(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
光源から出射された光を偏向走査させるための回転多面鏡と、該回転多面鏡を軸部材を介して回転させるモーターと、該モーターを制御するための駆動回路部を有する基板と、該基板からの熱を放熱するための放熱部材と、上記基板と上記放熱部材との間に挟まれて圧縮変形される伝熱部材と、を備えた光走査装置であって、
上記放熱部材における上記伝熱部材が設けられる部分には、圧縮変形された上記伝熱部材の一部が入り込む入り込み部が形成され、
上記基板には、上記軸部材を受け入れる軸受孔が形成されており、
上記放熱部材に形成される入り込み部の容積は、上記軸受孔の軸心方向から見て該軸受孔に近い側の方が遠い側に比べて大きい光走査装置。
【背景技術】
【0002】
従来より、レーザープリンター等の電子写真方式の画像形成装置に使用される光走査装置として、光源から出射されるレーザー光を、高速で回転するポリゴンミラーにより反射させて偏向させるようにしたものが知られている。ポリゴンミラーにて反射したレーザー光は、光学レンズを通過した後、感光体ドラムの表面を走査することになる(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この光走査装置は、ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモーターと、ポリゴンモーターを駆動するためのドライバーICと、該ドライバーICが実装された基板とを備えている。基板には、ポリゴンモーターの回転シャフトを受入れる軸受孔が形成されている。
【0004】
上記光走査装置においてポリゴンモーターを高速化すると、ドライバーICからの発熱が過大になり、この結果、光学レンズが熱変形して印刷画像の画質が低下するという問題がある。
【0005】
これに対して、特許文献2及び特許文献3に示すものでは、基板と放熱部材との間に、弾性を有する伝熱部材を挟持させるようにしている。これにより、基板は伝熱部材を介して放熱部材に当接することとなる。したがって、ドライバーICにからの発熱を基板から伝熱部材を介して放熱部材に速やかに伝達可能になっている。
【0006】
また、特許文献4に示すものでは、ポリゴンミラー及び基板を収容する金属製のカバーの端部を階段状に折曲げてドライバーICに直接当接させるようにしている。これにより、金属製のカバーを放熱部材として利用可能になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記特許文献2及び特許文献3に示す光走査装置では、基板と放熱部材と間の距離が伝熱部材の厚みに対して小さ過ぎると、伝熱部材の圧縮変形量が過大になり、この結果、伝熱部材からの反力により基板が変形する(反る)という問題がある。
【0009】
そこで、基板と放熱部材との間に伝熱部材を配置するのではなく、上記特許文献4に示すように、ドライバーIC(駆動回路部)に放熱部材としてのカバーを直接、当接させることが考えられる。
【0010】
しかしこの場合、カバーの端部の折り曲げ精度が低いと、カバーよりドライバーICに作用する押付け力が必要以上に高くなってしまう。この押付け力はドライバーICを介して基板に伝わるので、基板が大きく変形する。基板が変形すると、基板に形成された軸受孔の軸心が傾いてポリゴンミラーの回転精度が低下し、延いては、印刷画像の画質が低下するという問題がある。
【0011】
このような問題を回避するために、基板に変形(反り)を生じさせる各部品(上記特許文献2及び特許文献3では、基板、放熱部材、及び伝熱部材であり、上記特許文献4では、放熱部材としてのカバー)の寸法精度を高めることが考えられる。しかし、この場合、各部品の製造コストが増加するという問題がある。
【0012】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動回路部からの発熱を効率良く放熱しつつ、基板に形成された軸受孔の軸心の倒れを抑制することができる光走査装置、及び該光走査装置を備えた画像形成装置を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明に係る光走査装置は、光源から出射された光を偏向走査させるための回転多面鏡と、該回転多面鏡を軸部材を介して回転させるモーターと、該モーターを制御するための駆動回路部を有する基板と、該基板からの熱を放熱するための放熱部材と、上記基板と上記放熱部材との間に挟まれて圧縮変形される伝熱部材と、を備えている。
【0014】
そして、上記放熱部材における上記伝熱部材が設けられる部分には、圧縮変形された上記伝熱部材の一部が入り込む入り込み部が形成され
、上記基板には、上記軸部材を受け入れる軸受孔が形成されており、上記放熱部材に形成される入り込み部の容積は、上記基板の軸受孔の軸心方向から見て該軸受孔に近い側の方が遠い側に比べて大きい。
【0015】
この構成によれば、基板と放熱部材との間に伝熱部材が挟まれているので、上記駆動回路部からの発熱を上記基板から伝熱部材を介して放熱部材へと速やかに伝達することができる。したがって、基板(駆動回路部)の温度が過度に上昇するのを防止することができる。
