(57)【要約】【課題】発熱部品からハウジングに伝達される熱を抑制して、光学部品の位置や姿勢のズレに起因する走査線の位置や角度ズレを防止した光走査装置を提供する。【解決手段】収納ケース１４は、ポリゴンミラー３０と、このポリゴンミラー３０を駆動するモータ１３１と、モータ駆動回路とを収納する。この収納ケース１４は、金属で形成されており、放熱板が一体に形成されており、モータ基板１２２が下面となるように、収納室２２ｃに配置されている。このため、収納ケースと収納室２２ｃとの間に空隙１４０が形成される。空隙１４０を空気の流路とし、開口１２９ａ，１２９ｂと切欠部１１ａとを介して空隙１４０内に空気が流入または流出する。また、開口１２９ａ，１２９ｂに隣接するように換気ファン１５０が配置されており、空隙１４０内の空気が効率良く循環する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を回転多面鏡に反射させて光走査を行う光走査装置において、
前記回転多面鏡とこの回転多面鏡を回転駆動する回転駆動手段とを収納するケース部材と、
前記ケース部材を収納する収納室と、その他の光学部品が配設される実装スペースとが設けられたハウジング部材とを備え、
前記ケース部材は、前記収納室との間に空隙が生じるように設置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記ハウジング部材に前記空隙と繋がる開口を設け、前記空隙を空気の流路とし、前記開口を介して前記収納室内へ空気が流入・流出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】
前記開口に近接するように換気手段が配置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】
前記ケース部材は、金属で形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の光走査装置。
【請求項５】
前記ケース部材には、放熱板が設けられていることを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
【請求項６】
前記放熱板は、前記ハウジング部材に設けられた開口から外部に露呈していることを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光による走査機構を有し、フルカラーレーザプリンタ等の光学機器に搭載される光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像データを出力する画像出力装置として、様々なプリンタが利用されている。多種のプリンタの中でも、フルカラーレーザプリンタは画質や、印刷に要する時間等の点で優れている。このようなレーザプリンタには、本体内に画像形成用の光学ユニットである光走査装置が搭載されている。光走査装置では、スキャンモータが回転駆動することにより回転多面鏡（ポリゴンミラー）を等速回転させ、このポリゴンミラーが、光源から出射されたレーザ光を反射することにより、レーザ光が順次偏向され、その偏向されたレーザ光により感光ドラムが反復的に光走査される。このように、レーザ光の走査により形成された静電潜像がトナーを利用して現像され、この現像画像が記録紙に転写されて、画像データに応じた所望の画像が記録紙上に記録される。
【０００３】
フルカラーレーザプリンタでは、フルカラー画像を再現するために、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック）の４色に対応した４つの光源と、これらの光源の各々に対応する４つの感光ドラムを備え、これらの感光ドラムに静電潜像を形成することにより、フルカラー画像の記録を行っている。光偏向用のポリゴンミラーは、大気中の粉塵やゴミ等がポリゴンミラーのミラー面に付着して、光走査性能が低下することを防止するために、密閉箱状の収納室に収納されている場合がある。
【０００４】
しかしながら、このようなカラー用の光走査装置において、プリンタの出力時間を短縮するために、画像形成速度の高速化が望まれている。この高速化の方法として、スキャンモータの回転速度の高速化が進められており、回転軸での摩擦熱の増加や、駆動用ＩＣの容量アップに伴う発熱量の増加により、従来のようなスキャンモータやその駆動ＩＣ等を搭載する基板を直にハウジング部材に取り付ける構造では、ハウジング部材に伝達される熱量が大きくてハウジング部材に大きな歪みが発生する。このハウジングの歪みにより、光走査装置の光学部品の位置や姿勢のズレが生じて色ズレ等の原因となり出力画像の画質を劣化させるという問題があった。
