JP2000263839A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像器からこぼれ落ちるトナーや埃が光走査
装置の光学部品に付着することを防止し、清掃しなくて
も高品質の画質を維持することを課題とする。 【解決手段】 光走査装置１４には、感光体１０に向け
てレーザービームが通過する通過窓１６が形成されてい
る。この通過窓１６は、モーター４８で移動するシャッ
ター４２により、必要に応じて遮蔽されるので、光走査
装置１４内に配置された光学部品に埃が付着し難い。シ
ャッター４２には、開口部５４が形成されており、この
開口部５４がシャッター４２の移動範囲において、レー
ザービームの光路上に位置して、レーザービームを通過
させ感光体１０を露光する。開口部５４は、シャッター
４２の移動範囲において、感光体１０の現像ポイントの
真下を通過しないので、開口部５４の周りに、現像ロー
ル５２から落下したトナーが堆積することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光源から
発せられたレーザービームで画像情報信号の書き込みを
行うデジタル複写機やレーザービームプリンタ等の画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機やレーザビームプリンタ
等に用いられる画像形成装置には、感光体を走査露光す
る光走査装置を感光体及び現像器の下側に配置したもの
がある。しかし、この構成では、現像器からこぼれ落ち
るトナーや埃が光走査装置の光学部品に付着することが
あり、白筋や色ムラといった画質劣化が起こる。

【０００３】このため、特開平３−３３７６１号では、
光走査装置の筐体に形成されたレーザービームの通過窓
の真下を避けて光学部品を配置している。これにより、
通過窓に落ちてきたトナーや埃が光学部品に付着するこ
とを防止してる。

【０００４】しかし、実際には回転多面鏡の高速回転等
によるエアーフローの影響でトナーや埃が横方向に移動
し、光学部品に付着する恐れがあり、光学部品の汚れ防
止対策としては完全ではない。

【０００５】また、特開平２−１７９６６０号では、遮
光部と透光部を有するシャッター部材でレーザービーム
が出射される通過窓を塞ぎ、通常の使用時には透光部を
通過窓と対向させ、メンテナンス時にはシャッター部材
を移動させ、遮光部で通過窓を覆い、通過窓から光走査
装置内にトナーや埃が進入しないようにしている。しか
し、シャッター部材の透光部が感光体の現像ポイントの
略真下にあるため、透光部にトナーが堆積し、画質品質
が低下する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決すべく成されたもので、現像器からこぼれ落ちるト
ナーや埃が光走査装置の光学部品に付着することを防止
し、清掃しなくても高品質の画質を維持することを課題
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、光走査装置が感光体の下方に配置されている。光走
査装置には、感光体に向けてレーザービームが通過する
通過窓が形成されている。この通過窓は、移動手段で移
動されるシャッターにより、必要に応じて遮蔽されるの
で、光走査装置内に配置された光学部品に埃が付着し難
い。

【０００８】また、シャッターには、レーザービーム通
過部が形成されており、このレーザービーム通過部がシ
ャッターの移動範囲において、レーザービームの光路上
に位置して、レーザービームを通過させ感光体を露光す
る。

【０００９】このレーザービーム通過部は、シャッター
の移動範囲において、感光体の現像ポイントの真下を通
過しないので、レーザービーム通過部の周りに、現像器
から落下したトナーが堆積することがない。このため、
シャッターの振動等によりレーザービーム通過部から通
過窓にトナーが進入して光学部品を汚すことがなくな
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、光走査装置が複
数の感光体の下方に配置されたカラー用の画像形成装置
において、前記光走査装置に形成され前記各感光体に向
けて対応するレーザービームが通過する複数の通過窓
と、前記複数の通過窓を遮蔽する１つのシャッターと、
前記シャッターを移動させる移動手段と、前記シャッタ
ーに形成され、シャッターの移動範囲において、前記各
通過窓から出射される各レーザービームの光路上に位置
すると共に、前記各感光体の現像ポイントの真下を通過
しない複数のレーザービーム通過部と、を有することを
特徴としている。

【００１１】請求項３に記載の発明では、前記シャッタ
ーを、黒用感光体を露光するレーザービームの通過窓を
遮蔽する黒用シャッターと、色用感光体を露光するレー
ザービームの通過窓を遮蔽する色用シャッターとに分割
し、独立して駆動させることを特徴としている。

