JP2008046553A - レーザースキャナユニット - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤および治具を用いなくてもコリメータレンズユニットの固定および位置調整を行うことができるレーザースキャナユニットを提供する。
【解決手段】レーザースキャナユニット２は、コリメータレンズユニット４をハウジング２Ａのガイド溝２５に固定するばね部材５を備えている。このばね部材５は、コリメータレンズユニット４を保持する保持部５１と、ハウジング２Ａのガイド面２１ａに対向して配置される対向部５２と、この対向部５２の端部から当該対向部５２を覆うように斜めに延びるとともに先端にハウジング２Ａの傾斜面２１ｂに当接する当接部５４が設けられた板ばね部５３とを有している。ばね部材５には対向部５２および板ばね部５３を共に貫通する長穴５６が設けられ、この長穴５６から微調整用ねじ部材９がガイド面２１ａにねじ込まれる。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザースキャナユニットに関するものである。

従来、画像形成装置に組み込まれて、レーザー光を照射することにより感光体ドラム上に静電画像を形成するレーザースキャナユニットが知られている。このレーザースキャナユニットは、光源である半導体レーザー等が取り付けられたハウジングの内部に、コリメータレンズユニット、ポリゴンミラー、ｆθレンズ等が収容されたものである。

前記コリメータレンズユニットは、光源から発せられたレーザー光を平行光束にするコリメータレンズ、このコリメータレンズが内部に設けられる鏡筒、およびこの鏡筒に装着されて、平行光束とされたレーザー光を整形するアパーチャ等で構成されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなコリメータレンズユニットは、光軸方向に位置調整された後にハウジングに固定されるようになっている。また、その位置調整には、高い精度が要求される。

一般的に、ハウジングには、コリメータレンズユニットを光軸方向に移動可能に支持するガイド溝が設けられている。そして、コリメータレンズユニットを専用の治具でチャックしてガイド溝に沿って移動させることによりコリメータレンズユニットの位置調整が行われる。また、コリメータレンズユニットの固定は、予めガイド溝に紫外線硬化性の接着剤を塗布しておき、治具による位置調整が終わった後に紫外線を照射して接着剤を硬化させることによって行われる。
特開２００４−１７０８５４号公報

しかしながら、治具がコリメータレンズユニットをチャックしている部分では治具によって紫外線が遮られてしまい、接着剤が硬化しないことがある。このため、チャックを開く際に、コリメータレンズユニットの位置がずれてしまうおそれがあった。そこで、接着剤を用いないでコリメータレンズユニットを固定することが望まれる。

また、コリメータレンズユニットをチャックする治具を用いるため、ハウジングに治具が入るスペースを設ける必要があった。

本発明は、このような事情に鑑み、接着剤および治具を用いなくてもコリメータレンズユニットの固定および位置調整を行うことができるレーザースキャナユニットを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、鏡筒内にコリメータレンズが設けられるとともにその鏡筒にアパーチャが装着されたコリメータレンズユニットと、このコリメータレンズユニットを光軸方向に移動可能に支持するガイド溝を有し、当該コリメータレンズユニットを収容するハウジングとを備えたレーザースキャナユニットにおいて、前記ハウジングのガイド溝の側方には、前記光軸方向に平行なガイド面およびこのガイド面から前記光軸方向の一方に向かって下り勾配で傾斜する傾斜面が設けられており、前記コリメータレンズユニットを保持する保持部と、前記ガイド面に対向して配置され、当該ガイド面に押し付けられることによって前記保持部にコリメータレンズユニットをガイド溝に押し付ける押し付け力を付与する対向部と、この対向部の前記光軸方向の他方の端部から当該対向部を覆うように斜めに延びるとともに先端に前記傾斜面に当接する当接部が設けられた板ばね部とを有し、前記対向部および板ばね部を共に貫通して前記光軸方向に延びる長穴が設けられたばね部材と、前記ばね部材の長穴から前記ガイド面にねじ込まれるねじ部および前記板ばね部を押圧する頭部を有する微調整用ねじ部材とをさらに備えることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のレーザースキャナユニットにおいて、前記ハウジングには、前記微調整用ねじ部材を回転させる際に前記ばね部材が回転することを規制する回転規制部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、ばね部材に設けられた長穴からハウジングのガイド面に微調整用ねじ部材のねじ部がねじ込まれて、ばね部材の板ばね部が微調整用ねじ部材の頭部で押圧されると、板ばね部は対向部の端部から当該対向部を覆うように斜めに延びているので、対向部がガイド面に押し付けられるようになる。これにより保持部にコリメータレンズユニットをハウジングのガイド溝に押し付ける押し付け力が付与されるようになるため、この押し付け力によってコリメータレンズユニットがガイド溝に固定されるようになる。すなわち、微調整用ねじ部材を締めるだけで接着剤を使用することなくコリメータレンズユニットを固定することができる。

