JP4180818B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、転写媒体に沿って並列配置された複数の像担持体と、画像信号により変調されたレーザビームを前記各像担持体上に偏向走査して潜像を形成する露光手段とを備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記タンデム型の画像形成装置には大別して、
各画像形成ステーションを列状に複数配置しておき、記録紙を搬送ベルトに静電吸着させ、記録紙を順次、各ステーションへ当接させて搬送しながら、ステーションと記録紙の間へ静電転写力を印加して、複数色のトナー像を記録紙へ直接転写しながら色重ねを行う紙搬送方式と、
各画像形成ステーションを列状に複数配置しておき、各ステーションへ誘電体で形成された中間転写ベルトを当接させて搬送しながら、各ステーションで形成したトナー像をステーションと中間転写ベルトの間へ静電転写力を印加して順次、1次転写させて中間転写ベルト上で色重ねを行い、さらに中間転写ベルトから記録紙へ一括して2次転写する中間転写方式と、
の2通りの方式が採用されている。
【0003】
上記紙搬送方式では記録紙を搬送ベルトへ吸着させるための手段(ローラやブラシ)と高電圧供給電源が必要であるが、中間転写方式ではこれらの手段や電源が不要であると共に、紙搬送方式では記録紙のサイズ、厚さ、種類に応じて各画像転写部へ印加する転写バイアスを厳密に制御する必要があるが、中間転写方式では、記録紙のこうした要因とは無関係に抵抗や厚さ、表面粗さが一定の中間転写ベルトに対してトナー像の1次転写を行い、その後、一括して記録紙へ2次転写を行う際にのみ転写電圧または転写電流や当接圧といった転写条件の管理を行えば良く、したがって中間転写方式には優れる点が多い。
【0004】
一方、各画像形成ステーションの配置方式で分けると、各ステーションを水平方向に配置する方式と、各ステーションを垂直方向に配置する方式がある。これらの装置では、例えば米国特許第5278589号明細書で提案されているように、画像信号によって変調された複数のレーザビームを平行に偏向して走査する露光手段構造にし、平行に偏向走査された複数のレーザビームは、対応する像担持体に対して所定の入射角度を成して照射される。しかし、いずれの装置においても前者は設置面積が大きいという欠点があり、後者は装置の高さが高くなり机上への設置が困難であるという欠点を有している。
【0005】
そのために、従来、特開平11−95520号や特開平8−305115号において、各画像形成ステーションを斜め方向に配置させる方式が知られている。前者は、各画像形成ステーションに対応して露光装置を備え、後者は、各画像形成ステーションに共通に露光装置を備えたものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなレーザ走査光学系を用いる画像形成装置の場合、像担持体の回転軸と直交する断面(軸断面)方向から観て、像担持体へ入射する入射ビームは、像担持体の入射位置での法線に対して、角度(通常2〜10°)をもって入射する。光学では、一般的にこの角度を入射角と呼び、このような入射角をとるのは、以下のような理由による。
【0007】
像担持体の軸断面での入射角が0°の場合、走査中心のビームは、像担持体へ垂直に入射することになるため、入射したビームの反射ビームは、露光装置内部に戻ってくることになり、その反射ビームは、像面と共益関係になるレーザ光源(レーザダイオード)へ戻る。その結果、レーザの発信を乱して、レーザ光源からの発光が不安定となり、画像を劣化させてしまうことから、これを防止するために上記入射角をとっている。
【0008】
しかし、複数のレーザビームをそれぞれ平行に偏向走査する構造では、複数の像担持体の配置間隔に相応した間隔の平行な複数のレーザビームの偏向走査になるため、露光手段が大型化するだけでなく、高価なものになる。また、露光手段の大型化及び高価な構成は、必然的に当該露光手段を搭載した画像形成装置も大型化及び高価な構成となる。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、像担持体に入射し正反射したレーザビームによるゴースト光による画像劣化を防止するものである。
【0010】
そのために本発明は、転写媒体に沿って並列配置された複数の像担持体と、前記各像担持体を一様に帯電させる複数の帯電手段と、画像信号により変調されたレーザビームを前記帯電手段により一様に帯電された各像担持体上に偏向走査して潜像を形成する露光手段とを備えた画像形成装置において、前記複数の像担持体は、前記転写媒体の下側から斜めアーチ状のラインに沿って上向きに圧接して並列配置し、前記露光手段は、前記並列配置した前記複数の像担持体の斜め下方に配置して、前記各像担持体に対応して画像信号により変調される複数のレーザ光源と、該各レーザ光源に共通の回転多面鏡と、前記各レーザ光源からのレーザビームが前記各像担持体の法線に対し前記帯電手段の帯電側から入射する方向となるように前記レーザビームを前記回転多面鏡の共通の反射面から放射状に反射させ複数の反射ミラーにより上方に非平行に折り返し反射させて、前記各像担持体を偏向走査する光学系とを有することを特徴とする。
【0012】
更に、前記回転多面鏡の共通の反射面の共通位置から前記各像担持体までのレーザビームの光路を構成する光学系からなることを特徴とするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る画像形成装置の1実施の形態を示す全体構成の模式的断面図、図2は図1に示す現像手段と像担持体からなる画像形成部の拡大断面図及びゴースト光が現像側へ入射する様子を示す図、図3はゴースト光が帯電側へ入射する様子を示す図である。図中、1は画像形成装置、2はハウジング、3は扉体、6は露光ユニット、7は画像形成ユニット、8は冷却手段、9は転写ベルトユニット、10は給紙ユニット、11は紙搬送ユニット、15はクリーニング手段、17は像担持体、18は中間転写ベルト、20は現像手段、21はスキャナ手段、21bは回転多面鏡、40は定着手段を示す。
【0014】
図1において、本実施形態の画像形成装置1は、ハウジング2と、ハウジング2の上部に形成された排紙トレイ2aと、ハウジング2の前面に開閉自在に装着された扉体3を有し、ハウジング2内には、露光ユニット(露光手段)6、画像形成ユニット7、送風ファンからなる冷却手段8、転写ベルトユニット9、給紙ユニット10が配設され、扉体3内には紙搬送ユニット11が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【0015】
画像形成ユニット7は、複数の異なる色の画像を形成する画像形成ステーション、本実施形態ではY(イェロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)からなる4つの画像形成ステーションを備えている。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体17と、像担持体17の周囲に配設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段19および現像手段20を有し、各画像形成ステーションY,M,C,Kは、転写ベルトユニット9の下側に斜めアーチ状のラインに沿って像担持体17が上向きになるように並列配置されている。なお、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。
【0016】
先に述べた理由によりレーザービームBの像担持体17の入射位置での法線Cに対して入射角0°を避ける場合、レーザービームBの入射の方向は、法線Cに対して図2に示す帯電側と図3に示す現像側のいずれかになる。これについては、ゴースト光の入射位置と像担持体17の明減衰特性との組み合わせで決定することができる。感光特性を有する像担持体17は、帯電手段19により一様に帯電された表面をレーザビームBで露光することにより、露光された部分の電位が変化して潜像を形成するが、露光されてから電位が変化し、その電位が安定するまでには一定の時間を必要とする。これが感光体の明減衰特性となる。すなわち、感光体へビームが入射した直後は、入射してからの経過時間に応じて電位が変化して、一定時間後にそれが安定することになる。
【0017】
一方、像担持体17へ入射して反射したビームが像担持体17周辺の部材で散乱や再反射により再度像担持体17へ入射するゴースト光が存在する。このゴースト光は、本来露光する場所以外の像担持体17を露光してしまうので、画像劣化の原因となる。そのため、このゴースト光の入射位置は、前記感光体の明減衰特性と組み合わせで考えると、できるだけ現像手段20の近くで像担持体17へ入射した方がゴースト光による現像位置での電位の変化が小さくて済み、画像への影響を最小限に止めることができる。したがって、レーザビームBの像担持体17への入射角の方向は、図2に示すようにレーザービームBの像担持体17の入射位置での法線Cに対して帯電側から入射して、正反射したビームが点線で示すように現像側へ射出する方向が、図3に示すように現像側から入射して、正反射したビームが帯電側へ射出する方向よりもゴースト光の影響を小さくすることができる。
【0018】
また、ゴースト光による影響の度合いは、トナー色によっても異なり、例えばブラックやマゼンタは目立ちやすく、イエローやシアンは目立ちにくいという特性がある。そこで、この特性に従い像担持体17へ入射するレーザビームの入射角を色別に異なる角度にすることで、露光装置内部でトナー色に応じた調整を行うことなく、レーザビームの入射角を色によって変えることにより色別に最適化することができる。
【0019】
転写ベルトユニット9は、ハウジング2の下側に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ12と、駆動ローラ12の斜め上方に配設される従動ローラ13と、バックアップローラ(テンションローラ)14と、これら3本のローラ間に張架されて図示矢印方向(反時計方向X)へ循環駆動される中間転写ベルト18と、中間転写ベルト18の表面に当接するクリーニング手段15とを備えている。従動ローラ13、バックアップローラ14および中間転写ベルト18は、駆動ローラ12に対して図で左側に傾斜する方向に配設され、これにより中間転写ベルト18駆動時のベルト搬送方向Xが下向きになるベルト面18aが下方に位置し、搬送方向が上向きになるベルト面18bが上方に位置するようにされている。
