JPH09156155A

JPH09156155A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09156155A
Application number: JP31808195A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【目的】像露光手段に設けられた複数の発光素子の劣
化による光量の変動を防止し、バランスの整った画像形
成装置を提供することを目的とする。【構成】像露光手段の端部の露光量を検知する光セン
サを設け、光センサにより露光量を制御することを特徴
とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置で、特に好ましくは、像形
成体の周辺に複数の帯電手段、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
カラー画像を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】従来、多色のカラー画像を形成する方法
としては、画像形成に必要な色と同数の像形成体，帯電
手段，現像手段等を備え、それぞれの像形成体に形成し
た単色のトナー像を転写材に重ね合わせてカラー画像と
するカラー画像形成装置や、像形成体を複数回回転して
各色毎の帯電，像露光ならびに現像を繰り返してカラー
画像を形成するカラー画像形成装置、あるいは、同じく
像形成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カラー画像形成
装置等が知られている。

【０００３】しかし前記の各画像形成装置において、画
像形成に必要な色と同数の像形成体，帯電手段，現像手
段等を備え、それぞれ感光体に形成した単色のトナー像
を転写材に重ね合わせてカラー画像とするカラー画像形
成装置は、複数の像形成体や転写材の搬送を要するため
装置の容積が大型化する欠点があり、一方、像形成体を
複数回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カラー画像形成装置は、
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】その点、像形成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
成するカラー画像形成装置は、画像のサイズに制約がな
く、しかも高速の画像形成を可能とする等の利点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】像形成体に対して像露
光を行う複数の発光素子が線状に配設された像露光手段
を有する画像形成装置（特に、前述の像形成体の一回転
以内に各色毎の帯電、像露光ならびに現像を順次行って
トナー像を重ね合わせて画像を形成する画像形成装置）
に用いられる像露光手段に設けられた複数の発光素子
は、その使用頻度や発光素子の発熱による温度変動によ
り、発光素子の光量が変動する。特に、トナー像を重ね
合わせて画像を形成する画像形成装置では、カラーバラ
ンスの狂ったカラー画像が形成される。

【０００６】本発明は上記の問題点を改良して解決する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、像形成体に
対して像露光を行う複数の発光素子が線状に配設された
像露光手段を有する画像形成装置において、前記像露光
手段の端部の露光量を検知する光センサを設け、前記光
センサにより露光量を制御することを特徴とする画像形
成装置によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を説明す
る。なお、本欄の記載は請求項の技術的記載や用語の意
義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実
施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示す
ものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定
するものではない。

【０００９】本発明の一実施の形態のカラー画像形成装
置の画像形成プロセスおよび各機構について、図１〜図
４を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を
示すカラー画像形成装置の断面構成図であり、図２は、
図１の像露光手段の要部拡大断面図であり、図３は、図
２の斜視図であり、図４は、発光素子の光量制御を示す
図である。

【００１０】本実施の形態のカラー画像形成装置は、像
形成体として透明の基体の外周面に導電層と感光体層と
が設けられた感光体ドラムが用いられ、感光体ドラムに
対し内部に像露光手段が、また外側に帯電手段、現像手
段、転写器、除電器、クリーニング装置等の画像形成プ
ロセス手段が配置された構造である。

【００１１】像形成体である感光体ドラム１０は、例え
ば、透明アクリル樹脂の透明部材によって形成される円
筒状の基体を内側に設け、透明の導電層、ａ−Ｓｉ層あ
るいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を該基体の外周
に形成したものであり、接地された状態で図１の矢印で
示す時計方向に回転される。

【００１２】本実施の形態では、感光体ドラムの光導電
体層において適切なコントラストを付与できる露光光量
を有していればよい。従って、本実施例における感光体
ドラムの透明基体の光透過率は、１００％である必要は
なく、露光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。透光性基体の素材とし
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アクリル、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。ま
た、透光性導電層としては、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、成膜法としては、真空蒸着
法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種ＣＶ
Ｄ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用される。
また、光導電体層としては、アモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ）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。

【００１３】帯電手段であるスコロトロン帯電器１１は
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、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、感光体ドラム１０に対し
一様な電位を与える。

【００１４】各色毎の像露光手段としての露光ユニット
１２は、感光体ドラム１０の軸と平行に主走査方向に配
列された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），ＬＥＤ（発光ダイ
オード）等の複数の発光素子ユニット１２１をアレイ状
に並べた線状の露光素子１２ａと、等倍結像素子として
のセルフォックレンズ１２ｂとが、露光素子１２ａと、
等倍結像素子としてのセルフォックレンズ１２ｂとを保
持する保持部材１２ｃに取付けられたユニットとして構
成され、感光体ドラム１０に内包して設けられた露光ユ
ニット１２を保持する固定部材２０に取付けられてお
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ユニット１２にそれぞれ電
気信号として入力される。この実施の形態で使用される
発光素子の発光波長は６００〜９００ｎｍの範囲のもの
である。

【００１５】各色毎の現像手段である現像器１３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１３１を備え
ている。

