JP4148052B2 - Image forming apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、使用者のメンテナンスにおいて手を汚したり、画像形成装置内の用紙や他の部分を汚すことがない画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用した画像形成装置の光走査装置は、回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）に光束を反射させることで光束を移動させて感光体上に走査し潜像を形成するものがある。この場合、ポリゴンミラーの走査面方向の位置は、光源であるレーザダイオードなどの発振の制御を行うことで調整できるが、ポリゴンミラーの走査面と垂直方向の反射面の傾きは、このような制御によっては補正できず、いわゆる面倒れ補正を必要とする。この面倒れ補正には、一旦ポリゴンミラーの反射面に収斂させた光束を再び走査対象である感光体ドラムなどに結像させるための光学系が必要となる。この面倒れ補正の光学系を必要とするためポリゴンミラーに反射させた以後の光路は一定の長さが必要になる。
【０００３】
近年、画像形成装置の小型化が要求されるようになり、光走査装置もこの要求に沿って小型化されたものが提案されるようになった。例えば、特開平６−３４９０１号公報に記載された画像形成装置の光走査装置であるレーザ書き込み系ユニットのようなものが提案された。ここで図５は、この従来の光走査装置の一例であるレーザ書き込み系ユニットを示す図であるが、この例に示すように従来の光走査装置では、上述の光路を固定式のミラーを用いて光束を屈曲することで小型化を図っている。このような光走査装置であれば、光束を固定ミラー１３２，１３３，１３５により屈曲しないで直線的に構成された場合に比較して、光走査装置の長さを短くすることができ、画像形成装置の小型化に寄与することができる。なお、この厚みは、上側面では、モータ１２４を伴ったポリゴンミラー１２３（以下これらをまとめてポリゴンミラーユニットという。）の反射面やｆθレンズ１３１とこれを支持する支持フレーム、第１固定ミラー１３２とこれを支持する支持フレームや蓋体１２２との距離等により決定され、下側面では第２シリンドリカルレンズ１３４や第２固定ミラー１３３や第３固定ミラー１３５の位置により決定されていた。尚、蓋体１２２は、高速で回転するポリゴンミラー１２３が起こす空気の流れと干渉しないように、蓋体１２２とポリゴンミラー１２３との間には所定の間隔を開けなければならない。さらに、レーザビームが支持部材や周囲の部材に接近しすぎれば、高度に集約されたレーザビームの光束に乱れがなくても、波動である光波が回折して周囲に漏れる光が当たり迷光の原因にもなりやすくなるので、この点からも所定の間隔を開ける必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の画像形成装置では、光束を屈曲することで光走査装置の長さは確かに短くなるが、その分厚みが増すため、占有する体積から見るとあまり小型化の要求に応えられていないという問題があった。
ここで、この光走査装置の厚みをそのまま薄くしようとしても、光走査装置の厚みは前述のように平らな支持部材に配置されたポリゴンミラーユニットや各光学素子の位置や厚みによって決定されていたので、光走査装置の厚みを、これらにより決定された厚みより薄くすることができないという問題があった。
さらに、画像形成装置を薄くしようとすると、遮光性が高く単位体積当たりの強度が大きい金属製のフレームに光走査装置を支持し、さらに電圧が印加される帯電器をその光走査装置に近接して配置することもできるが、このように構成された場合に、帯電器の内部に浮遊し帯電された埃や現像剤が、この金属フレームに吸着されやすいという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するものであり、光走査装置を埃や現像剤で汚損することなく、使用者のメンテナンスにおいて手を汚したり、画像形成装置内の用紙や他の部分を汚すことがない画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明の画像形成装置では、感光体、感光体に対向配置されたスコロトロン方式またはコロトロン方式の帯電器、および現像手段を有する現像部と、金属フレームにより前記現像部に対向する側を覆うように構成された光走査装置とを備えた画像形成装置であって、前記帯電器には、前記感光体と対向する側の反対側において、前記帯電器の帯電線をクリーニングするためのクリーニング部材をスライド可能に案内する溝状の帯電器孔が形成され、前記金属フレームは、前記帯電器の溝状の帯電器孔と対向する部分において、溝状のフレーム孔が形成されるとともに、グランド電位とされ、前記溝状のフレーム孔は、絶縁部材により覆われたことを特徴とする。
【０００７】
この構成の画像形成装置では、感光体、感光体に対向配置されたスコロトロン方式またはコロトロン方式の帯電器、および現像手段を有する現像部と、金属フレームにより前記現像部に対向する側を覆うように構成された光走査装置とを備えた画像形成装置であって、前記帯電器には、前記感光体と対向する側の反対側において、前記帯電器の帯電線をクリーニングするためのクリーニング部材をスライド可能に案内する溝状の帯電器孔が形成され、前記金属フレームは、前記帯電器の溝状の帯電器孔と対向する部分において、溝状のフレーム孔が形成されるとともに、グランド電位とされ、前記溝状のフレーム孔は、絶縁部材により覆われているので、帯電器の内部に浮遊し帯電された埃や現像剤が、金属フレームへ吸着することを防止できる。そのため、光走査装置を、現像部に近接して配置でき、光走査装置が配置された画像形成装置を小型化することができる。また、光走査装置を埃や現像剤で汚損することがなく、使用者のメンテナンスにおいて手を汚したり、画像形成装置内の用紙や他の部分を汚すことがない。
【０００８】
請求項２に係る発明の画像形成装置では、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記現像部は、本体フレームに対して、交換可能に構成されたことを特徴とする。
【０００９】
この構成の画像形成装置では、現像部は、本体フレームに対してプロセスユニットとして一体で交換できるが、このときにも、使用者が手を汚すことがない。
【００１０】
尚、本発明の画像形成装置に用いられる光走査装置としては、以下の構成のものが好適である。
【００１１】
（１）光源からの光束を走査のために回転しながら反射方向を変化させて反射させるポリゴンミラーと前記ポリゴンミラーを駆動するモータとからなるポリゴンミラーユニットと、前記ポリゴンミラーに反射された光束を走査対象に結像させるためのレンズと光束を偏向させるための複数の固定ミラーとを含む複数の光学要素と、当該光学要素をその両面に支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、複数の平面部から構成され、前記ポリゴンミラーユニットを上面に支持する一の平面部と、その一の平面部と平行で上方に段差を設けられ、前記レンズを支持する他の平面部と、前記一の平面部と他の平面部との間に配置され、前記一の平面部に対して３０〜６０度傾斜した傾斜平面部とを備え、前記ポリゴンミラーユニットからの光束は、前記複数の固定ミラーによって折り返されることにより、前記他の平面部の上面側と下面側を通るように構成されたことを特徴とする光走査装置。
【００１２】
（２）前記傾斜平面部における、前記他の平面部側の端部には、当該他の平面部側にオーバーハングした形状の壁状部分である遮光部が設けられたことを特徴とする光走査装置。
【００１３】
（３）前記レンズとして、ｆθレンズを備え、前記複数の固定ミラーとして、前記ｆθレンズからの光束を折り返すための第１及び第２固定ミラーと、前記第２固定ミラーで反射されシリンドリカルレンズを経た光束を感光ドラムに向かって偏向させて反射させる第３固定ミラーとを備え、前記支持部材は、前記他の平面部として、前記ｆθレンズを支持するｆθレンズ支持平面部を有するとともに、前記一の平面部から垂直に立設し、前記傾斜平面部と接続する第２平面部と、その第２平面部に接続された前記傾斜平面部に対して更に接続され、前記ｆθレンズ支持平面部よりも上方に配置された第４平面部と、その第４平面部と前記ｆθレンズ支持平面部との間に設けられ、前記第３固定ミラーを下方に支持する第３固定ミラー支持平面部とを備えたことを特徴とする光走査装置。
【００１４】
（４）前記レンズとして、ｆθレンズと、シリンドリカルレンズとを備え、前記支持部材は、前記他の平面部として、前記ｆθレンズを支持するｆθレンズ支持平面部と、前記シリンドリカルレンズを支持するシリンドリカルレンズ支持平面部とを有し、前記ｆθレンズ支持平面部は、前記シリンドリカルレンズ支持平面部よりも低く配置されていることを特徴とする光走査装置。
【００１５】
（５）光源からの光束を走査のために回転しながら反射方向を変化させて反射させるポリゴンミラーと当該ポリゴンミラーを駆動するモータとからなるポリゴンミラーユニットと、前記ポリゴンミラーに反射された光束を走査対象に結像させるためのｆθレンズ及びシリンドリカルレンズと光束を偏向させるための複数の固定ミラーとを含む複数の光学要素と、当該光学要素をその両面に支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、前記ｆθレンズを支持するｆθレンズ支持平面部と、前記シリンドリカルレンズを支持するシリンドリカルレンズ支持平面部とを有し、前記シリンドリカルレンズ支持平面部は、前記ｆθレンズ支持平面部に対して、そのｆθレンズ支持平面部と平行で上方に段差を持って配置されていることを特徴とする光走査装置。
【００１６】
（６）光源からの光束を走査のために回転しながら反射方向を変化させて反射させるポリゴンミラーと前記ポリゴンミラーを駆動するモータとからなるポリゴンミラーユニットと、前記ポリゴンミラーに反射された光束を走査対象に結像させるためのｆθレンズと光束を偏向させるための複数の固定ミラーとを含む複数の光学要素とを備え、前記複数の固定ミラーとして、前記ｆθレンズからの光束を折り返すための第１及び第２固定ミラーと、前記第２固定ミラーで反射された光束を感光ドラムに向かって偏向させて反射させる第３固定ミラーとを備え、前記支持部材は、前記ｆθレンズを支持するｆθレンズ支持平面部及び前記第３固定ミラーを下方に支持する第３固定ミラー支持平面部とを有し、当該第３固定ミラー支持平面部は、前記ｆθレンズ支持平面部の端部から斜め上方に向けて延設されていることを特徴とする光走査装置。
【００１７】
（７）光源からの光束を走査するために回転しながら反射方向を変化させて反射させるポリゴンミラーと前記ポリゴンミラーを駆動するモータとからなるポリゴンミラーユニットと、前記ポリゴンミラーに反射された光束を走査対象に結像させるためのｆθレンズと光束を偏向させるための複数の固定ミラーとを含む複数の光学要素とを備え、前記複数の固定ミラーとして、前記ｆθレンズからの光束を折り返すための第１及び第２固定ミラーと、前記第２固定ミラーで反射された光束を感光ドラムに向かって偏向させて反射させる第３固定ミラーとを備え、前記支持部材は、前記ポリゴンミラーユニットを上面に支持するポリゴンミラーユニット支持平面部と、前記ｆθレンズを上面に支持するｆθレンズ支持平面部と、前記第３固定ミラーを下方に支持する第３固定ミラー支持平面部とを有し、前記ｆθレンズ支持平面部は、前記ポリゴンミラー支持平面部と平行で上方に段差を設けて配置され、前記第３固定ミラー支持平面部は、前記ポリゴンミラー支持平面部と前記ｆθレンズ支持平面部との間に設けられ、前記ポリゴンミラーと前記ｆθレンズとの間の空間に、上方に食い込ませるように配置されていることを特徴とする光走査装置。
【００１８】
（８）前記第３固定ミラー支持平面部は、前記ｆθレンズ支持平面部の端部から斜め上方に向けて延設されていることを特徴とする光走査装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置の好ましい一実施の形態を説明する。まず最初に、本実施の形態の画像形成装置１の構成について図を参照してその概略を説明する。
【００２０】
図１は、画像形成装置１を用紙搬送方向に直交する方向から側面視した断面図である。画像形成装置１は、全体形状が本体フレーム１１により概ね直方体に形成されている。図１において、右方を画像形成装置１前面、手前側を画像形成装置１左面とする。本体フレーム１１の下部に用紙Ｐを収納して給紙する給紙カセットからなる給紙部１９が設けられ、給紙部１９に収納された用紙Ｐが画像形成装置１前方部から搬送部１８により搬送される。搬送部１８の上部には、プロセスユニットとして一体に構成された現像部１７が配置され、さらに現像部１７の上方にレーザスキャナとして構成された光走査装置１２が配置される。現像部１７ではスコロトロンからなる帯電器７８によって一様に帯電された感光体ドラム７７上に、光走査装置１２により画像信号によって変調されたレーザビームＬＢが走査されて潜像が形成される。この潜像を現像ローラ７５によって搬送される現像剤Ｔにより現像して顕在化し画像を形成する。この顕在化された画像を転写ローラ８７により用紙Ｐに転写する。画像を転写された用紙Ｐは、搬送部１８により現像部１７の左方にある定着部１５に搬送される。定着ユニットとして一体に構成された定着部１５では、画像が形成された用紙Ｐを加熱しつつ加圧して現像剤Ｔを定着する。定着後、排紙方向が切り替え可能な排紙部１６により装置１の後方或いは装置上部の印刷済み用紙載置部６９に排紙する。画像形成装置１の概略の構成は以上の通りである。以下、各部の構成を詳説する。
【００２１】
給紙部１９は、図１に示すように、フレーム９１により全体が概ね直方体に形成されて、前面に取っ手９７が配置された引き出し状の構成になっており、内部に用紙Ｐを多数積層して収納できる収納部９２を備える。収納部９２の底部の中央部近傍に、その基部を枢着された揺動可能な用紙押さえ９３が設けられ、用紙押さえ９３の下部には、図示しないコイルばねが配設されており、用紙押え９３を上方に付勢している。従って、用紙Ｐを多数積層して収納している場合でも、あるいは、用紙Ｐが少なくなって積層された厚みが薄くなった場合でも収納された用紙Ｐの一番上の用紙を常に給紙ローラ８１に適当な力の大きさで当接することができる。用紙押さえ９３の前方（図１において右側）には、用紙Ｐに対して摩擦係数の大きい材質から形成された分離パッド９４が配設され、分離パッド９４は、給紙ローラ８１方向に用紙Ｐを圧接するようにその下方に配設されたコイルばねからなる分離パッドばね９５により付勢されている。分離パッド９４は給紙ローラ８１により搬送される用紙以外の用紙Ｐを、その摩擦力により引き留め、１枚だけを搬送部１８に給紙するものである。
【００２２】
なお、給紙部１９は、取っ手９７を前方に引くことにより、前方に引き出し可能に構成され、用紙Ｐの補充や紙詰まりの処理が容易にできる。その際は、給紙部１９の引き出しと共に、分離パッド９４や従動ローラ９６が給紙ローラ８１から分離し、用紙Ｐが挟まれたりすることがなく処理できる。
【００２３】
次に、搬送部１８について説明する。給紙ローラ８１と従動ローラ９６により給紙部１９から斜め前方（図１において右上）に向けて引き出された用紙Ｐは、ガイド８２により用紙先端を上方に案内され、さらにガイド８２に沿って後方に案内される。さらに給紙ローラ８１と従動ローラ９６により用紙Ｐが搬送されると、用紙Ｐ先端が第１の給紙センサ８３を押し倒して進入する。そして、レジストローラ８４とこれと連れ回る従動ローラ８５との当接部に用紙Ｐの先端が当接する。
【００２４】