【0020】
したがって、各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ローラ12に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。そして、像担持体17は、アーチ状のラインに沿って中間転写ベルト18の搬送方向下向きのベルト面18aに圧接され、図示矢印に示すように中間転写ベルト18の搬送方向に回転駆動される。可撓性を有する無端スリーブ状の中間転写ベルト18は、像担持体17に対して上側から被せるように圧接させるため、像担持体17と中間転写ベルト18との間の圧力やニップ幅は、テンションローラ14により中間転写ベルト18に付与される張力、像担持体17の配置間隔、アーチの曲率などを制御することにより調整することができる。
【0021】
駆動ローラ12は、2次転写ローラ39のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ12の周面には、例えば厚さ3mm程度、体積抵抗率が105 Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、2次転写ローラ39を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ12に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へ記録媒体が進入する際の衝撃が中間転写ベルト18に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。また、駆動ローラ12は、その径を従動ローラ13、バックアップローラ14の径より小さくすることにより、2次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ13を後述するクリーニング手段15のバックアップローラとして兼用させている。
【0022】
なお、中間転写ベルト18を駆動ローラ12に対して図で右側に傾斜する方向に配設し、これに対応して各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ローラ12に対して図で右側に傾斜する方向に斜めアーチ状に沿って、つまり、図1と左右対象に配設してもよい。
【0023】
クリーニング手段15は、搬送方向下向きのベルト面18a側に設けられ、二次転写後に中間転写ベルト18の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード15aと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材15bを備えている。クリーニングブレード15aは、従動ローラ13への中間転写ベルト18の巻きかけ部において中間転写ベルト18に当接されている。また、中間転写ベルト18の裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に対向して1次転写部材16が当接され、1次転写部材16には転写バイアスが印加されている。
【0024】
露光手段6は、斜め方向に配設された画像形成ユニット7の斜め下方に形成された空間に配設され、露光手段6の側面上方の空間に冷却手段8が配設されている。この露光手段6の側面、冷却手段8の下方空間は、制御ユニットや電源ユニットを配置することもできる。また、露光手段6の下部でハウジング2の底部には給紙ユニット10が配設されている。露光手段6は、全体がケースに収納され、ケースは、搬送方向下向きのベルト面の斜め下方に形成される空間に配設されている。ケースの底部には、ポリゴンミラーモータ21a、ポリゴンミラー(回転多面鏡)21bからなる単一のスキャナ手段21を水平に配設して軸受部よりケースの外部に露出させるとともに、光学系Bには、単一のf−θレンズ22および反射ミラー23が配設され、さらに、反射ミラー23の上方に、各色の走査光路y、m、c、kが像担持体17にそれぞれ非平行になって折り返すように複数の折り返しミラー24を配設している。
【0025】
このようにポリゴンミラーモータ21a、ポリゴンミラー21bを水平配置することにより、軸受の半径方向へ作用する力をなくすことができるので、画像形成装置の高速化、高解像度化に伴って回転数が増加して軸受への負荷が大きくなっても、軸受部の発熱を低減させることができ、装置内の温度変動を小さくし、高画質の画像形成装置を提供することができる。また、折り返しミラー24を設けることにより走査光路y、m、c、kを屈曲させ、ケースの高さを低くすることが可能となりコンパクト化が可能となる。なお、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17への走査光路長は同一の長さになるように折り返しミラー24が配置されている。
【0026】
上記構成からなる露光手段6においては、ポリゴンミラー21bから各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、f−θレンズ22、反射ミラー23、折り返しミラー24を経て、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17に照射され、潜像が形成される。このように各画像形成ユニット7に対する露光手段6のポリゴンミラー21bから像担持体17までの光路の長さ(光路長)が略同一の長さになるように構成することにより、各光路で走査された光ビームの走査幅も略同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。したがって、レーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。
【0027】
更に、共通のポリゴンミラー21bの共通の反射面の共通位置から複数のレーザビームを反射して各像担持体17を偏向走査する構成にすると、反射面の精度及びポリゴンミラー21bの回転精度がキャンセルされて、複数のレーザビームは均一に偏向走査され、偏向走査による画像ジッタの軽減が可能である。
【0028】
また、本実施形態においては、装置下方に走査光学系を配置することにより、画像形成手段の駆動系が装置を支持するフレームへ与える振動による走査光学系の振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。とくに、スキャナ手段21をケースの底部に配置することにより、ポリゴンモータ21a自身がケース全体に与える振動を最小限にすることができ、画質の劣化を防止することができる。また、振動源であるポリゴンモータ21aの数を一つにすることによりケース全体に与える振動を最小限にすることができる。
【0029】
ハウジング2の側面には送風ファンからなる冷却手段8が設けられ、内部の空気を図示矢印の方向に導き、露光手段6その他の発熱部からの熱を放出するようにしている。このため、ポリゴンモータ21aの温度上昇を抑制し、画質劣化の防止とポリゴンモータ21aの長寿命化を図ることができる。
【0030】
本実施形態においては、各画像ステーションY,M,C,Kが斜め方向に配設され、かつ像担持体17が斜めアーチ状のラインに沿って上向きに並列配置されて、中間転写ベルト18の搬送方向下向きのベルト面18aに圧接される関係上、トナー貯留容器26を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像手段20に特別の構成を採用している。
【0031】
現像手段20は、図2に示すようにトナー(図のメッシュ部)を貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に形成されたトナー貯留部27と、トナー貯留部27内に配設されたトナー撹拌部材29と、トナー貯留部27の上部に区画形成された仕切部材30と、仕切部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、仕切部材30に設けられトナー供給ローラ31に当接される可撓性ブレード32と、トナー供給ローラ31および像担持体17に当接するように配設される現像ローラ33と、現像ローラ33に当接される規制ブレード34とから構成されている。
【0032】
像担持体17は中間転写ベルト18の搬送方向に回転され、現像ローラ33および供給ローラ31は、図示矢印に示すように、像担持体17の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材29は供給ローラ31の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯留部27において撹拌部材29により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材30の上面に沿ってトナー供給ローラ31に供給され、供給されたトナーは可撓性ブレード32と摺擦して供給ローラ31の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ33の表面に供給される。現像ローラ33に供給されたトナーは規制ブレード34により所定厚さのコーティング層に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体17へと搬送されて現像ローラ33と像担持体17が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体17の潜像部を現像する。
【0033】
本実施形態においては、像担持体17と対向する側の現像ローラ33、トナー供給ローラ31および現像ローラ33と規制ブレード34の当接部がトナー貯留部27内のトナーに埋没しない構成としている。この構成によって、貯留トナーの減少によって現像ローラ33に対する規制ブレード34の当接圧力の変動を防ぐことができると共に、規制ブレード34によって現像ローラ33から掻き落とされた余剰トナーがトナー貯留部27へ落下するので現像ローラ33のフィルミングを防ぐことができる。
【0034】
