JP3273300B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として複写装置、プ
リンタ等に於いて、像担持体と、像露光手段を内蔵し交
換可能のプロセスユニットを有するカラー画像形成装置
で、特に像露光手段を像担持体内より着脱するとき、像
担持体内面を保護する保護案内手段に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より複数の像露光手段を用いてカラ
ー画像を形成する方法は多数知られている。前記のよう
なカラー画像形成方法に於いて、特開平5-307307号公報
に開示されているように、単一の像担持体（以下感光体
ドラムと云う）の内側に、該感光体ドラムを露光するイ
エロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｂ
Ｋ）用の複数の像露光手段を取り付け、前記感光体ドラ
ムの外周面に沿って前記複数の像露光手段と同数の帯電
器と、該帯電器と前記露光手段により形成された静電潜
像を現像する前記イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シ
アン（Ｃ），黒（ＢＫ）のカラートナーを現像する複数
の現像装置を配置し、前記感光体ドラムを１回転する事
でカラー画像を形成し、記録紙に転写する方法が知られ
ている。

【０００３】前記複数の像露光手段は、発光素子をアレ
イ状に並べたＦＬ（蛍光発光体）、ＥＬ（エレクトロル
ミネンス）、ＰＬ（プラズマ放電）、ＬＥＤアレイ、あ
るいはライン状光源と、シャッタ機能を持つ素子を一列
に並べたＬＩＳＡ（光磁気効果光シャッタアレイ）、Ｐ
ＬＺＴ（透光性圧電素子シャッタアレイ）、ＬＣＳ（液
晶シャッタアレイ）の組み合わせと、集束性光伝送体ア
レイを一体化して構成し、前記感光体ドラム内に固定さ
れた支持体に、４組の前記像露光手段を固定して取り付
け、該集束性光伝送体アレイにより前記感光体ドラムの
内面から露光光を結像する様に構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記の様に、複数の像
露光手段は感光体ドラムの内面に沿って複数の発光素子
と一体に設けた集束性光伝送体アレイの先端が近接して
設けられており、且つ集束性光伝送体アレイの先端発光
部と、感光体ドラム内面の近接度が高い程、光利用効率
の高い良好な画像を得る事が出来る。しかるにカラー画
像形成装置を長期間使用し、例えば前記感光体ドラム
や、前記ＬＥＤアレイの使用限度が来て交換する場合
は、前記ＬＥＤアレイと一体化した前記集束性光伝送体
アレイも、支持部材と共に感光体ドラム内より引き出し
て交換する事になる。その際、前記の様に集束性光伝送
体アレイの先端発光部と、感光体ドラム内面が近接して
いるため、互いに接触し、特に集束性光伝送体アレイの
先端と前記感光体ドラム内面が接触し、該感光体ドラム
内面を更に傷付ける事がある。この場合は、傷付いた部
分に画像露光を行ったとき、所定の光量変動で発光する
事が出来ず、又、傷による画像変形で正確な静電潜像を
形成する事が出来ない。しかも前記像露光手段を支持部
材と共に交換した後は、再び新規の像露光手段を支持部
材と共に感光体ドラム内に挿入しなければならないた
め、挿入操作中でも集束性光伝送体アレイの先端で感光
体ドラム内面を傷付ける可能性がある。この場合は感光
体ドラム内に挿入後であるため、感光体ドラム内面の傷
を確認する事が出来ない。従って、再びカラー画像形成
装置を作動させ、記録紙上に形成したカラー画像を確認
して始めて画像の異常が発見されるため、確認に手間取
る事もあり、その間カラー画像形成装置の使用が停止さ
れる。この様にＬＥＤアレイと一体に設けた集束性光伝
送体アレイの着脱交換に伴って高価な感光体ドラムを使
用不能としてしまう欠点がある。

