JP2010224083A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の光走査装置において、防音性、防塵性を確保しつつ、筐体内の温度上昇をより効果的に抑えることにある。
【解決手段】プリンタは、フレーム３を有するプリンタ本体と、フレーム３に取り付けられる光走査装置１とを備えている。光走査装置１は、駆動回路基板１１と、放熱部材１２と、筐体１３とを有する。駆動回路基板１１は、光を偏向走査する回転多面鏡２２を回転駆動するためのモータ２１と、モータ２１を制御するための駆動回路２３とが実装された表面１１ａと、フレーム３と対向して配される裏面１１ｂとを有する。放熱部材１２は、駆動回路基板１１の裏面１１ｂ上の駆動回路２３に対応する部位とフレーム３との間に狭持されるよう配されている。筐体１２は、駆動回路基板１１とフレーム３との間に配されかつ駆動回路基板１１が取り付けられる底部１６を有し、底部１６には、放熱部材１２が厚み方向に貫通して配される貫通孔１６ａが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、特に、フレームを有する画像形成装置本体と、フレームに取り付けられる光走査装置とを備えた画像形成装置に関する。

レーザプリンタ、レーザファクシミリ等の画像形成装置は、一般に、フレームを有する画像形成装置本体と、フレームに取り付けられ、レーザ光を偏向走査し、走査光を感光体に結像させるための光走査装置とを備えている。光走査装置は、光源から照射されるレーザ光を偏向走査するポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモータと、ポリゴンモータを制御するための駆動回路とが実装された駆動回路基板と、駆動回路基板やレンズ等の光学部材が内部に配される筐体とを備えている。また、光走査装置は、高速で回転するポリゴンミラーによって生じる風切り音の防音対策と、光学部材の防塵対策のために、筐体は、カバー部材により覆われ、ほぼ密閉された状態になっている。

近年の画像形成装置では、高画質化や印刷速度の高速化に伴い、光走査装置においても、ポリゴンモータや駆動回路で消費される電流が大きくなっている。このため、ポリゴンモータの軸受や駆動回路が発熱し、筐体内では密閉された空間によって温度が上昇する。このような温度上昇は、軸受の寿命や駆動回路の信頼性の低下のみでなく、筐体内に搭載された光学レンズにも悪影響を与える。

このような温度上昇を緩和するための従来の技術として、例えば、特許文献１及び２に示すものが既に提案されている。

特開２００２−１３１６７６号公報 特開２００４−２８６８２３号公報

本発明は、画像形成装置の光走査装置において、防音性、防塵性を確保しつつ、筐体内の温度上昇をより効果的に抑えることにある。

発明１に係る画像形成装置は、フレームを有する画像形成装置本体と、フレームに取り付けられる光走査装置とを備えた画像形成装置であって、光走査装置は、駆動回路基板と、放熱部材と、筐体とを有する。駆動回路基板は、光を偏向走査する回転多面鏡を回転駆動するためのモータと、モータを制御するための駆動回路とが実装された表面と、フレームと対向して配される裏面とを有する。放熱部材は、駆動回路基板の裏面上の駆動回路に対応する部位とフレームとの間に狭持されるよう配されている。筐体は、駆動回路基板とフレームとの間に配されかつ駆動回路基板が取り付けられる底部を有し、底部には、放熱部材が厚み方向に貫通して配される貫通孔が設けられている。

この装置では、駆動回路の裏側に放熱部材が取り付けられ、この放熱部材が筐体の底部の貫通孔を通って配されているので、駆動回路で生じた熱を放熱部材を介して効率よく筐体の外に逃がすことができる。これにより、筐体内部の温度上昇が低減され、駆動回路の信頼性が向上するとともに、回転多面鏡の反射面の熱歪みによる反射特性の劣化が回避され、光学性能が安定する。また、この装置では、放熱部材がフレームに接していて、フレームがヒートシンクとして作用するので、放熱効果がより高くなり、また、ヒートシンクを別途必要としないので、装置の省スペース、低コスト化を図ることができる。

