JP6485650B2 - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、複写機やプリンタ等の電子写真方式を採用する画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成するための光を出射する光走査装置と、感光体に形成された静電潜像をトナー像として現像するための現像装置とを備えている。

光走査装置は、ポリゴンミラーや結像レンズ等を収容するハウジングを有している。ハウジングには、光が出射する出射口が形成されている。出射口は、所定方向に延びる開口部からなる。出射口は透明カバー部によって閉塞されている。

ところで、透明カバー部の表面にトナー等による汚れや埃等が付着すると、光走査装置の光学特性が低下し、画像不良が生じるという問題がある。これに対し、特許文献１には、透明カバー部の表面を定期的に清掃する清掃機構が開示されている。

特許文献１の清掃機構は、透明カバー部の延設方向と同方向に延びるスクリュー軸と、スクリュー軸に係合して清掃部材を保持する保持部材とを有している。スクリュー軸は、ギア列を介してモーターに動力伝達可能に連結されている。

保持部材は、モーターによりスクリュー軸が正回転及び逆回転されることで、スクリュー軸に沿って往復移動するようになっている。これにより、清掃部材が透明カバー部の表面に当接しながら往復移動して、透明カバー部の表面が清掃部材によって清掃される。

特開２０１５−１９９２７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す光走査装置では、清掃部材により収集された異物が清掃部材の移動端付近に溜まってしまうという問題がある。この溜まった異物は、例えば感光体ドラムや現像ドラム等の回転により発生する空気流や光走査装置の内部に導入される冷却風により光走査装置内を舞って透明カバー部の表面に再付着する場合がある。この結果、透明カバー部の光の透過性が低下して、光走査装置の光学特性の劣化を招くという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、清掃部材により一旦収集された透明カバー部上の異物が、他の機器類により誘起される空気流や冷却風等により舞い上がって透明カバー部に再付着するのを防止し、延いては、光走査装置の光学性能の劣化を防止することにある。

本発明に係る光走査装置は、所定方向に延びる光の出射口を有するハウジングと、該所定方向に延びて該出射口を閉塞する透明カバー部と、該透明カバー部に沿って配置され、周面に螺旋状の溝部が形成された回転自在なスクリュー軸と、該スクリュー軸に係合し、該スクリュー軸が回転することにより所定の往復移動経路を移動する保持部材と、上記保持部材に保持され、該保持部材が往復移動することで上記透明カバー部の表面を上記所定方向に移動しながら清掃する清掃部材と、を備えている。

そして、上記ハウジングの内部を貫通する冷却風路と、上記冷却風路の一端部から上記ハウジング外の空気を取込んで他側部より排出させる送風手段と、上記清掃部材が上記往復移動経路の各移動端に達した際に、該清掃部材の進行方向の前側に溜まった異物が落下するように、上記透明カバー部に対し上記所定方向に隣接して設けられた異物落下凹部と、上記異物落下凹部と上記冷却風路とを連通させる連通路とを備えている。

本発明によれば、清掃部材により一旦収集された透明カバー部上の異物が、他の機器類により誘起される空気流や冷却風等により舞い上がって透明カバー部に再付着するのを防止することができる。延いては、透明カバー部の光透過性を十分に確保して、光走査装置の光学性能が劣化するのを防止することが可能となる。

図１は、実施形態における画像形成装置の概略構成を示す全体図である。 図２は、光走査装置を示す前方斜め右側から見た斜視図である。 図３は、光走査装置を示す上側から見た平面図である。 図４は、清掃機構を示すスクリュー軸の軸方向から見た概略図である。 図５は、ハウジング本体から上蓋と下蓋とを取外した状態を示す分解斜視図である。 図６は、光走査装置内の冷却構造を示す概略図である。 図７は、図３のVII−VII線断面図である。 図８は、図７のVIII−VIII線断面図である。 図９は、図８における上側冷却風路と連通路との接続部を拡大して示す拡大図である。 図１０は、変形例を示す図９相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

＜実施形態＞
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図を示す。以下の説明において、前側、後側は、画像形成装置１の前側、後側（図１の紙面垂直方向の手前側、奥側）を意味し、左側、右側は、画像形成装置１を前側から見たときの左側、右側を意味するものとする。

