JP3693929B2

JP3693929B2 - 光走査装置

Info

Publication number: JP3693929B2
Application number: JP2001082743A
Authority: JP
Inventors: 憲造大久保; 俊郎向井; 哲也西口
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: JP2002277786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザビームを画像情報に応じて感光体ドラム上に走査露光することにより、画像を記録するレーザプリンターやデジタル複写機等の画像記録装置に使用される光走査装置に関するものであり、特に、感光体ドラムの主走査方向に細長い形状のビームの異なる領域をポリゴンミラーで反射して走査する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光走査装置においては、図示は省略するが、感光体ドラム上におけるレーザ光の印字開始位置よりも主走査方向上流側に位置するレーザ光を感知して、主走査方向のレーザ光の走査位置の同期を取るための水平同期信号であるＢＤ（ビーム・ディテクト）信号を出力するＢＤセンサが設けられている。このＢＤセンサは、レーザ光を反射するＢＤセンサ用ミラーを用いることで、例えばポリゴンミラーから感光体ドラムの表面までの光路長と同じ光路長となるように配置されている。
【０００３】
上記ＢＤセンサが設けられているため、ポリゴンミラーによって走査される捜査範囲は、感光体ドラム上に走査される範囲及びＢＤセンサの受光面とその受光面に対して主走査方向前後の所定範囲を含んだ範囲Ｘが必要である。なお、ＢＤセンサの受光面に対して主走査方向前後の所定範囲にレーザ光が必要なのは、ＢＤセンサの取付誤差を考慮して、最大誤差で取り付けられても、所定光強度のレーザ光が、ＢＤセンサの受光面に入射する前に発光している必要があるからである。
【０００４】
従来では、走査光は範囲Ｘより広い範囲を有してポリゴンミラーから光路の下流へ向けて放射されていた。そのため、走査光はポリゴンミラーから感光体ドラム又はＢＤセンサに到達する前に、走査装置を構成する光学部品を保持する保持部材や筐体の壁部に走査光が当たることがあった。その光が反射することによって迷光となり、結果、感光体ドラム上に迷光が照射されて、印刷媒体の画質を低下させる原因となっていた。
【０００５】
この問題を解決するために、例えば特開平５−１１９２７８号公報では、回転ミラー（ポリゴンミラー）（１１）の光路下流側に配置されるｆθレンズ（１２）の光路下流側近傍に不要範囲の光が光路下流側に進まないように板状の遮光部材（１９ａ，１９ｂ）が設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術（特開平５−１１９２７８号公報）においても、遮光部材（１９ａ，１９ｂ）で遮光された光は、その遮光部材の面上で反射して迷光となることが考えられ、上記問題点は十分に解決されていないようである。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、上記迷光及びＢＤセンサの受光面に入射されなかった光が迷光となって印刷媒体に印字される画像にゴーストが生じるの防止した光走査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。
【０００９】
（１）被走査体上に、原稿画像データを変調したレーザ光を走査することによって原稿画像データの静電潜像を該被走査体上に形成する、光走査装置であって、
複数の反射面を有し、回転することによって光源からのレーザ光を主走査方向に偏向移動させるポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーにより偏向移動されたレーザ光を検出して主走査方向のレーザ光の走査位置の同期を取るＢＤセンサと
前記ポリゴンミラーから被走査体上にレーザ光を導くための反射ミラーとを備え、
