(57)【要約】【課題】光学系全体の温度上昇を極力抑えて、安定して高品質な画像記録を行うことを可能とする。【解決手段】ＬＤ２３からのレーザビームをポリゴンミラー３３によって偏向させて光走査する光学系をハウジング２１内に収納する。ハウジング２１の周壁は、光学系が収納される空間を形成する内壁部２１Ａと、内壁部２１Ａの外周側を囲う外壁部２１Ｂとを有し、内壁部２１Ａと外壁部２１Ｂとの間に空間を形成する。この空間に流入口５２から冷却用流体を導入して排出口５３から排出することで光学系の冷却を行うようにした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射される光ビームを走査駆動させる光走査手段とを有する光学系がハウジング内に収納された光走査装置であって、
前記ハウジングの周壁が、前記光学系が収納される空間を形成する内壁部と、該内壁部の外周側を囲う外壁部とを有し、前記内壁部と外壁部との間に空間を形成したことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記内壁部と外壁部との間の空間が冷却用流体を流す流路であって、該流路の一部に、流路内へ冷却用流体を導入する流入口を設けると共に、該流路の前記流入口とは周方向略反対位置に流路を流れた冷却用流体を排出する排出口を設けたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記流路の流入口には、この流入口から流入される冷却用流体をそれぞれ逆回り方向へ分岐させて導く分岐板部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記流入口には、気体からなる前記冷却用流体を前記流路内へ送り込む冷却ファンが接続されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の光走査装置。
【請求項５】
前記流路内における前記内壁部に、前記冷却用流体の流れ方向に沿って立設された複数枚のフィンからなる冷却フィンを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の光走査装置。
【請求項６】
前記冷却フィンが、前記光走査手段を構成するポリゴンミラーを回転させる駆動部の設置箇所近傍に設けてあることを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の光走査装置を光源装置として搭載し、入力される画像信号に基づいて前記光源装置からの出力光を変調しつつ、光源装置に対して相対移動される記録媒体に照射することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像記録装置に搭載される光走査装置及びそれを備えた画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やレーザプリンタ、熱現像記録装置等の画像記録装置には、光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）等の偏向器で偏向反射させ、記録媒体の記録面上に走査させて画像記録を行う光走査装置が搭載されている。この種の光走査装置としては、半導体レーザ（以下、ＬＤと称する）を光源とするものが多用されている。
【０００３】
このような光走査装置を図３に示す画像記録装置を例にとって説明する。
図示した画像記録装置に搭載された光走査装置では、ＬＤ１で発光してコリメータレンズ２によって平行ビームにされたレーザビームは、ハーフミラー３に照射され、その一部が反射して集光レンズ４を介してＰＤ５で受光される。この光成分はＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路に供されてＬＤ１の光出力を補正する。一方、ハーフミラー３を通過したレーザビームは、シリンドリカルレンズ６を通過してビーム整形され、高速回転駆動しているポリゴンミラー７に照射される。ポリゴンミラー７によって偏向されたレーザビームは、ｆθレンズ８、９及びシリンドリカルレンズ１０を透過し、シリンドリカルミラー１１で下方に反射され、その後、記録媒体１２上で結像して走査するようになっている。
【０００４】
ところで、ポリゴンミラー７は、ポリゴンミラー駆動用モータによって高速回転されるようになっており、このポリゴンミラー駆動用モータは、駆動時にかなりの発熱を生じる。この熱が光学系に対してミラーやレンズの熱変形等の不具合を生じる恐れがある。
