JP2009012350A - 画像形成装置及び光走査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】安価で簡単な機構で、感光体等を走査するレーザビーム光の検出精度が向上した画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、レーザビーム光を出射するレーザダイオード4を含むLDユニット4aと、レーザビーム光を反射して感光体12を走査する走査光とするポリゴンミラー部8と、走査光の光路上の1点で走査光を検知する検知部1と、前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して検知部1へと入射させる位置設定反射板2と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】画像形成装置は、レーザビーム光を出射するレーザダイオード4を含むLDユニット4aと、レーザビーム光を反射して感光体12を走査する走査光とするポリゴンミラー部8と、走査光の光路上の1点で走査光を検知する検知部1と、前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して検知部1へと入射させる位置設定反射板2と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像形成装置及び光走査装置に関し、特に、デジタル複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置のレーザ書き込み装置の位置検出方法に関する。
本発明に関連する技術としては、特許文献1ないし6に記載の技術がある。
特許文献1に記載の技術は、3次元カラーイメージに関するものであり、公知公用の技術である物体のモノクロ3次元イメージ化に改良を施してカラーデータの優れた収集を可能とすることを目的とするものである。本発明とは、光学的な検知に関する技術という点で共通するが、その他の点で大きく相違する。
特許文献1に記載の技術は、3次元カラーイメージに関するものであり、公知公用の技術である物体のモノクロ3次元イメージ化に改良を施してカラーデータの優れた収集を可能とすることを目的とするものである。本発明とは、光学的な検知に関する技術という点で共通するが、その他の点で大きく相違する。
また、特許文献2ないし6に記載の技術は、光走査装置ないし画像形成装置に関し、感光体の走査光となるレーザビーム光を検知する技術に関する発明である。しかしながら、いずれもレーザビーム光を位置の異なる2点以上で検知する、又は、(検知精度の向上のためには)レーザビーム光を検知するための検知器を複数必要とするものである。したがって、これら関連技術は、本発明とは目的とするところが大きく異なる。
特許第3220179号公報
特開2001−105653号公報
特開2001−162865号公報
特開2004−117557号公報
特開平06−130312号公報
特開2001−066524号公報
レーザビーム光を位置の異なる2点間以上で検知して、検知結果をレーザビーム光の点灯タイミングの制御等に用いる技術が従来知られている。しかしながら、この場合、検知器を異なる位置に各々取り付けて検知する必要がある。したがって、検知器の取り付けスペースの確保や、検知器が複数個必要となるという欠点があった。また、取り付けている各々の検知器の位置について高い精度が要求され、検知器固定部材が高価となる欠点があった。また、検知器の取り付け場所によっては、検知器の間隔が十分に取れないという欠点もあった。
そこで本発明は、上記実情に鑑みて、安価で簡単な機構で、感光体等を操作するレーザビーム光の検出精度が向上した画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1記載の発明は、レーザビーム光を出射する光源と、レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、走査光の光路上の1点で走査光を検知する検知手段と、前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記検知手段へと直接入射する走査光の光路上に、第1の絞り部材を備えることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光の光路上に、第2の絞り部材を備えることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の画像形成装置において、前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光を前記検知手段が検知した時点から、前記検知手段へと直接入射する走査光を前記検知手段が検知した時点まで、の時間を計測する計測手段を備えることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4記載の画像形成装置において、前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