JP2007171296A - 光走査装置およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被走査体上にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することが可能な光走査装置を提供する。
【解決手段】このレーザスキャナユニット８は、レーザダイオード８１から発射されたレーザ光をポリゴンミラー８４で偏向したのちｆθレンズ８５，８６を介して感光体ドラム３１に導光して前記感光体ドラム３１上で水平走査を実行する一方、前記ポリゴンミラー８４で前記水平走査の開始端近傍に向けて偏向したレーザ光を反射鏡８９で反射したのちセンサ部材９０に入射させて水平同期信号を取得するように構成されている。そして、反射鏡８９とセンサ部材９０との間には、減光作用を有するレンズ部材９２が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光走査により被走査体に像形成を行う光走査装置およびそれを備える画像形成装置に関するものである。

従来、複写機やファクシミリ装置、さらにはプリンタ等の画像形成装置に装着され、光走査により被走査体に静電潜像の書き込みを行う光走査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

図４は、従来のレーザスキャナユニットの構成を示した斜視図である。図４に示すレーザスキャナユニット（光走査装置）１０８では、図外の画像メモリで生成されて出力された画像データ信号が、レーザ発光部１８１でレーザ光に変調され、回転駆動するポリゴンミラー１８４に向けて発射される。そして、そのレーザ光をポリゴンミラー１８４で偏向したのちｆθレンズ１８５，１８６を通して折返し鏡１８７で反射することにより、所定の走査方向（図４の矢印Ａ方向）に水平走査しながら前記走査方向と直交する軸心回り（図４の矢印Ｂ方向）に回転する感光体ドラム３１上の露光位置に導くようになっている。

また、レーザスキャナユニット１０８では、上記水平走査の開始端近傍に向けて偏向されたレーザ光を反射鏡１８９で反射したのちレンズ１９２を通してセンサ部材１９０に導くように構成されており、これによってレーザ発光部１８１によるレーザ光の発射タイミングを調整している。

このような従来のレーザスキャナユニット１０８では、センサ部材１９０の受光面で乱反射されたレーザ光が感光体ドラム３１に到達することにより感光体ドラム３１上にゴースト像が形成されるのを防止するべくセンサ部材１９０近傍の適所に遮光壁１８０ｂ、１８０ｃを設けていた。

また、上記特許文献１には、反射鏡からセンサ部材に向かう光路にスリットを有するスリット体を設け、そのスリット体の側壁をレーザ光の光軸に対して角度調節可能に構成することにより、スリット体の側壁でレーザ光が反射されて感光体ドラム上にゴースト像が形成されるという不都合が発生するのを防止している。
特開平８−２１９６９号公報

しかしながら、上記のような従来の光走査装置では、センサ部材の受光面で正反射されて入射光路を逆流したレーザ光がポリゴンミラーで再度偏向されて感光体ドラムに向かった場合に、感光体ドラム上に不必要な書き込みが行われることになり、感光体ドラム上のゴースト像の形成を十分に抑制するのが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被走査体上にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することが可能な光走査装置およびそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明の請求項１に記載の光走査装置は、光源から発射された光束を偏向器で偏向したのち結像手段を介して被走査体に導光して前記被走査体上で水平走査を実行する一方、前記偏向器で前記水平走査の開始端近傍に向けて偏向した光束をセンサ部材に入射させて水平同期信号を取得するように構成された光走査装置において、前記偏向器と前記センサ部材との間に減光手段を設けたことを特徴とする。

この請求項１に記載の光走査装置では、上記のように、偏向器とセンサ部材との間に減光手段を設けることによって、その減光手段を通過後の光束の光量（強度）を通過前の光束の光量に比べて小さくすることができるので、例えば偏向器からの光束がセンサ部材の受光面で略正反射されて逆路を辿ったのち偏向器で再度偏向されて被走査体上に到達したとしても、前記センサ部材で反射されて被走査体上に到達した光束が減光手段を２度に亘って通過していることから当該光束の光量を被走査体への書き込み可能な光量の下限よりも十分に小さくすることができる。

上記請求項１に記載の光走査装置において、好ましくは、前記偏向器と前記センサ部材との間に配設されるとともに、前記偏向器で偏向した光束を集光して前記センサ部材に入射させるレンズ部材をさらに備え、前記レンズ部材は、前記減光手段を兼ねている（請求項２）。このように構成すれば、いわゆる集光レンズとして作用するレンズ部材が減光作用をも有することとなるので、減光手段としての減光部材を別途設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができる。

