JP5945933B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関するものである。
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、潜像担持体上に画像情報に応じた書込光を偏向走査することにより照射して潜像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像して画像を得るものが知られている。書込光を偏向走査する光走査装置は、一般に、光源から照射された光が、コリメートレンズなどの光学系部品等により所定の形状に成形されて回転多面鏡たるポリゴンミラーに入射する。ポリゴンミラーに入射した光は、偏向走査され、走査レンズ、反射ミラー等の光学系部品などを通って、潜像担持体に照射される。
特許文献1には、共通の光源からの光を分割して互いに異なる潜像担持体を走査する光走査装置が記載されている。この特許文献1に記載の光走査装置は、コリメートレンズとポリゴンミラーとの間に、(λ/4)波長板と光分割素子とを配置している。具体的には、コリメートレンズを通過した光源から照射された直線偏光(P偏光またはS偏光)の光を(λ/4)波長板に入射させ、円偏光に変換する。光分割用素子は、S偏光の光が入射したときの屈折方向と、P偏光の光が入射したときの屈折方向とが互いに異なるような性質を有している。よって、円偏光の光が光分割素子に入射すると、円偏光の光におけるP偏光の成分とS偏光の成分とが分割されて、光分割素子から出射する。これにより、共通の光源からの光が分割され互いに異なる潜像担持体を走査することができる。
また、特許文献1には、コリメートレンズを通過した光源から照射された直線偏光の光を(λ/2)波長板に入射させ、(λ/2)波長板通過後の光が、S偏光またはP偏光に対して45°の直線偏光にして光分割素子に入射させる実施例も記載されている。
各潜像担持体に照射される光の強度をそれぞれ同じにするには、光源から照射された光の振動方向と、波長板の主軸(遅相軸または進相軸)とを所定の関係にする必要がある。光源が交換されると、光源から照射される光の振動方向がずれ、光源から照射される光の振動方向と波長板の主軸との関係が崩れてしまい、各潜像担持体に照射される光の強度が異なってしまう。
特許文献1に記載の光走査装置には、波長板を光軸回りに回転調整可能に装置本体(例えば、光学ハウジング)に設けている実施例も記載されている。よって、光源が交換されたとき、波長板を光軸回りに回転調整することにより、光源から照射される光の振動方向と波長板の主軸との関係を所定の関係にすることができる。
また、光源が交換されると、コリメートレンズと光源との位置関係が崩れ、潜像担持体上で所定の光学特性が得られなくなる。このため、光源が交換されたとき、コリメートレンズの位置や姿勢の調整が行われている(例えば、特許文献2)。
しかしながら、従来においては、光源が交換されたとき、まず、波長板と光学ハウジングとの固定を解除し、光源から照射される光の振動方向と波長板の主軸との関係を所定の関係になるように波長板を光軸回りに回転調整して、波長板を光学ハウジングに再び固定する。次に、コリメートレンズを光学ハウジングから取り外し、潜像担持体上で所定の光学特性が得られるようにコリメートレンズの位置や姿勢を調整して、コリメートレンズを光学ハウジングに固定する。このように、従来においては、波長板、コリメートレンズそれぞれについて、光学ハウジングへの固定解除および再固定作業が必要となり、光源交換時の調整作業が煩雑になるという課題があった。
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、光源交換時の調整作業を簡素化することができる光走査装置および画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、光源と、該光源から照射対象物までの間の光路上に配置された光学系部品および波長板と、該光源、該光学系部品、該波長板を収納するハウジングとを備えた光走査装置において、上記光学系部品が光軸を中心に回転させても光学特性が変化しない光学素子であり、上記光学系部品と上記波長板とを保持し、上記ハウジングに固定される保持部材を備え、上記保持部材はリング形状であり、上記保持部材は、上記光学系部品の光軸中心を通る光軸に対して直交する弦に対して片側となる円周上の2箇所に配置され、内周面から突出し、上記光学系部品の外周面に当接して該光学系部品を挟持する複数の光学系部品挾持部と、2箇所の光学系部品挾持部で形成される円弧の中点に対して光軸中心として点対称の位置で該光学系部品に押し当たる押し当て手段と、上記円周上の3箇所に等間隔で配置され、内周面から突出し、上記光学系部品に対して光軸方向から当接して上記光学系部品を位置決めする位置決め部と、外周面に上記ハウジングに接着されるハウジング接着部とを備え、上記ハウジング接着部の表面積を、該ハウジング接着部が接着されるハウジング側の接着面の表面積よりも大きくしたことを特徴とするものである。
本発明によれば、保持部材に光学系部品と上記波長板とを保持することで、光源交換時の調整作業を簡素化することができる。具体的に説明すると、光源が交換され、光学系部品の光源との位置関係の調整と、波長板の光軸回りの回転調整とを行うときは、保持部材を光学ハウジングから外す。次に、保持部材の光源に対する位置を調整することで、光源と光学系部品の位置関係が所定の関係に調整され、保持部材を光軸を中心に回転させることで、光源から照射される光の振動方向と波長板の主軸との関係を所定の関係に調整される。光学系部品は、光軸を中心に回転させても光学特性が変化しない光学素子であるので、光の振動方向と波長板の主軸との関係を所定の関係に調整するために、保持部材と一体で光学系部品が光軸を中心に回転しても、光学特性が変化することはない。そして、光源と光学系部品の位置関係の調整と、波長板の回転調整が終了したら、保持部材を光学ハウジングに固定する。
このように、本発明においては、光源交換時の調整作業においては、保持部材を光学ハウジングから取り外すことで、光学系部品と波長板との光学ハウジングに対する固定を解除することができ、光学系部品と波長板をそれぞれ個別で光学ハウジングとの固定を解除する場合に比べて、光源交換時の調整作業を簡素化することができる。また、光源と光学系部品の位置関係の調整と、波長板の回転調整とが終了したら、保持部材を光学ハウジングに固定することで、光学系部品の光学ハウジングへの再固定と波長板の光学ハウジングの再固定とを行うことができる。これにより、光学系部品と波長板をそれぞれ個別で光学ハウジングに再固定する場合に比べて、光源交換時の調整作業を簡素化することができる。
実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタにおけるY用の作像ステーションを示す概略構成図。 同プリンタおける光書込ユニットを、4つの感光体とともに示す概略構成図。 同光書込ユニットの構成を示す概略上面図。 同光書込ユニットの第1筐体の斜視図。 図5のA−A断面図。 光分割素子の斜視図。 中間部材とコリメートレンズと第1波長板とを示す斜視図。 コリメートレンズと第1波長板とを搭載した中間部材の断面図。 コリメートレンズと第1波長板とを搭載した中間部材を光軸方向出射面側から見た図。 中間部材をチャック部材で挟持する様子を説明する斜視図。 中間部材の第1筐体への取り付け方法を説明するため中間部材を光軸方向入射面側から見た図。 2回目の接着時における中間部材とコリメートレンズとを光軸方向入射面側から見た図。 別の形態の中間部材全体斜視図。 別の形態の中間部材を光軸方向入射面側から見た図。 中間部材を台座に装着する様子を説明する図。 コリメートレンズ搭載部を別の態様とした中間部材を光軸方向入射面側から見た図。 中間部材とコリメートレンズの軸ズレの説明図。 さらに別の形態の中間部材を光軸方向入射面側から見た図。 さらに別の形態の中間部材中間部材を光軸方向入射面側から見た図。 図21の中間部材の断面図。 さらに別の形態の中間部材とコリメートレンズの斜視図。 図22の中間部材の断面図。 光源ユニットの概略斜視図。 別の形態の光書込ユニットにおける光源からポリゴンミラーまでの構成を示す図。 (λ/2)波長板の特性について説明する図。
