JP2010020239A - ビーム調整機構、ビーム走査装置、画像形成装置、およびビーム方向調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光軸の位置を副走査方向に調整するためにコリメートレンズとシリンドリカルレンズの間に平板ガラスが設けられるが、従来の構造では、この平板ガラスの回動機構を小型化できなかった。
【解決手段】入射面と、入射面に対して平行な出射面とを有し、入射面に入射したビームを透過して出射面から送出する透光板２２と、透光板２２を保持し、回動させることにより、入射面へのビームの入射角度を変化させるホルダー２３とを備える。透光板２２が回動する際の回転軸は、入射面に平行であり、入射面および出射面の中央位置にある仮想的な中央面よりも入射面に近い側の透光板２２内に設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、複写機、およびファクシミリなどの画像形成装置に用いられるビーム走査装置、ビーム走査装置に用いるビーム調整機構およびビーム方向調整方法に関する。

近年、カラーデジタルプリンターや、カラー複写機等には、感光体ドラム等の像担持体表面に像を形成するために、レーザー光によって走査を行うレーザー・スキャナー・ユニット（以下、ＬＳＵと呼ぶ）が設けられている。

このＬＳＵは、レーザー光源、コリメートレンズ、シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー、およびｆθレンズ等の光学部品を有している。また、副走査方向のビーム位置を調整するために、コリメートレンズとシリンドリカルレンズの間に平板ガラスが設けられている。これらの光学部品は、ＬＳＵのフレームの所定位置に固定され、配置されている。

ＬＳＵの製造工程では、個々のフレームで寸法誤差があるため、各ＬＳＵユニット毎にミラーや平板ガラスの角度調整を行う必要がある。

コリメートレンズとシリンドリカルレンズの間に設けられた平板ガラスの角度を調整する機構として、平板ガラスを取り付けた部材を回動させる機構（例えば、特許文献１参照）や、平板ガラスを載置した台に対して揺動させる機構が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献１に記載されている平板ガラスの回動調整機構の正面図を図８（ａ）に、左側面図を図８（ｂ）に示す。

この調整機構は、基板１０１に固設された支持板１０２の光路出射側に向け垂直よりわずかに斜めに倒して立ち上げた立上げ部１０２ａに、Ｌ字状のガラス取付け板１０３を固設している。そして、取付け板１０３の立設面の方形開口部１０３ａに平板ガラス板１００を取り付けるとともに、平板ガラス板１００の取付け部より下方に向けて傾斜させた傾斜面１０４を形成し、傾斜面１０４の先側に基板１０１に向け調整ネジ１０５を螺号し、調整ネジ１０５の進退動作により取付け板１０３が副走査方向に傾動可能に構成している。なお、平板ガラス板１００は、押圧バネ１０６によって取付け板１０３へ押圧支持されている。

調整ネジ１０５の進退動作によって取付け板１０３を副走査方向に傾動させることにより、レーザー光線の平板ガラス板１００への入射角度が調整される。

この場合、基板１０１と立上げ部１０２ａが接する部分の直線を回転軸として、副走査方向に約１５°の角度範囲内で平板ガラス板１００の傾斜角度を調整できる。

次に、図９（ａ）に、特許文献２に記載の走査光学装置の、平行平板が配置される部分の斜視図を示す。また、図９（ｂ）の左側の図は、平行平板を光軸に対して垂直にしたときの斜視図を示し、図９（ｂ）の右側の図は、平行平板を前方に揺動させたときの斜視図を示している。

コリメート光学素子１１１とシリンドリカルレンズ１１２の間には、平行光にされたレーザー光が透過可能な、ガラス等からなる長方形形状の平行平板１１３が配置されている。

そして、ハウジングの底面１１０に、平行平板１１３を主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に支持する支持手段１１４が設けられている。なお、図９では、レーザー光の光軸方向をＸ方向というとともに、シリンドリカルレンズ１１２に向かう方法を＋Ｘ方向、その反対側の方向を−Ｘ方向という。

支持手段１１４は、ハウジングの底面１１０から上方に突出して主走査方向に延びる断面形状が台形形状の突条をなし、その上面１１８に平行平板１１３が載置される載置部１１７と、平行平板１１３を−Ｘ方向から覆うようにハウジングの底面１１０から立ち上がる支持壁１１５とを有している。なお、載置部１１７の上面１１８は、平行平板１１３の下面よりもＸ方向に大きく設定されている。

支持壁１１５には、レーザー光を通すための主走査方向に延びる長方形状の開口部１２３が設けられている。この支持壁１１５の上部には、主走査方向の中央にセットスクリュー１２４が支持壁１１５を貫通した状態でねじ込まれ、支持壁１１５の上端面には、平行平板１１３の上部を−Ｘ方向に付勢する左右一対の板バネ１１９が取り付けられていて、平行平板１１３の上部が板バネ１１９によってセットスクリュー１２４の先端に押し付けられている。

