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技術 潜像形成装置およびこれを用いた画像形成装置

出願人 株式会社リコー
発明者 近藤高広
出願日 2005年10月27日 (15年0ヶ月経過) 出願番号 2005-313086
公開日 2007年5月17日 (13年6ヶ月経過) 公開番号 2007-121638
状態 未査定
技術分野 レーザービームプリンタ 機械的光走査系 電子写真における露光及び原稿送り FAXの走査装置 FAX再生装置
主要キーワード 部対応部分 光学光路 補助部品 検知ミス 機械性能 衝撃振動 筐体部材 動作初期
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課題

ポリゴンミラーを用いた走査露光を行い円筒潜像担持体に画像を形成する潜像形成装置において、潜像形成時の倍率補正筐体部材熱変形の影響を受け難く、安定した倍率補正を得られる潜像形成装置および画像形成装置を提供する。

解決手段

個々の主走査ライン画像先端位置に対応した書出基準信号を得るための第1同期検知手段と、個々の主走査ラインの画像後端位置に対応した書終基準信号を得るための第2同期検知手段を構成するための、潜像担持体露光面の画像領域外に形成した感光体開口部と、前記潜像担持体内部に配設されて感光体開口部を通過する露光レーザ光受光する第2同期検知素子とを具備する。

概要

背景

従来、潜像形成装置は、例えばデジタル複写機露光手段として用いられている。図6に、従来のデジタル複写機を模式的側断面図で示す。このデジタル複写機の潜像形成装置は、感光体ドラム)7A、レーザユニット1からの光ビーム対象物に対して光スポットとしてそれぞれ集光させて回転多面鏡3を用い光走査する光ビーム走査装置帯電チャージャ21、現像スリーブ22、転写チャージャ23、クリーナー24、を含み構成されている。感光体7Aは、ドラム状の像担持体であり、図中に矢印で示す方向に回転することにより複写が実行される。帯電チャージャ21は、電荷を発生させ、感光体1の表面を帯電させる。ポリゴンモータが、図7に示すように、回転多面鏡(ポリゴンミラー)3を回転させることでレーザユニット1の発するレーザ光を感光体7A上で走査させる。レーザユニット1は、LD(レーザダイオード)を発光させて感光体7Aに照射し、感光体7Aの表面に静電潜像を形成する。現像スリーブ22は、感光体7Aの表面に形成された潜像現像してトナー像可視像)を形成する。転写チャージャ21は、現像スリーブ22が現像したトナー像を、転写材静電転写する。クリーナー24は、感光体7Aの表面上に残ったトナーを除去する。

このような潜像形成装置は、発光素子が出力する光(主として、レーザダイオード(LD)が発するレーザ光)を回転多面鏡3等の回転体を介して感光体7Aの表面上を主走査方向に走査して1ライン分の画像信号に対応した光出力波形を照射する。これを副走査方向に繰り返し実行することにより、ドット像を得ている。なお、主走査方向のラインは、光が走査する方向のラインであり、同期検知手段により各ラインごとの主走査開始位置が決定される。主走査方向のラインは、回転多面鏡3の回転によって作像される。副走査方向のライン像は、感光体7Aの回転方向のラインであり、感光体7Aの回転と回転多面鏡3の回転とに基づいてライン像が作像される。

従来の潜像形成装置10の構成要部を図7の要部構成図に示す((a)は平面断面図、(b)は側面断面図)。この種の潜像形成装置は、回転多面鏡3を用いた光走査装置と感光体7Aを含み構成される。光走査装置においては、レーザユニット1から出されたレーザ光はCYレンズ2を透過した後にポリゴンミラー3で反射することによって平行に走査される。ポリゴンミラー3から反射した光は感光体面上で走査する際の等速性を保つためにFθレンズ4を透過した後に、副走査の位置を定めるためのレンズW5を通過する。レンズW5を通過したレーザ光は感光体7に向かって走査することによって画像を感光体上に形成する。本例のように、その間、装置のレイアウト等の制約によっては折り返しミラー6等を媒体に感光体へと向かわせる。

上記ポリゴンミラー3によって走査されたレーザ光の一部は、感光体へ向かう以外に感光体に画像を形成する為の基準となる同期検知部8に光(O、O’)を向かわせて同期信号を得ている。なお、この同期信号はレーザ光の大きさや光量の影響が受けやすい為に、同期折り返しミラー9を用いて、感光体までの距離と似た距離まで光路長を確保して、レーザ光が絞れた結像点に配置したり、あるいは集光レンズを用いたりする場合もある。

