JP2002108152A

JP2002108152A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002108152A
Application number: JP2000297530A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kojima; 隆宏小島
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の画像形成装置の課題は、露光装置の
筐体内部に発生する気流により筐体外部に存在するトナ
ーを吸い込んで筐体内部に配設される構成部品を汚すこ
とを安価な手段により安定して防止することにある。【解決手段】感光体２と、帯電装置３と、感光体を露
光して静電潜像を形成する露光装置４と、現像装置５
と、転写装置６とを具備し、露光装置４は、レーザ光源
と、レーザ光を偏向走査する回転鏡２３と、回転鏡で偏
向走査されたレーザ光を結像する光学系と、これらレー
ザ光源、回転鏡および光学系を収容する筐体２１とを備
え、この筐体は、回転鏡の回転により筐体の内部に発生
する気流により筐体の外部から空気を吸い込む吸い込み
部Ｓ１を有し、この吸い込み部Ｓ１には吸い込まれる空
気に含まれるトナーを吸着する金属板部材３１が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ式露光装置を
備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリやプリンタなどに用いられ
る電子写真方式を採用した画像形成装置は、感光体ドラ
ムの周囲に帯電器、露光装置、現像装置および転写装置
が配設されている。そして、感光体ドラムを回転して、
帯電器により感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を
形成し、次いで現像装置により静電潜像を現像して感光
体ドラムの表面にトナー像を形成し、次いで転写装置に
より感光体ドラムの表面のトナー像を記録紙に転写す
る。さらに、トナー像を転写された記録紙は定着装置で
定着する。

【０００３】この画像形成装置では、露光装置としてレ
ーザ光を用いたものが多く用いられている。このレーザ
式露光装置は、レーザ光源と、このレーザ光源から出射
されるレーザ光を偏向走査する回転鏡と、前記回転鏡で
偏向走査されたレーザ光を前記感光体に結像する光学系
を筐体の内部に収めて設けた構成をなしている。そし
て、電気信号により変調されたレーザ光をレーザ光源か
ら出射し、出射したレーザ光を回転鏡で反射してレンズ
により感光体ドラムに収束して結像し、且つスキャナモ
ータにより回転鏡を回転してレーザ光を偏向して感光体
ドラムの表面を走査して感光体ドラムの表面に静電潜像
を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のレー
ザ式露光装置には次に述べる問題がある。

【０００５】レーザ光を偏向、走査するためにスキャナ
モータにより回転鏡を高速回転するが、この回転鏡の回
転によりその回転方向、部品の配置構成などの条件に応
じて筐体の内部において空気が動いて気流が発生する。
すなわち、筐体の外部から内部へ空気を吸い込み、吸い
込んだ空気が筐体の内部で循環した後、筐体の外部へ吐
き出すという空気の流れが発生する。

【０００６】一方、画像形成装置では感光体が回転して
現像装置による現像動作やクリーニング装置によるクリ
ーニング動作などにおいて粉末であるトナー（現像剤）
を取り扱う動作が繰り返されるために、感光体ドラムの
周囲はトナーが浮遊しやすい状況になっている。そし
て、露光装置と感光体ドラムとの間にはレーザ光を走査
する関係上レーザ光を遮蔽する部材が存在しないので、
感光体ドラムの周囲に浮遊しているトナーは露光装置の
筐体内部で発生した気流により空気に含まれて筐体の内
部へ容易に吸い込まれる。筐体内部に吸い込まれたトナ
ーは筐体内部を循環して筐体の内部に設けられたレンズ
などの光学系を構成する部品に付着し、また回転鏡など
の部品に付着する。この結果、トナーがレーザ光出力の
低下や部分的にレーザ光を遮断して露光装置の性能を低
下させて印字に悪影響を及ぼしている。

