JP3491466B2

JP3491466B2 - カラー電子写真装置

Info

Publication number: JP3491466B2
Application number: JP27265996A
Authority: JP
Inventors: 晃二増田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-10-15
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JPH10123786A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンタ、
カラー複写機、カラーファクス等に適用されるカラー電
子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー電子写真装置として様々な
形態のものがあるが、大別すると多重現像型と多重転写
型の２つがある。多重現像型（例えば特開平１−１９５
７７４号公報参照）は、１つの感光体上に複数のトナー
画像を順次重ねて現像する形態のものであり、色ずれが
起こりにくいという特長を有するものの、２色目以降の
作像においてトナー画像の上から帯電・露光・現像を行
う際の課題が大きく、安定した発色を得ることが難し
い。一方多重転写型には、さらに大別すると、１つの感
光体を備え、複数色のトナー画像の作像と転写を順次繰
り返す４サイクル式と、複数の感光体を備え、１つの感
光体では各一色のトナー画像の形成が行なわれる１サイ
クル式の２つがあり、いずれの方式の場合も、重ね転写
を行う際に色ずれを起こさないようにするという課題を
有するものの、単色の電子写真技術の良さをそのまま応
用できる特長がある。特に４サイクル式は、記録速度が
遅くなるという欠点があるにも拘わらず色ずれの問題を
比較的克服しやすいために広く製品に取り入れられてい
る。もう一方の１サイクル式（例えば特開昭６１−７９
６５８号公報参照）のカラー電子写真装置は、４サイク
ル式に比べ速い記録速度が得られるという大きな特長が
ありながら、色ずれが発生しやすく、それを克服するに
は大がかりで精密な制御装置を必要とし、一部の高価な
製品でのみ採用されてきた。

【０００３】従来の１サイクル式の多重転写型カラー電
子写真装置の例を図１２の平面図および図１３の側面図
を用いて説明する。例えばシアン、マゼンタ、イエロ
ー、黒に相当する４個の電子写真プロセスユニット３０
が、それぞれ感光体１、走査露光装置１１、図示しない
帯電装置、現像装置１２、転写装置１３、図示しないク
リーニング装置等で構成されている。これらの電子写真
プロセスユニット３０は、各転写部３０Ａにおいて一つ
の画像記録媒体上に各色のトナー画像を順次転写できる
ように、連結フレーム９または共通フレーム４にそれぞ
れ固定され、記録媒体搬送装置２０に沿って一列に並べ
られている。記録媒体搬送装置２０は、転写ベルト２、
それを巻き掛けて搬送する搬送ロール３、および図示し
ない、搬送ロール３の駆動装置等から構成される。搬送
ロール３は各感光体１と平行を保つようその軸が支持さ
れている。図１２，図１３に示すカラー電子写真装置に
おいては、画像記録媒体５は一般には普通紙・上質紙・
ＯＨＰシート等であり、給紙ロール１０により矢印Ａ方
向に供給され、転写ベルト２に支持または吸着されて矢
印Ｂ方向に進み、各電子写真プロセスユニット３０の転
写部３０Ａを通過し、各転写部３０Ａに対応して備えら
れた転写装置１３の作用により、異なった色のトナー画
像をトナー画像の上に重ね合わせて受け取る。

【０００４】各色のトナー画像が重ね合わされた画像記
録媒体５は、定着装置１４に進み、画像記録媒体５に重
ね合わされた各色のトナー画像がその画像記録媒体５に
定着され、その画像記録媒体５にカラー画像が形成され
る。画像記録媒体５には、上述のように、転写ベルト２
に支持または吸着されて各電子写真プロセスユニット３
０の転写部３０Ａを通過し、異なった色のトナー画像を
受け取っていくが、このとき各感光体１上に形成された
各色のトナー画像が画像記録媒体５の正確な位置に重ね
合わされることが、色ずれのない品位の高いカラー画像
を得るために極めて重要なことである。ところが、電子
写真装置においては、一般に、故障や消耗の激しい感光
体、現像装置、帯電装置等の保守点検あるいは交換のた
めに、しばしば各色ユニットを取り外す必要が生じる。
そのとき図１２，図１３に示す従来のカラー電子写真装
置の例では、各色毎の走査露光装置と感光体との間の位
置関係はユニット３０として固定されているのでほとん
どずれることはないが、複数色間の距離や平行に関して
は共通フレーム９への取付けで決まるため、色ずれのな
い品位の高いカラー画像を得るためには、その都度、複
数色のユニット３０間の距離や平行のアラインメント調
整を正確に行う必要がある。また故障や消耗の激しい感
光体周辺だけを交換する場合に、比較的故障の少ない走
査露光装置を含めたユニットごと交換することは不経済
である。

