JP2012121230A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 画像形成装置の機内昇温や、光学ユニットの自己昇温によるレーザ照射位置の変動に対して、光学ユニット近傍の温度を検出し、検出温度の変化に応じたレーザ照射位置の変動を推定し、レーザの照射タイミングを補正するため、精度良く補正することが困難である。
【解決手段】 レーザ光を照射する光学ユニットと静電潜像を形成する感光体の間の非画像領域に、レーザ光の走査像高に対して反射面幅の連続的に変化する反射部材をレーザ光と正対させ配置し、反射光を光学ユニットの半導体レーザユニット内にある受光素子で検出し、反射光の検出時間の変化から、レーザ光の走査像高の変化を算出し、レーザ光の照射タイミングを補正し副走査方向の色ずれを補正する。
【選択図】 図5
【解決手段】 レーザ光を照射する光学ユニットと静電潜像を形成する感光体の間の非画像領域に、レーザ光の走査像高に対して反射面幅の連続的に変化する反射部材をレーザ光と正対させ配置し、反射光を光学ユニットの半導体レーザユニット内にある受光素子で検出し、反射光の検出時間の変化から、レーザ光の走査像高の変化を算出し、レーザ光の照射タイミングを補正し副走査方向の色ずれを補正する。
【選択図】 図5
Description
本発明は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置に関するものである。
複数色のトナー像を重ねてカラー画像を形成するカラー画像形成装置では、印刷物上で各色が所定の位置に正確に印刷されている事、即ち、色ずれを発生しない事が製品の品質上重要視される。色ずれの要因としては様々なものがあり得るが、影響度の大きな要因の一つに光学ユニットの熱変形に伴って生じる感光体上でのレーザ照射位置の変動がある。
一般的に、光学ユニットは、このレーザの光路を決定する走査光学系の要素部品と、これら要素部品を保持する光学箱で構成されている。画像形成装置の動作に伴う昇温によって光学箱に熱変形が生じると、これらの要素部品の姿勢も変化しレーザ光路の方向に影響する。光路方向の変化は、感光体に到達するまでの光路長に比例して拡大されるため、光学箱の変形が非常に微小であっても感光体上での照射位置の変動として表れる。これまで画像形成装置の機内昇温や、ポリゴンミラーを駆動するモータの発熱に起因した光学ユニットの自己昇温などが、レーザ照射位置を変動させる要因として認識されている。
ここで、色ずれを補正するには、各色のレーザ照射タイミングを合わせる為の補正制御が必要となる。補正制御は、中間転写体上や搬送ベルト上にトナー像で色ずれ検出パターンを作像し、これをセンサで読み取る事によって各色の書き出しタイミングを揃える。
一方で、画像形成装置の機内昇温や、光学ユニット近傍の温度変化を温度センサで検出し、検出温度の変動に応じたレーザ照射位置の変動を推定してレーザ照射タイミングを補正する色ずれ補正なども知られている。例えば、特許文献1にそのことが提案されている。
しかしながら、上記従来例では、以下のような課題を含んでいる。
まず、前述のトナー像の検出パターン形成を伴う補正制御方法が最も確実であるものの、ダウンタイムやトナー消費などを考慮すると、印刷処理を長時間中断する問題があり、できるだけ少ない頻度で行いたい。
一方で、色ずれ量を予測して補正した場合、補正量は全体的な傾向に基づいたものであり、個体毎の測定に基づいたものではないので、精度良く補正することは困難である。
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ダウンタイムやトナー浪費を回避しつつ、従来の予測に比べより高い精度の色ずれ量の計測を行うことを目的とする。
上記目的を達成するために、本願発明における画像形成装置は、レーザ光を射出するレーザ素子と、光出力を検出する受光素子を有する複数の半導体レーザユニットを用いて、複数の感光体に静電潜像を形成するカラー画像形成装置において、半導体レーザユニットから射出されるレーザ光を偏向走査するための光学系を有する光学ユニットと、偏向走査されたレーザ光の光路上の非画像領域に射出されるレーザ光を反射し、走査光の像高により反射面幅が連続的に変化する反射部材と、を備え、前記レーザ光が前記反射部材の反射面を通過することに応じて反射されるレーザ光を、前記半導体レーザユニットの前記受光素子で検知し、前記反射部材により反射されるレーザ光の前記受光素子で検出される反射時間の変化に基づき、前記レーザ光の照射位置を調整する。
