JP2004230597A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成ステーションにおける発熱体を削減することにより、画像形成ステーションの内部が加熱されることを防止し、また、画像形成ステーション内部の構成の簡素化を図ることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成ステーション２０を用紙搬送路Ｓに沿って並設している画像形成装置１００において、感光体ドラム３の露光する露光装置をＬＥＤ発光部１１０と照射部１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）と光ファイバ１１２とに分離し、画像形成ステーション２０の内部に照射部１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）を配置するのに対して、ＬＥＤ発光部１１０を画像形成ステーション２０の外部に配置する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、露光工程および現像工程を含む電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体の周囲において帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程が行なわれることにより、用紙に対して画像データに基づいた画像形成処理が行われる。ここで、露光工程では、像担持体表面に入力される画像データに基づいた静電潜像が形成されるが、この静電潜像の形成を行う露光手段の１つとして、光源にレーザを用いるとともに、光源からのレーザビームをポリゴンミラー等を用いて走査することにより像担持体上に静電潜像の形成を行う光書込ユニット（レーザスキャナユニット）が用いられることがあった。
【０００３】
ところが、上述のレーザスキャナユニットでは、可動部分が存在し、かつ、レーザビームを広角に走査する必要があることから、光書込ユニットが大きくなってしまうため、画像形成ステーションや画像形成装置が大型化するという不都合があった。
【０００４】
そこで、最近では、画像形成装置の小型化が必要な場合には、ＬＥＤやＥＬといった発光素子をライン状にアレイ配列した非走査型（固体走査型）の光書込装置を用いることがある。このように、非走査型の光書込装置を使用すると、一つ一つの画像形成ステーションを小型化することができ、これに伴って画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。
【０００５】
なお、近年では、非走査型の光書込装置において、容易に露光量の均一化を図ることが可能な技術（例えば、特許文献１参照。）、さらなる露光装置の小型化を図る技術（例えば、特許文献２参照。）、光源や照明光学系の光量むらを適正に是正することが可能な技術（例えば、特許文献３参照。）が開発されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５９−２２６８３０号公報
【特許文献２】
特開平３−１４４５９１号公報
【特許文献３】
特開平１０−３１９３６０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにＬＥＤアレイやＥＬアレイを用いる非走査型の光書込装置を用いる場合には、多数の発光素子が必要となるため、発光部における消費電力が大きくなり、発光部で発生する熱量が増加するといった問題がある。これにより、画像形成ステーションにおいて非走査型の光書込装置の熱が現像装置に伝達され、現像装置内に収容されている現像剤が熱により溶融するという不都合が生じる。
【０００８】
このため、画像形成ステーション内に光書込装置と現像装置とを配置する場合には、光書込装置に大きな放熱板を備えると共に、冷却ファンなどの冷却装置により、それぞれの現像手段の間に位置する光書込み手段の発光部を冷却することが必要であり、コストおよび消費電力が大きくなっていた。
【０００９】
さらに、タンデム方式のカラーの電子写真方式の画像形成装置において装置の小型化を図るために各画像形成ステーションを可能な限り近接させて配置する必要があるにもかかわらず、発生した熱が隣接する画像形成ステーションの間にこもることを回避するため、各画像形成ステーションの間隔を小さくすることができなくなり、その結果、画像形成装置の小型化を図ることが困難になるという不都合がある。
【００１０】
この発明の目的は、画像形成ステーションにおける発熱体を削減することにより、画像形成ステーションの内部が加熱されることを防止し、また、画像形成ステーション内部の構成の簡素化を図ることが可能な画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は以下の構成を備えている。
【００１２】
