JP2005202169A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 密閉性に優れ、外部からの粉塵等の侵入を確実に防止するとともに、容易に蓋の開閉が可能な光学走査装置を提供する。
【解決手段】 光学箱１の側壁１ａ、１ｂ、１ｃの内面には、蓋部材２の曲折部３ａ、３ｂ、３ｃが係合する溝部４が水平方向に連続して形成されている。蓋部材２は溝部４に沿って摺動可能に支持される。側壁１ｄには溝部４が設けられておらず、蓋部材２の挟持部５により側壁１ｄが挟持される。蓋部材２の曲折部３ａ、３ｂ方向の寸法を、側壁１ａ、１ｂに設けられた溝部４間の距離よりも若干大きく、曲折部３ａ〜３ｃの厚みを、溝部４の開口幅よりも若干大きく設計しておけば、蓋部材２の弾性変形によって光学箱１との密着性を向上させることができ、外部からの粉塵等の侵入を効果的に防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタやファクシミリ、複写機などの画像形成装置において書き込み用光学系として用いられる光学走査装置に関するものである。

ポリゴンミラーをモータにより回転させ、その多角形の側面に設けられた反射面にレーザ光を照射してその反射光を走査させる光学走査装置が複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられている。このような光学走査装置の構成について図８、図９を用いて説明する。

図８において、１１は複数のＬＤ素子を備えた光源ユニットであり、画像信号に基づき光変調したレーザ光（光ビーム）を射出している。１２はコリメータレンズであり、光源ユニット１１から射出したレーザ光を略平行光束にしている。１３は副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズである。１４は偏向手段としてのポリゴンミラーであり、ここでは側面に６つの偏向面（反射面）を有する正六角形の回転多面鏡から成っており、モータ等の駆動手段（図示せず）により矢印Ａ方向に所定の速度で回転している。

１５はｆθ特性を有する走査レンズであり、ポリゴンミラー１４によって偏向反射されたレーザ光を感光体ドラム１６上に結像させている。尚、上述したポリゴンミラー１４、走査レンズ１５等の各要素は光走査手段の一要素を構成している。感光体ドラム１６はモータ等の駆動手段（図示せず）により矢印Ｃ方向（副走査方向）に所定の速度で回転しており、該感光体ドラム１６上に結像するレーザ光により画像情報が潜像として書き込まれる。また、感光体ドラム１６の周囲には電子写真プロセス手段としての帯電ユニット、現像ユニット、転写ユニット等（いずれも図示せず）が配設されている。

この例においては光源ユニット１１より射出したレーザ光をコリメータレンズ１２によって略平行光束とし、略平行光束となったレーザ光を副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズ１３に入射させている。シリンドリカルレンズ１３に入射した平行光束のうち主走査断面においてはそのまま平行光束の状態で、副走査方向においては収束して射出し、ポリゴンミラー１４の偏向面１４ａに線像として結像している。そして偏向面１４ａで偏向反射されたレーザ光は走査レンズ１５を介して感光体ドラム１６上に導光（結像）され、該感光体ドラム１６上に所定の大きさのスポット径を形成している。そしてポリゴンミラー１４を図中矢印Ａ方向に回転させることによって感光体ドラム１６を図中矢印Ｂ方向に光走査して画像情報の記録を行っている。

図８に示した光走査手段は、図９に示すような光学走査装置の筐体である光学箱の内部に収められている。光学箱１にはモータ１７が設置されており、モータ１７にはポリゴンミラー１４が固定されている。モータ１７の回転子が回転することによりポリゴンミラー１４も高速回転し、図示しないＬＤ素子から射出されたレーザ光を偏向する。１５はポリゴンミラー１３により偏向されたレーザ光を走査対象物上に結像させるための走査レンズである。走査レンズ１５を通過したレーザ光は折り返しミラー１８により光路を変更され、カバーガラス１９を通過して感光体などの走査対象物を走査する。２０はモータ１７の回転により発生する熱を外部に放出する放熱板である。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置の内部では、静電潜像の現像に用いるトナーや用紙の搬送に伴い発生する紙粉、画像形成装置外部から侵入してくる粉塵等が飛散、浮遊している。これらの粉塵が光学走査装置内に侵入してレンズ、ミラーなどの光学素子及び光学部材に付着すると走査光の光路が一部遮断され、画像品質が低下する原因となる。このため、光学走査装置の密閉性を高め、外部からの粉塵の侵入を防ぐ方策が種々考案されてきた。

