(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生させる発光源を有するレーザ光偏向前ユニットを収容する第１室、該発光源から発生されたレーザ光を偏向する回転可能な光走査部、偏向されたレーザ光を導くレーザ光偏向後ユニットを収容し、該光走査部及び該第１室に隣接して配置された第２室、及び前記第１室と前記第２室の間に設けられ、その一部に気流を循環するための開放部を有する仕切りを具備し、該光走査部の回転により、該第１室、該光走査部、及び該第２室に亘り気流が循環することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記レーザ光偏向前ユニットと前記レーザ光偏向後ユニット中に、互いに温度補償機能を有するレンズが各々設けられることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
レーザ光を発生させる発光源を有するレーザ光偏向前ユニットを収容する第１室、該発光源から発生されたレーザ光を偏向する回転可能な光走査部、及び偏向されたレーザ光を導くレーザ光偏向後ユニットを収容し、該光走査部及び該第１室に隣接して配置された第２室、及び前記第１室と前記第２室の間に設けられ、その一部に気流を循環するための開放部を有する仕切りを含む光走査装置と、該光走査部によって走査されるレーザ光により形成される静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により現像された現像剤像を被転写材に転写させる転写手段とを具備する画像形成装置において、前記光走査手段の回転により、前記第１室、前記光走査部、及び前記第２室に亘って気流が循環することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザープリンタやデジタル式複写機に適用される光走査装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レザープリンタやデジタル式複写機は、レーザ光走査装置を備え、このレーザ走査から画像情報に応じて送り出されるレーザ光を感光体ドラム上に走査して静電潜像を形成するようになっている。
【０００３】
レーザ走査装置に収容されたレーザ光学系では、レーザ発光源からレーザ光が発光され、必要に応じてビームスプリッタ、ハーフミラー、シリンダレンズ等を介して、回転可能なポリゴンミラーに導かれる。導かれたレーザ光は、ポリゴンミラーの走査により偏向され、その後ｆθレンズを介して、感光ドラム上に照射される。
【０００４】
レーザ光学系には、通常プラスチックレンズが使用される。プラスチックレンズは、レーザ走査装置内の温度が上昇した際に、レンズ材料の膨脹や屈折率など光学性能の変動によって、所望のレンズ性能が得られなかった。
【０００５】
このような不具合を防ぐために、ポリゴンミラーより前の偏向前光学系に搭載されたシリンダレンズと偏向後光学系に搭載されたｆθレンズに、温度上昇時の光学性能の変動を互いに補償し合うような温度補償機能を持たせる技術が例えば特開平９−１８４９９２号等に提案されている。
【０００６】
しかしながら、レーザ光学系の構成要素には、動作時に自ら発熱するもの例えばレーザ発光源、熱伝導率の良いもの例えばアルミ製のレンズホルダ、及び熱伝導率の悪いもの例えばプラスチック製光学ハウジング等があることから、レーザ走査装置内の温度を均一に保つことが困難であり、そのために温度補償機能が正常に機能しないという問題があった。
【０００７】
特に、その剛性を保持するために、偏向前光学系と偏向後光学系の部屋を別々にして例えば天地逆に取り付けた光学系ハウジングでは、レーザ走査装置内の温度を均一に保つことがより困難であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、光走査装置内の温度を均一に保ち、光学性能の変動を防ぐことにより、精度の高い光走査装置を得ることを目的とする。
【０００９】
本発明はまた、光走査装置内の温度を均一に保ち、光学性能の変動を防ぐことにより、光走査精度をより向上し、優れた画像を形成し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光走査装置は、レーザ光を発生させる発光源を有するレーザ光偏向前ユニットを収容する第１室、該発光源から発生されたレーザ光を偏向する回転可能な光走査部、及び偏向されたレーザ光を導くレーザ光偏向後ユニットを収容し、該光走査部及び該第１室に隣接して配置された第２室、及び前記第１室と前記第２室の間に設けられ、その一部に気流を循環するための開放部を有する仕切りを具備し、該光走査部の回転により、該第１室、該光走査部、及び該第２室に亘り気流が循環することを特徴とする。