或いはレーザ光を射出するレーザ素子と、光出力を検出する受光素子を有する複数の半導体レーザユニットを用いて、複数の感光体に静電潜像を形成するカラー画像形成装置において、半導体レーザユニットから射出されるレーザ光を偏向走査するための光学系を有する光学ユニットと、非画像領域において、画像データに基づく前記レーザ光の走査開始タイミングの基準となる信号を出力するべく、所定位置で、前記走査されるレーザ光を検出するレーザ検知手段と、偏向走査されたレーザ光の光路上の非画像領域に射出されるレーザ光を反射し、走査光の反射開始位置と反射終了位置の両方もしくはいずれか一方のエッジが、走査方向に対して垂直ではない角度を有する反射部材と、を備え、前記レーザ光が前記反射部材の反射面を通過することに応じて反射されるレーザ光を、前記半導体レーザユニットの前記受光素子で検知し、前記レーザ検知手段によるレーザ光の検知と、前記反射部材での反射光を前記受光素子で検出すると、の間隔に基づき、前記レーザ光の照射位置を調整することを特徴とする。
以上のように、本発明の構成によれば、装置内温度の上昇に伴う、光学ユニットの変形等による感光体への照射位置変動によって発生する色ずれ量の計測について、ダウンタイムやトナー浪費を回避しつつ、従来に比べより精度の高い計測を実現できる。
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。尚、以下の実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例で説明されている特長の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
(第1の実施例)
[画像形成装置の概略断面図]
図1は本実施例の“カラー画像形成装置”の概略断面図である。図1に示すカラー画像形成装置(以下、装置本体と称す)は、装置本体101に対して着脱可能な複数のプロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kを備えている。これら4個のプロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kは、同一構造であるものの、異なる色、すなわち、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナーによる画像を形成する点で相違している。プロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kは、現像装置と画像形成ユニットと廃トナーユニットの大きく3つの構成で成り立っている。現像装置は、現像ローラ3Y、3M、3C、3K、トナー補給ローラ12Y、12M、12C、12K、トナー容器23Y、23M、23C、23K、攪拌マイラ34Y、34M、34C、34Kを有している。また、画像形成ユニットは、像担持体である感光ドラム(感光体)1Y、1M、1C、1K、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Kを有している。廃トナーユニットは、ドラムクリーニングブレード4Y、4M、4C、4K、廃トナー容器24Y、24M、24C、24Kを有している。
[画像形成装置の概略断面図]
図1は本実施例の“カラー画像形成装置”の概略断面図である。図1に示すカラー画像形成装置(以下、装置本体と称す)は、装置本体101に対して着脱可能な複数のプロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kを備えている。これら4個のプロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kは、同一構造であるものの、異なる色、すなわち、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナーによる画像を形成する点で相違している。プロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kは、現像装置と画像形成ユニットと廃トナーユニットの大きく3つの構成で成り立っている。現像装置は、現像ローラ3Y、3M、3C、3K、トナー補給ローラ12Y、12M、12C、12K、トナー容器23Y、23M、23C、23K、攪拌マイラ34Y、34M、34C、34Kを有している。また、画像形成ユニットは、像担持体である感光ドラム(感光体)1Y、1M、1C、1K、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Kを有している。廃トナーユニットは、ドラムクリーニングブレード4Y、4M、4C、4K、廃トナー容器24Y、24M、24C、24Kを有している。
プロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kの下方には複数の光学ユニット7Y、7M、7C、7Kが配置され、画像信号に基づく露光を感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対して行う。尚、図13(a)の光学ユニット77、78や、図14(b)の光学ユニット79のように光学ユニットが二体や一体の構成でも同様である。感光ドラム1Y、1M、1C、1Kは、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Kによって所定の負極性の電位に帯電された後、光学ユニット7Y、7M、7C、7Kによってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ3Y、3M、3C、3Kによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれY、M、C、Kのトナー像が形成される。
中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト8、駆動ローラ9、二次転写対向ローラ10から構成されている。また、各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向して、中間転写ベルト8の内側に一次転写ローラ6Y、6M、6C、6Kが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスを印加する構成となっている。
感光ドラム1Y、1M、1C、1K上に形成されたトナー像は、各感光ドラムが矢印方向に回転し、中間転写ベルト8が矢印F方向に回転させる。さらに一次転写ローラ6Y、6M、6C、6Kに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム1Y上のトナー像から順次、中間転写ベルト8上に一次転写され、4色のトナー像が重なった状態で二次転写ローラ11まで搬送される。
給紙搬送装置は、記録媒体である転写材Pを収納する給紙カセット13内から転写材Pを給紙する給紙ローラ14と、給紙された転写材Pを搬送する搬送ローラ対15とを有している。そして、給搬送装置から搬送された転写材Pはレジストローラ対16によって二次転写ローラ11に搬送される。
中間転写ベルト8から転写材Pへの転写においては、二次転写ローラ11に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された転写材Pに、中間転写ベルト8上の4色のトナー像を二次転写する。トナー像転写後の転写材Pは、定着装置17に搬送され、定着フィルム18と加圧ローラ19とによって加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。定着された転写材Pは排紙ローラ対20によって排出される。
一方、トナー像転写後に、感光ドラム1Y、1M、1C、1K表面に残ったトナーは、クリーニングブレード4Y、4M、4C、4Kによって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収容器24Y、24M、24C、24Kへと回収される。また、転写材Pへの二次転写後に中間転写ベルト8上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニングブレード21によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー回収容器22へと回収される。
また、図1における80は装置本体の制御を行うための電気回路が搭載された制御基板である。制御基板80には1チップマイクロコンピュータ(以後CPUと記す)40が搭載されている。CPU40は転写材Pの搬送に関る駆動源(不図示)やプロセスカートリッジの駆動源(不図示)の制御、画像形成に関する制御、更には故障検知に関する制御など、装置本体の動作を一括して制御しているものである。また、後述する各種演算処理は、このCPU40により実行される。42は、画像データからレーザユニット内のレーザの発光を制御するためのビデオコントローラである。
記号のYMCKは色を示しており、各色ごとの構成、形状は同じなので以後の説明では、色を示すYMCKの記号の記載を省略する。
[光学ユニットの断面図]
図2の(a)は、光学ユニット7の断面図を示し、(b)は上面からみた光学ユニット内部を示すものである。
図2の(a)は、光学ユニット7の断面図を示し、(b)は上面からみた光学ユニット内部を示すものである。
