JP2004069818A - レーザスキャナ装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品を共通化し、低コスト化，省資源化あるいは生産性向上を図ることができるレーザスキャナ装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】レーザ光を発光させるレーザ発光ダイオードと、該レーザ発光ダイオードを収納するスキャナケース５１と、を備えたレーザスキャナ装置において、前記スキャナケースは、前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を反射する反射ミラーを装着する取り付け部と、該取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に該レーザスキャナ装置外部へレーザ光を通過させる第１の開口部と、前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に該レーザスキャナ装置外部へ該反射ミラーにより反射されたレーザ光を通過させる第２の開口部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図３
【解決手段】レーザ光を発光させるレーザ発光ダイオードと、該レーザ発光ダイオードを収納するスキャナケース５１と、を備えたレーザスキャナ装置において、前記スキャナケースは、前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を反射する反射ミラーを装着する取り付け部と、該取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に該レーザスキャナ装置外部へレーザ光を通過させる第１の開口部と、前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に該レーザスキャナ装置外部へ該反射ミラーにより反射されたレーザ光を通過させる第２の開口部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光線を用いて画像を形成するレーザスキャナ装置および該レーザスキャナ装置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、レーザビームプリンターやレーザビームを用いた複写機などの画像形成装置においては、水平用紙搬送方式の画像形成プロセスを採用したものが多かった。
【０００３】
しかしながら、近年では縦パス方式と呼ばれる給紙装置を装置下部に配置し、用紙が下から上方向に搬送され、排紙される方式のものが多く生産されるようになってきた。
【０００４】
これは、デジタル化の進化に伴い、いわゆる、原稿を読み取るイメージスキャナである原稿画像読取装置と画像形成プロセスである画像形成部を光学的に分離することが可能となったためであり、そのために、画像読み取り手段で読み込まれた光学情報は光電気変換手段であるＣＣＤなどを用いることによって、電気信号に置き換えられ電線によって画像形成部であるところのプリンタ部に画像信号を送り、任意の位置で電気信号を光信号に変換して画像情報を感光ドラムに照射させ潜像を形成することができるようになったためである。
【０００５】
このように、妥当な位置に照射位置を設けることが可能になった感光ドラムに対する書き込み位置の自由度の増大に対応して、書き込み手段としてレーザビームを用いることによって、従来水平用紙搬送方式で行っていた画像形成プロセスを縦用紙搬送方式の画像形成プロセスでも可能とすることができる。
【０００６】
また、現像装置やトナー補給装置などの画像形成手段においても、上方向に配備された感光ドラムにトナー補給が下方向から行われるが、現像材やトナーの収納部よりも高い位置に配備された現像スリーブにトナーを供給する汲み上げ現像方式の技術的進歩や、クリーニング手段においては開口部を下方向とし、開口部を感光ドラムに向けて合致当接させつつクリーニングを確実に行う下向きクリーニング手段の技術的進歩もあり、縦用紙搬送方式の画像形成プロセスが可能となった。
【０００７】
この縦用紙搬送方式が可能となったため画像形成装置のレイアウトは下部方向から用紙カセットを含む給紙装置、レジスト手段、感光ドラム、現像装置、クリーニング手段を含む画像形成手段を配備し、その上部方向に用紙搬送部、定着装置を配備すると共にその上部近傍に排紙手段と排紙口を設けるショートパス構成を成すことが可能となり、この構成において給紙手段から排紙手段までの搬送距離を極端に屈曲させること無く達成できるため、搬送距離が短くなるほか、構成部品が少なくなった。
【０００８】
また、縦方向に搬送パスが比較的ストレートに通るために装置全体に対する搬送パスのスペースが減少するため、小型化，低コスト化および通紙時間の短縮化を図ることができ、レイアウトに自由度が増えることによって、高密度化省スペースが達成でき、画像形成装置等の装置全体の大きさも小型化することができる。
【０００９】
この縦用紙搬送方式の画像形成装置では、書き込み装置としてレーザ発光ダイオードを用いた光源から画像情報をレーザ光線として発光し、このレーザ光線はポリゴンミラーを装着したモータによって走査せしめて感光ドラムに照射するものが多く使用されている。
【００１０】
また、その際、レーザ光線を絞り、画像を鮮明にし、規定の画質を保証させるためにレンズを配備し感光ドラム上で焦点が合うようにしているレーザスキャナ装置がある。
【００１１】
そして、このレーザスキャナ装置には感光ドラムとレーザ光源のレイアウトに自由度を持たせるため、光路の向きを変換するために反射ミラーを１枚から３枚程度用いる場合もある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１３】
各々の製品に対する大きさ、用途等の要望に応えるために、製品ごとにレーザスキャナ装置の書き込み手段を設計し製作する必要があった。
【００１４】
そのために開発投資に多大な資金を要したり、開発日程や人的負荷をより多く要するとともに、該レーザスキャナ装置を備えた装置枠体の機械的強度や振動の対策がまちまちであったため、類似形状であっても全ての条件をそろえることは難易度が高く実質的には不可能であった。
