JP2018060115A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検知手段に塵埃が付着するのを抑制する。【解決手段】レーザ光走査ユニット８００は、レーザ発光ダイオード８２１からの光を、回転しながら反射するポリゴンミラー８３１と、ポリゴンミラー８３１にて反射した光を検知する検知部８０６と、ポリゴンミラー８３１及び検知部８０６が配置されたベース部材８１１と、ベース部材８１１と共にポリゴンミラー８３１及び検知部８０６を収容する収容空間Ｒを形成するカバー部材８１２と、カバー部材８１２に突出して設けられ、検知部８０６への入射光が通過するよう検知部８０６を囲う囲い部材８６１と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、光により走査する光走査装置、及び光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置は、シートに現像剤像であるトナー像を形成する画像形成部と、シートに形成されたトナー像を定着させる定着器とを備えている。画像形成部は、感光体としての感光ドラムを有し、感光ドラムのまわりに、帯電器、レーザ光によって感光ドラムに静電潜像を形成する光走査装置としてのレーザ光走査ユニット、現像器及び転写器が配置されて構成されている。

レーザ光走査ユニットは、レーザ光源と、回転反射手段であるポリゴンミラーと、画像データに基づくレーザ光の出射タイミングをポリゴンミラーの回転に同期させるために用いられる、ポリゴンミラーからの反射光を検知する検知手段である検知部とを有する。

レーザ光走査ユニットに塵埃が侵入すると、走査による感光ドラムへの静電潜像の書き込みタイミングが不安定となり、形成される画像の品質低下の原因となる。特許文献１には、カバーとハウジングで筐体を形成して、レーザ光走査ユニットの構成部品を覆う方法が提案されている。

特開２００９−１８６５９２号公報

しかしながら、レーザ光走査ユニットの装置内部への防塵対策を行っても、筐体の隙間から装置内部への塵埃の侵入を防ぐことは困難であった。装置内部に侵入した塵埃は、ポリゴンミラーの回転によって発生する気流によって装置内部を対流することになる。ポリゴンミラーの回転によって対流した塵埃が検知部に付着すると、検知部にて検知される光量が低下し、同期精度が低下するため、感光ドラムに形成される静電潜像の品質、即ちシートに形成される画像の品質が低下する原因となっていた。

そこで、本発明は、検知手段に塵埃が付着するのを抑制することを目的とする。

本発明の光走査装置は、光源からの光を、回転しながら反射する回転反射手段と、前記回転反射手段にて反射した光を検知する検知手段と、前記回転反射手段及び前記検知手段が配置されたベース部材と、前記ベース部材と共に前記回転反射手段及び前記検知手段を収容する空間を形成するカバー部材と、前記カバー部材に突出して設けられ、前記検知手段への入射光が通過するよう前記検知手段を囲う囲い部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、検知手段に塵埃が付着するのを抑制することができる。

実施形態に係る画像形成装置の一例としての複写機の概略構成を示す説明図である。 （ａ）はレーザ光走査ユニットの平面図である。（ｂ）は（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿うレーザ光走査ユニットの断面図である。 （ａ）はレーザ光走査ユニットのカバー部材を外した状態を示す平面図である。（ｂ）はカバー部材の斜視図である。 複写機の制御系を示すブロック図である。 制御装置のＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。 レーザ光走査ユニットにおいて発生する気流を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施形態に係る画像形成装置の一例としての複写機の概略構成を示す説明図である。図１に示す複写機１００は、装置本体４００と、装置本体４００の上部に設けられた画像読取装置３００とを備えた、電子写真方式のモノクロ複写機である。

画像読取装置３００は、セットされた原稿Ｄの画像を読み取る。装置本体４００は、画像形成部４３０と、定着手段である定着器４０７と、画像形成部４３０及び定着器４０７を含む装置全体を制御する制御装置５００と、を有する。

画像読取装置３００は、読み取った画像の情報である画像データを装置本体４００の制御装置５００に送信するほか、コンピュータ、ファクシミリ等の外部機器にも送信することができる。

画像形成部４３０は、感光体である感光ドラム４０２を有する。また、画像形成部４３０は、感光ドラム４０２のまわりに配置された、帯電手段である帯電器４２３、光走査装置であるレーザ光走査ユニット８００、現像手段である現像器４０３、転写手段である転写器４０６、及びドラムクリーニング装置４０８を有する。

