(57)【要約】【課題】  装置本体の高さが低くすることができ、しかも走査光学系のレイアウトの自由度を高くすること、さらに複数の機種に展開可能な露光装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂと、この偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂにより偏向された光束の進行方向を変化させる折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄとを備えて構成される複数の露光装置１００Ａ、１００Ｂと、この複数の露光装置１００Ａ、１００Ｂから出射された光束によって静電潜像が形成される複数の像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄとを備えた画像形成装置であって、複数の露光装置１００Ａ、１００Ｂを構成する偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂと折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄとが略同一の平面内に配置され、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°となるようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束の進行方向を変化させる折返しミラーとを備えて構成される複数の露光装置と、該複数の露光装置から出射された光束によって静電潜像が形成される複数の像担持体とを備えた画像形成装置であって、
前記複数の露光装置を構成する偏向手段と前記折返しミラーとが略同一の平面内に配置され、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束の進行方向を変化させる折返しミラーとを備えて構成される複数の露光装置と、該複数の露光装置から出射された光束によって静電潜像が形成される複数の像担持体とを備えた画像形成装置であって、
各露光装置を構成する前記偏向手段と前記折返しミラーとが夫々略同一の平面内に配置されていると共に、各露光装置の平面が略平行になるよに配置され、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記偏向手段と前記折返しミラーとにより構成される平面が、前記複数の像担持体の外接面と略平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束の進行方向を変化させる折返しミラーとを備えて構成される露光装置と、該露光装置から出射された光束によって静電潜像が形成される複数の像担持体とを備えた画像形成装置であって、
前記偏向手段と前記折返しミラーとが略同一の平面内に配置され、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の周囲に、異なる色のトナーで現像できる複数の現像手段が配置されていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記偏向手段と前記折返しミラーとにより構成される平面が、前記複数の像担持体の外接面と略平行であることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記折返しミラーを複数の取り付け角度で取り付けられるように複数の角度の取り付け面を有するハウジングを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に関わり、特に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置の中にはタンデム型画像形成装置がある。
タンデム型画像形成装置は、印刷する色の数だけ感光体ドラムを有しているので、印刷速度を速くすることができるが、感光体ドラムが複数本必要であり、これらの複数の感光体ドラムに夫々光束露光を行う必要がある。
このため、従来のタンデム型画像形成装置においては、各感光体ドラムを専用に露光する走査光学系が感光体ドラムの数だけ設けられている。走査光学系には光束光を反射して走査面を形成する偏向手段、偏向手段を回転させる回転モータ、偏向手段により反射された光束光を感光体ドラムに向かって反射する折返しミラー等が含まれる。
しかしながら、上記したような構成のタンデム型画像形成装置では、複数の偏向手段及び複数の回転モータを設けることにより、装置のコストが高いという欠点があった。
また、画像形成装置内に複数の同様な走査光学系が設けられていることにより、装置内占有容積が多くなり、装置の小型化を阻害すると共に装置のメンテナンス性も阻害しているという欠点があった。
このため、これらの問題点を解決するために従来から多くの提案がなされている。
例えば、特許文献１においては、装置内の複数の走査光学系を鉛直方向に配置することで、画像形成装置全体の設置面積を小さくすることを提案している。
また、特許文献２においては、走査光学系を１つとした簡略な構成とし、低コストで小型化が可能で、メンテナンス性が優れたカラー画像形成装置を提案している。
【特許文献１】特開２００４−８６０８８公報
【特許文献２】特開２００２−１４４６３３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１においては、画像形成装置の高さが高くなってしまうという欠点があった。特に画像形成装置上面に印刷された媒体が排出されるカラー光束プリンタなどでは高さが高くなってしまうとプリント媒体が取りにくくなってしまう。
そこで、例えば画像形成装置を床面に設置することが考えられるが、この場合は画像形成装置底面にある用紙カセットへの用紙のセッティングを行い難いという欠点があった。
また、特許文献２においては、走査光学系が１つになったためにその走査光学系のレイアウトの自由度が低く、また走査光学系が大型化するので振動対策を充分に施さないと、所謂「バンディング」による画像異常が発生するといった欠点があった。
