光学扫描装置的制作方法

专利名称：光学扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学扫描装置，其用于借助激光束扫描图像承载元件 的表面。更特别地，它涉及可安装在成像设备(例如，电子照相复印 机、打印机、传真机以及由前面设备的组合构成的多功能成像设备) 中的光学扫描装置。
背景技术：
首先，参照图12，将描述可安装在成像设备(诸如电子照相复印 机、打印机、传真机以及由前面成像设备的组合构成的多功能成像设 备)中的传统光学扫描装置的一个例子。
图12中显示的光学扫描装置一般具有光源单元30a和柱面透镜 30b。光源单元30a由半导体激光器、准直透镜等组成，并且发射激光 束，所述激光束为平行光束。柱面透镜30b沿着副扫描方向聚焦由光 源单元30a的半导体激光器所发射的激光束。所述光学扫描装置还具 有多角旋转镜33 (多面反射镜)、透镜34以及透镜41。多面反射镜 33以如下方式使光源单元30a所发射的激光束发生偏转，即使激光 束以扫描电子照相感光元件10(下面将被称作"感光鼓10")的外周表 面的方式移动。在激光束以上述方式偏转的同时，透镜34和41将激 光束聚焦在感光鼓10的外周表面上。作为光学部件的多面反射镜33、 透镜34和41以及反射镜51等被设置在光学盒2中，盖(未示出)附 接至光学盒2上，用于气密地密封所述光学盒2。
由光源单元30a的半导体激光器所发射的激光束通过柱面透镜 30b聚焦在多面反射镜33的反射面上。当激光束聚焦在多面反射镜33 的反射面上时，它通过透镜34和41以扫描i光鼓10的外周表面的方 式偏转。当激光束通过透镜34和41传纟番时，它在以沿着平行于感光鼓10的轴线的方向(下面可以简称为"主扫描方向")扫描感光鼓IO 的外周表面的方式被移动的同时聚焦在感光鼓10的外周表面上。
因为在感光鼓10沿着垂直于感光鼓10的轴线的方向(下面可简
称为"副扫描方向")旋转时，激光束在保持沿着主方向聚焦在感光鼓
10的外周表面上的同时移动，所以在感光鼓10的外周表面上形成静
电潜像。
为了通过使用配备光学扫描装置的成像设备获得高质量图像，重
要的是光学部件(更特别地，多面反射镜33、透镜34和41、反射镜 51等等)没有被玷污。因此，为了防止光学部件被玷污，光学扫描装 置被构造成灰尘难以进入其中。例如，普通的光学扫描装置设有这样 一种密封元件，它被放置在光学盒2和上述用于光学盒2的盖之间以 便防止灰尘经由光学盒2和盖之间的间隙进入光学盒2。
然而，对于日本专利3352332的光学扫描装置，密封元件被压缩 在光学盒和盖之间，因此密封元件的刚度由于压缩而提高。那么，光 学盒或者盖由于高刚度部分而变形，或者密封元件的弹性不足以适应 光学盒或盖的变形，结果倾向于使光学盒或盖变形。为此，扫描激光 束可能在感光鼓上偏离。
曰本公开专利申请平06 - 273682提出了针对该问题的 一个方案， 其中一紧密接触肋从盖上延伸，所述肋借助弹性变形与光学盒的侧壁 紧密地接触。
在该装置中，所述紧密接触肋与盖一体地模制。盖的材料具有不 易于变形的性质，以便增强光学盒的刚性。由于所述紧密接触肋与盖 成一体，所以紧密接触肋呈现出不易于变形的性质。虽然所述紧密接 触肋在它被安装至光学盒上时弹性地变形，但是它会由于其自身性质 而向侧壁和/或盖施加力。这将导致光学盒的变形。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的。因此，本发明的主要目的是提 供一种光学扫描装置，它的密封元件能够保持它的光学盒令人满意地可靠地密封，而不会引起该装置的光学盒发生变形。
根据本发明的一个方面，提供了一种光学扫描装置，其包括光学 盒，所述光学盒容纳着用于使由光源发射的激光束偏转以用于扫描操
作的偏转装置以及将所述激光束导向待扫描元件的光学部件；安装至 所述光学盒的盖；从所述盖延伸的密封元件；其中所述密封元件由比 所述盖更容易变形的材料制成，并且所述密封元件在变形状态下与所 述光学盒的壁接触。
通过以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本发明的另外的 特征将变得显而易见。


图1是作为成像设备例子的电子照相彩色打印机的剖视图，其中 可安装根据本发明的光学扫描装置，并且图l显示了成像设备的大体 结构。
图2是本发明第一优选实施例的光学扫描装置的剖视图，并且显 示了该装置的大体结构。
图3是本发明第一优选实施例的光学扫描装置的其中一个端部的 剖视图，并且显示了该装置的光学盒、盖和密封元件。
图4是光学盒的其中一个顶角部的概略图，并且显示了密封元件 的变形量。
图5是从下面看时密封元件和盖的透视图以及光学盒的其中一个 角部的平面图的结合，其中密封元件已经附接至盖上。
图6是第一优选实施例中的嵌件成型机的剖视图，并且显示了该 机器的大体结构。
图7是从上面看时光学盒和光学盒的盖的透视图。
图8是密封元件的剖视图，其成型方式使得其横截面的形状为细 的楔状。
图9是一图表，其显示了密封元件的末端位移量与施加到光学盒 的侧壁内表面上的压力量之间的关系。
6图10 (a)是优选实施例中密封元件的变型与优选实施例中盖的 变型的结合的透视图，并且显示了其结构，而图10(b)是优选实施 例中密封元件的另一变型与优选实施例中盖的另一变型的结合的透视 图，并且显示了其结构。
