(57)【要約】【課題】  光走査装置内部の温度上昇による光学系の倍率変動を軽減し、良好な画像を形成することの可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  ポリゴンミラー２８は、矢印Ｒ方向に所定の回転速度で回転される。ポリゴンミラー２８により反射された光ビームＬＢの進行方向には、第１走査レンズ３２、第２、走査レンズ３３が配置されている。第１走査レンズ３２により、感光体ドラム１４に光ビームＬＢを照射するときの走査速度が等速度になり、第２走査レンズ３３により、感光体ドラム１４の周面上に結像点が結ばれる。基材部３４には、ポリゴンミラー２８の回転方向Ｒの第１走査レンズ３２に対して下流側に、ポリゴンモータ３０を駆動制御する駆動制御ＩＣ４２が配置されている。【選択図】        図３
2006259356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転しながら光源からの光ビームを偏向して像担持体上に走査する光偏向器と、
前記光偏向器と前記像担持体との間に配置され、前記光偏向器で偏向された光ビームを前記像担持体へ結像させる光学系と、
前記光学系に対して前記光偏向器の回転方向下流側に配置され、前記光偏向器の駆動制御を行なう駆動制御用部材と、
を備えた光走査装置。
【請求項２】
前記光学系は複数の光学部材を含んで構成され、この光学部材の少なくとも１つが樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記複数の光学部材のうち前記光偏向器に最も近い位置に配置されたものがガラス製であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記筐体の外へこの筐体内で発生した熱を放熱可能な放熱部材をさらに備えた請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記放熱部材が前記筐体の一部を構成していることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、及び、画像形成装置に関し、特に、光ビームを偏向走査する光走査装置、及びこの光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ビームを用いて像担持体に静電潜像を形成し、これを現像して画像を形成する、いわゆるレーザープリンタが知られている（特許文献１参照）。レーザープリンタには、光ビームを像担持体上で走査する光走査装置が備えられているが、通常、この光走査装置は図７に示すように、筐体１０４を備えており、筐体１０４の内部に、光学部材１０６、１０７、走査レンズ１０８、光偏向器１１０、駆動制御回路１１２などの各部材が配置されて構成されている。
【０００３】
ところで、光偏向器を駆動させるためのモータや各種回路などからは熱が発生するため、筐体内部の温度は高くなってしまう。近年、光走査装置は、高速化、小型化が要求されており、かかる要求に応えるため、光偏向器の回転数を増加させると、発生する熱量も増加して、筐体内部の各部材に悪影響を及ぼしてしまう。特に、この熱によって樹脂成型された走査レンズが熱膨張を起こすと、走査光の倍率変動（位置ずれ）が発生してしまう。倍率変動量は、走査レンズに用いる樹脂、レンズ形状によっても異なるが、一般的に０．１５％／ｄｅｇ程度と言われている。例えば、図７に示す走査光学装置の場合、筐体内部の温度は、プリント開始から徐々に上昇し、連続プリントを行なった場合、最初にプリントした画像の大きさと、筐体内部の温度が上昇した後にプリントした画像の大きさが異なってしまう。
【０００４】
また、モータや各種回路などから発生した熱が、光偏向器１１０の矢印Ｊ方向の回転により空気の流れに乗って運ばれて走査レンズ当てられると、走査レンズ１０８の温度分布も均一でなくなり、部分的な倍率変動も生じてしまう。
【０００５】
また、カラーの画像形成装置の場合、一般的に、使用頻度は白黒画像印刷の方がカラー画像印刷よりも高い。白黒画像を出力する際は、黒色に対応する光走査装置のみが稼動するので、黒色用の光走査装置の内部温度と、その他の色用の光走査装置の内部温度との間に差が生じてしまう。そのため、例えば、白黒画像出力直後にカラー画像の印刷を行なった場合、黒用の光走査装置とそれ以外の色の光走査装置では、温度による走査光の像担持体上への走査位置変動量も異なり、色ずれが発生してしまう。
【０００６】