【0016】
また、基板と放熱部材との間の距離が伝熱部材の厚みに対して小さ過ぎた場合でも、基板と放熱部材との間で圧縮変形された伝熱部材の一部が、放熱部材に形成された入り込み部に入り込むことによって、伝熱部材が過度に圧縮されるのを防止することができる。よって、各部品(基板、放熱部材、及び伝熱部材等)の寸法精度を高めることなく、伝熱部材からの反力を低減して、軸受孔の倒れを生じさせる基板の変形を抑制することができる
。
【0017】
そして、放熱部材と基板との間に挟まれた伝熱部材の圧縮量は、基板の軸受孔に近い側の方が遠い側に比べて小さくなる。したがって、基板が伝熱部材から受ける反力は、軸受孔に近い側の方が遠い側に比べて小さくなる。よって、軸受孔の近傍における基板の変形量を極力抑制することができる。延いては、軸受孔の軸心が傾くのを確実に抑制することができる。
【0018】
上記入り込み部は、上記放熱部材の上記伝熱部材が設けられる部分に複数の突起を形成することにより隣り合う突起間に形成される空間部であることが好ましい。
【0019】
この構成によれば、複数の突起と基板とに挟まれて圧縮変形した伝熱部材の一部が、隣り合う突起間に形成される空間部分(入り込み部)に入り込む。したがって、伝熱部材が過度に圧縮されるのを防止することができる。
【0020】
上記入り込み部は、上記放熱部材の上記伝熱部材が設けられる部分に形成された穴部、又は溝部であることが好ましい。
【0021】
この構成によれば、放熱部材と基板とに挟まれて圧縮変形した伝熱部材の一部が、放熱部材の穴部又は溝部(入り込み部)に入り込む。したがって、伝熱部材が過度に圧縮されるのを防止することができる。
【0022】
本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置を備えている。この構成によると、各部品の寸法精度を高めることなく、駆動回路部からの発熱を効率良く放熱しつつ、軸受孔の軸心の倒れを抑制することができる。よって、安価な構成で印刷画像の画質を向上させることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、駆動回路部からの発熱を効率良く放熱しつつ、基板に形成された軸受孔の軸心の倒れを抑制することができる光走査装置、及び該光走査装置を備えた画像形成装置が安価に提供される。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明の
参考形態及び実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【0026】
《
参考形態》
<レーザープリンター>
図1は、
参考形態における画像形成装置としてのレーザープリンター1の概略構成を示す断面図である。
【0027】
レーザープリンター1は、
図1に示すように、箱状のプリンター本体2と、手差し給紙部6と、カセット給紙部7と、画像形成部8と、定着部9と、排紙部10とを備えている。そうして、レーザープリンター1は、プリンター本体2内の搬送路Lに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。
【0028】
手差し給紙部6は、プリンター本体2の1つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ4と、プリンター本体2の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ5とを有している。
【0029】
カセット給紙部7は、プリンター本体2の底部に設けられている。カセット給紙部7は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット11と、給紙カセット11内の用紙を1枚ずつ取り出すピックローラ12と、取り出された用紙を1枚ずつ分離して搬送路Lへと送り出すフィードローラ13及びリタードローラ14とを備えている。
【0030】
画像形成部8は、プリンター本体2内におけるカセット給紙部7の上方に設けられている。画像形成部8は、プリンター本体2内に回転可能に設けられた像担持体である感光ドラム16と、感光ドラム16の周囲に配置された帯電器17と、現像部18と、転写ローラ19及びクリーニング部20と、感光ドラム16の上方に配置されたレーザースキャナーユニットであるレーザースキャナーユニット(LSU)30と、トナーホッパー21とを備えている。そうして、画像形成部8は、手差し給紙部6又はカセット給紙部7から供給された用紙に画像を形成するようになっている。
【0031】
尚、搬送路Lには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部8に供給する一対のレジストローラ15が設けられている。
【0032】
定着部9は、画像形成部8の側方に配置されている。定着部9は、互いに圧接されて回転する定着ローラ22及び加圧ローラ23を備えている。そうして、定着部9は、画像形成部8で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるように構成されている。
