JPH09277596A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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Publication number
JPH09277596A
JPH09277596A JP2770197A JP2770197A JPH09277596A JP H09277596 A JPH09277596 A JP H09277596A JP 2770197 A JP2770197 A JP 2770197A JP 2770197 A JP2770197 A JP 2770197A JP H09277596 A JPH09277596 A JP H09277596A
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JP
Japan
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image forming
image
forming apparatus
forming body
exposure
Prior art date
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Pending
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JP2770197A
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Japanese (ja)
Inventor
州太 ▲浜▼田
Shiyuuta Hamada
Satoru Haneda
哲 羽根田
Hisayoshi Nagase
久喜 永瀬
Hiroyuki Tokimatsu
宏行 時松
Masayasu Onodera
正泰 小野寺
Shunei Miura
俊英 三浦
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a focus shift in an optical system due to the heating of an exposure device or a color shift when a colored image is formed from occurring by maintaining the strength and ease of perfect assembling of an image former. SOLUTION: This image forming device consists of an exposure light source with LED 110 arranged linearly on a substrate 140 and an exposure optical system with an image forming element for forming an image on the face of an image former 1 with a beam from the exposure light source, formed internally in the image former 1. In addition, the image former 1 is formed with a thickness of 1-8mm and the distance between the inner face of the image former 1 and the end face of the image forming element is 0.5-10mm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装
置に関し、特に像形成体の周辺に複数の帯電器、像露光
装置と現像器を配置して像形成体の一回転中にトナー像
を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer and a facsimile, and more particularly, a plurality of chargers, an image exposing device and a developing device are arranged around an image forming body. The present invention relates to an image forming apparatus that forms a color image by superposing toner images during one rotation of the image forming body.

【0002】[0002]

【従来の技術】多色のカラー画像を形成する電子写真法
を採用した画像形成装置の一例として、一つの感光体の
一回転以内に各色毎の帯電、像露光及び現像を順次行っ
てカラー画像を形成する装置が提案されている。斯かる
画像形成装置は高速の画像形成を可能にするものであ
る。しかしながら、感光体の一周内に帯電器、像露光手
段、現像器を複数組配置する必要があること、像露光を
行う光学系が近接する現像器から漏れるトナーにより汚
れて画質を低下させるおそれがあること、これを避ける
ため像露光手段と現像器との間隔を大きくとる必要があ
り必然的に感光体の直径が大になり装置が大型化すると
いう矛盾があること等の技術的課題があった。
2. Description of the Related Art As an example of an image forming apparatus adopting an electrophotographic method for forming a multicolored color image, a color image is formed by sequentially performing charging, image exposure and development for each color within one rotation of one photoconductor. An apparatus for forming the has been proposed. Such an image forming apparatus enables high-speed image formation. However, it is necessary to dispose a plurality of sets of a charging device, an image exposing unit, and a developing device within one circumference of the photoconductor, and there is a possibility that the image leaks from the toner leaking from the developing device adjacent to the optical system for performing the image exposure to deteriorate the image quality. However, in order to avoid this, there is a technical problem such as a contradiction that the distance between the image exposure means and the developing device needs to be large, and the diameter of the photoconductor is inevitably large and the device is large. It was

【0003】斯かる技術的課題を避けるために、像形成
体の基体を透光性の素材によって形成し、その内部に複
数の像露光手段を収容して、画像を前記基体を透過して
像形成体の外周に形成した感光層に露光する形態の装置
が提案されている(特開平5−307307号公報
他)。
In order to avoid such a technical problem, the base of the image forming body is formed of a light-transmissive material, and a plurality of image exposing means are housed therein, and an image is transmitted through the base to form an image. An apparatus has been proposed in which a photosensitive layer formed on the outer periphery of a formed body is exposed (JP-A-5-307307, etc.).

【0004】斯かる画像形成装置(特開平5−3073
07号参照)は、像形成体を一回転させる間にカラー画
像が形成できるから、画像記録時間を短縮し高速記録す
ることが可能であり、かつ画質向上にも有効である。ま
た、透光性の基体と感光層から成る像形成体の内方に、
各色毎の線状像露光手段を配置した形式(以下、光学系
内包型と称す)の装置が提案されている。この光学系内
包型露光手段を有する画像形成装置は、像形成体を小型
化し装置をコンパクトに構成できる利点がある。
Such an image forming apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 5-3073)
No. 07) is capable of forming a color image while the image forming body is rotated once, so that the image recording time can be shortened and high-speed recording can be performed, and it is also effective for improving the image quality. In addition, inside the image forming body composed of a translucent substrate and a photosensitive layer,
There has been proposed an apparatus of a type in which a linear image exposure unit for each color is arranged (hereinafter referred to as an optical system inclusion type). The image forming apparatus having the optical system-containing exposure unit has an advantage that the image forming body can be downsized and the apparatus can be configured compactly.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の像形成体の内包
に各色毎の線状像露光手段を有する画像形成装置は、像
形成体の強度を増すために透光性基体の肉厚を増すと、
結像素子端面から結像面までの距離(以下、これを作動
距離と略称する。)が必然的に長くなってしまう。斯か
る作動距離が長くなると、結像素子の等価F値が小さく
なり、そのため適正な潜像を形成するためには、発光素
子を強く発光させる必要がでてくる。しかし、このよう
な構成をとると、露光光学系からの発熱量が増大するこ
とになり、露光光学系が高温となり、保持部材等の変形
を起こし、書き込み位置のずれや輝度の低下を招くとい
う技術的課題が発生する。また、装置の小型化の妨げと
なる。一方、発熱量の増大による書き込み位置のずれ、
輝度低下を抑えるために作動距離の短い結像素子を採用
すると、画像形成装置の組み立てに際して像形成体内面
に露光光学系を接触させてしまう可能性が大きくなる。
これらは、前述した技術的課題を同時に達成できる像形
成体の肉厚及び作動距離の最適値を求める必要性がある
ことを意味する。
In the image forming apparatus having the linear image exposing means for each color in the image forming body, the thickness of the translucent substrate is increased in order to increase the strength of the image forming body. When,
The distance from the end surface of the imaging element to the imaging surface (hereinafter, abbreviated as working distance) inevitably becomes long. When such a working distance becomes long, the equivalent F value of the image forming element becomes small, so that in order to form a proper latent image, the light emitting element needs to emit light strongly. However, if such a configuration is adopted, the amount of heat generated from the exposure optical system increases, the exposure optical system becomes hot, and the holding member or the like is deformed, which causes a shift in the writing position and a decrease in brightness. Technical issues arise. In addition, it hinders downsizing of the device. On the other hand, the shift of the writing position due to the increase in heat generation,
If an imaging element having a short working distance is used to suppress the decrease in brightness, the exposure optical system may be brought into contact with the inner surface of the image forming body when the image forming apparatus is assembled.
These mean that it is necessary to find the optimum values of the thickness and working distance of the image forming body that can simultaneously achieve the above-mentioned technical problems.

【0006】また、例えばLED等の発光素子を線状に
配列した露光光源は、一般に像露光のために点灯すれ
ば、発光素子や発光素子の駆動用ICが発熱する。斯か
る発熱により機内温度が上昇する。一方、一般に露光光
学系に採用する屈折率分布型レンズアレイの焦点深度は
極めて浅いので、発光素子や露光素子の発熱による機内
温度の上昇による像形成体及び露光光学系の発光素子を
保持する保持部材等の変形により、露光光学系の結像面
にずれを生じ、焦点ずれによる不鮮明な画像が形成され
るという技術的課題が発生する。
An exposure light source in which light-emitting elements such as LEDs are linearly arranged generally causes the light-emitting elements and driving ICs of the light-emitting elements to generate heat when turned on for image exposure. Due to such heat generation, the temperature inside the machine rises. On the other hand, since the depth of focus of the gradient index lens array generally used in the exposure optical system is extremely shallow, the image forming body and the light emitting element of the exposure optical system are held by the heat generated by the light emitting element or the exposure element to increase the temperature inside the machine. Due to the deformation of the members and the like, a deviation occurs on the image forming surface of the exposure optical system, which causes a technical problem that an unclear image is formed due to the focus deviation.