（１）露光手段によって像担持体上に画像データに基づいた静電潜像を形成し、現像手段によって前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成し、前記現像剤像を用紙上に転写し、用紙上に転写された前記現像剤像を用紙に定着させる電子写真方式の画像形成装置において、
前記露光手段は、前記画像データに基づいて発光する発光部と、前記像担持体に対して光を照射する照射部と、前記発光部が出した光を前記照射部に導く導光部と、を備えており、
前記像担持体、前記照射部、および前記現像手段が含まれる画像形成ステーションの外部に、前記発光部を配置したことを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、露光手段の一部を構成するとともに発光するときに発熱するＬＥＤやＥＬ等の発光部が、感光体等の像担持体、発光部からの光を像担持体に照射する照射部、および静電潜像を顕像化するための現像剤を備えた現像手段を含む画像形成ステーションの外部に配置されている。
【００１４】
したがって、発光部により発熱した熱は現像手段が有する現像剤に伝達しにくくなるため、熱によって現像剤が溶融したり、または、現像剤が固まる等その性質が劣化するといった不都合が防止される。また、画像形成ステーション内に発光部を配置する必要がないため画像形成ステーションのコンパクト化が図られる。さらに、画像形成ステーションの内部が発光部によって加熱されることがないため、タンデム方式のカラー画像形成装置にように複数の画像形成ステーションを並設するような場合であって、各画像形成ステーションの間隔を狭めて配置するときでも、各画像形成ステーション間での熱のこもりが生じないため、各画像形成ステーションを近接させて画像形成装置全体のコンパクト化が図られる。
【００１５】
（２）給紙部から画像形成位置を経由して排紙部まで形成される用紙搬送路に沿って前記画像形成ステーションを複数設け、
各画像形成ステーション毎に設けられる前記露光手段の前記発光部を１つのユニット内にまとめて配置したことを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、複数設けられた画像形成ステーションにそれぞれ設けられた露光手段の照射部に対して光を供給する複数の発光部が、１つのユニット内にまとめられて前記画像形成ステーションの外部の所定の位置に配置される。
【００１７】
したがって、複数の発光部がまとめて配置されることにより、それぞれの発光部を別々の位置に配置する場合に比較して冷却が容易となる。これにより、発光部により発熱する熱を放出するために必要な冷却ファンや冷却用ダクト等の部材の数が削減され、消費電力および製造コストの低減化が図られる。さらに、発光部のメンテナンスを行うにあたっても点検箇所が一箇所に集中するため、保守点検等が容易になる。
【００１８】
（３）前記発光部は、前記用紙搬送路に沿って配列された画像形成ステーション群の前記用紙搬送方向における中央部に配置されることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、用紙搬送路に沿って並設された複数の画像形成ステーションの用紙搬送方向における最上流側端部と最下流側端部との略中央に発光部が配置されている。したがって、前記発光部と用紙搬送路における上流側に位置する画像形成ステーションとの位置関係、および前記発光部と用紙搬送路における下流側に位置する画像形成ステーションとの位置関係が対称になることで、前記発光部と各画像形成ステーション内の照射部との接続に必要となる導光手段の形状のバリエーションが減少し、導光手段の作製コストの削減が図られる。
【００２０】
（４）前記発光部は、少なくとも前記像担持体に形成される静電潜像の長手方向におけるドット数と同数の発光素子を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、発光部が前記像担持体に形成される静電潜像の長手方向におけるドット数と同数かそれ以上の数の発光素子を備えている。したがって、発光部をＬＥＤやＥＬなどの発光素子を用いて構成し、発光素子のオン／オフ制御を発光部で行うことにより、照射部において光の制御装置が不要になり、照射部の構成の簡素化およびコンパクト化が図られる。このため、像担持体の小径化や像担持体の間隔の狭小化が図られ、画像形成装置全体の小型化が図られる。
【００２２】
（５）前記照射部は、前記画像データに基づいて動作する液晶シャッタを備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、照射部が画像処理部等からの画像データに基づき光量のコントロールを電気的に行うことが可能な液晶シャッタを備えている。したがって、照射部に液晶シャッタを用いることで１つの光源に対して複数のドットが像担持体面上に形成されるため、必要な光源の数、光ファイバの数が減少し、露光手段の構造が簡素化する。また、光ファイバの数が減少可能になるのに伴って、コア径が大きいファイバが使用され、光の利用効率が向上する。
【００２４】