しかも、ばね部材の板ばね部の先端には、ハウジングの傾斜面に当接する当接部が設けられているので、微調整用ねじ部材の頭部が板ばね部を押し込む押し込み量が変化すると、当接部がハウジングの傾斜面上を摺動し、これによりばね部材がガイド面に沿って光軸方向に移動するようになる。すなわち、微調整用ねじ部材のねじ込み量を調整することによって治具を使用することなくコリメータレンズユニットの光軸方向の位置調整をすることができるようになる。

このように、本発明では、前記のようなばね部材を採用することによって、コリメータレンズユニットの位置調整と固定とを同時に行うことができるようになる。

請求項２の発明によれば、ハウジングに設けた回転規制部によりばね部材の回転を規制することによって、微調整用ねじ部材を回転させる際にその回転力がばね部材を介してコリメータレンズユニットに伝わることを防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置であるプリンタ１０の概略構成図である。なお、本発明は、プリンタに限らず、他の画像形成装置である複写機やファクシミリ装置、複合機等にも適用可能である。

プリンタ１０は、用紙を搬送路Ｌに沿って搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体１の内部に、感光体ドラム１３１の表面にトナー像を形成した後にそのトナー像を用紙に転写する画像形成部１３と、画像形成部１３に用紙を供給する給紙部１２と、トナー像を用紙に定着させる定着部１４とを備えている。

前記搬送路Ｌは、前方から後方（図１の右側から左側）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立上る垂直部Ｌ２とを有し、側面視で略Ｌ字状をなしている。

前記給紙部１２は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット１２１を有しており、給紙カセット１２１に収納された用紙をピックアップローラ１２ａによって取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ１２ｂ〜１２ｅによって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに搬送路Ｌに送り出された用紙を、レジストローラ１２ｆによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部１３に供給するようになっている。

また、給紙部１２は、装置本体１の前面に設けられた開口１１内に配設された手差しユニット１２２をも有しており、手差しユニット１２２に載置された用紙をピックアップローラ１２ｇおよび給紙ローラ１２ｃ，１２ｅによって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことができるようになっている。なお、開口１１は、装置本体１に揺動可能に取り付けられた蓋部材１１ａによって開閉可能となっている。

前記画像形成部１３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム１３１と、感光体ドラム１３１の上方に配設される帯電部１３２と、感光体ドラム１３１の前方に配設される現像部１３３と、感光体ドラム１３１の下方に配設される転写部１３４と、感光体ドラム１３１の後方に配設されるクリーニング部１３５と、帯電部１３２およびクリーニング部１３５並びに前記定着部１４の上方に配設されるレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）２とを有している。

前記感光体ドラム１３１は、図１において時計回りに回転するようになっており、その表面には、当該表面が帯電部１３２によって一様に帯電された後に、レーザースキャナユニット２によって画像データに基づくレーザー光が帯電部１３２と現像部１３３との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成された表面に、現像部１３３からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。

そして、前記給紙部１２から供給された用紙は、転写部１３４の転写ローラ１３４ａによって感光体ドラム１３１に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム１３１の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部１４に送り込まれる。

なお、転写後の感光体ドラム１３１の表面に残留したトナーおよび残留電荷は、クリーニング部１３５によって除去されるようになっている。

前記定着部１４は、熱ローラ１４ａと、圧力ローラ１４ｂとを有しており、これらのローラ１４ａ，１４ｂでトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力でトナー像を用紙に定着させるようになっている。

そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ１８によって装置本体１の上面に形成された排出部１９に排出される。

なお、本実施形態のプリンタ１０では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット１２１との間に、スイッチバック部１５が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。

