JP6597990B2 - 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、電子写真方式の画像形成装置に搭載される光走査装置として、光源から出射された光ビームを偏向走査させるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを駆動する駆動モーターと、ポリゴンミラーによる反射光の光路に設けられた結像レンズとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ポリゴンミラーは、天井側が開放する有底箱状の筐体内に収容され、駆動モーターは筐体の底壁部に固定されている。結像レンズは、筐体の底壁部におけるポリゴンミラーの側方に設けられている。筐体の天井側は蓋部材によって閉塞されており、蓋部材には結像レンズを通過した光を外部に出射するための光出射開口が形成されている。尚、光出射開口は筐体に形成される場合もある。

この種の光走査装置では、ポリゴンミラーが回転するのに伴いその周囲に気流が発生して筐体内が負圧になる。この結果、筐体外の粉塵等が光出射口から筐体内に流入してポリゴンミラーの反射面に付着するという問題がある。ポリゴンミラーの反射面に粉塵等が付着すると光走査装置の光学性能が低下してしまう。そこで、光出射開口を防塵ガラスで覆うことで筐体内への粉塵の侵入を防止する技術が提案されている。

特許２００７−１６４０４８号公報

しかし、光出射開口を防塵ガラスで覆うようにした光走査装置では、ポリゴンミラーの反射面への粉塵の付着は抑制できるものの、防塵ガラス自体が高価であるため製品コストの増加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、光出射開口より筐体内に侵入した異物がポリゴンミラーの反射面に付着するのを安価な構成で抑制することにある。

本発明に係る光走査装置は、上側に開放する筐体と、上記筐体の内部に収容されて光源の光を反射するポリゴンミラーと、上記筐体の底壁部に取付けられて上記ポリゴンミラーを回転駆動するモーターと、上記筐体の底壁部から突出する複数のボス部により下方から支持され、上記ポリゴンミラーによる反射光の光路に設けられた結像レンズと、上記筐体の上側を閉塞する蓋部材と、上記筐体又は上記蓋部材に形成され、上記結像レンズを通過した光が通過する光出射開口とを備えている。

そして、上記光走査装置は、上記筐体の底壁部に固定され、上記結像レンズの下面と該底壁部とで圧縮されて両者の間を閉塞する第一弾性部材と、上記蓋部材に固定され、上記結像レンズの上面と該蓋部材とで圧縮されて両者の間を閉塞する第二弾性部材とをさらに備えている、

本発明によれば、光出射開口より筐体内に侵入した異物がポリゴンミラーに付着するのを安価な構成で抑制することができる。

図１は、実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置を示す全体概略図である。 図２は、光走査装置の筐体から蓋部材を取り外した状態を示す分解斜視図である。 図３は、光走査装置の筐体内における結像レンズが設けられた部分を拡大して示す拡大図である。 図４は、光走査装置の筐体内を上側から見た平面図である。 図５は、筐体から取外した蓋部材をその下面が上側に向く状態で斜め上側から見た斜視図である。 図６は、ポリゴンミラーの軸心を通り且つ主走査方向に垂直な平面で光走査装置を切断した断面図である。 図７は、光走査装置を結像レンズが設けられた箇所において主走査方向に沿った鉛直平面で切断した断面図である。 図８は、光走査装置の作動時における筐体内の空気の流れを示す概略図である。

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。

図１は、本実施形態における光走査装置が搭載されたレーザープリンター１の概略構成を示す全体概略図である。

レーザープリンター１は、図１に示すように、箱状のプリンタ本体２と、手差し給紙部６と、カセット給紙部７と、画像形成部８と、定着部９と、排紙部１０とを備えている。そうして、レーザープリンター１は、プリンタ本体２内の搬送路Ｌに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。

手差し給紙部６は、プリンタ本体２の１つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ４と、プリンタ本体２の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラ５とを有している。

カセット給紙部７は、プリンタ本体２の底部に設けられている。カセット給紙部７は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット１１と、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙を１枚ずつ分離して搬送路Ｌへと送り出すフィードローラ１３及びリタードローラ１４とを備えている。

