JP6503972B2

JP6503972B2 - Scanning optical device

Info

Publication number: JP6503972B2
Application number: JP2015161045A
Authority: JP
Inventors: 敦長岡; 崇史湯浅; 谷口　元; 元谷口; 立部　秀成; 秀成立部; 大谷　典孝; 典孝大谷; 大木　誠; 誠大木; 昌彦高橋; 渉妹尾
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-08-18
Also published as: JP2017040712A

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置において感光体ドラムを露光する光ビームを偏向・走査する走査光学装置に関する。 The present invention relates to a scanning optical apparatus that deflects and scans a light beam for exposing a photosensitive drum in an electrophotographic image forming apparatus.

この種の走査光学装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。側面が反射面となる正多角形柱（例えば六角柱）状のポリゴンミラーをポリゴンモーターで回転駆動し、光源（レーザーダイオード）からの光ビームをポリゴンモーターの反射面で偏向することによって、感光体ドラムの主走査方向での走査と復帰を繰り返し、感光体ドラムの回転と相俟って感光体ドラムの表面を露光する。走査光学装置は、樹脂製のハウジングの中に偏向装置であるポリゴンミラーとポリゴンモーター、レンズやミラーを含む走査光学系等が収容された構造を有する。 As such a scanning optical device, for example, there is one described in Patent Document 1. A photosensitive member is formed by rotating a polygon mirror in the form of a regular polygon (for example, hexagonal cylinder) whose side faces are reflection surfaces by a polygon motor and deflecting a light beam from a light source (laser diode) by a reflection surface of the polygon motor. The scanning and return in the main scanning direction of the drum are repeated, and the surface of the photosensitive drum is exposed in combination with the rotation of the photosensitive drum. The scanning optical device has a structure in which a polygon mirror as a deflecting device and a polygon motor, a scanning optical system including a lens and a mirror, and the like are accommodated in a resin housing.

近年、画像形成装置の高プリント密度化及び高速化の要求に対応するために、複数の光ビームで走査を行うマルチビーム走査やポリゴンミラーの回転速度の高速化が進んでいる。その結果、ポリゴンモーターの発熱が大きくなるので、その放熱を効果的に行うことが重要である。放熱が不十分であると、樹脂製のハウジングやレンズが熱膨張し、光学性能の悪化、ひいては露光位置精度の低下を招くおそれがある。 In recent years, in order to meet the demand for high print density and high speed of an image forming apparatus, multi-beam scanning for scanning with a plurality of light beams and high-speed rotation of a polygon mirror have been advanced. As a result, since the heat generation of the polygon motor becomes large, it is important to effectively dissipate the heat. If the heat radiation is insufficient, the resin housing and the lens may be thermally expanded, which may deteriorate the optical performance, and in turn, the exposure position accuracy.

他方、画像形成装置の小型化及び低価格化に伴い、走査光学装置にも小型化とコスト低減が求められている。これに対応すべく、アルミダイキャスト等で形成された放熱フィンの代わりに、安価な放熱板を用いることが多い。特許文献１に記載された走査光学装置においても、アルミニウム等の金属板で形成した偏向装置取付板が放熱板を兼ねていることが記載されている。 On the other hand, with the downsizing and price reduction of the image forming apparatus, the downsizing and cost reduction of the scanning optical device are also required. In order to cope with this, an inexpensive heat sink is often used instead of the heat sink formed by aluminum die casting or the like. Also in the scanning optical device described in Patent Document 1, it is described that the deflection device mounting plate formed of a metal plate such as aluminum also serves as the heat dissipation plate.

特開２００７−１２１５８６号公報JP 2007-121586 A

上記のような走査光学装置におけるポリゴンモーターは、その駆動回路が実装された回路基板に直接固定され、回路基板がハウジングに固定されていることが多い。特許文献１の走査光学装置では、回路基板が偏向装置取付板（放熱板）を介してハウジングに固定される。この場合、ポリゴンモーターの発熱は、主に回路基板（の銅箔）を介して放熱板に伝わるので、放熱効率があまり良くない。 The polygon motor in the above-described scanning optical apparatus is directly fixed to the circuit board on which the drive circuit is mounted, and the circuit board is often fixed to the housing. In the scanning optical device of Patent Document 1, the circuit board is fixed to the housing via the deflection device mounting plate (heat dissipation plate). In this case, the heat generation of the polygon motor is mainly transmitted to the heat sink via the (circuit copper foil) of the circuit board, so the heat radiation efficiency is not very good.

発明者らは、ポリゴンモーターの熱を回転軸（以下、ポリゴンモーター軸という）から放熱板へ伝導する方法について検討した。このときに問題となったことは、ポリゴンモーター軸から伝達された熱によって、放熱板が熱膨張して変形したときに、ポリゴンモーター軸がわずかに傾くと、ポリゴンモーター軸に直結されたポリゴンミラーも傾くので、光ビームによる走査の位置精度が悪くなることである。 The inventors examined a method of transferring the heat of the polygon motor from the rotating shaft (hereinafter referred to as the polygon motor shaft) to the heat sink. The problem at this time is that when the heat dissipation plate is thermally expanded and deformed due to the heat transmitted from the polygon motor shaft, if the polygon motor shaft is slightly inclined, the polygon mirror directly connected to the polygon motor shaft Because it also tilts, the positional accuracy of scanning by the light beam is degraded.

