JP4841965B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、光走査装置で感光体を走査露光する画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置では、画像形成にあたってまず感光体を帯電させ、画像データで変調した光でこの感光体を走査して静電潜像を形成した後、現像によってトナー像を形成して記録媒体に転写させ、定着装置で定着して画像形成を行なっている。

そして画像形成装置の高速化、高画質化の要求に対応させるため、感光体の走査に、高速回転する回転ミラーやポリゴンミラーと極小化したレーザビームが用いられるようになっている。しかしながらレーザビームを極小化した場合、レーザビームの径に対する粉埃の径の比率が相対的に大きくなって、光学系を構成するポリゴンミラーや光学レンズなどにトナーや粉埃等が付着した場合、画像品質に大きく影響してしまう。

特に画像形成装置では、例えばポリゴンミラーを高速回転させるモータ、感光体とその周辺に配置される現像装置等を駆動するためのモータ、さらに記録媒体上に転写されたトナーを熱定着するための定着装置など、熱源が多く存在する。そのため、ファンにより外気を導入してこれら熱源を冷却することが一般的に行われているが、この導入した外気がトナーや粉塵を運び、ポリゴンミラーや光学レンズなどに付着させて画像品質を落とす要因となることもある。

すなわち、トナーや粉埃等がポリゴンミラーや光学レンズに付着すると、白筋が生じて画像トラブルを引起こす確率が高くなり、また、白筋が発生しないまでも、感光体に到達するレーザビームのパワーが低下して画像濃度が低下し、画像を悪化させてしまう。

そのため例えば特許文献１には、走査装置からのレーザ光が防塵ガラスを介して感光体ドラムを照射するよう構成し、防塵ガラスの感光体ドラム側にはフレームを突出させると共に、フレーム下部に吸引ダクトを設けて帯電コロトロンを通った空気を吸引させ、エアーカーテンを形成して防塵ガラスに空気が吹き付けられないようにして、光学系と防塵ガラスに粉塵が付着するのを防止した画像形成装置が示されている。

また、特許文献１の画像形成装置では吸引ダクトやフレームによって装置が大型化するから、レーザ光源とポリゴンミラー等を収納した光学箱を脚体を介して本体フレームに取付け、光学箱と本体フレームとの間に通風路を形成してクロスフローファンから風を供給し、エアカーテンを形成して防塵ガラスやダクト等を別途設けることなく、光学箱内部に粉塵が侵入するのを防ぐようにした画像形成装置が特許文献２に示されている。

さらに特許文献３には、ポリゴンミラーから感光体に至る光路を横切るようにエアダクトから風を送り込んでエアカーテンを形成し、空中を浮遊するトナー、塵埃、煙等の浮遊物が光路を通って光学系やポリゴンミラーを収容した光学箱に入り込もうとしても、エアカーテンによって定着器側に流されて光学箱の内部に入ることができないようにし、光学箱内の汚染を防止して画像の劣化を防止するようにした画像形成装置が示されている。

特開平６−３１７９５１号公報 特開２０００−１７７１６７号公報 特開２００１−７５４４２号公報

しかしながら特許文献１の画像形成装置では、エアカーテンを形成するためフレーム下部に吸引ダクトを別途設ける必要があって装置が大型化する。また特許文献２、３に示された画像形成装置では、ポリゴンミラーや光学系を収容した光学箱と感光体や現像装置などの間が遮蔽されておらず、例えば画像形成装置が動作していないときはエアカーテンが形成されないから、光学箱にトナー、塵埃、煙等が入り込む可能性がある。また、このエアカーテンを形成するためにファンや通風路、或いはエアダクトが設けられ、それだけ装置が複雑になると共に大型となり、コスト的にも不利となる。

そのため本発明では、かかる従来技術の問題点に鑑み、回転ミラーやレンズなどの光学系を収容した部位から感光体に至る光路中に防塵用ガラスを設け、かつ、簡易な構成でこの防塵ガラスや光学系にトナーや塵埃が付着するのを防止して、画像不具合が生じるのを抑制できるようにした画像形成装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置は、
光走査装置を有して光源からの光を偏向し、防塵ガラスを介して感光体を走査する光書き込み光学系ユニットを、前記感光体を含む電子写真プロセス部材を収容した本体フレームに取り付けた画像形成装置において、
前記本体フレームと光書き込み光学系ユニットはそれぞれの前記防塵ガラス周囲または防塵ガラス周囲相当部に平坦部が設けられ、互いの平坦部が接するように前記光書き込み光学系ユニットが本体フレームに取り付けられて、前記互いの平坦部が接した部位に形成される微小クリアランス部周囲における機内冷却風の流れの上流側に、トナーや粉塵の前記防塵ガラス側への侵入を防止する段付き堰を設けたことを特徴とする。

