JP2006119276A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの振動騒音及び熱の発生を低減させる。
【解決手段】光源からの光線を走査するポリゴンモータ２０をハウジング１５内に備えた
光走査装置である。上記ポリゴンモータ２０を支持するプレート２１と、当該プレート２１に固定されて上記ポリゴンモータ２０を覆うカバー２２とを備えた。上記ハウジング１５は合成樹脂で成形し、上記プレート２１及びカバー２２は金属で成形した。上記カバー２２には、放熱フィン３０を備え、この放熱フィン３０を上記ハウジング１５から外部に延出させた。上記プレート２１は、上記ポリゴンモータ２０の基端部を嵌め合いで位置決めして固定する固定筒部２４を備えた。固定筒部２４の先端には放熱フィン２６を備え、ハウジング１５の非接触挿入穴１８に、接触しないように挿入して、ハウジング１５から外部に延出させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファクシミリやプリンタなどに用いられる電子写真方式を採用した画像形成装置等に装着される光走査装置に関する。

電子写真方式を採用した画像形成装置は、感光体ドラムの周囲に帯電器、露光装置、現像装置および転写装置が配設されている。そして、感光体ドラムを回転して、帯電器により感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を形成し、次いで現像装置により静電潜像を現像して感光体ドラムの表面にトナー像を形成し、次いで転写装置により感光体ドラムの表面のトナー像を記録紙に転写する。さらに、トナー像を転写された記録紙は定着装置で定着する。

この画像形成装置の露光装置では、レーザ光源と、このレーザ光源から出射されるレーザ光を偏向走査するポリゴンミラーと、このポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータと、上記ポリゴンミラーで偏向走査されたレーザ光を前記感光体に結像する光学系とを、ハウジング内に収めて構成されている。

そして、電気信号により変調されたレーザ光をレーザ光源から出射し、出射したレーザ光をポリゴンミラーで反射してレンズにより感光体ドラムに収束して結像させる。さらに、ポリゴンモータによりポリゴンミラーを回転させることで、レーザ光を偏向させて感光体ドラムの表面を走査させて、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する。

このような構成の露光装置の一例としては特許文献１がある。
特開２００２−１０８１５２

このような従来の露光装置では、ポリゴンモータがハウジングに直接固定されているため、ポリゴンモータの振動が問題になる。ポリゴンモータが小さい場合や回転数が低い場合には振動も小さくて特に問題にならないが、ポリゴンモータが大きい場合や回転数が高い場合は、振動が大きくなってハウジングを共振させて、騒音が発生するという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ポリゴンモータで生じる振動の伝達を抑えて騒音を低減した光走査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、光源からの光線を走査するポリゴンモータをハウジング内に備えた光走査装置であって、上記ポリゴンモータを支持するプレートと、当該プレートに固定されて上記ポリゴンモータを覆うカバーとを備え、上記ハウジングを合成樹脂で成形し、上記プレート及びカバーを金属で成形したことを特徴とする。

上記構成により、上記プレート及びカバーを金属で成形することで、上記ポリゴンモータは金属で覆われ、上記ハウジングに伝わる振動が遮断される。

上記カバーには、放熱フィンを備えると共に、上記ハウジングに固定された状態で、上記放熱フィンが上記ハウジングから外部に延出するように構成することが望ましい。

これにより、上記ポリゴンモータ等で生じる熱を外部に効率的に放出することができる。

上記プレートは、上記ポリゴンモータの基端部を嵌め合いで位置決めして固定する固定筒部を有し、当該固定筒部が、上記プレートが上記ハウジングに固定された状態で、当該ハウジングと接触しないように当該ハウジングとの間に隙間を設けて形成することが望ましい。

これにより、上記固定筒部によって上記ポリゴンモータを嵌め合いで固定することで、ポリゴンモータで発生する振動を低く抑えることができる。さらに、上記固定筒部と上記ハウジングとの間に隙間を設けて互いに接触しないようにすることで、ポリゴンモータで発生する振動の上記ハウジングへの伝達を抑えることができる。

上記プレートの固定筒部は、その先端部に放熱フィンを備えると共に、上記プレートが上記ハウジングに固定された状態で、上記放熱フィンが上記ハウジングから外部に延出させることが望ましい。

