(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４色のカラートナー画像を形成して用紙に転写するためにそれぞれ帯電器、感光体ドラム、現像装置及び転写ローラを備えた４つの画像形成手段を円環状に配置し、前記円環の内部には、各画像形成手段の前記感光体ドラムに対して発光素子ヘッドアレイにより露光を行う露光器を支軸を中心に回転可能に設け、前記露光器を各画像形成手段の前記感光体ドラムに対応するように順次移動させて各感光体ドラムに静電潜像を形成し、各感光体ドラムに形成されるカラートナー画像を用紙に順次重ねて転写して一連の画像形成動作を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成手段の転写位置と次の画像形成手段の転写位置との間には、少なくとも用紙の全長に相当する距離が設けられていることを特徴とする請求項１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、カラー画像形成装置に関し、特に、１つの書込み装置として発光素子ヘッドアレイ（以下ＬＥＤと呼ぶ）を用いて、複数の画像形成部に対する書込みを行い得るように構成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラー画像形成装置においては、マゼンダ、シアン、イエローおよびブラックの、各カラー毎に画像形成手段を配置している。前記各画像形成手段においては、感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電する帯電器と各色トナーを収容する現像器、および、画像情報の書込みを行う露光器としてのＬＥＤを配置して構成している。そして、前記複数の画像形成部の転写部を結ぶように、用紙のような記録媒体の経路を配置し、前記記録媒体に各画像形成部からトナー画像を重ねて転写し、前記カラー画像を担持する記録媒体を定着装置を通して定着して、カラーコピーを作成するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記カラー画像形成装置において、各カラーに対応する画像形成部の感光体ドラムに画像情報の書込みを行うために、ＬＥＤを配置することが必要である。ところが、前記ＬＥＤは非常に高価な部品であり、１つの画像形成装置に４色のカラー画像形成部を設ける場合に、４個のＬＥＤを組み込むことは、画像形成装置の製造コストの半分以上を占めることになる。そこで、前記カラー画像形成装置の製造コストを低下させるためには、ＬＥＤの価格の比率を引き下げることが求められている。
【０００４】
本発明は、前述したような従来のカラー画像形成装置の問題を解消しようとするもので、１個のＬＥＤ（発光素子ヘッドアレイ）を用いて複数の感光体ドラムに対する書込みを行い得るようにする装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、４色のカラートナー画像を形成して用紙に転写するためにそれぞれ帯電器、感光体ドラム、現像装置及び転写ローラを備えた４つの画像形成手段を円環状に配置し、前記円環の内部には、各画像形成手段の前記感光体ドラムに対して発光素子ヘッドアレイにより露光を行う露光器を支軸を中心に回転可能に設け、前記露光器を各画像形成手段の前記感光体ドラムに対応するように順次移動させて各感光体ドラムに静電潜像を形成し、各感光体ドラムに形成されるカラートナー画像を用紙に順次重ねて転写して一連の画像形成動作を行なうことを特徴とする。さらに、前記画像形成手段の転写位置と次の画像形成手段の転写位置との間には、少なくとも用紙の全長に相当する距離が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
前述したように構成したことにより、本発明のカラー画像形成装置においては、１個のＬＥＤを複数の画像形成手段に対して共通に使用することで、前記ＬＥＤの占めるコストを低くでき、低コストの画像形成装置を構成することができる。また、各画像形成手段の画像転写部の間隔を、少なくとも用紙の長さに相当するものとして構成することで、感光体ドラムに対するＬＥＤの画像の書込み作用を、安定した状態で行うことが可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図示される例にしたがって、本発明の画像形成装置の構成を説明する。図１に示す例は、カラー画像形成装置１の構成を示すもので、画像形成部２には４色のカラートナー画像としてのイエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの画像の形成に対応させて、４つの感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３Ｂを配置し、各感光体ドラムに対して用紙搬送路９に沿って搬送される用紙を挟むように、転写ローラ４をそれぞれ配置している。前記各色の画像転写部間の距離Ｌは、記録媒体としての長さ、例えば、Ａ４横送りの方式を用いる場合には、前記Ａ４サイズの横巾より若干大きく設定される。前記各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ……に対して、装置の中央部に露光器５を支軸６を介して首振り状に移動可能に設け、用紙の移動情報にもとづいて各感光体ドラムに対して順次画像の書込みを行わせる。そして、前記感光体ドラム３Ｙでイエローの書込み転写が終了すると、用紙の後端は感光体ドラム３Ｙと転写ローラ４のニップ位置から外れるので、露光器５は感光体ドラム３Ｍに振り向けられ、感光体ドラム３Ｍでマゼンダの書込み転写が行われる。引き続き、感光体ドラム３Ｍでの書込みが終了すると、露光器５は感光体ドラム３Ｃに振り向けられてシアンの書込み転写が行われ、その終了後、露光器５は感光体ドラム３Ｂに振り向けられて最後に黒の書込みが行われる。