このため、特開２００１−３３７２９０号や特開２００１−３３７２９１号に示されるように、光走査装置のハウジングの形状や材質等を工夫して、発熱源であるポリゴンミラー駆動用モータの温度上昇を抑制することが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この光走査装置を、例えば熱現像部等の温度の高くなる部位と隣接する位置に設置した場合、記録動作に伴って光走査装置の外表面温度が高くなり、徐々に光走査装置内部も加熱される。また、高温となるポリゴンミラー７の駆動部分以外でも、ＬＤ１等の光学系の部品自体が自己発熱により温度が高くなり、光走査装置の内部でも高温になる部位がいくつか生じてくる。
従って、ポリゴンミラー７の駆動部分の温度上昇のみを抑えても、外部表面温度の上昇や、内部部品の自己発熱により光学系全体が温度上昇し、レンズやミラーの熱ヒステリシスにより、安定した高品質な画像記録に支障をきたしてしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光学系全体の温度上昇を極力抑えて、安定して高品質な画像記録を行うことができる光走査装置及びそれを備えた画像記録装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の光走査装置は、光源と、該光源から出射される光ビームを走査駆動させる光走査手段とを有する光学系がハウジング内に収納された光走査装置であって、前記ハウジングの周壁が、前記光学系が収納される空間を形成する内壁部と、該内壁部の外周側を囲う外壁部とを有し、前記内壁部と外壁部との間に空間を形成したことを特徴とする。
【０００８】
この光走査装置では、光走査が行われる際に、光源や光ビームを走査駆動させる駆動部等から発熱が生じたり、また、近傍に設置された記録媒体を熱現像する熱現像部により外部温度が高くなったとしても、レンズやミラーが設置された光学系は、内壁部と外壁部との間に形成された空間によって熱伝達が抑制され、光学系を構成するレンズやミラーの熱ヒステリシスによる記録画像の品質への影響が抑えられ、安定した高品質な画像記録を行うことができる。
【０００９】
請求項２記載の光走査装置は、請求項１記載の光走査装置において、前記内壁部と外壁部との間の空間が冷却用流体を流す流路であって、該流路の一部に、流路内へ冷却用流体を導入する流入口を設けると共に、該流路の前記流入口とは周方向略反対位置に流路を流れた冷却用流体を排出する排出口を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この光走査装置では、流入口と排出口とが、ハウジングの周方向の略反対位置に形成されているので、流入口から流路内へ送り込まれる冷却用流体が、流路をそれぞれ逆方向に半周して排出口から排出され、これにより、内壁部内全体を略均一に効率良く冷却することができる。
【００１１】
請求項３記載の光走査装置は、請求項２記載の光走査装置において、前記流路の流入口には、この流入口から流入される冷却用流体をそれぞれ逆回り方向へ分岐させて導く分岐板部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この光走査装置では、流入口から流路内へ送り込まれる冷却用流体を分岐板部によって確実に逆方向へ導くことができ、均一な冷却を行うことができる。
【００１３】
請求項４記載の光走査装置は、請求項２又は請求項３記載の光走査装置において、前記流入口に、気体からなる前記冷却用流体を前記流路内へ送り込む冷却ファンが設けられていることを特徴とする。
【００１４】
この光走査装置では、気体を冷却用流体として用いて冷却ファンによって流路内へ送り込んで冷却するので、簡略的な構造にて冷却機能を付加することができる。
【００１５】
請求項５記載の光走査装置は、請求項１〜４のいずれか１項記載の光走査装置において、前記流路内における前記内壁部に、前記冷却用流体の流れ方向に沿って立設された複数枚のフィンからなる冷却フィンを設けたことを特徴とする。
【００１６】
この光走査装置では、冷却フィンによって冷却用流体との熱交換率を高めることができ、冷却効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
請求項６記載の光走査装置は、請求項５記載の光走査装置において、前記冷却フィンが、前記光走査手段を構成するポリゴンミラーを回転させる駆動部の設置箇所近傍の前記内壁部に設けてあることを特徴とする。
【００１８】
この光走査装置では、特に発熱量の多いポリゴンミラーを回転させる駆動部の設置箇所近傍を強力に且つ効率的に冷却することができ、熱の影響を一層低減させることができる。
【００１９】
請求項７記載の画像記録装置は、請求項１〜６のいずれか１項記載の光走査装置を光源装置として搭載し、入力される画像信号に基づいて前記光源装置からの出力光を変調しつつ、光源装置に対して相対移動される記録媒体に照射することを特徴とする。