【0033】
排紙部10は、定着部9の上方に設けられている。排紙部10は、排紙トレイ3と、排紙トレイ3へ用紙を搬送するための一対の排紙ローラ24と、排紙ローラ対24へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ25とを備えている。排紙トレイ3は、プリンター本体2の上部に凹状に形成されている。
【0034】
レーザープリンター1が画像データを受信すると、画像形成部8において、感光ドラム16が回転駆動されると共に、帯電器17が感光ドラム16の表面を帯電させる。
【0035】
そして、画像データに基づいて、レーザー光がレーザースキャナーユニット30から感光ドラム16へ出射される。感光ドラム16の表面には、レーザー光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光ドラム16上に形成された静電潜像は、現像部18で現像されることにより、トナー像として可視像となる。
【0036】
その後、用紙は、転写ローラ19により感光ドラム16の表面に押し付けられる。そのことにより、用紙に感光ドラム16のトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部9において定着ローラ23と加圧ローラ24とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。
【0037】
<レーザースキャナーユニット>
図2は、本
参考形態における光走査装置としてのレーザースキャナーユニット30の外観を示す平面図である。
【0038】
レーザースキャナーユニット30は、光源からの光を偏光する光偏向装置100と、光偏光装置100にて偏光された光の光路に設けられる結像レンズ36と、光偏向装置100及び結像レンズ36を内部に収容する筐体31とを備えている。
【0039】
上記光源32は、
図2に示すように、筐体31の側部に配置されている。光源32は、例えばレーザダイオードを有するレーザー光源である。そして、光源32は、後述するポリゴンミラー35へ向けてレーザー光を出射するようになっている。尚、図示を省略するが、光源32とポリゴンミラー35との間には、例えばコリメータレンズ及びシリンドリカルレンズが配置されている。
【0040】
上記光偏向装置100は、
図3に示すように、ポリゴンミラー35とポリゴンモーター41と回路基板50とを備えている。
【0041】
上記ポリゴンミラー35は多角形状をなしている。そして、ポリゴンミラー35の周壁面は、光源32からのレーザー光を感光体ドラム16に向けて反射して走査させるための複数の反射面35aを形成している。ポリゴンミラー35は、回路基板50に設けられたポリゴンモーター41により回転駆動される。
【0042】
ポリゴンモーター41は、回転シャフト42(
図4参照)と、回転シャフト42を回動可能に支持する円環状の空気軸受(図示省略)を有している。回転シャフト42は、上下方向に延びて上記回路基板50に対して垂直に配置されている。上記ポリゴンミラー35は、回転シャフト42の上端部に回転一体に取付けられている。
【0043】
図3〜
図5に示すように、上記回路基板50は略矩形状の板材で構成されている。上記回路基板50の上面には、ポリゴンモーター41を駆動するためのドライバーIC80(駆動回路部に相当)が実装されている。ドライバーIC80は、回路基板50の幅方向に長い薄型矩形ブロック状をなしている。ドライバーIC80は、不図示のコントローラーに電気的に接続されている。コントローラーは、パソコン等の外部端末からの命令を受けて、ドライバーIC80に対してポリゴンモーター41の制御を行うよう必要な信号を出力する。
【0044】
上記回路基板50には、ポリゴンモーター41の回転シャフト(軸部材)42を回転可能に受け入れる軸受孔51が形成されている。回路基板50の上面には、回転シャフト42を支持する空気軸受が該軸受孔51と同軸に配置されている。
【0045】
上記回路基板50にはさらに、該回路基板50を筐体31に取付けるための3つの取付孔52a〜52cが形成されている。このうち2つの取付孔52a,52bは、回路基板50の四つの隅部のうち軸受孔51に近い側の二つの隅部に形成されており、残りの1つの取付孔52cは、回路基板50の幅方向の一側辺部に形成されている。
【0046】
上記回路基板50は、上記3つの取付孔52a〜52cに挿通された螺子53によって、後述する伝熱シート60及び放熱板70と共に、筐体31に共締めで固定されている(
図4参照)。
【0047】
放熱板70は、回路基板50の軸受孔51やドライバーIC80からの発熱を放熱するための部材である。
図6に示すように、放熱板70は、回路基板50よりも厚肉の板状をなしている。回路基板50は放熱板70の上側に載置されている。放熱板70は、例えばアルミ等の熱伝導性に優れた金属部材で構成することが好ましい。
【0048】
放熱板70の上面には円柱状の3つのボス部71a〜71cが形成されている。この各ボス部71a〜71cは、上記回路基板50の3つの取付孔52a〜52cに対応する箇所にそれぞれ配置されている。各ボス部71a〜71cには共締め用の貫通孔73a〜73cが形成されている。各ボス部71a〜71cの上面は、比較的、高精度に成形されていて、上記回路基板50の座面として機能する。
