JP2017126006A - 光走査装置、光走査装置の製造方法および画像形成装置 - Google Patents

光走査装置、光走査装置の製造方法および画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】フレームやホルダの構成を複雑化することなく、複数の光の像面での副走査方向のピッチを調整することができる光走査装置、光走査装置の製造方法および画像形成装置を提供する。
【解決手段】光走査装置は、複数の発光部を有する半導体レーザ110と、半導体レーザ110を保持するホルダ140と、半導体レーザ110からの光を偏向する偏向装置と、偏向装置で偏向された光を像面に結像する走査光学系と、ホルダ140を支持するフレーム50とを備える。フレーム50は、ホルダ140を支持するホルダ支持部50Fを有する。ホルダ140は、半導体レーザ110の光軸方向と直交する方向でホルダ支持部50Fに支持される第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bを有し、第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bの少なくとも一方とホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59が配置された状態でフレーム50に固定されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、光走査装置、光走査装置の製造方法および画像形成装置に関する。
従来から、複数の光を出射して同一の像面上で走査する光走査装置が知られている。例えば、特許文献1には、2つの光源と当該2つの光源を保持するホルダとによって構成された光源ユニットと、光源ユニットが取り付けられるフレームとを備えた光走査装置が開示されている。特許文献1の光走査装置は、ホルダの凸部がフレームの開口に対して回動自在に嵌合され、フレームに挿通された調整ネジによってホルダを回転させることで、光源から出射される2つの光の像面での副走査方向のピッチを調整することができるようになっている。
特開2002−182141号公報
ところで、従来技術は、ホルダに凸部を設けたり、フレームにホルダの凸部が嵌合する開口や送りネジ機構を設けたりする必要があったので、複数の光の像面での副走査方向のピッチを調整するための構成が複雑であった。
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、フレームやホルダの構成を複雑化することなく、複数の光の像面での副走査方向のピッチを調整することができる光走査装置、光走査装置の製造方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
前記した目的を達成するため、本発明の光走査装置は、複数の発光部を有する光源と、光源を保持するホルダと、光源から出射された光を偏向する偏向装置と、偏向装置で偏向された光を像面に結像する走査光学系と、ホルダ、偏向装置および走査光学系を支持するフレームと、を備える。
フレームは、ホルダを支持するホルダ支持部を有する。
ホルダは、光源の光軸方向と直交する方向でホルダ支持部に支持される第1被支持部および第2被支持部を有し、第1被支持部および第2被支持部の少なくとも一方とホルダ支持部との間に間隔調整部材が配置された状態でフレームに固定されている。
また、前記した目的を達成するため、本発明の光走査装置の製造方法は、複数の発光部を有する光源と、光源を保持するホルダと、光源から出射された光を偏向する偏向装置と、偏向装置で偏向された光を像面に結像する走査光学系と、ホルダ、偏向装置および走査光学系を支持するフレームと、を備え、フレームが、ホルダを支持するホルダ支持部を有し、ホルダが、光源の光軸方向と直交する方向でホルダ支持部に支持される第1被支持部および第2被支持部を有する光走査装置の製造方法である。
この光走査装置の製造方法は、光源をホルダに組み付ける工程と、ホルダ支持部と複数の発光部のうち2つを結んだ直線とがなす角度に相関する値を測定する工程と、測定した値に基づいて間隔調整部材を複数の中から選択する工程と、選択した間隔調整部材を第1被支持部または第2被支持部とホルダ支持部との間に配置する工程と、ホルダをフレームに固定する工程と、を含む。
また、前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、感光体と、複数の発光部を有する光源と、光源を保持するホルダと、光源から出射された光を偏向する偏向装置と、偏向装置で偏向された光を感光体に結像する走査光学系と、ホルダ、偏向装置および走査光学系を支持するフレームと、を備える。
フレームは、ホルダを支持するホルダ支持部を有する。
ホルダは、光源の光軸方向と直交する方向でホルダ支持部に支持される第1被支持部および第2被支持部を有し、第1被支持部および第2被支持部の少なくとも一方とホルダ支持部との間に間隔調整部材が配置された状態でフレームに固定されている。
以上によれば、ホルダの第1被支持部や第2被支持部とフレームのホルダ支持部との間に間隔調整部材を配置することで、ホルダ支持部に対する光源の光軸回りの角度を調整できるので、光源から出射される複数の光の像面での副走査方向のピッチを調整することができる。これにより、フレームやホルダの構成を複雑化することなく、複数の光の像面での副走査方向のピッチを調整することができる。
本発明によれば、フレームやホルダの構成を複雑化することなく、複数の光の像面での副走査方向のピッチを調整することができる。
実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 実施形態に係る光走査装置の平面図である。 図2のI−I断面図である。 一実施形態に係る光源装置の斜視図(a)と、半導体レーザの正面図(b)である。 分解して示した光源装置と、間隔調整部材と、フレームの一部を示す斜視図である。 半導体レーザが圧入された状態のホルダの正面図である。 第1被支持部とホルダ支持部との間に間隔調整部材が配置されてフレームに固定された状態の光源装置を正面から見た図(a)と、光ビームのピッチ調整を説明する図(b)である。 第2被支持部とホルダ支持部との間に間隔調整部材が配置されてフレームに固定された状態の光源装置を正面から見た図(a)と、光ビームのピッチ調整を説明する図(b)である。 他の実施形態に係る、分解して示した光源装置と、間隔調整部材と、フレームの一部を示す斜視図である。 他の実施形態に係る、半導体レーザが圧入された状態のホルダの正面図(a)と、フレームに固定された状態の光源装置を正面から見た図(b)である。
