JP2015068862A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転多面体の発熱によるｆθレンズの変形を抑制すること。【解決手段】レーザスキャニングユニット１０は、出射口１４が形成された側壁１３を有する筐体１１と、各々が筐体１１の底板１２の上面に設置された回転多面体２４ーおよび回転多面体２４で走査された光ビームを出射口１４へ照射するｆθレンズ２５とを備える。筐体１１の底板１２は、ｆθレンズ２５の周囲に対応する部分が底板１２の上面よりも低い段差部１５を有し、該段差部１５の稜線１６が凹凸形状になっている。【選択図】図２

Description

本発明は、光走査装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置に設けられる光走査装置には、回転多面体やｆθレンズが収容されている。このような光走査装置では、回転多面体の発熱によってｆθレンズが変形するという問題がある。即ち、回転多面体の発熱によってｆθレンズが設けられている筐体が変形し、それによってｆθレンズが変形する。その結果、ｆθレンズの光学性能が変化してしまう。この問題に対し、例えば特許文献１に記載の光走査装置では、治具によってｆθレンズを筐体に固定することにより、ｆθレンズの変形を抑制している。

特開平５−２０３８８９号公報

しかしながら、上述した特許文献１の光走査装置では、ｆθレンズを治具によって固定する工程が増えるため、光走査装置の製造コストが嵩むという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造コストをあまり増加させることなく、回転多面体の発熱によるｆθレンズの変形を抑制することにある。

本発明に係る光走査装置は、底板と、該底板に立設された側壁とを有する筐体と、各々が上記筐体の底板に設置され、光ビームを偏向走査する回転多面体及び該回転多面体により偏向走査された光ビームが透過するｆθレンズとを備えている。上記筐体の底板は、上記ｆθレンズの周囲に対応する部分が上記底板の上面よりも低い段差部を有し、該段差部の稜線が凹凸形状になっている。

本発明に係る画像形成装置は、上記の光走査装置を備えている。

本発明によれば、ｆθレンズ周囲の筐体の底板の剛性を高めることができ、その結果、ｆθレンズ周囲の筐体の変形およびｆθレンズの変形を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係るレーザスキャニングユニットの内部構成を示す平面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。 図４は、ｆθレンズを光軸方向に視て示す正面図である。 図５は、実施形態の変形例に係るレーザスキャニングユニットの内部構成を示す平面図である。 図６は、実施形態の変形例に係るレーザスキャニングユニットの内部構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態の画像形成装置１は、例えばレーザプリンタや複合機であり、用紙を搬送しながら、端末等（図示省略）から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。図１に示すように、画像形成装置１は、給紙部２と、画像形成部３と、定着部４と、排紙部５とを備えている。

給紙部２は、用紙を画像形成部３へ供給するカセット給紙部や手差しトレイである。画像形成部３は、図示しないが、感光ドラムや、その感光ドラムの周囲に配置された帯電器、現像器、転写ローラなどを備えている。また、画像形成部３は、感光ドラムに光ビームを出射して静電潜像を形成する光走査装置としてのレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１０を備えている。画像形成部３では、給紙部２から供給された用紙にトナー像を転写するようになっている。定着部４は、図示しないが、互いに圧接されて回転する定着ローラおよび加圧ローラを備えている。定着部４は、画像形成部３で用紙に転写された画像（トナー像）をその用紙に定着させるように構成されている。排紙部５は、定着部４から画像形成された用紙が供給される排紙トレイ（図示省略）を有している。
〈レーザスキャニングユニットの構成〉

図２および図３に示すように、レーザスキャニングユニット１０は、後述する光走査部品が収容された筐体１１を備えている。筐体１１は、例えばガラス繊維により強度が高められた樹脂材料によって形成されている。筐体１１は、底板１２と、該底板１２に立設された側壁１３とを有する。筐体１１は、図示しないが、開放された天井部分が蓋部材によって閉鎖される。

筐体１１には、光走査部品として、コリメータレンズ２２、シリンダレンズ２３、回転多面体２４およびｆθレンズ２５（走査レンズ）等が収容されている。これら光走査部品は、筐体１１の底板１２の上面に設置されている。また、筐体１１には光走査部品である光源体２１が設けられている。

