JP5888559B2 - 走査光学装置 - Google Patents

Description

本発明は走査光学装置に関し、より詳細には、複数の発光点から発せられた光を光学素子によって略平行光として出射する走査光学装置に関するものである。

ファクシミリやプリンター、複写機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体上に静電潜像を形成する露光装置の光源として、複数の発光点を有するマルチビームレーザダイオードが広く用いられている。また、光源から発せられた光を略平行光とするための光学素子としてコリメータレンズが用いられている。

このような露光装置では、光源における所定の軸（例えば、２つの発光点の中心を通り、各光の光軸に平行な軸）とコリメータレンズの光軸を一致させる必要がある（光軸調整）。また、光源から発せられる光束の主走査方向及び／又は副走査方向のピッチを調整する必要もある（ピッチ調整）。

これらの調整を容易に行えるようにするため従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献１では、レーザ保持部材に設けられた突起部を、筐体に設けられた複数の段差部から選択した一つの段差部に当接させてピッチ調整することが提案されている。また、特許文献２では、光源保持部材とレンズ保持部材との間に調整部材を配置し、光源保持部材に調整部材を光軸調整可能に取り付けると共に、レンズ保持部材に調整部材をピッチ調整可能に取り付けることが提案されている。

特開2004-333559号公報 特開2009-98542号公報

しかしながら、特許文献１の提案技術では、光軸調整する際にレーザ保持部材が動かないようにする治具や機構が必要となる。また、特許文献２の提案技術では、部品点数が多くなり装置が大型化するおそれがある。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の大型化を招くことなく、光軸調整及びピッチ調整を容易に行える走査光学装置を提供することにある。

前記目的を達成する本発明に係る走査光学装置は、複数の発光点を有する光源と、前記光源を保持する光源ホルダーと、前記光源から発せられた複数の光束を略平行光とする光学素子と、前記光源ホルダーと前記光学素子とを保持する保持部材と、前記保持部材を移動可能に保持する基台とを備え、前記保持部材及び前記基台の一方に凸部が形成され、他方に凸部が係合する溝が形成され、前記溝は、前記保持部材の周方向の移動を制限する第１溝部と、周方向の移動を可能とする第２溝部とを有し、前記光源における所定の軸を光軸に対して位置調整する際は、前記凸部を第１溝部に位置させ、前記光源の各発光点から発せられる光の主走査方向及び／又は副走査方向のピッチを調整する際は、前記凸部を第２溝部に位置させることを特徴とする。

ここで、光軸調整及びピッチ調整をより精度よく行う観点からは、前記凸部及び前記溝部は、前記保持部材及び前記基台に複数個形成されているのが好ましい。

また、フルカラーの画像形成装置に用いる場合などには、複数個の保持部材が１つの基台に保持されるようにしてもよい。

本発明の走査光学装置では、保持部材及び基台の一方に凸部を形成し、他方に凸部が係合する溝を形成する。そして、前記溝に、光軸を中心とする周方向の凸部の移動を制限する第１溝部と、光軸と平行な方向の凸部の移動を制限する第２溝部とを設け、光軸調整する際は、凸部を第１溝部に位置させ、ピッチ調整する際は、凸部を第２溝部に位置させるので、装置の大型化を招くことなく、光軸調整及びピッチ調整を簡単な操作で容易に行える。

本発明に係る走査光学装置を露光装置として用いた場合の一実施形態を示す概説図である。 図１の露光装置の部分水平断面図である。 光源ユニットの組立及び基台への取付を説明する斜視図である。 光源ユニットを基台に載置し光軸調整する際の状態を示す平面図である。 光軸調整の様子を示す側面図である。 光軸調整を操作を説明する図である。 光源ユニットを基台に載置しピッチ調整する際の状態を示す平面図である。 ピッチ調整の様子を示す側面図である。 ピッチ調整の操作を説明する側面図である。

以下、本発明を図に基づいてさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１及び図２に、本発明に係る走査光学装置を露光装置として用いた場合の一実施形態を示す概説図を示す。図１は、露光装置６の垂直断面図であり、図２は露光装置６の部分水平断面図である。露光装置６は、光源部６０Ａ（図２に図示）と、光走査部６０Ｂと、光結像反射部６０Ｃとを有する。

図２に示すように、光源部６０Ａには、各色に対応する光束をそれぞれ生成する光源ユニット２ｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙ（以下、「光源ユニット２」と総称することがある）と、これらの光束を偏向手段としてのポリゴンミラー１２に導く第１反射ミラー１３ｋ，１３ｃ，１３ｍ，１３ｙと、第２反射ミラー１４と、シリンドリカルレンズ１６とが設けられている。

