JP2010048957A - 画像形成装置の光走査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光路ずれを抑えることで、装置の機能低下を防ぐことが可能な画像形成装置の光走査装置を提供する。
【解決手段】この光走査装置1は、ハウジング2と、このハウジング2内に設けられたポリゴンモータ31と、ハウジング2内に設けられ、ポリゴンモータ31の駆動力で回転しながら光を反射するポリゴンミラー3と、ハウジング2内に設けられ、ポリゴンミラー3で反射された光を基板6Cの受光素子61に向けて反射する導光ミラー56と、この導光ミラー56を保持し、ハウジング2の右壁面23に取り付けられるミラー保持部材7Cとを備えている。ハウジング2の右壁面23には、当該ハウジング2の内外を連通する貫通孔23aが設けられている。また、ミラー保持部材7Cは、貫通孔23aを通してハウジング2の外部に露出するフィン72を有している。
【選択図】図4

Description

本発明は、画像形成装置の光走査装置に関する。
従来、プリンタ等の画像形成装置には、感光体ドラム(被走査体)上に静電潜像(画像)を書き込むための光走査装置(LSU:レーザスキャナユニット)が具備されている(特許文献1)。
このような光走査装置は、レーザ光を発射する光源と、この光源から発射されたレーザ光を回転しながら反射するポリゴンミラーと、このポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、ポリゴンミラーで反射されたレーザ光を感光体ドラム上に導くためのレンズやミラーからなる光学系とをハウジング内に備えることにより構成されている。そして、ポリゴンミラーで反射されたレーザ光が、前記光学系によって感光体ドラム上に導かれ、当該感光体ドラム上をその軸方向に走査することによって、感光体ドラム上に画像が書き込まれるようになっている。
また、光走査装置は、感光体ドラム上の画像の書出し位置を制御するための基板を備えている。この基板には、受光素子が取り付けられている。そして、ポリゴンミラーで反射されたレーザ光の一部が導光ミラー(ミラー部材)で反射されて前記受光素子に入射することにより、基板において画像書出し信号が生成され、この信号を基に、感光体ドラム上の画像の書出し位置が決定される。
特開2002−328321号公報
ところで、光走査装置のハウジング内は、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータの熱によって比較的高温になる。このため、ミラーを保持する部材が熱変形した場合、反射光の光路がずれ、当該光走査装置が正常に機能しなくなる虞がある。
例えば、前記導光ミラーを保持する保持部材が熱変形を起こし、導光ミラーでの反射光の光路がずれた場合には、レーザ光が基板の受光素子に正確に入射しなくなり、感光体ドラム上の画像の書出し位置を正確に制御することが困難になる。この結果、画像ずれ等が発生し画像品質が低下する。なお、導光ミラーは、ハウジング内でも比較的高温になりやすい場所に配設されていることが多い。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光路ずれを抑えることで、装置の機能低下を防ぐことが可能な画像形成装置の光走査装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明は、被走査体上を特定の方向に光を走査することで当該被走査体上に画像を形成するための画像形成装置の光走査装置であって、ハウジングと、このハウジング内に設けられたポリゴンモータと、前記ハウジング内に設けられ、前記ポリゴンモータの駆動力で回転しながら光を反射するポリゴンミラーと、前記ハウジング内に設けられ、前記ポリゴンミラーで反射された光を所定の標的物に向けて反射するミラー部材と、このミラー部材を保持し、前記ハウジングの壁面に取り付けられるミラー保持部材とを備え、前記ハウジングの壁面には、当該ハウジングの内外を連通する貫通孔が設けられており、前記ミラー保持部材は、前記貫通孔を通して前記ハウジングの外部に露出する放熱部を有していることを特徴とする画像形成装置の光走査装置を提供するものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載の画像形成装置の光走査装置において、前記ミラー保持部材は、前記ミラー部材を保持するとともに前記貫通孔に嵌入される保持部を有し、前記放熱部は、前記保持部に連設されて、前記保持部の嵌入状態で前記ハウジングの外面から外方に突出するフィンであることを特徴とするものである。