【０００５】本発明は前記の欠点を改善するため、特に
考えられたものである。即ち、感光体ドラム内に複数の
像露光手段を設けて感光体内面より像露光を行い感光体
面に静電潜像を形成するカラー画像形成装置で、特に前
記像露光手段を感光体内より着脱交換する時、感光体内
面を安全に保護する事を目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的のた
め、請求項１に於いて、静電潜像を形成するための像担
持体の周囲に、複数の帯電手段と、現像手段とを配置す
ると共に、前記像担持体内に複数の像露光手段を設けた
画像形成装置に於いて、前記像担持体内に設けられた複
数の像露光手段と、該複数の像露光手段を支持する支持
部材と、前記複数の像露光手段と共に前記支持部材を前
記像担持体内より着脱するとき、前記像担持体内面を保
護する保護案内手段とを設けたこと、請求項２に於い
て、前記像担持体内面を保護する保護案内手段は、前記
支持部材に放射状に複数設けられていること、請求項３
に於いて、前記像担持体内面を保護する保護案内手段
は、弾性部材で構成されていること、請求項４に於い
て、前記像担持体内面を保護する保護案内手段は、前記
像露光手段より突出して設けられていること、請求項５
に於いて、少なくとも静電潜像を形成するための像担持
体と、該像担持体内の支持部材に設けられた複数の像露
光手段と、複数の保護案内手段とを有し、且つ画像形成
装置に対し着脱自在に設けたプロセスユニットと、該プ
ロセスユニットは、画像形成装置より取り出した後、前
記像担持体内に設けられた前記複数の像露光手段と、複
数の保護案内手段を前記支持部材と共に着脱するように
構成されていることにより達成される。

【０００７】

【実施例】図１は本発明のカラー画像形成装置を示す実
施例で、カラー画像形成装置200内にはＯＰＣ感光体を
塗布した透明部材で形成した感光体ドラム201を設け、
該感光体ドラム201内には、例えば発光素子のＬＥＤア
レイと、集束性光伝送体アレイ（商品名セルホックレン
ズ）を組み合わせた複数の像露光手段（以下露光光学系
と云う）202,203,204,205を放射状に形成して、前記感
光体ドラム201の基体内面2011に沿って配置する。前記
露光光学系202,203,204,205は、別体の画像読取装置に
よって読み取られた各色の画像信号が、メモリにより順
次取り出されて前記露光光学系202,203,204,205にそれ
ぞれ電気信号として入力される。該実施例で使用される
発光素子の発光波長は600〜800nmの範囲のものである。

【０００８】更に前記前記感光体ドラム201の基体内面2
011と集束性光伝送体アレイの先端間に該集束性光伝送
体アレイの着脱時に、前記集束性光伝送体アレイの先端
が前記感光体ドラム201の基体内面2011を傷つけるのを
防止する保護する保護案内部材100,101,102,103を設け
る。206Y,207M,208C,209BKは、イエロー（Ｙ），マゼン
タ（Ｍ），シアン（Ｃ），及び黒（ＢＫ）の各現像剤を
収容した現像装置で、各々前記感光体ドラム201の周面
に対し、所定の間隔を保持して設けられており、前記現
像装置206Y,207M,208C,209BKに、イエロー（Ｙ），マゼ
ンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），及び黒（ＢＫ）の各現像剤
を補給する現像剤補給手段210,211,212,213が各々設け
られている。214はブレード状に形成したクリーニング
装置で、該クリーニング装置241で前記感光体ドラム201
面をクリーニングした後の廃棄トナーを、前記クリーニ
ング装置241より、搬送手段216を用いて廃棄トナー容器
216に収容する様に構成する。

【０００９】更に、前記感光体ドラム201の回転方向に
対し、前記露光光学系202,203,204,205の手前側で、且
つ前記感光体ドラム201の外側に近接し、一定間隔に帯
電器300,301,302,303を各々設ける。

【００１０】そして、前記感光体ドラム201と、帯電器
３００，３０１，３０２，３０３と、前記露光光学系20
2,203,204,205と、前記現像装置206Y,207M,208C,209BK
と、現像剤補給手段210,211,212,213と、前記クリーニ
ング装置241と、廃棄トナー容器216とを、図示の様に一
体に組み合わせて、プロセスユニット200Cとして構成
し、前記画像形成装置200内に設けた受部材200D,200Eに
プロセスユニット200Cを載置固定する。

【００１１】前記プロセスユニット200Cの下部には感光
体ドラム201より画像を記録紙Ｐに転写するための切欠
部200Fが形成され、前記感光体ドラム201の一部を露出
させる。

【００１２】次に、図１に於ける実施例のプロセスユニ
ット200Cの画像形成プロセスについて説明する。まず原
稿画像は、本画像形成装置200とは別体の画像読取装置
に於いて、撮像素子により読み取られた画像、あるいは
コンピュータで編集された画像を、前記、イエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），及び黒（Ｂ
Ｋ）の各色の画像信号として一旦メモリに記憶し格納さ
れる。

【００１３】画像記録のスタートにより感光体ドラム20
1を回転駆動して時計方向に回転し、同時に帯電器300の
帯電作用により、感光体ドラム201に電荷の付与が開始
される。

