JPH10301049A - 偏向走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学箱の開口を閉塞するふた部材のガタつき
を防ぐ。 【解決手段】 回転多面鏡３や走査レンズ４を収容する
光学箱１０の開口端にフランジ部１１を設け、これにふ
た部材２０をビス止めする。ビス２１を螺合させるビス
穴１２のまわりに突出部１２ａを設けて、その上端にふ
た部材２０を当接する。ふた部材２０に反り等があって
も、光学箱１０に確実に固定して、運転中にふた部材２
０がガタついて騒音を発生する等のトラブルを回避でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザプリンタやレ
ーザファクシミリ等の画像形成装置に用いられる偏向走
査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタやレーザファクシミリ等
の画像形成装置に用いられる偏向走査装置は、図６に示
すように、半導体レーザ１０１から発生されたレーザ光
をコリメータレンズ１０１ａによって平行化し、シリン
ドリカルレンズ１０２によって線状の光束に集光し、回
転多面鏡１０３によってその回転軸に沿った方向（Ｚ軸
方向）に垂直な所定の方向（Ｙ軸方向）に偏向走査し、
走査レンズ１０４を経て回転ドラム１０５上の感光体に
結像させる。感光体に結像する光束は、回転多面鏡１０
３の回転によるＹ軸方向の主走査と、回転ドラム１０５
の回転によるＺ軸方向の副走査に伴なって静電潜像を形
成する。

【０００３】このようにして回転ドラム１０５の感光体
に画像情報を書き込む走査を繰り返すものであるが、回
転多面鏡１０３の反射面の分割誤差のために、回転ドラ
ム１０５上の書き出し位置がずれるおそれがある。そこ
で、回転多面鏡１０３の走査光Ｌ₀ を、その走査面（Ｘ
Ｙ平面）のＹ軸方向の一端において集光レンズ１０６を
経てＢＤセンサ１０７に導入し、図示しないコントロー
ラにおいて走査開始信号に交換して半導体レーザ１０１
に送信する。半導体レーザ１０１は走査開始信号を受信
したうえで書き込み変調を開始する。

【０００４】走査レンズ１０４は、球面レンズ部とトー
リックレンズ部からなり、回転多面鏡１０３によって等
角速度で走査される走査光Ｌ₀ を、回転ドラム１０５上
においてＹ軸方向に等速度で走査する走査光に変換する
いわゆるｆθ機能を有する。

【０００５】半導体レーザ１０１、シリンドリカルレン
ズ１０２、回転多面鏡１０３、走査レンズ１０４、集光
レンズ１０６およびＢＤセンサ１０７等は光学箱１１０
の側壁や底壁に取り付けられる。回転ドラム１０５は光
学箱１１０の外側に配設されており、光学箱１１０の側
壁には、走査光Ｌ₀ を光学箱１１０から回転ドラム１０
５に向かって取り出すための窓が設けられている。ま
た、光学箱１１０の上部開口は図７に示すふた部材１２
０によって閉塞される。

【０００６】回転多面鏡１０３を回転駆動するモータ
は、光学箱１１０の底壁に支持されたモータハウジング
１０３ａと、これと一体であるモータ基板１０３ｂに実
装された駆動回路と、該駆動回路の駆動電流によって励
磁されるステータ１０３ｃおよびこれに対向するロータ
１０３ｄ等からなる磁気回路によって構成される。ステ
ータ１０３ｃは、モータ基板１０３ｂに立設されたステ
ータコアと、これに巻き付けられたステータコイルを有
し、また、ロータ１０３ｄは、回転軸１０３ｅと一体で
ある座金に固着され、回転多面鏡１０３は、押えバネ等
によって座金に押圧され、該座金を介してロータ１０３
ｄに一体的に結合される。前述のようにステータ１０３
ｃが励磁されると、ロータ１０３ｄと回転多面鏡１０３
が一体となって回転する。

【０００７】光学箱１１０の側壁の上端には、光学箱１
１０の外側へ張り出すフランジ部１１１が設けられてお
り、該フランジ部１１１にふた部材１２０の外周部が当
接される。このように、光学箱１１０のフランジ部１１
１にふた部材１２０の外周部を当接し、フランジ部１１
１のビス穴１１２にビス１２１を螺合させて締めつける
ことによって、光学箱１１０に対するふた部材１２０の
組み付けが行なわれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、光学箱のフランジ部とこれにビス止め
されたふた部材の外周部の間には、ふた部材の反り等の
ために不均一な隙間が形成される。例えば、ふた部材が
板金製である場合には、平面度のバラつき等によってふ
た部材と光学箱の間に０．１〜０．３ｍｍ程度の隙間が
スポット的に複数箇所残される。

