(57)【要約】【課題】  光偏向器の構成を複雑化させることなく、光偏向器から生ずる熱を光学ハウジング及び他の光学素子に伝わらせにくくする光走査装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  光偏向器１２０は、光学ハウジング１１０のベースプレート締結部１２４においてのみ光偏向器１２０のベースプレート１２３と直接接触し、その他の箇所では光偏向器１２０と光学ハウジング１１０とが直接的に接触しないように構成する。このように構成することにより、熱はベースプレート締結部１２４からのみ光学ハウジング１１０に伝わるので、光学ハウジング１１０に伝わる熱量を縮減させることが可能となる。【選択図】  図２
2006201284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、前記レーザ光源から出力されたレーザ光を偏向走査する光偏向器と、前記レーザ光源及び前記光偏向器を収容する光学ハウジングと、を有する光走査装置であって、
前記光偏向器は、
前記光偏向器の基盤となるベースプレートと、
複数の偏向面を持つ偏向ミラーと、
前記偏向ミラーを回転駆動するモータと、
前記モータの回転軸をケーシングする軸受部と、を有し、
前記光学ハウジングは、前記光偏向器を支持する光偏向器支持部を有し、
前記光偏向器の前記ベースプレートの一部のみが前記光偏向器支持部により支持され、
前記偏向ミラー、前記モータ、及び前記軸受部と、前記光学ハウジングとが接触しないことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記光走査装置は、前記レーザ光源を複数有し、
前記複数のレーザ光源から出力された前記レーザ光を、１つの前記光偏向器により偏向走査することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光学ハウジングは、樹脂素材で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光偏向器の周囲近傍は、ガラス素材により囲まれていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光走査装置は、さらに、前記光偏向器の前記モータを制御する制御部を有し、
前記制御部を、前記光学ハウジング外部で、かつ、前記光学ハウジングに接触しない箇所に配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記光走査装置は、さらに、前記光偏向器により偏向走査された前記レーザ光を前記光走査装置外部に設けられた感光体に導光するｆθ光学系を有し、
前記ｆθ光学系は、樹脂素材からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査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、光走査装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル複写機やレーザプリンタ等の静電複写方式の画像形成装置では、レーザ光源からの光ビームを光偏向器で偏向／走査し、該レーザ光を予め一様に帯電した感光体上に照射することで感光体上に静電潜像を形成する。この静電潜像をトナー現像することでトナー像を形成し、出力用紙に該トナー像を転写することで画像の出力がなされる。
【０００３】
光走査装置の構成を図１０に示す。光走査装置２００は、レーザ光源２０１と、カップリングレンズ２０２と、アパーチャ２０３と、光偏向器２２０と、ｆθレンズ２０４と、トロイダルレンズ２０５と、折り返しミラー２０６と、同期ミラー２０７と、同期検知センサ２０８とが、光学ハウジング２１０上に設けられる形で構成される。
【０００４】
レーザ光源２０１は、入力された画像信号に基づきレーザ光を出力する。出力されたレーザ光は、カップリングレンズ２０２、アパーチャ２０３を介して光偏向器２２０に照射される。光偏向器２２０はレーザ光の偏向／走査を行う。偏向／走査されたレーザ光は、ｆθレンズ２０４、トロイダルレンズ２０５、折り返しミラー２０６を介して感光体上に照射され、これにより感光体上に静電潜像が形成される。同期ミラー２０７で反射されたレーザ光の端部光は、同期検知センサ２０８により検知され、走査ラインの同期を図るのに利用される。
【０００５】
光偏向器２２０には、一般にポリゴンミラー（回転多面鏡）が使用される。ポリゴンミラーは、回転軸に対して平行方向に多角形のミラー面を設けたミラーであり、これによりレーザ光源からレーザ光の偏向／走査が行われる。
【０００６】
従来の光偏向器２２０の構成を、図１１に示す。光偏向器２２０は、ポリゴンミラー２２１と、ポリゴンモータ２２２と、ベースプレート２２３とから構成される。また、光偏向器２２０は光学ハウジング２１０上に設けられる形で構成される。
【０００７】
ポリゴンモータ２２２と、ポリゴンモータ２２２の回転軸に固定されたポリゴンミラー２２１とは、ベースプレート２２３上に設けられている。また、ポリゴンモータ２２２の軸受部２２５は、ベースプレート２２３の裏面側に突出している。また、ベースプレート２２３は、光学ハウジング２１０のベースプレート締結部２２４により支持され、ネジ等の固定部材２２６により固定されている。
