JP2007293201A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乱流によるポリゴンミラーの汚れを大幅に軽減することができる光走査装置及び画像形成装置を提供する
【解決手段】光源からの光束を、ポリゴンミラー３２により偏向させ、オプティカルハウジング４０に取り付けられる走査結像光学系により光導電性の感光体１５に、光スポットとして集光して感光体を走査する光走査装置において、微粒子等を捕集する高帯電の静電吸着フィルタ５１を含む複数のシート状部材を一体化した構造を持つ捕集部材５０をオプティカルハウジング４０内に配置する光走査装置である。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源からの光束を、光偏向器により偏向させ、オプティカルハウジングに取り付けられる走査結像光学系により光導電性の感光体に、光スポットとして集光して感光体を走査する光走査装置及びその光走査装置を用いる画像形成装置に関する。

近年、上記形式の光走査装置を用いたレーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置はよく知られている。この種の画像形成装置において、光走査装置には例えば図１１に示すような平面形状が正６角形のポリゴンミラー１００が用いられる。このポリゴンミラー１００は矢印で示す反時計方向に回転されるが、このとき空気の負圧現象により乱流が発生する。この乱流によってポリゴンミラー１００の回転方向に対して各角部後方側であるＡ部には、光走査装置内の空気中にある粉塵や微粒子等がポリゴンミラー１００の表面にたたきつけられる。やがてかかる現象により上記Ａ部が汚染してしまうという問題があった。そして、ポリゴンミラー１００表面が汚染されると、ポリゴンミラー１００の反射率を低下させたり、ポリゴンミラー１００の汚れは画像品質を劣化させたりすることがあった。

特許３６５２２３８号公報 特開平１１−２１８７１０号公報

そこで、特許文献１には上記したポリゴンミラーの汚れを簡単な構成でなくすまたは軽減させることが難しいので、主走査方向の露光タイミングを制御するため同期検知を汚染し易い各反射面のＡ部ではなく汚れが比較的付着しにくいＢ部を用いることが開示されている。

また、特許文献２にはポリゴンミラーを除電して汚れが付着しにくい状態にすることで、汚れを防止することが開示されている。
しかしながら、特許文献１では経時使用によりポリゴンミラー汚れてしまうことが避けられず、それによって画像品質が劣化するとポリゴンミラーの清掃または交換等が必要になる。また、特許文献２は汚れの原因を取り除くという積極的な対応でなく、汚れを付きにくくするというものなので汚れ粒子の量が多くなったときや乱流による汚れに対して十分に対応することができず、経時に渡って汚れ付着を防止することが難しかった。

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、乱流によるポリゴンミラーの汚れを大幅に軽減することができる光走査装置及び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、本発明は、光源からの光束を、光偏向器により偏向させ、オプティカルハウジングに取り付けられる走査結像光学系により光導電性の感光体に、光スポットとして集光して感光体を走査する光走査装置において、微粒子等を捕集する高帯電の静電吸着フィルタを含む複数のシート状部材を一体化した構造を持つ捕集部材を前記オプティカルハウジング内に配置したことを特徴とする光走査装置を提案する。

なお、本発明は、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタと通気性を有する飛散防止シートとを一体化した構造であると、効果的である。
また、上記目的を達成するために、本発明は、光源からの光束を、光偏向器により偏向させ、オプティカルハウジングに取り付けられる走査結像光学系により光導電性の感光体に、光スポットとして集光して感光体を走査する光走査装置において、微粒子等を捕集する高帯電の静電吸着フィルタを含む複数のシート状部材を重ねた構造を持つ捕集部材を前記オプティカルハウジング内に配置したことを特徴とする光走査装置を提案する。

