JP5365592B2 - 光走査光学装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査光学装置、特に、電子写真方式によるプリンタや複写機に搭載されて感光体上に静電潜像を形成する光走査光学装置に関する。

この種の光走査光学装置では、レンズやミラーなどの光学素子をハウジング内の所定箇所に位置決めして保持されており、各種の保持機構が採用されている。例えば、特許文献１には、樹脂成形品であるミラーの機械的な剛性を上げるために、蒸着による反射面の裏面側に平面部を設け、該平面部に対して補強部材を倣わせて全体の剛性を高める技術が記載されている。一般的に、ｆθ機能を有するミラーは、変形や変位に対する誤差感度がレンズよりも２〜３倍ほど高く、保持部材に取り付けた際の歪みなどを抑制しなければならない。

しかしながら、特許文献１に記載の保持構造では、剛性を有する平面形状の板材を光学素子に対して倣わせているため、平面性に誤差を生じていると、平面形状の悪さが光学素子に対して影響し、樹脂成形で高精度に形成したミラーの反射面に対して面精度を悪化させてしまうおそれを有している。

特開平９−２３６７６８号公報

そこで、本発明の目的は、反射光学素子をその反射面の精度を損なうことなく、十分な剛性を確保して保持でき、かつ、組立て性が良好でコンパクトな素子保持機構を備えた光走査光学装置を提供することにある。

本発明の一形態である光走査光学装置は、
光束を放射する光源と、
前記光源から放射された光束を主走査方向に偏向する偏向器と、
前記偏向器で偏向された光束を感光体上に結像させるための複数の光学素子と、
前記光学素子を収納するハウジングと、
を備えた光走査光学装置において、
前記複数の光学素子のうち少なくとも一つは、樹脂成形され、かつ、反射面と該反射面とは反対側の裏面とを有する反射光学素子であり、該反射光学素子は保持部材に対して補強部材によって押圧保持されており、
前記反射光学素子は反射面側に該反射面を光軸方向に対して位置決めするための複数の位置決め部を有し、該位置決め部は前記保持部材に設けた位置決め面に当接しており、
前記補強部材は、前記反射光学素子をその裏面側から前記保持部材の前記位置決め面に対して押圧した状態で前記保持部材に固定されており、かつ、前記反射光学素子の反射有効領域を跨ぐように副走査方向の上下部分で前記保持部材に固定されていること、
を特徴とする。

光走査光学装置において、反射光学素子の反射面に光束が入射する方向をＸ軸、主走査方向をＹ軸、副走査方向をＺ軸とすると、保持のための外力は、保持部材に対してＸ・Ｚ軸方向に作用する力と、Ｙ軸回りに作用する力とが存在する。保持部材は主走査方向（Ｙ軸）に延在する大きな開口を有するため、これらの外力は保持部材に対して剛性の弱い方向に作用する。これに対して、前記光走査光学装置では、補強部材は反射光学素子の反射有効領域を跨ぐように副走査方向の上下部分で保持部材に固定されているため、反射面の精度を損なうことなく、十分な剛性を確保して反射光学素子を保持することができる。また、保持部材に対して補強部材を反射光学素子の裏面側から取り付けるという組立て性が良好でコンパクトな構成からなる。

本発明によれば、反射光学素子をその反射面の精度を損なうことなく、十分な剛性を確保して保持でき、かつ、組立て性が良好でコンパクトな素子保持機構を得ることができる。

一実施形態である光走査光学装置の概略構成を示し、（Ａ）は副走査方向の光路図、（Ｂ）は主走査方向の光路図である。 第１実施例である保持機構を示す断面図である。 第１実施例である保持機構を示し、（Ａ）は背面側からの斜視図、（Ｂ）は正面側からの斜視図である。 第１実施例である保持機構の要部を示す概略平面図である。 第１実施例である保持機構を示す断面図である。 第２実施例である保持機構を示す断面図である。 第３実施例である保持機構を示す断面図である。

以下に、本発明に係る光走査光学装置の実施例について説明する。なお、各図において同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（光走査光学装置の基本的構成、図１参照）
まず、光走査光学装置１の概略構成について図１（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。この光走査光学装置１は、概略、光源であるレーザダイオード１１、コリメータレンズ１２、アパーチャ１３、シリンドリカルレンズ１４、ミラー１５、複数の反射面を有するポリゴンミラー２０、結像走査用のミラー２１，２２，２３，２４、防塵ガラス２５にて構成されている。これらの光学素子はハウジング２に搭載されている。