（６）前記導光手段は、可撓性を有するフレキシブルな光ファイバケーブルであることを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、ケーブルを破損させることなく任意の方向に曲げることが可能なフレキシブルな光ファイバケーブルが導光手段として使用されている。したがって、発光部と照射部の位置関係が厳密に制限されることがなく、配置位置の自由度が向上し、画像形成装置内における光ファイバケーブルの引き回しが容易に行われる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて本発明の実施形態としてのタンデム方式のカラー画像形成装置（以下、単に画像形成装置という。）を説明する。
【００２７】
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示している。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙（転写紙、記録部材等のシート状のものをすべて含む。）に対して多色または単色の画像を形成するものであり、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の各色について電子写真方式の画像形成処理を行う画像形成ステーション２０（２０ａ〜２０ｄ）を備えている。
【００２８】
また、画像形成装置１００は、画像形成処理がされる用紙を収容する給紙トレイ１０、および画像形成処理がされた用紙を収容する排紙トレイ（１５、３３）を備えている。さらに、画像形成装置１００内における給紙トレイ１０から画像形成位置を経由して排紙トレイ１５までの間には用紙搬送路Ｓが形成されている。そして、画像形成装置１００は、所定容量のメモリを有するとともに入力される画像データに対して適当な方式の画像処理を行う画像処理部１５０、および画像形成装置１００の各構成要素の動作を統括的に制御する制御部１６０を備えている。
【００２９】
各画像形成ステーション２０（２０ａ〜２０ｄ）において、それぞれ像担持体としての感光体ドラム３の周囲に、光書込装置１、現像器２、帯電器５、クリーナユニット４、除電ランプ１３が配置されている。また、画像形成ステーション２０に沿って上述の用紙搬送路Ｓの一部を構成する転写搬送ベルトユニット８が配置されており、用紙搬送路Ｓにおける画像形成ステーション２０ｄの下流側に用紙上の未定着の現像剤像を用紙に定着させる定着ユニット１２が配置されている。
【００３０】
上述のように、画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものであるため、光書込装置１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は画像データにおける各色成分のデータに基づいて感光体ドラム３上に静電潜像を形成し、現像器２（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）は、画像形成ステーション２０毎に異なった各色の現像剤を前記静電潜像に供給する等、画像形成ステーション２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄ）のそれぞれでブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの色成分についての画像形成処理を行う。
【００３１】
各画像形成ステーション２０において、帯電器５は、感光体ドラムの表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようにチャージャ型の帯電器が用いられる。なお、帯電器５として、感光体ドラム３に接触するタイプのローラ型やブラシ型の帯電器を用いることも可能である。
【００３２】
光書込装置１は、画像処理部１５０のメモリからの画像データに基づいて光を発光するＬＥＤ発光部１１０と、感光体ドラム３の表面を露光する照射部１１１とに分離されており、ＬＥＤ発光部１１０と照射部１１１との間を導光手段としての光ファイバ１１２で接続している。なお、導光手段として光ファイバ１１２の代わりに光導波路等を用いてもよい。ここで、本発明のポイントとして、照射部１１１を画像形成ステーション２０内部の感光体ドラム３の近傍に配置しているのに対して、ＬＥＤ発光部１１０を画像形成ステーション２０の外部に配置することが重要となるが、その詳細については後述する。
【００３３】
なお、本発明で画像形成ステーションの内部とは、画像形成処理を行うために形成される領域の内部をいい、画像形成ステーションの外部とは当該ユニットには含まれていない範囲をいう。ここでは、画像形成ステーション２０の外部とは、同図において感光体ドラム３を中心に配置されている現像器２、帯電器５、クリーナユニット４、除電ランプ１３等の各構成要素によって占められる空間の外側と解釈すべきである。
【００３４】
