(57)【要約】【課題】コストアップを招くことなく安価な構成で冷却効果を高めて高精度な光走査を行うことができる光走査装置を提供すること。【解決手段】ポリゴンモータ２７を保持する樹脂製の光学筐体２５の下面に画像形成装置本体側の板金製の本体筐体１０１の一部を被着して成る光走査装置１３において、前記光学筐体２５内の前記本体筐体１０１との間に密閉された空気層Ｓ１を形成し、該空気層Ｓ１とこれ以外の光学筐体２５内の密閉空間Ｓ２とを連通孔２５ａを介して連通させ、光学筐体２５内の密閉空間Ｓ２内の暖められた空気を前記空気層Ｓ１に導入して冷却する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリゴンモータを保持する樹脂製の光学筐体の下面に画像形成装置本体側の板金製の本体筐体の一部を被着して成る光走査装置において、
前記光学筐体内の前記本体筐体との間に密閉された空気層を形成し、該空気層とこれ以外の光学筐体内の密閉空間とを連通させ、光学筐体内の密閉空間内の暖められた空気を前記空気層に導入して冷却することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記ポリゴンモータ周辺を覆うモータカバーを前記光学筐体に取り付け、該モータカバーと前記本体筐体との間に密閉空間を形成し、該密閉空間と前記空気層とを連通させたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体に静電潜像書き込み用の光を照射して該感光体上に静電潜像を形成するための光走査装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電手段によって一様に帯電された感光体に光走査装置から静電潜像書き込み用の光を照射して該感光体上に静電潜像を形成し、各静電潜像を現像装置によってトナーを用いて現像してトナー像として顕像化することが行われる。
【０００３】
ここで、前記光走査装置は、感光体に対して静電潜像書き込み用の光を出射する走査光学系を備えているが、この走査光学系には、光源からの光ビームを所定のスポットに形成するレンズ、感光体に対して光走査するポリゴンミラーとこれを回転駆動するポリゴンモータ等によって構成されている。
【０００４】
斯かる光走査装置においては、ポリゴンモータやハウジング内の発熱源にて発生する熱によって樹脂製のハウジングやレンズが変形したり、光学素子の位置ずれが発生し、これらに起因して感光体上でのビームスポット位置が変化し、ドット位置ずれが発生したり、特にカラー画像形成装置においては色ずれ等の画像不良が発生する。
【０００５】
そこで、特許文献１には、光学箱の底部に空所を有する突出部を設け、その開口を下蓋によって塞ぐことによって風路を形成し、この風路に冷たい外気を流動させることによってポリゴンモータや駆動用ＩＣの放熱を促進して結像レンズ等の昇温を防ぐ鋼製が提案されている。
【０００６】
特許文献２には、ポリゴンミラーやポリゴンモータ等の回転走査装置を収納する光学筐体の底面に開口部を設けて光学筐体内の空気を循環可能とし、回転走査装置の駆動によって発生した熱を排出することによって回転走査装置の冷却を効率的に行う構成が提案されている。
【０００７】
特許文献３には、光学箱内で暖められた空気を光学箱に形成された冷却空間に連通路を通って出入りさせ、冷却空間内の空気を冷却部の外壁面から外気に放熱することによって冷却し、これによって光学箱内の温度上昇を抑えるようにした光走査装置が提案されている。
【０００８】
特許文献４には、光学筐体の水平壁から半球状に突出したｆθレンズ受け部と偏向器配置部の間に各１個の貫通穴を設けるとともに、貫通穴近傍に配置されたリブとポリゴンモータ下側空間に空気流路を形成し、冷却ファンによって機械全面から後面に向かって冷却風を流すことによってｆθレンズの冷却効果を高める構成が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−０５２２６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１３１６７６号公報
【特許文献３】特開２００５−１４８５９８号公報
【特許文献４】特開２００５−２６２５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の光走査装置においては、光学筐体内を密閉しているために、この密閉された光学筐体内の暖められた空気を積極的に循環させることができず、高い冷却効果を期待することができなかった。
【００１０】
又、発熱体から発生する熱をアルミ板等の放熱板によって放熱する構成が採用されていたため、コストアップを免れないという問題もあった。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コストアップを招くことなく安価な構成で冷却効果を高めて高精度な光走査を行うことができる光走査装置と高質画像を安定的に得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ポリゴンモータを保持する樹脂製の光学筐体の下面に画像形成装置本体側の板金製の本体筐体の一部を被着して成る光走査装置において、前記光学筐体内の前記本体筐体との間に密閉された空気層を形成し、該空気層とこれ以外の光学筐体内の密閉空間とを連通させ、光学筐体内の密閉空間内の暖められた空気を前記空気層に導入して冷却することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ポリゴンモータ周辺を覆うモータカバーを前記光学筐体に取り付け、該モータカバーと前記本体筐体との間に密閉空間を形成し、該密閉空間と前記空気層とを連通させたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１又は２記載の光走査装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、光学筐体内の密閉空間にはポリゴンモータの発熱によって暖められた空気が存在し、光学筐体内に本体筐体との間で形成された空気層には冷たい空気が存在するため、光学筐体内の密閉空間と空気層との間には温度差が生じ、この温度差によって密閉空間と空気層との間に空気の循環が生じる。このため、光学筐体内部の温められた空気が空気層に導入され、この空気が保有する熱が放熱板として機能する本体筐体から放熱され、空気層に導入された空気が冷却される。