JP2022140077A - 筐体構造、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の厚みの偏差によりシールが不完全になったりカバー部材などを変形さてしまったりすることを抑制できる筐体構造を提供する。【解決手段】開口部を有する筐体と、開口部の全部又は一部を覆うカバー部材２２と、カバー部材２２と筐体の開口周縁端面部との間に設けたシール部材４０と、を備える筐体構造において、シール部材４０を挟む開口周縁端面部とカバー部材２２の少なくとも一方の、両者の間隔又はシール部材４０の幅を規定する形状２２ａ、２２ｂが、開口周縁端面部の角部とこの角部に連なる開口周縁端面部の直線部とで異なる。規定する形状は、角部でのシール部材４０の幅を直線部におけるよりも大きくする形状である。【選択図】図１

Description

本発明は、筐体構造、光走査装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、開口部を有する筐体と、開口部の全部又は一部を覆うカバー部材と、カバー部材と筐体の開口周縁端面部との間に設けたシール部材と、を備える筐体構造が知られている。
例えば特許文献１は、係る筐体構造であって、シール部材を粘弾性材料で構成したものが開示している。この粘弾性部材は、カバー部材の外壁部と、内壁部と、底部のうち外壁部と内壁部に挟まれた被着面と、で囲まれた部分に、メルター等によって加熱して流動性を持たせた状態の粘弾性材料を流し込み、冷却硬化させて形成する。このカバー部材は粘弾性部材を圧縮して筐体に組み付ける。

ところが、シール部材の厚みの偏差によりシールが不完全になったりカバー部材などを変形さてしまったりする虞があることが判明した。

上述した課題を解決するために、本発明は、開口部を有する筐体と、前記開口部の全部又は一部を覆うカバー部材と、前記カバー部材と前記筐体の開口周縁端面部との間に設けたシール部材と、を備える筐体構造において、前記シール部材を挟む前記開口周縁端面部と前記カバー部材の少なくとも一方の、両者の間隔又は前記シール部材の幅を規定する形状が、前記開口周縁端面部の角部と該角部に連なる前記開口周縁端面部の直線部とで異なることを特徴とするものである。

本発明によれば、シール部材の厚みの偏差によりシールが不完全になったりカバー部材などを変形さてしまったりすることを抑制できる。

複写機の概略構成図。 光書込ユニットの概略構成図。 カバーを取りはずした状態の同光学ユニットの平面図。 同光学ユニットの従来の密閉方法の説明図。 同光学ユニットの他の密閉方法の説明図。 同他の密閉方法の不具合の説明図。 実施形態に係る密閉構造の構成例の説明図。 他の構成例の説明図。 更に他の構成例の説明図。

以下、本発明の筐体構造を備えた画像形成装置としての複写機（以下、複写機５００という）の一実施形態について説明する。図１は、複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。

プリンタ部１００は、四つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写ベルト７、露光手段としての光書込ユニット６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体である。
四つのプロセスカートリッジ１の、符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック用の仕様であることを示している。四つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他は、ほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略して説明する。

プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。

感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。帯電部材３は、作像時に、感光体２の表面を帯電する。

光書込ユニット６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。光書込ユニット６は、本発明の筐体構造を備えており、後に詳述する。感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。

四つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色毎のトナー像を感光体２上に形成する。四つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。

各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。この一次転写電界が、感光体２の表面上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に転写する。複写機５００は、表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像を順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像を形成する。

四つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。複写機５００は、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。

給紙部２００の給紙トレイ２０１から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐは、二次転写ニップを通過する。この転写紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって転写紙Ｐに転写される。

二次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達する。そして、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐは複写機５００の装置外に出力される。
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。

図１に示すように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色のトナーボトル４００に収容されたトナーは、各色の現像装置４に供給される。