图11 (a-l)和ll (a-2)分别是优选实施例中密封元件的另一变 型和优选实施例中盖的另一变型的示意性透视图和剖视图，并且显示 了密封元件的间隙填充部，而图11 (b)是优选实施例中密封元件的 又一变型、优选实施例中盖的另一变型以及优选实施例中光学盒的变 型的示意图，并且显示了其结构。
图12是普通的传统光学扫描装置的假想透视图，并且显示了该装 置的大体结构。
图13A、 13B和13C示出了根据本发明第三实施例的弯曲型密封 元件。
具体实施例方式
下面，将参照附图更详细地描述根据本发明的光学扫描装置。 [实施例11
图1是作为成像设备例子的电子照相彩色打印机的剖视图，其中 可安装根据本发明的光学扫描装置。图1显示了成像设备的大体结构。 图2是本发明该优选实施例中的光学扫描装置的剖视图。图2显示了 该装置的大体结构。
(成像设备的大体结构)
首先，参照图1，将描述作为成像设备例子的电子照相彩色打印 机，其中可安装根据本发明的光学扫描装置。该实施例中的成像设备 100为所谓的级联式。它具有四个成像部(PY、 PM、 PC和PK)，它
们沿着直线串联地设置。
所述成像设备具有成像部PY，用于形成黄色图像；成像部PM， 用于形成品红色图像；成像部PC，用于形成青色图像；以及成像部PK，用于形成黑色图像。所述四个成像部PY、 PM、 PC和PK沿着 直线以预设间隔设置。
成像部PY、 PM、 PC和PK中的每一个都具有作为图像承载部 件的感光鼓10(10Y、 IOM、 10C或10K)。在感光鼓10Y、 IOM、 10C 和10K中的每一个的外周表面附近，设有用于给感光鼓10的外周表 面均匀地充电的初级充电装置11 (分别为IIY、 IIM、 11C和11K)。 在感光鼓10Y、 IOM、 IOC和10K中的每一个的外周表面附近还设置 有显影装置12 (分别为12Y、 12M、 12C和12K)，用于将通过光学 扫描装置(后面将要描述)形成在感光鼓10上的静电潜像显影成调色 剂图像(由调色剂形成的图像)。显影装置12Y、 12M、 12C和12K 分别包含黄色、品红、青色和黑色调色剂。
另外，在感光鼓10的外周表面附近设有中间转印带15和用于将 感光鼓10上的调色剂图像从感光鼓IO转印到中间转印带15上的转印 辊14(14Y、 14M、 14C和14K)。中间转印带15被设置成位于感光 鼓IOY、 IOM、 10C和10K的每一个的顶侧上。它由次级转印辊16a 以及一对张紧辊16b和16c支撑，并通过所述辊而保持拉伸。上述四 个初级转印辊14Y、 14M、 14C和14K设置在中间转印带15所形成 的环的内侧。四个转印辊14Y、 14M、 14C和14K能够分别被压靠在 感光鼓10Y、 IOM、 IOC和IOK的外周表面上，且作为中间转印元件 的中间转印带15分别位于转印辊14Y、 14M、 14C和14K与感光鼓 IOY、 IOM、 IOC和IOK之间。
另外，在感光鼓10Y、 IOM、 IOC和10K的外周表面附近分别有 鼓清洁装置13 (13Y、 13M、 13C和13K),用于去除感光鼓10 (分 别为IOY、 IOM、 IOC和10K)上的残留调色剂。另外，设置有作为 曝光装置的光学扫描装置1，其设置在初级充电装置IIY、 IIM、 11C 和11K以及显影装置12Y、 12M、 12C和12K的下方。
每个成像部P的感光鼓10、初级充电装置11、显影装置12、清 洁装置13等部件可以整体地设置在盒中，盒可拆卸地安装在成像设备 IOO的主组件IOA中。每个感光鼓IOY、 IOM、 IOC和IOK为能够被充电成带负电荷的有机感光元件。它具有作为基体的铝制鼓以及置于 铝制基体的外周表面上的光电导层。感光鼓通过驱动装置(未示出) 沿着箭头标记所表示的方向(图1中的顺时针方向)以预设处理速度 旋转。
(光学扫描装置)
接着，将参考图2描述该实施例中的光学扫描装置，图2是由参 照图1描述的级联式彩色成像设备100所使用的光学扫描装置1的放 大剖视图。图2显示了光学扫描装置1的大体结构。
参照图2，光学扫描装置1具有光学盒2，光学盒2大体为普通的 矩形盒的形式。光学盒2设有盖3，盖3用于覆盖光学盒2的开口 2A 以便气密地密封光学盒。盖3设有窗口8，感光鼓10经由窗口8被一 一曝光。每个窗口 8的形状为窄长的矩形狭缝。窗口8覆盖有玻璃片 18，用于防止灰尘进入光学盒2，同时允许激光束从光学盒2投射出 去。
接着，将描述本实施例中的光学扫描装置1的内部结构。
再次参照图2，光学扫描装置1具有作为用于偏转光的装置的偏 转装置31，偏转装置31由多面反射镜33和无电刷电动机32组成。
从光源(未示出)发射出的激光束通过准直透镜(未示出)和复 合柱面透镜(未示出)被投射到偏转装置31上。偏转装置31通过其 右侧使相应于黑色K和青色C的激光束偏转，并且通过其左侧使相应 于品红色M和黄色Y的激光束偏转。
仍然参照图2，用于黑色K的光学系统和用于青色C的光学系统 相对于偏转装置31位于光学扫描装置1的右部，而用于品红色M的 光学系统和用于黄色Y的光学系统相对于偏转装置31位于光学扫描 装置1的左部。这四个光学系统彼此独立，并且定位于偏转装置31 后方的光路中。每个光学系统由对焦透镜和偏转镜等部件组成，并且 以直立在偏转装置31的光路中的方式设置。当激光束以扫描每个感光 鼓10.(10Y、 IOM、 10C或10K)的外周表面的方式被偏转装置31偏 转时，激光束由相应的光学系统聚焦在每个感光鼓10的外周表面上，同时以扫描感光鼓10的外周表面的方式进行移动。