発明２に係る画像形成装置は、発明１の装置において、放熱部材は、金属製部材と、金属製部材に積層される弾性部材とを有している。

この装置では、金属製部材による放熱効果に加え、弾性部材によって、モータの回転軸の軸倒れが許容される、軸受の寿命が長くなる等のメリットが得られる。

発明３に係る画像形成装置は、発明２の装置において、弾性部材は駆動回路基板側に配され、金属部材はフレーム側に配される。

発明４に係る画像形成装置は、発明１乃至３の装置において、弾性部材は、ゴム部材からなる。

この装置では、ゴム部材がクッション性に富むので、モータの軸倒れを許容する効果が高くなる。

本発明によれば、駆動回路の裏側に放熱部材が取り付けられ、この放熱部材が筐体の底部の貫通孔を通って配されているので、駆動回路で生じた熱を放熱部材を介して効率よく筐体の外に逃がすことができる。これにより、筐体内部の温度上昇が低減され、駆動回路の信頼性が向上するとともに、回転多面鏡の反射面の熱歪みによる反射特性の劣化が回避され、光学性能が安定する。また、この装置では、放熱部材がフレームに接していて、フレームがヒートシンクとして作用するので、放熱効果がより高くなり、また、ヒートシンクを別途必要としないので、装置の省スペース、低コスト化を図ることができる。

本発明の一実施形態が採用された画像形成装置の光走査装置及びフレームを示す上面図。 前記光走査装置を示す要部断面図。 前記光走査装置の一部を分解して底部側から見た部分分解図。

以下、本発明の一実施形態が採用されたプリンタ（画像形成装置）について説明する。

プリンタとしては、フレーム３（図１参照）を有するプリンタ本体（画像形成装置本体）と、フレーム３に取り付けられる光走査装置１とを備えたものであれば、特に限定されず、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等が採用される。ここでは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応した4本の感光体ドラムが並んで配されたタンデム式のカラープリンタを例に説明する。

＜プリンタ本体の概略構成＞
プリンタ本体は、外枠である筐体内に、上段部から下段部にかけて順に配された、各色のトナーカートリッジ、中間転写ベルト、各色に対応する画像形成部、フレーム３、反転トレイ、及び複数段の給紙トレイを備えている。各トナーカートリッジは、装置水平方向に並べて配されるとともに、それぞれ対応する色の画像形成部の現像装置（後述）に連結されている。各画像形成部は、感光体ドラムと、その外周側に配された現像装置、転写装置、クリーニング装置、及び帯電装置とを有している。中間転写ベルトは、装置水平方向に延びて配され、各画像形成部の感光体ドラムから各色のトナー像が転写される。

画像形成部とフレーム３の間の上下方向間には、光走査装置１が配されるスペースが設けられている。フレーム３は、板金製部材であり、装置水平方向及び前後方向に延びて配されている。反転トレイは、両面印刷時に用紙を反転させるためのトレイである。各給紙トレイには、用紙が収納される。

また、プリンタ本体は、これら各部の側方に、給紙トレイから給紙された用紙を装置縦方向に搬送し、プリンタ本体の上面に排出したり、反転トレイに用紙を搬送したりする用紙搬送機構と、中間転写ベルトから用紙に転写されたトナー像を溶融定着するための定着装置とをさらに備えている。さらに、プリンタ本体は、プリンタの外部に接続されたＰＣなどの外部機器との通信を行う通信部と、上記各部を制御するための制御部とをさらに備えている。

なお、他の実施形態では、画像形成装置本体の各部の相対的な位置関係は、上記に限定されない。

＜光走査装置の構成＞
次に、図１乃至図３を参照しながら、光走査装置１について説明する。

光走査装置１は、画像データに基づいて光源から照射されるレーザ光を、感光体ドラム表面に走査させるための装置である。

光走査装置１は、フレーム３の上面に取り付けられ、ここでは、２つ並べて配されている。ここでは、一方の光走査装置1は、シアン、マゼンタの２色に対応する各レーザ光を走査し、他方の光走査装置１は、イエロー、ブラックの２色に対応する各レーザ光を走査する。なお、フレーム３には、外部から空気を取り込み光走査装置１側に流すための吐き出しファン６及び引き込みファン５が取り付けられている。

