JP6834342B2 - 光ビーム走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
光ビーム走査装置には、例えば、半導体レーザーなどの光源から出射された光ビームを、ポリゴンモーターにより回転されるポリゴンミラーの偏向面に入射させて一定の走査角の範囲で偏向させ、偏向後の光ビームを走査レンズにより感光体ドラム周面に集光して、主走査方向に露光走査する構成のものがある。この光ビーム走査装置では、その筐体の底面にポリゴンモーターや走査レンズを直接、配置する構成が一般的である。
ところが、ポリゴンモーターの回転数を上げると、ポリゴンモーターの発熱量が増大して、その熱が筐体を介して走査レンズに伝わり、走査レンズが熱変形を起こし易くなる。
走査レンズが熱変形すると、その変形前後で、走査レンズを通過後の光ビームが感光体ドラムに照射する位置が本来の位置からずれたり感光体ドラムへの照射光量が変化したりして画質劣化に繋がるおそれがある。
さらに、前記貫通孔または溝は、当該貫通孔または溝の長手方向中央部の方が両端部よりも前記モーター部からの距離が近くなるような形状であるとしても良い。
また、前記モーター部は、前記ポリゴンミラーに回転駆動力を与えるモーターを有し、前記貫通孔または溝は、前記モーターの回転軸を通り且つ当該貫通孔または溝の長手方向中央を通る仮想平面に対して対称な形状であるとしても良い。
また、前記保持部材は、板状部材であり、前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、前記固定部材は、前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続するとしても良い。
本発明の別の局面に係る光ビーム走査装置は、光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、金属製または樹脂製のベースと、前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、前記走査レンズを保持する保持部材と、前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する3個の固定部材と、を備え、前記保持部材は、板状部材であり、前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、前記3個の固定部材のそれぞれは、前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続し、前記ベースには、前記3個の固定部材のうち、前記モーター部からの距離が最も近い第1の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該第1の固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられ、前記第1の固定部材よりも前記モーター部からの距離が遠い第2と第3の固定部材に対しては前記貫通孔と溝のいずれも設けられておらず、前記光ビーム走査装置は、さらに、前記保持部材の第1の主面と前記走査レンズとの間に介在し、前記走査レンズが前記保持部材の第1の主面から離間した状態で当該保持部材と当該走査レンズとを接続する支持部材を有し、前記保持部材において、前記第1の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLa、前記第2の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb1、前記第3の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb2としたとき、La<Lb1且つLa<Lb2の関係を満たすことを特徴とする。
本発明のさらに別の局面に係る光ビーム走査装置は、光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、金属製または樹脂製のベースと、前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、前記走査レンズを保持する保持部材と、前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する4個の固定部材と、を備え、前記保持部材は、板状部材であり、前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、前記4個の固定部材のそれぞれは、前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続し、前記ベースには、前記4個の固定部材のうち、前記モーター部からの距離が近い第1と第2の固定部材のそれぞれに対して、当該固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられ、前記第1と第2の固定部材よりも前記モーター部からの距離が遠い第3と第4の固定部材に対しては前記貫通孔と溝のいずれも設けられておらず、前記光ビーム走査装置は、さらに、前記保持部材の第1の主面と前記走査レンズとの間に介在し、前記走査レンズが前記保持部材の第1の主面から離間した状態で当該保持部材と当該走査レンズとを接続する支持部材を有し、前記保持部材において、前記第1の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLa1、前記第2の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLa2、前記第3の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb1、前記第4の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb2としたとき、La1<Lb1且つLa1<Lb2且つLa2<Lb1且つLa2<Lb2の関係を満たすことを特徴とする。
