JP6366311B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル複写機やレーザビームプリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置に備えられる、光ビームを偏向する光走査装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置の光走査装置には、発光源である半導体レーザから出射された光ビームを偏向するための回転多面鏡を備えた光偏向装置が具備されている。そして、表面が帯電された感光ドラムに、画像情報に応じた光ビームを光走査装置から出射し、その光ビームによって感光ドラム上を走査することによって潜像が形成される。形成された潜像は現像剤（トナー）により現像されてトナー像が形成され、トナー像は記録材に転写及び定着された後、排紙される。

光偏向装置において、回転多面鏡を回転させるモータの回転軸が、設計上の回転軸の設置角度に対して、微小な角度ずれを生じることがある。この角度ずれは軸倒れと呼ばれ、製造精度により生じるものである。そして、軸倒れが生じると、回転多面鏡により偏向された光ビームが走査レンズに入射する際の入射位置と入射角度が、本来の設計値に対して一律にずれるため、感光ドラム上に潜像を形成する結像性能が損なわれ、画質の劣化につながってしまう。

図１０は、従来の光偏向装置の構成の一例を示した図であり、図１０（ａ）は回転多面鏡等を備えた光偏向装置の側面図、図１０（ｂ）は光偏向装置と、光偏向装置が組み付けられる光走査装置の光学箱８０７を示した斜視図である。なお、図１０の詳細な説明は、後述する実施形態において行う。図１０（ｂ）において、光走査装置の光学箱８０７に立設されたボス８０９〜８１２に設けられたビス穴に、光偏向装置の駆動基板８０１に設けられた固定用穴８１３〜８１６を介して螺入したビスで、光偏向装置は光学箱８０７に固定される。駆動基板８０１は、ボス８０９〜８１２上の取付座面の歪み等を各々のビス締結毎に受けることにより、微小ではあるが複雑な変形をする。その結果、回転軸８０４の取付基準面８１７に対する直角度の精度が低下し、回転多面鏡８０５の軸倒れとして現れてしまうことになる。

そこで、例えば特許文献１では、光偏向装置の駆動基板８０１が光学箱８０７にビス締結される近傍に切り欠き部を設けて低強度化している。これにより、光学箱８０７のボス８０９〜８１２上の取付座面の局所的な面精度のうねり（歪み）を光偏向装置の回転軸の姿勢に影響させない構成が提案されている。そのため、この構成では、駆動基板８０１の光学箱８０７への取付座面の内側に、駆動基板８０１が光学箱８０７に押し付けられる突当座面である精度座面を個別に設けている。これにより、図１０のように、駆動基板８０１がビス締結部において光学箱８０７の取付座面に強制的にならうことがなくなるため、光偏向装置を光学箱８０７に取り付けることによって生じる回転多面鏡の軸倒れが良化される構成となっている。

特開２０１０−２３７４３２号公報

しかしながら、特許文献１で提案されている構成では、次のような課題がある。すなわち、図１０のようにビス締結部において強制的にビスで押圧されたことによる局所的な面変形は、特許文献１で提案されている駆動基板８０１に設けられた切り欠き部によって、押圧の影響を受けなくて済む。ところが、駆動基板８０１が押し付けられている精度座面の影響次第によっては、必ずしも軸倒れが改善するとは言い切れない場合がある。特に、図１０の従来構成では、駆動基板８０１は、比較的に離れた位置に設けられたビス締結部であるボス８０９〜８１２の精度座面に当接していたのに対し、特許文献１ではローター部８０３の軸受け近傍の狭い範囲に設けられた精度座面に当接している。そのため、特許文献１の場合には、精度座面は、ビス締結による図１０の場合よりも回転多面鏡の軸倒れに敏感となり、光学箱の成型精度によっては、軸倒れが改善されないおそれがある。そのため、駆動基板８０１が光学箱８０７の精度座面に押し付けられることによる光偏向装置の回転多面鏡の軸倒れを低減するには、駆動基板８０１が精度座面にならう程度の改善が課題となる。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、簡易な構成で回転多面鏡の軸倒れを低減することを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを偏向する光偏向装置と、前記光偏向装置により偏向された光ビームを感光体に導く光学系と、前記光源、前記光偏向装置、前記光学系が配置された光学箱と、を備えた光走査装置であって、前記光偏向装置は、前記光源から出射された光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を軸支し回転させるための基板と、を有し、前記光学箱は、前記基板と当接する座面が設けられた複数の取付部を有し、前記取付部は、前記基板が当接する取付座面と、前記取付座面より突出した突起部と、を有し、前記基板には、前記突起部に対応し、前記基板を貫通する穴部が設けられ、前記突起部に嵌合する中空部が設けられ、前記穴部を貫通した前記突起部に装着される装着部材を更に有し、前記装着部材を前記突起部に嵌合させて、前記基板を介して前記取付座面と対向する前記基板の面に当接させることにより、前記基板を前記取付座面に固定させ、前記基板は、前記装着部材を介して前記取付座面の方向に加圧された後、前記取付部に接着剤により固定されることを特徴とする光走査装置。

