JP4501681B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置に関する。

電子写真方式のカラーレーザプリンタとして、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色に対応した４つの感光ドラムが設けられる、タンデム型のカラーレーザプリンタが知られている。このタンデム型のカラーレーザプリンタでは、各感光ドラムに各色トナー像がほぼ同時に形成され、各感光ドラムを順次通過する用紙に、各感光ドラムから各色のトナー像を順次に色重ねして転写されるので、モノクロレーザプリンタとほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。

このようなタンデム型のカラーレーザプリンタでは、各感光ドラムに静電潜像を形成するためのスキャナ装置として、たとえば、１つのポリゴンミラーで複数のレーザ光を偏向および走査する構成を採用したものが搭載される場合がある。
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。）。
特開２００３−１２１７７５号公報

しかし、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入射させる構成では、ポリゴンミラーの反射面の面数を４面としなければ、各レーザ光が各反射面に入射するタイミングがずれ、これに起因して、各レーザ光の副走査方向の走査ずれを生じ、ひいては、用紙に形成される各色トナー像の副走査方向の重畳ずれを生じてしまう。また、ポリゴンミラーの反射面の面数を４面としても、６面の反射面を有するポリゴンミラーが採用された場合と同じ印字速度を達成するために、ポリゴンミラーの回転速度を上げると、各レーザ光が各反射面に入射するタイミングの制御が難しくなり、やはり、各レーザ光の副走査方向の走査ずれを生じてしまう。

一方、特許文献１に記載されている構成では、複数のレーザ光が、ポリゴンミラーに対して、その線分に対して交差し、かつ、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入射する。そのため、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入射させる構成のような不具合は生じない。しかし、ポリゴンミラーによって偏向および走査されたレーザ光が透過する２つのｆθレンズのレンズ中心を通る線分上に、ポリゴンミラーの回転軸線が位置するように、それらが配置されているため、ｆθレンズの光学特性が良くない端部をレーザ光が透過し、その結果、各感光ドラムに形成される静電潜像（用紙に形成される画像）が低品質なものとなる。

そこで、本発明の目的は、複数のレーザ光を１つのポリゴンミラーで走査する場合に、各レーザ光の副走査方向の走査ずれを回避することができ、高品質な画像を形成することができる、画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、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、レーザ光が透過するレンズ中心位置が、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している。

このような構成によると、複数のレーザ発光部からのレーザ光は、各レーザ光が走査する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、ポリゴンミラーの反射面に入射する。そのため、ポリゴンミラーの反射面の面数を４面以外としても、各レーザ光の副走査方向の走査ずれを回避することができる。また、複数のｆθレンズは、各ｆθレンズのレンズ中心位置を、各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らして配置されているので、ポリゴンミラーによって走査される各レーザ光を、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形成することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、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している。
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。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、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している。
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。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、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している。
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。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、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している。
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。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、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している。
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。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の発明において、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している。
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１に記載の発明によれば、複数のレーザ光を１つのポリゴンミラーで走査する場合に、各レーザ光の副走査方向の走査ずれを回避することができるとともに、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３に記載の発明によれば、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。
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６に記載の発明によれば、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、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。
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。

＜カラーレーザプリンタの全体構成＞
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。

用紙カセット７内には、用紙３がスタックされており、その最上位にある用紙３は、給紙ローラ８の回転によって給紙パス９に送り出される。
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。

そして、給紙パス９に送り出された用紙３は、給紙パス９内において、搬送ローラ１０により搬送され、搬送方向が前後反転された後、レジストローラ１１によるレジスト後に、レジストローラ１１によって、後方に向かって給紙される。
＜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。

スキャナケーシング１６は、図５に示すように、ボックス形状をなし、その底壁４３には、各色に対応する出射窓２１が形成されている。各出射窓２１は、前後方向の異なる位置に互いに間隔を隔てて設けられており、前方から後方に向かって、各色に対応して、順次、イエロー出射窓２１Ｙ、マゼンタ出射窓２１Ｍ、シアン出射窓２１Ｃ、ブラック出射窓２１Ｋとして形成されている。