【０００５】
このような問題点を解決するために、モータ駆動基板を光走査装置のハウジングの外側面に露出配置し、ハウジングの外側面に放熱ダクトの側面を固定すると共に、放熱ダクト側面に形成した穴、切欠き等を介してモータ駆動基板上の発熱部品が放熱ダクト内部の空気に直接触れて冷却されるように構成し、ハウジングに伝達される熱を抑制して歪みの発生を防止する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３７２９１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の光走査装置では、ハウジングに伝達される熱を抑制するために放熱ダクトを設ける必要があり、装置構成が煩雑化すると共に製造コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、簡単な構成で発熱部品からハウジングに伝達される熱を抑制して、光学部品の位置ズレによる画質の劣化を防止する光走査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明の光走査装置は、光源からの光を回転多面鏡に反射させて光走査を行う光走査装置であり、回転多面鏡とこの回転多面鏡を回転駆動する回転駆動手段とを収納するケース部材と、このケース部材を収納する収納室、及びその他の光学部品の実装スペースが設けられたハウジング部材とを備え、ケース部材は、収納室との間に空隙が生じるように設置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
ハウジング部材に前述の空隙と繋がる開口を設け、空隙を空気の流路とし、開口を介して収納室内へ空気が流入・流出することを特徴とするものである。また、前述の開口に近接するように換気手段が配置されていることを特徴とする。
【００１１】
前述のケース部材は、金属で形成されていることを特徴とするものであり、このケース部材には放熱板が一体に形成され、この放熱板は、ハウジング部材に設けられた開口から外部に露呈していることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光走査装置１０の外観斜視図である。この光走査装置１０は、光走査機構を有し、例えばフルカラーレーザプリンタ等の画像記録装置に搭載される。本実施形態においては、カラーレーザープリンタに用いる場合について説明を行う。光走査装置１０は、光走査機構を構成する各種光学部品が組み込まれ両面実装型の基板である光学ベース１１と、この光学ベース１１を上面側から覆う上カバー１２と、光学ベース１１を下面側から覆う下カバー１３とから構成されている。光学ベース１１、上カバー１２、及び下カバー１３は、例えば強化プラスチック等で形成されている。
【００１３】
光学ベース１１の前面側には切欠部１１ａが形成されており、金属で形成され、後述するポリゴンミラーを収納する収納ケース１４が外部に露呈している。また、上カバー１２には、切欠部１２ａが形成されており、収納ケース１４の一部がこの切欠部１２ａを覆うように固定されている。これらの切欠部１１ａ、１２ａにより形成される開口を介して、光学ベース１１内への空気の流入・流出が行われる。下カバー１３には、後述するように、外部にレーザ光を導出するための４つの光導出口が形成されており、各光導出口に防塵用のカバーガラスが設けられている。
【００１４】
図２は、光走査装置１０の光学的構成とレーザ光の光路を示す概略図である。以下に、光走査装置１０の光学的構成及び作用について説明を行う。光学ベース１１の上面側に配設された後述する光源装置から、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂの４色に対応した４つのレーザ光ＬＡ〜ＬＤが出射され、これらのレーザ光ＬＡ〜ＬＤが後述する反射ミラーで反射されてポリゴンミラー３０に導かれる。このポリゴンミラー３０は、例えば６つの反射面３０Ｍを有する略正六角形を有し、回転軸を中心としてモータにより等速回転され、反射面３０Ｍでレーザ光ＬＡ〜ＬＤを反復的に反射偏向する。その後、反射偏向されたレーザ光ＬＡ〜ＬＤが、ｆθレンズ４０を透過する。ｆθレンズ４０は、主走査方向に対応する方向にレーザ光ＬＡ〜ＬＤを集光させると共に、後述する感光ドラムにおける主走査方向の走査速度を等速化するための複数のレンズ群であり、レーザ光の光路に沿って配設された２つのレンズ４１，４２で構成されている。
