(57)【要約】【課題】偏向器近傍に発生した熱を効率的に放出することが可能な構造を有する、レーザー走査光学装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】このレーザー走査光学装置は、ポリゴンミラー４０と、ポリゴンミラー４０が配設される基板４１と、基板４１が載置される保持部材２７と、保持部材２７を挟んで基板４１とは反対側に配置される放熱部材６０とを備え、放熱部材６０は、保持部材２７および基板４１を貫通し、ポリゴンミラー４０の周囲の一部を取り囲む整流板６３を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向器により偏向されたレーザー光を感光体上に結像させるレーザー走査光学装置であって、
前記偏向器と、
前記偏向器が配置される基板と、
前記基板が保持される保持部材と、
前記保持部材を挟んで前記基板とは反対側に配置される放熱部材と、を備え、
前記放熱部材は、前記保持部材および前記基板を貫通し、前記偏向器の周囲の一部を取り囲む整流板を含む、レーザー走査光学装置。
【請求項２】
前記放熱部材は、
前記保持部材を挟んで前記基板とは反対側に位置する保持ベースと、
前記保持ベースの前記偏向器側に設けられる前記整流板と、
前記保持ベースの前記整流板とは反対側に設けられる放熱部材と、を有する、請求項１に記載のレーザー走査光学装置。
【請求項３】
前記放熱部材は、前記保持ベースを挟んで前記整流板と対称となる形状を有する、請求項２に記載のレーザー走査光学装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のレーザー走査光学装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー走査光学装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザー走査光学装置の分野では、ポリゴンミラーの回転によって発生する熱については、駆動用の半導体素子とポリゴンミラーに付随する軸（軸受け部）から熱が発生することが知られている。たとえば、特開２００８−１３９３４９号公報（特許文献１）に開示されるレーザー走査光学装置においては、この熱を放熱するために、ポリゴンミラー駆動用基板の裏側に放熱部材を付加することによって、放熱を促進する構成が採用されている。
【０００３】
また、特開２００６−１５３９８９号公報（特許文献２）には、ポリゴンミラーの外周部に、ポリゴンミラーを取り囲む形態で半円形の部材が配置され、ポリゴンミラーの回転による風を整えるための整流板を設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１３９３４９号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、レーザープリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置において、印刷速度の高速化が進んでいる。この高速化に対応するために、レーザー走査光学装置では、レーザーを偏向走査するためのポリゴンミラーを高速で回転させることになる。
【０００６】
ポリゴンミラーを高速回転させると、これに伴いポリゴンモータの軸受け部およびコイル、ポリゴンモータの駆動半導体素子部での発熱量が多くなり、レーザー走査光学装置内の温度が上昇する。その結果、走査光学素子等の熱変形が発生し、感光体上でのビーム照射位置が変化して、画像形成装置における印刷画像の品質劣化が生じてしまうことが懸念される。特に、光学素子は樹脂やガラスで成形されているが、樹脂レンズの場合は熱の影響を受けやすい。
【０００７】
特に、最近では高画質を得るために高解像度化し、１２００ｄｐｉ等の高い走査密度が要求されており、ビーム照射位置を高精度に維持する必要がある。このため、レーザー走査光学装置内の温度上昇を抑制して所望のビーム照射位置を維持することは重要である。
【０００８】
温度上昇を回避する方法としては、ポリゴンモータの回転時の効率を向上させることによって熱の発生自体を防ぐ方法や、発熱部分を積極的に冷却する方法が考えられる。しかし、熱の発生自体を防ぐ方法の場合、ポリゴンモータの構成そのものを大きく変更する必要があり、コストアップの要因になり得る。また、発熱部分を積極的に冷却する方法の場合、ヒートパイプを設置するなどの方法が考えられるが、これもコストアップの要因になり得る。
【０００９】
本発明の目的は、偏向器近傍に発生した熱を効率的に放出することが可能な構造を有する、レーザー走査光学装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に基づいたレーザー走査光学装置においては、偏向器により偏向されたレーザー光を感光体上に結像させるレーザー走査光学装置であって、上記偏向器と、上記偏向器が配置される基板と、上記基板が保持される保持部材と、上記保持部材を挟んで上記基板とは反対側に配置される放熱部材とを備え、上記放熱部材は、上記保持部材および上記基板を貫通し、上記偏向器の周囲の一部を取り囲む整流板を含む。
