JP6433118B2 - 光学走査装置及びそれを有する画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を偏向走査する光学走査装置、及びそれを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

光学走査装置は、ポリゴンミラー等の偏向面（反射面）を備える偏向手段や、その他レンズやミラー等の光学部材を有し、偏向手段や光学部材を介して感光体等の被走査面上にレーザ光を結像し、偏向面を動かすことでレーザ光により被走査面上を走査する。

これら偏向手段やその他の光学部材は、ハウジングの内部に収容され、ハウジング外の空気に晒されて汚れないようになっている。

ここで、偏向手段へ信号を伝達して駆動するために、ハウジングにハウジング内外を連通する貫通口を設け、その貫通口を介して信号を伝達するハーネス（電線）を偏向手段に接続する構成がある。ハウジングに貫通口を設けると、その貫通口からハウジング内部にハウジング外の塵埃等で汚れた空気が流入し、偏向手段やその他の光学部材が汚れ、被走査面上に適切にレーザ光を結像させることができなくなる可能性があった。特に、偏向手段の偏向面はハウジング内部で動いており、より多くの空気とぶつかるため、汚れやすい。

そこで、特許文献１では、貫通口を覆う弾性部材をハウジングの内部に装着することにより、貫通口からハウジング内部へ外気が流入するのを防ぐ構成としている。また、特許文献２では、貫通口を覆う弾性部材を蓋の外面の装着部に装着することにより、貫通口からハウジング内部へ外気が流入するのを防ぐ構成としている。

特開平１１−１３３３３６ 特開平１０−１１９３５６

しかしながら、特許文献１の構成では、弾性部材をハウジングの内部に取り付ける構成のため、ハウジングを構成する光学箱（筐体）に蓋を取り付ける前に、弾性部材を取り付ける必要がある。このため、光学箱に蓋を取り付けた後にハーネスを接続するような組立工程で組み立てることが難しく、組立性に関しては改良の余地がある。

一方で、特許文献２の構成では、光学箱に蓋が取り付けられた後でも、弾性部材をハウジングに取り付け可能ではあるが、装置の輸送時の振動や、落下時の衝撃により、弾性部材がハウジングから外れてしまう虞がある。

そこで、本発明は、光学箱に蓋が取り付けられた後でも、弾性部材をハウジングに取り付け可能で、且つ、弾性部材がハウジングから外れることを抑制することを目的とする。

そこで本発明では、光を偏向する偏向手段と、内部に前記偏向手段を収容する筐体及び前記筐体に取り付けられて前記筐体の内部を覆う蓋を備えたハウジングと、を有し、前記ハウジングには、前記ハウジングの内部と外部とを連通する貫通口と、前記蓋が筐体に取り付けられた状態で前記貫通口を覆う弾性部材を装着可能な装着部と、が設けられた光学走査装置において、前記ハウジングには、前記弾性部材の装着方向から見て前記装着部に装着された前記弾性部材の一部を覆い、前記弾性部材が前記装着部から前記装着方向の逆方向に移動することを規制する規制部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、光学箱に蓋が取り付けられた後でも、弾性部材をハウジングに取り付け可能で、且つ、弾性部材がハウジングから外れることを抑制することができる。

光学走査装置の概略斜視図 光学走査装置の概略斜視図 光学走査装置の概略斜視図 光学走査装置の変形例の部分斜視図 光学走査装置の変形例の部分斜視図 光学走査装置の部分斜視図 光学走査装置の部分斜視図 光学走査装置の部分斜視図 光学走査装置の部分斜視図 光学走査装置の部分斜視図 画像形成装置の概略断面図

＜第１実施形態＞
［画像形成装置］
画像形成装置の構成及び動作の概略を説明する。図１１は光学走査装置３を具備した画像形成装置の概略断面図である。

本実施形態の画像形成装置は電子写真方式のレーザビームプリンタである。図１１に示すように、感光ドラム１の周囲に帯電ローラ２、光学走査装置３、現像装置４、クリーニング装置５が配置されている。