、走査光を検知した前記検知手段の検知信号を通常の検知信号として処理しない判断手段を備えることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の画像形成装置において、前記判断手段は、前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、差を計算し、差が所定の速度制御する時間以内であれば、前記回転多面鏡の回転速度の制御にフィードバックすることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、レーザビーム光を出射する光源と、レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、走査光の光路上の1点で走査光を検知する検知手段と、前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする光走査装置である。
本発明によれば、安価で簡単な機構で、感光体等を操作するレーザビーム光の検出精度が向上した画像形成装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の要部を示す斜視図である(筐体部3の内部は、透視図で表現している)。図1において、本実施形態の画像形成装置の要部は、検知部1、位置設定反射板2、レーザダイオード4とコリメートレンズ5を含むLDユニット4a、シリンダレンズ6、ミラー7、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー部8、fθレンズ9、BTL(バレル・トロイダル・レンズ)10、折り返しミラー11、制御部16を備えて構成され、これらの各構成要素は筐体部3の内部に収められている。筐体部3に収納されるこれらの機構は、光走査装置とも呼ばれ、本実施形態に係る画像形成装置においては、感光体ドラム12上を光走査する。
また、図2は、図1に示す構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の要部を示す斜視図である(筐体部3の内部は、透視図で表現している)。図1において、本実施形態の画像形成装置の要部は、検知部1、位置設定反射板2、レーザダイオード4とコリメートレンズ5を含むLDユニット4a、シリンダレンズ6、ミラー7、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー部8、fθレンズ9、BTL(バレル・トロイダル・レンズ)10、折り返しミラー11、制御部16を備えて構成され、これらの各構成要素は筐体部3の内部に収められている。筐体部3に収納されるこれらの機構は、光走査装置とも呼ばれ、本実施形態に係る画像形成装置においては、感光体ドラム12上を光走査する。
また、図2は、図1に示す構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。
レーザダイオード4の発光によりレーザビーム光がレーザダイオード4から出射し、当該レーザビーム光は、コリメートレンズ5により平行光束化され、シリンダレンズ6を通り、ミラー7により偏光され、ポリゴンミラー部8の反射面に投射される。ポリゴンミラー部8は、回転によりレーザビーム光の反射角を変えつつ偏光して、レーザビーム光を感光体ドラム12を走査する走査光とする。走査光は、fθレンズ9を通り、BTL10を通り、一部が検知部1に入射する。
検知部1に入射する一部の走査光について説明する。本実施形態においては、走査光は、折り返しミラーによる反射を経て感光体ドラム12を走査する前に、すなわち、画像領域に入る前に、あるレーザビーム光が、走査光の光路上に配設される位置設定反射板2へと入射し、反射を経て、検知部1に入射する。ところが、検知部1は、同様に走査光の光路上に配設されているので、また別のレーザビーム光も、検知部1に直接入射する。
本実施形態は、上記のとおり、画像領域に入る前に、2個所で走査光を検知しているので、走査光の速度をモニタできる。したがって、画像領域で高精度の書き込みが可能となる。また、走査光を検知するための機構も、検知部1の1つで済むため、安価で簡単な機構である。
本実施形態の変形例を図3ないし図10を参照して、以下に説明する。
図1と図2に示す構成では、検知部1に周辺不要光が入ってしまい検知部1が誤検知をする可能性がある。周辺不要光とは、検知部1に直接入射する光路以外の場所からの光のことである。そこで、図3と図4に示すように、検知部1に直接入射するレーザビーム光の光路上に絞り部13を設ける。このように絞り部13を設けたことによって、周辺不要光が検知部1に入りにくくなり、誤検知の可能性が低減する効果が奏される。
図1と図2に示す構成では、検知部1に周辺不要光が入ってしまい検知部1が誤検知をする可能性がある。周辺不要光とは、検知部1に直接入射する光路以外の場所からの光のことである。そこで、図3と図4に示すように、検知部1に直接入射するレーザビーム光の光路上に絞り部13を設ける。このように絞り部13を設けたことによって、周辺不要光が検知部1に入りにくくなり、誤検知の可能性が低減する効果が奏される。
