JP2008058807A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像データに応じてフルカラー画像を形成する電子写真式複写装置、プリンタ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying apparatus or a printer that forms a full color image according to image data.
像担持体である感光体ドラムの周囲に帯電、露光、現像等の各手段が設けられた作像ユニットを記録紙の搬送路近傍あるいは中間転写体の近傍に複数配置し、各感光体ドラム上に形成されたそれぞれ異なる色のトナー像を記録紙に対して直接的に順次あるいは中間転写体を介して一括して転写し、記録紙上に転写されたカラートナーを定着させてフルカラー画像を得るタンデム式フルカラー画像形成装置が知られている。 A plurality of image forming units provided with various means such as charging, exposure and development around the photosensitive drum as an image bearing member are arranged near the recording paper conveyance path or in the vicinity of the intermediate transfer member. The toner images of different colors formed on the recording medium are transferred directly or sequentially to the recording paper or collectively via an intermediate transfer member, and the color toner transferred onto the recording paper is fixed to obtain a full color image. Type full-color image forming apparatuses are known.
この画像形成装置では、各色毎に作像ユニットを設けているので画像形成の高速化が用意である反面、各色を記録紙に対して位置ずれすることなく転写させることが困難であり、画像品質が低下してしまうという問題点がある。この位置ずれの一因として、経時的あるいは温度の変化によって各作像ユニット間に相対的な位置ずれが生じることが挙げられる。また、感光体ドラムや中間転写体の僅かな速度誤差あるいは速度変動に起因しても各色間における画像の位置ずれが生じるため、記録紙上あるいは中間転写体上に各色間の位置ずれを検出するための各色トナー像であるパッチパターンを形成し、このパッチパターンを光検出器で検出して位置ずれを補正する構成が知られている。位置ずれを極力小さく抑えるためには位置ずれの検出精度を高めることが必要であり、通常各色間の位置ずれは最大でも100μm以下、平均では50μm以下とすることが望ましいことから、従来の画像位置検出器は10μm以下の精度で位置ずれを検出している。 In this image forming apparatus, an image forming unit is provided for each color, so that it is possible to increase the speed of image formation. However, it is difficult to transfer each color without shifting its position with respect to the recording paper. There is a problem in that it decreases. One cause of this displacement is relative displacement between the image forming units over time or due to temperature changes. In addition, image misregistration between colors occurs due to a slight speed error or speed fluctuation of the photosensitive drum or the intermediate transfer member, so that the misregistration between the colors on the recording paper or the intermediate transfer member is detected. There is known a configuration in which a patch pattern which is a toner image of each color is formed, and this patch pattern is detected by a photodetector to correct a positional deviation. In order to keep the positional deviation as small as possible, it is necessary to improve the positional deviation detection accuracy. Usually, it is desirable that the positional deviation between each color is at most 100 μm or less, and the average is 50 μm or less. The detector detects misalignment with an accuracy of 10 μm or less.
従来の構成では、画像位置検出器による検出結果から得られた情報により基準色に対する位置ずれ量を算出し、この算出結果から基準色以外の作像ユニット内における光学系の書き込みタイミングあるいは光学系の位置を補正することにより位置ずれの少ないカラー画像形成装置を得ることができる。しかし、画像位置検出器による位置ずれの補正後、装置内の温度上昇によって各作像ユニット間に相対的な位置ずれが発生した場合には、その都度パッチパターンを形成してこれを画像位置検出器により検出し、位置ずれ量を算出して補正する必要があり、画像形成のスループットを下げるだけでなくトナーの消費量も増大してページコストが上昇するため、温度を検出して位置ずれ量を予測して補正する技術が、例えば「特許文献1」あるいは「特許文献2」に開示されている。
In the conventional configuration, the amount of positional deviation with respect to the reference color is calculated based on the information obtained from the detection result by the image position detector, and the writing timing of the optical system in the image forming unit other than the reference color or the optical system is calculated from the calculated result. By correcting the position, a color image forming apparatus with little positional deviation can be obtained. However, if a relative position shift occurs between each image forming unit due to a temperature rise in the device after the position shift is corrected by the image position detector, a patch pattern is formed each time this is detected. It is necessary to detect the amount of misalignment and calculate the amount of misalignment, and not only lower the image formation throughput but also increase the toner consumption and increase the page cost. For example, “Patent Document 1” or “
「特許文献1」に開示されている技術は、それぞれ異なる色に対応し一定間隔かつ同一平面上に配置された複数の感光体の表面に作像手段によって所定の潜像形成タイミングでそれぞれ静電潜像を形成し、各静電潜像を現像してトナー像を形成した後に転写ベルトにより記録紙を各感光体の各転写位置に順次搬送して記録紙上に各トナー像を順次重ね合わせて転写することにより、記録紙上にフルカラー画像を形成する画像形成装置において、装置内部の所定位置の温度を検知する温度検知手段と、各感光体の潜像形成タイミングをそれぞれ補正する際に潜像形成タイミングを進めるまたは遅らせるための補正量を入力する入力手段と、感光体の潜像形成タイミングを補正する際に温度検知手段により検知された検知温度及び入力手段により入力された補正量を記憶する記憶手段と、感光体の潜像形成タイミングを補正した後に温度検知手段により検知された検知温度が変化したときに記憶手段に記憶されている検知温度及び補正量に基づいて感光体の潜像形成タイミングを進めるまたは遅らせる補正処理手段とを有するものである。 In the technique disclosed in “Patent Document 1”, electrostatic images are formed at predetermined latent image formation timings by image forming means on the surfaces of a plurality of photoreceptors corresponding to different colors and arranged on the same plane at regular intervals. After forming a latent image and developing each electrostatic latent image to form a toner image, the recording paper is sequentially conveyed to each transfer position of each photosensitive member by a transfer belt, and the respective toner images are sequentially superimposed on the recording paper. In an image forming apparatus that forms a full-color image on recording paper by transferring, temperature detection means for detecting the temperature at a predetermined position inside the apparatus, and latent image formation when correcting the latent image formation timing of each photoconductor An input means for inputting a correction amount for advancing or delaying the timing, a detected temperature detected by the temperature detecting means when correcting the latent image formation timing of the photosensitive member, and an input means. A storage means for storing the correction amount applied, and a detected temperature and a correction amount stored in the storage means when the detected temperature detected by the temperature detecting means changes after correcting the latent image formation timing of the photosensitive member. And a correction processing means for advancing or delaying the latent image formation timing of the photoconductor.