さらに、支持壁１１５の下部には、＋Ｘ方向に突出して主走査方向に延びる半円柱状の突条部１１６が設けられている。一方、載置部１１７の＋Ｘ方向側の傾斜面には、平行平板１１３の下部を−Ｘ方向に付勢する板バネ１２０が取り付けられていて、平行平板１１３の下部が板バネ１２０によって支持壁１１５の突条部１１６に押し付けられている。

このため、図９（ｂ）の左側の図に示すような平行平板１１３がレーザー光の光軸と直交する状態から、セットスクリュー１２４を回してセットスクリュー１２４を板バネ１１９の付勢力に抗して＋Ｘ方向に前進させると、平行平板１１３は、図９（ｂ）の右側の図に示すように下面と＋Ｘ方向側の面とのコーナー部１２１を支点にして、すなわち主走査方向に延びる軸回りに＋Ｘ方向に揺動するようになる。

逆に、図９（ｂ）の左側の図に示すような平行平板１１３がレーザー光の光軸と直交する状態から、セットスクリュー１２４を回してセットスクリュー１２４を−Ｘ方向に後退させると、平行平板１１３は、板バネ１１９に付勢されることにより下面と−Ｘ方向側の面とのコーナー部１２２を支点にして、すなわち主走査方向に延びる軸回りに−Ｘ方向に揺動するようになる。

このように平行平板１１３を揺動させることにより、シリンドリカルレンズ１１２に入射するレーザー光の副走査方向における高さ位置を調整できる。
特許第３５３４７９１号公報 特開２００８−１２２６７８号公報

しかしながら、上述したような従来のビーム調整機構は、それらの機構的な面により大型化してしまうために高コスト化の一因となっていた。

図８に示した特許文献１のビーム調整機構の場合、図８（ａ）に示すように、平板ガラス板１００とは離れた位置に配置される支持板１０２や調整ネジ１０５を用いて調整する構造のため大型化していた。

また、平板ガラス板１００を回動させるための回転軸が平板ガラス板１００から大きく離れているために、平板ガラス板１００の調整角度が小さくても、平板ガラス板１００の上部の回動量が大きくなってしまうので、このビーム調整機構の動作エリアを大きく設ける必要があった。その結果、ＬＳＵユニットの大型化の一因にもなっていた。

また、平板ガラス板１００に押圧バネ１０６で付勢する部分を設けなければならないため、その分、平板ガラス板１００を大きくしなければならず、高コストとなっていた。

また、この構成で、平板ガラス板１００の調整角度範囲を大きくする場合には、調整ネジ１０５の長さを長くしなければならないので、さらに大型化してしまう。

図９に示した特許文献２のビーム調整機構の場合、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、平行平板１１３から離れた位置に載置部１１７を設けなければならず、また、平行平板１１３内にセットスクリュー１２４が押圧する部分を設けなければならない構造のため大型化していた。

また、図８の場合と同様に、図９の場合にも、平行平板１１３を揺動させるための回転軸は、平行平板１１３の端部であるコーナー部１２１または１２２であり、レーザー光が透過する位置から大きく離れた位置にある。そのため、平行平板１１３の調整角度が小さくても、平行平板１１３の上部の回動量が大きくなってしまうので、この場合にも、ビーム調整機構の動作エリアを大きく設けなければならない。

また、平行平板１１３にセットスクリュー１２４が押圧する部分を設けなければならないため、その分、平行平板１１３を大きくしなければならず、高コストとなっていた。

本発明は、上記従来の課題を考慮して、従来よりも小型で低コストで実現できる、ビーム調整機構、ビーム走査装置、画像形成装置およびビーム方向調整方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
入射面と、前記入射面に対して平行な出射面とを有し、前記入射面に入射したビームを透過して前記出射面から送出する透光板と、
前記透光板を保持し、回動させることにより、前記入射面へのビームの入射角度を変化させるホルダーとを備え、
前記透光板が回動する際の回転軸は、前記入射面に平行であり、前記入射面および前記出射面の中央位置にある仮想的な中央面よりも前記入射面に近い側にある、ビーム調整機構である。

また、第２の本発明は、
前記回転軸は前記透光板内にある、第１の本発明のビーム調整機構である。

また、第３の本発明は、
前記回転軸を含む仮想的な平面のうちの前記入射面に対して垂直な前記平面が前記入射面と交差する直線に対して、前記入射面の上面と下面は線対称である、第１または第２の本発明のビーム調整機構である。

また、第４の本発明は、
前記回転軸を含む仮想的な平面のうちの前記入射面に対して垂直な前記平面が前記入射面と交差する直線に対して、前記入射面の上面と下面は非線対称である、第１または第２の本発明のビーム調整機構である。