例えば、特許文献１には、光学箱の蓋部材の一部又は前面に粘着剤を塗布し、蓋部材を光学箱に貼り付けて光学箱を密閉することにより、外部からの粉塵等の侵入を防止する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法では、光学走査装置の密閉性を確保することはできるものの、一旦蓋部材を貼り合わせて光学箱を密閉してしまうと、装置内部の光学素子や光学部材等の調整のために再度蓋を開けることが困難であり、無理に蓋を開けた場合には光学箱に負荷が掛かるため光学箱の変形や破損を生じるおそれもあった。
特開２００２−３４１２７５号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、密閉性に優れ、外部からの粉塵等の侵入を確実に防止するとともに、容易に蓋の開閉が可能な光学走査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、光源部から射出されるビームにより被走査面上を偏向走査する走査光学系と、該走査光学系を支持する光学箱と、を有し、前記光学箱を平面矩形状の蓋部材によって密閉して成る光学走査装置において、前記蓋部材の三辺には端部全体を折り曲げて曲折部が形成され、他の一辺には前記光学箱の側壁を弾性変形により挟持する挟持部が形成されており、前記光学箱の３方向の側壁内面に水平方向に連続して設けられた溝部に前記曲折部が係合して前記光学箱を開閉可能に密閉するとともに、前記溝部の設けられていない側壁を前記挟持部により挟持するようにしたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記蓋部材は、前記光学箱の対向する側壁に設けられた前記溝部間の距離よりも大きく形成されており、前記蓋部材を弾性変形させて前記溝部に挿入することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記曲折部の厚みが前記溝部の開口幅よりも大きく形成されており、前記曲折部を弾性変形させて前記溝部に係合することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の光学走査装置において、前記蓋部材は前記光学箱の各側壁と少なくとも２面以上で接することを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、蓋部材と光学箱とを密着させるとともに開閉自在な構造としたので、光学箱の密閉性を確保しながら、装置内部の光学素子や光学部材等の調整のために再度蓋を開けることも可能となる。また、側壁を弾性変形により挟持する挟持部を蓋部材の一端に形成することにより、光学箱の密閉性を確保するとともに光学箱への蓋部材の取り付け及び蓋部材の開閉が容易となる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の光学走査装置において、蓋部材を対向する溝部間の距離よりも大きく形成することにより、蓋部材の弾性変形を利用して蓋部材と光学箱とを簡便な構造で摺動可能に密着させることができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の光学走査装置において、曲折部の厚みが溝部の開口幅よりも大きく形成されることにより、曲折部の弾性変形によって光学箱との密着性を一層向上させることができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の光学走査装置において、蓋部材は光学箱の各側壁と少なくとも２面以上で接することにより、蓋部材の開閉が容易であるとともに、密閉性が高く外部からの粉塵等の侵入を確実に防止する光学走査装置を提供する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光学走査装置の光学箱及び蓋部材の概略斜視図である。なお、ここでは説明の便宜のため光学箱内部の光学素子や光学部材等は記載を省略している。図１において、光学箱１の３方向の側壁１ａ、１ｂ、１ｃの内面には溝部４が水平方向に連続して形成されている。２は光学箱１を密閉する蓋部材であり、側壁１ａ〜１ｃに接する三辺には端部を折り曲げて曲折部３ａ、３ｂ、３ｃが形成されている。

蓋部材２の残りの一辺には光学箱１の側壁１ｄの上面及び底面を弾性変形により挟み込んで支持する挟持部５が形成されている。このような蓋部材２を光学箱１の側壁１ｄ側から側壁１ａ、１ｂに設けられた溝部４に沿って挿入し、曲折部３ｃを側壁１ｃに設けられた溝部４に係合させるとともに挟持部５で側壁１ｄを挟持することにより、光学箱１を開閉可能に密閉することができる。蓋部材２の材質としては、曲げ加工や弾性変形の容易な金属製であれば特に制限はないが、コスト面や装置の軽量化に有利なアルミ合金等が好ましい。

曲折部３ａ〜３ｃの形成方法について図２を参照して説明する。図２（ａ）は曲折部３ａ〜３ｃが形成されていない状態の蓋部材２の一部を示す平面図である。この状態から、図２（ｂ）に示すように、破線３０ｃを折り目として蓋部材２の先端部を折り曲げて曲折部３ｃを形成する。次いで、図２（ｃ）に示すように、破線３０ａ、３０ｂを折り目として蓋部材２の左右の端部を曲折部３ｃと同じ方向に折り曲げて曲折部３ａ、３ｂを形成する。さらに、残りの端部（図示せず）を所定の形状に折り曲げて挟持部５が形成され、図１のような蓋部材２となる。なお、曲折部３ａ〜３ｃ、及び挟持部５を形成する順序は上記に限定されるものではない。また、ここでは蓋部材２の端部を上向きに折り曲げて曲折部３ａ〜３ｃを形成しているが、下向きに折り曲げて形成しても良い。