（２）光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームを偏向する光偏向装置と、前記光偏向装置により偏向された光ビームを感光体に導く光学系と、前記光源、前記光偏向装置、前記光学系が配置された光学箱と、を備えた光走査装置であって、前記光偏向装置は、前記光源から出射された光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を軸支し回転させるための基板と、を有し、前記光学箱は、前記基板と当接する座面が設けられた複数の取付部を有し、前記取付部は、前記基板が当接する取付座面と、前記取付座面に設けられた開口部と、を有し、前記基板には、前記開口部に対応し、前記基板を貫通する穴部が設けられ、頭部と、前記頭部より突出した突起部と、からなる差込部材を更に有し、前記差込部材の前記突起部を前記開口部に前記穴部を貫通させて差し込むことにより、前記基板を前記取付座面に固定させ、前記基板は、前記差込部材を介して前記取付座面の方向に加圧された後、前記取付部に接着剤により固定されることを特徴とする光走査装置。

本発明によれば、簡易な構成で回転多面鏡の軸倒れを低減することができる。

実施例１、２の画像形成装置の概略断面図 実施例１、２の光走査装置の内部構成を示す斜視図 実施例１の光偏向装置と光学箱との接着構成を説明する斜視図 実施例１の光偏向装置の光学箱への組み付けを説明する図（その１） 実施例１の光偏向装置の光学箱への組み付けを説明する図（その２） 実施例１の光偏向装置の光学箱への組み付けを説明する図（その３） 実施例１の１座面当たりの加圧力と軸倒れの関係を表わすグラフ 実施例２の光偏向装置の光学箱への組み付けを説明する図（その１） 実施例２の光偏向装置の光学箱への組み付けを説明する図（その２） 従来例の光偏向装置と光学箱を説明する図

以下、本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。

［従来の光偏向装置の光学箱への組み付け］
まず、後述する実施例との比較のために、従来の光偏向装置を光走査装置の光学箱に組み付ける方法について説明する。図１０は、従来の光偏向装置の構成の一例を示した図である。図１０（ａ）は、回転多面鏡等を備えた光偏向装置の側面図であり、図１０（ｂ）は、光偏向装置が配置される光学箱８０７と光偏向装置の構成を示した斜視図である。

図１０（ａ）において、光偏向装置は、回転多面鏡等の駆動回路と、駆動回路を取り付ける取付部材である取付板８０１（以下、駆動基板８０１という）から構成されている。ローター部８０３の回転軸８０４には、回転多面鏡８０５が同軸で搭載されて、上部から板バネ８０６などで固定されている。位置決めボス８０２は、駆動基板８０１にカシメ加工などにより接合される。そして、位置決めボス８０２に勘合された（あるいは一体となった）軸受けが、ローター部８０３のシャフトを受けている。そして、図１０（ｂ）に示すように、光偏向装置の位置決めボス８０２を、光走査装置側の支持部材である光学箱８０７に所定の精度で設けられた位置決め穴８０８に挿入して勘合する。そして、光学箱８０７に立設されたボス８０９〜８１２に設けられたビス穴に、光偏向装置の駆動基板８０１に設けられた固定用穴８１３〜８１６を介してビスを螺入し、光偏向装置を光学箱８０７に固定する。このとき、光偏向装置の取付基準は、図１０（ａ）に示す駆動基板８０１の光学箱８０７に対向する面である取付基準面８１７である。そして、ローター部８０３の回転軸８０４は、取付基準面８１７に対して垂直（９０°）になるように、光偏向装置を光学箱８０７に固定する必要がある。

しかしながら、駆動基板８０１に位置決めボス８０２をカシメ加工等によって組み付けるため、回転軸８０４が取付基準面８１７に対して直角かどうかは、部材精度やカシメ精度により、ばらつきが生じてしまう。また、駆動基板８０１が板金の場合には、駆動基板８０１に反りが生じる可能性がある。駆動基板８０１に反りが生じると、回転多面鏡８０５を取り付けたローター部８０３の回転軸８０４も反りに応じて傾き、軸倒れが生じる。その結果、回転多面鏡８０５の反射面も一律に傾いて、回転多面鏡により偏向された反射光の、走査方向と直交する方向の反射角が設計上の理想位置からずれてしまい、結果として光学特性を低下させてしまうことになる。

また、光偏向装置の駆動基板８０１に当接する、光学箱８０７に設けられたボス８０９〜８１２の取付座面も、歪みや凹凸のない平面（理想平面）に加工することは困難である。そのため、駆動基板８０１は、ボス８０９〜８１２上の取付座面のわずかな歪みや、各々のボスの取付座面間の平行性のずれによるストレスを各々のビス締結毎に受けるため、微小ではあるが複雑な変形をする。特に図１０に示すように、駆動基板８０１が当接する取付座面は４か所あり、３か所の場合に比べて、駆動基板８０１はより多くのストレスを受けやすく、変形しやすくなる。その結果、回転軸８０４の取付基準面８１７に対する角度が直角（９０°）からずれて、回転多面鏡８０５の軸倒れとして現れてしまうことになる。

