(57)【要約】【課題】  ファンなどを増設して消費電力を増大することなく、簡単な構成で、各光走査装置の温度差が経時的に変化する場合において常に各光走査装置の温度差を低減できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  光走査装置を設置した空間に冷却風を流し、光走査装置の上部に複数の可動性の放熱フィンを設ける。放熱フィンは数または高さのどちらか一方あるいは両方を変えることが可能であり、これによって光走査装置の放熱量を調整し、各光走査装置の温度が変化した場合でも光走査装置間の温度差を低減することができる。【選択図】  図１
2012137593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を偏向する回転多面鏡と、光学レンズと、前記回転多面鏡及び前記光学レンズを収容する光走査装置とを複数有しており、装置内部に発熱源を少なくともひとつ以上有する画像形成装置において、前記複数の光走査装置が設置された空間には冷却手段により冷却風を流し、前記複数の光走査装置はその外壁に突起状構造を複数有し、かつ前記光走査装置が設置された空間内の気体と前記光走査装置の外壁とが接する面積を変化させるように前記突起状構造の形状を可変とする機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記形状を可変とする機構は、突起状構造の数または高さの、どちらか一方あるいは両方を変えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
片面印刷と両面印刷、カラー印刷と白黒印刷、または印刷媒体の種類、厚みをそれぞれ少なくとも二種類以上設定することが可能な設定手段と、設定された印刷モード、印刷媒体により前記突起状構造の形状を決定する処理手段をもち、前記処理手段により前記突起状構造の形状を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の光走査装置の温度と前記複数の光走査装置の近傍の少なくとも一箇所の温度を検出する検出手段と、検出された温度情報により前記光学箱の突起状構造の形状を決定する処理手段とをもち、前記処理手段により前記突起状構造の形状を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２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、複写機、レーザープリンタ等電子写真方式の画像形成装置の冷却技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置は、主に光走査装置による潜像形成、感光ドラム上におけるトナー像の形成、転写ベルトにおける記録紙へのトナー像の転写、定着装置におけるトナーの加圧と加熱による定着という工程を経て印刷を行う。
【０００３】
このとき定着装置において加熱を行う定着ローラの表面温度は約２００℃に温度調節されており、この熱が画像形成装置を構成する枠体や対流している空気を通して画像形成装置内に伝わることで装置内に温度分布が生じる。
【０００４】
特にカラー画像形成装置においては、カラー画像を形成するために複数の光走査装置を有しており、定着装置からの熱によってこれらの装置間で温度差を生じる。光走査装置間で温度差を生じるとそれぞれ異なった熱変形を生じ、結果感光ドラム上に形成する潜像に各色ごとに異なった位置ずれを引き起こすため色ずれの原因となっていた。
【０００５】
これらの問題を防止するために、特許文献１では温度分布を均一化したい長手方向に延在する被冷却部に接して冷却ダクトと放熱フィンを形成している。さらに、放熱フィンの数をダクト内を流れる冷却風の上流から下流に向かって多くすることで、被冷却は長手方向に均一に放熱され、温度分布が均一化されるという技術が提案されている。また特許文献２では、現像装置の筐体において温度が高い箇所と低い箇所によって放熱フィンの間隔を変え、温度上昇を効率よく低減するという技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2007-286163号公報
【特許文献２】特開2007-226148号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、先行技術に提案されているように放熱フィンの数、配置間隔が固定されている場合、被冷却部の温度分布が経時的に一定ならば温度分布を均一に保つことが可能だが、温度分布が経時的に変化する場合、常に均一に保っておくことはできない。温度分布が経時的に変化する要因としては、発熱源が発熱を開始してから被冷却部の温度が安定化するまで時間がかかること、被冷却部への入熱量が動作途中で変化することなどがある。被冷却部への入熱量が変化する要因として、使用する印刷媒体の変更、片面両面印刷や白黒カラー印刷などの印刷モードの変更、またはユーザーの使用環境などの不測の温度外乱などが考えられる。なお、ある時刻での被冷却部の温度分布はその時の印刷媒体や印刷モードだけでなく、それまでの印刷履歴によってもさまざまな分布をとり得る。
