JP2814488B2

JP2814488B2 - 露光装置

Info

Publication number: JP2814488B2
Application number: JP63085246A
Authority: JP
Inventors: 憲平澤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JPH01257980A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明はレーザプリンタのように光を用いて画像の形
成を行う記録装置に使用される露光装置に関する。

「従来の技術」レーザビーム等の２本のビームを感光体の異なった位
置に照射してそれぞれ静電潜像を形成し、これらを異な
った色で現像すると、感光体上には２色で表わされたト
ナー像を得ることができる。そこで、これを記録用紙上
に転写し定着を行うと、２色記録画が得られる。

このような装置では、通常の場合、感光体ドラム等の
感光体の露光位置がビームの走査方向と直交する方向に
移動するようになっている。感光体の移動はモータ等の
駆動系によって行われるが、例えば感光体ドラムの偏心
が原因となる負荷変動等によって、その移動速度に多少
の変動があるのが通常である。そこで、１色目の走査時
と２色目の走査時で感光体の露光位置が微妙に変動する
ことになる。

第５図はこれによる画像の色ずれを表わしたものであ
り、黒色と赤色の線がそれぞれ等ピッチで配置されたラ
ダーチャートをプリントアウトした例を示している。こ
の図で実線11は黒色で現像されたラインであり、破線12
は赤色で現像されたラインである。この図に示したよう
に２種類のラインは、感光体の移動速度の変動が原因し
て互いに近づいたり離れたりする。これが色ずれの原因
となる。

第６図は、感光体の移動速度の変動を防止するために
従来提案された装置の一例を表わしたものである。この
装置は、感光体14の一側端にその回転軸と中心を一致さ
せた円板15を貼着している。この円板15の円周部分に
は、所定のピッチで放射状に延びた多数のラインからな
るマークが印刷されている。このマークを構成する１本
１本のラインは、円板15のマーク印刷部分に対向して固
設されたオプチカルエンコーダ16によって検出されるよ
うになっている。オプチカルエンコーダ16から得られる
パルス状の検出信号17は、基準クロック回路18から出力
される基準クロック信号19と共に位相検出器21に入力さ
れる。

今、検出信号17が第７図ａに示すような一定していな
い間隔で発生するパルス信号であるものとする。基準ク
ロック信号19は第７図ｂに示すように一定間隔で出力す
るパルス信号である。位相検出器21は、両信号17、19の
位相差を検出し、第７図ｃに示すように位相の進みや遅
れに対応したパルス信号22を出力する。このパルス信号
22はローパスフィルタ23に入力されて、第７図ｄに示す
ような位置変動信号24が出力される。

第８図は、横軸に時間ｔをとって、縦軸に位置変動Δ
ｘをとった場合における位置変動信号24の変化の様子の
一例を表わしたものである。

このように、感光体14の移動速度の変動は位置変動信
号24によって検出される。そこで、この従来提案された
装置では、移動速度が低下したことが検出されたとき駆
動系の駆動力を増大させ、移動速度が超過したときには
この駆動力を制動するようにして、移動速度が許容範囲
に収まるような制御を行っている。

「発明が解決しようとする課題」ところが、このような制御を行うには前記したように
高精度の円板15やオプチカルエンコーダ16等の部品が必
要となり、高価となる。

これに対して、感光体の移動速度の変動自体をなるべ
く生じないようにするための工夫も行われている。しか
しながら、このためには感光体や駆動装置ならびに静電
潜像を現像するための現像装置やトナー像を除去するた
めのクリーニング装置等による負荷変動を極力少なくす
るような機構が採用される必要があり、これらの機構が
複雑となるという欠点があった。また複雑な機構が採用
されるために、その製造コストもアップするという問題
があった。

更に、感光体の駆動系を他の装置の駆動系と分離して
直接駆動することによって、他の装置の負荷変動の影響
を受けないようにする装置も提案されている。しかしな
がら、この提案によると複数の駆動系を必要とするの
で、やはり装置が複雑かつ高価となるという問題があっ
た。

そこで本発明の目的は、感光体の速度変動自体を容認
して、しかも色ずれの発生を減少させることのできる露
光装置を提供することにある。

「課題を解決するための手段」本発明では、感光体が移動する際の位置変動に所定の
周期があることに着目し、この変動周期間隔ｘに合わせ
て、感光体上に照射される第１および第２の露光用の光
ビームの間隔Ｘを設定するようにした。この関係は、ｍ
を整数とするとき、次の（１）式のようになる。