【００１６】前記の各色毎の現像器１３は、前述したス
コロトロン帯電器１１による帯電と露光ユニット１２と
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る非接触現像法
により非接触の状態で反転現像する。

【００１７】原稿画像は本装置とは別体の画像読取装置
の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およびＫの各色別
の画像信号として一旦メモリに記憶し格納する。

【００１８】画像記録のスタートにより不図示の感光体
駆動モータが回動され感光体ドラム１０を図１の矢印で
示す時計方向へ回転し、同時に感光体ドラム１０の左方
に配置されたＹのスコロトロン帯電器１１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、Ｙの露光ユニット１２において第１の色信号すなわ
ち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Ｙの現像器１３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、さらに感光体ドラム１０の左
方でＹの上部に配置したマゼンタ（Ｍ）のスコロトロン
帯電器１１の帯電作用により電位を付与され、Ｍの露光
ユニット１２の第２の色信号すなわちＭの画像信号に対
応する電気信号による露光が行われ、Ｍの現像器１３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。

【００２２】同様のプロセスにより感光体ドラム１０の
上部に配置したシアン（Ｃ）のスコロトロン帯電器１
１、Ｃの露光ユニット１２およびＣの現像器１３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、また感光体ドラム１０の右方でＣの下部に配置し
た黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、露光ユニット
１２および現像器１３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Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光ユニット１
２による感光体ドラム１０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透して行われ
る。従って第２，第３および第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。

【００２４】各色の補給用の現像剤が補給槽８１より対
応する色の現像器１３に補給され、現像スリーブ１３ａ
に供給される。現像器１３が不図示の突き当てコロによ
り感光体ドラム１０と所定の値、例えば１００μｍ〜１
０００μｍの間隙をあけて非接触に保たれ、各色毎の現
像器１３による現像作用に際しては、現像スリーブ１３
ａ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
剤によるジャンピング現像が行われて、透明な導電層を
接地する感光体ドラム１０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。

【００２５】転写材である転写紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット１５より送り出され、タイミングロー
ラ１６へ搬送される。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が、転写器１４ａにおいて、タ
イミングローラ１６の駆動によって、感光体ドラム１０
上のトナー像と同期して給紙される転写材である転写紙
Ｐに転写される。

【００２６】トナー像の転写を受けた転写紙Ｐは、除電
器１４ｂにおいて、除電を受けてドラム周面より分離し
た後、搬送手段である搬送ベルト１４ｅにより定着装置
１７へ搬送される。定着装置１７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
１７より排出され、排紙搬送ローラ対１８ａにより搬送
されて排紙ローラ１８を介して装置上部のトレイ上にト
ナー像面を下面にして排出される。

【００２７】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においてクリーニングブレード
１９ａによって感光体ドラム１０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１９ａ及びク
リーニングローラ１９ｂ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１９ｃ及びトナー搬送パイ
プ１９ｄを通して、廃トナー容器８２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１９ａ及び
クリーニングローラ１９ｂは感光体ドラム１０の損傷を
防止するために、感光体ドラム１０より離間した状態に
保たれる。

【００２８】露光素子１２ａは、例えばセラミックスを
用いた基板１２２上に発光素子ユニット１２１、例えば
複数のＬＥＤを線状に配列して構成されてる。更に、セ
ルフォックレンズ１２ｂと、露光素子１２ａとが黒丸で
示される接着剤にてそれぞれ保持部材１２ｃに固定さ
れ、露光ユニット１２が構成される。各色毎の露光ユニ
ット１２が、感光体ドラム１０の軸と平行に（主走査方
向に）配列され、例えばネジ、接着剤等により固定部材
２０に取付けられる。

【００２９】発光素子ユニット１２１は、複数の発光素
子を線状に配列したユニットであって、発光素子には、
感光体ドラム１０の画像領域Ｓに対応した複数の発光素
子１２１ｃと、画像領域Ｓ外の両端の発光素子１２１
ａ，１２１ｂ（以下基準発光素子と呼ぶ）とが有り、基
準発光素子１２１ａ，１２１ｂに対応して、像露光手段
を構成するセルフォックレンズ１２ｂの光照射側の両端
面に光センサＳ１，Ｓ２が設けられる。光センサＳ１，
Ｓ２は像露光手段を構成するセルフォックレンズ１２ｂ
の発光素子側（光入射側）の両端面に設けられていても
よく、光センサＳ１，Ｓ２に対応して像露光手段を構成
する露光素子１２ａ上に設けられていてもよい。また、
光センサが測定する基準発光素子は複数個でもよく、基
準発光素子と光センサ対とが、像露光手段としての露光
ユニット１２の片側のみに設けられていてもよい。

【００３０】例えば、１コピー、１０コピーといった所
定のコピー枚数、或いは、１コピーサイクル、１０コピ
ーサイクルといった所定のコピーサイクル毎に所定の光
量制御量で基準発光素子１２１ａ，１２１ｂを発光さ
せ、基準発光素子１２１ａ，１２１ｂの露光量を光セン
サＳ１，Ｓ２により測定し、光センサＳ１，Ｓ２により
測定された基準発光素子１２１ａ，１２１ｂの発光光量
に基づいて、光量補正が行なわれ画像領域Ｓの発光素子
１２１ｃが発光されるよう光量制御部にて制御される。
光量補正としては、発光素子１２１ｃのパルス幅を制御
する発光時間や電流量を制御する輝度変調等により行わ
れる。