記録媒体Ｐへの画像形成動作は以下のように行われる。まず感光ドラム１を回転させながら、帯電電圧を印加された帯電手段（帯電ローラ）２によって感光ドラム１の表面を一様に帯電する。次に、帯電された感光ドラム１の表面に光学走査装置３により画像情報に基づくレーザ光を照射し、感光ドラム１上でレーザ光による走査を行い被走査体としての感光ドラム１に静電潜像を形成する。次に、その潜像を現像手段４によってトナーを帯電付着させることで、潜像に対応したトナー像を形成する。感光ドラム１と転写ローラ７とで形成したニップ部が形成されており、感光ドラム１の回転によりトナー像がニップ部へ移動するのに同期して搬送ローラ６により記録媒体Ｐがニップ部へ搬送し。転写ローラ７へ転写電圧を印加することにより、ニップ部で感光ドラム１上のトナー像を記録媒体Ｐ上へ転写する。トナー像が転写された記録媒体Ｐは定着器８に搬送され、加熱、及び加圧によりトナー像が定着し、その後排出部９へと排出される。なお、記録媒体Ｐへトナー像を転写した後に感光ドラム１上に残留したトナーはクリーニング手段５によって除去される。

［光学走査装置］
次に前記光学走査装置３の全体構成について図１を用いて説明する。図１は光学走査装置の概略斜視図である。図１で光学箱５０から蓋５７が取り外された状態を示している。

光学走査装置３は、光学部材である、半導体レーザ（光源）４１、複合レンズ４４、開口絞り５０ａ、複数の反射面（偏向面）Ｆを備える回転多面鏡（偏向手段）４５、ＢＤセンサ４４、走査レンズ４７、及び、走査ミラー４８を有する。これら光学部材は、樹脂成型された光学箱（筐体）５０に固定された後、光学箱５０に蓋５７を取り付けることにより光学箱５０と蓋５７により閉じられた空間（光学箱５０の内部）に収容される。光学箱５０及び蓋５７は、光学走査装置３のハウジングを構成する部材である。

半導体レーザ４１はレーザホルダ４２に保持され、光学箱５０に圧入され、光学箱５０の内部に組み込まれている。光学箱５０の外側には半導体レーザ４１を駆動するレーザ基板４３が取り付けられ、レーザ基板４３に半導体レーザ４１が半田付けされている。

レーザ光による偏向走査は以下のようにして行われる。まず、半導体レーザ４１は画像情報に応じて変調されたレーザ光Ｌ１を出射する。レーザ光Ｌ１は、複合レンズ４４の４４ａ部を透過して開口絞り５０ａを通過した後、回転多面鏡４５の反射面Ｆに入射し、副走査方向に対して線状に結像する。開口絞り５０ａはレーザ光Ｌ１の光束を制限している。回転多面鏡４５はモータ部４５ａを備え、このモータ部４５ａによって反射面Ｆを回転させることで、反射面Ｆによりレーザ光Ｌ１が反射される方向を連続的に変化させる（偏向）。反射面Ｆによって偏向されたレーザ光は走査レンズ４７を透過し、走査ミラー４８で反射され、感光ドラム１の表面上に結像する。走査レンズ４７は所謂ｆθ特性を有するレンズであり、反射面Ｆにより偏向されたレーザ光のスポットを感光ドラム１の表面上で等速に移動させ、走査を行う。レーザ光のスポットの移動方向（走査方向）は感光ドラム１の回転軸に平行な方向であり、感光ドラム１を回転させ（副走査）ながら、回転多面鏡４５を駆動し続け連続的に走査を行う（主走査）ことにより、感光ドラム１の表面に２次元の潜像を形成する。

レーザ駆動基板４３にはＢＤセンサ４９が実装され、回転多面鏡４５の反射面Ｆによって図でＬ２に示す方向に反射され、複合レンズ４４の４４ｂ部を透過し集光されたレーザ光を受光し、水平同期信号を出力する。主走査方向に関して感光ドラム１の表面上の所望の領域に潜像を形成できるよう、この水平同期信号に基づいてレーザ光の発光タイミングを制御する。