【００１５】
そのため、レーザスキャナ装置は、その都度使用される光学レイアウトの仕様を作定して設計しなければならず多品種になってしまうことがあった。
【００１６】
さらに、レーザスキャナの共通化が立ち遅れているため、製品のコスト削減に対して悪影響を及ぼしていた。
【００１７】
また、レーザスキャナ装置は光学的レンズの構成によってなされるため、光路や画像書き込み幅を変更することは、すなわちレンズそのものの焦点距離，屈折幅や絞りなどをその都度仕様に合致せしめることが必要であったため、各仕様に合わせてレンズを設計しなければならず、その開発費や量産化するための設備費等を含めると必要となるコストは膨大であり、従来からレーザスキャナ装置の共通化，標準化が求められていた。
【００１８】
また、画像形成装置毎に一つの仕様の光学部品が使用されていたため、該画像形成装置の使用を終えると、その中に含まれている光学部品は他の異なる構成の画像形成装置で再利用できなかったため、省資源，リサイクルの観点からも問題があった。
【００１９】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品を共通化し、低コスト化，省資源化あるいは生産性向上を図ることができるレーザスキャナ装置および画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザスキャナ装置にあっては、レーザ光を発光させるレーザ発光ダイオードと、該レーザ発光ダイオードを収納するスキャナケースと、を備えたレーザスキャナ装置において、前記スキャナケースは、前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を反射する反射ミラーを装着する取り付け部と、該取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に該レーザスキャナ装置外部へレーザ光を通過させる第１の開口部と、前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に該レーザスキャナ装置外部へ該反射ミラーにより反射されたレーザ光を通過させる第２の開口部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査されるレーザ光を検知するレーザ光検知手段と、該レーザ光検知手段の検知とレーザ光が照射される被照射部材上の所望の照射領域とに基づきレーザ光を発光するタイミングを制御するレーザ発光制御手段と、を備え、前記第１および第２の開口部は、前記所望の照射領域の内の前記走査方向の最大幅の照射領域に照射するレーザ光を通過させる領域が開口されていることは好適である。
【００２２】
また、前記レーザ発光ダイオードと前記反射ミラーを装着する取り付け部との間のレーザ光路中に設けられた光学部材の走査方向の幅は、前記走査方向の最大幅のレーザ光を被照射部材上に照射する幅であることは好適である。
【００２３】
また、前記取り付け部には被照射部材の位置に応じて反射角度の異なる反射ミラーを装着することができ、前記第２の開口部は、第１の反射角を持つ反射ミラーにより反射されたレーザ光と第２の反射角を持つ反射ミラーにより反射されたレーザ光とを通過させる領域を含む領域が開口されていることは好適である。
【００２４】
また、前記第１の開口部および第２の開口部に該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置することは好適である。
【００２５】
また、前記取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に、前記第１の開口部には該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置し、前記第２の開口部には該開口部を塞ぐ部材を設置することは好適である。
【００２６】
また、前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に、前記第２の開口部には該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置し、前記第１の開口部には該開口部を塞ぐ部材を設置することは好適である。
【００２７】
また、本発明に係る画像形成装置にあっては、本発明に係るレーザスキャナ装置と、該レーザスキャナ装置により像担持体上に照射された原稿の画像を被転写材に転写する画像形成部と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２９】
図１は本発明の実施の形態を示す画像形成装置の断面図であって、同図において、画像形成装置１は、下部に給紙手段２が設けられ、上部に画像読取装置９が設けられている。そして、給紙手段２の給紙ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄから一枚ずつ送り出された用紙は、用紙縦搬送路８に添って、搬送ローラ１１に狭持搬送されながら、レジストローラ対３に至る。
【００３０】
一方、画像読取装置９により読み込まれた画像情報、ネットワークやＦＡＸ回線に接続され伝送されてきた電子画像情報は、電子情報を光情報に変換しこれを感光体に照射し潜像を形成させるための手段であるレーザスキャナ装置５に画像情報が送られるとレーザビームにより感光ドラム７に画像が潜像として形成される。
【００３１】
レジストローラ対３ではレーザスキャナ装置５との用紙先端位置の画像書き出しのタイミングをとって、回転搬送し転写ローラ１０にて感光ドラム７上のトナー画像を用紙に転写させ、その後、上部に搬送され、定着器６に至り加圧・加熱されて未定着トナーは用紙上に定着され、排紙積載部１２に至る。
【００３２】
また、トナーカートリッジなどの容器から供給されたトナーは現像器１３に到達し、内部で撹拌されながら現像スリーブ１３ａに至り感光ドラム７にトナーを供給する。
【００３３】
一方、用紙に転写ローラ１０で転写した残りの感光ドラム７上の余剰トナーはクリーナ１４に設けられたクリーニングブレード１４ａにより掻き取られ搬送スクリュー１４ｂによって除去され、廃トナー収納容器などに収容される。
