JP2009031504A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体の偏心などによる影響の少ない安定した同期検知ができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】走査光学系の露光信号送出タイミングを決定する信号を検知する同期検知手段2は、特定位置におけるレーザ光22a,22bの感光体1からの反射光を検知するように構成されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばカラーあるいはモノクロのプリンタ等のレーザ走査型電子写真装置である画像形成装置に係り、特にそれの走査光学系に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置としては、レーザ光を回転するポリゴンミラーに照射することで光走査する光学系を用いて感光体上に集光させることにより、感光体上に走査線を形成する走査光学系方式が広く用いられている。

この走査光学系方式では、感光体上の全走査範囲でレーザ光が正しく集光されるよう、例えば特許文献２の図１に示されるｆ−θ補正等を行うレンズ群や、光路を折り畳んで長い光路長をコンパクトにまとめるためのミラー等を含む光学系が必要とされる。

特に幅広印刷に対応する場合、走査線全域をコンパクトな単一の走査光学系で走査しようとすると、前述のミラーを多用して、光路の折り返しを多くするか、少ない面数のポリゴンミラーを使用して、走査角を大きくする必要が生じる。

しかし、ミラーの多用は光路の調整を複雑にし、組み上げコストを増大させる。一方で、走査角を大きくすると、感光面に入射するレーザ光の角度が浅くなるため、感光体ドラムあるいは感光体ベルトの支持ローラなどの偏心による感光面の面外変位が、走査線の書き出し位置のずれに与える影響が大きくなる問題を生じる。

例えば感光面とレーザ光のなす角が４５度の場合には、面外変位と走査線の書き出し位置のずれ量は１：１になる。この場合、ドラムあるいはベルトとして実現される感光体に、非常に位置決め精度が要求されることになり、装置全体のコストが増大することになる。

このための解決手段としては、特許文献１や特許文献２等に開示されているような、複数の走査光学系で走査線をつなぎ合わせる方法が考えられる。

しかし一方で特許文献２に開示されているように、複数の走査光学系の走査線をつなぎ合わせて一つの走査線を実現する場合、例えば特許文献３にあるようなキャリブレーションバターンを利用して走査線の接合位置合わせを行ったとしても、特許文献２にも開示されているように、走査線のつなぎ位置には高い整合精度が求められるために、やはり感光面の揺らぎや温度変動などの画像形成装置の稼働中の条件変化よってずれてしまう。

このような稼働中に生じる走査線接合部のずれを補正するために、特許文献２の段落[００５２]では、偏心量測定センサを用いて最も位置合わせが重要となる走査線の接続部での偏心量を直接計測して、レーザの書き出しタイミングを補正する方法が開示されている。この偏心量測定センサとしては、同特許文献２では非接触タイプのレーザ変位計や渦電流センサ、あるいは接触式の変位センサを使用することが提案されている。
特開平６−２０８０６６号公報 特開２００３−９４７２５号公報 特開２００４−114312号公報

しかし、実際に感光体の変位を上述のセンサ類で計測する場合には、画像形成を行うための走査線との干渉を避けるために、感光体上の走査線位置からはずれた場所に変位センサを設置することになる。

あるいは非接触のレーザ変位計であっても、一般的に使用される６５０ｎｍ前後の可視光域のレーザでは、感光体に現像可能な潜像が形成されてしまうため、用紙間の非印字領域が補償されない連続紙印刷では、印刷結果に影響を与えること無く走査線位置の変位を直接計測することはできない。

また、特許文献２では実際の走査線部での偏心量と計測位置の偏心量の関係を単純に位相差だけとして推定しているが、感光体をドラムではなくベルトで構成する場合には、ベルトを支持する複数のローラの変位の影響を受けるため、位相差だけでは、走査位置での変位推定が十分行えない問題が生じる。さらに、温度変化に伴う信号処理系の遅延特性変化など偏心以外の要因によるずれの発生までは補正しきれない問題がある。