本発明のさらに別の局面に係る光ビーム走査装置は、光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、金属製または樹脂製のベースと、前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、前記走査レンズを保持する保持部材と、前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する複数個の固定部材と、を備え、前記ベースには、少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、前記保持部材は、板状部材であり、前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、前記複数個の固定部材のそれぞれは、前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続し、前記光ビーム走査装置は、さらに、前記保持部材の第1の主面と前記走査レンズとの間に介在し、前記走査レンズが前記保持部材の第1の主面から離間した状態で当該保持部材と当該走査レンズとを接続する1個以上の支持部材を有し、前記走査レンズは、主走査方向に沿って長尺状であり、前記複数個の固定部材のうち2個の固定部材が主走査方向に直交し且つ前記走査レンズの長手方向中央の位置を通る仮想平面に対して対称な位置に配置されており、前記支持部材の数が1個の場合、当該支持部材が前記仮想平面を通る位置に存し、前記支持部材の数が複数個の場合、そのうち2個の支持部材が前記仮想平面に対して対称な位置に存することを特徴とする。
本発明のさらに別の局面に係る光ビーム走査装置は、光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、金属製または樹脂製のベースと、前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、前記走査レンズを保持する保持部材と、前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する1個以上の固定部材と、を備え、前記ベースには、少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、前記ベースは板状であり、前記固定部材が接続されている側の主面を第1面、当該第1面とは反対側の主面を第2面としたとき、前記少なくとも1個の固定部材に対し、前記ベースを挟んで当該固定部材と対向する当該ベースの第2面の領域にヒートシンクが設けられていることを特徴とする。
ここで、前記モーター部は、前記ポリゴンミラーに回転駆動力を与えるモーターを含み、前記ベースの平面視において、前記貫通孔または溝が細長形状であり、前記1個以上の固定部材には、前記貫通孔または溝と前記ヒートシンクとの両方が対応して設けられた特定の固定部材が含まれ、当該特定の固定部材に対応して設けられたヒートシンクを構成する複数枚の放熱フィンは、前記モーターの回転軸を通り且つ前記貫通孔または溝の長手方向中央を通る仮想平面に対して相互に平行であるとしても良い。
本発明のさらに別の局面に係る光ビーム走査装置は、光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、金属製または樹脂製のベースと、前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、前記走査レンズを保持する保持部材と、前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する1個以上の固定部材と、を備え、前記ベースには、少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、前記保持部材の線膨張率と前記ベースの線膨張率とが等しいことを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、感光体を光ビーム走査部により露光走査することにより当該感光体上に潜像を形成し、当該潜像を現像する画像形成装置であって、前記光ビーム走査部として、上記の光ビーム走査装置を備えることを特徴とする。
〔実施の形態1〕
<画像形成装置の概略構成>
図1は、プリンター1の構成を説明するための概略図である。
画像プロセス部3は、Y〜K色のそれぞれに対応する作像部30Y,30M,30C,30K、光走査ユニット10(光ビーム走査装置)、中間転写ベルト11などを備えている。
作像部30Yは、感光体ドラム31上にY色のトナー像を作像する。他の作像部30M〜30Kについても、作像部30Yと同様の構成になっており、同図では符号を省略している。
光走査ユニット10は、後述するようにY〜Kの各色用の光源としてのレーザーダイオードを備えており、フルカラー画像を形成する場合、制御部6からの駆動信号によりY〜K色の画像形成のためのレーザービームLY、LM、LC、LKを出射し、対応する作像部30Y〜30Kの感光体ドラム31の表面を主走査方向(紙面の法線方向)に露光走査させる。
各作像部30Y〜30Kにおける作像動作は、それぞれ所定時間分タイミングをずらして実行され、作像部30Y〜30Kごとに感光体ドラム31上に現像されたトナー像は、一次転写ローラー34による静電力により中間転写ベルト11上の同じ位置に順次多重転写され、フルカラーのトナー像が形成される。
給紙部4は、中間転写ベルト11上のトナー像の移動タイミングに合わせて記録シートSを二次転写位置46に向けて搬送し、二次転写ローラー45の作用により中間転写ベルト11上のフルカラーのトナー像が記録シートS上に二次転写される。
<光走査ユニットの構成>
図2(a)は、光走査ユニット10における主要部の構成を説明するための平面図であり、図2(b)は、図2(a)の正面図である。それぞれ内部構造が分かり易くなるように装置筐体100の天面または側面を取り除いた透視図で示している。なお、図2(b)では、図2(a)に示す光源部110を省略して描いている。図2(a)に示すX軸方向を主走査方向、Y軸方向を左右方向、図2(b)に示すZ軸方向を上下方向という。