さらに、従来から光学設計上は同じ走査光学系を複数の画像形成装置に展開する場合が多いが、機種毎に要求仕様が異なった場合などに、機種内のレイアウトの関係から光束の折返し角度を変えて対応するようにしていたが、タンデム型画像形成装置は同じ走査光学系にも関わらず、機種毎に異なった露光装置を準備する必要があった。
具体的には、光学ハウジングを機種毎に用意し、そのための設計や生産準備費用が増大するといった問題があった。特に、光学ハウジングが樹脂で作られている場合は、機種毎の光学ハウジングのための金型を準備しなくてはならず、金型毎に成形のための条件だしなどを行う必要があり、そのための樹脂のムダが生じていた。
そこで、本発明は、上記したような点を鑑みてなされたものであり、装置本体の高さが低くすることができ、しかも走査光学系のレイアウトの自由度を高くすること、さらに複数の機種に展開可能な露光装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束の進行方向を変化させる折返しミラーとを備えて構成される複数の露光装置と、該複数の露光装置から出射された光束によって静電潜像が形成される複数の像担持体とを備えた画像形成装置であって、前記複数の露光装置を構成する偏向手段と前記折返しミラーとが略同一の平面内に配置され、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束の進行方向を変化させる折返しミラーとを備えて構成される複数の露光装置と、該複数の露光装置から出射された光束によって静電潜像が形成される複数の像担持体とを備えた画像形成装置であって、各露光装置を構成する前記偏向手段と前記折返しミラーとが夫々略同一の平面内に配置されていると共に、各露光装置の平面が略平行になるよに配置され、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、前記偏向手段と前記折返しミラーとにより構成される平面が、前記複数の像担持体の外接面と略平行である請求項１又は２に記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段と、該偏向手段により偏向された光束の進行方向を変化させる折返しミラーとを備えて構成される露光装置と、該露光装置から出射された光束によって静電潜像が形成される複数の像担持体とを備えた画像形成装置であって、前記偏向手段と前記折返しミラーとが略同一の平面内に配置され、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°であることを特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、前記像担持体の周囲に、異なる色のトナーで現像できる複数の現像手段が配置されている請求項４記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項６に記載の発明は、前記偏向手段と前記折返しミラーとにより構成される平面が、前記複数の像担持体の外接面と略平行である請求項４又は５に記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項７に記載の発明は、前記折返しミラーを複数の取り付け角度で取り付けられるように複数の角度の取り付け面を有するハウジングを備えている請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、複数の露光装置を構成する偏向手段と折返しミラーとを略同一の平面内に配置し、且つ、当該平面と水平方向とのなす角度θが０°＜θ＜９０°の範囲内で斜め配列とすることにより装置本体の高さを低くすることができる。
また、露光装置を構成する偏向手段と折返しミラーとの平面と、像担持体の外接面で構成される平面とを略平行にすることで画像形成装置をシンプルでコンパクトにできる。
さらに、露光装置の折返しミラーを複数の取り付け角度で取り付けられるように複数の角度の取り付け面を有するハウジングを設けたことで、複数の機種に展開可能な露光装置を実現することができ、コストダウンを図ることができる。特に、ハウジングが樹脂である場合には、成形条件だしなどの資源のムダを省くことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、４色の画像形成手段を有しフルカラー画像を形成できるレーザビームプリンタを例に挙げて説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略断面図である。
この図１に示す本実施形態の画像形成装置は、２つの露光装置１００Ａ、１００Ｂと、４つの現像装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄにより構成される。
露光装置１００Ａは、光束を出射する図示しない複数の光源、軸を中心にモータにより回転し光束を反射する偏向手段１０１Ａ、反射された光束を像担持体上で結像する機能をもった結像手段１０２Ａ、１０２Ｂ、偏向手段１０１Ａにより反射された光束の照射方向を変更する折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ等から構成されたスキャナユニットを含んで構成される。また露光装置１００Ｂは、上記同様、光束を出射する図示しない複数の光源、軸を中心にモータにより回転し光束を反射する偏向手段１０１Ｂ、反射された光束を像担持体上で結像する機能をもった結像手段１０２Ｃ、１０２Ｄ、偏向手段１０１Ｂにより反射された光束の照射方向を変更する折返しミラー１０３Ｃ、１０３Ｄ等から構成されたスキャナユニットを含んで構成される。
このように露光装置１００Ａ、１００Ｂは、各色に対応して２個のスキャナーモータに軸を支持された偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂと、４個の折り返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄとを備え、露光装置１００Ａ、１００Ｂから出射される４つの光束が互いに平行になるように４個の折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄの角度が調整され、後述する現像装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ内の像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄの表面に各色成分に対応した潜像を形成するようにしている。
