JP2013130635A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤を用いずに、ハウジングに設けられた開口部を閉塞するように光透過部材をハウジングに取り付けることによって、光走査装置内部への塵埃の侵入を防止する。
【解決手段】光ビームを射出する光源１と、光源から射出された光ビームが感光体６を走査するように、光ビームを偏向する光偏向器３と、光源及び光偏向器を内部に収容し、且つ偏向された光ビームが通過する開口部１４が設けられているハウジング１３と、開口部を閉塞するようにハウジングに取り付けられ、偏向された光ビームを透過する光透過部材１２と、光透過部材とハウジングとの間の隙間が封止されるように、光透過部材の外周部を覆う弾性部材１６と、ハウジングに取り付けられ、弾性部材を光透過部材に押圧することによって光透過部材をハウジングに固定する固定部材１５と、を備えている光走査装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、光走査装置に関する。

電子写真画像形成装置（不図示）は、光走査装置２５０を有するものがある。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、特許文献１に開示されている従来の光走査装置２５０の構成を表す斜視図である。図６（ａ）は、カバー２１１によって閉じられている光走査装置２５０を示しており、図６（ｂ）は、カバー２１１の一部を切り欠いた光走査装置２５０を示している。

光走査装置２５０は、光学箱２１０及び光学箱２１０内を密閉するカバー２１１から構成されるハウジング２１３を備えている。図６（ｂ）に示すように、光学箱２１０は、半導体レーザ装置２０１、コリメータレンズ２０１ａ、シリンダレンズ２０２、回転多面鏡２０３、スキャナモータ２０３ｂ、結像レンズ２０４ａ及び２０４ｂ、及びミラー２０５を収容している。

半導体レーザ装置２０１は、外部から入力される画像情報に応じてレーザ光を射出する。コリメータレンズ２０１ａは、半導体レーザ装置２０１から射出されたレーザ光を平行にして平行レーザ光にする。シリンダレンズ２０２は、コリメータレンズ２０１ａによって平行にされた平行レーザ光を、回転多面鏡２０３が有する反射面上において線状になるように集光する。スキャナモータ２０３ｂは、回転多面鏡２０３を回転させる。回転多面鏡２０３の反射面において線状に集光されたレーザ光は、反射され偏向される。反射され偏向されたレーザ光は、結像レンズ２０４ａ及び２０４ｂを通り、ミラー２０５において反射され、カバー２１１の開口部２１４及び防塵ガラス２１２を介して、感光体ドラム２０６に照射される。

結像レンズ２０４ａ及び２０４ｂは、回転多面鏡２０３によって反射され偏向されたレーザ光が感光体ドラム２０６上において結像されるように機能する。スキャナモータ２０３ｂによる回転多面鏡２０３の回転によって、感光体ドラム２０６上においてレーザ光による主走査が行われる。また、感光体ドラム２０６が感光体ドラム２０６の軸線まわりに回転駆動することによってレーザ光による副走査が行われる。すなわち、結像レンズ２０４ａ及び２０４ｂは、回転多面鏡２０３において反射され偏向されたレーザ光が感光体ドラム２０６上においてスポットを形成するようにレーザ光を集光し、且つスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このようにして回転多面鏡２０３は、半導体レーザ装置２０１から射出されたレーザ光を感光体ドラム２０６上に走査する。

