JPH08190241A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像露光手段を使用中所定の温度に保つことに
よって光学系の収縮や膨張による変形、位置ズレを阻止
して像露光のレジスト精度を維持する。 【構成】 露光光学系12の光源であるＬＥＤヘッドの側
面と、露光光学系12を固定する支持部材20の側面の要所
にそれぞれ複数の電気ヒータＨとヒートパイプＰを密着
して配置し、更に感光体ドラム10の周面に電気ヒータＨ
を僅か離間して配置すると共に、その外周面に空気流を
送るプロペラファンＦを配置し、前記の各電気ヒータＨ
と各ヒートパイプＰ並びにプロペラファンＦによる加熱
或いは放熱の作用を制御することによって露光光学系12
の温度を管理するように構成したことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像形成体の周面に複数
のトナー像を重ね合わせることによってカラー画像形成
を行うカラー画像形成装置に関し、特に像露光手段とし
ての光学系と光源とを一体化した露光光学系を使用する
デジタル方式のカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多色のカラー画像を形成する方法として
は、画像を必要な色と同数の感光体，帯電器，現像器等
を備え、それぞれ感光体に形成した単色のトナー像を中
間転写体等に重ね合わせてカラー画像とする装置（Ａ）
や、１つの感光体を複数回転して各色毎の帯電，像露光
ならびに現像を繰り返してカラー画像を形成する装置
（Ｂ）あるいは同じく１つの感光体の一回転以内に各色
毎の帯電，像露光ならびに現像を順次行ってカラー画像
を形成する装置（Ｃ）等が知られている。

【０００３】しかし前記の装置（Ａ）は複数の感光体や
中間転写体を要するため装置の容積が大型化する欠点が
あり、一方装置（Ｂ）は帯電手段、像露光手段や感光体
が一つだけであるので容積は小型化されるものの、形成
される画像のサイズが感光体の表面積以下に限定される
と云う制約があり、その点前記の装置（Ｃ）は感光体が
一つでありながら画像のサイズに制約がなく、しかも高
速プリントを可能とする等の利点が多くある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の装
置（Ｃ）は複数の像露光手段が全て感光体面に対し正確
に結合するよう光学系を高い精度で位置設定すると共
に、像露光のレジスト精度の保証即ち重ね合わされるべ
き像露光の像露光位置が画像面に対し常に正しく同期し
て合致することが必要であると同時に、像露光開始時に
室温が常温に較べて著しく低かったり、また像露光の連
続時には光源から発する熱量により過熱した場合に、像
露光手段の光学系が伸縮して変形や位置ズレを起こし、
それに起因して重ね合わされるべきトナー像に像ズレが
発生することとなるので、かかる現象を防止する対策が
必要である。

【０００５】本発明はこの点を解決して改良した結果、
極めて効率的な手段により像露光手段を常にその位置設
定時の環境温度に保つことによって像露光時のレジスト
精度を一定に維持することの出来るカラー画像形成装置
の提供を目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
一回転中に帯電、像露光および現像を繰り返して前記像
形成体上に複数のトナー像を重ね合せて形成後、形成さ
れた多色のトナー像を一括して転写材に転写するカラー
画像形成装置において、前記像露光を行う像露光手段を
加熱する加熱手段と、前記像露光手段から吸熱する吸熱
手段と、前記像露光手段の温度を調整する制御手段とを
有することを特徴とするカラー画像形成装置（第１発
明）または、像形成体の一回転中に帯電、像露光および
現像を繰り返して前記像形成体上に複数のトナー像を重
ね合せて形成後、形成された多色のトナー像を一括して
転写材に転写するカラー画像形成装置において、前記像
露光を行う像露光手段を加熱する加熱手段あるいは、前
記像露光手段から吸熱する吸熱手段と、前記像露光手段
の温度を調整する制御手段とを前記複数の像露光手段に
それぞれ設けられることを特徴とするカラー画像形成装
置（第２発明）によって達成される。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図５によって
説明する。

【０００８】10はドラム状の像形成体すなわち感光体ド
ラムで、光学ガラスもしくは透明アクリル樹脂等の透明
部材によって形成される基体の外周に透明導電層から成
る有機感光層（ＯＰＣ）を塗布したもので、接地した状
態で時計方向に駆動回転される。