さらに、画像形成装置の小型化の要求に応えるため、複数の光走査装置の配設間隔を近くすると、使用頻度の高い光走査装置が発する熱によって近傍に配置された光走査装置は暖められるが、使用頻度の高い光走査装置から最も遠い位置に配置された光走査装置は熱影響が少ない。このため、光走査装置の間で温度差がでるため、走査光の相対的な位置ずれ量が異なり、色むらがさらに発生し易くなってしまう。例えば、特許文献２に記載されているように、光走査装置を上下方向に並べて配置すると、１つの光走査装置の熱が他の光走査装置に伝わりやすい。図８に示すように、４つの光走査装置１０２を上下方向に並べた画像形成装置１００で、使用頻度が高い光走査装置１０２Ｋ（この場合ブラック）を最下部に配置し、光走査装置１０２Ｋを連続使用し、熱源である光偏向器の消費電流を８Ｗ、画像範囲を１９０ｍｍとすると、各光走査装置１０２び走査レンズ１０８の表面温度に図９のグラフに示すようにバラツキが生じるため、図１０の表に示すように、走査レンズ１０８の倍率変動率にバラツキが発生し、位置ずれ量の最悪値が０．８ｍｍとなってしまう。（光走査装置内外の熱伝導率は実験により求めた）
また、光走査装置の小型化を実現する上では、各光学部品の密集化が必至となるため、光偏向器と光学部品とが接近せざるを得なくなり、光学部品は光偏向器からの熱の影響を直接受けることになる。このような問題に対して、使用頻度の高い光走査装置のみに冷却手段等を設けるなどする方法もあるが、光走査装置の共通化が図れなくなりコスト高となってしまう。
【特許文献１】特開２０００−１１１８２５号公報
【特許文献２】特開２００２−１６９３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、光走査装置内部の温度上昇による光学系の倍率変動を軽減し、良好な画像を形成することの可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の光走査装置は、筐体と、前記筐体の内部に配置され、回転しながら光源からの光ビームを偏向して像担持体上に走査する光偏向器と、前記光偏向器と前記像担持体との間に配置され、前記光偏向器で偏向された光ビームを前記像担持体へ結像させる光学系と、前記光学系に対して前記光偏向器の回転方向下流側に配置され、前記光偏向器の駆動制御を行なう駆動制御用部材と、を備えている。
を備えている。
【０００９】
上記光走査装置では、熱源となる駆動制御用部材が、光ビームを像担持体へ結像させる光学系に対して、光偏向器の回転方向下流側に配置されている。このような配置によれば、駆動制御用部材から発生された熱は、光偏向器の回転により光学系から離れる方向へ移動される。したがって、駆動制御用部材から発生された熱が直接前記光学系に当てられることがなく、光学系の温度上昇を抑制することができる。その結果、光学系の倍率変動を軽減することができる。
【００１０】
なお、ここでの駆動制御用部材は、光偏向器の駆動制御を行なうための駆動回路、制御回路、これらが１つになった駆動制御回路などをいう。
【００１１】
本発明の光走査装置は、請求項２に記載のように、前記光学系が複数の光学部材を含んで構成され、この光学部材の少なくとも１つが樹脂製であることを特徴とすることもできる。
【００１２】
光学部材が樹脂製である場合には、熱による倍率変動が大きくなり、形成される画像サイズのバラツキも大きくなってしまう。そこで、光学部材に樹脂製のものがある場合には、本発明のように、熱源となる駆動制御用部材が、光ビームを像担持体へ結像させる光学系に対して、光偏向器の回転方向下流側に配置とすることが有効である。
【００１３】
また、本発明の光走査装置は、請求項３に記載のように、前記複数の光学部材のうち前記光偏向器に最も近い位置に配置されたものがガラス製であることを特徴とすることもできる。
【００１４】
光偏向器に近い位置に配置された光学部材は、熱の影響を受けやすいことから、倍率変動が樹脂製のものよりも小さいガラス製の光学部材とすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の光走査装置は、請求項４に記載のように、前記筐体の外へこの筐体内で発生した熱を放熱可能な放熱部材をさらに備えたことを特徴とすることもできる。
【００１６】
上記構成によれば、放熱部材により筐体内の熱が外へ放熱されるので、筐体内部の温度上昇を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明の光走査装置は、請求項５に記載のように、前記放熱部材が前記筐体の一部を構成していることを特徴とすることもできる。