【０００７】この対策として、装置筐体の隙間を目張り
としてスポンジなどの弾性樹脂で埋めて密閉して、筐体
内部と外部との空気の流れを遮断することが考えられ
る。しかし、スポンジなどの弾性樹脂は帯電装置から発
生するオゾンによってスポンジなどの弾性樹脂が化学変
化を起したり、筐体内部で発生する熱により弾性樹脂が
化学変化して劣化することにより、目張りの役目を果た
さなくなるために耐久性に優れた高価なものを選ぶ必要
があり、またスポンジ自体は廃棄時にリサイクル性が低
いという問題がある。

【０００８】本発明は、露光装置の筐体内部に発生する
気流により筐体外部に存在するトナーを吸い込んで筐体
内部に配設される構成部品に付着することを安価な手段
により安定して防止できる画像形成装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像形
成装置は、感光体と、この感光体を帯電する帯電装置
と、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光装置
と、前記感光体の静電潜像を現像してトナー像を形成す
る現像装置と、前記感光体のトナー像を記録紙に転写す
る転写装置とを具備し、前記露光装置は、レーザ光源
と、このレーザ光源から出射されるレーザ光を偏向、走
査する回転鏡と、前記前記回転鏡で偏向、走査されたレ
ーザ光を前記感光体ドラムに結像する光学系と、これら
レーザ光源、回転鏡および光学系を収容する筐体とを備
え、この筐体は前記回転鏡の回転に伴い前記筐体の内部
に発生する気流により前記筐体の外部から空気を吸い込
む吸い込み部を有し、且つ前記筐体には前記吸い込み部
に面して金属板部材が設けられていることを特徴とす
る。

【００１０】この発明の構成によれば、筐体の吸い込み
部に金属板部材を設けるという安価な手段により、露光
装置の筐体内部に発生する気流により筐体外部に存在す
る磁性トナーを吸い込んで筐体内部に配設される構成部
品を付着することを安定して防止できる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記金属板部材は単一の金属板であ
ることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記金属板部材は複数の金属板の組
み合せであることを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３に記載の画像
形成装置において、前記金属板部材は櫛歯状をなすもの
であることを特徴とする。

【００１４】請求項５の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記帯電装置はコロナ帯電を行うも
のであることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１および図２を参照して説明する。

【００１６】図１はこの実施の形態における画像形成装
置の構成を模式的に示す断面図である。この画像形成装
置は記録紙を下側から上側へ上下方向に沿って搬送して
画像記録を行う方式を採用したもので、現像剤として磁
性トナーを用いている。

【００１７】図１において１は画像形成装置本体、２は
感光体ドラムで、この感光体ドラム２は図示しない回転
駆動装置により図示矢印方向へ回転される。この感光体
ドラム２の周囲には図示左側位置から帯電装置３、レー
ザ式露光装置４、現像装置５、転写装置６およびクリー
ニング装置７が設けられている。コロナ帯電方式を採用
した帯電装置３は回転する感光体ドラム２の表面を帯電
し、レーザ式露光装置４は次いで感光体ドラム２の表面
にレーザ光Ｌを照射して露光して静電潜像を形成し、現
像装置５は次いで現像ローラ５ａにより感光体ドラム２
の表面に磁性トナーＴを供給して静電潜像を現像してト
ナー像を形成し、転写装置６は次いで感光体ドラム２の
表面に形成されたトナー像を記録紙Ｐに転写し、クリー
ニング装置７は次いで転写後に感光体ドラム２の表面に
残留する磁性トナーを取り除く。

【００１８】図中８は現像装置５の下側に設けられた給
紙カセット、９は給紙カセット８に積層して収容された
記録紙Ｐを繰り出す繰り出しローラ、１０は繰り出され
た記録紙Ｐを感光体ドラム２と転写装置６との間に向け
て上昇搬送する搬送ローラ、１１は感光体ドラム２と転
写装置６との間の上側に設けられ、これらの間を通過し
てトナー像を転写された記録紙Ｐを通過させてトナー像
を定着する定着装置、１２は定着装置１１を通過した記
録紙Ｐを装置本体１の上面部に設けた排紙トレイ１３へ
排出する排出ローラである。

