JP4307869B2 - 光書き込み装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光書き込み装置の光線走査装置に関し、さらに詳しくは、１個以上の像担持体の被走査面上に光ビ−ムを照射して潜像を書き込む光書き込み装置の迷光処理及びその光書き込み装置を備え単色または多色画像を形成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光書き込み装置における反射光・迷光による不具合に対する対策は従来技術でも知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来技術の構成を図２を用いて説明する。光書き込み装置１は、各種光学部品等を収容するハウジング５、ハウジングの出射面側に配置された防塵ガラス７、ハウジングの内室９、内室９内の偏向室１１、ハウジングの外室１２、外室内の結像室１３、内室と外室との間の境界に配置された防音ガラス１５、内室内部に配置されたポリゴンミラ−１７、駆動装置１９、駆動用ＩＣ２３、駆動基板２５、外室側に配置されたレ−ザ発光手段２９、コリメ−タレンズ３１、シリンドリカルレンズ３３、ｆθレンズ３５、長尺レンズ３７、同期検知ミラ−３９、同期検知用シリンダレンズ４１、同期検知センサ４３からなっており、レ−ザ光が感光体（像担持体）３に照射され画像が形成される。斯かる装置において、画像形成に寄与する光以外の光は迷光と称され、防音ガラス、レンズ類等ハウジング内の部品等に反射することで発生する。
更に詳細に説明すると、光書き込み装置１は、図示しない複写機、レ−ザプリンタ等の画像形成装置内に設けられており、像担持体である感光体３に、レ−ザ光による書き込みを行って原稿画像の画像デ−タ等に対応した静電潜像を形成する。レ−ザ光の光束の流れは、レ−ザ発光手段２９の点灯タイミングに従って、同期検知センサ４３へのレ−ザ光の入射に始まり、最大書き込み幅を超えて消灯するまで、図示しないＣＰＵからの信号に応じて点灯・消灯を繰り返す。
光書き込み装置１は、プラスティックあるいはアルミダイキャスト等の材質で製作されたハウジング５を有しており、ハウジング５には、防塵ガラス７が設けられている。ハウジング５は、ハウジング５に一体に成形された内室９により偏向室１１と結像室１３とに区画されている。防音ガラス（透明の仕切り板）１５は、ポリゴンミラ−１７の風切り音が大きい場合用いられ、偏向室１１と結像室１３とを隔離して音が光書き込み装置１外部に漏れるのを防いでいる。風切り音が大きくない場合、防音ガラス１５が用いられないこともある。
偏向室１１には、ポリゴンミラ−１７と、ポリゴンミラ−１７を矢印Ａ方向に回転駆動させる駆動装置１９とが配置されている。駆動装置１９は、モ−タ２１と、モ−タ２１を駆動するための駆動用ＩＣ２３と、駆動用ＩＣ２３が実装された駆動基板２５とから主に構成されている。この駆動装置１９により回転駆動するポリゴンミラ−１７は、レ−ザ光を偏向しつつ、感光体３上をＢ方向に等速走査するようになっている。
結像室１３には、レ−ザ発光手段である半導体レ−ザ光源２９と、コリメ−トレンズ３１と、シリンドリカルレンズ３３と、ｆθレンズ（結像レンズ）３５と、像面湾曲補正用、或いは面倒れ補正用の長尺レンズ（結像レンズ）３７と、同期検知ミラ−３９とが収納されている。
【０００３】
次に図３に基づき、画像形成に関与する光路（実線で表示）及び迷光である１次反射光（鎖線にて図示）について説明する。半導体レ−ザ光源２９より出射されたレ−ザ光は、コリメ−トレンズ３１で平行光に変えられ、シリンドリカルレンズ３３で主に副走査方向の集光が行われる。
ところで、図３で示すような偏向室１１と結像室１３とを隔離する防音ガラス１５が存在する場合、ほとんどのレ−ザ光はポリゴンミラ−１７面に到達するが、一部は防音ガラス１５の表面Ｆ１で反射し、ｆθレンズ３５を通過して、ハウジング５の表面Ｆ２で再度反射して光書き込み用に使用されない迷光となる。
