JP2978571B2

JP2978571B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2978571B2
Application number: JP3024193A
Authority: JP
Inventors: 行男野口
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH04240630A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカラー複写機等の画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機においては、原稿を照明するため
に照明装置には光力の大きなランプが用いられている。
この照明装置の発光ランプによる発熱エネルギ−は大き
く、特に、発光ランプにハロゲンランプを使用して露光
処理を行うカラ−複写機においては、光量を多く必要と
し、その発熱エネルギ−が一層多くなければ、感光体の
感度特性、色分解フィルタの分光透過率による適正な露
光量が得られない。そのため、感光体の線速を遅くし
て、露光量を少なくさせることにより、発光ランプの発
熱エネルギ−を少なくさせることも考えられるが、一枚
当たりの複写速度が遅くなり、また、単位時間当たりの
複写枚数も少なくなるために、複写効率が低下してしま
う。

【０００３】また、走行ユニットに冷却ファンを搭載
し、発光ランプを冷却することも行われている（例え
ば、実開昭６２−１０９１５７号公報に開示されてい
る）。この場合、冷却ファンの冷却容量を大きくして冷
却風を強くすると、機械内外からのトナ−や粉塵等が浮
遊しやすくなり、それらが感光体やコンタクトガラス、
レンズ系、ミラ−系などに付着するとコピ−画像に悪影
響を及ぼすことになる。このため、発光ランプの発熱エ
ネルギ−（電力）を急激に下げることは望ましくない。
従って、カラ−複写機においては、感光体の感度、色分
解フィルタの分光透過率により適正な露光量を得るため
には、発光ランプを広範囲なランプ電力に可変できるよ
うにし、十分な光量範囲を持つものとすることが必要と
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術にあっては、発光ランプが広範囲なランプ電
力を持つようにすると、発光ランプの発熱エネルギ−も
変化するため、冷却ファンの風量によっては、ハロゲン
ランプのバルブの管壁温度により、適正なハロゲンサイ
クルが働かなくなり、黒化やフィラメントの溶断が起こ
りやすくなる。その結果、ハロゲンランプの寿命を著し
く低下させ、頻繁な部品交換が必要になると共に、サ−
ビスコストもかかるという問題が生じる。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、ランプのハロゲンサイクルの維持を図り、コンタ
クトガラスの温度上昇の抑制を可能にすることを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、複数のハロゲンランプによって構成され
ると共に原稿の読取部を照明する発光ランプと、該発光
ランプの光を原稿方向へ反射させる反射板と、及び前記
読取部からの反射光を光学系へ反射させるミラー機構と
を搭載した搬送部材を備え、像担持体上に前記原稿に応
じた、少なくともＲ露光、Ｇ露光、及びＢ露光を行って
フルカラー画像を形成すべく、各露光のために、各露光
毎に前記搬送部材を前記原稿に対して相対移動させて前
記発光ランプにより前記原稿を照明する画像形成装置に
おいて、前記発光ランプ及び前記反射板の各々を冷却す
べく前記搬送部材の移動範囲の一端の近傍に配設される
送風手段と、前記発光ランプの駆動を制御すると共に、
前記送風手段の送風量を前記発光ランプの駆動状況に応
じて可変する制御手段とを備え、前記制御手段は、Ｂ露
光に対応する前記搬送部材の相対移動の際には、Ｒ及び
Ｇ露光に各々対応する前記搬送部材の相対移動の場合に
比して、前記発光ランプの光量を大きくする共に、前記
送風手段の送風量を大きくするように制御する画像形成
装置を提供するものである。

