JP2003287988A

JP2003287988A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003287988A
Application number: JP2002091751A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Sato; 一身佐藤; Kenichi Tomita; 健一冨田; Yasutaka Naruge; 康孝成毛
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】定着器による発熱を走査光学装置に対して断
熱する。【解決手段】定着器を走査光学装置に隣接して構成し
た画像形成装置において、蓋部材の一部を延長して定着
器と走査光学装置の間に配置する。

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
ンタやデジタル複写機等の画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザビームプリンタ（ＬＢ
Ｐ）やデジタル複写機等の画像形成装置においては、画
像信号に応じて光源手段から光変調されて出射した向さ
せ、ｆθ特性を有する走査光学素子（結像素子）によっ
て感光性を有する記録媒体（感光ドラム）面上にスポッ
ト状に集束させ、その記録媒体面上を光走査して画像記
録を行っている。

【０００３】図１２は特開２０００−０４７１３１にて
開示される従来の走査装置を示すものである。

【０００４】図１２に示す走査光学装置において、光源
手段５１から出射した光束は副走査方向にのみ所定の屈
折力を有するシリンダレンズ（シリンドリカルレンズ）
５１ａに入射する。そして、シリンダレンズ５１ａに入
射した略平行光束は主走査断面内においてはそのまま略
平行光束の状態で出射し、副走査断面内においては集束
して回転多面鏡５７（ポリゴンミラー）を備えた偏向器
５７ａの偏向面（反射面）にほぼ線像として結像する。

【０００５】而して、回転多面鏡５７で偏向反射された
光束は、ｆθ特性を有する走査光学素子（ｆθレンズ）
５２、折り返しミラー５３等を介して図示しない感光ド
ラム面５４上に導光し、画像記録を行っている。５５は
ＢＤミラー、５６はＢＤセンサーで、画像書き出し位置
を補正するためのものである。

【０００６】また図１３には図１２のＡ−Ａ断面図を示
す。前述した光学要素部品は、上方が開口した光学箱５
０の内部に備え付けられ、蓋部材６０によって閉塞され
ている。

【０００７】しかしながら近年では画像形成装置の小型
化が進み、例えば特開平１１−５２２６７号公報にて開
示される従来例のように、走査光学装置の近傍に定着器
が配設される設計となっていることが多くなってきた。
定着器は定着工程中に数百℃という高温になるため、こ
れに走査光学装置が近接していると、走査光学装置内部
の温度を著しく上昇させてしまう場合があった。その結
果、光学素子の熱膨張による走査位置ずれや光学倍率の
変動、半導体レーザの波長や走査光学装置のピントの変
動がおこり、画像特性劣化がおこる。また、半導体レー
ザや偏向器の軸受の寿命を短くしてしまうという問題が
あった。

【０００８】この問題を解決するために、例えば特開平
１１−５２２６７号公報の画像形成装置においては、走
査光学装置の下方に突出部を設け、下蓋によって塞ぐこ
とによって風路を形成し、ここに冷たい空気を流動させ
ることによって走査光学装置を冷却する構造が提案され
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の走査光学装置およびそれを用いた画像形成装置で
は、下蓋およびそれを光学筐体に対して取り付けるため
の固定手段と固定の工程が必要であり下蓋がないものと
比較してコスト高となる。また、定着器による発熱が極
めて高い場合や、冷却ファンがよい位置に配置できない
場合や、無い場合、定着器が走査光学装置の上方に位置
する場合に対応ができないという問題点があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、光源部と、光源部から
の光束を偏向走査する回転多面鏡を有する偏向走査手段
と、偏向走査手段により偏向走査された光束を所定面上
に集光させる光学部材群と、光学部材郡を内包する光学
筐体と蓋部材を有する走査光学装置が搭載されており、
所定面上に走査された光に基づき画像を形成し、形成し
た画像を記録媒体に転写し、発熱体によって記録媒体に
転写された画像を定着する画像形成装置において、走査
光学装置と発熱体は隣接して配置されており、蓋部材の
一部が延長されて発熱体と走査光学装置との間に配置さ
れていることを特徴とする。

