JP6154774B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。
特許文献1に記載された画像形成装置は、4色に対応する4個の感光体ドラムによってシートにカラー画像を形成する。画像形成装置は、光学設計の容易化及びコストの低減を図るため、4個の感光体ドラムに対して2個のレーザースキャニングユニット(LSU)を備える。従って、2個の感光体ドラムに対して1個のLSUが割り当てられる。LSUの各々は、1個のポリゴンミラーと1個のモーターとを備える。LSUの各々は、1個のポリゴンミラーをモーターによって回転させ、2個の感光体ドラム上でレーザー光を走査し、2個の感光体ドラムの各々に静電潜像を形成する。
モーターは、駆動されることによって熱を発生するため、LSUの筐体内部の温度が上昇し、光学部品及び周辺部材が熱変形を起こす可能性がある。従って、4個の感光体ドラムに形成された4個の静電潜像に基づく4色のトナー像がずれて重畳される可能性がある。つまり、画像の色ずれが発生する可能性がある。
特に、1個のポリゴンミラーによって2個の感光体ドラム上で光を走査する場合は、2個の感光体ドラムのうちの一方に対する走査方向と他方に対する走査方向とは逆向きになる。従って、色のずれる方向が逆向きになるため、色のずれる方向が同じ向きである場合と比較して、画像の色ずれが大きくなる。
そこで、LSUは、モーターの上下に冷却路を有し、筐体内部の温度上昇を抑制する。その結果、画像の各色のずれ量を抑制できる。冷却路は、断面視において、モーターの回転軸に対して対称に配置される。
特開2011−137941号公報
しかしながら、筐体内部では、モーターを中心に均一に温度分布が形成されず、モーターの回転方向に依存して温度分布が偏る。冷却路がモーターの回転軸に対して対称に配置される場合、温度分布の偏りを抑制できないため、画像の色ごとのずれ量が不均一になる可能性がある。つまり、画像の色ずれが大きくなる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体内部の温度分布の偏りを抑制できる光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。
本発明の第1の観点に係る光走査装置は、被走査体上で主走査方向に光を走査することによって前記被走査体上に像を形成する。光走査装置は、筐体と、ポリゴンミラーと、モーターとを備える。ポリゴンミラーは、前記筐体に設けられ、入射した光を回転しながら反射する。モーターは、前記筐体に設けられ、前記ポリゴンミラーを回転させる。前記筐体には、前記筐体の内部を冷却する冷却路が形成される。前記冷却路は、前記主走査方向に直交する断面視において、前記モーターの回転軸に対して非対称に配置される。
本発明の第2の観点に係る画像形成装置は、上記第1の観点に係る光走査装置と、画像形成部とを備える。画像形成部は、前記光走査装置によって前記被走査体上に形成された前記像に基づいて、シートに画像を形成する。
本発明によれば、冷却路がモーターの回転軸に対して非対称に配置される。その結果、モーターの回転に起因する筐体内部の温度分布の偏りを抑制できる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るレーザースキャニングユニットの内部構造を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るレーザースキャニングユニットを示す平面図である。 本発明の実施形態に係るレーザースキャニングユニットを示す断面図である。 本発明の実施形態に係るレーザースキャニングユニットの配置を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の内部構造を示す断面図である。画像形成装置100は、本実施形態ではプリンターである。画像形成装置100は、給送部10、搬送部15、画像形成部20、書込み部30、定着部70、及び排出部80を備える。搬送部15は搬送路15A及び逆搬送路15Bを含む。
給送部10は、カセット12を含み、カセット12に収容されたシートを搬送路15Aへ給送する。搬送部15は、搬送路15Aを経由して画像形成部20にシートを搬送する。
