JP4913633B2 - 光書込装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式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に用いられる、像担持体に潜像を形成する光書込装置に関し、さらに詳しくは、該光書込装置の不要光の遮光に関する。

従来、光書込装置は、デジタル複写装置やレーザプリンタ、光製版装置等の画像形成装置に用いられ広く知られている。レーザプリンタやデジタル複写機において、高品質な画像や高速度や省スペースや省エネ、低コストなどが要求されているため、光書込装置に用いる光学系も高性能で低コストという要求がある。

低コストの点では、部品点数を削減することがひとつの方法であり、光学素子（レンズやミラー等）を固定部品を介さずに、接着により直接筐体へ固定することが行なわれている。

ここで、コリメートレンズの接着層による不要光を遮光する部材をコリメートレンズ直後のレンズホルダに設けた構成の光書込装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−０９１７１４号公報

しかしながら、従来技術では、半導体レーザは発散光を射出するため、それをコリメートレンズにて略平行光としている。このとき、コリメートレンズが比較的小さいとレンズ外径面からの光が本光に混じってしまうことがあり、コリメートレンズ以降の光路上では分離できなくなってしまう場合がある。

そこで、本発明では、筐体に直接接着固定したコリメートレンズによって発生する不必要な光を遮光することを目的としている。

請求項１記載の発明は、半導体レーザを用いた電子写真方式の光書込装置であって、半導体レーザ、コリメートレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ、及びポリゴンスキャナを備え、前記半導体レーザ、前記コリメートレンズ、前記アパーチャ、前記シリンドリカルレンズ、及び前記ポリゴンスキャナを収容する筐体に半導体レーザを圧入し、コリメートレンズおよびシリンドリカルレンズを直接筐体に接着で固定し、走査平面が互いに垂直方向に離間して２段あり、１つの筐体の床を挟んだ両側にそれぞれの走査平面を持った構成で、前記アパーチャと別の第２のアパーチャを該半導体レーザと該コリメートレンズの間の光路上に設け、前記第２のアパーチャを１つの筐体の床を挟んだ両側に互い違いに形成したことを特徴とする光書込装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光書込装置において、第２のアパーチャを半導体レーザからコリメートレンズに至る光路上の主走査方向の本ビームの一方の外側に立設した壁としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の光書込装置において、第２のアパーチャを半導体レーザからコリメートレンズに至る光路上の主走査方向の本ビームの両外側に立設した壁としたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１に記載の光書込装置において、第２のアパーチャを矩形状の壁としたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１に記載の光書込装置において、第２のアパーチャを円形状もしくは楕円形状の壁としたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５に記載の光書込装置において、第２のアパーチャを筐体の一部として形成したことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１に記載の光書込装置において、半導体レーザ、コリメートレンズのそれぞれを光軸上の位置をずらせて形成したことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至７に記載の光書込装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、筐体に直接接着固定したコリメートレンズによって発生する不必要な光を遮光することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る光書込装置の構成を示す主走査平面図である。

レーザ光を発振する半導体レーザ１から射出されたレーザ光は、コリメートレンズ２を透過し、アパーチャ３にてビーム整形され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ４に入射する。

このレンズは副走査方向にパワーを持ち、光偏向装置（ポリゴンミラー）５の反射面近傍に集光させる。

光偏向装置により反射された光ビームは、ポリゴンミラーの等速回転に伴い等角速度的に偏向され、走査レンズ６を透過し、感光体７上に至る。その間の光路中に適宜ミラー（不図示）を配置する。

光ビームは感光体上の光走査に先立ってミラー８にて反射され、同期検知装置１０にて同期信号を得る。

同期検知装置１０は、レンズ１１と受光素子１２および同期検知基板（信号発生回路基板）１３にて構成される。

図２は、半導体レーザ１から光偏向装置５に至る部分の副走査方向の断面を示したものである。

図２の例は、半導体レーザ１・コリメートレンズ２・アパーチャ３・シリンドリカルレンズ４・ポリゴンミラー５がそれぞれ２つずつ存在する例である。半導体レーザ１からシリンドリカルレンズ４までは、筐体の床を挟んで上下に位置している。

