JP2003255254A

JP2003255254A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003255254A
Application number: JP2002053929A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamakawa; 健志山川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: US20030160860A1; US6829001B2; JP4008262B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＤユニットから射出されるフレア光線を遮
蔽する。【解決手段】ポリゴンミラー５を回転駆動するポリゴ
ンモータ８のカバー８ａに第１の遮蔽板１１を一体に形
成し、ＬＤユニット１から主光線の左右両側に射出され
る第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２のうち、第１
のフレア光線ＦＬ１を第１の遮蔽板１１で遮蔽し、万一
の漏光を考慮して固定部に補助遮蔽板１２を並設すると
ともに、第２のフレア光線ＦＬ２に対しては固定部に第
２の遮蔽板１３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、偏向器により光
源からの光線を偏向して像担持体上に画像露光を行う書
き込みユニットを備えた電子写真方式のデジタル複写
機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置の一例としてデジ
タル複写機を例にとってその構成の概略を簡単に説明す
る。この種のデジタル複写機は、積載された原稿を1枚
ずつ搬送してコンタクトガラス上にセットする自動原稿
送りユニットと、コンタクトガラス上の原稿を光学的に
走査してＣＣＤセンサ上に結像させる画像読み取りユニ
ットと、ＣＣＤセンサ上に結像した原稿の反射光像を光
電変換して得られたアナログ画像信号をＡＤ変換器によ
りデジタル画像信号に変換し、それに基づいて発光させ
た半導体からの光線を偏向させて像担持体上に結像させ
る光走査ユニットと、像担持体上に形成された静電潜像
を現像して転写紙上に転写するプリンタユニットと、プ
リンタユニットへ転写紙を供給する給紙ユニットとを有
している。

【０００３】このうち、書き込みユニットを構成する光
走査ユニットは、例えば図８にその走査光学系を示すよ
うなものがある。半導体レーザユニット（以下「ＬＤユ
ニット」という）１の内部に設けられた光源としての半
導体レーザ（以下「ＬＤ」という）１ａから発せられた
レーザビームはコリメートレンズ１ｂによりほぼ平行光
線とされ、アパーチャ２により画像形成に必要な所定の
断面形状に整形されて主光線Ｌとなる。主光線Ｌはシリ
ンドリカルレンズ３により副走査方向に圧縮され、ミラ
ー４により折り返されて偏光器としてのポリゴンミラー
５に入射する。ポリゴンミラー５に入射した主光線Ｌは
高速で矢示方向に回転するポリゴンミラー５の反射面に
より偏向されてＦθレンズ６に入射し、等角速度走査を
等速度走査に変換され、書き込みユニットの外部に出て
被走査面である感光体ドラム７上に結像して静電潜像を
形成する。なお、図８で符号９ａは画像領域外に設けら
れた同期検知ミラー、符号９ｂはその反射光を検知可能
な同期検知センサであり、この同期検知センサ９ｂの検
知出力により主走査方向の頭出しの基準となる同期信号
が得られる。また、Ｆθレンズ６は面倒れ補正機能も有
している。

【０００４】図９及び図１０は、上記のような走査光学
系を備えた書き込みユニット１０の一例を示す構成図で
あり、図９はその平面図、図１０はその側断面図であ
る。図９及び図１０から明らかなように、実際の書き込
みユニット１０においては、ポリゴンミラー５はポリゴ
ンモータ８により回転駆動され、ポリゴンモータ８のカ
バー８ａには防音ガラス５ａが固設され、ミラー４から
ポリゴンミラー５に入射する光線及びポリゴンミラー５
からＦθレンズ６に射出する光線は防音ガラス５ａを通
過するようになっている。ここで、ポリゴンミラー５の
回転速度は感光体ドラム７の回転速度と書き込みユニッ
ト１０の書き込み密度及びポリゴンミラー５の面数によ
り決定される。