装置筐体100は、アルミダイキャストからなり、光源部110、光偏向部120、走査レンズ群130、反射ミラー群140、保持板150を収容する。
半導体レーザー111Y、111Mおよび111Kは、レーザー光(光ビーム)の出射方向が共通であり、その方向に対して垂直な方向に等間隔で配置されている。一方、半導体レーザー111Cは、そのレーザー光の出射方向が他の半導体レーザー111Y、111M、111Kの出射方向と直交するように配置されている。
ミラー112、113、114は、半導体レーザー111Y、111M、111Kの各出射口の前に1枚ずつ、その出射口からのレーザー光LY、LMまたはLKのみが当たるように配置されている。
ポリゴンミラー121は、正多角柱(図2(a)の例では正6角柱)状の部材であり、いずれの側面も反射面(ミラー面)である。ポリゴンモーター122は、ポリゴンミラー121に回転駆動力を与えてその中心の回転軸123の回りに等速回転させるモーターであり、装置筐体100の底部を構成する板状のベース103にネジなどで取着されている。なお、本実施の形態では、ポリゴンモーター122の回転軸にポリゴンミラー121が固定されているので、ポリゴンミラー121の回転軸123がポリゴンモーター122の回転軸と同じになっている。
ポリゴンミラー121による偏向後の反射光RL、すなわちレーザー光LY、LM、LC、LKは、図2(b)に示すようにレーザー光LCが上下方向における最も高い位置を通過しており、さらに、レーザー光LK、LM、LYの順に、通過する上下方向における位置が次第に低くなっている。これは、ポリゴンミラー121の回転軸123と平行な反射面への各レーザー光LY、LM、LC、LKの入射角度がそれぞれ異なっているからである。
走査レンズ131〜133は、それぞれがX軸方向(主走査方向に相当)に沿って長尺状であり、台形状の保持板150の上面151(一方の主面)側に固定支持されている。
つまり、走査レンズ131〜133は、装置筐体100の底面101に直接、固定されておらず、凸部171〜173を介して底面101から離間している保持板150の上面151に固定される構成(二階建て構成)になっている。
走査レンズ131〜133は、主走査方向と副走査方向のそれぞれにパワーを持つものであり、通過するレーザー光LY〜LKを反射ミラー群140を介して、対応する感光体ドラム31の表面で結像させる。これにより、その表面の結像点が露光される。
図3は、装置筐体100と光偏向部120と保持板150と走査レンズ131〜133との位置関係を説明するための拡大平面図であり、説明に関係のない部材については省略されている。また、図4は、図3に示すB−B線における矢視断面図であり、図5は、図3において保持板150を取り外した状態を示す拡大平面図である。
図6(a)は、3枚の走査レンズがベース上に直に固定される構成において熱変形が生じた場合の光学性能を数値の大小で示した図であり、図6(b)は、3枚の走査レンズが1枚の保持板上に固定される構成において保持板に熱変形が生じた場合の光学性能を数値の大小で示した図である。
X移動とは光学レンズの光軸に平行な方向の移動に相当し、Y移動とは主走査方向に平行な方向の移動に相当し、Z移動とは副走査方向に平行な方向の移動に相当する。X回転とは光学レンズの光軸を中心とした回転に相当し、Y回転とは主走査方向に平行な軸を中心とした回転に相当し、Z回転とは副走査方向に平行な軸を中心とした回転に相当する。
シフトとは、被走査面上での主走査方向の一方端から他方端までの間の各位置における像のピントの位置が全体的に基準位置からα方向にずれている場合のそのずれ量を示す。α方向とは、副走査方向または主走査方向である。傾きとは、被走査面上での主走査方向中央部における像のピントの位置と本来の基準位置とのα方向のずれ量と主走査方向端部における像のピントの位置と本来の基準位置とのα方向のずれ量との差を示す。湾曲とは、被走査面上での主走査方向の一方端から他方端までの間の各位置における像のピントの位置を線状に連結したときにα方向に凸状に湾曲している場合のその湾曲の程度を示す。
一方、副位置とは、ポリゴンミラーから走査レンズを介して被走査面に照射されるレーザー光の被走査面上における副走査方向の照射位置を示し、主位置とは、被走査面上における主走査方向の照射位置を示す。
図6(b)に示す光学レンズ1〜3に対する光学性能の数値を見ると、図6(a)に対して大幅に数値(絶対値)が小さくなっていることが判る。これは、光学レンズ1〜3が個別に動かず、一体的に同時に動くことにより、図6(a)のように一つの光学レンズと他の2つの光学レンズとのずれ量が大きくなることがなく、各光学レンズにおいてレーザー光の通過位置が本来の位置から大きく変位することがないからと考えられる。
図3に戻って、B−B線のうち走査レンズ131〜133をY軸方向に通り抜ける線分185は、走査レンズ131〜133のそれぞれの長手方向(X軸:主走査方向)の中央位置(レンズ中心)を通る直線に相当する。この直線を光軸線といい、X軸(主走査方向)に直交し且つレンズ中心(光軸線)を通る仮想平面を副走査断面という。3個の凸部171〜173は、凸部171の中心(後述の仮想中心軸171aに相当)が副走査断面とX軸方向の位置が同じになり、凸部172、173の中心が副走査断面に対してX軸方向に対称になるような位置関係を有している。
具体的には例えば、保持板150の上面151に設けられた凸状の受け部191a、191bが副走査断面に対して対称な位置に存する場合、回転中のポリゴンモーター122から発せられ、装置筐体100の底面101に伝わった熱が凸部171を通って保持板150に流れ、受け部191a、191bを通って走査レンズ131に至る場面を想定する。この場面で、凸部171のX軸方向の位置が図3において仮に副走査断面よりも左側にずれていれば、走査レンズ131を支持する受け部191aの方が受け部191bよりもその凸部171に近くなる。
