(57)【要約】【課題】  光走査装置内で発生する熱を効率良く放熱させる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  偏向器１０７を筐体１０５と一体的に形成されたリブ１１５と光束が通過する部分に配置されたガラス１０９ａ，１０９ｂとで囲み、上部の開口をカバー１１０で塞ぐことにより偏向器１０７の周辺が密閉され、偏向器の回転に伴う風切り音と、偏向器１０７で発生する熱とが装置外部に漏れるのを大きく低減することができる。【選択図】  図１
2007047214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と該光源から発せられた光束を偏向する偏向器と、
該偏向器によって偏向された光束を像面上に結像して走査させる走査結像素子と、
該偏向器によって偏向された光束を反射させるミラーと、
前記偏向器を収容する、開口部を備える第１の筐体と、
前記高原、前記走査結像素子、前記ミラーよりなる群から選ばれる少なくとも１つを収容する前記第１の筐体より大きな第２の筐体と、
該第１の筐体の開口部の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２の筐体に接続するカバーと、
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記カバーは、中間部材を介して前記第２の筐体に接続していることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記中間部材は、接着材であることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記中間部材は、前記カバーに弾性的に接触していることを特徴とする請求項２記載の光走査装置。
【請求項５】
前記中間部材は、前記カバーに摺動可能に接触していることを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
【請求項６】
前記カバーは、前記第１の筐体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第２の筐体は、前記第１の筐体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査装置を用いて、像担持体上に潜像を形成し、該潜像を現像手段によって現像することによって画像を形成する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、レーザプリンタや複写機等の画像形成装置に使用される光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光走査装置の一例を図８に示す。
図８は、従来の光走査装置の概略構成図である。
図８に示すように、光源ユニット２５〜２８を有し、これらの光源ユニット２５〜２８から発せられた４つの光ビームは、シリンドリカルレンズ２９〜３２によって副走査方向に集光された後、全て１つのポリゴンスキャナ１８によって偏向して走査される。
【０００３】
ポリゴンスキャナ１８は、六面のミラーが２段に重ねられており、光源ユニット２９，３０、および光源ユニット３１，３２はそれぞれ副走査方向にずれた位置に配置されている。ポリゴンスキャナ１８によって偏向された４つの光ビームは各々、副走査方向に２段に重ねられたｆθレンズ１９，２０を通った後、ミラー２１〜２４によって光学箱１０の裏側へ向かう。
【０００４】
図９は、図８に示す光走査装置の断面を示した図である。
図９に示すように、ミラー２１〜２４によって折り曲げられた光ビーム７１〜７４は、底面部１１，３５に設けられている窓８１〜８４を通過して光学箱１０の裏側に配置されたレンズ６０〜６３を通った後、各々２つのミラー４１〜５２を介して感光体９１〜９４上に直線状に走査される。
【０００５】
また、図８に示すように光学箱１０は底面部１１，３５、第１側壁部１２，１３および第１側壁部１２，１３をつなげる第２側壁部３６，３７とを有する。ポリゴンスキャナ１８は、光学箱１０の中央部付近に配置され、ポリゴンスキャナ１８の近傍には、底面部３５に垂直に立ち、かつ２つの第１側壁部１２，１３を繋ぐリブ１４，１５が通っている。
【０００６】
リブ１４，１５には、窓１６，１７が形成されており、ポリゴンスキャナ１８に向かって入射する光ビームおよびポリゴンスキャナ１８によって偏向された光ビームの双方が窓１６，１７を通過する。
【０００７】
また、図８において、光学箱１０の四隅近傍に各々、固定部３３，３４（図８には、２カ所のみ図示）を備え、４カ所の固定部にて画像形成装置本体へネジ締結される。
【０００８】