【０００９】このように、光学箱のフランジ部に対する
ふた部材の当たりが不安定であれば、回転多面鏡を高速
回転させたときにふた部材がガタついて共振状態とな
り、微少変位の振幅でふた部材が光学箱をたたきつける
ことによって大きな騒音を発生する。

【００１０】また、矢印Ａ₀ で示すように、光学箱１１
０のフランジ部１１１とふた部材１２０の間にスポット
状に残された隙間から外気が光学箱１１０内に侵入し、
外気中の塵埃等によって回転多面鏡１０３の反射面が汚
染されるというトラブルもある。

【００１１】そこで、図８に示すように、光学箱１１０
のフランジ部１１１とふた部材１２０の外周部の間に発
泡ウレタン等の弾性材１２２を介在させることにより、
ふた部材１２０のガタつきを防ぐ方法が開発されてい
る。弾性材１２２は、ふた部材１２０の振動を低減する
とともに、ふた部材１２０と光学箱１１０のフランジ部
１１１の間の隙間を密封して、光学箱１１０内に外気が
吸引されるのを防ぐ役目もする。これによって、回転多
面鏡１０３の汚染を低減できる。

【００１２】ところが、ふた部材１２０を光学箱１１０
に締結するビス１２１は、一般的に、装置の運転中に温
度環境等が変化しても緩まないように強固に締めつけら
れており、このために弾性材１２２の実際の厚さＤ₀
は、本来の厚さの１０％以下に圧縮されている。例え
ば、無負荷状態の発泡ウレタンからなる弾性材１２２の
厚さが２ｍｍである場合には、図８に示すようにふた部
材１２０を組み付けることによって、０．２ｍｍ程度ま
で圧縮される。

【００１３】このように強く圧縮された状態では、時間
が経つにつれて弾性材１２２の弾力性が低下して、光学
箱１１０のフランジ部１１１とふた部材１２０との間に
再び隙間が生じ、前述のようにふた部材１２０が振動し
て騒音を発生したり、外気が吸引されて回転多面鏡が汚
染される状況となる。

【００１４】近年では、偏向走査装置の高速化が進み、
ふた部材にわずかでもガタつき等があると運転中に騒音
を発生する傾向がある。また、偏向走査装置の高性能化
が進むと、光学箱等の振動や、回転多面鏡の汚染による
光学性能の低下を防ぐことがより一層重要な課題とな
る。

【００１５】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、光学箱のふた部材の
ガタつきを防ぎ、ふた部材の振動による騒音や性能劣化
を効果的に回避できるうえに、ふた部材と光学箱の間を
完全に密封することも容易である高性能な偏向走査装置
を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の偏向走査装置は、光ビームを偏向走査する
回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させる駆動手段と、
前記回転多面鏡を前記駆動手段とともに収容する光学箱
と、その開口端を閉塞するふた部材と、該ふた部材と前
記光学箱の前記開口端の間に空隙を形成するためのスぺ
ーサと、該スぺーサを介して前記ふた部材を前記光学箱
の前記開口端に固定する固定手段を有することを特徴と
する。

【００１７】スぺーサが、光学箱の開口端に配設された
突出部であるとよい。

【００１８】スペーサが、固定手段に配設された膨出部
であってもよい。

【００１９】固定手段が、スペーサと弾性材を介してふ
た部材を光学箱の開口端に固定するように構成されてい
るとよい。

【００２０】

【作用】ふた部材と光学箱の開口端にふた部材をビス止
め等によって組み付けるときに、光学箱の開口端に配設
された突出部等のスぺーサにふた部材を当接し、光学箱
の開口端とふた部材の間に空隙を形成させた状態で固定
する。突出部等にふた部材を密着させ、安定した状態で
確実に固定することができるうえに、ふた部材に反り等
があっても、ふた部材が浮いているためにガタつくおそ
れはない。

【００２１】回転多面鏡の回転中にふた部材が振動して
騒音を発生したり、画質劣化等のトラブルを生じるのを
効果的に回避できる。これによって、運転音が静かでし
かも高性能な偏向走査装置を実現できる。

【００２２】また、光学箱の開口端とふた部材の間の隙
間を弾性材によって密封することで、外気が光学箱内に
侵入して回転多面鏡を汚染するのを防ぐことができる。
光学箱の開口端に突出部等が設けられているため、弾性
材が過度に圧縮されることなく、経時的に弾性材の弾力
性が低下して隙間が生じるおそれもない。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２４】図１は一実施例による偏向走査装置を示す
もので、半導体レーザ１から発生された光ビームである
レーザ光はコリメータレンズ１ａによって平行化され、
シリンドリカルレンズ２によって線状の光束に集光され
て、回転多面鏡３の反射面に入射する。その反射光は、
回転多面鏡３の回転によって偏向走査されてＹ軸方向
（主走査方向）の走査光となり、走査レンズ４を経て図
示しない回転ドラム上の感光体に結像する。感光体に結
像する光束は、回転多面鏡３の回転によるＹ軸方向の主
走査と、回転ドラムの回転によるＺ軸方向の副走査に伴
なって静電潜像を形成する。

