(57)【要約】【課題】光偏向器で発生した熱を少ない部品点数の構成で効率良く光学ハウジングの外部に放熱することができるようにする。【解決手段】光源からの光ビームをポリゴンミラー６２ａ、６２ｂにより偏向走査する光偏向器６２を、各光ビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を各感光体ドラム５上に導き結像する４つの光学系４１，４２，４３，４４と共に光学ハウジング５０内に収納する。その光学ハウジング５０の上部側ハウジング５０ａには開口３１を形成し、その開口３１に上カバー３２を取り外し可能に取り付け、その上カバー３２に光偏向器６２を取り付ける。それにより光偏向器６２で発生した熱が、上カバー３２から効率良く外部に放熱される。【選択図】        図１
2004177512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源からの光ビームを偏向走査する光偏向器と、該光偏向器により偏向走査される光ビームを被走査面上に導き結像する光学系とを備え、前記光源と光偏向器と光学系とを一つの光学ハウジング内に収納し、その光学ハウジングには作業用の開口を形成し、該開口に蓋部材を取り外し可能に設けた光書込装置において、
前記光偏向器を前記蓋部材に取り付けたことを特徴とする光書込装置。
【請求項２】
前記蓋部材には、前記光学系を構成するレンズも取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の光書込装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光書込装置において、前記蓋部材の外側には該蓋部材よりも熱伝導率が小さい取手を取り付けていることを特徴とする光書込装置。
【請求項４】
前記光偏向器は基板を有し、該基板が前記蓋部材を兼ねていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光書込装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光書込装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源から発して光偏向器により偏向走査した光ビームを光学系により被走査面上に結像する光書込装置と、それを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このように、光源から発して光偏向器により偏向走査した光ビームを光学系により被走査面上に結像する従来の光書込装置としては、例えば特許文献１に記載されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２０８９９７号公報（第４頁、第６図）
【０００４】
上記文献には、光学ハウジング内に光偏向器（ポリゴンスキャナ）を設けると共に、その光偏向器から間隔を置いた位置に鉄板製のカバー部材をその外面が光学ハウジングの外側に露出するように設け、上記光偏向器の軸受部には鉄板製の伝熱部材の一端部を嵌合させると共に、その伝熱部材の他端部を上記カバー部材にネジ止め固定することにより、光偏向器で発生した熱を伝熱部材を介してカバー部材から光学ハウジングの外側に放熱させるようにした光書込装置が記載されている。
それにより、通常光偏向器はコイルを有する駆動用のモータと、そのモータを駆動するためのドライバＩＣやコンデンサ、さらには抵抗といった発熱源を持っているので、モータの駆動時にはそれらの発熱源から熱が発生すると共に、光偏向器のポリゴンミラーの回転中はその回転により気流が発生するため、光偏向器の周辺は温度が上昇しやすいが、上記発熱源で発生した熱を光学ハウジングの外側に効率良く放熱させることができる。
したがって、その光偏向器の周辺に通常の場合配設される光学系を構成するＦθレンズや長尺レンズ等が熱による影響を受けないようにすることができるので、書込倍率の変化や、書込位置（ビームスポット位置及びビーム径）の変化を防止して画像の劣化を抑えることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に記載されている光書込装置は、発熱源となる光偏向器で発生した熱を鉄板製の伝熱部材を使用して光学ハウジングの外側に放熱させる構成であるため、その伝熱部材を必要とする分だけコスト高になってしまうという欠点があった。また、その伝熱部材を光学ハウジング内に納めるため、その分だけ光学ハウジングが大きくなってしまうということもあった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、光偏向器で発生した熱を少ない部品点数の構成で効率良く光学ハウジングの外部に放熱することができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、光源と、その光源からの光ビームを偏向走査する光偏向器と、その光偏向器により偏向走査される光ビームを被走査面上に導き結像する光学系とを備え、上記光源と光偏向器と光学系とを一つの光学ハウジング内に収納し、その光学ハウジングには作業用の開口を形成し、その開口に蓋部材を取り外し可能に設けた光書込装置において、上記光偏向器を上記蓋部材に取り付けたものである。
