JP3207497B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを感光体上に
走査露光して画像を形成する画像形成装置に係り、特
に、光ビームを光検出手段で受光して画像形成に必要な
制御信号を生成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置には感光体上に半導
体レ−ザから発射された光ビームを走査するための、例
えばポリゴンミラーおよび結像光学系（ｆθレンズを含
む）から構成される走査光学系を有し、この走査光学系
から走査される光ビームを感光体上の非画像形成領域走
査中に受光して、主走査方向のタイミング信号を生成す
るための第１の光検出手段および上記光ビームのフォー
カスを調整するために感光体上の非画像形成領域走査中
に光ビームを受光する第２の光検出手段とを備え、それ
ぞれ個別的に光ビームを検出して画像形成およびフォー
カス制御を実施していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため、光ビームを
検出する手段が検出対象毎に複数必要となり、検出回路
のコスト負担が増大してしまう等の問題点があった。
【０００４】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、本発明の目的は、走査手段により走査
される光ビームを複数のスリットを介して受光し、該光
ビームの走査毎に複数の検出信号が単一の検出手段から
出力されると、該出力される複数の検出信号のうち所定
の検出信号を選択し、該選択された検出信号に基づい
て、同期信号を発生するとともに、該出力される複数の
検出信号のうち他の検出信号に基づいて光ビームの状態
を検出して装置を調整することにより、何ら画像形成装
置の調整に新たな検出手段を設けることなく、画像形成
時用に光ビームを検出する検出手段を兼用して装置の調
整を容易に行える安価な画像形成装置を提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の発明
は、光ビームを発射する光源と、前記光源より発射され
る光ビームを走査する走査手段と、前記走査手段により
走査される光ビームを複数のスリットを介して受光し、
該光ビームの走査毎に複数の検出信号を出力する単一の
検出手段と、前記検出手段から出力される複数の検出信
号のうち所定の検出信号を選択する選択手段と、前記選
択手段により選択された検出信号に基づいて、同期信号
を発生する同期信号発生手段と、前記検出手段から出力
される複数の検出信号のうち他の検出信号に基づいて光
ビームの状態を検出して装置を調整する調整手段とを有
するものである。本発明に係る第２の発明は、前記調整
手段は、前記光ビームのフォーカスを検出するものであ
る。
【０００６】本発明に係る第３の発明は、前記調整手段
は、前記検出信号の振幅の最大値及び最小値を検出する
ものである。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す画像形成装置
の光検出機構を示す構成図である。
【０００８】図において、１は半導体レ−ザで、図示し
ないレーザ駆動回路から出力される画像データに基づい
て変調されたレーザビームを発射する。２はポリゴンミ
ラーで、図示しないスキャナモータにより矢印方向に高
速回転される。３はｆθレンズ（結像レンズ）で、感光
ドラム４に走査されるレーザビームの走査速度を等速度
にする。５はチャートで、後述するようなスリットパタ
ーンが設けられている。６はレンズで、チャート５を透
過した光ビームを集光する。７はオプティカルファイバ
ケーブルで、レンズ６により集光された光ビームを検出
器８０１の、例えばフォトダイオードで構成される光セ
ンサ８０２に伝送する。検出器８０１は光センサ８０２
が検出した光信号を増幅してＢＤ検出処理系およびフォ
ーカス処理系の多系統に出力する。８０８，８０９はス
