JP3977958B2 - Scanning optical device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に用いられる走査光学装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、レーザ光を用いた走査光学装置では、ポリゴンミラーをポリゴンモータにより回転するポリゴンスキャナが主流である。ポリゴンスキャナは内部のポリゴンミラーを汚さないように外部から塵埃が侵入することを防止する機構が重要である。また、高速化、低騒音化の要求が特に高まり、ポリゴンモータが高速回転する際の風切り音等を抑制することが重要課題として扱われているので、従来例(1)として特開平6−3615号公報には、ハウジングを密閉する構造が提案されている。また、高速回転振動による画質劣化、騒音の低減も重要課題として扱われているので、従来例(2)として特開平7−225348号公報と従来例(3)として特開平8−201716号公報には、防振部材を使用する構造が提案されている。
【0003】
一方では、ポリゴンスキャナは高速回転してレーザ光を偏向させるので、発熱による温度上昇の低減が重要課題として扱われているので、従来例(4)として特開平6−230306号公報には光束走査制御基盤に吸熱部材を接着する方法が提案され、また、従来例(5)として特開平6−300983号公報には通気口とフィルタを設ける方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例(1)のように騒音対策のためにハウジングを密閉すると、内部の温度上昇を低減することができないという問題点がある。このため、温度上昇を低減するために従来例(5)のように通気口を設けると、塵埃の影響を受けやすくポリゴンミラーのくもりが発生し、また、フィルタを設けても騒音を抑制することができない。
【0005】
そこで、両方の問題点を解決するために、従来例(4)のようにハウジングを吸熱部材により密閉する構造が考えられるが、この場合には高精度で複雑な形状に対応可能なアルミダイカストハウジングを用いると効果があるが、非常に高価である。また、従来例(3)のように、振動が騒音につながることが多いポリゴンスキャナは、密閉状態と防振部材を併用すると、放熱設計が更に困難になり、このため高価なアルミダイカストハウジングを用いざるをえない。このため、安価な樹脂ハウジングを用いて温度上昇を低減することが望まれる。
【0006】
一方、近年のポリゴンモータでは高速回転化に伴って軸受けとしてボールベアリングからオイル動圧軸受け等の構造になり、結果として回転振動周波数が高くなってポリゴンモータ自体の振動よりも画像形成装置本体からの低周波振動がポリゴンスキャナに伝わり、画質劣化につながる傾向が多い。
【0007】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、防塵効果と温度上昇の抑制を安価な構成で実現することができる走査光学装置を提供することを目的とする。
【0008】
本発明はさらに、振動防止を安価な構成で実現することができる走査光学装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第1の手段は、走査光学系を収容するためのハウジングであって下部に開口が形成されたハウジングと、前記ハウジングの下部開口を密閉するように、且つ端部がハウジングの外側に露出するように取り付ける金属製プリント基板と、前記金属製プリント基板を画像形成装置に取り付けるための金属板により形成された支持構造体と、前記ハウジング内に配置されたレーザ発光器と、前記ハウジング内に配置され、前記レーザ発光器により発光されたレーザ光束を集光するレンズと、前記ハウジング内に配置され、前記レンズにより集光されたレーザ光束を主走査方向に偏向するポリゴンモータユニットと、前記ハウジング内に配置され、前記ポリゴンモータユニットを駆動する駆動ICと、前記ハウジング内に配置され、前記ポリゴンモータユニットにより偏向されたレーザ光束を集光するfθレンズとを備え、前記金属製プリント基板の前記ハウジングの外側に露出した領域にコネクタを実装し、前記金属製プリント基板の部品が実装されていない裏面と前記支持構造体の間に、振動吸収機能を有する熱伝導性樹脂シートを介在させ、前記熱伝導性樹脂シートはガラス繊維またはカーボン繊維をフィラーに充填させた材料を用いることを特徴とする。
【0010】
第2の手段は、第1の手段において前記金属製プリント基板が、金属基体の上に絶縁層を形成してその上に導電性パターンを形成し、その上に部品を実装した基板であって、部品が実装されない裏面を前記支持構造体に取り付けることを特徴とする。
