(57)【要約】【課題】軸倒れ矯正を確実に行い、安定したレーザ光のスポット形状を得て、良好な画像品質を得る光学走査装置を提供する。【解決手段】レーザ光を偏向走査する回転多面鏡４と、回転多面鏡４を有する偏向器５を駆動するための回路基板１２と、回路基板１２の回転多面鏡４の配置された面とは反対側の面よりも突出させた軸端部１５と、偏向器５を内部に固定する光学箱８と、偏向器５を光学箱８に固定した後に、軸端部１５を押圧して回転多面鏡４の回転軸１１の軸倒れを矯正した状態で固定される矯正部材２０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を有する偏向器を駆動するための基板と、前記基板の前記回転多面鏡の配置された面とは反対側の面よりも突出させた軸端部と、
前記偏向器を内部に固定する光学箱と、
前記偏向器を前記光学箱に固定した後に、前記軸端部を押圧して前記回転多面鏡の回転軸の軸倒れを矯正させた状態で固定される矯正部材と、
を備えることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記光学箱は、前記偏向器が固定された場合に前記軸端部を前記光学箱の外部に露出させる孔部を有し、
前記矯正部材は、前記偏向器を前記光学箱に固定した後に、前記孔部から露出した前記軸端部を押圧して前記回転多面鏡の回転軸の軸倒れを矯正させた状態で前記光学箱の外壁に固定されることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
【請求項３】
前記光学箱の前記孔部の縁と、前記偏向器を前記光学箱に固定した後の前記軸端部との間は、隙間を有しており、当該隙間を前記矯正部材によって封止することを特徴とする請求項２に記載の光学走査装置。
【請求項４】
前記矯正部材は、前記光学箱の外壁に紫外線硬化型接着剤を用いて接着固定されるものであり、少なくとも前記矯正部材の紫外線硬化型接着剤が塗布される塗布部の裏側部分は、紫外線が透過する部材によって形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学走査装置。
【請求項５】
偏向器は、光源から射出されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させるための駆動基板と、前記駆動基板の前記回転多面鏡の配置された面とは反対側の面よりも突出させた軸端部と、を有し、
前記偏向器を光学箱の内部に固定し、
前記偏向器を前記光学箱に固定した後に、前記軸端部を矯正部材で押圧して前記回転多面鏡の回転軸の軸倒れを矯正した状態で前記矯正部材を固定することを特徴とする光学走査装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に用いられる光学走査装置及びその組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学走査装置は、近年、よりコンパクトで低価格な構成が要求されている。これらの要求を実現するために、光学走査装置は、偏向器と走査レンズをなるべく近接配置した構成が望まれており、偏向器を小型化する必要性が高まっている。
【０００３】
具体的には、図８に示すような一般的な光学走査装置２０１において、偏向器２０５を駆動させるための回路基板２１２を長方形の板状に形成する。そして、回路基板２１２の短手方向の基板長さを、回転多面鏡２０４と共に回転するロータ２１０の直径と略同等の長さまで小さくする構成が知られている。偏向器２０５の光学箱２０８への固定は、回路基板２１２の裏面に突出した回転軸２１１の不図示の軸受を、光学箱２０８に嵌合し、偏向器２０５の回転軸２１１を位置決めする。そして、回路基板２１２のロータ２１０付近とロータ２１０から離れた場所との複数箇所を、ビス２１７ａ，２１７ｂ，２１７ｃによって光学箱２０８の内部に固定している。
【０００４】
一般的に、小型化された長方形の回路基板２１２は、短手方向に対して姿勢がより不安定になり易く、偏向器２０５の回転軸２１１は、回路基板２１２の短手方向に倒れ易くなる（以下、回転軸の倒れを「軸倒れ」という）。さらに、回路基板２１２が小型化されてビスの取り付け位置に制約があるため、ビスの固定位置を回転軸２１１の周りにビス２１７ａ，２１７ｂの２箇所しか設けることができない。回転軸２１１の周りを２箇所固定することは、回転軸２１１の周りを３箇所以上固定した場合と比較して、回路基板２１２の姿勢が短手方向に不安定になり易く、回路基板２１２の短手方向の軸倒れが大きくなってしまう。
