JP2009063833A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で確実にポリゴンスキャナ周辺の空間を密閉することのできる光走査装置を提供する。
【解決手段】少なくとも回転偏向器を光学ハウジング５１内に配置した光走査装置において、光学ハウジング５１を覆うカバー部材は第一カバー５２と第二カバー５３から構成される。第一カバー５２は光学ハウジング５１に固定用穴６０からネジ孔６１へネジ留めされ、第二カバー５３は光学ハウジングにネジ留めされる第一カバー５２と光学ハウジング５１とに挟まれて光学ハウジングに固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置のように光ビームを走査して画像の記録を行なう画像形成装置に使用される光走査装置及び画像形成装置に関する。

特許第３５６８３９９号公報

画像形成装置の高速化・高密度化に伴い、画像形成装置に搭載される光走査装置は光源の数を増やすことと回転偏向器（ポリゴンスキャナ等）の回転数を高めることにより、高生産性、高画質化を実現してきた。

光源に関しては、その数を増やすことで高生産性、高密度化を実現できるが、光源を増やすことによるコストアップ、所定の解像度を満たすための光源の位置決め、画像情報に基づく信号処理の複雑化などのデメリットが挙げられる。よって、回転偏向器の回転数をできる限り高くし、光源の数を減らす方法が、部品点数が少なくコストメリットがあり有利である。

一方、回転偏向器として最も一般的に用いられるポリゴンスキャナは、ミラー面の軸を軸受によって保持しており、回転数が高くなるにつれ軸受の温度が上昇する。軸受温度の上昇は、ポリゴンスキャナの振動や軸倒れの増幅を引き起こし、画像品質の劣化に繋がる。またポリゴンスキャナからの発熱が走査光学素子に達すると、走査光学素子は伸びるため、画像品質の劣化に繋がる。また複数のミラー面を有し、高速にて回転するため、風切り音による騒音が発生する。

ポリゴンスキャナを高速で回転させることによる上述の問題に対しては、例えば特許文献１に対策手法の一例が示されている。上記特許文献１では、ポリゴンスキャナの周辺の空間を密閉するが、その空間のカバーに金属材料を用いることでポリゴンスキャナからの熱を効果的に放熱し、またカバーと光学ハウジングの間に弾性シール部材を介在させることでポリゴンスキャナ周辺の空間の密閉度を高め、騒音を抑えるようにしている。

ポリゴンスキャナからの発熱と騒音を抑えるためには、ポリゴンスキャナ周辺の空間を金属のような熱伝導率の高い部材にて密閉することが最も効果的である。光走査装置の密閉性や外形状を考慮すると、１枚の金属板でカバーを形成するのは困難である。そこでポリゴンスキャナ部分のカバーを金属材料とし、走査光学素子などの部分を覆うカバーは複雑な形状でも成型可能な樹脂材料とすると、ポリゴンスキャナからの発熱を効果的に放熱し、騒音を遮断でき、光走査装置全体の密閉性を確保することが可能である。

しかしながら、上述のように２種類のカバーを用いると、それらを光学ハウジングに取り付ける際は１枚のカバーを用いたときと比較して、２倍の数のネジを必要とする。これは部品点数の増加を招くとともに、組立の工数の増大を招いてしまいコストの面で不利である。

本発明は、光学ハウジングのカバーを複数枚で構成する場合の上述の問題を解決し、簡単な構成で確実にポリゴンスキャナ周辺の空間を密閉することのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、少なくとも、光源からの光束を偏向させて走査する回転偏向器を光学ハウジング内に配置した光走査装置において、当該光走査装置は、前記光学ハウジングと光学ハウジングを覆うカバー部材により略密閉されており、前記カバー部材が第一カバーと第二カバーから構成され、前記第一カバーは前記光学ハウジングにネジ留めされ、前記第二カバーは前記光学ハウジングにネジ留めされる第一カバーと光学ハウジングとに挟まれて前記光学ハウジングに固定されることにより解決される。

また、前記第二カバーが前記光学ハウジングにより位置決めされると好ましい。
また、前記第一カバーが前記第二カバーにより位置決めされると好ましい。
また、前記第一カバーは、前記回転偏向器を収納する光学ハウジングの収納部を覆い、前記収納部が、収納部底面と、収納部側壁と、回転偏向器に光束を入射及び出射させる光学素子と、前記第一カバーとにより略密閉された空間として構成されると好ましい。

