JP2004192010A

JP2004192010A - 光走査装置

Info

Publication number: JP2004192010A
Application number: JP2004050285A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshizawa; 浩吉沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】光走査装置を構成するポリゴンミラーの回転数の増大に伴って駆動モータから発生する騒音を防止、遮音する効果を高め、更にポリゴンスキャナ近傍のハウジングの強度を高めると共に、ポリゴンスキャナの振動を防止し、書込みの不具合を解消する光走査装置を提供する。
【解決手段】光源から出射されたレーザー光を偏向する回転多面鏡４ａを備えたポリゴンスキャナ４と、該ポリゴンスキャナを支持する光学ハウジング３とを備えた光走査装置であって、ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに設けられた側壁５と、該側壁の一部を構成し回転多面鏡にて偏向されたレーザー光を側壁外部に透過させる透過型光学素子６と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は光走査装置の改良に関するものであり、具体的には光走査装置を構成するポリゴンミラーの回転数の増大に伴って発生する騒音を防止する為にポリゴンミラー近傍を密閉空間とした場合に、ポリゴンミラー駆動用のモータからの発熱を有効に放熱しながら騒音の拡散を防止することができる光走査装置に関する。

複写機、プリンタ、普通紙ファクシミリ装置等の電子写真式の画像形成装置に用いられる光走査装置（光書込み装置）としては、多面体のミラー（以後、ポリゴンミラーという）を回転させて光源からのレーザ光を偏向させる光走査方式が広く用いられている。近年、プリント生産性の向上という要求を満たす為にポリゴンミラーの回転数が増加する傾向にあり、これに伴い騒音の増加が問題となっている。この問題を解決するために、特開平９−１０５８８１号公報には、ポリゴンミラー近傍を略密閉空間とすることによる防音構造が開示されているが、このような密閉空間内に発熱体であるポリゴンミラーの駆動モータを配置した場合には、駆動モータからの発熱による蓄熱、昇温によってポリゴンミラー周辺の樹脂材料製品（例えば、ｆθレンズ等）が悪影響を受け、走査装置の性能、耐久性に問題が発生する。このため駆動モータからの発熱を外部に放熱する必要があり、特開平９−１０５８８１号公報においては、光学ハウジング側のカバーから独立した金属製のカバーを用いてポリゴンミラー、及び駆動モータを密閉し、このカバーから放熱を図ることが提案されている。また、この公報記載の技術においては、金属製カバーと光学ハウジング側のカバーとの間の間隙から塵埃が進入することを防止する為のシール部材を配置している。しかしここに提案されるミラー部、駆動モータ部（以下、併せてポリゴンスキャナ、という）を覆うカバー形状は複雑であり、金属製カバーの製造には鋳造、切削等の加工工程が必須となるためコストの上昇をまぬがれなかった。また上記シール部材についても上記複雑なカバー形状に対応するために形状が複雑化せざるを得ず、シール性を確保するのが困難となる。

次に、光学ハウジングによってポリゴンミラーを支持する構成を開示した従来例として、特開平６−１６０７４８号公報、特開平６−６７１０２号公報、特開平９−２５１１４０号公報を挙げることができるが、いずれも騒音源としてのポリゴンミラーをレンズ、ミラー等の光学部品とともに光学ハウジングの外壁内に配置しているに過ぎない。つまり、一重の外壁によって騒音防止が図られているに過ぎず、十分な防音構造となっていなかった。また、一重の外壁ではポリゴンスキャナ近傍のハウジング強度を十分に確保できないため、ポリゴンミラーの高速回転にともなう振動が十分に解消されず、書込み性能に対する悪影響も生じている。更に、ポリゴンミラーの駆動モータにて発生した熱が外壁によって包囲された光学ハウジング内に広く拡散され、光学ハウジング内を昇温させてｆθレンズなどの樹脂材料製品に悪影響を及ぼす原因となっている。
特開平９−１０５８８１号公報特開平６−１６０７４８号公報特開平６−６７１０２号公報特開平９−２５１１４０号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、光走査装置を構成するポリゴンミラーの回転数の増大に伴って駆動モータから発生する騒音を防止、遮音する為にポリゴンミラー近傍を密閉空間とした場合に、ポリゴンミラー駆動用のモータからの発熱を有効に放熱しながら騒音の拡散を防止することができる光走査装置、及び画像形成装置を提供することを課題とする。
更に、ポリゴンスキャナ近傍の光学ハウジングだけでは確保しきれない防音性、支持強度（防振性）、放熱性を同時に高めることを課題とする。

