JP6818831B2 - 光学走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光束により被走査面を走査する光学走査装置に関する。

レーザプリンタのような電子写真記録方式の画像形成装置に用いられる光学走査装置は、画像信号に応じて光源から出射するレーザ光束を光偏向器で偏向し、感光体を走査している。光学走査装置は、光源を駆動するためのレーザドライバや光偏向器を駆動するためのモータドライバ等の電子部品を備えており、電子部品は光学走査装置の箱と蓋によって覆われる構成であることが一般的である。また、箱や蓋は、コストを抑えるため、樹脂を金型で成型して製造されることが一般的となっている。箱や蓋は高精度な寸法を必要とする。よって、成型する際は、樹脂の流動性や離型性向上のため金型の表粗面さを小さくし、部品精度を向上させている。金型の表面粗さが小さいため、成型品も表粗面さが小さくなり、材質によっては光沢を有することになる。

特許文献１には、偏向走査されたレーザ光束が箱の内面で反射しないように箱の内面を粗面化する構成が開示されている。

特開２００４−２７９６１１号

ところで、光学走査装置の内部にゴミなどが侵入した場合、ゴミがレーザ光束を遮り、画像がその部分だけ欠落するといった課題がある。そのため、画像形成装置に組み込む前の光学走査装置を搬送する時、ゴミの侵入を防ぐため、光学走査装置は密閉された構成にするか、袋に個装して搬送される。

しかしながら、光学走査装置を画像形成装置の内部に組み込む際に、組立て作業者の接触によって光学走査装置を構成する箱や蓋が帯電することがある。その結果、レーザドライバやモータドライバ、ＢＤセンサ等のＩＣに静電気放電（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生し、ＩＣを破損してしまう場合がある。また、モータやレーザのケーブルを接続する際に、帯電した箱や蓋から静電気が流れ込み、モータやレーザのドライバＩＣを破損するモードがある。また、光学走査装置が個装されている場合は、装置を袋から取り出す際に箱や蓋との間に剥離帯電を起こし、同様にモータやレーザのドライバＩＣを破損する場合がある。通常は、静電気除去装置（Ｉｏｎｉｚｅｒ）等を用いた除電作業を行うことにより対処するが、安定的に除電を行うためには時間が掛かってしまう。また、表面電位は下げることができるものの、除電空気の当たらない箱内部の電位は下げることができないため、上述したケーブルを接続した際のＥＳＤについては効果が少ない。
本出願に係る発明の目的は、静電気放電に弱い電子部品を備えた光学走査装置において、様々なＥＳＤモードに対し耐性をもつ光学走査装置を提供することにある。

上述の課題を解決するための本発明は、レーザ光源と、前記レーザ光源を駆動するための電子部品を具備した第１の基板と、前記レーザ光源から出射した光束を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器を駆動するための電子部品を具備した第２の基板と、前記光偏向器を収容する樹脂製の箱と、前記箱の開口を覆う樹脂製の蓋と、を有する光学走査装置において、前記箱又は前記蓋の少なくとも一方の外側の平面の少なくとも一部の領域が粗面化されており、前記領域の算術平均粗さＲａは６μｍ≦Ｒａ≦４０μｍを満たすことを特徴とする。

本発明によれば、光学走査装置の静電気放電に対する耐性を向上させることができる。

画像形成装置の断面図。 実施例１の光学走査装置の斜視図（蓋無し）。 実施例１の光学走査装置の斜視図（蓋有り）。 表粗面さと帯電量の関係を示すグラフ。 実施例２の光学走査装置の斜視図。 光学箱の底面を示す斜視図。

（実施例１）
以下、本発明の実施例を説明する。尚、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は画像形成装置Ｄ１の模式断面図である。画像形成装置Ｄ１は、光学走査装置Ｓ１を備え、光学走査装置Ｓ１により感光体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Ｐに画像形成を行う。図１に示すように、画像形成装置Ｄ１は、画像情報に基づいたレーザ光束を光学走査装置Ｓ１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感光体ドラム１０３上に照射する。感光体ドラム１０３上に光束が照射され、露光されることで感光体ドラム１０３上に潜像が形成される。感光体ドラムに形成された潜像は、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とは、感光体ドラム１０３と、感光体ドラム１０３に作用するプロセス手段として、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、給紙カセット１０４に収容された記録材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、搬送ローラ１０６によって、さらに下流側に搬送される。感光体ドラム１０３上に形成されたトナー像は、転写ローラ１０９によって記録材Ｐ上に転写される。トナー像が形成された記録材Ｐは、さらに下流側に搬送され、内部にヒータを有する定着器１１０によりトナー像が記録材Ｐに加熱定着される。その後、記録材Ｐは、排出ローラ１１１によって機外に排出される。