［画像形成装置における画像形成プロセスの概要］
図を用いて、画像形成装置における画像形成プロセスの概要を説明する。図１は、光走査装置２００と、感光ドラム１０１、帯電装置１０２、現像器１０３等からなる画像形成装置の画像形成部とを示した画像形成装置の概略断面図である。図１において、不図示の光源から出射されたレーザ光（光ビーム）は、後述する偏向手段である回転多面鏡２０４ａによって偏向され、各種レンズ、反射ミラー等からなる光学系を介して、感光体である感光ドラム１０１に導かれる。感光ドラム１０１は、その表面を帯電装置１０２により一様に帯電された後、入力画像データに基づいて光走査装置２００内の光源ユニットの半導体レーザ（後述）から出射されるレーザ光（光ビーム）によって、露光される。感光ドラム１０１は、図中、矢印で示す回転方向（時計回り方向）に一定速度で回転し、感光ドラム１０１の感光面は、光走査装置２００からの光ビームに対して副走査方向（感光ドラム１０１の回転方向（図中、矢印））に移動する。このようにして、感光ドラム１０１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１０３のトナー（現像剤）によって現像され、トナー像が形成される。その後、転写ローラ１０４と感光ドラム１０１とで形成される転写部Ｔにおいて、転写ローラ１０４に転写電圧が印加される。これにより、感光ドラム１０１上に担持されたトナー像が、搬送経路１０５上を図中、矢印方向（搬送方向）に搬送されてくる転写材Ｐ（記録媒体）に転写される。そして、トナー像が転写された転写材Ｐは、不図示の定着器に搬送され、加熱等により定着処理が施され、トナー画像が定着された転写材Ｐを得ることができる。

［光走査装置の概要］
図２は、上述した画像形成プロセスによって画像形成を行うレーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる光走査装置２００の斜視図である。図２は、光走査装置２００の開放面を覆う不図示のカバーを外して、開放面側から見た光走査装置２００の内部構成を示す図である。なお、図２において、光走査装置２００の下部に描かれているのは、光走査装置２００から出射される光ビーム（レーザ光）により走査される感光ドラム１０１である。

図２に示すように、光走査装置２００は、半導体レーザやコリメータレンズをユニット化した光源ユニット２０１、光源ユニット２０１から出射された平行光束のレーザ光を副走査方向の収束光へと変えるシリンダレンズ２０２、光偏向装置２０３を備えている。光偏向装置２０３は、光源ユニット２０１から出射された光束であるレーザ光を偏向するための複数の反射面を有する回転多面鏡２０４ａ、回転多面鏡２０４ａを回転駆動するための駆動モータ（不図示）、駆動基板２０５、ＩＣチップ２０６から構成されている。更に、光走査装置２００は、回転多面鏡２０４ａによって偏向されたレーザ光を感光ドラム１０１の表面に結像させるレンズ２０７、レーザ光を感光ドラム１０１に導く反射ミラー２０８を備えている。上述した各構成品は、光走査装置２００の筐体である光学箱２０９に収容される。

光源ユニット２０１は、入力画像データに基づいたレーザ光を出射する。このレーザ光は、コリメータレンズ、シリンダレンズ２０２を通過した後、回転駆動されている回転多面鏡２０４ａの反射面に入射する。回転多面鏡２０４ａは一定速度で回転しているため、回転多面鏡２０４ａに反射した後のレーザ光は、感光ドラム１０１を走査する走査光となり、レンズ２０７を介して、感光ドラム１０１上に静電潜像を形成する。図２中のＬは、光源ユニット２０１から出射されたレーザ光を示している。また、図２中のＬｓは、光源ユニット２０１から出射されたレーザ光Ｌが、回転多面鏡２０４ａによって偏向されたレーザ光の軌跡（走査光）を示している。感光ドラム１０１の表面を走査するレーザ光は、２つの走査により、感光ドラム１０１に静電潜像を形成する。１つは、回転多面鏡２０４ａによる主走査（図２の感光ドラム１０１の回転軸方向の走査）であり、もう１つは、感光ドラム１０１の回転による副走査（図２の感光ドラム１０１の回転方向の走査）である。

画像形成装置が高精細な画像を形成できるためには、光走査装置２００において、光源ユニット２０１からのレーザ光の光路が設計上の光路と同じになるように、光路のずれを最小に抑えつつ、レーザ光を感光ドラム１０１へ案内することが必要である。そのため、光学部品を光走査装置２００に取り付けるときの光学部品の位置、姿勢（傾き）に細心の注意を払う必要がある。その中でも、回転多面鏡２０４ａの回転軸の傾きは、感光ドラム１０１の走査線曲がりはもちろんのこと、光学系を介して感光ドラム１０１上に形成されるビームスポット径にまで影響を与える。例えば、光偏向装置２０３が光学箱２０９に設置された状態において、回転多面鏡２０４ａの回転軸が設計上の所定の角度に対して傾き（以下、軸倒れという）が生じていると、回転多面鏡２０４ａに対して入射する光束は、設計上の所定の角度で入射しない。すると、回転多面鏡２０４ａで反射された後のレーザ光の光路が設計上の所定の光路からずれてしまうため、反射後の光路がレンズ２０７の光学性能が高い部分からずれてしまうことになる。その結果、感光ドラム１０１上に結像されるレーザ光のスポット形が、設計上のサイズ、形状にはならなくなる。そのため、回転多面鏡２０４ａを光走査装置２００に設置する際には、回転多面鏡２０４ａの回転軸の軸倒れが起きないように、光偏向装置を光走査装置の筐体である光学箱２０９に固定させる必要がある。

［光偏向装置の構成］
本実施例の光走査装置では、回転多面鏡２０４ａの軸倒れを起こすことなく、光学箱２０９と光偏向装置２０３を固定する簡易な構成となっている。以下に、本実施例の光偏向装置の構成について詳細に説明する。

