(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じて変調されたレーザビームを出射するレーザダイオードと、前記レーザビームを反射して等角速度偏向するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザビームが感光体上で等速度偏向されるように補正する少なくとも一つのプラスチックｆθレンズと、前記ポリゴンミラー、プラスチックｆθレンズを金属製底板上に搭載する光学ハウジングと、を備えたレーザ書込み装置において、
前記ポリゴンミラーと該ポリゴンミラーに近接配置されたプラスチックｆθレンズとの間に位置する光学ハウジングの底板に貫通穴状又は溝状の空隙部を形成し、且つ該空隙部を、１個所以上の梁によって分断した構成としたことを特徴とするレーザ書込み装置。
【請求項２】
前記空隙部のレーザビーム主走査方向両端を結ぶ長さを、該空隙部に近接配置したプラスチックｆθレンズのレーザビーム主走査方向長さと同等、或は長くしたことを特徴とする請求項１記載のレーザ書込み装置。
【請求項３】
前記梁を、前記ポリゴンミラーの回転中心と前記プラスチックｆθレンズが光学ハウジングと接する部分とを結ぶ線上、及び該線の近傍位置には配置しないことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ書込み装置。
【請求項４】
前記空隙部が貫通穴である場合に、該空隙部の底部開口を閉止する様に弾性部材を配置したことを特徴とする請求項１乃至３記載のレーザ書込み装置。
【請求項５】
前記空隙部が貫通穴である場合に、該空隙部の底部開口を閉止する様に、キャップを配置したことを特徴とする請求項１乃至４記載のレーザ書込み装置。
【請求項６】
前記キャップの材質は、光学ハウジングの底板の材質と比べ、熱伝導率が小さいことを特徴とする請求項５記載のレーザ書込み装置。
【請求項７】
前記空隙部が溝状である場合に、該溝状の空隙部の底部肉厚を、光学ハウジングの底板の全肉厚よりも十分に小さくしたことを特徴とする請求項１乃至３記載のレーザ書込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
複写機、プリンター、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置において、感光体上に画像を形成する手段として使用されるレーザ書込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル式の複写機、プリンター、ファクシミリ装置等の電子写真方式画像形成装置は、感光体上に光学的な画像情報を書き込む手段としてレーザ書込み装置を使用している。
図４(a) は従来例に係るレーザ書込み装置の平面略図であり、図４(b) は(a) のレーザ書込み装置の正面図である。
ＬＤユニット３から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ４、シリンドリカルレンズ５を順次透過することにより、ポリゴンミラー２の反射面に結像するように絞られ、ポリゴンミラー２により主走査方向に等角速度偏向される。ポリゴンミラー２により反射されたレーザビームはプラスチック製のｆθレンズ６により、感光体ドラム８の面上で、主走査方向に等速度偏向されるように補正される。
ビームの頭出しと走査速度（時間）を検出するために、同期検知センサ７が主走査方向の画像領域外に設けられている。また、ＬＤユニット３からプラスチックｆθレンズ６までの各光学素子は、光学ハウジング１の底板１ａの上面に固定されている。
このような構成において、モータ２ａがポリゴンミラー２を回転させる際に発生する熱は、図４(a) の矢印に示すように光学ハウジング１の底板１ａを伝わって、プラスチックｆθレンズ６に到達する。
【０００３】
一般に、電子写真プロセスにおけるレーザ書込み装置では、画像データに応じて変調されたレーザビームがポリゴンミラー２により等角速度偏向されるが、このビームをこのまま感光体８上に照射すると、主走査方向において中央部より両端の画像が延びるので、このビームが感光体上で等速度偏向されるようにｆθレンズ６により補正される。したがってポリゴンミラー２とｆθレンズ６と感光体８等の各光学系の相対的位置が当初からずれている場合には、感光体上の画像が主走査方向に伸縮したり、焦点ぼけが発生するので、各光学系の正確な位置決めが必要とされる。
ｆθレンズ６に対するポリゴンモータ２の位置関係は、画角や焦点距離によって適宜設計されている。今日、機械の小型化により、各構成部品が小さくなり、部品間距離も狭くなり、更にはコストダウンのために、レンズのプラスチック化が当然のように行われている。高画質化、機械のスピードアップを図るためにポリゴンモータ２ａの回転数も上昇しており、その発熱量も増加している。そのためポリゴンモータ２ａによる発熱が、プラスチックｆθレンズ６の特性に及ぼす影響が大きくなってきている。
その対策方法として特開平 6-127020 号公報には、レーザダイオードとポリゴンミラーとｆθレンズとミラーの少なくとも１つを感光体に対して自動的に移動させることにより、環境によってｆθレンズの特性が変化しても高品位の画像を得ることができる構成が紹介されている。