このレジストローラ８４と従動ローラ８５は用紙Ｐの斜行補正を行う。即ち、このレジストローラ８４は、第１の給紙センサ８３が用紙Ｐの先端を検出後、所定時間停止状態とされる。用紙Ｐは引き続き給紙ローラ８１と従動ローラ９６により搬送され続けているため用紙Ｐの最先端はレジストローラ８４と従動ローラ８５の当接部分に当接して噛み込まれることなくその進入を阻まれるが、さらに給紙ローラ８１と従動ローラ９６により用紙Ｐ全体が搬送されるため、既に先端をレジストローラ８４と従動ローラ８５に当接させている用紙Ｐの中間部分はガイド８２の空間で撓まされる。その間に給紙ローラ８１と従動ローラ８５により用紙Ｐは搬送されて用紙Ｐの先端がすべてレジストローラ８４と従動ローラ８５の当接部分に当接する。このように当接した時点では、レジストローラ８４の回転軸に対して用紙Ｐ先端が完全に平行になっている、つまり斜行が補正されていることになる。この段階で制御部２０により、レジストローラ８４が用紙搬送方向に回転されれば、用紙Ｐの斜行は修正されて正しい姿勢で搬送される。
【００２５】
レジストローラ８４により斜行補正が終了すると、用紙Ｐはさらに搬送され、先端部で第２の給紙センサ８６を押し倒してさらに先端が感光体ドラム７７と転写ローラ８７とに挟み込まれる。この第２の給紙センサ８６により用紙Ｐの先端部分の位置が制御部２０により認識され、制御部２０は、用紙Ｐの所定の印刷開始部分までのマージン分を含めて用紙Ｐを搬送するように制御して、所定の用紙Ｐの印刷開始部分から印刷が行われる。ここで、先に光走査装置１２の説明を簡単にする。
【００２６】
図４は、光走査装置１２を蓋体２２を外して上方（図１のＺ方向）から見た平面図である。図４に示すように、光走査装置１２の上面側（図２参照）は、レーザダイオード４１と、これを支持するレーザダイオードホルダ４２と、レーザダイオード４１のリード線が接続された基板４３とから構成される発光部４７と、発光部４７から発光されたレーザビームＬＢの拡散光を平行光にするコリメートレンズ４５と、この平行光を所定の幅に規制する図示しないスリットとを備えたレンズセル４４と（以下発光部４７とレンズセル４４をあわせて平行光ユニットという。）、この平行なレーザビームＬＢをポリゴンミラー２３の鏡面に収斂させる第１シリンドリカルレンズ４６と、この収斂された光を高速で回転する六角柱形状の側面に配置された６枚の平面鏡に順次反射させて光束を偏向させ走査するポリゴンミラー２３と、ポリゴンミラー２３により等速の角速度で偏向するレーザビームＬＢを走査対象である感光体ドラム７７（図３参照）表面に対して等速で走査させるｆθレンズ３１と、ｆθレンズ３１を透過した光束を下方に屈曲させる第１固定ミラー３２の光学要素が配設される。
【００２７】
図２は、図４のＡ−Ａ部分における断面図である。図２に示すように、光走査装置１２は、支持部材２１が隔壁となって上面側と下面側に隔離され、その両面に各光学要素が配置されている。ポリゴンミラー２３に反射され上下方向に拡散しながらｆθレンズ３１を透過して第１固定ミラー３２により下方に屈曲された光束は、さらに第２固定ミラー３３により偏向されて、上面側の光束と略平行で且つ逆方向に進む。下側面は、第２固定ミラー３３により反射された拡散する光束を、走査対象である感光体ドラム７７に結像させるために光束を上下方向に収斂させる第２シリンドリカルレンズ３４と、この収束する光束を感光体ドラム７７に向かって偏向させて反射する第３固定ミラー３５の各光学要素が配設される。光走査装置１２はこのような構成で、現像部１７に配設された感光体ドラム７７に対して画像データに基づいて変調されたレーザビームＬＢにより走査して潜像を形成する。
【００２８】
図３は、図１に示す画像形成装置１の光走査装置１２、現像部１７と本体フレーム１１の一部を拡大した図である。図３に示すように、現像部１７は、各構成要素がプロセスユニットとして収納・支持するフレーム７０に配置される。フレーム７０は、大きく現像剤室７１と現像室７３に分けられる。現像剤室７１は、非磁性一成分の現像剤Ｔが収容され、アジテータと呼ばれるブレード状の攪拌部材７２が、図示しないモータに駆動された回転軸に支持されている。そのため、攪拌部材７２が回転運動をすることで現像剤Ｔは常に現像剤室７１から現像室７３に補充される。
【００２９】
現像室７３には、感光体ドラム７７と、その前方（図３において右側）に配置され感光体ドラム７７に接触して感光体ドラム７７と逆方向に回転される現像ローラ７５と、さらにその前方に配置され現像ローラ７５と同方向に回転される供給ローラ７４と、感光体ドラム７７後方に配置された紙粉除去ユニット７９と、感光体ドラム７７上方に配置された帯電器７８等が設けられる。
【００３０】
供給ローラ７４は、回転しながらスポンジ面で微細な粒状の現像剤Ｔを現像ローラ７５に圧接して付着させるものである。層圧規制ブレード７６は、供給ローラ７４により現像ローラ７５に付着された現像剤Ｔの付着量を適正なレベルに均一化するため、所定の圧力で付勢されて接触し、過剰な現像剤Ｔを掻き落とすようにして現像剤Ｔの付着量を調整している。
【００３１】
感光体ドラム７７は、用紙搬送方向（図３において時計回り）に回転するように図示しないモータにより駆動され、転写ローラ８７と協動して用紙Ｐを搬送することができる。まず、感光体ドラム７７は、紙粉除去ユニット７９により、感光体ドラム７７に付着した紙粉を除去される。本実施の形態の紙粉除去ユニット７９は、細部の図示を省略するがブラシや不織布等を用い、感光体ドラム７７の表面の残留現像剤は通過させ、紙粉は捕捉するように構成されている。紙粉除去ユニット７９を通過した感光体ドラム７７の部分は、感光体ドラム７７の回転により帯電器７８に対向する位置に移動する。
【００３２】
帯電器７８は、コロナワイヤと呼ばれる直径５０〜１００μｍのタングステンワイヤから構成される帯電線７８ａが感光体ドラム７７から１０ｍｍ程度離して平行に配置され、周囲をアルミニウム製のシールド電極７８ｄにより覆われ、感光体ドラム７７に対向する部分にこれに沿った溝状の開口部を設けられて、この開口部にシールド電極７８ｄとは絶縁して数本のワイヤ又はメッシュからなるグリッド電極７８ｂを配置されてスコロトロンとして構成される。なお、シールド電極７８ｄの感光体ドラム７７に対向する面と反対側には、汚れた帯電線７８ａを挟持してスライドするクリーニング部材をスライド可能に案内するための孔であるクリーニング用孔７８ｃが感光体ドラム７７の長手方向に沿って、光走査装置支持部１１ａに対向して溝状に開口されている。
【００３３】
帯電線７８ａは、図示しない電源装置のプラス極に接続され５〜１０ｋｖの高電圧が印加され、これによって発生した正イオンが、感光体ドラム７７の表面に移動して帯電する。また、グリッド電極７８ｂにバイアス電圧を印加することで帯電電位が規制され、又電圧を変化させることで帯電を制御をすることも可能である。この帯電器７８により感光体ドラム７７の表面がプラスに帯電する。尚、帯電器７８は、実施の形態に示すスコロトロンでなくグリッド電極７８ｂを有さないコロトロンでもよく、さらにブラシ帯電などコロナ放電を生じうるものであれば他の方式によるものであってもよい。
【００３４】
帯電器７８によりその表面がプラスに帯電された感光体ドラム７７の部分は、回転により移動し、前述の光走査装置により、レーザビームＬＢが照射される。感光体ドラム７７は、プロセスユニットとして現像剤Ｔの交換と一体で交換されるため、耐久性は比較的低いが、軽量で比較的安価な有機系のＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）感光体から構成されている。レーザビームＬＢが照射されるとレーザビームＬＢの当たった感光体ドラム７７の表面の導電性が高まるため帯電電位が下がり、電位の差による潜像が形成される。なお、感光体ドラム７７は、高速で感光でき長寿命な光導電性を有するａＳｉ（アモルファスシリコン）、ＳｅやＳｅ系合金からなるセレン系感光体や、ＣｄＳ（硫化カドミウム）等により構成されてもよい。
【００３５】
このレーザビームＬＢにより潜像を形成された感光体ドラム７７の部分は、感光体ドラム７７の回転により、現像剤Ｔをその表面に付着させた現像ローラ７５と接触する。現像ローラ７５は、ステンレス等の金属製のローラ軸にシリコンゴム又はウレタンゴムにカーボンブラックを分散させて導電性を付与した基材からなるゴムローラで、ローラ表面にはフッ素樹脂コーティングがされている。現像ローラ７５に付着した現像剤Ｔは、供給ローラ７４及び層厚規制ブレード７６により摩擦帯電されてプラスに帯電している。
【００３６】
現像ローラ７５が感光体ドラム７７に接触すると、レーザビームＬＢが照射されて帯電電位が下がっている部分に現像剤Ｔが付着する。そのため現像剤Ｔにより潜像が顕在化され可視化されて現像が終了する。このとき感光体ドラム７７上に残留していた現像剤Ｔは現像ローラ７５のよって回収される。ここで現像された画像は、さらに感光体ドラム７７の回転により転写ローラ８７とのニップ部にある用紙Ｐに対向する位置に搬送される。
【００３７】
転写ローラ８７は、表面がシリコンゴム又はウレタンゴムにカーボンブラックを分散させて導電性を付与した基材に覆われた導電ローラとして構成されて図示しない電源部のマイナス極に接続され電圧を印加されているため、用紙Ｐに電圧を印加し、感光体ドラム７７方向に付勢された転写ローラ８７により用紙Ｐと感光体ドラム７７が接触されて、感光体ドラム７７上に形成された現像剤Ｔによる画像が用紙Ｐに転写されるように構成されている。
【００３８】
図１に示すように、このように構成された現像部１７により用紙Ｐに画像が形成され、搬送部１８により用紙Ｐはさらに搬送され定着部１５に進入する。
【００３９】
定着部１５は、図１に示すようにフレーム５１にハロゲンヒータ５３を備えたヒートローラ５２と、用紙Ｐをヒートローラ５２に付勢する圧力ローラ５４と、その用紙搬送方向下流側に設けられた第１排紙ローラ５５と、これに従動する従動ローラ５６とが一体に配設された定着ユニットとして構成される。
【００４０】
ヒートローラ５２は、略用紙幅の長さで用紙搬送方向と直交するように配置されて、搬送される用紙Ｐに現像部１７で形成された画像に対して密着されるように構成される。ヒートローラ５２は、アルミ製の中空の円筒状に形成され、両端部を回転可能に支持され、図示しないギヤ列を介して動力が伝達されて回転する。表面は、加熱によっても現像剤Ｔ等が付着しないようにフッ素樹脂のコーティング処理がされている。
【００４１】
ハロゲンヒータ５３は、ヒートローラ５２の中心部に配置される。このハロゲンヒータ５３は、石英管にハロゲンガスを封入したものであり短時間に内部温度を７００℃から８００℃の高温度に上昇可能なヒータである。このハロゲンヒータ５３を点灯させ発熱させると、その表面温度をおよそ４００℃から４５０℃に上昇させ、ヒートローラ５２を内部から加温し、その表面温度をおよそ２００℃に上昇させる。
【００４２】
このヒートローラ５２に搬送される用紙Ｐを圧接するように、圧力ローラ５４が配置される。圧力ローラ５４は、表面がヒートローラ５２に密着可能に耐熱性のゴム素材で形成され、さらに現像剤Ｔ等の付着防止のためフッ素樹脂のコーティング処理がされている。圧力ローラ５４は、ヒートローラ５２の回転に連れ回るように構成され、このときヒートローラ５２に対し用紙Ｐを圧接させるように両端に配設された図示しない回転軸を図示しないコイルばねにより付勢するように構成されている。
【００４３】
このように構成された定着部１５に用紙Ｐが進入すると、用紙Ｐ上に形成された現像剤Ｔによる画像がヒートローラ５２の表面に圧力ローラ５４により圧接される。このときヒートローラ５２の表面は高温になっており、現像剤Ｔが融解すると共に、用紙Ｐの繊維内に浸透する。なお、この段階では、現像剤Ｔは、完全に凝固していないため、用紙Ｐが外気により冷却された段階で用紙Ｐ上に形成された画像が完全に定着される。
【００４４】
また、ヒートローラ５２の用紙搬送方向下流側に配置され、図示しない駆動手段により駆動される第１排紙ローラ５５とこれに従動する従動ローラ５６により用紙Ｐは、定着部１５から排紙される。
【００４５】
次に、図１に示すように、定着部１５により画像が定着された用紙Ｐは、定着部１５に備えられた第１排紙ローラ５５と従動ローラ５６により排紙されるが、この用紙搬送方向下流側（図１において左方）に排紙方向切り替え装置６２が配設される。排紙方向切り替え装置６２は、用紙Ｐを印刷済み用紙載置部６９に案内するように、用紙Ｐ先端部を装置後方向きから上向きに案内し、さらに前方（図１において右）に向きを変えるように湾曲した用紙Ｐの通路を形成した案内部６２ａを備え、案内部６２ａは、その上部を軸支部６２ｂにより軸支される。この軸支部６２ｂは、軸支部６２ｂを上下方向のみに移動可能に規制する規制部６２ｄにより規制され、軸支部６２ｂを下方に付勢する線ばねからなる付勢部６２ｅにより下方に付勢されている。また、軸支部６２ｂには付勢部６２ｅと一体的に形成されたねじり用コイルばねが配設されて、案内部６２ａを後上方（図１において左上）に跳ね上げるように付勢している。そして、案内部６２ａを閉じた状態における案内部６２ａの下端近傍の本体フレーム１１には、案内部６２ａを掛止する掛止部６３が設けられて案内部６２ａの下端を掛止している。
【００４６】
このように構成された排紙方向切り替え装置６２によれば、案内部６２ａの下端を掛止部６３に掛止しておけば、付勢部６２ｅにより軸支部６２ｂを介し案内部６２ａが下方に付勢されているため掛止は解除されず、図示しないコイルばねによっては後上方に跳ね上げられることがない。そのため第１排出ローラ５５と従動ローラ５６により、定着部１５から排紙された用紙Ｐの先端が案内部６２ａに進入することにより印刷済み用紙載置部６９に案内され、案内された用紙Ｐは、第２排紙ローラ６５と従動ローラ６６によりさらに搬送されて印刷済み用紙載置部６９に排紙される。なお、印刷済み用紙載置部６９の前部には、排紙延長トレイ６８が前方に展開可能に枢着される。
【００４７】
一方、案内部６２ａの指掛部６２ｆに指を掛けて上方にずらすと、軸支部６２ｂが付勢部６２ｅの付勢に抗して規制部６２ｄに沿って上方にずれて、掛止部６３による掛止がはずれる。そのため、図示しないねじりコイルばねにより案内部６２ａは軸支部６２ｂを中心に後上方に跳ね上げられた状態に変位する。この状態では、第１排出ローラ５５と従動ローラ５６により、定着部１５から排紙された用紙Ｐは、案内部６２ａには進入せず、そのまま装置の後方（図１において左方）に排紙される。なお、装置後方には図示しない排紙トレイを装着して排紙された用紙Ｐを積層して載置できる。
【００４８】
図１に示すように、本体フレーム１１の後部には、装置の制御を行う図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えた制御部２０が設けられている。制御部２０は、画像データの入力、処理、レーザダイオード４１の発振の変調の制御、ポリゴンミラー駆動モータ２４の制御、搬送部１８の制御、ハロゲンヒータ５３の制御の他、電源の制御等の装置全般の制御も行う。
【００４９】
さらに、ここで、光走査装置１２について詳説する。
【００５０】
まず発光部４７について詳説する。レーザダイオード４１は、制御部２０の図示しないＣＰＵからの画像データに基づいた制御信号により、基板４３に備えられたレーザダイオード駆動回路から電圧が印加されて発振する。
【００５１】
図４に示すように、概ね円柱状に形成されたレーザダイオード４１は、放熱効果の高いアルミニウムにより矩形の厚板上に形成されその略中央部にレーザダイオード４１を嵌入する孔が穿設されたレーザダイオードホルダ４２に、中心軸をポリゴンミラー２３に向けた状態で支持される。このレーザダイオードホルダ４２と基板４３には、支持部材２１にねじ止めするためのねじ孔が穿設されており、基板４３を光走査装置１２外側に、レーザダイオードホルダ４２と積層して、レーザダイオード４１を左右に挟む位置で、レーザダイオード４１の光軸に略平行に、基板４３とレーザダイオードホルダ４２を貫通する２本のねじが配置され、このねじが支持部材２１に螺入されることにより基板４３とレーザダイオードホルダ４２が支持部材２１に係止される。また、レーザダイオード４１のリード線は基板４３に半田付けされて接続され、前述の駆動信号を受けて駆動される。
