JPH11249056A - レーザー露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速化されたカラー画像形成装置において
も、環境温度の変化等に係わらず常に色ずれのない安定
した高画質の画像を得ることができるレーザー露光装置
を提供する。 【解決手段】 少なくとも、レーザー光Ｌを生成するレ
ーザー光生成手段３１、レーザー光Ｌを走査光に偏向さ
せるレーザー光偏向手段３２、レーザー光偏向手段３２
を駆動する駆動手段３３、レーザー光生成手段３１とレ
ーザー光偏向手段３２とを結ぶ光路上に設けられて、レ
ーザー光Ｌに光学的処理を施す第１の光学系３４、レー
ザー光偏向手段３２で偏向された走査光に光学的処理を
施す第２の光学系３５、各手段３１，３２，３３及び各
光学系３４，３５を包含する筐体３６からなるレーザー
露光装置３であって、少なくともレーザー光路である空
間を残し、駆動手段３３と第１の光学系３４との間及び
／又は駆動手段３３と第２の光学系３５との間を遮蔽す
る遮蔽壁部３６１〜３６４を筺体３６内に設置したレー
ザー露光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置におけ
る画像書き込み装置であるレーザー露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像方式には、通常の電
子写真複写機等に用いられる正規現像方式と、デジタル
プリンタやデジタル電子写真複写機等に用いられる反転
現像方式が知られている。反転現像方式は、一般にレー
ザーダイオード等を光源として用い、帯電、露光により
像担持体上に形成された潜像を、感光体の帯電極性と同
極性に帯電したトナーにより現像してトナー像とする方
式である。例えば、像担持体の帯電極性が負の場合、ト
ナーの極性も負であり、露光により生じた電位差を利用
して現像し、像担持体上にトナー像を形成する方式であ
る。現像処理後に、コロナ放電等を用いる転写装置によ
り転写材をトナーの極性と逆極性に帯電させ、像担持体
上のトナー像を転写材により転写させる。その後、ＡＣ
コロナ放電またはＤＣコロナ放電により転写材の電位を
下げ、転写材と像担持体との付着力を低減させたのち、
像担持体表面から転写材を剥離し、次のプロセスに移行
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記画像形成プロセス
において、常に安定した画像を形成するためには、レー
ザー露光装置の光学系の熱変形を避けることが必要であ
る。

【０００４】特に、画像形成装置内にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの
４組のレーザー露光装置を設置し、像担持体の一回転で
カラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、
各レーザー露光装置の正確なレジスト合わせが必要であ
るので、特に光学系の熱変形を避ける必要がある。

【０００５】従来のレーザー露光装置として、ガラスレ
ンズとモールド部材とで完全に遮蔽する方法（モータ部
とプラレンズをガラスレンズとモールド部材で遮蔽する
方法）があったが、ガラスレンズ自体が熱変形して問題
があった。

【０００６】また、ポリゴン駆動モータ、光学系等が設
置された筐体内は防塵のために密閉されている場合が多
く、光学系の熱変形を防止するためにさらなる放熱対策
を考慮する必要があった。

【０００７】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたものであり、本発明の目的は、高速化されたカ
ラー画像形成装置においても、環境温度の変化等に係わ
らず常に色ずれのない安定した高画質の画像を得ること
ができるレーザー露光装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の本発明のレーザー露光装置は、少なくと
も、レーザー光を生成するレーザー光生成手段、レーザ
ー光を走査光に偏向させるレーザー光偏向手段、該レー
ザー光偏向手段を駆動する駆動手段、前記レーザー光生
成手段と前記レーザー光偏向手段とを結ぶ光路上に設け
られて、前記レーザー光に光学的処理を施す第１の光学
系、前記レーザー光偏向手段で偏向された走査光に光学
的処理を施す第２の光学系、前記各手段及び各光学系を
包含する筐体からなるレーザー露光装置であって、少な
くともレーザー光路である空間を残し、前記駆動手段と
前記第１の光学系との間及び／又は前記駆動手段と前記
第２の光学系との間を遮蔽する遮蔽壁部を前記筺体内に
設置したことを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明のレーザー露光装置
は、請求項１に記載の発明において、前記遮蔽壁部は前
記筐体の一部である突起部により形成されていることを
特徴とするものである。

