JP2004279610A

JP2004279610A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004279610A
Application number: JP2003069025A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamakawa; 健志山川; Rumiko Ono; ルミ子小野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: JP4302415B2; US20040240083A1; US6985312B2

Abstract

【課題】オプティカルハウジング周囲の環境変動の影響を受けにくく、高品位な画像を提供することのできるレンズ保持構成を備える
【解決手段】光源からの光束を、光偏向器により偏向させオプティカルハウジング１０１に取り付けられる走査レンズ１０６により光導電性の感光体に光スポットとして集光し、感光体を走査する走査型の画像形成装置において、走査レンズ１０６を、レンズ接着台１０３上に接着層の厚みを０．２ｍｍ以上確保して固定した。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏向器によりビームを偏向し感光体上に画像露光を行う書き込みユニットを有するデジタル複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の一例としてデジタル複写機を例にとりその構成について説明する。図８に示すデジタル複写機は、画像読み取り装置１１、レーザービーム走査装置を有するプリンタ部１２、及び自動原稿送り装置１３から構成されている。自動原稿送り装置１３はセットされた原稿を１枚ずつ搬送してコンタクトガラス１４上にセットし、複写終了後のコンタクトガラス１４上の原稿を排出する。
原稿読み取り装置１１は、図９にも示すように照明ランプ１５及び反射鏡１６からなる光源と第１ミラー１７とを装備した第１キャリッジＡと、第２ミラー１８及び第３ミラー１９を装備した第２キャリッジＢとを有する。原稿読み取り時には、第１キャリッジＡが一定の速度で往動して第２キャリッジＢが第一キャリッジＡの１／２の速度で第１キャリッジＡに追従して往動することによりコンタクトガラス１４上の原稿が光学的に走査され、コンタクトガラス１４上の原稿が照明ランプ１５及び反射鏡１６により照明されて、その反射光像が第１ミラー１７、第２ミラー１８、第３ミラー１９、色フィルタ２０を介してレンズ２１によりＣＣＤセンサ２２上に結像される。
ＣＣＤセンサ２２は結像された原稿の反射光像を光電変換してアナログ画像信号を出力し原稿の読み取りが行われる。そして、画像の読み取り終了後、第１キャリッジＡと第２キャリッジＢはホームポジション位置に復動する。尚、ＣＣＤセンサとして、それぞれＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）のフィルタを備えた３ラインのＣＣＤを用いることによりカラー原稿を読み取ることも可能となる。
ＣＣＤセンサ２２からのアナログ画像信号は、アナログ／デジタル変換器によりデジタル画像信号に変換され、画像処理板２３にて種々の画像処理（２値化、多値化、階調処理、変倍処理、編集処理など）が施される。
【０００３】
プリンタ部１２においては、感光体からなる像担持体２５は、複写動作時には駆動部により回転駆動されて帯電装置２６により均一に帯電されてから、前記画像処理板２３にて画像処理が施されたデジタル画像信号が図示していない半導体駆動板に送られ、前記デジタル信号による画像露光がレーザービーム走査装置２７により行われ静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム上の静電潜像が現像装置２８により現像される。
給紙装置３３〜３５のうち選択されたものから転写紙がレジストローラ３６へ給紙されレジストローラ３６により感光体ドラム２５上の画像とタイミングを合わせ送出され、転写装置３０により感光体ドラム上に形成された顕像が転写紙上に転写される。そして、転写紙は分離装置３１により感光体ドラム２５から分離され、搬送装置３７により搬送され、定着装置３８により定着された後コピーとしてトレイ３９上に排出される。また、感光体ドラム２５は転写紙分離後にクリーニング装置３２によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【０００４】
レーザービーム走査装置２７は、図１０にも示すように半導体レーザーユニット４０内の半導体レーザーより発せられたレーザービームが半導体レーザーユニット４０内のコリメートレンズにより平行な光束に変えられ、半導体レーザーユニット４０に備えられたアパーチャを通過することで一定形状の光束に整形される。この光束はシリンドリカルレンズ４１により副走査方向に圧縮されてポリゴンミラー４２上に入射する。
なお、ポリゴンミラー４２は正確な多角形をしており、ポリゴンモータ４３により一定の方向へ一定の速度で回転駆動される。ポリゴンミラー４２の回転速度は感光体ドラム２５の回転速度と、レーザービーム走査装置２７の書き込み密度とポリゴンミラー４２の面数により決定される。シリンドリカルレンズ４１からポリゴンミラー４２に入射されたレーザービームはポリゴンミラーの反射面により偏向されてｆθレンズ４４に入射する。
ｆθレンズ４４はポリゴンミラー４２からの角速度一定の走査光を感光体ドラム２５で等速度で走査されるように変換し、ｆθレンズ４４からのレーザービームが反射鏡４５及び防塵ガラス４６を介して感光体ドラム２５上に結像される。また、ｆθレンズ４４は面倒れ補正機能も有している。また、ｆθレンズ４４を通過したレーザービームは、画像領域外で同期検知ミラー４７により反射されて同期検知センサ４８に導かれる。そして、同期検知センサ４８の検知出力により主走査方向の頭出しの基準となる同期信号が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
