JP3227385B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3227385B2 JP18204596A JP18204596A JP3227385B2 JP 3227385 B2 JP3227385 B2 JP 3227385B2 JP 18204596 A JP18204596 A JP 18204596A JP 18204596 A JP18204596 A JP 18204596A JP 3227385 B2 JP3227385 B2 JP 3227385B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録手段に発光素
子アレイを備えたデジタルカラー画像形成装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の記録手段及び潜像形成手
段(例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の
現像器、感光体等)を備えたカラー複写機は、ベルト状
の転写媒体104の上面に記録ヘッド及び潜像形成手段
を一定間隔で横一列に並べており、給紙部から送られて
きた記録紙が転写媒体により搬送され感光体上のトナー
像を順次記録紙上に転写することで画像を形成する。ま
た、記録ヘッドは図6に示すように1つの基板上に発光
素子アレーチップとその駆動ICチップが実装され、発
光アレーチップとその駆動IC間はワイヤーボンディン
グで接続するように構成されている。そして発光素子ア
レーチップや駆動ICチップで発生した熱は図6に示す
放熱板で放熱している。この記録ヘッドは発光素子アレ
ーチップと駆動IC及びコネクタから構成されている。
発光素子アレーチップには発光部が複数列状に配列さ
れ、それぞれ駆動ICと接続するため1対1の配線パッ
トを有している。駆動ICにもそれぞれの発光素子に対
応する配線パッドを有しており、駆動ICから発光を制
御することにより発光素子のそれぞれを制御することが
可能である。発光素子チップと駆動IC間は一般にワイ
ヤーボンディングで配線されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、感光体
を画像信号に応じて発光する多数の発光素子を有する記
録ヘッドで画像露光する場合、発光素子間に温度差があ
ると発光素子を支持する基盤の膨張が発光素子で異なり
発光素子の間隔が一致しなくなる。このため頻繁に画像
形成すると画像精度が劣化してきてしまう。
【0004】特に、画像露光を受けた部分を現像する反
転現像方式ではこの画像精度の劣化は顕著であるという
問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本願発明は、画像
形成に先立って帯電手段により帯電された領域で発光素
子を点灯させることで発光素子間の温度差を小さくした
ことを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】図1及び図2にて説明する。
【0007】図2は本発明に係る画像形成装置本体の概
略構成図である。用紙カセット101に積載されたコピ
ー用紙Pは、給紙装置102によって1枚づつ繰り出さ
れレジストローラ103へ搬送される。レジストローラ
103は、画像形成とのタイミングを同期させてコピー
用紙Pを転写部へと送り出す。コピー用紙Pは転写ベル
ト104上に吸着され矢印A方向へ移動する。この間、
YMCK各色の画像が次々に転写され、コピー用紙P上
にはフルカラー画像が形成される。転写ベルト104の
左端部にまで到達したコピー用紙Pは転写ベルト104
から分離して搬送ガイド105上を移動し、定着装置1
06によって画像が定着された後に排紙トレイ107上
に排出される。
【0008】次に画像形成部についてさらに詳細に説明
する。
【0009】317はイエロー画像形成部、318はマ
ゼンタ画像形成部、319はシアン画像形成部、320
はブラック画像形成部で、それぞれの構成は同一なので
イエロー画像形成部317を詳細に説明し、他の画像形
成部の説明は省略する。
【0010】イエロー画像形成部317において、34
2は感光ドラムで、LEDアレー210からの光によっ
て、その表面に潜像が形成される。321は一次帯電器
で、感光ドラム342の表面を所定の電位に帯電させ、
潜像形成の準備をする。322は現像器で、感光ドラム
342上の潜像を現像して、トナー像を形成する。な
お、現像器322には、現像バイアスを印加して現像す
るためのスリーブ346が含まれている。323は転写