【００１２】請求項４に記載の発明は、前記シャッター
に、色用感光体を露光するレーザービームの通過窓を遮
蔽した状態で、黒用感光体を露光するレーザービームの
光路上に位置する黒専用通過窓を設けたことを特徴とし
ている。

【００１３】請求項５に記載の発明は、前記シャッター
が、前記レーザービーム通過部の通過面積に応じて前記
光走査装置から離れた位置に配置されることを特徴とし
ている。

【００１４】請求項６に記載の発明は、前記レーザービ
ーム通過部の周縁部が周壁で囲まれたことを特徴として
いる。

【００１５】請求項７に記載の発明は、前記レーザービ
ーム通過部の上方を屋根で覆い、前記レーザービーム通
過用の横窓を設けたことを特徴としている。

【００１６】請求項８に記載の発明は、前記移動手段
が、前記感光体の現像開始後に前記シャッターを移動し
て前記レーザービーム通過部をレーザービームが通過可
能な位置とし、前記感光体の現像停止前に前記シャッタ
ーを移動して前記通過窓を遮蔽することを特徴としてい
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して第１形態に
係る画像形成装置を説明する。 （画像形成装置の概略構成）図１に示すように、感光体
１０はチャージコロトロン１２により、表面電位が一様
に付与される。感光体１０の表面を光走査装置１４の通
過窓１６から出射されるレーザービームで走査すること
により、感光体１０の表面に静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は、現像器１８により現像されトナー像とな
る。

【００１８】このトナー像は、感光体１０の表面から無
端ベルト２０へトランスファコロトロン２２により転写
される。転写後に感光体１０の表面に残ったトナーは、
クリーニング装置２４により回収される。

【００１９】次に、光走査装置１４の概略を説明する。

【００２０】光走査装置１４の光学系では、図示しない
半導体レーザから出射したレーザービームがコリメータ
レンズ、球面レンズを透過してミラー２６に入射する。
ミラー２６で反射されたレーザービームは、シリンダー
レンズ２８を透過してミラー３０、３２で順次反射さ
れ、Ｆθレンズ３４を透過して回転多面鏡３６へ入射す
る。

【００２１】回転多面鏡３６で偏向されたレーザービー
ムは、再度Ｆθレンズ３４を透過してミラー３２、３８
で順次反射され、シリンドリカルミラー４０で反射され
通過窓１６を斜め上方に通過して感光体１０の上に収束
し、その表面を軸方向に走査する。

【００２２】一方、光走査装置１４の上方（通過窓１６
側）には、通過窓１６を遮蔽しトナーや埃の進入を防止
するシャッター４２が配設されている。シャッター４２
はローラ４４で左右にスライド可能に支持されている。
また、シャッター４２の下面には、ラック４６が形成さ
れており、ステッピングモータ４８で駆動するピニオン
５０と噛み合っている。なお、この駆動機構は一例であ
り、プーリーとタイミングベルト等で駆動させるように
してもよく、シャッターの駆動方式は限定されない。

【００２３】この構成により、ステッピングモータ４８
を正転逆転させることにより、横方向にシャッター４２
が往復移動する。なお、シャッター４２を駆動させるタ
イミングは、画像形成の動作に基づいて決められる。す
なわち、現像器１８の現像ロール５２の回転開始時に、
後述する開口部５４がレーザービームの光路上に至るま
でシャッター４２を移動させ、光走査装置の露光時には
その位置で停止し、露光終了から現像ロール５２の回転
停止までの間に、シャッター４２が通過窓１６を遮蔽す
る位置へ移動する。

【００２４】また、シャッター４２には、レーザービー
ムが通過する開口部５４が形成されている。この開口部
５４は、図２及び図３に示すように、光走査装置１４が
レーザービームＬを走査していない、すなわち、画像形
成装置の待機状態では、通過窓１６の右側（感光体１０
のレーザービームの入射位置Ｃと通過窓１６の中央を結
ぶ線の右側）にシフトしている。

【００２５】このシャッター４２によって通過窓１６が
遮蔽されるので、トナーや埃が通過窓１６を通じて光走
査装置１４の中に進入し、光学部品を汚すことがない。
また、開口部５４は、現像器１８と感光体１０の現像ポ
イントＤの真下を避けた位置にあるので、現像器１８か
らこぼれた落ちたトナーが開口部５４の付近に堆積しな
い。このため、シャッター４２の振動等により、トナー
が開口部５４へ落ちることもない。