また、第５の本発明は、
前記透光板は、所定の厚さを有しており、
前記入射面の形状および大きさは、前記ホルダーが回動する角度範囲において、前記ビームが前記入射面内に入射する形状および大きさであり、
前記出射面の形状および大きさは、前記ホルダーが回動する前記角度範囲において、前記入射面に入射したビームがそのまま前記出射面内から送出する形状および大きさである、第３または第４の本発明のビーム調整機構である。

また、第６の本発明は、
前記透光板は、直方体である、第３または第４の本発明のビーム調整機構である。

また、第７の本発明は、
光源から送出されたビームをコリメート光にするコリメートレンズと、
前記コリメート光が入射される、請求項１に記載のビーム調整機構と、
前記ビーム調整機構から出射されたコリメート光を集光するシリンドリカルレンズと、
像担持体の表面を走査するために、前記シリンドリカルレンズによって集光された光を偏向する回転多面鏡とを備え、
前記ビーム調整機構は、前記透光板の前記回転軸が、入射される前記コリメート光の主走査方向に対して平行になるように配置されているビーム走査装置である。

また、第８の本発明は、
前記像担持体の表面に現像剤画像を形成する第７の本発明のビーム走査装置を備えた画像形成装置である。

また、第９の本発明は、
入射面と前記入射面に対して平行な出射面とを有する透光板を保持したホルダーを、フレームに回動自在に載置するホルダー載置ステップと、
前記透光板に入射し透過して送出されるビームが、シリンドリカルレンズおよび回転多面鏡を介して像担持体の表面の正規の位置に走査されるように、前記ホルダーを回動することによって前記透光板も回動させて前記送出されるビームの副走査方向を調整するビーム方向調整ステップと、
前記透光板の位置を固定するために、前記ホルダーを固定部材を用いて前記フレームに固定する透光板固定ステップとを備え、
前記透光板を回動させる際の回転軸は、前記入射面に平行であり、前記入射面および前記出射面の中央位置にある仮想的な中央面よりも前記入射面に近い側の前記透光板内にあり、かつ前記入射するビームの主走査方向に平行であるビーム方向調整方法である。

本発明により、従来よりも小型で低コストで実現できる、ビーム調整機構、ビーム走査装置、画像形成装置およびビーム方向調整方法を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるビーム調整機構を用いた複写機の正面の断面構成図である。

図１に示すように、本実施の形態１の複写機１は、底部に画像形成される用紙を収納するための複数の給紙カセット２を備えている。また、複写機１は、その上部に、露光ランプ、レンズ、ミラー等により原稿の画像を読み取る原稿読み取りユニット１７を備えている。なお、複写機１が、本発明の画像形成装置の一例にあたる。

また、本実施の形態１の複写機１は、タンデム方式を用いたカラー複写機であり、水平方向に順に配置されたブラック画像形成ユニット３、イエロー画像形成ユニット４、シアン画像形成ユニット５、およびマゼンダ画像形成ユニット６を備えている。これら画像形成ユニット３、４、５、６によって形成された画像を重ね合わせるための中間転写ベルト７が配置されている。

また、中間転写ベルト７上で重ね合わされたトナー画像を給紙カセット２から給紙された用紙に転写するための転写ユニット８と、用紙に転写されたトナー画像を定着するための定着ユニット９が設けられている。そして、定着ユニット９によってトナー画像が定着された用紙が排出される排出トレー１６が設けられている。

次に、画像形成ユニットについて説明するが、４つの画像形成ユニット３、４、５、６の基本的構成は同じであるため、マゼンダ画像形成ユニット６を例に挙げて説明する。

図１に示すように、マゼンダ画像形成ユニット６は、感光体ドラム１０、帯電器１１、現像器１２、転写器１３、およびクリーニングユニット１４等から構成されている。

また、４つの画像形成ユニット３、４、５、６の、各々の帯電器１１によって帯電された各々の感光体ドラム１０の表面を光走査することによって静電潜像を形成するレーザースキャナーユニット（以下、ＬＳＵと呼ぶ）１５が設けられている。このＬＳＵ１５は、４つの画像形成ユニット３、４、５、６の下方に配置されている。

ＬＳＵ１５には、４つのレーザー光源、各レーザー光源から発光されたレーザー光をコリメート光にするコリメートレンズ、コリメート光をポリゴンミラーに集光させるシリンドリカルレンズ、ポリゴンミラーで等角度走査されたレーザー光を感光体ドラム１０上で等速走査させる機能を有する走査レンズが設けられている。また、走査レンズを通過したレーザー光を各画像形成ユニット３、４、５、６の感光体ドラム１０に導くための複数のミラーと、レーザー光を各画像形成ユニット３、４、５、６の感光体ドラム１０表面に集光するための補正レンズとして複数のｆθレンズが設けられている。

