JPH0894957A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、モータの放熱による画像へ
の悪影響を低減可能で、画像が劣化することのない光走
査装置を提供することにある。 【構成】この発明の光走査装置１０は、回転可能に形成
された反射面３２ａ〜３２ｈを有する多面鏡３２と、多
面鏡を回転させるロータ３１ｂとロータを回転させる固
定部３１ｃとロータと固定部とを表裏に分離するモータ
ベース３１ｄとを含むモータ３１と、多面鏡を気密して
収容する気密室１３と、モータベースを保持することで
気密室内に多面鏡を収容するとともに、気密室に対して
固定部を相対的に外側かつ固定部からの熱の移動を妨げ
るよう、モータを保持するハウジング１１とにより構成
される。これにより、モータの放熱による画像の劣化が
防止され、均一なレーザビームによる安定な画像形成が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電写真プロセスに
より感光体に画像を形成する画像形成装置に利用可能で
あって、感光体に画像情報を提供するための光走査装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置としてのレーザビームプリ
ンタ装置では、記録すべき画像情報を感光体に露光する
ための光走査装置例えばレーザ露光装置が利用される。
レーザ露光装置により感光体に形成された潜像は、現像
装置から供給されるトナーにより現像されたのち、記録
用紙上に出力にされる。

【０００３】レーザ露光装置は、レーザビームを発生す
るレーザ素子、レーザ素子により発生されたレーザビー
ムを感光体に向かっておおむね直線状にかつ連続的に反
射する (すなわちレーザビームを偏向する) ポリゴン装
置、および、ポリゴン装置により偏向されたレーザビー
ムを感光体の所定の位置に結像させるｆθレンズ (結像
レンズ) などにより構成される。

【０００４】ポリゴン装置は、回転可能に形成された反
射体すなわち多面鏡と、この多面鏡を回転させるモータ
などを有している。多面鏡は、毎分、数千ないし３万回
転以上の速度で回転されることから、 (多面鏡の) 反射
面相互の接続部 (エッジ) あるいは反射面自身、及び、
モータのシャフトと多面鏡の固定部などにより耳障りな
風切り音が生じることが知られている。このため、多面
鏡を密閉することにより風切り音が外部にもれることを
防止する防音 (密閉) 機構が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、モータ
は、自身の回転にともなって熱を発生することから、防
音 (密閉) 機構によりモータ周辺を密閉することは、多
面鏡の周囲および多面鏡本体の温度上昇を引き起こす。

【０００６】この場合、多面鏡またはモータの周囲に配
置される防塵ガラスまたはプラスチックの屈折率の変化
により、レーザ素子からのレーザビームのビーム径が変
化される問題がある。また、モータおよび防塵ガラス
(プラスチック) を保持するハウジングに熱変形が生
じ、所定の位置にむけて走査されるレーザビームが到達
される位置が変動する問題がある。このことは、結果と
して、画像形成装置から出力される画像の解像度を低下
させるばかりでなく微小画像の再現性を劣化させること
になる。

【０００７】ところで、モータからの発熱にともなう多
面鏡の周囲および多面鏡本体の温度上昇を低減するため
に、モータの周囲あるいはハウジングの所定の位置に冷
却ファンを配置する方法が提案されている。

【０００８】しかしながら、この方法では、光走査装置
の大きさを大型化するとともに、装置のコストを増大さ
せるという新たな問題を引き起こす。また、冷却ファン
が配置された場合には、冷却ファンからの冷却風あるい
は冷却ファン自身による振動によりポリゴン装置が振動
する問題が生じる。このことは、結果として、画像形成
装置から出力される画像の解像度を低下させるばかりで
なく微小画像の再現性を劣化させることになる。この発
明の目的は、モータの放熱による画像への悪影響を低減
可能で、画像が劣化することのない光走査装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、光を所定の方向に偏向する偏
向手段と、この偏向手段を回転させる駆動手段と、この
駆動手段の回転要素と駆動要素とを熱的に分離する分離
手段と、上記偏向手段を、上記分離手段により分離され
た上記駆動要素からの熱が伝達されない方向に、上記偏
向手段と上記駆動要素との間に上記分離手段が介在され
た状態で保持する保持手段とを有することを特徴とする
光走査装置を提供するものである。