また、前記第一カバーは前記第二カバーよりも熱伝導率が高いと好ましい。
また、前記第一カバーが金属であり、前記第二カバーが樹脂であると好ましい。
また、前記第一カバーは板金製であり、その一部の端部が折り曲げ加工されていると好ましい。

また、前記第一カバーに凸または凹形状の絞り部が形成されていると好ましい。
また、前記絞り部の略中心に固定用の穴が設けられていると好ましい。
また、前記第一カバーと前記光学ハウジングの間に弾性体が介在されると好ましい。

また、前記弾性体がスポンジであると好ましい。
また、前記第二カバーの部材弾性により前記第二カバーを前記光学ハウジングに固定させる補助固定部を有すると好ましい。

また、前記第二カバーは前記回転偏向器からの走査光を出射させるための開口を有し、該開口には前記走査光を透過させる透過光学素子が配置され、該透過光学素子により前記開口が略密閉されると好ましい。

また、前記透過光学素子は、前記第一カバー及び前記第二カバーが前記光学ハウジングに固定された状態で当該光走査装置に着脱可能であると好ましい。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光走査装置を備える画像形成装置により解決される。

本発明の光走査装置によれば、光走査装置の第二カバーを光学ハウジングにネジ留めする必要がなく、部品点数と組立工数の削減を図ることが可能である。
請求項２の構成により、第二カバーが光学ハウジングにより位置決めされるので、第二カバーを光学ハウジングに適切に固定することができる。

請求項３の構成により、第一カバーが第二カバーにより位置決めされるので、第二カバーとの適切な位置関係を保って第一カバーを光学ハウジングに固定することができる。
請求項４の構成により、回転偏向器からの騒音や走査光学素子への温度の伝播を妨げることができる。

請求項５の構成により、第一カバーは第二カバーよりも熱伝導率が高いので、回転偏向器からの発熱を効果的に放熱することができる。
請求項６の構成により、第一カバーが金属で第二カバーが樹脂であるので、回転偏向器からの発熱を効果的に放熱することができる。

請求項７の構成により、第一カバーは板金製であり、その一部の端部が折り曲げ加工されているので、回転偏向器等へ電気を供給する導電体の断線を防ぐことができる。
請求項８の構成により、第一カバーに凸または凹形状の絞り部が形成されているので、光学ハウジングへの取り付け方向の位置を決めることが可能である。

請求項９の構成により、絞り部の略中心に固定用の穴が設けられているので、絞り部により光学ハウジングへの取り付け方向の位置を決め、絞り形状部にてネジ締結することができる。

請求項１０の構成により、第一カバーと光学ハウジングの間に弾性体が介在されるので、光学ハウジングと第一カバーにて作られる空間の密閉度を高めることができる。
請求項１１の構成により、弾性体がスポンジであるので、容易に調達を行なうことができ、低コストに充分な密閉を行なうことができる。

請求項１２の構成により、第二カバーの部材弾性により第二カバーを光学ハウジングに固定させる補助固定部を有するので、第二カバーを光学ハウジングに対し、より強固に固定することができる。

請求項１３の構成により、光学ハウジング内の走査光学素子が設置される空間へのほこりやちりの混入を防ぐことができる。
請求項１４の構成により、透過光学素子は、第一カバー及び第二カバーが光学ハウジングに固定された状態で光走査装置に着脱可能なので、透過光学素子の清掃性を向上させることができる。

請求項１５の画像形成装置によれば、コストメリットがあり高品位な画像を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明に係る光走査装置を概念的に示す模式図である。本例の光走査装置は、従来周知なものと同様に、半導体レーザ、コリメートレンズ、シリンドリカルレンズ、回転偏向器、ｆθレンズ、反射鏡（ミラー）等から構成され、これらの構成要素が光学ハウジング５１内に配置されている。図２に示されるように、光学ハウジング５１は、主に回転偏向器が収納される第一収納部５４と、ｆθレンズや反射鏡などが収納される第二収納部５５とを有している。その光学ハウジング５１は、第一収納部５４部を覆う第一カバー５２と、第二収納部５５部を覆う第二カバー５３からなるカバー部材によって覆われ、ハウジングが密閉される。