【０００５】図１４は従来のカラー電子写真装置の別の
例であって、各色の走査露光装置１１と、感光体１を含
む電子写真ユニットと、記録媒体搬送装置２０が、それ
ぞれ個別に、共通フレーム４に固定設置されている場合
を示している。この場合は、走査露光装置１１を残し
て、故障や消耗の激しい感光体周辺だけを交換すること
ができるが、走査露光装置１１と、感光体１を含む電子
写真ユニットとがばらばらに離れてしまうので、交換後
の、感光体１を含む電子写真ユニットの正確なアライン
メント調整は図１２，図１３の例よりさらに難しい。従
って、せっかく感光体回りだけを交換することができる
構造ではあっても、ユーザが自分で交換することはほと
んど不可能であって、サービス技術者が行う場合であっ
ても特殊な治具・技能・多大な作業時間を要するという
問題がある。

【０００６】また従来のカラー電子写真装置のさらに別
の例として、各色の走査露光装置と感光体を含む電子写
真ユニットを一体に結合するという考えもある（特開平
８−５４８１７号公報参照）が、共通のフレームに固定
するという意味で図１４に示した例と変わる所はない。
図１２〜図１３および図１４に示すような１サイクル式
の多重転写型カラー電子写真装置において、色ずれを初
期的になくすことは、走査露光装置１１と感光体１の位
置合わせや走査露光装置１１の書き込みタイミングを調
整することで達成されるが、使用している間にはやはり
経時的に色ずれが発生することがある。その大きな原因
は、一つは上記のユニット交換を行った場合のアライン
メント調整誤差であり、もう一つは装置内の温度変化に
伴う熱膨張による寸法変化である。後者の温度変化の影
響は大きく二つに分けられる。一つめは、装置全体の温
度が、例えば初期の調整時の基準温度から変化したとき
に、装置内の各所の寸法がそれぞれの熱膨張係数に応じ
て基準の寸法から変化することによる影響であり、もう
一つは装置内で温度分布が生じたために各所の寸法変化
の程度に温度差による違いが生じることによる影響であ
る。電子写真装置内の経時的な温度変化としては大きく
見積もって最大で５０℃程度、またある時点での装置内
の温度差は１０〜３０℃程度と見込まれる。ここで色ず
れに影響を及ぼす熱は電子写真プロセスユニットから比
較的遠い位置にある定着装置からの発熱もあるが、むし
ろ走査露光装置の中でのポリゴンモータや制御用ボード
での発熱であることが本発明者らの測定で判明してい
る。従って先に述べた各色の走査露光装置と感光体を含
む電子写真ユニットを一体に結合する従来例では、走査
露光装置間の距離の伸びに対し感光体間の距離の伸びが
小さく、一体に結合したフレームがバイメタル効果によ
り不規則に曲げ変形を起こすため初期的な調整状態がく
ずれ、色ずれを発生する。

【０００７】ここでは、図１２〜図１３や図１４に示し
た従来のカラー電子写真装置における、装置内の温度変
化に伴う熱膨張により発生する副走査方向の色ずれの大
きさを、図１２〜図１３と図１５を用いて定量的に説明
する。ただし、簡略化のために、バイメタル効果による
不規則な変形は無視する。図１２〜図１３においては、
隣接する感光体同志の間隔と隣接する走査露光装置同志
の間隔がともにｄで一致しており、このとき感光体１上
の走査露光像２５は現像装置１２により可視化されて現
像像２６として感光体１の最下部の転写部３０Ａに進
み、画像記録媒体５上に順次転写され、第１色目から第
４色目の転写像４１〜４４として重ね合わされる。図１
２〜図１３は走査露光装置１１と感光体１との位置関係
に対して各色の走査露光装置１１の画像露光の書き出し
タイミングが正しく設定された状態を示しており、ここ
では、便宜上、図１２に示す転写像４１〜４４のように
第１色目から第４色目の転写像が等間隔に図示されてい
るときに各色の転写像の間での色ずれは生じていないも
のとする。

【０００８】次に図１５を用いて、走査露光装置の位置
と感光体の位置が装置内の温度変化に伴い一緒に変化す
る場合の色ずれについて説明する。図１２〜図１３に示
した色ずれの生じていない状態からｔ℃温度が上昇した
とすると、各電子写真プロセスユニット３０を支持固定
している連結フレーム９または共通フレーム４が熱膨張
により伸び、隣接する感光体同志の間隔や走査露光装置
同志の間隔が変化する。各電子写真プロセスユニットの
間隔が、第４色目において、第１色目からの距離Ｌに対
してプロセス方向にｅ₁ ＝κｔＬだけ伸びた場合を考え
る。ここでκは連結フレームまたは共通フレームの熱膨
張率、ｔは装置内の均一な温度変化量、例えば電源オン
の時点からの経時的な温度変化量である。また便宜上、
走査露光位置１１は感光体１のほぼ真上近傍であって、
かつ露光光線１８はほぼ法線方向に入射されるものとす
る。走査露光装置１１も感光体１も一緒にｅ₁ だけ移動
するので、感光体上での走査露光像の相対的な位置には
変わりはなく、露光から転写までの時間Ｔ₀ の間に、第
４色目の本来の転写位置からｅ₁ だけ伸びた位置に進
む。この時の正しい転写位置がどこであるかは転写装置
の伸びではなく、搬送ロール３の寸法変化で決まる。元
の転写間隔がｄであったとすると、隣接する走査露光装
置には同じ場所の画像信号の間にＴ＝ｄ／（２πｒω）
で表される時間Ｔの遅れが生じるように、各色の画像信
号が入力されている。ここで、ｒは搬送ロールの半径、
ωは搬送ロールの角速度であって、ωは温度によって変
化しないが、ｒは温度により変化する。搬送ロール３の
熱膨張率をγとすると正しい転写間隔はｄ₁ ＝２πｒ
（１＋γｔ）ωＴ＝ｄ（１＋γｔ）となり、第１色目か
らの距離は３ｄ＝Ｄ（１＋γｔ）であるから、ｅ₂ ＝γ
ｔＤだけ伸びたところで転写される必要がある。従って
連結フレームまたは共通フレームの熱膨張率κと搬送ロ
ールの熱膨張率γが等しいときには、κｔＤ＝γｔＤす
なわちｅ₁ −ｅ₂ ＝０となり、全体に相似的に系の寸法
が変化しただけで色ずれは生じない。しかしフレームの
熱膨張率κと搬送ロールの熱膨張率γが異なる場合には
色ずれを生じ、その大きさは、ｅ₁ −ｅ₂ ＝（κ−γ）ｔＤ ……（１）と表わされる。

