CN101546150A

CN101546150A - 图像形成装置

Info

Publication number: CN101546150A
Application number: CN200910139116A
Authority: CN
Inventors: 滨田孝利; 大林诚; 饭岛成幸; 渡边义和
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc; Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: CN101546150B; CN1975592A; US7432943B2; US20080317504A1; US20070120946A1; JP4238866B2; CN100501589C; US7639273B2; JP2007144821A

Abstract

一种具有多个平行排列的图像形成站的图像形成装置，每一图像形成站均具有感光鼓，并且其通过组合形成于感光鼓上的调色剂图像形成希望的图像。激光扫描光学系统使用单个多角镜同时偏转并扫描多个激光束以照射感光鼓。在单色模式下，形成黑色图像的感光鼓的转速变化较大，并且通过使用照射其转速不被改变的其它感光鼓的激光束中的一个，沿主扫描方向的写入的同步被执行。

Description

图像形成装置

本申请是申请号为200610128851.X、申请日为2006年8月31日、发明名称为“图像形成装置”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请基于2005年11月28日申请的日本专利申请No.2005-342917，其内容以参照的方式被包含在这里。

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置，更具体地说涉及一种用于形成彩色图像和单色图像的电子照相图像形成装置，比如复印机和打印机等。

背景技术

电子照相全色图像形成装置通常为级联(tandem)式的，其中三基色和黑色的调色剂图像形成于各自图像形成站(station)，每一图像形成站包括感光鼓。形成于各自图像形成站的调色剂图像被转印在中间体上(一次转印)，并且由一次转印产生的合成图像被转印在转印件上(二次转印)。

通常，在该类型的彩色图像形成装置中，打印模式在彩色模式和单色模式之间是可转换的。该类型的彩色图像形成装置包括用于在感光鼓上形成图像的扫描光学系统，并且扫描光学系统在四个感光鼓上扫描四个激光束以形成各自的彩色图像和形成单色图像。在每一感光鼓上形成图像的过程中，必须沿主扫描方向对齐写入行的起始点。为了简化，选择激光束的一个用来对于所有感光鼓上的图像形成定时写入行的开始点(start)。

日本专利申请公开文献No.2004-9349(现有技术1)教导用于在减色模式(单色模式)下形成图像的激光束也被用来在彩色模式下定时写入的开始点(用于写入的同步)。此外，日本专利申请公开文献No.2001-324688(现有技术2)和No.11-287964(现有技术3)涉及对入射到启动时间传感器的激光束的稳定性的控制。这些文献教导用于沿主扫描方向写入的同步的所有激光束发射彼此独立地被控制。

如由现有技术1所公开的扫描光学系统中存在这样一种问题，即根据图像形成所需的光量的变化范围，用于沿主扫描方向写入的同步的光束发射是可变的。此外，在如由现有技术2和3的扫描光学系统中存在这样一种问题，即用于写入的同步的光束发射和用于图像形成的光束发射必须被彼此不同地设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像形成装置，其中用于沿主扫描方向的写入的同步的激光束的光量的变化范围较窄，并且其中激光束发射的控制较容易。

为了实现该目的，本发明的第一方面涉及图像形成装置，其包括多个平行排列的图像形成站，每一图像形成站均具有感光鼓，并且其通过组合形成于感光鼓上的调色剂图像形成希望的图像。图像形成装置包括扫描光学系统，用于使用单个偏转器同时偏转并扫描多个激光束以照射感光鼓。在图像形成装置中，感光鼓的至少一个被控制以按照打印模式的变化改变其转速，并且在其中打印模式被改变并且相应地至少一个感光鼓的转速被改变的情况下，通过使用照射在新设置的打印模式下不用于图像形成的感光鼓的激光束中的一个，沿主扫描方向的写入的同步被执行。

在根据本发明的第一方面的图像形成装置中，在其中打印模式被改变并且相应地至少一个感光鼓的转速(系统速度)被改变的情况下，通过使用照射在新设置的打印模式下不用于图像形成的感光鼓的激光束中的一个，沿主扫描方向的写入的同步被执行。因此，不必改变用于产生同步信号的传感器的增益。此外，用于写入的同步的光量和用于图像形成的光量不需要彼此不同，即用于写入的同步的光束与用于图像形成的光束可具有相同的光量。此外，入射到同步传感器的光量仅在较窄的范围内变化。因此，发射控制较容易，并且可以获取高质量的图像。

在根据本发明的第一方面的图像形成装置中，用于写入的同步的激光束最好为其光量需要在较窄的范围内变化的激光束。此外，用于写入的同步的激光束最好为倾斜入射到偏转器的激光束中的以较小入射角进入偏转器的激光束。由此，可抑制由偏转器的反射面的垂直度的误差引起的抖动。