図２に示すように、光学ハウジング５１には第二カバー５３の位置を決める２本のボス５６，５６が立設されている。第二カバー５３には光学ハウジング上のボス５６，５６と嵌め合わされる２つの孔５７ａ，５７ｂが形成されている。また第二カバー５３には第一カバー５２の位置を決める２本のボス５８，５８が立設されている。

一方、第一カバー５２には第二カバー５３上の２本のボス５８，５８と嵌め合わされる２つの孔５９ａ，５９ｂが形成されている。さらに光学ハウジング５１にネジ留めするために、４箇所の孔６０が形成されており、それに伴い光学ハウジング５１には４箇所のネジ孔６１が形成されている。なお、上記の孔５７ａ及び孔５９ａは長孔として形成され、各部材間での嵌合性を向上させている。

第二カバー５３は光学ハウジング５１に対しネジ留めされず第一カバー５２により押圧され固定されるので、光学ハウジング５１に対し直接位置決めされることで、所定の位置に固定されることが可能である。第一カバー５２は第二カバー５３により位置決めされることで、第一カバー５２と第二カバー５３を所定の位置関係に保った状態で光学ハウジング５１に取り付けることが可能である。これらは、２枚のカバー（第一カバー５２及び第二カバー５３）を、従来の１枚のカバーを取り付けるために必要なネジの本数にて取り付けることが可能であり、部品点数と工数の削減からコストダウン効果がある。また所定の位置にカバーを取り付けることができるため、光学素子が設置される空間を密閉することが可能となる。

図３は、本発明に係る光走査装置をより具体的な形態で示したもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。（ａ）図には、光学ハウジング５１内に配置される回転偏向器６２と、回転偏向器６２によって偏向された光ビームを反射させる２枚の反射鏡６３，６３と、その２枚の反射鏡６３，６３によって光路が変更された光ビームをハウジング外部に出射させる開口部に設けられた防塵ガラス６４とが示されている。また、（ｂ）図には、光学ハウジング５１の上記第一収納部５４及び第二収納部５５（図２参照）を覆う第一カバー５２と第二カバー５３が示されており、両者が重なる部分（第一カバー５２が第二カバー５３を押さえる部分）に斜線を付して示してある。

図４は、光学ハウジング５１を覆う第一カバー５２と光学ハウジング５１の関係を示したものである。第一カバー５２は光学ハウジング５１上に設置される回転偏向器６２を覆っている。回転偏向器６２は、取り付け面である光学ハウジング５１と、光学ハウジング５１上に形成される側壁６５と、回転偏向器６２への入射光束と偏向された走査光束が透過する光学素子６６と、第一カバー５２により略密閉される。

本例では第一カバー５２は板金であり、一部の端部５２ａが折り曲げ加工されている。さらに光学ハウジング５１と第一カバー５２との間には弾性体６７が介在されている。第一カバー５２には光学ハウジング５１に取り付ける際に弾性体６７が所定量つぶれるように、光学ハウジング５１とネジにて締結する位置に対応して凹状の絞り部５２ｂが４箇所に形成されている。該絞り部５２ｂのほぼ中心には、第一カバー５２を光学ハウジング５１（のネジ孔６１）にネジ留めするための固定用穴６０が設けられている。

上記弾性体６７は、第一カバー５２の凹状の絞り部５２ｂの位置に孔６７ａが形成され、第一カバー５２と光学ハウジング５１は接触して締結することが可能である。また弾性体６７の厚みは第一カバー５２の凹状の絞り部５２ｂの高さ（第一カバー５２の底面に絞り部５２ｂが凸形状に突出している高さ）より大きく、光学ハウジング５１に取り付けた際に所定の量だけつぶれ、回転偏向器６２の空間を適切に密閉することが可能である。上記弾性体６７としては、例えばスポンジを好適に用いることができる。

この回転偏向器６２の周囲の空間をこのように金属材料により密閉することで、回転偏向器６２からの熱を放熱しやすくなる。また弾性体６７を介在させることで、回転偏向器６２の周囲の密閉度を高め、回転偏向器６２からの騒音を抑えることが可能である。また回転偏向器６２はハーネス６８等の導電体を用いて電気を供給されるため、第一カバー５２の一部を曲げ（５２ａ）、その位置（折り曲げ加工部）にハーネスを通すことで、金属板である第一カバー５２のエッジがハーネス６８に接触して断線する恐れがなくなる。光学ハウジング５１と第二カバー５３が樹脂にて成型される場合は、第一カバー５２に金属材料を用いることで、光走査装置全体の剛性を高めることが可能である。