【００１９】この画像形成装置に設けるレーザ式露光装
置４について図２を参照して説明する。図２（ａ）はレ
ーザ式露光装置４の構成を模式的に示す上側から見た断
面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図
である。

【００２０】図２（ａ）、（ｂ）において２１は筐体
で、この筐体２１は上面部が開放された下部筐体２１ａ
と、この下部筐体２１ａの上面開放部を覆うカバーの役
目をなす上部筐体２１ｂとを組合せて構成されている。
この筐体２１は後述する最終段のレンズ２７に面する側
面壁に下部筐体２１ａと上部筐体２１ｂにわたってレー
ザ出射口Ａが形成されている。このレーザ出射口Ａの両
側に位置する下部筐体２１ａと上部筐体２１ｂとの組み
合せ部には隙間Ｓ１、Ｓ２が夫々存在している。このレ
ーザ光出射口Ａの両側の両側に位置する隙間Ｓ２、Ｓ２
は、回転鏡２３の回転に伴い筐体２１の内部に発生する
気流により筐体２１の外部から空気を吸い込む吸い込み
部および吐き出す吐き出し部になる。このレーザ光出射
口Ａの両側の両側に位置する隙間Ｓ１、Ｓ２はレンズ２
７の両端と下部筐体２１ａおよび上部筐体２１ｂとを密
着しても小さくても発生する。なお、図２（ａ）、
（ｂ）は便宜上判りやすくするために大きく示してい
る。

【００２１】筐体２１の内部には次に述べる部品が収容
されている。２２はレーザユニットで、このレーザユニ
ット２２は図示しないがレ−ザ光源であるレーザダイオ
ード、このレーザダイオ−ドから出射されたレーザ光を
絞るコリメ−タレンズを備えている。２３はレーザユニ
ットから出射されたレーザ光を偏向、走査する回転鏡お
よび２４はこの回転鏡２３を回転させるスキャナモータ
である。回転鏡２３は垂直な回転軸線を中心として回転
するように設けられている。２５、２６および２７は回
転鏡２３により偏向、走査されたレーザ光を感光体ドラ
ム２の表面へ向けて導いて結像するレンズである。最終
段のレンズ２７は筐体２１の側面壁に形成されたレーザ
出射口Ａに面して設けられている。

【００２２】レーザユニット２２では電気信号により変
調されたレーザ光Ｌをレーザダイオードから出射し、出
射したレーザ光Ｌをコリメータレンズで絞って回転鏡２
３に導き、回転鏡２３で反射させた後にレンズ２５，２
６および２７を通して感光体ドラム２の表面へ導いて結
像する。スキャナモータ２４により回転鏡２３を回転す
ると、レーザユニット２２から出射された出射されたレ
ーザ光Ｌを偏向して感光体ドラム２の表面上を走査して
静電潜像を形成する。

【００２３】ここで、回転鏡２３が図２（ａ）に示す矢
印方向へ回転すると、回転鏡２３の両方の側方（図示上
下方）に何も存在しない場合、回転鏡２３とこの回転鏡
２３に接近して位置する筐体２１の側面壁との間の間隙
の気圧が低下して、この部分に空気が流れ込むようにし
て図示矢印で示す向きの気流Ｗが発生する。すなわち、
筐体２１の外部であって画像形成装置本体１の内部にお
ける空気が、図２（ａ）において筐体２１に設けたレー
ザ出射口Ａに対して上側方（一側方）に存在する隙間Ｓ
１から筐体２１の内部に吸い込まれ、さらにこの空気が
回転鏡２３と回転鏡２３に接近して位置する筐体２１の
側面壁との間の間隙に向けて流れ、さらにこの空気が図
２（ａ）においてレーザ出射口Ａに対して下側方（他側
方）に存在する隙間Ｓ２から筐体２１の外部へ吐き出さ
れる気流Ｗが発生する。つまり、レーザ出射口Ａに対し
て一側方に存在する隙間Ｓ１が筐体２１の外部の空気を
吸い込む吸い込み部となり、他側方に存在する隙間Ｓ２
が筐体２１の内部の空気を筐体２１の外部へ吐き出す吐
き出し部となる。

