JPH1024619A - 画像形成装置 - Google Patents
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- JPH1024619A JPH1024619A JP18204596A JP18204596A JPH1024619A JP H1024619 A JPH1024619 A JP H1024619A JP 18204596 A JP18204596 A JP 18204596A JP 18204596 A JP18204596 A JP 18204596A JP H1024619 A JPH1024619 A JP H1024619A
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Abstract
の熱膨張の差から生ずる色ずれを防止する。 【解決手段】 画像形成時以外の時に発光素子を点灯さ
せ、複数本の記録ヘッドの熱膨張の大きさを均一にす
る。
Description
子アレイを備えたデジタルカラー画像形成装置に関する
ものである。
段(例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の
現像器、感光体等)を備えたカラー複写機は、ベルト状
の転写媒体104の上面に記録ヘッド及び潜像形成手段
を一定間隔で横一列に並べており、給紙部から送られて
きた記録紙が転写媒体により搬送され感光体上のトナー
像を順次記録紙上に転写することで画像を形成する。ま
た、記録ヘッドは図6に示すように1つの基板上に発光
素子アレーチップとその駆動ICチップが実装され、発
光アレーチップとその駆動IC間はワイヤーボンディン
グで接続するように構成されている。そして発光素子ア
レーチップや駆動ICチップで発生した熱は図6に示す
放熱板で放熱している。この記録ヘッドは発光素子アレ
ーチップと駆動IC及びコネクタから構成されている。
発光素子アレーチップには発光部が複数列状に配列さ
れ、それぞれ駆動ICと接続するため1対1の配線パッ
トを有している。駆動ICにもそれぞれの発光素子に対
応する配線パッドを有しており、駆動ICから発光を制
御することにより発光素子のそれぞれを制御することが
可能である。発光素子チップと駆動IC間は一般にワイ
ヤーボンディングで配線されている。
は、発光素子アレーチップや駆動ICチップで発生した
熱による熱膨張により記録ヘッド全体、あるいは部分的
に伸びを生じ主走査方向の倍率が変わったり色ずれが発
生するといった問題があった。また、温度差により各発
光素子の発光量が変動し、温度変動や濃度ムラといった
画像不良が発生すると言った問題があった。
を連続的に作成した場合には、部分的な昇温を生じさ
せ、色ズレや濃度ムラといった問題が顕著に発生した。
直後にフルカラー画像を得ようとした場合などには、ブ
ラック用の画像形成手段の記録ヘッドのみが昇温してお
り、他の記録ヘッドとの伸びの違いから、大きな色ズレ
が発生してしまっていた。
熱膨張係数の低い高価な材料を使用したり放熱板を大型
化するなどしていたためコスト高になっており装置の小
型化の妨げにもなっていた。
決するために、画像形成時以外のタイミングで、画像形
成に寄与しない条件下において各素子を点灯させるよう
制御し、各記録ヘッドを一定の温度に均一に昇温させて
おく。これにより、倍率の変化や色ズレ、あるいは濃度
変動や濃度ムラといった画像不良を抑制することがで
き、装置を安価にかつ小型に構成できる。
略構成図である。用紙カセット101に積載されたコピ
ー用紙Pは、給紙装置102によって1枚づつ繰り出さ
れレジストローラ103へ搬送される。レジストローラ
103は、画像形成とのタイミングを同期させてコピー
用紙Pを転写部へと送り出す。コピー用紙Pは転写ベル
ト104上に吸着され矢印A方向へ移動する。この間、
YMCK各色の画像が次々に転写され、コピー用紙P上
にはフルカラー画像が形成される。転写ベルト104の
左端部にまで到達したコピー用紙Pは転写ベルト104
から分離して搬送ガイド105上を移動し、定着装置1
06によって画像が定着された後に排紙トレイ107上
に排出される。
する。
ゼンタ画像形成部、319はシアン画像形成部、320
はブラック画像形成部で、それぞれの構成は同一なので
イエロー画像形成部317を詳細に説明し、他の画像形
成部の説明は省略する。
2は感光ドラムで、LEDアレー210からの光によっ
て、その表面に潜像が形成される。321は一次帯電器
で、感光ドラム342の表面を所定の電位に帯電させ、
潜像形成の準備をする。322は現像器で、感光ドラム
342上の潜像を現像して、トナー像を形成する。な
お、現像器322には、現像バイアスを印加して現像す
るためのスリーブ346が含まれている。323は転写
帯電器で、転写ベルト104の裏面から放電を行い、感
光ドラム342上のトナー像を、転写器で、転写ベルト
104の裏面から放電を行い、感光ドラム342上のト
ナー像を、転写ベルト104上のコピー用紙Pへ転写す
る。
板上に複数の発光素子を有するLEDチップが複数個実
装されたもので、紙送り方向と直角方向に配列するよう
取付けられている。各素子は、電気信号としての画像情
報により、点灯するか否かが決定され点灯した素子に対
応する感光ドラム上に潜像が形成されるものである。
