JP2012042588A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防塵ガラス上に大量にトナーや塵埃が付着した場合や、広範に汚染した場合でも、確実に払拭可能な清掃機構を備えた光走査装置、該光走査装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源からの光束を、防塵部材２を備える出射口から射出させて被走査面を光走査する光走査装置において、防塵部材２上面を被覆可能に配置されたシャッタ部材１４を有し、シャッタ部材１４は一端に掃除部材１６、他端にブレード部材１５を備え、駆動機構により前記出射口を遮蔽及び開放する開閉動作と防塵部材２上面の異物を払拭する清掃動作とを行い、シャッタ部材１４の前記清掃動作が、前記駆動機構のモータが前記開閉動作時とは異なる方向に回転することにより行われる光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ等における光書き込みを行なうための光走査装置、及び該光走査装置を搭載する画像形成装置に関する。

レーザプリンタ、レーザファクシミリ、デジタル複写機などの画像形成装置は、感光体上に潜像を書き込むための光走査装置を備えている。
近年、画像形成装置の高画質化が要求されているが、光走査装置においては、レーザ光の射出部に、ホコリやトナーなどの汚れが付着してレーザ光を遮ることによって白スジや色むらなどが生じ、画像品質が低下してしまう。

一方、画像形成装置の小型化の要求に伴い、画像形成装置内の光書込みユニット（光走査装置）の配置は多様化しており、像担持体に対して水平方向、もしくはそれよりも下方に配置される場合がある。このような構成では、画像形成装置内の汚れがレーザ射出口に設けられた防塵ガラス等の透明部材に付着しやすくなるという問題がある。

防塵ガラス上の汚れは、速やかに、そして自動的に清掃されることが望ましい。そのために、例えば、モータ駆動により防塵ガラス部材を遮蔽及び開放するシャッタ部材を備え、シャッタ部材の移動を利用して汚れを除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、シャッタ部材に清掃部材を取り付け、画像形成動作の開始前と終了後にシャッタ部材を移動させることにより、清掃部材により防塵ガラスの外周面に付着している塵埃を自動的に清掃されるとともに、画像形成動作が終了した後は、シャッタ部材を被覆位置に位置させることにより、塵埃の付着を防止する技術が記載されている。

画像形成装置に備えられた従来のシャッタ部材は、モータの動力をウォームギアにより伝達することで動作する機構となっている。よって、ギア上部の突起がシャッタ部材を押し出すことでシャッタ部材が動作し、該シャッタ部材に取り付けられた不織布等の掃除部材が防塵ガラス上を移動し、防塵ガラス上が清掃される。

しかしながら、従来の画像形成装置に備えられた清掃機構は、清掃力が弱く、大量のトナー等が防塵ガラスに付着した場合には完全に除去することができないという問題があり、さらに、シャッタ部材の開閉動作に伴って移動する掃除部材の範囲外の汚れは除去することができないという問題がある。

