JP2019200295A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの上昇を抑え、塵埃の内部への進入を低減した光走査装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】レーザ光を出射する光源１と、前記レーザ光を偏向する偏向器４と、前記偏向器４を収容する枠体８、１１と、を有する光走査装置であって、前記枠体８、１１は、前記レーザ光を前記光走査装置の外に出射するために前記レーザ光を透過させるレーザ透過部１２と前記レーザ透過部１２に隣接する隣接部１５ａとを有し、前記レーザ透過部１２と前記隣接部１５ａとは、樹脂で一体成形されているレーザ透過部１２を樹脂で形成した。【選択図】図３

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置およびそれらに用いられる光走査装置に関する。

従来のレーザプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置は、画像信号に応じて光源から出射したレーザ光を光変調し、光変調されたレーザ光を例えば回転多面鏡からなる偏向器で偏向走査する。この光走査装置を構成する回転多面鏡や走査レンズなどの光学部品は筐体の内部に収容され、筐体を蓋によって閉塞する構成になっている。筐体あるいは蓋には、回転多面鏡で偏向走査されたレーザ光を筐体内部から外部へ通過させるための開口と、この開口を閉塞する透明部材とを備える。

この透明部材を両面テープにより蓋と固定する提案がなされている（特許文献１参照）。また、透明部材と蓋の間に加熱硬化型のシール材を介して加熱密着させる提案がなされている（特許文献２参照）。

特開２０１５−１４５９１６号公報 特開２０１５−５２７００号公報

しかしながら、特許文献１や２では以下のような課題があった。

透明部材と両面テープやシール材などの蓋への固定部材が必要で、固定のための設備や組立工数などの、費用が増加する。

また、蓋の反りや凹凸形状などの表面性により、透明部材と蓋の当接部に隙間が生じる可能性があり、そこから塵埃が内部に入り画像に影響が出る可能性がある。

このため、コストの上昇を抑え、塵埃の内部への進入を低減した光走査装置及び画像形成装置が求められていた。

そこで、本発明は、
レーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光を偏向する偏向器と、
前記偏向器を収容する枠体と、を有する光走査装置であって、
前記枠体は、前記レーザ光を前記光走査装置の外に出射するために前記レーザ光を透過させるレーザ透過部と前記レーザ透過部に隣接する隣接部とを有し、
前記レーザ透過部と前記隣接部とは、樹脂で一体成形されている光走査装置を提供するものである。

また、本発明は、
レーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光を偏向する偏向器と、
前記偏向器を収容する枠体と、を有する光走査装置であって、
前記枠体は、前記レーザ光を前記光走査装置の外に出射するために前記レーザ光を透過させるレーザ透過部と前記レーザ透過部に隣接する隣接部とを有し、
前記レーザ透過部と前記隣接部とは、同じ樹脂を含む光走査装置を提供するものである。
さらに、本発明は、画像形成装置を提供するものである。

これらにより、コストの上昇を抑え、塵埃の内部への進入を低減した光走査装置及び画像形成装置を提供することが可能になる。

実施例に係る画像形成装置を示す断面図。 実施例１における光走査装置の蓋の組付け前の斜視図。 実施例１における光走査装置の蓋の組付け後の斜視図。 （Ａ）実施例１における光走査装置の蓋の内部斜視図。（Ｂ）図４の（Ａ）のＡ−Ａ断面図。 実施例２における光走査装置の画像形成装置への搭載の説明図。 実施例２における光走査装置の照射位置調整時の外観図。 実施例２における光走査装置の照射位置調整時の内部斜視図。 （Ａ）実施例２における光走査装置の蓋の外観図。（Ｂ）図８の（Ａ）のＣ−Ｃ断面図。 実施例２における光走査装置の光源装置の接着固定の説明図。 （Ａ）実施例３における光走査装置の内部詳細図。（Ｂ）図１０の（Ａ）のＤ−Ｄ断面図。 実施例３における光走査装置の結像レンズの接着固定の説明図。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