【００１４】感光体ドラム201に電荷が付与された後、
前記の露光光学系202（Ｙ）に於いて、第１の色信号、
即ち前記イエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号
による像露光が開始され、感光体ドラム201の回転走査
によってその表面の感光層に原稿画像の前記イエロー
（Ｙ）画像に対応する静電潜像が形成する。

【００１５】前記静電潜像は、前記現像装置206Yにより
非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム201の回転
に応じて前記イエロー（Ｙ）のトナー画像が形成され
る。

【００１６】次に感光体ドラム201は前記イエロー
（Ｙ）のトナー画像の上に、更に帯電器301の帯電作用
により電荷が付与され、露光光学系203（Ｍ）の色信
号、即ち前記マゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電気
信号により画像露光が行われ、現像装置207Mによる非接
触の反転現像によって前記イエロー（Ｙ）のトナー画像
上にマゼンタ（Ｍ）のトナー画像が順次重ね合わせて形
成される。

【００１７】前記同様、画像形成プロセスにより、帯電
器302 、露光光学系204（Ｃ）及び現像装置208Cによっ
て更に第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像
が、又最後の帯電器303、露光光学系205（ＢＫ）、及び
現像装置209BK によって第４の色信号に対応する黒（Ｂ
Ｋ）のトナー画像が順次重ね合わせて形成され、感光体
ドラム201の一回転以内に、感光体ドラム201の周面上に
カラートナー画像が形成される。

【００１８】以上の様に、プロセスユニット200Cによ
り、感光体ドラム201面に形成したカラートナー画像を
記録紙Ｐに転写するため、画像形成装置200の下位置
に、記録紙Ｐを内蔵した給紙カセット207を設け、記録
紙Ｐを給紙ローラ217にて給紙し、搬送ローラ218にてレ
ジストローラ219迄給送し、一旦停止する。そして前記
感光体ドラム201の周面上に形成したカラートナー画像
が前記切欠部200Fの転写位置に移動した時、前記記録紙
Ｐも転写位置に給送される様に前記レジストローラ219
を始動させ、前記カラートナー画像を記録紙Ｐに転写器
220にて転写し、分離器221にて記録紙Ｐを感光体ドラム
201より分離した後、搬送装置222で定着装置223に記録
紙Ｐを搬送し、前記カラートナー画像を記録紙Ｐ上に熱
定着する。定着が完了した記録紙Ｐは、搬送ローラ224,
225で搬送し、排紙ローラ226より画像形成装置200の上
部に設けた排紙トレイ200Aに排紙する。そして前記排紙
トレイ２００Ａはカラー画像形成装置２００に対し支軸
２００Ｂにて開放可能に設けられ、前記現像剤補給手段
２１０，２１１，２１２，２１３を交換することが出来
る。

【００１９】図２は、本発明の前記発光素子のＬＥＤア
レイと一体に構成した集束性光伝送体アレイを組み合わ
せた複数の露光光学系202,203,204,205と、前記感光体
ドラム201の基体内面2011を傷つけるのを防止する保護
するゴム、スポンジ、樹脂等よりなる保護案内部材100,
101,102,103を設けた構成を示す。これらは、基体内面2
011に非接触状態か、或いは軽い接触状態に保持され
る。

【００２０】図２に於いて、図１に示すプロセスユニッ
ト200Cの一部に支持された支持部材106に、複数のＬＥ
Ｄアレイ107,108,109,110と、複数の集束性光伝送体ア
レイ111,112,113,114を一体化した露光光学系202,203,2
04,205を放射状に固定して設け、前記ＬＥＤアレイ107,
108,109,110で各々発光された露光光を前記集束性光伝
送体アレイ111,112,113,114を介して感光体ドラム201に
前記図１で説明した方法で露光する。一方前記保護案内
部材100,101,102,103は、前記支持部材106に複数個放射
状に突出固定した中間支持体115,116,117,118に設けら
れている。そして該保護案内部材100,101,102,103の前
記感光体ドラム201の基体内面2011と対向した面にはテ
フロンコーティング加工を施し、滑面状態とする。

【００２１】図３は、前記図２に示す様に支持部材106
に放射状に固定した露光光学系202,203,204,205と、中
間支持体115,116,117,118の先端に固定して設けた保護
案内部材100,101,102,103の斜視図である。図の様に該
保護案内部材100,101,102,103は、中間支持体115,116,1
17,118の先端長手方向に複数個突出固定して設けてもよ
く、又、全面に突出固定して設けてもよい。又、支持部
材106に放射状に固定した露光光学系202,203,204,205
と、中間支持体115,116,117,118は、螺子で着脱自在に
設けてもよく、接着剤で固着してもよい。

