JP2008083162A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化によって光路屈曲手段の角度や位置が狂ってしまうことを防ぎつつ、組付け時の精度を向上させ、更にコストアップを抑えることで、高精度かつ低コストな光学走査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】レーザ光源ユニットから発せられたレーザ光束Ｌ１〜Ｌ４の光路上に設けられ、レーザ光束Ｌ１〜Ｌ４の光路を屈曲させる複数の鏡面部９ａ〜９ｆを有する光学走査装置において、鏡面部９ａ〜９ｆは、一体の金属補強体８によって構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機などの画像形成装置に搭載され、像担持体に画像を書き込むための光学走査装置に関するものである。

シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色を像担持体上に一度に重ね合わせ、フルカラー画像を形成する画像形成装置に搭載される、光学走査装置の一例として、特許文献１が提案されている。その概要を図６に示す。

同図において、６５は光学走査装置の筐体、８５は素子保持部材であり、図のように複数の折り返しミラー８０ｂを保持している。尚、同図は光源、ポリゴンミラー、走査レンズ等は省略されているが、筐体６５に取り付けられている。

本例が素子保持部材８５を介して複数の折り返しミラー８０ｂを保持しているのは、温度変化による折り返しミラー８０ｂの角度や位置変化を避ける為である。このような折り返しミラー８０ｂに変化が生じた場合、像担持体（不図示）上の色毎の画像の位置がずれてしまい、色ズレが発生してしまうからである。

その為、本例では、素子保持部材８５の線膨張係数を筐体６５の線膨張係数よりも低くする、即ち、樹脂で出来た筐体６５に対し、素子保持部材８５を金属製としている。
特開２００５−８４４４９号公報

しかしながら、上記従来例では、光路屈曲手段としての複数の折り返しミラーの組付け時の角度や位置を高精度に決めることが困難である。

素子保持部材８５の実際の形態としては、板金で出来た複数の部材をねじ止め若しくは溶接によって組み合わせることが考えられる。この場合、筐体６５と折り返しミラー８０ｂの間に介在する部品点数が多くなり、それぞれの部材の加工精度全てが折り返しミラー８０ｂの角度、位置精度を狂わす要因となってしまう。

その為、実際には折り返しミラー８０ｂの角度や位置を調整する調整機構が必要になり、これによるコストアップや、温度変化や振動などで調整値が狂ってしまう、といった問題があった。

本発明は、温度変化によって光路屈曲手段の角度や位置が狂ってしまうことを防ぎつつ、組付け時の精度を向上させ、更にコストアップを抑えることで、高精度かつ低コストな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、
レーザ光源から発せられたレーザ光束の光路上に設けられ、前記レーザ光束の光路を屈曲させる複数の光路屈曲手段を有する光学走査装置において、
前記複数の光路屈曲手段は、一体の金属部材によって構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、温度変化によって光路屈曲手段の角度や位置が狂ってしまうことを防ぎつつ、組付け時の精度を向上させ、更にコストアップを抑えることで、高精度かつ低コストな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は、実施例１を表す図であり、実施例１に係る光学走査装置を説明するための図である。図２は、実施例１に係る金属部材としての金属補強体を説明するための概略断面図である。

図１において、１はレーザ光源ユニットであり、４本のレーザ光束を発する。２はシリンドリカルレンズ、３はポリゴンミラー、４はスキャナモータである。５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは走査レンズ、７は光学箱、８は金属部材としての金属補強体である。

ここで、金属補強体８は、例えば板状金属部材をプレス加工することによって作られており、図２に示すハッチング部に光路屈曲手段としての鏡面部９ａ〜９ｆを持っている。鏡面部９ａ〜９ｆは、レーザ光源ユニット（レーザ光源）１から発せられたレーザ光束の光路上に設けられ、レーザ光束の光路を屈曲させる。

また、金属補強体８は、ネジ１０によって光学箱７に締結されている。

以下に、本光学走査装置の動作について説明する。尚、本光学走査装置は、カラー画像形成装置に用いられる物であり、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックに相当する４色分の走査線を生成するものである。