図３は、本実施例の光偏向装置２０３と、光走査装置２００に光偏向装置２０３を設置する光学箱２０９の設置面３０１の構成を示す斜視図である。なお、図３では、光走査装置２００については、光偏向装置２０３を設置する設置面３０１のみを示している。図３において、光偏向装置２０３の駆動基板２０５には、駆動基板２０５を光学箱２０９の設置面３０１に固定するための複数の穴部９００ａ、９００ｂ、９００ｃが設けられている。また、光学箱２０９の設置面３０１には、駆動基板２０５の穴部９００ａ、９００ｂ、９００ｃに対応する位置に、設置面３０１から突出するように設けられた円筒形状の取付座面３０６、３０７、３０８が設けられている。駆動基板２０５に設けられた３つの穴部９００ａ、９００ｂ、９００ｃは、他の穴部と近づきすぎないように、互いの相対距離がなるべく大きくなるように配置されている。また、３箇所で駆動基板２０５と設置面３０１の取付座面３０６、３０７、３０８とが当接されることにより、従来例の図１０のように、４か所の取付座面を設けた場合と比べて、駆動基板２０５をより安定させることができる。取付座面３０６、３０７、３０８には、駆動基板２０５が当接する精度座面９０１が具備され、精度座面９０１は歪みや凹凸の少ない、高い平面精度を有している。更に、取付座面３０６、３０７、３０８の精度座面９０１の内径側には、対向する駆動基板２０５に向かって突出した突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃが設けられている。突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃの外形は、円筒形状であり、先端部分の外周部は面取りされている。そして、駆動基板２０５には、突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃに対応する位置に、駆動基板２０５を貫通する穴部９００ａ、９００ｂ、９００ｃが設けられている。穴部９００ａ、９００ｂ、９００ｃの形状は、円筒形状の突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃが貫通するように、円形状となっている。更に、突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃには、装着部材である接着用のキャップ３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃが装着される。キャップ３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃは、ボルトと対になって使用される雌ねじであるナットと同様の外形形状をしており、中心部分は円筒状の中空部となっている。

また、回転多面鏡２０４ａの回転軸受け２０４ｂを軸支する軸は、駆動基板２０５に高い位置精度で溶接されている。更に、その軸は光偏向装置２０３の位置決めボスを兼ねているので、光学箱２０９の設置面３０１に設けられた位置決め穴３１２に嵌合されることにより、光学箱２０９内において、光偏向装置２０３並びに回転多面鏡２０４ａの位置決めが行われる。

［光偏向装置の光学箱への組み付け（その１）］
図４（ａ）は、取付座面３０６、３０７、３０８に対応する突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃを、駆動基板２０５の穴部９００ａ、９００ｂ、９００ｃに通すことにより、光偏向装置２０３を設置面３０１に組み付ける様子を示している。また、図４（ａ）の図を取付座面３０７の軸中心で切断した断面図が図４（ｂ）である。更に、図４（ｂ）において、実線で囲まれた領域９０４の部分を拡大した断面図が図４（ｃ）である。なお、図４（ａ）に示す接着用のキャップ３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃについての説明は後述する。また、図４（ｃ）に示す断面図は、図４（ｂ）の取付座面３０７の領域９０４の部分を拡大した図であるが、取付座面３０６、３０８においても断面の構成は同様である。そのため、取付座面３０７での構成を用いて説明するものとし、取付座面３０６、３０８における構成についての説明は省略し、以下の図においても同様とする。

図４（ｃ）に示すように、突起部９０２ｂの外径寸法は、対応する駆動基板２０５の穴部９００ｂの直径よりも小さい。また、駆動基板２０５を取付座面３０７上に載せたときに、突起部９０２ｂの先端部は対応する穴部９００ｂを貫通する。そのため、取付座面３０７に設けられた精度座面９０１からの突起部９０２ｂの先端部の高さは、駆動基板２０５の厚さよりも大きい。更に、取付座面３０７に設けられている精度座面９０１と突起部９０２ｂの間には凹部が設けられている。

図４（ａ）、図４（ｃ）に示されている９０３ａ、９０３ｂ、９０３ｃは、光偏向装置２０３を光学箱２０９の設置面３０１に固定させるための光硬化性の接着剤（以下、ＵＶ接着剤という）である。ＵＶ接着剤は、図４（ａ）に示すように、設置面３０１の取付座面３０６〜３０８の精度座面９０１に光偏向装置２０３の駆動基板２０５を載せた状態で、穴部９００ａ〜９００ｃと突起部９０２ａ〜９０２ｃのクリアランス部（隙間）に塗布又は滴下される。そして、塗布又は滴下されたＵＶ接着剤は、図４（ｃ）に示すように、接着剤自体の粘性によって、突起部９０２ｂ、駆動基板２０５、取付座面３０７の凹部により形成される隙間部分に侵入する。

［光偏向装置の光学箱への組み付け（その２）］
図５（ａ）は、図４（ａ）に示す状態から、突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃに、透明な樹脂製の接着用のキャップ３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを装着した様子を示した図である。また、図５（ａ）の図を取付座面３０７の軸中心で切断した断面図が図５（ｂ）である。更に、図５（ｂ）において、実線で囲まれた領域９０４の部分を拡大した断面図が図５（ｃ）である。キャップ３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃは、それぞれ突起部９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃに装着され、駆動基板２０５を取付座面３０６、３０７、３０８の精度座面９０１に固定させるための補助部材である。図５（ａ）に示すように、キャップ３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを上方向から見た形状は、いわゆるダブルＤカット形状となっており、キャップの３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃの外周面である側面の一部には、平面部分を備えている。