【0011】
第3の手段は、第2の手段において前記熱伝導性樹脂シートを前記支持構造体の全面に渡って介在させたことを特徴とする。
【0013】
第5の手段は、第1ないし第4に記載の走査光学装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
【0014】
第7の手段は、第1ないし第6に記載の走査光学装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1は本発明に係る走査光学装置の一実施形態を示す構成図である。図1において、走査光学装置(ポリゴンスキャナ)14は上部と下部が開口したハウジング15とその上部開口を覆うためのカバー16を有し、ハウジング15はネジ止め又はカシメ等により支持構造体13の上に支持されている。支持構造体13は画像形成装置側の側板11、12の間にネジ止め、カシメ、又は溶接等により支持されている。支持構造体13は金属板により形成され、必要に応じて側板11、12も金属板により形成される。
【0017】
ハウジング15及びカバー16内には、レーザ発光器(図示せず)と、このレーザ光束を平行化するコリメータレンズ(図示せず)と、この平行化された光束を線状に集光するシンドリカルレンズ(図示せず)と、この線状に集光された光束を主走査方向に偏向するポリゴンモータユニット1と、この偏向された光束を感光体(図示せず)上で最適スポットになるように集光等するfθレンズ(図示せず)と、この光束の光軸を感光体までの光路長を確保するために折り返す反射ミラー(図示せず)と、防塵及び防音のための密閉用ガラス(図示せず)と、偏向された光束から同期検知信号を得るためのフォトセンサ(図示せず)などが配置されている。
【0018】
ハウジング15は上記の部品の配置精度が要求されるので、放熱効果が高いアルミダイキャスト等の金属モールドで形成してもよいが、画像形成装置側の定着器(図示せず)等の外的熱源の影響を遮断する意味でも安価な樹脂モールドで形成してもよい。カバー16の材料は、対振動性と密閉性を確保することができれば樹脂でも金属でもよい。
【0019】
ポリゴンモータユニット1はポリゴンミラー2およびその回転軸3と、ポリゴンミラー2を回転軸3に固定するための押さえ板4と、複数極で着磁されたロータ5と、回転軸3を高速で回転させるためのオイル動圧軸受6と、金属製プリント基板7と、基板7上に実装されたステータコイル8、駆動IC9、コネクタ10等の部品により構成されている。ハウジング15の下部開口は金属製プリント基板7により密閉され、また、金属製プリント基板7はその端部がハウジング15の水平方向外側に露出する大きさで形成されている。オイル動圧軸受6は金属製プリント基板7(及びハウジング15の下部開口)と支持構造体13の開口を介して下方に露出するように取り付けられている。コネクタ10は金属製プリント基板7上のハウジング15の外側に露出した領域に取り付けられている。
【0020】
金属製プリント基板7は金属基体上にエポキシ層、酸化膜等の絶縁層が施され、その上に導電性パターンが形成されており、熱源であるオイル動圧軸受6、ステータコイル8、駆動IC9の放熱板としての役割と、ハウジング15に対して高精度で取り付けるための固定板としての役割を有する。金属製プリント基板7はハウジング15の下部に対してネジ止め又はカシメ等により取り付けられる。このとき、コネクタ10が金属製プリント基板7上のハウジング15の外側に取り付けられ、ハウジング15と金属製プリント基板7の当接面15aには部品が実装されていないので、線材が通過する部分を密閉処理することなく、放熱効果と、騒音防止と防塵効果の両方を実現することができる。
【0021】
金属製プリント基板7の裏面は部品は実装されずに平面で構成され、表面積が大きい支持構造体13の上に取り付けることにより放熱効果を高めることができる。なお、放熱効果を更に高めるために、支持構造体13に放熱フィンを適宜位置に設けたり、冷却風を印加するようにしてもよい。また、側板11、12を金属板により形成することにより放熱面積を増加させるようにしてもよい。
【0022】
次に図2を参照して第2の実施形態について説明する。この第2の実施形態では、支持構造体13と金属製プリント基板7の間に熱伝導性樹脂シート17が追加されている。他の構成は第1の実施形態と同じである。この熱伝導性樹脂シート17は従来のシリコングリス製ヒートシンカーから進化したシリコン系シートであり、第1の実施形態のように支持構造体13と金属製プリント基板7の金属面同士を当接することにより、ミクロの状態で発生する熱絶縁の空隙を防止することができ、このため熱伝達効率を高めることができる。また、熱伝導性樹脂シート17を介在させることにより、脱着時の作業性を高めることができる。
