JP5069999B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，電子写真方式の画像形成装置に関し，特に，静電潜像書き込み用のレーザビーム光を出射するレーザ光源とそのレーザビーム光を走査させる光学機器が収容される筐体との隙間を通じたレーザ光の漏洩や粉塵の侵入を防止する機構を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置は，感光体ドラム（像担持体），その感光体ドラムに静電潜像を書き込む露光装置，及び感光体ドラム表面の静電潜像をトナー像として現像する現像装置等を備えている。
また，前記露光装置は，静電潜像書き込み用のレーザビーム光を出射するレーザ光源や，出射されたレーザビーム光を反射しつつ感光体ドラムの回転軸方向（主走査方向）に走査する光学機器を備え，走査されるレーザビーム光によって感光体ドラムの表面に静電潜像が書き込まれる。なお，レーザビーム光を走査させる光学機器には，ポリゴンミラー及びその駆動モータ等からなる光走査器や，扇状に走査されるレーザビーム光の主走査方向における走査速度を一定化させるｆθレンズ，走査されるレーザビーム光を反射する反射ミラー等が含まれる。
一般に，電子写真方式の画像形成装置は，レーザビーム光を走査させる光学機器が収容される筐体（以下，光学機器収容筐体という）を備え，その光学機器収容筐体及びそれに組み込まれる機器がユニット化されている。このように，光学機器が筐体内に収容されるユニット構造は，有害なレーザ光が外部に漏れることや，トナー等の粉塵が光学機器に付着して形成画像の画質劣化を招くことの防止に寄与する。
例えば，特許文献１には，前記光学機器収容筐体に相当する光学箱の蓋（カバー）の高さとその周囲を囲む壁の高さとの関係を所定の関係にすることにより，光学箱内への粉塵の侵入防止する装置について示されている。
また，光学機器のユニットの中には，特許文献１や特許文献２に示されるように，前記レーザ光源が所定の保持部材（以下，光源保持部材という）に固定され，その光源保持部材が，前記光学機器収容筐体の外面に対してビス止め等により取り付けられる構造を有するものがある。そのような構造を有する画像形成装置においては，外部からアクセスできる前記光源保持部材の取付位置の微調整等によってレーザビーム光の光軸調整等が可能であるため，レーザビーム光の調整作業が容易となる。また，熱源となるレーザ光源が，前記光学機器収容筐体の外側に配置されることにより，熱による光学機器の変形及びその変形による画質劣化を防止することができる。
また，昨今，中間転写ベルトを備えた画像形成装置においては，前記光学機器収容筐体が，感光体ドラムへの静電潜像の書き込み及びその現像が行われる画像形成部の下側に配置される。これにより，画像形成部から中間転写ベルトに対してトナー像を転写する一次転写プロセスから，上方へ向けて縦搬送される記録紙に対して中間転写ベルト上のトナー像を転写する二次転写プロセスに至る時間を短縮でき，その結果，画像形成処理の開始指令があってから１枚目の記録紙に対する画像形成処理が完了するまでの時間が短縮され，処理効率が向上する。
特開平８−１８４７７５号公報 特開２００２−１６２５９１号公報