また、供給ローラ31と現像ローラ33の当接位置下方に現像ローラ33と規制ブレード34の当接部を位置させ、供給ローラ31によって現像ローラ33へ供給されて現像ローラ33に移行しなかった余剰トナーと、規制ブレード34によって現像ローラ33から規制除去された余剰トナーを現像手段下部のトナー貯留部27へ戻す経路を設け、トナー貯留部27へ戻ったトナーは撹拌部材29によってトナー貯留部27内のトナーと撹拌され、撹拌部材29によって再度、供給ローラ31近傍のトナー導入部へ供給される。従って、余剰トナーを供給ローラ31と現像ローラ33の摺擦部や現像ローラ33と規制ブレード34の当接部に渋滞させずに下部へ落下させてトナー貯留部27のトナーと撹拌を行うので、現像手段内のトナーの劣化が徐々に進行し、現像手段の交換直後に急激な画質変化が発生することを防ぐことができる。
【0035】
さらに、現像手段20には、現像ローラ33近傍に現像ローラ露出部20aが形成されており、一方、帯電手段であるコロナ帯電手段19には、像担持体17に対向して上向き開口部19aが形成されている。このとき、現像ローラ露出部20aの下方にコロナ帯電手段19の上向き開口部19aが位置すると、現像ローラ露出部20aからトナーが重力によりこぼれ落ちて、コロナ帯電手段19の上向き開口部19aからコロナ帯電手段19内に入り込み、コロナ帯電手段19を汚してしまうという問題が生じる。
【0036】
そこで、本実施形態においては、現像手段20の現像ローラ露出部20aに対して、コロナ帯電手段19の上向き開口部19aが重ならないように、上向き開口部19aを中間転写ベルト18側にオフセットさせるようにしている。これにより、現像ローラ露出部20aからトナーが重力によりこぼれ落ちて、上向き開口部19aからコロナ帯電手段19内に入り込み、コロナ帯電手段19を汚してしまうという問題を解消することができる。
【0037】
給紙ユニット10は、記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35から記録媒体を一枚ずつ給送するピックアップローラ36を備えている。紙搬送ユニット11は、二次転写部への記録媒体Pの給紙タイミングを規定するゲートローラ対37(一方のローラはハウジング2側に設けられている)と、駆動ローラ12および中間転写ベルト18に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ39と、主記録媒体搬送路38と、定着手段40と、排紙ローラ対41と、両面プリント用搬送路42を備えていえる。
【0038】
定着手段40は、少なくも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な定着ローラ対40aと、この定着ローラ対40aの少なくも一方側のローラを他方側に押圧付勢してシート材に2次転写された2次画像を記録媒体Pに押圧する押圧手段を有し、記録媒体に2次転写された2次画像は、定着ローラ対40aの形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。本実施形態においては、転写ベルトの搬送方向上向きのベルト面18bの斜め上方に形成される空間、換言すれば、転写ベルトに対して画像形成ステーションと反対側の空間に定着手段40を配設することが可能になり、露光手段6、中間転写ベルト18、画像形成手段への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。特に、露光手段6は、定着手段40から最も離れた位置にあり、走査光学系部品の熱による変位を最小限にすることができ、色ズレを防ぐことができる。
【0039】
本実施形態においては、中間転写ベルト18を駆動ローラ12に対して傾斜する方向に配設しているため、図で右側空間に広いスペースが生じその空間に定着手段40を配設することができ、コンパクト化を実現することができると共に、定着手段40で発生する熱が、左側に位置する露光ユニット6、中間転写ベルト18および各画像形成ステーションY,M,C,Kへ伝達されるのを防止することができる。また、画像形成ユニット7の左側下部の空間に露光ユニット6を配置することができるため、画像形成手段の駆動系がハウジング2へ与える振動による、露光ユニット6の走査光学系の振動を最小限に抑えることができ、画質の劣化を防止することができる。
【0040】
また、本実施形態においては、球形化されたトナーを用いることにより、1次転写効率を高め(略100%)、各像担持体17には、1次転写残りトナーを回収するクリーニング手段を設置していない。これにより、30mm径以下の感光体ドラムからなる各像担持体17を近接して配置することが可能となり、装置を小型化することができる。
【0041】
また、クリーニング手段を設置しないことに伴い、帯電手段としてはコロナ帯電手段19を採用している。帯電手段がローラである場合は、微量ではあるが像担持体17上に存在する1次転写残りトナーがローラ上に堆積して帯電不良が発生するが、非接触帯電手段であるコロナ帯電手段19はトナーが付着しにくく、帯電不良の発生を防ぐことができる。
【0042】
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
(1)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置1の制御ユニットに入力されると、各画像形成ステーションY,M,C,Kの像担持体17、現像手段20の各ローラ、および中間転写ベルト18が回転駆動される。
(2)像担持体17の外周面が帯電手段19によって一様に帯電される。
(3)各画像形成ステーションY,M,C,Kにおいて一様に帯電した像担持体17の外周面に、露光ユニット6によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
(4)それぞれの像担持体17に形成された静電潜像が現像手段20によりトナー像が現像される。
(5)中間転写ベルト18の1次転写部材16には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体17上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト18の移動に伴って順次、中間転写ベルト18上に重ねて転写される。
(7)この1次画像を1次転写した中間転写ベルト18の移動に同期して、給紙カセット35に収納された記録媒体Pが、レジストローラ対37を経て2次転写ローラ39に給送される。
(8)1次転写画像は、2次転写部位で記録媒体と同期合流し、図示省略した押圧機構によって中間転写ベルト18の駆動ローラ12に向かって押圧された2次転写ローラ39で、1次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト18上に形成された1次転写画像は、同期給送された記録媒体に2次転写される。
(9)2次転写に於ける転写残りのトナーは、従動ローラ13方向へと搬送されて、このローラ13に対向して配置したクリーニング手段15によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト18はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
(10)記録媒体が定着手段40を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け(両面印刷でない場合には排紙トレイ2aに向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路42に向け)搬送される。
【0043】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来公知または周知の技術を必要に応じて置換または付加することが可能である。例えば、本実施形態においては、像担持体に対してレーザビームを帯電側から0より大きい入射角で偏向走査するようにしたが、各像担持体の入射角は、同一であっても、それぞれが異なるようにしてもよい。この場合、目立ちやすいブラックやマゼンタは入射角を大きめに、目立ちにくいイエローやシアンは入力角を小さめにすることで、色による視覚的な認識誤差を少なくすることができる。斜めアーチ状のラインに沿って複数の像担持体17を並列配置し、これらと中間転写ベルト18とを圧接させたが、縦型のアーチ状、横型のアーチ状のラインであってもよいし、ラインは直線であってもよい。この場合にも、ポリゴンミラーモータ21aの位置は、折り返しミラー24の配置により熱的に有利な位置を選択することは可能である。また、バックアップローラ14を省き、駆動ローラ12と従動ローラ13だけで、つまり少なくとも2本のローラで中間転写ベルト18を張架するものであってもよい。さらに、駆動ローラ12を下方に従動ローラ13を上方に配置しているが、従動ローラ13を下方に駆動ローラ12を上方に配置するようにしてもよい。なお、本発明においては、中間転写ベルトおよび紙搬送ベルトを総称して転写ベルトとして定義している。
【0044】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、転写媒体に沿って並列配置された複数の像担持体と、各像担持体を一様に帯電させる複数の帯電手段と、画像信号により変調されたレーザビームを帯電手段により一様に帯電された各像担持体上に偏向走査して潜像を形成する露光手段とを備えた画像形成装置において、複数の像担持体は、転写媒体の下側から斜めアーチ状のラインに沿って上向きに圧接して並列配置し、露光手段は、並列配置した複数の像担持体の斜め下方に配置して、各像担持体に対応して画像信号により変調される複数のレーザ光源と、該各レーザ光源に共通の回転多面鏡と、各レーザ光源からのレーザビームが各像担持体の法線に対し帯電手段の帯電側から入射する方向となるようにレーザビームを回転多面鏡の共通の反射面から放射状に反射させ複数の反射ミラーにより上方に非平行に折り返し反射させて、各像担持体を偏向走査する光学系とを有するので、露光装置を小型化できると共に、各光路で走査された光ビームの走査幅も略同一になり、レーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なった色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるため副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成できる。さらに、ゴースト光による現像位置での電位の変化が小さくて済み、画像への影響を最小限に止めることができる。
【0046】