図3と図4に示す構成と同様に、位置設定反射板2による反射を経て検知部1に入射するレーザビーム光の光路上に絞り部14を設けることが好ましい。絞り部14は、単独で設置してもよいが(図5と図6)、絞り部13と併用する(図7と図8)ことが一層好ましい。誤検知の可能性が一層低減する効果が奏される。
絞り部13及び絞り部14を備える本実施形態の変形実施例について、更に図9を参照して説明する。図9は、本変形実施例の検知部1を中心に絞り部13,14等の立体構成を示した斜視図である。図9に示すように、本例では、検知部1と位置設定反射板2が固定部材15に固定されている。また、絞り部13,14は、固定部材15に一体成型されている。一体成型されていることにより、部品点数を抑えることができ、組み立て工数を減らすことができるので、製造コストの低減が可能となる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、検知部1に使用する同期検知用素子の内部反射により、誤検知が起きる可能性がある。そこで、同期検知の精度を更に高めるため、走査光の速度をモニタする機能を備える実施形態について以下に説明する。すなわち、第1の実施形態において、走査光の速度をモニタする機能を実現する構成を有する第2の実施形態について説明する。
第1の実施形態においては、検知部1に使用する同期検知用素子の内部反射により、誤検知が起きる可能性がある。そこで、同期検知の精度を更に高めるため、走査光の速度をモニタする機能を備える実施形態について以下に説明する。すなわち、第1の実施形態において、走査光の速度をモニタする機能を実現する構成を有する第2の実施形態について説明する。
図10は、本実施形態の構成を真上から見下ろした状態で示す上面図である。図10において、本実施形態に係る画像形成装置は、図1に示す構成に加え、検知部1が走査光を検知したときに発する検知信号を受信する制御部16を備える。制御部16は、検知部1からの検知信号等を受信して、ポリゴンミラー部8の速度制御を行い、また、画像形成装置の全体制御部17の制御を受けて画像形成する画像データを受信して、画像データに基づき、レーザダイオード4とコリメートレンズ5を含むLD(レーザダイオード)ユニット4aの発光制御等を行う(図12を参照して後述)。
ここで、これらの制御は、位置設定反射板2からの反射を経て入射した走査光を検知部1が検知した検知信号の受信から、位置設定反射板2の反射を経ないで直接入射した走査光を検知部1が検知した検知信号の受信までの時間を計測した計測結果に基づいて行われる。すなわち、制御部16は、計測手段としても機能する。
図11のタイミングチャートを参照して、本実施形態の動作を説明する。図示しないポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー部8の、多面鏡のうちの1面によって得られる出力は、検知部1によって、図11の上段のように、アナログ信号として検知される。アナログ信号は、検知部1内部の検知回路によって、図11の下段のように、デジタル信号に変換され、制御部16に送信される。そして、制御部16は、図11の下段に示すように、位置設定反射板2より検知部1へレーザビーム光が入射した時点から、検知部1へレーザビーム光が直接入射した時点までの、デジタル化された時間を計測する。
本実施形態は、上記のように動作することによって、走査光の速度をモニタすることができる。
本実施形態は、上記のように動作することによって、走査光の速度をモニタすることができる。
本実施形態の制御部16の構成及び動作について、図12を参照して更に詳しく説明する。制御部16は、時間計測部16aと、判断部16bと、速度制御部16cと、LD制御部16dと、を備える。
時間計測部16aは、検知部1が、位置設定反射板2により反射して入射した走査光を検知して発する検知信号と、検知部1へと直接入射する走査光を検知して発する検知信号と、を受信して、その間の時間を計測する。
時間計測部16aは、検知部1が、位置設定反射板2により反射して入射した走査光を検知して発する検知信号と、検知部1へと直接入射する走査光を検知して発する検知信号と、を受信して、その間の時間を計測する。
判断部16bは、時間計測部16aで計測された計測時間を、前もって設定された時間(すなわち所定の検知ピッチ)と比較して、一致するか否かを判断する。ここで判断部16bは、一致すれば通常の画像形成動作を、一致しない場合は前段の時間計測部16aで受けた検知信号を信号として処理しない動作を選択する。
本実施形態は、上記のように計測時間を前もって設定された時間と比較して一致しない場合は、検知信号を信号として処理しない動作をすることによって、画像形成における速度制御の精度を向上させることができる。この効果は、特に、検知部1内部より不要光が発生し誤検知が発生するような場合に、有効である。たとえ検知部1が誤った検知信号を発した場合でも後段の制御部16において誤った検知信号を破棄することができるからである。