また、温度変化を抑える方法として、光学ハウジング近傍にダクト等の熱の通り道を作り、ファンを設け、空気を吹き付けることにより空冷したり、ヒートパイプで熱を逃す等、プラスチックｆθレンズへの熱の到達を抑える方法を採用した装置も知られている。
しかしながら、温度変化によるプラスチックｆθレンズの特性の変化を補正するための機構は精度を要し、複雑な構成になる。また、ファンなどの冷却装置等の付与は大幅なコストアップにつながるという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来の問題点に鑑みなされたものであり、低コストで、機構を複雑化することなく、温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの特性の変化を抑えることができるレーザ書込み装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、本発明は、画像データに応じて変調されたレーザビームを出射するレーザダイオードと、前記レーザビームを反射して等角速度偏向するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーにより反射されたレーザビームが感光体上で等速度偏向されるように補正する少なくとも一つのプラスチックｆθレンズと、前記ポリゴンミラー、プラスチックｆθレンズを金属製底板上に搭載する光学ハウジングと、を備えたレーザ書込み装置において、前記ポリゴンミラーと該ポリゴンミラーに近接配置されたプラスチックｆθレンズとの間に位置する光学ハウジングの底板に貫通穴状又は溝状の空隙部を形成したことを特徴とする。本発明は、前記空隙部のレーザビーム主走査方向両端を結ぶ長さを、該空隙部に近接配置したプラスチックｆθレンズのレーザビーム主走査方向長さと同等、或は長くしたことを特徴とする。本発明は、前記空隙部を、１個所以上の梁によって分断した構成としたことを特徴とする。本発明は、前記梁を、前記ポリゴンミラーの回転中心と前記プラスチックｆθレンズが光学ハウジングと接する部分とを結ぶ線上、及び該線の近傍位置には配置しないことを特徴とする。本発明は、前記空隙部が貫通穴である場合に、該空隙部の底部開口を閉止する様に弾性部材を配置したことを特徴とする。本発明は、前記空隙部が貫通穴である場合に、該空隙部の底部開口を閉止する様に、キャップを配置したことを特徴とする。本発明は、前記キャップの材質は、光学ハウジングの底板の材質と比べ、熱伝導率が小さいことを特徴とする。本発明は、前記空隙部が溝状である場合に、該溝状の空隙部の底部肉厚を、光学ハウジングの底板の全肉厚よりも十分に小さくしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。
図１(a) は本発明の一実施形態としての光学書込みユニットの平面図、(b) はそのＡ−Ａ断面図である。
光学ハウジング１は、金属あるいは合金を材料とした箱体であり、上部開口を図示しない蓋により閉止され、光学ハウジング１は、底板１ａと、底板１ａの周縁から立設した側板１ｂ等を有する。
光学ハウジング１の底板１ａ上には、回転多面鏡であるポリゴンミラー２、ポリゴンミラー２を回転駆動するポリゴンモータ２ａ、ＬＤユニット３、コリメートレンズ４、シリンドリカルレンズ５、プラスチックｆθレンズ６、同期検知センサ７が搭載されている。
ＬＤユニット３から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ４、シリンドリカルレンズ５を順次透過することにより、ポリゴンミラー２の反射面に結像するように絞られ、ポリゴンミラー２により主走査方向に等角速度偏向される。ポリゴンミラー２により反射されたレーザビームはプラスチック製のｆθレンズ６により、感光体ドラム８の面上で、主走査方向に等速度偏向されるように補正される。ビームの頭出しと走査速度（時間）を検出するために、同期検知センサ７が主走査方向の画像領域外に設けられている。また、ＬＤユニット３からプラスチックｆθレンズ６までの各光学素子は、光学ハウジング１の底板１ａの上面に固定されている。
【０００７】
本発明の特徴的な構成は、ポリゴンモータ２ａとプラスチックｆθレンズ６の間の底板１ａに空隙部９を設けている点である。なお、空隙部９は、図示のごとき貫通穴であってもよいし、後述する溝であってもよい。
図１に示すように、貫通穴状の空隙部９のレーザビーム主走査方向の両端を結ぶ長さＬは、プラスチックｆθレンズ６のレーザビーム主走査方向長さｌと同等か、あるいは、長さｌよりも長くしている。
この構成において、ポリゴンモータ２ａの回転によって発生した熱は、図１の矢印にて示す通り、ポリゴンモータ２ａとプラスチックｆθレンズ６との間の底板１ａに形成した空隙部９を迂回する経路をたどって伝導する。しかし、従来例とは異なり、熱流束に対する底板１ａの断面積は空隙部９によって小さくなるので熱はプラスチックｆθレンズ６に対して伝わりにくくなる。
底板１ａに空隙部９を形成することにより光学ハウジング１の剛性の低下が懸念される場合には、空隙部９を長さ全長に亙って延在させずに、空隙部９の途中適所に梁１０を設けて分断させてもよい。梁１０の数は、光学ハウジング１の剛性に応じて１個所以上設置し、その幅も剛性を考慮しながら設定する。光学ハウジング１とプラスチックｆθレンズ６が接する接触部１４とポリゴンミラーの回転中心とを結ぶ線Ｄ上と、その近傍ｄには梁１０を設けない。
