JP4187672B2 - 光ビーム走査ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源から出射された光ビームを偏向部材及びレンズを含む光学部品を介して所定方向に走査させ、被走査体に照射する光ビーム走査ユニット、及び、光ビーム走査ユニットから画像データに基づいて変調された光ビームを像担持体に照射して電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどの電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置では、帯電手段によって予め帯電された像担持体の表面を画像データに基づいて変調された画像光によって露光走査して像担持体の表面に静電潜像を形成する。像担持体の表面の静電潜像は、現像手段によって現像剤像に顕像化された後に用紙等の記録媒体に転写され、最終的に定着手段により転写された現像剤像が記録媒体に定着される。

このような画像形成装置は、画像光を像担持体の表面に照射する手段として光ビーム走査ユニットを備えている。光ビーム走査ユニットとしては、一般に、画像データによって変調したレーザ光を半導体レーザから照射するレーザビーム方式が、変調速度及び走査速度の高速化に適しているために多用されている。

光ビーム走査ユニットは、半導体レーザ等の光源に加えて、コリメータレンズ、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラー等の光学部品を略密閉状態としたハウジング内に配置し、ガラス板からなる出射窓から光ビームを出射させ、像担持体等の被走査体上を走査する。このような光ビーム走査ユニットにおいて、ハウジング内部と外部との温度差が大きくなると、出射窓を含む光学部品が結露して光学特性が低下する問題がある。即ち、光ビーム走査ユニットが低温環境下に長時間放置された後に環境温度が急速に上昇すると、光ビーム走査ユニットのハウジング内に流入した外気が未だ低温状態の光学部品の表面に接触して急冷され、空気中の水分が光学部品の表面に結露する。

そこで、従来の光ビーム走査ユニットでは、結露防止用のヒータを備え、光ビーム走査ユニットの内部が周囲の温度より低くならないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭６３−１３７２０６号公報

しかしながら、近年、光ビーム走査ユニットのベース部品であるハウジングは、ローコスト化のために、量産性が低い金属ダイカストから量産性に優れた樹脂成形品に変更されており、ハウジングの耐熱性が低下している。このため、光学部品の結露を防止するためのヒータを、ハウジングに直接取り付けることができない。つまり、ハウジングは所定の光学特性が得られるように上述した光学部品を定められた位置に高い精度で固定するとともに、得られた光学特性が長期間にわたって維持されるように光学部品を防護する機能を備えたものであり、結露防止のために高温になるヒータを耐熱性の低い樹脂成形品のハウジングに取り付けた場合、ハウジングが変形して光ビームの光軸のずれや焦点ボケ、ｆθ特性の悪化等を生じて所定の光学特性が得られなくなる問題がある。

また、光学部品を加熱するために専用のヒータをハウジング内の最適な位置に配置しなければならず、ハウジングの大型化やコストの高騰を招く問題がある。

この発明の目的は、ハウジングに専用のヒータを取り付けることなく光学部品の結露を防止することができ、ハウジングの変形による画質の劣化、ハウジングの大型化及びコストの高騰を防止できる光ビーム走査ユニット、及び、光ビーム走査ユニットを備えた画像形成装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えたものである。

（１）光ビームを出射する光源と、モータの駆動力によって回転して前記光ビームを所定の走査方向に偏向させる偏向部材、及び、前記光ビームを被走査体上に結像させるレンズを含む光学部品と、をハウジング内に収納し、ハウジング内部とハウジング外部との温度状態を検出する検出器と、検出器によってハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに前記偏向部材を回転させる結露防止処理を行う駆動制御回路と、を設け、
前記駆動制御回路は、前記結露防止処理時に、前記検出器が検出したハウジング外部の温度とハウジング内部の温度との温度差が大きいほど高速で前記偏向部材を回転させることを特徴とする。

この構成においては、ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに、モータを介して偏向部材が回転駆動され、駆動中のモータが発生する熱によってハウジング内部が加熱される。したがって、ハウジング内部に収納されている光学部品の温度も上昇し、ハウジング内部に流入した外気が光学部品の表面に接触した際にも光学部品の表面に結露を生じることがない。

また、ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに、ハウジング外部の温度とハウジング内部の温度との温度差に応じた速度で偏向部材が回転駆動され、ハウジング外部の温度とハウジング内部の温度との温度差に応じてモータが発生する熱によってハウジング内部が加熱される。したがって、ハウジング内部に収納された光学部品の温度が、外気との接触による表面の結露を防止するために過不足のない温度に上昇する。