更に、上記共通の反射面の共通位置から各像担持体までのレーザビームの光路を構成する光学系にすると、反射面の精度及び回転多面鏡の回転精度がキャンセルされて複数のレーザビームは均一に偏向走査され、偏向走査による画像ジッタのない画像形成を行うことができ、小型で高画質の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】 本発明に係る画像形成装置の1実施の形態を示す全体構成の模式的断面図である。
【図2】 図1に示す現像手段及び像担持体からなる画像形成部の拡大断面図及びゴースト光が現像側へ入射する様子を示す図である。
【図3】 ゴースト光が帯電側へ入射する様子を示す図である。
【符号の説明】
1…画像形成装置、2…ハウジング、3…扉体、6…露光ユニット、7…画像形成ユニット、8…冷却手段、9…転写ベルトユニット、10…給紙ユニット、11…紙搬送ユニット、15…クリーニング手段、17…像担持体、18…中間転写ベルト、20…現像手段、21…スキャナ手段、21b…回転多面鏡、40…定着手段
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention comprises a plurality of image carriers arranged in parallel along a transfer medium, and exposure means for forming a latent image by deflecting and scanning each of the image carriers with a laser beam modulated by an image signal. The present invention relates to an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
The tandem type image forming apparatus is roughly classified as follows.
A plurality of image forming stations are arranged in a line, the recording paper is electrostatically attracted to the transport belt, and the recording paper is sequentially brought into contact with each station and transported between the stations and the recording paper. A paper conveying system that applies a transfer force and superimposes colors while directly transferring a plurality of color toner images to a recording paper; and
A plurality of image forming stations are arranged in a row, and the toner image formed at each station is transferred between the station and the intermediate transfer belt while the intermediate transfer belt formed of a dielectric is brought into contact with each station and conveyed. An intermediate transfer method in which electrostatic transfer force is sequentially applied to the image, primary transfer is performed, color is superimposed on the intermediate transfer belt, and secondary transfer is performed collectively from the intermediate transfer belt to the recording paper;
The following two methods are adopted.
[0003]
The above paper transport method requires means (rollers and brushes) for adsorbing the recording paper to the transport belt and a high voltage power supply, but the intermediate transfer method does not require these means and power supply, and the paper transport method. However, it is necessary to strictly control the transfer bias applied to each image transfer unit according to the size, thickness, and type of the recording paper.In the intermediate transfer method, the resistance and thickness are independent of these factors of the recording paper. Transfer conditions such as transfer voltage, transfer current, and contact pressure are only performed when a primary transfer of a toner image is performed on an intermediate transfer belt with a constant surface roughness, and then secondary transfer is performed collectively on a recording sheet. Therefore, the intermediate transfer method has many advantages.
[0004]
On the other hand, there are a method in which each station is arranged in the horizontal direction and a method in which each station is arranged in the vertical direction. In these apparatuses, as proposed in, for example, US Pat. No. 5,278,589, an exposure means structure for deflecting and scanning a plurality of laser beams modulated by image signals is scanned in parallel. The plurality of laser beams are irradiated to the corresponding image carrier at a predetermined incident angle. However, in any of the devices, the former has a drawback that the installation area is large, and the latter has a disadvantage that the height of the device becomes high and it is difficult to install on the desk.
[0005]
For this purpose, conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-95520 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-305115 have known a method in which image forming stations are arranged in an oblique direction. The former is provided with an exposure device corresponding to each image forming station, and the latter is provided with an exposure device common to each image forming station.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of the image forming apparatus using the laser scanning optical system as described above, the incident beam incident on the image carrier when viewed from the cross section (axial cross section) direction orthogonal to the rotation axis of the image carrier is the image carrier. The incident light is incident at an angle (usually 2 to 10 °) with respect to the normal line at the incident position. In optics, this angle is generally called an incident angle, and the reason for taking such an incident angle is as follows.