この温度差により走査レンズ131の一方端側と他方端側とで膨張量の差が大きくなると、一方端側と他方端側とで屈折率等に差が生じ易くなる。これにより、例えば走査レンズ131の一方端側を通過したレーザー光の感光体ドラム31上への照射位置と、走査レンズ131の他方端側を通過したレーザー光の感光体ドラム31上への照射位置とが副走査方向に大きくずれることが生じれば、感光体ドラム31上を露光走査される1本の主走査ラインが主走査方向に平行な方向に対して傾く走査線傾きが発生してしまう。
これに対し、上記の対称な位置関係をとれば、保持部材150上において、受け部191a、191bのそれぞれから凸部171までの距離が略同じになるので、凸部171から保持部材150を通って、受け部191aを介して走査レンズ131に伝わる熱量と受け部191bを介して走査レンズ131に伝わる熱量とが略同じになり、走査レンズ131の長手方向一方端側と他方端側とで温度差が生じ難くなる。これにより、上記の走査線傾きの発生が抑制される。
図7は、図5に示す矢印Dで示す方向から凸部171と透孔161を見たときの概略斜視図である。図7において透孔161の輪郭を構成する円弧状の内周側部分(円弧曲線)161aと外周側部分(円弧曲線)161bは、その円弧の中心が円柱状の凸部171の仮想中心軸171aに位置している。この位置関係を同心の関係という。同心の関係にあるのは、他の凸部172と透孔162の組、凸部173と透孔163の組について同様である。このような同心の関係としたのは、透孔を設けることによるベース103の強度低下を抑制するためである。
凸部171〜173は、装置筐体100の底面101と保持板150の下面152との間に介在し、保持板150をベース103から上方に離間した状態で支持する。これにより、ベース103の熱は、直接には凸部171〜173からのみ保持板150に伝わり、その後、保持板150を通って走査レンズ131〜133に至るようになる。
このように本実施の形態では、(a)走査レンズ131〜133を保持する保持板150を装置筐体100とは別に設け、(b)装置筐体100の底面101と保持板150の下面152との間に柱状の凸部171〜173を介在させることにより、ベース103から保持板150を離間させて、走査レンズ131〜133がベース103に直に接触しないようにし、(c)ベース103においてポリゴンモーター122と凸部171〜173の間の位置であり、その凸部の周辺に透孔161〜163を設ける構成としている。
図8(a)は、透孔の形状をコの字状とした構成例を示す概略平面図であり、図8(b)は、透孔の形状をV字状とした構成例を示す概略平面図である。
図8(a)は、1個の凸部173に対応する1個の透孔164aだけを示しており、図8(b)は、1個の凸部173に対応する1個の透孔164bだけを示している。他の凸部171、172に対応するそれぞれの透孔についても透孔164aまたは164bと同様の形状とすることができる。
図9は、ある光走査ユニットをモデルにしてシミュレーションで温度分布を求めた図であり、温度分布を示す濃淡のうち濃い部分ほど温度が高いことを示しており、最も濃い部分の中央部に熱源であるポリゴンモーターが配置されているものとする。
透孔167の形状を単純孔とした場合、円弧状やコの字状よりも凸部171の温度が低くはなっていないが、透孔を設けていない場合に比べると凸部171の温度が少し低くなっていることが判る。
なお、上記では透孔161〜163の形状を凸部171〜173の仮想中心軸171a〜173aを中心に180°の中心角を有する半円弧形状とした構成例を説明したが、これに限られず、例えば中心角が90°や120°などの円弧状とすることもできる。中心角が180°を超えると、凸部が設けられているベース103の形成部位を中心にその周囲の1周のうち半周よりも多くの範囲が透孔の開けられた部分になって、その形成部位の強度が低下し易くなるおそれがある。このため180°以下が望ましい。
さらに、凸部171〜173と透孔161〜163のうち、対応する凸部と透孔が近づきすぎると、凸部周辺のベース103の強度低下のおそれがある。一方、遠すぎると、ポリゴンミラー121から凸部171〜173に向かう熱を迂回させる、つまり熱伝達経路を長くとるという効果が低減し、熱が凸部171〜173に回り込み易くなる。このため、装置構成に応じて、透孔の円周方向に沿った長さや幅の大きさなどが予め決められる。
〔実施の形態2〕
上記実施の形態1では、装置筐体100のベース103に3個の透孔161〜163を設ける構成例を説明したが、実施の形態2では、透孔が1個だけ設けられているとしており、この点が実施の形態1と異なっている。以下、説明の重複を避けるため、実施の形態1と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
この構成は、3個の凸部171〜173のうち、ポリゴンモーター122からの距離が近い側の凸部171を第1グループ、これよりもポリゴンモーター122からの距離が遠い側の凸部172、173を第2グループに分けたとき、第1グループに属する凸部171に対応する透孔161のみを設ける構成と捉えることができる。
すなわち、装置構成によっては、ポリゴンモーター122からの距離が最も近い凸部171についてはポリゴンモーター122の熱の伝達により温度が上昇し易いが、凸部171よりもポリゴンモーター122からの距離が遠い凸部172、173については、走査レンズの熱変形が生じる温度まで上昇しない場合があり得る。このような場合、凸部172、173に対応する透孔を設けないことにより、ベース103の強度低下を最小限に止めることができるからである。
また、保持板150上において、走査レンズ131に対する受け部191aから凸部172までの距離が受け部191aから凸部171までの距離よりも長くなり、受け部191bから凸部173までの距離が受け部191bから凸部171までの距離よりも長くなる構成が望ましい。
