特許 5873787 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5873787

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/47 20060101AFI20160216BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20160216BHJP

   H04N 1/113 20060101ALI20160216BHJP

   G03G 15/04 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/47 101D

   G02B26/10 F

   H04N1/04 104A

   G03G15/04 111

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-245638(P2012-245638)

(22)【出願日】2012年11月7日

(65)【公開番号】特開2014-94456(P2014-94456A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2013年9月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】益田 宜尚

(72)【発明者】

【氏名】栗林 廉

【審査官】 大浜 登世子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０８０３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１０６７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０４４１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１１９５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８１５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０３５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１４６５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１４４８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０７５９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１０２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／４７

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｇ０３Ｇ １５／０４

Ｈ０４Ｎ １／１１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像光を偏向する偏向器と、
前記偏向器が前記画像光を偏向する方向と平行な方向に延びる平面部及び前記平面部と直交方向の双方に延びる隔壁を有し、前記偏向器の一部を保持する床面の下側に空間を有し、前記偏向器の一部が前記空間側に突出する状態で露出している保持構造体と、
第１ミラー及び第２ミラーで構成され、前記偏向器が偏向する前記画像光を、前記偏向器が前記画像光を偏向する方向を含む面に平行な面内で逆の方向へ導く折り返し構造と、
を具備する光走査装置を有し、前記床面の裏面が前記光走査装置の外部に露出するとともに、
前記第２ミラーで反射される前記画像光の反射方向に配置され、前記偏向器及び前記折り返し構造により提供される前記画像光に対応する静電像を保持する感光体と、
前記感光体が保持する前記静電像を現像して現像剤像を形成する現像器と、
前記現像器が形成した前記現像剤像を、シートに転写する転写器と、
前記現像剤像が前記転写器によって転写された前記シートを保持するシート保持部と、
前記感光体に対して前記第２ミラーと反対側に上下方向に延設され、プリントアウトされる前記シートを搬送するシート搬送路とを有し、
前記偏向器の一部が前記空間側に突出する突出量は、前記第２ミラーで反射される前記画像光の反射光が前記感光体に向かうのを阻害しない量である画像形成装置。

【請求項2】

前記保持構造体は、前記平面部の方向に延びる隔壁と、前記平面部と直交方向に延びる２つの直交構造部とを有し、前記光走査装置の断面の二次モーメントを高め、前記偏向器の振動の影響を受けにくくした請求項１の画像形成装置。

【請求項3】

前記シート保持部は、前記シートの短手方向がシート搬送方向と平行に規定され、前記光走査装置の前記折り返し構造を持たない場合の前記偏向器からの前記画像光が規定する露光長に比較して、前記シート搬送方向の長さが短い請求項１または２の画像形成装置。

【請求項4】

前記シート保持部が保持する前記シートよりも搬送方向と平行な方向の長さが長いシートの搬送が可能な第２のシート保持部をさらに具備し、前記第２のシート保持部が供給する前記シートに対する画像出力が可能である請求項３の画像形成装置。

【請求項5】

前記第２のシート保持部が供給する前記シートに対する画像出力を可能に、前記シート保持部が保持する前記シートの少なくとも２倍の長さまで、搬送異常を検出しない制御部をさらに具備する請求項３または４の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、レーザ走査ユニットすなわち光走査装置を使った電子写真方式の画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置において、用紙の搬送方向が用紙の長手方向と直交する方向であり、感光体ドラムに対してポリゴンミラー等の偏向器からのレーザビームを、用紙の搬送方向と直交する方向に走査するレーザ走査ユニットが用いる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２０３５２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、Ａ４サイズの用紙の長辺を走査するレーザ走査ユニットを用いる画像形成装置においては、用紙の搬送方向を用紙の長辺側と平行とすることにより、Ａ３サイズの用紙についても画像形成が可能である。一方で、Ａ４サイズの用紙の長辺側を走査するレーザ走査ユニットにおいては、Ａ４サイズの用紙のみを本体に収容する画像形成装置に組み込まれる場合であって用紙の搬送方向が用紙の短辺側と平行になる場合に、用紙を収容する空間の大きさよりもレーザ走査ユニットの大きさが大きくなることが知られている。