「特許文献2」に開示されている技術は、それぞれ異なる色の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットにおいて形成されたそれぞれ異なる色の画像を直接または中間転写体を介して記録紙上に転写することによりフルカラー画像を形成する画像形成装置において、画像形成装置本体内の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段によって検出された画像形成装置本体内の温度に基づいて各画像形成ユニットにおけるカラーレジストずれ量を予測して補正する予測補正手段を備えたものである。
The technique disclosed in “
また、「特許文献3」には、レジスト精度を経時的に安定すべく維持するため光走査装置からの走査ビームを各感光体に導くための反射ミラーを側板間に架橋して支持する構成が、「特許文献4」には、光走査ユニットが熱膨張しても走査方向の画像を忠実に記録再現するため、走査方向に伸びる支持部材により光走査ユニットを支持すると共に1カ所を固定し、光走査ユニットが走査方向に変位せずかつ前記固定部以外は相互に変位可能となる構成がそれぞれ開示されている。
Further, “
「特許文献1」及び「特許文献2」に開示された技術は、予め設定した温度と補正量の関係(テーブル)から検知した温度に基づいてずれ量を予測して補正を実行するものであるが、画像形成装置の高速化が進むと各部の温度が高くなると共に、内部構造によっては各色間で温度差が発生したり印刷状況によって発熱の分布が変化したりするため、テーブルで決められた以外の位置ずれが発生した場合に、上述の画像形成装置では自動補正する手段がなく、温度による予測位置ずれ補正の誤差が大きくなって画質が低下してしまうという問題点がある。
The techniques disclosed in “Patent Document 1” and “
一方、「特許文献3」及び「特許文献4」に開示された画像形成ユニットでは、初期の色合わせは安定しているが連続印刷により本体の温度が高くなると熱膨張により各色間(記録紙上では副走査方向に当たる)の色重ねタイミングが変化し、位置ずれの誤差が大きくなって画質が低下してしまうという問題点がある。
On the other hand, in the image forming units disclosed in “
本発明は上記問題点を解決し、温度上昇による熱膨張が発生した場合、あるいは画像形成ユニット間に温度差が生じた場合であっても、位置ずれ量を最小値に抑えることが可能な位置補正手段を備えた画像形成装置の提供を目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and is capable of suppressing the amount of positional deviation to a minimum value even when thermal expansion occurs due to a temperature rise or when a temperature difference occurs between image forming units. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including a correcting unit.
請求項1記載の発明は、複数の感光体と、前記各感光体の表面を露光する露光手段と、前記各感光体の表面に形成された静電潜像を顕像化する現像手段とを有し、前記各感光体の表面に形成されたそれぞれ異なる色のトナー像を被転写手段に転写する画像形成装置において、前記露光手段は1つのユニットで構成されると共に前記被転写手段の搬送方向に沿って配置され、前記ユニットはその一端側が固定されると共に他端側が前記搬送方向に沿って移動可能であることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there are provided a plurality of photoconductors, an exposure unit that exposes a surface of each photoconductor, and a developing unit that visualizes an electrostatic latent image formed on the surface of each photoconductor. And an image forming apparatus for transferring toner images of different colors formed on the surfaces of the respective photoreceptors to the transfer means, wherein the exposure means is constituted by one unit and the transport direction of the transfer means The one end side of the unit is fixed and the other end side is movable along the transport direction.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、さらに前記各感光体は側板にそれぞれ回転自在に支持されると共に前記ユニットの一端側は前記側板に固定され、前記ユニットを構成するハウジングは前記側板に比してその熱膨張係数がほぼ2倍に設定されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, each of the photosensitive members is rotatably supported by a side plate, and one end side of the unit is fixed to the side plate to constitute the unit. The thermal expansion coefficient of the housing is set to be approximately twice that of the side plate.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、さらに前記被転写手段が中間転写体であり、該中間転写体を駆動する駆動ローラの周長が前記各感光体間の距離の整数倍であり、前記駆動ローラの熱膨張係数と前記各感光体をそれぞれ回転自在に支持する側板の熱膨張係数と前記ユニットを構成するハウジングの熱膨張係数とが同じであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the transfer means is an intermediate transfer member, and the circumferential length of a driving roller for driving the intermediate transfer member is a distance between the photosensitive members. The coefficient of thermal expansion of the drive roller, the coefficient of thermal expansion of the side plate that rotatably supports each of the photosensitive members, and the coefficient of thermal expansion of the housing constituting the unit are the same. To do.