ポリゴンミラー１７は、スキャナケーシング１６内の前後方向中央部において、モータ基板２２上に、後述する４個のレーザ発光部２４に対して、１つ設けられている。図３は、スキャナユニット１２の要部構成を上方から見た平面図である。このポリゴンミラー１７は、図３に示すように、複数の反射面１７ａを有する多面体（たとえば、６面体）に形成されており、その中心に設けられる回転軸２３を中心として、モータ基板２２内に収容されているスキャナモータの動力によって、高速で回転駆動される。

レーザ照射光学部１８は、ポリゴンミラー１７に対して対称にそれぞれ設けられている。各レーザ照射光学部１８は、レーザ発光部２４と、コリメートレンズ２５と、第１スリット板２６と、反射ミラー２７と、第２スリット板２８と、シリンドリカルレンズ２９とを、１組として備えている。
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。

図４は、スキャナユニット１２のレーザ照射光学部１８を、斜め前方から見た斜視図である。コリメートレンズ２５は、図４に示すように、各レーザ発光部２４に対応してそれぞれ（２個）設けられている。各コリメートレンズ２５は、各レーザ発光部２４から発光されるレーザ光の通過方向（以下、単にレーザ光の通過方向とする。）において、各レーザ発光部２４の下流側に設けられ、各レーザ発光部２４とそれぞれ対向配置されている。

各レーザ発光部２４から発光されるレーザ光は、各コリメートレンズ２５によって、主走査方向Ｘ（図４参照）および副走査方向Ｙ（図４参照）への平行光束となるように変換される。
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。

各コリメートレンズ２５を通過した各レーザ光は、第１スリット板２６の各第１スリット３０によって、レーザ光の通過方向に直交する断面形状が制限され、これによって、各レーザ発光部２４から発光されるレーザ光の迷光が防止される。
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。

第２スリット板２８は、レーザ光の通過方向において、反射ミラー２７の下流側に配置されている。この第２スリット板２８は、略矩形状の平板からなり、第２スリット３１が、各レーザ発光部２４に対応して、それぞれ開口されている。各第２スリット３１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並列配置されている。

反射ミラー２７を通過または反射した各レーザ光は、第２スリット板２８の各第２スリット３１を通過し、副走査方向Ｙに並んで互いに平行をなして進行する。
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。

第２スリット板２８の第２スリット３１を通過した各レーザ光は、図２に示すように、シリンドリカルレンズ２９において、副走査方向Ｙ（図４参照）に収束するように屈折され、その後、ポリゴンミラー１７に入射される。
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。

ポリゴンミラー１７では、ポリゴンミラー１７の高速回転によって、互いに反対側から入射される２組（４本）のレーザ光を、それぞれ偏向し、主走査方向Ｘ（図４参照）に走査する。また、各組における２本のレーザ光は、ポリゴンミラー１７の反射面に対してそれぞれ異なる角度で入射するため、反射面１７ａからは、次第に副走査方向Ｙ（上下方向）において互いに離間する角度で反射される。

より具体的には、ポリゴンミラー１７は、図３に示すように、各レーザ光を、後述する各感光ドラム５１の表面上における画像形成領域Ｇよりも主走査方向に幅広な走査可能領域Ｓの範囲内で走査させることができる。また、ポリゴンミラー１７は、各組のレーザ光によって走査される画像形成領域Ｇの主走査方向Ｘ（図４参照）の中心位置を結ぶ線分Ｌ１上に、その回転軸２３が位置するように配置されている。また、各組のレーザ光が、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａに対して、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に対して交差し、かつ、ポリゴンミラー１７の回転軸２３に対して互いに点対称をなす方向から入射するように、ポリゴンミラー１７と２つのレーザ照射光学部１８との位置関係が決定されている。

ｆθレンズ１９は、２組のレーザ光に対応するように、各組のレーザ光がポリゴンミラー１７に対して入射する方向と直交する方向において、ポリゴンミラー１７を挟んで互いに対向するように２つ設けられている。より具体的には、ｆθレンズ１９は、走査可能領域Ｓの主走査方向Ｘ（図４参照）の中心位置に導かれるレーザ光が透過するレンズ中心位置Ｃに対して対称な形状を有し、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用の対称レンズであり、２つのｆθレンズ１９は、それぞれのレンズ中心位置Ｃが、Ａ４サイズの用紙幅に対応した画像形成領域Ｇの主走査方向Ｘの中心位置を結ぶ線分Ｌ１に対して互いに反対側にずれて配置されている。また、ｆθレンズ１９は、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。

