JP2011197614A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け時の作業性を向上させることができる光走査装置を提供する。
【解決手段】光走査装置１００は、光源（半導体レーザ光源１２１）と、光源からの光ビームを主走査方向に偏向および走査させる偏向器（ポリゴンミラー１３０）と、光源の駆動を制御する制御基板１８０と、制御基板１８０を支持する筐体１１０とを備えている。制御基板１８０は、光源が接続される光源接続部１８１と、外部端子を接続するためのコネクタ１８２とを有している。制御基板１８０は、光源接続部１８１が筐体１１０内に配置され、コネクタ１８２が筐体１１０外に露出して配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光走査装置に関する。

一般に、レーザプリンタなどの画像形成装置には、感光体の表面を露光する光走査装置が設けられている。このような光走査装置としては、例えば、特許文献１に示すように、筐体（光学箱）内に、光源（半導体レーザ）や、レーザ光を偏向・走査させる偏向器（回転多面鏡）、光源の駆動を制御する制御基板（レーザ駆動回路基板）などを備えたものが知られている。

特開平５−１３４２００号公報

ところで、前記したような従来の光走査装置のように、筐体内に制御基板が配置される（収容される）構成では、光走査装置を画像形成装置などに組み付ける場合、外部から電力や信号などを送るためのケーブルを制御基板に接続しにくいという問題があった。これを解決するため、筐体の一部にケーブルを接続するための開口などを設けてもよいが、この場合には、筐体の強度が低下するとともに、ケーブル接続後に開口を塞ぐ必要があるので、組み付け時の作業性が低下するという問題が生じる。

本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、組み付け時の作業性を向上させることができる光走査装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の光走査装置は、光源と、前記光源からの光ビームを主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記光源の駆動を制御する制御基板と、前記制御基板を支持する筐体とを備えた光走査装置であって、前記制御基板は、前記光源が接続される第１接続部と、外部端子を接続するための第２接続部とを有し、前記第１接続部が前記筐体内に配置され、前記第２接続部が前記筐体外に露出して配置されたことを特徴とする。

このように構成された光走査装置によれば、制御基板は、光源が接続される第１接続部が筐体内に配置され、外部端子を接続するための第２接続部が筐体外に露出して配置されるので、外部のケーブルなどを容易に接続することが可能となる。これにより、組み付け時の作業性を向上させることができる。また、第１接続部が筐体内に配置されるので、組立者などが第１接続部に触れることを防止することができる。

本発明によれば、制御基板は、光源が接続される第１接続部が筐体内に配置され、外部端子を接続するための第２接続部が筐体外に露出して配置されるので、組み付け時の作業性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る光走査装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。 光走査装置の構成を示す平面図である。 光走査装置の構成を示す断面図である。 光源装置と制御基板の斜視図である。 制御基板をコネクタが取り付けられた側から見た図である。 光源装置、制御基板およびベースフレームの分解斜視図である。 制御基板付近を拡大した光走査装置の斜視図である、 光走査装置の斜視図である。 ケーブルをコネクタの接続する構成の一例を示す斜視図である。 ケーブルをコネクタに接続する構成の他の例を示す斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る光走査装置を備えた画像形成装置の概略構成について説明した後、光走査装置の詳細な構成について説明する。

＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１（画像形成装置）は、本体ケーシング２内に、用紙Ｓを給紙するための給紙部３と、用紙Ｓに画像を形成する画像形成部４とを主に備えている。

ここで、レーザプリンタ１の概略構成の説明において、方向は、レーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

給紙部３は、本体ケーシング２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によって画像形成部４に供給される。

画像形成部４は、光走査装置１００と、プロセスカートリッジ６と、定着装置７とから主に構成されている。

光走査装置１００は、本体ケーシング２内の上部に配置され、画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）を出射し、感光体ドラム６１の表面を露光して静電潜像を形成するように構成されている。光走査装置１００の詳細な構成については後述する。

プロセスカートリッジ６は、光走査装置１００の下方に配置され、本体ケーシング２に設けられたフロントカバー（符号省略）を開いたときにできる開口から本体ケーシング２に対して着脱可能に装着される構成となっている。このプロセスカートリッジ６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３と、現像ローラ６４と、層厚規制ブレード６５と、供給ローラ６６と、トナー（現像剤）を収容するトナー収容部６７とを主に備えている。

