JP2011013252A - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体表面(被走査面)を光ビーム(例えばレーザ光)で露光走査するための光走査装置が搭載された、複写機やプリンタ、ファクシミリに代表される画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus typified by a copying machine, a printer, and a facsimile, in which an optical scanning device for exposing and scanning an image carrier surface (scanned surface) with a light beam (for example, laser light) is mounted.
複写機やプリンタ、ファクシミリといった画像形成装置に搭載される光走査装置は、一般的に、感光体ドラムに代表される像担持体の表面、すなわち被走査面上を走査しながら露光し、感光体ドラム表面に所定の静電潜像を形成するものである。光走査装置は、ハウジングと、このハウジング内に、光源や光偏向器、レンズ、反射ミラーなどの光ビームを被走査面上に照射する光学機器とを備えている。そして、光走査装置において、光源から照射される、例えばレーザ光のような光ビームは、光偏向器によって主走査方向に偏向され、反射ミラーによって被走査面に向けて出射される。 An optical scanning device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile is generally exposed while scanning the surface of an image carrier represented by a photosensitive drum, that is, a scanned surface. A predetermined electrostatic latent image is formed on the drum surface. The optical scanning device includes a housing and an optical device that irradiates the surface to be scanned with a light beam such as a light source, an optical deflector, a lens, and a reflection mirror. In the optical scanning device, a light beam emitted from a light source, such as a laser beam, is deflected in the main scanning direction by an optical deflector and emitted toward a surface to be scanned by a reflection mirror.
詳細には、光走査装置は、レーザダイオードなどといった光源を備え、光源から照射されたレーザ光が、光偏向器の回転多面鏡であるポリゴンミラーに入射する。ポリゴンミラーは、その反射面でレーザ光を反射し、主走査方向に偏向する。主走査方向に偏向された各レーザ光は、続いてfθレンズによって感光体ドラムの軸線方向に平行に等速度偏向され、反射ミラーを介して、感光体ドラム表面に向かって出射され、結像される。なお、カラー印刷に対応した光走査装置では、複数の光源から同時に、ポリゴンミラーの同一反射面にレーザ光が照射されることがある。 Specifically, the optical scanning device includes a light source such as a laser diode, and laser light emitted from the light source is incident on a polygon mirror that is a rotating polygon mirror of the optical deflector. The polygon mirror reflects the laser beam on its reflecting surface and deflects it in the main scanning direction. Each laser beam deflected in the main scanning direction is then deflected at a constant speed parallel to the axial direction of the photosensitive drum by an fθ lens, and is emitted toward the surface of the photosensitive drum through a reflection mirror to form an image. The Note that in an optical scanning device that supports color printing, laser light may be irradiated onto the same reflecting surface of a polygon mirror simultaneously from a plurality of light sources.
また、光走査装置には、レーザ光による走査のタイミングを計るため、被走査面の有効露光領域外におけるレーザ光を受光、検知する光センサであるPDセンサ(BDセンサ)を備えているものがある。このようなセンサを備えた画像形成装置の一例を、特許文献1に見ることができる。特許文献1に記載された画像形成装置は、上記PDセンサ(BDセンサ)として水平同期受光部7を搭載している。 Some optical scanning devices include a PD sensor (BD sensor) that is a light sensor that receives and detects laser light outside the effective exposure area of the surface to be scanned in order to measure the timing of scanning with laser light. is there. An example of an image forming apparatus provided with such a sensor can be seen in Patent Document 1. The image forming apparatus described in Patent Document 1 includes a horizontal synchronous light receiving unit 7 as the PD sensor (BD sensor).
PDセンサとして使用されるフォトICは、フォトICが搭載された周囲温度の変化の影響を受けることがある。すなわち、フォトICは、周囲温度の上昇とともに応答速度が遅くなり、出力信号のHighからLowへの下降時間、あるいはその逆の上昇時間が長くなる傾向にある。その結果、PDセンサによる光検知が遅れ、走査タイミングのズレ(ジッタ)が大きくなる恐れがある。これにより、出力画像に歪みが生じたり、光走査装置が異常であると判断して画像形成動作を停止したりする可能性がある。また、カラー印刷タイプの画像形成装置においては、複数色各々に対応したレーザ光の走査タイミングがずれてしまい、カラー画像に色ズレが発生して画像品質が低下するといった問題が発生する恐れがある。 A photo IC used as a PD sensor may be affected by changes in ambient temperature on which the photo IC is mounted. That is, the response speed of the photo IC decreases as the ambient temperature rises, and the falling time of the output signal from High to Low or vice versa tends to be longer. As a result, the light detection by the PD sensor is delayed, and there is a possibility that the scanning timing shift (jitter) increases. As a result, there is a possibility that the output image is distorted or that the optical scanning device is determined to be abnormal and the image forming operation is stopped. Further, in a color printing type image forming apparatus, the scanning timing of laser light corresponding to each of a plurality of colors is shifted, and there is a possibility that a color misregistration occurs in the color image and the image quality is deteriorated. .
