JP2006215352A

JP2006215352A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006215352A
Application number: JP2005029191A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Akatsu; 和宏赤津
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2006-08-17

Abstract

【課題】
レンズや光源にトナーなどの汚れが付着しにくい画像形成装置を提供する。
【解決手段】
画像検知手段は、光源、防塵手段、レンズ、光検知器からなり、防塵手段は板状でカラー画像形成面と平行であり、カラー画像形成面との距離をＡ、光源からの光のカラー画像形成面への入射角をθ、レンズ口径をＢ、光源と防塵手段の光路長をＣ、防塵手段とカラー画像形成面との光路長をＤ、カラー画像形成面と防塵手段の光路長をＥ、防塵手段とレンズの光路長をＦとするとき、Ｂ≦（２×Ａ（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）×ｓｉｎθ）／（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ−２×Ａ×ｃｏｓθ）を満たす。
【選択図】図５

Description

本発明は、デジタル複写機やレーザプリンタ等のカラー画像形成装置に関し、更に詳しくは、該装置に含まれる正反射方式の画像検知手段に関するものである。

カラー画像形成装置に含まれる画像検知手段の従来技術は、拡散反射方式の画像検知手段として、ランプ、レンズ、およびマーク検出器で構成してといる。拡散反射方式では、黒色トナーのレジパッチの反射光量が小さいため、反射光量の小さいカラー画像形成面との差を検知しにくく、黒のトナー像を別の色のトナー上に重ねて像を作るなどの工夫が必要である（例えば、特許文献１参照）。

また、パターン検出手段として、半導体レーザ、照射レンズ、受光レンズ、およびフォトダイオードで構成している。これは、正反射方式の画像検知手段である。この場合、トナー像とカラー画像形成面の背景部との反射光の差を検出するため、トナーの色の差による検知レベルの差が、拡散方式の場合より小さいので好ましい（例えば、特許文献２参照）。

特開平１−１４２６７５号公報

特開２００１−５２４７号公報

上記した従来技術には防塵手段がなく、防塵手段を付ける場合、防塵手段面での光の反射光が問題となる。防塵手段の実装位置によっては、防塵手段面での反射光がレンズを通って光検知器に到達する場合がある。この場合、光検知器上に常に光が照射されることになり、光検知器上でトナー像とカラー画像形成面からの反射光と重なり、信号のコントラストが低下して画像検知が困難、あるいは画像検知が不可能になるので問題であった。

本発明は、感光体と、露光手段と、現像手段とからなる画像形成手段を複数有し、各画像形成手段により形成されたそれぞれ色の異なるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するレジパッチを検出する画像検知手段を備えた画像形成装置において、前記画像検知手段は、光源、防塵手段、レンズ、光検知器からなり、防塵手段は板状でカラー画像形成面と平行であり、カラー画像形成面との距離をＡ、光源からの光のカラー画像形成面への入射角をθ、レンズ口径をＢ、光源と防塵手段の光路長をＣ、防塵手段とカラー画像形成面との光路長をＤ、カラー画像形成面と防塵手段の光路長をＥ、防塵手段とレンズの光路長をＦとするとき、Ｂ≦（２×Ａ（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）×ｓｉｎθ）／（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ−２×Ａ×ｃｏｓθ）を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、防塵手段を備えているので、レンズや光源にトナーなどの汚れが付着しない。また、防塵手段面の汚れは定期的に清掃することで取り除くことができるので、常に汚れの無い画像検知手段となるので信頼性が高い。さらに、防塵手段からの反射光がレンズに入らないので、画像検知手段の信号のコントラストは常に良好となり、画像検知が良好に行なえる。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図１は、本発明にかかる画像形成装置の概略構成を示すもので、一定速度で走行するカラー画像形成面１と、このカラー画像形成面１の走行経路に沿って配置された複数のカラー画像形成ユニット２、３、４、５と、位置ずれ補正制御部６を備えている。画像形成ユニット２はイエロー（以下Ｙという）のカラートナー像を形成し、３はマゼンタ（以下Ｍという）、４はシアン（以下Ｃという）、５は黒の画像をそれぞれ形成する。

