JP2004069784A

JP2004069784A - Optical system device

Info

Publication number: JP2004069784A
Application number: JP2002225221A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kondo; 近藤　高広
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2004-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical system device capable of always keeping an image state normal and easily discriminating a foreign matter when the foreign matter which can not be eliminated at a user's level is produced by providing a means for judging the existence of a defect in image printing caused by the foreign matter and providing a cleaning means. <P>SOLUTION: The optical system device for an optoelectronic photographic device equipped with a polygon mirror for scanning all the surface of a photoreceptor with a laser beam is equipped with a photodetector 8 on the outside of the optical system device, has a supporting rail 12 in an image area where it can move in parallel with a scanning direction at the same height as a laser scanning position, and is equipped with a moving belt 9 movably holding the photodetector 8 and a motor 10. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリゴンミラー（回転多面鏡）によって光の走査を行う電子写真装置の光学系デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置における光走査装置においては、光学素子、例えばポリゴンミラーやレンズ、さらに光走査装置を密閉するため、レーザが走査する間に防塵ガラスなどに異物が付着すると、異物が付着した部分から感光体へ到達するレーザの光量が減少するため、画像の濃度に変化が発生する場合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その光量の減少を確認する手段がなく、画像を印字することによって濃度の異常が発生して異物の存在を確認することになっていた。
【０００４】
また、防塵ガラスを清掃する手段を有した光走査装置はいくつか存在するが、その清掃が正しく実施されたかを確認するためには、やはり、画像を印字するしか判断の手段がなかった。
【０００５】
さらに光走査装置内部と外部の異常を区別する手段も存在していないために安易な清掃が可能か、あるいは機械内部での処理を実施しないと解消できない障害か判断できなかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、異物による画像印字の欠陥の有無を判断できる手段を有し、清掃手段を有することにより、画像の状態を常に正常に保ち、使用者レベルで解消できない異物の発生が生じた場合にその区別を容易に可能にする光学系デバイスを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、感光体全面にレーザ走査を行うためのポリゴンミラーを備えた電子写真装置の光学系デバイスにおいて、光学系デバイスの外側に光検出器を備え、レーザが走査する位置と同じ高さで走査の方向と平行に動くことができる画像領域に支持レールを有し、前記光検出器を移動可能に保持する移動ベルトとモータを備えた光学系デバイスを最も主要な特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、ポリゴンミラーを回転させながらレーザを常に点灯状態にしたときに、前記光検出器に走査されたレーザが入力され、このときに得る信号の時間巾を計測する計測手段を備えた請求項１記載の光学系デバイスを主要な特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明では、前記から得られた信号出力巾を、前記支持レールに沿って前記モータで移動する前記光検出器によって、画像領域全体を監視していき、隣接する部分の出力巾と比較し、出力の時間巾が急激に短くなった部分に画像の欠損があることを認知する認知手段を備えた請求項１および２記載の光学系デバイスを主要な特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明では、前記光検出器が移動すると同時に、防塵ガラスに清掃ブラシが当接するように配置することにより、前記清掃ブラシの移動によって前記防塵ガラスに付着した異物を除去し、前記認知手段を用いて異物の解消が実施できたかどうかを確認する請求項１ないし３のいずれか１項記載の光学系デバイスを主要な特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は光学系デバイスの構成とレーザを結像する感光体を示す概略斜視図である。光学系デバイスはレーザユニット（ＬＤ）１、シリンダレンズ２、ポリゴンミラー３、レンズ４、反射ミラー５および防塵ガラス６から構成されており、符号７は感光体である。
【００１２】
レーザユニット（ＬＤ）１から発光した光はポリゴンミラー３に反射して画像の各領域を走査している。ポリゴンミラー３から反射した光がレンズ４を通過した後に感光体７に到達するまでには、光走査装置の密閉性を保つために防塵ガラス６を有している。反射ミラー５は光路の関係でレーザの角度を変化させるのに使用される。
【００１３】
このとき、レンズ４や反射ミラー５、防塵ガラス６のレーザを走査する高さにごみや異物が存在しているならば感光体７へ届くべき光の一部が遮断されることになる。このときにレーザの打たれた場所が黒になるネガポジシステムにおいては画像が薄くなってしまうか、あるいは遮断される量が大きいと白いスジとなってしまう。また、逆にレーザが打たれたところが白くなるシステムにおいては黒いスジになる。
【００１４】
図２は本発明による光学系デバイスを説明する概念図である。図２において、防塵ガラス６の外側で感光体７との間に光検出器８を配置する。光検出器８にはレーザ光を電気信号に変換するためのフォトダイオード８ａ（後述）が搭載されている。
【００１５】