感光体ドラム２０６の表面は、帯電器（不図示）によって均一に帯電されている。射出されたレーザ光は、均一に帯電された感光体ドラム２０６の表面上を走査露光することによって、感光体ドラム２０６上に静電潜像を形成する。 形成された静電潜像には、現像器（不図示）によってトナーが付着され、静電潜像がトナー像に現像される。現像されたトナー像は、記録媒体（不図示）に転写され、記録媒体に画像が形成される。
感光体ドラム２０６を走査露光するレーザ光の光量は、トナー像の濃度と関係している。レーザ光の光量が、意図とは異なり時間的または空間的に変動するような場合には、記録媒体の画像濃度が部分的に薄い、または濃いといった、いわゆる濃度ムラが生じる。特に、光走査装置２５０内部の光学素子に塵埃等が付着することによって汚れた場合には、塵埃がレーザ光を遮ることで感光体ドラム２０６へ照射されるレーザ光の光量が部分的に低下し、濃度ムラが発生する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、光走査装置２５０には、開口部２１４の長手方向に沿って開口部２１４より長いリブ２２３ａ及び２２３ｂが設けられている。また、リブ２２３ａ及び２２３ｂと防塵ガラス２１２との間に、接着剤を開口部２１４より長く連続して塗付することによって、開口部２１４を閉塞するように防塵ガラス２１２をカバー２１１に接着している。この構成により、開口部２１４を介した光走査装置２５０内部への塵埃の侵入を防止している。

特開２００９−２７１４５６号公報

上述のように、従来の光走査装置では、防塵ガラス（光透過部材）とハウジングとを接着剤によって接着している。従って、光透過部材のレーザ光が透過する部分に接着剤が誤って塗布されると、接着剤が感光体ドラム（像担持体）を走査するレーザ光を遮り、画像ムラを引き起こすおそれがある。これを防止するためには、精密に接着剤を塗布する必要があるので、作業に時間がかかるようになる。
そこで、本発明は、接着剤を用いずに、開口部を閉塞するように光透過部材をハウジングに取り付け、光透過部材側から開口部を通って光走査装置内部に塵埃が侵入することを防止することができる光走査装置を提供する。

本発明による光走査装置は、光ビームを射出する光源と、光源から射出された光ビームが感光体を走査するように、光ビームを偏向する光偏向器と、光源および光偏向器を内部に収容し、且つ光偏向器により偏向された光ビームが通過する開口部が設けられているハウジングと、開口部を閉塞するようにハウジングに取り付けられ、光偏向器により偏向された光ビームを透過する光透過部材と、光透過部材とハウジングとの間の隙間が封止されるように、光透過部材の外周部を覆う弾性部材と、ハウジングに取り付けられ、弾性部材を光透過部材に押圧することによって光透過部材をハウジングに固定する固定部材と、を備える。

本発明によれば、接着剤を用いる代わりに弾性部材を用いて光透過部材を固定しているので、光透過部材に誤って接着剤が塗布されることによってレーザ光が遮蔽されることはなく、且つ光走査装置内部に塵埃が侵入することを防止することができる。

第１実施形態の光走査装置５０を有する画像形成装置１００の概略断面図。 第１実施形態の光走査装置５０の部分断面図。 第１実施形態の光走査装置５０の部分斜視図。 第１実施形態の画像形成装置１００における印刷動作に伴う光走査装置５０のシャッタ２２の開閉動作の制御を表すフローチャート。 第２実施形態の光走査装置１５０の部分斜視図。 従来の光走査装置２５０の斜視図。

図１は、第１実施形態の光走査装置５０を有する電子写真画像形成装置１００の概略断面図である。電子写真画像形成装置１００としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリ装置、及び複合機がある。以下、電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という。）１００としてレーザビームプリンタを用いて、本実施形態を説明する。

画像形成装置１００に設けられている光走査装置５０は、光学箱１０及び光学箱１０内を密閉するカバー１１から構成されるハウジング１３を備えている。また、光走査装置５０は、ハウジング１３内に半導体レーザ装置（光源）１、回転多面鏡（光偏向器）３及びミラー（光学部材）５等の各種光学素子を収容している。カバー１１には長尺状の開口部１４が設けられており、開口部１４を閉塞するように光透過部材（透明部材）である防塵ガラス１２がカバー１１に取り付けられている。従って防塵ガラス１２も長尺状、特に薄板短冊状のガラス部材であり、レーザ光（光ビーム）が透過可能であるとともに、ハウジング１３内の光学素子を塵埃による汚れから保護する。なお、本実施形態では開口部１４はカバー１１に設けられているが、光学箱１０に設けるように光走査装置５０を構成することもできる。例えば、光学箱に設けられた開口部を閉塞するように防塵ガラスを光学箱に取り付けてもよい。

