JP2015145916A - 光走査装置およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スナップフィット機構近傍におけるカバーの反りによって透明部材が両面テープから剥がれて透明部材とカバーとの間に微小な隙間が生じることを抑制することができる光走査装置を提供する。
【解決手段】レーザ光の走査方向を長手方向、長手方向と垂直な方向を短手方向としたとき、透明部材２２３は、短手方向において、底部４０２ａおよび底部４０２ｂに貼り付けられている両面テープ４０１によってかけ渡されている。底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅を底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅よりも広くすることにより、透明部材のカバーからの浮きを低減する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光走査装置に設けられた透明部材の固定方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームを出射する光走査装置を有する。光走査装置から出射された光ビームによって走査された感光体上には画像データに基づく静電潜像が形成される。画像形成装置は、静電潜像をトナーによって現像し、現像されたトナー像を記録媒体上に転写する。それによって記録媒体上に画像が形成される。

光走査装置は、光ビームを出射する光源、光ビームが感光体上を走査するように当該光ビームを偏向する回転多面鏡（ポリゴンミラー）、光ビームの光路上に配置されたレンズ、ミラーなどの光学部材を備える。近年、これらの画像形成装置において高速記録の要求が高まってきており、光ビームの走査速度の高速化、すなわち回転多面鏡の回転速度の高速化が進んでいる。回転多面鏡が高速回転すると、回転多面鏡の反射面付近において正圧の領域と負圧の領域が発生し、負圧の領域付近の反射面に空気中の微小な塵埃などの汚れが付着する現象が生じる。回転多面鏡の反射面に部分的に汚れが付着するとその部分の反射率が下がり、反射された光ビームの光量が低下するため、記録媒体に転写する画像の画質が低下してしまう。

このような課題に対して従来の光走査装置は、回転多面鏡、光学部材を光学箱内に収容し、光学箱をカバー（蓋）によって閉塞する構成となっている。カバーには、回転多面鏡によって偏向された光ビームを通過させる開口が設けられており、当該開口には透明部材が両面テープによって固定されている。回転多面鏡によって偏向された光ビームは、その開口および透明部材を通過することによって光学箱とカバーによって形成された光走査装置の内部空間から光走査装置の外部に出射される。特許文献１は、カバーに設けられた凹部に透明部材が収められた光走査装置を開示している。

カバーを簡易に光学箱に取り付けるための構成として、特許文献２は、スナップフィット機構が用いられている。スナップフィット機構として、光学箱の外側の側壁に設けられた突起（箱側係合部）とカバーの外周（あるいはその近傍）に設けられた蓋側係合部とが係合する構成を採用するのが一般的である。カバーと光学箱との間にはゴムやスポンジなどの弾性部材が挟みこまれている。弾性部材は、光学箱とカバーとの間に生じる微小な隙間を埋めるために設けられており、スナップフィット機構によって光学箱にカバーが取り付けられることによって弾性部材が光学箱とカバーとによって挟持されることによって、それが達成される。

特開２００９−１９８８３６号公報 特開２０１０−６６４３１号公報

このような光走査装置において、箱側係合部と蓋側係合部とが係合することによって圧縮された弾性部材からの反力によってカバーに反りが発生する。カバーの局所的な変形を完全に防ぐことは難しく、特に、スナップフィット機構近傍（弾性部材近傍）ほど反りによるカバーの変形量は大きくなる。

スナップフィット機構近傍におけるカバーの反りによって透明部材が両面テープから剥がれて透明部材とカバーとの間に微小な隙間が生じる場合がある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の光走査装置は、感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記光ビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを前記感光体上に導く光学部材と、前記偏向手段と前記光学部材とが取り付けられる光学箱と、前記光学箱に取り付けられた前記偏向手段と前記光学部材とを防塵するために前記光学箱に取り付けられる蓋であって、前記走査方向を長手方向、当該長手方向に垂直な方向を短手方向とする凹部と、前記凹部の縁の内側に設けられ、前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを通過させる開口と、が形成された蓋と、前記光学箱の外部側の側壁に設けられた光学箱側係合部と、前記蓋に設けられた蓋側係合部とを備え、前記蓋を前記光学箱に固定するために前記光学箱側係合部と前記蓋側係合部とが係合する係合機構と、前記凹部に収められることによって前記開口を塞ぐ透明部材と、前記短手方向において前記凹部の縁と前記開口の縁との間に貼り付けられ、前記透明部材を前記接着部材に固定し、かつ前記透明部材と前記蓋との間の間隙を閉塞する接着テープと、を備え、前記開口に関して前記蓋の重心とは反対の前記側壁側の前記凹部の縁と前記開口の縁との間に貼り付けられた前記接着テープの前記短手方向の幅が、前記蓋の重心と前記開口との間に貼り付けられた前記接着テープの前記短手方向の幅よりも長いことを特徴とする。

