(57)【要約】【課題】簡易な構成でコリメータレンズの接着強度や光学性能の信頼性が高い光源装置を提供する。【解決手段】光源装置４０は、レーザ光Ｌを出射する半導体レーザ４２と、半導体レーザ４２から出射されたレーザ光Ｌを略平行光化するコリメータレンズ５０と、コリメータレンズ５０を保持するホルダ４３と、を有し、コリメータレンズ５０は、レーザ光Ｌの入射面５４ａと出射面５４ｂの少なくてもいずれか一方の面から延伸してホルダ４３と接着する接着部５１、５２を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記レーザ光を略平行光化するレンズ部材と、
前記レンズ部材を保持する保持部材と、
を有し、
前記レンズ部材は、前記レーザ光の入射面と出射面の少なくてもいずれか一方の面から延伸して前記保持部材と接着する接着部を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記レンズ部材は、前記レーザ光の入射面と出射面の双方の面から延伸した複数の前記接着部を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記レンズ部材は、前記レーザ光の光軸方向に延伸した前記接着部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記接着部を把持する把持部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記保持部材は、前記接着部と対応する位置に凹部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記接着部は、前記保持部材と光硬化型接着剤により接着されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記レンズ部材は樹脂製であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から出射されたレーザ光を走査する走査手段と、
を有することを特徴とする走査光学装置。
【請求項９】
像担持体にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、前記静電潜像を現像剤により現像して画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体にレーザ光を照射する装置として、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の光源装置を有する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、電子写真プロセスを有する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好適な光源装置に関する。また、光源装置を備えたレーザ光を用いて光書き込みを行う走査光学装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、光源からの出射されるレーザ光をレンズ部材としてのコリメータレンズ等の集光レンズを介して回転多面鏡に入射させて偏向走査した後、結像レンズ・反射ミラーを介し感光体ドラム上に走査線として形成する走査光学装置が構成される。
【０００３】
この走査光学装置において、光源であるレーザから出射されるレーザ光がコリメータレンズへと入射し、レーザ光が所定の焦点位置と照射位置になるようにレーザとコリメータレンズとの相対位置が調整されて光源装置として構成される。
【０００４】
このような光源装置において、従来からコリメータレンズを固定する方法として様々な方法が提案されている。例えば特許文献１では、レーザを保持する保持部材に対してコリメータレンズの外周部の一部を接着固定した構成が記載されている。
【０００５】
また特許文献２では、接着強度を向上するためにコリメータレンズの外周部だけでなくレーザ光の入出射面を接着部位として、保持部材に対して光硬化性樹脂によりコリメータレンズを接着する構成が記載されている。
【０００６】
また特許文献３では、カラープリンタなどの画像形成装置に用いられる複数の半導体レーザと複数のコリメータレンズを一体化した光源装置において、保持部材に対して各コリメータレンズの外周部の２か所において接着する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９―２１８３６８公報
【特許文献２】特開２００８−５１９７９公報
【特許文献３】特開２００８−７０６１４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし特許文献１に記載の構成では、コリメータレンズの外周部の一部のみが保持部材に接着されて固定されるために充分な接着強度を確保できない。特に温湿度や振動などの影響により、接着強度の低下やコリメータレンズの位置や姿勢が変化するおそれある。
【０００９】
また特許文献２に記載の構成では、接着剤がコリメータレンズのレーザ光の入出射面を含めた範囲に塗布されるので、硬化した接着剤によるゴースト光の発生や、接着剤が有効径内に付着することによりビームスポット形状が異常となるおそれがある。
【００１０】