そこで、本発明は、防塵ガラス上に大量にトナーや塵埃が付着した場合や、広範に汚染した場合でも、確実に払拭可能な清掃機構を備えた光走査装置、該光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕 光源からの光束を、防塵部材を備える出射口から射出させて被走査面を光走査する光走査装置において、
前記防塵部材上面を被覆可能に配置されたシャッタ部材を有し、
前記シャッタ部材は一端に掃除部材、他端にブレード部材を備え、駆動機構により前記出射口を遮蔽及び開放する開閉動作と前記防塵部材上面の異物を払拭する清掃動作とを行い、
前記シャッタ部材の前記清掃動作が、前記駆動機構のモータが前記開閉動作時とは異なる方向に回転することにより行われることを特徴とする光走査装置である。
〔２〕 前記駆動機構は、前記モータと、ウォームギアと、前記ウォームギアのウォームホイール上に形成された突起状部材とからなり、
前記シャッタ部材が、前記開閉動作時に前記突起状部材が当接する開閉動作用当接部と、前記清掃動作時に前記突起状部材が当接する清掃動作用当接部とをそれぞれ備えることを特徴とする前記〔１〕に記載の光走査装置である。
〔３〕 前記シャッタ部材の基部から前記清掃動作用当接部までの長さが、前記開閉動作用当接部までの長さより長いことを特徴とする前記〔２〕に記載の光走査装置である。
〔４〕 前記突起状部材が回転可能な円柱状カバーを備え、該円柱状カバーが、前記シャッタ部材の前記開閉動作用当接部または前記清掃動作用当接部と当接した際に、前記突起状部材を軸として回転することを特徴とする前記〔２〕または〔３〕に記載の光走査装置である。
〔５〕 前記ブレード部材が、弾性の高い樹脂からなることを特徴とする前記〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の光走査装置である。
〔６〕 前記シャッタ部材の前記開閉動作用当接部及び前記清掃動作用当接部が、前記突起状部材が回転するときの円弧と同じ曲率を有することを特徴とする前記〔２〕から〔５〕のいずれかに記載の光走査装置である。
〔７〕 外部入力からの指示により清掃動作を実施させる機能を備えることを特徴とする前記〔１〕から〔６〕のいずれかに記載の光走査装置である。
〔８〕 前記〔１〕から〔７〕のいずれか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である。

本発明の効果として、請求項１の発明によれば、光源からの光束を、防塵部材を備える出射口から射出させて被走査面を光走査する光走査装置において、前記防塵部材上面を被覆可能に配置されたシャッタ部材を有し、前記シャッタ部材は一端に掃除部材、他端にブレード部材を備え、駆動機構により前記出射口を遮蔽及び開放する開閉動作と前記防塵部材上面の異物を払拭する清掃動作とを行い、前記シャッタ部材の前記清掃動作が、前記駆動機構のモータが前記開閉動作時とは異なる方向に回転することにより行われるので、清掃動作時は前記ブレード部材を異なるストロークで動作させることができ、清掃部材及びブレード部材が防塵ガラスを払拭するため、防塵ガラス上に大量にトナーや塵埃が付着した場合や、広範に汚染した場合でも、確実に払拭することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の光走査装置において、前記駆動機構は、前記モータと、ウォームギアと、前記ウォームギアのウォームホイール上に形成された突起状部材とからなり、前記シャッタ部材が、前記開閉動作時に前記突起状部材が当接する開閉動作用当接部と、前記清掃動作時に前記突起状部材が当接する清掃動作用当接部とをそれぞれ備えるため、モータの回転方向を切り替えることにより、前記開閉動作と前記清掃動作とを切り替えることができる。
請求項３の発明によれば、請求項２に記載の光走査装置において、前記シャッタ部材の基部から前記清掃動作用当接部までの長さが、前記開閉動作用当接部までの長さより長いため、前記清掃動作用当接部が前記突起状部材と当接したとき、前記シャッタ部材を押しだす距離が長くなり、前記防塵部材上を払拭できる範囲が広くなる。
請求項４の発明によれば、請求項２または３に記載の光走査装置において、前記突起状部材が回転可能な円柱状カバーを備え、該円柱状カバーが、前記シャッタ部材の前記開閉動作用当接部または前記清掃動作用当接部と当接した際に、前記突起状部材を軸として回転するため、摩擦の発生を軽減することができ、装置の寿命を延ばすことができる。
請求項５の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置において、前記ブレード部材が、弾性の高い樹脂からなるため、前記防塵部材との接触が良好で、清掃時の払拭能力が高く、細かいトナーや塵埃の除去が可能になる。
請求項６の発明によれば、請求項２から５のいずれかに記載の光走査装置において、前記シャッタ部材の前記開閉動作用当接部及び前記清掃動作用当接部が、前記突起状部材が回転するときの円弧と同じ曲率を有するため、モータの制御がばらついた場合でも、シャッタ部材の移動位置の制御を安定させることができ、安定した開閉動作及び清掃動作を行うことができる。
請求項７の発明によれば、請求項１から６のいずれかに記載の光走査装置によれば、外部入力からの指示により清掃動作を実施させる機能を備えるため、例えば、画像に白スジなどの不具合が生じた時など、いつでもユーザが手動で入力すること等により清掃動作を実行させて汚れを除去し、画像品質を回復させることができる。
請求項８の発明によれば、請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置を備える画像形成装置であるため、防塵ガラス上に大量にトナーや塵埃が付着した場合や、広範に汚染した場合でも、確実に払拭することができ、高品質な画像形成を維持することができる。