開口に関して蓋の重心とは反対の側壁側の透明部材の剥がれを抑制することができる。

画像形成装置の概略断面図。 光走査装置の上面図および断面図。 光走査装置の斜視図。 カバーの上面図、要部拡大図、断面図。 カバーの歪みを示す図。 本実施例の効果を示す図。

（実施例１）
（画像形成装置）
図１は、本実施例における電子写真方式の画像形成装置の要部概略断面図である。本実施例の画像形成装置は、大別すると用紙を供給する給紙部１０１、トナー像を形成する画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ、画像形成ユニット内の感光体としての感光ドラムを走査する光ビームを出射して感光ドラム上に静電潜像を形成する光走査装置１０３、１０４、各々の画像形成ユニット（１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ）の感光ドラム上に形成されるトナー像が転写され、転写されたトナー像を記録媒体に転写するための中間転写ベルト１０５、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させる定着装置１０６で構成される。

本実施例の画像形成装置は、イエローのトナー像を形成する画像形成ユニット１０２Ｙ、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ユニット１０２Ｍ、シアンのトナー像を形成する画像形成ユニット１０２Ｃ、ブラックのトナー像を形成する画像形成ユニット１０２Ｂｋを備える。各画像形成ユニットの構成要素は同一であるため、以下では画像形成ユニット１０２Ｙを用いて説明をする。

画像形成ユニット１０２Ｙは、感光体であるところの感光ドラム１０７Ｙ、帯電装置１０８Ｙ、現像装置１０９Ｙを備える。画像を形成する際に、感光ドラム１０７Ｙの表面は帯電装置１０８Ｙによって帯電される。帯電された感光ドラム１０７Ｙは光走査装置１０３によって露光され、それによって感光ドラム１０７Ｙ上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１０９Ｙによって供給されるイエローのトナーによって現像される。

感光ドラム１０７Ｙに形成されるトナー像は、転写部Ｔｙにおいて中間転写体であるところの中間転写ベルト１０５に転写される。転写部Ｔｙでは、感光ドラム１０７Ｙに対向するように転写ローラ１１０Ｙが設けられており、転写ローラ１１０Ｙに所定のバイアスを印加することによって感光ドラム１０７Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト１０５に転写される。同様に、その他の色の感光ドラム１０７Ｍ、１０７Ｃ、１０７Ｂｋ上のトナー像も転写ローラ１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｂｋによって中間転写ベルト１０５上に転写される。

中間転写ベルト１０５に転写された各色のトナー像は、転写部Ｔ２において、給紙部１０１から搬送されてくる記録媒体であるところの記録紙に転写される。２次転写部Ｔ２でトナー像が転写された記録紙は定着装置１０６に搬送され、記録紙上のトナー像が定着装置１０６によって加熱定着される。定着処理が施された記録紙は、図示しない排紙部に排出される。

次に、光走査装置１０３及び１０４について説明する。本実施例の画像形成装置は、感光ドラム１０７Ｙと感光ドラム１０７Ｍを露光する光走査装置１０３、及び感光ドラム１０７Ｃと感光ドラム１０７Ｂｋを露光する光走査装置１０４を備える。光走査装置１０３及び光走査装置１０４は、鉛直方向下側から感光ドラムを露光する。光走査装置１０３及び光走査装置１０４は、以下に示すように同一構成である。

図２（ａ）は、図１に示す光走査装置１０３の光路を一平面上に展開した光走査装置の上面図である。

図２（ａ）において、光源２０１から出射したレーザ光（光ビーム）はコリメータレンズ２０２によって平行光に変換され、直後のシリンドリカルレンズ２０３によって収束光となる。そして絞り２０４によって所定の形状に整形された後、回転多面鏡であるポリゴンミラー２０５の反射面上で線状に結像する。ポリゴンミラー２０５の反射面に結像したレーザ光は、ポリゴンミラー２０５によって偏向され、その後光学部材の１つであるθレンズ２０６および２０７を通過して感光ドラム上（感光体上）を走査する。