以下、本発明を、電子写真方式のカラーレーザープリンタ(以下、単にプリンタという)に適用した実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、筐体1と、この筐体1から引き出し可能な給紙カセット2とを備えている。筐体1の中央部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)、黒(K)の各色のトナー像(可視像)を形成するための作像ステーション3Y,3C,3M,3Kを備えている。以下、各符号の添字Y、C、M、Kは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。
図2は、イエロー(Y)用の作像ステーションを示す概略構成図である。なお、他の作像ステーションも同様の構成である。
図1及び図2に示すように、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、図中矢印A方向に回転する潜像担持体としてのドラム状の感光体10Y,10C,10M,10Kを備えている。感光体10Y,10C,10M,10Kは、直径40[mm]のアルミニウム製の円筒状基体と、その表面を覆う、例えばOPC(有機光半導体)感光層とから構成されている。各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kは、それぞれ、感光体10Y,10C,10M,10Kの周囲に、感光体を帯電する帯電装置11Y,11C,11M,11Kを備えている。また、感光体に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置12Y,12C,12M,12K、感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置13Y,13C,13M,13Kも感光体の周囲に備えている。
各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kの下方には、感光体10Y,10C,10M,10Kに対し、書込光Lによる光走査を行う光書込ユニット4を備えている。また、各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kの上方には、各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kによって形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト20を具備する中間転写ユニット5を備えている。また、中間転写ベルト20に転写されたトナー像を転写体としての記録紙Pに定着せしめる定着ユニット6を備えている。また、筐体1の上部には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黒(K)の各色のトナーを収容するトナーボトル7Y,7C,7M,7Kが装填されている。このトナーボトル7Y,7C,7M,7Kは、筐体1の上部に形成される排紙トレイ8を開くことにより、筐体1から脱着可能になっている。
光走査装置としての光書込ユニット4は、光源である光源を有しており、この光源から、回転駆動される正多角柱構造のポリゴンミラーに向けて光ビームとしての書込光Lを発射する。発射された書込光Lは、回転するポリゴンミラーの鏡面によって主走査方向に偏向せしめられながら反射する。そして、複数の反射鏡によって折り返された後、帯電装置11Y,11C,11M,11Kによって一様帯電せしめられた感光体10Y,10C,10M,10Kの周面を走査する。これにより、潜像担持体としての感光体10Y,10C,10M,10Kの周面に、それぞれY,C,M,K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット4の詳しい説明は後述する。
転写手段たる中間転写ユニット5の中間転写ベルト20は、駆動ローラ21、テンションローラ22及び従動ローラ23に掛け回されながら、所定タイミングで図中反時計回り方向に回転駆動される。また、中間転写ユニット5は、感光体10Y,10C,10M,10Kに形成されたトナー像を中間転写ベルト20に1次転写する1次転写ローラ24Y,24C,24M,24Kを備えている。また、中間転写ベルト20上に1次転写されたトナー像を記録紙Pに転写する2次転写ローラ25、記録紙P上に転写されなかった中間転写ベルト20上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置26も備えている。
次に、本プリンタにおいて、カラー画像を得る工程について説明する。
まず、作像ステーション3Y,3C,3M,3Kにおいて、感光体10Y,10C,10M,10Kが帯電装置11Y,11C,11M,11Kによって一様に帯電される。その後、画像情報に基づいて生成された書込光Lによって走査露光されて、感光体10Y,10C,10M,10Kの表面に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、現像装置12Y,12C,12M,12Kの現像ローラ15Y,15C,15M,15K上に担持された各色のトナーによって現像されて、Y,C,M,Kトナー像となる。感光体10Y,10C,10M,10K上のY,C,M,Kトナー像は、各1次転写ローラ24Y,24C,24M,24Kの作用によって反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト20上に順次重ねて1次転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト20上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト20の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
1次転写終了後の感光体10Y,10C,10M,10Kは、クリーニング装置13Y,13C,13M,13Kのクリーニングブレード13aによってその表面がクリーニングされて、次の画像形成に備えられる。
トナーボトル7Y,7C,7M,7Kに充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各作像ステーション3Y,3C,3M,3Kの現像装置12Y,12C,12M,12Kに所定量補給される。
一方、上記給紙カセット2内の記録紙Pは、給紙カセット2の近傍に配設された給紙ローラ27によって、筐体1内に搬送され、レジストローラ対28によって所定のタイミングで2次転写部に搬送される。そして、2次転写部において、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像が記録紙Pに転写される。トナー像が転写された記録紙Pは、定着ユニット6を通過することでトナー像が定着せしめられた後、排出ローラ29によって排紙トレイ8に排出される。感光体10と同様に、中間転写ベルト20上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト20に接触するベルトクリーニング装置26によってクリーニングされる。
次に、光書込ユニット4の構成について説明する。
図3は、本実施形態に係るプリンタおける光書込ユニット4を、4つの感光体とともに示す概略構成図である。
図4は、光書込ユニット4の構成を示す概略上面図であり、図5は、第1筐体70の概略斜視図である。
図3に示すように、光書込ユニット4は、回転偏向器たるポリゴンスキャナ50、各種の反射ミラー、各種のレンズ等の光学系部品を備えている。ポリゴンスキャナ50、各種の反射ミラーや各種のレンズ等の光学系部品は、光学ハウジング131に収納される。光学ハウジング131の上方の開口部を覆う筐体カバー107には、防塵ガラス48Y,48C,48M,48Kが設けられている。
ハウジング131は、図4に示すように、光源から走査レンズ43Y、43C、43M、43Kまでの間の光路上に設けられた光学系部品を収納する樹脂からなる第1筐体70と、走査レンズ43Y、43C、43M、43Kから感光体までの間の光路上に設けられた光学素子を収納する樹脂からなる第2筐体60とで構成されている。
図5に示すように、第1筐体70の略中央にポリゴンスキャナ50が取り付けられ、ポリゴンスキャナ50の回転中心を通り、ポリゴンスキャナ50の回転軸方向に対して直交するように引いた一本の対称線に関して、線対称となるように光源46、コリメートレンズ52、図示しないアパーチャ、シリンドリカルレンズ53、走査レンズ43Y、43M、43C,43Kなどが取り付けられている。