上記蓋部材には、上記光学系を構成するレンズも取り付けるとよい。また、その蓋部材の外側には、その蓋部材よりも熱伝導率が小さい取手を取り付けるとよい。さらに、上記光偏向器が基板を有するときは、その基板が蓋部材を兼ねるようにするとよい。
さらにまた、上記いずれかの光書込装置を備えた画像形成装置も提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明による光書込装置の一実施形態例を示す構成図、図２は同じくその光書込装置を用いた画像形成装置であるカラーの小型プリンタの一例を示す全体構成図である。
図２に示すカラーの小型プリンタは、４ドラムフルカラーの電子写真方式の画像形成装置であり、装置本体１内には、４個の像担持体ユニットである感光体ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄを、装置本体１に対してそれぞれ着脱可能に装着している。
この小型プリンタは、装置本体１内の略中央に転写ベルト３を複数のローラ間に矢示Ａ方向に回動可能に張装している。
そして、その転写ベルト３の図２で上側の面に、４個の感光体ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄにそれぞれ設けられている感光体ドラム５が接触するように、その感光体ユニット２Ａ〜２Ｄをそれぞれ配設している。その感光体ユニット２Ａ〜２Ｄは、図２で右から左に向けてイエロー色用の感光体ユニット２Ａ、マゼンタ色用の感光体ユニット２Ｂ、シアン色用の感光体ユニット２Ｃ、ブラック色用の感光体ユニット２Ｄの順にそれぞれ配置してあるが、その配置順はそれ以外であってもよい。
この感光体ユニット２Ａ〜２Ｄには、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置１０Ａ〜１０Ｄが配設してある。また、この感光体ユニット２Ａ〜２Ｄの上方には光書込装置６を、下方には両面ユニット７をそれぞれ配設している。
【０００８】
転写ベルト３の転写紙搬送方向下流側には、画像が転写された転写紙の画像を定着する定着装置９が設けられている。
その定着装置９の転写紙搬送方向下流側には、反転搬送路２０を分岐させて形成し、そこに搬送した転写紙Ｐを排紙ローラ対２５により排紙トレイ２６上に排出可能にしている。
また、装置本体１内の下部には、上下２段にサイズの異なる転写紙Ｐを収納可能な給紙カセット１１と１２を、それぞれ配設している。
さらに、装置本体１の右側面には、手差しトレイ１３を矢示Ｂ方向に開閉可能に設け、その手差しトレイ１３を開放することにより、そこから手差し給紙ができるようにしている。
感光体ユニット２Ａ〜２Ｄは、同一の構成をしたユニットであり、感光体ユニット２Ａはイエロー色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｂはマゼンタ色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｃはシアン色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｄはブラック色に対応する画像を形成する。そして、この感光体ユニット２Ａ〜２Ｄには、各感光体ドラム５の被帯電面を帯電する帯電ローラ１４がそれぞれ設けられている。
【０００９】
この小型プリンタは、作像動作を開始させると、各感光体ドラム５が図２で時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体ドラム５の表面が、その感光体ドラム５と各帯電装置の帯電ローラ１４との間に電圧が印加されることにより一様に帯電される。
そして、感光体ユニット２Ａの感光体ドラム５の帯電面には、光書込装置６によりイエロー色の画像に対応するレーザ光が照射される。
また、感光体ユニット２Ｂの感光体ドラム５の帯電面には、光書込装置６によりマゼンタ色の画像に対応するレーザ光が、感光体ユニット２Ｃの感光体ドラム５の帯電面にはシアン色の画像に対応するレーザ光が、さらに感光体ユニット２Ｄの感光体ドラム５の帯電面にはブラック色の画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、そこに各色に対応した潜像がそれぞれ形成される。
そして、その各潜像は、感光体ドラム５が回転することにより現像装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ及び１０Ｄの位置に達すると、そこでイエロー，マゼンタ，シアン及びブラックの各トナーにより現像されて、４色のトナー像となる。
【００１０】
