JP6036110B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、光学素子から漏れる光を遮蔽する部材の組み付け構造に関する。

電子写真方式を用いたプリンタ、ファクシミリ、複写装置さらにはプロッタなどの各種画像形成装置においては、感光体ドラムなどの潜像担持体の移動過程において均一帯電、光書き込みによる静電潜像形成、トナーを用いた可視像処理、可視像を記録紙等に転写する転写処理および転写された可視像の定着処理を経て出力画像が得られる。

静電潜像形成に用いられる装置のひとつに光走査装置が用いられる。
光走査装置は、回転可能な偏向走査手段としての回転多面鏡を用いて感光体ドラムの主走査方向に沿って光りビームを走査する装置である。

光走査装置には、コリメートレンズ、アパーチャそしてシリンドリカルレンズがそれぞれ半導体レーザ等の光源と偏向走査手段である回転多面鏡との間の光路中に配置されている。また、ｆθレンズ、面倒れ補正レンズを含む走査レンズ群、走査レンズから出射する光ビームを感光体ドラムに導くミラー群が回転多面鏡と被走査面である感光体ドラムとの間に配置されている。

ところで、光源から出射された光は、コリメートレンズなどの光学素子により平行光とされて出射されるが、その一部が光学素子内で反射して射出面から出射する内部反射光となる場合がある。
内部反射光の一部はアパーチャに向かって出射されずにコリメートレンズ等の光学素子とアパーチャとの間の空間から漏れ出すことがある。
光学素子とアパーチャとの間の空間から漏れ出す光には、コリメートレンズにより集光されずに平行光に変換されて拡散した光の一部も含まれる。

コリメートレンズとアパーチャとの間の空間から漏れ出した光は、フレア光であり、これが結像レンズに入射すると反射ミラーなどを経由して潜像担持体に達することがある。
正規の書込光とは異なるフレア光が潜像担持体に達すると、画像上に縞状の汚れや地肌汚れさらには色ぼけを引き起こして画像品質を低下させる原因となる。

また、フレア光は、潜像担持体近傍に配置されている検知手段に入射すると検知手段が誤検知を引き起こす原因となる。
検知手段は、潜像担持体上での有効画像領域への画像形成タイミングなどを割り出すために設けられているが、フレア光の入射により誤検知が発生すると、画像形成タイミングなどに狂いが生じ、適正な画像形成が行えなくなる虞がある。

そこで、従来では、コリメートレンズ等の光学素子とアパーチャとの間の空間を覆うことができる遮光部を設ける構成が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１には、光学ユニットとして用いられるハウジングの一部に光学素子を挿入できる筒状の遮光部を一体成形した構成が開示されている。
この構成では、アパーチャに隣接するコリメートレンズ等の光学素子がその周囲を遮光部により遮蔽されることによりアパーチャとの間の空間からの光の漏れ出しを防ぐことができる。

ところで、コリメートレンズの組付けは、上記特許文献１に開示されているように、ハウジングの一部に設けられた遮光部の壁面に挿入する場合の他に、光源ユニットのハウジング底板上に載置する場合がある（例えば、特許文献２）。
底板上に載置されるコリメートレンズは、他の光学部品との光軸合わせや位置決めを行った上で接着などの手法により底板上に固定される。
特許文献２には、底板上に載置されて位置決めされたコリメートレンズの周囲および上面を覆うことができるケーシング部を光学ユニットのハウジング底板上に取り付けて遮光部としている構成が開示されている。

特許文献１に開示されている遮光部は、ハウジングと一体成形により加工されていることから、コリメートレンズの光軸調整は殆ど不要であるといえる。
しかし、特許文献２に開示されているコリメートレンズは、ハウジングの底板上で光軸合わせのための位置決めが必要となる。このため、コリメートレンズを底板に載置する際には、コリメートレンズを把持しながら位置調整ができる治具を用いる場合がある。

コリメートレンズの光軸合わせの方法には、水平方向での振れ角、つまり、主走査方向での傾きや位置を調整する方法がある。この調整には、治具を水平方向に揺らす、あるいは主走査方向に移動させてコリメートレンズの主走査方向での光軸位置が調整されることになる。また、光軸合わせだけでなく、ハウジング底板にコリメートレンズを載置する場合にも治具を用いてコリメートレンズのセッティングが行われる。

しかし、特許文献２に開示されている遮光部のように、コリメートレンズの周囲に衝立状に立ち上がっている壁部が存在すると、治具の操作スペースが制約されてしまう虞がある。

