(57)【要約】【課題】同期タイミングを検出するためのレーザ走査光が意図せず感光体に到達しないようにし、感光体への不要なレーザ光の走査を防止する。【解決手段】画像形成動作を開始する際に（Ｓ１０１）、ＬＤの点灯を開始し（Ｓ１０２）、同期検知センサがレーザ光を検知すると（Ｓ１０２−Ｙｅｓ）、シャッタを開放して（Ｓ１０３）感光体への書き込みが可能な状態とし、その後、感光体への書き込みを含む作像プロセスを開始する（Ｓ１０４）。すなわち、レーザを点灯開始し、同期信号を検出するタイミングでは、シャッタは閉じられているように制御する。そして、光検出器からの信号が検出され、不要なレーザ光が感光体に露光する心配がなくなった時点で、シャッタを開放する。【選択図】図４
2007245480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成媒体上にレーザ光による光書き込みを行う光書き込み装置において、
書き込み光を透過させる光出射窓と、
前記光出射窓を遮蔽し、光の透過を防止する遮蔽部材と、
光書き込みのための光照射時に前記遮蔽部材による遮蔽状態を解いて光透過を可能にする遮蔽部材開放手段と、
を備えていることを特徴とする光書き込み装置。
【請求項２】
前記光書き込み時に同期をとるための同期検知手段を有し、
前記遮蔽部材開放手段は、前記同期検知手段が同期信号を検出したときに前記遮蔽状態を解くことを特徴とする請求項１記載の光書き込み装置。
【請求項３】
前記遮蔽部材開放手段は、前記レーザ光の発光を制御するレーザ駆動部に光書き込みのための画像データが入力された時点で前記遮蔽状態を解くことを特徴とする請求項２又は３記載の光書き込み装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材開放手段は、前記レーザ光を主走査方向に走査する光走査手段を回転制御している間、前記遮蔽状態を解くことを特徴とする請求項１記載の光書き込み装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材開放手段は、前記光走査手段の回転安定信号の出力を検知し、当該出力検知から予め設定された時間が経過した後、前記遮蔽状態を解くことを特徴とする請求項４記載の光書き込み装置。
【請求項６】
前記予め設定された時間は、画像形成速度の違う動作モード毎に個別に設定されることを特徴とする請求項５記載の光書き込み装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光書き込み装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
感光体にレーザで光書き込みを行う光書き込み装置及びこの光書き込み装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ及びデジタル複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いて画像を形成するデジタル複写機、レーザプリンタ等の機器において、感光体にレーザビームを走査して静電潜像を形成する際に、走査光学系の光学素子を光学ハウジング内に納めて配置し、走査光学系の光学特性を維持するために光学ハウジングを密閉し、光学系を画像形成装置の作像系と隔離している。このように隔離したことから、光学ハウジングからの走査レーザ光は、光学ハウジングの出射窓を通して感光体に走査するようになっている。そのため、出射窓が飛散トナー等の粉塵により汚れてしまうと、静電潜像が正しく作像されず、形成画像に悪影響を及ぼし、画質が低下してしまう。
【０００３】
従来技術ではこうした出射窓の汚れを少しでも防止するために、出射窓の外側に開閉可能なシャッタ等の被覆部材を設けて、画像形成時以外は、出射窓を覆って飛散トナー等による汚れを防止するように構成している（特許文献１ないし３参照）。
【特許文献１】特開平１１−１６７０８０号公報
【特許文献２】特開２００４−０８５８９９号公報
【特許文献３】特開２００５−３２９６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、走査光学系により、感光体にタイミング良く１元走査してラスター画像を形成する際には、主走査の走査位置を毎ラインの走査毎に正しく走査する必要がある。そこで、ポリゴンミラー等の偏向走査ミラーによる走査タイミングを検出するために、走査面上に光検出器を配置し、光検出器の出力信号に同期させてレーザを点灯消灯制御することにより、毎ラインの走査位置を一致させ、結果として正しい画像を形成するようにしている。
【０００５】