【０００８】
また、上記の問題を回避するために、温度分布が生じる箇所ごとに風量調節可能なファンを複数設置し、被冷却部の温度分布が変化した際に均一化するように調節された風量の冷却風を被冷却部に流すという技術が考えられる。しかし、この技術ではファンを複数設置する必要があり、かつ風量調節可能とする必要があるため消費電力が増大する問題がある。
【０００９】
本発明は上記の問題を鑑みたもので、その目的はファンなどを増設して消費電力を増大することなく、簡単な構成で、各光走査装置の温度差が経時的に変化する場合においても常に各光走査装置の温度差を低減できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、まず、光走査装置を複数有する画像形成装置において、光走査装置が設置された空間に冷却風を流す。そして、複数の光走査装置の外壁には突起状構造を有し、かつ外壁が設置空間内の気体と接する面積を変化させるように突起状構造の形状を可変とする機構を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は請求項１に記載の発明において、形状を可変とする突起状構造はその数または高さの、どちらか一方あるいは両方を変えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は請求項１または請求項２に記載の発明において、片面印刷と両面印刷あるいはカラー印刷と白黒印刷を選択可能な印刷モードを設定する設定手段と、設定された印刷モードにより突起状構造の形状を決定する処理手段をもつ。そして処理手段により突起状構造の形状を変化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、複数の光走査装置の温度及びその近傍の気体温度を検出する検出手段と、検出された温度情報により光走査装置の突起状構造の形状を決定する処理手段とをもつ。そして処理手段により突起状構造の形状を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、画像形成装置において光走査装置間の温度差が経時的に変化する場合でも常に温度差を低減することができ、その結果、光走査装置間の異なる熱変形に起因する色ずれを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係るカラー画像形成装置の断面図
【図２】実施例１に係る光走査装置設置空間を上方から見た断面図
【図３】実施例１に係る光走査装置を放熱フィンの面と平行な方向に切った断面図
【図４】実施例１に係る光走査装置を放熱フィンの面に垂直な方向に切った断面図
【図５】実施例１、実施例２における放熱フィンを駆動するまでの工程の説明
【図６】実施例２に係る光走査装置を放熱フィンの面と平行な方向に切った断面図と放熱フィンの斜視図
【図７】実施例２に係る複数の光走査装置と冷却風を流す空間を放熱フィンの面に平行な方向に切った断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
［実施例１］
図１は、本実施の形態に係るカラー画像形成装置の断面図を示したものである。始めに、本実施の形態に係るカラー画像形成装置の主な構成と印刷工程について述べる。
【００１８】
図１で示したカラー画像形成装置は、フルカラーのトナー像を記録紙上に形成する画像形成部１００と、記録紙上に形成されたトナー像を記録紙に定着する定着装置４００とから成っている。
【００１９】
画像形成部１００には、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色で形成されるトナー像の担持体として、感光ドラム１２Y、１２Ｍ、１２Ｃ、１２BKが備わっている。
【００２０】
各感光ドラム１２Y、１２Ｍ、１２Ｃ、１２BKには外周面に対向して、その回転方向の順に一次帯電器１３Y、１３Ｍ、１３Ｃ、１３BK、光走査装置１１Y、１１Ｍ、１１Ｃ、１１BK、現像装置１４Y、１４Ｍ、１４Ｃ、１４BK、クリーニング装置１５Y、１５Ｍ、１５Ｃ、１５BKが配置されている。
【００２１】
