JP4337467B2 - 光走査装置の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタなどに用いられる光走査装置の検査方法に関する。

従来より、レーザ素子から射出されるレーザ光を記録情報に基づき変調し、そのレーザ光を、ポリゴンミラーのような反射体を備えた光走査装置を用いて偏向走査して感光体面上に結像させることにより、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤により可視像化することで記録するレーザプリンタなどの画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置に用いられる光走査装置では、一般に走査する偏向光の一部を取り込んで像形成のための同期検出を行う同期検出素子が設けられており、この同期検出素子により、繰り返し行われる走査と感光体に像形成を行うための記録情報との同期が取られている。

また、同期検出素子に導かれる偏向光は、同期検出素子の受光感度や同期検出の精度を確保するために、同期検出素子に入射する近傍で偏向光の光束を充分絞っておく必要がある。そのため、ポリゴンミラーの偏向点から同期検出素子までの光路の長さをポリゴンミラーの偏向点から画像形成装置本体の感光体までの光路の長さとほぼ等しくしておくことが望ましかった。

ところが、半導体レーザ素子と同期検出素子とを基板の同一面上に実装する従来の光走査装置では、ポリゴンミラーの偏向点から同期検出素子までの光路の長さをポリゴンミラーの偏向点から感光体までの光路の長さとほぼ等しくすることが望ましいという観点から、半導体レーザ素子、同期検出素子および回路素子、コンデンサなど関連部品の基板上での配置に関する制約が生じ、配置の自由度が少なくなるという問題があった。

この問題に対処するために、下記特許文献などでは基板の半導体レーザ素子を取り付ける面とは異なる面に同期検出素子を取り付けることにより、ポリゴンミラーの偏向点から同期検出素子までの光路の長さとポリゴンミラーの偏向点から感光体までの光路の長さとをほぼ等しくする技術が開示されている。
特開平７−号１１３９７２号公報

しかしながら、上記の技術では半導体レーザ素子や同期検出素子等を取付ける基板が上下方向に置かれたいわゆる基板縦置き型の光走査装置であるため、基板に半導体レーザ素子や同期検出素子および回路素子、コンデンサなどの関連部品を実装すると、基板の上下方向の寸法が増大し、そのため光走査装置の上下方向の寸法が増大するという問題があった。

一方、半導体レーザ素子や同期検出素子等を取り付ける基板を、光走査装置の筐体に対して平行に置かれたいわゆる基板横置き型の場合、同期検出素子における光路を確保しアライメントのチェックを可能としつつ回路素子や関連部品を実装するのは困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的は、基板横置き型の場合において、基板に回路素子や関連部品を実装しつつ同期検出素子における光路を確保しアライメントのチェックを可能とする光走査装置の検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、請求項１に記載の発明の光走査装置の検査方法は、回路素子が組み付けられた基板と、該基板の上面に組み付けられた回路素子により出力が制御される光源と、該光源から射出される光束を偏向走査する反射体と、該反射体からの偏向光の一部を取り込み、像形成のための同期検出を行う同期検出素子と、該同期検出素子へ前記反射体からの偏向光を導入するための集光レンズと、前記基板、光源、反射体及び同期検出素子が組み付けられる筐体とを備えた光走査装置の検査方法であって、前記基板は、前記筐体の上面又は下面と平行に組みつけられるとともに、貫通孔を有し、前記同期検出素子は、前記基板の下面に組み付けられ、前記基板の下側に設けられた光路を通る前記偏向光を検知し、前記偏向光を通過させるための検査孔が形成された検査板を前記貫通孔に挿通することで、前記同期検出素子と前記集光レンズの組み付けアライメントを検査することを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光源は、少なくとも一つの発光素子を備えた半導体レーザであることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記検査孔の面積は、前記貫通孔に挿通された前記検査板と前記同期検出素子との間に配設された前記集光レンズの有効面積よりも小さいことを特徴としている。

このような構成によると、前記検査孔を通過しないが前記集光レンズの有効面積を通過する前記偏向光はマージンとなる。従って、そのマージン内で前記同期検出素子と前記集光レンズとの組み付けアライメントが変動しても前記偏向光は前記同期検出素子によって検知されることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記基板を下側から支持する前記筐体に、前記筐体の強度および剛性を増加させるリブが形成されていることを特徴としている。