光走査装置１は、プリント基板（駆動回路基板）１１と、放熱部材１２と、筐体１３とを備えている。

筐体１３は、上部が開口されたプラスチック製の箱状部材で、内側に、プリント基板１１、筐体１３内の防塵性を保つためのシール部材１４（図２参照）、光学部材１５が配されている。筐体１３は、平面状の底壁部１６（底部）を有しており、プリント基板１１は底壁部１６に装着されている。底壁部１６には、放熱部材１２が貫通して配される貫通孔１６ａが設けられており、シール部材１４は、底壁部１６とプリント基板１１の裏面１１ｂとの間に配されている。また、底壁部１６には、後述するポリゴンモータ２１の軸受が嵌合されている。底壁部１６の上面には、ｆθレンズ、シリンドリカルミラー等の光学部材が所定の位置に配されている。

筐体１３の側壁の２カ所には、ポリゴンモータ２１の後述するポリゴンミラー２２（回転多面鏡）に向けてレーザ光を照射するための光源として発光ダイオード（図示せず）がそれぞれ配されている。筐体１３の上部は、図示しないカバーで覆われ、筐体１３内はほぼ密閉されている。筐体１３は、ビス留め等の手段によりフレーム３の上面に取り付けられている。

プリント基板１１は、実装面（表面）１１ａに、ポリゴンミラー２２を回転駆動するポリゴンモータ２１と、ポリゴンモータ２１を制御するためのドライバ集積回路（以下、ドライバＩＣ）２３（駆動回路）とが実装されている。ポリゴンミラーポリゴンミラー２２は、レーザを感光体ドラムに向けて反射させる複数の反射面を有している。ドライバＩＣ２３は、プリンタの制御部（図示せず）に接続されている。制御部は、印刷命令として、例えば、ＰＣ等の外部に接続された機器からのジョブが受け付けると、ドライバＩＣ２３に、ポリゴンモータ２１の制御を行うよう信号を送る。なお、制御部で受け付ける印刷命令として、画像形成装置がコピー機能を有する場合は操作パネルに設けられたスタートキーの押し下げ等が含まれてもよく、画像形成装置がファクシミリ機能を有する場合は外部のファクシミリ装置からの画像データの受信等が含まれてもよい。また、ポリゴンモータ２１の回転軸（図示せず）は、プリント基板１１を貫通して配され、裏面１１ｂ側にその軸受２４が配されている。

放熱部材１２は、弾性部材としてのゴム部材２５と、金属製部材２６とからなり、プリント基板１１とフレーム３との間に厚み方向に重ねて配されている。ゴム部材２５は、プリント基板１１の裏面１１ｂ上のドライバＩＣ２３の裏側の位置に、接着剤により貼り付けられるゴム製の部材である。ゴム部材２５は、シリコーンゴム等の耐熱性及び熱伝導性に優れかつクッション性に富む素材が好ましく用いられ、富士高分子工業株式会社製のサーコン（登録商標）が特に好ましく用いられる。ゴム部材２５の形状は、プリント基板１１の裏面１１ｂ及び金属製部材２６の表面に密着し得るシート状のものが、熱伝導性に優れる点で好ましい。

金属製部材２６は、アルミ等の熱伝導性のよい金属を材質とするブロック状の部材であり、筐体１３の貫通孔１６ａを貫通して配されている。金属製部材２６は、フレーム３に対しビス留めされている。金属製部材２６は、金属製部材２６を除く光走査装置１をフレーム３に取り付けることで、ゴム部材２５に接して配される。

＜プリンタの動作＞
次に、本実施形態のプリンタの動作について説明する。

プリンタに電源が投入され、初期動作が終了して、印刷待機状態となった状態で、印刷命令が受け付けられると、プリンタの制御部は、各光源を制御して、画像データに基づいて、光走査装置１の筐体１３内のポリゴンミラー２２に向けてレーザを照射させるとともに、ドライバＩＣ２３にポリゴンモータ２１を制御させる。これにより、ポリゴンミラー２２は、ポリゴンモータ２１により回転駆動され、各光源からのレーザ光を反射して感光体ドラム表面に走査させる。このような動作が行われている間、引き込みファン５及び吐き出しファン６も、制御部により制御されて、図１において左方から右方にかけて空気が流れる。これにより、筐体１３とフレーム３の間にも、図２の矢印で示す方向に流れる空気流ができる。

