JP2010000676A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタや複写機、複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copier, or a multifunction peripheral.
近年、プリンタや複写機、複合機等の画像形成装置が、会社内等のみならず一般家庭にも広く普及してきている。また、特に複写機は、コンビニエンスストアなどの店頭に設置され、公衆が有料で利用できるようになっている。 2. Description of the Related Art In recent years, image forming apparatuses such as printers, copiers, and multifunction machines have become widespread not only in offices but also in general households. In particular, copiers are installed in stores such as convenience stores so that the public can use them for a fee.
このような画像形成装置の中には、いわゆる電子写真プロセスによる印刷方式を採用しているものも多い。これは、像担持体である感光体ドラムの表面に、レーザ光を照射することで静電潜像を形成し、この静電潜像に対して現像電圧(現像バイアス)によってトナーを付着させて画像形成を行う方式である。 Many of these image forming apparatuses employ a printing method based on a so-called electrophotographic process. This is because an electrostatic latent image is formed by irradiating the surface of a photosensitive drum as an image carrier with laser light, and toner is attached to the electrostatic latent image by a developing voltage (developing bias). This is an image forming method.
図6は、このような静電潜像を形成するために、上記レーザ光を照射する光学系の概略説明図であって、図6(a)は上方から見た図、図6(b)及び図6(c)は水平方向から見た図である。 FIG. 6 is a schematic explanatory view of the optical system that irradiates the laser beam to form such an electrostatic latent image, in which FIG. 6A is a view seen from above, and FIG. 6B. And FIG.6 (c) is the figure seen from the horizontal direction.
レーザ光源Lから発せられたレーザ光は、ポリゴンミラーPにより反射されて、感光体ドラム109を照射する。このとき、ポリゴンミラーPがポリゴンモータMによって回転することで、上記レーザ光が感光体ドラム109の表面を矢印F方向に主走査し、この表面の主走査方向に静電潜像が形成される(図6(a))。この感光体ドラム109の表面上の主走査の開始位置は、画像形成の開始位置であるから、正確に定められなければならない。このため、感光体ドラム109の近傍に受光素子R(一般に「BD素子」と呼ばれる)を設置しておき、この受光素子Rの受光量を検出することで、主走査の開始位置が正確に定められるよう監視している。
The laser light emitted from the laser light source L is reflected by the polygon mirror P and irradiates the
一方、感光体ドラム109は矢印S方向に回転し(図6(b))、これにより上記レーザ光はこの感光体ドラム109の表面を副走査する。このようにして、感光体ドラム109の表面に平面画像の静電潜像が形成される。
On the other hand, the
ところで、上記の通り、ポリゴンミラーPはポリゴンモータMによって回転するのであるが、このポリゴンモータMの発熱により周辺部材(図示せず)に熱膨張が起こり、図6(c)に示すように、ポリゴンミラーPが傾斜してしまう場合がある。なお、この図6(c)では、説明のため、この傾斜を誇張して記載している。 By the way, as described above, the polygon mirror P is rotated by the polygon motor M, but thermal expansion occurs in peripheral members (not shown) due to the heat generated by the polygon motor M, and as shown in FIG. The polygon mirror P may tilt. In FIG. 6C, this inclination is exaggerated for explanation.
このような傾斜が発生すると、図6(c)に示すように、副走査の開始位置が距離dだけずれてしまう。即ち、この図6(c)では、感光体ドラム109は矢印S方向に回転するので、レーザ光の走査の開始(=書き出し)が早くなる(実線矢印A)。これを放置すれば感光体ドラム109上の正確な位置に画像形成ができず、用紙等に印刷を行った場合に画像の端部が切れてしまうような事態が発生する。
When such an inclination occurs, the start position of the sub-scanning is shifted by a distance d as shown in FIG. That is, in FIG. 6C, the
そこで、従来から、例えば排熱ファンなどを設けてポリゴンモータMを冷却する技術が採用されている。また、下記の特許文献1には、段ビスとコイルバネによってポリゴンミラーPを周辺部材に強固に押圧する技術が開示されている。
しかし、上記の従来技術には以下のような問題点がある。 However, the above prior art has the following problems.