各ｆθレンズ１９は、各レーザ照射光学部１８からポリゴンミラー１７に入射し、ポリゴンミラー１７によって主走査方向Ｘに走査される２本のレーザ光を、等速度となる平行光束に変換する。
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。

イエロー光学部２０Ｙは、前後方向最前方に配置され、一方のｆθレンズ１９の上側を通過したレーザ光を反射させる２つの反射鏡３５ａおよび３５ｂと、反射鏡３５ａおよび３５ｂで反射されたレーザ光を副走査方向Ｙ（図４参照）に収束させるトロイダルレンズ３６とを備えている。
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。

マゼンタ光学部２０Ｍは、ポリゴンミラー１７とイエロー光学部２０Ｙとの間に配置され、一方のｆθレンズ１９の下側を通過したレーザ光を反射させる３つの反射鏡３７ａ、３７ｂおよび３７ｃと、反射鏡３７ａ、３７ｂおよび３７ｃで反射されたレーザ光を副走査方向Ｙ（図４参照）に収束させるトロイダルレンズ３８とを備えている。
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。

シアン光学部２０Ｃは、ポリゴンミラー１７とブラック光学部２０Ｋとの間に配置され、他方のｆθレンズ１９の下側を通過したレーザ光を反射させる３つの反射鏡３９ａ、３９ｂおよび３９ｃと、反射鏡３９ａ、３９ｂおよび３９ｃで反射されたレーザ光を副走査方向Ｙ（図４参照）に収束させるトロイダルレンズ４０とを備えている。
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。

ブラック光学部２０Ｋは、前後方向最後方に配置され、他方のｆθレンズ１９の上側を通過したレーザ光を反射させる２つの反射鏡４１ａおよび４１ｂと、反射鏡４１ａおよび４１ｂで反射されたレーザ光を副走査方向Ｙ（図４参照）に収束させるトロイダルレンズ４２とを備えている。
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。

なお、マゼンタ光学部２０Ｍとシアン光学部２０Ｃとは、ポリゴンミラー１７に対して対称に配置されており、イエロー光学部２０Ｙとブラック光学部２０Ｋとは、マゼンタ光学部２０Ｍとシアン光学部２０Ｃの外側において、ポリゴンミラー１７に対して対称に配置されている。
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。

各プロセス部１３は、感光体としての感光ドラム５１、スコロトロン型帯電器５２および現像カートリッジ５３を備えている。
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。

スコロトロン型帯電器５２は、ワイヤおよびグリッドを備え、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させる正帯電型のスコロトロン型帯電器であり、感光ドラム５１の後方において、感光ドラム５１と接触しないように間隔を隔てて対向配置されている。
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。

現像ローラ５６は、感光ドラム５１の前方において感光ドラム５１と対向配置され、感光ドラム５１と圧接されている。この現像ローラ５６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。より具体的には、ローラ部分は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、シリコーンゴムまたはＥＰＤＭゴムなどからなる弾性体のローラ層と、そのローラ層の表面に被覆され、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などが主成分とされるコート層との２層構造によって形成されている。また、現像ローラ５６のローラ軸は、プロセス部１３の幅方向両側壁に回転自在に支持されており、画像形成時には、現像バイアスが印加される。

供給ローラ５７は、現像ローラ５６の前方において現像ローラ５６と対向配置され、現像ローラ５６と圧接されている。この供給ローラ５７は、金属製のローラ軸に、導電性のスポンジ部材からなるローラ部分が被覆されている。また、供給ローラ５７のローラ軸は、プロセス部１３の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
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。

また、現像カートリッジ５３の筐体の上側部分は、トナーを収容するトナー収容室５５として形成されており、各色のトナーが収容されている。すなわち、イエロープロセス部１３Ｙのトナー収容室５５内には、イエローの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。マゼンタプロセス部１３Ｍのトナー収容室５５内には、マゼンタの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。シアンプロセス部１３Ｃのトナー収容室５５内には、シアンの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。ブラックプロセス部１３Ｋのトナー収容室５５内には、ブラックの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。

