JP2006251685A

JP2006251685A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2006251685A
Application number: JP2005071373A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sano; 敦史佐野; Tamotsu Kaneko; 金子　　保; Eidai Shiozu; 英大潮津
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】感光ドラム及び各感光ドラムに対応したプロセスカートリッジ、レーザー光を複数使用するタンデム式カラー画像形成装置の確実で安価なレーザーシャッター装置を提供する。
【解決手段】複数の像担持体と前記複数の像担持体に沿って配置され、前記像担持体から離れる方向に回動可能な転写ベルトユニットと、前記複数の像担持体を露光する複数の光源を有する走査光学装置と、前記複数の光源と前記複数の像担持体の間に配置され、前記複数の像担持体に前記複数の光源から光束を走査させる第一の位置と遮断する第二の位置とに移動可能な遮断部材を備え、前記転写ベルトユニットの回動に連動して、前記遮断部材を、前記転写ベルトユニットが閉じた時は、前記第一の位置に、開いた時は前記第二の位置に移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーレザービームプリンタやカラーデジタル複写機等のカラー画像形成装置に関するものである。

一般にレーザービームプリンタまたはデジタル複写機などの画像形成装置は、動作中にレーザー光が外部に漏出しないように装置前面が、開閉可能なカバーによって蓋閉される。しかし操作上紙詰まりを除去する場合や保守点検の際など、メインスイッチの入力中に開閉カバーを開けることが多々ある。このようなときは、マイクロスイッチなどのインターロックスイッチにより開閉カバーが開かれた際、人体に危険を及ぼす可能性のある高圧電源駆動部、レーザーなどの入力が電気的に切られるようになっている。

特にレーザーの場合は、開閉カバーが開いた状態において、インターロックスイッチが誤作動し、レーザー光が生じた時は、オペレーターの目や皮膚にレーザーが照射されるおそれがあるので、これを防止しなければならない。また保守点検時においては、インターロックスイッチを故意に働かないようにして開閉カバーを開けた状態で装置動作の点検を行う場合がある。このような場合にもレーザー光や２次的に生じた反射光などが外部に漏れないようにしなければならない。そこでレーザーシャッター装置が用いられ、レーザーシャッター装置は走査光学装置またはそれを用いた画像形成装置内に配置され、回転ドラムを含むプロセスカートリッジの着脱や、このとき開閉される画像形成装置の本体カバーの開閉動作に連動して駆動するように構成されている。すなわち、レーザーシャッター装置はプロセスカートリッジが画像形成装置に装着されていないときや、プロセスカートリッジの着脱等の目的で画像形成装置の開閉カバーを開けたときに、レーザー光の光路を遮ることでユーザーがレーザー光にさらされるのを防ぐためのものである。

そこで、従来は特許文献１の図１（本件の図１０）例示されるように、レーザーシャッター６０１は、折り返しミラー６０２の全長を覆うような形状をしており、折り返しミラー６０２の両端部近傍に設けた支持部材６０３を回転軸として、図示しないプロセスカートリッジのような外部部品、または、プロセスカートリッジの着脱や紙詰まりを除去する時に開閉する本体カバーに連動して、駆動部６０４を押すことで回動自在に開閉して、レーザー光を遮断している。
特開平１１−３３７８５９号公報

しかしながら、従来は次のような問題があった。

感光ドラム及び各感光ドラムに対応したプロセスカートリッジ、レーザー光を複数使用するタンデム式カラー画像形成装置においては、モノクロプリンターで一つで済んだレーザーシャッター装置が複数必要になり、部品点数が増えコストアップにつながってしまう。

また、タンデム式カラー画像形成装置において本体カバーの開閉と４つのレーザーシャッター装置の開閉を連動させる機構では、本体カバーの位置決め及び閉じた時の固定ガタにより確実にレーザーシャッター装置が開かず画像が印字されないという問題もある。

複数の像担持体と前記複数の像担持体に沿って配置され、前記像担持体から離れる方向に回動可能な転写ベルトユニットと、前記複数の像担持体を露光する複数の光源を有する走査光学装置と、前記複数の光源と前記複数の像担持体の間に配置され、前記複数の像担持体に前記複数の光源から光束を走査させる第一の位置と、遮断する第二の位置に移動可能な遮断部材を備えるカラー画像形成装置において、遮断部材の移動が、画像形成装置への固定、位置決めが精度よくなされる転写ベルトユニットの開閉に連動するので、遮断部材が確実に開き、または閉じるため、画像が確実に印字され、また、プロセスカートリッジ着脱時等にもレーザー光にオペレーターが曝されることはない。