すなわち、本発明では感光体の移動方向における周期
的な位置変動のほぼ整数倍の距離に第１および第２の露
光用の光ビームの照射間隔を設定しておくことにして、
前記した目的を達成する。この場合の第１の露光用の光
ビームに対する第２の露光用の光ビームの調整されるべ
き間隔Ｘは、理想的には上記した（１）式でＸ＝mxの場
合となるが、現実的には不等式で示した範囲内で良好な
結果を得ることができる。

「実施例」以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の露光装置を適用した２色
記録装置の要部を表わしたものである。

この記録装置は駆動モータ31によって回転する回転多
面鏡32を備えており、これにより図示しないレーザ発振
器から出力されたレーザビームを走査するようになって
いる。すなわち、回転多面鏡32によって反射された第１
のレーザビーム33は、走査用レンズ34を通過した後、第
１および第２のミラー35、36に順次入射して反射され、
感光体ドラム38の周面の第１の入射位置Ｐに到達する。

感光体ドラム38が矢印39で示すように時計回りに回転
するものとすると、第１の入射位置Ｐの上流側にはドラ
ム表面を一様に帯電するためのチャージコロトロン41が
配置されている。また、第１の入射位置Ｐの近傍でその
下流側には、第１の現像機42が配置されている。第１の
現像機42は、第１の入射位置での露光作業によって感光
体ドラム38上に形成された第１の静電潜像を現像し、第
１の記録色によるトナー像を作成するためのものであ
る。

一方、回転多面鏡32によって反射された第２のレーザ
ビーム44は、走査用レンズ34を通過した後、第３のミラ
ー45によって反射され、感光体ドラム38の周面の第２の
入射位置露光位置Ｑに到達する。第３のミラー45は、第
１および第２のミラー35、36と同様に固定ミラーである
が、その角度を調整することができ、破線で示した調整
後の反射光の照射位置で示したように第２の入射位置露
光位置Ｑを微妙に変更することができるようになってい
る。

第２の入射位置Ｑは、第１の現像機42の近傍でその下
流側に配置されている。第２の入射位置Ｑでの露光作業
によって感光体ドラム38上に形成された第２の静電潜像
が現像され、第１の記録色とは異なる第２の記録色によ
るトナー像を作成するためのものである。このようにし
て感光体ドラム38上に作成された２色のトナー像は、ト
ランスファコロトロン49によって記録用紙51に転写さ
れ、図示しない定着器で定着された後、２色記録装置の
外の図示しない排出トレイに排出されることになる。転
写後の感光体ドラム38はクリーニング装置52によって清
掃され、残留したトナーが除去される。これにより、感
光体ドラム38の表面が再び使用可能となる。

第２図はこの２色記録装置の感光体ドラムの周期的な
位置変動と２本のレーザビームの間隔との関係を表わし
たものである。先の第６図で説明したような円板15を取
り付けて位置変動の測定を行うと、第２図で示したよう
な特性を得ることができる。時間ｔに対する位置変動Δ
ｘの特性は、各種部品の組み合わせによって生じるもの
で記録装置それぞれに固有なものとなっている。すなわ
ち、位置変動Δｘのピーク値から次のピーク値までの時
間間隔をτとすると、この時間間隔τは同一の装置であ
ればほぼ一定した値となる。

今、第３図に示すように第１のレーザビーム33につい
ての第１の入射位置Ｐと第２のレーザビーム44について
の第２の入射位置Ｑが、感光体ドラム38の中心となす角
度をαとする。また、感光体ドラム38の平均回転角速度
をωとする。第１および第２の入射位置Ｐ、Ｑの間隔が
Ｘで、この間隔Ｘを感光体ドラム38の周面が移動する移
動時間をt₀とする。移動時間t₀は次の（２）式で表わす
ことができる。

この移動時間t₀が第２図で示した時間間隔τの整数倍
になるようにすれば、感光体ドラム38上における２つの
レーザビームの位置間隔の“ふらつき”を補正すること
ができる。