帯電器で、転写ベルト104の裏面から放電を行い、感
光ドラム342上のトナー像を、転写器で、転写ベルト
104の裏面から放電を行い、感光ドラム342上のト
ナー像を、転写ベルト104上のコピー用紙Pへ転写す
る。
【0011】LED、アレー(記録ヘッド)210は基
板上に複数の発光素子を有するLEDチップが複数個実
装されたもので、紙送り方向と直角方向に配列するよう
取付けられている。各素子は、電気信号としての画像情
報により、点灯するか否かが決定され点灯した素子に対
応する感光ドラム上に潜像が形成されるものである。
【0012】例えば、ここで図7に示したような紙の搬
送方向に延びる2本の帯状の画像を形成する場合を考え
る。このときLEDアレー上の各発光素子は、画像部に
担当する位置の発光素子は点灯し、非画像部に相当する
位置の発光素子は消灯する。このような画像を連続的に
作成した場合、従来例に於いては、図7(b)に示した
ように発光素子が点灯している部分のみ昇温しその部分
の基板に伸びが生じる。その結果、画像の倍率が変動し
たり位置ズレが起こったりする(Δd1 、Δd2 )。こ
の状況が複数本のLEDアレー210、211、21
2、213で生じると色ズレとなる。また、昇温により
発光素子の発光量が−1%/deg程度減少するため、
1枚めに比べN枚めでは画像の濃度に差が生じる。ま
た、もし仮にN枚めの直後に全面ベタ画像を作成すれ
ば、局所的に昇温した部分と、その他の部分では画像濃
度に差が生じ濃度ムラが発生する。
【0013】上記のような問題点を解決するため本実施
の形態に於ては次に示すような動作を行なう。すなわち
まず、画像形成動作を実施する前のタイミングに各LE
Dアレー210、211、212、213の各発光素子
を全て均一に点灯させる。これにより各発光素子はほぼ
均一に昇温する。図1は本発明に用いたLEDアレーの
発光素子の昇温の様子を横軸に時間、縦軸に温度をとっ
て示したものである。発光素子を点灯させると、時間の
経過とともに自己昇温により曲線Aに沿って温度が上昇
し、約15deg程度上昇したところで一定の温度を保
つようになる(T℃)。一般に複写機等の画像形成装置
においては、オペレーターがスタートボタンを押してか
ら、感光ドラム上に潜像が形成されるまでの間に数秒〜
十数秒程度の時間がある。この時間に感光体の表面電位
が安定するように画像露光用ではないLED(不図示)
で光を当てたり、あるいはチャージャー(不図示)でバ
イアスを印加して除電している。この前回転の間に画像
露光用の各発光素子を点灯させて温度Tに近づけておけ
ば、その後の画像形成中に発光素子が点灯しても温度上
昇の巾は小さく(曲線)、従来例のような問題は発生
しない。
【0014】しかしながら、画像形成装置で作成する画
像のパターンによっては、当然ながら点灯しない発光素
子も存在する。その場合、点灯しない発光素子の温度は
低下し曲線に示したように温度が変化し、曲線に示
される発光素子との間に温度差が生じてしまう。そこ
で、本実施の形態においては、複数枚の画像形成を連続
的に行なう場合には、N−1枚目とN枚目との間のタイ
ミング(紙間)で各LEDアレー210、211、21
2、213の各発光素子を全て均一に点灯させる(図
8)。すると画像形成中に点灯せず、図1の曲線に示
すようにいったん温度が下がってしまう発光素子も紙間
で点灯することによって再び昇温し、常に温度Tに近づ
くようになる。これにより、各発光素子の温度は常に温
度T近傍に維持されるようになる。また、各発光素子を
紙間で発光させる動作は紙間毎に毎回実施しても良く、
あるいは数回おきに実施しても同様の効果が得られる。
【0015】本例において、画像形成中以外のタイミン
グ、すなわち前回転や紙間で画像露光用の発光素子を点
灯させる場合には、感光ドラム342、343、34
4、345の表面電位に対して現像装置322、32
5、328、331の電位を制御し現像はされないよう
にしている。
【0016】図3を用いてその一例を説明する。図3は
感光ドラムの表面電位を示した図である。例えばイエロ
ー画像形成部317において、先に説明した様に、一次
帯電器321の作用によって感光ドラム342の表面電
位は−700Vに帯電される(図3−(a))。次に画
像情報に従ってLEDアレー210上の画像部に対応す
る所定の位置の発光素子を点灯させると点灯した位置に
対応する感光ドラム表面の電位が−300Vに持ち上げ
られる。ここで、現像スリーブ346に印加する現像バ
イアスを−500Vに設定したとすると、図3(b)の
斜線部に示すように、マイナスの電荷が付与されたトナ
ーは、感光ドラム上の−300Vの電位領域のみに現像
