JP4501681B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
この種のスキャナ装置において、複数のレーザ光を、ポリゴンミラーに対して同じ方向から、そのポリゴンミラーの異なる反射面に入射させるようにしたものがある。また、複数のレーザ光を、ポリゴンミラーの回転軸線に対して互いに点対称をなす方向から、そのポリゴンミラーの異なる反射面(回転軸線をに対して互いに反対側の反射面)に入射させるようにしたものも提案されている(たとえば、特許文献1参照。)。
このような構成によると、fθレンズを比較的安価(容易)に構成することができるので、装置コストの低減を図ることができる。
このような構成によると、ポリゴンミラーの反射面の面数が偶数であるので、各レーザ光が互いに異なる反射面に入射する場合に、各レーザ光が各反射面に入射するタイミングを精度よく一致させることができ、各レーザ光の副走査方向の走査ずれを確実に回避することができる。
このような構成によると、ポリゴンミラーの反射面の面数が6面以上であるので、4つの反射面を有するポリゴンミラーを採用した構成に対して、ポリゴンミラーの回転速度を同じにしても、各レーザ光の高速な走査を達成することができる。そのため、各レーザ光の高速走査を達成することができながら、各レーザ光の副走査方向の走査ずれなどの不具合を確実に回避することができる。
このような構成によると、走査位置検出手段が、走査可能領域内における画像形成領域を除く領域に配置されている。そのため、走査位置検出手段がレーザ光による画像形成領域の走査の妨げになることを防止することができながら、その走査位置検出手段によって、レーザ光を確実に検出することができる。
このような構成によると、fθレンズを透過した後のレーザ光が、走査位置検出手段によって検出される。そのため、レーザ光によって画像形成領域が走査されるタイミングを精度よく検出することができる。その結果、画像形成装置に備えられる各感光体により高品質な静電潜像を形成することができる。
このような構成によると、ポリゴンミラーによって走査される各レーザ光を、より確実に、各fθレンズのレンズ中心付近を透過させることができる。そのため、画像形成装置に備えられる各感光体に高品質な静電潜像を確実に形成することができる。
請求項2に記載の発明によれば、fθレンズを比較的安価(容易)に構成することができるので、装置コストの低減を図ることができる。
請求項4に記載の発明によれば、各レーザ光の高速走査を達成することができながら、各レーザ光の副走査方向の走査ずれなどの不具合を確実に回避することができる。
請求項5に記載の発明によれば、走査位置検出手段がレーザ光による画像形成領域の走査の妨げになることを防止することができながら、その走査位置検出手段によって、レーザ光を確実に検出することができる。
請求項7に記載の発明によれば、画像形成装置に備えられる各感光体に高品質な静電潜像を確実に形成することができる。
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ1は、複数のプロセス部13が水平方向において並列的に配置される、横置きタイプのタンデム型のカラーレーザプリンタであって、ボックス形状の本体ケーシング2内に、用紙3を給紙するための給紙部4、給紙された用紙3に画像を形成するための画像形成部5、画像が形成された用紙3を排紙するための排紙部6を備えている。
<給紙部の構成>
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部に設けられる用紙カセット7と、その用紙カセット7の前側上方(以下の説明において、図1における右側を前側、左側を後側とする。)に設けられる給紙ローラ8と、給紙ローラ8の前側上方に設けられる給紙パス9と、給紙パス9の途中に設けられる1対の搬送ローラ10と、給紙パス9の下流側端部に設けられる1対のレジストローラ11とを備えている。
給紙パス9は、上流側端部が、下方において給紙ローラ8に隣接し、用紙3が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト61に隣接し、用紙3が後方に向かって排紙されるような、略U字形状の用紙3の搬送経路として形成されている。
<画像形成部の構成>
画像形成部5は、スキャナ装置としてのスキャナユニット12、プロセス部13、転写部14および定着部15を備えている。
<スキャナユニットの構成>
