(57)【要約】【課題】装置の大型化及びコストアップを回避しつつ、筐体等の熱変形や結露を防止し光走査性能の低下を回避する。【解決手段】寒冷地において朝の画像形成装置の電源投入直後に、回転多面鏡１０１を回転駆動部１１２によって、通常の画像形成時よりも高い回転数で回転駆動し、回転駆動部１１２から発生する熱を回転多面鏡１０１の高速回転によりハウジング１０２Ａ内に攪拌する。これにより、ハウジング１０２Ａ及びハウジング１０２Ａ内に収納されたｆθレンズ１０５やシリンドリカルレンズ１０７等の構成部品を速やかに暖めることができ、ハウジング１０２Ａや光学系等の構成部品の熱変形を防止し該構成部品への結露を速やかに取り除くことができる。【選択図】図１
2006259752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像データに基づいて変調された光ビームを射出する光源と、所定方向に回転駆動され、外周に形成された反射面により前記光ビームを偏向させる回転多面鏡と、前記光源からの光ビームを前記反射面上に結像させると共に偏向された光ビームを像担持体上に結像させる光学系と、を含んで構成された光走査装置と、
前記像担持体上に形成された像を現像する現像手段と、
前記現像手段による現像で得られた可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
通電された場合に発熱する特性を有し且つ前記光走査装置の近傍に配置され、前記転写手段により可視像が転写された記録媒体に対し定着処理を行う定着手段と、
画像形成処理時に所定方向に回転駆動され、前記定着手段から発せられた熱を外部へ放出するためのファンと、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
所定の待機期間で、前記定着手段に通電し且つ前記ファンの回転を禁止するよう制御する制御手段をさらに有する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
所定の待機期間で、前記定着手段に通電し且つ前記ファンを前記所定方向と逆方向に回転駆動して前記定着手段から発せられた熱を前記光走査装置に加えるよう制御する加熱制御手段をさらに有する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の待機期間は、画像形成装置の電源投入直後から１回目の画像形成処理までの任意の期間であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段又は前記加熱制御手段による制御の実行を指示するための実行指示手段をさらに有する請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係り、より詳しくは、光源からの光ビームを回転多面鏡で偏向し、該偏向した光ビームで被走査面を走査する光走査装置を含んで構成された画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的なレーザプリンタ、複写機には、図１５に示すように光源９１、回転多面鏡９３、光学レンズ９２、９４、光学ミラー９５等を１つのユニット内に組み込んで構成された光走査装置９０が搭載されている。このような光走査装置９０では光源９１からの光ビームが回転多面鏡９３により偏向され、偏向された光ビームは光走査装置９０から射出され感光体ドラム９６等の像担持体の表面を走査露光する。
【０００３】
このような光走査装置では、回転多面鏡が高速で回転するよう回転駆動するために内部温度が上昇しやすい。そのため、図１８に示す光走査装置１８０１のように、発熱しやすい回転駆動部１８０２の近傍に、熱を光学ユニット１８０５の外へ放出するための放熱フィン１８０３を配置し、冷却用ファン１８０４を設けて強制的に冷却する技術が知られている。また、プリントを行っていない待機時には回転多面鏡をプリント時回転数よりも低速で回転駆動することで、発熱量を減らす技術が知られている。
【０００４】
一方、前記光走査装置を組み込んだレーザプリンタ、レーザ複写機において特に冬の夜間や寒冷地においては光走査装置全体が冷却されており、朝の電源投入時などに光走査装置内部の温度が急激に上昇するようなことがあるとその温度差によって光学素子の表面が結露しレーザ光量の低下や光学部品の反射率や透過率が低下する。また軸受がボールベアリングの場合、ボールの潤滑油が冷却されているため回転の負荷が大きくなり回転不良が発生するおそれがある。
【０００５】
このような状態においてプリントを開始すると、感光体上のレーザ光量の全面的または部分的低下や光偏向器の回転不良によって画像ムラになったり画像歪みを引き起こすおそれがある。また、光走査装置で多量に結露している場合には、主走査方向に沿ったレーザ光の書き出し位置を検知する同期センサ（ＳＯＳセンサ）が作動しないおそれがある。
【０００６】
さらに、光偏向器において回転体の軸受が、熱伝導率の極めて低いセラミック製などの動圧空気軸受で構成されている場合には、数ミクロンの隙間で回転する動圧発生部に水滴が付着し、回転起動時にかじりや回転不良を起こすおそれがある。
【０００７】
このような問題に鑑み、特許文献１や特許文献２では、動圧軸受において光偏向器の固定軸の内部または近傍に発熱体を内蔵し所定温度以下になったら発熱体を「入」の状態にしたり、または常に所定温度範囲内に入るように発熱体を入切することにより、軸受の結露を防止する技術が提案されている。例えば、図１９には、固定軸１９０２の内部に発熱体１９０３を内蔵した光偏向器１９０１の構成例を示す。
【０００８】
また、特許文献３には、図２０に示すように光走査装置２００１の回りを発熱体２００２で囲み光走査装置２００１自体の結露を防止する技術が提案されている。
【０００９】
一方、レーザプリンタ、複写機等の装置全体の結露を防止する技術として、特許文献４には、所定のプリント枚数を計数するまでは冷却ファンを回転させない技術が開示されており、特許文献５には、画像形成装置内の所定の部位の温度をモニターし、冷却ファンのオン／オフや高速回転／低速回転を切り替える技術が開示されている。
【００１０】