本発明は、上記のような問題を解決し、光ビームによる走査の位置精度の低下を伴うことなくポリゴンモーターの発熱を効果的に放熱することができる比較的簡単な構成の走査光学装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems as described above and provides a scanning optical device of a relatively simple configuration that can effectively dissipate the heat generated by the polygon motor without reducing the positional accuracy of scanning by the light beam. The purpose is to

請求項１に記載の走査光学装置は、ポリゴンモーターの軸に直結されたポリゴンミラーによって光源からの光ビームを偏向する偏向装置と、前記偏向装置からの光ビームを被走査面に導くレンズを含む走査光学系とを備え、前記ポリゴンモーターの熱が、ポリゴンモーター軸の軸受となる熱伝導部材及び放熱部材を介して放熱板に伝導され、放熱板から外部に放熱されるように構成された走査光学装置であって、前記放熱板は外周部の複数箇所でハウジングに固定され、前記放熱板が熱膨張して凸面状に変形するときに、変形前の放熱板の表面をＸＹ平面としたとき熱膨張変形によってＺ方向にのみ変位する位置の近傍において、前記放熱部材が前記放熱板に固定されていることを特徴とする。 The scanning optical device according to claim 1 includes a deflection device for deflecting a light beam from a light source by a polygon mirror directly connected to the axis of a polygon motor, and a lens for guiding the light beam from the deflection device to a surface to be scanned. A scanning optical system, wherein the heat of the polygon motor is conducted to the heat dissipation plate through the heat conducting member and the heat dissipation member serving as the bearing of the polygon motor shaft, and the heat is dissipated to the outside from the heat dissipation plate The optical device, wherein the heat dissipation plate is fixed to the housing at a plurality of locations on the outer peripheral portion, and when the heat dissipation plate is thermally expanded and deformed in a convex shape, the surface of the heat dissipation plate before deformation is made XY plane The heat dissipating member is fixed to the heat dissipating plate in the vicinity of a position displaced only in the Z direction by thermal expansion deformation.

請求項２に記載の走査光学装置は、請求項１に記載の走査光学装置において、前記放熱板が熱膨張して凸面状に変形するときにＺ方向への変位が略ゼロである節点が複数設けられ、前記複数の節点が前記ポリゴンモーター軸に対して同心円状に、かつ、均等角度間隔で配置されていることを特徴とする。 The scanning optical device according to claim 2 is the scanning optical device according to claim 1, wherein a plurality of nodes whose displacement in the Z direction is substantially zero when the heat dissipation plate thermally expands and deforms in a convex shape The plurality of nodes may be disposed concentrically with respect to the polygon motor axis at equal angular intervals.

請求項３に記載の走査光学装置は、請求項２に記載の走査光学装置において、前記複数の節点が、前記放熱板の外周部における前記ハウジングへの固定点であることを特徴とする。 The scanning optical device according to claim 3 is characterized in that, in the scanning optical device according to claim 2, the plurality of nodal points are fixing points to the housing at an outer peripheral portion of the heat dissipation plate.

請求項４に記載の走査光学装置は、請求項２に記載の走査光学装置において、前記放熱板の外周部において、前記ハウジングへの複数の固定点の近傍に複数の屈曲部が形成され、前記複数の節点が前記複数の屈曲部に位置することを特徴とする。 The scanning optical device according to claim 4 is the scanning optical device according to claim 2, wherein a plurality of bending portions are formed in the vicinity of a plurality of fixing points to the housing at the outer peripheral portion of the heat sink. A plurality of nodes are located at the plurality of bends.

請求項５に記載の走査光学装置は、請求項２に記載の走査光学装置において、前記放熱板の外周部における前記ハウジングへの複数の固定点のうち、一部の固定点の近傍に屈曲部が形成され、前記屈曲部が形成された固定点の近傍の前記屈曲部と、近傍に屈曲部が形成されていない固定点とが前記複数の節点を構成することを特徴とする。 The scanning optical device according to claim 5 is the scanning optical device according to claim 2, wherein a bending portion is formed in the vicinity of a part of the plurality of fixing points on the outer peripheral portion of the heat sink to the housing. Are formed, and the bending portion in the vicinity of the fixing point in which the bending portion is formed and the fixing point in which the bending portion is not formed in the vicinity form the plurality of nodes.

請求項１に記載の走査光学装置によれば、ポリゴンモーターの熱が、ポリゴンモーター軸からその軸受となる熱伝導部材及び放熱部材を介して放熱板に伝導され、放熱板から外部に放熱されるので、ポリゴンモーターの熱が効果的に放熱される。また、外周部の複数箇所でハウジングに固定された放熱板が熱膨張して凸面状に変形しても、放熱部材はＺ方向にのみ変位し、ＸＹ方向の変位成分を有さないので、ポリゴンモーター軸が傾くことがなく、ポリゴンミラーの回転平面が維持されるので、光ビームによる走査の位置精度が低下することはない。 According to the scanning optical device of the present invention, the heat of the polygon motor is conducted from the polygon motor shaft to the heat dissipation plate through the heat conducting member and the heat dissipation member serving as the bearing, and the heat is dissipated to the outside from the heat dissipation plate. Because the heat of the polygon motor is dissipated effectively. Also, even if the heat dissipation plate fixed to the housing at a plurality of locations in the outer peripheral portion thermally expands and deforms in a convex shape, the heat dissipation member is displaced only in the Z direction and has no displacement component in the XY direction. Since the motor axis is not tilted and the plane of rotation of the polygon mirror is maintained, the positional accuracy of the scanning by the light beam is not reduced.