回転多面鏡４５には、ハーネス（電線）５２（図１１参照）の一端に設けられた不図示のコネクタ部を接続するためのコネクタ（接続部）４５ｂが設けられている。図１１に示すように、ハーネス５２の他端は、画像形成装置１００に設けられた制御部（出力部）１０に接続されており、モータ部４５ａを駆動する為の信号を制御部１０から出力し、ハーネス５２を介してモータ部４５ａへ伝送する。

蓋５７には、蓋５７を貫通する貫通口５９が、コネクタ４５ｂに対向する位置に設けられ、ハウジングの内部と外部とを連通する。このため、図２に示すように光学箱５０に蓋５７を取り付け、蓋５７で光学箱５０の内部を覆った状態でも、光学走査装置３の外部からコネクタ４５ｂの配置された部分を露出させている。このため、光学箱５０に蓋５７を取り付けられた状態で、ハーネス５２をハウジング内へ挿入し、ハーネス５２の端部に設けられたハーネス側のコネクタ部（不図示）をコネクタ４５ｂに接続することができる。なおハーネス５２は、複数の電線が束になった束線でもよいし、１本の電線でもよい。

このように、ハウジングの内部と外部とを連通する貫通口５９を設けた場合、その貫通口５９からハウジング内部へ塵埃が流入しやすい。塵埃が光学走査装置３内部に流入すると、上述した光学部品を汚してしまう可能性がある。特に、回転多面鏡４５の反射面Ｆはハウジング内部で移動（回転）し、より多くの空気とぶつかるため、空気に塵埃が混じっていると汚れやすい。また、通常は回転多面鏡４５の反射面Ｆの近傍にコネクタ４５ｂがあり、貫通口５９も反射面Ｆの近くに設けられることをから、反射面Ｆはより汚れやすい。

［防塵構成］
そこで、ハーネス５２が貫通口５９を貫通しつつ、貫通口５９を塞ぐことができるよう、貫通口５９を覆う弾性部材５３を装着方向（図１のＺ方向）で蓋５７に取り付ける。蓋５７には、弾性部材５３を装着可能な装着部５８と、装着部５８に取り付けられた弾性部材５３が蓋５７から外れることを防止するための規制部５４（５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ）が設けられている。規制部５４は弾性部材５３の装着方向（図１のＺ方向）から見て、装着された弾性部材５３の一部を覆い、弾性部材５３が装着方向の逆方向（図１のＺ方向の逆方向）に移動することを規制し、弾性部材５３が装着部５８から外れることを規制する。

装着部５８はハウジングの内側に向かって凹である凹部形状であり、装着部５８の底面部に貫通口５９が設けられている。

図１の矢印Ｘ、Ｙの方向に関して、装着部５８の凹部形状の寸法は、弾性部材５３のそれよりも若干小さい寸法である。また図１の矢印Ｚの方向に関して、装着部５８の凹部形状の底面から規制部５４の下面までの寸法も、弾性部材５３のそれよりも若干小さい寸法である。従って、弾性部材５３を装着部５８に装着した状態で、弾性部材５３は矢印Ｘ、Ｙ、Ｚの方向にそれぞれが圧縮された状態となる。また、装着部５８の寸法は、ハーネス５２の接続工程において、作業者また作業機械がハーネス５２をコネクタ４５ｂに接続する作業を行うことを妨げない寸法である。

弾性部材５３はゴムやウレタン等の発泡材であり、ハーネス５２の通り道を形成する切込部５３ａが設けられている。弾性部材５３の切込部５３ａにより分かれた部分を第１弾性部５３ｂ、第２弾性部５３ｃとすると、第１弾性部５３ｂと第２弾性部５３ｃの間にハーネス５２が挟まれることになる。

弾性部材５３の組み付け手順について説明する。まず、蓋５７が光学箱５０に取り付けられた状態で、貫通口５９を介してハーネス５２をコネクタ４５ｂに接続する。その後、弾性部材５３の切込部５３ａに、ハーネス５２を挟み込みながら、弾性部材５３を規制部５４の下に潜り込ませるようにして装着部５８に装着する。

