JP2008225231A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の少なくとも一つを接着する前後における光学素子の少なくとも一つの位置ずれが低減された光走査装置、及び、該光走査装置を用いて、画像を形成する画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源から放出された光を、ハウジングに設けられた少なくとも一つの光学素子を介して、対象に照明し、該光で該対象を走査する光走査装置は、該光学素子の少なくとも一つ及び該ハウジングの両方と接着される中間部材を含む。画像形成装置は、該光走査装置を用いて、画像を形成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。

レーザプリンタ、デジタル複写機、およびレーザＦＡＸなどのカラー画像形成装置には、光源からの光ビームを偏向走査する正多角形に形成されたポリゴンミラーと、このポリゴンミラーによって走査された光ビームを感光体面上に結像するための光学素子（走査レンズ、ミラー）とが備えられ、また、書込み開始位置を決定するために、有効露光領域外の走査開始側に光検知器が設けられている。

このようなカラー画像形成装置において、カラー画像を形成する場合は、複数の色を重ね合わせる必要がある。１つの感光体で複数色の像を重ね合わせる方法と、複数の感光体で複数色の画像を重ねる方法がある。

しかし、光学素子の像面湾曲特性、ハウジングの捩れ、ポリゴンモータの発熱による熱変形、本体内での別ユニットを熱源とする熱変形、感光体の取付け時の捩れなどによって、主走査方向の走査線傾きや副走査方向のレジストずれが発生し、カラー画像形成装置では、３ないし４本の走査線は重ならないために色ずれの原因となる。

主走査方向とは、光走査装置自体が記録媒体に書き込む方向であり、副走査方向とは、転写媒体が移動する方向であり、ここでは、副走査方向は主走査方向に対して略直交する方向である。

副走査方向の走査線傾きとは、理想的な走査線に対し、副走査方向に傾斜する現象である。

副走査方向のレジストずれとは、理想的な走査線に対し、副走査方向に平行にずれる現象である。

この問題を解決するために、ミラーの調整接着技術が提示される。

これによると、ミラー長手方向の一方の端部に調整接着機構、もう一方側には保持機構を備えたミラー台にミラーを取り付ける。調整接着機構側は接着面からのミラーの高さを調整して走査線傾きを揃え、接着面に対するミラーの角度を調整することでレジストを揃え、その後に接着により固定保持され、色ずれの少ない高品位なカラー画像を出力することができる。

しかしながら、上記のミラーの調整接着技術では、接着で固定する際に、硬化収縮によってミラーの位置が大きく変動する。このミラー位置の変化が発生すると、走査線が傾き、画像評価での色ずれとなることがあった。この為、ミラーを狙いどおりの位置で固定する必要がある。

そこで本発明者は、調整位置によって変動する接着剤の硬化収縮の変動量を低減させ、調整後のミラー位置ずれを低減できる接着構造を提供することを着想した。
特開２００４−１１２４８０号公報

本発明の第一の目的は、光学素子の少なくとも一つを接着する前後における光学素子の少なくとも一つの位置ずれが低減された光走査装置を提供することである。

本発明の第二の目的は、光学素子の少なくとも一つを接着する前後における光学素子の少なくとも一つの位置ずれが低減された光走査装置を用いて、画像を形成する画像形成装置を提供することである。

本発明の第一の態様は、光源から放出された光を、ハウジングに設けられた少なくとも一つの光学素子を介して、対象に照明し、該光で該対象を走査する光走査装置において、該光学素子の少なくとも一つ及び該ハウジングの両方と接着される中間部材を含む
ことを特徴とする光走査装置である。

本発明の第二の態様は、本発明の第一の態様である光走査装置を用いて、画像を形成する画像形成装置である。

本発明の第一の態様によれば、光学素子の少なくとも一つを接着する前後における光学素子の少なくとも一つの位置ずれが低減された光走査装置を提供することができる。

本発明の第二の態様によれば、光学素子の少なくとも一つを接着する前後における光学素子の少なくとも一つの位置ずれが低減された光走査装置を用いて、画像を形成する画像形成装置を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。