【００１０】また、この発明によれば、光を発生する光
源と、反射面を有し、反射面を回転させることにより上
記光源からの光を結像位置に向かって偏向する偏向手段
と、回転要素と駆動要素ならびに回転要素と駆動要素と
を熱的に分離する分離機構を含み、上記偏向手段の反射
面を回転させる駆動手段と、上記偏向手段により生じる
騒音を阻止する光透過手段と、この光透過手段および上
記偏向手段の分離機構と共働して上記偏向手段を気密す
るとともに、上記偏向手段に対して上記駆動要素からの
熱が伝達されないよう上記偏向手段を保持する隔壁手段
とを有することを特徴とする光走査装置が提供される。

【００１１】さらに、この発明によれば、光を発生する
光源と、反射面を有し、反射面を回転させることにより
上記光源からの光を結像位置に向かって偏向する偏向手
段と、回転要素と駆動要素ならびに回転要素と駆動要素
とを熱的に分離する分離機構を含み、上記偏向手段の反
射面を回転させる駆動手段と、上記光源と上記偏向手段
との間に規定される第１の光軸を横切るように配置さ
れ、上記偏向手段により生じる騒音を阻止する第１の光
透過手段と、上記偏向手段と上記結像位置との間に規定
される第２の光軸を横切るように配置され、上記偏向手
段により生じる騒音を阻止する第２の光透過手段と、上
記第１の光透過手段、上記第２の光透過手段および上記
偏向手段の分離機構と共働して上記偏向手段を気密する
とともに、上記第１の光軸および第２の光軸を含む面に
上記駆動要素からの熱が伝達されないよう上記駆動要素
を保持する隔壁手段とを有することを特徴とする光走査
装置が提供される。

【００１２】

【作用】この発明の光走査装置は、光を所定の方向に偏
向する偏向手段と、偏向手段を回転させる駆動手段と、
駆動手段の回転要素と駆動要素とを熱的に分離する分離
手段と、偏向手段を、分離手段により分離された駆動要
素からの熱が伝達されない方向に、偏向手段と上記駆動
要素との間に分離手段が介在された状態で保持する保持
手段とを有することから、駆動手段の駆動要素からの熱
が偏向手段に伝達されることを防止できる。

【００１３】また、この発明の光走査装置は、回転要素
と駆動要素ならびに回転要素と駆動要素とを熱的に分離
する分離機構を含み、偏向手段の反射面を回転させる駆
動手段により回転される偏向手段を有することから、駆
動手段から発生される熱が偏向手段に伝達されること
を、駆動手段により、防止できる。

【００１４】さらに、この発明の光走査装置によれば、
回転可能に形成された反射面を有する反射体と、反射体
を回転させる回転部、回転部を回転させる固定部、及
び、回転部と固定部とを表裏に分離する分離機構とを含
み、反射体を回転させるモータと、反射体を気密して収
容する気密構造と、モータの分離機構を保持することで
気密構造内に反射体を収容するとともに、気密室に対し
て固定部を相対的に外側かつ固定部からの熱の移動を妨
げるようモータを保持する保持部材とにより、モータの
熱が反射面に伝達されることが、モータ自身により阻止
できる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１には、この発明の実施例である光走査装置
の概略が示されている。図１によれば、光走査装置１０
は、レーザビームを発生する発光ユニット (光源) ２
０、発光ユニット２０からのレーザビームを、所定の位
置、たとえば、図示しない画像形成装置の (図示しな
い) 感光体ドラムにむけておおむね直線状にかつ連続的
に向かって反射する (すなわち偏向する) 光偏向装置
(走査手段) ３０、及び、光偏向装置３０により走査さ
れたレーザビームを、図示しない感光体ドラムに、所定
の結像条件で結像させる結像光学部４０などにより構成
されている。

【００１６】発光ユニット２０、光偏向装置３０および
結像光学部４０は、それぞれ、光走査装置１０の本体す
なわちハウジング１１の所定の位置に固定される。ハウ
ジング１１の光偏向装置３０が固定される領域の近傍に
は、光偏向装置３０を密閉収容するための隔壁１２およ
び隔壁１２により提供される気密室１３が形成されてい
る。