【０００７】

【作用】本発明による画像形成装置にあっては、発光ラ
ンプの駆動状況に応じて相違する発熱エネルギーに応じ
て送風手段の送風量が切り替えられる。従って、発光ラ
ンプは常に適正に保たれ、ランプの黒化による原稿面の
配光分布及び露光分布の光量むらに起因して発生する異
常画像、フィラメントの断線などを低減し、寿命延長及
び部品交換の低減を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明による画像形成装置及び
これを採用したカラ−複写機を示す概略構成図である。
図１に示すように、カラ−複写機には、コンタクトガラ
ス１１６に載置された原稿を照明する照明装置１０１、
照明による原稿からの反射光を露光位置側へ反射させる
ミラー部材１０２、投影レンズを保持したレンズキャリ
ッジ１０３、色分解手段として色分解フィルタ１０４、
投影レンズ及び色分解フィルタ１０４を介して露光が行
われる感光体ドラム１０５、色分解の黒色に対応して現
像を行うための黒現像器１０６、黒以外のグリーン、ブ
ルー、レッドの各色を現像するためのカラー現象器１０
７、除帶電器１０８、転写済みの感光体表面の残留トナ
ーを除去するための感光体クリーニング装置１０９、転
写用のシート（記録用の普通紙など）が巻き付けられる
転写ドラム装置１１０、転写済みの記録紙にトナー像を
定着させるための定着装置１１１、転写ドラム装置１１
０へ指定の用紙を１枚単位で供給するための給紙装置１
１２、モータやソレノイドなどの各種駆動部材及び照明
装置１０１などを統括制御するための制御部１１３、各
部材及び回路に電源を供給するための電源部１１４、照
明装置１０１のランプやコンタクトガラスを冷却するた
めの照明冷却ファン１１５などが設けられている。

【０００９】図２は照明装置の主要部を示す平面図、図
３は図２に示した照明装置の側面断面図、図４は図２に
示した照明装置の側面図である。原稿に対向する部位に
は、発光ランプ２０１、主反射板２０２、対向反射板２
０３、第１ミラー３０１がコンタクトガラス１１６に対
向して設けられている。図２に示すように、横一列に並
べられた複数の発光ランプ２０１は、発光ランプ２０１
の下部に位置する楕円曲線の主反射板２０２と、これに
続く上方の上側反射板３０２との間に設けた開口部３０
３を通って、その軸線が光学スキャン方向に平行に挿入
され、主反射板２０２、上側反射板３０２の各焦点面に
発光部分が位置されるように取り付けられている。発光
ランプ２０１よりの光において、主反射板２０２よりの
反射光は直接コンタクトガラス１１６上のスリット状照
射部３０４に到るが、上側反射板３０２よりの反射光
は、主反射板２０２の先端に形成された対向反射板３０
５により反射して、同じくスリット状照射部３０４に到
着するように上側反射板３０２も楕円曲線にされてあ
る。

【００１０】尚、コンタクトガラス１１６上の原稿から
の反射光は、主反射板２０２及び対向反射板２０３の間
の段状部に設けられたスリット２１６を通り、板バネ３
０６により固定された第１ミラーを介してレンズ系に導
かれ、更に色分解フィルタなどを介して感光体ドラム１
０５上に投影される。また、２０３は遮光板であり、２
０４は照度補正板であり、主反射板２０２、対向反射板
３０５及び上側反射板３０２と共にスキャナ本体２０５
（搬送部材）に止ネジ２０６により固定されている。更
に、２０７はスキャナガイドロッド、２０８は側反射
板、２０９はランプ給電ケーブル、２１０はガイドレー
ル、２１１は発光ランプ２０１を固定するためのプリン
ト基板、２１２は照明部支持体である。

【００１１】図５は照明ランプ用プリント基板の平面図
である。本実施例においては、発光ランプ２０１は照明
ランプ用プリント基板２１１に図２に示すように横一列
に配列されており、図５に示すようなプリント基板２１
１のプリント回路５０１上のピン接続穴５０２にランプ
ピン端子２１３を挿入接続し、半田付けなどにより固定
した状態になるよう、主反射板２０２を止めネジ２０６
にて固定した照明部支持体２１２にスペーサ２１４を介
して段付ネジ２１５により発光ランプ軸線が光学スキャ
ン方向と平行になるように固定されている。