図３は弾性部材５３が装着された状態の光学走査装置３の斜視図である。このように、蓋５７の装着部５８に弾性部材５３を装着することにより、ハウジング外部から内部への塵埃の流入を抑えることができる。また、規制部５４を設けたことにより、光学走査装置３の輸送時の振動や、落下時の衝撃により、装着部５８に装着された弾性部材５３が蓋５７から外れてしまうことを防止することができる。

また、弾性部材５３が正しく蓋５７に装着された状態では、規制部５４を視認することができる為、規制部５４を目視確認することで弾性部材５３が正しく蓋５７に装着されているかどうかを容易に確認することができる。

また、切込部５３ａを設けたことにより、切込部５３ａ分離された第１弾性部５３ｂ、第２弾性部５３ｃが装着時等に捩じれたりして装着部５８から浮きやすい。このため、第１弾性部５３ｂを規制部５４ｂ、第２弾性部５３ｃを規制部５４ａでそれぞれ規制することで、第１弾性部５３ｂ、第２弾性部５３ｃの装着部５８からの浮きを防止することができる。

また、規制部５４は、蓋５７と一体的に樹脂成型されている。規制部５４を成型する金型の離間方向は、回転多面鏡の回転軸方向と平行な図１の矢印Ｚの方向である。このため、Ｚ方向から見て規制部５４と重なる位置はアンダーカットになる。そこで、装着部５８の底面の規制部５４とオーバーラップした位置には穴（開口）５５を設けている。これにより、Ｚ方向に離間する金型だけで蓋５７に規制部５４を成型することができる。なお、穴５５を設けても弾性部材５３でその穴５５を塞ぐことができるため、良好な防塵性能を保つことができる。また、Ｚ方向に離間する金型により蓋５７及び装着部５８を成型できるよう、装着部５８はＺ方向に凹形状であり、Ｚ方向に平行な装着方向で弾性部材５３を装着部５８に装着できる形状である。

本実施形態では、装着部５８の四隅に規制部５４を設けているが、規制部５４を設ける位置や個数はこれに限られない。例えば互いに対向する規制部５４ａと規制部５４ｃのみを設けてもよい。また、図４、図５に示す変形例のように構成してもよい。変形例では規制部５４の位置が上述した構成とは異なる。図４は、ハーネス５２、及び弾性部材５３が取り付けられていない状態、図５はハーネス５２、及び弾性部材５３が取り付けられた状態をそれぞれ示す。この変形例の構成では、切込部５３ａが規制部５４ａの下に潜り込むため、弾性部材５３の第１弾性部５３ｂ、第２弾性部５３ｃが捩じれて浮いてしまうことをより効果的に抑制することができる。

また、弾性部材５３の形状は立方体形状に限るものではなく、装着部５８の形状も凹形状に限られない。例えば、蓋５７の上面に蓋５７の本体部分から突出したリブの囲いを装着部５８として設け、その中に弾性部材５３を装着してもよい。

また、蓋５７が光学箱５０に取り付けられた状態で弾性部材５３をハウジングへ取り付け可能な構成であれば、装着部５８を蓋５７に設けつつ、規制部５４を光学箱５０に設けてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、蓋５７の装着部５８に弾性部材５３を装着することにより、ハウジング外部から内部への塵埃の流入を抑えることができる。

また、蓋５７に設けられた装着部５８はハウジング外部から露出している為、蓋５７を光学箱５８に取り付けた状態で、装着部５８に弾性部材５３を装着することができる。このため、光学箱５０に光学部材を固定して蓋５７を光学箱５０に取り付けた後、光学走査装置３を画像形成装置１００に固定し、制御部１０とコネクタ４５ｂとをハーネス５２で接続し弾性部材５３を取り付けるような組立工程で画像形成装置１００を組み立て可能である。このため、ハーネス５２をコネクタ４５ａに接続する際に、蓋５７を光学箱５０から一旦取り外したり、又は、ハーネス５２をコネクタ４５ａに接続するまで蓋５７を光学箱５０に取り外しておいたりする必要がなく、組立性を良好にできる。