上記請求項１に記載の光走査装置において、前記減光手段は、減光フィルタであってもよい（請求項３）。このように構成すれば、偏向器からの光束の光量を容易に低下させることができる。

この発明の請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置からの光束により被走査体上に静電潜像を形成して記録媒体に画像を形成することを特徴とする。

この請求項４に記載の画像形成装置では、上記のように、被走査体上にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することが可能な光走査装置を用いたので、記録媒体に良好な画質の画像を容易に形成することができる。

この発明の光走査装置によれば、センサ部材の受光面で反射されて被走査体上に到達した光束が減光手段を２度に亘って通過していることから当該光束の光量を被走査体への書き込み可能な光量の下限よりも十分に小さくすることができるので、センサ部材での反射による被走査体上への不必要な書き込みが行われるのを抑制することができる。その結果、被走査体上にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるプリンタの全体構成を示した断面図であり、図２および図３は、図１に示したプリンタのレーザスキャナユニットの構成を説明するための斜視図および平面図である。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるプリンタ１の全体構成について説明する。なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタ１に適用した例について説明する。

プリンタ１は、図１に示すように、箱状の筐体１ａを備えており、その筐体１ａ内に設けられた搬送路Ｌに沿って用紙（記録媒体）を搬送しながら、図略の端末等から送信された画像データに基づいて前記用紙に画像を形成するものである。搬送路Ｌは、当該プリンタ１の前方から後方（図１では右方から左方）に略水平に延びる水平部Ｌ１と、水平部Ｌ１の後端部から略垂直に立ち上がる垂直部Ｌ２とを有しており、側面視で略Ｌ字状となるように構成されている。

プリンタ１は、用紙を収納するとともにその用紙を次述の画像形成部３に供給する給紙部２と、給紙部２から供給された用紙に画像を形成する画像形成部３と、画像形成部３で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる定着部４とを備えている。

給紙部２は、当該給紙部２に前方に引出し可能に装着され、かつ、その装着状態で搬送路Ｌの水平部Ｌ１の下方に配設される給紙カセット２１を含んでいる。この給紙部２は、給紙カセット２１内の用紙をピックアップローラ２２によって１枚ずつ取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ２３、２４、２５および２６によって搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出し、さらに、レジストローラ２７によって一時待機させた後、所定のタイミングで画像形成部３に供給するように構成されている。

また、給紙部２は、筐体１ａの正面に取り付けられる手差しトレイ２８を有しており、手差しトレイ２８に載置された用紙をピックアップローラ２９によって取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ２４および２６によって１枚ずつ搬送路Ｌの水平部Ｌ１に送り出すことが可能となっている。

給紙カセット２１は、上面が開放された略直方体形状を有しており、用紙を積載して収納可能なように構成されている。

画像形成部３は、感光体ドラム３１の表面にトナー像を形成した後にそのトナー像を用紙に転写するように構成されている。すなわち、この画像形成部３は、搬送路Ｌの水平部Ｌ１の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の上方に配設される帯電部３２と、感光体ドラム３１の前方に配設される現像部３３と、感光体ドラム３１の下方に配設される転写部３４と、感光体ドラム３１の後方に配設されるクリーニング部３５と、当該画像形成部３および前記定着部４の上方に配設されるレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）８とを有している。なお、感光体ドラム３１は、本発明の「被走査体」の一例であり、レーザスキャナユニット８は、本発明の「光走査装置」の一例である。

感光体ドラム３１は、図１において時計回りに回転するようになっており、その表面には、当該表面が帯電部３２によって一様に帯電された後に、レーザスキャナユニット８によって画像データに基づくレーザ光が帯電部３２と現像部３３との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成された表面に、現像部３３からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。

そして、給紙部２から供給された用紙は、転写部３４の転写ローラ３４ａによって感光体ドラム３１に押し付けられながら搬送されることにより、その表面（転写面）に、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部４に送り込まれる。なお、転写後の感光体ドラム３１の表面に残留したトナー及び残留電荷は、クリーニング部３５によって除去されるようになっている。

定着部４は、ヒートローラ４１と、圧力ローラ４２とを有しており、これらのローラ４１および４２でトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力とでトナー像を用紙に定着するようになっている。

そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ５１によって筐体１ａの上面に形成された排出部５に排出される。

なお、本実施形態のプリンタ１では、搬送路Ｌの水平部Ｌ１と給紙カセット２１との間にスイッチバック部６が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。また、定着部４と排出ローラ５１との間、および、上記スイッチバック部６の搬送路Ｌ’には、その適所に搬送ローラ７が配設されている。

