JP2007168240A - カラー画像形成装置、およびカラー画像の色重ね合わせ方法 - Google Patents
カラー画像形成装置、およびカラー画像の色重ね合わせ方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】カラー画像形成装置における色ずれを低減する方法に関する発明は多数提案されてきている。従来、走査線形状を補正する手段、色ずれを検出する手段、および検出結果に基づき補正する制御手段に関する提案はあったが、カラー画像の重ね合わせ方に関する提案はなされてこなかった。
【解決手段】走査レンズの製造誤差や取り付け誤差などによって、感光体上の走査線に曲がりや傾きが発生する。傾きを補正したあとの曲がりは第2走査レンズの中央部を押圧して補正する。補正後の走査線形状はおおむねW字形、逆W字形、V字形、逆V字形のいずれかになる。W字形とV字形を順向きと名付け、逆W字形と逆V字形を逆向きと名付ける。基準走査線の向きと他の走査線の向きが同じ向きの場合は走査線両端を一致させるだけで色ずれは小さくなる。向きが同じでない場合は走査線位置を所定量ずらして重ねる。
【選択図】図9
【解決手段】走査レンズの製造誤差や取り付け誤差などによって、感光体上の走査線に曲がりや傾きが発生する。傾きを補正したあとの曲がりは第2走査レンズの中央部を押圧して補正する。補正後の走査線形状はおおむねW字形、逆W字形、V字形、逆V字形のいずれかになる。W字形とV字形を順向きと名付け、逆W字形と逆V字形を逆向きと名付ける。基準走査線の向きと他の走査線の向きが同じ向きの場合は走査線両端を一致させるだけで色ずれは小さくなる。向きが同じでない場合は走査線位置を所定量ずらして重ねる。
【選択図】図9
Description
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ等に用いることのできるレーザ書込光学系の光走査装置に関する。
カラー画像形成装置における色ずれを低減する方法に関する発明は多数提案されてきている。しかし、従来の発明においては、走査線形状(曲がり)を補正する手段(例えば、特許文献1 参照。)、色ずれを検出する手段(例えば、特許文献2 参照。)、および検出結果に基づき補正する制御手段に関する提案(例えば、特許文献3 参照。)であり、本発明のような、「カラー画像の重ね合わせ方」に関する提案はなされてこなかった。
近年、走査光学系の光学素子にはプラスチック材料が多く使われている。プラスチックは量産性に優れている一方で成形時の金型内温度の分布や金型から取り出した後の冷却が一律に行われないなどのことから、形状が理想のものから外れてしまうことも多い。
走査光学系においては、主走査方向に長い形状の光学素子が多く、副走査方向に光学素子が曲がってしまうこともあり、保持方法によっては走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれとなる。また、光学素子のハウジングへの取り付け誤差も走査面上での副走査対応方向への走査位置ずれとなり無視できない大きさになる場合が多い。
更に、複数の走査手段を持つ画像形成装置においては、走査手段を保持固定しているハウジング間の温度偏差により、各走査手段毎に走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なってしまう。
近年、走査光学系の光学素子にはプラスチック材料が多く使われている。プラスチックは量産性に優れている一方で成形時の金型内温度の分布や金型から取り出した後の冷却が一律に行われないなどのことから、形状が理想のものから外れてしまうことも多い。
走査光学系においては、主走査方向に長い形状の光学素子が多く、副走査方向に光学素子が曲がってしまうこともあり、保持方法によっては走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれとなる。また、光学素子のハウジングへの取り付け誤差も走査面上での副走査対応方向への走査位置ずれとなり無視できない大きさになる場合が多い。
更に、複数の走査手段を持つ画像形成装置においては、走査手段を保持固定しているハウジング間の温度偏差により、各走査手段毎に走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なってしまう。
また、複数の光ビームを単一の偏向器に入射させて走査し、光学素子を副走査方向に重ね合わせて配置する方式(同一の光学ハウジング内に全ての走査手段を保持する方式)においても、前記走査光学系の形状誤差、取付誤差、同一ハウジング内での温度分布の影響により、各感光体での走査線傾き、走査線曲がりなどの副走査対応方向への走査位置ずれの量が異なってしまう。
タンデム型のフルカラー複写機においては、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に対応して4つの感光体ドラムを転写ベルトの搬送面に沿って列設し、ビーム走査装置により各感光体ドラムに対応して設けられたビームを走査して、当該感光体ドラム周面に静電潜像を形成すると共に該当する色のトナーで顕像化し、これを転写ベルトによって搬送されるシート上に順次転写して多色画像を形成するようになっていることから、各色ごとにばらばらの副走査対応方向の走査位置ずれが生じてしまうと画質の低下、色ずれなどをひきおこす。
タンデム型のフルカラー複写機においては、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に対応して4つの感光体ドラムを転写ベルトの搬送面に沿って列設し、ビーム走査装置により各感光体ドラムに対応して設けられたビームを走査して、当該感光体ドラム周面に静電潜像を形成すると共に該当する色のトナーで顕像化し、これを転写ベルトによって搬送されるシート上に順次転写して多色画像を形成するようになっていることから、各色ごとにばらばらの副走査対応方向の走査位置ずれが生じてしまうと画質の低下、色ずれなどをひきおこす。
本発明は、色ずれ量を検知し、その検出結果に基づき、重ね合わせタイミングを補正することにより上記色ずれを低減することを目的とする。その際、各色に対応する走査線形状(曲がり)に合わせて、重ね合わせタイミングをずらすことにより、色ずれ量の偏差の低減を図る。
請求項1に記載の発明では
、光源と、該光源から出射した光ビームを偏向する偏向手段と、前記光ビームを被走査面に走査して走査線を形成するため少なくとも前記主走査方向に直交する方向にパワーを有する長尺形状の光学素子を有する走査結像手段と、前記光学素子に設けられた走査線傾き補正手段と、走査線形状(曲がり)を補正する走査線形状補正手段と、前記被走査面を形成する感光体と、を少なくとも有する画像形成のためのステーションを少なくとも2個有し、さらに該各ステーションにて形成された画像を重ね転写する転写ベルトと、該転写ベルト上の両端近傍に各ステーションに対応する検知用のトナー像を形成するトナー像形成手段を有するタンデム型の画像形成装置において、形成された前記検知用トナー像による、各ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、前記転写ベルト上に重ね合わされた各ステーションに対応したトナー像間の、転写ベルトの搬送方向のずれ量が小さくなるように、前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定し、決定されたずらし量に基づいて転写開始位置をずらすずらし手段を有することを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の画像形成装置において、前記走査線傾き補正手段は、前記光学素子の傾きを変更する駆動手段を有し、前記転写ベルト上に形成された検知用のトナー像のずれ量の検出結果に基づき、前記走査線傾き補正手段を駆動制御することを特徴とする。
、光源と、該光源から出射した光ビームを偏向する偏向手段と、前記光ビームを被走査面に走査して走査線を形成するため少なくとも前記主走査方向に直交する方向にパワーを有する長尺形状の光学素子を有する走査結像手段と、前記光学素子に設けられた走査線傾き補正手段と、走査線形状(曲がり)を補正する走査線形状補正手段と、前記被走査面を形成する感光体と、を少なくとも有する画像形成のためのステーションを少なくとも2個有し、さらに該各ステーションにて形成された画像を重ね転写する転写ベルトと、該転写ベルト上の両端近傍に各ステーションに対応する検知用のトナー像を形成するトナー像形成手段を有するタンデム型の画像形成装置において、形成された前記検知用トナー像による、各ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、前記転写ベルト上に重ね合わされた各ステーションに対応したトナー像間の、転写ベルトの搬送方向のずれ量が小さくなるように、前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定し、決定されたずらし量に基づいて転写開始位置をずらすずらし手段を有することを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の画像形成装置において、前記走査線傾き補正手段は、前記光学素子の傾きを変更する駆動手段を有し、前記転写ベルト上に形成された検知用のトナー像のずれ量の検出結果に基づき、前記走査線傾き補正手段を駆動制御することを特徴とする。
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記検知用トナー像は、画像領域の外側に形成されることを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の画像形成装置において、任意のステーションを基準ステーションとし、少なくとも一つのステーションにおける前記走査線傾き補正手段と前記走査線形状補正手段により補正された後の走査線形状が、前記基準ステーションのそれの「向き」と同じ「向き」を有する場合、前記基準ステーションの走査線形状の「向き」と同じ「向き」をもつステーションの走査線の両端部と、前記基準ステーションの走査線の両端部が副走査方向において重なるように、形成された前記検知用トナー像による、当該ステーションと前記基準ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、当該ステーションの前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定することを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の画像形成装置において、任意のステーションを基準ステーションとし、少なくとも一つのステーションにおける前記走査線傾き補正手段と前記走査線形状補正手段により補正された後の走査線形状が、前記基準ステーションのそれの「向き」と同じ「向き」を有する場合、前記基準ステーションの走査線形状の「向き」と同じ「向き」をもつステーションの走査線の両端部と、前記基準ステーションの走査線の両端部が副走査方向において