【０００８】
図１１に示すように従来の光偏向器２２０においては、ポリゴンモータ２２２の軸受部２２５が光学ハウジング２１０と直に接触しており、ポリゴンモータ２２２の駆動時に生じる熱が光学ハウジングに伝わりやすい構造となっている。
【０００９】
このポリゴンモータ２２２の駆動に伴い生じる熱は、光学ハウジング２１０を介して光走査装置２００内の光学素子（レーザ光源２０１、カップリングレンズ２０２、ｆθレンズ２０４等）に伝わり、各光学素子の光学特性に対して悪影響を与え、結像位置ズレ（ピントズレ）、ビームスポット径の太り、書き込み倍率の誤差等の不良動作を引き起こしてしまう。これらの不良動作が生じてしまうと、装置が本来予定する光走査を行うことができなくなり、良好な画像形成が望めなくなる。
【００１０】
特に、近年においては、画像出力スピードの高速化のためにポリゴンミラーの駆動速度も高速化の一途を辿っており、それゆえポリゴンモータを高速駆動させる際に発生する熱量が大きくなっている。そのため、いかにして上記のような光学素子への熱伝達を回避するかが考えられている。
【００１１】
特許文献１では、保持部材を介して光偏向器を光学ハウジングに保持し、光学ハウジングを保持部材よりも熱伝導率の小さい材料で形成することで、光偏向器から発生する熱を他の光学素子に伝わらせにくくする光走査装置が提案されている。
【００１２】
また、特許文献２では、鉄板製のカバー部材やシール部材等を用いて光偏向器の周囲近傍を略密閉空間として形成し、光偏向器で発生した熱をカバー部材に伝えるための伝熱部材を光偏向器の一部に接触させる形で設けることで、光偏向器から発生した熱をカバー部材から放熱し他の光学素子に伝わらせにくくする光走査装置が提案されている。
【００１３】
また、特許文献３では、光偏向器を光ハウジングに固定せずに画像形成装置の他の部品に固定することで、光偏向器と光学ハウジングとが直接接触しないように構成することで、光偏向器から生ずる熱を光学ハウジング及び他の光学素子に伝わらせにくくする光走査装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１５４１３４号公報
【特許文献２】特開２００１−２０８９９７号公報
【特許文献３】特開２００２−０６２５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上記の発明は、以下の問題点を有している。
【００１５】
特許文献１及び特許文献２記載の光走査装置では、光走査装置の構成が複雑化してしまう。また、光偏向器の発熱部であるポリゴンモータと光学ハウジングとは、保持部材や伝熱部材を介して間接的に接触する構成になっているが、保持部材や伝熱部材を通じて光学ハウジングに熱が伝わってしまうという問題点がある。
【００１６】
また、特許文献３記載の光走査装置では、光偏向器を画像形成装置の他の部品に固定する必要があるため、技術利用の際の条件、形状が限定されてしまう。また、画像形成装置の他の部品を利用して光偏向器を固定するため、光走査装置の構成が複雑化してしまうという問題点がある。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みて提案されたものであり、光偏向器の構成を複雑化させることなく、光偏向器から生ずる熱を光学ハウジング及び他の光学素子に伝わらせにくくする光走査装置及び画像形成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】
【００１８】
請求項１記載の発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出力されたレーザ光を偏向走査する光偏向器と、前記レーザ光源及び前記光偏向器を収容する光学ハウジングと、を有する光走査装置であって、前記光偏向器は、前記光偏向器の基盤となるベースプレートと、複数の偏向面を持つ偏向ミラーと、前記偏向ミラーを回転駆動するモータと、前記モータの回転軸をケーシングする軸受部と、を有し、前記光学ハウジングは、前記光偏向器を支持する光偏向器支持部を有し、前記光偏向器の前記ベースプレートの一部のみが前記光偏向器支持部により支持され、前記偏向ミラー、前記モータ、及び前記軸受部と、前記光学ハウジングとが接触しないことを特徴とする光走査装置である。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光走査装置は、前記レーザ光源を複数有し、前記複数のレーザ光源から出力された前記レーザ光を、１つの前記光偏向器により偏向走査することを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記光学ハウジングは、樹脂素材で構成されることを特徴とする。