この結果、光学筐体内が冷却され、樹脂製の光学筐体やレンズの熱変形、光学素子の位置ずれ等が発生することがなく、光学筐体内に本体筐体によって区画される空気層を形成するだけの簡単で安価な構成で高精度な光走査が可能となる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、発熱源であるポリゴンモータの周辺をモータカバーで覆ったため、ポリゴンモータからの熱がモータカバーの断熱作用によってモータカバー内の密閉空間に閉じ込められ、モータカバー外の光学筐体内の空間の温度上昇が防がれる。そして、モータカバー内の密閉空間と空気層とを連通させたため、温度差によってモータカバー内の密閉空間と空気層との間に空気の循環が生じ、モータカバー内の密閉空間において暖められた空気が空気層に導入されて冷却される。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、光走査装置によって高精度な光走査が可能となるため、高質画像を安定的に得ることができる。特に、カラー画像形成装置においては、カラー画像に色ずれが発生することがなく、高品質のカラー画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
［画像形成装置］
先ず、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。
【００２１】
上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。
【００２２】
ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００２３】
更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
【００２４】
又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記二次転写対向ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。
【００２５】
ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。
【００２６】
又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方には本発明に係る光走査装置（レーザースキャナユニット）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＬへと１枚ずつ送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。
【００２７】
又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＬには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＬの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の反転ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。
【００２８】
ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には本発明に係る定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。
【００２９】
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。
【００３０】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、光走査装置１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【００３１】
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。
【００３２】
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
【００３３】
以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。
【００３４】
そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。
【００３５】
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。
【００３６】
［光走査装置］
次に、本発明に係る光走査装置１３の実施の形態について説明する。
【００３７】
＜実施の形態１＞
図２は本発明の実施の形態１に係る光走査装置のカバーを取り外して示す斜視図、図３は同光走査装置の断面図であり、
本発明に係る光走査装置１３は、図３に示すように、樹脂にて矩形ボックス状に成形された光学筐体２５内の中心部に偏光手段であるポリゴンミラー２６とこれを回転駆動するポリゴンモータ２７を配置し、これらの両側に２つの走査光学系を対称に配置して構成されている。尚、図１に示すカラーレーザープリンタには２組の光走査装置１３が並設されている。
【００３８】
そして、図３に示すように、光学筐体２５の上部にはカバー２８が被着され、光学筐体２５の上面開口部がカバー２８によって覆われるが、図２では光学筐体２の内部構造を示すためにカバー２８を取り外した状態を図示している。
【００３９】
ところで、光学筐体２５に内蔵された各走査光学系は、光源である不図示のレーザーダイオード、不図示のコリメータレンズとシリンドリカルレンズ、走査レンズである２つのｆθレンズ２９，３０（図２参照）及び不図示の３つの反射ミラーをそれぞれ備えており、各走査光学系のレーザーダイオードから出射されたレーザー光は、コリメータレンズとシリンドリカルレンズによって線状の光束に集光された後、ポリゴンモータ２７によって回転駆動されるポリゴンミラー２６に対して対称な２方向から入射する。
【００４０】
上述のようにポリゴンミラー２６に入射したレーザー光は、ポリゴンミラー２６によって偏光走査され、その反射光は２つのｆθレンズ２９，３０と不図示の３つの反射ミラーを経て図１に示す感光ドラム２ａ〜２ｄ上にそれぞれ結像され、結像された光束は、ポリゴンミラー２６の回転によって感光ドラム２ａ〜２ｄ上を主走査方向に走査し、感光ドラム２ａ〜２ｄの回転によって副走査方向に走査して感光ドラム２ａ〜２ｄ上に静電潜像をそれぞれ形成する。
【００４１】