図5に示すように、ポリゴンスキャナ50は、正多角柱形状からなる2つの回転多面鏡たるポリゴンミラー41a、41bと、不図示のポリゴンモータと、ポリゴンモータの駆動を制御するための電子部品を搭載した回路基板150とで構成されている。これらポリゴンミラー41a,41bは、その6つの側面に反射鏡を有しており、互いに正多角柱の中心を重ねるようにして上下方向に接続されている。ポリゴンスキャナ50は、第1筐体70の防音壁55で囲ったポリゴンスキャナ取り付け部にネジによって締結されている。防音壁55の2箇所には切り欠きが設けられており、その切り欠きに防音ガラス42a、42bが取り付けられている。
光源46は、第1筐体70の側面70aに設けられた貫通孔70bに取り付けられている。
また、K色の走査レンズ43Kは、M色の走査レンズの真上に設けられており、Y色の走査レンズ43Yは、C色の走査レンズ43Cの真上に設けられている。走査レンズ43Y、43M、43C,43Kは、ポリゴンミラー41a,41bによりレーザ走査の等角度運動を等速直線運動へと変えるとともに、副走査方向にパワーを持ち(副走査方向に光を集光)、ポリゴンミラーの面倒れ補正を行う光学素子である。
図3に示すように、ポリゴンスキャナ50の図中右側には、M用の光学系と、K用の光学系とが配設されている。ポリゴンスキャナ50の図中左側には、Y用の光学系と、C用の光学系とが配設されている。
また、図4に示すように、第1筐体70は、ポリゴンスキャナ50が、光書込ユニット4の略中央にくるように、第2筐体60の略中央に取り付けられる。また、図3に示すように、蓋部材としての筐体カバー107の中央部は、開口しており、開口部からポリゴンスキャナ50側に延びて、下端が、防音ガラス42a,42bの上面と防音壁55の上面と当接する内壁部106が形成されている。そして、この筐体カバー107の開口部を覆うようにして蓋部材たる偏向器カバー105が取り付けられている。これにより、ポリゴンスキャナ50は、ハウジング131の底面、防音ガラス42a、42b、防音壁55、内壁部106、偏向器カバー105とにより密閉される。
図6は、図5のA−A断面図である。
図6に示すように、光源46からポリゴンスキャナまでの光路上には、コリメートレンズ52、第1波長板501、光分割素子502、第2波長板503K,503M、シリンドリカルレンズ53K,53Mが配置されている。第1波長板501は、(λ/4)波長板であり、光源46から照射された直線偏光(P偏光またはS偏光)を、円偏光に変換する。
図7は、光分割素子502の斜視図である。
図7に示すように、光分割素子502は、ガラスなどの透過部材502cにハーフミラー502aと、反射ミラー502bとが設けられている。ハーフミラー502aは、S偏光の光は透過し、P偏光の光は反射するものである。反射ミラー502bは、ハーフミラー502aの光入射面と対向するように、透過部材502cに設けられている。
透過部材502cに進入した円偏光の光がハーフミラー502aに入射すると、円偏光の光のうち、S偏光の成分は、透過してそのまま図中X軸方向(光軸方向)へ直進し、透過部材502cを通過する。一方、円偏光の光のうち、P偏光の成分は、ハーフミラー502aを反射し、透過部材502c内を図中Z軸方向へ移動して反射ミラー502bに入射する。そして、反射ミラー502bによりS偏光の成分と平行な方向に反射され、S偏光の成分とZ軸方向に所定の間隔を有して、透過部材502cを通過する。これにより、一つの光源からの光が、M用の光と、K用の光に分割される。
先の図6に示すように、第2波長板503K,503Mは、(λ/4)波長板であり、K用の第2波長板503Kは、光分割素子502で分割されたP偏光の光を円偏光に変換し、M用の第2波長板503Mは、光分割素子502で分割されたS偏光の光を円偏光に変換する。これにより、感光体10Kを走査する走査光と、感光体10Mを走査する走査光とを同じ円偏光にすることができる。
本実施形態においては、光分割素子502として、ハーフミラー502aと、反射ミラー502bとを用いる方式の光分割素子502を用いたが、例えば、ハーフミラープリズムを用いる方式の光分割素子、先の特許文献1に記載の分割回折光学素子を用いてもよい。
本実施形態においては、高生産性、高画質化を目的とした画素密度を上げた高速機を実現するために、光源46として、面発光素子(VCSEL)を用いた。光源46をVCSELにすることによって、高解像度の印字が可能になる。一方、LD、LDアレーと比較すると、非常に高価なデバイスである。このため、高価なVCSEL光源を4個(Y,M,C,K)設けると、光書込ユニット4が高価となってしまう。しかし、本実施形態においては、上述したように、光分割素子502を用いて、光源46からの光を、感光体10Mを走査する光と、感光体10Kを走査する光に分割することで、M色とK色とで共通の光源を用いることができる。これにより、高解像度の印字を実現しつつ、コストアップを抑えることができる。
なお、Y色の感光体10Y、C色の感光体10Cに光を照射するための光源46からポリゴンミラーまでの構成は、上述したK色の感光体10K、M色の感光体10Mに光を照射するための光源46からポリゴンミラーまでの構成と同じである。
各光源46から出射された書込光は、コリメートレンズ52により発散光束が平行光束に変換された後、第1波長板501を通過することで直線偏光が円偏光に変換される。その後、光分割素子502により、書込光LyとLc、LmとLkに分割され、第2波長板503を通過して円偏光に変換され、シリンドリカルレンズ53Y,M,C,Kを透過することで、副走査方向(感光体表面上における感光体表面移動方向に相当する方向)に集光せしめられる。次いで、不図示のポリゴンモータによって高速回転される正六面体構造のポリゴンミラー41a,41bにおける6つの側面にそれぞれ形成された鏡面のうち、何れかで反射しながら主走査方向(感光体表面上における軸線方向に相当する方向)に偏向せしめられる。そして、走査レンズ43Y,M,C,Kによって、ポリゴンミラー41a,41bによって一定の角速度で主走査方向に偏向せしめられる光の偏向方向の移動速度を等速に変換されるとともに、副走査方向に集光して、ポリゴンミラー41a,41bの鏡面の倒れである所謂面倒れが補正される。
走査レンズ43Y,M,C,Kを透過したY,C,M,K用の書込光Ly,Lc,Lm,Lkは、Y,C,M,K用の反射光学系の各反射ミラーに向かう。例えば、走査レンズ43Yを透過したY用の書込光Lyは、第1反射ミラー44Y、第2反射ミラー45Yに反射することで、Y用の感光体10Yの表面に導かれていく。C,M,K用のレーザ光Lc,Lm,Lkも同様にしてそれぞれ第1反射ミラー、第2反射ミラーに反射されることで、C,M,K用の感光体10C,10M,10Kの表面に導かれていく。なお、第2反射ミラー45Y,C,M,Kの鏡面で反射したY,C,M,K用の書込光Ly,Lc,Lm,Lkは、筐体カバー107に設けられた防塵ガラス48Y,48C,48M,48Kを透過した後、感光体10Y,10M,10C,10Kの表面に到達する。
次に、本実施形態の特徴点について説明する。
(λ/4)波長板である第1波長板501の主軸(遅相軸または進相軸)は、光源46から照射された直線偏光の光の振動方向に対して45°に設定する必要がある。これは、第1波長板501の主軸が光の振動方向に対して45°でない場合、第1波長板501を通過した光は、楕円偏光となり、P偏光成分およびS偏光成分のうちのいずれか一方が大きくなる。その結果、光分割素子502で分割された2つの光の一方の光強度が、他方よりも弱くなってしまい、色間で画像濃度が異なってしまうからである。
光源46の寿命や故障により光源46を交換すると、光源46の取り付け誤差、光源46の特性誤差などにより第1波長板501の主軸と光源46から照射された直線偏光の光の振動方向との関係が45°からずれるおそれがある。このため、光源46が交換されたときは、第1筐体70に固定された第1波長板501を第1筐体70から取り外し、第1波長板501の主軸と光源46から照射された直線偏光の光の振動方向との関係が45°となるように、第1波長板501を回転調整して、再度、第1筐体70に固定するという調整作業が必要となる。