在单色模式下，用于沿主扫描方向写入的同步的激光束为照射用于在彩色模式下形成彩色图像的感光鼓中的一个的激光束，并且暴露于激光束的感光鼓从激光束发射的开始旋转到第一同步的产生。这将感光鼓的劣化降至最小。

或者，在单色模式下，用于沿主扫描方向写入的同步的激光束为照射用于形成彩色图像的感光鼓的激光束中的一个，并且激光束的光源不执行偏置发射。这将光源的劣化和暴露于激光束的感光鼓的劣化降至最小。

本发明的第二方面涉及一种图像形成装置，其包括多个平行排列的图像形成站，每一图像形成站均具有感光鼓，并且其通过组合形成于感光鼓上的调色剂图像形成希望的图像。图像形成装置包括扫描光学系统，用于使用单个偏转器同时偏转并扫描多个激光束以照射感光鼓，并且在形成单色图像的感光鼓中的一个上，至少两个激光束被平行扫描。在图像形成装置中，在彩色模式和单色模式下，至少两个激光束中的一个用于沿主扫描方向的写入的同步。

在根据本发明的第二方面的图像形成装置中，在彩色模式和在单色模式下，至少两个激光束中的一个用于写入的同步。由此，不必改变用于产生同步信号的传感器的增益。此外，用于写入的同步的光量和用于图像形成的光量不需要彼此不同，即用于写入的同步的光束与用于图像形成的光束可具有相同的光量。此外，入射到同步传感器的光量仅在较窄的范围内变化。因此，发射控制较容易，并且可以获取高质量的图像。

附图说明

参照附图，根据下列描述，本发明的这一目的和特征以及其它目的和特征将是显而易见的，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的图像形成装置的一般结构图；

图2是被设置用于图像形成装置的激光扫描光学系统的平面图；

图3是示出其一般结构的激光扫描光学系统的正视图；

图4是进入激光扫描光学系统中的多角镜的激光束的倾斜入射的示图；

图5是控制部分的方框图；

图6是示出在彩色模式下开始打印的时间的图；

图7是示出在单色模式下开始打印的时间的图；

图8是示出当接通电源时执行的主例程的流程图；

图9是示出用于设置打印模式的子例程的流程图；

图10是根据本发明的第二实施例的图像形成装置的一般结构图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的优选实施例。

图像形成装置的一般结构；见图1

图1所示的图像形成装置为串行式的电子照相彩色打印机，其中四种颜色(Y：黄色、M：品红色、C：青色和K：黑色)的图像被组合。

图像形成装置概括性地被描述。分别包括感光鼓20(20Y、20M、20C和20K)的图像形成站101(101Y、101M、101C和101K)被平行排列，并且感光鼓20分别通过电机21(21Y、21M、21C和21K；见图5)被驱动旋转。在图像形成站101，电充电器22(22Y、22M、22C和22K)、显影设备23(23Y、23M、23C和23K)和残留调色剂清洁器24(24Y、24M、24C和24K)被设置。

在图像形成站101的上方，激光束扫描光学系统1被设置，并且四个激光束BY、BM、BC和BK照射相应的感光鼓20以形成图像。紧接在图像形成站101的下面，中间转印带112被环状桥接在辊113、114和115之间。中间转印带112沿X方向被驱动旋转。二次转印辊116与驱动辊113相对地被设置，中间转印带112在辊116和辊113之间。在中间转印带112的里侧，一次转印充电器25(25Y、25M、25C和25K)与相应的感光鼓20相对地被设置。此外，在图像形成装置的较低位置，自动馈送部分130被设置，并且堆叠的转印材料被逐一馈送。

YMCK图像数据从图像读取设备(扫描仪)、计算机或类似设备被发送到图像存储器34(见图5)。根据图像数据，激光扫描光学系统1被驱动，使得在感光鼓20上形成调色剂图像。这种电子照相处理是公知的，对其的描述被省略。

在中间转印带112沿“X”方向旋转时，感光鼓20上形成的调色剂图像通过由一次转印充电器25激励的电场按顺序被转印到中间转印带112上(一次转印)。由此，四种颜色的图像被组合，并且形成合成图像。与此同时，转印件从馈送部分130被向上馈送，并且合成图像通过由转印辊116激励的电场从中间转印带112被转印到转印件上(二次转印)。之后，转印件被馈送到其中在转印件上的调色剂通过加热被固定在其上的定影设备，并且被排出到图像形成装置的上表面。

