JPH1184295A

JPH1184295A - 走査光学装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH1184295A
Application number: JP23831697A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fujita; 厚藤田; Shinji Morita; 真次森田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】（１）回転多面鏡の回転に伴って発生する風
切り音、あるいは筺体や蓋部材の振動による騒音を低く
抑えた走査光学装置を提供する。（２）光偏向ユニット
の筺体の温度上昇を防止し、回転多面鏡の面精度及びロ
ータの回転精度の保持を可能にする画像形成装置を提供
する。【解決手段】（１）回転多面鏡２２と動圧軸受１１０
と駆動モータ２１とから成る光偏向ユニット１００の上
部開口を覆う蓋部材１０２と、光偏向ユニット１００を
収容する壁体２０Ａと、壁体２０Ａの上部開口を覆う天
蓋部材２０６とを設けた走査光学装置。（２）光偏向ユ
ニット１００の筺体１０１の下部に複数の放熱フィン１
０１Ｂを平行配列して設けるとともに、放熱フィン１０
１Ｂの平行配列方向を、画像形成装置本体１の機内温度
低下用送風手段３０による送風方向とほぼ平行に配置し
た画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ等
の画像形成装置において、光ビームを感光体上に走査す
るための回転多面鏡を内蔵した走査光学装置及び画像形
成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等の画像記録装置
においては、その画像の書き込み手段として読み取った
情報を基にレーザ光を高速回転する回転多面鏡（ポリゴ
ンミラー）に入光させ、反射光を走査させて感光体面に
投影し画像記録を行っている。

【０００３】図１１は、回転多面鏡を回転駆動させるこ
とにより、光ビームを偏向走査させる従来の走査光学装
置の構成を示す断面図である。

【０００４】回転多面鏡は低速回転の場合には、駆動モ
ータの回転軸に直接固定して使用されるが、高速回転と
なると回転多面鏡をラジアル軸外筒に固定し、ラジアル
軸内筒に対して触れることなく浮き上がった形で回転す
る空気ベアリングを用いての駆動回転が行われる。本出
願人は動圧軸受を有する光偏光装置について、特開平７
−２４３４３７号、特開平７−２５９８４９号、特開平
８−１１４２１９号、特開平８−１２１４７１号等の各
公報によって技術開示を行っている。

【０００５】図１１は、上スラスト板１１１、下スラス
ト板１１２及びラジアル軸内筒１１３等よりなる動圧軸
受１１０を有する光偏光装置（光偏向ユニット、ポリゴ
ンモータ）１００の断面構成を示す図である。図におい
て、筐体１０１の中心軸１１４と一体にラジアル軸内筒
１１３と、それと同心に下スラスト板１１２と、モータ
の静止磁界を構成するコイル１１５とが取り付けられて
動圧軸受１１０が構成されている。また、回転磁界用の
リング状のマグネット（永久磁石）１２１とアルミ製の
外輪部１２２とセラミック製のラジアル軸外筒１２３と
回転多面鏡１２４とミラー押さえ１２５とは外輪部１２
２とミラー押さえ１２５とで回転多面鏡１２４をサンド
イッチ状に挟持し、同心で一体に組み立てられてロータ
１２０が構成されている。ロータ１２０は前記ラジアル
軸内筒１１３に嵌入された後、上スラスト板１１１がラ
ジアル軸内筒１１３に同心に固定される。そして該ラジ
アル軸内筒１１３、下スラスト板１１２及び上スラスト
板１１１と、ラジアル軸外筒１２３の上下面及び嵌入内
周面との間には３〜１０μｍ程度の隙間Ｓが形成され、
ロータ１２０の回転時には、ロータ１２０は動圧軸受１
１０に触れることなく、空中に浮き上がって円滑な回転
が持続される。

