JP2001117033A

JP2001117033A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001117033A
Application number: JP29441699A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ueda; 健上田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】書込手段の走査線曲がりを測定し、色味の違
いや色ずれを補正可能なカラー画像形成装置を提供す
る。【解決手段】複数の感光体と、該感光体の各々へ独立
してレーザ走査を行う複数の書込手段２０とを有し、上
記各書込手段２０の走査により形成された各感光体上の
静電潜像を各色の顕像に現像した後、該各色の顕像を転
写材上に順次重ね転写する画像形成装置において、上記
各書込手段２０で走査される光束をハーフミラー２９に
より分割し、分割した一方の光束Ｌ′を各ＣＣＤセンサ
２２へ導くことによって各像高での副走査方向Ｚの走査
位置を相対的に測定するとともに、上記ハーフミラーの
手前に平行屈折面を回動自在に備えることにより走査線
曲がりを補正可能な制御手段を備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザプリンタ、
デジタルＰＰＣ等の電子写真式の画像形成装置に関し、
特に複数組の書込手段（光学走査系）及び被書込手段
（感光体）を有し、各被書込手段に形成された像を重ね
合わせて画像を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタ等の画像形成装置には、
駆動機構により回転駆動される複数の感光体に対して独
立して複数の書込手段により複数の異なった色の情報を
それぞれ走査線で書き込んで静電潜像を形成し、これら
の静電潜像を複数の顕像化手段により異なった色の顕像
にそれぞれ顕像化して転写材上に重ね合わせて転写しカ
ラー画像を得るデジタルカラー複写機などの画像形成装
置がある。上記書込手段の各々は、読み出される各色の
画像情報信号に応じて駆動制御される半導体レーザ等か
らレーザ光束を出射する。レーザ光束は、多面鏡、レン
ズ等の光学部品を介して一様に帯電された感光体面に集
光されるとともに像高方向に走査される。そして回転す
る感光体面には、所定ピッチの走査線として画像情報が
書き込まれ、静電潜像が形成される。

【０００３】従来、上記のように複数の書込手段として
のレーザビーム走査装置を備えたカラー画像形成装置で
は、それぞれの書込手段において温度変化などを原因と
して走査装置内のレンズや光源位置にずれが発生するこ
とがある。このように内のレンズや光源位置がずれる
と、被走査面上のレーザスポットの移動軌跡、すなわち
走査線の曲がりが変化してしまう。レーザ光束の走査線
の曲がりが各色の書込手段で異なれば、異なる色の画像
間隔のずれ、あるいは重なりにより色味の違いや色ずれ
が起りカラー画像の品質が低下する不具合があった。

【０００４】この種の不具合を防止するために、上記走
査線の曲がりの測定方法としては、例えば特開平９−９
０６９５号に記載されるように、複数組みの発光素子及
び受光素子からなる反射型フォトセンサを転写ベルトに
向けて配列し、転写ベルト上の顕像を受光素子で捕ら
え、顕像のずれを測定するといった方法が公知である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平９
−９０６９５号記載の測定方法では、顕像を照らす光源
が必要となること、また４色の顕像を区別して捕らえる
ために各色対応の受光素子が必要になり、装置がコスト
高となる。

【０００６】そこで、本発明は、各書込手段におけるレ
ーザ光束の走査線曲がりの変化を測定するための安価な
手段を備え、さらに走査線曲がりの変化による色味の違
いや色ずれを補正可能な画像形成装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、複数の回転自在な感光体と、回転
する感光体の各々へ独立してレーザ走査を行う複数の書
込手段とを有し、該書込手段は少なくとも、光源と、該
光源からのレーザ光束を主走査方向に偏向する光偏向手
段と、偏向するレーザ光束を感光体面に結像する走査用
レンズとからなり、上記各々の書込手段のレーザ走査に
より形成された各感光体上の静電潜像を対応する各色の
顕像に現像した後、該各色の顕像を転写材上に重ね合わ
せて転写する画像形成装置において、上記各書込手段で
走査されるレーザ光束をＣＣＤセンサへ導くことによっ
て、各書込手段の走査線曲がりを測定する測定手段を備
えたを特徴としている。

