JP2006201530A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光走査装置の冷却効率を改善できる画像形成装置の提供。
【解決手段】 光源、前記光源から出射される光ビームを偏向する偏向走査手段、および前記偏向し走査手段で偏向した光ビームを感光体状に結像させ、走査する結像光学系を備える光走査装置と、空気流が一方向に流通するとともに、前記光走査装置を覆うダクトとを有する画像形成装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置にかかり、特に、光走査装置を有する画像形成装置において、前記光走査装置を効果的に冷却できる画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、ポリゴンミラーを用いて光ビームを偏向させて、感光体表面を走査して潜像を形成し、これをトナーで現像して形成されたトナー画像を記録用紙などの記録媒体に転写、定着させて画像を形成している。

しかしながら、前記画像形成装置においては、ポリゴンミラーの駆動回路やポリゴンミラーを支持する軸受などから発生する熱によって、前記光走査装置の筐体である光学箱そのものや、前記光学箱内部の光学部品の温度が上昇し、その結果、光学箱が熱変形したり、光学系の結像性能が変化して得られる画像の画質が劣化したり、ポリゴンミラーの軸受の寿命が短くなったりするという問題があった。

そこで、光走査装置に冷却手段を設けることが従来から提案されてきた。

このようなものとしては、たとえば光走査装置の光学箱を挟んで上ダクトと下ダクトとを配置し、上下に空気流路を形成して光走査装置を冷却するものなどがある（特許文献１）。
特開２００２−３１８５２２号公報

しかしながら、特許文献１にあるように、空気流路を光走査装置の上下に設けただけでは、光走査装置の側面は空気流に接触しないから、充分な冷却効果が得られないことがある。

ここで、光走査装置の冷却の必要性は、画像形成装置の高速化に伴い、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータをより高速回させることにより生じるのであるが、より高速で回転するポリゴンモータを使用すると、ポリゴンミラーがより高速回転する結果、ポリゴンミラーの風切り音も増大し、光走査装置から放射される騒音が大きくなるという問題も同時に発生する場合がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、光走査装置の冷却効率を改善できると共に、光走査装置に起因する騒音が機外に漏れるのを低減できる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、光源、前記光源から出射される光ビームを偏向する偏向走査手段、および前記偏向し走査手段で偏向した光ビームを感光体状に結像させ、走査する結像光学系を備える光走査装置と、空気流が一方向に流れるとともに、前記光走査装置を覆うダクトとを有することを特徴とする画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、ダクト内を流れる空気流は、光走査装置の上面と下面と側面等、光走査装置のほぼ全表面に接触するから、冷却効率が良くなる。

また、ポリゴンミラーのような偏向走査手段から発する風切り音は、前記ダクトによって遮蔽されるので、機外に漏れる騒音が減少する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記偏向走査手段がポリゴンミラーである画像形成装置に関する。

前述のように、ポリゴンミラーの回転速度が増大すると、それに伴って風切り音も増大するが、前記画像形成装置においては、ポリゴンミラーから発する風切り音は筐体やダクトで遮蔽され、機外に漏れることが極めて少ない。

したがって、前記画像形成装置は、ポリゴンミラーを高速回転させているにも係らず、騒音が極めて小さい。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記ダクトが、空気流入口、空気流出口、および空気流路内の少なくとも１箇所にファンを備えてなるとともに、ダクト内の空気流を前記光走査装置に導く整流板を有する画像形成装置に関する。

前記ダクトは、空気流入口、空気流出口、および空気流路内の少なくとも１箇所にファンを備えているから、前記画像形成装置においては、前記ダクトに空気を送るブロワなどが不要になり、構成が簡略化される。また、前記ダクトに設けられた整流板によって前記ダクト内を流通する空気流は光走査装置に効率的に導かれるから、前記光走査装置は効率的に冷却される。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記ダクトの空気流入口および空気流出口の少なくとも一方が前記画像形成装置の後背側に設けられてなる画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、ダクト内を通過した空気流が画像形成装置の後背側に排出されることにより、ダクトによる騒音低減効果が高まる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記ダクトの内面および外面の少なくとも一方を吸音材で被覆してなる画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、光走査装置からの騒音は、ダクトに設けられた吸音材で吸収されるから、機外に漏れる騒音は更に少ない。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置において、ダクト内を流れる空気流が、前記光走査装置において光ビームが出射される走査光出射部に回り込まないように前記ダクトが構成されてなる画像形成装置に関する。