【０００９】またフレームの熱膨張率κと搬送ロールの
熱膨張率γが等しい場合でも、装置内部に温度の分布が
ある場合には色ずれを生じる。例えばΔｔでフレームの
温度と搬送ロールの温度の間の温度差を表すとすると、
色ずれの大きさはｅ₁ −ｅ₂ ＝κ（ｔ＋Δｔ）Ｄ−γｔＤ＝κΔｔＤ＝γΔｔＤ ……（２）である。

【００１０】図１４に示すように、各色の走査露光装置
１１と、感光体１を含む電子写真ユニットと、記録媒体
搬送装置２がそれぞれ個別に共通フレーム４に固定設置
されている場合においても、走査露光装置１１と感光体
１はひとつのフレームに連結されているので、上記で述
べた図１２〜図１３の場合と同じことが言える。さて前
述のように、電子写真装置の経時的な温度変化としては
大きく見積もって最大で５０℃程度、ある時点での装置
内の温度差は１０℃〜３０℃程度と見込まれる。電子写
真装置によく使われる構造材料として、スチール、アル
ミニウム、ＡＳ樹脂・ＡＢＳ・ポリアセタール・ポリカ
ーボネート等のガラス繊維強化品、およびそれらのガラ
ス繊維強化されてない標準品等の代表的な熱膨張係数を
それぞれ１．１×１０^-5ｍｍ／℃、２．３×１０^-5ｍｍ
／℃、３．０×１０^-5ｍｍ／℃、７．０×１０^-5ｍｍ／
℃として、５０℃の温度差について基準寸法に対する寸
法変化量をグラフに示すと図１６のようになる。温度差
１０℃〜３０℃に対する寸法変化量は、縦軸を１／５〜
３／５倍することで読み取ることができる。図１２〜図
１３に示したような１サイクル式の多重転写型カラー電
子写真装置の色ずれに対する重要な基準寸法は、１色目
から最終色目までの、走査露光装置の距離や感光体間の
距離Ｄであり、上記の式（１）および（２）のような形
で色ずれの大きさに影響する。ここで、一般に、印刷等
のカラー画像で許容できる色再現のための色ずれの大き
さは、人間の目の感度を考慮して０．１ｍｍ〜０．１５
ｍｍ以下であるとされている。ところが従来のカラー電
子写真装置のようにＤが３５０ｍｍ〜６００ｍｍの範囲
では、図１６に示すように、装置内の温度変化５０℃に
よる寸法変化でも、装置内温度分布の温度差３０℃によ
る寸法の違いでも色ずれの許容限界０．ｍｍ１〜０．１
５ｍｍを容易に越えてしまうため、色ずれを検知して補
正する制御装置を必要としていた。

【００１１】例えば図１２〜図１３に示す従来のカラー
電子写真装置において、４つの電子写真プロセスユニッ
ト３０が熱膨張係数１．１×１０^-5ｍｍ／℃のスチール
のフレーム９に間隔ｄずつの距離を保って固定設置さ
れ、搬送ロール３が熱膨張係数２．３×１０^-5ｍｍ／℃
のアルミ芯材に薄いゴムが被覆されているとする。この
とき例えばｄが１５０ｍｍ、Ｄが４５０ｍｍで、設置時
の装置内温度からの温度変化が３０〜５０℃あったとす
ると、第１色目から第４色目までの間で副走査方向に発
生する色ずれの大きさは式（１）より０．１６ｍｍ〜
０．２７ｍｍになる。設置時の走査露光装置の露光タイ
ミングが、ちょうど、副走査方向の色ずれなく各色のト
ナー画像が重なって転写されるように設定されていたと
すると、温度変化後には色ずれをなくすような露光タイ
ミング調整が再度必要となる。これを自動的に行うため
には色ずれの発生を検知して補正する制御装置が必要と
なる。