【０００９】11は帯電手段であるスコロトロン帯電器
で、感光体ドラム10の前述した有機感光体層に対し所定
の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによるコロナ
放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム10に対し
一様な電位を与える。

【００１０】12は像露光手段である露光光学系で、感光
体ドラム10の軸方向に配列したＬＥＤ，ＦＬ，ＥＬ，Ｐ
Ｌ等の発光素子とセルフォックレンズとから構成され
る。別体の画像読み取り装置によって読み取られた各色
の画像信号がメモリより順次取り出されて、前記の各露
光光学系12にそれぞれ電気信号として入力される。この
実施例で使用される発光素子の発光波長は650〜900nmの
範囲のものである。

【００１１】前記の各露光光学系12は何れも柱状の支持
部材20に取り付けられて前記感光体ドラム10の基体内部
に収容される。露光光学系12は上記の発光素子以外にＬ
ＣＤ，ＬＩＳＡ，ＰＬＺＴ等の光シャッタ部材を組み合
わせたものとセルフォックレンズ等の結像レンズとから
構成することもできる。

【００１２】13Ｙ，13Ｍ，13Ｃおよび13Ｋはイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）
の各現像剤を収容する現像手段である現像器で、それぞ
れ感光体ドラム10の周面に対し所定の間隙を保って同方
向に回転する現像スリーブ130を備えている。

【００１３】前記の各現像器13は、前述した帯電器11に
よる帯電，露光光学系12による像露光によって形成され
る感光体ドラム10上の静電潜像を現像バイアス電圧の印
加により非接触の状態で反転現像する。

【００１４】次に本装置におけるカラー画像形成装置の
プロセスについて説明する。

【００１５】原稿画像は本装置とは別体の画像読み取り
装置において、撮像素子により読み取られた画像あるい
は、コンピュータで編集された画像を、Ｙ，Ｍ，Ｃ及び
Ｋの各色別の画像信号として一旦メモリに記憶し格納さ
れる。

【００１６】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが回動して感光体ドラム10を時計方向へと回転し、同
時に帯電器11（Ｙ）の帯電作用により感光体ドラム10に
電位の付与が開始される。

【００１７】感光体ドラム10は電位を付与されたあと、
前記の露光光学系12（Ｙ）において第１の色信号すなわ
ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号による
像露光が開始されドラムの回転走査によってその表面の
感光層に原稿画像のイエロー（Ｙ）の画像に対応する静
電潜像を形成する。

【００１８】前記の潜像は現像器13（Ｙ）により現像ス
リーブ上の現像剤が非接触の状態で反転現像され感光体
ドラム10の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成
される。

【００１９】次いで感光体ドラム10は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上にさらに帯電器11（Ｍ）の帯電作
用により電位を付与され、露光光学系12（Ｍ）の第２の
色信号すなわちマゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応する電
気信号による像露光が行われ、現像器13（Ｍ）による非
接触の反転現像によって前記のイエロー（Ｙ）のトナー
像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が順次重ね合わせて
形成される。

【００２０】同様のプロセスにより帯電器11（Ｃ）、露
光光学系12（Ｃ）および現像器13（Ｃ）によってさらに
第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）のトナー像が、ま
た最後に帯電器11（Ｋ）、露光光学系12（Ｋ）および現
像器13（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒（Ｋ）
のトナー像が順次重ね合わせて形成され、感光体ドラム
10の一回転以内にその周面上にカラーのトナー像が形成
される。

【００２１】かくして感光体ドラム10の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は転写器14Ａにおいて、給紙カセ
ット15より搬送されタイミングローラ16の駆動によって
同期して給紙される転写材である転写紙に転写される。

【００２２】トナー像の転写を受けた転写紙は、除電器
14Ｂにおいては帯電の除去を受けてドラム周面より分離
し、定着装置17においてトナーを溶着したのち排紙ロー
ラ１８を介して装置上部のトレイ上に排出される。

【００２３】一方、転写紙を分離した感光体ドラム１０
はクリーニング装置19において残留トナーを除去，清掃
して原稿画像のトナー像の形成を続行するか、もしくは
一旦停止して新たな原稿画像のトナー像の形成に待機す
る。