図３は光検出器に搭載するフォトダイオードの形状を説明する正面図である。図２の光検出器８に搭載されるフォトダイオード８ａは細い四角形状で形成されており、レーザの走査高さが変化したときも全ての光を取り込むことが可能になっている。
【００１６】
また、この形状は、図３の下段に示すごとく、丸い形状をしていると、レーザの走査する高さが変化した時の時間に影響を与えるので、四角形状は通過する時間が一定になるようにするためにも好ましい。
【００１７】
光検出器８には走査方向に移動が可能になるように移動ベルト９が取り付けられており、移動ベルト９の動きに伴い、光検出器８が動くようになっている。移動ベルト９は画像領域外に置かれたモータ１０とその反対側におかれた従動ギア１１によって走査方向を移動することができる。
【００１８】
前後に大きくブレを生じないように光検出器８は、後述する支持レールに沿って動くようになっている。また、この移動方式はベルトではなく、ギアを活用する方法等を利用しても良い。
【００１９】
図４は本発明による光学系デバイスを説明するためにモータを除いた状態で図２の右側から見た概略側面図である。ＬＤ１からのレーザ光が防塵ガラス６を通り、支持レール１２で支持され、移動ベルト９によって移動可能である光検出器８に入り、感光体７に到達する。この過程で異物１３が存在するならば、その存在が確認される。
【００２０】
図５は本発明による光学系デバイスに使用する光検出器の回路図である。光検出器８にレーザ光を入れるためにレーザを点灯させてポリゴンミラー３を回転させる。このとき、ポリゴンミラー３の回転速度を可能な範囲で遅くして、光検出器８を通過する時間をなるべく長くするのが理想的である。
【００２１】
光検出器８の上をレーザが走査すると到達した光量と回転速度に比例したアナログ出力がフォトダイオード８ａによって発生する。このアナログ出力を比較器１５によってデジタル信号に変換して、そのデジタル信号の形成時間をカウンタ１６によって演算する。フォトダイオード８ａに入るレーザ光が弱い場合には増幅器１４で信号のレベルを高めてもよい。
【００２２】
カウンタ１６によって得られた値は、ポリゴンミラー３の回転速度を一定に保っていれば、感光体７に到達する光量に相当する。つまり、ここで得られたカウンタ値が長ければ光検出器８により多くの光が入り、逆にそのカウンタ値が短くなれば何らかの理由で到達する光量が減少していることになる。
【００２３】
さらに、前述した光検出器８の移動手段を用いて、光検出器８を走査方向に移動させていき、各位置での出力巾をカウンタ１６で読み取ると画像領域における印字状態を捕らえることができる。一般的に光学系デバイス（光走査装置）のパワーは画像領域全体で見ると一定な出力が発生しているとは限らない。
【００２４】
図６は図５のカウンタでの出力巾の変化を示す図である。図６のように隣接する位置においての出力巾の急激な変化が生じた場合に、異物による画像の欠損があることを認知することができる。そこで、前述のカウンタ値をその位置の前後の位置に相当する値と比較して低下が見られるときには画像の欠陥があることが判る。
【００２５】
さらに光検出器には清掃用のブラシ１７（図４に点線で略示）を取り付ける。このブラシ１７を防塵ガラス６に接するように配置して、光検出器８の移動に伴い走査方向に防塵ガラス６を擦るように配置しておく。このブラシ１７によって光走査装置外部にある異物を除去することが可能になる。
【００２６】
このとき、ブラシ１７の位置は移動に対して光検出器８より先になるように配置して、清掃後のレーザ光の状態を監視するようにしておく。すると、このブラシ清掃後の光検出器８の出力を監視することによって異物１３が取り除かれたか否か、あるいは光走査装置内部の異物で機械を解体し特別な処置を施さないと画像の欠損を取り除くことができないことを通知することが可能になる。
【００２７】
また、光走査装置の内部に気流によるごみやトナーの流入を防ぐ、防塵ガラス等が存在する装置に有効である。
【００２８】
本発明による光学系デバイスは、光の走査にポリゴンミラーを使用せず、ＬＥＤアレー等で直接感光体に像を結像する場合でも流用が可能である。この場合、すべてのＬＥＤを点灯させながら光検出器を移動させることによって実施可能になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、レーザ走査位置と同じ位置に移動することを可能にした光検出器を有し、モータおよびベルトによって支持体に沿って移動することによって、画像領域全体のレーザ印字の状態を監視することが可能になる。
【００３０】
請求項２によれば、光検出器に搭載されたフォトダイオードによって得られたアナログ出力を比較器によってデジタル化し、その信号時間巾をカウンタによって演算することにより、光走査装置からでたレーザの光量を確認することができ、画像の欠陥を定量化することが可能になる。
【００３１】
請求項３によれば、比較器およびカウンタによって得た信号出力巾を、光検出器を移動させて画像の印字される領域全体を監視することにより、信号出力巾の急激な変化が生じた場合に画像の欠陥部分が存在することを認知することが可能になる。
【００３２】
請求項４によれば、清掃ブラシが光検出器の移動に合わせて防塵ガラスを清掃することによって異物の除去が完了したか確認すると共に、異物の位置が光走査装置内部にあるか否か検知することを可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光学系デバイスの構成とレーザを結像する感光体を示す概略斜視図である。
【図２】本発明による光学系デバイスを説明する概念図である。
【図３】光検出器に搭載するフォトダイオードの形状を説明する正面図である。
【図４】本発明による光学系デバイスを説明するためにモータを除いた状態で図２の右側から見た概略側面図である。
【図５】本発明による光学系デバイスに使用する光検出器の回路図である。
【図６】図５のカウンタでの出力巾の変化を示す図である。
【符号の説明】
１　レーザユニット（ＬＤ）
３　ポリゴンミラー
６　防塵ガラス
７　感光体
８　光検出器
８ａ　フォトダイオード
９　移動ベルト
１０　モータ
１２　支持レール
１３　異物
１５　比較器（計測手段、認知手段）
１６　カウンタ（計測手段、認知手段）
１７　ブラシ（清掃用の）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical device of an electrophotographic apparatus that scans light with a polygon mirror (rotating polygon mirror).
[0002]
[Prior art]
In an optical scanning device in an electrophotographic apparatus, an optical element, for example, a polygon mirror or a lens, and further, to seal the optical scanning device. Since the amount of laser light reaching the body decreases, the density of the image may change.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is no means for confirming the decrease in the amount of light, and an abnormality in density has occurred by printing an image, and the presence of foreign matter has been confirmed.