つまり、空隙部９は、長さＬ全長に亙る貫通穴（或は、溝）としても良いし、梁１０によって複数に分断した穴（或は、溝）としてもよい。
また、この実施形態では空隙部９を細長い長方形としたが、これは一例であり、その形状は種々選定可能である。また、この例では空隙部９を直線状に配列したが、これは一例であり、円弧状、曲線状に配置してもよい。
【０００８】
以上の様にこの実施形態によれば、ポリゴンモータ２ａとプラスチックｆθレンズ６との間の底板１ａ上に貫通穴、又は溝状の空隙部９を設けることによって、発熱体であるポリゴンモータ２ａからプラスチックｆθレンズ６へ伝わる熱を減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズ６の光学特性の変化を防止することができる。
また、空隙部９のレーザビーム主走査方向の両端を結ぶ長さＬを、プラスチックｆθレンズ６のレーザビーム主走査方向長さｌと同等か、あるいは、長さｌよりも長くしたので、より効果的にポリゴンモータ２ａからプラスチックｆθレンズ６へ伝わる熱を減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズ６の光学特性の変化を防止することができる。
また、空隙部９を分断するように少なくとも一つの梁１０を形成したので、光学ハウジング１の剛性を確保することができ、従来機と同等の光学特性が得られ、かつポリゴンモータ２ａからプラスチックｆθレンズ６へ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズ６の光学特性の変化を防止することができる。
また、光学ハウジング１とプラスチックｆθレンズ６が接する接触部１４とポリゴンミラーの回転中心とを結ぶ線Ｄ上と、その近傍ｄには梁１０を設けないようにしたので、梁１０の配置をかえるという簡単な方法で、光学ハウジングの剛性を維持しつつ、より効率的にポリゴンモータ２ａからプラスチックｆθレンズ６へ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズ６の光学特性の変化を防止することができる。
【０００９】
図２（ａ）及び（ｂ）は夫々光学ハウジングの底板に設ける空隙部の他の構成例を示す要部断面図である。図２（ａ）に示した空隙部９は、空隙部自体の断面形状は図１のものと同様であるが、貫通穴としての空隙部９の底部開口を塞ぐ様にゴム、樹脂等の弾性材を板状に加工した弾性部材１１を配置し、光学ユニットの設置面１２に固定している。弾性部材１１は、モルトプレンなどのクッション材であってもよい。弾性部材１１は、完全に空隙部９の底部開口を覆うことのできる大きさである。図２（ａ）では光学ハウジング１の下方より空隙部９を覆うように弾性部材１１を配置しているが、点線で示す様に空隙部９の内部に嵌合させた状態で弾性部材１１を配置しても問題はない。弾性部材１１は、空隙部９の底部開口から塵埃等が侵入することを防止する上で有効に作用する。なお、弾性部材１１と光学ユニットの設置面１２を介して光学ハウジング１の底板１ａに伝わる熱を低減するために、光学ユニットの設置面１２には光学ハウジング１よりも熱伝導率が小さい材質（例えば樹脂）を使用する。このように、空隙部９に近接する部分に弾性部材１１を設けることによって防塵の効果が確保できるので、従来機と同等の光学特性が得られ、かつポリゴンモータ２ａからプラスチックｆθレンズ６へ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップが最小限に抑えられ、温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズ６の光学特性の変化を防止することができる。
【００１０】
図２(b) は、底板１ａに貫通形成した空隙部９の底部開口を封止するためのキャップ１５を底板１ａの底面に取付けた構成が特徴的である。例えば、空隙部９の底部開口の周縁に突条１ｃを設け、キャップ１５側に設けた環状の突条１５ａを突条１ｃに嵌合させて固定する。
キャップ１５は空隙部９の底部開口を完全に覆い隠すものであり、図２(b) の矢印で示すようにキャップ１５を介して光学ハウジング１の底板１ａに伝わる熱を低減するために、キャップ１５には光学ハウジング１よりも熱伝導率が小さい材質（例えば樹脂）を使用する。図２(b) では光学ハウジング１の下方より空隙部９を覆うようにキャップ１５を配置しているが、空隙部９の内部にキャップの一部が入り込む様に構成しても問題はない。
このように空隙部９を他のキャップ１５で蓋をする構成にしたことによって防塵の効果が確保できるので、従来機と同等の光学特性が得られ、かつポリゴンモータ２ａからプラスチックｆθレンズ６へ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップが最小限に抑えられ、温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズ６の光学特性の変化を防止することができる。
また、蓋となるキャップ１５の熱伝導率を光学ハウジング１より小さくすることによって、防塵効果を得ることが可能となる。