走査光学系のレンズをオプティカルハウジングに取り付ける技術としては様々のものが考えられ、また実施されている。このレンズを画像領域内に相当する部分を使って位置決めや固定を行う場合、従来はオプティカルハウジングと直接レンズが接触する場合、接着層を介して取り付ける場合などがあった。
オプティカルハウジング内は通常密閉構造に近い環境となっているが、画像形成装置の使用状況（立ち上げ直後、連続プリント動作後、待機状態、それらに対応する冷却条件などの変化）によりオプティカルハウジングを取りまく温度環境は激しく変化している。周囲の温度変化に伴い、通常オプティカルハウジング内部の温度も徐々に周囲温度に近づく方向に推移する。オプティカルハウジング自体の温度変化はオプティカルハウジング内部の温度変化に比べて、直接周囲の環境にさらされている分、激しく変動している。
このため、オプティカルハウジングに部分的に接して、または、接着剤を介して部分的に接近して取り付けられるオプティカルハウジング内部の光学素子は、その部分からオプティカルハウジングの温度変化の影響を強く受け、局部的に温度が変化する。特に、走査レンズがこの影響を受けた場合、レンズ内部に局部的な歪を生じ、局部的な光学特性の劣化を生じる。この結果この劣化を生じた部分に相当する像高の画像品質が低下し、副走査方向に連続する画像の不具合を生じる。この傾向は特にレンズ材質としてモールド樹脂を選択した場合に強く、また、オプティカルハウジングに比熱の低い材質を用いた場合に顕著となる。
最終的に画像形成装置の使用状態が安定し、オプティカルハウジングの周囲温度が安定し、オプティカルハウジング及び、オプティカルハウジング内部の温度も安定した条件では、レンズ等に局部的な温度勾配が発生せず、光学特性上も画像上良好なレベルとなる。つまり、画像形成装置の使用モードが変化し、オプティカルハウジング周囲の環境温度が急変するような状況で、前記不具合は発現しやすい状態となる。
本発明は、オプティカルハウジング周囲の環境変動の影響を受けにくく、高品位な画像を提供することのできるレンズ保持構成を備えることで、より高品位な画像品質が確保される画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、光源からの光束を、光偏向器により偏向させオプティカルハウジングに取り付けられる走査レンズにより光導電性の感光体に光スポットとして集光し、感光体を走査する走査型の画像形成装置において、走査レンズを、レンズ接着台上に接着層の厚みを０．２ｍｍ以上確保して固定した画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１において、走査レンズの接着箇所をレンズ中心近傍の１箇所とした画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１において、走査レンズと被接着部材との距離を、接着時０．２ｍｍ以上確保するために用いるスペーサを設置するための基準面をレンズ及び被接着部材に設けた画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３において、スペーサを設置するための各基準面の間に接着位置がある画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項３において、スペーサは、冶具として機能し走査レンズ接着後取り除くことが可能な基準面の形状を有する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項３において、走査レンズ接着後、機内に残されるスペーサは、固定位置が確保される基準面の形状を有する画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６において、走査レンズ接着後、機内に残されるスペーサは、その材質の熱伝導率がオプティカルハウジングよりも低い画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るオプティカルハウジングのレンズ取り付け部を示す斜視図である。
オプティカルハウジング１０１は、オプティカルハウジング１０１から突出したレンズ位置決め用ボス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、治具設置用の溝１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、前記治具設置用の溝１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの間に設けられたレンズ接着台１０３を有する。治具設置用の溝１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの底面は治具設置用の基準面として精度よく仕上げられている。
図２は第１の実施形態におけるレンズのセット状態を示す平面図であり、図３は同じく断面図である。
【０００８】
まず、前記オプティカルハウジング１０１の治具設置用の溝１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ内に、直方体状のスペーサ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃをセットする。スペーサ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの上面、及び下面は精度よく仕上げられている。レンズ接着台１０３上にＵＶ硬化樹脂１０７を塗布した後、レンズのセットを行う。
走査レンズ１０６は、走査レンズ１０６の画像領域外に設けられたオプティカルハウジング１０１から突出したボス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに突き当てることにより、図の平面方向の位置決めを行う。また、スペーサ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃにより高さ方向の位置決めを行う。走査レンズ１０６のスペーサ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃに当接する面は精度のよい基準面となっており、高さ方向に精度よく配置することが可能となっている。