なお、このようなフォトICの温度特性は、フォトICに内蔵された増幅器に対する入力電圧を下げることにより解消できる場合がある。 Such a temperature characteristic of the photo IC may be eliminated by lowering the input voltage to the amplifier built in the photo IC.
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、光ビームを被走査面上に照射して露光するにあたって、フォトICが、周囲温度の変化による影響を受けることなく高精度に光を検知することができ、走査タイミングのズレが防止され、高品質な画像形成を遂行することが可能な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 the above points, and when irradiating a surface to be scanned with a light beam for exposure, the photo IC detects light with high accuracy without being affected by changes in ambient temperature. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of performing high-quality image formation that can prevent a deviation in scanning timing.
上記の課題を解決するため、本発明は、画像形成装置において、装置全体の動作制御を行う制御部と、光ビームを被走査面上に照射し、露光する光源と、前記被走査面の有効露光領域外における光ビームを受光、検知して、走査タイミングを計るためのフォトICと、装置内部の雰囲気温度を検出するサーミスタと、サーミスタに電力を供給する電源装置と、を備え、前記フォトICが、光ビームを受光するフォトダイオードと、フォトダイオードで発生した光電流信号を増幅する増幅器と、増幅器で増幅された信号電圧を基準電圧と比較する比較器と、フォトダイオードと増幅器とを結ぶ電線に接続された第1外部端子と、を有するとともに、第1外部端子に前記サーミスタを接続することとした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an image forming apparatus that controls an operation of the entire apparatus, a light source that irradiates and exposes a light beam to the surface to be scanned, and the effective surface to be scanned. A photo IC for receiving and detecting a light beam outside the exposure region and measuring a scanning timing; a thermistor for detecting an ambient temperature inside the apparatus; and a power supply device for supplying power to the thermistor. Includes a photodiode that receives the light beam, an amplifier that amplifies the photocurrent signal generated by the photodiode, a comparator that compares the signal voltage amplified by the amplifier with a reference voltage, and a wire connecting the photodiode and the amplifier. A first external terminal connected to the first external terminal, and the thermistor is connected to the first external terminal.
この構成によれば、温度とともに電気抵抗が変化するサーミスタを利用して、増幅器に対する入力電圧を低下させることができ、フォトICの、周囲温度上昇に起因する応答速度低下の傾向を解消することが可能である。したがって、フォトICは、周囲温度の変化に対応して、高精度に光を検知することができる。また、サーミスタとしては、画像形成装置内部の雰囲気温度を検出するために用意された一般的なサーミスタを利用することができる。フォトICの温度補償のためにのみ別途サーミスタを用意するわけではないので、装置の高コスト化、大型化が抑制された簡便な構成にすることが可能である。 According to this configuration, it is possible to reduce the input voltage to the amplifier using a thermistor whose electric resistance changes with temperature, and to eliminate the tendency of the response speed of the photo IC to decrease due to an increase in ambient temperature. Is possible. Therefore, the photo IC can detect light with high accuracy in response to a change in ambient temperature. As the thermistor, a general thermistor prepared for detecting the atmospheric temperature inside the image forming apparatus can be used. Since a separate thermistor is not provided only for temperature compensation of the photo IC, it is possible to provide a simple configuration in which the cost and size of the apparatus are suppressed.
また、上記構成の画像形成装置において、前記電源装置と、前記サーミスタとの間に、前記制御部によって制御され、サーミスタへの電力供給をON/OFFするスイッチを備えることとした。 In the image forming apparatus having the above-described configuration, a switch that is controlled by the control unit to turn on / off the power supply to the thermistor is provided between the power supply device and the thermistor.
この構成によれば、画像形成装置内部の雰囲気温度を検出するとき、サーミスタへの電力供給をONに、フォトICの温度補償を実施するとき、サーミスタへの電力供給をOFFにすることができる。したがって、さらに好適にサーミスタを活用して、フォトICを周囲温度の変化に対応させることができ、一層高精度に光を検知することが可能である。 According to this configuration, the power supply to the thermistor can be turned on when the ambient temperature inside the image forming apparatus is detected, and the power supply to the thermistor can be turned off when temperature compensation of the photo IC is performed. Accordingly, the thermistor can be utilized more suitably to make the photo IC respond to changes in ambient temperature, and light can be detected with higher accuracy.