【０００５】
ここで、ビス締結に起因する軸倒れの発生メカニズムについて、ビス締結に起因して軸倒れが発生する様子を示す図９を用いて以下に説明する。
【０００６】
図９（ａ）に示すように、ビス２１７ａ，２１７ｂ，２１７ｃの連れ回りによって、回路基板２１２がビス回転方向に引き寄せられ、軸受２１５と光学箱嵌合部２５０とが接触する。するとこれに起因して、軸受２１５にラジアル方向（回転軸２１１の軸方向に対して垂直方向）のテンションＦ１が発生する。これに伴って軸倒れが発生し、回転多面鏡２０４及びロータ２１０の倒れも発生し、回路基板２１２は軸倒れ量Δθ１を有するまま光学箱２０８の内部に固定される。
【０００７】
また、図９（ｂ）に示すように、ビス２１７ａ，２１７ｂ，２１７ｃの締結によってスラスト方向（回転軸２１１の軸方向）の荷重Ｆ２が発生する。するとこれに起因して、回路基板２１２及び光学箱２０８が撓んで変形し、軸倒れが発生し、回転多面鏡２０４及びロータ２１０の倒れも発生し、回路基板２１２は軸倒れ量Δθ２を有するまま光学箱２０８の内部に固定される。
【０００８】
このようにして発生した軸倒れは、像面上でのレーザ光のスポットの歪みを発生させ、画像品質を低下させることになる。
【０００９】
そこで、軸倒れを補正する技術が、図１０に示す特許文献１に開示されている。図１０は、従来の軸倒れを補正する技術を説明する図である。特許文献１によれば、偏向器３０５の回転軸３１１を保持する突起部３１５を回路基板３１２にかしめて固定し、偏向器３０５の突起部３１５を光学箱３０８に嵌合させる。そして、突起部３１５と光学箱３０８の嵌合部３２３とを点接触させて、軸倒れを補正する方向に偏向器３０５の突起部３１５を嵌合部３２３で押圧し、偏向器３０５の突起部３１５につながる回路基板３２２のかしめ部を変形させ、軸倒れを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１４５９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、偏向器３０５の突起部３１５と光学箱３０８の嵌合部３２３とを点接触させた後に、点接触の状態を維持した状態で回路基板３１２を光学箱３０８の内部にビス固定する。このため、ビス締結による応力やトルクよって、点接触の状態が変化してしまうことが懸念される。つまり、軸倒れを調整した後にビスの締結を行うため、点接触位置や点接触による荷重がビス締結時に変化し、所望の軸倒れ方向及び軸倒れ量についての補正が不安定になる可能性がある。
【００１２】
そこで本発明は、軸倒れ矯正を確実に行い、安定したレーザ光のスポット形状を得て、良好な画像品質を得る光学走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係る光学走査装置は、
光源から射出されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を有する偏向器を駆動するための基板と、前記基板の前記回転多面鏡の配置された面とは反対側の面よりも突出させた軸端部と、
前記偏向器を内部に固定する光学箱と、
前記偏向器を前記光学箱に固定した後に、前記軸端部を押圧して前記回転多面鏡の回転軸の軸倒れを矯正させた状態で固定される矯正部材と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、上記課題を解決するために本発明に係る光学走査装置の組立方法は、
偏向器は、光源から射出されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡を回転させるための駆動基板と、前記駆動基板の前記回転多面鏡の配置された面とは反対側の面よりも突出させた軸端部と、を有し、
前記偏向器を光学箱の内部に固定し、
前記偏向器を前記光学箱に固定した後に、前記軸端部を矯正部材で押圧して前記回転多面鏡の回転軸の軸倒れを矯正した状態で前記矯正部材を固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、軸倒れ矯正を確実に行い、安定したレーザ光のスポット形状を得て、良好な画像品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施例１に係る光学走査装置の概略構成図である。