画像形成部20は、感光体ドラム21BK(被走査体)、感光体ドラム21Y(被走査体)、感光体ドラム21C(被走査体)、及び感光体ドラム21M(被走査体)、並びにユニット20BK、ユニット20Y、ユニット20C、及びユニット20Mを含む。ユニット20BK〜ユニット20Mの各々は、帯電器、現像器、除電器、及びクリーナーを含む。ユニット20BK〜ユニット20Mの帯電器は、それぞれ、感光体ドラム21BK〜感光体ドラム21Mを帯電状態にする。
書込み部30は、本発明の実施形態に係るレーザースキャニングユニット1A(光走査装置)(以下、「LSU1A」と記載する。)及びレーザースキャニングユニット1B(光走査装置)(以下、「LSU1B」と記載する。)を含む。LSU1Aは感光体ドラム21BK及び感光体ドラム21Yに対応して配置され、LSU1Bは感光体ドラム21C及び感光体ドラム21Mに対応して配置される。
LSU1Aは、帯電状態の感光体ドラム21BK上で主走査方向にレーザー光(光)を走査することによって感光体ドラム21BK上に静電潜像(像)を形成する。LSU1Aは、帯電状態の感光体ドラム21Y上で主走査方向にレーザー光(光)を走査することによって感光体ドラム21Y上に静電潜像(像)を形成する。
LSU1Bは、帯電状態の感光体ドラム21C上で主走査方向にレーザー光(光)を走査することによって感光体ドラム21C上に静電潜像(像)を形成する。LSU1Bは、帯電状態の感光体ドラム21M上で主走査方向にレーザー光(光)を走査することによって感光体ドラム21M上に静電潜像(像)を形成する。
感光体ドラム21BK〜感光体ドラム21Mに対する主走査方向は、それぞれ、感光体ドラム21BK〜感光体ドラム21Mの回転軸に平行である。
ユニット20BK、ユニット20Y、ユニット20C、及びユニット20Mの現像器は、それぞれ、感光体ドラム21BK、感光体ドラム21Y、感光体ドラム21C、及び感光体ドラム21Mの周面に形成された静電潜像を現像して、感光体ドラム21BK、感光体ドラム21Y、感光体ドラム21C、及び感光体ドラム21Mの周面にブラック色、イエロー色、シアン色、及びマゼンダ色のトナー像を形成する。
画像形成部20は一次転写ベルト24及び二次転写ローラー23をさらに含む。一次転写ベルト24には、感光体ドラム21BK〜感光体ドラム21Mに形成されたトナー像が重畳して転写され、カラーの画像が形成される。二次転写ローラー23は、一次転写ベルト24との間にシートを挟み込んで、一次転写ベルト24に形成された画像をシートに転写する。
以上、画像形成部20は、LSU1A及びLSU1Bによって感光体ドラム21BK〜感光体ドラム21M上に形成された静電潜像に基づいて、シートに画像を形成する。
搬送部15は、画像が形成されたシートを搬送路15Aを経由して定着部70に搬送する。定着部70は、シートを加熱及び加圧して、画像をシートに定着させる。搬送部15は、画像が定着されたシートを排出部80に搬送する。排出部80は排出トレイにシートを排出する。
シートの両面に画像を形成する場合は、排出部80は、シートの一方面に画像が形成されたシートを搬送路14Aに戻し、さらに、搬送路15Aの下流端から上流端まで逆搬送路15Bを経由してシートを搬送する。さらに、搬送部15は、搬送路15Aを経由して、画像形成部20にシートを搬送する。画像形成部20は、シートの他方面に画像を形成する。両面に画像が形成されたシートは、搬送路15Aを経由して定着部70及び排出部80に搬送され、排出トレイに排出される。
以下、図1〜図4を参照して、LSU1A及びLSU1Bの詳細を説明する。なお、LSU1Bの構成は、LSU1Aの構成と同じであるため、説明を省略する。つまり、LSU1Bについては、LSU1Aの説明において、LSU1AをLSU1Bと読み替え、感光体ドラム21BKを感光体ドラム21Cと読み替え、感光体ドラム21Yを感光体ドラム21Mと読み替える。
図1に示すように、LSU1Aは、筐体37と、ポリゴンミラー31と、モーター33と、出射光学系35Aと、出射光学系35Bとを備える。ポリゴンミラー31は、筐体37に設けられ、回転しながらレーザー光(光)を反射する。モーター33は、筐体37に設けられ、ポリゴンミラー31を回転させる。
出射光学系35A及び出射光学系35Bは、筐体37に設けられ、それぞれ、ポリゴンミラー31が反射したレーザー光を感光体ドラム21BK及び感光体ドラム21Yに出射する。