光走査部６０Ｂには、光源部６０Ａから照射される各光束を光結像反射部６０Ｃに向かって偏向させるポリゴンミラー１２が設けられている。ポリゴンミラー１２は、複数のミラー面を有する回転体であって、回転している状態のときに光束が照射されると、光束を感光体（不図示）の軸方向（主走査方向）に沿って走査する。なお、ポリゴンミラー１２を回転させるモータｍ（図１に図示）にはプレートを介して放熱板６８（図１に図示）が取り付けられている。

光結像反射部６０Ｃには、図１に示すように、光走査部６０Ｂのポリゴンミラー１２によって主走査方向に走査される光束のそれぞれを各感光体２０に導く第２光学系が設けられている。具体的には、第１結像レンズ６２と、第２結像レンズ６３と、各光路ごとに設けたミラー６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋ（以下、「ミラー６５」と総称する）と、ミラー６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ（以下、「ミラー３５」と総称する）と、ミラー６７Ｃと、第３結像レンズ６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃ，６４Ｋ（以下、「第３結像レンズ６４」と総称する）とが設けられている。

各色の光源ユニット２ｋ，２ｃ，２ｍ，２ｙから出射された光束Ｂｋ，Ｂｃ，Ｂｍ，Ｂｙは、第１反射ミラー１３ｋ，１３ｃ，１３ｍ，１３ｙ及び第２反射ミラー１４で反射し、シリンドリカルレンズ１６を通ってポリゴンミラー１２に照射する。そして、ポリゴンミラー１２の回転に基づいて主走査方向に等角速度で偏向され、第１結像レンズ６２及び第２結像レンズ６３を透過した後、光束Ｂｋは第３結像レンズ６４Ｋを透過してミラー６５Ｋで反射され、感光体上を走査・露光する。光束Ｂｃはミラー６５Ｃとミラー６６Ｃで反射され第３結像レンズ６４Ｃを透過し、さらにミラー６７Ｃで反射され、感光体上を走査・露光する。光束Ｂｍはミラー６５Ｍで反射されて第３結像レンズ６４Ｍを透過し、さらにミラー６６Ｍで反射され、感光体上を走査・露光する。光束Ｂｙはミラー６５Ｙで反射されて第３結像レンズ６４Ｙを透過し、さらにミラー６６Ｙで反射され、感光体上を走査・露光する。

図３に、光源ユニット２の組立及び基台８への取付を説明する斜視図を示す。光源ユニット２は、複数の発光点（この実施形態では２つ）を有するレーザダイオード４と、レーザダイオード４を固定する板状の光源ホルダー５と、レーザダイオード４から発せられた光を略平行光にするコリメータレンズ７と、光源ホルダー５及びコリメータレンズ７を保持する保持部材３とを有する。

保持部材３は、半円筒状の基体３１と、基体３１の軸方向一方端に形成されたフランジ部３２とを有する。基体３１には、貫通した２つの溝３３ａ，３３ｂが形成されている（図３の円内の拡大図を参照）。これらの溝３３ａ，３３ｂは同じ形状であって、軸方向に平行な第１溝部３３１の一方端が、周方向の第２溝部３３２の中央に連結した形状を有する。これらの溝部の幅は、後述する基台８の凸部８１ａ，８１ｂの直径と等しい。なお、溝３３ａ，３３ｂの形状はこれに限定されるものではなく、第１溝部３３１と第２溝部３３２とを有するものであればよく、例えば「Ｌ」字状であってよい。また、保持部材３に形成する溝の数に限定はなく、１つであってもよいし３つ以上であってもよい。保持部材３を基台８上に安定して載置・固定する観点からは溝は２つ以上形成するのが好ましい。一方、フランジ部３２には、略中央にレーザダイオード４の先端部が圧入される貫通孔３４が形成され、貫通孔３４の両側に２つのネジ穴３５，３６が形成されている。

コリメータレンズ７は、まず、円筒状にレンズホルダー７１に嵌め入れられ、接着剤などで固定される。そして、レンズホルダー７１は保持部材３の基体３１の所定位置に装着された後、上方から板ばね７２によって保持部材３に固定される。