図３は、本実施形態に係る光学走査装置の光学箱及び蓋部材の正面断面図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。図３（ａ）は本実施形態に用いられる蓋部材の正面断面図（図１のＡ−Ａ´断面図）であり、蓋部材２の左右両端部は断面Ｕ字状に折り曲げられ、曲折部３ａ、３ｂが形成されている。蓋部材２を光学箱に取り付けた状態の正面断面図を図３（ｂ）に示す。光学箱１の対向する左右の側壁１ａ、１ｂの内面には、溝部４が水平方向（図の紙面方向）に連続して形成されている。

この溝部４に蓋部材２の曲折部３ａ、３ｂが係合することにより、蓋部材２は溝部４に沿って水平方向に摺動可能に支持される。なお、蓋部材２の幅方向の寸法ａを、側壁１ａ、１ｂに設けられた溝部４間の距離ｂよりも若干大きくなるように設計しておけば、弾性変形によって蓋部材２全体が図の左右方向に撓むことにより蓋部材２と光学箱１との密着性を向上させることができる。さらに、蓋部材２は溝部４に沿って摺動可能となっているため、光学箱内部の光学素子や光学部材等の調整や交換の際には蓋部材２を容易に開閉することができる。

図３（ｃ）は図３（ｂ）の溝部４付近の拡大図である。曲折部３ａの厚みｃ（図３（ａ）参照）は、溝部４の開口幅ｄ（図３（ｂ）参照）よりも若干大きく設計されているため、溝部４に係合される際には曲折部３ａが弾性変形することによって溝部４の上面４ａ、側面４ｂ、底面４ｃの３面を押圧しながら蓋部材２の摺動方向に連続して当接している。これにより、光学箱１の密閉性をより高めて外部からの粉塵等の侵入を効果的に防止する。なお、ここでは側壁１ａ側についてのみ示したが、側壁１ｂ側についても全く同様に説明される。

図４は、本実施形態に係る光学走査装置の光学箱及び蓋部材の側面断面図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。図４（ａ）は蓋部材２の側面断面図（図１のＢ−Ｂ´断面図）である。蓋部材２の前端部（図の左端部）には断面Ｕ字状の曲折部３ｃが形成されており、後端部（図の右端部）には光学箱１の側壁上面及び底面を挟み込んで支持する挟持部５が形成されている。挟持部５の上下には突起部６ａ、６ｂが挟持部５の長手方向（図の紙面方向）に連続して設けられている。

蓋部材１を光学箱に取り付けた状態の側面断面図を図４（ｂ）に示す。光学箱１の前側の側壁１ｃには、左右の側壁１ａ、１ｂ（図３（ｂ）参照）と同様に溝部４が設けられており、蓋部材２の前端部に設けられた曲折部３ｃが係合している。曲折部３ｃの厚みｃ（図４（ａ）参照）は、曲折部３ａ、３ｂと同様に溝部４の開口幅ｄよりも若干大きく設計されているため、側壁１ｃにおいても曲折部３ｃと溝部４とが弾性変形により密着し、光学箱１の密閉性を高めている。一方、後側の側壁１ｄには溝部４は設けられておらず、且つ、側壁１ｄは側壁１ｃよりも低く形成されている。そして、側壁１ｄの上面及び底面が蓋部材２の挟持部５で挟み込まれ、蓋部材２は左右の側壁１ａ、１ｂ（図示せず）に設けられた溝部４に沿って前後方向（図の矢印Ａ方向）に摺動可能に支持される構成となっている。

突起部６ａ、６ｂの間隔ｅ（図４（ａ）参照）は、側壁１ｄの高さｆよりも若干小さくなるように設計されているため、蓋部材２を装着する際には挟持部５が弾性変形することにより側壁１ｄを図の上下方向に付勢して挟み込むこととなる。即ち、突起部６ａ、６ｂは側壁１ｄの上面及び底面の２面を接面として側壁１ｄに連続して当接するとともに、付勢力により側壁１ｄの上面及び底面を押圧する。これにより、側壁１ｄにおいても蓋部材２と光学箱１との密閉性を高めている。また、挟持部５を把持して蓋部材２を溝部４に挿入できるため、蓋部材２の光学箱１への取り付け及び開閉が容易となる。

