JP6851739B2 - 光学走査装置及び光学走査装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源からの光束を偏向器によって偏向して走査レンズを通して感光体等の被走査体に対して走査する光学走査装置及び光学走査装置の製造方法に関する。

従来から、複数の感光体を一列に並べて高速印刷を可能としたカラー画像形成装置に搭載される光学走査装置として、特許文献１のような構成が知られている。

上記従来例では、複数の感光体と同数の走査光学系が１つのケーシングに内包され、複数のレンズ（特許文献１では第２シリンドリカルレンズ６０Ｃ、６０Ｄ）がケーシングの底面から直立したレンズ固定部に接着固定されている。

特開２０１２−２５２１２５号公報

しかしながら、上記従来例では、複数のレンズとケーシングの接着強度が得られにくいという問題があった。

特許文献１のように、光硬化型の接着剤を鉛直に立った壁状の接着面に塗布した場合、塗布してからの時間と共に重力によって接着剤が下に垂れてしまう。そのため、接着剤を硬化させるための硬化光を照射する段階では、大部分の接着剤がレンズとケーシングのレンズ固定部との間ではなく、レンズの下に溜まってしまい、レンズとレンズ固定部との間に充分な接着面積が得られない。

これを防止するためには、ケーシングを９０°立てて、レンズ固定部が水平になる姿勢で接着剤の塗布を行えば良い。しかし、複数の感光体に対応する光学走査装置の場合には、特許文献１にもあるように、略左右対称な光学配置をしている。そのため、レンズ固定部が水平になる姿勢で接着作業をしようとした場合、２つのレンズを同時には接着できず、レンズ毎にケーシングの姿勢を変える必要がある。また、接着剤を硬化させるためには、硬化光を十数秒から数十秒間照射する必要があり、複数のレンズを同時に作業ができない場合は、多大な組立工数アップに繋がる。

本発明の目的は、複数の走査レンズを接着固定する際に、接着強度の低下を生じること無く、かつ同時に行うことができ、強固で信頼性の高い光学走査装置を組立工数を増大させることなく実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は、光源と、前記光源からのレーザ光束を主走査方向に偏向する偏向器と、前記偏向器を挟んで互いに対向する位置に配置され前記偏向器からのレーザ光束が通過する第１及び第２の走査レンズと、前記光源と前記偏向器と前記第１及び第２の走査レンズとを内包するハウジングと、を有する光学走査装置において、前記第１及び第２の走査レンズは、夫々、主走査方向の両端に突出したツバ部を有し、前記ハウジングは前記第１及び第２の走査レンズの前記ツバ部と対向する位置に設けられた第１及び第２の固定部を有し、前記第１及び第２の走査レンズの前記ツバ部が前記第１及び第２の固定部に接着固定されることで前記第１及び第２の走査レンズは前記ハウジングに固定されており、前記第１の走査レンズに対応する前記第１の固定部は、前記第１の走査レンズのレーザ光束入射側に設けられており、前記第２の走査レンズに対応する前記第２の固定部は、前記第２の走査レンズのレーザ光束出射側に設けられており、前記第１の走査レンズの前記ツバ部の前記レーザ光束入射側の面と前記第１の固定部の間に接着剤が塗布されて両者が接着固定されており、前記第２の走査レンズの前記ツバ部の前記レーザ光束出射側の面と前記第２の固定部の間に接着剤が塗布されて両者が接着固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、複数の走査レンズを接着固定する際に、接着強度の低下を生じること無く、かつ同時に行うことができ、強固で信頼性の高い光学走査装置を組立工数を増大させることなく実現することができる。

実施例１に係る光学走査装置を表す図である。 光学走査装置が搭載される画像形成装置を表す図である。 実施例１に係る光学走査装置のレンズ固定部を表す図である。 実施例１に係る光学走査装置のレンズ接着工程を表す図である。 実施例２に係る光学走査装置を表す図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
図１を用いて、本発明の実施例１に係る光学走査装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係る光学走査装置を表す図である。図１に示すように、光学走査装置２００は、光源ユニット（光源）１ａ，１ｂと、回転多面鏡（偏向器）２を有している。回転多面鏡２は、スキャナモータ３によって回転され、光源ユニット１ａ，１ｂからのレーザ光束Ｌａ，Ｌｂを主走査方向に偏向する。また光学走査装置２００は、回転多面鏡２によって偏向された光源ユニット１ａからのレーザ光束Ｌａが通過する第１の走査レンズ４ａ、及び回転多面鏡２によって偏向された光源ユニット１ｂからのレーザ光束Ｌｂが通過する第２の走査レンズ４ｂを有している。さらに光学走査装置２００は、第１の走査レンズ４ａを通過したレーザ光束Ｌａを反射する折返しミラー５ａ、及び第２の走査レンズ４ｂを通過したレーザ光束Ｌｂを反射する折返しミラー５ｂを有している。第１及び第２の走査レンズ４ａ，４ｂは、回転多面鏡２を挟んで互いに対向する位置に配置されている。前記光源ユニット１ａ，１ｂ、前記回転多面鏡２、前記スキャナモータ３、前記第１及び第２の走査レンズ４ａ，４ｂ、及び折返しミラー５ａ，５ｂは、光学ハウジング６に内包されている。光源ユニット１ａ，１ｂはレーザ駆動回路基板７に接続されており、レーザ駆動回路基板７は前記光学ハウジング６の外壁に固定されている。