すなわち、ポリゴンミラーによる回転走査位置を検出する同期検知信号（ＤＥＴＥＣＴ信号）を得るためには、まず、ポリゴンモータを一定回転で回転させた後に、レーザを点灯し初めて、光検出器の出力が検出されたタイミングに基づいて、順次、次のラインの同期検出のための点灯タイミングを決定し、レーザを点灯し始める。一度同期タイミングを検出すれば、次のラインのための点灯開始タイミングは一定とすれば良く、感光体への画像形成目的以外の不要な発光は抑えるように制御することが可能であるが、ポリゴンミラーによるレーザ光の走査タイミングが検出されていない状態なので、感光体に不要な走査レーザ光が露光されてしまう。従来、上記の最初の同期のための点灯タイミングでは、感光体の帯電プロセス、トナーを現像するための現像プロセスの高圧出力をＯＦＦするように制御し、不要なトナーが感光体に現像されないようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記制御には、同期のための点灯とプロセス制御のタイミング管理が必要とあり、制御が煩雑にならざるを得なかった。また、タイミング制御が何らかの要因により意図せずにズレが生じた場合、トナー像を現像してしまう場合があり、感光体のクリーニングユニットに意図しない負担が生じることがあった。このような負担はユニットの寿命に影響を及ぼす結果となっていた。また、転写ベルト上にトナーが付着し、転写紙の画像形成面とは反対面へトナーが付着してしまう虞があった。
【０００７】
したがって、本発明が解決すべき課題は、同期タイミングを検出するためのレーザ走査光の意図しない感光体への到達を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、第１の手段は、画像形成媒体上にレーザ光による光書き込みを行う光書き込み装置において、書き込み光を透過させる光出射窓と、前記光出射窓を遮蔽し、光の透過を防止する遮蔽部材と、光書き込みのための光照射時に前記遮蔽部材による遮蔽状態を解いて光透過を可能にする遮蔽部材開放手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記光書き込み時に同期をとるための同期検知手段を有し、前記遮蔽部材開放手段は、前記同期検知手段が同期信号を検出したときに前記遮蔽状態を解くことを特徴とする。
【００１０】
第３の手段は、第２又は第３の手段において、前記遮蔽部材開放手段は、前記レーザ光の発光を制御するレーザ駆動部に光書き込みのための画像データが入力された時点で前記遮蔽状態を解くことを特徴とする。
【００１１】
第４の手段は、第１の手段において、前記遮蔽部材開放手段は、前記レーザ光を主走査方向に走査する光走査手段を回転制御している間、前記遮蔽状態を解くことを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第４の手段において、前記遮蔽部材開放手段は、前記光走査手段の回転安定信号の出力を検知し、当該出力検知から予め設定された時間が経過した後、前記遮蔽状態を解くことを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第５の手段において、前記予め設定された時間は、画像形成速度の違う動作モード毎に個別に設定されることを特徴とする。
【００１４】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段に係る光書き込み装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００１５】
なお、後述の実施形態では、光書き込み装置は光ビーム走査装置１３０に、光出射窓は符号３６に、遮蔽部材はシャッタ部材３９に、遮蔽部材開放手段はＤＣモータ４３、ギア４６、カム４７及び図示しないＣＰＵに、同期検知手段は同期検知センサ１ＢＫＣ，ＭＹに、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、書き込みのための光照射時に光出射窓の遮蔽状態を解いて光書き込みを行わせるので、同期タイミングを検出するためのレーザ走査光が意図せず感光体に到達することがなくなり、その結果、感光体への不要なレーザ光の走査を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の第１実施例に係る画像形成装置の要部の概略を示す図である。