JP2007322993A - 光学走査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数の増加を防ぎつつ、外的ストレスに強い光学走査装置を提供する。
【解決手段】筐体５には筒状のレーザ光源ユニット１を挿入可能な光源挿入部６が設けられ、レーザ光源ユニット１が光源挿入部６に挿入された状態では、レーザ光源ユニット１と光源挿入部６とはレーザ光源ユニット１の挿入方向に離間した少なくとも２つの部位同士（先端側圧入部４ａと先端側接触部６ａ、根元側圧入部４ｂと根元側接触部６ｂ）で接触することにより、レーザ光源ユニット１が筐体５に位置決めされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やレーザプリンタなどに用いられる光学走査装置に関する。
電子写真方式で、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するカラー画像形成装置に搭載される、光学走査装置に用いられるレーザ光源ユニットとして、特許文献１が提案されている。図６は、従来のレーザ光源ユニットを示す概略図である。
同図において、５３０はレーザ光源ユニットであり、半導体レーザ５３９、コリメータレンズ５３８、レーザホルダ５０４等から構成されている。尚本例では、レーザ光源ユニット５３０は２組設けられている。
５３６は不図示のポリゴンミラー、走査レンズ等が取り付けられている光学箱であり、略コの字型をしたリブ５０６が突出している。５０３は板バネであり、そのアーム部５０３ａによってレーザホルダ５０４をリブ５０６に付勢することでレーザ光源ユニット５３０を光学箱５３６に固定している。
図７は、従来のカラー画像形成装置を示す概略図である。
図７に示すカラー画像形成装置は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの４色の色毎の画像を４つの感光体ドラム６１０上に描画し、転写ベルト６１１上でフルカラー画像に重ねる。その為、光学走査装置６００は、２つのレーザ光源ユニット５３０を搭載し、２色分の画像を生成する。図７に示すカラー画像形成装置では、光学走査装置６００を２つ搭載することによって４色に対応している。尚、６０１はポリゴンミラー６０２，６０３は走査レンズ、６０４は折り返しミラーである。
特開２００４−０３７８３６号公報
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、板バネ５０３での付勢では拘束力が弱く、外的ストレス（例えば、温度変化による部材同士の熱膨張差や、不図示のレーザ駆動回路基板の取り付けなど）がかかった場合にレーザ光源ユニットの姿勢が変化してしまうことが懸念される。レーザ光源ユニットの姿勢が変化してしまうと、感光体ドラム上の走査線の位置変化や、結像性能の劣化が生じてしまう。
また、レーザ光源ユニット５３０を光学箱５３６に固定するために、板バネ５０３を用いており、部品点数が増加してしまっている。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加を防ぎつつ、外的ストレスに強い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にあっては、
光を発する光源と、
前記光源から発せられた光を平行化するコリメータレンズと、
前記光源と前記コリメータレンズとを保持する光源保持部材と、
これらを備えた筒状の光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された光を偏向する偏向手段と、
前記偏向手段によって偏向された光を被走査面上に走査結像させる結像手段と、
前記偏向手段と前記結像手段とを備える筐体と、
を有する光学走査装置において、
前記筐体には、前記筒状の光源ユニットを挿入可能な挿入部が設けられ、
前記光源ユニットが前記挿入部に挿入された状態では、前記光源ユニットと前記挿入部とは前記光源ユニットの挿入方向に離間した少なくとも２つの部位同士で接触することにより、前記光源ユニットが前記筐体に位置決めされることを特徴とする。
本発明によれば、部品点数の増加を防ぎつつ、外的ストレスに強い光学走査装置を提供することが可能となる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
図１，２は本発明を適用できる光学走査装置（以下、本光学走査装置という場合もある）を説明する図であり、図２は光学走査装置全体を、図１はレーザ光源ユニット及びその周辺を示した図である。
図１において、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは光源ユニットとしてのレーザ光源ユニットであり、本光学走査装置には４個搭載されている。尚、レーザ光源ユニット１ａ〜１ｄは基本的に同一構成であり、それぞれ、光源としての半導体レーザ２、コリメータレンズ３、光源保持部材としての光源支持体４からなっている。５は本光学走査装置の筐体、６は筐体５にレーザ光源ユニットと同数設けられた挿入部としての光源挿入部、７は筐体に設けられた周り止めピン、８は光源支持体４に設けられた長穴である。ここで、光源挿入部６は、図１に示すように、複数のレーザ光源ユニット１ａ〜１ｄが同一方向からそれぞれ挿入可能となるように、筐体５に複数設けられている。
