(57)【要約】【課題】走査レンズ同士の相対位置精度をより向上させることができる光走査装置を提供する。【解決手段】光走査装置１００は、樹脂フレーム１１０と、レーザ光を出射する光源装置と、光源装置からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させるポリゴンミラー１３０と、ポリゴンミラー１３０により偏向および走査されたレーザ光が通過するｆθレンズ１４０と、ｆθレンズ１４０を通過したレーザ光を反射するミラー１６０と、ミラー１６０で反射されたレーザ光が通過するシリンドリカルレンズ１５０とを備えている。ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０は、ｆθレンズ１４０が樹脂フレーム１１０に固定され、シリンドリカルレンズ１５０がｆθレンズ１４０に固定されている。【選択図】図３
2010156755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
レーザ光を出射する光源装置と、
前記光源装置からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、
前記偏向器により偏向および走査されたレーザ光が通過する第１の走査レンズと、
前記第１の走査レンズを通過したレーザ光を反射するミラーと、
前記ミラーで反射されたレーザ光が通過する第２の走査レンズとを備えた光走査装置であって、
前記第１の走査レンズと前記第２の走査レンズは、一方が前記フレームに固定され、他方が前記一方に固定されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の走査レンズと前記第２の走査レンズは、一方に設けられた凹部と、他方に設けられた凸部とが係合することで固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１の走査レンズと前記第２の走査レンズは、接着剤を介して固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１の走査レンズと前記第２の走査レンズは、前記フレームとは別の部材を介して固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１の走査レンズと前記第２の走査レンズは、主走査方向における中央部で固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１の走査レンズと前記第２の走査レンズは、主走査方向における中央部を基準にして対称となる複数の位置で固定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記フレームは、金属板からなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの走査レンズを備えた光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザプリンタなどの画像形成装置には、感光体の表面を走査露光して静電潜像を形成するための光走査装置が設けられている。このような光走査装置として、ポリゴンミラーによって等角速度で走査されたレーザ光を等速度に変換するｆθレンズと、等速度に変換されたレーザ光を反射して光路を折り返す折り返しミラーと、折り返されたレーザ光を副走査方向に収束するシリンドリカルレンズとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４４０５７号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光走査装置では、感光体の表面などの走査面上においてレーザ光を精度良く結像させるため、走査レンズ同士の相対位置精度が重要となる。しかしながら、従来の光走査装置では、ｆθレンズとシリンドリカルレンズが樹脂製のフレームに設けられた取付部に対して個別に固定されていたので、フレームの寸法誤差などによって走査レンズ同士の相対位置精度の向上に限界があった。
【０００５】
そこで、本発明は、走査レンズ同士の相対位置精度をより向上させることができる光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】
【０００６】
前記した目的を達成するため、本発明の光走査装置は、フレームと、レーザ光を出射する光源装置と、前記光源装置からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記偏向器により偏向および走査されたレーザ光が通過する第１の走査レンズと、前記第１の走査レンズを通過したレーザ光を反射するミラーと、前記ミラーで反射されたレーザ光が通過する第２の走査レンズとを備えた光走査装置であって、前記第１の走査レンズと前記第２の走査レンズは、一方が前記フレームに固定され、他方が前記一方に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
このように構成された光走査装置によれば、一方の走査レンズがフレームに固定され、他方の走査レンズが一方の走査レンズに固定されているので、走査レンズ同士を直接位置決めすることが可能となる。これにより、各走査レンズがフレームに個別に固定されている構成と比較して、走査レンズ同士の相対位置精度をより向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光走査装置によれば、２つの走査レンズが互いに固定されているので、走査レンズ同士を直接位置決めすることが可能となり、走査レンズ同士の相対位置精度をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
＜レーザプリンタの概略構成＞
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本実施形態に係る光走査装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す断面図である。なお、以下の説明において、方向はレーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１０】