更具体地，上述光学系统的每一个有这样的光学部件，诸如一对
第一对焦透镜34和35、四个第二对焦透镜41、 42、 43和44、以及八 个偏转镜51、 52、 53、 54、 55、 56、 57和58。第一对焦透镜34和35 以及第二对焦透镜41、 42、 43和44用于以f-0因子校正激光束。另 外，第二对焦透镜41、 42、 43和44还具有在激光束沿着副扫描方向 移动时使激光束保持聚焦在感光鼓10的外周表面上的功能。
接着，将描述该实施例中的成像设备的成像过程。首先，输出成 像开始信号。当输出该信号时，成像部PY、 PM、 PC和PK的感光鼓 IOY、 IOM、 10C和10K开始以预定处理速度净皮旋转地驱动，同时分 别由初级充电装置11Y、 IIM、 11C和11K均匀地充电为负极性。光 学扫描装置1 (即曝光装置)在根据外部成像信号调制激光束的同时 投射激光束，所述外部成像信号相应于由预期图像分离而成的单色图 像中的每一个。结果，在感光鼓10Y、 IOM、 10C和10K的每一个的 外周表面上产生静电潜像。
然后，向感光鼓IOY上的静电潜像施加显影偏压，该显影偏压的 极性与感光鼓10Y所充电的极性相同。结果，感光鼓10Y上的静电潜 像显影成为黄色调色剂图像(由黄色调色剂形成的调色剂图像)。该调 色剂图像在初级转印部T1Y中通过转印辊14Y(被施加极性与调色剂 相反的初级转印偏压(正的))被转印(初级转印)到(正被驱动的) 中间转印带15上，所述初级转印部T1Y位于感光鼓10Y的外周表面 与转印辊14Y的外周表面之间。用于形成其它颜色的单色图像的过程 与用于形成黄色单色图像的上述过程相同。然后，感光鼓IO上的单色 调色剂图像被一一分层地转印到中间转印带15上。
然后，在记录介质与调色剂图像同步地被传送通过次级转印部T2 时，中间转印带15上的调色剂图像在次级转印部T2中被转印到记录 介质(例如记录介质片材).上。然后，记录介质上的调色剂图像通过 定影装置25被热固在记录介质上，就记录介质传送方向而言，所述定 影装置25位于次级转印部T2的下游侧。然后，记录介质被排放到传送部27 (传送托盘)。
同时，留在每个感光鼓10的外周表面上的调色剂颗粒，也就是没 有在初级转印部T1中转印到中间转印带15上的调色剂颗粒，分别被 鼓清洁装置13Y、 13M、 13C和13K从感光鼓IOY、 IOM、 10C和10K 上去除。至于留在中间转印带15上的调色剂颗粒或类似物，通过带清 洁装置(未示出)移除并回收。
通过使激光束以扫描每个感光鼓10的外周表面的方式偏转激光 束，光学扫描装置l使每个感光鼓IOY、 IOM、 10C和10K曝光。结 果，在刚被初级充电装置IIY、 IIM、 11C和IIK分别充电的每个感 光鼓10Y、 IOM、 IOC和10K的外周表面上形成静电潜像。形成在感 光鼓10Y、 IOM、 10C和IOK上的静电潜像——地反映了预期图像的 信息。
现在将描述该实施例中光学扫描装置的特征。光学扫描装置1的 多面反射镜33以20,000 - 30,000rpm的速度旋转。因为多面反射镜 33以如此高的速度旋转，所以密封的光学盒的内部压力变得不均匀。 当光学盒内部空间的邻近光学盒2和盖3之间间隙的这部分(或者多 个部分)的压力低于光学盒2的环境压力时，环境空气流入光学盒。 当环境空气流入光学盒2中时，漂浮在环境空气中的灰尘或类似物随 着环境空气一起进入光学盒并且玷污光学部件，也就是上述的多面反 射镜、透镜、镜等。
为了防止这个问题，光学盒设有弹性密封元件，它位于光学盒和 盖之间以防止灰尘或类似物侵入光学盒中。使用诸如热塑性弹性体等 弹性物质作为该密封元件的材料。
这里，如一般所定义的，"热塑性弹性体"包括以下所有聚合体 所述聚会体在它们所使用的温度水平与硫化橡胶一样是弹性的，并且 通过提高所述聚合体的温度它们可以熔化从而使得它们可以被模塑。 例如，"热塑性弹性体"包括聚酯弹性体、聚烯烃类弹性体、苯乙烯弹 性体以及类似物。然而，并不只有弹性体才能被用作密封元件5的材 料。也就是说，任何物质均可以被用作密封元件5的材料，只要它是
ii弹性的并且由它形成的密封元件能够令人满意地密封光学盒。该实施
例使用热塑性弹性体作为密封元件5。因此，密封元件5比盖3更容 易变形。密封元件5的弹性系数比盖3的弹性系数更大。如下面将要 描述的，密封元件5由嵌件成型提供。
一般而言，弹性体的密度越高，它就越硬。因此，由弹性体形成 的密封元件5会面临以下问题。也就是说，如果使用螺钉或类似紧固 件将盖连接到光学盒上，并且在盖和光学盒之间存在密封元件5，则 在拧紧螺钉等时密封元件5会被压缩。当密封元件5被压缩时，由于 它由弹性体形成，所以它的密度增大，因此它的硬度增大。因此，当 拧紧螺钉或类似物时，由于拧紧螺钉或类似物而使得硬度增大的密封 元件5会引起光学盒和/或它的盖发生变形。结果，光学扫描装置l的 激光束路径改变。
因此，下面将描述一种用密封元件气密地密封的光学扫描装置， 所述密封元件能够保持光学盒被气密地密封，而不会造成光学扫描装 置l的光学盒发生变形。
(密封元件)
