JP2003066357A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組付状態の不良や偏荷重があっても常に光源
を内蔵する光源保持部の適正な位置決めを可能にし、光
走査装置本体からの振動による光源保持部の位置ずれを
抑制し、異常画像の発生を防ぐ。 【解決手段】 マルチビーム光源等を内蔵するホルダ１
を光軸方向に適正に位置決め、光軸に対する倒れがない
状態で保持する。本体ハウジング５にネジ止めしたベー
ス部材２にをホルダ１当接保持するため圧縮スプリング
３により付勢される押圧部材４をホルダ先端のフランジ
１ｂに係合、弾性で押圧し光軸方向の位置を出す。光軸
に対する倒れは、押圧部材４をハウジング穴５ａに嵌合
させ、穴の円筒内面に案内されて、押圧部材４の倒れを
防ぐ。伝搬してくる振動は、スプリング３の固有振動数
の選定、ベース部材２に付けた制振材６により抑制す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＤ（レーザダイ
オード）等を光源として光ビームを発生する光源装置か
らのビームにより対象面を所定のスポット径で偏向・走
査する光走査装置に関し、位置ずれが起きにくい方法に
より光源装置を装置本体に取り付けることにより、走査
性能の向上を図るようにした前記光走査装置及び該光走
査装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロ
ッタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
（例えば、デジタル複写機、レーザビームプリンタ等）
では、像担持体としての感光体ドラム面上に光走査ビー
ムを照射して静電潜像を形成するための光書き込みを行
っている。光書き込み方式では、高密度化、あるいは高
速化を達成する為に、これまでは、光ビームの偏向・走
査手段としての回転ポリゴンミラーにおいて、回転速度
の高速化を図ってきた。しかしながら、ポリゴンミラー
の回転の高速化は、ポリゴンミラーの寿命を短くした
り、またそれに伴い、騒音・振動の発生を引き起こすと
いったマイナス面を伴う。そこで、１度に２本以上の光
ビームで感光体面を走査するマルチビーム書き込み方式
が考えられ、実用化されている。この方式では、２つ以
上の光源を内蔵するマルチビーム光源装置を用い、ポリ
ゴンミラーの１面において、１度にマルチビーム光源装
置から出射する２本以上の光ビームを偏向・走査すると
いう方法を採用している。マルチビーム書き込み方式を
用いることによって、ポリゴンミラーの回転数を速くす
ることなく高密度化、あるいは書込み速度の高速化を図
ることが可能になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光書き込み
に用いる上記したような光源装置は、装置に組み付ける
際に、その取付位置に極めて高い位置精度が要求され、
僅かでも、取付け位置がずれると、走査面上でビームス
ポット径太りや、走査位置のずれなどが生じ、走査性能
が落ちて、画像劣化を引き起こす要因となる。特に、マ
ルチビーム光源装置の場合、取付位置のずれは、複数光
源による走査線間のピッチを変化させることにもなり、
さらに画質に悪影響を及ぼす。こうした光源装置の取り
付け構造は、装置本体への取り付け時に、要求される位
置精度を保証するように設計条件が決められるが、実
際、定常稼動時には組み付けた走査装置或いは複写機等
の利用装置の駆動源から生じる振動等により、光源位置
を一定位置に保つことが困難で、稼働時の位置変動によ
り、画像の濃淡むらあるいは走査線むら（通常、バンデ
ィングと呼ばれる）を引き起こす可能性がある。