【００１７】隔壁１２の一部すなわち気密室１３の所定
の位置には、発光ユニット２０からのレーザビームを光
偏向装置３０の後述する反射面 (多面鏡) に導くための
光源側防塵ガラス (またはプラスチック) １４、及び、
反射面 (多面鏡) により反射されたレーザビームを図示
しない感光体ドラムに案内するための像面側防塵ガラス
１５が配置されている。なお、光源側防塵ガラス１４お
よび像面側防塵ガラス１５は、たとえば、青板ガラスす
なわち光学用板ガラスが青色の染料により着色されたガ
ラス (商品名) ブルーペーンガラスなどにより形成され
る。

【００１８】図２を参照すれば、図１の光走査装置１０
に組込まれる発光ユニット２０は、レーザビームを発生
する半導体レーザ素子２１、レーザ素子２１から放射さ
れたレーザビームを、集束光あるいは平行光に変換する
第１レンズ２２、第１レンズ２２を通過されたレーザビ
ームのビーム断面形状を所定の形状に整える第２レンジ
２３、及び、第１レンズ２２と第２レンズ２３との間に
配置され、レーザ素子２１からのレーザビームの光強度
(光量) の変動を低減する絞り２４などを有している。
なお、第１レンズ２２および第２レンズ２３は、それぞ
れ、光学ガラス(たとえばＢＫ７) によって製造され
る。

【００１９】レーザ素子２１は、たとえば、アルミダイ
カストまたはプラスチック (ＰＰＳ＝ポリスチレン) な
どによって製造される鏡筒 (またはレンズホルダ) ２５
に直接固定される。また、第１レンズ２２、第２レンズ
２３および絞り２４は、レーザ素子２１とともに、鏡筒
２５に一体的に保持されている。なお、鏡筒２５は、ハ
ウジング１１への固定のための図示しない位置決め部材
を有し、たとえば、ネジあるいは接着によりハウジング
１１の所定の位置に固定される。

【００２０】また、レーザ素子２１、第１レンズ２２お
よび第２レンズは、図３に示すように、それぞれ、レー
ザホルダ１２６およびレンズホルダ１２５に固定された
のちレーザホルダ１２６とレンズホルダ１２５とがさら
に固定される方法で固定されてもよい。

【００２１】再び、図１を参照すれば、光偏向装置３０
は、図示しない磁性流体軸受を利用したスキャナモータ
３１の回転軸３１ａと一体的に配置されているロータ３
１ｂに固定され、高速度で回転可能に形成された複数の
平面鏡 (すなわち反射面、この例では８面) ３２ａない
し３２ｈを有する多面鏡３２により構成される。なお、
各反射面３２ａないし３２ｈは、多面鏡３２の周囲を取
り巻くとともに、多面鏡３２の外周を等分した状態に形
成される。

【００２２】スキャナモータ３１は、ロータ３１ｂを回
転させるためのステータを含む固定部３１ｃを有し、図
示しない固定手段 (ネジ止めあるいは接着) により固定
部３１ｃと予め結合されているモータベース３１ｄを介
して、ハウジング１１の所定の位置に、ネジ止めなどの
手法により固定されている。なお、モータベース３１ｄ
は、固定部３１ｃの形状を工夫することにより、固定部
３１ｃと一体的に (固定部３１ｃの一部として) 構成さ
れてもよい。

【００２３】モータベース３１ｄは、ハウジング１１の
気密室１３を覆うとともに、気密室１３を密閉する。こ
れにより、ロータ３１ｂおよび多面鏡３２は、気密室１
３の内側に密閉収容される。

【００２４】なお、図１から明らかなように、モータベ
ース３１ｄは、ロータ３１ｂと固定部３１ｃとを熱的に
分離できる構造 (モータにおける主たる熱源とされるス
テータなどの固定部３１ｃは、モータベース３１ｄを挟
んで表裏に位置されている)を有している。これによ
り、固定部３１ｃの位置を最適に配置することにより、
多面鏡３２、光源側防塵ガラス (またはプラスチック)
１４、像面側防塵ガラス１５、及び、気密室１３とその
周囲のハウジング１１の一部などがモータ３１からの熱
により、変形あるいは光学的特性が劣化されることが防
止できる。なお、固定部３１ｃは、気密室１３に対して
相対的に上方になる方向であって、後述する光軸Ｏ₁ お
よびＯ₂ を含む面に対して、固定部３１ｃにより生じる
熱が伝達されにくい方向すなわち熱が逃げる方向に位置
されている。

