JP4654564B2 - Lens holding structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置のレンズの保持構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図10に示すように、従来の画像形成装置(レーザ複写機、レーザプリンタなど)には、各色に対応した感光体116を備えたタンデム方式がある。光走査装置102はそれぞれ、イエロー(Y),マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応した光学系を備えているため、高速化に適している。
【0003】
このような光走査装置では、各々の光源部から各色に対応した光ビームが出射され、出射された光ビームは、図示しないコリメータレンズによって略平行光とされ、図示しないシリンドリカルレンズ、回転多面鏡104、fθレンズ106、反射ミラー108、110、112を経由して各々の色の感光体116に向けて出射される。
【0004】
この光走査装置に用いられるレンズの取付方法として、図11に示すように、レンズをバネで上から押さえる方法が用いられている(特許文献1)。支持部132とレンズ部134とからなるレンズユニット130において、レンズ部134は光軸方向から見て長方形のシリンドリカルレンズが用いられる。このレンズ部134は、板バネから形成された上部付勢部136と側部付勢部138により、支持部132の垂直面132Aと水平面132Bとに当接されて、位置が固定される。そして、レンズ部134は支持部132に沿って摺動し、ピント合わせができるように構成されている。
【0005】
しかし、このように上部付勢部136、側部付勢部138等の弾性部材でレンズ部134を固定する方法は、レンズ部134をしっかりと固定することはできるが、上部付勢部136、側部付勢部138をネジで固定する手間がかかる。また、レンズ部134には上部付勢部136、側部付勢部138でしっかりと固定されていることによって負荷がかかり、レンズ部134の光ビームが透過する部分を変形させてしまい、光学特性に影響が出てしまうという問題があった。
【0006】
これを解決するために、レンズの下面をハウジングに接着する方法が用いられているが、UVで硬化する接着剤を用いた場合、レンズの材質やハウジングの材質によっては差はあるものの、接着剤が硬化するときにレンズが歪んで光学特性に悪影響を及ぼしたりすることがあった。
【0007】
特に、シリンドリカルレンズはそれ自体非常に小さな部品であり、光軸近傍や光走査領域に接着位置を持ってきたりすると曲面が歪んでしまって画質劣化に直結してしまう。また、シリンドリカルレンズを筐体に接着、固定する構成であるため、装置の分解や部品のリサイクル等が困難である。
【0008】
また、図12に示すように、高さが異なる2つのビームA,Bに対応させて、光軸に対して直交する面の上側にビームA用のシリンドリカルレンズ122、下側にビームB用のシリンドリカルレンズ124と2段重ねに構成されたレンズユニット120を使用することが知られているが、このようなレンズユニット120の場合、それぞれのシリンドリカルレンズの調整が個々には行えず、また、シリンドリカルレンズ同士の接着面に用いる接着剤126によって、レンズに歪みが生じてしまうことも考えられる。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−284157号公報(第10−13項、第14図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、少ない部品点数で構成されることで低コストとなり、歪みの発生がないレンズの保持構造を提供する。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明のレンズの保持構造は、光源から出射された光ビームを略平行光とするコリメータレンズを通過した平行光を光偏向器の偏向面で線状に結像するシリンドリカルレンズのレンズの保持構造において、光走査装置の筐体に設けられ、第1のシリンドリカルレンズの下面を支持する支持面と、前記支持面から立設され、前記第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の一方の端面が突き当てられる第1壁部と、を備え、前記第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方の端面と前記支持面から立設された前記第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方側に設けられる他の壁部の上面のみとが接着剤で接着固定される一方、第1のシリンドリカルレンズの他の箇所は接着剤で固定されていないと共に、前記接着剤によって接着固定される前記第1のシリンドリカルの他方の端面は、当該第1のシリンドリカルレンズの光軸近傍から離れた位置に設けられ、さらに、前記第1のシリンドリカルレンズの両側に設けられ、頂面が第1のシリンドリカルレンズの上面より高い第2壁部と、一方の前記第2壁部の上面に立設された第3壁部とを備え、前記第3壁部に第2のシリンドリカルレンズの主走査方向の一方の端面が突き当てられ、前記第2のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方の端面と他方の第2壁部の頂面のみが接着剤で接着固定される一方、第2のシリンドリカルレンズの他の箇所は接着剤で固定されていないと共に、前記接着剤によって接着固定される前記第2のシリンドリカルの他方の端面は、当該第2のシリンドリカルレンズの光軸近傍から離れた位置に設けられ、前記第1のシリンドリカルレンズと前記第2のシリンドリカルレンズは、副走査方向において異なる位置に配置されていることを特徴とする。
【0012】
請求項1に記載の発明によれば、支持面から立設された第1壁部に第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の一方の端部が突き当てられ、筐体に設けられた支持面に第1のシリンドリカルレンズの下面が支持されて、第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方の端面が他の壁部の上面と接着固定されている。すなわち、第1壁部で第1のシリンドリカルレンズが位置決めされ、第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方の端面と他の壁部の上面が接着固定される。
【0013】
このような構成で光学部品が筐体に取付けられるので、取付け工程が非常に簡単で、且つ、取付けに要する部品点数が少なくなり、コストを低く抑えることができる。また、第1のシリンドリカルレンズの長手方向の寸法を、光ビームの通過領域に必要とされる大きさだけにすることが可能となる。さらに、第1のシリンドリカルレンズの下面が長手方向に渡って支持されることで、第1のシリンドリカルレンズの倒れをなくすことができる。