重なるように、形成された前記検知用トナー像による、当該ステーションと前記基準ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、当該ステーションの前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定することを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、請求項1に記載の画像形成装置において、任意のステーションを基準ステーションとし、少なくとも一つのステーションにおける前記走査線傾き補正手段と前記走査線形状補正手段により補正された後の走査線形状が、前記基準ステーションのそれの「向き」と逆の「向き」を有する場合、前記基準ステーションの走査線形状の「向き」と逆の「向き」をもつステーションにおいては、前記転写ベルト上に重ね合わされた各ステーションに対応したトナー像間の、転写ベルトの搬送方向のずれ量が小さくなるように、形成された前記検知用トナー像による、当該ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果と、走査線形状の相対的な関係から導出された形状補正ずらし量に基づいて、当該ステーションの前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定することを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の画像形成装置において、前記形状補正ずらし量は、同じ成型金型を用いて成型加工により製造された樹脂製の複数の光学素子を光走査装置に搭載した場合に前記光学素子走査線形状を測定し、測定された該光学素子の走査線形状の平均値をもとに導出した値であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明では、請求項5に記載の画像形成装置において、前記形状補正ずらし量は、画像形成装置における当該ステーションの走査線形状の測定結果をもとに導出した値であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の画像形成装置において、前記形状補正ずらし量は、同じ成型金型を用いて成型加工により製造された樹脂製の複数の光学素子を光走査装置に搭載した場合に前記光学素子走査線形状を測定し、測定された該光学素子の走査線形状の平均値をもとに導出した値であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明では、請求項5に記載の画像形成装置において、前記形状補正ずらし量は、画像形成装置における当該ステーションの走査線形状の測定結果をもとに導出した値であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、請求項1に記載の画像形成装置において、任意のステーションを基準ステーションとし、少なくとも一つのステーションにおける前記走査線傾き補正手段と前記走査線形状補正手段により補正された後の走査線形状が、前記基準ステーションのそれの「向き」と逆の「向き」を有する場合、前記走査結像手段に含まれる光学素子のうち、前記逆の「向き」を有するステーションに含まれる光学素子の上下を入れ替えて取付け直しをし、前記基準ステーションの走査線形状の「向き」に対し、他のすべてのステーションの走査線形状が同じ「向き」になるようにし、各ステーションの走査線の両端部と、前記基準ステーションの走査線の両端部が副走査方向において重なるように、形成された前記検知用トナー像による、各ステーションと前記基準ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、各ステーションの前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定することを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記走査線傾き補正手段は、前記光学素子の主走査方向に関する傾きを調整する手段であることを特徴とする。
請求項10に記載の発明では、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記光学素子の長手方向に平行な回転軸回りに関する取り付け姿勢を調整することで、前記被走査面における走査線の曲がりを補正することを特徴とする。
請求項11に記載の発明では、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記光学素子の中央部を両端に対して変位させることにより、前記被走査面における走査線の曲がりを補正することを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記走査線傾き補正手段は、前記光学素子の主走査方向に関する傾きを調整する手段であることを特徴とする。
請求項10に記載の発明では、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記光学素子の長手方向に平行な回転軸回りに関する取り付け姿勢を調整することで、前記被走査面における走査線の曲がりを補正することを特徴とする。
請求項11に記載の発明では、請求項1ないし10のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記光学素子の中央部を両端に対して変位させることにより、前記被走査面における走査線の曲がりを補正することを特徴とする。
請求項12に記載の発明では、請求項11に記載の画像形成装置において、前記走査線の曲がりの補正は、走査線の両端と中央像高付近の走査位置が同一主走査線上に一致するように補正することを特徴とする。
請求項13に記載の発明では、請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記光源と前記偏向手段の間に設けた光ビームの光路を微小角度偏向可能な微小角偏向手段であることを特徴とする。
請求項14に記載の発明では、請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記走査結像手段と被走査面の間に光ビームの光路を偏向させるミラーを備え、該ミラーの傾き量を微小角変化させる微小角回動手段であることを特徴とする。
請求項15に記載の発明では、請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記偏向手段が前記各ステーションごとに独立駆動であり、前記偏向手段の位相を変化させる位相調整手段であることを特徴とする。
請求項16に記載の発明では、請求項1ないし15のいずれか1つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はカラー画像が形成可能であることを特徴とする。
請求項13に記載の発明では、請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記光源と前記偏向手段の間に設けた光ビームの光路を微小角度偏向可能な微小角偏向手段であることを特徴とする。
請求項14に記載の発明では、請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記走査結像手段と被走査面の間に光ビームの光路を偏向させるミラーを備え、該ミラーの傾き量を微小角変化させる微小角回動手段であることを特徴とする。
請求項15に記載の発明では、請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記偏向手段が前記各ステーションごとに独立駆動であり、前記偏向手段の位相を変化させる位相調整手段であることを特徴とする。
請求項16に記載の発明では、請求項1ないし15のいずれか1つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はカラー画像が形成可能であることを特徴とする。
本発明によれば、
中間転写ベルト上に複数のステーションによって形成されたトナー像を重ね合わせる際に、各ステーションの副走査方向の転写位置をずらすことにより、走査線ずれの小さい高品位な出力画像を得ることができる。
同じ「向き」の走査線形状を重ね合わせる際に、画像領域の最周辺(主走査方向における光走査開始側と終了側)での画像を重ね合わせることにより、画像領域中央部を含む画像領域全体での走査線ずれを低減できる。
逆の「向き」の走査線形状を重ね合わせる際に、画像領域の最周辺(主走査方向における光走査開始側と終了側)での画像をずらすことにより、画像領域中央部を含む画像領域全体での走査線ずれを低減できる。
基準ステーションの走査線形状と逆の「向き」を有するステーションにおける画像のずらし量を、成形ばらつきを考慮した「事前に測定した平均値」にて決定するため、全走査レンズの走査線形状を測定することなく、画像形成装置の生産ロット全体として走査線ずれを低減することが可能となり、低コスト化、高品質化に寄与する。
基準ステーションの走査線形状と逆の「向き」を有するステーションにおける画像のずらし量を、各ステーションでの測定結果から導出するため、高品位な出力画像を要求された場合には、さらに有効に走査線ずれを低減することができる。
中間転写ベルト上に複数のステーションによって形成されたトナー像を重ね合わせる際に、各ステーションの副走査方向の転写位置をずらすことにより、走査線ずれの小さい高品位な出力画像を得ることができる。
同じ「向き」の走査線形状を重ね合わせる際に、画像領域の最周辺(主走査方向における光走査開始側と終了側)での画像を重ね合わせることにより、画像領域中央部を含む画像領域全体での走査線ずれを低減できる。
逆の「向き」の走査線形状を重ね合わせる際に、画像領域の最周辺(主走査方向における光走査開始側と終了側)での画像をずらすことにより、画像領域中央部を含む画像領域全体での走査線ずれを低減できる。
基準ステーションの走査線形状と逆の「向き」を有するステーションにおける画像のずらし量を、成形ばらつきを考慮した「事前に測定した平均値」にて決定するため、全走査レンズの走査線形状を測定することなく、画像形成装置の生産ロット全体として走査線ずれを低減することが可能となり、低コスト化、高品質化に寄与する。
基準ステーションの走査線形状と逆の「向き」を有するステーションにおける画像のずらし量を、各ステーションでの測定結果から導出するため、高品位な出力画像を要求された場合には、さらに有効に走査線ずれを低減することができる。
長尺レンズを中央部1点を押圧調整によるたわみ変形、または長手方向の回転軸回りの回転調整にて、走査線形状(曲がり)を補正する。各補正はそれぞれ独立であるため、低コストにて、レンズ成形ばらつき、および光走査装置内の折り返しミラーの形状誤差等に起因する走査線曲がりを大幅に低減することができる。
中央像高付近の走査位置が、画像領域両端部の走査位置を結ぶ直線上に移動するように走査線形状を補正することにより、補正後の走査線形状(曲がりPV)を小さくし、容易に各ステーション間の走査線ずれの低減を図ることが可能となる。