【００２６】さらに、図２の状態では、レーザービーム
が仮に出射されてもシャッター４２で遮断され感光体１
０には到達しない。このため、画像形成装置のメンテナ
ンス中に光走査装置１４を誤って作動させても、作業者
がレーザービームを被爆することがない。

【００２７】一方、図３に示すように、光走査装置１４
がレーザービームＬを走査している、すなわち、画像形
成装置のプリント状態では、開口部５４は、レーザービ
ームの光路上（感光体１０のレーザービームの入射位置
Ｃと通過窓１６の中央を結ぶ線上）にシフトしている。

【００２８】このため、光走査装置１４から出射された
レーザービームは、開口部５４を通過して感光体１０に
達し走査露光する。この状態においても、開口部５４
は、現像器１８と感光体１０の現像ポイントＤの真下を
避けた位置にあるので、通過窓１６へトナーが落ちるこ
とがなく、光学部品を汚さない。

【００２９】このようなタイミングでシャッター４２を
作動させることで、現像器１８の現像ロール５２の回転
開始と回転終了時に多く発生するトナーの落下による光
学部品の汚れを防止できる。

【００３０】なお、上記の例では、シャッター４２に開
口部を形成したが、レーザービームが通過できれば透過
部でもよく、また、開口部をシールガラスで覆ってもよ
い。

【００３１】次に、第２形態の画像形成装置について説
明する。

【００３２】図４に示すように、シャッター４２の位置
に応じて開口部の幅が設定されている。すなわち、光走
査装置１４のシリンドリカルミラー４０（最終ミラー）
の幅方向の両端部Ｂ１、Ｂ２と感光体１０上でのレーザ
ービームの副走査方向の入射位置の許容範囲Ｃ１、Ｃ２
を結んだときにできた略三角形の内側の幅Ａと、レーザ
ービームの径との和で開口部の幅が決定される。

【００３３】例えば、Ｂ１〜Ｂ２を１７ｍｍ、Ｃ１〜Ｃ
２を１ｍｍ、位置Ｅ２でのレーザービーム径を２ｍｍ、
位置Ｅ１でのレーザービーム径を０．５ｍｍとすると、
位置Ｅ２でのＡは９．８ｍｍ、位置Ｅ１でのＡは３．２
ｍｍと求まる。

【００３４】すなわち、略三角形の幅Ａは、感光体１０
に近づくにつれ徐々に小さくなることがわかる。また、
レーザービームの径も同様に、感光体１０に近づくに連
れて小さくなることが一般的である。よって、シャッタ
ー４２を位置Ｅ２とすると、シャッター４２の開口部５
４の幅を２ｍｍ＋９．８ｍｍ＝１１．８ｍｍとでき、シ
ャッター４２を位置Ｅ１とすると、開口部５６の幅を
０．５ｍｍ＋３．２ｍｍ＝３．７ｍｍとできる。

【００３５】以上のことから、シャッター４２を感光体
１０の近傍に配置することで、開口部の幅を小さくで
き、また、シャッター４２の移動距離を短くできる。こ
れにより、光走査装置１４の光学部品の汚れをさらに防
止でき、シャッター４２の駆動装置を小型化にすること
ができる。

【００３６】また、シャッター４２を感光体１０の近傍
に配置し、その下方に防塵ガラスＧを配置する場合、開
口部５４と同様に、防塵ガラスＧの幅も小さくできるの
で、仮に、防塵ガラスＧにトナーや埃が付着しても、感
光体１０の近傍では、レーザービームの径が小さいの
で、トナーや埃でレーザービームがけられる可能性が低
くなり、画質の白筋や色むらに対して効果的である。

【００３７】次に、レーザービーム通過部としての開口
部の変形例を説明する。

【００３８】図５に示すように、開口部５４の開口縁に
周壁６０を突設させることで、シャッター４２の往復移
動の際に、現像器から落下したトナーがシャッター４２
の上面で移動しても、周壁６０に邪魔され開口部５４へ
落ちることがない。

【００３９】また、図６に示すように、開口部５４の上
方を屋根６２で覆い、トナーが落下しても開口部５４に
落ちないようにする。この構成では、横方向に横窓６４
が設けられ、開口部５４との間にレーザービームの光路
が確保されている。なお、画像形成装置内部の冷却用フ
ァンによるエアーフローの向きを矢印Ｘ方向とすること
で、横窓６４から入り込もうとするトナーを遮断でき
る。