前記画像形成装置においては、画像形成装置内部に浮遊している粉塵がダクトに流れ込んだ場合においても、粉塵が走査光出射部に吹き付けられることがないから、ダクトを流れる空気流によって走査光出射部が汚染されることがない。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記ダクトの空気流出口が前記画像形成装置本体の排気口近傍に設けられてなる画像形成装置に関する。

ダクトから排出される空気流は、光走査装置からの熱で温まっているが、前記画像形成装置においては、ダクト内を通過した空気流は、画像形成装置本体の排気口から外部に排出される。

したがって、排気口の設計さえ適切であれば、ダクトから排出された空気が画像形成装置の他の部位に回り込み、その部位の昇温を助長するようなことはない。

以上説明したように、本発明によれば、光走査装置の冷却効率を改善できると共に、光走査装置に起因する騒音が機外に漏れるのを低減できる画像形成装置が提供される。

１．実施形態１
本発明の画像形成装置の一例について以下に説明する。

実施形態１に係る画像形成装置１００は、図１および図２に示すように、光走査装置１１と、光走査装置１１からの光ビームで露光される感光ドラム９を備え、トナー画像を形成する露光現像部１０と、現像露光部１３で形成されたトナー画像を記録用紙に転写する転写部（図示せず。）と、前記転写部で記録用紙に転写されたトナー画像を定着させる定着部１２と、光走査装置１１を覆うダクト１４と、ダクト１４、露光現像部１０、および定着部１２を所定の位置関係が保持されるように支持する支持枠３０とを備える。

ダクト１４は、図１、図２、および図４に示すように、空気が流入する空気流入口１８と、本発明の空気流出口に相当し、内部の空気が排出される排気路１９とを備える。排気路１９は、支持枠３０に設けられた排気口３２の内側に開口するように配設されている。

空気流入口１８には、ダクト１４内部に空気を送り込む押込みファン１５が設けられている。一方、支持枠３０の排気口３２には、吸出しファン１３が取り付けられている。押込みファン１５および吸出しファン１３は、本発明におけるファンに相当する。

ダクト１４の内部には、押込みファン１５から送り込まれた空気を、光走査装置１１の表面に満遍なく流すための整流板１６、整流板１７、および整流板２０が設けられている。

また、ダクト１４の内壁には吸音材２３が貼り付けられている。

更に、ダクト１４においては、図１、図２、および図４に示すように空気流入口１８を上方に向ける代りに、図５に示すように画像形成装置１００の後背部に向けてもよい。

光走査装置１１は、図２および図３に示すようにレーザ光を出射するレーザダイオードおよび前記レーザダイオードを駆動する周辺回路からなるレーザ光源１と、レーザ光源の光軸上に配設され、レーザ光源１から出射されたレーザ光を収束させて光ビームとするコリメータレンズ２、スリット３、およびシリンダレンズ４と、レーザ光源１から出射されたレーザ光をコリメータレンズ２、スリット３、およびシリンダレンズ４で収束させた光ビームを偏向走査するポリゴンミラー５と、結像光学系を構成するとともに、ポリゴンミラー５で偏向された光ビームを感光ドラム９の表面に結像させる第１ｆ−θレンズ６および第２ｆ−θレンズ７と、第１ｆ−θレンズ６および第２ｆ−θレンズ７を通過した光ビームが出射するウィンドウガラス８とを備える。