紧接在二次转印位置之前，用于检测馈送转印件的TOD传感器117被提供，以将转印件的进一步馈送与中间转印带112上的图像的移动同步。此外，为了检测中间转印带112上的图像，对准传感器(register sensor)118被提供。在各自图像形成站101，对准(register)校正图像被形成在中间转印带112上，并且对准校正图像由传感器118检测。激光束BY、BM、BC和BK的发射时间根据对准校正图像的检测被调整，使得YMCK图像可被一个在一个上地准确地置于转印带112上。

激光扫描光学系统；见图2-4

如图2和3所示，激光扫描光学系统1将激光束BY、BM、BC和BK分别发射到感光鼓20Y、20M、20C和20K，以分别形成四种颜色的图像。

激光扫描光学系统1包括光源单元3、由电机15驱动旋转的多角镜8、由两个透镜构成的透镜系统9和平面镜10Y、10M、11M、10C、11C、10K和11K。此外，为了同步沿主扫描方向写入的开始点，SOS传感器14、平面镜12和会聚透镜13被提供。平面镜12和会聚透镜13将从要形成青色图像的激光束BC发散(diverge)的束BC′指向SOS传感器14。这些光学元件被装在壳体2中。

光源单元3包括激光二极管4(4Y、4M、4C和4K)、平面镜5(5Y、5M、5C和5K)、平面镜6和柱面透镜7。激光二极管4分别发射激光束，并且如果有必要的话，激光束通过准直透镜(未示出)被转换为平行光。激光束由平面镜5和6反射，并且利用柱面透镜7沿副扫描方向“z”被会聚。然后，激光束被指向多角镜8。

通过旋转多角镜8，激光束以恒定的角速度沿主扫描方向“y”被偏转。偏转的激光束通过扫描透镜系统9。从而，激光束获得fθ特性，并且像差被校正。然后，激光束通过由其后的光学元件构成的各自的光通路，并且在各自的感光鼓20上被成像。

如图4所示，沿副扫描方向“z”，四个激光束BY、BM、BC和BK以相对光轴P倾斜θ1的不同角度被同时倾斜入射到多角镜8的反射面8a。四个激光束沿主扫描方向“y”被偏转并且同时通过扫描透镜系统9。在本实施例中，位于四个光束的中心部分的光束BC被用于同步四个光束的写入的开始点，从而，可抑制由多角镜8的反射面8a的垂直度的误差引起的抖动。此外，沿副扫描方向“z”的四个光束的入射角不必间隔θ1，入射角可被设计为不均匀的间隔。

控制部分；见图5

下面，参照图5描述图像形成装置的控制部分。控制部分一般包括CPU 30、驱动时钟产生电路31和图像存储器34。CPU 30控制多角电机(polygon motor)15。每次光束BC′入射到SOS传感器14，光束BC′被光电转换为主扫描同步信号HSYNC C，并且信号HSYNCC被输入到CPU 30。CPU 30也接收来自TOD传感器17的转印材料检测信号和来自对准传感器118的校正图像检测信号。CPU 30根据来自对准传感器118的检测信号计算例如有关主扫描方向的图像位置、有关副扫描方向的图像位置、有关主扫描方向的放大率等的对准校正值。此外，CPU 30控制用于获取要被发送到感光鼓20的SOS信号的激光二极管4的发射和用于形成校正图像的激光二极管4的发射。

图像存储器34接收主扫描同步信号HSYNC C和图像请求信号TOD。图像存储器34包括多个副扫描计数器，并且开始计数由信号TOD触发的同步信号HSYNC C。当副扫描方向的对准和主扫描方向的对准以这种方式被执行时，YMCK图像数据被发送到LD驱动器33Y、33M、33C和33K。因此，在根据对准校正的结果计算的时候，数据发送被执行。

此外，CPU 30控制驱动各感光鼓20的电机21Y、21M、21C和21K，并且控制LD驱动器33C是否执行用于获取同步信号的偏置发射。CPU 30也控制各颜色的光量并且控制图像形成装置中的每一设备和部件。

在图像形成装置中，在彩色模式下，感光鼓20以指定的系统速度A被旋转；在单色模式下，感光鼓20K以另一指定的系统速度aA(2>a>1)被旋转。因此，当在彩色模式和单色模式之间变化时，即当系统速度和调制频率被改变时，CPU 30改变多角电机15的转数、感光鼓驱动电机21Y、21M、21C和21K的转数和图像形成区。

相对于LD驱动器33Y、33M、33C和33K，在为LD驱动器设置的电容的充电量和各LD驱动电流之间存在线性相关关系，并且需要几毫秒的时间将电容充电到指定的量。

扫描同步的第一实施例

在第一实施例中，在彩色模式下和单色模式下，形成青色图像的激光束BC被部分指向SOS传感器14，以获取主扫描同步信号。参照下面的表1A和表1B，将描述SOS传感器14的光接收面上光量的变化范围。

