(57)【要約】  【課題】  偏向装置と光学系との位置関係のずれを容易に調整可能であり、ポリゴンモータの放熱効果も高めた光学走査装置を簡易且つ低コストで提供する。  【解決手段】  偏向装置２１は、ポリゴンモータ１７及び回路基板１８から成るミラー駆動部２５、ポリゴンミラー３４、防塵カバー２２等から構成されている。光学走査装置２０のハウジング部１６ａには、偏向装置取付板３よりも小さく、且つ偏向装置２１が貫通する大きさの開口部６が形成されており、偏向装置取付板３は開口部６を閉鎖するようにハウジング部１６ａの外側から６本のビス５ａにより固定されており、回路基板１８は開口部６を介して偏向装置取付板３にハウジング部１６ａの内側から４本のビス５ｂにより固定されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面がミラーで構成される正多角形のポリゴンミラー及び該ポリゴンミラーを回転させるミラー駆動部から成る偏向装置と、該偏向装置を内蔵する筐体と、前記偏向装置が固定されるとともに前記筐体の一部を構成する偏向装置取付板と、を備え、
前記ポリゴンミラーを回転駆動することにより光ビームを偏向走査する光学走査装置において、
前記筐体には、前記偏向装置取付板よりも小さく、且つ前記偏向装置が貫通する大きさの開口部が形成されており、前記偏向装置取付板は、前記開口部を閉鎖するように前記筐体の外側から固定され、前記偏向装置は、前記開口部を介して前記偏向装置取付板に固定されることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記筐体と前記偏向装置取付板、及び前記偏向装置と前記偏向装置取付板は、ビスにより固定されることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
【請求項３】
前記偏向装置取付板は、前記筐体を構成する他の部分よりも熱伝導率の高い材質で形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学走査装置。
【請求項４】
前記偏向装置と前記偏向装置取付板との間に寸法調整部材を配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光学走査装置。
【請求項５】
前記筐体と前記偏向装置取付板との間に寸法調整部材を配置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光学走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム光により被走査面上を走査する光学走査装置に関し、特にビーム光を偏向する偏向装置の位置調整及び冷却に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリゴンミラーをモータにより回転させ、その多角形の側面に設けられた反射面にレーザ光を照射してその反射光を走査させる光学走査装置が複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられている。このような光学走査装置の構成について図９を用いて説明する。
【０００３】
図９において、３０は光源としてレーザダイオード（以下、ＬＤという）を備えた光源ユニットであり、画像信号に基づき光変調したビーム光（レーザ光）を射出している。３１はコリメータレンズであり、光源ユニット３０から射出したビーム光を略平行光束にしている。３２はコリメータレンズ３１を通過したビーム光の光路幅を制限するアパーチャである。３３は副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズである。
【０００４】
３４は偏向手段としてのポリゴンミラーであり、ここでは側面に６つの偏向面（反射面）を有する正六角形の回転多面鏡から成っており、モータ等の駆動手段（図示せず）により矢印Ａ方向に所定の速度で回転している。３５はｆθ特性を有する走査レンズであり、ポリゴンミラー３４によって偏向反射されたビーム光を感光体ドラム１００上に結像させる。３６は走査レンズ３５を通過したビーム光の光路を感光体ドラム１００の方向に変更する折り返しミラーである。
【０００５】
感光体ドラム１００はモータ等の駆動手段（図示せず）により副走査方向（矢印Ｃ方向）に所定の速度で回転しており、該感光体ドラム１００上に結像するビーム光により画像情報が潜像として書き込まれる。また、感光体ドラム１００の周囲には電子写真プロセス手段としての帯電ユニット、現像ユニット、転写ユニット等（いずれも図示せず）が配設されている。
【０００６】