しかしながら，レーザ光源及び前記光源保持部材が前記光学機器収容筐体の外面に取り付けられる場合，レーザビーム光の光軸調整等のために前記光源保持部材と前記光学機器収容筐体との間に若干の隙間を設ける必要があり，その隙間を通じて，有害なレーザ光の外部への漏洩や，トナー等の粉塵の光学機器収容内への侵入が生じやすくなるという問題点があった。特に，前記光学機器収容筐体が，画像形成部の下側に配置されている場合，画像形成部から落下してくるトナーが前記隙間を通じて前記光学機器収容筐体内に侵入する問題がより顕著となる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，レーザ光源及びその保持部材が光学機器を収容する筐体の外面に取り付けられる場合に，レーザ光源の保持部材と光学機器収容筐体との間の隙間を通じたレーザ光の外部漏洩や粉塵の侵入を防止する機構を備え，これにより安全性の確保及び画質悪化の防止を実現できる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は，次の（１）〜（４）に示す各構成要素を備えるものである。
（１）レーザ光源から出射される静電潜像書き込み用のレーザビーム光が通過する光通過孔が形成され，前記レーザビーム光を走査させる光学機器が収容される光学機器収容筐体。
（２）前記レーザ光源を保持するとともに前記光学機器収容筐体の外面に取り付けられる光源保持部材。
（３）前記光学機器収容筐体の外面と前記光源保持部材とに設けられて相互に当接する複数組の当接部対の当接によって前記光源保持部材を前記レーザビーム光の光軸方向において位置決めする位置決め機構。
（４）前記光学機器収容筐体の外面における前記光通過孔の周囲の部分と前記光源保持部材における前記レーザ光源からの前記レーザビーム光の出射部の周囲の部分とに形成された一対の環状の突起部を備え，前記当接部対が当接した状態において前記一対の環状の突起部の一方が他方の内側に間隔を隔てて嵌入した状態となる嵌合機構。

本発明に係る画像形成装置においては，前記光学機器収容筐体の外部からアクセス可能な前記光源保持部材について，前記位置決め機構により前記レーザビーム光の光軸方向の位置決めを行いつつ，その光軸に交差する方向については，前記一対の環状の突起部相互の間隔の範囲において取付位置を調整することができる。これにより，前記レーザビーム光の光軸調整が容易となる。しかも，前記レーザビーム光の一部が，その光軸に交差する方向に進行しても，その光は前記一対の環状の突起部の少なくともいずれか一方によって遮断される。また，前記光源保持部材の取付部の近傍に落下してくるトナーなどの粉塵も，前記一対の環状の突起部の少なくともいずれか一方によって遮られる。
従って，本発明によれば，ごく簡易な構成により，前記レーザビーム光の光軸調整の容易化と，レーザ光の外部漏洩及び前記光学機器収容筐体内への粉塵侵入の防止との両方を実現できる。

また，前記一対の環状の突起部のうちの内側に嵌入する側の突起部（以下，内側環状突起部という）が前記光学機器収容筐体の外面に形成されている場合に，前記内側環状突起部の内側面に，前記レーザビーム光の進行方向における下流側から上流側へ向けて内径が拡大するテーパ面が形成されていればなお好適である。
これにより，前記レーザビーム光の出射部（前記レーザ光源の先端）が前記内側環状突起部の内側に嵌入するような状況であっても，その出射部と前記内側環状突起部の内側との間隔（隙間）を広く確保でき，前記レーザビーム光の光軸調整範囲を確保できる。
本発明は，前記光学機器収容筐体が，像担持体への前記静電潜像の書き込み及び該静電潜像のトナーによる現像が行われる画像形成部の下側に配置された画像形成装置に適用されれば特に好適である。これにより，画像形成部から落下してくるトナーが前記光学機器収容筐体内に侵入する問題を有効に解決できる。

本発明によれば，ごく簡易な構成により，前記レーザビーム光の光軸調整の容易化と，レーザ光の外部漏洩及び前記光学機器収容筐体内への粉塵侵入の防止との両方を実現でき，その結果，安全性の確保と粉塵侵入に起因する画質悪化の防止とを実現できる。

以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの主要部の概略断面図，図２は画像形成装置Ｘが備える光学ユニットＹの一部の平面図，図３は光学ユニットＹの光源取付部の断面図，図４は光学ユニットＹの光源取付部における光学機器収容筐体及び光源保持部材の斜視図，図５は光学ユニットＹの光源取付部の変形例の断面図である。