防音ガラス１５を透過してポリゴンミラ−１７に到達したレ−ザ光は、ポリゴンミラ−１７表面で反射し、再度防音ガラス１５を通過する際、一部は表面Ｆ３で反射して偏向室１１の壁の表面Ｆ４で再度反射しながら光エネルギが減衰していく。防音ガラス１５を通過したレ−ザ光のうち一部は、ｆθレンズ３５の表面Ｆ９で反射して、ハウジング５の表面Ｆ１０で再度反射し、その反射光は長尺レンズ（結像レンズ）３７を透過して、最終的には感光体３に迷光として到達することになる。
【特許文献１】
特開２００２−１９６２６９公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光書き込み装置での不具合の１つとして、前述した反射光・散乱光等の迷光による出力画像への可視像化が挙げられる。即ち、結像用レンズの入射面側で光ビ−ムが反射・散乱された場合に、その反射・散乱された光（迷光）が光学系を介して像担持体に照射されるという問題点がある。
２個以上の光源を有する場合にこの問題はより複雑になる。そして、フレア光が像担持体に照射された場合、照射された光ビ−ムは光ビ−ムパワ−のレベルにより異なるが、現像された画像上にスジ状の地汚れやゴ−スト像が発生し、或いは、迷光のカブリによる地肌汚れや色ボケが発生し、画像品質を劣化させる原因となる。
光ビ−ムパワ−は、ミラ−のように反射率の高い（８０％以上）ものでは光ビ−ムパワ−のほとんどが維持されるが、反射面が荒れていると減衰率が大きくなる。光ビ−ムの反射は、反射毎に増えていくが光ビ−ムパワ−は減衰していき、画像に出てくるのは反射光のうち１次光が感光体に到達した場合のみである。
ハウジング内に防音ガラスのような光学部品を含む場合、その入射面及び反射面でレ−ザ光が反射して反射・散乱光（迷光）による影響がより複雑になる。このため結像用レンズやガラスの表面に反射防止用のコ−ティングが施されることがある。この場合、表面での反射が抑えられ透過率は上がるが、完全に反射を抑えることは難しい。またコストアップすることからも好ましい対策とは言えない。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、ハウジング内に防音ガラスのような光学部品を含む場合に、その入射面及び反射面でのレ−ザ光の反射・散乱光（迷光）による影響を低減し、透過率を上げて完全に反射を抑える光書き込み装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明では、光源と、該光源からの光ビームを偏向走査する光偏向器と、該光偏向器により偏向操作される光ビームを被走査面に導き結像する光学系を備え、前記光源、光偏光器、及び光学系を一つのハウジングに収納した光書き込み装置において、前記ハウジング内で前記光偏向器を収容する内室と前記光源及び前記光学系を収納する外室との境界壁に防音ガラスを設け、前記防音ガラスの表面で反射したレーザ光により発生した迷光が到達する前記外室の内壁の壁面において、前記壁面のうち前記迷光が到達する到達点を含む前記壁面の一部を傾斜させ、前記壁面の傾斜の角度は、前記迷光が結像方向へ反射しない角度であり、前記壁面は、高さ方向の途中から上の部分において上方へ向けて（上端側が）前記ハウジング外側に開くように傾斜され、前記上部分よりも下方の下部分では傾斜しておらず、前記到達点が前記上部分のみに存在することを特徴とする。
請求項２記載の発明では、請求項１に記載の光書き込み装置を画像形成装置に備えたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るハウジングの要部構成を示す断面図である。なお、図２、図３に夫々示した光書き込み装置の構成を参照しつつ説明する。
図２で説明したように、本発明が適用される光書き込み装置のハウジングにおいては、予期せぬ迷光が発生し、ハウジング内で反射する場合がある。
斯かる迷光発生の代表的な例示として、図２において、防音ガラス１５表面Ｆ１で反射したレ−ザ光が、ハウジング５面上の点Ｆ２で反射して偏向される状態が挙げられる。ここで矢印はレ−ザ光の進行方向を示す。
このような迷光発生を防止するための本発明の実施例を図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、図２のＦ２点におけるＢ−Ｂ断面図を示している。