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置の光走査装置において、前記標的物は、前記ハウジング内に設けられて、前記被走査体上の画像の書出し位置の制御を行う基板上の受光素子であり、前記ミラー部材は、前記ポリゴンミラーで反射された光を前記受光素子に向けて反射する導光ミラーであることを特徴とするものである。
本発明によれば、ポリゴンモータの発する熱によりハウジング内の温度が上昇し、ミラー部材を保持するミラー保持部材の温度が上昇しても、ハウジング内部よりも低温なハウジング外部に露出する放熱部によって、ミラー保持部材の熱がハウジングの外部に放出されるので、ミラー保持部材の温度が上昇し過ぎるのを抑えることができる。従って、ミラー保持部材の温度上昇による当該ミラー保持部材の熱変形、および、その熱変形に起因するミラー部材の位置ずれを抑えることができるので、ミラー部材で反射された光の光路がずれるのが抑えられる。これにより、反射光が標的物に正確に入射するので、当該光走査装置を正常に機能させることができる。
請求項2の発明によれば、ハウジングの外部に突出するフィンを、ミラー部材を保持する保持部に連設することにより、保持部の熱がフィンに効率良く伝達して当該フィンによってハウジング外部に放射されるので、保持部の熱変形、および、ミラー部材の位置ずれが十分に防がれる。また、単なる凸状の放熱部に比べて表面積の大きいフィンを設けることで、放熱性がより向上する。
請求項3の発明によれば、導光ミラーを保持するミラー保持部材の熱変形、および、その熱変形に起因する導光ミラーの位置ずれを抑えることができるので、導光ミラーで反射された光を受光素子に正確に入射させることができる。これにより、被走査体上の画像の書出し位置の制御を正確に行うことができるようになり、画像ずれの少ない高品質な画像を提供することができるようになる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態によるプリンタの全体構成を示した正面断面図である。また、図2および図3は、プリンタの光走査装置の内部構成を示した図である。また、図4は、光走査装置のハウジングの右側壁に設けられた貫通孔と当該貫通孔に嵌入されるミラー保持部材とを示した斜視図であり、図5〜図7は、ハウジングの右側壁の貫通孔にミラー保持部材を嵌入した状態を示した図である。まず、図1を参照して、本発明の一実施形態によるプリンタ100の全体構成について説明する。
本実施形態のプリンタ100は、図1に示すように、装置本体11内に、画像を形成しその画像を用紙Pに転写する画像形成部12と、用紙Pに転写された画像に定着処理を施す定着部13と、画像形成用の用紙Pを貯留する用紙貯留部14とが設けられるとともに、当該装置本体11の上部に定着処理後の用紙Pを排出するための用紙排出部15が設けられることによって構成されている。
画像形成部12は、用紙貯留部14から給紙された用紙Pにトナー像を形成するものであり、本実施形態では、上流側(図1における左側)から下流側(図1における右側)に向けて、マゼンタ用ユニット12M、シアン用ユニット12C、イエロー用ユニット12Yおよびブラック用ユニット12Kがこの順で配設されている。
そして、各ユニット12M,12C,12Y,12Kでは、感光体ドラム(被走査体)121の周面に沿うように、当該感光体ドラム121の図1における直下位置から時計方向に向けて帯電装置122、現像装置123、1次転写ローラ124およびクリーニング装置125が配設されている。また、帯電装置122のさらに下方位置には、光走査装置(LSU:レーザスキャナユニット)1が配設されている。本実施形態では、2つの光走査装置1が左右に隣接して配設されている。左側の光走査装置1は、マゼンタ用ユニット12Mおよびシアン用ユニット12Cに対応しており、右側の光走査装置1は、イエロー用ユニット12Yおよびブラック用ユニット12Kに対応している。