まず、排熱ファンを設ける方法では、粉塵が飛散することが考えられる。もし、この粉塵が感光体ドラム109に付着すると、付着した箇所が常に汚れて印刷されることになり、不都合である。
First, it is conceivable that dust is scattered by the method of providing the exhaust heat fan. If the dust adheres to the
次に、特許文献1の技術では、ポリゴンモータの発熱自体は抑えられないのであるから、上記のような押圧が別のひずみを生じさせることが考えられる。もし、光学系に別のひずみが生じると、やはり正確な画像形成に支障を来たし、不都合である。 Next, in the technique of Patent Document 1, since the heat generation of the polygon motor itself cannot be suppressed, it is conceivable that the above-described pressing causes another distortion. If another distortion occurs in the optical system, it also hinders accurate image formation and is inconvenient.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、光学系のひずみをソフトウェア的に補正することで、正確な位置に画像形成できる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an image forming apparatus capable of forming an image at an accurate position by correcting distortion of an optical system by software.
以上の目的を達成するために、本発明では以下のような手段を採用している。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
まず、本発明は、レーザ光を感光体ドラム上に走査させてこの感光体ドラム上に潜像を形成するポリゴンミラーと、上記レーザ光を受光してこのレーザ光の主走査のタイミングを決める受光素子とを備える画像形成装置を前提としている。 First, according to the present invention, a polygon mirror that scans a laser beam on a photosensitive drum to form a latent image on the photosensitive drum, and a light receiving device that receives the laser beam and determines the main scanning timing of the laser beam. An image forming apparatus including an element is assumed.
そして、このような画像形成装置において、上記受光素子の受光量に基づいて、上記レーザ光の上記感光体ドラムにおける副走査開始位置のずれの検出をする検出手段と、上記検出に基づいて上記ずれを補正する補正手段とを設ける。これにより、画像形成のずれをソフトウェア的に補正することができる。 In such an image forming apparatus, based on the amount of light received by the light receiving element, detection means for detecting a shift in the sub-scanning start position of the laser beam on the photosensitive drum, and the shift based on the detection. And a correcting means for correcting. Thereby, it is possible to correct image formation deviation by software.
ここで、上記補正手段は、上記静電潜像を形成するタイミングを調整することで上記ずれを補正するようにする。また、上記補正手段は、上記受光量と上記ずれとの対応表を参照することで、このずれを補正するようにする。これにより、当該補正を高速に行うことができるので、印刷速度の速い高速機でも十分適用可能となる。 Here, the correction means corrects the shift by adjusting the timing of forming the electrostatic latent image. The correction means corrects the deviation by referring to a correspondence table between the received light amount and the deviation. As a result, the correction can be performed at high speed, so that even a high-speed machine with a high printing speed can be sufficiently applied.
以上のように、本発明では、副走査開始位置のずれをソフトウェア的に補正するので、新たな冶具などを開発する必要がなく、安価にこのずれを補正することができる。 As described above, in the present invention, the deviation of the sub-scanning start position is corrected by software, so that it is not necessary to develop a new jig or the like, and this deviation can be corrected at low cost.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。この実施の形態では、画像形成装置の一形態であるデジタル複合機として本発明を具体化している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. In this embodiment, the present invention is embodied as a digital multi-function peripheral which is a form of an image forming apparatus.