【図３】実施例１に係る軸倒れを測定する図である。
【図４】実施例１に係る軸倒れを矯正する際の光学走査装置の図である。
【図５】実施例１に係る軸端部へ押圧する荷重と軸倒れ量との関係を示す図である。
【図６】実施例２に係る光学走査装置の概略構成図である。
【図７】実施例３に係る光学走査装置と接着剤を硬化させる様子を示す図である。
【図８】従来の光学走査装置の上視図である。
【図９】ビス締結に起因して軸倒れが発生する様子を示す図である。
【図１０】従来の軸倒れを補正する技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。
【００１８】
＜実施例１＞
（光学走査装置の構成）
図１は、本実施例に係る光学走査装置１０１が搭載される画像形成装置１００を示す概略構成断面図である。画像形成装置１００では、光学走査装置１０１から帯電器１０２で帯電された回転ドラム１０３上の感光体にスポット形状のレーザ光Ｌが結像する。このレーザ光Ｌは、光学走査装置１０１の回転多面鏡４の回転による主走査と回転ドラム１０３の回転による副走査に伴って静電潜像を形成する。この静電潜像が、現像装置１０４の現像剤によって現像され、現像された現像剤像が転写器１０５によって回転ドラム１０３から、搬送ローラ対１０６によって搬送される転写材Ｓに転写される。転写材Ｓに転写された現像剤像は、定着器１０７によって転写材Ｓに定着され、転写材Ｓ上に画像が形成される。なお、現像剤像が転写器１０５によって転写材Ｓに転写された後の回転ドラム１０３の表面の残りの現像剤は、クリーニング装置１０８によって除去される。
【００１９】
図２（ａ）は、本実施例に係る光学走査装置１０１の上方斜視図である。図２（ｂ）は、本実施例に係る光学走査装置１０１の概略構成断面図である。図２（ｃ）は、本実施例に係る光学走査装置１０１の断面図である。光学走査装置１０１は、光源である半導体レーザ１や当該半導体レーザ１からレーザ光を発生させるための装置を保有する光源ユニット９と、光源ユニット９が側壁に組み付けられる光学箱８と、を備える。光学箱８の内部には、コリメータレンズ２と、シリンドリカルレンズ３と、偏向器５と、結像レンズ６，７と、が収容される。そして、半導体レーザ１から射出されたレーザ光は、コリメータレンズ２によって平行化される。平行化されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ３によって偏向器５の回転多面鏡４の反射面に線状に集光され、偏向器５によって偏向走査される。偏向走査されたレーザ光は、結像レンズ６，７を経て、光学箱８の窓から回転ドラム１０３に向かって取り出される。
【００２０】
ここで、偏向器５は、回転多面鏡４と、回転多面鏡４を取り付けた回転体であるロータ１０と、回転多面鏡４及びロータ１０の回転軸１１を中心に有して回転多面鏡４及びロータ１０を回転駆動させるための基板（駆動基板）である回路基板１２を有する。回路基板１２は、回転を制御するための駆動用ＩＣ１３やコネクタ１４等を実装する制御部を有する略長方形の板状をしている。回路基板１２の回転多面鏡４やロータ１０を配置した表面とは反対側の裏面には、略円柱形状の軸端部１５を突出させている。軸端部１５は、回路基板１２の裏面よりも突出した回転軸１１と同軸の回転軸１１に関する部材である。軸端部１５は、回転多面鏡４及びロータ１０の回転軸１１を回転支持するための軸受、若しくは回路基板１２に溶接などで取り付けられた固定軸であって回転スリーブ等と一緒に回転多面鏡４を回転させる固定軸やその軸を覆うカバー部材などのことを指す。そして、これら軸受、固定軸、カバー部材等を総称して軸端部１５と表記したものである。なお、軸端
部１５として固定軸を用いた場合には、回転多面鏡４の回転軸とは、回転多面鏡４の回転中心である仮想軸となる。回路基板１２は、ロータ１０付近の箇所１６ａ，１６ｂとロータ１０から離れた箇所１６ｃの複数箇所をビス１７ａ，１７ｂ，１７ｃによって、光学箱８内の底面８ａに設けた円形の座面１９a，１９ｂ，１９ｃに固定される。これにより、
偏向器５が光学箱８に固定され搭載される。
【００２１】
（軸倒れ矯正）
次に、図２を参照して本実施例の軸倒れ矯正について説明する。本実施例では、回路基板１２を光学箱８の内部にビス固定し、その後、ビス固定によって発生した軸倒れを矯正する。
【００２２】
