(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からアパーチャを通過して整形された光線を偏向器により偏向させ、走査結像光学系により光導電性の像担持体に光スポットして結像させる走査型の画像形成装置において、
前記光源からアパーチャを通過して整形された光線は、ミラーにより折り返されて前記偏向器に入射され、
前記偏向器を覆うカバーを備え、
該カバーは、前記ミラーから該カバー内の偏向器に入射する光線及び該偏向器から該カバー外へ射出する光線が通過する防音ガラスと、前記光源からの光線のうち、画像形成に寄与しない部分を遮蔽するための遮蔽板とを有し、
該遮蔽板は、前記カバーの外面から外方に延設した形状で該カバーに一体に形成されて、前記光源と前記ミラーとの間に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記遮蔽板に、画像形成に寄与する光線のみを通過させるための開口部を設け、該開口部を前記アパーチャに充当させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記遮光板の開口部は、前記偏向器の走査速度に対応してその大きさが定められることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、偏向器により光源からの光線を偏向して像担持体上に画像露光を行う書き込みユニットを備えた電子写真方式のデジタル複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置の一例としてデジタル複写機を例にとってその構成の概略を簡単に説明する。この種のデジタル複写機は、積載された原稿を1枚ずつ搬送してコンタクトガラス上にセットする自動原稿送りユニットと、コンタクトガラス上の原稿を光学的に走査してＣＣＤセンサ上に結像させる画像読み取りユニットと、ＣＣＤセンサ上に結像した原稿の反射光像を光電変換して得られたアナログ画像信号をＡＤ変換器によりデジタル画像信号に変換し、それに基づいて発光させた半導体からの光線を偏向させて像担持体上に結像させる光走査ユニットと、像担持体上に形成された静電潜像を現像して転写紙上に転写するプリンタユニットと、プリンタユニットへ転写紙を供給する給紙ユニットとを有している。
【０００３】
このうち、書き込みユニットを構成する光走査ユニットは、例えば図８にその走査光学系を示すようなものがある。半導体レーザユニット（以下「ＬＤユニット」という）１の内部に設けられた光源としての半導体レーザ（以下「ＬＤ」という）１ａから発せられたレーザビームはコリメートレンズ１ｂによりほぼ平行光線とされ、アパーチャ２により画像形成に必要な所定の断面形状に整形されて主光線Ｌとなる。主光線Ｌはシリンドリカルレンズ３により副走査方向に圧縮され、ミラー４により折り返されて偏光器としてのポリゴンミラー５に入射する。ポリゴンミラー５に入射した主光線Ｌは高速で矢示方向に回転するポリゴンミラー５の反射面により偏向されてＦθレンズ６に入射し、等角速度走査を等速度走査に変換され、書き込みユニットの外部に出て被走査面である感光体ドラム７上に結像して静電潜像を形成する。なお、図８で符号９ａは画像領域外に設けられた同期検知ミラー、符号９ｂはその反射光を検知可能な同期検知センサであり、この同期検知センサ９ｂ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。また、Ｆθレンズ６は面倒れ補正機能も有している。
【０００４】
図９及び図１０は、上記のような走査光学系を備えた書き込みユニット１０の一例を示す構成図であり、図９はその平面図、図１０はその側断面図である。図９及び図１０から明らかなように、実際の書き込みユニット１０においては、ポリゴンミラー５はポリゴンモータ８により回転駆動され、ポリゴンモータ８のカバー８ａには防音ガラス５ａが固設され、ミラー４からカバー８ａ内のポリゴンミラー５に入射する光線及びポリゴンミラー５からカバー８ａ外のＦθレンズ６に射出する光線は防音ガラス５ａを通過するようになっている。したがって、このカバー８ａは偏光器であるポリゴンミラー５を覆うカバーでもある。ここで、ポリゴンミラー５の回転速度は感光体ドラム７の回転速度と書き込みユニット１０の書き込み密度及びポリゴンミラー５の面数により決定される。