プロセスカートリッジ６では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、光走査装置１００からのレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部６７内のトナーは、供給ローラ６６を介して現像ローラ６４に供給され、現像ローラ６４と層厚規制ブレード６５との間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ６４上に担持される。

現像ローラ６４上に担持されたトナーは、現像ローラ６４から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置７は、プロセスカートリッジ６の後方に設けられ、加熱ローラ７１と、加熱ローラ７１と対向配置されて加熱ローラ７１を押圧する加圧ローラ７２とを主に備えている。この定着装置７では、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を、用紙Ｓが加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過する間に熱定着させる。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ７３によって搬送経路２３を搬送され、搬送経路２３から排出ローラ２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

＜光走査装置の詳細構成＞
次に、光走査装置１００の詳細な構成について説明する。なお、以下の説明においては、光源装置１２０から出射されるレーザ光の進行方向の下流側を単に「下流側」という。

図２，３に示すように、光走査装置１００は、筐体１１０内に、光源装置１２０と、シリンドリカルレンズ１２７と、偏向器の一例としてのポリゴンミラー１３０と、ポリゴンモータ１４０と、ｆθレンズ１５０と、反射鏡１６０と、シリンドリカルレンズ１７０と、制御基板１８０とを主に備えている。

図４に示すように、光源装置１２０は、光源の一例としての半導体レーザ光源１２１と、カップリングレンズ１２２と、光源支持部材の一例としての光源ケース１２３とから主に構成されている。

半導体レーザ光源１２１は、レーザ光（光ビーム）を出射する公知のレーザ光源であり、リードピン１２１Ａが制御基板１８０（光源接続部１８１）に接続される。
カップリングレンズ１２２は、半導体レーザ光源１２１から出射されたレーザ光を集光させて平行な光束に変換するレンズである。

光源ケース１２３は、半導体レーザ光源１２１とカップリングレンズ１２２を支持する部材であり、複数のネジＮ（図２参照）によって筐体１１０（ベースフレーム２００の底壁部２１０）に固定されている。この光源ケース１２３は、制御基板１８０の図示下側（底壁部２１０側）の端部１８０Ａと、図示上側（端部１８０Ａとは反対側）の端部１８０Ｂを挟持する基板挟持部１２４を有している。

図２，３に戻り、シリンドリカルレンズ１２７は、光源装置１２０の下流側に配置されており、光源装置１２０から出射されたレーザ光が通過する走査レンズである。このシリンドリカルレンズ１２７は、光源装置１２０から出射されたレーザ光をポリゴンミラー１３０（反射面）上で副走査方向（主走査方向に直交する方向）にのみ結像するように変換する機能を有する。

ポリゴンミラー１３０は、シリンドリカルレンズ１２７の下流側に配置されており、六角柱の６つの側面が反射面となっている。このポリゴンミラー１３０は、高速回転しながら光源装置１２０からのレーザ光（シリンドリカルレンズ１２７を通過したレーザ光）を反射して主走査方向（図２の略左右方向）に偏向および等角速度で走査させる。ポリゴンモータ１４０は、ポリゴンミラー１３０を回転駆動するための公知のモータである。

ｆθレンズ１５０は、ポリゴンミラー１３０の下流側に配置されており、ポリゴンミラー１３０で偏向および走査されたレーザ光が通過する走査レンズである。このｆθレンズ１５０は、ポリゴンミラー１３０により等角速度で走査されたレーザ光を感光体ドラム６１の表面に集光し、かつ、等速度で走査するように変換する機能を有する。

反射鏡１６０は、ｆθレンズ１５０の下流側に配置されており、ポリゴンミラー１３０で偏向および走査され、ｆθレンズ１５０を通過したレーザ光を反射してその光路を折り返すことで、レーザ光をシリンドリカルレンズ１７０に向けるものである。

シリンドリカルレンズ１７０は、反射鏡１６０の下流側に配置されており、ポリゴンミラー１３０で偏向および走査され、ｆθレンズ１５０を通過し、反射鏡１６０で反射されたレーザ光が通過する走査レンズである。このシリンドリカルレンズ１７０は、レーザ光を屈折させて副走査方向に収束することで、ポリゴンミラー１３０の面倒れを補正する機能を有する。また、シリンドリカルレンズ１７０は、シリンドリカルレンズ１２７と対をなして光束に変換されたレーザ光の面倒れを補正する機能を有する。