次に、発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向は、図1における紙面に向かって右側を「前」、紙面に向かって左側を「後」とし、紙面に向かって手前側を「左」、紙面に向かって奥側を「右」とする。また、図1における紙面に向かって上下方向を「上下」とする。
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタ1は、本体筐体2と、給紙部3と、画像形成部4とを主に備えている。
給紙部3は、本体筐体2内の下部に設けられ、用紙Sを収容する給紙トレイ31と、用紙押圧板32と、給紙機構33とを主に備えている。給紙部3は、給紙トレイ31内の用紙Sを用紙押圧板32によって上方に寄せ、給紙機構33によって1枚ずつ分離して画像形成部4に供給する。
画像形成部4は、光走査装置5と、プロセスユニット6と、転写ユニット7と、定着装置8とを主に備えている。
光走査装置5は、本体筐体2内の上部に配置されている。詳細については後述するが、光走査装置5は、一点鎖線で示す、画像データに基づく光ビームを、感光体の一例としての感光体ドラム61の表面で走査することで、感光体ドラム61を露光する。
プロセスユニット6は、給紙トレイ31と光走査装置5の間に配置され、前後に配列された4つの感光体ドラム61と、各感光体ドラム61に対し1つずつ設けられた帯電器62および現像カートリッジ63とを主に備えている。各現像カートリッジ63は、それぞれ、現像ローラ64や供給ローラ65、層厚規制ブレード66、トナーを収容する収容部67などを備え、本体筐体2に対して着脱可能に装着されるように構成されている。
カラーレーザプリンタ1は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナーを収容する現像カートリッジ63Y,63M,63C,63Kが、前側からこの順で並んで配置されており、用紙Sにカラー画像を形成可能に構成されている。
転写ユニット7は、給紙トレイ31とプロセスユニット6との間に配置され、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、搬送ベルト73と、転写ローラ74とを主に備えている。搬送ベルト73は、駆動ローラ71と従動ローラ72の間に張設された無端状のベルトであり、感光体ドラム61に対向して配置されている。転写ローラ74は、感光体ドラム61に対応して4つ設けられ、対応する感光体ドラム61との間で搬送ベルト73を挟むように配置されている
定着装置8は、プロセスユニット6の後方に配置され、加熱ローラ81と、加熱ローラ81に対向して配置されて加熱ローラ81を押圧する加圧ローラ82とを主に備えている。
画像形成部4は、感光体ドラム61の表面を、帯電器62によって一様に帯電し、光走査装置5からの光ビームによって露光することで、感光体ドラム61上に静電潜像を形成する。次に、画像形成部4は、現像カートリッジ63からトナーを感光体ドラム61上に形成された静電潜像に供給することで、静電潜像を可視像化し、感光体ドラム61上にトナー像を形成する。
その後、画像形成部4は、給紙部3から供給された用紙Sを、感光体ドラム61と転写ローラ74の間で搬送することで、感光体ドラム61上に形成されたトナー像を用紙Sに転写する。そして、画像形成部4は、トナー像が転写された用紙Sを、加熱ローラ81と加圧ローラ82の間で搬送することで、トナー像を熱定着する。トナー像が熱定着された用紙Sは、搬送ローラ23や排出ローラ24によって排紙トレイ22に排出される。
次に、光走査装置5の詳細な構成について説明する。なお、以下の説明において、「主走査方向」とは、像面としての感光体ドラム61の表面での光の走査方向をいうものとし、本実施形態では、左右方向に相当する。また、「副走査方向」とは、主走査方向および光の進行方向の両方に直交する方向をいうものとする。
図2および図3に示すように、光走査装置5は、フレーム50と、光源装置51と、反射鏡52と、第1シリンドリカルレンズ53と、偏向装置の一例としてのポリゴンミラー54と、走査光学系の一例としてのfθレンズ55、第2シリンドリカルレンズ56および反射鏡57とを主に備えている。
図2に示すように、光源装置51(511〜514)は、光ビームB1〜B4を出射する装置であり、光走査装置5が露光する4つの感光体ドラム61に対応して4つ設けられている。光源装置512と光源装置513は、左右方向に並んで配置されており、光源装置511と光源装置514は、左右方向において互いに向かい合った状態で、出射する光ビームB1,B4が、光源装置512,513が出射する光ビームB2,B3に対して略直交するように配置されている。光源装置51の詳細な構成については後述する。
反射鏡52は、一点鎖線で示す、光源装置511,514から出射された光ビームB1,B4をポリゴンミラー54に向けて反射する部材であり、光源装置512,513とポリゴンミラー54との間に配置されている。なお、破線で示す、光源装置512,513から出射された光ビームB2,B3は、反射鏡52の上を通過してポリゴンミラー54に入射する。
第1シリンドリカルレンズ53は、ポリゴンミラー54の面倒れを補正するため、光ビームB1〜B4を副走査方向に収束し、ポリゴンミラー54の反射面上で主走査方向に長い線状に結像するレンズである。第1シリンドリカルレンズ53は、反射鏡52とポリゴンミラー54との間に配置されている。なお、フレーム50の、反射鏡52と第1シリンドリカルレンズ53との間に設けられた壁50Cには、破線で示す複数の開口が設けられている。この開口は、通過する光ビームB1〜B4の上下および左右の幅を規定する。
