JP5149860B2 - 光源ユニット、光源装置、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
このようなカラー画像形成装置には、例えば特許文献1に示されるように、ポリゴンミラー等の一の光走査手段により、複数の光源から出射される複数の光ビームを一括反射させつつ、それら複数の光ビームを走査させる(その走査方向を主走査方向という)とともに、走査される複数の光ビーム各々を反射ミラーで反射しつつ複数の感光体ドラム各々へ導く構成となっている。これにより、光ビームを走査するための光走査手段(ポリゴンミラー等)が1つで済む。
このような単一の電子基板を用いる構成では、複数光源の周囲に配設されたビス等により、電子基板が取付基台に固定される。この場合、光源の点灯時に発生する熱によって電子基板が熱膨張したときに、電子基板の膨張方向の両側で電子基板がビスにより拘束されているため、電子基板が反る状態となり、光源からの出射光の光軸が変化して精度が確保できなくなる、という問題が生じる。
図1に、本発明の光源ユニットが組み込まれた光走査装置1を備える画像形成装置100の概要を示す。画像形成装置100は、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート(記録用紙)に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体110と、自動原稿処理装置120とにより構成されている。装置本体110は、光走査装置1、現像器2、感光体ドラム3、クリーナユニット4、帯電器5、中間転写ベルトユニット6、定着ユニット7、給紙カセット81、排紙トレイ91等を有して構成されている。
このとき、中間転写ベルト61と転写ローラ10は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ10にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)。さらに、転写ローラ10は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ10もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ62の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々)が用いられる。
定着ユニット7は、ヒートローラ71及び加圧ローラ72を備えており、ヒートローラ71及び加圧ローラ72は、シートを挟んで回転するようになっている。またヒートローラ71は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ72とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。またヒートローラ71を外部から加熱するための外部加熱ベルト73が設けられている。
図2は、光走査装置内の光路と感光体ドラムとの関係を説明するための図である。図中、3BK、3M、3Y、3Cは、それぞれブラック、マゼンタ、イエロー、シアンに対応する感光体ドラムであり、図1の感光体ドラム3に相当するものである。
光走査装置1は、感光体ドラム3BK、3M、3Y、3C各々に静電潜像書き込み用の複数のビーム光を出力する複数のレーザダイオード(以下、LDとする)等の光源が組み込まれた光源ユニット(図1、図2には図示せず)と、その光源ユニットから出力された複数のビーム光(ビーム光の束)を感光体ドラム3BK、3M、3Y、3C各々の軸方向(図1、図2の奥行き方向、即ち、主走査方向)に走査させるポリゴンミラー21と、ポリゴンミラー21により走査されるビーム光各々を反射し、感光体ドラム3BK、3M、3Y、3C各々に導く複数の偏向ミラー(反射ミラー)24と、同じくポリゴンミラー21により走査されるビーム光のfθ補正を行なう複数のfθレンズ22,23と、シリンドリカルレンズ25等の光学機器が、樹脂成型等により一体成型された筐体26に組み込まれてユニット化されたものである。この光走査装置1により、感光体ドラム3BK、3M、3Y、3C各々に対する4つのビーム光の光路がそれぞれ形成される。
これにより、光学系全体と本体側に支持される感光体ドラム3BK、3M、3Y、3C各々との位置関係が位置決めされる。以上の結果、感光体ドラム3BK、3M、3Y、3C上におけるビーム光の走査位置が定まる。
図3及び図4は、複数個の光源を備えた光源ユニットの構成例を示す図で、図3は光源ユニットの斜視図、図4は図3に示す光源ユニットを電子基板の背面側(光源ユニットの外側)からみた図である。
図3及び図4において、LDの配列と電子基板を固定するためのビス孔の配置構成に関しては従来の構成例を示しているが、他の部分については、本発明に係る光源ユニットの実施形態として適用可能である。本発明の特徴とする上記LDの配列とビス孔の配置構成例については後述する。
光源ユニット30を構成する各光学機器は、この入射ベース31に組み込まれる。本例の入射ベース31は、一体成型品により構成されているが、本発明に適用可能な入射ベース31としては、一体成型品に限るものではない。
また、LD41は、入射ベース31に設けられたLDホルダ(図3、図4ではLD基板に隠れて見えない)の開口に挿通され、各LD41から出射したビーム光は、LDホルダの開口を通って反射ミラー36の1つに向けて出射される。
次に本発明の特徴であるLD基板32上のLD41の配列と、電子基板を固定するためのビス孔の配置構成例について図3及び図4の従来構成を比較例として、本発明に係る実施形態を説明する。
図3及図4の構成は、上述したように、LD41の配列とビス孔の配置に関しては従来の形態を示している。この構成では、単一のLD基板32に対して複数のLD41を実装するため、上記の背景技術に記載したような、光源ユニット30内で複数枚の電子基板が錯綜する状態は解消されている。
図5は、本発明に係る光源ユニットの第1の実施形態を示す図で、光源ユニットが備えるLD基板32を背面側(光源ユニットの外側)からみた図である。
図4の例と同様に、図5に示されているLD41はその端子部を示しており、各LD41の発光部はLD基板32の反対側に存在する。このLD基板32には、4つのLD41が配列して実装されるとともに、取付ビス33,34を取り付けるための貫通孔38,39が設けられる。