【００１１】また、画像形成装置内部に空気を流す手段
が設けられており、光学箱と蓋の延長部の間を空気が流
入するとよい。

【００１２】また、光学箱と蓋の延長部の間に断熱部材
を備えるとよい。

【００１３】また、蓋は樹脂部材であるとよい。

【００１４】また、本発明における画像形成装置がカラ
ー画像形成装置であることよい。

【００１５】また、本発明における画像形成装置が走査
光学装置を複数用いたカラー画像形成装置であるとよ
い。

【００１６】また、本発明における画像形成装置が複数
の走査光学手段を一体の光学箱に内包したカラー画像形
成装置であるとよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】

【実施例】（第1の実施例）本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１８】図１は一実施例における画像形成装置の一
部である走査光学装置から蓋部材を除去した状態を示す
平面図である。図２は蓋部材の斜視図である。図３は走
査光学装置を含む画像形成装置を示す模式断面図であ
る。

【００１９】図１において、半導体レーザ１ａを有する
光源ユニット１から発生されたレーザ光はシリンドリカ
ルレンズ２によって線状の光束に集光され、回転多面鏡
３によってその回転軸に垂直な方向に偏向走査され、結
像レンズ４ａ、４ｂおよび折り返しミラー５を経て回転
ドラム６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の回転による主走査と、回転ドラム６
の回転による副走査によって静電潜像を形成する。

【００２０】回転多面鏡３の走査光Ｌ1 は、その走査面
の一端に達したものが、ＢＤミラー７、ＢＤレンズ８を
介してＢＤセンサ９に集光され、走査開始信号に変換さ
れて光源ユニット１の半導体レーザ１ａに送信される。
半導体レーザ１ａは走査開始信号を受信した上で書き込
み変調を開始する。

【００２１】図２および図３に示すように、光学筐体１
０は上方に開口部を持ち、回転多面鏡３、結像レンズ４
ａ、４ｂ、折り返しミラー５等は光学筐体１０の開口部
側から取り付けられる。回転ドラム６は光学筐体１０の
下方に配設されており、光学筐体１０には折り返しミラ
ー５によって反射された走査光Ｌ1 を光学筐体１０から
回転ドラム６に向かって取り出すための窓１１が設けら
れている。また、光学筐体１０の上部開口部は蓋部材１
２によって閉塞される。

【００２２】蓋部材１２は樹脂の成型品で作られてお
り、光学筐体１０の上端に当接され、図示しないビスや
スナップフィットによって光学筐体１０に固定される。
また、蓋部材１１は、光学筐体１０の側面を覆うように
延長部１３を有し、光学筐体１０に隣接して配置された
定着器１４側の側面を覆っている。

【００２３】このような構成において、回転ドラム６に
作成された静電潜像は現像器６ａによってトナー像に現
像され、カセット１５から給紙さらた記録媒体である紙
１６に転写された後、定着器１４によって熱定着され、
画像が形成される。

【００２４】ここで、定着器１４は数百Ｗにも及ぶ出力
によって表面温度は百数十℃にものぼる。この熱と加圧
によって紙に転写されたトナー像を定着するため、定着
器１４による雰囲気温度の上昇を避けるのは困難であ
る。そこで、光学筐体１０と定着器１４の間に蓋部材１
２の延長部（折り曲げ部）１３を構成することによっ
て、定着器１４からの熱を遮断し、走査光学装置の内部
が昇温するのを防ぐことができる。蓋部材１２は樹脂の
成型品であるため、様様な形状に対して比較的容易に対
応できるため、形状に対する自由度が高くなる。ここ
で、蓋部材１２の樹脂材料は熱伝導率の低いものを選択
することによってその断熱効果を増すことができる。筆
者らの検討した結果、熱伝導率を０．３ｋｃａｌ/ｍｄ
ｅｇ以下とすることによって、必要な断熱効果を得るこ
とができた。

【００２５】その結果、走査レンズ４ａ、4ｂ、折り返
しミラー５等が熱膨張によって走査位置ずれや倍率の変
化が発生したり、光源である半導体レーザの波長や光量
の変動を防ぐことができる。また、回転多面鏡３の軸受
や半導体レーザ１ａの寿命が早まってしまうのを防止で
きる。その結果走査光学装置の安定性、信頼性、高寿命
を促進できる。