装置本体４００内のピックアップローラ４２０，４２１は、カセット４０４，４０５に収納されたシートＰをカセット４０４，４０５から送り出す。搬送ローラ対４２２は、カセット４０４，４０５から送り出されたシートＰを、感光ドラム４０２と転写器４０６との間に搬送する。

感光ドラム４０２は、金属円筒と、金属円筒の周面に形成された感光層とを有する。帯電器４２３は、コロナ放電に伴う荷電粒子を感光ドラム４０２に照射して感光ドラム４０２を一様な電位に帯電させる。

レーザ光走査ユニット８００は、帯電器４２３で帯電された感光ドラム４０２の表面にレーザ光Ｌ１を照射して、即ちレーザ光Ｌ１で感光ドラム４０２の表面を走査して、感光ドラム４０２の表面を露光し、感光ドラム４０２の表面に静電潜像を形成する。即ち、感光ドラム４０２の表面には、画像読取装置３００で原稿を読み取った画像情報である画像データに基づいた静電潜像がレーザ光Ｌ１によって形成される。

現像器４０３は、静電潜像が形成された感光ドラム４０２の表面に、現像剤であるトナーを供給して、現像剤像であるトナー像を形成する。転写器４０６は、転写器４０６と感光ドラム４０２との間に搬送されたシートＰを帯電させて、感光ドラム４０２の表面のトナー像をシートＰに転写する。トナー像が転写されたシートＰは、搬送ベルトにより定着器４０７へ搬送される。定着器４０７は、シートＰを加熱してトナー像をシートＰの表面に定着することで、シートＰの表面に画像を形成する。排出ローラ４２８は、画像が形成されたシートＰを排出トレイ４２４に排出する。

シートＰの両面に画像を形成する場合、定着器４０７から送り出されたシートＰは、切替部材４０９，４１７，４１３により案内され、搬送ローラ対４１１により搬送されて、反転パス４１２に送り込まれる。その後、シートＰは、搬送ローラ対４１１により逆転搬送され、切替部材４１３に案内されて、反転パス４１２から帰還パス４１０へと送り込まれる。この間にシートＰは、スイッチバック搬送されて、表裏反転される。帰還パス４１０を案内されたシートＰは、再度、感光ドラム４０２と転写器４０６との間に送り込まれて他方の面にトナー像が形成される。シートＰは、定着器４０７においてトナー像を定着されて、最後に排出トレイ４２４に排出される。

図２（ａ）は、レーザ光走査ユニット８００の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿うレーザ光走査ユニット８００の断面図である。また、図３（ａ）は、図２（ａ）においてレーザ光走査ユニット８００のカバー部材８１２を外した状態を示す平面図である。図３（ｂ）は、カバー部材８１２の斜視図である。

レーザ光走査ユニット８００は、レーザ光源ユニット８０１、アナモフィックレンズ８０２、開口絞り８０３及びポリゴンモータユニット８０４を有する。また、レーザ光走査ユニット８００は、光学部材であるミラーとしてのＢＤ（Beam Detect）ミラー８０５、検知手段である検知部８０６、ｆθレンズ８０７及びＬＤＥレンズ８０８を有する。更に、レーザ光走査ユニット８００は、筐体８１０を有する。筐体８１０は、収容ケースとしてのベース部材８１１と、ベース部材８１１の上部に配置され、ベース部材８１１と共に収容空間Ｒを形成するカバー部材８１２と、を有する。カバー部材８１２は、ベース部材８１１に対して着脱可能にねじ等で固定されている。

ベース部材８１１には、レーザ光源ユニット８０１、アナモフィックレンズ８０２、開口絞り８０３、ポリゴンモータユニット８０４、ＢＤミラー８０５、検知部８０６、ｆθレンズ８０７及びＬＤＥレンズ８０８が固定して配置されている。そして、アナモフィックレンズ８０２、開口絞り８０３、ポリゴンモータユニット８０４、ＢＤミラー８０５、検知部８０６、ｆθレンズ８０７及びＬＤＥレンズ８０８は、カバー部材８１２で覆われて、収容空間Ｒ内に配置される。なお、レーザ光源ユニット８０１は、収容空間Ｒの外部に配置されているが、収容空間Ｒ内に配置されていてもよい。