[0004]
In addition, there are some optical scanning devices having means for cleaning the dust-proof glass. However, in order to confirm whether the cleaning has been performed correctly, there has been no other way but to print an image.
[0005]
Furthermore, since there is no means for distinguishing an abnormality inside and outside the optical scanning device, it is impossible to determine whether easy cleaning is possible, or whether the failure cannot be solved without processing inside the machine.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a means for determining the presence or absence of a defect in image printing due to foreign matter, and to provide a cleaning means, so that the state of an image is always kept normal and occurrence of foreign matter that cannot be eliminated at the user level. An object of the present invention is to provide an optical system device that can easily distinguish the case where it occurs.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, according to the present invention, in an optical device of an electrophotographic apparatus having a polygon mirror for performing laser scanning over the entire surface of a photoconductor, a photodetector is provided outside the optical device. An optical system having a support rail in an image area that can move parallel to the scanning direction at the same height as the position scanned by the laser, and a moving belt and a motor that movably holds the photodetector. System device is the most important feature.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, when the laser is constantly turned on while rotating the polygon mirror, the scanned laser is inputted to the photodetector, and a measuring means for measuring a time width of a signal obtained at this time. The main feature of the optical device according to claim 1 comprising:
[0009]
According to the third aspect of the present invention, the signal output width obtained from the above is monitored over the entire image area by the photodetector moved by the motor along the support rail, and the output width of an adjacent portion is monitored. The optical system device according to claim 1 or 2, further comprising recognition means for recognizing that there is an image defect in a portion where the time width of the output is sharply shortened as compared with.
[0010]
In the invention according to claim 4, by disposing the cleaning brush against the dust-proof glass at the same time that the photodetector moves, foreign matters adhered to the dust-proof glass due to the movement of the cleaning brush are removed. An optical system device according to any one of claims 1 to 3, wherein it is confirmed whether or not the foreign substance has been eliminated by using a recognition unit.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of an optical system device and a photoconductor for forming an image of a laser beam. The optical system device includes a laser unit (LD) 1, a cylinder lens 2, a polygon mirror 3, a lens 4, a reflection mirror 5, and a dust-proof glass 6, and reference numeral 7 denotes a photosensitive member.