【００２６】（第２の実施例）図４に第２の実施例を示
す断面図を、また図５、図６にはその変形例を表す断面
図を示す。なお、第1の実施例と同一の機能を有する部
品は、同一符号を付して説明を省略する。

【００２７】本実施例においては、蓋部材１５の延長部
１６と光学筐体１０の間に空間（空気層）１７を設けて
ある。このように構成することで、定着器１４の発熱を
断熱する効果がさらに大きくなるという利点が付加され
る。さらに、空間１７に対して冷却ファンＦ1を図４の
断面図に対して平行な方向に設けることによって、空間
１７が冷却ファンＦの風路となり、定着器１４の熱を効
率的に断熱することが可能となる。

【００２８】また、図５にはその変形例を示す。ここで
は蓋部材１８に設けられた延長部１９が同一面に複数設
けられており、光学筐体１０に対して蓋部材１８が密着
して取り付けられるとともに、間に樹脂と空気層を交互
に配置することができ、さらに効果的に断熱を行うこと
ができる。

【００２９】また、図６に示すように、冷却ファンＦ２
が上下方向に配置される場合には、開口部２０に加えて
貫通穴２１を設けることによって、熱風の通り路が形成
され、効果的に断熱が可能となる。なお、この場合、貫
通穴２１は蓋部材２２の剛性が下がらない程度に大きく
開けても良いし、複数個開けてもよい。

【００３０】（第３の実施例）図７に第３の実施例を示
す断面図を、また、図８にはその蓋部材２３の模式図を
示す。なお、第1の実施例と同一の機能を有する部品
は、同一符号を付して説明を省略する。

【００３１】本実施例においては、定着器１４と光学筐
体１０の間に蓋部材２３の延長部２４とウレタンフォー
ムやメラミンフォーム、ラバーフォームといった断熱効
果のある断熱材料２５を光学筐体１０と蓋部材２３の延
長部２４の間に圧入もしくは接着併用の圧入といった手
段によって挟み込む構成としている。このように構成す
ることで、定着器１４の発熱を断熱する効果がさらに大
きくなるという利点が付加される。また挿入する部材に
遮音効果がある場合は、走査光学装置内部から発生する
透過音を下げることが可能となる。また断熱材料が緩衝
材として働くことで、蓋部材２３の延長部２４と光学筐
体１０の振動も防止することが可能となる。

【００３２】（第４の実施例）図９に第４の実施例であ
るカラー画像形成装置の概略断面図を示す。なお、第1
の実施例と同一の機能を有する部品は、同一符号を付し
て説明を省略する。

【００３３】本実施例においては、カラー画像形成装置
は感光体ドラム２６と、感光体ドラム２６の周囲にわた
ってドラム回転方向に順次設けられているイエロー２７
Ｙ、マゼンタ２７Ｍ、シアン２７Ｃ、ブラック２７Ｋの
４色の現像器（現像カートリッジ）が収容されているロ
ータリーユニット２８、転写手段２９、図示しないクリ
ーニング手段、及び前記感光体ドラム２６の上方に設け
られた走査光学装置３０を具備し、各色毎の画像情報に
応じて順次現像して重ね合わせて画像を形成した後に記
録媒体に転写された後に、定着器１４によって熱定着さ
れて、カラー画像が形成される。

【００３４】ここで、定着器１４と光学筐体１０の間に
蓋部材３１の延長部３２とモルトプレーンやメラミンフ
ォームといった断熱効果のある断熱材料３３を光学筐体
１０と蓋部材３１の延長部３２の間に圧入もしくは接着
併用の圧入といった手段によって挟み込む構成としてい
る。

【００３５】このようなカラー画像形成装置において
は、４色の潜像を重ね合わせてカラー画像を形成するた
めに、各色における走査線の位置の精度がモノクロ単色
の画像形成装置と比較して非常に厳しいものとなってい
る。定着器１４の発熱を受けると回転多面鏡３を支持す
る軸受の潤滑油の粘性が変化して走査速度ムラを発生さ
せたり、半導体レーザのドループ特性による光量変動と
いった問題によって、モアレや色ずれといった現象が発
生してしまう。そのため、熱による光学素子の変動量を
さらに少なくする必要がある。しかし、このように構成
することで、定着器１４の発熱を走査光学装置内部に対
して断熱することができ、カラー画像形成装置としての
画像品質を守ることができる。

