(57)【要約】【課題】光学箱内の温度を低コストで均一化し、光学箱内の温度が不均一であることに起因して生じる問題の発生を低減した光走査装置及びこれを備えた作像装置並びに画像形成装置を提供する。【解決手段】光源部からの光束を偏向するポリゴンモータ５と、ポリゴンモータ５によって偏向された光束を所定の面上に集光する走査光学系とを有する光走査装置であって、ポリゴンモータ５から発せられる熱が熱伝導又は熱伝達される中空構造の液体封入部２０がポリゴンモータ５の内部に、又はポリゴンモータ５と隣接して配置され、該液体封入部２０に封入された冷却液２１がポリゴンモータ５の発した熱を吸収する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を所定の面上に集光する走査光学系とを有する光走査装置であって、
前記ポリゴンモータから発せられる熱が熱伝導又は熱伝達される中空構造の液体封入部が前記ポリゴンモータの内部に、又は前記ポリゴンモータと隣接して配置され、該液体封入部に封入された液体が前記ポリゴンモータが発する熱を吸収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は、モータ駆動用ドライバＩＣが実装された金属製の基板とモータ軸受けとが一体の構造であり、前記液体封入部が前記金属製の基板に隣接して配置され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】
前記ポリゴンモータは、モータ駆動用ドライバＩＣが実装された金属製の基板とモータ軸受けとが一体の構造であり、前記液体封入部が前記ドライバＩＣに隣接して配置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記ポリゴンモータは、金属製のケーシングにポリゴンミラーが密封された構造であり、前記液体封入部が前記ケーシングの内部に又は該ケーシングに隣接して配置されたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項５】
前記液体封入部に封入された液体は、該液体封入部内を循環し、前記ポリゴンモータから吸収した熱を該ポリゴンモータから離れた位置で放出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光走査装置。
【請求項６】
前記液体封入部に封入された液体を強制的に循環させる手段をさらに有することを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
【請求項７】
前記液体封入部に封入された液体は、自然対流によって前記液体封入部内を循環することを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
【請求項８】
光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を所定の面上に集光する走査光学系とを有する光走査装置であって、
前記光束による前記所定の面上の走査を行う前に、前記ポリゴンモータが発する熱が前記走査光学系に行き渡って熱平衡がとれた状態とほぼ同じ状態に到達させることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
前記光源部、前記ポリゴンモータ及び前記走査光学系は光学箱の内部に収納されており、
前記ポリゴンモータの周囲の雰囲気と流通する前記走査光学系内部の雰囲気が、前記光源部から発せられ前記所定の面に達する光束の周囲を全て包含する最低限の空間のみを占めるように、前記光学箱内部の形状が形成されたことを特徴とする請求項８記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記光源部、前記ポリゴンモータ及び前記走査光学系は光学箱の内部に収納されるとともに、前記ポリゴンモータの周囲の雰囲気と前記走査光学系の内部の雰囲気とが流通しており、
前記光学箱内部の形状は、前記ポリゴンモータが発した熱を吸収した該ポリゴンモータ周囲の雰囲気が前記走査光学系の内部まで移動する際の流路抵抗が小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項８記載の光走査装置。
【請求項１１】
装置内部の空間の雰囲気が前記光学箱内を循環することを特徴とする請求項９又は１０記載の光走査装置。
【請求項１２】
前記ポリゴンモータの回転によって生じる圧力差によるポンプ効果を利用して前記ポリゴンモータの発した熱を吸収した雰囲気を流動させ、前記走査光学系にポリゴンモータが発した熱を行き渡らせることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項記載の光走査装置。
【請求項１３】
前記ポリゴンモータが発する熱を所定の時間帯のみ前記走査光学系に行き渡らせることを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項記載の光走査装置。
【請求項１４】
光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を被走査媒体の所定の面上に集光する走査光学系と、装置外から熱を取り込むことにより、前記走査光学系を前記被走査媒体への走査開始前に、前記ポリゴンモータから発する熱が行き渡って熱平衡がとれた状態とほぼ同じ状態にする予熱手段とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１５】
前記予熱手段は、高温雰囲気を装置外から装置内に搬送して、熱を取り込むことを特徴とする請求項１４記載の光走査装置。
【請求項１６】
光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を被走査媒体の所定の面上に集光する走査光学系と、装置内で熱を発生させることにより、前記走査光学系を前記被走査媒体への走査開始前に、前記ポリゴンモータから発する熱が行き渡って熱平衡がとれた状態とほぼ同じ状態にする加熱手段とを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項１７】
前記加熱手段は、燃料を燃焼させることにより装置内で熱を発生させることを特徴とする請求項１６記載の光走査装置。
【請求項１８】
カセット式のボンベに封入された燃料を燃焼させることにより装置内で熱を発生させることを特徴とする請求項１７記載の光走査装置。
【請求項１９】
前記加熱手段は、電気ヒータであることを特徴とする請求項１６記載の光走査装置。
【請求項２０】
前記加熱手段が発生させた熱によって、装置内の前記走査光学系以外の部材を加熱することを特徴とする請求項１６から１９のいずれか１項記載の光走査装置。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか１項記載の光走査装置を有することを特徴とする作像装置。
【請求項２２】
請求項２１記載の作像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