これにより、ポリゴンモータで発生する熱は、固定筒部に伝わり、上記ハウジングから外部に延出した上記放熱フィンに伝わって、外部に放出される。

上記プレートとカバーとの間には、上記ポリゴンモータで発生する振動を吸収する緩衝材を備えることが望ましい。

これにより、ポリゴンモータで発生する振動は、プレートに伝わり、カバーにも伝わるが、このとき緩衝材が振動を吸収して低減させる。

上記プレート及びカバーを金属で成形して、上記ポリゴンモータを金属で覆い、上記ハウジングに伝わる振動を遮断するため、上記ハウジングが共振して発生する騒音を大幅に低減することができる。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は本実施形態に係る光走査装置のモータブロックを示す分解斜視図、図２は本実施形態に係る光走査装置を組み込んだ画像形成装置の構成を模式的に示す断面図、図３は本実施形態に係る光走査装置のモータブロックをそのカバーを除いた状態で示す分解斜視図、図４は本実施形態に係るモータブロックを示す斜視図、図５はハウジングにプレートを固定する状態を示す分解斜視図、図６はハウジングにプレートを固定した状態を示す斜視図、図７はハウジングに蓋板を取り付けた状態を示す斜視図、図８はハウジングをその裏面から示す底面図である。

図２に示す画像形成装置は、記録紙を下側から上側へ上下方向に沿って搬送して画像記録を行う方式を採用したもので、現像剤として磁性トナーを用いている。図中の１は画像形成装置本体、２は感光体ドラムで、この感光体ドラム２は図示しない回転駆動装置により図示矢印方向へ回転される。この感光体ドラム２の周囲には図中の左側位置から帯電装置３、光走査装置４、現像装置５、転写装置６およびクリーニング装置７が設けられている。コロナ帯電方式を採用した帯電装置３は回転する感光体ドラム２の表面を帯電させる。次いで、光走査装置４は感光体ドラム２の表面にレーザ光Ｌを照射して露光して静電潜像を形成する。次いで、現像装置５は現像ローラ５ａにより感光体ドラム２の表面に磁性トナーＴを供給して静電潜像を現像してトナー像を形成する。次いで、転写装置６は感光体ドラム２の表面に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写する。次いで、クリーニング装置７は転写後に感光体ドラム２の表面に残留する磁性トナーを取り除く。

図中８は現像装置５の下側に設けられた給紙カセット、９は給紙カセット８に積層して収容された記録紙Ｐを繰り出す繰り出しローラ、１０は繰り出された記録紙Ｐを感光体ドラム２と転写装置６との間に向けて上昇搬送する搬送ローラ、１１は感光体ドラム２と転写装置６との間の上側に設けられ、これらの間を通過してトナー像を転写された記録紙Ｐを通過させてトナー像を定着する定着装置、１２は定着装置１１を通過した記録紙Ｐを装置本体１の上面部に設けた排紙トレイ１３へ排出する排出ローラである。

次に、上記画像形成装置に組み込まれた光走査装置４について説明する。この光走査装置４は、レーザ式光走査装置であり、図１、図３ないし図８に示すように構成されている。

光走査装置４は主に、ハウジング１５と、蓋板１６と、モータブロック１７とから構成されている。なおここでは、説明を簡単にするために、光源等の光学素子は省略しているが、偏向前光学系はモータブロック１７の外部に設けられる。モータブロック１７の内部に設ける場合もある。いずれの構成でも本願発明を適用することができる。

ハウジング１５は、図５から図８に示すように、全体を皿状に設けられ、その一端（図８中の下端）にモータブロック１７が装着されるモータブロック収納部１５Ａが設けられている。このモータブロック収納部１５Ａには、後述するモータブロック１７の固定筒部２４が接触しないで挿入される非接触挿入穴１８が設けられている。ハウジング１５の他端側（図８中の上端側）には、モータブロック１７で偏向されたレーザ光の出射経路を確保した扇状の空間が形成されている。このハウジング１５は、その全体を合成樹脂で成形されている。この合成樹脂としては、ポリカーボネートとＡＢＳ樹脂とを混合したもの等を使用している。また、ハウジング１５の全面に補強用のリブが設けられている。

蓋板１６は、図７に示すように、ハウジング１５内にモータブロック１７等が組み込まれた状態で、内部を塞ぐための部材である。この蓋板１６は、ハウジング１５の全体を塞ぐ形状には形成されておらず、後述するモータブロック１７のカバー２２の放熱フィン３０が外部へ延出する部分（モータブロック収納部１５Ａ）を取り除いて形成されている。この蓋板１６は、その全体を合成樹脂で成形されている。この合成樹脂としては、上記ハウジング１５と同様に、ポリカーボネートとＡＢＳ樹脂とを混合したもの等を使用している。