図１に示すように、レーザプリンタ１（画像形成装置）は、本体筐体２内に、用紙Ｐを供給する給紙部３と、光走査装置１００と、用紙Ｐ上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着させる定着装置８とを主に備えている。
【００１１】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パット３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パット３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。
【００１２】
光走査装置１００は、本体筐体２内の上部に配置され、画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）を出射して感光体ドラム６１の表面で高速走査するように構成されている。光走査装置１００の詳細な構成については後述する。
【００１３】
プロセスカートリッジ５は、光走査装置１００の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムカートリッジ６と、現像カートリッジ７とから構成されている。
【００１４】
ドラムカートリッジ６は、ドラムケース６０内に、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像カートリッジ７は、ドラムカートリッジ６に対して着脱可能に装着される構成となっており、現像ケース７０内に、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナー収容部７４とを主に備えている。
【００１５】
プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、光走査装置１００からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。
【００１６】
現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間を用紙Ｐが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。
【００１７】
定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられ、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１との間で用紙Ｐを挟持する加圧ローラ８２と、定着後の用紙Ｐを搬送する搬送ローラ８３とを主に備えている。用紙Ｐ上に転写されたトナーは、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を用紙Ｐが搬送されることで熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐは、搬送ローラ８３によって排出経路２３に搬送され、排出経路２３から排出ローラ２４によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００１８】
＜光走査装置の詳細構成＞
次に、光走査装置１００の詳細な構成について説明する。図２は本実施形態に係る光走査装置の平面図であり、図３は光走査装置の断面図であり、図４はｆθレンズとシリンドリカルレンズの斜視図である。なお、以下の説明において、光源装置から出射されるレーザ光の進行方向の上流側を単に「上流側」といい、進行方向の下流側を単に「下流側」という。
【００１９】
図２および図３に示すように、光走査装置１００は、フレームの一例としての樹脂フレーム１１０と、光源装置１２０と、偏光器の一例としてのポリゴンミラー１３０と、第１の走査レンズの一例としてのｆθレンズ１４０と、第２の走査レンズの一例としてのシリンドリカルレンズ１５０と、ミラー１６０，１７０と、金属フレーム１８０とを備えている。
【００２０】
樹脂フレーム１１０は、略箱状に形成された樹脂製のフレームであり、光源装置１２０、ポリゴンミラー１３０、ｆθレンズ１４０およびミラー１６０，１７０が固定される。この樹脂フレーム１１０には、ｆθレンズ１４０を固定するための固定凹部１１１が設けられている。
【００２１】
光源装置１２０は、レーザ光を出射する公知の装置であり、符号を省略して示すレーザ光源や、レーザ光源から出射されたレーザ光を集光させて平行な光束に変換するカップリングレンズなどを備えて構成されている（図２参照）。
【００２２】
ポリゴンミラー１３０は、光源装置１２０の下流側に配置され、六角柱の各側面に反射ミラーが形成されている。このポリゴンミラー１３０は、高速回転することで、光源装置１２０からのレーザ光を反射して主走査方向に偏向および等角速度で走査させる。
【００２３】
ｆθレンズ１４０は、ポリゴンミラー１３０の下流側に配置され、ポリゴンミラー１３０により偏向および走査されたレーザ光が通過する走査レンズである。このｆθレンズ１４０は、ポリゴンミラー１３０により等角速度で走査されたレーザ光を等速度で走査するように変換する。図４に示すように、ｆθレンズ１４０には、主走査方向Ｘにおける中央部の上側に係合凸部１４１が設けられ、下側に固定凸部１４２が設けられている。
【００２４】
図３に示すように、ｆθレンズ１４０は、固定凸部１４２が樹脂フレーム１１０の固定凹部１１１に係合され、樹脂フレーム１１０に対して位置決めされた状態で固定されている。なお、ｆθレンズ１４０の固定は、固定凸部１４２と固定凹部１１１とを係合させるだけであってもよいし、固定凸部１４２と固定凹部１１１とを係合させた後、接着剤などで固定してもよい。また、固定凸部１４２と固定凹部１１１とを係合させた後（位置決めした後）、主走査方向における両端付近などで樹脂フレーム１１０に固定してもよい。
【００２５】
ミラー１６０は、ｆθレンズ１４０の下流側に配置され、ｆθレンズ１４０を通過したレーザ光を反射して、レーザ光の光路を折り返してシリンドリカルレンズ１５０に向けるものである。
【００２６】
シリンドリカルレンズ１５０は、ミラー１６０の下流側であって、かつ、ｆθレンズ１４０の上方に配置され、ミラー１６０で反射されたレーザ光が通過する走査レンズである。このシリンドリカルレンズ１５０は、レーザ光を屈折させて副走査方向に収束する。図４に示すように、シリンドリカルレンズ１５０は、主走査方向Ｘにおける中央部の下側に係合凹部１５１が設けられている。
