JPH09281771A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光光学系の発光部として使用されるＬＥＤ
アレイが、特定のＬＥＤに発光頻度が集中することによ
り、部分的に露光光量が不足となるのを防止する。 【解決手段】 イエロー，マゼンタ，シアン及び黒の各
色に対応する露光光学系のＬＥＤ１，２，３及び４それ
ぞれの発光頻度情報に基づいて、各色に対応する書込バ
ッファ１，２，３及び４それぞれに出力される各色の画
像信号の読み出しタイミングを遅延回路により所定時間
遅延して出力するよう制御して画像データを主走査方向
に移動し、それによって各ＬＥＤの所定した画素に発光
頻度が集中するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像形成体の周面に
複数の像露光手段と現像手段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形成する電子写真方式の
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
並びに現像を繰り返してカラー画像を形成する装置
（Ｂ）或いは同じく１つの感光体の一回転以内に各色毎
の帯電，像露光並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
云う制約がある。

【０００４】また装置（Ｃ）は高速の画像形成を可能と
するものの、感光体の一周内に帯電器，像露光手段と現
像器を複数組配設する必要があり、それ等の複数組の像
露光手段と現像器によって形成される各色のトナー像を
高い精度をもって重ね合わせることの出来る機能、性能
が要求される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】カラー画像形成装置の
像形成体の近傍に設ける複数の像露光手段としては複数
のＬＥＤをライン状に配列したＬＥＤアレイを発光体と
する露光光学系が多く使用されるが、同一画像の反復露
光あるいは類似画像の連続露光の場合にはＬＥＤアレイ
中の特定したＬＥＤの発光頻度が異常に高くなって、そ
のため発熱により特定のＬＥＤの性能が劣化して局部的
に光量不足を生ずる。また対応する感光体も疲労して感
光特性の低下が早まると云う問題がある。

【０００６】本発明はこの点を解決して改良した結果、
全ＬＥＤアレイ中の各ＬＥＤの発光頻度を平均化するこ
とによって、局部的な露光光量の低下と感光体の特性劣
化を防止し、常時適正な露光光量と感光特性とを保持す
ることにより、高品質の画像を長期に亘り形成すること
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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体の
近傍に複数の帯電手段、像露光手段、現像手段を配設
し、帯電、像露光及び現像を繰り返して前記像形成体上
にトナー像を重ね合わせて形成後、転写材に一括転写を
行うカラー画像形成装置において、前記複数の像露光手
段の内、何れかの特定色に対応する像露光手段の露光回
数が規定回数に達した時点において、前記複数の像露光
手段に対する全画像データを主走査方向に一様に移動さ
せることを特徴とするカラー画像形成装置（請求項１及
び３に係わる発明）、及び像形成体の近傍に複数の帯電
手段、像露光手段、現像手段を配設し、帯電、像露光及
び現像を繰り返して前記像形成体上にトナー像を重ね合
わせて形成後、転写材に一括転写を行うカラー画像形成
装置において、前記複数の像露光手段の内、少なくとも
１つ以上の像露光手段の露光により出力されるプリント
枚数が規定枚数に達した時点において、前記複数の像露
光手段に対する全画像データを主走査方向に一様に移動
させることを特徴とするカラー画像形成装置（請求項２
及び３に係わる発明）によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の各実施の形態の説明に先
立ち、各発明に共通するカラー画像形成装置の構成を図
１，図２及び図３によって説明する。

【０００９】１０はドラム状の像形成体即ち感光体ドラ
ムで、光学ガラス若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円筒状の基体の外周に透明導電
層，有機感光層（ＯＰＣ）を塗布したものである。

【００１０】前記感光体ドラム１０は一方の端部のフラ
ンジ１０Ａが後述するカートリッジ３０の備えるガイド
ピン３０Ｐによって軸受支持され、他方の端部のフラン
ジ１０Ｂが装置本体の基板４０の備える複数のガイドロ
ーラ４０Ｒに外嵌して外周の歯車１０Ｇを駆動歯車４０
Ｇに噛合し、その動力により前記の透明導電層を接地し
た状態で時計方向に回転される。