まず，図１及び図２を参照しつつ，本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの構成について説明する。
画像形成装置Ｘは，いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり，図１に示すように，複数の画像形成部０１〜０４と，中間転写ベルト８と，ベルト支持ローラ７と，２つの光学ユニットＹ１，Ｙ２とを備えている。なお，２つの光学ユニットＹ１，Ｙ２は，それぞれ同じ構成を備えており，以下，これらを総称する場合に光学ユニットＹと称する。
前記画像形成部０１〜０４は，それぞれ異なる色のトナー像を感光体ドラム１１〜１４（像担持体）から移動中の中間転写ベルト８へ転写する電子写真方式の画像形成プロセスを実行するものである。図１に示す例では，中間転写ベルト８の移動方向下流側から順に，ブラック用の画像形成部０１，イエロー用の画像形成部０２，シアン用の画像形成部０３及びマゼンタ用の画像形成部０４が一列に配列されている。
各画像形成部０１〜０４は，トナー像を担持する感光体ドラム１１〜１４，その感光体ドラム１１〜１４の表面を帯電させる帯電装置２１〜２４，帯電した感光体ドラム１１〜１４の表面においてレーザビーム光３１〜３４の照射（露光）により書き込まれた静電潜像をトナーにより現像する現像装置４１〜４４，回転する感光体ドラム１１〜１４上のトナー像を移動する中間転写ベルト８に転写する一次転写装置５１〜５４，感光体ドラム１１〜１４上の残存トナー像を除去するクリーニング装置６１〜６４等を備えている。
また，ブラック用及びイエロー用の感光体ドラム１１，１２それぞれに対する静電潜像書き込み用のレーザビーム光３１，３２は，一方の光学ユニットＹ１から出力され，シアン用及びマゼンタ用の感光体ドラム１３，１４それぞれに対する静電潜像書き込み用のレーザビーム光３３，３４は，他方の光学ユニットＹ２から出力される。以下，各レーザビーム光３１〜３４を総称する場合，レーザビーム光３０と称する。

前記中間転写ベルト８は，例えばゴムやウレタン等の素材からなる無端ベルトであり，ベルト支持ローラ７によって支持及び回転駆動される。これにより，中間転写ベルト８は，その表面が各感光体ドラム１１〜１４の表面に接しながら移動する。そして，中間転写ベルト８は，その表面が感光体ドラム１１〜１４と前記一次転写装置５１〜５４との間を通過する際に，感光体ドラム１１〜１４からトナー像が転写される。
さらに，画像形成装置Ｘは，中間転写ベルト８に転写されたトナー像を記録紙に転写する二次転写装置７２，記録紙に転写されたトナー像を加熱定着させる定着装置７３，二次転写装置７２に対して記録紙を送り込む搬送ローラ７１，トナー像が加熱定着された記録紙を排紙トレイ７５に向けて排出する排紙ローラ７４等も備えている。なお，画像形成装置Ｘは，装置の下側に，画像形成前の記録紙が収容され，その記録紙を１枚ずつ搬送路へ給紙する給紙カセット等も備えるが，図１においてはその記載が省略されている。
このように，画像形成装置Ｘは，複数の画像形成部０１〜０４によって各色のトナー像を中間転写ベルト８上に重ねて転写することにより，カラーのトナー像を中間転写ベルト８の表面に形成させ，さらに，そのカラーのトナー像を前記二次転写装置によって中間転写ベルト８から記録紙へ転写することにより，記録紙上にカラー画像を形成させる。