ポリゴンミラー５以降の走査平面は、図２で上下２段に構成されたポリゴンミラー前の導入部のように、上下２段である。

（実施例１）図３の例、半導体レーザから射出した光がコリメートレンズに入射する前に、コリメートレンズを透過した以降に不要光Ｆとなる部分の光を遮光する第２のアパーチャ２０を設けた。図は主走査方向の本ビームの両外側に第２アパーチャ２０を設けた例である。

コリメートレンズは接着固定される構成であるので、接着工程において、レンズをチャックしたり、接着剤を塗布したり、接着剤を硬化させる光を照射するなどの接着治具が稼動できる空間をレンズの周りに空けておく必要がある。

そこで、第２のアパーチャ２０を筐体と一体に形成する場合は、この空間を確保した位置に設定する。

もし、第２のアパーチャを上記のような空間範囲内に入って、コリメートレンズに近接させる必要がある場合は、第２のアパーチャを別部品としてレンズ接着固定後に、後付けするのがよい。
これらのどちらをも選択することができる。

（実施例２）アパーチャ形状は、光路を遮る立ち壁であるが、本光を挟んだ左右両側のうち、片方だけで済む場合もあるし、左右両側に必要な場合もある。また、左右両側と上側（接着と反対側）の少なくとも三方を囲んだり、左右上下の四方を囲む場合もある。それらは、コリメートレンズの焦点距離や開口数や外径や、レーザとの位置関係などによって異なる。

上記のように、三方や四方を囲む形状として、アパーチャ形状を矩形状にした。

（実施例３）アパーチャ形状をコリメートレンズ形状に合わせて、円形もしくは接着側を除いた逆Ｕ字形または楕円形にしたことで、レンズ外径の左右の影響のみならず、全周の影響を除くことができる。図５は、別部品にて第２アパーチャを構成した例である。図６は、筐体と一体で第２アパーチャを構成した例である。

（実施例４）半導体レーザ、コリメートレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ、ポリゴンスキャナ、またそれ以降の光学系の配置や性能によっては、遮光壁の位置が寸法公差でかなり小さくなる場合がある。その場合は、遮光部材を不要光によるレーザパワーを観測しながら取り付ける方法を採ることができる。観測しながらの取り付けによれば、不要光の有無もわかるため、遮光部材の要不要もわかる。

（実施例５）遮光壁を筐体と一体で成形することができる。走査平面が２段ある光書込装置では、筐体の床を挟んだ両側に第２のアパーチャを形成するが、型を上下抜きで製作する場合、同じ位置に壁形状を形成することはできないため、光軸方向にずらせて壁形状を形成する（図４参照）。このとき、光学レイアウトをそのままにして、壁の位置だけ異なる配置にすることもできるし、壁の位置とコリメートレンズの位置をほぼ同等にするように、一方の光学レイアウトを他方のレイアウトと異ならせた配置にすることもできる。

（実施例６）上述のように、不要光を遮光したことにより、画像上に現われていたゴーストを消すことができた。
そのような光書込装置を用いることにより、潜像レベルでより安定で高画質な画像形成装置が得られた。

＜画像形成装置の概略説明＞本発明に係る光書込装置を用いた画像形成装置１０１の形態について、図７を用いて説明する。

図７は実施形態に係る画像形成装置の構成図である。複数の感光体ドラム１１０には、回転方向の順に帯電手段１０８、露光手段（光書込装置）１０６、現像手段１０２、転写手段１１２、１１３、クリーニング手段１０７、がそれぞれ配設されている。

帯電手段１０８は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラに帯電バイアス電圧が電源装置から供給され、感光体ドラム表面を一様に帯電させる。

露光手段（光書込装置）１０６は、画像データに基づいて、点灯／消灯するレーザ光を感光体ドラム表面に照射し、感光体ドラム上に静電潜像を形成する。

現像手段１０２は、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像剤にて顕像化する。

転写手段１１２は、感光体上の顕像を感光体から転写する。

クリーニング手段１０７は、転写後に感光体上に残留する現像剤を除去する。

図８では複数の感光体上の像を中間転写体１１１に各々転写した後、転写手段１１３によって紙等の転写材に転写する構成の例である。転写材１０３ａは給紙手段１０３のローラ１０３ｂにより１枚ずつ分離されてレジストローラ１０３ｃに搬送され、更に上記の転写手段１１３に搬送される。