また、上記構成の画像形成装置において、前記増幅器が、差動増幅器であるとともに、前記フォトダイオード及び前記第1外部端子と、差動増幅器との間に、フォトダイオードで光電流が発生する前の、前記フォトICの内部電圧を保持する差動部を備えることとした。 In the image forming apparatus having the above configuration, the amplifier is a differential amplifier, and before the photocurrent is generated in the photodiode between the photodiode and the first external terminal and the differential amplifier. A differential unit for holding the internal voltage of the photo IC is provided.
この構成によれば、差動増幅器が、常時入力信号を受けている場合であっても、フォトダイオードで光電流が発生したときの信号電圧の変化を検知することができる。したがって、フォトICは、周囲温度の変化に対応して、さらに高精度に光を検知することが可能である。 According to this configuration, even when the differential amplifier always receives an input signal, it is possible to detect a change in signal voltage when a photocurrent is generated in the photodiode. Therefore, the photo IC can detect light with higher accuracy in response to a change in ambient temperature.
また、上記構成の画像形成装置において、前記フォトICに設けられ、フォトICの前記基準電圧が入力可能な第2外部端子と、この第2外部端子に接続され、前記制御部によって制御されるD/A変換器と、を備えることとした。 In the image forming apparatus having the above-described configuration, a second external terminal provided in the photo IC and capable of inputting the reference voltage of the photo IC, and connected to the second external terminal and controlled by the control unit. / A converter.
この構成によれば、周囲温度の影響で、増幅器に対する入力電圧が全体的に高くなったり、低くなったりしても、フォトICの基準電圧を任意に変更することができる。したがって、フォトICを、さらに好適に周囲温度の変化に対応させることができ、一層高精度に光を検知することが可能である。 According to this configuration, the reference voltage of the photo IC can be arbitrarily changed even if the input voltage to the amplifier becomes higher or lower as a whole due to the influence of the ambient temperature. Therefore, the photo IC can be more suitably adapted to changes in the ambient temperature, and light can be detected with higher accuracy.
また、上記構成の画像形成装置において、前記サーミスタは、抵抗とサーミスタとの直列回路で配置され、前記電源装置、抵抗、サーミスタ、グランドの順で配列されるとともに、これら抵抗とサーミスタとの間の電圧が前記第1外部端子に入力されることとした。 In the image forming apparatus having the above configuration, the thermistor is arranged in a series circuit of a resistor and a thermistor, and is arranged in the order of the power supply device, the resistor, the thermistor, and the ground, and between the resistor and the thermistor. The voltage is input to the first external terminal.
この構成によれば、温度上昇とともに抵抗値が低下するサーミスタを利用して、増幅器に対する入力電圧を低下させることができ、フォトICの、周囲温度上昇に起因する応答速度低下の傾向を解消することが可能である。したがって、フォトICは、周囲温度の変化に対応して、高精度に光を検知することができる。 According to this configuration, it is possible to reduce the input voltage to the amplifier by using a thermistor whose resistance value decreases as the temperature rises, and to eliminate the tendency of the photo IC to decrease in response speed due to an increase in ambient temperature. Is possible. Therefore, the photo IC can detect light with high accuracy in response to a change in ambient temperature.
本発明の構成によれば、光ビームを被走査面上に照射して露光するにあたって、フォトICが、周囲温度の変化による影響を受けることなく高精度に光を検知することができ、走査タイミングのズレが防止され、高品質な画像形成を遂行することが可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the configuration of the present invention, when exposure is performed by irradiating a surface to be scanned with a light beam, the photo IC can detect light with high accuracy without being affected by a change in ambient temperature, and scanning timing can be obtained. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus that is capable of performing high-quality image formation.
以下、本発明の実施形態を図1〜図9に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
最初に、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図1は、画像形成装置の模型的垂直断面正面図である。この画像形成装置は、中間転写ベルトを用いてトナー像を用紙に転写するカラー印刷タイプのものである。 First, the image output operation of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described while explaining the outline of the structure with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic vertical sectional front view of an image forming apparatus. This image forming apparatus is of a color printing type in which a toner image is transferred onto a sheet using an intermediate transfer belt.