【0007】一方、像形成体の回転移転する間に複数色
のトナー画像を重ね合わせて形成する画像形成装置は各
色毎に露光装置を備えているものがある。フルカラーは
例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色で再現でき
る。発光素子を線状に基板上に配列した露光光源は、一
般に像露光のために点灯すれば、発光素子や発光素子の
駆動用ICが発熱する。かかる発熱により基板の温度が
上昇すると、発熱による温度上昇により、基板が変形
し、各露光光学系の結像位置にずれが生ずる。斯かる現
象によってカラー画像に色ずれを生じるという技術的課
題がある。
On the other hand, there is an image forming apparatus that forms a toner image of a plurality of colors by superimposing them while the image forming body is rotationally transferred, includes an exposure device for each color. Full color can be reproduced, for example, in yellow, magenta, cyan, and black. Generally, when an exposure light source in which light emitting elements are linearly arranged on a substrate is turned on for image exposure, the light emitting elements and the ICs for driving the light emitting elements generate heat. When the temperature of the substrate rises due to such heat generation, the temperature rise due to heat generation causes the substrate to deform and the imaging position of each exposure optical system to shift. There is a technical problem that a color shift occurs in a color image due to such a phenomenon.

【0008】本発明の第1の目的は、上記技術的課題に
鑑み、像形成体の強度を保持し、露光装置からの発熱を
抑えかつ組み立て容易な画像形成装置を提供することに
ある。
In view of the above technical problems, a first object of the present invention is to provide an image forming apparatus which retains the strength of the image forming body, suppresses heat generation from the exposure apparatus and is easy to assemble.

【0009】本発明の第2の目的は、上記技術的課題に
鑑み、焦点の合った鮮明な画像を形成できる画像形成装
置を提供することにある。
In view of the above technical problems, a second object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming a focused and clear image.

【0010】本発明の第3の目的は、上記技術的課題に
鑑み、色ずれを抑制してカラー画像を形成することがで
きる画像形成装置を提供することにある。
In view of the above technical problems, a third object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing color misregistration and forming a color image.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下に掲げ
る構成により達成される。
The above object can be achieved by the following constitutions.

【0012】(1)から(3)に掲げる画像形成装置
は、最適な像形成体の厚さ及び像形成体内面と露光光学
系を構成する結像素子端面との距離との最適値を規定す
ることにより、像形成体の強度を保持し、露光装置から
の発熱量の増大や書き込み位置のずれ、輝度低下を抑え
て、かつ像形成体体の強度を保持して組み立て容易にす
るものであり、具体的には以下の構成を備える。
In the image forming apparatus described in (1) to (3), the optimum thickness of the image forming body and the optimum value of the distance between the inner surface of the image forming body and the end surface of the image forming element forming the exposure optical system are specified. By doing so, the strength of the image forming body can be maintained, the increase in the amount of heat generated from the exposure device, the deviation of the writing position, and the decrease in brightness can be suppressed, and the strength of the image forming body can be maintained for easy assembly. Yes, specifically, the following configurations are provided.

【0013】(1) 発光素子を線状に基板上に配列し
た露光光源と当該露光光源からのビームを像形成体表面
に結像し、像露光する結像素子が配設された露光光学系
を前記像形成体の内部に配置した画像形成装置であっ
て、前記像形成体を1〜8mmの厚さに形成し、前記像
形成体内面と、結像素子端面との距離が0.5〜10m
mであることを特徴とする画像形成装置。
(1) An exposure optical system provided with an exposure light source in which light emitting elements are linearly arranged on a substrate and an imaging element for forming an image of a beam from the exposure light source on the surface of an image forming body and performing image exposure. Is disposed inside the image forming body, wherein the image forming body is formed to have a thickness of 1 to 8 mm, and the distance between the inner surface of the image forming body and the end surface of the imaging element is 0.5. -10m
An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is m.

【0014】(2) 前記発光素子に発光ダイオードを
用い、前記結像素子に屈折率分布型レンズアレイを用い
ることを特徴とする(1)の画像形成装置。
(2) The image forming apparatus according to (1), wherein a light emitting diode is used as the light emitting element and a gradient index lens array is used as the image forming element.

【0015】(3) 前記像形成体の内径φはφ=60
〜180mmであることを特徴とする(1)の画像形成
装置。
(3) The inner diameter φ of the image forming body is φ = 60
The image forming apparatus according to (1), which is about 180 mm.

【0016】(4)から(6)に掲げる画像形成装置
は、像形成体及び露光光学系の各部の寸法及び材質を機
内温度が画像形成装置を駆動した状態で変化しても、露
光光学系の結像面にずれを生じ、焦点位置ずれによる不
鮮明な画像が形成されることを防止して結像位置の規定
の焦点からのずれが200μm以下となるようにするも
のであり、具体的には以下の構成を備える。
In the image forming apparatus described in (4) to (6), the size and material of each part of the image forming body and the exposure optical system are changed even when the temperature inside the apparatus changes while the image forming apparatus is driven. Is formed on the image forming surface of the image forming apparatus, and an unclear image is formed due to the deviation of the focus position so that the image forming position deviates from the specified focus by 200 μm or less. Has the following configuration.

【0017】(4) 発光素子を線状に基板上に配列し
た露光光源と当該露光光源からのビームを像形成体表面
に結像し、像露光する屈折率分布型レンズアレイが配置
された露光光学系を有する画像形成装置であって、下記
の式を満足することを特徴とする画像形成装置。
(4) Exposure in which an exposure light source in which light emitting elements are linearly arranged on a substrate and a beam from the exposure light source is formed on a surface of an image forming body and a gradient index lens array for image exposure is arranged An image forming apparatus having an optical system, characterized by satisfying the following formula.

【0018】[0018]

【数4】 (Equation 4)

【0019】ここで、ΔT1は発光素子近傍の温度の変
動幅[K]であり、Rは前記像形成体の半径であり、R
iは前記露光光学系を構成する各部材の前記像形成体の
半径方向の長さ[μm]であり、αは前記像形成体を形
成する透光性基体の線熱膨張係数[℃-1]であり、αi
は前記露光光学系を構成する各部材の線熱膨張係数[℃
-1]である。
Here, ΔT1 is the fluctuation range [K] of the temperature in the vicinity of the light emitting element, R is the radius of the image forming body, and R is
i is the radial length [μm] of each member forming the exposure optical system in the radial direction of the image forming body, and α is the linear thermal expansion coefficient [° C. −1 of the translucent substrate forming the image forming body. ] And αi
Is the coefficient of linear thermal expansion of each member constituting the exposure optical system [° C.
-1 ].

【0020】(5)(5)

【0021】[0021]

【数5】 (Equation 5)

【0022】の際に画像形成を停止することを特徴とす
る(4)の画像形成装置。
The image forming apparatus according to (4) is characterized in that the image forming is stopped at the time of.

【0023】(6)(6)

【0024】[0024]

【数6】 (Equation 6)

【0025】を満足するようにΔT1を制御する温度制
御手段を有することを特徴とする(4)の画像形成装
置。
The image forming apparatus according to (4), further comprising temperature control means for controlling ΔT1 so as to satisfy the above condition.

【0026】(7)〜(11)に掲げる画像形成装置
は、発光素子の点灯時に発光素子自体や発光素子の駆動
用IC等の発熱による基板の膨張が大きく、複数組の露
光光学系で書き込み位置が大きく異なるためにカラー画
像を形成した際の色ずれを数十μm以下に抑えるもので
あり、具体的には以下の構成を備える。
In the image forming apparatus described in (7) to (11), when the light emitting element is turned on, the substrate expands greatly due to the heat generated by the light emitting element itself or the IC for driving the light emitting element, and writing is performed by a plurality of sets of exposure optical systems. Since the positions are largely different, the color shift when forming a color image is suppressed to several tens of μm or less, and specifically, the following configuration is provided.