なお、特許文献１には、光走査装置に関する具体的な技術態様の一例が開示されている。特許文献１に開示されている光走査装置は、光走査装置のハウジング内の昇温を防止するものであり、レーザ光を偏光する回転鏡を覆う第１カバーと、この第１カバーの一部が露出するように第１カバーとｆθレンズを覆う第２カバーとを設けている。
【特許文献１】特開平９−１０５８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、ポリゴンスキャナの回転速度が速くなると回転駆動部や回路に流れる電流が大きくなり、発熱量が増加してポリゴンスキャナ近傍の温度が上昇する。この時、ポリゴンスキャナの風切り音や鏡面の汚れを防ぐため、あるいはポリゴンスキャナで発生した熱の影響が他の光学素子に及ばないように、ポリゴンスキャナ周辺は密封される。更に、光学箱は低コスト化のため、熱伝導性の低い合成樹脂等の材料で成形されていることが多いため、熱が逃げ難く、結果としてポリゴンスキャナの寿命を短くするという欠点がある。
【００１０】
この問題に対して、上記特許文献１に開示されている光走査装置では、アルミダイキャスト製のキャップを偏向器（回転鏡）にかぶせて、かつキャップの一部が光り走査装置外の外気に対して露出するように構成されている。
【００１１】
しかしながら、このような金属製のキャップは非常に高価であり、また、通常偏向器は光走査装置の主走査方向の中央付近に配置されることから、キャップの露出部の冷却を促すための気流をキャップ近傍に導き、かつキャップにぶつかって温まった空気を外へ逃がすための流路を確保するのが、レイアウト上困難である。
【００１２】
特に、図１のような１つの偏向器に対して異なる方向から複数の光束を入射させ、偏向器によって偏向された複数の光束を偏向器に対して略対照的に配置した複数の走査結像素子を経て、複数の像面上を各々走査させる光走査装置において、大面積の光走査装置の中央部に偏向器が配置されるため、レイアウト上に、偏向器近傍に気流を導くための空間を十分に確保することが非常に困難である。従って、コストや大きなスペースを割いて偏向器近傍に放熱ファンを設置しても、結果としてなかなか十分に冷却効果を得ることができないという問題がある。
【００１３】
さらに、いくら偏向器周辺を密封しても、偏向器が発熱を続ける以上、この熱を外に放熱する手段を備えなければ、例え光学箱が樹脂製であっても、結局光学箱を伝って、あるいは空気中を伝播して結像素子等の光学素子の温度を変動させ、光学特性に影響を及ぼしてしまう。
【００１４】
本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、光走査装置内で発生する熱を効率良く放熱させる光走査装置および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】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光走査装置は、光源と該光源から発せられた光束を偏向する偏向器と、該偏向器によって偏向された光束を像面上に結像して走査させる走査結像素子と、該偏向器によって偏向された光束を反射させるミラーと、偏向器を収容する、開口部を備える第１の筐体と、光源、走査結像素子、ミラーよりなる群から選ばれる少なくとも１つを収容する、第１の筐体より大きな第２の筐体と、第１の筐体の開口部の少なくとも一部を覆い、かつ第２の筐体に接続するカバーと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光走査装置であって、カバーは、中間部材を介して第２の筐体に接続していることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光走査装置であって、中間部材は、接着材であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の光走査装置であって、中間部材は、カバーに弾性的に接触していることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光走査装置であって、中間部材は、カバーに摺動可能に接触していることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項２記載の光走査装置であって、カバーは、第１の筐体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の光走査装置であって、第２の筐体は、第１の筐体よりも熱伝導率が高いことを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の画像形成装置は、請求項１から７のいずれか１項に記載の光走査装置を用いて、像担持体上に潜像を形成し、潜像を現像手段によって現像することによって画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、偏向器を収容する第１の筐体の上部開口をカバーで覆い、密閉することで、装置外部への偏向器で発生する熱の漏れを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、図面を参照して本実施形態について説明する。