それ故、レーザ光源ユニット１は４本の略平行光たるレーザ光束を発し、それらのレーザ光束はシリンドリカルレンズ２を経てポリゴンミラー３の反射面上に横に長い線像として結像する。ポリゴンミラー３はスキャナモータ４によって回転駆動され、４本のレーザ光束Ｌ１〜Ｌ４を偏向する。これらのレーザ光束Ｌ１〜Ｌ４のうち、Ｌ１は走査レンズ５ａ，６ａ、鏡面部９ａという経路を辿り、像担持体としての感光体上に走査線を形成する。同様に、Ｌ２は走査レンズ５ａ、鏡面部９ｂ、走査レンズ６ｂ、鏡面部９ｃという経路、Ｌ３は走査レンズ５ｂ、鏡面部９ｄ、走査レンズ６ｃ、鏡面部９ｅの経路、Ｌ４は走査レンズ５ｂ，６ｄ、鏡面部９ｆの経路を辿り、不図示の感光体上に走査線を形成する。尚、一般的には、レーザ光束Ｌ１〜Ｌ４が形成する走査線は、各々別の感光体上である。

ここで、ポリゴンミラー３から不図示の感光体に至る光路を何度も折り曲げている（屈曲させている）のは、ポリゴンミラー３から感光体までの光路長と、各感光体同士の間隔を略同一にする必要があるからである。

次に、金属補強体８の製造方法について述べる。図３は、本実施例の金属補強体の製造方法を説明する図であり、同図（ａ）は第１の工程を、同図（ｂ）は第２の工程を、同図（ｃ）は第３の工程を説明する図である。

第１の工程としては、板状の金属体としての金属板を打ち抜き加工を施し、図３（ａ）に示す金属体８ａの様な状態にする。

次に、第２の工程として曲げ加工を行い、図３（ｂ）に示す金属体８ｂの様な状態にする。第２の工程により、金属体８ｂには、一対の側板部４０，４０と、一対の側板部４０，４０を連結する連結部４２と、連結部４２に対して折り曲げられた屈曲部４１とが形成される。

その後、第３の工程として、屈曲部４１の一部に鏡面加工を施すことにより、図３（ｃ）に示すように、鏡面部９ａ〜９ｆが形成されて金属補強体８が完成する。屈曲部４１のうち鏡面加工が施される部分は、光学走査装置が組み立てられた場合において屈曲部４１のうちレーザ光束の光路に相当する部分であり、本実施例では屈曲部４１の先端部分となっている。尚、鏡面加工後に防錆や反射率調整等を目的として、メッキ処理や蒸着等によって保護膜を付加しても良い。

鏡面加工の方法としては、金属補強体８がアルミニウム製であれば、ダイヤモンドバイトによる切削加工が適している。また、鋼鉄製などであれば、研磨加工を施すことで鏡面を作ることが可能である。

次に、本実施例の効果について述べる。

本実施例においては、光路の折り曲げに必要な部材を一体の金属補強体８に設けた複数の鏡面部９ａ〜９ｆとしたことである。従来、これは、それぞれ別のミラーで行っていた。また、先に述べた従来例（特許文献１）では、わざわざ金属製の素子保持部材を用いて、これら複数のミラーが温度変化によって角度や位置が変動するのを防いでいた。

しかしながら、前述した様に従来例の構成では部品点数が多くなってしまう為、組付け時にミラーの角度や位置精度が非常に出づらく、組付け後に調整を要していた。

一方、本実施例の構成を用いれば、複数の鏡面部９ａ〜９ｆは一体の金属部材からなっており、その鏡面部の角度や位置精度は曲げ加工時の加工精度にしかよらない為、非常に高精度にすることが出来る。

また、金属部材であるが故に高剛性、低熱膨張であり、温度変化による鏡面部９ａ〜９ｆの角度や位置変化も殆ど生じない。

更に、部品点数も大幅に少なくなり、大幅なコストダウンも図れる。

すなわち、本実施例によれば、複数の鏡面部９ａ〜９ｆを一体の金属補強体８とすることで、組付け時の精度向上を図りつつ、温度変化によって鏡面部の角度が狂ってしまうのを防ぐことが出来る。更に、コストアップを抑え、高精度かつ低コストな光学走査装置を提供することが出来る。

