JP3533069B2 - レーザーユニット、光書込装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビーム光を出射す
るレーザーユニット、光書込装置、画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビーム光を出射するレーザーユ
ニットは、出射光の光束を規制するために、レーザーダ
イオードから出射される光を平行化するコリメータレン
ズ及びアパーチャを備えている。従来は、レーザーダイ
オードを支持する支持体に、レーザーダイオードの光軸
上に位置させて鏡胴を設け、この鏡胴の内方にコリメー
タレンズを支持し、端面にスリットが形成された筒状の
アパーチャを鏡胴に装着している。

【０００３】また、コリメータレンズの外周の一部を支
える突片が形成された軸方向に短い筒状体を支持体に設
け、筒状体の突片にコリメータレンズの外周の一部を接
着した後に、筒状体に筒状のアパーチャを装着すること
も行われている。この場合、コリメータレンズを筒状体
の突片に接着する際に、紫外線を照射することにより硬
化する接着剤を用い、コリメータレンズの光軸方向の位
置を調整した後に、接着剤に紫外線を照射してこの接着
剤を硬化させ、コリメータを定位置に固定することも行
われている。このような接着は空中接着方法と称せられ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のアパ
ーチャは、胴筐や筒状体により支持するために筒状の形
状に形成されているが、このような筒状のアパーチャは
形状が複雑化するため製造工程数が増え、また、寸法管
理が困難でコストが高くなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のレーザー
ユニットは、レーザーダイオードと、このレーザーダイ
オードの光軸上に配列されたコリメータレンズと、この
コリメータレンズからの出射光を所定の光束に規制する
アパーチャとを支持体に備えたレーザーユニットにおい
て、前記アパーチャは前記コリメータレンズからの出射
光を通す投光部を有する板状の形状に形成され、前記支
持体は、前記コリメータレンズの外周の一部が接着され
たレンズ支持片と、前記アパーチャを支持する支持部と
を備える。したがって、コリメータレンズは周囲が開放
されるため、レンズ支持片上における光軸方向の位置調
整を容易にすることが可能となる。また、板状のアパー
チャをプレス加工により一工程で容易に製作することが
可能となる。

【０００６】請求項２記載のレーザーユニットは、請求
項１記載の発明において、アパーチャを支持する支持部
は、前記アパーチャをコリメータレンズの出射面に対向
する位置に位置決めする係止部と、前記アパーチャを弾
性的に挾持する複数の支柱とにより形成されている。し
たがって、アパーチャを、係止部によりコリメータレン
ズに対する相対位置を位置決めするとともに、螺子を用
いることなく支柱により挾持状態で支持することが可能
となる。

【０００７】請求項３記載のレーザーユニットは、請求
項２記載の発明において、アパーチャは板厚方向に反ら
されて支柱に挾持されている。したがって、外部の影響
によるアパーチャの振動を防止することが可能となる。

【０００８】請求項４記載のレーザーユニットは、請求
項３記載の発明において、アパーチャの投光部から離れ
た位置に当接されてこのアパーチャを板厚方向に弾性的
に反らせる突部を支持体に形成した。したがって、アパ
ーチャを反らせても光路上でのアパーチャの光軸方向で
の位置に影響を及ぼすことのない状態で、アパーチャの
振動を防止することが可能となる。

