JP2005215097A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査レンズを固定する弾性部材の強度を確保しつつ、簡便且つ安定に走査レンズを固定する光学走査装置を提供する。
【解決手段】走査レンズ４の両端の支持部１１を、光学走査装置の底面に設けられたＸ軸方向の基準部材１０に当接し、支持部１１と立設部１２の間にレ型の本体部を有する板バネ１３を挿入して第１の当接部１３ｄにより走査レンズ４を基準部材１０に押圧する。板バネ１３は、曲折部１３ｅにより立設部１２を挟み込むとともに、第２の当接部１３ｆが両側の支持体１７を対向するように押圧しながら係止部１７ａに係止することにより、筐体８に強固に固定される。このとき、板バネ１３の本体部を構成する垂直面１３ａには開口部のような強度を損なう構造が設けられていないため、組み付けの際に板バネ１３の本体部が変形するおそれがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタやファクシミリ、複写機などの画像形成装置において書き込み用光学系として用いられる光学走査装置に関するものである。

プリンタや複写機などの画像形成装置に用いられる光学走査装置は、図９に示すように、光源ユニット１から射出されたレーザ光をシリンドリカルレンズ２によって線状の光束に集光し、走査手段であるポリゴンミラー３により所定の走査方向に偏向走査し、走査レンズ４、折り返しミラー５を経て図示しない感光体ドラム上に結像させる。結像された光束は、感光体ドラム上をポリゴンミラー３の回転により主走査方向に、感光体ドラムの回転により副走査方向に走査して静電潜像を形成する。

ポリゴンミラー３からの走査光は、その走査面の一端においてミラー６によって走査面の下方へ分離され、ビーム検知センサ７に導入される。導入された走査光はビーム検知センサ７において走査開始信号に変換され、光源ユニット１の半導体レーザ（図示せず）に送信される。半導体レーザは走査開始信号を受信した後、書き込み変調を開始する。

光源ユニット１、シリンドリカルレンズ２、ポリゴンミラー３及びその駆動モータ、走査レンズ４、折り返しミラー５、ミラー６、ビーム検知センサ７は筐体８の側面や底面に取り付けられる。感光体ドラムは筐体８の外側に配設されており、筐体８の底面には、走査光を筐体８から感光体ドラムに向けて導くための窓部９が設けられている。また、筐体８の上部は図示しない蓋部材により閉塞されている。

走査レンズ４は、走査方向に長尺のいわゆるＦθ機能を有する結像レンズであり、その組み付けは、筐体の底面に設けられた基準部材に走査レンズの底面を当接して接着剤により固定するか、或いは、走査レンズの頂部を押圧する板バネ等の弾性部材によって走査レンズを前記基準部材に付勢して押しつけ固定することにより行われている。しかし、走査レンズを筐体の基準部材に接着した場合、走査レンズの組み付け位置の再調整や走査レンズの交換が困難となる。また、弾性部材によって筐体に固定する方法の場合、ビス止め等により弾性部材を筐体に固定する必要があるため、部品点数や組立て工程数が多くなって高コストとなる。

そこで、走査レンズを簡便に且つ安定して固定する方法が提案されており、特許文献１には、図１０に示すように、筐体に設けられた立設部の突起に係合する係合部を弾性部材に設け、別途ビス等の固定部材を用いずに弾性部材のずれを防止する方法が開示されている。同図において、図示しないポリゴンミラーによって偏向走査された走査光は、走査レンズ４を経て筐体８の外部に配設された感光体ドラム上に結像する。走査レンズ４は、長手方向がポリゴンミラーの走査方向（Ｙ軸方向）に平行な棒状体で、高さ方向（Ｚ軸方向）の中央部に走査光を透過させるレンズ有効部４ａを有する。