【0014】
また、第1のシリンドリカルレンズの光軸近傍から離れた位置である端面に接着剤を使用することで、接着剤によって第1のシリンドリカルレンズの曲面が歪むことがない。これによって、光軸に影響を及ぼすことがないので、第1のシリンドリカルレンズによる画質劣化の心配がない。
【0015】
さらに、接着剤は第1のシリンドリカルレンズの他方の端面に接着されるため、再調整の際に第1のシリンドリカルレンズを筐体から取り外すことが簡単で、しかも接着剤の使用量が微量で済むため、第1のシリンドリカルレンズをリサイクルする際にも、第1のシリンドリカルレンズに付着した接着剤が問題となることがない。
【0016】
UV等を用いて第1のシリンドリカルレンズを筐体に接着する場合に、第1のシリンドリカルレンズの端面に接着場所を設けることで、遮蔽する物がなくUVの照射がしやすいので、硬化効率が高く安定性のある接着強度が得られる。
【0018】
また、第1のシリンドリカルレンズの上面よりも頂面が高い第2壁部が形成されており、この第2壁部に第2のシリンドリカルレンズが架け渡され、第3壁部で第2のシリンドリカルレンズが位置決めされ、第2のシリンドリカルレンズの端面が第2壁部の頂面と接着固定される。
【0019】
すなわち、第2のシリンドリカルレンズは第1のシリンドリカルレンズの上面よりも高い位置に固定されているので、高さの異なる2つの光ビームに対応させて第1のシリンドリカルレンズと第2のシリンドリカルレンズを設置することができる。
【0020】
このように、高さが異なる複数の光ビームに対応させて複数のレンズを設置することができるので、それぞれのレンズの調整が行い易い。また、レンズ同士を接着する必要がないために、接着剤によるレンズの歪みが発生しない。
【0021】
請求項2に記載の本発明のレンズの保持構造は、前記第1壁部が前記第2壁部及び第3壁部に対して光軸方向にずらして配置されたことを特徴としている。
【0022】
請求項2に記載の発明によれば、第1壁部と第2壁部及び第3壁部が光軸方向にずらして配置されているので、第1壁部で位置決めされた第1のシリンドリカルレンズと第3壁部で位置決めされた第2のシリンドリカルレンズは光軸方向へ前後にずらして配置されている。これによって、各々のレンズの調整が行い易く、接着固定する際に遮蔽する物がないためにUV照射が簡単に行える。
【0028】
【発明の実施の形態】
図1には、本発明の第1の実施形態に係る光走査装置10、12の概略構成図が示されている。
【0029】
(光走査装置の概要)
画像形成装置は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)の各色に対応した光学系を備えた光走査装置10と、C(シアン)、K(ブラック)の各色に対応した光学系を備えた光走査装置12を備える。
【0030】
この光走査装置10、12を備えた画像形成装置には、Y色、M色、C色、K色のそれぞれに対応する感光体Y14、M14、C14、K14が所定間隔で配置されている。
【0031】
ここでは、Y色、M色、C色の各色に対応する感光体Y14、M14、C14はカラーモードのときにのみ使用されるが、K色に対応する感光体K14は白黒モードのときにも使用されるので、感光体の寿命の観点からK色に対応する感光体K14の径のみが他の感光体Y14、M14、C14の径よりも大きく設定されている。
【0032】
光走査装置10と光走査装置12とはほぼ同じ構成とされているので、ここでは光走査装置10についてのみ説明する。
【0033】
図2に示すように、光走査装置10はハウジング16を備える。ハウジング16は、底板18と底板18の外周から立設する周壁20とで構成されている。周壁20の外側には、ハウジング16内へ向かって、M色に対応する光ビームMを出射する光源部22と、Y色に対応する光ビームYを出射する光源部23とが、出射方向が互いに略90度となるように配置されている。また、光ビームYを出射する光源部23は、光ビームMを出射する光源部22に対して高さ方向をずらして設置され、光ビームYと光ビームMとが高さ方向に所定の距離離間するようにされている。
【0034】
光源部22から出射された光ビームMの光路上には、光ビームMを平行光にするためのコリメータレンズユニット24が設けられている。コリメータレンズユニット24を通過した光ビームMは、反射ミラー26の下を通り抜け、後述するスリット板150に入射して光路上に設けられたハーフミラー30に入射する。ハーフミラー30は、通過する光ビームMと、反射し光パワーモニタ21に入射する光ビームMとに所定の割合で振り分ける。ハーフミラー30を通過した光ビームMは、第1のシリンドリカルレンズの一例としてのシリンドリカルレンズ33を通過し、図5に示すように、光路上に設けられたポリゴンミラー40に入射する。
【0035】
ポリゴンミラー40には複数の反射鏡面が設けられ、ポリゴンミラー40に入射した光ビームMは偏向面で偏向されて、図1に示すように、ハウジング16内に配設されたfθレンズ42、44に入射する。ポリゴンミラー40、fθレンズ42、44は、光ビームM、Yを同時に走査できる大きさになっている。(光ビームYの光学系は、光ビームMとほぼ同じなので、説明を省略する。)
ここで、fθレンズ44を通過した2色の光ビームM、Yが分離される。fθレンズ44を通過した光ビームM、Yは、それぞれ副走査側にパワーを持つシリンドリカルミラー46、54に反射される。
【0036】
シリンドリカルミラー46によって反射された光ビームMは、反射ミラー48へ折り返され、さらに、シリンドリカルミラー60、反射ミラー62によって偏向され、感光体ドラム14M上に結像して静電潜像を形成する。
【0037】
一方、シリンドリカルミラー54によって反射された光ビームYは、反射ミラー55に出射され、さらに、シリンドリカルミラー57によって偏向され、感光体ドラム14Y上に結像して静電潜像を形成する。
【0038】
以上がM色とY色の光学系の概要であり、Y色の光学系はC色の光学系と同構成とされる。しかし、K色に対応する感光体14Kは他の色の感光体よりも径が大きいため、M色の光学系の構成において、シリンドリカルミラー60、反射ミラー62の代わりにシリンドリカルミラー50と反射ミラー52が使用される。
【0039】
また、光ビームCと光ビームKとの光路長を略同一とさせるため、シリンドリカルミラー60、反射ミラー62と、シリンドリカルミラー50、反射ミラー52とでは配置位置が若干異なっている。
【0040】
Y色に対応する感光体14YとC色に対応する感光体14Cとの径は同一であることから、同一の光学系を使用することができるが、M色に対応する感光体14MとK色に対応する感光体14Kとの径は異なり、同一の光学系を使用することができないため、ここでは三種類の光学系が使用されることになる。
