JP2000238321A

JP2000238321A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2000238321A
Application number: JP11039718A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kimura; 哲也木村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で高画質、低コストのカラー画像形成装
置を提供することを目的とする。【解決手段】４つの感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄと、これら各感光体ドラム表面に潜像を形成するた
めの、一時には各感光体ドラムのうちのいずれか１つの
感光体ドラムに向けて光を出射する半導体レーザアレイ
２と、半導体レーザアレイ２から出射されたレーザビー
ムの光路を各感光体ドラムそれぞれに向かういずれかの
光路に切り換える回転ミラー５と、現像器１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ、および定着器１５とを備えたカラ
ー画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のカ
ラー複写機やカラープリンタなどに用いられるカラー画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のカラー画像形成装
置として、１組の走査光学系と電子写真ユニットを用
い、その電子写真ユニットに備えられたロータリ現像装
置を構成する、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）のトナーがそれぞれ収
納された４つの現像器ユニットを順次切り換えながら画
像形成プロセスを４回繰り返すことにより感光体ドラム
上にカラー画像を形成し、それを被転写体に転写する方
式（以下４サイクル方式という）のカラー画像形成装置
と、タンデムに配列された、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）用の４組
の走査光学系と電子写真ユニットを用い、１回の画像形
成プロセスで各感光体ドラム上にそれぞれの色のトナー
像を形成し、それらのトナー像を被転写体に転写してカ
ラー画像を得る方式（以下タンデム方式という）のカラ
ー画像形成装置が知られている。

【０００３】図６は、従来の４サイクル方式のカラー画
像形成装置の概略構成図である。

【０００４】図６に示すように、このカラー画像形成装
置２０では、コロトロン等の帯電器２１によって一様に
帯電された感光体ドラム２２表面に、走査光学系２３に
より潜像が形成される。感光体ドラム２２表面に形成さ
れた潜像は、感光体ドラム２２の矢印Ａ方向への回転に
伴われてロータリ現像装置２４に対向する現像位置に搬
送されロータリ現像装置２４により現像される。ロータ
リ現像装置２４は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）のトナー
が収納された４つの現像器ユニット２４ａ、２４ｂ、２
４ｃ、２４ｄを備えており、回転軸２５を中心にして図
示しない駆動機構により回動することにより上記４色の
うちの指定された色のトナーで感光体ドラム２２上の潜
像を現像することができるように構成されている。

【０００５】感光体ドラム２２上に第１色目のイエロー
の潜像が形成されそれが現像されて感光体ドラム２２上
にイエローのトナー像が形成された後、そのトナー像
は、感光体ドラム２２に隣接して配置された、矢印Ｂ方
向に回転する転写ドラム２６表面に巻き付けられた用紙
Ｐに転写される。続いて第２色以降の潜像形成、現像、
および転写が順次行われ、４色のトナー像すべてが転写
された用紙Ｐは定着器２８により定着が行われて画像形
成装置外へと搬出される。感光体ドラム２２上の未転写
トナーはクリーナ２９によって掻き落とされ一連の画像
形成プロセスが終了する。

【０００６】図７は、従来のタンデム方式のカラー画像
形成装置の概略構成図である。

【０００７】図７に示すように、このカラー画像形成装
置３０は、タンデムに配列された、イエロー（Ｙ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）用
の４組の走査光学系３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ、
感光体ドラム３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、コロト
ロン型の帯電器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ、現像
器３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ、クリーナ３８ａ，
３８ｂ，３８ｃ，３８ｄを備えている。先ずイエロー用
の感光体ドラム３２ａが帯電器３１ａにより一様に帯電
された後、走査光学系３３ａによりイエローの潜像が形
成される。この潜像は現像器３４ａにより現像されてイ
エローのトナー像が形成され、搬送ベルト３５に担持さ
れて矢印Ａ方向に搬送される用紙Ｐ上に転写される。用
紙Ｐ上に転写されたイエローのトナー像の上には、次の
感光体ドラム３２ｂ上に形成されたマゼンタのトナー像
が重ね合わせるように転写され、さらに、その上に、シ
アン、およびブラックのトナー像が重ね合わせるように
転写される。こうして４色のトナー像が重ね合わされて
形成されたカラートナー像は定着器３７によって定着さ
れてカラー画像が完成する。なお、各感光体ドラム３２
ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、それぞれクリーナ３８
ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄによってクリーニングされ
次の画像形成に備えられる。