半導体レーザ装置１から発せられたレーザ光は回転多面鏡３により反射され偏向される。偏向されたレーザ光は、ミラー５によって反射され、開口部１４及び防塵ガラス１２を通過した後、像担持体（感光体）６に照射される。従って、回転多面鏡３は、半導体レーザ装置１から射出されたレーザ光を像担持体６上で走査する。像担持体６の表面は、帯電器５３によって均一に帯電されている。レーザ光は、均一に帯電された像担持体６の表面上を走査露光することによって、像担持体６上に静電潜像を形成する。現像器５１は、静電潜像にトナーを付着して、静電潜像をトナー像に現像する。トナー像は、給紙カセット５５から給送される記録媒体Ｐに転写される。その後、定着器５４によって記録媒体Ｐ上のトナー像が定着され、記録媒体Ｐは画像形成装置１００外に排出される。記録媒体Ｐに転写されずに像担持体６上に残留したトナーは、クリーナ５２によって除去される。

図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ、画像形成装置１００に設けられている光走査装置５０における防塵ガラス１２をカバー１１に取り付ける前と取り付けた後の状態を表す部分断面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、開口部１４の長手方向に垂直な方向に沿って取った断面図である。

図２（ｂ）に示されているように、防塵ガラス１２がカバー１１に取り付けられると、固定部材１５はカバー１１に取り付けられ、且つ弾性部材（防塵部材）１６は防塵ガラス１２の外周を覆うように配置される。従って、防塵ガラス１２は、弾性部材１６を介して固定部材１５とカバー１１との間に挟まれる。固定部材１５は、弾性部材１６を防塵ガラス１２の外周部に押圧することによって、防塵ガラス１２をハウジング１３のカバー１１に固定する。この構成により、防塵ガラス１２は開口部１４を閉塞し、防塵ガラス１２とカバー１１との間の隙間が弾性部材１６により封止され、防塵ガラス１２側から開口部１４を通って光走査装置５０内部に塵埃が侵入することを防止することができる。
なお、弾性部材１６には、例えばスチレン系エラストマ樹脂が用いられる。エラストマ樹脂は、柔らかいため、弾性部材１６がカバー１１に対して押圧されたときにカバー１１にかかる圧力を小さくすることができる。よって、封止性を確保したうえで、カバー１１の変形を小さくすることができる。
なお、弾性部材１６は固定部材１５に一体的に形成されていてもよい。弾性部材１６を固定部材１５と一体的に形成することにより、カバー部材１１及び防塵ガラス１２に対する固定部材１５及び弾性部材１６の組み付けを容易にすることができる。

図２（ｂ）に示されているように、弾性部材１６の先端部（一端部）１６ａは、防塵ガラス１２の外側に向かって延在している。弾性部材１６の先端部１６ａは、カバー１１に当接している。弾性部材１６の基端部（他端部）１６ｂは、防塵ガラス１２の上面１２ａの外周部に当接している。弾性部材１６の基端部１６ｂは、防塵ガラス１２をカバー１１に押圧して防塵ガラス１２を固定する。弾性部材１６は、防塵ガラス１２の外周を取り囲んで、防塵ガラス１２とカバー１１との間を封止している。
弾性部材１６の先端部１６ａは、防塵ガラス１２の外側に向かって延在しているので、防塵ガラス１２とカバー１１の防塵ガラス１２との接触部分１１ａとの間に弾性部材１６が挟みこまれることがない。よって、本実施形態によれば、防塵ガラス１２とカバー１１の間に弾性部材１６が挟まれて防塵ガラス１２とカバー１１の間に隙間ができることを防止できる。従って、本実施形態によれば、防塵ガラス１２とカバー１１の間に弾性部材１６が挟まれて形成される隙間から塵埃が光走査装置５０内に侵入することを防止することができる。
また、弾性部材１６の先端部１６ａをカバー１１に接触させることによって、カバー１１と防塵ガラス１２との間及びカバー１１と固定部材１５との間の反発力を抑え、カバー１１が変形することを防止することができる。