【０００４】従来のマルチビームを含む光源装置では、
本体への取り付けにあたって、装置本体のハウジングを
基準として光源を内蔵した光源保持部を位置決めしてい
る。しかしながら、従来、どの装置の場合にも、本体ハ
ウジングとの間に介在する部材があり、光源保持部を直
接本体ハウジングに当接し、位置決めが可能な構造を採
用していないので、組み付け状態の不良や偏荷重（組み
付けに用いるバネが発生する）等により光源保持部が光
軸に対して倒れるという現象が起きる場合があった。ま
た、本体ハウジングの振動等の変動に対して光源保持部
を一定位置に保つための手段を備えていなかった。この
ようなことから、光源装置を一定位置に保持する取り付
け構造としては、不十分なものであった。本発明は、上
記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、光ビームを発生する光源装置からのビ
ームにより対象面を所定のスポット径で偏向・走査する
光走査装置において、組み付け状態の不良や偏荷重等が
あっても常に光源を内蔵する光源保持部の適正な位置決
めを可能にし、また、光走査装置本体からの振動により
受ける光源保持部の位置ずれを抑制し、異常画像の発生
を防ぐことを可能とする手段を備えた前記光走査装置、
該光走査装置を備えた画像形成装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光ビ
ームを発生する光源装置と、光源装置からの光ビームを
走査対象面に所定のスポット径で偏向・走査させる走査
光学系を有する光走査装置であって、前記光源装置は、
光源とコリメートレンズを内蔵させたホルダと、該ホル
ダへの当接部を持ち、光軸方向の位置決めを行うために
本体側ハウジングとの間に介在するベース部材と、前記
ホルダへの係合部、本体側ハウジングに嵌合する側面部
を持ち、前記ベース部材との間に設けたバネの付勢力に
より係合部を介してホルダをベース部材に押し付ける押
圧部材とを備えたことを特徴とする光走査装置である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載された
光走査装置において、前記光源が複数の光束を発する光
源であることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
された光走査装置において、押圧部材とベース部材との
間に設けた前記バネが、前記本体側ハウジングに起こる
振動の振動数と異なる固有振動数を持つものであること
を特徴とするものである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１乃至３のいず
れかに記載された光走査装置において、前記ベース部材
に制振部材を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１乃至４のいず
れかに記載された光走査装置を備えたことを特徴とする
画像形成装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、光ビームを発生する光
源装置からのビームにより対象面を所定のスポット径で
偏向・走査する光走査装置に関し、装置本体に対して光
源装置を適正に位置決め、動作中に位置ずれを起こしに
くい取り付け構造を持つ光源装置を備えた光走査装置及
び該光走査装置を備えた画像形成装置を提供するもので
ある。本発明を添付する図面とともに示す以下の実施例
に基づき説明する。図１及び図２は、本発明に係わる光
走査装置の実施例を示すものである。図１は、装置本体
のハウジングとそこへ取り付けられる光源装置の構成を
分解図として示すものであり、図２は、取り付け状態を
示す。図１、図２を参照して、本実施例におけるハウジ
ングへの取り付け構造を備えた光源装置の構成、動作状
態について詳細に説明する。図示において、光源はホル
ダ１に内蔵されている。ここでは、マルチビーム光源を
用いるとすると、ホルダ１には複数のＬＤと各ＬＤから
の光束を平行光にするコリメート（カップリング）レン
ズが内蔵されている。なお、ホルダの取り付け構造に係
わる部分以外のホルダ１内のマルチビーム発生部は既知
の光源装置と基本的に同様の構成によるので、詳細な説
明は省略する。

【００１１】ホルダ１は、光源装置から出射する光ビー
ムを偏向・走査する手段としての回転ポリゴンミラー
（図示せず）に対し、所定の位置に保持されることを必
要とする。即ち、マルチビームの場合にビーム間のピッ
チ調整のために光軸（図２、参照）の回りに回転し得る
ようにするが、これ以外の光軸方向及び光軸に対する倒
れ方向には不変の位置に保持される必要がある。ホルダ
１の構成は、基部と基部から突出する円筒部１ａとその
先端に設けたフランジ１ｂとからなり、基部の基準面１
ｃが出射する光ビームに対して所定の位置関係となるよ
うに、面出しをしておく。ホルダ１を光軸方向に位置決
めするための手段として、ベース部材２を備える。ベー
ス部材２は、ポリゴンミラー等の走査系を構成する光学
要素を保持するハウジング５の側面にネジ止めし、走査
光学系に対し所定の位置関係を保ち、また、ホルダ１の
基部の基準面１ｃに当接する座２ａを持つ。従って、ハ
ウジング５にネジ止めしたベース部材２の座２ａにホル
ダの基準面１ｃを当接すると、ホルダ１を光軸方向に位
置ずれのない状態に保持することができる。

【００１２】また、ホルダ１をベース部材２に当接し、
保持するための手段として、圧縮スプリング３により付
勢される押圧部材４を備える。圧縮スプリング３は、ベ
ース部材２と押圧部材４の間で働き、押圧部材４の外端
面をホルダ１の先端に設けたフランジ１ｂに係合させ、
ホルダ１を圧縮スプリング３の弾性力により付勢し、ベ
ース部材２に押し付ける。押圧部材４の外端面をホルダ
１のフランジ１ｂに係合させるために、ベース部材２と
押圧部材４のいずれにもホルダ１の円筒部１ａとフラン
ジ１ｂが挿通し得る穴２ｂ，４ａをそれぞれ設ける。こ
の穴２ｂ，４ａを挿通させたホルダ１のフランジ１ｂを
押圧部材４の外端面に係合させることにより、圧縮スプ
リング３の弾性力がホルダ１を図２の矢印Ａ方向に付勢
する。