【０００８】タンデム方式の画像形成装置の走査光学系
に関しては、特開平９−２００４３１号公報に開示され
ているように、２次元状に配列された複数の光源から出
射された光ビームを光学系を介して複数の感光体ドラム
に照射することにより潜像を形成する走査光学系が知ら
れている。この走査光学系を用いることにより、複数の
感光体ドラムを露光するための複数の光学部品を共通化
して、小型化かつ低コスト化を図ったタンデム型のカラ
ー画像形成装置が知られている。

【０００９】図８は、従来のタンデム型のカラー画像形
成装置に用いられる走査光学系の概要図である。

【００１０】図８に示すように、この走査光学系５０
は、レーザビームを出射する半導体レーザアレイ４組か
らなる半導体レーザアレイパッケージ５１と、この半導
体レーザアレイパッケージ５１から出射された４本のレ
ーザビームを拡大して感光体ドラム５２ａ，５２ｂ，５
２ｃ，５２ｄ表面に結像させる結像レンズ系５３と、レ
ーザビームの一部を透過するとともに一部を反射するビ
ームスプリッタ５４と、ビームスプリッタ５４で反射し
たレーザビームを集光するシリンドリカルミラー５７
と、シリンドリカルミラー５７によって集光されたレー
ザービームの光量を測定する光量センサ５９と、ビーム
スプリッタ５４を透過したレーザビームをそれぞれ対応
する感光体ドラム５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ表面
に導く反射ミラー５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄとか
ら構成されている。

【００１１】図９は、図８の走査光学系に用いられる半
導体レーザアレイパッケージの平面図である。

【００１２】この半導体レーザアレイパッケージ５１
は、４つの半導体レーザアレイ５１＿１，５１＿２，５
１＿３，５１＿４からなり、各半導体レーザアレイは、
それぞれＸ方向（主走査方向）にｍ個（例えば１２００
個）、Ｙ方向（副走査方向）にｎ個（例えば１２個）の
二次元アレイ状に配列されたｍ×ｎ個（例えば１４４０
０個）の半導体レーザ５１ａからなる。これらの各半導
体レーザアレイにより感光体ドラム５２ａ，５２ｂ，５
２ｃ，５２ｄそれぞれの表面に各１ラインずつドットを
描くために、各半導体レーザアレイの各レーザビーム出
射点は、感光体ドラム５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ
上に描かれるドットが互いに重なり合わないように配置
されている。

【００１３】このように構成された走査光学系を用い、
駆動回路（図示せず）からのＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各画像
信号に基づくレーザ駆動信号により半導体レーザアレイ
５１＿１，５１＿２，５１＿３，５１＿４が駆動される
と、半導体レーザアレイパッケージ５１（図８参照）か
ら出射されたレーザビームは、結像レンズ系５３によっ
て拡大され、ビームスプリッタ５４を透過した後、反射
ミラー５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄによってそれぞ
れ対応する感光体ドラム５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２
ｄ表面に結像されて２次元の画像を形成する。このと
き、光量センサ５９により各半導体レーザアレイから出
射されたレーザビームの光量が測定され、各レーザビー
ムの光量が所定の値になるように各レーザビームの駆動
条件が設定され、感光体ドラム５２ａ，５２ｂ，５２
ｃ，５２ｄ上に所望の潜像が形成される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
４サイクル方式のカラー画像形成装置２０（図６参照）
においては、走査光学系２３への画像情報の転送、感光
体ドラム２２への潜像形成、現像、および用紙Ｐへのト
ナー像転写は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）の順序
（色の順序は必ずしもこの順序に限られるわけではな
い）で１色ずつシリアルに実施される。従って、白黒用
の画像形成装置と比べて、同じプロセス速度であっても
カラー画像形成装置のプリント速度は白黒用の画像形成
装置の約１／４に低下する。

【００１５】また、ロータリ現像装置２４を回動させる
ことによって色の切換えを行っているために、ロータリ
現像装置２４を回動するための大出力のモータを必要と
するので、ロータリ現像装置２４を高精度に保ち感光体
ドラム２２との現像ギャップ等を保証するためにロータ
リ現像装置２４の強度を十分高くする必要があり、装置
の大型化あるいはコストアップを招きやすいという問題
がある。また、ロータリ現像装置２４を高精度に保つに
しても限界があり、その結果、プロセス条件の変動が避
けられず画質の劣化を招きやすいという問題がある。さ
らに、ロータリ現像装置２４の回動に伴い騒音あるいは
振動が発生するため周囲に不快感を与えるなどの問題も
ある。

