JP2004354847A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光走査装置6は、光ビームを発生する光源ユニット52,53,54,55と、この光源ユニット52,53,54,55から発生された光ビームを偏向走査するポリゴンミラー62と、複数の発熱源と、光源ユニット52,53,54,55並びにポリゴンミラー62を収容するとともに、複数の発熱源をポリゴンミラー62の回転軸を中心としてほぼ対称に取り付けられてなる光学ハウジング50とからなる。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の光源から出射される光ビームを、並設された4つの像担持体に照射して潜像の書き込みを行い、各像担持体上に形成された潜像を異なる色の現像剤(例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー)でそれぞれ現像して可視像化した後、転写搬送ベルト等に担持された記録用紙等の転写材を各像担持体の転写部に順次搬送し、各像担持体上に形成された各色の可視像を転写材に重ね合わせて転写した後、転写材上に転写された画像を定着してカラー画像を得るタンデム式のカラー画像形成装置が知られている。このようなタンデム式のカラー画像形成装置において、従来から各像担持体への潜像の書き込みを像担持体毎に個別的に設けた光走査装置により別個に行うものが知られているが、ポリゴンミラーとその駆動用モータからなる光偏向器を用いた光走査装置は比較的高価であり、各像担持体に個別に光走査装置を設けることは部品コストや製造コストの点で問題がある。また、光偏向器を有する光走査装置を像担持体の数に対応して複数設置するためには大きな設置スペースを必要とするため、画像形成装置全体が大型化するという問題もある。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−127497号公報
上記文献には、タンデム式のカラー画像形成装置の低コスト化、小型化を図るために、複数の像担持体へ光書き込みを行う光走査装置として、光偏向器を複数の光源で共通化し、一つの光偏向器で複数の光源からの光ビームを同時に偏向走査して複数の像担持体に照射し光書き込みを行うことが開示されている。
【0004】
このように一つの光偏向器で複数の光源からの光ビームを同時に偏向走査して複数の像担持体に照射し光書き込みを行う光走査装置は、複数の光源ユニットと、一つの光偏向器と、光偏向器を中心にして2方向に対称に配置され光偏向器により偏向走査される複数の光ビームをそれぞれ対応する被走査面上に導き結像する光学系とを備えた構成であり、これらの光学系の部材を一つのハウジングに収納した構成であるので、従来の複数の光書き込み装置を備えた構成と比べて部品点数を削減でき、設置スペースも小さくて済むので、画像形成装置の低コスト化及び小型化を図ることができる。さらに、上記ハウジングやfθレンズを樹脂製とすることにより大幅なコストダウンが見込める。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の光走査装置を備えた画像形成装置において、特に樹脂製のfθレンズ等は温度変動があると熱膨張により光学特性が変化して像面での走査速度が変動し画像の倍率が変化してしまう。そのfθレンズ等の光学素子が温度変化する原因としては、光走査装置内に設けられた発熱要素により、装置内の温度分布が偏る、光走査装置周囲に配置された発熱する画像形成ユニット、例えば定着ユニットの影響により光走査装置内の温度分布が偏る、光偏向器の回転に伴って発生する高温の熱流がfθレンズの一部に当たって温度分布が偏る等が考えられる。よって、これらの原因により光路中にあるfθレンズ等の光学素子の温度が各々変化すると、熱膨張により主走査方向の倍率がそれぞれ異なってしまうため、カラー画像に色ずれが発生するという不具合があった。
【0006】
本発明は、上記した光走査装置内の温度分布の偏りによるカラー画像の色ずれを防止することのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、複数の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容するとともに、前記複数の発熱源を前記光偏向器の回転軸を中心としてほぼ対称に取り付けられてなる筐体とからなることを特徴としている。
【0008】
なお、本発明の光走査装置において、前記発熱源が前記光源を駆動する光源用駆動制御部及び、前記光偏向器を駆動するものであって前記光偏向器とは別体に設けられた光偏向器用駆動制御部であり、この光源用駆動制御部と光偏向器用駆動制御部とが、前記筐体における前記光偏向器の回転軸を中心としてほぼ対称の位置に取り付けられていると、効果的である。
【0009】
また、上記課題を解決するため、本発明の光走査装置は、光ビームを偏向走査する光偏向器と、この光偏向器を収容するとともに、前記光偏向器の回転により発生する気流中、高温の気流が向かう側にヒートシンクを取り付けられてなる筐体とからなることを特徴としている。
【0010】
なお、本発明の光走査装置において、前記ヒートシンクが断熱材を介して前記筐体に取り付けられている効果的である。
さらにまた、上記課題を解決するため、本発明の光走査装置は、光ビームを偏向走査する光偏向器と、この光偏向器を収容するとともに、前記光偏向器の近傍にその光偏向器の回転軸に対して傾いており、且つ、走査する光ビームがなす仮想平面と交わるような案内面を備えた放熱ガイドを取り付けられてなる筐体とからなることを特徴としている。
【0011】
なお、本発明の光走査装置において、前記放熱ガイドが複数のフィンを有すると、効果的である。
さらに、本発明の光走査装置において、前記放熱ガイドの一部が前記筐体を貫通して外部に露出していると、効果的である。
【0012】
さらにまた、本発明の光走査装置において、前記放熱ガイドの筐体外に露出した部分を冷却する冷却手段を設けると、効果的である。
さらにまた、本発明の光走査装置において、前記放熱ガイドが前記筐体よりも熱伝導率の高い材質で形成されていると、効果的である。
【0013】
上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、請求項1ないし9の何れか一項に記載の光走査装置により像担持体に光ビームを照射して潜像を形成することを特徴としている。