また、特許文献６には、画像形成装置の温度によってシャッターを開閉制御し画像読み取り装置にその熱を触れさせることにより画像読み取り装置の結露を防止する技術が開示されている。さらに、特許文献７には、図２１に示すように画像形成装置に結露防止用のファン２１０１を設け、画像読取部２１０２に結露が発生した場合にファン２１０１を回転させて定着器２１０３の熱を画像読取部２１０２に送風する技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭５９−２３３２３号公報
【特許文献２】特開昭５９−１４２５１５号公報
【特許文献３】特開平６４一４０９２３号公報
【特許文献４】特公平６−４４１２８号公報
【特許文献５】特開平５−１８８７１４号公報
【特許文献６】特開平４−２８７０５９号公報
【特許文献７】実開昭６０−１２２９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年の低コスト化により光走査装置内の光学部品を保持する筐体は樹脂が主流であるが、従来のように板金やアルミニウムではなくて樹脂で筐体を構成することにより、筐体の温度が過度に高くなったり低くなった場合に筐体自体が変形してしまう、という新たな問題が発生している。
【００１２】
例えば、図１６（Ｂ）には、筐体１６０１が変形し、回転多面鏡１６０２に対するミラー１６０３の位置が相対的に下がったケースを示しており、この場合、図１６（Ａ）に示すようにミラー１６０３に照射されるビーム位置が本来のビーム位置よりも上側にずれてしまい、光ビームの一部（範囲Ｒ１）がミラー１６０３に入射せず、結果的に画像に白抜けが生じるおそれがある。
【００１３】
一方、図１７（Ｂ）には、筐体１７０１が変形し、回転多面鏡１７０２に対するミラー１７０３の位置が相対的に上がったケースを示しており、この場合、図１７（Ａ）に示すようにミラー１７０３に照射されるビーム位置が本来のビーム位置よりも下側にずれてしまい、光ビームの一部（＝範囲Ｒ２よりも外側の光ビーム）がミラー１７０３に入射せず、この場合も結果的に画像に白抜けが生じるおそれがある。
【００１４】
一方で寒冷地などにおいて朝に電源を投入したとき、冷たい状態から温かい状態に移行するため光学部品などの表面が曇ったり結露するのは前述の通りである。
【００１５】
結露を回避するための手段は前述した通り、特定の部材に発熱体を設けたり光走査装置全体を発熱体で覆ったりするものが開示されているが、特定の光学部材に発熱体を用いた場合、局部的に温度が上昇するため発熱体を取り付けた部分の部品に対しては結露防止は効果的であるが、光学ユニット各部品の結露を全てかつ素早く取り除くことは困難である。
【００１６】
また、特定の部品のみを温めるために前述の通り最近主流の樹脂を用いた場合は樹脂製の筐体が温まるのに時間がかかってしまうという問題があり、結露は回避できても筐体が冷却された状態のため画像に画像抜け等が発生してしまう。これを解決するために発熱体の温度をさらに上げていくと、逆に発熱体を取り付けた部分の温度が上昇しすぎて部品の変形などの問題が発生し光走査装置としての性能が低下するおそれがある。このため各部品に発熱体を取り付けなければならなくなり結果的にコストアップにつながってしまう。
【００１７】
また、光走査装置全体を発熱体で覆った場合は、上記と同じく発熱体を用いるためコストアップにつながってしまうという問題がある。また、光学部品を温めるのにまず光学部品を保持する筐体を温めなければならず結露をとるために時間がかかってしまうとともに、前述の通り最近主流の樹脂を用いた場合は熱伝導率が低いため光学部品を十分に温められない可能性がある。
【００１８】
逆に、十分に温められた頃には、前述の熱伝導率の関係で筐体に過度の熱が加わり熱変形するおそれがある。また、光走査装置全体を発熱体で覆っているためプリント時に光走査装置内で発生する熱の逃げ場がなくなり部品が熱変形するおそれがある。このため、画像抜けや感光体上でのビーム径に不良が生じ光走査装置としての性能が低下するおそれがある。
【００１９】
さらに、発熱体を用いた場合は、該発熱体が何らかの影響で破損してしまうと、朝などの電源投入時において光走査装置は結露し、画像ムラやプリント不能となってしまう。
【００２０】
一方、レーザプリンタ、複写機としての結露防止については特許文献６に示されるような構成を用いようとすると、シャッタおよびその開閉手段（開閉機構および該機構を操作する回路）を用いなければならなくなり、複雑なシーケンスと機構を収めるためのスペースが必要となってしまう。
【００２１】
また、前述した図２１に示す特許文献７に記載の構成を用いようとすると、結露防止のためだけにファン２１０１を少なくとも１つ設置しなければならず、前述した特許文献６と同様に、設置スペースが必要となり且つコストアップするのは必至である。
【００２２】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、装置の大型化及びコストアップを回避しつつ、筐体等の熱変形や結露を防止し光走査性能の低下を回避することができる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】
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、デジタル画像データに基づいて変調された光ビームを射出する光源と、所定方向に回転駆動され、外周に形成された反射面により前記光ビームを偏向させる回転多面鏡と、前記光源からの光ビームを前記反射面上に結像させると共に偏向された光ビームを像担持体上に結像させる光学系と、を含んで構成された光走査装置と、前記像担持体上に形成された像を現像する現像手段と、前記現像手段による現像で得られた可視像を記録媒体に転写する転写手段と、通電された場合に発熱する特性を有し且つ前記光走査装置の近傍に配置され、前記転写手段により可視像が転写された記録媒体に対し定着処理を行う定着手段と、画像形成処理時に所定方向に回転駆動され、前記定着手段から発せられた熱を外部へ放出するためのファンと、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、所定の待機期間で、前記定着手段に通電し且つ前記ファンの回転を禁止するよう制御する制御手段をさらに有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項３記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、所定の待機期間で、前記定着手段に通電し且つ前記ファンを前記所定方向と逆方向に回転駆動して前記定着手段から発せられた熱を前記光走査装置に加えるよう制御する加熱制御手段をさらに有することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項４記載の画像形成装置では、請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置において、前記所定の待機期間は、画像形成装置の電源投入直後から１回目の画像形成処理までの任意の期間であることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項５記載の画像形成装置は、請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記制御手段又は前記加熱制御手段による制御の実行を指示するための実行指示手段をさらに有することを特徴とする。