【００１１】１１は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。

【００１２】１２は感光体ドラム１０の軸方向に配列し
たＬＥＤと等倍撮像系のセルフォックレンズとから構成
される露光光学系で、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。

【００１３】前記の各露光光学系１２は何れも装置本体
の基板４０に対しガイドピン４０Ｐ１を案内として固定
した円柱状の支持部材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。

【００１４】１３Ｙないし１３Ｋはイエロー（Ｙ），マ
ゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びＫ（黒色）の各現像剤
を収容する現像器で、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。

【００１５】前記の各現像器は、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。

【００１６】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。

【００１７】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或いは
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。

【００１８】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タの始動により前記の駆動歯車４０Ｇ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。

【００１９】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
即ちイエロー（Ｙ）の画像信号に対応する電気信号によ
る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。

【００２０】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。

【００２１】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の色信号即ちマゼンタ（Ｍ）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
形成していく。

【００２２】同様のプロセスにより帯電器１１（Ｃ）、
露光光学系１２（Ｃ）及び現像器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、また帯電器１１（Ｋ）、露光光学系１２（Ｋ）及び
現像器１３（Ｋ）によって第４の色信号に対応する黒色
（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。

【００２３】これ等各露光光学系による感光体ドラム１
０の有機感光層に対する露光はドラムの内部より前述し
た透明の基体を通して行われる。従って第２，第３及び
第４の色信号に対応する画像の露光は何れも先に形成さ
れたトナー像の影響を全く受けることなく行われ、第１
の色信号に対応する画像と同等の静電潜像を形成するこ
とが可能となる。なお各露光光学系１２の発熱による感
光体ドラム１０内の温度の安定化及び温度上昇の防止
は、前記支持部材２０に熱伝導性の良好な材料を用い、
低温の場合はヒータ２０１を用い、高温の場合はヒート
パイプ２０２を介して外部に放熱する等の措置を講ずる
ことにより支障のない程度迄抑制することができる。ま
た各現像器による現像作用に際しては、それぞれ現像ス
リーブ１０に対し直流或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
分現像剤によるジャンピング現像が行われて、透明電導
層を接地する感光体ドラム１０に対して非接触の反転現
像が行われるようになっている。

【００２４】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紙に転写される。

【００２５】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。

【００２６】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若しくは
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。

【００２７】前記の感光体ドラム１０、各帯電器１１、
各現像器１３とさらにクリーニング装置１９はカートリ
ッジ３０に収容され一体化された状態で露光光学系１２
を有する支持部材２０を残して装置本体内に着脱出来る
ように構成されている。

【００２８】即ちカートリッジ３０は装置本体の側面に
挿脱可能に設けた図３に示す架台５０に収納して装置内
部に着脱される。

【００２９】着脱時に支持部材２０を残す構成は、ヒー
タ２０１、ヒートパイプ２０２、ＬＥＤを動作させるリ
ード線２０３や光学系１２を感光体の回動や感光体の着
脱にもかかわらず支持部材２０に固定しておくことがで
きる特長を有している。又以下に記す様に感光体ドラム
１０の軸心を決めるのに利用することもできる。

【００３０】装着時は前記架台５０は側板５０Ａと一対
の支持台５０Ｂとから成り、カートリッジ３０を載置し
かつ係止状態として本体内部のガイドレール５１に沿っ
て水平方向にスライドされる。

【００３１】前記架台５０は装置内部への挿入に当たり
カートリッジ３０内の感光体ドラム１０を支持するガイ
ドピン３０Ｐを前述した露光光学系１２を取り付ける支
持部材２０に係合し、これに前後してフランジ１０Ｂを
前述した基板４０側のガイドローラ４０Ｒに外嵌した上
で締付ネジ５２を固定手段として側板５０Ａを装置本体
の突当部５３に密着し固定される。それによって画像形
成部に対する前記感光体ドラム１０の軸心並びに軸方向
の中心位置が決定される。