本実施例に係る光走査装置を備えた画像形成装置について説明する。なお、以下の説明では、まず本実施例に係る光走査装置を備えた画像形成装置を例示して説明し、次いで光走査装置について詳しく説明する。

図１は本実施形に係る光走査装置１０１を搭載した画像形成装置を示す模式断面図である。本実施例に係る画像形成装置１１０は、光走査装置１０１を具備し、光走査装置１０１により感光ドラムなどの像担持体を走査し、この走査された画像に基づいて記録紙等の記録材に画像形成を行う画像形成手段を備える画像形成装置である。ここでは、画像形成装置としてレーザプリンタを例示して説明する。

図１に示すように、画像形成装置（プリンタ）１１０は、得られた画像情報に基づいたレーザ光を、露光手段としての光走査装置１０１から出射し、プロセスカートリッジ１０２に内蔵された像担持体としての電子写真感光体１０３上の表面に照射する。電子写真感光体１０３上の表面には潜像が形成され、プロセスカートリッジ１０２によって表面上のこの潜像が現像剤としてのトナーによりトナー像として顕像化される。なお、プロセスカートリッジ１０２は、電子写真感光体１０３と、電子写真感光体１０３に作用するプロセス手段としての帯電手段や現像手段等を一体的に有するものである。

一方、記録材積載板１０４上に積載された記録材Ｐは、給送ローラ１０５によって１枚ずつ分離されながら給送され、次に中間ローラ１０６によってさらに下流側に搬送される。搬送された記録材Ｐ上には、電子写真感光体１０３上に形成されたトナー像が転写ローラ１０７によって転写される。記録材Ｐはさらに下流側に搬送され、定着器１０８によりトナー像が加熱・加圧され記録材Ｐに定着される。その後、記録材Ｐは、排出ローラ１０９によって画像形成装置の外に排出される。

なお、本実施例では電子写真感光体１０３に作用するプロセス手段とし帯電手段及び現像手段をプロセスカートリッジ１０２中に電子写真感光体１０３と一体的に有することとしたが、各プロセス手段を電子写真感光体１０３と別体に構成することとしてもよい。

次に光走査装置１０１の詳細について図２、図３にて説明する。図２、図３に光走査装置の内部構成図で、図２は蓋の組付け前の状態の斜視図、図３は蓋の組付け後の斜視図である。

符号１は光源である半導体レーザとレーザ光を集光するコリメータレンズおよび半導体レーザを発光制御する回路基板からなる光源装置である。符号２はシリンドリカルレンズ、符号３はレーザ光を所定の形状に整形するアパーチャ（絞り）になる。符号４は回転多面鏡で、符号５は回転多面鏡４を回転駆動させる駆動構成である。本明細書では、回転多面鏡４と駆動構成５とで偏向器４５を構成している。符号６は結像レンズ、符号７はレーザ光、符号８は、枠体の一部である筐体、符号９は筐体８に形成されるレーザ光７のレーザ開口部、符号１０は筐体８に形成される突起部である。さらに、符号１１は枠体の一部である蓋、符号１２はレーザ透過部、符号１３は蓋１１に形成される係合部である。

本実施例では、筐体８と蓋１１とで光走査装置の枠体を構成しているが、これに限定されず、他の部材を含めて枠体を構成していてもよい。また、蓋１１は、レーザ透過部１２とレーザ透過部と隣接する隣接部１５ａ〜１５ｄとを有している。このレーザ透過部１２と隣接部１５ａ〜１５ｄとは、同じ樹脂で一体成形された構造体である。そのため、レーザ透過部１２と隣接部１５との境界に隙間がなく一連の面になっている。なお、隣接部１５はレーザ光を遮光するように遮光部材等を張り付けている。従来は、透明部材を蓋に張り付けていたため、その隙間から塵埃が入り込む可能性があった。しかし、本件では、レーザ透過部１２の下の隣接部１５ａ、右の隣接部１５ｂ、上の隣接部１５ｃ、左の隣接部１５ｄのすべてが一体成形されているため、レーザ透過部の周りに隙間が形成されないため塵埃が入り込むことがない。
上記構成における調整・組立方法を説明する。