【００５２】
発光部４７の発光側には、その光路上にコリメートレンズ４５と図示しないスリットを備えたレンズセル４４が配設される。レーザダイオード４１が発振することにより射出されたレーザビームＬＢは拡散光であるが、この拡散するレーザビームＬＢを平行光にするのが凸レンズからなるコリメートレンズ４５である。このコリメートレンズ４５により平行な光束とされたレーザビームＬＢは光束の幅が大きいため、この光束を通過させる部分のみに孔を有し、光束の幅を規制するスリットが光路上に配置される。この発光部４７とレンズセル４４により平行光ユニットが構成されて、この平行光ユニットにより発光され平行にされ光束の幅が規制されたレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー２３に向かう。
【００５３】
ポリゴンミラー２３は、扁平な正６角柱の形状で、側面部は６枚の平面鏡から構成される。図２に示すように、ポリゴンミラー駆動モータ２４がポリゴンミラー２３の下方に配設されて回転軸２４ａによりポリゴンミラー２３を軸支してポリゴンミラー２３を駆動する。ポリゴンミラー駆動モータ２４は、防振脚２５を介して支持部材２１に支持される。防振脚２５は、ポリゴンミラー駆動モータ２４の振動を吸収し、支持部材２１にポリゴンミラー駆動モータ２４の振動を伝えないようにするものである。このポリゴンミラー２３とポリゴンミラー駆動モータ２４と防振脚２５とからポリゴンミラーユニットが構成されている。
【００５４】
図４に示すように、発光部４７から照射されたレーザビームＬＢの光束が、回転するポリゴンミラー２３に当たるように配置され、図４において右回転（時計回り）するポリゴンミラー２３に当たったレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー２３の回転する面と同一平面上に反射され図４に示すＬＢＬの位置からＬＢＲの位置に連続的に偏向されて変位する。レーザビームＬＢがＬＢＲの位置にくると、発光部４７から射出されたレーザビームＬＢは、回転するポリゴンミラー２３の新たな平面に反射され、再び反射されたレーザビームＬＢはＬＢＬの位置に戻り再びＬＢＲの位置に連続的に偏向されて変位する。このようにして繰り返しレーザビームＬＢを変位させて走査を行う。なお、本願ではレーザビームＬＢが変位する面を走査面と呼ぶ。
【００５５】
この走査の範囲は、レーザビームＬＢの変調タイミングがポリゴンミラー２３の回転と同期しないと画像を形成する位置が走査面に沿ってずれるため、実際の画像を形成するための範囲より大きな範囲で走査が可能で、所定のマージンを有している。そこで、実際の印刷開始位置とレーザビームＬＢの変調開始位置を合わせるため、図４におけるＬＢＬ線上に開始ビームディテクタ４９ａが設けら、この開始ビームディテクタ４９ａにレーザビームＬＢの光が入射することにより、開始ビームディテクタ４９ａから制御部２０に信号が発信される。この信号を受けた制御部２０は、実際の画像を形成するべき位置から無変調のレーザビームＬＢを画像データに基づいて変調するようにレーザダイオード４１の発振のタイミングを制御する。このようにして、走査面に沿った位置のずれを調整する。
【００５６】
さらにまた、ＬＢＲ線上に終了ビームディテクタ４９ｂを設け、終了ビームディテクタ４９ｂからの信号で制御部２０では、実際の画像の形成を終了すべき位置でレーザビームＬＢの走査を終了するように、レーザダイオード４１の発振のタイミングを制御する。
【００５７】
第１シリンドリカルレンズ４６は、円柱の一部を高さ方向に切り取った周知のシリンドリカルレンズで、平行光ユニットとポリゴンミラー２３との中間位置に配置され、平行光ユニットから射出された平行光を垂直方向に収斂させてポリゴンミラー２３の鏡面に焦点を合わせるものである。そのため、走査面方向には一定の厚みで、走査面と直交する方向に厚みが変化するように配置される。なお、第１シリンドリカルレンズ４６はアクリル樹脂により、断面が略正方形の角筒上に形成されシリンドリカルレンズを支持する枠体と一体に成形されている。
【００５８】
ｆθレンズ３１は、ポリゴンミラー２３に反射されたレーザブームＬＢの光路上に設けられる。ポリゴンミラー２３により一定の角速度で回転移動されるレーザビームＬＢはそのままで走査すると走査対象である感光体ドラム７７において中心部の走査速度より左右の端部の走査速度が高くなり、画像にひずみを生じてしまう。そのためポリゴンミラー２３により一定の角速度で回転移動されるレーザビームＬＢを感光体ドラム７７上で等速で走査するように補正するレンズである。
【００５９】
図４及び図２に示すように、第１固定ミラー３２は、ｆθレンズ３１を通過したレーザビームＬＢに対応して、長手方向が走査面に沿って設けられた細長直方体のガラス体の一面を反射面としてアルミコーティングを施したものである。ｆθレンズ３１により補正されたレーザビームＬＢを反射して上面側の光束を下面側に略垂直に偏向させる角度に配設されて構成される。
【００６０】
第２固定ミラー３３は、図２に示すように、第１固定ミラーと同様の構成で、第１固定ミラーにより図２において下方に偏向された光束をさらに垂直に偏向して下面側に光束を導く角度に配設されて構成される。
【００６１】
第２シリンドリカルレンズ３４は、第１シリンドリカルレンズと略同様に構成されるが、レーザビームＬＢが移動するため、この移動範囲に対応するように走査面に沿って幅広に形成される。第２シリンドリカルレンズ３４は、第１シリンドリカルレンズ４６でポリゴンミラー２３上に収斂されたレーザビームＬＢが、ポリゴンミラー２３に反射された後は再び上下方向に拡散するため、この拡散光を感光体ドラム７７上に再び収斂するために用いられる。
【００６２】
第３固定ミラー３５は、第１固定ミラー３２と同様の構成で、レーザビームＬＢの走査幅に対応して構成され、レーザビームＬＢを感光体ドラム７７の方向に偏向させて反射するように配設されて構成される。
【００６３】
ここで、このような光学要素を備えた光学系により行われる、所謂「面倒れ補正」について説明する。もし、第１シリンドリカルレンズ４６及び第２シリンドリカルレンズ３４なしで、レーザビームＬＢをそのままの光束で回転するポリゴンミラー２３に投射した場合、ポリゴンミラー２３に反射されたレーザビームＬＢがｆθレンズ３１を通り第１固定ミラー３２，第２固定ミラー３３、第３固定ミラー３５に反射されて感光体ドラム７７を走査する。このとき、ポリゴンミラー２３に備えられた６つの平面鏡は、正確に感光体ドラム７７の所定位置を走査するようにレーザビームＬＢを反射しなければならないが、６つの平面鏡の上下方向の傾きの角度を完全に調整することは困難であり、この傾きの角度に誤差があればポリゴンミラー２３が回転して、角度が異なる次の平面鏡に反射される度に走査方向が変化してしまう。
【００６４】
そこで、まず第１シリンドリカルレンズ４６によりレーザビームＬＢの光束を上下方向に収斂して、ポリゴンミラー２３に焦点を合わせる。そうすればレーザビームＬＢは上下方向に最も収斂した状態でポリゴンミラー２３に反射される。ポリゴンミラー２３に反射されたレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー２３の角度に応じて上下方向に振れて様々な方向に拡散しながら反射する。このレーザビームＬＢを第２シリンドリカルレンズ３４により再び感光体ドラム７７の表面に焦点を合わせるように収斂させる。シリンドリカルレンズの性質の１つに、焦点或いは焦点の近傍から出た光は、レンズのどの部分に当たっても、必ず反対側の焦点または所定の点を通るという性質がある。そのため第２シリンドリカルレンズの一方の焦点をポリゴンミラー２３に合わせ、他の焦点を感光体ドラム７７の所定の走査位置に合わせておけば、ポリゴンミラー２３に収斂した光は、ポリゴンミラー２３の各平面鏡がそれぞれ傾いていても必ず所定の走査すべき位置に当たることになる。以上が面倒れ補正の原理である。この原理に沿って本実施の形態の光走査装置１２の光学要素が配置される。
【００６５】
支持部材２１は、以上述べたような平行光ユニット、第１シリンドリカルレンズ４６、ポリゴンミラーユニット２６、ｆθレンズ３１、第１固定ミラー３２、第２固定ミラー３３、第２シリンドリカルレンズ３４、第３固定ミラー３５等の光学要素を支持する部材である。支持部材２１は、ポリフェニレンエーテル（変成ＰＰＥ）にグラスファイバを混入した非晶性のエンジニアリング・プラスチックから構成される。そのため、電気特性・難燃性・耐熱性・寸法安定性・成形性に優れ、高い強度を有するが、例えばポリカーボネイトにグラスファイバを混入したもの等、他の材料で構成することもできる。
【００６６】
ここで図２に示すようにＺ方向と垂直な面を水平方向とすると、支持部材２１は水平方向の周囲に側壁部２２０が形成され、この側壁部２２０に囲まれるように各光学要素を支持する第１平面部２１１から第９平面部２１９を備える。第１平面部２１１は、水平方向に配設された面でポリゴンミラー２３とこれを駆動するポリゴンミラー駆動モータ２４を防振脚２５を介して水平に支持する。
【００６７】
この第１平面部２１１の後方（図２左方）には、第１平面部２１１に垂直上方に屈曲して連続する平面である第２平面部２１２が設けられる。この第２平面部２１２が垂直に設けられるのは、最も短い水平距離で大きな垂直距離を得て段差を与えるためである。このようにすることで、ポリゴンミラーユニット２６に十分なスペースを与えることが可能になり、ポリゴンミラー駆動モータ２４を安定して支持可能で且つ振動を十分に吸収できる防振脚２５を備え、ポリゴンミラー駆動モータ２４の安定を高めるとともに、振動を他の部分に伝えないように構成される。
【００６８】
この第２平面部２１２に連続して、水平方向より４５度後上方に向けて第３平面部２１３が設けられる。ここで、第３平面部２１３がこのように水平方向より４５度後上方に向けて設けられるのは、この面が、ポリゴンミラー２３に反射された拡散しつつあるレーザビームＬＢの光路に近い距離にあるため、レーザビームＬＢの光束に由来する光、例えばポリゴンミラー２３の反射面が正確に垂直になっていない場合など光束の進行方向がぶれた場合の光や、空間の塵などにより散乱される光や、さらにレーザビームＬＢが波動をする光波であるために生じる回折光などレーザビームＬＢを由来とする光（以下有害光という。）が第３平面部２１３に当たる可能性があり、その際、第２平面部２１２をそのまま延長したようにこの面が垂直かそれに近い角度で構成されていれば、ここに反射した有害光は逆行し、再びポリゴンミラー２３に直接当たり迷光の原因になりやすい。また、この面がもし水平かそれに近い角度で構成されていれば、ここに反射した有害光は本来の光束の進行方向と近い方向に反射され、ｆθレンズ３１に直接当たりやはり迷光の原因になりやすい。特にｆθレンズ３１の内部に入射すれば、内部で全反射してさらに後方に不要な光が侵入しやすいことから、ここに当たった有害光を略垂直に反射させることで、他の光学要素に直接当たらないようにするためである。即ち、このように、不要な有害光を垂直に反射させることで感光体ドラム７７に形成される潜像の質に影響を与えないようにするものである。
【００６９】
ここで、支持部材２１は、前述のように、例えば変性ＰＰＥにグラスファイバを混入して製作されるが、通常の射出成形では、型の表面が平滑な方が有利であるので平滑にされるため、材質を黒に着色しても数％以上の光線を反射する。また、表面を反射し難いように細かい凹凸や植毛処理するのは手間と費用がかかる。従って、有害光の反射角を調整することで迷光を防ぐことができればコスト的にも有利になるものである。
【００７０】
なお、この第３平面部２１３の角度の大きさは、水平面に対し４５度近傍が有害光を略垂直に偏向させ迷光の防止のためには最も効果的である。なお、ここに反射した有害光が各光学要素に直接反射しない角度であれば、様々な角度を採用しうる。また、支持部材２１を射出成形をおこなう場合には、角度がなだらかな方が成形が容易であるため、この点からは角度をなだらかに成形した方がよい。一方、短い水平距離で大きく段差をつけるためには第２平面部２１２のように垂直に近い方がよいが、もちろん反射光が各光学要素に反射しないことが前提になる。従って原則的には概ね水平面から３０°から６０°程度の傾斜が効果的で、特に４５°が望ましい角度といえる。もちろん、この範囲を超えて各光学要素の大きさや、その光学要素が持つ焦点距離等の光学特性や種々の特性を考慮して最も適当な構成を行うことを妨げるものではない。
【００７１】
第３平面部２１３に連続して、第４平面部２１４が水平後方に設けられる。この部分は拡散するレーザビームＬＢの光束に近い位置にあるため、第３平面部２１３に当たらなかった有害光が、第４平面部２１４の水平面に当たってしまうことがあり、レーザビームＬＢの進行方向に近い方向の有害光が入射すればｆθレンズ３１に反射光が直接入射して迷光の原因になってしまう。しかし、第５平面部２１５の下面側には第３固定ミラー３５が支持されているので、スペース的には水平にした方がよい。そこで、以下のように第１遮光部２９を設けている。
【００７２】
第１遮光部２９は、第３平面部２１３と第４平面部２１４の境界部分に、第３平面部２１３の面を延長した面を形成するように、第４平面部２１４側にオーバーハング状の壁状部分として構成される。第１遮光部２９は、有害光が第４平面部２１４の水平面に直接当たるのを遮る高さに構成され、この有害光がもし第１遮光部２９に当たった場合でも、有害光をレーザビームＬＢの光束と略垂直に反射させる。
【００７３】
第４平面部２１４に連続して後方斜め下方に第５平面部２１５が設けられる。この第５平面部２１５は、下面側に第３固定ミラー３５を直接固定するため、後述するように第３固定ミラー３５がレーザビームＬＢを反射する角度に合わせて第４平面部２１４との連結部から斜め下方約３０°の角度で形成される。
【００７４】
第５平面部２１５に連続して、第６平面部２１６が水平後方に設けられる。この第６平面部２１６の上面側にはｆθレンズ３１が設けられる。ｆθレンズ３１は例えば上下方向の厚みがおよそ１２ｍｍ程であれば、実際に使用されるのはその数分の１の、広くても中心部分を含むおよそ３ｍｍから４ｍｍ程度である。これは前述のようにレンズ成形の際に薄いレンズを作るとひずみが出やすいため、厚めのレンズを成形して中心部のひずみのない部分を用いるのが精度の点でも、生産コストの点でも、さらに湿度の影響を受けにくいという点でも有利であり、薄いレンズを用いた場合のような問題が生じにくい。従って、ポリゴンミラー２３に反射されたレーザビームＬＢは、ｆθレンズ３１の中心部の３から４ｍｍ程度の空間ががあればよく、他の部分はポリゴンミラー２３とｆθレンズ３１との間に支持部材２１等の障害物があってもよいことになる。
【００７５】
このような理由から、支持部材２１を構成する部分の内、ポリゴンミラー２３とｆθレンズ３１を配置した第１平面部２１１と第６平面部２１６との間の第２平面部２１２乃至第５平面部２１５を、ポリゴンミラー２３とｆθレンズ３１の間の空間に食い込ませるように配置し、この空間を利用して下側面に第３固定ミラー３５を配設する。このようにすることで、光学的な性能を落とすことなく、上下方向のサイズを小さくすることが可能になった。
【００７６】
特に、ポリゴンミラー２３の下部に配置されるポリゴンミラー駆動モータ２４の部分は大きなスペースを有する。そのため、図５に示す従来の構成では、ポリゴンミラー１２３とこれを駆動するモータ１２４と、ｆθレンズ１３１を同一平面の支持フレーム１２１で支持していたため、ポリゴンミラー１２３とｆθレンズ１３１の光軸を揃えるためにｆθレンズ１３１の下部に、わざわざスペーサ１３６を設ける必要があり、ポリゴンミラー１２３とｆθレンズ１３１との間のレーザビームＬＢの下方は、デッドスペースとなり、光走査装置の小型化の妨げになっていた。本実施の形態の光走査装置１２では、上記のように無駄のない構成をすることでスペース効率を著しく高めることができる。