上記画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシングによって覆われた画像形成装置本体２を有している。画像形成装置本体２内には画像形成部３が設けられている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データーに基づき画像を記録紙Ｐに転写形成する。画像形成部３の下側には、レーザー光を出射する２つの光走査装置４が配置され、画像形成部３の上側には、転写ベルト５が配置されている。２つの光走査装置４の下側には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置され、用紙貯留部６の左側には、手差し給紙部７が配置されている。転写ベルト５の右側且つ上側には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。符号９は、画像形成装置本体２の上部に配置され、定着部８で定着処理が施された記録紙Ｐを排出する用紙排出部である。

画像形成部３は、転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０を備えている。これら画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１を有している。各感光体ドラム１１の直下には、帯電器１２が配置され、各感光体ドラム１１の左側には、現像装置１３が配置され、各感光体ドラム１１の直上には、一次転写ローラー１４が配置され、各感光体ドラム１１の右側には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部１５が配置されている。

各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一定に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、所定の画像データーに基づくレーザー光が２つ光走査装置４から照射され、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、一次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

符号１６は、定着部８の下側に転写ベルト５と当接した状態で配置された二次転写ローラーであり、用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を搬送される記録紙Ｐを二次転写ローラー１６と転写ベルト５とで挟持し、二次転写ローラー１６に印加された転写バイアスにより転写ベルト５上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようになっている。

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とにより記録紙Ｐを挟持して加圧しながら加熱し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるようになっている。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。符号２０は、両面印刷時に定着部８から排出された記録紙Ｐを反転させるための反転搬送路である。

−光走査装置の詳細−
上記２つの光走査装置４は左右方向に並んで配置されている。左側の光走査装置４は、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）に対応するレーザー光を出射し、右側の光走査装置４は、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）に対応するレーザー光を出射するように構成されている。２つの光走査装置４の構成は同じであるため、以下では、右側の光走査装置４の構成についてのみ説明し、左側の光走査装置４の説明は省略する。

図２及び図３に示すように、光走査装置４は、樹脂製の光学ハウジング２０を備えている。光学ハウジング２０は、扁平な密閉箱状をなしている。光学ハウジング２０は、上側に開放する有底箱状のハウジング本体３０と、ハウジング本体３０の上側を覆う上蓋４０と、ハウジング本体３０の下側を覆う下蓋５０とで構成されている。上蓋４０には、左右方向に並ぶ一対の光出射口４２が形成されている。各光出射口４２は前後方向（所定方向）に延びる矩形状をなしており、各光出射口４２は透明カバー部としてのガラスカバー４３によって覆われている。上蓋４０における各ガラスカバー４３の前側及び後側に隣接する箇所には、後述する清掃部材６１により収集した異物を落下させるための前側凹部４４ａ及び後側凹部４４ｂが形成されている。前側凹部４４ａ及び後側凹部４４ｂは共に上側に開放している。

ハウジング本体３０内には、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）（又はマゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ））に対応する一対のレーザー光を発生する光源と、レーザー光を偏向するポリゴンミラー７６（図５参照）と、該偏向されたレーザー光を感光体ドラム１１の表面に結像させる光学素子群とが収容されている。光源から出射された一対のレーザー光は、ポリゴンミラー７６により主走査方向に走査された後、光学素子群により結像され、上蓋４０に形成された各光出射口４２から各色に対応する感光体ドラム１１に向けて出射される。

上蓋４０の上面には、各ガラスカバー４３を自動で清掃するための一対の清掃機構６０が設けられている。各清掃機構６０は、ガラスカバー４３を清掃するための清掃部材６１と、清掃部材６１（図４参照）を保持する保持部材６２と、保持部材６２をガラスカバー４３に沿って前後方向に往復移動させる移動機構６３とを有している。移動機構６３は、ガラスカバー４３に沿って前後方向に延びるスクリュー軸６４を有している。スクリュー軸部６４の外周面には螺旋状の溝部が形成されており、保持部材６２はこのスクリュー軸６４に係合して支持されている。