請求項4記載の発明は、複数の感光体と、前記各感光体の表面を露光する露光手段と、前記各感光体の表面に形成された静電潜像を顕像化する現像手段とを有し、前記各感光体の表面に形成されたそれぞれ異なる色のトナー像を被転写手段に転写する画像形成装置において、前記露光手段は複数のユニットで構成されると共に前記被転写手段の搬送方向に沿って配置され、前記各ユニットはそれぞれ一体的に構成されると共にその一端側が固定され他端側が前記搬送方向に沿って移動可能であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of photoconductors, an exposure unit that exposes the surface of each photoconductor, and a developing unit that visualizes an electrostatic latent image formed on the surface of each photoconductor. And an image forming apparatus for transferring toner images of different colors formed on the surfaces of the respective photoreceptors to a transfer target unit, wherein the exposure unit is composed of a plurality of units and the transport direction of the transfer target unit The units are integrally formed, one end side thereof is fixed, and the other end side is movable along the transport direction.
請求項5記載の発明は、請求項4記載の画像形成装置において、さらに前記各感光体は側板にそれぞれ回転自在に支持され、前記各ユニットは前記各感光体に光を照射する反射ミラーをそれぞれ有すると共に前記各ユニットは前記各反射ミラーを保持する保持部材によって一体的に支持され、前記保持部材の一端側は前記側板に固定されると共に、前記保持部材は前記側板に比してその熱膨張係数がほぼ2倍に設定されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, each of the photoconductors is rotatably supported by a side plate, and each of the units includes a reflection mirror that irradiates the photoconductor with light. And each unit is integrally supported by a holding member for holding each reflecting mirror, one end side of the holding member is fixed to the side plate, and the holding member has a thermal expansion as compared with the side plate. The coefficient is set to almost double.
請求項6記載の発明は、請求項4記載の画像形成装置において、さらに前記被転写手段が中間転写体であり、該中間転写体を駆動する駆動ローラの周長が前記各感光体間の距離の整数倍であり、前記駆動ローラの熱膨張係数と前記各感光体をそれぞれ回転自在に支持する側板の熱膨張係数と前記各ユニットを支持する保持部材の熱膨張係数とが同じであることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, the transfer means is an intermediate transfer member, and the circumferential length of a driving roller for driving the intermediate transfer member is a distance between the photosensitive members. The thermal expansion coefficient of the driving roller, the thermal expansion coefficient of the side plate that rotatably supports each of the photosensitive members, and the thermal expansion coefficient of the holding member that supports the respective units are the same. Features.
本発明によれば、温度が上昇して熱膨張が発生しても、色重ねにおける位置ずれが発生せず、良好な画質を維持することが可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of maintaining good image quality without causing a positional shift in color superposition even when the temperature rises and thermal expansion occurs.
図1は、本発明の第1の実施形態を採用した画像形成装置を示している。同図において画像形成装置であるフルカラー電子写真式複写装置1は、各色Y(イエロ)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(クロ)のカラー画像データとして送られてきた信号を書き込み信号に変換し、露光手段としてのマルチビーム走査装置202によって各感光体200上に露光する。各感光体200の下方には被転写手段である中間転写体としての中間転写ベルト101が配設されており、中間転写ベルト101の上方近傍には感光体200を含む各色毎の画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Kが配設されている。各画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Kは、図2に示すように、感光体200、帯電手段201、現像手段203等を有しており、周知の電子写真プロセスを経て感光体200上に各色毎のカラートナー像が形成される。
FIG. 1 shows an image forming apparatus employing the first embodiment of the present invention. In the figure, a full-color electrophotographic copying apparatus 1 as an image forming apparatus writes signals sent as color image data of each color Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) as a write signal. Then, each
各画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Kにて形成されたカラートナー像は、中間転写ベルト101を介して各感光体200と対向配置された各第1転写手段103Y、103M、103C、103Kによって中間転写ベルト101上に順次転写される。中間転写ベルト101上に転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト101の下方近傍に配設された第2転写手段104によって記録紙105上に一括転写される。トナー像を転写された記録紙105は、その搬送方向下流側に配設された定着手段106により転写されたトナー像を熱及び圧力によって定着される。上述の構成中、中間転写ベルト101は複数のローラに掛け渡されており、各ローラのうち駆動ローラ108が回転駆動されることにより中間転写ベルト101が図1の矢印方向に走行する。
