JP2014006323A - 光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置 - Google Patents

光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 光学箱と光源を保持する保持部材(レーザホルダー)とによって形成される間隙に接着剤を塗布または滴下することによって光学箱にレーザホルダーを接着する場合、接着剤が硬化する前に、重力の影響によって光学箱とレーザホルダーとの間隙の接着位置から接着剤が垂下してしまう。
【解決手段】 保持部材に光源と保持部材とによって形成される間隙において接着位置に沿うように保持部材から光学箱側に向かって立設する立設面が形成されている。
【選択図】 図6

Description

本発明は、光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に備えられる光源の固定構成に関する。
電子写真方式の画像形成装置は、光走査装置から出射される光ビームによって感光体を露光することで感光体上に静電潜像を形成し、当該静電潜像をトナーによって現像することによって画像を形成している。上記光走査装置は、光ビームを出射する光源と、光源を保持するレーザホルダーと、当該光ビームが感光体上を走査するように光源から出射された光ビームを偏向するポリゴンミラー(回転多面鏡)と、ポリゴンミラーが取り付けられる光学箱を備える。上記光源は、レーザホルダーを介して光学箱に取り付けられる。
特許文献1は、部品点数を抑えるためにビスによってレーザホルダーを光学箱に固定する固定方式ではなく、接着剤を用いてレーザホルダーを光学箱に固定する固定方式を採用した光走査装置を開示している。
特開2004−37836号公報
しかしながら、光学箱とレーザホルダーとによって形成される間隙に接着剤を塗布または滴下することによって光学箱にレーザホルダーを接着する場合、接着剤が硬化する前に、図10(a)及び(b)に示すように、重力の影響によって光学箱とレーザホルダーとの間隙の接着位置から接着剤が垂下してしまう。このように、接着剤によって被覆される面積が増大すると、単位面積当たりの接着力が低下してしまい、振動等によってレーザホルダーが光学箱からはがれやすくなってしまう。
上記課題を解決するために、本発明の光走査装置は、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが感光体を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡が取り付けられる光学箱と、前記光源を保持し、前記光学箱に形成された第1の面と間隙を形成する第2の面が形成され、前記第1の面と前記第2の面とによって形成される前記間隙における接着位置に充填された接着剤によって前記光学箱に接着される保持部材であって、前記接着位置からの前記接着剤の垂下を抑制するために、前記間隙において前記接着位置に沿うように前記第2の面から前記光学箱側に向かって立設する立設面が形成された保持部材と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、重力の影響による接着位置からの接着剤の垂下を抑制することができる。
画像形成装置の概略断面図 光走査装置の斜視図及び側面図 光学箱の要部斜視図 光源ユニットの斜視図 光源ユニット及び光源ユニットが取り付けられた光学箱の斜視図 実施例1に係る光源ユニット及び光源ユニットが取り付けられた光学箱の断面図 光源ユニットの正面図 実施例2及び実施例3に係る光源ユニット及び光源ユニットが取り付けられた光学箱の断面図 実施例4に係る光源ユニット及び光源ユニットが取り付けられた光学箱の斜視図 レーザホルダー(光源ユニット)の取付構成を示す従来例
(実施例1)
(画像形成装置)
図1は、電子写真方式の画像形成装置100の概略断面図である。図1に示す画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する4基の画像形成部101Y、101M、101C,101BKを備える。画像形成部101Y、101M、101C,101BKは、それぞれ感光体であるところの感光ドラム102Y、102M、102C、102BKを備える。また、画像形成部101Y、101M、101C,101BKは、感光ドラム102Y、102M、102C、102BKを帯電する帯電装置103Y、103M、103C、103BKを備える。