【００３４】
そして、レーザスキャナ装置５は感光ドラム７に対して、略水平に配置されているために水平にそのままレーザビームを照射することが出来る。
【００３５】
一方、図２はレーザスキャナ装置の要素配置を示す斜視図を示し、同図において、レーザスキャナ装置５の中には、光源であるレーザ発光ダイオード５ａを有し、電子画像信号が制御部を介してポリゴンモータ５ｇとレーザ基板に送られ、これによって、ポリゴンモータ５ｇが回転を開始し、一定速度に達したら、レーザ発光ダイオード５ａからレーザビーム６が発射される。
【００３６】
レーザビーム６はシリンドリカルレンズ５ｄから回転多面鏡であるポリゴンミラー５ｂに反射されてｆθレンズ５ｆ，５ｅを介して反射ミラー５ｃで反射され、向きを変えて感光ドラム７表面に走査されて潜像画像を形成する。そして、ｆθレンズ５ｆ，５ｅは感光ドラム７に焦点を合致せしめるように構成されている。
【００３７】
また、この走査の位置を正確に制御するタイミング合わせのためにＢＤミラー５ｈに一部の光が反射されて、ＢＤセンサ５ｉに受光され、電気信号に変換されて、ポリゴンモータとレーザビームの制御を行う制御回路に送られる。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態であるレーザスキャナ装置５の構成を最もよく表す断面図である。同図において、スキャナケース５ｌにはレーザスキャナ装置５を製造する際に、求められる仕様に応じて反射ミラー５ｃを配備できるように、予め取り付け座面を設けてある。その他図２と同じ符号で指し示した部品は図２と同じ構成部品であり、ポリゴンモータ５ｇに軸支されたポリゴンミラー５ｂにより発光されたレーザビーム６はｆθレンズ５ｆ，５ｅを介して反射ミラー５ｃの取り付け座面に至る。
【００３９】
そして、反射ミラー５ｃを設置しない場合、レーザビーム６は第１の開口部に設置された防塵ガラス５ｊを透過したレーザビーム６ａとなり、感光ドラム７ａに結像する。
【００４０】
また、反射ミラー５ｃを設置した場合、レーザビーム６は反射ミラー５ｃにて反射されて第２の開口部に設置された防塵ガラス５ｋを透過したレーザビーム６ｂとなり、感光ドラム７ｂに結像する。
【００４１】
このように、スキャナケース５１には、反射ミラーを装着しない場合の光路と反射ミラーを装着した場合の光路を形成できるように反射ミラー５ｃの取り付け座面を、例えばモールド樹脂により成形しておく。そして、単に反射ミラーの有無で異なるレーザ光路を形成できるように、反射ミラーより手前側には、レーザ発光ダイオード，ポリゴンモータ，レンズを配備して反射ミラーの有無に拘らず共通化できるようにし、該反射ミラーより後側では、感光ドラムまでの光路を確保できるようにそれぞれの位置の装置筐体に開口部を設けて、装置外部にレーザ光を通すようにしてある。
【００４２】
なお、この開口部の大きさは、レーザ光被照射部材である感光ドラムに要求される所望の照射領域にレーザ光を照射できるようにレーザ光を通過させる大きさであることが必要であり、なるべく多くの機種にも対応できるように、装置筐体の剛性等を考慮しつつ、可能な限り大きくすることが望ましい。
【００４３】
また、第２の開口部は、反射角度の異なる反射ミラーを装着するだけでさらに数種類のレーザ光路を形成できるように、装置筐体の剛性等を考慮しつつ、できる限り大きくすることが望ましい。
【００４４】
また、反射ミラー５ｃを設置しない場合は、第２の開口部に設置された防塵ガラス５ｋはガラスである必要がなく、同様に、反射ミラー５ｃを設ける場合には、第１の開口部に設置された防塵ガラス５ｊはガラスである必要がなく、それぞれ開口部を単に塞げれば、例えば黒いプラスチック板等で代用しても良い。
【００４５】
このように、レーザスキャナ装置５に配備される部品を共通にし、そのまま変更することなく、反射ミラーを装着配備するか否か、装着する場合は角度の異なる反射ミラーを配備することによって、容易に数種類のレーザ光路を形成できるようになる。
【００４６】
図４は、図３における反射ミラー５ｃを装着しない場合のレーザスキャナ装置であって、例えばモノクロ複写機に装着されると図１のような構成の画像形成装置となる。
【００４７】
一方、図５は図３において、反射ミラー５ｃを装着した場合のレーザスキャナ装置５の構成を示し、ポリゴンモータ５ｇに軸支されたポリゴンミラー５ｂに反射されたレーザビーム６は、ｆθレンズ５ｆ，５ｅを通過して、反射ミラー５ｃにて反射されて、感光ドラム７ｂに至るレーザビーム６ｂを形成する。
【００４８】
なお、図６は、図５のレーザスキャナ装置５を用いた、例えばカラー画像形成装置である。同図において、画像形成装置１は、下部に給紙手段２が設けられていて、上部に画像読取装置９が設けられている。
【００４９】
給紙手段２から一枚ずつ送り出された用紙は、用紙縦搬送路８に添って、搬送ローラ１１に狭持搬送されながら、レジストローラ対３に至る。
【００５０】
一方、画像読取装置９により読み込まれた画像情報や、ネットワークやＦＡＸ回線に接続され伝送されてきた電子画像情報は、光情報に変換される。そして、感光体に照射し潜像を形成させるための手段であり、保持ステイ１５に載置固定されたレーザスキャナ装置５に画像情報が送られるとレーザビームにより感光ドラム７に画像が潜像として形成される。
【００５１】
レジストローラ対３ではレーザスキャナ装置５との用紙先端位置の画像書き出しのタイミングをとって、回転搬送し転写ローラ１０にて感光ドラム７上のトナー画像を用紙に転写させ、その後、上部に搬送され、定着器６に至り加圧・加熱されて未定着トナーは用紙上に定着され、排紙積載部１２に至る。
【００５２】
また、トナーカートリッジ１６などの容器から供給されたトナーは現像器１３に到達し、内部で撹拌されながら現像スリーブ１３ａに至り感光ドラム７にトナーを供給する。
【００５３】
現像器１３で顕像化されたトナー画像は、ＩＴＢ（イメージトランスファーベルト）１７へ転写されて、通紙搬送部の転写ローラ１０に至る。ここで、給紙手段２から搬送されてきた転写用紙にトナー画像を転写させる。
【００５４】
一方、用紙に転写ローラ１０で転写した残りの感光ドラム７上の余剰トナーはクリーナ１４に設けられたクリーニングブレード１４ａにより掻き取られ搬送スクリュー１４ｂによって除去され、廃トナー収納容器などに収容される。