【００１２】また例えば図１２〜図１３に示す従来のカ
ラー電子写真装置において、４つの電子写真プロセスユ
ニット３０が熱膨張係数２．３×１０^-5ｍｍ／℃のアル
ミニウムのフレーム９に間隔ｄ＝１５０ｍｍずつの距離
を保って固定設置され、搬送ロールも同じくアルミニウ
ムの芯材に薄いゴムが被覆されているとする。色ずれ調
整後、例えば走査露光装置の連続運転により共通フレー
ムの温度が上昇し、搬送ロールとの間に１０℃〜３０℃
の温度差が生じたとすると、式（２）から算出して０．
１０ｍｍ〜０．３１ｍｍの色ずれが生じるという問題が
ある。

【００１３】以上は、複数の走査露光装置と複数の感光
体が共通のフレームによって連結されている場合につい
ての説明である。これに対し、走査露光装置同志を連結
するフレームと、感光体同志を連結するフレームをそれ
ぞれ別々に設ける装置の例が、特開平１−１６９４６６
号公報と特開平８−６２９２０号公報に提案されてい
る。ところが前者においては装置全体に一様な温度変化
しか考慮していない上に、記録媒体搬送装置の速度変化
についても考慮していないために、前述のように実際の
カラー電子写真装置において走査露光装置の温度上昇が
感光体の温度上昇に比べて大きい場合には、色ずれが補
正されないだけでなく、全て共通のフレームによって連
結されている例よりむしろ増大させてしまうという問題
がある。また後者においては、記録媒体搬送装置の速度
変化については考慮しているものの、装置全体に一様な
温度変化にのみ対応でき、やはり、両フレーム間に温度
差がある場合には補正効果が得られないという問題があ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、１サイクル式の多重転写型カラー電子写真装置
において、色ずれの発生の問題を克服し、質の高いカラ
ー画像が得られるカラー電子写真装置を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

【００１６】

【００１７】

【００１８】上記目的を達成する本発明のカラー電子
写真装置は、回転しながら露光を受けることにより静電
潜像が形成される、円筒形の外形を有する複数の感光体
を備え、それら複数の感光体それぞれに各静電潜像を形
成し各静電潜像を各色のトナーで現像して各トナー画像
を得、各トナー画像を順次転写するプロセスを経て、最
終的に、画像記録媒体上に定着されたカラー画像を形成
するカラー電子写真装置において、上記複数の感光体
が、それら複数の感光体のうちの、それら複数の感光体
それぞれに形成された各トナー画像の転写の順序に沿っ
て最も離れた２個の感光体の、それら２個の感光体それ
ぞれに形成された各トナー画像が転写される各転写部ど
うしの間の、転写の経路に沿う距離が１５０ｍｍ未満と
なるように配設され、さらに上記複数の感光体を回転自
在に支持する、これら複数の感光体に共通の第１の支持
体を備えたことを特徴とする。また、上記目的を達成す
る本発明のカラー電子写真装置は、回転しながら露光を
受けることにより静電潜像が形成される、円筒形の外形
を有する複数の感光体を備え、それら複数の感光体それ
ぞれに各静電潜像を形成し各静電潜像を各色のトナーで
現像して各トナー画像を得、各トナー画像を順次転写す
るプロセスを経て、最終的に、画像記録媒体上に定着さ
れたカラー画像を形成するカラー電子写真装置におい
て、上記複数の感光体が、それら複数の感光体のうち
の、それら複数の感光体それぞれに形成された各トナー
画像の転写の順序に沿って最も離れた２個の感光体の、
それら２個の感光体それぞれに形成された各トナー画像
が転写される各転写部どうしの間の、転写の経路に沿う
距離が１５０ｍｍ未満となるように配設されて、さらに
上記複数の感光体それぞれに各画像情報により変調され
た露光光を走査することにより各静電潜像を形成する、
それぞれが上記複数の感光体それぞれに対応する複数の
構成部分を備えた露光手段と、その露光手段を構成する
部材のうちの、少なくとも上記複数の構成部分を支持す
る、これら複数の構成部分に共通の第２の支持体とを具
備することを特徴とするものであってもよい。

【００１９】あるいは、上記カラー電子写真装置は、上
記１５０ｍｍ未満なる要件に代わり、上記複数の感光体
が、それら複数の感光体のうちの、それら複数の感光体
それぞれに形成された各トナー画像の転写の順序に沿っ
て最も離れた２個の感光体の、それら２個の感光体それ
ぞれに形成された各トナー画像が転写される各転写部ど
うしの間の、転写の経路に沿う距離が１００ｍｍ未満と
なるように、配設されてなることが好ましい。

【００２０】この場合に、上記複数の感光体が、それら
複数の感光体のうちの、それら複数の感光体それぞれに
形成された各トナー画像の転写の順序に沿って隣接する
２個の感光体の、それら２個の感光体それぞれに形成さ
れた各トナー画像が転写される各転写部どうしの間の、
転写の経路に沿う距離が３３ｍｍ未満となるように、配
設されてなることがさらに好ましい。