本実施形態は、上記のように計測時間を前もって設定された時間と比較して一致しない場合は、検知信号を信号として処理しない動作をすることによって、画像形成における速度制御の精度を向上させることができる。この効果は、特に、検知部1内部より不要光が発生し誤検知が発生するような場合に、有効である。たとえ検知部1が誤った検知信号を発した場合でも後段の制御部16において誤った検知信号を破棄することができるからである。
本実施形態は、更に、判断部16bにおいて、時間計測部16aで計測された計測時間と前もって設定された時間とが一致しない場合であっても、計測時間と前もって設定された時間との差を計算し、その差が時間以内であれば、その差に基づいて、速度制御部16cにフィードバックを伝え、ポリゴンミラー部8の回転速度制御に用いることが好ましい。
上記の動作について、特に時間計測部16aと判断部16bの動作を中心に、図13と図14を参照して更に詳しく説明する。
図13のタイミングチャートにおいて、判断部16bは、時間計測部16aで計測された計測時間と前もって設定された時間とが一致しないと判断した場合であっても、計測時間と前もって設定された時間との差を計算し、その差が時間以内であれば(この時間を「速度制限する時間」という)、速度制御部16cにフィードバックを伝え、速度制限部16cは、ポリゴンミラー部8の回転速度の制御を行う。
図13のタイミングチャートにおいて、判断部16bは、時間計測部16aで計測された計測時間と前もって設定された時間とが一致しないと判断した場合であっても、計測時間と前もって設定された時間との差を計算し、その差が時間以内であれば(この時間を「速度制限する時間」という)、速度制御部16cにフィードバックを伝え、速度制限部16cは、ポリゴンミラー部8の回転速度の制御を行う。
なお、速度制限する時間を大きく逸脱するような場合は、信号として処理しない。
また、速度制限部16は、計測時間が前もって設定された時間よりも短かった場合に、ポリゴンミラー部8の速度を下げる制御を行い、逆に、長かった場合に、ポリゴンミラー部8の速度を上げる制御を行う。
また、速度制限部16は、計測時間が前もって設定された時間よりも短かった場合に、ポリゴンミラー部8の速度を下げる制御を行い、逆に、長かった場合に、ポリゴンミラー部8の速度を上げる制御を行う。
図14のフローチャートにおいて、画像形成装置の画像形成動作は、全体制御部17が画像データの設定を行い、画像データをLD制御部16dに設定することから始まる(ステップS01)。画像データが設定されると、制御部16は、レーザダイオード4をONし(ステップS02)、ポリゴンミラー部8を駆動するポリゴンモータもONする(ステップS03)。そして、レーザビーム光による走査を開始する(ステップS04)。
ポリゴンミラー部8の回転速度は、書き込み終了までモニタされる。時間計測部16aは、位置設定反射板2による反射を経て検知部1に入射した走査光の検知信号を受信した時点から、時間の計測を開始し(ステップS05)、検知部1に直接入射した走査光の検知信号を受信した時点までの時間を計測する(ステップS06)。なお、図14においては、「前もって設定された時間」を(X)、「計測時間」を(Y)、「速度制限する時間」を(Z)と表記する。
判断部16bは、計測時間Yと前もって設定された時間(すなわち、所定の検知ピッチ)Xとを比較し、一致するか否かをまず調べる(ステップS07)。一致する場合は、回転速度は維持される(ステップS08)。一致しない場合は、計測時間Yと前もって設定された時間Xとの差を、速度制限する時間Zと比較し(ステップS09)、差がZ以内ならば、差に応じた動作をする(ステップS09、Yes)。差がZを超えるならば、検知信号を信号として処理しないこととする(ステップS10)。
差に応じた動作について説明する。X−Yが0より小さい場合は(ステップS11、Yes)、走査ピッチが大きいと考えられるので、判断部16bは、速度制御部16cに回転速度を上げるようフィードバックを伝える(ステップS12)。また、X−Yが0より大きい場合は(ステップS11、No)、走査ピッチが短いと考えられるので、判断部16bは、速度制御部16cに回転速度を下げるようフィードバックを伝える(ステップS13)。また、このとき、好ましくは、速度制御部16cは、差に対応した速度に回転速度を速める又は遅くする。
ポリゴンミラー部8の回転速度の制御がいずれの場合であっても、画像形成装置は、所定の画像形成動作を行い(ステップS14)、全体制御部17により画像形成動作を終了する旨の処理信号が制御部16に発せられていれば(ステップS15、Yes)、レーザダイオード4やポリゴンモータ等の動作をOFFにして終了する(ステップS16)。
本実施形態は、以上のように動作するので、走査速度のモニタに留まらず、走査速度の調整を可能にし、画像形成における速度制御の精度を向上させることができる。
本実施形態は、以上のように動作するので、走査速度のモニタに留まらず、走査速度の調整を可能にし、画像形成における速度制御の精度を向上させることができる。