また特許文献３に記載の構成では、接着部位が複数のため高い接着強度を確保できるものの、複数の接着部位が必要なためコリメータレンズを支持する支持部材の形状を複雑化させて生産性を低下させるおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でコリメータレンズの接着強度や光学性能の信頼性が高い光源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】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る光源装置の代表的な構成は、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射された前記レーザ光を略平行光化するレンズ部材と、前記レンズ部材を保持する保持部材と、を有し、前記レンズ部材は、前記レーザ光の入射面と出射面の少なくてもいずれか一方の面から延伸して前記保持部材と接着する接着部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記の構成により、レンズ部材のレーザ光の入射面や出射面から延伸した接着部においてレンズ部材と保持部材とを接着するため、広い接着面積を確保して接着強度を向上させることができる。また接着部をレンズ部材のレーザ光の照射領域外とすることができるため、接着剤によるゴースト光の発生などを抑制でき、光学性能の信頼性を高く保つことができる。従って、本発明によれば、簡易な構成でレンズ部材の高い接着強度や光学性能の信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】第１実施形態に係る走査光学装置の内部の構成説明図である。
【図３】第１実施形態に係る走査光学装置の断面図である。
【図４】第１実施形態に係る光源装置の外観図と断面図である。
【図５】第１実施形態に係るコリメータレンズの外観図と断面図である。
【図６】第１実施形態に係る光源装置の調整・組立説明図である。
【図７】第２実施形態に係る光源装置の外観図と断面図である。
【図８】第２実施形態に係るコリメータレンズの外観図と断面図である。
【図９】第２実施形態に係るホルダの外観図と断面図である。
【図１０】第２実施形態に係る光源装置の調整・組立説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
＜画像形成装置＞
以下、まず本発明の第１実施形態に係る画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示す様に、画像形成装置Ａはシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。
【００１７】
画像形成部は、感光体ドラム１（像担持体）、帯電ローラ２、現像装置４、転写ローラ５、走査光学装置２０などを備えている。なお、本実施形態では、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４は画像形成装置Ａ本体に着脱可能なプロセスカートリッジ６内に備えられている。また装置本体外装にはドア３を有し、このドア３を開閉してプロセスカートリッジ６の着脱を行う。
【００１８】
画像形成に際しては、不図示の制御部がプリント信号を発すると、給送ローラ９、搬送ローラ８によってシート積載部１０に積載収納されたシートが画像形成部に送り出される。
【００１９】
一方、画像形成部においては、帯電ローラ２に帯電バイアスが印加されることにより、帯電ローラ２と接触する感光体ドラム１の表面が帯電させられる。そして、図４に示す光源装置４０が内部に備える半導体レーザ４２（光源）からレーザ光Ｌを出射し、走査光学装置２０（走査手段）が不図示の画像読取部などから取得した画像情報に応じてレーザ光Ｌを走査して感光体ドラム１に照射する。これにより、感光体ドラム１の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム１の表面上に形成される。
【００２０】
その後、現像装置４が備える現像スリーブ４ａに現像バイアスが印加されることにより、現像スリーブ４ａから感光体ドラム１表面に形成された静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー像が形成される。感光体ドラム１表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム１と転写ローラ５との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ５にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されてトナー像がシートに転写される。
【００２１】
その後、トナー像が転写されたシートは定着装置１１に送られ、定着装置１１の加熱部と加圧部との間に形成された定着ニップ部において加熱・加圧され、トナー像がシートに定着される。その後、シートは排出ローラ１２によって搬送されて排出部１３に排出される。
【００２２】
＜走査光学装置＞
次に、走査光学装置２０の構成について説明する。図２は走査光学装置２０の外観図であり、図３は断面図である。走査光学装置２０は、図２及び図３に示す様に、筐体２１内に光源装置４０、シリンドリカルレンズ２３、ポリゴンミラー２４、光偏向走査装置２５、結像レンズ２６、２７、反射ミラー２８、走査開始信号検出器２９などを有する。
【００２３】