【００１３】上記したホルダ１の保持構造は、組み付け
状態の不良や圧縮スプリングの座屈によってホルダに偏
荷重が掛かかるといった動作異常がなく、振動等の外乱
が加わらない状態では、ずれがなく適正な位置を保持す
ることを可能にする。しかしながら、組み付け状態の不
良や動作異常が起きると、ホルダ１の光軸に対する倒れ
（β偏心）が生じることを防ぐことが出来ず、ビームス
ポット径不良や走査線ずれを引き起こす可能性がある。
そこで、ここでは、こうしたホルダ１の光軸に対する倒
れを防止するための構造として、押圧部材４をハウジン
グ５の穴５ａによって規制し、異常動作による光軸に対
する倒れの防止を図るものである。具体的には、押圧部
材４を円筒形状とし、一方、光軸との心を出したハウジ
ング５の穴５ａの円筒内面に押圧部材４の円筒側面４ｂ
を嵌合させるという構造をとる。このとき、嵌合状態で
穴５ａの円筒内面に案内されて、押圧部材４が光軸方向
と光軸回りの回転方向に動くことができるようにする。

【００１４】光軸に対する倒れの防止が可能な上記した
構造を採用しない場合を想定した構成を図３に示す。図
３を参照すると、この例では、図２と同様に、ホルダ１
を圧縮スプリング３の矢印Ａ方向に働く付勢力によりベ
ース部材２に押し付けて光軸方向の位置を決めることが
可能である。ところが、スプリング付勢するためにホル
ダ１に係合する押圧部材４′は、動きを規制するための
手段としての機能を持たないので、板状部材でよく、拘
束のない状態で自由に動くようになっている。従って、
組み付け状態の不良や圧縮スプリング３の座屈によって
ホルダ１に偏荷重が掛かかるといった動作異常が生じる
と、図３に示す矢印Ｂ方向の位置ずれとして現れる。こ
のように現れる動きは、その動きを規制する手段を持た
ないので、そのままホルダ１の傾きとして現れ、光軸倒
れを起こしてしまう。図２に示した本発明の実施例によ
ると、押圧部材４をハウジング５の穴５ａに嵌合するこ
とによって規制するので、図３により想定したＢ方向の
ホルダの傾きを生じることはない。

【００１５】次に、装置の稼動状態におけるように、振
動等の外乱が加わった状態で、その影響を最小限に押さ
えるための手段を備えた実施例を説明する。実施例の一
つは、外乱として加わる振動を抑制する条件を設定する
ようにしたものである。図２を参照して上記で説明した
実施例において、ホルダ１をベース部材２に押し付けて
光軸方向の位置を決めるためにホルダ１に付勢力を作用
させる圧縮スプリング３を装備させた。ここでは、この
圧縮スプリング３が持つ固有振動数を選ぶことにより外
からハウジング５、ベース部材２を介して伝動する振動
への共振が起きないようにして振動を抑制し、動的なホ
ルダの位置ずれを最小限にとどめる。例えば、圧縮スプ
リング３の固有振動数：ｆを、装置の駆動源等の外部か
らくる定常的な振動数：ｆhに対し、 ｆ≠ｎ×ｆh （ｎ：整数） を満たすように選定する。このように選定することによ
って、圧縮スプリング３の振動が、機械本体の駆動源か
らの振動（たとえば、ギヤのかみ合い周波数やポリゴン
ミラーを回転させるポリゴンモータの回転数）と共振す
ることがない。そのため、ホルダ１の振動を増幅させる
ことがなく、画像劣化につながる走査性能の低下を防止
することが可能になる。

【００１６】もう一つの実施例は、ハウジング５から伝
搬してくる振動をホルダ１に伝わるまでの間に吸収する
ようにして、振動によるホルダ１の位置ずれを防止する
ものである。画像劣化への影響は、光軸に対する倒れ方
向（β偏心）がもっとも寄与率が高く、図３の矢印Ｃに
示すような外来の振動により、ハウジング５の側面が、
図示の破線のように倒れたりすると、顕著な画像不良を
引き起こしてしまう。そこで、ベース部材２に制振材
（高密度の材料が望ましい）を取り付ける。この例で
は、ハウジング５への取付け面側に貼り付けることがで
きる制振材６用い、制振材により、ハウジング５に伝搬
する振動を、ベース部材２の部分で吸収し、ホルダ１へ
伝わる振動を押さえることが出きる。なお、ハウジング
５側に制振材を設けることも可能である。このようにす
ると、仮に装置本体等外来の振動がハウジング５に伝搬
してきても、ハウジング５或いはベース部材２の振れを
抑制して、ホルダ１が傾くのを防止することができ、適
正な位置を保持することが可能である。その結果、発生
する光ビームの振れを最小限にして、バンディングなど
の画像不良を防ぐことができる。