次に図２及び図３を用いて光学走査装置Ｓ１について説明する。図２は光学走査装置Ｓ１の構成を示す斜視図である。説明のため、蓋１１９を取り付けていない状態の図としている。

光学走査装置Ｓ１は、半導体レーザ（レーザ光源）１１２と、レーザ光源を駆動するためのドライバＩＣ（電子部品）１２０を具備した第１の基板１２１と、を有する。更に、レーザ光源から出射した光束を偏向走査する光偏向器（回転多面鏡）１１５と、光偏向器を駆動するためのドライバＩＣ（電子部品）１２３を具備した第２の基板１１６を有する。１１８は光偏向器を収容する樹脂製の箱、１１９は箱１１８の開口を覆う樹脂製の蓋である。

図２において、１１３はコリメータレンズとシリンドリカルレンズとを一体に成形したアナモフィックコリメータレンズである。１１４は開口絞り、１１７はｆθレンズ（走査レンズ）、１３０はＢＤセンサである。ＢＤセンサ１３０は、第１の基板１２１に実装されている。

上記構成において、光源１１２から出射したレーザ光束Ｌは、アナモフィックコリメータレンズ１１３によって主走査断面内では略収束光とされ、副走査断面内では収束光とされる。次にレーザ光束Ｌは開口絞り１１４を通って光束幅が制限されて、回転多面鏡１１５の反射面においてほぼ線像（主走査方向が長手となる線像）として結像する。そして、このレーザ光束Ｌは回転多面鏡１１５を回転させることによって偏向走査される。レーザ光束Ｌは、回転多面鏡１１５の反射面で反射され、ＢＤセンサ１３０へと入射する。このとき、ＢＤセンサ１３０で信号を検出し、このタイミングを主走査方向の書き出し位置の同期検出タイミングとする。次にレーザ光束Ｌはｆθレンズ１１７に入射する。ｆθレンズ１１７は、レーザ光束Ｌを感光体ドラム１０３上にスポットを形成するように集光し、且つスポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このようなｆθレンズ１１７の特性を得るために、ｆθレンズ１１７は非球面レンズで形成されている。ｆθレンズ１１７を通過したレーザ光束Ｌは感光体ドラム１０３上に結像される。

回転多面鏡１１５の回転によってレーザ光束Ｌを偏向走査し、感光体ドラム１０３上でレーザ光束Ｌによる主走査が行われ、また感光体ドラム１０３がその円筒の軸線周りに回転駆動することによって副走査が行われる。このようにして感光体ドラム１０３の表面には画像情報に応じた静電潜像が形成される。

図３は光学走査装置Ｓ１の斜視図である。図２で説明した光学走査装置に樹脂で成形された蓋１１９を取り付けた状態の図である。蓋１１９は箱１１８とスナップフィットで係止される。又は、ビスによって固定されてもよい。蓋１１９を取り付けることで光学走査装置Ｓ１は略密閉される。図３に示した２００は、底面にビス穴を設けた窪みである。蓋１１９は、第１の基板１２１に実装されている光源１１２や、ドライバＩＣ１２０や、その他の電子部品を保護するように、これらの電子部品を覆い隠す形状になっている。

次に、本実施例の特徴について説明する。箱１１８又は蓋１１９の少なくとも一方の外側の平面の少なくとも一部の領域１２２が粗面化されている。本例では、蓋１１９の領域１２２はシボ加工により粗面化されている。本例の粗面化された領域１２２は、蓋１１９の外側の平面のうち、第１の基板１２１に対して平行な面と、第２の基板１１６に対して平行な面に設けられている。特に、第２の基板１１６のドライバＩＣ１２３の上部と、レーザドライバＩＣ１２０の近傍には粗面化領域を設けるのが好ましい。シボ加工は、エッチングやサンドブラスト、又はヘアライン仕上げなどの加工法を用いて設ければ良い。筆者らの検討によれば、図４に示すように、樹脂部材において表面粗さと物体の帯電量に相関関係があることが分かった。図４は横軸に算術平均粗さＲａ［μｍ］、縦軸に導電性ビニルで蓋１１９の表面を擦った際の帯電量［ｋＶ］を示している。粗さＲａが大きい、すなわち表面が粗面化されているほど、他部材と擦れた際の帯電量が小さいことが分かる。このように、箱１１８や蓋１１９の外面に粗面化された部分又は全面を粗面化することで光学走査装置の搬送時や組立て作業時における帯電を低減させることができ、結果的に放電による電子部品の破壊を抑えることができる。粗面化領域１２２は、ドライバＩＣ１２３の上部とレーザドライバＩＣ１２０の近傍の両方に設けることで最も効果を発揮する。図３に示すように、蓋１１９の平面部の殆どに設けるのが特に好ましい。なお、本例の箱１１８の底面には、図６に示すように、多数のリブ２１０が設けられている。そのため、底面の平面部に個装袋や組立て作業者が触れにくく、平面部が帯電しにくいので底面の平面部には粗面化領域を設けていない。箱１１８の側面部にも本例では粗面化領域を設けていない。しかしながら、箱１１８の底面の平面部や側面の平面部にも粗面化領域を設けてもよい。