走査光学装置２０の組立に際しては、まず光源装置４０が後述する半導体レーザ４２とコリメータレンズ５０との光学調整を完了した状態で筐体２１に取り付けられ、またシリンドリカルレンズ２３は筐体２１上に仮配置される。
【００２４】
またポリゴンミラー２４を搭載する光偏向走査装置２５と結像レンズ２６、２７と反射ミラー２８、走査開始信号検出器２９が筐体２１上の所定位置に固定される。
【００２５】
その後、シリンドリカルレンズ２３をコリメータレンズ５０透過後のレーザ光Ｌの光軸方向に移動・調整することで、レーザ光Ｌの焦点位置調整が行われる。またポリゴンミラー２４で偏向走査されたレーザ光Ｌを走査開始信号検出器２９に入射されるように反射ミラー３０を調整・固定する。
【００２６】
以上により走査光学装置２０の光学調整が完了し、その後フタ３２により筐体２１を密閉する。
【００２７】
次に走査光学装置２０の基本動作を説明する。まず光源装置４０が有する半導体レーザ４２がレーザ光Ｌを照射すると、レーザ光Ｌはシリンドリカルレンズ２３を透過し、回転制御されている光偏向走査装置２５のポリゴンミラー２４に照射して偏向走査される。
【００２８】
偏向走査されたレーザ光Ｌは、結像レンズ２６、２７を経て反射ミラー２８によって反射され、筐体２１に設けられた出射口３１を通過して感光体ドラム１表面に結像される。
【００２９】
なお、感光体ドラム１に結像されるレーザ光Ｌは、ポリゴンミラー２４の回転により主走査方向に走査され、また感光体ドラム１の回転によって副走査方向（感光体ドラム１の回転方向）に静電潜像を形成する。
【００３０】
また、光偏向走査装置２５によって偏向走査されたレーザ光Ｌの一部は走査開始信号検出用として反射ミラー３０により走査開始信号検出器２９へと導かれ、走査開始信号検出器２９の出力信号によって光源装置４０の書き込み変調が開始される。
【００３１】
＜光源装置＞
次に、光源装置４０の構成について詳しく説明する。図４（ａ）は光源装置４０の斜視図であり、図４（ｂ）は光源装置４０の断面図である。
【００３２】
図４に示す様に、光源装置４０は、ホルダ４３（保持部材）、半導体レーザ４２（光源）、コリメータレンズ５０（レンズ部材）、回路基板４４などから構成されている。
【００３３】
半導体レーザ４２は、回路基板４４とともにホルダ４３に一体化されて保持され、回路基板４４により制御されてレーザ光Ｌを出射する。なお、半導体レーザ４２はホルダ４３の一端に圧入などの方法により固定される。また回路基板４４は半導体レーザ４２のリードピンと半田固定され、ホルダ４３にねじなどにより固定される。
【００３４】
またコリメータレンズ５０は半導体レーザ４２から出射されるレーザ光Ｌを略平行光化する。このコリメータレンズ５０は、半導体レーザ４２との相対位置を調整後に、接着剤などによりホルダ４３に接着されて保持される。
【００３５】
次に、コリメータレンズ５０の構成と接着方法について詳しく説明する。
【００３６】
図５（ａ）はコリメータレンズ５０の斜視図であり、図５（ｂ）は断面図である。図５に示す様に、コリメータレンズ５０はレンズ部５４を有し、レンズ部５４は半導体レーザ４２が出射するレーザ光Ｌが入射する入射面５４ａと出射する出射面５４ｂとを有する。またコリメータレンズ５０は入射面５４ａ及び出射面５４ｂからレーザ光Ｌの光軸方向に延伸してホルダ４３と接着する接着部５１、５２を有する。
【００３７】
図６（ａ）はコリメータレンズ５０をホルダ４３に接着時のコリメータレンズ５０周囲の構成を示す外観図であり、図６（ｂ）は断面図である。
【００３８】
図６（ａ）に示す様に、コリメータレンズ５０の周囲にはコリメータレンズ５０の仮位置調整を行うクランプ６１（把持部材）と、紫外線硬化型接着剤７０を硬化させるための紫外線光源６２ａ、６２ｂが設けられる。
【００３９】
接着に際しては、まずクランプ６１によりコリメータレンズ５０の接着部５２の先端に設けられた鍔部５３を把持し、コリメータレンズ５０をホルダ４３の仮位置に配置する。次に出射面５４ｂからのレーザ光Ｌを測定してレーザ光Ｌの焦点位置（矢印Ｚ方向）と照射位置（矢印Ｘ・Ｙ方向）を最適位置となるようコリメータレンズ５０の位置を調整する。その後、紫外線光源６２ａ、６２ｂから紫外線を照射して、接着部５１、５２とホルダ４３との間に塗布された光硬化型接着剤としての紫外線硬化型接着剤７０を硬化させ、コリメータレンズ５０とホルダ４３とを接着固定する。
【００４０】
このようにレンズ部５４の入射面５４ａや出射面５４ｂから延伸した接着部５１、５２においてホルダ４３とコリメータレンズ５０とを接着することで、簡易な構成で接着面積を広く確保できる。従って、レンズ部の外周の一部のみを接着する構成に比べて接着強度を向上させることができる。また接着部５１、５２がレーザ光Ｌの光軸方向に延伸することで、省スペース化に繋がる。
【００４１】
また接着部５１、５２はレーザ光Ｌの照射領域外となるため、接着剤によりスポット形状を変形させることを防止でき、またゴースト光の発生などを抑制することができる。従って、光学性能の信頼性を高く保つことができる。
【００４２】
また、接着部５１、５２はレンズ部５４から延伸した位置にあるため、紫外線光源６２から接着部までの照射空間が確保し易くなる。このため、接着部位に障害物などによる陰影部が発生することを防止でき、接着強度を確保することができる。また接着剤硬化工程の効率化を図ることができる。さらに紫外線照射をレンズ部５４以外の部位に行うため、紫外線照射によるレンズ部５４の昇温を防止して位置調整制度を向上させることができる。