また、光源46が交換されると、コリメートレンズ52と光源46との位置関係が崩れてしまい、所定の光学特性が得られなくなってしまう。このため、所定の特性を得るために、コリメートレンズ52の姿勢や位置の再調整も必要となる。そのため、コリメートレンズ52を第1筐体70から取り外して位置や姿勢を調整して第1筐体70に再固定した後に、第1波長板501を、第1筐体70から取り外して調整し、第1筐体に再固定する必要があり、光源46交換時の交換作業が煩雑になるという不具合があった。
そこで、本実施形態においては、コリメートレンズ52と第1波長板501とを同一の保持部材としての中間部材120で保持し、中間部材120を介してコリメートレンズ52と第1波長板501とが第1筐体70の台座部701に接着固定されるよう構成した。以下、図面を用いて具体的に説明する。
図8は、中間部材120とコリメートレンズ52と第1波長板501とを示す斜視図であり、図9は、コリメートレンズ52と第1波長板501とを搭載した中間部材120の断面図であり、図10は、コリメートレンズ52と第1波長板501とを搭載した中間部材120を光軸方向出射面側から見た図である。
保持部材としての中間部材120は、円筒形状であり、外周面に等間隔で4箇所、外周から突出したハウジング接着部121a、121b、121c、121dが設けられている(図10参照)。中間部材120は、透明部材など紫外線を透過する部材で構成されている。コリメートレンズ52は、中間部材120の内周面に接着剤122により接着固定される。
また、図9に示すように中間部材120を円筒形状にして、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を固定したとき、中間部材120がコリメートレンズ52の入射面や出射面よりも光軸方向に延設するような構成としている。これにより、中間部材120を光書込ユニット4から取り外して、一旦、机などに置いたとき、コリメートレンズ52の光が入射する入射面や、光が出射する出射面が、机などに触れて、傷つくのを抑制することができる。図9は、中間部材120全体を光軸方向に延設させて、保護部としているが、少なくと一箇所、光軸方向に延設させて保護部としてもよい。このように、一箇所保護部を設けた構成でも、中間部材120を机などに置いたときに、この保護部の先端が、机に当接することにより、コリメートレンズ52の入射面や出射面が、机などに触れることはない。
コリメートレンズ52の中間部材120への固定は、コリメートレンズ52の光軸方向に平行な面であるコバ面を保持して中間部材120に挿入する。次いで、コリメートレンズ52と中間部材120との間の一部に紫外線硬化型の接着剤を充填し、光学部品接着層122に紫外線を照射し、コリメートレンズ52を中間部材120に接着固定する。中間部材120は、紫外線を透過する部材で構成しているので、中間部材120を介して接着剤122に紫外線を照射することができ、容易にコリメートレンズ52を中間部材120に接着固定することができる。
第1波長板501は、中間部材120の波長板取り付け部としてのポリゴンミラー側端面124に接着剤などにより固定されている。図10に示すように、第1波長板501は、主軸(遅相軸または進相軸)が、ハウジング接着部121a、121b、121c、121dに対して、光軸方向(図中X方向)回りに45°回転した位置にくるように、中間部材120に取り付けられている。第1波長板501を、光軸方向に対して垂直な面である中間部材120のポリゴンミラー側端面124に第1波長板501を固定することで、第1波長板501を、ポリゴンミラー側端面124に当接させるだけで、第1波長板501を、中間部材120に対して位置決めすることができる。これにより、第1波長板501の中間部材120に対する位置決めを容易に行うことができる。
次に、中間部材120の第1筐体70の台座部701への取り付けについて説明する。
図11は、中間部材120をチャック部材140で挟持する様子を説明する斜視図であり、図12は、中間部材120の第1筐体70への取り付け方法を説明するため中間部材120を光軸方向入射面側から見た図である。
図11、12に示すように、この中間部材120ではハウジング接着部121a、121b、121c、121dは外周面上に等間隔であり、ハウジング接着部121aと121cとは中心軸に対して点対称となる位置に配置される。同様に、ハウジング接着部121bと121dとは、中心軸に対して点対称となる位置に配置される。また、ハウジング接着部121a、121cと、121b、121dとは、光軸方向に垂直な面上で互いに直交する方向に配置される。この中間部材120で、チャック部材140で挟持される挟持部として、外周面上で光軸方向にハウジング接着部121a、121b、121c、121dから光軸方向に延伸する外周面130a、130b、130c、130dを備えている。
図12に示すように、ハウジング接着部121aを第1筐体70へ取り付ける際は、ハウジング接着部121aと光軸方向に垂直な面上で直交するハウジング接着部121b、121cから光軸方向に延伸する外周面130b、130dをチャック部材140で挾持する。チャック部材140で挾持された状態で、中間部材120は、光軸方向(X方向)、副走査方向(第1筐体の台座面に対して垂直方向(Z方向)、主走査方向(光軸方向、副走査方向のいずれにも直交する方向:Y方向)に調整可能である。また、光軸方向回りにも調整可能となっている。そして、中間部材120のハウジング接着部121aを、中間部材120を取り付ける台座701と対向させる。
次に、中間部材120を回転させ、光源46から照射された直線偏光(P偏光またはS偏光)の光の振動方向に対して第1波長板501の主軸(遅相軸または進相軸)が、光軸(図中X軸方向)回りに45°となるように調整する。具体的な調整は、光分割素子502で分割された各光の光強度をモニタリングしながら、各光強度が同じとなるようにチャック部材140を光軸回りに回転させ、中間部材120を回転させる。
次に、光分割素子502で分割された各光の光強度が同じとなったら、光学特性をモニタリングしながら、走査光が感光体10上で所定の光学特性が得られるようにチャック部材140を動かして、配置位置、姿勢調整を行う。
光源46から照射される直線偏光の光の振動方向は、先の図10に示すように、X1方向(Y軸方向)または、X2方向(Z軸方向)となるように第1筐体70に取り付けているので、中間部材120をわずかに(数度程度)光軸(X方向)回りに回転させれば、光源46から照射された直線偏光(P偏光またはS偏光)の光の振動方向に対して第1波長板501の主軸(遅相軸または進相軸)が、光軸(図中X軸方向)回りに45°に調整することができる。よって、第1波長板501回転調整後もハウジング接着部121aを、第1筐体70の台座面と対向させることができる。
第1波長板501の回転調整およびコリメートレンズ52の位置および姿勢調整が終了したら、ハウジング接着部121aと台座部701との間に紫外線硬化型の接着剤123を充填した後、紫外線を照射し、中間部材120を台座701に接着固定する。上記では、コリメートレンズ52の位置および姿勢調整と第1波長板501の回転調整を行った後に接着剤123を充填しているが、接着剤123を充填した後にコリメートレンズ52の位置および姿勢調整と第1波長板501の回転調整を行ってもよい。
中間部材120は、紫外線を透過する部材で構成されているので、中間部材120を介して接着剤123に紫外線を照射することができ、容易に中間部材120を台座701に接着固定することができる。中間部材120を接着固定したら、チャック部材140を取り外す。
このように本実施形態の中間部材120は、ハウジング接着部121aを台座701へ取り付ける際、チャック部材140で、外周部のハウジング接着部121aと光軸方向と垂直な面上で直交する方向で、光軸に対して点対称な外周面130b、130dを挾持して、上記調整作業および接着固定作業をおこなう。この外周面130b、130dの挾持部は、光軸方向にハウジング接着部121b、121dから延伸するよう設けられているので、チャック部材140がハウジング接着部121b、121dを挾持する虞がない。よって、中間部材120はチャック部材140により安定して挾持され、コリメートレンズ52の位置および姿勢の調整作業、第1波長板501の回転調整作業および中間部材120の固定作業を精度良く容易におこなうことができる。また、コリメートレンズ52と第1波長板501を台座701に一括で接着固定することができる。これにより、コリメートレンズ52、第1波長板501を個別に台座701に接着固定する場合に比べて、接着固定作業を簡素化することができる。
