子２１１０_１は、偏光分離面を有している。該偏光分離面はワイヤーグリッド、誘電体多層膜等で構成することができるが、波面収差特性に優れることから誘電体多層膜が好ましい。

また、偏光分離面を支持する基板は、ガラス又は透明樹脂で構成することができる。各偏光分離素子は、断面が直角二等辺三角形よりなる２つの三角柱で偏光分離面を挟み込んだキュービック構造としても良いが、板状透明体の片面に偏光分離面を形成した構造の方が、簡易的な工程で製造できる点で有利である。

偏光分離素子２１１０_１は、一例として図５に示されるように、偏光分離面が偏向面に対して４５°傾斜した状態で配置されている。

偏光分離素子２１１０_１における偏光分離面と逆側の面には、一例として図６に示されるように、反射防止膜が形成されているのが好ましい。反射防止膜を設けることで、分離後に基板を透過した光が基板の裏面で反射して不要光を発生させるのを抑制できる。

偏光分離素子２１１０_１は、光束ＬＢａを透過させ（図７参照）、光束ＬＢｂを−Ｚ方向に反射する（図８参照）。

偏光分離素子２１１０_１を透過した光束ＬＢａは、３枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ、２１０９ａ）を介して、感光体ドラム２０３０ａの表面に照射され、光スポットが形成される。

偏光分離素子２１１０_１で反射された光束ＬＢｂは、２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）を介して、感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射され、光スポットが形成される。

偏向器側走査レンズ２１０５_１、像面側走査レンズ２１０７_１、及び偏光分離素子２１１０_１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。

図４に戻り、走査光学系Ｂは、偏向器側走査レンズ２１０５_２、像面側走査レンズ２１０７_２、偏光分離素子２１１０_２、５枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、２１０９ｄ）を有している。

偏向器側走査レンズ２１０５_２は、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４_２からの光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ２１０７_２は、偏向器側走査レンズ２１０５_２の＋Ｘ側であって、偏向器側走査レンズ２１０５_２を介した光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。

偏光分離素子２１１０_２は、像面側走査レンズ２１０７_２の＋Ｘ側であって、像面側走査レンズ２１０７_２を介した光束（光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）の光路上に配置されている。偏光分離素子２１１０_２は、偏光分離素子２１１０_１と同様な偏光分離素子である。

偏光分離素子２１１０_２は、光束ＬＢｄを透過させ、光束ＬＢｃを−Ｚ方向に反射する。

偏光分離素子２１１０_２で反射された光束ＬＢｃは、２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）を介して、感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射され、光スポットが形成される。

偏光分離素子２１１０_２を透過した光束ＬＢｄは、３枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ、２１０９ｄ）を介して、感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射され、光スポットが形成される。

偏向器側走査レンズ２１０５_２、像面側走査レンズ２１０７_２、及び偏光分離素子２１１０_２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。

各感光体ドラム表面の光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。

偏光分離素子２１１０_１と折り返しミラー２１０６ｂは、一例として図９に示されるように、ホルダ１０に一体的に保持されている。

ホルダ１０は、図９の縦断面図である図１０に示されるように、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂに対してはみ出すことなく偏光分離素子２１１０_１と折り返しミラー２１０６ｂとを一体的に保持している。

このホルダ１０は、Ｙ軸方向を長手方向とする２枚の面が略垂直に組み合わされたダハ面（例えば、特開平６−５０７３９号公報参照）を有するアルミダイカストの部材である。そして、該ダハ面における＋Ｚ側の面に偏光分離素子２１１０_１が保持され、−Ｚ側の面に折り返しミラー２１０６ｂが保持されている。また、ホルダ１０には、偏光分離素子２１１０_１を透過した光束ＬＢａの光路となる矩形状のニゲ穴が形成されている。

偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂは、長手方向（Ｙ軸方向）における複数箇所で、ダハ面に板ばねによって押圧され、あるいは接着剤によって接着されている。これにより、偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂは、それぞれが単体のときに比べて、剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