さらに一方で、特許文献２に開示されているように、事前に記録した偏心特性に基づいて補正を行う場合、特性を記録するための装置の予備動作や特性記録ためのメモリ、補正量を演算するための演算手段などが必要となり、露光制御を行う制御手段が複雑になりコスト増大の要因となる。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、感光体の偏心などによる影響の少ない安定した同期検知ができる動作信頼性の高い画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、特定波長域の露光により表面電位が変化する感光層を有する感光体と、
その感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記感光体上に複数本のレーザ光を走査させて静電潜像を形成する走査光学系と、
その走査光学系の露光信号送出タイミングを決定する信号を検知する同期検知手段と、
前記感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
その転写されたトナー像を前記被記録媒体上に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記同期検知手段は、特定位置における前記レーザ光の感光層または感光層支持体からの反射光を検知するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記同期検出手段は、
前記感光体の一方の端部付近に設置されて前記走査光学系の露光信号の書き出しタイミングを決定する書き出し同期検知手段と、
前記感光体の他方の端部付近に設置されて前記走査光学系の露光信号の書き終わりタイミングを決定する書き終わり同期検知手段で構成されることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、
前記複数本のレーザ光は、少なくとも１つは前記感光層に現像可能な電位変化を誘起しない波長を有する第１のレーザ光であり、その他は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有する第２のレーザ光であり、
前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を前記同期検知手段で検知するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第１または第２の手段において、
前記複数本のレーザ光は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有するレーザ光であり、
そのレーザ光による前記感光層が形成されていない感光層支持体からの反射光を前記同期検知手段で検知するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第１ないし第４の手段において、
前記感光体に対する前記レーザ光の走査面内で、
前記レーザ光が前記感光体の法線となす最大角度をθ(ラジアン)、
前記同期検知手段の検出する前記反射光のなす角度をθ’ (ラジアン)とするとき、
θ’ は |θ−θ’ |＜（ｃｏｓ²θ）／１０
の範囲であることを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は、特定波長域の露光により表面電位が変化する感光層を有する感光体と、
その感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記感光体上に複数本のレーザ光を走査させる第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系を有し、それぞれの走査光学系により前記感光層上に形成される走査線が走査線連結部で連結されるように前記第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系が配置された走査光学系と、
前記感光体上に形成された走査線からなる静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
その転写されたトナー像を前記被記録媒体上に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記複数本のレーザ光は、少なくとも１つは前記感光層に現像可能な電位変化を誘起しない波長を有する第１のレーザ光であり、その他は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有する第２のレーザ光であり、
前記走査線連結部の付近に、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知する中間同期検知手段を設置したことを特徴とするものである。

本発明の第７の手段は前記第６の手段において、
前記中間同期検知手段の検知信号に基づいて、前記第１の走査光学系に対しては書き終わりの同期タイミングを決定し、前記第２の走査光学系に対しては書き出しの同期タイミングを決定することを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は、特定波長域の露光により表面電位が変化する感光層を有する感光体と、
その感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記感光体上に複数本のレーザ光を走査させる第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系を有し、それぞれの走査光学系により前記感光層上に形成される走査線が走査線連結部で連結されるように前記第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系が配置された走査光学系と、
前記感光体上に形成された走査線からなる静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
その転写されたトナー像を前記被記録媒体上に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記複数本のレーザ光は、少なくとも１つは前記感光層に現像可能な電位変化を誘起しない波長を有する第１のレーザ光であり、その他は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有する第２のレーザ光であり、
前記感光体の一方の端部付近に設置され、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知して、その検知信号に基づいて前記第１の走査光学系における露光信号の書き出しタイミングを決定する第１の走査光学系の書き出し同期検知手段と、
前記走査線連結部の付近に設置され、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知して、その検知信号に基づいて前記第１の走査光学系に対しては書き終わりの同期タイミングを決定し、前記第２の走査光学系に対しては書き出しの同期タイミングを決定する中間同期検知手段と、
前記感光体の他方の端部付近に設置され、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知して、その検知信号に基づいて前記第２の走査光学系における露光信号の書き終わりタイミングを決定する第２の走査光学系の書き終わり同期検知手段とを有していることを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は前記第６ないし第８の手段において、
前記感光体に対する前記レーザ光の走査面内で、
前記レーザ光が前記感光体の法線となす最大角度をθ(ラジアン)、
前記同期検知手段の検出する前記反射光のなす角度をθ’ (ラジアン)とするとき、
θ’ は |θ−θ’ |＜（ｃｏｓ²θ）／１０
の範囲であることを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、感光体からの走査レーザ光の反射光を同期信号として利用することにより、偏心などによる感光体の面外変位に対するレーザ光の走査方向の変位が、同期検出のレーザ光の変位とで相殺される。特に、上述の限定された角度内であれば、感光体面外変位に対するレーザ光の走査方向変位量が大幅に抑えられ、動作信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。