【００１８】
上記構成によれば、放熱部材が筐体の一部とされているので、簡易な構成とすることができる。
【００１９】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光走査装置を備えている。
【００２０】
上記画像形成装置によれば、光走査装置内の光学系の倍率変動が抑制されているので、良好な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、駆動制御用部材から発生された熱は、光偏向器の回転により光学系から離れる方向へ移動されるので、駆動制御用部材から発生された熱が直接前記光学系に当てられることがなく、光学系の倍率変動を軽減することができ、その結果、良好な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の実施形態について説明する。
【００２３】
図１には、本実施形態の画像形成装置１０の概略構成が示されている。画像形成装置１０は、カラープリント可能ないわゆるカラーレーザープリンタであり、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ、の４色に各々対応する４つの光走査装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ（以下これらをまとめて「光走査装置１２」という）を備える。４つの光走査装置１２は、図２に示すように、鉛直方向に重なり合うように配置されており、下側から順に光走査装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋとされている。
【００２４】
図１に示すように、画像形成装置１０には、４つの光走査装置１２の各々に対応して、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋ（以下これらをまとめて「感光体ドラム１４」という）が設けられている。光走査装置１２の各々は、対応する感光体ドラム１４上で光ビームを走査し、感光体ドラム１４上に静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、図示しない現像器で現像され、搬送ローラ１６で搬送される用紙１８へ転写され、定着部２０で定着されて画像形成が行なわれる。
【００２５】
図３には、光走査装置１２の概略構成図が示されている。光走査装置１２は、筐体２１、光源としての半導体レーザーユニット２２、を備えている。筐体２１は、コストの安さから熱伝導率の低い樹脂性とされている。半導体レーザーユニット２２は、筐体２１の外側に配置され、図示しない光透過口から筐体２１の内部へ光ビームＬＢを出射している。筐体２１内部には、コリメータレンズ２４、シリンドリカルレンズ２６、ポリゴンミラー２８を回転駆動するポリゴンモータ３０、走査レンズ３２、が配置されている。コリメータレンズ２４は、半導体レーザーユニット２２から射出された光ビームＬＢの進行方向下流側に配置され、光ビームＬＢを拡散光線から平行光線に変換する。シリンドリカルレンズ２６は、コリメータレンズ２４を透過した光ビームＬＢの進行方向下流側に配置され、コリメータレンズ２４で平行光線に変換された光ビームＬＢを整形し、ポリゴンミラー２８の反射面２８Ａに結像させる。ポリゴンミラー２８を搭載したポリゴンモータ３０は、シリンドリカルレンズ２６を透過した光ビームＬＢの進行方向下流側に配置されている。また、ポリゴンミラー２８は、側面に複数の反射面が設けられた正多角形状（本実施の形態では正六角形）とされ、ポリゴンモータ３０の駆動力により、矢印Ｒ方向に所定の回転速度で回転される。反射面２８Ａで反射された光ビームＬＢは、感光体ドラム１４の軸線方向に走査される。
【００２６】
ポリゴンミラー２８により反射された光ビームＬＢの進行方向には、第１走査レンズ３２、第２走査レンズ３３が配置されている。第１走査レンズ３２により、感光体ドラム１４に光ビームＬＢを照射するときの走査速度が等速度になり、第２走査レンズ３３により、感光体ドラム１４の周面上に結像点が結ばれる。なお、第１走査レンズ３２はガラス製とされ、第２走査レンズ３３は樹脂製とされている。
【００２７】
走査レンズ３２を透過した光ビームＬＢは、感光体ドラム１４上で走査される。
【００２８】