上記課題を解決する為、請求項１の発明は、光源から出射されたレーザ光を偏向する回転多面鏡を備えたポリゴンスキャナと、該ポリゴンスキャナを支持する光学ハウジングと、を備えた光走査装置であって、ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに設けられた側壁と、該側壁の一部を構成し上記回転多面鏡にて偏向されたレーザ光を側壁外部に透過させる透過型光学素子と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１の光走査装置において、前記側壁はその一部を光学ハウジングの外壁と共通とし、その他の側壁部分を光学ハウジングの外壁の内側に設けたことを特徴とする。

請求項１の光走査装置によれば、ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに設けられた側壁と、該側壁の一部を構成し回転多面鏡にて偏向されたレーザー光を側壁外部に透過させる透過型光学素子とを備えることにより、防音効果が高まり、更にポリゴンスキャナ近傍のハウジングの強度を高めると共に、ポリゴンスキャナの振動を防止し、書込みに際しての不具合を解消することができる。つまり、光学ハウジングの側壁の内側部分を部分的に除去してレーザ光の出射用の開口部とし、この開口部に遮音ガラス、レンズ等から成る透過型光学素子を配置して塞ぐようにしたので、防音効果向上、ハウジング強度向上を図り、ポリゴンスキャナの振動防止効果を得ることができる。更に、透過型光学素子をレンズから構成した場合には、本来ポリゴンスキャナの側壁とは別部品としてその外側に配置すべき光学素子を、開口部を塞ぐ光学素子として兼用させることができるので、部品点数を減少させて、小型化、低コスト化を実現することが可能となる。
請求項２の光走査装置によれば、側壁の一部を光学ハウジングの外壁（光学ハウジングの最外周囲に配置され、ポリゴンスキャナと他の光学部品を包囲する）と兼用した共通構成とし、その他の側壁部分を光学ハウジング外壁の内側に設けることにより（二重構造）、放熱効果を上げることができる。即ち、光学ハウジングの外壁とは別にポリゴンスキャナを包囲する側壁を設けると共に、この側壁の一部を外壁と兼用するようにしたので、側壁の一部が外気と接することとなり、側壁の一部を介した放熱が行われることとなり、放熱効果が高まる。また、ポリゴンスキャナによって発生した熱が側壁内空間から光学ハウジング内部に拡散することが防止されるため、他の光学部品に対する熱による悪影響をなくすることができる。

以下、本発明を図面に示した形態例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を適用した光走査装置（以下、書込みユニット、という）を使用したレーザープリンタの概略断面図である。書込みユニット１は装置内部に設置され、画像信号に応じて感光体２上にレーザビームを走査し、結像を行っている。感光体２は予め一様に帯電され、この帯電面に対して書込みユニット１から照射されるレーザビームによって感光体２上には静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置２０から供給されるトナーによって現像されてトナー像となり、このトナー像は転写装置２１により転写紙上に転写され、転写を受けた転写紙は定着装置２２に搬送されてトナー像の定着を受けてから機外に排出される。符号２５は転写紙を供給する為の給紙装置である。その他の部分の詳細な動作、機能に関しては、電子写真装置として広く実用化されているため説明を省略する。本発明は、この書込みユニット１における遮音構造と、放熱構造を改善することにより、低コストで、遮音性と放熱性を高めた点が特徴的である。