イッチで、スイッチ８０８は図示しない制御部から送出
される制御信号３０２に基づいて開閉制御され、スイッ
チ８０９は図示しない制御部から送出される制御信号３
０３に基づいて開閉制御される。
【０００９】８０３はＢＤ検出回路で、スイッチ８０８
がアクティブの場合に検出器８０１から出力されるビー
ムディテクト信号を所定のスライスレベルで整形して主
走査方向の書出しタイミング信号（ＢＤ信号）を制御回
路８０７に送出する。
【００１０】８０４はＡＦ回路で、スイッチ８０９がア
クティブの場合に検出器８０１から出力されるビームデ
ィテクト信号のピーク値を検出するピーク検出回路８０
５，ピーク検出回路８０５により検出されたピーク値を
ディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器８０６等から構成
され、Ａ／Ｄ変換器８０６から出力されるピーク値デー
タを制御回路８０７に送出する。
【００１１】このように構成された画像形成装置におい
て、検出手段（本実施例では検出器８０１）が感光体上
に走査露光される光ビームを連続的に検出すると、出力
制御手段（スイッチ８０８，８０９）が検出手段から出
力される光信号出力の転送先を何れかの信号生成手段
（本実施例ではＢＤ検出回路８０３またはＡＦ回路８０
４のいずれか）に振り分け制御することにより、単一の
光検出機構で多目的な信号生成処理を可能とする。
【００１２】図２は、図１に示したチャート５の詳細を
示す拡大平面図である。
【００１３】この図に示されるように、チャート５には
ＢＤ検出用スリットパターン２０１，ＡＦ検出用スリッ
ト２０２，レーザ光走査位置調整用スリット２０３が走
査方向に沿って順次配列されており、矢印方向にレーザ
光が走査される。なお、図中の斜線部は金属膜がガラス
上に蒸着されている。
【００１４】以下、図３に示すタイミングチャートを参
照しながら図１の動作について説明する。
【００１５】レーザ光は感光ドラム４上を走査する毎に
感光ドラム４上にあるチャート５，レンズ６，オプティ
カルファイバケーブル７を介して検出器８０１へ送出さ
れる。その際、図２に示したスリットを有するチャート
５上を光ビームが走査されるので、各スリット形状に対
応した光信号に変換される。変換された光信号はレンズ
６により集光されオプティカルファイバケーブル７を介
して検出器８０１へ送出される。光信号は光センサ８０
２により図３に示す検出信号３０１に変換される。検出
信号３０１は、制御信号３０２により開閉制御されるス
イッチ８０８，制御信号３０３により開閉制御されるス
イッチ８０９により、ＢＤ検出回路８０３，ＡＦ回路８
０４へそれぞれ入力される。ＢＤ検出回路８０３は検出
信号３０１を増幅した後、制御回路８０７に送出する。
ＡＦ回路８０４は、ピーク検出回路８０５によって検出
信号３０１の振幅の最大値，最小値を検出し、その値を
Ａ／Ｄ変換器８０６によりディジタル値に変換し、制御
回路８０７へ出力する。すなわち、検出信号３０１は、
２種類の信号が合成されたものであるが、制御信号３０
２，３０３により２種類の信号をそれぞれ別個に抽出す
ることが可能となる。
【００１６】このように、チャート５を介して透過され
るレーザビームをスリット形状を変化させながら連続的
に検出することにより、１つの検出器８０１で多目的に
レ−ザ光を検出することができる。
【００１７】なお、上記実施例ではＢＤ検出用スリット
パターン２０１，ＡＦ検出用スリット２０２，レーザ光
走査位置調整用スリット２０３が走査方向に配列される
チャート５を介してレーザ光を１つのオプティカルファ
イバケーブル７を介して検出器８０１が多目的に抽出検
出する場合について説明したが、図３に示すようにＡＦ
検出用スリット２０２，レーザ光走査位置調整用スリッ
ト２０３とＢＤ検出用スリットパターン２０１とをそれ
ぞれ２系統に分離して１つの検出器８０１でレーザ光を
検出する構成であってもよい。
【００１８】図４は本発明の他の実施例を示す画像形成