接着，参照图3至图10，将使用本实施例中的密封元件5来描述 根据本发明的密封元件的特征。图3是本实施例中光学扫描装置1的 光学盒2的其中一个角部的剖视图，显示了光学盒2、它的盖3以及 密封元件5。图4是在盖3连接到光学盒2上之前光学盒2的所述角 部的概略图，并且显示了在连接盖3之前光学盒2、盖3以及密封元 件5的状态。图5是从下面看时光学盒的平面图以及盖3的透视图的 组合。另外，图6是嵌件成型机的剖视图，显示了该模压机的大致结 构。图7是在盖3连接到光学盒2上之前从上面看时光学扫描装置1 的光学盒2和盖3的透视图。图8是密封元件的剖视图，该密封元件 成型为其横截面看起来像薄的楔形。图9是一图表，其显示了施加到 密封元件5上的压力大小与密封元件5的末端位移量之间的关系。图 10 (a)和图10 (b)是优选实施例中密封元件5与盖3的其中一个变 型的结合以及优选实施例中密封元件5和盖的另一变型的结合的部分透一见剖S见图。
参照图5，密封元件5以沿着光学盒2的盖3的边缘延伸的方式 附接至光学盒2的盖3的内表面。接着，参照图3，密封元件5的形 状使得在盖3附接至光学盒2上之后，密封元件从盖3的密封元件附 接部20延伸至光学盒2的侧壁的内表面21。也就是说，密封元件5 被如此构造(成型)使得就其横截面而言，密封元件5的楔状部5A 的中心线Ox (图4和8)具有相对于内表面21的角度a。更特别地， 密封元件5的形状使得在盖3附接至光学盒2上之后，中心线Ox与 光学盒2的侧壁的内表面21之间的角度a是锐角。因此，在盖3附接 至光学盒2上之后，密封元件5与内表面21以这样的方式保持接触， 即密封元件5在光学盒2的整个水平周长上连续地按压内表面21。 因此，即使灰尘或污染物向内穿过盖3和光学盒2之间的间隙，也能 防止它们一直进入到光学盒2的内部空间的主要部分中。
通常，密封元件5的形状使得角度a的范围为10°-60。。如果角度 a不大于10。，那么当密封元件5压在内表面21上时密封元件5所产 生的压力量不足以使密封元件5保持光学盒2气密地密封。另一方面， 如果角度a不小于60°，那么当密封元件5压在内表面21上时密封元 件5所产生的压力量可能过大而造成光学盒2显著地变形。因此，将 密封元件5成型为使得它的角度a不小于60。不是合乎需要的。
也就是说，在该实施例中，密封元件5如上所迷附接至光学盒2 的盖3。因此，不会发生密封元件5被夹在盖3和光学盒2之间的情 况。因此，不会发生密封元件5由于被夹在盖3和光学盒2之间而发 生变形的情况。
接着，参照图3-5，将描述该实施例中用于将盖3附接到光学盒 2的方法的要点。首先，参照图4，盖3将要被定位成使得密封元件5 在光学盒的整个水平周长上与光学盒2的侧壁的内表面21接触。然后， 盖3通过以如下方式被按压而被放置成与光学盒2接触，即密封元 件5在保持与内表南21接触的同时一直被推进光学盒2中。然后，通 过使螺钉23 (紧固件)穿过螺紋孔26和27并拧紧它们而将盖3紧固到光学盒2上。
接着，参照图4，当盖3被附接至光学盒2上时密封元件5所发 生的变形量由参考标记AK表示。在该实施例的情况下，密封元件5 施加到光学盒2的侧壁的内表面21上的压力只是由密封元件5自身的 变形所产生的压力。所以，密封元件5施加到内表面21上的压力值与 密封元件5的变形量AK (更特别地，密封元件5的末端位移量)成 比例，因此不很大。换言之，使密封元件5保持压在内表面21上的压 力来自密封元件5的弹性变形。
传统光学扫描装置(其被构造成由弹性体形成的密封元件被放置 在光学盒和盖之间)面临以下问题当狞紧螺钉以保持光学盒气密地 密封时，光学盒2和盖3之间的密封元件被压缩，也就是说，密封元 件发生变形。密封元件5的这种变形引起光学盒2和盖3变形。
相比较而言，在该实施例中的上述光学扫描装置1的情况下，即 使在拧紧用于将盖3附接至光学盒2的螺钉时，密封元件5也不被光 学盒2和盖3压缩。因此，不同于传统光学扫描装置的光学盒，该实 施例中的光学扫描装置的光学盒2不会遭受由于密封元件的变形而产 生的变形。
另外，该实施例中的密封元件5在保持与AK相对应的变形量的 同时保持与内壁21接触。因此，密封元件5持续地压在内表面21上。 所以，用于密封元件5的材料从以下弹性体中选择由所述弹性体形 成的密封元件5的弹性足够低，从而不会造成光学盒2发生变形。另 外，光学盒2被设计成将密封元件5附接至盖3的如下区域密封元 件5附接至这些区域不会使光学盒变形。
接着，参照图3，密封元件5被成型为使得它的横截面形状为大 致三角状的窄的楔形(以下可以被称作"楔形5A，，)(图3和4)。顺 便提一句，密封元件5成型为使得在盖3的整个水平周长上该密封元 件5的横截面大体是一致的，均呈楔形。
如上所述，本实施例中的光学扫描装置的光学盒2的密封元件5 以如下方式成型并且以如下方式被附接至盖3上，即在盖3附接至
14光学盒2上之后，密封元件5相对于光学盒2的侧壁的内表面21保持 一角度。
接着，参照图6和7，将描述用于制造密封元件5的方法，更具 体地说是用于模塑密封元件的可靠的方法，该密封元件的形状是精确 的并且足够坚固以确保光学盒2保持令人满意的密封。
图6是用于制造该实施例中密封元件5的嵌件成型机的示意性剖 视图，并且显示了该机器的结构。所述嵌件成型机设有用于模制密 封元件15的模子60;用于容纳盖3的模子61;具有浇口的模子62, 通过该浇口给模子60和61填充热塑性弹性体；具有浇口的模子63， 通过该浇口给模子60和61填充热塑性弹性体。当将模子60、 61、 62 和63组装在一起时，就完成浇口 25 (弹性体通道)的全部，弹性体 通过浇口 25流进模子60和61的组合中。