図1に示すように、画像形成装置1の本体2の内部下方には、給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3は、その内部に、印刷前のカットペーパーなどの用紙Pを積載して収容している。そして、この用紙Pは、図1において給紙カセット3の左上方に向けて、1枚ずつ分離されて送り出される。給紙カセット3は、本体2の前面側から水平に引き出すことが可能である。
As shown in FIG. 1, a
本体2の内部であって、給紙カセット3の左方には、第1用紙搬送部4が備えられている。第1用紙搬送部4は、本体2の左側面に沿って略垂直に形設されている。そして、第1用紙搬送部4は、給紙カセット3から送り出された用紙Pを受け取り、本体2の左側面に沿って垂直上方に二次転写部9まで搬送する。
A first paper transport unit 4 is provided inside the main body 2 and to the left of the
給紙カセット3の上方であって、第1用紙搬送部4が形設された本体2の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部5が備えられている。手差し給紙部5には、給紙カセット3に入っていないサイズの用紙や、厚紙、OHPシートのように1枚ずつ手で送り込みたいものが載置される。
A manual paper feed unit 5 is provided above the
手差し給紙部5の左方には、第2用紙搬送部6が備えられている。第2用紙搬送部6は、給紙カセット3のすぐ上方にあって、手差し給紙部5から第1用紙搬送部4まで略水平に延び、第1用紙搬送部4に合流している。そして、第2用紙搬送部6は、手差し給紙部5から送り出された用紙などを受け取り、略水平に第1用紙搬送部4まで搬送する。
A second paper transport unit 6 is provided on the left side of the manual paper feed unit 5. The second paper transport unit 6 is located immediately above the
一方、画像形成装置1は、外部コンピュータ(図示せず)から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第2用紙搬送部6の上方に配置された露光手段である光走査装置30に送られる。光走査装置30により、画像データに基づいて制御されたレーザ光Lが、画像形成部40に向かって照射される。
On the other hand, the image forming apparatus 1 receives document image data from an external computer (not shown). The information of the image data is sent to the
光走査装置30の上方には計4台の画像形成部40が、さらにそれら各画像形成部40の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト7が備えられている。中間転写ベルト7は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図示しない駆動装置により図1において時計方向に回転する。
A total of four image forming units 40 are provided above the
4台の画像形成部40は、図1に示すように、中間転写ベルト7の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。4台の画像形成部40とは、上流側から順に、イエロー用の画像形成部40Y、マゼンタ用の画像形成部40M、シアン用の画像形成部40C、及びブラック用の画像形成部40Bである。これらの画像形成部40には、各色に対応する現像剤供給容器及び搬送手段(図示せず)により、現像剤(トナー)が補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Y」「M」「C」「B」の識別記号は省略するものとする。
As shown in FIG. 1, the four image forming units 40 are of a so-called tandem type that are arranged in a line from the upstream side to the downstream side in the rotational direction along the rotational direction of the intermediate transfer belt 7. The four image forming units 40 are, in order from the upstream side, a yellow
各画像形成部40では、光走査装置30によって照射されたレーザ光Lにより原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成部40の上方に備えられた一次転写部8で、中間転写ベルト7表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト7の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部40のトナー像が中間転写ベルト7に転写されることにより、中間転写ベルト7表面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
In each image forming unit 40, an electrostatic latent image of a document image is formed by the laser light L emitted by the
中間転写ベルト7が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部9が配置されている。中間転写ベルト7表面のカラートナー像は、第1用紙搬送部4によって同期をとって送られてきた用紙Pに、二次転写部9に形成される二次転写ニップ部で転写される。
A
二次転写後、中間転写ベルト7表面に残留するトナーなどの付着物は、中間転写ベルト7に対してイエロー用の画像形成部40Yの回転方向上流側に設けられた中間転写ベルト7用のクリーニング装置10によってクリーニング、回収される。
After the secondary transfer, deposits such as toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 7 are cleaned for the intermediate transfer belt 7 provided on the upstream side of the intermediate transfer belt 7 in the rotational direction of the