なお、各画像形成ユニット３、４、５、６の感光体ドラム１０が、本発明の像担持体の一例にあたる。また、ＬＳＵ１５が、本発明のビーム走査装置の一例にあたる。

図２（ａ）に、ＬＳＵ１５内の、レーザー光源からシリンドリカルレンズまでのレーザー光を主走査方向から見たときの模式図を示す。

レーザー光源１８から発光されたレーザー光は、コリメートレンズ２０でコリメート光にされ、シリンドリカルレンズ２１によって、ポリゴンミラー１９表面に集光され反射される。

コリメートレンズ２０とシリンドリカルレンズ２１の間には、ホルダー２３に支持された平行平板ガラス２２が設けられている。

ホルダー２３は、主走査方向に平行な回転軸を中心として回動するように構成されており、平行平板ガラス２２がホルダー２３とともに回動するようになっている。詳細については後述するが、ここで説明するホルダー２３および平行平板ガラス２２は、図４（ｃ）および（ｄ）に示すような形状をしている。

なお、平行平板ガラス２２が、本発明の透光板の一例にあたる。また、ポリゴンミラー１９が、本発明の回転多面鏡の一例にあたる。

図２（ｂ）および（ｃ）は、平行平板ガラス２２を通過するレーザー光の光路の模式図を示している。図２（ｂ）は、レーザー光が平行平板ガラス２２の入射面に垂直に入射する位置にホルダー２３を回動させた状態を、図２（ｃ）は、平行平板ガラス２２の入射面に入射するレーザー光が図２（ｂ）よりもφ傾斜した角度で入射する位置にホルダー２３を回動させた状態を、それぞれ示している。

平行平板ガラス２２は直方体であり、図２（ｂ）に示すように、平行平板ガラス２２を回動させる回転軸は、平行平板ガラス２２の入射面に対して副走査方向の上面と下面の中央の仮想面上にあり、かつ、出射面よりも入射面に近い位置に配置されている。

したがって、この場合、平行平板ガラス２２の上面または下面に平行で回転軸を通る仮想的な平面と平行平板ガラス２２の入射面とが交差する直線によって、長方形状の入射面が等分に二分されることになる。つまり、その直線によって分割される入射面の上側の長方形と下側の長方形は、その直線に対して線対称となる。

図２（ｂ）に示すように、平行平板ガラス２２の入射面に対して、レーザー光が垂直に入射した場合には、平行平板ガラス２２の入射面および出射面で副走査方向の方向は変わらないので、光軸が副走査方向にずれることなく出射面から送出される。

一方、平行平板ガラス２２を回動させてレーザー光が入射面に入射する角度を傾けた場合には、図２（ｃ）に示すように、平行平板ガラス２２の入射面および出射面で副走査方向の方向が同じ角度で変化するため、入射光と平行で副走査方向の位置をずらした光軸のレーザー光が出射面から送出される。

図２（ａ）では、図２（ｂ）のように平行平板ガラス２２の入射面にレーザー光を垂直に入射した場合のレーザー光の経路を実線で示し、図２（ｃ）のように平行平板ガラス２２の入射面にレーザー光が垂直よりも傾いて入射した場合のレーザー光の経路を破線で示している。

このように、平行平板ガラス２２を、主走査方向に平行な回転軸を中心に回動させることにより、平行平板ガラス２２を通過した後のレーザー光の光路を副走査方向に平行にずらすことができる。

なお、ここでは、図２（ａ）の状態に対して、少し右回りに回転させて図２（ｃ）の状態とし、送出されるレーザー光の光路を副走査方向に下側にずらす例で説明したが、図２（ａ）の状態に対して、左回りに回転させれば、送出されるレーザー光の光路を副走査方向に上側にずらすことができる。

次に、平行平板ガラス２２の回転軸を、出射面よりも入射面に近い側に設ける理由について、具体例を用いて説明する。

図３を用いて、平行平板ガラス２２の入射面および出射面に対する回転軸の位置の違いによる動作の違いについて説明する。

図３（ｂ）が、本実施の形態１の平行平板ガラスの構成例の場合を示しており、図３（ａ）は比較例を示している。

図３（ａ）および（ｂ）は、いずれも、平行平板ガラスの回転軸を、直方体形状の平行平板ガラスの副走査方向の上面と下面との間の仮想中央面上に配置した場合の図である。図３（ａ）は、回転軸を入射面よりも出射面に近い位置に設けた場合のレーザー光の光路を示す模式図を、図３（ｂ）は、回転軸を出射面よりも入射面に近い位置に設けた場合のレーザー光の光路を示す模式図を、それぞれ示している。

図３（ａ）および（ｂ）に示す数値は、寸法（ｍｍ）および角度（°）を示している。

図３に示すように、ここでは、平行平板ガラスとして、副走査方向の高さが７．８ｍｍで、厚さが５ｍｍの直方体のものを用いるものとする。図３（ａ）は、回転軸の位置を平行平板ガラスの出射面から１．５ｍｍ（入射面から３．５ｍｍ）の位置とし、図３（ａ）は、回転軸の位置を平行平板ガラスの入射面から１．５ｍｍの位置としている。そして、それぞれ平行平板ガラスを４５°副走査方向に回動させた状態でのレーザー光の光路を示している。