【００２２】図４(a),(b),(c)は前記保護案内部材100,1
01,102,103の他の実施例で、図４(a)は、前記全体を樹
脂で構成した保護案内部材400で、基部を支持部材106に
固定し、感光体ドラム201の基体内面2011と対向した面
には円弧状に形成し、テフロンコーティング加工を施
す。そして図示の様に前記集束性光伝送体アレイ111の
発光面119と、前記基体内面2011間をＬ、前記基体内面2
011と対向した保護案内部材400の先端円弧面間をＬ1と
したとき、Ｌ＞Ｌ1の関係を保持する様に構成してい
る。

【００２３】次に図４(b)は、基部を支持部材106に固定
し、樹脂で構成した中間支持体401の先端に、スボンジ
等の柔軟部材で構成した保護案内部材402を接着し、前
記感光体ドラム201の基体内面2011と対向して設ける。
そして前記同様、保護案内部材402の先端面にはテフロ
ンコーティング加工を施す。又前記図４(a)と同様に集
束性光伝送体アレイ111の発光面119と基体内面2011間を
Ｌ、前記保護案内部材402の先端面と基体内面2011間を
Ｌ1としたとき、Ｌ＞Ｌ1の関係を保持する様に構成して
いる。

【００２４】次に図４(c)は、前記支持部材106に一端を
固定し、ＬＥＤアレイ107と、前記集束性光伝送体アレ
イ111の両側に沿って前記発光面119を開口させた状態で
両側まで延長形成して固定し、一部を前記感光体ドラム
201の基体内面2011と対向する様に構成した中間支持体4
03,404を設ける。そして該中間支持体403,404の先端で
前記基体内面2011と対向した位置にゴム、樹脂等で形成
した保護案内部材405,406を接着し、基体内面2011と対
向する面にはテフロンコーティング加工を施す。又前記
図４(a)と同様に集束性光伝送体アレイ111の発光面119
と基体内面2011間をＬ、前記保護案内部材402の先端面
と基体内面2011間をＬ1としたとき、Ｌ＞Ｌ1の関係を保
持する様に構成している。

【００２５】以上の様に構成した実施例の保護案内部材
400,402,405,406により前記支持部材106と共に露光光学
系202,203,204,205である前記集束性光伝送体アレイ11
1,112,113,114の発光面119,120,121,122と、前記基体内
面2011間には常に所定の間隙が形成される。

【００２６】図５は前記プロセスユニット200Cの横断面
図である。該プロセスユニット200Cに支持された軸受30
6により回転自在に設けられ、且つ歯車308を設けた円筒
保持部材307に感光体ドラム201の一端が嵌合保持されて
いる。そして前記歯車308には感光体ドラム201を回転駆
動する駆動歯車309が設けられている。又図の様に感光
体ドラム201の他端は、前記プロセスユニット200Cに支
持された支持部材106と、該支持部材106に設けた軸受31
2及びフランジ311を介して回転自在に支持されている。
一方支持部材106の一端は、前記プロセスユニット200C
にネジ302,303で固定したフランジ300に一体に固定され
ている。

【００２７】今、例えば支持部材106に設けたＬＥＤア
レイの交換時期となった時、図１に示す画像形成装置20
0より、前記プロセスユニット200Cを取り出し、前記ネ
ジ302,303で固定したフランジ300をプロセスユニット20
0Cより取り外し、前記フランジ300に固定した支持部材1
06と共に、図３に斜視図で示す前記ＬＥＤアレイ107,10
8,109,110と、前記集束性光伝送体アレイ111,112,113,1
14、及び中間支持体115,116,117,118に設けた前記保護
案内部材100,101,102,103を外部に移動した際、先ず前
記保護案内部材100,101,102,103が感光体ドラム201の基
体内面2011に接触し、前記集束性光伝送体アレイ111,11
2,113,114の先端が基体内面2011に当たる事がない。更
に前記ＬＥＤアレイ107,108,109,110の交換が完了し、
再び前記前記ＬＥＤアレイ107,108,109,110と、前記集
束性光伝送体アレイ111,112,113,114を感光体ドラム内
に挿入したときも、前記同様、先ず前記保護案内部材10
0,101,102,103が感光体ドラム201の基体内面2011に接触
するため、前記集束性光伝送体アレイ111,112,113,114
の先端が基体内面2011に当たる事がない。

