JP2003320704A

JP2003320704A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003320704A
Application number: JP2002130631A
Authority: JP
Inventors: Kozo Yamazaki; 宏三山崎
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2003-11-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】環境条件等で変化する主走査位置を高精度に調
整して画像品質の良好な画像形成を行う画像形成装置を
提供する。【解決手段】画像形成装置１は、画像データに基づいて
形成する主走査方向の画素密度に応じた画像周波数で変
調したレーザビームを主走査及び副走査して感光体３０
に照射して静電潜像を形成し、当該静電潜像の形成され
た感光体３０を現像剤で現像して現像剤像を形成し、当
該現像剤像を用紙に転写して画像形成するに際して、レ
ーザビームを主走査方向の画素密度の複数倍から数十倍
の画像周波数で変調している。また、画像形成装置１
は、画像データの一部の画素を、主走査方向の画素密度
の複数倍から数十倍の画像周波数による１ドットまたは
数ドット単位で、増加または削減している。したがっ
て、主走査方向の微細な位置調整を行うことができ、高
品質な画像形成を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、詳細には、環境条件等で変化する主走査位置を高精
度に調整して画像品質の良好な画像形成を行う画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザを利用したレーザプリンタ、複写
装置及びファクシミリ装置等の画像形成装置において
は、一般に、画像データにより変調したレーザビームを
一定速度で回転するポリゴンミラーに投射して、ポリゴ
ンミラーでライン状に走査させ、ポリゴンミラーでライ
ン状に走査されたレーザビームを走査レンズにより等速
直線変換して、感光体上に静電潜像を形成する。画像形
成装置は、感光体にトナーを供給して当該静電潜像を現
像して得られたトナー像を記録紙等の用紙に転写するこ
とで用紙上に画像を形成する。また、カラー画像形成装
置においては、光学走査装置及び感光体を複数備え、複
数の感光体上に各々独立に静電潜像を形成して各色（例
えば、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）のトナー像を形成して、各色の
トナー像を同一の用紙に順に転写して重ね合わせること
で、用紙上にカラー画像を形成する。

【０００３】このような画像形成装置においては、光学
走査装置が取付けられるフレームの寸法や光学走査装置
を構成する各光学部品の寸法、または、各光学部品の取
付位置や光学走査装置自体の取付位置が公差の範囲内で
ばらついているため、用紙上での画像形成位置の位置ず
れ（カラー画像では、色ずれとして視認される）が生じ
ることととなる。

【０００４】特に、カラーレーザプリンタやカラーデジ
タル複写装置等のカラー画像形成装置においては、より
一層の高画質化が求められている。

【０００５】そこで、画像形成装置は、特に走査光学系
の主走査倍率誤差をかなり低く抑えた設計が行われ、ま
た、その出荷時や設置時に各種の調整が行われる。

【０００６】ところが、このように画像形成装置の出荷
時や設置時に調整を行っても、各光学部品の位置が温度
等の周囲環境の変化や設置状態の変化の影響を受けて経
時的に変化するため、画像の位置ずれ（または色ずれ）
が発生する。また、用紙の両面に一定サイズの画像を形
成する場合には、一方の面に画像を形成することで用紙
のサイズが変化するため、用紙のサイズと当該用紙に形
成した画像のサイズの比率が変動することで、用紙の各
面に形成した画像のサイズが不揃いとなる。

【０００７】そこで、従来、クロック信号発生部で発生
されたクロック信号に同期した変調タイミングで、形成
すべき画像に応じて変調した光ビームを被照射体上で走
査させることにより、前記被照射体上に画像を形成する
画像形成装置であって、光ビームの走査方向に沿った画
像全体の倍率及び画像の部分倍率を各々計測し、前記倍
率の設定値と計測値の偏差が小さくなり、かつ前記部分
倍率の設定値と計測値の偏差が小さくなるように、前記
クロック信号発生部に入力する光ビームの1走査に相当
する期間内における前記クロック信号の周波数の平均値
及び変化幅に関する操作量を前記偏差に応じて変更する
ことを繰り返す周波数制御手段と、前記周波数制御手段
によるクロック信号の周波数の制御における、前記偏差
と前記操作量の変更量との関係を変更する変更手段と、
を含む画像形成装置が提案されている（特開２０００−
２５５０９８号公報参照）。