【００１６】一方、上記のタンデム方式のカラー画像形
成装置３０（図７参照）においては、白黒用の画像形成
装置と比べて、同じプロセス速度であればプリント速度
も同じになるため、高速のカラー画像形成装置を実現す
ることができ、また、ロータリ式の現像装置を用いてい
ないので４サイクル方式のようなロータリ機構の回動に
伴う問題は発生しない。しかし、４組の走査光学系およ
び電子写真ユニットが必要であるため、装置の大型化お
よびコストアップを招きやすいという問題がある。

【００１７】また、４組の走査光学系による画像の相対
位置の誤差が各色の結像位置ずれとなり色ずれが生じる
ために複雑な色ずれ補正機構が必要となり、コストアッ
プとなるという問題がある。また、補正機構によって色
ずれを補正するにしても限界があり、その結果画質の劣
化を伴いやすいという問題がある。

【００１８】また、上記の２次元状に配列された複数の
光源を備えた走査光学系５０（図８参照）をタンデム方
式のカラー画像形成装置に用いた場合は、結像レンズ系
５３、光量センサ５９、シリンドリカルミラー５７、ビ
ームスプリッタ５４、半導体レーザアレイパッケージ５
１、反射ミラー５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄなどを
備える必要がありコストアップを招きやすいという問題
がある。これらのうち結像レンズ系、光量センサ、シリ
ンドリカルミラー、ビームスプリッタなどについては４
色分を共用化することは可能であるが、タンデム方式の
構成とすることにより装置全体のサイズが大きくなりコ
ストアップするという問題がある。

【００１９】また、光量センサ５９のために必要なビー
ムスプリッタ５４によりレーザビームの光量が減少する
ので、半導体レーザアレイの光量を大きくする必要があ
り、半導体レーザアレイの寿命の減少、消費電力の増
加、コストアップなどの問題もある。また、４つの半導
体レーザアレイの相対位置の誤差が各色の結像位置ずれ
となり、色ずれが生じやすいので色ずれ補正のための複
雑な機構が必要となる。

【００２０】本発明は、上記の事情に鑑み、小型で高画
質、低コストのカラー画像形成装置を提供することを目
的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明のカラー画像形成装置は、所定の方向に並ぶ複数の
感光体ドラム、これら複数の感光体ドラムにそれぞれ異
なる色の画像情報に対応する光ビームを照射してそれぞ
れの感光体ドラム表面に潜像を形成する潜像形成手段、
および潜像形成手段により上記複数の感光体ドラム上に
形成された潜像をそれぞれ上記画像情報に対応する色の
トナーで現像する現像手段を備え、その現像手段により
形成されたトナー像を、最終的に所定の用紙上に転写し
て定着することにより、該用紙上にカラー画像を形成す
るカラー画像形成装置において、上記潜像形成手段が、
一時には上記複数の感光体ドラムのうちのいずれか１つ
の感光体ドラムに向けて光を出射する配列された複数の
発光素子からなる光源部と、その光源部から出射された
光の光路を上記複数の感光体ドラムそれぞれに向かうい
ずれかの光路に切り換える光路切換手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００２３】図１は、本発明のカラー画像形成装置の第
１の実施形態を示す概略構成図である。

【００２４】このカラー画像形成装置１は、矢印Ｂ方向
に並ぶ４つの感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、
これら各感光体ドラムにそれぞれ異なる色の画像情報に
対応するレーザビームを照射してそれぞれの感光体ドラ
ム表面に潜像を形成する半導体レーザアレイ２、半導体
レーザアレイ２から出射されたレーザビームを拡大して
各感光体ドラム表面に結像させる結像レンズ系４、回転
ミラー５、および反射ミラー６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄか
らなる潜像形成手段と、各感光体ドラム上に形成された
潜像をそれぞれ対応する色のトナーで現像する現像器１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとを備え、これらの現像
器により形成されたトナー像を、最終的に用紙Ｐ上に転
写して定着することにより、用紙Ｐ上にカラー画像を形
成するものである。

