JP5836769B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、走査光学装置を用いるカラーレーザビームプリンタやカラーデジタル複写機等の画像形成装置に関する。

レーザビームプリンタやデジタル複写機等に用いられる走査光学装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調されて出射した光ビームを、例えば、回転多面鏡等の光偏向器によって周期的に偏向走査させる。そして、ｆθ特性（走査ビームが角度θで入ってくると、そのレンズの焦点距離ｆを掛け合わせた大きさ（Ｙ＝ｆ×θ）の像を結ぶようなレンズの特性）を有する結像光学系によって感光ドラム上の結像面にスポット状に集束させる。

結像面上のスポットは、光偏向器による主走査と、感光ドラムの回転による副走査に伴って静電潜像を形成し、画像記録を行っている。

近年、市場からの画像に対する高密度化や高速プリント化の要求より、回転多面鏡の回転速度が数万ｒｐｍとなってきている。回転多面鏡を高速回転させると、空気中に含まれた塵埃が光学走査装置内に吸い込まれ、回転多面鏡の反射面に叩きつけられて、回転多面鏡の反射面が汚れてしまう。

一方、回転多面鏡を回転させているスキャナモータは電源と制御信号を外部より供給する必要があり、スキャナモータ付近には外部と連通した貫通穴が必要である。しかし、その貫通穴から塵埃が吸い込まれてしまうため、回転多面鏡の高速回転化においては、貫通穴を塞ぐことが重要である。

上記のような回転多面鏡の反射面汚れの対策している走査光学装置としては、特許文献１に記載された走査光学装置が一般に知られている。この構成は、光学箱側面に設けられた側壁の切り欠きにケーブルを通し、スキャナモータを電気的に接続し、その後、密閉部材で貫通穴を塞ぐ構成である。

特開平９−２６５５３（図２（ｂ））

しかしながら、前述のように、光学箱の側壁の切り欠きを密閉部材で埋めて、走査光学装置を密閉する構成では、走査光学装置に対して衝撃や振動が加わった際に、密閉部材が外れ、密閉が保たれないという問題がある。

また、密閉部材を埋める際に、密閉部材に寄りや捻じれが発生し、十分な密閉性が実現出来ない可能性がある。

近年の画像形成装置の印刷速度の高速化に伴い、回転多面鏡の回転数が増加し、回転多面鏡が発生させる吸引力も増加している。そのため回転多面鏡の付近にわずかでも開口部や隙間が存在すると、そこから大量の外気が吸引され、回転多面鏡の反射面が急速に汚染されてしまう。その結果、回転多面鏡の反射率が低下し、画像薄などの印字不良が発生する。

上記の問題を解決するためには、回転多面鏡の反射面を清浄したり、回転多面鏡を交換する必要がある。しかし、それによりメンテナンスのコストが著しく上昇するという別の問題が発生してしまう。

上記のようなトラブルが、偏向走査装置の高性能化の大きな障害となっている。

本発明は前記課題を解決するものであり、塵挨の進入による画像薄などの印字不良が発生し難く、且つ、長寿命でメンテナンス性に優れた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、光源から発生された光ビームを走査光に変換する偏向手段と、前記走査光を感光体に結像させる結像手段と、前記偏向手段と前記結像手段とを収容する光学箱と、前記光学箱の開口を密閉する蓋と、前記光学箱の外側に配設された制御手段と、前記光学箱を固定する光学台と、前記制御手段と、前記偏向手段の駆動手段とを電気的に接続するための接続手段と、前記接続手段を前記光学箱の外部に引き出すために該光学箱の前記光学台に対向する面に設けられた貫通穴と、前記貫通穴と外気との間を密閉する密閉部材と、を有し、前記貫通穴に対向して前記光学台に設けられた凹部内に前記密閉部材が嵌入されると共に、前記密閉部材は、前記光学箱と前記光学台とにより挟持されていることを特徴とする。

本発明によれば、光学箱の防塵効果を向上させることが出来、塵挨の進入による画像薄などの印字不良を抑制し、長寿命でメンテナンス性に優れた画像形成装置を提供することが出来る。

本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 走査光学装置の構成を示す斜視説明図である。 本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示す断面説明図である。 第１実施形態の要部を示す断面説明図である。 第１実施形態の構成を示す分解斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成を示す斜視説明図である。 第２実施形態の要部を示す断面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。