光源ユニット50はレーザ駆動基板55と半導体レーザ51と、コリメータレンズ53を保持する鏡筒部54からなり、光学箱65に取付けられている。半導体レーザ51から発生されるレーザ光56は、コリメータレンズ53、シリンドリカルレンズ57とビーム成形を行うアパーチャ66などの光学系を介して偏向器であるスキャナモータ58に取付けられた多面鏡59の反射面に線状に集光する。多面鏡59を図中R方向へ回転させることで、レーザ光56は偏向走査され、BDレンズ60を介してレーザ駆動基板55上の所定位置に固定配置されたBDセンサ52に入射され、これによりレーザ検知がBDセンサ52により行われる。BDセンサ52にレーザ光56が入射されると不図示の回路により、画像データに基づくレーザ光の走査開始タイミングの基準となる基準信号を出力する。ここで出力される信号が画像書き出しのタイミング信号となる。レーザ光56は次に第1走査レンズ61と第2走査レンズ62をとおり、折り返しミラー63により方向を変えられ、光学箱65に設けられた射出光窓64をとおりカートリッジ5の感光ドラム1上に、走査照射され静電潜像を形成する。
[半導体レーザの断面図]
図3は半導体レーザユニット51の内部構造を示す断面図で、いわゆるキャンタイプレーザの構造を示す。レーザ素子67はヒートシンク70に取付けられ、ヒートシンク70はステム71に取付けられている。レーザ素子は、ガラス窓68方向の前方向と、対向する後方向の両端面からレーザ光を射出する。そして後端面から射出された光出力(モニタ光72)は、半導体レーザユニット51に内蔵された受光素子69へ入射され、出力されるモニタ電流をレーザ駆動基板55上の不図示のICで検知している。
図3は半導体レーザユニット51の内部構造を示す断面図で、いわゆるキャンタイプレーザの構造を示す。レーザ素子67はヒートシンク70に取付けられ、ヒートシンク70はステム71に取付けられている。レーザ素子は、ガラス窓68方向の前方向と、対向する後方向の両端面からレーザ光を射出する。そして後端面から射出された光出力(モニタ光72)は、半導体レーザユニット51に内蔵された受光素子69へ入射され、出力されるモニタ電流をレーザ駆動基板55上の不図示のICで検知している。
[反射鏡とプロセスカートリッジと光学ユニットとの配置関係を示す図]
本構成で特徴的な、レーザ光の反射部を具備したプロセスカートリッジ5を図4(a)に示す。図1で説明した構成部品の説明は省略する。プロセスカートリッジ5の画像形成ユニットには、感光ドラム1の両端を保持する一対のドラム軸受25がある(図中には一方のドラム軸受を破線で示す)。ドラム軸受25(プロセスカートリッジの枠体)には一体的に形成される反射鏡保持部26とレーザ光を反射するための反射部材としての反射鏡27がある。また、反射鏡保持部26や、反射鏡27は、プロセスカートリッジの枠体に一体的に支持されていなくとも、組立て可能に支持されていても良い。
本構成で特徴的な、レーザ光の反射部を具備したプロセスカートリッジ5を図4(a)に示す。図1で説明した構成部品の説明は省略する。プロセスカートリッジ5の画像形成ユニットには、感光ドラム1の両端を保持する一対のドラム軸受25がある(図中には一方のドラム軸受を破線で示す)。ドラム軸受25(プロセスカートリッジの枠体)には一体的に形成される反射鏡保持部26とレーザ光を反射するための反射部材としての反射鏡27がある。また、反射鏡保持部26や、反射鏡27は、プロセスカートリッジの枠体に一体的に支持されていなくとも、組立て可能に支持されていても良い。
図4(b)はレーザ光の走査面方向から見たもので、光学ユニット7とプロセスカートリッジ5の感光ドラムの光学的配置を模式的に示すものである。光源ユニット50から照射されるレーザ光56は多面鏡59の回転により偏向走査される。レーザ光56aはBDセンサ52へ入射される位置で、BDセンサ52を走査する間だけレーザを点灯する。このとき反射鏡27は、図4(b)に示されるように、偏向走査されたレーザ光の光路上の非画像領域に射出されるレーザ光を反射するよう配置されている。
次にレーザ光56bは反射鏡27へ正対入射される位置で、同様に反射鏡27を走査する間だけレーザを点灯する。次にレーザ光56cから56dは、画像領域の書き出し位置と後端位置を示し、この間を走査する間に任意の画像情報位置でレーザを点灯する。
[反射鏡保持部の構成図]
図5(a)に示すように反射鏡27は、感光ドラム面に近接した画像領域外にあり、光学ユニット7から感光ドラム1に照射されるレーザ光56が反射鏡27と垂直に正対するよう反射鏡保持部26は構成されている。
図5(a)に示すように反射鏡27は、感光ドラム面に近接した画像領域外にあり、光学ユニット7から感光ドラム1に照射されるレーザ光56が反射鏡27と垂直に正対するよう反射鏡保持部26は構成されている。
図5(b)は光学ユニット7側から感光ドラム1を見たもので、レーザ光56の感光ドラム上の走査像高を矢印LSで示している。反射鏡27は、図に示すように走査像高に対して反射面幅が変化するV字形状をしている。従って、走査光LSが反射鏡27を横切るあいだ半導体レーザユニット51(レーザ素子67)を発光させると、走査光LSが通過する反射鏡27の幅に応じた時間だけレーザ光は半導体レーザ51に反射光として戻される。