【０００５】
しかし、このような従来の画像形成装置の書き込みユニットでは、ＬＤ１ａのサイドローブやＬＤユニット１の内部反射等により、主光線Ｌと異なる画像形成に寄与しない光線がＬＤユニット１から射出される場合がある。すなわち、図９で主光線Ｌの進行方向両側に現れる第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２がそれである。図１１はその一部を拡大して示す光路図である。このような第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２は主光線Ｌに比してエネルギ的には小さいことが多いが、もし主光線Ｌと同一の高さを進行すると、図９及び図１１に示すように、ミラー４とポリゴンモータ８のカバー８ａとの隙間を通る第１のフレア光線ＦＬ１と、ミラー４の他端より主光線Ｌの外側を通る第２のフレア光線ＦＬ２となり、どちらも図９に示したＦθレンズ６を通過して感光体ドラム７に達するフレア光線ＦＬ１ａ及びＦＬ２ａとなって感光体７の特定の像高が常時露光され、画像上では副走査方向の黒すじや黒帯となって現れ、画像品質を著しく低下させる。このようなフレア光線は主光線の上下にも発生する場合があるが、これらのフレア光線は大部分各光学素子を収納するオプティカルハウジングやカバー部材に遮ぎられて感光体ドラムまで達することはない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、このような問題点を解決するためには、上記の第１，第２のフレア光線を遮蔽して感光体に達しないようにしなければならないが、これらの第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２が主光線Ｌと同一走査面を進行する場合、図９に示すように、第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２の一部ＦＬ１ａ，ＦＬ２ａが主光線Ｌの走査領域に入り込んだ場合には主光線Ｌと分離することは困難である。そこで、第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２がＬＤユニット１より射出されてからポリゴンミラー５に入射するまでの経路上で遮蔽することが必要となる。
特に、第１のフレア光線ＦＬ１の遮蔽にはポリゴンモータ８とミラー４との間で主光線Ｌを避けて遮蔽部材を配置しなければならずスペース的に困難な状況となる。中でも、ポリゴンモータ８は、故障等の場合に交換し得るように、図９で紙面と垂直な方向にねじにより着脱可能に書き込みユニット１０の筐体に装着されている。このように、ポリゴンモータ８の着脱を妨げることなく且つ主光線Ｌを遮ぎることなく隙間なく遮蔽部材を設けて第１のフレア光線ＦＬ１を完全に遮光することはきわめて難しい。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でＬＤユニットから射出されるフレア光線を効果的に遮蔽し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、光源からアパーチャを通過して整形された光線を偏向器により偏向させ、走査結像光学系により光導電性の像担持体に光スポットとして結像させる走査型の画像形成装置において、
前記光源からアパーチャを通過して整形された光線は、ミラーにより折り返されて前記偏向器に入射され、
前記偏向器を覆うカバーを備え、該カバーは、上記ミラーから該カバー内の偏向器に入射する光線及び該偏向器から該カバー外へ射出する光線が通過する防音ガラスと、上記光源からの光線のうち、画像形成に寄与しない部分を遮蔽するための遮蔽板とを有し、
該遮蔽板は、前記カバーの外面から外方に延設した形状で該カバーに一体に形成されて、前記光源と前記ミラーとの間に配置されていることを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