図４は、実施例２を示す図であり、実施例２に係る金属部材としての金属補強体を説明する図である。尚、同図には、金属補強体８の一部のみを描いている。また、図５は、図４の矢印Ａ方向から見た図である。本実施例では、実施例１とは異なる構成部分を説明するものとし、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例においても、図４，５に示す様に、金属補強体８は側板部４０、連結部４２、屈曲部４１からなっており、屈曲部４１の先端に鏡面部（図４では９ａ）が設けられている。また、屈曲部４１の根元付近にはスリット部４７が、鏡面部９ａの横にはネジ止め部４３が設けられている。このネジ止め部には雌ネジを切ったネジ穴が、側板部４０には図５の様に長穴４６があり、両者はネジ４５で締結されている。

尚、図４，５では鏡面部９ａの一端のみを描いているが、実際には鏡面部９ａの両端に同様の構造が設けられている。

また、鏡面部９ａ以外の鏡面部（９ｂ〜９ｆ）にも必要に応じて同様の構造を設けることが出来る。

本実施例の特徴は、鏡面部９ａ〜９ｆの角度を調整可能にしたことである。実施例１では、鏡面部の角度は折り曲げ加工の加工精度のみによっていた。しかしながら、加工精度を超えた精度が要求されたり、他の部品（例えば走査レンズ５，６など）の精度も含めて走査線の位置精度を合せ込む必要が生じた場合に、鏡面部９ａ〜９ｆの角度を調整する必要がある。

本実施例では、角度調整手段として、ネジ４５を緩めることによって、屈曲部４１を所望量だけ撓ませ、その後ネジ４５を締め直すことによって鏡面部の角度を調整可能にすることが出来る。ここで、ネジ４５、ネジ止め部４３、長穴４６は、角度調整手段を構成している。

また、屈曲部４１はその根元に設けられたスリット部４７によって、部分的に強度低下をさせているため、撓みは図４において符号４４で示す部分付近に集中的に生じ、鏡面部９ａの面精度に影響を与えることが無く、鏡面部９ａの角度を調整することが出来る。

また、鏡面部９ａが側板部４０と締結される為、高剛性となり、振動などに対しても強くなる。

よって、本実施例では、実施例１の効果に加え、鏡面部の角度を調整可能としたことで、他の部品（例えば走査レンズ等）の精度にもよらず、正確な位置に走査線を形成することが出来る。

実施例１に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例１に係る金属部材を説明する図である。 実施例１に係る金属部材の製造方法を説明する図である。 実施例２に係る金属補強体を説明する図である。 実施例２に係る金属補強体を説明する図である。 従来例を説明する図である。

符号の説明

１ レーザ光源ユニット
８ 金属補強体
９ａ〜９ｆ 鏡面部
Ｌ１〜Ｌ４ レーザ光束

Claims (5)

1. レーザ光源から発せられたレーザ光束の光路上に設けられ、前記レーザ光束の光路を屈曲させる複数の光路屈曲手段を有する光学走査装置において、
   前記複数の光路屈曲手段は、一体の金属部材によって構成されていることを特徴とする光学走査装置。
2. 前記金属部材は、板状の金属体に対して打ち抜き加工、及び曲げ加工が施され、前記光路屈曲手段に相当する部位が鏡面加工されることにより構成さ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. 前記金属部材は、対向して設けられた一対の側板部と、前記一対の側板部を連結する連結部と、を有するとともに、前記連結部に対して折り曲げられた屈曲部を複数有し、
   前記光路屈曲手段は、前記屈曲部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
4. 前記金属部材は、板状の金属体に打ち抜き加工、及び曲げ加工が施されることにより、前記側板部、前記連結部、及び前記屈曲部が形成され、
   前記屈曲部のうち前記レーザ光束の光路に相当する部位が鏡面加工されることにより、前記光路屈曲手段が構成されることを特徴とする請求項３に記載の光学走査装置。
5. 前記連結部に対して前記屈曲部を角度調整可能とする角度調整手段を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の光学走査装置。
   

Images