感光ドラム１２Y、１２Ｍ、１２Ｃ、１２BKでは、まず、一次帯電器１３Y、１３Ｍ、１３Ｃ、１３BKで各感光ドラム１２Y、１２Ｍ、１２Ｃ、１２BKの表面に均一な電荷を与える。次に、光走査装置１１Y、１１Ｍ、１１Ｃ、１１BKから発せられる、記録画像信号に応じて変調したレーザー光１６Y、１６Ｍ、１６Ｃ、１６BKによって感光ドラム１２Y、１２Ｍ、１２Ｃ、１２BKを露光走査し、静電潜像を形成する。その後、現像装置１４Y、１４Ｍ、１４Ｃ、１４BKにおいて、形成された静電潜像を対応する色にトナーによって可視像化する。最後に、クリーニング装置１５Y、１５Ｍ、１５Ｃ、１５BKで感光ドラム表面に残されたトナーの清掃を行う。
【００２２】
各感光ドラム１２Y、１２Ｍ、１２Ｃ、１２BK上で形成された各色のトナー像は中間転写ベルト３１上で一次転写され、重ね合わされる。中間転写ベルト３１は、ベルトを駆動するための駆動ローラ３２、ベルトに従動する従動ローラ３３から成る。
【００２３】
中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は二次転写ローラ３５、二次転写対向ローラ３４によって構成される二次転写部において、記録紙２２に転写される。二次転写ローラ３５は、中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。
【００２４】
ここで、記録紙２２の給紙は、記録紙２２を収納するためのカセット２１から送り出された記録紙２２をレジストローラ対２５まで搬送するための給紙ローラ対２３および給紙ガイド２４によって行われる。レジストローラ対２５では、画像形成タイミングに合わせて記録紙２２を二次転写部へ送り出す。
【００２５】
二次転写部において転写された記録紙２２は搬送経路２６によって、定着装置４００まで搬送される。
【００２６】
定着装置４００は定着ローラ対４１、定着断熱カバー４２、４３、排紙ローラ４４などから成る。定着ローラ対４１は、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備え、定着カバー４２、４３は、定着ローラ対４１の熱を内部に閉じ込める。
【００２７】
搬送経路２６によって搬送された記録紙２２上の未定着トナー像は、定着ローラ対４１において加熱及び加圧されて記録紙２２に定着される。定着後、記録紙２２は排紙ローラ４４から装置外部に排紙される。
【００２８】
次に、本実施の形態における複数の光走査装置の温度差を低減するための構成と工程を述べる。
【００２９】
定着ローラ対４１から発せられた熱は画像形成装置を構成する枠体や装置内に循環する気体を通して装置内に伝わり、１１Y、１１M、１１C、１１BKの光走査装置に温度差が生じる。ここで１１Y、１１M、１１C、１１BKの温度は、定着ローラ対４１に遠い側から近い側へと高くなるため、温度が高いものから１１Y、１１M、１１C、１１BKの順となる。この温度差を低減するため図１に示すように、光走査装置の上部を空間１１１としてダクト形状で囲い、冷却ファン１１４によって冷却風を流す。また１１Y、１１M、１１C、１１BKの上蓋には複数の可動性の放熱フィン１１２Y、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２BKを配している。
【００３０】
図２は空間１１１を上方から見た図である。放熱フィン１１２Y、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２BKは光走査装置上面に複数存在し、温度の高い光走査装置ほどその数が多くなっている。また、放熱フィン１１２Y、１１２Ｍ、１１２Ｃ、１１２BKは可動性であり空間１１１内に突出する数を変更することが可能である。図２に示したものは空間１１１に突出している状態の放熱フィンを表している。また、温度センサー１１３Y、１１３Ｍ、１１３Ｃ、１１３BKは冷却風と接する各光走査装置の上蓋の温度を測定し、温度センサー１１３ＡＩＲは空間１１１に供給される冷却風の気体温度を測定する。
【００３１】
図３は図２の光走査装置１１Ｙを断面ＡＡで切断した断面図を示しており、放熱フィンの数を可変とするための構成を示している。放熱フィン１１２Yは回転軸１１５Yを軸として回転式アクチュエータ１１６Ｙにより回転することで、空間１１１内への突出と１１Yの上蓋と平行な状態への収納を自在にできる構成になっている。図３内の（Ａ）は放熱フィン１１２Yを空間１１１に突出した状態、（Ｂ）は上蓋と平行にした状態を示している。なお、可動性の放熱フィン１１２Ｙと光走査装置１１Ｙの筐体との熱伝導性を高めて効率よく放熱を行うため、例えば、弾性式ヒートパイプを用いてこの間の熱輸送するなどの手段をとる。
【００３２】