図５（ｃ）に示すように、キャップ３０４ｂ内部の円筒状の中空部の内径は、突起部９０２ｂの外径よりも嵌合が可能な程度に大きい。キャップ３０４ｂは、その内径と突起部９０２ｂの外径との嵌合によって、位置が決まる。また、設置面３０１の精度座面９０１と駆動基板２０５を介して対向する位置に、キャップ３０４ｂが駆動基板２０５と当接する加圧座面９０５が設けられ、駆動基板２０５は精度座面９０１と加圧座面９０５により挟み込まれる構成となっている。また、図５（ｃ）に示すように、加圧座面９０５と、駆動基板２０５が精度座面９０１と当接する部分とは、駆動基板２０５を介してオーバーラップする位置にある。そのため、後述するＵＶ照射治具９０６ｂによりキャップ３０４ｂに上方向から圧力（加圧力）が加えられても、その加圧力はそのまま駆動基板２０５を介して精度座面９０１で受け止められる。これにより、駆動基板２０５の加圧力による変形を防ぐことができる。

キャップ３０４ｂは、図５（ｃ）に示すようにキャップ３０４ｂが装着される方向である上下方向に対称な形状となっており、キャップ３０４ｂの上下を逆にしても、突起部９０２ｂに組み付けることができるようになっている。そして、図５（ｃ）に示すように、キャップ３０４ｂを装着することにより、ＵＶ接着剤９０３ｂは、３部品、すなわち駆動基板２０５、取付座面３０７、キャップ３０４ｂの各々に接触する。そして、ＵＶ接着剤９０３は、これら３部品に接触することにより形成される閉じられた空間から、外部にはみ出さないように封止される。なお、キャップ３０４ｂには、駆動基板２０５と当接する面から離れる方向（図５（ｃ）における上方向）において、内径方向（突起部９０２ｂに向かう方向）に段差を設けた凹部である段差部が設けられている。この段差部は、後述するＵＶ照射治具９０６ｂによりキャップ３０４ｂが加圧された際に、ＵＶ接着剤９０３ｂが流れ込む溜り部を確保するために設けられている。このような溜り部を設けられていないと、例えばＵＶ接着剤９０３ｂの塗布量のばらつきにより、ＵＶ接着剤９０３ｂが漏れ出してしまう原因となる。

また、ＵＶ接着剤９０３は光硬化性の性質を備えており、紫外線を照射すると接着力を保持する特徴を有している。そのため、ＵＶ接着剤９０３を硬化させるための光（紫外線を照射する際に、影になって紫外線の当たらない部分のＵＶ接着剤９０３は硬化しないが、本実施例の構成では、キャップ３０４は透明材質であるため、光（紫外線）を通すことができる。

［光偏向装置の光学箱への組み付け（その３）］
図６（ａ）は、図５（ａ）に示す状態から、接着用のキャップ３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃにＵＶ照射治具９０６ａ、９０６ｂ、９０６ｃを突き当てた様子を示した図である。また、図６（ａ）の図を取付座面３０７の軸中心で切断した断面図が図６（ｂ）である。更に、図６（ｂ）において、実線で囲まれた領域９０４の部分を拡大した断面図が図６（ｃ）である。図６（ｃ）に示すように、座面を加圧するＵＶ照射治具９０６ｂは、上部の不図示の治具筐体から下降し、接着用のキャップ３０４ｂの治具側の加圧座面９１３に突き当たる。そして、ＵＶ照射治具９０６ｂは、所定の加圧力でキャップ３０４ｂを加圧しながら、中央部に設けられたＵＶ照射口９０８よりＵＶ照射光９０７を照射する。照射されたＵＶ照射光９０７は、キャップ３０４ｂを介して、ＵＶ接着剤９０３ｂに照射される。これにより、ＵＶ接着剤９０３ｂは硬化し、駆動基板２０５、取付座面３０７、キャップ３０４ｂはＵＶ接着剤９０３ｂにより接着し、固定される。

また、キャップ３０４ｂは照射光を集光したり、反射させたりするライトガイドの機能も備えている。そのため、キャップ３０４は、例えばＵＶ照射光９１１の光路のように、キャップ３０４の部品の内面反射によりＵＶ照射光９１１を反射させて、ＵＶ接着剤９０３に到達させることができる形状となっている。本実施例では、キャップ３０４は、ライトガイド機能をキャップ３０４の外形側の内面に備えているが、外形側に限定するものではない。また、キャップ３０４が備える透明材質についても、例えば紫外線の透過率が高いポリカーボネート（ＰＣ）などを用いることにより、ＵＶ接着剤９０３による接着をより効率よく行うことができる。

ところで、図６（ｃ）に示すように、本実施例の構成では、上方向からＵＶ接着剤９０３ｂに紫外線を照射する。そのため、駆動基板２０５の裏面（駆動基板２０５と取付座面３０７との間の空間）に入り込んだＵＶ接着剤９０３には、駆動基板２０５により遮られるために、照射された紫外線が届かず、硬化反応が進行しない可能性がある。そこで、例えば、近傍の金属に接触することにより硬化反応が進行する嫌気性ＵＶ接着剤を選択し、駆動基板２０５の材質を鉄にすることにより、ＵＶ接着剤の硬化反応が進むので、未硬化の接着剤が残らず、信頼性の高い接着を行うことが可能となる。

