JP2004017626A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ温度の均一化を早期に図り、レンズの温度上昇による変形を均一化させることができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】光源１からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズ４を備え、像坦持体５に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートパイプ１１又はヒートプレートがレンズ４の光束の通らない面に接するように配置されていることを特徴とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを備え、像坦持体に光束を導いて書き込む電子写真方式の記録装置である画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８はこの種の画像形成装置の一例を示す。図において１は光源、２はコリメートレンズ、３はポリゴンミラー、４は２個構成のｆθレンズ、５は像坦持体（感光体ドラム）、６はシリンダレンズ、７は折り返しミラー、８はミラー、９は同期検知部材である。この画像形成装置においては、その光書き込みのために、光源１から光束を像坦持体５上に所定のビーム径になるようにレンズ４を用いている。そして、この画像形成装置においては、ポリゴンミラー３を回転駆動する図示しないポリゴンモータや、装置本体内の発熱源によって、レンズ４が熱変形を起こすことが知られている。昨今の高速化、小型化、マルチビーム化、カラー化や、また更にはレンズ４の樹脂化など、精度良くビームを書き込むために前記レンズの熱変形によるビーム位置ずれは深刻な課題となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなレンズ４の熱変形によるビーム位置ずれを防止するために、従来から、ポリゴンモータの断熱や冷却、あるいはレンズ４の温度検知手段によって書き込み周波数を補正し、精度向上を狙った発明は開示されている。しかしながら、たとえばレンズ全体が均一の温度になるための時間がかかると、検知した温度と実際の内部屈折率の変化とが合致せず、有効な対策とはならない。また、従来から光学ハウジングをマグネシウム合金などの熱伝導率の高い材質で構成することも提案されているが、より早くレンズの温度を均一化するためにはより工夫が必要である。
【０００４】
そこでこの発明は、前記のような従来のものが有する問題点を解決し、レンズ温度の均一化を早期に図り、レンズの温度上昇による変形を均一化させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートパイプ又はヒートプレートがレンズの光束の通らない面に接するように配置されていることを特徴とする。請求項２に記載の発明は、請求項１において、ヒートパイプ又はヒートプレートが、レンズの長手方向にわたって配置されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを複数個備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートパイプがレンズの光束の通らない面にそれぞれ接するように複数個配置されているとともに、各レンズのヒートパイプ間が熱伝達経路により連結されていることを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項３において、熱伝達経路が、複数設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項５に記載の発明は、光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを複数個備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートプレートがレンズの光束の通らない面に接するように少なくとも１個配置されていることを特徴とする。請求項６に記載の発明は、請求項５において、ヒートプレートが、レンズの光束の通らない面に相対向して配置されていることを特徴とする。尚、前記請求項において、ヒートパイプ又はヒートプレートが、レンズの光束の通らない面の中で最大投影面を覆うよう配置されるようにしてもよい。またレンズが、プラスチック成型されたレンズであってもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。以下に示す実施の形態において、図８に示した従来の装置と同様の構成部分には同一符号を付して説明を簡略化し、主として相違する部分について説明することとする。
【０００９】