本発明の目的は、上記従来の光走査装置における問題に鑑み、フレア光を遮蔽する部材によりコリメートレンズなどの光学部材の取り付けに支障が生じないようにできるとともに、フレア光の発生を確実に防止できる構成を備えた光走査装置および画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、光源から出射された光をアパーチャに向け導入するコリメートレンズがこれら光学部材を取り付けられるハウジングの底面に載置して光軸合わせなどの位置調整が行われる光走査装置において、前記コリメートレンズとアパーチャとの間の空間から漏れ出すフレア光を遮蔽する遮光部を、前記ハウジングの上面に取り付けられる上面カバーに設け、前記遮光部は、前記上面カバーの表面に一体形成されたリブであり、前記アパーチャには、水平方向で前記コリメートレンズの光軸と直角な方向の端部に、該コリメートレンズから遠ざかる位置に前記リブを誘導して位置決め可能なガイド部が設けられていることを特徴とする光走査装置にある。

本発明によれば、遮光部がハウジングの上面に取り付けられる上面カバーに設けられているので、ハウジング底面、特にコリメートレンズとアパーチャとの間の空間に遮光部が存在しない。これにより、ハウジング底面に載置されるコリメートレンズの光軸調整に用いられる治具の操作スペースを制約することがない。
しかも、ハウジングに上カバーが取り付けられると、その一部に設けられている遮光部によりコリメートレンズとアパーチャとの間の空間が遮蔽されてフレア光の発生を防止できる。

本発明の実施形態に係る光走査装置を用いる画像形成装置後異例を説明するための模式図である。 図１に示した光走査装置のハウジングとこれの上面を覆う上カバーとの組み付け状態を説明するための図である。 コリメートレンズの載置セットに用いられる治具の操作状態を説明するための斜視図である。 図１に示した光走査装置におけるコリメートレンズと遮光部との関係を説明するための斜視図である。 コリメートレンズに対する遮光部の組み付け状態を説明するための図である。

以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光走査装置７を用いる画像形成装置１００の概略構成を示す模式図である。
図１において画像形成装置１００は、モノクロ画像を対象とするモノであり、このため、作像部に用いられる作像ユニット１は１個だけ設けられている。

作像ユニット１には、潜像担持体として用いられる感光体ドラム２が配置されており、その周囲には、感光体ドラム２の回転に従って画像形成処理を行うための装置である、帯電装置３、現像装置４、転写装置５およびクリーニング装置６が配置されている。これら各装置は纏めてプロセスカートリッジに収容されている。プロセスカートリッジは、装置本体１００Ａに対して着脱可能で離、交換あるいは部品や現像剤の補充時に装置本体１００Ａから取り出すことができる。

感光体の周囲外には、書込光を出射する光走査装置７および給紙装置８が備えられている。また、感光体ドラム２からトナー像の転写を受けた記録材の搬送路には、搬送路を挟んで対向するローラを備えた定着装置９が配置されている。

以上の構成を備えた画像形成装置１００では、感光体ドラム２に対して光走査装置７からの光ビームによって静電潜像が形成される。
静電潜像は、現像装置４から供給される現像剤によって可視像処理されてトナー像となり、給紙装置８から繰り出された記録材に転写される。

転写は、給紙装置８から繰り出された記録材が感光体ドラム２の手前側に配置されているレジストローラ１０によりレジストタイミングを設定された上で感光体ドラム２と転写装置５とが対向する位置で行われる。
転写装置５は、転写電界形成部材であり、図１に示す構成では搬送ベルトが用いられている。

転写後の記録材は定着装置９を通過する過程で熱と圧力によりトナー像が融解浸透されてトナー像が定着される。図１に示す定着装置９は、定着ローラと加圧ローラとが用いられた熱ローラ定着方式が用いられている。
定着後の記録材は、装置本体１００Ａの上面に設けられている排紙トレイ１００Ａ１に向け排出される場合と、詳細を説明しないが、符号１１で示す搬送方向切換爪によって搬送方向を切り換えられて反転搬送路ＲＰに向け搬送される場合とのいずれかを選択される。

反転搬送路ＲＰは、記録材の両面に画像を転写する場合に選択される搬送路であり、定着後、記録材が一旦排紙トレイ１００Ａ１側に向け搬送された後、スイッチバック状態で記録材が導入される搬送路である。
反転搬送路ＲＰに導入された記録材は、再度レジストローラ１０に向け搬送されて裏面への転写を受ける。その後の搬送経路は片面に画像形成する場合と同じである。