【００２０】
この画像記録装置では、光学系全体の温度上昇が極力抑えられた光走査装置を搭載しているので、安定して高品質な画像記録が可能な画像記録装置とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光走査装置及びそれを備えた画像記録装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る光走査装置の要部構成を示す斜視図である。この光走査装置１００は、記録媒体に画像を記録する複写機やレーザプリンタ、熱現像記録装置等の画像記録装置の光源装置として搭載されるものである。この光走査装置１００は、合成樹脂によって一体成形された光学箱であるハウジング２１を有している。
【００２２】
このハウジング２１には、内壁部２１Ａと、この内壁部２１Ａの周囲を囲うように形成された外壁部２１Ｂとを有しており、これら内壁部２１Ａと外壁部２１Ｂとの間に、周方向へわたって空気層となる空間が形成されている。この空間は冷却用流体が流される流路５１として形成されており、また、この内壁部２１Ａによって囲われた内方の空間部分に光学系の各種部品が配設されるようになっている。
【００２３】
また、外壁部２１Ｂは、その一カ所に、流路５１に連通する流入口５２を形成し、また、この流入口５２に対してハウジング２１の周方向略反対側に、流路５１と連通する排出口５３を形成してある。
流入口５２の流路５１内には、流路５１を分断するように内壁部２１Ａの側面とハウジング２１の底面に連結された分岐板部５４が、ハウジング２１と一体成形で立設されており、この分岐板部５４によって流入口５２が二つの流入口５２ａ、５２ｂに分割されている。
そして、この流入口５２には、冷却ファン５５が接続されており、冷却ファン５５によって外気が流入口５２を介して流路５１、５１内へ送り込まれるようになっている。ここで、装置内部からの加熱が大きい場合には、流路５１内の外気の流れを、温度が低い部位から高い部位へ流動するように、流入口５２及び排出口５３を適宜配置するとよい。これにより、装置内の高温部によって他の部位が昇温されることを極力防止できる。
【００２４】
なお、図示例では流入口５２に冷却ファン５５を直接取り付けているが、これに限らず、ダクト等を介して外気を流路５１内へ送り込む構成としてもよい。これにより、装置の配置自由度が高められる。また、この光走査装置１００専用の冷却ファンを設けずに、他の部位に使用しているファンの風を流入口５２へ導入する構成としてもよい。この場合には、構造の簡略化が図られてコストダウンが可能となる。
【００２５】
上記のハウジング２１には、その上部に図示しない上蓋が取り付けられ、この上蓋を取り付けることにより、内壁部２１Ａ内及び流路５１がそれぞれ閉鎖されるようになる。
そして、この上蓋を取り付けた状態で冷却ファン５５が駆動されると、冷却ファン５５によって、外気分割用の二つの流入口５２ａ、５２ｂから外気が流路５１，５１内に送り込まれ、それぞれ逆回り方向へ周回して流れ、ハウジング２１を半周した位置に設けた排出口５３から排出される。
【００２６】
次に、上記ハウジング２１の内壁部２１Ａの内部に収納された光学系の構造について説明する。
光源部２２はＬＤ２３及びコリメータレンズ２４を有する。コリメータレンズ２４はＬＤ２３が発光したレーザビーム（光ビーム）を平行ビームに変換する。光源部２２からの平行ビームとされたレーザビームは、ハーフミラー２５に照射され、その一部が反射され、残りが透過するようになっている。
【００２７】
ハーフミラー２５にて反射したレーザビームの一部は、集光レンズ２６によって集光され、受光センサ固定基板２７上に実装されたＰＤ２８へ照射される。そして、このＰＤ２８が受光して出力される出力電圧は、ＡＰＣ回路によって基準電圧と比較され、ＰＤ２８の出力電圧が基準電圧と一定の関係となるようにＬＤ２３への電流値が調整される。これにより、ＬＤ２３からのレーザビームの光強度は、一定になるように制御されている。
【００２８】
一方、ハーフミラー２５を通過したレーザビームは、シリンドリカルレンズ３１を通過してビーム形状を整形し、プリズム３２を通過して、高速回転駆動されるポリゴンミラー３３に照射されて主走査方向に連続的に走査される。ポリゴンミラー３３によって偏向されたレーザビームは、ｆθレンズ３４、３５及びシリンドリカルレンズ３６を透過し、シリンドリカルミラー３７で下方に反射され、その後、図示しない記録媒体上で結像して走査するようになっている。
【００２９】