【００３６】（第５の実施例）図１０に第５の実施例を
示す断面図を示す。なお、第1の実施例と同一の機能を
有する部品は、同一符号を付して説明を省略する。

【００３７】本実施例のカラー画像形成装置において
は、走査光学装置はイエロー、マゼンダ、シアン、ブラ
ックの各色に対応した感光体ドラム３３Ｙ、３３Ｍ、３
３Ｃ、３３Ｋ、と各色に対応した走査光学装置３４Ｙ、
３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋと、各色に対応した現像器３５
Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ、各色に対応した帯電器３
６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋ、及び廃トナーボックス
３７Ｙ、３７Ｍ、３７Ｃ、３７Ｋを具備し、各色毎の画
像情報に応じて夫々現像して重ね合わせて画像を形成し
た後に記録媒体に転写された後に、定着器１４によって
熱定着されて、カラー画像が形成される。

【００３８】ここで、ブラックに対応した３４Ｋにおい
て、定着器１４と光学筐体１０の間に蓋部材３８の延長
部３９を定着器１４側に折り返すように構成し、挟み込
む構成としている。

【００３９】このようなカラー画像形成装置において
は、４色の潜像を重ね合わせてカラー画像を形成するた
めに、各色における走査線の位置の精度がモノクロ単色
の画像形成装置と比較して非常に厳しいものとなってい
る。また、各色に対応した走査光学装置が存在するた
め、各走査光学装置間の温度差がそのまま色のずれや色
みの変化として現れる。そのため、熱による光学素子の
変動量をさらに少なくして、各走査光学装置間の温度差
を極力抑える必要がある。そこで、このように構成する
ことで、定着器１４の発熱を走査光学装置内部に対して
断熱することができ、カラー画像形成装置としての画像
品質を守ることができる。

【００４０】また、本実施例ではブラックに対応した走
査光学装置３４Ｋのみに延長部を設けた構成を説明した
が、当然全ての色に対応した走査光学装置に用いても支
障はない。

【００４１】（第６の実施例）図１１に第６の実施例を
示す断面図を示す。なお、第1の実施例と同一の機能を
有する部品は、同一符号を付して説明を省略する。

【００４２】本実施例においては、光学筐体４０には図
示しない４つの光源、２つの回転多面鏡４１、４組の走
査レンズ群４２が設けられ、１つの回転多面鏡の異なる
面に対して光源からの光束を入射し、夫々異なる面に走
査した光束を夫々の走査レンズ群４２を介して折り返し
ミラー４６にて略９０℃の角度に折り曲げられ、等ピッ
チに配置された各色に対応する感光ドラム３３上に各色
に対応した静電潜像を作成する。その後、各色にて現像
したトナー像を重ね合わせカラー画像を形成した後に記
録媒体に転写し、定着器１４によって熱定着されて、カ
ラー画像が形成される。ここで走査レンズ群４２、折り
返しミラー４０、光源等は1つの光学筐体４０に内包す
るように構成されており、走査光学装置の小型化やコス
トダウンを果たしている。ここで、定着器１４と光学筐
体４０の間に蓋部材４３の延長部４４とモルトプレーン
やメラミンフォームといった断熱効果のある断熱材料４
５を光学筐体４０と蓋部材４３の延長部４４の間に圧入
もしくは接着併用の圧入といった手段によって挟み込む
構成としている。このことよって、１つの筐体内部に入
っている複数の走査光学系間の温度差を無くすことがで
き、その結果熱膨張差による光学素子の変形差が少な
く、走査線のずれが少なくなり、色ずれや色みの変化等
のすくない高精度な走査光学装置を提供することができ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る発明
によれば、走査光学装置と定着器は隣接して配置されて
おり、蓋部材の一部が延長されて定着器と走査光学装置
との間に配置されている、外部の熱を走査光学装置に対
して断熱したことによって、定着器の発熱を走査光学装
置内部に対して断熱することができ、昇温による光学素
子の熱膨張を防止することができる。その結果、走査線
の位置ずれや倍率の変動、レーザ光束の波長変動や光量
変化を抑えることができる。また、回転多面鏡の軸受や
半導体レーザの寿命を向上させることができる。その結
果、安定性、信頼性が高く高寿命な走査光学装置および
それを用いた画像形成装置を供給する事ができる。また
光学筐体と蓋部材の間に断熱部材を挟むことによって、
振動や騒音を抑えることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例による走査光学装置の模
式平面図である。