【0014】
また、上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容するとともに、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側に対して前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側となる位置に前記第2の発熱源を取り付けられてなる筐体とからなることを特徴としている。
【0015】
なお、本発明の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体に取り付けられた前記第2の発熱源が、前記光偏向器を駆動するものであって前記光偏向器とは別体に設けられた光偏向器用駆動制御部であると、効果的である。
【0016】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体に取り付けられた前記第2の発熱源が、通電により発熱するヒータであると、効果的である。
さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体における、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側と、それと前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側との温度をそれぞれ温度検知手段より検知し、その検知信号により前記ヒータの加熱を制御すると、効果的である。
【0017】
さらにまた、上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、前記光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、前記光走査装置の筐体もしくはその近傍に、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側からそれと前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ通じ、且つ、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される空気を前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ送風するファンを備える流路を設けたことを特徴としている。
【0018】
さらにまた、上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、前記光走査装置の筐体もしくはその近傍に、前記第2の発熱源から前記第1の発熱源により加熱される側と前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ通じ、且つ、前記第2の発熱源により加熱される空気を前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ送風するファンを備える流路を設けたことを特徴としている。
【0019】
なお、本発明の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体における、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側と、それと前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側との温度をそれぞれ温度検知手段より検知し、その検知信号により前記ファンを制御すると、効果的である。
【0020】
さらにまた、上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、前記第2の発熱源が前記光偏向器の回転により発生する気流中、高温の気流が前記第1の発熱源により加熱される側と前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ向かうように前記光偏向器の回転方向と前記第2に発熱源を配置する位置とが設定されていることを特徴としている。
【0021】
なお、請求項10〜18の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記第1の発熱源が加熱定着装置であると、効果的である。
【発明の実施の形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、本発明に係る光走査装置を備えたタンデム式画像形成装置の一例を示す概略説明図である。
【0023】
図1において、4ドラムフルカラーの電子写真方式の画像形成装置であり、装置本体1内には、4個の像担持体ユニットである感光体ユニット2A,2B,2C及び2Dが装置本体1に対してそれぞれ着脱可能に装着されている。この装置本体1内の略中央には、複数のローラに巻き掛けられ、矢示A方向に走行する転写ベルト3が張装されている。この転写ベルト3の上側の面には、4個の感光体ユニット2A,2B,2C,2Dにそれぞれ設けられている感光体ドラム5A〜5Dが接触するように、その感光体ユニット2A〜2Dがそれぞれ配設されている。その感光体ユニット2A〜2Dは、図1で右から左に向けてイエロー色用の感光体ユニット2A、マゼンタ色用の感光体ユニット2B、シアン色用の感光体ユニット2C、ブラック色用の感光体ユニット2Dの順にそれぞれ配置されているが、その配置順はそれ以外であってもよい。
【0024】
感光体ユニット2A〜2Dには、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置10A〜10Dが配設され、この感光体ユニット2A〜2Dの上方には光走査装置6が設けられ、その下方で装置本体1内の下部には上下2段にサイズの異なる転写紙を収納可能な給紙カセット11と12が配設されている。
【0025】
転写ベルト3の転写紙搬送方向下流側には、画像が転写された転写紙の画像を定着する定着装置9が設けられ、定着装置9の転写紙搬送方向下流側には画像形成を終えた転写紙を、排紙ローラ対19を介して排紙トレイ20上に排出するための反転搬送路21が形成されている。
【0026】
