(57)【要約】【課題】  ポリゴンミラーを回転させる駆動部の風損を小さくすると共に、ポリゴンミラーの駆動部から発生する熱による画質への影響を軽減させる。【解決手段】  ポリゴンミラー２２の外周を囲む周壁４０を設けることにより、ポリゴンミラー２２が回転して、光ビームを反射偏向する際に、ポリゴンミラー２２が受ける空気抵抗が少なくなる。これにより、ポリゴンミラー２２を回転させる駆動部１９の風損（ポリゴンミラー２２が空気抵抗を受けることで、無駄に消費する電力）が小さくできる。また、周壁４０の縁部４０Ａは、光学ハウジング１２の底面から離間させる。これにより、基部２３及びポリゴンミラー２２の回転により発生する風が、周壁４０の内周側から周壁４０の外周側へ流れ、駆動部１９から発生した熱が、この風に乗って、周壁４０の外周側へ分散し、ポリゴンミラーの駆動部から発生する熱による画質への影響を軽減させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部によって回転する基部と、前記基部と一体に回転して光源から射出された光ビームを反射偏向する回転多面鏡と、を有する光偏向器と、
前記回転多面鏡の外周を囲むと共に、前記光ビームの光路上に形成された切欠部を有する周壁と、
前記光偏向器及び前記周壁を収容する筐体と、
を備え、
前記周壁の縁部であって、かつ前記回転多面鏡の外周に沿って形成された縁部は、前記周壁の内周側から前記周壁の外周側へ空気を流すべく前記筐体から離間している特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記縁部は、前記筐体と離間することにより、前記基部の外周を開放し、その開放部分を通じて、前記周壁の内周側から前記周壁の外周側へ空気が流れることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記筐体は、一方が開放されると共に前記光偏向器を収容するハウジングと、該ハウジングの開放部分を塞ぐカバーとで、構成され、
前記周壁は、前記カバーに固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記周壁の外周には、前記周壁の内周側から前記周壁の外周側へ流れた空気を一時的に滞留させる空間が形成されている特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査装置としては、光ビームを射出する光源を備え、この光源から射出される光ビームの光路上に、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ、回転多面鏡としてのポリゴンミラーを備える光偏向器及び、複数の走査レンズが、この順で配置された光走査装置が公知である（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この走査装置では、光源から射出された光ビームが、コリメータレンズで平行光に変換される。この平行光に変換された光ビームは、シリンドリカルレンズにより、ポリゴンミラーの反射面で副走査方向に結像される。シリンドリカルレンズによって結像された光ビームは、ポリゴンミラーの反射面で反射偏向される。ポリゴンミラーで偏向された光ビームは、走査レンズを通過することにより、感光体上に結像させると共に等速度で走査される。
【０００４】
このような光走査装置においては、図４に示すように、ポリゴンミラー２０４を備える光偏向器や走査レンズ２０６等の構成部品が、光学ハウジング２０２に収容され、この光学ハウジング２０２は、光走査装置２００が収容される画像形成装置の小型化を図るべく、ポリゴンミラー２０４の周囲の大きさが最小限度の大きさとされており、上方から見ると、ポリゴンミラー２０４から走査レンズ２０６に向けて広がる略扇形状をしている。
【０００５】
この光走査装置２００においては、ポリゴンミラー２０４の駆動部から発生する熱が、ポリゴンミラー２０４の回転により発生する風に乗って、走査レンズ２０６に吹き付けられる。
これにより、走査レンズ２０６が熱膨張を起こすと、様々な画質劣化が発生する。例えば、光ビームの倍率変動（位置ずれ）が発生してしまう。倍率変動量は、走査レンズ２０６に用いる樹脂、レンズ形状によっても異なるが、一般的に０．１５％／ｄｅｇ程度と言われている。
また、光走査装置２００を備える画像形成装置で連続プリントを行なった場合は、走査レンズ２０６の温度は、プリント開始から徐々に上昇し、最初にプリントした画像の大きさと、走査レンズ２０６の温度が上昇した後にプリントした画像の大きさが異なってしまう。
【０００６】
さらに、この光走査装置２００で、光走査装置２００が収容される画像形成装置を３２℃の環境温度下においた場合において、連続３時間連続プリントを行ったときの光学ハウジング２０２内の温度分布が図４に示されている。
【０００７】
ポリゴンミラー２０４の近くに配置された走査レンズ２０６では、走査開始側の端部及び中央部が６７℃に対して、走査終了側の端部が７０℃と高くなっている。
【０００８】
ポリゴンミラー２０４から遠くに配置された走査レンズ２０６では、走査開始側が５１℃に対して、走査終了側が６６℃と高くなっており、また、中央部が６１℃となっている。
