JP6019766B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
回転多面鏡は、感光体ドラムの主走査方向に沿って光ビームを走査する光走査装置に用いられる。
そこで、回転多面鏡の速度を変更する場合を対象として、次の構成が提案されている。
つまり、標準仕様を前提として回転多面鏡を取り付けた駆動回路基板をダミーの基板に取り替え、駆動回路基板を光学ハウジングとは別の位置に設けるようにした構成である(例えば特許文献1)。
図1は、本発明実施例による光走査装置が適用される画像形成装置を示しており、同図に示した画像形成装置は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタあるが、本発明はこの方式に限ることはなく、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
光走査装置8は、装置本体の不動部に設置されるハウジング800を備えており、ハウジング800内には、レーザ光を出射する光源である半導体レーザ101(以下、便宜上LDを称する場合もある)を備えた光源部81,発散光状態で出射されるレーザ光を平行光に変換するカップリングレンズ82,図示しないが平行光を所望の形状に成形するためのアパーチャ、アパーチャにより成形されたレーザ光を線状(ビーム状)に集光するシリンドリカルレンズ83,正多角形の側面に反射面を有し高速回転によりレーザ光を偏向・走査する偏向手段として用いられるポリゴンスキャナ85の設置部を密閉する防音ガラス84(図3参照),fθ補正機能と面倒れ補正機能を併せ持つ走査レンズ86,感光体ドラム20(Y,C,M,Bk)へとレーザ光を導く反射ミラー87,87’(a,b,c,d)、ハウジング800の上段部および下段部を密閉する上段蓋801,下段蓋801’のうちで上段蓋801に設けられてハウジング800内への塵などの侵入を防止する防塵ガラス88(a,b,c,d)がそれぞれ設けられている。なお、図2において符号L1〜L4は、感光体ドラム20(Y,C,M.Bk)への光路を示している。
上述した光源からポリゴンスキャナへとレーザ光を導くカップリングレンズおよびシリンドリカルレンズ83は第1光学系を構成する部材として用いられている。
光源部81では、標準仕様でのシングルビームから仕様変更によりマルチビーム化することに対応できるように、複数の半導体レーザ101を装填できるスペースが確保されており、各装填位置では、光出射口を兼ねた半導体レーザ101の位置決め孔が設けられている。位置決め孔は、半導体レーザ101の回転を許容できるように半導体レーザ101の外径よりも少し大きく形成されている。
カップリングレンズ82の位置は、半導体レーザ101からの光軸のばらつきを調整することで設置位置が決まる。このため、光軸のばらつき度合いによって予め決められた位置にカップリングレンズ82を設けられないことがあるので、調整後の位置に接着剤を用いて固定することになる。接着剤には紫外線硬化樹脂が用いられ、位置調整後の決定位置にカップリングレンズ82を置いた状態で紫外線を照射して硬化させる。
これは、焦点距離の異なるカップリングレンズを設置するのを考慮したものである。
つまり、焦点距離の異なるカップリングレンズ82を選択できるようにする目的は、カップリングレンズ82の焦点距離により光利用効率を変更することにある。例えば焦点距離を伸ばすと、半導体レーザ101(図3参照)からの光束のうちカップリングレンズ82を透過する光の割合が、焦点距離が短い場合に比べると少なく、光利用効率が低下する。
光利用効率を選択する目的としては、光走査装置に要求される光量によるものである。
例えば、標準仕様から仕様の変更が選択された場合のような、1ビームで対応できる生産性以上のものが要求される場合には、ポリゴンスキャナ85の面数を増やすかビーム数を増やすことが考えられる。ビーム数を増やす場合は、対応できる生産性が拡大し、1ビーム時よりも低い回転数で対応できるが、1ビーム当たりに要求される光量は小さくなる。
ビーム数を増やした場合1ビーム当たりに要求される光量は小さくなるので、確実なLD発光状態を得るためには効率を落として1ビーム時と同等なLD発光光量を得る必要がある。
光利用効率を落とす方法は、光路上にある素子の透過率や反射率を落とすことで実現できるが、効率を変更するための表面処理を変更するとコストアップする要因となり、ハウジング共通化によるコストダウン効果は得られない。
これは、カップリングレンズ82の焦点距離によるもので、カップリングレンズ82を透過した後の光軸移動量は、同じ移動量を得ようとすると、焦点距離が長い方がカップリングレンズを多く移動させる必要がある。このことは光軸方向も同様である。
このような理由から、カップリングレンズ82の調整は、レンズ透過後の光線移動量を確保する必要があるため、焦点距離の長いカップリングレンズの接着固定座面の円弧径は、焦点距離の短いカップリングレンズ接着固定座面の円弧径よりも大きく、光軸方向も同様に焦点距離の長い方が座面の長さも、光源に近い側よりも遠い側の方を長く確保している。
つまり、1ビームで600dpiの解像度を有している光走査装置で、ビーム数を2に増やし、ビーム間のピッチを半分にし、ポリゴンスキャナ85の回転数をそのままとすると1200dpiへと変更することが可能である。
この場合も、1ビーム当たりの光量の要求仕様は変更になるが、カップリングレンズ82にて効率を落とすことで他の光学素子を変更することなく解像度変更に対応することが可能である。