図１は、光走査装置１００の分解斜視図であり、図２に、図１に示した光走査装置１００を組み立てた概略構成図を示す。
図１に示すように、光源ユニット１０６ａ〜ｄから射出された光束は各々、シリンドリカルレンズ１１１ａ〜ｄを経て偏向器１０７によって偏向され、第１の走査結像素子１１２ａ〜ｄおよび第２の走査結像素子１１３ａ〜ｄ（図３を参照）およびミラー１１４ａ〜ｌを介して像面上に結像されて走査される。
【００２５】
また、図３に示すように偏向器１０７は、ポリゴンミラーを上下２段に備えるもので、図１に示す４つの光源ユニット１０６ａ〜ｄからの４つの光束を２段のミラーによって各々偏向し、左右両側に配置された同じく２段重ね構成の第１の走査結像素子１１２ａ〜ｄを介し、各々の光路中に配置された第２の結像素子１１３ａ〜ｄを通って、４つの感光体に各々結像して走査される。
【００２６】
上記に示す光学系を用いた光走査装置１００は、１２本のミラー１１４ａ〜ｌは全て同じ長さであって向かい合う２つの板金製の第１の側板１０１，１０２に架橋されて保持される。また、４つの第２の走査結像素子１１３ａ〜ｄはそれぞれ、向かい合う第１の側板１０１，１０２に架橋された板金製のステーに保持される。ここで、第１の側板１０１，１０２は、第２の側板１０３，１０４によって連結されて１つの筐体となる。
【００２７】
一方、図１に示すように、４つの光源ユニット１０６ａ〜ｄ、シリンドリカルレンズ１１１ａ〜ｄ、偏向器１０７および第１の走査結像素子１１２ａ〜ｄは、樹脂で一体成形された筐体１０５に取り付けられる。筐体１０５は、第１の側板１０１，１０２に架橋されて固定される。４つの側板と筐体１０５の底面とで塞がれていない下部の開口は、塵埃が光学箱内に侵入しないように下カバー１０８ａおよび１０８ｂによって塞がれる。また、図示しないが、上部開口も上カバーにより塞がれる。但し、この光走査装置１００では、光束が上方に向かって射出されるので、上カバーには光を透過するガラスで塞いだ開口部を設ける。
【００２８】
また、図１に示すように、偏向器１０７の周囲は、筐体１０５に一体的に形成されたリブ１１５と、光束が通過する部分に配置されたガラス１０９ａ，１０９ｂとで囲まれている。さらに、図４に示すように上部の開口をカバー１１０で塞ぐことによって偏向器１０７の周辺は密閉され、これにより、偏向器１０７の回転に伴う風切り音と、偏向器１０７で発生する熱とが装置外部に漏れるのを大きく低減することができる。
【００２９】
カバー１１０は鉄系の板金材で形成され、同じく鉄系の板金材でなる第１の側板１０１に一端をネジ締結する。従って、偏向器１０７で発生して偏向器１０７周辺に閉じ込められた熱はカバー１１０を通して第１の側板１０１へと伝わり、光学箱外の空気へと伝達される。このように、樹脂製の筐体１０５に対して熱伝導性が高いカバー１１０を用いることによって、偏向器１０７周辺の熱を迅速に第１の側板１０１に伝えることができる。また、第１の側板１０１は熱伝導性が高い上、外気に曝される面積が大きいため、非常に効率良く冷却することが可能である。
【００３０】
なお、偏向器１０７の回転が比較的遅かったり、ポリゴンミラーの外形が小さかったりなどの理由により音がさほど問題にならない場合には、筐体１０５のリブ１１５とカバー１１０との間に隙間をあけて、偏向器１０７で発生する熱を全て偏向器１０７の収容部に留めるのではなく、光学箱内に若干拡散させるなどしても良い。
【００３１】
また、図５に示すように、カバー１１０と第１の側板１０１とを接着剤２００によって密着度を高めて接続しても良好な効果が得られる。例えばシリコン系の接着剤を用いれば、接着剤の熱伝導性が良好な上、適度な柔軟性を有することから、温度変動によって樹脂製の筐体１０５と鉄製のカバー１１０との熱膨張差が発生しても、それに応じて接着剤が密着性を保ったまま伸縮してカバー１１０と第１の側板１０１との間隔が可変であるため、第１の側板１０１との間で大きな応力および変形が生じることがない。
【００３２】
また、図６に示すように、偏向器１０７の上部開口を塞ぐカバー１１０と第１の側板１０１とを中間部材３００を用いて接続する。中間部材３００を用いることで、カバー１１０と鉄系板金材で形成し、中間部材３００を熱伝導性の高いアルミ材で形成することで、図１に示すカバー１１０全体を鉄系板金系で形成するのに比べて、熱伝導性を高めることができ、一方で、コストが高いアルミ材を中間部材３００に限定して用いることによって、カバー１１０全体をアルミ材で形成するのに対して低コストに放熱効果が得られる。