【００２４】一方、画像形成装置本体１の内部では、現
像装置５から磁性トナーが感光体ドラム２の表面へ移動
したり、クリーニング装置７で感光体ドラム２の表面に
残留する磁性トナーを掻き取るなどの動作が行われてい
るので、感光体ドラム２の周辺では磁性トナーが浮遊し
易い状況となっている。筐体２１のレーザ光出射口Ａか
ら出射されるレーザ光Ｌの光路の先には感光体ドラム２
があり、筐体２１と感光体ドラム２との間を遮るものが
ない。このため、筐体２１の内部に発生する気流Ｗによ
って筐体２１の外部の空気が隙間Ｓ１を通って筐体２１
の内部へ吸込まれる際に、感光体ドラム２の周辺に浮遊
する磁性トナーＴが吸込まれる空気に乗って一緒に隙間
Ｓ１を通して筐体２１の内部へ吸込まれる。

【００２５】そこで、筐体２１の内部においては筐体２
１の内部において吸い込み部となる隙間Ｓ１に面して金
属板部材３１が設けられており、この金属板部材３２は
筐体２１の外部から隙間Ｓ１を通して筐体２１の内部へ
空気とともに吸込まれる磁性トナーＴを吸着して捕獲す
るものである。金属板部材３１は磁性トナーＴを吸着す
ることを考慮してアルミニウムなどの軽金属類、あるい
は亜鉛めっき鋼板など磁化し易い金属により形成されて
いる。後者の金属で形成すると、磁性トナーＴを磁力に
より効果的に吸着して捕獲することができる。この実施
の形態では金属板部材３１は一枚の金属板を用いた最も
簡素な構成とされ、筐体２１の隙間Ｓ１を覆う大きさを
有している。金属板部材３１は隙間Ｓ１に対面して隙間
Ｓ１に対して磁性トナーＴを吸着する上で適切な距離を
存した位置で筐体２１の側面壁と平行（水平面および垂
直面ともに平行）に配置されている。また、金属板部材
３１はねじにより筐体２１に取付けられている。このた
め、金属板部材３１はそれ自身を廃棄する場合、あるい
は露光装置４を廃棄する場合には筐体２１から容易に取
外すことができる。また、金属板部材３１は再利用の度
合いが高い。

【００２６】このように金属板部材３１を設けると、筐
体２１の外部の空気が隙間Ｓ１を通して筐体２１の内部
へ吸込まれる際に、空気は隙間Ｓ１を通過すると筐体２
１の内部に設けた金属板部材３１の表面に衝突し、その
後この表面に沿って金属板部材３１の周縁に向けて流
れ、金属板部材３１の周囲から筐体２１の内部へ吸込ま
れる。この過程で空気に含まれる磁性トナーＴは空気が
金属板部材３１の表面に衝突する時に金属板部材３１に
当たって金属板部材３１に吸着されて捕獲される。この
ため、金属板部材３１に到達するまでに磁性トナーを含
んでいた空気は、金属板部材３１を通過した後は多くの
磁性トナーＴが取り除かれて殆どトナーを含まない空気
となる。これにより殆どトナーを含まない空気が筐体２
１の内部へ吸込まれ、筐体２１の内部を流れて他方の隙
間Ｓ２を通過して筐体２１の外部へ吐き出される。この
ため、筐体２１の内部に設けられるレーザユニット２２
および回転鏡２３に加えて、レンズ２５ないし２７など
の光学系を構成する部品に、筐体２１の外部に浮遊する
トナーが吸込まれて付着することがなく、このトナーの
付着によりレーザ光の出力低下やレーザ光の部分的な遮
断という事態の発生を防止して、良好な露光を維持し、
さらに安定した高い品質の画像を記録することができ
る。例えばこの実施の形態の露光装置を用いた画像形成
装置で記録した画像は従来の露光装置を用いた画像形成
装置で記録した画像荷比較して約２０倍の寿命が得られ
た。