請求項２に記載の走査光学装置によれば、放熱板が熱膨張して凸面状に変形するときにＺ方向への変位が略ゼロである節点が複数設けられ、複数の節点がポリゴンモーター軸に対して同心円状に、かつ、均等角度間隔で配置されているので、放熱板が熱膨張したとき、放熱板の厚みや密度が均一であれば、略球面の凸面状に変形し、その頂点がＺ方向にのみ変位する（ＸＹ方向の変位成分が無い）位置となる。この位置に放熱部材（ポリゴンモーター軸）が配置されているので、放熱板が熱膨張変形してもポリゴンモーター軸が傾くことがなく、光ビームによる走査の位置精度が低下することはない。 According to the scanning optical device of the second aspect, a plurality of nodal points whose displacement in the Z direction is substantially zero when the heat dissipation plate is thermally expanded and deformed in a convex shape are provided, and the plurality of nodal points are polygon motor shafts Since the heat dissipation plate is thermally expanded, if the thickness and the density of the heat dissipation plate are uniform, the heat dissipation plate is deformed into a convex shape of a substantially spherical surface, Is a position where it is displaced only in the Z direction (there is no displacement component in the XY direction). Since the heat dissipating member (polygon motor shaft) is disposed at this position, the polygon motor shaft is not inclined even if the heat dissipating plate is thermally expanded and deformed, and the positional accuracy of the scanning by the light beam is not lowered.

複数の節点は、請求項３のように、放熱板の外周部におけるハウジングへの固定点であってもよいし、請求項４のように、複数の固定点の近傍に複数の屈曲部が形成されている場合は、複数の屈曲部が複数の節点となり得る。あるいは、請求項５のように、複数の固定点のうちの一部の固定点の近傍に屈曲部が形成されている場合は、それらの屈曲部と、近傍に屈曲部が形成されていない固定点とが複数の節点を構成することになる。 The plurality of nodal points may be a fixing point to the housing at the outer peripheral portion of the heat sink as in claim 3, and as in claim 4, a plurality of bending portions are formed in the vicinity of the plurality of fixing points If so, then the multiple bends can be multiple nodes. Alternatively, as in claim 5, when a bending portion is formed in the vicinity of a part of the plurality of fixing points, the bending portion is not formed in the vicinity of those bending portions. A point and will constitute a plurality of nodes.

本発明の実施形態に係る走査光学装置が内蔵される画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the image forming apparatus in which the scanning optical apparatus which concerns on embodiment of this invention is incorporated. 走査光学装置に相当する露光装置の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure apparatus corresponding to a scanning optical apparatus. 偏向装置の取付構造及び放熱構造を示す走査光学装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the scanning optical device which shows the attachment structure and thermal radiation structure of a deflection | deviation apparatus. 放熱板のハウジングに対する複数の固定点を示す平面図である。It is a top view which shows several fixing points with respect to the housing of a heat sink. 本実施形態の第１変形例における走査光学装置の部分展開断面図である。It is a partial expanded sectional view of the scanning optical device in the 1st modification of this embodiment. 本実施形態の第１変形例における放熱板の平面図である。It is a top view of the heat sink in the 1st modification of this embodiment. 本実施形態の第２変形例における走査光学装置の部分展開断面図である。It is a partial expanded sectional view of the scanning optical device in the 2nd modification of this embodiment. 本実施形態の第２変形例における放熱板の平面図である。It is a top view of the heat sink in the 2nd modification of this embodiment.

以下に、本発明の実施形態に係る走査光学装置を図面に基づいて説明する。まず、実施形態に係る走査光学装置が内蔵される画像形成装置を図１に基づいて簡単に説明する。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラーデジタルプリンターであり、正面から見たときの画像形成装置１の内部構成の概略が図１に示されている。 Hereinafter, a scanning optical device according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. First, an image forming apparatus incorporating a scanning optical device according to the embodiment will be briefly described based on FIG. The image forming apparatus 1 is a tandem type color digital printer, and an outline of an internal configuration of the image forming apparatus 1 when viewed from the front is shown in FIG.

画像形成装置１は、その筐体２の内部に画像プロセス装置３、給紙装置４、定着装置５等を備えている。筐体２内の下部に位置する給紙装置４は、記録材Ｐを収容する給紙カセット２１、記録材Ｐを順次繰り出すピックアップローラー２２、繰り出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して用紙搬送路３０に送り出す一対の分離ローラー２３、記録材Ｐを所定のタイミングで画像プロセス装置３に搬送する一対のタイミングローラー２４等を備えている。用紙搬送路３０は、給紙装置４の給紙カセット２１から、タイミングローラー対２４のニップ部、画像プロセス装置３の二次転写ニップ部、及び定着装置５の定着ニップ部を経て、筐体２上部にある排出ローラー対２６に至る。 The image forming apparatus 1 includes an image processing device 3, a sheet feeding device 4, a fixing device 5 and the like inside the housing 2. The sheet feeding device 4 positioned at the lower part in the housing 2 separates the sheet feeding cassette 21 for containing the recording material P, the pickup roller 22 for sequentially feeding the recording material P, and the fed recording material P into one sheet at a time. A pair of separation rollers 23 for feeding the sheet conveyance path 30 and a pair of timing rollers 24 for conveying the recording material P to the image processing apparatus 3 at a predetermined timing are provided. The sheet conveyance path 30 passes the sheet feeding cassette 21 of the sheet feeding device 4 through the nip portion of the timing roller pair 24, the secondary transfer nip portion of the image processing apparatus 3, and the fixing nip portion of the fixing device 5. It reaches the discharge roller pair 26 at the top.

給紙装置４の上方に位置する画像プロセス装置３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応する計４つの作像部７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）と、中間転写ベルト６等を備えている。中間転写ベルト６は、図１で右側に位置する駆動ローラー８と、左側に位置する従動ローラー９とに巻き掛けられている。駆動ローラー８に巻き掛けられた中間転写ベルト部分の外側に二次転写ローラー１０が配置されている。駆動ローラー８を図１で反時計方向に回転させることにより、中間転写ベルト６は反時計方向に周回する。 The image processing apparatus 3 located above the sheet feeding device 4 has a total of four image forming units 7 (7Y, 7M) corresponding to the respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K). , 7C, 7K), and the intermediate transfer belt 6 and the like. The intermediate transfer belt 6 is wound around a driving roller 8 positioned on the right side in FIG. 1 and a driven roller 9 positioned on the left side. A secondary transfer roller 10 is disposed on the outside of the intermediate transfer belt portion wound around the drive roller 8. By rotating the driving roller 8 in the counterclockwise direction in FIG. 1, the intermediate transfer belt 6 circulates in the counterclockwise direction.