図2は、LSU1Aの内部構造を示す平面図である。筐体37はベース部37Mを含む。ベース部37Mの略中央領域には、ポリゴンミラー31及びモーター33が配置される。ポリゴンミラー31を挟むように、2個のfθレンズ47がベース部37Mに配置される。2個のfθレンズ47のうちの一方及び他方は、それぞれ、出射光学系35Aの一部及び出射光学系35Bの一部を構成する。
LSU1Aは、入射光学系39A(第1光学系)及び入射光学系39B(第2光学系)をさらに備える。入射光学系39Aと入射光学系39Bとは、モーター33の回転軸AXに対して対称にベース部37Mに配置される。入射光学系39Aは出射光学系35Aのfθレンズ47に対応して配置され、入射光学系39Bは出射光学系35Bのfθレンズ47に対応して配置される。入射光学系39A及び入射光学系39Bの各々は、ポリゴンミラー31にレーザー光を照射する。
具体的には、入射光学系39A及び入射光学系39Bの各々は、レーザーダイオード41、コリメーターレンズ43、及びシリンドリカルレンズ45を含む。レーザーダイオード41はレーザー光を出射する。コリメーターレンズ43は、レーザーダイオード41が出射したレーザー光を平行光にする。シリンドリカルレンズ45は、コリメーターレンズ43から入射された平行光をポリゴンミラー31上で線状に結像させる。
ポリゴンミラー31は回転方向R1に回転する。具体的には、モーター33は、ポリゴンミラー31の反射面のうち入射光学系39Aのシリンドリカルレンズ45に対向する反射面が最短で入射光学系39Bのシリンドリカルレンズ45に対向するようにポリゴンミラー31を回転させる。
ポリゴンミラー31は、入射光学系39Aから入射されたレーザー光を偏向し、出射光学系35Aのfθレンズ47に出射する。そして、fθレンズ47は、偏向されたレーザー光の感光体ドラム21BK上での走査速度を一定化する。同時に、ポリゴンミラー31は、入射光学系39Bから入射されたレーザー光を偏向し、出射光学系35Bのfθレンズ47に出射する。そして、fθレンズ47は、偏向されたレーザー光の感光体ドラム21Y上での走査速度を一定化する。
ポリゴンミラー31にはモーター33の回転軸AXが固定される。従って、モーター33が回転方向R1に回転すると、ポリゴンミラー31は回転方向R1に回転する。出射光学系35Aのfθレンズ47から出射されたレーザー光の感光体ドラム21BK上での主走査方向は第1方向S1である。一方、出射光学系35Bのfθレンズ47から出射されたレーザー光の感光体ドラム21Y上での主走査方向は第1方向S1と反対の第2方向S2である。なお、第1方向S1及び第2方向S1を総称して主走査方向と記載する。
筐体37の内部の温度分布について説明する。温度分布はモーター33の回転方向に依存する。具体的には、モーター33が回転方向R1に回転する場合、入射光学系39Bの配置される領域の温度は入射光学系39Aの配置される領域の温度よりも高くなる傾向にある。つまり、入射光学系39Bの配置される領域は、ポリゴンミラー31が回転することにより、入射光学系39Aの配置される領域よりも高温になる。
そこで、入射光学系39Aが配置される領域と入射光学系39Bが配置される領域との温度差を抑制するために、図3及び図4に示すように、LSU1Aは、モーター33の回転軸AXに対して非対称に配置される冷却路49Uを有する。つまり、筐体37には、筐体37の内部を冷却する冷却路49Uが形成される。
図3は、LSU1Aを示す平面図である。LSU1Aはファン50をさらに備える。筐体37は上蓋37U(カバー)をさらに含む。上蓋37Uの下面には冷却路49Uが形成される。冷却路49Uは、主走査方向に沿って延びる。ファン50は、冷却路49Uの一方端に対向して配置され、冷却路49Uに空気を送り込む。
冷却路49Uは、入射光学系39Aよりも入射光学系39Bに近い位置に配置される。つまり、冷却路49Uは、温度が高くなり易い領域の近くに配置される。従って、入射光学系39A及び入射光学系39Bが配置される領域の温度分布の偏りを抑制できる。また、冷却路49Uは、筐体37の内部の温度の上昇を抑制する。
図4は、図3のIV−IV線に沿った断面図である。上蓋37Uはベース部37Mを上方から覆う。筐体37は下蓋37Lをさらに含む。下蓋37Lはベース部37Mを下方から覆う。従って、筐体37の内部空間は、少なくとも第1空間59Uと第2空間59Lとに仕切られる。つまり、上蓋37Uは第1空間59Uを覆い、下蓋37Lは第2空間59Lを覆う。