図３（ｂ）に示すように、平行平板ガラスの入射面に近い位置に回転軸を設けた場合には、コリメートレンズから入射されるコリメート光は、平行平板ガラスの入射面内に入射し、平行平板ガラス内を通過して出射面内から送出される。

一方、図３（ａ）に示すように、平行平板ガラスの出射面に近い位置に回転軸を設けた場合には、コリメートレンズから入射されるコリメート光は、平行平板ガラスの入射面内から外れた位置に入射してしまう（図３（ａ）の破線円形部分参照）。したがって、この場合には、所望の特性のレーザー光を平行平板ガラスから送出させることができない。

図３（ａ）の場合、回転軸の位置が、図３（ｂ）の場合よりも入射面から遠いため、同じ角度を回動させた場合に、図３（ｂ）の場合よりも入射面の位置が大きく回動してしまう。そのために、同じ角度範囲で回動させていった場合に、図３（ａ）の方が、入射光に対して先に干渉が発生してしまう。

つまり、同じ形状および大きさの平行平板ガラスを用いる場合でも、回転軸の位置を入射面に近い側に設けた方が、広い回動範囲で入射光を入射させることができるので、レーザー光の副走査方向へずらす調整量を大きくすることができる。

換言すれば、副走査方向への所望のずらし調整量を得るためには、回転軸の位置を入射面に近い側に設けることにより、より小型の平行平板ガラスで対応できることになる。例えば、図３（ａ）の場合に、図３（ｂ）で対応可能な４５°の回動範囲まで対応しようとすれば、平行平板ガラスの副走査方向の高さサイズ（７．８ｍｍ）がさらに大きい平行平板ガラスを用いなければならない。

次に、本実施の形態１のビーム調整機構の具体的な構成例について説明する。

図４に、本実施の形態１の、平行平板ガラス２２およびホルダー２３の具体的な形状の一例を示す。図４（ａ）および（ｂ）は、平行平板ガラス２２を支持していない状態のホルダー２３の斜視図を示している。図４（ｃ）および（ｄ）は、平行平板ガラス２２を支持した状態のホルダー２３の斜視図を示している。図４（ｅ）は、平行平板ガラス２２を支持した状態のホルダー２３の断面斜視図を示している。

図４（ａ）および（ｂ）に示すように、このホルダー２３は、中央部分に直方体形状の平行平板ガラス２２を支持し、ホルダー２３自体を回動させるための軸部分がホルダー２３の両側面の中心位置に設けられている。この軸部分がＬＳＵのフレームに載置され回転されることにより、この軸部分の中心軸を回転軸として、平行平板ガラス２２が回動されるようになっている。

そして、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、平行平板ガラス２２は、その入射面および出射面がホルダー２３の軸部分の中心に対して均等に支持される構造ではなく、入射面側の方が凹んだ構成で支持されるような構造となっている。

したがって、ホルダー２３の軸部分の中心位置である回転軸の位置は、図４（ｅ）に示すように、平行平板ガラス２２の高さ方向に対しては中心位置であり、厚さ方向に対しては、出射面よりも入射面に近い位置となる。

図５に、図４に示したホルダー２３のＬＳＵフレームへの取り付け例を示す。

図５（ａ）は、ＬＳＵフレーム２４のホルダー２３を載置する部分の斜視図を示し、図５（ｂ）は、そのＬＳＵフレーム２４の部分にホルダー２３を載置した状態の斜視図を示している。

図５（ａ）に示すように、ＬＳＵフレーム２４には、ホルダー２３の軸部分を載置するための２つの溝２５が設けられている。溝２５に、平行平板ガラス２２を取り付けたホルダー２３の軸部分を載せ、その軸部分を回転させて平行平板ガラス２２の出射面から送出されるレーザー光の副走査方向の位置を調整する。ホルダー２３の軸部分を回転させることにより、平行平板ガラス２２は回転軸を中心にして回動する。

次に、製造工程における、本実施の形態１のビーム調整機構の調整方法について説明する。

図６に、本実施の形態１のビーム方向調整方法を説明するための図を示す。

図６の円形で囲んだ部分が、ＬＳＵユニット２４の、ホルダー２３を取り付ける部分である。このＬＳＵには４つの光源があるので、ＬＳＵフレーム２４の図６の円形で囲んだ部分以外の３箇所にもホルダー２３が取り付けられる。図６では、１箇所のホルダー２３を取り付ける部分のみ、円形で示している。

まず、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、ホルダー２３に平行平板ガラス２２を取り付けておく。