本発明は、感光体ドラムの偏心などによる感光体の面外方向の変位に起因する書き込み位置のずれについて、面外変位を書き出し補正量に変換する間接的な補正手段ではなく、偏心による影響の少ない安定な同期検知手段を得ることにより、感光体面外変位の影響大きい大走査角の広幅走査光学系や、走査線の接合部に高い位置決め精度の要求される分割走査光学系による位置ずれの少ない広幅対応の画像形成装置を低コストに実現することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図に従って説明する。

図１には本発明の実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す。同図に示すように感光体ドラム１は矢印方向に回転し、クリーニングローラ５１で清掃された後、その表面に帯電器５２で電荷が与えられる。

レーザユニット５３から照射されるレーザ光の走査線９は、露光制御装置１０の信号に従ってON/OFFしながら感光体ドラム１の表面を走査する。これにより感光体ドラム1上の露光された部位の電荷が除かれ、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像ローラ５４により供給される逆の電位に帯電させたトナーによって現像され、感光体ドラム１の表面にトナー像が形成される。

転写ローラ５５はこのトナー像を給紙スタッカ５７から供給される連続紙５９に転写し、定着器５６はトナー像を加熱圧着することで紙面上に定着させる。画像が形成された連続紙５９は排紙スタッカ５８に排出される。

図２に、本発明の画像形成装置の主要部である走査光学系の概念図を示す。
同図では、本質を理解しやすくするためにｆ−θレンズや光路を折り返すミラー等を省略し、光路を単純化して図示している。図示するレーザダイオードアレイ（以下、ＬＤＡと略記する）４やポリゴンミラー５は、これらのレンズ群やミラー等とともに図１のレーザユニット５３に納められている。また図２では、感光体ドラム１の周辺に配置されるクリーニングローラ５１、帯電器５２、現像ローラ５４、転写ローラ５５等も省略している。

図２に示すように感光体ドラム１は、矢印Ａ方向に回転している。一方、ＬＤＡ４から発せられた複数本のレーザ光６，７は、矢印Ｃ方向に回転するポリゴンミラー５により偏向され、感光体ドラム１上で矢印Ｂ方向に走査する複数本の走査線８，９を形成する。

ここで複数本のレーザ光７は感光体ドラム１上に静電潜像を形成する通常の波長（６５０ｎｍ程度）のレーザ光であり、複数本が同時に照射される。１本のレーザ光６は、これより長波長（９００ｎｍ程度）のレーザ光である。

図３は、本実施例で使用する感光体の分光感度特性図である。この図から明らかなように当該感光体は波長８００ｎｍ以上では感度を持たないから、前記レーザ光６（波長９００ｎｍ程度）によって感光体ドラム１上を走査しても（破線で表示した走査線８）現像される静電潜像は形成されないようになっている。

また、図２に示すように感光体ドラム１の両端部付近には書き出し同期検知手段２と書き終わり同期検知手段３が設置され、感光体ドラム１からのレーザ光６の反射光を受けて、露光制御信号の書き出しタイミングを決定する書き出し同期信号を発生する。同様に、書き終わり同期検知手段３は、感光体ドラム１からのレーザ光６の反射光を受けて、書き終わりタイミングを決定する書き終わり同期信号を発生する。

これらの書き出しタイミングの同期検知信号と書き終わりタイミングの同期検知信号に基づいて、露光制御装置１０（図１参照）は書き出しタイミング調整とドット書き込みクロックの調整を行うことにより、走査線９上の書き出し位置と、書き終わり位置を所定の位置に一致させる。

図４はレーザ光６の走査位置の関係を示す図で、図２の走査光学系を下方から見た図になっている。また、感光体ドラム１の感光面が偏心などによって最も露光側に近い位置にある状態を実線１９で、最も露光側から遠い位置にある状態を破線２０で示している。

同図に示されているように、ＬＤＡ４から発せられたレーザ光６は、ポリゴンミラー５の回転により、図に示したように書き出し位置のビーム２１から書き終わり位置のビーム２４を含む範囲を矢印Bの方向に走査する。