【0027】(7) 発光素子を線状に基板上に配列し
た露光光源と、当該露光光源からの光で像形成体に潜像
を形成する露光光学系と、現像手段を複数組有し、前記
像形成体が像露光され、前記現像手段により前記像形成
体上にトナー像を形成することを順次繰り返すことによ
り前記像形成体上にトナー像を重ね合わせて画像形成を
行う画像形成装置であって、下記の式を満足することを
特徴とする画像形成装置。
(7) An exposure light source in which light emitting elements are linearly arranged on a substrate, an exposure optical system for forming a latent image on an image forming body by the light from the exposure light source, and a plurality of developing means are provided. An image forming apparatus that forms an image by superimposing toner images on the image forming body by sequentially repeating formation of a toner image on the image forming body by the developing device after image exposure of the image forming body. An image forming apparatus satisfying the following formula.

【0028】αA×L×ΔT2≦1/2画素径[μm] ここで、αAは基板を形成するのに採用した材料の線熱
膨張係数[℃-1]であり、Lは基板の像形成体軸方向の
長さ[μm]であり、ΔT2は発光素子の近傍温度の2
0℃からの温度差[℃]である。
ΑA × L × ΔT2 ≦ 1/2 pixel diameter [μm] where αA is the linear thermal expansion coefficient [° C. -1 ] of the material used to form the substrate, and L is the image formation on the substrate. The length in the body axis direction [μm], and ΔT2 is 2 of the temperature near the light emitting element.
It is a temperature difference [0] from 0 ° C.

【0029】(8) 前記基板は線熱膨張係数を20×
10-6-1以下である材料で形成したことを特徴とする
(7)の画像形成装置。
(8) The substrate has a coefficient of linear thermal expansion of 20 ×
The image forming apparatus according to (7), which is formed of a material having a temperature of 10 -6 ° C -1 or less.

【0030】(9) 前記発光素子近傍の温度が0〜6
0℃の範囲で使用することを特徴とする(7)の画像形
成装置。
(9) The temperature in the vicinity of the light emitting element is 0 to 6
The image forming apparatus according to (7), which is used in the range of 0 ° C.

【0031】(10) αA×L×ΔT2>1/2画素
径[μm]の際に画像形成を停止することを特徴とする
(7)の画像形成装置。
(10) The image forming apparatus according to (7), wherein image formation is stopped when αA × L × ΔT2> 1/2 pixel diameter [μm].

【0032】(11) αA×L×ΔT2≦1/2画素
径[μm]を満足するようにΔT2を制御する温度制御
手段を作動させることを特徴とする(7)の画像形成装
置。
(11) The image forming apparatus according to (7), characterized in that the temperature control means for controlling ΔT2 is operated so as to satisfy αA × L × ΔT2 ≦ 1/2 pixel diameter [μm].

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下の実施の形態における画像形
成装置の構成とその画像形成プロセスについて、図1〜
図4を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of an image forming apparatus and its image forming process in the following embodiments will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0034】図1は本実施の形態における画像形成装置
の概略構成を示す断面図であり、図2は本実施の形態に
おける像露光装置の斜視図であり、図3は像露光装置の
要部断面図であり、図4は線状に発光素子を配列した基
板を示した斜視図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of an image forming apparatus according to this embodiment, FIG. 2 is a perspective view of an image exposing apparatus according to this embodiment, and FIG. 3 is a main part of the image exposing apparatus. FIG. 4 is a sectional view, and FIG. 4 is a perspective view showing a substrate in which light emitting elements are linearly arranged.

【0035】本実施の形態における画像形成装置は、円
筒状の像形成体1を設け、像形成体1の内部に像露光装
置11〜14を配置し、像形成体1の外周に帯電器21
〜24、現像器31〜34、転写器41、分離器42、
定着装置50、クリーニング装置60の画像形成プロセ
ス手段を配置し、給紙機構として給紙カセット71、給
紙ローラ72、搬送ローラ73、搬送ベルト74、排紙
ローラ75、排紙トレイ76を配置した構造であり、像
形成体1を1回転する間にイエロー、マゼンタ、シア
ン、黒色のトナー像を重ね合わせて形成し、当該カラー
トナー像を転写器41で記録紙に転写し、その後に記録
紙を分離器42で像形成体1から分離して搬送ベルト7
4を介して定着装置52に搬送し、定着装置52で記録
紙に担持してあるカラートナー像を永久固定して排紙ロ
ーラ75を介してフェースアップすることにより排紙ト
レイ76に記録紙を排出するものである。以下に各部構
成の概略を説明するに先立ち、本実施の形態における画
像形成装置のカラー画像形成プロセスの概略を説明す
る。
The image forming apparatus according to the present embodiment is provided with a cylindrical image forming body 1, image exposing devices 11 to 14 are arranged inside the image forming body 1, and a charger 21 is provided on the outer periphery of the image forming body 1.
-24, developing devices 31-34, transfer device 41, separator 42,
The image forming process means of the fixing device 50 and the cleaning device 60 are arranged, and the paper feeding cassette 71, the paper feeding roller 72, the carrying roller 73, the carrying belt 74, the paper discharging roller 75, and the paper discharging tray 76 are arranged as the paper feeding mechanism. The structure is such that yellow, magenta, cyan, and black toner images are formed in a superimposed manner during one rotation of the image forming body 1, and the color toner images are transferred to the recording paper by the transfer device 41, and then the recording paper is transferred. Is separated from the image forming body 1 by the separator 42 and the conveyor belt 7 is separated.
The color toner image carried on the recording paper by the fixing device 52 is permanently fixed by the fixing device 52, and the recording paper is placed on the paper discharge tray 76 by face-up via the paper discharge roller 75. It is what is discharged. Before describing the outline of the configuration of each part, an outline of the color image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.

【0036】先ず、画像記録のスタートにより駆動モー
タ(図示せず)が回動され像形成体1を時計方向へ回転
し、同時に像形成体1の左方に配置されたスコロトロン
帯電器21の帯電作用により像形成体1に電位の付与が
開始される。斯かる帯電プロセスのあと、像露光装置1
1においてイエローの画像信号に対応する電気信号によ
る露光が開始され像形成体1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画像に対応する静電潜
像を形成する。
First, when the image recording is started, the drive motor (not shown) is rotated to rotate the image forming body 1 in the clockwise direction, and at the same time, the charging of the scorotron charger 21 arranged on the left side of the image forming body 1 is performed. By the action, application of electric potential to the image forming body 1 is started. After such a charging process, the image exposure apparatus 1
At 1, the exposure by the electric signal corresponding to the yellow image signal is started and the electrostatic latent image corresponding to the yellow image of the original image is formed on the photosensitive layer on the surface of the image forming body 1 by rotational scanning.

【0037】前述の露光プロセスにより像形成体1上に
形成した静電潜像は現像器31の現像スリーブ上に担持
してある現像剤により非接触の状態で反転現像されてイ
エローのトナー像に顕像化する。
The electrostatic latent image formed on the image forming body 1 by the above-mentioned exposure process is subjected to reversal development in a non-contact state by the developer carried on the developing sleeve of the developing device 31 to form a yellow toner image. Make it visible.

【0038】次いで像形成体1は回転することにより、
像形成体1上に既に担持してあるイエローのトナー像上
に帯電器22の帯電作用により電位を付与され、露光装
置12からマゼンタの画像信号に対応する電気信号によ
る露光が行われ、現像器32による非接触の反転現像に
よってイエローのトナー像の上にマゼンタのトナー像が
順次重ね合わせて形成される。
Then, the image forming body 1 is rotated to
A potential is applied to the yellow toner image already carried on the image forming body 1 by the charging action of the charger 22, and the exposure device 12 performs the exposure with the electric signal corresponding to the magenta image signal. By non-contact reversal development by 32, a magenta toner image is sequentially formed on the yellow toner image.

【0039】同様のプロセスにより帯電器23、像露光
装置13および現像器33によってさらにシアンのトナ
ー像が重ね合わせて形成する。続いて、帯電器24、像
露光装置14および現像器34によって黒色のトナー像
が順次重ね合わせて形成され、像形成体1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。
By the same process, a cyan toner image is further superposed and formed by the charger 23, the image exposure device 13 and the developing device 33. Subsequently, a black toner image is sequentially formed by the charging device 24, the image exposure device 14, and the developing device 34, and a color toner image is formed on the peripheral surface of the image forming body 1 within one rotation. .