【００２８】
上記請求項１記載の画像形成装置では、デジタル画像データに基づいて変調された光ビームが光源から射出され、光学系により、回転多面鏡の外周に形成された反射面上に、例えば線像として結像される。回転駆動手段は通電され回転多面鏡を回転駆動し、この駆動により回転する回転多面鏡の反射面は光源からの光ビームを偏向させる。
【００２９】
偏向された光ビームは光学系により像担持体上に、例えばスポットとして結像される。上記のように回転多面鏡は回転しているので、反射面による光ビームの偏向角は連続的に変化し、偏向された光ビームは像担持体の表面を走査することになる。
【００３０】
このようにして像担持体の表面はデジタル画像データに基づいて変調された光ビームにより走査され、該像担持体上に像（例えば静電潜像）が形成される。この像は現像手段により現像され、この現像で得られた可視像は転写手段により記録媒体に転写される。定着手段は、可視像が転写された記録媒体に対し定着処理を行い、記録媒体上に画像が形成される。
【００３１】
ところで、定着手段は通電された場合に発熱する特性を有しているので、画像形成処理時にはファンが所定方向に回転駆動され、このファンの回転により定着手段から発せられた熱を外部へ放出している。
【００３２】
このような請求項１記載の画像形成装置では、定着手段を光走査装置の近傍に配置している。このため、定着手段に通電したときに発生する定着手段からの熱で光走査装置を効率良く温めることができる。即ち、新たな部材を追加することなく、既存の定着手段が発する熱を利用して光走査装置の筐体及び筐体内の光学系等の構成部品を温めることができるので、装置の大型化及びコストアップを回避しつつ、筐体や光学系等の構成部品の熱変形を防止し画像形成処理性能の低下（例えば画像抜け等）を回避することができる。
【００３３】
また、請求項２に記載したように、画像形成装置に備えた制御手段によって、所定の待機期間では、定着手段に通電し且つファンの回転を禁止するよう制御することが望ましい。この場合、所定の待機期間で定着手段が発熱する一方でファンが回転しないので、定着手段からの熱が画像形成装置の外部へ逃げることはなく、定着手段近傍の光走査装置の筐体及び筐体内の光学系等の構成部品をより効率良く温めることができる。
【００３４】
また、請求項３に記載したように、画像形成装置に備えた加熱制御手段によって、所定の待機期間では、定着手段に通電し且つファンを所定方向と逆方向に回転駆動して定着手段から発せられた熱を光走査装置に加えるよう制御することが望ましい。この場合、所定の待機期間で定着手段が発熱し、その熱がファンの逆回転により光走査装置に加えられるので、定着手段からの熱で光走査装置の筐体及び筐体内の光学系等の構成部品をより効率良く温めることができる。
【００３５】
なお、上記待機期間としては、請求項４に記載したように、画像形成装置の電源投入直後から１回目の画像形成処理までの任意の期間を採用することができる。この電源投入直後の期間に、上記のようにして定着手段からの熱で光走査装置を温めることにより、特に冬期や寒冷地において朝の電源投入直後に発生するおそれのある光学系等の構成部品への結露を速やかに取り除くことができ、光走査性能の低下及び画像形成処理性能の低下を回避することができる。
【００３６】
また、請求項５に記載したように、画像形成装置に実行指示手段をさらに設ければ、オペレータは、画像形成装置の電源投入直後やその他の所望のタイミングで、上記制御手段又は加熱制御手段による制御の実行を指示することができる。
【００３７】
なお、この実行指示手段としては、例えば、画像形成装置の電源投入直後や所定のメンテナンス時に毎回制御を実行するよう指示するための寒冷地モードの設定ボタンを採用しても良い。オペレータは、画像形成装置を寒冷地に設置した場合や冬期において、寒冷地モードに設定しておけば、画像形成装置の電源投入直後や所定のメンテナンス時に毎回、光走査装置を温める処理が実行され、光走査装置の筐体の変形や光学系等の構成部品への結露を防止し、光走査性能及び画像形成処理性能を高いレベルに安定的に維持することができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、新たな部材を追加することなく、既存の定着手段が発する熱を利用して光走査装置の筐体及び筐体内の光学系等の構成部品を温めることができるので、装置の大型化及びコストアップを回避しつつ、筐体や光学系等の構成部品の熱変形を防止し画像形成処理性能の低下（例えば画像抜け等）を回避することができる。
【００３９】
また、請求項２記載の発明によれば、所定の待機期間で定着手段が発熱する一方でファンが回転しないので、定着手段からの熱が画像形成装置の外部へ逃げることはなく、定着手段近傍の光走査装置の筐体及び筐体内の光学系等の構成部品をより効率良く温めることができる。
【００４０】
また、請求項３記載の発明によれば、所定の待機期間で定着手段が発熱し、その熱がファンの逆回転により光走査装置に加えられるので、定着手段からの熱で光走査装置の筐体及び筐体内の光学系等の構成部品をより効率良く温めることができる。
【００４１】
また、請求項４記載の発明によれば、電源投入直後の期間に、定着手段からの熱で光走査装置を温めることにより、特に冬期や寒冷地において朝の電源投入直後に発生するおそれのある光学系等の構成部品への結露を速やかに取り除くことができ、光走査性能の低下及び画像形成処理性能の低下を回避することができる。