【0023】
次に図3を参照して第3の実施形態について説明する。上記の第2の実施形態では、熱伝導性樹脂シート17が金属製プリント基板7と同じ大きさで構成されているが、この第3の実施形態の熱伝導性樹脂シート18は、金属製プリント基板7のみならず、支持構造体13の全面を覆う大きさで構成されている。他の構成は第1、第2の実施形態と同じである。この熱伝導性樹脂シート18は金属より柔らかいシリコン系シートであるので、ポリゴンスキャナ14から支持構造体13に伝わる微振動あるいは支持体構造体13からポリゴンスキャナ14に伝わるショック等の低周波振動を吸収することができ、このため放熱効果を維持しながら騒音を抑制することができる。
【0024】
また、熱伝導性樹脂シート18の材料として、熱伝導性シリコンに対してガラス繊維やカーボン繊維等をフィラーを充填させた、更に振動吸収力が高い材料を用いることにより、ポリゴンスキャナ14から支持構造体13に伝わる微振動あるいは支持体構造体13からポリゴンスキャナ14に伝わるショック等の低周波振動を吸収することができ、このため放熱効果を維持しながら騒音を抑制することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明によれば、金属製プリント基板をハウジングの下部に開口が形成されたハウジングと、前記ハウジングの下部開口を覆うように且つ端部がハウジングの外側に露出するように取り付けるとともに、前記金属製プリント基板を金属板により形成された支持構造体に取り付けるようにし、前記ハウジング内に配置されたレーザ発光器と、前記ハウジング内に配置され、前記レーザ発光器により発光されたレーザ光束を集光するレンズと、前記ハウジング内に配置され、前記レンズにより集光されたレーザ光束を主走査方向に偏向するポリゴンモータユニットと、前記ハウジング内に配置され、前記ポリゴンモータユニットを駆動する駆動ICと、前記ハウジング内に配置され、前記ポリゴンモータユニットにより偏向されたレーザ光束を集光するfθレンズとを備え、前記金属製プリント基板の前記ハウジングの外側に露出した領域にコネクタを実装し、前記金属製プリント基板の部品が実装されていない裏面と前記支持構造体の間に、振動吸収機能を有する熱伝導性樹脂シートを介在させ、前記熱伝導性樹脂シートはガラス繊維またはカーボン繊維をフィラーに充填させた材料を用いたので、防塵効果と温度上昇の抑制を安価な構成で実現することができる。
【0026】
請求項2記載の発明によれば、金属製プリント基板が、金属基体の上に絶縁層を形成し、その上に導電性パターンを形成し、その上に部品を実装した基板であって、部品が実装されない裏面を前記支持構造体に取り付けるようにしたので、防塵効果と温度上昇の抑制を安価な構成で実現することができる。
【0027】
また、請求項1記載の発明によれば、金属製プリント基板の部品が実装されない裏面と支持構造体の間に熱伝導性樹脂シートを介在させるので、防塵効果と温度上昇の抑制を安価な構成で実現することができる。
【0028】
請求項3記載の発明によれば、熱伝導性樹脂シートを支持構造体の全面に渡って介在させるので、防塵効果と温度上昇の抑制を安価な構成で実現することができる。
【0029】
また、請求項3記載の発明によれば、熱伝導性樹脂シートが振動吸収機能を有するので、防塵効果と温度上昇の抑制を安価な構成で実現することができる。
【0030】
ところで請求項1記載の発明では、上記したように、金属製プリント基板のハウジングの外側に露出した領域にコネクタを実装するようにしたので、金属製プリント基板とハウジングの当接面の密閉性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る走査光学装置の一実施形態を示す構成図である。
【図2】第2の実施形態の走査光学装置を示す構成図である。
【図3】第3の実施形態の走査光学装置を示す構成図である。
【符号の説明】
7 金属製プリント基板
10 コネクタ
11,12 側板
13 支持構造体
15 ハウジング
17、18 熱伝導性樹脂シート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning optical device used in an image forming apparatus such as a laser beam printer.