上記同期信号はポリゴンの回転方向に対して、書出部に当たる光(O)によって、画像の先端位置を認識して、書終部に当たる光(O')によって画像の後端位置を認識することになる。光(O)が検出されてから光(O')が検出されるまでの時間が、印字動作中や連続動作中に変化した場合は全体の倍率が変化したと認識される。そして、この倍率の変化量の比率を用いて倍率の調整を行い常に望ましい画像を得ることができる。

特に複数の感光体ドラムを用いて画像を形成する方式のカラー電子写真装置では、イエローマゼンタシアンブラックの4色の画像夫々の倍率が常に合致していないと色のズレが発生するので、この書出部、書終部の同期による倍率の補正画像性能の重要な要素になる。

ところが、従来の同期検知のように光走査装置内部あるいは光走査装置を構成する筐体部材の外周部同一部材同期検知素子8Aが存在すると、この全体倍率を変動させる要因である熱膨張が画像を形成する部分への影響以外に同期検出素子へ向う光(O)(O')への影響を引き起こすこともある。

すなわち、仮にFθレンズ4が均一な熱で受ける変動は画像を形成する光路と同期を検知する光路の双方が共にその影響が生じる為に、その倍率差を補正することはできるが、例えば同期折り返しミラーに熱変動の影響が生じる場合は、画像の倍率変化と同期光路の倍率変化の倍率差が一律にならない為に、正しい補正ができないことになる〔図8(熱の影響とその補正を説明する図)参照〕。更には、Fθレンズ4の熱変動についても実際には均一な伸びを示さないこともあるのでそれによる色ずれ発生要因となる虞れも有している。

これを回避する手段としては、例えば特許文献1のように、感光体に形成された特定の画像を形成した後に、その形成された画像を濃淡を検知するセンサーによって読み取りその時間差によって判断するといった(ベルトマーカーによる補正手段が数多く提示されている。然しながら、この手段においては通常の画像形成時処理の他にマーカー印字動作を伴うために、それによる画像形成が出来ない無駄な時間が発生するとの欠点があり、また、余計なトナーを必要とするといった欠点を有している。

また、マーカーを用いずに且つ露光装置の熱変動の影響を少なく、画像の補正を行う手段として例えば特許文献2に開示があるように感光体上の反射手段を用いて行うことが提案されている。然しながら、この開示技術においては感光体の円周面を用いる為に、感光体上に複雑な形状を形成しなければならず、且つトナーや乱反射に対しての配慮が必要となり、高価な加工や補助部品が必要になる。

また、この特許文献2においては、画像書出の第1同期検知手段と画像書終の第2同期検知手段共に感光体上に設けられた反射手段によって倍率を補正しようとしている。すると第1同期検知手段は回転多面鏡の各面での検知が必要になるので、感光体の回転の振動突発的な衝撃振動によるズレが発生する可能性があり、安定した書出位置を得ることが難しい。

また、特許文献3では基準信号とベルトの主走査方向への移動成分の両方を検出する手段を設ける画像形成装置の為に、第1同期検知手段を得ることがベルト部分に開けた検出穴のみとなっている。この為に、常にベルトの回転と光の通過位置の合致を待つことが必要になり時間のロスを生じることとなる。なお、特許文献3においては倍率補正に対しての規定はなく、書出位置と副走査方向の書出位置の一致を目的としている。

この他にも、特許文献4では各結像光学系に設けた光ビームの2点同期検知手段からの信号に基づいて、倍率誤差のズレを補正する為に、光学系内部の膨張によるのびを同時に検出してしまい、微小誤差を生じることとなる。また、特許文献5では第2同期検知手段で得る後端位置の検出時期をずらして採取しているが、その構成に関しての規定はなく、光学系の膨張に対しての規定は見られない。

特開2004−109876号公報
特開2000−158715号公報
特開2001−194854号公報
特開2002−372676号公報
特開2001−013430号公報

概要

ポリゴンミラーを用いた走査露光を行い円筒潜像担持体に画像を形成する潜像形成装置において、潜像形成時の倍率補正が筐体部材の熱変形の影響を受け難く、安定した倍率補正を得られる潜像形成装置および画像形成装置を提供する。個々の主走査ライン画像先端位置に対応した書出基準信号を得るための第1同期検知手段と、個々の主走査ラインの画像後端位置に対応した書終基準信号を得るための第2同期検知手段を構成するための、潜像担持体露光面の画像領域外に形成した感光体開口部と、前記潜像担持体内部に配設されて感光体開口部を通過する露光レーザ光受光する第2同期検知素子とを具備する。

