(57)【要約】【課題】カップリングレンズ系とシリンダレンズ系を一体に組付けるという技術思想を踏まえ、光学的位置合わせも迅速且つ高精度に行うことができ、さらに経時での両レンズの相対位置変動を抑えた上で、その位置変動方向を画像品質の低下を抑えることができる主走査方向に限定することが可能な光走査装置を提供する。【解決手段】走査開始決定手段としての同期検知手段１２を備え、カップリングレンズ系としてのコリメータレンズ１８と、シリンダレンズ系としてのシリンダレンズ２２とが一つのレンズ保持部材２６に保持され、且つレンズ保持部材２６は、コリメータレンズ１８とシリンダレンズ２２との主走査方向の一端部のみを固定可能であって他面が開放された形状を有し、コリメータレンズ１８とシリンダレンズ２２との主走査方向への位置変動による走査開始位置の変動を、同期検知手段１２により調整して走査開始位置を一定にする。【選択図】図１
2011043690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出た発散光束をカップリングするカップリングレンズ系と、該カップリングレンズ系から射出した光束を主走査方向に長い線像に結像せしめ副走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズ系と、前記線像の近傍に偏向面を有し前記光束を偏向するとともに被走査面上を略等速度に走査する偏向器と、該偏向器によって偏向された光束を前記被走査面近傍に集光する結像レンズ系とを備えた光走査装置において、
走査開始決定手段としての同期検知手段を具備し、
前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系とが一つの保持部材に保持され、且つ該保持部材は、前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系との主走査方向の一端部のみを固定可能であって他面が開放された形状を有し、
前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系との主走査方向への位置変動による走査開始位置の変動を、前記同期検知手段により調整して走査開始位置を一定にすることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記保持部材が、前記光源の固定部材と一体に形成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。
【請求項３】
前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系とが、接着剤を介して前記保持部材に固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記接着剤が、紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項３記載の光走査装置。
【請求項５】
前記接着剤には、充填材が添加されていることを特徴とする請求項３または４記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の光走査装置を有し、該光走査装置で複数の被走査面を走査して多色画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ（レーザＰＰＦ）、レーザ印刷機等の画像形成装置に用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の光走査装置では、例えばレーザダイオードから出た発散光束をコリメータレンズによって平行化した後、シリンダレンズによって線状の光束に集光し、ポリゴンミラーによって偏向走査するとともに結像レンズ系を介して感光体に結像させるようになっている。
このような光走査装置を組み立てる場合には、光源としての半導体レーザとコリメータレンズを一体に組付けて一つの光源ユニットを形成し、この光源ユニットとシリンダレンズとを個別に装置のハウジングに取り付けることが一般的に行われている。
コリメータレンズと半導体レーザは、筒状のレンズ保持部材、筒状の鏡筒にそれぞれ保持されており、組付けはこれらの筒状部材の開口部を嵌合することによって行われている。
【０００３】
しかしながら、上述のような組立方式の場合、カップリングレンズ系とシリンダレンズ系が個別に装置のハウジングに取り付けられる形態であるため、ハウジングに対するカップリングレンズ系の位置を調整するたびにカップリングレンズ系に対するシリンダレンズ系の調整が必要であり、それ故にハウジングに対するシリンダレンズ系の取付部を高精度に仕上げなければならなかった。このため、組付作業の煩雑さに加えて、装置全体の製造コストの低減を妨げる、という問題があった。
【０００４】
このような問題に対処すべく、特許文献１（特開平７−３０６３４８号公報）には、シリンダレンズ系を一体に有するレンズ保持手段によってカップリングレンズ系を保持する技術が開示されている。