光走査装置１０３には、光源２０１から出射されたレーザ光が導かれる感光ドラムとは異なる感光ドラムに導かれるレーザ光を出射する光源２０８が備えられている。光源２０８から出射したレーザ光（光ビーム）はコリメータレンズ２０９によって平行光に変換され、直後のシリンドリカルレンズ２１０によって収束光となる。そして絞り２１１によって所定の形状に整形された後、ポリゴンミラー２０５の反射面上で線状に結像する。ポリゴンミラー２０５の反射面に結像したレーザ光は、ポリゴンミラー２０５によって偏向され、その後レンズ２１２および２１３を通過して感光ドラム上を走査する。

図２（ａ）に示すように、ポリゴンミラー２０５は、光源２０１から出射されるレーザ光を図２（ａ）での左方向に偏向し、光源２０８から出射されるレーザ光を右方向に偏向する。光源２０１から出射されるレーザ光は矢印Ｃ方向に走査される（第１走査経路）。一方、光源２０８から出射されるレーザ光は矢印Ｄ方向に走査される（第２走査経路）。

図２（ｂ）は、図２（ａ）で説明した光走査装置１０３及び感光ドラム１０７Ｙ、１０７Ｍを示す概略断面図である。図２（ａ）では光学系を平面展開して説明したが、実際には図２（ｂ）に示すようにミラーを用いて立体的な光路が形成されている。具体的には、光源２０１から出射されたレーザ光は、ｆθレンズ２０６を通過した後に光学部材の１つである第１のミラー２１４によって反射され、ｆθレンズ２０７に導かれる。ｆθレンズ２０７を通過したレーザ光は、第２のミラー２１５によって反射され、後述するカバー２２０に設けられた開口２２１、および開口２２１に取り付けられた透明部材２２３を通過して感光ドラム１０７Ｙに導かれる。感光ドラム１０７Ｍに導かれる。光源２０８から出射されたレーザ光は、ｆθレンズ２１２を通過した後に第３のミラー２１６によって反射され、ｆθレンズ２１３に導かれる。ｆθレンズ２１３を通過したレーザ光は、第４のミラー２１７によって反射され、後述するカバー２２０に設けられた開口２２２、および開口２２２に取り付けられた透明部材２２４を通過して感光ドラム１０７Ｙに導かれる。なお、ポリゴンミラー２０５は駆動モータ２１８によって支持されるとともに回転駆動される。

これらの光学部品は箱上の光学箱２１９の内部に収容され、一体的に光走査装置１０３または１０４を構成する。光学箱２１９は、例えばポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）とポリスチレン（ＰＳ）の合成樹脂等にガラス繊維を混ぜて補強した材質で形成される。また、光学箱２１９には内部に塵埃が侵入しないようにカバー２２０（蓋部材）が取り付けられる。

図３（ａ）は本実施例における光走査装置１０３の構成を示す斜視図であり、カバー２２０が光学箱２１９に取り付けられていない状態を示している。図３（ｂ）は、光走査装置１０３の内部空間側から視たカバー２１９の斜視図である。図３（ｃ）は、カバー２２０を光学箱２１９に取り付けた状態における光走査装置１０３の斜視図を示している。

図３（ａ）に示すように、光学箱２１９は側壁２１９ａを備える。側壁２１９ａの頂部２１９ｂはカバー２２０を対向する部分である。光走査装置１０３の外部空間側（光学箱２１９の外部側）の側壁２１９ａ、即ち側壁外面には、光学箱側係合部としての突起２１９ｃが設けられている。

カバー２２０には、スポンジ、ゴム部材、ホットメルト等の弾性部材が２２０ｂと貼り付け、あるいは一体成形されている。光学箱２１９の頂部２１９ａと弾性部材２２０ｂは互いに接触する。頂部２１９ａが弾性部材２２０ｂに接触することによって弾性部材２２０ｂは弾性変形する。弾性変形した弾性部材２２０ｂによって、頂部２１９ａとカバー２２０との間の隙間が埋められ、弾性部材２２０ｂによって当該隙間から光走査装置１０３の内部空間への塵挨の浸入が抑制される。