【００２１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記光偏向器の周囲近傍は、ガラス素材により囲まれていることを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、前記光走査装置は、さらに、前記光偏向器の前記モータを制御する制御部を有し、前記制御部を、前記光学ハウジング外部で、かつ、前記光学ハウジングに接触しない箇所に配置したことを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、前記光走査装置は、さらに、前記光偏向器により偏向走査された前記レーザ光を前記光走査装置外部に設けられた感光体に導光するｆθ光学系を有し、前記ｆθ光学系は、樹脂素材からなることを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、光走査装置の光偏向器から生ずる熱を光学ハウジング及び他の光学素子に伝わらせにくくすることが可能となるので、熱による光学素子の光学特性の低下を抑制することが可能となる。これにより光学特性を高レベルに保つことができるので良好な光走査を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
第１の実施形態の光走査装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の光走査装置の構成を示す。
【００２７】
光走査装置１００は、レーザ光源１０１と、カップリングレンズ１０２と、アパーチャ１０３と、光偏向器１２０と、ｆθレンズ１０４と、トロイダルレンズ１０５と、折り返しミラー１０６と、同期ミラー１０７と、同期検知センサ１０８とが、光学ハウジング１１０上に設けられる形で構成される。
【００２８】
レーザ光源１０１は、入力された画像信号に基づきレーザ光を出力する。出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３を介して光偏向器１２０に照射される。光偏向器１２０はレーザ光の偏向／走査を行う。偏向／走査されたレーザ光は、第１の結像用レンズであるｆθレンズ１０４、第２の結像用レンズであるトロイダルレンズ１０５を介して折り返しミラー１０６に照射される。照射されたレーザ光は折り返しミラー１０６によって光学ハウジングのレーザ光出射窓から感光体上に反射され、これにより感光体上に静電潜像が形成される。また、同期ミラー１０７で反射されたレーザ光の端部光は、同期検知センサ１０８により検知され、走査ラインの同期を図るのに利用される。
【００２９】
次に、本実施形態の光走査装置１００の光偏向器１２０について、図２を参照して説明する。図２は、光偏向器１２０の構成を示す。
【００３０】
光偏向器１２０は、ポリゴンミラー１２１と、ポリゴンモータ１２２と、ベースプレート１２３とから構成される。また、光偏向器１２０は光学ハウジング１１０上に設けられる形で構成される。
【００３１】
ポリゴンモータ１２２と、ポリゴンモータ１２２の回転軸に固定されたポリゴンミラー１２１とは、ベースプレート１２３上に設けられている。また、ポリゴンモータ１２２の軸受部１２５は、ベースプレート１２３の裏面側に突出している。また、ベースプレート１２３は、光学ハウジング１１０のベースプレート締結部１２４により支持され、ネジ等の固定部材１２６により固定されている。
【００３２】
本実施形態の光偏向器１２０は、図２に示すように、光学ハウジング１１０のベースプレート締結部１２４においてのみ光偏向器１２０のベースプレート１２３と直接接触し、その他の箇所では光偏向器１２０と光学ハウジング１１０とが直接的に接触しない構成となっている。このように構成することにより、高温になりやすいポリゴンモータ１２２や軸受部１２５が光学ハウジング１１０に直接接触せず、発生した熱はベースプレート締結部１２４からのみ光学ハウジング１１０に伝わる。よって、本実施形態の光走査装置１００は、光学ハウジング１１０に伝わる熱量を縮減させ、レーザ光源１０１やｆθレンズ１０４のような他の光学素子に熱を伝えにくくすることができ、光学特性を高レベルに保つことができるので良好な光走査を行うことが可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態の光偏向器１２０は、図２に示すような構成に限られるものではなく、光学ハウジング１１０のベースプレート締結部１２４においてのみベースプレート１２３が直接接触し、その他の箇所では光偏向器１２０と光学ハウジング１１０とが直接的に接触しない構成であれば図３に示すような構成でも良い。
【００３４】
なお、本実施形態の光走査装置１００においては、光学ハウジング１１０及びベースプレート締結部１２４は樹脂材料から構成されることが好ましい。樹脂材料から構成された光学ハウジング１１０は、アルミ等の金属から構成された光学ハウジングと比較して熱伝導率が低い。そこで、光学ハウジング１１０及びベースプレート締結部１２４を樹脂材料で構成することにより光学ハウジング１１０を介して他の光学素子に熱を伝わらせにくくすることが可能となる。
【００３５】
また、図４に示すように、本実施形態の光走査装置１００においては、光偏向器１２０をガラス等の素材で囲うようにするのが好ましい。このように構成することにより、光偏向器１２０と他の光学素子とが空間的に分断され、空間上の熱伝導率が下がるので、光偏向器１２０から生じた熱が空気を介して他の光学素子に伝わることを抑制することが可能となる。なお、光偏向器１２０を囲う素材としては、遮音ガラス１３０のような光走査装置１００に従来使われている部材を用いるので、装置の構成が複雑化することはない。