【００４２】
また、請求項５記載の発明によれば、オペレータは、画像形成装置の電源投入直後やその他の所望のタイミングで、制御手段又は加熱制御手段による制御の実行を指示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、発明の各種実施形態を説明する。
【００４４】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態を説明する。
【００４５】
［画像形成装置の概略構成］
図１４には、本実施形態における画像形成装置１００の要部の構成図を示す。この図１４に示すように、画像形成装置１００には、像担持体としての感光体ドラム１３２が設置されており、この感光体ドラム１３２は図１４の矢印Ｑ方向に所定の角速度で回転する。また、感光体ドラム１３２の外周部近傍には、帯電装置１３８、現像装置１３５、転写装置１３７及びクリーニング装置１３４が外周に沿って順に設置されている。また、感光体ドラム１３２の上方には、形成される画像のデジタル画像データに応じて変調されたレーザ光で感光体ドラム１３２の表面を走査する光走査装置１０２が設置されている。なお、光走査装置１０２によるレーザ光の走査位置は、帯電装置１３８による帯電位置と現像装置１３５による現像位置との間に設定されている。
【００４６】
帯電装置１３８により帯電された感光体ドラム１３２の表面は、デジタル画像データに応じて変調された光走査装置１０２からのレーザ光により走査露光され、静電潜像が形成される。さらに、この静電潜像は現像装置１３５により現像され、感光体ドラム１３２の表面に静電潜像に対応したトナー像が形成される。
【００４７】
一方、用紙Ｐは、上記トナー像の形成と同期して、所定経路に沿って感光体ドラム１３２と転写装置１３７とのニップ部に搬送される。用紙Ｐが該ニップ部に搬送されるタイミングで所定の転写バイアス電圧が転写装置１３７に印加され、この転写バイアス電圧の印加及び転写装置１３７による用紙Ｐの感光体ドラム１３２に対する押圧作用によって、感光体ドラム１３２上のトナー像は用紙Ｐに転写される。
【００４８】
転写後の用紙Ｐは定着器１３６に搬送され、用紙Ｐ上に形成されたトナー像が用紙Ｐに定着される。定着された用紙Ｐは矢印Ｗ方向に搬送され、図示しない排紙トレイへ排出される。
【００４９】
また、画像形成装置１００には、定着器１３６の温度を検出する温度センサ１４０と、光走査装置１０２の内部温度を検出する温度センサ１４１と、画像形成装置１００内の各装置を冷却する冷却ファン１４２と、画像形成装置１００内の各装置の動作を制御する制御部１３０とが、設けられている。
【００５０】
［光走査装置の概略構成］
図１には、光走査装置１０２の平面図を示す。この図１に示すように、光走査装置１０２には、レーザーダイオード等で構成された光源１０３と、回転多面鏡１０１を含んで構成された光偏向器１０４とが設けられており、このうち光源１０３から射出される光ビームの光路上には順に、コリメータレンズ（不図示）、シリンドリカルレンズ１０７、反射ミラー１１０、回転多面鏡１０１が配置されている。
【００５１】
また、上記の光路上には回転多面鏡１０１から近い方から順に、ｆθレンズ１０５、シリンドリカルミラー１０６が配置されており、シリンドリカルミラー１０６で反射された光ビームは透過ガラス１０８を透過した後、感光体ドラム１３２（図１４）に照射される。
【００５２】
光偏向器１０４では、回転多面鏡１０１と、該回転多面鏡１０１を回転駆動するための駆動用ＩＣ、磁石、コイルを含んで構成された回転駆動部１１２とがモータ駆動基板１１１上に設置されており、回転多面鏡１０１は回転駆動部１１２による駆動力で所定方向に等角速度で回転する。また、光偏向器１０４には、回転多面鏡１０１の回転駆動時に、回転駆動部１１２に発生した熱を光偏向器１０４の外に放出するための放熱フィン１０９が設けられている。
【００５３】
また、光走査装置１０２を構成するハウジング１０２Ａは、回転多面鏡１０１の回転駆動時に発生した熱によって温められた空気を、光走査装置１０２内で攪拌しやすくするために光学系を妨げない範囲で（即ち、光ビームが確実に感光体ドラムに到達する範囲で）極力突起を設けない構成となっている。
【００５４】
光偏向器１０４において回転多面鏡１０１が回転駆動された場合、回転駆動部１１２から発熱し、発生した熱で温められた空気は回転多面鏡１０１の回転によって、図１の矢印に示すように光走査装置１０２内で攪拌される。
【００５５】
回転駆動部１１２の動作は前述した制御部１３０により制御され、回転駆動部１１２による回転駆動モードは、回転多面鏡１０１を画像形成処理時の回転数で回転駆動するコピーモードと、回転多面鏡１０１を標準回転数より高い回転数で回転駆動するハイスピードモードとで、分周比切り替えや２つ以上の水晶発振子または水晶発振器等の手段によって切り替えられる。
【００５６】
本第１実施形態では、画像形成装置１００の電源をオンしたとき、光偏向器１０４の回転駆動部１１２による回転駆動モードがハイスピードモードに設定される。
【００５７】
即ち、図２のタイミングチャートに示すように、従来は、画像形成装置１００の電源をオンしたとき回転駆動モードはコピーモードに設定され、回転多面鏡１０１は図２の一点鎖線で示す画像形成処理時の回転数（コピーモードでの回転数）で回転駆動される。このため、従来は、温度センサ１４１により検出される光走査装置１０２の内部温度は、図２の一点鎖線のようにゆっくりと上昇し、プリント開始時点で予め求められた安定画像形成温度範囲（＝画像形成処理を安定的に実行可能な温度範囲）まで上昇しないケースもある。
【００５８】
これに対し、本第１実施形態では、画像形成装置１００の電源をオンしたとき回転駆動モードはハイスピードモードに設定され、回転多面鏡１０１は図２の実線で示すコピーモードでの回転数より高い回転数（ハイスピードモードでの回転数）で回転することになる。
【００５９】
これにより、温度センサ１４１により検出される光走査装置１０２の内部温度は、図２の実線のように従来よりも速く上昇し、時間ｔ１で安定画像形成温度範囲に至る。即ち、光走査装置１０２は従来よりも早い時点で画像形成処理を安定的に実行可能な状態となる。
【００６０】
その後、画像形成装置１００でジョブが入力された時点で、回転駆動モードはコピーモードに切り替えられ、回転多面鏡１０１はコピーモードでの回転数で回転することになる。これによりジョブ入力以後は、回転駆動部１１２からの発熱量がそれまでよりも減少するので、光走査装置１０２の内部温度は安定画像形成温度範囲内で推移することになる。