レーザ光源ユニット８０１は、光源としてのレーザ発光ダイオード８２１と、レーザ発光ダイオード８２１を発光駆動する駆動基板８２２と、を有している。レーザ発光ダイオード８２１は、駆動基板８２２により駆動されてレーザ光を発する。駆動基板８２２は、制御装置５００（図１）からの指令に従って、レーザ発光ダイオード８２１を駆動する。

ポリゴンモータユニット８０４は、回転反射手段（回転多面鏡）であるポリゴンミラー８３１と、ポリゴンミラー８３１を回転駆動するポリゴンモータ８３２と、ＩＣ基板８３３と、を有する。ＩＣ基板８３３は、制御装置５００（図１）からの指令に従って、ポリゴンモータ８３２を動作させる。

レーザ発光ダイオード８２１にて発せられたレーザ光は、収容空間Ｒ内へ導かれ、アナモフィックレンズ８０２及び開口絞り８０３を経て、ポリゴンミラー８３１へ導かれる。ポリゴンミラー８３１は、ポリゴンモータ８３２の駆動により回転し、レーザ発光ダイオード８２１からのレーザ光を、回転しながら反射して偏向する。

即ち、ポリゴンミラー８３１は、図３（ａ）中、右回りに回転し、レーザ発光ダイオード８２１から発せられたレーザ光は、ポリゴンミラー８３１の回転に伴ってその反射面で連続的に方向を変えて反射する。この反射光は、ｆθレンズ８０７及びＬＤＥレンズ８０８を通過しミラー４０１（図１）を経て感光ドラム４０２の表面に所定のスポット径で結像され、感光ドラム４０２の表面を主走査方向に走査する。

ポリゴンミラー８３１の１つの面は１ラインの走査に対応し、ポリゴンミラー８３１の回転によりレーザ発光ダイオード８２１から発せられたレーザ光は、１ラインずつ感光ドラム４０２を主走査方向に走査する。

１ラインの走査に先立ち、レーザ発光ダイオード８２１からは、所定の発光強度のレーザ光Ｌ２が出射される。レーザ発光ダイオード８２１から発せられたレーザ光Ｌ２は、ポリゴンミラー８３１において、光路上ｆθレンズ８０７から外れた位置に配置されたＢＤミラー８０５へ向う所定方向に反射する。ＢＤミラー８０５にて反射したレーザ光Ｌ２は、検知部８０６へ導かれる。

検知部８０６は、画像データに基づくレーザ光とポリゴンミラー８３１の回転とを同期させるために、ポリゴンミラー８３１にて所定方向に反射したレーザ光Ｌ２を検知する。検知部８０６は、受光素子であるＢＤセンサ８４１と、レンズであるＢＤレンズ８４２と、を有する。ＢＤセンサ８４１は、検知基板８４３に実装されている。ＢＤレンズ８４２は、ＢＤミラー８０５にて反射したレーザ光Ｌ２を集光する。ＢＤセンサ８４１は、ＢＤレンズ８４２を透過したレーザ光Ｌ２を受光して、受光量に応じた電気レベルの電気信号を出力する。検知基板８４３は、ＢＤセンサ８４１から入力を受けた電気信号に対して閾値判定を行い、閾値を超える電気信号に基づきパルス状の同期信号であるＢＤ信号を生成し、制御装置５００（図１）に出力する。

なお、ＢＤセンサ８４１は、検知基板８４３を介して直接、コネクタ８５０に接続され、ポリゴンモータ８３２は、ＩＣ基板８３３を介して不図示の配線でコネクタ８５０に接続されている。レーザ発光ダイオード８２１は、駆動基板８２２を介して不図示の配線でコネクタ８５０に接続されている。

カバー部材８１２には、コネクタ８５０を外部に露出させる開口が形成されている。コネクタ８５０と図１に示す制御装置５００とは、不図示のケーブルで接続されており、制御装置５００とレーザ光走査ユニット８００との間で信号の送受信や、レーザ光走査ユニット８００に電力を供給するよう構成されている。