感光体ユニット2A〜2Dは、同一の構成をしたユニットであり、感光体ユニット2Aはイエロー色に対応する画像を形成し、感光体ユニット2Bはマゼンタ色に対応する画像を形成し、感光体ユニット2Cはシアン色に対応する画像を形成し、感光体ユニット2Dはブラック色に対応する画像を形成する。そして、この感光体ユニット2A〜2Dには、各感光体ドラム5A〜5Dの表面を帯電する帯電ローラ14A〜14Dがそれぞれ設けられている。
【0027】
画像形成装置は、作像動作を開始させると、各感光体ドラム5A〜5Dが図1で時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体ドラム5A〜5Dの表面が、その感光体ドラム5と各帯電装置の帯電ローラ14A〜14Dとの間に電圧が印加されることにより一様に帯電される。その感光体ユニット2Aの感光体ドラム5Aの帯電面には、光走査装置6によりイエロー色の画像に対応するレーザ光が照射される。また、感光体ユニット2Bの感光体ドラム5Bの帯電面には、光走査装置6によりマゼンタ色の画像に対応するレーザ光が、感光体ユニット2Cの感光体ドラム5Cの帯電面にはシアン色の画像に対応するレーザ光が、さらに感光体ユニット2Dの感光体ドラム5Dの帯電面にはブラック色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、そこに各色に対応した潜像がそれぞれ形成される。形成された各潜像は、感光体ドラム5A〜5Dが回転することにより現像装置10A,10B,10C及び10Dの位置に達すると、そこでイエロー,マゼンタ,シアン及びブラックの各トナーにより現像されて、4色のトナー像となる。
【0028】
一方、給紙カセット11あるいは12のうち、選択された給紙段から転写紙が分離給紙部15あるいは16により給紙され、それが感光体ユニット2Aの直前に設けられているレジストローラ対17により、各感光体ドラム5A〜5D上に形成されているトナー像と一致する正確なタイミングで、それが感光体ユニット2Aの感光体ドラム5Aと転写ベルト3との間に向けて搬送される。その際、転写紙は、転写ベルト3の入口付近に配設している紙吸着ローラ18によりプラスの極性に帯電され、それにより転写ベルト3の表面に静電的に吸着される。そして、転写紙は、転写ベルト3に吸着した状態で、その転写ベルト3の矢示A方向への回動により同方向に搬送されながら、図2で上側の面にイエロー,マゼンタ,シアン及びブラック色の各トナー像が順次転写されていき、感光体ユニット2Dを通過したときには4色重ね合わせのフルカラーのトナー画像が形成される。転写後の転写紙は、定着装置9で熱と加圧力が加えられることによりトナー像が溶融定着され、その後は反転排紙路21を通り、排紙ローラ19を介して装置本体上部の排紙トレイ20に反転排紙される。
【0029】
以後、2枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
図2ないし図4において、光走査装置6は、4つの光源ユニット52,53,54,55と、各光源ユニットからの光ビームL1,L2,L3,L4を対称な2方向に振り分けて偏向走査する光偏向器としてのポリゴンミラー62と、このポリゴンミラー62を中心にして前記2方向に対称に配置されポリゴンミラー62により偏向走査される複数の光ビームL1,L2,L3,L4をそれぞれ対応する感光体ドラム5A〜5Dの被走査面上に導き結像する光学系(結像用レンズ63,64,69,70,71,72、光路折り返し用ミラー65,66,67,68,73,74,75,76,77,78,79,80等の光学部材からなる)を備えており、これらの構成部材が筐体としての平たい箱型をした密閉状の光学ハウジング50内に収められている。
【0030】
光学ハウジング50は、ポリゴンミラー62や光学系が配設される基盤50Aと、基盤50Aの周囲を囲む枠状の側壁50Bとを有すると共に、基盤50Aが側壁50Bの略中央部に設けられて光学ハウジング50を上下に仕切る構造であり、4つの光源ユニット52,53,54,55はハウジング50の側壁50Bに配置され、感光体ドラム5A〜5Dの並設方向と略同方向に並設されている。また、ポリゴンミラー62は光学ハウジング50の基盤50Aの略中央部に配置され、光学系を構成する光学部材(結像用レンズ63,64,69,70,71,72、光路折り返し用ミラー65,66,67,68,73,74,75,76,77,78,79,80等)は基盤50Aの両面(上面側と下面側)に分けて配設されている。また、光学ハウジング50の上部と下部にはカバー87,88が設けられており、下部側のカバー87には光ビームを通過する開口が設けられ、その開口には防塵ガラス83,84,85,86が取り付けられている。
【0031】
このように構成された光走査装置6では、図示しない原稿読み取り装置(スキャナー)あるいは画像データ出力装置(パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ファクシミリの受信部等)から入力される色分解された画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各光源ユニット52,53,54,55内の光源(半導体レーザ(LD))を駆動して光ビームを出射する。各光源ユニット52,53,54,55から出射された光ビームは、面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ56,57,58,59を通り直接またはミラー60,61を介してポリゴンミラー62に至り、ポリゴンモータ62cで等速回転されている2段のポリゴンミラー62a,62bで対称な2方向に偏向走査される。なお、図2の構成ではポリゴンミラーはL2,L3の光ビーム用と、L1,L4の光ビーム用の上下2段に分けた構成となっているが、1つの厚めのポリゴンミラーで偏向走査する構成としてもよい。
【0032】
ポリゴンミラー62のポリゴンミラー62a,62bにより2ビームづつ2方向に偏向走査された光ビームは、例えば上下2層構成のfθレンズ63,64をそれぞれ通過し、第1折り返しミラー65,66,67,68により折り返されて基盤50Aの開口部を通過した後、例えば長尺トロイダルレンズ等からなる第2の結像用レンズ69,70,71,72を通過し、第2折り返しミラー73,75,77,79、第3折り返しミラー74,76,78,80、防塵ガラス83,84,85,86を介して各色用の感光体ドラム5A〜5Dの被走査面上に照射され静電潜像を書き込む。