【００１１】
他の形態では、上記放熱部材は、上記保持部材を挟んで上記基板とは反対側に位置する保持ベースと、上記保持ベースの上記偏向器側に設けられる上記整流板と、上記保持ベースの上記整流板とは反対側に設けられる放熱部材とを有する。
【００１２】
他の形態では、上記放熱部材は、上記保持ベースを挟んで上記整流板と対称となる形状を有する。
【００１３】
この発明に基づいた画像形成装置においては、上述のいずれかに記載のレーザー走査光学装置を有する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に基づいたレーザー走査光学装置および画像形成装置によれば、偏向器近傍に発生した熱を効率的に放出することが可能な構造を有する、レーザー走査光学装置および画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態におけるレーザー走査光学装置を備えたカラープリンタを示す概略構成図である。
【図２】レーザー走査光学装置の断面図である。
【図３】レーザー走査光学装置の平面図である。
【図４】レーザー走査光学装置の底面図である。
【図５】実施の形態におけるポリゴンミラー周りの構造を示す部分斜視図である。
【図６】実施の形態における放熱部材の構造を示す斜視図である。
【図７】実施の形態におけるポリゴンミラー周りの構造を示す部分分解斜視図である。
【図８】図５中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図である。
【図９】他の実施の形態における放熱部材の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に基づいた各実施の形態におけるレーザー走査光学装置および画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。また、各実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。
【００１７】
なお、以下においては、画像形成装置の一例として、一般的なフルカラー電子写真方式を採用しているカラープリンタについて説明しているが、本発明は、フルカラー電子写真方式にのみ限定されるものではなく、モノクロ画像のみを形成する１種（ブラック等）のレーザー走査光学装置を採用しているプリンタへの適用も可能である。また、プリンタだけでなく、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置に対して、本発明に基づくレーザー走査光学装置を搭載することが可能である。
【００１８】
（カラープリンタ１の全体構成、図１参照）
図１に、本発明に係るレーザー走査光学装置２０を搭載したカラープリンタ１の概略構成を示す。このカラープリンタ１は、タンデム方式で４色の画像を合成するように構成されている。
【００１９】
４つの画像形成ステーション２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ）の直上に中間転写ベルト１０が配置され、直下にレーザー走査光学装置２０が配置されている。各画像形成ステーション２には、それぞれ、感光体ドラム３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ）、現像器４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、図示しない帯電器、残留トナーのクリーナなどが配置されている。なお、黒色の画像を形成するための画像形成ステーション２Ｋは大型に構成され、使用頻度の高いモノクロ画像を高速で形成できるようにしている。
【００２０】
レーザー走査光学装置２０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像データに基づいて放射される光束Ｂｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋによって各感光体ドラム３上に画像（静電潜像）を形成する。この潜像はトナーによって可視像化される。
【００２１】
中間転写ベルト１０は、駆動ローラ１１および支持ローラ１２に無端状に張り渡されている。中間転写ベルト１０には、矢印Ｙ方向への回転に基づいて上述の各感光体ドラム３上に形成された各色のトナー画像が順次１次転写され、合成される。
【００２２】
記録用紙Ｐは、自動給紙カセット５に収納されており、１枚ずつ所定のタイミングで給紙される。記録用紙Ｐには、通紙経路６を経由して中間転写ベルト１０から２次転写位置１３にて合成トナー画像が２次転写される。２次転写された記録用紙Ｐは、定着装置１５でトナーの加熱定着を施された後、排出ローラ１６から排紙部９上に排出される。
【００２３】
