JP2013195988A - 光走査装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で光学素子を接着固定してその剥がれを防ぐことができる光走査装置を提供すること。
【解決手段】ｆθレンズ（光学素子）２４を接着剤３０で光学ベース１９に接着固定して成る光走査装置において、前記ｆθレンズ２４の接着箇所に、接着面を有するボス２４Ａを突設し、該ボス２４Ａに、その接着面に開口する溝２９を形成し、該溝２９に入り込む接着剤３０によって前記ｆθレンズ２４を前記光学ベース１９に接着固定する。ここで、前記溝２９の形状をＴ字状とする。尚、前記ｆθレンズ２４のボス２４Ａの接着面を溝２９に向かって幅が狭くなる斜面としても良い。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学素子を接着剤で光学ベースに接着固定する光走査装置とこれを備える画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙等の記録材に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された像担持体が光走査装置によって露光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、像担持体上に形成された静電潜像は、現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって記録材上に転写される。このようにトナー像が転写された記録材は、定着装置へと搬送され、該定着装置によって加熱及び加圧されてトナー像の定着を受けた後に機外に排出され、これによって一連の画像形成動作が終了する。

ところで、光走査装置は、レーザーダイオード（ＬＤ）等の光源から出射される光をコリメータレンズやシリンドリカルレンズを経てポリゴンミラー等の偏向手段に入射させ、該偏向手段によって偏向された光をｆθレンズによって結像させて感光ドラム等の像担持体を露光走査するものである。斯かる光走査装置においては、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、ｆθレンズ等の光学素子は、省部品化等のために接着剤によって光学ベースに直接固定されている。

而して、光走査装置に高い走査性能を確保するためには、ｆθレンズ等の光学素子を光学ベースに高い精度で接着固定する必要がある。このため、従来は図６に示すように光学ベース１１９に位置決め用リブ１１９Ａを突設し、この位置決め用リブ１１９Ａに例えばｆθレンズ１２４を突き当てて位置決めし、位置決めされたｆθレンズ１２４を接着剤１３０によって光学ベース１１９に固定することが行われていた。

しかしながら、上述のような固定方式を採用すると、光走査装置の駆動等によってｆθレンズ１２４や光学ベース１１９が熱膨張した場合、ｆθレンズ１２４が光学ベース１１９の位置決め用リブ１１９Ａに突き当たっているために光学ベース１１９に対して相対移動ができないこと、ｆθレンズ１２４と光学ベース１１９の線膨張係数が違うこと等のために接着箇所に剪断応力が集中し、この剪断応力に接着強度が耐え切れないためにｆθレンズ１２４が剥がれる可能性がある。

ところで、特許文献１には、ｆθレンズの固定方法として図７（ａ），（ｂ）に示す方法が提案されている。

即ち、図７（ａ），（ｂ）はｆθレンズの固定方法を示す断面図であり、この固定方法では、ｆθレンズ２２４を光学ベース２１９に接着剤２３０によって固定する際に図７（ａ）に示すように治具２５０を用いてｆθレンズ２２４を光学ベース２１９に対して正確に位置決めして接着し、その後に図７（ｂ）に示すように治具２５０を外すことが行われる。

特開平５−２０３８８９号公報

しかしながら、図７に示す固定方法では、図８に示すようにｆθレンズ３２４の接着箇所が複数（図示例では、２つ）である場合には、接着箇所の一方がｆθレンズ３２４を固定してしまうため、接着点間の距離や使用する接着剤３３０の接着強度によっては、ｆθレンズ３２５と光学レンズ３１９が熱膨張する際に接着箇所に発生する剪断応力によってｆθレンズ３２４が剥がれる可能性がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡単な構成で光学素子を接着固定してその剥がれを防ぐことができる光走査装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光学素子を接着剤で光学ベースに接着固定して成る光走査装置において、前記光学素子又は前記光学ベースの何れか一方の接着箇所に、接着面を有するボスを突設し、該ボスに、その接着面に開口する溝を形成し、該溝に入り込む接着剤によって前記光学素子を前記光学ベースに接着固定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記溝の形状をＴ字状としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ボスの接着面を前記溝に向かって幅が狭くなる斜面としたことを特徴とする。