【００２５】半導体レーザアレイ２は、本発明にいう光
源部に相当するものであり、一時には４つの感光体ドラ
ムのうちのいずれか１つの感光体ドラムに向けて光を出
射する配列された複数の発光素子からなる。本実施形態
では、発光素子として半導体レーザが用いられている。
この半導体レーザアレイ２は、図２に示すように、基線
Ｌに対し斜めに配列された複数の半導体レーザ２ａから
なる半導体レーザ群２ｂが基線Ｌに沿って複数配列され
て構成されており、この基線Ｌは、各感光体ドラムの軸
に対して平行に設定されている。

【００２６】図２は、本実施形態の光源部として用いら
れる半導体レーザアレイの平面図である。

【００２７】図２に示すように、半導体レーザアレイ２
は、感光体ドラムの主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに
広がる領域内に、主走査方向Ｘに平行な基線Ｌに対し、
ｍ本（例えば１２００本）の、基線Ｌに交わる斜線Ｄに
沿ってｎ個（例えば１２個）の半導体レーザ２ａからな
る半導体レーザ群２ｂが配列され、合計ｍ×ｎ個（１４
４００個）の２次元アレイとして構成されている。この
ｍ×ｎ個の半導体レーザ２ａのレーザビーム出射点は、
各半導体レーザ２ａの各感光体ドラムの主走査ライン上
で互いに重なり合わずに主走査ライン１本分のドットを
形成するように、斜線Ｄ上に配置されている。

【００２８】潜像形成手段には、半導体レーザアレイ２
から出射された光の光路を４つの感光体ドラムそれぞれ
に向かういずれかの光路に切り換える光路切換手段が備
えられている。本実施形態では、この光路切換手段は、
半導体レーザアレイ２から出射されたレーザビームを反
射する回転ミラー５と、この回転ミラー５で反射したレ
ーザビームが４つの感光体ドラムのうちの所望の感光体
ドラムに向かうように回転ミラー５の角度を変更するミ
ラー角度変更手段とにより構成されている。

【００２９】また、本実施形態の潜像形成手段には、半
導体レーザアレイ２から出射された光の光量を測定する
光量測定手段として光量センサ８が備えられ、さらにそ
の光量センサ８により測定された光量に基づいて半導体
レーザアレイ２の駆動条件を制御する光源部制御手段
（図示せず）が備えられている。

【００３０】本実施形態では、上記ミラー角度変更手段
として、回転ミラー５が固定された、４つの感光体ドラ
ムそれぞれの軸に平行な回転軸５ｓと、回転軸５ｓを回
転させることにより回転ミラー５の角度を変更して各所
定のミラー回転位置に制御するミラー回転制御装置９が
備えられている。このミラー回転制御装置９を用いて、
回転ミラー５を回転させて、図１に示すミラー回転位置
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのうちのいずれか１つのミラー
回転位置に制御することにより、半導体レーザアレイ２
から出射されたレーザビームの光路を感光体ドラム３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄそれぞれに向かう光路に切り換え
ることができる。なお、図１に示すミラー回転位置５ｅ
は、半導体レーザアレイ２から出射されたレーザビーム
の光量測定を行う際にレーザビームの光路を光量センサ
８に向かう光路に切り換えた場合の回転ミラー位置であ
る。

【００３１】図３は、本実施形態に用いられるミラー回
転制御装置の概略構成図である。

【００３２】図３に示すように、本実施形態におけるミ
ラー回転制御装置９は、ミラー回転位置センサ９ａ、ミ
ラー回転制御回路９ｂ、およびミラー回転装置９ｃによ
り構成されている。回転ミラー５は、各感光体ドラムそ
れぞれの軸と平行な回転軸５ｓに固定されており、その
回転軸５ｓには回転ミラー５のミラー回転位置を検知す
るためのミラー回転位置センサ９ａが取り付けてある。
ミラー回転位置センサ９ａからの検知信号はミラー回転
制御回路９ｂに送られ、ミラー回転制御回路９ｂはその
検知信号に基づきミラー回転装置９ｃの回転または停止
を制御する。このように構成したことにより、回転ミラ
ー５のミラー回転位置を高精度で制御することにより各
感光体ドラムに対して正確にレーザビームを照射するこ
とができる。

【００３３】なお、ミラー回転位置センサ９ａとして
は、例えば各感光体ドラムに対応する回転ミラーのミラ
ー回転位置に合わせた位置に穴を空けた円盤とフォトカ
プラとを組み合わせることにより高精度のセンサを容易
に作製することができる。

