JP2010066514A

JP2010066514A - 光学素子固定機構、光走査装置、及び画像形成装置

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Publication number: JP2010066514A
Application number: JP2008232722A
Authority: JP
Inventors: Bunto Ando; 文刀安藤; Jun Yoshida; 準吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-10
Also published as: JP5544694B2

Abstract

【課題】製造工程を複雑にしたり、コストをむやみに高騰させることなく、筐体の接着座面上に接着剤を塗布後に液面高さが変わらないようにして、所望の接着面積を得られるようにし、接着強さ不足による剥れの発生を防止する。
【解決手段】接着剤を用いて光学素子を固定する座面の外周部に、座面の稜線に対して平行に座面に隣接して包囲する接着剤の濡れ広がりを抑制し、液面高さを制御する複数の細隙溝を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等において使用される光学素子を備える光学素子固定機構、光走査装置、及び画像形成装置に関する。

画像形成装置は、昨今多様化するニーズに対応するために多くのシリーズ展開や多彩なバリエーションが求められており、開発に際して開発期間の短縮、コスト低減、さらに小型化などが必要とされる。こで、感光体、現像装置や転写装置等の各ユニットの小型化、各ユニット間隔の狭小化に伴い、光走査装置も小型化が要求される。

光走査装置の品質劣化には、取付け誤差、形状誤差などに代表されるメカ的劣化と、装置の温度変化に対する温度特性的劣化がある。

メカ的劣化に関しては、光学素子を調整しながら取付けるなど、組立時に劣化分を吸収する手法が広く用いられているが、小型化に伴いさらに調整が難しくなってきている。

例えば、調整を行うにあたって、組立のどの時点で該調整を行うか、どの光学素子から調整するかという問題があり、その設定によっては調整可能範囲と、組立方法の展開性が変わってくる。したがって調整方式、調整順序も光学設計と同等に重要なものとなる。

特許文献１には、走査線の品質向上を目的とし、走査レンズ（ｆθレンズ）とシリンドリカルレンズを接着剤塗布した状態で位置調整し、調整後に紫外線を照射して固定する光走査装置の調整方法が開示されている。

また、特許文献２には、光学素子の有効面への接着剤付着を防止して、接着前後の精度変化の抑制や光学性能の劣化防止するために、過剰な接着剤が、接着位置近傍の接着剤溜り部に溜まるようにする技術について開示されている。
特開平７−２３４３７０号公報特許第３８３８０９０号公報

ところで、接着剤の特性（粘度）は、使用環境の温度変化により変化する。そのため、筐体の接着座面上に接着剤を塗布した際に塗布量が多い場合や少ない場合があると、特許文献２の発明では、接着剤の横への広がりを防ぐことはできるが、接着剤の液面高さに高低差が生じてしまい、所望の接着面積が得られないことや、レンズ面に回り込みしてしまうなどの不具合が発生してしまう。

図８は、従来の問題点について示す図である。すなわち、図８（ａ）に示すように接着剤吐出器１２２を用いて、第１筐体１１４の接着座面１２０に接着剤１２１を塗布すると、接着剤１２０は時間経過と共に濡れ広がり、接着剤１２１の液高さが低くなってしまう。

そのため、図８（ｂ）に示すように、シリンドリカルレンズ１０４と接着剤１２１とが当接しない不具合や、シリンドリカルレンズ１０４と接着剤１２１とが当接しても、所望の接着面積１２３が得られなく、接着強さ不足による剥れや、光学特性を低下させてしまうといった問題がある。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製造工程を複雑にしたり、コストをむやみに高騰させることなく、筐体の接着座面上に接着剤を塗布後に液面高さが変わらないようにして、所望の接着面積を得られるようにし、接着強さ不足による剥れの発生を防止することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明における光学素子固定機構は、接着剤を用いて光学素子を固定する座面の外周部に、座面の稜線に対して平行に座面に隣接して包囲する接着剤の濡れ広がりを抑制し、液面高さを制御する複数の細隙溝を備えることを特徴とする。