スキャナユニット12は、本体ケーシング2内の上部において、後述する複数のプロセス部13の上方にわたって配置されている。図2は、スキャナユニット12の要部構成を側方から見た側面図であり、図5は、スキャナユニット12を側方から見た側断面図である。このスキャナユニット12は、図2および図5に示すように、スキャナケーシング16と、そのスキャナケーシング16内に設けられるポリゴンミラー17、ポリゴンミラー17にレーザ光を照射するためのレーザ照射光学部18、ポリゴンミラー17によって偏向および走査されたレーザ光を等速度の平行光束に変換するfθレンズ19、fθレンズ19を通過したレーザ光を各色に対応するレーザ光として出射させるためのレーザ出射光学部20とを備えている。
レーザ発光部24は、半導体レーザなどからなり、各レーザ照射光学部18において、2個設けられている。各レーザ発光部24は、各レーザ発光部24から発光されるレーザ光の光軸が互いに直交するように配置されている。また、各レーザ発光部24は、図2に示すように、副走査方向Y(図4参照)において、互いに間隔を隔てて配置されている。
第1スリット板26は、図3に示すように、2枚の平板が略直角方向に連続する略L字形状のプレートからなり、各平板には、図4に示すように、第1スリット30がそれぞれ開口されている。各第1スリット30は、主走査方向X(図4参照)に延びる長孔形状に形成されており、副走査方向Y(図4参照)において、各レーザ発光部24に対応する間隔で、互いに間隔を隔てて配置されている。そして、この第1スリット板26は、各第1スリット30が、レーザ光の通過方向において、各コリメートレンズ25の下流側に配置され、各コリメートレンズ25とそれぞれ対向するように配置されている。
反射ミラー27は、レーザ光の通過方向において、各第1スリット30の下流側に配置されており、略L字形状の第1スリット板26の各平板に対して、略45°に傾斜するように設けられている。この反射ミラー27は、一方のスリット30を通過したレーザ光が、上側において、そのまま直線的に通過し、他方のスリット30を通過したレーザ光が、下側において、略90°反射して略直角に屈折するように形成されている。これによって、2個のレーザ発光部24から互いに直交する方向に発光された2本のレーザ光の光路が、主走査方向X(図4参照)において一致するように、合成される。
シリンドリカルレンズ29は、樹脂材料を用いた射出成形によって形成される樹脂製レンズであり、レーザ光の通過方向において、第2スリット板28の下流側であって、ポリゴンミラー17の上流側に、第2スリット板28と所定間隔を隔てて対向配置されている。このシリンドリカルレンズ29は、副走査方向Yにのみ屈折力を有している。
そして、2つのレーザ照射光学部18は、図3に示すように、ポリゴンミラー17に対して対称となるように、互いに反対側に配置されており、各レーザ照射光学部18のシリンドリカルレンズ29を通過した2本のレーザ光は、ポリゴンミラー17に対して、互いに反対側からそれぞれ入射される。これによって、ポリゴンミラー17には、4本のレーザ光が、互いに反対側から、2本を1組として入射される。
レーザ出射光学部20は、図5に示すように、各色に対応して、それぞれ設けられている。すなわち、レーザ出射光学部20は、各色に対応して、イエロー光学部20Y、マゼンタ光学部20M、シアン光学部20Cおよびブラック光学部20Kの4つからなる。
一方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光は、イエロー光学部20Yにおいて、まず、反射鏡35aにおいて斜め後側上方に反射し、次いで、反射鏡35bにおいて鉛直方向下方に反射した後、トロイダルレンズ36を鉛直方向において通過し、そして、イエロー出射窓21Yから出射される。
一方のfθレンズ19の下側を通過したレーザ光は、マゼンタ光学部20Mにおいて、まず、反射鏡37aにおいて上方に反射し、次いで、反射鏡37bにおいて後方に反射し、その後、反射鏡37cにおいて鉛直方向下方に反射した後、トロイダルレンズ38を鉛直方向において通過し、そして、マゼンタ出射窓21Mから出射される。
他方のfθレンズ19の下側を通過したレーザ光は、シアン光学部20Cにおいて、まず、反射鏡39aにおいて上方に反射し、次いで、反射鏡39bにおいて前方に反射し、その後、反射鏡39cにおいて鉛直方向下方に反射した後、トロイダルレンズ40を鉛直方向において通過し、そして、シアン出射窓21Cから出射される。
他方のfθレンズ19の上側を通過したレーザ光は、ブラック光学部20Kにおいて、まず、反射鏡41aにおいて斜め前側上方に反射し、次いで、反射鏡41bにおいて鉛直方向下方に反射した後、トロイダルレンズ42を鉛直方向において通過し、そして、ブラック出射窓21Kから出射される。