【０００８】上記測定手段が、上記光偏向手段で偏向さ
れるレーザ光束を、感光体面に入射する第１の光束と、
上記ＣＣＤセンサに入射する第２の光束とに分割する光
束分離手段を有する構成とすることができる。この場
合、上記光束分離手段が、上記光偏向手段と感光体面と
の間にハーフミラーを設ける構成にすることができる。

【０００９】上記第１の光束が主走査方向に偏向された
ときの第２の光束の移動軌跡上に沿って複数のＣＣＤセ
ンサを配置した構成とすることができる。または、各書
込手段に対して少なくとも１つのＣＣＤセンサが配置さ
れ、該ＣＣＤセンサを第２の光束の移動軌跡上に沿って
移動させる移動手段を備えた構成としてもよい。またこ
の場合に、各ＣＣＤセンサが、上記第２の光束の光軸と
略垂直な平面内にある画素列の並び方向が第２の光束の
移動軌跡と交わり且つ直交しないように設置された構成
にするよい。

【００１０】さらに、上記走査線の曲がりを補正する補
正手段を備えた構成にすることができる。この場合、該
補正手段は、上記光偏向手段で偏向されたレーザ光束の
光軸を副走査方向へ微細移動させ、該レーザ光束の感光
体へ結像する走査線の曲がり量を調整可能とした構成と
することができる。またこの場合、上記補正手段は、上
記光偏向手段と上記走査用レンズとの間へ設置され透過
するレーザ光束を副走査方向に沿って曲げる屈折面を備
えた透明部材を有し、該透明部材を傾けることにより走
査線の曲がり量を調節する構成にすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施例を説明する。図１は、本実施例の画像形成装置の
概略構成図である。この画像形成装置内は、画像読取部
４０と、画像処理部５０と、プリンタ部６０とからな
り、プリンタ部６０には書込手段２０と、ドラム状の感
光体１と、この感光体１廻りの作像部品とにより構成さ
れた作像装置が転写ベルト２上に４組並ぶように配置さ
れている。これら複数の作像装置は、図１中右手から順
にブラック（以下「ＢＫ」で示す）、シアン（以下
「Ｃ」で示す）、マゼンタ（以下「Ｍ」で示す）、イエ
ロー（以下「Ｙ」で示す）の各色作像工程を分担する。
ここでは、まず本装置の構成及び一連の作像動作を概説
する。

【００１２】各作像装置では、それぞれがＢＫ、Ｃ、
Ｍ、Ｙの４色の顕像を形成し、順次形成される各色の顕
像を転写材へ重ね転写することでフルカラー画像を得る
ようになっている。このため転写ベルト２は、駆動ロー
ラ２ａ及び従動ローラ２ｂ，２ｃに張架されて図示しな
い駆動源により駆動ローラ２ａを介して回転駆動され、
レジストローラ３から送られた転写材を搬送する。な
お、この実施例では、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色の顕像を
重ね合わせる構成であるが、これら４組の記録装置のう
ち、１組の記録装置を省略して３色の顕像を重ね合わせ
てカラー画像を得るようにしてもよい。

【００１３】例えば、Ｃ顕像を形成する記録装置では、
感光体１Ｃは、図示しない駆動機構により図１中の時計
方向（書込手段２０Ｃから見れば副走査方向である）へ
回転駆動されて帯電チャージャ４Ｃからなる帯電手段に
より均一に帯電され、書込手段２０Ｃによる露光で静電
潜像が形成される。ここに、書込手段２０Ｃは、画像処
理部５０からのＣのデジタル画像信号によりレーザ駆動
制御部で光源を駆動制御してＣのデジタル画像信号によ
り強度変調されたレーザビームを出射させ、このレーザ
光束をポリゴンミラー２１からなる光偏向手段で主走査
方向（感光体１の軸方向）へ繰り返し偏向し、感光体１
Ｃに走査線としてＣの情報を書き込み静電潜像を形成す
る。また、上記Ｃの潜像形成と同様に、他の記録装置で
は、それぞれ感光体１ＢＫ，４Ｍ，４Ｙが回転駆動さ
れ、各々の帯電チャージャ４ＢＫ，４Ｍ，４Ｙにより均
一に帯電され、書込手段２０ＢＫが感光体１ＢＫに対
し、書込手段２０Ｍが感光体１Ｍに対し、書込手段２０
Ｙが感光体１Ｙに対し、各々の色の画像情報に応じた露
光によって静電潜像が書き込まれる。