【０００６】即ち、ロータ１２０の回転に伴って回転多
面鏡１２４も回転し、レーザユニットから射出されたレ
ーザビームは図示しない感光体に向けて偏向走査する。

【０００７】前記回転多面鏡１２４と動圧軸受１１０と
ロータ１２０とから成る光偏向ユニット１００の筺体１
０１は、アルミニウムダイキャストで一体成形され、上
部開口は薄い板金や合成樹脂板等で作られた蓋部材１０
２により覆われている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

（第１の課題）上記の走査光学装置を使用して、ロータ
１２０を回転させてレーザ発信器から射出されるレーザ
ビームを感光体上に走査させる際に、回転多面鏡１２４
及びロータ１２０の回転による気流の乱れが発生し、そ
れに伴って耳障りな風切り音が生じたり、筺体１０１が
振動することによる騒音発生等の問題が生じる。特に、
静粛が要求されるオフィス等では、騒音防止、静音化対
策が必要である。

【０００９】従来の走査光学装置では、積極的な防振し
ていないから、上記の騒音や振動が外部に漏出する。

【００１０】本発明の第１の課題は、回転多面鏡１２４
の回転に伴って発生する風切り音、あるいは筺体１０１
を覆う蓋部材１０２の振動による騒音を低く抑えた走査
光学装置を提供することを目的とする。

【００１１】（第２の課題）前記回転多面鏡１２４と動
圧軸受１１０とロータ１２０とから成る光偏向ユニット
は、ロータ１２０の高速回転により発熱し、回転多面鏡
１２４の熱変形による面精度の低下や、ロータ１２０の
回転変動等を発生し、画面上では走査むらや画像歪みと
なって画像品質を低下させる。このことは回転多面鏡１
２４を高速回転し記録密度を高める場合に特に顕著とな
る。

【００１２】従来の走査光学装置では、光偏向ユニット
１００の下部の外周を中空円柱部材で囲む構造であり、
画像形成装置本体の送風手段による排熱風が、光偏向ユ
ニット１００の一部にしか当たらず、冷却効果が低かっ
た。

【００１３】本発明の第２の課題は、光偏向ユニット１
００の筺体１０１の温度上昇を防止し、回転多面鏡１２
４の面精度及びロータ１２０の回転精度の保持を可能に
する画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の第１の課題は、回
転多面鏡を回転駆動することにより光ビームを偏向走査
する走査光学装置において、前記回転多面鏡と動圧軸受
と駆動モータとから成る光偏向ユニットの上部開口を覆
う蓋部材と、前記光偏向ユニットを収容する壁体と、該
壁体の上部開口を覆う天蓋部材とを設けたことを特徴と
する走査光学装置（請求項１の発明）によって達成され
る。

【００１５】また、上記の第２の課題は、回転多面鏡を
回転駆動することにより光ビームを偏向走査する走査光
学装置を備えた画像形成装置において、前記回転多面鏡
と動圧軸受と駆動モータとから成る光偏向ユニットの筺
体の下部に複数の放熱フィンを平行配列して設けるとと
もに、前記放熱フィンの平行配列方向を、前記画像形成
装置本体の機内温度低下用送風手段による送風方向とほ
ぼ平行に配置したことを特徴とする画像形成装置（請求
項５の発明）によって達成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による走査光学装置
及び画像形成装置の実施の形態を添付図面に基づいて説
明する。

【００１７】図１は、本発明に係わるデジタル画像形成
装置の全体構成を示す図である。

【００１８】画像形成装置本体１は、画像読み取り部
Ａ、画像処理部Ｂ、画像記憶部Ｃ、画像書き込み部Ｄ、
画像形成部Ｅ、給紙部Ｆ等から構成されている。

【００１９】画像読み取り部Ａにおいて、原稿台ガラス
（プラテンガラス）１１上に載置された原稿ｄは、スラ
イドレール上を移動するキャリッジに設けられたハロゲ
ンランプ１２により照明される。原稿ｄからの反射光
は、第１ミラー１３、第２ミラー１４、第３ミラー１５
で反射され、結像レンズ１６を通り、ＣＣＤイメージセ
ンサ１７によりライン状の光学像が順次電気信号に光電
変換される。