より具体的には、各色のトナーは、重合法により得られた略球形の重合トナーが用いられている。重合トナーは、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる結着樹脂を主成分とし、これに、着色剤、荷電制御剤、ワックスなどが配合されることによりトナー母粒子が形成され、さらにこれに、流動性の向上を図るべく外添剤が添加されてなるものである。

着色剤としては、上記した、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各着色剤が配合されている。また、荷電制御剤としては、たとえば、アンモニウム塩などのイオン性官能基を有するイオン性単量体と、スチレン系単量体やアクリル系単量体などのイオン性単量体と共重合可能な単量体との共重合によって得られる荷電制御樹脂が配合されている。また、外添剤としては、たとえば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粉末や、炭化物の粉末、金属塩の粉末などの無機粉末が配合されている。

そして、各プロセス部１３では、画像形成時には、各トナー収容室５５に収容されている各色のトナーが、供給ローラ５７に供給され、この供給ローラ５７の回転により現像ローラ５６に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ５７と、現像バイアスが印加されている現像ローラ５６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ５６上に供給されたトナーは、現像ローラ５６の回転に伴って、層厚規制ブレード５８と現像ローラ５６との間に進入し、一定厚さの薄層となって、現像ローラ５６上に担持される。

一方、スコロトロン型帯電器５２は、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させて、感光ドラム５１の表面を一様に正帯電させている。感光ドラム５１の表面は、感光ドラム５１の回転に伴なって、スコロトロン型帯電器５２により一様に正帯電された後、スキャナユニット１２の出射窓２１から出射されたレーザ光の高速走査により露光され、用紙３に形成すべき画像に対応した各色の静電潜像が形成される。

さらに感光ドラム５１が回転すると、次いで、現像ローラ５６の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが、現像ローラ５６の回転により、感光ドラム５１に対向して接触するときに、感光ドラム５１の表面に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム５１の表面のうち、レーザ光によって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム５１の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム５１の表面には、各色に対応して、反転現像によるトナー像が担持される。
＜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。

駆動ローラ５９は、ブラックプロセス部１３Ｋの感光ドラム５１よりも後方下側に配置されている。この駆動ローラ５９は、画像形成時において、感光ドラム５１の回転方向と逆方向（図中反時計回り）に回転駆動される。
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。

搬送ベルト６１は、エンドレスベルトからなり、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂によって形成されている。この搬送ベルト６１は、駆動ローラ５９と従動ローラ６０との間に巻回されており、その巻回されている外側の接触面が、各プロセス部１３の感光ドラム５１のすべてと対向接触するように、配置されている。

そして、駆動ローラ５９の駆動により、従動ローラ６０が従動され、搬送ベルト６１が、これら駆動ローラ５９および従動ローラ６０の間を、各プロセス部１３の感光ドラム５１と対向接触する接触面において、感光ドラム５１と同方向に回転するように、矢印Ａで示す方向（図中反時計回り）に周回移動される。
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。

そして、給紙部４から給紙された用紙３は、駆動ローラ５９の駆動および従動ローラ６０の従動により周回移動される搬送ベルト６１によって、前方から後方に向かって、搬送ベルト６１と各プロセス部１３の感光ドラム５１との間の画像形成位置を、順次通過するように搬送される。そして、その搬送中に、各プロセス部１３の感光ドラム５１に担持されている各色に対応したトナー像が順次転写され、これによって、用紙３にカラー画像が形成される。

すなわち、たとえば、イエロープロセス部１３Ｙの感光ドラム５１の表面に担持されたイエローのトナー像が、用紙３に転写されると、次いで、マゼンタプロセス部１３Ｍの感光ドラム５１の表面に担持されたマゼンタのトナー像が、既にイエローのトナー像が転写されている用紙３に重ねて転写され、同様の動作によって、シアンプロセス部１３Ｃの感光ドラム５１の表面に担持されたシアンのトナー像、ブラックプロセス部１３Ｋの感光ドラム５１の表面に担持されたブラックのトナー像が重ねて転写され、これによって、用紙３にカラー画像が形成される。