参照图6，首先，将盖3定位在模子61中。然后，将熔融弹性体 倾倒进模子60和61的组合中。当倾倒熔融弹性体时，熔融弹性体流 过盖3上所设置的孔26,如图7所示。然后，使弹性体冷却。当弹性 体冷却时，密封元件5形成在盖3上，从而它将如图5所示保持附接 到盖3上。
用于形成该实施例中密封元件5的嵌件成型机被构造成确保在模 子60、 61、 62和63被装配在一起之后，热塑性弹性体在模制密封元 件5的过程中流过盖3，也就是流过最终密封元件5将保持附接到其 上的那个部件。然而，当模子60、 61、 62和63在模制过程结束分离 时，由模子62和63所设有的浇口 (25)组成的弹性体通道25在盖3 和模子62之间的界面处断开。因此，对于位于盖3的孔26 (其中弹 性体通过所述孔26倾倒进模子60和61的组合中以形成密封元件5 ) 中的密封元件部分，它们的在盖3的外侧上的整个表面是不光滑的。 然而，密封元件5的末端部分(起作用的部分)(即密封元件的与其内 端相对的一端)整体足够光滑以便可靠地保持光学盒2气密地密封。
由于如上所述那样构造用于制造本实施例中密封元件5的模子， 所以能够沿着确保盖3和最终密封元件5保持彼此气密地接触的方向施加模制压力，并且因此弹性体主体在形状上与每个模子的模制表面
一致。另外，密封元件5被如此模制，使得密封元件5的多个部分保 持在盖3的通孔26中。也就是说，通过盖3的通孔26模制的密封元 件5的数个部分与盖3成为整体，从而在盖3与密封元件5之间的气 密性方面改善了密封元件5。另外，位于盖3的孔26中的密封元件5 的部分如同植物的根部一样起作用，从而确保密封元件5在形状上保 持稳定。
如上所述，密封元件5被模制成如下形状该形状确保在盖3附 接到光学盒2上之后，密封元件5延伸至内表面21并且保持与内表面 21的接触。接着，参照图8，将更加详细地描述密封元件5的这种形 状(结构)。该实施例中的密封元件5的其中一个特征是它在其末端 5a较薄，而在其基部5b较厚。通过改变密封元件5的末端位移量AK 而改变密封元件5施加到内表面21上的压力值。在由密封元件末端位 移所造成的密封元件5对光学盒内表面所施加的压力值的改变量方 面，末端厚度与基部厚度相同的密封元件大于末端比基部薄的密封元 件。只要密封元件保持与光学盒的侧壁的内表面接触，就能防止灰尘 或类似污染物一直进入光学扫描装置。因此，使密封元件具有以下形 状是不合时宜的，即该形状使得在密封元件保持与内表面21接触的 同时，它以不必要的大的力一直按压内表面21。
因此，该实施例的密封元件5被如此成型，即它的基部5b在厚度 方面大于它的末端5a。
图9是一图表，其显示了密封元件5的厚度变化对密封元件5施 加到内表面21上的压力值的影响。图表的水平轴代表密封元件5的末 端5a的位移量AK，竖直轴代表当密封元件5的末端5a的位移量为AK 时密封元件5施加到内表面21上的压力量。更特别地，密封元件5 施加到内表面21上的压力量表示在连接光学盒2的盖3之后，密封 元件5沿其圆周方向每厘米施加到内表面21上的压力量。图9显示了 实际试验的结果。
在被执行以获得图9所基于的数据的试验中，如下设定密封元件5的厚度，也就是密封元件5沿垂直于内表面21 (即密封元件5按压 的表面)的方向的尺寸。也就是说，密封元件5的基部(与盖3的密 封元件附接部20相接触的密封元件部分)的厚度T0是1.6mm，密封 元件5的长度Ds (即，从楔形5A的中心线Ox与密封元件附接部20 之间的交点到末端5a的距离)是5mm。另外，厚度Tl——即楔形5A 的在沿楔形5A的长度方向上距末端5a 1/3长度Ds处的这部分的厚度 ——不大于密封元件5的基部的厚度TO的1/2 (Tl￡ (1/2) T0)，更 具体而言为0.8mm。另外，密封元件5被如此成型，使得它的厚度从 厚度为Tl的部分朝着末端5a逐渐减小，其减小方式使得末端5a的 厚度T大致为0.5mm。更特别地，在该实施例中，密封元件的末端5a :帔制成半圆形并且直径为0.5mm。
正如从图9 (图表)中明显看出的，当密封元件5的末端与光学 盒2的内表面21之间的距离改变O.lmm时(例如，当距离从0.5mm 变为0.6mm时)，密封元件5施加到内表面21上的压力值所发生的改 变量AP2在沿着平行于光学盒2的水平周长的方向上为每厘米大约 12gf。
相比较而言，对于从基部到末端厚度均匀(如果T1-T2)的密封 元件5，在相同条件下，由该密封元件5施加到内表面21上的压力值 的改变量API为每厘米大约30gf,也就是不小于本发明的密封元件5 所施加的压力值改变量的两倍。
正如从上述试验结果明显看出的，当密封元件的末端部发生位移 时，对于沿着楔形5A的长度方向厚度均匀(T1-T0)的密封元件， 其施加到内表面21上的压力值的改变量是过大的。换言之，这种密封 元件很可能引起光学盒的壁变形。显然，可能增加光学盒的壁的厚度。 然而，光学盒的壁的厚度的增加导致装置尺寸的增加，因此不是合乎 期望的。
另外，从防止光学盒的壁发生变形的角度来看，合乎需要的是 密封元件5施加到内表面21上的压力要尽可能的小，只要密封元件5 保持与内表面21接触即可。因此在该实施例中，考虑楔形5A的形状，密封元件5的末端5a的位移量AK的值被设定为不大于楔形5A的长 度Ds的l/6。另外，根据光学盒2的刚度，由密封元件5施加到光学 盒2的内表面21上的压力量的临界值(低于该临界值，光学盒2不会 由于压力而变形)被设定为在平行于光学盒2的水平周长的方向上每 厘米不大于100gf。另外，该实施例中的密封元件5具有按照"JIS K7215 HDA"定义的硬度值61。