モータブロック１７は、図１、図３及び図４に示すように、ポリゴンモータ２０と、このポリゴンモータ２０を支持するプレート２１と、このプレート２１に固定されてポリゴンモータ２０を覆うカバー２２とから構成されている。

ポリゴンモータ２０は、ポリゴンミラー２０Ａを備えており、このポリゴンミラー２０Ａを高速で回転させることで、光源からのレーザ光を主走査方向に走査させる。さらに、ポリゴンモータ２０は、回路板部２０Ｂとモータ軸２０Ｃとを備えている。

回路板部２０Ｂは、ポリゴンモータ２０を制御する制御回路を搭載した板材である。モータ軸２０Ｃは、ポリゴンモータ２０の本体部分であって、内部に回転軸(図示せず)を備えている。そして、この回転軸にポリゴンミラー２０Ａが取り付けられている。回路板部２０Ｂは、モータ軸２０Ｃの中間位置に取り付けられ、モータ軸２０Ｃの基端部（図３の下端部）が回路板部２０Ｂから下方に延出して形成されている。

プレート２１は、ポリゴンモータ２０を支持するための板材である。プレート２１は、長方形状の平板で構成されている。プレート２１の上側面には、回路板部２０Ｂの位置決め用立て板２１Ａが２カ所に設けられている。さらに、プレート２１には、ポリゴンモータ２０のモータ軸２０Ｃの基端部を固定するための固定筒部２４が設けられている。この固定筒部２４は、プレート２１の下側面に一体的に設けられ、プレート２１の上側面にモータ軸固定穴２５が開口して設けられている。このモータ軸固定穴２５の内径は、モータ軸２０Ｃの基端部の外径とほぼ同じ寸法の設定されている。これにより、モータ軸２０Ｃの基端部が、モータ軸固定穴２５に嵌め合いで堅く挿入されて、位置決め固定される。さらに、固定筒部２４の先端部（下端部）には放熱フィン２６が設けられている。この放熱フィン２６は、ポリゴンモータ２０で発生する熱を外部に放出するための部材である。放熱フィン２６を含む固定筒部２４は、モータブロック１７がハウジング１５内に装着された状態で、ハウジング１５の非接触挿入穴１８に挿入されて、ハウジング１５から外部に延出される。これにより、ポリゴンモータ２０で発生する熱を、固定筒部２４からハウジング１５外に延出した放熱フィン２６に伝えて、外部に放出するようになっている。さらに、放熱フィン２６を含む固定筒部２４は、モータブロック１７がハウジング１５内に装着されてこの固定筒部２４がハウジング１５の非接触挿入穴１８に挿入された状態で、ハウジング１５と接触しないようにハウジング１５との間に隙間を設けて形成されている。即ち、放熱フィン２６を含む固定筒部２４の直径は、ハウジング１５の非接触挿入穴１８よりも小さく形成されて、互いに接触しないようになっている。これは、ポリゴンモータ２０で発生した振動がハウジング１５に直接伝達しないようにするためである。なお、プレート２１の四隅には、カバー２２を固定するためのネジ穴２１Ｂが設けられている。これにより、カバー２２がプレート２１に、シール材２７を介して取り付けられ、４本のネジ(図示せず)で固定される。

上記構成のプレート２１は、アルミニウム等の金属で構成されている。これは、プレート２１を熱伝導率のよいアルミニウム等の金属にすることで、固定筒部２４の放熱フィン２６に熱がよく伝わって、放熱効率が向上するためである。さらに、アルミニウム等の金属にすることで、ポリゴンモータ２０をより堅固に支持することができると共に、ハウジング１５を振動させやすい周波数の振動の伝達を抑えて騒音抑制効率を向上させることができるためである。また、ポリゴンモータ２０より発せられる熱によって変形や解けることも無い。