一方、現像装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色成分に対応し、その内部には夫々像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄと、現像ローラや現像スリーブから構成される現像手段２０７Ａ、２０７Ｂ、２０７Ｃ、２０７Ｄが設けられている。
【０００７】
像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄは、各像担持体表面に照射された光束により潜像が形成される。現像手段２０７Ａ、２０７Ｂ、２０７Ｃ、２０７Ｄは、各像担持体上の潜像を、各現像手段に担持された各色のトナーを含む現像剤によりトナー像として現像する。各色像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄに形成された複数の色成分に対応するトナー像は、各像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄと各一次転写ローラ２０３Ａ、２０３Ｂ、２０３Ｃ、２０３Ｄに挟まれた一次転写部で順次重畳転写され、中間転写ベルト２０２上に目的のフルカラー画像が形成される。
この中間転写ベルト２０２上のフルカラー画像は、二次転写ローラ２０４と二次転写対向ローラ２０５とで構成する二次転写部で図示しない紙やＯＨＰシート等のシートに一括転写され、未定着フルカラー画像を得るようにしている。
そのうえで、第１の実施形態の画像形成装置においては、露光装置１００Ａ、１００Ｂ内の２つの偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂと折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄとは、略同一平面内に配置し、かつ、その平面（図１のＡ−Ａ）が水平方向となす角度θを０°＜θ＜９０°となるように構成している。また、２つの偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂと折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄとにより構成される平面（図１のＡ−Ａ）と、複数の像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄの外接面（図１のＢ−Ｂ）とが略平行になるようにしている。
このように構成すれば、画像形成装置本体の高さを低くすることができる。またＡ−Ａ平面とＢ−Ｂ平面を略平行にすることで、コンパクトでシンプルな画像形成装置を実現することができる。
【０００８】
ここで、図１に示した第１の実施形態の画像形成装置との比較のために、図５に特許文献１に開示されている画像形成装置の概略断面図を示す。
図５に示す現像装置２００Ａの底面から現像装置２００Ｄの上面までの高さをＬとした場合、図１に示した本実施形態の画像形成装置では、Ｌ−Ｌ・ｓｉｎθ＝Ｌ（１−ｓｉｎθ）だけ高さを低くすることができる。
次に、上記した露光装置１００Ａ、１００Ｂの折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄの位置決め部の構成を説明する。
図２は位置決め部の構造を模式的に示した図である。
この図２に示すように第１の実施形態の画像形成装置では、折返しミラー取り付け部１０４が１つの角度で折返しミラーを位置決めできる取り付け面１０４Ａと、それとは角度の異なる取り付け面１０４Ｂにより構成されている。このように複数の角度で折返しミラーが位置決めできるように予め露光装置の光学ハウジングとしておくと、複数の機種に展開可能な露光装置を実現することができる。
【０００９】
［第２の実施形態］
図３は本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略断面図である。
この図３に示す第２の実施形態の画像形成装置も上記第１の実施形態の画像形成装置と同様に、露光装置１００Ａ、１００Ｂにより構成され、露光装置１００Ａ、１００Ｂには夫々偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂと、二つの折り返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ及び１０３Ｃ、１０３Ｄ等を備えているが、２つの露光装置１００Ａ、１００Ｂを同一平面内に構成していない点が第１の実施形態の画像形成装置とは異なっている。
なお、像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄ周りの現像装置２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ、中間転写ベルト２０２、各種ローラ２０３、２０４の構成は第１の実施形態と同様であるため図示を省略する。また、その画像形成動作も第１の実施形態に係る画像形成装置の動作と同様であるため説明は省略する。
図３に示す第２の実施形態においては、露光装置１００Ａ内において偏向手段１０１Ａと折り返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂが略同一平面に配置され、露光装置１００Ｂ内において偏向手段１０１Ｂと折り返しミラー１０３Ｃ、１０３Ｄが同じく略同一平面に配置されている。そして、これら露光装置１００Ａ、１００Ｂの夫々の平面（平面Ｃ−ＣとＤ−Ｄ）と水平方向となす角度θを０°＜θ＜９０°（斜め配列）にした。また、２つの平面Ｃ−ＣとＤ−Ｄが略平行になるように露光装置１００Ａと１００Ｂが画像形成装置内に配置されている。
さらに各像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄの外接面で構成される平面Ｅ−Ｅが２つの平面Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄと略平行になるように構成している。