二次転写部9の上方には、定着装置11が備えられている。二次転写部9にて未定着トナー像を担持した用紙Pは、定着装置11へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着される。
A fixing
定着装置11の上方には、分岐部12が備えられている。定着装置11から排出された用紙Pは、両面印刷を行わない場合、分岐部12から画像形成装置1の上部に設けられた用紙排出部13に排出される。
A
分岐部12から用紙排出部13に向かって用紙Pが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部14としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部14において、定着装置11から排出された用紙Pの搬送方向が切り替えられる。そして、用紙Pは、分岐部12、定着装置11の左方、及び二次転写部9の左方を通って下方に送られ、再度第1用紙搬送部4を経て二次転写部9へと送られる。
The discharge port portion from which the paper P is discharged from the
続いて、画像形成装置1の光走査装置30周辺について、図2及び図3を用いてその構造の概略を説明する。図2は光走査装置周辺の垂直断面正面図、図3は光走査装置の上面図である。
Next, an outline of the structure of the periphery of the
前述のように、この光走査装置30は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色各々に対応した4個の感光体ドラムが備えられたタンデム型の画像形成装置1に搭載するべく設計されたものである。
As described above, the
光走査装置30は、図2及び図3に示すように、ハウジング31の内側に、光源32、光偏向器50、光学部材群60、及びフォトICであるPDセンサ70で構成される光学機器を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ハウジング31は、上面が開放部として形成された箱形状をなしている。ハウジング31の、この上面の箇所には図示しない薄板形状の蓋部材が装着され、開放部をカバーして塞ぐようになっている。これらハウジング31及び蓋部材は、ともに合成樹脂で構成されている。
The
光源32は、ハウジング31の一方の端部側、すなわち図3において右方の端部側に備えられている。光走査装置30は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色に対応したものであって、光源32も独立した4個が設けられている。光源32は、可視領域の光ビーム、例えば670nm程度のレーザ光を照射する仕様のレーザダイオードで構成されている。光走査装置30は、この光源32のレーザ光を、被走査面である感光体ドラム41表面に照射し、露光する。
The
光偏向器50は、光源32の近傍であって、ハウジング31の一方の端部側、すなわち図3において右方の端部側に備えられている。光偏向器50は、回転多面鏡であるポリゴンミラー51と、モータ52とを備えている。モータ52は、図2において垂直方向の軸線中心に、正多角形の平面形状をなすポリゴンミラー51を回転駆動するものである。その軸線中心に回転するポリゴンミラー51の周囲には、光を反射する反射面が複数設けられている。
The
4個の光源32から照射されたレーザ光LY、LM、LC、LBは、各々、副走査方向(図2の上下方向)に微小角度ずつずれた状態でポリゴンミラー51周囲の反射面に入射する。ポリゴンミラー51は、回転しながら、その反射面で各レーザ光を反射し、主走査方向(図3の上下方向)に偏向しつつ、ハウジング31内の他端、すなわち図2及び図3における左方に向けて導く。
The laser beams LY, LM, LC, and LB emitted from the four
光学部材群60は、ハウジング31内の、光偏向器50にて反射されたレーザ光が進む先の領域に備えられている。光学部材群60は、第1fθレンズ61、第2fθレンズ62、及び反射ミラー63を備えている。
The
第1fθレンズ61は、光偏向器50にて反射されたレーザ光LY、LM、LC、LBが進む、そのすぐ先の箇所に配置されている。第1fθレンズ61は、レーザ光LY、LM、LC、LBに対して共用のものであって、1個備えられている。この第1fθレンズ61では、各レーザ光LY、LM、LC、LBが主走査方向において等速度に偏向される。さらに第1fθレンズ61は、ポリゴンミラー51へのレーザ光LY、LM、LC、LBの入射角や、ポリゴンミラー51の面倒れといった走査上の悪影響を補正しながら、各レーザ光LY、LM、LC、LBの副走査方向の角度を若干広げる。
The
第1fθレンズ61を通過したイエロー用のレーザ光LYは、ハウジング31の内底面近傍の反射ミラー63Yaで反射し、第1fθレンズ61の方向に折り返される。その後、レーザ光LYは、第2fθレンズ62Yを通過し、ハウジング31の上端近傍の反射ミラー63Ybにて反射され、被走査面であるイエロー用の感光体ドラム41Y表面に到達、結像される。
The yellow laser light LY that has passed through the
第1fθレンズ61を通過したマゼンタ用のレーザ光LMも、イエロー用のレーザ光LYと同様に、ハウジング31の内底面近傍の反射ミラー63Maで反射し、第1fθレンズ61の方向に折り返される。その後、レーザ光LMは、第2fθレンズ62Mを通過し、ハウジング31の上端近傍の反射ミラー63Mbにて反射され、被走査面であるマゼンタ用の感光体ドラム41M表面に到達、結像される。
Similarly to the yellow laser light LY, the magenta laser light LM that has passed through the
第1fθレンズ61を通過したシアン用のレーザ光LCは、ハウジング31の内底面近傍の反射ミラー63Caで略垂直上方に向かって反射され、続いてハウジング31の上端近傍の反射ミラー63Cbで略水平方向に、第1fθレンズ61の方向に折り返される。その後、レーザ光LCは、第2fθレンズ62Cを通過し、反射ミラー63Ccにて反射され、被走査面であるシアン用の感光体ドラム41C表面に到達、結像される。
The cyan laser light LC that has passed through the
第1fθレンズ61を通過したブラック用のレーザ光LBは、反射ミラーを介すことなく直接、第2fθレンズ62Bを通過する。その後、レーザ光LBは、反射ミラー63Bにて反射され、被走査面であるブラック用の感光体ドラム41B表面に到達、結像される。