請求項４記載の画像形成装置は、請求項１〜３の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、光学素子又は光学ベースのボスに形成された溝に接着剤が入り込むことによって、光学素子の接着面積が増えるために該光学素子の接着強度が高められるとともに、溝に入り込んだ接着剤が硬化することによって該接着剤が光学素子の抜け止めとして機能するため、線膨張係数が異なる光学素子と光学ベースが熱膨張しても、簡単な構成によって光学素子の光学ベースからの剥がれが防がれる。

請求項２記載の発明によれば、接着剤が入り込む溝の形状をＴ字状（アリ溝状）としたため、この溝に入り込んで硬化した接着剤による光学素子の抜け止め効果が更に高められる。

請求項３記載の発明によれば、ボスの接着面を溝に向かって幅が狭くなる斜面としたため、光学素子の接着面積が斜面によって更に増えるとともに、接着剤が斜面に沿って溝に入り込み易くなり、接着強度の更なる向上と組立性の向上が図られる。

請求項４記載の発明によれば、光走査装置の光学素子の剥がれが防がれるため、所望の画像を安定的に形成することができる。

本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンター）の側断面図である。 本発明に係る光走査装置の斜視図である。 本発明に係る光走査装置のｆθレンズの固定構造を示す断面図である。 図３のＡ部拡大詳細図である。 本発明の別形態に係る光走査装置のｆθレンズの固定構造を示す断面図である。 従来のｆθレンズの固定構造を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は特許文献１において提案されたレンズの固定方法を示す断面図である。 従来のｆθレンズの固定構造を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンターの側断面図であり、図示のカラーレーザープリンターはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モーターによって図示矢印方向（反時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記転写ローラー５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラー８とテンションローラー９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラー８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラー１０に当接可能に配置されている。又、駆動ローラ８の近傍の中間転写ベルト７に対向する位置には光学式濃度センサー１１が配置されている。

更に、プリンター本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋに対応して本発明に係る計４つの光走査装置１２がそれぞれ配置され、これらの下方のプリンター本体１００の底部には給紙カセット１３が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１３には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１３の近傍には、該給紙カセット１３から用紙を取り出して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出す搬送ローラー対１４が設けられている。

又、プリンター本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記駆動ローラー８と二次転写ローラー１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラー対１５が設けられている。

ところで、プリンター本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、プリンター本体１００の上面に設けられた排紙トレイ１６まで延びており、その途中には定着装置１７と排紙ローラー対１８が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンターによる画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（反時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、各光走査装置１２は、各色毎のカラー画像信号によって変調された光ビームを出射し、その光ビームを各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラー５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラー５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラー８と二次転写ローラー１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１３から搬送ローラー対１４によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラー対１５によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラー１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置１７へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラー対１８によって排紙トレイ１６上に排出されて一連の画像形成動作が終了する。

［光走査装置］
次に、本発明に係る前記光走査装置１２の基本構成と作用を図２に基づいて以下に説明する。尚、４つの光走査装置１２の構成は全て同じであるため、以下、１つの光走査装置１２についてのみ説明する。

図２は本発明に係る光走査装置の斜視図であり、図示の光走査装置１２の筐体である光学ベース１９の垂直に起立する壁１９ａには光源であるレーザーダイオード（ＬＤ）２０が備えられており、光学ベース１９内には、レーザーダイオード２０からの光ビームＬの出射方向に沿ってコリメータレンズ２１とシリンドリカルレンズ２２及び偏向器としてのポリゴンミラー２３が一直線上に配置されている。