次に、本光学走査装置の概要について図２を用いて説明する。
同図において、２１はシリンドリカルレンズ、２２はポリゴンミラー、２３はスキャナモータ、２４は結像手段としての走査レンズ、２５は折り返しミラー、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは像担持体としての感光体ドラムである。ここで、ポリゴンミラー２２とスキャナモータ２３は、本発明に係る偏向手段を構成している。
次に、本光学走査装置の動作について説明する。
レーザ光源ユニット１ａ〜１ｄは半導体レーザ２から発せられた発散光のレーザ光束をコリメータレンズ３によって平行化、又は概ね平行である範囲内で規定の収束率のレーザ光束に変換して発する。
このレーザ光束はシリンドリカルレンズ２１を通過することによって副走査方向にのみ収束されポリゴンミラー２２の反射面上に線像として結像する。
一方、ポリゴンミラー２２はスキャナモータ２３によって回転され、レーザ光束を偏向
する。
この偏向されたレーザ光束は走査レンズ２４、折り返しミラー２５を通過して被走査面としての感光体ドラム２６ａ〜２６ｄ上（感光ドラムの表面）に走査線を結像する。
尚、感光体ドラム２６ａ〜２６ｄには各々Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）のトナーを載せる不図示の現像器が隣接して置かれており、この現像器によって現像された色毎のトナー像が不図示の転写ベルト上などで重ね合わされ、フルカラー画像を形成する。
その為、レーザ光源ユニット１ａ〜１ｄは、各々がＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの画像に対応する明滅を行うようになっている。
図３は、レーザ光源ユニット１及び筐体５の光源挿入部６を表す部分断面図であり、図４は切断線Ｂ−Ｂで切断した断面図である。また、図３において上側はレーザ光源ユニット１を筐体５に組付けた状態、下側は組付ける前の状態を示す。
これらの図を用いてレーザ光源ユニット１及び光源挿入部６について詳細に説明する。
光源支持体４は円筒形状をした先端側圧入部４ａと根元側圧入部４ｂ、略板状のフランジ部４ｃを有している。また、筐体５の光源挿入部６には先端側接触部６ａと根元側接触部６ｂが設けられている。尚、先端側接触部６ａは図４に示すように、円周上に３箇所配置されている。また、根元側接触部６ｂも同様に円周上に３箇所配置されている。
ここで、３箇所の先端側接触部６ａの内接円の直径Ｄａは、光源支持体４の先端側圧入部４ａの外径ｄａと同じか僅かに小さい（Ｄａ≦ｄａ）。同様に、３箇所の根元側接触部６ｂの内接円の直径Ｄｂは、根元側圧入部４ｂの外径ｄｂと同じか僅かに小さい（Ｄｂ≦ｄｂ）。
また、光源挿入部６においては、先端側接触部６ａと根元側接触部６ｂの内接円の直径は、レーザ光源ユニット１の挿入方向において入口側から奥側にいくに従い、小さくなっている（挿入方向下流側（先端側）に配置される内接円の直径程、小さくなっている）。また、光源支持体４においても同様に、先端側圧入部４ａと根元側圧入部４ｂの外径は、レーザ光源ユニット１の挿入方向において入口側から奥側にいくに従い、小さくなっている。すなわち、直径Ｄａと直径Ｄｂとの関係、外径ｄａと外径ｄｂとの関係はそれぞれ、Ｄａ＜Ｄｂ、ｄａ＜ｄｂとなっている。
その為、レーザ光源ユニット１を筐体５に組付ける、つまり、レーザ光源ユニット１ａを矢印Ａの方向から光源挿入部６に挿入すると、先端側圧入部４ａが先端側接触部６ａに、根元側圧入部４ｂが根元側接触部４ｂにそれぞれ圧入された状態になり、レーザ光源ユニット１が筐体５に固定される。
尚、組付け完了状態では、フランジ部４ｃが筐体の突き当て面６ｃに突き当たることによって光軸方向の位置決めがなれ、回り止めピン７が長穴８に篏合することによってレーザ光源ユニット１の回り止めが成される。
このように、レーザ光源ユニット１が光源挿入部６に挿入された状態では、レーザ光源ユニット１と光源挿入部６とはレーザ光源ユニット１の挿入方向に離間した２つの部位同士、すなわち先端側圧入部４ａと先端側接触部６ａ、根元側圧入部４ｂと根元側接触部６ｂで接触している。このことにより、レーザ光源ユニット１が筐体５に位置決めされるこ
ととなる。そして、レーザ光源ユニット１と光源挿入部６とが接触する２つの部位では、レーザ光源ユニット１の挿入方向と垂直な周面上の少なくとも３箇所でそれぞれ接触している。
なお、本実施例では、レーザ光源ユニット１と光源挿入部６とはレーザ光源ユニット１の挿入方向に離間した２つの部位同士で接触しているが、これに限らず、少なくとも２つの部位同士で接触するものであればよい。また、レーザ光源ユニット１と光源挿入部６とが接触する２つの部位では、レーザ光源ユニット１の挿入方向と垂直な周面上の３箇所でそれぞれ接触しているが、これに限らず、少なくとも３箇所でそれぞれ接触するものであればよい。
次に、本実施例の効果について説明する。
本実施例においては、レーザ光源ユニット１は、光源挿入部６に挿入されるだけで筐体５に対して圧入される、すなわち、光軸方向に２点、円周方向に３点で接触（圧接）して固定される為、ガタ無く、精密かつ強固に筐体５に固定可能となる。その為、従来懸念されていた外的ストレスに対して強く、レーザ光源ユニット１の姿勢変化を生じさせることが無い。また、固定部材（従来例では板バネに相当）が不要で、部品点数の増加を防ぎ、部品コストも削減できる。