図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

先ず、図１〜図５を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。

＜画像形成装置の構成＞
図１は走査光学装置５を搭載した画像形成装置26を示す図である。図１において、光ビームとなるレーザビーム８を発生する走査光学装置５は光学台23に設置される。

レーザビーム８を受けて静電潜像を形成する像担持体であって感光体としての感光ドラム19等を組み込んだ現像手段となるプロセスカートリッジ９が走査光学装置５の下側に配置され、画像形成装置26の内部に組み込まれている。プロセスカートリッジ９は図１の矢印ａ方向に脱着可能である。

給送カセット15や給送トレイ13から紙やＯＨＴ（OverHead Transparency）シート（ＯＨＰ（OverHead Projector）に使用される透明なシート）等の記録材40が供給される。記録材40は、搬送経路16に沿って搬送ローラ14，11，10，20，22及び排出ローラ１等により搬送される。

図２に示す走査光学装置５の枠体下部に設けられた出射口５ａから出射するレーザビーム８は、帯電ローラ43により一様に帯電された感光ドラム19の表面上を走査し、画像情報に基づいた静電潜像を感光ドラム19の表面に形成する。

感光ドラム19の表面に形成された静電潜像は、現像装置17によりトナーによって現像され、その画像情報は転写ローラ18によって搬送経路16に沿って搬送される記録材40に転写される。更に、記録材40は定着ユニット21を通過する際に熱によってトナーが記録材40上に固定され、排出部46に排出される。

また、図２に示すように、走査光学装置５には、光ビームを発生する光源となるレーザ光源ユニット２から発生されたレーザビーム８を走査光に変換する偏向手段となる回転多面鏡７の駆動手段となるスキャナモータ51が内包されている。スキャナモータ51は、接続手段としてのケーブル54を介して、光学箱３の外側に配設された制御手段となるコントローラ42と電気的に接続されている。

＜走査光学装置の構成＞
図２は走査光学装置５の構成を説明した図である。レーザ光源ユニット２から出射したレーザビーム８は、光学箱３に形成された光学絞り４によって所定のビーム径に制限される。光学箱３には、回転多面鏡７と、走査光を感光ドラム19に結像させる結像手段となるｆθレンズ24等が収容されている。

そして、シリンドリカルレンズ６によって副走査方向のみ集光し、回転多面鏡７のレーザビーム反射面12に主走査方向に長い線状に集光される。回転多面鏡７は、スキャナモータ51によって回転駆動され、入射したレーザビーム８を偏向する。偏向されたレーザビーム８は、ｆθレンズ24を通過後、折り返しミラー25によって反射され、感光ドラム19の表面上に集光、走査され、静電潜像を形成する。

ｆθレンズ24は、レーザビーム８を感光ドラム19の表面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24の特性を得るために、ｆθレンズ24は非球面レンズで形成されている。

また、偏向されたレーザビーム８の一部は、同期検知センサ27に導光されて、主走査方向の書き出し位置の同期検知を行う。スキャナモータ51は、光学箱３に形成されたボス28にビス29により固定される。また、走査光学装置５は、図５に示すように、光学箱３が光学台23にビス56で固定される。尚、光学箱３の開口は、図３に示す蓋41により密閉される。

＜スキャナモータの構成＞
図３を用いてスキャナモータ51の構成について詳細に説明する。図３は本実施形態に設けられるスキャナモータ51の模式断面図である。

先ず、スキャナモータ51のロータ部50から説明する。ロータ部50は、回転軸31、フランジ部材32、ロータヨーク49、ロータマグネット33により構成されている。回転軸31は、軸受となるスリーブ30を介して光学箱３に支承されている。回転軸31と一体的に設けられたフランジ部材32は、ロータヨーク49と一体的に結合されている。また、そのロータヨーク49は、ロータマグネット33と一体的に結合されている。

次にスキャナモータ51の基板やステータ部について説明する。鉄基板34はスリーブ30と一体的に設けられ、ステータコア35やステータコイル36が固定されている。

更に、鉄基板34には、ロータ部50と同じ面（図３の鉄基板34の上面側）に回転多面鏡７の駆動手段として集積回路等の電子部品38が実装されている。また、ロータ部50と反対側の面（図３の鉄基板34の下面側）には、偏向手段となる回転多面鏡７の駆動手段となる電子部品38やスキャナモータ51と、接続手段となるケーブル54とを電気的に接続する結合部としてコネクタ37が実装されている。