[0012]
Light emitted from the laser unit (LD) 1 is reflected by the polygon mirror 3 and scans each area of the image. After the light reflected from the polygon mirror 3 passes through the lens 4 and reaches the photoreceptor 7, the light scanning device has a dust-proof glass 6 in order to maintain the hermeticity. The reflection mirror 5 is used to change the angle of the laser in relation to the optical path.
[0013]
At this time, if there is dust or foreign matter at the scanning height of the lens 4, the reflection mirror 5, and the dust-proof glass 6 with the laser beam, part of the light reaching the photoconductor 7 is blocked. At this time, in a negative-positive system in which the laser hits a black place, the image becomes thin, or a white streak occurs when the amount of cut-off is large. On the other hand, in a system in which a portion where a laser is hit becomes white, a black streak appears.
[0014]
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an optical device according to the present invention. In FIG. 2, a photodetector 8 is disposed outside the dustproof glass 6 and between the photoconductor 7. The photodetector 8 has a photodiode 8a (described later) for converting a laser beam into an electric signal.
[0015]
FIG. 3 is a front view illustrating the shape of the photodiode mounted on the photodetector. The photodiode 8a mounted on the photodetector 8 in FIG. 2 is formed in a thin rectangular shape, and can capture all light even when the scanning height of the laser changes.
[0016]
In addition, as shown in the lower part of FIG. 3, if this shape is round, it affects the time when the scanning height of the laser changes, so that the rectangular shape has a constant passing time. It is also preferable for this.
[0017]
A moving belt 9 is attached to the photodetector 8 so as to be movable in the scanning direction, and the photodetector 8 moves as the moving belt 9 moves. The moving belt 9 can be moved in the scanning direction by a motor 10 placed outside the image area and a driven gear 11 placed on the opposite side.
[0018]
The photodetector 8 is adapted to move along a support rail, which will be described later, so as not to cause a large back and forth blur. This moving method may use a method utilizing a gear instead of a belt.
[0019]
FIG. 4 is a schematic side view of the optical system device according to the present invention as viewed from the right side of FIG. 2 without a motor. The laser beam from the LD 1 passes through the dust-proof glass 6, enters the photodetector 8 supported by the support rail 12 and movable by the moving belt 9, and reaches the photoconductor 7. If a foreign substance 13 exists in this process, its existence is confirmed.
[0020]
FIG. 5 is a circuit diagram of a photodetector used for an optical device according to the present invention. The polygon mirror 3 is rotated by turning on the laser so that the laser beam enters the photodetector 8. At this time, it is ideal that the rotation speed of the polygon mirror 3 is made as slow as possible and the time for passing through the photodetector 8 is made as long as possible.
[0021]
When the laser scans over the photodetector 8, an analog output proportional to the amount of light reached and the rotation speed is generated by the photodiode 8a. The analog output is converted into a digital signal by the comparator 15, and the formation time of the digital signal is calculated by the counter 16. When the laser light entering the photodiode 8a is weak, the signal level may be increased by the amplifier 14.
[0022]
The value obtained by the counter 16 corresponds to the amount of light reaching the photoconductor 7 if the rotation speed of the polygon mirror 3 is kept constant. That is, if the obtained counter value is long, more light enters the photodetector 8, and conversely, if the counter value becomes short, the amount of light reaching the light is reduced for some reason.
[0023]
Further, by using the moving means of the photodetector 8 to move the photodetector 8 in the scanning direction and reading the output width at each position with the counter 16, the printing state in the image area can be captured. . Generally, the power of an optical system device (optical scanning device) does not always generate a constant output when viewed over the entire image area.
[0024]
FIG. 6 is a diagram showing a change in the output width of the counter of FIG. When an abrupt change in the output width occurs at an adjacent position as shown in FIG. 6, it can be recognized that there is an image defect due to a foreign substance. Therefore, when the above counter value is compared with a value corresponding to a position before or after that position and a decrease is found, it is known that there is an image defect.
[0025]
Further, a cleaning brush 17 (illustrated by dotted lines in FIG. 4) is attached to the photodetector. The brush 17 is arranged so as to be in contact with the dust-proof glass 6 and is arranged so as to rub the dust-proof glass 6 in the scanning direction with the movement of the photodetector 8. The brush 17 makes it possible to remove foreign matter outside the optical scanning device.
[0026]
At this time, the position of the brush 17 is arranged before the photodetector 8 with respect to the movement, and the state of the laser beam after cleaning is monitored. Then, by monitoring the output of the photodetector 8 after the brush cleaning, it is determined whether or not the foreign matter 13 has been removed, or the image may be lost unless the machine is disassembled by the foreign matter in the optical scanning device and a special treatment is performed. It becomes possible to notify that it cannot be removed.
