JP2012078715A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光走査装置の光学ハウジング９０を密閉状態にするための防塵窓を清掃または交換する際に、レーザ光が通過する開口部が一時的に開放されることになり、内部に塵埃が入り込むおそれがある。
【解決手段】 開口部９０ａに固定防塵窓６７と移動防塵窓７１によって二重に防塵し、移動防塵窓７１を着脱可能な構成とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に備えられる光走査装置に関し、特に光走査装置の防塵機構に関する。

レーザービームプリンタやデジタル複写機等の電子写真方式の画像形成装置に用いられている光走査装置においては、光走査装置の筐体内部に回転多面鏡、反射ミラー、透過レンズ等の光学素子を収容している。光学素子に塵埃が付着すると、ミラーであれば反射光量が低下し、レンズであれば透過光量が低下する。そこで、光学素子が筐体外部から侵入する塵埃によって光学素子が汚れないように走査光が通過する開口部に防塵ガラスなどの透明部材を配設したものがある。

例えば、透明部材を筐体の開口部に接着固定し、そこからレーザ光を出射させる光走査装置が開示されている。（例えば、特許文献１）。

特開平５−８０２６８号公報

透明部材に付着した汚れを清掃する場合、透明部材を光走査装置から取り外して、透明部材の清掃または交換を行うことが考えられる。しかしながら、この透明部材を取り外すことによって一時的に筐体内部が密閉されない状態となる。すると、透明部材を取り外した状態のときに筐体内部に塵埃が入り込んでしまう。

本発明は、透明部材の清掃または交換時に筐体内に塵埃が入り込むことを抑制した光走査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明における光走査装置は、光源から出射される光ビームを偏向走査する偏向走査手段と、内部に前記光源及び前記偏向走査手段を収容し、前記光ビームを筐体の外部に通過させる開口を有する筐体と、前記筐体の内部を防塵するために、前記開口に設けられ、前記開口に入射する前記光ビームを通過させる第１の透明部材と、前記第１の光透過部材を通過した光ビームを通過させる光透過部材であって、前記第１の光透過部材を防塵するための第２の光透過部材を支持する支持部と、を有し、前記支持部は、前記第２の透明部材を着脱自在な状態で支持することを特徴とする。

本発明によれば、光透過部材の清掃または交換時に筐体内に塵埃が入り込むことを抑制することができる。

実施例１に係る画像形成装置の断面図。 実施例１に係る光走査装置の概略断面図。 実施例１に係る光走査装置の概略斜視図。 実施例１に係る移動防塵窓およびその周りの部材を示す図。 実施例２に係る光走査装置の概略断面図。 実施例２に係る光走査装置の概略斜視図。 実施例２に係る光走査装置のその他の例を示す概略斜視図。 実施例２に係る光走査装置のその他の例における開口部付近の拡大図。 実施例３に係る光走査装置の概略断面図。 実施例３に係る移動防塵窓およびその周りの部材を示す図。 実施例４に係る移動防塵窓およびその周りの部材を示す図。 実施例４に係る光走査装置の光学ハウジングの外側の斜視図。

（実施例１）
図１は実施の形態の一例を示すデジタル複写機（画像形成装置）の断面概略図である。原稿台ガラス上にセットされた原稿Ｐ１が読み取り光学系２によって読み取られ、画像信号に変換される。画像信号は不図示のデジタル処理部に取り込まれ、デジタルデータに変換された後、必要なデータ処理が施され画像データとして不図示のビデオ変換部へ出力される。ビデオ変換部では画像データをビデオ信号に変換し、光走査装置６はこのビデオ信号に基づいて光ビームを出力する。

光走査装置６は、偏向走査手段であるところの偏向走査装置６１と不図示の光源装置および光学素子を備え、不図示のビデオ変換部からの信号に基づく画像を形成するための光ビームを出力する。出力された光ビームは感光体であるところの感光ドラム３１に照射され、潜像が形成される。感光ドラム３１は回転し、現像器３２において潜像部分にトナーを付着して潜像を現像する。

一方、給紙カセット１０ａあるいは１０ｂ内の転写材Ｓは取り込みローラ１２により１枚ずつ機内に取り込まれ、レジストローラ１５を介して感光ドラム３１へと搬送される。搬送された転写材Ｓは転写帯電器３３により感光ドラム３１上の現像画像が転写される。その後転写材Ｓは搬送部１６で搬送され定着器４に到達する。定着器４では転写材上に転写された画像を定着させる。そして排紙ローラ１７、１８を介して排紙トレー１９へ排紙される。また次の転写材は転写材Ｓに対して一定の間隔をもって同様に搬送され、画像形成プロセスを経た後、排紙トレー１９へ排紙される。