更に、規制部５４を設けたことにより、光学走査装置３の輸送時の振動や、落下時の衝撃により、装着部５８に装着された弾性部材５３が蓋５７から外れてしまうことを防止することができる。

このように、本実施形態によれば、蓋が光学箱に取り付けられた状態で弾性部材をハウジングへ取り付け可能で、且つ、弾性部材がハウジングから外れることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付して説明は省略する。

図６、図７は光学走査装置３の蓋５７の装着部５８付近の斜視図であり、図６は弾性部材５３を装着していない状態、図７は弾性部材５３を装着した状態である。

本実施形態では、規制部５４にハーネス５２を保持可能な保持部６０を設けている。切込部５３ａの両側の第１弾性部５３ｂと第２弾性部５３ｃとに挟まれたハーネス５２を、保持部６０で保持することによって、ハーネス５２の位置を規制して切込部５３ａが開いてしまうことを防ぐことができる。つまり、切込部５３ａの延びる方向（矢印Ａ方向）の延長線上に保持部６０を設け、ハーネス５２の保持部６０に保持された部分が切込部５３ａの矢印Ａ方向の延長線上に配置されるようにしている。これにより、ハーネス５２を矢印Ａ方向に引き出し、保持することができる。仮に、切込方向と直角方向（矢印Ｂ）にハーネス５２を引き出すと、ハーネス５２に押されて切込部５３ａが開いてしまい、弾性部材５３で貫通口５９を覆えない虞がある。また、ハーネス５２が複数の束線を含む場合、保持部６０でハーネス５２を１つに束ねて保持することができる。

このように、本実施形態によれば第１実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、蓋が光学箱に取り付けられた状態で弾性部材をハウジングへ取り付け可能で、且つ、弾性部材がハウジングから外れることを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、規制部５４に保持部６０を設けてハーネス５２の位置を安定させ、ハーネス５２により切込部５３ａが開くことを防いでいる。その結果、防塵性能の悪化を防ぎ、ひいては画像品質悪化を防ぐことができる。

＜第３実施形態＞
次に第３実施形態について説明する。第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付して説明は省略する。

第１実施形態では、貫通口５９及び装着部５８を蓋５７に設けたのに対し、本実施形態では、貫通口５９及び装着部５８を光学箱５０に設けた。

図８、図９は光学走査装置３の光学箱５０の装着部５８付近の斜視図であり、図８は弾性部材５３を及び蓋５７を装着していない状態、図９は弾性部材５３を装着した状態である。回転多面鏡４５のコネクタ４５ｂは、ライトアングルタイプで、光学箱５０の側壁に設けた貫通口を通して、ハーネス５２を接続する。ハーネス５２をコネクタ４５ａに接続した後、弾性部材５３を光学箱５０に設けた装着部５８に装着する。弾性部材５３の装着方向は回転多面鏡４５の回転軸方向に直交する方向である。弾性部材５３を装着する際、切込部５３ａにハーネス５２を挟み込みながら、規制部５４ の下に潜り込ませる構成である。光学箱５０と一体成型で規制部５４を設ける場合は、金型構造上アンダーカットにならないよう、穴５５を設ける必要がある。

本実施形態の変形例として、図１０に示すように、装着部５８を光学箱５０に、規制部５４を蓋５７に設けてもよい。この変形例の構成であれば、規制部５４を成型するために必要だった穴５５を設ける必要が無いため、光学箱５０を成型する金型の構造をより簡易なものとすることができる。

また、第２実施形態で説明したような、保持部６０を規制部５４に設けてもよい。

本実施形態によれば、光学箱５０に装着部５８を設けることによって、コネクタ７５がライトアングルタイプの場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、蓋が光学箱に取り付けられた状態で弾性部材をハウジングへ取り付け可能で、且つ、弾性部材がハウジングから外れることを抑制することができる。

３ 光学走査装置
４５ 回転多面鏡
４５ａ モータ部
４５ｂ コネクタ
５０ 光学箱
５２ ハーネス
５３ 弾性部材
５３ａ 切込部
５４ 規制部
５５ 穴
５７ 蓋
５８ 装着部
５９ 貫通口
６０ 保持部

Claims (14)