転写ベルト上の検知用トナー像により中間転写ベルト上の画像の傾きを検知することができるので、走査線傾き補正手段を正確に駆動することができる。
光源と偏向器の間に光路偏向手段を設けたので、中間転写ベルト上の画像の位置を搬送方向に微調整することが可能である。
走査結像手段と被走査面の間に光ビームの光路を偏向させるミラーを備え、該ミラーの傾き量を微小角変化させるので中間転写ベルト上の画像の位置を搬送方向に微調整することが可能である。
偏向手段を前記各ステーションごとに独立駆動とし、偏向手段の位相を変化させるので中間転写ベルト上の画像の位置を搬送方向に微調整することが可能である。
走査線ずれ検知用トナー像を主走査方向の画像領域外に形成するので、画像形成時(有効な光走査時)においても走査線ずれを検知することが可能であり、高精度なフィードバック補正を行うことができる。
中央像高付近の走査位置が、画像領域両端部の走査位置を結ぶ直線上に移動するように走査線形状を補正することにより、補正後の走査線形状(曲がりPV)を小さくし、容易に各ステーション間の走査線ずれの低減を図ることが可能となる。
転写ベルト上の検知用トナー像により中間転写ベルト上の画像の傾きを検知することができるので、走査線傾き補正手段を正確に駆動することができる。
光源と偏向器の間に光路偏向手段を設けたので、中間転写ベルト上の画像の位置を搬送方向に微調整することが可能である。
走査結像手段と被走査面の間に光ビームの光路を偏向させるミラーを備え、該ミラーの傾き量を微小角変化させるので中間転写ベルト上の画像の位置を搬送方向に微調整することが可能である。
偏向手段を前記各ステーションごとに独立駆動とし、偏向手段の位相を変化させるので中間転写ベルト上の画像の位置を搬送方向に微調整することが可能である。
走査線ずれ検知用トナー像を主走査方向の画像領域外に形成するので、画像形成時(有効な光走査時)においても走査線ずれを検知することが可能であり、高精度なフィードバック補正を行うことができる。
図1は本発明を適用するカラー画像形成装置を示す図である。
同図において符号11は半導体レーザ、12はカップリングレンズ、13はシリンドリカルレンズ、14は偏向手段としてのポリゴンミラー、15は走査光学系、16は被走査面となる感光手段としての感光体ドラム、17は走査線形状/傾き補正手段、22は光源部、23は同期検知センサ、31は中間転写ベルト、32は色ずれ検知用トナー像、33は色ずれ検知用センサをそれぞれ示す。
通常「主走査方向」および「副走査方向」とは、被走査面でビームスポットが走査される方向とその直交方向を意味するが、本発明では、光路の各場所で、被走査面の主走査方向と副走査方向に対応する方向を広い意味で各々「主走査方向」、「副走査方向」と呼ぶことにする。
走査光学系15は4つのステーションに共通な第1走査レンズ15−1とステーション毎に設けられた第2走査レンズ15−2とから構成されている。
ここではステーションが4個の例で説明するが、黒を用いない3色カラーの画像形成装置、あるいは、2色カラー画像形成装置であっても基本は同じである。
同図において符号11は半導体レーザ、12はカップリングレンズ、13はシリンドリカルレンズ、14は偏向手段としてのポリゴンミラー、15は走査光学系、16は被走査面となる感光手段としての感光体ドラム、17は走査線形状/傾き補正手段、22は光源部、23は同期検知センサ、31は中間転写ベルト、32は色ずれ検知用トナー像、33は色ずれ検知用センサをそれぞれ示す。
通常「主走査方向」および「副走査方向」とは、被走査面でビームスポットが走査される方向とその直交方向を意味するが、本発明では、光路の各場所で、被走査面の主走査方向と副走査方向に対応する方向を広い意味で各々「主走査方向」、「副走査方向」と呼ぶことにする。
走査光学系15は4つのステーションに共通な第1走査レンズ15−1とステーション毎に設けられた第2走査レンズ15−2とから構成されている。
ここではステーションが4個の例で説明するが、黒を用いない3色カラーの画像形成装置、あるいは、2色カラー画像形成装置であっても基本は同じである。
図2は1色の画像を形成するのに関与する1組の装置を示す模式図である。
同図において符号20は光走査装置、51は帯電器、52は現像器、53は転写器、55はクリーニング装置をそれぞれ示す。その他の符号は図1に示した符号を準用する。以後の図においても同様である。
同図に示す1組の装置をステーションと呼ぶ。フルカラー画像形成装置では色別の4つのステーションを用いる。したがって、各ステーションに個別に配置される部材は、共通であると示されない限り画像形成装置全体としては各4個の部材が用いられることになる。なお、光走査装置20の主要部(ポリゴンミラーと第1走査レンズ)が4つのステーションにおいて共通である場合と、光走査装置20そのものがステーションごとに独立である場合とがある。なお、特に図示はしないが、3色カラー画像形成装置では3つのステーション、2色カラー画像形成装置では2つのステーションを用いることになる。場合によっては、複数のステーションを用いてもカラー画像としないこともある。
同図において符号20は光走査装置、51は帯電器、52は現像器、53は転写器、55はクリーニング装置をそれぞれ示す。その他の符号は図1に示した符号を準用する。以後の図においても同様である。
同図に示す1組の装置をステーションと呼ぶ。フルカラー画像形成装置では色別の4つのステーションを用いる。したがって、各ステーションに個別に配置される部材は、共通であると示されない限り画像形成装置全体としては各4個の部材が用いられることになる。なお、光走査装置20の主要部(ポリゴンミラーと第1走査レンズ)が4つのステーションにおいて共通である場合と、光走査装置20そのものがステーションごとに独立である場合とがある。なお、特に図示はしないが、3色カラー画像形成装置では3つのステーション、2色カラー画像形成装置では2つのステーションを用いることになる。場合によっては、複数のステーションを用いてもカラー画像としないこともある。
画像情報に従い変調される半導体レーザ11(4個)とそれに対応するカップリングレンズ12から構成される光源部22から出射される4本のレーザビームは、シリンドリカルレンズ13により副走査方向に結像し、主走査方向に長い線像として、偏向手段であるポリゴンミラー14の偏向反射面上に結像される。ポリゴンミラー14により偏向された4本のレーザビームは、共通の第1走査レンズ15−1を通過後、各々別個の第2走査レンズ15−2を通過し、別個の感光体ドラム16K、C、M、Yに到達する。その際、画像形成装置内に光学素子および光路を収納するため、適宜配備された折り返しミラーにより各光路が折り返されている。各感光体ドラム16K、C、M、Y回りには、図2に示す周知の電子写真プロセスが配備されており、各色(ブラックK、シアンC、マゼンタM、イエローY)のトナー像が感光体ドラム16上に形成される。各感光体ドラム16K、C、M、Y上に形成された各色に対応するトナー像は、中間転写ベルト31上に順次転写(色重ね)された後、紙等の記録媒体上に再度転写後定着され、出力される。
転写ベルト31上に重ねられた4色のカラー画像の相対的なずれ量を検出するために、各色に対応するトナー像32が形成され、色ずれ検知用センサ33Aおよび33Bにより検知される。トナー像の形状および色ずれ検知用センサによる検知方法については、周知の方法を利用すればよい。本発明においては、上記トナー像は、画像領域の両周辺部(走査開始側および走査終了側)の2箇所に形成される。なお、カラー画像としない場合は、検知用センサ33は走査線ずれを検出することになる。
図1においては、主走査方向の光走査開始タイミングを得るための信号を検知する同期検知センサ23Aが、各ステーション毎に、主走査方向の光走査開始側に配備されている。また温度変化等に伴う主走査倍率の変化を検出するために、光走査終了側にも同期検知センサ23Bを配備すればよい。
図1においては、主走査方向の光走査開始タイミングを得るための信号を検知する同期検知センサ23Aが、各ステーション毎に、主走査方向の光走査開始側に配備されている。また温度変化等に伴う主走査倍率の変化を検出するために、光走査終了側にも同期検知センサ23Bを配備すればよい。
図3は第2走査レンズの概略形状と補正に関係する各方向を説明するための図である。
同図において、X軸は光路(光軸)に沿った方向、Y軸は主走査(対応)方向、Z軸は副走査(対応)方向をそれぞれ示し、βはY軸に対する回転角、γは光軸に対する回転角をそれぞれ示す。
光軸を中心に第2走査レンズ15−2の長手方向の一方の端を上下させると、走査線の主走査方向に対する傾きが変化する。変化量は回転角γによって決まる。第2走査レンズ15−2の入射面および出射面の少なくとも一方の形状が、主走査断面にて比較的曲線的である場合(主走査方向にパワーを有する場合)には、同図に示すY軸回りの回転(β回転)調整により、走査線形状(例えば曲がりの大きさ)を調整することが可能である。
図4は第2走査レンズの調整方法を説明するための図である。同図(a)は平面図、同図(b)は正面図、同図(c)は側面図である。
同図において符号62は調整部材としての調整ねじ、64は取り付け部、65は支持部としての折曲部、66はホルダ部材としての上板金、67は弾性部材としての板ばねをそれぞれ示す。このように、関連部材が一体化された構成をサブユニットと呼ぶ。
図5は第2レンズのサブユニットの、他の構成例を説明するための図である。同図(a)は長い板ばねを用いた例、同図(b)はレンズの両側に板ばねを配置した例をそれぞれ示す図である。このサブユニットと図示しない傾き調整手段とを含めて走査線形状/傾き補正手段17とする。
同図において、X軸は光路(光軸)に沿った方向、Y軸は主走査(対応)方向、Z軸は副走査(対応)方向をそれぞれ示し、βはY軸に対する回転角、γは光軸に対する回転角をそれぞれ示す。
光軸を中心に第2走査レンズ15−2の長手方向の一方の端を上下させると、走査線の主走査方向に対する傾きが変化する。変化量は回転角γによって決まる。第2走査レンズ15−2の入射面および出射面の少なくとも一方の形状が、主走査断面にて比較的曲線的である場合(主走査方向にパワーを有する場合)には、同図に示すY軸回りの回転(β回転)調整により、走査線形状(例えば曲がりの大きさ)を調整することが可能である。
図4は第2走査レンズの調整方法を説明するための図である。同図(a)は平面図、同図(b)は正面図、同図(c)は側面図である。
同図において符号62は調整部材としての調整ねじ、64は取り付け部、65は支持部としての折曲部、66はホルダ部材としての上板金、67は弾性部材としての板ばねをそれぞれ示す。このように、関連部材が一体化された構成をサブユニットと呼ぶ。
図5は第2レンズのサブユニットの、他の構成例を説明するための図である。同図(a)は長い板ばねを用いた例、同図(b)はレンズの両側に板ばねを配置した例をそれぞれ示す図である。このサブユニットと図示しない傾き調整手段とを含めて走査線形状/傾き補正手段17とする。
本カラー画像形成装置の各ステーションには、走査線形状および傾きを補正するための走査線形状/傾き補正手段17K、17C、17M、17Yが配備されている。
