JP2007108546A - 走査光学装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低価格で組立作業性の良好な走査光学装置及びこれを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 半導体レーザ10から出射された光束を偏向走査して被走査体に光走査する走査光学装置において、半導体レーザ10と、半導体レーザ10を保持するレーザ支持部材11と、半導体レーザ10からの光束を偏向走査する偏向手段とを有し、レーザ支持部材11は、半導体レーザ10近傍の接着部111ａ，111ｂと、この接着部よりも半導体レーザ10からのレーザ光出射方向前方側の接着部114の少なくとも２箇所以上で光学箱50に接着剤により接着固定されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はレーザビームプリンタやデジタル複写機など画像形成装置に使用される走査光学装置及び画像形成装置に関する。

近年、レーザビームプリンタの小型化や低コスト化に伴いレーザ光を像担持体である感光体上に走査する走査光学装置も小型化や低コスト化が提案されている。

例えば、特許文献１においては、光学箱がコリメータレンズとレーザ光源を個別に支持する支持手段を有することにより、コリメータレンズやレーザ光源の組み付けを簡略化し、部品点数を削減することが提案されている。

上記提案によると、コリメータレンズやレーザ光源を取り付ける取付孔を光学箱が有している。そして、コリメータレンズを予め取り付けた状態でレーザ光源を移動し、レーザ光を光学箱のモニタ用開口から取り出してレーザ光の光軸合わせと焦点合わせを行い、例えば光硬化型接着剤によって光学箱の取付孔に固定するものである。

特開平８−０８２７５９号

しかしながら、上記レーザ光源とコリメータレンズの位置は大変精度の厳しいものである。このため、接着剤の硬化時や硬化後に位置ずれが発生しないようにも構成する必要があり、レーザ光源を光学箱の取付孔に固定する形状は難易度の高いものとなる。

また、上記半導体レーザやこれを支持するレーザ支持部材を光硬化型接着剤で光学箱の取付孔に固定する場合、接着剤に光照射が可能な構成にしなければなならい。このため、レーザ支持部材などを透明な樹脂で成形して塗布した接着剤に光照射可能とする必要がある。そして、レーザ支持部材を透明な樹脂で構成しない場合には、接着部分に光照射できない影になる部分ができないように構成しなければならない。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、低価格で組立作業性の良好な走査光学装置及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、光源から出射された光束を偏向走査して被走査体に光走査する走査光学装置において、
光源と、前記光源を保持する光源保持手段と、
前記光源からの光束を偏向走査する偏向手段と、
を有し、
前記光源保持手段は、前記光源近傍の第１位置と、前記第１位置よりも前記光源からの光束出射方向前方側の第２位置の少なくとも２箇所以上で筐体に接着剤により接着固定されていることを特徴とする。

本発明は光源保持手段を光源からの光出射方向の異なる２箇所以上で接着固定するために、光源を保持した光源保持手段を精度よく筐体に組み付けることができる。また、透明な光源保持手段を用いなくても光硬化型接着剤によって組立作業性よく接着固定することが可能となる。

次に本発明の一実施形態に係る走査光学装置について、これを備えた画像形成装置とともに図面を参照して具体的に説明する。

〔第１実施形態〕
図１乃至図５を用いて第１実施形態に係る走査光学装置及び画像形成装置について説明する。

｛画像形成装置および走査光学装置の全体構成｝
まず、図４及び図５により走査光学装置およびこれを備えた画像形成装置の全体構成について動作とともに説明する。なお、図４は走査光学装置を備えた画像形成装置の模式断面説明図、図５は走査光学装置の斜視説明図である。

本実施形態の画像形成装置は電子写真方式のレーザビームプリンタである。図４に示すように、感光体ドラム１の周囲に帯電ローラ２、走査光学装置３、現像装置４、クリーニング装置５が配置されている。そして、帯電ローラ２からのバイアス電圧印加によって一様に帯電された感光体ドラム１の表面に走査光学装置３から画像情報に応じた光走査をすることで被走査体としての感光体ドラム１に静電潜像を形成する。その潜像を現像装置４によってトナー現像して可視像化する。そのトナー像は搬送ローラ６によって搬送される記録媒体Ｐが感光体ドラム１と転写ローラ７のニップ部に搬送されたときに、転写ローラ７へバイアス電圧を印加することで記録媒体Ｐに転写されるように構成されている。