また、スキャナユニット12は、図3に示すように、各レーザ光を検出するための走査位置検出手段としての4つのBDセンサ75を備えている。各BDセンサ75は、スキャナケーシング16内において、それぞれ対応するレーザ光による走査可能領域Sの一端部の、各画像形成領域Gに対応する領域を除く領域内であって、fθレンズ19を透過した後のレーザ光を検出可能な位置に配置されている。これらBDセンサ75によって各レーザ光が検出されるタイミングに基づいて、後述するプロセス部13における各色トナー像の形成タイミングの同期が図られる。
<プロセス部の構成>
プロセス部13は、図1に示すように、複数色のトナーに対応して複数設けられている。すなわち、プロセス部13は、イエロープロセス部13Y、マゼンタプロセス部13M、シアンプロセス部13Cおよびブラックプロセス部13Kの4つからなる。これらプロセス部13は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次、並列配置されている。
感光ドラム51は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体と、このドラム本体の軸心において、ドラム本体の軸方向に沿って延びるドラム軸とを備えている。ドラム本体は、ドラム軸に対して回転自在に設けられ、ドラム軸は、プロセス部13の幅方向(前後方向および上下方向に直交する方向、以下同じ。)両側壁に回転不能に支持されている。また、ドラム本体は、主走査方向の幅がA4サイズの用紙幅よりも少し大きく設計されている。そして、感光ドラム51は、画像形成時において、後述する搬送ベルト61との接触位置における搬送ベルト61の移動方向と同方向(図中時計回り)に回転駆動される。
現像カートリッジ53は、その筐体内に、現像ローラ56、供給ローラ57および層厚規制ブレード58を備えている。
層厚規制ブレード58は、金属の板ばね材からなり、その先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部材を備えている。そして、層厚規制ブレード58は、現像ローラ56の上方において現像カートリッジ53の筐体に支持され、その先端部(下端部)の押圧部材が、現像ローラ56に対して前側上方から圧接されている。
<転写部の構成>
転写部14は、本体ケーシング2内において、用紙カセット7の上方であって、プロセス部13の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写部14は、駆動ローラ59、従動ローラ60、搬送ベルト61、転写ローラ62およびベルトクリーニング部63を備えている。
従動ローラ60は、イエロープロセス部13Yの感光ドラム51よりも前方下側であって、駆動ローラ59と前後方向において対向するように配置されている。この従動ローラ60は、駆動ローラ59の回転駆動時に、駆動ローラ59の回転方向と同方向(図中反時計回り)に従動回転する。
転写ローラ62は、駆動ローラ59および従動ローラ60の間に巻回されている搬送ベルト61内において、各プロセス部13の感光ドラム51と搬送ベルト61を挟んで対向配置されている。各転写ローラ62は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。そして、転写ローラ62のローラ軸は、幅方向に沿って延び、回転自在に支持されており、転写時には転写バイアスが印加される。各転写ローラ62は、搬送ベルト61と対向接触する接触面において、搬送ベルト61の周回移動方向と同方向(図中反時計回り)に回転する。
このベルトクリーニング部63は、搬送ベルト61の表面に接触するように配置され、その搬送ベルト61の表面に付着した紙粉やトナーなどを掻き取るための1次クリーニングローラ64と、その1次クリーニングローラ64と接触するように配置され、1次クリーニングローラ64によって掻き取られた紙粉やトナーなどを電気的に回収する2次クリーニングローラ65と、2次クリーニングローラ65に接触し、2次クリーニングローラ65に回収された紙粉やトナーなどを掻き取る掻取ブレード66と、掻取ブレード66によって掻き取られた紙粉やトナーなどを貯留するクリーニングボックス67とを備えている。
<定着部の構成>
定着部15は、転写部14の後方に配置されている。この定着部15は、加熱ローラ68、加圧ローラ69および搬送ローラ70を備えている。加熱ローラ68は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ68の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ69は、加熱ローラ68を押圧するように設けられている。また、搬送ローラ70は、上下1対のローラからなり、加熱ローラ68および加圧ローラ69の後方に配置されている。
<排紙部の構成>