以下に、各請求ごとの効果を説明する。請求項２の光書込装置によれば、簡単な形状で遮光ができる。

請求項３の光書込装置によれば、ポリゴンスキャナを挟んだ対向走査の光書込装置においても対応が可能である。

請求項４の光書込装置によれば、上部方向からの不必要な光も遮光することが可能である。

請求項５の光書込装置によれば、コリメートレンズ形状に合わせたアパーチャ形状にすることにより、全方向での遮光が可能である。

請求項６の光書込装置によれば、第２アパーチャを筐体の一部として、一体で形成することにより、部品点数を削減することができる。

請求項１、７の光書込装置によれば、２段の走査平面を持つ筐体を一体成形することが可能である。

請求項８の画像形成装置によれば、上記のような遮光効果により信頼性の高い光書込装置が得られ、それを用いたことで、高画質を実現することができる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。

本発明の実施形態の光書込装置の構成を示す主走査平面図である。 本発明の実施形態の光源から光偏向装置に至る部分の副走査方向の断面図である。 本発明の実施例１の説明図である。 本発明の実施例６の説明図である。 本発明の実施例２、３の説明図である。 本発明の実施例２、３の説明図である。 本発明の画像形成装置の概略断面図である。

符号の説明

１ レーザ光源
２ コリメートレンズ
３ アパーチャ
４ シリンドリカルレンズ
５ 光偏向装置（ポリゴンミラー）
６ 走査レンズ
７ 感光体
８ 同期用ミラー
１０ 同期検知装置
１１ 同期レンズ
１２ 受光素子
１３ 同期検知基板
２０ 第２アパーチャ
１０１ 画像形成装置
１０２ 現像装置
１０３ 給紙装置
１０４ 定着装置
１０６ 光書込装置
１０７ クリーニング手段
１０８ 帯電装置
１１０ 感光体
１１１ 中間転写体
１１２ 転写手段
１１３ 転写手段

Claims (8)

1. 半導体レーザを用いた電子写真方式の光書込装置であって、半導体レーザ、コリメートレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ、及びポリゴンスキャナを備え、前記半導体レーザ、前記コリメートレンズ、前記アパーチャ、前記シリンドリカルレンズ、及び前記ポリゴンスキャナを収容する筐体に半導体レーザを圧入し、コリメートレンズおよびシリンドリカルレンズを直接筐体に接着で固定し、走査平面が互いに垂直方向に離間して２段あり、１つの筐体の床を挟んだ両側にそれぞれの走査平面を持った構成で、前記アパーチャと別の第２のアパーチャを該半導体レーザと該コリメートレンズの間の光路上に設け、前記第２のアパーチャを１つの筐体の床を挟んだ両側に互い違いに形成したことを特徴とする光書込装置。
2. 前記第２のアパーチャを半導体レーザからコリメートレンズに至る光路上の主走査方向の本ビームの一方の外側に立設した壁としたことを特徴とする請求項１に記載の光書込装置。
3. 前記第２のアパーチャを半導体レーザからコリメートレンズに至る光路上の主走査方向の本ビームの両外側に立設した壁としたことを特徴とする請求項１に記載の光書込装置。
4. 前記第２のアパーチャを矩形状の壁としたことを特徴とする請求項１に記載の光書込装置。
5. 前記第２のアパーチャを円形状もしくは楕円形状の壁としたことを特徴とする請求項１に記載の光書込装置。
6. 前記第２のアパーチャを筐体の一部として形成したことを特徴とする請求項１乃至５に記載の光書込装置。
7. 前記半導体レーザ、前記コリメートレンズのそれぞれを光軸上の位置をずらせて形成したことを特徴とする請求項１に記載の光書込装置。
8. 請求項１乃至７に記載の光書込装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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