【００２１】

【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。図１、図２は、本発明のカラー電子写真装置
の第１実施形態を示す、それぞれ、平面図および側面図
である。先に述べたように本発明者の測定によると、色
ずれに影響する発熱は、主に走査露光装置の中のポリゴ
ンモータや制御用ボードでの発熱である。従って図１２
〜図１３や図１４に示した従来のカラー電子写真装置の
ような構造では、温度変化による色ずれの発生は避けら
れず、このため、本発明の第１のカラー電子写真装置で
は感光体１のフレーム４と走査露光装置のフレーム６を
別々に分けている。その理由について図３を用いて説明
する。

【００２３】図３において、走査露光装置のフレームと
感光体のフレームが別々に分離されており、それぞれの
熱膨張係数をαおよびβ、また転写搬送系の速度に関わ
る、例えば搬送ロールの熱膨張係数をγとし、走査露光
装置フレーム６、感光体フレーム４、搬送ロール３（図
２参照）それぞれの、設置温度からの温度変化をｔ₁，
ｔ₂ ，ｔ₃ とする。このとき、温度変化前の基準寸法で
ある１色目と、最終色目例えば４色目との間の露光や転
写の距離をＤとすると、温度変化による距離Ｄの変化は
走査露光装置についてｅ₁ ＝αｔ₁ Ｄ、感光体について
ｅ₂ ＝βｔ₂ Ｄ、転写位置についてｅ₃ ＝γｔ₃ Ｄであ
る。図３において、１色目と４色目の色合わせに対する
距離Ｄの変化の影響を個々に見ると、露光位置のずれは
転写位置をｅ₁ ＝αｔ₁ Ｄだけ早まらせ、感光体のずれ
は露光位置をｅ₂ だけ遅らせるとともに露光から時間Ｔ
₀ 後の転写位置もｅ₂ だけ遅らせるので、合わせて２ｅ
₂＝２βｔ₂ Ｄ遅らせる。また転写搬送速度の変化すな
わち転写位置の変化はｅ₃＝γｔ₃ Ｄだけ進む効果とな
って現れるので、結局色ずれの大きさはこれらの総和と
なり、ｅ₁ −２ｅ₂ ＋ｅ₃ ＝（αｔ₁ −２βｔ₂ ＋γｔ₃ ）Ｄ ……（３）と表わされる。ここで、走査露光装置の温度変化が大き
いためｔ₁ ＞ｔ₂ ＝ｔ₃と簡略化でき、従って色ずれは（αｔ₁ −（２β−γ）ｔ₂ ）Ｄ ……（４）と表わされる。さらに感光体フレーム４と搬送ロール３
の材質として、同一の材質か、あるいは熱膨張係数の等
しい材質を選択すると、色ずれは（αｔ₁ −βｔ₂ ）Ｄ ……（５）となる。本発明は式（３），（４），（５）等で表され
る色ずれを小さくするとともに、保守点検や部品交換時
に発生する色ずれをも小さくするものである。

【００２４】図１〜図２に示すような本発明のカラー電
子写真装置において、走査露光装置フレーム６、感光体
フレーム４、搬送ロール３の材質を、例えば構造部材と
して最も一般的に用いられるスチール、アルミニウム、
ガラス繊維強化樹脂の中からそれぞれ選択し、感光体フ
レーム４の材質と搬送ロール３の材質が同じ場合の式
（５）の値を、基準寸法Ｄのいくつかについて計算で求
めることができる。ここでは、実際のカラー電子写真装
置内部の温度変化測定結果に基づき、０℃≦ｔ₁≦５０
℃、０℃≦ｔ₁ −ｔ₂ ≦３０℃の温度範囲で表１および
図４に示すような８種類の温度変化パターンを想定す
る。

【００２５】

【表１】

【００２６】これらの組合せに対して色ずれの大きさを
計算しＤ＝３００ｍｍの場合についてグラフに表すと図
５のようになる。実際の色ずれの大きさは３次元的な不
規則な変形によるものを除くとほぼ計算値の通りである
が、後述するような連結固定方法を採用すると、実際の
色ずれを、より計算値に近づけることができる。３００
ｍｍ以外のＤの色々な値についても図５のようなグラフ
を書き、各温度変化パターン中での色ずれの最大値を求
めると例えば表２のようになる。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２において、色ずれの大きさ０．１５ｍ
ｍ以下の数値が概ね許容レベルである。また、図５にお
いて、例えば３．Ｐ−Ｓは、表２の組合せ３に対応し、
Ｐ−ＳのＰは、走査露光装置フレーム６の材質が強化樹
脂であることを示し、Ｐ−ＳのＳは、感光体フレーム４
および搬送ロール３の材質がスチールであることを示し
ている。尚、Ａはアルミニウムを表わしている。