画像形成部８は、プリンタ本体２内におけるカセット給紙部７の上方に設けられている。画像形成部８は、プリンタ本体２内に回転可能に設けられた像担持体である感光体ドラム１６と、感光体ドラム１６の周囲に配置された帯電器１７と、現像部１８と、転写ローラ１９及びクリーニング部２０と、感光体ドラム１６の上方に配置された光走査装置３０と、トナーホッパー２１とを備えている。そうして、画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙に画像を形成するようになっている。

尚、搬送路Ｌには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８に供給する一対のレジストローラ１５が設けられている。

定着部９は、画像形成部８の側方に配置されている。定着部９は、互いに圧接されて回転する定着ローラ２２及び加圧ローラ２３を備えている。そうして、定着部９は、画像形成部８で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるように構成されている。

排紙部１０は、定着部９の上方に設けられている。排紙部１０は、排紙トレイ３と、排紙トレイ３へ用紙を搬送するための排紙ローラ対２４と、排紙ローラ対２４へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ２５とを備えている。排紙トレイ３は、プリンタ本体２の上部に凹状に形成されている。

レーザープリンター１が画像データを受信すると、画像形成部８において、感光体ドラム１６が回転駆動されると共に、帯電器１７が感光体ドラム１６の表面を帯電させる。

そして、画像データに基づいて、レーザ光が光走査装置３０から感光体ドラム１６へ出射される。感光体ドラム１６の表面には、レーザ光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム１６上に形成された静電潜像は、現像部１８で現像されることにより、トナー像として可視像となる。

その後、用紙が転写ローラ１９と感光体ドラム１６との間を通過する。このとき、転写ローラ１９には転写電圧が印加されているので、感光体ドラム１６の表面のトナー像が用紙に移動して転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部９において定着ローラ２２と加圧ローラ２３とにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。

＜光走査装置＞
図２に示すように、光走査装置３０は、筐体３１と、筐体３１の内部に収容されて光源３２からの光を反射するポリゴンミラー３５と、筐体３１の内部においてポリゴンミラー３５により反射された光の光路に設けられた結像レンズ３６と、筐体３１に装着された蓋部材３７とを備えている。以下の説明では、筐体３１の開放側及び底壁部側をそれぞれ光走査装置３０の上側及び下側と定義し、ポリゴンミラー３５による反射光の走査方向を光走査装置３０の前後方向と定義し、該走査方向に直交する方向を光走査装置３０の左右方向と定義する。

筐体３１は上側に開放する有底箱状をなしており、筐体３１の上側は蓋部材３７によって閉塞されている。蓋部材３７は、天井壁とその周縁部から垂下する側壁部とを有している。蓋部材３７は、その側壁部に形成された係合部３７ａを筐体３１に形成された被係合部３１ａに係合させることで筐体３１に装着される。

ポリゴンミラー３５は、正多角形状の反射ミラーであって、ポリゴンモータ４１により回転駆動される。ポリゴンモータ４１は、制御ＩＣが実装された基板４２を介して筐体３１の底壁部に固定されている。

筐体３１の側壁部におけるポリゴンモータ４１の後側に位置する部分には、上側に開放する矩形状の切欠部３１２が形成されている。ポリゴンモータ４１に接続された電気ハーネスは、この切欠部３１２を通じて筐体３１外に引き出される。

筐体３１の側壁部におけるポリゴンモータ４１の前側に位置する部分には、矩形状の検査用孔３１１が形成されている。検査用孔３１１は、該側壁部を厚さ方向に貫通して筐体３１の内外を連通している。検査用孔３１１は、光走査装置３０を組立てる際に光源３２の光軸合わせを行うために使用される。検査用孔３１１は、光走査装置３０の組立て完了後は粘着テープ４３（図２にのみ示す）によって筐体３１の外側から閉塞される。

光源３２は、筐体３１の側壁部付近に配置されている。光源３２は、例えばレーザダイオードを有するレーザ光源である。そして、光源３２は、ポリゴンミラー３５へ向けてレーザ光を出射するようになっている。光源３２とポリゴンミラー３５との間には、コリメータレンズ及びシリンドリカルレンズ等の光学要素が配置されている。

結像レンズ３６は、ｆθレンズであり、ポリゴンミラー３５の側方において筐体３１の底壁部に固定されている。結像レンズ３６は、筐体３１の底壁部に沿って前後方向（主走査方向）に延設されている。