更に、本実施例においては、メンテナンス作業を容易にするため、キャップ３０４ｂの上方向から見た外形形状をいわゆるダブルＤカット形状とし、キャップ３０４ｂの外周部である側面の一部には、平面部分を有している。これにより、メンテナンス時にスパナ又はダブルＤカット形状に対応した専用工具を使用すれば、簡単にキャップ３０４ｂに回転トルクをかけることができ、接着部分を剥がし、キャップ３０４ｂを外すことが可能となる。なお、本実施例では、接着用のキャップ３０４の外形にダブルＤカット形状を採用したが、ダブルＤカット形状に限るものではない。すなわち、キャップ３０４ｂの外周部が平面部分のない円筒形状でなく、外周部の一部に、工具を使ったキャップ３０４ｂの除去が容易な面部を有していれば、ダブルＤカット形状に限るものではない。例えば上方向から見たキャップ３０４ｂの形状が、四角形状や星形状等の形状であれば、キャップ３０４ｂの外周部に辺面部分を有しており、ダブルＤカット形状の場合と同様の効果が得られる。

次に、本実施例の構成が従来一般的に用いられるビス締結に比べて、光偏向装置の姿勢（軸倒れ）が大きくならない理由について説明する。図１０において説明したように、光学箱側に設けられた精度座面に、光偏向装置の駆動基板をビス締結で押し付ける構成の場合、複数の精度座面は、それぞれ微小な変形（うねり）を有しており、歪みや凹凸のない理想平面ではない。そして、設置面である光学箱の量産時での加工の精度を高めたとしても、精度座面は理想平面にはなりえない。従来の構成では、この理想平面ではない精度座面に駆動基板がビスで強制的に加圧され、締結される。その結果、光偏向装置側の駆動基板は、光学箱側の精度座面に強制的にならい、精度座面上のそのわずかな変形（うねり）が光偏向装置の回転多面鏡の回転軸の姿勢を崩し、軸倒れを発生させる。一方、本実施例の構成では、接着剤を用いることにより、上述したビス締結構成に比べて、駆動基板が精度座面にならう量を加減することができる。これによって駆動基板の変形が緩和され、光偏向装置の軸倒れ、すなわち回転多面鏡の軸倒れを低減することができる。

一般的に、光走査装置ではビス締結を行う場合にはＭ３ビスが用いられており、ビス１点当たりの推力は、条件にもよるが、５０ｋｇｆを超える場合が多い。回転多面鏡を備えた駆動基板は、光学箱に３点〜５点程度の複数のビスにより締結されるため、光偏向装置は、１５０ｋｇｆ〜２５０ｋｇｆ程度の推力で、光学箱の精度座面に押し付けられていることになる。

図７は、本実施例における光偏向装置の軸倒れの影響を示したシミュレーション結果であり、ビス締結を行う座面１点当たりの推力（加圧力）と、回転多面鏡の回転軸の傾きの関係を示すグラフである。図７において、横軸は１座面当たりの加圧力（ｋｇｆ）を示し、縦軸は回転多面鏡の回転軸の軸倒れ量（分）を示す。なお、本シミュレーションにおいては、精度座面は理想平面ではなく、量産時での加工精度を加味して、理想平面をわずかに崩した設定としている。図７のグラフより、ビス締結が行われる座面１点当たりの加圧力の増加と共に、回転多面鏡の回転軸の軸倒れの度合いが線形的に上昇していることがわかる。本実施例では、前述したように、光偏向装置２０３を光学箱２０９に接着する際に、ＵＶ照射治具９０６のキャップ３０４を介した駆動基板２０５への加圧力を調整できる構成となっている。そのため、接着を行う座面１点当たりの加圧力を、例えば１０ｋｇｆとすれば、従来のビス締結時の加圧力である５０ｋｇｆに比べて、加圧力を減らすことができる。その結果、光偏向装置の回転多面鏡の回転軸の軸倒れを低減させ、設置面に駆動基板を組み付けることができる。

また、本実施例では、突起部９０２ａ〜９０２ｃの外形形状も、嵌合されるキャップ３０４ａ〜３０４ｃの中空部の形状も円筒形状であったが、円筒形状に限るものではなく、例えば角柱のような角形状であってもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、簡易な構成で回転多面鏡の軸倒れを低減することができる。すなわち、光偏向装置の駆動基板は、光学箱である光走査装置の光学箱の精度座面に、ビス締結ではなく、接着剤によって固定される。これにより、ビス締結による固定の場合と比べて、光偏向装置の軸倒れの角度の増加が生じず、感光ドラム上の結像品質を高品位に保つことができる。

実施例１では、設置面３０１の突起部９０２ａ〜９０２ｃに接着用のキャップ３０４ａ〜３０４ｃを装着し、加圧すると共に紫外線を照射してＵＶ接着剤９０３を硬化させ、駆動基板２０５を取付座面３０６〜３０８に固定させる構成について説明した。実施例２では、実施例１の接着用のキャップ３０４ａ〜３０４ｃ及び設置面３０１の突起部９０２ａ〜９０２ｃの雌雄形状を入れ替えた構成で、駆動基板２０５を取付座面３０６〜３０８の精度座面９０１に固定させる構成について説明する。なお、本実施例で使用する光偏向装置２０３、及び光走査装置２００の光学箱２０９の設置面３０１の構成は、実施例１と同様であり、実施例１と異なる点を主として説明し、共通する構成については同一符号を付けて説明を省略する。