【0041】
なお、本実施形態で使用する光学系は、図1に示すように、画像形成装置に設けられた光走査装置10、12の取付面に対し、所定角度傾かせている。
【0042】
また、M色の光学系では、副走査方向のスキャン位置調整を反射ミラー48で行い、SKEWの調整をシリンドリカルミラー60で行っている。一方、Y色の光学系では、図5に示すように、反射ミラー55はポリゴンミラー40の上方に配置されているので、副走査方向のスキャン位置調整はシリンドリカルミラー54で行い、SKEWの調整をシリンドリカルミラー57で行っている。
【0043】
このように、反射ミラー55に調整機構を持たせないことで、ポリゴンミラー40(図4に示す)を備えた光偏向器37を交換する際に、反射ミラー55を単に取付けるだけで交換は完了するので、調整する必要がない。このため、光偏向器37の交換が容易となり、光学性能が保持される。
【0044】
(回路基板の取付構成)
図2および図3には、光ビームを副走査方向に集光する略長方体形状の第2のシリンドリカルレンズの一例としてのシリンドリカルレンズ32とシリンドリカルレンズ33とが示されている。
【0045】
このシリンドリカルレンズ32、33は、光ビームM、Yの光路上に配置されており、シリンドリカルレンズ32、33を通過した光ビームは、ポリゴンミラー40の各偏向面に線状に結像した後、ポリゴンミラー40で偏向され、fθレンズ44を介して感光体ドラム14上にそれぞれ結像される。
【0046】
光ビームMは光ビームYに対して、高さ方向に所定距離離間しているので、これに対応して、光ビームMが入射するシリンドリカルレンズ33と、光ビームYが入射するシリンドリカルレンズ32とは、高さ方向に所定距離離間して配置されている。
【0047】
図3に示すように、ハウジング16には、支持面80を構成する支持台82が設けられている。支持台82には、光ビームの光軸方向を長手方向とした板状の壁部83が立設されている。また、壁部83と対向するように、支持面80には壁部85が形成されている。
【0048】
このような構成で、光ビームMが透過される略直方体のシリンドリカルレンズ33の長手方向(主走査方向)の一方の端面33Aを壁部83の立面に突き当て、シリンドリカルレンズ33の長手方向の一方の位置決めがされている。また、シリンドリカルレンズ33の下面33Cは支持面80に支持されており、シリンドリカルレンズ33は上下方向(副走査方向)にも位置決めがされている。また、シリンドリカルレンズ33の他方の端面33Bは、壁部85の上面に接着剤を用いて固定されている。
【0049】
一方、壁部83の光源22側には壁部87が形成されている。壁部87には段差部87Aが形成され、この段差部87Aの立面には光ビームYが透過する略直方体のシリンドリカルレンズ32の長手方向の一方の端面32Aが突き当てられ、シリンドリカルレンズ32の長手方向の一方の位置決めがされている。また、段差部87Aのステップ面によってシリンドリカルレンズ32の下面32Cの端部が支持され、シリンドリカルレンズ32の上下方向の位置決めがされている。
【0050】
また、シリンドリカルレンズ32の長手方向の他方には、壁部87から所定の距離離間させた位置に台部84が立設されている。この台部84の上面には、シリンドリカルレンズ32の他方の端部が支持されている。さらに、台部84の上面とシリンドリカルレンズ32の他方の端面32Bが接着剤を用いて固定されている。
【0051】
段差部87Aのステップ面及び台部84の上面は、シリンドリカルレンズ33の上面よりも垂直方向に高くなっており、段差部87Aと台部84にシリンドリカルレンズ32が架け渡されていることで、シリンドリカルレンズ32の下方を、光ビームMが通り抜ける構成となっている。
【0052】
なお、本実施形態では、シリンドリカルレンズ32の長手方向の他方の端面32Bを台部84の上面に、シリンドリカルレンズ33の他方の端面33Bを壁部85の上面に接着固定したが、光ビームの通過領域に影響を及ぼさない位置であれば、シリンドリカルレンズ32の上面の端部を壁部87の上面に、シリンドリカルレンズ33の一方の端面33Aを壁部83の上面に接着固定してもよい。
【0053】
次に、本発明の光走査装置の各部位について説明する。
【0054】
図5に示すように、ハウジング16は取付部34、35、36を有し、この取付部34、35、36を介して画像形成装置に設けられた取付面に取付けられている。
【0055】
取付部34は開口部64、66間のハウジング16の側壁20Bの外側に設けられている。また、取付部35は開口部64、66間の側壁20Aの外側に設けられている。さらに、取付部36は光偏向器37の近傍の側壁20Cの外側に設けられている。
【0056】
ハウジング16には開口部64、66が形成されているため、この開口部64、66間のハウジング16の剛性は弱くなり、光偏向器37等からの振動を受け易くなる。ここで、取付部34、35を開口部64、66間に配置することで、ハウジング16の剛性を上げることができる。また、取付部36を光偏向器37の近傍に設けることによって、光偏向器37が発する振動を抑えることができ、光学部品へ及ぼす影響を最小限に抑えることができる。
【0057】
ハウジング16の隅に取付部を設けた場合には、熱等の影響によるハウジング16の変形により、ハウジング16が副走査方向に伸縮できなくなる。これによって、光学部品の性能に影響を及ぼし易くなるという問題が発生する。
【0058】
本実施形態では、取付部34、35、36で構成される三角形の外側に光学部品を配置することによって、光学部品が取付けられた部分が副走査方向に伸縮するようになり、画質、感光体への入射位置に影響を及ぼしにくくすることができる。
【0059】
一方、三角形の外側に配置された部分のハウジング16にはリブが形成されており、これによって剛性を保持しているので、外部振動に耐え得る構成となっている。したがって、ハウジング16を取付部34、35、36で画像形成装置に取付けたとき、ハウジング16は全体的に剛性を有する。
【0060】
図2に示すように、ハウジング16の側壁20Bの外側には光ビームMを出射する光源部22が設けられており、側壁20Cの外側には光ビームYを出射する光源部23が設けられている。
【0061】
光源部22と光源部23とは、構成がほぼ同じなので、ここでは光源部22について説明をする。
【0062】
光源部22は連結部材38を備えており、連結部材38はハウジング16の外壁20Bの外側に取付けられている。この連結部材38のハウジング16に取付けられた反対側には、図示しないレーザチップ(発光源)を保持するための保持部材39が取付けられている。この保持部材39は、通称LCC(Leadless Chip Carrier)と呼ばれており、材質としてここではセラミックが使用されている。
【0063】