粗さＲａの大きさは６μｍ以上であることが望ましい。但し、ホーニング加工などをする場合、エッチ部のダレや成形上問題が生じるため、４０μｍ以下である必要もある。故に、粗さＲａは６μｍ≦Ｒａ≦４０μｍの範囲であることが望ましい。

本実施例ではシボ加工による例を挙げたが、領域１２２は、シボ加工、ディンプル加工、エンボス加工のうちの少なくとも一つの加工法により粗面化されていれば良い。要するに他部材との接触面積を減らせる表面形状とすれば良い。また、粗面化された領域１２２は、必要に応じて、外側の平面のうち、第１の基板１２１に対して平行な面と、第２の基板１１６に対して平行な面と、の少なくとも一方に設ければよい。

（実施例２）
図５は実施例２の光学走査装置を示している。本例の蓋１２４は、粗面化領域１２２の中に粗面化されていない（即ち算術平均粗さＲａが６μｍより小さい）平面部１２６を有する。光学走査装置のようにレーザを使用した製品は、規格によって警告表示として危険シンボルおよびクラス分類の表示が義務付けられている。一般に、この表示はユーザや組立て作業者が認識し易いように、目立つ色のラベル１２５で光学走査装置の外側に貼り付けられる。しかしながら、箱や蓋１２４の外面を全面粗面化してしまうと、ラベル貼り付け面とラベルとの接触面積が小さくなり、ラベルが剥がれやすくなるという課題が生じる。そのため、本例では、ラベルの貼付け面である平面部１２６は粗面化していない。ただし、ラベル貼付け面１２６の少なくとも一部を粗面化しないため、貼り付け面１２６に個装袋や作業者が接触すると貼り付け面が帯電しやすくなってしまう。この課題を解決するため、貼り付け面の外周にリブ１２７を立てることで個装袋や組立て作業者が貼り付け面１２６に直接触れないようにしている。また、リブを設けるのではなく、貼り付け面１２６をその周囲の面より一段下げてもよい。また、ラベル貼付け面である平面部１２６は第２の基板１１６の真上を避けて配置することが望ましい。このように、貼り付け部１２６を囲うように凸部又は貼付け部が周囲より低くなる段差を設けるのが好ましい。なお、ラベルはレーザ警告ラベルに限らず、生産管理のためのバーコードラベルなども含む。

以上の構成により、レーザ警告ラベルやバーコードラベルなどのラベル貼付け部を確保しつつ、箱や蓋の帯電を抑えることができる。

Ｓ１ 光学走査装置
１１５ 回転多面鏡
１１６ 第２の基板
１１８ 箱
１１９ 蓋
１２０ レーザドライバＩＣ
１２１ 第１の基板
１２２ 粗面化領域
１２３ 光偏向器のドライバＩＣ

Claims (6)

1. レーザ光源と、前記レーザ光源を駆動するための電子部品を具備した第１の基板と、前記レーザ光源から出射した光束を偏向走査する光偏向器と、前記光偏向器を駆動するための電子部品を具備した第２の基板と、前記光偏向器を収容する樹脂製の箱と、前記箱の開口を覆う樹脂製の蓋と、を有する光学走査装置において、
   前記箱又は前記蓋の少なくとも一方の外側の平面の少なくとも一部の領域が粗面化されており、前記領域の算術平均粗さＲａは６μｍ≦Ｒａ≦４０μｍを満たすことを特徴とする光学走査装置。
2. 前記箱の外側の底面には６μｍ≦Ｒａ≦４０μｍを満たす粗面化領域は設けられておらず、リブ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。
3. 前記領域は、シボ加工、ディンプル加工、エンボス加工のうちの少なくとも一つの加工法により粗面化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学走査装置。
4. 粗面化された前記領域は、前記外側の平面のうち、前記第１の基板に対して平行な面と、前記第２の基板に対して平行な面と、の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の光学走査装置。
5. 前記箱又は前記蓋の外側の平面にはラベルが貼り付けられており、前記ラベルの貼付け面は粗面化されていないことを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の光学走査装置。
6. 前記貼り付け部を囲うように凸部又は前記貼付け部が周囲より低くなる段差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。

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