【0033】
このように構成された光走査装置6において、その光学ハウジング50内には発熱源の一部として光偏向器用駆動制御部や光源用駆動制御部がある。すなわち、光学ハウジング50内には発熱源としてのポリゴンモータ62cの制御基板やLD及びLD制御板を備えた光源ユニット52,53,54,55が取り付けられている。光源ユニット52,53,54,55は、図2において光学ハウジング50の上側に設けられているが、ポリゴンモータ62cの制御基板(図2ないし図4には図示していない。)はポリゴンモータ62cの近傍に配置されている。このため、光学ハウジング50を図2の方向から見渡したとき、光源ユニット52,53,54,55がある上側が温められるのに対し、その反対側である下側はあまり温まらないという現象が発生する。この結果、光学ハウジング50内では図2の上下方向において温度差が生じ、この温度差が光学部材に不均一に熱変形させて書き込み位置のズレ等の画像品質を悪化させる原因になってしまう。
【0034】
かかる不具合は、光学ハウジング50を金属で作ったり、fθレンズ63,64等をガラスで作ったりすることで軽減することができるが、光学ハウジング50やfθレンズ63,64等は量産化、軽量化、低コスト化が見込める樹脂で作ることが有利であり、今後はそれらの部材を樹脂にすることが強まる傾向にある。
【0035】
そこで、本発明は光学ハウジング50やfθレンズ63,64を樹脂で作った場合、より顕著となる上記不具合を解消すべく次の如く構成している。
図5において、ポリゴンモータ62cの制御基板62dをハーネス62eによって該モータと接続してその設置位置をほぼ自由に設定できるように構成する。そして、その制御基板62dをポリゴンモータ62cの回転軸を中心として光源ユニット52,53,54,55と対称の位置に配置させる。すなわち、光源ユニット52,53,54,55が図2と同様に上側の側壁に配置されているならば、ポリゴンモータ62cの制御基板62dを下側の側壁もしくはその近傍に配置して温度の均一化を図る。
【0036】
このように構成することで、光学ハウジング内50は図5の上側が光源ユニット52,53,54,55によって温められても、その下側もポリゴンモータ62cの制御基板62dによって温められるので、内部の温度差が減少して温度分布が均一化される。したがって、光学部材が不均一に熱変形することによる書き込み位置のズレ等が緩和され、画像品質の劣化を防止することができる。
【0037】
また、上記構成の光走査装置6において、図6及び7に示すように、光学ハウジング50の基盤50A上に壁50C,50Dを設けて、該ハウジング内をfθレンズ63,64が配置されている空間とは仕切られた2つの部屋を、ポリゴンミラーを中心として対称の位置に形成する。そして、その部屋の一方にはポリゴンモータ62cの制御基板62dを取り付け、他方には光源ユニット52,53,54,55を取り付けることで、ポリゴンモータ62cの制御基板62dと光源ユニット52,53,54,55とをfθレンズ63,64を配置した空間と別の部屋にすることができる。このように構成すれば、ポリゴンモータ62cの制御基板62dと光源ユニット52,53,54,55の熱が直接fθレンズ63,64に伝わることがなく、これら制御基板62dや光源ユニット52,53,54,55からfθレンズ63,64へ伝わる熱を小さく抑えることができる。このとき、上記壁50C,50Dを光学ハウジング50より熱伝導率の低い材質、プラスチック、木等にすることにより、fθレンズ63,64への熱の伝わりをより効果的に低く抑えることができる。
【0038】
さらにまた、図6に示すように、ファン51A,51Bを設けてポリゴンモータ62cの制御基板62dや光源ユニット52,53,54,55を配置した部屋を冷却することにより、制御基板62dや光源ユニット52,53,54,55を効率良く冷却するだけでなく、壁50C,50Dも冷やし、fθレンズ63,64への熱伝導を防止できる。なお、ファン51A,51Bを設けた場合、壁50C,50Dは熱伝導率の高い材質、アルミ、銅、鉄等の金属にすることが好ましい。
【0039】
ところで、光学ハウジング50内にはポリゴンミラー62a,62bの回転により気流が発生する。また、ポリゴンモータ62cの近傍に制御基板62dを配置した場合、その基板から熱が気流によって運ばれ、例えば図8に示すようなfθレンズ63,64のそれぞれに向かう気流F1,F2が発生する。このとき、fθレンズ63,64において、上流側に制御基板62dがある気流F1は基板がない気流F2より熱気を帯びるため、fθレンズ64の方がfθレンズ63よりも高温になることが避けられない。このため、気流F1,F2により一対のfθレンズ63,64に温度差が発生し、物性変化の不均一によって倍率誤差等が生じてしまい、画像品質が悪化するという問題が発生する。
【0040】
そこで、かかる問題を軽減するため、熱気を帯びた気流F1が向かう側の光学ハウジング50の側壁50Bにヒートシンク90を設け、熱気で温められ側を外部との熱交換によって温度上昇を抑えるように構成している。なお、ヒートシンク90は熱伝導率の高い金属、例えば、銅、アルミ等で作られている。また、ヒートシンク90はヒートパイプのような熱交換器で構成しても良い。
【0041】
さらに、ヒートシンク90は板状に形成され、光学ハウジング50内に配置した場合は一部をハウジング外に露出させる。また、ヒートシンク90を光学ハウジング50内に配置した場合は定着装置等の外部熱源の熱を直接光学ハウジング50に与えることなく、吸熱、放熱を行うことを目的としている。なお、ヒートシンク90はフィン等を設けて表面積を大きくすると、より効果的である。
【0042】
このように構成された光走査装置6は、ポリゴンミラー62の回転により発生する気流F1,F2に温度差が生じていても、高温の気流F1が向かう側にヒートシンク90が設けられているため、高温気流F1による昇温を抑え、ハウジング50内の温度分布の均一化を図ることができる。したがって、fθレンズ63とfθレンズ64の温度差が小さくなり、画質低下を軽減することができる。
【0043】
次に、ポリゴンミラー62の回転により発生する気流の対策として、該気流を拡散させ、fθレンズ63,64へ伝わる熱気を効率的に低減させることができる実施形態を図9及び図10を用いて説明する。