レーザスキャニングユニット１０では、光源体２１から照射された１つまたは複数の光ビームがコリメータレンズ３３で平行化され、その後、シリンダレンズ２３で集光される。シリンダレンズ２３で集光された光ビームは、回転多面体２４で偏向走査される。回転多面体２４で偏向走査された光ビームは、ｆθレンズ２５を透過して、筐体１１の側壁１３に形成された出射口１４から上述した感光ドラムへ出射される。こうして、感光ドラムに静電潜像が形成される。なお、回転多面体２４は、図示しないモータを含んでいる。

筐体１１の底板１２では、光軸方向に順に、回転多面体２４、ｆθレンズ２５が配置される。ｆθレンズ２５は、光軸方向と直交する主走査方向に延びるやや棒状に形成されている。また、ｆθレンズ２５は、主走査方向における中央部分が回転多面体２４側へ凹んだ形状となっている。

筐体１１の底板１２には、ｆθレンズ２５の周囲に対応する部分が底板１２の上面よりも低い段差部１５が形成されている。具体的に、段差部１５は、出射口１４が形成された側壁１３とｆθレンズ２５との間の底板１２においてｆθレンズ２５の近傍に設けられている。段差部１５は、底板１２の主走査方向に亘って設けられている。また、段差部１５は、底板１２の光軸方向においてｆθレンズ２５の近傍から側壁１３まで設けられている。

さらに、段差部１５の稜線１６は、平面視で凹凸形状になっている（図２参照）。さらに言うと、段差部１５の稜線１６は、ｆθレンズ２５の長手方向（即ち、主走査方向）の形状に沿った凹凸形状になっている。つまり、段差部１５の稜線１６は、ｆθレンズ２５の長手方向における中央部分に対応する箇所が回転多面体２４側へ凹んでいる。

本実施形態のレーザスキャニングユニット１０によれば、筐体１１の底板１２においてｆθレンズ２５の周囲に対応する部分が底板１２の上面よりも低い段差部１５となっており、その段差部１５の稜線１６が凹凸形状になっているため、ｆθレンズ２５周囲の底板１２の剛性を高めることができる。つまり、底板１２の副走査方向の剛性を高めることができる。

レーザスキャニングユニット１０では、回転多面体２４付近が最も温度が高く、回転多面体２４から遠ざかるほど温度が低くなる温度分布（温度勾配）が形成される。この温度勾配により、筐体１１の底板１２が変形する。具体的に、底板１２は、側壁１３付近では剛性が高くｆθレンズ２５付近では剛性が低いため、副走査方向に弓なりに変形する。つまり、底板１２は回転多面体２４の発熱によって副走査方向に荷重を受ける。この底板１２の変形によって、ｆθレンズ２５が変形してしまう。これに対し、本実施形態の筐体１１によれば、上述したように底板１２の副走査方向の剛性が高められるので、回転多面体２４の発熱による底板１２の変形を抑制することができる。

しかも、本実施形態では、段差部１５の稜線１６をｆθレンズ２５の長手方向（主走査方向）の形状に沿った凹凸形状にしているため、より確実にｆθレンズ２５近傍の底板１２の剛性（副走査方向の剛性）を高めることができる。そのため、底板１２の変形、ひいてはｆθレンズ２５の変形を効果的に抑制することができる。
〈ｆθレンズの取付構造〉

ｆθレンズ２５は、主走査方向、副走査方向および光軸方向のそれぞれについて位置決めされて設置される。主走査方向の位置決めは、例えば当てつけ治具を用いて行われる。光軸方向の位置決めは、図４に示すように、ｆθレンズ２５の長手方向両端に対応して設けられたリブ３１にｆθレンズ２５を当てつけることによって行われる。副走査方向の位置決めは、所定の高さを有する第１ボス３２にｆθレンズ２５を載置することによって行われる。第１ボス３２は、ｆθレンズ２５の長手方向中央と長手方向両端寄りの３箇所に設けられている。