感光体ドラム121の周面は、静電潜像やトナー像を形成するのに適したアモルファスシリコン層となっている。
帯電装置122は、コロナ放電によって感光体ドラム121の周面に一様な電荷を付与するものである。
光走査装置1は、レーザ光を回転している感光体ドラム121の周面に照射するとともに感光体ドラム121の軸方向に走査し、これによる感光体ドラム121周面の電荷の消去によって当該感光体ドラム121の周面に静電潜像(画像)を書き込むものである。この光走査装置1は、上面開口の箱型のハウジング2と、このハウジング2の上面を覆うとともに、レーザ光を通過させるための開口部を適所に有するカバー体2aとを備えている。光走査装置1については、後記に詳述する。
現像装置123は、感光体ドラム121の周面の静電潜像が形成された部分にトナーを供給することによって、当該周面にトナー像を形成するものである。
また、感光体ドラム121の上方位置には、駆動ローラ126aおよび従動ローラ126b間に張設された転写ベルト126が当該感光体ドラム121に当接するように設けられている。この転写ベルト126は、各感光体ドラム121に対応して設けられた前記1次転写ローラ124によって感光体ドラム121の周面に押し付けられた状態で各感光体ドラム121と同期しながら周回するようになっている。
従って、転写ベルト126が周回することにより、当該転写ベルト126の表面の同一位置に対してマゼンタ用ユニット12M、シアン用ユニット12C、イエロー用ユニット12Yおよびブラック用ユニット12Kによるトナー像の転写が順次重ね塗り状態で行なわれ、これによって転写ベルト126の表面にカラーのトナー像が形成される。この転写ベルト126の表面に形成されたカラーのトナー像が用紙Pに転写されることになる。
クリーニング装置125は、転写処理後の感光体ドラム121の周面に残留しているトナーを取り除いて清浄化するためのものである。このクリーニング装置125によって清浄化された感光体ドラム121の周面は、次の画像形成処理のために再び帯電装置122に向かうことになる。
画像形成部12の右方位置には、上下方向に延びる用紙搬送路111が形成されている。この用紙搬送路111には、適所に搬送ローラ対112が設けられ、用紙貯留部14からの用紙Pがこの搬送ローラ対112の駆動で転写ベルト126に向けて搬送されるようになっている。
また、用紙搬送路111には、駆動ローラ126aとの対向位置に転写ベルト126の表面に当接する2次転写ローラ113が設けられ、用紙搬送路111を搬送中の用紙Pが転写ベルト126と2次転写ローラ113とに押圧挟持されることによって、転写ベルト126上のトナー像が用紙Pに転写されるようになっている。
定着部13は、内部に通電発熱体を備えた加熱ローラ131と、この加熱ローラ131の右方に配置された定着ローラ132と、加熱ローラ131および定着ローラ132間に張設された定着ベルト133と、この定着ベルト133を介して定着ローラ132と対向配置された加圧ローラ134とを備えている。
そして、転写ベルト126と2次転写ローラ113との間のニップ部を通過することにより転写ベルト126のトナー像が転写された状態で定着部13に供給された用紙Pは、加圧ローラ134と定着ベルト133との間を通過しながら定着ベルト133からの熱を得て定着処理が施されるようになっている。
定着処理の完了した用紙Pは、定着部13の上部から延設された排紙搬送路114を通って用紙排出部15の排紙トレイ151に向けて排出されることになる。
用紙貯留部14は、装置本体11の側壁に開閉自在に設けられた手差しトレイ141と、装置本体11内における光走査装置1より下方位置に挿脱可能に装着された用紙トレイ142とを備えて構成されている。
手差しトレイ141は、用紙Pを1枚ずつ手差し操作で画像形成部12に向けて給紙するためのものである。