光走査装置１００では、光源装置１２０から出射された画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、シリンドリカルレンズ１２７、ポリゴンミラー１３０、ｆθレンズ１５０、反射鏡１６０およびシリンドリカルレンズ１７０の順に反射または通過して、感光体ドラム６１（図１参照）の表面（被走査面）で高速走査される。これにより、感光体ドラム６１の表面が露光され、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。

制御基板１８０は、半導体レーザ光源１２１やポリゴンミラー１３０などの駆動を制御するための基板である。この制御基板１８０は、図５に示すように、第１接続部の一例としての光源接続部１８１と、第２接続部の一例としてのコネクタ１８２と、光源駆動ＩＣ１８３と、偏向器駆動部の一例としてのモータ駆動ＩＣ１８４と、ケーブルコネクタ１８５とを主に有している。

光源接続部１８１は、半導体レーザ光源１２１のリードピン１２１Ａ（足）が接続（挿入）される部位である。光源接続部１８１に挿入された半導体レーザ光源１２１のリードピン１２１Ａは、半田付けにより制御基板１８０に固定される。

コネクタ１８２は、光走査装置１００をレーザプリンタ１（本体ケーシング２内）に組み付けるときに、レーザプリンタ１側の図示しないケーブルの端子（外部端子）を接続するためのコネクタである。

光源駆動ＩＣ１８３は、半導体レーザ光源１２１の駆動（明滅など）を制御する回路である。
モータ駆動ＩＣ１８４は、ポリゴンミラー１３０の駆動、より詳細には、ポリゴンモータ１４０の回転駆動を制御する回路である。

ケーブルコネクタ１８５は、ポリゴンミラー１３０、より詳細には、ポリゴンモータ１４０に電気的に接続されるケーブル１９０（図２参照）が接続されるコネクタである。光走査装置１００では、モータ駆動ＩＣ１８４からの制御信号がケーブル１９０を介してポリゴンミラー１３０（ポリゴンモータ１４０）に送信される。

図２に示すように、制御基板１８０は、光源接続部１８１が筐体１１０内に配置され、コネクタ１８２やモータ駆動ＩＣ１８４が筐体１１０外に露出して配置されている。制御基板１８０を配置するための構成の詳細については後述する。

筐体１１０は、光源装置１２０やポリゴンモータ１４０、制御基板１８０などを支持する箱状の部材である。より詳細に、筐体１１０は、図３に示すように、上部（図３における上部）が開放された箱状（器状）のベースフレーム２００と、ベースフレーム２００の開放された部分を覆うように取り付けられる蓋フレーム３００とを有している。

ベースフレーム２００は、第１壁部の一例としての底壁部２１０と、底壁部２１０と蓋フレーム３００の上壁部３２０をつなぐように延びる（底壁部２１０から立設する）第３壁部の一例としての側壁部２３０とを有している。なお、蓋フレーム３００の上壁部３２０は、底壁部２１０（第１壁部）と対向する第２壁部の一例である。

底壁部２１０には、制御基板１８０が直交して（立った状態で）配置されている。具体的に、制御基板１８０は、図６に示すように、端部１８０Ａ，１８０Ｂが基板挟持部１２４に挟持された状態で、ネジＮにより光源装置１２０（光源ケース１２３）に固定されている。そして、制御基板１８０は、図７に示すように、光源装置１２０（光源ケース１２３）が複数のネジＮにより底壁部２１０に固定されることで、底壁部２１０に対して直交した状態で固定（支持）されている。

図６，７に示すように、側壁部２３０は、第４壁部の一例としての交差壁部２３１と、第５壁部の一例としての隣接壁部２３２とを有している。
交差壁部２３１は、制御基板１８０に対して直交するように延びており、図示右側の端部付近に筐体１１０（ベースフレーム２００）の内外を連通するスリット状の開口２３１Ａが設けられている。

隣接壁部２３２は、交差壁部２３１の端部から連続し、制御基板１８０の筐体１１０内に配置された部分に沿うようにして当該部分（制御基板１８０）に近接して延びている。この隣接壁部２３２と交差壁部２３１とが接続する部分（連続部２３３）は、筐体１１０外に向けてふくらむ湾曲形状をなしている。