【００２５】光偏向装置３０と図示しない感光体ドラム
と間すなわち光偏向装置３０の多面鏡３２の各反射面３
２ａないし３２ｈにより連続的に反射されたレーザビー
ムが像面側防塵ガラス１５を介して出射される方向に
は、第１のｆθレンズ４１、折り返しミラー４２、第２
のｆθレンズ４３、出射ミラー４４および防塵ガラス４
５が、順に、配置されている。

【００２６】第１のｆθレンズ４１は、各反射面３２ａ
ないし３２ｈの回転角と各反射面３２ａないし３２ｈの
それぞれの回転に伴って連続的に反射 (偏向) されたレ
ーザビームが結像される位置とを比例させるものであっ
て、各反射面３２ａないし３２ｈの反射点と図示しない
感光体ドラムの軸線方向と直交する主走査方向の中心と
の間に規定される光軸Ｏ₂ と各反射面３２ａないし３２
ｈにより反射されたレーザビームとのなす角θと光軸Ｏ
₂ とレーザビームが到達された感光体ドラム上の位置ｈ
とを整合させるために、主走査方向に関し、ｈ＝ｆθを
満たす焦点距離ｆが与えられている。

【００２７】折り返しミラー４２は、主走査方向に延出
された平面ミラーであって、第１のｆθレンズ４１を通
過されたレーザビームを図示しない感光体ドラムに向か
って案内するとともに、光走査装置１０の大きさを低減
するために利用される。

【００２８】第２のｆθレンズ４３は、第１のｆθレン
ズ４１と共働して、感光体ドラムに案内されたレーザビ
ームの位置ｈを主走査方向に関し、ｈ＝ｆθを満足させ
るとともに、折り返しミラー４２により折り返されたレ
ーザビームの感光体ドラム上での歪曲収差あるいは像面
湾曲などの結像特性を補正するために利用される。

【００２９】出射ミラー４４は、主走査方向に延出され
た平面ミラーであって、第２のｆθレンズ４３を通過さ
れたレーザビームを図示しない感光体ドラムに向けてさ
らに折り返すとともに、光走査装置１０の大きさを低減
するために寄与する。

【００３０】なお、ハウジング１１の所定の位置であっ
て、出射ミラー４４により折り返されたレーザビームが
ハウジング１１の外側へ出射される位置には、光走査装
置１０の内部に、トナーあるいは紙かすなどが侵入する
ことを阻止するための防塵ガラス４５が配置されてい
る。

【００３１】また、多面鏡３２の各反射面３２ａないし
３２ｈの反射点と感光体ドラムの軸線方向と直交する主
走査方向の中心との間に規定される光軸Ｏ₂ は、発光ユ
ニット２０のレーザ素子２１の発光点と多面鏡３２の各
反射面３２ａないし３２ｈの反射点との間に規定される
光軸Ｏ₁ と同一の平面に配置されている。

【００３２】以上説明したように、この発明の光走査装
置によれば、回転可能に形成された反射面３２ａ〜３２
ｈを有する多面鏡３２と、多面鏡３２を回転させるロー
タ３１ｂ、ロータ３１ｂを回転させる固定部３１ｃ、及
び、ロータ３１ｂと固定部３１ｃとを熱的に表裏 (上下
方向) に分離するモータベース３１ｄを含むモータ３１
と、多面鏡３２を気密して収容する気密室１３と、モー
タ３１のモータベース３１ｄを保持することで気密質１
３内に多面鏡３２を収容するとともに、気密室１３に対
して固定部３１ｃを相対的に外側かつ固定部３１ｃから
の熱の移動を妨げるようモータ３１を保持するハウジン
グ１１とにより、モータ３１の熱が各反射面３２ａ〜３
２ｈに伝達されることが、モータ３１自身により阻止で
きる。これにより、モータ３１により発生される熱が気
密室１３にこもることに起因する多面鏡３２、防音側壁
１２、光源側防塵ガラス１４および像面側防塵ガラス１
５などの温度上昇が低減される。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の光走査装
置では、光偏向装置の周囲は、ハウジングと一体に形成
された防音側壁、光源側防塵ガラス、像面側防塵ガラス
および多面鏡を回転させるモータのモータベースを介し
て気密される。

【００３４】モータベースは、モータにおける主たる熱
源である固定部を多面鏡と分離するよう配置され、発光
ユニットと多面鏡との間の光軸と、多面鏡と感光体との
間の光軸を含む面に対して、固定部が相対的に上方に位
置されるよう配置される。