モーター33は、ベース部37Mの上面に固定され、第1空間59Uに配置される。冷却路49Uは、主走査方向に直交する断面視において、モーター33の回転軸AX(軸線61)に対して非対称に配置される。
筐体37には冷却路49Lが形成される。冷却路49Lは、筐体37の内部の温度の上昇を抑制する。冷却路49Lは、ベース部37Mの下面と下蓋37Lとによって形成され、主走査方向に沿って延びる。冷却路49Lは回転軸AX(軸線61)に対して対称に配置される。ファン50(図3参照)は、冷却路49Lに空気を送り込む。冷却路49Uと冷却路49Lとでファン50を共有するため、コストを低減できる。
LSU1Aはヒートシンク57をさらに備える。ヒートシンク57は、冷却路49Lに配置され、モーター33に対向してベース部37Mの下面に固定される。従って、モーター33の冷却効果を向上できる。
なお、モーター33は第1空間59Uに配置されるため、第1空間59Uの温度は第2空間59Lの温度よりも上昇し易い。加えて、入射光学系39A及び入射光学系39B(図2参照)は第1空間59Uに配置される。そこで、入射光学系39A及び入射光学系39Bが配置される領域の温度分布の偏りを効果的に抑制するため、冷却路49U及び冷却路49Lのうち冷却路49Uを入射光学系39Bの近くに配置している。
LSU1Aは透明又は半透明な板状の2個の防塵部材56をさらに備える。防塵部材56は、主走査方向に沿って延びており、上蓋37Uに形成された開口を覆う。防塵部材56は、筐体37の内部に配置された光学部品が粉塵により汚染されることを抑制すると共に、レーザー光の透過を許容する。なお、図3では防塵部材56を省略している。
ベース部37Mの上面には、出射光学系35Aのfθレンズ47及び反射ミラー51と、出射光学系35Bのfθレンズ47及び反射ミラー51とが、回転軸AX(軸線61)に対して対称に配置される。ベース部37Mの下面には、出射光学系35Aの反射ミラー53及び反射ミラー55と、出射光学系35Bの反射ミラー53及び反射ミラー55とが、回転軸AX(軸線61)に対して対称に配置される。なお、図2では反射ミラー51〜反射ミラー55を省略している。
入射光学系39A及び入射光学系39Bは第1空間59Uに配置される。ポリゴンミラー31によって反射された入射光学系39Aからのレーザー光は、出射光学系35Aのfθレンズ47及び反射ミラー51〜反射ミラー55並びに防塵部材56を介して、感光体ドラム21BK(図1参照)に照射される。ポリゴンミラー31によって反射された入射光学系39Bからのレーザー光は、出射光学系35Bのfθレンズ47及び反射ミラー51〜反射ミラー55並びに防塵部材56を介して、感光体ドラム21Yに照射される。
以上、図3及び図4を参照して説明したように、本実施形態によれば、冷却路49Uがモーター33の回転軸AXに対して非対称に配置される。従って、温度が高くなり易い入射光学系39Bの近くに冷却路49Uを配置できる。その結果、モーター33の回転に起因する筐体37の内部の温度分布の偏りを抑制でき、シートに形成される画像の色ごとのずれ量の不均一を抑制できる。加えて、冷却路49U及び冷却路49Lによって、筐体37の内部の温度上昇が抑制されるため、シートに形成される画像の各色のずれ量を低減できる。
また、本実施形態では、図5に示すように、入射光学系39Bは、入射光学系39Aよりも搬送路15Aから離れた位置に配置される。図5はLSU1A及びLSU1Bの配置を示す。シートの両面に画像を形成する場合、定着部70で加熱されたシートは、逆搬送路15Bを経由して、再び搬送路15Aに戻される。つまり、加熱処理を受けて画像が定着されたシートが搬送路15Aを搬送される。従って、比較的温度の高いシートが搬送路15Aを経由する。
搬送路15Aの側方には、LSU1Aが配置され、さらにLSU1Aに並んでLSU1Bが配置される。LSU1A及びLSU1Bの各々において、入射光学系39Bの配置される領域の温度は、モーター33の回転方向R1に依存して、入射光学系39Aの配置される領域の温度よりも高くなる傾向がある。
そこで、LSU1A及びLSU1Bの各々において、入射光学系39Bは、比較的高い温度のシートが通過する搬送路15Aから離れた位置に配置される。従って、入射光学系39A及び入射光学系39Bが配置される領域の温度分布の偏りが抑制される。加えて、冷却路49Uは、入射光学系39Aよりも入射光学系39Bの近くに配置されるため、入射光学系39A及び入射光学系39Bが配置される領域の温度分布の偏りがさらに抑制される。