また、感光ドラム３１上に残ったトナーはクリーナ３４によって除去される。さらに感光ドラム３１は除電器３５によって除電され、帯電器３６によって帯電された後、再び光走査装置６によって感光ドラム３１に潜像形成がなされる。

以上のような画像プロセスにおいて本実施の形態のデジタル複写機の光走査装置６は以下の構成を備える。

図２は光走査装置６の概略平面図、図３は概略斜視図である。光源ユニット６２は、不図示の半導体レーザおよびその駆動電気基板６２ａと、コリメータレンズ鏡筒６２ｂ、コリメータレンズ６２ｃおよび不図示の開口しぼりを有している。図３におけるシリンダーレンズ６３は図２の方向において紙面上下方向に屈折力を有する。駆動走査装置６１は半導体レーザから出射されるレーザ光を偏向走査するための偏向走査手段であり、回転多面鏡であるところの６１ａ、駆動基板６１ｂを備える。レーザ光の偏向走査はポリゴンミラー６１ａの回転によって行われている。ポリゴンミラー６１ａは、駆動基板６１ｂ上に実装された図示しない駆動モータによって駆動されており、駆動基板６１ｂにはモータ駆動回路が実装されている。光学素子のひとつであるところのトーリックレンズ６４およびシリンダーレンズ６５はレーザ光を感光ドラム上に所定のスポット径で結像させるためのであり、走査光学系の一要素を構成している。光学素子のひとつであるところの反射ミラー６６はシリンダーレンズ６５を通過したレーザ光を後述する開口部９０ａ方向に反射する。これらの光学素子が塵埃によって汚れると出力画像の画質が低下するため、防塵される必要がある。そのため、上記の光学素子は光学ハウジング内部（筐体内部）に配置される。上記の光学素子それぞれは光学ハウジング９０に対し、不図示の位置決めおよび固定手段によって支持されている。

光学ハウジング９０にはポリゴンミラー６１ａによって偏向走査された走査光を通過させる開口部９０ａが形成されている。開口部９０ａには第１の光透過部材であるところの固定防塵窓６７が取り付けられている。固定防塵窓６７は厚みが２ｍｍ程度の平行平板ガラスの透明部材によって形成され、幅方向、奥行き方向ともに開口部９０ａより大きく形成されている。固定防塵窓は開口部９０ａを塞ぐように光学ハウジングの内側に配設し、その周囲を紫外線硬化接着剤６７ａにて固着させる。接着剤により固着後は固定防塵窓６７と光学ハウジング９０との間には隙間がなく、気密性が非常に高い状態となっている。

上記の光学素子を光学ハウジングに収容した後、上カバー９１（蓋）によって上面を塞ぐ。上カバー９１は着脱を可能とするため接着剤は使用せず、光学ハウジング９０との間にゴムシート９２等を挟み込んでビスで固定する。ゴムシート９２が隙間を塞ぐため、上カバー９１を取り付けることによって光学ハウジング９０の内部は密閉状態が確保される。なお、光学ハウジング９０と上カバー９１とを合わせて筐体とし、開口部９０ａは筐体に設けられているものとする。開口部９０ａは光学ハウジング９０に設けられていても良いし、上カバー９１に設けられていても良い。本実施例では、光学ハウジング９０に開口部９０ａが設けられている装置について説明をする。

ここで光学ハウジング９０と固定防塵窓６７、および上カバー９１によって形成される空間を第１の空間とする。気密性を向上させた第１の空間において半導体レーザおよび駆動回路モータ、モータ駆動回路が発熱するが、発熱量に比べて第１の空間が大きいこと、昇温した空気が光学ハウジング内でポリゴンミラーの回転によって攪拌されることから局所的に温度上昇することはなく、第１の空間の外側に比べて５℃程度の温度上昇となる。

固定防塵窓６７と光学ハウジング９０の間を気密性高く固着させる方法は紫外線硬化接着剤に限らず、常温で硬化する嫌気性接着剤やシリコン樹脂系、エポキシ樹脂系接着剤を使用してもよい。