光源装置１は回路基板が光源である半導体レーザと接続され、コリメータレンズの光学調整が完了した状態で筐体８に取り付けられ、シリンドリカルレンズ２は筐体８上に仮配置される。アパーチャ３は筐体８に一定的に形成される。回転多面鏡４を搭載する偏向器４５と結像レンズ６は、筐体８上の所定位置に位置決めされ、ねじや固定具などにより固定される。また、シリンドリカルレンズ２を光源装置１から出射されるレーザ光の光軸方向に移動させレーザ光の焦点位置を調整し、接着などで固定される。

以上により、光走査装置８の光学調整が完了し、蓋１１のレーザ透過部１２が筐体８のレーザ開口部９を閉塞する位置にて、蓋１１の係合部１３が筐体８の突起部１０に係止され、光走査装置１０１が完成する。蓋１１の係合部１３は、第１係合部と第２係合部があり、レーザ透過部１２を有する側で、レーザ透過部１２を挟むように配置されている。つまり、枠体である筐体８と蓋１１との中に偏向器４５、シリンドリカルレンズ２、アパーチャ３、結像レンズ６が収容されている。

次に光走査装置１０１の基本的な動作を説明する。光源装置１から発生されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ２とアパーチャ３とを透過し偏向器４５の回転多面鏡４に照射し偏向走査される。偏向走査されたレーザ光は、結像レンズ６と蓋１１のレーザ透過部１２を透過して電子写真感光体１０３表面に結像される。電子写真感光体１０３に結像されるレーザ光７は回転多面鏡４の回転により主走査方向に走査される。それと同時に、レーザ光は、電子写真感光体１０３の回転によって副走査方向（電子写真感光体１０３の回転方向）に走査される。この走査により電子写真感光体１０３上に静電潜像が形成される。

また、偏向器５によって偏向走査されたレーザ光の一部は走査開始信号検出器に入射し、走査開始信号検出器の出力信号によって光源装置１の書き込み変調が開始する。

次に、枠体の一部である蓋１１について図４（Ａ）と（Ｂ）にて詳細を説明する。図４（Ａ）は蓋１１の斜視図で、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図４（Ｂ）において、符号１４は遮光面である。枠体の一部である蓋１１は、例えば透明なアクリル樹脂などのレーザ光の波長での透過率が高い樹脂材で成形される。透明な樹脂としては、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートがある。ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートは、アクリルよりも光透過度は落ちるものの耐衝撃性は大きいため、強度が求められる場合に選択される。アクリルに対して、ポリエチレンテレフタレートで４倍程度、ポリカーボネートで５０倍程度の耐衝撃性がある。

そして、図４（Ｂ）の点線で示す遮光面１４は、レーザ透過部１２を除く壁面をレーザ光が透過し外部へ照射しないよう内面側を塗装して形成している。本実施例の枠体の一部である蓋は、レーザ光を透過するレーザ透過部１２とレーザ光を遮光するレーザ遮光部１５、１６とを有する。レーザ遮光部は、レーザ透過部に隣接する隣接部１５を含む。そして、レーザ透過部１２と隣接部１５とは、樹脂の一体成形で形成されているため、レーザ透過部１２と隣接部１５との境界は一連の同じ樹脂を含み形成されている。このため、レーザ透過部１２と隣接部１５との境界には、塵埃が通過できる隙間ない。

なお、本実施例１のレーザ遮光部１６は、蓋１１の内面側の塗装する構成としたが、外面側を塗装する構成や、内面か外面の少なくとも一方を粗面化する構成、あるいは塗装の代わりに別の遮光部材を配置する構成でもよい。

本実施例において、枠体の一部である蓋をレーザ光が透過可能な透明な樹脂で成形している。そして、レーザ光が透過してほしくない部分を遮光処理することにより、光走査装置の内部に塵埃が侵入する隙間を形成しない。そのため、新たな防塵部材を必要としないので、安価に塵埃による画像への影響を低減できる。

