JP2001264666A - レーザ書込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 発熱体であるポリゴンモータ２とプラス
チックｆθレンズ６との間に位置する底板１ａ上に貫通
穴状或は溝状の空隙部９を設けた。

Description

【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２
ａ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１
ａ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、
請求項１の発明は、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。請求項２の発明は、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。請求項３の
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。請求項４の発明は、前
記梁を、前記ポリ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５の発明は、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。請求項６の発明は、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。請求項７
の発明は、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。
請求項８の発明は、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１
ａ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とキャップ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、キャップ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１
ａ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、請求項１記載の発明によれば、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。請求項２記載
の発明によれば、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ｆ
θレンズの光学特性の変化を防止することができる。請
求項３記載の発明によれば、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。請求項４記
載の発明によれば、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、上記請求項３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】請求項５記載の発明によれば、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。請求項６記載の発明によれば、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。請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発
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、請求項６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。請求項８記載の発明に
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、１
１：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。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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たこと
   を特徴とするレーザ書込み装置。
2. 【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。
3. 【請求項３】 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請求項２記載のレ
   ーザ書込み装置。
4. 【請求項４】 前記梁を、前記ポリ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３記載のレーザ書込み装置。
5. 【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弾性部材を配置したこと
   を特徴とする請求項１乃至４に記載のレーザ書込み装
   置。
6. 【請求項６】 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５記載のレーザ書込み装
   置。
7. 【請求項７】 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６記載のレーザ書込み装置。
8. 【請求項８】 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
   ４記載のレーザ書込み装置。