戻されたレーザ光は、図3に示すガラス窓68からレーザ素子67越しに受光素子69へ入射される。受光素子69では、受光した光をモニタ電流として検出される。モニタ電流は電気抵抗を介してモニタ電圧に変換しレーザ駆動基板55上のレーザ駆動ICでモニタしている。図6は受光素子69により検知しているモニタ電圧の時間変化を示し、図6(a)はレーザが発光している間、図3に示したモニタ光72を検知し一定の電圧を示している状態である。そこへ前述の反射鏡27で反射された戻り光が入射されると、図6(b)に示す如く、受光素子69にはモニタ光72に戻り光が上乗せされる。そして受光素子69にレーザ光が戻されている時間だけモニタ電圧の値が上昇し、所定の閾値電圧に対して反射時間t1(レーザ光の戻り時間)が検出できる。レーザ光の戻り時間t1は、図7の(a)に示す反射鏡27上を走査するレーザ光L1の走査像高位置に対応した、反射鏡27の幅N1で決まる。
光学ユニット7は、画像形成装置の機内昇温や、光学ユニット7内のスキャナモータ58駆動に起因した自己昇温の影響で照射位置ズレが発生する。図7の(b)に示すように、レーザ光L2の反射鏡27を走査する像高が初期の図7(a)の位置から一方へずれると、反射鏡27の反射幅がN2の位置を通過する。N2<N1であるから、図6(c)のように受光素子69で検知するモニタ電圧の変化幅は図7(b)の場合より短いt2となる。反射鏡27の形状が左右対称の二等辺三角形で、底辺長さに対する高さの比をKとし、レーザ光の走査速度がV(mm/sec)であるとき、副走査方向の照射位置ズレ量は、以下の式で表される。V・{(t1−t2)/2}は主走査方向における検出時間に速度を乗算した主走査方向の照射位置ズレ量を意味し、それに係数Kを乗算することで、CPU40により副走査方向の照射位置ズレ量を演算することが出来る。
副走査方向の照射位置ズレ量=V・{(t1−t2)/2}・K (mm)
副走査方向の照射位置ズレ量=V・{(t1−t2)/2}・K (mm)
また、反射鏡の形状は図7に示したものに限定するものではない。レーザ光の走査像高により反射幅が変化していれば検知可能である。例えば、後述の実施例において詳しく説明する、図8に示されるような反射鏡形状でも上記の副走査方向の位置ズレ量を演算できる。
また、検知タイミングは印刷時の画像形成前の前回転時、画像領域外での処理なので印刷中や、連続印刷であれば紙間で検知し各現像ユニットの書き出しタイミングの補正することが可能である。
本実施例によれば、まず、画像形成装置の立ち上げ時に各プロセスカートリッジ間の、副走査方向の書き出しタイミングを調整し、所謂色ずれ補正制御を実行する。そして、色ずれ補正制御が実行された状態において、CPU40は、各プロセスカートリッジの初期の反射鏡27からの反射光によるモニタ電圧の変化時間t1を、基準値としてメモリに記憶する。これにより、CPU40は、副走査方向の照射位置ズレが発生しモニタ電圧の変化時間がt2に変化したとき、照射位置ズレ量を検出でき、プロセスカートリッジごとに書き出しタイミングを補正する。本処理により、機内昇温や光学ユニットの自己昇温による副走査方向の照射位置ズレによる画像の位置ズレを低減できる。
(第2の実施例)
第1の実施例と同機能で同構成のものは、説明を割愛する。まず、図8を用い、第2の実施例における反射鏡26について説明を行う。尚、その他のプロセスカートリッジの構成については第1の実施例と同様であり、説明を割愛する。また、プロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kの何れも同様の構成とする。以降Y,M,C,Kの表示は省略して説明を行う。
第1の実施例と同機能で同構成のものは、説明を割愛する。まず、図8を用い、第2の実施例における反射鏡26について説明を行う。尚、その他のプロセスカートリッジの構成については第1の実施例と同様であり、説明を割愛する。また、プロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kの何れも同様の構成とする。以降Y,M,C,Kの表示は省略して説明を行う。
図8(a)では、反射鏡保持部材26には反射鏡28が照射されるレーザ光56と、その走査光L11が横切る反射鏡28の高さ方向略中央の反射位置で正対するよう配置されている。レーザ光56が入光してくる反射鏡28のエッジは、走査像高が変化すると主走査方向の反射開始位置が連続的に変化すような傾斜を持っている。その傾斜比率(係数)をK1とする。また反射鏡28における対向するもう一方のエッジ(レーザ光が抜けていく側)は、反射鏡28からの反射光が半導体レーザ51内の受光素子69で検知できる検知範囲外の位置にあるとする。