細隙溝は、深さ０．３ｍｍ、幅０．１ｍｍであることを特徴とする。

細隙溝は、少なくとも１０本以上が隣接して平行に形成されていることを特徴とする。

稜線と細隙溝との間に細隙溝より大きな溝幅を有する稜線に対して平行な複数の粗隙溝を備えることを特徴とする。

接着剤は、紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする。

また、本発明における光走査装置は、上記いずれかに記載の光学素子固定機構を備えることを特徴とする。

また、本発明における画像形成装置は、上記記載の光走査装置を備えることを特徴とする。

本発明により、接着座面の外周部に細隙溝を備えることによって接着剤の高さを一定に保ち、所望の接着面積を得ることが可能となるため、接着強さ不足による剥れの発生を防止することができる。

図１は、カラー画像形成装置の構成図である。図１は、潜像担持体としての４つのドラム状の感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋをタンデム配列したフルカラー画像形成装置である。

画像形成装置１は、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋを有する作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋと、中間転写ベルト１４と、支持ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、一次転写ローラ１６と、クリーニング装置１７とを有して構成される。

作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは順に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応しており、図中下方から発する書込光Ｌにより感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋが露光され、対応する色の静電潜像が形成され、現像装置１２によりトナー像が形成される。

中間転写ベルト１４は、３つの支持ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃなどに支持されて表面移動部材として無端移動する。中間転写ベルト１４の下側の張設ラインには、矢印で示す中間転写ベルト１４の移動方向順に上流側から、作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋが間隔をおいて配置される。

一次転写ローラ１６は、中間転写ベルト１４を挟んで各感光体に対向して配置され、中間転写ベルト１４の移動とともに、中間転写ベルト１４上に順次トナー画像を重ね転写する。なお、中間転写ベルト１４上の一次転写ローラ１６が接している箇所は転写位置といい、転写位置にて転写が行なわれる。

一次転写ローラを通過して転写された４つの重ね転写トナー像は、支持ローラ１５ａと二次転写ローラ９とのニップ部で最終記録媒体である記録材に一括転写される。

転写された記録材は、定着装置６の定着対ローラ間を通過し、トナーを定着した後、搬送ローラを経て、排紙ローラ対より排紙トレイ１９上に排紙されることで、記録材上にフルカラー画像が得られる。

なお、中間転写ベルト１４は、黒画像１色形成モードに適合させるために、感光体１０Ｋについては一次転写ローラ１６により常時接触させる構成であり、他の感光体については、可動のテンションローラの機能により中間転写ベルト１４が接離する構成としている。

クリーニング装置１７は、ローラ１５ｂ部に対向して設けられ、中間転写ベルト１４上の残トナーの除去を行う。

各作像装置７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なるだけであり、機械的な構成及び作像プロセスは共通である。そのため、感光体以外の各構成部材は同一の符号を付し、任意の一つの作像装置、例えば作像装置７Ｙについて構成及び作像プロセスについて詳細に説明する。

作像装置７Ｙの感光体１０Ｙの周囲には、図中、時計回りの回転方向順に、帯電ローラ１１、現像装置１２、一次転写ローラ１６、クリーニング装置１３などが備えられる。

感光体１０に静電潜像を形成する書込光Ｌは、光走査手段たる光走査装置４から出射されるもので、光走査装置４内部には、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、ミラー、回転多面鏡などが備えられる。各感光体に向けて出射される各色用の書込光Ｌは、感光体１０Ｙ上の書込位置に照射されて静電潜像が形成される。

作像装置７Ｙの現像装置１２には、イエローの現像剤が収納されており、潜像をイエロー画像で可視像化する。作像装置７Ｃ、７Ｍ、７Ｋについても、それぞれの色の現像剤が収納されており、各現像剤により潜像が可視像化される。

帯電ローラ１１は、感光体１０Ｙを一様に帯電させ、書込位置でイエロー画像の情報を含む書込光Ｌの照射を受けて静電潜像が形成される。該潜像が現像装置を通過する間にイエロートナーにより顕像化される。

感光体１０Ｙ上のイエロートナー像は、一次転写ローラ１６により中間転写ベルト１４に転写され、作像装置７Ｃでシアントナー画像、作像装置７Ｍでマゼンタトナー画像、作像装置７Ｂでブラックトナー画像と順次重ね転写されことにより、フルトナー画像が形成される。