そして、上記の画像形成装置において、上記遮蔽板に、画像形成に寄与する光線のみを通過させるための開口部を設け、この開口部を上記アパーチャに充当させるようにするのが好ましく、上記遮蔽板の開口部は、上記偏向器の走査速度に対応してその大きさが定められるようにするとさらによい。
この発明による画像形成装置は上記のように構成することにより、きわめて簡単な構成で画像形成の妨げとなる不要な光線を効率的且つ効果的に遮蔽して画像品質を向上させることが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明による書き込みユニットの一実施形態を示す平面図、図２は、その側断面図であり、図９及び図１０に対応する部分には同一の符号を付して示し、その部分の説明は省略する。
この書き込みユニット１０においては、偏光器であるポリゴンミラー５を覆うカバーでもあるポリゴンモータ８のカバー８ａに、その外面から外方に延設した形状で第１の遮蔽板１１を一体に形成して、光源であるＬＤ１ａとミラー４との間に配置することにより、ＬＤ１ａとミラー４との間で第１のフレア光線ＦＬ１を遮蔽し得るようにした。これにより、第１の遮蔽板１１とポリゴンモータ８のカバー８ａとの間に隙間を生じるおそれがなくなると同時に、ポリゴンモータ８の着脱時には第１の遮蔽板１１も一体となって着脱されるため、第１の遮蔽板１１がポリゴンモータ８の着脱の妨げとなることがない。なお、通常ポリゴンミラー５はＬＤユニット１や他の光学部品に対してきわめて高精度に配置されるため、図３に示すように、第１のフレア光線ＦＬ１を遮りながら主光線Ｌを遮ることのない限界の位置に第１の遮蔽板１１を配置することができる。
【０００９】
しかしながら、この第１の遮蔽板１１はアパーチャ２からの距離がミラー４までの距離に比して短いため、僅かな誤差が第１のフレア光線ＦＬ１の一部を通過させるおそれもあるため、第１の遮蔽板１１とミラー４との間の書き込みユニット１０のオプティカルハウジング１０ａ上に補助の遮蔽部材である補助遮蔽板１２を並設し、より一層完全な第１のフレア光線ＦＬ１の遮蔽を期するようにするのが好ましい。なお、この補助遮蔽板１２も第１の遮蔽板１１と同様にポリゴンモータ８のカバー８ａに一体に形成することも可能である。
さらに、図３に示した第２のフレア光線ＦＬ２に関しては、上記の補助遮蔽板１２と同様に書き込みユニット１０のオプティカルハウジング１０ａ上に第２の遮蔽部材である第２の遮蔽板１３を設ける。この第２の遮蔽板１３については、周辺に特に錯綜した可動，固定の部材が存在しないので比較的容易に配設することができる。
このように、上記の実施形態によれば、偏光器を構成するポリゴンモータ８のカバー８ａの形状を一部変更するだけの簡単な構成により、従来きわめて困難とされてきたＬＤユニットから射出されるフレア光線を効率的且つ効果的に遮蔽して画像品質の低下を防止することが可能となる。
【００１０】
次に、図４〜図６はこの発明の他の実施形態を示すものであり、図４は、そのポリゴンモータのカバーの外観を示す斜視図、図５は、その周辺のフレア光線の光路を一部拡大して示す光路図、図６は、書き込みユニット全体の構成を示す平面図である。
この実施形態では、ポリゴンモータ８のカバー８ａの一部に一体に形成した第１の遮蔽板１４を主光線Ｌを越える位置まで延長し、この遮蔽板１４に主光線Ｌが通過する所定の形状の開口部１５を形成し、この開口部１５を主光線Ｌのアパーチャに充当させ、図１及び図２に示した独立したアパーチャ２は廃止する。すでに述べたように、ポリゴンモータ８の配置精度は本来きわめて高いので、これと一体の第１の遮蔽板１４及び開口部１５の位置精度もまた高く、開口部１５にアパーチャ機能を持たせることは充分可能である。ＬＤユニット１から射出される第１のフレア光線ＦＬ１は第１の遮蔽板１４の開口部１５以外の部分で確実に遮られるので、前実施形態で設けた補助遮蔽板１２も不要となる。なお、第２のフレア光線ＦＬ２については、図１及び図３に示した第２の遮蔽板１３を設ける。このような構成によれば、従来ＬＤユニット１の内部やオプティカルハウジング１０ａ上に独立部材として設置されてきたアパーチャの機能を第１の遮蔽板１４の開口部１５が兼ねることができ、フレア除去と同時に生産コストを低減させることが可能になる。