光走査装置１１は、また、レーザ光源１とコリメータレンズ２とスリット３とシリンダレンズ４とポリゴンミラー５と第１ｆ−θレンズ６と第２ｆ−θレンズ７とを収容するとともに上方が開口した光学箱１１Ａと、光学箱１１Ａの上方開口部を覆蓋するカバー１１Ｂとを有する。光学箱１１Ａとカバー１１Ｂとによって光走査装置１１の筐体１１Ｃが形成される。また、光学箱１１Ａには、第１ｆ−θレンズ６と第２ｆ−θレンズ７とを通過した光ビームが出射する光ビーム出射開口部１１Ｄが設けられ、光ビーム出射開口部１１Ｄにウィンドウガラス８が嵌装されている。

なお、ダクト１４における光ビーム出射開口部１１Ｄに相対する部分には光ビームを出射させるための開口部が設けられているとともに、内壁面には、ダクト１４内部を流れる空気流が光ビーム出射開口部１１Ｄに回り込まないようにするためのリブ２１が設けられている。リブ２１は、ダクト１４の内側壁面における光ビーム出射開口部１１Ｄに相対する部分から光学箱１１Ａ（筐体１１Ｃ）に向って突出するとともに、厚さ方向に延在するリブである。また、リブ２１に加えて、ダクト１４の天井板および底板に対して平行なリブを設け、光ビーム出射開口部１１Ｄがリブによってロの字型に囲まれるようにしてもよい。

なお、前記箇所にリブ２１を設ける代りに、ダクト１４の内壁面と光走査装置１１における光ビーム出射開口部１１Ｄとの間にシール材を挟んでもよい。

以下、画像形成装置１００の作用について説明する。

光走査装置１１においては、レーザ光源１から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２、スリット３、およびシリンダレンズ４によって収束されて光ビームになり、この光ビームは、ポリゴンミラー５が回転することによって偏向、走査される。

ポリゴンミラー５で偏向走査された光ビームは、第１ｆ−θレンズ６および第２ｆ−θレンズを通過して、ウィンドウガラス８から出射され、感光ドラム９の表面に結像される。

感光ドラム９は、光走査装置１１からの光ビームで走査されることにより、露光され、表面に潜像が形成される。形成された潜像はトナーにより現像されてトナー画像が形成され、前記トナー画像は転写部において記録用紙に転写される。前記転写部で記録用紙に転写されたトナー画像は、定着部１２で加熱、定着される。

ここで、ダクト４においては、押込みファン１５からダクト１４内部に空気が送り込まれている。送りこまれた空気は、整流板１６、整流板１７、整流板２０に案内されて光学箱１１Ａおよびカバー１１Ｂに沿って流れる。光走査装置１１の内部においては、高速で回転するポリゴンミラー５の軸受やポリゴンミラー５を回転駆動するポリゴンモータおよびその駆動回路などから熱が発生するが、これらの熱は、ダクト１４内を、光学箱１１Ａおよびカバー１１Ｂに沿って流れる空気流によって持ち去られ、光走査装置１１は冷却される。

光走査装置１１を冷却した空気流は、排気路１９に向って流れ、吸出しファン１３によって機外に排出される。ここで、吸出しファン１３は、排気路１９の直近傍であって、画像形成装置１００の全体の排気口でもある排気口３２の内側に設けられているから、排気路１９から排出された空気は、直ちに吸出しファン１３によって機外に吸い出されてしまい、画像形成装置１００の内部に逆流して露光現像部１０や転写部、定着部１２など、画像形成装置１００の他の部位に接触することがないから、ダクト１４を通過した空気によって他の部位の昇温が助長されることがない。

また、前述のように、ダクト１４と光走査装置１１における光ビーム出射開口部１１Ｄとの間には、空気流の回り込みを防止するリブ２１が設けられている。したがって、画像形成装置１００の内部に浮遊している粉塵が押込みファン１５によってダクト１４の内部に流れ込んだ場合においても、光走査装置１１の表面に沿って流れる空気流が光ビーム出射開口部１１Ｄに向って回りこむことがない。したがって、前記粉塵がウィンドウガラスに吹き付けられてウィンドウガラス８が汚れることがない。