图10 (a)和10 (b)分别显示了该优选实施例中的密封元件5 和盖3的变型的结合。正如从图10 (a)和10 (b)中明显看到的，合 乎需要的是密封元件5的基部嵌在盖3中；密封元件的基部5b相对 于盖3的内表面在盖3的内部，更特别地，在盖3的内表面的密封元 件附接部20的内部。更特别地，该实施例中的盖3设有窄槽45,其 沿着盖3的整个周边延伸。从确保密封元件5在盖3连接到光学盒2 上之后保持机械稳定的角度出发，合乎需要的是盖3在与其槽45 相关的方面,皮如下i殳i十。
由本发明的发明人所实施的试验披露了楔形5A的基部嵌入盖3 中的深度不小于楔形5A的基部的厚度T0的1/2是合乎需要的。密封 元件5的基部插入槽45中确保了密封元件保持令人满意地附接到盖3 上，原因是当密封元件5压在内表面21上时它所经受的反作用力由 位于槽45中的密封元件5的基部部分地承担了 。这里应当注意在密 封元件的基部嵌入盖3中的情况下，TO是楔形5A位于盖3的内表面 处的厚度(图8)。
接着，参照图10(b)，不同于使盖3设置槽45，而是简单地使盖 3设置支撑壁46，支撑壁46用于借助密封元件5的基部来支撑密封元 件5，这也能获得与上述相同的效果。
如上所述，采取该实施例中密封元件5的结构特征使得有可能提 供一种密封元件，该密封元件施加到光学盒2的内表面21上的压力值 是稳定的。
另外，通过改变密封元件5的楔形5A的厚度和/或长度和/或硬度， 可以进一步在内表面21和密封元件5之间的气密性方面改进密封元件由于以下原因，关于如上构造的密封元件5施加到内表面21上的 压力值，要适当地判断它是否每厘米不大于100gf。
如果光学盒2由于密封元件5施加到内表面21上的压力而变形， 那么该变形有时会造成朝着感光鼓10的外周表面投射的激光束聚焦 到每个感光鼓10的外周表面上的点的位置偏离几毫米到几十毫米。因 此，如果密封元件5施加到内表面21上的压力量过大(导致光学盒的 变形)，那么就可能在感光鼓10的外周表面的错误部分上形成静电潜 像。
另外，光学盒2的变形量非常小。因此，实际上不可能精确地测 量光学盒2的变形量。因此，为了确定密封元件5施加到内表面21 上的压力量的可接受范围(也就是，由光学盒2的变形所引起的激光 束焦点的位置偏离的范围是可接受的)，进行试验以找出密封元件5 施加到内表面21上的压力量与在感光鼓10的外周表面上的激光束焦 点的位置偏离之间的关系。
由本发明的发明人所进行的研究披露了在普通光学盒2的情况 下，每厘米不超过100gf是不会引起激光束在位置上显著偏离的范围。
另外，参照图11 (a-l)、 11 (a-2)和11 (b)，可以在密封元件5 的结构方面、或者同时在密封元件5和光学盒2的结构方面改变上述 优选实施例。图11 (a-l)和11 (a-2)所显示的密封元件设有附加的 密封部，附加的密封部从密封元件的基部沿着光学盒向外的方向延伸， 以便在盖3附接到光学盒2上时，附加密封部的末端被夹在盖3和光 学盒2之间。后面，该密封元件的附加密封部将被称作"间隙填充弹 性部37"。
当盖3附接到光学盒2上时，间隙填充弹性部37填充光学盒2 和盖3之间的间隙。然而，通过设计间隙填充部37和间隙的形状使它 们的尺寸大约为lmm左右，并且还通过在间隙填充部37、盖3和光 学盒2的尺寸方面严格地控制密封元件制造工艺，能够减小由于间隙 填充弹性部37的变形所产生的压力值。因此，在沿密封元件的周长方向上，由间隙填充部37的变形产生的压力值不大于每厘米100gf。换 言之，在不少于一个位置处，由间隙填充部37的变形产生的压力值小 于密封元件5施加到光学盒2上的压力值。因此，不会发生由于间隙 填充部37变形而造成光学盒2变形这一问题。
在光学盒2的侧壁的内表面的一部分如图11 (b)(它是优选实施 例的另一变型中的光学盒的剖视图)所示倾斜的情况下，密封元件一 一在这里为弹性密封元件38—一以如下方式附接在盖3上，即在盖 3附接到光学盒2上之后，该密封元件保持与光学盒2的壁的内表面 的倾斜部39接触。从给设计光学扫描装置提供更多自由度的角度出 发，优选实施例的这个变型是希望在将要放在光学盒中的各部件的定 位方面部分地改变优选实施例。该变型还在施加到光学盒侧壁的内表 面21上的压力值方面与具有间隙填充弹性部35的密封元件相同，因 此该变型也不会造成光学盒变形。
上面仅描述了优选实施例中密封元件5、盖3和光学盒2的两种 变型。然而，显而易见的是，用于密封光学扫描装置的光学盒的任何 密封元件、以及用于光学扫描装置的光学盒和盖的任何结构布置将被 看作是本发明优选实施例的变型的结果，并因此被看作落入本发明的 范围。
下面将描述由本发明的发明人实施的上述试验的结果。
为所述试验设置的条件如下楔形5A的长度Ds的范围是3~ 10mm，并且楔形5A的形状是这样的，即它的厚度Tl (即距楔形5A 的末端为楔形5A的长度的1/3处的厚度)是厚度TO (即楔形5A在 楔形5A基部处的厚度)的1/2。另外，密封元件5的末端5a的位移 量AK不大于楔形5A的长度Ds的1/6。另外，对硬度分别是25、 40、 61、 75和90的密封元件进行评估。