シボを形成したシボ面５１のシボ範囲は、図１（ｂ）にシボ範囲ｌとして示しており、迷光は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）でそれぞれ、反射点Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２４に到達し反射する。図１（ｃ）、図１（ｄ）では、外壁傾斜角をそれぞれ、α、βで示している。
なお、本実施例中では各レンズやガラスに反射防止コ−ティングを施してはいないが、コストアップはするが反射防止コ−ティングを施しておいても同様な効果を得ることができる。
【０００７】
図１（ａ）は、従来例のハウジング外壁での反射光を説明する図３のＢ−Ｂ断面図を示す。ここに、レ−ザ光は図右方向から進入して、図左方向に進行していく。この場合、レ−ザ光が出射された時点からＦ２で反射して光書き込み装置１で迷光として同一平面上を反射し画像形成に寄与しない。
図１（ｂ）は、ハウジング５の外室１２の壁面上の点Ｆ２近傍の内壁を示している。図においてハウジング５の内壁は粗面化されていて、本例ではシボ面５１のようにマット処理が施されている。処理方法としてはエッチング、機械加工で表面を粗らすヘアライン加工等が挙げられる。本発明を施す面積を考えた場合、シボの幅ｌ、図３における反射点Ｆ２２の近傍の範囲を示す幅ｗ（図３参照）は任意であるが、反射点Ｆ２２でのビ−ム径より最低２ｍｍ以上大きく設定しておく。図１において、防音ガラス１５の表面Ｆ１で反射したレ−ザ光は右方向から進行してきて、ハウジング５上の反射点Ｆ２、図１（ｂ）の反射点Ｆ２２で反射する。反射点Ｆ２２に到達する前にｆθレンズ３５の入射面、出射面でも反射は起こるが、感光体３に到達するためにはさらに反射を繰り返さなければならないので、感光体３面上の光ビ−ムパワ−レベルはかなり低下しており、画像に現れることはなく無視できる。
反射点Ｆ２２に到達したレ−ザ光はシボ５１で拡散される。シボ５１によりレ−ザ光は様々な方向に乱反射されて、感光体３に到達することも考えられるが、光ビ−ムパワ−は大きく減衰している。シボ５１の粗さは、画像に現れるかどうかという基準により適宜決められる。尚、上記では防音ガラス１５の入射面（ｆθレンズ３５側）での反射光について説明したが、入射面（ポリゴンミラ−１７側）での反射も考えられるので、同じように本発明のような対策を施すことができる。
【０００８】
図１（ｃ）、（ｄ）は、ハウジング５の外室１２の壁面上の点Ｆ２近傍の内壁を表している。この実施形態では壁部の内壁を所要角度外側に傾斜させている。傾斜させる角度α、βは、それぞれＦ２３、Ｆ２４で反射したレ−ザ光が直接感光体３に到達しない角度を設定する。図１（ｃ）、（ｄ）の違いは、αが大きくなると壁面が傾斜して強度がなくなるとともに上カバ−も大きくなる。問題なければ図１（ｃ）の形状を使用するが、それを回避したい場合、反射点より若干下方から傾斜させれば勾配高さが低い分壁面の傾斜量も減少できる。レ−ザ光は図右方向から進入して反射点Ｆ２３、Ｆ２４で反射し、図示しない上カバ−等にぶつかり反射等を繰り返すが、感光体３に到達する可能性は低く、到達したとしても光ビ−ムパワ−は大きく減衰しているので画像上に現れることはない。
【０００９】
本発明を施す面積を考えた場合、図３における幅ｗは任意であるが、反射点Ｆ２２でのビ−ム径より２ｍｍ以上の幅になるよう設定しておく。ちなみに、傾斜を内側に前屈した形で設けても同様の効果は得られるが、この場合ハウジング成形上アンダ−カットになるため金型を取り除き（型開きし）にくくなってしまい、自然に抜けるような金型にするにはその構造が複雑となってしまう。この点からも傾斜を外側に向けて設けることがより望ましい。
防音ガラス１５での反射と同じ事柄が、図３における反射点Ｆ４、Ｆ６、Ｆ８、Ｆ１０のなどでも発生する。主走査方向で常に書き込みを行う場合、言い換えれば常に半導体レ−ザ光源２９が点灯している場合、反射点Ｆ４〜Ｆ１０間は一直線に並ぶので、その幅に少し余裕を持たせるように図１（ｂ）〜（ｄ）の各形状を採用する。