前記レーザースキャナユニット２は、具体的には、図２に示すように、周壁２８および底壁２９を有して上方に開口する容器状をなし、コリメータレンズユニット４、ポリゴンミラー６が取り付けられたポリゴンモータ７、２つのｆθレンズ８Ａ，８Ｂ等を収容するハウジング２Ａと、このハウジング２Ａの開口を塞ぐ蓋体２Ｂ（図１参照）とを備えている。また、ハウジング２Ａの周壁２８には、光源である半導体レーザー３が取り付けられていて、この半導体レーザー３からポリゴンミラー６に向けて発せられるレーザー光の光軸上に前記コリメータレンズユニット４が配設されている。なお、本明細書では、半導体レーザー３から発せられるレーザー光の光軸方向をＸ方向といい、特にポリゴンミラー６に向かう方向を＋Ｘ方向、反対側を−Ｘ方向というとともに、Ｘ方向に直交する方向であって底壁２９の上面に平行な方向をＹ方向といい、特に＋Ｘ方向に向かって左向きを＋Ｙ方向、反対側を−Ｙ方向という。

前記コリメータレンズユニット４は、図３に示すように、Ｘ方向に延びる円形筒状の鏡筒４１と、この鏡筒内に設けられて、半導体レーザー３から発せられたレーザー光を平行光束にするコリメータレンズ（図示せず）と、鏡筒４１に装着されて、平行光束とされたレーザー光を整形するアパーチャ４２とを有している。そして、このコリメータレンズユニット４は、ばね部材５によってハウジング２Ａに固定されるようになっている。

前記周壁２８の半導体レーザー３が取り付けられた部分と底壁２９とで形成されるコーナー部分には、略Ｖ字状の断面形状でＸ方向に延びるガイド溝２５が設けられている。このガイド溝２５には、前記コリメータレンズユニット４の鏡筒４１が嵌り込み可能となっており、これによりコリメータレンズユニット４がガイド溝２５にＸ方向に移動可能に支持されるようになっている。

また、ガイド溝２５の底面には、さらに一段窪む凹溝２５ａが設けられている一方、鏡筒４１の下端部には、凹溝２５ａに嵌合可能な凸部４１ａが設けられていて、凸部４１ａが凹溝２５ａに嵌合することにより、コリメータレンズユニット４がレーザー光の光軸回りに回転しないようになっている。

前記ガイド溝２５の側方（−Ｙ方向側）には、Ｙ方向に所定の厚みを有する縦壁２１が底壁２９および周壁２８に跨って立設されている。この縦壁２１は側面視で台形状をなしていて、その上面は、Ｘ方向およびＹ方向に平行なガイド面２１ａを構成しており、＋Ｘ方向の面は、ガイド面２１ａから＋Ｘ方向に向かって下り勾配で傾斜する傾斜面２１ｂを構成している。

前記ガイド面２１ａには、Ｙ方向の中央位置であってＸ方向の中央位置よりも少し＋Ｘ方向寄りの位置に穴２４が設けられている。また、ガイド面２１ａの−Ｙ方向の端部には、全長に亘って突条部２３が設けられている一方、前記傾斜面２１ｂのＹ方向の両端部には、全長に亘って突条部２２が設けられている。

前記ばね部材５は、所定の形状に形成された一枚の金属片が折り曲げ加工されることにより形成されたものであり、コリメータレンズユニット４をガイド溝２５と反対側から保持する保持部５１と、この保持部５１の−Ｙ方向の端部に連設され、前記ガイド面２１ａに対向して配置される対向部５２と、この対向部５２の−Ｘ方向の端部から当該対向部５２を覆うように斜めに延びる板ばね部５３とを有している。また、ばね部材５には、対向部５２および板ばね部５３を共に貫通してＸ方向に延びる長穴５６が設けられており、この長穴５６から微調整用ねじ部材９のねじ部９１がガイド面２１ａの穴２４にねじ込まれるようになっている。

前記保持部５１には、図４に示すように複数の爪５１ａが設けられており、この爪５１ａでコリメータレンズユニット４を保持可能となっている。

前記対向部５２は、保持部５１がコリメータレンズユニット４を保持した状態でコリメータレンズユニット４がガイド溝２５上に載置されたときに、ガイド面２１ａとの間に僅かな隙間を形成するものである。このため、対向部５２がガイド面２１ａに押し付けられると、保持部５１にコリメータレンズユニット４をガイド溝２５に押し付ける押し付け力が付与されるようになる。