これにより、ポリゴンスキャナ85をはじめとする既製部品の利用が可能となり、仕様変更に拘わらず、ハウジングを含めて多くの部品の共通使用が可能となる。この結果、仕様変更に伴う新たなポリゴンスキャナをはじめとしたハウジングの製造を要することがないので、コスト上昇を抑制することが可能となる。
光源部81に設けられている取り付け部は、光軸と垂直方向で半導体レーザ101の装填位置決めを行う位置決め部81Aと、光軸方向(矢印Lで示す光軸の延長方向)で半導体レーザ101の光出射側の端面を突き当て可能な突き当て面81Bとを備えている。
突き当て面81Bに光出射側端面を突き当てられた半導体レーザ101は、図7に示すように、取り付け部材102がネジ103によりケーシング800に締結固定されると、光出射側と反対側に位置する押圧部101Aが取り付け部材102により突き当て面側に向けて押圧されて固定される。
ガイド部81A1の先端部内周面端部は面取りが行われており、半導体レーザ101の装填作業の際にガイドできるようにして挿入しやすくしている。なお、ガイド部81A1の設置数は、位置決め部81Aの周方向で少なくとも2カ所であればよく、ガイドする際の容易性などを考慮してその設置数を決めることが可能である。なお、図6において符号803は、取り付け部材102を締結するネジ止め部を示している。
カップリングレンズ82は、ハウジング800において光軸方向に沿って設けられている接着固定座面802のいずれかが選択され、選択された接着固定座面802において光軸調整が行われた後、紫外線照射による接着剤の効果が行われることによりハウジング800に接着固定される。
位置決め部81Aに装填された半導体レーザ101は、自身の外径寸法よりも位置決め部81Aのサイズが大きいことによるギャップを利用して回転させることによりビームピッチが決められ、この後、取り付け部材102がハウジング800に締結されると、ハウジング800に締結固定される。
つまり、上述した構成においては、共通部品を多く使用しながら、部品の変更がなるべく少ない変更量により仕様変更に対応する構成としている。
一方、仕様変更とは別に、リサイクル処理の場合には、回収されてくる画像形成装置は選ぶことができず、出荷可能なリサイクル機は回収される装置と同じ生産性仕様のものに限られてしまう。つまり、回収された装置の仕様がそのまま出荷される装置の仕様となる。
そこで上述した実施例のように、生産性仕様を変更できる構成とすることで、寿命部品である光源の交換時に光源仕様を変更することができ、要求される生産性仕様に対応することが可能である。
これにより、市場要求に応じたリサイクル機の出荷体制を取ることが可能となる。
81 光源部
81A 位置決め部
81A1 ガイド部
81B 突き当て面
82 カップリングレンズ
100 画像形成装置
101 半導体レーザ
800 ハウジング
802 接着固定座面
Claims (8)
- 光源と、
前記光源からの光ビームを偏向する偏向手段と、
前記光ビームを偏向手段に導くカップリングレンズを含む第1光学系と、
前記偏向手段により偏向された光束を所望の形状に結像させる光学素子と、
前記光源と前記偏向手段と前記光学素子とを保持するハウジングと、
を備え、
前記ハウジングは、前記光源を複数装填可能な取り付け部と、前記カップリングレンズを固定した接着固定部とを有し、
前記接着固定部は、前記光源から被走査面への光路上の複数カ所に設けられ、該光路上の前記光ビームの光軸方向から見て円弧状をなしており、
前記カップリングレンズと前記接着固定部との間に、該カップリングレンズを該接着固定部に固定した接着剤の層を有し、
複数の前記接着固定部の前記円弧状の円弧半径が互いに異なる光走査装置。 - 複数の前記接着固定部のうち前記光源から遠い側の接着固定部の前記光軸方向の長さが前記光源から近い側の接着固定部の該光軸方向の長さより長いことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
- 前記取り付け部は、前記光源の光軸と垂直方向で該光源の位置決めを行う位置決め部を備え、
該位置決め部は、前記垂直方向での前記光源の外径よりも大きい円弧形状とされていることを特徴とする請求項1または2記載の光走査装置。 - 前記位置決め部は、前記円弧形状の周方向に、前記光源の光出射側と反対側で該光源の光軸方向に沿って形成されたガイド部を有することを特徴とする請求項3記載の光走査装置。
- 前記ガイド部は、前記周方向において、少なくとも、前記円弧形状の円弧中心を挟んで対向する2カ所に設けられていることを特徴とする請求項4記載の光走査装置。
- 前記取り付け部は前記光源の光出射側の面を突き当てる突き当て面を備え、
前記面を前記突き当て面に突き当てた状態で前記光源を固定する取り付け部材を有することを特徴とする請求項1ないし5の何れか1つに記載の光走査装置。 - 潜像担持体に対して光書き込みにより形成された静電潜像を可視像処理する画像形成装置であって、前記光書き込みのための光走査装置として、請求項1ないし6の何れか1つに記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
- 前記光走査装置は、前記潜像担持体への走査光を反射させて導光する長尺ミラーを保持する第2のハウジングに対して締結固定されて一体化されていることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。
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