装置の光検出機構を示す構成図であり、図１と同一のも
のには同じ符号を付してある。
【００１９】図において、９，１１はチャートで、チャ
ート９には上記ＢＤ検出用スリットパターン２０１のみ
がガラス上に形成されるように金属膜がガラス上に蒸着
されており、チャート１１には上記ＡＦ検出用スリット
２０２，レーザ光走査位置調整用スリット２０３がガラ
ス上に形成されるように金属膜がガラス上に蒸着されて
いる。１０はレンズで、チャート９を透過したレーザ光
を集光し、オプティカルファイバケーブル１２を介して
光信号を検出器８０１に伝送する。なお、動作について
は上記実施例とほぼ同一なので説明は省略する。
【００２０】このように、上記ＡＦ検出用スリット２０
２，レーザ光走査位置調整用スリット２０３を有するチ
ャート１１と上記ＢＤ検出用スリットパターン２０１を
有するチャート９とに分離することにより、ＢＤ信号を
精度良く検出することができる。
【００２１】図５は、図１または図４に示した光検出機
構を備えた画像形成装置の一例を示す断面図であり、レ
ーザ光により感光体に形成された静電潜像をトナーで現
像する電子写真プロセスを実行可能なフルカラー画像形
成装置の場合を示す。以下、構成ならびに動作について
説明する。
【００２２】表面に感光層を有した感光ドラム５１は矢
印Ｘ方向に回転駆動される。感光ドラム５１の左側には
一次帯電器５２が配置され、感光ドラム５１の左斜め下
方には感光ドラム５１表面の電位を測定する表面電位セ
ンサ３が配置されている。感光ドラム５１の真下には、
トナーとキャリアを混合した２成分現像剤を使用する複
数の現像ユニット１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｙ，１０
１ＢＫを積載して左右方行に移動可能な現像装置１００
が配置されている。感光ドラム５１の斜め上方には、転
写装置（転写ドラム）５５が配置され、感光ドラム５１
の概略真上には感光ドラム５１の表面に残留するトナー
のドラムとの付着力を低減してクリーニングし易くする
ための前除電器５６が配置され、感光ドラム５１の斜め
上方にはクリーニング装置５７がそれぞれ配置されてい
る。
【００２３】また、本体の上方部には光学系６０が配置
され、プラテンガラス７８上の原稿画像を、前記一次帯
電器５２と表面電位センサ５３との間に位置した露光部
５９で感光ドラム５１上に投影するように配置されてい
る。光学系６０は、ランプ６０ａ，第１走査ミラー６
１，第１走査ミラー６１に対して半分の速度で同方向に
移動する第２走査ミラー６２，第３走査ミラー６３，結
像レンズ６４，ＲＧＢフィルタと一体型の、例えばＣＣ
Ｄで構成されるイメージセンサ６５，レーザスキャナユ
ニット６６，固定ミラー６７，６８等から構成されてい
る。
【００２４】また、上記光学系６０にて、原稿照明源と
なるランプ６０ａは、第１走査ミラー６１と共に移動す
るように構成されている。従って、第１〜第３走査ミラ
ー６１〜６３によって走査された原稿の反射光像は結像
レンズ６４を通過後、ＲＧＢ３色分解フィルタを備えた
イメージセンサ６５の受光面上に常に投影される構成と
なっている。 さらに、本体の右側部には定着装置７０
および給紙装置８０が配置され、また、転写ドラム５５
と定着装置７０および転写紙カセット８０ａ，８０ｂを
有する給紙装置８０との間には転写紙搬送系７５，８５
が配置されている。
【００２５】現像装置１００には、移動台１２０に着脱
自在に保持される現像ユニット１０１Ｍ（マゼンタ現像
ユニット），１０１Ｃ（シアン現像ユニット），１０１
Ｙ（イエロー現像ユニット），１０１ＢＫ（ブラック現
像ユニット）を有し、色分解された各色の潜像をそれぞ
れに対応する現像ユニットによってトナー像を現像化す
る。
【００２６】転写装置５５は、周面に転写紙Ｐを保持す
るグリッパ５５ａを備えた転写ドラム５５ｂからなる。
また、転写装置５５は、給紙装置８０の転写紙カセット
８０ａまたは転写紙カセット８０ｂから転写紙搬送系８