この例においては、光源ユニット３０より射出したビーム光をコリメータレンズ３１によって略平行光束とし、略平行光束となったビーム光をアパーチャ３２で所定の光路幅とした後、副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズ３３に入射させている。シリンドリカルレンズ３３に入射した平行光束は、主走査断面においてはそのまま平行光束の状態で、副走査方向においては収束して射出され、ポリゴンミラー３４の偏向面（反射面）に線像として結像している。
【０００７】
ポリゴンミラー３４により偏向反射されたビーム光は、走査レンズ３５及び折り返しミラー３６を介して感光体ドラム１００上に導光（結像）され、該感光体ドラム１００上に所定の大きさのスポット径を形成している。そして、ポリゴンミラー３４を図中矢印Ａ方向に回転させることによって、感光体ドラム１００上を主走査方向（矢印Ｂ方向）に光走査して画像情報の記録を行っている。
【０００８】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置の内部では。静電潜像の現像に用いるトナーや用紙の搬送に伴い発生する紙粉、画像形成装置外部から侵入してくる粉塵等が飛散、浮遊している。これらの粉塵が光学装置内に侵入してレンズ、ミラーなどの光学素子及び光学部材に付着すると走査光の光路が一部遮断され、画像品質が低下する原因となる。このため、光学装置の密閉性を高め、外部からの粉塵の侵入を防ぐ方策が採られてきた。
【０００９】
一方、近年の画像形成装置の高速化、高解像度化に伴い、走査システムの偏向装置であるポリゴンミラーを回転させるモータの高速回転化の要求も年々増してきている。このようにモータの高速回転化が進むにつれ、モータの回転子が回転することにより発生する熱とモータの回転を制御する回路基板から発せられる熱の放熱の必要性が高まっている。しかし、放熱処理は機密性の高い光学装置では困難であり、開放系での設計が必要となるが、前述した粉塵対策には密閉系が好ましく、発熱対策と粉塵対策の両方を兼ね備えた光学装置の設計が重要な課題となっている。
【００１０】
そこで、特許文献１には、図１０に示すように、ハウジング底面のポリゴンモータ固定部分と光学系固定部分とで熱伝導率の異なる材質を用いることにより、光学走査装置の大型化を伴うことなく放熱効率を向上する光学走査装置が開示されている。なお、図１０においては、光学走査装置の一部である偏向装置付近の構成についてのみ示している。
【００１１】
１７はポリゴンミラー３４を回転させるポリゴンモータ、１８はポリゴンモータ１７の駆動を制御する回路基板であり、ポリゴンモータ１７は回路基板１８を貫通するように固定されている。ポリゴンモータ１７及び回路基板１８は、ポリゴンミラー３４を駆動するミラー駆動部２５を構成する。光学走査装置２０の筐体は、ハウジング部１６ａ及びカバー部１６ｂによって内部の密閉性が保持されるように構成されており、外部からの粉塵等の侵入を防止する。
【００１２】
ハウジング部１６ａは、ミラー駆動部２５がビス１９により固定される金属板１６ａａと、走査レンズ３５等が固定される樹脂部１６ａｂとが一体形成されている。この構成により、ポリゴンモータ１７で発生した熱は金属板１６ａａに伝達され、筐体の外部に効果的に放熱される。
【００１３】
しかしながら、特許文献１の方法においては、ハウジング部１６ａやミラー駆動部２５に寸法のばらつきが発生した場合、例えば金属板１６ａａと回路基板１８との間にスペーサやワッシャ等の寸法調整部材を配置することにより、ポリゴンミラー３４を上方向に調整することは可能であるが、ポリゴンミラー３４を下方向に調整することはできず、ポリゴンミラー３４の高さを任意の方向に容易に調整することは困難であった。さらに、ポリゴンモータ固定部分と光学系固定部分とを異なる材質を用いて一体形成するため、筐体の構成が複雑になってコスト面で不利となる上、装置廃棄時における分別及びリサイクルも困難となり、環境対応においても好ましいものではなかった。
【特許文献１】特許第３０７５４９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記問題点に鑑み、偏向装置と他の光学系との位置関係のずれを容易に調整可能であり、ポリゴンモータの放熱効果も高めた光学走査装置を簡易且つ低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、側面がミラーで構成される正多角形のポリゴンミラー及び該ポリゴンミラーを回転させるミラー駆動部から成る偏向装置と、該偏向装置を内蔵する筐体と、前記偏向装置が固定されるとともに前記筐体の一部を構成する偏向装置取付板と、を備え、前記ポリゴンミラーを回転駆動することにより光ビームを偏向走査する光学走査装置において、前記筐体には、前記偏向装置取付板よりも小さく、且つ前記偏向装置が貫通する大きさの開口部が形成されており、前記偏向装置取付板は、前記開口部を閉鎖するように前記筐体の外側から固定され、前記偏向装置は、前記開口部を介して前記偏向装置取付板に固定されることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記