JP2004025450A

JP2004025450A - 電子写真装置及び電子写真の描画方法

Info

Publication number: JP2004025450A
Application number: JP2002180860A
Authority: JP
Inventors: Junji Tsunekawa; 恒川　純司; Yoshihiko Hotokezaka; 佛坂　芳彦; Yoshiyuki Aoki; 青木　義之
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】露光光学系の構造を変更しないで高解像度化を達成することができる電子写真装置及び電子写真の描画方法の提供。
【解決手段】感光体ドラム２の周面を帯電器３で帯電させるとともに、帯電後に周面に感光体ドラム２の回転送り方向と直交する方向に沿って光スポットを露光光学系４で走査しかつ画像信号に応じて光スポットを明滅させることで露光して静電潜像を作成し、その後、周面に現像手段５でトナーを付着させて静電潜像を現像し、さらに、感光体ドラム２の画像を出力媒体７に写し取って電子写真を描画するにあたり、感光体ドラム２の回転送り速度を露光光学系４で光スポットを走査する速度の２以上の整数とした。露光光学系４の構造を変更しなくとも、光スポットが走査する時間を長くすることができ、解像度を向上させることができる。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラム周面に光スポットで露光して静電画像を作成するとともに、この静電画像をトナーで現像する電子写真装置及び電子写真の描画方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、感光体ドラム周面に作成された静電画像を液体トナーで現像して画像を形成し、その画像を出力媒体に写し取る電子写真装置が知られている。
この電子写真装置は、図４に示される通り、感光体駆動系１００で回転駆動される感光体ドラム１０１と、この感光体ドラム１０１の周面に帯電させる帯電器１０２と、感光体ドラム１０１の周面に光スポットを走査するとともに明滅させることでドラム周面を露光する露光光学系１０３と、感光体ドラム１０１の周面にトナーを付着させて静電潜像を現像する現像器１０４と、この現像器１０４で現像された画像を紙等の出力媒体１１０に写し取る転写手段１０５とを備えており、転写手段１０５は中間転写体１０６と転写加圧体１０７とで出力媒体１１０に印刷する構造である。
【０００３】
露光光学系１０３は感光体ドラム１０１の周面に光スポットを走査するとともに画像信号に応じて光スポットを明滅させる構造である。回転する感光体ドラム１０１の周面に対してドラム回転送り方向と直交する方向に沿って光スポットを走査するが、光スポットは、回転される感光体ドラム１０１の周面の一端縁部から他端縁部に向けて走査した後、再び、一端縁部に戻り、他端縁部に向けて走査される。
そのため、図５に示される通り、感光体ドラム１０１の周面１０１Ａに走査される光スポットの軌跡Ｐは、光スポットの走査方向に対して所定角度傾斜した直線状に形成されることになり、その直線状の軌跡Ｐは周面１０１Ａに複数形成されるとともに、互いに平行とされる。
従来では、露光光学系１０３で光スポットを走査する速度（主走査速度）と感光体ドラム１０１の回転送り速度とは同じであり、感光体ドラム１０１が１巡（１周り）するまでに必要な画像がドラム周面に形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
画像の解像度Ｘは光スポットを明滅する速度Ｖｓと、光スポットを１線走査する時間ｔと、走査する１線の長さＬとの掛け算により決定される（Ｘ＝Ｖｓ×ｔ×Ｌ）。また、光スポットの横直径Ｙは解像度Ｘの逆数であり（Ｙ＝１／Ｘ）、走査する光スポットの幅寸法Ｚは光スポットの横直径Ｙと光スポットの縦横比Ｃとの掛け算により決定される（Ｚ＝Ｃ×Ｙ）。さらに、光スポットを走査する速度（主走査速度）Ｖｍは光スポットの幅寸法Ｚを、光スポットを１線走査する時間ｔで割り算することで決定される（Ｖｍ＝Ｚ／ｔ）。
【０００５】
そのため、露光光学系１０３の構造を変更せずに解像度を高くするには、光スポットの１線走査する時間を長くとる方法しかない。