本実施例の光学走査装置１０１は、略円柱形状の軸端部１５と接触する円環状の矯正部材２０を備える。矯正部材２０は、略円柱形状の軸端部１５を貫通させる貫通孔２１を有し、貫通孔２１の縁を軸端部１５に接触させ、軸端部１５に荷重を加える（軸端部１５を押圧する）。矯正部材２０の位置を移動させて、貫通孔２１の縁と軸端部１５との接触位置や荷重を調整することで、軸倒れを低減させて軸倒れを矯正する。図３は、本実施例に係る軸倒れを測定する図である。軸倒れの測定は、図３に示すようにオートコリメータ５１等のレーザ角度測定器を用いてレーザ光を回転多面鏡４や回転軸１１の上方から照射することで行うことができる。
【００２３】
図４（ａ）は、本実施例に係る軸倒れを矯正する際の光学走査装置１０１の上視図である。図４（ｂ）は、本実施例に係る軸倒れを矯正する際の光学走査装置１０１の下視図である。図４（ｃ）は、本実施例に係る軸倒れを矯正する際の光学走査装置１０１の断面図である。図４を参照して軸倒れ矯正の具体例について説明する。この具体例では、回路基板１２を光学箱８の内部へビス１７a，１７ｂ，１７ｃによって固定することで、回転軸
１１はＡ方向に１０分の軸倒れθが発生しているとする。この場合、軸倒れをＡ方向と１８０°異なるＡ’方向に修正する必要がある。矯正部材２０を不図示の工具によってクランプしてＡ方向に移動させ、軸端部１５をＡ方向に加圧する。すると、剛性の低い回路基板１２と軸端部１５との接合部近傍位置２２に撓みが発生し、軸端部１５が傾き、回転軸１１も回路基板１２の表面で傾き、結果として軸倒れがＡ’方向に変動する。矯正部材２０による軸端部１５への荷重を最適化することで軸倒れ量をおおよそ０になるように調整することができる。そして最後に、矯正部材２０を光学箱８の底面８ａの裏面である外壁に固定して、偏向器５の光学箱８への組み付けを終える。なお、矯正部材２０は、軸倒れ矯正時に予め塗布された接着剤等による接着固定や、ビスまたはバネ等の弾性部材等により光学箱８の外壁へ固定される。
【００２４】
図５は、本実施例に係る軸端部１５へ押圧する荷重と軸倒れ量との関係を示す図である。本発明者らの検討によると、矯正部材２０による軸端部１５への荷重と軸倒れ量との関係は、図５に示すように相関関係があることを確認した。すなわち、矯正部材２０による軸端部１５への荷重が大きくなれば、軸倒れ量も大きくなる。よって、矯正部材２０によって偏向器５の軸端部１５を押圧することによって軸倒れを調整することができ、光学走査装置１０１の軸倒れを低減する効果を確認することができた。
【００２５】
以上説明した本実施例では、光学走査装置１０１の組立方法として、偏向器５の回路基板１２をビス固定する。これにより、ビス締結による応力やトルクの影響を付加した軸倒れが発生する。そしてその後に、軸端部１５を矯正部材２０で押圧して軸倒れを矯正した状態で矯正部材２０を固定してする。このため、光学箱８に取り付けた状態の偏向器５、つまり光学走査装置１０１の完成形としての軸倒れ量を確実に小さくすることができる。よって、被照射体である回転ドラム１０３上で所望のレーザ光のスポット形状を形成する安定した光学特性が得られ、高精度な画像品質を得ることができる。
【００２６】
なお、矯正部材２０は、回路基板１２を光学箱８の内部に固定した後であれば、光学箱８の内部に固定されるものでもよい。また、矯正部材２０は、円環状に限られず、軸端部１５を押圧しつつ固定されるものであれば、直方体等その形状はどのようなものであってもよい。
【００２７】
＜実施例２＞
図６（ａ）は、本実施例に係る光学走査装置の上方斜視図である。図６（ｂ）は、本実施例に係る光学走査装置の断面図である。図６（ｃ）は、本実施例に係る光学走査装置の下視図である。図６（ｄ）は、本実施例に係る光学走査装置の上視図である。図６を参照して本実施例について説明する。本実施例では、上記実施例とは形状の異なる矯正部材２０ａについて述べる。なお、上記実施例で説明した事項については説明を省略する。
【００２８】
図６に示すように、光学走査装置１０１は、回路基板１２を光学箱８の内部に固定した後に、略円柱形状をした軸端部１５を光学箱８に形成した孔部２３に納めるように配置している。軸端部１５の外径は、孔部２３の内径よりも小さく、軸端部１５は、光学箱８の孔部２３の縁に対して隙間２４を有している。このため、軸端部１５は、回路基板１２が光学箱８に固定された場合に孔部２３から光学箱８の外部に露出する。また、図６に示すように、矯正部材２０ａは、円環状に設けた偏向器５の軸端部１５に接触する接触部２５と、接触部２５の光学箱の外側で円盤状に設けた隙間２４を塞ぐ封止部２６とを有している。封止部２６は、孔部２３よりも大きく、隙間２４だけでなく軸端部１５も覆うようにして光学箱８の外壁に固定される。