光走査装置200は、帯電装置103Y、103M、103C、103BKによってそれぞれ帯電された感光ドラム102Y、102M、102C、102BKを露光する光ビームLY、LM、LC、LBK(レーザ光)を出射する。光ビームによって露光されることで感光ドラム102Y、102M、102C、102BK上には静電潜像が形成される。
画像形成部101Yは、現像装置104Yを備え、現像装置104Yは、感光ドラム102Y上に形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。画像形成部101Mは、現像装置104Mを備え、現像装置104Mは、感光ドラム102M上に形成された静電潜像をマゼンタのトナーによって現像する。画像形成部101Cは、現像装置104Cを備え、現像装置104Cは、感光ドラム102C上に形成された静電潜像をシアンのトナーによって現像する。画像形成部101BKは、現像装置104BKを備え、現像装置104BKは、感光ドラム102BK上に形成された静電潜像をブラックのトナーによって現像する。
感光ドラム102Y上に形成されたイエローのトナー像は、転写部Tyにおいて転写ローラ105Yによって中間転写ベルト106に転写される。感光ドラム102M上に形成されたマゼンタのトナー像は、転写部Tmにおいて転写ローラ105Mによって中間転写ベルト106に転写される。感光ドラム102C上に形成されたシアンのトナー像は、転写部Tcにおいて転写ローラ105Cによって中間転写ベルト106に転写される。感光ドラム102BK上に形成されたブラックのトナー像は、転写部Tbkにおいて転写ローラ105BKによって中間転写ベルト106に転写される。
中間転写ベルト106上に転写された各色のトナー像は、転写部T2において、転写ローラ107によって給紙部109から搬送されてきた記録紙に転写される。転写部T2において記録紙に転写されたトナー像は、定着装置108によって定着処理され、定着処理後に排紙部110に排紙される。
(光走査装置)
次に、光走査装置200について説明する。図2(a)は、光走査装置200の構成を示す斜視図である。図2(a)の矢印Gは、重力方向を示している。
光走査装置200の光学箱(筐体)201の外壁には、後述する光源ユニット202Y、202M、202C、202BKが取り付けられている。光源ユニット202Yは、感光ドラム102Yを露光するレーザ光LYを出射し、光源ユニット202Mは、感光ドラム102Mを露光するレーザ光LMを出射する。また、光源ユニット202Cは、感光ドラム102Cを露光するレーザ光を出射し、光源ユニット202BKは、感光ドラム102BKを露光するレーザ光LBKを出射する。
図2(b)は、図2(a)の光走査装置200の光源ユニットが取り付けられた方向から見た側面図である。図2(b)に示すように、光源ユニット202Y、202M、202C、202BKが近接して配置されており、このように各光源ユニットを近接して配置することによって1枚の駆動基板(不図示)によって各光源ユニットを駆動することができる。
図2(a)に示すように、光学箱201の中央部には4つの反射面を備えるポリゴンミラー(回転多面鏡)203が配置されている。画像形成時、ポリゴンミラー203は、図2(a)の点線で示す回転軸を矢印方向に回転する。
光源ユニット202Yから出射されたレーザ光LYは、ポリゴンミラー203の反射面に入射し、入射した反射面によってレーザ光LYは、図2(a)に示すA側に反射(偏向)される。光源ユニット202Mから出射されたレーザ光LMは、レーザ光LYが入射するポリゴンミラー203の反射面と同一の反射面に入射し、入射した反射面によってレーザ光LYと同一側に反射される。
一方、光源ユニット202BKから出射されたレーザ光LBKは、レーザ光LY及びLMが入射する反射面とは異なる反射面に入射し、入射した反射面によってレーザ光LBKは、図2(a)に示すB側に偏向される。光源ユニット202Cから出射されたレーザ光LCは、レーザ光LBKが入射するポリゴンミラー203の反射面と同一の反射面に入射し、入射した反射面によってレーザ光LBKと同一方向に偏向される。
ポリゴンミラー203によって偏向されたレーザ光LY及びLMは、矢印C方向に移動するレーザ光となる。即ち、回転するポリゴンミラー203によって偏向されることによって、レーザ光LYは矢印C方向に感光ドラム102Yを走査するレーザ光となり、レーザ光LMは感光ドラム102Mを矢印C方向に走査するレーザ光となる。