筐体と前記偏向装置取付板、及び前記偏向装置と前記偏向装置取付板は、ビスにより固定されることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記偏向装置取付板は、前記筐体を構成する他の部分よりも熱伝導率の高い材質で形成されることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記偏向装置と前記偏向装置取付板との間に寸法調整部材を配置することを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記筐体と前記偏向装置取付板との間に寸法調整部材を配置することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の構成によれば、偏向装置が偏向装置取付板の内側に固定され、偏向装置取付板は筐体の外側から固定されるため、偏向装置と偏向装置取付板との間、或いは筐体と偏向装置取付板との間に寸法調整部材を挟むことにより、偏向装置の配置を上下方向のいずれにも調整することができ、偏向装置と他の光学部材との位置関係を容易に調整可能となる。また、偏向装置取付板が別部材で構成されているため、偏向装置取付板の材質が異なる場合であっても、装置廃棄時の分別及びリサイクルが容易となり、環境対応にも優れた光学走査装置となる。
【００２１】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の光学走査装置において、筐体と偏向装置取付板、及び偏向装置と偏向装置取付板をビスにより固定することにより、光学走査装置を組み立てる際に偏向装置の配置を一台ずつ微調整することができる。
【００２２】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の光学走査装置において、偏向装置取付板を、筐体を構成する他の部分よりも熱伝導率の高い材質で形成することにより、偏向装置から発生した熱を効率的に外部に放出することができる。
【００２３】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の光学走査装置において、偏向装置と偏向装置取付板との間に寸法調整部材を配置することにより、部品の寸法公差等による偏向装置の下方向への位置ずれや傾きが調整された光学走査装置となる。
【００２４】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の光学走査装置において、筐体と偏向装置取付板との間に寸法調整部材を配置することにより、部品の寸法公差等による偏向装置の上方向への位置ずれや傾きが調整された光学走査装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の光学走査装置の構成を示す概略斜視図であり、図２は本発明の光学走査装置の裏面図である。従来例の図１０と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図１はカバー部１６ｂ（図１０参照）を取り外した状態を示している。
【００２６】
光学走査装置２０のハウジング部１６ａ内には、偏向装置２１、ｆθレンズ３５ａ、３５ｂ及び折り返しミラー３６等が配置されている。偏向装置２１は、ポリゴンミラー３４及び図示しないポリゴンモータ１７、回路基板１８等から構成され、ポリゴンミラー３４は粉塵等の汚れの付着を防止するため防塵カバー２２で密閉されている。なお、ここでは内部のポリゴンミラー３４が視認できるように、防塵カバー２２の上面の蓋体が取り外されている。
【００２７】
光源ユニット３０（図９参照）から射出されたビーム光は、コリメータレンズ３１、アパーチャ３２、シリンドリカルレンズ３３（いずれも図９参照）等の光学部材を介して平面ミラー１９に入射した後、光路を変更され、防塵カバー２２に設けられた光入出射窓２３を通過してポリゴンミラー３４に入射する。ポリゴンミラー３４の偏向面で偏向されたビーム光は再び光入出射窓２３を通過し、ｆθレンズ３５ａ、３５ｂから成る走査レンズ３５、折り返しミラー３６を経て被走査面（図示せず）上に結像される。ハウジング部１６ａの底面には、ビーム光を被走査面に向けて導くための窓部２４が設けられている。
【００２８】
３は偏向装置２１が固定される偏向装置取付板であり、ポリゴンモータ１７（図１０参照）の底面１７ａが偏向装置取付板３の開口穴３ａより外部に露出している。また、偏向装置取付板３は６本のビス５ａによりハウジング部１６ａに固定されている。なお、ポリゴンモータ１７の放熱が強く要求されない場合は開口穴３ａを設けず、底面１７ａを露出させない構成としても良い。
【００２９】