【００１４】また、上記書込手段２０ＢＫ〜２０Ｙのレ
ーザビームを測定する手段の概略は、次のようである。
上記各々の書込手段２０ＢＫ〜２０Ｙの側には、それぞ
れに、ＣＣＤセンサからなるＣＣＤユニット２２ＢＫ、
２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙが配置されている。そして感光
体１へ向かうレーザ光束の一部が各書込手段２０ＢＫ〜
２０Ｙ内から、各々のＣＣＤユニット２２ＢＫ〜２２Ｙ
へ導かれる。これら各書込手段２０と、各ＣＣＤセンサ
２２とはＣＰＵ等の演算装置で構成される制御部５１に
接続されている。

【００１５】潜像形成のつぎに、感光体１Ｃ上の静電潜
像は、顕像化手段としての現像装置５ＣによりＣトナー
からなる１成分現像剤もしくはＣトナーとキャリアから
なる２成分現像剤により現像されてＣの顕像となる。こ
のＣ顕像の形成と同様に、感光体１ＢＫ，１Ｍ，１Ｙ上
の静電潜像は、各々、現像装置５ＢＫ，５Ｍ，５Ｙによ
りＢＫトナー、Ｍトナー、Ｙトナーを含む現像剤でそれ
ぞれ現像され、ＢＫ、Ｍ、Ｙの顕像となる。

【００１６】上記画像形成動作に伴って、例えば２つの
給紙カセット６の何れかから給紙コロ７により転写紙Ｐ
からなる転写材がレジストローラ３へ給紙される。レジ
ストローラ３は転写紙Ｐを各感光体１上の画像形成との
タイミングを取るようにして転写ベルト２へ送出し、転
写ベルト２は転写紙Ｐを熱定着ローラ９方向へ搬送す
る。転写ベルト２上の転写紙Ｐは、転写ベルト２と感光
体１ＢＫ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙとのニップ部を通過する際
に、転写チャージャ８ＢＫ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙにより、
順次に、感光体１ＢＫ上のＢＫ顕像、感光体１Ｃ上のＣ
顕像、感光体１Ｍ上のＭ顕像、感光体１Ｙ上のＹ顕像が
転写され、印字面にフルカラー画像が形成される。その
後、転写紙Ｐは、熱定着ローラ９によりトナーが定着さ
れて排紙ローラ１０により外部へカラーコピーとして排
出される。

【００１７】また、感光体１ＢＫ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは
それぞれ、顕像転写後にクリーニング装置１１ＢＫ，１
１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙによりクリーニングされて残留ト
ナーが除去される。また、クリーニング装置１２は転写
ベルト２を転写紙搬送後にクリーニングする。

【００１８】以下、上記画像形成装置のレーザ走査位置
の測定手段、及びレーザ走査位置の補正手段について詳
細に説明する。

【００１９】図２は、図１の書込手段２０周辺の構成を
示す図で、同図（ａ）は側断面図、同図（ｂ）は平面図
である。これらの図に示すように、半導体レーザ２３か
らなる光源から発せられたレーザ光束はコリメートレン
ズ２４、アパーチャ２５、シリンドリカルレンズ２６、
防音ガラス２７を経て、図示しないモータで回転駆動さ
れるポリゴンミラー２１に達し偏向される。偏向された
レーザ光束は再び防音ガラス２７を通り、走査用レンズ
２８ａ，２８ｂを経て、光束分離手段であるハーフミラ
ー２９へ達する。