図２（ｂ）に示されているように、固定部材１５にはシャッタ２２が設けられている。シャッタ２２は、固定部材１５に設けられて開口部１５ａを開閉可能である。固定部材１５の開口部１５ａは、防塵ガラス１２を介して、カバー１１の開口部１４に対向して配置されている。シャッタ２２により固定部材１５の開口部１５ａを閉じることにより、省スペースでありながら光走査装置５０の密閉性を高め、防塵ガラス１２表面に付着する塵埃の量を低減することができる。よって、本実施形態によれば、塵埃が防塵ガラス１２に付着して画像ムラを引き起こすことを抑制できる。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、光走査装置５０におけるシャッタ２２の開閉機構３０を示している。図３（ａ）は、シャッタ２２が閉じられた状態における光走査装置５０の部分斜視図を示している。図３（ｂ）は、シャッタ２２が開閉機構３０によって開けられた状態における光走査装置５０の部分斜視図を示している。

シャッタ２２の開閉機構３０は、シャッタ２２に取り付けられている歯車２２ａ、モータ１８、及び歯車２２ａに噛み合うようにモータ１８の回転軸に取り付けられているモータギア１９を備えている。またシャッタ２２の開閉機構３０は、カバー１１に支持されている軸受２０ａ及び２０ｂ、及び歯車２２ａを通り、軸受２０ａ及び２０ｂに固定されている軸２１も備えている。従って、歯車２２ａとモータギア１９の噛み合いによって、モータギア１９の回転方向に応じてシャッタ２２の開閉を行うことができる。

図４は、第１実施形態の画像形成装置１００における印刷動作に伴う光走査装置５０のシャッタ２２の開閉動作の制御を表すフローチャートである。
シャッタ２２ａの開閉機構３０は、制御装置６０により制御される。制御装置６０は、画像形成装置１００に設けられている。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、制御装置６０は、開閉機構３０のモータ１８に接続され、モータ１８の回転を制御する。以下、図４のフローチャートを参照して、制御装置６０により実行されるシャッタ２２の開閉動作を説明する。

まず、画像形成装置１００の電源がＯＮにされると（Ｓ１）、制御装置６０は、画像形成装置１００を印刷待機状態に移行する（Ｓ２）。印刷待機状態において、制御装置６０は、画像形成装置１００のコントロールパネル（不図示）あるいは外部装置（不図示）から画像形成装置１００へ印刷開始命令が発行されたか否かを判断する（Ｓ３）。制御装置６０は、印刷開始命令が発行されたと判断すると（Ｓ３のＹｅｓ）、モータ１８を駆動して、シャッタ２２を開く（Ｓ４）。その後、印刷が行われ（Ｓ５）、印刷終了命令が発行されると（Ｓ６のＹｅｓ）、制御装置６０は、モータ１８を駆動して、シャッタ２２を閉じる（Ｓ７）。その後、画像形成装置１００は、再び印刷待機状態に移行する（Ｓ２）。

図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ、第２実施形態の光走査装置１５０における防塵ガラス１１２をカバー１１１に取り付ける前と取り付けた後の状態を表す部分斜視図である。第２実施形態の光走査装置１５０は、画像形成装置（不図示）に設けられている。第２実施形態における画像形成装置（不図示）は、第１実施形態における画像形成装置１００と同様であるので、説明を省略する。第２実施形態の光走査装置１５０の構成は、少なくとも一つの突起部１１７がカバー１１１の開口部１１４の周囲に設けられていることを除いて、第１実施形態の光走査装置５０の構成と同様である。