本実施形態においては、コリメートレンズ52と第1波長板501とを中間部材120で保持し、一つのユニットとして構成することで、コリメートレンズ52と、第1波長板501とを別々としたものに比べて、調整作業を簡素化することができる。具体的に説明すると、コリメートレンズ52と第1波長板とが別である場合は、次のような作業工程となる。
1.コリメートレンズ52またはコリメートレンズ保持部材をチャック部材で挟持する。
2.チャック部材によりコリメートレンズの位置および姿勢を調整する。
3.コリメートレンズまたはコリメートレンズ保持部材を台座701に接着固定。
4.チャック部材をコリメートレンズまたはコリメートレンズ保持部材から取り外す。
5.第1波長板または第1波長板保持部材をチャック部材で挟持する。
6.チャック部材により第1波長板501の回転調整をする。
7.第1波長板または第1波長板保持部材を台座701に接着固定。
8.チャック部材を第1波長板または第1波長板保持部材から取り外す。
以上、コリメートレンズ52と第1波長板とが別である場合は、調整作業として8つの工程が必要となる。
一方、上述したように、コリメートレンズ52と第1波長板501とを中間部材120で保持して、一つのユニットとした場合は、次のような作業工程となる。
1.中間部材120をチャック部材で挟持する。
2.チャック部材により第1波長板501の回転調整する。
3.チャック部材によりコリメートレンズの位置および姿勢調整する。
4.中間部材120を台座701に接着固定。
5.チャック部材を中間部材120から取り外す。
このように、コリメートレンズ52と第1波長板501とを中間部材120で保持して、一体物とした場合は、5工程で調整および接着固定作業が済み、調整および接着固定作業を簡素化することができる。
また、第1波長板501の回転調整をした後に、コリメートレンズ52の位置および姿勢調整をするのが好ましい。これは、中間部材120の中心軸とコリメートレンズ52の中心軸とが、組付け誤差などによりずれる場合がある。このため、コリメートレンズ52の姿勢および位置を調整した後に、中間部材120を回転させて第1波長板501の調整をおこなった場合、中間部材120の中心軸とコリメートレンズ52の中心軸とがずれていると、光軸とコリメートレンズの中心軸とがずれてしまい、所定の光学特性が得られなくなってしまうからである。
光源46に寿命などがきて交換された場合、光源46とコリメートレンズ52との位置関係が崩れてしまうため、コリメートレンズ52の位置や姿勢の再調整が必要となる。また、第1波長板501の主軸と光源46から照射される直線偏光の光の振動方向との関係も崩れてしまうため、第1波長板の光軸方向回りの再調整が必要となる。このときは、中間部材120を掴んで、力を加えることで、台座701から中間部材120を剥離する。このように、コリメートレンズ52と第1波長板501を第1筐体70から一度に取り外すことができる。これにより、コリメートレンズ52と第1波長板501とを個別に取り外す場合に比べて、光源交換時の調整作業を簡素化することができる。また、コリメートレンズ52や第1波長板501を直接掴むことがない。よって、コリメートレンズ52や第1波長板501の光の入射面や、出射面に指などが触れるのを抑制することができ、コリメートレンズ52や第1波長板501の入射面や、出射面が傷つくのを抑制することができる。また、台座701から剥離するとき、コリメートレンズ52や第1波長板501にストレスが加わることもない。その結果、コリメートレンズ52や第1波長板501を第1筐体から取り外すときにコリメートレンズ52や第1波長板501の特性が変化するのを抑制することができる。
そして、例えば、図13に示すように、ハウジング接着部121bを台座701へ取り付ける際は、ハウジング接着部121bと光軸方向と垂直な面上で直交するハウジング接着部121a、121cから光軸方向に延伸する外周面130a、130cをチャック部材140で挾持する。そして、上記調整作業および接着固定作業をおこなう。
また、光書込ユニット4がユーザーから回収され、コリメートレンズ52と第1波長板501とをリサイクルする場合にも、本実施形態は有利である。
光書込ユニット4がユーザーから回収され、コリメートレンズ52と第1波長板501とをリサイクルする場合も、中間部材120を掴んで、力を加えることで、台座701から中間部材120を剥離し、使用済みの光書込ユニット4から回収する。このとき、上述したように、第1波長板501やコリメートレンズ52が傷ついたり、ストレスが加わったりすることがない。そして、別の光書込ユニット4に用いるときは、前回とは、異なるハウジング接着部121b、121c、121dのいずれか一つを、台座701に対向させて、接着固定する。
このように、本実施形態においては、中間部材120は、複数のハウジング接着部121a、121b、121c、121dを備えているので、コリメートレンズ52と第1波長板501とを再利用するときや光書込ユニット4に再接着するときは、接着剤などが付着していないハウジング接着部をハウジングとの接着固定に用いることができる。これにより、ハウジング接着部121を台座701に強固に接着固定することができる。一方、接着剤123が付着したハウジング接着部121aを再度使用した場合、接着層123によりハウジング接着部121aと台座701との間の隙間がほとんどなくなり、接着に十分な接着剤を充填させることができず、中間部材120を台座701に強固に固定することができない。その結果、振動などによって、市場で中間部材120が台座701から剥離するおそれがある。また、接着層123が副走査方向(第1筐体70の台座面に対して垂直方向)の調整を阻害し、精度のよい調整を行うことができない。
また、ハウジング接着部121bを台座701へ取り付ける際、外周部のハウジング接着部121bと光軸方向と垂直な面上で直交する方向で、光軸に対して点対称な外周面からなる挾持部130a、130cをチャック部材140で挾持して、上記調整作業および接着固定作業をおこなう。この挾持部は、光軸方向にハウジング接着部121a、121cから延伸するよう設けられているので、チャック部材140がハウジング接着部121a、121cを挾持する虞がない。また、接着剤が付着しているハウジング接着部121aを挾持する虞もない。よって、中間部材120はチャック部材140により安定して挾持され、コリメートレンズ52と第1波長板501のリサイクル時や光源46交換時の再調整時も調整作業および固定作業を精度良く容易におこなうことができる。
図14は、別の形態の中間部材120全体斜視図であり、図15は、別の形態の中間部材120を光軸方向入射面側から見た図である。図11の中間部材120では、挾持部は、リング形状の中間部材の外周面を形成する曲面であったが、図14、図15の中間部材120では、リング形状の曲面の一部をカットして平面130a、130b、130c、130dとしたものである。このように挾持部130を平面で形成することにより、曲面で形成した場合に較べて、さらに安定して中間部材120を挾持することができる。
また、挾持部は上述の形態に限らず、中間部材120の外周面上で、外周面上に配置されるハウジング接着部121a、121b、121c、121dと光軸方向に関して異なる位置に配置される面であれば構わない。例えば、中間部材120の外周面上で、外周面上に配置されるハウジング接着部121a、121b、121c、121dと光軸方向に関して異なる位置に配置される突起形状でも構わない。また、上述のように外周部のハウジング接着部121と光軸方向と垂直な面上で直交する方向に配置された挾持部を挾持することでさらに安定した挾持を可能としているが、直交する方向に配置されたものに限らない。また、上述のように、光軸に対して点対称となるよう外周面上に設けられた挾持部130を挾持することによりさらに安定した挾持を可能としているが、点対称となるものに限らない。
さらに、中間部材120は、リング状で、外周面に等間隔で4箇所、外周から突出したハウジング接着部121a、121b、121c、121dを設けたもので説明したが、上記形状に限らない。中間部材120の外周面上で、外周面上に配置される複数のハウジング接着部と光軸方向に関して異なる位置に配置される面を挾持部として用いる構成であれば、同様の効果が得られる。