【００７７】
第６平面部２１６に連続して、第７平面部２１７が後方斜め上４５°方向に設けられる。また、第７平面部２１７に連続して第８平面部２１８が水平に後方に設けられている。そして第７平面部２１７の面を延長して第８平面部２１８側にオーバーハング状の壁状部分として第２遮光部３０が構成される。第２遮光部３０は、有害光が第８平面部２１８の水平面に直接当たるのを遮る高さに構成され、この有害光をレーザビームＬＢの光束と略垂直に反射させる。特に、この部分はレーザビームＬＢが大きく拡散し上下にぶれやすく、且つ第８平面部２１８が前後方向（図２の左右方向）に長く配設されるため、有害光が第８平面部２１８に当たりやすい。このため、この第２遮光部３０は、迷光発生防止に重要な役割を果たす。
【００７８】
第８平面部２１８の下面側には第２シリンドリカルレンズ３４が配設される。なお下面側の光束の位置はこの第２シリンドリカルレンズ３４により決定されるので、第２シリンドリカルレンズ３４を上面側の光束に近づけることが、光走査装置１２の厚みを薄くすることを意味する。ところで、この第２シリンドリカルレンズ３４においても、上述のｆθレンズ３１と同様に、実際にレーザビームＬＢを通過させて使用する部分は上下方向の中央部付近に限定される。また、ｆθレンズ３１を支持する第６平面部２１６と、第２シリンドリカルレンズ３４を支持する第８平面部２１８が同じ平面に配置すると、ｆθレンズ３１と第２シリンドリカルレンズ３４の支持部材２１側にデッドスペースを作ることになる。そのため、本実施の形態では、この２つの光学要素を支持する部分を段差を設けて連結するための連結部として第７平面部２１７を備えるものである。この第７平面部２１７により、第６平面部２１６と第８平面部２１８に段差を設けてデッドスペースをなくしｆθレンズ３１と第２シリンドリカルレンズ３４の上下方向の距離を小さくすることで、上面側と下面側のレーザビームＬＢの距離を小さくでき、光走査装置１２の薄型化を達成できる。
【００７９】
第８平面部２１８と間隙を挟んで概ね同一の高さで第９平面部２１９が水平に設けられ、この端部は側壁部２２０に連結される。第９平面部２１９の上面側に第１固定ミラー３２がｆθレンズ３１を透過したレーザビームＬＢを第８平面部２１８との間隙から下面側に偏向させるように反射面を図２において垂直からおよそ５７°右回転（時計回り）した位置に配設される。
【００８０】
また、第９平面部２１９の下面側には、第１固定ミラー３２により上面側から下面側に偏向されたレーザビームＬＢを上面側のレーザビームＬＢと略平行な方向に再度偏向して第２シリンドリカルレンズ３４の光軸に合わせるため、第２固定レンズ３３が、反射面を図２において垂直からおよそ２２°左回転（反時計回り）した位置に配設される。そのため本実施の形態では、上面側の光束に対し、下面側の光束が図２において２°右下がりになっている。これは、本実施の形態における感光体ドラム７７（図３参照）までの距離の調整のためである。従って、第１固定ミラー３２及び第２固定ミラー３３の角度をそれぞれ垂直（Ｚ方向）から４５°傾けるように配置するようにするなど、光走査装置１２を最もコンパクトに構成できるように各光学要素の特性に合わせて適宜変化させ得ることはいうまでもない。
【００８１】
以上のように各光学要素は、支持部材２１の各平面部２１１〜２１９にデッドスペースを作らないため、全体がコンパクトに構成される。
【００８２】
上記のように構成された支持部材２１の上面側の全体を覆うように外嵌する蓋体２２が備えられる。蓋体２２は、鉄製の薄板を折り曲げ加工して形成され蓋体２２は、内部に埃等が入らないように密閉する部材である。蓋体２２と各光学要素の距離は、レーザビームＬＢと干渉しない範囲で近接して配置される。但し、ポリゴンミラー２３は、高速で回転しているためポリゴンミラー２３周辺の空気の流動を生じさせ、ポリゴンミラー２３の付近の空間が狭いとその流動のため一部で圧力が高まり外気との交流を促すことになる。このように外気と交流すると光走査装置１２内部に現像剤Ｔや埃が侵入する。そのため、ポリゴンミラー２３の付近には一定の空間の余裕があることが望ましい。
【００８３】
図３に示すように、画像形成装置１の全体は、光走査装置１２の支持部材２１と同様に変成ＰＰＥにグラスファイバを混入した非晶性のエンジニアリング・プラスチックによる本体フレーム１１が構成されるが、図３に示すように光走査装置１２を支持するために本体フレーム１１の上部のプラスチック部分から吊り下げられるように上部が開放された箱状の光走査装置支持部１１ａが設けられ、この箱状の光走査装置支持部１１ａは、体積当たりの強度が高くその厚さに対して一定の強度が確保できる鉄製の薄板により形成されている。
【００８４】
図２に示すように、光走査装置１２の支持部２１の下面側は開放されているが、光走査装置１２は、この箱状の光走査装置支持部１１ａの底部に固定されることによりその下部が閉鎖されるように構成されている。また、光走査装置支持部１１ａには、光走査装置１２の第３固定ミラー３５により反射されたレーザビームＬＢを感光体ドラム７７に照射するためのレーザビームＬＢを通過させるための溝状の開口部が設けられ、この開口部には、光走査装置１２内と外の空気が交流して現像部１７からの現像剤Ｔが侵入しないように隔離する平面のガラス板から構成されたカバーガラス２７が備えられる。このカバーガラス２７は、樹脂製のカバーガラス押さえ２８と樹脂部３７により光走査装置支持部１１ａの鉄板に密着固定される。
【００８５】
図３に示すように、樹脂部３７は、光走査装置支持部１１ａの帯電器７８に対向した位置に穿設された溝状の開口部に嵌入される樹脂製の部材で、迷光の反射を防ぐため黒色に着色されたポリプロピレン（ＰＰ）から形成された蓋状の部材である。先に説明したように、帯電器７８は、帯電線７８ａに高電圧が印加されてコロナ放電が行われ、コロナ放電によって発生した正イオンが、マイナス極に接続された感光体ドラム７７の表面に移動して帯電する。このとき、コロナ放電によって発生した正イオンは、感光体ドラム７７表面のみならず、周囲に浮遊する現像剤Ｔや塵等もプラスに帯電する。ここで、帯電器７８は、帯電線７８ａに現像剤Ｔ等が付着するため帯電線７８ａのクリーニングが必要になる。そのために帯電器７８の光走査装置１２に対向する面に帯電線７８ａを挟持してスライドすることによりクリーニングするクリーニング部材（図示せず）をスライド可能に案内する溝状の孔７８ｃが設けられている。このため帯電器７８内部でプラスに帯電された浮遊する現像剤Ｔや塵がこの孔７８ｃを通って光走査装置１２の方へ流出する。
【００８６】
ここで、もし樹脂部３７が光走査装置支持部１１ａに設けられていないとすれば、光走査装置支持部１１ａが鉄板で形成されており、この鉄板はグランド電位と考えられるため、導電体である鉄板に鏡像力が働きプラスに帯電した浮遊する現像剤Ｔや塵が付着してしまうことになる。そのため光走査装置支持部１１ａが汚れメンテナンスのため、本体フレーム１１上部の光走査装置１２を光走査装置支持部１１ａとともに上方に開放した場合、使用者の手などを汚してしまうことがある。また、ここに帯電した現像剤Ｔ等が付着し、時間の経過とともに電位が下がると付近のカバーガラス２７に再付着して、レーザビームＬＢの走査の照度を下げ、画像形成に悪影響を及ぼすことになる。
【００８７】
一方、本実施の形態では、光走査装置支持部１１ａの帯電器７８に対向する部分に、導電性の低いＰＰにより形成された樹脂部３７が設けられているため、プラスに帯電された浮遊する現像剤Ｔ等が、帯電器７８のクリーニング用孔７８ｃから流出しても、樹脂部３７には鏡像力が働かず、樹脂部３７に付着するようなことはない。そのため、帯電器７８に光走査装置支持部１１ａを近接させて配設することもでき、光走査装置１２の薄型化と相俟って、画像形成装置１自体の小型化に寄与することができる。
【００８８】
ここで、本実施の形態の帯電器の種類としてスコロトロンを用いた場合を例にして説明したがコロトロンを用いた場合でも同様である。また、マイナス帯電のシステムでも同様である。さらに、ブラシ帯電等による接触型の帯電器でも微視的にはコロナ放電が行われているのでやはり同様な作用を示すものである。
【００８９】
本実施の形態の画像形成装置は、上記説明したように構成されるため、以下のような作用・効果がある。即ち、図２に示すように、固定ミラーを３枚備え光束を折り曲げて装置の長さを短縮すると共に、光走査装置１２を構成するポリゴンミラーユニット２６やｆθレンズ３１、第１固定ミラー３２、第２固定ミラー３３、第２シリンドリカルレンズ３４、第３固定ミラー３５等がデッドスペースを作らないように、段差が設けられた支持部材２１に配設されているため光走査装置１２の厚さを薄くすることができ、従来に比べ体積を小さく構成できるため、装置光走査装置１２が小型化され、もって画像形成装置１全体が小型化されているという効果がある。
【００９０】
さらに、支持部材２１の形状は、有害光が迷光となって本来のレーザビームＬＢの光束を干渉しないように有害光をその進行方向から大きく角度を変えて反射し、またレーザビームＬＢの光束に特に近接する場所は遮光部２９，３０を設けて有害光を積極的に遮光するため、迷光の発生が少なくなり、感光体ドラム７７に走査されて形成される潜像の品質を高め、もって高品質な画像を形成することができるという効果がある。その上、帯電器７８に光走査装置支持部１１ａを近接させて配設しても、樹脂部３７が配設されているので、帯電した現像剤Ｔ等の付着も極めて少なく、光走査装置１２の薄型化と相俟って、画像形成装置１をさらに小型化することができるという効果がある。
【００９１】
また、光走査装置支持部１１ａに絶縁体である樹脂部３７を設けたことで、帯電した埃や現像剤Ｔが鏡像力により光走査装置支持部１１ａに付着しない。また、この樹脂部３７をカバーガラス押さえと同一部材として、樹脂部３７によりカバーガラス２７の押さえを兼ねることで部品数を減らすことができる。
【００９２】
以上、１の実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。
【００９３】
例えば、固定ミラーの数は、１枚或いは２枚或いは４枚以上用いるような構成でもよく、画像形成装置等の構成に合わせ適宜設計変更できるのは言うまでもない。ポリゴンミラー駆動モータ２４の配置も、ポリゴンミラー２３の支持部材２１に対して反対側に配置されるような構成でもよい。さらに、各光学要素も、例えば、第１シリンドリカルレンズを省略するような光学構成にすることも可能である。光源の種類も、レーザダイオードに限らず各種の光源によっても実施できる。
【００９４】
【発明の効果】
上記説明より明らかなように、請求項１に係る発明の画像形成装置では、金属フレームは、帯電器の溝状の帯電器孔と対向する部分において、溝状のフレーム孔が形成されるとともに、グランド電位とされ帯電器の内部に浮遊し帯電された埃や現像剤が、金属フレームへ吸着することを防止できる。そのため、光走査装置を、現像部に近接して配置でき、光走査装置が配置された画像形成装置を小型化することができる。また、光走査装置を埃や現像剤で汚損することがなく、使用者のメンテナンスにおいて手を汚したり、画像形成装置内の用紙や他の部分を汚すことがない。
【００９５】
また、請求項２に係る発明の画像形成装置では、現像部は、本体フレームに対してプロセスユニットとして一体で交換できるが、このときにも、使用者が手を汚すことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像形成装置１を用紙搬送方向に直交する方向から側面視した断面図である。
【図２】 図４のＡ−Ａ部分における断面図である。
【図３】 図１に示す画像形成装置１の光走査装置１２、現像部１７と本体フレーム１１の一部を拡大した図である。
【図４】 光走査装置１２を蓋体２２を外して上方（図１のＺ方向）から見た平面図である。
【図５】 従来の光走査装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
１１ 本体フレーム
１１ａ 光走査装置支持部
１２ 光走査装置
１７ 現像部
２１ 支持部材
２１１ 第１平面部
２１２ 第２平面部
２１３ 第３平面部
２１４ 第４平面部
２１５ 第５平面部
２１６ 第６平面部
２１７ 第７平面部
２１８ 第８平面部
２１９ 第９平面部
２２０ 側壁部
２２ 蓋体
２３ ポリゴンミラー
２４ ポリゴンミラー駆動モータ
２５ 防振脚
２６ ポリゴンミラーユニット
２７ カバーガラス
２８ カバーガラス押さえ
２９ 第１遮光部
３０ 第２遮光部
３１ ｆθレンズ
３２ 第１固定ミラー
３３ 第２固定ミラー
３４ 第２シリンドリカルレンズ
３５ 第３固定ミラー
３７ 樹脂部（樹脂部材）
４１ レーザダイオード
４２ レーザダイオードホルダ
４３ 基板
４４ レンズセル
４５ コリメートレンズ
４６ 第１シリンドリカルレンズ
４７ 発光部
７０ フレーム
７７ 感光体ドラム
７８ 帯電器
７８ａ 帯電線
７８ｂ グリッド電極
７８ｃ クリーニング用孔
７８ｄ シールド電極
ＬＢ レーザビーム
Ｐ 用紙
Ｔ 現像剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus that does not stain hands during user maintenance and does not stain paper or other parts in the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An optical scanning device of an image forming apparatus adopting an electrophotographic method includes a method in which a light beam is reflected by a rotating polygon mirror (rotating polygon mirror) to move the light beam and scan it on a photoconductor to form a latent image. . In this case, the position of the polygon mirror in the scanning plane direction can be adjusted by controlling the oscillation of the laser diode as a light source, but the inclination of the reflecting plane in the direction perpendicular to the scanning plane of the polygon mirror is controlled in this way. Some corrections cannot be made, and so-called surface tilt correction is required. This surface tilt correction requires an optical system for forming an image of the light beam once converged on the reflection surface of the polygon mirror on the photosensitive drum or the like to be scanned again. Since this surface tilt correction optical system is required, the optical path after being reflected by the polygon mirror needs to have a certain length.