ポリゴンモーター122からベース103、凸部171〜173、保持板150を介して走査レンズ131〜133に伝わる熱量がより抑制されるように、装置構成ごとにポリゴンモーター122の熱による凸部171〜173の昇温温度の大きさに応じて距離La、Lb1などの大小関係を予め決めることができる。
〔実施の形態3〕
上記実施の形態1では、装置筐体100のベース103に3個の凸部を設けて保持板150を3点支持し、且つ3個の透孔を設ける構成例を説明したが、実施の形態3では、4個の凸部を設けて保持板150を4点支持し、且つ2個の透孔を設ける構成としており、この点が実施の形態1と異なっている。
同図に示すように台形状の保持板150は、その4個の頂点のそれぞれの内側近辺の部分がベース103に設けられた凸部171〜174により固定支持されている。そして、凸部171〜174のうち、ポリゴンモーター122からの距離が近い2個の凸部171、174に対応する透孔165、166がベース103に設けられ、凸部171、174よりもポリゴンモーター122からの距離が遠い2つの凸部172、173に対応する透孔が設けられていない。
ベース103を平面視したときの透孔165、166のそれぞれの形状は、実施の形態1の図3に示す透孔161〜163と同様の半円弧状になっている。さらに、透孔165の形状は、ポリゴンミラー121の回転軸123と凸部171の仮想中心軸とを通る仮想平面186(同図では一点鎖線で示す。)に対して面対称となる形状になっている。透孔166の形状も、ポリゴンミラー121の回転軸123と凸部174の仮想中心軸とを通る仮想平面187(同図では一点鎖線で示す。)に対して面対称の形状になっている。
上記実施の形態2と同様に装置構成によっては、凸部171、174に対応する透孔165、166を設けたことにより、凸部171、174の温度が他の凸部172、173の温度よりも低下する場合があり得る。
なお、上記では複数個の凸部171〜174のうち、ポリゴンモーター122からの距離が近い側の凸部171、174を第1グループ、これらよりもポリゴンモーター122からの距離が遠い側の凸部172、173を第2グループに分けたとき、第1グループに属する凸部171、174にのみそれぞれ対応する透孔165、166を設ける構成例を説明したが、これに限られない。例えば、装置構成によって凸部174への伝熱が少ないような場合には、凸部171に対応する透孔165のみを設ける構成とすることもできる。実施の形態1〜3において複数個の凸部のうち少なくとも一つの凸部について当該凸部ごとに透孔を対応して設ける構成をとることができる。
〔実施の形態4〕
本実施の形態4では、装置筐体100のベース103の下面に熱放熱用のヒートシンクを設ける構成をとっている。
ヒートシンク201〜203は、凸部171〜173と同様に装置筐体100のアルミダイキャストの製造時にベース103に一体成型される。
放熱フィン211〜213のそれぞれは、板状であり同じ大きさの長方形状になっており、仮想平面181(図5に示す仮想平面181と同じもの)に対して相互に平行な姿勢(下面102に対して直交する姿勢)で配置される。放熱フィン212は、仮想平面181を通る位置に位置し、放熱フィン211、213は、図14の拡大図に示すように放熱フィン212を挟んでそれぞれ矢印Qで示す方向(仮想平面181に直交する方向)に等間隔をあけて対向配置される位置関係になっている。
具体的には、自由端を有する領域221と自由に動くことのない固定側の領域222とを放熱フィン211〜213のそれぞれが跨る構成にすることで、放熱フィン211〜213が自由端側の領域221を補強する補強部材を兼用するようになる。これにより放熱フィンがない構成に比べて、放熱効果を得つつベース103上の領域221の強度を高めることができる。なお、放熱フィン211〜213の全てが上記の跨る構成にすることに限られず、例えば1枚のみなど装置構成に応じて少なくとも1枚の放熱フィンが跨る構成とすることもできる。
ベース103上の領域221は、ベース103の底面101側において保持板150を支持する凸部171(破線)が設けられる領域でもあるので、強度がより高い方が望ましい。例えば、ジョブ実行中に画像形成装置内における感光体ドラム31の回転駆動用のモーターやシート搬送用のローラーなどの各部材の振動が装置筐体100に伝わってきても、ベース103が高強度であれば、その振動がベース103から保持板150を介して走査レンズに伝わり難くなり、その振動の多くが走査レンズに伝わることにより上記の走査線傾きなどが生じるといったことを抑制できる。
このようにベース103の下面102にヒートシンク201〜203を設けることにより、ポリゴンモーター122からベース103を通って凸部171〜173に至った熱をその下面102側から空間に逃がして放熱をより促進しつつ、ベース103の強度補強を図ることができる。
例えば、放熱フィンの枚数が偶数枚の場合は、仮想平面181を挟んで一方側と他方側とで同じ枚数に分けられ且つ仮想平面181から数えて同じ番号になるもの同士が仮想平面181からの距離が等しくなるような位置関係に配置する構成とすることができる。
さらに、放熱フィンの形状も長方形状に限られることはなく、他の形状、例えば正方形状や円弧状などとすることもできる。また、複数枚の放熱フィンが相互に平行になるように配置するとしたが、これに限られず、例えば相互に非平行になるような配置とすることもできる。
さらに、ヒートシンクごとにその放熱フィンの枚数、形状、大きさ、材料などを異ならせることもできる。具体的には、例えば1枚または2枚の放熱フィンでベース103の強度補強が可能であれば、ベース103に設けられた凸部171〜173のうち、ポリゴンモーター122からの距離が最も近い凸部171に対応するヒートシンク201については3枚の放熱フィン211〜213を設け、他の凸部172、173に対応するヒートシンク202、203については、1枚または2枚の放熱フィンのみを設ける構成をとることもできる。