【００２４】前記の感光体ドラム10は、前述した各帯電
器11、現像器13さらにクリーニング装置19と共にカート
リッジ30に収容され一体化した状態で装置本体に対し着
脱される。

【００２５】感光体ドラム10は、その両側端のフランジ
部材10Ａおよび10Ｂがカートリッジ30の内部に架設固定
されるドラム軸110に回動自在に軸受け支持されてい
て、フランジ部材10Ｂに形成する歯車Ｇがカートリッジ
30の装着により装置本体側の駆動歯車に噛合してその動
力により回転される。

【００２６】前記のドラム軸110は、感光体ドラム10の
内部に、傾斜面20Ａを両端に形成した支持部材20を一体
としていて、その傾斜面20Ａ上に楔状の貼付部材120を
調整部材として介在させた上で前記の各露光光学系12が
接着剤により固定されている。

【００２７】前記の各露光光学系12は光源となる発光素
子（ＬＥＤ）を収めるＬＥＤヘッドの側面に、加熱手段
としての電気ヒータＨと吸熱手段としてのヒートパイプ
Ｐをそれぞれ長さ方向の要所に必要に応じて複数個づつ
露光光学系12に対して密着して配設されている。

【００２８】また各露光光学系12の要所には温度センサ
Ｓが設けられていて、検出温度により前記のＬＥＤヘッ
ドは、像露光の開始に当たり室温が低く露光光学系12が
収縮状態にある場合には、電気ヒータＨの加熱により速
やかに位置設定時の環境温度に相当する所定温度まで上
昇されて収縮のない、即ち色ズレの生じることのない正
常状態にされ、また像露光が連続してＬＥＤ自体の熱量
により光学系が膨張状態となるおそれのある場合には、
前記の電気ヒータＨの加熱が停止されると共にＬＥＤヘ
ッドに蓄積される熱量はヒートパイプＰ内の吸熱物質の
対流による循環作用により装置外部に放熱されて、各露
光光学系12の温度は常に前記の所定温度のレベルに保た
れる。

【００２９】更に前記の電気ヒータＨとヒートパイプＰ
は、露光光学系12の支持体である前記の支持部材20とそ
れを内包する感光体ドラム10に対しても設けられ、要所
に設けられた温度センサＳによって露光光学系12に対す
ると同様に前記の所定温度の管理が実施されて、それに
よって露光光学系12自体の温度管理がより効率良く行わ
れる。

【００３０】支持部材20に対しては前記の電気ヒータＨ
とヒートパイプＰが前述したＬＥＤヘッドに対する場合
と同様長さ方向の要所に必要に応じて複数個密着して配
設され、一方感光体ドラム10に対しては前記の電気ヒー
タＨはドラム外周より僅かに離間して配置され、また吸
熱手段としては、ドラム外周に軸方向の空気流を発生さ
せるプロペラファンＦが使用される。

【００３１】前述のＬＥＤヘッド、支持部材20並びに感
光体ドラム10の各温度は図５に示す制御回路により、温
度センサから入力される当該箇所の温度に対応して常時
所定温度たる例えば40℃となるよう、温度制御部によっ
て自動的に制御、管理される。前記温度制御は像露光時
に行われるが、初期においては装置への電源が投入され
てプリント待ち時間中に所定温度に制御を行い、その後
プリント動作が行われる。通常所定温度としては室温よ
りも若干高めの温度として設定する。

【００３２】なお上記の温度管理は必ずしも温度センサ
に依存しない管理も可能である。即ち、像露光の開始と
共に温度制御部のＣＰＵには露光光学系12のＬＥＤの点
灯回数が逐次入力して積算され、点灯回数が所定数に達
する迄は前記の各電気ヒータＨによるＬＥＤヘッド自体
と支持部材20並びに感光体ドラム10に対する加熱のみが
行われ、前記の各ヒートパイプＰとプロペラファンＦは
作動せず、放熱による各機材の冷却は行われない。

【００３３】一方、ＬＥＤの点灯回数が所定数を越える
と前記の各電気ヒータＨによる加熱が停止され、前記の
各ヒートパイプＰとプロペラファンＦが作動して放熱に
よる各部材の冷却が開始されて、ＬＥＤ自体の発熱する
熱量とのバランスにより前述した目標とする所定温度40
℃が維持される。