図1は、本実施の形態における複合機100の全体構成の概略図である。ユーザが複合機を利用して原稿の印刷を行う場合、原稿を例えば原稿台103に載置し、原稿台103近傍に備えられたタッチパネル300の操作ボタンに対して印刷の指示を行う。当該指示があると、以下に示す各部(駆動部)が作動することで、印刷が行われる。
FIG. 1 is a schematic diagram of the overall configuration of a multifunction peripheral 100 according to the present embodiment. When a user prints a document using the multifunction device, the document is placed on the document table 103, for example, and a printing instruction is given to the operation buttons of the
画像読取部101において、光源104から照射された光は、原稿台103に置かれた原稿に反射し、ミラー105、106、107によってCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子108に導かれる。撮像素子108は受光した光を光電変換し、原稿の画像データを生成する。このようにして原稿の画像データが、画像読取部101にて読み取られる。
In the
画像形成部102に備えられた感光体ドラム109は、一定速度で所定の方向に回転し、その周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器110、露光器111、現像器112、転写器113などが配置されている。帯電器111は、感光体ドラム109表面を一様に帯電させる。露光器111は、画像読取部101によって読み取られた画像データに応じて光を照射し、感光体ドラム109上に静電潜像を形成する。現像器112は、上記露光器111によって形成された静電潜像にトナーを付着させ、感光体ドラム109上にトナー像を形成する。転写器113は、感光体ドラム109上のトナー像を用紙に転写する。このようにして、感光体ドラム109が回転することによりこれらの一連のプロセスが画像形成部102において行われる。
The
また画像形成部102は、印刷を行うときは、何れか1つの給紙カセット114から用紙1枚がピックアップローラ115を用いて搬送路Lへ引き出される。各給紙カセット114には、それぞれ異なるサイズの用紙が収納されており、ユーザが用途に応じて選んだサイズの用紙が給紙される。搬送路Lに引き出された用紙は、搬送ローラ116やレジストローラ117によって感光体ドラム109と転写器113の間に送り込まれる。
Further, when performing printing, the
定着装置118において、加熱ローラ119と加圧ローラ120の間を用紙が通過すると、熱と用紙への押圧力によって可視像が用紙に定着する。定着を適切に行うため、加熱ローラの熱量は用紙サイズに応じて最適に設定されている。画像形成部102は、定着装置118を通過した用紙を排紙トレイ121へ排紙する。
When the sheet passes between the
図2は、本実施の形態における複合機100の制御関連の概略構成図である。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram relating to control of the multifunction peripheral 100 according to the present embodiment.
複合機100は、CPU(Central Processing Unit)201、RAM(Random Access Memory)202、ROM(Read Only Memory)203、HDD(Hard Disk Drive)204及び上記印刷における各駆動部に対応するドライバ205が内部バス206を介して接続されている。
The
上記CPU201は、例えばRAM202を作業領域として利用し、ROM203やHDD204等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて上記ドライバ205とデータや命令を授受することにより上記図1に示した各駆動部の動作を制御する。また、上記駆動部以外の後述する各手段(図4に示す)についても、CPU201がプログラムを実行することで各手段として動作する。
The
図3は、上記画像形成部102に含まれる、光学系400の構造図である。この光学系400には、レーザ光源20と、このレーザ光源20からのレーザ光を感光体ドラム109上に走査させるためのポリゴンミラーを駆動するポリゴンモータM(ポリゴンミラーP)が備えられている。また、上記の走査を感光体ドラム109上に一様に行なわせるための光学部材としての光学レンズ群22と、上記レーザ光を感光体ドラム109上に反射する折り返し部材としての折り返しミラー23が備えられている。
FIG. 3 is a structural diagram of the
これらレーザ光源20、ポリゴンモータM、光学レンズ群22、折り返しミラー23は、筐体としての光学箱24と呼ばれるモールドフレームに一体的に固定されている。
These
また、この光学箱24は樹脂部材で構成され、その材質は、例えばPC−ABSにGF(グラスファイバー)を35%含有させた物であり、軽量且つ安価に構成されている。
The
さらに、この光学箱24は約3.2mmの厚さを持つ鉄製の筐体であるレーザスキャナステー(L)25とレーザスキャナステー(R)26によって支持されている。この2つのレーザスキャナステー25,26が前後側板につながり、この光学系400の位置を保持している。
Further, the
この二つのレーザスキャナステー25,26は、冶具にて本体組み込み時に、この光学系400の取り付け面を平面度0.1以下に抑えてあり、ネジ32で締め付けた時に光学部品が変形しないようにしている。
The two laser scanner stays 25 and 26 have the mounting surface of the
光学系400の位置決めは、位置決めピン(L)27と位置決めピン(R)28によって行われる。この位置決めピン27,28は光学箱24とは別部品である。そして、別の場所、つまり冶具上で、位置決めピン27,28が位置決めされた状態で、光学箱24の位置を矢印29で示す方向に動かすことができる。これにより、あらかじめ冶具上に設けられた、正しい照射位置にある受光センサ上にレーザ光が入光されるように調整され、2つのネジ30により位置決めピン27,28と光学箱24が固定される。