図４は、複写機１００の制御系を示すブロック図である。図４に示すように、制御装置５００は、制御手段であるＣＰＵ５０１と、記憶手段であるＲＯＭ５０２及びＲＡＭ５０３と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）５０４とを有する。ＣＰＵ５０１には、検知基板８４３を介してＢＤセンサ８４１が接続され、駆動基板８２２を介してレーザ発光ダイオード８２１が接続され、ＩＣ基板８３３を介してポリゴンモータ８３２が接続されている。ＣＰＵ５０１は、外部機器又は画像読取装置３００から画像データＩＭを取得し、画像データＩＭに基づく画像をシートＰに形成する画像形成ジョブを実行する。

図５は、制御装置５００のＣＰＵ５０１の制御動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ５０１は、画像形成ジョブを開始したとき、ＩＣ基板８３３に指令を出力して、ポリゴンモータ８３２を回転させる（Ｓ１０１）。

ＣＰＵ５０１は、１ラインの走査に先立って、駆動基板８２２に指令を出力してレーザ発光ダイオード８２１を所定の発光強度で点灯させる、いわゆるＡＰＣ点灯を行わせる（Ｓ１０２）。

次に、ＣＰＵ５０１は、検知基板８４３からＢＤ信号の入力を受けたか否かを判断する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ５０１は、ＢＤ信号の入力を受けたとき（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、レーザ発光ダイオード８２１を一旦消灯させ（Ｓ１０４）、その後画像データに応じてレーザ発光ダイオード８２１を点滅させて、１ラインの主走査方向の画像領域内にレーザ光の書き込みを行う（Ｓ１０５）。このように、ＣＰＵ５０１は、ＢＤ信号を基準とする１ラインの主走査方向の書き込み開始位置の同期をとる。

ＣＰＵ５０１は、１ラインの走査が終了したら、レーザ発光ダイオード８２１を消灯させ（Ｓ１０６）、次の走査ラインがあるか否かを判断する（Ｓ１０７）。次の走査ラインがある場合には（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。次の走査ラインが無ければ（Ｓ１０７：Ｎｏ）、処理を終了する。

ＣＰＵ５０１は、ＢＤ信号の入力を受けなかった場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、エラーである旨を不図示の表示部等に通知させる（Ｓ１０８）。そして、ＣＰＵ５０１は、画像形成ジョブを停止させる。

このＢＤ信号は、ＡＰＣ点灯を行っても、ＢＤセンサ８４１からの電気信号の電気レベル（例えば電圧レベル）が閾値未満の場合、即ちＢＤセンサ８４１にて受光される光量が所定光量未満の場合には出力されない。

ＢＤセンサ８４１にて受光される光量が低下する要因としては、検知部８０６、即ちＢＤセンサ８４１やＢＤレンズ８４２に塵埃が付着することなどが挙げられる。本実施形態では、検知部８０６は筐体８１０の収容空間Ｒに配置されているが、筐体８１０には僅かながらも隙間が存在するため、収容空間Ｒに塵埃が侵入することがある。

図６は、レーザ光走査ユニットにおいて発生する気流を説明するための図である。なお、説明の都合上、図６においてカバー部材８１２の図示は省略している。ポリゴンミラー８３１が図６に示す右まわり方向（矢印方向）に回転すると、収容空間Ｒ内において右まわり方向の気流Ｆが発生する。収容空間Ｒに侵入した塵埃は、この気流Ｆに乗って対流することになる。

本実施形態では、検知部８０６への入射光が通過するよう検知部８０６、具体的にはＢＤレンズ８４２、ＢＤセンサ８４１及び検知基板８４３を囲う囲い部材８６１が、図３（ｂ）に示すようにカバー部材８１２に突出して設けられている。また、ＢＤミラー８０５への入射光及びＢＤミラー８０５からの反射光が通過するようＢＤミラー８０５を囲う第２の囲い部材である囲い部材８６２が、図３（ｂ）に示すようにカバー部材８１２に突出して設けられている。これら囲い部材８６１，８６２は、カバー部材８１２と一体に形成されている。囲い部材８６１，８６２は、カバー部材８１２からベース部材８１１の側に突出する壁部材であり、光が通過する部分に開口であるスリットが形成されている。

