JPH11249051A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学箱の底壁の穴から外気が侵入するのを防
ぐ。 【解決手段】 回転多面鏡３や結像レンズ系４を収容す
る光学箱１０には底部カバー１５が装着され、モータ３
ａの放熱を促進するための風路Ｃが形成される。光学箱
１０の底壁には、レンズ４ａ，４ｂを固定するバネ部材
の係止爪１３のためのアンダーカットを避ける抜き穴１
４が設けられており、ここから外気が侵入するため、風
路Ｃの一部分をリブ１６によって密閉して密閉空間Ｂを
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
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
走査光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザビーム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走査光学装置は、高
速回転する回転多面鏡によってレーザビーム等の光ビー
ムを反射させてこれを偏向走査し、得られた走査光を回
転ドラム上の感光体に結像させて静電潜像を形成する。
次いで、感光体の静電潜像を現像装置によってトナー像
に顕像化し、これを記録紙等の記録媒体に転写して定着
装置へ送り、記録媒体上のトナーを加熱定着させること
で印刷（プリント）が行なわれる。

【０００３】図７は一従来例による走査光学装置を示す
もので、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、アパーチ
ャによってビーム形状を整えたうえで、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によって主走査方向（Ｙ軸方向）に偏向走査し、
結像レンズ系１０４と折り返しミラー１０５を経て回転
ドラムＤ₀ 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１０３の回転によるＹ軸方向の主走
査と、回転ドラムＤ₀ 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。

【０００４】このようにして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Ｄ₀ 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（ＸＹ平面）のＹ軸方向の
一端において信号検知ミラーによって前記走査面の下方
へ分離して信号検知センサに導入し、コントローラにお
いて走査開始信号に変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。

【０００５】結像レンズ系１０４は、球面レンズ１０４
ａとトーリックレンズ１０４ｂからなり、回転多面鏡１
０３によって等角速度で走査される走査光Ｌ₀ を、回転
ドラムＤ₀ 上においてその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。

【０００６】半導体レーザ１０１、シリンドリカルレン
ズ１０２、回転多面鏡１０３、結像レンズ系１０４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Ｄ₀ は光学箱１１０の外側に配設されており、光学箱
の底壁には、走査光Ｌ₀ を光学箱１１０から回転ドラム
Ｄ₀ に向かって取り出すための窓が設けられている。な
お、図８に示すように、光学箱１１０の上部開口はふた
部材１２０によって閉塞される。

【０００７】回転多面鏡１０３を回転駆動するモータ１
０３ａは、光学箱１１０の底壁に支持されたモータ基板
１０３ｂと、該モータ基板１０３ｂ上の駆動回路の駆動
電流によって励磁されるステータおよびこれに対向する
ロータ等からなる磁気回路によって構成される。

【０００８】結像レンズ系１０４の各レンズ１０４ａ，
１０４ｂは、Ｙ軸方向の両端部をそれぞれ、一対のバネ
部材１１１ａ，１１１ｂによってＸ基準面１１２ａ，１
１２ｂ等に押圧することによって光学箱１１０に組み付
けられている。Ｘ基準面１１２ａ，１１２ｂは光学箱１
１０の底壁に立設された第１の支持体１１０ａ，１１０
ｂの側面である。

【０００９】光学箱１１０の底壁から立設する第２の支
持体１１０ｃ，１１０ｄは、バネ部材１１２ａ，１１２
ｂを固定するための係止爪１１３ａ，１１３ｂを有し、
これに、各バネ部材１１１ａ，１１１ｂに設けられた係
止穴を引っ掛けることで、バネ部材１１１ａ，１１１ｂ
を光学箱１１０に固着するように構成されている（図９
参照）。