【0049】
放熱板70の周縁部にはさら4つの貫通孔74が形成されている。そして、放熱板70の周縁部は、貫通孔74に挿通された螺子77(
図4参照)によって、筐体31に設けられた水平支持板31aに固定されている。また、放熱板70における上記回路基板50の軸受孔51に対応する箇所には、ポリゴンモーター41の回転シャフト42を受け入れる貫通孔75が形成されている。
【0050】
伝熱シート60は、弾性を有する薄いシート状部材(例えば、ゴム)で構成されている。
伝熱シート60は、回路基板50及び放熱板70を筐体31に固定した状態で両者の間に挟まれて圧縮変形される。
【0051】
図6に示すように、放熱板70の上面には、伝熱シート60が設けられる伝熱シート取付部76が形成されている。伝熱シート取付部76は、放熱板70の長手方向に延びる略直方体状の複数の突条部78を有している。複数の突条部78の上面は、伝熱シート60に当接する当接面として機能する。複数の突条部78は、放熱板70の幅方向に等間隔に配置されている。そして、隣り合う突条部78によって溝条部79が形成されている。伝熱シート取付部76は、放熱板70の長手方向から見て、突条部78と溝状部79とが交互に並ぶ櫛形状をなしている。上記隣り合う突条部78間に形成された溝条部79が、圧縮変形された伝熱シート60の一部が入り込む入り込み部90として機能する。溝条部79の容積は、放熱板70及び基板50及び伝熱シート60の実寸法が理論寸法に一致する場合(寸法公差0の場合)に、溝条部79内の空間全てが伝熱シート60によって満たされないように十分に大きくとることが好ましい。
【0052】
以上のように構成されたレーザースキャナーユニット30において、光源32から出射したレーザー光は、例えばコリメータレンズによって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズによってポリゴンミラー35の反射面に集光される。ポリゴンミラー35に集光された光は、ポリゴンミラー35の反射面により反射され、走査光として結像レンズ36に入射する。結像レンズ36を通過した走査光は、折り返しミラー38により不図示の開口部を介して筐体31の外部の感光ドラム16へ向けて反射される。こうして、走査光は、感光ドラム16の表面に結像する。感光ドラム16の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー35の回転によって感光ドラム16の表面を主走査方向に走査し、感光ドラム16の回転によって副走査方向に走査して感光ドラム16の表面に静電潜像を形成する。
【0053】
ここで、上記レーザープリンター1による画像形成の高速化を図るためには、ポリゴンモーター41の回転速度を高める必要がある。ポリゴンモーター41の高速化を図ると、ポリゴンモーター41を駆動するための駆動電流が増加するので、ドライバーIC80からの発熱量が増加する。
【0054】
これに対して上記
参考形態では、ドライバーIC80が実装された回路基板50は、伝熱シート60を介して放熱板70に固定されているので、ドライバーIC80からの発熱は、伝熱シート60を介して放熱板70へと速やかに伝達される。したがって、ドライバーIC80からの発熱により筐体31内の光学レンズ(例えば、結像レンズ36)が熱変形するのを防止することができる。
【0055】
しかし、例えば、加工誤差や組立て誤差等により、回路基板50と放熱板70(伝熱シート取付部76の各突条部78の上面)との距離H(
図4参照)が伝熱シート60の厚みに対して過度に小さくなった場合には、伝熱シート60の圧縮変形量が過大になる。この結果、伝熱シート60からの反力により回路基板50が大きく変形して、回路基板50に形成された軸受孔51の軸心が傾く虞がある。
【0056】
これに対して、上記
参考形態では、回路基板50と放熱板70との距離Hが伝熱シート60の厚みに対して小さ過ぎた場合でも、回路基板50と放熱板70との間で圧縮変形された伝熱シート60の一部が、放熱板70の隣り合う突条部78間に形成された溝条部79に入り込むことによって、伝熱シート60が過度に圧縮されるのを防止することができる。よって、回路基板50、伝熱シート60、及び放熱部材70等の各部品の寸法精度を高めることなく、伝熱シート60からの反力により回路基板50が変形するのを抑制することができる。延いては、軸受孔51の軸心が傾くのを抑制することができる。
【0057】
《変形例1》
図7は、
参考形態の変形例1を示している。以下
で説明する参考形態の変形例
及び実施形態では、伝熱シート取付部76の形状が上記
参考形態と異なっている他は、上記
参考形態と同様に構成されているので、
参考形態と同一構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0058】
すなわち、本変形例1では、伝熱シート取付部76は、その上面が波面上に形成されている。詳しくは、伝熱シート取付部76は、放熱板70の幅方向から見て、断面円弧状の突条部81と、断面円弧状の凹条部82とが交互に並ぶ波形状をなしている。そして、凹条部82が、圧縮変形された伝熱シート60の一部が入り込む入り込み部90として機能する。