【００２０】ＣＣＤイメージセンサ１７により光電変換
されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ
処理されたのち、Ａ／Ｄ変換され、シェーディング補
正、輝度／濃度変換、ＥＥ処理、文字／網点判別、フィ
ルタ／変倍処理、コピーγ補正、書き込み濃度補正、２
ビーム制御、誤差拡散処理、データ圧縮処理等が施され
た後、画像記憶部Ｃを経て画像書き込み部Ｄに出力され
る。

【００２１】画像書き込み部Ｄにおいては、画像処理後
の画像データが、半導体レーザによって出力される。こ
の半導体レーザからの出力は、駆動モータ２１により回
転される回転多面鏡（ポリゴンミラー）２２で回転走査
され、ｆθレンズ２３を経て、第１ミラー２４、第２ミ
ラー２５、シリンドリカルレンズ２６、第３ミラー２７
を通過して、カバーガラス２８から射出して、感光体ド
ラム３１上に照射される。

【００２２】画像形成部Ｅは、感光体ドラム３１の周囲
に配置された、帯電器３２、現像器３３、転写器３４、
分離器３５、クリーニング装置３６等から成る。さら
に、分離器３５の下流側には、搬送部３７、定着部３
８、排紙部３９が配置されている。

【００２３】給紙部Ｆは、転写紙ｐを収容する給紙カセ
ット４１と、給紙カセット４１内の転写紙ｐを分離して
給送する給紙手段４２から成る。

【００２４】図２は複数ビーム走査光学装置の一実施の
形態を示す斜視図、図３は該複数ビーム走査光学装置の
平面図である。

【００２５】これらの図において、２００Ａ，２００Ｂ
は半導体レーザ、２０１Ａ，２０１Ｂはコリメートレン
ズ（ビーム整形用光学系）、２０２Ａ，２０２Ｂは高さ
調整用の圧縮プリズム、２０３Ａは主走査方向微調整用
の１組のプリズムセット、２０３Ｂは副走査方向ピッチ
微調整用の１組のプリズムセット、２０４は２ビームを
合成するビーム合成プリズム、２０５は第１シリンドリ
カルレンズ、２２は回転多面鏡、２３Ａ，２３Ｂはｆθ
レンズ、２６は第２シリンドリカルレンズ、２７は第３
ミラー、２８はカバーガラス、３１は感光体ドラムをそ
れぞれ示している。なお、２９はタイミング検出用のイ
ンデックスミラー、２９Ｓは同期検知用のインデックス
センサ、２１は上記回転多面鏡２２の駆動モータであ
る。

【００２６】半導体レーザ２００Ａから出射したビーム
光は、コリメートレンズ２０１Ａにより平行光になり、
次いでビーム合成プリズム２０４に入射する。前記半導
体レーザ２００Ａに対して直交配置された半導体レーザ
２００Ｂから出射したビーム光も同様に、コリメートレ
ンズ２０１Ｂにより平行光となり、その後、ビーム合成
プリズム２０４に入射する。なお、この半導体レーザ２
００Ｂから出射したビーム光は、副走査方向には、前記
半導体レーザ２００Ａから出射したビーム光と所定のピ
ッチだけずらせて配置してある。上記両ビーム光は第１
結像光学系の第１シリンドリカルレンズ２０５を経て回
転多面鏡２２に入射する。この反射光は、ｆθレンズ２
３Ａ，２３Ｂ、第２シリンドリカルレンズ２６から成る
第２結像光学系を透過し、第３ミラー２７、カバーガラ
ス２８を介して感光体ドラム３１の周面上に、所定のス
ポット径で、副走査方向に所定ピッチずれた状態で、２
ライン同時に走査する。なお、主走査方向は図示しない
調整機構により、既に微調整してある。１ライン毎の同
期検知は、走査開始前の光束をインデックスミラー２９
を介して、インデックスセンサ２９Ｓに入射させる。