ＬＳＵフレーム２４の溝２５にＵＶ硬化型接着剤を塗布する。そして、平行平板ガラス２２の入射面がレーザー光源側に向くようにして、溝２５にホルダー２３の軸部分を載置する。このときには、接着剤はまだ硬化していないので、ホルダー２３は自在に回動できる状態である。

なお、ＵＶ硬化型接着剤が、本発明の固定部材の一例にあたる。また、このときのホルダー２３の軸部分を溝２５に載置する工程が、本発明のホルダー載置ステップの一例にあたる。

図６に示すように、ＬＳＵフレーム２４には、ポリゴンミラーで反射したレーザー光が進行する位置に開口部２６が設けられている。

開口部２６の外側にＣＣＤカメラ３０を配置して、ＣＣＤカメラ３０の映像をモニターなどで見ながら、ホルダー２３の溝部分を回転させて平行平板ガラス２２を回動させることにより、レーザー光の副走査方向の位置を調整する。レーザー光の副走査方向の位置を調整することにより、ポリゴンミラーで反射されるレーザー光が感光体ドラム１０の表面の正規の位置に走査されるようになる。

なお、このときの平行平板ガラス２２を回動させてレーザー光の副走査方向の位置を調整する工程が、本発明のビーム方向調整ステップの一例にあたる。

このようにして平行平板ガラス２２の角度を調整した後、ホルダー２３を載置した溝２５の部分にＵＶ光を照射することによって接着剤を硬化させ、ホルダー２３をＬＳＵフレーム２４に固定する。

なお、このときの接着剤を硬化させてホルダー２３をＬＳＵフレーム２４に固定する工程が、本発明の透光板固定ステップの一例にあたる。

なお、ここでは、平行平板ガラス２２の角度を調整する前に接着剤を塗布することとしたが、平行平板ガラス２２の角度を調整した後に、接着剤をホルダー２３と溝２５の隙間に注入するようにしてもよい。また、ネジ止めなどによる接着剤以外の固定部材で固定するようにしてもよいが、ビーム調整機構をより小型化するためには接着剤を使うのが好適である。

また、上記のビーム方向調整方法は一例であり、ホルダー２３を回動させたことによる平行平板ガラス２２の出射面から送出されるレーザー光の副走査方向の位置の変化が確認できれば、その他の方法で調整するようにしてもよい。

なお、本実施の形態１においては、平行平板ガラス２２の入射面の形状および大きさが、入射面に向かって回転軸を中心とした線対称であるとして説明したが、非線対称であってもよい。

図７（ａ）に、図２に示した平行平板ガラス２２の回転軸方向から見た拡大断面図を示す。

前述したように、平行平板ガラス２２の入射面３１と出射面３２は平行であり、これらの面に平行で平行平板ガラス２２の厚さ方向の中心位置を通る仮想的中央面３４よりも入射面３１に近い位置に、平行平板ガラス２２を回動させる回転軸３３が配置されている。この回転軸３３を通る仮想的な平面は無数にあるが、これらの仮想的な平面のうちの入射面３１に垂直な平面３５が、入射面３１と交差する直線を、図７（ａ）に示すように交差線３６とする。

なお、仮想的中央面３４が、本発明の、入射面および出射面の中央位置にある仮想的な中央面の一例にあたる。また、入射面に垂直な平面３５が、本発明の、回転軸を含む仮想的な平面のうちの入射面に対して垂直な平面の一例にあたる。また、交差線３６が、本発明の、回転軸を含む仮想的な平面のうちの入射面に対して垂直な平面が入射面と交差する直線の一例にあたる。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した平行平板ガラス２２の、入射面３１側から見た平面図を示している。入射面３１の形状は長方形であり、交差線３６により２分される入射面３１の形状は上面部３７と下面部３８であり、図７（ｂ）に示すように、これらの２つの部分の形状は同一の長方形であり、交差線３６に対して線対称の形状である。

図７（ｃ）は、平行平板ガラス２２の回転軸を高さ方向にずらした場合の断面図を示し、図７（ｄ）は、このときの入射面から見た平行平板ガラス２２の正面図を示している。

図７（ｃ）に示すように、仮想的中央面３４よりも入射面３１に近い側に配置されていれば、回転軸３９の位置は、平行平板ガラス２２の高さ方向の中心でなくてもよい。この場合の回転軸３９は、平行平板ガラス２２の高さ方向の中心よりも上側にずれた位置に配置されており、このときの交差線４１も、平行平板ガラス２２の高さ方向の中心よりも上側にずれた位置となる。したがって、この場合に交差線４１によって２分される入射面３１の形状は、図７（ｄ）に示すように、上面部４２と下面部４３の異なった形状の長方形となる。したがって、この場合に交差線４１によって２分された２つの上面部４２と下面部４３の形状は、交差線４１に対して非線対称の形状となる。

なお、上面部３７および上面部４２が、本発明の、交差する直線に対する入射面の上面の一例にあたり、下面部３８および下面部４３が、本発明の、交差する直線に対する入射面の下面の一例にあたる。