次に、実施例２の光走査装置２０１について説明する。本実施例の説明では実施例１と重複する構成は同一の符号を付し、その説明は省略する。

図５は光走査装置２０１の画像形成装置への搭載の説明図である。符号２０３は枠体の一部である筐体、符号２０４は光源を含む光源装置、符号２０５は光走査装置を支持する支持板である。また、符号３１は筐体２０３に形成される保持部であるリブ、符号４１は光源装置２０４に形成される保持部に保持されるフランジ、符号５１は紫外線硬化型の接着剤である。

光走査装置２０１は、蓋２０２と光源装置２０４が組付けられていない状態で画像形成装置に構成される支持板２０５上に固定手段にて固定される。光源装置２０４は矢印Ｂの方向に筐体２０３に挿入され、筐体２０３のリブ３１と光源装置２０４のフランジ４１の両方に跨るように紫外線硬化型接着剤５１が塗布される。その後に蓋２０２が筐体２０３に組付けられ一体化される。

次に、図６と図７にて、光源装置２０４の位置調整を説明する。図６は蓋２０２が組付けられた状態の斜視図で、図７は光源装置２０４の調整を説明する内部斜視図である。

図６において、符号２１は蓋２０２に形成される開口部、符号２２は集光部である集光レンズ部である。符号２０６はクランプ治具である。蓋２０２は例えば透明なアクリル樹脂などでレーザ光および紫外線光の波長での透過率が高い樹脂材で、一体的に成形される。蓋２０２の詳細は後述する図８（Ａ）と（Ｂ）にて説明する。

クランプ治具２０６は蓋２０２の開口部２１から侵入し光源装置２０４を把持する。次に図７に示すように、クランプ治具２０６は駆動制御部により、光源装置２０４を矢印ｘと矢印ｙ方向に移動させ、電子写真感光体１０３に相当する面上でのレーザ光７の照射位置（矢印ｘ方向，ｙ方向）を調整する。

次に、レーザ光７の照射位置調整が完了した後の、光源装置２０４の接着固定について説明する。図８（Ａ）は蓋２０２の外観図で、図８（Ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。図９は光源装置２０４の筐体２０３への接着剤を介在させる接着固定の説明図である。符号６１は紫外線照射ヘッド、符号６２は紫外線である。

紫外線照射ヘッド６１から枠体内部のリブ３１とフランジ４１に塗布された紫外線硬化型接着剤５１に向けて紫外線６２が照射される。紫外線６２は蓋２０２の集光部２２であるレンズ部により集光され、紫外線硬化型接着剤５１に照射される。紫外線を照射された紫外線硬化型接着剤は硬化し、枠体の一部である筐体の保持部であるリブと光源を含む光源装置のフランジとを接着剤を介在させ接着固定している。

なお、本実施例２では、紫外線を蓋２０２に形成したレンズ形状で集光したが、フレネル形状などで形成してもよい。また、筐体内部に構成される他の部品を同様に接着固定してもよい。

このように、本実施例においては、蓋が組付けられた光走査装置を画像形成装置に固定した状態で、光源装置の位置決めおよび固定を行うことが可能である。これにより、光源装置の位置決め後に蓋の組立作業は発生しないので、蓋の組付作業が電子写真感光体上のレーザ光の照射位置精度に影響を与えることはない。また、光走査装置と画像形成装置との組付け位置の誤差を排除できるので、電子写真感光体上のレーザ光の照射位置を高精度にできる。したがって、画像品質の高い画像形成装置が実現できる。

また、蓋に形成したレンズ形状の集光部により紫外線を集光させるので、紫外線光量や接着時間の低減が可能となり、組立工数の少ない安価な画像形成装置が実現できる。

次に、実施例３の光走査装置３０１について説明する。本実施例の説明では実施例１と重複する構成は同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１０（Ａ）は光走査装置３０１の内部詳細図で、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

符号３０２は枠体の一部である筐体、符号３０３は枠体の一部である蓋、符号７１は筐体３０２に形成されるレーザ透過部、符号７２は筐体３０２に形成される紫外線透過部、符号８１はミラーである。