【0040】転写紙Pが給紙カセット71より送り出さ
れ、タイミングローラ77に搬送される。像形成体1の
周面上に形成されたカラートナー像が、転写器41にお
いて、タイミングローラ77の駆動によって、像形成体
1上のトナー像と同期して給紙される転写紙Pに転写さ
れる。
The transfer paper P is sent out from the paper feed cassette 71 and conveyed to the timing roller 77. The color toner image formed on the peripheral surface of the image forming body 1 is transferred to the transfer paper P that is fed in synchronization with the toner image on the image forming body 1 by driving the timing roller 77 in the transfer device 41. To be done.

【0041】トナー像の転写を受けた転写紙Pは、分離
器42においては帯電の除去を受けて感光体ドラム周面
より分離した後、搬送手段である搬送ベルト74により
定着装置50へ搬送される。定着装置50において加熱
・圧着されトナーを転写紙P上に溶着・定着したのち、
定着装置50より排出され、排紙搬送ローラ対により搬
送されて排紙ローラ75を介して装置上部の排紙トレイ
76上にトナー像面を下面にして排出される。
The transfer paper P having the toner image transferred thereto is removed of the charge in the separator 42 and separated from the peripheral surface of the photoconductor drum, and is then conveyed to the fixing device 50 by a conveyor belt 74 which is a conveying means. It After being heated and pressure-bonded in the fixing device 50 to fuse and fix the toner on the transfer paper P,
The toner is discharged from the fixing device 50, is conveyed by a pair of paper discharging rollers, and is discharged via the paper discharging rollers 75 onto the paper discharging tray 76 at the upper part of the apparatus with the toner image surface facing down.

【0042】一方、転写紙Pを分離した像形成体1はク
リーニング装置60においてクリーニングブレード61
によって像形成体1面を摺擦され残留トナーを除去、清
掃され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かか
る。クリーニングブレード61及びクリーニングローラ
62によって掻き落とされた廃トナーは、トナー搬送ス
クリュウ63及び図示しないトナー搬送パイプを通し
て、廃トナー容器64へと排出される。クリーニング終
了後、クリーニングブレード61及びクリーニングロー
ラ62は像形成体1の損傷を防止するために、像形成体
1より離間した状態に保たれる。
On the other hand, the image forming body 1 from which the transfer paper P is separated is cleaned by the cleaning blade 61 in the cleaning device 60.
Thus, the surface of the image forming body 1 is rubbed to remove and clean residual toner, and the toner image of the original image is continuously formed or is temporarily stopped to form a new toner image of the original image. The waste toner scraped off by the cleaning blade 61 and the cleaning roller 62 is discharged to the waste toner container 64 through the toner carrying screw 63 and a toner carrying pipe (not shown). After the cleaning is completed, the cleaning blade 61 and the cleaning roller 62 are kept apart from the image forming body 1 in order to prevent the image forming body 1 from being damaged.

【0043】以上が本実施の形態の画像形成装置におけ
るカラー画像形成プロセスの概略構成である。
The above is the schematic configuration of the color image forming process in the image forming apparatus of the present embodiment.

【0044】続いて、像形成体の肉厚及び作動距離の最
適値や、発光素子や露光素子の発熱による機内温度の上
昇による像形成体及び露光光学系の変形により、露光光
学系の結像面にずれを生じ、焦点ずれによる不鮮明な画
像が形成されるという技術的課題と、複数の露光装置を
備える画像形成装置において、露光光学系毎に書き込み
位置が異なっている現象によってカラー画像に色ずれを
生じるという技術的課題を解決するための構成を中心に
本実施の形態における画像形成装置を説明する。
Then, the optimum values of the thickness and working distance of the image forming body and the deformation of the image forming body and the exposure optical system due to the rise of the temperature inside the machine due to the heat generation of the light emitting element and the exposure element form an image in the exposure optical system In the image forming apparatus equipped with a plurality of exposure devices, there is a technical problem that the surface is misaligned and an unclear image is formed due to the focus deviation. The image forming apparatus according to the present embodiment will be described with a focus on a configuration for solving the technical problem of causing a shift.

【0045】像形成体1は、例えば、透光性アクリル樹
脂等の透光性部材によって円筒状の基体(これを透明基
体と称する。)を形成し、当該透光性基体の外周に透光
性の導電層、a−Si層あるいは有機感光層(OPC)
等の感光層を形成した円筒状の感光体ドラムであり、遠
心重合法により外形φを80mmで厚さtを3mmに形
成してある。斯かる像形成体1は接地して装置本体中心
に回動自在に配置され、図1上の時計方向に回転する。
The image forming body 1 is formed by forming a cylindrical base body (referred to as a transparent base body) from a translucent member such as a translucent acrylic resin and transmitting light to the outer periphery of the translucent base body. Conductive layer, a-Si layer or organic photosensitive layer (OPC)
Is a cylindrical photosensitive drum on which a photosensitive layer is formed, and the external diameter φ is 80 mm and the thickness t is 3 mm by the centrifugal polymerization method. The image forming body 1 is grounded, is rotatably arranged in the center of the apparatus main body, and rotates clockwise in FIG.

【0046】本実施の形態における像形成体1は、前述
したように内部に配置してある像露光装置11〜14か
ら像露光するものであるため、透光性基体は光を透過す
る素材で構成することにより、感光層に適当な電位コン
トラストを付与する必要がある。ただし、基体の光透過
率は、100%である必要はなく、像露光装置11〜1
4から照射されるビームの透過時にある程度の光が吸収
されるような特性であっても構わない。斯かる透光性基
体は遠心重合法によりアクリルの共重合体から製造す
る。
Since the image forming body 1 in the present embodiment is image-exposed from the image exposing devices 11 to 14 disposed inside as described above, the light-transmitting substrate is a material that transmits light. Depending on the constitution, it is necessary to give an appropriate potential contrast to the photosensitive layer. However, the light transmittance of the substrate need not be 100%, and the image exposure devices 11 to 1
The characteristic may be such that a certain amount of light is absorbed when the beam emitted from No. 4 is transmitted. Such a transparent substrate is manufactured from an acrylic copolymer by a centrifugal polymerization method.

【0047】これによりアルミニウムに匹敵する硬度と
光透過率90%以上で耐衝撃性能をガラスの15倍程度
に達する円筒状基体を製造することができる。このよう
にして、像形成体1は20℃における線熱膨張係数αが
80×10-6-1のものが得られる。線熱膨張係数αと
は温度1℃当たりの長さ変化率(℃-1)のことで、その
測定法は材料別にJISで規定してある。例えば、JI
S K 7197等である。
As a result, it is possible to manufacture a cylindrical substrate having a hardness comparable to that of aluminum and a light transmittance of 90% or more and impact resistance performance of about 15 times that of glass. In this way, the image forming body 1 has a linear thermal expansion coefficient α at 20 ° C. of 80 × 10 −6 ° C. −1 . The linear thermal expansion coefficient α is the rate of change in length per 1 ° C of temperature (° C -1 ), and its measurement method is specified in JIS for each material. For example, JI
SK 7197 and the like.

【0048】なお、像形成体1の内径φを60mmより
も小さくすれば、後述するプロセス部材を配置するため
の周長を得ることができないし、一方像形成体1の内径
φを180mmよりも大きくすると、装置全体の小型化
を図ることができない。
If the inner diameter φ of the image forming body 1 is smaller than 60 mm, the peripheral length for arranging the process members described later cannot be obtained, while the inner diameter φ of the image forming body 1 is smaller than 180 mm. If the size is increased, the size of the entire device cannot be reduced.