The color toner images formed by the
本実施形態で示す画像形成装置1は、装置の立ち上がり時あるいは装置内の温度が所定値以上に変化した場合等に、各色間における位置ずれを補正する動作を行う。これは、図3に示すように各画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Kにて形成された位置ずれ検出用トナー像パターンを中間転写ベルト101上に転写し、中間転写ベルト101によって搬送されたトナー像パターンを1次転写位置と2次転写位置との間に配設された画像位置検出器400によって検出し、位置ずれ補正制御部107において特定色(ここでは黒色(K)のトナー像パターン)の検出信号と他色(ここでは黄色(Y)、赤色(M)、青色(C)のトナー像パターン)の検出信号との時間間隔を測定し、測定した相対的な時間差によって各画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Kの図示しない半導体レーザから出射されるレーザビームの発光タイミング等を制御することにより相対的な時間差を小さく抑え、これにより各色間の相対的な位置ずれ量を小さく抑えている。
The image forming apparatus 1 shown in the present embodiment performs an operation of correcting a positional deviation between colors when the apparatus starts up or when the temperature in the apparatus changes to a predetermined value or more. As shown in FIG. 3, the misregistration detection toner image patterns formed by the
上述した画像位置検出器400の概略構成を図4に示す。発光部401から出射された光は中間転写ベルト101へと照射され、中間転写ベルト101に反射された光は2個の検出器402A,402Bを有する受光部402に入射する。これにより中間転写ベルト101上に形成されたトナー像に応じた反射光が受光部402に受光され、反射光量に応じた検出信号が得られる。中間転写ベルト101に形成されたトナー像パターンが画像位置検出器400を通過すると、各検出器402A,402Bに入射する反射光が変動し、この反射光の変動は一方の検出器402Aによって最初検知され、その後、他方の検出器402Bにより検知されるため、各検出器402A,402Bの検知信号に僅かなずれが生じる。この2個の信号の中央のタイミングを検出することにより、外乱や環境による影響が極力小さくなるように抑制している。このようなトナー像パターン(パッチパターン)を用いた検出方法は従来知られており、この一例が例えば特開2000−231233号公報に開示されている。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the
上述の動作は、装置を起動した際あるいは特定の条件下、例えば温度上昇が所定値に達した場合や連続印刷枚数が所定値に達した場合等に行われる。この画像位置検出補正動作中においては、中間転写ベルト101に対して検出用のトナー像パターンを形成するため、記録媒体への画像形成動作は行われない。従って、上述の動作を行うことは画像形成効率が低下するために頻繁には行いたくない。本実施形態で示す画像形成装置1では、図1に示すように画像形成ユニット100内に配設された温度検出手段410の温度検出結果に基づいて画像位置検出補正動作が行われる。この機能は、位置ずれ補正制御部107にて実行される。
The above-described operation is performed when the apparatus is started up or under specific conditions, for example, when the temperature rise reaches a predetermined value, or when the number of continuously printed sheets reaches a predetermined value. During this image position detection / correction operation, a detection toner image pattern is formed on the
図5に示すように、中間転写ベルト101の搬送方向に沿って配置された露光手段202の内部には、ポリゴンミラー204、fθレンズ205、反射ミラー206Y,206M,206C,206K等が配設されている。図示しない複数の半導体レーザから出射された光は、ポリゴンミラー204、fθレンズ205を介して各反射ミラー206Y,206M,206C,206Kによって反射され、各感光体200Y,200M,200C,200Kの表面がそれぞれ露光される。その後、上述したように各感光体200Y,200M,200C,200K上にトナー像が形成される。
As shown in FIG. 5, a
図5に示すように単一のユニットからなる露光手段202は、そのハウジングにおける中間転写ベルト搬送方向の一端側が支持部材207によって同方向に移動不可となるように固定支持されており、ハウジングの他端側は支持部材208によって同方向に移動可能に支持されている。各支持部材207,208は、図6に示すように、各感光体200Y,200M,200C,200Kを回転自在に支持している側板220に固定されている。なお、本実施形態では、露光手段202のハウジングの底面に形成した凹部に丸棒状の支持部材207を嵌合させて支持する構成としたが、平板にねじで固定する態様としてもよく、側板220に対して露光手段202が中間転写ベルト搬送方向に移動不可となるように固定されていればどのような態様でもよい。また、支持部材208も丸棒状には限られず、側板220に対して露光手段202が中間転写ベルト搬送方向に移動可能となるように支持されていればどのような態様でもよい。支持部材207によるハウジングの支持位置は中間転写ベルト搬送方向の最下流側に配置された感光体200Kの回転中心軸に対して垂直である方向の近傍がよく、支持部材207の中心軸と感光体200Kの回転中心軸とが合致する態様が最も好ましい。
As shown in FIG. 5, the
上述の構成において、感光体200上の露光点から中間転写ベルト101への転写点までの時間をTd、各感光体間を中間転写ベルト101によってトナー像が搬送される時間をTbとし、感光体200Kの転写位置AAまでの各色の露光からの時間を計算すると、Tk(黒色)=Td、Tc(青色)=Td+Tb、Tm(赤色)=Td+2Tb、Ty(黄色)=Td+3Tbとなる。従って、転写位置AAにおいて全ての色を重ね合わせるには、黒色に比べて青色の場合には時間Tbだけ、赤色の場合には時間2Tbだけ、黄色の場合には時間3Tbだけそれぞれ早いタイミングで露光を行えばよいこととなる。
In the above configuration, the time from the exposure point on the
ここで、画像形成装置1の内部温度が上昇すると、熱膨張により各部の寸法が変化する。このとき各感光体200Y,200M,200C,200Kは側板220によって保持されているため、側板220が伸びることにより各感光体間の距離が変化し、感光体200Kの回転中心軸を中心とした場合に、各感光体200Y,200M,200Cの位置は図5に破線で示す位置(図中、符号200YS,200MS,200CSで示す)に変化する。なお、図5では各感光体200Y,200M,200Cの位置変化量を解り易いように大きく示しているが、実際の変化量は数μmないし数百μm程度である。
