JP2001133719A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャッタ駆動用に設けられた穴から光学箱内
に外気が吸引されるのを防ぐ。 【解決手段】 回転多面鏡３によって偏向走査されるレ
ーザ光は人体に有害であるため、装置の非動作時にレー
ザ光を遮光するためのシャッタ装置１２が設けられる。
シャッタ板１２ａを押し上げるレバー１２ｂに弾性部材
１２ｃを貼着しておき、シャッタ板１２ａが押し上げら
れてシャッタ開の状態になると同時に、弾性部材１２ｃ
が光学箱１０の底面に密着して、穴１０ａを密閉する。

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６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１
０２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を経て図示しない回
転ドラム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】このようにして回転ドラムの感光体に画像
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１０６によって前
記走査面の下方へ分離して、信号検知センサ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
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。

【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、信
号検知ミラー１０６および信号検知センサ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
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から回転ドラムに向か
って取り出すための窓１１１が設けられている。また、
光学箱１１０の上部開口は図示しないふた部材によって
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】また、人体に有害であるレーザ光が、例え
ば走査光学装置の非動作時に誤って外部に放出される
と、作業者にとって極めて危険である。そこで、半導体
レーザ１０１を含む光源ユニットと回転多面鏡１０３の
間の光路にレーザ光を遮断するためのシャッタ装置１１
２が配設される。該シャッタ装置１１２は、図７に示す
ように、シリンドリカルレンズ１０２と回転多面鏡１０
３の間に配設されたシャッタ板１１２ａと、これを上下
動させるレバー１１２ｂを備えており、シャッタ板１１
２ａの下部は、光学箱１１０の底壁に形成された穴１１
０ａを通って光学箱１１０の外へ突出し、レバー１１２
ｂの上面に当接されている。

【０００９】図示しないアクチュエータによってレバー
１１２ｂを上下動あるいは回転させ、シャッタ板１１２
ａを押し上げたときに、シャッタ板１１２ａの開口がレ
ーザ光を通過させるいわゆるシャッタ開の状態となる。

【００１０】

【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、回転多面鏡を回転させると、装置の非
動作時等にレーザ光を遮光して作業者の安全を確保する
シャッタのため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。

【００１１】詳しく説明すると、図８に示すように、光
学箱１１０の底壁の穴１１０ａとシャッタ板１１２ａの
間には、レバー１１２ｂの駆動によるシャッタ板１１２
ａの上下動を妨げないように隙間Ａ₀ が必要であり、こ
の隙間Ａ₀ は、シャッタ板１１２ａをレバー１１２ｂに
よって上昇させて、シャッタ板１１２ａの開口をレーザ
光が通過するシャッタ開の状態になったときでも、レバ
ー１１２ｂと光学箱１１０の底壁を完全に密着させるこ
とが難しく、従って密封できず、回転多面鏡が回転する
と光学箱１１０内に外気が吸引される。

【００１２】また、図９に示すように、光学箱２１０の
ふた部材２２０に設けた穴２２０ａからシャッタ板２１
２ａの上部を露出させ、シャッタ駆動部材２１２ｂとバ
ネ２１２ｃによってシャッタ板２１２ａを上下動させる
ように構成されたものも開発されているが、やはり、ふ
た部材２２０の穴２２０ａとシャッタ板２１２ａの間に
は上記と同様の隙間が必要であり、ここから光学箱２１
０内に外気が侵入する。

【００１３】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、レーザ光を遮光し
て作業者の安全を確保するシャッタのために光学箱等に
設けた穴から侵入する外気によって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。

【００１４】

【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および前記走査手段を収容す
る収容手段と、前記光ビームの光路に配設されたシャッ
タと、該シャッタを駆動する駆動部材と、該駆動部材お
よび前記収容手段のうちの少なくとも一方と一体であっ
て、前記収容手段の開口部を前記駆動部材とともに密封
するように構成された弾性部材を有することを特徴とす
る。