４つの作像部７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、中間転写ベルト６の下方において、図１の左から順に、中間転写ベルト６に沿って並べて配置されている。各作像部７は図１の時計方向に回転する感光体ドラム１３を備えている。感光体ドラム１３の周囲には、時計回り順に、帯電装置１４、露光装置１９、現像装置１５、一次転写ローラー１６及び感光体クリーナー１７が配置されている。 The four image forming units 7Y, 7M, 7C, and 7K are arranged along the intermediate transfer belt 6 below the intermediate transfer belt 6, sequentially from the left in FIG. Each image forming unit 7 includes a photosensitive drum 13 which rotates clockwise in FIG. The charging device 14, the exposure device 19, the developing device 15, the primary transfer roller 16, and the photoconductor cleaner 17 are disposed around the photoconductor drum 13 in the clockwise direction.

帯電装置１４は、感光体ドラム１３の表面を一様に帯電させる。露光装置１９は、本発明の走査光学装置に相当し、外部端末等からのプリント指令に含まれる画像データに基づいて発生したレーザー光で感光体ドラム１３を走査し、その表面に静電潜像を形成する。現像装置１５は、負極性のトナーを用いて静電潜像を現像し、感光体ドラム１３上にトナー像を形成する。 The charging device 14 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 13. The exposure device 19 corresponds to the scanning optical device of the present invention, and scans the photosensitive drum 13 with a laser beam generated based on the image data included in the print command from the external terminal etc. Form The developing device 15 develops the electrostatic latent image using toner of negative polarity, and forms a toner image on the photosensitive drum 13.

一次転写ローラー１６は中間転写ベルト６の内周側に位置していて、中間転写ベルト６を挟んで感光体ドラム１３に対峙している。一次転写ローラー１６は、中間転写ベルト６の回転に伴って図１で反時計方向に回転する。中間転写ベルト６が一次転写ローラー１６と感光体ドラム１３とで挟まれた部分（一次転写ニップ部）において、感光体ドラム１３上のトナー像が中間転写ベルト６に転写される。感光体クリーナー１７は、感光体ドラム１３上に残留する未転写トナーを除去する。 The primary transfer roller 16 is located on the inner peripheral side of the intermediate transfer belt 6 and faces the photosensitive drum 13 with the intermediate transfer belt 6 interposed therebetween. The primary transfer roller 16 rotates counterclockwise in FIG. 1 as the intermediate transfer belt 6 rotates. The toner image on the photosensitive drum 13 is transferred to the intermediate transfer belt 6 at a portion (primary transfer nip portion) where the intermediate transfer belt 6 is sandwiched between the primary transfer roller 16 and the photosensitive drum 13. The photoreceptor cleaner 17 removes untransferred toner remaining on the photoreceptor drum 13.

各作像部７において感光体ドラム１３上に形成された各色のトナー像は、それぞれの一次転写ニップ部において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、中間転写ベルト６の外周面に転写され重ねられる。そして、重ね合わせられた４色のトナー像は、中間転写ベルト６と二次転写ローラー１０との当接部（二次転写ニップ部）において、記録材Ｐに一括して転写される。中間転写ベルト６に残った未転写トナーは転写ベルトクリーナー１２にて掻き取られ、中間転写ベルト６上から取り除かれる。 The toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 13 in the respective image forming units 7 are transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 6 in the order of yellow, magenta, cyan and black in the respective primary transfer nips. Be stacked. Then, the superimposed four color toner images are collectively transferred onto the recording material P at the contact portion (secondary transfer nip portion) between the intermediate transfer belt 6 and the secondary transfer roller 10. The non-transferred toner remaining on the intermediate transfer belt 6 is scraped off by the transfer belt cleaner 12 and removed from the intermediate transfer belt 6.

トナー像が転写された記録材Ｐは、二次転写ローラー１０の上方に位置する定着装置５の定着ニップ部、つまり定着ローラー３１と加圧ローラー３２との当接部分を通過する際に加熱・加圧され、未定着トナー像が記録材Ｐに定着される。その後、記録材Ｐは、排出ローラー対２６の回転によって排紙トレイ２７上に排出される。 The recording material P to which the toner image has been transferred is heated when passing through the fixing nip portion of the fixing device 5 located above the secondary transfer roller 10, that is, the contact portion between the fixing roller 31 and the pressure roller 32. The pressure is applied and the unfixed toner image is fixed to the recording material P. Thereafter, the recording material P is discharged onto the discharge tray 27 by the rotation of the discharge roller pair 26.

次に、露光装置（走査光学装置）１９について図２に基づいて説明する。図２は、走査光学装置１９の概略構成を示す斜視図である。走査光学装置１９は、そのハウジング内に光源（レーザーダイオード）４１、コリメーターレンズ４２、シリンドリカルレンズ４３、ポリゴンミラー４４、走査レンズ４５、走査ミラー４６等が設けられている。ポリゴンミラー４４は、ポリゴンモーターによって垂直方向の軸心ＡＸ１周りに回転駆動され、光源４１からの光ビーム（レーザー光）を偏向する偏向装置を構成している。走査レンズ４５及び走査ミラー４６は偏向装置（ポリゴンミラー４４）からの光ビームを被走査面（感光体ドラム１３の表面）に導く走査光学系を構成している。 Next, the exposure apparatus (scanning optical apparatus) 19 will be described based on FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the scanning optical device 19. The scanning optical device 19 is provided with a light source (laser diode) 41, a collimator lens 42, a cylindrical lens 43, a polygon mirror 44, a scanning lens 45, a scanning mirror 46 and the like in its housing. The polygon mirror 44 is rotationally driven about an axis AX1 in the vertical direction by the polygon motor, and constitutes a deflecting device that deflects the light beam (laser light) from the light source 41. The scanning lens 45 and the scanning mirror 46 constitute a scanning optical system for guiding the light beam from the deflecting device (polygon mirror 44) to the surface to be scanned (the surface of the photosensitive drum 13).