なお、本発明は、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタと通気性を有する飛散防止シートとを重ね合わせた構造であると、効果的である。
さらに、本発明は、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタの２面が前記飛散防止シートで覆われていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタを覆った前記飛散防止シートの周囲が局所的に締結されていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタを覆った前記飛散防止シートの全周が締結されていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記飛散防止シートが前記高帯電の静電吸着フィルタよりも帯電量が小さい静電吸着フィルタであると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記飛散防止シートが多孔質を備えたメッシュ部材であると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記飛散防止シートの一面に補強ネットが設けられていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記飛散防止シートは前記補強ネットが配される面が重力、気流、振動等に対して、機内により飛散し易い側に向けられて設置されると、効果的である。

また、上記目的を達成するために、本発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置と提案する。

本発明によれば、ポリゴンミラーの汚れの原因となる粉塵や微粒子を捕集することでポリゴンミラーに汚れが付着することを確実に防止するとともに、高帯電の静電吸着フィルタを用いて汚れ防止効果を高めても、高帯電の静電吸着フィルタを用いたことによる弊害を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置としての光ビームプリンタの内部構成を示す概略説明図である。

図１に示すデジタル複写機は画像読み取り装置１、レーザービーム走査装置を有するプリンタ部２及び自動原稿送り装置３から構成されている。自動原稿送り装置３はセットされた原稿を１枚ずつ搬送してコンタクトガラス４上にセットし、複写終了後のコンタクトガラス４上の原稿を排出する。

図２は、原稿読み取り装置１を示し、原稿読み取り装置１は照明ランプ５及び反射鏡６からなる光源と第１ミラー７とを装備した第１キャリッジＡと、第２ミラー８及び第３ミラー９を装備した第２キャリッジＢとを有する。原稿読み取り時には、第１キャリッジＡが一定の速度で往動して第２キャリッジＢが第一キャリッジＡの１／２の速度で第１キャリッジＡに追従シテ往動することによりコンタクトガラス４上の原稿が光学的に走査され、コンタクトガラス４上の原稿が照明ランプ５及び反射鏡６により照明されてその反射光像が第1ミラー７、第２ミラー８、第３ミラー９、色フィルター１０を介してレンズ１１によりＣＣＤセンサ１２上に結像される。ＣＣＤセンサ１２は結像された原稿の反射光像を光電変換してアナログ画像信号を出力し原稿の読み取りが行われる。そして、画像の読み取り終了後、第1キャリッジＡと第２キャリッジＢはホームポジション位置に復動する。尚、ＣＣＤセンサとして、それぞれＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）のフィルターを備えた３ラインのＣＣＤを用いることによりカラー原稿を読み取ることも可能となる。なお、符号１４は原稿読み取り装置１内を冷却するファンである。

ＣＣＤセンサ１２からのアナログ画像信号は、アナログ／デジタル変換器によりデジタル画像信号に変換され、画像処理板１３にて種々の画像処理（２値化、多値化、階調処理、変倍処理、編集処理など）が施される。

プリンタ部２において、像担持体としての感光体ドラム１５は、複写動作時には駆動部により回転駆動されて帯電装置１６により均一に帯電されてから、前記画像処理板１３にて画像処理が施されたデジタル画像信号が図示していない半導体駆動板に送られ前記デジタル信号による画像露光が光走査装置であるレーザービーム走査装置１７により行われ静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１５上の静電潜像が現像装置１８により現像される。

給紙装置２３〜２５のうち選択されたものから転写紙がレジストローラ２６へ給紙されレジストローラ２６により感光体ドラム１５上の画像とタイミングを合わせ送出され、転写装置２０により感光体ドラム上に形成された顕像が転写紙上に転写される。そして、転写紙は分離装置２１により感光体ドラム１５から分離され、搬送装置２７により搬送され、定着装置２８により定着された後コピーとしてトレイ２９上に排出される。また、感光体ドラム１５は転写紙分離後にクリーニング装置２２によりクリーニングされて残留トナーが除去される。