【００４３】
またクランプ６１がレンズ部５４ではなく接着部５２が有する鍔部５３を把持することで、位置調整時のコリメータレンズ５０の姿勢が安定する。またクランプ６１による外力によってレンズ部５４が変形しないため、位置調整時および紫外線硬化後のコリメータレンズ５０の位置精度を向上させることができる。
【００４４】
なお本実施形態においては、入射面５４ａと出射面５４ｂの双方から延伸した複数の接着部５１、５２を有するものの、本発明はこれに限られない。すなわち、入射面５４ａと出射面５４ｂのいずれか一方の面から延伸した接着部を有する構成としても上記同様の効果を得ることができる。しかし、本実施形態のように複数の接着部とするのがより好ましい。これによりコリメータレンズ５０を離れた２ヶ所で接着固定することが可能となる。従って、レンズ部５４の外周上で接着部位の範囲や個数が制限されても接着強度を確保することができ、簡易な構成の下で接着強度を確保することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る光源装置８０の構成について説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図７（ａ）は本実施形態に係る光源装置８０の外観図であり、図７（ｂ）は断面図である。図７に示す様に、光源装置８０は半導体レーザ４２、コリメータレンズ１００、ホルダ９０などを有する。なお、本実施形態では光源装置８０の光軸が鉛直方向となっている。
【００４７】
図８（ａ）はコリメータレンズ１００の外観図であり、図８（ｂ）は断面図である。図８に示す様に、コリメータレンズ１００は、レンズ部１０１を有し、レンズ部１０１は半導体レーザ４２が出射するレーザ光Ｌが入射する入射面１０１ａと出射する出射面１０１ｂとを有する。またコリメータレンズ１００は入射面１０１ａからレーザ光Ｌの光軸方向に延伸してホルダ９０と接着する接着部１０２と、出射面１０１ｂからレーザ光Ｌの光軸方向と直交する方向に延伸してホルダ９０と接着する接着部１０３とを有する。
【００４８】
また接着部１０２は、ホルダ９０と接着される接着面１０２ａを有する。また接着部１０３は、ホルダ９０と接着される接着面１０３ａと、クランプ６１に把持される鍔部１０３ｂと、孔１０４とを有する。
【００４９】
図９（ａ）はホルダ９０の外観図であり、図９（ｂ）は断面図である。図９に示す様に、ホルダ９０は凹部９２と凹部９３とを有する。これらの凹部９２、９３はコリメータレンズ１００の接着部１０２、１０３と対応した位置に設けてある。具体的には、凹部９２は接着部１０２の接着面１０２ａと対応した位置に設けられ、凹部９３は接着部１０３の接着面１０３ａと対応した位置に設けられる。
【００５０】
図１０（ａ）はコリメータレンズ１００をホルダ９０に接着時のコリメータレンズ１００周囲の構成を示す外観図であり、図１０（ｂ）は断面図である。図１０に示す様に、コリメータレンズ１００の周囲にはコリメータレンズ１００の仮位置調整を行うクランプ６１と、紫外線硬化型接着剤７０を硬化させるための紫外線光源６２ａ、６２ｂが設けられる。
【００５１】
ホルダ９０とコリメータレンズ１００との接着に際しては、まずクランプ６１により鍔部１０３ｂを把持し、コリメータレンズ１００をホルダ９０の仮位置に配置する。次に出射面１０１ｂからのレーザ光Ｌを測定してレーザ光の焦点位置（矢印Ｚ方向）と照射位置（矢印Ｘ・Ｙ方向）が最適位置となるようコリメータレンズ１００の位置を調整する。その後、孔１０４より紫外線硬化型接着剤７０を注入する。なお、凹部９２には予め紫外線硬化型接着剤７０を塗布しておく。その後、紫外線光源６２ａ、６２ｂから照射される紫外線により紫外線硬化型接着剤７０を硬化させてコリメータレンズ１００とホルダ９０を接着固定する。
【００５２】
このようにホルダ９０に対してコリメータレンズ１００の接着部１０２、１０３と対応する位置に凹部９２、９３を設けることで、重力などの影響で紫外線硬化型接着剤７０が落下しても紫外線硬化型７０を凹部に収納させることができる。従って、本実施形態のように光源装置８０の光軸を鉛直方向とする場合でもコリメータレンズ１００の接着調整や組立が可能となり、接着部位の設計自由度を向上させることができる。また調整・組立治具の省スペース化を向上させることができる。
【００５３】
なお、第１実施形態及び第２実施形態において、コリメータレンズ５０は樹脂材料でモールド成形により製造される。このようにコリメータレンズ５０を樹脂製とすることで、形状の自由度が向上して所望の形状に加工し易くすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…感光体ドラム
２…帯電ローラ
４…現像装置
５…転写ローラ
１１…定着装置
２０…走査光学装置
４０、８０…光源装置
４２…半導体レーザ
４３、９０…ホルダ
４４…回路基板
５０、１００…コリメータレンズ
５１、５２、１０２、１０３…接着部
５３…鍔部
５４、１０１…レンズ部
６１…クランプ
６２…紫外線光源
７０…紫外線硬化型接着剤
９２、９３…凹部
Ａ…画像形成装置
Ｓ…シート
【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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