【００１０】光学箱１１０は、プラスチック材料によっ
て一体成形されたものであるが、このように光学箱１１
０を一体成形するに当って、係止爪１１３ａ，１１３ｂ
のような突出部を配設するためには、成形後に成形駒を
抜くためのアンダーカットを回避する抜き穴１１４ａ，
１１４ｂを設けておかなければならない。従って、光学
箱１１０の底壁には抜き穴１１４ａ，１１４ｂが残され
ており、ここから矢印Ａで示すように光学箱１１０内に
外気が侵入する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、回転多面鏡を回転させると、光学箱の底壁に設けら
れた穴から光学箱の内部へ外気が吸引され、浮遊塵埃等
が回転多面鏡の反射面や結像レンズ系のレンズ面に付着
するという未解決の課題がある。

【００１２】詳しく説明すると、光学箱の底壁には、光
学箱の内部部品の組み付け等に用いる様々な穴が開口し
ている。特に、結像レンズ系の各レンズの組み付けは、
前述のように光学箱に設けられた係止爪にバネ部材を係
止させ、該バネ部材によってレンズの端部を所定の基準
面に押圧することによって行なわれるものであるが、光
学箱をプラスチック材料によって一体成形するときに
は、上記の係止爪を成形するための成形駒の抜き穴を光
学箱の底壁に設ける必要がある。

【００１３】このような抜き穴等から光学箱内へ流入す
る外気によって回転多面鏡等が汚染されると、その光学
特性が劣化して画質が低下するため、メンテナンスのコ
ストが上昇したり、装置の短命化を招く結果となる。近
年では、走査光学装置の高速化が進み、回転多面鏡の回
転数が上昇する傾向にあるが、回転多面鏡を高速回転さ
せると、光学箱内に吸引される外気の量も増大する。

【００１４】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、光学箱の底壁等の
抜き穴等から侵入する外気のために回転多面鏡等が汚染
されるのを回避して、長期間メンテナンスフリーで良好
な画質を維持できる高性能で高速化に適した走査光学装
置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【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、本発明の走査光学装置は、光源から発生された光
ビームを偏向走査する走査手段と、前記光ビームを感光
体に結像させる結像光学系と、該結像光学系および前記
走査手段を収容する光学箱と、該光学箱の底部に空洞を
形成する空洞形成手段と、前記空洞の一部分を密閉して
密閉空間を形成するための密閉手段を有することを特徴
とする。

【００１６】光学箱が、その成形時のアンダーカットを
回避する抜き穴を備えており、該抜き穴が密閉空間に開
口しているとよい。

【００１７】抜き穴が、結像光学系を光学箱に組み付け
るバネ部材のために設けられたものであるとよい。

【００１８】空洞形成手段が、光学箱の底部に外気を流
動させる風路を形成するように構成されているとよい。

【００１９】密閉手段が、光学箱の底壁から空洞形成手
段に向かって突出するリブを備えているとよい。

【００２０】密閉手段が、空洞形成手段から光学箱の底
壁に向かって突出するリブを備えていてもよい。

【００２１】密閉空間に弾性材が充填されているとよ
い。

【００２２】

【作用】結像光学系の各レンズは、バネ部材等の組み付
け手段によって光学箱に組み付けられるが、バネ部材等
を光学箱に係止させるための係止爪を光学箱に一体形成
するためには、光学箱の底壁に係止爪の成形駒を抜くた
めの抜き穴等が必要である。このような穴が光学箱の底
壁に開口していると、ここから侵入する外気が回転多面
鏡の周囲の雰囲気を汚染し、回転多面鏡の反射面に浮遊
塵埃が付着する。そこで、光学箱の底壁に沿って空洞を
形成し、ここに冷たい外気を流動させて光学箱の昇温を
防ぐための空洞形成手段を利用して、光学箱の底部に密
閉空間を設ける。該密閉空間に、光学箱を一体成形する
ときのアンダーカットを避けるための抜き穴を開口させ
ておけば、このような開口部から光学箱内に外気が侵入
するおそれはない。

【００２３】光学箱内に侵入する外気による回転多面鏡
の汚染を低減し、長時間メンテナンスフリーで高画質を
維持する高性能な走査光学装置を実現できる。

【００２４】

【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。

【００２５】図１は一実施の形態による走査光学装置を
示すもので、光源である半導体レーザ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、走査手段である回転多面鏡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
Ｌ₁ となり、結像光学系である結像レンズ系４と折り返
しミラー５を経て回転ドラムＤ₁ 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Ｄ₁ 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。