【００２８】又前記保護案内部材100,101,102,103の表
面は、テフロンコーティング加工が施されており、滑面
であるため、基体内面2011に当接しても傷付ける事がな
い。

【００２９】本発明に於いて、像担持体は感光体ドラム
に限らず、ベルト状の構成に於いても同様である。又電
子写真装置に限らず、銀塩等の感光材料を透明基体上に
保持し、ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）
の像露光手段を用いた画像形成装置にも適用し得るもの
である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、請求項１
に於いて、像担持体内に、複数の像露光手段を内蔵し、
該像露光手段を支持部材と共に像担持体内より着脱する
時、保護案内手段で像担持体内面を案内するようにした
ので、前記像露光手段の先端が像担持体内面と接触して
破損又は傷付ける事がないため、高価な像担持体を長期
間使用する事が出来る。

【００３１】請求項２に於いて、前記保護案内部材を放
射状に複数設ける事により、複数の前記保護案内部材が
前記像担持体内面を案内するため、前記複数の像露光手
段の先端と、前記像担持体内面との間隔を均一に保持す
るため、前記像露光手段を支持部材と共に像担持体内よ
り着脱する時、像担持体内面を傷付ける事がない。

【００３２】請求項３に於いて、前記保護案内部材の表
面にテフロンコーティング加工等の加工を行って滑面と
なし、前記像担持体内面を円滑に案内するため、像担持
体内面を傷付ける事がない。

【００３３】請求項４に於いて、前記保護案内部材と、
前記像担持体内面との間隔と、像露光手段の先端と、前
記像担持体内面との間隔で、前記保護案内部材と、前記
像担持体内面との間隔を短くする事で前記像露光手段の
先端が接触するのを確実に防止する事が出来る。

【００３４】請求項５に於いて、画像形成装置内に、静
電潜像を形成する像担持体と、該像担持体内に支持部材
で支持された複数の像露光手段と、複数の保護案内部材
を内蔵したプロセスユニットを構成し、該プロセスユニ
ットを画像形成装置に対して着脱自在に構成する事によ
り、前記像露光手段の交換時には、先ず前記プロセスユ
ニットを画像形成装置から取り出し、更にプロセスユニ
ットより感光体ドラム内に支持部材で支持された複数の
像露光手段と、複数の保護案内部材と共に取り出す事に
より、安全に且つ正確に像露光手段を取り出す事が出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置を示す全体の構成図。

【図２】本発明の像露光手段を保護する保護案内手段を
示す構成図。

【図３】本発明の像露光手段を保護する他の保護案内手
段を示す斜視図。

【図４】本発明の他の保護案内手段の実施例を示す正面
図。

【図５】本発明のプロセスユニットを示す横断面図。

【符号の説明】

100,101,102,103,400,402,405,406 保護案内部材 106 支持部材 107,108,109,110 ＬＥＤアレイ 111,112,113,114 集束性光伝送体アレイ 115,116,117,118,401,403,404 中間支持部材 119,120,121,122 発光面 200 カラー画像形成装置 200C プロセスユニット 201 感光体ドラム 300,301,302,303 帯電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−307307（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−259271（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−335654（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−323757（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−304477（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体内に複数の像露光手段を設けた
   画像形成装置に於いて、前記像担持体内に設けられた複
   数の像露光手段と、該複数の像露光手段を支持する支持
   部材と、前記複数の像露光手段と共に前記支持部材を前
   記像担持体内より着脱するとき、前記像担持体内面を保
   護する保護案内手段とを設けたことを特徴とするカラー
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記像担持体内面を保護する保護案内手
   段は、前記支持部材に放射状に複数設けられていること
   を特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記像担持体内面を保護する保護案内手
   段は、弾性部材で構成されていることを特徴とする請求
   項１記載のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体内面を保護する保護案内手
   段は、前記像露光手段より突出して設けられていること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラ
   ー画像形成装置。
5. 【請求項５】 像担持体と、該像担持体内の支持部材に
   設けられた複数の像露光手段と、複数の保護案内手段と
   を有し、且つ画像形成装置に対し着脱自在に設けたプロ
   セスユニットと、該プロセスユニットは、画像形成装置
   より取り出した後、前記像担持体内に設けられた前記複
   数の像露光手段と、複数の保護案内手段を前記支持部材
   と共に着脱するように構成されていることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のカラー画像形成装
   置。