光走査装置１では、以上のように動作するのに伴い、ドライバＩＣは、ポリゴンモータの制御のための処理により発熱する。ドライバＩＣにより生じた熱は、プリント基板を介してゴム部材、金属製部材に伝達され、さらにフレームに伝達される。このとき、ドライバＩＣで生じた熱は、ゴム部材の熱伝導作用と、金属製部材及びフレームがヒートシンクとして作用することとにより、速やかに筐体外に放出される。加えて、筐体とフレームとの間に空気流が生じていることにより、より高い冷却効果が得られる。

このような作用により、光走査装置の筐体内部の温度上昇が低減され、ドライバＩＣの信頼性が向上するとともに、ポリゴンミラーの反射面の熱歪みによる反射特性の劣化が回避され、光学性能が安定する。また、ゴム部材として、クッション性に富むサーコン（登録商標）を採用したことから、ドライバＩＣからの熱が速やかに金属製部材に伝達されるのみでなく、ポリゴンモータの軸倒れなどが許容される。さらに、金属製部材がフレームに接触していることから、ヒートシンクを別途設けなくとも高い冷却効果が得られ、装置の省スペース、低コスト化を図ることができる。

加えて、筐体に貫通孔が設けられているので、例えばプリント基板に貫通孔を設けた場合と比べ、ポリゴンミラーの回転による風切り音が低減される。また、ゴム部材は、ドライバＩＣに対し、プリント基板を介して接しているので、直接接している場合と比べ、耐熱性の程度が高くなくてよく、コスト低減を図ることができる。

なお、本発明の画像形成装置において、光走査装置は、他の実施形態では、放熱部材は、基板側に金属製部材が配され、フレーム側に弾性部材が配されてもよい。また、弾性部材は、ゴム部材に限定されず、ウレタンフォーム等の他の素材からなるものであってもよい。さらに、ゴム部材として、サーコン（登録商標）以外のシリコーンゴムを材質とするものでもよく、また、シリコーンゴム以外の弾性素材を材質とするものであってもよい。

また、本発明の画像形成装置は、上記実施形態のものに限らず、タンデム式以外のカラー画像形成装置であってもよく、また、モノクロの画像形成装置にも適用可能である。

１ 光走査装置
３ プリンタ本体（画像形成装置本体）のフレーム
１１ プリント基板（駆動回路基板）
１１ａ 基板の表面
１１ｂ 基板の裏面
１２ 放熱部材
１３ 筐体
１６ 筐体の底部
１６ａ 筐体の貫通孔
２１ ポリゴンモータ（モータ）
２２ ポリゴンミラー（回転多面鏡）
２３ ドライバＩＣ（駆動回路）
２５ ゴム部材（弾性部材）
２６ 金属製部材

Claims (4)

1. フレームを有する画像形成装置本体と、前記フレームに取り付けられる光走査装置とを備えた画像形成装置であって、
   前記光走査装置は、
   光を偏向走査する回転多面鏡を回転駆動するためのモータと、前記モータを制御するための駆動回路とが実装された表面と、前記フレームと対向して配される裏面とを有する駆動回路基板と、
   前記駆動回路基板の裏面上の前記駆動回路に対応する部位と前記フレームとの間に狭持されるよう配された放熱部材と、
   前記駆動回路基板と前記フレームとの間に配されかつ前記駆動回路基板が取り付けられる底部を有し、前記底部には、前記放熱部材が厚み方向に貫通して配される貫通孔が設けられている筐体と、を有する、
   画像形成装置。
2. 前記放熱部材は、金属製部材と、前記金属製部材に積層される弾性部材とを有している、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記弾性部材は前記駆動回路基板側に配され、前記金属部材は前記フレーム側に配される、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記弾性部材は、ゴム部材からなる、請求項１乃至３に記載の画像形成装置。

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