図４に示すように、清掃部材６１は、ガラスカバー４３の上面に当接するブレード部材からなる。ブレード部材は、例えばシリコンパッド等の弾性部材からなる。保持部材６２は、スクリュー軸６４に外挿入された円筒状のナット部６２ａと、ナット部６２ａの左側面から左側に延びる左側アーム部６２ｂと、ナット部６２ａの右側面から右側に延びる右側アーム部６２ｃとを有している。左側アーム部６２ｂの先端部は、上蓋４０の上面から突出する断面Ｌ字状の左側レール部４９ａに係合している。右側アーム部６２ｃの先端部は、上蓋４０の上面から突出する断面Ｌ字状の右側レール部４９ｂに係合している。そうして、保持部材６２は、左右のレール部４９ａ，４９ｂによって前後方向に移動可能にガイドされている

移動機構６３は、上記スクリュー軸６４の他に、被駆動ギア６５、アイドルギア６６、及び入力ギア６７を有している（図２参照）。被駆動ギア６５は、スクリュー軸６４の前端部に固定されて該スクリュー軸６４と共に回転する。アイドルギア６６は、被駆動ギア６５に対して右斜め下側から噛合している。入力ギア６７は互いに同軸に配置された小径ギア部（図示省略）及び大径ギア部６７ａを有している。入力ギア６７の小径ギア部は、アイドルギア６６に右斜め下側から噛合している。アイドルギア６６及び入力ギア６７は、上蓋４０の前側側面にそれぞれ軸部材を介して回動可能に保持されている。入力ギア６７の大径ギア部６７ａは、光学ハウジング２０が画像形成装置本体２内の所定箇所に上側からセットされることでモーターギアに噛合する。モーターギアは画像形成装置本体２内に設けられたモーター６８（図１にのみ示す）に動力伝達可能に連結されている。モーター６８は、例えば画像形成装置本体２内の用紙搬送機構を駆動するためのモーターと兼用されていてもよい。

上記清掃機構６０の作動に際しては、上記モーター６８によりスクリュー軸６４が正逆両方向に駆動される。この結果、スクリュー軸６４が被駆動ギア６５と共に回転するので、スクリュー軸６４に係合支持された保持部材６２が前後方向に往復移動する。これにより、保持部材６２に保持された清掃部材６１がガラスカバー４３の上面に当接しながら前後方向に往復移動することでガラスカバー４３の上面の清掃が行われる。

清掃部材６１の往復移動経路Ａ（図３参照）は前後方向に延びる直線状の移動経路であり、本実施形態では往復移動経路Ａの後側移動端Ｍ１が待機位置とされている。この待機位置は、往復動作が終了した清掃部材６１を次回の往復動作の開始時まで待機させておく位置である。待機位置は、往復移動経路Ａにおける後述する冷却用空気流の風上側（前側）とは反対側（後側）に位置している。待機位置は、上蓋４０の上面部に形成された後側凹部４４ｂの上側に位置している。一方、往復移動経路Ａの前側移動端Ｍ２（待機位置とは反対側の移動端）は、上蓋４０の上面部に形成された前側凹部４４ａの上側に位置している。清掃機構６０が作動することにより清掃部材６１が待機位置（往復移動経路Ａの後側移動端Ｍ１）から前側移動端Ｍ２に移動する間に収集したガラスカバー４３上の異物は前側凹部４４ａ内に落下する。一方、清掃部材６１が前側移動端Ｍ２に達した後に後側移動端Ｍ１に戻ってくる間に収集したガラスカバー４３上の異物は後側凹部４４ｂ内に落下する。

次に、図５及び図６を参照しながら光走査装置４の冷却構造について説明する。図５は、ハウジング本体３０から上蓋４０及び下蓋５０を取外した状態を示す分解斜視図である。上蓋４０は、その側壁部の係合孔４１をハウジング本体３０の係合突部３１に係合させることで該ハウジング本体３０に固定されている。下蓋５０は、その側壁部の係合孔５１をハウジング本体３０の係合突部３２に係合させることで該ハウジング本体３０に固定されている。

上蓋４０は下側に開放する扁平な矩形箱状をなしている。上蓋４０の上面における左右方向の中央部には、前後方向の略全体に亘って延びる冷却用凹部４４ｃが形成されている。冷却用凹部４４ｃの上側開口は、前後方向に延びる板状の流路カバー４８により閉塞されている。この流路カバー４８と冷却用凹部４４ｃの内壁面とによって前後方向に延びる上側冷却風路８０（図６参照）が形成されている。流路カバー４８は、上側冷却風路８０の密閉性を向上させるべくシール部材によって構成されている。この上側冷却風路８０は、空気供給口４５及び排気口４６を通じて画像形成装置本体２内の空間に連通している。空気供給口４５は、上蓋４０の前側壁部及びハウジング本体３０の前側壁部を貫通している。空気供給口４５は、不図示のダクトを通じて送風ファン７５に連結されている。送風ファン７５は、ハウジング２０の外部（本実施形態では画像形成装置１の外部）を供給口４５から上側冷却風路８０内に取り込んで排気口４６が排出させる。そうして上側風路８０内を流れる空気流によってハウジング本体３０の上面部（つまりハウジング２０の内部）が冷却されるようになっている。