前記板ばね部５３の先端には、当該先端から垂下して傾斜面２１ｂに当接する当接部５４が設けられている。この当接部５４の下端部は丸みを帯びた形状に形成されていて、当接部５４が傾斜面２１ｂ上をスムーズに摺動可能となっている。また、当接部５４と板ばね部５３とで形成されるコーナー部分には、当該コーナー部分の中央部が内側に打ち出されることによって絞り部５５が形成されている。このため、板ばね部５３と当接部５４とがなす角度が一定に保たれたままで、当接部５４が傾斜面２１ｂを摺動するようになる。

さらに、対向部５２のＹ方向の寸法は、長穴５６から微調整用ねじ部材９のねじ部９１が穴２４にねじ込まれたときに対向部５２の−Ｙ方向の端部がガイド面２１ａの突条部２３の＋Ｙ方向の側面に当接するように設定されているとともに、前記当接部５４のＹ方向の寸法は、当接部５４の下端部が前記傾斜面２１ｂの突条部２２の間に隙間無くまたは僅かに隙間が形成される状態で嵌り込むように設定されている。このため、微調整用ねじ部材９を回転させても、ばね部材５は突条部２２，２３に当たって回転できないようになっている。すなわち、突条部２２，２３がばね部材５の回転を規制する回転規制部を構成している。

前記微調整用ねじ部材９は、タッピングビスであり、ばね部材５の長穴５６からねじ部９１がガイド面２１ａの穴２４にねじ込まれると、頭部９２で板ばね部５３を押圧するようになっている。なお、微調整用ねじ部材９は、タッピングビスである必要はなく、ガイド面２１ａの穴２４がねじ穴で構成されている場合には、ボルトであってもよい。

図５および図７（ａ）に、ばね部材５の保持部５１に保持させたコリメータレンズユニット４をガイド溝２５に載置するとともに、微調整用ねじ部材９を頭部９２がばね部材５の板ばね部５３に当たるまで締め込んだ状態を示す。

この状態からさらに微調整用ねじ部材９を締め込むと、図６および図７（ｂ）に示すように、板ばね部５３が微調整用ねじ部材９の頭部９２で押圧されて、板ばね部５３の復元力で対向部５２がガイド面２１ａに押し付けられるとともに、当接部５４が傾斜面２１ｂ上を下方に摺動するため、ばね部材５がガイド面２１ａに沿って＋Ｘ方向に移動する。このばね部材５の移動に伴ってコリメータレンズユニット４もガイド溝２５に沿って＋Ｘ方向に移動する。そして、レーザー光のビーム径が最適な値になるまで微調整用ねじ部材５を締め込んで、コリメータレンズユニット４の位置調整を行う。

前記コリメータレンズユニット４の移動距離Ｌとしては、例えば、図７に示す角度の傾斜面２１ｂに対して、微調整用ねじ部材９としてピッチが２．９４ｍｍのＰタイトのタッピングビスを用いれば、微調整用ねじ部材９を１回転させたときの移動距離Ｌは、２ｍｍとなる。なお、傾斜面２１ｂの角度は、コリメータレンズの性能に合わせて設定すればよい。

逆に、コリメータレンズユニット４が＋Ｘ方向に行き過ぎてしまった場合には、微調整用ねじ部材５を緩めれば、板ばね部５３の復元力により当接部５４が傾斜面２１ｂ上を上方に摺動しながらばね部材５が−Ｘ方向に移動し、コリメータレンズユニット４も−Ｘ方向に移動するようになる。

すなわち、ばね部材５は、微調整用ねじ部材９の頭部９２が板ばね部５３を押し込む押し込み量に応じてＸ方向に移動する。このため、微調整用ねじ部材９のねじ込み量を調整することによって治具を使用することなくコリメータレンズユニット４のＸ方向の位置調整をすることができるようになる。