【００１０】請求項３に記載の発明のレーザー露光装置
は、請求項１又は２に記載の発明において、前記遮蔽壁
部は前記筐体内に複数箇所設置されていることを特徴と
するものである。

【００１１】請求項４に記載の発明のレーザー露光装置
は、少なくとも、レーザー光を生成するレーザー光生成
手段、レーザー光を走査光に偏向させるレーザー光偏向
手段、該レーザー光偏向手段を駆動する駆動手段、前記
レーザー光生成手段と前記レーザー光偏向手段とを結ぶ
光路上に設けられて、前記レーザー光に光学的処理を施
す第１の光学系、前記レーザー光偏向手段で偏向された
走査光に光学的処理を施す第２の光学系、前記各手段及
び各光学系を包含する筐体からなるレーザー露光装置で
あって、前記筐体には、筐体より熱伝導度の高い熱伝導
突起部が設置され、前記熱伝導突起部が前記筐体の内部
空間と前記筐体の外部空間に面していることを特徴とす
るものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って、本発明のレーザー露光装置を４組配置したカラー
プリンタの構成とその作用を図１によって説明する。

【００１３】図１は、本実施の形態の現像装置及び画像
形成装置を適用したカラープリンタを示す断面構成図で
ある。

【００１４】このカラープリンタは、像担持体上に順次
形成される各色トナー像を重ね合わせたのち、転写部で
記録紙上に１回で転写してカラー画像を形成し、その
後、記録紙を像担持体面から剥離する方式のカラー画像
形成装置である。

【００１５】このカラープリンタは、像担持体である可
撓性の無端ベルト状の感光体（以下、ベルト感光体と称
す）１の周囲に、スコロトロン帯電器（以下、帯電器と
称す）２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、レーザー露光装置（像
露光装置）３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置４Ｙ，４
Ｍ，４Ｃ，４Ｋとから成る画像形成ユニットを複数組
（図示の４組）縦列に配設したものである。

【００１６】ベルト感光体１は、駆動ローラ１１及び回
動ローラ１２，１３に張架され、テンションローラ１４
の作用により緊張状態にされ、内周面に設けられたバッ
クアップ部材１５により局部的に当接しながら、図示の
時計方向に回動する。バックアップ部材１５は、ベルト
感光体１の背面に当接して、現像剤担持体（以下、現像
スリーブと称す）４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像領域及
びレーザー露光装置３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の結像位置を
規制している。

【００１７】画像記録のスタートにより、駆動モータが
回動して駆動ローラ１１を介してベルト感光体１は図示
の時計方向へと回動し、帯電器２Ｙの帯電作用によりベ
ルト感光体１への電位の付与が開始される。ベルト感光
体１は電位を付与されたあと、レーザー露光装置３Ｙに
おいて第１の色信号すなわちイエロー（Ｙ）の画像信号
に対応する電気信号による露光が開始され、ベルト感光
体１の回転（副走査）によってその表面の感光層に現像
画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静電潜像を形成
する。この潜像は現像装置４Ｙにより現像剤担持体であ
る現像スリーブ４１Ｙ上に付着搬送された現像剤が非接
触の状態で反転現像され、ベルト感光体１の回転に応じ
てイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。

【００１８】次いでベルト感光体１はイエロー（Ｙ）の
トナー像の上にさらに帯電器２Ｍの帯電作用により電位
が付与され、レーザー露光装置３Ｍの第２の色信号すな
わちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気信号によ
る露光が行われ、現像装置４Ｍによる非接触の反転現像
によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー像の上にマゼン
タ（Ｍ）のトナー像が重ね合わせて形成される。

【００１９】同様のプロセスにより帯電器２Ｃ、レーザ
ー露光装置３Ｃ及び現像装置４Ｃによってさらに第３の
色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が形成され
る。さらに帯電器２Ｋ、レーザー露光装置３Ｋ及び現像
装置４Ｋによって第４の色信号に対応する黒色（Ｋ）の
トナー像が順次重ね合わせて形成され、ベルト感光体１
の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成さ
れる。

【００２０】現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ及び４Ｋによる
現像作用に際しては、それぞれ現像スリーブ４１Ｙ，４
１Ｍ，４１Ｃ及び４１Ｋに対し、ベルト感光体１の帯電
と同極性の直流バイアス、あるいは直流バイアスに交流
を加えた現像バイアスが印加され、現像スリーブ４１
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に付着した二成分現像剤による非
接触反転現像が行われて、導電層を接地したベルト感光
体１上の露光部にトナーを付着させる。