【００３３】
さらに、中間部材４００を板金材で形成し、図７に示すような形状にすることで、中間部材４００を第１の側板１０１に固定するとともに、バネ性によって中間部材４００を常に弾性的にカバー１１０に接触させることができ、上述のような筐体１０５とカバー１１０との熱膨張差が発生した場合にも、中間部材４００のバネ部とカバー１１０との間が接触状態を保ったまま摺動可能であることから、熱伝導性を確保しつつ過大な応力および変形の発生を防ぐことができる。
【００３４】
なお、以上に説明した光走査装置を用いて、図３に示したように４つの感光体に潜像を書き込み、潜像に各々の感光体に対応した現像手段によって、４つの感光体にブラック、シアン、マゼンタ、イエローのトナーを１色ずつ付着させた後、４色のトナーを重ねて紙に転写して、定着手段で定着させることによって、紙上にカラー画像を形成する画像形成装置を構成することで、偏向器の劣化による偏向器や光走査装置の交換のためのメンテナンスを頻繁に行う必要のない画像形成装置を低コストで提供することができる。
【００３５】
以上の説明から、本実施形態における光走査装置では、光源ユニット、シリンドリカルレンズ、偏向器、第１走査結像素子を樹脂で一体成形された上部開口の第１の筐体に取り付けられ、この上部開口を覆うカバーによって、第１の筐体を密閉することにより、偏向器で発生した熱を効率良くかつ低コストで光り走査装置外に放熱することが可能となり、偏向器の発熱による光学特性の劣化や、偏向器の寿命の短縮を防ぐことができる。
【００３６】
また、樹脂性の第１の筐体に対して熱伝導性の高いカバーを用いることにより、偏向器周辺の熱を迅速に第２筐体へ伝えることができる。
【００３７】
また、カバーと第２の筐体との接続に接着剤を用いることで密着度を高め、さらに、接着剤が持つ熱伝導性と柔軟性を利用することで、温度変動による第１の筐体とカバーとの熱膨張差が発生しても、それに応じて接着剤が密着性を保持することができ、温度変動による過大な応力や変形を発生させることなく、偏向器で発生した熱を効率良くかつ低コストで光走査装置外に放熱することができる。
【００３８】
また、カバーと第２の筐体を構成する側板との接続に中間部材を用いた場合には、カバーを鉄系板金材で形成し、中間部材をアルミ材で形成することで、熱伝導率の高いアルミ材で形成された中間部材に偏向器で発生する熱を効率良く伝えることができ、低コストで放熱効果を得ることができる。
【００３９】
また、カバーに接触する部分に弾性を持たせた中間部材を用いることで、カバーに対して接触状態を保ったまま摺動可能であるので、熱伝導性を確保しつつ過大な応力及び変形の発生を防ぐことができる。
【００４０】
さらに、上記に記載の光走査装置を備えた画像形成装置では、偏向器の発熱に伴う工学特性の劣化による出力画像の劣化を低減することができ、かつ偏向器の劣化による偏向器や光走査装置の交換のためのメンテナンスを頻繁に行う必要がない画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態における光走査装置の分解斜視図である。
【図２】本実施形態における光走査装置の概略構成図である。
【図３】図２に示した光走査装置の断面図である。
【図４】本実施形態における第１の筐体部分の拡大図である。
【図５】本実施形態における第１の筐体の断面図である。
【図６】本実施形態における第１の筐体部分の拡大図である。
【図７】本実施形態における第１の筐体部分の拡大図である。
【図８】従来の光走査装置の概略構成図である。
【図９】図８に示す光走査装置の断面を示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００    光学箱
１０１、１０２    第１の側板
１０３、１０４    第２の側板
１０５    第１の筐体
１０６ａ〜１０６ｄ    光源ユニット
１０７    偏向器
１０８ａ、１０８ｂ    下カバー
１０９ａ、１０９ｂ    ガラス
１１０、３０１、４０１    カバー
１１１ａ〜１１１ｄ    シリンドリカルレンズ
２００    接着剤
３０２、４０２    中間部材
【図１】
2007047214.tif 000003
【図２】
2007047214.tif 000004
【図３】
2007047214.tif 000005
【図４】
2007047214.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007047214.tif 000008
【図７】
2007047214.tif 000009
【図８】
2007047214.tif 000010
【図９】
2007047214.tif 000011