【００２７】図４は本発明に係わる走査光学装置の断面
図、図５は該走査光学装置の光偏向ユニット１００近傍
の拡大断面図である。なお、これらの図面に使用されて
いる符号について、図１１と同じ機能を有する部分に
は、同符号を付している。

【００２８】回転多面鏡２２を駆動回転させる駆動モー
タ２１は、筺体１０１側のコイル（ステータ）１１５
と、回転多面鏡２２側のマグネット（ロータ）１２１と
から構成されている。複数のコイル１１５は、絶縁性の
基板１１４上に固定配置されている。該複数のコイル１
１５は直列配線され、コネクタ１１６、リード線１１７
を介して図示しない電源装置に接続されている。絶縁性
の基板１１４の下方の筺体１０１面には、珪素鋼板から
成るステータヨーク１１８が固定設置されている。

【００２９】複数のコイル１１５の上面は、リング状の
マグネット（磁石）１２１の下面に所定の間隙を保って
近接している。マグネット１２１の上面は、薄板鋼板か
ら成るマグネットヨーク１２６を介して回転多面鏡２２
に接着固定されている。回転多面鏡２２の内周面の一部
は、ラジアル軸外筒１２３の外周面に当接して位置決め
されたのち、凹部に接着剤が注入されて固定される。従
って、マグネット１２１、マグネットヨーク１２６、回
転多面鏡２２は、ラジアル軸外筒１２３と一体化され、
動圧軸受１１０に対して回転可能である。

【００３０】また、回転多面鏡２２には、凹部が穿設さ
れていて、マグネット１２１、マグネットヨーク１２６
を埋設配置することにより、回転多面鏡２２を含む回転
部材を薄型化した。これにより回転多面鏡２２の回転精
度の向上と、光偏向ユニットの小型化に有効である。

【００３１】光偏向ユニット１００の筺体１０１の上端
面は、蓋部材（内蓋）１０２と弾性シール部材１０３と
により圧接され、筺体１０１の上部開放空間は密封され
ている。弾性シール部材１０３は、発泡性樹脂部材又は
ゴム板等で形成され、蓋部材１０２の内面に貼着されて
おり、騒音防止に効果的である。

【００３２】動圧軸受１１０の上スラスト板１１１は回
転多面鏡２２の上面より突出し、また上スラスト板１１
１、下スラスト板１１２、ラジアル軸内筒１１３を固定
するネジ１１９等が上スラスト板１１１上面より更に突
出している。蓋部材１０２は、アルミニウム合金板等か
ら成り、中央部付近が凸状に絞り加工されている。この
絞り加工された凸部１０２Ａは、上スラスト板１１１、
ネジ１１９等が回転多面鏡２２の上面から突出した形状
に応じて、ほぼ等間隔の狭い空間を形成するような高さ
及び傾斜した円錐面に形成されている。このように、上
スラスト板１１１及び回転多面鏡２２と蓋部材１０２と
の間隔をほぼ等間隔の狭い空間を形成することにより、
光偏向ユニット１００の筺体１０１内の空気容量を適正
化し、高速回転する回転多面鏡２２による、風損、発
熱、風切り音の発生を低減できる。

【００３３】走査光学装置の光学部材を収容する光学装
置本体（画像書き込み部ケーシング）２０のうち、光偏
向ユニット１００を収容固定する壁体２０Ａの壁面の上
端面は、壁体２０Ａの上部空間を密封する天蓋部材２０
６と、弾性シール部材２０７とにより圧接され、壁体２
０Ａの上部開放空間は密封されている。天蓋部材２０６
は、ＡＢＳ樹脂等の振動減衰特性を有する樹脂部材で形
成されている。