目的

したがって、本発明では光走査装置内部のポリゴンミラーを用いた走査露光を行うことによって、円筒状露光面を有し回転する潜像担持体に画像を形成する潜像形成装置において、潜像形成時の倍率補正が光走査装置を構成する筐体部材の熱変形の影響を受け難く、安定した倍率補正を得られる構成の潜像形成装置および画像形成装置を安価に提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

光走査装置内部のポリゴンミラーを用いた走査露光を行うことによって、円筒露光面を有し回転する潜像担持体に画像を形成する潜像形成装置において、個々の主走査ライン画像先端位置に対応した書出基準信号を得るための第1同期検知手段を構成する、前記走査露光を行う光走査装置内部に配設されて露光レーザ光受光する第1同期検知素子と、個々の主走査ラインの画像後端位置に対応した書終基準信号を得るための第2同期検知手段を構成するための、前記潜像担持体露光面の画像領域外に形成した感光体開口部と、前記潜像担持体内部に配設されて前記感光体開口部を通過する露光レーザ光を受光する第2同期検知素子と、を含み構成したことを特徴とした潜像形成装置。

請求項2

前記感光体開口部の回転方向の大きさを1mm以上2mm以下としたことを特徴とする請求項1に記載の潜像形成装置。

請求項3

前記第1同期検知手段によって得られる検出信号と第2同期検知手段によって得られる検出信号との時間差の変化によって、主走査方向の全体倍率補正を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の潜像形成装置。

請求項4

前記第1同期検知手段によって得られる画像の先端部の同期検知信号を得てから所定の時間を過ぎても、前記開口部を通過して前記第2同期検知手段にて後端側の同期検知信号を検出出来なかった場合を、後端同期検知エラーとして認識することを特徴とした請求項3に記載の潜像形成装置。

請求項5

電子写真方式画像形成装置において、請求項1〜4の何れか1項に記載の潜像形成装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

請求項6

潜像担持体とポリゴンミラーとを含み構成された潜像形成装置を複数備えた電子写真方式のカラー画像形成装置であって、潜像形成装置として請求項1〜4の何れか1項に記載の潜像形成装置を複数組備え、複数の感光体の後端部分の第2同期検知手段から同期信号を得るタイミングを、感光体の回転速を変化させながら、第1同期検知手段から同期信号を得るタイミングと一定の時間差で得られるように合わせて、感光体の回転を同期させ副走査方向の書出を一定にするあるいは第2同期検知手段からの同期信号を得てから規定の時間後に画像の書出を行うことを特徴とした画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、光ビーム対象物に対して光スポットとしてそれぞれ集光させて回転多面鏡を用い光走査する光ビーム走査装置を含み構成された潜像形成装置、およびこれを搭載するデジタル複写機プリンタファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に光走査装置内部の温度上昇等によって主走査方向の全体倍率伸縮する光走査装置で、その伸縮を補正する必要がある装置の改良に関する。

背景技術

0002

従来、潜像形成装置は、例えばデジタル複写機の露光手段として用いられている。図6に、従来のデジタル複写機を模式的側断面図で示す。このデジタル複写機の潜像形成装置は、感光体ドラム)7A、レーザユニット1からの光ビームを対象物に対して光スポットとしてそれぞれ集光させて回転多面鏡3を用い光走査する光ビーム走査装置、帯電チャージャ21、現像スリーブ22、転写チャージャ23、クリーナー24、を含み構成されている。感光体7Aは、ドラム状の像担持体であり、図中に矢印で示す方向に回転することにより複写が実行される。帯電チャージャ21は、電荷を発生させ、感光体1の表面を帯電させる。ポリゴンモータが、図7に示すように、回転多面鏡(ポリゴンミラー)3を回転させることでレーザユニット1の発するレーザ光を感光体7A上で走査させる。レーザユニット1は、LD(レーザダイオード)を発光させて感光体7Aに照射し、感光体7Aの表面に静電潜像を形成する。現像スリーブ22は、感光体7Aの表面に形成された潜像現像してトナー像可視像)を形成する。転写チャージャ21は、現像スリーブ22が現像したトナー像を、転写材静電転写する。クリーナー24は、感光体7Aの表面上に残ったトナーを除去する。