【００６１】
なお、画像形成装置１００における画像形成処理（プリント処理）は、光走査装置１０２の内部温度が安定画像形成温度範囲内となり且つ温度センサ１４０により検出される定着器１３６の温度が予め求められた安定定着温度範囲（＝定着処理を安定的に実行可能な温度範囲）内となった後、ジョブ入力から所定時間後に開始される。
【００６２】
以上説明した第１実施形態によれば、電源投入直後に、既存の回転多面鏡１０１を回転駆動部１１２によってハイスピードモードで回転駆動し、回転駆動部１１２から発生した熱によって温められた空気を、回転多面鏡１０１の回転によりハウジング１０２Ａ内で攪拌することで、ハウジング１０２Ａ及びハウジング１０２Ａ内に収納されたｆθレンズ１０５やシリンドリカルレンズ１０７等の構成部品を速やかに温めることができる。これにより、装置の大型化及びコストアップを回避しつつ、ハウジング１０２Ａや上記光学系等の構成部品の熱変形を防止し光走査装置１０２の光走査性能の低下及び画像形成装置１００の画像形成処理性能の低下を回避することができる。
【００６３】
特に冬期や寒冷地においては、朝の電源投入直後に発生するおそれのある光学系等の構成部品への結露を速やかに取り除くことができ、結露による光走査性能の低下を回避することができる。
【００６４】
また、従来のように画像形成装置１００の内部が充分に温まっているにもかかわらず、光走査装置１０２内の温まり方が遅いために、結露やハウジング変形などで画像むらや画像抜けが発生していたという問題は回避される。
【００６５】
なお、光走査装置１０２の内部温度が過度に上昇することを回避するべく、図１４の制御部１３０は、図３に示すように光走査装置１０２の内部温度が所定温度Ｔに到達した時間ｔ２で図１４の冷却ファン１４２を動作させても良い。このように冷却ファン１４２を動作させることで、光走査装置１０２の内部温度は過度に上昇することを回避できる。
【００６６】
なお、図２に示すタイミングチャートでは、光走査装置１０２の内部温度が安定画像形成温度範囲内となり且つ定着器１３６の温度が安定定着温度範囲内となっても、即ち画像形成装置１００がプリント開始可能状態になっても、依然として制御部１３０は、回転駆動部１１２による回転駆動モードをハイスピードモードで維持し、ジョブが入力された段階で回転駆動モードをコピーモードに切り替えているが、特にそうしなければならないという必要性は無く、以下のように制御しても良い。
【００６７】
例えば、制御部１３０は、光走査装置１０２の内部温度が所定温度に到達した時点で回転駆動モードをコピーモードに切り替えても良いし、画像形成装置１００の内部温度が所定温度に到達した時点で回転駆動モードをコピーモードに切り替えても良い。また、画像形成装置１００の電源オンから所定の時間が経過した時点で回転駆動モードをコピーモードに切り替えても良い。
【００６８】
また、上記のように画像形成装置１００の電源投入直後に回転駆動部１１２による回転駆動モードをハイスピードモードとし、回転多面鏡１０１の回転により光走査装置１０２内で温められた空気を攪拌するシーケンスは常に行う必要はなく、たとえば画像形成装置１００に寒冷地モード設定ボタンを設けオペレータが寒冷地モードに設定した場合のみ上記シーケンスを行っても良い。また、画像形成装置１００周辺の外気温を検出し該検出値が所定温度以下の場合に上記シーケンスを自動的に行っても良い。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態を説明する。なお、装置構成は第１実施形態とほぼ同様であるが、回転駆動部１１２による回転駆動モードは、前述したコピーモード、ハイスピードモード、及び画像形成処理時の回転数より低い回転数で回転駆動するモード（スタンバイモード）で、分周比切り替えや２つ以上の水晶発振子または水晶発振器等の手段によって切り替えられる。
【００７０】
本第２実施形態では、画像形成装置１００の電源をオンしたとき、光偏向器１０４の回転駆動部１１２による回転駆動モードがハイスピードモードに設定され、その後スタンバイモードとハイスピードモードとで順次切り替えられる。即ち、回転多面鏡１０１の回転の加速と減速とが繰り返される。しかも、減速時にはより多くの熱を発生させるためにブレーキ（不図示）をかける。
【００７１】
即ち、図４のタイミングチャートに示すように、回転多面鏡１０１は図４の実線で示すようにハイスピードモードでの回転数とスタンバイモードでの回転数との間の回転数で回転することになる。
【００７２】
この時、回転駆動部１１２から発生する熱は、従来通りコピーモードで回転駆動した場合および第１実施形態のようにハイスピードモードのみで回転駆動した場合よりも、さらに多くの熱を発生する。
【００７３】
これにより、温度センサ１４１により検出される光走査装置１０２の内部温度は、図４の実線のように従来よりも速く上昇し、時間ｔ３で安定画像形成温度範囲に至る。即ち、光走査装置１０２は従来及び第１実施形態よりも早い時点で画像形成処理を安定的に実行可能な状態となる。
【００７４】
その後、画像形成装置１００でジョブが入力された時点で、回転駆動モードはコピーモードに切り替えられ、回転多面鏡１０１はコピーモードでの回転数で回転することになる。これによりジョブ入力以後は、回転駆動部１１２からの発熱量がそれまでよりも減少するので、光走査装置１０２の内部温度は安定画像形成温度範囲内で推移することになる。
【００７５】
なお、画像形成装置１００における画像形成処理（プリント処理）は、光走査装置１０２の内部温度が安定画像形成温度範囲内となり且つ温度センサ１４０により検出される定着器１３６の温度が予め求められた安定定着温度範囲（＝定着処理を安定的に実行可能な温度範囲）内となった後、ジョブ入力から所定時間後に開始される。
【００７６】
以上説明した第２実施形態によれば、電源投入直後に、回転多面鏡１０１を回転駆動部１１２によってハイスピードモードとスタンバイモードとで順次切り替えて回転駆動し且つ減速時にはブレーキで減速して、回転駆動部１１２から多くの熱を発生させるので、ハウジング１０２Ａ及びハウジング１０２Ａ内に収納されたｆθレンズ１０５やシリンドリカルレンズ１０７等の構成部品を、効率よく且つ速やかに温めることができる。
【００７７】