[0003]
In recent years, downsizing of an image forming apparatus has been required, and an optical scanning apparatus that has been downsized in accordance with this demand has been proposed. For example, there has been proposed a laser writing system unit which is an optical scanning device of an image forming apparatus described in JP-A-6-34901. Here, FIG. 5 is a diagram showing a laser writing system unit which is an example of the conventional optical scanning device. As shown in this example, the conventional optical scanning device uses a fixed mirror for the optical path described above. The size is reduced by bending the light beam. With such an optical scanning device, the length of the optical scanning device can be reduced compared to the case where the light beam is configured linearly without being bent by the fixed mirrors 132, 133, and 135, and image formation is performed. This can contribute to downsizing of the apparatus. In addition, on the upper side, the thickness is such that the reflection surface of the polygon mirror 123 (hereinafter collectively referred to as a polygon mirror unit) with the motor 124, the fθ lens 131, the support frame that supports the lens, and the first fixed mirror 132. And the distance between the second support lens 134, the second fixed mirror 133, and the third fixed mirror 135 on the lower surface. Note that the lid 122 must have a predetermined gap between the lid 122 and the polygon mirror 123 so as not to interfere with the air flow generated by the polygon mirror 123 rotating at high speed. Furthermore, if the laser beam is too close to the support member and surrounding members, even if there is no disturbance in the light beam of the highly concentrated laser beam, light that is a wave is diffracted and leaks to the surroundings, causing stray light. Therefore, it is necessary to leave a predetermined interval from this point as well.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional image forming apparatus, the length of the optical scanning device is certainly shortened by bending the light beam, but the thickness increases accordingly, so that it meets the demand for miniaturization when viewed from the occupied volume. There was a problem that it was not.
Here, even if the thickness of the optical scanning device is reduced as it is, the thickness of the optical scanning device is determined by the position and thickness of the polygon mirror unit and each optical element arranged on the flat support member as described above. Therefore, there is a problem that the thickness of the optical scanning device cannot be made thinner than the thickness determined by these.
Further, when trying to thin the image forming apparatus, the optical scanning device is supported by a metal frame having high light shielding properties and high strength per unit volume, and a charger to which voltage is applied is placed close to the optical scanning device. However, when configured in this way, there is a problem that dust and developer floating and charged inside the charger are easily adsorbed to the metal frame.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problem, and without contaminating the optical scanning device with dust or developer, it can stain hands in user maintenance, or stain paper and other parts in the image forming apparatus. An object of the present invention is to provide a non-image forming apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, there is provided a photoconductor, a scorotron type or corotron type charger disposed opposite to the photoconductor, a developing unit having a developing means, and a metal frame. An image forming apparatus comprising: an optical scanning device configured to cover a side opposite to the developing unit by the charger. In On the side opposite to the side facing the photoreceptor, A cleaning member for cleaning the charging line of the charger is slidably guided. A groove-shaped charger hole is formed, and the metal frame is formed with a groove-shaped frame hole at a portion facing the groove-shaped charger hole of the charger, and is set to the ground potential. The frame hole is covered with an insulating member.
[0007]
In the image forming apparatus having this configuration, a photosensitive member, a developing unit having a scorotron type or corotron type charging device disposed opposite to the photosensitive member, and a developing unit, and a side facing the developing unit are covered with a metal frame. An image forming apparatus comprising a configured optical scanning device, wherein the charger In On the side opposite to the side facing the photoreceptor, A cleaning member for cleaning the charging line of the charger is slidably guided. A groove-shaped charger hole is formed, and the metal frame is formed with a groove-shaped frame hole at a portion facing the groove-shaped charger hole of the charger, and is set to the ground potential. Since the frame hole is covered with an insulating member, dust and developer floating and charged inside the charger can be prevented from adsorbing to the metal frame. Therefore, the optical scanning device can be disposed close to the developing unit, and the image forming apparatus in which the optical scanning device is disposed can be downsized. In addition, the optical scanning device is not soiled with dust or developer, and the user's maintenance is not soiled, and the paper and other parts in the image forming apparatus are not soiled.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the developing unit is configured to be replaceable with respect to the main body frame.
[0009]
In the image forming apparatus having this configuration, the developing unit can be integrally replaced as a process unit with respect to the main body frame, but at this time, the user does not get his hands dirty.
[0010]
The optical scanning device used in the image forming apparatus of the present invention preferably has the following configuration.
[0011]
(1) A polygon mirror unit composed of a polygon mirror that changes the reflection direction while reflecting a light beam from a light source while scanning for scanning, and a motor that drives the polygon mirror, and a light beam reflected by the polygon mirror. A plurality of optical elements including a lens for forming an image on a scanning target and a plurality of fixed mirrors for deflecting a light beam; and a support member for supporting the optical element on both surfaces thereof. A plane portion that supports the polygon mirror unit on an upper surface thereof, a flat portion that is parallel to the plane portion and has an upper step and supports the lens, and the one plane portion. Between the plane portion and the other plane portion, and an inclined plane portion inclined by 30 to 60 degrees with respect to the one plane portion, and the light flux from the polygon mirror unit is Wherein the plurality of by being folded by the fixed mirror, the optical scanning apparatus characterized by being configured so as to pass through the upper and lower surface of the other flat portion.
[0012]
(2) The light having a light-shielding portion which is a wall-shaped portion overhanging on the other plane portion side at the end portion on the other plane portion side in the inclined plane portion. Scanning device.
[0013]
(3) The lens includes an fθ lens, and the plurality of fixed mirrors are first and second fixed mirrors for folding a light beam from the fθ lens, and are reflected by the second fixed mirror and pass through a cylindrical lens. A third fixed mirror that deflects and reflects the light beam toward the photosensitive drum, and the support member includes an fθ lens support plane portion that supports the fθ lens as the other plane portion, and A second plane portion that stands vertically from the plane portion and is connected to the inclined plane portion, and is further connected to the inclined plane portion connected to the second plane portion, more than the fθ lens support plane portion A fourth plane part disposed above, and a third fixed mirror support plane part provided between the fourth plane part and the fθ lens support plane part and supporting the third fixed mirror downward; Optical scanning apparatus characterized by comprising.
[0014]
(4) The lens includes an fθ lens and a cylindrical lens, and the support member has an fθ lens support plane portion that supports the fθ lens as the other plane portion, and a cylindrical lens that supports the cylindrical lens. An optical scanning device comprising: a support plane portion, wherein the fθ lens support plane portion is disposed lower than the cylindrical lens support plane portion.
[0015]
(5) A polygon mirror unit including a polygon mirror that reflects and changes a reflection direction while rotating a light beam from a light source for scanning, and a light beam reflected by the polygon mirror. A plurality of optical elements including an fθ lens and a cylindrical lens for forming an image on a scanning target and a plurality of fixed mirrors for deflecting a light beam; and a support member for supporting the optical elements on both surfaces thereof, The member includes an fθ lens support plane portion that supports the fθ lens and a cylindrical lens support plane portion that supports the cylindrical lens, and the cylindrical lens support plane portion is configured with respect to the fθ lens support plane portion. Optical scanning characterized by being arranged in parallel with the flat surface of the fθ lens and having an upper step. apparatus.
[0016]
(6) A polygon mirror unit including a polygon mirror that changes a reflection direction while rotating a light beam from a light source for scanning and a motor that drives the polygon mirror, and a light beam reflected by the polygon mirror. A plurality of optical elements including an fθ lens for forming an image on a scanning target and a plurality of fixed mirrors for deflecting the light beam; and a first light source for folding the light beam from the fθ lens as the plurality of fixed mirrors. And a third fixed mirror that deflects and reflects the light beam reflected by the second fixed mirror toward the photosensitive drum, and the support member supports the fθ lens. And a third fixed mirror support plane part that supports the third fixed mirror downward, and the third fixed mirror support plane part is An optical scanning device, characterized in that it extends obliquely upward from an end portion of θ lens supporting plane portion.
[0017]
(7) A polygon mirror unit composed of a polygon mirror that rotates while scanning a light beam from a light source to change the reflection direction and a motor that drives the polygon mirror, and a light beam reflected by the polygon mirror. A plurality of optical elements including an fθ lens for forming an image on a scanning target and a plurality of fixed mirrors for deflecting the light beam; and a first light source for folding the light beam from the fθ lens as the plurality of fixed mirrors. And a third fixed mirror that deflects and reflects the light beam reflected by the second fixed mirror toward the photosensitive drum, and the support member supports the polygon mirror unit on an upper surface. A polygon mirror unit supporting flat surface portion, an fθ lens supporting flat portion supporting the fθ lens on an upper surface, and the third fixed mirror. A third fixed mirror support plane part that supports the lower part, and the fθ lens support plane part is arranged in parallel with the polygon mirror support plane part, with a step provided above, and the third fixed mirror support plane part Is provided between the polygon mirror support plane part and the fθ lens support plane part, and is arranged so as to bite upward into the space between the polygon mirror and the fθ lens. Optical scanning device.
[0018]
(8) The optical scanning device, wherein the third fixed mirror support plane part extends obliquely upward from an end of the fθ lens support plane part.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described below. First, an outline of the configuration of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a cross-sectional view of the image forming apparatus 1 as viewed from the side in a direction orthogonal to the paper conveyance direction. The overall shape of the image forming apparatus 1 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape by the main body frame 11. In FIG. 1, the right side is the front surface of the image forming apparatus 1 and the near side is the left surface of the image forming apparatus 1. A paper feed unit 19 including a paper feed cassette for storing and feeding paper P is provided below the main body frame 11, and the paper P stored in the paper feed unit 19 is conveyed from the front of the image forming apparatus 1 by the transport unit 18. Be transported. A developing unit 17 configured integrally as a process unit is disposed above the transport unit 18, and an optical scanning device 12 configured as a laser scanner is disposed above the developing unit 17. In the developing unit 17, a laser beam LB modulated by an image signal is scanned by the optical scanning device 12 on the photosensitive drum 77 uniformly charged by a charger 78 made of a scorotron to form a latent image. The latent image is developed by the developer T conveyed by the developing roller 75 to be visualized to form an image. This actualized image is transferred onto the paper P by the transfer roller 87. The sheet P to which the image has been transferred is conveyed by the conveying unit 18 to the fixing unit 15 on the left side of the developing unit 17. In the fixing unit 15 integrally configured as a fixing unit, the developer T is fixed by heating and pressing the paper P on which the image is formed. After fixing, the paper discharge unit 16 whose paper discharge direction can be switched is discharged to the printed paper placement unit 69 at the back of the apparatus 1 or at the top of the apparatus. The schematic configuration of the image forming apparatus 1 is as described above. Hereinafter, the configuration of each unit will be described in detail.
[0021]
As shown in FIG. 1, the paper feeding unit 19 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape by a frame 91 and has a drawer-like configuration in which a handle 97 is arranged on the front surface. And a storage portion 92 that can be stored. In the vicinity of the center of the bottom of the storage portion 92, there is provided a swingable paper press 93 pivotally attached to the base, and a coil spring (not shown) is disposed below the paper press 93. 93 is urged upward. Accordingly, even when a large number of sheets P are stacked and stored, or even when the number of sheets P decreases and the stacked thickness decreases, the uppermost sheet P of the stored sheets P is always fed. 81 can be contacted with an appropriate magnitude of force. A separation pad 94 made of a material having a large friction coefficient with respect to the paper P is disposed in front of the paper presser 93 (on the right side in FIG. 1). The separation pad 94 puts the paper P in the direction of the paper feed roller 81. It is urged by a separation pad spring 95 comprising a coil spring disposed below the pressure contact. The separation pad 94 holds the sheet P other than the sheet conveyed by the sheet feeding roller 81 by its frictional force and feeds only one sheet to the conveying unit 18.
[0022]
The paper feeding unit 19 is configured to be pulled forward by pulling the handle 97 forward, so that the paper P can be easily replenished and a paper jam can be easily processed. In that case, the separation pad 94 and the driven roller 96 are separated from the paper feed roller 81 together with the drawer of the paper feed unit 19 and can be processed without the paper P being pinched.
[0023]
Next, the transport unit 18 will be described. The sheet P drawn from the sheet feeding unit 19 obliquely forward (upper right in FIG. 1) by the sheet feeding roller 81 and the driven roller 96 is guided upward by the guide 82 and further back along the guide 82 Be guided to. Further, when the paper P is transported by the paper feed roller 81 and the driven roller 96, the front end of the paper P pushes down the first paper feed sensor 83 and enters. Then, the leading end of the sheet P comes into contact with the contact portion between the registration roller 84 and the driven roller 85 that rotates with the registration roller 84.
[0024]
The registration roller 84 and the driven roller 85 correct the skew of the paper P. That is, the registration roller 84 is stopped for a predetermined time after the first paper feed sensor 83 detects the leading edge of the paper P. Since the paper P continues to be conveyed by the paper feed roller 81 and the driven roller 96, the leading edge of the paper P is prevented from coming into contact with the contact portion between the registration roller 84 and the driven roller 85 without being caught. However, since the entire paper P is conveyed by the paper feed roller 81 and the driven roller 96, the intermediate portion of the paper P whose leading end is already in contact with the registration roller 84 and the driven roller 85 is bent in the space of the guide 82. It is. In the meantime, the paper P is conveyed by the paper feed roller 81 and the driven roller 85, and all the leading edges of the paper P come into contact with the contact portions of the registration roller 84 and the driven roller 85. At the time of such contact, the leading edge of the paper P is completely parallel to the rotation axis of the registration roller 84, that is, the skew is corrected. If the control unit 20 rotates the registration roller 84 in the paper conveyance direction at this stage, the skew of the paper P is corrected and conveyed in a correct posture.