【０００８】この従来の画像形成装置は、画像周波数を
変更することで、主走査方向の全体倍率及び部分倍率を
補正している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開２０００−２５５０９８号公報記載の従来技術にあっ
ては、画像周波数を変更することで、主走査方向の全体
倍率および部分倍率を補正しているため、構成が複雑で
あるとともに、画像品質を向上させる上で改良に必要が
あった。

【００１０】そこで、請求項１記載の発明は、画像デー
タに基づいて形成する主走査方向の画素密度に応じた画
像周波数で変調したレーザビームを主走査及び副走査し
て感光体に照射して静電潜像を形成し、当該静電潜像の
形成された感光体を現像剤で現像して現像剤像を形成
し、当該現像剤像を用紙に転写して画像形成するに際し
て、レーザビームを主走査方向の画素密度の複数倍から
数十倍の画像周波数で変調することにより、画素の分解
能を高め、主走査方向の微細な位置調整を可能として、
高品質な画像形成を行うことのできる画像形成装置を提
供することを目的としている。

【００１１】請求項２記載の発明は、画像データの一部
の画素を、主走査方向の画素密度の複数倍から数十倍の
画像周波数による１ドットまたは数ドット単位で、増加
または削減することにより、主走査方向の微細な位置調
整を行い、高品質な画像形成を行うことのできる画像形
成装置を提供することを目的としている。

【００１２】請求項３記載の発明は、画素密度の複数倍
から数十倍の画像周波数による１ドットまたは数ドット
単位で増加または削減させる画像データにおける画素位
置を、形成する画像の内容に応じて決定することによ
り、より一層高品質な画像形成を安価に行うことのでき
る画像形成装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の画
像形成装置は、画像データに基づいて形成する主走査方
向の画素密度に応じた画像周波数で変調したレーザビー
ムを主走査及び副走査して感光体に照射して静電潜像を
形成し、当該静電潜像の形成された感光体を現像剤で現
像して現像剤像を形成し、当該現像剤像を用紙に転写し
て画像形成する画像形成装置において、前記レーザビー
ムを前記主走査方向の画素密度の複数倍から数十倍の画
像周波数で変調することにより、上記目的を達成してい
る。

【００１４】上記構成によれば、画像データに基づいて
形成する主走査方向の画素密度に応じた画像周波数で変
調したレーザビームを主走査及び副走査して感光体に照
射して静電潜像を形成し、当該静電潜像の形成された感
光体を現像剤で現像して現像剤像を形成し、当該現像剤
像を用紙に転写して画像形成するに際して、レーザビー
ムを主走査方向の画素密度の複数倍から数十倍の画像周
波数で変調しているので、画素の分解能を高めることが
でき、主走査方向の微細な位置調整を可能として、高品
質な画像形成を行うことができる。

【００１５】この場合、例えば、請求項２に記載するよ
うに、前記画像形成装置は、前記画像データの一部の画
素を、前記主走査方向の画素密度の複数倍から数十倍の
前記画像周波数による１ドットまたは数ドット単位で、
増加または削減させるものであってもよい。

【００１６】上記構成によれば、画像データの一部の画
素を、主走査方向の画素密度の複数倍から数十倍の画像
周波数による１ドットまたは数ドット単位で、増加また
は削減するので、主走査方向の微細な位置調整を行うこ
とができ、高品質な画像形成を行うことができる。