又、光学ベース１９内には、ポリゴンミラー２３によって偏向される光ビームＬの進行方向に沿って２つのｆθレンズ２４，２５と折り返しミラー２６が配設されている。更に、ｆθレンズ２５と折り返しミラー２６の間であって、光ビームＬの有効走査範囲（実際にプリント幅として使用する走査範囲）Ｒを外れた位置の左右には、同期検知センサー２７と、光ビームＬ１を反射させて前記同期検知センサー２７へと導くＰＤ前ミラー２８がそれぞれ配置されている。

上記同期検知センサー２７は、ポリゴンミラー２３によって偏向されて有効走査範囲Ｒを外れた光路を進む光ビームＬ１を検知することによって同期信号を出力するものであって、これにはフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ等の各種の光センサーが使用される。

又、本実施の形態では、前記ＰＤ前ミラー２８は水平面（主走査面）に対して所定角度傾斜した状態で取り付けられており、ポリゴンミラー２３によって偏向されて有効走査範囲Ｒを外れた光路を進む光ビームＬ１は、ＰＤ前ミラー２８によって反射して同期検知センサー２７に副走査方向に入射させる。これに対して、ポリゴンミラー２３によって偏向されて有効走査範囲Ｒ内の光路を進む光ビームＬは、折り返しミラー２６を水平に進んで感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上を主走査方向に露光走査する。

以上のように構成された図２に示す光走査装置１２において、レーザーダイオード２０が画像信号に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されると、該レーザーダイオード２０から画像データに対応して変調された光ビームＬが出射され、この光ビームＬは、コリメータレンズ２１によって平行光束とされ、この平行光束Ｌは、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ２２によってポリゴンミラー２３の反射面に結像され、高速で回転するポリゴンミラー２３によって偏向される。そして、偏向された光ビームＬは、ｆθレンズ２４，２５によって等速度で集光され、折り返しミラー２６によって折り返されて被走査面である感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上に集光スポットを形成し、これによって感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上が主走査方向に露光走査され、各感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上には各色のカラー画像信号に応じた静電潜像が形成される。

又、有効走査範囲Ｒ外に配置された同期検知センサー２７には光ビームＬ１がＰＤ前ミラー２８によって反射し、この光ビームＬ１が同期検知センサー２７に副走査方向に入射する。すると、同期検知センサー２７が光ビームＬ１を検知して同期信号を出力し、この同期信号によって光ビームＬによる感光ドラム２ａ（２ｂ〜２ｄ）上への露光走査（書き出し）開始タイミングが決定される。

次に、ｆθレンズ２４の固定構造を図３及び図４に基づいて以下に説明する。

図３はｆθレンズの固定構造を示す断面図、図４は図３のＡ部拡大詳細図であり、図３に示すように、光学ベース１９の２箇所（ｆθレンズ２４の長手方向（図３の左右方向）の２箇所には高さ位置決めボス１９Ａが垂直に突設されている。

他方、ｆθレンズ２４の下面の２つの接着箇所（光学ベース１９の高さ位置決めボス１９Ａに対応する２箇所）には、底面に平坦な接着面２４ａを有するボス２４Ａが垂直下方に向かってそれぞれ一体に突設されており、図４に詳細に示すように、各ボス２４Ａには、その接着面２４ａに開口するＴ字状（アリ溝状）の溝２９が形成されている。

而して、ｆθレンズ２４は以下の要領で位置決めされて光学ベース１９に接着固定される。

即ち、図３に示すようにｆθレンズ２４を光学ベース１９の２つの高さ位置決めボス１９Ａ上に載置し、各ボス１９Ａに形成されたＴ字上の溝２９に入り込んだ接着剤３０によって２つのボス２４Ａの接着面を光学ベース１９の２つの高さ位置決めボス１９Ａに接着することによって、ｆθレンズ２４の長手方向２箇所を光学ベース１９に固定する。