給紙部５は、形成した重ねトナー像が二次転写ローラ９部に達すると同時に記録材が二次転写ローラ９部に至るようにレジストローラからタイミングを取って送り出し、一括転写が行われる。

クリーニング装置１３は、転写後の感光体に残った残留トナーの除去を行う。同様に、中間転写ベルト１４に残った残留トナーについても、クリーニング装置１７によって除去される。

上記では、各感光体上のトナー画像を一旦中間転写ベルト１４上に重ね転写し、重ねトナー画像をシート状媒体に一括転写する方式について説明した。しかしながら、かかる中間転写ベルトに代えて表面移動部材たる記録紙搬送ベルトを設け、該記録紙搬送ベルトにより記録材を載せて搬送し、各感光体から順次カラートナー像を記録材上に重ね転写することにより、フルカラー画像を合成する方式のカラー画像形成装置も知られている。

次に、光走査装置について図２を参照して詳細に説明する。

光走査装置は、光源１０１と、カップリングレンズ１０２と、アパーチャ１０３と、シリンドリカルレンズ１０４と、光偏向器１０５と、走査レンズ１０６と、を保持する第１筐体１１４と、導光用光学素子である折り曲げミラー１０７を保持する第２筐体１１５の２筐体から成る。

半導体レーザである光源１０１から放射された発散性の光束はカップリングレンズ１０２により以降の光学系にカップリングされる。ここでは簡単のため光源が単一の発光点をもつものとして述べているが、複数の発光点を持つ光源の場合でも同様である。

カップリングレンズ１０２を透過した光速は、アパーチャ１０３の開口部を通過する際、光束周辺部を遮断されてビーム整形され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ１０４に入射する。シリンドリカルレンズ１０４は、パワーのない方向を主走査方向に向け、副走査方向には正のパワーを持ち、入射してくる光束を副走査方向に集束させ、光偏光器であるポリゴンミラー１０５の偏光反射面近傍に主走査方向に長い線像として集光させる。

偏光反射面により反射された光束は、ポリゴンミラー１０５の等速回転に伴い、等角速度的に偏光しつつ、走査レンズ系をなす１枚の走査レンズ１０６を透過し、光速を被走査面に導光するための導光素子としての折り曲げミラー１０７により光路を折り曲げられ、被走査面の実態をなす光導電性の感光体上に光スポットとして集光し、被走査面を光走査する。

このような光走査装置の調整時には、第１筐体１１４のみを用い、調整用光束１１６を測定することによって、カップリングレンズ１０２、シリンドリカルレンズ１０４及び走査レンズ１０６の主走査平面上の位置と姿勢を調整し、接着剤を用いて接着される。

以下、本発明の実施形態における光学素子の固定方法について詳細に説明する。なお、ここではシリンドリカルレンズの固定方法について説明するが、他の光学素子においても適用可能である。

図３は、第１筐体１１４の接着座面１２０の上面図である。第１筐体１１４に設けられた接着座面１２０は、長方形状であり、接着座面の上面は平面形状となっている。

接着座面１２０の外周部には、ヘアーライン状の細い溝の細隙溝１３０が形成されており、細隙溝１３０は、接着座面１２０の稜線１２０ａに対して、平行に形成される。

図４は、接着剤の濡れ広がり時における説明図である。図のように、第１筐体１１４に設けられた接着座面１２０に接着剤１２１を塗布すると、接着剤１２１は、接着座面１２０の４方向に有する稜線１２０ａの方向Ａ〜Ｄ（矢印）に濡れ広がり始める。

しかしながら、図５に示すように接着座面１２０の外周部には、接着剤１２１が濡れ広がろうとする方向Ｅに対して、垂直に細隙溝１３０が設けられているため、接着剤１２１の濡れ広がりの進行を遅らせ、接着剤１２１の液高さが低くならないように抑制することが可能となる。

本実施形態のように細隙溝１３０で接着剤１２１の液面高さを維持することで、接着剤１２１とシリンドリカルレンズ１０４の接着面とが密接し、所望の接着面積１２３を得ることが可能となる。