【００２６】感光体の周辺には、感光体の表面を一様に
帯電する帯電装置、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装置等が配置さ
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。

【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、結像レンズ系４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
Ｄ₁ は光学箱１０の外側に配設されており、光学箱１０
の底壁には走査光Ｌ₁ を光学箱１０から回転ドラムＤ₁
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の上部開口は、図２に示すふた部材９によっ
て閉塞される。

【００２８】結像レンズ系４は、球面レンズ４ａとトー
リックレンズ４ｂの２枚のレンズからなり、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Ｄ
₁ 上においてその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を回転駆動するモータ３ａ
は、光学箱１０の底壁に支持されたモータ基板３ｂ上の
駆動回路と、該駆動回路の駆動電流によって励磁される
ステータおよびこれに対向するロータ等からなる磁気回
路によって構成される。

【００３０】結像レンズ系４の各レンズ４ａ，４ｂは、
Ｙ軸方向の両端部をそれぞれ、図４に示すバネ部材１１
によってＸ基準面１２等に押圧することによって光学箱
１０に組み付けられている。Ｘ基準面１２は光学箱１０
の底壁に立設された第１の支持体１０ａの側面である。

【００３１】光学箱１０の底壁から立設する第２の支持
体１０ｂは、バネ部材１１を固定するための係止爪１３
を有し、これに、バネ部材１１に設けられた係止穴を引
っ掛けることで、各バネ部材１１を光学箱１０に固定す
る。

【００３２】光学箱１０は、プラスチック材料によって
一体成形されたものであるが、このように光学箱１０を
一体成形するに当って、係止爪１３のような突出部を配
設するためには、成形後に成形駒を抜くためのアンダー
カットを回避する抜き穴１４を設けておかなければなら
ない。従って、光学箱１０の底壁には抜き穴１４が開口
しており、ここから光学箱１０内に外気が侵入する。

【００３３】このように、各レンズ４ａ，４ｂの組み付
け部において光学箱１０の底壁に開口する抜き穴１４か
ら外気が流入すると、外気中の浮遊塵埃等によって回転
多面鏡３の反射面が汚染され、走査光学装置の光学特性
が劣化する。従って、長時間メンテナンスフリーで高い
画像性能を維持することが困難になる。

【００３４】そこで、光学箱１０を一体成形したのちに
光学箱１０の底部に装着される空洞形成手段である底部
カバー１５を利用して、抜き穴１４が開口する空間部Ｂ
を密封するための密閉手段であるリブ１６を光学箱１０
の底壁から突出させておく。底部カバー１５は、光学箱
１０の底壁の外側に冷たい外気を流動させる空洞である
風路Ｃを形成し、光学箱１０の内部がモータ３ａの発熱
によって昇温するのを防ぐために設けられたものであ
る。

【００３５】詳しく説明すると、底部カバー１５は、モ
ータ３ａおよび結像レンズ系４の下側で光学箱１０の底
壁に沿って装着され、底部カバー１５と光学箱１０の間
に形成される風路Ｃは、光学箱１０の一側面に設けられ
た図示しない開口から吸引された外気を、モータ３ａの
直下で光学箱１０の幅方向に流動させ、光学箱１０の反
対側の側面に設けられた開口から放出する。このように
モータ３ａの直下を光学箱１０の底壁に沿って流動する
冷たい外気によって、光学箱１０を強制的に冷却し、内
部の昇温を防ぐ。

【００３６】光学箱１０の底壁から突出するリブ１６
は、底部カバー１５を光学箱１０に装着したときに底部
カバー１５の上面（内面）に当接され、抜き穴１４が開
口する空間部Ｂを密封するように構成される。このよう
にして形成された密閉空間に抜き穴１４が開口していれ
ば、外気が抜き穴１４から光学箱１０の内部へ侵入する
おそれはない。