さらに、入射面の形状は長方形に限らず、高さ方向に非対称の形状であってもよい。図７（ｅ）〜図７（ｇ）は、それぞれ、平行平板ガラスの入射面の他の形状の一例を示している。これらの場合も、交差線によって２分される上面と下面の形状は異なり、交差線に対して非線対称の形状となる。

また、さらに、平行平板ガラスの入射面の形状は、左右方向に非対称な形状であっても構わない。

平行平板ガラス２２の所望の角度調整範囲内において、レーザー光が、平行平板ガラス２２の入射面内に入射し、出射面内から送出されるような位置に回転軸を設けるようにすればよい。平行平板ガラス２２の角度調整範囲に応じて、平行平板ガラス２２の大きさ、厚さ、および回転軸の位置を設定すればよい。

つまり、回転軸が、平行平板ガラス２２の入射面に対して副走査方向の上面と下面の中央の仮想面上（図７（ａ）の場合の、入射面に垂直な平面３５上）に無くても、出射面よりも入射面に近い位置に配置されていればよい。すなわち、回転軸が、平行平板ガラス２２の出射面および入射面に平行で出射面と入射面の中央に位置する仮想的な中央面よりも入射面に近い側に、または入射面上にあればよい。

また、図７（ａ）や図７（ｃ）などでは、平行平板ガラス２２内に回転軸３３や３９を設けた例を示しているが、仮想的中央面３４に対して、出射面３２よりも入射面３１に近い側であれば、平行平板ガラス２２の外側に回転軸を配置するようにしてもよい。

平行平板ガラス２２の角度調整範囲を、レーザー光が入射面に垂直に入射する場合の位置を基準として、＋側、−側方向に同じ角度調整範囲とする場合には、入射面の形状および大きさが、入射面に向かって回転軸を中心とした線対称となるときに、ホルダー２３の回動の際に必要な移動エリアを最小にすることができる。

なお、本実施の形態１では、本発明の透光板の一例として平行平板ガラス２２を用いて説明したが、その材料はガラスに限らず、平行な平面の精度が得られるものであればポリカーボネート等の樹脂材料などを用いてもよい。

また、本実施の形態１では、本発明の透光板の一例としての平行平板ガラス２２の形状を直方体として説明したが、レーザー光が入射面内に入射し、透光板の内部をそのまま直進して出射面内から送出されるような形状であれば、直方体以外の形状であってもよい。例えば、その上面および下面を入射面および出射面とするような円柱形状などであってもよい。

以上に説明したように、本発明のビーム調整機構は、透光板の回転軸を入射面側にずらして入射面へのレーザー光の入射位置の変化を小さくしたことにより、小型化を実現している。また、透光板およびホルダーの移動エリアも小さくなるので、ＬＳＵ自体の小型化も実現できる。これにより、ＬＳＵの低コスト化も実現できる。

本発明に係るビーム調整機構、ビーム走査装置、画像形成装置およびビーム方向調整方法は、従来よりも小型で低コストで実現できる効果を有し、プリンタ、複写機、およびファクシミリなどの画像形成装置に用いられるビーム調整機構、ビーム走査装置およびビーム方向調整方法として有用である。

本発明の実施の形態１の複写機正面の断面構成図 （ａ）本発明の実施の形態１のＬＳＵ内の、レーザー光源からシリンドリカルレンズまでのレーザー光を主走査方向から見たときの模式図、（ｂ）本発明の実施の形態１の平行平板ガラスを通過するレーザー光の光路を示す模式図、（ｃ）本発明の実施の形態１の平行平板ガラスを傾斜させた場合の、平行平板ガラスを通過するレーザー光の光路を示す模式図 （ａ）平行平板ガラスの回転軸を入射面よりも出射面に近い位置に設けた場合のレーザー光の光路を示す模式図、（ｂ）本発明の実施の形態１の平行平板ガラスを用いた場合の、レーザー光の光路を示す模式図 （ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態１の平行平板ガラスを支持していない状態のホルダーの斜視図、（ｃ）、（ｄ）本発明の実施の形態１の平行平板ガラスを支持している状態のホルダーの斜視図、（ｅ）本発明の実施の形態１の平行平板ガラスを支持した状態のホルダーの断面斜視図 （ａ）本発明の実施の形態１のホルダーを載置するＬＳＵフレームの部分の斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１のホルダーを載置した状態のＬＳＵフレームの部分の斜視図 本発明の実施の形態１のビーム方向調整方法を説明するための図 本発明の実施の形態１の平行平板ガラスの回転軸方向から見た拡大断面図 本発明の実施の形態１の平行平板ガラスの入射面側から見た平面図 本発明の実施の形態１の、平行平板ガラスの回転軸を高さ方向にずらした場合の平行平板ガラスの断面図 本発明の実施の形態１の、平行平板ガラスの回転軸を高さ方向にずらした場合の平行平板ガラスの正面図 本発明の実施の形態１の平行平板ガラスの入射面形状の一例を示す図 本発明の実施の形態１の平行平板ガラスの入射面形状の一例を示す図 本発明の実施の形態１の平行平板ガラスの入射面形状の一例を示す図 （ａ）従来のビーム走査装置における、平板ガラスの回動調整機構の正面図、（ｂ）従来のビーム走査装置における、平板ガラスの回動調整機構の左側面図 （ａ）従来の走査光学装置の、平行平板が配置される部分の斜視図、（ｂ）従来の走査光学装置の、平行平板を光軸に対して垂直にしたとき、および平行平板を前方に揺動させたときの斜視図