【００５５】
レーザスキャナ装置５は、感光ドラム７に対して、反射ミラー５ｃによって結像する任意の位置に配置することができるため、現像器下部のスペースにレイアウトし、レーザビーム６ｂを照射することが出来る。
【００５６】
また、図５においてのｆθレンズ等を図４の物と共通にできるように、図４および図５の両構成において、反射ミラー５ｃの有無にかかわらずレーザ発光ダイオードの発光点から感光ドラム７のまでのレーザ光の光路長を略同一としている。
【００５７】
上記構成において、ポリゴンモータによって主走査方向に画像情報を展開する手段は、ポリゴンミラー５ｂとｆθレンズ５ｅ，５ｆにより回転角と書き込み照射ピッチを一定にし、感光ドラム面上に画像を書き込むことが出来るようにするが、この際に、画像書き出し位置を決定するために、レーザ光検知手段であるＢＤセンサ５ｉを用いてレーザビームの位置およびタイミングを検知し、レーザ発光制御手段によりレーザを発光させる位置を制御する。
【００５８】
なお、ＢＤセンサ５ｉにてレーザビームの位置を検知して予め得た最初の書き出し位置と主走査の情報に基づき、ソフトウエアにより主走査方向の最大書き込み幅を決定し、レーザ光を発光させる位置を制御するようにしておく。
【００５９】
また、数種類の転写紙のサイズに合わせることが出来るように、また、できるだけ幅広の用紙にも対応できるように、レーザ発光ダイオードと反射ミラー取り付け座面間のレーザ光路中に設けられたレンズ等の幅や反射ミラーの幅を設定しておくようにしてある。
【００６０】
また、レーザスキャナ装置の取り付け手段は、反射ミラーの有無に拘らず共通であるから、図６の画像形成装置に設けられている感光ドラムの配置を考慮して焦点を感光ドラムに合致させることができるように保持ステイ１５を設けておく。同様に、図１の画像形成装置に設けられている感光ドラムの配置を考慮して保持ステイを設けておく。
【００６１】
その際、第２の開口部は、装置筐体の剛性等の制限により、その開口面積の大きさは制限されているので、反射ミラーにて反射されたレーザ光が感光ドラムに照射されるか否かも該開口面積の大きさによる。そのため、開口面積の大きさが決まったら、予めどの角度の反射ミラーであれば該開口部を通過するかを把握しておき、つまり、許容角度の両端の角度を第１の反射角および第２の反射角と認識し、画像形成装置の配置設計において、まず感光ドラムの位置が決定したら、その感光ドラムにレーザ光を照射できるように、保持ステイの位置を考慮しつつ反射ミラーの角度を第１の反射角度と第２の反射角度との範囲内で選択して決定していく。
【００６２】
また、反射ミラーの有無・種類で感光体照射方向を異なる方向に補正可能とした本実施の形態に係るレーザスキャナ装置を用いることによって、画像精度を保証するための治工具や測定装置などを共通にすることができるので、量産ラインにおける多品種少量生産でのスムーズな切り替え生産ができ、生産性を向上することができる。
【００６３】
また、前記レーザスキャナ装置を異なる光路を採用する複数の画像形成装置に用いることにより、分解組み立てなどの再利用において、一旦一つの画像形成装置で使用したレーザスキャナ装置を、該レーザスキャナ装置の構成部品の一部を追加変更するだけで他の異なる構成の画像形成装置で再利用できるので、省資源化を図ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザスキャナ装置に要求される仕様に応じて、反射ミラーを装着するか否かまたは装着する場合は反射ミラーの角度を変更するだけで、容易に数種類のレーザ光路を形成できるので、画像形成装置の仕様に応じて、レーザスキャナケース等の部品をその仕様に合わせて設計する必要がなく、装置を一つ一つ設計するのに要する工数・費用を削減できる。
【００６５】
また、一旦一つの画像形成装置で使用したレーザスキャナ装置を、該レーザスキャナ装置に反射ミラーを追加するかあるいは取り去るだけで又は反射角度の異なる反射ミラーを装着するだけで他の異なる構成の画像形成装置で再利用できるので、省資源化を図ることができるとともに、生産性やサービス性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るレーザスキャナ装置を備えた画像形成装置の断面図である。
【図２】実施の形態に係るレーザスキャナ装置のレイアウトを示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係るレーザスキャナ装置の断面図である。
【図４】実施の形態に係るレーザスキャナ装置に反射ミラーを装着しない場合の断面図である。
【図５】実施の形態に係るレーザスキャナ装置に反射ミラーを装着する場合の断面図である。
【図６】実施の形態に係るレーザスキャナ装置を備えた他の画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 給紙手段
３ レジストローラ
５ レーザスキャナ装置
５ａ レーザ発光ダイオード
５ｂ ポリゴンミラー
５ｃ 反射ミラー
５ｄ シリンドリカルレンズ
５ｅ，５ｆ ｆθレンズ
５ｇ ポリゴンモータ
５ｈ ＢＤミラー
５ｉ ＢＤセンサ
５ｊ，５ｋ 防塵ガラス
６ 定着器
７ 感光ドラム
８ 用紙縦搬送路
９ 画像読取装置
１０ 転写ローラ
１１ 搬送ローラ
１２ 排紙積載部
１３ 現像器
１４ クリーナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光線を用いて画像を形成するレーザスキャナ装置および該レーザスキャナ装置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、レーザビームプリンターやレーザビームを用いた複写機などの画像形成装置においては、水平用紙搬送方式の画像形成プロセスを採用したものが多かった。
【０００３】
しかしながら、近年では縦パス方式と呼ばれる給紙装置を装置下部に配置し、用紙が下から上方向に搬送され、排紙される方式のものが多く生産されるようになってきた。
【０００４】