关于评估的标准，每厘米不大于100gf的密封元件5被鉴定为可 接受的密封元件。
厚度TO，或者说楔形5A基部处的厚度，与可接受(令人满意的) 密封元件的硬度之间的关系如下T0 = 0,7~ 1.8111111...硬度为40、 61、 75或者90的密封元件 T0 = 1.9 3.0mm…硬度为25、 40、 61或者75的密封元件 TO = 3.1 ~ 3.8mm...硬度为25、 40或者61的密封元件 关于上面所列举的每个密封元件的楔形5A的基部的厚度TO，它 不超过大约3mm。因此，鉴于由密封元件所施加的压力值的大的公差 量，可以确定其楔形5A基部处的厚度(TO)不大于3mm并且硬度 范围在40 75之间的密封元件令人满意地节省了空间。这里，"硬度" 指的是由"JIS K7215 HDA"所定义的硬度。
在应用热塑性弹性体作为用于光学盒的密封元件5的材料的同时 如上所述构造光学扫描装置的光学盒，使得可以提供一种光学扫描装 置，该光学扫描装置在不会遭受由于光学盒的变形而使光学扫描装置 性能下降这一问题的同时，还令人满意地将灰尘或者类似污染物密封 在夕卜面。
[实施例2j
基于上面给出的本发明第一优选实施例的描述内容，主要就在装 配光学扫描装置1时可能发生的问题来描述本发明的该优选实施例。
上述问题是当盖3附接到光学扫描装置1的光学盒2上时，灰 尘或者类似污染物进入光学盒中，其中由热塑性弹性体形成的密封元 件5已经附接到盖3上。因此，下面将与该问题一起描述防止灰尘或 者类似物进入光学盒(光学扫描装置)中的手段。
在将盖3附接至光学盒2的过程中，有时注意到在以与盖3成 一体的方式在盖3上形成密封元件5之后，细小的灰尘已经粘连在密 封元件5和盖3的整体组合上。
这些灰尘是在环境空气中漂浮的灰尘。除非釆取一些措施，否则 当盖3附接到光学盒2上时，已经粘附在密封元件5和盖3上的灰尘 必定会进入光学盒的内部。因此，光学盒中的光学部件将可能被这些 灰尘玷污。
通常认为相比较不带静电的物体，灰尘更容易粘附在并且保持粘附在带静电的物体上。因此，已知用于防止在装配光学扫描装置的
过程期间灰尘进入光学盒中的其中一个有效方法是在该装置中的公 知的会通过静电吸附灰尘的部件安装之前，通过使用诸如离子发生器 等的电荷去除装置来减小这些部件的电势级别。通常认为，这种方法 对于防止灰尘粘附在密封元件5上和/或从密封元件5上去除灰尘也是 有效的。
然而，即使在通过电荷去除装置去除静电之后，这些部件的电荷 量有时也会增加。也就是说，这些部件随着时间的流逝可能再次带电。 另一方面，在马上就要开始装配光学扫描装置的过程之前使密封元件 消除静电的情况下，不可能完全去除已经粘附在密封元件上的灰尘。 因此，合乎需要的是在灰尘粘附到光学扫描装置的部件上的量尽可 能少的环境中，装配光学扫描装置。
因此，本发明的发明人研究了各种手段，用于减少在利用嵌件成 型机模制密封元件5之后粘附在密封元件5和光学盒的盖3的组合上 的灰尘的量。另外，研究以下六种物质作为通过嵌件成型形成密封元 件5的材料。除了通过在树脂物质中散布碳作为导电物质而使它们的 体积电阻率不同之外，这些物质与第一优选实施例中用作密封元件5
的材料的树脂物质相同
A:体积电阻率R为5xl01312xcm B:体积电阻率R为5xl01()QxCm C:体积电阻率R为lxioleftxcm D:体积电阻率R为5xl08Qxcm E:体积电阻率R为Ixl06i2xcm F:体积电阻率R为5xl05Qxcm
测得的这些热塑性弹性体的表面电平如下物质A和B的表面电 平的范围大约为100- 1K并且是不稳定的。物质C~F的表面电平的 范围大约为50 - 100V。在模制密封元件之后使由嵌件成型所模制的密 封元件处于原始状态，之后通过测量由这些物质形成的密封元件的表 面电平而获得这些数字。基于这些结果，认为灰尘不可能静电吸附在由材料C~F形成的 密封元件上是合理的。然而，材料F中的碳含量大，因此由材料F形 成的密封元件的弹性小，不能够令人满意地密封光学盒。
因此，用于密封元件5的材料的体积电阻率的合适范围(也就是， 由这些材料的任一种所形成的密封元件能够令人满意地密封光学盒同 时保持低电平的范围)是
lxl06 ftcm化lx1010 Qcm。
另外，存在体积电阻率比上面所列更低的热塑性弹性体。然而， 光学扫描装置是一种在内部容纳电动机、半导体激光器以及电路组的 电子装置。因此，由于害怕短路，具有比上面所列更低体积电阻率的 热塑性弹性体不被考虑用作密封元件的材料。
另外，上面所列举的物质可以容易地获得并且体积电阻率相对稳 定。这些材料已经被披露在日本公开专利申请2003 - 20411 (发明名 称热塑性树脂化合物)以及2003 - 277622 (发明名称用于电荷控 制的化合物以及用于制造化合物的方法)中。
从对本发明优选实施例的详细描述中显然可见只要用于密封元 件的材料的体积电阻率位于以下范围中lxl(^ftcmSR5lxlO"ftcm， 那么材料被充电的电平就不会超过100V的临界值。所以，可以合理 地认为由这种材料所形成的密封元件在灰尘吸附量方面相对较少。 因此，合乎需要的是具有上述特征的弹性体被用作光学扫描装置的 密封元件的材料。
通过使用设有诸如以上所描述的密封元件的盖作为用于光学扫描 装置的光学盒的盖3，可以减少在装配光学扫描装置1时灰尘进入光 学扫描装置l中的量。也就是说，这种使用有利于制造写入性能优越 且稳定的光学扫描装置1。