次に、検知部1の構成について、図15を参照して説明する。図15は、検知部1の構成を示す回路図である。図15において、検知部1は、図示のような受光素子部1aを有し、受光素子部1aは、受光部1bを備える。検知部1は、入射するレーザビーム光を受光部1bに受けると、アナログ信号をデジタル化し、検知信号として出力する。
1 検知部
1a 受光素子部
1b 受光部
2 位置設定反射板
3 筐体部
4 レーザダイオード
4a LDユニット
5 コリメートレンズ
6 シリンダレンズ
7 ミラー
8 ポリゴンミラー部
9 fθレンズ
10 BTL
11 折り返しミラー
12 感光体ドラム
13,14 絞り部
15 固定部材
16 制御部
16a 時間計測部
16b 判断部
16c 速度制御部
16d LD制御部
17 全体制御部
1a 受光素子部
1b 受光部
2 位置設定反射板
3 筐体部
4 レーザダイオード
4a LDユニット
5 コリメートレンズ
6 シリンダレンズ
7 ミラー
8 ポリゴンミラー部
9 fθレンズ
10 BTL
11 折り返しミラー
12 感光体ドラム
13,14 絞り部
15 固定部材
16 制御部
16a 時間計測部
16b 判断部
16c 速度制御部
16d LD制御部
17 全体制御部
Claims (7)
- レーザビーム光を出射する光源と、
レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、
走査光の光路上の1点で走査光を検知する検知手段と、
前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記検知手段へと直接入射する走査光の光路上に、第1の絞り部材を備えることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光の光路上に、第2の絞り部材を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
- 前記位置設定反射部材により反射して前記検知手段へと入射する走査光を前記検知手段が検知した時点から、前記検知手段へと直接入射する走査光を前記検知手段が検知した時点まで、の時間を計測する計測手段を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の画像形成装置。
- 前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、走査光を検知した前記検知手段の検知信号を通常の検知信号として処理しない判断手段を備えることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
- 前記判断手段は、前記計測手段が計測した時間が、所定の検知ピッチと一致しない場合は、差を計算し、差が所定の速度制御する時間以内であれば、前記回転多面鏡の回転速度の制御にフィードバックすることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
- レーザビーム光を出射する光源と、
レーザビーム光を反射して感光体を走査する走査光とする回転多面鏡と、
走査光の光路上の1点で走査光を検知する検知手段と、
前記光路とは異なる光路上で走査光を反射して前記検知手段へと入射させる位置設定反射部材と、を備えることを特徴とする光走査装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007177732A JP2009012350A (ja) | 2007-07-05 | 2007-07-05 | 画像形成装置及び光走査装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011095590A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Kyocera Mita Corp | 光走査装置及びこれを備えた画像形成装置 |
JP2014219554A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | シャープ株式会社 | 光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置 |
-
2007
- 2007-07-05 JP JP2007177732A patent/JP2009012350A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011095590A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Kyocera Mita Corp | 光走査装置及びこれを備えた画像形成装置 |
JP2014219554A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | シャープ株式会社 | 光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置 |
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