以上は時間で補正を行う場合の説明であるが、入射位
置Ｐ、Ｑの間隔Ｘで表わすと次の（３）式のようにな
る。ここで符号Ｒは感光体ドラム38の半径である。

Ｘ＝Ｒ×ω×t₀ ＝Ｒ×α ……（３）移動時間τに対応する位置変動周期間隔をｘとする
と、これは次の（４）式で表わされる。

ｘ＝Ｒ×ω×τ ……（４）そこで、２本のレーザビーム33、44の入射位置間隔Ｘ
が位置変動周期間隔ｘの整数倍となるように設定を行え
ばよい。

以上を更に具体的に説明する。

第１図の装置で第２のレーザビーム44の照射は、第１
のレーザビーム33の対応する部分に対する照射と比較し
て、感光体ドラム38の移動時間T₀だけ遅れている。第１
のレーザビーム33の位置変動をΔｘ（ｔ）で表わすと、
入射位置Ｑでの第２のレーザビーム44の照射はこれから
移動時間t₀だけ遅れなければならない。そこで、第２の
レーザビーム44の位置変動はΔｘ（ｔ＋t₀）で表わされ
る。このとき、両レーザビーム33、44の位置変動差δｘ
は、次の（５）式で表わされる。

δｘ＝Δｘ（ｔ）−Δｘ（ｔ−t₀） ……（５）この位置変動差δｘをできるだけ小さく抑えるには、
第２図で了解されるように移動時間t₀を位置変動周期τ
と一致させればよい。

また、同様の観点から移動時間t₀が位置変動周期τの
整数倍であってもよい。そこでｍを整数（＝１、２、３
……）とすると、次の（６）式の関係となるように間隔
Ｘを設定すればよい。

t₀＝ｍτ ……（６）これにより、第１の入射位置Ｐと第２の入射位置Ｑの
間隔を広範囲に選択することができ、第１の現像機42等
の実装設計上での自由度を得ることができる。この
（６）式は理想的な場合であるが、実際には位置変動周
期τに±1/6程度の誤差があっても記録位置の補正を十
分効果的に行うことができる。

第４図はこの実施例の装置を用いて２色記録を行った
例を表わしたものであり、第５図に対応するものであ
る。実線11で示した黒色のラインと破線12で示した赤色
のラインとが共に干渉せずに記録が行われている。良く
観察すると、実線11で示した黒色のラインの間隔は、感
光体ドラム38の全体的な速度変動が原因して必ずしも等
ピッチには記録されていない。このような場合であって
も、破線12で示した赤色のラインは実線11のほぼ中間位
置を保って記録されていることがわかる。これにより色
ずれの発生が良好に防止される。

以上レーザビームを用いた２色記録装置について説明
したが、光ビーム走査方式の装置に限定されるものでは
なく、例えば発光ダイオードを多数一列に配置したLED
アレイや液晶ディスプレイを用いた非走査の１次元像露
光装置を用いたものについても同様の効果がある。ま
た、実施例では２本のビームを用いたものについて説明
したが、３本あるいはこれ以上の本数のビームを用いた
装置にも同様に適用することができる。更に、本実施例
では感光体として感光体ドラムを用いたが、ベルト状の
感光体を使用した装置についても本発明の適用が可能で
ある。

「発明の効果」このように本発明によれば、第１および第２の露光用
の光ビームのいずれかの照射装置を調整するという簡単
な操作で、色ずれの軽減された良好な画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図は本発明の露光装置を用いた２色
記録装置の概略構成図、第２図は２色記録装置の感光体
ドラムの位置変動特性の一例を示す特性図、第３図は記
録位置の変動を補正するための原理を説明するための原
理図、第４図は２色のラダーチャートを記録した状態を
示す平面図、第５図は従来の装置で２色のラダーチャー
トを記録した状態を示す平面図、第６図は感光体ドラム
の位置変動特性を測定する原理を示す概略構成図、第７
図はこの第６図で示した装置の各部の波形を示す各種波
形図、第８図は横軸に時間ｔをとって、縦軸に位置変動
Δｘをとった場合における位置変動信号の変化の様子の
一例を表わした特性図である。 38……感光体ドラム、 33……第１のレーザビーム、 44……第２のレーザビーム、 45……第３のミラー、Ｐ……第１の入射位置、Ｑ……第２の入射位置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームの走査方向と直交する方向に移動
する感光体を露光する装置において、前記感光体の位置変動の周期的な間隔を位置変動周期間
隔ｘとし、感光体上の前記光ビームの走査方向と直交する方向に間
隔を置いて照射される第１および第２の露光用の光ビー
ムの間隔Ｘが整数ｍおよび位置変動周期間隔ｘに対して
次の関係を満足するように設定したことを特徴とする露
光装置。