【0049】また、像形成体1の透明基体の厚さtを1
mm未満にすると、現像器31〜34の当接コロを当接
した際のゆがみに耐え得る十分な強度を得ることができ
ない。斯かる状況で像露光を行えば、像露光装置11〜
14に結像ずれを生じてしまう。一方、像形成体1の透
明基体の厚さtを8mmよりも大きくすれば、発光素子
110からの発光強度を強くしなければならないので、
発光素子110や駆動用IC142からの発熱量が大き
くなる。発熱量が大きくなると、後述するが、発光素子
を配列した基板やセルフォックレンズを保持する保持部
材等が変形し、結像位置のずれや輝度の低下を起こすこ
とになる。従って、透光性基体の厚さは1mm〜8mm
にすることが好ましい。
The thickness t of the transparent substrate of the image forming body 1 is set to 1
If it is less than mm, it is not possible to obtain sufficient strength to withstand the distortion when the contact rollers of the developing devices 31 to 34 are contacted. If image exposure is performed in such a situation, the image exposure devices 11 to 11
The image shift occurs at 14. On the other hand, if the thickness t of the transparent substrate of the image forming body 1 is made larger than 8 mm, the light emission intensity from the light emitting element 110 must be increased.
The amount of heat generated from the light emitting element 110 and the driving IC 142 increases. When the amount of heat generation increases, as will be described later, the substrate on which the light emitting elements are arranged, the holding member that holds the SELFOC lens, and the like are deformed, causing a shift in the imaging position and a decrease in brightness. Therefore, the thickness of the translucent substrate is 1 mm to 8 mm.
Is preferable.

【0050】前述の条件を満足する透過性を有する基体
の素材としては、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチ
ルエステルモノマーを用い重合したものが、透明性、強
度、精度、表面性等において優れており好ましく用いら
れるが、その他一般光学部材などに使用されるフッ素、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフ
タレートなどの各種透光性樹脂が使用可能である。
As a material for the substrate having a permeability satisfying the above-mentioned conditions, an acrylic resin, particularly a polymer obtained by using a methacrylic acid methyl ester monomer, is preferable because of its excellent transparency, strength, precision and surface property. Fluorine used for other general optical members, etc.
Various translucent resins such as polyester, polycarbonate and polyethylene terephthalate can be used.

【0051】導電層としては、インジウム・スズ・酸化
物(ITO)、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ
化銅や、Au、Ag、Ni、Alなどからなる透光性を
維持した金属薄膜が用いられ、製膜法としては、真空蒸
着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種C
VD法、浸漬塗布法、スプレー塗布法などが利用され
る。感光層としては、アモルファスシリコン(a−S
i)合金感光層、アモルファスセレン合金感光層や、各
種有機感光層(OPC)が使用可能である。
As the conductive layer, a metal thin film made of indium / tin / oxide (ITO), tin oxide, lead oxide, indium oxide, copper iodide, Au, Ag, Ni, Al or the like and maintaining a light-transmitting property. As a film forming method, a vacuum vapor deposition method, an active reaction vapor deposition method, various sputtering methods, various C
A VD method, a dip coating method, a spray coating method or the like is used. As the photosensitive layer, amorphous silicon (a-S
i) An alloy photosensitive layer, an amorphous selenium alloy photosensitive layer, or various organic photosensitive layers (OPC) can be used.

【0052】像露光装置11〜14は、像形成体1の軸
方向に直線状に配列した発光素子110と、結像素子で
ある屈折率分布型レンズアレイ(例えば日本板硝子株式
会社製 セルフォックレンズ、以下SLAと略称す
る。)120とから構成することにより、像形成体1内
面と露光光学系の結像素子端面との距離lを約2mmと
した線状の像露光手段である。像露光装置11〜14
は、像形成体1を遠心重合法により外形φを80mmで
厚さtを3mmに形成し、結像素子120から像形成体
1の内面までの距離lを約2mmの最適範囲にして、露
光光学系の発熱量を最適値に抑制することにより、書き
込み位置のずれや輝度低下を抑えることができている。
The image exposure apparatuses 11 to 14 include a light emitting element 110 linearly arranged in the axial direction of the image forming body 1 and a gradient index lens array as an image forming element (for example, SELFOC lens manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.). (Hereinafter, abbreviated as SLA.) 120, a linear image exposing means in which the distance 1 between the inner surface of the image forming body 1 and the end surface of the image forming element of the exposure optical system is about 2 mm. Image exposure devices 11-14
The image forming body 1 is formed by centrifugal polymerization to have an outer diameter φ of 80 mm and a thickness t of 3 mm, and the distance 1 from the imaging element 120 to the inner surface of the image forming body 1 is set to an optimum range of about 2 mm. By suppressing the heat generation amount of the optical system to the optimum value, it is possible to suppress the shift of the writing position and the reduction of the brightness.

【0053】なお、像形成体1とSLA120端子面と
の距離lを0.5mm以下にすれば、装置の組み立てに
際して接触して損傷する機会が増える。一方、斯かる距
離lを10mmよりも長くすれば、発光素子110の発
光強度を強くしなければならないので、発光素子110
や発光素子110の駆動用IC142からの発熱量が増
加することになると言う問題点ある。
If the distance 1 between the image forming body 1 and the terminal surface of the SLA 120 is set to 0.5 mm or less, the chance of contact and damage during assembly of the apparatus increases. On the other hand, if the distance 1 is longer than 10 mm, the light emission intensity of the light emitting element 110 must be increased.
Also, there is a problem that the amount of heat generated from the driving IC 142 of the light emitting element 110 is increased.

【0054】本実施の形態において像露光装置11〜1
4は同一構造をなすから、以下、像露光装置100と称
して図2〜図4を参照して各部構成を詳細に説明する。
In the present embodiment, the image exposure devices 11 to 1
Since 4 has the same structure, hereinafter, the configuration of each part will be described in detail with reference to FIGS.

【0055】露光装置100は、図2及び図3に示すよ
うに像形成体1の軸方向に配列した発光素子110と発
光素子110の駆動用IC142と、セルフォックレン
ズ120とを保持する保持部材130に取付けられたユ
ニットとして構成され、像形成体1に内包して設けられ
た露光装置を固定保持する光学支持体200に取付けて
おり、メモリに記憶された各色の画像信号がメモリより
順次読み出されて各色毎の露光装置100にそれぞれ電
気信号として入力される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the exposure apparatus 100 has a holding member for holding the light emitting element 110 arranged in the axial direction of the image forming body 1, the driving IC 142 for the light emitting element 110, and the SELFOC lens 120. The image forming apparatus 1 is mounted on an optical support 200 that is configured as a unit attached to the image forming body 1 and fixedly holds an exposure device provided inside the image forming body 1. The image signals of the respective colors stored in the memory are sequentially read from the memory. It is output and input as an electric signal to the exposure apparatus 100 for each color.

【0056】発光素子110は、図4に示すように発光
波長を600〜900nmの範囲に収まる例えばLED
(発光ダイオード)を線状に配列したアレイであり、例
えば20℃における線熱膨張係数α2が3.6×10-6
-1であるパイレックスガラスを用いた基板140上に
形成してある。更に、SLA120が図示黒小丸で、ま
た発光素子110の基板140が斜線にてそれぞれ示さ
れる接着剤によって保持部材130に固定してある。
The light emitting element 110 has an emission wavelength within the range of 600 to 900 nm as shown in FIG.
This is an array in which (light emitting diodes) are linearly arranged, and for example, the coefficient of linear thermal expansion α2 at 20 ° C. is 3.6 × 10 −6.
It is formed on the substrate 140 using Pyrex glass whose temperature is -1 . Further, the SLA 120 is a small black circle in the figure, and the substrate 140 of the light emitting element 110 is fixed to the holding member 130 by an adhesive agent indicated by diagonal lines.

【0057】SLA120は、焦点距離を短くするため
に例えば、日本板硝子製のSLA−20又はSLA20
BSを採用することにより、像形成体1に到達する光量
を大きくなるようにして発光素子110自体の発光量を
低減するようにしてある。本実施の形態において、色ず
れ量Dは以下の式(1)に近似できる。
The SLA 120 is, for example, SLA-20 or SLA20 manufactured by Nippon Sheet Glass in order to shorten the focal length.
By adopting BS, the amount of light reaching the image forming body 1 is increased and the amount of light emitted from the light emitting element 110 itself is reduced. In this embodiment, the color shift amount D can be approximated by the following expression (1).