【００４０】次に、第３形態に係るカラー用の画像形成
装置について説明する。

【００４１】図７及び図８に示すように、カラー用の画
像形成装置には、イエロー用の感光体１０Ｙ、マゼンダ
用の感光体１０Ｍ、シアン用の感光体１０Ｃ、黒用の感
光体１０Ｋの４つが所定の間隔で配置されている。ま
た、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと対の関係
で、イエロー用の現像器１８Ｙ、マゼンダ用の現像器１
８Ｍ、シアン用の現像器１８Ｃ、黒用の現像器１８Ｋの
４つが配置されている。

【００４２】そして、光走査装置６５から、感光体１０
Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに対応する色の記録を行う
レーザービームが出射される。

【００４３】また、光走査装置６５と感光体１０Ｙ、１
０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋとの間には、対応するレーザービ
ームを遮断又は通過させる１つのシャッター６６が配置
されている。

【００４４】なお、シャッター６６の駆動機構、屋根６
２付きの開口部６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋの形
状、開口位置（シャッターの移動範囲において現像ポイ
ントを通過しない位置）は、第１形態と同様であるの
で、説明は割愛する。

【００４５】上記の構成では、画像形成装置の待機状態
では、図７に示すように、屋根７０が付いた通過窓７２
Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋの右側に開口部６８Ｙ、６
８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋがそれぞれ位置するので、通過窓
７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｋがシャッター６６で遮
蔽され、光学部品を汚すことがない。

【００４６】また、図８に示すように、画像形成装置の
プリント状態では、開口部６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６
８Ｋは、レーザービームの光路上にシフトするので、各
レーザービームは感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０
Ｋに達し走査露光する。

【００４７】このように、光走査装置の全ての開口部６
８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ、６８Ｋを１つのシャッター６６
で遮蔽できるので、シャッター６６を作動させる駆動機
構が１つで済む。

【００４８】次に、変形例を説明する。

【００４９】図９〜図１１に示すように、イエロー用の
レーザービームを出射する通過窓６８Ｙ、マゼンダ用の
レーザービームを出射する通過窓６８Ｍ、及びシアン用
のレーザービームを出射する通過窓６８Ｃを遮蔽する色
用シャッター７４と、黒用のレーザービームを出射する
通過窓６８Ｋを遮蔽する黒用シャッター７６とが配置さ
れている。そして、色用シャッター７４は、駆動機構７
８で、また、黒用シャッター７６は駆動機構８０で独立
して移動するように構成されている。

【００５０】ここで、画像形成装置の待機状態では、図
９に示すように、通過窓７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃの右側
に色用シャッター７４の開口部６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ
がそれぞれ位置し、通過窓７２Ｋの右側に黒用シャッタ
ー７６の開口部６８Ｋが位置するので、トナー等が光学
部品を汚すことがない。

【００５１】また、図１０に示すように、フルカラーの
プリント状態では、黒用シャッター７６、色用シャッタ
ー７４が左側へ移動し、開口部６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃ
は、各レーザービームの光路上にシフトするので、レー
ザービームは感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに
達し走査露光する。

【００５２】一方、図１１に示すように、画像形成装置
が白黒プリント状態にあるとき、黒用のレーザービーム
を出射する通過窓７２Ｋを遮蔽する黒用シャッター７６
のみが左側へ移動し、開口部６８Ｋが、レーザービーム
の光路上にシフトするので、レーザービームは、感光体
１０Ｋに達し走査露光する。しかし、色用シャッター７
６は移動せず、通過窓７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃを遮蔽し
ているので、黒用のトナーが光学部品を汚す恐れはな
い。

【００５３】次に、他の変形例を説明する。

【００５４】図１２〜図１４に示すように、この変形例
では、基本的な構成は第３形態と同じであるが、シャッ
ター６６には、黒用のレーザービームだけが通過する黒
色専用の開口部８２が形成されている。すなわち、図１
３に示すように、フルカラーのプリント状態では、シャ
ッター６６が左側へ移動し、開口部６８Ｙ、６８Ｍ、６
８Ｃ、６８Ｋは、各レーザービームの光路上にシフトす
るので、レーザービームは感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０
Ｃ、１０Ｋに達し走査露光する。

【００５５】一方、図１４に示すように、画像形成装置
が白黒プリント状態にあるとき、シャッター６６さらに
左側に移動させると、黒用のレーザービームを出射する
専用の開口部８２がレーザービームの光路上にシフト
し、開口部６８Ｙ、６８Ｍ、６８Ｃは、レーザービーム
の光路上から退避し、通過窓７２Ｙ、７２Ｍ、７２Ｃは
シャッター６６で遮蔽される。