一方、給紙カセット１１あるいは１２のうち、選択された給紙段から転写紙Ｐが分離給紙部５５あるいは５６により給紙され、それが感光体ユニット２Ａの直前に設けられているレジストローラ対５９により、各感光体ドラム５上に形成されているトナー像と一致する正確なタイミングで、それが感光体ユニット２Ａの感光体ドラム５と転写ベルト３との間に向けて搬送される。
その際、転写紙Ｐは、転写ベルト３の入口付近に配設している紙吸着ローラ５８によりプラスの極性に帯電され、それにより転写ベルト３の表面に静電的に吸着される。
そして、転写紙Ｐは、転写ベルト３に吸着した状態で、その転写ベルト３の矢示Ａ方向への回動により同方向に搬送されながら、図２で上側の面にイエロー，マゼンタ，シアン及びブラック色の各トナー像が順次転写されていき、感光体ユニット２Ｄを通過したときには４色重ね合わせのフルカラーのトナー画像が形成される。
その転写紙Ｐは、定着装置９で熱と加圧力が加えられることによりトナー像が溶融定着され、その後は指定されたモードに応じた排紙系を通って、装置本体上部の排紙トレイ２６に反転排紙されたり、定着装置９から直進してストレート排紙されたりする。
以後、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００１１】
光書込装置６は、図３に示すように上下に配置した２つのポリゴンミラー６２ａ、６２ｂに向けてそれぞれ光ビームを照射する４つの各光源となる光源ユニット５１，５２，５３，５４と、その各光源からの光ビームを回転することにより偏向走査する上述したポリゴンミラー６２ａ、６２ｂを有する光偏向器６２と、その光偏向器６２により偏向走査される図１に示した光ビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を被走査面となる各感光体ドラム５上に導き結像する４つの光学系４１，４２，４３，４４とを備えている。
そして、４つの光源ユニット５１，５２，５３，５４と、光偏向器６２と、４つの光学系４１，４２，４３，４４とを一つの光学ハウジング５０内に収納している。その光学ハウジング５０は、上部側ハウジング５０ａと下部側ハウジング５０ｂとからなり、その上部側ハウジング５０ａには作業用の開口３１を形成し、その開口３１に蓋部材である上カバー３２を取り外し可能に取り付けている。そして、その上カバー３２に光偏向器６２を取り付けている。
【００１２】
光学系４１は、Ｆθレンズ６３と長尺レンズ６９と光路折り返し用のミラー６７，７３，７４等の光学部材からなる。
同様に、光学系４２は、光学系４１と共通のＦθレンズ６３と長尺レンズ７０と光路折り返し用のミラー６５，７５，７６等の光学部材からなる。
さらに、光学系４３は、Ｆθレンズ６４と長尺レンズ７１と光路折り返し用のミラー６６，７７，７８等の光学部材からなる。
また、光学系４４は、光学系４３と共通のＦθレンズ６４と長尺レンズ７２と光路折り返し用のミラー６８，７９，８０等の光学部材からなる。
そして、この光書込装置６は、図３に示した４つの光源ユニット５１，５２，５３，５４（その配設位置は適宜変更可）からそれぞれ所定のタイミングで光偏向器６２のポリゴンミラー６２ａ、６２ｂに向けて照射した光ビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を、図１に示したように対称な２方向（同図で左右方向）に振り分けて偏向走査するようにしている。
なお、この光偏向器６２には、ドライバＩＣとコンデンサと抵抗等、さらにはポリゴンミラー６２ａ、６２ｂを回転させるポリゴンモータの回転制御用の電気部品等が備えられている。
その光偏向器６２は、上述したように上カバー３２に取り付けられており、その光偏向器６２を内面側に固定した状態の上カバー３２を、この光書込装置６の上部を覆うカバーとして機能する上部側ハウジング５０ａの略中央に取り付けている。
その上カバー３２は、放熱性を考慮して例えばアルミ等の金属で形成する。
【００１３】
図１に示した光書込装置６は、制御系から入力される色分解された画像データを光源駆動用の信号に変換し、それにしたがって図３に示した各光源ユニット５１，５２，５３，５４の光源（半導体レーザ）を駆動して光ビームを出射する。その各光源ユニット５１，５２，５３，５４から出射された光ビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、面倒れ補正用のシリンドリカルレンズを通って光偏向器６２に至り、図１に示した光偏向器６２のポリゴンモータにより等速回転されている上下２段のポリゴンミラー６２ａ、６２ｂにより、対称な２方向にそれぞれ偏向走査される。
その光ビームは、４つの光学系４１，４２，４３，４４により、各色の画像に対応する各感光体ドラム５上に照射され、そこに静電潜像を書き込む。
ところで、光偏向器６２は、上述したようにコイルを有する駆動用のポリゴンモータと、そのモータを駆動するためのドライバＩＣやコンデンサ、さらには抵抗といった発熱源を持っている。そのため、駆動時にはそれらの発熱源から熱が発生する。また、ポリゴンミラー６２ａ，６２ｂが回転しているときには、そのポリゴンミラー６２ａ，６２ｂにより、その周辺に気流が発生するので、その光偏向器６２の周辺の温度は上昇しやすい。