【００１７】また、例えば、請求項３に記載するよう
に、前記画像形成装置は、前記画素密度の複数倍から数
十倍の前記画像周波数による１ドットまたは数ドット単
位で増加または削減させる前記画像データにおける前記
画素位置を、前記形成する画像の内容に応じて決定する
ものであってもよい。

【００１８】上記構成によれば、画素密度の複数倍から
数十倍の画像周波数による１ドットまたは数ドット単位
で増加または削減させる画像データにおける画素位置
を、形成する画像の内容に応じて決定するので、より一
層高品質な画像形成を安価に行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００２０】図１〜図４は、本発明の画像形成装置の一
実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の画像形成
装置の一実施の形態を適用した画像形成装置１の要部概
略斜視図である。

【００２１】図１において、画像形成装置１は、光走査
部１０と感光体３０等を備えており、光走査部１０は、
レーザ光源ユニット１１、シリンダレンズ１２、回転多
面鏡（ポリゴンミラー）１３、結像レンズ１４、第１ミ
ラー１５、第２ミラー１６、トロイダルレンズ１７、防
塵ガラス１８等を備えて、ハウジング１９内に収納され
ている。光走査部１０は、ハウジング１９に収容されて
いるとともに、ほこり等の侵入を防ぐためのカバー（図
示略）で閉じられている。

【００２２】レーザ光源ユニット１１は、画像データに
基づいて、形成する主走査方向の画素密度に応じた画像
周波数で変調されたレーザビームをシリンダレンズ１２
を通して、回転多面鏡１３に入射させ、回転多面鏡１３
は、図示しないモータにより図１の矢印Ａ方向に回転さ
れて、入射されるレーザビームを偏向走査して、結像レ
ンズ１４を通過させ第１ミラー１５に入射させる。

【００２３】第１ミラー１５は、入射されるレーザビー
ムを第２ミラー１６に反射し、第２ミラー１６は、入射
されるレーザビームをトロイダルレンズ１７及び防塵ガ
ラス１８を通過させて、ハウジング１９外に設けられて
いる感光体３０に入射させる。

【００２４】また、光走査部１０は、図２に示すよう
に、レーザビームの一部が、感光体３０の走査に先だっ
て、走査毎の同期を取るために、その信号を基準として
書込みの制御を行う。そこで、光走査部１０は、回転多
面鏡１３で走査されて結像レンズ１４を通過したレーザ
ビームの一部をレーザ光源ユニット１１方向に反射させ
る反射部材２０とこの反射部材２０で反射されたレーザ
ビームを通過させる補正光学部材（レンズ）２１が配設
されており、レーザ光源ユニット１１には、その駆動基
板２２と同一基板上に光電素子２３が搭載されて、補正
光学部材２１を通過したレーザビームが入射される。光
電素子２３は、光を受光して電気信号に変換する。この
光電素子２３は、保護のために透明な樹脂で被覆されて
おり、市販されている光電素子を利用することができ
る。

【００２５】次に、本実施の形態の作用を説明する。本
実施の形態の画像形成装置１は、光走査部１０の主走査
方向の伸び縮みに合わせて、画素を間引いたり追加した
りして、部分的な倍率誤差を改善するものであり、画素
を通常の１ドット（例えば、画素密度が６００ｄｐｉの
場合は、約４２μｍに相当）の数分の１〜１０分の１程
度にして行なうものである。

【００２６】まず、主走査方向の伸び縮みについて、走
査系（光走査部１０）の伸び縮みの例を示す図３に基づ
いて、説明する。画像形成装置１の主走査の位置は、回
転多面鏡１３の回転角(すなわち、時間)に比例している
のが理想（倍率誤差＝０）であるが、図３の数値のプラ
ス側は、伸び気味、マイナス側は、縮み気味である。例
えば、０．１％の誤差があるということは、理想的な画
像の主走査方向の長さ１０ｍｍに対して、実際には、１
０．０１ｍｍになっていることを示している。