下蓋５０は上側に開放する扁平な矩形箱状をなしており、下蓋５０の底壁部における左右方向の中央部には、前後方向に延びる一対の縦壁部５４が設けられている。一対の縦壁部５４は左右方向に間隔を空けて配置されている。そして、この一対の縦壁部５４と下蓋５０の底壁部とハウジング本体３０の底壁部とによって前後方向に延びる下側冷却風路８１（図６参照）が形成されている。この下側冷却風路８１は、空気供給口５２及び排気口５３を通じて画像形成装置本体２内の空間に連通している。空気供給口５２は、下蓋５０の前側壁部及びハウジング本体３０の前側壁部を貫通している。空気供給口５２は、不図示のダクトを通じて送風ファン７５に連結されており、送風ファン７５により下側冷却風路８１内に供給された空気流によってハウジング本体３０の下面部（つまりハウジング２０の内部）が冷却されるようになっている。

図７及び図８に示すように、上側冷却風路８０の前端部（風上側の端部）は、各ガラスカバー４３の前側に隣接する各前側凹部４４ａに連通路８２を介して連通している。この連通路８２は、前側凹部４４ａに対してのみ設けられていて、後側凹部４４ｂ（つまり上側冷却風路８０内を流れる空気流の風下側の凹部）に対しては設けられていない。

上記各連通路８２は、前側から見て略Ｌ字状をなしていて、前側凹部４４ａの底壁部から下側に延びた後、上蓋４０の左右方向の中央部に向かって水平に延びて上側冷却風路８０に連通している。

図９に示すように、各連通路８２と上側冷却風路８０との接続部にはフィルター８３が設けられている。このフィルター８３の網目の大きさは、清掃部材６１により収集される異物(トナー等)の平均的な粒径よりも小さく設定されている。

上記実施形態では、清掃部材６１により収集されたガラスカバー４３上の異物は、清掃部材６１が往復移動経路Ａの各移動端Ｍ１，Ｍ２に達したときに前側凹部４４ａ及び後側凹部４４ｂ内に落下する。したがって、ガラスカバー４３上に異物が残ってしまうのを防止することができる。

しかも前側凹部４４ａは連通路８２を介して上側冷却風路８０に連通している。したがって、前側凹部４４ａ内に落下した異物は、上側冷却風路８０内を流れる空気流の負圧によって、連通路８２を介して上側冷却風路８０側に吸い込まれる。したがって、前側凹部４４ａ内に異物が溜まるのを防止することができる。延いては、この溜まった異物が舞ってガラスカバー４３に再付着するのを防止することができる。
また、上側冷却風路８０の上側を覆う流路カバー８０はシール部材により構成されているので、上側冷却風路８０内に進入した異物が流路カバー８０と上蓋４０との隙間から風路外に流出して舞い散るのを防止することができる。

ところで、清掃部材６１により収集される異物の殆どが前側凹部４４ａ内に落下し、後側凹部４４ｂ内に落下する異物の量は少量である。すなわち、清掃部材６１の待機位置は往復移動経路Ａの後側端に設定されているので、ガラスカバー４３上の異物の大半は清掃部材６１の往動作（つまり往復移動経路Ａの後側端から前側端への移動動作）により収集されて前側凹部４４ａ内に落下する。したがってその後の清掃部材６１の復動作により収集されるガラスカバー４３上の異物は少量であり、後側凹部４４ｂ内に落下する異物の量は前側凹部４４ａ内に落下する異物の量に比べて格段に少ない。上記実施形態では、このことに着目して、後側凹部４４ｂに対しては連通路８２を設けないようにしている。これにより、連通路８２を不必要に設けることにより上側冷却風路８０内の負圧効果が損なわれるのを防止することができる。延いては、上側冷却風路８０による異物の吸引効果が低下するのを防止することが可能となる。