このように、本実施の形態では、ｆθレンズ２４のボス２４Ａに形成された溝２９に接着剤３０が入り込むことによって、ｆθレンズ２４の接着面積が増えるために該ｆθレンズ２４の接着強度が高められるとともに、溝２９に入り込んだ接着剤３０が硬化することによって該接着剤３０がｆθレンズ２４の抜け止めとして機能するため、線膨張係数が異なるｆθレンズ２４と光学ベース１９が熱膨張しても、簡単な構成によってｆθレンズ２４の光学ベース１９からの剥がれが防がれる。そして、本実施の形態では、接着剤３０が入り込む溝２９の形状をＴ字状（アリ溝状）としたため、この溝２９に入り込んで硬化した接着剤３０によるｆθレンズ２４の抜け止め効果が更に高められる。

ここで、ｆθレンズ２４の固定構造の別形態を図５に示す。

即ち、図５はｆθレンズ２４の固定構造の別形態を示す断面図であり、本実施の形態では、ｆθレンズ２４の各ボス２４Ａの接着面をＴ字状の溝２９に向かって幅が狭くなる斜面２４ａとしている。

而して、本実施の形態によれば、ｆθレンズ２４の各ボス２４Ａの接着面を溝２９に向かって幅が狭くなる斜面２４ａとしたため、ｆθレンズ２４の接着面積が斜面２４ａによって更に増えるとともに、接着剤３０が斜面２４ａに沿って溝２９に入り込み易くなり、接着強度の更なる向上と組立性の向上が図られるという硬化が得られる。

そして、本実施の形態に係る光走査装置１２を備える図１に示すレーザービームプリンターにおいては、各光走査装置１２のｆθレンズ２４の剥がれが防がれるため、所望の画像を安定的に形成することができる。

尚、以上は一方のｆθレンズ２４の取付構造についてのみ説明したが、他方のｆθレンズ２５やコリメータレンズ２１及びシリンドリカルレンズ２２等の他の光学素子も同様の固定構造によって光学ベース１９に接着固定することができる。又、以上は光学素子であるｆθレンズ２４のボス２４Ａに溝２９を形成した形態について説明したが、光学ベース１９の高さ位置決めボス１９Aに同様の溝を形成しても、前記と同様の効果が得られる。

更に、以上は本発明をカラーレーザープリンターとこれに備えられた光走査装置１２に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロプリンターや複写機等を含む他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム
３ａ〜３ｄ 帯電器
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラー
６ａ〜６ｄ クリーニング装置
７ 中間転写ベルト
８ 駆動ローラー
９ テンションローラー
１０ 二次転写ローラー
１１ 光学式濃度センサー
１２ 光走査装置
１３ 給紙カセット
１４ 搬送ローラー対
１５ レジストローラー対
１６ 排紙トレイ
１７ 定着装置
１８ 排紙ローラー対
１９ 光走査装置の光学ベース
１９Ａ 光学ベースの高さ位置決めボス
１９ａ 光学ベースの壁
２０ レーザーダイオード（光源）
２１ コリメータレンズ（光学素子）
２２ シリンドリカルレンズ（光学素子）
２３ ポリゴンミラー
２４，２５ ｆθレンズ（光学素子）
２４Ａ ｆθレンズのボス
２４ａ ｆθレンズの接着面（斜面）
２６ 折り返しミラー
２７ 同期検知センサー
２８ ＰＤ前ミラー（反射ミラー）
２９ 溝
３０ 接着剤
１００ プリンター本体
Ｌ，Ｌ１ 光ビーム
Ｒ 有効走査範囲
Ｓ 搬送パス

Claims (4)

1. 光学素子を接着剤で光学ベースに接着固定して成る光走査装置において、
   前記光学素子又は前記光学ベースの何れか一方の接着箇所に、接着面を有するボスを突設し、該ボスに、その接着面に開口する溝を形成し、該溝に入り込む接着剤によって前記光学素子を前記光学ベースに接着固定したことを特徴とする光走査装置。
2. 前記溝の形状をＴ字状としたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 前記ボスの接着面を前記溝に向かって幅が狭くなる斜面としたことを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
4. 請求項１〜３の何れか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。
   

Images