【００１２】発光ランプ２０１は、図２に示すように、
光軸ＸーＸに合致させて固定した発光ランプＬ１０４を
中心として左右対称位置に各々間隔Ａ、Ｂ、Ｃの位置に
発光ランプＬ１０１、Ｌ１０２、Ｌ１０３、Ｌ１０５、
Ｌ１０６、Ｌ１０７より構成される１群の発光ランプ
と、光軸ＸーＸに対して左右対称位置に各々間隔ａ、
ｂ、ｃの各位置に配置したＬ２０１、Ｌ２０２、Ｌ２０
３、Ｌ２０４、Ｌ２０５、Ｌ２０６より構成される１群
の発光ランプとの２群の発光ランプから構成されてい
る。

【００１３】図６は２群の発光ランプを駆動するための
制御装置の詳細を示す回路図である。予め設定されたプ
ログラムに従って各種の処理を実行するＣＰＵ（中央処
理装置）６０１には、発光ランプＬ１０１〜Ｌ１０７及
びＬ２０１〜Ｌ２０６を点灯させるためのハロゲンラン
プ制御装置６０２及び照明冷却ファン１１５を駆動する
ためのファン駆動回路６０３が接続されている。このよ
うに、発光ランプＬは、あらゆる条件下で必要とする照
明分布が得られるよう配置されてある。尚、この制御構
成の詳細については、例えば、特願昭６１ー４２９９８
号中に記載がある。

【００１４】本発明におけるハロゲン発光ランプのＷ
（ワット）数の一例を示せば、次のようになる。即ち、
Ｌ１０１、Ｌ１０４、Ｌ１０７は４０Ｗ、Ｌ１０２、Ｌ
１０３、Ｌ１０５、Ｌ１０６、Ｌ２０２〜Ｌ２０５は５
０Ｗ、Ｌ２０１、Ｌ２０６は６０Ｗである。そして、各
群のＷ数は、Ｌ１ハロゲンランプ群では３２０Ｗであ
り、Ｌ２ハロゲンランプ群では３２０Ｗであり、合計で
６４０Ｗとなる。各群のランプ間隔は、図２に示すよう
に、光軸ＸーＸを基準として左右に、Ｌ１群はＡ＝５２
ｍｍ、Ｂ＝１０６ｍｍ、Ｃ＝１５３ｍｍの間隔であり、
Ｌ２群はａ＝２９ｍｍ、ｂ＝９３ｍｍ、ｃ＝１４０ｍ
ｍの間隔で配置されている。上記のように配置すること
により、図７の特性ｂに示すような原稿面の配光分布が
得られ、こうすることにより図８の特性ｂに示すよう
に、感光体ドラム面上でも照度ムラが少ないフラットな
露光分布が得られる。

【００１５】図７の特性ｂに示すグラフの数値を表で示
すと図９のようになる。本発明におけるランプの配列
は、図１０に示すように、光軸ＸーＸ上にＬ１群に属す
る発光ランプＬ１０４を配し、この両側に二個づつ配置
している。このようにしたことにより、原稿面の配光分
布は、ハロゲンランプ群Ｌ１を点灯した場合、Ｌ２を点
灯した場合、Ｌ１とＬ２の両方を点灯した場合のいずれ
の場合でも適正なものが得られる。