図4において、第2走査レンズ15−2は、長手方向両側に設けられた折曲部65を支持部とするホルダ部材(上板金)66に、弾性部材(板ばね)67にて固定されている。ホルダ部材66の中央部には第2走査レンズを押圧し、たわみ変形させるための調整ねじ62が螺合されており、この調整ねじ62に対向して、別の(弾性部材)板ばね67が配備されている。
第2走査レンズ15−2は、金型を用いて所望の面形状を低コストにて量産可能な樹脂製であり、また主走査方向に長い「長尺形状」を呈しているため、図4に示す走査線形状/傾き補正手段17を適用することができる。第2走査レンズ15−2の長手方向中央部付近にZ軸方向の外力を作用させる(調整ねじ62を進退させる)ことで、第2走査レンズ15−2の中央部が下または上に容易にたわませることができる。第2走査レンズ15−2が副走査方向にパワーを有している場合、このようにたわみ形状を調整することにより、感光体ドラム上の走査線形状(曲がり)を補正することができる。これにより、各色間の走査線形状偏差を低減することが可能である。色重ね合わせ時の偏差低減についての詳細は後述する。
板ばね67の形状は、図5(a)や同図(b)に示す構成等いかなる構成を採用しても構わない。ただし、同図(a)のような構成の場合は調整部に適用すると光束を遮ることになるので、両端部のみに適用可能である。
図4において、第2走査レンズ15−2は、長手方向両側に設けられた折曲部65を支持部とするホルダ部材(上板金)66に、弾性部材(板ばね)67にて固定されている。ホルダ部材66の中央部には第2走査レンズを押圧し、たわみ変形させるための調整ねじ62が螺合されており、この調整ねじ62に対向して、別の(弾性部材)板ばね67が配備されている。
第2走査レンズ15−2は、金型を用いて所望の面形状を低コストにて量産可能な樹脂製であり、また主走査方向に長い「長尺形状」を呈しているため、図4に示す走査線形状/傾き補正手段17を適用することができる。第2走査レンズ15−2の長手方向中央部付近にZ軸方向の外力を作用させる(調整ねじ62を進退させる)ことで、第2走査レンズ15−2の中央部が下または上に容易にたわませることができる。第2走査レンズ15−2が副走査方向にパワーを有している場合、このようにたわみ形状を調整することにより、感光体ドラム上の走査線形状(曲がり)を補正することができる。これにより、各色間の走査線形状偏差を低減することが可能である。色重ね合わせ時の偏差低減についての詳細は後述する。
板ばね67の形状は、図5(a)や同図(b)に示す構成等いかなる構成を採用しても構わない。ただし、同図(a)のような構成の場合は調整部に適用すると光束を遮ることになるので、両端部のみに適用可能である。
このサブユニットは光学ハウジング底面に設けられた取付部64にて支持されており、図示しないアクチュエータ手段、例えばステッピングモータやピエゾ素子等により、図中の矢印方向(γ回転)に回動可能に支持されている。このようなγ回転により、被走査面上の走査線形状(曲がり)を変化させることなく、走査線の傾きを調整することが可能である。この機構により、各ステーション間の走査線傾きを所望の値に揃えることが可能となる。
次に走査線曲がりの補正方法について説明する。
次に走査線曲がりの補正方法について説明する。
図6は走査線曲がりの補正状態を説明するための図である。
同図において符号Hは傾き補正後の走査線形状、Cは補正曲線、Rは補正後の走査線形状(残差)をそれぞれ示す。
図7は走査線傾き補正前の状態からの補正手順を説明するための図である。
同図において符号Oは補正前の走査線形状を示す。
両図において横軸は主走査方向の中心からの距離(像高hという:単位mm)、縦軸は目標値からのずれ量(単位μm)をそれぞれ示す。
図4に示した走査線形状/傾き補正手段17により走査線傾きが水平になった状態Hから、さらに調整ねじ62を進退させることにより、走査線形状の曲がりの最大幅を最小になるようにした場合について図6に示した。ここで最大幅というのは、図6における各曲線のそれぞれにおいて、最大値から最小値を差し引いた大きさ(以後簡略化のため、曲がりのピークトゥヴァレー:PVと略す。)をいう。
走査線傾き補正後の走査線形状Hから、「放物線」的な成分(厳密には、第2走査レンズ15−2の断面形状や、走査光学系の倍率により、2次多項式曲線ではない)Cを除去することで、補正残差Rを導出可能である。
なお、図7は走査線傾き補正前の状態Oから、傾きを補正してHを得、さらに走査線形状(曲がり)を補正してRを得るまでの一連の工程における走査線形状の一例を示した。通常は、上述のように傾き成分を補正した後、曲がり成分を補正するのが好ましい工程である。
このとき、中央像高(h=0)付近の走査位置(またはトナー像)が、画像領域(主走査方向)両端部の走査位置(またはトナー像)を結ぶ直線(基準線という)上に移動するように走査線形状を補正することが望ましい。このように走査線形状の補正を行うことにより、補正後の走査線形状(曲がりPV)を小さくし、かつ後述にて説明する画像の重ね合わせ方法を適用した場合に、効果的に各色間の色ずれの低減を図ることが可能となる。図7における破線のように、h=0付近に極値が存在する場合は、その極値を基準線に一致するように補正しても実用上はほとんど問題ない。
同図において符号Hは傾き補正後の走査線形状、Cは補正曲線、Rは補正後の走査線形状(残差)をそれぞれ示す。
図7は走査線傾き補正前の状態からの補正手順を説明するための図である。
同図において符号Oは補正前の走査線形状を示す。
両図において横軸は主走査方向の中心からの距離(像高hという:単位mm)、縦軸は目標値からのずれ量(単位μm)をそれぞれ示す。
図4に示した走査線形状/傾き補正手段17により走査線傾きが水平になった状態Hから、さらに調整ねじ62を進退させることにより、走査線形状の曲がりの最大幅を最小になるようにした場合について図6に示した。ここで最大幅というのは、図6における各曲線のそれぞれにおいて、最大値から最小値を差し引いた大きさ(以後簡略化のため、曲がりのピークトゥヴァレー:PVと略す。)をいう。
走査線傾き補正後の走査線形状Hから、「放物線」的な成分(厳密には、第2走査レンズ15−2の断面形状や、走査光学系の倍率により、2次多項式曲線ではない)Cを除去することで、補正残差Rを導出可能である。
なお、図7は走査線傾き補正前の状態Oから、傾きを補正してHを得、さらに走査線形状(曲がり)を補正してRを得るまでの一連の工程における走査線形状の一例を示した。通常は、上述のように傾き成分を補正した後、曲がり成分を補正するのが好ましい工程である。
このとき、中央像高(h=0)付近の走査位置(またはトナー像)が、画像領域(主走査方向)両端部の走査位置(またはトナー像)を結ぶ直線(基準線という)上に移動するように走査線形状を補正することが望ましい。このように走査線形状の補正を行うことにより、補正後の走査線形状(曲がりPV)を小さくし、かつ後述にて説明する画像の重ね合わせ方法を適用した場合に、効果的に各色間の色ずれの低減を図ることが可能となる。図7における破線のように、h=0付近に極値が存在する場合は、その極値を基準線に一致するように補正しても実用上はほとんど問題ない。
現在の成形技術によれば、走査線形状補正前の走査線曲がりPVは最大で約100μmから200μm程度発生することが多いが、上述のような各軸独立の補正により、10μm〜50μm程度にまで走査線曲がりPVを低減可能である。また光走査装置内にレンズを配備する際、装置内に光路を収納するためのメカレイアウトの制約により折り返しミラーを配置することが多いが、このような走査光学系(第1走査レンズ、第2走査レンズ)以外のパラメータに起因する走査線形状(曲がり)は、ほぼ「放物線的な形状」であるため、各軸独立調整にてその大部分を除去することが可能である。
周知のとおり、樹脂製レンズを成形金型を用いて加工する場合、射出圧力/保圧、金型温度、冷却時間等のばらつきにより、レンズ形状もばらつく恐れがある。また、1つの金型内に複数のキャビティを設けて、多数のレンズを同時に成形可能とすることも多い。これら各種のの影響(誤差要因)により、走査線形状補正前の曲がりPVは、50μmから200μm程度までばらつく場合がある。
しかしながら、補正後の走査線形状(曲がり)については比較的ばらつきは小さく、例えば、20μmから40μm程度の範囲に収まり、またその形状(図6においては、W字型を示す:詳細は後述)の個体差も小さい。
当然、調整機構(調整箇所)数を多くすることで、より高精度な補正を行うことは可能となるが、装置の複雑化や調整工程の煩雑化を伴い、製品コストを上昇させる原因となってしまう。
これに対し、本発明のように、各軸独立調整とし、かつ後述のように、走査線形状に従った色合わせ(重ね合わせ)を行うことにより、少ない部品点数と低コストにて色間の相対的な重ね合わせのずれ量(色ずれ)を効果的に低減することができる。
周知のとおり、樹脂製レンズを成形金型を用いて加工する場合、射出圧力/保圧、金型温度、冷却時間等のばらつきにより、レンズ形状もばらつく恐れがある。また、1つの金型内に複数のキャビティを設けて、多数のレンズを同時に成形可能とすることも多い。これら各種のの影響(誤差要因)により、走査線形状補正前の曲がりPVは、50μmから200μm程度までばらつく場合がある。
しかしながら、補正後の走査線形状(曲がり)については比較的ばらつきは小さく、例えば、20μmから40μm程度の範囲に収まり、またその形状(図6においては、W字型を示す:詳細は後述)の個体差も小さい。
当然、調整機構(調整箇所)数を多くすることで、より高精度な補正を行うことは可能となるが、装置の複雑化や調整工程の煩雑化を伴い、製品コストを上昇させる原因となってしまう。
これに対し、本発明のように、各軸独立調整とし、かつ後述のように、走査線形状に従った色合わせ(重ね合わせ)を行うことにより、少ない部品点数と低コストにて色間の相対的な重ね合わせのずれ量(色ずれ)を効果的に低減することができる。
図1において、転写ベルト31上に重ねられた4色のカラー画像の相対的なずれ量を検出するために、転写ベルトの両端近傍に各色に対応するトナー像32が形成され、色ずれ検知用センサ33Aおよび33Bにより検知される。トナー像の形状および色ずれ検知用センサによる検知方法については、周知の方法を利用すればよい。本発明においては、上記トナー像は、画像領域の両周辺部(走査開始側および走査終了側)の2箇所に形成される。
連続画像出力時には、画像形成および出力による装置内の温度変化等に起因し、光学ハウジングの変形や中間転写ベルトの搬送(移動)方向ずれ等が発生し、中間転写ベルト上に形成されるトナー像(走査線の軌跡)が傾く恐れがある。また画像形成装置本体の駆動に伴う振動等により、装置内部の部品や取付状態が変化する恐れがある。このような場合には、色ずれ検知用センサ33による検知結果に基づき、走査線形状/傾き補正手段17を駆動し、走査線傾きの変動を補正することができる。
このとき、基準となるステーションの走査線傾きに対し、他のステーションの走査線傾きを合わせるように補正すればよい。また基準ステーションの走査線傾きは、中間転写ベルトの搬送方向に直交する方向に補正することが望ましい。