【００３４】弾性シール部材２０７は、発泡ウレタンゴ
ム又は発泡エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等の発
泡性樹脂部材から成る吸振材で形成され、天蓋部材２０
６の内面に貼着されており、騒音防止に効果的である。

【００３５】天蓋部材２０６の中央部付近は凸状に突出
した形状に形成されていて、天蓋部材（外蓋）２０６の
内面と蓋部材（内蓋）１０２の外面との間は、ほぼ等間
隔の狭い空間を形成している。

【００３６】天蓋部材２０６の内面に貼着された弾性シ
ール部材２０７は、蓋部材１０２の外面に圧接されて密
封状態にする。蓋部材１０２と天蓋部材２０６との間隙
に介挿され充填された弾性シール部材２０７は、回転多
面鏡２２による風切り音の外部漏出を防止するととも
に、振動減衰に有効である。

【００３７】２０８は光学装置本体２０の上部空間を覆
うカバー部材であり、内面に弾性シール部材２０８Ａを
有し、防塵、防音に効果がある。

【００３８】図６（ａ）は、蓋部材１０２を取り外した
状態の光偏向ユニット１００の平面図、図６（ｂ）は該
光偏向ユニット１００のＡ矢示側面図、図７は上記の光
偏向ユニット１００と光学系の拡大平面図である。

【００３９】筺体１０１の側壁の一部は、切り欠かれて
開口部１０１Ａが穿設されている。この開口部１０１Ａ
は、回転多面鏡２２の回転による光ビームＬの射出口で
ある。開口部１０１Ａの外面には、透明な光透過部材
（光入出射用窓ガラス）２９１が両面接着テープ２９２
を介して接着されている。

【００４０】両面接着テープ２９２としては、接着力、
シール性、耐久性、振動吸収性に優れた部材を使用す
る。例えば、ＶＨＢ構造用接合テープＹ−４９０５Ｊ又
はＹ−４９２０（何れも住友スリーエム社製）を使用し
て好適であった。

【００４１】図６（ｃ）は両面接着テープ２９２の層構
成を示す拡大断面図である。接合テープＹ−４９０５Ｊ
又はＹ−４９２０は何れも、弾性を有するアクリルフォ
ーム基材の両面にアクリル系粘着材ｂを積層したもの
で、使用前は前記アクリル系粘着材ａの片面に剥離フィ
ルムｃを貼着して保護している。この両面接着テープ２
９２を使用することにより、従来の接着剤（シリコーン
ゴム系、又はエポキシ樹脂系等の接着剤）が硬化に多く
の時間を要するのに対し、接着性の向上と、接着作業性
の向上が達成された。

【００４２】図８（ａ）は光偏向ユニット１００の平面
図、図８（ｂ）は光偏向ユニット１００の断面図であ
る。

【００４３】光偏向ユニット１００の筺体１０１の上部
開口を閉止する蓋部材１０２の一部は、筺体１０１の開
口部１０１Ａ付近の側壁面より突出して庇部１０２Ｂを
形成している。この庇部１０２Ｂは、光透過部材２９１
の上方付近を広く覆う保護部分であり、光偏向ユニット
１００の作業時に、ドライバ等の作業工具が光透過部材
２９１に接触して光透過部材２９１を破損させたり、光
透過部材２９１に指先が触れて指紋等の汚れが付着する
ことを防止する。

【００４４】図９（ａ）は本発明に係わる光偏向ユニッ
ト１００の側面図、図９（ｂ）は光偏向ユニット１００
の背面図、図９（ｃ）は光偏向ユニット１００の筺体１
０１の断面図、図１０は画像形成装置本体１の側断面構
成図である。