タンデム型のカラー画像形成装置であることを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置の内部の温度制御に関し、特に、装置内部の温度分布を理想的な状態にした光走査装置及びこれを備えた作像装置並びに画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置のデジタル化が進み、また生産性向上のため高速化に対する需要も高まっている。さらに、市場においては、デジタル化以前から高画質／高精細画像への根強い需要があるため、単色／カラー画像を問わず温度の変化などの環境変化に対しても安定して高画質／高い精細画像を出力できる画像形成装置の開発は大きな課題である。
【０００３】
静電写真プロセスを用いるデジタルＰＰＣやページプリンタなどの画像形成装置では、光走査装置からの光ビームを偏向して感光体に照射し、感光体表面に画像を書き込むものが一般的である。
【０００４】
図１５を用いて従来の単色画像形成装置を説明する。（ａ）は平面図、（ｂ）は中央断面を示す側面図である。
画像形成装置１の内部に位置する光走査装置２は光学素子を所定の位置に搭載する光学箱３、光学箱３の内部を外部と遮断し、防塵・遮音の機能を果たすカバー４、ポリゴンモータ５、レーザ発振ユニット６及び複数の光学素子を有する。
レーザ発振ユニット６から射出された光ビームは、シリンダレンズ７を透過してポリゴンミラー８に照射される。そして、ポリゴンミラー８において反射された光ビームは、ｆθレンズ９を透過した後、長尺レンズ１０を透過し、ミラー１１において下方に折り返される。その後光ビームは防塵ガラス１２を透過し、感光体１３上に導かれる。
ポリゴンミラー８の回転に伴って光ビームが感光体１３の上を直線状に走査することにより静電潜像が形成され、画像形成プロセスをへて画像が形成される。。
【０００５】
また、画像のカラー化に伴い、特許文献１に開示される「画像形成装置」のように、画像形成部が４連タンデム型配置に配置されており、複数の感光体に走査光を入射させるものも商品化されている。このようなタンデム型の画像形成部に対応する走査光学系については、特許文献１にも記載されている。
４連タンデム型の光走査装置における課題は、四つの光路を経て各感光体にへ照射される光ビームのそれぞれの色が正確に重なり合うように所定の位置に精密に光ビームを照射する必要があるということである。
【０００６】
上記のように、単色／カラー画像を問わず温度の変化などの環境変化に対しても安定して高画質／高精細画像を出力する需要が近年ますます高まっているが、光学箱内部の温度上昇への影響が最も多大なのは具体的にはポリゴンモータ５からの発熱である。ポリゴンモータ５は、従来はカバー一体型の丸形のものが主流であった。この丸形ポリゴンモータの多くは、モータ駆動用のドライバＩＣ及びその周辺の電気回路を載置する電気基板が別体で用意されていた。
図１６に、丸形ポリゴンモータ３０を示す。丸形ポリゴンモータ３０において、ポリゴンミラー８は、防音ガラス３１が装着されたカバー３２に覆われた密封構造となっている。カバー３２及びケーシング３３は、放熱性を考慮してアルミダイカスト等の金属部品に切削加工を施したものが適用されており、コストは高くなるがポリゴンミラー８を十分に保護し、さらに高い遮音性能を有している。
【０００７】
このタイプのポリゴンモータは、玉軸受や動圧エア軸受を用いるものが多く、２００００〜３００００ｒｐｍ程度の比較的高回転で高耐久性が要求されるものに用いられているが高価であり、走査光学ユニットに占めるコスト比率が非常に高くなるという問題がある。
【０００８】
このため、主にコスト上の理由によって、光走査装置には図１７に示すような基板一体型のポリゴンモータを適用するケースが増加している。基板一体型のポリゴンモータ５は、板厚１ｍｍ程度の金属製の基板１５の上にポリゴンミラー８及びモータ軸受・スタータ等の回転部、ドライバＩＣ１６その他電気回路、コネクタ１７を全て一体に装備する。基板一体型のポリゴンモータ５には、およそ２００００ｒｐｍ以下の低回転のものに用いられていた動圧オイル軸受が適用されている。
【０００９】
騒音を低減するために、基板一体型のポリゴンモータ５の周囲は光学箱３の内部に設けられた隔壁で囲まれ、光ビームが通過する部分は丸形ポリゴンモータの防音ガラス３１と同様のものが接着等により隔壁に設置されてモータ部周辺の雰囲気を略密閉している場合もある。
【００１０】
従来、ポリゴンモータを連続運転し続けたときの光学箱３内部の飽和温度（Ｔｍａｘ  ）は、
３５℃≦Ｔｍａｘ  ≦５５℃
であった。一方、近年、プリント枚数の増加に伴い、高生産性を実現するためにポリゴンモータの回転数は高くなる傾向にある。このため、従来は１００００ｒｐｍ程度であった基板一体型のポリゴンモータの回転数は、近年では３００００〜３５０００ｒｐｍ程度、丸形ポリゴンモータのような高速型になると４００００ｒｐｍ〜５００００ｒｐｍに達する状況であり、光学箱内部部品による温度上昇のほぼ唯一の原因となっている。
【００１１】
モータの消費電力の上昇によってドライバＩＣからの発熱が増大し、また軸受け部摩擦熱による発熱の増加は著しく、近年開発されている高速機などでは、飽和温度（Ｔｍａｘ  ）は、
５０℃≦Ｔｍａｘ  ≦９５℃
というものまで現れ始めた。そのため、モータ軸受や近接する光学素子に損傷を与えたり光学素子の歪みをもたらし、本来精密であるべき主走査又は副走査方向の感光体上のビーム入射位置や、ビームスポット径を乱すという問題が発生しやすい。５０℃≦Ｔｍａｘ  ≦９５℃という状況を鑑みると、例えば寒冷地に設置された画像形成装置の最も厳しい低温環境が−１０℃〜−２０℃という状況から起動し、上記の９５℃という温度まで変動幅で１００℃を超える温度差の中で光走査装置は所定の性能を発揮する必要がある。
【００１２】
この問題は特に、タンデム型カラー画像形成装置において上述の高画質を維持する必要から大きな課題となっている。従来それらの補償のために複雑なフィードバック機構により光学素子を微動させるようなμｍ単位での困難かつコストのかかる制御を行わざるを得なかった。また、基板一体型のポリゴンモータにおいては、最大の発熱源であるドライバＩＣが一体なので一部分に熱がこもり、効率よく放熱を行わないとモータ軸受け部の封入オイルが蒸発するなどしてモータ寿命が著しく短くなってしまうという課題がある。
【００１３】
発熱それに加えて騒音の発生という問題の背景には、光学箱の樹脂化がある。近年の光学箱は低コスト化のために、金属製（アルミダイキャスト製など）の光学箱の代わりに樹脂一体成型品が多用されてきている。樹脂製の光学箱は、金属製の光学箱に比べて比熱が非常に小さいため、熱がこもりやすい。しかも、温度上昇に伴う膨張や反りといった変形が金属製光学箱よりも大きいため、各光学素子の設置精度も温度変動時に十分には維持できないという問題もある。このように、樹脂製の光学箱の採用によって、放熱効果及び遮音効果に大きな問題が生じている。
【００１４】