Here, when the internal temperature of the image forming apparatus 1 rises, the dimensions of each part change due to thermal expansion. At this time, since each of the photoconductors 200Y, 200M, 200C, and 200K is held by the
一方、露光手段202は、固定支持された支持部材207の近傍から各感光体200Y,200M,200Cと同方向に伸びが発生する。図5では中間転写ベルト搬送方向に沿った方向に対する伸びのみを図示しているが、実際には中間転写ベルト搬送方向と垂直な方向にも伸びが発生している。しかし、中間転写ベルト搬送方向と垂直な方向に対する伸びは本発明とは直接的に関係しないので、説明及び図示を省略する。ここで、各感光体間の間隔が熱膨張によって伸びたことによる感光体200Cにおける露光から転写までの時間の増加分をΔt1とする。また、露光手段202のハウジングを構成する材料の熱膨張係数が側板220を構成する材料の熱膨張係数とほぼ同じであれば、各感光体200Y,200M,200Cにおける露光位置は各感光体間の伸びと同じように変化(図に一点鎖線で示す露光位置)し、転写までの時間Tdは変化しないが、露光手段202のハウジングを構成する材料の熱膨張係数を側板220を構成する材料の熱膨張係数のほぼ2倍とすることで、露光手段202のハウジングに取り付けてある各反射ミラー206Y,206M,206Cの位置が、図に破線で示す位置206YS,206MS,206CSまで変化する。一点鎖線で示した露光位置と破線で示した露光位置との差をΔt0とする。上述と同様に、感光体200Kの転写位置AAまでの各色の露光からの時間を計算すると、Tk(黒色)=Td、Tc(青色)=(Td−Δt0)+(Tb+Δt1)、Tm(赤色)=(Td−2Δt0)+(Tb+2Δt1)、Ty(黄色)=(Td−3Δt0)+(Tb+3Δt1)となる。ここで、露光手段202のハウジングを構成する材料の熱膨張係数が側板220を構成する材料の熱膨張係数のほぼ2倍であるためΔt0≒Δt1となり、上式は熱膨張前の式と同じとなる。つまり、温度が上昇しても色重ねにおける位置ずれが発生せず、良好な画質を維持することができる。
On the other hand, the
図7は、本発明の第2の実施形態を示している。同図において、露光手段202CKは感光体200K及び感光体200Cに対して露光を行う露光手段であり、露光手段202MYは感光体200M及び感光体200Yに対して露光を行う露光手段である。各露光手段202CK,202MY内には、それぞれポリゴンミラー204、fθレンズ205等が配設されており、各露光手段202CK,202MYの下方には、各反射ミラー206C,206K,206M,206Yを保持する保持部材としての反射ミラー保持側板210が配設されている。各露光手段202CK,202MYは、反射ミラー保持側板210に固定された支持部材209によってそれぞれのハウジングを固定されている。本実施形態では丸棒状の支持部材209を用いる構成としたが、各露光手段202CK,202MYの固定方法はこれに限られず、例えばねじ等によって固定する構成としてもよい。図示しない複数の半導体レーザから出射された光は、ポリゴンミラー204、fθレンズ205を介して各反射ミラー206Y,206M,206C,206Kによって反射され、各感光体200Y,200M,200C,200Kの表面がそれぞれ露光される。その後、上述したように各感光体200Y,200M,200C,200K上にトナー像が形成される。
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In the figure, an exposure unit 202CK is an exposure unit that exposes the
図8に示すように反射ミラー保持側板210は、その中間転写ベルト搬送方向の一端側が支持部材207によって同方向に移動不可となるように固定支持されており、他端側は支持部材208によって同方向に移動可能に支持されている。各支持部材207,208は、図8に示すように、各感光体200Y,200M,200C,200Kを回転自在に支持している側板220に固定されている。なお、本実施形態では、各露光手段202CK,202MYを一体的に支持する反射ミラー保持側板210の底面に形成した凹部に丸棒状の支持部材207を嵌合させて支持する構成としたが、平板にねじで固定する態様としてもよく、側板220に対して各露光手段202CK,202MYが中間転写ベルト搬送方向に移動不可となるように固定されていればどのような態様でもよい。また、支持部材208も丸棒状には限られず、側板220に対して各露光手段202CK,202MYが中間転写ベルト搬送方向に移動可能となるように支持されていればどのような態様でもよい。さらに反射ミラー保持側板210として本実施形態では板状のものを示したが、反射ミラー保持側板210の形状はこれに限られず、例えばボックス形状のものを用いてもよい。支持部材207による反射ミラー保持側板210の支持位置は中間転写ベルト搬送方向の最下流側に配置された感光体200Kの回転中心軸に対して垂直である方向の近傍がよく、支持部材207の中心軸と感光体200Kの回転中心軸とが合致する態様が最も好ましい。
As shown in FIG. 8, the reflection mirror holding
上述の構成において、感光体200上の露光点から中間転写ベルト101への転写点までの時間をTd、各感光体間を中間転写ベルト101によってトナー像が搬送される時間をTbとし、感光体200Kの転写位置AAまでの各色の露光からの時間は、第1の実施形態と同様に、Tk(黒色)=Td、Tc(青色)=Td+Tb、Tm(赤色)=Td+2Tb、Ty(黄色)=Td+3Tbとなるため、転写位置AAにおいて全ての色を重ね合わせるには、黒色に比べて青色の場合には時間Tbだけ、赤色の場合には時間2Tbだけ、黄色の場合には時間3Tbだけそれぞれ早いタイミングで露光を行えばよいこととなる。
In the above configuration, the time from the exposure point on the
ここで、画像形成装置1の内部温度が上昇すると、熱膨張により各部の寸法が変化する。このとき各感光体200Y,200M,200C,200Kは側板220によって保持されているため、側板220が伸びることにより各感光体間の距離が変化し、感光体200Kの回転中心軸を中心とした場合に、各感光体200Y,200M,200Cの位置は図5に破線で示す位置(図中、符号200YS,200MS,200CSで示す)に変化する。なお、図5では各感光体200Y,200M,200Cの位置変化量を解り易いように大きく示しているが、実際の変化量は数μmないし数百μm程度である。
Here, when the internal temperature of the image forming apparatus 1 rises, the dimensions of each part change due to thermal expansion. At this time, since each of the photoconductors 200Y, 200M, 200C, and 200K is held by the