書き出し同期検知手段２は、感光体ドラム１からのレーザ光６の反射光を受光するように設置されており、感光体ドラム１が図４の実線１９で示した位置にある場合、書き出し同期検知位置のビーム２２ａの反射光を検知し、感光体ドラム１が図４の破線２０で示した位置にある場合、ビーム２２ａの反射光と同じ光軸上にあるビーム２２ｂの反射光を検知する。

同様に、書き終わり同期検知手段３は、感光体ドラム１が図４の実線１９で示した位置にある場合、書き終わり同期検知位置のビーム２３ａの反射光を検知し、感光体ドラム１が図４の破線２０で示した位置にある場合、ビーム２３ｂの反射光を検知する。

図５に、図４の書き込み同期検知手段２の付近の拡大図を示す。右方向が主走査方向Ｌの正の方向、上方向が偏心量Ｒの正の方向である。

図５で点Ｐ₁は、感光体ドラム１が実線１９の位置にある場合の書き出し位置のビーム２１と感光体ドラム１との交点、また角度θ₁は、このときビーム２１が感光体ドラム１の法線となす角度を表している。また点Ｐ₁’ は、感光体ドラム１が破線２０の位置に変位した場合のビーム２１と感光体ドラム１との交点を表している。

同様に、点Ｐ₂は、感光体ドラム１が実線１９にある場合の書き込み同期検知位置のビーム２２ａと感光体ドラム１の交点であり、角度θ₂はこのときビーム２２ａが感光体ドラム１の法線となす角を表している。

また点Ｑ’₂は、感光体ドラム１が破線２０に変位した場合に、書き出し同期検知手段２が反射光を検知する位置にあるビーム２２ｂと感光体ドラム１との交点を表している。

またその他の点として、走査原点をＯ、書き出し同期検知手段２の検知基準点をＯ’とし、ビーム２２ｂの反射光（一点鎖線）と実線１９の交点をＱ₂、線分Ｏ’ Ｐ₂の延長線と破線２０の交点をＰ’₂、線分ＯＰ’₂と実線１９の交点をＱ₃、ビーム２２ｂと実線１９の交点をＰ₃としている。

このとき三角形Ｐ₂Ｏ’ Ｑ₂と三角形Ｐ₂ＯＰ₃は相似であり、相似比はＯ’、Ｏそれぞれの感光体面である実線１９からの距離の比となる。従って書き出し同期検知手段２に対して、走査半径が十分大きい場合には、近似的に点Ｑ₂とＰ₂、点Ｑ₂’とＰ₂’を同一視して、ビーム２２ｂ（一点鎖線）を破線ＯＰ’₂Ｏ’ と看做すことができる。

このとき、この近似による誤差は、おおよそ相似比の２倍程度となるので、例えば書き出し同期検知手段２の感光体ドラム１からの距離を走査半径の１／１０とした場合には、後述のΔＬ₂の推定誤差は２０％程度となる。

以下の説明では説明を簡便にするため、上記のような簡略化を行うことにする。

感光体ドラム１が実線１９の位置から破線２０の位置に変位した場合の変位量をΔＲとすると、書き込み同期検知点Ｐ₂のＰ₂’ への変位量ΔＬ₂は、
ΔＬ₂ ＝−ΔＲ・ｔａｎθ₂ … （１）
となる（図５ではΔＲ＜０に注意）。

このことは、書き込み同期信号は、感光体ドラム１の変位ΔＲに伴って、走査距離ΔＬ₂に相当する遅延を伴って書き込み同期検知手段２に到達することを意味している。従って、感光体ドラム１が破線２０にある場合の実際の書き出し位置は、ビーム２１を延長した破線２０との交点Ｐ₁’ ではなく、変位ΔＬ₁を変位ΔＬ₂で相殺した位置となる。

即ち、実際の書き出し位置の変位量をΔＬとすると、
ΔＬ ＝ΔＬ₁ +ΔＬ₂
＝ΔＲ（ｔａｎθ₁−ｔａｎθ₂）
≒ ΔＲ・Δθ/ｃｏｓ²θ₂ … （２）
となる。ただし、Δθ＝θ₁−θ₂ である。

特に図５の例の場合は、Δθ＜０であるからΔＬ＜０となり、実際の書き出し位置は（Ｐ₁）の左側に|ΔＬ|だけずれた点になることが分かる。この点は、図５では（Ｐ₁）に近接しすぎるため、特に図示はしていない。