各画像形成ユニットは、図２に示すように感光体１０、帯電手段１１、露光手段１２、現像手段１３を備えており、一連の電子写真プロセスを経て、感光体１０にカラートナー像を形成する。

図３は、露光手段１２の一構成例を示す。レーザビームを発光する半導体レーザ２０からのレーザ光は、コリメートレンズ２１により平行光に変換され、レーザビームを走査するポリゴンミラー２２に照射される。このポリゴンミラー２２の回転により生ずる走査光はｆθレンズ２３により収束された後、感光体１０に照射される。ポリゴンミラー２２に照射された光の一部は、ミラー２４により反射された後、レーザビーム走査における基準位置を検出するビーム検出手段２５に入るように構成されている。

図１に戻り説明を続けると、各画像形成ユニット２、３、４、５に対応して第１転写手段３１、３２、３３、３４がそれぞれ配置されており、各ユニットが形成したＹ、Ｍ、Ｃ、黒のカラートナー像は、転写ベルトなどのカラー画像形成面１に順次転写される。カラー画像形成面１に転写されたカラートナー像は第２転写手段３５により、記録紙３６に一括転写され、定着手段３７で記録紙３６に定着される。

このカラー画像形成装置は、装置の立ち上がり時や、装置内の温度がある一定以上変化した時などに、各色間の位置ずれを補正する動作を行う。つまり、各画像形成ユニット２、３、４、５で形成された位置ずれ検出用トナー像パターンは、カラー画像形成面１に転写され、カラー画像形成面１によって搬送されたトナー像パターンは、画像位置検出装置３８によって検出されて、位置ずれ補正制御部６に入る。この位置ずれ補正制御部６においてある特定色、例えば黒色のトナー像パターンの検出信号と、他の色Ｙ、Ｍ、Ｃのトナー像パターン検出信号とのそれぞれの時間間隔が測定される。そして、その相対的時間差に応じて、各画像形成ユニットで２、３、４、５における感光体１０の回転速度を変更したり、各画像形成ユニットの半導体レーザ２０から発光するレーザビームの発光タイミングが制御され、相対的時間差を小さく抑えるように制御される。このような制御により各色の画像の相対的位置ずれを小さく抑えることが可能となる。

図４は、画像検知手段３８の概略構成図を示す。ＬＥＤなどの光源４０から出射した光は防塵ガラスなどの防塵手段４１を通過し、中間転写体などのカラー画像形成面１で反射し、再度防塵手段４１を通過してレンズ４２を通り、光検知器４３に到達する。光源４０からの光は３本の矢印つきの線で示し、中心光線を細い線で示した。カラー画像形成面１上のトナー像の有無による反射率の差を光検知器４３で検知して画像位置を検知している。図４の３本の矢印つき点線は防塵手段４１面での反射光を示している。

図５は、パラメータの説明図である。中間転写体などのカラー画像形成面１と防塵ガラスなどの防塵手段４１の距離をＡ、光源からの光のカラー画像形成面への入射角をθ、レンズ口径をＢ、光源と防塵手段の光路長をＣ、防塵手段とカラー画像形成面との光路長をＤ、カラー画像形成面と防塵手段の光路長をＥ、防塵手段とレンズの光路長をＦ、としている。