図２は光走査装置である光書込ユニット６の概略構成を示す断面と、各感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に向けて照射されるレーザ光の経路とを示す説明図である。光書込ユニット６は、光源と、光源からの光を所定の位置に導く第一の光学部品群と、第一の光学部品群に導かれた光を回転するミラーに反射させて走査する偏向手段であるポリゴンミラーとを備える。また、光書込ユニット６は、ポリゴンミラーによって走査された光を被走査面である感光体の表面に導く第二の光学部品群と、光源、第一光学部品群、ポリゴンミラー、第二光学部品群らを保持するハウジングとを備えている。

具体的には、光書込ユニット６は、正多角形の側面に反射ミラーであるポリゴンミラー６１（ａ、ｂ）を有し、高速回転によりレーザ光を主走査方向に偏向走査させる回転偏向器であるポリゴンスキャナ６０を備える。また、ポリゴンスキャナ６０が反射した走査ビームの等角度運動を等速直線運動へと変えるｆθ補正機能と面倒れ補正機能とを併せ持つ走査レンズ１７（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を備える。

また、光書込ユニット６は、走査レンズ１７を通過したレーザ光をそれぞれの感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に導く第一反射ミラー１８（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と第二反射ミラー１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とを備える。さらに、第二反射ミラー１９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で反射され、光書込ユニット６の外に向かって照射されるレーザ光が通過する光路上に配置され、塵や埃などのゴミが光書込ユニット６の筐体内に落下することを防止する防塵ガラス２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を備える。

光書込ユニット６の筐体構造は、開口部を有する筐体であり、ベース部材であるハウジング１０（オプティカルハウジング）と、開口部を覆うカバー部材であるカバー２２とからなる。ハウジング１０は、ポリゴンスキャナ６０や走査レンズ１７及び反射ミラー（１８、１９）等の光学素子が配置される例えば樹脂製の光学箱であり、カバー２２も例えば樹脂製であり、光学素子が配置されたハウジング１０の内部と外部とを遮蔽する。図示の例では一つのカバー２２で開口部の全部を覆っているが、一部を覆う複数のカバーにより開口部全部を覆うようにしてもよい。また、図２では、各感光体２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に向けて照射されるレーザ光の経路を、光路１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）として示している。

図３は、カバー２２を取りはずした状態を示す平面図である。ハウジング１０は上方に開口部１０ａを有し、周壁であるリブ１０ｂの上端面部である開口端面部１０ｃが開口周縁端面部に相当する。図３には、光源部７１から照射された光線がポリゴンスキャナ６０のポリゴンミラー６１に入射するまでに通過する偏向前光学系であるポリゴン前光学系の構成例を示す。

ポリゴンスキャナ６０への光線は、光源部７１から出射し、カップリングレンズ（コリメートレンズ）７２にて発散光束から並行光束に変換された後アパーチャにより整形される。整形された光線は、シリンドリカルレンズ７４にて副走査方向に集光されてポリゴンスキャナ６０のポリゴンミラー６１ａ、６１ｂへ入射する。カップリングレンズ７２、シリンドリカルレンズ７４は設置位置を調整後、接着剤にてハウジング１０に固定される。カップリングレンズ７２及びシリンドリカルレンズ７４は、光源である光源部７１から回転偏向器であるポリゴンスキャナ６０までの光線の経路を形成する偏向前の光学部品群（第一の光学部品群）を構成する。

ポリゴンスキャナ６０のポリゴンミラー６１へ入射した光線は偏向されて走査レンズ１７に向かい、走査レンズ１７を透過した後は図２に示すように感光体２に入射して、感光体２の表面を露光する。走査レンズ１７、第一反射ミラー１８及び第二反射ミラー１９は、回転偏向器であるポリゴンスキャナ６０で反射した後の光線の経路を形成する偏向後の光学部品群（第二の光学部品群）を構成する。

光書込ユニット６はレンズやミラー、透過ガラスを用いていることから、塵埃などの異物混入を防ぐために光学素子を保持しているハウジング１０をカバー２２などで蓋をして、ねじなどで固定することで密閉するのが一般的である。しかし、ポリゴンスキャナが高速回転していることから、光書込ユニット６内に負圧が生じ、外部から光書込ユニット６内へ侵入しようとする気流が発生してしまう。ポリゴンスキャナの回転数にもよるが、カバー２２でのねじ締めによる密閉だけでは弱くポリゴンミラーやその他光学部品が汚れてしまう場合もある。