【０００９】
これは、走査レンズ２０６に部分的に熱風が吹き当たられることが原因と考えられ、このように、走査レンズ２０６の温度分布が均一でなくなると、部分的な倍率変動や、光学面に歪みによる濃度ムラや筋等の画像劣化が発生してしまう。
【００１０】
また、上記のような光走査装置において、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光ビームの光路上に形成された切欠部を有する周壁１０２が、光偏向器１０３の外周に立設された光走査装置１００が提案されている。（例えば、特許文献２）
この光走査装置１００では、周壁１０２を設けることにより、ポリゴンミラー１０４が回転するときに受ける空気抵抗が少なくなる。これにより、ポリゴンミラー１０４を回転させる駆動部の風損（ポリゴンミラー１０４が空気抵抗を受けることで、無駄に消費する電力）が低減できる。
【特許文献１】特開平１１−２０２２４２号公報
【特許文献２】特開平６−３３１９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来の光走査装置１００では、図３（Ｂ）に示すように、周壁１０２が、カバー１０６の天井面から、光学ハウジング１０８の底面にわたって、立設されているため、ポリゴンミラー１０４の駆動部から発生する熱が、周壁１０２の内周側にこもってしまい、ポリゴンミラー１０４の軸受などの寿命が短くなる場合がある。
【００１２】
また、ポリゴンミラー１０４の回転により発生する風は、周壁１０２に形成された切欠部から流出するため、走査レンズ１１０に局所的に吹き付けられる場合がある。これにより、ポリゴンミラー１０４の駆動部から発生する熱が、この風に乗って運ばれると、図４に示す光走査装置２００に比べ、さらに、走査レンズ１１０の温度分布が均一でなくなる可能性があり、部分的な倍率変動や、光学面に歪みによる濃度ムラや筋等の画像劣化が発生してしまう。
【００１３】
本発明は、上記事実を考慮し、回転多面鏡を回転させる駆動部の風損を小さくすると共に、回転多面鏡の駆動部から発生する熱による画質への影響を軽減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１に係る光走査装置は、駆動部によって回転する基部と、前記基部と一体に回転して光源から射出された光ビームを反射偏向する回転多面鏡と、を有する光偏向器と、前記回転多面鏡の外周を囲むと共に、前記光ビームの光路上に形成された切欠部を有する周壁と、前記光偏向器及び前記周壁を収容する筐体と、を備え、前記周壁の縁部であって、かつ前記回転多面鏡の外周に沿って形成された縁部は、前記周壁の内周側から前記周壁の外周側へ空気を流すべく前記筐体から離間している特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、回転多面鏡が、駆動部によって回転する基部と一体に回転して、光源から射出された光ビームを反射偏向する。
【００１６】
ここで、本発明の請求項１の構成では、光ビームの光路上に形成された切欠部を有する周壁が、回転多面鏡の外周を囲んでいる。このため、回転多面鏡が回転するときに受ける空気抵抗が少なくなる。これにより、回転多面鏡を回転させる駆動部の風損（回転多面鏡が空気抵抗を受けることで、無駄に消費する電力）が小さくできる。
【００１７】
また、本発明の請求項１の構成では、周壁の縁部であって、かつ回転多面鏡の外周に沿って形成された縁部は、周壁の内周側から周壁の外周側へ空気を流すべく筐体から離間している。
【００１８】
このため、基部及び回転多面鏡の回転により発生する風が、周壁の内周側から周壁の外周側へ流れ、駆動部から発生した熱が、この風に乗って、周壁の外周側へ分散する。
【００１９】
これにより、筐体内の温度上昇を緩和でき、筐体内に収容された構成部品の温度上昇が抑制できると共に、構成部品の温度分布の均一化が図れ、駆動部から発生する熱による画質への影響を軽減させる。
【００２０】
本発明の請求項２に係る光走査装置は、請求項１の構成において、前記縁部は、前記筐体と離間することにより、前記基部の外周を開放し、その開放部分を通じて、前記周壁の内周側から前記周壁の外周側へ空気が流れることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、基部の外周にある開放部分を通じて、周壁の内周側から周壁の外周側へ空気が流れる。
【００２２】
基部の外周に開放部分があるので、基部の回転より発生する風が、周壁の内周側から周壁の外周側へ流れやすく、駆動部から発生した熱が、この風に乗って、周壁の外周へ分散されやすくなる。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載のように、本発明に係る筐体を、一方が開放されると共に光偏向器を収容するハウジングと、該ハウジングの開放部分を塞ぐカバーとで構成し、このカバーに、本発明に係る周壁を固定してもよい。
【００２４】