次に、蓋部材２の他の装着方法について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る光学走査装置の光学箱の一部分を示す概略断面図である。図４と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。図５（ａ）においては、側壁１ｄの下部を光学箱１の底面より突出させ、側壁１ｄに沿って連続する突部７を設けている。そして、挟持部５の突起部６ｂが突部７に係合し、突部７を越えて光学箱１の底面に当接している。この構成により、挟持部５が側壁１ｄから外れにくくなり、且つ、蓋部材２が容易に摺動するのを防止できる。また、挟持部５は側壁１ｄの上面及び光学箱１の底面の２面において光学箱１と当接するので光学箱１の密閉性も確保される。

また、図５（ｂ）においては、光学箱１の底面に、側壁１ｄに沿って連続する第２の溝部８が突部７に代えて設けらており、挟持部５の突起部６ｂが第２の溝部８に係合する構成となっている。これにより、突部７を設けなくとも挟持部５が側壁１ｄから外れにくくなり、且つ、蓋部材２が容易に摺動するのを防止する。さらに、突部７を設けない分だけ光学箱１の薄型化が可能となる。なお、図５（ａ）、（ｂ）の場合においても、突起部６ａ、６ｂの間隔ｅ（図４参照）を、側壁１ｄの上面と光学箱１の底面若しくは第２の溝部８の上面との距離ｇよりも小さく形成することにより、挟持部５の弾性変形によって蓋部材２と光学箱１との密着性を高めることができる。

図６は、本発明の第３実施形態に係る光学走査装置の光学箱の一部分を示す概略断面図である。図４と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。図６（ａ）において、９は側壁１ｄの外面に沿って突出する鍔部であり、側壁１ｄの水平方向（図の紙面方向）全体に連続して設けられている。蓋部材２の挟持部５は側壁１ｄの高さよりも小さく形成されており、側壁１ｄの上面と鍔部９の底面とに突起部６ａ、６ｂがそれぞれ当接して、鍔部９が挟持部５で挟み込まれる構成となっている。この構成により、光学箱１の底面には突部７や挟持部５が存在しないため光学箱１の薄型化が可能となり、第２実施形態に比べ光学走査装置の配置スペースを小さくすることができる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の構成に加えて、鍔部９の底面に第２の溝部８を設け、挟持部５の突起部６ｂが第２の溝部８に係合する構成としたものである。これにより、図６（ａ）の構成に比べ挟持部５が鍔部９から外れにくくなり、且つ、蓋部材２が容易に摺動するのを防止する。なお、図６（ａ）、（ｂ）の場合においても、突起部６ａ、６ｂの間隔ｅ（図４参照）は、側壁１ｄの上面と鍔部９の底面若しくは第２の溝部８の上面との距離ｈよりも小さく形成することにより、挟持部５の弾性変形によって蓋部材２と光学箱１との密着性を高めることができる。

図７は、本発明の第４実施形態に係る光学走査装置の光学箱の一部分を示す概略断面図である。図４と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。図７（ａ）に示すように、側壁１ｄの外面には第２の溝部８が水平方向（図の紙面方向）全体に連続して設けられている。また、第３実施形態と同様に蓋部材２の挟持部５は側壁１ｄの高さよりも小さく形成されており、さらに挟持部５の先端には突起部６ｂ、６ｃ、６ｄを有する断面が略矩形状の係合部１０が形成されている。

本実施形態では、挟持部５の係合部１０が第２の溝部８に係合するとともに突部６ａが側壁１ｄの上面に当接することにより、挟持部５が側壁１ｄの上面と第２の溝部８とを挟持する。この構成により、側壁１ｄの外面に鍔部９を設ける必要がなくなるため、第３実施形態に比べ光学走査装置の配置スペースをより一層小さくすることができる。また、挟持部５は突部６ａ及び係合部１０の６ｂ、６ｃ、６ｄにより、側壁１ｄの上面、第２の溝部８の上面、側面、底面の４面と当接するため、蓋部材２と光学箱１との密閉性をより高めることができる。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の構成において、第２の溝部８を開口部に向かって狭くなるように断面テーパ状に形成している。これにより、図７（ａ）に比べて係合部１０が側壁１ｄから外れにくくなり、且つ、蓋部材２が容易に摺動するのを防止する。なお、図７（ａ）、（ｂ）の場合においても、突部６ａ、６ｂの間隔ｅ（図４参照）は、側壁１ｄの上面と第２の溝部８の上面との距離ｉよりも小さく形成することにより、挟持部５の弾性変形によって蓋部材２と光学箱１との密着性を高めることができ、さらに係合部１０を第２の溝部８の開口幅よりも若干大きく形成することにより、突部６ｂ、６ｃ、６ｄと第２の溝部８との密着性をより高めることができる。