また，前記光学ユニットＹは，静電潜像書き込み用のレーザビーム光３０を出射する光源であるレーザダイオードｔ１（図３及び図４を参照）や，そのレーザビーム光３０を感光体ドラム１１〜１４の回転軸方向（主走査方向）に走査するための各種光学機器及びそれを収容する光学機器収容筐体ｕ０と備えて構成されている。
前記光学機器収容筐体ｕ０に収容される光学機器には，コリメートレンズｕ４，光走査器ｕ１，エフシータ（ｆθ）レンズｕ２及び反射ミラーｕ３等が含まれる。図２に示す太い実線の矢印は，光走査器ｕ１のポリゴンミラー部分に入射及び反射し，ｆθレンズｕ２に到達するレーザビーム光３０の光路を表す。
また，前記レーザダイオードｔ１は，光源保持部材ｔ０に保持され，その光源保持部材ｔ０が前記光学機器収容筐体ｕ０の外面に対してビス止めによって取り付けられる。図２に示す波線の円は，前記光学機器収容筐体ｕ０において前記光源保持部材ｔ０が取り付けられる部分（以下，光源取付部Ｐという）を表す。
また，図１に示すように，前記光学機器収容筐体ｕ０は，感光体ドラム１１〜１４（像担持体の一例）への静電潜像の書き込み及びその静電潜像のトナーによる現像が行われる画像形成部０１〜０４の下側に配置されている。そのため，画像形成装置Ｘにおいては，前記画像形成部０１〜０４から落下してくるトナーが前記光学機器収容筐体ｕ０の内部に侵入することを防止する構造を備えることが特に重要である。
なお，画像形成装置Ｘは，装置の小型化，省電力化及び部品点数の削減のため，１つの前記光走査器ｕ１によって２つのレーザビーム光（３１及び３２）又は（３３及び３４）を走査させる光学系を備えている。即ち，前記光学ユニットＹそれぞれに１つずつ設けられた前記光走査器ｕ１は，それぞれ異なる方向から入射される静電潜像書き込み用の２つのレーザビーム光（３１及び３２）又は（３３及び３４）をそれぞれ異なる方向へ反射させつつ走査させる。この光走査器ｕ１は，レーザビーム光を反射しつつ回転するポリゴンミラー及びそのポリゴンミラーを回転駆動させるモータ，そのモータの駆動回路等を備えて構成されている。しかしながら，本発明の適用対象は，以上に示した画像形成装置には限られず，トナーの色ごとに光学ユニットが設けられたカラー画像形成装置や，光学ユニットが１つであるモノクロの画像形成装置であってもよい。

続いて，図３及び図４を参照しつつ，前記光学ユニットＹの特徴部分について説明する。なお，図３（ａ）は，前記光学ユニットＹにおける前記光源取付部Ｐの断面図（図２の平面図におけるＡ−Ａ断面図の一部），図４は，前記光源取付部Ｐにおける光学機器収容筐体ｕ０及び光源保持部材ｔ０それぞれの斜視図である。また，図３（ｂ）は，前記光源取付部Ｐの断面図の一部を拡大した図である。
前記光学機器収容筐体ｕ０には，レーザダイオードｔ１から出射される静電潜像書き込み用のレーザビーム光３０が通過する光通過孔ｕ５が形成されている。
また，前記レーザダイオードｔ１（レーザ光源）を保持する前記光源保持部材ｔ０は，前記光学機器収容筐体ｕ０における前記光源取付部Ｐの外面に取り付けられる部材であり，例えば樹脂等により形成されている。また，前記光源保持部材ｔ０は，前記レーザダイオードｔ１が挿入される貫通孔ｔ３が形成され，基板ｔ２に実装された状態の前記レーザダイオードｔ１がビス止め等により固定されている。
前記光学機器収容筐体ｕ０の外面と前記光源保持部材ｔ０とのそれぞれには，相互に当接する２組の当接部（当接部ｕ７ａと当接部ｔ５ａとの組，及び当接部ｕ７ｂと当接部ｔ５ｂと組）が対となって形成されている。これら２組の当接部の対（ｕ７ａとｔ５ａ，ｕ７ｂとｔ５ｂ）は，それらが当接することによって前記光源保持部材ｔ０をレーザビーム光３０の光軸方向において位置決めする位置決め機構を構成している。
２つの前記当接部の対（ｕ７ａとｔ５ａ，ｕ７ｂとｔ５ｂ）は，それらの内側にレーザビーム光３０の光軸が位置するように配置されている。なお，これら当接部の対が，それらの内側にレーザビーム光３０の光軸が位置するように３組以上設けられた構成も考えられる。