【００２７】
シリンドリカルレンズ１５０は、係合凹部１５１がｆθレンズ１４０の係合凸部１４１に係合され、ｆθレンズ１４０に対して位置決めされた状態で接触し、ｆθレンズ１４０に固定されている。これにより、シリンドリカルレンズ１５０とｆθレンズ１４０は、互いに位置決めされた状態で固定される。また、シリンドリカルレンズ１５０は、ｆθレンズ１４０を介して樹脂フレーム１１０に固定される。
【００２８】
なお、シリンドリカルレンズ１５０の固定は、係合凹部１５１と係合凸部１４１とを係合させるだけであってもよいし、係合凹部１５１と係合凸部１４１とを係合させた後、接着剤などで固定してもよい。また、樹脂フレーム１１０に設けられた当て面などに当てた状態で、ｆθレンズ１４０に対して固定してもよい。
【００２９】
ミラー１７０は、シリンドリカルレンズ１５０の下流側に配置され、シリンドリカルレンズ１５０を通過したレーザ光を反射して、感光体ドラム６１に向けるものである。詳細には、ミラー１７０で反射したレーザ光は、樹脂フレーム１１０の下面に設けられた開口１１２に装着されたガラス板１９０を通過して感光体ドラム６１の表面（走査面）に照射される。
【００３０】
金属フレーム１８０は、金属板を折り曲げて形成したフレームである。樹脂フレーム１１０は、この金属フレーム１８０に取り付けられることで補強される。この金属フレーム１８０が本体筐体２に取り付けられることで、光走査装置１００が本体筐体２内の上部に配置される（図１参照）。
【００３１】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、ｆθレンズ１４０が樹脂フレーム１１０に固定され、シリンドリカルレンズ１５０がｆθレンズ１４０に固定されているので、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０を直接位置決めすることが可能となる。
【００３２】
これにより、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０が樹脂フレーム１１０に個別に固定される構成と比較して、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０の相対位置精度をより向上させることができる。その結果、感光体ドラム６１の表面においてレーザ光を精度良く結像させることができるので、レーザプリンタ１における画像品質を向上させることができる。
【００３３】
また、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０は、係合凸部１４１と係合凹部１５１とが係合（接触）することで固定されているので、互いの間隔を小さくすることができる。これにより、樹脂フレーム１１０（光走査装置１００）の小型化および軽量化を図ることができる。
【００３４】
ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０には、一方に係合凸部１４１が設けられ、他方に係合凹部１５１が設けられているので、組み立て時における主走査方向の位置の粗調整を容易に行うことができる。これにより、係合凸部１４１および係合凹部１５１が設けられていない場合と比較して、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０の位置決めを含めた光走査装置１００の組み立てを簡略化および迅速化することができる。
【００３５】
ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０は、主走査方向における中央部に設けられた係合凸部１４１と係合凹部１５１とが係合することで固定されている。言い換えると、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０は、主走査方向における中央部で固定されている。これにより、温度変化によって走査レンズが主走査方向に熱膨張しても各走査レンズの中央部の位置は変化しないので、熱膨張による画像品質への影響を最小限に抑えることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【００３７】
前記実施形態では、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０が、係合凸部１４１と係合凹部１５１とが係合することで固定されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、ｆθレンズ２４０とシリンドリカルレンズ２５０が、接着剤Ｂを介して固定されていてもよい。接着剤は、公知の接着剤を広く使用することができるが、走査レンズ同士の位置決めや固定作業のしやすさを考慮すると、特に光硬化性樹脂を使用することが望ましい。
【００３８】
光硬化性樹脂を使用する場合、例えば、一方の走査レンズをフレームや治具などに固定しておいて、光硬化性樹脂を一方の走査レンズに塗布し、他方の走査レンズを一方の走査レンズに対して位置決めした後、光硬化性樹脂に光を照射して硬化させることで走査レンズ同士を固定させることができる。
【００３９】
このようにｆθレンズ２４０とシリンドリカルレンズ２５０を接着剤Ｂで固定することで、樹脂フレーム１１０にシリンドリカルレンズ２５０の当て面などを設ける必要がなくなる。これにより、樹脂フレーム１１０の構成を簡略化することができるとともに、樹脂フレーム１１０（光走査装置１００）の小型化を図ることができる。
【００４０】
前記実施形態では、ｆθレンズ１４０（第１の走査レンズ）に係合凸部１４１を設け、シリンドリカルレンズ１５０（第２の走査レンズ）に係合凹部１５１を設けた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１の走査レンズに凹部を設け、第２の走査レンズに凸部を設けてもよい。
【００４１】