【００１５】
このｆθレンズ４０の後方には、反射ミラー５０が配置されている。この反射ミラー５０は、レーザ光ＬＡ〜ＬＤを下方に向けて反射させることにより、光学ベース１１に設けられた開口１１ｂ，１１ｃを通じて光学ベース１１の下面側にレーザ光ＬＡ〜ＬＤを導くためのものであり、反射ミラー５０Ｘ，５０Ｙで構成されている。これらの反射ミラー５０Ｘ，５０Ｙは、高さ方向（図中の上下方向）において互いに異なる高さ位置に配設されている。
【００１６】
光学ベース１１の下面には、反射ミラー５０にて反射されたレーザ光ＬＡ〜ＬＤを反射する反射ミラー７０，８０と、シリンドリカルミラー９０とが配設されている。
【００１７】
反射ミラー７０，８０は、反射ミラー５０により光学ベース１１の下面側に導かれたレーザ光をシリンドリカルミラー９０に向けて反射させるためのものである。反射ミラー７０は、反射ミラー５０Ｘ，５０Ｙの配設位置に対応して配設された２つの反射ミラー７０Ｘ，７０Ｙで構成されており、反射ミラー８０は、反射ミラー７０Ｘ，７０Ｙの配設位置に対応して配設された２つの反射ミラー８０Ｘ，８０Ｙで構成されている。
【００１８】
シリンドリカルミラー９０は、副走査方向に対応する方向に集光させながらレーザ光ＬＡ〜ＬＤを感光ドラム１１０に向けて反射させるためのものである。このシリンドリカルミラー９０は、各感光ドラム１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄのそれぞれに対面するように互いに離間配置された４つのシリンドリカルミラー９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄで構成されている。
【００１９】
ｆθレンズ４０を透過したレーザ光ＬＡ〜ＬＤのうち、レーザ光ＬＢ，ＬＤは、反射ミラー５０Ｘで反射されることにより開口１１ｂを通過して光学ベース１１の下面側に導かれたのち、さらに反射ミラー７０Ｘで反射される。反射ミラー７０Ｘで反射されたレーザ光ＬＢ，ＬＤのうち、レーザ光ＬＢはシリンドリカルミラー９０Ｂで反射されたのち、カバーガラス１００Ｂを透過することにより感光ドラム１１０Ｂ上を走査する。一方、レーザ光ＬＤは反射ミラー８０Ｘおよびシリンドリカルミラー９０Ｄで順次反射されたのち、カバーガラス１００Ｄを透過することにより感光ドラム１１０Ｄ上を走査する。
【００２０】
また、ｆθレンズ４０を透過したレーザ光ＬＡ，ＬＣは、反射ミラー５０Ｙで反射されることにより開口１１ｃを通過して光学ベース１１の下面に導かれたのち、さらに反射ミラー７０Ｙで反射される。反射ミラー７０Ｙで反射されたレーザ光ＬＡ，ＬＣのうち、レーザ光ＬＡは、反射ミラー８０Ｙおよびシリンドリカルミラー９０Ａで順次反射されたのち、カバーガラス１００Ａを透過することにより感光ドラム１１０Ａ上を走査する。一方、レーザ光ＬＣは、シリンドリカルミラー９０Ｃで反射されたのち、カバーガラス１００Ｃを透過することにより感光ドラム１１０Ｃ上を走査する。
【００２１】
以上説明した一連の光走査機構により、光源装置から出射された４つのレーザ光ＬＡ〜ＬＤにより、光走査対象としての４つの感光ドラム１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ上の被走査面がそれぞれ光走査され、レーザ光の走査により形成された静電潜像がトナーを利用して現像され、この現像画像が記録紙に転写されて、画像データに応じた所望の画像が記録紙上に記録される。
【００２２】
図３は、光学ベース１１の上面側を示す平面図である。光学ベース１１は、複数のリブ２０により多数のセル２１が上面と下面（図示せず）に形成されている。この複数のリブ２０により、光学ベース１１の機械的強度が高められている。
【００２３】
光学ベース１１の上面には、光学部品の実装スペース２２ａ，２２ｂと、収納室２２ｃが設けられている。実装スペース２２ａには、光源装置３１と、この光源装置３１から出射したレーザ光ＬＡ〜ＬＤを反射する反射ミラー３２とが配置されている。また、実装スペース２２ｂには、ｆθレンズ４１，４２と、ｆθレンズ４１，４２を透過したレーザ光ＬＡ〜ＬＤを反射する反射ミラー５０Ｘ，５０Ｙとが配置されている。さらに、収納室２２ｃは、立壁２３ａ，２３ｂと、切欠部１２ａとで形成された収納室であり、ポリゴンミラー３０とモータ駆動回路とを収納する収納ケース１４が配置される。
【００２４】