0003

このような潜像形成装置は、発光素子が出力する光(主として、レーザダイオード(LD)が発するレーザ光)を回転多面鏡3等の回転体を介して感光体7Aの表面上を主走査方向に走査して1ライン分の画像信号に対応した光出力波形を照射する。これを副走査方向に繰り返し実行することにより、ドット像を得ている。なお、主走査方向のラインは、光が走査する方向のラインであり、同期検知手段により各ラインごとの主走査開始位置が決定される。主走査方向のラインは、回転多面鏡3の回転によって作像される。副走査方向のライン像は、感光体7Aの回転方向のラインであり、感光体7Aの回転と回転多面鏡3の回転とに基づいてライン像が作像される。

0004

従来の潜像形成装置10の構成要部を図7の要部構成図に示す((a)は平面断面図、(b)は側面断面図)。この種の潜像形成装置は、回転多面鏡3を用いた光走査装置と感光体7Aを含み構成される。光走査装置においては、レーザユニット1から出されたレーザ光はCYレンズ2を透過した後にポリゴンミラー3で反射することによって平行に走査される。ポリゴンミラー3から反射した光は感光体面上で走査する際の等速性を保つためにFθレンズ4を透過した後に、副走査の位置を定めるためのレンズW5を通過する。レンズW5を通過したレーザ光は感光体7に向かって走査することによって画像を感光体上に形成する。本例のように、その間、装置のレイアウト等の制約によっては折り返しミラー6等を媒体に感光体へと向かわせる。

0005

上記ポリゴンミラー3によって走査されたレーザ光の一部は、感光体へ向かう以外に感光体に画像を形成する為の基準となる同期検知部8に光(O、O’)を向かわせて同期信号を得ている。なお、この同期信号はレーザ光の大きさや光量の影響が受けやすい為に、同期折り返しミラー9を用いて、感光体までの距離と似た距離まで光路長を確保して、レーザ光が絞れた結像点に配置したり、あるいは集光レンズを用いたりする場合もある。

0006

上記同期信号はポリゴンの回転方向に対して、書出部に当たる光(O)によって、画像の先端位置を認識して、書終部に当たる光(O')によって画像の後端位置を認識することになる。光(O)が検出されてから光(O')が検出されるまでの時間が、印字動作中や連続動作中に変化した場合は全体の倍率が変化したと認識される。そして、この倍率の変化量の比率を用いて倍率の調整を行い常に望ましい画像を得ることができる。

0007

特に複数の感光体ドラムを用いて画像を形成する方式のカラー電子写真装置では、イエローマゼンタシアンブラックの4色の画像夫々の倍率が常に合致していないと色のズレが発生するので、この書出部、書終部の同期による倍率の補正は画像性能の重要な要素になる。

0008

ところが、従来の同期検知のように光走査装置内部あるいは光走査装置を構成する筐体部材の外周部同一部材同期検知素子8Aが存在すると、この全体倍率を変動させる要因である熱膨張が画像を形成する部分への影響以外に同期検出素子へ向う光(O)(O')への影響を引き起こすこともある。

0009

すなわち、仮にFθレンズ4が均一な熱で受ける変動は画像を形成する光路と同期を検知する光路の双方が共にその影響が生じる為に、その倍率差を補正することはできるが、例えば同期折り返しミラーに熱変動の影響が生じる場合は、画像の倍率変化と同期光路の倍率変化の倍率差が一律にならない為に、正しい補正ができないことになる〔図8(熱の影響とその補正を説明する図)参照〕。更には、Fθレンズ4の熱変動についても実際には均一な伸びを示さないこともあるのでそれによる色ずれ発生要因となる虞れも有している。

0010

これを回避する手段としては、例えば特許文献1のように、感光体に形成された特定の画像を形成した後に、その形成された画像を濃淡を検知するセンサーによって読み取りその時間差によって判断するといった(ベルトマーカーによる補正手段が数多く提示されている。然しながら、この手段においては通常の画像形成時処理の他にマーカー印字動作を伴うために、それによる画像形成が出来ない無駄な時間が発生するとの欠点があり、また、余計なトナーを必要とするといった欠点を有している。

0011

また、マーカーを用いずに且つ露光装置の熱変動の影響を少なく、画像の補正を行う手段として例えば特許文献2に開示があるように感光体上の反射手段を用いて行うことが提案されている。然しながら、この開示技術においては感光体の円周面を用いる為に、感光体上に複雑な形状を形成しなければならず、且つトナーや乱反射に対しての配慮が必要となり、高価な加工や補助部品が必要になる。

0012

また、この特許文献2においては、画像書出の第1同期検知手段と画像書終の第2同期検知手段共に感光体上に設けられた反射手段によって倍率を補正しようとしている。すると第1同期検知手段は回転多面鏡の各面での検知が必要になるので、感光体の回転の振動突発的な衝撃振動によるズレが発生する可能性があり、安定した書出位置を得ることが難しい。