【0059】
この変形例1によれば、放熱板70の伝熱シート取付部76に、入り込み部90としての凹条部82を形成するようにしたことで、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0060】
《変形例2》
図8は、
参考形態の変形例2を示している。本変形例2では、伝熱シート取付部76は、複数の円柱状のボス部83を有している。複数のボス部83は、放熱板70の長手方向及び幅方向にそれぞれ等間隔に配置されている。そして、隣り合うボス部83の間に形成された隙間84が、圧縮変形された伝熱シート60の一部が入り込む入り込み部90として機能する。
【0061】
この変形例2によれば、放熱板70の伝熱シート取付部76に、入り込み部90としての隙間84を形成するようにしたことで、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0062】
《変形例3》
図9は、
参考形態の変形例3を示している。本変形例3では、伝熱シート取付部76は、複数の円穴85を有している。複数の円穴85は、放熱板70の長手方向及び幅方向にそれぞれ等間隔に配置されている。そして、円穴85が、圧縮変形された伝熱シート60の一部が入り込む入り込み部90として機能する。
【0063】
この変形例3によれば、放熱板70の伝熱シート取付部76に、入り込み部90としての円穴86を形成するようにしたことで、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0064】
《
実施形態1》
図10は、
実施形態1を示している。
実施形態1では、上記
参考形態と同様に、伝熱シート60の入り込み部90を、隣り合う突起部78間に形成された溝条部79により構成されている。但し、
実施形態1は、後述するように、該溝条部79の形状が上記
参考形態とは異なっている。
【0065】
すなわち、
図11に示すように、
実施形態1では、溝条部79の底壁面78aが、放熱板70の長手方向の一側から他側に向かって上側に傾斜している。このため、溝条部79の深さは、放熱板70の長手方向の他側から一側に向かうほど深くなり、溝条部79の容積は、放熱板70の長手方向の他側から一側に向かうほど大きくなる。
【0066】
したがって、本
実施形態1によれば、入り込み部90(溝条部79)の容積は、平面視において回路基板50の軸受孔51に近い側の方が遠い側に比べて大きくなる。これにより、放熱板70と回路基板50との間に挟まれた伝熱シート60の圧縮量を、回路基板50の軸受孔51に近い側において遠い側よりも小さくすることができる。延いては、回路基板50が伝熱シート60より受ける反力を、軸受孔51に近い側において遠い側よりも小さくすることができる。よって、伝熱シート60からの反力により回路基板50の軸受孔51の近傍部分が変形するのを抑制して、軸受孔51の軸心の倒れを確実に抑制することができる。
【0067】
《
実施形態2》
図12は、
実施形態2を示している。本
実施形態2では、伝熱シート60の入り込み部90が上記変形例3と同様に複数の円穴85により構成されている。但し、本
実施形態2は、後述するように、各円穴85の直径が同じでない点で上記変形例3とは異なっている。
【0068】
すなわち、本
実施形態2では、複数の円穴85は、複数の大径穴85aと、複数の小径穴85bとで構成されている。本変形例5では、複数の円孔85のうち放熱板70の長手方向の一側寄りの6列が大径穴85aにより構成され、他側寄りの8列が小径穴85bにより構成されている。
【0069】
したがって、
実施形態2によれば、円穴85により構成される入り込み部90の容積が、平面視において回路基板50の軸受孔51に近い側の方が遠い側に比べて大きくなる。よって、上記
実施形態1と同様の理由により、軸受孔51の軸心の倒れを確実に抑制することができる。
【0070】
《他の実施形態》
上記実施形態
1において、溝条部79(入り込み部90)の溝幅は一定とされているが、これに限ったものではなく、例えば、放熱板70の長手方向の一側ほど溝条部79の幅を広くするようにしてもよい。
【0071】
上記
参考形態の変形例1において、複数の凹条部82(入り込み部90)の幅は一定とされているが、これに限ったものではなく、例えば、放熱板70の長手方向の一側の凹条部82ほど幅を大きくとるようにしてもよい。
【0072】
上記
参考形態の変形例2において、ボス部83は放熱板70の幅方向及び長手方向において等間隔に配置されているが、これに限ったものではなく、例えば、放熱板70の長手方向の一側ほどボス部83の配置間隔が広くなるようにしてもよい。
【0073】
上記
参考形態の変形例3及び
実施形態2において、円穴85に代えて溝を形成するようにしてもよい。
【0074】
上記
参考形態及び各実施形態では、画像形成装置の一例として、レーザープリンター1について説明したが、本発明に係る画像形成装置は、これに限らず、例えば複写機、スキャナ装置、又は複合機等の他の画像形成装置としてもよい
。