光源４１から射出された光ビームは、コリメーターレンズ４２及びシリンドリカルレンズ４３を通ってポリゴンミラー４４の外周面で反射し、走査レンズ４５を通って走査ミラー４６で光路を曲げられ、走査光学装置１９のハウジングに形成された光出射窓から出射して被走査面（感光体ドラム１３の表面）に導かれる。図２において、ポリゴンミラー４４が矢印方向に回転すると、光ビームは感光体ドラム１３の表面において、矢印方向（主走査方向）の走査と復帰を繰り返す。そして、感光体ドラム１３が回転することにより、感光体ドラム１３の表面全体が（主走査方向及び副走査方向に）走査される。光ビームは画像データに基づいて変調されており、光ビームが感光体ドラム１３の表面を走査することによって感光体ドラム１３の表面に静電潜像が形成される。 The light beam emitted from the light source 41 is reflected by the outer peripheral surface of the polygon mirror 44 through the collimator lens 42 and the cylindrical lens 43, passes through the scanning lens 45, and is bent in the optical path by the scanning mirror 46. The light is emitted from a light emission window formed in the housing of the above and is guided to the surface to be scanned (surface of the photosensitive drum 13). In FIG. 2, when the polygon mirror 44 is rotated in the arrow direction, the light beam repeats scanning and returning on the surface of the photosensitive drum 13 in the arrow direction (main scanning direction). Then, when the photosensitive drum 13 rotates, the entire surface of the photosensitive drum 13 is scanned (in the main scanning direction and the sub scanning direction). The light beam is modulated based on the image data, and the light beam scans the surface of the photosensitive drum 13 to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 13.

次に、走査光学装置１９のうち、偏向装置を構成するポリゴンミラー４４とその駆動手段であるポリゴンモーターの取付構造と、ポリゴンモーターの熱を放熱させるための構造を図３等に基づいて説明する。図３は、偏向装置の取付構造及び放熱構造を示す走査光学装置の部分断面図である。 Next, of the scanning optical device 19, the polygon mirror 44 constituting the deflecting device, the mounting structure of the polygon motor which is the driving means thereof, and the structure for radiating the heat of the polygon motor will be described based on FIG. . FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a scanning optical device showing a mounting structure and a heat dissipation structure of a deflection device.

走査光学装置１９のハウジング５０は樹脂成形品であり、上ハウジング５０Ａと下ハウジング５０Ｂからなる。下ハウジング５０Ｂの底面に、ポリゴンミラー４４を回転駆動するポリゴンモーター５１が実装された回路基板５２が複数のネジ５３を用いて取り付けられている。回路基板５２には、ポリゴンモーター５１の駆動回路も実装され、ポリゴンモーター５１の回転軸（ポリゴンモーター軸）５１１を逃げる貫通孔５２１が形成されている。ポリゴンモーター５１から上方へ延びるポリゴンモーター軸５１１にポリゴンミラー４４が直結されている。 The housing 50 of the scanning optical device 19 is a resin molded product, and comprises an upper housing 50A and a lower housing 50B. A circuit board 52 mounted with a polygon motor 51 for rotationally driving the polygon mirror 44 is attached to the bottom surface of the lower housing 50 B using a plurality of screws 53. A drive circuit of the polygon motor 51 is also mounted on the circuit board 52, and a through hole 521 for escaping the rotation shaft (polygon motor shaft) 511 of the polygon motor 51 is formed. A polygon mirror 44 is directly connected to a polygon motor shaft 511 extending upward from the polygon motor 51.

ポリゴンモーター軸５１１の上端部の外周面は断面Ｕ字状の放熱部材５４とその内側に固着された熱伝導部材５５によって回転自在に支持されている。上ハウジング５０Ａの開口部５０１にアルミニウム製の放熱板５６が固定され、放熱板５６の中央部にアルミニウム製の放熱部材５４がろう付け、接着等の手段で固定されている。放熱板５６は、図４に示すように、その周辺部の３個所でネジ５７を用いて上ハウジング５０Ａに固定されている。 An outer peripheral surface of an upper end portion of the polygon motor shaft 511 is rotatably supported by a heat radiating member 54 having a U-shaped cross section and a heat conducting member 55 fixed to the inside. A heat dissipation plate 56 made of aluminum is fixed to the opening 501 of the upper housing 50A, and a heat dissipation member 54 made of aluminum is fixed to the central portion of the heat dissipation plate 56 by means such as brazing or adhesion. As shown in FIG. 4, the heat sink 56 is fixed to the upper housing 50A using screws 57 at three locations on the periphery thereof.

断面Ｕ字状の放熱部材５４とその内側に固定されたスリーブ状の熱伝導部材５５は、ポリゴンモーター軸５１１の軸受を構成すると共に、ポリゴンモーター５１の熱をポリゴンモーター軸５１１から放熱板５６へ伝導する働きを有する。放熱部材５４は熱伝導率の高いアルミニウムで作られ、熱伝導部材５５は表面摩擦係数が小さく、かつ、熱伝導に優れている樹脂又は金属（焼結合金等）で作られている。 The heat radiating member 54 having a U-shaped cross section and the sleeve-shaped heat conducting member 55 fixed to the inside thereof constitute a bearing of the polygon motor shaft 511 and heat of the polygon motor 51 from the polygon motor shaft 511 to the heat radiating plate 56 It has a function to conduct electricity. The heat radiating member 54 is made of aluminum having a high thermal conductivity, and the heat conducting member 55 is made of a resin or metal (sintered alloy or the like) which has a small surface friction coefficient and is excellent in thermal conductivity.