前記実施形態では、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０が、主走査方向における中央部の１箇所で固定されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、ｆθレンズ２４０とシリンドリカルレンズ２５０が、主走査方向Ｘにおける中央部Ｃを基準にして対称となる複数の位置で固定されていてもよい。具体的に、図５では、ｆθレンズ２４０とシリンドリカルレンズ２５０は、主走査方向Ｘにおける中央部Ｃからの距離Ｌ１，Ｌ２が互いに等しい２箇所で固定されている。これによれば、中央部で固定した場合と同様に、走査レンズの熱膨張による画像品質への影響を最小限に抑えることができる。
【００４２】
なお、２つの走査レンズを凹凸ではなく、接着剤で固定する場合においては、中央部で固定することで、走査レンズの熱膨張によって接着剤にかかる応力を最小限にすることができる。また、中央部を基準にして対称となる複数の位置で固定することで、走査レンズの熱膨張によって複数の位置に塗布された接着剤にかかる応力を均一に分散することができる（１箇所の接着剤に応力が集中することを抑制できる）。これにより、走査レンズ同士の位置関係の変化を小さくすることができる。また、接着剤の剥離を抑制することができるので、光走査装置の長寿命化を図ることができる。
【００４３】
前記実施形態では、樹脂フレーム１１０と金属フレーム１８０を備える光走査装置１００を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明では、走査レンズ同士が互いに固定されているので、従来の構成のように樹脂製のフレームに各走査レンズを取り付けるための取付部を設ける必要がない。したがって、樹脂製のフレーム自体を不要とすることができる。
【００４４】
具体的には、図６に示す光走査装置２００のように、金属板からなる金属フレーム２８０に対して、光源装置（図示省略）、ポリゴンミラー１３０、ｆθレンズ３４０およびミラー１６０，１７０を直接固定することができる。ここで、ｆθレンズ３４０は金属フレーム２８０に対して位置決めされた状態で接着剤Ｂによって固定され、シリンドリカルレンズ３５０はｆθレンズ３４０に対して位置決めされた状態で固定されている。
【００４５】
このような構成によれば、樹脂フレーム１１０を設けないので、前記実施形態の場合と比較して、光走査装置２００のさらなる小型化および軽量化を図ることができる。また、樹脂フレーム１１０を設けないので、コストダウンを図ることができる。なお、光走査装置２００は、金属フレーム２８０によって十分な強度を有しているので、比較的柔らかい樹脂から形成されたカバーで覆うことで、レーザ光の漏れや外部光の進入を抑制することができる。
【００４６】
前記実施形態では、ｆθレンズ１４０とシリンドリカルレンズ１５０は、係合凸部１４１と係合凹部１５１とが係合（接触）することで固定されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、ｆθレンズ３４０とシリンドリカルレンズ３５０は、板状のスペーサ２８１を介して互いに位置決めされた状態で固定されていてもよい。
【００４７】
このようなスペーサ２８１は、金属フレーム２８０とは別の部材（金属フレーム２８０に支持されていない部材）であり、ｆθレンズ３４０とシリンドリカルレンズ３５０の相対位置を微調整するときに使用される。具体的には、厚さが異なる複数種類のスペーサ２８１を用意しておき、組み立てのときに適切な厚さのスペーサ２８１を選択することで、走査レンズの寸法誤差に応じて、走査レンズ同士の相対位置を適切に調整することができる。これにより、走査レンズ同士の相対位置精度をさらに向上させることができる。
【００４８】
なお、金属フレーム２８０（フレーム）とは別の部材は、スペーサ２８１などの板状部材に限定されず、例えば、フィルムなどのシート状部材などであってもよい。また、このような別の部材は、走査レンズ同士の相対位置精度を向上させるため、２つの走査レンズの間に挟まれた状態で配置されることが望ましい。
【００４９】
前記実施形態では、偏光器として、反射面が回転することでレーザ光を偏向するポリゴンミラー１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、反射面が揺動することでレーザ光を偏向する振動ミラーなどを採用してもよい。
【００５０】
前記実施形態では、第１の走査レンズとして、等角速度で走査されたレーザ光を等速度で走査するように変換するｆθレンズ１４０を例示し、第２の走査レンズとして、レーザ光を副走査方向に収束するシリンドリカルレンズ１５０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、第１の走査レンズと第２の走査レンズは、１組で、等角速度で走査されたレーザ光を等速度で走査するように変換する作用とレーザ光を副走査方向に収束する作用を分担しながら行うレンズであってもよい。
【００５１】
前記実施形態では、光走査装置１００をレーザプリンタ１に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機や複合機などの他の画像形成装置や、画像形成装置以外の測定装置、検査装置などに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る光走査装置の平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光走査装置の断面図である。
【図４】ｆθレンズとシリンドリカルレンズの斜視図である。
【図５】接着剤によって固定されたｆθレンズとシリンドリカルレンズの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る光走査装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  光走査装置
１１０  樹脂フレーム
１２０  光源装置
１３０  ポリゴンミラー
１４０  ｆθレンズ
１４１  係合凸部
１５０  シリンドリカルレンズ
１５１  係合凹部
１６０  ミラー
２８０  金属フレーム
２８１  スペーサ
Ｂ      接着剤
Ｃ      中央部
Ｘ      主走査方向
【図１】
2010156755.tif 000003
【図２】
2010156755.tif 000004
【図３】
2010156755.tif 000005
【図４】
2010156755.tif 000006
【図５】
2010156755.tif 000007
【図６】
2010156755.tif 000008