[0025]
When the skew correction is completed by the registration roller 84, the paper P is further conveyed, the second paper feed sensor 86 is pushed down at the front end portion, and the front end is further sandwiched between the photosensitive drum 77 and the transfer roller 87. The position of the leading end portion of the paper P is recognized by the control unit 20 by the second paper feed sensor 86, and the control unit 20 conveys the paper P including a margin up to a predetermined printing start portion of the paper P. In this way, printing is performed from the printing start portion of the predetermined paper P. Here, the description of the optical scanning device 12 will be simplified first.
[0026]
FIG. 4 is a plan view of the optical scanning device 12 as viewed from above (Z direction in FIG. 1) with the lid 22 removed. As shown in FIG. 4, the upper surface side (see FIG. 2) of the optical scanning device 12 includes a laser diode 41, a laser diode holder 42 that supports the laser diode 41, and a substrate 43 to which the lead wire of the laser diode 41 is connected. A lens cell including a light emitting unit 47 configured, a collimating lens 45 that converts the diffused light of the laser beam LB emitted from the light emitting unit 47 into parallel light, and a slit (not shown) that restricts the parallel light to a predetermined width. 44 (hereinafter, the light emitting unit 47 and the lens cell 44 are collectively referred to as a parallel light unit), a first cylindrical lens 46 for converging the parallel laser beam LB on the mirror surface of the polygon mirror 23, and the converged light at high speed. A polygon mirror 23 that sequentially reflects and deflects the light beam by six plane mirrors arranged on the side surface of the hexagonal column shape rotating at The fθ lens 31 that scans the surface of the photosensitive drum 77 (see FIG. 3) to be scanned at a constant speed with the laser beam LB deflected at a constant angular velocity by the mirror 23, and the light beam that has passed through the fθ lens 31 is moved downward. An optical element of the first fixed mirror 32 to be bent is disposed.
[0027]
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. As shown in FIG. 2, the optical scanning device 12 has a support member 21 as a partition wall and is separated from the upper surface side and the lower surface side, and optical elements are arranged on both surfaces thereof. The light beam reflected by the polygon mirror 23 and transmitted through the fθ lens 31 while being diffused in the vertical direction and bent downward by the first fixed mirror 32 is further deflected by the second fixed mirror 33 and substantially the same as the light beam on the upper surface side. Go parallel and in the opposite direction. The lower side surface includes a second cylindrical lens 34 for converging the light beam in the vertical direction so that the diffused light beam reflected by the second fixed mirror 33 is imaged on the photosensitive drum 77 to be scanned, and the converged light beam. The optical elements of the third fixed mirror 35 are arranged so as to be deflected toward the photosensitive drum 77 and reflected. With this configuration, the optical scanning device 12 scans the photosensitive drum 77 disposed in the developing unit 17 with the laser beam LB modulated based on the image data to form a latent image.
[0028]
3 is an enlarged view of a part of the optical scanning device 12, the developing unit 17, and the main body frame 11 of the image forming apparatus 1 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the developing unit 17 is disposed on a frame 70 in which each component is housed and supported as a process unit. The frame 70 is roughly divided into a developer chamber 71 and a developing chamber 73. The developer chamber 71 contains a non-magnetic one-component developer T, and a blade-like stirring member 72 called an agitator is supported on a rotating shaft driven by a motor (not shown). Therefore, the developer T is always replenished from the developer chamber 71 to the developing chamber 73 by the rotation of the stirring member 72.
[0029]
In the developing chamber 73, a photosensitive drum 77, a developing roller 75 that is disposed in front of the photosensitive drum 77 (on the right side in FIG. 3) and rotates in the opposite direction to the photosensitive drum 77, and further forward of the developing roller 75 are provided. And a supply roller 74 that is rotated in the same direction as the developing roller 75, a paper dust removing unit 79 that is disposed behind the photosensitive drum 77, a charger 78 that is disposed above the photosensitive drum 77, and the like. .
[0030]
The supply roller 74 rotates and attaches fine granular developer T to the developing roller 75 on the sponge surface. The layer pressure regulating blade 76 is urged and contacted with a predetermined pressure to equalize the amount of the developer T adhered to the developing roller 75 by the supply roller 74 to an appropriate level. The adhesion amount of the developer T is adjusted so as to scrape off the toner.
[0031]
The photosensitive drum 77 is driven by a motor (not shown) so as to rotate in the paper transport direction (clockwise in FIG. 3), and can transport the paper P in cooperation with the transfer roller 87. First, the paper dust adhered to the photosensitive drum 77 is removed from the photosensitive drum 77 by the paper dust removing unit 79. The paper dust removing unit 79 of the present embodiment is configured to use a brush, a nonwoven fabric, or the like, although details are not shown, pass the residual developer on the surface of the photosensitive drum 77 and capture the paper dust. Yes. The portion of the photosensitive drum 77 that has passed through the paper dust removing unit 79 moves to a position facing the charger 78 by the rotation of the photosensitive drum 77.
[0032]
In the charger 78, a charging wire 78a made of a tungsten wire called a corona wire having a diameter of 50 to 100 μm is arranged in parallel with a distance of about 10 mm from the photosensitive drum 77, and the periphery is covered with a shield electrode 78d made of aluminum, A groove-shaped opening along the photosensitive drum 77 is provided at a portion facing the photosensitive drum 77, and a grid electrode 78b made of several wires or meshes is disposed in the opening to be insulated from the shield electrode 78d. Configured as a scorotron. A cleaning hole 78c, which is a hole for slidably guiding a cleaning member that slides with the dirty charging wire 78a interposed therebetween, is exposed on the opposite side of the surface of the shield electrode 78d that faces the photosensitive drum 77. Along the longitudinal direction of the body drum 77, a groove-like opening is formed facing the optical scanning device support portion 11a.
[0033]
The charging line 78a is connected to a positive pole of a power supply device (not shown), and a high voltage of 5 to 10 kv is applied, and positive ions generated thereby move to the surface of the photosensitive drum 77 to be charged. The charging potential is regulated by applying a bias voltage to the grid electrode 78b, and charging can be controlled by changing the voltage. The surface of the photosensitive drum 77 is positively charged by the charger 78. The charger 78 may be a corotron that does not have the grid electrode 78b instead of the scorotron shown in the embodiment, and may be of another type as long as it can generate corona discharge such as brush charging.
[0034]
The portion of the photosensitive drum 77 whose surface is positively charged by the charger 78 moves by rotation, and the laser beam LB is irradiated by the optical scanning device described above. Since the photosensitive drum 77 is replaced as a process unit as a unit with the replacement of the developer T, the photosensitive drum 77 is composed of an organic OPC (Organic PhotoConductor) photosensitive body that is relatively low in durability but is lightweight and relatively inexpensive. Yes. When the laser beam LB is irradiated, the conductivity of the surface of the photosensitive drum 77 irradiated with the laser beam LB is increased, so that the charging potential is lowered and a latent image is formed due to the potential difference. Note that the photosensitive drum 77 may be composed of aSi (amorphous silicon), a selenium photosensitive material made of Se or an Se-based alloy, CdS (cadmium sulfide), or the like that can be exposed at high speed and has a long-life photoconductive property. Good.
[0035]
The portion of the photosensitive drum 77 on which the latent image is formed by the laser beam LB comes into contact with the developing roller 75 having the developer T attached to the surface thereof by the rotation of the photosensitive drum 77. The developing roller 75 is a rubber roller made of a base material in which carbon black is dispersed in silicon rubber or urethane rubber on a metal roller shaft such as stainless steel, and the roller surface is coated with a fluororesin. The developer T adhering to the developing roller 75 is frictionally charged by the supply roller 74 and the layer thickness regulating blade 76 and is positively charged.
[0036]
When the developing roller 75 comes into contact with the photosensitive drum 77, the developer T adheres to the portion where the laser beam LB is irradiated and the charging potential is lowered. Therefore, the latent image is visualized and visualized by the developer T, and the development is completed. At this time, the developer T remaining on the photosensitive drum 77 is collected by the developing roller 75. The developed image is further conveyed to a position facing the paper P in the nip portion with the transfer roller 87 by the rotation of the photosensitive drum 77.
[0037]
The transfer roller 87 is configured as a conductive roller whose surface is covered with a base material in which carbon black is dispersed in silicon rubber or urethane rubber to provide conductivity, and is connected to a negative pole of a power supply unit (not shown) and applied with a voltage. Therefore, the developer T formed on the photosensitive drum 77 is formed by applying a voltage to the paper P and bringing the paper P and the photosensitive drum 77 into contact with each other by the transfer roller 87 biased in the direction of the photosensitive drum 77. The image is transferred to the paper P.
[0038]
As shown in FIG. 1, an image is formed on the paper P by the developing unit 17 configured as described above, and the paper P is further transported by the transport unit 18 and enters the fixing unit 15.
[0039]
As shown in FIG. 1, the fixing unit 15 is provided with a heat roller 52 having a halogen heater 53 in the frame 51, a pressure roller 54 for urging the paper P to the heat roller 52, and a downstream side in the paper transport direction. A first discharge roller 55 and a driven roller 56 that is driven by the first discharge roller 55 are configured as a fixing unit.
[0040]
The heat roller 52 is disposed so as to be approximately the width of the sheet and perpendicular to the sheet conveyance direction, and is configured to be in close contact with the image formed by the developing unit 17 on the conveyed sheet P. The heat roller 52 is formed in an aluminum hollow cylindrical shape, is rotatably supported at both ends, and is rotated by transmission of power through a gear train (not shown). The surface is coated with a fluororesin so that developer T or the like does not adhere even when heated.
[0041]
The halogen heater 53 is disposed at the center of the heat roller 52. The halogen heater 53 is a heater in which a halogen gas is sealed in a quartz tube, and the internal temperature can be increased from 700 ° C. to a high temperature of 800 ° C. in a short time. When the halogen heater 53 is turned on to generate heat, the surface temperature is raised from about 400 ° C. to 450 ° C., the heat roller 52 is heated from the inside, and the surface temperature is raised to about 200 ° C.
[0042]
A pressure roller 54 is arranged so as to press-contact the paper P conveyed to the heat roller 52. The pressure roller 54 is formed of a heat-resistant rubber material so that the surface thereof can be in close contact with the heat roller 52, and is further coated with a fluororesin to prevent adhesion of the developer T and the like. The pressure roller 54 is configured to rotate with the rotation of the heat roller 52, and at this time, a rotation shaft (not shown) disposed at both ends so as to press the paper P against the heat roller 52 is biased by a coil spring (not shown). Is configured to do.
[0043]
When the sheet P enters the fixing unit 15 configured as described above, an image formed by the developer T formed on the sheet P is pressed against the surface of the heat roller 52 by the pressure roller 54. At this time, the surface of the heat roller 52 is at a high temperature, and the developer T melts and penetrates into the fibers of the paper P. At this stage, since the developer T is not completely solidified, the image formed on the sheet P is completely fixed when the sheet P is cooled by the outside air.
[0044]
Further, the sheet P is discharged from the fixing unit 15 by a first discharge roller 55 that is disposed downstream of the heat roller 52 in the sheet conveyance direction and is driven by a driving unit (not shown) and a driven roller 56 that is driven by the first discharge roller 55. .
[0045]
Next, as shown in FIG. 1, the sheet P on which the image is fixed by the fixing unit 15 is discharged by a first discharge roller 55 and a driven roller 56 provided in the fixing unit 15. A paper discharge direction switching device 62 is disposed downstream in the direction (leftward in FIG. 1). The paper discharge direction switching device 62 guides the front end of the paper P upward from the rear of the device so as to guide the paper P to the printed paper placement unit 69, and further changes the direction forward (right in FIG. 1). Thus, the guide part 62a which formed the path | route of the curved paper P is provided, and the guide part 62a is pivotally supported by the shaft support part 62b in the upper part. The shaft support portion 62b is regulated by a restricting portion 62d that restricts the shaft support portion 62b to be movable only in the vertical direction, and is urged downward by a biasing portion 62e formed of a wire spring that biases the shaft support portion 62b downward. Yes. Further, a torsion coil spring formed integrally with the urging portion 62e is disposed on the shaft support portion 62b, and urges the guide portion 62a to jump up rearward (upper left in FIG. 1). . The main body frame 11 in the vicinity of the lower end of the guide portion 62a in a state where the guide portion 62a is closed is provided with a hook portion 63 for hooking the guide portion 62a to hook the lower end of the guide portion 62a.
[0046]
According to the paper discharge direction switching device 62 configured in this way, if the lower end of the guide portion 62a is hooked to the hook portion 63, the guide portion 62a is moved downward by the biasing portion 62e via the shaft support portion 62b. Since it is energized, the latch is not released and the coil spring (not shown) does not spring up upward. Therefore, the first discharge roller 55 and the follower roller 56 guide the leading end of the paper P discharged from the fixing unit 15 into the guide unit 62a to be guided to the printed paper mounting unit 69, and the guided paper P is Then, the paper is further conveyed by the second paper discharge roller 65 and the driven roller 66 and is discharged to the printed paper placement portion 69. A paper discharge extension tray 68 is pivotally attached to the front portion of the printed paper placement portion 69 so that it can be unfolded forward.
[0047]
On the other hand, when the finger is hooked on the finger hooking portion 62f of the guide portion 62a and shifted upward, the shaft support portion 62b is shifted upward along the restricting portion 62d against the biasing force of the biasing portion 62e, and the hooking portion 63 is moved. The latch by is released. For this reason, the guide portion 62a is displaced by a torsion coil spring (not shown) to a state in which the guide portion 62a is flipped up rearward about the shaft support portion 62b. In this state, the sheet P discharged from the fixing unit 15 by the first discharge roller 55 and the driven roller 56 does not enter the guide unit 62a and is discharged to the rear of the apparatus (left side in FIG. 1) as it is. Is done. A sheet discharge tray (not shown) is attached to the rear of the apparatus, and the discharged sheets P can be stacked and placed.
[0048]
As shown in FIG. 1, a control unit 20 including a CPU, a ROM, and a RAM (not shown) that controls the apparatus is provided at the rear of the main body frame 11. The control unit 20 is a device for image data input, processing, modulation control of the oscillation of the laser diode 41, control of the polygon mirror drive motor 24, control of the transport unit 18, control of the halogen heater 53, control of the power supply, etc. It also performs general control.
[0049]
Furthermore, the optical scanning device 12 will be described in detail here.
[0050]
First, the light emitting unit 47 will be described in detail. The laser diode 41 oscillates when a voltage is applied from a laser diode driving circuit provided on the substrate 43 by a control signal based on image data from a CPU (not shown) of the control unit 20.