[0007]
When the incident angle on the axial cross section of the image carrier is 0 °, the beam at the scanning center is perpendicularly incident on the image carrier, so that the reflected beam of the incident beam returns to the inside of the exposure apparatus. As a result, the reflected beam returns to a laser light source (laser diode) that has a mutual benefit relationship with the image plane. As a result, the transmission of the laser is disturbed, the light emitted from the laser light source becomes unstable, and the image is deteriorated, so that the incident angle is taken to prevent this.
[0008]
However, in a structure in which a plurality of laser beams are deflected and scanned in parallel, deflection scanning of a plurality of parallel laser beams having an interval corresponding to the arrangement interval of the plurality of image carriers is performed. Not expensive. In addition, an increase in the size and cost of the exposure unit inevitably results in an increase in size and cost of an image forming apparatus equipped with the exposure unit.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-described conventional problems, and prevents image deterioration due to ghost light caused by a laser beam incident on an image carrier and regularly reflected.
[0010]
For this purpose, the present invention provides a plurality of image carriers arranged in parallel along a transfer medium, a plurality of charging means for uniformly charging the image carriers, and a laser beam modulated by an image signal. And an exposure unit that forms a latent image by deflecting scanning on each image carrier uniformly charged by the unit. The plurality of image carriers are obliquely formed from below the transfer medium. Arranged in parallel by pressing upward along the arched line, the exposure means is disposed obliquely below the plurality of image carriers arranged in parallel, and image signals corresponding to the image carriers. A plurality of laser light sources modulated by each of the laser light sources, a rotary polygon mirror common to the respective laser light sources, and a laser beam from each of the laser light sources is incident from the charging side of the charging unit with respect to the normal line of each image carrier. The laser to be in the direction And an optical system that deflects and scans each of the image carriers by reflecting the beam radially from a common reflecting surface of the rotary polygon mirror and reflecting it back in a non-parallel manner by a plurality of reflecting mirrors. To do.
[0012]
Further, the rotating polygon mirror includes an optical system constituting an optical path of a laser beam from a common position of a common reflecting surface to each of the image carriers.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an overall configuration showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of an image forming unit including a developing unit and an image carrier shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which ghost light is incident on the charging side. In the figure, 1 is an image forming apparatus, 2 is a housing, 3 is a door, 6 is an exposure unit, 7 is an image forming unit, 8 is a cooling means, 9 is a transfer belt unit, 10 is a paper feeding unit, and 11 is paper transport. A unit, 15 is a cleaning unit, 17 is an image carrier, 18 is an intermediate transfer belt, 20 is a developing unit, 21 is a scanner unit, 21b is a polygon mirror, and 40 is a fixing unit.
[0014]
In FIG. 1, an image forming apparatus 1 according to the present embodiment includes a housing 2, a paper discharge tray 2 a formed on the top of the housing 2, and a door body 3 that can be opened and closed on the front surface of the housing 2. An exposure unit (exposure means) 6, an image forming unit 7, a cooling means 8 including a blower fan, a transfer belt unit 9, and a paper feed unit 10 are disposed in the housing 2, and a paper transport unit is provided in the door 3. 11 is disposed. Each unit has a configuration that can be attached to and detached from the main body, and can be removed and repaired or replaced integrally during maintenance or the like.
[0015]
The image forming unit 7 is an image forming station that forms a plurality of images of different colors. In this embodiment, the image forming unit 7 includes four units including Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black). An image forming station is provided. In each of the image forming stations Y, M, C, and K, an image carrier 17 that is a photosensitive drum, a charging unit 19 that is a corona charging unit and a developing unit that are disposed around the image carrier 17 are provided. The image forming stations Y, M, C, and K are arranged in parallel so that the image carrier 17 faces upward along an oblique arched line below the transfer belt unit 9. . The order of arrangement of the image forming stations Y, M, C, and K is arbitrary.
[0016]
For avoiding an incident angle of 0 ° with respect to the normal C at the incident position of the image carrier 17 of the laser beam B for the reason described above, the incident direction of the laser beam B is as shown in FIG. And either the charging side shown in FIG. 3 or the developing side shown in FIG. This can be determined by a combination of the incident position of the ghost light and the bright attenuation characteristic of the image carrier 17. The image carrier 17 having photosensitive characteristics forms a latent image by changing the potential of the exposed portion by exposing the surface uniformly charged by the charging means 19 with the laser beam B. After that, a certain time is required until the potential changes and becomes stable. This is the light attenuation characteristic of the photoreceptor. That is, immediately after the beam is incident on the photosensitive member, the potential changes according to the elapsed time since the incident, and becomes stable after a certain time.
[0017]
On the other hand, there is ghost light in which the beam incident and reflected on the image carrier 17 is incident on the image carrier 17 again by scattering or re-reflection at members around the image carrier 17. Since this ghost light exposes the image carrier 17 other than the place where it is originally exposed, it causes image deterioration. Therefore, when the incident position of the ghost light is considered in combination with the light attenuation characteristics of the photosensitive member, the potential change at the developing position due to the ghost light is more likely to be incident on the image carrier 17 as close to the developing means 20 as possible. It can be small and the influence on the image can be minimized. Therefore, the incident angle direction of the laser beam B to the image carrier 17 is incident from the charging side with respect to the normal C at the incident position of the image carrier 17 of the laser beam B as shown in FIG. The direction in which the specularly reflected beam is emitted to the developing side as indicated by the dotted line is less affected by the ghost light than the direction in which the specularly reflected beam is incident on the charging side as shown in FIG. can do.
[0018]
Further, the degree of influence by ghost light varies depending on the toner color. For example, black and magenta are easily noticeable, and yellow and cyan are not easily noticeable. Therefore, the incident angle of the laser beam incident on the image carrier 17 according to this characteristic is set to a different angle for each color, so that the incident angle of the laser beam can be changed depending on the color without adjusting the toner color in the exposure apparatus. By changing, it can be optimized for each color.
[0019]
The transfer belt unit 9 is disposed below the housing 2 and is driven to rotate by a drive source (not shown), a driven roller 13 disposed obliquely above the drive roller 12, and a backup roller (tension roller). ) 14, an intermediate transfer belt 18 that is stretched between these three rollers and is circulated and driven in the direction indicated by the arrow (counterclockwise X), and a cleaning means 15 that contacts the surface of the intermediate transfer belt 18. ing. The driven roller 13, the backup roller 14, and the intermediate transfer belt 18 are arranged in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the drive roller 12, so that the belt conveyance direction X when the intermediate transfer belt 18 is driven is downward. The surface 18a is positioned below, and the belt surface 18b whose conveying direction is upward is positioned above.
[0020]
Accordingly, the image forming stations Y, M, C, and K are also arranged in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the driving roller 12. The image carrier 17 is pressed against a belt surface 18a facing downward in the transport direction of the intermediate transfer belt 18 along the arched line, and is rotationally driven in the transport direction of the intermediate transfer belt 18 as shown by the arrows in the figure. Since the flexible endless sleeve-shaped intermediate transfer belt 18 is pressed against the image carrier 17 so as to be covered from above, the pressure and nip width between the image carrier 17 and the intermediate transfer belt 18 are as follows. The tension can be adjusted by controlling the tension applied to the intermediate transfer belt 18 by the tension roller 14, the arrangement interval of the image carrier 17, the curvature of the arch, and the like.