これらの問題に対して、特許文献２に開示される「走査光学装置」のように、光走査装置の蓋を中空部を含む二重構造とし、中空部分に液体を封入して熱吸収容量を増加させ、併せて、蓋の底面を変形したリブでポリゴンミラーの回転モータの周囲を囲み、さらに上面を波型にして放熱効果を高めた光走査装置が提案されている。
また、特許文献３に開示される「光書込装置」には、ポリゴンモータユニットを収納する収納部（光学箱）を放熱部材で密閉した光走査装置が開示されている。
【００１５】
【特許文献１】
特許第２７２５０６７号公報
【特許文献２】
特開平１１−１３３３３４号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９６４９５号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２に記載の発明は、ポリゴンモータから発生する熱が一旦ポリゴンモータ周囲の雰囲気の温度を高めた後、その雰囲気からの放熱を促すという構成であるため、間接的な効果しかなく、ポリゴンモータ自体の冷却効果に乏しい。
【００１７】
また、特許文献３に記載の発明によれば、騒音の低減できることに加え、光学箱からのその周囲の雰囲気への熱伝達を促進できる。しかし、近年は装置の軽量化や製造コスト低減を目的として樹脂製の光学箱を適用することも多いため、放熱性の低い材質を適用せざるを得ない場合もある。
【００１８】
さらに、近年光学箱に限らず各部品で進む樹脂化の流れで、特にレンズが樹脂の場合は周囲の雰囲気の温度変化によって一時的又は過渡的な変形や屈折率分布の不均一などが発生し、光学性能が著しく低下してしまう場合がある。
【００１９】
加えて、防塵のために密閉された光学箱の中ではポリゴンモータから発生する熱が温度勾配を持ちやすく、光学性能が低下しやすい。ポリゴンモータを連続運転させて光学箱の内部が熱的に飽和し、温度勾配が発生した状態を示したのが図１８である。
光学箱の内部の雰囲気は発熱源であるポリゴンモータから離れるに従って温度が下がっていき、ポリゴンモータの周囲の雰囲気８１の温度をＴ１  、ｆθレンズの周囲の雰囲気９１の温度をＴ２  、長尺レンズの周囲の雰囲気１０１の温度をＴ３  とすると、Ｔ１  ＞Ｔ２  ＞Ｔ３  となる。雰囲気８１と雰囲気９１との間には温度境界５２が、雰囲気９１と雰囲気１０１との間には、温度境界５３が図中一点鎖線で示すように発生する。例えば、Ｔ１  ＝６０℃、Ｔ２  ＝５０℃、Ｔ３  ＝４０℃とすると、５５℃の温度境界５２、４５℃の温度境界５３というような温度勾配となる。
上記各特許文献に記載の発明は、このような温度勾配の発生については何ら考慮していない。
【００２０】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、光学箱内の温度を低コストで均一化し、光学箱内の温度が不均一であることに起因して生じる問題の発生を低減した光走査装置及びこれを備えた作像装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、第１の態様として、光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を所定の面上に集光する走査光学系とを有する光走査装置であって、ポリゴンモータから発せられる熱が熱伝導又は熱伝達される中空構造の液体封入部がポリゴンモータの内部に、又はポリゴンモータと隣接して配置され、該液体封入部に封入された液体がポリゴンモータが発する熱を吸収することを特徴とする光走査装置を提供するものである。以上の構成によれば、封入された液体によってポリゴンモータからの発熱が緩和又は排出され、高速に回転するポリゴンモータから発生する熱の効果的な吸熱を図り、高熱化を抑え走査光への影響を低減し、軸受や光学素子の熱による損傷を防止し、さらには、ポリゴンモータの長寿命化を図ることができる。また、液体封入部によって音響エネルギーや振動エネルギーが遮られるため、ポリゴンモータからの騒音を低減する効果も得られる。
【００２２】
上記本発明の第１の態様においては、ポリゴンモータは、モータ駆動用ドライバＩＣが実装された金属製の基板とモータ軸受けとが一体の構造であり、液体封入部が金属製の基板に隣接して配置されることが好ましい。このようにすれば、安価な基板一体型のポリゴンモータを効果的に冷却できる。
又は、上記本発明の第１の態様においては、ポリゴンモータは、モータ駆動用ドライバＩＣが実装された金属製の基板とモータ軸受けとが一体の構造であり、液体封入部がドライバＩＣに隣接して配置されることが好ましい。このようにすれば、基板一体型ポリゴンモータの最大の発熱源を効果的に冷却できる。
あるいは、上記本発明の第１の態様においては、ポリゴンモータは、金属製のケーシングにポリゴンミラーが密封された構造であり、液体封入部がケーシングの内部に又は該ケーシングに隣接して配置されることが好ましい。このようにすれば、密閉型ポリゴンモータを効果的に冷却できる。
【００２３】
上記本発明の第１の態様のいずれの構成においても、液体封入部に封入された液体は、該液体封入部内を循環し、前記ポリゴンモータから吸収した熱を該ポリゴンモータから離れた位置で放出することが好ましい。このようにすれば、熱源からの熱をポリゴンモータから離れた位置で排出できるため、効果的に熱を排出できる。
これに加えて、液体封入部に封入された液体を強制的に循環させる手段をさらに有することが好ましい。このようにすれば、極めて効果的に熱を排出できる。又は、液体封入部に封入された液体は、自然対流によって液体封入部内を循環することが好ましい。このようにすれば、ポンプなどを設ける必要がないため、光走査装置を安価に構成できる。
【００２４】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を所定の面上に集光する走査光学系とを有する光走査装置であって、光束による所定の面上の走査を行う前に、ポリゴンモータが発する熱が走査光学系に行き渡って熱平衡がとれた状態とほぼ同じ状態に到達させることを特徴とする光走査装置を提供するものである。
このようにすれば、熱の局所的なこもりを低減させて軸受や光学素子の熱による損傷を防止し、ポリゴンモータの長寿命化及び光学素子内部の温度勾配発生による不具合、プラスチック製レンズなどの材質劣化防止を図ることができる。また、光学箱の内部空間を部分的に占めるために充填部材を使用すれば、音波の減衰効果も副次的に得られるため、ポリゴンモータから発生する騒音を低減することができる。
【００２５】
上記本発明の第２の態様においては、光源部、ポリゴンモータ及び走査光学系は光学箱の内部に収納されており、ポリゴンモータの周囲の雰囲気と流通する走査光学系内部の雰囲気が、光源部から発せられ所定の面に達する光束の周囲を全て包含する最低限の空間のみを占めるように、光学箱内部の形状が形成されることが好ましい。このようにすれば、光学箱内部の気体の体積が減少した分だけ従来の手法と比べて熱容量が削減され、光学箱内をより迅速に飽和温度状態に到達させることができる。また、内部形状を形成する充填部材を比熱や熱伝導率に応じて選定することで、一層効果的に所望の効果を果たすことができるようになる。