図５は、光走査装置に設けられた防塵ガラス部付近を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
図５に示すように、第二カバー５３端面（第一カバー５２と反対側の端面）には、走査光をハウジング外に導くための開口６９が形成されており、該開口６９には防塵ガラス６４が配置される。この防塵ガラス６４は、光学ハウジング５１と第二カバー５３との間に形成される間隙に軽圧入されることで、光学ハウジング５１と第一カバー５２及び第二カバー５３で囲む空間を密閉することが可能である。防塵ガラス６４は軽圧入により固定されているため、第一カバー５２と第二カバー５３が固定されていても着脱が可能である。この防塵ガラス６４は光走査装置が設置される雰囲気に接しているため、ごみやちりなどが付着する場合がある。そうした場合の清掃性の向上を図ることが可能である。

先に、第二カバー５３は光学ハウジング５１に対しネジ留めされず第一カバー５２により押圧され固定される、と説明したが、本例ではさらに、第二カバー５３が有する部材弾性により第二カバー５３を光学ハウジング５１に固定させる補助固定部を設けている。すなわち、図５に示されるように、補助固定部としてのスナップフィット７０により第二カバー５３が光学ハウジング５１に固定される。スナップフィット７０は、防塵ガラス６４が配置される側の側面に、少なくとも防塵ガラス幅方向の両端部付近に２個所、または中央部を含む３個所に設けると好適である。このような構成は、第二カバー５３をより強固に光学ハウジング５１に固定することが可能であり、第二カバー５３が第一カバー５２よりも大きい場合などに有効である。一つの回転偏向器を用い、複数色の画像を形成するための光走査装置では特に第二のカバーが第一のカバーよりも大きくなる。第一のカバーにより第二のカバーを光学ハウジングに取り付ける場合は、第二のカバーをスナップフィットにより光学ハウジングに固定することは非常に有効である。特に、本例のように第二カバー５３の片側で第一カバー５２が第二カバー５３押圧固定するような場合には、第一のカバーと反対側で第二のカバーをスナップフィットにより光学ハウジングに固定することは非常に有効である。

最後に、本発明に係る光走査装置を備える画像形成装置の一例について説明する。
図６は、本発明に係る光走査装置を備える画像形成装置の一例であるプリンタの概略を示す断面構成図である。この図に示すプリンタは、装置下部に２段の給紙カセット１１，１２を備える給紙部を配し、その給紙部の上に感光体ドラム１を中心とする作像部を配して、給紙部から給送した用紙に作像部で画像を記録し、装置上面の排紙トレイ１３に排出する、縦搬送型のモノクロプリンタである。

作像部には、像担持体としての感光体ドラム１の周囲に帯電装置２，現像装置３，転写装置４，クリーニング装置１５等が配置されている。本例では、感光体ドラム１と帯電装置２，現像装置３及びクリーニング手段４を含む部分をプロセスカートリッジとしてプリンタ本体に着脱可能に設けている。装置本体のほぼ中央部には、本発明による光走査装置であるレーザ書込みユニット５が配設されており、走査光としてのレーザビームを感光体ドラム１に照射する。このレーザ書込みユニット５は、図１〜５により上記説明した光走査装置の一例であり、形態としては図３に示したものである。

そして、感光体ドラム１の上方には定着装置６が設けられている。さらに、これら各機器の図において右側に位置して、用紙反転部１０が設けられている。用紙反転部１０は、プリンタ本体に対して開閉可能に設けられた開閉ユニット１４に配置されている。なお、転写装置４も開閉ユニット１４に搭載されており、感光体ドラム１に対して接離可能に設けられている。

上記のように構成されたプリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
感光体ドラム１が図示しない駆動手段によって図中反時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１の表面が帯電装置２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、レーザ書込みユニット５からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像に現像装置３からトナーが付与され、トナー像として可視化される。

一方、給紙カセット１１又は１２から給紙手段７によって用紙が給送され、レジストローラ８によって、感光体ドラム１上に形成されたトナー像とのタイミングを取って転写位置に向けて送出される。トナー像が転写された用紙は、転写装置４によって上方に送られ、定着装置６を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は、排紙ローラ９により装置本体の上面に構成された排紙トレイ１３に排出される。