ところで、偏光分離素子２１１０_１及び折り返しミラー２１０６ｂがダハ面に保持されているため、その挟角が製造誤差等により９０°からずれていても、折り返しミラー２１０６ｂで折り返された光束の進行方向（ここでは、＋Ｘ方向）は変化しない。仮に、従来のように折り返しミラーを単独で配置した場合、ミラー面の角度が設計値に対してθ変化すると該ミラー面で反射された光束の進行方向は予定していた方向に対して２θ変化する。

また、偏光分離素子２１１０_２と折り返しミラー２１０６ｃも、一例として図１１に示されるように、ホルダ１０に一体的に保持されている。これによって、偏光分離素子２１１０_２及び折り返しミラー２１０６ｃは、それぞれが単体のときに比べて、剛性が高くなるとともに、固有振動数が大きくなる。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

また、折り返しミラー２１０６ａと折り返しミラー２１０８ａも、一例として図１２に示されるように、ホルダ２０に一体的に保持されている。

ホルダ２０は、図１２の縦断面図である図１３に示されるように、Ｚ軸方向に関して、折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａに対してはみ出すことなく折り返しミラー２１０６ａと折り返しミラー２１０８ａとを一体的に保持している。

このホルダ２０は、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向に直交する断面の形状がいわゆるダハ形状であるアルミダイカストの部材である。そして、＋Ｚ側のダハ面に折り返しミラー２１０６ａが保持され、−Ｚ側のダハ面に折り返しミラー２１０８ａが保持されている。

折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａは、長手方向（Ｙ軸方向）における複数箇所で、ダハ面に板ばねによって押圧され、あるいは接着剤によって接着されている。これにより、折り返しミラー２１０６ａ及び折り返しミラー２１０８ａは、それぞれ単体のときに比べて剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

また、折り返しミラー２１０６ｄと折り返しミラー２１０８ｄも、一例として図１４に示されるように、ホルダ２０に一体的に保持されている。これにより、折り返しミラー２１０６ｄ及び折り返しミラー２１０８ｄは、それぞれ単体のときに比べて剛性が高くなるとともに、固有振動数が高周波数側にシフトする。その結果、外部からの振動によって共振するのを抑制することができる。すなわち、耐振動性が向上する。

図１５には、光学ハウジング２３００が示されている。この光学ハウジング２３００は、ヤング率が１．２５×１０^１０（Ｐａ）の樹脂製の容器状部材である。本実施形態では、偏光分離素子を用いて走査光学系のＺ軸方向に関する長さを小さくし、光走査装置の薄型化を図っている。そこで、光学ハウジング２３００は、側板の高さが従来よりも低くなる。ところで、光学ハウジングは、側板の高さが低くなると、固有振動数が低下し、外部からの振動によって共振し易くなる。

図１６及び図１７には、比較のために、従来の光学ハウジングを、その側板の高さを光学ハウジング２３００と同じにしたもの（「光学ハウジングＡ」という）が示されている。そして、この光学ハウジングＡのモーダル解析を行った結果が図１８に示されている。このときの一次モードの固有振動数は１３０．６Ｈｚであった。

本実施形態では、一例として図１９に示される第１の板金部材１１と、一例として図２０に示される第２の板金部材１２とが重ねられて、光学ハウジング２３００の底板に外側から取り付けられている（図２１参照）。

第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２は厚さが１．６ｍｍの軟鋼板であり、ヤング率は２．１×１０^１１（Ｐａ）である。すなわち、第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２のヤング率は、光学ハウジング２３００の材質のヤング率よりも大きい。

図２２には、光学ハウジング２３００に第１の板金部材１１と第２の板金部材１２を重ねて取り付けた場合のモーダル解析を行った結果が示されている。この場合は、一次モードの固有振動数は２３５．９Ｈｚであった。

このように、第１の板金部材１及び第２の板金部材２を取り付けることによって、固有振動数が上昇し、振動時の振幅が光学ハウジングＡの約０．４４倍に減少した。

従って、第１の板金部材１と第２の板金部材２が重ねて取り付けられた光学ハウジング２３００は、外部からの振動に対して強くなる。

また、各板金部材の形状が線対称であるため、取付作業が容易である。

また、第１の板金部材１１のＸ軸方向の長さ及びＹ軸方向の長さが光学ハウジング２３００の底面よりも大きく、Ｘ軸方向の両端部近傍及びＹ軸方向の両端部近傍にプリンタ筐体に取り付けるためのねじ穴が設けられている。すなわち、第１の板金部材１１は、プリンタ筐体に締結される締結部を有し、該締結部は、平面視において、光学ハウジング２３００からはみ出ている。これにより、従来の光走査装置と同様の組み付け性を確保することができる（図２３参照）。