従って、偏心量ΔＲに対する書き出し位置変化の感度|ΔＬ／/ΔＲ|を、設計値δより小さくするためには、
|Δθ| ＜（ｃｏｓ²θ₂）δ … （３）
であれば良いことが分かる。

例えば、一般的に感光体ドラム１の偏心量は大きくても１００μｍ以下のオーダーなので、前記Δθの値として、設計値δの１／１０程度に設定することで、画素の書き出しずれ量を数μｍのオーダーに抑えることが可能である。一般的にデジタル印刷物の画素サイズは４２μｍ（６００ｄｐｉ）であることを考慮すると、本方法により実用上十分な書き出し位置精度が得られることになる。

なお、このときの角度θの範囲は、（３）式により、θ₂ ＝ π／４（ｒａｄ）の場合で、|Δθ|＜１／２０（ｒａｄ）となる。即ち、図４では書き出し位置Ｐ₁からポリゴンミラーからの半径の１／２０相当の長さの範囲に書き出し同期検知位置Ｐ₂が来るように設計すれば良いことになる。

図５は、感光体ドラム１の偏心量ΔＲ＜０の場合を図示したが、ΔＲ＞０の場合も同様となる。図６にΔＲ＞０の場合の関係を示す。この場合も、感光体ドラムの偏心量が１００μｍ以下オーダーなのに対して、感光体ドラム長が数百ｍｍオーダーであることから破線２０と実線１９は、ほぼ平行と見なすことができて、先の図５で考察した関係式はすべてそのまま成立する。ただし、図６の場合には、Δθ＞０であるから、ΔL＞０となり、実際の書き出し位置は（Ｐ₁）の右側にΔＬだけずれた点になることが分かる。

以上のことから図４の構成で、書き出し位置にあるビーム２１に対して、（３）式の条件を満たす位置に書き出し同期検知手段２を設けることで、偏心量ΔＲに対する書き出し位置変位ΔＬの感度|ΔＬ／ΔＲ|を、設計値δより小さくすることができる。

これと同様の考察は、図４の書き終わり同期検知手段3に関しても成立する。即ち、図４の構成で、書き終わり位置にあるビーム２４に対して、（３）式の条件を満たす位置に書き終わり同期検知手段３を設けることで、偏心量ΔＲに対する書き終わり位置変位ΔＬの感度|ΔＬ／ΔＲ|を、設計値δより小さくすることができる。

図５の説明から分かるように、本発明は、書き出しタイミング（図５のＰ₁書き込み）が、書き出し同期検知タイミング（図５のＰ₂検知）よりも先行する場合も許容する。しかし、このことは、書き出し検知タイミングを次の書き出しタイミングの同期に利用することにすれば、特に問題にはならない。

また、最大の効果を得るために、同期検知を行うためのレーザ光６を潜像形成に影響のない波長域とすることを前提としたが、本実施例の場合には、同期検出を行う感光体ドラム１の両端部付近を現像禁止領域とするか、感光材の無い領域(さらに理想的には鏡面の領域)を設けるなどの処理を施すことで、通常の潜像形成に用いるレーザを同期検知に使用することも可能である。

図７は、実施例２に係る感光体ドラム１の斜視図である。本実施例の場合は、感光体ドラム１の両端部付近に感光層６１が形成されていない鏡面加工された反射領域６２が形成され、その反射領域６２と反射領域６２の間に感光層６１が形成されている。この反射領域６２は、感光層６１が形成、支持される筒状の感光支持体の表面全周に亘って形成されている。

そして書き出し同期検知手段２ならびに書き終わり同期検知手段３は前記反射領域５２の付近に設置されて、潜像形成に用いるレーザ光７の反射領域６２での反射光を書き出し同期検知手段２ならびに書き終わり同期検知手段３でそれぞれ受光する構成になっている。従って本実施例では、同期検知専用のレーザ光６は不要である。

図８には、図２と同様の走査光学系を２組用いて走査線をつなぎ合わせることで、幅広印刷を実現する分割走査光学系の例を示す。ただし、図８の例では、ポリゴンミラー５ａ，５ｂの面数を増やし、走査光学系1つ当たりの走査幅を小さくすることで、感光体ドラム1へのレーザ光の入射角（図５の角度θ₁に相当）をπ／６以下になるようにしている。この設定により、感光体ドラム１の偏心量ΔＲに対する走査線の変位感度|ΔＬ／ΔＲ|は１／２以下に抑えられる。