図６では、光源位置をＰ、カラー画像形成面１に対して対称にした光源位置をＱ、防塵手段４１に対して対称にした光源位置をＲ、として示した。この場合、反射光はあたかもＱ、Ｒから光が出ているようになる。この条件で、ＱとＲの距離は２×Ａ、ＱとＲの中心光線の距離は２×Ａ×ｓｉｎθとなる。また、ＱとＲの光路長の差は２×Ａ×ｃｏｓθとなる。よって、防塵手段４１で反射される光の中心光線は、カラー画像形成面１で反射される光の中心光線と２×Ａ×ｓｉｎθの距離がある。また、防塵手段４１で反射される光の中心光線とレンズ４２よりの光線のレンズ４２位置での距離Ｇは、式（２）の様にあらわせる。
Ｂ≦（Ｂ×（（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）−２Ａ×ｃｏｓθ））／２×（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）（２）
よって、２×Ａ×ｓｉｎθがＧ＋Ｂ／２より大きい場合、防塵手段４１で反射される光線がレンズ４２の中に入らないことになる。これを数式化し、まとめたものが式（１）である。
Ｂ≦（２×Ａ×（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）×ｓｉｎθ）／（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ−２×Ａ×ｃｏｓθ）（１）
具体例を下記に示す。画像検知手段の構成として、光源４０にＬＥＤを用い、ガラスやフィルムなどからなる防塵手段４１とカラー画像形成面１の距離を９ｍｍとし、光源４０と防塵手段４１の光路長Ｃを２３ｍｍ、防塵手段４１とカラー画像形成面１との光路長Ｄを９．５ｍｍ、カラー画像形成面１と防塵手段４１の光路長Ｅを９．５ｍｍ、防塵手段４１とレンズ４２の光路長Ｆを７ｍｍとする。光源４０からの光の防塵手段４１及びカラー画像形成面１への入射角を２０度とした場合、式（１）の右辺は９．４ｍｍとなる。よって、レンズ口径を９．４ｍｍ以下にすればよい。例えば７ｍｍの口径なら防塵手段４１からの反射光がレンズ４２に入らない。そのため、画像検知手段の信号のコントラストはつねに良好となり、画像検知が良好に行なえる。

その他の具体例を以下に示す。画像検知手段の構成として、光源４０にＬＥＤを用い、光源４０と防塵手段４１の光路長Ｃを２３ｍｍ、防塵手段４１とカラー画像形成面１との光路長Ｄを９．５ｍｍ、カラー画像形成面１と防塵手段４１の光路長Ｅを９．５ｍｍ、防塵手段４１とレンズ４２の光路長Ｆを７ｍｍとする。使用するレンズの口径を７ｍｍとする。光源４０からの光の防塵手段４１及びカラー画像形成面１への入射角を２０度とした場合、式（１）からＡ≧７．３５ｍｍと求められる。よって、防塵手段４１とカラー画像形成面１の距離を７．３５ｍｍ以上にすればよい。例えば防塵手段４１とカラー画像形成面１の距離を９ｍｍとすれば、防塵手段４１からの反射光がレンズに入らない。そのため、画像検知手段の信号のコントラストは常に良好となり、画像検知が良好に行なえる。

なお、上記の例の場合、光源４０からの光のうちカラー画像形成面１で反射して、レンズ４２に向かう光以外は誤動作の原因となるので、スリットなどを光源４０近くに設けて遮光するか、若しくは光の拡がりがレンズ４２と同じ程度の光源を用いるとよい。

本発明の画像検知手段を備える画像形成装置の概略図である。本発明の画像形成装置の画像形成ユニットの概略図である。本発明の画像形成装置の露光手段の一構成例を示す図である。本発明の画像検知手段の説明図である。本発明の画像検知手段の説明図である。本発明の画像検知手段の説明図である。

符号の説明

１…カラー画像形成面
２、３、４、５…カラー画像形成ユニット
６…位置ずれ補正制御部
１０…感光体
１１…帯電手段
１２…露光手段
１３…現像手段
２０…半導体レーザ
２１…コリメートレンズ
２２…ポリゴンミラー
２３…Ｆθレンズ
２４…ミラー
２５…ビーム検出手段
３１、３２、３３、３４…第１転写手段
３５…第２転写手段
３６…記録紙
３７…定着手段
４０…光源
４１…防塵手段
４２…レンズ
４３…光検知器
４４…遮蔽物

Claims

感光体と、露光手段と、現像手段とからなる画像形成手段を複数有し、各画像形成手段により形成されたそれぞれ色の異なるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するレジパッチを検出する画像検知手段を備えた画像形成装置において、前記画像検知手段は、光源、防塵手段、レンズ、光検知器からなり、防塵手段は板状でカラー画像形成面と平行であり、カラー画像形成面との距離をＡ、光源からの光のカラー画像形成面への入射角をθ、レンズ口径をＢ、光源と防塵手段の光路長をＣ、防塵手段とカラー画像形成面との光路長をＤ、カラー画像形成面と防塵手段の光路長をＥ、防塵手段とレンズの光路長をＦとするとき、Ｂ≦（２×Ａ（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）×ｓｉｎθ）／（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ−２×Ａ×ｃｏｓθ）を満たすことを特徴とする画像形成装置。