図１は実施の形態１を示し、この実施の形態ではヒートパイプ１１が像坦持体５に近い側にあるレンズ４の光束の通らない上面に接するようにその長手方向にわたって配置され、該レンズの温度を均一化するようになっている。ヒートパイプ１１は真空状態にしたパイプの中に適量の作動液とその還流を促進するグループを装備した熱伝導素子であり、機器等の放熱冷却用として広く利用されている。すなわち、ヒートパイプ１１においては一端で加熱され、蒸発した作動液が圧力差によって他端に移動し、ここで冷却され凝縮し、この凝縮した作動液がグループにより加熱部に還流され、このサイクルを繰り返すことにより、熱は一端から他端へと移動する。このようにヒートパイプ１１は金属などに比べ熱伝導率がきわめて高く、レンズ４の温度の均一化には最適である。前記のようなヒートパイプ１１によって熱膨張しやすいレンズ４の長手方向の温度を均一化させることが可能となる。しかも、レンズ４としてプラスチック成型されたレンズを用いれば、より熱に対して変形余裕の少ないレンズの熱均一化を行うことが可能となり、書き込み位置精度が向上する。
【００１０】
図２は実施の形態２を示し、この実施の形態ではヒートパイプ１１の集合体であるヒートプレート１２が像坦持体５に近い側にあるレンズ４の光束の通らない上面に接するようにその長手方向にわたって配置され、該レンズの温度を均一化するようになっている。ヒートプレート１２はヒートパイプ１１を複数個横に並べて格子状あるいは網状にしてなるもの（ヒートパイプ１１の集合体）であり、ヒートパイプ１１と同様な機能を有する。この実施の形態では、ヒートプレート１２はレンズ４の上面にその最大投影面を覆うように配置されている。このようなヒートプレート１２を用いることにより、レンズ４の長手方向の温度を均一化させることがより効果的になる。
【００１１】
図３は実施の形態３を示し、この実施の形態ではヒートパイプ１３，１４が２個のレンズ４の、それぞれ光束の通らない上面に接するようにその長手方向にわたって配置され、該レンズの温度を均一化するようになっている。この実施の形態では像坦持体５に近い側にあるレンズ４だけでなく、ポリゴンミラー３に近い側にあるレンズ４も同様にその長手方向の温度が均一化される。
【００１２】
図４は実施の形態４を示し、この実施の形態ではヒートパイプ１６，１７が２個のレンズ４の、それぞれ光束の通らない上面に接するようにその長手方向にわたって配置されているとともに、これらヒートパイプ１６，１７の中間部が熱伝達経路としての例えばヒートパイプ１８により連結され、該レンズの温度を均一化するようになっている。ヒートパイプ１８は熱伝達経路の一例であり、両パイプ１６，１７間の熱伝達を可能とするものであれば、必ずしもヒートパイプでなくともよい。この実施の形態ではヒートパイプ１８で連結されたヒートパイプ１６，１７を介して２個のレンズ４間の温度差が少なくなってほぼ同温度に保たれ、その長手方向の温度が均一化される。そのため、２個のレンズ４の温度上昇による変形を均一化させることが可能となる。
【００１３】
図５は実施の形態５を示し、この実施の形態ではヒートパイプ２１，２２が２個のレンズ４の、それぞれ光束の通らない上面に接するようにその長手方向にわたって配置されているとともに、これらヒートパイプ２１，２２の両端部が熱伝達経路としての例えばヒートパイプ２３，２４により連結され、該レンズの温度を均一化するようになっている。ヒートパイプ２３，２４が熱伝達経路の一例である点は前記した通りである。実施の形態４によって、前記のようにそれぞれのレンズ４の長手方向の温度が均一化し、かつその温度がほぼ同温度に保たれるが、この実施の形態のように連結部としてのヒートパイプ２３，２４が複数設けられることでより早く２個のレンズ４の温度が均一化されるとともに、レンズ間の長手方向の温度差が最小限にされる。
【００１４】
図６は実施の形態６を示し、この実施の形態ではヒートプレート２６が２個のレンズ４の光束の通らない上面に接するようにその長手方向にわたって配置されている。このヒートプレート２６の場合も、実施の形態２で説明したヒートプレート１２と同様にレンズ４の長手方向の温度が均一化される。しかも、１個のヒートプレート２６で２個のレンズ４の上面にその最大投影面を覆うように配置されているので、レンズ４間の温度差がより効果的に少なくなり、それぞれのレンズ温度の均一化が可能になる。
【００１５】
図７は実施の形態７を示し、この実施の形態では実施の形態６のヒートプレー２６に加え、さらにもう１個のヒートプレート２７がレンズ４の光束の通らない下面に接するようにその長手方向にわたって、ヒートプレー２６と相対向して配置されている。このように２個のレンズ４の上下両面にヒートプレート２６，２７を設け、上下両面から該レンズの長手方向の温度の均一化を行うことで、より早く、より小さい温度差を実現することが可能となり、効果を高めることができる。このような効果は、レンズ４をガラスに比べ熱膨張率の高い樹脂製とした場合に特に有効である。樹脂製のレンズであれば、より熱に対して変形余裕の少ないレンズの熱均一化を行い、書き込み位置精度を向上することが可能となる。