レーザダイオード４は、板状の光源ホルダー５の略中央に形成された取付穴５１に嵌め入れられて光源ホルダー５に固定される。レーザダイオード４の光源ホルダー５への固定は、圧入の他、溶接や接着など従来公知の方法を用いることができる。そして、光源ホルダー５は保持部材３のフランジ部３２に重ね合わされ、光源ホルダー５の取付穴５１から突出したレーザダイオード４の先端部が保持部材３の貫通孔３４に嵌め入れられる。これによって、光源ホルダー５は保持部材３に仮留めされる。このとき、光源ホルダー５の貫通孔５２，５３と保持部材３のネジ穴３５，３６とは軸方向にほぼ一致しており、後述する光軸調整が行われた後、ネジ９ａ，９ｂによって光源ホルダー５は保持部材３に固定される。

基台８には、光源ユニット２を取り付けるための半円状の凹部８２が形成されており、凹部８２の底面には、軸方向に所定距離隔てて円柱状の２つの凸部８１ａ，８１ｂが形成されている。光源ユニット２を基台８に取り付ける際には、保持部材３の溝３３ａ，３３ｂに基台８の凸部８１ａ，８１ｂが係合させる。

図４に、保持部材３を基台８に載置したときの平面図を示す。なお、この図では、理解しやすいように、レーザダイオード４を取り付けた光源ホルダー５を保持部材３から外した状態としている。保持部材３を基台８に載置した後、まず、光軸調整を行う。具体的には、基台８の凸部８１ａ，８１ｂが溝３３ａ，３３ｂの第１溝部３３１（図３に図示）に位置するように保持部材３を移動させる。これにより、保持部材３の回転が防止される。この状態で、図５に示すように、光源ホルダー５を光軸に垂直な面内で移動させる。そして、図６に示すように、２つの発光点の中心を通り各光の光軸に平行な軸Ａとコリメータレンズ７の光軸とを一致させる。その後、ネジ９ａ，９ｂによって光源ホルダー５を保持部材３に固定する（図４を参照）。

次に、光束のピッチ調整を行う。図７に示すように、保持部材３を軸方向に移動させて、基台８の凸部８１ａ，８１ｂが溝３３ａ，３３ｂの第２溝部３３２（図３に図示）に位置させる。これにより、保持部材３の光軸を中心とした回転が可能となる。この状態で、光源ホルダー５とコリメータレンズ７とが固定された状態の保持部材３を回転させる。そして、図９に示すように、光束ピッチが所望値となるように調整する。その後、保持部材３を基台８に接着剤などによって固定する。なお、保持部材３の基台８への固定は接着剤の他、従来公知の方法を用いることができる。

このように、本発明の走査光学装置では、保持部材３の回転を防止する治具を用いることなく光軸調整を行うことができるので、前記実施形態様な複数の光源ユニット２を並置する場合であっても、治具を設置するための空間を確保する必要がなく、装置の大型化を回避でき、また光軸調整とピッチ調整とを短時間で行うことができる。

なお、前記実施形態では、保持部材３に溝３３ａ，３３ｂを設け、基台８に凸部８１ａ，８１ｂを設けていたが、保持部材３に凸部を設け、基台８に溝を設けてもよい。また、１つの基台８に１つの保持部材３を取り付ける場合にも本発明はもちろん適用できる。さらに、保持部材３又は基台８に形成する溝は貫通していなくてもよい。

本発明の走査光学装置では、保持部材３の回転を防止する治具を用いることなく光軸調整及びピッチ調整を行え有用である。

３ 保持部材
４ レーザダイオード（光源）
５ 光源ホルダー
７ コリメータレンズ（光学素子）
８ 基台
３３ａ，３３ｂ 溝
８１ａ，８１ｂ 凸部
３３１ 第１溝部
３３２ 第２溝部

Claims (3)

1. 複数の発光点を有する光源と、前記光源を保持する光源ホルダーと、前記光源から発せられた複数の光束を略平行光とする光学素子と、前記光源ホルダーと前記光学素子とを保持する保持部材と、前記保持部材を移動可能に保持する基台とを備え、
   前記保持部材及び前記基台の一方に凸部が形成され、他方に凸部が係合する溝が形成され、
   前記溝は、前記保持部材の周方向の移動を制限する第１溝部と、周方向の移動を可能とする第２溝部とを有し、
   前記光源における所定の軸を光軸に対して位置調整する際は、前記凸部を第１溝部に位置させ、
   前記光源の各発光点から発せられる光の主走査方向及び／又は副走査方向のピッチを調整する際は、前記凸部を第２溝部に位置させることを特徴とする走査光学装置。
2. 前記凸部及び前記溝部が、前記保持部材及び前記基台に複数個形成されている請求項１記載の走査光学装置。
3. 複数個の保持部材が、１つの基台に保持される請求項１又は２記載の走査光学装置。