以下、図８の詳細について説明する。ＬＤＡ４ａ，４ｂは、図２のＬＤＡ４と同じように複数のレーザ光を同時に射出する。これら複数のレーザ光は、１つは感光体ドラム１上に走査線が現像されない波長域のレーザ光６ａ，６ｂであり、他のレーザ光は感光体ドラム１上に現像可能な潜像を形成する波長域のレーザ光７ａ，７ｂである。

これらのレーザ光に対してポリゴンミラー５ａ，５ｂは、ともに同じ矢印Ｃ，Ｃ’の方向に同期して回転することで、図８の矢印Ｂ，Ｂ’ の方向にレーザ光を走査させる。

図８の矢印Ｂに対応する第１の走査光学系の書き出しタイミングは、ポリゴンミラー５ａで反射されたレーザ光６ａがビーム３０の位置に来たときに、書き出し同期検知手段２がミラー３２を介して検知する信号に基づいて決定される。

また、書き終わりタイミングは、感光体ドラム１が実線１９の位置にある場合にはレーザ光６ａがビーム３４の位置に来たとき、感光体ドラム１が破線２０の位置にある場合にはレーザ光６ａがビーム３３の位置に来たとき、の感光体ドラム１からの反射光に対する中間同期検知手段３６の検知信号に基づいて決定される。

同様に、矢印Ｂ’に対応する第２走査光学系の書き出しタイミングは、感光体ドラム１が実線１９の位置にある場合にはレーザ光６ｂがビーム３８の位置に来たとき、感光体ドラム１が破線２０の位置にある場合にはレーザ光６ｂがビーム３９の位置に来たとき、の感光体ドラム１からの反射光に対する中間同期検知手段３６の検知信号に基づいて決定される。

また、書き終わりタイミングは、レーザ光６ｂがビーム４１の位置に来たときに、書き終わり同期検知手段３がミラー４２を介して検知した信号に基づいて決定される。

このようにすることで中間同期検知手段３６により、第１の走査光学系の書き終わりを検知するビーム３４と、第２の走査光学系の書き出しを検知するビーム３８が交互に検出されることになる。これらの同期タイミングに基づいて、第１の走査光学系により感光体ドラム１上に形成される第１の走査線の終端と、第２の走査光学系による感光体ドラム１上に形成される第２の走査光学系の始点が一致するよう、前記特許文献３の方法などを用いて予め校正しておくことにより、感光体ドラム１の偏心により露光面が実線１９から破線２０に変化したとしても、前記実施例１と同様の効果が得られる。

即ち、偏心量ΔＲに対する走査線接合部４３の位置合わせずれ感度は、図９に示すように、（３）式の条件を満たす位置に中間同期検知手段３６を設けることで、偏心量ΔＲに対する（片側）走査線接合部ずれΔＬの感度|ΔＬ／ΔＲ|を、設計値δより小さく抑えることができる。

このことから、例えば、δ＝１／２０、θ₂ ＝ π／６（ｒａｄ）とした場合、|Δθ|＜０．０７５ （ｒａｄ）の範囲、即ち、走査線接合部４３から走査半径の７．５％以内の範囲にビーム３４およびビーム３８が収まる位置に中間同期検知手段３６を設けることで、（両側）走査線接合部ずれ量（２ΔＬ）が、偏心量ΔＲの１０％以内に抑えられることになる。

従って、感光体ドラム１の偏心量がΔＲ＜１００（μｍ）の画像形成装置では、前記設定により走査線接合部ずれ量を１０（μｍ）即ち、６００ｄｐｉ換算の１／４画素より小さく抑えられることになる。

以上、実施例３では走査線を複数の走査光学系で分割したことで、各走査光学系を構成するｆ−θレンズ系１１ａ，１１ｂやミラー１２ａ，１２ｂ等を、先の単一の走査光学系を用いる図４のｆ−θレンズ系１１やミラー１２よりも小さくできるため、比較的安価に収差や歪みを抑えた光学系が得られる利点がある。特に通常用紙幅用の量産機種のものを流用することで、量産効果によるコスト低減も可能となる。