1. 光を偏向する偏向手段と、内部に前記偏向手段を収容する筐体及び前記筐体に取り付けられて前記筐体の内部を覆う蓋を備えたハウジングと、を有し、前記ハウジングには、前記ハウジングの内部と外部とを連通する貫通口と、前記蓋が筐体に取り付けられた状態で前記貫通口を覆う弾性部材を装着可能な装着部と、が設けられた光学走査装置において、前記ハウジングには、前記弾性部材の装着方向から見て前記装着部に装着された前記弾性部材の一部を覆いかつ前記弾性部材が前記装着部から前記装着方向の逆方向に移動することを規制する規制部が設けられ、
   前記装着部と前記規制部とは、前記蓋に設けられていることを特徴とする光学走査装置。
2. 光を偏向する偏向手段と、内部に前記偏向手段を収容する筐体及び前記筐体に取り付けられて前記筐体の内部を覆う蓋を備えたハウジングと、を有し、前記ハウジングには、前記ハウジングの内部と外部とを連通する貫通口と、前記蓋が筐体に取り付けられた状態で前記貫通口を覆う弾性部材を装着可能な装着部と、が設けられた光学走査装置において、前記ハウジングには、前記弾性部材の装着方向から見て前記装着部に装着された前記弾性部材の一部を覆いかつ前記弾性部材が前記装着部から前記装着方向の逆方向に移動することを規制する規制部が設けられ、
   前記装着部は、前記筐体に設けられ、前記規制部は、前記蓋に設けられていることを特徴とする光学走査装置。
3. 前記蓋には、前記装着方向で前記規制部と対向する位置に前記装着部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
4. 前記偏向手段は回転多面鏡であり、前記装着方向は前記回転多面鏡の回転軸方向と平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載に光学走査装置。
5. 光を偏向する偏向手段と、内部に前記偏向手段を収容する筐体及び前記筐体に取り付けられて前記筐体の内部を覆う蓋を備えたハウジングと、を有し、前記ハウジングには、前記ハウジングの内部と外部とを連通する貫通口と、前記蓋が筐体に取り付けられた状態で前記貫通口を覆う弾性部材を装着可能な装着部と、が設けられた光学走査装置において、前記ハウジングには、前記弾性部材の装着方向から見て前記装着部に装着された前記弾性部材の一部を覆いかつ前記弾性部材が前記装着部から前記装着方向の逆方向に移動することを規制する規制部が設けられ、
   前記装着部と前記規制部とは、前記筐体に設けられていることを特徴とする光学走査装置。
6. 前記筐体には、前記装着方向で前記規制部と対向する位置に前記装着部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光学走査装置。
7. 前記偏向手段は回転多面鏡であり、前記装着方向は前記回転多面鏡の回転軸方向と直交する方向であることを特徴とする請求項５又は６に記載に光学走査装置。
8. 前記貫通口に対向する位置に接続部を有し、前記接続部に前記貫通口を貫通した電線が接続されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光学走査装置。
9. 前記弾性部材には切込部が設けられ、前記切込部により前記弾性部材は前記切込部の両側で第１弾性部と第２弾性部とに分かれ、前記第１弾性部と前記第２弾性部との間に前記電線が挟まれることを特徴とする請求項８に記載の光学走査装置。
10. 前記規制部は、前記第１弾性部と前記第２弾性部との間に挟まれた前記電線を保持可能な保持部を備えることを特徴とする請求項９に記載の光学走査装置。
11. 前記装着方向から見て、前記保持部は前記切込部の延長線上に設けられ、前記電線の前記保持部に保持された部分は前記切込部の延長線上に沿って配置されることを特徴とする請求項１０に記載の光学走査装置。
12. 前記弾性部材の装着方向から見て、前記規制部は前記第１弾性部と前記第２弾性部を覆うことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の光学走査装置。
13. 請求項８から１２のいずれか一項に記載の光学走査装置と、前記電線と、前記電線を介して前記光学走査装置へ信号を出力する出力部と、を有する画像形成装置。
14. 前記出力部は、前記偏向手段を駆動するための信号を出力することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

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