本発明の光走査装置の一例を備えた画像形成装置の一実施態様の概略を示す断面図である。 本発明の画像形成装置における光走査装置を中心とした概略図である。 本発明の光走査装置の駆動機構と、シャッタ部材の清掃動作用当接部及び開閉動作用当接部付近を示す斜視図である。 開閉動作時における駆動機構によるシャッタ部材の動きを示す概略図である。 清掃動作時における駆動機構によるシャッタ部材の動きを示す概略図である。 開閉動作時における防塵部材上のシャッタ部材の動きを示す概略図である。 清掃動作時における防塵部材上のシャッタ部材の動きを示す概略図である。 防塵部材上に付着する汚れである紙粉とトナーの大きさを説明する電子顕微鏡写真である。

以下、本発明に係る光走査装置、及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

図１は、本発明に係る光走査装置の一例を備えた画像形成装置の概略を示す断面構成図である。この図に示すフルカラープリンタ５０は、いわゆる４連タンデム方式の画像形成装置であり、４つ（４色分）の作像ユニットを転写ベルト５１に対向させて並べ、各感光体９上のトナー像を転写ベルト５１上に重ね転写し、給紙部５２から給送した記録材上に転写するものであり、短時間でフルカラー画像が得られる。

転写ベルト５１は図中反時計回りに回動される。その転写ベルト５１の下側に感光体ドラム９を中心とする４つ（４色分）の作像ユニットを並設している。各色作像ユニットの構成は同一であり、使用するトナーの色が異なるのみである。本例では、各色作像ユニットにおいてシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色を示す記号を感光体ドラム９ａ〜９ｄの中に記す）各色トナーを用いて画像が形成される。その作像ユニットの下方には光走査装置１５が配設されている。給紙部５２から給送された記録材は、レジストローラ５３により転写ベルト５１上のトナー像とのタイミングを取って送出され、転写手段である転写ローラ５４の作用により、転写ベルト５１上のトナー像が記録材に転写される。記録材上のトナー像は定着装置５５により定着され、排出ローラ５６により記録材は排紙トレイ５７に排出されてスタックされる。

図２は、光走査装置付近を詳しく示す拡大図である。図２に示すように、光走査装置は、光偏向器である２段のポリゴンミラー１、防塵部材（防塵ガラス）２、ｆθレンズ３、ミラー群等を備えており、これらが光学ハウジング１３内に配設され、ハウジングを密閉するための上カバー１１、光偏向器（ポリゴンミラー）部分の蓋１０で構成されている。そして、上カバー１１の上には、シャッタ部材１４がスライド可能に一体的に装着支持されている。シャッタ部材１４には、一端に不織布等からなる掃除部材１６、他端にブレード部材を備えられている。
なお、図１及び２において、各感光体への光路をＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄの符号で表している。

ポリゴンミラー１は、正多角形の側面に反射ミラーを有しており、図示しないポリゴンモータにより高速回転され、図示しない光源からのレーザ光を偏向・走査する。ｆθレンズ３は、ポリゴンミラー１によるビーム走査の等角度運動を等速直線運動へと変える光学素子である。ミラー群は、光走査装置の上方に配置された各感光体９ａ〜９ｄへとレーザ光を導く光学素子である。防塵部材２は、光学ハウジング１３内への塵埃などの落下を防止するものである。

