JP3568399B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査装置、或はこの光走査装置を用いた画像形成装置の改良に関するものであり、具体的には光走査装置を構成するポリゴンミラーの回転数の増大に伴って発生する騒音を防止する為にポリゴンミラー近傍を密閉空間とした場合に、ポリゴンミラー駆動用のモータからの発熱を有効に放熱しながら騒音の拡散を防止することができる光走査装置、及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、普通紙ファクシミリ装置等の電子写真式の画像形成装置に用いられる光走査装置（光書込み装置）としては、多面体のミラー（以後、ポリゴンミラーという）を回転させて光源からのレーザ光を偏向させる光走査方式が広く用いられている。近年、プリント生産性の向上という要求を満たす為にポリゴンミラーの回転数が増加する傾向にあり、これに伴い騒音の増加が問題となっている。
この問題を解決するために、特開平９ −１０５８８１号公報には、ポリゴンミラー近傍を略密閉空間とすることによる防音構造が開示されているが、このような密閉空間内に発熱体であるポリゴンミラーの駆動モータを配置した場合には、駆動モータからの発熱による蓄熱、昇温によってポリゴンミラー周辺の樹脂材料製品（例えば、ｆθレンズ等）が悪影響を受け、走査装置の性能、耐久性に問題が発生する。このため駆動モータからの発熱を外部に放熱する必要があり、特開平９ −１０５８８１号公報においては、光学ハウジング側のカバーから独立した金属製のカバーを用いてポリゴンミラー、及び駆動モータを密閉し、このカバーから放熱を図ることが提案されている。また、この公報記載の技術においては、金属製カバーと光学ハウジング側のカバーとの間の間隙から塵埃が進入することを防止する為のシール部材を配置している。
しかしここに提案されるミラー部、駆動モータ部（以下、併せてポリゴンスキャナ、という）を覆うカバー形状は複雑であり、金属製カバーの製造には鋳造、切削等の加工工程が必須となるためコストの上昇をまぬがれなかった。また上記シール部材についても上記複雑なカバー形状に対応するために形状が複雑化せざるを得ず、シール性を確保するのが困難となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、光走査装置を構成するポリゴンミラーの回転数の増大に伴って駆動モータから発生する騒音を防止、遮音する為にポリゴンミラー近傍を密閉空間とした場合に、ポリゴンミラー駆動用のモータからの発熱を有効に放熱しながら騒音の拡散を防止することができる光走査装置、及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為、請求項１の発明は、光源から出射されたレーザー光を偏向する回転多面鏡を備えたポリゴンスキャナと、該ポリゴンスキャナを支持する光学ハウジングと、ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに立設された側壁と、該側壁の一部を構成し回転多面鏡にて偏向されたレーザー光を側壁外部に透過させる透過型光学素子と、側壁上端縁に固定されることにより側壁内の空間を閉止する板状カバーと、側壁の上端縁と板状カバーとの間に介在して間隙を密封する弾性シール部材とを備えた光走査装置であって、上記弾性シール部材に、板状カバーの一部を露出させるための穴を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記板状カバーは、上記光学ハウジング及び側壁よりも熱伝導率の高い材質であることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２において上記板状カバーが金属製であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２、又は３のいずれか一項に記載の光走査装置を使用することを特徴とする。
【０００５】
即ち、請求項１の発明では、上記不具合を解決するため、ポリゴンスキャナが取り付けられるハウジング部分の周囲に、ポリゴンスキャナ全体を包囲する単純形状の側壁を立設すると共に、当該側壁の上端縁に板状カバーを添設して側壁内の空間を閉止する。更にこの板状カバーの下面に、簡単な抜き型にて作成されるシール部材を添設することにより、ポリゴンスキャナ周囲を略密閉する。このことにより低コストな構成でありながら、従来技術並みの遮音性を得ることができる。
ところが一般に発泡ゴム等で製作されるシール部材は熱伝導が極めて悪いため、板状カバーを介した外部への放熱が行われず、従来技術で得られる放熱性が確保できない。そこで、本発明では、シール部材による気密性、密封性を確保する必要性の高い箇所、即ち、側壁上端縁とシール部材とが接触する部分を除いたシール部材部分を除去して板状カバーを露出せしめ、更にこの板状カバーの材質として金属等の熱伝導率の高いものを用いた。