図4(b)中のBDセンサ52で検知する走査光L11の信号Gと、反射鏡28からの反射光によるモニタ電圧Eの変化を図9の(a)に示す。BDセンサ52の信号Gの立ち上がりタイミングを所定の閾値電圧で定義し、モニタ電圧の変化タイミングも同様に所定の閾値電圧で規定し、その2点間での時間差(間隔)をt10とする。
光学ユニット7は、画像形成装置の機内昇温や、光学ユニット7内のスキャナモータ58駆動に起因した自己昇温の影響で照射位置ズレが発生する。図8の(b)に示すように、レーザ光L12の反射鏡28を走査する像高が初期の図8(a)の状態から一方へずれると、反射鏡28の走査光が通過する反射位置(タイミング)がずれる。具体的には、図9(b)のようにBDセンサ52の信号Gの立ち上がりタイミングは変わらず、モニタ電圧Eの変化タイミングが変化する。その為、検出電圧が閾値を超えた2点間での時間差はt10からt11へと変化する。反射鏡28のエッジの傾斜比率がK1のとき、レーザ光の走査速度がV(mm/sec)であると、副走査方向の照射位置ズレ量は、以下の式で表される。下記式に基づく演算はCPU40により行われる。
副走査方向の照射位置ズレ量=V・(t10−t11)・K1 (mm)
副走査方向の照射位置ズレ量=V・(t10−t11)・K1 (mm)
また、反射鏡の形状は図8に示したものに限定するものではない。レーザ光の走査像高により反射鏡の反射位置(反射開始タイミング或いは反射終了タイミング)が変化していれば検知可能である。即ち、走査光の反射開始位置と反射終了位置の両方若しくは何れか一方のエッジが、走査方向に対して垂直ではない角度を有していればよい。尚、ここでのエッジとは図8等で示した通り、走査されるレーザ光56と、交わる反射鏡28の辺のことを指す。
また、検知タイミングは印刷時の画像形成前の前回転時、画像領域外での処理なので印刷中や、連続印刷であれば紙間で検知し各現像ユニットの書き出しタイミングの補正することが可能である。
本実施例によれば、まず、画像形成装置の立ち上げ時に各プロセスカートリッジ間の、副走査方向の書き出しタイミングを調整し、所謂色ずれ補正制御を実行する。そして、色ずれ補正制御が実行された状態において、CPU40は、BDセンサで検知する信号タイミングと各プロセスカートリッジの、初期の反射鏡28からの反射光によるモニタ電圧の変化タイミングの時間差t10をメモリに基準値として記憶する。これにより、CPU40は、副走査方向の照射位置ズレが発生しモニタ電圧の変化タイミングとBDセンサからの信号タイミング差がt11に変化したとき、照射位置ズレ量を検出できる。そしてCPU40は、プロセスカートリッジごとに書き出しタイミングを補正することで、機内昇温や光学ユニットの自己昇温による副走査方向の照射位置ズレによる画像の位置ズレを低減する。
(第3の実施例)
第3の実施例では、画像の傾きを検知する形態について説明を行う。尚、第1の実施例と同様の構成については説明を省略する。尚、まずプロセスカートリッジ5Yの画像形成ユニット周囲の説明を行うが、他のプロセスカートリッジ5M、5C、5Kについても同様の構成とする。以降Y,M,C,Kの表示は省略する。
第3の実施例では、画像の傾きを検知する形態について説明を行う。尚、第1の実施例と同様の構成については説明を省略する。尚、まずプロセスカートリッジ5Yの画像形成ユニット周囲の説明を行うが、他のプロセスカートリッジ5M、5C、5Kについても同様の構成とする。以降Y,M,C,Kの表示は省略する。
以下、図10の説明を行う。感光ドラム1の両端を保持する一対のドラム軸受25a、25bがある。ドラム軸受25a、25bには一体的に形成される反射鏡保持部26a、26bがとレーザ光を反射するための反射鏡29a、29b(第1反射部材、第2反射部材)がそれぞれ走査レーザ光56と正対入射されるよう感光ドラムを挟んで逆側に配置されている。画像書き出し側の反射鏡29a、画像後端側の反射鏡29bは、ともに感光ドラムの両側の画像領域外にあり、夫々第1非画像領域、第2非画像領域(感光体近傍の非画像領域)に対応して配置されている。尚、反射鏡の形状は図7、8で説明した何れの形状でも、同形状同士の組み合わせであれば形状は問わない。
V字形状タイプの反射鏡の場合、図11(a)に示すように反射鏡29aの反射による画像書き出し側のモニタ電圧の変化幅t1aと、反射鏡29bの反射による画像後端側のモニタ電圧の変化幅t2bを各々記憶する。光学ユニット7は、画像形成装置の機内昇温や、光学ユニット7内のスキャナモータ58駆動に起因した自己昇温の影響で照射位置ズレが発生する。反射鏡29a、29bのエッジの傾斜比率がともにK1、レーザ光の走査速度がV(mm/sec)とすると、書き出し側と画像後端側の副走査方向の照射位置ズレ量の差分で、走査線の傾きδが検出できる。
図11の(b)に示すように、レーザ光の反射鏡29a、29bを走査する像高が初期の位置から一方へずれると、モニタ電圧の変化幅がそれぞれt2a、t2bに変化する。そうすると画像書き出し側と画像後端側の照射位置ズレ量がそれぞれ検出できる。走査線の傾きδは、以下の式で定義できる。また、以下の演算はCPU40により実行される。