ポリゴンモーター５１で発生した熱は、ポリゴンモーター軸５１１から熱伝導部材５５と放熱部材５４を通って放熱板５６へ伝導され、放熱板５６から外部（空気中）に放熱される。このようにして、ポリゴンモーター５１の熱が効果的に放熱される。 The heat generated by the polygon motor 51 is conducted from the polygon motor shaft 511 through the heat conducting member 55 and the heat radiating member 54 to the heat radiating plate 56 and is radiated from the heat radiating plate 56 to the outside (in the air). Thus, the heat of the polygon motor 51 is effectively dissipated.

このとき、放熱板５６は、その周辺部複数個所（図４では３箇所）でハウジング５０（上ハウジング５０Ａ）に固定されているので、放熱板５６が熱膨張すると、図３に矢印と破線で誇張して示すように、中央部が持ち上がるように凸面状に変形する。つまり、変形前の放熱板５６の表面をＸＹ平面としたとき熱膨張変形によって放熱板５６の中央部はＺ方向に変位する。 At this time, since the heat dissipation plate 56 is fixed to the housing 50 (upper housing 50A) at a plurality of peripheral portions (three locations in FIG. 4), when the heat dissipation plate 56 is thermally expanded, arrows and broken lines in FIG. As shown by exaggeration, the central part is deformed in a convex shape so as to be lifted. That is, when the surface of the heat sink 56 before deformation is made into the XY plane, the central portion of the heat sink 56 is displaced in the Z direction due to thermal expansion deformation.

しかし、放熱板５６の中央部から外れた箇所では、放熱板５６の熱膨張変形によってＺ方向の変位成分だけでなく、Ｘ方向及びＹ方向の変位成分も生じる。仮に、放熱部材５４が放熱板５６の中央部から外れた箇所に固着されていると、放熱板５６の熱膨張変形に伴って、放熱部材５４にもＸ方向及びＹ方向の変位成分が生ずる。図３の断面図から分かるように、ポリゴンモーター軸５１１の軸受を構成する放熱部材５４及び熱伝導部材５５がＸ方向又はＹ方向に変位すると、ポリゴンモーター軸５１１が傾くことになる。わずかな傾きであっても、ポリゴンモーター軸５１１が傾くと、それに直結されたポリゴンミラー４４の反射面も傾くので、図２から分かるように、光ビームによる走査の位置精度が悪くなる。具体的には副走査方向にずれが生じる。 However, not only the displacement component in the Z direction but also displacement components in the X direction and the Y direction are generated due to the thermal expansion deformation of the heat dissipation plate 56 at a location out of the central portion of the heat dissipation plate 56. If the heat dissipation member 54 is fixed to a position away from the central portion of the heat dissipation plate 56, displacement components in the X direction and Y direction also occur in the heat dissipation member 54 as the heat dissipation plate 56 thermally expands and deforms. As can be seen from the cross-sectional view of FIG. 3, when the heat dissipating member 54 and the heat conducting member 55 constituting the bearing of the polygon motor shaft 511 are displaced in the X direction or the Y direction, the polygon motor shaft 511 is inclined. Even if the inclination is slight, when the polygon motor shaft 511 is inclined, the reflection surface of the polygon mirror 44 directly connected thereto is also inclined, so that the positional accuracy of the scanning with the light beam is deteriorated as can be seen from FIG. Specifically, a shift occurs in the sub-scanning direction.

本実施形態の走査光学装置１９では、放熱部材５４が放熱板５６の中央部、つまり熱膨張変形によってＺ方向にのみ変位する位置に固着されているので、ポリゴンモーター軸５１１からの熱伝導によって放熱板５６が熱膨張変形しても、ポリゴンモーター軸５１１が傾くことはなく、光ビームによる走査の位置精度が維持される。 In the scanning optical device 19 of the present embodiment, the heat radiating member 54 is fixed at the central portion of the heat radiating plate 56, that is, at a position displaced only in the Z direction by thermal expansion deformation. Even if the plate 56 is thermally expanded and deformed, the polygon motor shaft 511 is not inclined, and the positional accuracy of the scanning by the light beam is maintained.

上記のように、放熱板５６の中央部が、熱膨張変形によってＺ方向にのみ変位する位置となるのは、図４に示したように、放熱板５６の外周部におけるハウジング５０への複数（３箇所）の固定点（ネジ５７の位置）が中心（ポリゴンモーター軸５１１）から等距離であり、かつ、均等角度間隔（θ＝１２０度）で配置されているからである。もちろん、放熱板５６の厚みや密度が均一であることが前提である。これらの固定点は、放熱板５６が熱膨張して凸面状に変形するときにＺ方向への変位が略ゼロである節点に相当する。 As described above, the central portion of the heat sink 56 is displaced only in the Z direction by thermal expansion deformation, as shown in FIG. This is because the three fixed points (positions of the screws 57) are equidistant from the center (polygon motor shaft 511) and arranged at equal angular intervals (θ = 120 degrees). Of course, it is premised that the thickness and density of the heat sink 56 are uniform. These fixing points correspond to nodes at which the displacement in the Z direction is substantially zero when the heat dissipation plate 56 thermally expands and deforms in a convex shape.