図２は本発明の一形態例の書込みユニットのカバーを外した構成を示す斜視図であり、樹脂製の光学ハウジング３の底板３Ｂ上の所定位置にはポリゴンスキャナ固定ネジ１２によってポリゴンスキャナ４が取り付けられ、ポリゴンスキャナ４の全周を包囲するように光学ハウジング３上には側壁（凸状のリブ）５が一体形成されている。即ち、光学ハウジング３は、少なくとも底板３Ｂと、底板３Ｂの外周縁に沿って配置された外壁３Ａとを有している。外壁３Ａの内側にはポリゴンスキャナ４の他にもレンズ、ミラー等の光学部品が配置されている。
ポリゴンスキャナ４は、ポリゴンミラー（回転多面鏡）４ａと、その駆動モータ４ｂ等を有する。側壁５は、その一部に遮音ガラス板或はレンズ等から成る透過型光学素子６を有する。側壁５の本体は樹脂等から成るが、側壁の一部を除去した開口部に透過型光学素子６を配置することにより、連続した側壁を構成している。後述するように、透過型光学素子６を含む側壁５の上端縁には金属製の板状カバーをかぶせて、側壁５により包囲される空間（ポリゴンスキャナ４を含む）を閉止する。以上の構成において、図示しないレーザーダイオード（図示せず）から出射されたレーザビームはポリゴンミラー４ａで反射され、図示しない各結像素子を経て感光体２上に結像される。ポリゴンスキャナ４を包囲する側壁５の一部にはレーザビームが通過する開口があり、この開口には遮音ガラス等の透過型光学素子６が貼り付けられている。
同図から明らかなように、この光走査装置の一つの特徴は、光源から出射されたレーザ光を偏向する回転多面鏡を備えたポリゴンスキャナ４と、ポリゴンスキャナ４を支持する光学ハウジング３とを備え、ポリゴンスキャナ４を包囲するように光学ハウジングに設けられた側壁５と、側壁５の一部を構成し回転多面鏡４ａにて偏向されたレーザ光を側壁外部に透過させる透過型光学素子６と、を備えた構成に存する。透過型光学素子６は、レーザ光を側壁外部に透過させる機能を有するばかりでなく、側壁５の一部としてポリゴンスキャナを包囲する役割を果たすため、光学ハウジング３の外壁３Ａの内側においてポリゴンスキャナに対する防音効果を高め、更にポリゴンスキャナ近傍のハウジング外壁の強度、防振性を高めることができる。
また、この光走査装置の他の特徴は、ポリゴンスキャナ４を包囲する側壁５の一部５Ａを光学ハウジングの外壁３Ａと兼用させた構成とし、側壁５のその他の部分５Ｂを光学ハウジング外壁３Ａの内側（内部）に設けることによって放熱効果を高めるようにした構成に存する。即ち、光学ハウジング３の外壁３Ａとは格別の側壁５を光学ハウジング外壁の内側に外壁と連続して張出し形成してポリゴンスキャナを包囲するように構成するとともに、この側壁の一部５Ａを外壁３Ａと兼用するようにしたので、側壁の一部５Ａが常時外気と接することとなり、側壁の一部５Ａを介した放熱が行われることとなり、放熱効果が高まる。側壁のその他の部分５Ｂに蓄熱されようとする熱を、部分５Ｂと連続した部分５Ａによって効率的に放熱するものである。また、ポリゴンスキャナによって発生した熱が側壁内空間から光学ハウジング内部に拡散することが防止されるため、他の樹脂製光学部品に対する熱による悪影響をなくすることができる。

図３は図２の書込みユニットにカバーを装着した状態を示す斜視図であり、側壁５の内側に位置するポリゴンスキャナ４の上方にはプレス加工にて成型された鉄板製のカバー７がネジ８を用いて取り付けられている。ポリゴンスキャナ４を除いた光学素子は樹脂製のカバー９にて覆われている。図４はカバーの底面図、図５はカバーにより閉止された光学ハウジング要部の縦断面図であり、この図に示すように鉄板製のカバー９の下面には発泡ゴム製のシール部材１０が両面テープ等を用いて貼り付けられ、鉄板製のカバー７を取り付ける時には光学ハウジングの側壁５（遮音ガラス６を含む）に押される形で圧縮変形し、ポリゴンスキャナ近傍の密閉性を高めている。またシール部材１０には側壁５、遮音ガラス６の上端縁に接する位置を除いて、穴１１が開けられており、ポリゴンスキャナ近傍の空気とカバー７とが直接接触するように構成されている。これを更に詳細に説明すると、図４中鎖線で示す部分は、側壁５（遮音ガラス６を含む）の上端縁が接する範囲を示しており、この接触部分を含む所要の範囲をシール部材１０が覆う一方で、この接触部分を外れたカバー底面については穴１１によって露出された状態となっている。シール部材１０が接することにより、カバーの底面と側壁の上端縁との間に気密性が高まる一方で、穴１１を形成してカバー底面を露出させることにより、側壁５により包囲されたポリゴンスキャナ及びその周辺の密封空間の空気が過熱される前に、露出したカバー底面を介して熱を放熱することができる。