現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を、ブラック、シアン、マゼンタ、またはイエローの現像剤（トナー）により顕像化するものであり、各色の現像剤は現像器２の内部に蓄えられている。クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留した現像剤を除去・回収する。除電ランプ１３は、感光体ドラム３の表面を除電し、電子写真のプロセスが良好に行えるようにする。
【００３５】
感光体ドラム３の下方に配置されている転写搬送ベルトユニット８は、転写ベルト７、転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７３、転写ベルト従動ローラ７２、転写ベルト従動ローラ７４、転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、および転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００３６】
転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルトテンションローラ７３、転写ローラ６、転写ベルト従動ローラ７２、および転写ベルト従動ローラ７４等のローラは、これらのローラに張架される転写ベルト７が図中の矢印Ｂ方向に回転するように駆動されている。
【００３７】
転写ローラ６は、転写ベルト７を挟んで感光体ドラム３とは反対側に配置されている。また、転写ローラ６は、転写ベルトユニット８に回転可能に支持されており、感光体ドラム３の表面に形成された現像剤像を、転写ベルト７上に吸着されて搬送される用紙に転写するための転写バイアスを与える。
【００３８】
感光体ドラム３から用紙への現像剤像の転写は、転写ベルト７の裏側に接触している転写ローラ６によって行われる。転写ローラ６には、現像剤像を転写するために高電圧の転写バイアス、すなわち現像剤の帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加されている。
【００３９】
転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス等。）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等。）により覆われているローラであり、この導電性の弾性材により、転写ベルト７を介して用紙に対して均一に高電圧が印加される。なお、本実施形態では転写電極として転写ローラ６を使用しているが、それ以外にブラシなどを用いてもよい。
【００４０】
転写ベルト７は、各画像形成ステーション２０に対向する位置に配置されており、その表面が各画像形成ステーション２０の感光体ドラム３に接触するように設けられている。なお、カラー画像形成時には、感光体ドラム３に形成された各色の現像剤像が用紙に順次重ねられて転写されることによって、カラーの現像剤像（多色現像剤像）が形成されるが、転写ベルト７は、その厚さが１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００４１】
また、感光体ドラム３との接触により転写ベルト７に付着した現像剤は、用紙の裏面を汚す原因となるために、転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるところ、転写ベルトクリーニングユニット９には、転写ベルト７に接触するクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する転写ベルト７は、裏側から転写ベルト従動ローラ７４で支持されている。
【００４２】
給紙トレイ１０は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、本画像形成装置１００の画像形成部の下側に設けられている。また、本画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みの用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイであり、本画像形成装置の側部に設けられている排紙トレイ３３は、画像形成済みの用紙をフェイスアップで載置するためのトレイである。
【００４３】
また、本画像形成装置１００には、給紙トレイ１０の用紙を転写搬送ユニット８や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、Ｓの字形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５および排紙トレイ３３までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、定着部１２、搬送方向切換えガイド３４、用紙を搬送する搬送ローラ２５等が配されている。
【００４４】
搬送ローラ２５は、用紙の搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、用紙を１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