以上、図面(図1〜図5)を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、下記に示す(1)〜(3))。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(1)本実施形態では、図2に示すように、モーター33は、回転方向R1に回転したが、回転方向R1と反対の回転方向R2に回転してもよい。モーター33が回転方向R2に回転すると、入射光学系39Aが配置される領域の温度が、入射光学系39Bが配置される領域の温度よりも高くなる。そこで、冷却路49Uは、入射光学系39Bよりも入射光学系39Aに近い位置に配置される。つまり、冷却路9Uは、モーター33の回転方向に基づいて定められた位置に配置される。従って、モーター33の回転方向に依存して温度分布の偏りが変化する場合に、冷却路49Uを効果的に配置して、入射光学系39A及び入射光学系39Bが配置される領域の温度分布の偏りを効果的に抑制できる。
(2)冷却路49Uの配置を設定した後に、モーター33の回転方向を設定してもよい。また、モーター33の回転方向を設定した後に、冷却路49Uの配置を設定してもよい。
(3)本実施形態では、画像形成装置100は、プリンターであったが、複写機、ファクシミリ、又は複合機であってもよい。複合機は、複写機、プリンター、及びファクシミリのうち少なくとも2つの機器を備える。
本発明は、光走査装置及び光走査装置を搭載する画像形成装置の分野に利用可能である。
1A レーザースキャニングユニット(光走査装置)
1B レーザースキャニングユニット(光走査装置)
15A 搬送路
15B 逆搬送路
20 画像形成部
21BK 感光体ドラム(被走査体)
21Y 感光体ドラム(被走査体)
21C 感光体ドラム(被走査体)
21M 感光体ドラム(被走査体)
31 ポリゴンミラー
33 モーター
37 筐体
37U 上蓋(カバー)
37M ベース部
37L 下蓋
39A 入射光学系(第1光学系)
39B 入射光学系(第2光学系)
49U 冷却路
59U 第1空間
59L 第2空間
100 画像形成装置
AX 回転軸
R1 回転方向
R2 回転方向
S1 第1方向(主走査方向)
S2 第2方向(主走査方向)

Claims (4)

  1. 被走査体上で主走査方向に光を走査することによって前記被走査体上に像を形成する光走査装置であって、
    筐体と、
    前記筐体に設けられ、入射した光を回転しながら反射するポリゴンミラーと、
    前記筐体に設けられ、前記ポリゴンミラーを回転させるモーターと
    前記ポリゴンミラーに光を照射する第1光学系と、
    前記ポリゴンミラーに光を照射する第2光学系と
    を備え、
    前記筐体には、前記筐体の内部を冷却する冷却路が形成され、
    前記冷却路は、前記主走査方向に直交する断面視において、前記モーターの回転軸に対して非対称に配置されると共に前記モーターの回転方向に基づいて定められた位置に配置され、
    前記第1光学系と前記第2光学系とは前記モーターの前記回転軸に対して対称に配置され、
    前記モーターは、前記ポリゴンミラーの反射面のうち前記第1光学系に対向する反射面が最短で前記第2光学系に対向するように前記ポリゴンミラーを回転させ、
    前記冷却路は、前記第1光学系よりも前記第2光学系に近い位置に配置される、光走査装置。
  2. 前記第2光学系は、前記第1光学系よりもシートの搬送路から離れた位置に配置され、
    加熱処理を受けることによって画像の定着された前記シートが、前記搬送路を搬送される、請求項に記載の光走査装置。
  3. 前記筐体の内部空間は、少なくとも第1空間と第2空間とに仕切られ、
    前記モーターは、前記第1空間に配置され、
    前記筐体は、前記第1空間を覆うカバーを含み、
    前記冷却路は、前記カバーに形成され、前記主走査方向に沿って延びる、請求項1または請求項に記載の光走査装置。
  4. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の光走査装置と、
    前記光走査装置によって前記被走査体上に形成された前記像に基づいて、シートに画像を形成する画像形成部と
    を備える、画像形成装置。
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