The black laser beam LB that has passed through the
PDセンサ70は、図3に示すように、反射ミラー63Ya及び第2fθレンズ62Mの近傍であって、主走査方向の外側寄りの箇所に配置されている。PDセンサ70は、光偏向器50のポリゴンミラー51にて反射されたレーザ光のうち、被走査面の有効露光領域外のものを受光する。PDセンサ70が受光するレーザ光は、第2fθレンズ62Bの近傍に備えられた反射ミラー33で、PDセンサ70に向かって反射される。フォトICであるPDセンサ70は、4色各々に対応したレーザ光LY、LM、LC、LBの走査タイミングを計るための同期検知センサであって、BD(Beam Detect)センサとも呼ばれる。
As shown in FIG. 3, the
一方、図2に示すように、光走査装置30及び感光体ドラム41の近傍には、サーミスタ15が備えられている。サーミスタ15は、画像品質に影響を与える画像形成装置1内部の雰囲気温度を検出する。サーミスタ15が検出した温度情報は、画像形成装置1の制御部16に送信され、処理される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, a
続いて、PDセンサ70の構成及びその動作について、図2及び図3に加えて、図4〜図6を用いて詳細に説明する。図4は画像形成装置の雰囲気温度検出用サーミスタ及び光走査装置のPDセンサの回路図、図5はPDセンサによる光検知に係るブロック図、図6はPDセンサによる光検知に係るタイミングチャートである。
Next, the configuration and operation of the
PDセンサ70は、光センサとして一般的に利用されているフォトICであって、図4に示す回路図のように構成されている。PDセンサ70は、主たる構成要素として、フォトダイオード71、増幅器72、比較器73、及び第1外部端子74を備えている。
The
PDセンサ70は、フォトダイオード71の箇所にレーザ光が垂直に入射するよう、光走査装置30のハウジング31に保持されている。フォトダイオード71にレーザ光が入射すると、光電流が発生する。この光電流信号は、増幅器72で増幅される。増幅器72で増幅された信号電圧は、比較器73に入力され、内部基準電圧Vrefと比較される。PDセンサ70は、例えば比較器73に入力された内部信号がVrefより小さいとき出力信号VoutとしてHighを、Vrefより大きいとき出力信号VoutとしてLowを出力する。すなわち、PDセンサ70は、フォトダイオード71にレーザ光が入射していないときHighを、レーザ光が入射しているときLowを出力する(図6参照)。
The
なお、増幅器72の例としてはオペアンプ、トランジスタが、比較器73の例としてはヒステリシス回路が挙げられる。
An example of the
一方、PDセンサ70は、フォトダイオード71と増幅器72とを結ぶ電線に接続された第1外部端子74を備えている。この第1外部端子74には、図4に示すように、雰囲気温度検出用のサーミスタ15が接続されている。
On the other hand, the
サーミスタ15は、温度によって電気抵抗が変化することを利用して、温度を測定するために広く一般的に用いられている温度センサである。サーミスタ15は、抵抗Rとサーミスタ15との直列回路で配置されている。そして、サーミスタ15に対して電力を供給する電源装置17、抵抗R、サーミスタ15、グランド(GND)の順で配列されている。PDセンサ70の第1外部端子74には、正確に言えば、抵抗Rとサーミスタ15との間の電圧が入力される。
The
また、サーミスタ15は、温度上昇とともに抵抗値が低下するタイプのものである。このようにサーミスタ15の抵抗値が温度上昇とともに変化するので、抵抗Rとサーミスタ15との間の電圧も温度上昇とともに変化する。抵抗Rとサーミスタ15との間の電圧信号は、温度情報として制御部16に送信される。
The
続いて、図4に加えて、図5及び図6を用いて、光走査装置30における走査タイミングの検知について説明する。
Next, scanning timing detection in the
画像形成装置1は、装置全体の動作制御のため、その本体2内に、CPU18やその他の図示しない電子部品で構成された、前述の制御部16を備えている。制御部16は、CPU18を中央演算処理装置として利用し、記憶部19に記憶、入力されたプログラム、データに基づき、用紙搬送、画像形成、定着などといった一連の動作を制御する。
The image forming apparatus 1 includes the above-described
記憶部19に入力されるデータのひとつに、画像形成装置1内部の雰囲気温度がある。この雰囲気温度は、光走査装置30及び感光体ドラム41の近傍に配置されたサーミスタ15(図2参照)によって検出される。記憶部19には予め、図4に示すように直列配置された抵抗R−サーミスタ15間の電圧と、サーミスタ15の検出温度との関係がテーブル化され、格納されている。制御部16は、このテーブルに基づき、サーミスタ15の検出温度を認識することができる。
One of the data input to the
光走査装置30における光走査のタイミングは、PDセンサ70によるレーザ光の検知に基づき計られる。このとき、PDセンサ70として使用するフォトICは、フォトICが搭載された周囲温度の変化の影響を受けることがある。
The timing of optical scanning in the
PDセンサ70への入射光強度に対する出力信号Voutのタイミングチャートが、図6に描かれている。通常の画像形成動作時における周囲温度の場合、PDセンサ70の出力信号Voutは、図6の実線で示すとおりに推移する。しかしながら、周囲温度の上昇とともに、出力信号Voutは、図6の点線で示すとおり、HighからLowへの下降時間、またその逆の上昇時間が長くなる傾向にある。
A timing chart of the output signal Vout with respect to the incident light intensity to the
PDセンサ70は、第1外部端子74にサーミスタ15を接続することで、温度とともに電気抵抗が変化する、すなわち温度上昇とともに抵抗値が低下するサーミスタ15を利用して、増幅器72に対する入力電圧を低下させることができる。これにより、PDセンサ70の、上記のような周囲温度上昇に起因する応答速度低下の傾向を解消することが可能である。したがって、PDセンサ70は、周囲温度の変化に対応して、高精度に光を検知することができる。
By connecting the
また、サーミスタ15としては、画像形成装置1内部の雰囲気温度を検出するために用意された一般的なサーミスタを利用することができる。PDセンサ70の温度補償のためにのみ別途サーミスタを用意するわけではないので、画像形成装置1の高コスト化、大型化が抑制された簡便な構成にすることが可能である。
