(57)【要約】【課題】タンデムカラープリンタにおいて、レーザ光学系ユニットは精度向上のため、一体型に作られていることが多く、感光体ユニットや現像ユニットの取り出し方向がレーザ光路の妨げになることで制限されていた。【解決手段】露光装置２内のレーザ光路の一部に開口部を設け、他装置４を取り出し可能な構成にする【選択図】  図１
2004151274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射された前記レーザビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記レーザビームを拡張させるｆθレンズと、前記ｆθレンズによって拡張された前記レーザビームを前記感光体の配列位置に応じた方向に分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された前記レーザビームを前記感光体の露光位置に導く結像光学系からなる露光装置と、感光体を有する感光体装置と、前記感光体装置の感光体上の表面を一様に帯電させる帯電装置と、トナー貯蔵し、上記感光体上に顕像を形成する現像装置と、上記感光体上に残留した残留トナーを上記感光体上から除去し回収する清掃装置からなる感光体上に単色画像を形成する画像形成装置において、
上記露光装置のレーザビーム光路の一部に取り出し開口部を設け、上記現像装置、上記帯電装置、上記清掃装置、上記感光体装置のいずれか一つ又は一つ以上の装置を取り出す構成で、上記レーザ光源と上記偏向手段と上記ｆθレンズと上記分離手段と上記結像光学系等の光学系部品が現像装置取り出し経路を妨げない場所に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像装置の取り出し時に各単色画像レーザ光を遮断する装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置の取り出し時にゴミやホコリを遮断する装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置に前記レーザ光源と前記複数の偏向手段と前記複数のｆθレンズと前記複数の分離手段と前記複数の結像光学系等の光学系部品を妨げない取っ手を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
中間転写体の移動方向に配列した複数の感光体上に単色画像を形成し、前記単色画像を移動する前記中間転写体上に順次転写すことによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置であって、前記複数の感光体を有する感光体装置の数に応じた前記感光体上に顕像を形成する複数の現像装置と、前記感光体装置の感光体上の表面を一様に帯電させる複数の帯電装置と、前記感光体上に残留した残留トナーを前記感光体上から除去し回収する複数の清掃装置と、前記複数の感光体装置の数に応じた複数のレーザビームを出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射された前記複数のレーザビームを偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向された前記複数のレーザビームを拡張させる複数のｆθレンズと、前記複数のｆθレンズによって拡張された前記複数のレーザビームを前記複数の感光体の配列位置に応じた方向に分離する分離手段と、前記分離手段によって分離された前記複数のレーザビームを前記複数の感光体の露光位置に導く複数の結像光学系を備えた感光体上に単色画像を形成する画像形成装置において、
前記レーザ光路を背面に設け上記レーザ光源が前記複数の現像装置の間、又は両端のいずれかに位置する構成を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記露光装置のレーザビーム光路の一部に取り出し開口部を設け、前記複数の現像装置、前記複数の帯電装置、前記複数の清掃装置、前記複数の感光体装置のいずれか一つ又は一つ以上の装置を取り出す構成で、前記レーザ光源と前記複数の偏向手段と前記複数のｆθレンズと前記複数の分離手段と前記複数の結像光学系等の光学系部品が現像装置取り出し経路を妨げない場所に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体と露光装置とを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉛直方向に併設された四つの像担持体と、画像情報に基づいてレーザビームを照射