［光偏向装置の光学箱への組み付け（その１）］
図８（ａ）は、駆動基板２０５の穴部９００ａ〜９００ｃを、対応する設置面３０１に設けられた取付座面３０６〜３０８の開口部に合わせ、上方向から接着用の差込部材９０９ａ〜９０９ｃを差し込んだ様子を示した図である。また、図８（ａ）の図を取付座面３０７の軸中心で切断した断面図が図８（ｂ）である。更に、図８（ｂ）において、実線で囲まれた領域９０４の部分を拡大した断面図が図８（ｃ）である。図８（ｃ）に示すように、接着用の差込部材９０９ａ〜９０９ｃはボルトのような外形形状をし、頭部とネジ部に相当する突起部を有する。頭部の上方向から見た形状は、いわゆるダブルＤカット形状となっており、頭部の外周部である側面の一部には、平面部分を備えている。また、突起部の外形は円筒形状であり、先端部分の外周部は面取りされている。一方、取付座面３０６〜３０８には、差込部材９０９ａ〜９０９ｃの突起部よりも長い（深さの深い）円筒形状の中空部分を有する開口部が設けられている。開口部の中空部分の直径は、差込部材９０９ａ〜９０９ｃの突起部の外径よりも嵌合が可能な程度に大きい。そして、差込部材９０９ａ〜９０９ｃの突起部を、取付座面３０６〜３０８の開口部に差し込むことにより、差込部材９０９ａ〜９０９ｃと開口部の中空部分が嵌合して、差込部材９０９ａ〜９０９ｃの位置が決まる。

図８（ｃ）に示すように、実施例１と同様に、差込部材９０９ｂ、取付座面３０７、駆動基板２０５で形成される閉じられた空間に、予め滴下又は塗布しておいたＵＶ接着剤９０３ｂが封止されている。また、駆動基板２０５が当接する精度座面９０１と、駆動基板２０５を介して対向する位置に、差込部材９０９ｂの頭部が駆動基板２０５に当接する加圧座面９０５が設けられ、駆動基板２０５は精度座面９０１と加圧座面９０５に挟み込まれる構成となっている。また、図８（ｃ）に示すように、加圧座面９０５と、駆動基板２０５が精度座面９０１と当接する部分とは、駆動基板２０５を介してオーバーラップする位置にある。そのため、後述するＵＶ照射治具９０６ｂにより差込部材９０９ｂに上方向から圧力（加圧力）が加えられても、その加圧力はそのまま駆動基板２０５を介して精度座面９０１で受け止められる。これにより、加圧力による駆動基板２０５の変形を防ぐことができる。

また、差込部材９０９ｂには、駆動基板２０５と当接する面から離れる方向（図８（ｃ）における上方向）において、内径方向（差込部材９０９ｂの突起部に向かう方向）に凹部が設けられている。この凹部は、実施例１と同様に、後述するＵＶ照射治具９０６ｂにより差込部材９０９ｂが加圧された際に、ＵＶ接着剤９０３ｂが流れ込む溜り部を確保するために設けられている。

更に、実施例１と同様に、本実施例においても、メンテナンス作業を容易にするため、差込部材９０９ｂの頭部の外形形状は、平面部分のない円筒形状でなく、その一部に治具を用いて差込部材９０９ｂの除去が容易な平面の部分を有している。これにより、メンテナンス時にスパナ等を使用することにより、簡単に差込部材９０９ｂに回転トルクをかけることができ、接着部分を剥がし、差込部材９０９ｂを抜き出すことが可能となる。

［光偏向装置の光学箱への組み付け（その２）］
図９（ａ）は、図８（ａ）に示す状態から、差込部材９０９ａ、９０９ｂ、９０９ｃにＵＶ照射治具９０６ａ、９０６ｂ、９０６ｃを突き当てた様子を示した図である。また、図９（ａ）の図を取付座面３０７の軸中心で切断した断面図が図９（ｂ）である。更に、図９（ｂ）において、実線で囲まれた領域９０４の部分を拡大した断面図が図９（ｃ）である。

図９（ｃ）に示すように、座面を加圧するＵＶ照射治具９０６ｂは、上部の不図示の治具筐体から下降し、差込部材９０９ｂのＵＶ照射治具９０６ｂ側の加圧座面９１０に突き当たる。そして、ＵＶ照射治具９０６ｂは、差込部材９０９ｂの加圧座面９１０を所定の加圧力で加圧しながら、中央部に設けられたＵＶ照射口９０８よりＵＶ照射光９０７を照射する。照射されたＵＶ照射光９０７は、差込部材９０９ｂを介して、ＵＶ接着剤９０３ｂに照射される。これによりＵＶ接着剤９０３ｂは硬化し、駆動基板２０５、取付座面３０６、差込部材９０９ｂは、ＵＶ接着剤９０３ｂにより接着し、固定される。