【００１６】
前記各実施の形態は好ましい一例を示したにすぎず、実際の実施に際して請求項に記載した技術的事項の範囲内で種々の設計的な変更や修正ができることは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、前記のように光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートパイプ又はヒートプレートが前記レンズの光束の通らない面に接するように配置されているので、レンズの温度上昇による変形を均一化させることができる。請求項２の発明は、ヒートパイプ又はヒートプレートが、レンズの長手方向にわたって配置されているので、前記の効果に加えて、熱膨張しやすい方向に効果的に熱の均一化を図ることができる。
【００１８】
請求項３の発明は、前記のように光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを複数個備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートパイプが前記レンズの光束の通らない面にそれぞれ接するように複数個配置されているとともに、各レンズのヒートパイプ間が熱伝達経路により連結されているので、レンズ間の温度差を少なくして、レンズの温度上昇による変形を均一化させることができる。請求項４の発明は、熱伝達経路が、複数設けられているので、前記の効果に加えて、より早く均一化するとともに、レンズ間の長手方向の温度差を最小限にすることができる。
【００１９】
請求項５の発明は、前記のように光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを複数個備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートプレートが前記レンズの光束の通らない面に接するように少なくとも１個配置されているので、ヒートプレートによって複数個のレンズ間の温度差を少なくして、それぞれのレンズ温度の均一化が可能となり、レンズの温度上昇による変形を均一化させることができる。請求項６の発明は、ヒートプレートが、レンズの光束の通らない面に相対向して配置されているので、前記の効果に加えて、両面から均一化を行うことで、より早く、より小さい温度差を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】実施の形態２を示す斜視図である。
【図３】実施の形態３を示す斜視図である。
【図４】実施の形態４を示す斜視図である。
【図５】実施の形態５を示す斜視図である。
【図６】実施の形態６を示す斜視図である。
【図７】実施の形態７を示す斜視図である。
【図８】従来の画像形成装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　光源　　　　　　　　　　　　　　２　コリメートレンズ
３　ポリゴンミラー　　　　　　　　　４　ｆθレンズ
５　像坦持体（感光体ドラム）　　　　６　シリンダレンズ
７　折り返しミラー　　　　　　　　　８　ミラー
９　同期検知
１１，１３，１４，１６，１７，２１，２２　ヒートパイプ
１８，２３，２４　ヒートパイプ（熱伝達経路）
１２，２６，２７　ヒートプレート

Claims (6)

1. 光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートパイプ又はヒートプレートが前記レンズの光束の通らない面に接するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
2. ヒートパイプ又はヒートプレートが、レンズの長手方向にわたって配置されている請求項１記載の画像形成装置。
3. 光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを複数個備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートパイプが前記レンズの光束の通らない面にそれぞれ接するように複数個配置されているとともに、各レンズのヒートパイプ間が熱伝達経路により連結されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 熱伝達経路が、複数設けられている請求項３記載の画像形成装置。
5. 光源からの光束を所定のビームスポットに形成するレンズを複数個備え、像坦持体に光束を導いて書き込む画像形成装置であって、ヒートプレートが前記レンズの光束の通らない面に接するように少なくとも１個配置されていることを特徴とする画像形成装置。
6. ヒートプレートが、レンズの光束の通らない面に相対向して配置されている請求項５記載の画像形成装置。

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