光源装置１から出射されたレーザ光７は、回転多面鏡４で偏向走査され、結像レンズ６を透過し、ミラー８１により反射され筐体３０２のレーザ透過部７１を透過して、電子写真感光体１０３へ照射される。

図１１は結像レンズ６の接着固定の説明図である。符号７３は紫外線硬化型の接着剤である。筐体３０２の結像レンズ６との固定部にはあらかじめ接着剤７３が塗布され、結像レンズ６が所定位置に配置される。紫外線照射ヘッド６１は結像レンズ６の上方と筐体３０２の紫外線透過部７２の下方にそれぞれ配置され、接着剤７３の上下の２方向から紫外線が照射され、接着剤が硬化することにより結像レンズ６は筐体３０２に固定される。その後に蓋３０３が筐体３０２に組付けられ一体化される。

枠体の一部である筐体３０２は、透明なアクリル樹脂などのレーザ光や紫外線に対して透過率が高い樹脂材で、一体的に成形される。また、筐体３０２のレーザ透過部７１と紫外線透過部７２以外の部分は、塗装や粗面化あるいは別部材を配置することによりレーザ光や紫外線の進入や外部への照射がないように構成される。

実施例１、実施例２の蓋と同様に、筐体をレーザ光が透過可能な透明な樹脂で構成することにより、レーザ光の透過のための開口が不要で光走査装置の防塵性能を向上することができる。

さらに、紫外線が透過しない材質の筐体では、紫外線を筐体の外側から照射することができず筐体の内部である光学部品側からの照射する必要がある。しかし、本実施例では紫外線を筐体の外側から筐体を透過させて照射することが可能である。

これにより、紫外線の光量や硬化接着時間の低減が可能になる。また、接着剤の未硬化を防止することが可能である。これらにより組立工数の少ない安価で信頼性の高い光走査装置が実現できる。

８、２０３、３０２ 筐体
１１、２０２ 蓋
１２、７１ レーザ透過部
２２ 集光部
７２ 紫外線透過部

Claims (10)

1. レーザ光を出射する光源と、
   前記レーザ光を偏向する偏向器と、
   前記偏向器を収容する枠体と、を有する光走査装置であって、
   前記枠体は、前記レーザ光を前記光走査装置の外に出射するために前記レーザ光を透過させるレーザ透過部と前記レーザ透過部に隣接する隣接部とを有し、
   前記レーザ透過部と前記隣接部とは、樹脂で一体成形されていることを特徴とする光走査装置。
2. レーザ光を出射する光源と、
   前記レーザ光を偏向する偏向器と、
   前記偏向器を収容する枠体と、を有する光走査装置であって、
   前記枠体は、前記レーザ光を前記光走査装置の外に出射するために前記レーザ光を透過させるレーザ透過部と前記レーザ透過部に隣接する隣接部とを有し、
   前記レーザ透過部と前記隣接部とは、同じ樹脂を含むことを特徴とする光走査装置。
3. 前記枠体は、紫外線が透過可能な紫外線透過部を有す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. 前記枠体は、前記枠体の内部に紫外線を集光する集光部を有することを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記レーザ透過部でない前記枠体の部分は、レーザ光を遮光することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 前記枠体は、第１枠体と第２枠体とから構成され、
   前記第１枠体が前記透過部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光走査装置。
7. 前記枠体は、前記光源を有する光源装置を保持する保持部を有し、
   前記集光部は、前記光源装置と前記保持部との間に介在する接着剤に向けて前記紫外線を集光することを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
8. 前記第１枠体には、透過部と同じ面側に、前記第２枠体と係合する第１係合部と第２係合部とを前記透過部を挟むように設けていることを特徴とする請求項６に記載の光走査装置。
9. 前記樹脂は、アクリル樹脂であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置。
10. 請求項１から９のいずれか光走査装置と、
    光走査装置から出射されたレーザ光が照射され、表面に潜像を形成する像担持体と、を有し、
    前記潜像を現像し、現像された画像を記録材に転写することにより記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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