本実施例の差込部材９０９ａ〜９０９ｃは、実施例１の接着用のキャップ３０４ａ〜３０４ｃとは異なり、ライトガイド機能は有していない。そこで、図９（ｃ）の領域９１２（破線で囲まれた部分）の形状をＵＶ照射光９０７がＵＶ接着剤９０３の方向へ集光するレンズ形状とすることにより、差込部材９０９ａ〜９０９ｃがライトガイド機能を備えることが可能になる。本実施例におけるＵＶ接着剤９０３は、実施例１のように、駆動基板２０５により、ＵＶ照射光を遮られることはない。そのため、ライトガイド機能を備えることにより、差込部材９０９を介して、ＵＶ照射光９０７を更に効率よくＵＶ接着剤９０３に照射することが可能となる。

また、本実施例では、差込部材９０９ａ〜９０９ｃの突起部の外形形状も、嵌合される開口部の中空部分の形状も円筒形状であったが、円筒形状に限るものではなく、例えば角柱のような角形状であってもよい。また、上述した光偏向装置を有した光走査装置の実施例を図１、図２で説明した。図１、図２に示した光走査装置は、感光ドラム１台に対応する構成のものであったが、例えば１台で感光ドラム４台に対応する構成の光走査装置の光偏向装置についても上述した実施例は適用可能である。以上説明したように、本実施例によれば、簡易な構成で回転多面鏡の軸倒れを低減することができる。

２０５ 基板
３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ キャップ
３０６、３０７、３０８ 取付座面
９００ａ、９００ｂ、９００ｃ 穴部
９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ 突起部

Claims (17)

1. 光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された光ビームを偏向する光偏向装置と、
   前記光偏向装置により偏向された光ビームを感光体に導く光学系と、
   前記光源、前記光偏向装置、前記光学系が配置された光学箱と、
   を備えた光走査装置であって、
   前記光偏向装置は、前記光源から出射された光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を軸支し回転させるための基板と、を有し、
   前記光学箱は、前記基板と当接する座面が設けられた複数の取付部を有し、
   前記取付部は、前記基板が当接する取付座面と、前記取付座面より突出した突起部と、
   を有し、
   前記基板には、前記突起部に対応し、前記基板を貫通する穴部が設けられ、
   前記突起部に嵌合する中空部が設けられ、前記穴部を貫通した前記突起部に装着される装着部材を更に有し、
   前記装着部材を前記突起部に嵌合させて、前記基板を介して前記取付座面と対向する前記基板の面に当接させることにより、前記基板を前記取付座面に固定させ、
   前記基板は、前記装着部材を介して前記取付座面の方向に加圧された後、前記取付部に接着剤により固定されることを特徴とする光走査装置。
2. 前記装着部材を介して前記加圧を受ける前記基板の前記装着部材が当接する部分は、前記基板を介して、前記基板が当接する前記取付座面とオーバーラップすることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記装着部材は、前記突起部へ装着する方向に対して対称な形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記装着部材は、前記突起部へ装着する方向に直交する方向の前記装着部材の外周面の少なくとも一部に平面を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記装着部材は、前記基板と当接する面から内径方向に段差部を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記装着部材は、透明な樹脂製であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 前記装着部材は、前記装着部材の内面で光を反射または集光するライトガイドを有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光走査装置。
8. 前記取付部と前記基板と前記装着部材は、前記接着剤により接着されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
9. 前記接着剤は、紫外線を照射すると接着力を保持する光硬化性を有することを特徴とする請求項１又は８に記載の光走査装置。
10. 光ビームを出射する光源と、
    前記光源から出射された光ビームを偏向する光偏向装置と、
    前記光偏向装置により偏向された光ビームを感光体に導く光学系と、
    前記光源、前記光偏向装置、前記光学系が配置された光学箱と、
    を備えた光走査装置であって、
    前記光偏向装置は、前記光源から出射された光ビームを偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を軸支し回転させるための基板と、を有し、
    前記光学箱は、前記基板と当接する座面が設けられた複数の取付部を有し、
    前記取付部は、前記基板が当接する取付座面と、前記取付座面に設けられた開口部と、
    を有し、
    前記基板には、前記開口部に対応し、前記基板を貫通する穴部が設けられ、
    頭部と、前記頭部より突出した突起部と、からなる差込部材を更に有し、
    前記差込部材の前記突起部を前記開口部に前記穴部を貫通させて差し込むことにより、前記基板を前記取付座面に固定させ、
    前記基板は、前記差込部材を介して前記取付座面の方向に加圧された後、前記取付部に接着剤により固定されることを特徴とする光走査装置。
11. 前記差込部材を介して前記加圧を受ける前記基板の前記差込部材の前記頭部が当接する部分は、前記基板を介して、前記基板が当接する前記取付座面とオーバーラップすることを特徴とする請求項１０に記載の光走査装置。
12. 前記差込部材の前記頭部は、前記頭部の側面の少なくとも一部に平面を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光走査装置。
13. 前記差込部材は、前記頭部が前記基板と当接する面と前記突起部との間に凹部を有することを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の光走査装置。
14. 前記差込部材は、透明な樹脂製であることを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載の光走査装置。
15. 前記取付部と前記基板と前記差込部材は、前記接着剤により接着されることを特徴とする請求項１０に記載の光走査装置。
16. 前記接着剤は、紫外線を照射すると接着力を保持する光硬化性を有することを特徴とする請求項１０又は１５に記載の光走査装置。
17. 前記取付部の数は、３つであることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の光走査装置。

Images