【００４５】
搬送方向切換えガイド３４は、側面カバー３５に回転可能に設けられており、実線で示す状態と破線で示す状態とが切換自在になっているため、搬送路Ｓの途中から用紙を分離し排紙トレイ３３に用紙を排出できるようになっている。なお、実線で示す状態の場合には、用紙は定着ユニット１２と側面カバー３５、搬送切換えガイド３４の間に形成される搬送部Ｓ′（用紙搬送路Ｓの一部）を通り上部の排紙トレイ１５に排出される。
【００４６】
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持するものであり、感光体ドラム３上の現像剤像を用紙に良好に多重転写できるように、感光体ドラム３の回転にあわせて、用紙をタイミングよく搬送する機能を有している。
【００４７】
すなわち、レジストローラ１４は、図示しないレジスト前検知スイッチの出力検知信号に基づいて、各感光体ドラム３上の現像剤像の先端を用紙における画像形成範囲の先端に合わせるように、用紙を搬送するように設定されている。
【００４８】
定着ユニット１２は、ヒートローラ３１、加圧ローラ３２、等を備えており、ヒートローラ３１および加圧ローラ３２は、用紙を挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部１６０によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ３３とともに用紙を熱圧着することにより、用紙に転写された多色現像剤像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。
【００４９】
なお、多色現像剤像の定着後の用紙は、搬送ローラ２５等によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態、すなわち多色現像剤像を下側に向けられた状態で排紙トレイ１５上に排出される。
【００５０】
なお、光書込装置１により画像形成を行う場合は、画像処理部のメモリからデータを読み込み、それに従ってＬＥＤ駆動回路基板により、各ＬＥＤの発光タイミングと発光時間を制御することにより、感光体ドラム３上に所望の光分布で照射し、静電潜像が形成される。なお、感光体ドラム３上に静電潜像を形成する際、原則として、発光素子、光ファイバ１組に対して感光体ドラム３上に１ドットの静電潜像が形成される。
【００５１】
ここで、本発明の特徴部である露光手段としての光書込装置１の構成を説明する。光書込装置１における発光部１１０および照射部１１１等の構成は、画像形成ステーションの構造等に応じて適宜変更することが可能であり、以下の構成に限定されるものではない。なお、以下の説明では導光手段として光ファイバを用いており、また、発光素子としてＬＥＤを用いるものとする。
【００５２】
図２は、光書込装置１のＬＥＤ発光部１１０の構成を示している。同図に示すように、ＬＥＤ発光部１１０は、発光素子であるＬＥＤを配列したＬＥＤアレイ１１４、各ＬＥＤの発光を制御するＬＥＤ駆動回路基板１１６、レンズアレイ１１３、および冷却ファン１１５を備えている。
【００５３】
ＬＥＤ駆動回路基板１１６と各ＬＥＤアレイ１１４とは、メンテナンスの際に個別に交換する便宜を考慮してフレキシブルなハーネスで接続されており、容易に分離できるようにされている。ＬＥＤアレイ１１４における個々のＬＥＤはライン状に配列されるのではなくエリア状（マトリックス状）に配列されている。
【００５４】
これは、ＬＥＤアレイ１１４のコンパクト化、画像形成装置１００内におけるＬＥＤアレイ１１４の配置の自由度の向上、およびすべての発光素子を冷却ファン１１５の近くに配置することによる冷却効率の向上等を考慮したものである。
【００５５】
図３および図４は、光書込装置１における導光手段としての光ファイバ１１２の形状を示している。図３および図４に示すように、光ファイバ１１２は、画像形成ステーションの上部空間では束ねられており、隣接する画像形成ステーション２０との間でライン状（シート状）になるようにされている。これは、ＬＥＤ発光部１１０の近傍において、光ファイバ１１２がライン状にされていると、各画像形成ステーション２０の上部空間が光ファイバ１１２により被われてしまうという不都合があり、また、ＬＥＤ発光部１１０の近傍において、光ファイバ１１２を束ねた形状にすることで光ファイバ１１２の束を任意の方向に曲げ易くなるため、画像形成ステーション２０の上部における光ファイバ１１２の引き回しが容易なるからである。一方、画像形成ステーション２０間では、光ファイバ１１２の束がライン状（シート状）になっていることから、現像ユニット２の側面に沿って配線されるため、画像形成装置１００内の空間を有効に利用できる。
【００５６】
図３は、発光部１１０におけるＬＥＤアレイ１１４とレンズアレイ１１３、光ファイバアレイ１１２の位置関係を示している。同図に示すように個々のＬＥＤと個々の光ファイバとは１対１に対応し、レンズアレイ１１３によりＬＥＤから発光される光を光ファイバの端面へ結像させている。