一方、ポリゴンミラー203によって偏向されたレーザ光LBK及びLCは、矢印D方向に移動するレーザ光となる。即ち、回転するポリゴンミラー203によって偏向されることによって、レーザ光LBKは矢印D方向に感光ドラム102BKを走査するレーザ光となり、レーザ光LCは感光ドラム102Cを矢印D方向に走査するレーザ光となる。
次に、光源ユニットの取付構成について詳しく説明する。図3は、光源ユニット202Y、202M、202C、202BKが取り付けられる取付部の拡大図である。
図3は、光学箱201及び光源ユニット202Y、202M、202C、202BKを光学箱に付勢させるための板バネ(弾性部材)301A及び板バネ301Aと同一形状の301Bを示している。板バネ301Aの先端は、押圧部302A及び押圧部303Aの2股に分岐しており、同様に、板バネ301Bの先端も押圧部302B及び押圧部303Bの2股に分岐している。板バネ301Aはビス304Aによって光学箱201に固定され、板バネ301Bはビス304Bによって光学箱201に固定される。
次に、図4を用いて光源ユニット202Y、202M、202C、202BKについて説明をする。各光源ユニットは同一の構成であるため、図4では光源ユニット202として説明をする。図4(a)及び(b)はそれぞれ異なる側から光源ユニット202を見た斜視図である。
図4(a)に示すように、光源ユニット202のレーザホルダー401(保持部材)は、光源であるところの半導体レーザ402を保持する保持部403、鏡筒部404、コリメータレンズ407を保持するレンズ保持部405を備える。光源保持部403、鏡筒部404、レンズ保持部405は一体成型されている。光源保持部403には半導体レーザ402が嵌合される開口406が形成されている。半導体レーザ402の電極407は、上述した駆動基板に電気的に接続される。鏡筒部404は、光源保持部403とレンズ保持部405を連結し、鏡筒部404の内部は、半導体レーザ402から出射されたレーザ光が通過できるように中空となっている。コリメータレンズ407は、工場における光源ユニット202の組み立て時に、半導体レーザ402から出射されるレーザ光の光路に対するレンズ保持部405における位置調整がなされる。半導体レーザ404から出射されたレーザ光は、鏡筒部405を通過した後、コリメータレンズ407に入射し、コリメータレンズ407によって平行光に変換されて光源ユニット202から出射される。
また、図4(b)に示すように、レーザホルダー401には、平面409(第2の面)及び平面410、平面409及び410から一段高い平面411、及び平面409及び平面410から突出した突出部412を備える。これらの平面については後述する。
図5は、光源ユニット202M、202C、202BKが光学箱201に取り付けられ、光源ユニット202Yが光学箱201から取り外された状態を示した図である。光源ユニット202Yは、矢印方向に光学箱201の外壁に設けられた貫通穴に挿入される。
ここで、図3、図4、及び図5を参照して、光源ユニット202Yの取付構成についてさらに詳しく説明する。なお、光源ユニット202M、202C、202BKについての取付構成及び取付方法は、光源ユニット202Yと同様であるので説明を省略する。
図5に示すように光学箱201の貫通穴に挿入された光源ユニット202Yは、図3に示す板バネ301Bの押圧部302Bと貫通穴の内面210と貫通穴の内面211との間に挿入される。このとき、図4に示す鏡筒部404の下側が板バネ301Bの押圧部302Bを下方向に弾性変形させる。板バネ301Bが弾性変形することによって生じる復元力によって、鏡筒部404を押圧部302Bによって下側から押圧される。押圧部302Bによって下側から押圧された鏡筒部404は、内面210及び内面211に付勢される。つまり、光源ユニット202Yは、鏡筒部404が板バネ301Bの押圧部302Bによって押圧されることで内面210と内面211に付勢して貫通穴内で仮止めされた状態となる。
光源ユニット202Yが貫通穴内で仮止めされた状態において、図4(b)に示す光源ユニット202Yの平面409は図3に示す光学箱201に設けられた平面212に対向する。一方、レーザホルダー401の平面411は図3に示す光学箱201に設けられた平面213に当接する。即ち、光学箱201に光源ユニット202Yを取り付ける際に、光源ユニット202Yはレーザホルダー401の平面411と光学箱201の平面213とが当接するまで図5に示す矢印方向に光源ユニット202Yを押し込む。レーザホルダー401の平面411と光学箱201の平面213とが当接するまで光源ユニット202Yを押し込むことによって、光源ユニット202Yのピント方向(コリメータレンズ407の光軸方向)の設置位置が決まる。