走査レンズ４のＹ軸方向の両端部には、樹脂製の筐体８の底面に立設されたＸ軸方向の基準部材１０とＺ軸方向の基準部材（図示せず）に当接する支持部１１が設けられており、走査レンズ４の左右の支持部１１は、筐体８の底面の立設部１２に支持された弾性部材である板バネ１３によって基準部材１０の基準面に押圧される。このように、走査レンズ４の両端部を筐体８に設けられた基準部材１０に押圧することにより走査レンズ４を筐体８に位置決めして固定する。板バネ１３は、弾力性を有するバネ用板金部材の下半分を折り曲げて形成され、垂直面１３ａと傾斜面１３ｂから成る側面がレ型の本体部を有する。

垂直面１３ａには立設部１２に設けられた突起部１２ａを係合させる係合部１３ｃが設けられている。また、傾斜面１３ｂの先端部は上向きに折り曲げられ、走査レンズ４の両端の支持部１１に当接する当接手段である当接部１３ｄが一体形成されている。１４は、板バネ１３の下端を嵌挿する開口穴である。ここで、板バネ１３を安定して固定するためには、突起部１２ａ及び係合部１３ｃをある程度以上の大きさに形成しておく必要がある。そのため、板バネ１３に設けられた係合部１３ｃの両横部分の幅Ｗはかなり小さくなっている。

しかしながら、走査レンズを固定する弾性部材には薄いバネ用金属板が用いられるため、特許文献１の弾性部材では、開口部の両横部分の強度が著しく低下し、走査レンズを固定する為に弾性部材を押し込む際に弾性部材本体が変形するおそれがある。また、多数の弾性部材を梱包して組立て現場に搬送する際に、幅の狭い部分に応力が集中して変形を起こすという問題点もあった。

また、特許文献１の弾性部材は、走査レンズを押圧する方向（Ｘ軸方向）においては立設部と走査レンズ支持部との間で付勢力が働くため、弾性部材の姿勢を安定に保持することができるが、走査レンズの押圧方向と直交する水平方向（Ｙ軸方向）では、弾性部材の開口部を立設部に設けられた突起部に係合し、弾性部材の下端を筐体の開口穴に嵌挿して位置決めする構造となっている。ここで、弾性部材を容易に挿入するためには、突起部及び開口穴と弾性部材との間に所定のクリアランス（隙間）が必要不可欠であり、そのクリアランス分は弾性部材のがたつきによる位置ずれを生じてしまう構造となっていた。
特許第３４０８０６１号

本発明は、上記問題点に鑑み、走査レンズを固定する弾性部材の強度を確保しつつ、簡便且つ安定に走査レンズを固定する光学走査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、光源からの光を偏向走査する走査手段と、該走査手段により形成される走査光の光路に配設された走査レンズと、該走査レンズを筐体に組み付ける弾性部材と、を備えた光学走査装置において、前記弾性部材は、垂直面と傾斜面とから一体形成されたレ型の本体部と、前記垂直面の左右両端部を前記傾斜面と反対方向に折り曲げて形成された曲折部と、前記傾斜面の端部に設けられた第１の当接手段と、前記曲折部を前記本体部と反対側に折り曲げて形成された第２の当接手段とから成り、前記曲折部が前記筐体に設けられた立設部の両側面を挟み込み、前記第１の当接手段により前記走査レンズを前記筐体の水平方向の基準面に押圧するとともに、前記第２の当接手段が前記立設部の左右に間隔を隔てて設けられた支持体を前記走査レンズの押圧方向と直交する水平方向に対向して押圧することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記支持体には、前記第２の当接手段を係止する係止部が設けられることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記第２の当接手段は、前記曲折部を前記本体部の下端よりも下方で折り曲げて形成されており、前記曲折部の下端部が前記立設部と前記支持体との間に設けられた嵌合孔に嵌合することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、弾性部材本体に開口部等の強度を低下させる構造を設けていないために部品強度を確保することができ、且つ、別途弾性部材を固定する部材も必要とせず弾性部材の簡便且つ安定した組み付けが可能となり、走査レンズを所定の位置に確実に固定することができる。また、第２の当接手段により走査レンズの押圧方向と直交する水平方向に対向して支持体を押圧するため、弾性部材のがたつきを完全に防止可能となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の光学走査装置において、第２の当接手段が支持体に設けられた係止部に係止されるので、弾性部材の上下方向の移動も確実に防止可能となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の光学走査装置において、曲折部の下端部が立設部の両側に設けられた嵌合孔に嵌合することにより、弾性部材の位置決めをより一層確実にすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光学走査装置の走査レンズを固定する弾性部材である板バネを示す斜視図である。従来例の図９と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、板バネ１３の垂直面１３ａの左右両端が傾斜面１３ｂと反対方向に垂直に折り曲げられて曲折部１３ｅが形成されている。また、左右の曲折部１３ｅは垂直面１３ａ及び傾斜面１３ｂから成る本体部の下端を越えて下方に延長され、それぞれ板バネ１３本体の下端よりも下方で板バネ１３本体と反対方向に折り曲げられて第２の当接部１３ｆが形成されている。