また、レーザー光を１つの部材で遮断するので、複数のレーザー光を有するタンデム式カラー画像形成装置においてもコストアップすることは無い。

また、転写ベルトユニットが紙搬送ベルトや中間転写ベルトであっても可能な構成であるので、タンデム式カラー画像形成装置の方式にとらわれることも無い。

すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。

（１）複数の像担持体と前記複数の像担持体に沿って配置され、前記像担持体から離れる方向に回動可能な転写ベルトユニットと、前記複数の像担持体を露光する複数の光源を有する走査光学装置と、前記複数の光源と前記複数の像担持体の間に配置され、前記複数の像担持体に前記複数の光源から光束を走査させる第一の位置と、遮断する第二の位置に移動可能な遮断部材を備えるカラー画像形成装置において、前記遮断部材の移動は前記転写ベルトユニットの回動に連動し、前記転写ベルトユニットが閉じた時は、光束を走査する第一の位置、開いた時は光束を遮断する第二の位置にあることを特徴とするカラー画像形成装置。

本発明によれば、タンデム式カラー画像形成装置において、レーザーシャッター装置の開閉を転写ベルトユニットの開閉に連動させるので、転写ベルトユニットが閉じている時は、確実にレーザー光が像担持体上を走査されるとともに、転写ベルトユニットが開いている時には確実にレーザー光が遮断される。

また、複数のレーザー光を１つの遮断部材で遮断する構成をとれるため、タンデム式カラー画像形成装置においても大幅に部品点数が増えることもなくコストアップにはならない。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は本発明の第１の実施例によるカラー画像形成装置である。図２は本カラー画像形成装置に搭載された走査光学装置の上面図、図３、４及び図５はレーザーシャッター装置の構成を説明する図である。

まず、図１を用いてカラー画像形成装置の概略を説明する。

同図に示すカラー画像形成装置１００は、垂直方向に並設された４個の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成する走査光学装置３、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装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。

ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。

以下、感光体ドラム１から順に詳述する。

感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。

帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。

走査光学装置３はフレーム３２にビスにより固定されている。走査光学装置の詳細については後述する。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。

すべての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は１０^１１〜１０^１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。

この静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印可され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の用紙に、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。

静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して転写材Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写する。

給紙部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給紙カセット１７に収納されている。画像形成時には給紙ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１７内の転写材Ｓを１枚毎分離給送するとともに、転写材Ｓ先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。

定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。

すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１で搬送されるとともに、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。

画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応する走査光学装置３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、走査光学装置３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラは、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

最上流の感光体ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの印字開始位置が一致するように、レジローラ対１９が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。

転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。

このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、ベルト駆動ローラ１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対２３によって、排紙部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。

続いて図２を用いて走査光学装置３の説明を行う。

半導体レーザー３０１ａ、３０１ｂから出射された光束は、コリメータレンズ３０２ａ、３０２ｂ、及び副走査方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズ３０３ａ、３０３ｂを通過し、回転多面鏡９によってそれぞれ異なる方向に走査される。回転多面鏡９は光偏向器３０４によって回転している。

回転多面鏡９によって走査された光束Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ１枚目の走査レンズ３０５ａ，３０５ｂを透過し、折り返しミラー３０６ａ、３０６ｂによって方向を変えられて、２枚目の走査レンズ３０７ａ、３０７ｂを透過し、感光ドラム上に結像する。このような走査光学系を２対並列に並べることで、４つの感光ドラム上に走査光を導いている。このような２組の走査光学系は、１つのハウジング部材３０８に収納されている。

続いて図３を用いてレーザーシャッター３０９の構成について説明する。なお、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。