従来、スポンジシールなどからなるシール材３０をカバー２２とハウジング１０との合わせ部の間に配置し、締結によりシール材を潰すことで密閉する方法がある。図４はこの密閉方法の説明図である。開口部１０ａを有するハウジング１０の周壁であるリブ１０ｂの開口端面部１０ｃと、カバー２２の内壁面とで合わせ部を構成し、この合わせ部にシール材３０が介在している。この方法だと簡単に密閉することができるが、シール材だと複雑な形状になると材料の取り数が悪くなり高額になりやすい。またシール材だけだと両面テープを使わないと相手部材の面に接着できないため、両面テープが必要であったり、柔らかいと組立時に組み立てにくいことからコシのある両面テープを使用する必要があったりしてコスト増につながる。

シール材を用いるのに代えホットメルト接着剤を用いて密閉する方法もある。図５はこの密閉方法の説明図である。ホットメルト接着剤４０は、元の材料をメルターで加熱することで溶融し、射出することで半液状の剤を注入し、常温で徐々に固まる熱可塑性樹脂である。半液状の剤をカバー２２とハウジング１０など密閉したい箇所に塗布し、固めたあとにカバー２２かハウジング１０で蓋をして締結することで、シール材と同様に密閉することができる。

ホットメルト接着剤４０のメリットは、射出する際のガンの走査により任意の位置に接着剤を塗布することができ、ガン（射出あるいは吐出装置）から射出してすぐは液状であるため、相手部材の形状への密着度を高くできることである。剤の種類は豊富であり、種類に応じて、硬化後の柔らかさや、タック性を任意に選ぶことができる。また、シール材と異なり、複雑な形状にしても取れ数悪化の懸念はなく、剤の使用量でコストが決まるため、複雑な形状でもコストを抑えることができる。

図６（ａ）に示すように、ハウジング１０の全周を覆うカバー２２の周囲にホットメルト接着剤４０を配置した場合を考える。ハウジング１０の開口周縁端面部である外周リブが重なるカバー２２の内面の周囲の領域に、ホットメルト接着剤を付けたい。溶融させた接着剤を充てんしたガンをロボットで走査しながら、任意の塗布量を一定スピードで射出することでカバー２２の内面の周囲に接着剤を塗布することができる。つまり、ロボットは、ホットメルト接着剤を吐出しながらガンを走査することでホットメルト接着剤を線状に塗布することができる。

しかし、曲がり角部ではロボットがガン走査の向きを変えるため速度が一時的に角部で落ち、方向を変えて動作することになる。図６（ａ）の図中上辺の地点Ａ１から地点Ａ２までは直線部であり、図中右片の地点Ｂ１から地点Ｂ２までの直線部との間に曲がり角部（角部）が生じる。二点差線で示す円の中の拡大図も示している。カバー２２は、ホットメルト接着剤４０の塗布領域を規定するために、開口部よりの内側リブ２２ａと外側の外側リブ２２ｂとを備えている。

この間、接着剤は塗布され続けているため、曲がり角部だけ塗布量が多くなることから厚みが他より増してしまう。図６（ｂ）は図６（ａ）におけるＸ－Ｘ断面を示す。厚み偏差Ｙができることで、ハウジング１０とカバー２２を締結することでホットメルト接着剤４０が圧縮変形されるのに、そこだけ反発力が大きくなる。この結果、ハウジング１０への変形が顕著になることで光学特性が劣化し、所望の光学特性を得られない可能性がある。一定量で射出するのを、曲がり角部近傍で減少させることでその影響を減らすことも考えられるが、今度は曲がり角部手前で減ってしまい、結果として厚み偏差ができてしまう。