これにより、装置の大型化及びコストアップを回避しつつ、ハウジング１０２Ａや上記光学系等の構成部品の熱変形を防止し光走査装置１０２の光走査性能の低下及び画像形成装置１００の画像形成処理性能の低下を回避することができる。
【００７８】
特に冬期や寒冷地においては、朝の電源投入直後に発生するおそれのある光学系等の構成部品への結露を速やかに取り除くことができ、結露による光走査性能の低下を回避することができる。
【００７９】
また、従来のように画像形成装置１００の内部が充分に温まっているにもかかわらず、光走査装置１０２内の温まり方が遅いために、結露やハウジング変形などで画像むらや画像抜けが発生していたという問題は回避される。
【００８０】
なお、図４のタイミングチャートでは、一定の間隔で回転多面鏡１０１の回転を加減・減速しているが、特にそれにこだわる必要はなく、例えば図５に示されるように光走査装置１０２の内部が充分に温まった時点から、定速回転させる時間を徐々に長くとるよう制御しても良い。
【００８１】
また、上記では、回転駆動モードをハイスピードモードとスタンバイモードとで順次切り替える例を示したが、ハイスピードモードとコピーモードとで切り替えても良いし、スタンバイモードとコピーモードとで切り替えても良い。また、画像形成装置１００内の温度に応じてハイスピードモード、コピーモード、スタンバイモードの３つで切り替えてもよい。
【００８２】
また、ここでは減速にはブレーキを用いているが、回路保護および信頼性保持のために減速時はフリーラン状態（即ち、回転多面鏡１０１を回転駆動せずにブレーキをかけない状態）で回転数を移行させても良いし、または画像形成装置１００内の温度によってブレーキ使用の有無を切り替えてもよい。
【００８３】
また、図１４の冷却ファン１４２の使用方法や、回転駆動モードをコピーモードに戻すタイミングについては、第１実施形態と同様に適用可能である。
【００８４】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態を説明する。この第３実施形態では、特に寒冷地で夜間に光走査装置１０２を使用しない状態での制御方法について説明する。図６には第３実施形態の光偏向器１０４内の回転駆動部１１２の回路図を、図１１には第３実施形態でのタイミングチャートを、それぞれ示している。なお、回転駆動部１１２には図１と同様に、放熱フィン１０９が予め設けられている。
【００８５】
図６に示すように回転駆動部１１２には、コイル６０１と、ホール素子等で構成された位置検出素子６０２と、水晶発振子６０３と、周波数発生パターン（ＦＧパターン）等で構成された回転数検出素子６０４と、位置検出素子６０２からの信号に基づいてコイル６０１への通電を行う駆動回路６０５と、位置検出素子６０２に外部電源からの電圧ＶＣＣ（通常＋２４Ｖ）を供給するか０Ｖに落とすかを選択するスイッチ６０６とが、設けられている。
【００８６】
このうち駆動回路６０５には、回転多面鏡１０１の回転駆動のオン／オフを選択するための端子ＳＳと、解像度切替えや待機モード使用などのための回転数切替端子Ｎ１、Ｎ２とが設けられており、スイッチ６０６には切り替え用の端子ＨＩＮが設けられている。
【００８７】
このような回転駆動部１１２において、昼間などの画像形成処理の実行時または待機時に駆動回路６０５は、位置検出素子６０２で検知された回転多面鏡１０１を含む回転体の位置情報に基づいて、コイル６０１への通電を順次切り替えることで、回転多面鏡１０１を回転駆動する。
【００８８】
また、駆動回路６０５は、ＦＧパターン６０４から検出される回転数情報（実際は略一定間隔のパルス）と、水晶発振子６０３および回転数切替端子Ｎ１、Ｎ２より設定された回転数情報（実際は一定間隔のパルス）との位相を比較し、これらの位相差を無くすようにコイル６０１へ電流を流すことにより、回転多面鏡１０１の定速回転制御を行う。なお、このとき端子ＨＩＮはハイとする。このとき位置検出素子６０２には抵抗を介して外部電源からの電圧ＶＣＣが印加される。
【００８９】
一方、夜間のような非画像形成処理時間帯には、図１１に示すように、端子ＨＩＮをローにする。これにより、位置検出素子６０２への電圧印加がなくなるため位置検出素子６０２は回転体の位置を検知しなくなり、結果としてコイル６０１が通電せず回転多面鏡１０１は回転しなくなる。
【００９０】
しかしながら、第３実施形態の回転駆動部１１２では、図６に示される通り駆動回路６０５に外部電源からの電圧ＶＣＣが印加されるので、ＦＧパターン６０４によって回転多面鏡１０１の回転数の検知は行われる。ここでは、前述の通り回転多面鏡１０１は回転しないため、ＦＧパターン６０４からの出力は０となり、駆動回路６０５は回転数を０と検知する。
【００９１】
そして、駆動回路６０５は、ＦＧパターン６０４から検出される回転数情報と、水晶発振子６０３および回転数切替端子Ｎ１、Ｎ２により設定された回転数情報との位相差を合わせようとする定速制御を行う。このように駆動回路６０５による定速制御は継続して実行されるので、駆動回路６０５から発熱する。
【００９２】
この駆動回路６０５からの熱は放熱フィン１０９に伝わり、さらに回転駆動部１１２を収容したハウジング１０２Ａ内の空気を温める。そして、温められた空気はハウジング１０２Ａ内で対流し、光走査装置１０２を構成する光学部品やハウジング１０２Ａを温める。
【００９３】
これにより本第３実施形態では、光走査装置１０２を構成する光学部品やハウジング１０２Ａ等の結露や過度な冷却を抑えることができる。また、回転多面鏡１０１を回転させないので、回転軸部（例えばボールベアリング等）における磨耗や劣化等を少なくすることができ、装置寿命を延ばすことができる。
【００９４】
なお、上記駆動回路６０５には、該駆動回路６０５の温度が所定の上限温度に到達した場合に自動的に動作を停止するサーマルシャットダウン機能を持たせることが望ましい。また、温度センサ１４１で検出された光走査装置１０２の内部温度が所定の上限温度に到達した場合に、駆動回路６０５への電圧印加を自動的に遮断するよう構成しても良いし、夜間時間帯の所定時刻（例えば、２２時、２３時、０時・・・５時）から所定時間だけ駆動回路６０５への電圧印加を行うように制御しても良い。
【００９５】
［第４実施形態］