光源装置３１は、前述のように、走査用のレーザ光ＬＡ〜ＬＤを出射するものであり、出射方向が反射ミラー３２の配設位置及び角度に対応する位置に設けられている。この光源装置３１は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ  ）等から構成されており、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック）の４色に対応した４つの光源を一体に構成したものである。なお、光源装置３１は、４つの各色の光源に対応して、図示しない、コリメータレンズ、絞り、シリンドリカルレンズからなる組合せを４組含んで構成されている。
【００２５】
反射ミラー３２は、光源装置３１から出射されたレーザ光ＬＡ〜ＬＤをポリゴンミラー３０に向けて反射させるためのものである。
【００２６】
次に、ポリゴンミラー３０を収納する収納ケース１４について説明を行う。図４は、収納ケース１４を示す斜視図である。この収納ケース１４は、金属、例えば、アルミで形成されており、略直方体の形状に形成されされたケース本体１２０と、このケース本体１２０の上面に形成された開口１２１を覆うモータ基板１２２とで構成されている。このモータ基板１２２は、ポリゴンミラー３０と、ポリゴンミラー３０を回転駆動するモータ１３１と、モータ駆動回路とを一体に保持している。
【００２７】
ケース本体１２０内には、内部の空間を分割する仕切り板１２３が一体に形成されており、ポリゴンミラー３０を収納する空間１２４と、その他の空間１２５とに分割される。この空間１２４には、レーザ光ＬＡ〜ＬＤが入射する開口１２６と、出射する開口１２７とが設けられている。ケース本体１２０の下面には、略台形状の平板１２８が一体に形成されている。この平板１２８には、ケース本体１２０の左右に、それぞれが対称の位置となるように略直角三角形状の２つの開口１２９ａ，１２９ｂが形成されている。また、このケース本体１２０には、複数の放熱板１３０が一体に形成されている。
【００２８】
モータ基板１２２の上面には、モータ１３１の一部が突出している。このモータ基板１２２の下面には、モータ１３１の駆動を制御するモータ駆動回路（図示せず）が形成されており、モータ１３１が、このモータ駆動回路の下方に配設されたポリゴンミラー３０を回転自在に軸支している。
【００２９】
また、モータ基板１２２には、ネジ穴１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄが形成されており、ネジ１３３が挿通されてケース本体１２０に形成されたネジ穴１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ，１３４ｄに固定され、モータ基板１２２がケース本体１２０に固定される。これにより、モータ３０とモータ駆動回路が収納ケース１４に収納され、ポリゴンミラー３０が周囲から隔離され、大気中の塵やゴミ等がポリゴンミラー３０に付着することが防止される。
【００３０】
また、平板１２８には、ネジ穴１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃが形成されており、ネジ（図示せず）が挿通されて上カバー１２に形成された切欠部１２ａを覆い、平板１２８が上面となるように固定される。その後、光学ベース１１の収納室２２ｃにモータ基板１２２が下面となるように収納ケース１４が配置される。
【００３１】
図５は、図３の一点鎖線Ａ−Ａで示す位置での断面図であり、図６は、一点鎖線Ｂ−Ｂで示す位置での断面図である。図５及び図６に示すように、収納ケース１４と、収納室２２ｃの底面２３ｃ及び立壁２３ａ，２３ｂとの間に、空隙１４０が形成されるように固定されて２重構造となっている。つまり、収納ケース１４と、立壁２３ａ，２３ｂ及び底面２３ｃとの間に空気層が形成されるので、モータ３０とモータ駆動回路から発生する熱が光学ベース１１及びその他の光学部品に熱伝導し難くなっている。
【００３２】
また、この空隙１４０は、平板１２８に形成された開口１２９ａ，１２９ｂを介して、光走査装置１０の外部と繋がる空気の流路となっており、空気が光走査装置１０の外部に流出して、モータ３０及びモータ駆動回路から発生する熱により熱せられた収納ケース１４が放熱される。また、開口１２９ａ，１２９ｂの上方に換気ファン１５０を設けて、空気の流路である空隙１４０から強制的に外部に空気を流出させることにより、冷却効率をさらに高められる。また、収納ケース１４は、金属で形成されているので熱伝導性が高く、モータ３０及びモータ駆動回路で発生した熱が効率良く空隙１４０の空気に放出される。