【０００８】
前記画像形成装置１においては、一般の画像形成装置またはプリンタと同様に、給紙トレイ１６から給紙ローラ１７により送り出される用紙に、画像形成部２に配置する複数の感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ……で形成されるカラートナー画像を、重ねて転写させるようにする。そして、前記３種類の画像を用紙に転写した後で、最後の段階で感光体ドラム３Ｂからブラックの画像を転写した用紙を、定着装置１９を通して定着し、カラーコピーを排出させるようにする。なお、前記画像形成部２における用紙搬送装置としては、任意の従来公知の搬送機構を用いることが可能であるが、その他に、後述するように、用紙担持ベルトに用紙を静電気的な手段で保持させながら搬送することができる。また、中間転写ベルトを用いて各画像形成部でカラートナー画像を重ねて転写し、最終段階で中間転写ベルトから用紙にトナー画像を転写してから、定着装置１９を通して定着させる方式を用いることも可能である。
【０００９】
前記画像形成部２に用いる画像形成部材（画像形成手段）としては、例えば、図２に示すような機構の装置を構成することができる。前記図２に示す画像形成部材１０は、各色の画像形成部材として用いることができるもので、符号３として示す感光体ドラムに対して、現像装置１２およびクリーニング装置１４、帯電器１１とを組み合わせて構成する。前記感光体ドラム３に画像を書き込むために設けている露光器５は、支軸６を中心にして回転可能に設けているもので、前記支軸６に支持される露光器５を各感光体ドラムに対応させて移動させて、各色に対応する画像の書込みを行うように設けている。また、前記露光器５としては、従来より一般に使用されている装置と同様に、ＬＥＤの発光素子を感光体ドラムの長さ方向に列状に並べて構成し、画像書き込み情報に応じてＬＥＤの素子を発光させて、その光を感光体ドラムに伝達して静電潜像を形成させるようにしている。
【００１０】
前記画像形成部に配置する感光体ドラム３には、帯電器１１により一様な帯電を行わせて、露光器５により画像情報の光を照射して静電潜像を形成し、その静電潜像に対して現像装置１２からトナーを供給してトナー画像を形成する。前記感光体ドラム３に形成したトナー画像は、用紙を挟持する転写ローラ４から所定の値の電位を印加して用紙に転写し、次のカラートナー画像の転写部に向けて用紙を搬送する。前記感光体ドラム３からカラートナー画像を転写した後で、ドラム３の表面に残留するトナー等は、クリーニング装置１４のブレード１５により除去し、次の帯電・露光・現像の動作に対処させるようにする。なお、前記図２に示すような構成を有するトナー画像作成と現像装置とを組み合わせた機構は、画像形成部材１０の配置される位置に合わせて各機構を構成することができるもので、前記図２に示された機構を、用紙搬送路に沿って搬送される用紙に邪魔とならない機構のものとして製作して適用することができる。
【００１１】
前記画像形成部材１０に配置されるクリーニング装置１４において、例えば、ブレード１５により掻き取ったトナーは、スクリュー等の搬送手段１５ａにより、機外に向けて搬出させる機構を設けることもできる。また、前記現像装置１２においては、トナーホッパから供給ローラ１３ａを介して現像ローラ１３に向けてトナーを送り、前記現像ローラに薄層として形成したトナーを、感光体ドラム３に接する位置で、静電潜像に付着させて単色のカラートナー画像として可視像化し、そのカラートナー画像を転写ローラ４に所定の電圧を印加することにより、用紙に転写させるようにする。
【００１２】
また、前記実施例および、後述する別の実施例において、画像形成部２に配置する４つの感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ……の位置を、露光器５を支持する支軸６を中心にして等角度で等距離に配置し、図１に示すように、各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ……の順序で、給紙トレイ１６から給紙ローラ１７により送り出されて、搬送ローラ装置１８により画像形成部２に向けて供給される用紙の移動情報にもとづいて画像の書込みを行う。そのために、前記露光器５に対しては、等角度で支軸６を中心にして揺動させる手段を設け、各感光体ドラムに対して１頁毎の画像の書込みを行う都度、所定の角度露光器５を移動させることにより、感光体ドラムの画像書込み部に対する位置決めを行うようにする。そして、感光体ドラム３Ｙから順次画像の書込みを行った後で、最後にブラックの画像書込みを行って、一連の画像形成の動作を終了する。次の画像形成の動作を開始する際には、露光器５を画像形成部材１０Ｙに対して位置決めすることから開始する。
【００１３】
前記図１に示す例では、カラートナー画像を各画像形成部材１０から転写させる記録媒体としての用紙は、任意の搬送手段を用いて搬送することができるものとして説明している。これに対して、前記用紙の搬送を行うためには、例えば、図３に示すような用紙担持ベルト２０を用いることができる。前記用紙担持ベルト２０としては、従来より画像形成装置に用いられている用紙搬送ベルト装置と同様に、用紙をベルト表面に静電的に保持可能なものを用いることができ、例えば、ベルトに多数の電極を搬送方向に直角に密接させて配置し、その電極に対して高圧を印加して、静電気によりベルト表面に用紙を担持させる手段を用いても良い。
【００１４】