The
本実施の形態では、複合機100本体上では照射位置調整を行わず、冶具により光学系400の調整を予め行い、本体上ではレーザスキャナステー25,26に開けられた、2つの位置決め穴31に差し込むだけになっている。ただし、この際、複合機100本体上の位置決め穴31は感光体ドラム109に対し、位置に関して精度良く加工されている。
In the present embodiment, irradiation position adjustment is not performed on the main body of the multifunction peripheral 100, but the
このような方法を採る理由としては、もし、市場で光学系400が破損した場合、この光学系400を交換すればよいからである。なお、光学系400の固定は4本のネジ32で行われ、レーザスキャナステー25,26に外周部4箇所が固定されている。
The reason for adopting such a method is that if the
この光学系400により、感光体ドラム109上に静電潜像が形成される過程については、上記背景技術(図6参照)と同様であるので、説明を省略する。
Since the process of forming an electrostatic latent image on the
さて、この背景技術で図6(c)を参照しながら説明したように、ポリゴンモータMの発熱により周辺部材に熱膨張が起こり、ポリゴンミラーPが傾斜してしまう場合があり、このような傾斜が発生すると、副走査の開始位置が距離dだけずれてしまう。即ち、この図6(c)では、感光体ドラム109は矢印S方向に回転するので、レーザ光の走査の開始(=書き出し)が早くなる(実線矢印A)。
Now, as described with reference to FIG. 6C in this background art, the thermal expansion of the peripheral member may occur due to the heat generated by the polygon motor M, and the polygon mirror P may be tilted. If this occurs, the start position of the sub-scanning is shifted by the distance d. That is, in FIG. 6C, the
このずれを補正することが本発明の目的であるが、既述の通り、感光体ドラム109の近傍には受光素子R(一般に「BD素子」と呼ばれる)が設置されており、この受光素子Rの受光量を検出することで、上記レーザ光の主走査の開始位置が正確に定められるよう監視している。
Although the purpose of the present invention is to correct this deviation, as described above, a light receiving element R (generally referred to as a “BD element”) is installed in the vicinity of the
そこで、本発明では、この受光素子Rの受光量の変化を利用する。 Therefore, in the present invention, the change in the amount of light received by the light receiving element R is used.
即ち、ポリゴンミラーPが傾斜していない場合には、上記受光素子Rには、図5(a)に模式的に示すように、上記レーザ光の全部が入射する。しかし、ポリゴンミラーPが傾斜して、上記副走査の開始位置が距離dだけずれた場合には、この距離dに応じて、レーザ光の受光素子Rへの入射位置もずれていることになる。すると、図5(b)に示すように、受光素子Rの一部、図5(b)の点線で囲まれた部分にしか上記レーザ光は入射しない。 That is, when the polygon mirror P is not inclined, all of the laser beam is incident on the light receiving element R as schematically shown in FIG. However, when the polygon mirror P is inclined and the start position of the sub-scanning is shifted by the distance d, the incident position of the laser beam on the light receiving element R is also shifted according to the distance d. . Then, as shown in FIG.5 (b), the said laser beam injects only into the part of the light receiving element R and the part enclosed with the dotted line of FIG.5 (b).
一般に受光素子(BD素子)Rは、受光量に比例した電圧を出力する。従って、上記のようにレーザ光の受光素子Rへの入射位置がずれた場合には、図5(c)に示すように、上記電圧はこのずれの1次関数として減少する。 In general, the light receiving element (BD element) R outputs a voltage proportional to the amount of received light. Therefore, when the incident position of the laser beam on the light receiving element R is deviated as described above, the voltage decreases as a linear function of this deviation as shown in FIG.
そこで、この減少に比例して、上記静電潜像を形成するタイミングを遅く補正してやるのである。 Therefore, the timing for forming the electrostatic latent image is corrected late in proportion to this decrease.