シャッタ部材１４は、駆動機構により防塵部材２上を往復移動し、出射口を遮蔽及び開放する開閉動作と前記防塵部材上面の異物を払拭する清掃動作とを行う。駆動機構は、図示しないモータと、ウォームギアのウォーム１８と、ウォームギアのウォームホイール１７ａ上に形成された突起状部材１７ｂとからなり、モータの動力をウォーム１８とウォームホイール１７ａを介してシャッタ部材１４の移動動作へ変換している。ホイール１７ａ上の突起状部材１７ｂが、シャッタ部材の開閉動作時に開閉動作用当接部１４ｃと当接し、清掃動作時に清掃動作用当接部１４ｂと当接し、モータの回転によりこれらを押しだすことによりシャッタ部材１４が稼働する。

図３は、本発明の光走査装置の駆動機構要部の斜視図である。シャッタ部材１４の清掃動作用当接部１４ｂ及び開閉動作用当接部１４ｃ、ウォームギアのウォーム１８と、ウォームギアのウォームホイール１７ａ上に形成された突起状部材１７ｂを示している。
突起状部材１７ｂは、回転可能な円柱状カバーを備え、該円柱状カバーは、シャッタ部材１４の開閉動作用当接部１４ｃまたは清掃動作用当接部１４ｂと当接した際に、突起状部材を軸として回転する。

図４及び図５は、シャッタ部材１４を駆動する機構の上面から見た模式図であり、図４は開閉動作、図５は清掃動作を示す。
図４に示すように、シャッタ部材の基部１４ａから清掃動作用当接部１４ｂまでの長さＬ３が、開閉動作用当接部１４ｃまでの長さＬ４より長い。
また、清掃動作用当接部１４ｂ及び開閉動作用当接部１４ｃは、突起状部材１７ｂが回転するときの円弧と同じ曲率を有する。

図４に示すように、開閉動作時、すなわち画像形成時には、突起状部材１７ｂは反時計回りに回転する。突起状部材１７ｂは開閉動作用当接部１４ｃと接触し、図４（Ａ）から（Ｂ）へ示すように押し上げる動作を行い、中央の最も高い位置で停止することにより、シャッタ部材１４は開放位置となる。

図５に示すように、清掃動作時には、突起状部材１７ｂは、時計周りに回転する。突起状部材１７ｂは清掃動作用当接部１４ｂと接触し、図５（Ａ）から（Ｂ）へ示すように押し上げる動作を行い、中央の最も高い位置で停止することにより、シャッタ部材１４は開放位置となる。

図５に示すように、モータが図４に示す通常の開閉動作とは逆回転することで、突起状部材１７ｂも逆回転し、通常の開閉動作時は接触することのないシャッタ部材の押し出し部分を押し出す動きを生じる。図４に示す開閉動作時のストロークＬ１よりも大きい図５に示す清掃動作時のストロークＬ２で、シャッタ部材１４を押し出すため、シャッタ部材１４の一端に備えられた不織布などからなる清掃部材１６のみならず、他端に備えられたブレード部材１５が防塵部材２の上を押圧しながらスライドすることになり、不織布とブレード部材とで防塵部材２上を払拭することができる。
特に、ブレード部材１５は、例えば、ゴム等の弾性を有する樹脂からなることが好ましく、そのような材質のブレード部材で防塵部材２上を払拭することにより、不織布では払拭できない粒径の小さいトナーも清掃することができる。

図６及び図７は、防塵部材２上のシャッタ部材１４の動きを側面から見た状態で示す概略図であり、図６は開閉動作時、図７は清掃動作時を示す。
図６の上部に示すように、防塵部材２上には、例えば、塵埃２１、紙粉２２、トナー２３等の汚れが付着していることがある。通常の開閉動作時には、図６の下部に示すように、不織布等を備えた清掃部材１６が防塵部材２上を移動して払拭することにより、塵埃２１や紙粉２２等の大きな汚れは除去される。しかし、トナー２３のような粒径の小さな微細な汚れは、ある程度の払拭は可能であるが、完全な除去は困難である。
一方、図７に示すように、清掃動作時は、ブレード部材１５が防塵部材２上を払拭することにより、不織布では払拭できないトナー２３等の汚れも除去することができる。