これは、デジタル化の進化に伴い、いわゆる、原稿を読み取るイメージスキャナである原稿画像読取装置と画像形成プロセスである画像形成部を光学的に分離することが可能となったためであり、そのために、画像読み取り手段で読み込まれた光学情報は光電気変換手段であるＣＣＤなどを用いることによって、電気信号に置き換えられ電線によって画像形成部であるところのプリンタ部に画像信号を送り、任意の位置で電気信号を光信号に変換して画像情報を感光ドラムに照射させ潜像を形成することができるようになったためである。
【０００５】
このように、妥当な位置に照射位置を設けることが可能になった感光ドラムに対する書き込み位置の自由度の増大に対応して、書き込み手段としてレーザビームを用いることによって、従来水平用紙搬送方式で行っていた画像形成プロセスを縦用紙搬送方式の画像形成プロセスでも可能とすることができる。
【０００６】
また、現像装置やトナー補給装置などの画像形成手段においても、上方向に配備された感光ドラムにトナー補給が下方向から行われるが、現像材やトナーの収納部よりも高い位置に配備された現像スリーブにトナーを供給する汲み上げ現像方式の技術的進歩や、クリーニング手段においては開口部を下方向とし、開口部を感光ドラムに向けて合致当接させつつクリーニングを確実に行う下向きクリーニング手段の技術的進歩もあり、縦用紙搬送方式の画像形成プロセスが可能となった。
【０００７】
この縦用紙搬送方式が可能となったため画像形成装置のレイアウトは下部方向から用紙カセットを含む給紙装置、レジスト手段、感光ドラム、現像装置、クリーニング手段を含む画像形成手段を配備し、その上部方向に用紙搬送部、定着装置を配備すると共にその上部近傍に排紙手段と排紙口を設けるショートパス構成を成すことが可能となり、この構成において給紙手段から排紙手段までの搬送距離を極端に屈曲させること無く達成できるため、搬送距離が短くなるほか、構成部品が少なくなった。
【０００８】
また、縦方向に搬送パスが比較的ストレートに通るために装置全体に対する搬送パスのスペースが減少するため、小型化，低コスト化および通紙時間の短縮化を図ることができ、レイアウトに自由度が増えることによって、高密度化省スペースが達成でき、画像形成装置等の装置全体の大きさも小型化することができる。
【０００９】
この縦用紙搬送方式の画像形成装置では、書き込み装置としてレーザ発光ダイオードを用いた光源から画像情報をレーザ光線として発光し、このレーザ光線はポリゴンミラーを装着したモータによって走査せしめて感光ドラムに照射するものが多く使用されている。
【００１０】
また、その際、レーザ光線を絞り、画像を鮮明にし、規定の画質を保証させるためにレンズを配備し感光ドラム上で焦点が合うようにしているレーザスキャナ装置がある。
【００１１】
そして、このレーザスキャナ装置には感光ドラムとレーザ光源のレイアウトに自由度を持たせるため、光路の向きを変換するために反射ミラーを１枚から３枚程度用いる場合もある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００１３】
各々の製品に対する大きさ、用途等の要望に応えるために、製品ごとにレーザスキャナ装置の書き込み手段を設計し製作する必要があった。
【００１４】
そのために開発投資に多大な資金を要したり、開発日程や人的負荷をより多く要するとともに、該レーザスキャナ装置を備えた装置枠体の機械的強度や振動の対策がまちまちであったため、類似形状であっても全ての条件をそろえることは難易度が高く実質的には不可能であった。
【００１５】
そのため、レーザスキャナ装置は、その都度使用される光学レイアウトの仕様を作定して設計しなければならず多品種になってしまうことがあった。
【００１６】
さらに、レーザスキャナの共通化が立ち遅れているため、製品のコスト削減に対して悪影響を及ぼしていた。
【００１７】
また、レーザスキャナ装置は光学的レンズの構成によってなされるため、光路や画像書き込み幅を変更することは、すなわちレンズそのものの焦点距離，屈折幅や絞りなどをその都度仕様に合致せしめることが必要であったため、各仕様に合わせてレンズを設計しなければならず、その開発費や量産化するための設備費等を含めると必要となるコストは膨大であり、従来からレーザスキャナ装置の共通化，標準化が求められていた。
【００１８】
また、画像形成装置毎に一つの仕様の光学部品が使用されていたため、該画像形成装置の使用を終えると、その中に含まれている光学部品は他の異なる構成の画像形成装置で再利用できなかったため、省資源，リサイクルの観点からも問題があった。
【００１９】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、部品を共通化し、低コスト化，省資源化あるいは生産性向上を図ることができるレーザスキャナ装置および画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザスキャナ装置にあっては、レーザ光を発光させるレーザ発光ダイオードと、該レーザ発光ダイオードを収納するスキャナケースと、を備えたレーザスキャナ装置において、前記スキャナケースは、前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を反射する反射ミラーを装着する取り付け部と、該取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に該レーザスキャナ装置外部へレーザ光を通過させる第１の開口部と、前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に該レーザスキャナ装置外部へ該反射ミラーにより反射されたレーザ光を通過させる第２の開口部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査されるレーザ光を検知するレーザ光検知手段と、該レーザ光検知手段の検知とレーザ光が照射される被照射部材上の所望の照射領域とに基づきレーザ光を発光するタイミングを制御するレーザ発光制御手段と、を備え、前記第１および第２の開口部は、前記所望の照射領域の内の前記走査方向の最大幅の照射領域に照射するレーザ光を通過させる領域が開口されていることは好適である。
【００２２】