本発明の第一の実施形態は、光ビームを照射する光源と、光源から出射された発散光束を略平行な光ビームにするコリメートレンズと、光ビームを整形するアパーチャと、光ビームを主走査方向に線状に結像させるシリンダレンズとによって構成される走査前光学系を複数有し、これら、複数の走査前光学系からの光ビームを、同一の偏向手段を用いて主走査方向に偏向する偏向手段(＝偏向器)と、前記偏向された光ビームを走査前光学系毎に各々被走査面に結像させる、単体または複数の結像レンズ群とを、同一の（光学）ハウジング内に備えた光走査装置において、各光ビームを反射してそれぞれの感光体上へと導く複数のミラーであって、前記ミラーの長手方向の一方の端部を保持部材で固定し、前記ミラーの長手方向のもう一方の端面と、（光学）ハウジングとを中間部材を介在させた状態で接着固定することを特徴とする光走査装置である。

本発明の第二の実施形態は、本発明の第一の実施形態である光走査装置において、前記ミラーの長手方向のミラー蒸着面に直交する端面に有する接着面と、（光学）ハウジングに形成されているリブの有する接着面を中間部材に形成された接着面の同一面内で接着固定することを特徴とする光走査装置である。

本発明の第三の実施形態は、本発明の第一の実施形態である光走査装置において、前記ミラーの長手方向のミラー蒸着面側の端部に有する接着面と、（光学）ハウジングに有する接着面を、中間部材に形成された第一接着面と第二接着面で接着固定することを特徴とする光走査装置である。

本発明の第四の実施形態は、本発明の第一の実施形態である光走査装置において、前記ミラーの長手方向のミラー蒸着面に直交する端面に有する接着面と、（光学）ハウジングに形成されているリブの上面側に有する接着面を、中間部材に形成された第一接着面と第二接着面で接着固定することを特徴とする光走査装置である。

本発明の第五の実施形態は、本発明の第一〜第四の実施形態のいずれかである光走査装置において、前記ミラーの接着固定は、紫外線硬化型の接着剤又は電子線硬化型の接着剤又は熱硬化型の接着剤により、ミラーと（光学）ハウジングとを同時に中間部材に接着固定することを特徴とする光走査装置である。

本発明の第六の実施形態は、本発明の第一〜第四の実施形態のいずれかである光走査装置におけるミラーを接着及び固定するミラー接着固定方法において、前記ミラーを固定する接着固定箇所に対して、硬化に使用する紫外線または熱線又は電子線を、概略同一の強度で均一に照射することを特徴とするミラー接着固定方法である。

本発明の第七の実施形態は、本発明の第一〜第四の実施形態のいずれかである光走査装置において、前記中間部材は、透明なプラスチック部材からなることを特徴とする光走査装置である。

本発明の第八の実施形態は、本発明の第一〜第六の実施形態のいずれかである光走査装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置である。

特に、本発明の第一〜第六の実施形態のいずれかである光走査装置によれば、ミラーの長手方向の一方の端部を保持部材で固定し、ミラーの長手方向のもう一方の端面と、（光学）ハウジングとを中間部材を介在させた状態で紫外線硬化型の接着剤又は電子線硬化型の接着剤又は熱硬化型の接着剤で接着固定することで、ミラーの調整位置によって変動していた接着剤の膜厚を一定にできるため、接着時の硬化収縮量が安定するなど、組付けや位置調整が簡易になり、生産コストの低減が見込めると同時に、ミラーにＵＶ透過部を設けることで装置及び部品の構成・機構を複雑にすることなく安価で高精度な光走査装置を提供できる。

特に、本発明の第八の実施形態である画像形成装置によれば、本発明の光走査装置を搭載した画像形成装置により、高画質な画像を得ることができる。

次に、本発明のより具体的な実施形態を図面と共に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る光走査装置の一つの例を示す図である。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置の一つの例の上面図であり、図１（ｂ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置の一つの例の正面図である。

図２は、本発明の実施形態に係る光走査装置の別の例を示す図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置の別の例の上面図であり、図２（ｂ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置の別の例の正面図である。