【００２０】図２（ａ）に示すように、ハーフミラー２
９に達したレーザ光束のうち、ハーフミラー２９を透過
した第１の光束Ｌは、防塵ガラス３２を経て被走査面で
ある感光体面１ａに結像し走査線を書き込み、一方では
ハーフミラー２９で反射した第２の光束Ｌ′がＣＣＤユ
ニット２２に入射する。

【００２１】図２（ｂ）に示すように、主走査方向Ｙ
（像高方向）に所定間隔を開けて３つのＣＣＤユニット
２２が設置されている。すなわち、これらのＣＣＤユニ
ット２２は、ポリゴンミラー２１により偏向される第１
の光束Ｌの走査に伴う上記第２の光束Ｌ′の走査軌跡上
に、受光部としてのラインＣＣＤ２２ａを並列するもの
である。ポリゴンミラー２１で偏向される第２の光束
Ｌ′は、次々と３つのＣＣＤユニット２２へ入射し、こ
れをポリゴンミラー２１の走査面毎に繰り返すこととな
る。なお、第１の光束Ｌのうち、主走査方向Ｙの一端側
へ振られた一部のレーザが折り返しミラー３０を経て、
同期センサ３１に入射する。

【００２２】本実施例ではハーフミラー２９が主走査方
向Ｙに沿って設けられ、ポリゴンミラー２１からの光束
はほぼ直角に分割される。したがって、各ラインＣＣＤ
２２ａはハーフミラー２９のすぐ横、すなわち副走査方
向Ｚへ所定距離離間してレーザ光束Ｌ′に対し垂直に向
けられ、且つ主走査方向Ｘに等間隔で並ぶように取り付
けられている。

【００２３】また、各ラインＣＣＤ２２ａの画素列が、
第２の光束Ｌ′の光軸に対し垂直な平面内にあって、こ
の画素の並び方向が第１の光束Ｌの光軸に沿ったＸ方向
に配置されている。すなわち、第１の光束Ｌが感光体面
１ａに書き込む走査線の副走査位置は、第２の光束Ｌ′
の結像するＸ方向の画素位置により相対的に特定され
る。したがって、ラインＣＣＤ２２ａ上のＸ方向の光重
心を計れば、その像高における走査線の副走査位置を反
映したものとなる。そして、走査領域内の３箇所に設け
られたＣＣＤユニット２２の各出力は制御部５１に取り
込まれ、各像高での副走査位置が特定され走査線の曲が
りが測定される。

【００２４】また、上記のハーフミラー２９を用いた構
成により、別途の光源を設けることなくレーザ光束を直
接ラインＣＣＤ２２ａに導くことによって走査線の曲が
りの測定が可能となり、また、各書込手段２０毎に顕像
化前の工程で測定されるためにＣＣＤよりなる単色用の
安価な受光素子で構わないのである。また、ＣＣＤセン
サは、元々画素が等間隔で配列した状態で一体化されて
いることから、配置が容易でしかも感度についても電気
的に光蓄積時間が変えられるので調整も容易である。

【００２５】なお、本実施例では、各書込手段２０に対
して複数のＣＣＤユニット２２を用いているが、１つの
ＣＣＤユニット２２を図示しない移動ステージに取り付
けて主走査方向Ｙに移動させ、所望の像高で光束Ｌ′が
通過する画素位置を調べることによっても測定が可能で
ある。この場合、必要なセンサの数が減りこの点でのコ
スト低減に有利である。

【００２６】また、本実施例では、ラインＣＣＤ２２ａ
の画素列方向が感光体面１ａでの走査位置ずれを特定可
能なＸ方向に一致しＹ方向に直交しているが、この画素
列方向はＸ方向と完全に一致させず、むしろＸＹ平面内
にあってＸ方向と交わるがＹ方向に直交しないように傾
けるとよい。こうすれば感光体面１ａにおける副走査方
向Ｚ（ラインＣＣＤではＸ方向に現れる）に対する画素
ピッチが狭まり画素間隔が細かくなったのと同じ効果が
得られ、走査線曲がりの測定精度が向上するのである。