図４に示すように、ポリゴンミラー２８、ポリゴンミラー２８を固定するロータ３６、ロータ３６を回転可能に支持するステータ３８、が配設されている。ポリゴンミラー２８を固定するロータ３６、ロータ３６を回転可能に支持する軸受３８、ロータ３６を回転させるポリゴンモータ３０が配設されている。
【００２９】
また、基材部３４には、第１走査レンズ３２のポリゴンミラー２８の回転方向Ｒに対して下流側に、ポリゴンモータ３０を駆動制御する駆動制御ＩＣ４２が配置されている（図３参照）。
【００３０】
ポリゴンミラー２８は、出力画像密度に応じて定速で回転されるが、一般的に、１００００〜４００００ｒｐｍの範囲で回転される。
【００３１】
図５に示すように、基材部３４の配置されている側の筐体２１の側面部には、放熱用の放熱口４３が形成されており、図６に示すように、放熱口４３を覆うように、放熱部材４４が配置されている。放熱部材４４は、三角錐状とされた複数のフィン４４Ａが、Ｌ字状の支持板４４Ｂ上の一辺に筐体２１から突出されるように設けられている。支持板４４ＢのＬ字状の他辺は、筐体２１の内部に差し込まれ、筐体２１と固定されている。放熱部材４４は熱伝導率の高い材料で構成されており、筐体２１内部の熱を外に放出可能とされている。
【００３２】
上記構成の光走査装置１２において、ポリゴンミラー２８が回転されて光ビームＬＢが走査されると、ポリゴンモータ３０の駆動制御ＩＣ４２及び回転機構部（ポリゴンミラー２８を搭載したロータ３６及びステータ３８）から熱が発生される。ここで、ポリゴンミラー２８は、矢印Ｒ方向に回転するため、図３に示すように、筐体２１内での空気の流れは、矢印Ｅ方向となる。したがって、駆動制御回路４２からの熱は、矢印Ｅ方向に移動、すなわち、第１走査レンズ３２、第２走査レンズ３３から離れる方向へ移動される。このため、第１走査レンズ３２へは、直接、駆動制御回路４２からの熱が当てられることはなく、第１走査レンズ３２、第２走査レンズ３３の温度上昇が抑制される。その結果、第１走査レンズ３２、第２走査レンズ３３の倍率変動も抑制され、画像サイズのばらつきや、色ズレの少ない良好な画像を形成することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、筐体２１に放熱部材４４が設けられているので、筐体２１内部の熱が放出されやすくなり、筐体２１内部の温度上昇を抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、ポリゴンミラー２８に最も近い位置に配置された第１走査レンズ３２は、駆動制御回路４２及びポリゴンモータ３０からの熱の影響を受けやすいが、ガラス製とされているので、樹脂製のものと比較して倍率変動を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態の画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】本実施形態の画像形成装置の光走査装置部分の斜視図である。
【図３】本実施形態の光走査装置の構成を示す平面図である。
【図４】本実施形態の基材部と基材部に取り付けられた部材を示す図である。
【図５】本実施形態の光走査装置に放熱部材が取り付けられる前の斜視図である。
【図６】本実施形態の光走査装置に放熱部材が取り付けられている状態を示す斜視図である。
【図７】従来の光走査装置の構成を示す平面図である。
【図８】従来の画像形成装置の構成を示す斜視図である。
【図９】図９のように配置された光走査装置内の走査レンズの温度のバラツキを示すグラフである。
【図１０】図９のように配置された光走査装置内の走査レンズの温度差、倍率変動率、変動量を示す表である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  画像形成装置
１２  光走査装置
１４  感光体ドラム
２１  筐体
２２  半導体レーザー
３２  第１走査レンズ
３３  第２走査レンズ
３４  基材部
４２  駆動制御ＩＣ
４４  放熱部材
ＬＢ  光ビーム
【図１】
2006259356.tif 000003
【図２】
2006259356.tif 000004
【図３】
2006259356.tif 000005
【図４】
2006259356.tif 000006
【図５】
2006259356.tif 000007
【図６】
2006259356.tif 000008
【図７】
2006259356.tif 000009
【図８】
2006259356.tif 000010
【図９】
2006259356.tif 000011
【図１０】
2006259356.tif 000012