図２（ａ）は、図１に示した板バネを組み付けた状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は板バネを組み付けた状態を示す側面図である。図２（ａ）、（ｂ）を用いて走査レンズ４の組み付け方法について説明する。まず、走査レンズ４のＹ軸方向の中心部に設けられた位置決め部材（図示せず）を、筐体８の底面に立設された一対の位置決めピン（図示せず）の間に係合させて、走査レンズ４のＹ軸方向の位置決めを行う。次に、走査レンズ４の両端部に設けられた支持部１１を、それぞれＸ軸方向の基準部材１０とＺ軸方向の基準部材１６に当接させることにより、走査レンズ４のＸ軸方向及びＺ軸方向の位置決めを行う。

次いで、基準部材１０、１６に当接された走査レンズ４の支持部１１と立設部１２との間に、左右の曲折部１３ｅで立設部１２を挟み込みながら、板バネ１３をＸ軸方向に圧縮した状態で上方から挿入し、さらに、板バネ１３を立設部１２に沿って下方に摺動させていく。立設部１２の左右には、嵌合孔１５が立設部１２に隣接して設けられており、嵌合孔１５の外側に隣接して支持体１７が立設されている。そして、第１の当接部１３ｄを支持部１１に当接させて板バネ１３を圧縮していた力を開放すると、板バネ１３は付勢力により支持部１１を基準部材１０に押し当てて固定する。

板バネ１３を更に挿入していくと、左右に設けられた第２の当接部がそれぞれ支持体１７に接触し、走査レンズ４の押圧方向と直交する方向に反発しあう押圧力が発生する。これにより、板バネ１３は左右の押圧力が釣り合う位置で安定した姿勢を保つことができる。そして、曲折部１３ｅの下端を嵌合孔１５に嵌合させて板バネ１３のＸ軸方向の位置決めを行い、垂直面１３ａの下端が筐体８の底面に当接した時に第２の当接部１３ｆの先端部が支持体１７の係止部１７ａに係止される。このとき、板バネ１３の本体を構成する垂直面１３ａには開口部のような強度を損なう構造が設けられていないため、組み付けの際に板バネ１３の本体が変形するおそれがない。

板バネ１３の付勢力により、Ｘ軸方向には、第１の当接部１３ｄが走査レンズ４の支持部１１を押圧し、Ｙ軸方向には、第２の当接部１３ｆが両側の支持体１７を反対方向に押圧する。Ｚ軸方向には、板バネ１３が筐体８の底面に当接した状態で第２の当接部１３ｆが支持体１７の係止部１７ａに係合しているため、板バネ１３のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の位置ずれがなくなり、支持部１１は基準部材１０及び１６に確実に圧着される。これにより、板バネ１３を固定するビス等を用いずに走査レンズ４を筐体８内の所望の位置に安定且つ確実に固定することが可能となる。さらに、立設部１２には突起部等を設ける必要がないため、板バネ１３を円滑に挿入することができ、走査レンズ４の組み付け作業も容易となる。