＜コネクタ周りの構成＞
次に図４を用いてコネクタ37付近の構成について説明する。図４は図３中のＡ部詳細図である。スキャナモータ51付近の光学箱３のケーブル54を該光学箱３の外部に引き出すために該光学箱３の光学台23に対向する面となる底壁３ａには、貫通穴39が設けられている。

結合部となるコネクタ37に接続されるコネクタ53は、貫通穴39を通りコネクタ37に接続される。一方、結合部となるコネクタ53は、ケーブル54と一体化されており、図１に示した制御手段となるコントローラ42とケーブル54を介して電気的に接続されている。

即ち、本実施形態では、偏向手段となる回転多面鏡７の駆動手段となる電子部品38やスキャナモータ51と、接続手段となるケーブル54とを電気的に接続する結合部となるコネクタ37，53が設けられている。コネクタ37，53は、回転多面鏡７の基板となる鉄基板34の裏面側で底壁３ａに設けられた貫通穴39を介して光学台23に対向する面となる鉄基板34の裏面側に設けられている。

貫通穴39は、コネクタ53をコネクタ37に接続後、該貫通穴39と外気との間を密閉する密閉部材52により密閉される。本実施形態の密閉部材52は、図５に示すように、貫通穴39の径よりも大きな面積を有する六面体形状で構成され、該貫通穴39を直接、塞ぐように構成されている。

密閉部材52の材料としては、ウレタンフォームやエラストマ等が適用出来る。また、密閉部材52は、貫通穴39に対向して光学台23に形成された凹部55内（凹部内）に嵌入され、該光学台23と光学箱３の底壁３ａとの間に挟持されて圧縮される。凹部55は密閉部材52の面積と高さに対応した形状に絞り成形により形成される。

＜走査光学装置と光学台との組み付け＞
次に、図５を用いて走査光学装置５と光学台23との組み付け方法について説明する。先ず、密閉部材52は、凹部55内に嵌入されて配設される。その際に、密閉部材52は両面テープ等により光学台23の凹部55面に固定されても良い。次に、走査光学装置５は光学台23にビス56により締結される。そのとき、密閉部材52は走査光学装置５の光学箱３の底壁３ａと光学台23とにより挟持されて圧縮される。これにより、密閉部材52は圧縮した状態で貫通穴39を密閉する。

本実施形態によれば、スキャナモータ51が外部と電気的に接続するために必要な光学箱３の貫通穴39をスキャナモータ51の鉄基板34の裏面側に設置する。これにより、外気を吸引する圧力源となっている回転多面鏡７に対して、鉄基板34が遮蔽物となり、貫通穴39から外気の塵埃を吸い込む力を弱めることが出来る。

また、密閉部材52が光学箱３と光学台23とによって挟持されることにより、密閉部材52が圧縮され、走査光学装置５の機密性が向上する。更に、画像形成装置26に衝撃や振動が加わった際に、密閉部材52が外れることを防止出来る。

次に、図６及び図７を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

前記第１実施形態では、六面体形状の密閉部材52により貫通穴39を直接、塞ぐように構成した。本実施形態では、貫通穴39と外気との間を密閉する密閉部材61を該貫通穴39の周囲を囲む環状で形成し、光学箱３の底壁３ａに固定したものである。本実施形態の密閉部材61は貫通穴39の径よりも大きな内径の貫通穴63を有する方形環状形状で構成した一例である。方形以外にもリング状や種々の環状形状が適用出来る。密閉部材61の材料としては、ウレタンフォームやエラストマ等が適用出来る。

図６は走査光学装置５を下方側から見た斜視図である。走査光学装置５は、予め密閉部材61が光学箱３の光学台23に対向する面となる底壁３ａの底面3a1に貼り付けられている。密閉部材61は貫通穴39を囲うように貼り付けられており、ケーブル54及びコネクタ53を通すための貫通穴63が設けられている。

走査光学装置５を光学台23に組み付けた状態を図７に示す。走査光学装置５は光学台23に固定される。そのとき、密閉部材61は、走査光学装置５の光学箱３の底壁３ａと光学台23とにより挟持されて圧縮され、光学箱３の底壁３ａに設けられた貫通穴39と外気との間を密閉する。他の構成は、前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

次に、図８を用いて本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

前記各実施形態では、一つの密閉部材52，61を用いて貫通穴39と外気との間を密閉する構成とした。本実施形態では、互いに積層される複数の密閉部材61，71により光学箱３の底壁３ａに設けられた貫通穴39と外気との間を密閉する。そして、ケーブル54が複数の密閉部材61，71により挟持される。密閉部材71の材料としては、ウレタンフォームやエラストマ等が適用出来る。