又は、上記本発明の第２の態様においては、光源部、ポリゴンモータ及び走査光学系は光学箱の内部に収納されるとともに、ポリゴンモータの周囲の雰囲気と走査光学系の内部の雰囲気とが流通しており、光学箱内部の形状は、ポリゴンモータが発した熱を吸収した該ポリゴンモータ周囲の雰囲気が走査光学系の内部まで移動する際の流路抵抗が小さくなるように形成されることが好ましい。このようにすれば、光学箱内をより迅速に飽和温度状態に到達させることができる。
これらの構成に加えて、装置内部の空間の雰囲気が光学箱内を循環することがより好ましい。このようにすれば、光学箱内をより迅速に飽和温度状態に到達させることができる。
【００２６】
上記本発明の第２の態様といずれの構成においても、ポリゴンモータの回転によって生じる圧力差によるポンプ効果を利用してポリゴンモータの発した熱を吸収した雰囲気を流動させ、走査光学系にポリゴンモータが発した熱を行き渡らせることが好ましい。このようにすれば、付加的な装置を用いることなく、光学箱内を効果的に飽和温度状態に到達させることができる。
また、ポリゴンモータが発する熱を所定の時間帯のみ走査光学系に行き渡らせることが好ましい。このようにすれば、無駄な電力消費を抑え、必要な時間帯にのみポリゴンモータが発する熱を走査光学系に行き渡らせることができる。
【００２７】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を被走査媒体の所定の面上に集光する走査光学系と、装置外から熱を取り込むことにより、走査光学系を被走査媒体への走査開始前に、ポリゴンモータから発する熱が行き渡って熱平衡がとれた状態とほぼ同じ状態にする予熱手段とを有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。
このようにすれば、低コストで効率よく光学箱内を飽和温度に到達させることができる。
【００２８】
上記本発明の第３の態様においては、予熱手段は、高温雰囲気を装置外から装置内に搬送して、熱を取り込むことが好ましい。このようにすれば、自然対流によって熱を搬送するよりも短時間で光学箱内を熱飽和状態に到達させることができる。
【００２９】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第４の態様として、光源部と、該光源部からの光束を偏向するポリゴンモータと、該ポリゴンモータによって偏向された光束を被走査媒体の所定の面上に集光する走査光学系と、装置内で熱を発生させることにより、走査光学系を被走査媒体への走査開始前に、ポリゴンモータから発する熱が行き渡って熱平衡がとれた状態とほぼ同じ状態にする加熱手段とを有することを特徴とする光走査装置を提供するものである。
このようにすれば、ポリゴンモータから発生する熱を利用して、光学箱内を昇温する場合よりも短時間で光学箱内を温度飽和状態に到達させることができる。
【００３０】
上記本発明の第４の態様においては、加熱手段は、燃料を燃焼させることにより装置内で熱を発生させることが好ましく、これに加えて、カセット式のボンベに封入された燃料を燃焼させることにより装置内で熱を発生させることがより好ましい。このようにすれば、迅速且つ効果的にさらに低コストで光学箱内を温度飽和状態に到達させることができる。さらに、カセット式のボンベに封入された燃料を用いれば、燃料を低コストで入手でき、燃料の補給も容易である。
又は、上記本発明の第４の態様においては、加熱手段は、電気ヒータであることが好ましい。このようにすれば、低コストで容易に従来機に付加できることに加え、燃料の補給も不要である。
【００３１】
上記本発明の第４の態様のいずれの構成においても、加熱手段が発生させた熱によって、装置内の走査光学系以外の部材を加熱することが好ましい。このようにすれば、装置又はユニットが迅速に稼動状態に到達する。また、燃料を用いる場合には、ＡＣ電源を用いる場合よりも発熱量が高く、エネルギー効率も格段に高いため、装置又はユニットを極めて迅速に稼動状態に到達させることができ、また消費エネルギーを低減できる。
【００３２】
上記本発明の第２〜４の態様によれば、熱による光学箱内の温度上昇がいち早く飽和温度に達せられる光走査装置を低コストで実現することができる。具体的には、光走査を開始するまでの間に熱を移動させ、温度変動による走査光への影響を低減させる。また、本態様においては、光走査装置に適用する光学素子は、通常レンズ面の設計時に行われる温度の影響を詳細に検討する必要が無くなるため、主走査又は副走査方向の書き込み位置ズレ、あるいはビームスポット径の温度補償を行う必要は無くなる。よって、光学性能の温度補償のために、非常に精度の高いフィードバック機構を用いる必要も無く、極めて安定且つ高精度な光走査装置を提供できる。
【００３３】
検討結果の一例ではあるが、従来のＡ３用光走査装置においては、１０℃から５５℃の温度変動範囲でのドット位置変動が主走査方向に１０５μｍ、副走査方向に５５μｍであったが、本発明を適用した光走査装置においては、主走査方向及び副走査方向ともに１５μｍ以下に低減できる。
さらに、熱の局所的なこもりを低減させることにより、軸受や光学素子の熱による損傷を防止し、ポリゴンモータの長寿命化及び光学素子内部の温度勾配発生不具合、プラスチック製レンズなどの材質劣化防止を図ることができる。
【００３４】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第５の態様として、上記本発明の第１〜第４の態様のいずれかの構成の光走査装置を備えた作像装置を提供するものである。
【００３５】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第６の態様として、上記本発明の第５の態様の作像装置を備えた画像形成装置を提供するものである。
このようにすれば、高速に回転するポリゴンモータから発生する熱を効果的に吸熱することで高熱化を抑えて走査光への影響を低減し、安定して高画質の画像を出力することができる。また、ポリゴンモータから発生する熱を光走査装置内に効果的に拡散させ、温度環境の変動を低減し、安定して高画質の画像を出力することができる。
【００３６】
本発明の第６の態様においては、タンデム型のカラー画像形成装置であることが好ましい。このようにすれば、四つの光路の経て各感光体へ照射されるそれぞれの色に対応するビームが、各色画像が正確に重なり合うように所定の位置に正確に照射されるため、高画質のカラー画像を安定して形成することができ、色ズレや異常画像の発生を低減でき、高精細なタンデム型カラー画像形成装置を実現できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る光走査装置は、ポリゴンモータや基板から発せられる熱を、液体（冷却液）を循環させることで光学箱の外に排出する光走査装置である。
〔構成例１−１〕
