JP4881650B2

JP4881650B2 - 光走査装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4881650B2
Application number: JP2006123525A
Authority: JP
Inventors: 山川健志; 吉沢浩; 庄司勝則
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-04-27
Also published as: JP2007290318A

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、回転軸を中心に回転する光偏向器により偏向させ、略密閉構造をなす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静電吸着フィルタのほぼ全面を、通気性を有するシート状の部材で覆って前記オプティカルハウジング内に配置し、前記静電吸着フィルタが通気性を有するシート材から作った袋状部材の内部に収容され、前記オプティカルハウジングのカバーにホルダを設けて該ホルダの中に袋状部材を設置し、前記ホルダは、前記光偏向器の前記回転軸における軸線方向の上方の延長線上で、かつ、前記カバーの前記光偏向器と対向する位置に配設され、前記袋状部材は、前記カバーに対して空間が生ずるように前記ホルダに設置されたことを特徴とした光走査装置を提案する。

なお、本発明は、前記静電吸着フィルタが短鎖状の繊維部材を有する高帯電の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、前記袋状部材が化学繊維からなるシート材から作られていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記袋状部材が生物由来の繊維からなるシート材から作られていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記袋状部材が前記静電吸着フィルタを挿入する開放端側に設けた折り返し部を折り返すことで、該開放端を閉じると、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１〜５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を提案する。

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を袋状部材５２内に収容している。本実施形態の袋状部材５２は、ポリプロピレンの化学繊維製の不織布で作られたものであるが、袋状部材５２の材質はポリエチレンやレーヨンなど、他の化学繊維製不織布でもよく、ティーバッグに用いられるような目のあらい生物由来の紙や綿、絹などの布製であってもよい。袋状部材５２は高帯電の静電吸着フィルタ５１の繊維を光走査装置内に脱落させず、捕集対象の微粒子は通過できる目のあらさを選択することが重要である。

捕集部材５０は、袋状部材５２に形成した開放部から高帯電の静電吸着フィルタ５１を入れ、その後、開放部を閉じることで構成される。このとき、袋状部材５２の開放部を閉じる方法としては糊付けが一般的であるが、その他にもホチキス、クリップなど別部材を使用する閉じる方法も考えられる。しかし、このような閉じ方法は何れの場合でもそれなりの作業を要し、その分コストアップに繋がる。

そこで、図５には糊やホチキスの締結部材を使用せず、簡単な作業で開放部を閉じられる捕集部材５０を示している。
図５に示す袋状部材５２は、ティーバッグに用いられるような目のあらい紙から作られており、図に示す上辺には図６に明示する静電吸着フィルタ５１を挿入するための開放部５３が形成されている。この開放部５３にはその一端続いてある幅を持った折り返し部５４が設けられ、この折り返し部５４の両側部は袋状部材５２の側部で固定されている。したがって、図５の捕集部材５０を逆さまにしたとき、折り返し部５４がポケット状になっている。

そして、静電吸着フィルタ５１の挿入後、この袋状部材５２はフレキシブルな紙等で作られているため折り返し部５４を容易に折り返すことができ、それによって折り返し部５４が開放部５３を覆い該部を閉じることができる。したがって、糊やホチキスを用いずとも開放部５３を封鎖し、静電吸着フィルタ５１からの繊維脱落を防ぐことができる。なお、静電吸着フィルタ５１を交換する場合は、端部の折り返し部５４を再び開けば良く、交換作業も簡単にできる。

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、設置方法について説明する。
オプティカルハウジング４０内は、ほぼ密閉された空間であるので、捕集部材５０は何所においても効果があるが、ポリゴンミラー３２の汚れ防止を効率良く行うにはポリゴンミラー３２の近傍に設置することが好ましい。捕集部材５０は、袋状部材５２内に高帯電の静電吸着フィルタ５１を収容した構成であるので、図７に示すように、袋状部材５２を介してオプティカルハウジング４０の箱体４１に適宜箇所に貼り付けによって設置できる。また、捕集部材５０は袋状部材５２の貼り付けで設置できるため、図７に示すように、箱体４１を覆うオプティカルハウジング４０のカバー４２に設置することもできる。

ところで、高帯電の静電吸着フィルタ５１を用いた捕集部材５０は静電吸着フィルタ５１が空気に触れる捕集面積が大きいほど効果がある。したがって、図７に示すように、袋状部材５２の一面側を貼り付けると、静電吸着フィルタ５１の貼り付けた側の面と貼り付け面である筐体４１やカバー４２との間に空間ができずに捕集効率が多少落ちる。

そこで、図８に示す実施形態では、オプティカルハウジング４０の箱体４１及び／またはカバー４２にホルダ４３、４４を設けてその中に捕集部材５０を設置することで、捕集部材５０の移動を制限する。さらに、該ホルダ４３，４４にはそれぞれ突起４５が設けられてその突起４５上に捕集部材５０を載置することで捕集部材５０とその設置面との間に空間が形成される。これによって、静電吸着フィルタ５１が空気に触れる面積が増し、より効率良く微粒子を捕集することができる。

ところで、上記実施形態では高帯電の静電吸着フィルタ５１を袋状部材５２内に収容することで静電吸着フィルタ５１を、通気性を有するシート状の部材で覆ったが、高帯電の静電吸着フィルタ５１は図９に示すように、シート５５，５６で挟むことで捕集部材５０を一枚のシートで構成することも可能である。そして、シート状に形成した捕集部材５０は図１１に示すように、オプティカルハウジング４０の箱体４１に形成した溝状の支持部４６に保持させ、立てた状態で設置することもできる。

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斜視図である。図４に示す捕集部材の開放部を開放している状態を示す断面説明図である。図４に示す捕集部材の開放部を閉じている状態を示す断面説明図である。本発明の捕集部材の設置例を示す説明図である。本発明の捕集部材の他の設置例を示す説明図である。本発明の捕集部材の他の実施形態を示す断面説明図である。図９に示す捕集部材の設置例を示す説明図である。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
４５突起
５０捕集部材
５１高帯電の静電吸着フィルタ
５２袋状部材
５３開放部
５４折り返し部

Claims

光源からの光束を、回転軸を中心に回転する光偏向器により偏向させ、略密閉構造をなす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静電吸着フィルタのほぼ全面を、通気性を有するシート状の部材で覆って前記オプティカルハウジング内に配置し、
前記静電吸着フィルタが通気性を有するシート材から作った袋状部材の内部に収容され、
前記オプティカルハウジングのカバーにホルダを設けて該ホルダの中に袋状部材を設置し、
前記ホルダは、前記光偏向器の前記回転軸における軸線方向の上方の延長線上で、かつ、前記カバーの前記光偏向器と対向する位置に配設され、
前記袋状部材は、前記カバーに対して空間が生ずるように前記ホルダに設置されたことを特徴とした光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置において前記静電吸着フィルタが短鎖状の繊維部材を有する高帯電の静電吸着フィルタであることを特徴とした光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置において、前記袋状部材が化学繊維からなるシート材から作られていることを特徴とした光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置において、前記袋状部材が生物由来の繊維からなるシート材から作られていることを特徴とした光走査装置。
請求項１、３、４のいずれかに記載の光走査装置において、前記袋状部材が前記静電吸着フィルタを挿入する開放端側に設けた折り返し部を折り返すことで、該開放端を閉じることを特徴とした光走査装置。
請求項１〜５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。