【００１１】
本発明の画像形成装置は、レーザ光を発生させる発光源を有するレーザ光偏向前ユニットを収容する第１室、該発光源から発生されたレーザ光を偏向する回転可能な光走査部、及び偏向されたレーザ光を導くレーザ光偏向後ユニットを収容し、該光走査部及び該第１室に隣接して配置された第２室、及び前記第１室と前記第２室の間に設けられ、その一部に気流を循環するための開放部を有する仕切りを含む光走査装置と、該光走査部によって走査されるレーザ光により形成される静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により現像された現像剤像を被転写材に転写させる転写手段とを具備する画像形成装置において、前記光走査手段の回転により、前記第１室、前記光走査部、及び前記第２室に亘って気流が循環することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の光走査装置は、レーザ光を発生させる発光源を有するレーザ光偏向前ユニットを収容する第１室と、発光源から発生されたレーザ光を偏向する回転可能な光走査部と、偏向されたレーザ光を導くレーザ光偏向後ユニットを収容する第２室とが、互いに隣接して配設された構成を有し、光走査手段の回転により、第１室、光走査部、及び第２室に亘り気流が循環することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、上記光走査装置と、これによって走査されるレーザ光により形成される静電潜像を担持する像担持体、静電潜像を現像する現像手段、及び現像された現像剤像を被転写材に転写させる転写手段を具備する。
【００１４】
本発明の光走査装置では、光走査部の回転により発生する気流が、例えば第１室から光走査部、光走査部から第２室、第２室から第１室という順に循環されるため、光走査装置内の温度が均一に保たれる。これにより、光走査装置の光学性能の変動を防ぐことができる。従って、本発明によれば、より高精度の光走査を行うことができる。
【００１５】
また、温度を均一に保つためには、外気を取り入れて循環させることも考えられるが、光走査装置は、塵や埃を嫌うため、外気の取り入れは好ましくない。
【００１６】
これに対し、本発明の光走査装置は、光走査部の回転により気流を発生させるだけで、外気の取り入れを必要としないので、光走査装置ないに塵や埃を導入する恐れがない。
【００１７】
さらに、このような高精度の光走査装置を用いることにより、より優れた画像を形成することができる。
【００１８】
レーザ光偏向前ユニットとレーザ光偏向後ユニット中には、互いに温度補償機能を有するレンズが各々設けられることが好ましい。本発明によれば、光走査装置内の温度が均一に保たれるために、偏向前光学系及び偏向後光学系に搭載された各レンズの温度補償機能が正常に機能され、光学性能の変動を防止できる。
【００１９】
第１室と第２室間の一部に、気流を循環するための開放部がさらに設けられることが好ましい。この開放部として、例えば送風孔を、隣接する光走査部と反対側の第１室及び第２室間に設けることができる。
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明を具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる画像形成装置の構成の一例を表す該略図を示す。
【００２２】
図示するように、図中１は装置本体で、この装置本体１の上面には、図示しないコントロールパネル、原稿が載置される透明なガラスからなる原稿載置台２、及び原稿載置台２をカバーする原稿カバー３が設けられている。
【００２３】
装置本体１内には、原稿載置台２上の原稿に光を走査し原稿像を読取る露光部４、画像読取り情報に基いてレーザビームを走査するレーザ走査部５、レーザビームの走査により形成される静電潜像を現像したのち、用紙に転写させる画像形成部６、この画像形成部６に用紙を供給する給紙部７、現像剤像が転写された用紙を搬送する搬送ベルト８、この搬送ベルトによって搬送されてくる用紙の現像剤像を定着させる定着部９が配設されている。
【００２４】
露光部４は、原稿載置台２に載置された原稿を照明する蛍光灯等の光源１５及び原稿からの反射光を所定の方向に偏向する第１のミラー１６を有し、これらの光源１５および第１のミラー１６は、原稿載置台２の下方に配設された第１のキャリッジ１７に取り付けられている。第１のキャリッジ１７は原稿載置台２と平行に移動可能に配置され、図示しない歯付きベルト等を介して駆動モータにより、原稿載置台２の下方を往復移動される。
【００２５】