これを具体的に説明すると、図７に示すように、プラスチック製の筒状のレンズ保持部材３０の底面には、シリンダレンズ３２が一体に形成されており、ガラス製のコリメータレンズ３４をレンズ保持部材３０の段差部３０ａに当接するまで挿入した後、熱カシメ等の手段で固定している。
このように、コリメータレンズ３４とシリンダレンズ３２を一体に有するレンズ保持部材３０を構成した後、レンズ保持部材３０の開口部を光源としての半導体レーザ３６が一体に組付けられた鏡筒３８に嵌合し、半導体レーザ３６や図示しないポリゴンミラーに対する光学的位置合わせをした後、嵌合部を接着剤で固定するものである。
【０００５】
上記のようにコリメータレンズ３４とシリンダレンズ３２を一体に組付けた場合、コリメータレンズ３４の調整に同期してシリンダレンズ３２も変位することになるので、コリメータレンズ３４を調整するたびにシリンダレンズ３２を調整する必要はない。従って、光学系の低コスト化と組立作業の簡略化を図ることができるとともに部品点数の低減も図れ、装置の製造コストの低減に大きく寄与できるというものである。
【０００６】
さらに、特許文献２（特開平９−２１８３６８号公報）記載の技術では、カップリングレンズ系とシリンダレンズ系を一体に組付けるという技術思想を踏まえ、両レンズ系を一つのレンズ保持部材上に固定する構成をとった上で、該レンズ保持部材を両レンズ系の下端のみを固定可能な開放形状とすることで、組立作業における自由度を大幅に向上させ、よって組立の容易化および光学的位置合わせの容易化を一層向上させている。
上記特許文献２記載の技術は、カップリングレンズ系とシリンダレンズ系を一体に組付けるという技術思想においては、上述の通りその意義は大きく、また、レンズ保持部材を両レンズの下端のみを固定可能な開放形状とすることで、組立の容易化および光学的位置合わせの容易化を可能にする構成となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２記載の技術では、両レンズの下端（副走査方向の一端に相当する）のみでレンズ保持部材に固定した場合、環境温度変動時に、特に両レンズの下端接着部に発生する応力によって、両レンズの位置が副走査方向に変動してしまう。すなわち、図８（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示すように、環境温度変動時に発生する応力によって、コリメータレンズ１８およびシリンダレンズ２２の位置が副走査方向に変動した場合、光束aの走査位置が光束bの走査位置へ変動することとなる。この走査位置のずれは、タンデムカラー機など、複数の光束を精度良く走査させる必要がある装置において、色ずれなどの異常画像を引き起こす要因となる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、カップリングレンズ系とシリンダレンズ系を一体に組付けるという技術思想を踏まえ、光学的位置合わせも迅速且つ高精度に行うことができ、さらに経時での両レンズの相対位置変動を抑えた上で、その位置変動方向を画像品質の低下を抑えることができる主走査方向に限定することが可能な光走査装置および画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある手段・発明特定事項（以下、「構成」という）を採っている。
請求項１記載の発明は、光源と、該光源から出た発散光束をカップリングするカップリングレンズ系と、該カップリングレンズ系から射出した光束を主走査方向に長い線像に結像せしめ副走査方向にのみパワーを有するシリンダレンズ系と、前記線像の近傍に偏向面を有し前記光束を偏向するとともに被走査面上を略等速度に走査する偏向器と、該偏向器によって偏向された光束を前記被走査面近傍に集光する結像レンズ系とを備えた光走査装置において、走査開始決定手段としての同期検知手段を具備し、前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系とが一つの保持部材に保持され、且つ該保持部材は、前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系との主走査方向の一端部のみを固定可能であって他面が開放された形状を有し、前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系との主走査方向への位置変動による走査開始位置の変動を、前記同期検知手段により調整して走査開始位置を一定にすることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光走査装置において、前記保持部材が、前記光源の固定部材と一体に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光走査装置において、前記カップリングレンズ系と前記シリンダレンズ系とが、接着剤を介して前記保持部材に固定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光走査装置において、前記接着剤が、紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の光走査装置において、前記接着剤には、充填材が添加されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一つに記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一つに記載の光走査装置を有し、該光走査装置で複数の被走査面を走査して多色画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記課題を解決して新規な光走査装置およびこれを有する画像形成装置を実現し提供することができる。請求項ごとの効果を挙げれば、以下のとおりである。