トナー像が転写された記録媒体Ｐは定着器８に搬送され、トナー定着された後に装置上部の排出部９へと排出される。一方、記録媒体Ｐへトナー像転写後に感光体ドラム１に残留したトナーはクリーニング装置５によって除去される。

次に前記走査光学装置３の全体構成について説明する。図５に示すように、走査光学装置３には半導体レーザ10がレーザ支持部材11に圧入等によって内部に組み込まれ、制御基板12に半田付けされて接続されている。前記半導体レーザ10は画像情報に応じて変調されたレーザ光Ｌを出射するレーザ光源である。また、レーザ支持部材11は前記レーザ光源を保持する光源保持手段となるものであり、本実施形態ではガラス繊維強化プラスチックなど剛性の高い部材によって構成されている。

上記半導体レーザ10から出射したレーザ光は筐体としての光学箱50に予め接着固定されたコリメータレンズ21によって平行光または所望の収束光もしくは発散光に変換される。そして、レーザ光の走査方向とは直交する副走査方向に曲率を有するシリンドリカルレンズ22によって回転多面鏡31の反射面上に線状に結像される。

上記シリンドリカルレンズ22と回転多面鏡31の間に開口絞り51が配置され、レーザ光の光束を制限している。レーザ光源からの光束を偏向走査する偏向手段としての回転多面鏡31は駆動モータ32によって高速で回転し、レーザ光を被走査体である感光体ドラム１上に走査する。この走査されたレーザ光は感光体上を等速で移動する、いわゆるｆθ特性を有する結像レンズ23，24を透過して感光体ドラム１上に結像することで潜像が形成される。

制御基板12に搭載されている検知センサ13は画像の書き出し位置を制御するものであって、回転多面鏡31によって走査された画像域外のレーザ光を受光して水平同期信号を発生する。

｛レーザ光源部の固定構成｝
次に本実施形態における走査光学装置３のレーザ光源部Ａの構成とその固定方法について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、本実施形態において「レーザ光源部」は制御基板12に接続された半導体レーザ10がレーザ支持部材11に保持されて一体となったものを指す。

図１は走査光学装置のレーザ光源部付近の部分拡大説明図であり、図２はレーザ光源部の構成説明図、図３はレーザ光源部の調整および接着固定を示す説明図である。

本実施形態のレーザ支持部材11は、図１及び図２に示すように、略円筒形状の部材であって、内部はレーザ光が出射可能な開口110が設けられている。レーザ支持部材11は、外径が大きい第１円筒部111と、外径が小さい第２円筒部112を有する。

第１円筒部111には半導体レーザ10が圧入等により強固に固定されている。そして、固定された半導体レーザ10の近傍であって、第１円筒部111の外周左右２箇所には接着部111ａ，111ｂが形成されている。この接着部111ａ，111ｂは光学箱50の接着用ランド部52，53と近接して位置調整した後に光硬化型接着剤41，42によって光学箱50に接着固定される第１位置となる。

第２円筒部112は光学箱50の開口部54と若干の隙間を有して係合しており、そのレーザ光出射方向前方端部に突起部113が形成されている。この突起部113の左右114はレーザ支持部材11が光学箱50に接着固定される第２位置である接着部となる。そして、この突起部113の左右の接着部114は光学箱50に設けられた接着剤塗布部55，56に近接して配置され、光硬化型接着剤43によって光学箱50に接着固定される。

｛レーザ光源部の位置調整｝
ここで、前記レーザ光源部Ａを光学箱50取り付けるときの位置調整について説明する。

図３はレーザ光源部の調整および接着固定を示す説明図である。図３において、61はハーフミラーなどの治具ミラー、62はレーザ光を集光する治具レンズである。また、63はレーザ光の位置を測定するＣＣＤカメラなどの観察手段、64はレーザ光源部Ａを保持して微動する位置調整手段、65は光硬化接着剤を硬化する紫外線などの光線を照射する光照射手段である。

レーザ光源部Ａの位置調整は半導体レーザ10とコリメータレンズ21の光軸合わせとピント合わせである。その手順は、半導体レーザ10をその内部に固定したレーザ支持部材11を位置調整手段64に取り付ける。一方、コリメータレンズ21やポリゴンミラー31等が取り付けられている光学箱50は治具ベース66に取り付ける。