しかも、上記連通路８２が設けられる前側凹部４４ａは、冷却風の風上側つまり送風ファン７５が位置する側に位置している。したがって、冷却風の風下側に連通路８２を設けるようにした場合に比べて冷却風の圧力損失が少ないので異物の吸引効果を向上させることができる。

また上記実施形態では、上側冷却風路８０と上記連通路８２との接続部には、該連通路８２を通過する空気中に含まれる異物を補足するフィルター８３が設けられている。したがって、上側冷却風路８０内を流れる空気流に乗った異物が光走査装置４の外部に放出されるのを防止することができる。したがって、画像形成装置１の機内が該放出された異物により汚染されることもない。

《変形例》
図１０は上記実施形態の変形例を示している。この変形例では、上側冷却風路８０と連通路８２との接続部のフィルター８３を廃止する代わりに両面テープ８４を設けるようにしている。両面テープ８４は、この接続部の壁面に貼り付けられている。これにより、該接続部を通過する空気中の異物を両面テープ８４により粘着することができる。この構成によれば、フィルター８３を設ける場合のように接続部の空気流を遮る必要がないので、該接続部における圧力損失を低減することができる。よって、上記実施形態に比べて上側冷却風路８０への異物の吸引効果を向上させることができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、連通路８２を前側凹部４４ａに対してのみ設けるようにしているが、これに限ったものではなく、前側凹部４４ａ及び後側凹部４４ｂの双方に対して連通路８２を設けるようにしてもよい。

上記実施形態では、各ガラスカバー４３の前後両側にそれぞれ前側凹部４４ａ及び後側凹部４４ｂを形成するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば後側凹部４４ｂを廃止して前側凹部４４ａのみを設けるようにしてもよい。これにより、光走査装置４を小型化することができる。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に有用である。

Ａ 往復移動経路
１ 画像形成装置
４ 光走査装置
４２ 光出射口
４３ ガラスカバー（透明カバー部）
４４ａ 前側凹部（異物落下凹部）
４４ｂ 後側凹部（異物落下凹部）
２０ 光学ハウジング（ハウジング）
６１ 清掃部材
６２ 保持部材
６４ スクリュー軸
７５ 送風ファン（送付手段）
８０ 上側冷却風路（冷却風路）
８２ 連通路
８３ フィルター
８４ 両面テープ

Claims (5)

1. 所定方向に延びる光の出射口を有するハウジングと、該所定方向に延びて該出射口を閉塞する透明カバー部と、該透明カバー部に沿って配置され、周面に螺旋状の溝部が形成された回転自在なスクリュー軸と、該スクリュー軸に係合し、該スクリュー軸が回転することにより所定の往復移動経路を移動する保持部材と、上記保持部材に保持され、該保持部材が往復移動することで上記透明カバー部の表面を上記所定方向に移動しながら清掃する清掃部材と、を備えた光走査装置であって、
   上記ハウジングの内部を貫通する冷却風路と、
   上記冷却風路の一端部から上記ハウジング外の空気を取込んで他側部より排出させる送風手段と、
   上記清掃部材が上記往復移動経路の各移動端に達した際に、該清掃部材の進行方向の前側に溜まった異物が落下するように、上記透明カバー部に対し上記所定方向に隣接して設けられた異物落下凹部と、
   上記異物落下凹部と上記冷却風路とを連通させる連通路とを備えた光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記冷却風路と上記連通路との接続部には、該連通路を通過する空気中に含まれる異物を補足するフィルター、又は該空気中に含まれる異物を粘着する両面テープが設けられている光走査装置。
3. 請求項１又は２記載の光走査装置において、
   上記冷却風路は、上記ハウジング内において上記所定方向に延びていて、上記送風手段により取り込んだ空気を該所定方向に流通させるように構成され、
   上記異物落下凹部は、上記透明カバー部の上記所定方向の両側のうち風上側にのみ設けられている、光走査装置。
4. 請求項３記載の光走査装置において、
   上記清掃部材の上記往復移動経路の一方の移動端は、往復動作を終了した上記清掃部材を次回の往復動作の開始時まで待機させておく待機位置とされ、
   上記待機位置は、上記往復移動経路における上記所定方向の風上側とは反対側に設定されている、光走査装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

Images