画像領域周辺部(両側)に形成された各色に対応する検知用トナー像32を、画像領域の外側に形成するように構成すれば、画像形成中にも色ずれ検知用トナー像32を形成することができるため、常時、色ずれを検出することが可能となる。
一方、画像領域の内側に色ずれ検知用トナー像32を形成した場合には、中間転写ベルト31上に色重ねし、紙等の記録媒体に転写した後にトナー像を形成する必要があるため、無駄な時間を必要とする。
連続画像出力時には、画像形成および出力による装置内の温度変化等に起因し、光学ハウジングの変形や中間転写ベルトの搬送(移動)方向ずれ等が発生し、中間転写ベルト上に形成されるトナー像(走査線の軌跡)が傾く恐れがある。また画像形成装置本体の駆動に伴う振動等により、装置内部の部品や取付状態が変化する恐れがある。このような場合には、色ずれ検知用センサ33による検知結果に基づき、走査線形状/傾き補正手段17を駆動し、走査線傾きの変動を補正することができる。
このとき、基準となるステーションの走査線傾きに対し、他のステーションの走査線傾きを合わせるように補正すればよい。また基準ステーションの走査線傾きは、中間転写ベルトの搬送方向に直交する方向に補正することが望ましい。
画像領域周辺部(両側)に形成された各色に対応する検知用トナー像32を、画像領域の外側に形成するように構成すれば、画像形成中にも色ずれ検知用トナー像32を形成することができるため、常時、色ずれを検出することが可能となる。
一方、画像領域の内側に色ずれ検知用トナー像32を形成した場合には、中間転写ベルト31上に色重ねし、紙等の記録媒体に転写した後にトナー像を形成する必要があるため、無駄な時間を必要とする。
図8は走査線曲がりの型を説明するための図である。
いま、走査線曲がり形状に対し、走査線曲がりの「型」を定義しておく。
図7に示したように、補正前の走査線形状は一方に凸の比較的単純な形状が多い。したがって、走査線傾きを補正した後の走査線形状Hは、両端の位置が主走査方向に一致(この位置を基準位置としてずれ量0とする)していて、一方に1個の大きなピーク値を持った釣鐘型(またはその逆形状)になることが多い。ただし、そのピーク位置は走査領域の中心付近からずれることもある。先に示した走査線曲がり補正によって補正をかけた場合、補正の方法としてh=0付近の値もしくはピーク値を両端の値0と等しくなるように合わせるので、図6に示したような典型的なM字型になる場合と、ピークの出る方向が逆なためW字型になる場合とがある。このほかに、ピーク位置が走査線中央部から大きくずれている場合には、W字型の片方の谷が消えて逆に上に凸(ずれ量が正の値)になる場合がある。このように谷が1つ(小さい山も1つ)になった場合をここでは総称してV字型と呼ぶ。M字型の場合にも山が1つ消えて逆に谷になる場合がある。このように山が1つ(小さい谷も1つ)になった場合をここでは総称して逆V字型と呼ぶことにする。両者は山1つ、谷1つという意味では実質同型なので、走査線両端を結ぶ基準線からの山・谷の離れ具合で谷の方が深ければV字型、山の方が高ければ逆V字型と呼ぶことにする。
この言い方に倣うなら、M字型は逆W字型と言うことができる。
いま、走査線曲がり形状に対し、走査線曲がりの「型」を定義しておく。
図7に示したように、補正前の走査線形状は一方に凸の比較的単純な形状が多い。したがって、走査線傾きを補正した後の走査線形状Hは、両端の位置が主走査方向に一致(この位置を基準位置としてずれ量0とする)していて、一方に1個の大きなピーク値を持った釣鐘型(またはその逆形状)になることが多い。ただし、そのピーク位置は走査領域の中心付近からずれることもある。先に示した走査線曲がり補正によって補正をかけた場合、補正の方法としてh=0付近の値もしくはピーク値を両端の値0と等しくなるように合わせるので、図6に示したような典型的なM字型になる場合と、ピークの出る方向が逆なためW字型になる場合とがある。このほかに、ピーク位置が走査線中央部から大きくずれている場合には、W字型の片方の谷が消えて逆に上に凸(ずれ量が正の値)になる場合がある。このように谷が1つ(小さい山も1つ)になった場合をここでは総称してV字型と呼ぶ。M字型の場合にも山が1つ消えて逆に谷になる場合がある。このように山が1つ(小さい谷も1つ)になった場合をここでは総称して逆V字型と呼ぶことにする。両者は山1つ、谷1つという意味では実質同型なので、走査線両端を結ぶ基準線からの山・谷の離れ具合で谷の方が深ければV字型、山の方が高ければ逆V字型と呼ぶことにする。
この言い方に倣うなら、M字型は逆W字型と言うことができる。
ここで、「型」とは、上記のW字型、逆W字型、V字型、逆V字型の4つを基本とする。
同図はこれらの型の典型例を示す図である。同図(a)は走査線中心位置に関して左右ほぼ対称な形状の場合を示しているが、一口にW字型といっても、2つある谷の深さが常に同程度であるとは限らない。一方の谷が他方より特に深い場合、走査線中心に関して非対称になるので、同図(b)以降は深い谷(または高い山)が走査線中心位置より左に生ずる場合を実線で、右側に生ずる場合を点線で示した。V字型(逆V字型)については谷(山)は一つしかないがその谷(山)に関して同様に実線と点線で示した。ただし、実線は実測値、点線は説明のために加えた曲線で、実線の単純な対称形とした。
走査線曲がりを補正した後の走査線形状の実測値を示す図8において、(a)と(b)の走査線曲がり形状は「W字型」を呈しているのに対し、(c)は「逆W字型」を示しており、(d)はV字型、(e)は逆V字型をそれぞれ示している。(b)の実線と(c)の点線の形状の関係、(d)の実線と(e)の点線の形状の関係は、同じ第2レンズを上下反転(左右も反転する)させたときなどに生じやすい。
ここで、文字の形に着目したとき、W字型と逆W字型を総称して単に「W型」、V字型と逆V字型を総称して単に「V型」と呼ぶことにする。また、文字型の「向き」に着目したとき、W字型とV字型を総称して「順向き」、逆W字型と逆V字型を総称して「逆向き」と呼ぶことにする。
このような「型」と「向き」が同じであるか否かを考慮して、下記のように各ステーション間の走査線の重ね合わせ方を異ならせることが、色ずれを低減する場合には重要である。
同図はこれらの型の典型例を示す図である。同図(a)は走査線中心位置に関して左右ほぼ対称な形状の場合を示しているが、一口にW字型といっても、2つある谷の深さが常に同程度であるとは限らない。一方の谷が他方より特に深い場合、走査線中心に関して非対称になるので、同図(b)以降は深い谷(または高い山)が走査線中心位置より左に生ずる場合を実線で、右側に生ずる場合を点線で示した。V字型(逆V字型)については谷(山)は一つしかないがその谷(山)に関して同様に実線と点線で示した。ただし、実線は実測値、点線は説明のために加えた曲線で、実線の単純な対称形とした。
走査線曲がりを補正した後の走査線形状の実測値を示す図8において、(a)と(b)の走査線曲がり形状は「W字型」を呈しているのに対し、(c)は「逆W字型」を示しており、(d)はV字型、(e)は逆V字型をそれぞれ示している。(b)の実線と(c)の点線の形状の関係、(d)の実線と(e)の点線の形状の関係は、同じ第2レンズを上下反転(左右も反転する)させたときなどに生じやすい。
ここで、文字の形に着目したとき、W字型と逆W字型を総称して単に「W型」、V字型と逆V字型を総称して単に「V型」と呼ぶことにする。また、文字型の「向き」に着目したとき、W字型とV字型を総称して「順向き」、逆W字型と逆V字型を総称して「逆向き」と呼ぶことにする。
このような「型」と「向き」が同じであるか否かを考慮して、下記のように各ステーション間の走査線の重ね合わせ方を異ならせることが、色ずれを低減する場合には重要である。
図1における4ステーション光走査装置において、走査線形状/傾き補正手段17を用いて走査線傾きと形状(曲がり)を補正した後の走査線形状は、一般に、第1走査レンズ15−1および第2走査レンズ15−2の形状誤差により決定される。そのため、各ステーションにおける、第1走査レンズ15−1および第2走査レンズ15−2の取り付け方向(上下反転)と併せて、ポリゴンミラー14から感光体ドラム16に至るまでの光路に配備された折り返しミラーの枚数の組み合わせにより、走査線形状の「型」および「向き」が変化する。
ブラックに対応する感光体ドラム16Kにおける走査線形状(すなわち、中間転写ベルト上のトナー像の軌跡)を基準として、他のカラーに対応する感光体ドラム16C、16M、16Yにおける走査線形状を、中間転写ベルト31上で重ね合わせることについて考える。
ブラックに対応する感光体ドラム16Kにおける走査線形状(すなわち、中間転写ベルト上のトナー像の軌跡)を基準として、他のカラーに対応する感光体ドラム16C、16M、16Yにおける走査線形状を、中間転写ベルト31上で重ね合わせることについて考える。
図9は調整の仕方による重なり具合の変化を説明するための図である。
同図は、各ステーション当たり1ビームにて、副走査方向に400dpi(63.5μm)で光走査した場合のポリゴンミラー4面分の、中間転写ベルト31上におけるトナー像(光走査装置における走査線形状に相当)の重なり具合を模式的に表した図である。
いずれの走査線も、両端と中央の3点が同一副走査線上に一致するように調整した。
量産前に160セット分(4ステーション/台×装置40台)の補正後の走査線形状を測定した際、全数の平均値が29μmであり、最大値は40μm、最小値は18μmであったとする。同図は、このような走査レンズを用いた場合の例を示すが、
ブラックKの走査線形状の型はW型、向きは順向き、PVは、18μm
イエローYの走査線形状の型はW型、向きは順向き、PVは、40μm
マゼンタMの走査線形状の型はW型、向きは逆向き、PVは、40μm
シアンC の走査線形状の型はV型、向きは逆向き、PVは、40μm
であった場合を考える。
同図は、各ステーション当たり1ビームにて、副走査方向に400dpi(63.5μm)で光走査した場合のポリゴンミラー4面分の、中間転写ベルト31上におけるトナー像(光走査装置における走査線形状に相当)の重なり具合を模式的に表した図である。
いずれの走査線も、両端と中央の3点が同一副走査線上に一致するように調整した。
量産前に160セット分(4ステーション/台×装置40台)の補正後の走査線形状を測定した際、全数の平均値が29μmであり、最大値は40μm、最小値は18μmであったとする。同図は、このような走査レンズを用いた場合の例を示すが、
ブラックKの走査線形状の型はW型、向きは順向き、PVは、18μm
イエローYの走査線形状の型はW型、向きは順向き、PVは、40μm
マゼンタMの走査線形状の型はW型、向きは逆向き、PVは、40μm
シアンC の走査線形状の型はV型、向きは逆向き、PVは、40μm
であった場合を考える。
はじめに重ねるべき走査線が、基準となる走査線と同じ「型」である場合について説明する。ただしここでは基準となる走査線はブラックであるとする。