【０００５】しかし、このような従来の画像形成装置の
書き込みユニットでは、ＬＤ１ａのサイドローブやＬＤ
ユニット１の内部反射等により、主光線Ｌと異なる画像
形成に寄与しない光線がＬＤユニット１から射出される
場合がある。すなわち、図９で主光線Ｌの進行方向両側
に現れる第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２がそれ
である。図１１はその一部を拡大して示す光路図であ
る。このような第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２
は主光線Ｌに比してエネルギ的には小さいことが多い
が、もし主光線Ｌと同一の高さを進行すると、図９及び
図１１に示すように、ミラー４とポリゴンモータ８のカ
バー８ａとの隙間を通る第１のフレア光線ＦＬ１と、ミ
ラー４の他端より主光線Ｌの外側を通る第２のフレア光
線ＦＬ２となり、どちらも図９に示したＦθレンズ６を
通過して感光体ドラム７に達するフレア光線ＦＬ１ａ及
びＦＬ２ａとなって感光体７の特定の像高が常時露光さ
れ、画像上では副走査方向の黒すじや黒帯となって現
れ、画像品質を著しく低下させる。このようなフレア光
線は主光線の上下にも発生する場合があるが、これらの
フレア光線は大部分各光学素子を収納するオプティカル
ハウジングやカバー部材に遮ぎられて感光体ドラムまで
達することはない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
な問題点を解決するためには、上記の第１，第２のフレ
ア光線を遮蔽して感光体に達しないようにしなければな
らないが、これらの第１，第２のフレア光線ＦＬ１，Ｆ
Ｌ２が主光線Ｌと同一走査面を進行する場合、図９に示
すように、第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２の一
部ＦＬ１ａ，ＦＬ２ａが主光線Ｌの走査領域に入り込ん
だ場合には主光線Ｌと分離することは困難である。そこ
で、第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２がＬＤユニ
ット１より射出されてからポリゴンミラー５に入射する
までの経路上で遮蔽することが必要となる。特に、第１
のフレア光線ＦＬ１の遮蔽にはポリゴンモータ８とミラ
ー４との間で主光線Ｌを避けて遮蔽部材を配置しなけれ
ばならずスペース的に困難な状況となる。中でも、ポリ
ゴンモータ８は、故障等の場合に交換し得るように、図
９で紙面と垂直な方向にねじにより着脱可能に書き込み
ユニット１０の筐体に装着されている。このように、ポ
リゴンモータ８の着脱を妨げることなく且つ主光線Ｌを
遮ぎることなく隙間なく遮蔽部材を設けて第１のフレア
光線ＦＬ１を完全に遮光することはきわめて難しい。こ
の発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な
構成でＬＤユニットから射出されるフレア光線を効果的
に遮蔽し得る画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、光源からアパーチャを通過して整形され
た光線を偏向器により偏向させ、走査結像光学系により
光導電性の像担持体に光スポットとして結像させる走査
型の画像形成装置において、上記偏向器の少なくとも１
箇所に上記光源からの光線のうち、画像形成に寄与しな
い部分を遮蔽するための遮蔽部材を設けた画像形成装置
を提供するものである。そして、上記の画像形成装置に
おいて、上記遮蔽部材は、画像形成に寄与する光線のみ
を通過させるための開口部を設け、この開口部を上記ア
パーチャに充当させるようにするのが好ましく、上記遮
蔽部材の開口部は、上記偏向器の走査速度に対応してそ
の大きさが定められるようにするとさらによい。この発
明による画像形成装置は上記のように構成することによ
り、きわめて簡単な構成で画像形成の妨げとなる不要な
光線を効率的且つ効果的に遮蔽して画像品質を向上させ
ることが可能になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は、この発明による
書き込みユニットの一実施形態を示す平面図、図２は、
その側断面図であり、図９及び図１０に対応する部分に
は同一の符号を付して示し、その部分の説明は省略す
る。この書き込みユニット１０においては、ポリゴンモ
ータ８のカバー８ａの一部に遮蔽部材である第１の遮蔽
板１１を一体に形成することにより第１のフレア光線Ｆ
Ｌ１を遮蔽し得るようにした。これにより、第１の遮蔽
板１１とポリゴンモータ８のカバー８ａとの間に隙間を
生じるおそれがなくなると同時に、ポリゴンモータ８の
着脱時には第１の遮蔽板１１も一体となって着脱される
ため、第１の遮蔽板１１がポリゴンモータ８の着脱の妨
げとなることがない。なお、通常ポリゴンミラー５はＬ
Ｄユニット１や他の光学部品に対してきわめて高精度に
配置されるため、図３に示すように、第１のフレア光線
ＦＬ１を遮りながら主光線Ｌを遮ることのない限界の位
置に第１の遮蔽板１１を配置することができる。