【００３２】また脱装時は前記架台５０は装置内部より
引き出されると、感光体ドラム１０が前記の各露光光学
系１２を取り付ける支持部材２０より離脱した位置でス
ライドが停止されてガイドレール５１により支持状態と
される。

【００３３】架台５０の引き出しにより基板４０の備え
る前記のガイドローラ４０Ｒとの嵌合を外れる感光体ド
ラム１０のフランジ１０Ｂは、カートリッジ３０が一体
に形成する数箇所の折り返し部３０Ａによって支持され
てほぼ挿入時と同じ軸心位置を維持する。従って架台５
０の再度の挿入に際しフランジ１０Ｂは前記のガイドロ
ーラ４０Ｒに容易に外嵌して感光体ドラム１０を正規の
軸心位置に設定する。

【００３４】次に本発明の各実施の形態を図４及び図５
によって示す。

【００３５】前記の画像形成装置とは別体の画像読み取
り装置において読み取られた画像データは一旦画像メモ
リに格納され、ＣＰＵにより画像メモリから電気信号と
して読み出しタイミング制御回路を経てＹ，Ｍ，Ｃ及び
Ｋの各色に対応する書き込みバッファ１，２，３及び４
に入力されて露光光学系１２の各色に対応するＬＥＤ
１，２，３及び４を所定時間の経過を追って順次発光さ
せる。

【００３６】請求項１に係わる発明においては、前記各
ＬＥＤ１，２，３及び４にはそれぞれ露光回数を検知す
るセンサが設けられていて、検出された露光回数の情報
がＣＰＵに入力され、入力された露光回数は加算され、
加算された露光回数はメモリされるようになっている。

【００３７】各ＬＥＤの何れかの発光頻度すなわち規定
時間内における発光回数が規定回数に達した場合に、Ｃ
ＰＵにより画像信号が遅延回路を経て各書き込みバッフ
ァに出力されて各ＬＥＤに対する画像信号が主走査方向
に一様に所定のドット数だけ遅延した形でシフトされ
る。これによる画像シフト量は左右に０〜３ｍｍ程度と
することが転写材とのずれで許容される。

【００３８】また請求項２に係わる発明においては、前
記の画像形成装置にはプリント枚数を積算する度数計が
設置されていて、積算されたプリント枚数の情報がＣＰ
Ｕに入力されるようになっている。

【００３９】度数計により積算されたプリント枚数が規
定枚数に達した時点で、ＣＰＵより遅延回路へ指示が出
力され、画像信号は遅延回路を経て各書き込みバッファ
に出力されて、各ＬＥＤに対する画像信号が主走査方向
に一様に所定ドット数だけ遅延した形でシフトされる。

【００４０】その結果、各ＬＥＤは特定したＬＥＤのみ
に発光頻度が集中するのを回避されて、その結果発熱に
よる光量低下等の局部的な性能の劣化が防止され、一方
感光体についても露光が特定した部分にのみ集中するこ
となく平均化されるので、疲労が平均化されて軽減さ
れ、感光体寿命も長くなることとなる。

【００４１】さらに前述した各ＬＥＤの発光頻度情報あ
るいはプリント回数情報の入力によりＣＰＵから給紙カ
セット１５に対する給紙と直交する方向への移動信号が
出力されて、転写紙Ｐが感光体ドラム１０の軸方向にシ
フトされる。それによって、画像のシフト量を大きく左
右に０〜５０ｍｍ程度までとることができる。画像信号
のシフトにより主走査方向に移動した感光体ドラム１０
上のトナー像に対し、転写紙Ｐも主走査方向に同量だけ
移動して正対される。このことにより画像信号の遅延に
も拘わらず転写紙Ｐ上には何れの影響もなく、シフト前
と同じ状態で転写紙Ｐ上には良質の画像データが記録さ
れる。