【００３１】また、基準発光素子１２１ａ，１２１ｂと
画像領域Ｓの発光素子１２１ｃとの劣化が等しくなるよ
うに、複数個で構成される発光素子１２１ｃの発光光量
の平均値として、例えば複数個で構成される発光素子１
２１ｃのそれぞれの点灯回数の平均回数を算出し、基準
発光素子１２１ａ，１２１ｂを、例えば所定のコピー枚
数、所定のコピーサイクルの終了時或いはカラー画像形
成装置の使用点灯時等に、前記平均回数と等しい回数ま
で点灯させて基準発光素子１２１ａ，１２１ｂの強制劣
化を行ない、基準発光素子１２１ａ，１２１ｂの基準発
光光量の補正が行なわれるよう光量制御部にて制御され
る。

【００３２】更に、露光素子１２ａの基板１２２上に温
度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３を設け、温度センサＴ１，Ｔ
２，Ｔ３の測定温度に対して前述の光センサＳ１，Ｓ２
で測定された基準発光素子１２１ａ，１２１ｂの発光光
量が異常に低かったり、上昇しすぎたりしている場合に
は、例えば不図示の操作部に警告表示をだしたり、同時
にカラー画像形成装置を停止させる等の処置が行なわれ
るよう光量制御部にて制御される。

【００３３】また、露光素子１２ａの基板１２２上に加
熱手段としてのヒータＨ１，Ｈ２を設け、カラー画像形
成装置の使用点灯時に温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３の検
知による機内温度が低い場合には、加熱手段としてのヒ
ータＨ１，Ｈ２を加熱状態とさせ、基板１２２が所定の
温度まで上昇されるように制御される。

【００３４】なお、光センサは露光ユニット１２の端部
でかつ等倍結像素子としてのセルフォックレンズ１２ｂ
の感光体ドラム１０側端部に設けたが、発光素子上に直
接或いは発光素子と等倍結像素子との間に設けてもよ
い。その他、等倍結像素子或いは発光素子に光ガイドを
密着して設けて光を取り出し、その先に光センサを設け
て光量を測定することもできる。

【００３５】なお、上記の実施の形態をカラー画像形成
装置にて説明したが、本発明の実施の形態は、モノクロ
の画像形成装置にも適用が可能であり、像露光手段とし
ての露光ユニットに設けられた発光素子の温度変化や劣
化による光量変動を補正し、発光光量の安定化が図れ
る。

【００３６】

【発明の効果】請求項１によれば、複数の発光素子が設
けられた像露光手段の端部の露光量を検知するので、発
光素子の温度変化による光量変動を補正した画像が得ら
れる。

【００３７】請求項２によれば、各像露光手段毎に光量
変動を補正するので、カラーバランスの整ったカラー画
像が得られる。

【００３８】請求項３によれば、温度センサにより温度
と発光光量との関係から、発光素子の異常を検知するこ
とができる。

【００３９】請求項４によれば、像形成体の内部に像露
光手段が設けられるので、トナーや外部の埃等による汚
れが防止される。

【００４０】請求項５によれば、端部の発光素子を複数
の発光素子の平均的な露光量で強制点灯することによ
り、端部の発光素子の発光光量を複数の発光素子の発光
光量と等しい状態に保つことができ、発光素子の発光光
量が端部の発光素子の光量に基づき補正されるので、発
光素子の劣化による光量変動を補正できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すカラー画像形成装
置の断面構成図である。

【図２】図１の像露光手段の要部拡大断面図である。

【図３】図２の斜視図である。

【図４】発光素子の光量制御を示す図である。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１２露光ユニット１２ａ露光素子１２ｂセルフォックレンズ１２ｃ保持部材２０固定部材１２１発光素子ユニット１２２基板Ｈ１，Ｈ２ヒータＳ１，Ｓ２光センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に対して像露光を行う複数の発
光素子が線状に配設された像露光手段を有する画像形成
装置において、前記像露光手段の端部の露光量を検知す
る光センサを設け、前記光センサにより露光量を制御す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成装置は、像形成体の周囲
に、複数組の帯電手段と像露光手段と現像手段とを配置
し、前記像形成体の一回転中に、前記像形成体に対し前
記帯電手段による帯電と前記像露光手段による像露光と
前記現像手段による現像とによるトナー像の形成を順次
繰り返すことにより、前記像形成体上に前記トナー像を
重ね合わせて形成後、転写材に一括して転写することを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記像露光手段に温度センサが設けられ
たことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成
装置。
【請求項４】前記像形成体は円筒状であり、前記像形
成体の内部に前記像露光手段が設けられたことを特徴と
する請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】端部の発光素子が前記複数の発光素子の
平均的な露光量で強制点灯されることを特徴とする請求
項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。