図１において、光学ユニットとして構成される光ビーム走査装置（光学ユニット）１３０は、画像データに合わせて点灯するレーザダイオード（以下、ＬＤと称す）と、ＬＤから出射されたレーザビーム（以下、光ビームとも称す）Ｌを平行光束化する図示しないコリメートレンズと、副走査方向に平行な線状に焦点を結ぶ図示しないシリンダレンズと、シリンダレンズからの光が入射し、当該光を偏向するポリゴンミラー１３０１と、ポリゴンミラー１３０１を高速で回転駆動するポリゴンモータ１３０７と、等角速度走査を等速度走査に変換するｆθレンズ１３０２ＢＫＣ，１３０２ＭＹと、ＢＴＬ１３０５ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙと、ミラー１３０３ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，１３０４ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，１３０６ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙとからなる。このような構成により、ＬＤから出射された光ビームＬは、図示しないコリメートレンズにより平行光束化され、シリンダレンズを通り、ポリゴンモータ１３０７によって回転するポリゴンミラー１３０１によって偏向され、ｆθレンズ１３０２ＢＫＣ及びＢＴＬ，ＭＹ、１３０５ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙを通って折り返しミラー１３０３ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，１３０４ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，１３０６ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙによって反射され、感光体上１０６ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙを走査する。ＢＴＬとは、Barrel Toroidal Lens（バレル・トロイダル・レンズ）の略で、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等））を行っている。
【００１９】
この形式の画像形成装置は、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４組の画像形成部と前述の１つの光ビーム走査装置１３０を備えている。各色とも、感光体の回りには、帯電器１０７ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ、現像ユニット１０８ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ、転写器１０９ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ、クリーニングユニット１１０ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ、除電器１１１ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙが備わっており、通常の電子写真プロセスである帯電、露光、現像、転写により記録紙上に画像が形成される。転写ベルトＢによって矢印方向に搬送される記録紙上に１色目の画像を形成し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙上に形成することができる。そして図示していないが定着装置によって記録紙上の画像が定着される。
【００２０】
本実施例のレーザビーム走査装置１３０は、１つのポリゴンミラー１３０１を用いて、ポリゴンミラー１３０１面の上方と下方で異なる色のレーザビームＬ１，Ｌ２を偏向走査させ、さらに、ポリゴンモータ１３０７によって回転駆動されるポリゴンミラー１３０１を中心に対向振分走査させることによって４色分のレーザビームＬＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙをそれぞれの感光体上１０６ＢＫ，１０６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ（以下、１０６ＢＫＣＭＹのように色の略称によって各色に対する各部の対応関係を示す。また、特に色を特定しない場合には、色の略称を省略し、各部を総括的に示す）を走査する。各色のレーザビームは、ポリゴンミラー１３０１によって偏向し、ｆθレンズ１３０２ＢＫＣ，１３０２ＭＹを通り、第１ミラー１３０３ＢＫＣＭＹ、第２ミラー１３０４ＢＫＣＭＹで折り返され、ＢＴＬ１３０５ＢＫＣＭＹを通り、第３ミラー１３０６ＢＫＣＭＹで折り返され、感光体１０６ＢＫＣＭＹ上を走査する。