ここで、光走査装置内部に入り込んだ塵埃による画像への影響について説明する。

光走査装置の密閉性は厳密に見ると十分ではないため、光走査装置内部には塵埃が入り込んでしまう。ポリゴンミラー６１ａが回転することで光走査装置内に発生した気流や、装置の稼動、停止を繰り返す際に光走査装置内の温度が上昇、下降を繰り返すことで発生する圧力の上昇、下降によって粒径が数μｍあるいは１μｍ以下の浮遊粒子（塵埃）が舞い上がる。舞い上げられた浮遊粒子は反射ミラーやレンズの不定の場所に付着する。反射ミラーやレンズに浮遊粒子が付着すると、光ビームの入射を遮ることになるので画像にすじ状の濃度変化部が発生する。

また、回転しているポリゴンミラーに対しては、回転時に発生するカルマン渦によってポリゴンミラーの各反射面の回転上流側に付着しやすくなり、画像書き出し側や画像全体において濃度変化が発生する。ポリゴンミラーの反射面ごとに付着の度合いが異なると走査線にピッチムラが生じ、それによって画像の濃度変動などの画像の劣化が発生してしまう。

光学ハウジングの密閉性を十分なものにした場合には、筐体の外側と内側との間で空気の出入りがなくなることから光学素子に浮遊粒子が付着することはなくなる。しかしながら、微粒子であるトナーを用いて画像を形成する装置の場合、透明部材の外側がトナーによって汚れる。

透明部材に付着したトナーによる画像への影響を低減させるために、透明部材を定期的に清掃または交換する必要がある。透明部材が筐体に対して固定された光走査装置の場合、光走査装置を画像形成装置に搭載した状態で透明ガラスを目視することは困難である。そのため、光走査装置を画像形成装置に搭載した状態で清掃するのは難しい。透明部材を清掃する場合には光走査装置を一旦画像形成装置から取り外すか、棒状の先端に取り付けた清掃部材によって目視できない状態で透明部材の表面に付着した塵埃を拭き取ることになる。この作業は手間がかかる。

光学ハウジングに配設された透明部材を清掃の容易性から着脱可能にした場合、防塵ガラスを外した際に、光学素子収容空間の暖かい空気に触れた浮遊粒子のブラウン運動が活発になることで光学素子に触れやすくなったり、開口部が側面部に設けられた場合には対流によって光学ハウジング外部の浮遊粒子が空気と一緒に吸い込まれたれたりすることで、反射ミラーやレンズに付着することになる。

そこで、本実施例の光走査装置は、レーザ光を通過させる開口部付近に透明部材を二重に配置し、一方の防塵ガラスを着脱自在な構成としたことを特徴とする。即ち、レーザ光は第１の透明部材を通過した後に第２の光透過部材であるところの第２の透明部材を通過し、感光ドラムに到達することになる。そして、この第２の透明部材が筐体に対して着脱自在になっている。

第２の透明部材であるところの移動防塵窓について図２および図４を用いてさらに詳しく説明する。図４は図３と同じ方向から移動防塵窓およびその周りの部材のみを表したものである。

移動防塵窓７１は厚みが２ｍｍ程度の平行平板ガラスで形成されており、防塵窓保持部材７１ａに載置したものである。ガラスの周囲のうち一部を接着剤７１ｂによって固着してある。固着の手段は固定防塵窓と同様に紫外線硬化接着剤を使用しているが、嫌気性接着剤あるいはシリコン樹脂系、エポキシ樹脂系接着剤であっても構わない。

ガイド部材９３は光学ハウジング９０の開口部９０ａ周辺に固定されており、移動防塵窓７１は防塵窓保持部材７１ａとともに光学ハウジング９０に設けられた取り付け部材であるところのガイド部材９３に沿って矢印方向にスライド移動可能に挿入されている。即ち、ガイド部材９３は、移動防塵窓７１及び防塵窓保持部材７１ａがガイド部材９３に取り付けられた状態において、これらを支持する支持部としての機能を果たす。ガイド部材９３によって、移動防塵窓７１を取り付ける際の移動方向をレーザ光が走査される方向に制限することができる。そのため、開口部９０ａ付近を目視しなくても移動防塵窓７１の着脱を用意に行うことができる。

防塵窓保持部材７１ａおよびガイド部材９３には光学ハウジングと同様に、走査光を通過させるための開口が設けてある。また防塵窓保持部材７１ａはガイド部材９３に設けられた不図示の付勢手段によって光学ハウジング９０に押し付けられている。

移動防塵窓が挿入されたとき、光学ハウジング９０と固定防塵窓６７、防塵窓保持部材７１ａおよび移動防塵窓７１によって形成される空間を第２の空間とする。さらに第１の空間および第２の空間の外側を第３の空間とする。移動防塵窓７１が取り付けられた状態において、第２の空間は密閉された空間となる。そのため、固定防塵窓６７に画像形成装置内の浮遊粒子が付着しにくい。一方、移動防塵窓７１に付着した浮遊粒子を清掃または移動防塵窓７１を交換するために移動防塵窓を取り外した状態において、光学ハウジング９０は密閉状態が確保されているので、光学ハウジング９０に浮遊粒子が入り込むことはない。