以上のように、走査レンズ１０６の平面方向、及び高さ方向の位置決めを行った状態で、走査レンズ１０６の上方よりＵＶ硬化樹脂１０７にＵＶを照射し、走査レンズ１０６の接着を行う。
走査レンズ１０６は、その画像領域下部で、走査レンズ１０６の中心近傍の一箇所にてレンズ接着台１０３上に接着固定される。このとき、レンズ接着台１０３上の接着層厚さ（ＵＶ硬化樹脂１０７の厚さ）が０．２ｍｍ以上となるように、スペーサ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃの高さ、及び治具設置用の溝１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの治具設置用の基準面高さ、レンズ接着台１０３の高さを設定している。
走査レンズ１０６の接着後に、図２中に矢印で示す方向にスペーサ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを引き抜き、走査レンズ１０６をレンズ中心近傍の０．２ｍｍ以上に設けた接着層１０７にて保持固定する。図４は第１の実施形態におけるスペーサ引き抜き後のレンズ取り付け状態を示す斜視図である。
本実施形態では、走査レンズ１０６を保持固定する接着層の厚みを０．２ｍｍ以上確保し、また、レンズ画像形成域内においてはオプティカルハウジング１０１とは直接接していないため、オプティカルハウジング１０１に直接走査レンズ１０６が固定される従来例と比較して、オプティカルハウジング１０１の温度変化が走査レンズ１０６に伝わり難くなっており、走査レンズ１０６の局部的な温度変化が起こりにくい。
このため、従来問題となっていた走査レンズ１０６の局部的な温度変化による内部歪に伴う光学特性の劣化、及び出力画像の劣化という不具合を改善することができる。
【０００９】
また、スペーサ１０５を設置するための基準面を走査レンズ１０６及び被接着部材（オプティカルハウジング１０１）に設けているため、レンズ高さ方向の位置決めのためにスペーサ１０５を介在させたときでも、精度よい位置決めが可能となる。
また、スペーサ１０５を設置するための各基準面の間に接着位置１０３を配しているため、接着層の硬化に伴い接着層の厚みが変化した場合においても、スペーサ１０５と当接する位置での等しい高さ変化となり、走査レンズ１０６が傾いた状態で保持固定されることがなく、良好な状態にて走査レンズ１０６を保持固定することが可能となる。
また、スペーサ１０５を治具として使用し、走査レンズ１０６の接着後に取り除くことが可能な構成としていることから、冶具の材質として金属を用いることができ、精度のよい位置決めが可能であり、さらに部品点数の削減をも行うことができる。
【００１０】
図５は本発明の第２の実施形態に係るオプティカルハウジングのレンズ取り付け部を示す斜視図である。
オプティカルハウジング１０１は、オプティカルハウジング１０１から突出したレンズ位置決め用ボス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、治具設置用の溝（穴）１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、前記治具設置用の溝１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの間に設けたレンズ接着台１０３を有する。治具設置用の溝１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの底面は治具設置用の基準面として精度よく仕上げられている。
前記治具設置用の溝１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃにスペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃをセットする。スペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃの熱伝導率がオプティカルハウジング１０１より低い材料を選ぶことで前記不具合に対しての対策効果を増すことができる。
【００１１】
図６は第２の実施形態におけるレンズのセット状態を示す平面図であり、図７は同じく断面図である。
上面が平坦なレンズ接着台１０３上にＵＶ硬化樹脂１０７を塗布した後、走査レンズ１０６のセットを行う。走査レンズ１０６は、走査レンズ１０６の画像領域外に設けられたオプティカルハウジング１０１から突出したボス１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに突き当てることにより、図の平面方向の位置決めを行う。また、スペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃにより高さ方向の位置決めを行う。走査レンズ１０６のスペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃに当接する面は精度のよい基準面となっており、高さ方向に精度よく配置する事が可能となっている。
【００１２】
以上のように、走査レンズ１０６の平面方向、及び高さ方向の位置決めを行った状態で、走査レンズ１０６の上方よりＵＶ硬化樹脂１０７にＵＶを照射し、走査レンズ１０６の接着を行う。
走査レンズ１０６は、その画像領域下部で、走査レンズ１０６の中心近傍の一箇所にて接着固定される。このとき、レンズ接着台１０３上の接着層厚さ（ＵＶ硬化樹脂１０７の厚さ）が０．２ｍｍ以上となるように、スペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃの高さ、及び治具設置用の溝１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの治具設置用の基準面高さ、レンズ接着台１０３の高さを設定している。