このようなカラー画像の形成において、このカラーレーザプリンタ１は、各プロセス部１３において、プロセス部１３が各色に対応して複数設けられているタンデム型の装置構成であるため、モノクロ画像を形成する速度とほぼ同じ速度で、各色に対応したトナー像を形成して、迅速なカラー画像の形成を達成することができる。そのため、小型化を図りつつ、カラー画像を形成することができる。

ベルトクリーニング部６３は、搬送ベルト６１の下方であって、ブラックプロセス部１３Ｋと搬送ベルト６１を挟んで対向配置されている。
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。

このベルトクリーニング部６３では、搬送ベルト６１の表面に付着した紙粉やトナーなどが、まず、１次クリーニングローラ６４によって掻き取られた後、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が、２次クリーニングローラ６５によって電気的に回収される。その後、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が、掻取ブレード６６によって掻き取られた後、クリーニングボックス６７内に貯留される。
＜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。

そして、用紙３上に転写されたカラー画像は、次いで、定着部１５に搬送され、用紙３が加熱ローラ６８と加圧ローラ６９との間を通過する間に、加熱および加圧されることによって用紙３に熱定着される。熱定着された用紙３は、搬送ローラ７０によって排紙部６に送られる。
＜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。

排紙パス７１は、上流側端部が、下方において搬送ローラ７０に隣接し、用紙３が後方に向かって搬送されるように、また、下流側端部が、上方において排紙ローラ７２に隣接し、用紙３が前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。
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。

排紙トレイ７３は、本体ケーシング２の上面に、前方から後方に向かって下方に傾斜する傾斜壁として形成されている。
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。

以上のように、このカラーレーザプリンタ１のスキャナユニット１２では、４つのレーザ発光部２４からのレーザ光は、各レーザ光が走査する画像形成領域Ｇの主走査方向Ｘの中心位置を結ぶ線分Ｌ１に対して交差し、かつ、ポリゴンミラー１７の回転軸２３に対して互いに点対称をなす方向から、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａに入射する。そのため、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａの面数が６面であっても、各レーザ光の副走査方向Ｙの走査ずれを回避することができる。また、２つのｆθレンズ１９は、各ｆθレンズ１９のレンズ中心位置Ｃを、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に対して互いに反対側にずらして配置されているので、ポリゴンミラー１７によって走査される各組のレーザ光を、各ｆθレンズ１９のレンズ中心位置Ｃの付近を透過させることができる。そのため、各感光ドラム５１に高品質な静電潜像を形成することができる。その結果、用紙３に高品質なカラー画像を形成することができる。

さらに、ｆθレンズ１９は、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、ポリゴンミラー１７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１９のレンズ中心位置Ｃの付近を透過させることができる。そのため、各感光ドラム５１に高品質な静電潜像を確実に形成することができる。

また、ｆθレンズ１９に対称レンズが採用されているので、ｆθレンズ１９を安価に構成することができる。そのため、装置コストの低減を図ることができる。
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。

さらにまた、ポリゴンミラー１７は、６つの反射面１７ａを有しており、その面数が偶数であるので、互いに異なる反射面１７ａに対して各組のレーザ光が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Ｙの走査ずれを確実に回避することができる。
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。

また、ＢＤセンサ７５は、走査可能領域Ｓ内における画像形成領域Ｇを除く領域に配置されているので、レーザ光による画像形成領域Ｇの走査の妨げになることを防止することができながら、各ＢＤセンサ７５によってレーザ光を確実に検出することができる。
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。

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（前後方向に沿って切断したときの縦断面を側方から見た図）である。 図１に示すカラーレーザプリンタのスキャナユニットにおいて、レーザ照射光学部の光学系を示す側面図である。 図１に示すカラーレーザプリンタのスキャナユニットにおいて、レーザ照射光学部の光学系を示す平面図である。 図１に示すカラーレーザプリンタのスキャナユニットにおいて、レーザ照射光学部の光学系を示す斜視図である。 図１に示すカラーレーザプリンタのスキャナユニットにおいて、レーザ出射光学部の光学系を示す側面図である。

符号の説明

１ カラーレーザプリンタ
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。

Images