また、各板金部材の厚み分だけ光学ハウジング２３００の底面に掘り込みを入れることで光走査装置として出っ張りをなくしている。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、走査光学系Ａ、走査光学系Ｂなどを有し、これらは、光学ハウジング２３００内に収容されている。

各走査光学系には、互いに偏光方向が直交する２つの光束が混在して入射され、該２つの光束は偏光分離素子で分離されて、それぞれ対応する感光体ドラムに向かう。これにより、薄型化を図ることができる。

また、光学ハウジング２３００の底面には、第１の板金部材１と第２の板金部材２とが重なって取り付けられている。これにより、光走査装置の外部からの振動によって光学ハウジング２３００が共振するのを抑制することができる。すなわち、外乱に強くなる。

そこで、薄型で外乱に強い光走査装置を実現することができる。

そして、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０を備えているため、画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる

また、構成部品を薄型化及び小型化することができるので、省資源や省スペースに寄与することができる。

また、光走査装置の薄型化によって、気流の通り道などの設計（気流設計）の自由度が向上し、装置内の温度上昇を抑えることができるという副次的な効果も得ることができる。

なお、上記実施形態では、光学ハウジング２３００の底板に第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２を取り付ける際に、第１の板金部材１１が光学ハウジング２３００の底板に接するように取り付けられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。一例として図２４及び図２５に示されるように、第２の板金部材１２が光学ハウジング２３００の底板に接するように取り付けられても良い。この場合は、第１の板金部材１１を介した振動を、第２の板金部材１２と第１の板金部材１１との摩擦によって減衰させることができるため、更に外乱に強くなる。

また、上記実施形態において、一例として図２６に示されるように、第２の板金部材１２の中央に、板ばねの機能を有する板ばね部を設けても良い。この場合は、一例として図２７に示されるように、第１の板金部材１１の中央に、第２の板金部材１２の板ばね部が干渉しないように開口が設けられる。第２の板金部材１２の板ばね部は、一例として図２８に示されるように、光学ハウジング２３００の底板に突き当てられる。これにより、光学ハウジング２３００の全体の振動を吸収することができる。特に光学ハウジング２３００の中央部の振動をより吸収することができる。

また、上記実施形態では、第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２の材質が軟鋼の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２の一方の材質が軟鋼で他方がばね鋼であっても良い。また、第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２の両方の材質がばね鋼であっても良い。

また、上記実施形態では、２枚の板金部材が光学ハウジング２３００の底板に取り付けられている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、３枚の板金部材が光学ハウジング２３００の底板に取り付けられていても良い。

また、上記実施形態において、第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２の形状は一例であり、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態において、第１の板金部材１１及び第２の板金部材１２の板厚は一例であり、これに限定されるものではない。また、第１の板金部材１１の板厚と第２の板金部材１２の板厚は、異なっていても良い。

また、上記実施形態において、板金部材が光学ハウジングの底板に４箇所で締結される場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、ホルダ１０及びホルダ２０がアルミダイカスト部品である場合について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、ホルダ１０及びホルダ２０が切削加工によって成形された部材であっても良いし、板金加工によって成形された部材であっても良い。また、ホルダ１０及びホルダ２０の材質がアルミニウム以外の金属であっても良いし、樹脂であっても良い。例えば、ホルダ１０及びホルダ２０が射出成形によって成形された樹脂部材であっても良い。