そして、位置調整を行った後は、板ばね部５３の復元力によって微調整用ねじ部材９が緩むのを防止するために、ねじロックにより微調整用ねじ部材９を接着固定する。

また、微調整用ねじ部材９の頭部９２が板ばね部５３を押圧した状態では、板ばね部５３の復元力で対向部５２がガイド面２１ａに押し付けられるため、これにより保持部５１にコリメータレンズユニット４をガイド溝２５に押し付ける押し付け力が付与されて、この押し付け力によってコリメータレンズユニット４がガイド溝２５に固定されるようになる。このため、微調整用ねじ部材９を締めるだけで接着剤を使用することなくコリメータレンズユニット４を固定することができる。

このように、本実施形態のレーザースキャナユニット２では、前記のようなばね部材５を採用することによって、接着剤および治具を使用することなくコリメータレンズユニット４の位置調整と固定とを同時に行うことができるようになる。

また、ガイド面２１ａおよび傾斜面２１ｂに設けた突条部２２，２３により、ばね部材５が微調整用ねじ部材９の回転に連動して回転することが規制されるため、微調整用ねじ部材９を回転させる際の回転力がばね部材５を介してコリメータレンズユニット４に伝わることを防止することができる。

なお、前記実施形態では、コリメータレンズユニット４を＋Ｘ方向に移動させながら位置調整を行う形態を示したが、縦壁２１およびばね部材５を平面視で１８０度回転させる配置とすることによって、コリメータレンズユニット４を−Ｘ方向に移動させながら位置調整を行うようにすることも可能である。この場合には、傾斜面２１ｂは、−Ｘ方向に向かって下り傾斜となる。

また、ばね部材５は、保持部５１、対向部５２、板ばね部５３、当接部５４が一体となっている必要はなく、別体で構成されていてもよい。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置であるプリンタの概略構成図である。 蓋体を取り外したレーザースキャナユニットの斜視図である。 レーザースキャナユニットのコリメータレンズユニットが取り付けられる部分の分解斜視図である。 ばね部材の斜視図である。 微調整用ねじ部材を所定量締め込んだときのレーザースキャナユニットのコリメータレンズユニットが取り付けられる部分の斜視図である。 図５に示す状態から微調整用ねじ部材をさらに締め込んだときのレーザースキャナユニットのコリメータレンズユニットが取り付けられる部分の斜視図である。 （ａ）は図５のVIIA−VIIA線断面図、（ｂ）は図６のVIIB−VIIB線断面図である。

符号の説明

２ レーザースキャナユニット
２Ａ ハウジング
２１ａ ガイド面
２１ｂ 傾斜面
２２，２３ 突条部（回転規制部）
２５ ガイド溝
４ コリメータレンズユニット
４１ 鏡筒
４２ アパーチャ
５ ばね部材
５１ 保持部
５２ 対向部
５３ 板ばね部
５４ 当接部
５６ 長穴
９ 微調整用ねじ部材
９１ ねじ部
９２ 頭部
１０ プリンタ（画像形成装置）

Claims (2)

1. 鏡筒内にコリメータレンズが設けられるとともにその鏡筒にアパーチャが装着されたコリメータレンズユニットと、このコリメータレンズユニットを光軸方向に移動可能に支持するガイド溝を有し、当該コリメータレンズユニットを収容するハウジングとを備えたレーザースキャナユニットにおいて、
   前記ハウジングのガイド溝の側方には、前記光軸方向に平行なガイド面およびこのガイド面から前記光軸方向の一方に向かって下り勾配で傾斜する傾斜面が設けられており、
   前記コリメータレンズユニットを保持する保持部と、前記ガイド面に対向して配置され、当該ガイド面に押し付けられることによって前記保持部にコリメータレンズユニットをガイド溝に押し付ける押し付け力を付与する対向部と、この対向部の前記光軸方向の他方の端部から当該対向部を覆うように斜めに延びるとともに先端に前記傾斜面に当接する当接部が設けられた板ばね部とを有し、前記対向部および板ばね部を共に貫通して前記光軸方向に延びる長穴が設けられたばね部材と、前記ばね部材の長穴から前記ガイド面にねじ込まれるねじ部および前記板ばね部を押圧する頭部を有する微調整用ねじ部材とをさらに備えることを特徴とするレーザースキャナユニット。
2. 前記ハウジングには、前記微調整用ねじ部材を回転させる際に前記ばね部材が回転することを規制する回転規制部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザースキャナユニット。

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