【0005】

本発明の目的は、用紙の搬送方向に基づいて決定する用紙を収容する空間の大きさと光走査装置による画像光の走査幅を好適に設定する画像形成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態において、画像形成装置は、光走査装置と、感光体と、現像器と、転写器と、シート保持部と、シート搬送路と、を有する。光走査装置は、偏向器と、保持構造体と、折り返し構造と、を具備する。偏向器は、画像光を偏向する。保持構造体は、前記偏向器が前記画像光を偏向する方向と平行に延びる平面部及び前記平面部と直交方向の双方に延びる隔壁を有し、前記偏向器の一部を保持する床面の下側に空間を有し、前記偏向器の一部が前記空間側に突出する状態で露出している。折り返し構造は、第１ミラー及び第２ミラーで構成され、前記偏向器が偏向する前記画像光を、前記偏向器が前記画像光を偏向する方向を含む面に平行な面内で逆の方向へ導く。前記床面の裏面が前記光走査装置の外部に露出する。感光体は、前記第２ミラーで反射される前記画像光の反射方向に配置され、前記偏向器及び前記折り返し構造により提供される前記画像光に対応する静電像を保持する。現像器は、前記感光体が保持する前記静電像を現像して現像剤像を形成する。転写器は、前記現像器が形成した前記現像剤像を、シートに転写する。シート保持部は、前記現像剤像が前記転写器によって転写された前記シートを保持する。シート搬送路は、前記感光体に対して前記第２ミラーと反対側に上下方向に延設され、プリントアウトされる前記シートを搬送する。前記偏向器の一部が前記空間側に突出する突出量は、前記第２ミラーで反射される前記画像光の反射光が前記感光体に向かうのを阻害しない量である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態の画像形成装置の一例を示す。

【図2】実施形態の画像形成装置が含むシート保持部の一例を示す。

【図3】実施形態の画像形成装置が含む光走査装置の一例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。

【0009】

図１に示す画像形成装置（ＭＦＰ、Multi-Functional Peripheral，マルチファンクショナルプリフェラル）１は、画像読取部１０および画像形成部２０を備える。

【0010】

画像読取部１０は、シート原稿およびブック原稿の画像をスキャンして読み取る。画像読取部１０は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ、Automatically Document Feeder，オートマティカリードキュメントフィーダ）１１及び原稿台（透明ガラス）１２を備える。画像読取部１０は、自動原稿搬送装置１１によって搬送される原稿や、原稿台１２に載置される原稿の画像を読み取る。なお、自動原稿搬送装置１１が搬送する原稿の画像は、第１のセンサ（例えばラインＣＣＤ）１３が、原稿台１２が保持する原稿の画像は、第２のセンサ（例えばＣＭＯＳセンサ）１４がそれぞれ読み取り、画像信号を生成する。それぞれのセンサからの画像信号は、制御ブロック５１の画像処理部へ供給され、後段に説明する光走査装置３０による画像露光に利用される。

【0011】

画像形成部２０は、給紙カセット２１、現像器２２、感光体ドラム２３、転写器２４、定着器２５、光走査装置３０、排紙トレイ２６、反転搬送路２７及び給紙トレイ（手差し給紙部）２８を備える。

【0012】

画像形成部２０は、画像読取部１０が原稿から読み取られた画像に対応する画像データに対応する画像信号、あるいは外部機器から画像形成装置１に送信された画像データ等に基づいて、光走査装置３０を用いて、感光体ドラム２３に潜像（静電潜像）を形成する。感光体ドラム２３に形成された潜像は、現像器２２が供給する現像剤像により現像され、転写器２４によりシートＰに移動（転写）する。シートＰが保持する現像剤像は、定着器２５にてシートＰに固着（定着）される。現像剤像が固定されたシートＰは、排紙トレイ２６に、プリントアウト（出力画像）として出力される。なお、シートＰの両面に現像剤像を形成する場合は、定着器２５により一方の面に現像剤像が固定されたシートＰが反転搬送路２７を通じて表裏が反転され、再び転写器２４で（感光体ドラム２３上の）現像剤像が転写され、定着器２５へ給送され、既に現像剤像が固定された面の裏面に、現像剤像が固定される。

【0013】

給紙カセット２１はシート保持部材でもある。給紙カセット２１が保持するシートＰは、給紙ローラ２１ａにより、給紙カセット２１から１枚ずつ給送される。シートＰは、転写器２４と感光体ドラム２３が接する転写位置においてシートＰの先端と感光体ドラム２３が保持する現像剤像とが一致するよう、タイミングローラ２１ｂによりタイミングが制御された所定のタイミングで、転写位置に移動する。給紙トレイ２８は第２のシート保持部である。なお、給紙トレイ２８に用意されるシートＰも、給紙ローラ２８ａにより１枚ずつ給送され、タイミングローラ２１ｂによりタイミングが制御された所定のタイミングで、転写位置に移動する。

【0014】

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示した画像形成装置の平面図及び給紙トレイ２８を、シートＰを給送可能に（側方に）セットした状態を示す。