ポリゴンミラー54は、6つの反射面を有し、反射面が回転軸を中心に一定速度で回転することで、第1シリンドリカルレンズ53を通過した光ビームB1〜B4を反射して主走査方向に偏向する。ポリゴンミラー54は、フレーム50のほぼ中央に配置されている。
fθレンズ55は、ポリゴンミラー54によって等角速度で走査するように偏向された光ビームB1〜B4を感光体ドラム61の表面で主走査方向に等速度で走査するように変換するレンズであり、ポリゴンミラー54の前後に1つずつ設けられている。
第2シリンドリカルレンズ56は、ポリゴンミラー54の面倒れを補正するため、光ビームB1〜B4を副走査方向に収束し、感光体ドラム61の表面に結像するレンズである。第2シリンドリカルレンズ56は、4つの光源装置511〜20Dから出射される光ビームB1〜B4に対応して4つ設けられている。
反射鏡57は、fθレンズ55や第2シリンドリカルレンズ56を通過した光ビームB2,B3を反射し、感光体ドラム61の表面に導く部材である。
フレーム50は、光源装置51やポリゴンミラー54、fθレンズ55、第2シリンドリカルレンズ56、反射鏡57などを支持する部材である。フレーム50は、光源装置51などを支持する下側の壁である支持壁50Aを主に有している。支持壁50Aには、反射鏡57で反射されて感光体ドラム61の表面に向かう光ビームB1〜B4を通過させる4つの露光口501〜504が前後方向に並んで形成されている。
図2に示すように、光走査装置5では、光源装置512,513から出射された光ビームB2,B3は、第1シリンドリカルレンズ53を通過して、ポリゴンミラー54で主走査方向に偏向される。また、光源装置511,514から出射された光ビームB1,B4は、反射鏡52で反射されて進路をポリゴンミラー54に向けた後、第1シリンドリカルレンズ53を通過して、ポリゴンミラー54で主走査方向に偏向される。そして、図3に示すように、ポリゴンミラー54で偏向された光ビームB1〜B4は、fθレンズ55と第2シリンドリカルレンズ56を通過し、感光体ドラム61の表面を走査露光する。
次に、光源装置51の詳細な構成について説明する。4つの光源装置51(511〜514)は、略同様の構成となっている。
図4(a)に示すように、光源装置51は、光源の一例としての半導体レーザ110と、カップリングレンズ120と、回路基板130と、ホルダ140とを主に備えている。
半導体レーザ110は、複数、具体的には、2つのレーザ光を出射する装置である。図4(b)に示すように、半導体レーザ110は、レーザ光を出射する2つの発光部111A,111Bを有するチップ111と、外装としてのパッケージ112と、複数の端子113(図5参照)とを主に有している。なお、参照する図面においては、チップ111の大きさや、発光部111A,111Bの大きさおよび間隔、光の間隔などを誇張して示している。
パッケージ112は、略円筒状をなしており、チップ111が収容されるカバー部112Aと、カバー部112Aよりも大径のマウント部112Bとを主に有している。マウント部112Bは、その外周面に、半導体レーザ110の光軸方向に延びる凹部112Cと、2つの切欠部112Dとを有している。また、カバー部112Aには、レーザ光が通過する窓112Eが設けられている。ここで、「光軸方向」とは、窓112Eに直交する方向である。
凹部112Cは、平面視略U字状に形成され、切欠部112Dは、平面視略V字状に形成されている。2つの切欠部112Dは、それぞれが凹部112Cに対してマウント部112Bの周方向に90°ずれた位置で、チップ111を挟んで互いに対向するように形成されている。なお、本実施形態では、2つの切欠部112Dが並ぶ方向と、2つの発光部111A,111Bが並ぶ方向とが略一致しているものとする。
図4(a)に示すように、半導体レーザ110は、パッケージ112のマウント部112Bがホルダ140の光源保持部142に形成された貫通穴142Aに圧入されていることで、ホルダ140に固定されている。
カップリングレンズ120は、半導体レーザ110から出射された2つのレーザ光をそれぞれ光ビームB11,B12に変換するレンズである。カップリングレンズ120は、半導体レーザ110に対して光軸や焦点位置などを調整した上で、ホルダ140のレンズ保持部143に光硬化性樹脂150により接着された状態で固定されている。
図5に示すように、回路基板130は、半導体レーザ110に電力を供給するための図示しない回路が形成された矩形のプリント基板である。回路基板130は、半導体レーザ110の端子113がスルーホールに通されて回路に接続されることで、半導体レーザ110と接続されている。回路基板130は、ネジ160が、当該回路基板130に形成された貫通穴131に通されて、ホルダ140の光源保持部142に形成されたネジ穴142Bに締結されることで、ホルダ140に固定されている。
ホルダ140は、半導体レーザ110、カップリングレンズ120および回路基板130を保持する部材であり、アルミニウム合金などの金属からなる板材を板金加工するなどして形成されている。ホルダ140は、フレーム50に固定される固定部141と、半導体レーザ110と回路基板130を保持する光源保持部142と、カップリングレンズ120を保持するレンズ保持部143とを主に有している。
固定部141は、ホルダ140の底壁を構成する部分であり、長手方向の両端部に形成された2つの固定穴141Aと、略中央に形成された位置決め穴141Bと、半導体レーザ110の窓112E側から見た左端部に形成された位置決め凹部141Cとを有している。
固定穴141Aは、上下方向に貫通した穴であり、ホルダ140をフレーム50に固定するための締結部材の一例としてのネジ58が挿通される。
位置決め穴141Bは、上下方向に貫通した穴であり、位置決め凹部141Cは、上下方向に貫通するとともに図示左側が開放された切欠状の凹部である。ホルダ140がフレーム50に組み付けられたとき、位置決め穴141Bには、フレーム50に形成された位置決め凸部50Dが係合し、位置決め凹部141Cには、フレーム50に形成された位置決め凸部50Eが係合する。これにより、ホルダ140のフレーム50に対する位置が大まかに決まるようになっている。
図6に示すように、固定部141は、第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bを含んでいる。ここで、図6は、半導体レーザ110が圧入された状態のホルダ140を、半導体レーザ110の窓112E側から見た図である。