[0021]
The drive roller 12 also serves as a backup roller for the secondary transfer roller 39. For example, a rubber layer having a thickness of about 3 mm and a volume resistivity of 10 5 Ω · cm or less is formed on the peripheral surface of the drive roller 12, and the secondary transfer roller is grounded through a metal shaft. This is a conductive path for the secondary transfer bias supplied via the line 39. By providing the drive roller 12 with a rubber layer having high friction and shock absorption in this way, it is difficult for the impact when the recording medium enters the secondary transfer portion to be transmitted to the intermediate transfer belt 18, and deterioration of image quality is prevented. can do. Further, by making the diameter of the driving roller 12 smaller than the diameters of the driven roller 13 and the backup roller 14, the recording paper after the secondary transfer can be easily separated by the elastic force of the recording paper itself. Further, the driven roller 13 is also used as a backup roller for the cleaning means 15 described later.
[0022]
The intermediate transfer belt 18 is disposed in a direction inclined to the right in the drawing with respect to the driving roller 12, and correspondingly, each image forming station Y, M, C, K is also illustrated in the drawing with respect to the driving roller 12. You may arrange | position along a diagonal arch shape in the direction which inclines to the right side, ie, FIG.
[0023]
The cleaning unit 15 is provided on the side of the belt surface 18a facing downward in the transport direction, and a cleaning blade 15a that removes toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 18 after the secondary transfer, and a toner transport member that transports the collected toner 15b. The cleaning blade 15 a is in contact with the intermediate transfer belt 18 at a portion where the intermediate transfer belt 18 is wound around the driven roller 13. Further, a primary transfer member 16 is brought into contact with the back surface of the intermediate transfer belt 18 so as to face an image carrier 17 of each of image forming stations Y, M, C, and K described later. A transfer bias is applied.
[0024]
The exposure unit 6 is disposed in a space formed obliquely below the image forming unit 7 disposed in an oblique direction, and a cooling unit 8 is disposed in a space above the side surface of the exposure unit 6. A control unit and a power supply unit can be arranged on the side surface of the exposure unit 6 and the space below the cooling unit 8. A paper feeding unit 10 is disposed below the exposure unit 6 and at the bottom of the housing 2. The exposure means 6 is entirely housed in a case, and the case is disposed in a space formed obliquely below the belt surface facing downward in the transport direction. At the bottom of the case, a single scanner means 21 comprising a polygon mirror motor 21a and a polygon mirror (rotating polygon mirror) 21b is horizontally disposed so as to be exposed to the outside of the case from the bearing portion. A single f-θ lens 22 and a reflecting mirror 23 are disposed, and further, scanning light paths y, m, c, and k of the respective colors are not parallel to the image carrier 17 above the reflecting mirror 23, respectively. A plurality of folding mirrors 24 are arranged so as to be folded.
[0025]
Since the polygon mirror motor 21a and the polygon mirror 21b are horizontally arranged in this way, the force acting in the radial direction of the bearing can be eliminated, so that the number of rotations increases as the image forming apparatus increases in speed and resolution. Even when the load on the bearing increases, the heat generation of the bearing portion can be reduced, the temperature fluctuation in the apparatus can be reduced, and a high-quality image forming apparatus can be provided. Further, by providing the folding mirror 24, the scanning light paths y, m, c, and k can be bent, the height of the case can be reduced, and the size can be reduced. The folding mirror 24 is arranged so that the scanning optical path lengths to the image carrier 17 of the image forming stations Y, M, C, and K are the same.
[0026]
In the exposure means 6 having the above-described configuration, an image signal corresponding to each color is emitted from the polygon mirror 21b with a laser beam modulated and formed based on a common data clock frequency, and the f-θ lens 22, the reflection mirror 23, After passing through the folding mirror 24, the image carrier 17 of each image forming station Y, M, C, K is irradiated to form a latent image. In this way, the length of the optical path (optical path length) from the polygon mirror 21b of the exposure unit 6 to the image carrier 17 with respect to each image forming unit 7 is set to be substantially the same, thereby scanning in each optical path. The scanning widths of the emitted light beams are also substantially the same, and no special configuration is required for image signal formation. Therefore, the laser light source can be modulated and formed based on a common data clock frequency even though it is modulated corresponding to images of different colors by different image signals, and uses a common reflecting surface. Color misregistration caused by a relative difference in the sub-scanning direction can be prevented, and a simple and inexpensive color image forming apparatus can be configured.
[0027]
Furthermore, if the configuration is such that each image carrier 17 is deflected and scanned by reflecting a plurality of laser beams from a common position on a common reflecting surface of the common polygon mirror 21b, the accuracy of the reflecting surface and the rotation accuracy of the polygon mirror 21b are cancelled. Thus, the plurality of laser beams are uniformly deflected and scanned, and image jitter can be reduced by the deflection scanning.
[0028]
Further, in this embodiment, by arranging the scanning optical system below the apparatus, the vibration of the scanning optical system due to the vibration that the drive system of the image forming means gives to the frame that supports the apparatus can be minimized. Degradation of image quality can be prevented. In particular, by arranging the scanner means 21 at the bottom of the case, the vibration that the polygon motor 21a itself gives to the entire case can be minimized, and deterioration of the image quality can be prevented. Further, by making the number of polygon motors 21a, which are vibration sources, one, vibration applied to the entire case can be minimized.
[0029]
A cooling means 8 comprising a blower fan is provided on the side surface of the housing 2, and the internal air is guided in the direction of the arrow in the figure to release heat from the exposure means 6 and other heat generating portions. For this reason, the temperature rise of the polygon motor 21a can be suppressed, image quality deterioration can be prevented, and the life of the polygon motor 21a can be extended.
[0030]
In the present embodiment, the image stations Y, M, C, and K are arranged in an oblique direction, and the image carrier 17 is arranged in parallel upward along an oblique arch-shaped line. The toner storage container 26 is disposed obliquely downward so as to be pressed against the belt surface 18a facing downward in the transport direction. Therefore, a special configuration is adopted for the developing means 20.
[0031]
As shown in FIG. 2, the developing means 20 includes a toner storage container 26 that stores toner (mesh portion in the figure), a toner storage section 27 formed in the toner storage container 26, and a toner storage section 27. A provided toner agitating member 29, a partition member 30 partitioned on the toner reservoir 27, a toner supply roller 31 disposed above the partition member 30, and a toner supply roller provided on the partition member 30 31 includes a flexible blade 32 that contacts the developing roller 31, a developing roller 33 that contacts the toner supply roller 31 and the image carrier 17, and a regulation blade 34 that contacts the developing roller 33. Has been.