【００２１】かくして、ベルト感光体１の周面上に形成
されたカラーのトナー像は帯電器２Ｆによって付着トナ
ーの電位が揃えられたのち転写前露光器によって除電が
行われ、転写部において、給紙装置である給紙カセット
２０Ａ，２０Ｂ或いは手差し給紙部２０Ｃから、それぞ
れ給紙手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにより送り出され、
レジストローラ対２３へと搬送され、レジストローラ対
２３の駆動によってベルト感光体１上のトナー像領域と
同期して給紙される転写紙上に、ベルト感光体１の駆動
用の駆動ローラ１１の下部に対向して配置された転写装
置（転写ローラ）７により転写される。

【００２２】レジストローラ対２３と転写ローラ７との
中間で、駆動ローラ１１と回動ローラ１２間に張設され
たベルト感光体１に対向する所定位置には、フォトセン
サ６が設置されている。フォトセンサ６はベルト感光体
１の継ぎ目と、ベルト感光体１上に形成されたレジスト
マークとを検出するもので、１組の発光部と受光部とか
ら成るセンサである。

【００２３】トナー像の転写を受けた被転写材（転写
紙）は、駆動ローラ１１の曲率に沿ったベルト感光体１
の周面より分離されたのち、定着装置２４へ搬送され、
定着装置２４において加熱・圧着されてトナーが転写紙
上に溶着・定着されて定着装置２４より排出され、排紙
ローラ対２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃにより搬送されて、上
部に設けられた排紙トレイ２６に転写紙上のトナー像面
を下面にして排出される。

【００２４】一方、転写紙を分離したベルト感光体１は
クリーニング装置８においてクリーニングブレード８１
によってベルト感光体１面の摺擦がなされ、残留トナー
の除去・清掃がなされて、次の原稿画像のトナー像の形
成を続行するか、もしくは一旦停止して待機する。な
お、次の原稿画像のトナー像の形成が続いて行われると
きは、帯電前除電器５によるベルト感光体１の感光体面
への露光が行われて前歴の除去がなされる。

【００２５】図２はレーザー露光装置（走査光学装置）
の一実施の形態を示す斜視図、図３はレーザー露光装置
の平面図、図４はレーザー露光装置の断面図、図５はレ
ーザー露光装置の部分拡大断面図である。

【００２６】前記複数のレーザー露光装置３Ｙ，３Ｍ，
３Ｃ，３Ｋは、ほぼ同じ構成をなすから、以下、これら
のレーザー露光装置３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を代表してレ
ーザー露光装置３と称して説明する。

【００２７】これらの図において、レーザー露光装置３
は、レーザー光Ｌを生成するレーザー光生成手段３１、
半導体レーザーから出射されたレーザー光を走査光に偏
向させるレーザー光偏向手段３２、レーザー光偏向手段
３２の回転部材を回転駆動する駆動手段３３、レーザー
光生成手段３１とレーザー光偏向手段３２とを結ぶ光路
上に設けられてレーザー光Ｌに光学的処理を施す第１の
光学系３４、レーザー光偏向手段３２で偏向された走査
光に光学的処理を施す第２の光学系３５、前記各手段３
１，３２，３３及び各光学系３４，３５を包含する筐体
３６と蓋体３７から構成されている。

【００２８】レーザー光生成手段３１は半導体レーザー
素子３１０、発光回路、支持枠体等から成る。レーザー
光偏向手段３２は回転多面鏡（ポリゴンミラー）３２０
及び支持体等から成る。

【００２９】駆動手段３３は、駆動モータと動圧軸受と
か構成されている。駆動モータは駆動コイル（ステー
タ）３３１、駆動マグネット（ロータ）３３２、基台３
３３等から構成されている。動圧軸受は、ラジアル軸外
筒３３４、ラジアル軸内筒３３５、上スラスト板３３
６、下スラスト板３３７等から構成されている（図５参
照）。

【００３０】第１の光学系３４は、コリメートレンズ３
４１、第１シリンドリカルレンズ３４２から成る。第２
の光学系３５は、ｆθレンズ３５１、第２シリンドリカ
ルレンズ３５２、タイミング検出用のインデックスミラ
ー３５３、同期検知用のインデックスセンサ３５４から
成る。