ここで、第１及び第２の走査レンズ４ａ，４ｂは、主走査方向に直交する副走査方向の断面形状が、副走査方向に長い略長方形の形状をしており、その主走査方向の両端に突出した左右のツバ部４ｃで光軸方向に姿勢を決めるようになっている。そのため、第１及び第２の走査レンズ４ａ，４ｂは、それぞれ光学ハウジング６の底面６ａから略垂直に突出した第１及び第２のレンズ固定部３１ａ，３１ｂに接着固定されている。この第１及び第２のレンズ固定部３１ａ，３１ｂは、各走査レンズ４ａ，４ｂの主走査方向の両端のツバ部４ｃに対向する位置に１ヶ所ずつ設けられている。第１のレンズ固定部３１ａは第１の走査レンズ４ａの入射側に配置され、第２のレンズ固定部３１ｂは第２の走査レンズ４ｂの出射側に配置されている。この詳細については後述する。

次に、本光学走査装置の動作について説明する。光源ユニット１ａ，１ｂはレーザ駆動回路基板７によって各々独立して制御され、画像信号に基づいて明滅するレーザ光束Ｌａ，Ｌｂを発する。これらレーザ光束Ｌａ，Ｌｂは、スキャナモータ３によって回転駆動される回転多面鏡２の作用により主走査方向（紙面に平行な方向）に偏向され、各々が走査レンズ４ａ、４ｂに入射する。レーザ光束Ｌａ，Ｌｂは各走査レンズ４ａ、４ｂを通過することによって屈折され、それぞれ折返しミラー５ａ，５ｂによって紙面に略垂直な方向に向きを変えられた後、感光体（図２に記載）表面上に走査、結像される。

図２は前記光学走査装置を搭載した画像形成装置を表す模式断面図である。図２を用いて画像形成装置の画像形成プロセスを説明する。図２において、２００は前述の光学走査装置を示すが、ここでは光学走査装置２００は１台で２色を書き込むことができるものを例示している。従って、フルカラー画像を印刷するための４色に対応するために、１台の画像形成装置に２台の光学走査装置を搭載した構成を例示している。

２つの光学走査装置２００は前述したように感光ドラム２０１Ｙ，２０１Ｍ，２０１Ｃ，２０１Ｋ上にレーザ光を走査、結像する。感光ドラム２０１Ｙ，２０１Ｍ，２０１Ｃ，２０１Ｋは予め帯電器２０２Ｙ，２０２Ｍ，２０２Ｃ，２０２Ｋによって帯電され、レーザ光が照射された部分だけ電荷が抜けることによってその表面に静電潜像が形成される。この静電線像は、現像器２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋによってトナー像として顕像化される。各感光ドラム２０１Ｙ，２０１Ｍ，２０１Ｃ，２０１Ｋ上のトナー像は、各感光ドラムと対向して一次転写部を構成する一次転写ローラ２０４Ｙ，２０４Ｍ，２０４Ｃ，２０４Ｋによって中間転写ベルト２０５上に順次重畳転写（一次転写）される。

一方、給紙カセット２０６内に置かれた記録紙２０７は、上記プロセスとタイミングを合わせてピックアップローラ２０８によって繰り出される。その後、繰り出された記録紙２０７は、中間転写ベルト２０５と対向して二次転写部を構成する二次転写ローラ２０９によって中間転写ベルト２０５上の４色のトナー像が一括転写（二次転写）される。記録紙２０７は最後に定着器２１０を通過することでトナー像を定着され、装置外に排出される。

図３を用いて、本発明の特徴である複数の走査レンズ４ａ，４ｂの光学ハウジング６への固定部分について詳述する。図３は実施例１に係る光学走査装置のレンズ固定部を表す要部斜視図である。