【００５７】
ここでは、ＬＥＤと光ファイバの数は、少なくとも感光体ドラム３に形成される静電潜像の長手方向におけるドット数と同数だけ必要である。ここでは、レンズアレイ１１３に、ロッドレンズアレイを用いているが、屈折型のマイクロレンズアレイを用いてもよく、その場合はＬＥＤ１個に対してマイクロレンズが１個必要となり、また、隣接するレンズに光が入射しないように隔壁を用いる必要がある。なお、上述の光学系により、ＬＥＤアレイ１１４における個々のＬＥＤから発した光は光ファイバ１１２を通じて、照射部１１１へ伝達される。
【００５８】
図５は、光書込装置１の照射部１１１の構成の一部を示している。同図に示すように、照射部１１１は、光ファイバ１１２、レンズアレイ１１９を備えている。光ファイバ１１２は、感光体ドラム３の長手方向にライン状に配列される。この光ファイバ１１２の端面から照射される光をレンズアレイ１１９により感光体ドラム３上に等倍結像する。
【００５９】
ここでは、レンズアレイ１１９を用い光ファイバ１１２の端面から出力する光を集光させ感光体ドラム３に結像させているため、照射部１１１が感光体ドラム３から離れたところに位置しており、照射部１１１が現像剤によって汚損されにくくなっている。なお、レンズアレイ１１９を用いることなく、光ファイバ１１２を感光体ドラム３に近接させるようにすることも可能であるが、同図に示すようにレンズアレイ１１９を用いて照射部１１１を感光体ドラム３から離間させる方が照射部１１１が汚損されにくく好ましい。
【００６０】
図６は、第２の実施形態における照射部１１１の構成を示している。本発明の第２の実施形態として、感光体ドラム３に潜像を形成する際、１本の光ファイバを伝達した光によって感光体ドラム３上に複数ドットを生成する手法を説明する。なお、光書込装置１の発光部１１０における各要素の位置関係等を含む画像形成装置１００の基本構成は原則として第１の実施形態と同様である。
【００６１】
第２の実施形態における光書込装置１のＬＥＤ（光源）と光ファイバの必要な数は、感光体ドラム３上に形成する静電潜像の長手方向のドット数より少なくてもよいようにしており、発光素子全体による消費電力、および発熱量の減少化、さらには、発光部１１０の小型化を図っている。また、第２の実施形態における光ファイバ１１２には第１の実施形態における光ファイバ１１２のコア径よりも大きなものを使用できるようにしており、光の利用効率を向上を図っている。
【００６２】
一方で、第２の実施形態では、第１の実施形態とは異なり、発光部１１０で書込み光のオン／オフの制御を行うのではなく、照射部１１１において行っている。そのため、発光素子として、アレイ光源や高速に切り替えが可能な光源を使用する必要はなく、蛍光灯などの単一光源で代用することもできる。
【００６３】
図６に示すようにおり、照射部１１１は、シリンドリカルレンズ１２０、液晶シャッタ１１８、レンズアレイ１１９を備えている。使用する液晶シャッタ１１８は、外部信号により光を全透過もしくは遮断する２値タイプ、または段階的に制御できる多値タイプのどちらでもよい。シリンドリカルレンズ１２０は、副走査方向にパワーを持つものを使用する。
【００６４】
光ファイバ１１２の端面から発した光はシリンドリカルレンズ１２０により、副走査方向に対しては液晶シャッタ１１８面へ絞られ、主走査方向に対しては作用せず、複数の液晶シャッタ１１８へ入射する。液晶シャッタ１１８を透過した光は、レンズアレイ１１９の作用によって感光体ドラム３面に結像する。ただし、シリンドリカルレンズ１２０は、光の発散による光量の損失を防止するために配置しており、光量に余裕がある場合は、配置する必要がない。また、液晶シャッタ１１８を用いることで感光体ドラム３に照射する１ドットあたりの光量を制御できるため、高品質な印刷が可能となる。
【００６５】
印刷を行う際には、画像処理部１５０のメモリ等から画像データを読み込み、各液晶シャッタ１１８をオン／オフすることにより、液晶シャッタ１１８を透過した光に所望の光分布を与える。この分布をレンズアレイにより感光体ドラム３に結像することにより静電潜像が形成される。
【００６６】
上述の実施形態では、図２に示すようにＬＥＤ発光部１１０においてレンズアレイ１１９、ＬＥＤ駆動回路基板、発光素子アレイを各画像形成ステーションに対して個別に用意したが、図７に示すように各色要素用のＬＥＤアレイ１１４を同じ面上に並べてもかまわない。この場合、メンテナンスの際、個別に交換できないといった問題が生じるが、専有体積が別々にするよりも小さくできるといった利点がある。発光素子の駆動回路基板、発光素子アレイ、レンズアレイなどを各画像形成ステーションに対して、個別に用意するのではなく、同一面上に配置することで発光部の小型化が可能となり、作製する際のコストを低減することができる。
【００６７】