As the
上記実施形態の構成によれば、レーザ光を被走査面上に照射して露光するにあたって、PDセンサ70が、周囲温度の変化による影響を受けることなく高精度に光を検知することができるので、4色各々に対応したレーザ光の走査タイミングを好適に計ることができ、色ズレのない高品質なカラー画像の形成を遂行することが可能な画像形成装置1を提供することができる。
According to the configuration of the above embodiment, the
次に、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の詳細な構成について、図7を用いて説明する。図7は、画像形成装置の雰囲気温度検出用サーミスタ及び光走査装置のPDセンサの回路図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図1〜図6を用いて説明した前記第1の実施形態と同じであるので、第1の実施形態と共通する構成について、図面の記載、及びその説明を省略するものとする。 Next, the detailed configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a circuit diagram of the thermistor for detecting the ambient temperature of the image forming apparatus and the PD sensor of the optical scanning device. The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6, and therefore the configuration common to the first embodiment is described in the drawings, and The description will be omitted.
第2の実施形態に係る画像形成装置は、図7に示すように、サーミスタ15に電力を供給する電源装置17と、そのサーミスタ15との間に、スイッチ20が備えられている。スイッチ20は、サーミスタへ15の電力供給をON/OFFするものであって、制御部16によって制御されている。
As shown in FIG. 7, the image forming apparatus according to the second embodiment includes a
これにより、画像形成装置1内部の雰囲気温度を検出するとき、サーミスタ15への電力供給をONに、PDセンサ70の温度補償を実施するとき、サーミスタ15への電力供給をOFFにすることができる。したがって、さらに好適にサーミスタ15を活用して、PDセンサ70を周囲温度の変化に対応させることができ、一層高精度に光を検知することが可能である。
As a result, when the ambient temperature inside the image forming apparatus 1 is detected, the power supply to the
次に、本発明の第3の実施形態に係る画像形成装置の詳細な構成について、図8を用いて説明する。図8は、画像形成装置の雰囲気温度検出用サーミスタ及び光走査装置のPDセンサの回路図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図1〜図6を用いて説明した前記第1の実施形態と同じであるので、第1の実施形態と共通する構成について、図面の記載、及びその説明を省略するものとする。 Next, a detailed configuration of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a circuit diagram of the thermistor for detecting the ambient temperature of the image forming apparatus and the PD sensor of the optical scanning device. The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6, and therefore the configuration common to the first embodiment is described in the drawings, and The description will be omitted.
第3の実施形態に係る画像形成装置は、図8に示すように、PDセンサ70において、増幅器として差動増幅器75を用いているとともに、フォトダイオード71及び第1外部端子74と、差動増幅器75との間に、差動部76を備えている。この差動部76では、フォトダイオード71で光電流が発生する前の、PDセンサ70の内部電圧を保持している。
As shown in FIG. 8, the image forming apparatus according to the third embodiment uses a
これにより、差動増幅器75が、常時入力信号を受けている場合であっても、フォトダイオード71で光電流が発生したときの信号電圧の変化を検知することができる。したがって、PDセンサ70は、周囲温度の変化に対応して、さらに高精度に光を検知することが可能である。
Thereby, even when the
次に、本発明の第4の実施形態に係る画像形成装置の詳細な構成について、図9を用いて説明する。図9は、画像形成装置の雰囲気温度検出用サーミスタ及び光走査装置のPDセンサの回路図である。なお、この実施形態の基本的な構成は、図1〜図6を用いて説明した前記第1の実施形態と同じであるので、第1の実施形態と共通する構成について、図面の記載、及びその説明を省略するものとする。 Next, the detailed configuration of the image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a circuit diagram of the thermistor for detecting the ambient temperature of the image forming apparatus and the PD sensor of the optical scanning device. The basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6, and therefore the configuration common to the first embodiment is described in the drawings, and The description will be omitted.