また、光源ユニット202Yが貫通穴内で仮止めされた状態において、図4(b)に示す突出部412は、図3に示す平面212(第1の面)と平面213との間の凹部214(平面212及び平面213に対して凹となった凹部、あるいは光学箱201の外壁に設けられた開口)に挿入される。光源ユニット202Yが光学箱201に仮止めされた状態において突出部412と凹部214の内面との間には隙間が形成されるように、光源ユニット202Y及び光学箱201は設計されている。突出部412と凹部214の内面との間には隙間が形成されることによって、後述する光源ユニットの回転調整が可能となる。
本実施例の半導体レーザ402は、レーザ光を出射する複数の発光素子を備える素子である。複数の発光素子から出射された複数のレーザ光によって感光ドラム上に静電潜像を形成する装置では、感光ドラム上での複数のレーザ光のスポット間隔(副走査方向:感光ドラムの回転方向の間隔)が画像形成装置の解像度に対応した間隔になるように、工場において、複数のレーザ光のスポット間隔を調整する。例えば、画像形成装置の出力画像の解像度が600dpiの場合、工場において感光ドラム上での複数のレーザ光のスポット間隔を42.3μmに調整する。
本実施例の光走査装置は、光源ユニット202Y、202M、202C、202BKが上記のように光学箱201に仮止めされた状態でそれぞれの光源ユニットを図2(b)に示す矢印方向に回転調整する。光源ユニットを回転させることによって、各光源ユニットは、鏡筒部405の円形断面の中心を回転中心として回転する。光源ユニットの回転に伴い、光源ユニットに嵌合された半導体レーザも矢印方向に回転するため、本実施例の光走査装置は、光源ユニットの回転によって複数のレーザ光のスポット間隔を調整することができる。
本実施例の光走査装置の光走査装置を組み立てる際、光源ユニット202の設置位置を回転調整する前に、光学箱201の平面212とレーザホルダー401の平面409とによって形成された間隙における所定の接着位置に光硬化性の接着剤が塗布または滴下されることによって充填される。光源ユニット202を回転調整後、間隙の端部から紫外光を接着位置に充填された接着剤に照射して接着剤を硬化させる。
回転調整した後に光学箱201の平面212とレーザホルダー401の平面409との間隙に接着剤を充填する方法も考えられるが、調整後に接着剤を充填しようとすると光学箱201の平面212とレーザホルダー401の平面409とによって形成された間隙が狭いため、接着剤が接着位置に行き渡らない可能性もある。そのため、あらかじめ光源ユニットの設置位置の調整をする前に、光学箱201の平面212あるいはレーザホルダー401の平面409に接着剤を塗布するか、光学ユニットの設置位置の調整する前に光学箱201の平面212とレーザホルダー401の平面409とによって形成された間隙が広い状態で接着剤を滴下することが望ましい。
(接着剤垂下抑制機構)
従来、図10(a)に示すように、光源ユニットと光学箱との間隙に接着剤を充填させて光源ユニットを光学箱に接着していた。接着剤には、例えば、紫外光を照射することによって硬化する光硬化性接着剤を採用される。しかしながら、光源ユニットの設置位置を調整している間に図10(b)に示すように紫外光が十分到達する間隙に近い接着位置から接着剤が重力方向に垂下してしまい、接着剤を硬化させるときに紫外光が接着剤に届かずに接着剤に未硬化の部分が生じてしまう。すると、光学箱に対する光源ユニットの接着が不十分となり、振動等により光源ユニットが光学箱からはがれるという課題が生じる可能性がある。
そこで、本実施例の光源ユニット202のレーザホルダー401には、図4(b)に示すように、光源保持部403の平面409及び平面410から突出する突出部412が形成されている。
図6を用いてさらに詳しく説明する。図6(a)は、図2(b)に示すE−E’の断面図であり、図6(b)は図6(a)の円形の枠線部分の拡大図である。レーザホルダー401の平面409と光学箱201の平面212は互いに接することなく対向しており、両平面によって形成される間隙における接着位置に接着剤が充填される。また、レーザホルダー401の平面410と光学箱201の平面213は互いに対向しており、レーザホルダー401の平面410から一段高くなった平面411は光学箱201の平面に当接している。