図１に、本実施形態に係る光走査装置の第１の構成例を示す。この光走査装置は、基板一体型のポリゴンモータ５を備えている。ポリゴンモータ５は、光学箱３にネジ止め固定されている。液体封入部２０は、ポリゴンモータ５の基板部分の下面と接触するように設置されている。液体封入部は中空構造であり、内部には冷却液２１が封入されている。液体封入部２０の材料としては、アルミや銅のように熱抵抗が小さいものが適用可能である。また、冷却液２１としては、水や油などを適用可能であるが、熱容量の大きい液体であることが好ましい。また、液体封入部２０が金属で形成されている場合には、冷却液２１は液体封入部２０の材質を腐食しにくい液体であることが好ましい。
液体封入部２０には、吸熱部２２、放熱部２３及び内部仕切２４が設けられている。吸熱部２２は、金属基板１５と接しており、ポリゴンモータ５が発した熱を吸収する。放熱部２３は、光学箱３の上部を塞ぐカバー４を突き抜けて光学箱３の外へ突出している。放熱部２３は、ポリゴンモータ５から離れた位置に配置されることが好ましい。
【００３８】
ポリゴンモータ５の回転に伴ってドライバＩＣ１６や軸受などから発生した熱は、金属基板１５に伝導する。液体封入部２０の吸熱部２２と金属基板１５とが接触しているため、金属基板１５の熱は吸熱部２２を介して冷却液２１に伝わる。このため、吸熱部２２の近傍にある冷却液２１の温度が上昇する。
【００３９】
吸熱部２２近傍の冷却液２１の温度が上昇すると、冷却液２１が自然対流を起こし、温度が高くなった部分は放熱部２３へ向かって移動する。これにより、図に示すように、冷却液２１は、内部仕切２４に沿って液体封入部２０内を循環する。
【００４０】
放熱部２３は熱容量が大きく、且つ放熱フィン２５が複数設けられている。このように、放熱部２３は、光学箱３の外の空気に対して熱を伝達しやすい構造になっている。よって、冷却液２１が放熱部２３を通過する際に放熱フィン２５に受け渡した熱エネルギーは、放熱フィン２５によって光学箱３の外の空気へ熱伝達される。
【００４１】
放熱部２３において熱を放出した冷却液２１は温度が下がるため、液体封入部２０の下部へ降下し、再び吸熱部２２に戻る。
【００４２】
〔構成例１−２〕
本実施形態に係る光走査装置の第２の構成例について説明する。図２に、この構成を適用した光走査装置の斜視図を示す。また、図３に、この構成を適用した光走査装置の要部断面図を示す。
本構成例において、液体封入部２０は、ドライバＩＣ１６の上面を冷却するためのＩＣ冷却部２６をさらに有する他は第１の構成例と同様である。
ＩＣ冷却部２６を流れる冷却液２７は、吸熱部２２を流れる冷却液２１とは別の流路系統を流れるように構成されている。すなわち、吸熱部２３において金属基板１５が発する熱を吸収した冷却液２１がＩＣ冷却部２６を流れたり、その逆に、ＩＣ冷却部２６においてドライバＩＣ１６が発する熱を吸収した冷却液２７が吸熱部２３を流れたりすることはない。
【００４３】
ドライバＩＣ１６が発する熱をＩＣ冷却部２６において吸収した冷却液２７は、第１の構成例で説明したのと同様に自然対流を起こし、液体封入部２０内を循環する。
【００４４】
なお、ここではＩＣ冷却部２６を流れる冷却液２７の流路と吸熱部２２を流れる冷却液２１の流路とが独立した構成を図示して説明したが、これらの流路は放熱部２３において交わっていてもよい。すなわち、液体封入部２０が分岐を有し、一方が吸熱部２２に他方がＩＣ冷却部２６に隣接して配置される構成であっても良い。
【００４５】
〔構成例１−３〕
本実施形態に係る光走査装置の第３の構成例について説明する。図４に、本実施形態に係る光走査装置の第３の構成例を示す。この光走査装置は、フルカバードモータ３０を備えた光走査装置である。モータの軸受を備える金属性ケーシング３３は、冷却液３４が軸受を囲んだ状態で封入できるように中空構造となっている。すなわち、上記構成例１及び２における液体封入部２０がケーシング３３と一体に構成されている。このため、フルカバードモータ３０の軸受から発生する熱は、冷却液３４に効率的に吸収される。
【００４６】
ケーシング３３には冷却液３４の吐出口３５と吸入口３６とが設けられている。冷却液３４は、ポンプ３７によって吐出口３５から吐き出され、ケーシング３３の外部に形成された流路に送り込まれる。ケーシング３３外の流路には、冷却液３４の持つ熱をケーシング該の雰囲気中に放出するための冷却部３８が設けられている。冷却部３８は、上記第１又は第２の構成例と同様に冷却フィンを備えた構造であっても良いし、自動車のラジエータのような熱交換機様のものであっても良い。又は、パイプ３９の少なくとも一部をアルミや銅などの熱抵抗の小さい材質で構成し、管路長を長くすることでパイプ３９自体が放熱するようにしても良い。
【００４７】
以上、いくつかの構成例を挙げたが、各構成例は、矛盾しない範囲で組み合わせたり、単独で実施することも可能である。例えば、冷却液をポンプで強制循環させることで、基板一体型のポリゴンモータを冷却するようにしても良いし、金属基板を冷却する必要が無くドライバＩＣのみ冷却すれば良いのであれば、これを単独で冷却するように構成しても良い。さらに、フルカバードモータを冷却する場合に、ケーシングとは別体の液体封入部をケーシングやカバーに隣接して設置するようにしても良い。
【００４８】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、光走査装置内部を理想的な温度分布とする手法について説明する。
【００４９】
〔構成例２−１〕
図５に、本実施形態に係る光走査装置の第１の構成例を示す。この光走査装置は、基板一体型のポリゴンモータ５を備えた光走査装置であり、ポリゴンモータ５は、樹脂製の光学箱３にネジ止め固定されている。
本実施形態においては、光学箱３は樹脂によって形成されている。一般的には、光学走査装置内部を理想的な温度分布とする上で樹脂製の光学箱３と基板一体型ポリゴンモータ５との組合せは不利であるとされている。
【００５０】
光学箱３の内部は、ポリゴンミラー８の周囲の雰囲気及び走査光学系内部の光路周りの空間が必要最低限の体積を占める形状に形成されている。具体的には、複数の充填部材５０を光学箱３の各隅部に設置し、なおかつ各充填部材５０とレーザ発振ユニット６から発せられる光束の外縁との距離Ｘが、
１ｍｍ≦Ｘ≦５ｍｍ
という間隔となるように、充填部材５０の光学箱３内部の空間側の外径形状５１を形成することで、光学箱３内の空間が必要最低限の体積となるようにしている。なお、必要最小限の体積が、全ての光路の周囲を包含するものであることは言うまでもない。
【００５１】
このようにして充填部材５０を設置することにより、ポリゴンミラー８の周囲の雰囲気及び走査光学系内部の光路周りの空間が占める体積を、従来の光走査装置と比較して２０％以上低減できる。このように、走査光学系の内部で雰囲気が占める体積を従来よりも大幅に低減することにより、系全体としての熱容量が減少し、従来よりも短時間で飽和温度状態に到達させることができる。
【００５２】
充填部材５０の材質には、熱伝導・伝達率の高い各種金属、又は低いコストで比較的自由な形状に成形できる発泡スチロールやウレタンなどの各種樹脂を使用しても良い。発泡スチロールやウレタン発泡樹脂などは非常に比熱が小さく、断熱効果を有するが、どのような材質を選択するかはポリゴンモータ５の発熱量、光学箱３の大きさ（換言すると、光学箱３内の空間の体積）、光路の折り返し構成に基づいて最も効果のあるもの（換言すると、光学箱３の内部が速やかに温度飽和状態に達するもの）をケース・バイ・ケースで選択すればよい。その際に、光学箱３の材質との間の熱伝達率を考慮すると、ポリゴンモータ５が発する熱をさらに効率的に光学箱３の外へ排出できる。