１つは図１（ａ）及び（ｂ）に示したような光走査装置において、樹脂からなるハウジング１０１には、光ビームを照射する光源１０２とシリンドリカルレンズ１０３があり、光源１０２から発する光ビームを偏向器であるポリゴンスキャナユニット１０４に集光させている。このポリゴンスキャナユニット１０４に組付けられている回転多面鏡１０４ａは、等角速度でレーザー光を偏向している。そして、このポリゴンスキャナユニット１０４にて偏向され、光学素子１０５を透過した光ビームは、（折返し）ミラー１０７により折り返して、ハウジング１０１外部の感光体１０６上に結像、且つ、等速度になるように走査されている。そして、光走査装置を画像形成装置に組み込むと共に、画像情報に基づいて、光走査装置を用いて、画像形成装置に含まれる感光体１０６を光ビームで走査することによって、感光体１０６に画像を形成することができる。また、光源１０２に備えられた半導体レーザーの数は１つに限られず、２以上とすることができる。

もう１つは多色画像形成を目的とした図２（ａ）及び（ｂ）に示したような光走査装置において、複数の光源１０２から発する光ビームを１つのポリゴンスキャナユニット１０４にて偏向し、各々の光源１０２に対応し、ポリゴンスキャナユニット１０４に対向した形で配置され、光学素子１０５を透過した光ビームは、各光ビームに対応して設けられたミラー１０７により折り返して、ハウジング１０１外部の感光体１０６上に結像、且つ、等速度になるように走査されている。そして、光走査装置を画像形成装置に組み込むと共に、画像情報に基づいて、光走査装置を用いて、画像形成装置に含まれる感光体１０６を光ビームで走査することによって、感光体１０６に画像を形成することができる。また、光源１０２に備えられた半導体レーザーの数は１つに限られず、２以上とすることができる。

図３は、本発明の実施形態に係る光走査装置におけるミラー部の例を示す図である。図４は、本発明の実施形態に係るミラーを支持する光走査装置の支持部の例を示す図である。図５は、本発明の実施形態に係るミラーを保持する光走査装置の保持部材の例を示す図である。図５（ａ）は、本発明の実施形態に係るミラーを保持する光走査装置の保持部材の例の上面図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施形態に係るミラーを保持する光走査装置の保持部材の例の正面図である。

図３は、ミラー部の上斜視図を示す。図３に示すように、ミラー１０７は主走査方向に長い矩形状の平面部材で構成されており、片面側の中央付近にはミラー面が形成されている。ミラー１０７の平面部材は、ガラス部材であれば、特に限定されない。ミラー面は、光を反射させる面であり、ミラー面には、例えば、アルミニウムのような金属又は合金の薄膜が形成される。なお、ミラー１０７は、例えば、真空蒸着の手段を用いて、その平面部材のミラー面に金属又は合金の膜を設けることによって得られる。

このミラー１０７長手方向の一方の端部は、保持部材１０９が取り付く構成となっており、もう一方の端部は、接着によってハウジング１０１と固定される構造となっている。ミラー１０７が、三点支持されるとき、二点で支持されるミラー１０７の端部は、接着剤によって、中間部材を介して、ハウジング１０１に接着され、一点で支持されるミラー１０７の端部は、保持部材１０９によって、ハウジング１０１に可動に取り付けられる。このようにミラー１０７の一方の端部が、保持部材１０９によって取り付けられ、ミラー１０７の他方の端部が、中間部材に接着されているので、ミラー１０７の配置を調整することができると共に取付後、ミラーの熱膨張又は熱収縮によるミラー１０７の湾曲を予防する又は低減することができる。

この保持部材１０９は、図５（ａ）に示すように中央部に長方形状した２つの加圧部１０９ａと、締結部材１１１で固定するための円形状した穴が形成されている。

このミラー１０７長手方向の一方の端部は、図４に示すようにハウジング１０１に設けられたリブ１０１ａの上面側に形成されている半円筒形状の支持部１１０に当接させ、ミラー１０７の上面側から、図５（ａ）に示すように、ねじなどの締結部材１１１で保持部材１０９を取り付ける機構となっている。