具体的には、図4(a)に示すように、ポリゴンミラーPからレーザ光を受光した受光素子Rの出力電圧を、検出手段401が検出する。そして、この検出の結果と、図5(c)に示した上記1次関数とから、補正手段403が上記ずれ(=距離d)を算出する。さらに、補正手段403は、これを感光体ドラム109の回転速度で除して得られる時間だけ、静電潜像を形成する(レーザ光を走査させる)タイミングを遅くする。これによって、副走査開始位置のずれを補正することが可能となり、感光体ドラム109上の正確な位置に静電潜像を形成できるようになるのである。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the detection means 401 detects the output voltage of the light receiving element R that has received the laser light from the polygon mirror P. Then, the correction means 403 calculates the deviation (= distance d) from the result of this detection and the linear function shown in FIG. Further, the
なお、このタイミング(=ずれ)は、上記のように1次関数に基づいて計算してもよいが、次のようにすることもできる。即ち、受光素子Rには一定の分解能があるので、この分解能を最小単位として、受光素子Rの出力電圧と上記タイミングとの関係を、予め対応表402として上記ROM203等に保持しておく。図4(b)は、この対応表402の一例である。そして、補正手段403は、受光素子Rの出力とこの対応表402を参照して、上記タイミング(=ずれ)を決定し、静電潜像を形成するタイミングを遅くする。こうすれば、毎回タイミングを算出する必要がなく、高速に副走査開始位置のずれを補正することが可能となる。
This timing (= deviation) may be calculated based on a linear function as described above, but can also be calculated as follows. That is, since the light receiving element R has a certain resolution, the relationship between the output voltage of the light receiving element R and the timing is previously stored in the
以上のように、本発明によれば、副走査開始位置のずれをソフトウェア的に補正するので、新たな冶具などを開発する必要がなく、安価にこのずれを補正することができる。 As described above, according to the present invention, the deviation of the sub-scanning start position is corrected by software, so that it is not necessary to develop a new jig or the like, and this deviation can be corrected at low cost.
なお、図5(c)において、ポリゴンミラーPが、紙面時計回りに傾斜するように記載して説明したが、これは例示であって、当然反時計回りに傾斜することも考えられる。どの向きに傾斜するかは、光学系400の機械的な傾向として、統計的に割り出されるべきである。そして、反時計回りに傾斜する場合、静電潜像を形成するタイミングを早くするような補正を行うべきであることは言うまでもないであろう。
In FIG. 5C, the polygon mirror P has been described as being inclined clockwise in the drawing, but this is only an example, and it is naturally conceivable that the polygon mirror P is inclined counterclockwise. Which direction of inclination should be statistically determined as a mechanical tendency of the
本発明に係る画像形成装置は、光学系のひずみをソフトウェア的に補正することで、正確な位置に画像形成することが安価に実現できる。また、対応表を参照することで、補正を高速に行うことができるので、印刷速度の速い高速機でも十分適用可能である。従ってプリンタや複写機、複合機等として有用である。 The image forming apparatus according to the present invention can form an image at an accurate position at low cost by correcting distortion of the optical system by software. In addition, since the correction can be performed at high speed by referring to the correspondence table, even a high-speed machine with a high printing speed is sufficiently applicable. Therefore, it is useful as a printer, a copying machine, a multifunction machine, or the like.
100 複合機
109 感光体ドラム
400 光学系
401 検出手段
402 対応表
403 補正手段
L レーザ光源
P ポリゴンミラー
M ポリゴンモータ
R 受光素子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記受光素子の受光量に基づいて、上記レーザ光の上記感光体ドラムにおける副走査開始位置のずれの検出をする検出手段と、
上記検出に基づいて上記ずれを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする、画像形成装置。 A polygon mirror that scans a photosensitive drum with a laser beam to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum, and a light receiving element that receives the laser beam and determines the timing of the main scanning of the laser beam. In the image forming apparatus,
Detecting means for detecting a shift of a sub-scanning start position of the laser beam on the photosensitive drum based on the amount of light received by the light receiving element;
Correction means for correcting the deviation based on the detection;
An image forming apparatus comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11194264B2 (en) | 2019-03-29 | 2021-12-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus with offset beam detect sensor for scan line positioning in sub-scan direction and image forming apparatus with optical scanning apparatus |
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2008
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US11194264B2 (en) | 2019-03-29 | 2021-12-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus with offset beam detect sensor for scan line positioning in sub-scan direction and image forming apparatus with optical scanning apparatus |
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