保持部材39の側壁20Bと反対側には、電気回路が実装された回路基板41が装着されており、レーザチップと回路基板41とは保持部材39を介して電気的に接続されている。レーザチップとしては、面発光型の半導体レーザが使用されており、レーザチップから一度に複数本のレーザが発光される構成となっている。
【0064】
ハウジング16の外壁20Bには基準ピン19が突設されており、この基準ピン19は連結部材38に設けられた孔(図示省略)に挿通され、保持部材39のレーザチップの発光方向に対して略垂直な面39Aに突き当てられる。これによって、保持部材39の位置調整が行われており、ハウジング16に対する光ビームの出射位置が決定される。
【0065】
また、図6に示すように、光源部22(図2参照)の回路基板41と光源部23(図2参照)の回路基板43とは、ハウジング16に対して高さ方向に所定距離離間した関係で設置されている。 回路基板41、43は発光位置が異なるため、異なる基板が使用されており、ハウジングの高さ方向の幅からはみ出て画像形成装置本体と干渉しない大きさで作製されている。
【0066】
光源部22の回路基板41と光源部23の回路基板43との間には、画像書込み位置検出素子(SOSセンサ)45が配置されており、ハウジング16に対して高さ方向に、回路基板41、43の高さと異なるようにされている。これにより、ハウジング16を形成する際の金型構造において、回路基板41、43の取付部とSOSセンサ45の取付部とを形成するスライド構造が複雑にならない。
【0067】
また、これらの光源部22、23は、図示しないコントローラ側に配置されており、これによって図示しないハーネスを不用意に長くすることが抑えられ、画質の劣化や電気ノイズによる影響が最小限となる。
【0068】
図2および図7には、コリメータレンズユニット24が示されている。コリメータレンズユニット24は、光源部22、23からそれぞれ出射された光ビームM、Yを平行光にする。
【0069】
図7に示すように、コリメータレンズユニット24は、図示しないガラス製のコリメータレンズと、アルミ製または樹脂製のレンズホルダ25で構成され、これらはUV等の手段で接着されている。レンズホルダ25は、鏡筒部27を備え、この鏡筒部27にはスリット27Aが形成されており、鏡筒部27内壁面での光ビームの乱反射や、他の色の光学系への混入を防ぐ。
【0070】
また、レンズホルダ25の上部には穴部28が設けられており、治工具等により光ビームの径を調整時する際に、位置規制が行えるようになっている。
【0071】
図2および図7に示すように、光源部22から出射され、コリメータレンズユニット24で平行光とされた光ビームMの光路先には、スリット板150が設けられている。スリット板150は底板152を有し、ハウジング16の底板18に取付けられる。底板152からは側板154が立設しており、側板154の一方の端部154Aの上側には側板156が、他方の端部154Bの下側には側板158が、それぞれ底板152に対して略垂直となるように形成されている。
【0072】
側板156と側板158とにはそれぞれスリット160、162が形成されており、光源部22から出射された光ビームMはスリット162を通過し、光源部23から出射された光ビームYはスリット160を通過して、それぞれ所定の大きさに絞られる。
【0073】
このスリット板150のスリット160と、レンズホルダ25に設けられたスリット27Aの二重のスリットによって、光ビームのレンズホルダ25の鏡筒部27内壁面での乱反射や他の色の光学系へのビームの混入を阻止する対策(迷光対策)が施されている。
【0074】
さらに、レンズホルダ25の内筒部の材質がアルミの場合には、黒色酸化シール等の処理が施し、樹脂の場合には黒色の材質を使用することで効果的な迷光対策を取っている。
【0075】
一方、図8に示すように、ハウジング16の底板18には、光ビームMが通過する開口部64と、光ビームYが通過する開口部66とが形成されている。
【0076】
この開口部64、66には、それぞれ透光性の高い長板状のシールガラス68、70が装着可能とされている。このシールガラス68、70は、感光体近傍に配置される帯電装置、現像装置からそれぞれ生じる放電生成物やトナークラウド、画像形成装置の外部から感光体近傍に設置される光走査装置の内部に侵入する塵埃によって、光学部品に汚れが付着して引き起こされる画質劣化を防止する。
【0077】
ここで、開口部64と開口部66のシール構造は同一なので、開口部64を例に採って説明する。
【0078】
ハウジング16の周壁20Aには、開口部64の開口面の延長線上に、略矩形状のシールガラス挿入口72が穿設されている。シールガラス挿入口72から透光性のシールガラス68を挿入し、開口部64を閉塞してハウジング16内部を密封状態にすることで、最終ミラーからの光ビームM、Yを感光体14M、14Yに透光させるとともに、ハウジング16内の光学部品を塵埃等から守る。
【0079】
シールガラス68とシールガラス70は、走査方向の長さは略同一で、副走査方向の幅が異なっている。これは、光ビームMに対応する感光体14Mへの光路と、光ビームKに対応する感光体14Kへの光路が若干異なるため、その両者を共通のシールガラスで構成させるために、シールガラス70に対して副走査方向に幅広にしたためである。
【0080】
一方、開口部64の長手方向の内壁82からは、レール76が突設されている。このレール76にシールガラス68が支持され、ハウジング16の中へスライド可能(矢印A方向)に装着させる。
【0081】
また、内壁82のレール76の上方に、突起部78が突設されている。突起部78は光学部品から離れた位置に設けられ、光学部品に影響を及ぼさないようにされている。また、突起部78は、内壁82から副走査方向にレール76を超えない突出長とされ、弾性変形しやすくなっている。さらに、レール76と突起部78との間の距離は、シールガラス68の厚さよりも若干小さくされている。
【0082】
シールガラス68がシールガラス挿入口72からハウジング16内へ挿入されると、シールガラス68は矢印A方向にスライドしながら突起部78の下に潜り込む。レール76と突起部78との間の距離はシールガラス68の厚みよりも若干小さくされているので、突起部78はシールガラス68によって上方向へ弾性変形し、シールガラス68をレール76と突起部78との間に挟持する。上方向へ弾性変形した突起部78は、弾性復帰しようとしてシールガラス68側に押圧力がかかるので、シールガラス68はしっかりとレール76との間に挟持され、防塵性を確実なものとする。
【0083】
一方、図2に示すように、本発明では、光源として面発光レーザを用いる。この面発光レーザを用いる場合、多数本ビームを出力できるというメリットを有する反面、後方に出射するバックビームがないため、面発光レーザから出射した光ビームの一部を分離して光ビームの光量を検出する必要がある。
【0084】