[0002]
[Prior art]
In general, in a scanning optical device using laser light, a polygon scanner that rotates a polygon mirror by a polygon motor is the mainstream. In the polygon scanner, a mechanism for preventing dust from entering from the outside is important so as not to pollute the internal polygon mirror. In addition, since the demand for higher speed and lower noise is particularly high and it is treated as an important issue to suppress wind noise and the like when the polygon motor rotates at high speed, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-3615 as a conventional example (1). Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-228959 proposes a structure for sealing the housing. In addition, image quality degradation and noise reduction due to high-speed rotation vibration are also treated as important issues. Therefore, as conventional example (2), JP-A-7-225348 and as conventional example (3) in JP-A-8-201716 Has proposed a structure using an anti-vibration member.
[0003]
On the other hand, since the polygon scanner rotates at high speed to deflect the laser beam, reduction of temperature rise due to heat generation is treated as an important issue. Therefore, as a conventional example (4), Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-230306 discloses beam scanning. A method of adhering the heat absorbing member to the control base is proposed, and as a conventional example (5), a method of providing a vent and a filter is proposed in JP-A-6-300983.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the housing is sealed for noise countermeasures as in the conventional example (1), there is a problem that the internal temperature rise cannot be reduced. For this reason, if a vent is provided as in the conventional example (5) in order to reduce the temperature rise, clouding of the polygon mirror occurs easily due to the influence of dust, and noise is suppressed even if a filter is provided. I can't.
[0005]
Therefore, in order to solve both problems, a structure in which the housing is hermetically sealed with a heat absorbing member as in the conventional example (4) is conceivable. In this case, an aluminum die-cast housing capable of accommodating a complicated shape with high accuracy. Is effective, but is very expensive. In addition, as in the conventional example (3), a polygon scanner, which often causes vibrations to generate noise, makes the heat dissipation design more difficult if a sealed state and a vibration isolating member are used in combination. For this reason, an expensive aluminum die-cast housing is used. I cannot help it. For this reason, it is desired to reduce the temperature rise by using an inexpensive resin housing.
[0006]
On the other hand, in recent polygon motors, the structure of ball bearings to oil dynamic pressure bearings, etc., has been developed as the bearings are rotated at higher speeds. As a result, the rotational vibration frequency becomes higher and the vibration from the polygon motor itself is less than the vibration of the polygon motor itself. Low frequency vibrations are transmitted to the polygon scanner and tend to lead to image quality degradation.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional example, and an object of the present invention is to provide a scanning optical device capable of realizing a dustproof effect and a temperature rise suppression with an inexpensive configuration.
[0008]
It is another object of the present invention to provide a scanning optical device that can realize vibration prevention with an inexpensive configuration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first means includes a housing for accommodating the scanning optical system, the housing having an opening formed in the lower portion thereof, and the end portion so as to seal the lower opening of the housing. Printed on a metal printed board to be exposed to the outside of the housing, a support structure formed of a metal plate for attaching the metal printed board to the image forming apparatus, and a laser emitter disposed in the housing A lens that is arranged in the housing and collects the laser beam emitted from the laser emitter, and a polygon that is arranged in the housing and deflects the laser beam condensed by the lens in the main scanning direction. A motor unit, a drive IC disposed in the housing and driving the polygon motor unit, and in the housing Is location, the a light condensing to fθ lens laser beam deflected by the polygon motor unit, implements the connector region exposed to the outside of the housing of the metal printed circuit board, part of the metal printed circuit board A heat conductive resin sheet having a vibration absorbing function is interposed between the back surface on which the resin is not mounted and the support structure, and the heat conductive resin sheet uses a material in which glass fiber or carbon fiber is filled with a filler. It is characterized by that.
[0010]
A second means is a board in which the metal printed board in the first means is formed by forming an insulating layer on a metal base, forming a conductive pattern thereon, and mounting a component thereon. The back surface on which no component is mounted is attached to the support structure.
[0011]
The third means is characterized in that, in the second means, the thermally conductive resin sheet is interposed over the entire surface of the support structure .
[0013]
A fifth means is characterized by an image forming apparatus including the scanning optical device according to any one of the first to fourth .