次に、図２および図３を参照して、上記レーザスキャナユニット８の構成について説明する。

レーザスキャナユニット８は、図２および図３に示すように、ハウジング８０内にレーザダイオード（ＬＤ）８１と、レンズ部８２，８３と、ポリゴンミラー８４と、ｆθレンズ８５，８６と、折返し鏡８７とを備えている。なお、ポリゴンミラー８４は、本発明の「偏向器」の一例であり、ｆθレンズ８５，８６は、本発明の「結像手段」の一例である。また、レーザスキャナユニット８は、実際には図略の遮光用カバーが装着されているが、図２では説明の便宜上、同カバーを取り外した状態を示している。

レーザダイオード８１は、図外の画像メモリで生成されて出力された画像データ信号をレーザ光に変調して発射する、本発明の「光源」としての機能を有している。このレーザダイオード８１は、レーザ光の発射タイミング等の制御を行う回路基板８８に電気的に接続されている。レンズ部８２，８３は、例えばコリメータレンズやプリズム等により構成されており、入射したレーザ光を平行光に変換する機能を有している。

また、ポリゴンミラー８４は、平面視正六角形の平板状に形成されており、図略のモータ駆動により所定方向（図３では反時計回りの方向）に回転しながらレンズ部８３からのレーザ光をｆθレンズ８５に向けて偏向するように構成されている。ｆθレンズ８５，８６は、互いのアーチ部分が対向するようにハウジング８０内の適所に配設されており、ポリゴンミラー８４で偏向されたレーザ光を感光体ドラム３１上で等速走査させる機能を有している。折返し鏡８７は、ｆθレンズ８６からのレーザ光をハウジング８０の開口部８０ａを通して感光体ドラム３１に導くために設けられている。

このレーザスキャナユニット８では、レーザダイオード８１から発射されたレーザ光がレンズ部８２，８３を介してポリゴンミラー８４へと導かれる。そして、回転するポリゴンミラー８４に入射したレーザ光は、ポリゴンミラー８４の鏡面で反射偏向されたのちｆθレンズ８５，８６を通って折返し鏡８７で反射されることにより、所定の走査方向（図２の矢印Ａ方向）に水平走査されながら前記走査方向と直交する軸心回り（図２の矢印Ｂ方向）に回転する感光体ドラム３１上の露光位置に導かれるようになっている。なお、ポリゴンミラー８４が一定速度で回転駆動するように構成しているため、ｆθレンズ８５，８６を通って感光体ドラム３１の表面に到達するレーザ光が感光体ドラム３１上を一定速度で走査して感光体ドラム３１上の電荷を除去するようになっている。

また、レーザスキャナユニット８は、水平同期信号を検出し、この信号に基づいてレーザ光の発射タイミングの調整を行うことにより、感光体ドラム３１への書き込みタイミングを制御するようになっている。

すなわち、レーザスキャナユニット８は、ハウジング８０内に反射鏡８９と、センサ部材９０と、センサ用回路基板９１と、レンズ部材９２と、レンズホルダ９３とをさらに備えている。なお、レンズ部材９２は、本発明の「減光手段」の一例である。

反射鏡８９は、図３ではｆθレンズ８６の左端前部に配設されており、ポリゴンミラー８４で偏向されたのちｆθレンズ８５を通ってｆθレンズ８６の走査開始端（左端）近傍に入射するレーザ光をセンサ部材９０に向かって反射するように構成されている。

センサ部材９０は、反射鏡８９からのレーザ光を、レンズ部材９２を介して受光可能な位置に配設されており、その受光面がレーザ光を受光することによりセンサ用回路基板９１で水平同期信号が取得されるようになっている。

レンズ部材９２は、反射鏡８９とセンサ部材９０との間に配設されており、上記水平同期信号をセンサ用回路基板９１に正確に取得させるべく反射鏡８９からのレーザ光を集光してセンサ部材９２に入射させる、いわゆる集光レンズとしての作用を有している。ここで、本実施形態では、レンズ部材９２は、上記集光作用に加えて、当該レンズ部材９２を透過するレーザ光の光量（強度）を低下させる減光作用をも有するように構成されている。詳しくは、レンズ部材９２は、レンズ本体の表面に図略の減光（ＮＤ）フィルム等が貼り付けられて構成されており、本実施形態では当該レンズ部材９２を通過後のレーザ光の光量を通過前のレーザ光の光量に比べて約６０％に低下させることが可能なものを用いている。