感光体ドラム16K(基準)上の走査線形状と他の感光体ドラム16上の走査線形状を重ね合わせる場合、図9(a)は、K(ブラック)の走査線に対して同型の走査線(この例ではY:イエロー)の副走査方向(中間転写ベルトの搬送方向)の走査線両端位置を一致させる場合を示す図である。これに対して同図(b)は相互のずれの最大値が最小になるように(ずれ量の差の絶対値が最小になるように)Yの走査線位置をおよそ10μmずらした場合を示している。このような調整をすることにより、調整なしの場合に発生する最大ずれ量およそ22μm(理論値)に対し、調整によって理論的にはほぼ半分の11μmの最大ずれ量で済むことになる。ただし、ポリゴンミラーの複数の面による走査線位置の微小な誤差のため、或る1ラインに対して最良に補正しても他のラインに対してはわずかなずれが加減されることがある。ここで、走査線両端位置を一致させるには、検知用のトナー像による各色の相対的なずれ量を検出して、それにより走査開始位置のずらし量を決定し、後述の各方法により微調整する。これに対し、走査線形状に由来する上記10μmのずらし量を便宜上形状補正ずらし量と呼ぶことにする。
同図の場合には、色ずれ量の最大値は、像高h=+50mm、およびh=−100mm付近にて、最大16μmの色ずれとなった。走査線位置をずらさない場合の最大ずれ量は実測値で24μmであったので、ずれ量は3分の2になったことになる。
この考え方を採用すれば、「型」や「向き」によらず最適な色ずれ補正(色ずれの低減)を実現可能である。しかし、この方法は、走査線のずらし量を最適化するため、対象とする走査線形状を全て測定する必要があり、高コスト化を招く恐れがある。同図(a)に示したように単に走査線両端を一致させるだけの合わせ方であれば、色ずれ量は若干大きくなる場合もあるが、高コスト化を回避することができる。
感光体ドラム16K(基準)上の走査線形状と他の感光体ドラム16上の走査線形状を重ね合わせる場合、図9(a)は、K(ブラック)の走査線に対して同型の走査線(この例ではY:イエロー)の副走査方向(中間転写ベルトの搬送方向)の走査線両端位置を一致させる場合を示す図である。これに対して同図(b)は相互のずれの最大値が最小になるように(ずれ量の差の絶対値が最小になるように)Yの走査線位置をおよそ10μmずらした場合を示している。このような調整をすることにより、調整なしの場合に発生する最大ずれ量およそ22μm(理論値)に対し、調整によって理論的にはほぼ半分の11μmの最大ずれ量で済むことになる。ただし、ポリゴンミラーの複数の面による走査線位置の微小な誤差のため、或る1ラインに対して最良に補正しても他のラインに対してはわずかなずれが加減されることがある。ここで、走査線両端位置を一致させるには、検知用のトナー像による各色の相対的なずれ量を検出して、それにより走査開始位置のずらし量を決定し、後述の各方法により微調整する。これに対し、走査線形状に由来する上記10μmのずらし量を便宜上形状補正ずらし量と呼ぶことにする。
同図の場合には、色ずれ量の最大値は、像高h=+50mm、およびh=−100mm付近にて、最大16μmの色ずれとなった。走査線位置をずらさない場合の最大ずれ量は実測値で24μmであったので、ずれ量は3分の2になったことになる。
この考え方を採用すれば、「型」や「向き」によらず最適な色ずれ補正(色ずれの低減)を実現可能である。しかし、この方法は、走査線のずらし量を最適化するため、対象とする走査線形状を全て測定する必要があり、高コスト化を招く恐れがある。同図(a)に示したように単に走査線両端を一致させるだけの合わせ方であれば、色ずれ量は若干大きくなる場合もあるが、高コスト化を回避することができる。
同図(c)はW字型の基準走査線に対し、逆W字型の走査線(この例ではM:マゼンタ)を重ねる場合について考える。この場合は、上記のように単に走査線両端を一致させるだけの重ね方では、最悪の場合両走査線のPV値が単純に加算される可能性があり、この例では最大ずれ量が計算上58μm(実測値では56μm)にもなってしまう。これにより出力画像品質の劣化を生じる恐れがある。
ここで、Mの走査線の形状補正ずらし量を最適化した場合を同図(d)に示す。このときのMの走査線の形状補正ずらし量はおよそ30μm、両走査線の最大ずれ量はh=0mm、およびh=−100mm付近で実測値がおよそ28μmとなった。
この例の場合、最終的なずらし量は走査線両端を一致させるためのずらし量と上記形状補正ずらし量30μmの和となる。ただしどちらか一方、もしくは両方が負の値となることもある。
ここで、Mの走査線の形状補正ずらし量を最適化した場合を同図(d)に示す。このときのMの走査線の形状補正ずらし量はおよそ30μm、両走査線の最大ずれ量はh=0mm、およびh=−100mm付近で実測値がおよそ28μmとなった。
この例の場合、最終的なずらし量は走査線両端を一致させるためのずらし量と上記形状補正ずらし量30μmの和となる。ただしどちらか一方、もしくは両方が負の値となることもある。
同図(e)はW字型の基準走査線に対し、逆V字型の走査線(この例ではC:シアン)を重ねる場合について考える。この場合も、単に走査線両端を一致させるだけの重ね方では、最悪の場合両走査線のPV値が単純に加算される可能性があり、この例でも計算上最大ずれ量が58μmにもなってしまう。これにより出力画像品質の劣化を生じる恐れがある。
ここで、Cの走査線の形状補正ずらし量を最適化した場合を同図(f)に示す。このときのCの走査線の形状補正ずらし量はおよそ30μm、両走査線の最大ずれ量はh=150mm、h=−100mm、およびh=−150mm付近で実測値がおよそ22μmとなった。
以上のように、基準走査線がW字型の場合、重ねるべき走査線が同じ型の場合であれば、走査線両端を合わせるだけでもかなり小さいずれ量で済むが、逆W字型、逆V字形の場合は、調整を要する走査線のほうを或る程度大きくずらさないと色ずれが大きくなる。
ここで、Cの走査線の形状補正ずらし量を最適化した場合を同図(f)に示す。このときのCの走査線の形状補正ずらし量はおよそ30μm、両走査線の最大ずれ量はh=150mm、h=−100mm、およびh=−150mm付近で実測値がおよそ22μmとなった。
以上のように、基準走査線がW字型の場合、重ねるべき走査線が同じ型の場合であれば、走査線両端を合わせるだけでもかなり小さいずれ量で済むが、逆W字型、逆V字形の場合は、調整を要する走査線のほうを或る程度大きくずらさないと色ずれが大きくなる。
図10はV字型基準走査線の場合の調整による重なり具合を示す模式図である。
同図は基準走査線をV字型としたほかは、図9における条件と同様である。
同図において実線は基準走査線、点線は重ねるべき走査線を示す。太い点線はW型においては2つの谷(山)のうち深いほうの谷(高いほうの山)が走査線中央より左側にある場合、細い点線は右側にある場合(符号に’を付した)をそれぞれ示す。また、
ブラックKの走査線形状の文字型はV型、向きは順向き、PVは、40μm
イエローYの走査線形状の文字型はW型、向きは順向き、PVは、35μm
マゼンタMの走査線形状の文字型はV型、向きは順向き、PVは、30μm
シアンC の走査線形状の文字型はV型、向きは逆向き、PVは、30μm
であった場合を考える。
同図は基準走査線をV字型としたほかは、図9における条件と同様である。
同図において実線は基準走査線、点線は重ねるべき走査線を示す。太い点線はW型においては2つの谷(山)のうち深いほうの谷(高いほうの山)が走査線中央より左側にある場合、細い点線は右側にある場合(符号に’を付した)をそれぞれ示す。また、
ブラックKの走査線形状の文字型はV型、向きは順向き、PVは、40μm
イエローYの走査線形状の文字型はW型、向きは順向き、PVは、35μm
マゼンタMの走査線形状の文字型はV型、向きは順向き、PVは、30μm
シアンC の走査線形状の文字型はV型、向きは逆向き、PVは、30μm
であった場合を考える。
同図(a)、(b)はV字型の基準走査線に対してW字型の走査線(この例ではY)を重ねる場合を示す。同図(a)は走査線両端を一致させた場合、同図(b)はYの走査線を最適化した場合をそれぞれ示している。
同図(b)で分かるように、この例では走査線ずらし量は太い点線、細い点線共に10μm以下であり、しかもこのような調整を行っても走査線相互のずれ量(色ずれ)はあまり変化しない。このような場合、走査線両端を合わせるだけの調整を行っても、色ずれに関して結果的に大きな違いが生じない。
同図(b)で分かるように、この例では走査線ずらし量は太い点線、細い点線共に10μm以下であり、しかもこのような調整を行っても走査線相互のずれ量(色ずれ)はあまり変化しない。このような場合、走査線両端を合わせるだけの調整を行っても、色ずれに関して結果的に大きな違いが生じない。
同図(c)、(d)はV字型の基準走査線に対してV字型の走査線(この例ではM)を重ねる場合を示す。同図(c)は走査線両端を一致させた場合、同図(d)はMの走査線を最適化した場合をそれぞれ示している。
同図(d)で分かるように、この例でも走査線ずらし量は太い点線、細い点線共に10μm以下であり、しかもこのような調整を行っても走査線相互のずれ量(色ずれ)はあまり変化しない。このような場合、走査線両端を合わせるだけの調整を行っても、色ずれに関して結果的に大きな違いが生じない。
同図(d)で分かるように、この例でも走査線ずらし量は太い点線、細い点線共に10μm以下であり、しかもこのような調整を行っても走査線相互のずれ量(色ずれ)はあまり変化しない。このような場合、走査線両端を合わせるだけの調整を行っても、色ずれに関して結果的に大きな違いが生じない。
同図(e)、(f)はV字型の基準走査線に対して逆V字型の走査線(この例ではC)を重ねる場合を示す。同図(e)は走査線両端を一致させた場合、同図(f)はCの走査線を最適化した場合をそれぞれ示している。この場合は、単に走査線両端を一致させるだけの重ね方では、最悪の場合両走査線のPV値が単純に加算される可能性があり、この例でも計算上最大ずれ量が70μmにもなってしまう。実測ではおよそ62μmになった。これにより出力画像品質の劣化を生じる恐れがある。
ここで、Cの走査線のずらし量を最適化した場合を同図(f)に示す。太い点線の場合、このときのCの走査線の形状補正ずらし量は、およそ27μm、両走査線の最大ずれ量はh=100mm、h=−100mm付近で実測値がおよそ30μmとなった。また、細いほうの点線の場合、Cの走査線の形状補正ずらし量は、およそ20μm、両走査線の最大ずれ量はh=100mm、h=−100mm、およびh=―150mm付近で実測値がおよそ20μmとなった。
以上のように、基準走査線がV字型の場合、重ねるべき走査線が同じ「向き」の場合であれば、走査線両端を合わせるだけでもかなり小さいずれ量で済むが、逆の「向き」の場合は、調整を要する走査線のほうを或る程度大きくずらさないと色ずれが大きくなる。
ここで、Cの走査線のずらし量を最適化した場合を同図(f)に示す。太い点線の場合、このときのCの走査線の形状補正ずらし量は、およそ27μm、両走査線の最大ずれ量はh=100mm、h=−100mm付近で実測値がおよそ30μmとなった。また、細いほうの点線の場合、Cの走査線の形状補正ずらし量は、およそ20μm、両走査線の最大ずれ量はh=100mm、h=−100mm、およびh=―150mm付近で実測値がおよそ20μmとなった。