また、光源46交換時におけるコリメートレンズの再調整と第1波長板501の再調整をするために中間部材120を台座701から剥離したとき、接着剤123が台座701に残ると、再度、中間部材120を台座701に接着固定できなくなり、光書込ユニット4として再利用できなくなる。このため、本実施形態においては、中間部材120を筐体70から剥離したとき、接着剤123が中間部材120に付着するように構成している。具体的には、図16に示すようにハウジング接着部121の接着面を凹凸にして、台座701の接着座面よりも表面積を大きくする。これにより、中間部材120を台座701から剥離したとき、接着剤123が中間部材120側に付着し、台座701に接着剤123を残さないようにすることができる。
また、図9に示すように、コリメートレンズ52を中間部材120のリング形状の内周面に直接、接着固定する方法の他、以下のものが挙げられる。
図17は、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を固定する機構の他の例であり、中間部材120を光軸方向入射面側から見た図である。
図17に示すように、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を接着固定するために、内周面から突出した光学系部品接着部(突起部)124を設けてもよい。これにより、接着剤122の厚みを厚くすることなくなく、中間部材120の中心と、コリメートレンズ52の中心とを近づけることができる。その結果、中間部材120とコリメートレンズとの間の接着剤122(以下、光学系部品接着層という)の熱膨張による光学特性の変動を抑えることができる。ここで、中間部材120とコリメートレンズ52との中心とを近づけることによる、効果を説明する。例えば、コリメートレンズの中心が、あるハウジング接着部側に寄っていた場合、このハウジング接着部を接着固定に用いると、位置調整後におけるハウジング接着部と台座701との距離が、中間部材120の中心とコリメートレンズ52の中心とが合っていた場合に比べて離れる。その結果、ハウジング接着部と台座701との間に多くの接着剤を充填する必要があり、ハウジング接着部と台座701との間の接着剤123(以下、ハウジング接着層という)が厚くなってしまう。ハウジング接着層123が厚くなると、ハウジング接着層123の熱膨張量が多くなり、光書込ユニット4の温度上昇時の光学特性の変動が大きくなってしまう。一方、中間部材120とコリメートレンズ52との中心とを近づけることで、いずれのハウジング接着部121を、接着固定にもちいても、ハウジング接着部121と台座701との隙間が大きくなることがなく、ハウジング接着層123が厚くなるのを抑制することができる。
また、中間部材120とコリメートレンズ52を接着固定した場合、図18に示すように、光学部品接着層122の厚さ分、コリメートレンズ52の中心軸(光軸)と中間部材120の中心軸が同一軸とすることが困難となる場合がある。1回目の調整接着に関しては、2部品の軸がずれていても、光軸にあわせて調整ができるため問題ないものの、2回目以降の調整接着時に、中間部材120の保持位置と光軸位置との関係が異なるため、調整時間がかかってしまう可能性や、特性の維持が困難になる場合がある。このため、1回目調整接着での歩留まりに対して、2回目以降の調整接着の歩留まりが悪くなる。そこで、図19に示すような構成としてもよい。
図19は、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を固定する機構の他の例であり、中間部材120を光軸方向入射面側から見た図である。
図19に示すように、中間部材120の内周面には、コリメートレンズ52と当接してコリメートレンズ52を中間部材120に挟持固定するための当接部としての光学系部品挾持部(突起部)125が円周方向等間隔で3箇所設けられている。コリメートレンズ52を中間部材120の内周部に軽圧入することによって、コリメートレンズ52のコバ面に光学系部品挾持部(突起部)125が当接して、光学系部品挾持部(突起部)125により中間部材120にコリメートレンズ52が挟持固定されている。この固定方法では、コリメートレンズ52の中心軸と中間部材120の中心軸とをほぼ同一軸とすることができる。これにより、2回目以降の中間部材のハウジングへの調整接着の際に、1回目と同程度の作業ですむため、調整作業を容易に行うことができる。
また、コリメートレンズ52を中間部材120の内周部に軽圧入する方法では、コリメートレンズ52のレンズ面に微細加工などが施されている場合、軽圧入による微細の歪みなどが発生する可能性がある。また、軽圧入する方法では、コリメートレンズ52のレンズ面を傷つけないよう加工するために、工数、及び、設備が必要となる。
図20は、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を固定する機構の他の例であり、光軸方向入射面側から見た図である。また、図21は、中間部材120の内周面にコリメートレンズ52を固定する機構の他の例であり、光軸方向に平行な断面図である。
図20に示すように、中間部材120の内周面には光学系部品挾持部(突起部)125が2箇所(125a、125b)設けられている。また、2箇所の光学系部品挾持部(突起部)125a,125bは、光学素子の円周上で、かつ、光軸中心を通る弦(円周上の二点を結ぶ線分)に対して片側(図15では下側)の円周上に配置されている。この2箇所の光学系部品挾持部(突起部)125a、125bで形成される円弧の中点Aに対して、光軸中心として点対称となる位置Bの中間部材120の内周部を、コリメートレンズ52に押し当てることができる押し当て手段としてのバネ形状126に形成する。この構成では、2箇所の光学系部品挾持部(突起部)125a、125bと、バネ形状126とがコリメートレンズ52にコバ面に当接して、コリメートレンズ52を挾持固定する。コリメートレンズ52を挾持する3点のうちのひとつをこのようなバネ形状126で挾持することにより、中間部材120の中心軸と光軸とを、より精度よく一致させることができることに加え、コリメートレンズ52のレンズ面を傷つけることなく、中間部材120に組付することが可能となる。
また、中間部材120のコリメートレンズ52の位置決め部材を設けた構成としてもよい。図22は、位置決め部材を設けた中間部材120とコリメートレンズ52との斜視図であり、図23は、位置決め部材を設けた中間部材120とコリメートレンズ52と第1波長板501の光軸方向に平行な断面図である。図22、図23に示すように中間部材120は、コリメートレンズ52の位置決め部材として、光軸方向受面127を設けたものである。
図22に示すように、光軸方向受面127は、中間部材120の光軸方向に対して垂直な側面から中間部材120の径の中心に向かって延設されており、円周方向3箇所に配置されている。そして、コリメートレンズ52の光軸方向に対して垂直面である出射面または入射面をこの光軸方向受面127に当接させて、コリメートレンズ52を中間部材120に保持させる。これにより、コリメートレンズ52が、主走査方向(Y軸方向)回り、副走査方向(Z軸方向)回りに位置決めされる。
中間部材120に保持されたコリメートレンズ52が、光軸方向受面127により、主走査方向(Y軸方向)回りおよび副走査方向(Z軸方向)回りに位置決めされることにより、次の効果を得ることができる。すなわち、コリメートレンズ52を保持した中間部材120の筐体70の接着座面701への取り付けの際のY軸方向回り、Z軸方向回りの調整範囲を狭めることができる。これにより、中間部材120に保持されたコリメートレンズ52の調整を容易に行うことができるという効果である。
また、図24に示すように、光源46とコリメートレンズ52と第1波長板501とを備えた光源ユニット200のリサイクルにも、本発明を適用することができる。この光源ユニット200は、筒状部201が形成されており、この筒状部201を光書込ユニット4のハウジング側面に設けられた貫通孔に嵌合せることで、ハウジングに取り付けられる。また、この光源ユニット200は、不図示の調整ネジが取り付けられる調整部202を有しており、調整ネジでハウジングに対する光源ユニット200の姿勢を調整できるようになっている。コリメートレンズ52と第1波長板501とを保持した中間部材120は、光源ユニット200の筒状部201を仕切っている仕切り壁203に設けられた取り付け部203aに接着固定される(図24(b)参照)。
