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JP2981913B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JP2981913B2
JP2981913B2 JP2220723A JP22072390A JP2981913B2 JP 2981913 B2 JP2981913 B2 JP 2981913B2 JP 2220723 A JP2220723 A JP 2220723A JP 22072390 A JP22072390 A JP 22072390A JP 2981913 B2 JP2981913 B2 JP 2981913B2
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JP
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color image
laser optical
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久夫 佐藤
忠義 池田
静雄 森田
真和 福地
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Konica Minolta Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ベルト状像形成体及び複数のレーザ光学層
を含み、前記像形成体の１回転によりカラー画像を形成
するカラー複写機又はカラープリンタ等のカラー画像形
成装置に関する。
〔従来の技術〕
従来電子写真法によりカラー画像を形成するものとし
て多くの方法・装置が提案されているが、特に色重ね精
度が優れていて高解像力のカラー画像が得られる点で、
例えば、特開昭60−75850号、同60−76766号、同60−95
456号等の各号公報の技術がすぐれている。
前記公報記載の技術においては、ドラム状像形成体上
に原稿像の分解色数に応じた潜像形成と、色トナーによ
る現像を繰返えして、前記像形成体上に各色トナー像を
重ね合わせてカラートナー像を形成し、該カラートナー
像を転写材上に転写、定着してカラー画像をうるように
している。又前記技術においては、色分解数に応じた潜
像形成を行なうための露光手段として唯１個のレーザ光
学装置が用いられ、ドラム状像形成体の複数回転によ
り、カラー画像をうるようにしている。
一方前記公報記載の技術におけるドラム状像形成体に
代えて、可撓性ベルト上に光導電性材料を塗布又は蒸着
して成るベルト状像形成体が例えば特開昭62−102261号
公報に提案されている。
前記ベルト状像形成体は、駆動ローラを含む回動ロー
ラ間に張架することで形状が決まるので、空間を有効に
利用して装置のコンパクト化に適し、例えばカラープリ
ンタ等の設計に際して極めて有効である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながらベルト状像形成体の周縁部に唯１個のレ
ーザ光学系を配置してカラー画像を形成するには、前記
像形成体を多数回回転することが必要であり、像形成に
伴なう時間とコストの浪費に連がり、近時要請される高
速化に逆行することとなる。
そこでベルト状像形成体の下面に複数のレーザ光学装
置をそれぞれ平列配置して前記像形成体の１回転でカラ
ー画像を形成するカラー画像形成装置が考えられる。こ
の装置によれば、カラー画像形成のため像形成体の複数
回転が不要となり、通常の白黒画像と同様のプロセスと
されるため、作業時間が短縮され、装置の寿命が長くな
り、かつ操作が簡単になるなど多くの利点を生ずる。
しかしながら前記カラー画像形成装置においても、な
お以下の問題点がある。
（１）複数のレーザ光学系がそれぞれ配置されているた
め、前記光学系を設置するための多くの空間が必要とな
り、装置が大型となる。
（２）カラー画像を形成するためには各色間の高度の重
ね合わせ精度が要請されるが、各レーザ光学系がそれぞ
れ別個に独立して取付けられるため、走査光の書込タイ
ミングの位置合わせ、各レーザ光学装置相互の位置合わ
せ、走査光の平行度、走査幅の調整等が極めて煩雑とな
り、事実上高精度の調整は困難である。
〔問題点を解決するための手段〕
（発明の目的） 本発明の目的は、複数のレーザ光学装置の配置、構成
の改良によりコンパクトに纒められたカラー画像形成装
置を提供することにある。さらに他の目的は、高解像、
鮮明なカラー画像を安定して供給可能なカラー画像形成
装置を提供することにある。
（発明の構成及びその作用） 前記の目的は、 回動するローラ間に張架して搬送されるベルト状像形
