JP4819432B2 - 走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は光束を偏向走査して被走査体に光照射する走査光学装置及びこれを備えて画像形成する画像形成装置に関する。

従来、プリンタやデジタル複写機等の用いられる走査光学装置においては、画像信号に応じて光源から光変調されて出射した光束を、例えば回転多面鏡等の光偏向器によって周期的に偏向走査させ、これを感光体ドラム上の結像面にスポット状に集束させる。結像面上のスポットは、偏向器による主走査と、感光体ドラムの回転による副走査に伴って静電潜像を形成し、画像記録を行っている。

図６は従来例による走査光学装置100を示すもので、光源11から放射した発散光束は、コリメータレンズ12によって略平行光束とされ、絞り13によって光束の光量を調整し、副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズ14に入射する。

シリンドリカルレンズ14に入射した平行光束は、主走査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で、副走査断面内においてのみ集束する光束として出射し、回転多面鏡15の反射面に線像として結像する。

回転多面鏡15の回転によって偏向走査された光束は、ｆθ特性を有する結像光学素子であるｆθレンズ16を経て感光体ドラム20の結像面に上に結像する。上記光学部品は光学ケース17に収納され、画像形成装置に設置される。

結像面上に結像する点像（スポット）は、回転多面鏡15を矢印Ａ方向に回転させることで、感光体ドラム20上を矢印Ｂ方向に走査する。このような主走査と、感光体ドラム20がその回転軸を中心に回転することによる副走査を伴って、感光体ドラム20上に画像記録を行っている。

ここで、光源11やコリメータレンズ12を含む光源手段は、光学ケース17に位置精度よく調整され、例えばネジによって締結固定される（特許文献１）。また、固定方法はネジ以外にも、弾性部材によって光源手段を光学ケース17の位置決め部に押圧固定する方法（特許文献２）、あるいは紫外線硬化接着剤を用いて固定する方法がある。このような固定方法は、光源手段まわりに設計スペースが少ない場合に有効である。

特開平１０−３１９３３６号公報 特開平０５−０１１２０２号公報

上記で示した光源手段を走査光学装置に調整してネジ締結する方法は、ネジの締結による衝撃等により調整値を狂わすおそれがある。例えば、図７で示すように、光源手段10を光学ケース17に設けられた嵌合部19に嵌合させて、ネジ18ａ，18ｂで締結する場合、ネジ18ａ，18ｂの締結による光源手段10の連れ回りが発生することがある。そして、嵌合部との干渉で矢印Ｃ方向の倒れが発生すると、光軸の倒れが発生し、スポットが肥大することになる。

この問題に関しては、特許文献２に示すように、弾性部材が紫外線照射の遮蔽しない位置と接着剤の塗布位置関係を確立することで精度良く光源手段を固定することができる。

しかし、特許文献２の構成にあっては、弾性部材と接着剤を併用することで接着ポイントが１箇所に限定される。このため、接着剤の硬化収縮により光軸まわりに回転する力が発生し、例えば、副走査の走査線ピッチを光軸まわりに回転調整する光源手段においては調整値を狂わせるおそれがある。

また、紫外線硬化接着剤の塗布量を厳密に管理しても、光源手段の裏側に接着剤が回り込み、紫外線が当たらず、未硬化部分が発生する。この未硬化部分は環境変動などにより光源手段を動かすおそれがある。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、走査光学装置による走査線ずれを抑制して、色ずれのない高画質の画像情報を記録することが可能な走査光学装置及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、光源と、前記光源を保持し、前記光源から出射された光束の出射方向に延びる円筒形状である保持部材と、前記保持部材が固定された筐体と、前記筐体に設けられ、前記出射方向から見てＶ字形状の溝である位置決め部であって、前記保持部材が前記出射方向に直交する方向で突き当てられることで前記保持部材の位置が決まる位置決め部と、を有し、前記光源から出射された光束を偏向手段によって偏向走査して被走査体に光走査する走査光学装置において、前記位置決め部は、前記保持部材１つに対し、前記出射方向において所定間隔を隔てて２つ設けられており、前記保持部材は、光硬化性の接着剤の収縮によって前記保持部材が前記２つの位置決め部へ突き当てられ位置決めされるよう、前記出射方向に関して前記保持部材の前記２つの位置決め部へ突き当てられた部分の間の部分が前記接着剤により前記筐体に固定されており、前記接着剤が、前記保持部材が前記位置決め部に突き当たる方向において、前記保持部材の前記位置決め部材に当接している側、及び、前記保持部材の前記位置決め部材に当接していない側から露出していることを特徴とする。