用紙トレイ142は、複数枚の用紙Pが積層されてなる用紙束P1を貯留可能に構成されている。この用紙トレイ142に貯留された用紙束P1の最上位の用紙Pは、ピックアップローラ143の駆動で用紙搬送路111に向けて繰り出されるようになっている。そして、繰り出された用紙Pは、搬送ローラ対112の駆動で用紙搬送路111を通って画像形成部12に向けて送り込まれる。
次に、図1〜図3を参照して、図1における左側の光走査装置1の要部構成について説明する。なお、右側の光走査装置1は左側の光走査装置1とほぼ同一構成であるのでその詳細な説明を省略する。
光走査装置1は、前述のハウジング2にカバー体2aを取り付けることで略密閉な空間を形成可能となっている。そして、光走査装置1は、図2に示すように、ハウジング2内に、ポリゴンミラー3と、マゼンタ用ユニット12M(図1参照)に対応する発光ダイオード4Mおよび光学系5Mと、シアン用ユニット12C(図1参照)に対応する発光ダイオード4Cおよび光学系5Cとを備えている。
ポリゴンミラー3は、ハウジング2の中央位置に設けられている。このポリゴンミラー3は、図3に示すように、ハウジング2の内底面21に取り付けたポリゴンモータ31の駆動軸32に接続されており、ポリゴンモータ31の駆動力で図2において時計回り方向に回転しながら各発光ダイオード4M,4Cからのレーザ光を反射するように構成されている。
発光ダイオード4Mは、ポリゴンミラー3の左前方位置に当該ポリゴンミラー3に臨む姿勢で設けられている。また、発光ダイオード4Cは、ポリゴンミラー3の右前方位置に当該ポリゴンミラー3に臨む姿勢で設けられている。
また、光学系5Mは、発光ダイオード4Mから発射されてポリゴンミラー3で反射されたレーザ光を、対応するマゼンタ用ユニット12Mの感光体ドラム121の周面に導くためのものであり、ポリゴンミラー3の左方位置に設けられている。また、光学系5Cは、発光ダイオード4Cから発射されてポリゴンミラー3で反射されたレーザ光を、対応するシアン用ユニット12Cの感光体ドラム121の周面に導くためのものであり、ポリゴンミラー3の右方位置に設けられている。
各光学系5M,5Cは、それぞれ、2つのfθレンズ51,52と、3つの反射ミラー53〜55とにより構成されている。
そして、各発光ダイオード4M,4Cから後方に向けて発射されてポリゴンミラー3で反射されたレーザ光は、各光学系5M,5Cの一対のfθレンズ51,52を通過した後、各光学系5M,5Cの3つの反射ミラー53〜55で順次反射され、各ユニット12M,12Cの感光体ドラム121の周面に導かれる(図2、図3中の点線参照)。これにより、各ユニット12M,12Cの感光体ドラム121上に画像が書き込まれる。
また、光走査装置1は、各ユニット12M,12Cの感光体ドラム121上の画像の書込み開始位置、つまり画像の書出し位置を制御するための基板6M,6Cを備えている。基板6Mは、マゼンタ用ユニット12Mに対応しており、ポリゴンミラー3の前方位置に設けられている。基板6Cは、シアン用ユニット12Cに対応しており、ポリゴンミラー3の後方位置に設けられている。
各基板6M,6Cには、それぞれ、受光素子61が設けられている。なお、受光素子61は、本発明の「標的物」に相当する。
また、光走査装置1は、ポリゴンミラー3で反射されたレーザ光の一部を各受光素子61に導くための導光ミラー(ミラー部材)56、反射ミラー57およびレンズ58をそれぞれ備えている。
導光ミラー56は、ポリゴンミラー3で反射されてfθレンズ51,52を通過したレーザ光を反射ミラー57に向けて反射するものである。図2に示すように、マゼンタ用の導光ミラー56は、ハウジング2内の左前方位置に設けられており、シアン用の導光ミラー56は、ハウジング2内の右後方位置に設けられている。
反射ミラー57は、導光ミラー56からの光をレンズ58に向けて反射するものである。
レンズ58は、反射ミラー57からの光を通過させて受光素子61へ導くためのものである。
また、各導光ミラー56は、それぞれ、当該導光ミラー56で反射された光が所定光路を通って受光素子61に正確に入射する姿勢で、ミラー保持部材7M,7Cに保持されている。