【００２７】この実施の形態では金属板部材３１は隙間
Ｓ１を形成した筐体２１の側面壁に対して垂直面および
水平面で平行にして配置されているが、図２の仮想線で
示すように金属板部材３１を筐体２１の側面壁に対して
垂直面および水平面の一方または両方で傾斜して配置し
て、気流Ｗの断面に対する面積を増大すれば気流に含ま
れる磁性トナーＴを捕獲する度合いが増大する。また。
金属板部材３１をく字形に屈曲しても気流Ｗの断面に対
する面積を増大する・この実施の形態における帯電装置
３はコロナ帯電方式を採用しているが、このコロナ帯電
方式の帯電装置３はオゾンを発生させることから、コロ
ナを浮遊させる度合いが高い。このため、金属板部材３
１を設けることにより、画像形成装置本体１の内部で浮
遊する多くの磁性トナーを捕獲して筐体２１の内部に流
入することを防止できる。

【００２８】図３は他の実施の形態におけるレーザ式露
光装置４の構成を模式的に示す断面図であり、図２と同
じ部分は同じ符号を付して示している。この実施の形態
では、金属板部材３１として複数の金属板３１ａを並べ
て配置して構成している。すなわち、各金属板３１ａは
例えば隙間Ｓ１の長さの半分よりやや長い程度の長さを
有するもので、２個の金属板３１ａを隙間Ｓ１の長さ方
向に並べている。さらに、２個の金属板３１ａの組合せ
を複数組み気流Ｗの流れ方向に間隔を存して互い違いと
なるように、言換えれば櫛歯状に並べて配置している。
これにより各金属板３１ａの間に屈曲した隙間が形成さ
れる。

【００２９】このため、まず複数の金属板３１ａを並べ
て配置することにより、気流Ｗの断面に対する金属板部
材３１に対する面積が大変大きくなり、隙間Ｓ１から筐
体２１の内部へ吸込まれる空気に含まれる磁性トナーＴ
を吸着して捕獲する度合いが大変大きい。また、複数の
金属板３１ａを気流Ｗの流れ方向に間隔を存して互い違
いとなるように言換えれば櫛歯状に並べて配置している
ので、隙間Ｓ１から筐体２１の内部へ吸込まれる空気が
各金属板３１ａの間に形成される屈曲した隙間を通って
流れる。このため、空気が流れる速度が抑制されて各金
属板３１ａに接触する時間が長くなり、空気に含まれる
磁性トナーＴを吸着して捕獲する度合いが大変大きくな
る。また、各金属板３１ａは筐体２１の側面壁に対して
水平面上で傾斜して配置されているので、この点でも各
金属板３１ａが空気に含まれる磁性トナーを吸着して捕
獲する度合いが大変大きくなる。

【００３０】なお、前述した各実施の形態では、空気が
隙間Ｓ１から筐体２１の内部に吸込まれ、隙間Ｓ２から
吐き出される気流Ｗが発生する場合について述べたが、
図４に示すように逆向きの気流Ｗが発生する場合も対象
にできる。図４は他の実施の形態におけるレーザ式露光
装置４の構成を模式的に示す断面図であり、図４におい
て図２と同じ部分は同じ符号を付して示している。すな
わち、図４では回転鏡２３の周囲に筐体２１の側面壁が
迫っていると、回転鏡２３とレンズ２５との間の空間部
分の気圧が低くなる。このため、筐体２１の内部には、
外部の空気が他方の隙間Ｓ２から吸込まれ、一方の隙間
Ｓ１から吐き出される向きの気流Ｗが発生する。この場
合には筐体２１の内部に他方の隙間Ｓ２に面して金属板
部材３１を設けて、隙間Ｓ２から吸込まれる空気に含ま
れる磁性トナーＴを吸着して捕獲するようにする。金属
板部材３１は例えば図２に示すものを用いている。