本発明の請求項４に係る光走査装置は、請求項１〜３のいずれか１項の構成において、前記周壁の外周には、前記周壁の内周側から前記周壁の外周側へ流れた空気を一時的に滞留させる空間が形成されている特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、基部及び回転多面鏡の回転により発生する風が、周壁の内周側から周壁の外周側へ流れ、周壁の外周側へ流れた空気が、周壁の外周に形成された空間に、一時的に滞留される。駆動部から発生した熱も、基部及び回転多面鏡の回転により発生する風に乗って、周壁の外周に形成された空間に分散し、筐体内の温度上昇がより緩和できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、上記構成としたので、回転多面鏡を回転させる駆動部の風損を小さくすると共に、回転多面鏡の駆動部から発生する熱による画質への影響を軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の光走査装置に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００２８】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光走査装置１０は、上方が開放されたプラスチック製の光学ハウジング１２を備えている。光学ハウジング１２の外側面には、光源としての半導体レーザユニット１４が取り付けられている。半導体レーザユニット１４は、光学ハウジング１２に形成された開口１２Ａを通じて、光学ハウジング１２の内部へ、画像信号に応じて変調されたレーザ光を射出するように構成されている。
【００２９】
光学ハウジング１２の内部には、レーザ光の射出方向に沿って、コリメータレンズ１８、シリンドリカルレンズ２０、光偏向器２１が、順に配置されている。
【００３０】
この光偏向器２１は、駆動部１９によって回転する基部２３と、基部２３と一体に回転して光ビームを反射偏向するポリゴンミラー（回転多面鏡）２２とを備えている。
【００３１】
このポリゴンミラー２２は、側面に複数の反射面が形成された正多角形状をしており（本実施形態では、正六角形）、基部２３に固定されている。
【００３２】
この基部２３は、駆動部１９に回転可能に支持される共に駆動部１９により回転駆動するように構成されている。
【００３３】
この駆動部１９は、基板２５に取り付けられ、駆動部１９の駆動を制御する駆動制御ＩＣ１９が基板２５に取り付けられている。
【００３４】
以上の構成により、半導体レーザユニット１４から射出されたレーザ光は、コリメータレンズ１８で平行光に変換される。この平行光に変換されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ２０により、ポリゴンミラー２２の反射面で副走査方向に結像される。シリンドリカルレンズ２０によって結像されたレーザ光は、ポリゴンミラー２２の反射面で反射して、感光体１６の軸線方向に偏向走査される。
【００３５】
ポリゴンミラー２２と感光体１６との間には、樹脂製の第１ｆθレンズ２４、樹脂製の第２ｆθレンズ２６、ウィンドウガラス２８が配置されている。なお、第１ｆθレンズ２４、及び第２ｆθレンズ２６はガラス製であってもよい。
【００３６】
ポリゴンミラー２２で偏向されたレーザ光は、第１ｆθレンズ２４及び、第２ｆθレンズ２６を通過することにより、ウィンドウガラス２８を通って感光体１６上に結像させると共に等速度で走査される。
【００３７】
また、光学ハウジング１２の開放された上方部分は、ハウジングカバー１５で塞がれ、このハウジングカバー１５及び光学ハウジング１２によって、光走査装置１０の筐体が構成されている。
【００３８】
光学ハウジング１２は、光走査装置１０が収容される画像形成装置の小型化を図るべく、光偏向器２１の周囲の大きさが、基板２５が収容できる最小限度の大きさとされている。光学ハウジング１２は、ｆθレンズ２６の長手方向に沿った横方向の大きさが、ｆθレンズ２６のある側において広くされているのに対して、光偏向器２１の周囲では、狭くされており、光学ハウジング１２は、上方から見ると、光偏向器２１からｆθレンズ２６に向けて広がる略扇形状をしている。
【００３９】
ここで、本実施形態では、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ポリゴンミラー２２の外周を囲む周壁４０が設けられている。
【００４０】
周壁４０は、ハウジングカバー１５側に固定され、ポリゴンミラー２２へ入射する光ビーム及びポリゴンミラー２２から出射する光ビームの光路上に形成された切欠部を有する。これにより、光ビームがポリゴンミラー２２へ入射する際、及びポリゴンミラー２２から出射する際に、周壁４０が障害とならない。
【００４１】
周壁４０の高さ方向の長さは、光偏向器２１の高さ方向の長さより短くされ、ポリゴンミラー２２の外周と、基部２３の高さ方向の一部の外周を囲むように構成されている（図１（Ｂ）参照）。これにより、周壁４０の縁部であって、かつポリゴンミラー２２の外周に沿って形成された縁部４０Ａは、光学ハウジング１２の底面及び基板２５のうち、少なくとも一方から離間している。これにより、周壁４０の縁部４０Ａと、光学ハウジング１２の底面及び基板２５のうち、少なくとも一方との間に、基部２３の外周を開放する空隙が形成され、この空隙を通じて、周壁４０の内周側から周壁４０の外周側へ空気が流れるようになっている。