以上、本実施形態によれば、囲い部材８６１により、収容空間Ｒに侵入した塵埃が、ポリゴンミラー８３１の回転によって発生した気流Ｆによって検知部８０６、即ちＢＤセンサ８４１及びＢＤレンズ８４２に付着するのを抑制することが可能となる。また、囲い部材８６２により、収容空間Ｒに侵入した塵埃が、ポリゴンミラー８３１の回転によって発生した気流ＦによってＢＤミラー８０５に付着するのを抑制することが可能となる。

これにより、ＢＤセンサ８４１が出力する電気信号の電気レベル（例えば電圧レベル）が受光量の低下により低下するのを抑制することができる。このため、検知基板８４３が出力する同期信号のタイミングがずれる、又は同期信号が出力されない状態になるのを抑制することができる。これにより、シートに形成される画像の品質が低下するのを抑制することができる。

また、囲い部材８６１，８６２がカバー部材８１２に設けられているので、カバー部材８１２をベース部材８１１に対して着脱するだけで、囲い部材８６１，８６２を着脱することができる。つまり、カバー部材８１２をベース部材８１１から取り外すことで、囲い部材８６１，８６２も同時に取り外すことができる。また、カバー部材８１２をベース部材８１１に取り付けることで、囲い部材８６１，８６２も同時に取り付けることができる。これにより、レーザ光走査ユニット８００の製造又はメンテナンスが容易となる。

また、ＢＤセンサ８４１の受光量の低下を抑制することによって、図５のステップＳ１０８におけるエラーの発生率を大幅に低下させることが可能となる。これにより、複写機１００による画像形成ジョブがエラーにより停止するのを減少させることができる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されない。

上述の実施形態では、画像形成装置が、複写機１００である場合について説明したが、これに限定するものではなく、プリンタ、ファクシミリ、複合機等であってもよい。

また、上述の実施形態では、画像形成装置である複写機１００が、モノクロ（白黒）でシートに画像を形成する場合について説明したが、フルカラーでシートに画像を形成する場合であってもよい。

また、上述の実施形態では、レーザ光走査ユニット８００が、ＢＤミラー８０５を有する場合について説明したが、ポリゴンミラー８３１から反射した光が、ＢＤミラー８０５を介さずに直接、検知部８０６に導かれるように構成してもよい。この場合、ＢＤミラー８０５は省略される。

１００…複写機（画像形成装置）、４０２…感光ドラム（感光体）、４０３…現像器（現像手段）、４０６…転写器（転写手段）、４０７…定着器（定着手段）、４２３…帯電器（帯電手段）、８００…レーザ光走査ユニット（光走査装置）、８０５…ＢＤミラー（光学部材）、８０６…検知部（検知手段）、８１０…筐体、８１１…ベース部材、８１２…カバー部材、８２１…レーザ発光ダイオード（光源）、８３１…ポリゴンミラー（回転反射手段）、８４１…ＢＤセンサ（受光素子）、８６１…囲い部材、８６２…囲い部材（第２の囲い部材）、Ｒ…収容空間

Claims (6)

1. 光源からの光を、回転しながら反射する回転反射手段と、
   前記回転反射手段にて反射した光を検知する検知手段と、
   前記回転反射手段及び前記検知手段が配置されたベース部材と、
   前記ベース部材と共に前記回転反射手段及び前記検知手段を収容する空間を形成するカバー部材と、
   前記カバー部材に突出して設けられ、前記検知手段への入射光が通過するよう前記検知手段を囲う囲い部材と、を有することを特徴とする光走査装置。
2. 前記囲い部材は、前記カバー部材と一体に形成され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. 前記ベース部材に配置され、前記回転反射手段からの光を反射して前記検知手段に導く光学部材と、
   前記カバー部材に突出して設けられ、前記光学部材への入射光及び前記光学部材からの反射光が通過するよう前記光学部材を囲う第２の囲い部材と、をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記第２の囲い部材は、前記カバー部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記検知手段は、光が透過するレンズと、前記レンズを透過した光を受光して電気信号を出力する受光素子とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光走査装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置の走査によって静電潜像が形成される感光体と、
   静電潜像が形成された前記感光体に現像剤を供給して現像剤像を形成する現像手段と、
   前記感光体に形成された現像剤像をシートに転写する転写手段と、
   前記現像剤像をシートに定着する定着手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images