しかし、従来の構造では、光スポットを走査する速度（主走査速度）と感光体ドラム１０１の回転送り速度とが同じであるため、光スポットの１線走査する時間を長くするために光スポットを走査する速度を遅くすると、感光体の送り速度（副走査速度）も一緒に遅くなってしまい、電子写真のプロセスを実現するプロセス速度の範囲から外れてしまうので、実現には限界がある。
【０００６】
本発明の目的は、露光光学系の構造を変更しないで高解像度化を達成することができる電子写真装置及び電子写真の描画方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、感光体ドラムの回転送り速度（副走査速度）を光スポットを走査する速度（主走査速度）の２以上の整数倍にして前記目的を達成しようとするものである。
【０００８】
具体的には、電子写真装置にかかる本発明は、周面に電荷を帯電されることが可能であるとともに露光されることで電荷が周面から除かれる感光体ドラムと、この感光体ドラムの周面に電荷を帯電させる帯電手段と、この帯電手段による帯電後前記感光体ドラムの周面に前記感光体ドラムの回転送り方向と直交する方向に沿って光スポットを走査しかつ画像信号に応じて光スポットを明滅させることで露光して静電潜像を作成する露光光学系と、この露光光学系による露光後前記感光体ドラム周面にトナーを付着させて前記感光体ドラムの周面に前記静電潜像を現像する現像手段と、この現像手段で形成された画像を前記感光体ドラムから出力媒体に写し取る転写手段と、を備え、前記感光体ドラムの回転送り速度を前記露光光学系で光スポットを走査する速度のｍ倍（ｍは２以上の整数）としたことを特徴とする。
【０００９】
また、電子写真の描画方法にかかる本発明は、回転駆動する感光体ドラムの周面を帯電させるとともに、帯電後前記感光体ドラムの周面に前記感光体ドラムの回転送り方向と直交する方向に沿って光スポットを走査しかつ画像信号に応じて光スポットを明滅させることで露光して静電潜像を作成し、その後、前記感光体ドラムの周面にトナーを付着させて前記静電潜像を現像し、さらに、前記感光体ドラムの画像を出力媒体に写し取る電子写真の描画方法であって、前記感光体ドラムの回転送り速度を前記露光光学系で光スポットを走査する速度のｍ倍（ｍは２以上の整数）としたことを特徴とする。
【００１０】
このような本発明では、高解像度を達成するためには光スポットの走査時間ｔを長くする必要があり、そのため、光スポットの走査時間ｔをα倍に遅くすることにより、露光光学系の解像度がＸｄｐｉからα・Ｘｄｐｉへ高くなる。
すると、光スポットの走査速度Ｖｍ（主走査速度）は（１／α^２）と遅くなるが、この場合、従来と同様に、感光体ドラムの送り速度（副走査速度）を主走査速度と同じにすると、プロセス速度（装置全体の速度）も（１／α^２）と遅くなる。そこで、副走査速度を主走査速度の（α^２）以上となるｍ倍とすると、プロセス速度が低下することなく、α・Ｘｄｐｉの高解像度化を達成することができる。
さらに、副走査速度を主走査速度のβ×（α^２）（βは２以上の整数）とすると、感光体ドラムの回転速度が通常の回転速度に比べてβ倍となるため、プロセス速度自体も従来に比べてβ倍速めることができ、プロセスがより安定する。
【００１１】
従って、本発明では、感光体ドラムの回転送り速度（副走査速度）が光スポットの走査速度（主走査速度）より大きいので、露光光学系の構造を変更しなくとも、光スポットが１線走査する時間を長くすることができ、解像度を高くすることができる。
しかも、副走査速度を主走査速度の２以上の整数倍としたので、感光体ドラムの適正な画像形成が行える。なお、整数倍としたのは、ドラム周面に描写される光スポットが重ならないようにするためである。
【００１２】
ここで、本発明では、前記露光光学系は、前記感光体ドラムの周面に光スポットを書き込んでドラム周方向に１巡した後、２巡目以降の光スポットの書き出し開始位置を光スポットの幅寸法だけ前記感光体ドラムの回転送り方向にずらしｍ巡して１色分の画像を形成する構成としてもよい。
【００１３】
さらに、電子写真装置にかかる本発明では、前記感光体ドラムの周面に描写される画像を、光スポットで走査する順序に画像を変換する、画像変換手段を備えた構成としてもよい。
前述の発明では、感光体ドラムの周面に画像情報が従来と異なる状態で描画されることになるが、本発明では、画像変換手段によって画像情報が変換されるため、露光光学系に供給する画像情報として従来と同じ情報を利用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて、本発明に係る電子写真装置の一実施形態を説明する。