し、像担持体上の静電潜像を形成する露光手段であるスキャナユニットと、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段と、像担持体上のトナー像を転写材としてのシートに転写させるシート担持体である静電吸着搬送装置とを備えたフルカラーレーザビームプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この装置では、静電吸着搬送装置が前面側に、四つの像担持体及び現像手段が静電吸着搬送装置の背面側に、スキャナユニットが四つの像担持体及び現像手段のさらに背面側に設けられており、静電吸着搬送装置を前面側に開放した状態において、像担持体及び現像手段を前面側に取り出せるようになっている。
【特許文献１】
特開２００１−３４０１２号公報（第３頁、図２）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の場合、交換部品を取り出すために、用紙搬送ベルトユニットである静電吸着搬送装置を扉化して前面側に開放する必要がある。このため、装置の構成が複雑になり、大型化や高コスト化を招く可能性がある。また静電吸着搬送装置を開放した状態から元の位置に戻したときに、静電吸着搬送装置と四つの像担持体との位置ずれが生じないように配慮する必要がある。もし位置ずれが生じた場合は画質の低下につながる。
【０００４】
また上記従来技術では、像担持体と現像手段とがカートリッジ化され、像担持体と現像手段とを一体で装置から着脱するように設けている。これに対して画像形成装置では、現像ユニットを感光体と分離して装置から着脱することが必要になる場合があり得る。この場合、現像ユニットを装置の側面から取り出す構成では、取り出し時に感光体ドラムと現像ユニットが擦れ合うため、感光体が傷つく可能性がある。更に装置の側面をアクセス面とした場合、筐体において回転体の軸の支持剛性を確保することが難しくなる。このため、回転体の軸位置の精度が低下し、画質が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、低コスト且つ小型の構成、及び高精度プリントに適した画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、レーザユニット内のレーザ光路の一部に開口部を設け、現像装置、帯電装置、清掃装置、感光体等の装置を取り出し可能な構成にし、レーザ光源、偏向手段、分離手段、ｆθレンズ、結像光学系等の光学装置を各装置取り出し経路を妨げない場所に設けたことで達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本来、タンデムプリンタにおいて、レーザ光学系ユニットは精度向上のため、一体型且つ省スペースのため、小型に作られていることが多い。しかしながら、この様な構成において感光体ユニットや現像ユニットの取り出し方向がレーザ光路の妨げになることで制限されていた。現像装置の取り出し時に感光体ドラムを傷つけないために、現像ローラと感光体ドラムの接触面の垂直方向に取り出す必要がある。そこで背面以外に光路を設ける場合、レーザ光学系ユニットを側面に設けることが可能だが、スペース及びコスト上好ましくない。更に側面に光学ユニットを設けることにより折り返しミラー数が増えることになり、画像劣化の要因を増やすことになり、高画質化が望めない。更に、筐体側面は感光体ドラムや現像ローラ等の回転体軸の位置を高精度に規定する事が必要であるため、筐体側面の強度の低下は画質を低下することにつながるため、筐体背面をアクセス面にすることにより筐体強度を確保した。本発明では、現像ユニットを背面から取り出す構造を残しつつ、レーザ光路を妨げることなく、小型、一体型且つ高精度の光学装置を備え持つ画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
以下、本発明に係る画像形成装置の概略を図１を用いて説明する。
【０００９】
図１において、１は、後述する複数の画像形成ユニットを固定する本体フレームである。２は、レーザ光源、ポリゴンミラー、偏向ミラー、ｆθレンズ等により構成された露光装置である。３は、感光体ドラムである。４は、現像ユニットであり、５は感光体清掃ユニットであり、６は、帯電ユニットであり、これらの装置で構成された単色画像形成ユニットは、７の中間転写ベルトにブラック（以下、Ｋという）、イエロー（以下、Ｙという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、シアン（以下、Ｃという）の順で配置さている。８は、これら感光体上に形成された単色画像を中間転写ベルト上に転写する転写器である。９は用紙上に転写されたトナー像を定着させる定着装置ある。１０は給紙カセットであり、１１は中間転写ベルト清掃装置である。