以上のように、基準走査線がV字型の場合、重ねるべき走査線が同じ「向き」の場合であれば、走査線両端を合わせるだけでもかなり小さいずれ量で済むが、逆の「向き」の場合は、調整を要する走査線のほうを或る程度大きくずらさないと色ずれが大きくなる。
基準となる走査線としてW字型とV字型を例に挙げて説明してきたが、基準となる走査線が逆W字型、逆V字型の場合については、図9、および図10において、重ねるべき走査線の「型」および「向き」の役割を入れ換えた見方をすることによってすべて網羅されている。
これらを総合すると、「型」はW型であってもV型であっても、「向き」が同じ、すなわち、「順向き」同士、あるいは「逆向き」同士であれば、走査線両端を一致させる調整だけでもあまり大きな色ずれは生じないで済む。これに対し、「向き」が同じでない場合、すなわち「順向き」と「逆向き」の組み合わせの場合は、重ねるべき走査線をある程度ずらさなければ色ずれが大きくなる可能性がある。
走査線のずらし量を定めるため、対象とする走査線形状を全て測定するのはコスト高になることはすでに述べたが、走査線の両端をそろえるだけの単純な調整では済まない走査線形状の場合、やはり走査線形状からずらし量を求めなければならない。
カラー画像形成装置の組立時における調整工程内にて、CCDカメラを利用したチェッカ等を用いて各ステーションの走査線形状を測定し、その測定結果に従い、上記ずらし量を決定することができる。このような方法を採用すれば、高精度な色合わせを行うことが可能となる。ここでは、走査線形状とは、感光体ドラム上を走査する(光学的な)レーザビームの軌跡であってもよいし、中間転写ベルト上、または記録媒体上に形成されたトナー像の軌跡であっても構わない。
これらを総合すると、「型」はW型であってもV型であっても、「向き」が同じ、すなわち、「順向き」同士、あるいは「逆向き」同士であれば、走査線両端を一致させる調整だけでもあまり大きな色ずれは生じないで済む。これに対し、「向き」が同じでない場合、すなわち「順向き」と「逆向き」の組み合わせの場合は、重ねるべき走査線をある程度ずらさなければ色ずれが大きくなる可能性がある。
走査線のずらし量を定めるため、対象とする走査線形状を全て測定するのはコスト高になることはすでに述べたが、走査線の両端をそろえるだけの単純な調整では済まない走査線形状の場合、やはり走査線形状からずらし量を求めなければならない。
カラー画像形成装置の組立時における調整工程内にて、CCDカメラを利用したチェッカ等を用いて各ステーションの走査線形状を測定し、その測定結果に従い、上記ずらし量を決定することができる。このような方法を採用すれば、高精度な色合わせを行うことが可能となる。ここでは、走査線形状とは、感光体ドラム上を走査する(光学的な)レーザビームの軌跡であってもよいし、中間転写ベルト上、または記録媒体上に形成されたトナー像の軌跡であっても構わない。
製造工程における全数測定のように、大きなコストがかかることを避けるためには、複数のサンプルにより事前に測定した走査線形状の「平均値」に基づき、ずらし量を決定する方法がある。この方法は、部品の寸法のばらつきが比較的小さい場合に特に有効である。
すなわち、前述のように、第2走査レンズ15−2の中央部を変位させ、たわみ変形させる方法、あるいは、その長手方向(Y軸)に平行な回転軸回りに該第2走査レンズを回転調整(β回転調整)することによる補正後の走査線形状(曲がりPV)は、概ね20μmから40μm程度の狭い範囲に収まり、またその形状の個体差も小さい。
そこで、量産前、または量産開始当初の段階で、第2走査レンズ15−2に関して、少なくともカラー画像形成装置内のステーション数以上のサンプルに対し走査線形状(補正後)を測定し、その平均値をもとに、形状補正ずらし量を決定すればよい(ステーション間のばらつきの影響を把握するため)。さらにステーション間のばらつきだけではなく、レンズの成形ばらつきの影響を把握したい場合には、サンプル数を増加して平均値を導出すればよい。
すなわち、前述のように、第2走査レンズ15−2の中央部を変位させ、たわみ変形させる方法、あるいは、その長手方向(Y軸)に平行な回転軸回りに該第2走査レンズを回転調整(β回転調整)することによる補正後の走査線形状(曲がりPV)は、概ね20μmから40μm程度の狭い範囲に収まり、またその形状の個体差も小さい。
そこで、量産前、または量産開始当初の段階で、第2走査レンズ15−2に関して、少なくともカラー画像形成装置内のステーション数以上のサンプルに対し走査線形状(補正後)を測定し、その平均値をもとに、形状補正ずらし量を決定すればよい(ステーション間のばらつきの影響を把握するため)。さらにステーション間のばらつきだけではなく、レンズの成形ばらつきの影響を把握したい場合には、サンプル数を増加して平均値を導出すればよい。
また、同一の金型から複数のキャビティにより走査レンズを成形加工した場合、キャビティ間にて走査線形状補正後の走査線形状にばらつきを生じる場合がある。このような場合には、キャビティによる選別を行い、1つの画像形成装置(光走査装置)には、同じキャビティにて成形されたレンズを組み合わせることにより、キャビティ間ばらつきの影響を除去することができる。成形されたレンズにキャビティ番号が読めるようにしておけばよい。
なお、量産前や量産開始当初の段階だけではなく、構成部品(材料)のロットが変更になった場合や、段取り変更後等に、適宜定期的、または不定期的に走査線形状の測定を行い、調整値(平均値)を更新することが望ましい。
なお、量産前や量産開始当初の段階だけではなく、構成部品(材料)のロットが変更になった場合や、段取り変更後等に、適宜定期的、または不定期的に走査線形状の測定を行い、調整値(平均値)を更新することが望ましい。
別の方法として、重ねるべき走査線の「向き」が基準となる走査線の「向き」と異なるとき、重ねるべき走査線をずらすのではなく、第2レンズ15−2を上下入れ替えて取り付け直してもよい。この方法によって、両走査線の「向き」が一致することになるので、図9(a)、図10(a)、(b)のように、単に走査線の両端を一致させるだけで比較的小さな色ずれに抑えることができる。
また、事前に複数のサンプルについて補正後の走査線形状を測定するのであれば、4ステーションのすべてが同じ「向き」、例えばすべて順向きになるように取り付ければよい。そのためには、走査レンズ金型の各キャビティにレンズの上面と下面が区別できるようなしるしをつけておくとよい。例えば片面にだけキャビティ番号を付しておけばよい。
また、事前に複数のサンプルについて補正後の走査線形状を測定するのであれば、4ステーションのすべてが同じ「向き」、例えばすべて順向きになるように取り付ければよい。そのためには、走査レンズ金型の各キャビティにレンズの上面と下面が区別できるようなしるしをつけておくとよい。例えば片面にだけキャビティ番号を付しておけばよい。
図9(d)においては、160セット分の走査線形状(補正後)の平均値を、ずらし量として設定したが、必ずしも平均値とする必要はなく、最小値から最大値の間の値を採用しても構わない。最小値から最大値のいずれの値を採用することもできるが、ずらし量が、走査線間隔の1/2を越える(400dpiの場合、63.5μ/2≒32μm)場合には、偏向器における次の反射面による走査線との重なり部分が大きくなるため、適用できない。すなわち、ずらし量としては、最小値から走査線間隔の1/2までの間の値を採用すればよく、望ましくは平均値を採用する。
次に走査線をずらすずらし手段について説明する。
図2に示したように、ステーションごとに露光装置20が対応している場合は比較的簡単である。すなわち、1色ごとにポリゴンミラーが独立して駆動される場合、基準走査線に対しては、ポリゴンミラーの回転位相をずらすことで副走査位置を変化させることができる。基本的には各ポリゴンミラーの回転は、図1に示すように、各色の同期検知センサ23Aの出力を用いたPLL回路によって互いに同期を取ることができる。そこで位相をずらす必要がある場合は、その走査線に対応する同期検知センサ23Aからの出力に、ずらし量に相当する位相差を与える位相調整手段を用いて位相差信号を生成して上記PLL回路に与えるようにすればよい。
図2に示したように、ステーションごとに露光装置20が対応している場合は比較的簡単である。すなわち、1色ごとにポリゴンミラーが独立して駆動される場合、基準走査線に対しては、ポリゴンミラーの回転位相をずらすことで副走査位置を変化させることができる。基本的には各ポリゴンミラーの回転は、図1に示すように、各色の同期検知センサ23Aの出力を用いたPLL回路によって互いに同期を取ることができる。そこで位相をずらす必要がある場合は、その走査線に対応する同期検知センサ23Aからの出力に、ずらし量に相当する位相差を与える位相調整手段を用いて位相差信号を生成して上記PLL回路に与えるようにすればよい。
図1に示すようにポリゴンミラーのモータが各色共通になっている場合は、ポリゴンの位相を色別で変えることができないので、カップリングレンズ12とシリントリカルレンズ13の間に微小角偏向手段としての液晶素子43を挿入して、レーザビームの光路を上下方向に微小角偏向する方法がある。液晶素子にかける信号電圧の程度によって、偏向角度は自由に制御できる。
偏向角度は微小であっても、ポリゴンミラーを経由して感光体ドラムに至るまでの距離が長いので、感光体ドラム上での1/2走査線以内なら簡単に移動させることができる。
微小角偏向手段用の光学素子としては、液晶素子のほかに、光学楔(いわゆるプリズム)の機械的な角度制御、シリンドリカルレンズの機械的な上下方向制御等も利用可能である。機械的な制御としてはピエゾ素子などの電気機械素子を用いることができる。
同期検知センサ23Aの位置に、光感度領域が逆V字型をしたセンサを用いて同期検知と共に、副走査方向のずれ量も検知できる素子が各種提案されている。そのような素子を同期検知センサ23Aの代わりに用いれば、走査線の副走査方向のずらし量が目標の量になっているかどうかを知ることができるので、その結果を光路偏向素子にフィードバックすればさらに精度の良い色ずれ補正ができることになる。
偏向角度は微小であっても、ポリゴンミラーを経由して感光体ドラムに至るまでの距離が長いので、感光体ドラム上での1/2走査線以内なら簡単に移動させることができる。
微小角偏向手段用の光学素子としては、液晶素子のほかに、光学楔(いわゆるプリズム)の機械的な角度制御、シリンドリカルレンズの機械的な上下方向制御等も利用可能である。機械的な制御としてはピエゾ素子などの電気機械素子を用いることができる。
同期検知センサ23Aの位置に、光感度領域が逆V字型をしたセンサを用いて同期検知と共に、副走査方向のずれ量も検知できる素子が各種提案されている。そのような素子を同期検知センサ23Aの代わりに用いれば、走査線の副走査方向のずらし量が目標の量になっているかどうかを知ることができるので、その結果を光路偏向素子にフィードバックすればさらに精度の良い色ずれ補正ができることになる。