レーザダイオード１１から放射されたレーザ光束は、コリメータレンズ１２によって平行光とされた後、アパーチャ１３を通過してシリンドリカルレンズ１４を透過することで副走査方向Ｚについて収束光とされ、回転するポリゴンミラー２０の各反射面によって主走査方向Ｙに偏向され、ミラー２１〜２４（ミラー２２，２４は結像光学素子として機能する）を介して、かつ、防塵ガラス２５を介して感光体５０上に結像され、感光体５０の回転に伴って感光体５０上に２次元の静電潜像を形成する。なお、このようにして静電潜像を形成する処理は従来周知であり、詳細な説明は省略する。

（第１実施例、図２〜図５参照）
次に、第１実施例であるミラー保持機構について説明する。以下の説明はミラー２２に関して行うが、いま一つの結像走査用のミラー２４についても同様の保持機構を採用できることは勿論である。

図２〜図５に示すように、ミラー２２は保持部材３０と補強部材４０とによって保持固定されている。ミラー２２はｚｅｏｎｅｘ（登録商標）などの樹脂から一体的に成形されたものであり、金属材を蒸着した反射面２２ａとその反対側に裏面２２ｂを有している。反射面２２ａはｆθ性を持つように形成されており、反射有効領域Ａを有している。反射有効領域Ａとして、図２では副走査方向Ｚの領域を示し、図４では主走査方向Ｙの領域を示している。反射面２２ａにはミラー２２をＸ軸方向に対して位置決めするために、中央部に突部２２ｃ及び両端部に突部２２ｄが形成されている。これらの突部２２ｃ，２２ｄは反射有効領域Ａの外側に形成されている。

保持部材３０は、十分な剛性を有する材料からなり、例えばアルミダイキャスト品であり、前記反射有効領域Ａをカバーする主走査方向Ｙに延在する開口３１（図３参照）を有し、背部にミラー２２をＸ軸方向に対して位置決めするための位置決め面３２ａ，３２ｂ及び補強部材４０を固定するための台座部３３を有している。補強部材４０は、板状をなし、十分な剛性を有する材料からなり、例えばアルミダイキャスト品である。

ミラー２２は、その反射面２２ａが開口部３１に位置するように保持部材３０に取り付けられ、補強部材４０を保持部材３０の背面に固定することにより、補強部材４０によって矢印Ｂ方向に押圧された状態で保持部材３０に位置決め固定される。即ち、補強部材４０には、図５に示すように、ねじ部材４５が設けられ、該ねじ部材４５が突部２２ｃ，２２ｄを裏面２２ｂから矢印Ｂ方向に押圧する。これにて、ミラー２２は突部２２ｃ，２２ｄが保持部材３０の位置決め面３２ａ，３２ｂに矢印Ｂ方向に押圧された状態で当接し、Ｘ軸方向に位置決めされる。突部２２ｃ，２２ｄはＸ軸方向への位置決め部であり、反射有効領域Ａを跨ぐように副走査方向Ｚの上下部分で位置決め面３２ａ，３２ｂに当接している。

また、ミラー２２は、副走査方向Ｚに関しては、図５に示すように、ミラー２２の下面に設けた突部２２ｅを保持部材３０の下縁段差部３４に載置することで位置決めされる。

補強部材４０は保持部材３０の上下部に設けた台座部３３に対して図示しないビスにて固定される。この固定箇所は、ミラー２２の反射有効領域Ａを跨ぐように副走査方向Ｚの上下部分に位置しており、主走査方向Ｙには、例えば中央部と両端部に位置している。そして、保持部材３０はハウジング２に対して位置決めして固定される。保持部材３０のハウジング２に対する位置決め固定の構造は従来から周知である。

保持部材３０は主走査方向Ｙに延在する大きな開口３１を有する。しかし、補強部材４０がミラー２２の反射有効領域Ａを跨ぐように副走査方向Ｚの上下部分で保持部材３０の台座部３３に固定されているため、保持部材３０は反射面２２ａの精度を損なうことなく、十分な剛性を確保してミラー２２を保持することができる。即ち、組立て時に保持部材３０に対してＹ軸回りにねじり力が作用したとしても、保持部材３０は該ねじり力に耐え得る剛性を有している。また、保持部材３０に対して補強部材４０をミラー２２の裏面２２ｂ側から取り付けるために組立て性が良好である。