【００３４】上記のほかに、このカラー画像形成装置１
には、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄをそれぞれ
帯電する帯電器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、用紙
Ｐを搬送する搬送ベルト１３、用紙Ｐにトナー像を定着
する定着器１５、感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
をクリーニングするクリーナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，
１２ｄ、半導体レーザアレイ２から出射されたレーザー
ビームの光量を測定する光量センサ８、半導体レーザア
レイ２からのレーザービームを光量センサ８に導くシリ
ンドリカルミラー７などが備えられている。

【００３５】このように構成されたカラー画像形成装置
１によりＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの４色のカラー画像を形成す
る画像形成動作について次に説明する。

【００３６】図４は、本実施形態のカラー画像形成装置
の画像形成動作を示すフローチャートである。

【００３７】先ず、ミラー回転制御装置９により回転ミ
ラー５を図１に示すミラー回転位置５ｅに制御し（ステ
ップＳ１）た後、レーザ駆動回路（図示せず）により半
導体レーザ２ａを１つずつ駆動し、各半導体レーザ２ａ
から出射したレーザビームを結像レンズ系４によって拡
大し、シリンドリカルミラー７によって光量センサ８に
導きレーザビームの光量を測定する。前述の光源部制御
手段は、光量センサ８により測定された各半導体レーザ
２ａごとの光量測定値に基づき、各半導体レーザ２ａか
ら出射されたレーザビームの光量が、画像データ、結像
レンズ系４の透過率、回転ミラー５の反射率、反射ミラ
ー６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの反射率などを考慮した所定
の値になるように各半導体レーザ２ａの駆動条件を調整
することにより各感光体ドラム上に望ましい画像が高精
度に形成されるように制御する。（ステップＳ２）。

【００３８】次に、帯電器１０ａにより感光体ドラム３
ａを一様に帯電した後、ミラー回転制御装置９により回
転ミラー５を図１に示すミラー回転位置５ａに制御し
（ステップＳ３）、レーザ駆動回路（図示せず）により
Ｙの画像信号に応じて半導体レーザアレイ２を駆動し
て、半導体レーザアレイ２からレーザビームを出射す
る。出射されたレーザビームを結像レンズ系４によって
拡大し、レーザビームの光路を回転ミラー５および反射
ミラー６ａにより感光体ドラム３ａ表面に向かう光路に
切り換えることにより感光体ドラム３ａ表面に１主走査
ライン分のＹの潜像を形成する。感光体ドラム３ａの矢
印Ａ方向への回転によって感光体ドラム３ａ表面には２
次元状のＹの潜像が形成される。

【００３９】こうして形成されたＹの潜像は現像器１１
ａによりＹのトナーで現像することによりＹのトナー像
を形成する。次に、そのＹのトナー像を矢印Ｂ方向に移
動する搬送ベルト１３に担持された用紙Ｐ上に転写する
（ステップＳ４）。

【００４０】次に、帯電器１０ｂにより感光体ドラム３
ｂを一様に帯電した後、ミラー回転制御装置９により回
転ミラー５を図１に示すミラー回転位置５ｂに制御し
（ステップＳ５）、Ｙの場合と同じように、Ｍの画像信
号に応じた潜像を感光体ドラム３ａ表面に形成し、Ｍの
トナーで現像した後、Ｙのトナー像が表面に形成された
用紙Ｐ上にトナー像どうしが重ね合わされるようにして
転写する（ステップＳ６）。

【００４１】さらに、ＣおよびＢＫそれぞれについて回
転ミラー５の回転位置制御（ステップＳ７およびステッ
プＳ９）と、潜像形成、現像、および転写（ステップＳ
８およびステップＳ１０）を繰り返すことにより用紙Ｐ
上にＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫのトナー像が重ね合わされるよう
に転写され、定着器１５によって定着されてカラー画像
が形成される。なお、本実施形態ではＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ
の順序で画像形成が行われているが、画像形成の順序は
これに限られるものではない。

【００４２】以上説明したように、本実施形態のカラー
画像形成装置では、画像情報の転送、感光体上でのトナ
ー像形成および用紙への転写は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの４
色について所定の順序でシリアルに実施される。従っ
て、白黒用の画像形成装置と比べて、同じプロセス速度
であってもプリント速度は約１／４と低速になる。しか
し、本実施形態のカラー画像形成装置によれば、従来の
ポリゴンミラー方式の画像形成装置では困難であった、
Ａ４サイズ用紙を１分間に４０枚プリントする速度（４
０ｐｐｍ：ｐｒｉｎｔｐｅｒｍｉｎｕｔｅ）で副走
査方向に４８００ｄｐｉ（ｄｏｔｐｅｒｉｎｃｈ）
の解像度の画像を形成することが可能な高速高画質のカ
ラー画像形成装置を実現することができる。