図３は本発明の光学走査装置の一部である偏向装置付近の裏面図であり、図４は偏向装置付近の構成を示す側面断面図（図３のＡＡ'断面）である。防塵カバー２２は回路基板１８に固定されており、光入出射窓２３にはガラス或いは樹脂製の透明平板が嵌め込まれている。ハウジング部１６ａには、偏向装置取付板３よりも小さく、且つ偏向装置２１が貫通する大きさの開口部６が形成されており、偏向装置取付板３は開口部６を閉鎖するようにハウジング部１６ａの外側から６本のビス５ａにより固定され、回路基板１８は開口部６を介して偏向装置取付板３にハウジング部１６ａの内側から４本のビス５ｂにより固定されている。
【００３０】
この構成によれば、回路基板１８と偏向装置取付板３との隙間に寸法調整部材を挟むことにより、偏向装置２１の配置を上方に調整することができ、さらにハウジング部１６ａと偏向装置取付板３との隙間に寸法調整部材を挟むことにより、偏向装置２１の配置を下方に調整することができる。また、寸法調整部材を挟む位置や厚みを変化させて偏向装置２１の傾きを調整することもできる。従って、光源ユニット３０や走査レンズ３４等の他の光学部材と偏向装置２１との位置関係を容易に調整可能となる。
【００３１】
また、偏向装置取付板３が別部材で構成されているため、ハウジング部１６ａと偏向装置取付板３とを異なる材質を用いて形成した場合であっても、装置廃棄時の分別回収が容易となり、リサイクル性も向上する。偏向装置取付板３の材質としては特に制限はなく、金属材料や樹脂等の種々の材質を用いて形成することができるが、偏向装置取付板３はミラー駆動部２５の熱を放熱する放熱板も兼ねているため、ミラー駆動部２５の熱を外部に効率良く放熱できるように、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成することが好ましい。
【００３２】
なお、ここでは光学走査装置２０の組み立て効率を考慮して、ビス５ａをハウジング部１６ａの外側から内側に向けて締結し、ビス５ｂをハウジング部１６ａの内側から外側に向けて締結する構成としているが、ビス５ａ、５ｂの締結方向は任意に設定することができる。
【００３３】
次に、寸法調整部材を用いて偏向装置の配置を調整する方法について説明する。図５は本発明に用いられる寸法調整部材の一例を示す平面図及び断面図である。図５に示すように、寸法調整部材２６は、中央に丸穴２６ａが開口したワッシャ状の部材であり、ビス５ａ、５ｂ（図４参照）が丸穴２６ａを貫通することにより、ビス５ａ、５ｂの締結箇所に位置決めされる。
【００３４】
寸法調整部材２６の材質については特に限定されず、樹脂、金属等の種々の材質を用いることができるが、製造コスト面から樹脂フィルムが好適に用いられる。また、寸法調整部材２６の厚みについても、偏向装置２１の上下方向の調整ピッチに応じて任意に設定できるが、通常０．１ｍｍ程度に設定される。
【００３５】
図６は、寸法調整部材を用いて偏向装置を上方向に調整する場合を示す要部断面図である。以下、図４及び図５を参照しながら光学走査装置の組み立て手順に沿って調整方法を説明する。なお、ここではビス５ａ及びビス５ｂの締結箇所のうち、それぞれ一箇所についてのみ図示しているが、他の締結箇所においても全く同様であるため説明を省略する。先ず、ポリゴンミラー３４、ポリゴンモータ１７、回路基板１８、及び防塵カバー２２等を用いて偏向装置２１を組み立てておく。
【００３６】
そして、回路基板１８と偏向装置取付板３との隙間に、丸穴２６ａがビス穴と重なるように寸法調整部材２６を挟み込む。次に、ビス５ｂにより回路基板１８及び偏向装置取付板３を締結し、最後にビス５ａにより偏向装置取付板３及びハウジング部１６ａを締結する。これにより、偏向装置２１は寸法調整部材２６の厚み分だけハウジング部１６ａに対し上方に配置される。
【００３７】
図７は、寸法調整部材を用いて偏向装置を下方向に調整する場合を示す要部断面図である。先ず、図６の場合と同様に、予め偏向装置２１を組み立てておき、ビス５ｂにより回路基板１８及び偏向装置取付板３を締結する。次に、ハウジング部１６ａ及び偏向装置取付板３をビス５ａにより締結するが、このとき寸法調整部材２６を、ハウジング部１６ａと偏向装置取付板３との隙間に、丸穴２６ａがビス穴と重なるように挟み込む。これにより、偏向装置２１は寸法調整部材２６の厚み分だけハウジング部１６ａに対し下方に配置される。
【００３８】
なお、ここでは一枚の寸法調整部材２６を挟み込んで偏向装置２１の上下方向の位置調整を行ったが、調整量により二枚以上の寸法調整部材２６を挟み込もこともできる。また、偏向装置２１全体を上方若しくは下方に調整する場合は、ビス５ａ、５ｂの締結箇所の全てに同じ枚数の寸法調整部材２６を挟み込めば良く、偏向装置２１の傾きを調整する場合は、ビス５ａ、５ｂの締結箇所の一部にのみ寸法調整部材２６を挟み込むか、或いは寸法調整部材２６の枚数を締結箇所によって変更すればよい。
【００３９】
また、図５に示した寸法調整部材２６の形状は一例に過ぎず、例えば円形以外の形状であっても良い。さらに、寸法調整部材２６をビス５ａ、５ｂの締結部分以外に挟み込むこともでき、その場合にはビス５ａ、５ｂが貫通する丸穴２６ａは不要となる。