成体に対して像露光を行なう複数のレーザ光学装置を有
するカラー画像形成層において、前記複数のレーザ光学
装置が階段状の複数の支持面面上に互に平行に配置され
ることを特徴とするカラー画像形成装置により達成され
る。
本発明のカラー画像形成装置は、後述するように原稿
画像を光走査して得た画像情報を、色分解装置により、
例えばＢ（ブルー）、Ｇ（グリーン）、Ｒ（レッド）に
色分解し、得られた色分解情報を色毎に光電変換及び画
像処理して例えばＹ（イエロー）、Ｍ（アゼンタ）、Ｃ
（シアン）、BK（黒）の各色画像信号Ａをレーザ光学系
を含む書込装置Ｂに出力するカラースキャナを備えたカ
ラー複写機とされてもよく、又前記カラースキャナを有
せずマイコン、ファクシミリ等の外部画像信号を用いる
カラープリンタとされてもよい。
本発明のカラー画像形成装置は駆動ローラと従動ロー
ラ間にベルト状像形成体が張架、搬送され、前記像形成
体の下面には該像形成体の１回転中にＹ、Ｍ、Ｃ、BKの
各色トナー像を順次重ね合わせて形成すべく、Ｙトナー
像形成用帯電器、像露光用レーザ光学装置Ｙトナーを含
む現像器から成る最初の組の像形成手段及びＭトナー像
形成用、Ｃトナー像形成用、BKトナー像形成用としてＹ
トナー像の場合と同様の後続する３組の造形性手段が並
列に配設される。ここで前記各レーザ光学装置が従来の
縦型配置に代えて横型配置とされ、各レーザ光学装置か
ら出射されるレーザビームが互に干渉しないよう段差を
設けて段階状とした各支持面上に平行に配置され点に特
徴がある。
又特に前記各レーザ光学装置を前記支持面と共に装置
本体に対して挿脱可能な１個の筐体内に一体的に組込み
光学ユニットを構成し、該ユニットの装置本体に対する
挿脱により前記各レーザ光学装置の点検、更新を容易と
した構成が望ましい。
このような構成とした場合、筐体を装置本体に装着す
る前に、各レーザ光学装置をレーザビームによる書込み
のタイミング、ビーム平行度、ビーム走査幅等各色トナ
ー像の重ね合わせ精度上必要な条件を最密に満足するよ
う支持面上に設定することができる。
又前記各レーザ光学装置を交新する場合、その都度各
光学装置相互の位置合わせ、走査ビーム相互の平行度、
走査幅の設定をやりなおす必要がなく、規格に合わせて
設計された新たなユニットを装着すればよい。
前記光学ユニット内の各光学装置は個々に支持面上の
例えば嵌合溝に挿脱可能に嵌着され、かつバネ部材によ
り圧着して保持され、必要に応じて個々に交換可能とさ
れる。
又前記各光学装置は同一規格にして、互換性のある装
置とするのが好ましい。
ところで各レーザ光学装置を含む光学ユニットは、像
露光用各レーザビームが、するための光路を互に干渉す
ることなく像形成体上に結像設計する上でベルト状像形
成体の下面に対して５〜30゜特に好ましくは10〜20゜傾
斜して設けられる。かくして装置本体に極めて少ない空
間を利用して複数のレーザ光学装置を最も合理的に組込
むことが可能となる。
次に前記ベルト状像形成体、複数の現像器、帯電器及
びクリーニング装置等は一体化してユニット構成とし、
装置本体に挿脱可能とするのが好ましい。
又、給紙系Ｃは給紙カセット、給紙ローラ及び給紙搬
送経路から成り、前記給紙カセット及び結合ローラ等を
前記光学ユニットの下方配置とし、給紙搬送経路を側方
配置とするのが装置のコンパクト化を達成する上で好ま
しい。
〔実施例〕
以下本発明を実施例により具体的に説明するが本発明
の実施の態様はこれにより限定されるものではない。第
１図乃至第５図は本実例を説明する図であり、第１図は
本実施例のカラープリンタを表す断面図、第２図は第１
図の光学ユニットの平面図、第３図は光学ユニット内の
Ｙ光学装置の斜視図、第４図は像形成タイムチャートで
ある。
前記第１図のカラープリンタは、外部信号Ａをうけて
感光体上に像露光を付与するための書込み系Ｂ、作像系
Ｃ、給紙系Ｄ及び定着装置を含む排紙系Ｅとから構成さ
れる。
前記先像系Ｃは装置本体１に対して（図面上方へ）挿
脱可能に装着された感光体ユニット２を主要部として含
み、該感光体ユニット内には転写側の駆動ローラ３とク
リーニング側の従動ローラ４及び張り側案内板５と弛み
側受けローラ６によって張架されたベルト状感光体７、
該感光体７の下面に並列に配設されたＹ、Ｍ、Ｃ及びBK
の各帯電器10、11、12及び13、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びBKの各現
像器20、21、22及び23、クリーニング前露光ランプ８、
除電器９及びクリーニング装置25等が一体的に組込まれ
ている。
又前記クリーニング装置25内にはクリーニングブレー