半導体レーザ10から出射したレーザ光はコリメータレンズ21によって集光されそのレーザ光の一部が治具ミラー61によって上方に反射される。その後、治具レンズ62によって観察手段63上に結像する。この観察手段63によってレーザ光の結像状態や結像位置を測定することで、半導体レーザ10とコリメータレンズ21の位置が所定の位置に配置されているかどうかを確認することができる。

所定の位置に配置されていない場合は、レーザ支持部材11を保持している位置調整手段64を微動することによって半導体レーザ10の位置を移動し、コリメータレンズ21との光軸合わせとピント合わせを行なう。

その後、前述した接着剤の塗布位置に光硬化型接着剤43などを塗布し、光照射手段65によって紫外線等を照射することによって接着剤を硬化させ、レーザ光源部Ａを光学箱50に固定する。

このようにして、半導体レーザ10を保持しているレーザ支持部材11を、半導体レーザ10の近傍の第１位置と、この第１位置よりも半導体レーザ10からのレーザ出射方向前方側のコリメータレンズ側の出射口付近の第２位置とで光学箱50に接着している。

半導体レーザ10とコリメータレンズ21の位置精度はたいへん高い位置精度を要するものである。このため、経時変化や環境変化にも高い精度を維持されなければならない。そのため、半導体レーザ10の位置を微小量移動する位置調整手段64と、調整後に速やかに接着固定し、なおかつ強固に固定する必要がある。

本実施形態では紫外線などを照射して硬化させる光硬化型接着剤を使用してレーザ支持部材11を光学箱50に接着する場合、前述したように、レーザ光出射方向に長いスパンを有する第１位置と第２位置で接着固定している。これにより、半導体レーザ10の姿勢変化のない安定した取り付けが可能となる。

特に本実施形態では第１位置においては、半導体レーザ10を挟んで光源からのレーザ出射方向と交差する方向両側の位置を接着している。このため、半導体レーザ10の周囲を取り囲むように接着固定され、半導体レーザ10の姿勢がより安定して取り付け可能となっている。

なお、上記の調整において、コリメータレンズ21を透過したレーザ光を治具ミラー61によって上方に導いて観察する構成だけでなく、その一部をポリゴンミラー31に導き、レーザ光を走査して結像状態や結像位置を観察してもよい。このような構成によって結像レンズなどの製造誤差など含めて調整することができるので、各レンズや光学箱などの個々の精度を緩和できるという効果もある。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る装置について図６を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

本実施形態で使用する光硬化型接着剤は、高粘度で厚膜硬化の良好な接着剤を使用することで、透明なレーザ支持部材を用いることなく強固に接着固定することが可能である。そして、光硬化型接着剤を硬化させる際に、光照射手段によって多方向から照射することが好ましい。これによってより強固な接着固定が可能になる。そこで、本実施形態では光硬化型接着剤を多方向から光照射して硬化させる例を示す。

図６は第２実施形態に係るレーザ光源部を示すものであり、(a)はレーザ光源部の拡大図、(b)は光硬化型接着剤の硬化方法を示す説明図である。本実施形態が第１実施形態と異なるところは、コリメータレンズ側の接着剤をより強固に硬化することができるように、光学箱50に光照射手段65が上下の２方向から光を照射できるようにしている点である。

レーザ光源部Ａのコリメータレンズ側を接着固定する光硬化型接着剤43は、光学箱50に設けられた接着剤塗布部55，56と、前述した第２位置となるレーザ支持部材11の２つの接着剤塗布部111ａ，111ｂ上に塗布される。なお、半導体レーザ10を保持するレーザ支持部材11を光学箱50に対して固定する場合、前述したように位置調整を行う必要がある。そのため、光学箱50の接着剤塗布部55，56とレーザ支持部材11の突起部113の左右である接着部114の間には若干の位置調整用の隙間を設けている。これにより、光硬化型接着剤43の一部はこの隙間から下方に流れ込むことがある。

本実施形態では光硬化型接着剤43の一部が下方へ流れ込んだとしても、前述したように、光照射を上方のみではなく下方からも照射することによって、より確実に強固に接着することができる。

そこで、本実施形態では光学箱50に光照射用開口72を設けて光照射手段65を近接させて光照射することが可能となるような形状に構成している。

このように構成することによって、ガラス繊維強化プラスチックなどの透明でないレーザ支持部材11をより強固に接着固定することが可能であるため、半導体レーザ10を安定して取り付けることができる。さらに、透明でないレーザ支持部材11は、剛性が高いためにその先端に開口絞り104を設けることもできる。よって、不要なレーザ光を遮光するという効果も有する。