また、前記レーザ発光ダイオードと前記反射ミラーを装着する取り付け部との間のレーザ光路中に設けられた光学部材の走査方向の幅は、前記走査方向の最大幅のレーザ光を被照射部材上に照射する幅であることは好適である。
【００２３】
また、前記取り付け部には被照射部材の位置に応じて反射角度の異なる反射ミラーを装着することができ、前記第２の開口部は、第１の反射角を持つ反射ミラーにより反射されたレーザ光と第２の反射角を持つ反射ミラーにより反射されたレーザ光とを通過させる領域を含む領域が開口されていることは好適である。
【００２４】
また、前記第１の開口部および第２の開口部に該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置することは好適である。
【００２５】
また、前記取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に、前記第１の開口部には該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置し、前記第２の開口部には該開口部を塞ぐ部材を設置することは好適である。
【００２６】
また、前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に、前記第２の開口部には該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置し、前記第１の開口部には該開口部を塞ぐ部材を設置することは好適である。
【００２７】
また、本発明に係る画像形成装置にあっては、本発明に係るレーザスキャナ装置と、該レーザスキャナ装置により像担持体上に照射された原稿の画像を被転写材に転写する画像形成部と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２９】
図１は本発明の実施の形態を示す画像形成装置の断面図であって、同図において、画像形成装置１は、下部に給紙手段２が設けられ、上部に画像読取装置９が設けられている。そして、給紙手段２の給紙ユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄから一枚ずつ送り出された用紙は、用紙縦搬送路８に添って、搬送ローラ１１に狭持搬送されながら、レジストローラ対３に至る。
【００３０】
一方、画像読取装置９により読み込まれた画像情報、ネットワークやＦＡＸ回線に接続され伝送されてきた電子画像情報は、電子情報を光情報に変換しこれを感光体に照射し潜像を形成させるための手段であるレーザスキャナ装置５に画像情報が送られるとレーザビームにより感光ドラム７に画像が潜像として形成される。
【００３１】
レジストローラ対３ではレーザスキャナ装置５との用紙先端位置の画像書き出しのタイミングをとって、回転搬送し転写ローラ１０にて感光ドラム７上のトナー画像を用紙に転写させ、その後、上部に搬送され、定着器６に至り加圧・加熱されて未定着トナーは用紙上に定着され、排紙積載部１２に至る。
【００３２】
また、トナーカートリッジなどの容器から供給されたトナーは現像器１３に到達し、内部で撹拌されながら現像スリーブ１３ａに至り感光ドラム７にトナーを供給する。
【００３３】
一方、用紙に転写ローラ１０で転写した残りの感光ドラム７上の余剰トナーはクリーナ１４に設けられたクリーニングブレード１４ａにより掻き取られ搬送スクリュー１４ｂによって除去され、廃トナー収納容器などに収容される。
【００３４】
そして、レーザスキャナ装置５は感光ドラム７に対して、略水平に配置されているために水平にそのままレーザビームを照射することが出来る。
【００３５】
一方、図２はレーザスキャナ装置の要素配置を示す斜視図を示し、同図において、レーザスキャナ装置５の中には、光源であるレーザ発光ダイオード５ａを有し、電子画像信号が制御部を介してポリゴンモータ５ｇとレーザ基板に送られ、これによって、ポリゴンモータ５ｇが回転を開始し、一定速度に達したら、レーザ発光ダイオード５ａからレーザビーム６が発射される。
【００３６】
レーザビーム６はシリンドリカルレンズ５ｄから回転多面鏡であるポリゴンミラー５ｂに反射されてｆθレンズ５ｆ，５ｅを介して反射ミラー５ｃで反射され、向きを変えて感光ドラム７表面に走査されて潜像画像を形成する。そして、ｆθレンズ５ｆ，５ｅは感光ドラム７に焦点を合致せしめるように構成されている。
【００３７】
また、この走査の位置を正確に制御するタイミング合わせのためにＢＤミラー５ｈに一部の光が反射されて、ＢＤセンサ５ｉに受光され、電気信号に変換されて、ポリゴンモータとレーザビームの制御を行う制御回路に送られる。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態であるレーザスキャナ装置５の構成を最もよく表す断面図である。同図において、スキャナケース５ｌにはレーザスキャナ装置５を製造する際に、求められる仕様に応じて反射ミラー５ｃを配備できるように、予め取り付け座面を設けてある。その他図２と同じ符号で指し示した部品は図２と同じ構成部品であり、ポリゴンモータ５ｇに軸支されたポリゴンミラー５ｂにより発光されたレーザビーム６はｆθレンズ５ｆ，５ｅを介して反射ミラー５ｃの取り付け座面に至る。
【００３９】
そして、反射ミラー５ｃを設置しない場合、レーザビーム６は第１の開口部に設置された防塵ガラス５ｊを透過したレーザビーム６ａとなり、感光ドラム７ａに結像する。
【００４０】
また、反射ミラー５ｃを設置した場合、レーザビーム６は反射ミラー５ｃにて反射されて第２の開口部に設置された防塵ガラス５ｋを透過したレーザビーム６ｂとなり、感光ドラム７ｂに結像する。
【００４１】
このように、スキャナケース５１には、反射ミラーを装着しない場合の光路と反射ミラーを装着した場合の光路を形成できるように反射ミラー５ｃの取り付け座面を、例えばモールド樹脂により成形しておく。そして、単に反射ミラーの有無で異なるレーザ光路を形成できるように、反射ミラーより手前側には、レーザ発光ダイオード，ポリゴンモータ，レンズを配備して反射ミラーの有無に拘らず共通化できるようにし、該反射ミラーより後側では、感光ドラムまでの光路を確保できるようにそれぞれの位置の装置筐体に開口部を設けて、装置外部にレーザ光を通すようにしてある。
【００４２】