[0014]
A seventh means is characterized by an image forming apparatus including the scanning optical device according to any one of the first to sixth .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a scanning optical apparatus according to the present invention. In FIG. 1, a scanning optical device (polygon scanner) 14 has a
[0017]
In the
[0018]
Since the
[0019]
The
[0020]
The metal printed
[0021]
The back surface of the metal printed
[0022]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a heat
[0023]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the heat
[0024]
Further, as a material of the heat
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the metal printed board has a housing in which an opening is formed in the lower portion of the housing, and the end portion is disposed outside the housing so as to cover the lower opening of the housing. A laser emitter disposed in the housing, and a laser emitter disposed in the housing, wherein the metal printed circuit board is attached to a support structure formed of a metal plate . A lens for condensing the laser beam emitted by the lens, a polygon motor unit disposed in the housing and deflecting the laser beam condensed by the lens in a main scanning direction, and disposed in the housing, the polygon A driving IC for driving the motor unit; and the polygon motor unit disposed in the housing. And a deflected fθ lens laser beam for condensing the implements connector region exposed to the outside of the housing of the metal printed circuit board, a back surface part of the metal printed circuit board is not mounted Since a thermally conductive resin sheet having a vibration absorbing function is interposed between the support structures, and the thermally conductive resin sheet is made of a material in which glass fiber or carbon fiber is filled with a filler , the dustproof effect and temperature Suppression can be suppressed with an inexpensive configuration.
[0026]
According to the invention described in
[0027]
According to the first aspect of the present invention, since the thermally conductive resin sheet is interposed between the back surface on which the parts of the metal printed board are not mounted and the support structure, the dustproof effect and the suppression of the temperature rise are inexpensive. Can be realized.
[0028]
According to invention of
[0029]
Further, according to the third aspect of the present invention, since the thermally conductive resin sheet having a vibration absorbing function can be realized with an inexpensive configuration the suppression of dust-proof effect and temperature rise.
[0030]
In the first aspect of the invention, as described above , since the connector is mounted in the region exposed to the outside of the housing of the metal printed board, the sealing property between the contact surface of the metal printed board and the housing is improved. Can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a scanning optical device according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a scanning optical device according to a second embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a scanning optical device according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
7 Metal Printed
Claims (5)
前記ハウジングの下部開口を密閉するように、且つ端部がハウジングの外側に露出するように取り付ける金属製プリント基板と、
前記金属製プリント基板を画像形成装置に取り付けるための金属板により形成された支持構造体と、
前記ハウジング内に配置されたレーザ発光器と、
前記ハウジング内に配置され、前記レーザ発光器により発光されたレーザ光束を集光するレンズと、
前記ハウジング内に配置され、前記レンズにより集光されたレーザ光束を主走査方向に偏向するポリゴンモータユニットと、
前記ハウジング内に配置され、前記ポリゴンモータユニットを駆動する駆動ICと、
前記ハウジング内に配置され、前記ポリゴンモータユニットにより偏向されたレーザ光束を集光するfθレンズと
を備え、
前記金属製プリント基板の前記ハウジングの外側に露出した領域にコネクタを実装し、
前記金属製プリント基板の部品が実装されていない裏面と前記支持構造体の間に、振動吸収機能を有する熱伝導性樹脂シートを介在させ、
前記熱伝導性樹脂シートはガラス繊維またはカーボン繊維をフィラーに充填させた材料を用いることを
特徴とする走査光学装置。A housing for accommodating the scanning optical system, the housing having an opening formed in a lower portion thereof;
A metal printed circuit board that seals the lower opening of the housing and is attached so that the end is exposed to the outside of the housing;
A support structure formed of a metal plate for attaching the metal printed board to the image forming apparatus;
A laser emitter disposed in the housing;
A lens disposed in the housing and condensing a laser beam emitted by the laser emitter;
A polygon motor unit disposed in the housing and deflecting a laser beam condensed by the lens in a main scanning direction;
A drive IC disposed in the housing and driving the polygon motor unit;
An fθ lens disposed in the housing and condensing the laser beam deflected by the polygon motor unit;
A connector is mounted on the outside of the housing of the metal printed circuit board ,
Between the back surface on which the parts of the metal printed board are not mounted and the support structure, interpose a thermally conductive resin sheet having a vibration absorbing function,
Scanning optical apparatus wherein the thermally conductive resin sheet, characterized in Rukoto using a material which is filled with glass fiber or carbon fiber filler.
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