δ=V・((t1a−t2a)−(t1b−t2b))・K1 (mm)
図11の(b)のようにそれぞれの照射位置ズレが同方向に同じ量の場合、傾きδは0となり、副走査方向の書き出しタイミングを補正すればよい。
δ=V・((t1a−t2a)−(t1b−t2b))・K1 (mm)
図11の(b)のようにそれぞれの照射位置ズレが同方向に同じ量の場合、傾きδは0となり、副走査方向の書き出しタイミングを補正すればよい。
それぞれの照射位置ズレが、図11(c)のように逆方向の場合や、図11(d)のようにズレ量が大きく異なる場合は、走査線の傾きが発生していることを意味しており、前式の場合、基準となる副走査方向の書き出しタイミングの補正と同時に、検出した走査線の傾きδだけ傾き補正をかける。このように、画像データに傾き補正をかけて展開し潜像形成を行うことでより画像ズレの少ない印刷が可能となる。この画像データの補正は、CPU40や、ビデオコントローラ42により行う。また、傾き補正手段としては、画像データを補正する場合に限定されることなく、例えば、折り返しミラー63を検知された傾きをキャンセルするように、物理的に傾けるよう、アクチュエーターを動作させる形態でも良い。また、実施例2では、BDセンサの検知信号を基準として、画像書き出し側と画像後端側のそれぞれのモニタ電圧の変化タイミングまでの時間差を検出するよう説明した。照射位置ズレの発生によって時間差がそれぞれ変化した場合、照射位置ズレが同方向で略同じ量であれば、副走査方向の書き出しタイミングを補正すれば良い。一方、ズレ方向が逆の場合や、ズレ量が大きく異なる場合は走査線の傾きが発生していることを意味している。このような場合に、CPU40やビデオコントローラ42は、副走査方向の書き出しタイミングの補正と同時に、画像データに傾き補正をかけて展開し潜像形成をすることで、より画像ズレの少ない印刷が可能となる。
尚、上の説明においては、傾き補正を行うよう説明してきたが、傾き補正の手法については、様々な方法が既に公知となっており、その何れの補正方法によって傾きを補正しても良い。上記実施例においては、反射鏡からの戻り光を検出することで傾きの発生を検知する点に特徴がある。
(第4の実施例)
第4の実施例では、照射位置ズレの検知精度を更に向上させる形態についての説明を行う。尚、第1の実施例と同様の構成については説明を省略する。尚、まずプロセスカートリッジ5Yの画像形成ユニット周囲の説明を行うが、他のプロセスカートリッジ5M、5C、5Kについても同様の構成とする。以降Y,M,C,Kの表示は省略する。
第4の実施例では、照射位置ズレの検知精度を更に向上させる形態についての説明を行う。尚、第1の実施例と同様の構成については説明を省略する。尚、まずプロセスカートリッジ5Yの画像形成ユニット周囲の説明を行うが、他のプロセスカートリッジ5M、5C、5Kについても同様の構成とする。以降Y,M,C,Kの表示は省略する。
以下、図12の説明を行う。感光ドラム1の両端を保持する一対のドラム軸受25がある。ドラム軸受25には一体的或いは組立可能に支持された反射鏡保持部26とレンズ保持部31がある。夫々がレーザ光を反射するための反射鏡27とレーザ光を反射鏡27上に結像させる集光レンズ30を、走査レーザ光56の光入射側に配置する。
本構成にすることで、反射鏡27の走査位置でのレーザ光56は、感光ドラム1の表面位置の点Fで結像されるよう設計されており、点Fは光源ユニット50のレーザ素子67の発光点と共役の位置関係にある。点Fで反射させるのが理想だが感光ドラム1の表面から反射鏡27が離れている分だけ集光レンズ30でレーザ光56を絞り反射鏡27の表面上で結像させることで、より精度よくモニタ電圧の変化を検出することが可能となり、照射位置ズレの検知精度を向上する。これにより、より画像ズレの少な印刷が可能となる。
尚、第4の実施例については、第1乃至第3の実施例の何れにおいても適用可能であることは言うまでもない。
27、28、29 反射鏡
51 半導体レーザ
52 BDセンサ
67 レーザ素子
69 受光素子
51 半導体レーザ
52 BDセンサ
67 レーザ素子
69 受光素子
Claims (7)
- レーザ光を射出するレーザ素子と、光出力を検出する受光素子を有する複数の半導体レーザユニットを用いて、複数の感光体に静電潜像を形成するカラー画像形成装置において、
半導体レーザユニットから射出されるレーザ光を偏向走査するための光学系を有する光学ユニットと、
偏向走査されたレーザ光の光路上の非画像領域に射出されるレーザ光を反射し、走査光の像高により反射面幅が連続的に変化する反射部材と、を備え、
前記レーザ光が前記反射部材の反射面を通過することに応じて反射されるレーザ光を、前記半導体レーザユニットの前記受光素子で検知し、