図３に示すように、第１及び第２のレンズ固定部３１ａ，３１ｂの各走査レンズ４ａ，４ｂに対向する面には、それぞれレンズ突き当て面３２ａ，３２ｂと、レンズ接着面３３ａ，３３ｂが設けられている。レンズ突き当て面３２ａ，３２ｂは、それぞれ走査レンズ４ａ，４ｂのツバ部４ｃを突き当てる部位である。レンズ接着面３３ａ，３３ｂは、突き当て面３２ａ，３２ｂに突き当てられた各走査レンズを接着固定する部位である。

本実施例の特徴は、２つの走査レンズ４ａ，４ｂに対応するレンズ接着面３３ａ，３３ｂの全てが同じ方向を向いていることにある。そのため、図３に示すように、第１の走査レンズ４ａの出射側が上を向く姿勢になるように光学走査装置全体（光学ハウジング６）を立てて置くことで、レンズ接着面３３ａ，３３ｂを略水平かつ上に向けることができる。この状態であれば２つの走査レンズ４ａ，４ｂの接着作業を同時に行うことができる。

図４を用いて、前記光学走査装置２００を製造する製造方法について説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は複数の走査レンズ４ａ，４ｂの接着工程を示した図である。尚、図４では一方の走査レンズ４ａ側のみを描いているが、他方の走査レンズ４ｂ側も同様である。複数の走査レンズ４ａ，４ｂは、以下の４つの工程を経て、光学ハウジング６に接着固定される。

第１の工程は、光学ハウジング６の、第１及び第２の走査レンズ４ａ，４ｂのツバ部４ｃと対向する位置に設けられた第１及び第２のレンズ固定部３１ａ，３１ｂが上を向く姿勢に前記光学ハウジング６を設置する工程である。すなわち、第１の工程は、各走査レンズのツバ部４ｃと対向するレンズ接着面３３ａ，３３ｂが上を向く姿勢に光学ハウジング６を立てる工程である。これは、不図示の設置台等を用いて行われる。

第２の工程は、前記光学ハウジング６の姿勢における第１及び第２のレンズ固定部３１ａ，３１ｂの上面（レンズ接着面３３ａ，３３ｂ）に接着剤を塗布する工程である。すなわち、第２の工程は、レンズ接着面３３ａ，３３ｂに対して接着剤４２を塗布する工程である。これは、図４（ａ）に示すように、ディスペンサー４１を用いて予め決められた量をレンズ接着面３３ａ，３３ｂに塗布する。この工程は、複数の走査レンズ４ａ，４ｂの各ツバ部と対向する位置に設けられた一対のレンズ接着面３３ａ，３３ｂのすべてである、計４ヶ所に同時に行うことができる。また、接着剤４２は、光硬化型の接着剤を用いている。

第３の工程は、第１のレンズ固定部３１ａの接着剤４２を塗布した接着面３３ａに、第１の走査レンズ４ａの入射側のツバ部４ｃを設置するとともに、第２のレンズ固定部３１ａの接着剤４２を塗布した接着面３３ｂに、第２の走査レンズ４ｂの出射側のツバ部４ｃを設置する工程である。すなわち、第３の工程は、接着剤を塗布した各レンズ固定部３１ａ，３１ｂへ各走査レンズ４ａ，４ｂを設置する工程である。これは図４（ｂ）に示すように、走査レンズ４ａ、４ｂは、ツバ部４ｃを、各レンズ固定部３１ａ，３１ｂが有する突き当て面（レンズ基準面）３２ａ，３２ｂ（図３参照）に付勢しつつ、光学ハウジング６の底面６ａから突出したレンズ副走査基準面４３に突き当たるように設置される。尚、これは不図示の付勢治具を用いて行うのが良い。突き当て面（レンズ基準面）３２ａ，３２ｂは、レンズ固定部３１ａ，３１ｂの各レンズ接着面３３ａ，３３ｂの脇に設けられており、ツバ部４ｃのレンズ接着面３３ａ，３３ｂと対向する面の位置を規制する。レンズ副走査基準面４３は、光学ハウジング６の底面６ａから突出して設けられ、ツバ部４ｃの底面６ａと対向する面の位置を規制する。このツバ部４ｃの底面６ａと対向する面は、ツバ部４ｃのレンズ接着面３３ａ，３３ｂと対向する面と交差（直交）する面である。

ここで、突き当て面（レンズ基準面）３２ａ，３２ｂにツバ部４ｃを突き当てた状態でも、ツバ部４ｃとレンズ接着面３３ａとの間には若干の隙間が残るようになっており、この隙間に第２の工程で塗布された接着剤４２が充填されている。