【００４０】
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態ではビスを用いて回路基板１８と偏向装置取付板３、或いはハウジング部１６ａと偏向装置取付板３とを固定しているが、組み立て作業時に予め調整量が決められており、所定枚数の寸法調整部材を所定位置に挟み込む場合はビス固定に限られず、接着剤やリベット、ハトメ等を用いて固定しても良い。ただし、一台ずつ寸法調整部材の枚数や挟み込み位置を微調整する場合は、寸法調整部材２６の枚数や位置の変更が容易なビスによる固定が好ましい。
【００４１】
また、ここではポリゴンミラー３４が防塵カバー２２で覆われた構成についてのみ説明したが、本発明は、例えば図８に示すような、防塵カバー２２を用いない構成においても適用できるのはもちろんである。この場合、光学走査装置２０の防塵性がより強く要求されるため、偏向装置取付板３とハウジング１６ａとの隙間を弾性材料から成るシール部材２７でシールすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、側面がミラーで構成される正多角形のポリゴンミラー及び該ポリゴンミラーを回転させるミラー駆動部から成る偏向装置と、該偏向装置を内蔵する筐体と、偏向装置が固定されるとともに筐体の一部を構成する偏向装置取付板と、を備え、ポリゴンミラーを回転駆動することにより光ビームを偏向走査する光学走査装置において、筐体には、偏向装置取付板よりも小さく、且つ偏向装置が貫通する大きさの開口部が形成されており、偏向装置取付板は、開口部を閉鎖するように筐体の外側から固定され、偏向装置は、開口部を介して偏向装置取付板に固定される。
【００４３】
これにより、組み立て時に偏向装置と偏向装置取付板、或いは筐体と偏向装置取付板との間に寸法調整部材を挟み込むだけで、偏向装置と他の光学部材との位置関係を容易に調整可能な光学走査装置を提供することができる。また、偏向装置取付板が別部材で構成されているため、偏向装置取付板の材質が異なる場合であっても、装置廃棄時の分別及びリサイクルが容易となり、環境対応にも優れた光学走査装置となる。
【００４４】
また、筐体と偏向装置取付板、及び偏向装置と偏向装置取付板をビスにより固定したので、光学走査装置を組み立てる際に一台ずつ偏向装置の配置を微調整することができる。さらに、偏向装置取付板をアルミニウム等の熱伝導率の高い材質で形成すれば、偏向装置取付板の放熱板としての効果を高めて偏向装置から発生した熱を効率的に外部に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】は、本発明の光学走査装置の内部構成を示す斜視図である。
【図２】は、本発明の光学走査装置の裏面図である。
【図３】は、本発明の光学走査装置の一部である偏向装置付近の裏面図である。
【図４】は、本発明の光学走査装置の一部である偏向装置付近の構成を示す側面断面図である。
【図５】は、本発明に用いられる寸法調整部材の一例を示す平面図及び断面図である。
【図６】は、寸法調整部材を用いて偏向装置を上方向に調整する場合を示す要部断面図である。
【図７】は、寸法調整部材を用いて偏向装置を上方向に調整する場合を示す要部断面図である。
【図８】は、本発明の光学走査装置の他の構成例を示す側面断面図である。
【図９】は、従来の光学走査装置の概略構成図である。
【図１０】は、従来の光学走査装置の偏向装置付近の構成を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
３              偏向装置取付板
５ａ、５ｂ      ビス
６              開口穴
１６ａ          ハウジング部（筐体）
１６ｂ          カバー部（筐体）
１７            ポリゴンモータ
１８            回路基板
２０            光学走査装置
２１            偏向装置
２２            防塵カバー
２５            ミラー駆動部
２６            寸法調整部材
３４            ポリゴンミラー
３５            走査レンズ
【図１】
2007121586.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007121586.tif 000005
【図４】
2007121586.tif 000006
【図５】
2007121586.tif 000007
【図６】
2007121586.tif 000008
【図７】
2007121586.tif 000009
【図８】
2007121586.tif 000010
【図９】
2007121586.tif 000011
【図１０】
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