ここで、１つの光学走査装置から４色分の走査線を生成するために、レーザ光源ユニットが左右に２つ、更に上下にも２列、即ち複数のレーザ光源ユニットが２次元的に配置される場合（図２参照）に、固定部材として従来のような板バネを用いた場合には、板バネを上下２枚用意する必要がある。このような場合には、コストアップになる他、上側の板バネと下側の板バネでは組付け方向を１８０°変える必要があり、組立て作業も困難となることが懸念される。
本実施例においては、４個のレーザ光源ユニット１を、全て同一方向から組付けることができる為、複数のレーザ光源ユニットが２次元的に配置される場合であっても、組立て時に筐体５の姿勢を変える工程が増える事も無く、組付け作業性を向上させることができる。
このように、本実施例によれば、部品点数の増加や組付け方向が複数になることを防ぎつつ、外的ストレスに強く、低価格で組立て易い光学走査装置を提供することが出来る。
尚、Ｄａとｄａの直径差及びＤｂとｄｂの直径差としては、あまり大きくし過ぎるのは良くなく、所謂軽圧入になる程度に留めておくのが良い。圧入に必要な押し込み力が高くなり過ぎると、組付け作業にプレス装置などが必要になったり、光源支持体４を変形させたりするからである。
その場合、組付け後に抜けてくるのを防止する為、抜け防止手段を追加すると良い。図５は、抜け防止手段として、ネジ止めを用いた例を示す図である。この他にも、接着や弾性部材を用いて抜け防止手段を構成することも可能である。
また、回り止めピン７を廃止し、レーザ光源ユニット１を組付ける際に光軸回りに回転させ、位相調整を行うことも可能である。これは、例えば半導体レーザ２から出射するレーザ光束の偏波方向を調整したり、半導体レーザ２が複数の発光点を有する所謂マルチビームレーザの場合に、感光体ドラム２６上の各発光点に対応する走査線同士の間隔調整を行ったりする時に有効である。
また、本実施例では全周に渡って円筒形状である光源支持体４を用いて説明したが、光源支持体の形状としては筐体５の光源挿入部６との接触部位が円筒形状であればよく、例えば接触部位以外で周方向に一部切り欠きや直線状の部位があるような略円筒形状であっても良い。
また、本実施例では光源支持体４を円筒形状とし、筐体５の光源挿入部６に先端側接触部６ａ及び根元側接触部６ｂを突起状に設けているが、この関係を逆にして、光源挿入部６を円筒形状とし、光源支持体４に突起状に接触部を設ける構成としてももちろん良い。
実施例に係るレーザ光源ユニットを説明する図である。 実施例に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例に係る光源挿入部を説明する概略断面図である。 実施例に係る光源挿入部を説明する概略断面図である。 実施例に係るレーザ光源ユニットの抜け止め手段を説明する図である。 従来例のレーザ光源ユニットを説明する図である。 従来例のカラー画像形成装置を説明する図である。
符号の説明
１ レーザ光源ユニット
２ 半導体レーザ
３ コリメータレンズ
４ 光源支持体
４ａ 先端側圧入部
４ｂ 根元側圧入部
５ 筐体
６ 光源挿入部
６ａ 先端側接触部
６ｂ 根元側接触部
２２ ポリゴンミラー
２３ スキャナモータ
２４ 走査レンズ
２６ 感光体ドラム

Claims (5)

  1. 光を発する光源と、
    前記光源から発せられた光を平行化するコリメータレンズと、
    前記光源と前記コリメータレンズとを保持する光源保持部材と、
    これらを備えた筒状の光源ユニットと、
    前記光源ユニットから出射された光を偏向する偏向手段と、
    前記偏向手段によって偏向された光を被走査面上に走査結像させる結像手段と、
    前記偏向手段と前記結像手段とを備える筐体と、
    を有する光学走査装置において、
    前記筐体には、前記筒状の光源ユニットを挿入可能な挿入部が設けられ、
    前記光源ユニットが前記挿入部に挿入された状態では、前記光源ユニットと前記挿入部とは前記光源ユニットの挿入方向に離間した少なくとも２つの部位同士で接触することにより、前記光源ユニットが前記筐体に位置決めされることを特徴とする光学走査装置。
  2. 前記光源ユニットと前記挿入部とが接触する２つの部位では、前記光源ユニットの挿入方向と垂直な周面上の少なくとも３箇所でそれぞれ接触していることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
  3. 前記光源ユニットが円筒形状であり、
    前記円筒形状の光源ユニットと接触する前記挿入部の接触部位の内接円直径をＤとし、前記挿入部と接触する前記光源ユニットの接触部位の外接円直径をｄとするとき、
    Ｄ≦ｄ
    であることを特徴とする請求項２記載の光学走査装置。
  4. 前記挿入部の接触部位の内接円直径は、前記光源ユニットの挿入方向において入口側から奥側にいくに従い、小さくなっていることを特徴とする請求項３記載の光学走査装置。
  5. 前記光源ユニットが複数個あり、前記筐体には前記複数の光源ユニットを同一方向からそれぞれ挿入可能な複数の挿入部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
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