また、ホルダ１０及びホルダ２０のＹ軸方向に直交する断面（縦断面）の形状は、上記実施形態に限定されるものではない。また、ホルダ１０及びホルダ２０の寸法は、上記実施形態に限定されるものではない。要するに、ホルダ１０は、Ｚ軸方向に関して、偏光分離素子及び折り返しミラーに対してはみ出すことなく該偏光分離素子と該折り返しミラーを一体的に保持していれば良い。また、ホルダ２０は、Ｚ軸方向に関して、２枚の折り返しミラーに対してはみ出すことなく該２枚の折り返しミラーを一体的に保持していれば良い。

また、上記実施形態において、前記偏光分離素子２１１０_１に代えて、一例として図２９に示されるように、偏光分離デバイス１６_１を用いても良い。この偏光分離デバイス１６_１は、ビームスプリッタ１６_１０、及び２つの偏光子（１６_１１、１６_１２）を有している。

ビームスプリッタ１６_１０は、像面側走査レンズ２１０７_１の−Ｘ側であって、像面側走査レンズ２１０７_１を介した光束（光束ＬＢａと光束ＬＢｂ）の光路上に配置されている。このビームスプリッタ１６_１０は、入射光束の偏光方向を保存した状態で、入射光束の一部を透過させ、残りを反射するビームスプリッタである。

偏光子１６_１１はビームスプリッタ１６_１０の−Ｘ側であって、ビームスプリッタ１６_１０を透過した光束の光路上に配置されている。偏光子１６_１２はビームスプリッタ１６_１０の−Ｚ側であって、ビームスプリッタ１６_１０で反射された光束の光路上に配置されている。各偏光子は、ヨウ素又は二色性染料で染色した膜を一軸延伸して得る一般的な偏光フィルムを使用することができる。

そして、光束ＬＢａのみが偏光子１６_１１を透過し、光束ＬＢｂのみが偏光子１６_１２を透過する。

また、同様な偏光分離デバイスを、前記偏光分離素子２１１０_２に代えて用いても良い。

また、上記実施形態では、各光源が１つの発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各光源が複数の半導体レーザを有しても良い。また、各光源が複数の発光部を持つ半導体レーザアレイを有しても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置として４つの感光体ドラムを有するカラープリンタについて説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、光走査装置がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、画像品質の低下を招くことなく、小型化を図るのに適している。

１０…ホルダ、１１…第１の板金部材、１２…第２の板金部材、２０…ホルダ、１６_１…偏光分離デバイス、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー、２１０５_１，２１０５_２…偏向器側走査レンズ、２１０７_１，２１０７_２…像面側走査レンズ、２１０６ａ，２１０６ｂ，２１０６ｃ，２１０６ｄ，２１０８ａ，２１０８ｂ，２１０８ｃ，２１０８ｄ，２１０９ａ，２１０９ｄ…折り返しミラー、２１１０_１，２１１０_２…偏光分離素子、２２００ａ〜２２００ｄ…光源、２３００…光学ハウジング。

特開昭６０−３２０１９号公報 特開平７−１４４４３４号公報 特開２００７−２７９６７０号公報 特許第４２９９１０３号公報

Claims (9)

1. 光源や光学系が光学ハウジング内に収容されている光走査装置、及び画像情報に応じて変調された前記光走査装置からの複数の光束により走査される複数の像担持体が、筐体に取り付けられている画像形成装置において、
   前記光学ハウジングは、その底板に複数枚の板金部材が取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数枚の板金部材のうちの少なくとも１枚は、前記筐体に締結される締結部を有し、該締結部は、平面視において、前記光学ハウジングからはみ出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. 前記複数枚の板金部材は２枚の板金部材であり、
   前記筐体に締結される前記締結部は、２枚目の板金部材が有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. 前記複数枚の板金部材のいずれかは、中央部分に前記光学ハウジングの底面に押し付けられる板ばねを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記複数枚の板金部材は２枚の板金部材であり、
   １枚目の板金部材は中央部分に開口を有し、前記板ばねは２枚目の板金部材が有し、該板ばねは前記１枚目の板金部材の開口を通して前記光学ハウジングの底面に押し付けられることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記複数枚の板金部材は、前記光学ハウジングの底板に２箇所以上で締結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記複数枚の板金部材の材料は、前記光学ハウジングの材料よりも大きいヤング率を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記複数枚の板金部材は、いずれも線対称の形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記画像情報は、多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。