（２）前記駆動制御回路が前記結露防止処理を実行している間に、光ビームが被走査体に走査されない範囲で光源を駆動することを特徴とする。

この構成においては、ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに、モータを介して偏向部材が回転駆動されるとともに、被走査体に光ビームが走査されないようにして光源が駆動され、駆動中のモータ及び光源が発生する熱によってハウジング内部が加熱される。したがって、ハウジング内部に収納された光学部品の温度が、外気との接触による表面の結露を防止できる温度に素早く上昇する。また、被走査体が不要な光ビームによって走査されることがない。

（３）光ビームを出射する光源と、モータの駆動力によって回転して前記光ビームを所定の走査方向に偏向させる偏向部材、及び、前記光ビームを像担持体上に結像させるレンズを含む光学部品と、をハウジング内に収納し、ハウジング内部とハウジング外部との温度状態を検出する検出器と、検出器がハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態を検出したときに前記偏向部材を回転させる結露防止処理を行う駆動制御回路と、を設けた光ビーム走査ユニットを備え、
前記検出器がハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態を検出していない画像形成処理時に、前記光源から画像データに基づいて変調して出射された光ビームの走査によって像担持体に形成された静電潜像を顕像化して記録媒体に転写することを特徴とする。

この構成においては、ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに、モータを介して偏向部材が回転駆動され、駆動中のモータが発生する熱によってハウジング内部が加熱される。ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されていない時に、画像データに基づいて変調された光ビームによって電子写真方式の画像形成が行われる。したがって、表面に結露を生じた光学部品を経由した光ビームによって画像形成が行われることがない。

（４）前記検出器は、前記ハウジング内部の温度として光ビーム走査ユニットの近傍の温度を測定し、前記ハウジング外部の温度として装置本体外部の温度を測定することを特徴とする。

この構成においては、画像形成装置本体外部の温度が光ビーム走査ユニットの近傍の温度よりも高い状態が検出されたときにモータを介して偏向部材が回転駆動され、駆動中のモータが発生する熱によってハウジング内部が加熱される。したがって、変動を生じ易い画像形成装置本体外部の温度が画像形成装置本体内部の温度よりも高温になった時点で、光学部品に結露を生じる前に光ビーム走査ユニットのハウジング内部が加熱される。

（５）前記駆動制御回路は、前記結露防止処理時に前記偏向部材を駆動するモータを画像形成処理時の画像形成プロセス速度を含む複数の回転速度の何れかを選択して回転させることを特徴する。

この構成においては、結露防止処理時に画像形成処理時の速度を含む複数の回転速度の何れかで偏向部材を回転駆動する。したがって、結露防止処理時の偏向部材の回転速度制御の一部に、既存の画像形成処理時の制御が使用される。

（６）前記駆動制御回路は、前記検出器がハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態を検出しているときに、画像形成処理時に装置本体に供給するメイン電源と異なる電源を前記偏向部材を駆動するモータに供給することを特徴とする。

この構成においては、結露防止処理時には画像形成処理時に装置本体に供給されるメイン電源と異なる電源によって偏向部材が回転駆動される。したがって、偏向部材を駆動するモータのみに電源が供給される結露防止処理時には、メイン電源よりも消費電力の少ない電源が使用可能になる。

（７）前記駆動制御回路は、画像形成処理の待機時に、画像形成処理時に装置本体に供給するメイン電源と異なる第１のサブ電源を装置本体に供給し、記検出器がハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態を検出しているときに、画像形成処理時に装置本体に供給するメイン電源と異なる第２のサブ電源を前記偏向部材を駆動するモータに供給することを特徴とする。

この構成においては、結露防止処理時には、画像形成処理時に装置本体に供給されるメイン電源、及び、画像形成処理の待機時に装置本体に供給される第１のサブ電源と異なる第２のサブ電源によって偏向部材が回転駆動される。したがって、偏向部材を駆動するモータのみに電源が供給される結露防止処理時には、メイン電源よりも消費電力の少ない電源が使用可能になるとともに、画像形成処理の待機時にはさらに消費電力の少ない電源が使用可能になる。

（８）前記駆動制御回路が前記結露防止処理を実行している間に、画像形成要求があった場合には画像形成処理の実行を禁止することを特徴とする。

この構成においては、結露防止処理の実行中に画像形成処理が実行されることがない。したがって、表面に結露を生じた光学部品を経由した光ビームによって画像形成が行われることがない。

（９）前記駆動制御回路が前記結露防止処理を実行している間に、画像形成要求があった場合には、結露防止処理終了後に、前記偏向部材を駆動するモータの回転速度を画像形成処理時の画像形成プロセス速度に変更することを特徴とする。