一方で、ポリゴンモーター122からの距離が遠い凸部172、173については、凸部171よりも温度上昇が少なく、放熱フィンを3枚も設けなくても温度上昇を抑制できる場合があり得る。このような場合、1枚または2枚の放熱フィンのみを設け、ベース103の強度補強を行いつつ温度上昇も抑制することができる。最低限必要な枚数の放熱フィンのみを設けることにより、放熱フィンの形成材料を節約できる。このように凸部172、173に対応するヒートシンク202、203については、凸部171に対応するヒートシンク201よりも放熱フィンの枚数を少なくすることができる。
また、上記ではベース103に設けられた凸部171〜173のそれぞれに対応してヒートシンク201〜203を設ける構成例を説明したが、これに限られない。
〔変形例〕
以上、本発明に係る光ビーム走査装置の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、例えば、以下のような変形例が考えられる。
例えば、装置筐体100のベース103の厚みが厚い場合には、貫通孔に代えて溝(有底のもの)を設ける構成とすることもできる。溝の窪みが空間になるので溝も貫通孔と同様に熱を迂回させる機能を有するからである。装置筐体100の底面101を平面視したときの溝の形状は、上記の透孔161などと同様とすることができる。
また、保持板150を台形状としたが、この形状に限られず、例えば長方形状や楕円状などの形状とすることもできる。
(4)上記実施の形態では、ポリゴンミラー121により偏向された後のレーザー光(光ビーム)を集光して感光体ドラム31(被走査対象)に結像させるレンズ手段として、3本の走査レンズ131〜133を用いる構成例を説明したが、走査レンズの数はこれに限られない。1本または複数本の走査レンズをレンズ手段に用いることができる。
また、走査レンズ131〜133を保持する保持部材として保持板150を用いる構成例を説明したが、これに限られない。板状部材の上面に走査レンズを載置して保持する構成に代えて、例えば走査レンズの長手方向両端部のそれぞれを下側から受け止めて保持する受け部を保持部材として用いることもできる。この受け部を用いる場合、受け部がベース103に設けられた凸部に固定され、走査レンズがベース103から離間した状態で保持される。
また、ベース103と保持板150のそれぞれに凸部を設け、それぞれの凸部の頂部を接着などで固定する構成をとることもできる。さらに、ベース103と保持板150とは別に、円柱状や角柱状などの柱状の部材を固定部材として用い、その柱状の部材をベース103と保持板150のそれぞれに接続して固定する構成をとることもできる。
(8)上記実施の形態では、光ビーム走査装置をタンデム型カラープリンターに適用した場合の構成例を説明したが、これに限られない。光源から発せられた光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向走査し、偏向後の光ビームを走査レンズにより感光体ドラムや感光体ベルトなどの被走査体の被走査面上に集光させる構成の画像形成装置であれば、例えば複写機、ファクシミリ装置、MFP(Multiple Function Peripheral)等に適用できる。
10 光走査ユニット
31 感光体ドラム
33 現像部
100 装置筐体
101 ベースの上面(底面)
102 ベースの下面
103 ベース
111Y、111M、111C、111K 半導体レーザー
120 光偏向部
121 ポリゴンミラー
122 ポリゴンモーター
123 回転軸
131、132、133 走査レンズ
150 保持板
151 保持板の上面
152 保持板の下面
161、162、163、164a、164b、165、166、167 透孔
161a 内側輪郭部分
161b 外側輪郭部分
171、172、173、174 凸部
171a、172a、173a 凸部の中心
181、182、183、186、187 仮想平面
185 走査レンズの光軸線
191a、191b、192、193 受け部
201、202、203 ヒートシンク
211、212、213 放熱フィン
221 ベース上における貫通孔周辺領域
222 外側領域
Claims (21)
- 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
保持板と、
前記保持板の第1の主面と前記走査レンズの間に介在し、前記走査レンズが前記保持板の第1の主面から離間した状態で当該保持板と当該走査レンズとを接続する支持部材と、
前記ベースと前記保持板の第2の主面との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持板とを接続する1個以上の固定部材と、
を備え、
前記ベースには、
少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、
前記保持板を平面視したとき、前記保持板において前記各固定部材と接続されている部位と前記支持部材と接続されている部位とが離間していることを特徴とする光ビーム走査装置。 - 前記固定部材が複数個であり、
前記複数個の固定部材を、前記モーター部からの距離が近い1個以上の固定部材からなる第1グループと、当該第1グループに属する固定部材よりも前記モーター部からの距離が遠い1個以上の別の固定部材からなる第2グループの2つに分けたとき、
前記第1グループに属する固定部材のそれぞれに対してのみ前記貫通孔または溝が対応して設けられ、前記第2グループに属する固定部材に対しては前記貫通孔と溝のいずれも設けられていないことを特徴とする請求項1に記載の光ビーム走査装置。 - 前記固定部材の数が3個であり、
前記モーター部からの距離が最も近い第1の固定部材が前記第1グループに属し、他の第2と第3の固定部材が前記第2グループに属することを特徴とする請求項2に記載の光ビーム走査装置。 - 前記固定部材の数が4個であり、
前記モーター部からの距離が近い第1と第2の固定部材が前記第1グループに属し、他の第3と第4の固定部材が前記第2グループに属することを特徴とする請求項2に記載の光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する3個の固定部材と、