このように、光書き込み光学系ユニットと本体フレーにおける防塵ガラス周囲を平坦部とすることで、光書き込み光学系ユニットは本体フレームに正確に位置決めすることができ、かつ、光学装置の変形等を防止することができる。また、この平坦部の製造誤差などによって形成される微小クリアランスを通り、機内冷却用ファンにより移動する空気がトナーや粉塵などを防塵ガラス側に運んで光走査装置や光学系に付着する可能性があるが、この微小クリアランス部周囲における機内冷却風の流れの上流側に段付き堰を設けることで、特別な部材を付加することなく粉塵などが防塵ガラス側に侵入することを防止でき、画像不具合が生じるのを抑制した画像形成装置を提供することができる。

そして、前記本体フレームに、前記光書き込み光学系ユニットにおける防塵ガラス周囲を囲繞して感光体側に延ばしたフード壁を設けることで、画像形成装置における感光体周囲には一般的に、現像装置、感光体のクリーニング装置、定着装置などの電子写真プロセス部材か配置され、これらからトナーや粉塵が生じるが、これらのトナーや粉塵はフード壁によって防塵ガラス側に侵入することが阻止され、画像不具合が生じるのを抑制した画像形成装置を提供することができる。

さらに、前記段付き堰は、前記本体フレーム側と前記光書き込み光学系ユニット側とに設けた凸部と凹部との嵌合で形成することで、非常に簡単な構造でしかも特別な機構を付加することなく、機内冷却用ファンにより画像形成装置内部を移動する空気が防塵ガラス側に侵入することを防ぐことができ、画像不具合が生じるのを抑制した画像形成装置を提供することができる。

また、前記画像形成装置は機内冷却吸気用ファンを有し、前記段付き堰は、前記防塵ガラスにおける前記機内冷却吸気用ファン側と、光偏向方向両側に設けることで、機内空気が前記した微小クリアランスを通して防塵ガラス側に行くのを確実に阻止でき、防塵ガラスに粉塵などが付着するのを効果的に防止することができる。

以上記載のごとく本発明になる画像形成装置は、光書き込み光学系ユニットと本体フレーとに設けた平坦部により、光書き込み光学系ユニットを本体フレームに正確に位置決めすることができ、また、平坦部の周囲に設けた段付き堰により、機内冷却用ファンでトナーや粉塵などが防塵ガラス側に侵入するのを防止できるから、特別な部材を付加することなく、画像不具合が生じるのを抑制した画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明になる画像形成装置の光書き込み光学系ユニットと本体側フレームの感光体への書き込み位置付近の概略断面図、図２は主要光学要素を組み込んだ光書き込み光学系ユニットの上面図（Ａ）と光学要素を外した背面斜視図（Ｂ）、図３は本体側フレームの光書き込み光学系ユニット受け部の上から見た斜視図（Ａ）と下から見た斜視図（Ｂ）、図４は光書き込み光学系ユニットを本体側フレームに取り付けた状態の防塵ガラス部の断面図、図５は本発明になる画像形成装置の概略断面図である。

最初に本発明の概略を説明すると、本発明では、ポリゴンミラーなどの回転ミラーを用いて光源からの光を偏向し、防塵ガラスを介して感光体上を走査できるようにした光書き込み光学系ユニットを有する画像形成装置において、回転ミラーや光学系レンズ、防塵ガラスなどにトナーや塵埃が付着するのを防止し、画像不具合が生じるのを抑制できるようにすることを目的としている。

それを実現するため本発明においては、まず、光書き込み光学系ユニットにおける防塵ガラス周囲に平坦部を設けると共に、光書き込み光学系ユニットを受ける本体フレーム側にも光書き込み光学系ユニットの平坦部に対応した部位に平坦部を設け、本体フレーム側平坦部で光書き込み光学系ユニット側平坦部を支持して位置決めできるようにした。そして、これら平坦部の製造誤差などによって形成される微小クリアランスを通り、機内冷却用ファンにより移動する空気がトナーや粉塵などを防塵ガラス側に運んで光走査装置や光学系に付着することを防止するため、この微小クリアランス部周囲における機内冷却風の流れの上流側に段付き堰を設け、特別な部材を付加することなく、粉塵などが防塵ガラス側に侵入することを防止できるようにしたものである。