請求項２及び３の発明では、板状カバーの材質として少なくとも光学ハウジングよりも熱伝導率の高い材質を選定することにより十分な放熱効果を得ることができ、しかも板状カバーのかなりの面積を、ポリゴンスキャナ周辺の高温な空気と接触させることにより、放熱効果を高めることができる。
また、放熱構造が十分でない光走査装置をレーザープリンタ等の画像形成装置に用いた場合には、専用の冷却ファンを設けるなど機器全体のコストを上昇させ、熱による信頼性の低下をまぬがれなかったが、請求項３の発明によれば、ポリゴンスキャナ部の冷却を低コストな構成で行えるので、画像形成装置のコスト増を招くことのない冷却構造を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した形態例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を適用した光走査装置（以下、書込みユニット、という）を使用したレーザープリンタの概略断面図である。書込みユニット１は装置内部に設置され、画像信号に応じて感光体２上にレーザービームを走査し、結像を行っている。感光体２は予め一様に帯電され、この帯電面に対して書込みユニット１から照射されるレーザビームによって感光体２上には静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置２０から供給されるトナーによって現像されてトナー像となり、このトナー像は転写装置２１により転写紙上に転写され、転写を受けた転写紙は定着装置２２に搬送されてトナー像の定着を受けてから機外に排出される。符号２５は転写紙を供給する為の給紙装置である。
その他の部分の詳細な動作、機能に関しては、電子写真装置として広く実用化されているため説明を省略する。
本発明は、この書込みユニット１における遮音構造と、放熱構造を改善することにより、低コストで、遮音性と放熱性を高めた点が特徴的である。
【０００７】
図２は本発明の一形態例の書込みユニットのカバーを外した構成を示す斜視図であり、樹脂製の光学ハウジング３上の所定位置にはポリゴンスキャナ固定ネジ１２によってポリゴンスキャナ４が取り付けられ、ポリゴンスキャナ４の全周を包囲するように光学ハウジング３上には側壁（凸状のリブ）５が一体形成されている。ポリゴンスキャナ４は、ポリゴンミラー（回転多面鏡）４ａと、その駆動モータ４ｂ等を有する。側壁５は、その一部に遮音ガラス板或はレンズ等から成る透過型光学素子６を有する。側壁５の本体は樹脂等から成るが、側壁の一部を除去した開口部に透過型光学素子６を配置することにより、連続した側壁を構成している。後述するように、透過型光学素子６を含む側壁５の上端縁には金属製の板状カバーをかぶせて、側壁５により包囲される空間（ポリゴンスキャナ４を含む）を閉止する。
以上の構成において、図示しないレーザーダイオード（図示せず）から出射されたレーザービームはポリゴンミラー４ａで反射され、図示しない各結像素子を経て感光体２上に結像される。ポリゴンスキャナ４を包囲する側壁５の一部にはレーザービームが通過する開口があり、この開口には遮音ガラス等の透過型光学素子６が貼り付けられている。
【０００８】
図３は図２の書込みユニットにカバーを装着した状態を示す斜視図であり、側壁５の内側に位置するポリゴンスキャナ４の上方にはプレス加工にて成型された鉄板製のカバー７がネジ８を用いて取り付けられている。ポリゴンスキャナ４を除いた光学素子は樹脂製のカバー９にて覆われている。
図４はカバーの底面図、図５はカバーにより閉止された光学ハウジング要部の縦断面図であり、この図に示すように鉄板製のカバー９の下面には発泡ゴム製のシール部材１０が両面テープ等を用いて貼り付けられ、鉄板製のカバー７を取り付ける時には光学ハウジングの側壁５（遮音ガラス６を含む）に押される形で圧縮変形し、ポリゴンスキャナ近傍の密閉性を高めている。またシール部材１０には側壁５、遮音ガラス６の上端縁に接する位置を除いて、穴１１が開けられており、ポリゴンスキャナ近傍の空気とカバー７とが直接接触するように構成されている。
これを更に詳細に説明すると、図４中鎖線で示す部分は、側壁５（遮音ガラス６を含む）の上端縁が接する範囲を示しており、この接触部分を含む所要の範囲をシール部材１０が覆う一方で、この接触部分を外れたカバー底面については穴１１によって露出された状態となっている。シール部材１０が接することにより、カバーの底面と側壁の上端縁との間に気密性が高まる一方で、穴１１を形成してカバー底面を露出させることにより、側壁５により包囲されたポリゴンスキャナ及びその周辺の密封空間の空気が過熱される前に、露出したカバー底面を介して熱を放熱することができる。
【０００９】