前記ＢＤセンサにレーザ光の一部を導くＢＤセンサ用ミラーおよびＢＤセンサ用集光レンズをそれぞれ保持する複数の保持部材の壁部と、前記反射ミラーの主走査方向両端部近傍および前記反射ミラーの主走査方向両側に位置する保持部材の壁部とに、前記被走査体上の静電潜像の画質に影響を与える迷光の発生を防止するためのベルベット状の起毛布状部材からなる反射防止部材を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、走査光学系中に反射防止部材を設けたので、被走査体上に迷光が到達せず、静電潜像の画質に影響しない。更に迷光が水平同期信号出力手段にも入射することがないので、レーザ光の走査制御も正しく行われる。
【００１１】
その反射防止部材は、例えば、装置筐体内の走査光学系中の立ち上がり部等に設ければ、迷光の発生を効果的に防止することができる。
また、反射防止部材に起毛布状部材を用いたので、レーザ光は起毛に吸収されて、反射、散乱が防止される。
【００１２】
（２）前記反射防止部材は、正しい光路に沿って進むレーザ光以外のレーザ光を前記走査光学系中で吸収することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、正しい光路に沿って進んでいないレーザ光、即ち光走査装置の壁部、光学部品の位置決め保持部材に当たって反射、散乱した光を吸収するので、被走査体上の静電潜像や水平同期信号に影響を及ぼさない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
装置の概略説明
図１は、本発明に係る光走査装置を用いた画像形成システムの一例を示す断面構成図で、同図に示すように、本画像形成システムは、原稿読取部１、印刷部２、用紙供給部３および用紙後処理部４とからなる。
【００２２】
まず、読み取るべき原稿があるときは、原稿読取部１の自動原稿搬送装置５の原稿セットトレイ６に原稿をセットして順次原稿をスキャナ７のプラテンガラス８上に搬送してスキャナ７によって原稿画像データを読み取る。読み取られた原稿は、原稿排出トレイ９に排出される。
【００２３】
印刷部２としてのプリンタ１１は、原稿読取部１で読み取られた原稿画像データ或いは外部機器（例えば、パソコンやＦＡＸ）から回線を介して送られた画像データに基づいて図２に示す光走査装置１４からレーザ光を発光し、その光を走査光学系によって被走査体としての感光体ドラム１５上に走査して、感光体ドラム１５上に静電潜像を形成する。
【００２４】
感光体ドラム１５上に形成された静電潜像は現像ユニット１６からトナーの供給を受けて現像され、その後用紙供給部３の多段給紙ユニット１７から用紙が供給されて、従来の電子写真現像プロセスにより、感光体ドラム１５上の画像が用紙上に転写されて、画像データの顕像化が行われ、定着装置１８によって画像が用紙に定着され印刷が終了する。
【００２５】
その用紙供給部３の多段給紙ユニット１７には複数種類の用紙が収納されており、ユーザの選択した用紙が収容されているトレイ１７１─に対応する用紙搬送機構１７１ａ─を作動させて用紙を印字部２へ搬送するようになっている。
【００２６】
上述のように、印刷部２で印刷された用紙は用紙後処理部４のシート後処理装置１９に搬送され、ステープル処理、ソート処理等が行われる。以上の作業により、本画像形成システムの一連の画像形成作業が終了する。
【００２７】
光走査装置の光学系構成
図３は、光走査装置１４の主要光学部品の配置と光ビームの光路を示す斜視図で、同図に示すように、光走査装置１４は、基本的には半導体レーザ２１と、回転方向に複数の反射面を有して、半導体レーザ２１から放射されたレーザ光を受けて反射するポリゴンミラー２２と、によって感光体ドラム１５上に光ビームを走査する装置である。
【００２８】
半導体レーザ２１からポリゴンミラー２２までの光路（以後、往路と呼ぶ）と、ポリゴンミラー２２から感光体ドラム１５までの光路（以後、復路と呼ぶ）には、種々の光学部品が配置されている。いま、往路に配置されている光学部品を往路光学系と呼び、復路に配置されている光学部品を走査光学系と呼ぶことにする。
【００２９】