【００２７】図３は、走査線曲がりの補正手段を備えた
書込手段２０の断面図である。ここでいう補正手段は、
ハーフミラー２９へ達する前のレーザ光束を屈折させこ
の光軸位置を可変とした光軸移動手段を有し、この光軸
移動手段を上記制御部５１にて駆動制御することにより
走査用レンズ２８ａ，２８ｂに入射するレーザ光束の副
走査方向高さを変え、各書込手段２０間での走査線曲が
り量を一致させる。

【００２８】本実施例における上記光軸移動手段は、走
査用レンズ２８ａの手前に設けられた長方形断面の透明
部材３１である。この透明部材３１は、長手方向が主走
査方向Ｙに一致し、前面と後面とが略平行の平行屈折面
３１ａを有するものである。透明部材３１はこの中心近
傍を通る主走査方向Ｙを軸として回動自在であり、これ
により平行屈折面３１ａは前面と後面とが共に光軸に対
して所定の角度を持つようになっている。

【００２９】そして、上記ポリゴンミラー２１で偏向さ
れたレーザ光束は、防音ガラス２７を経てから透明部材
３１を通過し、このとき透明部材３１の回転角度により
設定される前後の平行屈折面３１ａによりレーザ光軸の
副走査方向Ｚが平行に移動される。副走査方向Ｚへ平行
移動したレーザ光束は、走査用レンズ２８ａ，２８ｂを
通って最終的に感光体面１ａ上では走査線曲がり量の変
化となって現れる。

【００３０】一方、走査線の曲がり量は、上述したよう
に上記ラインＣＣＤ２２ａの出力から制御部５１で求め
られ、ここで走査線位置の正規の値（理論値）あるいは
各書込手段２０間での比較により、制御偏差量が得られ
る。これは透明部材３１に必要な操作量としての回転角
度量に換算され、これによって透明部材３１が駆動制御
される。このようにして、各ＣＣＤユニット２２で基準
化される走査位置が各書込手段２０間で一致するように
透明部材３１の回転角度を制御しこの前後２つの屈折面
３１ａを介して、各走査線の曲がりを揃えることにより
色ずれ等を補正し、画像の品質を向上させることができ
る。

【００３１】なお、上記平行平板等からなる透明部材３
１は全像高をカバーする必要がある。本発明に関わる透
明部材３１は、ポリゴンミラー２１と走査用レンズ２８
ａとの間に設置されており、この点では走査用レンズ２
８と感光体面１ａとの間に設置する場合と比較して像高
方向に必要とされる透明部材３１の大きさが小さくて済
み、その分コスト低減に有利である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、各書込手段で走査されるレーザ光束をＣＣＤセ
ンサへ導くことによって、各書込手段の走査線曲がりを
測定する測定手段を備えた構成なので、上記ＣＣＤセン
サによって各書込手段ごとの走査線の曲がりを比較的安
価且つ容易に測定でき、これにより各像を重ね転写して
得られる画像の品質を劣化させないために、どの書込手
段の走査線の曲がりをどの程度補正する必要があるかな
どを知ることができる。

【００３３】上記測定手段が、上記光偏向手段で偏向さ
れるレーザ光束を、感光体面に入射する第１の光束と、
上記ＣＣＤセンサに入射する第２の光束とに分割する光
束分離手段を有する構成によれば、該光束分離手段によ
り、各書込手段は画像形成可能な状態のままで走査線の
曲がりを測定できる。

【００３４】上記第１の光束が主走査方向に偏向された
ときの第２の光束の移動軌跡上に沿って複数のＣＣＤセ
ンサを配置した構成によれば、該複数のＣＣＤセンサを
主走査方向に並べるので、可動部の少ない簡単な機構で
走査線曲がりを測定できる。