そこで、本実施形態では、実施形態に係る筐体構造は、ホットメルト接着剤４０から形成されるシール部材を挟む開口周縁端面部とカバー部材の少なくとも一方の、両者の間隔又はシール部材の幅を規定する形状が、開口周縁端面部の角部と、この角部に連なる開口周縁端面部の直線部とで異なるものとする。

図７は、カバー２２、またはハウジング１０の曲がり角部を異形状とすることで厚み偏差を無くす、上記間隔又はシール部材の幅を規定する形状の構成例を示す。図７（ａ）の構成例は、曲がり角部の外側リブ２２ｂに膨らみを持たせる形状とすることで、接着剤の広がる面積を増やすことにより、厚みを減らすことができる。外側への膨らみを増す分だけ、厚みを減らすことができるため、ロボットでのスピードとできた厚み偏差の量で膨らみ量を決めるのが良い。

外側に膨らみを持たせる以外に、内側に凹みがある形状を持たせることでも同様の効果が期待できる。図７（ｂ）の構成例は、カバー２２の曲がり角部の内側リブ２２ａの角を、角でなく凹みを持たせる。角部はこの凹みで剤が広がり厚み偏差を抑制できる。

この図７（ａ）、図７（ｂ）にはホットメルト接着剤４０を塗布する領域の両側にリブがある場合を示しており、リブがあることでホットメルト接着剤４０がその幅の中で塗布されていくことになる。そういった場合は外側に膨らみを持たせることなどが有効であるが、レイアウトの都合上リブがない場合や、膨らみを設けることができない場合も考えられる。そういった場合は、図７（ｃ）に示すようにホットメルト接着剤４０が塗布される底面に曲がり角部近傍で傾斜面２２ｃを付けて厚み方向に塗布面を下げる。この構成例は、塗布面が下がった分だけホットメルト接着剤４０が盛り下がることになり、結果として一番上の面の厚みが揃うことになり、反発力の偏差がなくなることになる。図７（ａ）～図７（ｃ）の構成は二以上を組み合わせて用いることもできる。

図７（ａ）～（ｃ）ではカバー２２側のホットメルト接着剤の高さ偏差を無くしてハウジング１０などの変形を抑制したが、ハウジング１０側の合わせ面のリブ１０ｂの高さを下げることでも同様の効果を奏することができる。図８はハウジング１０側の合わせ面のリブ１０ｂの高さを、角部において直線部におけるよりも厚み偏差Ｙだけ低くしたものである。図６（ｂ）における断面と、それに対向するハウジング１０側の合わせ面のリブ１０ｂの断面を示す。図７（ｃ）の構成例と図８の構成例とは、合わせ部におけるハウジング１０とカバー２２との間隔を直線部におけるよりも角部における方が大きくなるようにしたものといえる。

図９はホットメルト接着剤４０から形成されるシール部材を挟む開口周縁端面部とカバー部材の少なくとも一方の、シール部材の幅を規定する形状を開口周縁端面部の角部と、この角部に連なる開口周縁端面部の直線部とで異なるものとする他の構成例を示す。この構成例では、平面視での幅は、角部と直線部とでは同じであるが、両部の幅が異なる、開口周縁端面部とカバー部材の間隔方向の位置が存在する。２箇所の直線部のＺ１－Ｚ１断面とＺ２－Ｚ２断面を示す図９（ｃ）のように、ガンの走査ラインＬに直交する断面に現れた塗布面の形状が中央が最も低い深さＤの弧状になっている。これに対し、角部を含むＹ－Ｙ断面を示す図９（ｂ）のように、角部においては角部の四角の底面全体が深さＤになっている。この形状により、角部における方が直線部におけるよりも走査線当たりのホットメルト接着剤量を多くして、ホットメルト接着剤の高さ偏差を抑える。

以上、本実施形態では、ホットメルト接着剤を先に線状に塗布する対象が、カバー２２の合わせ部であるが、逆に、ハウジング１０の合わせ部に先に塗布してもよい。また、光学走査装置の筐体構造に適用した例であるが、他の装置の筐体構造に適用してもよい。