図１０は実施例４に係る走査光学系におけるレーザ光の走査位置の関係を示す図である。本実施例で前記実施例３と相違する点は、ミラー３２，４２を用いないで感光体ドラム１の両端部付近に書き出し同期検知手段２と書き終わり同期検知手段３とを設置した点である。

従って、図１０の矢印Ｂに対応する第１の走査光学系の書き出しタイミングは、感光体ドラム１が実線１９の位置にある場合にはポリゴンミラー５ａで反射されたレーザ光６ａがビーム３０ａの位置に来たとき、感光体ドラム１が破線２０の位置にある場合にはレーザ光６ａがビーム３０ｂの位置に来たとき、の感光体ドラム１からの反射光に対する書き出し同期検知手段２の検知信号に基づいて決定される。

また、矢印Ｂ’に対応する第２走査光学系の書き終わりタイミングは、感光体ドラム１が実線１９の位置にある場合にはレーザ光６ｂがビーム４１ａの位置に来たとき、感光体ドラム１が破線２０の位置にある場合にはレーザ光６ｂがビーム４１ｂの位置に来たとき、の感光体ドラム１からの反射光に対する書き終わり同期検知手段３の検知信号に基づいて決定される。

なお中間同期検知手段３６の機能などは前記実施例３と同様であるので、それらの説明は省略する。

本実施例では、例えば図２に示すようにほぼ全長にわたって感光層を形成した感光体ドラム１を用いることもできるし、また例えば図７に示すように両端部に鏡面加工した反射領域６２を有する感光体ドラム1を用いることもできる。前者の場合は波長の異なるレーザ光６，７を使用する必要があり、後者の場合はレーザ光７のみでよい。

前記実施例１〜４ではドラム形状の感光体を備えた画像形成装置の場合について説明をしたが、図１１に示すように感光体がベルト形状である画像形成装置にも本発明は適用可能である。

図１１の構成では、感光体ベルト４５はローラ４６，４８およびテンションローラ４７によって支持され、矢印Ａ方向に回転駆動される以外の構成は図２と同様である。このとき走査線８，９に対する感光体ベルト４５の面外変位は、ローラ４６とローラ４８の両方の影響を受けて複雑に変化することになるが、このような場合にも感光体ベルト４５からのレーザ光６の反射光を同期検知に用いることで、同様の効果を得ることができる。

本発明は、レーザプリンタやレーザ複写機などのポリゴンミラーを用いた走査型の電子写真方式で、特に幅広用紙に対応した画像形成装置のレジストレーション低減に有効である。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の全体構成図である。 その画像形成装置における走査光学系の概念図である。 その画像形成装置に用いられる感光体の分光感度特性図である。 その走査光学系におけるレーザ光の走査位置の関係を示す図である。 その走査光学系における同期検知手段の動作説明図である。 その走査光学系における同期検知手段の動作説明図である。 本発明の実施例２に係る走査光学系の概念図である。 本発明の実施例３に係る走査光学系におけるレーザ光の走査位置の関係を示す図である。 その走査光学系における中間同期検知手段の動作説明図である。 本発明の実施例４に係る走査光学系におけるレーザ光の走査位置の関係を示す図である。 本発明の実施例５に係る感光体ベルトに適用した走査光学系の概念図である。

符号の説明

１…感光体ドラム、２…書き出し同期検知手段、３…書き終わり同期検知手段、４…ＬＤＡ、５…ポリゴンミラー、６…レーザ光、７…レーザ光、８…走査線、９…走査線、１０…露光制御装置、１１ａ，１１ｂ…レンズ、１２ａ，１２ｂ…ミラー、１９…感光体ドラムの位置（実線）、２０…感光体ドラムの位置（破線）、２１…書き出し位置のビーム、２２…ビーム、２３…ビーム、２４…書き終わり位置のビーム、３２…ミラー、３６…中間同期検知手段、４２…ミラー、４３…走査線接続部、４５…感光体ベルト、４６…ローラ、４７…テンションローラ、４８…ローラ、５１…クリーニングローラ、５２…帯電器、５３…レーザユニット、５４…現像ローラ、５５…転写ローラ、５６…定着器、５７…給紙スタッカ、５８…排紙スタッカ、５９…連続紙、６１…感光層、６２…反射領域。

Claims (9)