この構成においては、結露防止処理の実行中に画像形成要求があると、結露防止処理の終了後に画像形成処理時の回転速度で偏向部材が回転駆動される。したがって、結露防止処理が終了した直後から画像形成処理が実行される。

上記の構成により、この発明によれば以下の効果を奏することができる。

（１）ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに、モータを介して偏向部材を回転駆動し、駆動中のモータが発生する熱によってハウジング内部を加熱することにより、ハウジング内部に収納されている光学部品の温度を上昇させることができる。これによって、光学部品を加熱するためのヒータをハウジングに取り付けることなく、光学部品の表面における結露を確実に防止できる。

（２）ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに、ハウジング外部の温度とハウジング内部の温度との温度差に応じた速度で偏向部材を回転駆動することにより、ハウジング内部に収納された光学部品の温度を、外気との接触による表面の結露を防止するために過不足のない温度に上昇させることができる。これによって、光学部品の温度を最小の電力消費量で素早く上昇させることができる。

（３）ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに、駆動中のモータ及び光源が発生する熱によってハウジング内部を加熱することにより、ハウジング内部に収納された光学部品の温度を、外気との接触による表面の結露を防止できる温度に素早く上昇させることができる。また、被走査体が不要な光ビームによって走査されることを防止できる。

（４）ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態では、駆動中のモータが発生する熱によってハウジング内部を加熱し、ハウジング外部の温度がハウジング内部の温度と同温度以下の状態で、画像データに基づいて変調された光ビームによって電子写真方式の画像形成を行うことにより、表面に結露を生じた光学部品を経由した光ビームによって画像形成を行わないようにし、画像データに忠実に画像形成を行うことができる。

（５）画像形成装置本体外部の温度が光ビーム走査ユニットの近傍の温度よりも高い時に、駆動中のモータが発生する熱によってハウジング内部を加熱することにより、画像形成装置本体外部の温度が画像形成装置本体内部の温度よりも高温になった時点で、光学部品に結露を生じる前に光ビーム走査ユニットのハウジング内部を加熱することができ、光学部品の表面における結露の発生を未然に防止することができる。

（６）結露防止処理時に画像形成処理時の速度を含む複数の回転速度の何れかで偏向部材を回転駆動することにより、結露防止処理時の偏向部材の回転速度制御の一部に、既存の画像形成処理時の制御を使用することができ、結露防止処理を容易に行うことができる。

（７）結露防止処理時には画像形成処理時に装置本体に供給されるメイン電源と異なる電源によって偏向部材を回転駆動することにより、偏向部材を駆動するモータのみに電源が供給される結露防止処理時の電力消費量を低減することができでる。

（８）結露防止処理時には、画像形成処理時に装置本体に供給されるメイン電源、及び、画像形成処理の待機時に装置本体に供給される第１のサブ電源と異なる第２のサブ電源によって偏向部材を回転駆動することにより、結露防止処理時の電力消費量を低減しつつ、画像形成処理の待機時には電力消費量をさらに低減することができる。

（９）結露防止処理の実行中に画像形成処理を実行しないようにし、表面に結露を生じた光学部品を経由した光ビームによって画像形成が行われることによる画質の劣化を防止することができる。

（１０）結露防止処理の実行中に画像形成要求があった場合には、結露防止処理の終了後に画像形成処理時の回転速度で偏向部材を回転駆動することにより、結露防止処理が終了した直後から画像形成処理を開始することができ、装置の稼動効率を向上することができる。

図１は、この発明の実施形態に係る光ビーム走査ユニットを備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１は、原稿読取部１１０、画像形成部２１０及び給紙部２５０からなり、給紙ユニット２７０上に載置されているとともに、一方の側面に後処理装置２６０を装着して構成されている。

画像形成装置１の上面の透明ガラスからなる原稿台１１１上には、自動原稿搬送装置１１２が備えられている。自動原稿搬送装置１１２は、原稿セットトレイ上にセットされた複数枚の原稿を１枚ずつ自動的に原稿台１１１上へ給送する。

原稿読取部１１０は、原稿台１１１の下部に配置され、原稿台１１１上に載置された原稿の画像を走査して読み取る。原稿読取部１１０は、第１の走査ユニット１１３、第２の走査ユニット１１４、光学レンズ１１５及び光電変換素子（以下、ＣＣＤラインセンサという。）１１６を有している。第１の走査ユニット１１３は、原稿の画像面上を露光する露光ランプユニット、及び、原稿からの反射光像を所定の方向に反射させる第１ミラーを搭載している。第２の走査ユニット１１４は、第１ミラーによって反射された原稿の画像面における反射光をＣＣＤラインセンサ１１６に導く第２ミラー及び第３ミラーを搭載している。光学レンズ１１５は、原稿の画像面における反射光をＣＣＤラインセンサ１１６上に結像させる画像読取部１１０は、自動原稿搬送装置１１２との関連した動作により、自動原稿搬送装置１１２が原稿台１１１上に搬送した原稿の画像を順次読み取る。