【００３３】
収納ケース１４には、放熱板１３０が一体に形成されており、収納ケース１４と空気との接触面積が大きくされており、冷却効果が高められている。また、換気ファン１５０により空隙１４０内の空気が開口１２９ａ，１２９ｂから流出するので、開口１１ａを通って光走査装置１０の外部から空気が流入する。このため、外部からの空気が、空隙１４０に流入する際に放熱板１３０に当たり、外部の温度の低い空気により冷却されるので冷却効率がさらに向上する。
【００３４】
以上説明したように、収納ケース１４のモータ３０や駆動回路から発生する熱が、前述の空冷構造により冷却されるので、熱が光学ベース１１及び光学部品に伝わって大きな歪みが発生することはないので光学部品等の位置や姿勢のズレによって発生する色ズレを防止することが可能である。
【００３５】
なお、本実施形態においては、換気ファン１５０は、開口１２９ａ，１２９ｂの上方に配置するように説明したが、これに限るものではなく、例えば、切欠部１１ａに近接するように設けても良い。この場合は、切欠部１１ａが空気の流出口となり、開口１２９ａ，１２９ｂが流入口となり、空気の流路である空隙１４０内を空気が流れる。また、開口１２９ａ，１２９ｂ、切欠部１１ａ，１２ａは、収納ケース１４の形状や配置位置等に対応して、その形状、配置位置、配置個数を適宜設計変更されるものである。
【００３６】
また、本実施形態においては、換気ファン１５０で空隙１４０内の空気を光走査装置１０の外部に吸い出すように説明したが、送風ファンを使用して空隙１４０内に空気を送り込むようにしても良い。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、本発明の光走査装置を「フルカラーレーザプリンタ」に適用する場合について説明を行ったが、これに限るものではなく、単一のレーザ光を利用したシングルビーム方式や複数のレーザ光を利用したマルチビーム方式のモノクロ型レーザプリンタにも適用可能である。また、本発明を光ビームの走査機構を利用して画像を形成するレーザプリンタ以外の他のプリンタに適用しても良い。あるいは、プリンタ以外の他の光学機器に適用しても良い。例えば、ファクシミリ、複写機またはこれらの複合機等にも適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光走査装置は、ポリゴンミラー及びモータを収納する収納ケースが、ハウジングである光学ベースに形成された収納室との間に空隙が生じるように配置され、光学ベースと収納ケースとの間に空気層が形成されるようにしたので、モータ及びモータ駆動回路から発生する熱が光学ベースに伝わり難い。
【００３９】
また、換気ファンにより空隙内の空気を光走査装置の外部に流出させ、空気が空隙内を循環するため収納ケースが冷却される。さらに、収納ケースは金属で形成されており、熱伝導性が高いため冷却効率が高く、収納ケースに形成された放熱板によりされに冷却効率が高められている。このため、熱が光学ベースに伝わって大きな歪みが発生することが防止される。
【００４０】
このため、光学部品等の位置や姿勢のズレにより発生する色ズレ等が防止されるので、この光走査装置をレーザプリンタ等のプリンタに用いて、ポリゴンミラーを高速回転させても印字性能が低下することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】光走査装置の外観を示す斜視図である。
【図２】光走査装置の光学的構成及びレーザ光の光路を示す概略図である。
【図３】光学ベースの上面側の構成を示す平面図である。
【図４】収納ケースの構成を示す斜視図である。
【図５】収納ケースの配置状態を示す断面図である。
【図６】収納ケースの配置状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  光走査装置
１１  光学ベース
１２  上カバー
１３  下カバー
１１ａ，１２ａ  切欠部
１４  収納ケース
２２ａ，２２ｂ  実装スペース
２２ｃ  収納室
２３ａ，２３ｂ  立壁
２３ｃ  底面
３０  ポリゴンミラー
１２２  モータ基板
１２８  平板
１２９ａ，１２９ｂ  開口
１３０  放熱板
１３１  モータ
１４０  空隙
１５０  換気ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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