次に、請求項１、２、４、５に記載した発明に対応する第４実施形態を説明する。図７には、本実施形態における画像形成装置７００の要部の構成図を示す。この図７に示すように、画像形成装置７００には、矢印Ｒ方向に回転する感光体ドラム７０５が設置されており、この感光体ドラム７０５の外周部近傍には、帯電装置７０８、現像装置７０６、転写装置７０９及びクリーニング装置７０７が外周に沿って順に設置されている。
【００９６】
また、感光体ドラム７０５の上方には、形成される画像のデジタル画像データに応じて変調されたレーザ光で感光体ドラム７０５の表面を走査する光走査装置７０２が設置されており、光走査装置７０２の上方には電源７０１が設置されている。なお、光走査装置７０２によるレーザ光の走査位置は、帯電装置７０８による帯電位置と現像装置７０６による現像位置との間に設定されている。
【００９７】
帯電装置７０８により帯電された感光体ドラム７０５の表面は、デジタル画像データに応じて変調された光走査装置７０２からのレーザ光により走査露光され、静電潜像が形成される。さらに、この静電潜像は現像装置７０６により現像され、感光体ドラム７０５の表面に静電潜像に対応したトナー像が形成される。
【００９８】
一方、図示しない用紙は、上記トナー像の形成と同期して、複数の搬送ローラ対７１１によって所定経路（二点鎖線）に沿って感光体ドラム７０５と転写装置７０９とのニップ部に搬送される。用紙が該ニップ部に搬送されるタイミングで所定の転写バイアス電圧が転写装置７０９に印加され、この転写バイアス電圧の印加及び転写装置７０９による用紙の感光体ドラム７０５に対する押圧作用によって、感光体ドラム７０５上のトナー像は用紙に転写される。転写後の用紙は定着器７０４に搬送され、用紙上に形成されたトナー像が用紙に定着される。
【００９９】
また、画像形成装置７００には、定着器７０４の温度を検出する温度センサ７１３と、光走査装置７０２の内部温度を検出する温度センサ７１２と、画像形成装置７００内の各装置の動作を制御する制御部７１４とが、設けられている。
【０１００】
また、光走査装置７０２の後部（図７において紙面奥側）および定着器７０４の上部後方には、定着器７０４等から発せられる熱を画像形成装置７００の外部へ放出する冷却ファン７０３が設けられており、定着器７０４とクリーニング装置７０７との間には、定着器７０４からの熱が感光体７０５に伝わらないよう熱を遮断する熱遮断壁７１０が設けられている。
【０１０１】
このような構成の画像形成装置７００では、寒冷地の朝など温度が低下している状態で電源がオンされると、図１２に示すように、最初は冷却ファン７０３は停止状態とされ、定着器７０４に通電される。これにより、温度センサ７１３により検出される定着器７０４の温度は上昇する。
【０１０２】
この定着器７０４から発生する熱は、定着器７０４の上部及び側面から発生し、図７に矢印で示すように定着器７０４の上方へ又は定着器７０４と熱遮断壁７１０との間を上方へ流れる。この熱は光走査装置７０２のハウジング７０２Ａに伝わり、該ハウジング７０２Ａが暖まる。
【０１０３】
これにより、低温下で変形したハウジング７０２Ａが元に戻り、光走査装置７０２内の光学部品・光学素子の結露が取り除かれる。また、図１２のタイミングチャートに示すように、光走査装置７０２の内部温度は、一点鎖線で示す従来よりも実線で示す本実施形態の方がより速く上昇するので、該内部温度が安定画像形成温度範囲内となる時間ｔ４が従来よりも早くなる。
【０１０４】
そして、光走査装置７０２の内部温度が安定画像形成温度範囲内となり且つ定着器７０４の温度が安定定着温度範囲内となった状態（即ち、画像形成装置７００で画像形成処理が可能な状態）で、ジョブが入力されると、冷却ファン７０３が回転駆動される。
【０１０５】
冷却ファン７０３が回転を始めると、図８に矢印で示すように光走査装置７０２と定着器７０４との間に空気の流れが発生し、定着器７０４から発生する熱は外部に排出される。これにより、画像形成処理時には光走査装置７０２を構成する部品が定着器７０４の熱によって過度に暖められることなく、安定した画像形成処理性能を維持することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では図１２に示されるようにジョブ入力時に空冷ファン７０３を駆動させているが必ずしもそうしなければならない必要はなく、例えば、光走査装置７０２の内部温度が安定画像形成温度範囲内となった時点又は定着器７０４の温度が安定定着温度範囲内となった時点で空冷ファン７０３を駆動させても良い。また、画像形成装置７００の電源がオンされてから所定の時間が経過した時点で冷却ファン７０３の駆動を開始しても良い。
【０１０７】
［第５実施形態］
次に、請求項１、３に記載した発明に対応する第５実施形態を説明する。図９に示すように、本実施形態における画像形成装置７００Ｓの構成は第４実施形態とほぼ同様であり、空冷ファン７０３Ｓが定着器７０４の上部側面に配置されている点が異なる。
【０１０８】
このような構成の画像形成装置７００Ｓにおいて、画像形成処理時には、図１０に示すように、空冷ファン７０３Ｓは、図１０において矢印の通り画像形成装置７００Ｓ内部の空気を外部へ放出するように回転（以下では正回転と称する）する。空冷ファン７０３Ｓが正回転することにより定着器７０４から発生する熱を速やかに外部に逃し、定着器７０４の過度の温度上昇を防止するとともに光走査装置７０２から発生する熱も外部へ逃がすことができる。
【０１０９】
これにより、定着器７０４から発生する熱が光走査装置７０２にふりかかることがなくなるので、光走査装置７０２のハウジング７０２Ａが過度に温度上昇し熱変形して画像形成処理で画像抜けなどが発生することを防止できる。
【０１１０】
また、画像形成装置７００では、寒冷地の朝など温度が低下している状態で電源がオンされると、図１３に示すように、最初は冷却ファン７０３Ｓを上記正回転時（画像形成処理時）とは逆の回転方向で回転（以下では逆回転と称する）させる。
【０１１１】
電源オンにより定着器７０４に通電され、温度センサ７１３により検出される定着器７０４の温度は上昇する。この定着器７０４から発生する熱は、定着器７０４の上部及び側面から発生する。
【０１１２】
上記のように冷却ファン７０３Ｓを逆回転させることで、定着器７０４の上部及び側面から発生した熱は、図９に矢印で示すように、光走査装置７０２に向かって流れ、光走査装置７０２のハウジング７０２Ａが暖まる。
【０１１３】