【０００９】しかしながら、この第１の遮蔽板１１はア
パーチャ２からの距離がミラー４までの距離に比して短
いため、僅かな誤差が第１のフレア光線ＦＬ１の一部を
通過させるおそれもあるため、第１の遮蔽板１１とミラ
ー４との間の書き込みユニット１０のオプティカルハウ
ジング１０ａ上に補助の遮蔽部材である補助遮蔽板１２
を並設し、より一層完全な第１のフレア光線ＦＬ１の遮
蔽を期するようにするのが好ましい。なお、この補助遮
蔽板１２も第１の遮蔽板１１と同様にポリゴンモータ８
のカバー８ａに一体に形成することも可能である。さら
に、図３に示した第２のフレア光線ＦＬ２に関しては、
上記の補助遮蔽板１２と同様に書き込みユニット１０の
オプティカルハウジング１０ａ上に第２の遮蔽部材であ
る第２の遮蔽板１３を設ける。この第２の遮蔽板１３に
ついては、周辺に特に錯綜した可動，固定の部材が存在
しないので比較的容易に配設することができる。このよ
うに、上記の実施形態によれば、偏光器を構成するポリ
ゴンモータ８のカバー８ａの形状を一部変更するだけの
簡単な構成により、従来きわめて困難とされてきたＬＤ
ユニットから射出されるフレア光線を効率的且つ効果的
に遮蔽して画像品質の低下を防止することが可能とな
る。

【００１０】次に、図４〜図６はこの発明の他の実施形
態を示すものであり、図４は、そのポリゴンモータのカ
バーの外観を示す斜視図、図５は、その周辺のフレア光
線の光路を一部拡大して示す光路図、図６は、書き込み
ユニット全体の構成を示す平面図である。この実施形態
では、ポリゴンモータ８のカバー８ａの一部に一体に形
成した第１の遮蔽板１４を主光線Ｌを越える位置まで延
長し、この遮蔽板１４に主光線Ｌが通過する所定の形状
の開口部１５を形成し、この開口部１５を主光線Ｌのア
パーチャに充当させ、図１及び図２に示した独立したア
パーチャ２は廃止する。すでに述べたように、ポリゴン
モータ８の配置精度は本来きわめて高いので、これと一
体の第１の遮蔽板１４及び開口部１５の位置精度もまた
高く、開口部１５にアパーチャ機能を持たせることは充
分可能である。ＬＤユニット１から射出される第１のフ
レア光線ＦＬ１は第１の遮蔽板１４の開口部１５以外の
部分で確実に遮られるので、前実施形態で設けた補助遮
蔽板１２も不要となる。なお、第２のフレア光線ＦＬ２
については、図１及び図３に示した第２の遮蔽板１３を
設ける。このような構成によれば、従来ＬＤユニット１
の内部やオプティカルハウジング１０ａ上に独立部材と
して設置されてきたアパーチャの機能を第１の遮蔽板１
４の開口部１５が兼ねることができ、フレア除去と同時
に生産コストを低減させることが可能になる。