画像読取部１１０によって読み取られた原稿画像は、後述する画像データ入力部２４及び画像処理部２５を介して画像データとして後述するメモリ２６に一旦記憶される。メモリ２６の画像データは、出力指示に応じて画像形成部２１０に転送される。

画像形成部２１０は、この発明の像担持体（被走査体）である感光体ドラム２２２を矢印方向に回転自在に支持している。感光体ドラム２２２の周囲には、帯電器２２３、現像ユニット２２４、転写器２２５、剥離器２２９及びクリーニングユニット２２６が、感光体ドラム２２２の回転方向に沿ってこの順に配置されている。また、画像形成部２１０には、この発明の光ビーム走査ユニットであるレーザ書込ユニット２２７、定着ユニット２１７及び制御部２２８が備えられている。

帯電器２２３は、感光体ドラム２２２の周面を所定の電位に均一に帯電させる。レーザ書込ユニット２２７は、画像処理部のメモリ２６から転送された画像データ、又は、外部装置から転送された画像データに基づいて変調したレーザ光（この発明の光ビームである。）を、帯電器２２３との対向位置を通過した感光体ドラム２２２の周面に照射する。現像ユニット２２４は、レーザ光の照射によって感光体ドラム２２２の周面に形成された静電潜像をトナー像に顕像化する。転写器２２５は、感光体ドラム２２２の周面に担持されたトナー像を用紙等の記録媒体に転写する。剥離器２２９は、トナー像が転写された記録媒体を除電して感光体ドラム２２２の周面からの剥離性を高める。クリーニングユニット２２６は、転写工程を終了した感光体ドラム２２２の周面に残留しているトナーを回収する。

給紙部２５０は、画像形成部２１０の下方に配設されており、本体の手差トレイ２５４、両面ユニット２５５及び給紙トレイ２５１、並びに、多段給紙部２７０の給紙トレイ２５２及び給紙トレイ２５３を備えている。給紙部２５０は、トレイ２５１〜２５４に収納されている記録媒体を、画像形成部２１０における感光体ドラム２２２と転写器２２５との間に搬送する。画像形成部２１０でトナー像が転写された記録媒体は、定着ユニット２１７において加熱及び加圧され、表面にトナー像が定着される。

給紙部２５０には、定着ユニット２１７と排紙ローラ２１９との間から分岐したスイッチバック搬送路２２１が形成されている。定着ユニット２１７を通過した記録媒体は、必要に応じてスイッチバック搬送路２２１に導かれ、搬送方向の前後端を反転した状態で両面ユニット２５５に収納される。両面ユニット２５５は、記録媒体の表裏両面に画像を形成する際に、第１面に画像が形成された記録媒体をその第２面が感光体ドラム２２２の周面に対向するようにして再度画像形成部２１０内に導く。

排紙ローラ２１９は、画像形成が終了した記録媒体を本体外部に排出する。排紙ローラ２１９によって排出された記録媒体は、ステープル機能等を備えた後処理装置２６０の排紙トレイ２６１上に収納される。

なお、排紙ユニット２５５は、記録媒体を収納する通常の給紙トレイと交換可能にされている。

制御部２２８は、画像形成装置１内の各部を統括して制御する。このため、図３に示すように、制御部２２８には、画像読取部１１０、画像データ入力部２４、画像処理部２５、メモリ２６、操作部２７、レーザ書込ユニット２２７、定着ユニット２１７、転写器２２５、現像ユニット２２４、帯電器２２３、給紙部２５０、機内温度センサ２１、機外温度センサ２２、判定回路部２３及び電源部３０等の入出力機器が接続されている。

操作部２７は、画像形成装置１の上面に配置されており、操作者による入力操作を受け付けるキーや動作状態等を表示するディスプレイを備えている。制御部２２８は、操作部２７における入力操作に基づいて、予め書き込まれたプログラムにしたがって各入出力機器に駆動データ等を出力する。

画像読取部１１０のＣＣＤラインセンサ１１６の出力信号は、画像データ入力部２４においてディジタルデータである画像データに変換され、画像処理部２５で所定の画像処理が施された後に、メモリ２６に格納される。制御部２２８は、所定のタイミングでメモリ２６内の画像データをレーザ書込ユニット２２７の半導体レーザ２に供給する。レーザ書込ユニット２２７において、画像データの供給に先立ってモータ１１の駆動によってポリゴンミラー４が回転を開始しており、制御部２２８はＢＤセンサ１０からのレーザ光の受光信号の入力タイミングから所定時間経過後にメモリ２６内の画像データを１ライン毎に半導体レーザ２に供給する。