第４の工程は、接着剤を硬化させる工程である。これは図４（ｃ）に示すように、照射器４４から硬化光４５を各走査レンズ４ａ、４ｂ越しに接着剤４２に十数秒から数十秒間照射することによってなされる。各走査レンズ４ａ，４ｂは硬化光４５が透過する透明な材料でできており、各走査レンズ４ａ，４ｂを通して接着剤４２に硬化光４５を照射することができる。更に、この工程も各々一対のレンズ接着面３３ａ，３３ｂのすべてである、計４ヶ所を同時に行うことができる。

その後、前述の付勢治具を解除し、設置台から光学走査装置（光学ハウジング６）を取り出して一連の工程を完了する。

以上説明したように、本実施例を用いれば、光学ハウジング６の底面６ａに垂直に設けられた各レンズ固定部に複数の走査レンズ４ａ，４ｂを接着固定する場合でも、全ての固定部の接着面を水平にした状態で一度に接着剤の塗布及び硬化光の照射が可能である。そのため、走査レンズ４ａ，４ｂと光学ハウジング６との接着固定を接着強度の低下を生じることなく、かつ同時に行うことができ、強固で信頼性の高い光学走査装置を提供することができる。

また本実施例によれば、接着作業中に光学走査装置の姿勢を変える必要がない。すなわち、前記第２の工程から前記第４の工程までを前記第１の工程で設置した光学ハウジング６の姿勢を変える必要がない。そのため、全ての走査レンズを一度（同時）に接着固定することができ、組立工数を大幅に削減することができる。

〔実施例２〕
図５を用いて本発明の実施例２に係る光学走査装置について説明する。図５は本発明の実施例２に係る光学走査装置を表す図である。図５において、５１は同期検知センサ、５２は同期検知用レンズである。ここで、同期検知センサ５１はレーザ駆動回路基板７上に実装された光センサであり、回転多面鏡２に偏向されたレーザ光束を検知する検知手段である。同期検知用レンズ５２は、回転多面鏡２に偏向されたレーザ光束を同期検知センサ５１に向けて集光するレンズである。

従って、光源ユニット１ｂからのレーザ光束Ｌｂは、回転多面鏡２で偏向された後、同期検知用レンズ５２によって集光され、感光体上を走査するのに先立って同期検知センサ５１に入射して同期検知信号を発する。そして、感光体上を走査するレーザ光束Ｌａ，Ｌｂはこの同期検知信号に同期して明滅し、画像を書き込む。

本実施例では、同期検知センサ５１、同期検知用レンズ５２が、レンズ固定部が走査レンズの出射側に設けられている第２のレンズ固定部３１ｂ側に設けられている。すなわち、同期検知センサ５１及び同期検知用レンズ５２が、第２のレンズ固定部３１ｂに接着固定されている第２の走査レンズ側に配置されている。さらに詳しくは、同期検知センサ５１及び同期検知用レンズ５２は、光学ハウジング６の回転多面鏡２と第２の走査レンズ４ｂが接着固定される第２のレンズ固定部３１ｂとの間のスペースに配置されている。

もし、同期検知センサ５１及び同期検知用レンズ５２を、反対側であるレンズ固定部が走査レンズの入射側に設けられている第１のレンズ固定部３１ａ側に設ける場合、レンズ固定部３１ａとレーザ光束や同期検知用レンズ５２等との干渉を避けるため、走査レンズ４ａ，４ｂを回転多面鏡２から離して配置する必要がある。これは、必然的に折返しミラー５１ａ，５１ｂ同士の距離も離すこととなり、光学走査装置の大型化を招く。これは、結果として画像形成装置の感光体２０１同士の距離も広がり、装置本体の大型化につながってしまう。

しかしながら、本実施例によれば、同期検知センサ５１及び同期検知用レンズ５２を設置するためにわざわざ画像形成装置本体を大きくする必要が無く、コンパクトな画像形成装置を実現することができる。

なお、本実施例では、同期検知センサ５１及び同期検知用レンズ５２が、第２のレンズ固定部３１ｂに接着固定されている第２の走査レンズ側に配置されている構成を例示したが、これに限定されるものではない。同期検知用レンズ５２をもたず、同期検知センサ５１のみを有する場合、同期検知センサ５１を、第２のレンズ固定部３１ｂに接着固定されている第２の走査レンズ側に配置すれば良い。

〔他の実施例〕
前述した実施例では、１つの光学ハウジング内に２色分の光学系を搭載した光学走査装置を例示して説明したが、これに限定されるものではない。例えば１つの光学ハウジング内に４色分の光学系を搭載した光学走査装置に適用しても良い。