[0027]
Further, the present invention is effective for a device in which dust or glass is present to prevent dust and toner from flowing into the optical scanning device due to air current.
[0028]
The optical system device according to the present invention can be diverted even when an image is directly formed on a photoconductor by an LED array or the like without using a polygon mirror for scanning light. In this case, this can be realized by moving the photodetector while turning on all the LEDs.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to claim 1, an image area is provided by including a photodetector capable of moving to the same position as a laser scanning position and moving along a support by a motor and a belt. It is possible to monitor the state of the entire laser printing.
[0030]
According to the second aspect, the analog output obtained by the photodiode mounted on the photodetector is digitized by the comparator, and the signal time width is calculated by the counter, whereby the light amount of the laser emitted from the optical scanning device is obtained. Can be confirmed, and the defect of the image can be quantified.
[0031]
According to the third aspect, when the signal output width obtained by the comparator and the counter is monitored over the entire area where the image is printed by moving the photodetector, a sudden change in the signal output width occurs. It is possible to recognize that an image has a defective portion.
[0032]
According to the fourth aspect, the cleaning brush cleans the dust-proof glass in accordance with the movement of the photodetector, thereby confirming that the removal of the foreign matter is completed, and detecting whether the position of the foreign matter is inside the optical scanning device. It becomes possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of an optical system device and a photosensitive member that forms an image with a laser beam.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an optical system device according to the present invention.
FIG. 3 is a front view illustrating the shape of a photodiode mounted on a photodetector.
FIG. 4 is a schematic side view of the optical system device according to the present invention as viewed from the right side of FIG. 2 without a motor.
FIG. 5 is a circuit diagram of a photodetector used in an optical device according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a change in an output width in the counter of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1 Laser unit (LD)
3 Polygon mirror 6 Dustproof glass 7 Photoconductor 8 Photodetector 8a Photodiode 9 Moving belt 10 Motor 12 Support rail 13 Foreign matter 15 Comparator (measurement means, recognition means)
16 counters (measuring means, recognition means)
17 brushes (for cleaning)

Claims

感光体全面にレーザ走査を行うためのポリゴンミラーを備えた電子写真装置の光学系デバイスにおいて、光学系デバイスの外側に光検出器を備え、レーザが走査する位置と同じ高さで走査の方向と平行に動くことができる画像領域に支持レールを有し、前記光検出器を移動可能に保持する移動ベルトとモータを備えたことを特徴とする光学系デバイス。In an optical device of an electrophotographic apparatus having a polygon mirror for performing laser scanning on the entire surface of the photoconductor, a photodetector is provided outside the optical device, and the scanning direction is the same height as the position scanned by the laser. An optical device having a support rail in an image area that can move in parallel, and a moving belt and a motor for movably holding the photodetector.

ポリゴンミラーを回転させながらレーザを常に点灯状態にしたときに、前記光検出器に走査されたレーザが入力され、このときに得る信号の時間巾を計測する計測手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光学系デバイス。When the laser is always turned on while rotating the polygon mirror, the scanned laser is input to the photodetector, and a measuring means for measuring a time width of a signal obtained at this time is provided. The optical device according to claim 1.

前記から得られた信号出力巾を、前記支持レールに沿って前記モータで移動する前記光検出器によって、画像領域全体を監視していき、隣接する部分の出力巾と比較し、出力の時間巾が急激に短くなった部分に画像の欠損があることを認知する認知手段を備えたことを特徴とする請求項１および２記載の光学系デバイス。The signal output width obtained from the above is monitored by the photodetector moving along the support rail by the motor, and the entire image area is monitored and compared with the output width of an adjacent part, and the output time width is determined. 3. The optical system device according to claim 1, further comprising a recognition unit for recognizing that there is an image defect in a portion where the image is sharply shortened.

前記光検出器が移動すると同時に、防塵ガラスに清掃ブラシが当接するように配置することにより、前記清掃ブラシの移動によって前記防塵ガラスに付着した異物を除去し、前記認知手段を用いて異物の解消が実施できたかどうかを確認することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の光学系デバイス。By arranging the cleaning brush in contact with the dust-proof glass at the same time that the photodetector moves, foreign matter attached to the dust-proof glass by the movement of the cleaning brush is removed, and the foreign matter is eliminated by using the recognition means. The optical system device according to claim 1, wherein it is confirmed whether or not the operation has been performed.