【００１６】ここで、ハロゲンランプ群Ｌ１を８５Ｖ、
３２０Ｗで点灯すると、消費電流は３．７６Ａになる。
同様にハロゲンランプ群Ｌ２をＶ、３２０Ｗで点灯する
と、消費電流は同じく３．７６Ａになり、合計の消費電
流は７．５２Ａになる。従来の１灯のみによるランプ構
成では、８５Ｖ、６４０Ｗのハロゲンランプが必要（例
えば、１灯ランプで３２０Ｗのランプ電力が必要）であ
るとすると、ランプへの印加電圧を変える必要がある。
この場合の印加電圧Ｖ₁は次のようになる。即ち、Ｖ₁
＝（Ｗ／Ｗ₀）^1/k×Ｖ₀となり、この式に数値を代入
すると、Ｖ₁＝（３２０／６４０）^1/1.54×８５≒５
６．５Ｖ、Ｒ₀＝Ｖ₀ ²／Ｗ₀＝８５²／６４０≒５
１．２９Ω、ここで、Ｗは必要なランプ電力、Ｗ₀は定
格ランプ電力、Ｖ₀は定格ランプ電圧、ｋは定数（１．
５４）、である。従来の１灯ランプ８５Ｖ、６４０Ｗを
３２０Ｗの必要ランプ電力にするために、印加電圧を５
６．５Ｖとして点灯すると、消費電流は、ランプ抵抗を
Ｒ₀とすると、Ｖ₁／Ｒ₀＝５６．５／１１．２９＝５
Ａになる。また、印加電圧を大巾に下げることにより、
ハロゲンランプの色温度変動が大きくなる。このよう
に、２群に分けたランプを切り換えることにより、１灯
ランプの場合よりも消費電流が少なくて済むため、省電
力化になる。

【００１７】ところで、照明装置の発光ランプ２０１に
例えば、ハロゲン電球を使用した場合、バルブの官壁温
度によって適正なハロゲンサイクルが働かなくなり、黒
化し易くなったりフェラメントの溶断が起こり易くな
り、寿命を早めてしまうため、適正なハロゲンサイクル
を保つために適度な冷却が必要とされている。ハロゲン
電球を一定なハロゲンサイクルに保つためには、バルブ
の官壁温度を２５０℃〜５５０℃の温度範囲内にするこ
とが推奨されている。このために、照明冷却ファン１１
５（本実施例では、直流ファンモータ使用している）が
用いられるが、図３の矢印で示すように、その冷却風の
流れは照明ランプ用プリント基板２１１、反射板２０
２、３０５、３０２の各々を冷却し、更に発光ランプ２
０１を冷却できるように配設されている。また、照明冷
却ファン１１５は、コンタクトガラス１１６にも風を吹
きつけることにより、照明装置の異常温度上昇によるコ
ンタクトガラス１１６の変色及び破損を未然に防止する
ことができる。

【００１８】尚、照明装置内の温度が異常に上昇した場
合に対処するために、図６に示すように温度ヒューズ６
０４が設けられている。この温度ヒューズ６０４は、ラ
ンプ群Ｌ１とＬ２の中間接続点とハロゲンランプ制御装
置６０２の制御端子間に接続され、照明ランプ用プリン
ト基板２１１上に設けられた図５のピン接続穴５０３に
ヒューズ取付台のピン部を挿入接続し、取付台の平面部
がプリント基板２１１に対して垂直な状態になるように
半田付けなどにより固定されている。そして、温度ヒュ
ーズ６０４の感知面には円筒状の絶縁チューブ（耐熱性
が必要とされるため、テフロン、シリコンなどの材料）
を被せて、プリント基板２１１に密着するようにして取
付けられている。

【００１９】温度過昇防止手段は、例えば、点灯装置の
異常（制御用素子として双方向サイリスタを使用した場
合の短絡事故）により過電圧が発光ランプ２０１に連続
的に印加されたり、照明冷却ファン１１５の異常（停
止）による照明装置の異常温度上昇によるコンタクトガ
ラス１１６の変色及び破損、発光ランプ２０１のプリン
ト基板からの脱落（はずれ）、プリント基板の燃焼など
を未然に防ぐために設けられている。そして、設定温度
に温度が上昇すると、ハロゲンランプ制御装置６０２は
発光ランプＬ１、Ｌ２群に対する電圧の印加を遮断す
る。温度過昇防止手段は、温度ヒューズの他、例えばサ
ーモスイッチを利用してもよい。

【００２０】照明冷却ファン１１５は、前述したように
反射板２０２、３０２、３０５、発光ランプ２０１及び
照明ランプ用プリント基板２１１を冷却しているが、更
に冷却効果をあげるために、図３に示すように、スキャ
ナ本体２０５の照明装置支持部３０７の一辺を下方に曲
げた屈折部３０８により、照明冷却ファン１１５からの
冷却風を、積極的に照明部支持体２１２の下面へ送り込
んでいる。また、図３に示すように照明部支持体２１２
の座面に発光ランプ２０１の位置に併せて開けられた開
口部３０９を通してきた冷却風は、発光ランプ２０１、
反射板２０２、３０２、３０５をも冷却することにな
る。