され−700Vの電位領域には現像されない。このよう
にして所望の画像を得ることができる。以上が通常の画
像形成時の感光ドラムの表面電位と現像バイアスとの関
係であるが、本例において画像形成中以外のタイミング
で発光素子を点灯させる場合には、図3(c)に示すよ
うに現像バイアスを設定する。すなわち、LEDアレー
210の点灯によって感光ドラム342の表面電位は全
域にわたり−300Vに帯電される。通常の画像形成中
は−500Vに設定されている現像バイアスを画像形成
中以外のタイミングで発光素子を点灯させる時にドラム
表面電位−300Vと0Vとの間、例えば−150Vに
現像バイアスを変更して印加する。そうすると、ドラム
表面電位が−300Vに帯電されいわゆる潜像が形成さ
れていても実際に現像されることはない。
【0017】次に本発明の第2の実施の形態を説明す
る。
【0018】上記例では、紙間に置いて画像露光用の全
ての発光素子を点灯させたが、いくつかの発光素子を選
択的に点灯させても構わない(図4)。すなわち、作像
中の画像情報に従って各々の発光素子が点灯した頻度を
算出し、ある一定の頻度以上点灯したか否かによって紙
間で消灯したり点灯したりさせる。作像中に一定の頻度
以上点灯した発光素子は充分に昇温しているので、紙間
では消灯させても発光素子の温度は温度T近傍に推持さ
れる。一方、作像中に一定の頻度以上点灯しなかった発
光素子の温度は低下してしまっているので、紙間におい
て点灯させて昇温させ、温度Tに近づくようにしてお
く。これにより、より少ない消費電力によって全ての発
光素子を温度Tの近傍に維持することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、画像形成に先立って帯
電手段により帯電された領域で発光素子を点灯させるこ
とで発光素子間の温度差を小さくしたので、感光体を画
像信号に応じて発光する多数の発光素子を有する記録ヘ
ッドで画像露光する場合に反転現像方式を用いても、発
光素子間の温度差のため発光素子を支持する基盤が膨張
して発光素子の間隔が一致しなくなることによる画像精
度が劣化することが低減できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】LEDの温度変化を示したグラフ。
【図2】本発明を用いたカラー画像形成装置の断面図。
【図3】第1実施の形態の感光ドラム表面電位を示した
図。
【図4】第2実施の形態の発光素子の点灯の様子を示し
た図。
【図5】反転現像において、発光素子の発光レベルが2
段階あったときの感光ドラム表面電位を示した図。
【図6】記録ヘッドの構成を示した概念図。
【図7】従来の発光素子の点灯の様子を示した図。
【図8】第1実施の形態の発光素子の点灯の様子を示し
た図。
【符号の説明】 210 イエロー用LEDアレー 211 マゼンタ用LEDアレー 212 シアン用LEDアレー 213 ブラック用LEDアレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 G03G 15/22

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、
    帯電手段により帯電された感光体を露光して静電像を形
    成する画像信号に応じて発光する多数の発光素子を有す
    る記録ヘッドと、静電像の極性と同極性に帯電したトナ
    ーで現像する現像手段と、を有する画像形成装置におい
    て、 画像形成前に帯電手段により帯電された感光体の非画像
    域に対応する領域で発光素子を点灯させることで発光素
    子間の温度差を小さくしたことを特徴とする画像形成装
    置。
  2. 【請求項2】 現像手段は発光素子からの光を受けた非
    画像域に対向するとき印加されるバイアス電圧が変更さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記画像形成装置は連続的な画像形成が
    可能であり、連続画像形成時の画像間で発光素子を点灯
    させることを特徴とする請求項1もしくは2に記載の画
    像形成装置。
  4. 【請求項4】 所定の画像形成回数ごとに発光素子を点
    灯させる事を特徴とする請求項3に記載の画像形成装
    置。
  5. 【請求項5】 帯電手段により帯電された感光体の非画
    像域に対応する領域で発光素子を全て点灯させることを
    特徴とする請求項1から4に記載の画像形成装置。
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