カバー２２は、ポリゴンモータ２０を覆ってこのポリゴンモータ２０から直接発生する騒音を外部に広げないようにするための部材である。カバー２２は、上下を逆にした四角形の皿状に形成され、ポリゴンモータ２０全体を覆うようになっている。カバー２２の四隅には、プレート２１とネジ(図示せず)で固定するためのネジ穴２２Ａが設けられている。カバー２２の上側面には、その全面に放熱フィン３０が設けられている。この放熱フィン３０は、上記固定筒部２４の放熱フィン２６と同様に、ポリゴンモータ２０で発生する熱を外部に放出するための部材である。放熱フィン３０は、モータブロック１７がハウジング１５内に装着されて蓋板１６で覆われた状態で、蓋板１６とハウジング１５との隙間から外部に延出するようになっている。さらにこの状態で、カバー２２及び放熱フィン３０が、ハウジング１５及び蓋板１６に接触しないように、その寸法及び形状が設定されている。なお、カバー２２の一側面（図４の左奥側面）には、偏向前光学系からのレーザ光が入射し、ポリゴンミラー２０Ａで偏向されたレーザ光が出射する開口部(図示せず)が設けられている。

上記構成のカバー２２は、上記プレート２１と同様に、アルミニウム等の金属で構成されている。これにより、上記プレート２１と同様に、放熱フィン３０に熱を伝えて、放熱効率が向上させることができるようになる。さらに、プレート２１と一体になってポリゴンモータ２０を覆い、ハウジング１５を振動させやすい周波数の振動の伝達を抑えて騒音抑制効率を向上させることができるようになる。

以上の構成により、画像形成装置の動作に伴って、光走査装置４では、ポリゴンモータ２０が高速で回転して、レーザ光を走査する。これに伴って、ポリゴンモータ２０から振動が発生し、ポリゴンモータ２０や光源等から熱が発生する。

このうち、ポリゴンモータ２０からの振動は、このポリゴンモータ２０がモータ軸固定穴２５に嵌め合いで堅固に固定された金属のプレート２１によって抑制される。このとき、ポリゴンモータ２０の振動を完全に抑えることはできないため、プレート２１が振動するが、この振動はカバー２２で抑える。カバー２２も金属であって相当の重量でプレート２１を押さえているため、このカバー２２によってプレート２１の振動が大幅に低減される。

さらに、プレート２１及びカバー２２の金属の固有振動数は、合成樹脂製のハウジング１５に比べて遙かに高いので、プレート２１の振動と、ハウジング１５の振動とが共振することもほとんど無い。

この場合でも、固定筒部２４は、ポリゴンモータ２０のモータ軸２０Ｃを直接支持するため、プレート２１に比較して振動が大きいが、固定筒部２４は、ハウジング１５の非接触挿入穴１８に挿入されて、ハウジング１５と接触していないため、固定筒部２４の振動が直接ハウジング１５に伝わることはない。大幅に低減されたプレート２１からの振動がハウジング１５に僅かに伝わるだけとなる。

これにより、ポリゴンモータ２０からの伝達によるハウジング１５の振動が減少して、ハウジング１５の振動に伴う騒音を大幅に減少させることができる。

また、ポリゴンモータ２０自体も騒音を発生するが、この騒音は、金属のプレート２１とカバー２２とで囲まれた空間から外部にほとんど伝達せず、走査されるレーザ光の開口部から僅かに伝達するだけである。この結果、ポリゴンモータ２０で発生する騒音を大幅に減少させることができる。

一方、ポリゴンモータ２０等で発生する熱は、プレート２１及び固定筒部２４に伝わるが、この熱は、ハウジング１５の外部に延出している放熱フィン２６に伝わって外部に放出される。さらに、カバー２２にも熱が伝わるが、この熱はハウジング１５の外部に延出している放熱フィン３０に伝って外部に放出される。これにより、ポリゴンモータ２０等を効率的に冷却して、ハウジング１５内に熱がこもって異常に加熱するのを確実に防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

上記第１実施形態では、ポリゴンモータ２０を覆うカバー２２を設けたが、本実施形態はこのカバー２２を設けない構成である。

ポリゴンモータ２０から直接発生する騒音が低い場合は、ポリゴンモータ２０の振動を抑えるだけでよいため、図３、図５、図６、図８に示すように、カバー２２を設けずにポリゴンモータ２０をプレート２１に固定するだけの構成でもよい。この場合の構成は、上記第１実施形態の構成からカバー２２を除いた構成であり、他の部分はすべて第１実施形態と同様である。

これにより、ポリゴンモータ２０で発生する振動が、上記第１実施形態と同様に、プレート２１で抑えられて、ハウジング１５に伝わるのを防止する。この結果、ハウジング１５の共振による騒音を大幅に低減させることができる。

［変形例］
上記実施形態では、プレート２１とカバー２２との間にシール材２７を設けたが、このシール材２７を設けずに、カバー２２をプレート２１に直接取り付けてもよい。この場合も、上記各実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