このような構成によると、リブを設けることにより前記筐体の強度および剛性を増加させることができる。それにより、前記筐体の歪や変形が防止され、前記偏向光の光路変化の発生を防止することができる。さらに、前記基板の下面に実装部品が組み付けられていないのでリブの形状、大きさおよび配置を自由に選択することができる。

以下に、本発明の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る光走査装置の一実施形態としてのスキャナの正面部を示す。図２は、スキャナの上面カバーを示す図である。図３は、スキャナの裏面図である。図４は、スキャナの基板が取り外された状態を示す透視図である。

図１から図４までを用いて、スキャナの構成について説明する。
図１において、スキャナ６０の正面部は、光源３、基板４、ポリゴンモータ１２、Ｆシータレンズ１４、折り返しミラー１６および筐体２２などで構成されている。

光源３は、スキャナ６０の左端部（図１のＬＨ方向側）に配置され、ネジ６によってレーザダイオードホルダ１に取り付けられている。レーザダイオードホルダ１は、ネジ２によって筐体２２に固定されている。なお、本明細書では以後、図１のＬＨ方向をスキャナ６０の左側、図１のＲＨ方向をスキャナ６０の右側、図１のＦ方向をスキャナ６０の前側、図１のＲ方向をスキャナ６０の後側、図１の紙面の手前側をスキャナ６０の上側および図１の紙面の向こう側をスキャナ６０の下側として説明する。

光源３は、２個の図示しない発光素子を備えた半導体レーザである。
基板４は、スキャナ６０の前側の左端部に配設された平板であり、その上面にはコネクタ３１、回路素子３２ａ〜３２ｅ、コンデンサ３３ａなどが実装され、その下面は半田で接続された電気回路面で構成されている。基板４の下面には、後述の同期検出素子４８が取り付けられている。同期検出素子４８が、基板４の下面に取り付けられているので基板４の上面に実装されるコネクタ３１、回路素子３２ａ〜３２ｅ、コンデンサ３３ａなどの配置を自由に選択することができる。基板４は、ネジ５によって筐体２２に固定されている。

基板４の上面に実装された回路素子３２ａ〜３２ｅは、光源３の２個の図示しない発光素子の出力を制御するためのものであり、例えば、半導体レーザの出力を調整するための発光ボリューム、半導体レーザの出力を変調するための変調ボリュームおよび半導体レーザの出力を粗調整あるいは微調整するための出力調整ボリュームである。このように２個の発光素子を用いることにより、レーザプリンタの解像度を高めることができる。

ポリゴンモータ１２は、スキャナ６０の前側のほぼ中央部に配設されており、その回転軸１２ｂの周りに回転する反射体１２ａが一体的に成形されている。ポリゴンモータ１２は、ネジ１３によって筐体２２に取り付けられている。光源３とポリゴンモータ１２との間には、光源３の側から順にコリメータレンズ８、コリメータスリット９およびシリンドリカルレンズ１１が配置されている。コリメータレンズ８は、コリメータレンズホルダ７によって支持されている。

Ｆシータレンズ１４は、スキャナ６０のほぼ中心部に押さえバネ３６によって固定されている。
なお、スキャナ６０の上面は、図２に示す上面カバー２５によって覆われ、スキャナ６０の正面側に配置された部品が保護されている。上面カバー２５は、上面カバー取付けネジ２６によってスポンジ３０ａ、３０ｂ、３０ｃなどを介して筐体２２に取り付けられている。

図３に示すスキャナ６０の裏面において、基板４の下面にはビームディテクトスリット１９およびビームディテクトミラー２０が取り付けられている。図４のスキャナ６０の基板４が取り外された状態を示す透視図において、ビームディテクトミラー２０の右側（図４のＲＨ方向側）には、集光レンズ２１と同期検出素子４８が配設されている。

また、図４に示すように、基板４の下側には筐体２２にリブ４９が基板４と交差する方向に設けられている。基板４の下面には、前述のコネクタ３１、回路素子３２ａ〜３２ｅ、コンデンサ３３ａなどが実装されていないので、リブ４９の形状、大きさおよび配置を自由に選択することができる。リブ４９は、筐体２２の強度および剛性を増加させることができるので、それにより、筐体２２の熱による歪や変形が防止され、スキャナ６０内における光束や偏向光の光路変化の発生が防止される。