第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bは、半導体レーザ110の光軸方向と直交する方向、具体的には、上下方向で、フレーム50の支持壁50Aの上面(後述するホルダ支持部50F)に支持される部分である。本実施形態において、第1被支持部140Aは、固定部141の図示右端部として構成され、第2被支持部140Bは、固定部141の図示左端部として構成されている。前記した固定穴141Aは、第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bの略中央に設けられている。
第1被支持部140Aと第2被支持部140Bは、半導体レーザ110の光軸方向から見た、半導体レーザ110の中心110Cから異なる方向に略等距離離れた位置に設けられている。詳しく説明すると、第1被支持部140Aは、半導体レーザ110に対して図示右斜め下方に設けられ、第2被支持部140Bは、半導体レーザ110に対して図示左斜め下方に設けられている。そして、第1被支持部140Aと第2被支持部140Bは、半導体レーザ110の光軸方向から見て、中心110Cから第1被支持部140Aまでの距離と、中心110Cから第2被支持部140Bまでの距離とが略等距離となるように設けられている。
さらに説明すると、第1被支持部140Aと第2被支持部140Bは、半導体レーザ110の光軸方向から見て、第1被支持部140Aの底面と第2被支持部140Bの底面の両方に接する直線L2に直交し、かつ、半導体レーザ110の中心110Cを通る直線L3に対して、略対称に設けられている。また、2つの固定穴141Aも、直線L3に対して略対称に設けられている。さらに言えば、第1被支持部140Aと第2被支持部140Bは、直線L3から図示左右方向に略等距離離れた位置に設けられている。
図5に示すように、光源保持部142は、固定部141の図示後端中央付近から上方に延びる部分であり、略中央に形成された貫通穴142Aと、貫通穴142Aを挟むように形成された2つのネジ穴142Bとを有している。
貫通穴142Aは、半導体レーザ110のパッケージ112が圧入される略円形の穴である。貫通穴142Aの縁には、半導体レーザ110から出射されるレーザ光の進行方向に向かって突出した略円筒状の縁取り部142Cが形成されている。また、貫通穴142Aは、その内周面に、当該内周面から貫通穴142Aの中央に向けて突出する凸部142Dを有している。
凸部142Dは、半導体レーザ110の光軸方向に延びている。図6に示すように、凸部142Dは、貫通穴142Aの内周面のうち、最も下側の部分から図示反時計回りに所定の角度ずれた位置において、貫通穴142Aの中心に向かって突出するように設けられている。凸部142Dは、貫通穴142Aに圧入された半導体レーザ110の凹部112Cと係合している。
図5に戻り、ホルダ140は、固定部141の図示前端中央付近から上方に延びる接続部144をさらに有しており、レンズ保持部143は、当該接続部144の上端から図示前方に延びるように設けられている。レンズ保持部143は、その上面に、半導体レーザ110の光軸方向に延びる溝143Aを有している。溝143Aは、カップリングレンズ120をレンズ保持部143に固定する接着剤としての光硬化性樹脂150が配置される部分である。
ホルダ140は、固定部141の第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bの少なくとも一方とフレーム50のホルダ支持部50Fとの間に、少なくとも1つの間隔調整部材59が配置された状態で、固定穴141Aを通るネジ58によってフレーム50に固定されている。
ホルダ支持部50Fは、フレーム50の支持壁50Aの上面のうち、ホルダ140を支持する部分である。図示は省略するが、フレーム50は、当該フレーム50に固定される4つの光源装置51(511〜514)に対応して、4つのホルダ支持部50Fを有している。
各ホルダ支持部50Fには、平面視略円形の凹部50Gが、ホルダ140の第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bに対応して、図示左右方向に所定の間隔をあけて2つ形成されている。凹部50Gは、ホルダ支持部50F上における間隔調整部材59を配置するための目印となる部分であり、その内側に間隔調整部材59を配置可能なサイズで、言い換えると、その内側に間隔調整部材59を置くことができるサイズで形成されている。凹部50Gの底面の略中央には、ネジ58が締結されるネジ穴50Hが形成されている。
間隔調整部材59は、第1被支持部140Aまたは第2被支持部140Bと、ホルダ支持部50Fとの間の間隔を調整する部材であり、略円形をなす薄い板状の部材として形成されている。間隔調整部材59は、その中央にネジ58が通る上下方向に貫通した穴59Aを有している。
本実施形態において、間隔調整部材59は、その厚みが異なるものが複数準備されている。一例として、間隔調整部材59は、厚みが、50+D1[μm]、100+D1[μm]、200+D1[μm]、400+D1[μm]、500+D1[μm]、600+D1[μm]などのものを準備することができる。ここで、D1(図7参照)は、ホルダ支持部50Fに形成された凹部50Gの深さである。このように、間隔調整部材59の厚みにD1を加えているのは、本実施形態においては、間隔調整部材59が、ホルダ支持部50Fの凹部50G内に配置されるからである。
次に、光走査装置5の製造方法、より詳しくは、光走査装置5の製造工程中における、光源装置51の組み立てとホルダ140のフレーム50への組み付けの一例について説明する。
まず、半導体レーザ110と回路基板130をホルダ140に組み付ける工程を実行する。
具体的には、図5および図6に示すように、半導体レーザ110の凹部112Cと、光源保持部142に形成された貫通穴142Aの凸部142Dの位置を合わせ、凹部112Cと凸部142Dを係合させながら、半導体レーザ110を光源保持部142の貫通穴142Aに圧入して固定する。その後、回路基板130をネジ160により光源保持部142に固定する。