送方向に延びる2本の帯状の画像を形成する場合を考え
る。このときLEDアレー上の各発光素子は、画像部に
担当する位置の発光素子は点灯し、非画像部に相当する
位置の発光素子は消灯する。このような画像を連続的に
作成した場合、従来例に於いては、図7(b)に示した
ように発光素子が点灯している部分のみ昇温しその部分
の基板に伸びが生じる。その結果、画像の倍率が変動し
たり位置ズレが起こったりする(Δd1 、Δd2 )。こ
の状況が複数本のLEDアレー210、211、21
2、213で生じると色ズレとなる。また、昇温により
発光素子の発光量が−1%/deg程度減少するため、
1枚めに比べN枚めでは画像の濃度に差が生じる。ま
た、もし仮にN枚めの直後に全面ベタ画像を作成すれ
ば、局所的に昇温した部分と、その他の部分では画像濃
度に差が生じ濃度ムラが発生する。
の形態に於ては次に示すような動作を行なう。すなわち
まず、画像形成動作を実施する前のタイミングに各LE
Dアレー210、211、212、213の各発光素子
を全て均一に点灯させる。これにより各発光素子はほぼ
均一に昇温する。図1は本発明に用いたLEDアレーの
発光素子の昇温の様子を横軸に時間、縦軸に温度をとっ
て示したものである。発光素子を点灯させると、時間の
経過とともに自己昇温により曲線Aに沿って温度が上昇
し、約15deg程度上昇したところで一定の温度を保
つようになる(T℃)。一般に複写機等の画像形成装置
においては、オペレーターがスタートボタンを押してか
ら、感光ドラム上に潜像が形成されるまでの間に数秒〜
十数秒程度の時間がある。この時間に感光体の表面電位
が安定するように画像露光用ではないLED(不図示)
で光を当てたり、あるいはチャージャー(不図示)でバ
イアスを印加して除電している。この前回転の間に画像
露光用の各発光素子を点灯させて温度Tに近づけておけ
ば、その後の画像形成中に発光素子が点灯しても温度上
昇の巾は小さく(曲線)、従来例のような問題は発生
しない。
像のパターンによっては、当然ながら点灯しない発光素
子も存在する。その場合、点灯しない発光素子の温度は
低下し曲線に示したように温度が変化し、曲線に示
される発光素子との間に温度差が生じてしまう。そこ
で、本実施の形態においては、複数枚の画像形成を連続
的に行なう場合には、N−1枚目とN枚目との間のタイ
ミング(紙間)で各LEDアレー210、211、21
2、213の各発光素子を全て均一に点灯させる(図
8)。すると画像形成中に点灯せず、図1の曲線に示
すようにいったん温度が下がってしまう発光素子も紙間
で点灯することによって再び昇温し、常に温度Tに近づ
くようになる。これにより、各発光素子の温度は常に温
度T近傍に維持されるようになる。また、各発光素子を
紙間で発光させる動作は紙間毎に毎回実施しても良く、
あるいは数回おきに実施しても同様の効果が得られる。
グ、すなわち前回転や紙間で画像露光用の発光素子を点
灯させる場合には、感光ドラム342、343、34
4、345の表面電位に対して現像装置322、32
5、328、331の電位を制御し現像はされないよう
にしている。
感光ドラムの表面電位を示した図である。例えばイエロ
ー画像形成部317において、先に説明した様に、一次
帯電器321の作用によって感光ドラム342の表面電
位は−700Vに帯電される(図3−(a))。次に画
像情報に従ってLEDアレー210上の画像部に対応す
る所定の位置の発光素子を点灯させると点灯した位置に
対応する感光ドラム表面の電位が−300Vに持ち上げ
られる。ここで、現像スリーブ346に印加する現像バ
イアスを−500Vに設定したとすると、図3(b)の
斜線部に示すように、マイナスの電荷が付与されたトナ
ーは、感光ドラム上の−300Vの電位領域のみに現像
され−700Vの電位領域には現像されない。このよう
にして所望の画像を得ることができる。以上が通常の画
像形成時の感光ドラムの表面電位と現像バイアスとの関
係であるが、本例において画像形成中以外のタイミング
で発光素子を点灯させる場合には、図3(c)に示すよ
うに現像バイアスを設定する。すなわち、LEDアレー
210の点灯によって感光ドラム342の表面電位は全
域にわたり−300Vに帯電される。通常の画像形成中
は−500Vに設定されている現像バイアスを画像形成
中以外のタイミングで発光素子を点灯させる時にドラム
表面電位−300Vと0Vとの間、例えば−150Vに
現像バイアスを変更して印加する。そうすると、ドラム
表面電位が−300Vに帯電されいわゆる潜像が形成さ
れていても実際に現像されることはない。
る。
ての発光素子を点灯させたが、いくつかの発光素子を選
択的に点灯させても構わない(図4)。すなわち、作像
中の画像情報に従って各々の発光素子が点灯した頻度を
算出し、ある一定の頻度以上点灯したか否かによって紙
間で消灯したり点灯したりさせる。作像中に一定の頻度
以上点灯した発光素子は充分に昇温しているので、紙間
では消灯させても発光素子の温度は温度T近傍に推持さ
れる。一方、作像中に一定の頻度以上点灯しなかった発
光素子の温度は低下してしまっているので、紙間におい
て点灯させて昇温させ、温度Tに近づくようにしてお
く。これにより、より少ない消費電力によって全ての発
光素子を温度Tの近傍に維持することができる。
る。
ば黒色の単色画像を連続的に数枚作成した直後にフルカ
ラーの画像を作成する場合について説明する。