また、プレート２１とカバー２２との間に、ポリゴンモータ２０で発生する振動を吸収する緩衝材を設けてもよい。この緩衝材としては、肉厚の弾性板材を使用し、プレート２１とカバー２２とを直接的には固定せず、プレート２１と弾性板材及び弾性板材とカバー２２とを互いに固定して、カバー２２を弾性板材で支持する。これにより、ポリゴンモータ２０からプレート２１に伝わる振動を、弾性板材の弾性変形による熱に変換して吸収する。即ち、相当の重量のあるカバー２２がおもりとなって、あまり振動せずに弾性板材を支持し、この弾性板材の弾性変形によって振動エネルギーを熱エネルギーに変換して、プレート２１の振動を吸収する。これにより、プレート２１の振動を低減させて、ハウジング１５の振動を低減させることができる。

また、上記実施形態では、プレート２１を板状に、カバー２２を皿状に形成したが、逆にプレート２１を皿状に、カバー２２を板状にしてもよいことは言うまでもない。

［実施形態の効果］
上記実施形態によれば、上記プレート及びカバーを金属で成形して、上記ポリゴンモータを金属で覆い、上記ハウジングに伝わる振動を遮断するため、上記ハウジングが共振して発生する騒音を大幅に低減することができる。

上記カバーの放熱フィンで、上記ポリゴンモータ等で生じる熱を外部に効率的に放出するため、ハウジング内に熱がこもって加熱するのを防止することができる。

上記固定筒部で上記ポリゴンモータを固定してポリゴンモータで発生する振動を低く抑えると共に、上記固定筒部と上記ハウジングとの間に隙間を設けて互いに接触しないようにすることで、ポリゴンモータで発生する振動の上記ハウジングへの伝達を抑えることができるため、上記ハウジングが共振して発生する騒音を大幅に低減することができる。

上記固定筒部の先端部に放熱フィンを備えて、ポリゴンモータで発生する熱を、固定筒部から上記放熱フィンに伝えて外部に放出するため、上記ハウジング内が加熱するのを防止することができる。

上記プレートとカバーとの間に設けた緩衝材が、ポリゴンモータで発生する振動を吸収して低減させるため、上記ハウジングが共振して発生する騒音を大幅に低減することができる。

本発明の実施形態に係る光走査装置のモータブロックを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置を組み込んだ画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置のモータブロックをそのカバーを除いた状態で示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るモータブロックを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るハウジングにプレートを固定する状態を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るハウジングにプレートを固定した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るハウジングに蓋板を取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るハウジングをその裏面から示す底面図である。

符号の説明

４：光走査装置、１５：ハウジング、１５Ａ：モータブロック収納部、１６：蓋板、１７：モータブロック、１８：非接触挿入穴、２０：ポリゴンモータ、２０Ａ：ポリゴンミラー、２０Ｂ：回路板部、２０Ｃ：モータ軸、２１：プレート、２１Ａ：位置決め用立て板、２１Ｂ：ネジ穴、２２：カバー、２２Ａ：ネジ穴、２４：固定筒部、２５：モータ軸固定穴、２６：放熱フィン、２７：シール材。

Claims (5)

1. 光源からの光線を走査するポリゴンモータをハウジング内に備えた光走査装置であって、
   上記ポリゴンモータを支持するプレートと、当該プレートに固定されて上記ポリゴンモータを覆うカバーとを備え、
   上記ハウジングを合成樹脂で成形し、上記プレート及びカバーを金属で成形したことを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置であって、
   上記カバーが、放熱フィンを備えると共に、上記ハウジング内に装着された状態で、上記放熱フィンが上記ハウジングから外部に延出したことを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置であって、
   上記プレートが、上記ポリゴンモータの基端部を嵌め合いで位置決めして固定する固定筒部を有し、
   当該固定筒部が、上記プレートが上記ハウジング内に装着された状態で、当該ハウジングと接触しないように当該ハウジングとの間に隙間を設けて形成されたことを特徴とする光走査装置。
4. 請求項３に記載の光走査装置において、
   上記プレートの固定筒部が、その先端部に放熱フィンを備えると共に、上記プレートが上記ハウジング内に装着された状態で、上記放熱フィンが上記ハウジングから外部に延出したことを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光走査装置において、
   上記プレートとカバーとの間に、上記ポリゴンモータで発生する振動を吸収する緩衝材を備えたことを特徴とする光走査装置。

Images