【００１１】このように、アパーチャ機能を有する開口
部をポリゴンモータのカバーと一体に形成することによ
り、さらに以下に述べるような効果がある。一般に、画
像形成装置の書き込み密度が異なる場合、画像形成上の
プロセスから要求される感光体ドラム上のビーム径を異
ならせる必要がある。例えば４００ｄｐｉで書き込まれ
る画像形成装置より６００ｄｐｉで書き込まれる画像形
成装置の方が小さいビーム径を必要とする。このように
所要のビーム径を得るためには、適切なＬＤユニットと
それから射出されるレーザビームを感光体上に結像させ
るレンズ系の性能が不可欠であるが、レンズ系不変のま
まビーム径を変更する方法として、アパーチャの形状や
大きさを変更する方法も容易に実施することができて効
果的である。

【００１２】例えば、画像形成装置のシリーズ機であっ
て、書き込み密度の異なる機種を複数機種構成しようと
する場合、書き込み密度を変更するためには、光学的に
はポリゴンモータの回転数の変更と開口部の形状の変更
を行えばよいことになる。図４〜図６で示した実施形態
によれば、ポリゴンモータ８のカバー８ａと第１の遮蔽
板１４のアパーチャ部を構成する開口部１５は同一の部
品上に一体として形成されているため、生産に際しては
回転数の異なる複数のポリゴンモータと大きさの異なる
複数の開口部とを組み合わせるようにしておけば、シリ
ーズ機の構成上きわめて分かりやすくなる。また、上記
の組みになった１部品を交換するだけで複数のグレード
の画像形成装置を供給することができ、生産性もきわめ
て良好である。

【００１３】図７は、上記のような書き込みユニットを
備えたデジタル複写機の概略を示す構成図であり、この
装置においては、各部の配置の都合上、書き込みユニッ
ト１０は図２とは左右逆向きの光路を有している。な
お、書き込みユニット１０は、図４〜図６に示した実施
形態を備えたものとする。このデジタル複写機は、上部
から自動原稿送りユニット２０，原稿読み取りユニット
３０，書き込みユニット１０，プリンタユニット４０及
び給紙ユニット５０からなっている。自動原稿送りユニ
ット２０は、図示しない原稿台上に積載された原稿を１
枚ずつコンタクトガラス２１上に搬送し、複写終了後の
原稿を排出する。原稿読み取りユニット３０は、照明ラ
ンプ３１及び反射鏡３２からなる光源と第１ミラー３３
とを備えた第１キャリッジ３０Ａと、第２ミラー３４及
び第３ミラー３５を備えた第２キャリッジ３０Ｂとを有
する。原稿読み取り時には、第１キャリッジ３０Ａが所
定の速度で矢示Ｘ方向へ往動し、第２キャリッジ３０Ｂ
が第１キャリッジ３０Ａの１／２の速度で第１キャリッ
ジ３０Ａに追従して矢示Ｘ方向へ往動する。これによ
り、反射鏡３２を有する照明ランプ３１で照明されたコ
ンタクトガラス２１上の原稿が光学的に走査され、色フ
ィルタ３６，レンズ３７を通ってＣＣＤセンサ３８上に
結像する。

【００１４】ＣＣＤセンサ３８は、結像された原稿の反
射光像を光電変換し、アナログ画像信号を出力して原稿
の読み取りが行われ、読み取り終了後、第１，第２キャ
リッジ３０Ａ，３０Ｂはそれぞれホームポジションに復
帰する。なお、上記のＣＣＤセンサ３８として、Ｒ（レ
ッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）のフィルタを備
えた３ラインのＣＣＤを用いればカラー原稿の読み取り
が可能になる。ＣＣＤセンサ３８から出力されるアナロ
グ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル画像信号に
変換され、画像処理板３９にて２値化，多値化，階調処
理，変倍処理，編集処理等の各種画像処理が施される。
画像処理が施されたデジタル画像信号は半導体駆動板
（図示しない）を介して書き込みユニット１０に送ら
れ、それに対応してＬＤユニット１内のＬＤ１ａよりレ
ーザビームが発せられる。