レーザーシャッター３０９は、回動中心３０９ａを中心にして矢印Ｂ方向に回動するよう、ハウジング部材３０８に回動自在に取り付けられている。レーザーシャッター３０９の回動位置は、光源である半導体レーザー３０１ａ、３０１ｂのレーザー光を走査させる第一の位置（図３中鎖線位置）と遮断する第二の位置（図３中実線位置）の２つを有する。レーザー光を遮光するレーザーシャッター３０９上の遮光部３０９ｂは、コリメータレンズ３０２ａ，３０２ｂとシリンドリカルレンズ３０３ａ，３０３ｂ間の光路上に配置される。この遮断部３０９ｂは、図２中のもう一方の光源側にも設けられ、レーザーシャッター３０９の架橋部３０９ｃにより連結され、レーザーシャッター３０９は一部材で構成されている。また、レーザーシャッター３０９は不図示の弾性部材、例えば引張りコイルばねにより、第二の位置になるよう付勢されている。

続いて図４を用いてレーザーシャッター３０９の動作説明を行う。

レーザーシャッター３０９の回動は、後述する画像形成装置のフレーム３２に回動自在に支持された回動リンク部材４０１により行われる。走査光学装置３がフレーム３２に取り付けられた状態においては、レーザーシャッター３０９上のリンク接触部３０９ｄが、フレーム３２の開口部３２ａより、フレーム３２の走査光学装置取り付け面とは反対側に突出する。レーザーシャッター３０９は、静電転写ベルトユニット５が閉じた状態においては、接触部３０９ｄが回動リンク部材４０１に矢印Ｃ方向に押され、不図示のレーザーシャッター弾性部材の付勢力に抗して、回動中心３０９ａを中心にして矢印Ｂの反時計周り方向に回動し、回動リンク部材４０１の回動が終了した位置、すなわち図３中鎖線位置で停止する。この位置においては、遮断部３０９ｂは光路から退避しているため、レーザー光は像担持体上を走査する。

一方、静電転写ベルトユニット５が開いた状態においては、回動リンク部材４０１が先ほどとは反対方向に回動するため、レーザーシャッター３０９は不図示の弾性部材の付勢力により矢印Ｂの時計回り方向に回動し、ハウジング部材３０８に設けられたストッパー３０８ａに遮断部３０９ｂが突き当たった位置、すなわち図３中実線位置で停止する。この位置においては、遮断部３０９ｂが光路を遮断するため、レーザー光が走査光学装置３より外部に漏れることはない。

続いて図４，５を用いてレーザーシャッター３０９と静電転写ベルトユニット５の連動について説明する。

静電転写ベルトユニット５は回転軸５ａを中心に回動自在に取り付けられている。図４は静電転写ベルトユニット５が開いた状態であるが、この状態から閉じると、静電転写ベルトユニット５に設けた突起部５ｂがフレーム側板３１に、矢印Ｄ方向のみに移動可能に取り付けられたリンクバー４０２の一端４０２ａと接触し、リンクバー４０２を、静電転写ベルトユニット５が固定されるまで押し込む。押し込められる過程において、リンクバー４０２の他端４０２ｂは、回動リンク部材４０１のテーパー面４０１ａと接触し、更にテーパー面４０１ａを押す。この時、テーパー面であるため、回動リンク部材４０１は回動中心４０１ｂを中心に矢印Ｅ方向に回動することとなる。回動する過程で、回動リンク部材４０１のリンク部４０１ｃは、フレーム３２から突出したレーザーシャッター３０９上のリンク接触部３０９ｄと接触し更に回動するため、リンク接触部３０９ｄを更に押し、レーザーシャッター３０９が開くこととなる。

一方、静電転写ベルトユニット５が開いた状態においては、突起部５ｂがリンクバー４０２の一端４０２ａから退避する。回動リンク部材４０１は確実に戻るよう不図示の弾性部材により矢印Ｅとは反対方向に回動するよう付勢されているため、戻る過程においてテーパー面４０１ａにより、リンクバー４０２は最初の位置へと押し戻される。

なお、静電転写ベルトユニットはタンデム式カラー画像形成装置において、非常に重要なユニットであるため、画像形成装置本体に対して、本体カバーよりもしっかりと位置決め固定されているため、レーザーシャッターの開閉も静電転写ベルトユニットの開閉に連動させるほうが、より確実に行われる。また、レーザー光を遮断する部品も本構成なら１つで済むため安価である。