これにより、センサ部材９０の受光面で正反射されて逆路を辿ることにより感光体ドラム３１上に到達したレーザ光が前記レンズ部材９２を２度に亘って通過していることから、その光量がレーザダイオード８１から発射されてレンズ部８２，８３、ポリゴンミラー８４、ｆθレンズ８５，８６および折返し鏡８７を介して感光体ドラム３１に到達したレーザ光の光量に比べて十分に小さくなっている。

また、センサ部材９０近傍の適所には、遮光壁８０ｂ、８０ｃが設けられており、これによってセンサ部材９０の受光面で乱反射されたレーザ光が感光体ドラム３１に到達することにより感光体ドラム３１上にゴースト像が形成されるのを防止している。

本実施形態では、上記のように、反射鏡８９とセンサ部材９０との間に減光作用を有するレンズ部材９２を設けることによって、そのレンズ部材９２を通過後のレーザ光の光量（強度）を通過前のレーザ光の光量に比べて小さくすることができるので、反射鏡８９からのレーザ光がセンサ部材９０の受光面で略正反射されて逆路を辿ったのちポリゴンミラー８４で再度偏向されて感光体ドラム３１上に到達したとしても、前記センサ部材９０で反射されて感光体ドラム３１上に到達したレーザ光がレンズ部材９２を２度に亘って通過していることから当該レーザ光の光量を感光体ドラム３１への書き込み可能な光量の下限よりも十分に小さくすることができる。これにより、センサ部材９０での反射による感光体ドラム３１上への不必要な書き込みを抑制することができるので、感光体ドラム３１上にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、反射鏡８９で反射したレーザ光を集光してセンサ部材９０に入射させる、いわゆる集光レンズとして作用するレンズ部材９２が減光作用をも有するように構成したので、減光作用を有する減光部材を別途設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、レンズ部材９２に減光作用を有する減光フィルムを貼り付けるだけで、反射鏡８９からのレーザ光の光量を容易に低下させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、感光体ドラム３１上にゴースト像が形成されるのを十分に抑制することが可能なレーザスキャナユニット８を用いたので、用紙に良好な画質の画像を容易に形成することができる。

なお、上記実施形態では、本発明を、画像形成装置の一例としてのプリンタに適用した例について示したが、これに限らず、プリンタ以外の複写機やファクシミリ、それらの複合機等にも適用可能である。

また、上記実施形態では、ポリゴンミラー８４で偏向したレーザ光を反射鏡８９で反射させたのちセンサ部材９０に入射させて水平同期信号を取得するように構成したが、これに限らず、ポリゴンミラー８４で偏向したレーザ光をセンサ部材９０に直接入射させて水平同期信号を取得するような構成であってもよい。

また、上記実施形態では、光源として１つのレーザダイオード８１を用いる例について示したが、これに限らず、２つ以上のレーザダイオードにより光源が構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、反射鏡８９とセンサ部材９０との間に集光作用および減光作用の両方を有するレンズ部材９２を設ける例について示したが、これに限らず、反射鏡８９とセンサ部材９０との間に集光レンズおよび減光（ＮＤ）フィルタ（減光手段）を個別に設けて、反射鏡８９からのレーザ光を集光しながらその光量を低下させるように構成してもよい。

本発明の一実施形態によるプリンタの全体構成を示した断面図である。 図１に示したプリンタのレーザスキャナユニットの構成を説明するための斜視図である。 図２に示したレーザスキャナユニットの平面図である。 従来のレーザスキャナユニットの構成を示した斜視図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
８ レーザスキャナユニット（光走査装置）
３１ 感光体ドラム（被走査体）
８１ レーザダイオード（光源）
８４ ポリゴンミラー（偏向器）
８５，８６ ｆθレンズ（結像手段）
８９ 反射鏡
９０ センサ部材
９２ レンズ部材（減光手段）

Claims (4)

1. 光源から発射された光束を偏向器で偏向したのち結像手段を介して被走査体に導光して前記被走査体上で水平走査を実行する一方、前記偏向器で前記水平走査の開始端近傍に向けて偏向した光束をセンサ部材に入射させて水平同期信号を取得するように構成された光走査装置において、
   前記偏向器と前記センサ部材との間に減光手段を設けたことを特徴とする光走査装置。
2. 前記偏向器と前記センサ部材との間に配設されるとともに、前記偏向器で偏向した光束を集光して前記センサ部材に入射させるレンズ部材をさらに備え、
   前記レンズ部材は、前記減光手段を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記減光手段は、減光フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置からの光束により被走査体上に静電潜像を形成して記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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