[0051]
As shown in FIG. 4, the laser diode 41 formed in a substantially columnar shape is formed on a rectangular thick plate with aluminum having a high heat dissipation effect, and a hole for fitting the laser diode 41 is formed in a substantially central portion thereof. It is supported by the laser diode holder 42 with its central axis facing the polygon mirror 23. The laser diode holder 42 and the substrate 43 are provided with screw holes for screwing to the support member 21, and the substrate 43 is laminated on the outside of the optical scanning device 12 with the laser diode holder 42. Two screws that pass through the substrate 43 and the laser diode holder 42 are arranged substantially parallel to the optical axis of the laser diode 41 at a position sandwiching the left and right 41, and these screws are screwed into the support member 21. The substrate 43 and the laser diode holder 42 are locked to the support member 21. The lead wire of the laser diode 41 is soldered and connected to the substrate 43, and is driven in response to the drive signal described above.
[0052]
On the light emitting side of the light emitting unit 47, a lens cell 44 having a collimating lens 45 and a slit (not shown) is disposed on the optical path. The laser beam LB emitted when the laser diode 41 oscillates is diffused light. The collimating lens 45 made of a convex lens converts the diffusing laser beam LB into parallel light. Since the laser beam LB made into a parallel light beam by the collimator lens 45 has a large light beam width, a hole is provided only in a portion through which the light beam passes, and a slit for restricting the light beam width is disposed on the optical path. The light emitting unit 47 and the lens cell 44 constitute a parallel light unit, and the laser beam LB emitted by the parallel light unit and made parallel and the width of the light beam is regulated is directed to the polygon mirror 23.
[0053]
The polygon mirror 23 has a flat regular hexagonal prism shape, and the side surface portion is composed of six plane mirrors. As shown in FIG. 2, a polygon mirror drive motor 24 is disposed below the polygon mirror 23, and supports the polygon mirror 23 by a rotating shaft 24a to drive the polygon mirror 23. The polygon mirror drive motor 24 is supported by the support member 21 via the vibration isolation leg 25. The anti-vibration leg 25 absorbs the vibration of the polygon mirror drive motor 24 and prevents the vibration of the polygon mirror drive motor 24 from being transmitted to the support member 21. The polygon mirror 23, the polygon mirror drive motor 24, and the vibration isolation leg 25 constitute a polygon mirror unit.
[0054]
As shown in FIG. 4, the light beam of the laser beam LB emitted from the light emitting unit 47 is arranged so as to hit the rotating polygon mirror 23, and the laser beam hitting the polygon mirror 23 rotating clockwise (clockwise) in FIG. LB is reflected on the same plane as the rotating surface of the polygon mirror 23 and is continuously deflected and displaced from the LBL position shown in FIG. 4 to the LBR position. When the laser beam LB reaches the LBR position, the laser beam LB emitted from the light emitting unit 47 is reflected on a new plane of the rotating polygon mirror 23, and the reflected laser beam LB returns to the LBL position again. It is continuously deflected and displaced to the position of LBR. In this way, scanning is performed by repeatedly displacing the laser beam LB. In the present application, a surface on which the laser beam LB is displaced is referred to as a scanning surface.
[0055]
In this scanning range, if the modulation timing of the laser beam LB is not synchronized with the rotation of the polygon mirror 23, the position where the image is formed is shifted along the scanning plane, so the scanning is performed in a range larger than the range for forming the actual image. And has a predetermined margin. Therefore, in order to match the actual print start position with the modulation start position of the laser beam LB, a start beam detector 49a is provided on the LBL line in FIG. 4, and the light of the laser beam LB is incident on the start beam detector 49a. A signal is transmitted from the start beam detector 49 a to the control unit 20. Receiving this signal, the control unit 20 controls the oscillation timing of the laser diode 41 so as to modulate the unmodulated laser beam LB from the position where an actual image is to be formed based on the image data. In this manner, the positional deviation along the scanning plane is adjusted.
[0056]
Furthermore, an end beam detector 49b is provided on the LBR line, and the control unit 20 uses a signal from the end beam detector 49b so that the laser diode LB ends scanning of the laser beam LB at a position where the actual image formation is to end. 41 is controlled.
[0057]
The first cylindrical lens 46 is a well-known cylindrical lens obtained by cutting a part of a cylinder in the height direction. The first cylindrical lens 46 is disposed at an intermediate position between the parallel light unit and the polygon mirror 23, and perpendicularly emits the parallel light emitted from the parallel light unit. It is focused on the mirror surface of the polygon mirror 23 by converging in the direction. Therefore, it is arranged so that the thickness changes in a direction perpendicular to the scanning plane with a constant thickness in the scanning plane direction. The first cylindrical lens 46 is formed of an acrylic resin on a rectangular tube having a substantially square cross section and is integrally formed with a frame body that supports the cylindrical lens.
[0058]
The fθ lens 31 is provided on the optical path of the laser boom LB reflected by the polygon mirror 23. When the laser beam LB rotated and moved at a constant angular velocity by the polygon mirror 23 is scanned as it is, the scanning speed of the left and right ends of the photosensitive drum 77 to be scanned becomes higher than the scanning speed of the central portion, and the image is distorted. It will occur. Therefore, it is a lens that corrects the laser beam LB rotated at a constant angular velocity by the polygon mirror 23 so as to scan on the photosensitive drum 77 at a constant velocity.
[0059]
As shown in FIGS. 4 and 2, the first fixed mirror 32 corresponds to the laser beam LB that has passed through the fθ lens 31, and covers one surface of the elongated rectangular parallelepiped glass body whose longitudinal direction is provided along the scanning plane. It has an aluminum coating as a reflective surface. The laser beam LB corrected by the fθ lens 31 is reflected and arranged so as to deflect the light beam on the upper surface side substantially perpendicularly to the lower surface side.
[0060]
As shown in FIG. 2, the second fixed mirror 33 has the same configuration as the first fixed mirror. The second fixed mirror 33 further vertically deflects the light beam deflected downward in FIG. It is arranged at the guiding angle.
[0061]
The second cylindrical lens 34 is configured in substantially the same manner as the first cylindrical lens. However, since the laser beam LB moves, the second cylindrical lens 34 is formed wide along the scanning plane so as to correspond to the moving range. The second cylindrical lens 34 diffuses the diffused light again in the vertical direction after the laser beam LB converged on the polygon mirror 23 by the first cylindrical lens 46 is reflected by the polygon mirror 23. 77 used to converge again.
[0062]
The third fixed mirror 35 has the same configuration as the first fixed mirror 32 and is configured to correspond to the scanning width of the laser beam LB, and is arranged so as to deflect the laser beam LB in the direction of the photosensitive drum 77 and reflect it. Is configured.
[0063]
Here, so-called “surface tilt correction” performed by an optical system including such an optical element will be described. If the laser beam LB is projected onto the polygon mirror 23 that rotates with the same light beam without the first cylindrical lens 46 and the second cylindrical lens 34, the laser beam LB reflected by the polygon mirror 23 passes through the fθ lens 31. The photosensitive drum 77 is scanned by being reflected by the first fixed mirror 32, the second fixed mirror 33, and the third fixed mirror 35. At this time, the six plane mirrors provided in the polygon mirror 23 must reflect the laser beam LB so as to accurately scan a predetermined position of the photosensitive drum 77. However, the angle of the vertical tilt of the six plane mirrors is not limited. It is difficult to completely adjust the angle, and if there is an error in the inclination angle, the polygon mirror 23 rotates and the scanning direction changes every time it is reflected by the next plane mirror having a different angle.
[0064]
Therefore, the light beam of the laser beam LB is first converged in the vertical direction by the first cylindrical lens 46 and focused on the polygon mirror 23. Then, the laser beam LB is reflected by the polygon mirror 23 in a state where it is most converged in the vertical direction. The laser beam LB reflected by the polygon mirror 23 is reflected while being diffused in various directions by swinging in the vertical direction according to the angle of the polygon mirror 23. The laser beam LB is converged by the second cylindrical lens 34 so as to be focused again on the surface of the photosensitive drum 77. One of the properties of a cylindrical lens is that light emitted from the focal point or the vicinity of the focal point always passes through the opposite focal point or a predetermined point regardless of which part of the lens hits. Therefore, if one focal point of the second cylindrical lens is aligned with the polygon mirror 23 and the other focal point is aligned with a predetermined scanning position of the photosensitive drum 77, the light converged on the polygon mirror 23 is reflected on each plane mirror of the polygon mirror 23. Even if each of them is tilted, it always hits a predetermined position to be scanned. The above is the principle of correcting the tilting. In accordance with this principle, the optical elements of the optical scanning device 12 of the present embodiment are arranged.
[0065]
The support member 21 includes the parallel light unit, the first cylindrical lens 46, the polygon mirror unit 26, the fθ lens 31, the first fixed mirror 32, the second fixed mirror 33, the second cylindrical lens 34, and the third fixed lens as described above. It is a member that supports optical elements such as the mirror 35. The support member 21 is made of amorphous engineering plastic in which glass fiber is mixed with polyphenylene ether (modified PPE). Therefore, it has excellent electrical characteristics, flame retardancy, heat resistance, dimensional stability, and moldability and high strength, but it can also be composed of other materials such as, for example, a glass fiber mixed with glass fiber.
[0066]
As shown in FIG. 2, when the plane perpendicular to the Z direction is the horizontal direction, the support member 21 has a side wall portion 220 formed around the horizontal direction, and supports each optical element so as to be surrounded by the side wall portion 220. The first flat surface portion 211 to the ninth flat surface portion 219 are provided. The first plane portion 211 horizontally supports the polygon mirror 23 and the polygon mirror drive motor 24 for driving the polygon mirror 23 on the surface disposed in the horizontal direction via the anti-vibration legs 25.
[0067]
Behind the first plane portion 211 (on the left side in FIG. 2), a second plane portion 212 is provided that is a plane that is bent vertically upward with respect to the first plane portion 211 and is continuous. The reason why the second plane portion 212 is provided vertically is to obtain a step by obtaining a large vertical distance with the shortest horizontal distance. By doing so, it becomes possible to provide a sufficient space for the polygon mirror unit 26, and the anti-vibration legs 25 that can stably support the polygon mirror drive motor 24 and can sufficiently absorb vibration are provided. The mirror drive motor 24 is configured to increase stability and not transmit vibration to other parts.
[0068]
Continuing from the second plane portion 212, a third plane portion 213 is provided 45 degrees upward from the horizontal direction. Here, the third flat surface portion 213 is provided 45 degrees upward from the horizontal direction in this way so that this surface is close to the optical path of the diffusing laser beam LB reflected by the polygon mirror 23. Therefore, it is scattered by light derived from the light beam of the laser beam LB, for example, light when the traveling direction of the light beam fluctuates, such as when the reflection surface of the polygon mirror 23 is not exactly vertical, or dust in the space. And light derived from the laser beam LB (hereinafter referred to as harmful light), such as diffracted light generated because the laser beam LB is a wave that oscillates, may hit the third plane portion 213. If the surface is configured to be vertical or at an angle close to it as if the second plane portion 212 was extended as it was, the harmful light reflected here would go back and directly hit the polygon mirror 23 again. Ri likely to be the cause of stray light. Also, if this surface is configured at an angle that is horizontal or close to it, the harmful light reflected here is reflected in a direction close to the traveling direction of the original luminous flux, directly hits the fθ lens 31 and also causes stray light. Cheap. In particular, if the light enters the inside of the fθ lens 31, it is totally reflected inside and unnecessary light easily enters in the rear, so that the harmful light hit here is reflected substantially perpendicularly to other optical elements. This is to prevent direct hit. That is, in this way, unnecessary harmful light is vertically reflected so that the quality of the latent image formed on the photosensitive drum 77 is not affected.
[0069]
Here, as described above, the support member 21 is manufactured, for example, by mixing glass fiber into modified PPE. However, in normal injection molding, it is advantageous to have a smooth mold surface, so that the support member 21 is smoothed. For this reason, even if the material is colored black, it reflects several percent or more of light rays. In addition, it is troublesome and expensive to carry out fine unevenness and flocking treatment so that the surface is difficult to reflect. Therefore, if stray light can be prevented by adjusting the reflection angle of harmful light, it is advantageous in terms of cost.
[0070]
The angle of the third plane portion 213 is most effective for preventing stray light by deflecting harmful light approximately perpendicularly to the horizontal plane at 45 degrees. Various angles can be adopted as long as the harmful light reflected here does not directly reflect on each optical element. In addition, when the support member 21 is injection-molded, it is better to form the angle gently from this point, because it is easier to form the one having a gentle angle. On the other hand, in order to make a large step at a short horizontal distance, it is better to be close to the vertical as in the second flat portion 212, but it is a precondition that reflected light is not reflected on each optical element. Therefore, in principle, an inclination of approximately 30 ° to 60 ° from the horizontal plane is effective, and 45 ° is particularly desirable. Of course, it does not preclude the most appropriate configuration from exceeding this range in consideration of the optical characteristics such as the size of each optical element, the focal length of the optical element, and various characteristics.
[0071]
The fourth plane portion 214 is provided horizontally behind the third plane portion 213. Since this portion is close to the light flux of the diffusing laser beam LB, harmful light that did not hit the third plane portion 213 may hit the horizontal plane of the fourth plane portion 214, and in the traveling direction of the laser beam LB. If harmful light in a near direction is incident, the reflected light directly enters the fθ lens 31 and causes stray light. However, since the third fixed mirror 35 is supported on the lower surface side of the fifth flat portion 215, it is better to make it horizontal in terms of space. Therefore, the first light shielding portion 29 is provided as follows.
[0072]
The first light shielding portion 29 is overhanging on the fourth plane portion 214 side so as to form a surface extending from the surface of the third plane portion 213 at the boundary portion between the third plane portion 213 and the fourth plane portion 214. It is configured as a wall-shaped part. The first light shielding portion 29 is configured to have a height that blocks harmful light from directly hitting the horizontal surface of the fourth flat portion 214, and even if this harmful light hits the first light shielding portion 29, the harmful light is converted into a laser beam. It is reflected substantially perpendicular to the LB light beam.
[0073]
A fifth plane portion 215 is provided obliquely downward and rearward of the fourth plane portion 214. Since the fifth fixed portion 35 directly fixes the third fixed mirror 35 to the lower surface side, the fifth fixed portion 215 is connected to the fourth flat portion 214 in accordance with the angle at which the third fixed mirror 35 reflects the laser beam LB, as will be described later. It is formed at an angle of about 30 ° obliquely downward from the part.
[0074]
A sixth plane part 216 is provided on the horizontal rear side in continuation with the fifth plane part 215. An fθ lens 31 is provided on the upper surface side of the sixth plane portion 216. For example, if the thickness of the fθ lens 31 is about 12 mm, the fθ lens 31 is actually used at a fraction of about 3 mm to 4 mm including the central portion at most. This is because distortion is likely to occur if a thin lens is made during lens molding as described above, so it is not only in terms of accuracy and production cost that a thick lens is molded and a center-free portion is used. Furthermore, it is advantageous in that it is less susceptible to the influence of humidity, and problems such as those when using a thin lens are less likely to occur. Therefore, the laser beam LB reflected by the polygon mirror 23 only needs to have a space of about 3 to 4 mm at the center of the fθ lens 31, and the other part is a support member between the polygon mirror 23 and the fθ lens 31. There may be 21 obstacles.