集光レンズ２１と同期検出素子４８をこのように配設すると、光源３から同期検出素子４８までの光路を規定する光学素子が配置された光学経路において、同期検出素子４８の受光感度や同期検出の精度を確保するとともに、スキャナ６０の上下方向および前後左右方向の寸法もコンパクトにすることができる。

スキャナ６０の裏面は、図５に示すような裏面カバー２７で覆われている。裏面カバー２７は、裏面カバー取付けネジ２８によって筐体２２に取り付けられ、スキャナ６０の裏面に配設された部品を保護している。

次に、図１、図３および図４を参照して集光レンズ２１と同期検出素子４８の組み付けアライメントの検査方法について説明する。
図１に示す光源３から射出された光束は、コリメータレンズホルダ７によって支持されたコリメータレンズ８を通過する。コリメータレンズ８を通過して平行光となった光束は、コリメータスリット９を通過した後、さらにシリンドリカルレンズ１１を通過する。シリンドリカルレンズ１１を通過した光束は、ポリゴンモータ１２に一体的に形成され高速で回転する反射体１２ａで偏向走査されて偏向光を生ずる。この偏向光は、Ｆシータレンズを通過し、スキャナ６０の後側（図１のＲ方向側）に配設され押さえバネ３４によって取り付けられている折り返しミラー１６によって直角に光路が変更され、その偏向光の一部はスキャナ６０の裏面に到達する。

スキャナ６０の裏面に到達した偏向光は、図３において折り返しミラー１７によって直角に光路が偏向され、シリンドリカルレンズ１５を通過した後ビームディテクトミラー２０に向かう。ビームディテクトミラー２０で折り返された偏向光はビームディテクトスリット１９を通過し、集光レンズ２１に到達する。集光レンズ２１を通過した偏向光は、同期検出素子４８によって検知され、同期検出素子４８から検知信号がレーザプリンタの図示しない制御部に送信される。

ここで、基板４が筐体２２に組み付けられてしまうと、基板４の下面に取付けられた集光レンズ２１と同期検出素子４８の組み付けアライメントを検査することができない。そのため、図７に示すように、集光レンズ２１の左側（図７のＬＨ方向）の基板４に貫通孔４ａが設けられている。この貫通孔４ａに検査板５９を上方から挿通し集光レンズ２１と同期検出素子４８の組み付けアライメントを検査することができる。

検査板５９は、図８に示すような平板でその一端部に例えば円形の検査孔５９ａが形成されている。検査孔５９ａの面積を集光レンズ２１の有効面積よりも小さくすることにより、検査孔５９ａを通過しないが集光レンズ２１の有効面積を通過する偏向光はマージンとなる。従って、そのマージン内で同期検出素子４８と集光レンズ２１との組み付けアライメントが変動しても、偏向光は同期検出素子４８によって検知されることができる。

次に、レーザプリンタに設けられたスキャナ６０のポリゴンモータ１２の冷却手段について、図３および図６を参照して説明する。
図３に戻り、スキャナ６０のポリゴンモータ１２の冷却手段は裏面側の前側（図３のＦ方向側）の右端部に設けられている。図３のＣ方向から見た冷却手段を図６に概略的に示す。

図６において、冷却手段はファン５２とダクト５５とから構成されている。すなわち、ダクト５５の右端部（図６のＲＨ方向側）にはファン５２が配置されている。ダクト５５は、ファン５２とその左方（図６のＬＨ方向側）にあるポリゴンモータ１２との間を連通している。ポリゴンモータ１２を回転させる回転軸１２ｂは、モータスペーサ４３に支持されておりモータスペーサ４３は筐体２２に取り付けられている。モータスペーサ４３は、円板であり例えばアルミニウム材から作られている。

ファン５２は、電動ファンでありファンホルダ５３に支持されている。ファンホルダ５３は、図６に示すように、例えば発泡ウレタン材などから形成されたスポンジ５４を介して筐体２２の外壁部２２ａと画像形成装置本体に取付けられたプレート５１に保持されている。従って、ファン５２の回転により生じる振動がスキャナ６０の筐体２２とプレート５１とに伝達されることがないので、偏向光の光路変化が生じなく、集光レンズ２１と同期検出素子４８の組み付けアライメントに影響を及ぼす懸念がない。

ダクト５５は、筐体２２の外壁部２２ａとスキャナ６０を囲むプレート５１とで構成されている。このように構成すると、ダクト５５のための専用部品を設けなくてもよいので、部品点数を少なくすることができる。