前記用紙担持ベルト２０は各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ……に沿って配置され、給紙トレイ１６側には搬送ローラ装置２６の下部側ローラに対応するローラと、駆動プーリ２１、ガイドプーリ２２、２２ａ……とを介して戻り方向のベルト２０に対する案内を行う。前記用紙担持ベルト２０に対して、給紙トレイ１６から給紙ローラ１７により取り出される用紙を、搬送ローラ装置２６の部分で用紙担持ベルト２０に向けて供給し、帯電器２８から中間転写ベルトの電極に給電しながら、押圧ローラ２７により用紙をベルト表面に押圧して付着保持させる。
【００１５】
そして、前記用紙担持ベルト２０に保持される用紙に対して、各画像転写部からカラートナー画像を重ねて転写し、最後の感光体ドラム３Ｂからの画像転写が終了してから、転向ローラ２３、ガイドプーリ２２の間で剥離して、カラートナー画像を重ねて担持する用紙を、定着装置１９を通して定着する。なお、前記用紙担持ベルト２０から用紙を剥離する作用は、剥離爪２５により行うことができるが、その他に、任意の剥離手段を用いることができる。
【００１６】
図４に示す例は、中間転写ベルト３０を用いて、各感光体ドラムに形成したカラートナー画像を、前記エンドレス状に循環移動する中間転写ベルト３０に重ねて転写し、全部のカラートナー画像をベルト３０に保持させたものを、用紙に転写する方式の装置として構成している。前記中間転写ベルト３０としては、例えば、従来よりカラー画像形成装置に用いられている中間転写ベルトと同様に、ポリイミド樹脂を用いて構成したベルトを用いることができる。前記中間転写ベルト３０は、図示されるように、４つの感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ……に沿って画像転写面が案内され、ベルトの戻り側では、多数のガイドプーリ３２、３２ａ……を介して案内される。そして、前記中間転写ベルト３０を駆動プーリ３１により所定の速度で駆動し、そのベルトの画像書込み部分の移動速度に対応させて、各感光体ドラムの画像書込み部に対して露光器５を順次移動させながら、画像書込みの動作を行う。
【００１７】
前記中間転写ベルト３０に対して、感光体ドラム３Ｂからブラックの画像を転写した後で、転向ローラ３３によりベルトが転向される部分に転写ローラ３９を配置し、前記転向ローラ３３と転写ローラ３９の間に用紙を重ねるように供給する。前記中間転写ベルト３０からカラートナー画像を転写する場合は、給紙トレイ１６から給紙ローラ１７により取り出される用紙を、搬送ローラ装置１８により画像転写部に向けて送る。そして、前記用紙の裏面側から転写ローラ３９により電圧を印加して、ベルト３０に担持されているカラートナー画像を転写し、剥離爪３５により剥離してから定着装置１９に向けて送り、カラーコピーを作成する。また、前記中間転写ベルト３０からカラートナー画像を用紙に転写した後、中間転写ベルト３０の表面に残留したトナー等は、クリーニング装置３６のブレード３７により除去し、次の帯電・露光・現像の動作に対処させるようにしている。
【００１８】
なお、前記用紙担持ベルト２０を用いる例では、静電気により用紙をベルト表面に保持できるものであれば、従来公知の静電的な用紙担持手段を用いても良い。また、中間転写ベルト３０としても、従来公知の転写ベルト手段を任意に用いることができる。そして、前記中間転写ベルト３０に対するクリーニング装置としても、任意の機構の装置を用いることも可能である。さらに、前記実施例では、１個の露光器５を感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂのすべてに振り向ける構成としたが、前記感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃに１つのＬＥＤを共用し、感光体ドラム３Ｂには別の露光器５を配置するように構成することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、前述したように構成したものであるから、１個のＬＥＤを全部の画像形成手段に対して共通に使用することで、前記ＬＥＤの占めるコストを低くでき、低コストの画像形成装置を構成することができる。また、各画像形成手段の画像転写部の間隔を、少なくとも用紙の長さに相当するものとして構成することで、感光体ドラムに対するＬＥＤの画像の書込み作用を、安定した状態で行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】  画像形成装置に設ける画像形成部の構成の説明図である。
【図３】  画像形成装置の別の構成例の説明図である。
【図４】  画像形成装置の他の構成例の説明図である。
【符号の説明】
１    画像形成装置、  ２    画像形成部、  ３    感光体ドラム、
４    転写ローラ、  ５    露光器、  ６    支軸、  ９    用紙搬送路、
１０    画像形成部材、  １１    帯電器、  １２    現像装置、
１３    現像ローラ、  １３ａ    供給ローラ、
１４    クリーニング装置、  １５    ブレード、  １５ａ    搬送器、
１６    給紙トレイ、  １７    給紙ローラ、  １８    搬送ローラ装置、
１９    定着装置、  ２０    用紙担持ベルト、  ２１    駆動プーリ、
２２    ガイドプーリ、  ２３    転向ローラ、  ２５    剥離爪、
２６    搬送ローラ装置、  ２７    押圧ローラ、  ２８    帯電器、
３０    中間転写ベルト、  ３１    駆動ローラ、  ３２    ガイドプーリ、
３５    剥離爪、  ３６    クリーニング装置、  ３７    ブレード、
３８    転写部、  ３９    転写ローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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