１ ：プロセスカートリッジ
２ ：感光体
３ ：帯電部材
４ ：現像装置
５ ：感光体クリーニング装置
６ ：光書込ユニット
７ ：中間転写ベルト
８ ：一次転写ローラ
９ ：二次転写ローラ
９ａ ：二次転写対向ローラ
１０ ：ハウジング
１０ａ ：開口部
１０ｂ ：リブ
１０ｃ ：開口端面部
１１ ：転写ベルトクリーニング装置
１２ ：定着装置
１３ ：光路
１７ ：走査レンズ
１８ ：第一反射ミラー
１９ ：第二反射ミラー
２０ ：防塵ガラス
２２ ：カバー
２２ａ ：内側リブ
２２ｂ ：外側リブ
２２ｃ ：傾斜面
３０ ：シール材
４０ ：ホットメルト接着剤
６０ ：ポリゴンスキャナ
６１ ：ポリゴンミラー
６１ａ ：ポリゴンミラー
６１ｂ ：ポリゴンミラー
７１ ：光源部
７２ ：カップリングレンズ
７４ ：シリンドリカルレンズ
１００ ：プリンタ部
２００ ：給紙部
２０１ ：給紙トレイ
３００ ：スキャナ部
４００ ：トナーボトル
５００ ：複写機
Ａ ：矢印
Ａ１ ：地点
Ａ２ ：地点
Ｂ１ ：地点
Ｂ２ ：地点
Ｄ ：深さ
Ｌ ：走査ライン
Ｐ ：転写紙
Ｙ ：厚み偏差

特許第６５２０１７４号公報

Claims (8)

1. 開口部を有する筐体と、前記開口部の全部又は一部を覆うカバー部材と、前記カバー部材と前記筐体の開口周縁端面部との間に設けたシール部材と、を備える筐体構造において、
   前記シール部材を挟む前記開口周縁端面部と前記カバー部材の少なくとも一方の、両者の間隔又は前記シール部材の幅を規定する形状が、前記開口周縁端面部の角部と該角部に連なる前記開口周縁端面部の直線部とで異なることを特徴とする筐体構造。
2. 請求項１に記載の筐体構造において、
   前記規定する形状は、前記角部での前記シール部材の幅を前記直線部におけるよりも大きくする形状であることを特徴とする筐体構造。
3. 請求項２に記載の筐体構造において、
   前記規定する形状は、前記シール部材の前記開口部よりの縁を規定する壁を前記開口部よりに突出させた形状、および／または、前記シール部材の前記開口部とは反対側の縁を規定する壁を前記開口部とは反対側に突出させた形状であることを特徴とする筐体構造。
4. 請求項１に記載の筐体構造において、
   前記規定する形状は、前記角部での前記両者の間隔の設定を前記直線部におけるよりも大きくする形状であることを特徴とする筐体構造。
5. 請求項１乃至４の何れか一に記載の筐体構造において、
   前記シール部材はホットメルト接着剤を線状に塗布して形成したものであり、
   前記規定する形状が前記角部と前記開口周縁端面部の直線部とで異なるのは、前記開口周縁端面部と前記カバー部材のうち、前記ホットメルト接着剤を先に線状に塗布したものであることを特徴とする筐体構造。
6. 請求項１乃至５の何れか一に記載の筐体構造において、
   前記シール部材は、前記カバー部材を前記筐体に取付けることで、圧縮変形せしめられて前記カバー部材と前記該筐体との間をシールすることを特徴とする筐体構造。
7. 光源と、
   前記光源から発射された光束を主走査方向に偏向走査せしめる偏向手段と、
   前記偏向手段によって偏向せしめられた光束を被走査面に導く複数の光学素子と、を筐体内に収納した光走査装置において、
   請求項１乃至６の何れか一に記載の筐体構造を用いることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１乃至６の何れか一に記載の筐体構造又は請求項７に記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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