【００２９】表２において、特にＤ＝２００ｍｍとＤ＝
３００ｍｍの結果から、色ずれの小さいのは温度変化の
大きい走査露光装置フレーム６として、スチール等熱膨
張係数の小さい材質を用いた組合せ１、４、７、８で、
この場合は、温度変化の小さい感光体フレーム４には、
比較的熱膨張係数の大きな樹脂等を用いても良い。勿論
この中で色ずれが最も小さいのは、どのフレームにも熱
膨張率の小さいスチールを用いた組合せ１の場合である
が、スチールの重さやその加工の難しさはユニット交換
の難しさやコスト高につながり、特に交換ユニットのフ
レームには軽くてコストの安い樹脂やアルミニウムを使
えることが好ましい。このようにフレーム４の材質を選
択するためには、感光体のフレームと走査露光装置のフ
レーム６が別々に分かれていなければならず、従来のカ
ラー電子写真装置のように色毎に走査露光装置と感光体
をひとつのユニットにまとめたり、各色の走査露光装置
と感光体をすべて共通のフレームに連結固定していたの
では、結局、図７に示す組合せ５の全てアルミニウムの
場合がアルミニウムと樹脂との組合せ８より劣るよう
に、必ずしも色ずれが小さくはならない。また逆に色ず
れの大きい組合せは、組合せ３、６、２のように、走査
露光装置フレーム６に感光体フレーム４より熱膨張係数
の大きい材質を用いた場合であることも示されている。

【００３０】また表２中で異なる材質の組合せで良い結
果が得られているものは、組合せ４のスチールとアルミ
ニウム、組合せ７のスチールと強化樹脂、組合せ８のア
ルミニウムと強化樹脂の場合であって、これらにおいて
は各走査露光装置同志を連結する走査露光装置フレーム
６の熱膨張率αが各感光体同志を連結する感光体フレー
ム４の熱膨張率βのほぼ２分の１となっている。これ
は、表１および図４に示した、実際の測定結果から選択
した温度分布パターンにおいて、色ずれの大きくなる温
度上昇時の分布パターン（ｅ）〜（ｈ）ではｔ₁ とｔ₂
の値はほぼｔ₁ ＝２ｔ₂ 辺りで推移するので、式（５）
で示した色ずれの大きさ（αｔ₁ −βｔ₂）Ｄを小さく
するにはほぼα＝（１／２）βであることが好ましいか
らである。

【００３１】次に本発明の第２実施形態について説明す
る。副走査方向の定常的な色ずれのひとつである装置内
の温度変化に伴う熱膨張による寸法変化に関して、色ず
れを許容レベルに収めるためには、前述の本第１実施形
態のようにフレーム部材の材料を選択することによって
も装置内の温度変化による色ずれを０．１ｍｍ〜０．１
５ｍｍ以下にできるが、好ましくは材料選択の制約なし
に同様に色ずれを抑えることができることが望ましい。
そこで、ここでは１色目から最終色目までの感光体上の
転写部間の距離Ｄを１５０ｍｍ未満、好ましくは１００
ｍｍ未満とすることで温度の影響による色ずれを０．１
ｍｍ〜０．１５ｍｍ以下に抑えている。図１２〜図１３
や図１４に示した、走査露光装置と感光体を共通のフレ
ームに連結する従来のカラー電子写真装置の例は、表２
では組合せ１、５、９に相当するが、このような場合で
あっても、表２から読み取れるように、基準寸法Ｄが１
５０ｍｍ未満であれば色ずれを十分許容レベルに抑えら
れる。さらにフレームや側板の材質として、樹脂系の材
料も含めてほぼあらゆる組合せで色ずれに対する温度変
化の影響を抑え込むには、より小さく基準寸法Ｄを選択
する必要があり、表１に示した結果からＤを１００ｍｍ
未満とすることが望ましい。

【００３２】本第２実施形態、すなわち、各感光体の転
写部間の転写媒体走行距離Ｄの小さいカラー電子写真装
置の平面図、側面図を、それぞれ図６、図７に示す。こ
のような小型のカラー電子写真装置を組み上げるには、
例えば、Ｄが９０ｍｍであって、図６、図７は４色重ね
の例ではあるが、３色重ねの場合、すなわちｄが４５ｍ
ｍの場合では、感光体ドラム１の径を２２ｍｍ、現像ロ
ールの１２の径を１２ｍｍとして電子写真プロセスユニ
ットを構成することができる。このとき、表２から、走
査露光装置フレーム６および感光体フレーム４とも、ス
チール、アルミニウム、ガラス繊維強化樹脂のいずれの
材料でも使用できることがわかる。また例えば、Ｄが９
０ｍｍであって、図６、図７に示すような４色重ねの場
合、すなわちｄが３０ｍｍの場合は、例えば感光体ドラ
ム径を１５ｍｍ、現像ロール径を１０ｍｍとして電子写
真プロセスユニットを構成することができ、やはり走査
露光装置フレーム６および感光体フレーム４ともいずれ
の材料でも使用できる。

【００３３】次に本発明の第３実施形態について説明す
る。上述の第２実施形態では温度変化による寸法変化を
受ける基準寸法を小さくすることで、色ずれを許容レベ
ル以下に収めているが、ある大きさの色ずれはまだ残っ
ている。これをさらに小さくするためには前述した第１
実施形態と組み合せて、適切な熱膨張率を有するフレー
ム部材で走査露光装置同志および感光体同志をそれぞれ
一体的に連結すれば良い。従来の感光体間距離Ｄが約３
５０ｍｍ〜６００ｍｍもあるカラー電子写真装置におい
ては、走査露光装置や感光体をそれぞれ一体的なユニッ
トとして連結するとそれぞれのユニットが大がかりにな
り過ぎ、重いユニット全体の交換は容易ではなく、結局
市場での部品交換時には個々の走査露光装置や感光体を
交換する必要があった。しかし図６，図７に示される第
２実施形態のように１色目から最終色目までの感光体間
距離Ｄが１５０ｍｍ未満のカラー電子写真装置、好まし
くは１００ｍｍ未満のカラー電子写真装置において、走
査露光装置同志と感光体同志をそれぞれ一体的に連結す
ることは、走査露光装置や感光体を交換するような場合
に、ユニット毎の着脱作業が容易になり、しかも各走査
露光装置や感光体間の平行や位置関係を崩さないという
利点がある。