而して、本実施の形態では、図３に示すように、ポリゴンモータ２７を保持する樹脂製の光学筐体２５の下面には装置本体１００側の板金製の本体筐体１０１の一部が被着されており、光走査装置１３の光学筐体２５内の下部には、本体筐体１０１との間に密閉された空気層Ｓ１が形成されており、該空気層Ｓ１とこれ以外の光学筐体２５内の密閉空間Ｓ２は、光学筐体２５に形成された複数の連通孔２５ａによって互いに連通している。
【００４２】
以上のように構成された光走査装置１３においては、光学筐体２５内の密閉空間Ｓ２にはポリゴンモータ２７の発熱によって暖められた空気が存在し、光学筐体２５内に本体筐体１０１との間で形成された空気層Ｓ１には冷たい空気が存在するため、光学筐体２５内の密閉空間Ｓ２と空気層Ｓ１との間には温度差が生じ、この温度差によって密閉空間Ｓ２と空気層Ｓ１との間に空気の循環が生じる。このため、光学筐体２５内部の温められた空気が図３に矢印にて示すように空気層Ｓ１に導入され、この空気が保有する熱が放熱板として機能する板金製の本体筐体１０１から放熱され、空気層Ｓ１に導入された空気が冷却される。この結果、光学筐体２５内が冷却され、樹脂製の光学筐体２５やｆθレンズ２９，３０等の熱変形、不図示の光学素子の位置ずれ等が発生することがなく、光学筐体２５内に本体筐体１０１によって区画される空気層Ｓ１を形成するだけの簡単で安価な構成で高精度な光走査が可能となる。
【００４３】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２に係る光走査装置を図４及び図５に基づいて説明する。
【００４４】
図４は本発明の実施の形態２に係る光走査装置のカバーを取り外して示す斜視図、図５は同光走査装置の断面図であり、これらの図においては図２及び図３において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。  本実施の形態は、ポリゴンモータ２７の周辺を覆うモータカバー３１を光学筐体２５に取り付け、該モータカバー３１と本体筐体２５との間に密閉空間Ｓ２’を形成し、該密閉空間Ｓ２’と前記空気層Ｓ１とを複数の連通孔２５ａを介して連通させたことを特徴とし、他の構成は前記実施の形態１のそれと同じである。
【００４５】
而して、本実施の形態によれば、発熱源であるポリゴンモータ２７の周辺をモータカバー３１で覆ったため、ポリゴンモータ２７からの熱がモータカバー３１の断熱作用によってモータカバー３１内の密閉空間Ｓ２’に閉じ込められ、モータカバー３１外の光学筐体２５内の密閉空間Ｓ２の温度上昇が防がれる。そして、モータカバー３１内の密閉空間Ｓ２’と空気層Ｓ１とを連通孔２５ａを介して連通させたため、温度差によって密閉空間Ｓ２’と空気層Ｓ１との間に空気の循環が生じ、モータカバー３１内の密閉空間Ｓ２’において暖められた空気が空気層Ｓ１に導入されて冷却される。従って、本実施の形態においても、コストアップを招くことなく安価な構成で光学筐体２５内の冷却効果を高めて高精度な光走査を行うことができる。
【００４６】
尚、以上は複数の走査光学系を備えた光走査装置及びこれを備えたカラーレーザープリンタに対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、単一の走査光学系を有する光走査装置及びこれを備えたモノクロの画像形成装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るカラーレーザープリンタの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光走査装置のカバーを取り外して示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光走査装置の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る光走査装置のカバーを取り外して示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る光走査装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１Ｍ            マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ            シアン画像形成ユニット
１Ｙ            イエロー画像形成ユニット
１Ｋ            ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ      感光ドラム
３ａ〜３ｄ      帯電器
４ａ〜４ｄ      現像装置
５ａ〜５ｄ      転写ローラ
６ａ〜６ｄ      ドラムクリーニング装置
７              中間転写ベルト
８              二次転写対向ローラ
９              テンションローラ
１０            二次転写ローラ
１１            ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ  トナーコンテナ
１３            レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４            給紙カセット
１５            ピックアップローラ
１６            フィードローラ
１７            リタードローラ
１８            搬送ローラ対
１９            レジストローラ対
２０            搬送ローラ対
２１            排紙トレイ
２２            定着装置
２３，２４      排紙ローラ対
２５            光学筐体
２５ａ          光学筐体の連通孔
２６            ポリゴンミラー
２７            ポリゴンモータ
２８            カバー
２９，３０      ｆθレンズ
３１            モータカバー
１００          画像形成装置本体
１０１          本体筐体
Ｌ，Ｌ’        搬送パス
Ｓ１            空気層
Ｓ２，Ｓ２’    密閉空間
【図１】
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【図２】
2010145879.tif 000004
【図３】
2010145879.tif 000005
【図４】
2010145879.tif 000006
【図５】
2010145879.tif 000007