【0058】 D = αA × L × ΔT2 (1) ここで、αAは基板140を形成するのに採用した材料
の線熱膨張係数であり、Lは図4に示すように基板14
0の像形成体軸方向の長さであり、ΔT2は発光素子1
10の近傍温度の20℃からの温度差である。一般に、
カラー画像を形成する際、各トナー像同志の画素ずれが
1/2画素径以内であれば、良好な画像が得られるとさ
れている。ここで、画素径とは画素密度400dpiの
場合63.5μm、画素密度600dpiの場合42.
3μmとなる。従って、上述したαA×L×ΔT2≦1
/2画素を満足することにより、色ずれの無い良好なカ
ラー画像を得ることができるカラー画像形成装置を提供
することができる。
D = αA × L × ΔT2 (1) where αA is the coefficient of linear thermal expansion of the material used to form the substrate 140, and L is the substrate 14 as shown in FIG.
0 is the length in the axial direction of the image forming body, and ΔT2 is the light emitting element 1
It is a temperature difference from 20 ° C. in the vicinity temperature of 10. In general,
When forming a color image, it is said that a good image can be obtained if the pixel shift between the toner images is within a 1/2 pixel diameter. Here, the pixel diameter is 63.5 μm when the pixel density is 400 dpi, and 42.
3 μm. Therefore, the above-mentioned αA × L × ΔT2 ≦ 1
By satisfying / 2 pixels, it is possible to provide a color image forming apparatus capable of obtaining a good color image without color misregistration.

【0059】本実施の形態の画像形成装置は室温が20
℃の場合に色ずれ量Dが0となるように設定されてお
り、発光素子110の近傍の温度は通常の使用状態であ
る20℃から10℃の範囲で変動するものであれば、Δ
T2は10℃であり、20℃におけるαAを20×10
-6-1とし、LをA4相当の240mmとすれば、色ず
れ量Dは式(1)から約50μmであり、1画素のサイ
ズが約80μmである300dpiの画像形成装置であ
れば、基板140の線熱膨張係数の値が20×10-6
-1より大きい場合はD≦1/2画素を満足せず、色ずれ
が問題となってくる。
The image forming apparatus of this embodiment has a room temperature of 20.
If the color shift amount D is set to 0 at 0 ° C., and the temperature in the vicinity of the light emitting element 110 fluctuates within a range of 20 ° C. to 10 ° C. which is a normal use state, Δ
T2 is 10 ° C., and αA at 20 ° C. is 20 × 10
If -6 ° C. -1 and L is 240 mm corresponding to A4, the color shift amount D is about 50 μm from the formula (1), and if the size of one pixel is about 80 μm, the image forming apparatus of 300 dpi is The value of the coefficient of linear thermal expansion of the substrate 140 is 20 × 10 -6
If it is larger than -1, D≤1 / 2 pixel is not satisfied, and color misregistration becomes a problem.

【0060】また、発光素子110の近傍の温度が0℃
より下がると発光素子が正常に作動しなくなり、逆に6
0℃を越えると、色ずれ量Dは大きくなり過ぎてしま
う。斯かる温度は画像形成装置を連続して使用した際等
に発生することがある。そこで、本実施の形態における
基板140は、図4に示すように線状に配列した発光素
子110の中央部付近に温度センサ143を設けること
により発光素子近傍の温度を検出できるようにしてあ
る。
The temperature in the vicinity of the light emitting element 110 is 0 ° C.
If it goes down further, the light emitting element will not operate normally, and conversely 6
If the temperature exceeds 0 ° C., the color misregistration amount D becomes too large. Such temperature may occur when the image forming apparatus is continuously used. Therefore, in the substrate 140 in the present embodiment, a temperature sensor 143 is provided near the central portion of the light emitting elements 110 arranged linearly as shown in FIG. 4, so that the temperature near the light emitting elements can be detected.

【0061】本実施の形態の画像形成装置は、主に画像
形成プロセスを実行するためのマイクロプロセッサ(図
示せず)を備えており、斯かるマイクロプロセッサは基
板140に設けた温度センサ143から検出信号を参照
することにより、発光素子110近傍の温度を検出して
いる。マイクロプロセッサは、上述した式(1)を算出
するプログラムも搭載してあるので、色ずれ量が1/2
画素を越えたことを検知すれば、上述した画像形成プロ
セスを停止するか、冷却手段に相当するファン300を
駆動することにより、基板140を冷却するようにす
る。
The image forming apparatus of the present embodiment mainly includes a microprocessor (not shown) for executing the image forming process, and such microprocessor is detected by the temperature sensor 143 provided on the substrate 140. The temperature near the light emitting element 110 is detected by referring to the signal. Since the microprocessor also has a program for calculating the above equation (1), the amount of color misregistration is 1/2.
When it is detected that the number of pixels is exceeded, the above-described image forming process is stopped or the fan 300 corresponding to a cooling unit is driven to cool the substrate 140.

【0062】SLA120の線熱膨張係数α4はそれを
構成しているFRPによって決定され、20℃における
線熱膨張係数α4の値は10×10-6-1であり、SL
A120は、図3に示すように保持部材130から長さ
R4(=3mm)だけ像形成体半径方向に突出してあ
る。
The linear thermal expansion coefficient α4 of the SLA 120 is determined by the FRP constituting it, and the value of the linear thermal expansion coefficient α4 at 20 ° C. is 10 × 10 −6 ° C. −1.
As shown in FIG. 3, A120 projects from the holding member 130 in the radial direction of the image forming body by a length R4 (= 3 mm).

【0063】保持部材130は、20℃における線熱膨
張係数α3が80×10-6-1の30%のガラス繊維を
含んだポリカーボネイトを用いて像形成体半径方向の長
さR3を18mmに形成してある。
The holding member 130 is made of polycarbonate containing 30% of glass fiber having a linear thermal expansion coefficient α3 of 80 × 10 -6 ° C. -1 at 20 ° C., and the length R3 in the radial direction of the image forming body is set to 18 mm. Has been formed.

【0064】なお、本実施の形態において、発光素子1
10は、LEDを線状に配列したものとして説明する
が、これに限定されるものでなく、例えばFL(蛍光体
発光)、EL(エレクトロルミネッセンス)、PL(プ
ラズマ放電)等の発光素子を線状に並べた線状の露光素
子や、LISA(光磁気効果光シャッタアレイ)、PL
ZT(透過性圧電素子シャッタアレイ)、LCS(液晶
シャッタ)等の光シャッタ機能をもつ素子を並べたもの
でも同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the light emitting element 1
Although 10 is described as an LED arrayed linearly, it is not limited to this, and a light emitting element such as FL (fluorescent substance emission), EL (electroluminescence), PL (plasma discharge) or the like can be linearly arranged. Line-shaped exposure elements, LISA (photomagnetic effect optical shutter array), PL
A similar effect can be obtained by arranging elements having an optical shutter function such as a ZT (transmissive piezoelectric element shutter array) and an LCS (liquid crystal shutter).

【0065】光学支持体200は、像露光装置11〜1
4の両端部を支持する左右の2個の光学支持部材21
1,212を設けており、中心軸にシャフト213を挿
入して支持してある。像露光装置11〜14の両端部
は、光学支持部材211,212の外周面に取り付けら
れ固定される。本実施の形態において、光学支持体20
0は20℃における線熱膨張係数α1を24×10-6
-1のアルミニウムを用いて像形成体の中心から保持部材
130を保持する保持面までの最短の長さR1を12m
mに形成してある。
The optical support 200 comprises image exposure devices 11-1.
Two left and right optical support members 21 that support both ends of
1 and 212 are provided, and the shaft 213 is inserted into and supported by the central axis. Both ends of the image exposure devices 11 to 14 are attached and fixed to the outer peripheral surfaces of the optical support members 211 and 212. In the present embodiment, the optical support 20
0 is the coefficient of linear thermal expansion α1 at 20 ℃ is 24 × 10 -6
-1 is used, and the shortest length R1 from the center of the image forming body to the holding surface for holding the holding member 130 is 12 m.
m.

【0066】本実施の形態では、像露光装置11〜14
の両端部を支持し取り付ける光学支持部材211,21
2の支持部は、正六角柱状の側面をなしており、予め定
盤上等で同一平面状になるように設置されている。しか
し、この光学支持部材は一体成型されていてもよく、ま
た形状も限定するものでない。像露光装置11〜14
は、位置調整を行ったのち、像形成体半径方向の長さR
2は2mm、20℃における線熱膨張係数α2が70×
10-6-1のアクリル製である楔状のスペーサ150を
介して接着剤で固定してある。
In this embodiment, the image exposure devices 11 to 14 are used.
Support members 211 and 21 for supporting and attaching both ends of the
The second supporting portion has a regular hexagonal side surface, and is installed in advance so as to be flush with the surface plate or the like. However, this optical support member may be integrally molded, and the shape is not limited. Image exposure devices 11-14
Is adjusted in position, and then the length R in the radial direction of the image forming body is adjusted.
2 is 2 mm, the linear thermal expansion coefficient α2 at 20 ° C. is 70 ×
It is fixed with an adhesive through a wedge-shaped spacer 150 made of acrylic at 10 -6 ° C -1 .