を備え、
前記保持部材は、板状部材であり、
前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、
前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、
前記3個の固定部材のそれぞれは、
前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続し、
前記ベースには、
前記3個の固定部材のうち、前記モーター部からの距離が最も近い第1の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該第1の固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられ、前記第1の固定部材よりも前記モーター部からの距離が遠い第2と第3の固定部材に対しては前記貫通孔と溝のいずれも設けられておらず、
前記光ビーム走査装置は、さらに、前記保持部材の第1の主面と前記走査レンズとの間に介在し、前記走査レンズが前記保持部材の第1の主面から離間した状態で当該保持部材と当該走査レンズとを接続する支持部材を有し、
前記保持部材において、前記第1の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLa、前記第2の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb1、前記第3の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb2としたとき、La<Lb1且つLa<Lb2の関係を満たすことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する4個の固定部材と、
を備え、
前記保持部材は、板状部材であり、
前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、
前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、
前記4個の固定部材のそれぞれは、
前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続し、
前記ベースには、
前記4個の固定部材のうち、前記モーター部からの距離が近い第1と第2の固定部材のそれぞれに対して、当該固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられ、前記第1と第2の固定部材よりも前記モーター部からの距離が遠い第3と第4の固定部材に対しては前記貫通孔と溝のいずれも設けられておらず、
前記光ビーム走査装置は、さらに、前記保持部材の第1の主面と前記走査レンズとの間に介在し、前記走査レンズが前記保持部材の第1の主面から離間した状態で当該保持部材と当該走査レンズとを接続する支持部材を有し、
前記保持部材において、前記第1の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLa1、前記第2の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLa2、前記第3の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb1、前記第4の固定部材と接続されている部位から前記支持部材と接続されている部位までの距離をLb2としたとき、La1<Lb1且つLa1<Lb2且つLa2<Lb1且つLa2<Lb2の関係を満たすことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する複数個の固定部材と、
を備え、
前記ベースには、
少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、
前記保持部材は、板状部材であり、
前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、
前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、
前記複数個の固定部材のそれぞれは、
前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続し、
前記走査レンズは、主走査方向に沿って長尺状であり、
前記複数個の固定部材のうち2個の固定部材が主走査方向に直交し且つ前記走査レンズの長手方向中央の位置を通る仮想平面に対して対称な位置に配置されていることを特徴とする光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する複数個の固定部材と、
を備え、
前記ベースには、
少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、
前記保持部材は、板状部材であり、
前記保持部材の第1の主面側に前記走査レンズが保持され、
前記保持部材の第2の主面が前記ベースと対向し、
前記複数個の固定部材のそれぞれは、
前記保持部材の第2の主面と前記ベースとを接続し、
前記光ビーム走査装置は、さらに、前記保持部材の第1の主面と前記走査レンズとの間に介在し、前記走査レンズが前記保持部材の第1の主面から離間した状態で当該保持部材と当該走査レンズとを接続する1個以上の支持部材を有し、
前記走査レンズは、主走査方向に沿って長尺状であり、
前記複数個の固定部材のうち2個の固定部材が主走査方向に直交し且つ前記走査レンズの長手方向中央の位置を通る仮想平面に対して対称な位置に配置されており、
前記支持部材の数が1個の場合、当該支持部材が前記仮想平面を通る位置に存し、