本発明は光源を保持する保持部材を光源の出射方向において所定間隔を隔てて２つ設けられた位置決め部に突き当てて位置決めし、前記保持部材の前記２つの位置決め部へ突き当てられた部分の間の部分が接着剤によって筐体に固定されるため、保持部材を安定して固定できる。

次に本発明の一実施形態に係る走査光学装置について、これを用いる画像形成装置とともに図面を参照して説明する。

｛画像形成装置｝
まず、図１を参照して本実施形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。なお、図１は本実施形態の画像形成装置の模式断面説明図である。

図１において、151は後述する構成よりなる走査光学装置であり、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは等ピッチに配置された、各々所定面としての像担持体としての感光体ドラムである。

本実施形態においては、画像情報に基づいて各々光変調された各光束（レーザビーム）ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＢｋが走査光学装置151を出射し、各々対応する感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ面上を照射して静電潜像を形成する。

この潜像は、一次帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによって各々一様に帯電している感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ面上に形成されている。そして現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋによって各々、イエロー，マゼンダ，シアン，ブラックのトナー画像に可視像化され、転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋによって中間転写ベルト８に重ね合わされて静電転写される。

この後、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ面上に残っている残留トナーはクリーナ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋによって除去されて、次のカラー画像を形成するために再度一次帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによって一様に帯電される。

転写材Ｐは、給送トレイ21上に積載されており、給送ローラ22によって１枚ずつ順に給送され、搬送ベルト７上に送り出される。

搬送ベルト７上を搬送されている間に、中間転写ベルト８面上に形成されたカラートナー画像が転写材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される。

転写材Ｐ上に形成されたカラー画像は定着器25によって熱定着されたのち、排出ローラ26などによって搬送されて装置外に出力される。

｛走査光学装置｝
次に感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋへ光走査する走査光学装置151について説明する。なお、図２は走査光学装置の構成を説明するための概略正面説明図である。

本実施形態の走査光学装置151は、図２に示すように、同一構成の２個の光走査手段200ａ，200ｂが光学ケースである光学筐体111に並列配置されている。それぞれの光走査手段200ａ（200ｂ）は、２個の光源手段150ａ，150ｂ（150ｃ，150ｄ）からの光束を偏向手段109（110）で偏向走査する。そして、前記偏向手段109（110）に対して略対称に配置された光学部材群により光束を折り返して２個の被走査体である感光体ドラムに光走査する。この光走査手段を２組並列に並べることで、４個の感光ドラムにそれぞれ画信号に応じた光走査をするものである。

ここで、光学部材群は、図１及び図２に示すように、１枚目の走査レンズ103ａ，103ｂ（103ｃ，103ｄ）、折り返しミラー104ａ，104ｂ（104ｃ，104ｄ）、２枚目の走査レンズ105ａ，105ｂ（105ｃ，105ｄ）により構成されている。そして、折り返しミラー104ａ，104ｂ（104ｃ，104ｄ）により光束を折り返して２個の被走査体である感光体ドラムに光走査する。

すなわち、光源から出射された光束は、偏向手段を構成する回転多面鏡102（108）の異なる面に入射し、それぞれ異なる方向に走査される。回転多面鏡102（108）によって走査された光束はそれぞれ１枚目の走査レンズ103ａ，103ｂ（103ｃ，103ｄ）を透過する。そして、感光体ドラムピッチと同一ピッチであって、入射光束に対して略45°の角度で配置された折り返しミラー104ａ，104ｂ（104ｃ，104ｄ）によって方向を変えられる。さらに、その光束は２枚目の走査レンズ105ａ，105ｂ（105ｃ，105ｄ）を透過し、４つの感光体ドラム上に走査光を結像できる。

なお、本実施形態の走査光学装置151は、図１に示すように、折り返しミラー104ａで折り返した光束はブラック画像を形成する感光体ドラム１Ｂｋに照射し、折り返しミラー104ｂで折り返した光束はシアン画像を形成する感光体ドラム１Ｃに照射する。同様に、折り返しミラー104ｃ，104ｄはそれぞれマゼンタ画像、イエロー画像を形成する感光体ドラム１Ｍ，１Ｙに照射するようになっている。

走査光学装置151は、回転多面鏡102，108を各々備えた偏向手段109，110を１つの筐体111の同一平面上に備えている。そして、その他の折り返しミラー104ａ，104ｂ，104ｃ，104ｄや走査レンズ103ａ，103ｂ，103ｃ，103ｄ，105ａ，105ｂ，105ｃ，105ｄ等の走査光学部材の全てを樹脂等によって成型された筐体111内に備えている。