図８は本発明の第３の実施形態における画像形成装置１００の構成を示している。本実施形態における画像形成装置１００の基本構成は原則として上述の第１の実施形態および第２の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、画像形成装置１００′が中間転写方式を採用している。
【００６８】
上述の第１の実施形態および第２の実施形態では、本発明が転写ベルト７上に用紙を担持させて用紙に直接転写する方式の画像形成装置に適用されていたが、ここでは、中間転写ベルトに感光体ドラムで形成された画像を一旦転写し、中間転写ベルト上で画像を重ねた後、搬送されてくる用紙に一括転写を行う中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用する場合について説明する。
【００６９】
画像形成装置１００′は、前記転写ベルトユニット８の転写ベルト７を中間転写ベルト７ａとしてあり、前記駆動ローラ７１に対応するローラ部材７１ａに対向して設けられた二次転写部材（二次転写ローラ）９０を備えている。各感光体ドラム３に形成された現像剤像が一旦中間転写ベルト７ａに転写された後、この中間転写ベルト７ａと２次転写部材９０との間に形成されているニップ部に向かって搬送される用紙に、二次転写部材（転写ローラ）９０によって画像の再転写を行うように構成されている。
【００７０】
上述のように、本発明の画像形成装置１００では、光書込装置１を発光部１１０と照射部１１１に分離し、発光部１１０と照射部１１１とを光ファイバ１１２や光導波路等の導光手段を用いて接続するとともに、発光部１１を画像形成ステーションの外部に配置したことにより発熱部分である発光部１１０を現像ユニット２から離すことが可能になるため、熱による現像剤の溶融といった影響を低減することができる。また、各画像形成ステーション間に発熱部分がなくなるため、熱のこもりといった問題がなくなり、各画像形成ステーションの間隔を狭くすることができ、画像形成装置１００の小型化が可能となる。
【００７１】
また、図２のように各画像形成ステーションに対応する発光部１１０を１カ所にまとめて構成することにより、冷却に用いる冷却ファンの数を減らすことができ、消費電力およびコストの低減が可能となるとともに、修理・交換などのメンテナンスの作業が簡単に行える。さらに、１カ所にまとめた発光部１１０を４つの画像形成ステーション２０の上部の用紙搬送方向における中央に配置することにより、用紙搬送方向における上流側と下流側とが対象となる箇所については導光手段としての光ファイバ１１２の形状を共通化することができコストを削減できる。
【００７２】
なお、上記の画像形成装置においては、画像形成ステーションの数は４つであったが、画像形成ステーションの数のいかんにかかわらず、本発明により同様の効果を得ることができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７４】
（１）露光手段の一部を構成するとともに発光するときに発熱するＬＥＤやＥＬ等の発光部を、感光体等の像担持体、発光部からの光を像担持体に照射する照射部、および静電潜像を顕像化するための現像剤を備えた現像手段を含む画像形成ステーションの外部に配置したことから、発光部により発熱した熱は現像手段に収容される現像剤に伝達しにくくなるため、熱によって現像剤が溶融したり、または、現像剤が固まる等その性質が劣化するといった不都合を防止することができる。
【００７５】
また、画像形成ステーション内に発光部を配置する必要がないため画像形成ステーションのコンパクト化を図ることが可能になる。さらに、画像形成ステーションの内部が発光部によって加熱されることを防止でき、タンデム方式のカラー画像形成装置にように複数の画像形成ステーションを並設するような場合であって、各画像形成ステーションの間隔を狭めて配置するときでも、各画像形成ステーション間での熱のこもりが生じることを防止し、各画像形成ステーションを近接させることで画像形成装置全体のコンパクト化を図ることが可能である。
【００７６】
（２）複数設けられた画像形成ステーションにそれぞれ設けられた露光手段の照射部に対して光を供給する複数の発光部を、１つのユニット内にまとめて前記画像形成ステーションの外部の所定の位置に配置したことから、複数の発光部をまとめて配置することができ、それぞれの発光部を別々の位置に配置する場合に比較して冷却を容易化することが可能である。これにより、発光部により発熱する熱を放出するために必要な冷却ファンや冷却用ダクト等の部材の数を削減でき、消費電力および製造コストの低減化を図ることが可能である。さらに、発光部のメンテナンスを行うにあたっても点検箇所が一箇所に集中するため、容易に保守点検等を行うことができる。
【００７７】
（３）用紙搬送路に沿って並設された複数の画像形成ステーションの用紙搬送方向における最上流側端部と最下流側端部との略中央に発光部が配置されていることから、前記発光部と用紙搬送路における上流側に位置する画像形成ステーションとの位置関係、および前記発光部と用紙搬送路における下流側に位置する画像形成ステーションとの位置関係が対称になるようにし、前記発光部と各画像形成ステーション内の照射部との接続に必要となる導光手段の形状のバリエーションを減少させることで、導光手段の作製コストの削減を図ることが可能である。