制御基板１８０は、交差壁部２３１に設けられた開口２３１Ａを通るように配置されている。そして、ベースフレーム２００に蓋フレーム３００を取り付けることで、図２に示すように、光源接続部１８１が筐体１１０内に配置され、コネクタ１８２やモータ駆動ＩＣ１８４が筐体１１０外に露出して配置される。

なお、図８に示すように、本実施形態のベースフレーム２００（筐体１１０）は、隣接壁部２３２の底壁部２１０側の端部に図示下方に向けて突出する複数の突起２３４が設けられている。この突起２３４は、その数やパターンなどを適宜変更することで、光走査装置１００や筐体１１０などの識別や管理に利用することができる。具体的には、例えば、突起２３４の数やパターンの違いに応じて、光走査装置１００の仕様の識別に利用することができる。また、ベースフレーム２００が射出成形などによって形成される場合、金型の識別などに利用することができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような作用効果を得ることができる。
制御基板１８０は、半導体レーザ光源１２１が接続される光源接続部１８１が筐体１１０内に配置され、外部端子を接続するためのコネクタ１８２が筐体１１０外に露出して配置されるので、レーザプリンタ１の図示しないケーブルなどを容易に接続することが可能となる。これにより、光走査装置１００をレーザプリンタ１に組み付けるときの作業性を向上させることができる。また、光源接続部１８１が筐体１１０内に配置されるので、組立者などが光源接続部１８１（半導体レーザ光源１２１のリードピン１２１Ａ）に触れることを防止することができる。

側壁部２３０が内外を連通する開口２３１Ａを有しており、制御基板１８０が開口２３１Ａを通るように配置されているので、制御基板１８０の一端側を筐体１１０外に出すことが可能となる。これにより、コネクタ１８２に外部端子を接続するときに、組立者が制御基板１８０の一部を持ちながら（支持しながら）外部端子を接続することが可能となるので、作業性をより向上させることができるとともに、制御基板１８０の破損を抑制することができる。

開口２３１Ａが設けられた交差壁部２３１と、制御基板１８０に沿うように近接して延びる隣接壁部２３２とが接続する部分（連続部２３３）が、筐体１１０外に向けてふくらむ湾曲形状をなしているので、制御基板１８０を通すための開口２３１Ａを有する構成においても、ベースフレーム２００（筐体１１０）の強度を確保することができる。

モータ駆動ＩＣ１８４が、筐体１１０外に露出して配置されている（制御基板１８０の筐体１１０外に露出した部分に設けられている）ので、モータ駆動ＩＣ１８４が筐体１１０内に配置される構成と比較して、動作により発生した熱を良好に逃がすことができる（放熱性を高めることができる）。

光源ケース１２３が、制御基板１８０の端部１８０Ａ，１８０Ｂを挟持する基板挟持部１２４を有するので、制御基板１８０を光源ケース１２３に固定するときに必要となるネジＮの数を減らすことができ、光走査装置１００を組み立てるときの作業性を向上させることができる。また、ポリゴンモータ１４０が回転駆動したときの振動などで、制御基板１８０がネジＮの回りに回転しようとしても、基板挟持部１２４によりこの回転を規制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、交差壁部２３１（第４壁部）と隣接壁部２３２（第５壁部）とが接続する部分（連続部２３３）が、筐体１１０外に向けてふくらむ湾曲形状をなしている構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、略直角形状をなすように接続していてもよいし、略十字形状なすように交差して接続していてもよい。

前記実施形態では、モータ駆動ＩＣ１８４（偏向器駆動部）が、制御基板１８０の筐体１１０外に露出した部分に設けられた構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、制御基板の筐体内に配置された部分に設けられていてもよいし、ポリゴンモータの基板に設けられていてもよい。

なお、ポリゴンモータ１４０に電力を供給するため、ケーブル１９０はコネクタ１８２（第２接続部）に接続される必要がある。例えば、前記実施形態では、図６，７に示すように、ケーブル１９０は、交差壁部２３１に設けられた切欠２３１Ｂから筐体１１０外に引き出され、ケーブルコネクタ１８５を介して制御基板１８０に接続されている。そして、制御基板１８０上の図示しない配線を介してコネクタ１８２に接続されている。