【0067】以上が本実施の形態における像露光装置1
00の概略寸法と各部材の材料であり、これらと像露光
装置100の結像ずれとの関係は以下の式(2)で近似
できる。
The above is the image exposure apparatus 1 according to the present embodiment.
00 and the material of each member, and the relationship between these and the image shift of the image exposure apparatus 100 can be approximated by the following equation (2).

【0068】[0068]

【数7】 (Equation 7)

【0069】ここで、ΔT1は発光素子近傍の変動幅
[K]であり、Rは像形成体の半径[μm]であり、R
1は光学支持体200の像形成体の中心からスペーサ1
50を接着する保持面までの最短距離[μm]であり、
R2はスペーサ150の像形成体の半径方向の長さ[μ
m]であり、R3はSLA120を保持する保持部材1
30の像形成体の半径方向の長さ[μm]であり、R4
はSLA120が保持部材130から結像点方向に突出
した像形成体の半径方向の長さ[μm]であり、αは像
形成体の透光性基体を形成する材料の線熱膨張係数[℃
-1]であり、α1は光学支持体200を形成する材料の
線熱膨張係数[℃-1]であり、α2はスペーサ150を
形成する材料の線熱膨張係数[℃-1]であり、α3は保
持部材130を形成する材料の線熱膨張係数[℃-1]で
あり、α4はSLA120を形成する材料の線熱膨張係
数[℃-1]である。
Here, ΔT1 is the fluctuation range [K] near the light emitting element, R is the radius [μm] of the image forming body, and R is
1 is a spacer 1 from the center of the image forming body of the optical support 200.
The shortest distance [μm] to the holding surface to which 50 is bonded,
R2 is the length of the spacer 150 in the radial direction of the image forming body [μ
m], and R3 is a holding member 1 that holds the SLA 120.
30 in the radial direction of the image forming body [μm], R4
Is the radial length [μm] of the image forming body in which the SLA 120 protrudes from the holding member 130 in the image forming point direction, and α is the linear thermal expansion coefficient [° C.] of the material forming the translucent substrate of the image forming body.
−1 ], α1 is the linear thermal expansion coefficient [° C. −1 ] of the material forming the optical support 200, α2 is the linear thermal expansion coefficient [° C. −1 ] of the material forming the spacer 150, α3 is the linear thermal expansion coefficient [° C. −1 ] of the material forming the holding member 130, and α4 is the linear thermal expansion coefficient [° C. −1 ] of the material forming the SLA 120.

【0070】一般に、結像素子にSLAを用いる場合、
SLAの焦点深度が±200mmであるため、焦点のず
れが、200μm以下であることが必要とされる。従っ
て、上述した式である
Generally, when SLA is used for the imaging element,
Since the depth of focus of the SLA is ± 200 mm, it is necessary that the focus shift be 200 μm or less. Therefore, the above equation is

【0071】[0071]

【数8】 (Equation 8)

【0072】を満たすことによってピントのあった鮮明
な画像を得ることができる画像形成装置を提供すること
ができる。
By satisfying the condition, it is possible to provide an image forming apparatus capable of obtaining a focused and clear image.

【0073】本実施の形態では、使用可能温度は0℃〜
60℃であり、初期状態の温度が20℃の場合、ΔT1
=40[K]となり、ΔTlを式(2)を用いて算出す
ると、ΔTlは約130μmとなる。従って、本実施の
形態で選択した各部材を用いれば、結像位置のずれは2
00μm以下に納まり、良好な画像を得ることができ
る。
In the present embodiment, the usable temperature is 0 ° C to
ΔT1 when the temperature is 60 ° C. and the temperature in the initial state is 20 ° C.
= 40 [K], and when ΔTl is calculated using the equation (2), ΔTl becomes about 130 μm. Therefore, if each member selected in this embodiment is used, the deviation of the image forming position is 2
The thickness is less than 00 μm, and a good image can be obtained.

【0074】本実施の形態の画像形成装置は、主に画像
形成プロセスを実行するためのマイクロプロセッサ(図
示せず)を備えており、斯かるマイクロプロセッサは基
板140に設けた温度センサ143から検出信号を参照
することにより、発光素子110近傍の温度を検出して
いる。マイクロプロセッサは、前述した式(2)を算出
するプログラムも搭載してあるので、露光装置100の
結像ずれΔlが±200μmを越えて変動したことを検
知すれば、上述した画像形成プロセスを停止するか、温
度制御手段に相当するファン300を駆動することによ
り、ΔT1を制御するようにする。
The image forming apparatus according to the present embodiment mainly includes a microprocessor (not shown) for executing the image forming process, and such microprocessor is detected by the temperature sensor 143 provided on the substrate 140. The temperature near the light emitting element 110 is detected by referring to the signal. Since the microprocessor is also equipped with a program for calculating the above-mentioned formula (2), if it is detected that the imaging deviation Δl of the exposure apparatus 100 has changed by more than ± 200 μm, the above-mentioned image forming process is stopped. Alternatively, ΔT1 is controlled by driving the fan 300 corresponding to the temperature control means.

【0075】帯電器21〜24は、像形成体1の感光体
層に対し所定の電位に保持された制御グリッドと放電ワ
イヤによるコロナ放電とによって帯電作用を行い、像形
成体1に対し一様な電位を与えるスコロトロン帯電器で
ある。
The chargers 21 to 24 perform a charging action on the photoconductor layer of the image forming body 1 by a control grid held at a predetermined potential and corona discharge by a discharge wire, and uniformly charge the image forming body 1. It is a scorotron charger that gives a high potential.

【0076】現像器31〜34は、イエロー(Y),マ
ゼンタ(M),シアン(C)および黒色(K)の一成分
あるいは二成分の現像剤をそれぞれ収容し、それぞれ像
形成体1の周面に対し所定の間隙を保って同方向に回転
する現像スリーブを備える。現像器31〜34が不図示
の突き当てコロにより像形成体1と所定の値、例えば1
00μm〜1000μmの間隙をあけて非接触に保た
れ、各色毎の現像器31〜34による現像作用に際して
は、現像スリーブに対し直流あるいはさらに交流を加え
た現像バイアスが印加され、現像器の収容する一成分或
いは二成分現像剤による非接触現像が行われて、透明な
導電層を接地する像形成体1に対してトナーと同極性の
直流バイアスを印加して、露光部にトナーを付着させる
非接触の反転現像が行われる。各色の補給用のトナーが
トナー補給槽81〜84より対応する色の現像器31〜
34に補給される。
The developing units 31 to 34 contain one-component or two-component developers of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K), respectively, and each of them surrounds the image forming body 1. A developing sleeve is provided which rotates in the same direction while maintaining a predetermined gap with respect to the surface. The developing devices 31 to 34 have a predetermined value, for example, 1 with the image forming body 1 by an abutting roller (not shown).
A non-contact state is maintained with a gap of 00 μm to 1000 μm, and during development by the developing devices 31 to 34 for each color, a developing bias in which a direct current or an alternating current is applied to the developing sleeve is applied to accommodate the developing device. Non-contact development with a one-component or two-component developer is performed, and a DC bias having the same polarity as that of the toner is applied to the image forming body 1 that grounds the transparent conductive layer, so that the toner does not adhere to the exposed portion. Contact reversal development is performed. Toners for replenishing each color are supplied from the toner replenishing tanks 81 to 84 with corresponding color developing devices 31 to 31.
34 is replenished.

【0077】[0077]

【発明の効果】請求項1から請求項3に記載の発明は、
上記構成を備えることにより、像形成体の強度を保持
し、露光装置からの発熱を抑えかつ組み立て容易な画像
形成装置を提供することができた。
The inventions according to claims 1 to 3 are:
With the above configuration, it is possible to provide an image forming apparatus that retains the strength of the image forming body, suppresses heat generation from the exposure device, and is easy to assemble.