【図２】本発明の第一の実施例による蓋部材の模式斜視
図である。

【図３】本発明の第一の実施例による走査光学装置と画
像形成装置の模式断面図である。

【図４】本発明の第二の実施例による模式断面図であ
る。

【図５】本発明の第二の実施例による変形例を示す模式
斜視図である。

【図６】本発明の第二の実施例によるその他の変形例を
示す模式断面図である。

【図７】本発明の第三の実施例による模式断面図であ
る。

【図８】本発明の第三の実施例による蓋部材の模式斜視
図である。

【図９】本発明の第四の実施例による模式斜視図であ
る。

【図１０】本発明の第五の実施例による模式斜視図であ
る。

【図１１】本発明の第六の実施例による模式斜視図であ
る。

【図１２】従来の走査光学装置を示す模式平面図であ
る。

【図１３】従来例の走査光学装置の模式断面図である。

【符号の説明】

Ｌ１光束１、２７、５１光源ユニット２、５１ａシリンドリカルレンズ３、２８、４１、５７回転多面鏡４ａ、4ｂ，２９、４２、５２走査レンズ５、５３折り返しミラー６、２６、３３、５４回転ドラム７、５５ＢＤミラー８ＢＤレンズ９、５６ＢＤセンサー１０、２６、３０、４０、５０光学筐体１１開口部１２、１５、２０、２３、３１、３８、６０蓋部材１３、１６、２４、３２、３９、４４蓋部材の延長部１４定着器１５カセット１６記録媒体１７空気層１８開口部（蓋部材）１９穴２５、３３、４５断熱材２９転写手段２７、３５現像器３０、３４走査光学装置３６帯電器３７廃トナーボックス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１Ｈ０４Ｎ 1/00 Ｄ２Ｈ３００Ｈ０４Ｎ 1/00 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ５Ｃ０６２ (72)発明者成毛康孝東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 BA04 DA33 2H027 JA11 JA17 JB12 JB13 JB16 JC05 JC08 2H033 AA41 BA02 BA05 BA29 BA37 2H076 AB05 AB12 AB18 AB81 EA01 EA11 2H171 FA01 FA06 FA12 FA19 FA28 GA20 GA23 HA25 JA05 NA03 NA05 QB17 QC36 WA06 WA11 WA21 WA23 2H300 EA01 EA19 EB02 EB04 EB07 EB08 EB12 EF02 EH16 EJ09 EJ15 EK03 GG36 GG37 GG42 HH12 5C062 AC04 AD06 BA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源部と、前記光源部からの光束を偏向
走査する回転多面鏡を有する偏向走査手段と、前記偏向
走査手段により偏向走査された光束を所定面上に集光さ
せる光学部材群と、該光学部材郡を内包する光学筐体と
蓋部材を有する走査光学装置が搭載されており、前記所
定面上に走査された光に基づき画像を形成し、形成した
画像を記録媒体に転写し、発熱体によって前記記録媒体
に転写された画像を定着する画像形成装置において、前記走査光学装置と前記発熱体は隣接して配置されてお
り、蓋部材の一部が延長されて前記発熱体と前記走査光
学装置との間に配置されていることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】画像形成装置内部に空気を流す手段が設
けられており、前記光学筐体と前記蓋部材の延長部の間
を空気が流入することを特徴とする請求項1に記載の画
像形成装置。
【請求項３】前記光学筐体と前記蓋部材の延長部の間
に断熱部材を備えたことを特徴とする請求項１、２に記
載の画像形成装置
【請求項４】前記蓋部材は樹脂部材であることを特徴
とする請求項1〜３記載の画像形成装置。
【請求項５】請求項１〜４記載の画像形成装置がカラ
ー画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１〜５記載の画像形成装置が走査
光学装置を複数用いたカラー画像形成装置であることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１〜５記載の画像形成装置が複数
の走査光学手段を一体の光学箱に内包したカラー画像形
成装置であることを特徴とする画像形成装置。