以上のような構成を対象として本実施形態の特徴について説明する。
本実施形態の特徴は、図２に示す光走査装置７において、後述するコリメートレンズ７１とアパーチャ７２との間の空間を遮蔽する遮光部をハウジング７Ａではなく上面カバー７Ｂに配置したことにある。

以下、特徴の前提となる光走査装置７の構成について説明する。
図２において光走査装置７は、上面を開放された箱が用いられるハウジング７Ａおよびハウジング７Ａの上面を覆うように取り付けられる上面カバー７Ｂを用いてユニットを構成されている。なお、図２において一点鎖線で示す矢印は、ハウジング7Ａに対する上面カバー7Ｂの組み付け方向および、後述する遮光部をなすリブ８１の組み付け方向をそれぞれ示している。

ハウジング７Ａは、以下に挙げる光学部材および偏向装置などが底板あるいは壁部に取り付けられるために用いられる。
ハウジング７Ａに取り付けられる部材としては、半導体レーザＬＤ（図４参照）を組み込まれた光源ユニット７０、コリメートレンズ７１、アパーチャ７２、シリンドリカルレンズ７３、偏向装置としてのポリゴンミラー７４、符号Ｍ１〜Ｍ３で示す各種ミラーおよび走査レンズ７５等が該当している。なお、各ミラーのうち、符号Ｍ３で示すミラーの長手方向両側に配置されている、符号Ｓ１、Ｓ２で示す部材は、同期検知センサを示している。

ポリゴンミラー７４は、その他の光学部材と分離された空間内に配置されている。上記空間において、ミラー面に反射した光ビームの出射側に位置する壁部には周知の防音ガラス７６が取り付けられている。

光学部材のうちで、コリメートレンズ７１は、図３に示すように、ハウジング７Ａの底面に設けられている載置部７Ａ１に搭載されて紫外線硬化樹脂を含む接着により固定される。
コリメートレンズ７１は、治具８０などによって周縁が把持された状態で載置部７Ａ１に搭載され、矢印Ｆで示すように、水平方向で光軸と直角な方向に沿って光軸合わせや位置決めが行われた後、接着剤の硬化により載置部７Ａ１上に固定される。

コリメートレンズ７１は、治具８０を用いて取り付けられるため、ハウジング７Ａの底面では治具８０を差し入れるスペースおよび位置調整ができるスペースが必要となる。
そこで、本実施形態では、図２に示すように、コリメートレンズ７１とアパーチャ７２との間の光軸方向の空間を遮蔽する遮光部がハウジング７Ａ側ではなく、ハウジング７Ａの上面を覆うために用いられる上面カバー７Ｂ側に配置されている。

遮光部は、上面カバー７Ｂの内面でコリメートレンズ７１およびアパーチャ７２の近傍で光軸両側に配置された衝立状のリブ８１が対で用いられる。
遮光部に用いられるリブ８１は、コリメートレンズ７１の光軸方向に沿った長さが、少なくともコリメートレンズ７１およびアパーチャ７２の間の空間を覆うことができる長さよりも多少長くなる長さに決められ、そして上面カバー７Ｂの内面から突出する長さが、アパーチャ７２の高さに対応する長さに決められている。

光軸方向に沿った長さがコリメートレンズ７１とアパーチャ７２との間の空間を覆う長さよりも多少長くなる長さに決められている理由は次の通りである。
上面カバー７Ｂがハウジング７Ａ側に向け落とし込まれて組み付けられる際に、遮光部に用いられるリブ８１がアパーチャ７２の上縁に突き当りやすくすることにある。さらに加えて、遮光範囲を拡大することにより上面カバー７Ｂによる遮光と光軸両側での遮光を確実に行えるようにすることができる。
図４には、遮光部に用いられるリブ８１によってコリメートレンズ７１およびアパーチャ７２の間の空間を遮蔽している状態が二点鎖線で示されている。

遮光部に用いられるリブ８１は、上面カバー７Ｂがハウジング７Ａに組み込まれる際に、コリメートレンズ７１から遠ざかる位置へ誘導される構成が採用されている。
図５は、光軸方向から見た状態でハウジング７Ａおよびアパーチャ７２を示す図である。
同図においてアパーチャ７２は、水平方向で光軸方向と直角な方向での幅が、コリメートレンズ７１の外径よりも大きくなる寸法を持たせてあり、また、上縁までの高さもコリメートレンズ７１の外径よりも大きくなる寸法に決められている。