0013

また、特許文献3では基準信号とベルトの主走査方向への移動成分の両方を検出する手段を設ける画像形成装置の為に、第1同期検知手段を得ることがベルト部分に開けた検出穴のみとなっている。この為に、常にベルトの回転と光の通過位置の合致を待つことが必要になり時間のロスを生じることとなる。なお、特許文献3においては倍率補正に対しての規定はなく、書出位置と副走査方向の書出位置の一致を目的としている。

0014

この他にも、特許文献4では各結像光学系に設けた光ビームの2点同期検知手段からの信号に基づいて、倍率誤差のズレを補正する為に、光学系内部の膨張によるのびを同時に検出してしまい、微小誤差を生じることとなる。また、特許文献5では第2同期検知手段で得る後端位置の検出時期をずらして採取しているが、その構成に関しての規定はなく、光学系の膨張に対しての規定は見られない。

0015

特開2004−109876号公報
特開2000−158715号公報
特開2001−194854号公報
特開2002−372676号公報
特開2001−013430号公報

発明が解決しようとする課題

0016

したがって、本発明では光走査装置内部のポリゴンミラーを用いた走査露光を行うことによって、円筒状露光面を有し回転する潜像担持体に画像を形成する潜像形成装置において、潜像形成時の倍率補正が光走査装置を構成する筐体部材の熱変形の影響を受け難く、安定した倍率補正を得られる構成の潜像形成装置および画像形成装置を安価に提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0017

本発明は、光走査装置内部のポリゴンミラーを用いた走査露光を行うことによって、円筒状露光面を有し回転する潜像担持体に画像を形成する潜像形成装置において、個々の主走査ライン画像先端位置に対応した書出基準信号を得るための第1同期検知手段を構成する、前記走査露光を行う光走査装置内部に配設されて露光レーザ光受光する第1同期検知素子と、個々の主走査ラインの画像後端位置に対応した書終基準信号を得るための第2同期検知手段を構成するための、前記潜像担持体露光面の画像領域外に形成した感光体開口部と、前記潜像担持体内部に配設されて前記感光体開口部を通過する露光レーザ光を受光する第2同期検知素子と、を含み構成したことを特徴とする。これにより、簡単な構成にて同期検知素子自体に向う光の熱影響による光路変化を低減させることが可能となり、且つ、画像を形成する感光体に直接向う光を利用するのでより安定した倍率補正のデータを得ることが可能になる。また、後端の同期検知手段を光学装置外部に配置することによってレーザービームの径を小さくする為の光走査装置内部での折返しが不要となり、スペースの確保やコスト低減が可能になる。

0018

また、本発明は、前記感光体開口部の回転方向の大きさを1mm以上2mm以下としたことを特徴とする。これにより、感光体の回転に対しての基準を得ることが可能になり、画像の主走査方向と画像の副走査方向に対しての基準をそれぞれ取得することが可能になる。第1同期検知手段と第2同期検知手段によって得られる2つの検出信号によって、内部の熱変動等によって生じる主走査方向の倍率変動量を捕らえることができ、常に一定長の画像を得ることが可能になる。

0019

また、前記第1同期検知手段によって得られる検出信号と第2同期検知手段によって得られる検出信号との時間差の変化によって、主走査方向の全体倍率の補正を行うことを特徴とする。この場合、前記第1同期検知手段によって得られる画像の先端部の同期検知信号を得てから所定の時間を過ぎても、前記開口部を通過して前記第2同期検知手段にて後端側の同期検知信号を検出出来なかった場合を、後端同期検知エラーとして認識するようにしても良く、装置の異常検出が可能になり、安定した機械性能を維持することが可能になる。

0020

また、本発明の画像形成装置は、上記した如き潜像形成装置のいずれかを備えていることを特徴とする。特に、潜像担持体とポリゴンミラーとを含み構成された潜像形成装置を複数備えた電子写真方式カラー画像形成装置において、潜像形成装置として上記した如き潜像形成装置のいずれかを複数組備え、複数の感光体の後端部分の第2同期検知手段から同期信号を得るタイミングを、感光体の回転速を変化させながら、第1同期検知手段から同期信号を得るタイミングと一定の時間差で得られるように合わせて、感光体の回転を同期させ副走査方向の書出を一定にするあるいは第2同期検知手段からの同期信号を得てから規定の時間後に画像の書出を行うことを特徴とする。このカラー画像形成装置では、常に感光体に対しては同一の印字開始タイミングを得ることが可能になり、感光体の偏心等によって生じる色ズレ等を低減させることが可能になる。