【００１０】
図２において、２１はレーザ光源であり、２２はレーザ光源から発射されるレーザビームを奥行き方向に走査させる回転式ポリゴンミラーである。このポリゴンミラーによって走査されたレーザビームを所定の方角に偏向するのが２３の偏向ミラーである。２４のｆθレンズにより走査されたレーザビームを各色の感光体ドラム上の所定の位置に集光させる。２５は、レーザビームが光源から感光体ドラム上まで通る経路である。図１のような構成の画像形成装置は現像ユニットを背面から取り出し、４色一体の感光体ドラムユニットを上面から取り出すことが可能となる。
【００１１】
図２が示すように、レーザ光路は装置背面にあり、現像器、帯電器、清掃器（交換ユニット）を背面から取り出す構造となっている。従って、レーザ光源、ポリゴンミラー、偏向ミラー、ｆθレンズ等の露光装置構成部品は現像器取り出し経路を妨げない構成となっている。
【００１２】
図３において、３１はレーザ遮断部材であり、ユーザが各交換ユニットにアクセスする時にユーザの安全を考慮し、レーザの発光を防ぐ目的をもった部材である。３２はホコリ避け部材であり、ユーザが各交換ユニットにアクセスする時、ユーザの安全を考慮すると共に、露光装置内の汚れによる画質劣化を低減する目的をもった部材である。これらの部材はレーザ光路を遮断するので、画像形成装置が画像を形成している時は、光路外に移動する。
【００１３】
図４は各色印写ユニットの交換ユニットを上面からアクセスすることができる構成となっている。図４において、２１はレーザ光源であり、２２はレーザ光源から発射されるレーザビームを奥行き方向に走査させる回転式ポリゴンミラーである。このポリゴンミラーによって走査されたレーザビームを所定の方角に偏向するのが２３の偏向ミラーである。２４のｆθレンズにより走査されたレーザビームを各色の感光体ドラム上の所定の位置に集光させる。２５は、レーザビームが光源から感光体ドラム上まで通る経路である。図２と同様に、図４の構成では、レーザ光源、ポリゴンミラー、偏向ミラー、ｆθレンズ等の露光装置構成部品は現像器取り出し経路を妨げない。
【００１４】
図５は図３と同様、ユーザの安全を考慮するためにレーザ遮断部材と露光装置内の汚れによる画質劣化を低減する目的をもったホコリ避け部材がある。
【００１５】
図６において、４１は四色一体感光体ドラムユニットであり、装置上面からアクセス可能とした構造である。図４と同様、光路が上面にあっても、露光装置構成部品は四色一体型感光体ドラムユニット取り出し経路を妨げない構成となっている。更に、図３が示すように、現像器を装置背面からアクセスすることが可能となっている。
【００１６】
図７は図１のような画像形成装置において、背面に光路を持ち、現像器を背面から取り出す構造となっている構成に必要な露光装置である。図８は上記露光装置のフレームである。この様に露光装置の光路の一部に現像器取り出し経路を設けたことにより、光路を妨げずに背面から現像器にアクセスすることが可能となった。図９は図７の構成にレーザ遮断部材とホコリ避け部材を設けた露光装置である。
【００１７】
図１０において、５１は取っ手付現像ユニットであり、現像ユニットの背面にある取っ手により、ユーザが現像器を交換する時に安全に取り出し易くするための構造である。取っ手はレーザ光路を妨げないように、且つユーザが掴み易い様に構成されている。
【００１８】
図１１において、６１は露光ユニットフレームに設けられた本体開口部材である。図１２は、図１０の取っ手付現像ユニットと図７の露光装置を用いることにより、背面にレーザ光路を設けても、図１１の露光ユニットフレーム開口部材が開閉することで、現像器を容易且つ安全に取り出すことが可能となった構造を示す。
【００１９】
図１３において、６２は本体フレーム開口部材であり、図１０の取っ手付現像ユニットに図７の露光装置を用いて、本体フレーム開口部材を開閉し、現像器を容易且つ安全に取り出す構造となっている。
【００２０】