【００１１】
このように、アパーチャ機能を有する開口部をポリゴンモータのカバーと一体に形成することにより、さらに以下に述べるような効果がある。
一般に、画像形成装置の書き込み密度が異なる場合、画像形成上のプロセスから要求される感光体ドラム上のビーム径を異ならせる必要がある。例えば４００ｄｐｉで書き込まれる画像形成装置より６００ｄｐｉで書き込まれる画像形成装置の方が小さいビーム径を必要とする。このように所要のビーム径を得るためには、適切なＬＤユニットとそれから射出されるレーザビームを感光体上に結像させるレンズ系の性能が不可欠であるが、レンズ系不変のままビーム径を変更する方法として、アパーチャの形状や大きさを変更する方法も容易に実施することができて効果的である。
【００１２】
例えば、画像形成装置のシリーズ機であって、書き込み密度の異なる機種を複数機種構成しようとする場合、書き込み密度を変更するためには、光学的にはポリゴンモータの回転数の変更と開口部の形状の変更を行えばよいことになる。図４〜図６で示した実施形態によれば、ポリゴンモータ８のカバー８ａと第１の遮蔽板１４のアパーチャ部を構成する開口部１５は同一の部品上に一体として形成されているため、生産に際しては回転数の異なる複数のポリゴンモータと大きさの異なる複数の開口部とを組み合わせるようにしておけば、シリーズ機の構成上きわめて分かりやすくなる。また、上記の組みになった１部品を交換するだけで複数のグレードの画像形成装置を供給することができ、生産性もきわめて良好である。
【００１３】
図７は、上記のような書き込みユニットを備えたデジタル複写機の概略を示す構成図であり、この装置においては、各部の配置の都合上、書き込みユニット１０は図２とは左右逆向きの光路を有している。なお、書き込みユニット１０は、図４〜図６に示した実施形態を備えたものとする。
このデジタル複写機は、上部から自動原稿送りユニット２０，原稿読み取りユニット３０，書き込みユニット１０，プリンタユニット４０及び給紙ユニット５０からなっている。自動原稿送りユニット２０は、図示しない原稿台上に積載された原稿を１枚ずつコンタクトガラス２１上に搬送し、複写終了後の原稿を排出する。原稿読み取りユニット３０は、照明ランプ３１及び反射鏡３２からなる光源と第１ミラー３３とを備えた第１キャリッジ３０Ａと、第２ミラー３４及び第３ミラー３５を備えた第２キャリッジ３０Ｂとを有する。原稿読み取り時には、第１キャリッジ３０Ａが所定の速度で矢示Ｘ方向へ往動し、第２キャリッジ３０Ｂが第１キャリッジ３０Ａの１／２の速度で第１キャリッジ３０Ａに追従して矢示Ｘ方向へ往動する。これにより、反射鏡３２を有する照明ランプ３１で照明されたコンタクトガラス２１上の原稿が光学的に走査され、色フィルタ３６，レンズ３７を通ってＣＣＤセンサ３８上に結像する。
【００１４】
ＣＣＤセンサ３８は、結像された原稿の反射光像を光電変換し、アナログ画像信号を出力して原稿の読み取りが行われ、読み取り終了後、第１，第２キャリッジ３０Ａ，３０Ｂはそれぞれホームポジションに復帰する。なお、上記のＣＣＤセンサ３８として、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）のフィルタを備えた３ラインのＣＣＤを用いればカラー原稿の読み取りが可能になる。ＣＣＤセンサ３８から出力されるアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル画像信号に変換され、画像処理板３９にて２値化，多値化，階調処理，変倍処理，編集処理等の各種画像処理が施される。画像処理が施されたデジタル画像信号は半導体駆動板（図示しない）を介して書き込みユニット１０に送られ、それに対応してＬＤユニット１内のＬＤ１ａよりレーザビームが発せられる。
【００１５】