次に、ホルダ支持部50Fと半導体レーザ110の2つの発光部111A,111B(図4(b)参照)を結んだ直線とがなす角度に相関する値を測定する工程を実行する。
具体的には、図6に示すように、半導体レーザ110が固定されたホルダ140を正面から撮影した画像を取得する。そして、ホルダ支持部50Fのホルダ140を支持する面に相当する基準面50Sと、半導体レーザ110の2つの発光部111A,111Bを結んだ直線に相当する2つの切欠部112Dの底部同士を結んだ直線L1とがなす角度θを測定する。
次に、測定した角度θの値に基づいて間隔調整部材59の配置場所と厚みを決定する工程を実行する。
具体的には、角度θが調整の目標となる目標角度θTよりも小さい場合には、第1被支持部140Aとホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59を配置すると決定し、測定角度θと目標角度θTとの差から配置する間隔調整部材59の厚みを決定する。一方、角度θが目標角度θTよりも大きい場合には、第2被支持部140Bとホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59を配置すると決定し、測定角度θと目標角度θTとの差から配置する間隔調整部材59の厚みを決定する。
そして、決定した後は、例えば、第1被支持部140Aまたは第2被支持部140Bに、間隔調整部材59の種類を示す数字などを書き込んだり、間隔調整部材59の種類を示す数字などが印刷されたシールを貼り付けたりしてマークをする。これにより、マークの数字などによって間隔調整部材59の種類を特定することができるとともに、マークされていることでマークされた側に間隔調整部材59を配置するということがわかる。
次に、決定した間隔調整部材59の配置場所と厚みに基づいて実際に間隔調整部材59を複数の中から選択する工程を実行する。
具体的には、第1被支持部140Aまたは第2被支持部140Bのマークに基づいて、対応する厚みの間隔調整部材59を選択する。
次に、選択した間隔調整部材59を第1被支持部140Aまたは第2被支持部140Bとホルダ支持部50Fとの間に配置する工程を実行する。
具体的には、図5に示すように、間隔調整部材59を、ホルダ支持部50F上の、第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bのうちマークがされている方に対応する凹部50Gの中に配置する。そして、ホルダ140をホルダ支持部50Fの上に載置する。
次に、ホルダ140をフレーム50に固定する工程を実行する。
具体的には、ネジ58を、第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bの固定穴141Aに通して、ホルダ支持部50Fのネジ穴50Hに締結する。このとき、間隔調整部材59が配置された側については、ネジ58が間隔調整部材59の穴59Aにも通されるので、第1被支持部140Aまたは第2被支持部140Bとフレーム50との間で、間隔調整部材59もホルダ140とともにフレーム50に固定される。
そして、カップリングレンズ120をホルダ140に組み付ける工程を実行する。
具体的には、図4(a)に示すように、図示しない位置調整用ロボットのアームなどによりカップリングレンズ120を保持し、半導体レーザ110の図示前側に配置する。そして、半導体レーザ110からレーザ光を出射して、カップリングレンズ120を通過した光ビームB11,B12を検出しながら、半導体レーザ110に対するカップリングレンズ120の光軸や焦点位置を調整する。そして、カップリングレンズ120の位置が確定したら、光硬化性樹脂150をレンズ保持部143の溝143Aに配置し、光を照射して光硬化性樹脂150を硬化させる。
以上のような製造方法では、図7(a),(b)に示すように、測定角度θ1が目標角度θTよりも小さい場合には、第1被支持部140Aとホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59が配置されることとなる。これにより、基準面50Sと直線L1とがなす角度をθ1から目標角度θTに調整することができる。その結果、光源装置51から出射される2つの光ビームB11,B12の感光体ドラム61の表面での副走査方向のピッチを、調整前のピッチP1から、当該ピッチP1よりも大きい目標のピッチPTに調整することができる。
一方、図8(a),(b)に示すように、測定角度θ2が目標角度θTよりも大きい場合には、第2被支持部140Bとホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59が配置されることとなる。これにより、基準面50Sと直線L1とがなす角度をθ2から目標角度θTに調整することができる。その結果、光源装置51から出射される2つの光ビームB11,B12の感光体ドラム61の表面での副走査方向のピッチを、調整前のピッチP2から、当該ピッチP2よりも小さい目標のピッチPTに調整することができる。
以上説明した本実施形態によれば、ホルダ140の第1被支持部140Aや第2被支持部140Bとフレーム50のホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59を配置することで、ホルダ支持部50Fに対する半導体レーザ110の光軸回りの角度をθ1やθ2から目標角度θTに調整できるので、光源装置51から出射される2つの光ビームの感光体ドラム61の表面での副走査方向のピッチを調整することができる。これにより、フレーム50やホルダ140の構成を複雑化することなく、2つの光ビームの感光体ドラム61の表面での副走査方向のピッチを調整することができる。
また、本実施形態の製造方法では、ホルダ支持部50Fと半導体レーザ110とがなす角度θの測定と、ホルダ140のフレーム50への固定とを個別に行うことができるので、ホルダをフレームに固定するときに同時に2つの光ビームのピッチを調整するのに比べて、光走査装置5の製造効率を高めることができる。