なお、細隙溝１３０は、深さ０．３ｍｍで幅０．１ｍｍ程度で形成され、その細隙溝は、数十本あることが望ましい。また、接着剤１２１は、アクリル系の紫外線硬化型接着剤を用いると良い。

図６は、本発明の他の実施形態における第１筐体の接着座面における上面図である。

本実施形態においては、接着座面１２０の外周部には、接着剤１２０の濡れ広がりを抑制する粗隙溝１３１と細隙溝１３０を有する。

粗隙溝１３１は、接着座面１２０の稜線１２０ａに対して平行に隣接して備えられる細隙溝よりも大きな深さ、幅を有する溝であり、粗隙溝１３１に隣接するようにさらに細隙溝１３０が備えられる。

粗隙溝１３１は、細隙溝１３０よりも太い溝であり、粗隙溝１３１と細隙溝１３０は、共に接着座面１２０の稜線１２０ａに対して平行に形成される。

図７は、本実施形態における接着剤の濡れ広がり時における説明図である。図のように、第１筐体１１４に設けられた接着座面１２０に接着剤１２１を塗布すると、接着剤１２１は、接着座面１２０の４方向に有する稜線１２０ａの方向Ａ〜Ｄ（矢印）に濡れ広がり始める。

接着剤１２１は、接着座面１２０の外周部に設けられた粗隙溝１３１により、濡れ広がりの進行が遅くなり始める。（Ｆ参照）

さらに細隙溝１３０に到達すると、より濡れ広がりの進行が遅くなり（Ｇ参照）、粗隙溝１３１と細隙溝１３０によって、接着剤１２１の濡れ広がりの進行を制御できるようになり、接着剤１２１の液高さを任意の高さに抑制可能となる。

本実施形態によれば、接着剤１２１の液高さを任意の高さに抑制可能になるため、被着材の接着面と密接させ、所望の接着面積１２３を得ることが可能となる。

本発明の実施形態によれば、紫外線硬化型接着剤の液面高さを制御することで、塗布〜調整前までの時間経過や温度変動による液面高さ変化を低減でき、所望する接着面積を得られることより、接着剤硬化後に強靭な接着強度が得られる。その結果、温度変動や衝撃・振動などの外乱影響に耐える接着強度を得ることができ、且つ、光学特性を安定させることができるため、高精度な光走査装置が提供できる。

また、紫外線硬化型接着剤の液面高さを任意に制御できるため、接着剤の特性（粘度等）に適した液面高さを得ることが可能となる。さらに、塗布〜調整前までの時間経過や温度変動による液面高さ変化を低減でき、所望する接着面積を得られることより、接着剤硬化後に強靭な接着強度が得られる。その結果、温度変動や衝撃・振動などの外乱影響に耐える接着強度を得ることができ、且つ、光学特性を安定させることができるため、高精度な光走査装置が提供できる。

また、光学特性を安定させることができるため、高精度な光走査装置が提供でき、該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。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。

画像形成装置の構成図である。光走査装置の構成図である。本発明の実施形態に係る第１筐体の接着座面における上面図である。接着剤の濡れ広がり時における説明図である。接着剤の濡れ広がり時における説明図である。本発明の他の実施形態に係る第１筐体の接着座面における上面図である。接着剤の濡れ広がり時における説明図である。従来の光学素子の接着時における問題点を示す図である。

符号の説明

１１４第１筐体
１２０接着座面
１２１接着剤
１３０細隙溝
１３１粗隙溝

Claims

接着剤を用いて光学素子を固定する座面の外周部に、前記座面の稜線に対して平行に前記座面に隣接して包囲する前記接着剤の濡れ広がりを抑制し、液面高さを制御する複数の細隙溝を備えることを特徴とする光学素子固定機構。
前記細隙溝は、深さ０．３ｍｍ、幅０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の光学素子固定機構。
前記細隙溝は、少なくとも１０本以上が隣接して平行に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子固定機構。
前記稜線と前記細隙溝との間に前記細隙溝より大きな溝幅を有する前記稜線に対して平行な複数の粗隙溝を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光学素子固定機構。
前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光学素子固定機構。
請求項１から５のいずれか１項に記載の光学素子固定機構を備えることを特徴とする光走査装置。
請求項６に記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。