図５は、このように構成した本発明になる画像形成装置５０の概略断面図である。この画像形成装置５０は、本体上部に設けられた用紙排出部５７の下に、画像信号によって変調された光をポリゴンミラーなどの回転ミラー１０を用いて偏向し、防塵ガラス１３を介して感光体３上を走査できるようにした光書き込み光学系ユニット１が設けられている。この光書き込み光学系ユニット１は、前記したように防塵ガラス１３の周囲に平坦部１４が設けられ、光書き込み光学系ユニット１を受ける本体フレーム２側にも、その平坦部１４に対応して平坦部２０が設けられて、光書き込み光学系ユニット１が正確に位置決めできるようになっている。

また、この光書き込み光学系ユニット１と本体フレーム２には、互いの平坦部１４、２０が相対している部位の製造誤差などによって生じる微小クリアランス部の、冷却ファンによって生じる機内冷却風の流れの上流側に、凹部１８、凸部（リブ）２１の嵌合によって形成した段付き堰が設けられ、微小クリアランスを通してトナーや粉塵が防塵ガラス１３側へ侵入するのを防止できるようになっている。

一般的に画像形成装置５０には、例えばポリゴンミラー１０を高速回転させるモータ、感光体３とその周辺に配置される現像装置５１等の電子写真プロセス部材を駆動するためのモータ、さらに記録媒体上に転写されたトナーを熱定着するための定着装置５２など、熱源が多く存在する。そのため、冷却ファンを例えば点線５３で示した位置に設置し、矢印５４、５５で示した方向に冷却風を送るようにしているが、機内の隙間のため、例えば矢印５６で示した方向にも風が流れていく。

また矢印５４の方向には、前記したように感光体ドラム３とその周囲に現像装置５１、帯電装置４、感光体３のクリーニング装置５等の電子写真プロセス部材が存在し、これらから生じたトナーや粉塵などが前記した冷却風によって機内に運ばれる。そしてこれらトナーや粉塵が、矢印５６で示し方向に運ばれた場合、何も防護処置を施こさなければ機内の隙間、すなわち前記した微小クリアランスを通り、光書き込み光学系ユニット１における防塵ガラス１３に至って付着する。

そのため本発明においては、前記したように光書き込み光学系ユニット１と本体フレーム２における平坦部１４、２０の微小クリアランス部における機内冷却風の流れの上流側に、互いを嵌合させる凹部１８、凸部（リブ）２１で構成した堰を設け、光書き込み光学系ユニット１における防塵ガラス１３側へトナーや粉塵が侵入するのを防止したものである。

図２は、この光書き込み光学系ユニット１の上面図（Ａ）と光学要素を外した背面斜視図（Ｂ）である。この光書き込み光学系ユニット１は、上面図（Ａ）に示したように、光書き込み光学系ユニットフレーム１００の一端側に高速回転するポリゴンミラー１０が設けられ、そのポリゴンミラー１０によって反射偏向された光路中に、偏向された光が等速で感光体上を走査するよう２つのｆθレンズ１１と、感光体３方向に向かわせる反射ミラー１２が設けられている。

また、光源たるＬＥＤ１０１は、ポリゴンミラー１０によって偏向される光の光路を邪魔しない位置に設けられ、そのＬＥＤ１０１から発せられた光はコリメータレンズ１０２によって平行光にされた後、１０３で示した平行平板ガラスや１０４で示したウエッジプリズムなどによってその光軸が調節される。そして、一方のＬＥＤ１０１から発した光がプリズム１０５によって他のＬＥＤ１０１方向に寄せられ、シリンドリカルレンズ１０６によってポリゴンミラー１０の反射面に結像されるようになっている。

この光書き込み光学系ユニット１の背面側には、図２（Ｂ）に示したように、防塵ガラス１３がその周囲の平坦部１４と同一面となるよう取り付けるため、縁部に段を設けたスリット１７が設けられている。また、この光書き込み光学系ユニット１の平坦部１４の周囲には、段付き堰を構成するリブ１５と凹部１８が設けられ、さらにこのスリット１７における光偏向方向両側にも、凹部１９が設けられている。なお、この図２（Ｂ）における１６は、ポリゴンミラー１０のユニットを取り付ける部位である。

図３は、この光書き込み光学系ユニット１を受けて位置決めする本体側フレーム２を上から見た斜視図（Ａ）と下から見た斜視図（Ｂ）であり、図２に示した光書き込み光学系ユニット１は、図２（Ａ）で示した状態でこの図３（Ａ）の図上、上から載置されて固定される。そのためこの本体フレーム２には、図２（Ｂ）に１４で示した防塵ガラス１３周囲の平坦部に対応した部位に平坦部２０が設けられ、この平坦部２０によって光書き込み光学系ユニット１が位置決めされる。