発明の効果

0021

潜像形成時の倍率補正が光走査装置を構成する筐体部材の熱変形の影響を受け難く、安定した倍率補正を得られる構成の潜像形成装置および画像形成装置を安価に提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

〔第1実施形態〕
以下、本発明の実施の形態について、図面に従って説明する。図1は本発明の光学光路変更点を説明するための潜像形成装置の要部構成図であり、(a)は平面断面図を、(b)は側面断面図を示している。また、図2は本実施形態における感光体の画像後端部に対応する部分を示す拡大斜視図であり、図3は同じ感光体を真横から見た断面図である。本実施形態の各部の概略の構成は、先に図7に示したものと略同様であるが、感光体7の構成と光路構成とが異なっている。

0023

この潜像形成装置10は、図7の従来の潜像形成装置10Aと同様に、回転多面鏡3を用いた光走査装置と感光体7を含み構成されている。図中で図7と同等部分には同一の符号を付している。光走査装置は、レーザユニット1、CYレンズ2、ポリゴンミラー3、Fθレンズ4、レンズW5、折り返しミラー6、同期検知部8、同期折り返しミラー9を具備している。(O)は、書出部に当たる光を、(O')は書終部に当たる光を示している。

0024

感光ドラム(以下、感光体)7には画像領域部分から外れる部分に開口部11を設けてある。この開口部11の大きさは図2の拡大斜視図に示す如く感光体7の回転方向に対して幅Mを、1mm以上2mm以下としてある。これは、開口部11の幅Mが1mm以下の場合には、加工上の精度の問題が生じてしまうからである。また、レーザーが通過するライン数が少なくなり(400dpiの場合約16ライン)、レーザーの検知ミスを起こす可能性が生じてしまう。逆に、幅Mが2mm以上の場合には、レーザーが通過する領域が広くなる為に、第2同期検知信号(後端同期検知)の得られる幅が広がり、副走査の位置合わせに問題を起こす可能性をもつ。また、強度が不足し問題となる虞れもある。一方、前記回転方向に対して垂直な方向、すなわち露光レーザ光の走査方向F1に対しては、その後に後端同期検知信号を得る第2後端同期検知素子8Bの大きさや取り付け誤差に対して満足し、露光レーザ光が遮られることのない大きさ(長さ)を確保する。

0025

ここで、開口部11は感光体の回転方向に対して2mm以下(幅)となっており、副走査方向でその部分以外に関しては露光レーザ光が内部に入ってくることはない。その為に露光レーザ光が進入して検出信号(同期信号)が得られるのは感光体7が回転して、開口部11がレーザ走査位置に到達した時のみで、1回転(1周期)に一回になる。

0026

図1は、本発明の潜像形成装置の構成の一例を示す要部構成図で、図7対応付けて光学光路の変更点を明示している。図1に示す潜像形成装置においては、光路構成と画像領域の構成については図7に示したものと同一であるが、後端の書終部へ向かう光(O')は同期折り返しミラー10を用いることなく、全長をより伸ばし反射部を長くした折り返しミラー6の後端側に反射されてそのまま感光体7へと向かう。

0027

レーザユニット1から出されたレーザ光はCYレンズ2を透過した後にポリゴンミラー3で反射することによって平行に走査される。ポリゴンミラー3から反射した光は感光体面上で走査する際の等速性を保つためにFθレンズ4を透過した後に、副走査の位置を定めるためのレンズW5を通過する。レンズW5を通過したレーザ光は折り返しミラー6で反射させて感光体7に向かって走査することによって画像領域に感光体上の画像領域に画像を形成し、その後も開口部11が形成された部分まで走査される。感光体7上の主走査位置が開口部11の形成位置と一致する場合には、走査光は開口部11上を通過するが、この時開口部11を透過して内部の第2後端同期検知素子8Bを照射する。

0028

画像の先端位置に対応した同期信号を得るために、上記ポリゴンミラー3によって走査されたレーザ光の一部は、感光体へ向かう以外に感光体に画像を形成する為の基準となる同期検知部8に光(O)を向かわせて同期信号を得る。この同期信号はポリゴンの回転方向に対して、書出部に当たる光(O)によって、画像の先端位置を認識する。検出信号(同期信号)は制御部分へ向かい図示しない制御回路に入力される。