制御部２２８は、画像形成処理の動作状態に応じて、定着ユニット２１７における定着ローラの制御温度を設定する。定着ローラの温度は、画像形成処理の待機中及び実行中にはトナーを溶融可能な所定温度に制御され、所定時間継続して画像形成処理が実行されずに省電力モードに移行した場合には所定温度以下の温度に制御される。

画像形成処理時には、制御部２２８は、所定のタイミングで給紙部２５０、帯電器２２３、現像ユニット２２４及び転写器２２５を駆動し、感光体ドラム２２２の周面に形成されたトナー像を給紙部２５０から給紙された記録媒体に転写する。

制御部２２８及び入出力機器に電源を供給する電源部３０は、メイン電源３１に加えて第１サブ電源３２及び第２サブ電源３３を備えている。制御部２２８及び入出力機器は、通常の画像形成処理時には、電源部３０のメイン電源３１から電力供給を受ける。夜間や休日においてファックス装置等の外部装置からの画像データの入力のみを受け付ける待ち受けモードでは、制御部２２８内の通信用基板のみに第１サブ電源３２から電力が供給され、高電圧電源３１を動作させずに電力消費量を低減できるようにしている。

一例として、メイン電源３１は、商用電源がＡＣ１００Ｖである場合には、ＡＣ１００Ｖ、１．５ＫＷの電源であり、ＡＣ１００Ｖと複数のＤＣ電圧とを主に画像形成部に供給している。第１サブ電源３２は、通信基板（例えばＦＡＸボード）に電源を供給するＤＣ１２Ｖ、５Ｗの電源であり、第２サブ電源３３は、ポリゴンモータ１１の起動時の最大電流（例えば、２Ａ）を確保できるＤＣ２４Ｖ、４８Ｗの電源である。

この他、機内温度センサ２１及び機外温度センサ２２による温度検出のためのＤＣ５Ｖ、数Ｗの電源、及び、制御部２２８による結露防止処理のためのＤＣ３．３Ｖ、数Ｗの電源か備えられている。

また、制御部２２８は、この発明の駆動制御回路を含み、後述する結露防止処理により、機内温度センサ２１及び機外温度センサ２２の検出温度に基づいて、モータ１１を駆動する。機内温度センサ２１及び機外温度センサ２２はこの発明の検出器であり、一例として図１に示すように、機内温度センサ２１はレーザ書込ユニット２２７の近傍に配置されており、機外温度センサ２２は画像形成装置１の内部に外気を導入するファン２１１の近傍に配置されている。

図２は、この発明の実施形態に係る光ビーム走査ユニットであるレーザ書込ユニットの構成を示す斜視図である。レーザ書込ユニット２２７は、ハウジング１２内に半導体レーザ２、コリメートレンズ３、ポリゴンミラー４、ｆθレンズ５、ｆθレンズ６、折り返しミラー７、ＢＤ（ビームディテクタ）センサ用ミラー８、ＢＤセンサ用レンズ９及びＢＤセンサ１０を収納している。

半導体レーザ２は、この発明の光源であり、画像データに基づいて変調したレーザ光（この発明の光ビームである。）を出射する。コリメートレンズ３は、この発明のレンズであり、アパーチャ（絞り部材）を含み、半導体レーザ２から出射されたレーザ光を平行光に変換する。ポリゴンミラー４は、ポリゴンモータ１１の駆動によって矢印方向に回転し、レーザ光を所定の主走査方向に等角速度偏向する。

ポリゴンモータ１１は、この発明のモータであり、本体がハウジング１２の底面の下方に位置するようにして（図１参照。）、上部のフランジ部１１ａをハウジング１２の内部に露出させてハウジング１２の孔部１２ａに取り付られている。したがって、ポリゴンモータ１１は、少なくともフランジ部１１ａにおいてハウジング１２と接触している。

ｆθレンズ５及び６は、この発明のレンズであり、ポリゴンミラー４によって等角速度偏向されたレーザ光が感光体ドラム２２２の周面をその回転軸方向（主走査方向）において等速度で走査するように等速度偏向する。折り返しミラー７は、ｆθレンズ５及び６によって等速度偏向されたレーザ光を感光体ドラム２２２の周面に向けて反射する。これによって、感光体ドラム２２２の周面は、画像データによって変調されたレーザ光によって矢印Ｘ方向に走査される。