[0032]
The image carrier 17 is rotated in the conveyance direction of the intermediate transfer belt 18, and the developing roller 33 and the supply roller 31 are driven to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the image carrier 17 as shown by the arrows in the figure. The stirring member 29 is driven to rotate in the direction opposite to the direction of rotation of the supply roller 31. The toner stirred and carried up by the stirring member 29 in the toner reservoir 27 is supplied to the toner supply roller 31 along the upper surface of the partition member 30, and the supplied toner is supplied by being rubbed with the flexible blade 32. The roller 31 is supplied to the surface of the developing roller 33 by the mechanical adhesion force on the surface irregularities and the adhesion force due to the frictional band power. The toner supplied to the developing roller 33 is regulated to a coating layer having a predetermined thickness by the regulating blade 34, and the thinned toner layer is conveyed to the image carrier 17 so that the developing roller 33 and the image carrier 17 are in contact with each other. The latent image portion of the image carrier 17 is developed at the nip portion configured as described above and in the vicinity thereof.
[0033]
In this embodiment, the developing roller 33, the toner supply roller 31, and the contact portion between the developing roller 33 and the regulating blade 34 on the side facing the image carrier 17 are not buried in the toner in the toner storage unit 27. With this configuration, it is possible to prevent fluctuations in the contact pressure of the regulating blade 34 against the developing roller 33 due to a decrease in the stored toner, and surplus toner scraped off from the developing roller 33 by the regulating blade 34 falls into the toner reservoir 27. Therefore, filming of the developing roller 33 can be prevented.
[0034]
Further, the contact portion between the developing roller 33 and the regulating blade 34 is positioned below the contact position between the supply roller 31 and the developing roller 33, and the surplus that has been supplied to the developing roller 33 by the supply roller 31 and has not shifted to the developing roller 33. A path is provided for returning the toner and excess toner regulated and removed from the developing roller 33 by the regulating blade 34 to the toner reservoir 27 below the developing means. The toner returning to the toner reservoir 27 is contained in the toner reservoir 27 by the stirring member 29. The toner is agitated and supplied again to the toner introduction portion near the supply roller 31 by the agitating member 29. Therefore, the excess toner is dropped to the lower part without being jammed on the sliding part of the supply roller 31 and the developing roller 33 or the contact part of the developing roller 33 and the regulating blade 34, and the toner in the toner storing part 27 is stirred. It is possible to prevent the toner in the developing unit from gradually deteriorating and a sudden change in image quality occurring immediately after the replacement of the developing unit.
[0035]
Further, the developing means 20 has a developing roller exposed portion 20 a formed in the vicinity of the developing roller 33, while the corona charging means 19, which is a charging means, has an upward opening 19 a facing the image carrier 17. Is formed. At this time, when the upward opening 19a of the corona charging unit 19 is positioned below the developing roller exposed portion 20a, toner spills from the developing roller exposed portion 20a due to gravity, and the corona charging unit 19 correlates with the corona charging unit 19 from the upward opening 19a. A problem arises that the corona charging means 19 is contaminated by entering the inside 19.
[0036]
Therefore, in this embodiment, the upward opening 19a is offset toward the intermediate transfer belt 18 so that the upward opening 19a of the corona charging unit 19 does not overlap the developing roller exposed part 20a of the developing unit 20. I have to. Accordingly, it is possible to solve the problem that the toner spills from the developing roller exposed portion 20a due to gravity and enters the corona charging means 19 from the upward opening 19a, thereby contaminating the corona charging means 19.
[0037]
The paper feed unit 10 includes a paper feed cassette 35 in which the recording media P are stacked and held, and a pickup roller 36 that feeds the recording media from the paper feed cassette 35 one by one. The paper transport unit 11 includes a pair of gate rollers 37 (one roller is provided on the housing 2 side) that defines the timing of feeding the recording medium P to the secondary transfer unit, the driving roller 12 and the intermediate transfer belt 18. It can be said that the apparatus includes a secondary transfer roller 39 as a secondary transfer unit pressed against the main recording medium, a main recording medium conveyance path 38, a fixing unit 40, a discharge roller pair 41, and a duplex printing conveyance path 42.
[0038]
The fixing means 40 includes at least one heating element such as a halogen heater incorporated therein and a rotatable fixing roller pair 40a, and at least one roller of the fixing roller pair 40a is pressed and urged to the other side. The secondary image secondarily transferred to the recording medium P is pressed to the recording medium P, and the secondary image secondarily transferred to the recording medium is at a predetermined temperature at the nip portion formed by the fixing roller pair 40a. It is fixed on the recording medium. In the present embodiment, the fixing unit 40 is disposed in a space formed obliquely above the belt surface 18b facing upward in the transfer belt conveyance direction, in other words, in a space opposite to the image forming station with respect to the transfer belt. Therefore, heat transfer to the exposure unit 6, the intermediate transfer belt 18, and the image forming unit can be reduced, and the frequency of performing the color misregistration correction operation for each color can be reduced. In particular, the exposure unit 6 is located farthest from the fixing unit 40, can minimize the displacement of the scanning optical system component due to heat, and can prevent color misregistration.
[0039]
In the present embodiment, since the intermediate transfer belt 18 is disposed in a direction inclined with respect to the drive roller 12, a large space is generated in the right side space in the drawing, and the fixing unit 40 can be disposed in the space. It is possible to realize compactness and to transmit the heat generated by the fixing means 40 to the exposure unit 6, the intermediate transfer belt 18 and the image forming stations Y, M, C, and K located on the left side. Can be prevented. Further, since the exposure unit 6 can be arranged in the space on the lower left side of the image forming unit 7, the vibration of the scanning optical system of the exposure unit 6 due to the vibration applied to the housing 2 by the drive system of the image forming means is minimized. The image quality can be suppressed and deterioration of the image quality can be prevented.
[0040]
In this embodiment, the use of the spherical toner increases the primary transfer efficiency (approximately 100%), and each image carrier 17 is provided with a cleaning means for collecting the primary transfer residual toner. Not done. Thereby, it becomes possible to arrange each image carrier 17 composed of a photosensitive drum having a diameter of 30 mm or less close to each other, and the apparatus can be miniaturized.
[0041]
Further, the corona charging means 19 is adopted as the charging means in accordance with the absence of the cleaning means. When the charging unit is a roller, a small amount of primary transfer residual toner existing on the image carrier 17 accumulates on the roller to cause a charging failure, but the corona charging unit 19 which is a non-contact charging unit. Can prevent toner from adhering and can prevent charging failure.
[0042]
The outline of the operation of the entire image forming apparatus as described above is as follows.
(1) When a print command signal (image forming signal) from a host computer (not shown) (personal computer or the like) is input to the control unit of the image forming apparatus 1, the image of each image forming station Y, M, C, K is displayed. The carrier 17, the rollers of the developing means 20, and the intermediate transfer belt 18 are driven to rotate.
(2) The outer peripheral surface of the image carrier 17 is uniformly charged by the charging means 19.
(3) The exposure unit 6 selectively exposes the outer peripheral surface of the image carrier 17 uniformly charged in each image forming station Y, M, C, K according to the image information of each color, for each color. An electrostatic latent image is formed.
(4) The toner image is developed by the developing means 20 from the electrostatic latent image formed on each image carrier 17.