また、この図３（Ａ）に示した本体フレーム２の上面側には、平坦部２０の周囲に前記した段付き堰を構成する本体フレーム側リブ２１、及び本体フレーム側スリット２２の光偏向方向両側にも段付き堰を構成するリブ２４が設けられ、図２（Ｂ）に示した凹部１８にリブ２１が、同じく凹部１９にリブ２４が嵌合して段付き堰を構成するようになっている。

さらにこの図３（Ｂ）に示した本体フレーム２における背面には、防塵ガラス１３周囲を囲繞して感光体３側に延びるフード壁２５が設けられている。これは、前記図５で説明したように画像形成装置５０における感光体３の周囲には、現像装置５１、感光体３のクリーニング装置５、定着装置５２などか配置されるが、これらの電子写真プロセス部材からはトナーや粉塵が生じ、機内冷却ファンによって生じる風に運ばれて防塵ガラス１３側に付着する可能性があるが、それをこのフード壁２５によって防止することができ、画像不具合が生じるのを抑制した画像形成装置とすることができる。

図４は、光書き込み光学系ユニット１を本体側フレーム２に取り付けた状態における防塵ガラス１３の部分の断面図で、本体フレーム側スリット２２の光偏向方向両側に設けられた段付き堰を構成するリブ２４の位置を示したものである。図中１は光書き込み光学系ユニット、２は本体フレーム、３は感光体、１１はｆθレンズ、１３は防塵ガラスであり、本体フレーム側スリット２２の光偏向方向両側に、フード壁２５に連なって○で示した部分にリブ２４が設けられ、前記図２（Ｂ）に１９で示した凹部に当接して堰となるようになっている。

図１は、このように構成した光書き込み光学系ユニット１と本体側フレーム２の、防塵ガラス１３近辺と感光体３周囲の概略拡大断面図である。前記したように光書き込み光学系ユニット１は、画像データで変調された光を偏向させるポリゴンミラー１０と、その光を感光体３上に結像させるためのｆθレンズ１１などの光学系を搭載し、反射ミラー１２によって偏向された光を、光書き込み光の光路７で示したように防塵ガラス１３を介して感光体３方向に向かわせる。

防塵ガラス１３は光書き込み光学系ユニット１を本体フレーム２側と隔絶し、トナーや粉塵が光書き込み光学系ユニット１側に侵入するのを阻止するために設けられ、その防塵ガラス１３の周囲には、１４で示した平坦部が設けられて本体フレーム２の平坦部２０に支持されて位置決めされる。

また図上左側には、前記図５で説明したように機内冷却ファンが設置されて５６で示した方向の風や、図１に２３で示した方向に風が流れているため、防塵ガラス１３の冷却ファン側、すなわち機内冷却風の流れの上流側に本体フレーム側リブ２１、光書き込み光学系ユニット１側のリブ１５と凹部１８で構成される段付き堰が、また、前記図４に示したように本体フレーム側スリット２２の光偏向方向両側に、フード壁２５に連なってリブ２４と光書き込み光学系ユニット１における凹部１９とで構成される堰が設けられ、光書き込み光学系ユニット１と本体フレーム２のそれぞれに設けられた平坦部１４、２０で作られる微小クリアランスを通ってトナーや粉塵が防塵ガラス１３側へ行くのを阻止している。

さらに感光体３の周囲には、帯電装置４、図示していない現像装置やクリーニング装置５、定着装置配置部位６に図示していない定着装置等が存在し、これらからトナーや粉塵が生じて矢印２３方向に流れる風によって防塵ガラス１３方向に運ばれるが、それを阻止するために本体フレーム２から感光体３方向に延びたフード壁２５が設けられ、画像不具合が生じるのを抑制している。

再度図５を参照して本発明になる画像形成装置の動作を説明すると、図示していない制御装置から画像形成指示が来るとまず感光体３が帯電装置４によって一様に帯電される。そして、画像信号によって変調された光がポリゴンミラー１０で偏向され、反射ミラー１２で反射されて防塵ガラス１３を介して感光体３上を走査することで、感光体３上に静電潜像が形成される。

この静電潜像は現像装置５１によって現像されてトナー画像となり、用紙トレイ５８から送られてくる用紙に転写装置５９によって転写される。そして用紙上のトナー画像が定着装置５２によって定着され、用紙排出部５７に排出されて、感光体３上に残った残トナーがクリーニング装置５でクリーニングされて画像形成が終了する。