【００３５】各書込手段に対して少なくとも１つのＣＣ
Ｄセンサが配置され、該ＣＣＤセンサを第２の光束の移
動軌跡上に沿って移動させる移動手段を備えた構成によ
れば、各書込手段に必要なＣＣＤセンサが１つのみなの
で、これを複数設ける場合よりコストを低減できる。

【００３６】上記ＣＣＤセンサが、上記第２の光束の光
軸と略垂直な平面内にある画素列の並び方向が第２の光
束の移動軌跡と交わり且つ直交しないように設置された
構成によれば、上記第２の光束の移動軌跡方向と直交す
る場合より、上記移動軌跡の副走査位置を特定する方向
での画素列ピッチが狭まりラインＣＣＤの測定分解能が
高くなるので測定精度が向上する。

【００３７】さらに、上記走査線の曲がりを補正する補
正手段を備えた構成によれば、各書込手段で生じた走査
線の曲がりを補正することにより重ね転写画像における
色ずれ等の品質劣化を抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の画像形成装置の概略構成を示す断面
図である。

【図２】本実施例に関わる書込手段の構成を示す図で、
（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】走査線曲がりの補正手段を備えた書込手段の断
面図である。

【符号の説明】

１感光体１ａ感光体面２０書込手段２１ポリゴンミラー（光偏向手段）２２ａラインＣＣＤ（ＣＣＤセンサ）２３半導体レーザ（光源）２８走査用レンズ２９光束分離手段、ハーフミラー３１透明部材３１ａ透明部材の屈折面Ｌ第１の光束Ｌ′ 第２の光束Ｐ転写紙（転写材）Ｙ主走査方向Ｚ副走査方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の回転自在な感光体と、回転する感
光体の各々へ独立してレーザ走査を行う複数の書込手段
とを有し、該書込手段は少なくとも、光源と、該光源か
らのレーザ光束を主走査方向に偏向する光偏向手段と、
偏向するレーザ光束を感光体面に結像する走査用レンズ
とからなり、上記各々の書込手段のレーザ走査により形
成された各感光体上の静電潜像を対応する各色の顕像に
現像した後、該各色の顕像を転写材上に重ね合わせて転
写する画像形成装置において、上記各書込手段で走査されるレーザ光束をＣＣＤセンサ
へ導くことによって、各書込手段の走査線曲がりを測定
する測定手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記測定手段が、上記光偏向手段で偏向
されるレーザ光束を、感光体面に入射する第１の光束
と、上記ＣＣＤセンサに入射する第２の光束とに分割す
る光束分離手段を有することを特徴とする請求項１記載
の画像形成装置。
【請求項３】上記光束分離手段が、上記光偏向手段と
感光体面との間に設けられたハーフミラーであることを
特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】上記第１の光束が主走査方向に偏向され
たときの第２の光束の移動軌跡上に沿って複数のＣＣＤ
センサを配置したことを特徴とする請求項２又は３記載
の画像形成装置。
【請求項５】各書込手段に対して少なくとも１つのＣ
ＣＤセンサが配置され、該ＣＣＤセンサを上記第２の光
束の移動軌跡上に沿って移動させる移動手段を備えたこ
とを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項６】上記ＣＣＤセンサが、上記第２の光束の
光軸と略垂直な平面内にある画素列の並び方向が上記第
２の光束の移動軌跡と交わり且つ直交しないように設置
されたことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記
載の画像形成装置。
【請求項７】さらに、上記走査線の曲がりを補正する
補正手段を備えたことを特徴とする請求項１から６のい
ずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】上記補正手段は、上記光偏向手段で偏向
されたレーザ光束の光軸を副走査方向へ微細移動させ、
該レーザ光束の感光体へ結像する走査線の曲がり量を調
整可能としたものであることを特徴とする請求項７記載
の画像形成装置。
【請求項９】上記補正手段は、上記光偏向手段と上記
走査用レンズとの間へ設置され透過するレーザ光束を副
走査方向に沿って曲げる屈折面を備えた透明部材を有
し、該透明部材を傾けることにより走査線の曲がり量を
調節するものであることを特徴とする請求項８記載の画
像形成装置。