図３は貫通穴状の空隙部９に代えて、底板１ａに溝状の空隙部１６を設けた場合を示す底板の断面図である。この際、溝状の空隙部１６の底部の肉厚ｔを底板１ａ自体の肉厚Ｔよりも十分小さい値としているので、空隙部１６の底部の肉厚ｔを介して伝導する熱量を低減できる。
なお、図３では底板１ａの上面に空隙部１６を設けているが、これとは逆に、或はこれと併用して、底板１ａの底面に空隙部１６を設けてもよい。
なお、特許請求の範囲において金属とは、合金を含む概念である。
【００１１】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、低コストで、機構を複雑化することなく、温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの特性の変化を抑えることができるレーザ書込み装置を提供することができる。即ち、本発明によれば、発熱体であるポリゴンモータとプラスチックｆθレンズとの間に位置する底板上に貫通穴状或は溝状の空隙部を設けることによって、ポリゴンモータからプラスチックｆθレンズへ伝わる熱量を減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの光学特性の変化を防止することができる。本発明によれば、貫通穴状或は溝状の空隙部の長さをプラスチックｆθレンズの長さと同等か、或は長くしたので、より効果的にポリゴンモータからプラスチックｆθレンズへ伝わる熱を減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの光学特性の変化を防止することができる。本発明によれば、貫通穴状或は溝状の空隙部に１個所以上に梁を設けて空隙部を分断するようにしたので、光学ハウジングの剛性を確保することができる一方で、従来機と同等の光学特性が得られ、かつポリゴンモータからプラスチックｆθレンズへ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの光学特性の変化を防止することができる。本発明によれば、ポリゴンミラーの中心部とプラスチックｆθレンズを底板上に固定した部分とを結ぶ線上、或は該線の近傍に、梁を配置しない様にしたので、梁の配置を変えるという簡単な方法で、上記発明と同等の効果を得ることができ、より効率的にポリゴンモータからプラスチックｆθレンズへ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップすることなく温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの光学特性の変化を防止することができる。
【００１２】
本発明によれば、空隙部に近接する部分に弾性部材を設けたことによって防塵の効果が確保できるので、従来機と同等の光学特性が得られ、かつポリゴンモータからプラスチックｆθレンズへ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップが最小限に抑えられ、温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの光学特性の変化を防止することができる。本発明によれば、空隙部をキャップで閉止する構成にしたことによって防塵の効果が確保できるので、従来機と同等の光学特性が得られ、かつポリゴンモータからプラスチックｆθレンズへ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップが最小限に抑えられ、温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの光学特性の変化を防止することができる。本発明によれば、上記発明において、キャップの熱伝導率を光学ハウジングより小さくすることによって、上記発明と同等の効果を得ることができ、より効果的にポリゴンモータからプラスチックｆθレンズへ伝わる熱を従来機より大幅に減らすことができ、コストアップが最小限に抑えられ、温度上昇等の環境変化によるプラスチックｆθレンズの光学特性の変化を防止することができる。本発明によれば、空隙部が溝状である場合に、該溝状の空隙部の底部肉厚を、光学ハウジングの底板の全肉厚よりも十分に小さくしたので、溝形状にした場合における溝底部からの熱伝導量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (a) は本発明に係わるレーザ書込み装置の平面図、(b) はＡ−Ａ断面図。
【図２】  (a) 及び(b) は夫々他の実施形態を説明する要部断面図。
【図３】本発明に係わるレーザ書込み装置の他の一実施形態の要部断面図。
【図４】  (a) は従来のレーザ書込み装置の平面図、(b) はその縦断面図。
【符号の説明】
１：光学ハウジング、１ａ：底板、２：ポリゴンミラー、２ａ：ポリゴンモータ、３：ＬＤユニット、４：コリメートレンズ（アパーチャ含む）、５：シリンドリカルレンズ、６：プラスチックｆθレンズ，７：同期検知センサ、８：感光体ドラム、９：空隙部、１０：梁、１１：弾性部材、１２：光学ユニットの設置面、１４：接触部、１５：キャップ、１６：空隙部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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