レーザービーム走査装置１７は、図３に示すように、オプティカルハウジング４０に半導体レーザーユニット３０、シリンドリカルレンズ３１、ポリゴンミラー３２、ｆθレンズ３４、反射鏡３５及び防塵ガラス３６等が設けられ、オプティカルハウジング４０はその上部にカバー４１が取り付けられて略密閉構造をなしている。

レーザービーム走査装置１７は、半導体レーザーユニット３０内の半導体レーザーより発せられたレーザービームが半導体レーザーユニット３０内のコリメートレンズにより平行な光束に変えられ、半導体レーザーユニット３０に備えられたアパーチャを通過することで一定形状の光束に整形される。この光束はシリンドリカルレンズ３１により副走査方向に圧縮されてポリゴンミラー３２上に入射する。なお、ポリゴンミラー３２は正確な多角形をしており、ポリゴンモータ３３により一定の方向へ一定の速度で回転駆動される。ポリゴンミラー３２の回転速度は感光体ドラム１５の回転速度と、レーザービーム走査装置１７の書き込み密度とポリゴンミラー３２の面数により決定される。シリンドリカルレンズ３１からポリゴンミラー３２に入射されたレーザービームはポリゴンミラーの反射面により偏向されてｆθレンズ３４に入射する。ｆθレンズ３４は、ポリゴンミラー３２からの角速度一定の走査光を、感光体ドラム１５で等速度に走査されるように変換し、ｆθレンズ３４からのレーザービームが反射鏡３５及び防塵ガラス３６を介して感光体ドラム１５上に結像される。また、ｆθレンズ３４は面倒れ補正機能も有している。また、ｆθレンズ３４を通過したレーザービームは、画像領域外で同期検知ミラー３７により反射されて同期検知センサ３８に導かれる。そして、同期検知センサ３８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。

レーザービーム走査装置１７には、空気中の微粒子等が付着することにより、その光学性能が著しく低下する光学部品を多数具備している。特に高速で回転するポリゴンミラー３２には光学ユニット内の空気に含まれる微粒子が付着しやすく、その回転方向による付着の傾向を持つことにより、単にミラーの反射率を損なうだけでなく、主に主走査方向に反射率の変化を起こし、画像上の濃度むらを引き起こす場合があることは先に説明した。

この問題はそのポリゴンミラー３２の近傍に静電吸着フィルタを設けて汚れの原因となる粉塵や微粒子を捕集するように構成することで軽減することができる。静電吸着フィルタは、繊維状の部材から形成され、この繊維状の部材をより短鎖状することにより高帯電になって集塵性能を高められる。しかし、効率よく集塵を行うために高静電吸着フィルタを用いると、そのフィルターを構成する繊維状の部材が気流、重力、振動等により脱落する可能性が高くなる。繊維状の部材が脱落、飛散し、レンズなどに付着した場合、光走査装置内においては画像に重大な劣化をもたらす原因となる。

そこで、本発明は次のように措置を講じている。
図４は、本発明の一実施形態を示す捕集部材５０を示し、該捕集部材５０は微粒子等を捕集する高帯電の静電吸着フィルタ５１を含む複数のシート状の部材を一体化した構造を有している。具体的には高帯電の静電吸着フィルタ５１を通気性のある２枚の飛散防止シート５２、５３で挟持しており、これによって該飛散防止シート５２、５３が高帯電の静電吸着フィルタ５１の繊維状の部材が気流、重力、振動等によって飛散することを防いでいる。

次に、本発明に適用される捕集部材５０の異なる実施形態を、図５〜図７を用いて説明する。
図５に示す捕集部材５０は、複数のシートと枠体６０とが成型によって一体化された構成を持つ。すなわち、捕集部材５０は高帯電の静電吸着フィルタ５１を飛散防止シート５２、５３で挟持した状態で枠体６０と一体成型された構成である。したがって、捕集部材５０は静電吸着フィルタ５１の繊維状の部材の飛散が飛散防止シート５２，５３によって防止される。