【００２５】感光体の周辺には、感光体の表面を一様に
帯電するコロナ放電器、感光体の表面に形成される静電
潜像をトナー像に顕像化するための顕像化装置、前記ト
ナー像を記録紙等の記録媒体に転写する転写用コロナ放
電器等が配置されており、これらの働きによって、半導
体レーザ１が発生する光束に対応する記録情報が記録紙
等にプリントされる。

【００２６】回転多面鏡３の走査光は、その走査面の一
端に達したものが、集光レンズ５を経てＢＤセンサ６に
導入され、コントローラにおいて走査開始信号に変換さ
れて半導体レーザ１に送信される。半導体レーザ１は走
査開始信号を受信したうえで、図示しないホストコンピ
ュータから送信される画像情報に基づいた書き込み変調
を開始する。

【００２７】半導体レーザ１やシリンドリカルレンズ
２、回転多面鏡３、走査レンズ４、ＢＤセンサ６等は合
成樹脂製の光学箱１０の側壁や底壁に取り付けられる。
回転ドラムは光学箱１０の外側に配設されており、光学
箱１０の側壁には走査光を光学箱１０から回転ドラムに
向かって取り出すための窓が設けられている。また、光
学箱１０の上部の開口は、板金製のふた部材２０によっ
て閉塞され、ふた部材２０はその外周部において光学箱
１０の開口端にビス止めされる。

【００２８】走査レンズ４は、球面レンズ部とトーリッ
クレンズ部からなり、回転多面鏡３によって等角速度で
走査される走査光を回転ドラム上においてＹ軸方向に等
速度で走査する走査光に変換するいわゆるｆθ機能を有
する。

【００２９】回転多面鏡３を回転駆動する駆動手段であ
るモータは、光学箱１０の底壁に支持されたモータハウ
ジング３ａと、モータ基板３ｂに実装された図示しない
駆動回路と、該駆動回路の駆動電流によって励磁される
ステータ３ｃおよびこれに対向するロータ３ｄ等からな
る磁気回路によって構成される。ステータ３ｃは、モー
タ基板３ｂに立設されたステータコアと、これに巻き付
けられたステータコイルを有し、また、ロータ３ｄは、
回転軸と一体である座金に固着される。回転多面鏡３
は、押えバネ等を有する弾性押圧機構によって座金に押
圧され、該座金を介してロータ３ｄに一体的に結合され
る。前述のようにステータ３ｃが励磁されると、ロータ
３ｄと回転多面鏡３が一体となって回転する。

【００３０】光学箱１０の開口端すなわち側壁の上端に
は、光学箱１０の外側へ張り出すフランジ部１１が設け
られており、該フランジ部１１にふた部材２０の外周部
を重ねて、フランジ部１１にふた部材２０をビス止めす
る。すなわち、光学箱１０のフランジ部１１のビス穴１
２に固定手段であるビス２１を螺合させ、これを締めつ
けることによって、光学箱１０に対するふた部材２０の
組み付けが行なわれる。

【００３１】光学箱１０のフランジ部１１の各ビス穴１
２の周囲には、スペーサである環状の突出部１２ａが設
けられており、各突出部１２ａの上端が、ふた部材２０
に当接される基準面を構成する。各突出部１２ａの突出
量Ｄ₁ は、ふた部材２０の平面度に基づいて０．５ｍｍ
程度に設定され、ふた部材２０に反り等があっても、各
突出部１２ａの基準面以外ではふた部材２０と光学箱１
０のフランジ部１１に接触しないように空隙が形成され
ている。

【００３２】ビス２１によってふた部材２０を光学箱１
０に締結したときに、ふた部材２０は光学箱１０のフラ
ンジ部１１の各突出部１２ａに密着し、確実に安定して
固定される。ふた部材２０が光学箱１０の開口端から浮
いた状態で固定されているため、ふた部材２０に多少の
反り等があっても、そのためにふた部材２０がガタつい
て振動を発生し、騒音や画質劣化等のトラブルを生じる
おそれはない。