なお、この開口部の大きさは、レーザ光被照射部材である感光ドラムに要求される所望の照射領域にレーザ光を照射できるようにレーザ光を通過させる大きさであることが必要であり、なるべく多くの機種にも対応できるように、装置筐体の剛性等を考慮しつつ、可能な限り大きくすることが望ましい。
【００４３】
また、第２の開口部は、反射角度の異なる反射ミラーを装着するだけでさらに数種類のレーザ光路を形成できるように、装置筐体の剛性等を考慮しつつ、できる限り大きくすることが望ましい。
【００４４】
また、反射ミラー５ｃを設置しない場合は、第２の開口部に設置された防塵ガラス５ｋはガラスである必要がなく、同様に、反射ミラー５ｃを設ける場合には、第１の開口部に設置された防塵ガラス５ｊはガラスである必要がなく、それぞれ開口部を単に塞げれば、例えば黒いプラスチック板等で代用しても良い。
【００４５】
このように、レーザスキャナ装置５に配備される部品を共通にし、そのまま変更することなく、反射ミラーを装着配備するか否か、装着する場合は角度の異なる反射ミラーを配備することによって、容易に数種類のレーザ光路を形成できるようになる。
【００４６】
図４は、図３における反射ミラー５ｃを装着しない場合のレーザスキャナ装置であって、例えばモノクロ複写機に装着されると図１のような構成の画像形成装置となる。
【００４７】
一方、図５は図３において、反射ミラー５ｃを装着した場合のレーザスキャナ装置５の構成を示し、ポリゴンモータ５ｇに軸支されたポリゴンミラー５ｂに反射されたレーザビーム６は、ｆθレンズ５ｆ，５ｅを通過して、反射ミラー５ｃにて反射されて、感光ドラム７ｂに至るレーザビーム６ｂを形成する。
【００４８】
なお、図６は、図５のレーザスキャナ装置５を用いた、例えばカラー画像形成装置である。同図において、画像形成装置１は、下部に給紙手段２が設けられていて、上部に画像読取装置９が設けられている。
【００４９】
給紙手段２から一枚ずつ送り出された用紙は、用紙縦搬送路８に添って、搬送ローラ１１に狭持搬送されながら、レジストローラ対３に至る。
【００５０】
一方、画像読取装置９により読み込まれた画像情報や、ネットワークやＦＡＸ回線に接続され伝送されてきた電子画像情報は、光情報に変換される。そして、感光体に照射し潜像を形成させるための手段であり、保持ステイ１５に載置固定されたレーザスキャナ装置５に画像情報が送られるとレーザビームにより感光ドラム７に画像が潜像として形成される。
【００５１】
レジストローラ対３ではレーザスキャナ装置５との用紙先端位置の画像書き出しのタイミングをとって、回転搬送し転写ローラ１０にて感光ドラム７上のトナー画像を用紙に転写させ、その後、上部に搬送され、定着器６に至り加圧・加熱されて未定着トナーは用紙上に定着され、排紙積載部１２に至る。
【００５２】
また、トナーカートリッジ１６などの容器から供給されたトナーは現像器１３に到達し、内部で撹拌されながら現像スリーブ１３ａに至り感光ドラム７にトナーを供給する。
【００５３】
現像器１３で顕像化されたトナー画像は、ＩＴＢ（イメージトランスファーベルト）１７へ転写されて、通紙搬送部の転写ローラ１０に至る。ここで、給紙手段２から搬送されてきた転写用紙にトナー画像を転写させる。
【００５４】
一方、用紙に転写ローラ１０で転写した残りの感光ドラム７上の余剰トナーはクリーナ１４に設けられたクリーニングブレード１４ａにより掻き取られ搬送スクリュー１４ｂによって除去され、廃トナー収納容器などに収容される。
【００５５】
レーザスキャナ装置５は、感光ドラム７に対して、反射ミラー５ｃによって結像する任意の位置に配置することができるため、現像器下部のスペースにレイアウトし、レーザビーム６ｂを照射することが出来る。
【００５６】
また、図５においてのｆθレンズ等を図４の物と共通にできるように、図４および図５の両構成において、反射ミラー５ｃの有無にかかわらずレーザ発光ダイオードの発光点から感光ドラム７のまでのレーザ光の光路長を略同一としている。
【００５７】
上記構成において、ポリゴンモータによって主走査方向に画像情報を展開する手段は、ポリゴンミラー５ｂとｆθレンズ５ｅ，５ｆにより回転角と書き込み照射ピッチを一定にし、感光ドラム面上に画像を書き込むことが出来るようにするが、この際に、画像書き出し位置を決定するために、レーザ光検知手段であるＢＤセンサ５ｉを用いてレーザビームの位置およびタイミングを検知し、レーザ発光制御手段によりレーザを発光させる位置を制御する。
【００５８】
なお、ＢＤセンサ５ｉにてレーザビームの位置を検知して予め得た最初の書き出し位置と主走査の情報に基づき、ソフトウエアにより主走査方向の最大書き込み幅を決定し、レーザ光を発光させる位置を制御するようにしておく。
【００５９】
また、数種類の転写紙のサイズに合わせることが出来るように、また、できるだけ幅広の用紙にも対応できるように、レーザ発光ダイオードと反射ミラー取り付け座面間のレーザ光路中に設けられたレンズ等の幅や反射ミラーの幅を設定しておくようにしてある。
【００６０】
また、レーザスキャナ装置の取り付け手段は、反射ミラーの有無に拘らず共通であるから、図６の画像形成装置に設けられている感光ドラムの配置を考慮して焦点を感光ドラムに合致させることができるように保持ステイ１５を設けておく。同様に、図１の画像形成装置に設けられている感光ドラムの配置を考慮して保持ステイを設けておく。
【００６１】
その際、第２の開口部は、装置筐体の剛性等の制限により、その開口面積の大きさは制限されているので、反射ミラーにて反射されたレーザ光が感光ドラムに照射されるか否かも該開口面積の大きさによる。そのため、開口面積の大きさが決まったら、予めどの角度の反射ミラーであれば該開口部を通過するかを把握しておき、つまり、許容角度の両端の角度を第１の反射角および第２の反射角と認識し、画像形成装置の配置設計において、まず感光ドラムの位置が決定したら、その感光ドラムにレーザ光を照射できるように、保持ステイの位置を考慮しつつ反射ミラーの角度を第１の反射角度と第２の反射角度との範囲内で選択して決定していく。
【００６２】
また、反射ミラーの有無・種類で感光体照射方向を異なる方向に補正可能とした本実施の形態に係るレーザスキャナ装置を用いることによって、画像精度を保証するための治工具や測定装置などを共通にすることができるので、量産ラインにおける多品種少量生産でのスムーズな切り替え生産ができ、生産性を向上することができる。