【００３４】次に本発明の第４実施形態について説明す
る。上記のように色ずれを小さくするためには、各感光
体同志と各走査露光装置同志をそれぞれ適切な熱膨張率
を有するフレーム部材によりそれぞれ一体的に連結し、
感光体ユニットと走査露光装置ユニットとを形成するこ
とになるが、これまで述べてきたような効果をさらに発
揮するためには、これら両者のユニットを例えば図８〜
図９または図１０〜図１１のように結合すればよい。図
８〜図９または図１０〜図１１では、感光体ユニットの
フレーム部材４と走査露光装置ユニットのフレーム部材
６とが、位置決めピン３５または位置決めピン３７によ
り、感光体および走査露光装置の並び方向における中央
近傍で、２か所連結固定されている。締結ピン３５また
は締結ピン３７は、感光体ユニットと走査露光装置ユニ
ットとが感光体および走査露光装置の並び方向にずれな
いように固定すればよく、両者の締結は締結ネジ３６ま
たは締結ネジ３８により補助される。締結ネジ３６また
は締結ネジ３８は感光体ユニットと走査露光装置ユニッ
トとの間の他の方向の固定が主な目的であって、感光体
および走査露光装置の並び方向には固定せずむしろずれ
やすい機構となっていることが望ましい。このようにし
て、実質的に基準寸法をＤではなくＤ／２にすることが
できるが、その結果生じる色ずれの大きさは１／２とは
ならない。なぜならば、これまで述べてきたように色ず
れは進みと遅れの２つの方向を持っており、中央から両
側に生じる色ずれの大きさは１／２となるが、それぞれ
が異なる方向に生じるため、両者を合わせると結局基準
寸法Ｄに対する色ずれと同じ大きさとなる。中央近傍で
固定する理由は、熱膨張の大きさを半分にすることによ
り、バイメタル効果によって生じるフレームのそりやゆ
がみを抑え、３次元的な不規則な変形を防止して余分な
色ずれを抑えるためである。このようにすることで、表
２に示した色ずれの計算値どおりの色ずれが実現され
る。上述した本発明の各実施形態では、電子写真プロセ
スユニットを４色分備えている場合の例を示したが、本
発明は４色に限らず２色以上の複数色を用いて画像を形
成する場合に適用することができる。また上述したの本
発明の各実施形態では、普通紙・上質紙・ＯＨＰシート
等の画像記録媒体が転写ベルトに支持または吸着されて
搬送される場合の例を示したが、本発明は、この例に限
らず、感光体からは中間転写媒体に転写しその中間体転
写媒体から画像記録媒体に転写する方式の場合にも採用
することができる。また上述の本発明の各実施形態で
は、記録媒体搬送装置としてエンドレスベルト部材を用
いた場合の例を示したが、これに限らず、シート部材や
ドラム部材やグリッパ部材等、その他の形態を有する場
合にも本発明を適用することができる。さらに上述の本
発明の各実施形態では、複数の感光体が直線上に並んで
いる場合の例を示したが、本発明は複数の感光体が円弧
上やその他の曲線上に並んでいる場合にも採用すること
ができる。その場合、記録媒体走行距離Ｄはそれぞれの
曲線に沿って測定された値が用いられる。

【００３５】また１サイクル方式のカラー電子写真装置
用の走査露光装置として、例えば特開昭６２−２６９１
６８号公報に示されるような、ポリゴンミラー等一部の
光学系を各色で共通に使用する方式があるが、このよう
な走査露光装置においては、走査露光装置のうち、各色
相互の走査露光ビーム間の距離を決定する、各色それぞ
れに対応する構成部分が共通フレームに支持されていれ
ばよい。すなわち、共通の光学系を含むひとつの走査露
光装置全体を１つのフレームに支持させてもよく、また
は必ずしも走査露光装置全体ではなく、共通の光学系を
除く、各色に固有の光学系を共通に支持するフレームを
採用してもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のカラー電子
写真装置によれば、感光体どうしの間隔を所定の間隔未
満に押えたため、色ずれを許容レベル以下に低減するこ
とができる。また色ずれを検出して補正する制御装置を
不要にし、安価で小型のカラー電子写真装置を提供する
ことができる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の平面図である。