【００３１】上記のレーザー光生成手段３１、レーザー
光偏向手段３２、駆動手段３３、第１の光学系３４、第
２の光学系３５は、レーザー露光装置３の筺体（ハウジ
ング）３６内の所定位置に配置、固定されている。ハウ
ジング３６の上部開口は、蓋体３７により密閉されてい
る。

【００３２】半導体レーザー素子３１０から出射したレ
ーザー光Ｌは、第１の光学系３４のコリメートレンズ３
４１により平行光になり、次いで第１シリンドリカルレ
ンズ３４２を透過して回転多面鏡３２０に入射する。回
転多面鏡３２０の反射光は、ｆθレンズ３５１、第２シ
リンドリカルレンズ３５２から成る第２の光学系３５を
透過し、感光体ドラム１の周面上に、所定のスポット径
で、副走査方向に所定ピッチずれた状態で走査する。な
お、主走査方向は図示しない調整機構により、既に微調
整してある。１ライン毎の同期検知は、走査開始前の光
束をインデックスミラー３５３を介して、インデックス
センサ３５４に入射させる。

【００３３】筺体３６の底面内面側には、複数の遮蔽壁
部（リブ）３６１〜３６４が立設され、蓋体３７の内面
側にも、複数の遮蔽壁部３６１〜３６４に対向してレー
ザー光路である空間を残して複数の遮蔽壁部（リブ）３
７３〜３７５が立設されている。即ち、駆動手段３３と
第１の光学系３４との間には、筺体３６側に遮蔽壁部３
６１，３６２が、蓋体３７側に図示しない遮蔽壁部が立
設されている。また、駆動手段３３と第２の光学系３５
との間には、筺体３６側に遮蔽壁部３６３，３６４が、
蓋体３７側に遮蔽壁部３７３，３７４が立設されてい
る。ただし、レーザー光路は確保せねばならず、その部
分だけは遮蔽しない空隙になっている。

【００３４】これらの遮蔽壁部３６１〜３６４、３７３
〜３７５を設けることにより、駆動手段３３の駆動モー
タによって発熱して暖められた空気が、これらの遮蔽壁
部により遮られて、第１の光学系３４、第２の光学系３
５まで達しにくく温度上昇が低減され、また遮蔽壁部自
体が吸熱して変形するので、筐体や光学系部材自体の熱
変形を最小限に抑えることが可能である。

【００３５】また、これらの遮蔽壁部３６１〜３６４、
３７３〜３７５は、図示の４箇所に限定されるものでは
なく、設置数を増すほど効果は高い。

【００３６】これらの遮蔽壁部を筐体３６、蓋体３７と
一体成型することにより、部品数の削減、組み立て工数
の削減が図れる。なお、これらの遮蔽壁部は一体成型が
好ましいが、後付けでも構わない。

【００３７】また、筐体３６、蓋体３７の各内側に熱伝
導度の高い材料、例えば銅粉末を混合した熱良伝導性ポ
リイミド樹脂材から成るイボイボ状のリブを多数設ける
とより効果的である。駆動手段３３の駆動モータで熱せ
られた暖気はイボイボ状のリブで熱を奪われ、光学系付
近の温度は上昇しない。

【００３８】筺体３６には、筺体３６の底面を貫通し
て、筺体内部空間と外部空間に面する熱伝導突起部３８
が設置されている。熱伝導突起部３８は、筐体３６より
熱伝導度が高く、駆動モータより発生した熱を吸収し
て、筺体３６内部空間にこもらせることなく、外部空間
に発散させる。この遮蔽壁部である熱伝導突起部３８の
上面側の上方には、蓋体３７の内面側に突出した遮蔽壁
部３７５が対向配置されている（図４参照）。熱伝導突
起部３８は、筺体３６と一体に形成されていてもよい
が、別体に形成したものを、筺体３６に装着、固定して
もよい。

【００３９】図６は、別体に形成した熱伝導性遮蔽部材
（熱伝導突起部）３８の斜視図である。熱伝導性遮蔽部
材３８は、筺体内部空間に突出し、かつ筺体３６の底面
を貫通する遮蔽突起部３８１と、外部空間に露呈される
放熱部３８２とから成る。放熱部３８２は、複数の放熱
フィン（図示４枚）を有し、外部空間の外気との接触面
積を増大して放熱効果をあげている。このようにすれ
ば、効率良く放熱され、筐体３６や光学系自体の変形を
さらに有効に抑えることが可能である。また、放熱フィ
ンを有する熱伝導性遮蔽部材３８は、図２〜図４に示す
配置位置に限定されず、熱発生源に近い箇所に複数箇所
設けてもよい。