【００１５】弾性部材が、収容手段に対する駆動部材の
当接面に設けられているとよい。

【００１６】弾性部材が、収容手段の開口部の周囲に配
設されているとよい。

【００１７】弾性部材の表面に低摩擦のシート材が貼着
されているとよい。

【００１８】シャッタが、走査手段と光源の間に配設さ
れているとよい。

【００１９】

【作用】装置の非動作時に人体に有害なレーザ光等の光
ビームを遮光するためのシャッタを光源と走査手段の間
に配設する。シャッタを構成するシャッタ板は、収容手
段の外側に配設された駆動部材によって駆動されるた
め、その一部分が収容手段の開口部から外部へ露出して
おり、該開口部から収容手段の内部に外気が吸引され
て、走査手段等を汚染する。そこで、弾性部材を駆動部
材や収容手段と一体的に配設し、駆動部材がシャッタを
開いたときに、前記弾性部材が収容手段の外表面等に当
接されて前記開口部を密封するように構成する。

【００２０】弾性部材を収容手段の底壁等の開口のまわ
りに配設し、駆動部材がシャッタを開くときに弾性部材
に当接されるように構成してもよい。

【００２１】弾性部材の表面に低摩擦のプラスチックシ
ート等を貼着しておけば、駆動部材や収容手段に接触し
て摩耗する等のトラブルを低減できる。

【００２２】

【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。

【００２３】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、主走査方向（Ｙ軸方向）の走査光とな
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。

【００２４】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。

【００２５】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
収容手段である光学箱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の底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１１が設けられている。
また、光学箱１０の上部開口は、図示しないふた部材に
よって閉塞される。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】また、人体に有害であるレーザ光が走査光
学装置の非動作時に誤って外部に放出されると、メンテ
ナンス等を行なう作業者にとって極めて危険であるか
ら、半導体レーザ１を含む光源ユニットと回転多面鏡３
の間の光路を遮断するためのシャッタ装置１２を設け
る。該シャッタ装置１２は、図２に示すように、シリン
ドリカルレンズ２と回転多面鏡３の間に配設されたシャ
ッタであるシャッタ板１２ａと、これを上下動させる駆
動部材であるレバー１２ｂを備えており、シャッタ板１
２ａの下部は、光学箱１０の底壁に形成された開口部で
ある穴１０ａを通って光学箱１０の外へ突出し、レバー
１２ｂの上面に当接されている。

【００２９】図示しないアクチュエータによってレバー
１２ｂを上下動あるいは回転させ、シャッタ板１２ａを
押し上げたときに、シャッタ板１２ａの開口がレーザ光
を通過させるいわゆるシャッタ開の状態となる。

【００３０】レバー１２ｂは、シャッタ板１２ａを押し
上げるための当接面にスポンジ状またはゴム状の弾性部
材１２ｃを有し、弾性部材１２ｃは、接着等の公知の方
法でシャッタ板１２ａと一体化されている。

【００３１】図３の（ａ）に示すように、レバー１２ｂ
が上昇すると、弾性部材１２ｃを介してシャッタ板１２
ａが押し上げられて、シャッタ板１２ａの開口がレーザ
光を通過させるシャッタ開の状態となる。このときに、
弾性部材１２ｃは光学箱１０の底壁とレバー１２ｂの間
で圧縮され、光学箱１０の底面に密着して、レバー１２
ｂとともに、光学箱１０の穴１０ａを光学箱１０の外側
から密封する。

【００３２】なお、弾性部材１２ｃの材質は、レバー１
２ｂによって圧縮されたときに、レバー１２ｂの形状誤
差や角度ずれを吸収して光学箱１０の底面に密着できる
ように適切な柔軟性を有するスポンジ等を選定する必要
がある。