ＬＤ１ａより発せられたレーザビームは、すでに述べたように、コリメートレンズ１ｂによりほぼ平行光線となり、遮蔽板１４の開口部１５（図５）により画像形成に必要な所定の断面形状に整形されて主光線Ｌとなる。主光線Ｌ以外の第１，第２のフレア光線ＦＬ１，ＦＬ２（図５）は第１の遮蔽板１４及び第２の遮蔽板１３により遮蔽される。開口部１５を通過した主光線Ｌはシリンドリカルレンズ３により副走査方向に圧縮され、ミラー４により折り返されて防音ガラス５ａを通り、ポリゴンミラー５により偏向されてＦθレンズ６に入射し、折り返しミラー１６で方向を変え、オプティカルハウジング１０ａの窓部１０ｂ及び防塵ガラス１７を通ってプリンタユニット４０内に射出される。
プリンタユニット４０内に射出された主光線Ｌは、像担持体である感光体ドラム７上に結像される。感光体ドラム７は、複写時には図示しない駆動部により回転駆動され、帯電装置４１により均一に帯電されてから前述の書き込みユニット１０による画像露光により静電潜像が形成され、現像装置４２により現像される。
【００１６】
一方、給紙ユニット５０は、サイズの異なる給紙カセット５０ａ，５０ｂ，５０ｃを有し、そのうち、所要のものから転写紙がレジストローラ４３へ給紙され、感光体ドラム７上の画像とタイミングを合わせて送出される。そして、転写装置４４により感光体ドラム７上に形成された顕像が転写紙上に転写され、分離装置４５により感光体ドラム７から分離され、搬送装置４６により搬送された後、コピーとしてトレイ４８上に排出される。感光体ドラム７は転写紙分離後にクリーニング装置４９により残留トナーが除去される。
なお、図示のデジタル複写機にあっては、両面装置等も内蔵されているが、この発明の要旨とは直接関係がないためその説明は省略する。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、偏向器の少なくとも１箇所に、画像形成に寄与しない部分を遮光するための遮蔽部材を設けるというきわめて簡単な構成により、画像形成の妨げとなる不要な光線を効率的且つ効果的に遮蔽して画像品質を向上させることが可能になる。
さらに、遮蔽板と偏向器のカバーとの間に隙間を生じるおそれがなくなると同時に、偏向器の着脱時には遮蔽板１１も一体となって着脱されるため、遮蔽板が偏向器の着脱の妨げとなることがない。なお、通常偏向器はＬＤユニットや他の光学部品に対してきわめて高精度に配置されるため、フレア光線を遮りながら主光線を遮ることのない限界の位置に遮蔽板を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による画像形成装置の書き込みユニットの一実施形態を示す平面図である。
【図２】同じくその側断面図である。
【図３】同じく図１の一部を拡大して示す光路図である。
【図４】この発明による画像形成装置の書き込みユニットの他の実施形態におけるポリゴンモータの外観を示す斜視図である。
【図５】同じくその書き込みユニットの一部を拡大して示す光路図である。
【図６】同じくその書き込みユニットの全体の構成を示す平面図である。
【図７】この発明による書き込みユニットを備えたデジタル複写機の概略を示す構成図である。
【図８】従来の書き込みユニットの一例を示す光路図である。
【図９】同じくその書き込みユニットの一例を示す平面図である。
【図１０】同じくその側断面図である。
【図１１】同じく図９の一部を拡大して示す光路図である。
【符号の説明】
１：ＬＤユニット    １ａ：ＬＤ（光源）
２：アパーチャ      ５：ポリゴンミラー（偏向器）
７：感光体ドラム（像担持体）  ８：ポリゴンモータ
１０：書き込みユニット（走査結像光学系）
１１，１４：第１の遮蔽板    １３：第２の遮蔽板
１５：開口部      ２０：自動原稿送りユニット
３０：原稿読み取りユニット  ４０：プリンタユニット
Ｌ：主光線      ＦＬ１：第１のフレア光線
ＦＬ２：第２のフレア光線
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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