【００１７】本発明の画像形成装置に係わる実施例につ
いて説明する。本発明の光走査装置を装備した画像形成
装置、その一つとして、例えば、デジタル複写機におい
て実施する場合、感光体の像担持体面に作像データにも
とに静電潜像を形成する光書き込み部に上記実施例に示
した光走査装置を用いる。このとき、光書き込みの際に
光走査装置の光源を駆動するための作像データは、画像
形成装置にその構成要素として備えた原稿画像の読み取
りを行うスキャナ部で得た画像データを用いることによ
り、原稿のコピー画像が生成される。また、光書き込み
により感光体に生成した静電潜像から画像の紙出力を行
うまでの過程を行う画像形成部を画像形成装置の構成要
素として装備する。このように、本実施例の画像形成装
置は、スキャナ部、光書き込み部、画像形成部を構成要
素として、これらを結合し、全体装置を構成する。構成
要素として用いるスキャナ部及び画像形成部は、既存の
技術を用いることにより実施可能である。

【００１８】

【発明の効果】（１） 請求項１，２の発明に対応する
効果 光源とコリメートレンズを内蔵するホルダは、圧縮スプ
リングにより付勢される押圧部材をホルダ先端のフラン
ジに係合させることにより、ハウジングに取り付けたベ
ース部材に対し弾性で押圧され、光軸方向に対し位置決
めされる。また、押圧部材が、光軸方向に位置が出され
たハウジング側面に嵌合し、光軸に対して倒れ方向の変
動が規制されるので、ホルダは、圧縮スプリングの座屈
による偏荷重や、取付け姿勢のズレによる光軸倒れを防
止し、常にずれのない適正な位置に保持することが可能
となり、ビームスポット径不良、走査線ずれ、マルチビ
ームの場合ビーム間のピッチの変動による走査特性の劣
化を起こさない光走査装置を提供することができる。

【００１９】（２） 請求項３の発明に対応する効果 上記（１）の効果に加えて、光源を内蔵するホルダをベ
ース部材に押圧する圧縮スプリングを、本体側ハウジン
グに起こる振動の振動数と異なる固有振動数を持つもの
としたことにより、機械本体から生じる振動数が圧縮ス
プリングにより共振することを防ぎ、振動を増幅させる
ことがなく、画像劣化につながる走査性能の劣化を防止
することが可能になる。 （３） 請求項４の発明に対応する効果 上記（１）、（２）の効果に加えて、光源を内蔵するホ
ルダを適正位置に保持するための基準となるベース部材
に制振部材を設けたので、外来の振動がハウジングに伝
搬してきても、ハウジング或いはベース部材の振れを抑
制して、ホルダが傾くのを防止することができ、発生す
る光ビームの振れを最小限にして、バンディングなどの
画像不良を防ぐことができる。 （４） 請求項５の発明に対応する効果 上記（１）〜（３）の効果を複写機、プリンタ、ファク
シミリ等の画像形成装置において実現することができ、
画像形成装置の性能を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光走査装置の実施例に係わる、本体
ハウジングに取り付けられる光源装置の構成を分解図と
して示す。

【図２】 図１に示す装置を取り付け状態で示す。

【図３】 光軸に対する倒れの防止手段を持たない場合
を想定した場合の装置の構成例を示す。

【符号の説明】

１…ホルダ、 １ａ…ホルダの円筒
部、１ｂ…ホルダのフランジ、 １ｃ…ホルダ基
部の基準面、２…ベース部材、 ２ａ…ベ
ース部材の座、２ｂ…ベース部材の穴、 ３
…圧縮スプリング、４…押圧部材、 ４ａ
…押圧部材の穴、４ｂ…押圧部材の円筒側面、 ５
…ハウジング、５ａ…ハウジングの穴、 ６
…制振材。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを発生する光源装置と、光源装
   置からの光ビームを走査対象面に所定のスポット径で偏
   向・走査させる走査光学系を有する光走査装置であっ
   て、前記光源装置は、光源とコリメートレンズを内蔵さ
   せたホルダと、該ホルダへの当接部を持ち、光軸方向の
   位置決めを行うために本体側ハウジングとの間に介在す
   るベース部材と、前記ホルダへの係合部、本体側ハウジ
   ングに嵌合する側面部を持ち、前記ベース部材との間に
   設けたバネの付勢力により係合部を介してホルダをベー
   ス部材に押し付ける押圧部材とを備えたことを特徴とす
   る光走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された光走査装置におい
   て、前記光源が複数の光束を発する光源であることを特
   徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載された光走査装置
   において、押圧部材とベース部材との間に設けた前記バ
   ネが、前記本体側ハウジングに起こる振動の振動数と異
   なる固有振動数を持つものであることを特徴とする光走
   査装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載された
   光走査装置において、前記ベース部材に制振部材を設け
   たことを特徴とする光走査装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載された
   光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。