移動防塵窓７１ａには、ガイド部材から取り外すあるいは取り付ける際に固定防塵窓６７をふき取る清掃部材を取り付けても良い。これによって、移動防塵窓を清掃しているときに固定防塵窓６７に付着する塵埃を取り除くことができる。

（実施例２）
図５は光走査装置６の概略平面図、図６は概略斜視図を示す。図２および図３と同じ機能を有するものは同一の符号で示し、説明は省略する。

トーリックレンズ６８および回折光学素子６９はレーザ光を感光ドラム上に所定のスポット径で結像する光学要素である。光学ハウジング９０にはポリゴンミラー６１ａによって偏向走査された走査光を通過させる開口部９０ａが形成されている。光学ハウジング９０には、回折光学素子６９は光学ハウジングの開口部９０ａに載置するためのフランジ部６９ａが設けられており、フランジ部６９ａの内周は幅方向、奥行き方向とも開口部９０ａと等しいか大きく形成されている。

回折光学素子６９は開口部９０ａを塞ぐように光学ハウジング９０の内側に配設し、載置面あるいは他の部分に設けた不図示の位置決め手段により回折光学素子を光学ハウジング９０に取り付け、その周囲を紫外線硬化接着剤６９ｂにて固着させる。接着剤により固着後は回折光学素子と光学ハウジングとの間には隙間がなく、気密性が非常に高い状態となっている。

図７に回折光学素子６９の異なる載置方法を示す。図７は図６に対して反射ミラー６６を不図示とし、回折光学素子６９を所定の位置から離した位置に記載してある。また図８は回折光学素子６９を所定の位置に載置した状態を示してある。

光学ハウジング９０の開口部９０ａ周囲には回折光学素子６９を載置するためのフランジ部９０ｂを有し、フランジ部９０ｂの内周は幅方向、奥行き方向とも回折光学素子６９の外形よりも小さく形成されている。またフランジ部９０ｂの外周は幅方向、奥行き方向とも回折光学素子６９の外形よりも大きく形成されている。また回折光学素子の載置面は回折光学素子の曲面に沿うように形成されている。回折光学素子６９はフランジ部９０ｂに載置され、周囲を紫外線硬化接着剤６９ｃにて固着させる。

なお、回折光学素子６９は、実施例１における第１の透明部材及び第２の透明部材のすくなくとも一方に相当する位置に設ければよい。

（実施例３）
図９は光走査装置６の概略平面図示す。図２と同じ機能を有するものは同一の符号で示し、説明は省略する。

（部品収容具合、カバー等、構成および第１の空間の説明）
光学ハウジング９０にはポリゴンミラー６１ａによって偏向走査された走査光を通過させる開口部９０ａが形成されている。開口部９０ａの固定防塵窓配設側は開口部の周囲にシール材Ａ６７ｂを両面テープ等で接着固定されている。光学ハウジング接着面側と反対側の面は固定防塵窓６７に両面テープ等で接着固定されている。

ここでシール材Ａは厚さ１〜２ｍｍのゴムシートを使用している。ただし、これに限らず気密性能の高いものであれば合成ゴムを発泡成形したものやポリウレタン、ポリエチレンを発泡成形したものでもよく、特に発泡成形材の中でも気泡同士がつながらずに形成されている独立発泡フォームを使用する。

次に移動防塵窓７１について図９および図１０を用いて説明する。図１０は図３と同じ方向から移動防塵窓７１およびその周りの部材のみを表したものである。移動防塵窓７１の片面には光走査装置に装着された際、走査光が通過する場所を除いてシール材Ｂ７１ｃが両面テープ等で接着固定されている。

ここでシール材Ｂは発泡成形材を使用しており、その中でもポリウレタン、ポリエチレンを発泡成形した気泡同士がつながった連続発泡フォームを使用する。

ガイド部材９３は光学ハウジングの開口部周辺に固定されており、移動防塵窓７１はシール材Ｂ７１ｃを貼付した面を光学ハウジング側にし、ガイド部材９３に沿って矢印方向に移動可能に挿入されている。ガイド部材９３には光学ハウジングと同様に、走査光を通過させるための開口部が設けてある。また移動防塵窓はガイド部材に設けられた不図示の付勢手段によって光学ハウジングに押し付けられている。