前記反射部材により反射されるレーザ光の前記受光素子で検出される反射時間の変化に基づき、前記レーザ光の照射位置を調整することを特徴とするカラー画像形成装置。 - レーザ光を射出するレーザ素子と、光出力を検出する受光素子を有する複数の半導体レーザユニットを用いて、複数の感光体に静電潜像を形成するカラー画像形成装置において、
半導体レーザユニットから射出されるレーザ光を偏向走査するための光学系を有する光学ユニットと、
非画像領域において、画像データに基づく前記レーザ光の走査開始タイミングの基準となる信号を出力するべく、所定位置で、前記走査されるレーザ光を検出するレーザ検知手段と、
偏向走査されたレーザ光の光路上の非画像領域に射出されるレーザ光を反射し、走査光の反射開始位置と反射終了位置の両方もしくはいずれか一方のエッジが、走査方向に対して垂直ではない角度を有する反射部材と、を備え、
前記レーザ光が前記反射部材の反射面を通過することに応じて反射されるレーザ光を、前記半導体レーザユニットの前記受光素子で検知し、
前記レーザ検知手段によるレーザ光の検知と、前記反射部材での反射光を前記受光素子で検出すると、の間隔に基づき、前記レーザ光の照射位置を調整することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 前記非画像領域を第1非画像領域とし、前記反射部材を第1反射部材とし、更に、前記偏向走査されたレーザ光の光路上であって、前記第1非画像領域とは前記感光体を挟んで逆側の第2非画像領域に射出されるレーザ光を反射し、走査光の像高により反射面幅が連続的に変化する第2反射部材を備え、
前記第1反射部材による反射光の前記受光素子で検出される反射時間の変化と、前記第2反射部材による反射光の前記受光素子で検出される反射時間の変化と、に基づきレーザ光の照射位置の傾きを検知することを特徴とする請求項1に記載のカラー画像形成装置。 - 前記非画像領域を第1非画像領域とし、前記反射部材を第1反射部材とし、
更に、前記偏向走査されたレーザ光の光路上であって、前記第1非画像領域とは前記感光体を挟んで逆側の第2非画像領域に射出されるレーザ光を反射し、走査光の反射開始位置と反射終了位置の両方もしくはいずれか一方のエッジが、走査方向に対して垂直ではない角度を有する第2反射部材を備え、
前記レーザ検知手段によるレーザ光の検知と前記第1反射部材での反射光を前記受光素子で検出するとの間隔と、前記レーザ検知手段によるレーザ光の検知と前記第2反射部材での反射光を前記受光素子で検出するとの間隔と、に基づきレーザ光の照射位置の傾きを検知することを特徴とする請求項2に記載のカラー画像形成装置。 - 前記感光体は、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに備えられたものであり、前記反射部材は、前記プロセスカートリッジの枠体に一体的に、或いは組立て可能に支持され、感光体近傍の非画像領域に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載のカラー画像形成装置。
- 前記感光体は、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに備えられたものであり、前記第1反射部材及び前記第2反射部材は、前記プロセスカートリッジの枠体に一体的に、或いは組立て可能に支持され、感光体近傍の非画像領域に配置されることを特徴とする請求項3又は4に記載のカラー画像形成装置。
- 前記反射部材の光入射側に配置された集光レンズを備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のカラー画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010273898A JP2012121230A (ja) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | 画像形成装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014106342A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP2014219544A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 走査光学装置および画像形成装置 |
-
2010
- 2010-12-08 JP JP2010273898A patent/JP2012121230A/ja active Pending
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