【００３３】その結果、運転音が静かで、高速化に適し
ており、しかも勝れた光学性能を有する偏向走査装置を
実現できる。

【００３４】図２は第１の変形例を示す。これは、光学
箱１０のフランジ部１１とふた部材２０の間に発泡ウレ
タン等の弾性材２２を介在させたものである。弾性材２
２は、光学箱１０のフランジ部１１の各突出部１２を貫
通させる穴２２ａを備えており、図３に示すように、ビ
ス２１によってふた部材２０を光学箱１０のフランジ部
１１にビス止めしたときに、突出部１２ａの高さＤ₂
（図３に示す）まで圧縮される。突出部１２ａの高さを
弾性材２２の厚さの５０〜７０％程度に設定しておき、
ふた部材２０をビス止めしたときに弾性材２２が過度に
圧縮されないように考慮する。例えば、弾性材２２の厚
さを２ｍｍ、突出部１２ａの高さを１〜１．４ｍｍ程度
に設定するとよい。

【００３５】弾性材２２によって、光学箱１０の開口端
とふた部材２０の間に形成される隙間を完全に密封する
ことができるため、外気が光学箱１０内に侵入して回転
多面鏡３の反射面を汚染するのを回避できる。これによ
って、長時間メンテナンスフリーですぐれた光学性能を
維持できるという利点が付加される。

【００３６】光学箱１０のフランジ部１１に突出部１２
ａが設けられているため、従来例のように弾性材２２を
押しつぶしすぎて経時的に弾力性が低下するおそれはな
い。

【００３７】図４は第２の変形例を示す。これは、光学
箱３０のフランジ部３１に突出部を設ける替わりに、フ
ランジ部３１にふた部材４０をビス止めするビス４１に
膨出部である大径部４１ａを設けて、該大径部４１ａの
下端を光学箱３０のフランジ部３１に当接するように構
成したものである。

【００３８】光学箱の方は従来例と同じ構成のままで、
大径部を備えたビスを用意するだけですむため、大きな
設計変更を必要とせず、部品コストが低いという利点が
ある。図５は第３の変形例を示す。これは、光学箱５０
のフランジ部５１とふた部材６０の間に介在させる弾性
材にひも状のシール部材６２を用いたものである。シー
ル部材６２は、光学箱５０のフランジ部５１の突出部５
２ａの外側を囲むように配設される。光学箱５０のフラ
ンジ部５１にＶ形溝５１ａを設けておけば、シール部材
６２がずれるおそれはない。

【００３９】市販されている弾力性のあるひも状のシー
ル部材を利用すればよいから、弾性材が安価であるとい
う利点を有する。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００４１】光学箱の開口を閉塞するふた部材のガタつ
きを防ぎ、ふた部材の振動による騒音や性能劣化を効果
的に回避できる。また、光学箱とふた部材の間から外気
が侵入するのを防ぐのも容易である。これによって、運
転音が静かで高速化に適しており、しかもすぐれた光学
性能を有する偏向走査装置を実現できる。このような偏
向走査装置を搭載することで、画像形成装置の高性能化
に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例による偏向走査装置を示すもので、
（ａ）はそのふた部材を取りはずした状態で示す模式平
面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】第１の変形例を示すもので、（ａ）はふた部材
を取りはずした状態で示す模式平面図、（ｂ）は弾性材
のみを示す平面図である。

【図３】図２の装置の一部分を示す部分断面図である。

【図４】第２の変形例を示す部分断面図である。

【図５】第３の変形例を示すもので、（ａ）はふた部材
を取りはずした状態で示す模式平面図、（ｂ）は一部分
を示す部分断面図である。

【図６】一従来例を示す模式平面図である。

【図７】図６の装置を示す断面図である。

【図８】別の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ３ 回転多面鏡 ４ 走査レンズ １０，３０，５０ 光学箱 １１，３１，５１ フランジ部 １２ ビス穴 １２ａ，５２ａ 突出部 ２０，４０，６０ ふた部材 ２１，４１ ビス ２２ 弾性材 ６２ シール部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、
   該回転多面鏡を回転させる駆動手段と、前記回転多面鏡
   を前記駆動手段とともに収容する光学箱と、その開口端
   を閉塞するふた部材と、該ふた部材と前記光学箱の前記
   開口端の間に空隙を形成するためのスぺーサと、該スぺ
   ーサを介して前記ふた部材を前記光学箱の前記開口端に
   固定する固定手段を有する偏向走査装置。
2. 【請求項２】 スぺーサが、光学箱の開口端に配設され
   た突出部であることを特徴とする請求項１記載の偏向走
   査装置。
3. 【請求項３】 スペーサが、固定手段に配設された膨出
   部であることを特徴とする請求項１記載の偏向走査装
   置。
4. 【請求項４】 固定手段が、スペーサと弾性材を介して
   ふた部材を光学箱の開口端に固定するように構成されて
   いることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記
   載の偏向走査装置。