請求項１記載の発明によれば、カップリングレンズ系とシリンダレンズ系とを一つの保持部材に保持するとともに、該保持部材を、カップリングレンズ系とシリンダレンズ系との主走査方向の一端部のみを固定可能であって他面が開放された形状にしているので、組立の容易化および光学的位置合わせの容易化を図ることができ、且つ環境変動（特に環境温度変動）に起因する両レンズ系の相対位置変動を抑えた上で変動方向を、主走査方向に限定することができる。両レンズの主走査方向への相対位置変動による走査位置変動は、走査開始決定手段により走査開始位置を一定にすることができるため、走査位置に影響がなく、画像品質の低下を抑えることが可能である。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、光源の固定部材と保持部材とを一体に形成する構成としたので、部品点数の低減によってさらなる組立の容易化を図ることができる。
【００１８】
請求項３、４記載の発明によれば、接着剤、特には紫外線硬化型樹脂を用いることにより、より一層の組立の容易化を図ることができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、接着剤に充填材を添加することにより、環境温度変動による接着剤の収縮または膨張を低減させることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし５の何れか一つに記載の光走査装置を用いた構成とすることにより、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を実現し提供することができる。
【００２１】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし５の何れか一つに記載の光走査装置を用いて複数の被走査面を走査して画像形成を行う構成とすることにより、多色画像形成可能な画像形成装置の品質の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１の光走査装置における光源ユニットの主走査方向に沿う断面図である。
【図２】実施形態１の光走査装置における光源の固定部材およびレンズ保持部材の斜視図である。
【図３】レンズ保持部材におけるアパーチャ保持部分の斜視図である。
【図４】実施形態１の光走査装置の一部断面を含む平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、環境温度変動前後におけるコリメータレンズおよびシリンダレンズからの光束の主走査方向への走査位置変動を説明する図、（ｃ）は、光束の主走査方向への走査位置変動を同期検知手段により調整して走査開始位置を一定にする説明図である。
【図６】本発明の光走査装置を搭載したフルカラーレーザプリンタ全体の構成図である。
【図７】従来における光源ユニット周りの要部の断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、従来の光走査装置において、環境温度変動前後におけるコリメータレンズおよびシリンダレンズからの光束の副走査方向への変動を説明する図、（ｃ）は、光束の副走査方向への走査位置変動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図を参照して実施形態１を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、混同の虞がない限り同一符号を付すこととする。
【００２４】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を図１〜図５に基づいて説明する。
図４に示すように、光走査装置２には、一体化された光源ユニット４と、この光源ユニット４から射出された光束を偏向するとともに被走査面としての感光体６の表面を略等速度に走査する偏向手段としての偏向器８と、この偏向器８によって偏向された光束を感光体６の表面近傍に集光する結像レンズ１０と、走査開始決定手段としての同期検知手段１２とが備えられている。同期検知光束Ｄは、結像レンズ１０の光軸１０ａと角度θＤを成し、絞り１４を通過して同期検知手段１２（フォトダイオード）に入射する。
【００２５】