【００６３】
また、前記レーザスキャナ装置を異なる光路を採用する複数の画像形成装置に用いることにより、分解組み立てなどの再利用において、一旦一つの画像形成装置で使用したレーザスキャナ装置を、該レーザスキャナ装置の構成部品の一部を追加変更するだけで他の異なる構成の画像形成装置で再利用できるので、省資源化を図ることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザスキャナ装置に要求される仕様に応じて、反射ミラーを装着するか否かまたは装着する場合は反射ミラーの角度を変更するだけで、容易に数種類のレーザ光路を形成できるので、画像形成装置の仕様に応じて、レーザスキャナケース等の部品をその仕様に合わせて設計する必要がなく、装置を一つ一つ設計するのに要する工数・費用を削減できる。
【００６５】
また、一旦一つの画像形成装置で使用したレーザスキャナ装置を、該レーザスキャナ装置に反射ミラーを追加するかあるいは取り去るだけで又は反射角度の異なる反射ミラーを装着するだけで他の異なる構成の画像形成装置で再利用できるので、省資源化を図ることができるとともに、生産性やサービス性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るレーザスキャナ装置を備えた画像形成装置の断面図である。
【図２】実施の形態に係るレーザスキャナ装置のレイアウトを示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係るレーザスキャナ装置の断面図である。
【図４】実施の形態に係るレーザスキャナ装置に反射ミラーを装着しない場合の断面図である。
【図５】実施の形態に係るレーザスキャナ装置に反射ミラーを装着する場合の断面図である。
【図６】実施の形態に係るレーザスキャナ装置を備えた他の画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 給紙手段
３ レジストローラ
５ レーザスキャナ装置
５ａ レーザ発光ダイオード
５ｂ ポリゴンミラー
５ｃ 反射ミラー
５ｄ シリンドリカルレンズ
５ｅ，５ｆ ｆθレンズ
５ｇ ポリゴンモータ
５ｈ ＢＤミラー
５ｉ ＢＤセンサ
５ｊ，５ｋ 防塵ガラス
６ 定着器
７ 感光ドラム
８ 用紙縦搬送路
９ 画像読取装置
１０ 転写ローラ
１１ 搬送ローラ
１２ 排紙積載部
１３ 現像器
１４ クリーナ
Claims (8)
- レーザ光を発光させるレーザ発光ダイオードと、
該レーザ発光ダイオードを収納するスキャナケースと、
を備えたレーザスキャナ装置において、
前記スキャナケースは、前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を反射する反射ミラーを装着する取り付け部と、該取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に該レーザスキャナ装置外部へレーザ光を通過させる第１の開口部と、前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に該レーザスキャナ装置外部へ該反射ミラーにより反射されたレーザ光を通過させる第２の開口部と、を備えることを特徴とするレーザスキャナ装置。 - 前記レーザ発光ダイオードから発光されるレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査されるレーザ光を検知するレーザ光検知手段と、該レーザ光検知手段の検知とレーザ光が照射される被照射部材上の所望の照射領域とに基づきレーザ光を発光するタイミングを制御するレーザ発光制御手段と、を備え、
前記第１および第２の開口部は、前記所望の照射領域の内の前記走査方向の最大幅の照射領域に照射するレーザ光を通過させる領域が開口されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザスキャナ装置。 - 前記レーザ発光ダイオードと前記反射ミラーを装着する取り付け部との間のレーザ光路中に設けられた光学部材の走査方向の幅は、前記走査方向の最大幅のレーザ光を被照射部材上に照射する幅であることを特徴とする請求項２に記載のレーザスキャナ装置。
- 前記取り付け部には前記被照射部材の位置に応じて反射角度の異なる反射ミラーを装着することができ、
前記第２の開口部は、第１の反射角を持つ反射ミラーにより反射されたレーザ光と第２の反射角を持つ反射ミラーにより反射されたレーザ光とを通過させる領域を含む領域が開口されていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のレーザスキャナ装置。 - 前記第１の開口部および第２の開口部に該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザスキャナ装置。
- 前記取り付け部に反射ミラーを装着しない場合に、前記第１の開口部には該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置し、前記第２の開口部には該開口部を塞ぐ部材を設置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザスキャナ装置。
- 前記取り付け部に反射ミラーを装着する場合に、前記第２の開口部には該開口部を塞いでレーザ光を透過させる部材を設置し、前記第１の開口部には該開口部を塞ぐ部材を設置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザスキャナ装置。
- 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレーザスキャナ装置と、
該レーザスキャナ装置により像担持体上に照射された原稿の画像を被転写材に転写する画像形成部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
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