【０００９】請求項５記載の光書込装置、請求項６記載
の画像形成装置は、請求項１ないし４の何れか一記載の
レーザーユニットを用いている。したがって、レンズ支
持片上におけるコリメータレンズの光軸方向の位置調整
を容易にすることが可能となる。また、板状のアパーチ
ャを一工程で容易に製作することが可能となる。さら
に、請求項２記載のように、アパーチャをコリメータレ
ンズの出射面に対向する位置に位置決めする係止部と、
アパーチャを弾性的に挾持する複数の支柱と支持体に設
けることにより、アパーチャをコリメータレンズに対す
る相対位置を係止部で位置決めして螺子を用いることな
く支柱により挾持状態で支持することが可能となる。さ
らに、請求項３記載のように、アパーチャを板厚方向に
反らされて支柱により挾持することにより、アパーチャ
の振動を防止することが可能となる。さらに、請求項４
記載のように、アパーチャを投光部から離れた位置で突
部により反らすことにより、光路上でのアパーチャの位
置に影響を及ぼすことのない状態で、アパーチャの振動
を防止することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。まず、画像形成装置の構造について説
明する。図６において、１は装置本体である。この装置
本体１の上部には原稿の画像を読み取る画像読取装置２
が装着され、内部にはプロセスカートリッジ３が設けら
れている。このプロセスカートリッジ３の下方には用紙
を案内する用紙搬送路４が形成されている。

【００１１】前記画像読取装置２は、原稿画像を読み取
る読取部５と、この読取部５に供給する原稿を載置する
原稿トレイ６とを有し、この原稿トレイ６は、支点軸７
を中心に水平位置から仮想線Ｂで示す位置まで上方に回
動し得るように支持されている。なお、原稿トレイ６は
図示しないストッパにより水平位置と仮想線Ｂで示す位
置とで安定するように構成されている。

【００１２】前記プロセスカートリッジ３は、ケース状
に形成されたユニット本体８に、感光体９を回転自在に
設けるとともに、帯電器１０と現像部１１とを感光体９
の周囲に配置して取り付けることにより形成されてい
る。感光体９の下方には用紙搬送路４を間にして転写部
１２が対向配置されている。現像部１１は、ユニット本
体８に一体に形成された現像剤容器１３と、この現像剤
容器１３の内部に収納された現像剤を撹拌する回転自在
の撹拌器１４と、感光体９に接触する現像ローラ１５
と、この現像ローラ１５に現像剤を供給する供給ローラ
１６と、現像ローラ１５に接触されたブレード１７とを
有する。さらに、プロセスカートリッジ３の上部には、
画像信号に基づいて変調されたレーザ光を感光体９の帯
電部分に走査することにより静電潜像を形成する光書込
装置１８が設けられている。

【００１３】また、装置本体１の一側には、画像読取装
置２により読み取られた原稿を支持するとともに、用紙
Ｓを斜めに載置状態で支えるトレイ１９が設けられ、こ
のトレイ１９の下方には、回転駆動される給紙ローラ２
０と、一方向に付勢されてトレイ１９上の用紙Ｓを給紙
ローラ２０に圧接する押圧板２１と、それぞれ給紙ロー
ラ２０に弾性的に接触することにより用紙Ｓの重送を阻
止する分離パッド２２及びピンチローラ２３とが設けら
れている。

【００１４】給紙ローラ２０、分離パッド２２、ピンチ
ローラ２３は用紙搬送路４の入口側に配置されている。
この用紙搬送路４には、給紙ローラ２０よりも下流側に
位置するボトムパス２４が連通されている。さらに、用
紙搬送路４の下流側には、用紙Ｓ上に転写された画像を
定着する定着部２５が配置されている。

【００１５】さらに、装置本体１には、定着部２５の上
方と原稿トレイ６との間に配置された用紙スタッカ２６
が形成されている。この用紙スタッカ２６は、原稿トレ
イ６を仮想線Ｂ上に回動させたときに、その原稿トレイ
６の延長面上に位置して用紙Ｓを支える受け板２７を有
している。さらに、トレイ１９とは反対側の装置本体１
の側面付近には、定着部２５から排紙された用紙Ｓを水
平方向に排紙する排紙口２８と、定着部２５から排紙さ
れた用紙Ｓを反転させて用紙スタッカ２６に導く反転排
紙路２９とが形成されている。この反転排紙路２９の上
部と下部とには、それぞれ対をなす排紙ローラ３０が配
置され、また、反転排紙路２９と排紙口２８との分岐点
には、用紙Ｓの排出方向を切り替える切替爪３１が回動
自在に設けられている。