板バネ１３によって走査レンズ４を安定に固定するためには、筐体８に対して板バネ１３を強固に装着し、板バネ１３の位置ずれを防止する必要がある。また、組立て作業の効率化の面から、板バネ１３の組み付けは容易であることが望ましい。そこで、図１に示す曲折部１３ｅのＸ軸方向の幅Ｗ１と、嵌合孔１５の幅Ｗ３との関係はＷ１＜Ｗ３であり、両者の差は０．２〜０．５ｍｍ程度とするのが好ましい。なお、第１の当接部１３ｄにより走査レンズ４の支持部１１が基準部材１０に押圧されるため、外力を与えない状態での板バネ１３のＸ軸方向の寸法Ｗ２と、基準部材１０に当接された状態での支持部１１と立設部１２との間隔Ｗ４との関係はＷ２＞Ｗ４であるのはもちろんである。

図３（ａ）は、図１に示した板バネを立設部１２に取り付ける様子を正面から見た図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の立設部１２及び支持体１７付近の平面図である。本実施形態においては、外力を与えない状態での第２の当接部１３ｆの先端と曲折部１３ｅとの距離Ｗ５と、立設部１２の側面と左右の支持体１７との距離Ｗ６との関係は、Ｗ５＞Ｗ６となっている。

そのため、板バネ１３を立設部１２と走査レンズの支持部１１との隙間に上方から挿入する際、左右の第２の当接部１３ｆは弾性変形により支持体１７の爪部１７ｂを乗り越えて係合部１７ａに係合するとともに、付勢力により支持体１７をそれぞれ左右反対方向に押圧する。この構成とすることにより、板バネ１３の組み付けの容易性を保ちながらＹ軸方向及びＺ軸方向の位置ずれを効果的に防止することができる。

図４は、本発明の第２実施形態に係る光学走査装置の走査レンズを固定する板バネを示す斜視図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、第２の当接部１３ｆは、下方に延長された左右の曲折部１３ｅを、垂直面１３ａ及び傾斜面１３ｂから成る本体部の下端から折り曲げて形成されている。

図５（ａ）は、図４に示した板バネを組み付けた状態を示す斜視図であり、図５（ｂ）は板バネを組み付けた状態を示す側面図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、立設部１２の左右両側には嵌合孔１５が設けられておらず、支持体１７は断面コ字型に形成されている。板バネ１３の左右に設けられた曲折部１３ｅにより立設部１２を挟み込んで係合させながら板バネ１３を挿入していくと、第２の当接部１３ｆが左右の支持体１７の凹部１７ｃに内接して支持体１７を左右反対方向に押圧する。

板バネ１３を更に挿入していくと、板バネ１３の垂直面１３ａの下端が筐体８の底面に当接するとともに、第２の当接部１３ｆの先端が、支持体１７の凹部１７ｃ内に設けられた係止部１７ａ（図示せず）に係止するように構成されている。これにより、第１実施形態と同様に板バネ１３のＹ軸方向及びＺ軸方向の位置ずれも効果的に防止されることとなり、走査レンズ４を一層安定して固定することが可能となる。

図６（ａ）は図４に示した板バネを立設部１２に取り付ける様子を正面から見た図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の立設部１２及び支持体１７付近の平面図である。本実施形態においても、外力を与えない状態での第２の当接部１３ｆの先端と曲折部１３ｅとの距離Ｗ５と、立設部１２の側面と支持体１７の凹部１７ｃ間の距離Ｗ６との関係は、Ｗ５＞Ｗ６となっている。

そのため、板バネ１３を立設部１２と走査レンズの支持部１１との隙間に上方から挿入する際、第２の当接部１３ｆは弾性変形により凹部１７ｃ内の爪部１７ｂを乗り越えて係止部１７ａにより係止される。これにより、板バネ１３の組み付けの容易性を保ちながらＹ軸方向及びＺ軸方向の位置ずれを効果的に防止することができる。１８は爪部１７ｂの設けられた支持体１７を筐体８と一体成形する際に必要となる金型の抜き穴である。