本発明は、光源部から射出されるビームにより被走査面上を偏向走査する走査光学系と、該走査光学系を支持する光学箱と、を有し、光学箱を平面矩形状の蓋部材によって密閉して成る光学走査装置において、蓋部材の三辺には端部全体を折り曲げて曲折部が形成され、他の一辺には光学箱の側壁を弾性変形により挟持する挟持部が形成されており、光学箱の三方向の側壁内面に水平方向に連続して設けられた溝部に曲折部が係合して光学箱を開閉可能に密閉するとともに、溝部の設けられていない側壁を挟持部により挟持したこととする。

これにより、光学箱の密閉性を確保して外部からの粉塵等の侵入を防止するとともに、装置内部の光学素子や光学部材等の調整のために再度蓋を開けることも可能となる。また、側壁を弾性変形により挟持する挟持部を蓋部材の一端に形成することにより、光学箱の密閉性を確保するとともに光学箱への蓋部材の取り付け及び蓋部材の開閉が容易となる。

また、蓋部材を対向する溝部間の距離よりも大きく形成することにより、蓋部材の弾性変形を利用して蓋部材と光学箱とを簡便な構造で摺動可能に密着させることができる。さらに、曲折部の厚みを溝部の開口幅よりも大きく形成しておけば、曲折部の弾性変形によって光学箱との密着性を一層向上させることができる。

また、挟持部に挟持される側の光学箱の側壁外面に鍔部を設け、挟持部により側壁上面と鍔部とを挟持することで光学走査装置の薄型化を図ることができる。さらに鍔部の底面に第２の溝部を設けることにより、蓋部材が摺動方向へ容易に移動するのを防止する。

また、挟持部に挟持される側の光学箱の側壁に、挟持部に設けられた突起部が係合する突部や第２の溝部を蓋部材の摺動方向に沿って設けることにより、蓋部材が摺動方向へ容易に移動するのを防止することができる。側壁外面に第２の溝部を設けた場合は突部や鍔部を設ける必要がなく、光学走査装置の薄型化、コンパクト化に貢献する。

また、蓋部材が光学箱の各側壁と少なくとも２面以上で接することにより、蓋部材の開閉が容易であるとともに、密閉性が高く外部からの粉塵等の侵入を確実に防止する光学走査装置を提供する。

は、本発明の第１実施形態に係る光学走査装置の光学箱及び蓋部材の概略斜視図である。 は、曲折部の形成方法を示す蓋部材の平面部分図である。 は、本実施形態に係る光学走査装置の光学箱及び蓋部材の正面断面図である。 は、本実施形態に係る光学走査装置の光学箱及び蓋部材の側面断面図である。 は、本発明の第２実施形態に係る光学走査装置の光学箱の一部分を示す側面断面図である。 は、本発明の第３実施形態に係る光学走査装置の光学箱の一部分を示す側面断面図である。 は、本発明の第４実施形態に係る光学走査装置の光学箱の一部分を示す側面断面図である。 は、従来の光学走査装置の構成を示す概略図である。 は、従来の光学走査装置の光学箱の概略断面図である。

符号の説明

１ 光学箱
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 側壁
２ 蓋部材
３ａ、３ｂ、３ｃ 曲折部
４ 溝部
５ 挟持部
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 突起部
７ 突部
８ 第２の溝部
９ 鍔部
１０ 係合部
１１ 光源ユニット
１２ コリメータレンズ
１３ シリンドリカルレンズ
１４ ポリゴンミラー
１５ 走査レンズ
１６ 感光体ドラム

Claims (4)

1. 光源部から射出されるビームにより被走査面上を偏向走査する走査光学系と、
   該走査光学系を支持する光学箱と、を有し、
   前記光学箱を平面矩形状の蓋部材によって密閉して成る光学走査装置において、
   前記蓋部材の三辺には端部全体を折り曲げて曲折部が形成され、他の一辺には前記光学箱の側壁を弾性変形により挟持する挟持部が形成されており、前記光学箱の三方向の側壁内面に水平方向に連続して設けられた溝部に前記曲折部が係合して前記光学箱を開閉可能に密閉するとともに、前記溝部の設けられていない側壁を前記挟持部により挟持するようにしたことを特徴とする光学走査装置。
2. 前記蓋部材は、前記光学箱の対向する側壁に設けられた前記溝部間の距離よりも大きく形成されており、前記蓋部材を弾性変形させて前記溝部に挿入することを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記曲折部の厚みが前記溝部の開口幅よりも大きく形成されており、前記曲折部を弾性変形させて前記溝部に係合することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学走査装置。
4. 前記蓋部材は前記光学箱の各側壁と少なくとも２面以上で接することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光学走査装置。

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