【００５６】上記構成では、１つのシャッター６６で、
黒用のレーザービームだけを通過可能としたので、シャ
ッター６６の駆動機構が簡略化できる。

【００５７】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、現像器か
らこぼれ落ちるトナーや埃が光走査装置の光学部品に付
着することを防止し、清掃しなくても高品質の画質を維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１形態に係る画像形成装置の概略図であ
る。

【図２】 第１形態に係る画像形成装置のシャッターの
動きを示す説明図である。

【図３】 第１形態に係る画像形成装置のシャッターの
動きを示す説明図である。

【図４】 第２形態に係る画像形成装置のシャッターの
配置を示す説明図である。

【図５】 開口部を囲む周壁を示す断面図である。

【図６】 開口部を覆う屋根を示す断面図である。

【図７】 第３形態に係るカラー用の画像形成装置のシ
ャッターの動きを示す説明図である。

【図８】 第３形態に係るカラー用の画像形成装置のシ
ャッターの動きを示す説明図である。

【図９】 第３形態の変形例に係るカラー用の画像形成
装置のシャッターの動きを示す説明図である。

【図１０】 第３形態の変形例に係るカラー用の画像形
成装置のシャッターの動きを示す説明図である。

【図１１】 第３形態の変形例に係るカラー用の画像形
成装置のシャッターの動きを示す説明図である。

【図１２】 第３形態の他の変形例に係るカラー用の画
像形成装置のシャッターの動きを示す説明図である。

【図１３】 第３形態の他の変形例に係るカラー用の画
像形成装置のシャッターの動きを示す説明図である。

【図１４】 第３形態の他の変形例に係るカラー用の画
像形成装置のシャッターの動きを示す説明図である。

【符号の説明】

４２ シャッター ４８ ステッピングモータ（移動手段） ５４ 開口部（レーザービーム通過部） ６０ 周壁 ６２ 屋根 ６４ 横窓 ６６ シャッター ６８ 開口部（レーザービーム通過部） ７４ シャッター ７６ シャッター ８２ 開口部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光走査装置が感光体の下方に配置された
   画像形成装置において、 前記光走査装置に形成され前記感光体に向けてレーザー
   ビームが通過する通過窓と、前記通過窓を遮蔽するシャ
   ッターと、前記シャッターを移動させる移動手段と、前
   記シャッターに形成され、シャッターの移動範囲におい
   て、前記レーザービームの光路上に位置すると共に、前
   記感光体の現像ポイントの真下を通過しないレーザービ
   ーム通過部と、を有することを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 光走査装置が複数の感光体の下方に配置
   されたカラー用の画像形成装置において、 前記光走査装置に形成され前記各感光体に向けて対応す
   るレーザービームが通過する複数の通過窓と、前記複数
   の通過窓を遮蔽する１つのシャッターと、前記シャッタ
   ーを移動させる移動手段と、前記シャッターに形成さ
   れ、シャッターの移動範囲において、前記各通過窓から
   出射される各レーザービームの光路上に位置すると共
   に、前記各感光体の現像ポイントの真下を通過しない複
   数のレーザービーム通過部と、を有することを特徴とす
   る画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記シャッターを、黒用感光体を露光す
   るレーザービームの通過窓を遮蔽する黒用シャッター
   と、色用感光体を露光するレーザービームの通過窓を遮
   蔽する色用シャッターとに分割し、独立して駆動させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置
4. 【請求項４】 前記シャッターに、色用感光体を露光す
   るレーザービームの通過窓を遮蔽した状態で、黒用感光
   体を露光するレーザービームの光路上に位置する黒専用
   通過窓を設けたことを特徴とする請求項２に記載の画像
   形成装置
5. 【請求項５】 前記シャッターが、前記レーザービーム
   通過部の通過面積に応じて前記光走査装置から離れた位
   置に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項４の
   何れかに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記レーザービーム通過部の周縁部が周
   壁で囲まれたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何
   れかに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記レーザービーム通過部の上方を屋根
   で覆い、前記レーザービーム通過用の横窓を設けたこと
   を特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の画像
   形成装置。
8. 【請求項８】 前記移動手段が、前記感光体の現像開始
   後に前記シャッターを移動して前記レーザービーム通過
   部をレーザービームが通過可能な位置とし、前記感光体
   の現像停止前に前記シャッターを移動して前記通過窓を
   遮蔽することを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか
   に記載の画像形成装置