ド26及び該ブレードの離間時残留するトナーを除去する
ためのクリーニングブラシ27が含まれる。又前記ブレー
ド26及びブラシ27で掻取られたトナーを感光体ユニット
２の駆動ローラと従動ローラ４間に設けられた排トナー
回収室28に搬送するためのスクリューコンベヤ29が設け
られる。なお前記感光体ユニット２の装置本体からの挿
脱は、奥側が装置本体に支持され、ベルト状感光体を案
内する前記案内板５を貫通するガイド棒30、31にガイド
されて行なわれる。
前記感光体ユニット２の下方には光学ユニット40が装
置本体１に対して水平に配置され、かつ図面受側方に挿
脱可能に配置される。又光学ユニット40は互に同一構造
とされたＹ、Ｍ、Ｃ、BKの各光学装置41、51、61及び71
が段階状の水平な支持面42、52、62及び72上に横位置で
配置され、感光体に対して像形成タイミングに合わせて
極めて高精度で順次像露光できるように構成されてい
る。
前記のような像露光を遂行する上で感光体ユニット
（及びベルト状感光体の下面）は水平位置とされた前記
光学ユニット40に対して15゜傾斜して設けられる。
前記光学ユニット40内のＹ光学装置41には、ポリゴン
ミラ43a、ポリゴンミラ43aの支持台43b、高速回転モー
タ43c、ｆ−θレンズ44a、レンズ44aの支持台44b、ミラ
ー45、シリンドリカルレンズ46、防塵ガラス47、半導体
レーザ装置48が含まれる。同様にＭ光学装置51、Ｃ光学
装置61及びBK光学装置71には、ポリゴンミラ53a、63a及
び73a、支持台53b、63b及び73b、モータ53c、63c及び73
c、ｆ−θレンズ54a、64a及び74a、支持台54b、64b及び
74b、ミラー55、65及び75、シリンドリカルレンズ56、6
6及び76、防塵ガラス57、67及び77、半導体レーザ装置5
8、68及び78が含まれる。
前記光学ユニット40は装置本体１に対して上側ガイド
81及び下側ガイド82に沿い、把手80を把持して挿脱さ
れ、挿入過程で光学ユニット40の先端がストッパ83に当
接するに到って停止される。
なお第２図の光学ユニット40内の各光学装置の平面配
置図及び第３図のＹ光学装置の斜視図は前記光学ユニッ
トの構成を理解し易くするためのものである。なお、各
像露光走査間の平行度の微少位置合わせはミラー45、5
5、65及び75により行なうことにより行なうことができ
る。
前記光学ユニット40の図面下方及び左側方には給紙系
Ｄが設けられる。該給紙系Ｄには給紙カセット90、給紙
ロール91、転写紙搬送経路92、搬送ローラ93、転写極94
が含まれる。
又前記転写紙搬送経路の図面上方には、定着器を含む
排紙系Ｅが設けられ、該排紙系Ｅには、定着ローラ95
a、95bを含む定着装置96、排紙ロール97、排紙経路98及
び排紙棚99が含まれる。
以下前記構成のカラープリンタを用いた本実施例の像
形成プロセスを第１図及び第４図を用いて説明する。ま
ずスタートSWがONするとベルト状感光体７が矢印方向へ
所定の速度Ｖの周速により搬送され、各帯電器10、11、
12及び13が同時に第１のタイミングでONされ、前記感光
体上に一様な帯電が付与される。ついで各現像器20、2
1、22及び23が第２のタイミングで同時にONされるが、
その直後Ｙレーザ光学装置41を介してＹ信号に基づく半
導体レーザビームのＹ像露光が施されて感光体上に静電
潜像が形成され、Ｙ現像器20によって現像されてＹトナ
ー像が形成されて行く。このＹトナー像は保持されたま
まＭ帯電器11の下を通過し、再帯電される。なお、感光
体上での各像露光位置間の間隙をＨとすると、 先のＹ像露光より所定の時間H/V秒遅れてＭ信号に基
づくＭ像露光が光学装置51により施されて感光体７上の
前記Ｙトナー像と同じ領域に静電潜像が形成され、Ｍ現
像器21によって現像されて前記Ｙトナー像に重ねてＭト
ナー像が形成される。更に帯電器12によって再帯電され
た感光体上にＭ像露光よりH/V秒遅れてＣ信号に基づく
Ｃ像露光が光学装置61により施されて静電潜像が形成さ
れ、Ｃ現像器22によって現像されて前記Ｙトナー像、Ｍ
トナー像上にＣトナー像が形成される。更に同様にして
BK信号に基づくBK像露光が光学装置71により施され、BK
現像器23によって現像されて前記各色トナー像上にBKト
ナー像が重ね合わされてカラートナー像が形成される。
これら各現像器20、21、22及び23の各スリーブには感光
体上の帯電々位より稍低い直流バイアスと交流バイアス
とが印加されてカラー画像に適する二成分系現像剤によ
り非接触反転現像方法により現像され、ドット状カラー
トナー像が形成される。
かくしてベルト状感光体上に形成されたカラートナー