【００２１】
図２は図１の光ビーム走査装置を上から見た概略構成を示す図である。なお、図２では煩雑さを避けるため符号は省略している。ＬＤユニットＹ及びＬＤユニットＢＫからの光ビームは、ＣＹＬ（シリンダレンズ）を通り、反射ミラーによってポリゴンミラーの下方面に入射し、ポリゴンミラーが回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズを通り、第１ミラーによって折り返される。ＬＤユニットＭ及びＬＤユニットＣからの光ビームは、ＣＹＬ（シリンダレンズ）を通り、ポリゴンミラーの上方面に入射し、ポリゴンミラーが回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズを通り、第１ミラーによって折り返される。本実施例では、主走査方向書出両端部にはＣＹＭ１＿ＢＫＣ、ＣＭＹ１＿ＭＹ、ＣＹＭ２＿ＢＫＣ、ＣＭＹ２＿ＭＹ（シリンダミラー）、同期センサ１＿ＢＫＣ、同期センサ１＿ＭＹ、同期センサ２＿ＢＫＣ、同期センサ２＿ＭＹが備わっており、ｆθレンズを通った光ビームがＣＹＭ１＿ＢＫＣ、ＣＭＹ１＿ＭＹ、ＣＹＭ２＿ＢＫＣ、ＣＭＹ２＿ＭＹによって反射集光されて、同期センサ１＿ＢＫＣ、同期センサ１＿ＭＹ、同期センサ２＿ＢＫＣ、同期センサ２＿ＭＹに入射するような構成となっている。同期センサ１＿ＢＫＣ、同期センサ１＿ＭＹは、スタート側同期検知信号ＸＤＥＴＰを検出するための同期検知センサの役割を果たしていて、同期センサ２＿ＢＫＣ、同期センサ２＿ＭＹは、エンド側同期検知信号ＸＥＤＥＴＰを検出するための同期検知センサの役割を果たしている。また、ＬＤユニットＣからの光ビームとＬＤユニットＢＫからの光ビームでは、共通のＣＹＭ１＿ＢＫＣ、ＣＹＭ２＿ＢＫＣ、同期センサ１＿ＢＫＣ、同期センサ２＿ＢＫＣを使用している。ＬＤユニットＹとＬＤユニットＭについても同様である。同じセンサに２つの光ビームが入射することになるので、それぞれ検出できるように、それぞれ入射するタイミングが異なるようにしてある。しかし、各色の光ビームに対し、それぞれセンサを設けるようにしてもかまわない。図からも分かるように、ＣとＢＫに対し、ＹとＭが逆方向に走査している。
【００２２】
各色のレーザ光はポリゴンミラーによる回転走査位置の主走査方向の基準位置を検出する光検出器からの基準信号（ＤＥＴＥＣＴ信号）を基準として、タイミング制御されてレーザ点灯装置により画像データに応じて変調されて点灯、消灯制御される。ポリゴンミラー１３０１により偏向走査されたレーザ光は、ｆθ変換特性を有するｆθレンズ１３０２により感光体上では等速で走査される。また、感光体１０６上でのビームスポット形状が走査位置によって一定となるように光学的に調整されている。
【００２３】
図３は本実施例における画像形成装置のシャッタの構成を示す斜視図である。各色のレーザ光は図１の光ビーム走査装置のハウジング１３１の出射窓形成部材２３ｂにシャッタ３８を重ね、ＤＣモータ４３によりギアを介してスライド（Ａ←→Ａ’）させるように構成されている。このように構成すると、前記ＤＣモータ４３の回転運動は、ウォーム４５、ギア４６及びカム４７を介してカムフォロワ４８を駆動してシャッタ部材３８のスライド運動に変換され、ギア４６に併設されたフィラー４９をセンサにより検出し、シャッタの位置を検出する。例えば、シャッタ開では、センサＯＮ状態、シャッタ閉では、センサＯＦＦとなるように制御する。なお、ここでは制御回路は省略したが、図示しないＣＰＵが図示しないＲＯＭに格納されたプログラムにしたがって、図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用して本実施例の制御を実行する。
【００２４】
シャッタ３８は板状のシャッタ板３９から構成され、出射窓形成部材２３ｂから突設された係合片４１と出射窓３６の外周部に沿って突出した突条３７との間にスライド自在に挟持されている。なお、出射窓３６には光を透過するガラスが設けられ、ハウジング１３１内へのトナー粉及びその他の塵埃類の侵入の防止を図っている。シャッタ部材３９には、開口部３９ａと閉鎖部４０とが設定され、矢印Ａ方向に移動したときには前記開口部３９ａが出射窓３６と重なってシャッタ３８が開いた状態となり、矢印Ａ’方向に移動したときには、前記閉鎖部４０が出射窓２３ｂと重なってシャッタ３８が閉じた状態となる。
【００２５】