本実施形態は、２つの密閉部材61，71が光学箱３と光学台23とにより挟持される構成である。貫通穴39と外気との間を密閉する密閉部材61は、前記第２実施形態と同様に、該貫通穴39の周囲を囲む方形状の環状で形成し、光学箱３の底壁３ａの底面3a1に貼着して固定したものである。密閉部材61は貫通穴39の径よりも大きな内径の貫通穴63を有する方形環状形状で構成される。密閉部材71は密閉部材61の貫通穴63の径よりも大きな面積を有して六面体形状で構成され、光学台23の凹部55内に嵌入され、２つの密閉部材61，71によりケーブル54が挟持される。密閉部材71は密閉部材61を介して貫通穴39を間接的に塞ぐように構成されている。

本実施形態によれば、弾性を有する２つの密閉部材61，71で上下からケーブル54を挟持することで、ケーブル54付近に出来る小さな隙間の発生をより効果的に防ぐことが出来る。よって、スキャナモータ51を外部と電気的に接続するために設けた光学箱３の貫通穴39と外気との間を密閉する際の気密性をより強化することが出来る。その結果、走査光学装置５の防塵効果をより一層高めることが出来る。

尚、本実施形態では、密閉部材61，71が２つである場合の構成について説明したが、密閉部材の形状によっては、密閉部材を３つ以上用いる構成としても良いことは言うまでもない。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

また、前記各実施形態において、回転多面鏡７の駆動手段となるスキャナモータ51と、光学箱３の外側に配設された制御手段となるコントローラ42とを電気的に接続するための接続手段の一例としてケーブル54を用いて説明した。他の接続手段としては、電線構造を平型にして厚みを大幅に薄くしたＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）などが適用出来、ケーブル54の種類によって限定されるものではない。

２ …レーザ光源ユニット（光源）
３ …光学箱
７ …回転多面鏡（偏向手段）
８ …レーザビーム(光ビーム)
19 …感光ドラム(感光体)
23 …光学台
24 …ｆθレンズ（結像手段）
39 …貫通穴
41 …蓋
42 …コントローラ（制御手段）
51 …スキャナモータ（駆動手段）
52 …密閉部材
54 …ケーブル（接続手段）

Claims (5)

1. 光源から発生された光ビームを走査光に変換する偏向手段と、
   前記走査光を感光体に結像させる結像手段と、
   前記偏向手段と前記結像手段とを収容する光学箱と、
   前記光学箱の開口を密閉する蓋と、
   前記光学箱の外側に配設された制御手段と、
   前記光学箱を固定する光学台と、
   前記制御手段と、前記偏向手段の駆動手段とを電気的に接続するための接続手段と、
   前記接続手段を前記光学箱の外部に引き出すために該光学箱の前記光学台に対向する面に設けられた貫通穴と、
   前記貫通穴と外気との間を密閉する密閉部材と、
   を有し、
   前記貫通穴に対向して前記光学台に設けられた凹部内に前記密閉部材が嵌入されると共に、前記密閉部材は、前記光学箱と前記光学台とにより挟持されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記偏向手段の駆動手段と、前記接続手段とを接続する結合部が、前記偏向手段の基板の前記貫通穴を介して前記光学台に対向する面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記密閉部材は、前記貫通穴の周囲を囲む環状で形成され、前記光学箱に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記密閉部材は互いに積層される複数の密閉部材からなり、前記接続手段が該複数の密閉部材により挟持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 光源から発生された光ビームを走査光に変換する偏向手段と、
   前記走査光を感光体に結像させる結像手段と、
   前記偏向手段と前記結像手段とを収容する光学箱と、
   前記光学箱の開口を密閉する蓋と、
   前記光学箱の外側に配設された制御手段と、
   前記光学箱を固定する光学台と、
   前記制御手段と、前記偏向手段の駆動手段とを電気的に接続するための接続手段と、
   前記接続手段を前記光学箱の外部に引き出すために該光学箱の前記光学台に対向する面に設けられた貫通穴と、
   前記貫通穴と外気との間を密閉する密閉部材と、
   を有し、
   前記密閉部材は互いに積層される複数の密閉部材からなり、前記接続手段が該複数の密閉部材により挟持されており、前記複数の密閉部材は、前記光学箱と前記光学台とにより挟持されていることを特徴とする画像形成装置。

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