光学箱３の内面に充填部材５０を配置する方法としては、嵌め合わせ、接着、ネジ止めなどの各種締結手段を適用できるが、コストと冷却効果との兼ね合いで選択すれば良い。
【００５３】
〔構成例２−２〕
図６に、本実施形態に係る光走査装置の第２の構成例を示す。
本構成例においては、熱源となるポリゴンモータ５からの高温の雰囲気が、スムーズにｆθレンズ９や長尺レンズ１０に到達するように、充填部材５０の高温雰囲気と接する側の外径形状５１は、曲線的で滑らかな面となっている。
また、ｆθレンズ９や長尺レンズ１０の端部付近にはやや大きめに逃げ部を設け、これらの光学素子の後方にも雰囲気が回り込みやすいようにガイドする形状となっている。
充填部材５０をこのように配置することにより、ポリゴンモータ５が発する熱を吸収した高温雰囲気が光学箱３内で雰囲気が容易に移動できるようになるため、光学箱３内を速やかに温度飽和状態に到達させることができる。
【００５４】
〔構成例２−３〕
図７に、本実施形態に係る光走査装置の第３の構成例を示す。
本構成例においては、充填部材５０は、熱源となるポリゴンモータ５からの高温雰囲気がスムーズにｆθレンズ９や長尺レンズ１０に到達する形状であることに加え、カバー４や光学箱３のポリゴンミラー８近傍から直接放熱されるように光学箱３内の限定的な位置にのみ配置されている。
本構成においては、走査光学系内部の雰囲気が占める体積の減少率は、上記第１、第２の構成例よりも小さくなるが、光走査装置全体からの放熱を考慮した場合には、この構成の方が効率良く放熱できる場合もある。
【００５５】
例えば、カバー４の材質には、主に形状の自由度とコストとの関係を考慮して、肉厚２ｍｍ程度のスチロールなどの樹脂が適用されることが多いが、本構成例では走査光学系内部の雰囲気はカバー４と最も大きい面積で接しているため、カバー４の材質に熱伝達率が高く比熱の小さいもの（アルミ板金など）を用いると放熱性が向上し、熱飽和する温度を下げることができる。
このように、カバー４や光学箱３全体からの放熱を考慮して、その材質を選択することで、ポリゴンモータ５が発する熱を効率良く放熱することが可能となる。
【００５６】
〔構成例２−４〕
図８に、本実施形態に係る光走査装置の第４の構成例を示す。
本構成例においては、光走査装置２の内部の空間内の雰囲気を光学箱３の内部で循環させ、ポリゴンモータ５から発せられた熱が光学箱３の外に速やかに行き渡る形状となっている。光走査装置２内部の雰囲気を循環させるため、ポリゴンモータ５には気体ポンプの役割を持たせている。すなわち、ポリゴンモータ５が回転することによって、光学箱３内の雰囲気がダクト５５に送り込まれる形状である。光学箱３の内部には、ダクト５５が張り巡らされており、これにより内部気流５４が形成される。なお、図８においては、光走査装置２内部の雰囲気の流れ（内部気流５４）を破線で示している。
【００５７】
ダクト５５は、吸入口を一つ（吸入口５６）と吐出口を二つ（吐出口５７、５８）備えている。吐出口５７は、ｆθレンズ９の入射側レンズ面に内部気流５４を吹き出しており、吐出口５８は、ｆθレンズ９の背面と長尺レンズ１０の入射面及び背面の両方とに満遍なく内部気流５４が行き渡るように設定されている。これらの気流吐出コントロールするため吸入口５６と吐出口５７とには、整流リブ２９が設置されており、内部気流５４の流路を複数本に分割している。
【００５８】
このように、光学走査装置２の内部の雰囲気と光学箱３内部の雰囲気とを循環させることにより、光走査装置２内部での温度不均一を緩和し、光学素子の劣化などを防止できる。
【００５９】
〔第３の実施形態〕
本発明を好適に実施した第３の実施形態について説明する。本実施形態においては、画像形成装置のオペレータの通常の作業時間帯に対応して間欠的又は連続的にタイマー動作させる。
図９に、本実施形態に係る光走査装置の構成を示す。この光走査装置は、タイマー６５、クロック信号生成部６６及び光学箱内温度センサ６９を有し、ポリゴンモータ５にはタイマー６５が接続されている。
タイマー６５は、ポリゴンモータ５へ信号及び電力を入力するか否かを時間に応じてコントロールする。クロック生成部６６は、タイマー６５の動作の基準となる時間情報を生成する。
【００６０】
例えば、オペレータの一日の作業時間Ｘ（ｈ）を、クロック生成部６６から出力される時間情報を用いて表すと時刻Ａから時刻Ｂまでであることが予め判っていれば、時刻Ｃから時刻Ｄまでの時間Ｙ（ｈ）だけ走査光学系内の温度を飽和温度Ｔｍａｘ  に保っておくように設定することで、待機電力を低減できる。
【００６１】
ここでは、タイマー６５が一日に一回ずつポリゴンモータへの信号及び電力の供給をオン・オフする制御を示したが、例えば、タイマー６５が光学箱３の内部温度（Ｔｓ  ）を検知する温度センサ６９からの信号に基づいて頻繁にオン・オフを繰り返す緻密な制御にも適用可能である。
【００６２】
上記第２、第３の実施形態においては、光走査装置の内部の空間を昇温させるための熱源は、ポリゴンモータのみであるとしてきたが、別の専用の熱源を使用してもよい。例えば、ニクロム線ヒータ、ハロゲンヒータなどを光学素子の周囲に適宜設定すれば、より短時間に所望の温度状態に達するようにすることもできる。
逆に、上記各実施形態のように、特段の付加的な熱源がいらないポリゴンモータだけを熱源とすることは低コストで省エネルギーな手段と言える。
【００６３】
上記第２、第３の実施形態で示した構成は、矛盾しない範囲で組み合わせたり構成の一部のみを実施することは可能である。また、光学箱の内部を充填部材によって一定の体積を占めるという構成を示したが、ポリゴンモータから発する熱が十分に行き渡った飽和温度状態に、所定の面上への走査が始まる前に光走査系の内部が速やかに略到達するような手段を持つのであれば、特段の制約はないと考えられ、充填部材を用いなくとも光学箱内部の構造とカバーの形状とを工夫することで部品点数の増加をより抑える方法があることは容易に勘案できるものである。
【００６４】
〔第４の実施形態〕
本発明を好適に実施した第４の実施形態について説明する。図１０に本実施形態に係る光走査装置の構成を示す。この光走査装置は、画像形成プロセスが電子写真方式のものである。この光学走査装置は、帯電ユニット１８、現像ユニット１９、転写分離ユニット７０及びクリーニングユニット７１を有し、これらと少し距離を隔てて定着ユニット７２が配置される。感光体１３は、帯電ユニット１８によって帯電させられ、光走査装置２によって形成された静電潜像に現像ユニット１９によって帯電させられたトナーを付着させてトナー像を形成する。そして、感光体１３に接し、転写分離ユニット７０の上を通過するシート状の記録媒体７３にトナー像を転写し、記録媒体７３は、感光体１３から分離させられて搬送される。
【００６５】