このように構成された捕集部材５０は、枠体６０を介してオプティカルハウジング４０内に装着することができるので、当該捕集部材５０の着脱操作性が容易で、シート郡に枠体を後から取り付けるものに比べて安価である。

図６（ａ），（ｂ）に示す捕集部材５０は、高帯電の静電吸着フィルタ５１を２枚の通気性を有するシート５２、５３で挟持して重ね合わせ、その外周の数箇所を締結して一体化させている。符号５４はその締結部を示す。また、締結方法としては熱を加えることによる熱溶着、物理的に圧力を加えて締結するカシメ等の方法が考えられる。さらに、ホチキス、ハトメ、リベット、クリップなど別部材を使用する方法も考えられ、それらは捕集部材５０の形態、材質、レーザービーム走査装置１７のハウジング５５へのセット方法等により、適宜、設計意図にあったものを使い分けることが可能である。

図７（ａ），（ｂ）に示す捕集部材５０も高帯電の静電吸着フィルタ５１を２枚の通気性を有するシート５２、５３で挟持して重ね合わせているもので、図６に示す捕集部材５０の締結方法を用いることができるが、図６の捕集部材とは外周全周を締結させている点が異なる。すなわち、捕集部材の全周が締結部５４である。

上記シート５２、５３は、通気性があり、内側の高帯電の静電吸着フィルタ５１の繊維状部材が飛散することを防止できるシート状のものであれば適宜なものを使用できるが、上記シート５２、５３の材料としては通気性に優れるメッシュ状の部材を用いるが好ましい。また、上記シート５２、５３として静電吸着フィルタを選ぶことが可能であり、この場合、内側の高帯電の静電吸着フィルタ５１よりも帯電性能の低いものを選択する。通常、帯電性能の高い静電吸着フィルタは製造工程上それを構成する繊維が短鎖状となっている場合が多く、外力に対して脱落、落下、飛散し易い傾向にある。これに対し、帯電量の少ないタイプの静電吸着フィルタは繊維が短鎖状となっておらず飛散しにくいので、飛散防止シートとしての機能を十分に具有する。しかも、高帯電の静電吸着フィルタ５１には劣るものの、空気中の微粒子を吸着して捕獲する機能も有している。

次に、捕集部材５０のオプティカルハウジング４０内の設置場所について説明する。
静電吸着フィルタは通常、ファン、ダクトなどと組み合わせて用いられ、フィルタを通過する気体に含まれる塵や埃、帯電した電荷によりさらに微粒子を捕集している。本実施形態では特にファン、ダクトを使用しておらず、ポリゴンミラー３２の回転により引き起こされる気流により捕集部材を通過する空気量は多くないが、捕集部材５０に高帯電の静電吸着フィルタ５１を用いているので、ファン、ダクトを用いずともオプティカルハウジング４０内の微粒子を捕集することが可能となる。したがって、捕集部材５０はオプティカルハウジング４０内であれば、概ねどこへ設置しても微粒子捕獲効果が期待できる。

そして、ポリゴンミラー３２の汚れをより効率良く防止するには捕集部材５０をポリゴンミラー３２の近傍に設置することである。特に、図８に示すように、ポリゴンミラー３２のミラー面に対向して捕集部材５０を設置すると、ポリゴンミラー３２の回転で発生する気流が直接捕集部材５０に当たるので、微粒子を効率よく捕集することができる。

また、捕集部材５０は図９に示すように、ポリゴンミラー３２の上方に配置しても良好な捕集効果が得られ、ポリゴンミラー３２が汚れることが防止できる。
ところで、図１０に示す実施形態は静電吸着フィルタであり飛散防止シートであるシート５２，５３にそれ自身を補強するためのネット状部材５５を設けた例である。ネット状部材５５はシート５２，５３に一体に形成され、該シートを補強するとともに、シートを構成する部材の外力に対する、脱落、落下、飛散を抑制する機能を有している。したがって、シート５２，５３はネット状部材５５を設けた面からのシートを構成する繊維状の部材等を脱落、落下、飛散しにくくする機能を持っている。これにより、フィルタの取り扱い性が向上するとともに、飛散防止シートとして使用できる材料の選択枝を増すことができ、設計の余裕度を向上させることが可能となる。