そして、アパーチャ７２の幅方向両縁と上縁とが交差する角部には、円弧状（ラウンド）のガイド部７２Ａを形成されている。この円弧形状に関しては、リブ８１の先端にも設けられている（図４中、符号Ｒで示す部分）。

アパーチャ７２の上縁に突き当たるリブ８１は、その先端がアパーチャ７２のガイド部７２Ａに対向すると、上面カバー７Ｂがハウジング７Ａに向け移動されるのに従って上縁からガイド部７２Ａを経由して幅方向両縁に向け移動することができる。
これにより、リブ８１は、上面カバー７Ｂがハウジング７Ａの上面に組み付けられる時に、コリメートレンズ７１から遠ざかった位置に誘導されることになる。

ハウジング７Ａに対して上面カバー７Ｂが組み付けられる時には、アパーチャ７２の高さおよび幅方向のサイズがいずれもコリメートレンズ７１の外径よりも大きくなっているので、リブ８１がアパーチャ７２の上縁に接触してもコリメートレンズ７１に衝突することがない。しかも、上縁と幅方向両縁との交差部が円弧状のガイド部７２Ａに形成されているので、接触しながら移動する際も円滑な移動ができる。

以上の実施形態においては、コリメートレンズ７１をハウジング底面にセッティングする際に治具８０の操作に要するスペースが確保されているので、コリメートレンズ７１の取り付けが容易に行える。

また、ハウジング７Ａへ上面カバー７Ｂを組み付けるために上面カバー７Ｂをハウジング７Ａに向け移動させた場合には、アパーチャ７２の上縁に遮光部をなすリブ８１が衝突してもコリメートレンズ７１との衝突が避けられる。これにより、上面カバー７Ｂを組み付ける際に上面カバー７Ｂによってコリメートレンズ７１が破壊されるのを防止できる。

さらに加えて、リブ８１がアパーチャ７２の上縁から幅方向両縁に誘導されると、コリメートレンズ７１から遠ざかった位置にリブ８１が位置決めされるので、リブ８１とコリメートレンズ７１との接触が避けられる。これによっても、移動するリブ８１がコリメートレンズ７１に接触しないので、コリメートレンズ７１の破壊が防止されることになる。

しかも、上面カバー７Ｂがハウジング７Ａの上面に被せられる際には、リブ８１がアパーチャ７２の上縁および幅方向両縁の交差部に位置するガイド部７２Ａあるいはリブ８１の先端形状が円弧形状であるので、角部同士が突き当たる場合と違って円滑な移動が保証される。これにより、上面カバー７Ｂの組み付けを上面カバー７Ｂの円滑な移動により行うことができるので光走査装置７の組み付け作業性を向上させることができる。

７ 光走査装置
７Ａ ハウジング
７Ａ１ 載置部
７Ｂ 上面カバー
７０ 光源ユニット
７１ コリメートレンズ
７２ アパーチャ
７２Ａ ガイド部
８０ 治具
８１ 遮光部材
１００ 画像形成装置
Ｒ 円弧形状部

特開２００７−１７８７４４号公報

Claims (6)

1. 光源から出射された光をアパーチャに向け導入するコリメートレンズがこれら光学部材を取り付けられるハウジングの底面に載置して光軸合わせなどの位置調整が行われる光走査装置において、
   前記コリメートレンズとアパーチャとの間の空間から漏れ出すフレア光を遮蔽する遮光部を、前記ハウジングの上面に取り付けられる上面カバーに設け、
   前記遮光部は、前記上面カバーの表面に一体形成されたリブであり、
   前記アパーチャには、水平方向で前記コリメートレンズの光軸と直角な方向の端部に、該コリメートレンズから遠ざかる位置に前記リブを誘導して位置決め可能なガイド部が設けられていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記リブは、前記コリメートレンズの光軸両側に対応して配置されていることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 前記リブは、前記コリメートレンズの光軸方向に沿った長さが、少なくとも該コリメートレンズと前記アパーチャとの間の空間を覆うことができる長さとされていることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
4. 前記ガイド部は、前記アパーチャの上部角部に形成された円弧部が用いられることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の光走査装置。
5. 前記遮光部は、前記アパーチャに対向する端部が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載の光走査装置。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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