上述のように位置決めされたｆθレンズ２５は、接着剤３４によって固定される。図４に示すように、ｆθレンズ２５は、複数箇所（本実施形態では、２箇所）で接着剤３４によって固定される。具体的に、底板１２には第１ボス３２間の２箇所に第２ボス３３が設けられている。第２ボス３３は、第１ボス３２よりも低く形成されており、ｆθレンズ２５の長手方向両端に位置する第１ボス３２寄りに設けられている。第２ボス３３の上面に接着剤３４が塗布されてｆθレンズ２５が接着固定される。

例えば、ｆθレンズ２５のような長尺部材を１箇所で接着固定すると、接着剤の硬化収縮によってｆθレンズ２５が屈曲してしまう。これに対し、本実施形態のｆθレンズ２５は、上述したように複数箇所で接着固定するようにしていることから、接着剤３４の硬化収縮の応力が第１ボス３２間で分散されるので、ｆθレンズ２５の屈曲を抑制することができる。このように、本実施形態では、回転多面体２４の発熱によるものだけでなく、接着固定時の硬化収縮によるｆθレンズ２５の変形も抑制することができる。

ところで、ｆθレンズ２５を複数箇所で接着固定した場合、回転多面体２４の発熱による底板１２およびｆθレンズ２５の膨張時、ｆθレンズ２５と筐体１１（底板１２）との線膨張係数の違いから接着点が離れるというおそれがある。この点、本実施形態では、上述したように底板１２の剛性が高められて底板１２の変形が抑えられるので、ｆθレンズ２５の接着点が離れるという事態を抑制することができる。
−実施形態の変形例−

上記実施形態に係るレーザスキャニングユニット１０の変形例について説明する。例えば図５に示す変形例は、ｆθレンズ２５が弓なりに湾曲している。この場合、段差部１５の稜線１６は、ｆθレンズ２５の長手方向における中央部分に対応する箇所が側壁１３側へ突出している。つまり、段差部１５の稜線１６は、ｆθレンズ２５の長手方向の形状に沿った凹凸形状になっている。

また、図６に示す変形例は、筐体１１の底板１２において、ｆθレンズ２５の光軸方向における両側に段差部１５，１７を設けるようにしたものである。つまり、ｆθレンズ２５の側壁１３側と回転多面体２４側とに段差部１５，１７が設けられている。側壁１３側の段差部１５の稜線１６は、上記実施形態と同様、ｆθレンズ２５の長手方向における中央部分に対応する箇所が回転多面体２４側へ凹んでいる。一方、回転多面体２４側の段差部１７の稜線１８も、ｆθレンズ２５の長手方向における中央部分に対応する箇所が回転多面体２４側へ凹んでいる。このように、本変形例においても、段差部１５，１７の稜線１６，１８は、ｆθレンズ２５の長手方向の形状に沿った凹凸形状になっている。これらの変形例においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

なお、上記実施形態では、段差部１５をｆθレンズ２５の側壁１３側に設けるようにしたが、それに代えて、ｆθレンズ２５の回転多面体２４側に段差部を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ｆθレンズ２５を複数箇所で接着固定するようにしたが、１箇所で接着固定するようにしてもよい。

また、上記実施形態の画像形成装置は、レーザプリンタや複合機だけでなく、例えば複写機やスキャナ装置等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、例えば複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置およびそれを備えた画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
１０ レーザスキャニングユニット（光走査装置）
１１ 筐体
１２ 底板
１３ 側壁
１４ 出射口
１５，１７ 段差部
１６，１８ 稜線
２４ 回転多面体
２５ ｆθレンズ

Claims (4)

1. 底板と、該底板に立設された側壁とを有する筐体と、各々が上記筐体の底板に設置され、光ビームを偏向走査する回転多面体及び該回転多面体により偏向走査された光ビームが透過するｆθレンズとを備え、
   上記筐体の底板は、上記ｆθレンズの周囲に対応する部分が上記底板の上面よりも低い段差部を有し、該段差部の稜線が凹凸形状になっている、光走査装置。
2. 請求項1に記載の光走査装置において、
   上記段差部の稜線は、上記ｆθレンズの長手方向の形状に沿った凹凸形状になっている、光走査装置。
3. 請求項1に記載の光走査装置において、
   上記ｆθレンズは、その長手方向において複数箇所で接着剤によって上記底板の上面に固定されている、光走査装置。
4. 請求項1乃至３の何れか1項に記載の光走査装置を備えた、画像形成装置。
   

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