走査レンズ１０６の接着後もスペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃはそのまま機内に残されるが、接着層により保持固定された走査レンズ１０６により上下方向への規制を受けており、またスペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃと治具設置用の溝１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの間隙を小さく設けているので、振動等によってスペーサ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃが外れたり、大きく移動したりすることはない。
【００１３】
本実施形態では、走査レンズ１０６を保持固定する接着層の厚みを０．２ｍｍ以上確保しているため、オプティカルハウジング１０１に直接走査レンズ１０６が固定される従来例と比較して、オプティカルハウジング１０１の温度変化が走査レンズ１０６に伝わり難くなっており、走査レンズ１０６の局部的な温度変化が起こりにくい。このため、従来問題となっていた走査レンズ１０６の局部的な温度変化による内部歪に伴う光学特性の劣化、及び出力画像の劣化という不具合を改善することができる。
また、スペーサ１０９を設置するための基準面を走査レンズ１０６及び被接着部材（オプティカルハウジング１０１）に設けているため、レンズ高さ方向の位置決めのためにスペーサ１０９を介在させたときでも、精度よい位置決めが可能となる。
また、スペーサ１０９を設置するための各基準面の間に接着位置を配しているため、接着層の硬化に伴い接着層の厚みが変化した場合においても、スペーサ１０９と当接する位置での等しい高さ変化となり、走査レンズ１０６が傾いた状態で保持固定されることがなく、良好な状態にて走査レンズ１０６を保持固定することが可能となる。スペーサ１０９はそのまま機内に残され、振動等でスペーサ１０９が外れたり、大きく移動したりしないような基準面の形状としているため、スペーサ１０９が外れたために光路を妨害し、画像に不具合を生じる心配がない。
また、スペーサ１０９の熱伝導率はオプティカルハウジング１０１より低いため、走査レンズ１０６の局部的な温度変化が起こりにくい。このため、従来問題となっていた走査レンズ１０６の局部的な温度変化による内部歪に伴う光学特性の劣化、及び出力画像の劣化という不具合を改善することができる。スペーサ１０９を冶具化しないことによる効果は、冶具をセット、接着後に取り外す手間を省くことができ、組み付け工程の設定を単純化することができることにある。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源からの光束を、光偏向器により偏向させオプティカルハウジングに取り付けられる走査レンズにより光導電性の感光体に光スポットとして集光し、感光体を走査する走査型の画像形成装置において、走査レンズを、レンズ接着台上に接着層の厚みを０．２ｍｍ以上確保して固定したので、オプティカルハウジング周囲の環境変動の影響を受けにくく、高品位な画像を提供することのできるレンズ保持構成とすることができ、その結果、より高品位な画像品質が確保される画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るオプティカルハウジングのレンズ取り付け部を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態におけるレンズのセット状態を示す平面図である。
【図３】第１の実施形態におけるレンズのセット状態を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態におけるスペーサ引き抜き後のレンズ取り付け状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るオプティカルハウジングのレンズ取り付け部を示す斜視図である。
【図６】第２の実施形態におけるレンズのセット状態を示す平面図である。
【図７】第２の実施形態におけるレンズのセット状態を示す断面図である。
【図８】従来例に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図９】従来例に係る画像読み取り装置の正面図である。
【図１０】従来例に係るレーザービーム走査装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０１オプティカルハウジング
１０２ボス
１０３レンズ接着台
１０４溝
１０５スペーサ
１０６走査レンズ
１０７ＵＶ硬化樹脂

Claims

光源からの光束を、光偏向器により偏向させオプティカルハウジングに取り付けられる走査レンズにより光導電性の感光体に光スポットとして集光し、感光体を走査する走査型の画像形成装置において、走査レンズを、レンズ接着台上に接着層の厚みを０．２ｍｍ以上確保して固定したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１において、走査レンズの接着箇所をレンズ中心近傍の１箇所としたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１において、走査レンズと被接着部材との距離を、接着時０．２ｍｍ以上確保するために用いるスペーサを設置するための基準面をレンズ及び被接着部材に設けたことを特徴とする画像形成装置。
請求項３において、スペーサを設置するための各基準面の間に接着位置があることを特徴とする画像形成装置。
請求項３において、スペーサは、冶具として機能し走査レンズ接着後取り除くことが可能な基準面の形状を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項３において、走査レンズ接着後、機内に残されるスペーサは、固定位置が確保される基準面の形状を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項６において、走査レンズ接着後、機内に残されるスペーサは、その材質の熱伝導率がオプティカルハウジングよりも低いことを特徴とする画像形成装置。