また、本実施例においては、静電転写ベルトユニットを例示したが、中間転写ベルトユニットであっても同様の効果を生むことは言うまでもない。

また、本実施例においては、感光ドラムは垂直に配列されているが、これが水平または、傾斜され配列されても同様の効果を生むことは言うまでもない。

図６〜８は本発明の第２の実施例によるレーザーシャッター装置の構成を説明する図である。なお、実施例１と同一の機能を有する部材には同一の記号を記す。実施例１に対し特徴的なことについて説明する。

図６に示すようにフレーム３２には、ピン３４が４個所に固定されている。そのピン３４に規制される形でレーザーシャッター５０１が上下方向スライド可能に支持されている。上下方向の規制はピン３４に該当する位置に開けられた長丸穴５０１ｂで行われている。

実施例１と特徴的に異なるのは、このレーザーシャッターを走査光学装置３の外に設けた点である。

次にレーザーシャッター５０１の上下方向のスライド機構について図６、７、８を用いて説明する。

図６に示すようレーザーシャッター５０１には突起部５０１ｃが一体的に成形されており、突起部の下面に摺動部５０２ａが当接するような回転部材５０２が配設されている。回転部材５０２は支点５０２ｂを中心に揺動可能にフレーム側板３１に支持されている。

また、回転部材５０２には凸部５０２ｃが一体的に成形されている。この凸部５０２ｃに当接するようスライド部材５０３が図６、７中矢印方向にスライド可能に本体側板３１に支持されている。スライド部材５０３は、静電転写ベルトユニット５に当接するよう当接面５０３ａを持っている。

図７、８に静電転写ベルトユニット５が開いている時の状態を示す。この時、レーザーシャッター５０１はその重さ、または不図示の付勢部材により、フレーム３２に形成された光路穴３２ａを塞ぐような位置（スライド最下位置）に位置するようになる。

静電転写ベルトユニット５を取り付けると図６に示すようカートリッジの有無に関わらず、スライド部材５０３は図中矢印方向にスライドし、回転部材は図中矢印方向に回転する。その動きによりレーザーシャッター５０１は重力に反して上方向にスライドする。

図６のようにレーザーシャッター５０１の光路穴５０１ａはフレーム３２の光路穴３２ａと一致し、レーザーの光路はさえぎるものがなくなり、感光ドラムに照射されるようになる。

本発明では、静電転写ベルトユニット５の開閉に応じて遮光板（レーザーシャッター）を動作させるため、その部品、機構が１つで済み、レーザー光の安全対策を安価に実施することに成功している。

また、本実施例では走査光学装置がハウジング部材に一体的に設けられているが、図９に示すように複数個配設された画像形成装置においても同様の効果があることは言うまでもない。

本発明の第１の実施例にかかるカラー画像形成装置の主断面図第１の実施例の画像形成装置の走査光学装置上面図第１の実施例にかかるレーザー光遮断部説明図第１の実施例にかかるレーザーシャッター装置構成説明図第１の実施例にかかるリンク部動作説明図第２の実施例にレーザーシャッター構成説明図第２の実施例にレーザーシャッター装置動作説明図第２の実施例にレーザーシャッター装置動作説明図第２の実施例にかかる画像形成装置に使用される走査光学装置の変形例を示す説明図従来のレーザーシャッター説明図

符号の説明

５静電転写ユニット（静電転写装置）
１００カラー画像形成装置
３０９、５０１レーザーシャッター
４０１回動リンク部材
４０２リンクバー
５０２回転部材
５０３スライド部材

Claims

複数の像担持体と前記複数の像担持体に沿って配置され、前記像担持体から離れる方向に回動可能な転写ベルトユニットと、前記複数の像担持体を露光する複数の光源を有する走査光学装置と、前記複数の光源と前記複数の像担持体の間に配置され、前記複数の像担持体に前記複数の光源から光束を走査させる第一の位置と、遮断する第二の位置に移動可能な遮断部材を備えるカラー画像形成装置において、前記遮断部材の移動は前記転写ベルトユニットの回動に連動し、前記転写ベルトユニットが閉じた時は、光束を走査する第一の位置、開いた時は光束を遮断する第二の位置にあることを特徴とするカラー画像形成装置。
前記遮断部材は、１つの部材で複数の前記光束を遮断することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
前記転写ベルトユニットは、静電転写ベルトユニットであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
前記転写ベルトユニットは、中間転写ベルトユニットであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。