（実施例４）
図１１は保持部材の概略斜視図を示す。図４と同じ機能を有するものは同一の符号で示し、説明は省略する。移動防塵窓７１は厚みが２ｍｍ程度の平行平板ガラスで形成しており、防塵窓保持部材７１ａに載置したものであり、ガラスの周囲のうち一部を接着剤７１ｂによって固着してある。

保持部材にはリブ７１ｃが複数箇所形成されており、リブ７１ｃは筐体に接し、図１１においてリブ７１ｃから一段下がった部分は筐体に接しないように構成されている。不図示の付勢手段によって光学ハウジングに押し付けられたとき、リブ７１ｃは光学ハウジングに接する部分となり、一段下がった部分は筐体に接しない部分となる。これにより第２の空間と第３の空間がより空気の同通が可能な状態になる。空気の同通が可能になること第２の空間と第３の空間との温度が平衡状態にはなりやすくなる。また、第２の空間と第３の空間の温度差がなくなることで、移動防塵窓を取り外した際に空気対流が発生しにくくなることで固定防塵ガラス表面に浮遊粒子が付着しにくくなる。

図１２に同等の効果を得る他の方法を示す。光学ハウジング９０の防塵窓保持部材が当接する部分にリブ９０ｃが複数箇所形成されている。それに対して、防塵保持部材にはリブ７１ｃが形成されていない。このような防塵窓保持部材が不図示の付勢手段によって光学ハウジングに押し付けられたとき、リブのない部分と防塵窓保持部材との間に隙間が生じる。このような構成にしても同様の効果が得られる。

Claims (11)

1. 光源から出射される光ビームを偏向走査する偏向走査手段と、
   内部に前記光源及び前記偏向走査手段を収容し、前記光ビームを筐体の外部に通過させる開口を有する筐体と、
   前記筐体の内部を防塵するために、前記開口に設けられ、前記開口に入射する前記光ビームを通過させる第１の光透過部材と、
   前記第１の光透過部材を通過した光ビームを通過させる光透過部材であって、前記第１の光透過部材を防塵するための第２の光透過部材を支持する支持部と、を有し、
   前記支持部は、前記第２の光透過部材を着脱自在な状態で支持することを特徴とする光走査装置。
2. 光源から出射される光ビームを偏向走査する偏向走査手段と、
   内部に前記光源及び前記偏向走査手段を収容し、前記光ビームを筐体の外部に通過させる開口を有する筐体と、
   前記筐体の内部を防塵するために、前記開口に設けられ、前記開口に入射する前記光ビームを通過させる第１の光透過部材と、
   前記第１の光透過部材を通過した光ビームを通過させる光透過部材であって、前記第１の光透過部材を防塵するための第２の光透過部材と、を有し、
   前記第２の光透過部材は前記筐体に着脱自在であることを特徴とする光走査装置。
3. 前記支持部は、前記第２の光透過部材が取り付けられる際に前記第２の光透過部材の移動方向を制限するガイド部材を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記筐体には、前記第２の光透過部材が取り付けられる際に前記第２の光透過部材の移動方向を制限するガイド部材を有し、前記第２の光透過部材を支持する支持部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
5. 前記第２の光透過部材を保持する保持部材が前記支持部に取り付けられることによって前記第２の光透過部材が前記第１の光透過部材を防塵し、前記保持部材が前記支持部に取り付けられた状態において、前記第１の光透過部材、前記第２の光透過部材、及び前記保持部材によって密閉された空間が形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の光走査装置。
6. 前記ガイド部材は、前記光ビームが前記偏向走査手段によって走査される方向に前記第２の光透過部材をスライドさせて取り付けるためのガイド部材であることを特徴とする請求項３または４に記載の光走査装置。
7. 前記支持部は前記筐体に設けられることを特徴とする請求項３または４に記載の光走査装置。
8. 前記第１の光透過部材及び第２の光透過部材は、透明部材であることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の光走査装置。
9. 前記第１の光透過部材及び第２の光透過部材のうちの少なくとも一方は回折光学素子であることを特徴とする光走査装置。
10. 前記第２の光透過部材が前記支持部に取り付けられた状態において、前記第２の光透過部材は前記筐体に接する部分と接しない部分とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。
11. 前記偏向走査手段によって走査された前記光ビームを感光体に導くための光学素子を備え、
    前記光学素子は、前記筐体の内部に配置され、前記第１の光透過部材と前記第２の光透過部材との間には配置されていないことを特徴とする請求項１または２に記載の光走査装置。

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