【００１６】次に、画像読取動作と印刷動作について説
明する。原稿の画像を読み取る場合には、図６に実線で
示すように、原稿トレイ６を水平状態に維持して原稿を
読取部５に供給する。供給された原稿は読取部５により
画像が読み取られ、トレイ１９の上部に立てかけ状態で
支持される。このようにして読み取った画像は、外部に
送信（ファクシミリの送信モードとしての使用形態）
し、或いは、トレイ１９から用紙Ｓを給紙してこの用紙
Ｓに読取画像を印刷（複写機としての使用形態）するこ
とができる。或いは、外部から送信された画像を用紙Ｓ
に印刷（ファクシミリの受信モードとしての使用形態）
することができる。

【００１７】印刷の場合は、図６において、感光体９を
時計方向に回転させる過程でその表面が帯電器１０によ
り帯電され、この帯電部分に原稿の読取画像又は外部か
ら受信した画像に基づいて光書込装置１８が光を走査す
ることによって感光体９の帯電部分に静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は現像部１１により現像される。こ
の現像画像は、給紙ローラ２０によりトレイ１９から給
紙された用紙Ｓに転写される。画像が転写された用紙Ｓ
は定着部２５を通過するときに定着され、切替爪３１の
向きによって排紙口２８又は用紙スタッカ２６に排紙さ
れる。

【００１８】次に、光書込装置１８の構成について説明
する。まず、光書込装置１８に用いるレーザーユニット
の構成を図１ないし図３に基づいて説明する。図１はレ
ーザーユニット１８０の分解斜視図、図２はレーザーユ
ニット１８０の水平断面図、図３はアパーチャ１９５を
断面にしてこのアパーチャ１９５の支持構造を示す一部
の平面図である。図１及び図２に示すように、基板１８
１と対向する壁面１８２と取付面１８３とを有する支持
体である合成樹脂製のレーザーベース１８４が設けられ
ている。取付面１８３には光書込装置１８のケース（後
述する）に螺子１８５ａによって取り付けるための複数
のＵ字形の取付孔１８５が形成されている。

【００１９】取付螺子１８６によりレーザーベース１８
４の壁面１８２の背面に取り付けられる基板１８１の配
線パターン（図示せず）には、レーザーダイオード１８
７のリード線１８８が半田により接続されているととも
に、表面実装型の同期検知器（受光素子）１８９の端子
１９０が半田により接続されている。図示しないが、基
板１８１の背面には表面側の回路を外部回路に接続する
ためのコネクタ１８１ａ（図５参照）が接続されてい
る。

【００２０】レーザーベース１８４の壁面１８２には、
レーザーダイオード１８７を背面側から挿通する貫通孔
１９１と、同期検知器１８９に対向する窓孔１９２と、
この窓孔１９２の開口縁の両側から基板１８１側に突出
する突片１９３とが形成されている。さらに、円筒形状
のコリメータレンズ１９４と金属板により形成された板
状のアパーチャ１９５が設けられている。このアパーチ
ャ１９５には、コリメータレンズ１９４の端面に対向す
る投光部であるスリット１９６と、下縁に切り欠かれた
切欠１９７と、この切欠１９７の両側に配設された円孔
１９８及び長孔１９９が形成されている。

【００２１】そして、レーザーベース１８４の取付面１
８３には、コリメータレンズ１９４をレーザーダイオー
ド１８７の光軸上に位置させてその外周の下部を支える
レンジ支持片２００と、アパーチャ１９５を支持する支
持部２０１とが形成されている。この支持部２０１は、
アパーチャ１９５に形成された円孔１９８又は長孔１９
９に係合されてこのアパーチャ１９５をコリメータレン
ズ１９４の出射面に対向する位置に位置決めする係止部
である円形のボス２０２，２０３と、アパーチャ１９５
を弾性的に挾持する複数の支柱２０４，２０５とにより
形成されている。この場合、ボス２０２の直径はアパー
チャ１９５の円孔１９８の内径に一致され、ボス２０３
の直径はアパーチャ１９５の長孔１９９の短径と一致さ
れている。また、ボス２０２，２０３が立設された取付
面１８３の端面と支柱２０４の一面とは同一面である
が、その面と他方の支柱２０５の一面との間隔は、アパ
ーチャ１９５の板厚よりもやや狭い間隔に定められてい
る。