図1において、光束は第1走査レンズ15−1を経て、第2走査レンズ15−2に至る間に第1偏向ミラーを経由する。そして、ブラック以外の各光束は、第2走査レンズ15―2から感光体に至る間に第2偏向ミラーを経由する。そこで、第2偏向ミラーの偏向角度を微小量変化させることによっても走査線を副走査方向にずらすことができる。
同図には特に図示していないが、それぞれの第2偏向ミラーの両端にピエゾ素子などの電気機械変換素子を取り付けることによって、ミラーの傾き量を微小角変化させる微小角回動手段を設け、副走査方向に対して、走査線を任意量移動させることができる。
そのほか、感光体の軸を副走査方向に対して平行に移動させることも可能である。移動量が非常に小さいので、駆動源等の機構部は動かさないで感光体のみを移動できるように構成することは可能である。
同図には特に図示していないが、それぞれの第2偏向ミラーの両端にピエゾ素子などの電気機械変換素子を取り付けることによって、ミラーの傾き量を微小角変化させる微小角回動手段を設け、副走査方向に対して、走査線を任意量移動させることができる。
そのほか、感光体の軸を副走査方向に対して平行に移動させることも可能である。移動量が非常に小さいので、駆動源等の機構部は動かさないで感光体のみを移動できるように構成することは可能である。
15 走査レンズ
17 走査線形状/曲がり補正手段
23 同期検知センサ
43 光路偏向素子としての液晶素子
62 調整ねじ
67 板ばね
17 走査線形状/曲がり補正手段
23 同期検知センサ
43 光路偏向素子としての液晶素子
62 調整ねじ
67 板ばね
Claims (16)
- 光源と、該光源から出射した光ビームを偏向する偏向手段と、前記光ビームを被走査面に走査して走査線を形成するため少なくとも前記主走査方向に直交する方向にパワーを有する長尺形状の光学素子を有する走査結像手段と、前記光学素子に設けられた走査線傾き補正手段と、走査線形状(曲がり)を補正する走査線形状補正手段と、前記被走査面を形成する感光体と、を少なくとも有する画像形成のためのステーションを少なくとも2個有し、さらに該各ステーションにて形成された画像を重ね転写する転写ベルトと、該転写ベルト上の両端近傍に各ステーションに対応する検知用のトナー像を形成するトナー像形成手段を有するタンデム型の画像形成装置において、形成された前記検知用トナー像による、各ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、前記転写ベルト上に重ね合わされた各ステーションに対応したトナー像間の、転写ベルトの搬送方向のずれ量が小さくなるように、前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定し、決定されたずらし量に基づいて転写開始位置をずらすずらし手段を有することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1に記載の画像形成装置において、前記走査線傾き補正手段は、前記光学素子の傾きを変更する駆動手段を有し、前記転写ベルト上に形成された検知用のトナー像のずれ量の検出結果に基づき、前記走査線傾き補正手段を駆動制御することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記検知用トナー像は、画像領域の外側に形成されることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1に記載の画像形成装置において、任意のステーションを基準ステーションとし、少なくとも一つのステーションにおける前記走査線傾き補正手段と前記走査線形状補正手段により補正された後の走査線形状が、前記基準ステーションのそれの「向き」と同じ「向き」を有する場合、前記基準ステーションの走査線形状の「向き」と同じ「向き」をもつステーションの走査線の両端部と、前記基準ステーションの走査線の両端部が副走査方向において重なるように、形成された前記検知用トナー像による、当該ステーションと前記基準ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、当該ステーションの前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1に記載の画像形成装置において、任意のステーションを基準ステーションとし、少なくとも一つのステーションにおける前記走査線傾き補正手段と前記走査線形状補正手段により補正された後の走査線形状が、前記基準ステーションのそれの「向き」と逆の「向き」を有する場合、前記基準ステーションの走査線形状の「向き」と逆の「向き」をもつステーションにおいては、前記転写ベルト上に重ね合わされた各ステーションに対応したトナー像間の、転写ベルトの搬送方向のずれ量が小さくなるように、形成された前記検知用トナー像による、当該ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果と、走査線形状の相対的な関係から導出された形状補正ずらし量に基づいて、当該ステーションの前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項5に記載の画像形成装置において、前記形状補正ずらし量は、同じ成型金型を用いて成型加工により製造された樹脂製の複数の光学素子を光走査装置に搭載した場合に前記光学素子走査線形状を測定し、測定された該光学素子の走査線形状の平均値をもとに導出した値であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項5に記載の画像形成装置において、前記形状補正ずらし量は、画像形成装置における当該ステーションの走査線形状の測定結果をもとに導出した値であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1に記載の画像形成装置において、任意のステーションを基準ステーションとし、少なくとも一つのステーションにおける前記走査線傾き補正手段と前記走査線形状補正手段により補正された後の走査線形状が、前記基準ステーションのそれの「向き」と逆の「向き」を有する場合、前記走査結像手段に含まれる光学素子のうち、前記逆の「向き」を有するステーションに含まれる光学素子の上下を入れ替えて取付け直しをし、前記基準ステーションの走査線形状の「向き」に対し、他のすべてのステーションの走査線形状が同じ「向き」になるようにし、各ステーションの走査線の両端部と、前記基準ステーションの走査線の両端部が副走査方向において重なるように、形成された前記検知用トナー像による、各ステーションと前記基準ステーションに対応する走査線の光走査開始位置および終了位置の副走査方向の相対的なずれ量の検出結果に基づき、各ステーションの前記転写ベルトに対する転写開始位置のずらし量を決定することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし8のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記走査線傾き補正手段は、前記光学素子の主走査方向に関する傾きを調整する手段であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし9のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記光学素子の長手方向に平行な回転軸回りに関する取り付け姿勢を調整することで、前記被走査面における走査線の曲がりを補正することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし10のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記光学素子の中央部を両端に対して変位させることにより、前記被走査面における走査線の曲がりを補正することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項11に記載の画像形成装置において、前記走査線の曲がりの補正は、走査線の両端と中央像高付近の走査位置が同一主走査線上に一致するように補正することを特徴とするカラー画像形成装置。
- 請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記光源と前記偏向手段の間に設けた光ビームの光路を微小角度偏向可能な微小角偏向手段であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記走査結像手段と被走査面の間に光ビームの光路を偏向させるミラーを備え、該ミラーの傾き量を微小角変化させる微小角回動手段であることを特徴とするカラー画像形成装置。
- 請求項1ないし12のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記ずらし手段は、前記偏向手段が前記各ステーションごとに独立駆動であり、前記偏向手段の位相を変化させる位相調整手段であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし15のいずれか1つに記載の画像形成装置において、該画像形成装置はカラー画像が形成可能であることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005368375A JP2007168240A (ja) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | カラー画像形成装置、およびカラー画像の色重ね合わせ方法 |
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JP2005368375A JP2007168240A (ja) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | カラー画像形成装置、およびカラー画像の色重ね合わせ方法 |
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JP2007168240A true JP2007168240A (ja) | 2007-07-05 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012061741A (ja) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | 光書き込み装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法 |
JP2015018253A (ja) * | 2014-07-28 | 2015-01-29 | 株式会社リコー | 光書き込み装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法 |
-
2005
- 2005-12-21 JP JP2005368375A patent/JP2007168240A/ja active Pending
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