また前述した実施例では、多色画像形成モジュールのために単色画像形成モジュールを４つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を転写材に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものでもない。例えば、転写材担持体を使用し、該転写材担持体に担持された転写材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に搭載される光学走査装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

１ａ、１ｂ‥‥ 光源ユニット
２‥‥ 回転多面鏡
３‥‥ スキャナモータ
４ａ、４ｂ‥‥ 走査レンズ
６‥‥ 光学ハウジング
３１ａ、３１ｂ‥‥ レンズ固定部
３２ａ、３２ｂ‥‥ レンズ付当て面
３３ａ、３３ｂ‥‥ レンズ接着面
４２‥‥ 接着剤
５１‥‥ 同期検知センサ
５２‥‥ 同期検知レンズ

Claims (7)

1. 光源と、前記光源からのレーザ光束を主走査方向に偏向する偏向器と、前記偏向器を挟んで互いに対向する位置に配置され前記偏向器からのレーザ光束が通過する第１及び第２の走査レンズと、前記光源と前記偏向器と前記第１及び第２の走査レンズとを内包するハウジングと、を有する光学走査装置において、
   前記第１及び第２の走査レンズは、夫々、主走査方向の両端に突出したツバ部を有し、前記ハウジングは前記第１及び第２の走査レンズの前記ツバ部と対向する位置に設けられた第１及び第２の固定部を有し、前記第１及び第２の走査レンズの前記ツバ部が前記第１及び第２の固定部に接着固定されることで前記第１及び第２の走査レンズは前記ハウジングに固定されており、
   前記第１の走査レンズに対応する前記第１の固定部は、前記第１の走査レンズのレーザ光束入射側に設けられており、前記第２の走査レンズに対応する前記第２の固定部は、前記第２の走査レンズのレーザ光束出射側に設けられており、
   前記第１の走査レンズの前記ツバ部の前記レーザ光束入射側の面と前記第１の固定部の間に接着剤が塗布されて両者が接着固定されており、前記第２の走査レンズの前記ツバ部の前記レーザ光束出射側の面と前記第２の固定部の間に接着剤が塗布されて両者が接着固定されていることを特徴とする光学走査装置。
2. 前記光学走査装置は、前記偏向器に偏向されたレーザ光束を検知する検知手段を有し、前記検知手段は前記第２の固定部に接着固定されている前記第２の走査レンズ側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記光学走査装置は、更に前記偏向器に偏向されたレーザ光束を前記検知手段に向けて集光する同期検知用レンズを有し、前記同期検知用レンズは前記第２の固定部に接着固定されている前記第２の走査レンズ側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光学走査装置。
4. 前記検知手段及び前記同期検知用レンズは、前記ハウジングの前記偏向器と前記第２の走査レンズが接着固定される前記第２の固定部との間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光学走査装置。
5. 前記第１及び第２の固定部の各走査レンズに対向する面には、走査レンズを突き当てる突き当て面と、前記突き当て面に突き当てられた走査レンズを接着固定する接着面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学走査装置。
6. 光源と、前記光源からのレーザ光束を主走査方向に偏向する偏向器と、前記偏向器を挟んで互いに対向する位置に配置され前記偏向器からのレーザ光束が通過する第１及び第２の走査レンズと、前記光源と前記偏向器と前記第１及び第２の走査レンズとを内包するハウジングと、を有する光学走査装置を製造する製造方法であって、
   前記ハウジングの、前記第１及び第２の走査レンズの主走査方向の両端に突出したツバ部と対向する位置に設けられた第１及び第２の固定部の前記ツバ部と対向する面が上を向く姿勢に前記ハウジングを設置する第１の工程と、
   前記ハウジングの姿勢における前記第１及び第２の固定部の前記ツバ部と対向する面である上面に接着剤を塗布する第２の工程と、
   前記第１の固定部の接着剤を塗布した面に前記第１の走査レンズのレーザ光束入射側の前記ツバ部を設置するとともに、前記第２の固定部の接着剤を塗布した面に前記第２の走査レンズのレーザ光束出射側の前記ツバ部を設置する第３の工程と、
   前記接着剤を硬化させる第４の工程と、を経て、
   前記第１及び第２の走査レンズを前記ハウジングの前記第１及び第２の固定部に接着固定させることを特徴とする光学走査装置の製造方法。
7. 前記第２の工程から前記第４の工程までを前記第１の工程で設置したハウジングの姿勢を変えることなく、かつ前記第１及び第２の走査レンズを同時に接着固定させることを特徴とする請求項６に記載の光学走査装置の製造方法。

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