【００１４】
しかしながら、この実施の形態による光書込装置６を備えた小型プリンタは、上述したように放熱性を考慮して例えばアルミ等の金属で形成した上カバー３２に光偏向器６２を直接取り付けている（例えば、モータのコイル部分を覆っている金属製のヨーク部分を直接固定）。
それにより、上記の発熱源から発生した熱は放熱性に優れた上カバー３２を通して上部側ハウジング５０ａの外側に効率よく放熱されていく。
したがって、その光偏向器６２の周辺に配設している光学系４１，４２，４３，４４を構成しているＦθレンズ６３，６４や、長尺レンズ６９〜７２等が温度上昇による悪影響を受けないので、書込倍率の変化や書込位置（ビームスポット位置とビーム径）の変化を防止して、画像の劣化を抑えることができる。
さらに、従来の光書込装置にみられるような鉄板製の伝熱部材を使用して光偏向器で発生した熱を光学ハウジングの外側に放熱させるようなこともしないので、その放熱のための専用の伝熱部材を必要としない分だけ部品点数を少なくすることができると共に、安価にすることができる。また、その伝熱部材を光学ハウジング内に設ける必要がない分だけ光学ハウジングを小型にすることができる。
【００１５】
図４は光偏向器を固定した上カバーを光学ハウジングに形成した位置決め突起にネジ止め固定するようにした光書込装置の実施形態を示す図１と同様な構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による光書込装置は、図１乃至図３で説明した光書込装置に対し、蓋部材である上カバー３２′の光学ハウジング５０′への固定を、下部側ハウジング５０ｂ′に突設した複数の位置決め突起２８，２８にそれぞれ形成している各ネジ孔にネジ２９で固定するようにした点が異なる。
そして、上カバー３２′も、放熱性を考慮して例えばアルミ等の金属で形成する。また、その上カバー３２′の上部周囲と上部側ハウジング５０ａ′の上面との間には、密閉度を上げるために例えばスポンジである弾性部材３４を全周に亘って設ける。
このように、この光書込装置では、光偏向器６２を一体に固定した上カバー３２′を、下部側ハウジング５０ｂ′に一体で形成している複数の位置決め突起２８，２８に各ネジ２９でそれぞれ締め付け固定するので、光偏向器６２を下部側ハウジング５０ｂ′に対して高い取付位置精度で位置決めすることができる。それにより、光偏向器６２と各光学系４１〜４４との位置関係に係る積み上げ誤差が少なくなるので、より高精度な書込倍率、書込位置（ビームスポット位置とビーム径）を得ることができる。
【００１６】
図５は上カバーに光学系を構成するレンズも一体に固定するようにした光書込装置の実施形態を示す図４と同様な構成図であり、図４と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による光書込装置は、図４で説明した光書込装置に対し、光学系４１，４２を構成しているＦθレンズ６３と、光学系４３，４４を構成しているＦθレンズ６４を共に蓋部材である上カバー３２″の下面側に固定するようにした点が異なる。
そして、この光書込装置においても、上カバー３２″に光偏向器６２を固定し、その上カバー３２″で上部ハウジング５０ａ″の開口３１を塞いで、それを光学ハウジング５０″の下部側ハウジング５０ｂ″に樹脂によるモールド成形で一体に形成している複数の位置決め突起２８，２８に、各ネジ２９によりそれぞれ締め付け固定している。
その上カバー３２″も、放熱性を考慮して例えばアルミ等の金属で形成する。そして、その上カバー３２″に上述したようにＦθレンズ６３，６４をそれぞれ固定（例えば接着）するので、そのＦθレンズ６３，６４を樹脂で形成されている下部側ハウジング５０ｂ″に固定（例えば接着）した場合に比べてＦθレンズ６３，６４の冷却効果が高なる。
したがって、その光学素子であるＦθレンズ６３，６４の温度が高められることによる熱的な影響によって生じる書込倍率の変化や書込位置（ビームスポット位置とビーム径）の変化を防止して画像の劣化を抑えることができる。
【００１７】
図６は外側に取手を取り付けた上カバーの例を示す斜視図である。
この上カバー８２は、前述した各実施形態の上カバー３２，３２′，３２″の外側の面に、蓋部材となるカバー部８２ａよりも熱伝導率が小さい取手８３，８３を、ネジ止めやかしめ等により取り付けるものである。
すなわち、カバー部８２ａは、放熱性をよくするためにアルミ等の金属で形成し、そこに取り付ける略コの字状の２個の取手８３，８３を、例えば樹脂によるモールド成形で形成することにより、取手８３の部分をカバー部８２ａよりも熱伝導率が小さくなるようにする。
このようにすれば、例えばアルミ製のカバー部８２ａは熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・Ｋとなるため、高い放熱性を有する。一方、樹脂によるモールド成形で形成された取手８３の部分の熱伝導率は一般的に０．２〜５Ｗ／ｍ・Ｋ程度であるため、アルミに比べると熱伝導率はかなり低い値となる。それにより、カバー部８２ａが熱くなっているときでも、取手８３はそれほど高い温度にはなっていないので、その取手８３を持っても熱くはない。