また、上記の光走査装置１００では、冷却ファン５５によって導入された外気が、分岐板部５４によって二方向に分岐された流入口５２ａ、５２ｂに送り込まれ、流路５１，５１をそれぞれ逆方向へ周回して流れる。流路５１，５１へ送り込まれた外気は、光学系が内部に収納された内壁部２１Ａの外周をそれぞれ回り、流入口５２の略反対側の排出口５３から排出される。
このとき、内壁部２１Ａの内部に収納された光学系は、内壁部２１Ａの外周側に形成された流路５１，５１を流れる冷却用空気によって全体的に満遍なく冷却されると共に、装置外部からの熱の伝達が抑えられる。
【００３０】
これにより、光走査装置１００は、光走査が行われる際に、ポリゴンミラー３３の回転駆動部、あるいはＬＤ２３等が発熱を生じても、また、この光走査装置１００を画像記録装置に組み込んだ際に、記録媒体の熱現像部の近傍に設置されて外表面温度が高くなったとしても、レンズやミラーが設置された光学系は流路５１内に流される冷却用空気によって冷却され、光学系の温度上昇が防止される。従って、レンズやミラーの熱ヒステリシスに起因して記録画像の品質が低下することが抑えられ、安定した高品質な画像記録を行うことができる。
【００３１】
また、流入口５２及び排出口５３が、ハウジング２１の周方向略反対位置に形成されているので、流入口５２から流路５１内へ送り込まれる冷却用空気は流路５１をそれぞれ逆回り方向に半周して排出口５３から排出され、これにより、内壁部２１Ａ内全体を略均一に効率良く冷却することができる。
このとき、流入口５２に送り込まれる冷却用空気は、分岐板部５４によって確実に双方の流路５１，５１へ導くことができ、均一かつ高効率な冷却を行うことができる。
【００３２】
また、上記の例では、外気（空気）を冷却用流体として用い、冷却ファン５５によって流路５１内へ送り込み冷却するので、簡単な構造で光走査装置１００に冷却機能を付加することができる。
そして、この光走査装置１００を搭載した画像記録装置によれば、光学系全体の温度上昇が極力抑えられ、安定して高品質な画像記録が可能な画像記録装置とすることができる。
【００３３】
次に、図２に本発明の光走査装置の他の構成例を示した。図２に示す光走査装置２００は、特に、発熱量が多いポリゴンミラー３３を回転させるポリゴンミラーモータが設置されたポリゴンミラー収納部３３ａに対し、これを形成する内壁部２１Ａの流路５１側に、冷却フィン５６を取り付けたものである。この冷却フィン５６は、例えばアルミニウム等の熱伝導率に優れた材料から形成されたもので、複数枚のフィン５６ａを、流路５１内の冷却用空気の流れ方向に沿って立設している。
【００３４】
そして、このような冷却フィン５６を備えた光走査装置２００によれば、発熱部と冷却用空気との熱交換効率が高まり、発熱部の冷却効率を一層向上させることができ、光走査装置全体の温度上昇を抑制できる。特に、発熱量の多いポリゴンミラーの駆動部の設置箇所近傍を強力且つ効率的に冷却することができ、熱の影響の少ない光走査装置とすることができる。
【００３５】
なお、上記の各例では、空気（外気）を冷却用流体として用いたが、冷却用流体としては、空気に限らず、各種気体を用いても良く、さらには、水や油等の液体を用いて循環させるようにしても良い。
そして、図３に示す光学系と同様にして本発明の光走査装置１００，２００を画像記録装置に搭載することで、発熱による記録画像の品質への影響が抑えられ、安定した高品質な画像記録を行うことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光走査が行われる際に、光源や光ビームを走査駆動させる駆動部等から発熱が生じたり、また、近傍に設置された記録媒体を熱現像する熱現像部により外部温度が高くなったとしても、レンズやミラーが設置された光学系は、流路を流される冷却用流体によって確実に冷却されるので、光学系を構成するレンズやミラーの熱ヒステリシスによる記録画像の品質への影響が抑えられ、安定した高品質な画像記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光走査装置の要部構成を示す斜視図である。
【図２】光走査装置の他の構成例を示す部分斜視図である。
【図３】光走査装置の構造を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
２１　ハウジング
２１Ａ　内壁部
２１Ｂ　外壁部
２３　ＬＤ（光源）
３３　ポリゴンミラー
５１　流路
５２　流入口
５３　排出口
５４　分岐板部
５５　冷却ファン
５６　冷却フィン
５６ａ　フィン
１００，２００　光走査装置
【図１】
2004062102.tif 000003
【図２】
2004062102.tif 000004
【図３】
2004062102.tif 000005