【００３５】これにより、モータにより発生される熱が
気密室にこもることに起因する多面鏡、防音側壁、光源
側防塵ガラスおよび像面側防塵ガラスなどの温度上昇が
低減される。

【００３６】従って、モータの放熱による画像の劣化が
防止され、均一なレーザビームによる安定な画像形成が
可能となる。また、モータの冷却のために要求される冷
却装置が不要となるばかりでなく、装置の大きさおよび
コストが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である光走査装置の概略平面
図および概略断面図。

【図２】図１に示されている光走査装置の発光ユニット
の概略平面図および正面図。

【図３】図２に示されている発光ユニットの変形例を示
す概略正面図。

【符号の説明】

１０…光走査装置、 １１…ハウジン
グ、１２…隔壁、 １３…気密
室、１４…光源側防塵ガラス、 １５…像面側
防塵ガラス、２０…発光ユニット、 ２１
…半導体レーザ素子 (光源) 、２２…第１レンズ、
２３…シリンドリカルレンズ、２４…絞
り、 ２５…鏡筒、３０…光偏向
装置 (走査手段) 、 ３１…スキャナモータ、３１ａ
…回転軸、 ３１ｂ…ロータ、３１ｃ
…固定部、 ３１ｄ…モータベース、
３２…多面反射鏡、 ３２ａ〜３２ｈ…
反射面 ４１…第１のｆθレンズ、 ４２…折り返しミ
ラー、４３…第２のｆθレンズ、 ４４…出射
ミラー、４５…防塵ガラス。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を所定の方向に偏向する偏向手段と、 この偏向手段を回転させる駆動手段と、 この駆動手段の回転要素と駆動要素とを熱的に分離する
   分離手段と、 上記偏向手段を、上記分離手段により分離された上記駆
   動要素からの熱が伝達されない方向に、上記偏向手段と
   上記駆動要素との間に上記分離手段が介在された状態で
   保持する保持手段と、を、有することを特徴とする光走
   査装置。
2. 【請求項２】光を発生する光源と、 反射面を有し、反射面を回転させることにより上記光源
   からの光を結像位置に向かって偏向する偏向手段と、 回転要素と駆動要素ならびに回転要素と駆動要素とを熱
   的に分離する分離機構を含み、上記偏向手段の反射面を
   回転させる駆動手段と、 上記偏向手段により生じる騒音を阻止する光透過手段
   と、 この光透過手段および上記偏向手段の分離機構と共働し
   て上記偏向手段を気密するとともに、上記偏向手段に対
   して上記駆動要素からの熱が伝達されないよう上記偏向
   手段を保持する隔壁手段と、を、有することを特徴とす
   る光走査装置。
3. 【請求項３】光を発生する光源と、 反射面を有し、反射面を回転させることにより上記光源
   からの光を結像位置に向かって偏向する偏向手段と、 回転要素と駆動要素ならびに回転要素と駆動要素とを熱
   的に分離する分離機構を含み、上記偏向手段の反射面を
   回転させる駆動手段と、 上記光源と上記偏向手段との間に規定される第１の光軸
   を横切るように配置され、上記偏向手段により生じる騒
   音を阻止する第１の光透過手段と、 上記偏向手段と上記結像位置との間に規定される第２の
   光軸を横切るように配置され、上記偏向手段により生じ
   る騒音を阻止する第２の光透過手段と、 上記第１の光透過手段、上記第２の光透過手段および上
   記偏向手段の分離機構と共働して上記偏向手段を気密す
   るとともに、上記第１の光軸および第２の光軸を含む面
   に上記駆動要素からの熱が伝達されないよう上記駆動要
   素を保持する隔壁手段と、を、有することを特徴とする
   光走査装置。
4. 【請求項４】回転可能に形成された反射面を有する反射
   体と、 上記反射体を回転させる回転部、この回転部を回転させ
   る固定部、及び、上記回転部と上記固定部とを表裏に分
   離する分離機構とを含み、上記反射体を回転させるモー
   タと、 上記反射体を気密して収容する気密構造と、 上記モータの上記分離機構を保持することで上記気密構
   造内に上記反射体を収容するとともに、上記気密室に対
   して上記固定部を相対的に外側かつ上記固定部からの熱
   の移動を妨げるよう、上記モータを保持する保持部材
   と、を、有することを特徴とする光走査装置。