光源46に寿命などがきて交換された場合、上述と同様、中間部材120を取り付け部203aから剥離し、前回とは異なるハウジング固定用接着座面を取り付け部203aに対向させ、コリメートレンズ52の位置及び姿勢調整と第1波長板501の回転調整とを行った後、中間部材120を取り付け部203aに接着固定する。これにより、光源ユニット200を再利用することができる。また、仕様変更などによりこの光源ユニット200が使用できる機種がなくなってしまった場合でも、この光源ユニット200から中間部材120ごとコリメートレンズ52と第1波長板501とを取り外し、違う光書込ユニット4に用いることができる。
また、本実施形態においては、第1波長板501を、コリメートレンズ52よりも光進行方向下流側に設けているが、第1波長板501を、コリメートレンズ52よりも光進行方向上流側に設けてもよい。また、本実施形態においては、第1波長板501として(λ/4)波長板501を設けて、円偏光の光を光分割素子に入射させているが、第1波長板501として(λ/2)波長板を用いることもできる。
(λ/2)波長板は、図26に示すように、(λ/2)波長板に入射する光の振動方向と(λ/2)波長板の遅相軸とのなす角度をθとしたとき、(λ/2)波長板から出射される光の振動方向は、(λ/2)波長板に入射する光の振動方向に対して2θ回転した振動方向となる。したがって、(λ/2)波長板を回転させて、入射する光の振動方向と(λ/2)波長板の遅相軸とのなす角度θを調整することにより、光分割素子に入射する光の振動方向を調整することができる。すなわち、この場合は、(λ/2)波長板を回転調整して、(λ/2)波長板を通過した光の振動方向を、P偏光またはS偏光の振動方向に対して45°にするのである。これにより、光分割素子502により、分割されたP偏光の光の強度と、S偏光の光強度とを同じすることができる。
上述では、光源46として面発光素子(VCSEL)を用いた実施形態について説明したが、光源46としてLD(レーザーダイオード)や多チャンネルのLDアレーを用いてもよい。光源46としてLD(レーザーダイオード)や多チャンネルのLDアレーを用いた場合でも、第1波長板501と光分割素子502とを設けることで、高価な面発光素子(VCSEL)を用いた場合に比べれば効果を減少するが、光源数を低減でき、装置を安価にできるという効果が得られる。
また、図25に示すように、光源46からポリゴンミラー41までの光路上にコリメートレンズ52、(λ/2)波長板511、偏光子512、シリンドリカルレンズ53を配置した光書込ユニットにも、本発明を適用することができる。
この図25に示す構成においては、(λ/2)波長板511と偏光子512とを設けることで、感光体表面を走査する走査光の光強度を所望の光強度にするものである。具体的には、(λ/2)波長板511を光軸回りに回転させて、偏光子512に入射する光の振動方向を調整することで、偏光子512を透過する光の光量を変化させることができる。これにより、感光体表面を走査する走査光を所望の光強度にすることができる。
光源46として面発光素子(VCSEL)を用いることで、画素密度を上げた高速機を実現することができるが、出力レンジが、LD(レーザーダイオード)、LDアレーなどと比較すると狭いといったデメリットがある。光書込ユニット4に配置されたレンズなどの光学系の光透過率や反射率のばらつきにより、感光体表面を走査する走査光の光強度にばらつきが生じる。光書込ユニット4に配置されたレンズなどの光学系は、量産品であるため光透過率や反射率にある程度のばらつきがあり、光強度がある程度以上の広い範囲でばらついてしまう。光源として、LDやLDアレーを用いた場合は、光源46への電力を調整することで、光強度がある程度以上の広い範囲でばらついてしまっても、感光体表面を走査する走査光を、所望の光強度にすることができる。しかし、光源46として面発光素子(VCSEL)を用いた場合は、出力レンジが狭いため、光源への電力を調整しても所望の光強度が得られない場合があるのである。
そこで、特許文献3には、光透過率が互いに異なる複数のNDフィルタを保持し、それらのいずれかを光路上に位置させるためのスライド機構を設けた光走査装置が記載されている。かかる構成を備えることで、スライド機構をスライドさせて、感光体表面を走査する走査光が所望の光強度となるようなNDフィルタを光路上に位置させることで、面発光素子(VCSEL)を用いた場合でも、所望の光強度に調整することができる。
しかしながら、特許文献3に記載の構成においては、透過率の互いに異なる複数のNDフィルタを装置に搭載する必要があるため部品点数の増大、部品管理の増大を招き、製造コストが高くなるという不具合が生じる。
これに対し、図25に示す構成においては、(λ/2)波長板511と偏光子512との2部品で、光強度を調整することができ、特許文献3に記載のように、光透過率の互いに異なる複数のNDフィルタを搭載するものに比べて、部品点数の削減および部品管理の削減を図ることができ、製造コストを安価にすることができる。また、(λ/2)波長板511を回転させることで、偏光子512を透過する光量を、光源の光量に対して0%〜100%の範囲で調整することができる。これにより、広い範囲で光強度を調整することができる。
この図25に示す構成においても、光源46が交換されると、光源46から照射される光の強度や振動方向が変動する。よって、(λ/2)波長板511を光軸回りに回転させて、感光体表面の走査光が所望の光強度となるように再調整が必要となる。
そのため、この図25に示す構成においても、中間部材120にコリメートレンズ52と(λ/2)波長板511とを保持することで、上述同様、光源46交換時の調整作業を簡素化することができる。
この図25に示す構成においても、(λ/2)波長板511を、コリメートレンズ52よりも光進行方向上流側に配置してもよい。
上述では、コリメートレンズ52と波長板とを同一の中間部材120に保持した実施形態について説明したが、例えば、温度補償レンズなど光軸を中心にして回転させても光学特性に変動のない光学系部品と波長板とを同一の中間部材120に保持した実施形態でも上述と同様な効果を得ることができる。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の(1)〜(16)態様毎に特有の効果を奏する。
(1)
光源46と、光源46から感光体などの照射対象物までの間の光路上に配置された光学系部品および波長板と、光源46、光学系部品、波長板を収納する第1筐体70などのハウジングとを備えた光書込ユニット4などの光走査装置において、光学系部品が光軸を中心に回転させても光学特性が変化しないコリメートレンズ52などの光学素子であり、光学系部品と波長板とを保持し、ハウジングに固定される中間部材120などの保持部材を備えた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、光源交換時の調整作業を簡素化することができる。
(2)
また、上記(1)に記載の態様の光走査装置において、波長板よりも光進行方向下流側に、光を複数に分割する光分割素子502を配置した。
かかる構成を備えることで、ひとつの光源46で、互いに異なる感光体などの照射対象物に光を照射することができ、装置を安価にすることができる。
(3)
また、上記(2)に記載の態様の光走査装置において、上記光源46は、直線偏光の光を照射するものであり、上記光分割素子502は、光をS偏光成分と、P偏光成分に分割するものであって、上記波長板として、(λ/4)波長板を用い、上記波長板は、上記光の振動方向に対して、上記波長板の主軸が45°傾むように、上記ハウジングに収納されている。
かかる構成を備えることで、直線偏光の光源46からの光を、波長板により円偏光に変換することができる。波長板により円偏光に変換することにより、光分割素子502で分割したS偏光の光強度と、P偏光の光強度を同じにすることができる。
(4)
また、上記(1)に記載の態様の光走査装置において、上記波長板よりも光進行方向下流側に偏光子を配置した。
かかる構成を備えることで、偏光子に入射させる光の振動方向を変えることにより照射対象物に照射する光強度を調整することができる。
(5)
また、上記(4)に記載の態様の光走査装置において、上記波長板として、(λ/2)波長板を用いた。
かかる構成を備えることで、(λ/2)波長板を光軸回りに回転させることで、偏光子に入射させる光の振動方向を変えることができ、照射対象物に照射する光強度を調整することができる。