【００７８】
（４）発光部が前記像担持体に形成される静電潜像の長手方向におけるドット数と同数かそれ以上の数の発光素子を備えていることから、発光部をＬＥＤやＥＬなどの発光素子を用いて構成し、発光素子のオン／オフ制御を発光部で行うことにより、照射部において光の制御装置を不要にし、照射部の構成の簡素化およびコンパクト化を図ることができ、像担持体の小径化や像担持体の間隔の狭小化を図ることにより、画像形成装置全体の小型化を図ることが可能になる。
【００７９】
（５）照射部が画像処理部等からの画像データに基づき光量のコントロールを電気的に行うことが可能な液晶シャッタを備えたことから、照射部に液晶シャッタを用いることで１つの光源に対して複数のドットが像担持体面上に形成されるため、必要な光源の数、光ファイバの数を減少させ、露光手段の構造を簡素化することができる。さらに、光ファイバの数が減少可能になるのに伴って、コア径が大きいファイバを使用することができ、光の利用効率を向上させることが可能になる。
【００８０】
（６）ケーブルを破損させることなく任意の方向に曲げることが可能なフレキシブルな光ファイバケーブルを導光手段として使用したことから、発光部と照射部の位置関係が厳密に制限されることがなく、配置位置の自由度が向上し、画像形成装置内における光ファイバケーブルの引き回しを容易に行うことが可能になる。
【００８１】
よって、画像形成ステーションにおける発熱体を削減することにより、画像形成ステーションの内部が加熱されることを防止し、また、画像形成ステーション内部の構成の簡素化を図ることが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の露光手段の発光部の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の露光手段の発光部の構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の導光手段の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の露光手段の照射部の構成の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態における露光手段の構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の露光手段の発光部の構成の一例を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１（１ａ〜１ｄ）−光書込装置
２（２ａ〜２ｄ）−画像形成ステーション
３（３ａ〜３ｄ）−感光体ドラム
１０−給紙トレイ
１１０−ＬＥＤ発光部
１１１（１１１ａ〜１１１ｄ）−照射部
１１２−光ファイバ

Claims (6)

1. 露光手段によって像担持体上に画像データに基づいた静電潜像を形成し、現像手段によって前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像を形成し、前記現像剤像を用紙上に転写し、用紙上に転写された前記現像剤像を用紙に定着させる電子写真方式の画像形成装置において、
   前記露光手段は、前記画像データに基づいて発光する発光部と、前記像担持体に対して光を照射する照射部と、前記発光部が出した光を前記照射部に導く導光部と、を備えており、
   前記像担持体、前記照射部、および前記現像手段が含まれる画像形成ステーションの外部に、前記発光部を配置したことを特徴とする画像形成装置。
2. 給紙部から画像形成位置を経由して排紙部まで形成される用紙搬送路に沿って前記画像形成ステーションを複数設け、
   各画像形成ステーション毎に設けられる前記露光手段の前記発光部を１つのユニット内にまとめて配置したことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記発光部は、前記用紙搬送路に沿って配列された画像形成ステーション群の前記用紙搬送方向における中央部に配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記発光部は、少なくとも前記像担持体に形成される静電潜像の長手方向におけるドット数と同数の発光素子を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記照射部は、前記画像データに基づいて動作する液晶シャッタを備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記導光手段は、可撓性を有するフレキシブルな光ファイバケーブルであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。

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