表1A

用于写入的同步的光束＝BK(比较例)

表1B

用于写入的同步的光束＝BC(第一实施例)

在彩色模式下的系统速度为A，在单色模式下的系统速度为aA(2>a>1)。感光鼓20的每一个上的光量与SOS传感器14的光接收面上的光量的比例为1：D。

表1A示出其中形成黑色图像的光束BK被用于获取同步信号的比较例。当感光鼓上所需的光量在0.5B-1.0B的范围内时，在SOS传感器的光接收面上的光量在0.5BD-1.0BD的范围内变化。这里，“B”为任意系数，并且“0.5B”为在初始阶段的每一感光鼓上所需的光量。由于感光鼓被使用，因此其感光层被磨损，并且感光性变得较低。为了适应这一变化，必须逐渐增加照射感光鼓的光量。因此，感光鼓上的光量必须在某一范围内变化。

在单色模式下，系统速度为aA，并且当感光鼓上所需的光量在0.5B-1.0B的范围内时，SOS传感器的光接收面上的光量在0.5aBD-1.0aBD的范围内变化。因此，在单色模式下SOS传感器上的光量的变化范围大于在彩色模式下SOS传感器上的光量的变化范围。在这种情况下，有必要提供一种用于转换SOS传感器的增益的机构和一种用于改变LD驱动器的输出的机构以在几微秒内改变获取同步信号的光量和形成图像的光量。

表1B示出其中形成青色图像的光束BC被用于在彩色模式下和在单色模式下获取同步信号的第一实施例。在单色模式下，光束BC不被用于形成图像，并且仅为了执行发射获取同步信号而需要被控制。此外，SOS传感器的光接收面上的光量的变化范围不受系统速度变化的影响，并且在单色模式下SOS传感器的光接收面上的光量的变化范围为0.5BD-1.0BD，其与彩色模式下的相同。

当打印模式被改变时，感光鼓20C的转速不被改变，而感光鼓20K的转速被改变。在第一实施例中，照射感光鼓20C的激光束BC被用于获取主扫描方向的同步信号，并且进入SOS传感器的光量的变化范围被限制在指定的较窄范围内。这便于发射控制并且允许形成高质量的图像。因此，为了缩小进入SOS传感器中的光量的变化范围，使用光束BC获取同步信号是有利的，因为在彩色模式下图像形成所需的光束BC的光量的变化范围窄于在单色模式下图像形成所需的光束BK的光量的变化范围。

在启动彩色模式时的打印开始点定时；见图6

图6示出在第一实施例中启动彩色模式时是怎样定时打印的开始点的。更具体地说，图6示出了被设计为以系统速度A工作的多角电机、感光鼓和LD驱动器的启动。

在启动单色模式时的打印开始点定时；见图7

图7示出在第一实施例中启动单色模式时是怎样定时打印的开始点的。更具体地说，图7示出了被设计为以系统速度aA运行的多角电机、感光鼓和LD驱动器的启动。

下面将描述与彩色模式的启动的区别。信号POLY M CLK的频率为彩色模式下的频率的a倍。感光鼓20Y和20M不工作，并且与用于获取同步信号的激光束的光量有关的信号LDPC C被固定在0.5B-1.0B之间的值。

当检测到同步信号HSYNC C时，信号P/CM被停止。当信号S/HC变为取样状态时，为LD驱动器33C设置的电容的充电开始，并且从那里输出的光量逐渐变高。当光量变得高到由SOS传感器能够检测到时，同步信号HSYNC C被输出。直到此时，用于控制沿主扫描方向的图像写入的计时器一直未激活，并且感光鼓20C已被暴露于光中。如果感光鼓20C在该时间段被停止，在该时间内激光束将一直照射感光鼓20C上的同一行(line)，这将导致仅感光鼓20C的暴露的行上的部分的老化。为了避免这一问题，感光鼓20C被旋转直到输出同步信号HSYNC C为止。

此外，信号BIAS C不被激活，由此，发射光束以获取同步信号的激光二极管不执行偏置发射。不将偏置电流提供给激光二极管引起在转换激光二极管中几纳秒的延迟。然而，获取同步信号SYMC C的发射持续足够长的时间，例如几微秒，并且实际上，激光二极管的转换不受缺少偏置电流的影响。

控制过程；见图8和9

图8示出当图像形成装置被接通时由CPU 30执行的主例程。在接通电源之后，首先，在步骤S1初始化RAM、计时器和CPU 30的各种参数。接下来，在步骤S2设置用于确定一个例程的长度的内部计时器，并且在步骤S3设置打印模式。