【００４５】光偏向ユニット１００の筺体１０１の下部
には、複数枚の放熱フィン１０１Ｂが平行配列して設け
られている。放熱フィン１０１Ｂの平行配列方向は、画
像形成装置本体１の機内温度低下用の送風手段３０によ
る送風方向Ｋとほぼ平行に配置されている。これにより
放熱フィン１０１Ｂに対する排熱風の流れを良好にな
し、同量の排熱風でも冷却効果を向上させることが可能
である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の走査光
学装置は、回転多面鏡と動圧軸受と駆動モータとから成
る光偏向ユニットの側面に面した側壁と、該側壁の上面
に密接し光偏向ユニットの上部を覆う天蓋部材とを設け
たことにより、回転多面鏡の回転に伴って発生する風切
り音、あるいは光偏向ユニットの筺体を覆う蓋部材の振
動による騒音を低く抑えることができ、静音化が達成さ
れた。

【００４７】また、この発明の走査光学装置を備えた画
像形成装置によれば、回転多面鏡と動圧軸受と駆動モー
タとから成る光偏向ユニットの筺体の下部に複数の放熱
フィンを平行配列して設けるとともに、前記放熱フィン
の平行配列方向を、画像形成装置本体の機内温度低下用
送風手段による送風方向とほぼ平行に配置したことによ
り、走査光学装置を長時間連続稼働しても、光偏向ユニ
ットの筺体の温度上昇が防止され、回転多面鏡の面精度
及びロータの回転精度の保持が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるデジタル画像形成装置の全体構
成図。

【図２】複数ビーム走査光学装置の一実施の形態を示す
斜視図。

【図３】複数ビーム走査光学装置の平面図。

【図４】上記走査光学装置の断面図。

【図５】走査光学装置の光偏向ユニット近傍の拡大断面
図。

【図６】蓋部材を取り外した状態の光偏向ユニットの平
面図、該光偏向ユニットのＡ矢示側面図及び両面接着テ
ープの層構成を示す拡大断面図。

【図７】上記の光偏向ユニットと光学系の拡大平面図。

【図８】光偏向ユニットの平面図及び断面図。

【図９】光偏向ユニットの側面図、背面図及び断面図。

【図１０】画像形成装置本体の側断面構成図。

【図１１】従来の動圧軸受を有する光偏光装置の断面構
成図。

【符号の説明】

１画像形成装置本体２０光学装置本体（画像書き込み部ケーシング）２０Ａ壁体（側壁）２１駆動モータ２２，１２４回転多面鏡（ポリゴンミラー）２８カバーガラス３０送風手段１００光偏向ユニット１０１筺体１０１Ａ開口部１０１Ｂ放熱フィン１０２蓋部材（内蓋）１０２Ｂ庇部１０３，２０７，２０８Ａ弾性シール部材１１０動圧軸受１２０ロータ２０６天蓋部材（外蓋）２０８カバー部材２９１光透過部材（光入出射用窓ガラス）２９２両面接着テープ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転多面鏡を回転駆動することにより光
ビームを偏向走査する走査光学装置において、前記回転
多面鏡と動圧軸受と駆動モータとから成る光偏向ユニッ
トの上部開口を覆う蓋部材と、前記光偏向ユニットを収
容する壁体と、該壁体の上部開口を覆う天蓋部材とを設
けたことを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】前記天蓋部材に弾性シール部材を貼着
し、該弾性シール部材を前記光偏向ユニットの蓋部材に
当接させたことを特徴とする請求項１に記載の走査光学
装置。
【請求項３】前記弾性シール部材は発泡性樹脂部材で
あることを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
【請求項４】前記天蓋部材は振動減衰特性を有する樹
脂部材であることを特徴とする請求項１に記載の走査光
学装置。
【請求項５】回転多面鏡を回転駆動することにより光
ビームを偏向走査する走査光学装置を備えた画像形成装
置において、前記回転多面鏡と動圧軸受と駆動モータと
から成る光偏向ユニットの筺体の下部に複数の放熱フィ
ンを平行配列して設けるとともに、前記放熱フィンの平
行配列方向を、前記画像形成装置本体の機内温度低下用
送風手段による送風方向とほぼ平行に配置したことを特
徴とする画像形成装置。