ＢＤセンサ用ミラー８は、ポリゴンミラー４によって走査されたレーザ光のうち、感光体ドラム２２２の周面に配光されない範囲のレーザ光をＢＤセンサ１０に向けて反射する。ＢＤセンサ用ミラー８によって反射されたレーザ光は、ＢＤセンサ用レンズ９によってＢＤセンサ１０の受光面に結像する。ＢＤセンサ１０は、ポリゴンミラー４によって走査されたレーザ光を主走査方向における所定の基準位置において検出する。ＢＤセンサ１０の検出信号に基づいて、感光体ドラム２２２の周面における１ライン毎の書込タイミングが決定される。

コリメートレンズ３、ポリゴンミラー４、ｆθレンズ５、ｆθレンズ６及び折り返しミラー７がこの発明の光学部品である。

レーザ書込みユニット２２７のベース部材であるハウジング１は、上記の光学部品をモータ１１及び半導体レーザ２等とともに所定の位置に固定的に保持するものであり、高い精度が要求される。そのため、強度と温度に対する寸法変化がなるべく小さな材料によって形成されている。一般的には、量産性をも考慮して樹脂による成型で製作され、４０〜５０％程度ガラスを含有したＰＣ（ポリカーボネート）またはＢＭＣ（（バルク・モールディング・コンパウンド）通称名は繊維強化不飽和ポリエステル樹脂（ＦＲＰ））が使用される。

図４は、上記画像形成装置の制御部の処理手順の一部を示すフローチャートであり、制御部に含まれる駆動制御回路の結露防止処理時の処理手順を示している。制御部２２８は、メイン電源３１がオンされると（Ｓ１）、定着ユニット２１７における定着ローラの温度をトナー溶融可能な温度まで上昇させるウォーミングアップを開始し（Ｓ２）、この間に機内と機外との状態として、機内温度センサ２１及び機外温度センサ２２の検出温度を読み取る（Ｓ３）。制御部２２８は、機内温度センサ２１の検出温度と機外温度センサ２２の検出温度との温度差を算出し、機内温度が機外温度よりも所定温度以上低いか否かの判定を行う（Ｓ４）。

この結果、機内温度が機外温度よりも所定温度以上低く、レーザ書込ユニット２２７内の光学部品の表面に結露を生じる可能性が高い場合には、制御部２２８は、ポリゴンモータ１１を駆動してポリゴンミラー４を回転させる（Ｓ５）。ポリゴンモータ１１は駆動時に発熱するが、ポリゴンモータ１１で発生した熱はフランジ部１１ａからハウジング１２に直接伝導するとともに、レーザ書込ユニット２２７の近傍の空気に伝播する。また、ポリゴンミラー４の回転によってハウジング１２の内部の空気が攪拌され、レーザ書込ユニット２２７の全体の温度を上昇させる。これによって、専用のヒータを用いることなく、レーザ書込ユニット２２７の全体が加熱され、光学部品の表面温度が早期に上昇し、レーザ書込ユニット２２７内に流入した外気との接触によって結露を生じることがない。

制御部２２８は、ポリゴンモータ１１の駆動開始後にも検出温度の読取を繰り返し行い（Ｓ５→Ｓ３）、機内温度が機外温度に充分に近づくとポリゴンモータ１１の回転を停止する（Ｓ４→Ｓ６→Ｓ７）。この後、制御部２２８は、ウォームアップの完了を待って画像形成処理の待機状態に入る（Ｓ８，Ｓ９）。ウォームアップ開始直後から機内温度が機外温度に充分に近い場合や機内温度が機外温度よりも高い場合には、制御部２２８は、ポリゴンモータ１１の回転による結露防止処理を行うことなく、ウォームアップの完了を待って画像形成処理の待機状態に入る（Ｓ４→Ｓ６→Ｓ８，Ｓ９）。

図５は、上記画像形成装置の制御部の別の処理手順を示すフローチャートである。制御部２２８は、夜間や休日等の画像形成処理が実行されることのない状況で、外部装置からの画像データの入力のみを受け付ける待ち受けモードを実行中に所定のタイミングになると（Ｓ１１）、この間に機内と機外との状態として、機内温度センサ２１及び機外温度センサ２２の検出温度を読み取る（Ｓ１２）。制御部２２８は、機内温度センサ２１の検出温度と機外温度センサ２２の検出温度との温度差を算出し、機内温度が機外温度よりも所定温度以上低いか否かの判定を行う（Ｓ１３）。