図５（ｂ）に示されているように、防塵ガラス１１２は、カバー１１１に取り付けられる際に、防塵ガラス１１２の外周部の一部が突起部１１７に当接することによって位置決めされる。この構成により、カバー１１１に対する防塵ガラス１１２の位置を容易に決めることができるので、カバー１１１に対する防塵ガラス１１２の取り付けを容易に行うことができる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されているように、複数の突起部１１７は、防塵ガラス１１２の高さより低くなっている。よって、弾性部材（不図示）を防塵ガラス１１２に組み付ける際に、弾性部材の変形を小さくすることができる。弾性部材は、カバー１１１と防塵ガラス１１２との間の隙間を封止して、塵埃が光走査装置１５０の内部へ侵入することを防止できる。
突起部１１７の縁部１１７ａは、カバー１１１の防塵ガラス１１２と接触する面１１１ａに連続してなだらかに接続される形状になっている。この構成により、弾性部材によってカバー１１１及び防塵ガラス１１２を押圧する際に、弾性部材は突起部１１７の上記形状に沿って変形するので、弾性部材の変形を小さくすることができる。よって、弾性部材は、カバー１１１と防塵ガラス１１２との間を封止することができる。従って、カバー１１１及び防塵ガラス１１２に対する弾性部材による押圧に起因して防塵ガラス１１２とカバー１１１との間に隙間が形成されることを防止できるので、そのような隙間から光走査装置１５０内部への塵埃の侵入を防止することができる。

本実施形態によれば、弾性部材を用いて防塵ガラスを固定することによって、開口部を閉塞するように防塵ガラスとカバーとの間の隙間が封止されるので、防塵ガラス側から開口部を通って光走査装置内部に塵埃が侵入することを防止することができる。
また、カバーに支持されている固定部材にシャッタを設けることによって、省スペースでありながら光走査装置の密閉性を高め、防塵ガラス表面に付着する塵埃の量を低減することができる。
なお、本実施形態では、カバーに設けられた開口部を覆う防塵ガラスを説明した。しかし、例えば、光学箱に設けられた開口部を閉塞するように防塵ガラスを光学箱に取り付けてもよい。光学箱の開口部を覆う防塵ガラスを固定部材により弾性部材で押圧することにより、光学箱と防塵ガラスとの間を弾性部材により封止してもよい。これにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

１ 半導体レーザ装置（光源）
３ 回転多面鏡（光偏向器）
６ 像担持体（感光体）
１２ 防塵ガラス（光透過部材）
１３ ハウジング
１４ 開口部
１５ 固定部材
１６ 弾性部材
５０ 光走査装置

Claims (9)

1. 光ビームを射出する光源と、
   前記光源から射出された前記光ビームが感光体を走査するように、前記光ビームを偏向する光偏向器と、
   前記光源および前記光偏向器を内部に収容し、且つ前記光偏向器により偏向された前記光ビームが通過する開口部が設けられているハウジングと、
   前記開口部を閉塞するように前記ハウジングに取り付けられ、前記光偏向器により偏向された前記光ビームを透過する光透過部材と、
   前記光透過部材と前記ハウジングとの間の隙間が封止されるように、前記光透過部材の外周部を覆う弾性部材と、
   前記ハウジングに取り付けられ、前記弾性部材を前記光透過部材に押圧することによって前記光透過部材を前記ハウジングに固定する固定部材と、
   を備えていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記弾性部材の一端部は、前記光透過部材の外側に向かって延在していることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記弾性部材の前記一端部は、前記ハウジングに接触していることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記弾性部材は、前記固定部材に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 前記弾性部材は、スチレン系エラストマ樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記固定部材は、シャッタを有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記ハウジングに設けられている少なくとも一つの突起部
   をさらに備え、
   前記光透過部材の外周部の一部が前記少なくとも一つの突起部と当接していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 前記少なくとも一つの突起部は、前記光透過部材の高さよりも低いことを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 前記少なくとも一つの突起部の縁部は、前記ハウジングの前記光透過部材と接触する面に連続して接続される形状になっていることを特徴とする請求項７または８に記載の光走査装置。

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