【００２７】そして、通常の画像周波数の算出では、副
走査線速を、ｖ（ｍｍ／ｓ）とし、副走査線密度を、ｄ
（ｄｐｉ）とすると、ｖｄ／２５．４（本／ｓ）の走査
が必要であり、画像期間率η、画像領域ｘ（ｍｍ）、主
走査線密度ｓ（ｄｐｉ）とすると、画像周波数ｆは、ｖ
ｄ／２５．４／η×ｘ／２５．４×ｓ（Ｈｚ）である。
具体的には、ｖ＝９０ｍｍ／ｓ、ｄ＝ｓ＝６００ｄｐ
ｉ、η＝０．７、ｘ＝３００ｍｍとすると、ｆ＝２１．
５２ＭＨｚとなる。

【００２８】そして、本実施の形態の画像形成装置１
は、画像周波数として、通常算出される数値の複数倍〜
数１０倍程度のものを用いる。すなわち、レーザビーム
の画像周波数は、通常、形成する主走査方向の画素密度
に比例した周波数であるが、本実施の形態の画像形成装
置１では、この画像周波数を、当該通常の画像周波数の
複数倍〜数１０倍程度のものを用いている。簡単のため
に、１０倍の場合について説明する。画像周波数を通常
の数値の１０倍にすると、主走査線密度ｓは、副走査線
密度ｄの１０倍になり、主走査方向の１０ドット分が、
通常の１ドットに相当することとなって、分解能が１０
倍になったのと同じである。

【００２９】したがって、１０ドットのところを９ドッ
トにすることにより、１ドット分を間引くことができ
る。具体的には、ｓ＝６０００（ｄｐｉ）（ｄ＝６００
（ｄｐｉ））のとき、１ドットは、約４．２μｍであ
る。

【００３０】そして、倍率誤差が、図３のような場合
に、４．２μｍを超える毎に１ドットを間引くことによ
り、走査位置のずれを、４．２μｍずつ改善することが
でき、また、縮み気味の場合は、間引くのとは逆に、１
ドットを加えることにより、同様に位置誤差を改善する
ことができる。

【００３１】具体的には、図４に示すように、例えば、
１０μｍのずれであれば、累計で２ドット分を減ずるこ
とで、１０−４．２×２＝１．６μｍのずれに抑えるこ
とができ、マイナス側で１ドットずつ増やすことで、同
様にずれを抑えることができる。図４では、比較のため
に、図３に示した通常時のグラフとともに、本実施の形
態の画像形成装置１での補正後のグラフを示しており、
１ドット分増減する毎にグラフが階段状に上下してい
る。

【００３２】なお、図４では、約４．２μｍ毎に増減す
る例を示したが、数値は、適宜に設定することができ、
また、図３の走査系の伸び縮みの実際として、走査系の
設計値を用いてもよいし、それぞれの測定値を用いても
よい。また、走査位置の温度特性を加味してもよい。さ
らに、回転多面鏡１３の面毎に主走査の位置を中央で合
わせる技術を併用してもよい。

【００３３】また、上記説明では、ドットの増減を固定
の位置で行う場合について説明したが、ドットの増減を
行う位置としては、形成する画像の内容を判断して行っ
てもよく、例えば、文字画像の場合には、文字と文字の
間を増減位置としてもよい。

【００３４】このように、本実施の形態の画像形成装置
１は、画像データに基づいて形成する主走査方向の画素
密度に応じた画像周波数で変調したレーザビームを主走
査及び副走査して感光体３０に照射して静電潜像を形成
し、当該静電潜像の形成された感光体３０を現像剤で現
像して現像剤像を形成し、当該現像剤像を用紙に転写し
て画像形成するに際して、レーザビームを主走査方向の
画素密度の複数倍から数十倍の画像周波数で変調してい
る。