前記支持部材の数が複数個の場合、そのうち2個の支持部材が前記仮想平面に対して対称な位置に存することを特徴とする光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する1個以上の固定部材と、
を備え、
前記ベースには、
少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、
前記固定部材は、円柱状であり、
前記貫通孔または溝は、前記ベースの平面視において円弧形状であり、
前記円柱の中心軸と前記円弧の中心とが同心の関係にあることを特徴とする光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する1個以上の固定部材と、
を備え、
前記ベースには、
少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、
前記ベースは板状であり、前記固定部材が接続されている側の主面を第1面、当該第1面とは反対側の主面を第2面としたとき、
前記少なくとも1個の固定部材に対し、前記ベースを挟んで当該固定部材と対向する当該ベースの第2面の領域にヒートシンクが設けられていることを特徴とする光ビーム走査装置。 - 前記ヒートシンクは、板状の放熱フィンを複数枚有し、それぞれの放熱フィンが相互に平行な姿勢で配置されていることを特徴とする請求項10に記載の光ビーム走査装置。
- 前記モーター部は、前記ポリゴンミラーに回転駆動力を与えるモーターを含み、
前記ベースの平面視において、前記貫通孔または溝が細長形状であり、
前記1個以上の固定部材には、前記貫通孔または溝と前記ヒートシンクとの両方が対応して設けられた特定の固定部材が含まれ、
当該特定の固定部材に対応して設けられたヒートシンクを構成する複数枚の放熱フィンは、前記モーターの回転軸を通り且つ前記貫通孔または溝の長手方向中央を通る仮想平面に対して相互に平行であることを特徴とする請求項11に記載の光ビーム走査装置。 - 前記複数枚の放熱フィンは、
前記放熱フィンの枚数が偶数枚の場合、前記仮想平面を挟んで一方側と他方側とで同じ枚数に分けられ且つ当該仮想平面から数えて同じ番号になるもの同士が当該仮想平面からの距離が等しくなるような位置関係に配置され、
前記放熱フィンの枚数が奇数枚の場合、前記仮想平面上に1枚の放熱フィンが位置し、他の2枚以上の放熱フィンが前記偶数枚の場合と同じ位置関係になるように配置されていることを特徴とする請求項12に記載の光ビーム走査装置。 - 前記特定の固定部材に対応して前記貫通孔が設けられており、
前記ベースの平面視において、当該貫通孔が前記仮想平面に対して対称な円弧形状、コの字形状、C字形状、V字形状またはU字形状であり、
前記ベースの平面視における前記貫通孔の輪郭のうち前記モーター部からの距離が近い方の円弧、コの字、C字、V字またはU字形状の部分を外側輪郭部分、遠い方の円弧、コの字、C字、V字またはU字形状の部分を内側輪郭部分、前記ベース上において当該内側輪郭部分とこれの長手方向一方端と他方端とを結ぶ線分とで囲まれた領域を貫通孔周辺領域、当該貫通孔周辺領域の外側且つ隣接する領域を外側領域としたとき、
前記特定の固定部材に対応して設けられた複数枚の放熱フィンの少なくとも1枚が、前記貫通孔周辺領域と前記外側領域とを跨るようになる位置に設けられていることを特徴とする請求項12または13に記載の光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する1個以上の固定部材と、
を備え、
前記ベースには、
少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、
前記保持部材の熱伝導率が前記ベースの熱伝導率よりも低いことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 光源から出射された光ビームを、回転するポリゴンミラーにより偏向し、偏向後の光ビームを走査レンズにより被走査面に集光する光ビーム走査装置であって、
金属製または樹脂製のベースと、
前記ベースに取着され、前記ポリゴンミラーを回転駆動するモーター部と、
前記走査レンズを保持する保持部材と、
前記ベースと前記保持部材との間に介在し、前記走査レンズが前記ベースから離間した状態で前記ベースと前記保持部材とを接続する1個以上の固定部材と、
を備え、
前記ベースには、
少なくとも1個の固定部材と前記モーター部との間に、前記モーター部から当該ベースを通って当該固定部材に伝わる熱を迂回させるための貫通孔または溝が設けられており、
前記保持部材の線膨張率と前記ベースの線膨張率とが等しいことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 前記ベースの平面視において、前記貫通孔または溝が細長形状であることを特徴とする請求項1〜10、15、16のいずれか1項に記載の光ビーム走査装置。
- 前記貫通孔または溝は、当該貫通孔または溝の長手方向中央部の方が両端部よりも前記モーター部からの距離が近くなるような形状であることを特徴とする請求項17に記載の光ビーム走査装置。
- 前記モーター部は、前記ポリゴンミラーに回転駆動力を与えるモーターを有し、
前記貫通孔または溝は、前記モーターの回転軸を通り且つ当該貫通孔または溝の長手方向中央を通る仮想平面に対して対称な形状であることを特徴とする請求項17または18に記載の光ビーム走査装置。 - 前記ベースの平面視において、前記貫通孔または溝が円弧形状、コの字形状、C字形状、V字形状またはU字形状であることを特徴とする請求項1〜8、10〜13、15、16のいずれか1項に記載の光ビーム走査装置。
- 感光体を光ビーム走査部により露光走査することにより当該感光体上に潜像を形成し、当該潜像を現像する画像形成装置であって、
前記光ビーム走査部として、請求項1〜20のいずれか1項に記載の光ビーム走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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