以上のように本発明では、光学ハウジングのポリゴンスキャナが取り付けられる部分の周囲に、ポリゴンスキャナ全体を包囲する単純形状の側壁５（透明ガラス板、或はレンズ６を一部に含む）を立設すると共に、当該側壁５の上端縁に板状カバー７を添設して側壁内の空間を閉止する。更にこの板状カバーの下面と側壁上端縁との間に、簡単な抜き型にて作成されるシール部材１０を介在させることによりポリゴンスキャナ周囲を略密閉する。このことにより低コストな構成でありながら、従来技術並みの遮音性を得ることができる。ところが一般に発泡ゴム等で製作されるシール部材１０は熱伝導が極めて悪いため、板状カバー７を介した外部への放熱が行われず、従来技術で得られる放熱性が確保できない。そこで、本発明では、シール部材による気密性、密封性を確保する必要性の高い箇所、即ち、側壁上端縁とシール部材とが接触する部分を除いたシール部材部分を除去して板状カバーを露出せしめ、更にこの板状カバーの材質として金属等の熱伝導率の高いものを用いた。板状カバーの材質として少なくとも光学ハウジングよりも熱伝導率の高い材質を選定することにより十分な放熱効果を得ることができ、しかも板状カバーのかなりの面積を、ポリゴンスキャナ周辺の高温な空気と接触させることにより、放熱効果を高めることができる。
【００１０】
仮に、熱伝導率が高い材質としてカーボングラファイトのように特殊な材質を使用した場合にはコストの上昇をまぬがれないが、通常の金属を用いる限りは、コスト増大を回避しながらも、放熱効率を高めて、ポリゴンスキャナ周辺の過熱によるダメージ発生を回避することができる。
また、放熱構造が十分でない光走査装置をレーザープリンタ等の画像形成装置に用いた場合には、専用の冷却ファンを設けるなど機器全体のコストを上昇させ、熱による信頼性の低下をまぬがれなかったが、本発明によれば、ポリゴンスキャナ部の冷却を低コストな構成で行えるので、画像形成装置のコスト増を招くことのない冷却構造を得ることができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように構成したので、請求項１の光走査装置においては、側壁によりポリゴンスキャナを包囲することにより形成される空間を板状カバーにより閉止すると共に、板状カバー底面に添設する弾性体のシール部材に板状カバーの一部を露出させる穴を設けているので、ポリゴンスキャナ近傍の空気と板状カバーとの接触を確保でき、板状カバーへの伝熱と板状カバーからの放熱によりポリゴンスキャナ近傍を効率よく冷却できる。
請求項２の光走査装置においては、板状カバーは光学ハウジングよりも熱伝導率が高い材質を使用しているため、より有効に請求項１の効果を得ることができる。
請求項３の光走査装置においては、金属製の板状カバーであるため特殊な材質、加工を用いることなく（コストの上昇を伴うことなく）請求項１、２の効果を達成できる。
請求項４の画像形成装置においては、請求項１、２、３記載の光走査装置を使用しているため、光走査装置の冷却が効率的に行え画像形成装置全体のコスト上昇を防止すると共に、熱による信頼性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査装置を適用する画像形成装置の一例の概略構成図。
【図２】本発明の一形態例の光走査装置のカバーを除去した状態を示す斜視図。
【図３】本発明の一形態例の光走査装置のカバーを取り付けた状態を示す斜視図。
【図４】カバーの底面図。
【図５】カバーを取り付けた状態の光走査装置の要部断面図。
【符号の説明】
１ 書込みユニット、２ 感光体、３ 光学ハウジング、４ ポリゴンスキャナ，４ａ ポリゴンミラー（回転多面鏡），４ｂ 駆動モータ、５ 側壁，６ 透過型光学素子、７ 板状カバー、８ ネジ、９ カバー、１０ シール部材、１１ 穴、２０ 現像装置、２１ 転写装置、２５ 給紙装置。

Claims (4)

1. 光源から出射されたレーザー光を偏向する回転多面鏡を備えたポリゴンスキャナと、該ポリゴンスキャナを支持する光学ハウジングと、ポリゴンスキャナを包囲するように光学ハウジングに立設された側壁と、該側壁の一部を構成し回転多面鏡にて偏向されたレーザー光を側壁外部に透過させる透過型光学素子と、側壁上端縁に固定されることにより側壁内の空間を閉止する板状カバーと、側壁の上端縁と板状カバーとの間に介在して間隙を密封する弾性シール部材とを備えた光走査装置であって、
   上記弾性シール部材に、板状カバーの一部を露出させるための穴を設けたことを特徴とする光走査装置。
2. 上記板状カバーは、上記光学ハウジング及び側壁よりも熱伝導率の高い材質であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 上記板状カバーが金属製であることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
4. 請求項１、２、又は３のいずれか一項に記載の光走査装置を使用することを特徴とする画像形成装置。

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