図１４に本発明の露光装置及び現像器及び本体フレームを用いた縦積み小型カラータンデムプリンタの構成の一実施例を示す。各単色の感光体ドラム３と現像器４と感光体清掃装置５と帯電器６と一体型の露光装置２を用いた方式のカラー電子写真装置である。まず、図１４の装置の印写プロセスについて間単に説明する。各単色の帯電器６で一様に感光体ドラム３を帯電した後、本発明の一体型のレーザ露光装置２で各色の画像信号に従った露光を行い、感光体ドラム３上に静電潜像を形成する。感光体ドラム３上に形成された静電潜像は各色のトナーを内包した本発明の現像器４で現像する。現像後の各色の画像は中間転写ベルト７上に静電的に転写され、各色画像が重ね合わさる。転写後の感光体はイレーズランプで照射し、静電潜像を消去した後、清掃器５にて残留トナーがクリーニングされる。クリーニング後の感光体は再び帯電・露光されて、次の画像を形成する。中間転写ベルト上に形成されたカラートナー画像は給紙カセット１０から搬送された用紙上に、静電転写され、用紙上にカラー画像を形成する。用紙上に画像を転写した中間転写ベルトは清掃装置１１により残留トナーがクリーニングされる。画像転写が行われた用紙は中間転写から序電器により序電され、定着器９によって加熱され溶かされて、定着され最終画像となる。
【００２１】
本実施例で示した装置構成は、４つの感光体ドラムを中間転写ベルト一面に積層配置することで、簡単な構成で高密度実装を実現している。本発明である一体型露光装置を用いたことで高精度な露光を実現することができ、且つレーザ光源とポリゴンミラーを現像器の間、もしくは現像器の上か下に設けることにより、装置全体の小型化が実現した。更に本発明の露光装置により、背面アクセスが可能となって、感光体ドラムを傷つけることなく、現像器を取り出すことが可能となり、且つ筐体側面に余計な取り出し開口部を設けないことで、筐体の精度、強度を向上させた。また、中間転写体を用いることで、用紙の搬送経路は急激な屈曲もなく、厚紙などへの記録も可能であり、幅広い紙種に対応できる。
【００２２】
本実施例で示した装置は小型・高密度実装及び高画質記録とともに、フェースダウン排紙や多様紙対応などの使い勝手面も考慮したフルカラー電子写真装置の一実施例である。本発明の現像装置を適用することで、この様により最適な構成を有する装置の実現も可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、低コスト且つ小型の構成、及び高精度プリントに適した画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置構造に関する説明図。
【図２】現像器、帯電器、清掃器、横方向取り出し単色印写ユニット。
【図３】レーザ遮断部材とホコリ避け部材付、現像器、帯電器、清掃器、横方向取り出し単色印写ユニット。
【図４】現像器、帯電器、清掃器、縦方向取り出し単色印写ユニット。
【図５】レーザ遮断部材とホコリ避け部材付、現像器、帯電器、清掃器、縦方向取り出し単色印写ユニット。
【図６】縦積み四色一体型感光体ドラムユニット縦方向取り出し、及び各色単体現像器横方向取り出し画像形成装置。
【図７】他装置横方向取り出し可能レーザユニット。
【図８】他装置横方向取り出し可能レーザユニットフレーム。
【図９】レーザ遮断部材とホコリ避け部材付、他装置横方向取り出し可能レーザユニット。
【図１０】レーザ光路を妨げない取っ手付現像ユニット。
【図１１】開口部を設けたレーザユニットフレーム。
【図１２】レーザ光路を妨げない取っ手付現像ユニットと他装置横方向取り出し可能レーザユニットと開口部を設けたレーザユニットフレーム。
【図１３】レーザ光路を妨げない取っ手付現像ユニットと他装置横方向取り出し可能レーザユニットと開口部を設けた本体フレーム。
【図１４】レーザ光路を妨げない取っ手付現像ユニットと他装置横方向取り出し可能レーザユニットと開口部を設けた本体フレームを備えた本発明の装置構造に関する説明図。
【符号の説明】
１…本体フレーム、２…露光装置（露光ユニット）、３…感光体ドラム、４…現像器（現像ユニット）、５…感光体清掃装置（感光体クリーナ）、６…帯電器（帯電ユニット）、７…中間転写ベルト、８…転写器（転写ユニット）、９…定着装置（定着ユニット）、１０…給紙カセット、１１…中間転写体清掃装置（中間転写体クリーナ）、２１…レーザ光源、２２…ポリゴンミラー、２３…偏向ミラー、２４…ｆθレンズ、２５…レーザビーム光路、３１…レーザ遮断部材、３２…ホコリ避け部材、４１…一体型感光体ドラムユニット、５１…取っ手付現像ユニット、６１…露光装置開口部材、６２…本体開口部材。
【図１】
2004151274.tif 000003
【図２】
2004151274.tif 000004
【図３】
2004151274.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004151274.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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