保持部材１０９に形成された加圧部１０９ａが、ミラー１０７上面側から、支持部１１０に対して、左右対称な位置に均一な荷重で押圧して、ミラー１０７を保持する。また、図５（ｂ）に示すように加圧部１０９ａに角部１０９ｂを設けることで、より均一な荷重で押圧することが可能となる。

図６は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の一つの例を示す図である。図６（ａ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、接着剤が硬化する前の、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の一つの例を示す図であり、図６（ｂ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、接着剤が硬化した後の、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の一つの例を示す図である。

図６に示すように、このミラー１０７の長手方向のもう一方の端部は、中間部材１１５を介在させた状態でミラー１０７とハウジング１０１のリブ１０１ａを接着剤１１３で接着固定する機構になっている。中間部材１１５には、第一接着部と第二接着部が形成されており、第一接着部と第二接着部は中間部材１１５の同一面（第一接着面）上に形成されている。ミラー１０７の端部が、中間部材１１５の第一接着部に接着剤１１３で接着されており、ハウジング１０１のリブ１０１ａが、中間部材１１５の第二接着部に接着剤１１３で接着されている。中間部材１１５は、接着剤１１３に紫外線源１１２から照射されるＵＶ光が届くようにＵＶ光に対して透明な透明体のプラスチック部材である。

図６に示す本実施例では、中間部材１１５の材質は、透明体のプラスチック部材を用いて説明するが、ＵＶ光を透過させる材質（例えばガラス材など）でも良いものとする。図示しないが、ミラーの角度調整機構にて、ミラー１０７の位置をＸ方向及びＹ軸に平行な軸を回転軸とした回転方向に変位させて、副走査方向の走査線傾きや副走査方向のレジストずれを調整する。また、副走査方向の走査線傾き及び副走査方向のレジストを同時に調整することが可能である。

上記のようにミラー１０７の位置調整後、図６（ａ）に示すようにミラー１０７の長手方向のミラー面に直交するミラー端面１０７ｄと、ハウジングに形成されているリブ１０１ａの壁面に接着剤を塗布し、中間部材１１５に形成された第一接着面の対応する部分（第一接着部及び第二接着部）と当接させる。ここでミラー１０７またはハウジング１０１は把持し、中間部材１１５は把持しない状態で、中間部材１１５の後側に位置した紫外線源１１２から接着剤１１３にＵＶ照射する。

このＵＶ照射により、図６（ｂ）に示す矢印の方向に接着剤１１３は硬化収縮１１４するが、中間部材１１５のみがミラー１０７やハウジング１０１側に変位する。すなわち、硬化収縮１１４による、ミラー１０７とハウジング１０１の相対位置の変化を抑えることができるから、ミラー１０７の調整後の位置ずれを防止することができる。

本実施例では、紫外線硬化型接着剤を用いて説明するが、紫外線硬化型接着剤以外の電子線硬化型接着剤、又は熱硬化型接着剤で接着固定する手段でも可能である。

図７は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の別の例を示す図である。図７（ａ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、接着剤が硬化する前の、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の別の例を示す図であり、図７（ｂ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、接着剤が硬化した後の、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の別の例を示す図である。

図７に示す中間部材１１５によるミラー１０７及びハウジングのリブ１０１ａの接着固定方法は、ミラー１０７の長手方向のミラー端部１０７ｅと、ハウジングに形成されているリブ１０１ａの壁面に接着剤を塗布し、中間部材１１５に形成された第一基準面１１５ａは、リブ１０１ａの壁面と当接し、中間部材１１５に形成された第二基準面１１５ｂは、ミラー端部１０７ｅと当接させた状態で、２箇所の接着剤１１３に均等な照射パワーとなるように紫外線源１１２からＵＶ照射する。

このＵＶ照射により、接着剤１１３は硬化収縮１１４することで、中間部材１１５は図７に示す矢印の方向に変位する。このことにより、硬化収縮１１４によるミラー１０７の調整後の位置ずれを防止することができる。