このようなケーブル１９０をコネクタ１８２に接続する構成は、前記した構成に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、ケーブル１９０は、制御基板１８０の筐体１１０内に配置された部分（ケーブルコネクタ１８５’）に接続され、制御基板１８０上の配線１８６を介してコネクタ１８２に接続されていてもよい。このような構成によれば、ケーブル１９０を筐体１１０外に引き出すための切欠２３１Ｂなどを有する構成と比較して、筐体１１０（ベースフレーム２００）の強度を向上させることができる。

また、図１０に示すように、ケーブル１９０は、コネクタ１８２に直接接続されていてもよい。

前記実施形態では、制御基板１８０が底壁部２１０（第１壁部）に対して直交して配置された構成を例示したが、これに限定されず、例えば、制御基板が第１壁部に対面して配置されていてもよい。

前記実施形態では、第１接続部として、半導体レーザ光源１２１（光源）のリードピン１２１Ａ（端子）が挿入される光源接続部１８１を例示したが、これに限定されず、例えば、光源の端子が接続されるコネクタなどを採用してもよい。

前記実施形態では、光源として半導体レーザ光源１２１を例示したが、これに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザなどの固体レーザ光源を採用してもよい。
また、前記実施形態では、光源装置１２０から平行な光束に変換されたレーザ光（光ビーム）が出射される構成を例示したが、これに限定されず、例えば、収束光や発散光束が出射される構成としてもよい。

前記実施形態では、偏向器として、反射面が回転することでレーザ光（光ビーム）を偏向および走査するポリゴンミラー１３０を例示したが、これに限定されず、例えば、反射面が揺動することで光ビームを偏向および走査する振動ミラーなどを採用してもよい。

前記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、複写機や複合機などであってもよい。また、前記実施形態では、本発明の光走査装置を画像形成装置（レーザプリンタ１）に適用した例を示したが、これに限定されず、例えば、測定装置や検査装置などに適用してもよい。

１００ 光走査装置
１１０ 筐体
１２０ 光源装置
１２１ 半導体レーザ光源
１２３ 光源ケース
１２４ 基板挟持部
１３０ ポリゴンミラー
１４０ ポリゴンモータ
１８０ 制御基板
１８０Ａ 端部
１８０Ｂ 端部
１８１ 光源接続部
１８２ コネクタ
１８４ モータ駆動ＩＣ
１８６ 配線
１９０ ケーブル
２００ ベースフレーム
２１０ 底壁部
２３０ 側壁部
２３１ 交差壁部
２３１Ａ 開口
２３２ 隣接壁部
２３３ 連続部
３００ 蓋フレーム
３２０ 上壁部

Claims (7)

1. 光源と、前記光源からの光ビームを主走査方向に偏向および走査させる偏向器と、前記光源の駆動を制御する制御基板と、前記制御基板を支持する筐体とを備えた光走査装置であって、
   前記制御基板は、
   前記光源が接続される第１接続部と、外部端子を接続するための第２接続部とを有し、
   前記第１接続部が前記筐体内に配置され、前記第２接続部が前記筐体外に露出して配置されたことを特徴とする光走査装置。
2. 前記筐体は、第１壁部と、前記第１壁部と対向する第２壁部と、前記第１壁部と前記第２壁部をつなぐように延びる第３壁部とを有し、
   前記第３壁部は、内外を連通する開口を有しており、
   前記制御基板は、前記開口を通るように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第３壁部は、前記開口が設けられ、前記制御基板に対して直交するように延びる第４壁部と、前記第４壁部の端部から前記制御基板の前記筐体内に配置された部分に沿うように当該部分に近接して延びる第５壁部とを有し、
   前記第４壁部と前記第５壁部とが接続する部分は、前記筐体外に向けてふくらむ湾曲形状をなしていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記偏向器に電気的に接続されるケーブルを備え、
   前記ケーブルは、前記第２接続部に接続されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記ケーブルは、前記制御基板の前記筐体内に配置された部分に接続され、前記制御基板上の配線を介して前記第２接続部に接続されたことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記偏向器の駆動を制御する偏向器駆動部を備え、
   前記偏向器駆動部は、前記制御基板の前記筐体外に露出した部分に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載に光走査装置。
7. 前記光源を支持し、前記筐体の前記第１壁部に固定される光源支持部材を備え、
   前記制御基板は、前記第１壁部に対して直交して配置され、
   前記光源支持部材は、前記制御基板の前記第１壁部側の端部と当該端部とは反対側の端部を挟持する基板挟持部を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光走査装置。

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