｛光源手段の固定｝
次に走査光学装置151における光源手段150ａ，150ｂ，150ｃ，150ｄの固定構成について説明する。なお、各光走査手段200ａ，200ｂは同一構成であるため、光源手段の固定構成は一方側の光走査手段200ａにおける光源手段150ａ，150ｂについて説明する。

なお、図３は光源手段の斜視説明図であり、図４は光学手段の固定構成を示すものであり、(a)は上面図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面説明図である。

図３に示すように、光源手段150ａ，150ｂは保持部材としての円筒状のホルダ141ａ，141ｂを有し、このホルダ141ａ，141ｂの一端に光源である半導体レーザ101ａ，101ｂが圧入等により取り付けられている。そして、ホルダ141ａ，141ｂの他端に半導体レーザ101ａ，101ｂから発したレーザ光を平行光または規定の収束光束に変換するコリメータレンズを接着固定したコリメータ鏡筒140ａ，140ｂが取り付けられる。そして、光源としての半導体レーザ101ａ，101ｂから出射された光束（ビーム）は、前述した偏向手段109を構成する回転多面鏡102の異なる面に入射し、それぞれ異なる方向に走査される。

筐体111には前記光源手段150ａ，150ｂを突き当てて位置決めするために、光束の出射方向に所定間隔を隔てて設けられた位置決め部が設けられている。本実施形態では、図３に示すように、筐体111に所定間隔を隔てて位置決め部となるＶ字形状溝131，132が設けられている。このＶ字形状溝131，132は、図４(b)に示すように、円筒状のホルダ141ａ，141ｂの直径よりも広い形状から該直径よりも狭い形状を有する。したがって、ホルダ141ａ，141ｂを前記Ｖ字形状溝131，132に突き当てることで、該ホルダ141ａ，141ｂは出射光束と直交する方向の動きが規制され、該方向の位置決めがなされる。

また、光束の出射方向の位置決めは、ホルダ141ａ，141ｂに設けられたフランジ部145ａ，145ｂを光学筐体111に設けられた突当部133に突き当てて位置決めを行う。

なお、光源手段150ａ，150ｂを光学筐体111に組み付ける際、図３に示すように、工具等の加圧部材142ａ，142ｂによって、ホルダ141ａ，141ｂがＶ字形状溝131，132の内面に確実に突き当たるように約70ｇｆ〜200ｇｆの加圧力で加圧する。このとき、例えば、半導体レーザ101ａ，101ｂが複数の光源を有する場合は矢印ａ１，ａ２の方向で光源手段150ａ，150ｂを回転し、副走査方向の走査線間隔を調整する。

そして、本実施形態では前記光源手段150ａ，150ｂを接着剤によって接着することで筐体111に対して固定する。そのために、接着用の固定部材としての台座144がＶ字形状溝131，132の間に、筐体111に固定されている。そして、本実施形態では接着剤としては紫外線硬化型の接着剤160を用い、これをそれぞれのホルダ141ａ，141ｂの左右側面と台座144との間に塗布して接着している。

この接着剤160の塗布は、図４(a)の上面図に示すように、例えば、上方から接着剤塗布装置152によって塗布される。このとき、塗布位置は出射光束方向において所定間隔を隔てて設けられたＶ字形状溝131，132間であって、該Ｖ字形状溝131，132と略同位置に塗布される。

これにより、図４(b)の矢印で示す、接着剤160の硬化収縮により発生する収縮方向ｂはホルダ141ａ，141ｂをＶ字形状溝131，132に突き当てる方向となる。このため、接着剤160の硬化収縮で光源手段150ａ，150ｂをＶ字形状溝131，132から浮かすことなく組み付けを行うことができる。

上記のようにして接着剤160を塗布した後に、紫外線照射装置によって塗布部分に紫外線を照射することで、接着剤160を固化させる。

図５に光源手段150ａ，150ｂ及び紫外線照射装置の説明図を示す。光学筐体111はＶ字形状溝131，132の間で且つ、矢印ｃで示す上下方向で貫通する開口部170が設けられている。このため、前記塗布された接着剤160が上下方向から露出するようになっている。

そして、接着剤160は上下方向（矢印ｃ方向）から紫外線照射装置154ａ，154ｂで挟み込むように照射される。これにより、例えば、接着剤160が図５のＵｂ部にまわり込んだ場合、紫外線照射装置154ｂで硬化することができる。

接着剤160の未硬化部が発生する場合は、走査光学装置151の調整後で環境等により未硬化部の硬化が促進し、光源手段150ａ，150ｂを位置変動させて、調整後の走査線を変動させてしまうおそれがある。