本実施形態では、取付ビスによってLD基板32を入射ベース31に固定するために、LD基板32に貫通孔38を設け、その貫通孔38に適合するように入射ベース31に凸部43を設ける。凸部43には、取付ビス33を螺入するためのビス孔42が設けられている。この例では、取付ビス33としてワッシャービスを用い、これによりLD基板32を入射ベース31に取付固定する。なお、取付ビスとしては、ワッシャービスに限定されるものではなく、適宜適切な他の構成を採用することができる。
また、図5に示すように、LD基板32には、他の貫通孔39が設けられ、図6と同様に、貫通孔39に適合する凸部が入射ベース31に設けられ、この凸部にビス孔が設けられている。
このように、LD41の配列方向D1と、入射ベース31のビス孔の配列方向D2とが一致する場合と一致しない場合では、スライド側での熱膨張の吸収量に差が発生する。両者の配列方向が一致してスライド側で全ての熱膨張が有効に吸収される方が、両者の配列方向が一致せず熱膨張がスライド側で有効に吸収され難い構成に較べて入射光学系の精度が得易くなる。
さらに、LD41の配列方向の両端部だけをビス固定する構成よりも、その一端側を拘束側とし、他端側をスライド側として長穴の構成とする方が、LD基板32の面方向の自由度はさらに増大する。このように拘束箇所の数が少ない構成の方が、LD基板32の熱変形吸収や面方向の自由度増加に対して有利に作用するといえる。
仮にLD41の配列方向において、両端のLD41間にビス孔を設け、この部分に取付ビスを取り付けてLD基板32を入射ベース31に拘束して取り付ける構成をとった場合、取付ビスを挟んだ両側でLD基板32の膨張方向が互いに逆方向となる。従ってLD41の位置ズレによる光軸変動への影響が増幅されることになる。例えば、図5でLD基板32上のCとMに相当するLD41間で入射ベース31にLD基板32を取り付けた場合、LD41の点灯時の発熱で取付ビスの右側に配置されるBKとCに相当するLD41は右斜め上方向へ移動し、取付ビスの左側に配置されるMとYに相当するLD41は左斜め下方向へ移動する。従って、LD41の光軸変動は倍加することになる。このような問題が生じないようにするために、本発明に係る実施形態では、取付ビス33,34を取り付けるためのビス孔は、LD基板32上で直線状に配列した2つのLD41の両端よりもその配列方向の外側に設けるようにする。
図7は、本発明に係る光源ユニットの第2の実施形態を示す図で、光源ユニットが備えるLD基板を背面側(光源ユニットの外側)からみた図である。図4及び図5の例と同様に、図7に示されているLD41はその端子部であり、各LD41の発光部はLD基板32の反対側に存在する。
本実施形態の特徴として、LD基板32上でのLD41の配列方向D1と、取付ビスを取り付けるための入射ベース31のビス孔の配列方向D2とが同一直線上となるように構成している。本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、配列方向D2に配列した取付ビス33,34のみで、LD基板32を入射ベース31に取り付けるようにしている。そして本実施形態では、LD41の配列方向の中心と、ビス孔42,44の配列方向の中心とが一致している。これらの中心の位置は、図7の点Xの位置で一致する。
図7及び図8に示すように、配列したLD41の配列方向の中心はXにあり、中心XからY用のLD41の中心までの距離と、中心XからBK用のLD41の中心までの距離とはいずれもL1の同じ距離となっている。そして、中心Xは、ビス孔42,44の配列方向の中心にも一致する。ここでは、LD41の配列方向の中心Xから、スライド側のビス孔42までの長さL2と、LD41の配列方向の中心Xから拘束側のビス孔44までの長さL3とが略同じになっている。またこのとき、図5の構成と同様に、LD基板32上のLD41の配列方向D1と、ビス孔42,44の配列方向D2とが一致するという関係は維持される。
例えば、細長い棒状物体において、棒状物体の中心と等間隔で配列されている発熱源であるLDの配列方向の中心とを一致させると、棒状物体全体に対して発熱源であるLDからの熱が均一に分散される。ところが、棒状物体の中心とLDの配列方向の中心とが一致していない場合には、LDが等間隔で配列されているとしても、棒状物体の何れか片方側への入熱量が多く、他端側への入熱量が少なくなるので、棒状物体全体に対して熱が均一に分散され難くなる。つまり、本実施形態のように、LD41の配列方向の中心と、ビス孔42,44の配列方向の中心とを一致させるようにすることで、上記の棒状物体に喩えられるLD間全体に対して熱が均一に分散され、LD基板32に温度分布に偏りが生じ難くなる、という効果が得られる。
Claims (9)
- 感光体ドラムに対する静電潜像書き込み用の光ビームを出力する複数個の光源を備えた画像形成装置の光源ユニットにおいて、
前記複数個の光源を直線上に配列して実装した単一の電子基板と、該電子基板を螺着固定する取付基台とを有し、
前記電子基板に実装した前記複数個の光源の配列方向と、前記取付基台に前記電子基板を固定するために該取付基台に設けられた複数のビス孔の配列方向とが一致するように構成され、
前記電子基板は、前記複数のビス孔に対してビスを取り付けるための複数の貫通孔を有し、前記複数の貫通孔の1つを長穴とし、前記長穴内に取り付けられたビスに対して前記長穴がスライドするように構成されていることを特徴とする光源ユニット。 - 前記複数個の光源と、前記ビス孔とが同一直線上に配置されていることを特徴とする請求項1記載の光源ユニット。
- 前記複数個の光源の配列方向と、前記ビス孔の配列方向とが平行であることを特徴とする請求項1記載の光源ユニット。
- 前記複数のビス孔は、配列した前記複数個の光源の両端よりも配列方向で外側に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載の光源ユニット。
- 前記複数個の光源の配列方向の中心と、前記ビス孔の配列方向の中心とが一致することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1記載の光源ユニット。
- 前記長穴の長軸方向と、前記複数のビス孔の配列方向とが一致していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の光源ユニット。
- 請求項1〜6のいずれか1に記載の光源ユニットを備えたことを特徴とする光走査用の光源装置。
- 請求項7に記載の光源装置を備えたことを特徴とする光走査装置。
- 請求項8に記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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