また、筐体３１の内部には、結像レンズ３６に対してポリゴンミラー３５と反対側に、折り返しミラー３８が配置されている。折り返しミラー３８は、結像レンズ３６に沿って長尺状に延びている。筐体３１の底壁部における折り返しミラー３８に対向する領域には光出射口３９（図６にのみ示す）が形成されている。

光走査装置３０の作動時には、光源３２から出射されたレーザ光がコリメータレンズによって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズによってポリゴンミラー３５に集光される。ポリゴンミラー３５に集光された光は、ポリゴンミラー３５の反射面により反射され、走査光として結像レンズ３６に入射する。結像レンズ３６を通過した走査光は、折り返しミラー３８により反射されて光出射口３９を介して筐体３１の外部の感光体ドラム１６に照射される。そうして、感光体ドラム１６の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー３５の回転によって感光体ドラム１６の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム１６の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム１６の表面に静電潜像を形成する。

図３に示すように、結像レンズ３６の前後方向の中央部と両端部とはそれぞれ円柱状のボス部３１ｄにより下方から支持されている。結像レンズ３６は、各ボス部３１ｄの上端面に接着剤で固定されている。結像レンズ３６の前後方向の中央部を支持するボス部３１ｄは、主走査方向に延びる長尺状台座部３１ｂの上面に突設され、結像レンズ３６の前後方向の両端部を支持するボス部３１ｄはそれぞれ、前後方向に間隔を空けて配置された一対の矩形状台座部３１ｃの上面に突設されている。長尺状台座部３１ｂ（図３及び図６参照）は、上側から見て、筐体３１内をポリゴンモータ４１側（ポリゴンミラー３５側）と光出射口３９側とに区画するように前後方向の略全体に亘って延びている。長尺状台座部３１ｂの上面は、筐体３１の底壁部のうちポリゴンモータ４１が設置される部分及び光出射口３９が形成される部分に対して一段高い位置に形成されている。

結像レンズ３６の下面と筐体３１の底壁部との間には第一弾性部材５１が設けられている。第一弾性部材５１はスポンジからなり、結像レンズ３６の下面と筐体３１の底壁部とで圧縮された状態で両者の間を閉塞している。第一弾性部材５１は、上側から見て、長尺状台座部１３ｂ及び一対の矩形状台座部３１ｃに干渉しないように前後方向に延びると共に左右にジクザク状に形成されている。

図４は、筐体３１から蓋部材３７を取外した状態を示す平面図である。同図に示すように、筐体３１内における結像レンズ３６の前端部に隣接する箇所には、治具挿入スペースＳが設けられている。光走査装置３０の組立作業時には、この治具挿入スペースにピン等の治具を挿入して、結像レンズ３６の前端を当該治具に突き当てることで結像レンズ３６の位置決めを行う。この位置決め作業では、結像レンズ３６を第一弾性部材５１の上側に載置した状態で前側にスライドさせる必要がある。このとき、結像レンズ３６がスライドし易いよう第一弾性部材５１の上面には、低摩擦部材としてペットフィルム５３（図７参照）が積層されている。結像レンズ３６の下面に対するペットフィルム５３の摩擦係数は、結像レンズ３６の下面に対する第一弾性部材５１の摩擦係数よりも十分に小さい。ペットフィルム５３は、第一弾性部材５１の上面に接着剤で固定されており、結像レンズ３６は、ペットフィルム５３を介して第一弾性部材５１上に載置されている。

図５及び図６に示すように、蓋部材３７の下面における結像レンズ３６に対応する部分には、前後方向の全体に亘って延びる台座部３７ｄが突設されている。台座部３７ｄの下面には帯状の第二弾性部材５２が接着固定されている。第二弾性部材５２は、第一弾性部材５１よりも固いスポンジ（弾性係数が大きい）で構成されている。

蓋部材３７の上壁部は左右方向の中央部が両端部に比べて高くなる屋根形状をなしており、台座部３７ｄは右側の傾斜部３７ｂから下側に突出している。台座部３７ｄの下端面は、結像レンズ３６の上面に平行になるように形成されている。蓋部材３７を筐体３１に装着した状態では、第二弾性部材５２が台座部３７ｄの下面と結像レンズ３６の上面とに圧縮されて両者の間を閉塞している。