ここでは、その分離をハーフミラー30で行い、ハーフミラー30によって分離された光ビームは、ハーフミラー30と光量検出モニタ基板174(MPD基板)との間に設置されたレンズ175へ入射する。レンズ175は、高さの異なる光ビームYと光ビームMを集光し、MPD基板174へ向けて出射する。
【0085】
MPD基板174は回路基板176を備え、回路基板176にはフォトダイオード素子21が設けられている。
【0086】
MPD基板174に入射した光ビームは、フォトダイオード素子21の図示しない受光面で光量が検出され、フォトダイオード素子21からの信号がコネクタ168へ伝えられる。各々の光ビームからの信号は、コネクタ168から図示しない光ビーム駆動用の回路基板に入力され、各々の光出力の制御が行われる。
【0087】
一方、ハウジング16の底板18には、開口部185が穿設されており、フォトダイオード素子21が挿入可能となっている。MPD基板174をハウジング16の底板18に取付けたときにフォトダイオード素子21がハウジング16内部へ挿入されるようになっている。
【0088】
MPD基板174をハウジング16に取付けるとき、回路基板176はハウジング16の底面に密着するので、開口部185は回路基板176によって完全に塞がれた状態になり、ハウジング16内部は密封される。
【0089】
さらに、回路基板176にはフォトダイオード素子21からの信号を外部に出力するコネクタ168が設置されている。コネクタ168は、MPD基板174をハウジング16に取付けたとき、ハウジング16の外部に位置するように配置されており、図示しないハーネスが回路基板176に対して略垂直方向に装着されるようになっている。
【0090】
このように、フォトダイオード素子21のみをハウジング16内に配置し、コネクタ168をハウジング16の外部に配置することで、ハーネスの取付作業性を向上させるとともに、防塵性を損なうことがない。
【0091】
また、図9に示すように、ハウジング16のカバー164には、端部に沿って突起部168が突設されている。このように、カバー164をハウジング17のカバー166と異なる形状にすることで、ほぼ同一形状のハウジング16とハウジング17とが、カバーをした状態でも見分けることが可能となる。これによって、フィールド交換時の誤取り付けや、誤組み立ての防止となる。
【0092】
さらに、本実施例では、図1に示されるように、ハーフミラー30に入射する光ビームMに対し、ハーフミラー30を通過した光ビームMの角度が約3度となるように、ハーフミラー30の配置角度を決定している。
【0093】
このように光ビームMの入射光に対し、この光ビームMがハーフミラー30を通過して微少角度偏光することで、ハーフミラー30の大きさを最小限に抑えることができ、さらに、光ビームMをハウジング16の外側から出射させることでハウジング16の副走査方向の大きさを抑え、光走査装置10の小型化に寄与している。
【0094】
次に、第1の実施の形態の作用について説明する。
【0095】
図3に示すように、 支持面80から立設された壁部83にシリンドリカルレンズ33の長手方向(主走査方向)の一方の端面33Aが突き当てられ、ハウジング16に設けられた支持面80にシリンドリカルレンズ33の下面33Cが支持されて、シリンドリカルレンズ33の長手方向の他方の端面33Bが支持面80に設けられた壁部85の上面と接着固定されている。すなわち、壁部83でシリンドリカルレンズ33が位置決めされ、シリンドリカルレンズ33の長手方向の他方の端面33Bと壁部85の上面が接着固定される。
【0096】
このような構成でシリンドリカルレンズ33がハウジング16に取付けられるので、取付け工程が非常に簡単で、且つ、取付けに要する部品点数が少なくなり、コストを低く抑えることができる。また、シリンドリカルレンズ33の長手方向の寸法を、光ビームMの通過領域に必要とされる大きさにすることが可能となる。さらに、シリンドリカルレンズ33の下面33Cが長手方向に渡って支持されることで、シリンドリカルレンズ33の倒れをなくすことができる。
【0097】
また、シリンドリカルレンズ33の光軸近傍から離れた位置である端面33Bに接着剤を使用することで、接着剤によってシリンドリカルレンズ33の曲面が歪むことがない。これによって、光軸に影響を及ぼすことがないので、シリンドリカルレンズ33による画質劣化の心配がない。
【0098】
さらに、接着剤はシリンドリカルレンズ33の一方の端面33Bに接着されるため、再調整の際にシリンドリカルレンズ33をハウジング16から取り外すことが簡単で、しかも接着剤の使用量が微量で済むため、シリンドリカルレンズ33をリサイクルする際にも、シリンドリカルレンズ33に付着した接着剤が問題となることがない。
【0099】
UV等を用いてシリンドリカルレンズ33を筐体に接着する場合に、シリンドリカルレンズ33の端面に接着場所を設けることで、遮蔽する物がなくUVの照射がしやすいので、硬化効率が高く安定性のある接着強度が得られる。
【0100】
また、シリンドリカルレンズ33の上面よりも高い位置に形成された壁部87の段差部87Aと壁部84でシリンドリカルレンズ32が位置決めされ、シリンドリカルレンズ32の端面32Bが壁部84の上面と接着固定される。
【0101】
すなわち、シリンドリカルレンズ32はシリンドリカルレンズ33の上面よりも高い位置に固定されているので、高さの異なる2つの光ビームに対応させてシリンドリカルレンズ33とシリンドリカルレンズ32を設置することができる。
【0102】
このように、高さが異なる光ビームY、Mに対応させてシリンドリカルレンズ32、33を設置することができるので、シリンドリカルレンズ32、33の調整が行い易い。また、シリンドリカルレンズ32、33を接着する必要がないため、接着剤によるシリンドリカルレンズ32、33の歪みが発生しない。
【0103】
次に、参考形態に係る光走査装置のシリンドリカルレンズの取付けについて説明する。
【0104】
図4に示すように、ハウジング16には、支持面80を構成する支持台82が設けられている。支持台82には、光ビームの光軸方向を長手方向とした板状の壁部90が立設されている。
【0105】
このような構成で、壁部90には光ビームMが透過される略直方体のシリンドリカルレンズ33の長手方向の一方の端面33Aが突き当てられ、シリンドリカルレンズ33の長手方向の一方の位置決めがされている。また、シリンドリカルレンズ33の下面33Cは支持面80に支持されており、シリンドリカルレンズ33は上下方向にも位置決めがされている。
【0106】
シリンドリカルレンズ33の上面は、壁部90の立面に接着剤を用いて固定されている。
【0107】