一方、各露光手段202CK,202MYを一体的に支持する反射ミラー保持側板210は、固定支持された支持部材207の近傍から各感光体200Y,200M,200Cと同方向に伸びが発生する。図7では中間転写ベルト搬送方向に沿った方向に対する伸びのみを図示しているが、実際には中間転写ベルト搬送方向と垂直な方向にも伸びが発生している。しかし、中間転写ベルト搬送方向と垂直な方向に対する伸びは本発明とは直接的に関係しないので、説明及び図示を省略する。ここで、各感光体間の間隔が熱膨張によって伸びたことによる感光体200Cにおける露光から転写までの時間の増加分をΔt1とする。また、反射ミラー保持側板210を構成する材料の熱膨張係数が側板220を構成する材料の熱膨張係数とほぼ同じであれば、各感光体200Y,200M,200Cにおける露光位置は各感光体間の伸びと同じように変化(図に一点鎖線で示す露光位置)し、転写までの時間Tdは変化しないが、反射ミラー保持側板210を構成する材料の熱膨張係数を側板220を構成する材料の熱膨張係数のほぼ2倍とすることで、反射ミラー保持側板210に取り付けてある各反射ミラー206Y,206M,206Cの位置が、図に破線で示す位置206YS,206MS,206CSまで変化する。一点鎖線で示した露光位置と破線で示した露光位置との差をΔt0とする。上述と同様に、感光体200Kの転写位置AAまでの各色の露光からの時間を計算すると、Tk(黒色)=Td、Tc(青色)=(Td−Δt0)+(Tb+Δt1)、Tm(赤色)=(Td−2Δt0)+(Tb+2Δt1)、Ty(黄色)=(Td−3Δt0)+(Tb+3Δt1)となる。ここで、反射ミラー保持側板210を構成する材料の熱膨張係数が側板220を構成する材料の熱膨張係数のほぼ2倍であるためΔt0≒Δt1となり、上式は熱膨張前の式と同じとなる。つまり、温度が上昇しても色重ねにおける位置ずれが発生せず、良好な画質を維持することができる。
On the other hand, the reflection mirror holding
図9は、本発明の第3の実施形態を示している。同図において、露光手段202Kは感光体200Kに対して露光を行う露光手段、露光手段202Cは感光体200Cに対して露光を行う露光手段、露光手段202Mは感光体200Mに対して露光を行う露光手段、露光手段202Yは感光体200Yに対して露光を行う露光手段である。各露光手段202K,202C,202M.202Y内には、それぞれポリゴンミラー204、fθレンズ205等が配設されており、各露光手段202K,202C,202M.202Yの下方には、各反射ミラー206K,206C,206M,206Yを保持する保持部材としての反射ミラー保持側板210が配設されている。各露光手段202K,202C,202M.202Yは、反射ミラー保持側板210に固定された支持部材209によってそれぞれのハウジングを固定されている。本実施形態では丸棒状の支持部材209を用いる構成としたが、各露光手段202K,202C,202M.202Yの固定方法はこれに限られず、例えばねじ等によって固定する構成としてもよい。図示しない複数の半導体レーザから出射された光は、ポリゴンミラー204、fθレンズ205を介して各反射ミラー206Y,206M,206C,206Kによって反射され、各感光体200Y,200M,200C,200Kの表面がそれぞれ露光される。その後、上述したように各感光体200Y,200M,200C,200K上にトナー像が形成される。
FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. In the figure, an exposure means 202K is an exposure means for exposing the
図10に示すように反射ミラー保持側板210は、その中間転写ベルト搬送方向の一端側が支持部材207によって同方向に移動不可となるように固定支持されており、他端側は支持部材208によって同方向に移動可能に支持されている。各支持部材207,208は、図10に示すように、各感光体200Y,200M,200C,200Kを回転自在に支持している側板220に固定されている。なお、本実施形態では、各露光手段202CK,202MYを一体的に支持する反射ミラー保持側板210の底面に形成した凹部に丸棒状の支持部材207を嵌合させて支持する構成としたが、平板にねじで固定する態様としてもよく、側板220に対して各露光手段202CK,202MYが中間転写ベルト搬送方向に移動不可となるように固定されていればどのような態様でもよい。また、支持部材208も丸棒状には限られず、側板220に対して各露光手段202CK,202MYが中間転写ベルト搬送方向に移動可能となるように支持されていればどのような態様でもよい。さらに反射ミラー保持側板210として本実施形態では板状のものを示したが、反射ミラー保持側板210の形状はこれに限られず、例えばボックス形状のものを用いてもよい。支持部材207による反射ミラー保持側板210の支持位置は中間転写ベルト搬送方向の最下流側に配置された感光体200Kの回転中心軸に対して垂直である方向の近傍がよく、支持部材207の中心軸と感光体200Kの回転中心軸とが合致する態様が最も好ましい。
As shown in FIG. 10, the reflection mirror holding
上述の構成において、感光体200上の露光点から中間転写ベルト101への転写点までの時間をTd、各感光体間を中間転写ベルト101によってトナー像が搬送される時間をTbとし、感光体200Kの転写位置AAまでの各色の露光からの時間は、第1の実施形態と同様に、Tk(黒色)=Td、Tc(青色)=Td+Tb、Tm(赤色)=Td+2Tb、Ty(黄色)=Td+3Tbとなるため、転写位置AAにおいて全ての色を重ね合わせるには、黒色に比べて青色の場合には時間Tbだけ、赤色の場合には時間2Tbだけ、黄色の場合には時間3Tbだけそれぞれ早いタイミングで露光を行えばよいこととなる。
In the above configuration, the time from the exposure point on the
ここで、画像形成装置1の内部温度が上昇すると、熱膨張により各部の寸法が変化する。このとき各感光体200Y,200M,200C,200Kは側板220によって保持されているため、側板220が伸びることにより各感光体間の距離が変化し、感光体200Kの回転中心軸を中心とした場合に、各感光体200Y,200M,200Cの位置は図5に破線で示す位置(図中、符号200YS,200MS,200CSで示す)に変化する。なお、図5では各感光体200Y,200M,200Cの位置変化量を解り易いように大きく示しているが、実際の変化量は数μmないし数百μm程度である。
Here, when the internal temperature of the image forming apparatus 1 rises, the dimensions of each part change due to thermal expansion. At this time, since each of the photoconductors 200Y, 200M, 200C, and 200K is held by the
一方、各露光手段202K,202C,202M.202Yを一体的に支持する反射ミラー保持側板210は、固定支持された支持部材207の近傍から各感光体200Y,200M,200Cと同方向に伸びが発生する。図7では中間転写ベルト搬送方向に沿った方向に対する伸びのみを図示しているが、実際には中間転写ベルト搬送方向と垂直な方向にも伸びが発生している。しかし、中間転写ベルト搬送方向と垂直な方向に対する伸びは本発明とは直接的に関係しないので、説明及び図示を省略する。ここで、各感光体間の間隔が熱膨張によって伸びたことによる感光体200Cにおける露光から転写までの時間の増加分をΔt1とする。また、反射ミラー保持側板210を構成する材料の熱膨張係数が側板220を構成する材料の熱膨張係数とほぼ同じであれば、各感光体200Y,200M,200Cにおける露光位置は各感光体間の伸びと同じように変化(図に一点鎖線で示す露光位置)し、転写までの時間Tdは変化しないが、反射ミラー保持側板210を構成する材料の熱膨張係数を側板220を構成する材料の熱膨張係数のほぼ2倍とすることで、反射ミラー保持側板210に取り付けてある各反射ミラー206Y,206M,206Cの位置が、図に破線で示す位置206YS,206MS,206CSまで変化する。一点鎖線で示した露光位置と破線で示した露光位置との差をΔt0とする。上述と同様に、感光体200Kの転写位置AAまでの各色の露光からの時間を計算すると、Tk(黒色)=Td、Tc(青色)=(Td−Δt0)+(Tb+Δt1)、Tm(赤色)=(Td−2Δt0)+(Tb+2Δt1)、Ty(黄色)=(Td−3Δt0)+(Tb+3Δt1)となる。ここで、反射ミラー保持側板210を構成する材料の熱膨張係数が側板220を構成する材料の熱膨張係数のほぼ2倍であるためΔt0≒Δt1となり、上式は熱膨張前の式と同じとなる。つまり、温度が上昇しても色重ねにおける位置ずれが発生せず、良好な画質を維持することができる。