【００３６】
また、本実施形態の光走査装置１００において、ｆθレンズ１０４等の光学素子として樹脂素材の光学素子を利用することが好ましい。このように構成することにより光走査装置１００を低コストに提供することが可能となる。なお、一般に樹脂素材の光学素子はガラス等からなる光学素子に比べて熱による体積変動や倍率変動を起こしやすいというデメリットがあるが、本実施形態の光走査装置１００においては光学素子に伝わる熱量を縮減しうるので、このデメリットを回避することができる。
【００３７】
また、光偏向器１２０のポリゴンミラー１２１はポリゴンモータ１２２により駆動するが、このポリゴンモータ１２２は制御基板１４０のドライバＩＣ１４１により制御される。ドライバＩＣ１４１はポリゴンモータ１２２にパルスを与えることで回転数を制御する半導体回路であるが、このドライバＩＣ１４１は発熱し、特にポリゴンモータ１２２（ポリゴンミラー１２１）の回転速度が速くなると、ドライバＩＣ１４１は発熱量が多くなってしまう。
【００３８】
そこで、図５に示すように、ドライバＩＣ１４１を含む制御基板１４０は、光走査装置１００の外部で、光走査装置１００に対し熱影響を与えないような箇所に配置されることが好ましい。例えば、制御基板１４０と光偏向器１２０とを配線で結び、画像形成装置内で光走査装置１００の設置されている箇所に隣接して設置する。このように構成することにより、熱を発する制御基板１４０が光走査装置１００の外部に配置されるので、光学ハウジング１１０に伝わる熱量を減らすことが可能となる。
【００３９】
次に、第２の実施形態の光走査装置について、図６、図７、図８を参照して説明する。図６は本実施形態の光走査装置の上面図を示し、図７は本実施形態の光走査装置の断面図を示す。また、図８は、図７の点線で囲まれた部分を拡大した図である。本実施形態の光走査装置は、複数色のトナー像を重ねてカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置に対応する。
【００４０】
本実施形態の光走査装置１００は、４つのレーザ光源１０１（ａ〜ｄ）と、レーザ光源毎に設けられたカップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３と、光偏向器１２０と、ｆθレンズ１０４と、折り返しミラー１０６とが、光学ハウジング１１０上に設けられる形で構成される。なお、光偏向器１２０は、ポリゴンミラー１２１と、ポリゴンモータ１２２と、ベースプレート１２３とから構成される。
【００４１】
ポリゴンモータ１２２と、ポリゴンモータ１２２の回転軸に固定された２つのポリゴンミラー１２１とは、ベースプレート１２３上に設けられている。また、ポリゴンモータ１２２の軸受部１２５は、ベースプレート１２３の裏面側に突出している。また、ベースプレート１２３は、光学ハウジング１１０のベースプレート締結部１２４により支持され、ネジ等の固定部材１２６により固定されている。
【００４２】
４つのレーザ光源１０１（ａ〜ｄ）は、入力された画像信号に基づきレーザ光を出力する。出力されたレーザ光は、カップリングレンズ１０２、アパーチャ１０３を介して光偏向器１２０に照射される。光偏向器１２０は、レーザ光源１０１からのレーザ光を対称な２方向に振り分けて偏向／走査を行う。光偏向器１０１により２ビームずつ２方向に偏向／走査されたレーザ光は、上下２層構成のｆθレンズ１０４（ａ,ｂ）をそれぞれ通過し、レーザ光毎に設けられた折り返しミラー１０６（ａ〜ｄ）により折り返され、光学ハウジング１１０のレーザ光出射窓１５０を通過する。レーザ光出射窓１５０を通過した各レーザ光は、トロイダルレンズ１０５、反射ミラー１５１を介して各感光体３０５上に静電潜像を形成する。この静電潜像を、各色トナー（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）毎の現像装置３０４で現像し、これを重ねて転写することによりカラー画像が形成される。
【００４３】
本実施形態の光偏向器１２０は、図８に示すように、光学ハウジング１１０のベースプレート締結部１２４においてのみ光偏向器１２０のベースプレート１２３と直接接触し、その他の箇所では光偏向器１２０と光学ハウジング１１０とが直接的に接触しない構成となっている。このように構成することにより、高温になりやすいポリゴンモータ１２２や軸受部１２５が光学ハウジング１１０に直接接触せず、発生した熱はベースプレート締結部１２４からのみ光学ハウジング１１０に伝わる。よって、本実施形態の光走査装置１００は、光学ハウジング１１０に伝わる熱量を縮減させ、レーザ光源１０１やｆθレンズ１０４のような他の光学素子に熱を伝えにくくすることができ、良好な光走査を行うことが可能となる。
【００４４】