一方、壁部90の上面の光源部22側には壁部92が形成されている。また、壁部90と対向するように、支持面80には台部95が形成されている。この壁部92には光ビームYが透過する略直方体のシリンドリカルレンズ32の長手方向の一方の端面32Aが突き当てられ、シリンドリカルレンズ32の長手方向の一方の位置決めがされている。また、壁部90の上面と台部95の上面にシリンドリカルレンズ32の下面32Cが支持され、シリンドリカルレンズ32の上下方向の位置決めがされている。
【0108】
シリンドリカルレンズ32の上面の端部は、壁部92の立面に接着剤を用いて固定されている。
【0109】
次に、参考形態の作用について説明する。
【0110】
図4に示すように、シリンドリカルレンズ33は壁部90で位置決めされ、シリンドリカルレンズ33の上面の端部と壁部90の立面が接着固定される。また、シリンドリカルレンズ32は壁部92で位置決めされ、シリンドリカルレンズ32の上面の端部と壁面92の立面が接着固定される。
【0111】
このような構成にすることで、シリンドリカルレンズ32、33の位置決めを行いながら接着固定でき、接着剤の固化によってシリンドリカルレンズ32、33の位置ずれが発生することが極力抑えられるので、シリンドリカルレンズ32、33がハウジング16に対して正確に固定される。
【0112】
なお、参考形態においては、シリンドリカルレンズ32の上面の端部と壁部92の立面、シリンドリカルレンズ33の上面の端部と壁部90の立面でそれぞれ接着固定したが、シリンドリカルレンズ32の端面32Bと台部95の立面及びシリンドリカルレンズ33の端面33Bと支持面80で接着してもよく(図中、点線で示した位置)、これによって、より確実にシリンドリカルレンズ32、33が固定される。
【0113】
また、本発明は実施形態において、シリンドリカルレンズの保持構造として説明したが、シリンドリカルレンズに限らず、fθレンズやハーフミラーなどにも適用可能である。
【0114】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、少ない部品点数で構成されることで低コストとなり、歪みの発生がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態に係る光走査装置の光学系を示す図である。
【図2】 本実施の形態に係る光走査装置を正面から見た部分概略図である。
【図3】 (A)第1の実施形態に係る光走査装置のシリンドリカルレンズの構成と取付け方法を示す分解斜視図であり、(B)第1の実施形態に係る光走査装置のシリンドリカルレンズの構成と取付け方法を示す図である。
【図4】 参考形態に係る光走査装置のシリンドリカルレンズの構成と取付け方法を示す図である。
【図5】 本実施の形態に係る光走査装置の構成を示す正面図である。
【図6】 本実施の形態に係る光走査装置の光源部を示す図である。
【図7】 本実施の形態に係る光走査装置のコリメータレンズユニットとスリットの構成を示す図である。
【図8】 本実施の形態に係るハウジングの開口部とシールガラスを示す部分斜視図である。
【図9】 本実施の形態に係る光走査装置のハウジングのカバーを示す図である。
【図10】 従来の光走査装置の構成を示す図である。
【図11】 従来の光走査装置に用いられるシリンドリカルレンズの固定方法を示す図である。
【図12】 従来の光走査装置に用いられる複数のシリンドリカルレンズの2段重ねの構成を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens holding structure of an optical scanning device used in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a laser printer.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 10, a conventional image forming apparatus (laser copying machine, laser printer, etc.) has a tandem system including a
[0003]
In such an optical scanning device, a light beam corresponding to each color is emitted from each light source unit, and the emitted light beam is made into substantially parallel light by a collimator lens (not shown), and a cylindrical lens and a rotating polygon mirror 104 (not shown). ,
[0004]
As a method of attaching the lens used in this optical scanning device, as shown in FIG. 11, a method of pressing the lens from above with a spring is used (Patent Document 1). In the
[0005]
However, the method of fixing the
[0006]
In order to solve this, a method of adhering the lower surface of the lens to the housing is used, but when an adhesive that is cured by UV is used, there is a difference depending on the material of the lens and the material of the housing. When the lens is cured, the lens may be distorted to adversely affect the optical characteristics.
[0007]
In particular, the cylindrical lens itself is a very small component, and if the adhesion position is brought near the optical axis or the optical scanning region, the curved surface is distorted and directly leads to image quality degradation. Further, since the cylindrical lens is bonded and fixed to the housing, it is difficult to disassemble the apparatus and recycle parts.