On the other hand, each exposure means 202K, 202C, 202M. The reflection mirror holding
図11は、本発明の第4の実施形態に用いられる中間転写ベルト101の駆動系を示す概略図である。この第4の実施形態では、露光手段としては第1の実施形態で示した露光手段202、第2の実施形態で示した各露光手段202CK,202MY、第3の実施形態で示した各露光手段202K,202C,202M.202Yの何れを用いてもよい。図11において、実線は温度上昇前の状態を、破線は温度上昇後の状態をそれぞれ示している。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a drive system of the
温度上昇に伴い、駆動ローラ108の直径Drが熱膨張により直径Dr’に変化する。駆動ローラ108が熱膨張によりこれよりも大径の駆動ローラ108Sとなると、周長の増大に伴い中間転写ベルト101の搬送速度が速くなる。一方、各感光体200K―200C間の距離は、各感光体200K,200Cを回転自在に支持する図示しない側板が伸びるために長くなる。ここで、駆動ローラ108の周長が各感光体200K,200C間の距離の整数倍に設定されていると共に駆動ローラ108の熱膨張係数と各感光体200K,200Cを回転自在に支持する図示しない側板の熱膨張係数とが同じであれば、各感光体間の距離の増加分Δt1は駆動ローラ108の熱膨張による速度上昇分で補うことができ、温度上昇による各感光体200K−200C間における中間転写ベルト101の走行時間Tbは変化しないようにすることが可能となる。
As the temperature rises, the diameter Dr of the driving
一方、各感光体200K,200Cは温度上昇に伴いその直径が増大するため(図に破線で示す符号200KS,200CS)周長が長くなるが、1回転の速度が変化しないため露光から転写までの時間Tbは変化しない。また、上記各実施形態と同様に、露光手段202を用いた場合にはそのハウジングの熱膨張係数を、また各露光手段202CK,202MYあるいは各露光手段202K,202C,202M.202Yの何れかを用いた場合には反射ミラー保持板210の熱膨張係数を、各感光体200K,200Cを回転自在に支持する図示しない側板の熱膨張係数と同じとする。
On the other hand, the diameter of each of the
上述の構成、すなわち駆動ローラ108の周長を隣接する各感光体間の距離の整数倍とし、駆動ローラ108の熱膨張係数と各感光体200K,200Cを回転自在に支持する図示しない側板の熱膨張係数と露光手段のハウジングあるいは各露光手段を一体的に支持する反射ミラー保持側板210の熱膨張係数とが同じであれば、温度が上昇しても色重ねにおける位置ずれが発生せず、良好な画質を維持することができる。
The above-described configuration, that is, the peripheral length of the driving
上記各実施形態では、画像形成装置としてフルカラー電子写真式複写装置を用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置としてはこれに限られず、フルカラープリンタやフルカラー複合機等の他のフルカラー画像形成装置に本発明は適用可能である。また、被転写手段として中間転写ベルト101を用いた例を示したが、被転写手段としてはベルト状に限られず例えばドラム状であってもよい。
In each of the above-described embodiments, an example in which a full-color electrophotographic copying apparatus is used as the image forming apparatus has been described. However, the image forming apparatus to which the present invention can be applied is not limited to this, and other devices such as a full-color printer and a full-color multifunction peripheral are used. The present invention can be applied to the full-color image forming apparatus. Further, although an example in which the
1 画像形成装置(フルカラー電子写真式複写装置)
101 被転写手段(中間転写ベルト)
108 駆動ローラ
200Y,200M,200C,200K 感光体
202,202CK,202MY,202Y,202M,202C,202K 露光手段
203 現像手段
206Y,206M,206C,206K 反射ミラー
210 保持部材(反射ミラー保持側板)
220 側板
1 Image forming device (full-color electrophotographic copying machine)
101 Transfer target means (intermediate transfer belt)
108
220 Side plate
Claims (6)
前記露光手段は1つのユニットで構成されると共に前記被転写手段の搬送方向に沿って配置され、前記ユニットはその一端側が固定されると共に他端側が前記搬送方向に沿って移動可能であることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of photoconductors; an exposure unit that exposes the surface of each photoconductor; and a developing unit that develops an electrostatic latent image formed on the surface of each photoconductor. In an image forming apparatus for transferring toner images of different colors formed on the surface to a transfer means,
The exposure means is composed of one unit and is arranged along the transport direction of the transferred means, and the unit is fixed at one end side and movable at the other end side along the transport direction. An image forming apparatus.
前記各感光体は側板にそれぞれ回転自在に支持されると共に前記ユニットの一端側は前記側板に固定され、前記ユニットを構成するハウジングは前記側板に比してその熱膨張係数がほぼ2倍に設定されていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