【００４２】給紙カセット１５は図５に示すようなカセ
ット台１５０に載置して画像形成装置に対する給紙位置
に設定される。

【００４３】図５（ａ）は前記のカセット台１５０の縦
断面図、図５（ｂ）はその底面図を示したもので、カセ
ット台１５０は底面に突起部１５０Ａと１５０Ｂを形成
していて、突起部１５０ＡをステッピングモータＭにフ
ランジ部材Ｆを介して接続する回動軸２００のネジ部２
００Ａを回動可能に螺合し、突起部１５０Ｂを前記回動
軸２００の端部に嵌合し、一方では側端部を装置本体の
底板によって受けて支持されている。

【００４４】前述した各ＬＥＤの発光位置の所定量のシ
フトとともに、ＣＰＵから給紙カセット１５へは所定量
の移動信号が出力されて、前記のステッピングモータＭ
の動力により前記の回動軸２００が回転してネジ部２０
０Ａのリード量によりカセット台１５０が給紙方向に対
する直角方向、すなわち感光体ドラム１０の軸方向に平
行移動される。

【００４５】前記のステッピングモータＭの回転数は各
ＬＥＤに対する画像データのシフトの量と前記のネジ部
２００Ａのリード量から決定されるもので、それにより
転写紙Ｐは感光体ドラム１０の軸方向に移動して形成さ
れる周面上のトナー画像を所定の位置に正しく転写して
記録することが出来る。なおＬＥＤの発光位置のシフト
量が少量（例えば±３ｍｍ以内）の場合は、カセット台
１５０の移動を省略することもできる。

【００４６】本発明においてシフトするタイミングとし
て一律に像露光手段の露光回数やプリント枚数とした
が、さらに動作中での積算や初期からの積算に対して各
々シフトするタイミングを独立に設定することが好まし
い。即ち、一時的な疲労と積算した劣化状態が異なるこ
とから、両者の各積算量から予めシフトされるテーブル
を作っておき、これに基づいてシフト頻度を決定するこ
とがより好ましい結果を与える。

【００４７】なお本実施例はカラー画像露光の場合につ
いて説明した。カラー画像の場合には疲労によりカラー
バランスがくずれ、画質が著しく低下するので、本発明
の効果は大である。

【００４８】

【発明の効果】本発明により、露光光学系の発光部とし
て使用されるＬＥＤアレイが、発光に際して各ＬＥＤの
発光頻度がアレイ全体にわたって均等化されることとな
り、その結果特定のＬＥＤの性能劣化による露光光量の
不足や感光体の特定部分の疲労による画質の劣化が回避
されて、長期にわたり高品質の画像を形成することの出
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】画像形成部の断面構成図。

【図３】画像形成部の着脱形式を示す斜視図。

【図４】露光光学系の発光タイミングの制御回路図。

【図５】給紙カセットの移動機構を示す説明図。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム 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 １９ クリーニング装置 １５０ カセット台 １５０Ａ，１５０Ｂ 突起部 ２００ 回動軸 Ｍ ステッピングモータ Ｐ 転写紙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成体の近傍に複数の帯電手段、像露
   光手段、現像手段を配設し、帯電、像露光及び現像を繰
   り返して前記像形成体上にトナー像を重ね合わせて形成
   後、転写材に一括転写を行うカラー画像形成装置におい
   て、 前記複数の像露光手段の内、何れかの特定色に対応する
   像露光手段の露光回数が規定回数に達した時点におい
   て、前記複数の像露光手段に対する全画像データを主走
   査方向に一様に移動させることを特徴とするカラー画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 像形成体の近傍に複数の帯電手段、像露
   光手段、現像手段を配設し、帯電、像露光及び現像を繰
   り返して前記像形成体上にトナー像を重ね合わせて形成
   後、転写材に一括転写を行うカラー画像形成装置におい
   て、 前記複数の像露光手段の内、少なくとも１つ以上の像露
   光手段の露光により出力されるプリント枚数が規定枚数
   に達した時点において、前記複数の像露光手段に対する
   全画像データを主走査方向に一様に移動させることを特
   徴とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記画像データの移動量に応じて転写材
   の給紙位置が移動されることを特徴とする請求項１又は
   ２記載のカラー画像形成装置。