往路光学系では、レーザ光を放射する光源としての半導体レーザ２１と、放射されたレーザ光を平行光にするコリメータ・レンズ２３と、コリメータ・レンズ２３を透過した平行レーザ光の幅方向（即ち、走査方向）を拡大する凹レンズ２４と、凹レンズ２４を透過したレーザ光を矩形状のビームに絞る開口板２５と、開口板２５の開口部を通過したレーザ光の垂直方向をポリゴンミラー２２上で合焦させるシリンドリカルレンズ２６と、シリンドリカルレンズ２６を透過したレーザ光を反射させてポリゴンミラー２２にレーザ光を導く反射ミラー２８と、反射ミラー２８で反射されたレーザ光のビームを整形する２枚のｆθレンズ２９，３０と、から構成されている。なお、半導体レーザ２１、コリメータ・レンズ２３、凹レンズ２４及び開口板２５は同じ鏡筒（図示省略）内に移動調整可能に組み込まれている。
【００３０】
走査光学系では、図４及び図５に示すように回転軸を中心に複数の反射面を有すると共にそれらが回転軸を中心に回転することによって、往路光学系から入射したレーザ光を主走査方向へ走査するポリゴンミラー２２と、感光体ドラム（即ち、像面）１５上での球面収差を無くすための上記２枚のｆθレンズ２９，３０と、ｆθレンズ２９，３０を透過したレーザ光を２枚のｆθレンズ２９，３０の下方にあるシリンドリカルミラー３３及びＢＤセンサ３４ヘレーザ光の一部を導くＢＤセンサ用ミラー３５へレーザ光を導く反射ミラー３６と、反射ミラー３６を反射したレーザ光を光走査装置１４の外部にある感光体ドラム１５へ入射させると共にポリゴンミラー２２の面倒れ補正を行うシリンドリカル面で形成されたシリンドリカルミラー３３と、ＢＤセンサ用ミラー３５を反射したレーザ光を集光してＢＤセンサへ入射させるＢＤセンサ用集光レンズ３７と、集光レンズ３７を透過したレーザ光を受光して同期信号を発生する水平同期信号出力手段としてのＢＤセンサ３４と、からなる。
【００３１】
上記往路光学系と走査光学系は一体に成形された光走査装置１４の筐体に、位置決め保持部材３８，３９によって所定位置に位置決め固定される。
【００３２】
反射防止部材
図４に示すように、本発明に係る光走査装置１４の走査光学系は、各光学部品の製造誤差や組立誤差等を考慮して感光体ドラム１５を走査するのに必要な走査範囲とＢＤセンサ３４に所定光強度のレーザ光を入射させるのに必要な走査範囲との和の範囲より広くなるように構成されている。
【００３３】
そのため、光路下流側にある（第２の）ｆθレンズ３０近傍にある反射ミラー３６の周辺では、感光体ドラム１５やＢＤセンサ３４の受光面に入射されないレーザ光が筐体内部表面や光学部品の位置決め保持部材３８，３９表面で反射或いは散乱して迷光となる可能性が生じるが、本実施形態では、走査光学系の反射ミラー３６の近傍、特に主走査方向両端部近傍、ＢＤセンサ用ミラー３５の近傍、特にミラー面上から見たときのミラーの右側近傍、集光レンズ３７の位置決め保持部材３９の近傍に、迷光発生防止手段としての反射防止部材（図中、塗りつぶし部分）４１〜４８を設けてレーザ光の反射や散乱を防止している。
【００３４】
具体的には、反射ミラー３６の両側における第１壁部３６１の角部に反射防止部材４１、その近傍に反射防止部材４２、第２壁部３６２の角部３６２に反射防止部材４３、その近傍に反射防止部材４４、ＢＤセンサ用ミラー３５の両側の位置決め保持部材３８には反射防止部材４５，４６、集光レンズ３７の両側の位置決め保持部材３９には反射防止部材４７，４８をそれぞれ設けている。
【００３５】
その反射防止部材４１〜４８は、例えば、ベルベット状の起毛布状部材が好ましく、これらを反射を防止すべき個所に貼り付けることによって、迷光及びＢＤセンサ３４の受光面に入射されなかった光が迷光となって印刷媒体に印字される画像にゴーストが生じるの防止することができる。なお、反射防止部材４１〜４８は起毛布状部材以外に、黒色つや消し塗装、黒色塗装であってもよく、これらは光をよく吸収することができ、同様に、目的を達成することができる。
【００３６】
上記のように、ポリゴンミラー２２から感光体ドラム１５との間に構成される走査光学系中の迷光が発生しやすい箇所に、上述のような反射防止部材４１〜４８を設けることにより、ｆθレンズ３０を透過したレーザ光が筐体内部表面や光学部品の位置決め保持部材３８，３９の表面で反射或いは散乱して迷光となり、その結果、感光体ドラム１５上に迷光が照射されて、ゴーストとなり印刷媒体の画質を低下させるような不具合の発生を効果的に防止することができ、画像品位の格段の向上を図ることができる。
【００３７】
次いで、別の実施形態について、図６を参照しつつ以下に説明する。
【００３８】