図５及び図７に示すように、蓋部材３７の下面における上記治具挿入スペースＳの上側を覆う部分には板状部３７ｅが立設されている。板状部３７ｅは、蓋部材３７を筐体３１に装着した状態で結像レンズ３６の前端面に対して間隔を空けて対向している。

第二弾性部材５２は、上面閉塞部５２ａと側方閉塞部５２ｂとを有している。上面閉塞部５２ａは、結像レンズ３６の上面と蓋部材３７との間で主走査方向に延設されている。側方閉塞部５２ｂは、上面閉塞部５２ａの前端部から下側に延びて結像レンズ３６の前側端面を覆っている。側方閉塞部５２ｂは板状部３７ｅに接着固定されている。側方閉塞部５２ｂは、該板状部３７ｅと結像レンズ３６の前側端面とで圧縮された状態で両者の間を閉塞している。

側方閉塞部５２ｂは、板状部３７ｅの結像レンズ３６側の面に沿って下側に延びた後、該板状部３７ｅの下端を跨いで該板状部３７ｅの反結像レンズ側に至るように弾性変形している。すなわち、側方閉塞部５２ｂの下端部は板状部３７ｅの下端部を厚さ方向の両側（前後方向の両側）から挟み込むように略Ｕ字状に弾性変形している。側方閉塞部５２ｂの下端部における結像レンズ３６側のエッジ部は、側方閉塞部５２ｂが弾性変形することにより円弧面状をなしている。

光走査装置３０が作動すると、ポリゴンミラー３５が図８の反時計回り方向に回転し、これに伴い、ポリゴンミラー３５の周囲に反時計回り方向の循環気流Ｆ１が誘起される。

この結果、筐体３１内に負圧が発生して光出射口３９（図６にのみ示す）から外部の空気が粉塵と共に筐体３１内に流入する。従来の光走査装置では、流入した粉塵が結像レンズ３６の下側及び上側からポリゴンミラー３５側に流入してポリゴンミラー３５の反射面に付着し、光走査装置の光学性能が低下するという問題があった。そこで、光出射口３９を防塵ガラスで閉塞することも考えられるが、防塵ガラスが高価であるため、光走査装置の製造コストが高くなるという問題がある。

これに対して本実施形態では、結像レンズ３６の下面と筐体３１の底壁部との間の空間が第一弾性部材５１よって閉塞され、結像レンズ３６の上面と蓋部材３７との間の空間が第二弾性部材５２によって閉塞されているので、光出射口３９から筐体３１内に流入した粉塵がポリゴンミラー３５側に流入するのを抑制することができる。これにより、光出射口３９を高価な防塵ガラスで閉塞することなく、ポリゴンミラー３５の反射面に粉塵等が付着するのを抑制することができる。

また、第一弾性部材５１の上面には、第一弾性部材５１に比べて結像レンズ３６に対する摩擦係数が小さいペットフィルム（低摩擦部材に相当）５３が積層固定されているので、光走査装置３０の組立作業時に結像レンズ３６を前後方向にスライドさせ易くなっている。これにより、結像レンズ３６の前後方向の位置決め作業を容易化することができる。

また、第二弾性部材５２は、結像レンズ３６の上面と蓋部材３７との間で前後方向に延びる上面閉塞部５２ａと、上面閉塞部５２ａの前側端部から下側に延びて、結像レンズ３６の前側端面を覆う側方閉塞部５２ｂとを有している。ここで、図８に示すように、ポリゴンミラー３５が回転することにより結像レンズ３６の近傍では前側から後側に向かう空気流が誘起されるので、結像レンズ３６の前側端面と筐体３１の側壁部との隙間からポリゴンミラー３５側に向かう引込み流Ｆ２が発生する。本実施形態では、この引込み流Ｆ２が発生する結像レンズ３６の前端部側に側方閉塞部５２ｂを設けることで、引込み流Ｆ２を該側方閉塞部５２ｂにより遮断している。これにより、ポリゴンミラー３５側への粉塵の流入を確実に抑制することができる。

また、蓋部材３７の下面には、筐体３１に蓋部材３７を装着した状態で、結像レンズ３６の前側端面に間隔を空けて対向する板状部３７ｅが突設されており、側方閉塞部５２ｂは、板状部３７ｅの結像レンズ３６側の面に沿って下側に延びた後、該板状部３７ｅの下端を跨いで該板状部３７ｅの反結像レンズ側に至るように弾性変形した状態で該板状部３７ｅに固定されている。