【００４３】ここで、本実施形態のカラー画像形成装置
におけるカラー画像形成時間について説明する。このカ
ラー画像形成装置１の画像形成時間は、副走査方向の解
像度と、半導体レーザアレイ２の発光時間間隔と、感光
体ドラムの回転速度とによって決定される。例えば、Ａ
４サイズの用紙を１分間に４０枚プリントする速度（４
０ｐｐｍ）で副走査方向に４８００ｄｐｉの解像度で画
像形成する場合について説明する。４８００ｄｐｉの副
走査方向の画像スポット間隔は２５．４ｍｍ（１イン
チ）÷４８００ｄｏｔ＝５．２９μｍである。４０ｐｐ
ｍにおける感光体ドラム表面の副走査方向の移動速度
は、白黒など１色の画像形成装置の場合２１０ｍｍ（Ａ
４横長）×４０枚÷６０ｓｅｃ＋現像・搬送時間＝約２
００ｍｍ／ｓｅｃであるので、その４倍、すなわち８０
０ｍｍ／ｓｅｃである。従って１つの感光体ドラムに主
走査方向に１ライン分の画像スポットを形成する時間を
含めて、次のラインの画像を形成するまでの時間は５．
２９×１０^-3÷８００＝６．６１μｓｅｃである。この
とき、すべての半導体レーザ２ａが同時に発光すれば、
半導体レーザアレイ２の最大発光時間は６．６１μｓｅ
ｃであり、経験から感光体ドラムを露光することが十分
可能な光量を得ることができる。４０ｐｐｍの１枚のプ
リント時間は４０ｐｐｍ÷６０ｓｅｃ＝１．５ｓｅｃで
あり、１つの感光体ドラムで１色の潜像を形成する時間
は２１０ｍｍ（Ａ４横長）÷８００ｍｍ／ｓｅｃ＝２６
２．５ｍｓｅｃとなるので、回転ミラーの回転時間を８
０ｍｓｅｃ程度以下とすることにより次図に示す露光タ
イミングで４０ｐｐｍの画像を形成することができる。

【００４４】図５は、本実施形態のカラー画像形成装置
における露光タイミングチャートである。

【００４５】図５に示すように、このカラー画像形成装
置では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各画像露光に要する時間は
それぞれ２６２．５ｍｓｅｃであるから４色の潜像を形
成するための露光時間は２６２．５ｓｅｃ×４＝１０５
０ｍｓｅｃとなり、これに回転ミラーの回転時間８０ｍ
ｓｅｃ×５＝４００ｍｓｅｃが加わっても合計１．５ｓ
ｅｃ以内に１画像分の露光を終了することができる。

【００４６】本実施形態のミラー回転装置９ｃとして
は、従来の４サイクル方式の画像形成装置に用いられる
ロータリ現像装置回動用の大出力のモータに比較して極
めて小出力の、例えば小型ステッピングモータなどを用
いることができるので、上記の回転ミラーの回転時間８
０ｍｓｅｃは十分に余裕のある時間である。その上この
ような小型のモータを用いることができるため、このカ
ラー画像形成装置の消費電力は少なく、騒音や振動もほ
とんど発生しない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー画
像形成装置によれば、１つの光源部と光路切換手段とを
備えた構成としたことにより、複数の感光体ドラムに光
ビームを照射するための部品点数を削減することがで
き、小型で振動が少なく低コストのカラー画像形成装置
を実現することができるとともに、各感光体ドラム間で
の露光位置誤差による色ずれが生じにくく、複雑な色ず
れの補正機構が不要となるために、低コスト、高画質の
カラー画像形成装置を得ることができる。また、光源部
から出射された光を光量センサ用に割く必要がないため
に、光源の光量を小さくすることが可能となり光源の寿
命の増大、消費電力の低減、低コストを実現することが
できる。しかも光量測定の精度向上を図ることができる
ので高画質のカラー画像形成装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の第１の実施形態
を示す概略構成図である。