【図２】本発明の実施形態の側面図である。

【図３】本発明の実施形態における色ずれの発生のしか
たと大きさを示す模式図である。

【図４】本発明の実施形態における色ずれの発生の大き
さを示すグラフである。

【図５】熱膨張率の異なる組合せになる、温度分布に対
する色ずれの大きさを示す図である。

【図６】本発明の実施形態の平面図である。

【図７】本発明の実施形態の側面図である。

【図８】本発明の実施形態の平面図である。

【図９】本発明の実施形態の側面図である。

【図１０】本発明の実施形態の平面図である。

【図１１】本発明の実施形態の側面図である。

【図１２】従来例の平面図である。

【図１３】従来例の側面図である。

【図１４】もう１つの従来例の側面図である。

【図１５】従来例における色ずれの発生のしかたと大き
さを示す模式図である。

【図１６】各材料による色ずれの大きさを示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１感光体２転写ベルト３搬送ロール４感光体フレーム５画像記録媒体１０給紙ロール１１走査露光装置１２現像装置１３転写装置１４定着装置２０記録媒体搬送装置２５走査露光像２６現像像４１、４２、４３、４４転写像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/01 - 15/01 117

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回転しながら露光を受けることにより静
電潜像が形成される、円筒形の外形を有する複数の感光
体を備え、該複数の感光体それぞれに各静電潜像を形成
し該各静電潜像を各色のトナーで現像して各トナー画像
を得、該各トナー画像を順次転写するプロセスを経て、
最終的に、画像記録媒体上に定着されたカラー画像を形
成するカラー電子写真装置において、前記複数の感光体が、該複数の感光体のうちの、該複数
の感光体それぞれに形成された各トナー画像の転写の順
序に沿って最も離れた２個の感光体の、該２個の感光体
それぞれに形成された各トナー画像が転写される各転写
部どうしの間の、該転写の経路に沿う距離が１５０ｍｍ
未満となるように配設され、さらに前記複数の感光体を
回転自在に支持する、これら複数の感光体に共通の第１
の支持体を備えたことを特徴とするカラー電子写真装
置。
【請求項２】回転しながら露光を受けることにより静
電潜像が形成される、円筒形の外形を有する複数の感光
体を備え、該複数の感光体それぞれに各静電潜像を形成
し該各静電潜像を各色のトナーで現像して各トナー画像
を得、該各トナー画像を順次転写するプロセスを経て、
最終的に、画像記録媒体上に定着されたカラー画像を形
成するカラー電子写真装置において、前記複数の感光体が、該複数の感光体のうちの、該複数
の感光体それぞれに形成された各トナー画像の転写の順
序に沿って最も離れた２個の感光体の、該２個の感光体
それぞれに形成された各トナー画像が転写される各転写
部どうしの間の、該転写の経路に沿う距離が１００ｍｍ
未満となるように、配設され、さらに前記複数の感光体
を回転自在に支持する、これら複数の感光体に共通の第
１の支持体を備えたことを特徴とするカラー電子写真装
置。
【請求項３】回転しながら露光を受けることにより静
電潜像が形成される、円筒形の外形を有する複数の感光
体を備え、該複数の感光体それぞれに各静電潜像を形成
し該各静電潜像を各色のトナーで現像して各トナー画像
を得、該各トナー画像を順次転写するプロセスを経て、
最終的に、画像記録媒体上に定着されたカラー画像を形
成するカラー電子写真装置において、前記複数の感光体が、該複数の感光体のうちの、該複数
の感光体それぞれに形成された各トナー画像の転写の順
序に沿って最も離れた２個の感光体の、該２個の感光体
それぞれに形成された各トナー画像が転写される各転写
部どうしの間の、該転写の経路に沿う距離が１５０ｍｍ
未満となるように配設され、さらに前記複数の感光体そ
れぞれに各画像情報により変調された露光光を走査する
ことにより各静電潜像を形成する、それぞれが前記複数
の感光体それぞれに対応する複数の構成部分を備えた露
光手段と、該露光手段を構成する部材のうちの、少なく
とも前記複数の構成部分を支持する、これら複数の構成
部分に共通の第２の支持体とを具備することを特徴とす
るカラー電子写真装置。
【請求項４】回転しながら露光を受けることにより静
電潜像が形成される、円筒形の外形を有する複数の感光
体を備え、該複数の感光体それぞれに各静電潜像を形成
し該各静電潜像を各色のトナーで現像して各トナー画像
を得、該各トナー画像を順次転写するプロセスを経て、
最終的に、画像記録媒体上に定着されたカラー画像を形
成するカラー電子写真装置において、前記複数の感光体が、該複数の感光体のうちの、該複数
の感光体それぞれに形成された各トナー画像の転写の順
序に沿って最も離れた２個の感光体の、該２個の感光体
それぞれに形成された各トナー画像が転写される各転写
部どうしの間の、該転写の経路に沿う距離が１００ｍｍ
未満となるように、配設され、さらに前記複数の感光体
それぞれに各画像情報により変調された露光光を走査す
ることにより各静電潜像を形成する、それぞれが前記複
数の感光体それぞれに対応する複数の構成部分を備えた
露光手段と、該露光手段を構成する部材のうちの、少な
くとも前記複数の構成部分を支持する、これら複数の構
成部分に共通の第２の支持体とを具備することを特徴と
するカラー電子写真装置。