【0044】
図9は光学走査装置6の要部断面図、図10は光学走査装置6の斜視図である。
図9及び図10において、ポリゴンミラー62の近傍にポリゴンミラー62の回転軸Oに対して傾いており、且つ、走査光がなす仮想平面30と交わるような案内面91a,91bを具備した放熱ガイド91A,91Bが光学ハウジング50と一体に設けられている。放熱ガイド91A,91Bは、ポリゴンミラー62の中心軸Oを中心にして、fθレンズ63,64が設けられた方向に対して90°ずれた方向で、ポリゴンミラー62を間にして対向する位置関係をもって配置されている。
【0045】
放熱ガイド91A、91Bは、図9及び図11に示すように、ガイド本体92Aと該本体と一体に設けられた複数のフィン92Bとが設けられ断面三角形に形成された熱伝導率が樹脂のハウジングよりも良い金属部品で構成されている。そして、放熱ガイド91A、91Bは三角形の角部をポリゴンミラー62に向け、その上半身部分が光学ハウジング50内部に、下半身部分が光学ハウジング50の外部にそれぞれ位置させるべく、ハウジング基盤50Aを貫通するように埋設されている。
【0046】
かかる放熱ガイド91A,91Bの配置は、ハウジング50内の案内面91a,91bが、図9に示すように、ポリゴンミラー62の回転軸Oに対して該ミラーから離れるほど上方となるような傾きを持ち、かつハウジングカバー88との間に隙間が形成されている。したがって、放熱ガイド91A,91Bは、その案内面91a,91bが回転軸Oに対して傾いているので、ポリゴンミラーの回転による熱流は、これらの案内面91a,91bに案内されて、カバー88との隙間を通り、光学ハウジング50内に拡散される。さらに、放熱ガイド91A,91Bは、その下半身部分が光学ハウジング50外に位置したヒートシンクとしての構成になっているので、熱交換により光学ハウジング50の温度を下げることができる。なお、本光走査装置6は図8に示すように、光学ハウジング50の外部に突出した放熱ガイド91A,91Bの部分をファンf等で冷却すれば、光学ハウジング50内の温度をより効率よく下げることができる。
【0047】
このように、ポリゴンスミラー62の回転に伴って発生する高温の空気は、放熱ガイド91A,91Bの案内面91a,91bに沿ってポリゴンスミラー62から離間した光学ハウジング50内に流出するので、その分、流出してfθレンズ63,64を加熱していた熱流が減少し、fθ光学素子4、4’の熱変形を画質に影響が出ない程度まで減少させることができる。しかも、放熱ガイド91A,91Bはヒートシンクとして構成されているため、光学ハウジング50の温度を下げ、画像に表れる倍率変動をより低減することができる。
【0048】
ところで、画像形成装置本体内には幾つかの発熱する画像形成ユニットが存在し、その代表的なユニットが定着装置9である。図1に示す画像形成装置では、光学走査装置6の左端側近傍に定着装置9があり、光学走査装置6はその雰囲気温度によって図1の左端側が右端側に比べて温められる。この結果、光学走査装置6内のfθレンズ63,64も、左側のfθレンズ63が右側のfθレンズ64よりも高温になるため、雰囲気温度の影響により一対のfθレンズ63,64に温度差が発生し、倍率誤差等に起因して画像品質が悪化するという問題が発生する。
【0049】
図12から図15は、雰囲気温度に起因する画質低下の問題を軽減もしくは解消することができるそれぞれ異なる実施形態を示している。
図12に示す実施形態では、画像形成装置の装置本体1に設けられた第1の発熱源としての定着装置9により光学走査装置6の左側が右側より温められており、また、光学走査装置6のハウジング50内に設けられたポリゴンモータ62cの制御基板62dを第2の発熱源とする。このポリゴンモータ62cの制御基板62dは、図5に示した実施形態と同様に、ハーネス62eによって該モータと接続されている。そして、そのポリゴンモータ62cの制御基板62dを定着装置9で温められる側とポリゴンミラーを中心として反対側である図12の右側の適宜な位置に配置させている。本例では、制御基板62dを低温である右の側壁50Bに取り付けている。
【0050】
このように構成された光学走査装置6は、一側が第1の発熱源である定着装置9によってその一側が温められても、それとポリゴンミラーを中心として反対側に第2の発熱源である要素であるポリゴンモータ62cの制御基板62dを配置したので、光学ハウジング50が雰囲気温度の影響による温度差が軽減され、光学ハウジング50内のほぼ温度分布が均一化される。したがって、光学走査装置は外部熱の影響が少なくなり、fθレンズ63,64の熱膨張等である物性変化の差が小さくなるので、倍率変動等に起因する画像品質の悪化を抑えることができる。
【0051】
また、図13に示す実施形態では図8で説明したポリゴンミラー62の回転で発生する気流F1,F2中、熱気を帯びた気流F1が定着装置9により温められる側とポリゴンミラーを中心として反対側に流れるように、ポリゴンミラー62の回転方向と制御基板62dを配置位置が設定されている。すなわち、第1の熱源である定着装置9により温められる側とポリゴンミラーを中心として反対側に流れる気流の上流側に第2の熱源である制御基板62dが位置するように設定されている。また、本実施形態において、定着装置9により温められる側に図8と同様にヒートシンク90を配置すれば、定着装置9の熱の影響を緩和することができ、このとき、ヒートシンク90が断熱材90aを介して光学ハウジング50に取り付けるようにすればより効果的となる。さらに、ヒートシンク90は光学ハウジング50内外の何れに設けても良いが、光学ハウジング50の外部発熱源に対しては光学ハウジング50外に設ける方が好ましい。
【0052】
このように構成すれば、光学走査装置6は定着装置9により温められない低温側が熱気の帯びた気流で温められ、光学ハウジング50内の温度分布を均一化することができる。したがって、外部温度の影響が少なくなり、fθレンズ63,64の熱膨張等である物性変化の差が小さくなるので、倍率変動等に起因する画像品質の悪化を抑えることができる。
【0053】