さらに、図１０に示すシート５２，５３のネット状部材５５は該シートの一面に設けられるので、ネット状部材５５を設けた面を、重力、気流、振動等により捕集部材を形成する部材が飛散しやすい側、すなわちこの例ではシート５３の下側の面にすることにより、大きな効果を得ることができる。

本発明が適用される画像形成装置の概略図である。 その画像形成装置の画像読み取り装置を示す拡大説明図である。 画像形成装置のレーザービーム走査装置を示す斜視図である。 本発明の捕集部材の構成を示す正面説明図である。 本発明の捕集部材の一実施形態を示す平面説明図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の捕集部材の他の実施形態を示す断面説明図及び平面説明図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の捕集部材のさらに他の実施形態を示す断面説明図及び平面説明図である。 本発明の捕集部材の配置例を示す平面説明図である。 本発明の捕集部材の別の配置例を示す断面説明図である。 本発明の捕集部材のさらに他の実施形態を示す平面説明図である。 光走査装置の問題点を説明する説明図である。

符号の説明

１５ 感光体
１７ レーザービーム走査装置
３２ ポリゴンミラー
４０ オプティカルハウジング
５０ 捕集部材
５１ 高帯電の静電吸着フィルタ
５２，５３ 飛散防止シート
５５ ネット状部材

Claims (12)

1. 光源からの光束を、光偏向器により偏向させ、オプティカルハウジングに取り付けられる走査結像光学系により光導電性の感光体に、光スポットとして集光して感光体を走査する光走査装置において、
   微粒子等を捕集する高帯電の静電吸着フィルタを含む複数のシート状部材を一体化した構造を持つ捕集部材を前記オプティカルハウジング内に配置したことを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタと通気性を有する飛散防止シートとを一体化した構造であることを特徴とした光走査装置。
3. 光源からの光束を、光偏向器により偏向させ、オプティカルハウジングに取り付けられる走査結像光学系により光導電性の感光体に、光スポットとして集光して感光体を走査する光走査装置において、
   微粒子等を捕集する高帯電の静電吸着フィルタを含む複数のシート状部材を重ねた構造を持つ捕集部材を前記オプティカルハウジング内に配置したことを特徴とする光走査装置。
4. 請求項３に記載の光走査装置において、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタと通気性を有する飛散防止シートとを重ね合わせた構造であることを特徴とした光走査装置。
5. 請求項２または４に記載の光走査装置において、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタの２面が前記飛散防止シートで覆われていることを特徴とした光走査装置。
6. 請求項５に記載の光走査装置において、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタを覆った前記飛散防止シートの周囲が局所的に締結されていることを特徴とする光走査装置。
7. 請求項５に記載の光走査装置において、前記捕集部材は前記高帯電の静電吸着フィルタを覆った前記飛散防止シートの全周が締結されていることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項２、４または５のいずれかに記載の光走査装置において、前記飛散防止シートが前記高帯電の静電吸着フィルタよりも帯電量が小さい静電吸着フィルタであることを特徴とした光走査装置。
9. 請求項２、４ないし８のいずれかに記載の光走査装置において、前記飛散防止シートが多孔質を備えたメッシュ部材であることを特徴とした光走査装置。
10. 請求項２、４ないし９のいずれかに記載の光走査装置において、前記飛散防止シートの一面に補強ネットが設けられていることを特徴とする光走査装置。
11. 請求項１０に記載の光走査装置において、前記飛散防止シートは前記補強ネットが配される面が重力、気流、振動等に対して、機内により飛散し易い側に向けられて設置されることを特徴とする光走査装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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