用紙両面にプリントを行う場合は、用紙片面にトナー像を定着した用紙を、用紙反転部１０に送り込み、用紙の表裏を反転させてレジストローラ８へと再給紙する。再給紙された用紙裏面にトナー像を転写し、その裏面画像を定着装置６で定着することにより、表裏両面に画像を担持する用紙を、排紙トレイ１３に排出することで、両面プリントが完成する。

本例の画像形成装置はプリンタとして構成されたものであるが、画像読取装置を備える複写装置として構成することも可能である。
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光学ハウジングの形状や、その光学ハウジングを覆うカバー部材（第一カバー及び第二カバー）の形状は適宜設定できるものである。また、第一カバーと第二カバーの嵌合部（第一カバーで第二カバーを押さえる部分）の構成も任意である。

また、本発明による光走査装置を搭載した画像形成装置はモノクロ画像形成装置だけに限らず複数色による多色機あるいはフルカラー画像形成装置でも良い。また、中間転写体を用いる方式やタンデム型など、多様な構成の画像形成装置とすることができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写装置やファクシミリであっても構わないし、複数の機能を有する複合機であっても良い。

本発明に係る光走査装置を概念的に示す模式図である。 別の方向から示した模式図である。 本発明に係る光走査装置をより具体的な形態で示したもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図である。 第一カバーと光学ハウジングの関係を示した部分斜視図である。 光走査装置に設けられた防塵ガラス部付近を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 本発明に係る光走査装置を備える画像形成装置の一例であるプリンタの概略を示す断面構成図である。

符号の説明

５ 光走査装置
５１ 光学ハウジング
５２ 第一カバー
５２ａ 折り曲げ端部
５２ｂ 絞り部
５３ 第二カバー
５４ 第一収納部
５５ 第二収納部
５６，５８ 位置決めボス
６０ 固定用穴
６１ ネジ孔
６２ 回転偏向器
６３ 反射鏡
６４ 防塵ガラス（透過光学素子）
６７ 弾性体
６８ ハーネス
７０ スナップフィット（補助固定部）

Claims (15)

1. 少なくとも、光源からの光束を偏向させて走査する回転偏向器を光学ハウジング内に配置した光走査装置において、
   当該光走査装置は、前記光学ハウジングと光学ハウジングを覆うカバー部材により略密閉されており、
   前記カバー部材が第一カバーと第二カバーから構成され、
   前記第一カバーは前記光学ハウジングにネジ留めされ、前記第二カバーは前記光学ハウジングにネジ留めされる第一カバーと光学ハウジングとに挟まれて前記光学ハウジングに固定されることを特徴とする光走査装置。
2. 前記第二カバーが前記光学ハウジングにより位置決めされることを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第一カバーが前記第二カバーにより位置決めされることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記第一カバーは、前記回転偏向器を収納する光学ハウジングの収納部を覆い、
   前記収納部が、収納部底面と、収納部側壁と、回転偏向器に光束を入射及び出射させる光学素子と、前記第一カバーとにより略密閉された空間として構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置。
5. 前記第一カバーは前記第二カバーよりも熱伝導率が高いことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記第一カバーが金属であり、前記第二カバーが樹脂であることを特徴とする、請求項５に記載の光走査装置。
7. 前記第一カバーは板金製であり、その一部の端部が折り曲げ加工されていることを特徴とする、請求項６に記載の光走査装置。
8. 前記第一カバーに凸または凹形状の絞り部が形成されていることを特徴とする、請求項６又は７に記載の光走査装置。
9. 前記絞り部の略中心に固定用の穴が設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の光走査装置。
10. 前記第一カバーと前記光学ハウジングの間に弾性体が介在されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光走査装置。
11. 前記弾性体がスポンジであることを特徴とする、請求項１０に記載の光走査装置。
12. 前記第二カバーの部材弾性により前記第二カバーを前記光学ハウジングに固定させる補助固定部を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光走査装置。
13. 前記第二カバーは前記回転偏向器からの走査光を出射させるための開口を有し、該開口には前記走査光を透過させる透過光学素子が配置され、該透過光学素子により前記開口が略密閉されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光走査装置。
14. 前記透過光学素子は、前記第一カバー及び前記第二カバーが前記光学ハウジングに固定された状態で当該光走査装置に着脱可能なことを特徴とする、請求項１３に記載の光走査装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光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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