0029

一方、画像の書終部に当たる光(O')によって画像の後端位置に対応した同期信号は、感光体内部に配置された同期検知部8Bによって得られる。すなわち、感光体7に形成された開口部11は、画像形成開始時に合致させたレーザ光主走査位置に一致した場合に、画像領域直後の後端の書終部へ向かう光(O')を透過させて感光体内部へと通し、感光体内部にある第2後端同期検知素子8Bに到達した光(O')を第2後端同期検知素子8Bが受光することにより同期信号を得る。第2後端同期検知素子8Bは感光体の軸芯7aに取り付けられた座台7cに固定することによってその位置を定めている。検出信号(同期信号)は感光体軸芯7aの溝7bを通り(あるいは軸の中心の空洞部を通しても良い)制御部分へ向かい図示しない制御回路に入力される。

0030

開口部11は、画像領域直後の後端の書終部へ向かう光(O')を透過して、光学装置を構成する筐体の外部に配置されている第2後端同期検知素子8Bに向かい後端同期検知信号を得ているので、この同期信号は後端側に関しては、熱による構成部材への影響等による画像の伸縮とほぼ同等ののび(時間的ズレ)を示すので、実際の画像伸縮に合わせた倍率補正を施すことが可能になる。

0031

つまり、第1同期検知手段8Aによって得る先端同期信号と第2同期検知手段8Bによって得る後端同期信号が動作初期時(画像領域の幅はL)にXの時間幅(時間差)で採取されていたものが、連続動作時等の温度変動によってX’の時間幅に変化した時には、全体の画像領域の幅Lを、L=L*(x/x’)と補正することによって常に一定の画像幅を得る倍率補正を施すことができる。

0032

このように、本実施形態では画像後端の書終基準信号を得る第2同期検知手段を光走査装置の外部に配置していることによって、画像先端の書出基準信号を得る第1同期検知手段と第2同期検知手段によって得られる2つの検出信号によって、内部の熱変動等によって生じる主走査方向の倍率変動量を捕らえることができ、同期検知素子自体に向う光の熱影響による光路変化を低減させて常に一定長の画像を得ることが可能になる。且つ、画像を形成する感光体に直接向かう光を利用するので、より安定した倍率補正のデータを得ることが可能になっている。

0033

このことは、複数の色を持つカラーの電子写真装置においては、各色の倍率を合わせることが可能になることを意味しており、色ズレ量を低減することが可能になり、良好なカラー画像が得られる。

0034

また、後端の同期検知手段を光学装置外部に配置するようにした構成は、レーザービームの径を小さくする為の光走査装置内部での折返しが不要となり、スペースの確保やコスト低減が可能になるとの利点もある。

0035

更には、感光体の画像領域外に設ける開口部の回転方向の大きさを、狭幅に、好ましくは2mm以下とすることによって、画像後端の書終基準信号を得る第2同期検知手段から得られる同期信号を感光体7の回転に対しての基準信号(副走査方向の基準信号)としても利用することが可能になり、画像の主走査方向と画像の副走査方向に対しての基準を別々に得る必要が無くなりコスト低減に結びつく

0036

なお、開口部11にトナーやその他の異物入りこむ場合には、透明フィルム等を貼り付けることによって、異物の第2後端同期検知素子8Bへの付着を防止する等の処理を施すと好適である。

0037

この潜像形成装置10では、書終部に当たる光(O')によって画像の後端位置を認識することになる。光(O)が検出されてから光(O')が検出されるまでの時間が、印字動作中や連続動作中に変化した場合は全体の倍率が変化したと認識される。そして、この倍率の変化量の比率を用いて倍率の調整を行い常に望ましい画像を得ることができる。

0038

なお、特に複数のドラムを用いて画像を形成するカラーの電子写真装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の画像夫々の倍率が常に合致していないと色のズレが発生するので、この書出部、書終部の同期による倍率の補正は画像性能の重要な要素になる。

0039

〔第2実施形態〕
上述した構成では、異常検知機能を容易に実現させることができる。前述したように、さらに、開口部は感光体の回転方向に対して2mm以下となっており、その部分以外に関しては露光レーザ光が内部に入ってくることはない。その為に露光レーザ光が進入してくるのは感光体が回転して、開口部がレーザ走査位置に到達した時のみになる。

0040

そこで、第2の実施形態では、仮に露光装置内部の異常、例えばミラー脱落信号線断線などの異常が発生した場合の検知方法として、第1同期検知手段によって得られる画像の先端部の同期検知信号を得てから所定の時間、例えば後端同期検知信号が感光体が2回転分の時間が過ぎても、第2同期検知手段にて得られるはずの後端側の同期検知信号が検出されない場合には後端同期検知エラーとして扱うことによって異常検知手段として機能させることができ、装置の異常を検出して安定した機械性能を維持することが可能になる。