上記の節点は、放熱板５６の外周部におけるハウジング５０への固定点に限るわけではなく、例えば、固定点の近傍に放熱板５６の屈曲部が形成されている場合は、その屈曲部が節点となる。そのような場合を第１変形例として図５及び図６に示す。図５は、第１変形例における走査光学装置の部分展開断面図であり、図６は第１変形例における放熱板の平面図である。 The above-mentioned nodal point is not limited to the fixing point to the housing 50 in the outer peripheral part of the heat sink 56. For example, when the bending part of the heat sink 56 is formed near the fixing point, the bending part is nodal point It becomes. Such a case is shown in FIGS. 5 and 6 as a first modification. FIG. 5 is a partially developed cross-sectional view of the scanning optical device in the first modification, and FIG. 6 is a plan view of a heat sink in the first modification.

第１変形例では、放熱板５６の外周部３箇所にハウジング５０への固定のための断面Ｌ字状の脚部５６１が形成され、各脚部がネジ５７を用いて上ハウジング５０Ａに固定されている。この場合に、ポリゴンモーター軸５１１からの熱伝導によって放熱板５６が熱膨張すると、放熱板５６は、図５に矢印及び破線で示すように、各脚部５６１と円板状の本体部との境の屈曲部５６２を節点として凸面状に変形する。この場合も、図６に示す３箇所の節点（屈曲部）５６２と放熱板５６の中心（ポリゴンモーター軸５１１）との位置関係は図４に示した位置関係と実質的に同じであり、図５に示すように、ポリゴンモーター軸５１１の軸受を構成する放熱部材５４は、放熱板５６の熱膨張変形によってＺ方向にのみ変位する位置に固着されている。 In the first modification, leg portions 561 having an L-shaped cross section for fixing to the housing 50 are formed at three positions on the outer peripheral portion of the heat sink 56, and each leg portion is fixed to the upper housing 50A using a screw 57. ing. In this case, when the heat dissipation plate 56 is thermally expanded by heat conduction from the polygon motor shaft 511, the heat dissipation plate 56 is formed of the leg portions 561 and the disk-like main portion as shown by the arrows and broken lines in FIG. The bent portion 562 of the boundary is deformed in a convex shape as a node. Also in this case, the positional relationship between the three nodal points (bent portions) 562 shown in FIG. 6 and the center (polygon motor shaft 511) of the heat sink 56 is substantially the same as the positional relationship shown in FIG. As shown in FIG. 5, the heat dissipation member 54 constituting the bearing of the polygon motor shaft 511 is fixed at a position displaced only in the Z direction by thermal expansion deformation of the heat dissipation plate 56.

次に、本実施形態の第２変形例を図７及び図８に示す。図７は、第２変形例における走査光学装置の部分展開断面図であり、図８は第２変形例における放熱板の平面図である。第２変形例では、放熱板５６の外周部３箇所のうちの２箇所にハウジング５０への固定のための断面Ｌ字状の脚部５６１と屈曲部５６２が形成され、残り１箇所にはそれらが形成されず、円板状の本体部の外周部がネジ５７を用いて直接上ハウジング５０Ａに固定されている。この場合は、屈曲部５６２が形成された２箇所については屈曲部５６２が節点となり、屈曲部が形成されていない１箇所は、ネジ５７による固定点が節点となって、放熱板５６は、図７に矢印及び破線で示すように凸面状に変形する。 Next, the 2nd modification of this embodiment is shown in FIG.7 and FIG.8. FIG. 7 is a partially developed cross-sectional view of the scanning optical device in the second modification, and FIG. 8 is a plan view of a heat sink in the second modification. In the second modification, leg portions 561 having a L-shaped cross section and a bent portion 562 for fixing to the housing 50 are formed at two of three outer peripheral portions of the heat dissipation plate 56, and the remaining portions thereof are Is not formed, and the outer peripheral portion of the disk-like main body portion is directly fixed to the upper housing 50A using a screw 57. In this case, the bending portion 562 becomes a node at two places where the bending portion 562 is formed, and at one place where the bending portion is not formed, the fixing point by the screw 57 becomes a node, and the heat sink 56 is shown in FIG. It deforms into a convex shape as shown by the arrows and broken lines in FIG.

この場合も、図８に示すように、３箇所の節点（屈曲部５６２及び固定点５７）と放熱板５６の中心（ポリゴンモーター軸５１１）との位置関係は図４に示した位置関係と実質的に同じであり、図７に示すように、ポリゴンモーター軸５１１の軸受を構成する放熱部材５４は、放熱板５６の熱膨張変形によってＺ方向にのみ変位する位置に固着されている。 Also in this case, as shown in FIG. 8, the positional relationship between the three nodal points (bent portion 562 and fixed point 57) and the center (polygon motor shaft 511) of the heat sink 56 is substantially the same as the positional relationship shown in FIG. The heat radiation member 54 constituting the bearing of the polygon motor shaft 511 is fixed at a position displaced only in the Z direction by the thermal expansion deformation of the heat radiation plate 56, as shown in FIG.

なお、別の変形例として、放熱板５６の外周部３箇所のうちの１箇所にハウジング５０への固定のための断面Ｌ字状の脚部５６１と屈曲部５６２が形成され、残り２箇所にはそれらが形成されていない構成も可能である。この場合は、１箇所の屈曲部と２箇所の固定点５７で３箇所の節点が構成されることになり、３箇所の節点と放熱板５６の中心（ポリゴンモーター軸５１１）との位置関係等は上記と同様にすることができる。 As another modification, a leg portion 561 having a L-shaped cross section and a bent portion 562 for fixing to the housing 50 are formed at one of three places on the outer peripheral portion of the heat dissipation plate 56, and the remaining two places are formed. It is also possible that they are not formed. In this case, one bending portion and two fixing points 57 constitute three nodes, and the positional relationship between the three nodes and the center of the heat sink 56 (polygon motor shaft 511), etc. Can be similar to the above.