本実施形態においても、板バネ１３によって走査レンズ４を安定に固定するためには、筐体８に対して板バネ１３を強固に装着し、板バネ１３の位置ずれを防止する必要がある。また、組立て作業の効率化の面から、板バネ１３の組み付けは容易であることが望ましい。そこで、第２の当接部１３ｆの幅Ｗ７（図４参照）と、図６（ｂ）に示す支持体１７の凹部１７ｃの幅Ｗ８との関係はＷ７＜Ｗ８であり、両者の差は０．２〜０．５ｍｍ程度とするのが好ましい。

なお、ここでは第２の当接部１３ｆは、曲折部１３ｅを垂直面１３ａの下端から折り曲げて形成されているが、Ｚ軸方向の位置ずれを防止できる構成、即ち板バネ１３の下端が筐体８の底面に当接した時に、第２の当接部１３ｆの先端が支持体１７の係合部１７ａに係合する構成であればこれに限られるものではない。但し、垂直面１３ａの下端全体が筐体８の底面に当接した状態で第２の当接部１３ｆの先端が係合部１７ａに係合する構成が板バネ１３を最も安定に固定できるため、曲折部１３ｅを垂直面１３ａの下端若しくは下端より上方で折り曲げて第２の当接部１３ｆを形成するのが好ましい。

図７は、本発明の第３実施形態に係る光学走査装置の走査レンズを固定する板バネを示す斜視図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、第１実施形態の構成に加えて、板バネ１３の垂直面１３ａの上端から傾斜部１３ｂの方向に水平に突出する第３の当接部１３ｇが設けられている。

図８（ａ）は、本実施形態に係る光学走査装置において板バネを組み付けた状態を示す斜視図であり、図８（ｂ）は板バネを組み付けた状態を示す側面図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図８（ａ）、（ｂ）から明らかなように、第３の当接部１３ｇは、第１の当接部１３ｄよりもＸ軸方向に突出するように設けられており、板バネ１３により走査レンズ４を固定した際に、支持部１１の上面に第３の当接部１３ｇの裏面が当接することにより走査レンズ４のＺ軸方向へのずれを防止する。

このとき、第３の当接部１３ｇを水平方向よりやや下向きに形成し、外力を加えない状態での板バネ１３の設置面から第３の当接部１３ｇの裏面までの距離が、基準部材１６に当接した状態での支持部１１の高さよりも小さくなるような設計とすれば、第３の当接部１３ｇは下向きの付勢力により支持部１１を押圧する。この構成とすることにより、走査レンズ４のＺ軸方向の位置ずれが一層効果的に防止されるためより好ましい。

また、第１、第２実施形態と同様に、第２の当接部１３ｆにより両側の支持体１７を左右反対方向に押圧し、第２の当接部１３ｆが支持体１７の係止部１７ａに係止するため、板バネ１３を立設部１２に安定した姿勢で固定でき、他の固定部材等を用いることなくＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向の位置ずれを確実に防止することができる。

上記第２、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、板バネ１３の本体部に開口部等の部品強度を低下させる構造が設けられていないため、板バネ１３を支持部１１と立設部１２との間に圧縮して挿入する工程や、板バネ１３の製造現場から多数の板バネ１３を梱包して光学走査装置の組立て現場に搬送する際に板バネ１３を変形させるおそれがなくなる。さらに、立設部１２には板バネ１３と係合する突起部等を設ける必要がないため、走査レンズ４の組み付け作業の際に板バネ１３の円滑な挿入が可能となる。

なお、第２の当接部１３ｆを支持する支持体１７は、上記各実施形態に示した形状に限られるものではなく、板バネ１３のＹ軸及びＺ軸方向の位置ずれを防止できるものであれば任意の形状とすることができる。

本発明は、光源からの光を偏向走査する走査手段と、該走査手段により形成される走査光の光路に配設された走査レンズと、該走査レンズを筐体に組み付ける弾性部材と、を備えた光学走査装置において、前記弾性部材は、垂直面と傾斜面とから一体形成されたレ型の本体部と、前記垂直面の左右両端部を前記傾斜面と反対方向に折り曲げて形成された曲折部と、前記傾斜面の端部に設けられた第１の当接手段と、前記曲折部を前記本体部と反対方向に折り曲げて形成された第２の当接手段とから成り、前記曲折部が前記筐体に設けられた立設部の両側面を挟み込み、前記第１の当接手段により前記走査レンズを前記筐体の水平方向の基準面に押圧するとともに、前記第２の当接手段が前記立設部の左右に間隔を隔てて設けられた支持体を前記走査レンズの押圧方向と直交する水平方向に対向して押圧することとする。