この結果、機内温度が機外温度よりも所定温度以上低く、レーザ書込ユニット２２７内の光学部品の表面に結露を生じる可能性が高い場合には、制御部２２８は、第２サブ電源３３をオンした後にポリゴンモータ１１を駆動してポリゴンミラー４を回転させる（Ｓ１４，Ｓ１５）。これによって、ポリゴンモータ１１で発生した熱の伝導、及び、ポリゴンミラー４の回転によってレーザ書込ユニット２２７の全体の温度が上昇し、光学部品の表面温度が早期に上昇して光学部品の表面に結露を生じることがない。また、ポリゴンモータ１１が専用の第２サブ電源３３から供給される電源によって駆動されるため、高電圧電源のメイン電源３１を起動させる必要がなく、消費電力量を低減することができる。

制御部２２８は、ポリゴンモータ１１の駆動開始後にも検出温度の読取を繰り返し行い（Ｓ１５→Ｓ１２）、機内温度が機外温度に充分に近づくとポリゴンモータ１１の回転を停止して第２サブ電源３３をオフして待ち受け状態に戻る（Ｓ１３→Ｓ１６→Ｓ１７，Ｓ１８→Ｓ１１）。所定タイミングで検出温度を読み取った結果、機内温度が機外温度に充分に近い場合や機内温度が機外温度よりも高い場合には、制御部２２８は、第２サブ電源３３のオン／オフ、及び、ポリゴンモータ１１の回転による結露防止処理を行うことなく、待ち受けモードに戻る（Ｓ１３→Ｓ１６→Ｓ１１）。

図６は、上記制御部の処理手順の別の例を示すフローチャートである。この例では、制御部２２８は、機内温度センサ２１及び機外温度センサ２２の検出温度を読み取った後（誌２１）、機内温度が機外温度よりも低い状態で両者の温度差が光学部品に結露を発生する可能性のある所定温度差以上である場合に、その温度差が第１温度差以上であるときにはポリゴンモータ１１を第１の速度で回転させ（Ｓ２２，Ｓ２３）、その温度差が第２温度差以上であるときにはポリゴンモータ１１を第２の速度で回転させ（Ｓ２６，Ｓ２７）、その温度差が第２温度差未満であるときにはポリゴンモータ１１を第３の速度で回転させる（Ｓ２６→Ｓ２８）。

制御部２２８は、機内温度と機外温度との温度差が所定温度差以下になると、ポリゴンモータ１１の回転を停止する（Ｓ２４，Ｓ２８，Ｓ３０→Ｓ２５）。上記のＳ２１〜Ｓ３０の処理は、例えば、図４におけるＳ３〜Ｓ７の処理に代えて実行することができる。

一例として、第１の温度差は２０℃、第２の温度差は１０℃、所定温度差は５℃に設定されている。また、第１の速度は約４０，０００ｒｐｍ、第２の速度は約３０，０００ｒｐｍ、第３の速度は１０，０００ｒｐｍであり、第１の速度は画像形成装置１が毎分約７０枚の画像形成を行う場合の第１のプロセス速度に対応する速度であり、第２の速度は画像形成装置１が毎分約５０枚の画像形成を行う場合の第２のプロセス速度に対応する速度である。第３の速度は、画像形成装置１のプロセス速度以下の速度である。

これによって、機内温度と機外温度との温度差に応じた速度でポリゴンモータ１１を回転させ、温度差が大きいときにはポリゴンミラー１１をより高速で回転させて発熱量を大きくし、レーザ書込ユニット２２７の内部温度を外気温度にいち早く近づけて、光学部品の表面における結露の発生を確実に防止することができる。また、複数の回転速度の少なくとも１つの速度を画像形成装置１のプロセス速度に対応した速度とすることにより、結露防止処理時のポリゴンモータ１１の回転速度制御を簡略化することができる。

なお、結露防止処理時のポリゴンモータ１１の回転速度制御を簡略化することはできなくなるが、全ての速度を画像形成装置１のプロセス速度に対応する速度以外の速度に設定してもよい。

また、レーザ書込装置２２７を複数の機種の画像形成装置に汎用できる場合には、ポリゴンモータ１１は全ての機種の画像形成装置のプロセス速度に対応した速度で回転可能にされている。したがって、プロセス速度の比較的低い画像形成装置では、画像形成時のプロセス速度に対応した速度以上の速度でポリゴンミラー１１を回転させることもできる。