また，前記光源保持部材ｔ０には，取付用のビスが挿通されるビス孔ｔ６ａ，ｔ６ｂが設けられ，さらに，前記光学機器収容筐体ｕ０には，そのビスが螺着される螺着孔ｕ８ａ，ｕ８ｂが設けられている。前記ビス孔ｔ６ａ，ｔ６ｂに挿通されたビスが前記螺着孔ｕ８ａ，ｕ８ｂに螺着されることにより，その押圧力によって２組の前記当接部の対（ｕ７ａとｔ５ａ，ｕ７ｂとｔ５ｂ）が当接した状態で，前記光源保持部材ｔ０が前記光学機器収容筐体ｕ０の外側に保持される。
また，前記ビス孔ｔ６ａ，ｔ６ｂの内径は，ビスの軸の外径よりも大きく形成されている。

また，図３及び図４に示すように，前記光学機器収容筐体ｕ０の外面における前記光通過孔ｕ５の周囲の部分には，環状の突起部である第１環状リブｕ６が形成されている。
同様に，図３及び図４に示すように，前記光源保持部材ｔ０におけるレーザビーム光３０の出射部ｔ１ａ（レーザダイオードｔ１の先端部）の周囲の部分にも，環状の突起部である第２環状リブｔ４が形成されている。
そして，図３に示すように，これら一対の環状リブｕ６，ｔ４のうち，一方の第１環状リブｕ６が，前記当接部の対（ｕ７ａとｔ５ａ，ｕ７ｂとｔ５ｂ）が当接した状態において，他方の第２環状リブｔ４の内側に，間隔ｗを隔てて嵌入した状態となる。なお，前記第１環状リブｕ６及び前記第２環状リブｔ４が，前記嵌合機構の一例である。
また，前記光学機器収容筐体ｕ０の外面に形成され，内側に嵌入する側の前記第１環状リブｕ６（前記内側環状突起部の一例）は，その内側面に，レーザビーム光３０の進行方向における下流側から上流側へ向けて内径が拡大するテーパ面ｕ６ａが形成されている。
なお，図４に示す前記第１環状リブｕ６及び前記第２環状リブｔ４は，いずれも断面が円形であるが，その断面は楕円形或いは多角形等の他の形状であってもよい。

以上に示した画像形成装置Ｘにおいては，前記光学機器収容筐体ｕ０の外部からアクセス可能な前記光源保持部材ｔ０について，前記２組の当接部の対（ｕ７ａとｔ５ａ，ｕ７ｂとｔ５ｂ）からなる位置決め機構により，レーザビーム光３０の光軸方向の位置決めを行いつつ，その光軸に交差する方向については，前記第１環状リブｕ６及び前記第２環状リブｔ４の間隔ｗの範囲（前記ビス孔ｔ６ａ，ｔ６ｂの内径とビスの軸の外径との差が間隔ｗより小さい場合はその差の範囲）において取付位置を調整することができる。これにより，レーザビーム光３０の光軸調整が容易となる。
また，レーザビーム光３０の一部が，その光軸に交差する方向に進行しても，その光は前記第１環状リブｕ６及び前記第２環状リブｔ４の少なくともいずれか一方によって遮断される。また，前記光源取付部Ｐの近傍に落下してくるトナーなどの粉塵も，前記第１環状リブｕ６及び前記第２環状リブｔ４の少なくともいずれか一方によって遮られる。しかも，前記光源取付部Ｐの構成はごく簡易な構成である。
従って，画像形成装置Ｘは，ごく簡易な構成により，レーザビーム光３０の光軸調整の容易化と，レーザ光の外部漏洩及び前記光学機器収容筐体ｕ０内への粉塵侵入の防止との両方を実現できる。

また，内側に嵌入する側の前記第１環状リブｕ６の内側面に前記テーパ面ｕ６ａが形成されているため，レーザビーム光の出射部ｔ１ａがその第１環状リブｕ６の内側に嵌入するような状況（図３（ｂ）を参照）であっても，その出射部ｔ１ａと前記第１環状リブｕ６の内側との間隔（隙間）を広く確保でき，レーザビーム光３０の光軸調整範囲を十分に確保できる。
なお，前記テーパ面ｕ６ａが形成されていない環状リブｕ６’を採用することも考えられる。
図５は，図３（ｂ）に示した光学ユニットＹの光源取付部の変形例として，前記テーパ面ｕ６ａが形成されていない環状リブｕ６’が採用された光源取付部の断面を表す。なお，図５において，図３（ｂ）に示した構成要素と同じ構成要素については，同じ符号を付している。
図５に示すような構成も，本発明の実施形態の一例である。