図４は図２の光走査装置１１Ｙを断面ＢＢで切断した断面図の一部を示しており、放熱フィン１１２Yの回転軸１１５Yを軸とした回転の仕方を示している。図４の（Ａ）は図３の（Ａ）の状態に対応し放熱フィンが空間１１１に突出した状態を、図４の（Ｂ）は図３の（Ｂ）に対応し、光走査装置１１Yの上蓋と平行な状態を示している。
【００３３】
画像形成装置は印刷媒体、印刷モード、ユーザーの使用温度環境などによって、経時的に装置内部の温度分布が変化し、それにともなって光走査装置１１Y、１１Ｍ、１１Ｃ、１１BKの温度差も変化する。これに対応するため、本実施の形態では、図５に示した工程によって図１〜図４に示した可動性の放熱フィンを駆動しその数を経時的に可変とする。
【００３４】
まず、図２に示した１１Y、１１Ｍ、１１Ｃ、１１BKの温度測定センサー１１３Y、１１３Ｍ、１１３Ｃ、１１３BKと空間１１１の気体温度を測定する温度センサー１１３ＡＩＲにより、ある時間間隔ごとに温度測定する。温度測定を行い、光走査装置間の最大温度差がある許容値を超えている場合、放熱フィン数を決定する処理手段により温度情報を基に各光走査装置の放熱量を計算し、各光走査装置間の温度差をもっとも低減するための最適な放熱フィンの数を計算、決定する。そして、処理手段により決定された放熱フィン数を回転式アクチュエータ１１６Ｙ、１１６Ｍ、１１６Ｃ、１１６ＢＫなどの放熱フィン駆動手段により実現するという工程である。
【００３５】
［実施例２］
本実施の形態は、実施例１における画像形成装置と印刷機構としては同じ構成、工程を踏むものであり、また放熱フィンの放熱量を経時的に可変とする工程も同じであるため、これらの点は省略する。
【００３６】
実施例１と異なる点は、光走査装置１１Y、１１Ｍ、１１Ｃ、１１BKの放熱量を可変とする方法である。
【００３７】
すなわち、実施例１では放熱フィンの数を変えて放熱量を変化させるのに対し、本実施の形態では図６に示すように放熱フィンを駆動機構１１７Ｙにより上下駆動し、空間１１１に突出する放熱フィンの面積を変化させることで放熱量を可変とする。図６の（Ａ）は光走査装置１１Ｙを放熱フィンに平行な方向に切断した断面図であり、（Ｂ）は放熱フィン１１２Ｙと駆動機構１１７Ｙの斜視図である。（Ｂ）に示すように１１７Ｙは回転式アクチュエータ１１７Ｙaとローラ１１７Ｙｂから成り、１１７Ｙｂが回転することで、放熱フィン１１２Ｙが上下方向に移動する。なお、実施例１と同様に、可動性の放熱フィン１１２Ｙと光走査装置１１Ｙの筐体との熱伝導性を高めて効率よく放熱を行うため、例えば、弾性式ヒートパイプを用いてこの間の熱輸送するなどの手段をとる。
【００３８】
図７は本実施の形態における画像形成装置の１１Y、１１Ｍ、１１Ｃ、１１BKの光走査装置と空間１１１を放熱フィンに平行な方向に切断した断面図である。図７に示すように、温度の高い１１Yから温度の低い１１BKの順に放熱フィンの空間１１１内へ突出する部分の面積を小さくして温度差を低減し、温度差の経時的変化は放熱フィンの高さを調節することで対応する。
【００３９】
［実施例３］
本実施の形態は、実施例１または実施例２における画像形成装置と印刷機構としては同じ構成、工程を踏むものであり、また放熱フィンの形状を可変とする構成は実施例１または実施例２のどちらでもよいため、これらの点は省略する。
【００４０】
実施例１または実施例２と異なる点は、放熱フィンの形状を経時的に変化させるための工程である。
【００４１】
本実施の形態においては各光走査装置の温度は測定せず、印刷媒体や印刷モードに応じた光走査装置への入熱量と、光走査装置の熱容量、雰囲気との熱伝達率などの物理量をあらかじめ計測しておく。そして、放熱フィン数または放熱フィンの高さを決定する処理手段において、動作中の印刷媒体、印刷モードの入熱量に応じてあらかじめ計測した諸物理量を用いて光走査装置の温度変化を計算し、各時刻で温度差を低減する放熱フィンの数や高さを決定する。動作途中で印刷媒体または印刷モードを変更する場合も、変更前の光走査装置の温度を初期温度として、変更後の印刷媒体、印刷モードの入熱量に応じた温度変化が計算可能であるため、さまざまな印刷履歴を持つ場合でも最適なフィン数、高さを実現できる。
【符号の説明】
【００４２】
１００  画像形成部
４００  定着装置
【図１】
2012137593.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012137593.tif 000005
【図４】
2012137593.tif 000006
【図５】
2012137593.tif 000007
【図６】
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【図７】
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