【0015】

図２（ｂ）が示すように、給紙トレイ２８は、用紙カセット２１が収容可能なシートＰの搬送方向と平行な方向の長さ［Ｘ］に比較して、例えば２倍の長さの［Ｙ＝２Ｘ］の長さのシートＰを給送可能である。もちろん、給紙トレイ２８は、長さが［Ｘ］よりも短い場合であっても、搬送（給紙）可能である。なお、用紙カセット２１が収容するシートＰのサイズは、例えば図２（ａ）が示す通り、搬送される方向と平行な方向の長さが［Ｘ］で、搬送される方向と直交する方向の長さが［Ｚ］である。

【0016】

給紙トレイ２８が搬送可能なシートＰは、図２（ａ）が示す一対のシートガイド２８ｂが規定する幅［Ｚ］が最大搬送可能シートサイズであり、長さ方向［Ｙ］については、図２（ａ）に示す操作部４１により入力する（シート）サイズを許容する。例えば、シートＰの長さ［Ｙ］については、操作部４１からの入力に従う制御ブロック５１における制御に従い、例えば上述の［Ｙ＝２Ｘ］のシートについて、搬送可能であるものとする。

【0017】

すなわち、給紙トレイ２８を通じて給送されるシートＰについては、［Ｙ］で示す長さ方向については、用紙カセット２１が保持するシートＰの少なくとも２倍（２Ｘ）の長さまでは、例えばシートジャム（搬送異常）を検出しない制御とする。

【0018】

このことは、用紙カセット２１が収容するシートＰのサイズ（［Ｘ］方向長さ）を画像形成装置１の小型化のために、例えばＡ４サイズの短辺方向の幅とした場合においても、給紙トレイ２８を通じ、例えばＡ３サイズのシートＰを、その長手方向が搬送方向となるよう搬送（給紙）可能とする。すなわち、給紙トレイ２８を介して給送可能なシートＰのサイズは、画像形成装置１が保持する用紙カセット２１の幅による制限を受けず、例えばＡ４サイズのシートの長手方向と同等の幅のシートについて、搬送方向には制限がなく、Ａ４サイズの短辺方向の２倍の長さのＡ３サイズのシートについても、画像形成することができる。このことは、図２（ａ）が示すように、図１に示した給紙トレイ２８を閉じた状態の画像形成装置１の本体部分の幅（［Ｘ］方向に平行な方向の大きさ）に比較して、実質的に同等か、より長いシートＰについても、画像形成可能であることを意味する。

【0019】

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、光走査装置の構造の特徴を示し、図３（ａ）が平面図、図３（ｂ）が光偏向器３１の回転中心軸を含み搬送方向に平行な位置で切断した断面図である。

【0020】

図３（ｂ）が示すように、光偏向器３１は、偏向光３５の出力方向と平行に延びる偏向器保持構体３２の所定の位置に位置する。偏向器保持構体３２は正確に偏向光３５の出力方向と平行でなくてもよく、若干の角度を有し、概ね平行の場合も本実施の形態では平行と定義する。偏向器保持構体３２は、光偏向器３１を支持する平面部３２ａ、平面部３２ａと直交する方向、かつ偏向光３５の出力方向と直交する方向に延びる第１及び第２の直交構造部３２ｂ、３２ｃを一体に有する。なお、平面部３２ａ、第１及び第２の直交構造部３２ｂ、３２ｃは、カバー（下）３３とカバー（上）３４とにより覆われている。但し、カバー（下）３３は、防塵ガラス３６の位置で遮断され、光偏向器３１の直下に相当する位置に、空間３７を提供する。別の言い方をすれば、平面部３２ａに孔３２ａ１が設けられ、光偏向器３１の一部が孔３２ａ１を介して空間３７側に露出している。また、孔３２ａ１は袋穴になっていてもよく、その場合偏向器３１は空間３７側に露出していない。すなわち、光偏向器３１の一部を保持する床面である３２ａの裏面が外部に露出している。ただし、防塵ガラス３６はなくともよい。

【0021】

また、上述した光走査装置３０においては、光偏向器３１が偏向する画像露光光は、第１ミラー３８及び第２ミラー３９により、光偏向器３１による反射方向が規定する平面が逆向きに折り返されて、偏向光３５として感光体ドラム２３に案内される。

【0022】

すなわち、第１ミラー３８及び第２ミラー３９で構成される折り返し構造は、前記偏向器が偏向する前記画像光を、前記偏向器が前記画像光を偏向する方向を含む面に対して逆の方向へ導く。正確に１８０度逆方向でなく、概ね逆方向であれば、本実施の形態では逆方向と定義する。

【0023】

また、例えばＡ３サイズの出力可能な画像形成装置においては、シートＰに対して感光体ドラム２３上の現像剤像を転写器２４により転写する場合において、光走査装置３０としては、光偏向器３１からの画像露光光を、水平に感光体ドラム２３に出力するために、図１に仮想的に示す位置に、位置される場合が多い。このことは、用紙カセット２１がＡ４サイズのシートＰを図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）により説明したように、その短手辺方向と平行な方向に搬送する構成である場合においては、画像形成装置１の幅（図２（ａ）及び図２（ｂ）における［Ｘ］方向の長さ）を増大する要因である。