更に、光走査装置１１の内部においては、高速回転するポリゴンミラー５から風切り音が発生している。前記風切り音の周波数は、ポリゴンミラー５の面数と回転数とに比例する高周波音なので、画像形成装置１００の外に漏れると耳障りなことがある。

前記風切り音は、筐体１Ｃによって一次的に遮蔽されるが、筐体１１Ｃを完全な密閉形態にすることは困難であるので、前記風切り音の一部は筐体１１Ｃの外部に漏れる。

しかしながら、光走査装置１１は、前述のようにダクト１４の内部に収容され、しかもダクト１４の内側には吸音材２３が貼られているから、光走査装置１１の筐体１１Ｃの外部に漏れ出た風切り音は、ダクト１４によって吸収、遮蔽され、機外には殆ど漏れることがない。

また、排気路１９は、画像形成装置１００の後背部を向いているから、画像形成装置１００の前面に立つ操作者に排気路１９から風切り音が放射されることはない。

更に、図５に示すように、空気流入口１８も画像形成装置１００の後背部に向ければ、空気流入口１８からの風切り音の放射も防止できる。

加えて、光操作装置１１からの風切り音の振動数とダクト１４の共振周波数とが一致し、風切り音によってダクト１４が共振して充分な遮蔽効果が得られない場合には、ダクト１４の外面前面に吸音材を貼れば、前記共振は抑制されるから、充分な遮音効果が得られる。

本発明は、特に、偏向走査手段としてポリゴンミラーを有する光走査装置を備える電子写真式の画像形成装置に特に好適に適用できるが、偏向走査手段ががガルバノミラーのような揺動ミラーである画像形成装置にも適用できる。

図１は、実施形態１に係る画像形成装置における光走査装置、露光現像部、および定着部の構成を示す平面図である。 図２は、実施形態１に係る画像形成装置を図１における平面Ｄ−Ｄで切断した断面を示す断面図である。 図３は、実施形態１に係る画像形成装置の備える光走査装置において、カバーを取り除いたところを示す平面図である。 図４は、実施形態１に係る画像形成装置の備える光走査装置を収容するダクトの全体的な構成を示す斜視図である。 図５は、実施形態１に係る画像形成装置においてダクトの空気流入口を前記画像形成装置の後背部に向けた例を示す平面図である。

符号の説明

１ レーザ光源
２ コリメータレンズ
３ スリット
４ シリンダレンズ
５ ポリゴンミラー
６ 第１ｆ−θレンズ
７ 第２ｆ−θレンズ
８ ウィンドウガラス
９ 感光ドラム
１０ 露光現像部
１１ 光走査装置
１１Ａ 光学箱
１１Ｂ カバー
１１Ｃ 筐体
１１Ｄ 光ビーム出射開口部
１２ 定着部
１３ 吸出しファン
１３ 現像露光部
１４ ダクト
１５ 押込みファン
１６ 整流板
１７ 整流板
１８ 空気流入口
１９ 排気路
２０ 整流板
２１ リブ
２３ 吸音材
３０ 支持枠
３２ 排気口
１００ 画像形成装置

Claims (7)

1. 光源、前記光源から出射される光ビームを偏向する偏向走査手段、および前記偏向走査手段で偏向された光ビームを感光体状に結像させる結像光学系を備える光走査装置と、
   空気流が一方向に流れるとともに、前記光走査装置を覆うダクトとを
   有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記偏向走査手段はポリゴンミラーである請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ダクトは、空気流入口、空気流出口、および空気流路内の少なくとも１箇所にファンを備えてなるとともに、ダクト内の空気流を前記光走査装置に導く整流板を有する請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記ダクトの空気流入口および空気流出口の少なくとも一方は、前記画像形成装置の後背側に設けられてなる請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ダクトの内面および外面の少なくとも一方を吸音材で被覆してなる請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記ダクトは、ダクト内を流れる空気流が、前記光走査装置において光ビームが出射される走査光出射部に回り込まないように構成されてなる請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記ダクトの空気流出口は、前記画像形成装置本体の排気口近傍に設けられてなる請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。

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