【００２１】図１１はファン駆動回路６０３の詳細を示
す回路図である。このファン駆動回路６０３は、ファン
トリガ信号１及びファントリガ信号２の各々に対応して
設けられたダーリントントランジスタ１１０１及びダー
リントントランジスタ１１０２からなる２つのスイッチ
回路を主体に構成され、各トランジスタのエミッタに
は、異なる電源電圧（＋２４Ｖ及び＋１５Ｖ）が印加さ
れており、負荷となる照明冷却ファン１１５に印加され
る電圧が選択できるようにされている。尚、各トランジ
スタのコレクタに接続されているダイオード１１０３、
１１０４は、一方の出力電圧が他方の回路に逆電圧とな
って印加されるのを防止するために設けられている。

【００２２】図１２は照明冷却ファンの切換処理を示す
フローチャートである。発光ランプの制御においては、
各露光毎に発光ランプ群Ｌ１、Ｌ２及びランプ出力電圧
を切換えて適正な露光量を得るようにしている。しか
し、発光ランプＬ１或いはＬ２のみを点灯させた場合
と、発光ランプ群Ｌ１、Ｌ２の双方を同時に点灯した場
合だと、発光ランプの色温度に差ができ、発光ランプ群
Ｌ１或いはＬ２のいずれか一灯を点灯した場合はランプ
官壁温度は低くなり、逆に、発光ランプ群Ｌ１、Ｌ２の
双方を同時に点灯した場合は、ランプ官壁温度は高くな
る。そのため、例えば複写モード（白黒コピーモード、
シングルカラーモード、フルカラーモード）に応じて、
照明冷却ファン１１５の風量を変化させることによりラ
ンプ官壁温度を一定に保ち、適正なハロゲンサイクルを
働せねばならない。本実施例では、例えば、各色露光
（ＢK ：黒、Ｂ：ブルー、Ｇ：グリーン、Ｒ：レッド）
毎に発光ランプＬ１、Ｌ２の点灯を切換えることによっ
て、照明冷却ファン１１５の風量を変化させている。

【００２３】図１２のフローチャートに示すように、操
作部のコピーボタン（図示せず）を押下することによ
り、コピーモードをスタートさせる（ＳＴＥＰ１）。Ｂ
K 、Ｇ、Ｒ露光のように、発光ランプ群Ｌ１或いはＬ２
のいずれか一灯しか点灯しない場合（ＳＴＥＰ２、７）
は、ファントリガ１信号をＯＦＦにし、ファントリガ２
信号をＯＮにすることにより、照明冷却ファン１１５へ
は＋１５Ｖが印加され、照明冷却ファン１１５が回転す
る（ＳＴＥＰ８）。Ｂ露光の場合は、発光ランプ群Ｌ
１、Ｌ２の双方が点灯するため（ＳＴＥＰ３）、ファン
トリガ２信号をＯＦＦにすると共にファントリガ信号１
をＯＮすることにより、照明冷却ファン１１５へは＋２
４Ｖが印加され、照明冷却ファン１１５が回転する（Ｓ
ＴＥＰ４）。そして、コピー動作が停止すると（ＳＴＥ
Ｐ５）、ファントリガ１信号及びファントリガ２信号が
共にＯＦＦになり、照明冷却ファン１１５は回転を停止
する（ＳＴＥＰ６）。