なお、レ−ザ光は波長が均一で、集光された（絞られた）光であり特定部位にのみ出射されることから、これらの反射点は設計段階で反射光路を計算することによって予め導いておくことが可能である。
なお、上記各実施形態において説明したハウジング構造を備えた光書き込み装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真式の画像形成装置に適用することができる。即ち、電子写真式画像形成装置は、帯電装置により一様に帯電された感光体上に光書き込み装置からレーザ光を照射することによって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置からのトナーによって可視化してから、このトナー像を転写紙上に転写、定着することによって画像形成を行うが、本発明の光書き込み装置は、レーザ光による静電潜像形成手段として利用することができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２記載の発明によれば、光偏向器を収容するハウジング部とハウジング部の他の部分との境界壁に防音用ガラスが設置されている構成において、防音ガラスの表面で反射したレーザ光により発生した迷光が到達する前記外室の内壁の壁面において、前記壁面のうち前記迷光が到達する到達点を含む前記壁面の一部を傾斜させ、前記壁面の傾斜の角度は、前記迷光が結像方向へ反射しない角度であり、前記壁面は、高さ方向の途中から上の部分において上方へ向けて（上端側が）前記ハウジング外側に開くように傾斜され、前記上部分よりも下方の下部分では傾斜しておらず、前記到達点が前記上部分のみに存在させているので、レンズ等の光学系表面での反射光がハウジング内壁面に到達して壁面の傾斜した表面で偏向され、迷光が直接感光体に到達することがなくなるので画像に現れることなく、感光体の寿命を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のハウジング内壁での迷光反射光の単純反射の説明用壁面断面図、（ｂ）は本発明のハウジング内壁での乱反射による迷光減少法の説明用壁面断面図、（ｃ）は本発明のハウジング内壁での壁面傾斜による迷光減少法の説明用壁面断面図、（ｄ）は本発明のハウジング内壁の壁面部分傾斜による迷光減少法の説明壁面断面図である。
【図２】従来例の光書き込み装置の平面図である。
【図３】従来の光書き込み装置の迷光の状況を説明するための光書き込み装置の平面図である。
【符号の説明】
１ 光書き込み装置
３ 感光体（像担持体）
５ ハウジング
７ 防塵ガラス
９ 内壁
１１ 偏向室
１２ 外壁
１３ 結像室
１５ 防音ガラス
１７ ポリゴンミラ−
１９ 駆動装置
２３ 駆動用ＩＣ
２５ 駆動基板
２９ レ−ザ発光手段
３１ コリメ−タレンズ
３３ シリンドリカルレンズ
３５ ｆθレンズ
３７ 長尺レンズ
３９ 同期検知ミラ−
４１ 同期検知用シリンダレンズ
４３ 同期検知センサ
Ｆ１〜Ｆ１０ 反射点

Claims (2)

1. 光源と、該光源からの光ビームを偏向走査する光偏向器と、該光偏向器により偏向操作される光ビームを被走査面に導き結像する光学系を備え、前記光源、光偏光器、及び光学系を一つのハウジングに収納した光書き込み装置において、
   前記ハウジング内で前記光偏向器を収容する内室と前記光源及び前記光学系を収納する外室との境界壁に防音ガラスを設け、
   前記防音ガラスの表面で反射したレーザ光により発生した迷光が到達する前記外室の内壁の壁面において、前記壁面のうち前記迷光が到達する到達点を含む前記壁面の一部を傾斜させ、
   前記壁面の傾斜の角度は、前記迷光が結像方向へ反射しない角度であり、前記壁面は、高さ方向の途中から上の部分において上方へ向けて（上端側が）前記ハウジング外側に開くように傾斜され、前記上部分よりも下方の下部分では傾斜しておらず、前記到達点が前記上部分のみに存在することを特徴とする光書き込み装置。
2. 請求項１に記載の光書き込み装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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