接下来，在步骤S4将图像数据的请求发送到控制器，并且在步骤S5执行打印。在步骤S6执行比如卡纸检测等的其它处理，并且当内部计时器终止时(在步骤S7的“是”)，程序返回到步骤S2。

图9示出用于设置在主例程的步骤S3中执行的打印模式的子例程。当选择单色模式时(在步骤S11的“是”)，在步骤S12系统速度被设置为单色模式的速度，并且在步骤S13，用于获取同步信号的激光二极管4C的光量LDPC C被设置为一个值。在步骤S14，提供给激光二极管4C的LD驱动器33C的偏置电流被设置为断开，并且在步骤S15，感光鼓20C被设置为旋转直到检测到同步信号HSYNC C为止。然后，程序返回到主例程。

另一方面，当选择彩色模式时(在步骤S11的“否”)，在步骤S16，系统速度被设置为彩色模式的速度。然后，程序返回到主例程。

写入同步的第二实施例

图10示出根据本发明的第二实施例的图像形成装置。在第二实施例中，在单色模式下，两个激光束BK1和BK2沿副扫描方向以其间14μm的间隙平行地被扫描，以形成黑色图像。

在彩色模式下，激光束BK1用于图像形成，而激光束BK2不用于图像形成。在彩色模式和单色模式下，激光束BK2用于获取同步信号。图10所示的图像形成装置具有与图1所示的图像形成装置相同的结构，除了两个光束BK1和BK2被提供以形成黑色图像以外。参照下面的表2A和表2B将描述第二实施例中SOS传感器的光接收面上的光量的变化范围。

表2A

用于写入的同步的光束＝BK1(比较例)

表2B

用于写入的同步的光束＝BK2(第二实施例)

在彩色模式下的系统速度为A，在单色模式下的系统速度为aA(2>a>1)。每个感光鼓上的光量与SOS传感器的光接收面上的光量的比例为1:D。

表2A示出了其中在彩色模式下和单色模式下光束BK1被用于获取同步信号的比较例。当每个感光鼓上所需的光量在0.5B-1.0B的范围内时，在彩色模式下，SOS传感器的光接收面上的光量在0.5BD-1.0BD的范围内变化。在单色模式下，两个光束BK1和BK2用于形成黑色图像，并且系统速度为aA。因此，在单色模式下，激光束BK1和BK2的每个的光量在0.25aB-0.5aB的范围内，并且SOS传感器的光接收面上的光量在0.25aBD-0.5aBD的范围内。因此，SOS传感器的光接收面上的光量在0.25aBD-1.0aBD的范围内变化，即SOS传感器上光量的变化范围较大。如果SOS传感器上光量的变化范围如此之大，则有必要提供一种用于转换SOS传感器的增益的机构和一种用于在几微秒内在获取同步信号的值和形成图像的值之间改变LD驱动器的输出的机构。

表2B示出了其中在彩色模式下和单色模式下光束BK2被用于获取同步信号的第二实施例。在彩色模式下，光束BK2不被用于形成图像，并且仅为了执行发射获取同步信号而需要被控制。在彩色模式和单色模式下，激光束BK2的光量在0.25aB-0.5aB的范围内，并且SOS传感器的光接收面上的光量在0.25aBD-0.5aBD的范围内。

因此，在第二实施例中，两个光束BK1和BK2仅在单色模式下被平行扫描，并且光束BK2被用于在彩色模式下和单色模式下获取同步信号。由此，进入SOS传感器的光量的变化范围被限制在指定的较窄范围内。这便于发射控制和允许形成高质量的图像。

其它实施例

根据本发明的图像形成装置不限于上述实施例，本领域的技术人员可对其进行各种变化和修改。图像形成站的结构和控制部分的结构可被任意地设计。

Claims

1、一种图像形成装置，其包括多个平行排列的图像形成站，每一图像形成站均具有感光鼓，并且其通过组合形成于感光鼓上的调色剂图像形成希望的图像，所述图像形成装置包括：

扫描光学系统，用于使用单个偏转器同时偏转并扫描多个激光束以照射感光鼓，

其中：

在形成单色图像的一个感光鼓上，至少两个激光束被平行扫描；并且

在彩色模式和单色模式下，所述至少两个激光束中的一个用于沿主扫描方向的写入的同步。

2、根据权利要求1的图像形成装置，其中：

在单色模式下，所述至少两个激光束用于形成单色图像；并且

在彩色模式下，不用于写入的同步的激光束用于形成彩色图像。