【0024】

画像形成装置１の幅は、小型化のため、Ａ４サイズの短辺方向が搬送方向と平行になるように設定されているため、光走査装置３０についても、画像形成装置１の［Ｘ］方向の長さよりも、短いことが望まれる。

【0025】

このような背景から、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示した通り、光走査装置３０内の光偏向器３１が偏向する光（画像露光光）を、第１ミラー３８及び第２ミラー３９により、略１８０度折り返して２層構造にすることで、Ａ４短辺方向を搬送方向と平行とするよう構成した用紙カセット２１が（画像形成装置１に）占めるサイズを有効に利用可能に画像形成装置１の大きさすなわち［Ｘ方向］の幅、を低減した画像形成装置１が得られる。

【0026】

なお、光走査装置３０において、（騒音発生源となりうる）光偏向器３１は、画像形成装置１の中心付近に位置することから、画像形成装置１の外部において検出される騒音のレベルを低減できる。

【0027】

また、光偏向器３１を保持する偏向器保持構体３２は、偏向光３５の出力方向すなわち平面部３２ａ及び平面部３２ａに対して直交方向の双方に隔壁を設けた（「Ｈ字」の）ような第１及び第２の直交構造部３２ｂ、３２ｃを伴うことにより、通常の箱型（ボックス）形状のハウジングが収容する光走査装置に比べて、断面の二次モーメントを高めることができ、光偏向器３１の振動の影響を受けにくい光走査装置が提供される。

【0028】

また、カバー（下）３３を防塵ガラス３６の位置で遮断したことにより、光偏向器３１の直下に相当する位置に、空間３７が提供でき、光偏向器３１のモータ部の冷却効率を高めることが可能である。なお、光偏向装置３０は、例えば図３（ｂ）におけるカバー（下）３３とカバー（上）３４が逆向きとなるよう、構成されてもよいことは、いうまでもない。

【0029】

このような構成をとることにより、例えばＡ３サイズのシートの短辺方向（短手方向）、すなわちＡ４サイズのシートの長辺方向（長手方向）に対する画像露光が可能な光走査装置において、Ａ４サイズのシートを、（シートの）短辺方向に平行な方向へ搬送する給紙カセットのみを収容するシート搬送方向と平行な方向のサイズが低減された画像形成装置を用い、用紙カセットが保持するシートよりも大きな（画像露光幅が同じで長さの長い）シートに対する画像形成が可能となる。

【0030】

また、騒音の基となることのある光偏向器を、画像形成装置の中心寄りに位置することができ、装置外部で検出する騒音を低減できる。

【0031】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］画像光を偏向する偏向器と、前記偏向器が前記画像光を偏向する方向と平行な方向に延びる平面部及び前記平面部と直交方向の双方に延びる隔壁を有し、前記偏向器の一部を保持する床面の裏面が外部に露出している保持構造体と、を具備する光走査装置。
［２］前記偏向器が偏向する前記画像光を、前記偏向器が前記画像光を偏向する方向を含む面に平行な面内で逆の方向へ導く折り返し構造をさらに具備する［１］の光走査装置。
［３］前記偏向器及び前記前記折り返し構造により提供される前記画像光に対応する静電像を保持する感光体と、前記感光体が保持する前記静電像を現像して現像剤像を形成する現像器と、前記現像器が形成した前記現像剤像を、シートに転写する転写器と、前記現像剤が前記転写器によって転写された前記シートを保持するシート保持部と、を有し、前記シート保持部は、前記シートの短手方向がシート搬送方向と平行に規定され、前記光走査装置の前記折り返し構造を持たない場合の前記偏向器からの前記画像光が規定する露光長に比較して、前記シート搬送方向の長さが短い［１］または［２］の光走査装置を含む画像形成装置。
［４］前記シート保持部が保持するシートとよりも搬送方向と平行な方向の長さが長いシートの搬送が可能な第２のシート保持部をさらに具備し、前記第２のシート保持部が供給するシートに対する画像出力が可能である［３］の画像形成装置。
［５］前記第２のシート保持部が供給刷るシートに対する画像出力を可能に、前記シート保持部が保持するシートの少なくとも２倍の長さまで、搬送異常を検出しない制御部をさらに具備する［３］または［４］の画像形成装置。

【符号の説明】

【0032】

１…画像形成装置、２１…用紙カセット（シート保持部）、２３…感光体ドラム、２４…転写器、２５…定着器、２８…給紙トレイ（第２のシート保持部）、３０…光走査装置、３１…光偏向器、３２…偏向器保持構体、５１…制御ブロック（制御部）。

【図1】

【図2】

【図3】