[0008]
As shown in FIG. 12, corresponding to two beams A and B having different heights, the
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-284157 (Section 10-13, FIG. 14)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above facts, the present invention provides a lens holding structure that is low in cost and free from distortion by being configured with a small number of parts.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The lens holding structure of the present invention according to
[0012]
According to the first aspect of the present invention, the first wall portion erected from the support surface First cylindrical lens One end of the main scanning direction is abutted against the support surface provided on the housing First cylindrical lens The lower surface of is supported, First cylindrical lens The other end face of the main scanning direction is The top of the other wall and Bonded and fixed. That is, at the first wall First cylindrical lens Is positioned, First cylindrical lens And the other end face in the main scanning direction of Top surface of other walls Is bonded and fixed.
[0013]
Since the optical component is attached to the casing with such a configuration, the attachment process is very simple, the number of parts required for attachment is reduced, and the cost can be kept low. Also, First cylindrical lens It is possible to make the longitudinal dimension of the light beam only as large as that required for the light beam passage region. further, First cylindrical lens By supporting the lower surface of the longitudinal direction, First cylindrical lens Can be eliminated.
[0014]
Also, First cylindrical lens By using an adhesive on the end face that is away from the vicinity of the optical axis of the First cylindrical lens The curved surface is not distorted. This will not affect the optical axis, First cylindrical lens There is no worry about image quality degradation due to.
[0015]
In addition, the adhesive The other of the first cylindrical lens When re-adjusting First cylindrical lens Can be easily removed from the housing, and a small amount of adhesive can be used. First cylindrical lens Also when recycling First cylindrical lens The adhesive adhered to the film does not become a problem.
[0016]
Using UV etc. First cylindrical lens When adhering to the housing, First cylindrical lens By providing an adhesion place on the end face of the material, there is no shielding object and UV irradiation is easy, so that the curing efficiency is high and a stable adhesive strength can be obtained.
[0018]
Also, First cylindrical lens A second wall portion having a top surface higher than the upper surface of the second wall portion is formed. Second cylindrical lens Over the third wall Second cylindrical lens Is positioned, Second cylindrical lens Is fixed to the top surface of the second wall.
[0019]
That is, Second cylindrical lens Is First cylindrical lens It is fixed at a position higher than the upper surface of the so that it corresponds to two light beams with different heights First cylindrical lens When Second cylindrical lens Can be installed.
[0020]
Thus, since a plurality of lenses can be installed corresponding to a plurality of light beams having different heights, it is easy to adjust each lens. In addition, since it is not necessary to bond the lenses, the distortion of the lens due to the adhesive does not occur.
[0021]
Claim 2 The lens holding structure according to the present invention is characterized in that the first wall portion is arranged to be shifted in the optical axis direction with respect to the second wall portion and the third wall portion.
[0022]
Claim 2 Since the first wall portion, the second wall portion, and the third wall portion are shifted in the optical axis direction, the first wall portion is positioned by the first wall portion. First cylindrical lens And was positioned at the third wall Second cylindrical lens Are arranged to be shifted back and forth in the optical axis direction. Accordingly, each lens can be easily adjusted, and UV irradiation can be easily performed because there is no object to be shielded when bonding and fixing.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the
[0029]
(Outline of optical scanning device)
The image forming apparatus includes an
[0030]
In the image forming apparatus including the
[0031]
Here, the photoconductors Y14, M14, and C14 corresponding to the colors Y, M, and C are used only in the color mode, but the photoconductor K14 corresponding to the K color is also used in the monochrome mode. Therefore, only the diameter of the photoconductor K14 corresponding to K color is set larger than the diameters of the other photoconductors Y14, M14, and C14 from the viewpoint of the life of the photoconductor.
[0032]
Since the
[0033]
As shown in FIG. 2, the
[0034]
On the optical path of the light beam M emitted from the light source unit 22, a
[0035]
The
Here, the two-color light beams M and Y that have passed through the
[0036]
The light beam M reflected by the
[0037]
On the other hand, the light beam Y reflected by the
[0038]
The above is the outline of the M-color and Y-color optical systems, and the Y-color optical system has the same configuration as the C-color optical system. However, since the
[0039]
Further, in order to make the optical path lengths of the light beam C and the light beam K substantially the same, the arrangement positions of the
[0040]
Since the diameter of the
[0041]
Note that the optical system used in the present embodiment is inclined at a predetermined angle with respect to the mounting surfaces of the
[0042]
In the M color optical system, the scan position adjustment in the sub-scanning direction is performed by the
[0043]
As described above, since the reflecting
[0044]
(Circuit board mounting configuration)
2 and 3 show a substantially rectangular shape for condensing the light beam in the sub-scanning direction. As an example of the second cylindrical lens A
[0045]
The
[0046]
Since the light beam M is separated from the light beam Y by a predetermined distance in the height direction, a
[0047]
As shown in FIG. 3, the
[0048]
With this configuration, one
[0049]
On the other hand, a
[0050]
On the other side of the
[0051]
The step surface of the stepped
[0052]
In the present embodiment, the
[0053]
Next, each part of the optical scanning device of the present invention will be described.
[0054]
As shown in FIG. 5, the
[0055]
The
[0056]
Since the
[0057]
When mounting portions are provided at the corners of the
[0058]
In the present embodiment, by arranging the optical component outside the triangle formed by the mounting
[0059]
On the other hand, the portion of the
[0060]
As shown in FIG. 2, a light source unit 22 that emits a light beam M is provided outside the side wall 20B of the
[0061]
Since the light source unit 22 and the
[0062]
The light source unit 22 includes a connecting
[0063]
A
[0064]
A reference pin 19 protrudes from the outer wall 20B of the
[0065]
As shown in FIG. 6, the
[0066]
An image writing position detecting element (SOS sensor) 45 is arranged between the
[0067]
In addition, these
[0068]
The
[0069]
As shown in FIG. 7, the
[0070]
Further, a
[0071]
As shown in FIGS. 2 and 7, a
[0072]
The
[0073]
Due to the
[0074]
Further, when the material of the inner cylindrical portion of the
[0075]
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
[0076]
In the
[0077]
Here, since the sealing structure of the
[0078]
On the
[0079]
The
[0080]
On the other hand, a
[0081]
In addition, a
[0082]
When the
[0083]
On the other hand, as shown in FIG. 2, in the present invention, a surface emitting laser is used as a light source. When this surface emitting laser is used, it has the merit that a large number of beams can be output. However, since there is no back beam emitted backward, a part of the light beam emitted from the surface emitting laser is separated to reduce the amount of light beam. It needs to be detected.