【００２２】ここで、基板１８１上のレーザーダイオー
ド１８７と同期検知器１８９との相対位置は半田接続の
際に多少変動することがあるが、貫通孔１９１と窓孔１
９２とは、共通のレーザーベース１８４に形成されて両
者の相対位置が正確に定められているので、同期検知器
１８９を窓孔１９２の開口縁に連続する突片１９３の間
に挿入し、必要に応じてリード線１８８を曲げながらレ
ーザーダイオード１８７を貫通孔１９１に挿入した状態
で、螺子１８６によりレーザーベース１８４の壁面１８
２の背面に基板１８１を固定することにより、レーザー
ダイオード１８７と同期検知器１８９との相対位置が正
確に定められる。

【００２３】この状態で、レーザーベース１８４を治具
（図示せず）にセットし、この治具に設けた把持部材で
コリメータレンズ１９４の外周をレンズ支持片２００の
両側から把持し、コリメータレンズ１９４からの出射光
を測定しながら治具の把持部材をコリメータレンズ１９
４の光軸方向に移動させることにより、コリメータレン
ズ１９４の光軸方向の位置を調整する。この調整により
所望の位置でコリメータレンズ１９４の外周とレンズ支
持片２００との間に紫外線硬化型の接着剤を充填し、紫
外線を照射することにより接着剤を硬化させてレンズ支
持片２００にコリメータレンズ１９４を固定する。

【００２４】続いて、アパーチャ１９５の円孔１９８及
び長孔１９９とレーザーベース１８４のボス２０２，２
０３とを係合させながら、アパーチャ１９５を支柱２０
４，２０５の間に差し込むことにより、アパーチャ１９
５がレーザーベース１８４に支持される。この際、アパ
ーチャ１９５は中間部が支柱２０５により壁面１８２側
に脹らむように反らされ、ボス２０２，２０３が立設さ
れた取付面１８３の端面及び一方の支柱２０４と、他方
の支柱２０５との間で弾性的に挾持される。この場合、
アパーチャ１９５の切欠１９７は支柱２０５の基部との
干渉を避けるために形成されている。

【００２５】ここで、アパーチャ１９５を断面にしてこ
のアパーチャ１９５の支持構造の他の例を図４に示す。
この例は、アパーチャ１９５に当接されてこのアパーチ
ャ１９５を板厚方向に弾性的に反らせる突部２０６をレ
ーザーベース１８４に一体に形成した例である。この突
部２０６は、アパーチャ１９５のスリット１９６から離
れた位置（図２に示すコリメータレンズ１９４からの出
射光路から離れた位置）に当接するようにボス２０３の
近傍に形成されている。

【００２６】次に、これまで説明したレーザーユニット
１８０を備えた光書込装置１８の構成を図５及び図６に
基づいて説明する。図５に示すように、光書込装置１８
は、上面がカバー（図示せず）により覆われる上面開口
のケース２０７を備えている。このケース２０７には、
レーザーユニット１８０と、このレーザーユニット１８
０が有するレーザーダイオード１８７からの出射光の副
走査方向の光束を補正するシリンドリカルレンズ２０８
と、このシリンドリカルレンズ２０８を通る光を偏向走
査する偏向器であるポリゴンミラー２０９と、このポリ
ゴンミラー２０９により偏向走査された走査光を補正す
る走査レンズ２１０と、この走査レンズ２１０から出射
された走査光を感光体９（図６参照）に向けて反射する
ミラー２１１，２１２と、ポリゴンミラー２０９から反
射された光をレーザーユニット１８０の同期検知器１８
９に結像する同期レンズ２１３とが設けられている。図
６に示すように、ポリゴンミラー２０９はポリゴンモー
タ２１４に連結されている。