ミラー保持部材7Mは、ハウジング2の左壁面22に取り付けられており、ミラー保持部材7Cは、ハウジング2の左壁面23に取り付けられている。
以下、図4〜図7を参照して、ミラー保持部材7Cの構成について説明する。なお、ミラー保持部材7Mは、ミラー保持部材7Cとほぼ同様の構成であるのでその詳細な説明を省略する。
ミラー保持部材7Cは、例えば金属材料や樹脂材料からなり、図4に示すように、導光ミラー56を保持する保持部71と、この保持部71に連設されるフィン(放熱部)72とを有している。
また、本実施形態の光走査装置1では、ハウジング2の右壁面23に、図4に示すように、当該ハウジング2の内外を連通する貫通孔23aが設けられている。ミラー保持部材7Cは、この貫通孔23aに嵌め込まれることでハウジング2に取り付けられている。
保持部71は、図5に示すように、当該保持部71に保持される導光ミラー56がハウジング2内に位置する状態で前記貫通孔23aに嵌入されるものである。
フィン72は、図6および図7に示すように、それぞれが水平方向に拡がるとともに互いに上下に所定間隔を隔てて並ぶ8つの板材から構成されている。このフィン72は、保持部71を貫通孔23aに嵌入した状態では、ハウジング2の右壁面23から右方に突出して当該ハウジング2の外部に露出している。
そして、各発光ダイオード4M,4Cから発射されてポリゴンミラー3で反射されたレーザ光の一部は、各光学系5M,5Cの一対のfθレンズ51,52を通過して反射ミラー53で反射された後、導光ミラー56および反射ミラー57で反射され、レンズ58を通過して各基板6M,6Cの受光素子61に入射する(図2、図3中の一点鎖線参照)。これにより、各基板6M,6Cにおいて画像書出し信号が生成され、この信号を基に、感光体ドラム121上の画像の書出し位置が決定される。
ところで、光走査装置100では、ポリゴンモータ31の駆動による発熱によりハウジング2内の温度が上昇する。そして、前記ミラー保持部材7C(7M)の設置箇所は、ハウジング2内でも比較的高温になりやすい場所である。このことから、ミラー保持部材7C(7M)の保持部71の温度が上昇し過ぎた場合、当該ミラー保持部材7C(7M)の温度上昇に起因して保持部71の熱変形、および、導光ミラー56の位置ずれが発生することがある。
しかし、本実施形態では、ミラー保持部材7C(7M)にハウジング2の外部に露出するフィン72を設けたため、フィン72による空冷放熱作用によって、ミラー保持部材7C(7M)の温度が上昇し過ぎるのが抑えられる。従って、導光ミラー56の位置ずれ、および、その位置ずれに起因する反射光の光路ずれ(図3中の二点鎖線参照)が抑えられる。
本実施形態の光走査装置1によれば、ポリゴンモータ31の発する熱によりハウジング2内の温度が上昇(約45℃)し、導光ミラー56を保持するミラー保持部材7Cの温度が上昇しても、ハウジング2内部よりも低温なハウジング2外部に露出するフィン72によって、ミラー保持部材7Cの熱がハウジング2の外部に放出されるので、ミラー保持部材7Cの温度が上昇し過ぎるのを抑えることができる。従って、ミラー保持部材7Cの温度上昇による当該ミラー保持部材7Cの熱変形、および、その熱変形に起因する導光ミラー56の位置ずれを抑えることができるので、導光ミラー56で反射された光の光路がずれるのが抑えられる。これにより、反射光が基板6Cの受光素子61に正確に入射するので、当該光走査装置1を正常に機能させることができる。
また、本実施形態の光走査装置1によれば、ハウジング2の外部に突出するフィン72を、導光ミラー56を保持する保持部71に連設することにより、保持部71の熱がフィン72に効率良く伝達して当該フィン72によってハウジング2外部に放射されるので、保持部71の熱変形、および、導光ミラー56の位置ずれが十分に防がれる。また、単なる凸状の放熱部に比べて表面積の大きいフィン72を設けることで、放熱性がより向上する。
また、本実施形態の光走査装置1によれば、導光ミラー56を保持するミラー保持部材7Cの熱変形、および、その熱変形に起因する導光ミラー56の位置ずれを抑えることができるので、導光ミラー56で反射された光を受光素子61に正確に入射させることができる。これにより、感光体ドラム121上の画像の書出し位置の制御を正確に行うことができるようになり、画像ずれの少ない高品質な画像を提供することができるようになる。