【図２】本実施形態の光源部として用いられる半導体レ
ーザアレイの平面図である。

【図３】本実施形態に用いられるミラー回転制御装置の
概略構成図である。

【図４】本実施形態のカラー画像形成装置の画像形成動
作を示すフローチャートである。

【図５】本実施形態のカラー画像形成装置における露光
タイミングチャートである。

【図６】従来の４サイクル方式のカラー画像形成装置の
概略構成図である。

【図７】従来のタンデム方式のカラー画像形成装置の概
略構成図である。

【図８】従来のタンデム型のカラー画像形成装置に用い
られる走査光学系の概要図である。

【図９】図８の走査光学系に用いられる半導体レーザア
レイパッケージの平面図である。

【符号の説明】

１カラー画像形成装置２半導体レーザアレイ２ａ半導体レーザ２ｂ半導体レーザ群３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ感光体ドラム４結像レンズ系５回転ミラー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅミラー回転位置５ｓ回転軸６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ反射ミラー７シリンドリカルミラー８光量センサ９ミラー回転制御装置９ａミラー回転位置センサ９ｂミラー回転制御回路９ｃミラー回転装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ帯電器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ現像器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄクリーナ１３搬送ベルト１５定着器２０カラー画像形成装置２１帯電器２２感光体ドラム２３走査光学系２４ロータリ現像装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ現像器ユニット２９クリーナ３０カラー画像形成装置３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ帯電器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ感光体ドラム３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ走査光学系３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ現像器３５搬送ベルト３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄクリーナ５０走査光学系５１半導体レーザアレイパッケージ５１＿１，５１＿２，５１＿３，５１＿４半導体レ
ーザアレイ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ感光体ドラム５３結像レンズ系５４ビームスプリッタ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ反射ミラー５７シリンドリカルミラー５９光量センサＰ用紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/036 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｂ５Ｃ０５１ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ５Ｃ０７２Ｆターム(参考） 2C262 AA05 AA17 AB20 GA36 GA40 2C362 AA14 AA42 AA47 AA53 AA59 BA02 BA50 BA51 BA54 BA68 BA83 BB28 DA04 DA06 2H030 AA06 AB02 BB02 BB23 2H045 AA00 BA02 BA23 BA34 DA02 2H076 AB05 AB18 AB61 EA01 EA06 5C051 AA02 CA07 CA08 DA06 DB02 DB04 DB24 DC02 DC07 EA01 5C072 AA03 BA01 BA04 BA19 DA04 DA23 FA16 HA02 HA12 HB01 HB11 QA14 XA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の方向に並ぶ複数の感光体ドラム、
該複数の感光体ドラムにそれぞれ異なる色の画像情報に
対応する光ビームを照射してそれぞれの感光体ドラム表
面に潜像を形成する潜像形成手段、および該潜像形成手
段により前記複数の感光体ドラム上に形成された潜像を
それぞれ前記画像情報に対応する色のトナーで現像する
現像手段を備え、該現像手段により形成されたトナー像
を、最終的に所定の用紙上に転写して定着することによ
り、該用紙上にカラー画像を形成するカラー画像形成装
置において、前記潜像形成手段が、一時には前記複数の感光体ドラム
のうちのいずれか１つの感光体ドラムに向けて光を出射
する配列された複数の発光素子からなる光源部と、該光
源部から出射された光の光路を前記複数の感光体ドラム
それぞれに向かういずれかの光路に切り換える光路切換
手段とを備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記光路切換手段が、前記光源部から出
射された光を反射するミラーと、該ミラーで反射した光
が前記複数の感光体ドラムのうちの所望の感光体ドラム
に向かうように該ミラーの角度を変更するミラー角度変
更手段とを備えてなるものであ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。
【請求項３】前記ミラー角度変更手段が、前記ミラー
が固定された、前記複数の感光体ドラムそれぞれの軸に
平行な回転軸を備え、該回転軸を回転させることにより
該ミラーの角度を変更するものであることを特徴とする
請求項２記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】前記光源部が、前記複数の感光体ドラム
それぞれの軸と平行な基線に対し斜めに配列された複数
の発光素子からなる発光素子群が前記基線に沿って複数
配列されてなるものであ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。
【請求項５】前記潜像形成手段が、前記光源部から出
射された光の光量を測定する光量測定手段と、該光量測
定手段により測定された光量に基づいて前記光源部の駆
動条件を制御する光源部制御手段とを備え、前記光路切
換手段が、前記光源部から出射された光の光路を、前記
複数の感光体ドラムそれぞれに向かういずれかの光路に
切り換えるとともに、前記光量測定手段に向かう光路に
も切り換えるものであ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。