レーザホルダー401は、平面409と平面410との間に両平面から光学箱側に向かって突出(立設した)した、立設面412aを備える突出部412(立設部)を備える。平面409に対する突出部412の立設角度は、90度以下の鋭角であることが望ましい。一方、レーザホルダー401の平面409に対向する光学箱201の平面212と、レーザホルダー401の平面410に対向する光学箱201の平面213との間には、突出部412が挿入される凹部214が形成されている。即ち、平面410からの突出部412の高さH1は、平面212と平面409とによって形成される間隙の幅よりも高く、かつ平面410からの平面411の高さH2よりも高くなっており、平面411が平面213に当接した状態において、突出部412の立設面412aは凹部214に挿入された状態となる。
突出部412と凹部214の表面は接触しないことが望ましい。これは、接着剤が硬化する前に光源ユニット202を光学箱201に対して回転させるときに、突出部412と凹部214の表面とが接触すると光源ユニット201の回転の妨げとなり、感光ドラム上での複数のレーザ光のスポット間隔を画像形成装置の解像度に対応する間隔に調整できなくなるためである。
図7は、コリメータレンズ407側からの光源ユニット202Yの正面図である。図7の点線で囲まれた領域が接着剤が充填される接着位置であり、突出部412は接着位置に沿うように平面409と平面410から紙面上図7の手前方向に突出している。
このように、突出部412を設けることによって硬化前の接着剤が重力によって接着位置から垂下することを抑制することができる。本実施例の光源ユニットは、接着剤に光硬化性の接着剤を使用した場合に特に効果的である。即ち、図10(b)に示すように、接着剤が光が到達し難い位置まで垂下してしまうと、紫外光を照射しても接着剤を十分硬化させることができない。それに対して、突出部412を設けることによって重力による硬化前の接着剤の接着位置からの垂下を抑制することができる。
なお、図6(b)に示す突出部412は、平面409及び平面411の両平面から突出する構成としているが、図6(c)に示すように、平面409のみから突出部413を突出させて平面409から立設した立設面413aを設け、突出部413の先端部414と光学箱201の平面213とを当接させる構成としても図6(b)に示す構成と同等の効果を得ることができる。
また、光源ユニット202Y及び202BKと光学箱201との間に充填された接着剤に紫外光を照射する場合は、図1に示すように光学箱201の底面を蓋部材が取り付けられる側よりも重力方向下側にする。一方、光源ユニット202M及び202Cと光学箱201との間に充填された接着剤に紫外光を照射する場合は、光学箱201の底面を蓋部材が取り付けられる側よりも重力方向上側にする。そのため、本実施例の光源ユニット202M及び202Cは、光源ユニット202Y及び光源ユニット202BKと同一構成としている。
(その他の実施例)
以下において、図8を用いて、上記突出部412のその他の実施例について説明をする。説明を簡易にするために、上記の実施例と異なる点のみを説明する。
(実施例2)
図8(a)の光源ユニット800は、先端部が接着位置側に湾曲または屈曲した突出部800を備える。突出部801の先端部を接着位置側に曲げることによって図8(a)に示す接着剤を滞留させる滞留部801を形成することができる。光源ユニットの設置位置の調整に手間取り、調整時間が長期間にわたってしまった場合、粘度が低い接着剤を最小した場合、実施例1に示す突出部412の形状では、突出部412の上面と凹部214の上面との間隙に接着剤が流入してしまう可能性がある。それに対して、本実施例の光源ユニットの突出部800は、滞留部801が形成される形状であるため、調整時間が長期間にわたってしまった場合にも接着剤を接着位置に滞留させることができる。
(実施例3)
図8(b)は、光学箱804に設けられた平面807(第1の面)から光源ユニット(保持部材)側に突出する突出部805を備え、光源ユニット803が凹部806を備える例である。突出部805は、平面807から立設する立設面805aを備え、この立設面805aが実施例1における立設面412aと同様の機能を有する。なお、実施例2に示すように突出部805の先端部を接着位置側に屈曲させることによって滞留部を形成するように突出部805の形状を構成しても良い。
(実施例4)
図9は実施例4における光源ユニット取り付け部近傍の拡大図である。本実施例の光学箱900は、実施例1に示す光学箱201の平面212に相当する面901にスリットを設けた点が実施例1の光学箱201と異なる点である。即ち、面901は平面212と異なり、段差を有する複数の平面によって形成されている。本実施例の光学箱901に形成された2本のスリットは、面901の上端から光学ユニット202の突出部412真上の下端に向けて延びている。光硬化性の接着剤は2本のスリットの間に充填される。この2本のスリットによって光源ユニット202と光学箱900とによって形成される間隙に紫外光が入りやすくなるため、接着剤の未硬化部分の発生を抑制することができる。