【００４２】
なお、周壁４０は、基部２３に外周を囲まず、ポリゴンミラー２２の外周のみを囲むように構成してもよい。
【００４３】
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
【００４４】
本実施形態のように、ポリゴンミラー２２の外周を囲む周壁４０を設けることにより、ポリゴンミラー２２が回転して、光ビームを反射偏向する際に、ポリゴンミラー２２が受ける空気抵抗が少なくなる。これにより、ポリゴンミラー２２を回転させる駆動部１９の風損（ポリゴンミラー２２が空気抵抗を受けることで、無駄に消費する電力）が小さくできる。
【００４５】
また、本実施形態では、周壁４０の縁部４０Ａは、光学ハウジング１２の底面から離間し、基部２３の外周を開放する空隙が形成されている。
【００４６】
このため、基部２３及びポリゴンミラー２２の回転により発生する風が、周壁４０の内周側から周壁４０の外周側へ流れ、駆動部１９から発生した熱が、この風に乗って、周壁４０の外周側へ分散する。また、本実施形態では、基部２３の外周が開放されているので、基部２３の回転より発生する風が、周壁４０の内周側から周壁４０の外周側へ流れやすく、駆動部１９から発生した熱が、この風に乗って、周壁４０の外周へ分散しやすくなる（図１（Ａ）、（Ｂ）に記載の矢印参照）。
【００４７】
これにより、光走査装置１０の筐体内の温度上昇を緩和でき、筐体内に収容されたｆθレンズ２４等の構成部品の温度上昇が抑制できると共に、ｆθレンズ２４等の構成部品の温度分布の均一化が図れ、駆動部１９から発生する熱による画質への影響を軽減させる。
【００４８】
また、周壁４０の内周側に熱がこもらないので、ポリゴンミラー２２を回転可能に支持する駆動部１９、基板２５等が熱の影響を受けにくく、その寿命が低下しない。
【００４９】
上記の実施形態では、光学ハウジング１２は、上方から見ると、光偏向器２１からｆθレンズ２６に向けて広がる略扇形状をしていたが、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ポリゴンミラー２２の側方を広くした光学ハウジング１３としてもよい。
【００５０】
この光学ハウジング１３では、ｆθレンズ２６の長手方向に沿った横方向の大きさが、ｆθレンズ２６のある側と、光偏向器２１の周囲と同等とされ、光学ハウジング１３は、上方から見ると、略長方形状をしている。
【００５１】
これにより、ポリゴンミラー２２の側方であって、かつ、周壁４０の外周に、周壁４０の内周側から周壁４０の外周側へ流れた空気を一時的に滞留させる空間が形成され、図１に示す光学ハウジング１２に比べ、光学ハウジング１３内の空気の容量が増加する。このとき、図２に示すように（少なくともポリゴンミラー２２から見てｆθレンズ２４と反対側のハウジング１３で構成される壁以外のポリゴンミラー２２両脇の壁であって）ポリゴンミラー２２の回転中心から光学ハウジング１３までの距離とＢ（Ｂ’）としたとき、距離Ｂ（Ｂ’）はポリゴンミラー２２の回転中心からｆθレンズ２４までの距離をＡとしたとき、Ａ≦Ｂになるように構成する。望ましくはポリゴンミラー２２の回転中心から光学ハウジング１３までの全ての距離がポリゴンミラー２２の回転中心からｆθレンズ２４までの距離Ａと等しく構成する。
【００５２】
これにより、駆動部１９から発生した熱が、基部２３及びポリゴンミラー２２の回転により発生する風に乗って、周壁４０の外周に形成された空間に分散し、光走査装置１０の筐体内の温度上昇がより緩和できる。本発明は、上記の実施の形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る光走査装置の全体構成を示す図である。（Ａ）は、光走査装置を上方から見た図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る光走査装置の変形例を示す図である。（Ａ）は、光走査装置を上方から見た図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、光偏向器の外周に立設された周壁を有する従来の光走査装置を示す図である。（Ａ）は、光走査装置を上方から見た図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】図４は、従来の光走査装置における装置筐体内の温度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  光走査装置
１２  光学ハウジング
１３  光学ハウジング
１５  カバー
１９  駆動部
２１  光偏向器
２２  ポリゴンミラー
２３  基部
４０  周壁
４０Ａ  縁部
【図１】
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【図２】
2007093638.tif 000004
【図３】
2007093638.tif 000005
【図４】
2007093638.tif 000006