【0078】請求項4から請求項6に記載の発明は、上
記構成を備えることにより、焦点の合った鮮明な画像を
形成できる画像形成装置を提供することができた。
The inventions according to claims 4 to 6 can provide an image forming apparatus capable of forming a focused and clear image by including the above configuration.

【0079】請求項7から請求項11に記載の発明は、
上記構成を備えることにより、色ずれを抑制してカラー
画像を形成することができる画像形成装置を提供するこ
とができた。
The inventions according to claims 7 to 11 are:
With the above configuration, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a color image while suppressing color misregistration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施の形態における画像形成装置の概略構成
を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to this embodiment.

【図2】本実施の形態における像露光装置の斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view of the image exposure apparatus according to the present embodiment.

【図3】像露光装置の要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts of the image exposure apparatus.

【図4】線状に発光素子を配列した基板を示した斜視図
である。
FIG. 4 is a perspective view showing a substrate in which light emitting elements are linearly arranged.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 像形成体 11〜14 像露光装置 21〜24 帯電器 31〜34 現像器 110 発光素子 120 屈折率分布型レンズアレイ 130 保持部材 140 基板 200 光学支持体 1 Image Forming Body 11-14 Image Exposure Device 21-24 Charging Device 31-34 Developing Device 110 Light Emitting Element 120 Gradient Index Lens Array 130 Holding Member 140 Substrate 200 Optical Support

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/01 112 H04N 1/036 (72)発明者 時松 宏行 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 小野寺 正泰 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 三浦 俊英 東京都小金井市緑町5丁目14番14号─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location G03G 15/01 112 H04N 1/036 (72) Inventor Hiroyuki Tokimatsu 2970, Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo Konica Stock Company (72) Inventor Masayasu Onodera 2970 Ishikawa-cho, Hachioji City, Tokyo Konica Stock Company (72) Inventor Toshihide Miura 5-14-14 Midoricho, Koganei-shi, Tokyo

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光素子を線状に基板上に配列した露光
光源と当該露光光源からのビームを像形成体表面に結像
し、像露光する結像素子が配設された露光光学系を前記
像形成体の内部に配置した画像形成装置において、前記
像形成体を1〜8mmの厚さに形成し、前記像形成体内
面と、結像素子端面との距離が0.5〜10mmである
ことを特徴とする画像形成装置。
1. An exposure optical system in which an exposure light source in which light emitting elements are linearly arranged on a substrate and an image forming element for forming an image of a beam from the exposure light source on the surface of an image forming body and exposing the image are provided. In the image forming apparatus disposed inside the image forming body, the image forming body is formed to have a thickness of 1 to 8 mm, and the distance between the inner surface of the image forming body and the end surface of the imaging element is 0.5 to 10 mm. An image forming apparatus characterized in that there is.
【請求項2】 前記発光素子に発光ダイオードを用い、
前記結像素子に屈折率分布型レンズアレイを用いること
を特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
2. A light emitting diode is used as the light emitting element,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a gradient index lens array is used as the image forming element.
【請求項3】 前記像形成体の内径φはφ=60〜18
0mmであることを特徴とする請求項1記載の画像形成
装置。
3. The inner diameter φ of the image forming body is φ = 60 to 18
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus has a length of 0 mm.
【請求項4】 発光素子を線状に基板上に配列した露光
光源と当該露光光源からのビームを像形成体表面に結像
し、像露光する屈折率分布型レンズアレイが配置された
露光光学系を有する画像形成装置において、下記の式を
満足することを特徴とする画像形成装置。 【数1】 ここで、ΔT1は発光素子近傍の温度の変動幅[K]で
あり、Rは前記像形成体の半径であり、Riは前記露光
光学系を構成する各部材の前記像形成体の半径方向の長
さ[μm]であり、αは前記像形成体を形成する透光性
基体の線熱膨張係数[℃-1]であり、αiは前記露光光
学系を構成する各部材の線熱膨張係数[℃-1]である。
4. An exposure optical system in which an exposure light source in which light-emitting elements are linearly arranged on a substrate and a gradient index lens array for image-exposing a beam from the exposure light source on the surface of an image forming body are arranged. An image forming apparatus having a system, which satisfies the following expression. [Equation 1] Here, ΔT1 is the fluctuation range [K] of the temperature near the light emitting element, R is the radius of the image forming body, and Ri is the radial direction of the image forming body of each member constituting the exposure optical system. The length is [μm], α is the linear thermal expansion coefficient [° C. −1 ] of the translucent substrate forming the image forming body, and αi is the linear thermal expansion coefficient of each member constituting the exposure optical system. [° C. -1 ].
【請求項5】 【数2】 の際に画像形成を停止することを特徴とする請求項4記
載の画像形成装置。
5. The equation 2 The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image formation is stopped at the time of the above.
【請求項6】 【数3】 を満足するようにΔT1を制御する温度制御手段を有す
ることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
6. The equation 3 The image forming apparatus according to claim 4, further comprising a temperature control unit that controls ΔT1 so as to satisfy the above condition.
【請求項7】 発光素子を線状に基板上に配列した露光
光源と、当該露光光源からの光で像形成体に潜像を形成
する露光光学系と、現像手段を複数組有し、前記像形成
体が像露光され、前記現像手段により前記像形成体上に
トナー像を形成することを順次繰り返すことにより前記
像形成体上にトナー像を重ね合わせて画像形成を行う画
像形成装置において、下記の式を満足することを特徴と
する画像形成装置。 αA×L×ΔT2≦1/2画素径[μm] ここで、αAは基板を形成するのに採用した材料の線熱
膨張係数[℃-1]であり、Lは基板の像形成体軸方向の
長さ[μm]であり、ΔT2は発光素子の近傍温度の2
0℃からの温度差[℃]である。
7. An exposure light source in which light emitting elements are linearly arranged on a substrate, an exposure optical system for forming a latent image on an image forming body with light from the exposure light source, and a plurality of sets of developing means are provided. An image forming apparatus for forming an image by superimposing a toner image on the image forming body by sequentially repeating the step of forming a toner image on the image forming body by the developing means after imagewise exposing the image forming body, An image forming apparatus satisfying the following formula. αA × L × ΔT2 ≦ ½ pixel diameter [μm] where αA is the linear thermal expansion coefficient [° C. −1 ] of the material used to form the substrate, and L is the image forming body axial direction of the substrate. Of the temperature [μm], and ΔT2 is 2 near the temperature of the light emitting element.
It is a temperature difference [0] from 0 ° C.
【請求項8】 前記基板は線熱膨張係数を20×10-6
-1以下である材料で形成したことを特徴とする請求項
7記載の画像形成装置。
8. The substrate has a linear thermal expansion coefficient of 20 × 10 −6.
The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming apparatus is formed of a material having a temperature of -1 or less.
【請求項9】 前記発光素子近傍の温度が0〜60℃の
範囲で使用することを特徴とする請求項7記載の画像形
成装置。
9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the temperature in the vicinity of the light emitting element is used in the range of 0 to 60 ° C.
【請求項10】 αA×L×ΔT2>1/2画素径[μ
m]の際に画像形成を停止することを特徴とする請求項
7記載の画像形成装置。
10. αA × L × ΔT2> 1/2 pixel diameter [μ
The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image formation is stopped at the time of [m].
【請求項11】 αA×L×ΔT2≦1/2画素径[μ
m]を満足するようにΔT2を制御する温度制御手段を
作動させることを特徴とする請求項7記載の画像形成装
置。
11. αA × L × ΔT2 ≦ 1/2 pixel diameter [μ
8. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the temperature control means for controlling ΔT2 is operated so as to satisfy m].
JP2770197A 1996-02-16 1997-02-12 Image forming device Pending JPH09277596A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6366304B1 (en) 1999-10-04 2002-04-02 Fujitsu Limited Thermal correction for image-forming exposure device and method of manufacturing the device
JP2010076223A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Casio Computer Co Ltd Aligner and method for controlling thereof
EP1701222A3 (en) * 2005-03-10 2014-05-21 Seiko Epson Corporation Line head module, exposure apparatus, and image forming apparatus

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