0041

〔第3実施形態〕
本発明は、特にそれぞれ独立した感光体と光走査装置を有するカラー機の構成(タンデム)において有効活用が可能である。すなわち、電子写真装置の画像の倍率補正を行う露光装置と複数の感光体を有する潜像形成装置やカラー画像形成装置においては、後端の同期検知信号は感光体ドラムの一部分のみで発生するので、感光体の数の分の信号を得ることになる。例えば、3原色のイエロー、シアン、マゼンタと白黒印刷用のブラックの感光体を有した潜像形成装置やカラー画像形成装置においては4個の後端同期検知信号を検出する。そして、画像の副走査方向に関しても、この4ヶの感光体の回転のタイミングが常に一定であるように適宜制御することにより色ズレに対して有効に働く。

0042

例えば、図5(a)〜(c)の説明図(感光体の回転ムラ偏心成分と色ズレの関係説明図)に示す如く、(a):に示す基準とする潜像形成装置において感光体ドラムが持つ微小な回転ムラや偏心成分の周期(Pref)に対して、(b):のように他の潜像形成装置の感光ドラムの回転ムラや偏心成分の周期(P)が基準波と一致していると色ズレは小さくなるが、(P’)のように180度ずれると大きな色ズレが発生してしまう。そこで、この後端検知信号を一定に検出するようにモーターの回転を制御することによって、副走査方向の色ズレも小さくする。

0043

すなわち、複数の感光体の後端部分の検出信号を得るタイミングを感光体の回転速を変化させながら、同一に得るように合わせて、感光体の回転を同期させて副走査方向の書出を一定にする。

0044

そこで、図4タイミングチャートに示す如く感光体1回転に対して不定義で発生する各色の後端同期検知信号を、同一のタイミングで検出できるように感光体の回転を制御する。この時、図5に示した回転ムラや偏心による発生周期が常に同一になるように、感光体の開口部からその変動周期を合致させる角度を制御部分に指示・記憶させておくことによって、副走査方向の色ズレ成分を低減させることができる。こうして常に感光体に対しては同一の印字開始タイミングを得ることができ、感光体の偏心等によって生じる色ズレ等を低減させることが可能になる。

0045

なお、感光体を駆動するモーターが独立して存在しない構成のものがあり、このような場合は回転制御による補正を施すことはできないが、こうした潜像形成装置の場合には、感光体を組み立てる段階でそのタイミングを読み取り各部を適切に調整することによって同等の効果を得ることが可能になる。図5に示した回転ムラや偏心による発生周期が常に同一になるように、感光体の開口部を設定し、必要に応じて各部を適宜調整する。

0046

〔第4実施形態〕
以上、潜像形成装置について説明したが、画像形成装置を前述した如き潜像形成装置を用いて構成することができることは言うまでもない。本発明の画像形成装置は、前述潜像形成装置を搭載する。この画像形成装置は、既に説明した本発明の潜像形成装置に基づく作用効果が得られて、倍率補正が光走査装置を構成する筐体部材の影響を受け難く、安定した倍率補正を得られる画像形成装置を安価に提供することができる。

図面の簡単な説明

0047

本発明の潜像形成装置の構成の一例を示す要部構成図(a),(b)である。
本発明の感光体の画像後端部対応部分を示す拡大斜視図である。
図2の感光体を真横から見た断面図である。
本発明における後端同期検知信号間の関係を示すタイミングチャートである。
潜像形成装置の感光体の回転ムラや偏心成分と色ズレの関係説明図である。
従来のデジタル複写機の構成を模式的に示す側断面図である。
従来の潜像形成装置の構成の一例を示す要部構成図(a),(b)である。
潜像形成装置における熱の影響とその補正を説明する図である。

符号の説明

0048

1…レーザユニット
2…CYレンズ
3…回転多面鏡(ポリゴンミラー)
4…Fθレンズ
5…レンズW
6…折り返しミラー
7…感光体(感光ドラム)
7a…感光体の軸芯
7b…(感光体軸芯の)溝
7c…座台
8A,8B…同期検知部
8A…同期検知素子(第1同期検知手段)
8B…(第2後端)同期検知素子(第2同期検知手段)
9…同期折り返しミラー
10…潜像形成装置
11…開口部
(O)…書出部に当たる光
(O')…書終部に当たる光

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