カバー２２０の縁には、カバー２２０から立設するカバー側係合部（蓋側係合部）２２０ａが設けられている。カバー側係合部２２０ａは、突起２１９ｃに対応する位置に設けられている。図３（ｃ）に示すように、頂部２１９ａと弾性部材２２０ｂとが向き合うようにカバー２２０が光学箱２１９に取り付けられることにより、カバー側係合部２２０ａと突起２１９ｃとが係合する。即ち、カバー側係合部２２０ａと突起２１９ｃとはスナップフィット機構（係合機構）を構成し、両者が互いに係合することによってカバー２２０が光学箱２１９に固定される。

次に、図４を用いて本実施例の光走査装置の特徴について説明する。図４（ａ）は、カバー２２０の上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の領域Ａの拡大図、図４（ｃ）は、図４（ｂ）の断面図を示している。

図４（ｃ）に示すように、カバー２２０にはレーザ光を通過させる開口２２１、２２２が設けられており、開口２２１、２２２はそれぞれガラス、プラスティックなどの透明部材２２３、２２４によって閉塞されている。カバー２２０には、透明部材２２３、２２４を収めるための凹部４０２が設けられており、凹部４０２に収められることによって透明部材２２３、２２４のカバー２２０に対する突出量が抑制されている。図４（ｃ）は、カバー２２０に対して突出しているが、透明部材２２３、２２４が完全に凹部に収められるようになっていても良い。このように、カバー２２０に対する透明部材２２３、２２４の突出量を抑制、あるいはなくすことによって、画像形成装置１０３、１０４を取り付ける際に透明部材２２３、２２４が画像形成装置の構成要素にぶつかることを抑制することができる。

透明部材２２３、２２４は、カバー２２０に接着テープであるところの両面テープ４０１（図４（ｂ）参照）によって貼り付けられている。両面テープ４０１は、開口２２１を囲うように凹部４０２の底面、即ち、凹部４０２の縁と開口２２１の縁との間に貼り付けられており、組立作業者は、この両面テープ４０２をオーバラップするように透明部材２２３を両面テープ４０１に貼り付ける。

図４（ｂ）（ｃ）に示すように、凹部４０２、開口２２１、２２２、透明部材２２３、２２４、両面テープ４０１の寸法関係は次のようになっている。凹部４０２は、レーザ光の走査方向を長手方向、当該長手方向と垂直な方向を短手方向としたときに、短手方向における凹部４０２の両端部（両縁部）間の距離は、１７．５ｍｍである。開口２２１、２２２２は、凹部４０２の両端部（両縁部）間に１１ｍｍの幅で設けられている。開口２２１に対して、蓋側係合部２２０ａが設けられた側、即ち、カバー２２０の外形部側（側壁側）の開口の縁と凹部の縁との間（底部４０２ａ）の距離は３．５ｍｍ、カバー２２０の中央側（カバー２２０の重心側）の開口の縁と凹部の縁との間（底部４０２ｂ）の距離は３ｍｍとなっている。上記短手方向の長さが１６．５ｍｍである透明部材２２３は、底部４０２ａ、底部４０２ｂにかけ渡されている。

底部４０２ａおよび底部４０２ｂには、両面テープ４０１が貼り付けられている。上記短手方向における底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅は２．５ｍｍであり、底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅は２ｍｍである。

底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅を底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅よりも広くすることによって次のような効果がある。

図５は光学箱２１９に組み付けた際のカバー２２０の歪みを示す一例である。図５（ｂ）に示すＡ〜Ｄは、図５（ａ）におけるレーザ光の走査方向（即ち、開口２２１、２２３、および透明部材２２３、２２４の長手方向）のＡ〜Ｄにおける断面方向の歪みを示している。図５（ｂ）における番号１〜３は、図５（ａ）における開口２２１、２２３、および透明部材２２３、２２４の短手方向の番号１〜３における断面方向の歪みを示している。図５によれば、図３（ｃ）で示したスナップフィット機構近傍のカバー２２０は大きく沈み込み、その他の箇所との高低差（約０．５ｍｍ）が著しく生じることが判る。即ち、スナップフィット機構によって光学箱２１９に固定されたカバー２２０に歪みが生じる。両面テープ４０２によって透明部材２２３、２２４がカバー２２０の高低差に追従する形になるが、両面テープの接着力が不足した場合この高低差に耐え切れず両面テープ４０２が剥がれ、透明部材２２３、２２４がカバー２２０から剥がれて浮き上がるという現象が発生する。透明部材２２３、２２４がカバー２２０から剥がれると、それによって生じる透明部材２２３、２２４とカバー２２０との間隙から塵挨が浸入し、内部の光学部品に付着してしまう。