また、本実施形態では、半導体レーザ110の光軸方向から見て、第1被支持部140Aと第2被支持部140Bが半導体レーザ110の中心110Cから異なる方向に等距離離れているので、第1被支持部140Aとホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59を配置した場合の調整量と、第2被支持部140Bとホルダ支持部50Fとの間に間隔調整部材59を配置した場合の調整量とを略同じにすることができる。これにより、第1被支持部140A側と第2被支持部140B側とで間隔調整部材59を共通化することができるとともに、光ビームのピッチの調整を容易に行うことができる。
また、ホルダ140が、第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bに設けられた固定穴141Aを通るネジ58によってフレーム50に固定されているので、ネジ58によってホルダ140をフレーム50に固定したときに、第1被支持部140Aまたは第2被支持部140Bと、間隔調整部材59と、ホルダ140固定面とを互いに押し当て合うことができる。これにより、間隔調整部材59の凹部50Gから突出している部分の厚み分、精度良くピッチの調整を行うことができる。
また、間隔調整部材59がネジ58が通る穴59Aを有するので、ネジ58によりホルダ140をフレーム50に固定したときに、間隔調整部材59の穴59Aにネジ58が通ることで、間隔調整部材59の位置ずれを抑制することができる。また、これにより、調整後のピッチの精度を良好に保つことができる。
また、ホルダ支持部50Fに間隔調整部材59が配置される凹部50Gが形成されているので、ホルダ支持部50F上での間隔調整部材59を配置する位置が容易に決まる。これにより、ピッチの調整を容易に行うことができるとともに、ピッチ調整の精度を向上させることができる。また、間隔調整部材59の位置ずれをより抑制することができる。
また、半導体レーザ110は、パッケージ112がホルダ140に形成された貫通穴142Aに圧入されているので、簡単な構成で半導体レーザ110とホルダ140を組み付けることができる。
また、半導体レーザ110のパッケージ112の凹部112Cとホルダ140の貫通穴142Aの凸部142Dが係合するので、半導体レーザ110をホルダ140に組み付けたときに、半導体レーザ110の姿勢、すなわち、調整前の光ビームのピッチを大まかに規定することができる。これにより、調整前の光ビームのピッチが目標のピッチPTから大きくずれることが抑制されるので、最小限の種類の間隔調整部材59を準備しておくだけで、光ビームのピッチを調整することができる。
また、ホルダ140が金属製であるので、半導体レーザ110で生じた熱をホルダ140によって放熱することができる。
また、ホルダ140が回路基板130を保持するので、予め、ホルダ140上で半導体レーザ110と回路基板130とを接続させた状態で、ホルダ140をフレーム50に固定することができる。これにより、ホルダをフレームに固定した後に半導体レーザと回路基板とを接続する場合に比べて、半導体レーザ110の位置ずれ、すなわち、調整後のピッチのずれを抑制することができる。
次に、発明の他の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、前記した実施形態と同様の構成要素については同一符号を付して適宜説明を省略し、前記した実施形態と異なる点について詳細に説明する。
図9に示すように、光源装置51は、半導体レーザ110と、カップリングレンズ120と、回路基板130と、ホルダ240とを主に備えている。
ホルダ240は、前記した実施形態のホルダ140と同様、半導体レーザ110、カップリングレンズ120および回路基板130を保持する部材であり、金属からなる板材を板金加工するなどして形成されている。ホルダ240は、第1被支持部240Aおよび第2被支持部240Bと、光源保持部142と、レンズ保持部143と、2つの第1接続部245と、第2接続部246とを主に有している。
第1接続部245は、第1被支持部240Aや第2被支持部240Bと光源保持部142とを接続する部分であり、光源保持部142の図示左右両端の上部から左右方向外側に向けて延びるように設けられている。また、第2接続部246は、光源保持部142とレンズ保持部143を接続する部分であり、光源保持部142の図示前端中央付近から前方に延びた後、上方に屈曲して延びるように設けられている。レンズ保持部143は、第2接続部246の図示前端部の上端から前方に延びるように設けられている。
第1被支持部240Aおよび第2被支持部240Bは、上下方向でフレーム50のホルダ支持部50Lに支持される部分であり、第1接続部245の下端から図示前方に延びるように設けられている。第1被支持部240Aには、固定穴141Aと位置決め穴141Bが形成され、第2被支持部240Bには、固定穴141Aと位置決め凹部141Cが形成されている。
図10(a)に示すように、第1被支持部240Aと第2被支持部240Bは、半導体レーザ110の光軸方向から見て、中心110Cから第1被支持部240Aまでの距離と、中心110Cから第2被支持部240Bまでの距離とが略等距離となるように設けられている。また、第1被支持部240Aと第2被支持部240Bは、半導体レーザ110の光軸方向から見て、第1被支持部240Aの底面と第2被支持部240Bの底面の両方に接する平面PL1に直交し、かつ、半導体レーザ110の中心110Cを通る直線L4に対して、略対称に設けられている。
さらに、本実施形態において、第1被支持部240Aと第2被支持部240Bは、第1被支持部240Aの底面と第2被支持部240Bの底面の両方に接する平面PL1が半導体レーザ110を通る位置に設けられている。より詳しくは、第1被支持部240Aと第2被支持部240Bは、平面PL1が半導体レーザ110の中心110Cを通る位置に設けられている。
図9に戻り、フレーム50は、支持壁50Aの上面に、ホルダ240を支持するための2つのホルダ支持部50Lを有している。ホルダ支持部50Lは、第1被支持部240Aおよび第2被支持部240Bに対応する位置から上方に突出するように設けられている。各ホルダ支持部50Lの上面には、図示左右方向の内側にネジ穴50Hが形成されており、図示左右方向の外側に位置決め凸部50D,50Eが形成されている。