この間、ポリゴンミラー１０を駆動する図示していないモータや感光体３を駆動するやはり図示していないモータ、及び定着装置５２などから生じる熱は、点線５３で示した位置に設置される機内冷却用ファンの起こす、例えばこの画像形成装置における奥側から手前側に生じる風の流れ、及び矢印５４、５５、５６方向の風の流れによって冷却される。

そのとき、現像装置５１、クリーニング装置５、転写装置５９等から生じるトナーや粉塵が前記した風の流れによって画像形成装置内部を運ばれるが、本体フレーム２に設けられたフード壁２５、及び本体フレーム側リブ２１、光書き込み光学系ユニット１側のリブ１５と凹部１８で構成される段付き堰により、防塵ガラス１３側にこれらトナーや粉塵が侵入するのを阻止しているから、光書き込み光学系ユニット１内は勿論、防塵ガラス１３にこれらトナーや粉塵が付着して画像不具合が生じるのを抑制した画像形成装置を提供することができる。

なお、以上説明してきた画像形成装置５０や光書き込み光学系ユニット１、本体フレーム２等の構成はあくまでも一例であり、例えば複数の感光体を含む電子写真プロセス部材を配置したタンデム型の画像形成装置や、ｆθレンズを単一とした光書き込み光学系ユニットなど、本発明を逸脱することなく種々の変形例に応用できることは当業者なら容易に考えられることである。

本発明によれば、回転ミラーやレンズなどの光学系や感光体に至る光路中に設けた防塵用ガラスに、簡易な構成でトナーや塵埃が付着するのを防止することができ、画像不具合が生じるのを抑制した画像形成装置を提供することが可能となる。

本発明になる画像形成装置の光書き込み光学系ユニットと本体側フレームの、感光体への光書き込み位置付近の概略断面図である。 主要光学要素を組み込んだ光書き込み光学系ユニットの上面図（Ａ）と光学要素を外した背面斜視図（Ｂ）である。 本体側フレームの光書き込み光学系ユニット受け部の上から見た斜視図（Ａ）と下から見た斜視図（Ｂ）である。 光書き込み光学系ユニットを本体側フレームに取り付けた状態の防塵ガラス部の断面図である。 本発明になる画像形成装置の概略断面図である。

符号の説明

１ 光書き込み光学系ユニット
２ 本体側光書き込み光学系ユニット支持フレーム
３ 感光体
４ 帯電装置
５ クリーニング装置
６ 定着装置配置部位
７ 光書き込み光の光路
１０ ポリゴンミラー
１１ ｆθレンズ
１２ 反射ミラー
１３ 防塵ガラス
１４ 防塵ガラス周囲の平坦部
１５ 段付き堰を構成する光書き込み光学系ユニット側リブ
１６ ポリゴン取り付け部位
１７ 防塵ガラス取り付け用スリット
１８ 凹部
１９ スリットにおける光偏向方向両側の凹部
２０ 本体側光書き込み光学系ユニット支持フレーム側平坦部
２１ 段付き堰を構成する本体フレーム側リブ
２２ 本体フレーム側スリット
２３ 機内冷却ファンによる風の流れ
２４ 段付き堰を構成する本体フレームの光偏向方向両側のリブ
２５ フード壁

Claims (4)

1. 光走査装置を有して光源からの光を偏向し、防塵ガラスを介して感光体を走査する光書き込み光学系ユニットを、前記感光体を含む電子写真プロセス部材を収容した本体フレームに取り付けた画像形成装置において、
   前記本体フレームと光書き込み光学系ユニットはそれぞれの前記防塵ガラス周囲または防塵ガラス周囲相当部に平坦部が設けられ、互いの平坦部が接するように前記光書き込み光学系ユニットが本体フレームに取り付けられて、前記互いの平坦部が接した部位に形成される微小クリアランス部周囲における機内冷却風の流れの上流側に、トナーや粉塵の前記防塵ガラス側への侵入を防止する段付き堰を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記本体フレームに、前記光書き込み光学系ユニットにおける防塵ガラス周囲を囲繞して感光体側に延ばしたフード壁を設けたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置。
3. 前記段付き堰は、前記本体フレーム側と前記光書き込み光学系ユニット側とに設けた凸部と凹部との嵌合で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載した画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は機内冷却吸気用ファンを有し、前記段付き堰は、前記防塵ガラスにおける前記機内冷却吸気用ファン側と、光偏向方向両側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した画像形成装置。

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