さらに、図14に示す実施形態では光学装置装置が定着装置9により温められて発生する光学ハウジング50内の温度分布の不均一を、積極的に是正しようとするものであり、その温められる側と反対側の側壁50Bに第2の発熱源としてのヒータ95を設けている。さらに、左右のfθレンズ63,64の近傍には温度検知手段としてのサーミスタ96,97を設けてその温度を監視し、定着側の温度とその反対側の温度とが一致するように、図示していない制御部によってヒータ95をオン・オフ制御している。
【0054】
このように構成された画像形成装置は、左右fθレンズ63,64の温度差を確実に無くすことができるので、物性変化が均一になり、色ずれ等がない良好な画像品質を安定して維持することができる。特に、定着装置9による加熱は画像形成装置がオンされて何回か使用されることで徐々に温められるが、ヒータ95を制御すれば、このような緩やかの温度変化にも対応して左右fθレンズ63,64の温度差を無くすことができる。しかも、上記構成によれば、左右fθレンズ63,64の近傍の温度を監視しているので、雰囲気温度だけでなく光学ハウジング50内部発熱源の熱も加わった温度差が発生しても、両fθレンズ63,64の温度を均一にすることができる。さらに、ヒータ95を設けると、光学ハウジング50内に発生する結露の解消にも有効である。
【0055】
上記実施形態は、光学ハウジング50の低温側をヒータ95で積極的に加熱して内部の温度分布を均一化するものであるため、その分、光学走査装置6全体が高温になることが避けられないが、できれば光学走査装置6はその内部温度を低く抑えたい。
【0056】
そこで、図15に示す実施形態では高温となる定着側からその反対側に通ずる空気流路100を形成し、その流路の任意の位置に送風ファン101を設けている。また、この実施形態においてもfθレンズ63,64の近傍に温度検知手段サーミスタ96,97を設けて両者の温度差を監視している。
【0057】
このように構成された画像形成装置では、サーミスタ96,97を検知温度から定着装置9側がその反対側より高温になると、送風ファン101を作動して定着装置9によって温められた空気をその反対側へ送る。このように定着側とその反対側の温度を監視し、ある温度差を生じると送風ファン101を作動することで、光学走査装置6の温度分布を均一化することができる。なお、かかる構成において、空気流路100は光学ハウジング50から離して設けてもよいが、図15に示すようにその側壁に沿って設け、その際、光源ユニット52〜55が設置されている側の反対側と設ける。このように構成すると、図15における上下方向だけでなく左右方向の温度分布も均一化することができる。
【0058】
また、図16は図15に示す実施形態の変形例であって、本例では空気流路100がポリゴンミラー62近傍の熱気を定着装置9に温められる側と反対側に送風するように設けられる。かかる実施形態においてもサーミスタ96,97を用いて温度制御することにより、光学走査装置6の温度分布を均一にすることができる。なお、図13から図16に示す実施形態において、装置本体1に設けられた第1の発熱源を定着装置として説明したが、装置本体1に設けられた第1の発熱源は定着装置に限らず、除湿ヒータ、ドラムヒータ、用紙ヒータであっても良く、さらにはこれら熱源の複合された熱であっても良い。
【0059】
【発明の効果】
請求項1の構成によれば、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、複数の発熱源と、光源並びに光偏向器を収容するとともに、複数の発熱源を光偏向器の回転軸を中心としてほぼ対称に取り付けられてなる筐体とからなるので、光走査装置内の温度分布の偏りによるカラー画像の色ずれを防止することのできる。
【0060】
請求項2の構成によれば、発熱源が光源を駆動する光源用駆動制御部及び、光偏向器を駆動するものであって光偏向器とは別体に設けられた光偏向器用駆動制御部であり、この光源用駆動制御部と光偏向器用駆動制御部とが、筐体における光偏向器の回転軸を中心としてほぼ対称の位置に取り付けられているので、光走査装置のハウジング内の温度分布をほぼ均一にすることができる。
【0061】
請求項3の構成によれば、光ビームを偏向走査する光偏向器と、この光偏向器を収容するとともに、光偏向器の回転により発生する気流中、高温の気流が向かう側にヒートシンクを取り付けられてなる筐体とからなるので、光走査装置内の温度分布の偏りを軽減してカラー画像の色ずれを防止することのできる。
【0062】
請求項4の構成によれば、ヒートシンクが断熱材を介して筐体に取り付けられているので、高温気流による昇温を防止することができる。
請求項5の構成によれば、光ビームを偏向走査する光偏向器と、この光偏向器を収容するとともに、光偏向器の近傍にその光偏向器の回転軸に対して傾いており、且つ、走査する光ビームがなす仮想平面と交わるような案内面を備えた放熱ガイドを取り付けられてなる筐体とからなるので、光走査装置のハウジング内の温度分布をほぼ均一にすることができる。
【0063】
請求項6の構成によれば、放熱ガイドが複数のフィンを有するので、光走査装置内部の熱を効率良く放熱でき、ハウジング内の温度分布を比較的低い温度でほぼ均一にすることができる。
【0064】
請求項7の構成によれば、放熱ガイドの一部が筐体を貫通して外部に露出しているので、光走査装置のハウジング内の温度上昇を抑えることができる。
請求項8の構成によれば、放熱ガイドの筐体外に露出した部分を冷却する冷却手段を設けたので、光走査装置のハウジング内の温度上昇をより効率よく抑えることができる。
【0065】
請求項9の構成によれば、放熱ガイドが筐体よりも熱伝導率の高い材質で形成されているので、放熱効果を高めることができる。
請求項10の構成によれば、請求項1ないし9の何れか一項に記載の光走査装置により像担持体に光ビームを照射して潜像を形成するので、光走査装置内の温度分布の偏りによるカラー画像の色ずれを防止した高品質の画像を提供することができる。
【0066】
請求項11の構成によれば、光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、光源並びに光偏向器を収容するとともに、装置本体の第1の発熱源により加熱される側に対して光偏向器の回転軸を中心として略反対側となる位置に第2の発熱源を取り付けられてなる筐体とからなるので、光走査装置内の温度分布の偏りに軽減し、カラー画像の色ずれを防止することができる。
【0067】