符号の説明

１ 複写機
２ 給紙カセット
３ ブラック画像形成ユニット
４ イエロー画像形成ユニット
５ シアン画像形成ユニット
６ マゼンダ画像形成ユニット
７ 中間転写ベルト
８ 転写ユニット
９ 定着ユニット
１０ 感光体ドラム
１１ 帯電器
１２ 現像器
１３ 転写器
１４ クリーニングユニット
１５ ＬＳＵ
１６ 排出トレー
１７ 原稿読み取りユニット
１８ レーザー光線
１９ ポリゴンミラー
２０ コリメートレンズ
２１ シリンドリカルレンズ
２２ 平行平板ガラス
２３ ホルダー
２４ ＬＳＵフレーム
２５ 溝
２６ 開口部
３０ ＣＣＤカメラ
３１ 入射面
３２ 出射面
３３、３９ 回転軸
３４ 仮想的中央面
３５、４０ 入射面に垂直な平面
３６、４１ 交差線
３７、４２ 上面部
３８、４３ 下面部

Claims (9)

1. 入射面と、前記入射面に対して平行な出射面とを有し、前記入射面に入射したビームを透過して前記出射面から送出する透光板と、
   前記透光板を保持し、回動させることにより、前記入射面へのビームの入射角度を変化させるホルダーとを備え、
   前記透光板が回動する際の回転軸は、前記入射面に平行であり、前記入射面および前記出射面の中央位置にある仮想的な中央面よりも前記入射面に近い側にある、ビーム調整機構。
2. 前記回転軸は前記透光板内にある、請求項１に記載のビーム調整機構。
3. 前記回転軸を含む仮想的な平面のうちの前記入射面に対して垂直な前記平面が前記入射面と交差する直線に対して、前記入射面の上面と下面は線対称である、請求項１または２に記載のビーム調整機構。
4. 前記回転軸を含む仮想的な平面のうちの前記入射面に対して垂直な前記平面が前記入射面と交差する直線に対して、前記入射面の上面と下面は非線対称である、請求項１または２に記載のビーム調整機構。
5. 前記透光板は、所定の厚さを有しており、
   前記入射面の形状および大きさは、前記ホルダーが回動する角度範囲において、前記ビームが前記入射面内に入射する形状および大きさであり、
   前記出射面の形状および大きさは、前記ホルダーが回動する前記角度範囲において、前記入射面に入射したビームがそのまま前記出射面内から送出する形状および大きさである、請求項３または４に記載のビーム調整機構。
6. 前記透光板は、直方体である、請求項３または４に記載のビーム調整機構。
7. 光源から送出されたビームをコリメート光にするコリメートレンズと、
   前記コリメート光が入射される、請求項１に記載のビーム調整機構と、
   前記ビーム調整機構から出射されたコリメート光を集光するシリンドリカルレンズと、
   像担持体の表面を走査するために、前記シリンドリカルレンズによって集光された光を偏向する回転多面鏡とを備え、
   前記ビーム調整機構は、前記透光板の前記回転軸が、入射される前記コリメート光の主走査方向に対して平行になるように配置されているビーム走査装置。
8. 前記像担持体の表面に現像剤画像を形成する請求項７に記載のビーム走査装置を備えた画像形成装置。
9. 入射面と前記入射面に対して平行な出射面とを有する透光板を保持したホルダーを、フレームに回動自在に載置するホルダー載置ステップと、
   前記透光板に入射し透過して送出されるビームが、シリンドリカルレンズおよび回転多面鏡を介して像担持体の表面の正規の位置に走査されるように、前記ホルダーを回動することによって前記透光板も回動させて前記送出されるビームの副走査方向を調整するビーム方向調整ステップと、
   前記透光板の位置を固定するために、前記ホルダーを固定部材を用いて前記フレームに固定する透光板固定ステップとを備え、
   前記透光板を回動させる際の回転軸は、前記入射面に平行であり、前記入射面および前記出射面の中央位置にある仮想的な中央面よりも前記入射面に近い側の前記透光板内にあり、かつ前記入射するビームの主走査方向に平行であるビーム方向調整方法。

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