【００３３】このようなシャッタ開の状態からレバー１
２ｂを下降させると、図３の（ｂ）に示すように、弾性
部材１２ｃがシャッタ板１２ａの下端から離れて、もと
の厚さに復帰するとともに、シャッタ板１２ａが下降し
て、その開口がレーザ光の光路をはずれてレーザ光を遮
断し、シャッタ閉の状態となる。

【００３４】図４は第１の変形例を示す。これは、レバ
ー１２ｂに固着された弾性部材１２ｃの表面に低摩擦の
シート材であるプラスチックシート１２ｄを貼着したも
のである。弾性部材１２ｃの材質がスポンジやゴム等で
あれば、図４の（ａ）、（ｂ）に示すようなシャッタ開
閉動作のたびに、シャッタ板１２ａに弾性部材１２ｃが
接触することで摩耗しやすく、耐久性が低い。そこで、
摩擦係数の小さいプラスチックシート１２ｄを弾性部材
１２ｃの表面に貼着して摩耗を低減する。これによっ
て、装置の長寿命化に貢献できる。

【００３５】図５は第２の変形例によるシャッタ装置２
２を示す。これは、シャッタ板２２ａの下端をレバー２
２ｂの表面に直接当接するとともに、スポンジ状やゴム
状の弾性部材２２ｃを収容手段である光学箱２０の開口
部である穴２０ａの周囲に貼着して、レバー２２ｂが上
昇しシャッタ板２２ａを押し上げてシャッタ開の状態に
なったときに、弾性部材２２ｃがレバー２２ｂによって
圧縮され、光学箱２０の穴２０ａを密封するように構成
されている。

【００３６】このように弾性部材は、光学箱の底壁に一
体化しておいてもよい。また、シャッタのレバー等の駆
動部材が光学箱のふた部材の外側からシャッタ板を上下
動させる形式のものであれば、ふた部材の開口部である
穴を塞ぐための弾性部材をふた部材または駆動部材に一
体化してもよい。

【００３７】本実施の形態によれば、作業者の安全等の
目的でレーザ光を遮光するシャッタのために光学箱等に
設けられた穴から光学箱内に外気が吸引されるのを防
ぎ、光学箱内をクリーンな状態に保つことができる。こ
れによって回転多面鏡等の汚染を低減し、長期間メンテ
ナンスフリーで運転できる高性能でしかも安価な走査光
学装置を実現できる。

【００３８】

【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。

【００３９】シャッタのために設けられた穴から光学箱
内に吸引され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】シャッタの開閉動作を説明する図である。

【図４】第１の変形例を説明する図である。

【図５】第２の変形例を説明する図である。

【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】図７の装置のシャッタの開閉動作を説明する図
である。

【図９】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 ３ａ モータ ４ 結像レンズ系 ５ 折り返しミラー １０，２０ 光学箱 １１ 窓 １２，２２ シャッタ装置 １２ａ，２２ａ シャッタ板 １２ｂ，２２ｂ レバー １２ｃ，２２ｃ 弾性部材 １２ｄ プラスチックシート

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
   像光学系および前記走査手段を収容する収容手段と、前
   記光ビームの光路に配設されたシャッタと、該シャッタ
   を駆動する駆動部材と、該駆動部材および前記収容手段
   のうちの少なくとも一方と一体であって、前記収容手段
   の開口部を前記駆動部材とともに密封するように構成さ
   れた弾性部材を有する走査光学装置。
2. 【請求項２】 弾性部材が、収容手段に対する駆動部材
   の当接面に設けられ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】 弾性部材が、収容手段の開口部の周囲に
   配設されていることを特徴とする請求項１または２記載
   の走査光学装置。
4. 【請求項４】 弾性部材の表面に低摩擦のシート材が貼
   着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】 弾性部材が、スポンジ状の材料で作られ
   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】 弾性部材が、ゴム状の材料で作られてい
   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。
7. 【請求項７】 シャッタが、走査手段と光源の間に配設
   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。