定着ユニット７２は、記録媒体７３を二つのローラで挟み、熱可塑性物質が主体であるトナーを熱と圧力とで記録媒体７３に定着させる。また、感光体１３に付着したトナーはその全てが記録媒体７３に転写される訳ではないため、感光体１３上に残存するトナー像をクリーニングユニット７１が除去する。
定着ユニット７２は、定着ローラ２２１と加圧ローラ２２２とを有する。定着ローラ２２１は筒状であり、内部に発熱用の管状ヒータが装備され、表面はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの剥離性の良い材質でコーティングされる。加圧ローラ２２２は、金属製の芯の周囲にゴムなどの弾力性のある材料が配置された構成であり、記録媒体７３を転写面の裏側から加圧できるように配置されている。
【００６６】
以上の構成は従来の作像ユニットと同様であるが、本実施例では上記の画像形成プロセスユニットなどに加えて伝熱ユニット７５、切替弁（吐出シャッタ７７、吸入シャッタ７８）、ファン４０、吸入口４１、吐出口４２及び還流ダクト４３が装備されており、定着ユニット７２において発生した熱を光学箱３の内部に導き入れ、急速に光学箱３内部を熱飽和状態の温度（Ｔｍａｘ  ）に到達させる。
【００６７】
伝熱ユニット７５は、定着ユニット７２の上部に密着して設けられ、両者の境界の熱交換部７６は、熱伝達効率が向上するように表面積の大きい形状や、熱伝達率の高い材質（アルミなど）で形成されており、定着ローラ２２１から発生する熱が効率良く伝達される。定着ローラ２２１の周囲には、隔壁２２３が配置され、熱を効率良く熱交換部７６へ導くようになっている。
【００６８】
伝熱ユニット７５の上部には、吐出シャッタ７７が、側面には吸入シャッタ７８が配置されており、不図示の回転機構によって図１０の矢印で示す範囲で回動する。図１１及び図１２に示すように、吐出シャッタ７７及び吸入シャッタ７８の動作によって伝熱ユニット７５は複数の状態をとることが可能となる。例えば、図１１のように、吐出シャッタ７７が開、吸入シャッタ７８が閉の場合は伝熱ユニット７５は熱循環モードとなり、図１２に示すように、吐出シャッタ７７が閉（かつバイパス７９が開）、吸入シャッタ７８が開の場合は伝熱ユニット７５は通常循環モードとなる。
【００６９】
また、雰囲気に強制的に対流を起こさせることによる光学箱３内部への熱搬送手段として、光学箱３の上部にファン４０が配置されており、ファン４０の回転速度を制御することで光学箱３内に導かれる熱量をコントロールできる。
【００７０】
さらに、図１２に示すように、通常循環モードでファン４０が停止している状態であると、これらの熱コントロールを行わない従来の光走査装置とほぼ同様に、図１８に示すような飽和温度状態や温度勾配にすることができる。
【００７１】
ファン４０は、光学箱３の一端に設けられた吸入口４１に接続されており、雰囲気が強制的に対流させられることによって光学箱３内に導かれた熱は、内部の光学素子を所定の温度に到達させるように伝達させられる。その後、光学箱３を通り抜けた雰囲気は、光学箱３の他端に設けられた吐出口４２から還流ダクト４３に導かれる。還流ダクト４３の他端は、伝熱ユニット７５の方へはい廻され、バイパス７９の真上に接続されている。これにより、ファン４０から光学箱３を経てファン４０に戻る還流ルートが形成される。ｆθレンズ９と長尺レンズ１０とのほぼ中間の地点には、この地点の雰囲気の温度Ｔｘ  を測定するためにサーミスタ４４が設置されており、制御部４５と電気的に接続されている。吐出シャッタ７７、吸入シャッタ７８及びファン４０は、制御部４５と電気的に接続されており、サーミスタ４４において測定される温度Ｔｘ  が所望の温度となるように各部の動作（開閉動作、回転数など）が制御部４５によって制御される。
【００７２】
本実施形態に係る光走査装置の制御や動作の一例として、画像形成装置の電源をオンし、作像装置を待機状態とするための手順を述べる。例えば、作像装置の初期温度が各ユニットの内部とも均一な温度Ｔ０  ＝２０℃、目標とする光学箱３内部の温度はＴｍａｘ  は図１８と同様に、
Ｔｍａｘ  ：Ｔ１  ＝６０℃、Ｔ２  ＝５０℃、Ｔ３  ＝４０℃
であるとする。理想的には図１８に示すような飽和温度状態や温度勾配に至らすことが一つの理想であるが、簡易な例としてｆθレンズ９と長尺レンズ１０との中間の温度Ｔｘ  がＴ２  とＴ３  との中央値、
Ｔｘ  ≒４５℃
を達成することを目標とする。
画像形成装置の電源をオンすると、まずポリゴンモータ５が光学箱３の内部の予熱のために回転する。また、定着ユニット７２が本来の機能（トナー像を記録媒体７３に定着させる機能）を果たすように、定着ローラ２２１内部のヒータが最大負荷で加熱させられる。このときポリゴンモータ５が予熱のために動作する回転数は、画像形成時よりも高回転として発熱量を増加させ、より加熱の効率を高めるようにすると良い。
【００７３】
定着ローラ２２１がトナー像を記録媒体７３に定着させるのに十分な温度に近づくにつれ、定着ローラ２２１から発せられてその上方に伝わり、熱交換部７６から伝熱ユニット７５へ伝わる熱量も増加する。図１１に示したように、吐出シャッタ７７を開くとともに吸入シャッタ７８を閉じて熱循環モードとし、伝熱ユニット７５からの熱とポリゴンモータ５から発生する熱とがＴｘ  を２０℃から約４５℃へと速やかに上昇させるようにファン４０の回転を制御する。
【００７４】
Ｔｘ  ≒４５℃となったらファン４０を停止させて、上記手法による熱コントロールを停止し、従来の光学走査装置とほぼ同様に図１８に示すような飽和温度状態や温度勾配とすることができる。
【００７５】
作像装置を停止・室温状態から上記のようにＴｘ  を立ち上げるのと同様に、例えば作像装置の電源がオンで且つスタンバイ状態や省エネモード、あるいは間欠的運転、ランダム運転などの場合に適用するときも、制御部４５による制御内容を対応させることによって所望のＴｘ  、Ｔｍａｘ  の状態にすることは、上記手法を応用することで可能となる。
また、サーミスタ４４は単数でも複数を適当な場所に配置してもよい。さらに、熱搬送ルートやシャッタの位置及び数なども、画像形成プロセス用ユニットから発生する熱を効果的、効率的に利用できるのであれば適宜変更可能である。また、本実施例では定着ユニット７２の余熱を用いる例について説明したが、光走査装置を飽和温度状態へ到達させるのに十分な余熱を発生させるのであれば、他の画像形成プロセス用ユニットや駆動モータ、電源ボードなどを熱源として利用することも可能である。
【００７６】
このように、光学箱３外部の雰囲気と光学箱３内部の雰囲気とを循環させることにより、光学箱３内での温度不均一を緩和し、光学素子の劣化などを防止できる。
【００７７】
〔第５の実施形態〕
本発明を好適に実施した第５の実施形態について説明する。
図１３に、本実施形態に係る光走査装置の構成を示す。本実施形態にかかる光走査装置は、光学箱３内に熱を供給するための熱源が上記第４の実施形態とは異なっており、第４の実施形態における伝熱ユニット７５のように余熱を利用するのではなく、発熱のみを目的とした発熱ユニット４６を有する。