なお、本実施形態の光走査装置１００においては、光学ハウジング１１０及びベースプレート締結部１２４は樹脂材料から構成されることが好ましい。樹脂材料から構成された光学ハウジング１１０は、アルミ等の金属から構成された光学ハウジングと比較して熱伝導率が低い。そこで、光学ハウジング１１０及びベースプレート締結部１２４を樹脂材料で構成することにより光学ハウジング１１０を介して他の光学素子に熱を伝わらせにくくすることが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態の光走査装置１００においては、光偏向器１２０をガラス等の素材で囲うようにするのが好ましい。このように構成することにより、光偏向器１２０と他の光学素子とが空間的に分断され、空間上の熱伝導率が下がるので、光偏向器１２０から生じた熱が空気を介して他の光学素子に伝わることを抑制することが可能となる。なお、光偏向器１２０を囲う素材としては、遮音ガラスのような光走査装置１００に従来使われている部材を用いるので、装置の構成が複雑化することはない。
【００４６】
また、本実施形態の光走査装置１００においては、ｆθレンズ１０４等の光学素子として樹脂素材の光学素子を利用することが好ましい。このように構成することにより光走査装置１００を低コストに提供することが可能となる。なお、一般に樹脂素材の光学素子はガラス等からなる光学素子に比べて熱による体積変動や倍率変動を起こしやすいというデメリットがあるが、本実施形態の光走査装置１００においては光学素子に伝わる熱量を縮減しうるので、このデメリットを回避することができる。
【００４７】
また、ポリゴンモータ１２２の駆動制御するドライバＩＣを含む制御基板は、光走査装置１００の外部で、光走査装置１００に対し熱影響を与えないような箇所に配置されることが好ましい。このように構成することにより、熱を発する制御基板が光走査装置１００の外部に配置されるので、光学ハウジング１１０に伝わる熱量を減らすことが可能となる。
【００４８】
次に、第３の実施形態について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態の画像形成装置の構成を示す。画像形成装置３００は、原稿台３０１と、読み取り装置３０２と、光走査装置（書き込み装置）３０３と、現像装置３０４と、感光体３０５と、定着装置３０６と、排紙ローラ３０７と、排紙トレイ３０８と、給紙トレイ３０９と、給紙ローラ３１０と、から構成される。
【００４９】
読み取り装置３０２は、原稿台３０１に置かれた原稿の画像データを読み取り、読み取った画像データを、画像信号として光走査装置３０３に送信する。光走査装置３０３は、該画像信号に基づいて書き込みレーザを照射し、感光体３０５上に静電潜像を形成する。現像装置３０４は、感光体３０５上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。該トナー像は、給紙トレイ３０９から給紙ローラ３１０により搬送されてきた用紙上に転写される。定着装置３０６は、用紙上に転写されたトナー像を熱定着する。このトナー像が熱定着された用紙は、排紙ローラ３０７を介して排紙トレイ３０８上に排紙される。
【００５０】
本実施形態の画像形成装置３００は、光走査装置３０３として第１の実施形態、第２の実施形態で説明した光走査装置を備える。本実施形態により、光走査装置において、光偏向器から生じる熱による光学素子の光学特性の低下を抑制し、光学特性を高レベルに保つことができるので良好な光走査を行うことができるので、画像形成装置３００が本来予定する画像品質で画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態の光走査装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態の光偏向器の構成を示す図である。
【図３】本実施形態の光偏向器の構成を示す図である。
【図４】光偏向器を遮音ガラスで囲った光走査装置を示す図である。
【図５】光走査装置外部に制御基板を設置した図である。
【図６】複数の光源を持つ光走査装置の上面図である。
【図７】複数の光源を持つ光走査装置の断面図である。
【図８】図７の一部を拡大した図である。
【図９】本実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の光走査装置の構成を示す図である。
【図１１】従来の光偏向器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００    光走査装置
１０４    ｆθレンズ
１１０    光学ハウジング
１２０    光偏向器
１２１    ポリゴンミラー
１２２    ポリゴンモータ
１２３    ベースプレート
１２４    ベースプレート締結部
１２５    軸受部
１３０    遮音ガラス
１４０    モータ制御基板
１４１    ドライバＩＣ
３００    画像形成装置
３０５    感光体
【図１】
2006201284.tif 000003
【図２】
2006201284.tif 000004
【図３】
2006201284.tif 000005
【図４】
2006201284.tif 000006
【図５】
2006201284.tif 000007
【図６】
2006201284.tif 000008
【図７】
2006201284.tif 000009
【図８】
2006201284.tif 000010
【図９】
2006201284.tif 000011
【図１０】
2006201284.tif 000012
【図１１】
2006201284.tif 000013