さらに、この場合は露光装置１００Ａからの光束が露光装置１００Ｂによって像担持体２０１Ｂと２０１Ｃに到達・結像されることが妨げられないように、露光装置１００Ｂには露光装置１００Ａからの光束が通過できる図示しないスリットが設けられている。
このように構成すれば、上記第１の実施形態の画像形成装置よりもさらに高さを低くすることができるようになる。
またこの場合も図２に示したように、折返しミラー取り付け部１０４が１つの角度で折返しミラーを位置決めできる取り付け面１０４Ａと、それとは角度の異なる取り付け面１０４Ｂにより構成されている。このように複数の角度で折返しミラーが位置決めできるように、予め露光装置の光学ハウジングとしておくと、複数の機種に展開可能な露光装置を実現することができる。
なお、第２の実施形態に係る画像形成装置の場合には、第１の実施形態に係る画像形成装置のように、２つの露光装置１００Ａ、１００Ｂを完全モジュール化（共通化）はできないため、第２の実施形態のような画像形成装置を採用するか、第１の実施形態のような画像形成装置を採用するかは、画像形成装置の仕様により任意に選択すれば良い。
【００１０】
［第３の実施形態］
図４は本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略断面図である。
この図４に示す画像形成装置は、第１及ぶ第２の実施形態と比較して、光源手段からの光束を偏向し主走査を行う偏向手段１０１を１つにしたうえで、像担持体２０１Ａの周囲に異なる色のトナーで現像できる２つの現像手段２００Ａ、２００Ｂを配置し、像担持体２０１Ｂの周囲に異なる色のトナーで現像できる２つの現像手段２００Ｃ、２００Ｄを配置するようにしている。なお、像担持体の周囲に、異なる色のトナーで現像できる複数の現像手段を配置する技術は特開平４−２０４８７１に開示されている。
そのうえで、第３の実施形態の画像形成装置においては、露光装置１００の平面が水平方向となす角度θを０°＜θ＜９０°となるように構成すると共に、複数の像担持体２０１Ａ、２０１Ｂの外接面とが略平行になるようにしている。
このように構成すると、上記第１及び第２の実施形態に係る画像形成装置に比べて、さらに画像形成装置本体の高さを低くすることができ、画像形成装置をシンプルにすることができる。また、使用部品点数も少なくなるので画像形成装置の低コスト化が可能となる。
またこの場合も上記図２に示したように、折返しミラー取り付け部１０４が１つの角度で折返しミラーを位置決めできる取り付け面１０４Ａと、それとは角度の異なる取り付け面１０４Ｂにより構成されている。このように複数の角度で折返しミラーが位置決めできるように、予め露光装置の光学ハウジングとしておくと、複数の機種に展開可能な露光装置を実現することができる。
【００１１】
なお、本実施の形態では、カラートナー画像を形成するためのプロセスとして中間転写ベルトを用いる構成を例に挙げて説明したが、本発明はこのような構成に限らず、例えば静電転写ベルトを用いた画像形成装置に対しても適用することが可能である。
また本実施の形態では各露光装置１００Ａ、１００Ｂ内の各光路に対して１つの結像手段１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄを設ける構成を例に挙げて説明したが、その構成に限らず、露光装置１００Ａ、１００Ｂ内の各光路に対して複数枚の結像手段を用いる構成に対しても良い。
さらに本実施の形態では、露光装置１００Ａ、１００Ｂと現像装置２００とを略平行にする構成としたが、あくまでも一例であり、画像形成装置内のレイアウトによっては必ずしも露光装置１００Ａ、１００Ｂと現像装置２００とが略平行である必要はない。
例えば本実施形態では、露光装置１００Ａ、１００Ｂの偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂから折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄまでの光路長を等しくするような位置に折返しミラー１０３を配置するものとして説明したが、露光装置１００Ａ、１００Ｂと現像装置２００とを略平行にしない場合には、例えば偏向手段１０１Ａ、１０１Ｂから像担持体２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄまでの光路長を等しくした上で、各折返しミラー１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄの配置位置を変えることで対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略断面図。
【図２】位置決め部の構造を模式的に示した図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略断面図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略断面図。
【図５】特許文献１に開示されている画像形成装置の概略断面図。
【符号の説明】
【００１３】
１００Ａ、１００Ｂ  露光装置、１０１Ａ、１０１Ｂ  偏向手段、１０２Ａ、１０２Ｂ  結像手段、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ  折返しミラー、１０４  折返しミラー取り付け部、１０４Ａ、１０４Ｂ  取り付け面、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ  現像装置、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０１Ｄ  像担持体（感光体ドラム）、２０２  中間転写ベルト、２０３Ａ、２０３Ｂ、２０３Ｃ、２０３Ｄ  一次転写ローラ、２０４  二次転写ローラ、２０５  二次転写対向ローラ、２０６  ベルト駆動ローラ、２０７Ａ、２０７Ｂ、２０７Ｃ、２０７Ｄ  現像手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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