なお、本実施形態においては、本発明を画像形成装置としてのプリンタ100に適用する例について示したが、これに限らず、複写機やファクシミリ装置にも本発明を適用可能である。
また、本実施形態では、本発明を、光走査装置1の導光ミラー56を保持するミラー保持部材7C(7M)に適用したが、これに限らず、他のミラーを保持する保持部材にも適用可能である。例えば、ポリゴンミラー3で反射された光を感光体ドラム121に導くための反射ミラーを保持する保持部材に本発明を適用した場合、反射光が感光体ドラム121上を正確に走査するようになるので、画像ずれ等の少ない高品質の画像を提供することができる。
また、本実施形態では、導光ミラー56を保持する保持部71にフィン72を連設してなるミラー保持部材7C(7M)について示したが、これに限らず、従来からのミラーを保持する部材に、放熱部としてのフィン72を別途取り付ける構成であってもよい。
また、本実施形態では、フィン72によって空冷放熱する例について示したが、フィン以外の形状の放熱部によって放熱する構成であってもよい。また、単にミラー保持部材7C(7M)の一部をハウジング2の外部に露出させて放熱作用を得る構成であってもよい。
本発明の一実施形態によるプリンタの全体構成を示した正面断面図である。 プリンタの光走査装置の内部構成を示した平面図である。 図2中のIII−III線に沿った断面図である。 光走査装置のハウジングの右側壁に設けられた貫通孔と当該貫通孔に嵌入されるミラー保持部材とを示した斜視図である。 ハウジングの右側壁の貫通孔にミラー保持部材を嵌入した状態を示した斜視図である。 ハウジングの右側壁の貫通孔にミラー保持部材を嵌入した状態を図5とは異なる角度から見た斜視図である。 ハウジングの右側壁の貫通孔にミラー保持部材を嵌入した状態を示した断面図である。
符号の説明
1 光走査装置
2 ハウジング
3 ポリゴンミラー
6M,6C 基板
7M,7C ミラー保持部材
22 左側壁
23 右側壁
23a 貫通孔
31 ポリゴンモータ
56 導光ミラー(ミラー部材)
61 受光素子(標的物)
71 保持部
72 フィン(放熱部)
100 プリンタ(画像形成装置)
121 感光体ドラム(被走査体)

Claims (3)

  1. 被走査体上を特定の方向に光を走査することで当該被走査体上に画像を形成するための画像形成装置の光走査装置であって、
    ハウジングと、このハウジング内に設けられたポリゴンモータと、前記ハウジング内に設けられ、前記ポリゴンモータの駆動力で回転しながら光を反射するポリゴンミラーと、前記ハウジング内に設けられ、前記ポリゴンミラーで反射された光を所定の標的物に向けて反射するミラー部材と、このミラー部材を保持し、前記ハウジングの壁面に取り付けられるミラー保持部材とを備え、
    前記ハウジングの壁面には、当該ハウジングの内外を連通する貫通孔が設けられており、
    前記ミラー保持部材は、前記貫通孔を通して前記ハウジングの外部に露出する放熱部を有していることを特徴とする画像形成装置の光走査装置。
  2. 前記ミラー保持部材は、前記ミラー部材を保持するとともに前記貫通孔に嵌入される保持部を有し、
    前記放熱部は、前記保持部に連設されて、前記保持部の嵌入状態で前記ハウジングの外面から外方に突出するフィンであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置の光走査装置。
  3. 前記標的物は、前記ハウジング内に設けられて、前記被走査体上の画像の書出し位置の制御を行う基板上の受光素子であり、
    前記ミラー部材は、前記ポリゴンミラーで反射された光を前記受光素子に向けて反射する導光ミラーであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置の光走査装置。
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