200 光走査装置
201 光学箱
202 光源ユニット
214 凹部
412 突出部

Claims (13)

  1. 光ビームを出射する光源と、
    前記光源から出射された光ビームが感光体を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、
    前記回転多面鏡が取り付けられる光学箱と、
    前記光源を保持し、前記光学箱に形成された第1の面と間隙を形成する第2の面が形成され、前記第1の面と前記第2の面とによって形成される前記間隙における接着位置に充填された接着剤によって前記光学箱に接着される保持部材であって、前記接着位置からの前記接着剤の垂下を抑制するために、前記間隙において前記接着位置に沿うように前記第2の面から前記光学箱側に向かって立設する立設面が形成された保持部材と、を備えることを特徴とする光走査装置。
  2. 前記光学箱には、前記立設面が挿入される凹部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  3. 前記光学箱には、前記立設面が挿入される開口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  4. 前記第2の面と前記立設面とのなす角は90度以下の鋭角であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の光走査装置。
  5. 前記光源ユニットは、前記立設面を備え、前記第2の面から突出する突出部を備え、
    前記突出部の先端部は、前記接着位置側に向かって湾曲または屈曲していることを特徴とする請求項2または3に記載の光走査装置。
  6. 光ビームを出射する光源と、
    前記光源から出射された光ビームが感光体を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、
    前記光源を保持する保持部材と、
    前記回転多面鏡が取り付けられ、前記保持部材の第2の面と間隙を形成する第1の面が形成され、前記第1の面と前記第2の面とによって形成される前記間隙における接着位置に充填された接着剤によって前記保持部材が接着される光学箱であって、前記接着位置からの前記接着剤の垂下を抑制するために、前記間隙において前記第1の面から前記保持部材側に向かって立設する立設面を備える光学箱と、を備えることを特徴とする光走査装置。
  7. 前記保持部材には、前記立設面が挿入される凹部が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。
  8. 前記保持部材には、前記立設面が挿入される開口が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。
  9. 前記第1の面と前記立設面とのなす角は90度以下の鋭角であることを特徴とする請求項6乃至8いずれか1項に記載の光走査装置。
  10. 前記光学箱は、前記立設面を備え、前記第1の面から突出する突出部を備え、
    前記突出部の先端部は、前記接着位置側に向かって湾曲または屈曲していることを特徴とする請求項7または8に記載の光走査装置。
  11. 前記接着剤は、光硬化性の接着剤であり、
    前記保持部材は、前記間隙の端部から前記接着位置に充填された前記接着剤に向かって照射された光によって硬化した前記接着剤によって前記光学箱に接着されることを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項に記載の光走査装置。
  12. 前記光源は、光ビームを出射する複数の発光素子を備えることを特徴とする請求項1乃至11いずれか1項に記載の光走査装置。
  13. 請求項1乃至12いずれか1項に記載の光走査装置と、
    前記感光体と、
    前記光走査装置から出射される光ビームによって露光されることで前記感光体に形成される現像手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
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