図８は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置のさらに別の例を示す図である。図８（ａ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、接着剤が硬化する前の、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置のさらに例を示す図であり、図８（ｂ）は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、接着剤が硬化した後の、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置のさらに別の例を示す図である。

図８に示す中間部材１１５によるミラー１０７及びハウジングのリブ１０１ａの接着固定方法は、ミラー１０７の長手方向のミラー面に直交するミラー端面１０７ｄと、ハウジングに形成されているリブ１０１ａのリブ上面１０１ｂに接着剤１１３を塗布し、中間部材１１５に形成された第一基準面１１５ａはミラー端面１０７ｄと当接し、中間部材１１５に形成された第二基準面１１５ｂは、リブ上面１０１ｂと当接させた状態で、２箇所の接着剤１１３に均等な照射パワーとなるように紫外線源１１２からＵＶ照射する。

このＵＶ照射により、接着剤１１３は硬化収縮１１４することで、中間部材１１５は図８に示す矢印の方向に変位する。このことにより、硬化収縮１１４によるミラー１０７の調整後の位置ずれを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態及び実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。

本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等に使用される光走査装置に適用することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る光走査装置の一つの例を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る光走査装置の別の例を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係る光走査装置におけるミラー部の例を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係るミラーを支持する光走査装置の支持部の例を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係るミラーを保持する光走査装置の保持部材の例を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の一つの例を示す図である。 図７は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置の別の例を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る光走査装置における、ミラー及びハウジングの両方と接着剤で接着される中間部材の配置のさらに別の例を示す図である。

符号の説明

１０１ ハウジング
１０１ａ リブ
１０１ｂ リブ上面
１０２ 光源
１０３ シリンドリカルレンズ
１０４ ポリゴンスキャナユニット
１０４ａ 回転多面境
１０５ 光学素子
１０６ 感光体
１０７ ミラー
１０７ｄ ミラー端面
１０７ｅ ミラー端部
１０９ 保持部材
１０９ａ 加圧部
１０９ｂ 角部
１１０ 支持部
１１１ 締結部材
１１２ 紫外線源
１１３ 接着剤
１１４ 硬化収縮
１１５ 中間部材
１１５ａ 第一基準面
１１５ｂ 第二基準面

Claims (11)

1. 光源から放出された光を、ハウジングに設けられた少なくとも一つの光学素子を介して、対象に照明し、該光で該対象を走査する光走査装置において、
   該光学素子の少なくとも一つ及び該ハウジングの両方と接着される中間部材を含む
   ことを特徴とする光走査装置。
2. 前記少なくとも一つの光学素子は、少なくとも一つのミラーを含み、且つ、
   前記光学素子の少なくとも一つは、該ミラーの少なくとも一つである
   ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記少なくとも一つのミラーは、長手方向を有するミラーを含み、且つ、
   該長手方向における該長手方向を有するミラーの一方の端部は、前記中間部材に接着され、且つ、
   該長手方向における該長手方向を有するミラーの他方の端部は、前記ハウジングに保持される
   ことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記光学素子の少なくとも一つ及び前記ハウジングは、前記中間部材の一つの面に接着されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査装置。
5. 前記光学素子の少なくとも一つ及び前記ハウジングは、それぞれ、前記中間部材の異なる面に接着されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光走査装置。
6. 前記中間部材は、前記光学素子の少なくとも一つの底面に接着されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光走査装置。
7. 前記中間部材は、前記光学素子の少なくとも一つの側面に接着されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光走査装置。
8. 前記光学素子の少なくとも一つ及び前記ハウジングの少なくとも一方は、紫外線硬化型の接着剤、電子線硬化型の接着剤、及び熱硬化型の接着剤からなる群より選択される少なくとも一つの接着剤で接着されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光走査装置。
9. 前記中間部材は、紫外線を透過させる材料を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光走査装置。
10. 前記中間部材は、プラスチックを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光走査装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の光走査装置を用いて、画像を形成する画像形成装置。

Images