光源ユニット４は、光源としてのレーザダイオード１６と、このレーザダイオード１６から出た発散光束を平行化するカップリングレンズ系としてのコリメータレンズ１８と、このコリメータレンズ１８から出た光束を制限するアパーチャ２０と、コリメータレンズ１８からの光束を主走査方向に長い線像に結像するシリンダレンズ系としてのシリンダレンズ２２と、レーザダイオード１６を保持する固定部材２４と、コリメータレンズ１８等を保持するレンズ保持部材２６とから構成されている。
【００２６】
本実施形態では、図１および図２に示すように、固定部材２４とレンズ保持部材２６は、プラスチックで一体成形されており、固定部材２４には、レーザダイオード１６の収容孔２４ａおよび光通過孔２４ｂが形成されている。レンズ保持部材２６は、図２に示すように、コリメータレンズ１８を保持する湾曲面部２６ａと、この湾曲面部２６ａの先端側に段差を介して形成された平面部２６ｂから構成されており、平面部２６ｂにはシリンダレンズ２２が保持されている。また、段差部の垂直面部２６ｃには、図３に示すように、アパーチャ２０が保持されている。図１に示すように、レンズ保持部材２６に対するコリメータレンズ１８等の固定は、接着剤２８（例えば紫外線硬化タイプ）で主走査方向の一端部を接着することによってなされている。これらコリメータレンズ１８およびシリンダレンズ２２の接着固定は、コリメータレンズ１８およびシリンダレンズ２２のレーザダイオード１６や偏向器８に対する光学的位置合わせを行った後なされる。
接着剤２８としては、組立の容易化を図るべく、特に紫外線硬化型樹脂を用いることが好ましい。また、接着剤２８には、環境温度変動による接着剤の収縮または膨張を低減させるべく、例えばガラスビーズ・ガラス繊維や金属片等の固体または粉体からなる充填材を混入・添加することが好ましい。
【００２７】
レンズ保持部材２６の湾曲面部２６ａの曲面は、従来における円筒形状のレンズ保持部材の内周面の一部に相当するものであり、また、平面部２６ｂは、従来の装置のハウジングにおけるシリンダレンズの取付面に相当するものである。従って、従来用いられているコリメータレンズ１８やシリンダレンズ２２をそのまま使用して良好に固定することができる。
【００２８】
コリメータレンズ１８とシリンダレンズ２２とを一つのレンズ保持部材２６に一体的に固定する構造であるので、光学的位置合わせをして一旦固定した後は、コリメータレンズ１８を調整するたびにシリンダレンズ２２を調整する必要はない。従って、光学系の低コスト化と組立作業の簡略化を図ることができるとともに部品点数の低減も図れ、装置の製造コストの低減に大きく寄与できる。
【００２９】
本実施形態のレンズ保持部材２６は、コリメータレンズ１８およびシリンダレンズ２２の主走査方向の一端部のみを固定可能であって、この固定部以外の他面が開放された形状であるため、固定時の設置および調整をあらゆる角度から行うことができ（自由度大）、よって作業性および取付精度を一層向上させることができる。
【００３０】
また、環境温度変動時には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、コリメータレンズ１８およびシリンダレンズ２２が主走査方向へ変動し、その光束はｃからｄの位置へ変動する。しかしながら、図５（ｃ）に示すように、走査開始位置は常に走査開始決定手段としての同期検知手段１２に入射後一定間隔Ｔ後にすることができるため、走査位置には影響がなく、画像品質の低下を抑えることが可能となる。
【００３１】
上記実施形態１では、レーザダイオード１６を保持する固定部材２４とレンズ保持部材２６とを一体成形したが、個別に形成して結合する構成としてもよい。また、レンズ保持部材２６は、湾曲面部２６ａと平面部２６ｂとが個別に形成されて一体に組付けられたものでもよい。
【００３２】
（実施形態２）
本発明の実施形態２を図６に基づいて説明する。
図６は、本発明に係る光走査装置を、画像形成装置としてのタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用した例である。すなわち、図６に示すタンデム型フルカラーレーザプリンタ６２０では、本発明に係る光走査装置で複数の被走査面（感光体）を走査して多色画像形成を行うことが可能に構成されている。
フルカラーレーザプリンタ６２０は、中間転写体としての中間転写ベルト６０６を有しており、その移動方向に沿って像担持体としての感光体を有する感光体ドラム６０１を備えた複数（本実施形態例では４つ）の画像形成ステーションが並列配置されている。
図における右から左に順に、感光体ドラム６０１を有する画像形成ステーションではイエロー（Ｙ）のトナー画像が、感光体ドラム６０１を有する画像形成ステーションではマゼンタ（Ｍ）のトナー画像が、感光体ドラム６０１を有する画像形成ステーションではシアン（Ｃ）のトナー画像が、感光体ドラム６０１を有する画像形成ステーションではブラック（Ｂｋ）のトナー画像がそれぞれ形成される。
【００３３】
これら４つの画像形成ステーションでは、各色のトナー画像を形成するための構成はトナーの色のみが相違するだけで実質的に同様の構成要素を具備しているため、イエローのトナー画像を形成する画像形成ステーションを代表して説明する。