第１のキャリッジ１７の近傍には、原稿載置台２と平行に移動可能な第２のキャリッジ１８が設けられている。第２のキャリッジ１８には、第１のミラー１６により偏向された原稿からの反射光を順に偏向する第２及び第３のミラー２０、２１が互いに直角に取り付けられている。第２のキャリッジ１８は、第１のキャリッジ１７を駆動する歯付きベルト等により、第１のキャリッジ１７に対して従動されるとともに、第１のキャリッジ１７に対して、１／２の速度で原稿載置台２に沿って平行に移動される。
【００２６】
また、第２のキャリッジ１８の移動方向には第２のキャリッジ１８の第３のミラー２１からの反射光を集束する結像レンズ２２と結像レンズ２２により集束された反射光を受光して光電変換する受光部としてのＣＣＤセンサ２４とが配設されている。
【００２７】
結像レンズ２２は、第３のミラー２１により偏向された光の光軸を含む面内に、駆動機構を介して移動可能に配設され、自身が移動することで反射光を所望の倍率で結像する。ＣＣＤセンサ２４は、入射した反射光を光電変換し、読み取った原稿に対する電気信号を出力する。
【００２８】
画像形成部６は、像担持体としての回転自在な感光体ドラム３１を有し、感光体ドラム３１の周囲部にはその回転方向に沿って、感光ドラム３１の周面を所定の電荷に帯電させる帯電チャージャ３２、感光体ドラム３１周面上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して所望の画像濃度で現像する現像器３３、感光体ドラム３１に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる転写チャージャ３４、用紙を感光体ドラム３１から分離させるための剥離チャージャ３５、感光体ドラム３１周面から用紙を剥離する剥離爪３６、感光体ドラム２１周面に残留したトナーを清掃する清掃装置３７、及び感光体ドラム２１周面を除電する除電器３８が順次配置されている。
【００２９】
給紙部７は装置本体１の一側部に着脱自在に取り付けられる給紙カセット４１を備え、給紙カセット４１内には用紙が充填されている。給紙カセット４１の先端上部側には用紙を取り出すピックアップローラ４２が設けられ、取り出された用紙は給紙路４３を介して感光体ドラム３１と転写チャージャ３４との間の画像転写部４４に送り込まれるようになっている。給紙路４３中には用紙を給紙する給紙ローラ４５、給紙される用紙を分離する分離ローラ４６、用紙を搬送する搬送ローラ対４７、及び用紙を整位する整位ローラ対４８が配設されている。
【００３０】
定着部９は用紙を加熱するヒートローラ５１と、このヒートローラ５１に用紙を圧接させるプレスローラ５２を備えている。ヒートローラ５１とプレスローラ５２の排出側には用紙を排出させる排出ローラ対５３、この排出ローラ対５３から排出される用紙を受ける排出トレイ５４が設けられている。
【００３１】
次に、画像形成動作について説明する。
【００３２】
画像形成時には、光源１５が点灯されるとともに、第１及び第２のキャリッジ１６，１７が走行される。これにより、原稿載置台２上の原稿に光が走査され、原稿からの反射光が第１乃至第３のミラー１６，２０，２１さらに結像レンズ２２を介してＣＣＤセンサ２４に受光される。ＣＣＤセンサ２４は入射した反射光を光電変換することにより、読み取った原稿に対する電気信号を出力する。そして、この電気信号の出力に応じてレーザ走査部５が後で詳述するように動作してレーザビームを感光体ドラム３１に走査する。感光体ドラム３１の表面は帯電チャージャ３４により一様に帯電され、この帯電された表面にレーザビームが走査されることにより、原稿像に対応する静電潜像が形成される。静電潜像は感光体ドラム３１の回転により、現像器３３に対向され、現像器３３から現像剤が供給されることにより現像剤像が形成される。現像剤像は感光体ドラム３１の回転により、画像転写部４４へ送られる。
【００３３】
一方、このときには、給紙カセット４１からピックアップローラ４２の回転により用紙が取り出され、給紙ローラ４５と分離ローラ４６とにより一枚ずつ分離されて給紙される。この用紙は送りローラ対４７を介してレジストローラ４８へ送られて整位されたのち、画像転写部４４へ送られる。この画像転写部４４で転写チャージャ３４が放電することにより、感光体ドラム３１上の現像剤像が用紙に転写される。現像剤像を転写した用紙は剥離チャージャ３５の放電により感光体ドラム３１から剥離される。この剥離後、感光体ドラム３１上に残留した現像剤は清掃装置３７により除去されるとともに、除電器３８により感光体ドラム３１が除電され、次にプロセスに備える。
【００３４】
感光体ドラム３１から剥離された用紙は搬送ベルト８の走行により定着器９へ送り込まれ、ここで、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２とにより加熱されるとともに加圧され現像剤像が用紙に定着される。現像剤像が定着された用紙は排紙ローラ対５３の回転により排紙トレイ５４上に排出される。