【００３１】なお、本発明は前述した実施の形態に限定
されず、種々変形して実施することができる。例えば、
前述した実施の形態では金属板部材を筐体２１の内部に
設けているが、筐体２１の外部に設けるようにしても良
い。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明の画像形成装置によれ
ば、レーザ露光装置の筐体に設けられた空気吸い込み部
に金属板部材を設けているので、回転鏡の回転により筐
体の内部に発生する気流により筐体の外部から吸い込み
部を通って筐体内部に吸込まれる空気に含まれる磁性ト
ナー金属板部材で吸着捕獲するので、筐体の吸い込み部
に金属板部材を設けるという安価な手段により、筐体外
部に存在するトナーが筐体内部に吸込まれて筐体内部に
配設される構成部品に付着してレーザ露光装置の機能に
悪影響を及ぼすことを安定して防止でき、この結果して
高い品質の画像を保持できる。

【００３３】請求項２の発明によれば、単一の金属板に
より金属板部材を構成するので、最も簡素な構成で露光
装置の筐体内部に吸込まれる空気に含まれる磁性トナー
を吸着して捕獲することができる。

【００３４】請求項３の発明によれば、複数の金属板を
組み合せて金属板部材を構成するので、露光装置の筐体
内部に吸込まれる空気の流れの断面に対する金属板部材
に対する面積が大変大きくなり、空気に含まれる磁性ト
ナーを吸着して捕獲する度合いが大変大きく捕獲効果が
大である。請求項４の発明によれば、金属板部材が櫛歯
状をなすので、露光装置の筐体内部に吸込まれる空気の
流れの断面に対する金属板部材に対する面積が大変大き
くなり、空気に含まれる磁性トナーを吸着して捕獲する
度合いが大変大きく捕獲効果が大である。請求項５の発
明によれば、コロナ帯電方式の帯電装置を設けた場合で
も、露光装置の筐体にトナーが吸込まれることを効果的
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置を
模式的に示す断面図。

【図２】同実施の形態の画像形成装置に設ける露光装置
を模式的に示す断面図。

【図３】他の実施の形態における露光装置を模式的に示
す断面図。

【図４】他の実施の形態における露光装置を模式的に示
す断面図。

【符号の説明】

１…画像形成装置本体２…感光体ドラム３…帯電装置４…露光装置２１…筐体２２…レーザユニット２３…回転鏡２５…レンズ２６…レンズ２７…レンズＴ…レーザ光出射口Ｒ１…隙間Ｒ２…隙間Ｗ…気流

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 JA03 JA19 JB09 JB12 JB15 JB29 JC05 2H045 AA33 DA02 DA04 DA41 2H076 AB05 AB12 AB18 AB22 AB82 AB83 EA15 2H109 CA22 5C072 AA03 HA02 HA13 XA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、この感光体を帯電する帯電装
置と、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光装
置と、前記感光体の静電潜像を現像してトナー像を形成
する現像装置と、前記感光体のトナー像を記録紙に転写
する転写装置とを具備し、前記露光装置は、レーザ光源
と、このレーザ光源から出射されるレーザ光を偏向走査
する回転鏡と、前記回転鏡で偏向走査されたレーザ光を
前記感光体に結像する光学系と、これらレーザ光源、回
転鏡および光学系を収容する筐体とを備え、この筐体は
前記回転鏡の回転に伴い前記筐体の内部に発生する気流
により前記筐体の外部から空気を吸い込む吸い込み部を
有し、且つ前記筐体には前記吸い込み部に面して金属板
部材が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記金属板部材は単一の金属板であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記金属板部材は複数の金属板の組み合
せであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記金属板部材は櫛歯状をなすものであ
ることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記帯電装置はコロナ帯電を行うもので
あることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。