【００２７】このような構成において、レーザーダイオ
ード１８７を駆動し、ポリゴンミラー２０９を回転させ
ると、レーザーダイオード１８７からの出射光がポリゴ
ンミラー２０９により偏向走査され、一走査の度にポリ
ゴンミラー２０９からの反射光が同期検知器１８９によ
り受光される。このときの同期検知器１８９からの検知
信号の出力に同期させて画像信号に基づいて変調された
光信号をレーザーダイオード１８７から出射させること
により、その光信号がポリゴンミラー２０９により偏向
走査され、走査レンズ２１０を通りミラー２１１，２１
２により感光体９に照射され、これにより感光体９に静
電潜像が形成される。

【００２８】このような光書込装置１８のレーザーユニ
ット１８０において、コリメータレンズ１９４は外周の
一部がレンズ支持片２００により支持されているため、
コリメータレンズ１９４の周囲を開放することができ
る。これにより、レンズ支持片２００上における光軸方
向の位置調整を容易にすることができる。また、アパー
チャ１９５は板状の形状に形成されているので、プレス
加工により一工程で容易に製作することができる。

【００２９】また、アパーチャ１９５の円孔１９８及び
長孔１９９をレーザーベース１８４のボス２０２，２０
３に嵌合することでコリメータレンズ１９４の出射面に
対する相対位置を位置決めすることができ、この位置決
めした状態でアパーチャ１９５を螺子を用いることなく
支柱２０４，２０５により挾持状態で支持することがで
きる。さらに、アパーチャ１９５を板厚方向に反らした
状態で支柱２０４，２０５によって挾持することができ
るので、アパーチャ１９５の板厚に対応する支柱２０
４，２０５の対向間隔を厳密に定めなくても、ポリゴン
モータ２１４等の振動を受けることによるアパーチャ１
９５の振動を防止することができる。これにより、レー
ザーダイオード１８７から出射される光束が光軸と直交
する方向に振れることがない。しかも、図４に示すよう
に、アパーチャ１９５をスリット１９６から離れた位置
で突部２０６に当接させて板厚方向に弾性的に反らせる
ことにより、光路上でのアパーチャ１９５の光軸方向で
の位置に影響を及ぼすことのない状態で、アパーチャ１
９５の振動を防止することができる。したがって、画像
信号を忠実に再生することができる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、レーザー
ダイオードとコリメータレンズとアパーチャとを支持体
に備えたレーザーユニットにおいて、アパーチャはコリ
メータレンズからの出射光を通す投光部を有する板状の
形状に形成され、支持体は、コリメータレンズの外周の
一部が接着されたレンズ支持片と、アパーチャを支持す
る支持部とを備えるので、コリメータレンズは周囲が開
放されるため、レンズ支持片上における光軸方向の位置
調整を容易にすることができ、また、板状のアパーチャ
をプレス加工により一工程で容易に製作することがで
き、これにより、コストダウンを図ることができる。

【００３１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、アパーチャを支持する支持部は、ア
パーチャをコリメータレンズの出射面に対向する位置に
位置決めする係止部と、アパーチャを弾性的に挾持する
複数の支柱とにより形成されているので、アパーチャ
を、係止部によりコリメータレンズに対する相対位置を
位置決めするとともに、支柱により挾持状態で支持する
ことができる。したがって、アパーチャを支持体に取り
付けるために螺子を用いることなく、これにより、組立
作業を容易にすることができる。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明において、アパーチャは板厚方向に反らされて
支柱に挾持されている。したがって、外部の影響による
アパーチャの振動を防止することができる。これによ
り、レーザーダイオードから出射される光束が光軸と直
交する方向に振れることがなく、画像信号を忠実に再生
することができる。