これにより、弾性部材本体の部品強度が確保され、弾性部材の安定した組み付けが可能となり、走査レンズを所定の位置に確実に固定できる光学走査装置を提供する。また、別途弾性部材を固定するビス等も必要としないため、走査レンズの組み付け作業の簡便化及び低コスト化にも貢献する。

また、第２の当接手段が支持体の係止部に係止されることにより、弾性部材の上下方向の移動も防止可能となる。また、立設部には弾性部材を係止するための突起部を形成する必要がなく、弾性部材による走査レンズの組み付け作業を容易にする。

また、第２の当接手段は、曲折部を本体部の下端よりも下方で折り曲げて形成されており、曲折部の下端部が立設部と支持体との間に設けられた嵌合孔に嵌合することにより、弾性部材の位置決めが容易となる。

は、本発明の第１実施形態に係る光学走査装置の走査レンズを固定する板バネを示す斜視図である。 は、板バネを組み付けた状態を示す概略斜視図及び側面図である。 は、板バネを立設部に取り付ける様子を示す正面図及び立設部付近の上面図である。 は、本発明の第２実施形態に係る光学走査装置の走査レンズを固定する板バネを示す斜視図である。 は、板バネを組み付けた状態を示す概略斜視図及び側面図である。 は、板バネを立設部に取り付ける様子を示す正面図及び立設部付近の上面図である。 は、本発明の第３実施形態に係る光学走査装置の走査レンズを固定する板バネを示す斜視図である。 は、板バネを組み付けた状態を示す概略斜視図及び側面図である。 は、光学走査装置の全体を示す斜視図である。 は、従来の光学走査装置において、走査レンズの端部より板バネを分離した状態を示す概略斜視図である。

符号の説明

１ 光源ユニット
２ シリンドリカルレンズ
３ ポリゴンミラー
４ 走査レンズ
８ 筐体
１０ 基準部材（Ｘ軸方向）
１１ 支持部
１２ 立設部
１３ 板バネ（弾性部材）
１３ａ 垂直面
１３ｂ 傾斜面
１３ｃ 係合部
１３ｄ 第１の当接部
１３ｅ 曲折部
１３ｆ 第２の当接部
１３ｇ 第３の当接部
１４ 開口穴
１５ 嵌合孔
１６ 基準部材（Ｚ軸方向）
１７ 支持体
１７ａ 係止部
１７ｂ 爪部
１７ｃ 凹部
１８ 抜き穴

Claims (3)

1. 光源からの光を偏向走査する走査手段と、該走査手段により形成される走査光の光路に配設された走査レンズと、該走査レンズを筐体に組み付ける弾性部材と、を備えた光学走査装置において、
   前記弾性部材は、垂直面と傾斜面とから一体形成されたレ型の本体部と、前記垂直面の左右両端部を前記傾斜面と反対方向に折り曲げて形成された曲折部と、前記傾斜面の端部に設けられた第１の当接手段と、前記曲折部を前記本体部と反対方向に折り曲げて形成された第２の当接手段とから成り、
   前記曲折部が前記筐体に設けられた立設部の両側面を挟み込み、前記第１の当接手段により前記走査レンズを前記筐体の水平方向の基準面に押圧するとともに、前記第２の当接手段が前記立設部の左右に間隔を隔てて設けられた支持体を前記走査レンズの押圧方向と直交する水平方向に対向して押圧することを特徴とする光学走査装置。
2. 前記支持体には、前記第２の当接手段を係止する係止部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記第２の当接手段は、前記曲折部を前記本体部の下端よりも下方で折り曲げて形成されており、前記曲折部の下端部が前記立設部と前記支持体との間に設けられた嵌合孔に嵌合することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学走査装置。

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