(5) The primary transfer member 16 of the intermediate transfer belt 18 is applied with a primary transfer voltage having a polarity opposite to the charged polarity of the toner, and the toner image formed on the image carrier 17 is transferred to the intermediate transfer belt at the primary transfer portion. The images are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 18 as the movement 18 moves.
(7) In synchronization with the movement of the intermediate transfer belt 18 on which the primary image has been primarily transferred, the recording medium P stored in the paper feed cassette 35 is fed to the secondary transfer roller 39 through the registration roller pair 37. Is done.
(8) The primary transfer image is synchronized with the recording medium at the secondary transfer portion, and is primary-transferred by the secondary transfer roller 39 pressed toward the drive roller 12 of the intermediate transfer belt 18 by a pressing mechanism (not shown). A bias having a polarity opposite to that of the transfer image is applied, and the primary transfer image formed on the intermediate transfer belt 18 is secondarily transferred to the synchronously fed recording medium.
(9) The transfer residual toner in the secondary transfer is conveyed in the direction of the driven roller 13 and scraped off by the cleaning means 15 disposed opposite to the roller 13, and the intermediate transfer belt 18 is refreshed. Once again, the above cycle can be repeated.
(10) The toner image on the recording medium is fixed by passing the recording medium through the fixing unit 40, and then the recording medium is directed toward a predetermined position (or double-sided printing toward the paper discharge tray 2a if not double-sided printing). In this case, the paper is conveyed toward the conveyance path 42 for double-sided printing.
[0043]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and a conventionally known or well-known technique can be replaced or added as necessary. For example, in this embodiment, the laser beam is deflected and scanned with respect to the image carrier from the charging side at an incident angle larger than 0. However, even if the incident angles of the image carriers are the same, May be different. In this case, visual recognition errors due to colors can be reduced by making the incident angle large for conspicuous black and magenta, and making the input angle small for yellow and cyan, which are not conspicuous. A plurality of image carriers 17 are arranged in parallel along an oblique arch-shaped line, and these and the intermediate transfer belt 18 are pressed against each other, but may be a vertical arch-shaped or horizontal arch-shaped line. The line may be a straight line. Also in this case, the position of the polygon mirror motor 21 a can be selected from a position that is thermally advantageous by the arrangement of the folding mirror 24. Further, the backup roller 14 may be omitted, and the intermediate transfer belt 18 may be stretched by only the driving roller 12 and the driven roller 13, that is, by at least two rollers. Further, although the drive roller 12 is disposed below the driven roller 13, the driven roller 13 may be disposed below and the drive roller 12 may be disposed above. In the present invention, the intermediate transfer belt and the paper transport belt are collectively defined as a transfer belt.
[0044]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, a plurality of image carriers arranged in parallel along the transfer medium, a plurality of charging means for uniformly charging each image carrier, and an image signal In an image forming apparatus comprising an exposure unit that forms a latent image by deflecting and scanning a modulated laser beam onto each image carrier uniformly charged by a charging unit, the plurality of image carriers are transfer media. The exposure means is arranged obliquely below a plurality of image carriers arranged in parallel and arranged in parallel along the oblique arched line from the lower side, and an image corresponding to each image carrier is arranged. A plurality of laser light sources modulated by signals, a rotating polygon mirror common to each laser light source, and a direction in which a laser beam from each laser light source is incident from the charging side of the charging unit with respect to the normal of each image carrier The laser beam is And an optical system that deflects and scans each image carrier in a non-parallel manner by a plurality of reflecting mirrors and reflects them radially from the reflecting surface of the lens, thereby reducing the size of the exposure apparatus and scanning in each optical path. The scanning widths of the emitted light beams are also substantially the same, and the laser light source is modulated based on a common data clock frequency even though it is modulated corresponding to images of different colors by different image signals. In addition, since a common reflecting surface is used, color misregistration caused by a relative difference in the sub-scanning direction can be prevented, and a color image forming apparatus that is simple in structure and inexpensive can be configured. Furthermore, the change in potential at the development position due to ghost light is small, and the influence on the image can be minimized.
[0046]
Further, when the optical system that constitutes the optical path of the laser beam from the common position of the common reflecting surface to each image carrier, the accuracy of the reflecting surface and the rotational accuracy of the rotary polygon mirror are canceled, and the plurality of laser beams are uniform. Therefore, it is possible to form an image forming apparatus that is small in size and high in image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an overall configuration showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of an image forming unit including a developing unit and an image carrier shown in FIG. 1 and a view showing a state in which ghost light is incident on a developing side.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which ghost light is incident on a charging side.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2 ... Housing, 3 ... Door body, 6 ... Exposure unit, 7 ... Image forming unit, 8 ... Cooling means, 9 ... Transfer belt unit, 10 ... Paper feed unit, 11 ... Paper conveyance unit, 15 DESCRIPTION OF SYMBOLS Cleaning means, 17 ... Image carrier, 18 ... Intermediate transfer belt, 20 ... Developing means, 21 ... Scanner means, 21b ... Rotary polygon mirror, 40 ... Fixing means

Claims (2)

転写媒体に沿って並列配置された複数の像担持体と、前記各像担持体を一様に帯電させる複数の帯電手段と、画像信号により変調されたレーザビームを前記帯電手段により一様に帯電された各像担持体上に偏向走査して潜像を形成する露光手段とを備えた画像形成装置において、
前記複数の像担持体は、前記転写媒体の下側から斜めアーチ状のラインに沿って上向きに圧接して並列配置し、
前記露光手段は、前記並列配置した前記複数の像担持体の斜め下方に配置して、前記各像担持体に対応して画像信号により変調される複数のレーザ光源と、該各レーザ光源に共通の回転多面鏡と、前記各レーザ光源からのレーザビームが前記各像担持体の法線に対し前記帯電手段の帯電側から入射する方向となるように前記レーザビームを前記回転多面鏡の共通の反射面から放射状に反射させ複数の反射ミラーにより上方に非平行に折り返し反射させて、前記各像担持体を偏向走査する光学系とを有する
ことを特徴とする画像形成装置。
A plurality of image carriers arranged in parallel along the transfer medium, a plurality of charging means for uniformly charging the image carriers, and a laser beam modulated by an image signal are uniformly charged by the charging means. An image forming apparatus including an exposure unit that forms a latent image by deflecting and scanning each image carrier,
The plurality of image carriers are arranged in parallel in pressure contact with each other along an oblique arched line from the lower side of the transfer medium,
The exposure means is arranged obliquely below the plurality of image carriers arranged in parallel, and is shared by a plurality of laser light sources modulated by image signals corresponding to the image carriers. The rotary polygon mirror and the laser beam from the respective laser light sources so that the laser beam is in a direction incident from the charging side of the charging means with respect to the normal line of each image carrier. An image forming apparatus comprising: an optical system that radially reflects from a reflecting surface and is reflected back by a plurality of reflecting mirrors in a non-parallel manner so as to deflect and scan each of the image carriers.
前記光学系は、前記回転多面鏡の共通の反射面から前記各像担持体までの光路長が略同一であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。  2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the optical system has substantially the same optical path length from a common reflecting surface of the rotary polygon mirror to each of the image carriers.
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