図４はシャッタ開放動作時の処理手順を示すフローチャート、図５は図４の処理を行うときの制御タイミングを示すタイミングチャートである。大略図３のように構成されたシャッタ装置では、図４のフローチャートに示すように、画像形成動作を開始する際に（ステップＳ１０１）、ＬＤの点灯を開始し（ステップＳ１０２）、同期検知センサ１がレーザ光を検知すると（ステップＳ１０２−Ｙｅｓ）、シャッタ３８を開放して（ステップＳ１０３）感光体１０６への書き込みが可能な状態とし、その後、感光体１０６への書き込みを含む作像プロセスを開始する（ステップＳ１０４）。すなわちレーザを点灯開始し、同期信号を検出するタイミングでは、シャッタ３８は閉じられているように制御する。そして、同期検知センサ１からの信号が検出され、不要なレーザ光が感光体１０６に露光する心配がなくなった時点で、シャッタ３８を開放する。
【００２６】
このように動作することにより、感光体１０６への不要なレーザ走査による露光を防止することができる。
【実施例２】
【００２７】
第１実施例では、同期信号を検出した後、シャッタ３８を開放していたが、本実施例では、レーザ光の同期検出が行われ、画像形成準備が整った後に、さらにレーザを駆動制御するレーザ駆動部に画像形成する画像の画像データが入力された際に、シャッタ３８を解放するように制御する。この動作により、より確実に不要なレーザ走査による感光体１０６への露光を防止できる。
【００２８】
図６は、本実施例における処理手順を示すフローチャートである。この処理手順では、レーザが点灯され（ステップＳ２０１）、画像データの入力があった時点で（ステップＳ２０２−Ｙｅｓ）シャッタ３８を開放し（ステップＳ２０３）、作像プロセスを開始する（ステップＳ２０４）。
【００２９】
また、レーザを点灯する際には通常、ポリゴンモータ１３０７の回転制御を開始してから始めるため、ポリゴンモータ１３０７の回転制御開始タイミングを利用しても良い。
【００３０】
その他、特に説明しない各部は前述の第１実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例３】
【００３１】
第２実施例では、画像データの入力をトリガとしてシャッタ３８を開放しており、画像データの入力に代えて、ポリゴンモータ１３０７の回転制御開始タイミングを利用することも良い旨述べているが、本実施例では、ポリゴンモータ１３０７の回転安定検出信号により回転数が安定したと判断した時点でレーザの同期を取りに行く制御を実施するようにした。このように制御すると、一定時間経過後にレーザの同期検知信号を検出可能なことが期待できる。そこで、シャッタ３８を開ける前に、ポリゴンモータ回転安定信号が検出され、一定時間経過後にシャッタ３８開けるように制御する。これにより煩雑なタイミング制御が不要となる。
【００３２】
図７は、本実施例における処理手順を示すフローチャートである。この処理手順では、レーザが点灯され（ステップＳ３０１）、ポリゴンモータ１３０７の回転が安定したことを示すポリゴンレディ信号を検出して（ステップＳ３０２）から予め設定した時間（Ｔ秒）経過した時点で（ステップＳ３０３）シャッタ３８を開放し（ステップＳ３０４）、作像プロセスを開始する（ステップＳ３０５）。
【００３３】
なお、ステップＳ３０３で一定時間（Ｔ秒）経過後にシャッタ３８を開ける際に、レーザの同期が取れるまでの時間が、画像形成速度が異なる動作モードで異なってくるので、一定時間を動作モード毎に個別に設定し、装置の能力、画像形成速度、あるいは動作モードの相違に適応できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例に係る画像形成装置の要部の概略を示す図である。
【図２】図１の光ビーム走査装置を上から見た概略構成を示す図である。
【図３】第１実施例における画像形成装置のシャッタの構成を示す斜視図である。
【図４】図３のシャッタの開放動作時の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図４の処理を行うときの制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図６】第２実施例における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第３実施例における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
３６  光出射窓
３８  シャッタ
３９  シャッタ部材
４０  ＤＣモータ
４６  ギア
４７  カム
１３０  光ビーム走査装置
【図１】
2007245480.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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