第4の実施形態に係る画像形成装置は、図9に示すように、D/A変換器21を備えるとともに、PDセンサ70が、第2外部端子77を備えている。D/A変換器21は、制御部16によって制御されている。第2外部端子77は、比較器73において、増幅器72で増幅された信号電圧と比較するための基準電圧が入力可能である。
As shown in FIG. 9, the image forming apparatus according to the fourth embodiment includes a D /
これにより、周囲温度の影響で、増幅器72に対する入力電圧が全体的に高くなったり、低くなったりしても、PDセンサ70の基準電圧を任意に変更することができる。したがって、PDセンサ70を、さらに好適に周囲温度の変化に対応させることができ、一層高精度に光を検知することが可能である。
Thereby, even if the input voltage to the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、本発明の実施形態では、4個の感光体ドラムが備えられたタンデム型のカラー印刷用画像形成装置を例に掲げて説明したが、発明の適用対象となる画像形成装置はこの形態に限定されるわけではなく、他のタイプのカラー印刷用画像形成装置や、モノクロ印刷用の画像形成装置などであっても構わない。 For example, in the embodiment of the present invention, a tandem color printing image forming apparatus provided with four photosensitive drums has been described as an example. However, an image forming apparatus to which the invention is applied is in this form. The present invention is not limited to this, and other types of image forming apparatuses for color printing, monochrome printing, and the like may be used.
また、サーミスタ15は、その電源装置17、サーミスタ、抵抗R、グランドの順で配列することとしても構わない。この場合、サーミスタ15は、温度上昇とともに抵抗値が上昇するタイプのものが望ましく、それによりPDセンサ70の増幅器72に対する入力電圧を低下させることができる。したがって、上記実施形態同様、PDセンサ70の、周囲温度上昇に起因する応答速度低下の傾向を解消することが可能であり、周囲温度の変化に対応して、高精度に光を検知することができる。
The
本発明は、光ビームを受光して走査タイミングを計るための光センサを備えた画像形成装置において利用可能である。 The present invention can be used in an image forming apparatus provided with an optical sensor for receiving a light beam and measuring a scanning timing.
1 画像形成装置
15 サーミスタ
16 制御部
17 電源装置
20 スイッチ
21 D/A変換器
30 光走査装置
31 ハウジング
32 光源
40 画像形成部
41 感光体ドラム(被走査面)
70 PDセンサ(フォトIC)
71 フォトダイオード
72 増幅器
73 比較器
74 第1外部端子
75 差動増幅器
76 差動部
77 第2外部端子
R 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
70 PD sensor (Photo IC)
71
Claims (5)
光ビームを被走査面上に照射し、露光する光源と、
前記被走査面の有効露光領域外における光ビームを受光、検知して、走査タイミングを計るためのフォトICと、
装置内部の雰囲気温度を検出するサーミスタと、
サーミスタに電力を供給する電源装置と、を備え、
前記フォトICが、
光ビームを受光するフォトダイオードと、
フォトダイオードで発生した光電流信号を増幅する増幅器と、
増幅器で増幅された信号電圧を基準電圧と比較する比較器と、
フォトダイオードと増幅器とを結ぶ電線に接続された第1外部端子と、を有するとともに、第1外部端子に前記サーミスタを接続したことを特徴とする画像形成装置。 A control unit for controlling the operation of the entire apparatus;
A light source that irradiates and exposes a light beam onto the surface to be scanned;
A photo IC for receiving and detecting a light beam outside the effective exposure area of the surface to be scanned and measuring the scanning timing;
A thermistor that detects the ambient temperature inside the device;
A power supply for supplying power to the thermistor,
The photo IC is
A photodiode for receiving a light beam;
An amplifier that amplifies the photocurrent signal generated by the photodiode;
A comparator that compares the signal voltage amplified by the amplifier with a reference voltage;
An image forming apparatus comprising: a first external terminal connected to an electric wire connecting a photodiode and an amplifier; and the thermistor connected to the first external terminal.
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JP2009154688A JP2011013252A (en) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | Image forming apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017125963A (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Optical scanner and image forming apparatus |
US10800383B2 (en) | 2018-03-23 | 2020-10-13 | Hyundai Motor Company | Optical sensor, rain sensor and vehicle |
-
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- 2009-06-30 JP JP2009154688A patent/JP2011013252A/en active Pending
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JP2017125963A (en) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Optical scanner and image forming apparatus |
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