【００３３】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明において、アパーチャの投光部から離れた位置
に当接されてこのアパーチャを板厚方向に弾性的に反ら
せる突部を支持体に形成したので、アパーチャの振動を
防止することが可能となる。これにより、レーザーダイ
オードから出射される光束が光軸と直交する方向に振れ
ることがない。しかも、アパーチャは投光部から離れた
位置で突部に当接して板厚方向に弾性的に反らされるた
め、光路上でのアパーチャの光軸方向での位置に影響を
及ぼすことのない状態で、アパーチャの振動を防止する
ことができる。したがって、画像信号を忠実に再生する
ことができる。

【００３４】請求項５記載の発明によれば、光書込装置
は、請求項１ないし４の何れか一記載のレーザーユニッ
トを用いているので、請求項１ないし４記載の発明と同
様の効果を得ることができる。

【００３５】請求項６記載の発明によれば、画像形成装
置は、請求項１ないし４の何れか一記載のレーザーユニ
ットを用いた光書込装置を備えるので、請求項１ないし
４記載の発明と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるレーザーユニッ
トの構成を示す分解斜視図である。

【図２】レーザーユニットの構成を示す水平断面図であ
る。

【図３】アパーチャを断面にしてアパーチャの支持構造
を示す一部の平面図である。

【図４】アパーチャを断面にしてアパーチャの他の支持
構造を示す一部の平面図である。

【図５】光書込装置の平面図である。

【図６】画像形成装置の内部構造を示す縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

９ 感光体 １１ 現像部 １２ 転写部 １８ 光書込装置 ２５ 定着部 １８０ レーザーユニット １８４ 支持体 １８７ レーザーダイオード １９４ コリメータレンズ １９５ アパーチャ １９６ 投光部 ２００ レンズ支持片 ２０１ 支持部 ２０２，２０３ 係止部 ２０４，２０５ 支柱 ２０６ 突部 ２０９ 偏向器 ２１０ 走査レンズ Ｓ 用紙

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザーダイオードと、このレーザーダ
   イオードの光軸上に配列されたコリメータレンズと、こ
   のコリメータレンズからの出射光を所定の光束に規制す
   るアパーチャとを支持体に備えたレーザーユニットにお
   いて、 前記アパーチャは前記コリメータレンズからの出射光を
   通す投光部を有する板状の形状に形成され、前記支持体
   は、前記コリメータレンズの外周の一部が接着されたレ
   ンズ支持片と、前記アパーチャを支持する支持部とを備
   えることを特徴とするレーザーユニット。
2. 【請求項２】 アパーチャを支持する支持部は、前記ア
   パーチャをコリメータレンズの出射面に対向する位置に
   位置決めする係止部と、前記アパーチャを弾性的に挾持
   する複数の支柱とにより形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載のレーザーユニット。
3. 【請求項３】 アパーチャは板厚方向に反らされて支柱
   に挾持されていることを特徴とする請求項２記載のレー
   ザーユニット。
4. 【請求項４】 アパーチャの投光部から離れた位置に当
   接されてこのアパーチャを板厚方向に弾性的に反らせる
   突部を支持体に形成したことを特徴とする請求項３記載
   のレーザーユニット。
5. 【請求項５】 少なくとも請求項１ないし４の何れか一
   記載のレーザーユニットと、このレーザーユニットから
   出射された出射光を偏向走査する偏向器と、この偏向器
   により偏向走査された走査光を補正する走査レンズとを
   備えることを特徴とする光書込装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の光書込装置と、この光書
   込装置により感光体に形成された静電潜像を現像する現
   像部と、前記感光体上の現像画像を用紙に転写する転写
   部と、用紙に転写された転写画像を定着する定着部とを
   具備することを特徴とする画像形成装置。