さらに、ポリゴンモータ１１を駆動する結露防止処理時に、レーザ光が感光体ドラム２２２の周面を走査しない範囲で半導体レーザ２を駆動し、半導体レーザ２において発生した熱をレーザ書込ユニット２２７の内部の昇温に用いることもできる。この場合には、通常の画像形成処理時にＢＤセンサ１０がレーザ光を受光したタイミングから１ライン分の画像データによって変調されたレーザ光を出射させる所定のタイミングにおいて半導体レーザ１０の駆動を停止し、その他の期間において半導体レーザ１０を駆動する。これによって、画像形成処理に用いないレーザ光が照射されることによる感光体ドラム２２２の疲労を防止できる。

上記の結露防止処理中に、操作部２７におけるキー操作によって、画像形成要求があった場合には、画像形成処理の実行を禁止する。光学部品の表面に結露を生じている状態で、劣悪な画像が形成されることを防止するためである。この場合には、結露防止処理が終了した後に、ポリゴンモータ１１の回転を停止させずに画像形成時のプロセス速度に対応する回転速度に移行することにより、素早く画像形成処理を開始することができる。また、この場合に、実行中の結露防止処理と平行して画像形成装置１のイニシャライズ動作（例えば、画像形成部２１０の前回転動作、画像調整動作、定着ユニット２１７のウォームアップ動作等）を行うようにしてもよい。

この発明の実施形態に係る光ビーム走査ユニットを備えた画像形成装置の構成を示す概略図である。 この発明の実施形態に係る光ビーム走査ユニットであるレーザ書込ユニットの構成を示す斜視図である。 上記画像形成装置の制御部を含むブロック図である。 上記画像形成装置の制御部の処理手順の一部を示すフローチャートであり、制御部に含まれる駆動制御回路の結露防止処理時の処理手順を示している。 上記画像形成装置の制御部の別の処理手順を示すフローチャートである。 上記制御部の処理手順の別の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 半導体レーザ（光源）
３ コリメートレンズ（レンズ、光学部品）
４ ポリゴンミラー（光学部品）
５ ｆθレンズ（レンズ、光学部品）
６ ｆθレンズ（レンズ、光学部品）
７ 折り返しミラー（光学部品）
８ ＢＤセンサ用ミラー（光学部品）
９ ＢＤセンサ用レンズ（光学部品）
１０ ＢＤセンサ（光学部品）
１１ ポリゴンモータ（モータ）
１２ ハウジング
２２７ レーザ書込ユニット（光ビーム走査ユニット）

Claims (9)

1. 光ビームを出射する光源と、モータの駆動力によって回転して前記光ビームを所定の走査方向に偏向させる偏向部材、及び、前記光ビームを被走査体上に結像させるレンズを含む光学部品と、をハウジング内に収納し、ハウジング内部とハウジング外部との温度状態を検出する検出器と、検出器によってハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態が検出されたときに前記偏向部材を回転させる結露防止処理を行う駆動制御回路と、を設け、
   前記駆動制御回路は、前記結露防止処理時に、前記検出器が検出したハウジング外部の温度とハウジング内部の温度との温度差が大きいほど高速で前記偏向部材を回転させることを特徴とする光ビーム走査ユニット。
2. 前記駆動制御回路が前記結露防止処理を実行している間に、光ビームが被走査体に走査されない範囲で光源を駆動することを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の光ビーム走査ユニットを備え、
   前記検出器がハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態を検出していない画像形成処理時に、前記光源から画像データに基づいて変調して出射された光ビームの走査によって像担持体に形成された静電潜像を顕像化して記録媒体に転写することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記検出器は、前記ハウジング内部の温度として光ビーム走査ユニットの近傍の温度を測定し、前記ハウジング外部の温度として装置本体外部の温度を測定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記駆動制御回路は、前記偏向部材を駆動するモータを画像形成処理時の画像形成プロセス速度を含む複数の回転速度の何れかを選択して回転させることを特徴する請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記駆動制御回路は、前記検出器がハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態を検出しているときに、画像形成処理時に装置本体に供給するメイン電源と異なる電源を前記偏向部材を駆動するモータに供給することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記駆動制御回路は、画像形成処理の待機時に、画像形成処理時に装置本体に供給するメイン電源と異なる第１のサブ電源を装置本体に供給し、記検出器がハウジング外部の温度がハウジング内部の温度よりも高い状態を検出しているときに、画像形成処理時に装置本体に供給するメイン電源と異なる第２のサブ電源を前記偏向部材を駆動するモータに供給することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
8. 前記駆動制御回路が前記結露防止処理を実行している間に、画像形成要求があった場合には画像形成処理の実行を禁止することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
9. 前記駆動制御回路が前記結露防止処理を実行している間に、画像形成要求があった場合には、結露防止処理終了後に、前記偏向部材を駆動するモータの回転速度を画像形成処理時の画像形成プロセス速度に変更することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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