図１に示すように、電子写真装置１は、印刷画像データに基づいて作成された描画データを、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等の色を順々に重ねてイメージを形成するイメージオンイメージによる印刷を行うもので、画像が形成される感光体ドラム２を備えている。
【００１５】
この感光体ドラム２の近傍には、当該感光体ドラム２に静電気電荷を帯びさせて感光性を与える帯電手段としての帯電器３と、帯電した感光体ドラム２に光スポットを明滅して静電潜像を形成する露光光学系としての露光器４とが設けられている。
また、感光体ドラム２の例えば下方には、感光体ドラム２に形成された静電潜像を液体トナーで現像する現像手段５が設けられ、この現像手段５に隣接して液体トナーの余剰部分を除去する絞り器６が設けられている。
【００１６】
感光体ドラム２の例えば上方には、現像手段５で形成された画像を感光体ドラム２から紙等の出力媒体７に写し取る転写手段８が設けられている。
この転写手段８は、感光体ドラム２の周面の印刷画を圧力転写される中間転写ローラ９と、この中間転写ローラ９上方からバックアップして中間転写ローラ９のたわみによる押圧の逃げを防ぎ、全体に強い印圧を加える転写加圧ローラ１０とを備えて構成されている。
感光体ドラム２の側方には、感光体ドラム２の周面に空気や窒素ガス等を吹き付けて液体トナーを乾燥させる乾燥手段（図示せず）が設けられている。
【００１７】
感光体ドラム２には感光体駆動系１１が設けられており、この感光体駆動系１１は第１サーボモータ１２及び駆動ベルト１３を備え、感光体ドラム２を所定の速度で回転駆動する構成である。
中間転写ローラ９は第２サーボモータ１４で回転駆動される構成であり、転写加圧ローラ１０は第３サーボモータ１５で回転駆動される構成である。
これらの第１サーボモータ１２、第２サーボモータ１４及び第３サーボモータ１５は、制御手段１６からの指令を受けて回転駆動が制御される。この制御手段１６は画像データに基づいて前記サーボモータ１２，１４，１５の回転を制御する信号を送るとともに、帯電器３及び露光器４を制御する構成である。
【００１８】
露光器４は、図２に示すように、一定回転で回転するポリゴンスキャナー９１と、このポリゴンスキャナー９１からのレーザ光を集光するｆθレンズ９２と、ポリゴンスキャナー９１に入射させるレーザダイオード９３とを含み構成され、レーザダイオード９３から出力されたレーザ光は、ポリゴンスキャナー９１に入射され、かつ反射し、ｆθレンズ９２を経て感光体ドラム２の回転送り方向と直交する方向に沿って光スポットを走査する。
【００１９】
露光器４は画像変換手段１７を介して制御手段１６からの画像信号に応じて光スポットを明滅するもので、所定の解像度、例えば、６００ｄｐｉを有する。ここで、制御手段１６によって、感光体ドラム２の回転送り速度（副走査速度）は露光器４で光スポットを走査する速度（主走査速度）のｍ倍（ｍは２以上の整数、本実施形態では１６）に制御されるものであり、感光体ドラム２の周面に光スポットを書き込んでドラム周方向に１巡した後、２巡目以降の光スポットの書き出し開始位置を光スポットの幅寸法だけ感光体ドラム２の回転送り方向にずらしｍ巡して画像を形成する。
【００２０】
図３は、感光体ドラム２の周面を展開したものであって、光スポットが描画された状態を示す模式図である。
図３において、感光体ドラム２が回転している状態でドラム周面２Ａに光スポットが直線状に書き込まれるため、光スポットの描画ラインＬは光スポットを走査する方向に対して所定角度傾いて形成される。この光スポットの描画ラインＬは１巡目Ｌ１がドラム周面の一端縁部から他端縁部へ１線走査し、その後、他端縁部と同じ感光体ドラム２の送り方向位置となる一端縁部から他端縁部へ１線走査し、これがドラム周面全面にわたって行われる。
【００２１】
そのため、１巡目の光スポットは、隣り合う描画ラインＬ１同士の間に所定の間隔Ｄが形成されることになる。
光スポットを書き込んでドラム周方向に１巡した後、２巡目の光スポットを、その描画ラインＬ２の書き出し開始位置を１巡目の光スポットの幅寸法Ｚだけ感光体ドラム２の回転送り方向にずらして形成する。