記録用紙Ｐへ両面プリントを行なう場合には、記録用紙Ｐは、スイッチバックローラ１７からカラープリンタ１の外方に搬送され、スイッチバックされて反転経路７を経由して２次転写位置１３に戻される。ここで裏面にトナー画像を２次転写された記録用紙Ｐは排出ローラ１６から排紙部９上に排出される。
【００２４】
（レーザー走査光学装置２０の概略構成、図２〜図４参照）
図２は、レーザー走査光学装置２０の断面図、図３は平面図、図４は底面図である。このレーザー走査光学装置２０は、光源部２１と、偏向器の一例としてポリゴンミラー４０と第１および第２結像レンズ３１，３２と、各光路ごとに設けた折返しミラー３４，３５，３６および第３結像レンズ３３と、これらの部材を保持する筐体２７とを有する。筐体２７は、ポリゴンミラー４０を防塵するポリゴンミラー収容筐体２７Ａと、第１および第２結像レンズ３１，３２、折返しミラー３４，３５，３６、および第３結像レンズ３３等を収容する光学系収容筐体２７Ｂとを有する。
【００２５】
光源部２１は、レーザーダイオード２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）と、合成ミラー２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ）と、折返しミラー２４と、シリンドリカルレンズ２５とで構成され、プレート２６に搭載されている。
【００２６】
レーザーダイオード２２Ｋから放射された光束は折返しミラー２４に導かれる。また、レーザーダイオード２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙからそれぞれ放射された光束は、合成ミラー２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙでそれぞれ反射し、折返しミラー２４に導かれる。折返しミラー２４で反射された各光束はシリンドリカルレンズ２５で副走査方向Ｚ（図２参照）に集光され、ポリゴンミラー４０の同一面に副走査方向Ｚに所定の角度を有して導かれる。
【００２７】
これらの光束はポリゴンミラー４０の回転に基づいて主走査方向Ｘ（図３参照）に等角速度で偏向され、第１および第２結像レンズ３１，３２を透過する。光束Ｂｋは第３結像レンズ３３Ｋを透過して折返しミラー３４Ｋで反射され、感光体ドラム３Ｋ上を露光および走査する。光束Ｂｃは折返しミラー３４Ｃ，３５Ｃで反射されて第３結像レンズ３３Ｃを透過し、さらに折返しミラー３６Ｃで反射され、感光体ドラム３Ｃ上を露光および走査する。
【００２８】
光束Ｂｍは折返しミラー３４Ｍで反射されて第３結像レンズ３３Ｍを透過し、さらに折返しミラー３５Ｍで反射され、感光体ドラム３Ｍ上を露光および走査する。光束Ｂｙは折返しミラー３４Ｙで反射されて第３結像レンズ３３Ｙを透過し、さらに折返しミラー３５Ｙで反射され、感光体ドラム３Ｙ上を露光および走査する。
【００２９】
各感光体ドラム３上での各走査線の書出し位置を検出するため、即ち、主走査同期信号を得るため、ポリゴンミラー４０で偏向された光束Ｂｋの主走査方向上流側光束は、図３に示すように、検出用ミラー３７で反射されてレンズ３８で集光され、同期信号検出用受光センサ３９に入射する。
【００３０】
なお、筐体２７は、カラープリンタ１の図示しないフレームに、３箇所の固定点Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３により、たとえば、ねじ止めにより固定されている（図３参照）。
【００３１】
さらに、色ずれ調整（レジスト調整）として、図３に示すように、部分倍率調整機構４５とスキュー調整機構５０が設置されている。スキュー調整機構５０は駆動源としてブラケット５９を介して筐体２７に固定されたステッピングモータ５１を備えている。なお、部分倍率調整機構４５およびスキュー調整機構５０の詳細な説明は省略する。
【００３２】
（ポリゴンミラー４０周りの構造、図２、図５〜図８参照）
次に、図２および図５から図８を参照して、ポリゴンミラー４０周りの構造について説明する。なお、図５は、ポリゴンミラー４０周りの構造を示す部分斜視図、図６は、放熱部材６０の構造を示す斜視図、図７は、ポリゴンミラー周りの構造を示す部分分解斜視図、図８は、図５中ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視断面図である。なお、図５から図８は、構造の理解を容易にするために、図２に対して天地を逆にして図示している。
【００３３】
まず、図２を参照して、ポリゴンミラー４０は、基板４１に固定したモータ４２の回転軸に取り付けられている。また、モータ４２のコイル４２ｃは基板４１上に形成されている。基板４１には、図示しない駆動用の半導体素子も配置されている。なお、ポリゴンミラー収容筐体２７Ａのモータ４２の上部位置には、放熱部材の一例として放熱フィン４３が取り付けられている。
【００３４】