また、図６に示すように、ダクト５５の形状をファン５２の近傍における断面積よりもポリゴンモータ１２の近傍における断面積のほうが小さくなるように形成すると、ポリゴンモータ１２の近傍におけるダクト５５ａを通過する空気の流速がファン５２の近傍におけるダクト５５ｂを通過する空気の流速よりも増加し、ポリゴンモータ１２の冷却効率を高めることができる。

さらに、モ−タスペーサ４３がアルミニウム材で作られているのでアルミニウムの大きい熱伝導率のためにモータスペーサ４３が速やかに冷却される。それにより、ポリゴンモータ１２の冷却効率をさらに一層高めることができる。

図９は、本発明に係るスキャナ６０が好適に用いられたレーザプリンタ６５の要部側断面図である。図９において、符号６６は感光体を示す。
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を取りうることはいうまでもない。

スキャナの正面図である。 スキャナの上面カバーを示す図である。 スキャナの裏面図である。 スキャナの基板が取り外された状態を示す透視図である。 スキャナの下面カバーを示す図である。 冷却手段を示す概略図である。 基板を側面から見た概略図である。 検査板を示す図である。 レーザプリンタの要部側断面図である。

符号の説明

１・・・レーザダイオードホルダ、２・・・ホルダ取付けネジ、３・・・光源、４・・・基板、４ａ・・・貫通孔、５・・・基板固定ネジ、６・・・ネジ、７・・・コリメータレンズホルダ、８・・・コリメータレンズ、９・・・コリメータレンズスリット、１０・・・ネジ、１１・・・シリンドリカルレンズ、１２・・・ポリゴンモータ、１２ａ・・・反射体、１２ｂ・・・回転軸、１３・・・ポリゴンモータ取付けネジ、１４・・・Ｆシータレンズ、１５・・・シリンドリカルレンズ、１６、１７、１８・・・折り返しミラー、１９・・・ビームディテクトスリット、２０・・・ビ−ムディテクトミラー、２１・・・集光レンズ、２２・・・筐体、２２ａ・・・筐体外壁部、２５・・・上面カバー、２６・・・上面カバー取付けネジ、２７・・・裏面カバー、２８・・・裏面カバー取付けネジ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ・・・スポンジ、３１・・・コネクタ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ・・・回路素子、３３ａ・・・コンデンサ、３４、３５・・・おさえバネ、３８・・・カバーガラス、３９・・・カバーガラスホルダ、４０・・・スポンジ、４３・・・モータスペーサ、４８・・・同期検出素子、４９・・・リブ、５１・・・プレート、５２・・・ファン、５３・・・ファンホルダ、５４・・・スポンジ、５５・・・ダクト、５５ａ・・・ダクト絞り部、５９・・・検査板、５９ａ・・・検査孔、６０・・・スキャナ、６５・・・レーザプリンタ、６６・・・感光体

Claims (4)

1. 回路素子が組み付けられた基板と、
   該基板の上面に組み付けられた回路素子により出力が制御される光源と、
   該光源から射出される光束を偏向走査する反射体と、
   該反射体からの偏向光の一部を取り込み、像形成のための同期検出を行う同期検出素子と、
   該同期検出素子へ前記反射体からの偏向光を導入するための集光レンズと、
   前記基板、光源、反射体及び同期検出素子が組み付けられる筐体とを備えた光走査装置の検査方法であって、
   前記基板は、前記筐体の上面又は下面と平行に組みつけられるとともに、貫通孔を有し、
   前記同期検出素子は、前記基板の下面に組み付けられ、前記基板の下側に設けられた光路を通る前記偏向光を検知し、
   前記偏向光を通過させるための検査孔が形成された検査板を前記貫通孔に挿通することで、前記同期検出素子と前記集光レンズの組み付けアライメントを検査する
   ことを特徴とする光走査装置の検査方法。
2. 前記光源は、少なくとも一つの発光素子を備えた半導体レーザであることを特徴とする、請求項１記載の光走査装置の検査方法。
3. 前記検査孔の面積は、前記貫通孔に挿通された前記検査板と前記同期検出素子との間に配設された前記集光レンズの有効面積よりも小さいことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の光走査装置の検査方法。
4. 前記基板を下側から支持する前記筐体に、前記筐体の強度および剛性を増加させるリブが形成されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の光走査装置の検査方法。

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