【００２４】尚、本実施例では照明冷却ファンの風量を
切換えるものとしたが、コピーサイズ、点灯電圧、また
照明装置、コンタクトガラスの適切な個所に温度検知素
子を設けて、その演算結果により照明冷却ファンの風量
を段階的に変化させれば、より安定した発光ランプのハ
ロゲンサイクルを得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば、複数のハロゲンランプによって構成されると共に原
稿の読取部を照明する発光ランプと、該発光ランプの光
を原稿方向へ反射させる反射板と、及び前記読取部から
の反射光を光学系へ反射させるミラー機構とを搭載した
搬送部材を備え、像担持体上に前記原稿に応じた、少な
くともＲ露光、Ｇ露光、及びＢ露光を行ってフルカラー
画像を形成すべく、各露光のために、各露光毎に前記搬
送部材を前記原稿に対して相対移動させて前記発光ラン
プにより前記原稿を照明する画像形成装置において、前
記発光ランプ及び前記反射板の各々を冷却すべく前記搬
送部材の移動範囲の一端の近傍に配設される送風手段
と、前記発光ランプの駆動を制御すると共に、前記送風
手段の送風量を前記発光ランプの駆動状況に応じて可変
する制御手段とを備え、前記制御手段は、Ｂ露光に対応
する前記搬送部材の相対移動の際には、Ｒ及びＧ露光に
各々対応する前記搬送部材の相対移動の場合に比して、
前記発光ランプの光量を大きくする共に、前記送風手段
の送風量を大きくするように制御するようにしたので、
発光ランプは常に適正に保たれ、ランプの黒化による原
稿面の配光分布及び露光分布の光量むらに起因して発生
する異常画像、フィラメントの断線などを低減し、寿命
延長及び部品交換の低減を図ることができ、さらに、フ
ルカラー画像を得るために複数回の露光をする間もハロ
ゲンランプのハロゲンサイクルを適正に保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による照明装置及びこの照明装置が適用
される複写機の照明装置の一実施例を示す概略構成図で
ある。

【図２】照明装置の主要部を示す平面図である。

【図３】図２に示した照明装置の側面断面図である。

【図４】図２に示した照明装置の側面図である。

【図５】照明ランプ用プリント基板の平面図である。

【図６】２群の発光ランプを駆動するための制御装置の
詳細を示す回路図である。

【図７】本発明による原稿面の配光分布を示す特性図で
ある。

【図８】図８に示した特性に対応する露光分布特性図で
ある。

【図９】図７に示したの特性を数値で示した特性表図で
ある。

【図１０】本発明におけるランプの配列説明図である。

【図１１】ファン駆動回路の詳細を示す回路図である。

【図１２】照明冷却ファンの切換処理を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１０１照明装置１０２ミラー部
材１０３レンズキャリッジ１０５感光体ド
ラム１１５照明冷却ファン２０１発光ラン
プ２０２主反射板２０５スキャナ
本体３０１第１ミラー６０１ＣＰＵ６０２ハロゲンランプ制御装置６０３ファン駆
動回路６０４温度ヒューズ１１０１、１１０２ダーリントントランジスタＬ１０１〜Ｌ１０７発光ランプＬ２０１〜Ｌ２０６発光ランプ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のハロゲンランプによって構成され
ると共に原稿の読取部を照明する発光ランプと、該発光
ランプの光を原稿方向へ反射させる反射板と、及び前記
読取部からの反射光を光学系へ反射させるミラー機構と
を搭載した搬送部材を備え、像担持体上に前記原稿に応じた、少なくともＲ露光、Ｇ
露光、及びＢ露光を行ってフルカラー画像を形成すべ
く、各露光のために、各露光毎に前記搬送部材を前記原
稿に対して相対移動させて前記発光ランプにより前記原
稿を照明する画像形成装置において、前記発光ランプ及び前記反射板の各々を冷却すべく前記
搬送部材の移動範囲の一端の近傍に配設される送風手段
と、前記発光ランプの駆動を制御すると共に、前記送風手段
の送風量を前記発光ランプの駆動状況に応じて可変する
制御手段とを備え、前記制御手段は、Ｂ露光に対応する前記搬送部材の相対
移動の際には、Ｒ及びＧ露光に各々対応する前記搬送部
材の相対移動の場合に比して、前記発光ランプの光量を
大きくする共に、前記送風手段の送風量を大きくするよ
うに制御することを特徴とする画像形成装置。