Each of the photosensitive members is rotatably supported on a side plate and one end of the unit is fixed to the side plate, and the thermal expansion coefficient of the housing constituting the unit is set to almost twice that of the side plate. An image forming apparatus.
前記被転写手段が中間転写体であり、該中間転写体を駆動する駆動ローラの周長が前記各感光体間の距離の整数倍であり、前記駆動ローラの熱膨張係数と前記各感光体をそれぞれ回転自在に支持する側板の熱膨張係数と前記ユニットを構成するハウジングの熱膨張係数とが同じであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The transfer-receiving means is an intermediate transfer member, and the circumference of a driving roller that drives the intermediate transfer member is an integral multiple of the distance between the photosensitive members, and the thermal expansion coefficient of the driving roller and the photosensitive members are An image forming apparatus, wherein the coefficient of thermal expansion of each of the side plates rotatably supported is the same as the coefficient of thermal expansion of the housing constituting the unit.
前記露光手段は複数のユニットで構成されると共に前記被転写手段の搬送方向に沿って配置され、前記各ユニットはそれぞれ一体的に構成されると共にその一端側が固定され他端側が前記搬送方向に沿って移動可能であることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of photoconductors; an exposure unit that exposes the surface of each photoconductor; and a developing unit that develops an electrostatic latent image formed on the surface of each photoconductor. In an image forming apparatus for transferring toner images of different colors formed on the surface to a transfer means,
The exposure means is composed of a plurality of units and is arranged along the transport direction of the transferred means, and each unit is integrally configured, and one end side thereof is fixed and the other end side is along the transport direction. An image forming apparatus characterized by being movable.
前記各感光体は側板にそれぞれ回転自在に支持され、前記各ユニットは前記各感光体に光を照射する反射ミラーをそれぞれ有すると共に前記各ユニットは前記各反射ミラーを保持する保持部材によって一体的に支持され、前記保持部材の一端側は前記側板に固定されると共に、前記保持部材は前記側板に比してその熱膨張係数がほぼ2倍に設定されていることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
Each photoconductor is rotatably supported on a side plate, each unit has a reflection mirror for irradiating light to each photoconductor, and each unit is integrally formed by a holding member for holding each reflection mirror. An image forming apparatus, wherein one end side of the holding member is fixed to the side plate, and a thermal expansion coefficient of the holding member is set to approximately twice that of the side plate.
前記被転写手段が中間転写体であり、該中間転写体を駆動する駆動ローラの周長が前記各感光体間の距離の整数倍であり、前記駆動ローラの熱膨張係数と前記各感光体をそれぞれ回転自在に支持する側板の熱膨張係数と前記各ユニットを支持する保持部材の熱膨張係数とが同じであることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 4.
The transfer-receiving means is an intermediate transfer member, and the circumferential length of a driving roller that drives the intermediate transfer member is an integral multiple of the distance between the photosensitive members, and the thermal expansion coefficient of the driving roller and the photosensitive members are 2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the coefficient of thermal expansion of the side plates that are rotatably supported is the same as the coefficient of thermal expansion of the holding member that supports the units.
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JP2013011814A (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Kyocera Document Solutions Inc | Image forming apparatus |
JP2019191424A (en) * | 2018-04-26 | 2019-10-31 | オリンパス株式会社 | Optical adapter and endoscope |
-
2006
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