【００３５】
図２は本発明にかかる光走査装置を示す概略的構成図で、図３はその上面図である。
【００３６】
レーザ走査部５はハウジング６０を備え、このハウジング６０内には第１乃至第４の発光源としてのレーザダイオード６１ａ〜６１ｄが配設され、各レーザダイオード６１ａ〜６１ｄのレーザ光発進方向には、第１乃至第４の有限レンズ６２ａ〜６２ｄとレーザ光を反射させるための第１乃至第４の反射ミラー６３ａ〜６３ｄが配設されている。第１乃至第４の反射ミラー６３ａ〜６３ｄから反射される第１乃至第４のレーザ光ａ〜ｄの光路中には各レーザからでたビームの光軸を合わせるための第１乃至第３の光合成手段としてのハーフミラー６４ａ〜６４ｃが一方向に亘って配設されている。第３のハーフミラー６４ｃのレーザ光出射側には、シリンダレンズ６８を介して、光走査手段としてのポリゴンミラー６５が回転自在に設けられている。ポリゴンミラー６５のレーザ光走査側にはＦθ1 レンズ６６、Ｆθ2 レンズ６７が配設されている。
【００３７】
ハウジング６０は、レーザダイオード６１ａ〜６１ｄ、有限レンズ６２ａ〜６２ｄ、反射ミラー６３ａ〜６３ｄ、ハーフミラー６４ａ〜６４ｃ、シリンダレンズ６８を収容する第１室、及びガイド２００を備えたポリゴンミラー６５を含む光走査部と、第１室と天地逆に配設され、Ｆθ1 レンズ６６、及びＦθ2 レンズ６７を収容する第２室とを分割し、装置の剛性を保つために設けられた仕切り３００を有する。仕切り３００のうち、第１室と第２室間にあり、光走査部から遠い位置には、送風孔１００が開口されている。
【００３８】
次に、レーザビームを走査する場合について説明する。
【００３９】
ＣＣＤセンサ２４からの電気信号の出力に応じて第１乃至第４のレーザダイオード６１ａ〜６１ｄから第１乃至第４のレーザビームａ〜ｄが発振される。第１のレーザビームａは第１の反射ミラー６３ａで反射されたのち、第１乃至第３のハーフミラー６４ａ〜６４ｃを通過し、第２のレーザビームｂは第２の反射ミラー６３ｂ及び第１のハーフミラー６４ａで反射されたのち、第２及び第３のハーフミラー６４ｂ，６４ｃを通過し、第３のレーザビームｃは第３の反射ミラー６３ｃ及び第２のハーフミラー６４ｂで反射されたのち、第３のハーフミラー６４ｃを通過し、第４のレーザビームｄは第４の反射ミラー６３ｄ及び第３のハーフミラー６４ｃで反射される。これにより、第１乃至第４のレーザビームａ〜ｄはその光軸が合わされた状態でポリゴンミラー６５へと送られ、ポリゴンミラー６５の回転により偏向される。この偏向されるレーザビームはｆθ1 レンズ６６及びｆθ2 レンズ６７を透過して感光体ドラム３１上に走査され、原稿像に対向する静電潜像が形成される。
【００４０】
このとき、ポリゴンミラー６５の回転により発生した気流は、ポリゴンミラー６５と第２室の間のレーザ光通過部、第２室と第１室間に設けられた送風孔１００を通り、ガイド２００に沿ってポリゴンミラー６５へと、例えば図３に矢印で示す方向に効率良く循環し得る。この送風孔１００を設けないと、第１室の温度は、第２室よりも約８℃ほど高くなる。しかしながら、送風孔１００を設けて気流を循環させることにより、第１室と第２室の温度差を約２℃程度に抑制することが可能となり、光学性能の変動を防ぐことができる。このようにして、本発明の光走査装置を用いると、精度の高い光走査が可能となり、この光走査装置を適用した画像形成装置を用いると、画質の優れた画像が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、光走査装置内の温度を均一に保ち、光学性能の変動を防止して、精度の高い光走査が可能な光走査装置を得ることができる。
【００４２】
また、本発明によれば、光走査装置内の温度を均一に保ち、光学性能の変動を防ぐことにより、光走査精度をより向上して、画質の優れた画像を形成し得る画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の構成の一例を表す該略図
【図２】  本発明の光走査装置の構成の一例を表す該略図
【図３】  図２の上面図
【符号の説明】
６１ａ〜６１ｄ…第１乃至第４のレーザダイオード（発光源）
ａ〜ｄ…第１乃至第４のレーザ光
６３ａ〜６３ｄ…第１乃至第４の反射ミラー（反射手段）
６４ａ〜６４ｃ…第１乃至第３のハーフミラー（光合成手段）
６５…ポリゴンミラー（光走査手段）
３１…感光体ドラム（像担持体）
３３…現像器（現像手段）
３４…転写チャージャ（転写手段）
【図１】
0004287521.tif 000002
【図２】
0004287521.tif 000003
【図３】
0004287521.tif 000004