図６は、底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅を底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅よりも広くすることによる透明部材２２３、２２４の剥がれ低減効果を示す図である。本実施例の両面テープ４０２は、短手方向における底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅は２．５ｍｍ、底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅は２ｍｍである。図６においてこれを「両面テープ非対称」と称す。一方、本実施例に対しる比較対象の構成として、短手方向における底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅を２ｍｍ、底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅を２ｍｍとした比較例を「両面テープ対称」と称す。

測定は、光学箱２１９にカバー２２０を取りつけ、スナップフィット機構近傍に荷重をかけた際のカバー２２０から透明部材までの浮き量を計測している。測定箇所は透明部材の角部である。荷重をかけることで多少の浮きは生じるものの、両面テープ対称に対し両面テープ非対称の透明部材の浮き量は半分以下に抑えられている。つまり、底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅は２ｍｍに対して、底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅は２．５ｍｍと広くすることによって、透明部材のカバーからの浮き低減効果を確認することができる。

本実施例のように、防塵ガラス３０３および上カバー３０１の接着箇所が、上カバー３０１外周部に近接する構成において、接着範囲が制限される。この制限された接着範囲において、本実施例の貼りシロ拡大が効果的となる。

以上で説明したように、底部４０２ａに貼り付けられた両面テープの幅を底部４０２ｂに貼り付けられて両面テープの幅よりも広くすることによって、透明部材のカバーからの剥がれを抑制することができる。

１０３、１０４ 光走査装置
２１９ 光学箱
２１９ｃ 箱側係合部
２２０ カバー
２２０ａ カバー側係合部
２２３、２２４ 透明部材
２２１、２２２ 開口
４０１ 両面テープ
４０２ 凹部

Claims (4)

1. 感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
   前記光ビームが前記感光体上を走査するように前記光ビームを偏向する偏向手段と、
   前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを前記感光体上に導く光学部材と、
   前記偏向手段と前記光学部材とが取り付けられる光学箱と、
   前記光学箱に取り付けられた前記偏向手段と前記光学部材とを防塵するために前記光学箱に取り付けられる蓋であって、前記走査方向を長手方向、当該長手方向に垂直な方向を短手方向とする凹部と、前記凹部の縁の内側に設けられ、前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを通過させる開口と、が形成された蓋と、
   前記光学箱の外部側の側壁に設けられた光学箱側係合部と、前記蓋に設けられた蓋側係合部とを備え、前記蓋を前記光学箱に固定するために前記光学箱側係合部と前記蓋側係合部とが係合する係合機構と、
   前記凹部に収められることによって前記開口を塞ぐ透明部材と、
   前記短手方向において前記凹部の縁と前記開口の縁との間に貼り付けられ、前記透明部材を前記接着部材に固定し、かつ前記透明部材と前記蓋との間の間隙を閉塞する接着テープと、を備え、
   前記開口に関して前記蓋の重心とは反対の前記側壁側の前記凹部の縁と前記開口の縁との間に貼り付けられた前記接着テープの前記短手方向の幅が、前記蓋の重心と前記開口との間に貼り付けられた前記接着テープの前記短手方向の幅よりも長いことを特徴とする光走査装置。
2. 前記短手方向において、前記開口に関して前記蓋の重心とは反対の前記側壁側の前記凹部の縁と前記開口の縁との幅は、前記重心側の前記凹部の縁と前記開口の縁との幅よりも長く、前記開口に関して前記蓋の重心とは反対の前記側壁側の前記凹部の縁と前記開口の縁との幅は、前記開口に関して前記蓋の重心とは反対の前記側壁側の前記凹部の縁と前記開口の縁との間に貼り付けられた前記接着テープの前記短手方向の幅よりも長く、前記重心側の前記凹部の縁と前記開口の縁との幅は、前記蓋の重心と前記開口との間に貼り付けられた前記接着テープの前記短手方向の幅よりも長いことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記感光体と、
   請求項１または２に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置の前記光学部材によって導かれた前記光ビームによって前記感光体上に形成される静電潜像をトナーを用いて現像し、前記感光体上に現像されたトナー像を記録媒体上に転写する像形成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記光走査装置よりも鉛直方向下側から前記感光体に向けて前記光ビームを出射することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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