同様に、３巡目からｍ巡目（図３ではｍ＝１６）の光スポットを描画する。ここで、光スポットの幅寸法Ｚは隣合う１巡目の描画ラインＬ１の間隔Ｄをｍ等分したもの（Ｄ／ｍ）である。
【００２２】
以上の通り、図３で示される画像は、図５で示される従来の画像に比べて、描画ラインの光スポットの走査方向に対する傾斜角度が大きいとともに、描画ラインの形成順序が不連続となるため、本実施形態は、感光体ドラム２の周面に描写される画像を、光スポットで走査する順序に画像を変換する、画像変換手段１７を備える。
【００２３】
次に、本実施形態の電子写真の描画方法を説明する。
まず、感光体ドラム２を回転駆動させるとともに、帯電器３で感光体ドラム２の周面２Ａを帯電させる。
感光体ドラム２の周面２Ａが帯電した後、感光体ドラム２の周面２Ａに感光体ドラム２の回転送り方向と直交する方向に沿って露光器４から光スポットを走査しかつ制御手段１６から送られる画像信号に応じて光スポットを明滅させることで露光して静電潜像を作成する。
【００２４】
感光体ドラム２の周面２Ａの上での光スポットの書き込みは、ドラム周方向に１巡した後、２巡目以降の光スポットの書き出し開始位置が光スポットの幅寸法だけ感光体ドラム２の回転送り方向の下流側にずれることになり、最終的には、１６巡して静電潜像が感光体ドラム２の周面全面に描画されることになる。なお、図３では、２巡目以降の光スポットの書き出し位置が感光体ドラム２の回転方向下流側にずれているが、本実施形態では上流側にずれている構成でもよい。
【００２５】
ここで、本実施形態では、光スポットの走査時間ｔを４倍に遅くして露光器４の解像度を６００ｄｐｉから２４００ｄｐｉに高くするために、感光体ドラム２の回転送り速度（副走査速度）を露光器４で光スポットを走査する速度（主走査速度）の１６倍とする。
光スポットの走査時間ｔを４倍に遅くすることで、光スポットの主走査速度Ｖｍが見かけ上（１／１６）と遅くなるが、本実施形態では、副走査速度が主走査速度の１６倍であるため、電子写真装置１の全体のプロセス速度が従来と同じになる。
【００２６】
感光体ドラム２の周面に静電潜像が描画されたら、感光体ドラム２の周面に現像手段５で液体トナーを付着させて静電潜像を現像し、絞り器６で余分な液体トナーを取り除く。
さらに、感光体ドラム２の画像を、中間転写ローラ９と転写加圧ローラ１０との間に挟持された出力媒体７に写し取る。
【００２７】
従って、本実施形態では、感光体ドラム２の周面２Ａを帯電器３で帯電させるとともに、帯電後に感光体ドラム２の周面２Ａに感光体ドラム２の回転送り方向（副走査方向）と直交する主走査方向に沿って光スポットを露光器４で走査しかつ画像信号に応じて光スポットを明滅させることで露光して静電潜像を作成し、その後、感光体ドラム２の周面２Ａに現像手段５でトナーを付着させて静電潜像を現像し、さらに、感光体ドラム２の画像を出力媒体７に写し取って電子写真を描画するにあたり、感光体ドラム２の回転送り速度を露光器４で光スポットを走査する速度の２以上の整数である１６倍としたので、感光体ドラム２の副走査方向の速度が光スポットの主走査速度より大きくなり、露光器４の構造を変更しなくとも、光スポットが走査する時間を４倍に長くすることができ、装置全体のプロセス速度を従来に比べて変えることなく、解像度を４倍に向上させることができる。
【００２８】
しかも、副走査速度を主走査速度の整数倍である１６倍としたので、ドラム周面に描写される光スポットが重なることがなく、適正な画像形成が行える。つまり、隣り合う１本目の描画ラインＬｍ（Ｌ１６）と２本目の描画ラインＬ１との間に隙間ができることがないので、適正な画像形成を行える。
【００２９】
露光器４は、感光体ドラム２の周面２Ａに光スポットを書き込んでドラム周方向に１巡した後、２巡目以降の光スポットの書き出し開始位置を光スポットの幅寸法Ｚだけ感光体ドラム２の回転送り方向にずらし、最終的にｍ巡して１色分の画像を形成する構成としたから、ドラム周面２Ａにおいて隣り合う光スポットの書き込み部分同士の間に余白がなくなることで、最大限の画像情報を感光体ドラム２に描写することができる。
【００３０】
感光体ドラム２の周面２Ａに描写される画像を、光スポットで走査する順番に画像を変換する画像変換手段１７を備えたから、実際に感光体ドラム２の周面２Ａに描画される画像が描画ラインＬの順番が入り組んだ状態であっても、画像変換手段１７によって画像情報が変換されるため、制御手段１６から露光器４に供給する画像情報を従来と同じものにすることができる。