図８は、図６及び図７において模式的に示した汚れ、紙粉２２とトナー２３の大きさを示す電子顕微鏡写真である。
紙粉は約５０μｍの大きさであるが、トナーの粒径は約６．８μｍである。

清掃動作は、任意の実施間隔で自動的に実施されるように制御装置などで予め設定されていてもよく、また、外部入力からの指示により清掃動作を実施させる機能を備えていてもよい。例えば、画像に白スジなどの不具合が生じた場合等、随時ユーザが手動で入力することにより清掃動作を実行させてもよい。

上述のように、本発明の光走査装置は、清掃動作時に駆動機構のモータが通常の開閉動作と逆回転することで、本来は接触することのないシャッタ部材の当接部を押し出し、通常の開閉動作よりも大きなストロークでシャッタ部材を押し出し、シャッタ部材の清掃部材が備わっていない方の端部に備えられたブレード部材が防塵ガラス上を押圧しながらスライドする。これにより、防塵ガラス上に大量にトナーや塵埃が付着した場合や、広範に汚染した場合でも、確実に汚れを払拭可能であり、該光走査装置を備えた画像形成装置は高品質な画像を提供することができる。

１ 光偏向器（ポリゴンスキャナ）
２ 防塵部材（防塵ガラス）
３ ｆθレンズ
９ 感光体ドラム
１０ 光偏向器の蓋
１１ 光学ハウジングカバー
１３ 光学ハウジング
１４ シャッタ部材
１４ａ シャッタ部材基部
１４ｂ 開閉動作用当接部
１４ｃ 清掃動作用当接部
１５ ブレード部材
１６ 清掃部材
１７ａ ウォームホイール
１７ｂ 突起状部材
１８ ウォーム

特開２００５−３２９６２２号公報 特開２００５−２１５２９５号公報

Claims (8)

1. 光源からの光束を、防塵部材を備える出射口から射出させて被走査面を光走査する光走査装置において、
   前記防塵部材上面を被覆可能に配置されたシャッタ部材を有し、
   前記シャッタ部材は一端に掃除部材、他端にブレード部材を備え、駆動機構により前記出射口を遮蔽及び開放する開閉動作と前記防塵部材上面の異物を払拭する清掃動作とを行い、
   前記シャッタ部材の前記清掃動作が、前記駆動機構のモータが前記開閉動作時とは異なる方向に回転することにより行われることを特徴とする光走査装置。
2. 前記駆動機構は、前記モータと、ウォームギアと、前記ウォームギアのウォームホイール上に形成された突起状部材とからなり、
   前記シャッタ部材が、前記開閉動作時に前記突起状部材が当接する開閉動作用当接部と、前記清掃動作時に前記突起状部材が当接する清掃動作用当接部とをそれぞれ備えることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記シャッタ部材の基部から前記清掃動作用当接部までの長さが、前記開閉動作用当接部までの長さより長いことを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記突起状部材が回転可能な円柱状カバーを備え、該円柱状カバーが、前記シャッタ部材の前記開閉動作用当接部または前記清掃動作用当接部と当接した際に、前記突起状部材を軸として回転することを特徴とする請求項２または３に記載の光走査装置。
5. 前記ブレード部材が、弾性の高い樹脂からなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置。
6. 前記シャッタ部材の前記開閉動作用当接部及び前記清掃動作用当接部が、前記突起状部材が回転するときの円弧と同じ曲率を有することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の光走査装置。
7. 外部入力からの指示により清掃動作を実施させる機能を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光走査装置。
8. 請求項１から７のいずれか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。