図10(b)に示すように、ホルダ240は、第1被支持部240Aおよび第2被支持部240Bの少なくとも一方とホルダ支持部50Lとの間に、少なくとも1つの間隔調整部材59が配置された状態で、固定穴141Aを通るネジ58によってフレーム50に固定されている。
以上説明した本実施形態によれば、前記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、第1被支持部240Aと第2被支持部240Bは、平面PL1が半導体レーザ110の中心を通る位置に設けられているので、第1被支持部240Aや第2被支持部240Bとホルダ支持部50Lとの間に間隔調整部材59を配置して、基準面50Sと直線L1とがなす角度を目標角度θTに調整したときの、光軸方向から見た半導体レーザ110の中心の位置が変わりにくくなっている。これにより、ピッチ調整の精度をより向上させることができる。
以上、発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、ホルダ140をフレーム50に固定した後に、カップリングレンズ120をホルダ140に組み付けたが、これに限定されるものではない。例えば、半導体レーザ110、回路基板130およびカップリングレンズ120をホルダ140に組み付けて光源装置51を完成させた後に、ホルダ140をフレーム50に固定してもよい。
なお、ホルダ140はカップリングレンズ120を保持するように構成されているので、前記したように、光源装置51を完成させた後にホルダ140をフレーム50に固定するという工程を実行することが可能となる。これにより、ホルダ140をフレーム50に固定する前に半導体レーザ110に対するカップリングレンズ120の光軸や焦点位置の調整を行うことができるので、ホルダをフレームに固定した後、カップリングレンズをホルダに組み付ける際に光軸や焦点位置の調整を行う場合に比べて、調整のための設備をコンパクト化することができるとともに、調整自体も容易に行うことができる。
前記実施形態では、ホルダ支持部50Fと半導体レーザ110の2つの発光部111A,111Bを結んだ直線とがなす角度に相関する値を測定する工程として、図6に示したように、半導体レーザ110が固定されたホルダ140を正面から撮影した画像を取得し、画像から基準面50Sと直線L1とがなす角度θを測定する方法を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、先にカップリングレンズをホルダに組み付けておき、その後、半導体レーザからレーザ光を出射してカップリングレンズを通過した光ビームを検出し、調整前の2つの光ビームの像面での副走査方向のピッチを測定してもよい。
なお、前記実施形態では、2つの発光部111A,111Bを有する半導体レーザ110を例示したが、発光部は、3つ以上であってもよい。
前記実施形態では、ホルダ140が、半導体レーザ110だけでなく、カップリングレンズ120や回路基板130を保持する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、カップリングレンズや回路基板は、ホルダではなく、フレームに保持される構成であってもよい。
前記実施形態では、ホルダ140が金属製であったが、これに限定されず、例えば、ホルダは、樹脂などの金属以外の材料から形成されていてもよい。
前記実施形態では、半導体レーザ110のパッケージ112が凹部112Cを有し、ホルダ140が貫通穴142Aの内周面に凸部142Dを有し、半導体レーザ110をホルダ140の貫通穴142Aに圧入して固定したときに凹部112Cと凸部142Dが係合する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、半導体レーザがホルダに対して動かないように固定されるのであれば、そのような凹部と凸部を備えない構成であってもよい。
前記実施形態では、半導体レーザ110がホルダ140の貫通穴142Aに圧入されて固定されていたが、これに限定されず、半導体レーザが圧入以外の方法でホルダに固定される構成であってもよい。
前記実施形態では、ホルダ支持部50Fに間隔調整部材59が配置される凹部50Gが形成されていたが、これに限定されず、ホルダ支持部50Fは、凹部50Gが形成されていない構成であってもよい。また、前記した他の実施形態では、ホルダ支持部50Lに間隔調整部材59が配置される凹部が形成されていなかったが、これに限定されず、ホルダ支持部50Lは、間隔調整部材59が配置される凹部が形成されている構成であってもよい。
前記実施形態では、間隔調整部材59が、ネジ58が通る穴59Aを有していたが、これに限定されず、例えば、間隔調整部材は、穴を備えない構成であってもよい。この場合、第1被支持部や第2被支持部とホルダ支持部との間に配置された間隔調整部材は、ホルダがフレームに固定されたときに、第1被支持部や第2被支持部とホルダ支持部との間で挟まれることでフレームに固定されることとなる。
前記実施形態では、間隔調整部材59を、第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bのうちの一方と、ホルダ支持部50Fとの間に1つ配置したが、これに限定されるものではない。例えば、準備されている間隔調整部材の厚みの種類などによっては、間隔調整部材を、第1被支持部または第2被支持部と、ホルダ支持部との間に2つ以上重ねて配置してもよい。また、間隔調整部材を、第1被支持部とホルダ支持部との間、および、第2被支持部とホルダ支持部との間の両方に配置してもよい。
前記実施形態では、ホルダ140とフレーム50が第1被支持部140Aおよび第2被支持部140Bに設けられた固定穴141Aを通る締結部材としてのネジ58によって固定される構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、ホルダとフレームは、押圧部材による固定や、接着など、締結部材以外によって固定される構成であってもよい。
前記実施形態では、第1被支持部140Aと第2被支持部140Bが半導体レーザ110の中心110Cから異なる方向に等距離離れて設けられた略対称な構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、ホルダは、半導体レーザの光軸から第1被支持部までの距離と、半導体レーザの光軸から第2被支持部までの距離とが異なる、非対称な構成であってもよい。この場合、間隔調整部材は、第1被支持部とホルダ支持部との間に配置するものと、第2被支持部とホルダ支持部との間に配置するものとの間で、厚みの種類や寸法、形状などが異なっていてもよい。