そのため、制御手段１６を従来と同じ構造にすることができるので、部品の共通化を図ることができる。
【００３１】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次のような変形形態でもよいものである。
例えば、前記実施形態では、感光体ドラム２の回転送り速度を露光器４での光スポットの主走査速度に対して１６倍としたが、本発明では、必ずしも１６倍であることを要せず、２以上の整数であれば、いずれの倍数（２，３，４……）でもよい。
【００３２】
前記実施形態における構造において、回転送り速度（副走査速度）を光りスポットの主走査速度の３２倍とすれば、装置全体のプロセス速度を前記実施形態の場合に比べて２倍とすることができる。これにより、プロセス速度は従来構造のプロセス速度に比べて２倍となっているため、電子写真の作成時間を短縮することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、感光体ドラムの副走査速度を主走査速度の２以上の整数倍にしたから、露光光学系の構造を変更しないで高解像度化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子写真装置の全体を示す概略構成図である。
【図２】前記実施形態における露光光学系の例を示す概略図である。
【図３】前記実施形態における感光体ドラム上での光スポットが描画された状態を示す模式図である。
【図４】従来例に係る電子写真装置の全体を示す概略構成図である。
【図５】従来例における感光体ドラム上での光スポットが描画された状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　　電子写真装置
２　　　感光体ドラム
２Ａ　　　　周面
３　　　帯電器（帯電手段）
４　　　露光器（露光光学系）
５　　　現像手段
７　　　　　　出力媒体
８　　　　　　転写手段
１７　　　　画像変換手段

Claims

周面に電荷を帯電されることが可能であるとともに露光されることで電荷が周面から除かれる感光体ドラムと、この感光体ドラムの周面に電荷を帯電させる帯電手段と、この帯電手段による帯電後前記感光体ドラムの周面に前記感光体ドラムの回転送り方向と直交する方向に沿って光スポットを走査しかつ画像信号に応じて光スポットを明滅させることで露光して静電潜像を作成する露光光学系と、この露光光学系による露光後前記感光体ドラム周面にトナーを付着させて前記感光体ドラムの周面に前記静電潜像を現像する現像手段と、この現像手段で形成された画像を前記感光体ドラムから出力媒体に写し取る転写手段と、を備え、
前記感光体ドラムの回転送り速度を前記露光光学系で光スポットを走査する速度のｍ倍（ｍは２以上の整数）としたことを特徴とする電子写真装置。
請求項１に記載の電子写真装置において、前記露光光学系は、前記感光体ドラムの周面に光スポットを書き込んでドラム周方向に１巡した後、２巡目以降の光スポットの書き出し開始位置を光スポットの幅寸法だけ前記感光体ドラムの回転送り方向にずらしｍ巡して１色分の画像を形成することを特徴とする電子写真装置。
請求項１又は２に記載の電子写真装置において、前記感光体ドラムの周面に描写される画像を、光スポットで走査する順番に画像を変換する画像変換手段を備えたことを特徴とする電子写真装置。
回転駆動する感光体ドラムの周面を帯電させるとともに、帯電後前記感光体ドラムの周面に前記感光体ドラムの回転送り方向と直交する方向に沿って光スポットを走査しかつ画像信号に応じて光スポットを明滅させることで露光して静電潜像を作成し、その後、前記感光体ドラムの周面にトナーを付着させて前記静電潜像を現像し、さらに、前記感光体ドラムの画像を出力媒体に写し取る電子写真の描画方法であって、
前記感光体ドラムの回転送り速度を前記露光光学系で光スポットを走査する速度のｍ倍（ｍは２以上の整数）としたことを特徴とする電子写真の描画方法。
請求項４に記載の電子写真の描画方法において、前記感光体ドラムの周面に光スポットを書き込んでドラム周方向に１巡した後、２巡目以降の光スポットの書き出し開始位置を光スポットの幅寸法だけ前記感光体ドラムの回転送り方向にずらし、最終的には、ｍ巡して１色分の画像を形成することを特徴とする電子写真の描画方法。