【００１５】ＬＤ１ａより発せられたレーザビームは、
すでに述べたように、コリメートレンズ１ｂによりほぼ
平行光線となり、遮蔽板１４の開口部１５（図５）によ
り画像形成に必要な所定の断面形状に整形されて主光線
Ｌとなる。主光線Ｌ以外の第１，第２のフレア光線ＦＬ
１，ＦＬ２（図５）は第１の遮蔽板１４及び第２の遮蔽
板１３により遮蔽される。開口部１５を通過した主光線
Ｌはシリンドリカルレンズ３により副走査方向に圧縮さ
れ、ミラー４により折り返されて防音ガラス５ａを通
り、ポリゴンミラー５により偏向されてＦθレンズ６に
入射し、折り返しミラー１６で方向を変え、オプティカ
ルハウジング１０ａの窓部１０ｂ及び防塵ガラス１７を
通ってプリンタユニット４０内に射出される。プリンタ
ユニット４０内に射出された主光線Ｌは、像担持体であ
る感光体ドラム７上に結像される。感光体ドラム７は、
複写時には図示しない駆動部により回転駆動され、帯電
装置４１により均一に帯電されてから前述の書き込みユ
ニット１０による画像露光により静電潜像が形成され、
現像装置４２により現像される。

【００１６】一方、給紙ユニット５０は、サイズの異な
る給紙カセット５０ａ，５０ｂ，５０ｃを有し、そのう
ち、所要のものから転写紙がレジストローラ４３へ給紙
され、感光体ドラム７上の画像とタイミングを合わせて
送出される。そして、転写装置４４により感光体ドラム
７上に形成された顕像が転写紙上に転写され、分離装置
４５により感光体ドラム７から分離され、搬送装置４６
により搬送された後、コピーとしてトレイ４８上に排出
される。感光体ドラム７は転写紙分離後にクリーニング
装置４９により残留トナーが除去される。なお、図示の
デジタル複写機にあっては、両面装置等も内蔵されてい
るが、この発明の要旨とは直接関係がないためその説明
は省略する。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
偏向器の少なくとも１箇所に、画像形成に寄与しない部
分を遮光するための遮蔽部材を設けるというきわめて簡
単な構成により、画像形成の妨げとなる不要な光線を効
率的且つ効果的に遮蔽して画像品質を向上させることが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による画像形成装置の書き込みユニッ
トの一実施形態を示す平面図である。

【図２】同じくその側断面図である。

【図３】同じく図１の一部を拡大して示す光路図であ
る。

【図４】この発明による画像形成装置の書き込みユニッ
トの他の実施形態におけるポリゴンモータの外観を示す
斜視図である。

【図５】同じくその書き込みユニットの一部を拡大して
示す光路図である。

【図６】同じくその書き込みユニットの全体の構成を示
す平面図である。

【図７】この発明による書き込みユニットを備えたデジ
タル複写機の概略を示す構成図である。

【図８】従来の書き込みユニットの一例を示す光路図で
ある。

【図９】同じくその書き込みユニットの一例を示す平面
図である。

【図１０】同じくその側断面図である。

【図１１】同じく図９の一部を拡大して示す光路図であ
る。

【符号の説明】

１：ＬＤユニット１ａ：ＬＤ（光源）２：アパーチャ５：ポリゴンミラー（偏向器）７：感光体ドラム（像担持体）８：ポリゴンモータ１０：書き込みユニット（走査結像光学系）１１，１４：第１の遮蔽板１３：第２の遮蔽板１５：開口部２０：自動原稿送りユニット３０：原稿読み取りユニット４０：プリンタユニットＬ：主光線ＦＬ１：第１のフレア光線ＦＬ２：第２のフレア光線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からアパーチャを通過して整形され
た光線を偏向器により偏向させ、走査結像光学系により
光導電性の像担持体に光スポットして結像させる走査型
の画像形成装置において、前記偏向器の少なくとも１箇所に前記光源からの光線の
うち、画像形成に寄与しない部分を遮蔽するための遮蔽
部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記遮蔽部材は、画像形成に寄与する光
線のみを通過させるための開口部を設け、該開口部を前
記アパーチャに充当させるようにしたことを特徴とする
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記遮光部材の開口部は、前記偏向器の
走査速度に対応してその大きさが定められることを特徴
とする請求項２記載の画像形成装置。