前記実施形態では、画像形成装置として、用紙Sにカラー画像を形成可能に構成されたカラーレーザプリンタ1を例示したが、これに限定されず、例えば、用紙にモノクロ画像のみを形成可能に構成されたプリンタであってもよい。
前記実施形態では、光源として半導体レーザ110を例示したが、光源は、複数の発光部を有し、光走査装置に使用可能なものであれば、半導体レーザ以外の光源であってもよい。
1 カラーレーザプリンタ
5 光走査装置
50 フレーム
50F ホルダ支持部
50G 凹部
54 ポリゴンミラー
55 fθレンズ
56 第2シリンドリカルレンズ
57 反射鏡
58 ネジ
59 間隔調整部材
59A 穴
61 感光体ドラム
110 半導体レーザ
110C 中心
111A 発光部
111B 発光部
112 パッケージ
112C 凹部
120 カップリングレンズ
130 回路基板
140 ホルダ
140A 第1被支持部
140B 第2被支持部
142A 貫通穴
142D 凸部

Claims (13)

  1. 複数の発光部を有する光源と、
    前記光源を保持するホルダと、
    前記光源から出射された光を偏向する偏向装置と、
    前記偏向装置で偏向された光を像面に結像する走査光学系と、
    前記ホルダ、前記偏向装置および前記走査光学系を支持するフレームと、を備え、
    前記フレームは、前記ホルダを支持するホルダ支持部を有し、
    前記ホルダは、前記光源の光軸方向と直交する方向で前記ホルダ支持部に支持される第1被支持部および第2被支持部を有し、前記第1被支持部および前記第2被支持部の少なくとも一方と前記ホルダ支持部との間に間隔調整部材が配置された状態で前記フレームに固定されていることを特徴とする光走査装置。
  2. 前記第1被支持部と前記第2被支持部は、前記光軸方向から見た前記光源の中心から異なる方向に等距離離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. 前記第1被支持部と前記第2被支持部は、前記第1被支持部と前記第2被支持部の両方に接する平面が前記光源を通る位置に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光走査装置。
  4. 前記ホルダは、前記第1被支持部および前記第2被支持部に設けられた穴を通る締結部材によって前記フレームに固定されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の光走査装置。
  5. 前記間隔調整部材は、前記締結部材が通る穴を有することを特徴とする請求項4に記載の光走査装置。
  6. 前記ホルダ支持部には、前記間隔調整部材が配置される凹部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の光走査装置。
  7. 前記光源は、筒状の外装を有し、当該外装が前記ホルダに形成された貫通穴に圧入されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の光走査装置。
  8. 前記外装は、外周面に前記光軸方向に延びる凹部を有し、
    前記ホルダは、前記貫通穴の内周面から突出する凸部を有し、
    前記凹部と前記凸部は、係合していることを特徴とする請求項7に記載の光走査装置。
  9. 前記ホルダは、金属製であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の光走査装置。
  10. 前記光源と接続された回路基板を備え、
    前記ホルダは、前記回路基板を保持することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の光走査装置。
  11. 前記光源から出射された光を光ビームに変換するカップリングレンズを備え、
    前記ホルダは、前記カップリングレンズを保持することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の光走査装置。
  12. 複数の発光部を有する光源と、前記光源を保持するホルダと、前記光源から出射された光を偏向する偏向装置と、前記偏向装置で偏向された光を像面に結像する走査光学系と、前記ホルダ、前記偏向装置および前記走査光学系を支持するフレームと、を備え、前記フレームが、前記ホルダを支持するホルダ支持部を有し、前記ホルダが、前記光源の光軸方向と直交する方向で前記ホルダ支持部に支持される第1被支持部および第2被支持部を有する光走査装置の製造方法であって、
    前記光源を前記ホルダに組み付ける工程と、
    前記ホルダ支持部と前記複数の発光部のうち2つを結んだ直線とがなす角度に相関する値を測定する工程と、
    測定した値に基づいて間隔調整部材を複数の中から選択する工程と、
    選択した間隔調整部材を前記第1被支持部または前記第2被支持部と前記ホルダ支持部との間に配置する工程と、
    前記ホルダを前記フレームに固定する工程と、を含むことを特徴とする光走査装置の製造方法。
  13. 感光体と、
    複数の発光部を有する光源と、
    前記光源を保持するホルダと、
    前記光源から出射された光を偏向する偏向装置と、
    前記偏向装置で偏向された光を前記感光体に結像する走査光学系と、
    前記ホルダ、前記偏向装置および前記走査光学系を支持するフレームと、を備え、
    前記フレームは、前記ホルダを支持するホルダ支持部を有し、
    前記ホルダは、前記光源の光軸方向と直交する方向で前記ホルダ支持部に支持される第1被支持部および第2被支持部を有し、前記第1被支持部および前記第2被支持部の少なくとも一方と前記ホルダ支持部との間に間隔調整部材が配置された状態で前記フレームに固定されていることを特徴とする画像形成装置。
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