【００３５】したがって、画素の分解能を高めることが
でき、主走査方向の微細な位置調整を可能として、高品
質な画像形成を行うことができる。

【００３６】また、本実施の形態の画像形成装置１は、
画像データの一部の画素を、主走査方向の画素密度の複
数倍から数十倍の画像周波数による１ドットまたは数ド
ット単位で、増加または削減している。

【００３７】したがって、主走査方向の微細な位置調整
を行うことができ、高品質な画像形成を行うことができ
る。

【００３８】さらに、本実施の形態の画像形成装置１
は、画素密度の複数倍から数十倍の画像周波数による１
ドットまたは数ドット単位で増加または削減させる画像
データにおける画素位置を、形成する画像の内容に応じ
て決定している。

【００３９】したがって、より一層高品質な画像形成を
安価に行うことができる。

【００４０】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載の発明の画像形成装置によ
れば、画像データに基づいて形成する主走査方向の画素
密度に応じた画像周波数で変調したレーザビームを主走
査及び副走査して感光体に照射して静電潜像を形成し、
当該静電潜像の形成された感光体を現像剤で現像して現
像剤像を形成し、当該現像剤像を用紙に転写して画像形
成するに際して、レーザビームを主走査方向の画素密度
の複数倍から数十倍の画像周波数で変調しているので、
画素の分解能を高めることができ、主走査方向の微細な
位置調整を可能として、高品質な画像形成を行うことが
できる。

【００４２】請求項２記載の発明の画像形成装置によれ
ば、画像データの一部の画素を、主走査方向の画素密度
の複数倍から数十倍の画像周波数による１ドットまたは
数ドット単位で、増加または削減するので、主走査方向
の微細な位置調整を行うことができ、高品質な画像形成
を行うことができる。

【００４３】請求項３記載の発明の画像形成装置によれ
ば、画素密度の複数倍から数十倍の画像周波数による１
ドットまたは数ドット単位で増加または削減させる画像
データにおける画素位置を、形成する画像の内容に応じ
て決定するので、より一層高品質な画像形成を安価に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施の形態を適用し
た画像形成装置の要部概略斜視図。

【図２】図１の光走査部の詳細な平面図。

【図３】光走査部の伸び縮みの１例を示す図。

【図４】図１の画像形成装置による光走査部の通常の伸
び縮みと補正後の伸び縮みの１例を示す図。

【符号の説明】

１画像形成装置１０光走査部１１レーザ光源ユニット１２シリンダレンズ１３回転多面鏡１４結像レンズ１５第１ミラー１６第２ミラー１７トロイダルレンズ１８防塵ガラス１９ハウジング２０反射部材２１補正光学部材２２駆動基板２３光電素子３０感光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ 1/29 Ｆターム(参考） 2C362 AA12 BB23 BB28 CB13 CB35 2H027 DA23 DB01 EA02 EC11 EC20 ED04 EE02 2H076 AB05 AB12 AB22 DA19 DA34 5C072 AA03 BA04 BA15 HA02 HA13 HB06 HB08 5C074 AA02 BB26 CC22 CC26 DD04 DD15 EE02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに基づいて形成する主走査方向
の画素密度に応じた画像周波数で変調したレーザビーム
を主走査及び副走査して感光体に照射して静電潜像を形
成し、当該静電潜像の形成された感光体を現像剤で現像
して現像剤像を形成し、当該現像剤像を用紙に転写して
画像形成する画像形成装置において、前記レーザビーム
を前記主走査方向の画素密度の複数倍から数十倍の画像
周波数で変調することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成装置は、前記画像データの一
部の画素を、前記主走査方向の画素密度の複数倍から数
十倍の前記画像周波数による１ドットまたは数ドット単
位で、増加または削減させ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】前記画像形成装置は、前記画素密度の複数
倍から数十倍の前記画像周波数による１ドットまたは数
ドット単位で増加または削減させる前記画像データにお
ける前記画素位置を、前記形成する画像の内容に応じて
決定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装
置。