これにより、低温下で変形したハウジング７０２Ａが元に戻り、光走査装置７０２内の光学部品・光学素子の結露が取り除かれる。また、図１３のタイミングチャートに示すように、光走査装置７０２の内部温度は、一点鎖線で示す従来よりも実線で示す本実施形態の方がより速く上昇するので、該内部温度が安定画像形成温度範囲内となる時間ｔ５が従来よりも早くなる。
【０１１４】
また、第４実施形態のように定着器７０４からの熱でハウジング７０２Ａを無風状態で温める場合よりも、上記のように冷却ファン７０３Ｓを逆回転させてハウジング７０２Ａに温風を吹きつけてハウジング７０２Ａを温める方が、より効率良くハウジング７０２Ａを温めることができ、ハウジング７０２Ａの変形防止効果及び結露防止効果が高くなる。
【０１１５】
なお、本実施形態では、図１３に示されるようにジョブ入力時に空冷ファン７０３を正回転に戻しているが必ずしもこうする必要はなく、例えば、光走査装置７０２の内部温度が安定画像形成温度範囲内となった時点又は定着器７０４の温度が安定定着温度範囲内となった時点で空冷ファン７０３を正回転に戻しても良い。また、画像形成装置７００の電源がオンされてから所定の時間が経過した時点で冷却ファン７０３を正回転に戻しても良い。
【０１１６】
また、上記第４、第５実施形態では、光走査装置７０２及び定着器７０４の配置と空冷ファン７０３の駆動方法について説明したが、これら第４、第５実施形態の方式によって、従来のようにヒータ等の加熱手段で結露を防止する必要はなくなり、加熱手段が不要となる。このため、加熱手段の温度制御や配置を考える必要がなくなり、コストを削減できる。
【０１１７】
また、上記では、第１、第２実施形態で光走査装置内の光偏向器の制御による特に寒冷地での朝の結露防止、ハウジングの熱変形防止について説明し、第３実施形態で特に寒冷地での夜間の光走査装置内の光偏向器の制御方法について説明し、第４、第５実施形態で光走査装置及び定着器の配置と冷却ファンの制御方法について説明したが、これらは当然組み合わせて用いても良い。これらを組み合わせることにより、夜間、朝、昼間を問わず光走査装置、画像形成装置内を結露も熱変形もなく、常に安定した温度で維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】第１、第２、第３実施形態における光走査装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態の光走査装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】ジョブ入力時にファンを回転駆動する場合のタイミングチャートである。
【図４】第２実施形態の光走査装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】回転多面鏡の加速・減速の間に定速回転を入れる場合のタイミングチャートである。
【図６】第３実施形態の光偏向器の回路構成図である。
【図７】第４実施形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図８】第４実施形態の画像形成装置でファンを正回転させた場合の放熱状態を示す図である。
【図９】第５実施形態における画像形成装置の概略構成及び光走査装置への加熱状態を示す図である。
【図１０】第５実施形態の画像形成装置でファンを正回転させた場合の放熱状態を示す図である。
【図１１】第３実施形態の光走査装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】第４実施形態の画像形成装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】第５実施形態の画像形成装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】画像形成装置の概略構成図である。
【図１５】従来の一般的な光走査装置の概略構成図である。
【図１６】筐体の変形に起因した画像抜け現象を説明するための図であり、（Ａ）は光走査装置内の光ビームの経路を示す図であり、（Ｂ）は光走査装置内の構成部品の配置を示す図である。
【図１７】筐体の変形に起因した画像抜け現象を説明するための図であり、（Ａ）は光走査装置内の光ビームの経路を示す図であり、（Ｂ）は光走査装置内の構成部品の配置を示す図である。
【図１８】光走査装置内部の熱を放出するための放熱フィン及び冷却ファンを設けた従来技術を説明するための図である。
【図１９】光偏向器の固定軸内部に発熱体を設置した従来技術を説明するための図である。
【図２０】光走査装置を発熱体で被覆した従来技術を説明するための図である。
【図２１】定着装置の熱を光走査装置へ送るための専用のファンを設置した従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１００、７００、７００Ｓ  画像形成装置
１０１    回転多面鏡
１０２、７０２、９０２  光走査装置
１０３    光源
１１２    回転駆動部
１３０    制御部
６０５    駆動回路
７０３、７０３Ｓ、９０７  冷却ファン
７０４、９０１  定着器
【図１】
2006259752.tif 000003
【図２】
2006259752.tif 000004
【図３】
2006259752.tif 000005
【図４】
2006259752.tif 000006
【図５】
2006259752.tif 000007
【図６】
2006259752.tif 000008
【図７】
2006259752.tif 000009
【図８】
2006259752.tif 000010
【図９】
2006259752.tif 000011
【図１０】
2006259752.tif 000012
【図１１】
2006259752.tif 000013
【図１２】
2006259752.tif 000014
【図１３】
2006259752.tif 000015
【図１４】
2006259752.tif 000016
【図１５】
2006259752.tif 000017
【図１６】
2006259752.tif 000018
【図１７】
2006259752.tif 000019
【図１８】
2006259752.tif 000020
【図１９】
2006259752.tif 000021
【図２０】
2006259752.tif 000022
【図２１】
2006259752.tif 000023