成部320において、実施例1に示したものと同一のプ
ロセスによって、画像形成が行なわれる。すなわち画像
情報に従ってLEDアレー213の発光素子が点灯し、
感光ドラム345の表面に潜像が作成されこれが現像・
転写される。一方、イエロー画像形成部317、マゼン
タ画像形成部318、シアン画像形成部319において
は画像形成は行なわれない。
成のために点灯するので適度に昇温し温度Tに近づいて
いる。この間、イエロー、マゼンタ、シアン用LEDア
レー210、211、212には画像情報が送られない
が、画像露光用発光素子を点灯させるようにする。通常
ACS(オートカラーセレクション)機能により、原稿
がブラック単色である、あるいはフルカラーであるかが
画像形成前に判断されているので、ブラック単色の場合
にはイエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部317、
318、319において現像・転写等の画像形成プロセ
スが行なわれない状態で各発光素子を点灯させるよう制
御するものである。
LEDアレー210、211、212もブラック用LE
Dアレー213と同程度に昇温し、温度Tに近づくよう
になる。
画像を作成してもイエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クのLEDアレー210、211、212、213はほ
ぼ均一に昇温しており、すなわち各LEDアレーが各々
別々の熱膨張をすることにより発生する色ズレやあるい
は濃度ムラを抑制することができる。
ることにより、より有効な効果を発揮することは言うま
でもない。
る。
プロセスによって画像形成の第1段階において、一次帯
電器321の作用により感光ドラム342の表面電位
は、例えば−700Vに帯電されている(図5−
(a))。
上の画像部に対応する所定の位置の発光素子を点灯させ
ると、点灯した位置に対応する感光ドラムの表面電位が
−200Vに持ち上げられる。一方、非画像部に対応す
る位置の発光素子は弱い発光量で点灯させる。具体的に
は図6に示すLEDチップに接続される駆動ICによっ
て電流または電圧を低く設定して与えればよい。このよ
うにして弱い発光量で点灯した発光素子に対応する位置
の感光ドラム表面の電位は、例えば−550Vに帯電さ
せられる。ここで図5−(b)に示すように現像バイア
スを発光素子の通常の発光量により帯電させられる感光
ドラム表面電位−200Vと弱い発光量により帯電させ
られる感光ドラム表面電位−550Vとの間、例えば−
400Vに設定しておけば図中斜線部分、すなわち感光
ドラムの表面電位が−200Vの領域のみが現像され所
望の画像が得られる。
対応する位置の発光素子も弱い発光量ながら点灯するの
で、消灯することによる温度低下をまぬがれ、常に温度
T近傍を維持することが可能となる。
画像形成時以外のタイミングでも、記録ヘッドの発光素
子を点灯させたり、画像形成に寄与しない弱い光量で点
灯させるよう制御することによって各発光素子の温度を
常に一定に保つことができ、したがって、倍率の変化や
色ズレあるいは濃度変動や濃度ムラをおさえ、また装置
を安価にかつ小型に構成できる。
示した図。
た図。
図。
た図。
Claims (6)
- 【請求項1】 複数の発光素子を備えた記録ヘッドを複
数本有し、画像情報に応じて複数の発光素子が選択的に
発光し画像形成する画像形成装置において、 画像形成時以外のタイミングでも前記発光素子を発光さ
せることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記各記録ヘッドは、画像形成動作開始
以前に各々が全点灯することを特徴とする請求項1に記
載の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記各記録ヘッドは、複数枚の連続的な
画像形成動作中において、N−1枚目の画像形成動作時
とN枚目の画像形成動作時との間に各々が全点灯するこ
とを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 複数の発光素子で構成した記録ヘッドを
複数本備えた画像形成装置において、 画像情報の記録手段及び演算手段を有し、 前記各記録ヘッドは、複数枚の連続的な画像形成動作中
において、N−1枚目の画像形成動作時とN枚目の画像
形成動作時との間に、各々の各素子が選択的に点灯する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項5】 複数の発光素子で構成した記録ヘッドを
複数本備えた画像形成装置において、 任意の記録ヘッドを点灯させて画像形成を行なっている
ときに他の記録ヘッドは、画像形成に寄与しない条件下
で点灯することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項6】 複数の発光素子で構成した記録ヘッドを
複数本備えた画像形成装置において、 各発光素子は少なくとも2段階の発光量を有し、 第1の発光量により規定される感光体表面電位と、 第2の発光量により規定される感光体表面電位との間
に、 現像時に印加する電圧の値を設定したことを特徴とする
画像形成装置。
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