【００２９】
軸倒れ矯正は、軸端部１５に接触部２５を接触させ軸端部１５を矯正部材２０ａによって加圧して、剛性の低い回路基板１２と軸端部１５との接合部近傍位置２２に撓みを発生させ、軸端部１５を傾けて行う。本実施例では、隙間２４を有することによって矯正部材２０ａによる矯正スペースを確保し、矯正部材２０ａの軸端部１５への加圧や接合部近傍位置２２の撓み変形への障害を無くしている。これにより、矯正部材２０ａの位置調整及び荷重調整をスムーズに行うことができる。
【００３０】
矯正部材２０ａは、封止部２６を有しており、隙間２４を封止部２６で塞ぐことによって、外部から光学走査装置１０１内部への塵埃の進入を確実に防ぐことができ、防塵性能を低下させずに軸倒れを低減することができる。また、矯正部材２０ａを防塵部材として使用することで、防塵のための新たな手段や部材を設けなくてもよく、コストアップをさせずに防塵を実現することができる。
【００３１】
ここで、光学箱８の孔部２３の縁と軸端部１５との間に隙間２４を有しており、軸端部１５を光学箱８に対して嵌合させて、偏向器５の位置決めをすることはできない。このため、図６（ｄ）に示すように、偏向器５の位置決めは、光学箱８の内部に位置決めピン２７ａ，２７ｂ，２７ｃを設けて、回路基板１２の端を位置決めピン２７ａ，２７ｂ，２７ｃに沿わせて行う。また、不図示の工具を用い、工具の位置決めに対して偏向器５の回転多面鏡４の回転軸１１と同軸である軸端部１５を位置出ししてもよく、偏向器５の光学箱８に対する位置決め方法はひとつに限定されるものではない。
【００３２】
また、矯正部材２０ａは、封止部２６が軸端部１５を覆う円盤状ものに限られず、軸端部１５は覆わず隙間２４を覆う円環状のものであってもよい。
【００３３】
＜実施例３＞
図７（ａ）は、本実施例に係る光学走査装置１０１の上方斜視図である。図７（ｂ）は、本実施例に係る紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤３０を硬化させる様子を示す図で
ある。図７を参照して本実施例について説明する。本実施例では、矯正部材２０ｂの光学箱８の外壁への接着固定について述べる。なお、上記実施例で説明した事項については説明を省略する。
【００３４】
矯正部材２０ｂは、紫外線を透過する略透明な樹脂によって形成されており、紫外線硬化型接着剤３０を用いて光学箱８の外壁に接着固定される。矯正部材２０ｂは、接触部２５及び封止部２６を有する。矯正部材２０ｂには、紫外線硬化型接着剤３０を塗布するための塗布部２８が凹形状にして３箇所設けられている。なお、塗布部２８は、少なくとも１箇所以上設けられればよい。紫外線硬化型接着剤３０は、軸倒れ調整後に紫外線照射器２９によって外部から塗布部２８に紫外線を照射することで硬化する。これにより、矯正部材２０ｂが光学箱８の外壁へ接着固定される。
【００３５】
このように紫外線硬化型接着剤３０を用いることによって、矯正部材２０ｂを光学箱８の外壁へ取り付けることで発生する応力は、矯正部材２０ｂをビスなどで固定するよりも小さくすることができ、軸倒れを矯正した後の軸倒れ経時変化を防ぐことができる。また万が一、軸倒れ矯正が失敗した場合には、紫外線硬化型接着剤３０を溶かす等して接着を剥がすことで簡単に光学箱８、偏向器５や矯正部材２０ｂをリサイクルすることができる。
【００３６】
なお、本実施例では、矯正部材２０ｂは、全体が紫外線を透過する略透明な樹脂で形成されていたが、これに限られない。矯正部材２０ｂは、少なくとも、紫外線照射器２９によって外部から塗布部２８に紫外線を照射する塗布部２８の裏側部分を、外部から紫外線を塗布部２８に照射可能なように紫外線が透過する部材によって形成されていればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  半導体レーザ、４  回転多面鏡、５  偏向器、８  光学箱、１１  回転軸、１２  回路基板、１５  軸端部、２０  矯正部材、１０１  光学走査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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