以上のように本発明では、光学ハウジングのポリゴンスキャナが取り付けられる部分の周囲に、ポリゴンスキャナ全体を包囲する単純形状の側壁５（透明ガラス板、或はレンズ６を一部に含む）を立設すると共に、当該側壁５の上端縁に板状カバー７を添設して側壁内の空間を閉止する。更にこの板状カバーの下面と側壁上端縁との間に、簡単な抜き型にて作成されるシール部材１０を介在させることによりポリゴンスキャナ周囲を略密閉する。このことにより低コストな構成でありながら、従来技術並みの遮音性を得ることができる。ところが一般に発泡ゴム等で製作されるシール部材１０は熱伝導が極めて悪いため、板状カバー７を介した外部への放熱が行われず、従来技術で得られる放熱性が確保できない。そこで、本発明では、シール部材による気密性、密封性を確保する必要性の高い箇所、即ち、側壁上端縁とシール部材とが接触する部分を除いたシール部材部分を除去して板状カバーを露出せしめ、更にこの板状カバーの材質として金属等の熱伝導率の高いものを用いた。板状カバーの材質として少なくとも光学ハウジングよりも熱伝導率の高い材質を選定することにより十分な放熱効果を得ることができ、しかも板状カバーのかなりの面積を、ポリゴンスキャナ周辺の高温な空気と接触させることにより、放熱効果を高めることができる。
仮に、熱伝導率が高い材質としてカーボングラファイトのように特殊な材質を使用した場合にはコストの上昇をまぬがれないが、通常の金属を用いる限りは、コスト増大を回避しながらも、放熱効率を高めて、ポリゴンスキャナ周辺の過熱によるダメージ発生を回避することができる。また、放熱構造が十分でない光走査装置をレーザープリンタ等の画像形成装置に用いた場合には、専用の冷却ファンを設けるなど機器全体のコストを上昇させ、熱による信頼性の低下をまぬがれなかったが、本発明によれば、ポリゴンスキャナ部の冷却を低コストな構成で行えるので、画像形成装置のコスト増を招くことのない冷却構造を得ることができる。
また、ポリゴンスキャナ４を包囲するように光学ハウジングに設けられた側壁５と、側壁５の一部を構成し回転多面鏡４ａにて偏向されたレーザ光を側壁外部に透過させる透過型光学素子６と、を備えているため、防音効果を高め、ポリゴンスキャナ近傍のハウジングの強度を高めることができ、ポリゴンスキャナの振動防止による書込み不良の発生を防止できる。また、部品点数を低減して、小型化、低コスト化を図ることができる。
また、側壁５の一部５Ａを光学ハウジングの外壁３Ａと兼用させた構成とし、側壁５のその他の部分５Ｂを光学ハウジングの内側（内部）に設けることによって放熱効果を高めることができる。

本発明の光走査装置を適用する画像形成装置の一例の概略構成図。本発明の一形態例の光走査装置のカバーを除去した状態を示す斜視図。本発明の一形態例の光走査装置のカバーを取り付けた状態を示す斜視図。カバーの底面図。カバーを取り付けた状態の光走査装置の要部断面図。

符号の説明

１書込みユニット、２感光体、３光学ハウジング、４ポリゴンスキャナ、４ａポリゴンミラー（回転多面鏡）、４ｂ駆動モータ、５側壁、６透過型光学素子、７板状カバー、８ネジ、９カバー、１０シール部材、１１穴、２０現像装置、２１転写装置、２５給紙装置

Claims

光源から出射されたレーザー光を偏向する回転多面鏡を備えたポリゴンスキャナと、該ポリゴンスキャナを支持する光学ハウジングと、を備えた光走査装置であって、
ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに設けられた側壁と、該側壁の一部を構成し上記回転多面鏡にて偏向されたレーザー光を側壁外部に透過させる透過型光学素子と、を備えたことを特徴とする光走査装置。
請求項１の光走査装置において、前記側壁はその一部を光学ハウジングの外壁と共通とし、その他の側壁部分を光学ハウジング外壁の内側に設けたことを特徴とする光走査装置。