前記保持機構は、保持部材３０と補強部材４０という２部材でコンパクトに構成されている。熱による膨張、収縮を考慮した場合、保持部材３０はアルミダイキャスト品が好ましく、補強部材４０も同様の素材、あるいは線膨張係数が保持部材３０とほぼ同じ材料で構成することが望ましい。

（第２実施例、図６参照）
第２実施例であるミラー保持機構は、図６に示すように、補強部材４０のミラー２２と対向する面に反射防止処理を施して反射防止領域４１としたものである。他の構成は前記第１実施例と同様である。ミラー２２に入射した光束は反射面２２ａで反射されるが、僅かながら反射されずにミラー２２を透過する。反射面２２ａの蒸着の条件にもよるが、約１０％程度が透過する場合がある。この透過光が補強部材４０で反射し、再度ミラー２２を透過すると有害光となる。有害光が感光体５０に至ると、画像不良を招来する。

そこで、本第２実施例では、補強部材４０に反射防止領域４１を形成することで、有害光の発生を防止するようにした。反射防止処理としては、粗面とすること、反射防止コーティングを施すこと、黒塗料を塗布することなどを採用すればよい。

（第３実施例、図７参照）
第３実施例であるミラー保持機構は、図７に示すように、補強部材４０のミラー２２と対向する面４２を反射面２２ａに対して非平行に配置したものである。他の構成は前記第１実施例と同様である。補強部材４０の面４２を傾斜させて配置することにより、第２実施例で説明した反射面２２ａからの透過光が再度ミラー２２を透過して有害光となることを防止することができる。

（他の実施例）
なお、本発明に係る光走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、光源部に配置した光学素子や、結像光学素子の構成は任意であり、結像光学素子としてレンズを使用してもよく、光源としては複数の光束を放射するレーザダイオードアレイを使用したものであってもよい。

また、押圧固定部材としては、前記ねじ部材４５に代えて、ボールプランジャーなど押圧点と位置決め用突部２２ｃ，２２ｄの位置決め面３２ａ，３２ｂに対する接触点との関係を正確に設定できる部材を用いることができる。従来から用いられている板ばねなどの弾性的押圧部材を用いることも可能であり、補強部材４０に設けた突部であってもよい。

本発明は、画像形成装置に搭載される光走査光学装置に有用であり、特に、反射光学素子をその反射面の精度を損なうことがなく、十分な剛性を確保して保持でき、かつ、組立て性が良好でコンパクトである点で優れている。

１…光走査光学装置
２…ハウジング
１１…レーザダイオード
２０…ポリゴンミラー
２１〜２４…ミラー
２２ａ…反射面
２２ｂ…裏面
２２ｃ，２２ｄ…突部
３０…保持部材
３１…開口
３２ａ，３２ｂ…位置決め面
３３…台座部
４０…補強部材
４１…反射防止領域
４５…ねじ部材
５０…感光体
Ａ…反射有効領域

Claims (6)

1. 光束を放射する光源と、
   前記光源から放射された光束を主走査方向に偏向する偏向器と、
   前記偏向器で偏向された光束を感光体上に結像させるための複数の光学素子と、
   前記光学素子を収納するハウジングと、
   を備えた光走査光学装置において、
   前記複数の光学素子のうち少なくとも一つは、樹脂成形され、かつ、反射面と該反射面とは反対側の裏面とを有する反射光学素子であり、該反射光学素子は保持部材に対して補強部材によって押圧保持されており、
   前記反射光学素子は反射面側に該反射面を光軸方向に対して位置決めするための複数の位置決め部を有し、該位置決め部は前記保持部材に設けた位置決め面に当接しており、
   前記補強部材は、前記反射光学素子をその裏面側から前記保持部材の前記位置決め面に対して押圧した状態で前記保持部材に固定されており、かつ、前記反射光学素子の反射有効領域を跨ぐように副走査方向の上下部分で前記保持部材に固定されていること、
   を特徴とする光走査光学装置。
2. 前記補強部材には、前記反射光学素子を前記保持部材に対して固定するための押圧固定部材を有していること、を特徴とする請求項１に記載の光走査光学装置。
3. 前記補強部材の前記反射光学素子と対向する面には反射防止処理が施されていること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査光学装置。
4. 前記補強部材の前記反射光学素子と対向する面は、反射光学素子の反射面に対して非平行に配置されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光走査光学装置。
5. 前記保持部材と前記補強部材とはアルミダイキャスト品からなること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光走査光学装置。
6. 前記保持部材は前記ハウジングに対して位置決めして固定されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光走査光学装置。

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