[0084]
Here, the separation is performed by the
[0085]
The
[0086]
A light amount of the light beam incident on the
[0087]
On the other hand, an
[0088]
When the
[0089]
Further, the
[0090]
In this way, by disposing only the
[0091]
Further, as shown in FIG. 9, the
[0092]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
[0093]
Thus, the incident light of the light beam M passes through the
[0094]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
[0095]
As shown in FIG. 3, one
[0096]
Since the
[0097]
Moreover, the curved surface of the
[0098]
Furthermore, since the adhesive is bonded to one
[0099]
When the
[0100]
The
[0101]
That is, since the
[0102]
As described above, since the
[0103]
next, Reference form The mounting of the cylindrical lens of the optical scanning device according to the above will be described.
[0104]
As shown in FIG. 4, the
[0105]
With such a configuration, one
[0106]
The upper surface of the
[0107]
On the other hand, a
[0108]
The end portion of the upper surface of the
[0109]
next, Reference form The operation of will be described.
[0110]
As shown in FIG. 4, the
[0111]
With such a configuration, the
[0112]
In addition, Reference form In FIG. 1, the end portion of the upper surface of the
[0113]
Further, although the present invention has been described as a cylindrical lens holding structure in the embodiment, the present invention is not limited to the cylindrical lens but can be applied to an fθ lens, a half mirror, and the like.
[0114]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to reduce the cost by using a small number of parts, and no distortion occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system of an optical scanning device according to an embodiment.
FIG. 2 is a partial schematic view of the optical scanning device according to the present embodiment as viewed from the front.
FIGS. 3A and 3B are exploded perspective views showing the configuration and mounting method of the cylindrical lens of the optical scanning device according to the first embodiment, and FIG. 3B is the exploded perspective view of the cylindrical lens of the optical scanning device according to the first embodiment; FIGS. It is a figure which shows a structure and the attachment method.
[Fig. 4] Reference form It is a figure which shows the structure and attachment method of the cylindrical lens of the optical scanning device concerning.
FIG. 5 is a front view showing a configuration of an optical scanning device according to the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a light source unit of the optical scanning device according to the present embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a collimator lens unit and a slit of the optical scanning device according to the present embodiment.
FIG. 8 is a partial perspective view showing an opening and a seal glass of a housing according to the present embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a cover of a housing of the optical scanning device according to the present embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a conventional optical scanning device.
FIG. 11 is a diagram showing a fixing method of a cylindrical lens used in a conventional optical scanning device.
FIG. 12 is a diagram showing a two-stage stacked configuration of a plurality of cylindrical lenses used in a conventional optical scanning device.
Claims (2)
光走査装置の筐体に設けられ、第1のシリンドリカルレンズの下面を支持する支持面と、
前記支持面から立設され、前記第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の一方の端面が突き当てられる第1壁部と、を備え、
前記第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方の端面と前記支持面から立設された前記第1のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方側に設けられる他の壁部の上面のみとが接着剤で接着固定される一方、第1のシリンドリカルレンズの他の箇所は接着剤で固定されていないと共に、前記接着剤によって接着固定される前記第1のシリンドリカルの他方の端面は、当該第1のシリンドリカルレンズの光軸近傍から離れた位置に設けられ、
さらに、前記第1のシリンドリカルレンズの両側に設けられ、頂面が第1のシリンドリカルレンズの上面より高い第2壁部と、一方の前記第2壁部の上面に立設された第3壁部とを備え、
前記第3壁部に第2のシリンドリカルレンズの主走査方向の一方の端面が突き当てられ、
前記第2のシリンドリカルレンズの主走査方向の他方の端面と他方の第2壁部の頂面のみが接着剤で接着固定される一方、第2のシリンドリカルレンズの他の箇所は接着剤で固定されていないと共に、前記接着剤によって接着固定される前記第2のシリンドリカルの他方の端面は、当該第2のシリンドリカルレンズの光軸近傍から離れた位置に設けられ、
前記第1のシリンドリカルレンズと前記第2のシリンドリカルレンズは、副走査方向において異なる位置に配置されていることを特徴とするレンズの保持構造。In the lens holding structure of the cylindrical lens that linearly forms an image of the parallel light that has passed through the collimator lens that makes the light beam emitted from the light source substantially parallel light on the deflection surface of the optical deflector,
A support surface provided in a housing of the optical scanning device and supporting a lower surface of the first cylindrical lens;
A first wall portion that is erected from the support surface and against which one end surface of the first cylindrical lens in the main scanning direction is abutted,
It said first cylindrical lens in the main scanning direction of the other end face and the supporting surface only erected upper surface of the other wall portion provided on the other side in the main scanning direction of the first cylindrical lens and a adhesive While the other portion of the first cylindrical lens is not fixed with an adhesive, the other end surface of the first cylindrical that is bonded and fixed with the adhesive is fixed to the first cylindrical lens. Provided at a position away from the vicinity of the optical axis of the lens,
Furthermore, the provided on both sides of the first cylindrical lens, a third wall portion top face and a second wall portion higher than the upper surface of the first cylindrical lens, erected on the upper surface of one of said second wall portion And
One end surface of the second cylindrical lens in the main scanning direction is abutted against the third wall,
Only the other end surface of the second cylindrical lens in the main scanning direction and the top surface of the other second wall portion are bonded and fixed with an adhesive, while other portions of the second cylindrical lens are fixed with an adhesive. And the other end face of the second cylindrical that is bonded and fixed by the adhesive is provided at a position away from the vicinity of the optical axis of the second cylindrical lens,
The lens holding structure, wherein the first cylindrical lens and the second cylindrical lens are arranged at different positions in the sub-scanning direction.
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