したがって、この上カバー８２を、前述した各上カバー３２，３２′，３２″に対応する大きさに形成して使用すれば、連続して装置を長時間使用していた後に光学ハウジング内の例えば光学系を構成する部品（光学素子）等を交換する必要性が生じたときに、取手８３を持って上カバー８２を持ち上げようとしても、その取手８３が熱くて持てないということはない。
【００１８】
図７は光偏向器の基板が上カバーを兼ねている光書込装置の実施形態を示す図１と同様な構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による光書込装置は、図１で説明した光書込装置に対し、光偏向器９２が大きな基板９４を有し、その基板９４が蓋部材となる上カバーを兼ねるようにすると共に、その基板９４を光学ハウジング１００の下部側ハウジング１００ｂに突設している複数の位置決め突起２８，２８にそれぞれネジ２９で固定するようにした点が異なる。
その固定状態では、上部側ハウジング１００ａの開口縁部３１ａが、基板９４の周縁部に対応する位置関係になるようにしてあり、その開口縁部３１ａと上記周縁部との間に密閉度を上げるための例えばスポンジである弾性部材３４を全周に亘って設けている。
【００１９】
この光書込装置によれば、蓋部材となる専用の上カバーが必要なくなると共に、光学ハウジング１００内に設けられている光偏向器９２のポリゴンモータや他の発熱体が発生した熱を基板９４自体から直接光学ハウジング１００の外に放熱することができるので、一段と放熱効果が高まる。
したがって、光学ハウジング１００内が温度上昇することによりＦθレンズ６３，６４や長尺レンズ６９〜７２の熱による変位により起こる書込倍率の変化や書込位置（ビームスポット位置とビーム径）の変化を防止して、画像の劣化を抑えることができる。また、アルミ等で形成する専用の上カバーを必要としなくなる分だけコストも低減することができる。
なお、図７には、基板９４が上カバーを兼ねる光書込装置の一例を示したが、勿論その基板９４の下面側にＦθレンズ６３，６４を設けたり、その基板９４の上面側（外部の露出側）に図６で説明したような取手８３を設けるようにしてもよい。
なお、上述した各実施の形態では、光源となる光源ユニットが４個ある場合の光書込装置の例をそれぞれ示したが、この発明は光源が１つだけのものについても同様に適用することができる。
また、図２に示した小型プリンタに、光書込装置６に代えて図４，図５，図７でそれぞれ説明した各光書込装置を装着するようにしても、図２の小型プリンタと同様の作用効果を奏する。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、光学ハウジング内の発熱源となる光偏向器を、光学ハウジングの開口部分に取り外し可能に設けた蓋部材に取り付けたので、光偏向器で発生した熱を少ない部品点数の構成でありながら効率良く光学ハウジングの外部に放熱することができる。それにより、光学ハウジング内の光学系が温度上昇した際に熱的な影響により書込倍率や書込位置が変化したりして画像が劣化するのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による光書込装置の一実施形態例を示す構成図である。
【図２】同じくその光書込装置を用いた画像形成装置であるカラーの小型プリンタの一例を示す全体構成図である。
【図３】図１の光書込装置に設けられている４つの光源ユニットを説明するための斜視図である。
【図４】光偏向器を固定した上カバーを光学ハウジングに形成した位置決め突起にネジ止め固定するようにした光書込装置の実施形態を示す図１と同様な構成図である。
【図５】上カバーに光学系を構成するレンズを一体に固定するようにした光書込装置の実施形態を示す図４と同様な構成図である。
【図６】外側に取手を取り付けた上カバーの例を示す斜視図である。
【図７】光偏向器の基板が上カバーを兼ねている光書込装置の実施形態を示す図１と同様な構成図である。
【符号の説明】
６：光書込装置                      ３１：開口
３２，３２′，３２″：上カバー（蓋部材）
４１，４２，４３，４４：光学系
５０，５０′，５０″，１００：光学ハウジング
５１，５２，５３，５４：光源ユニット（光源）
６２，９２：光偏向器                ８２：上カバー
８２ａ：カバー部（蓋部材）          ８３：取手
９４：基板
【図１】
2004177512.tif 000003
【図２】
2004177512.tif 000004
【図３】
2004177512.tif 000005
【図４】
2004177512.tif 000006
【図５】
2004177512.tif 000007
【図６】
2004177512.tif 000008
【図７】
2004177512.tif 000009