1. 特定波長域の露光により表面電位が変化する感光層を有する感光体と、
   その感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記感光体上に複数本のレーザ光を走査させて静電潜像を形成する走査光学系と、
   その走査光学系の露光信号送出タイミングを決定する信号を検知する同期検知手段と、
   前記感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
   前記感光体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
   その転写されたトナー像を前記被記録媒体上に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
   前記同期検知手段は、特定位置における前記レーザ光の感光層または感光層支持体からの反射光を検知するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項1に記載の画像形成装置において、前記同期検出手段は、
   前記感光体の一方の端部付近に設置されて前記走査光学系の露光信号の書き出しタイミングを決定する書き出し同期検知手段と、
   前記感光体の他方の端部付近に設置されて前記走査光学系の露光信号の書き終わりタイミングを決定する書き終わり同期検知手段で構成されることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記複数本のレーザ光は、少なくとも１つは前記感光層に現像可能な電位変化を誘起しない波長を有する第１のレーザ光であり、その他は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有する第２のレーザ光であり、
   前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を前記同期検知手段で検知するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記複数本のレーザ光は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有するレーザ光であり、
   そのレーザ光による前記感光層が形成されていない感光層支持体からの反射光を前記同期検知手段で検知するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記感光体に対する前記レーザ光の走査面内で、
   前記レーザ光が前記感光体の法線となす最大角度をθ(ラジアン)、
   前記同期検知手段の検出する前記反射光のなす角度をθ’ (ラジアン)とするとき、
   θ’ は |θ−θ’ |＜（ｃｏｓ²θ）／１０
   の範囲であることを特徴とする画像形成装置。
6. 特定波長域の露光により表面電位が変化する感光層を有する感光体と、
   その感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記感光体上に複数本のレーザ光を走査させる第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系を有し、それぞれの走査光学系により前記感光層上に形成される走査線が走査線連結部で連結されるように前記第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系が配置された走査光学系と、
   前記感光体上に形成された走査線からなる静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
   前記感光体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
   その転写されたトナー像を前記被記録媒体上に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
   前記複数本のレーザ光は、少なくとも１つは前記感光層に現像可能な電位変化を誘起しない波長を有する第１のレーザ光であり、その他は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有する第２のレーザ光であり、
   前記走査線連結部の付近に、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知する中間同期検知手段を設置したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   前記中間同期検知手段の検知信号に基づいて、前記第１の走査光学系に対しては書き終わりの同期タイミングを決定し、前記第２の走査光学系に対しては書き出しの同期タイミングを決定することを特徴とする画像形成装置。
8. 特定波長域の露光により表面電位が変化する感光層を有する感光体と、
   その感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記感光体上に複数本のレーザ光を走査させる第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系を有し、それぞれの走査光学系により前記感光層上に形成される走査線が走査線連結部で連結されるように前記第１の走査光学系ならびに第２の走査光学系が配置された走査光学系と、
   前記感光体上に形成された走査線からなる静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
   前記感光体上のトナー像を被記録媒体上に転写する転写手段と、
   その転写されたトナー像を前記被記録媒体上に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
   前記複数本のレーザ光は、少なくとも１つは前記感光層に現像可能な電位変化を誘起しない波長を有する第１のレーザ光であり、その他は前記感光層に現像可能な電位変化を誘起する波長を有する第２のレーザ光であり、
   前記感光体の一方の端部付近に設置され、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知して、その検知信号に基づいて前記第１の走査光学系における露光信号の書き出しタイミングを決定する第１の走査光学系の書き出し同期検知手段と、
   前記走査線連結部の付近に設置され、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知して、その検知信号に基づいて前記第１の走査光学系に対しては書き終わりの同期タイミングを決定し、前記第２の走査光学系に対しては書き出しの同期タイミングを決定する中間同期検知手段と、
   前記感光体の他方の端部付近に設置され、前記第１のレーザ光による前記感光層からの反射光を検知して、その検知信号に基づいて前記第２の走査光学系における露光信号の書き終わりタイミングを決定する第２の走査光学系の書き終わり同期検知手段とを有していることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項６ないし８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記感光体に対する前記レーザ光の走査面内で、
   前記レーザ光が前記感光体の法線となす最大角度をθ(ラジアン)、
   前記同期検知手段の検出する前記反射光のなす角度をθ’ (ラジアン)とするとき、
   θ’ は |θ−θ’ |＜（ｃｏｓ²θ）／１０
   の範囲であることを特徴とする画像形成装置。

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