箱状の発熱ユニット４６の下部にはノズル４７が、不図示の着火装置（高温になったり、火花を飛ばしたりする）も近傍に設置されており、ノズル４７の先端から火炎４８が発生するようになっている。ノズル４７は二重管状になっており、中央からは燃料４９が外側の管からはフレッシュエア８０が供給される。
燃料４９としては、灯油やアルコールなどの液体燃料を用いるか、各種活性ガスなどの気体燃料でも良い。また、単に固体燃料を発熱ユニット４６の下部に設置するような形態も可能であるし、オイルライターの芯のように、ノズル４７を用いることなく液体燃料を供給する構成であっても良い。さらに、ガス混合気などを予め形成する手段を備えるのであれば、二重構造ではない一重の管を適用することも可能である。
【００７８】
液体燃料や気体燃料を用いる場合、近年はアウトドア用品の低価格化やカセットコンロの普及に伴って、ボンベに封入されたカセット式の燃料が低価格で供給されているため、これらを取り付けて使用するようにすると良い。
【００７９】
また、燃料交換が不要で手軽に用いられる低コストな熱源であるニクロム線ヒータなどの電気ヒータやヒートポンプなどを使用しても良い。
【００８０】
〔第６の実施形態〕
本発明を好適に実施した第６の実施形態について説明する。図１４に、本実施形態に係る光走査装置を示すが、第５の実施形態に係る光走査装置と共通する構成については図示せず、説明を省略する。
発熱ユニット４６で燃料を燃やす場合は、非常に高い熱量を発生させることができるため、図１０とは逆に、光走査装置以外の他の画像形成プロセス用ユニットや部品を加熱するために利用できる。また、燃料を用いて加熱する場合は、短時間で各部を使用可能な状態にできることに加え、ＡＣ電源を用いて加熱するよりもエネルギー効率が格段に高いため省エネルギー化を図ることができる。
【００８１】
ここでは、定着ユニット７２の立ち上げ時の加熱の補助として使う一例を示す。発熱ユニット４６の側面にもう一つの吐出シャッタ７７ｂが設けられ、バイパス７９によって定着ユニット７２に熱を導く。この時他のシャッタは、図１２のように吐出シャッタ７７は閉、吸入シャッタ７８は開として通常循環モードと同様にする。また、より効果的に定着ローラ２２１を加熱するために、ローラ内部の空間に燃焼ガスを通すようにしても良い。
【００８２】
上記第５の実施形態及び第６の実施形態は、矛盾しない範囲で組み合わせたり、単独で実施したりすることも可能である。また、熱せられた雰囲気が光学箱の内部と外部とを環流する場合を例にあげて説明したが、画像形成プロセスを実行する前に走査光学系の内部の雰囲気が飽和温度状態にほぼ到達させることができるのであれば、雰囲気が環流するか否かや自然対流させるか強制対流させるかには特段の制約はない。例えば、雰囲気を環流させるのでは無く一方向に流動させて排気したり、光学箱３を完全に密閉し、底面などの外面に伝熱部を接触させたりすることで同様の効果を得ることもできる。さらに、このような構成とすれば部品点数の増加を抑え低コスト化を図ることも可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、光学箱内の温度を低コストで均一化し、光学箱内の温度が不均一であることに起因して生じる問題の発生を低減した光走査装置及びこれを備えた作像装置並びに画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかる光走査装置の第１の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態にかかる光走査装置の第２の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態にかかる光走査装置の第３の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態にかかる光走査装置の第４の構成例を示す図である。
【図５】本発明を好適に実施した第２の実施形態に係る光走査装置の第１の構成例を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る光走査装置の第２の構成例を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る光走査装置の第３の構成例を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る光走査装置の第４の構成例を示す図である。
【図９】本発明を好適に実施した第３の実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明を好適に実施した第４の実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。
【図１１】伝熱ユニットを熱循環モードとした状態を示す図である。
【図１２】伝熱ユニットを通常循環モードとした状態を示す図である。
【図１３】本発明を好適に実施した第５の実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。
【図１４】本発明を好適に実施した第６の実施形態に係る光走査装置の構成を示す図である。
【図１５】従来の単色画像形成装置の構成を示す図である。
【図１６】従来の丸形ポリゴンモータの構成を示す図である。
【図１７】従来の基板一体型ポリゴンモータの構成を示す図である。
【図１８】光学箱内に発生する温度勾配を示す図である。
【符号の説明】
１  画像形成装置
２  光走査装置
３  光学箱
４、３２  カバー
５  ポリゴンモータ
６  レーザ発振ユニット
７  シリンダレンズ
８  ポリゴンミラー
９  ｆθレンズ
１０  長尺レンズ
１１  ミラー
１２  防塵ガラス
１３  感光体
１５  基板
１６  ドライバＩＣ
１７  コネクタ
２０  液体封入部
２１、２７、３４  冷却液
２２  吸熱部
２３  放熱部
２４  内部仕切
２５  放熱フィン
２６  ＩＣ冷却部
２９  整流リブ
３０  フルカバードモータ
３１  防音ガラス
３３  ケーシング
３５、４２、５７、５８  吐出口
３６、４１、５６  吸入口
３７  ポンプ
３８  冷却部
３９  パイプ
４０  ファン
４３  還流ダクト
４４  サーミスタ
４５  制御部
４６  発熱ユニット
４７  ノズル
４８  火炎
４９  燃料
５０  充填部材
５１  外径形状
５２、５３  温度境界
５４  内部気流
５５  ダクト
６５  タイマー
６６  クロック生成部
６９  温度センサ
７０  転写分離ユニット
７１  クリーニングユニット
７２  定着ユニット
７３  記録媒体
７５  伝熱ユニット
７６  熱交換部
７７  吐出シャッタ
７８  吸入シャッタ
７９  バイパス
８０  フレッシュエア
８１  ポリゴンモータ周囲の雰囲気
９１  ｆθレンズの周囲の雰囲気
１０１  長尺レンズの周囲の雰囲気
２２１  定着ローラ
２２２  加圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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