【００３４】その結果、各露光光学系12は光学系が位置
設定時と同一の位置精度をもって常に像露光を行うこと
が可能となって、像露光のレジスト精度が保証されるこ
ととなる。

【００３５】図４は露光光学系12を感光体ドラム10の外
周面に設置するタイプの装置に対する電気ヒータＨとヒ
ートパイプＰ並びにプロペラファンＦの配設例を示した
ものである。

【００３６】前記の装置においては、感光体ドラム10の
外側に、周面に軸方向のスリット穴を複数個所開口した
円筒状部材40が露光光学系12の支持体として配置され、
各露光光学系12は前記の各スリット穴に挿着した支持部
材40Ａ上に位置調整用の貼付部材120を介して支持、接
着されている。

【００３７】前記の電気ヒータＨ及びヒートパイプＰ
は、各露光光学系12のＬＥＤヘッドと前記の円筒状部材
40の外周面の周方向の要所に密着して必要に応じ複数個
ずつ配設される。

【００３８】一方感光体ドラム10に設けられる電気ヒー
タＨはドラム軸110に支持されてドラム周面を内面の僅
か離間した位置より加熱し、またその放熱はフランジ部
材10Ａの前面に設置したプロペラファンＦによりフラン
ジ部材10Ａの開口部を通じてドラム内部に空気を送り込
み、フランジ部材10Ｂの開口部を通じて外部に排気する
ことによって行われ、先に示した例と同様に各機材は前
記の温度制御部の機能によって前述した所定温度に管理
される。

【００３９】

【発明の効果】本発明により、像露光手段は露光の開始
直後速やかに所定温度に達すると共に、露光を連続して
も過熱状態となることが防止されて、常に所定温度での
像形成が行われる。本発明では、像露光手段の収縮膨張
によるレジスト精度の変動が阻止される結果、画像の重
ね合わせの精度が良く、色ズレやニジミ等のない高品質
の画像を記録することの出来るカラー画像形成装置が提
供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の断面構成図。

【図２】像露光手段のレイアウトを示す断面図。

【図３】加熱及び吸熱手段の配置例（その一）を示す説
明図。

【図４】加熱及び吸熱手段の配置例（その二）を示す説
明図。

【図５】像露光手段の温度制御を示す回路図。

【符号の説明】

10 感光体ドラム 10Ａ，10Ｂ フランジ部材 11 帯電器 12 露光光学系 13 現像器 14Ａ 転写器 14Ｂ 除電器 15 給紙カセット 16 タイミングローラ 17 定着装置 18 排紙ローラ 19 クリーニング装置 20，40Ａ 支持部材 40 円筒状部材 110 ドラム軸 120 貼付部材 Ｈ 電気ヒータ Ｐ ヒートパイプ Ｓ 温度センサ Ｆ プロペラファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽根田 哲 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の一回転中に帯電、像露光およ
   び現像を繰り返して前記像形成体上に複数のトナー像を
   重ね合せて形成後、形成された多色のトナー像を一括し
   て転写材に転写するカラー画像形成装置において、 前記像露光を行う像露光手段を加熱する加熱手段と、前
   記像露光手段から吸熱する吸熱手段と、前記像露光手段
   の温度を調整する制御手段とを有することを特徴とする
   カラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段および前記吸熱手段は前記
   複数の像露光手段にそれぞれ設けられることを特徴とす
   る請求項１記載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記温度制御は前記像露光手段の露光作
   用時に行われ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。
4. 【請求項４】 前記加熱手段および前記吸熱手段は前記
   像露光手段を支持する支持体に設けられることを特徴と
   する請求項１記載のカラー画像形成装置。
5. 【請求項５】 像形成体の一回転中に帯電、像露光およ
   び現像を繰り返して前記像形成体上に複数のトナー像を
   重ね合せて形成後、形成された多色のトナー像を一括し
   て転写材に転写するカラー画像形成装置において、 前記像露光を行う像露光手段を加熱する加熱手段あるい
   は、前記像露光手段から吸熱する吸熱手段と、前記像露
   光手段の温度を調整する制御手段とを前記複数の像露光
   手段にそれぞれ設けられることを特徴とするカラー画像
   形成装置。