しかし、本実施形態では前述のように、光学筐体111に接着剤160で光源手段150ａ，150ｂを組み付ける際に発生する接着剤160の硬化収縮による影響を低減することで、組み付け時のバラツキを低減することが可能となる。また、接着剤160のまわり込みを考慮した配置に紫外線照射装置154ａ，154ｂを設置することが可能となり、接着剤160の未硬化部を無くすことで、調整後の走査線変動を抑えることができる。

本実施形態の走査光学装置151にあっては、前述のように光束の出射方向に所定間隔を隔ててＶ字形状溝131，132を設け、この溝部によって光源手段150ａ，150ｂを位置決めし、且つ接着固定した。このため、光源手段150ａ，150ｂの重心位置で固定でき、且つ位置決めするための距離を長くすることができる。これによって光源手段150ａ，150ｂを安定して固定することができる。

また、光源手段150ａ，150ｂを位置決めするためにＶ字形状溝131，132に突き当てる方向と接着剤160による収縮方向が略同方向であるため、接着剤の硬化収縮で発生する力が位置決め部に押しつける力となり、接着前後による変動を低減することができる。

また、Ｖ字形状溝131，132間で、光束出射方向と略直交する方向で且つ、台座144と略平行方向に筐体111に開口部170が設けられている。

これにより、光源手段150ａ，150ｂの裏側に回った接着剤160も確実に硬化し、未硬化部分を無くすことができる。

画像形成装置の模式断面説明図である。 走査光学装置の構成を説明するための概略正面説明図である。 光源手段の斜視説明図である。 光学手段の固定構成を示すものであり、(a)は上面図、(b)は(a)のＡ−Ａ断面説明図である。 光源手段及び紫外線照射装置の説明図である。 従来技術に係る走査光学装置の斜視説明図である。 従来技術に係る光源手段の固定方法の説明図である。

符号の説明

Ｐ …転写材
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ …感光体ドラム
101ａ，101ｂ …半導体レーザ
102，108 …回転多面鏡
103ａ，103ｂ，103ｃ，103ｄ …走査レンズ
104ａ，104ｂ，104ｃ，104ｄ …ミラー
105ａ，105ｂ，105ｃ，105ｄ …走査レンズ
109，110 …偏向手段
111 …筐体
131，132 …Ｖ字形状溝
133 …突当部
140ａ，140ｂ …コリメータ鏡筒
141ａ，141ｂ …ホルダ
142ａ，142ｂ …加圧部材
144 …台座
145ａ，145ｂ …フランジ部
150ａ，150ｂ，150ａ，150ｂ …光源手段
151 …走査光学装置
152 …接着剤塗布装置
153 …収縮方向
154ａ，154ｂ …紫外線照射装置
160 …接着剤
170 …開口部
200ａ，200ｂ …光走査手段

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源を保持し、前記光源から出射された光束の出射方向に延びる円筒形状である保持部材と、
   前記保持部材が固定された筐体と、
   前記筐体に設けられ、前記出射方向から見てＶ字形状の溝である位置決め部であって、前記保持部材が前記出射方向に直交する方向で突き当てられることで前記保持部材の位置が決まる位置決め部と、
   を有し、
   前記光源から出射された光束を偏向手段によって偏向走査して被走査体に光走査する走査光学装置において、
   前記位置決め部は、前記保持部材１つに対し、前記出射方向において所定間隔を隔てて２つ設けられており、
   前記保持部材は、光硬化性の接着剤の収縮によって前記保持部材が前記２つの位置決め部へ突き当てられ位置決めされるよう、前記出射方向に関して前記保持部材の前記２つの位置決め部へ突き当てられた部分の間の部分が前記接着剤により前記筐体に固定されており、
   前記接着剤が、前記保持部材が前記位置決め部に突き当たる方向において、前記保持部材の前記位置決め部材に当接している側、及び、前記保持部材の前記位置決め部材に当接していない側から露出していることを特徴とする走査光学装置。
2. 前記接着剤の収縮方向は、前記保持部材を前記位置決め部に突き当てる方向と略同じであることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
3. 前記出射方向からみて、前記接着剤は、前記保持部材の、中心よりも前記位置決め部に突き当たっている側に塗布されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査光学装置。
4. 前記位置決め部の１つは、前記保持部材を前記光束出射方向で位置決めすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の走査光学装置。
5. 前記保持部材に設けられたフランジ部が前記位置決め部の１つに突き当たることで、前記保持部材が前記出射方向で位置決めされることを特徴とする請求項４に記載の走査光学装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の走査光学装置を有し、
   像担持体に光走査して潜像を形成し、該潜像を現像して画像形成することを特徴とする画像形成装置。

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