イエローのトナー画像を形成する画像形成ステーションにおいて、感光体ドラム６０１の周囲には、感光体ドラム６０１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電チャージャ６０２と、光走査装置６００により記録された感光体ドラム６０１上の静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ６０３、この現像ローラ６０３にイエローのトナーを補給するトナーカートリッジ等を備えた現像手段としての現像装置６０４と、転写後の感光体ドラム６０１上に残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース等を備えたクリーニング装置６０５とが配置されている。各画像形成ステーションの感光体ドラム６０１に対向する中間転写ベルト６０６の内側には、感光体ドラム６０１上のトナー画像を中間転写ベルト６０６に一次転写するための一次転写手段としての図示しない一次転写ローラが配設される。
【００３４】
感光体ドラム６０１へは、後述するように、偏向器におけるポリゴンミラー１面毎の走査により複数ライン、本実施形態例では４ライン同時に画像記録が行われる。
中間転写ベルト６０６は、３つのローラ間に掛け回されて支持されており、反時計回り方向に回転される。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像が中間転写ベルト６０６上にタイミングを合わせて順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
シート状記録媒体の一例としての記録紙Ｓは、給紙トレイ６０７から給紙コロ６０８により最上のものから順に１枚ずつ給紙され、レジストローラ対６０９により副走査方向（給紙方向）の記録開始のタイミングに合わせて転写部位へ送り出される。
中間転写ベルト６０６上の重ね合わされたカラー画像は、転写部位で２次転写手段としての２次転写ローラ６１３により記録紙Ｓ上に一括転写される。カラー画像を転写された記録紙Ｓは、定着ローラと加圧ローラとを有する定着手段としての定着装置６１０へ送られ、ここで熱と圧力とによってカラー画像が定着される。定着を終えた記録紙Ｓは排紙ローラ対６１２により画像形成装置本体の上面に形成された排紙トレイ６１１に排出されて積載される。
【００３５】
本発明の光走査装置を有する画像形成装置は、図６に示したタンデム型フルカラーレーザプリンタに限らず、本発明の光走査装置により画像記録の書き込みが可能な像担持体を有する全ての画像形成装置に適用可能である。例えば、複数の像担持体上に光走査装置により静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を像担持体毎に異なる色トナーで現像し、各像担持体上に形成されたトナー像を転写体上に担持されたシート状記録媒体に順次重ねて転写することによりカラー画像を得る直接転写方式のタンデム型の画像形成装置において、上記光走査装置が本発明に係るものであってもよい。また、本発明の光走査装置は、像担持体が無端ベルト状の感光体ベルトを備えた画像形成装置等にも無論適用可能である。
以上述べたとおり、本発明を特定の実施形態等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した実施形態等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および目的・用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施形態１を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【符号の説明】
【００３６】
２、６００    光走査装置
４    光源ユニット
６    感光体（被走査面）
８    偏向器（偏向手段）
１０  結像レンズ
１２  同期検知手段（走査開始決定手段）
１４  絞り
１６  レーザダイオード（光源）
１８  コリメータレンズ（カップリングレンズ系）
２０  アパーチャ
２２  シリンダレンズ（シリンダレンズ系）
２４  固定部材（保持部材）
２６  レンズ保持部材（保持部材）
６２０  フルカラーレーザプリンタ（画像形成装置）
Ｄ      同期検知光束
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開平７−３０６３４８号公報
【特許文献２】特開平９−２１８３６８号公報
【図１】
2011043690.tif 000003
【図２】
2011043690.tif 000004
【図３】
2011043690.tif 000005
【図４】
2011043690.tif 000006
【図５】
2011043690.tif 000007
【図６】
2011043690.tif 000008
【図７】
2011043690.tif 000009
【図８】
2011043690.tif 000010