[0075]
For this reason, the second flat surface 212 to the fifth flat surface between the first flat surface portion 211 and the sixth flat surface portion 216 in which the polygon mirror 23 and the fθ lens 31 are arranged among the portions constituting the support member 21. The portion 215 is disposed so as to bite into the space between the polygon mirror 23 and the fθ lens 31, and the third fixed mirror 35 is disposed on the lower surface using this space. By doing so, it is possible to reduce the vertical size without degrading the optical performance.
[0076]
In particular, the portion of the polygon mirror drive motor 24 disposed below the polygon mirror 23 has a large space. Therefore, in the conventional configuration shown in FIG. 5, since the polygon mirror 123, the motor 124 for driving the polygon mirror 123, and the fθ lens 131 are supported by the support frame 121 on the same plane, the optical axes of the polygon mirror 123 and the fθ lens 131 are changed. In order to align them, it is necessary to provide a spacer 136 below the fθ lens 131. The space below the laser beam LB between the polygon mirror 123 and the fθ lens 131 becomes a dead space, which hinders miniaturization of the optical scanning device. It was. In the optical scanning device 12 according to the present embodiment, the space efficiency can be remarkably increased by adopting a lean configuration as described above.
[0077]
Continuing from the sixth plane part 216, a seventh plane part 217 is provided in a 45 ° direction obliquely upward rearward. In addition, an eighth plane portion 218 is provided horizontally behind the seventh plane portion 217. And the surface of the 7th plane part 217 is extended, and the 2nd light shielding part 30 is comprised as an overhang-like wall-shaped part at the 8th plane part 218 side. The second light shielding unit 30 is configured to have a height that blocks harmful light from directly striking the horizontal plane of the eighth plane unit 218, and reflects this harmful light substantially perpendicularly to the light beam of the laser beam LB. In particular, since the laser beam LB is greatly diffused in this portion and easily shakes up and down, and the eighth plane portion 218 is disposed long in the front-rear direction (left-right direction in FIG. 2), harmful light strikes the eighth plane portion 218. Cheap. For this reason, this 2nd light-shielding part 30 plays an important role for stray light generation prevention.
[0078]
A second cylindrical lens 34 is disposed on the lower surface side of the eighth plane portion 218. Since the position of the light beam on the lower surface side is determined by the second cylindrical lens 34, bringing the second cylindrical lens 34 closer to the light beam on the upper surface side means reducing the thickness of the optical scanning device 12. By the way, also in the second cylindrical lens 34, as in the case of the fθ lens 31 described above, the portion that is actually used by passing the laser beam LB is limited to the vicinity of the central portion in the vertical direction. In addition, when the sixth plane portion 216 that supports the fθ lens 31 and the eighth plane portion 218 that supports the second cylindrical lens 34 are arranged on the same plane, the fθ lens 31 and the second cylindrical lens 34 are disposed on the support member 21 side. A dead space will be created. For this reason, in the present embodiment, the seventh plane portion 217 is provided as a connecting portion for connecting the portions supporting these two optical elements with a step. The seventh plane portion 217 provides a step in the sixth plane portion 216 and the eighth plane portion 218, eliminates the dead space, and reduces the vertical distance between the fθ lens 31 and the second cylindrical lens 34. The distance between the laser beam LB on the lower surface side and the optical scanning device 12 can be reduced.
[0079]
A ninth plane portion 219 is provided horizontally at substantially the same height as the eighth plane portion 218 with a gap therebetween, and this end portion is connected to the side wall portion 220. The reflection surface is approximately perpendicular from FIG. 2 so that the laser beam LB transmitted through the fθ lens 31 by the first fixed mirror 32 on the upper surface side of the ninth plane portion 219 is deflected from the gap with the eighth plane portion 218 to the lower surface side. It is disposed at a position rotated 57 ° clockwise (clockwise).
[0080]
Further, on the lower surface side of the ninth plane portion 219, the laser beam LB deflected from the upper surface side to the lower surface side by the first fixed mirror 32 is deflected again in a direction substantially parallel to the laser beam LB on the upper surface side, and second. In order to align with the optical axis of the cylindrical lens 34, the second fixed lens 33 is disposed at a position where the reflecting surface is rotated about 22 ° counterclockwise (counterclockwise) in FIG. Therefore, in the present embodiment, the light beam on the lower surface side is lowered by 2 ° in FIG. 2 with respect to the light beam on the upper surface side. This is for adjusting the distance to the photosensitive drum 77 (see FIG. 3) in the present embodiment. Accordingly, each optical element can be configured so that the optical scanning device 12 can be configured most compactly, such as by arranging the first fixed mirror 32 and the second fixed mirror 33 so that the angles of the first fixed mirror 32 and the second fixed mirror 33 are inclined by 45 ° from the vertical (Z direction). Needless to say, it can be appropriately changed in accordance with the characteristics.
[0081]
As described above, since each optical element does not create a dead space in each of the flat portions 211 to 219 of the support member 21, the entire structure is made compact.
[0082]
A lid 22 is provided that fits outside so as to cover the entire upper surface side of the support member 21 configured as described above. The lid body 22 is formed by bending an iron thin plate, and the lid body 22 is a member that is sealed so that dust and the like do not enter inside. The distance between the lid 22 and each optical element is arranged close to each other as long as it does not interfere with the laser beam LB. However, since the polygon mirror 23 rotates at a high speed, the air around the polygon mirror 23 is caused to flow. If the space near the polygon mirror 23 is narrow, the pressure increases in part due to the flow, and exchange with the outside air occurs. Will be encouraged. Thus, when alternating with the outside air, the developer T and dust enter the optical scanning device 12. Therefore, it is desirable that there is a certain space in the vicinity of the polygon mirror 23.
[0083]
As shown in FIG. 3, the entire image forming apparatus 1 includes a main body frame 11 made of amorphous engineering plastic in which glass fibers are mixed into a modified PPE, like the support member 21 of the optical scanning device 12. As shown in FIG. 3, a box-shaped optical scanning device support portion 11a having an open upper portion is provided so as to be suspended from an upper plastic portion of the main body frame 11 in order to support the optical scanning device 12. The optical scanning device support portion 11a is formed of an iron thin plate that has a high strength per volume and can ensure a certain strength with respect to its thickness.
[0084]
As shown in FIG. 2, the lower surface side of the support portion 21 of the optical scanning device 12 is open, but the optical scanning device 12 is fixed to the bottom of the box-shaped optical scanning device support portion 11a to The lower part is configured to be closed. In addition, a groove-shaped opening for allowing the laser beam LB to irradiate the photosensitive drum 77 with the laser beam LB reflected by the third fixed mirror 35 of the optical scanning device 12 is provided in the optical scanning device support portion 11a. The cover glass 27 is formed of a flat glass plate that is isolated so that the air inside and outside the optical scanning device 12 is exchanged so that the developer T from the developing unit 17 does not enter the opening. Is provided. This cover glass 27 is closely fixed to the iron plate of the optical scanning device support portion 11 a by a resin cover glass presser 28 and a resin portion 37.
[0085]
As shown in FIG. 3, the resin portion 37 is a resin member that is inserted into a groove-shaped opening formed at a position facing the charger 78 of the optical scanning device support portion 11a, and reflects stray light. It is a lid-shaped member formed from polypropylene (PP) colored black to prevent it. As described above, in the charger 78, a high voltage is applied to the charging wire 78a to perform corona discharge, and positive ions generated by the corona discharge are applied to the surface of the photosensitive drum 77 connected to the negative electrode. Move and become charged. At this time, positive ions generated by corona discharge positively charge not only the surface of the photosensitive drum 77 but also the developer T and dust floating around. Here, the charger 78 needs to clean the charging line 78a because the developer T or the like adheres to the charging line 78a. For this purpose, a groove-like hole 78c for slidably guiding a cleaning member (not shown) to be cleaned by sandwiching and sliding the charging wire 78a on the surface of the charger 78 facing the optical scanning device 12 is provided. Yes. For this reason, the floating developer T or dust charged positively inside the charger 78 flows out toward the optical scanning device 12 through the hole 78c.
[0086]
Here, if the resin portion 37 is not provided on the optical scanning device support portion 11a, the optical scanning device support portion 11a is formed of an iron plate, and this iron plate is considered to be a ground potential. The mirror image force acts on a certain iron plate, and the positively charged floating developer T or dust adheres. For this reason, if the optical scanning device 12 at the upper part of the main body frame 11 is opened upward together with the optical scanning device support 11a for the dirt maintenance of the optical scanning device support 11a, the user's hand may be soiled. Further, when the charged developer T or the like adheres here and the potential drops with time, it reattaches to the nearby cover glass 27, lowering the illuminance of scanning with the laser beam LB and adversely affecting image formation. become.
[0087]
On the other hand, in the present embodiment, since the resin portion 37 formed of PP having low conductivity is provided in the portion facing the charger 78 of the optical scanning device support portion 11a, it floats positively charged. Even if the developer T or the like flows out from the cleaning hole 78 c of the charger 78, the mirror image force does not act on the resin portion 37 and does not adhere to the resin portion 37. For this reason, the optical scanning device support 11a can be disposed close to the charger 78, and together with the thinning of the optical scanning device 12, it can contribute to the miniaturization of the image forming apparatus 1 itself. .
[0088]
Here, a case where a scorotron is used as an example of the charger of the present embodiment has been described as an example, but the same applies to the case where a corotron is used. The same applies to a negatively charged system. Further, a contact-type charger using brush charging or the like also performs the same operation since microscopic corona discharge is performed.
[0089]
Since the image forming apparatus of the present embodiment is configured as described above, it has the following operations and effects. That is, as shown in FIG. 2, the length of the apparatus is shortened by providing three fixed mirrors and bending the light beam, and the polygon mirror unit 26, the fθ lens 31, the first fixed mirror 32 constituting the optical scanning device 12, Since the second fixed mirror 33, the second cylindrical lens 34, the third fixed mirror 35, and the like are disposed on the support member 21 provided with a step so as not to create a dead space, the thickness of the optical scanning device 12 is reduced. Since the thickness can be reduced and the volume can be reduced as compared with the prior art, the apparatus optical scanning device 12 can be downsized, and the entire image forming apparatus 1 can be downsized.
[0090]
Further, the shape of the support member 21 reflects the harmful light from the traveling direction so that the harmful light becomes stray light and does not interfere with the original light beam of the laser beam LB. In particular, the light shielding portions 29 and 30 are provided in close proximity so as to actively block harmful light, so that the generation of stray light is reduced, and the quality of the latent image formed by scanning on the photosensitive drum 77 is improved. There is an effect that a quality image can be formed. In addition, even if the optical scanning device support portion 11a is disposed close to the charger 78, the resin portion 37 is disposed, so that the charged developer T or the like is hardly adhered, and the optical scanning device 12 is disposed. Combined with the reduction in thickness, the image forming apparatus 1 can be further downsized.
[0091]
Further, since the resin portion 37 that is an insulator is provided on the optical scanning device support portion 11a, the charged dust and the developer T do not adhere to the optical scanning device support portion 11a due to mirror image force. Further, the resin part 37 is used as the same member as the cover glass holder, and the resin part 37 can also serve as a holder for the cover glass 27, thereby reducing the number of parts.
[0092]
Although the present invention has been described based on one embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Can be easily guessed.
[0093]
For example, the number of fixed mirrors may be one, two, or four or more, and it goes without saying that the design can be appropriately changed according to the configuration of the image forming apparatus or the like. The arrangement of the polygon mirror drive motor 24 may be arranged on the opposite side of the support member 21 of the polygon mirror 23. Furthermore, each optical element can also have an optical configuration in which, for example, the first cylindrical lens is omitted. The type of the light source is not limited to the laser diode, and various light sources can be used.
[0094]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, in the image forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the metal frame has a groove-like frame hole formed in a portion facing the groove-like charger hole of the charger, It is possible to prevent dust and developer that are grounded and floated and charged inside the charger from adsorbing to the metal frame. Therefore, the optical scanning device can be disposed close to the developing unit, and the image forming apparatus in which the optical scanning device is disposed can be downsized. In addition, the optical scanning device is not soiled with dust or developer, and the user's maintenance is not soiled, and the paper and other parts in the image forming apparatus are not soiled.
[0095]
In the image forming apparatus according to the second aspect of the present invention, the developing unit can be integrally replaced as a process unit with respect to the main body frame, but at this time, the user does not get his hands dirty.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image forming apparatus 1 as viewed from the side in a direction orthogonal to a sheet conveyance direction.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
3 is an enlarged view of a part of the optical scanning device 12, the developing unit 17 and the main body frame 11 of the image forming apparatus 1 shown in FIG.
4 is a plan view of the optical scanning device 12 as viewed from above (Z direction in FIG. 1) with the lid body 22 removed. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conventional optical scanning device.
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
11 Body frame
11a Optical scanning device support
12 Optical scanning device
17 Development section
21 Support member
211 First plane part
212 2nd plane part
213 Third plane part
214 4th plane part
215 5th plane part
216 sixth plane part
217 seventh plane part
218 Eighth plane part
219 9th plane part
220 Side wall
22 Lid
23 Polygon mirror
24 polygon mirror drive motor
25 Anti-vibration legs
26 Polygon mirror unit
27 Cover glass
28 Cover glass holder
29 1st light shielding part
30 2nd light shielding part
31 fθ lens
32 First fixed mirror
33 Second fixed mirror
34 Second cylindrical lens
35 Third fixed mirror
37 Resin part (resin member)
41 Laser diode
42 Laser diode holder
43 substrates
44 Lens cell
45 Collimating lens
46 1st cylindrical lens
47 Light emitting part
70 frames
77 Photosensitive drum
78 Charger
78a Charged wire
78b Grid electrode
78c Cleaning hole
78d Shield electrode
LB laser beam
P paper
T Developer

Claims (2)

感光体、感光体に対向配置されたスコロトロン方式またはコロトロン方式の帯電器、および現像手段を有する現像部と、金属フレームにより前記現像部に対向する側を覆うように構成された光走査装置とを備えた画像形成装置であって、
前記帯電器には、前記感光体と対向する側の反対側において、前記帯電器の帯電線をクリーニングするためのクリーニング部材をスライド可能に案内する溝状の帯電器孔が形成され、
前記金属フレームは、前記帯電器の溝状の帯電器孔と対向する部分において、溝状のフレーム孔が形成されるとともに、グランド電位とされ、
前記溝状のフレーム孔は、絶縁部材により覆われたことを特徴とする画像形成装置。A photoconductor, a scorotron type or corotron type charger disposed opposite to the photoconductor, a developing unit having a developing means, and an optical scanning device configured to cover a side facing the developing unit with a metal frame. An image forming apparatus comprising:
Wherein the charger, the side opposite the photoreceptor facing sides, groove-shaped charger hole for guiding the cleaning member for cleaning the charging wire of the charger slidably is formed,
The metal frame has a groove-like frame hole in a portion facing the groove-like charger hole of the charger, and is set to a ground potential.
The image forming apparatus, wherein the groove-shaped frame hole is covered with an insulating member. 前記現像部は、本体フレームに対して、交換可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing unit is configured to be replaceable with respect to the main body frame.

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