排紙部6は、排紙パス71、排紙ローラ72および排紙トレイ73を備えている。
排紙ローラ72は、排紙パス71の下流側端部に、1対のローラとして設けられている。
そして、搬送ローラ70から送られた用紙3は、排紙パス71内において、搬送方向が前後反転された後、排紙ローラ72によって、前方に向かって排紙される。排紙された用紙3は、排紙トレイ73上に載置される。
さらに、fθレンズ19として、A3サイズの用紙に印字可能な幅(主走査方向Xの幅)を有する、すなわち、A3サイズの用紙幅に対応した領域でfθ機能を提供できるA3用のものが用いられ、そのうえで、fθレンズ19が、画像形成領域Gの主走査方向Xの中心位置を結ぶ線分L1と平行な方向において、レンズ中心位置Cが走査可能領域Sの主走査方向Xの中心位置と対向するように配置されているので、fθレンズ19の光学特性の良くない端部をレーザ光が透過することを確実に防止することができる。そのため、各感光ドラム51に形成される静電潜像の品質劣化を生じることがなく、各感光ドラム51に高品質な静電潜像をより確実に形成することができる。
さらに、ポリゴンミラー17の反射面17aの面数が6面であるので、4つの反射面を有するポリゴンミラーを採用した構成に対して、ポリゴンミラー17の回転速度を同じにしても、各レーザ光の高速な走査を達成することができる。そのため、各レーザ光の高速走査を達成することができながら、各レーザ光の副走査方向Yの走査ずれなどの不具合を確実に回避することができる。
しかも、fθレンズ19を透過した後のレーザ光が、各BDセンサ75によって検出されるので、各レーザ光によって画像形成領域Gが走査されるタイミングを精度よく検出することができる。その結果、各感光ドラム51により高品質な静電潜像を形成することができる。
12 スキャナユニット
17 ポリゴンミラー
17a 反射面
19 fθレンズ
24 レーザ発光部
51 感光ドラム
75 BDセンサ
C レンズ中心位置
G 画像形成領域
S 走査可能領域
X 主走査方向
Y 副走査方向
Claims (7)
- 複数の感光体と、複数の画像形成領域をそれぞれレーザ光で走査するためのスキャナ装置とを備える画像形成装置において、
前記スキャナ装置は、
複数の反射面を有し、前記反射面で反射されるレーザ光を複数の前記画像形成領域に向けて導くとともに、複数の前記反射面を共通の回転軸線を中心に回転させて、各前記画像形成領域に向けて導かれるレーザ光を走査させるためのポリゴンミラーを備え、
複数の前記画像形成領域は、各前記画像形成領域の主走査方向中心位置を結ぶ線分が前記ポリゴンミラーの回転軸線を通るように、設定されており、
各前記画像形成領域の主走査方向中心位置を結ぶ線分に対して交差し、かつ、前記ポリゴンミラーの回転軸線に対して互いに点対称をなす方向から、前記反射面に向けて、レーザ光を出射する、複数のレーザ発光部と、
レンズ中心位置が、各前記画像形成領域の主走査方向中心位置を結ぶ線分に対して互いに反対側にずれ、かつ、前記ポリゴンミラーの前記回転軸線に対して点対称となる位置に配置され、各前記画像形成領域においてレーザ光を等速度で走査させるための複数のfθレンズとを備えていることを特徴とする、画像形成装置。 - 前記fθレンズは、前記レンズ中心位置に対して対称な形状を有する対称レンズであることを特徴とする、請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記ポリゴンミラーは、前記反射面を偶数有していることを特徴とする、請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記ポリゴンミラーは、前記反射面を6面以上有していることを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記ポリゴンミラーにより前記感光体上でレーザ光を走査可能な走査可能領域内であって前記画像形成領域を除く領域内に配置され、レーザ光を検出する走査位置検出手段を備えていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記走査位置検出手段は、前記fθレンズを透過した後のレーザ光を検出することを特徴とする、請求項5に記載の画像形成装置。
- 各前記fθレンズは、各前記画像形成領域の主走査方向中心位置を結ぶ線分と平行な方向において、前記レンズ中心位置が前記走査可能領域の主走査方向中心位置と対向するように配置されていることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
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