また、上記の実施形態及び各変形例において、放熱板５６の外周部に設けられる節点の数は３箇所に限らず、２箇所でもよいし、４箇所以上でもよい。要は、複数の節点がポリゴンモーター軸５１１（放熱部材５４の固着点）の中心に対して同心円状に、かつ、均等角度間隔で配置されていればよい。また、第２変形例では複数の節点のうちの一部（任意の数）が屈曲部で、他が固定点であればよい。言い換えれば、複数の固定点のうちの一部（任意の数）の近傍に屈曲部が形成され、他の固定点には形成されていない構成であればよい。 Further, in the above embodiment and each modification, the number of the nodes provided on the outer peripheral portion of the heat sink 56 is not limited to three, but may be two or four or more. The point is that a plurality of the nodes should be arranged concentrically and at equal angular intervals with respect to the center of the polygon motor shaft 511 (the fixing point of the heat dissipation member 54). Further, in the second modification, it is sufficient if some (arbitrary number) of the plurality of nodes are bending portions and the other is a fixed point. In other words, any configuration may be employed as long as the bending portion is formed in the vicinity of a part (arbitrary number) of the plurality of fixing points and is not formed at the other fixing points.

以上に本発明の実施形態とその変形例について説明したが、各部材や部分の形状、材質、構造等は図面を参照しながら説明した具体的なものに限定されるわけではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the embodiments of the present invention and the modifications thereof have been described above, the shapes, materials, structures, and the like of the respective members and portions are not limited to the specific ones described with reference to the drawings. Various changes can be made within the scope of the present invention.

１３感光体ドラム（被走査面）
１９露光装置（走査光学装置）
４１光源
４４ポリゴンミラー（偏向装置）
４５走査レンズ（走査光学系）
５０ハウジング
５１ポリゴンモーター
５１１ポリゴンモーター軸
５４放熱部材
５５熱伝導部材
５６放熱板
５６２屈曲部
５７ネジ（固定点）
13 Photosensitive drum (Scanned surface)
19 Exposure device (scanning optical device)
41 light source 44 polygon mirror (deflection device)
45 Scanning lens (scanning optical system)
Reference Signs List 50 housing 51 polygon motor 511 polygon motor shaft 54 heat dissipation member 55 heat conduction member 56 heat dissipation plate 562 bent portion 57 screw (fixed point)

Claims

ポリゴンモーターの軸に直結されたポリゴンミラーによって光源からの光ビームを偏向する偏向装置と、
前記偏向装置からの光ビームを被走査面に導くレンズを含む走査光学系とを備え、
前記ポリゴンモーターの熱が、ポリゴンモーター軸の軸受となる熱伝導部材及び放熱部材を介して放熱板に伝導され、放熱板から外部に放熱されるように構成された走査光学装置であって、
前記放熱板は外周部の複数箇所でハウジングに固定され、前記放熱板が熱膨張して凸面状に変形するときに、変形前の放熱板の表面をＸＹ平面としたとき熱膨張変形によってＺ方向にのみ変位する位置の近傍において、前記放熱部材が前記放熱板に固定されていることを特徴とする走査光学装置。 A deflector for deflecting a light beam from a light source by a polygon mirror directly connected to an axis of a polygon motor;
A scanning optical system including a lens for guiding a light beam from the deflection device to a surface to be scanned;
The scanning optical device is configured such that the heat of the polygon motor is conducted to the heat dissipation plate through the heat conducting member and the heat dissipation member which become the bearing of the polygon motor shaft, and the heat is dissipated to the outside from the heat dissipation plate.
The heat dissipating plate is fixed to the housing at a plurality of locations on the outer peripheral portion, and when the surface of the heat dissipating plate before deformation is made into the XY plane when the heat dissipating plate thermally expands and deforms in a convex shape, the Z direction 3. The scanning optical device according to claim 1, wherein the heat dissipating member is fixed to the heat dissipating plate in the vicinity of a position displaced only by the light emitting element.

前記放熱板が熱膨張して凸面状に変形するときにＺ方向への変位が略ゼロである節点が複数設けられ、前記複数の節点が前記ポリゴンモーター軸に対して同心円状に、かつ、均等角度間隔で配置されていることを特徴とする
請求項１に記載の走査光学装置。 There are provided a plurality of nodes whose displacement in the Z direction is substantially zero when the heat dissipation plate is thermally expanded and deformed in a convex shape, and the plurality of nodes are concentrically and equally to the axis of the polygon motor The scanning optical device according to claim 1, wherein the scanning optical device is arranged at angular intervals.

前記複数の節点は、前記放熱板の外周部における前記ハウジングへの複数の固定点であることを特徴とする
請求項２に記載の走査光学装置。 The scanning optical device according to claim 2, wherein the plurality of nodal points are a plurality of fixing points on the outer peripheral portion of the heat sink to the housing.

前記放熱板の外周部において、前記ハウジングへの複数の固定点の近傍に複数の屈曲部が形成され、前記複数の節点が前記複数の屈曲部に位置することを特徴とする
請求項２に記載の走査光学装置。 A plurality of bending portions are formed in the vicinity of a plurality of fixing points to the housing in the outer peripheral portion of the heat sink, and the plurality of nodes are positioned in the plurality of bending portions. Scanning optics.

前記放熱板の外周部における前記ハウジングへの複数の固定点のうち、一部の固定点の近傍に屈曲部が形成され、前記屈曲部が形成された固定点の近傍の前記屈曲部と、近傍に屈曲部が形成されていない固定点とが前記複数の節点を構成することを特徴とする
請求項２に記載の走査光学装置。
Among the plurality of fixing points on the outer peripheral portion of the heat sink, a bending portion is formed in the vicinity of a part of the fixing points, and the vicinity of the bending portion in the vicinity of the fixing point on which the bending portion is formed The scanning optical device according to claim 2, wherein a fixed point where a bending portion is not formed in each of the two constitutes a plurality of nodal points.