これによれば、側方閉塞部５２ｂを板状部３７ｅに強固に固定することができるので、蓋部材３７を筐体３１に装着する際に側方閉塞部５２ｂが結像レンズ３６との摩擦で剥がれるのを防止することができる。また、側方閉塞部５２ｂの下端部の結像レンズ３６側のエッジを円弧面状にすることができるので、蓋部材３７を筐体３１に装着する際に該側方閉塞部５２ｂに作用する摩擦力を低減することができる。よって、蓋部材３７を筐体３１に装着する際の側方閉塞部５２ｂの剥がれをより一層確実に防止することができる。

また、筐体３１の底壁部に固定された第一弾性部材５１は、蓋部材３７に固定された第二弾性部材５２よりも柔らかい（弾性率が小さい）スポンジで構成されている。これにより、結像レンズ３６が第一弾性部材５１の反発力により浮き上がるのを防止することができる。

また、第一弾性部材５１及び第二弾性部材５２はスポンジで構成されているので、例えばゴムを使用した場合に比べて経時変形を低減することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、検査用孔３１１及び切欠部３１２を筐体３１における結像レンズ３６よりも左側に形成するようにしているが、これに限ったものではなく、筐体３１における結像レンズ３６よりも右側（つまり光出射口３９側）に形成するようにしてもよい。これにより、結像レンズ３６よりも左側（つまりポリゴンミラー３５側）の空間の密閉性をさらに向上させることができる。延いては、ポリゴンミラー３５の反射面に粉塵等が付着するのを確実に防止することができる。

上記実施形態では、光走査装置３０が搭載される画像形成装置の一例としてプリンターを挙げて説明を行ったが、画像形成装置は、プリンターに限ったものではなく、例えば、ファクシミリ、複写機、又は複合機（ＭＦＰ）等であってもよい。

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ついて有用である。

Claims (6)

1. 上側に開放する筐体と、上記筐体の内部に収容されて光源の光を反射するポリゴンミラーと、上記筐体の底壁部に取付けられて上記ポリゴンミラーを回転駆動するモーターと、上記筐体の底壁部から突出する複数のボス部により下方から支持され、上記ポリゴンミラーによる反射光の光路に設けられた結像レンズと、上記筐体の上側を閉塞する蓋部材と、上記筐体又は上記蓋部材に形成され、上記結像レンズを通過した光が通過する光出射開口とを備えた光走査装置であって、
   上記筐体の底壁部に固定され、上記結像レンズの下面と該底壁部とで圧縮されて両者の間を閉塞する第一弾性部材と、
   上記蓋部材に固定され、上記結像レンズの上面と該蓋部材とで圧縮されて両者の間を閉塞する第二弾性部材とをさらに備え、
   上記結像レンズは、上記ポリゴンミラーの回転により誘起される空気流が該結像レンズの近傍において、主走査方向の一側から他側に向かって流通するように配置されており、
   上記第二弾性部材は、
   上記結像レンズの上面と上記蓋部材との間において主走査方向に延びる上面閉塞部と、
   上記上面閉塞部における主走査方向の上記一側の端部から下側に延びて、上記結像レンズの主走査方向の上記一側の端面を覆う側方閉塞部と、を有している、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記第一弾性部材の上面には低摩擦部材が積層固定されており、
   上記結像レンズに対する上記低摩擦部材の摩擦係数は、該結像レンズに対する上記第一弾性部材の摩擦係数に比べて小さい、光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置において、
   上記蓋部材の下面には、上記蓋部材を上記筐体に装着した状態で、上記結像レンズの主走査方向の上記一側の端面に間隔を空けて対向する板状部が突設されており、
   上記側方閉塞部は、上記板状部の結像レンズ側の面に沿って下側に延びた後、該板状部の下端を跨いで該板状部の反結像レンズ側に至るように弾性変形した状態で該板状部に固定されている、光走査装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置において、
   上記第一弾性部材及び第二弾性部材はスポンジからなる、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において、
   上記筐体の底壁部に固定された第一弾性部材は、上記蓋部材に固定された第二弾性部材よりも柔らかい材料で構成されている、光走査装置。
6. 請求項１乃至５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。

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