請求項12の構成によれば、光走査装置の筐体に取り付けられた第2の発熱源が、光偏向器を駆動するものであって光偏向器とは別体に設けられた光偏向器用駆動制御部であるので、光走査装置内の温度分布の偏り是正することができる。
【0068】
請求項13の構成によれば、光走査装置の筐体に取り付けられた第2の発熱源が、通電により発熱するヒータであるので、光走査装置内の温度分布の偏りに軽減し、カラー画像の色ずれを防止することができる。
【0069】
請求項14の構成によれば、光走査装置の筐体における、装置本体の第1の発熱源により加熱される側と、それと光偏向器の回転軸を中心として略反対側との温度をそれぞれ温度検知手段より検知し、その検知信号によりヒータの加熱を制御するので、光走査装置内の温度分布の偏りを確実に防止してカラー画像の色ずれを防止することができる。
【0070】
請求項15の構成によれば、光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、光走査装置の筐体もしくはその近傍に、装置本体の第1の発熱源により加熱される側からそれと光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ通じ、且つ、装置本体の第1の発熱源により加熱される空気を光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ送風するファンを備える流路を設けたので、光走査装置内の温度分布の偏りに軽減し、カラー画像の色ずれを防止することができる。
【0071】
請求項16の構成によれば、光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、光走査装置の筐体もしくはその近傍に、第2の発熱源から第1の発熱源により加熱される側と光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ通じ、且つ、第2の発熱源により加熱される空気を光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ送風するファンを備える流路を設けたので、光走査装置内の温度分布の偏りに軽減し、カラー画像の色ずれを防止することができる。
【0072】
請求項17の構成によれば、光走査装置の筐体における、装置本体の第1の発熱源により加熱される側と、それと光偏向器の回転軸を中心として略反対側との温度をそれぞれ温度検知手段より検知し、その検知信号によりファンを制御するので、光走査装置内の温度分布の偏りを確実に防止してカラー画像の色ずれを防止することができる。
【0073】
請求項18の構成によれば、光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、第2の発熱源が光偏向器の回転により発生する気流中、高温の気流が第1の発熱源により加熱される側と光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ向かうように光偏向器の回転方向と第2に発熱源を配置する位置とが設定されているので、光走査装置内の温度分布の偏りに軽減し、カラー画像の色ずれを防止することができる。
【0074】
請求項19の構成によれば、第1の発熱源が加熱定着装置であるので、光走査装置を定着装置の近傍に配置してもその温度による画像品質への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す正面説明図である。
【図2】本発明に係る光走査装置の平面図である。
【図3】本発明に係る光走査装置の断面図である。
【図4】光走査装置の光路を示す説明図である。
【図5】本発明に係る光走査装置の一実施形態を示す平面図である。
【図6】図5の光走査装置の変形例を示す図である。
【図7】図6の光学ハウジングの断面説明図である。
【図8】本発明に係る光走査装置の他の実施形態を示す平面説明図である。
【図9】本発明に係る光走査装置のさらに他の実施形態を示す要部断面図である。
【図10】図9の光学走査装置の斜視図である。
【図11】図9に示す放熱ガイドの斜視図である。
【図12】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す光学走査装置の平面図である。
【図13】本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示す光学走査装置の平面図である。
【図14】本発明に係る画像形成装置のさらに他の実施形態を示す光学走査装置の平面図である。
【図15】本発明に係る画像形成装置のさらに他の実施形態を示す光学走査装置の平面図である。
【図16】図14の画像形成装置の変形例を示す光学走査装置の平面図である。
【符号の説明】
1 装置本体
5A,5B,5C,5D 感光体ドラム
6 光学走査装置
9 定着装置
50 光学ハウジング(筐体)
52,53,54,55 光源ユニット
62 ポリゴンミラー
62d ポリゴンミラーの制御基板
62e ハーネス
63,64 fθレンズ
90 ヒートシンク
91A,91B 放熱ガイド
95 ヒータ
96,97 サーミスタ
100 空気流路
101 送風ファン
Claims (19)
- 光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、複数の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容するとともに、前記複数の発熱源を前記光偏向器の回転軸を中心としてほぼ対称に取り付けられてなる筐体とからなることを特徴とする光走査装置。
- 請求項1に記載の光走査装置において、前記発熱源が前記光源を駆動する光源用駆動制御部及び、前記光偏向器を駆動するものであって前記光偏向器とは別体に設けられた光偏向器用駆動制御部であり、この光源用駆動制御部と光偏向器用駆動制御部とが、前記筐体における前記光偏向器の回転軸を中心としてほぼ対称の位置に取り付けられていることを特徴とする光走査装置。
- 光ビームを偏向走査する光偏向器と、この光偏向器を収容するとともに、前記光偏向器の回転により発生する気流中、高温の気流が向かう側にヒートシンクを取り付けられてなる筐体とからなることを特徴とする光走査装置。
- 請求項3に記載の光走査装置において、前記ヒートシンクが断熱材を介して前記筐体に取り付けられていることを特徴とする光走査装置。