上述した実施の形態中では、装置内のＢＤ光が当たる所に反射防止部材を設けて、光の反射を防止して、ＢＤ光によるゴーストの発生を防止したが、これとは別に以下のようにしても良い。
【００３９】
この場合、迷光発生防止手段は、ＢＤ光が当たる面を、図４のように、平面でそのまま受けて反射を防止（光を吸収）するのではなく、拡散面（凸面又は焦点距離の短い凹面）５１〜５６として光強度を低下させるようにしている。具体的には、反射ミラー３６の両側における第１壁部３６１の角部に拡散面５１、第２壁部３６２の角部３６２に拡散面５２、ＢＤセンサ用ミラー３５の両側の位置決め保持部材３８に拡散面５３，５４、集光レンズ３７の両側の位置決め保持部材３９に拡散面５５，５６をそれぞれ設けている。
【００４０】
このような構成では、各拡散面５１〜５６によって光を拡散させることにより光強度を低下させ、感光体ドラム１５に拡散光が入射してもゴーストとして影響が現れないようにしなければならないが、そのためには、装置の腔壁を内部に向かって凸面又焦点距離の短い凹面状として、ＢＤセンサー用ミラー３５の保持部材３８の拡散面からの拡散光を更に拡散させるようにするのが好ましい。また、上述の黒塗装や表面粗し等を拡散面５１〜５６に併用してもよい。
【００４１】
なお、本発明の光走査装置は、図１に示す画像形成システムに限定されることなく、少なくとも、ポリゴンミラーによって、走査した原稿の画像を被走査体上に静電潜像として形成する画像形成システムであれば適用することができ、その形式や型式の如何を問わない。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１によれば、走査光学系中に反射防止手段を設けたので、被走査体上に迷光が到達せず、静電潜像の画質に影響せず、また、迷光が水平同期信号出力手段にも入射することがないので、レーザ光の走査制御も正しく行われ、迷光及び水平同期信号出力手段の受光面に入射されなかった光が迷光となって印刷媒体に印字される画像にゴーストが生じるの防止することができる。
また、反射防止部材に起毛布状部材を用いたので、レーザ光は起毛に吸収されて、反射、散乱が防止される。
【００４３】
請求項２によれば、正しい光路に沿って進んでいないレーザ光、即ち光走査装置の壁部、光学部品の位置決め保持部材に当たって反射、散乱した光を吸収するので、被走査体上の静電潜像や水平同期信号に影響を及ぼさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光走査装置が適用される画像形成システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】同印刷部の拡大図である。
【図３】同光走査装置の配置を示す斜視図である。
【図４】同平面図である。
【図５】同側面図である。
【図６】同別の実施形態の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１４−光走査装置
１５−被走査体
２１−光源
２２−ポリゴンミラー
３４−水平同期信号出力手段
４１〜４８，５１〜５６−迷光発生防止手段

Claims

被走査体上に、原稿画像データを変調したレーザ光を走査することによって原稿画像データの静電潜像を該被走査体上に形成する、光走査装置であって、
複数の反射面を有し、回転することによって光源からのレーザ光を主走査方向に偏向移動させるポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーにより偏向移動されたレーザ光を検出して主走査方向のレーザ光の走査位置の同期を取るＢＤセンサと
前記ポリゴンミラーから被走査体上にレーザ光を導くための反射ミラーとを備え、
前記ＢＤセンサにレーザ光の一部を導くＢＤセンサ用ミラーおよびＢＤセンサ用集光レンズをそれぞれ保持する複数の保持部材の壁部と、前記反射ミラーの主走査方向両端部近傍および前記反射ミラーの主走査方向両側に位置する保持部材の壁部とに、前記被走査体上の静電潜像の画質に影響を与える迷光の発生を防止するためのベルベット状の起毛布状部材からなる反射防止部材を設けたことを特徴とする光走査装置。
前記反射防止部材は、正しい光路に沿って進むレーザ光以外のレーザ光を前記走査光学系中で吸収することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。