〔第３実施形態〕
次に第３実施形態に係る装置について図７を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成も前述した第１実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

レーザ支持部材の形状は前述した実施形態の形状に限るものではない。例えば、図７に示すような形状でもよい。なお、図７は第３実施形態のレーザ光源部を示すものであり、(a)は上面図、(b)は斜視説明図である。

半導体レーザ10を支持するレーザ支持部材11は半導体レーザ10の取り付け付近に光学箱50と近接した接着第１位置となる外形部121が設けられている。また、コリメータレンズ側であるレーザ光出射口123の付近には接着第２位置となる外形部122が設けられている。

上記外形部121，122もまた半導体レーザ10が位置調整可能なだけの隙間を光学箱50との間に有している。そして、光学箱50側には前記外形部121，122を接着するための光硬化型接着剤41，42及び43を塗布する突起部81，82が設けられている。

このように、本実施形態においては、レーザ支持部材11がレーザ光出射方向に長手であり、これを光学箱50に接着するための第１位置（半導体レーザ10側）と第２位置（レーザ光出射口側）とがそれぞれ長手方向両端側に配置されている。このため、前述した実施形態と同様に、レーザ光出射方向に長いスパンを有する第１位置と第２位置で接着固定することで、半導体レーザ10の姿勢変化のない安定した取り付けが可能となる。

走査光学装置のレーザ光源部付近の部分拡大説明図である。 レーザ光源部の構成説明図である。 レーザ光源部の調整および接着固定を示す説明図である。 走査光学装置を備えた画像形成装置の模式断面説明図である。 走査光学装置の斜視説明図である。 第２実施形態に係るレーザ光源部を示すものであり、(a)はレーザ光源部の拡大図、(b)は光硬化型接着剤の硬化方法を示す説明図である。 第３実施形態のレーザ光源部を示すものであり、(a)は上面図、(b)は斜視説明図である。

符号の説明

Ａ …レーザ光源部
10 …半導体レーザ
11 …レーザ支持部材
12 …制御基板
21 …コリメータレンズ
31 …回転多面鏡
41，42，43，45，46 …光硬化型接着剤
50 …光学箱
51 …開口絞り
52，53 …接着用ランド部
54 …開口部
55，56 …接着剤塗布部
61 …治具ミラー
62 …治具レンズ
63 …観察手段
64 …位置調整手段
65 …光照射手段
66 …治具ベース
72 …光照射用開口
104 …開口絞り
111ａ，111ｂ，114 …接着部
113 …突起部
121，122 …外形部
123 …出射口

Claims (7)

1. 光源から出射された光束を偏向走査して被走査体に光走査する走査光学装置において、
   光源と、
   前記光源を保持する光源保持手段と、
   前記光源からの光束を偏向走査する偏向手段と、
   を有し、
   前記光源保持手段は、前記光源近傍の第１位置と、前記第１位置よりも前記光源からの光束出射方向前方側の第２位置の少なくとも２箇所以上で筐体に接着剤で接着固定されていることを特徴とする走査光学装置。
2. 光源からの出射光を平行光または所望の収束光や発散光に変換するコリメータレンズを有し、
   前記第２位置は前記光源に対して前記コリメータレンズ側であることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
3. 前記第１位置は、前記光源を挟んで該光源からの光束出射方向と交差する方向両側の位置であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走査光学装置。
4. 前記接着剤は光硬化型接着剤であり、前記筐体に前記光硬化型接着剤を硬化させるための光照射開口が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の走査光学装置。
5. 前記光照射開口は前記第２位置の近傍に設けられ、前記第２位置においては前記光源保持手段と前記筐体との接着部に位置調整用の隙間を有することを特徴とする請求項４記載の走査光学装置。
6. 前記光源保持手段は前記光源からの光束出射方向に長手であり、
   前記第１位置は前記光源保持手段の長手方向一方端側であり、前記第２位置は長手方向他方端側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。
7. 像担持体に光走査して潜像を形成し、該潜像を現像して画像形成する画像形成装置において、
   前記像担持体に光走査する走査光学装置として、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を有することを特徴とする画像形成装置。

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