(6)
また、上記(1)乃至(5)に記載の態様の光走査装置において、光源46として、面発光素子を用いた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、高解像度の印字が可能になる。
(7)
また、上記(1)乃至(6)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材はリング形状であり、内周面から突出し、上記光学系部品が接着固定される光学系部品接着部を備えた。
かかる構成によれば、上記実施形態について説明したように、保持部材に光学系部品を接着固定した状態で調整を行うことが可能となる。
(8)
また、上記(1)乃至(6)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材はリング形状であり、内周面から突出し、上記光学系部品の外周面に当接して該光学系部品を挟持する複数の光学系部品挾持部を備え、上記光学系部品挾持部は、上記光学素子の光軸中心を通る弦に対して片側となる円周上の2箇所に配置され、かつ、2箇所の光学系部品挾持部で形成される円弧の中点に対して光軸中心として点対称の位置に光学素子に押し当てるバネ形状126などの押し当て手段を設けた。
かかる構成によれば、上記実施形態について説明したように、保持部材の中心軸と光軸とが、より精度よく一致させることができる。また、光学素子のレンズ面を傷つけることなく、保持部材に組付けることが可能となる。
(9)
また、上記(1)乃至(8)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材は、上記波長板が取り付けられるポリゴンミラー側端面124としての波長板取り付け部を備え、波長板取り付け部は、光軸方向に対して垂直な面である。
かかる構成によれば、上記実施形態で説明したように、波長板を保持部材に組み付ける際に、光軸方向の位置決めを容易に行うことができる。
(10)
また、上記(1)乃至(9)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材は、上記光学系部品の光軸方向の長さよりも長い部分を備えた。
かかる構成によれば、上記実施形態で説明したように、中間部材120を光書込ユニット4から取り外して、一旦、机などに置いたとき、コリメートレンズ52を保護する保護部として機能させることができる。
(11)
また、上記(1)乃至(10)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材の上記ハウジング接着部の表面積を、ハウジング接着部121が接着されるハウジング側の接着面の表面積よりも大きくした。
かかる構成によれば、上記実施形態に説明したように、保持部材をハウジングから剥離させたとき、保持部材のハウジング接着部121に接着剤を付着させることができる。よって、光源46を交換した後、ハウジングから保持部材を剥離して、コリメートレンズ52などの光学系部品の位置や姿勢の調整および波長板の回転調整をした後、保持部材の前回とは異なる接着剤が付着していないハウジング接着部121をハウジングに接着固定するとき、ハウジングの保持部材が接着固定される接着座面701等の箇所には、前回の接着剤が付着していない。これにより、良好に、保持部材をハウジングに接着固定することができ、光書込ユニット4などの光走査装置の再利用を容易に行うことができる。
(12)
また、上記(1)乃至(11)いずれかに記載の態様の光走査装置において、上記保持部材を、紫外線透過率の高い材質で形成した。
かかる構成とすることで、保持部材を介して紫外線硬化型の接着剤に紫外線を照射することができ、容易に保持部材を筐体に固定することができる。
(13)
潜像を担持する感光体10などの潜像担持体と、光走査によって潜像担持体の表面に潜像を形成する光書込ユニット4などの光走査手段と、潜像担持体に担持された潜像を現像する現像装置12などの現像手段とを備える画像形成装置において、上記光走査手段として、上記(1)乃至(12)いずれかに記載の態様の光走査装置を用いた。
かかる構成を備えることで、リサイクル・リユース性の高い画像形成装置を提供することができる。
4:光書込ユニット
10:感光体
12:現像装置
41:ポリゴンミラー
46:光源
52:コリメートレンズ
53:シリンドリカルレンズ
70:第1筐体
120:中間部材
121:ハウジング接着部
124:ポリゴンミラー側端面
126:バネ形状
130:挾持部
140:チャック部材
501:第1波長板
502:光分割素子
502a:ハーフミラー
502b:反射ミラー
502c:透過部材
503:第2波長板
511:(λ/2)波長板
512:偏光子
701:台座
特開2007−279670号公報 特開2012−63450号公報 特開2010−176118号公報

Claims (10)

  1. 光源と、
    該光源から照射対象物までの間の光路上に配置された光学系部品および波長板と、
    該光源、該光学系部品、該波長板を収納するハウジングとを備えた光走査装置において、
    上記光学系部品が光軸を中心に回転させても光学特性が変化しない光学素子であり、
    上記光学系部品と上記波長板とを保持し、上記ハウジングに固定される保持部材を備え
    上記保持部材はリング形状であり、
    上記保持部材は、
    上記光学系部品の光軸中心を通る光軸に対して直交する弦に対して片側となる円周上の2箇所に配置され、内周面から突出し、上記光学系部品の外周面に当接して該光学系部品を挟持する複数の光学系部品挾持部と、
    2箇所の光学系部品挾持部で形成される円弧の中点に対して光軸中心として点対称の位置で該光学系部品に押し当たる押し当て手段と、
    上記円周上の3箇所に等間隔で配置され、内周面から突出し、上記光学系部品に対して光軸方向から当接して上記光学系部品を位置決めする位置決め部と、
    外周面に上記ハウジングに接着されるハウジング接着部とを備え、
    上記ハウジング接着部の表面積を、該ハウジング接着部が接着されるハウジング側の接着面の表面積よりも大きくしたことを特徴とする光走査装置。
  2. 請求項1の光走査装置において、
    上記波長板よりも光進行方向下流側に、光を複数に分割する光分割素子を配置したことを特徴とする光走査装置。
  3. 請求項2の光走査装置において、
    上記光源は、直線偏光の光を照射するものであり、
    上記光分割素子は、光をS偏光成分と、P偏光成分に分割するものであって、
    上記波長板として、(λ/4)波長板を用い、
    上記波長板は、上記光の振動方向に対して、上記波長板の主軸が45°傾むように、上記ハウジングに収納されていることを特徴とする光走査装置。
  4. 請求項1の光走査装置において、
    上記波長板よりも光進行方向下流側に、偏光子を配置したことを特徴とする光走査装置。
  5. 請求項4の光走査装置において、
    上記波長板として、(λ/2)波長板を用いたことを特徴とする光走査装置。
  6. 請求項1乃至5いずれかの光走査装置において、
    上記光源として、面発光素子を用いたことを特徴とする光走査装置。
  7. 請求項1乃至いずれかの光走査装置において、
    上記保持部材は、上記波長板が取り付けられる波長板取り付け部を備え、
    前記波長板取り付け部は、光軸方向に対して垂直な面であることを特徴とする光走査装置。
  8. 請求項1乃至いずれかの光走査装置において、
    上記保持部材は、上記光学系部品の光軸方向の長さよりも長い部分を備えたことを特徴とする光走査装置。
  9. 請求項1乃至いずれかの光走査装置において、
    上記保持部材を、紫外線透過率の高い材質で形成したことを特徴とする光走査装置。
  10. 潜像を担持する潜像担持体と、光走査によって該潜像担持体の表面に潜像を形成する光走査手段と、該潜像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置において、
    上記光走査手段として、請求項1乃至のいずれかの光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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