像は、給紙カセット90より給紙ローラ91により送り出さ
れ、搬送経路92を介して搬送ローラ93により像形成とタ
イミングを合わせて給送された転写材上に転写極94の作
用で転写される。転写されたカラートナー像を担持した
転写紙は、定着装置96内の熱ローラ95a及び押圧ローラ9
5bにより加熱定着されてカラー画像が形成され、該カラ
ー画像を担持した転写紙は排出ローラ98により排出経路
98を通過して排紙受け99と排出される。
前記像形成のタイミングは第４図のタイミングチャー
トに示され、転写後の感光体面はクリーニング装置25の
ブレード26及びクリーニングブラシ27により清掃され、
次の像形成に備えられる。なおクリーニングブレード及
びクリーニングブラシ27はプリンタのスタート直後にON
され、カラー画像形成後OFFされるが、前記クリーニン
グブラシ27は前記クリーニングブレードより遅れてOFF
される。
本発明者等は前記カラープリンタを用い、前記像形成
プロセスを繰り返して10万枚のカラープリントを作成し
たが、途中現像剤中のキャリア及び感光体の疲労により
画質の低下及び重ね合わせ精度の低下により感光体ユニ
ット２を５万枚プリント毎に更新した。又10万枚プリン
ト時、重ね合わせ精度の低下を考慮してレーザ光学ユニ
ット40の更新を行なったこの際前記レーザ光学ユニット
40を把手80を把持して図面右側方に引出し、全く同一構
成の新たなユニットと交換・装着しロックバネ85により
ロックして次の像形成を行なったが、各光学装置41、5
1、61、71の部品の調整、レーザビームの平行度、走査
幅等の調整を不要として、良質の画像をうることができ
た。
本実施例はカラープリンタを例として説明したが装置
本体の上部にカラースキャナを増設してカラー複写機と
してもよい。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように本発明のカラー画像形
成装置によれば、像形成体、帯電器、現像器、像露光用
レーザ光学系等の像形成手段が斬新な構成とされている
ため、装置が小型、軽量でコンパクトに纏められ、かつ
白黒画像並の高速でカラー画像形成が可能とされ、特に
前記レーザ光学系が精度良く位置規制されているので色
画像の重ね合わせ精度が高く、高解像力のカラー画像を
安定供給することができ、しかも前記レーザ光学系の部
品交換に際して、各レーザ光学装置の位置合わせ、各像
露光ビームの平行度、振幅等の調整を行なうことなく、
作業を正確かつ容易に遂行できる等の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例のカラープリンタの断面図、第２図は前
記プリンタの各レーザ光学装置の配置構成を示す平面
図、第３図はＹレーザ光学装置の構成を示す斜視図、第
４図は像形成プロセスのタイムチャートである。 １……装置本体、２……感光体ユニット ７……ベルト状感光体、10乃至13……帯電器 20〜23……現像器、25……クリーニング装置 40……レーザ光学ユニット 41乃至71……レーザ光学装置 43a乃至73a……ポリゴンミラー 44a〜74a……ｆ−θレンズ 46乃至76……シリンドリカルレンズ 47乃至77……防塵硝子 42乃至72……レーザ光学装置支持面 90……給紙カセット、96……定着装置 99……排紙棚 Ａ……外音色信号、Ｂ……書込み系 Ｃ……作像系、Ｄ……給紙系 Ｅ……定着、排紙系
フロントページの続き (72)発明者 福地 真和 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 審査官 菅藤 政明 (56)参考文献 特開 昭63−64063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−147468（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/44 G03G 15/01 G02B 26/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回動するローラ間に張架して搬送されるベ
    ルト状像形成体に対して像露光を行なう複数のレーザ光
    学装置を有するカラー画像形成装置において、前記複数
    のレーザ光学装置が階段状の複数の支持面上に互に平行
    に配置されることを特徴とするカラー画像形成装置。
  2. 【請求項２】前記ベルト状像形成体に対して前記複数の
    レーザ光学装置が相対的に傾斜して配置される請求項１
    のカラー画像形成装置。
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