図５および図６を参照して、ポリゴンミラー収容筐体２７Ａの上部壁により構成される保持部２７Ａ１を挟んで、基板４１の反対側には放熱部材６０が配置されている。この放熱部材６０は、図６に示すように、長方形形状の保持ベース６１と、この保持ベース６１のポリゴンミラー側に設けられる整流板６３と、保持ベース６１の整流板６３とは反対側に設けられる放熱フィン６２とを有している。この放熱部材６０は、熱伝導に優れた材料が用いられ、たとえばアルミダイカストなどが用いられている。
【００３５】
整流板６３は、半円筒形状を有しており、ポリゴンミラー４０の周囲の一部を取り囲む形態を有している。図４に示すように、整流板６３は、ポリゴンミラー４０の第１結像レンズ３１および第２結像レンズ３２に対向する側が開放し、ポリゴンミラー４０の第１結像レンズ３１および第２結像レンズ３２とは反対側に整流板６３が設けられる。
【００３６】
再び、図６を参照して、放熱フィン６２は、長方形形状の保持ベース６１の長手方向に沿って延びる形態を有し、所定の間隔を隔てて複数本設けられている。本実施の形態では、保持ベース６１、複数の放熱フィン６２、および整流板６３は一体成形されている。
【００３７】
図７を参照して、保持部２７Ａ１には整流板６３を貫通させる円弧形状の貫通穴２７ｈが設けられ、同様に、基板４１にも整流板６３を貫通させる円弧形状の貫通穴４１ｈが設けられている。
【００３８】
保持部２７Ａ１に基板４１および放熱部材６０を組み付けた状態では、図５に示したように、放熱部材６０の整流板６３は、保持部２７Ａ１の貫通穴２７ｈおよび基板４１の貫通穴４１ｈを貫通し、整流板６３によりポリゴンミラー４０の周囲の一部が取り囲まれた状態となる。
【００３９】
図８を参照して、このように、放熱部材６０が放熱フィン６２および整流板６３を有することで、ポリゴンミラー４０の近傍に発生した熱は、整流板６３を通して直接放熱フィン６２に伝達されることになる。放熱フィン６２には、図示しない送風ファン等を用いてエアーが流されることで、放熱フィン６２の冷却が行なわれる。その結果、ポリゴンミラー４０の近傍に発生した熱を整流板６３で吸収し、その熱を効率良く放熱フィン６２に伝達するとともに、放熱フィン６２を用いて効率良く放熱することができる。
【００４０】
なお、放熱部材６０の他の形態として、図９に示す放熱部材６０Ａが挙げられる。この放熱部材６０Ａの基本形状は、図６に示す放熱部材６０と同じであるが、さらに、保持ベース６１を挟んで整流板６３と対称となる位置に、整流板６３と同一形状の放熱フィン６３ａが設けられている。これにより、整流板６３で吸収した熱は、直接放熱フィン６３ａに伝達され、より効果的に放熱を促すことが可能となる。
【００４１】
なお、上記各実施の形態において、偏向器の一例としてポリゴンミラー４０を用いた場合について説明したが、ポリゴンミラー４０に代わり、レゾナントスキャナやガルバノミラー等を用いることも可能である。
【００４２】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４３】
１  カラープリンタ、２，２Ｋ  画像形成ステーション、３，３Ｃ，３Ｋ，３Ｍ，３Ｙ  感光体ドラム、４  現像器、５  自動給紙カセット、６  通紙経路、７  反転経路、９  排紙部、１０  中間転写ベルト、１１  駆動ローラ、１２  支持ローラ、１３  ２次転写位置、１５  定着装置、１６  排出ローラ、１７  スイッチバックローラ、２０  レーザー走査光学装置、２１  光源部、２２，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ，２２Ｋ  レーザーダイオード、２３，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ  合成ミラー、２４，３４，３５，３６，３４Ｃ，３５Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙ  折返しミラー、２５  シリンドリカルレンズ、２６  プレート、２７  筐体、２７Ａ  ポリゴンミラー収容筐体、２７Ａ１  保持部、２７Ｂ  光学系収容筐体、２７ｈ，４１ｈ  貫通穴、３１  第１結像レンズ、３２  第２結像レンズ、３３，３３Ｃ，３３Ｋ，３３Ｍ，３３Ｙ  第３結像レンズ、３４Ｋ，３５Ｍ，３５Ｙ，３６Ｃ  ミラー、３７  検出用ミラー、３８  レンズ、３９  同期信号検出用受光センサ、４０  ポリゴンミラー、４１  基板、４２  モータ、４２ｃ  コイル、４３  放熱フィン、４５  部分倍率調整機構、５０  スキュー調整機構、５１  ステッピングモータ、５９  ブラケット、６０，６０Ａ  放熱部材、６１  保持ベース、６２  放熱フィン、６３  整流板、６３ａ  放熱フィン、６３ａ  直接放熱フィン。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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