また，以上に示した実施形態は，内側に嵌入する側の前記第１環状リブｕ６が前記光学機器収容筐体ｕ０の外面に，外側に位置する側の前記第２環状リブｔ４が前記光源保持部材ｔ０に設けられた例であったが，その逆の構成を採用した実施例も考えられる。
即ち，前記光学機器収容筐体ｕ０の外面に，外側に位置する側の前記第２環状リブｔ４が形成され，前記光源保持部材ｔ０に，内側に嵌入する側の前記第１環状リブｕ６が形成された構成も，本発明の実施形態の一例である。

本発明は，画像形成装置への利用が可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置Ｘの主要部の概略断面図。 画像形成装置Ｘが備える光学ユニットＹの一部の平面図。 光学ユニットＹの光源取付部の断面図。 光学ユニットＹの光源取付部における光学機器収容筐体及び光源保持部材の斜視図。 光学ユニットＹの光源取付部の変形例の断面図。

符号の説明

Ｘ ：画像形成装置
７ ：ベルト支持ローラ
８ ：中間転写ベルト
１１〜１４：感光体ドラム
２１〜２４：帯電装置
３１〜３４：レーザビーム光
４１〜４４：現像装置
５１〜５４：一次転写装置
６１〜６４：クリーニング装置
７１：搬送ローラ
７２：二次転写装置
７３：定着装置
７４：排紙ローラ
７５：排紙トレイ
ｔ０：光源保持部材
ｔ１：レーザダイオード
ｔ２：基板
ｔ３：貫通孔
ｔ４：第２環状リブ
ｔ５ａ，ｔ５ｂ：当接部
ｔ６ａ，ｔ６ｂ：ビス孔
ｕ０：光学機器収容筐体
ｕ１：光走査器
ｕ２：ｆθレンズ
ｕ３：反射ミラー
ｕ４：コリメートレンズ
ｕ５：光通過孔
ｕ６：第１環状リブ
ｕ６ａ：テーパ面
ｕ７ａ，ｕ７ｂ：当接部
ｕ８ａ，ｕ８ｂ：螺着孔
Ｙ ：光学ユニット
Ｐ ：光源取付部

Claims (3)

1. レーザ光源から出射される静電潜像書き込み用のレーザビーム光が通過する光通過孔が形成され，前記レーザビーム光を走査させる光学機器が収容される光学機器収容筐体と，前記レーザ光源を保持するとともに前記光学機器収容筐体の外面に取り付けられる光源保持部材と，前記光学機器収容筐体の外面と前記光源保持部材とに設けられて相互に当接する複数組の当接部対の当接によって前記光源保持部材を前記レーザビーム光の光軸方向において位置決めする位置決め機構と，を具備する画像形成装置であって，
   前記光学機器収容筐体の外面における前記光通過孔の周囲の部分と前記光源保持部材における前記レーザ光源からの前記レーザビーム光の出射部の周囲の部分とに形成された一対の環状の突起部を備え，前記当接部対が当接した状態において前記一対の環状の突起部の一方が他方の内側に間隔を隔てて嵌入した状態となる嵌合機構を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記一対の環状の突起部のうちの内側に嵌入する側の突起部である内側環状突起部が前記光学機器収容筐体の外面に形成されている場合に，前記内側環状突起部の内側面に，前記レーザビーム光の進行方向における下流側から上流側へ向けて内径が拡大するテーパ面が形成されてなる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光学機器収容筐体が，像担持体への前記静電潜像の書き込み及び該静電潜像のトナーによる現像が行われる画像形成部の下側に配置されてなる請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。

Images