【００３７】本実施の形態によれば、光学箱の底壁に簡
単な形状のリブを一体成形しておくだけで、抜き穴から
外気が侵入することによるトラブルを効果的に回避でき
る。これによって、安価であってしかも、長時間メンテ
ナンスフリーで高画質を維持する高性能な走査光学装置
を実現できる。

【００３８】図５は第１の変形例を示す。これは、光学
箱２０の抜き穴２４が開口する空間部Ｂを密閉するため
のリブ２６を、底部カバー２５と一体的に設けたもので
ある。光学箱２０を一体成形したうえで底部カバー２５
を装着すると、底部カバー２５から突出するリブ２６が
光学箱２０の底壁に当接されて、空間部Ｂが密封され
る。

【００３９】このように抜き穴が開口する空間部を密封
するためのリブは光学箱、底部カバーのいずれに設けて
もよい。

【００４０】また、上記のリブを底部カバーや光学箱に
当接することで空間部Ｂを密封する替わりに、底部カバ
ーと光学箱の双方からリブを突出させたラビリンス構造
を採用することもできる。

【００４１】図６は第２の変形例を示す。これは、光学
箱３０の抜き穴３４が開口する空間部Ｂに弾性材３７を
充填することで、気密を強化したものである。

【００４２】リブ３６の先端と底部カバー３５の間に隙
間があっても、抜き穴３４から光学箱３０内に外気が侵
入するのを確実に防ぐことができるという利点を有す
る。

【００４３】

【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。

【００４４】光学箱の底壁の穴から侵入する外気のため
に回転多面鏡等が汚染されるのを防ぎ、長期間メンテナ
ンスフリーで良好な画質を維持できる高性能な走査光学
装置を実現できる。このような走査光学装置を搭載する
ことで、画像形成装置の高性能化と高速化等を大きく促
進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による走査光学装置を示す模式平
面図である。

【図２】図１の装置を示す断面図である。

【図３】図２の装置の一部分を拡大して示す拡大部分断
面図である。

【図４】各レンズを固定するバネ部材を説明する図であ
る。

【図５】第１の変形例を示す図である。

【図６】第２の変形例を示す図である。

【図７】一従来例を示す模式平面図である。

【図８】図７の装置を示す断面図である。

【図９】図７のレンズを固定するバネ部材を説明する図
である。

【符号の説明】 １ 半導体レーザ ３ 回転多面鏡 ３ａ モータ ４ 結像レンズ系 ４ａ，４ｂ レンズ ５ 折り返しミラー １０，２０，３０ 光学箱 １１ バネ部材 １３ 係止爪 １４，２４，３４ 抜き穴 １５，２５，３５ 底部カバー １６，２６，３６ リブ ３７ 弾性材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から発生された光ビームを偏向走査
   する走査手段と、前記光ビームを感光体に結像させる結
   像光学系と、該結像光学系および前記走査手段を収容す
   る光学箱と、該光学箱の底部に空洞を形成する空洞形成
   手段と、前記空洞の一部分を密閉して密閉空間を形成す
   るための密閉手段を有する走査光学装置。
2. 【請求項２】 光学箱が、その成形時のアンダーカット
   を回避する抜き穴を備えており、該抜き穴が密閉空間に
   開口していることを特徴とする請求項１記載の走査光学
   装置。
3. 【請求項３】 抜き穴が、結像光学系を光学箱に組み付
   けるバネ部材のために設けられたものであることを特徴
   とする請求項２記載の走査光学装置。
4. 【請求項４】 空洞形成手段が、光学箱の底部に外気を
   流動させる風路を形成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項記載の走査光
   学装置。
5. 【請求項５】 密閉手段が、光学箱の底壁から空洞形成
   手段に向かって突出するリブを備えていることを特徴と
   する請求項１ないし４いずれか１項記載の走査光学装
   置。
6. 【請求項６】 密閉手段が、空洞形成手段から光学箱の
   底壁に向かって突出するリブを備えていることを特徴と
   する請求項１ないし５いずれか１項記載の走査光学装
   置。
7. 【請求項７】 密閉空間に弾性材が充填されていること
   を特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の走査
   光学装置。