[实施例3j
参照闺13A、 13B和13C,将描述本发明的另一实施例。图13A 是盖3的一部分以及不同的弯曲型密封元件131的剖视图。图13B是
23弯曲型密封元件131的局部透视图。图13C是显示了弯曲型密封元件 131与光学盒的内壁21 (侧壁21)相接触的状态的局部剖视图。虛线 21a显示了当内壁21向内偏移时壁的表面。
类似于第 一 实施例，通过用热塑性弹性体进行嵌件成型而制造该 实施例中的弯曲型密封元件131，类似地，密封元件131具有与盖3 不同的材料和刚度。该实施例的弯曲型密封元件131在密封材料和横 截面构造方面不同于第一实施例。如图13A所示，弯曲型密封元件131 包括从盖3延伸的基部132以及从基部132朝着光学盒的内壁21延伸 并弯曲的接触部133。换言之，弯曲型密封元件131由基部132和接 触部133构成。如图13C所示，接触部133在盖住光学盒2时与内壁 21接触。
接触部133比第一实施例中更薄且更长，因此它更有柔性。通过 使接触部133具有更高的柔性，不管弯曲位置是否稍微有变化，弯曲 所需要的力均更加均匀。换言之，压靠在壁上的力是小的，因此内壁 21的变形是小的。
另一方面，基部132与接触部133相比相对较厚，从而更难于弯 曲。由于基部132在剖面上的更大的厚度，当盖3被设置到光学盒2 上时，接触部133弯曲使得接触部133的前侧朝着盖3弯曲。通过这 样做，通过弯曲型密封元件131确保了光学盒的无灰尘性质。
另外，弯曲型密封元件133提供了以下优点。光学盒2是模制产 品，因此它受金属的制造偏差影响。也就是说，如图13C所示，由于 制造精度的偏差，壁21的内表面的位置可能如虚线21a所指示那样偏 移。即使在这种情况下，通过如虛线所表示那样弯曲，弯曲型密封元 件131的前侧在宽泛的范围内补偿了这种偏差。更特别地，所述柔性 足以适应内壁21的内表面的大约士0.7mm的偏移，并且适应包括盖的 制造偏差在内的总共士1.5mm的偏移，从而弯曲型密封元件131确定 地与内壁21的表面接触。
合乎需要的是密封元件的自由端侧中的薄长部具有大约2-10mm的长度以及大约0.2 - 0.8mm的厚度。接触部133的厚度可以部分地改变，以^便限制在接触部133接触 内壁21时弯曲的位置。
根据该实施例，即使在密封元件131相对于内壁21的位置改变时， 压力也可以非常均匀。而且，密封元件能够确定地紧密接触内壁21， 因此即使在制造公差的影响下也能确保防止灰尘的密封效果。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解本发 明并不限于所披露的示例性实施例。以下权利要求书的范围将被赋予 最宽泛的解释，从而包括所有这样的改变以及等同结构和功能。
权利要求
1、一种光学扫描装置，包括光学盒，其容纳用于使由光源发射的激光束偏转以用于扫描操作的偏转装置以及用于将激光束导向待扫描元件的光学部件；安装到所述光学盒上的盖；从所述盖延伸的密封元件；其中，所述密封元件由比所述盖更易变形的材料制成，并且在变形状态下与所述光学盒的壁接触。
2、 根据权利要求1的光学扫描装置，其中，所述密封元件具有比 所述盖更大的弹性系数。
3、 根据权利要求1的光学扫描装置，其中，所述密封元件通过嵌 件成型设置在所述盖上。
4、 根据权利要求1的光学扫描装置，其中，所述密封元件的材料 是热塑性弹性材料，并且所述盖具有入口以及流路，所述入口用于在 嵌件成型时允许熔融的热塑性弹性材料进入，所述流路用于引导通过 所述入口供应的熔融的热塑性弹性材料，使得所述密封元件被模制成 当所述盖安装到所述光学盒上时接触所述光学盒的所述壁。
5、 根据权利要求1的光学扫描装置，其中，所述密封元件相对于 所述壁形成锐角。 ，
6、 根据权利要求5的光学扫描装置，其中，所述密封元件的自由 端部处的厚度比基部处的厚度小。
7、 根据权利要求5的光学扫描装置，其中，所述密封元件的在距 所述自由端部1/3长度范围内的厚度不大于所述基部的厚度的1/2。
8、 根据权利要求5的光学扫描装置，其中，所述密封元件压靠在 所述壁上的压力为沿着密封元件的周长长度每厘米不超过100gf。
9、 根据权利要求5的光学扫描装置，其中，所述密封元件的体积 电阻率R满足lxl06Q'em^R^lxl0'。Q.cm。
10、 根据权利要求1的光学扫描装置，其中，所述密封元件包括从所述盖延伸的基部以及与所述壁接触的接触部，所述接触部从所述 基部朝着所述壁弯曲。
11、 根据权利要求10的光学扫描装置，其中，所述接触部的厚度比所述基部的厚度大。
12、 根据权利要求11的光学扫描装置，其中，所述密封元件的体 积电阻率R满足lxl06ft.cm^R5lxl01()n.cm。
全文摘要
一种光学扫描装置，包括光学盒，所述光学盒容纳着用于使由光源发射的激光束偏转以用于扫描操作的偏转装置以及用于将激光束导向待扫描元件的光学部件；安装到光学盒上的盖；从盖延伸的密封元件，其中所述密封元件由比盖更易变形的材料制成，并且所述密封元件在变形状态下与光学盒的壁接触。
文档编号G03G15/01GK101526670SQ20091000797
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年3月6日
发明者茂木伸 申请人:佳能株式会社