【００４０】本発明のレーザー露光装置は、図１に示す
カラー画像形成装置以外にも適用可能である。即ち、本
発明は、複数のレーザー露光装置を有するカラー画像形
成装置において、各露光装置間の変形量の相違を最小限
に止めることができる。また、１組のレーザー露光装置
と複数の現像装置を設け、感光体ドラム上に複数のカラ
ートナー像を重ね合わせて形成するカラー画像形成装置
や、中間転写体を用いるカラー画像形成装置や、記録媒
体を巻回する転写ドラムを用いるカラー画像形成装置に
も適応可能である。また、帯電器、像露光装置、現像装
置等から成る像形成ユニットを複数組備えたタンデム構
造のカラー画像形成装置にも適応可能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明のレーザー露光装置により、高速
化されたカラー画像形成装置においても、環境温度の変
化等に係わらず常に色ずれのない安定した高画質の画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザー露光装置を複数組搭載したカ
ラープリンタの断面構成図。

【図２】レーザー露光装置の一実施の形態を示す斜視
図。

【図３】レーザー露光装置の平面図。

【図４】レーザー露光装置の断面図。

【図５】レーザー露光装置の部分拡大断面図。

【図６】放熱フィン付き遮蔽部材の斜視図。

【符号の説明】

１ 像担持体（ベルト感光体） ３，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ レーザー露光装置 ３１ レーザー光生成手段 ３１０ 半導体レーザー素子 ３２ レーザー光偏向手段 ３２０ 回転多面鏡（ポリゴンミラー） ３３ 駆動手段 ３４ 第１の光学系 ３４１ コリメートレンズ ３４２ 第１シリンドリカルレンズ ３５ 第２の光学系 ３５１ ｆθレンズ ３５２ 第２シリンドリカルレンズ ３６ 筺体 ３６１，３６２，３６３，３６４ 遮蔽壁部 ３７ 蓋体 ３７３，３７４，３７５ 遮蔽壁部 ３８ 熱伝導突起部（熱伝導性遮蔽部材） ３８１ 遮蔽突起部 ３８２ 放熱部 Ｌ レーザー光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、レーザー光を生成するレー
   ザー光生成手段、レーザー光を走査光に偏向させるレー
   ザー光偏向手段、該レーザー光偏向手段を駆動する駆動
   手段、前記レーザー光生成手段と前記レーザー光偏向手
   段とを結ぶ光路上に設けられて、前記レーザー光に光学
   的処理を施す第１の光学系、前記レーザー光偏向手段で
   偏向された走査光に光学的処理を施す第２の光学系、前
   記各手段及び各光学系を包含する筐体からなるレーザー
   露光装置であって、少なくともレーザー光路である空間
   を残し、前記駆動手段と前記第１の光学系との間及び／
   又は前記駆動手段と前記第２の光学系との間を遮蔽する
   遮蔽壁部を前記筺体内に設置したことを特徴とするレー
   ザー露光装置。
2. 【請求項２】 前記遮蔽壁部は前記筐体の一部である突
   起部により形成されていることを特徴とする請求項１に
   記載のレーザー露光装置。
3. 【請求項３】 前記遮蔽壁部は前記筐体内に複数箇所設
   置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   レーザー露光装置。
4. 【請求項４】 少なくとも、レーザー光を生成するレー
   ザー光生成手段、レーザー光を走査光に偏向させるレー
   ザー光偏向手段、該レーザー光偏向手段を駆動する駆動
   手段、前記レーザー光生成手段と前記レーザー光偏向手
   段とを結ぶ光路上に設けられて、前記レーザー光に光学
   的処理を施す第１の光学系、前記レーザー光偏向手段で
   偏向された走査光に光学的処理を施す第２の光学系、前
   記各手段及び各光学系を包含する筐体からなるレーザー
   露光装置であって、前記筐体には、筐体より熱伝導度の
   高い熱伝導突起部が設置され、前記熱伝導突起部が前記
   筐体の内部空間と前記筐体の外部空間に面していること
   を特徴とするレーザー露光装置。