- 光ビームを偏向走査する光偏向器と、この光偏向器を収容するとともに、前記光偏向器の近傍にその光偏向器の回転軸に対して傾いており、且つ、走査する光ビームがなす仮想平面と交わるような案内面を備えた放熱ガイドを取り付けられてなる筐体とからなることを特徴とする光走査装置。
- 請求項5に記載の光走査装置において、前記放熱ガイドが複数のフィンを有することを特徴とする光走査装置。
- 請求項5または6に記載の光走査装置において、前記放熱ガイドの一部が前記筐体を貫通して外部に露出していることを特徴とする光走査装置。
- 請求項7に記載の光走査装置において、前記放熱ガイドの筐体外に露出した部分を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする光走査装置。
- 請求項5ないし8の何れか一項に記載の光走査装置において、前記放熱ガイドが前記筐体よりも熱伝導率の高い材質で形成されていることを特徴とする光走査装置。
- 請求項1ないし9の何れか一項に記載の光走査装置により像担持体に光ビームを照射して潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、
前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容するとともに、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側に対して前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側となる位置に前記第2の発熱源を取り付けられてなる筐体とからなることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11に記載の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体に取り付けられた前記第2の発熱源が、前記光偏向器を駆動するものであって前記光偏向器とは別体に設けられた光偏向器用駆動制御部であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項11に記載の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体に取り付けられた前記第2の発熱源が、通電により発熱するヒータであることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項13に記載の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体における、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側と、それと前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側との温度をそれぞれ温度検知手段より検知し、その検知信号により前記ヒータの加熱を制御することを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、
前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、前記光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、前記光走査装置の筐体もしくはその近傍に、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側からそれと前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ通じ、且つ、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される空気を前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ送風するファンを備える流路を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、
前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、前記光走査装置の筐体もしくはその近傍に、前記第2の発熱源から前記第1の発熱源により加熱される側と前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ通じ、且つ、前記第2の発熱源により加熱される空気を前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ送風するファンを備える流路を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項15または16に記載の画像形成装置において、前記光走査装置の筐体における、前記装置本体の前記第1の発熱源により加熱される側と、それと前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側との温度をそれぞれ温度検知手段より検知し、その検知信号により前記ファンを制御することを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体に光ビームを照射して潜像を形成する光走査装置と、第1の発熱源と、前記光走査装置並びに前記第1の発熱源を収容する装置本体とを有する画像形成装置であって、
前記光走査装置は、光ビームを発生する光源と、この光源から発生された光ビームを偏向走査する光偏向器と、第2の発熱源と、前記光源並びに光偏向器を収容する筐体とを備え、前記第2の発熱源が前記光偏向器の回転により発生する気流中、高温の気流が前記第1の発熱源により加熱される側と前記光偏向器の回転軸を中心として略反対側へ向かうように前記光偏向器の回転方向と前記第2に発熱源を配置する位置とが設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10〜18の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記第1の発熱源が加熱定着装置であることを特徴とする画像形成装置。
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