５を経て給紙された転写紙Ｐの先端をグリッパ５５ａで
保持し、転写ドラム５５ｂの内部に配置された吸着帯電
器５４の作用によって転写紙Ｐを転写ドラム５５ｂに吸
着し、感光ドラム５１上の各色毎のトナー画像を転写す
るために回転させる。転写域には転写帯電器５５ｃが転
写ドラム５５の内部に配置される。
【００２７】各色のトナー画像が順次転写された転写紙
Ｐは、グリッパ５５ａから分離帯電器５８ａ，５８ｂに
よって転写ドラム５５ｂから分離される。次に、転写紙
Ｐは転写紙搬送系７５によって定着装置７０へ送られ、
転写紙Ｐ上のトナー画像が定着され、その後排紙トレー
７３へ排出される。
【００２８】このように構成された画像形成装置におい
て、感光ドラム５１にはイメージセンサ６５によって分
解された色毎に帯電，露光，現像，転写，クリーニング
の各画像プロセスが、一次帯電器５２，光学系６０，現
像装置１００，転写装置５５，クリーニング装置５７に
より行われる。
【００２９】第１〜第３走査ミラー６１〜６３によって
走査された原稿の反射光像は、結像レンズ６４を通過
後、ＲＧＢ３色分解フィルタを備えたイメージセンサ６
５により色分解されて電気信号に変換され、この原稿情
報信号がＡ／Ｄ変換されてディジタル画像信号として図
示しない画像処理部に送出される。
【００３０】画像処理部は、対数変換，ＵＣＲ，マスキ
ング，階調補正等の種々の画像処理を施した後、レーザ
スキャナユニット６６内にある上記図１または図４に示
した半導体レ−ザ１を所定のタイミング信号（上記ＢＤ
信号）に同期して変調駆動する。半導体レ−ザ１より発
光されたレーザ光は、同じくレーザスキャナユニット６
６内にあるポリゴンミラー２，結像レンズ３を介して感
光ドラム５１上を走査して静電潜像を形成する。そし
て、形成された静電潜像が現像装置１００により順次現
像されてトナー画像化し、転写装置５５により転写紙Ｐ
に転写された後、定着装置７０で定着されて排紙され
る。なお、この画像形成のためのレーザ光走査に並行し
てＡＦ調整のためのレーザ光検出処理が１つの検出器８
０１により上記の通り実行されていることは言うまでも
ない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
何ら画像形成装置の調整に新たな検出手段を設けること
なく、画像形成時用に光ビームを検出する検出手段を兼
用して装置の調整を容易、かつ、安価に行えるという効
果を奏する。
【００３２】従って、信号生成手段の数が増えても、源
信号となるに光ビームを検出する検出回路機構を簡素化
できるとともに、回路コストを従来に比べて大幅に削減
できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の光検出
機構を示す構成図である。
【図２】図１に示したチャートの詳細を示す拡大平面図
である。
【図３】図１に示した検出機構の動作を説明するタイミ
ングチャートである。
【図４】本発明の他の実施例を示す画像形成装置の光検
出機構を示す構成図である。
【図５】図１または図４に示した光検出機構を備えた画
像形成装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 半導体レ−ザ ２ ポリゴンミラー ３ 結像レンズ ４ 感光ドラム ５ チャート ６ レンズ ７ オプティカルファイバケーブル ８０１ 検出器 ８０３ ＢＤ検出回路 ８０４ ＡＦ回路 ８０８ スイッチ ８０９ スイッチ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ビームを発射する光源と、 前記光源より発射される光ビームを走査する走査手段
    と、 前記走査手段により走査される光ビームを複数のスリッ
    トを介して受光し、該光ビームの走査毎に複数の検出信
    号を出力する単一の 検出手段と、 前記検出手段から出力される複数の検出信号のうち所定
    の検出信号を選択する選択手段と、 前記選択手段により選択された検出信号に基づいて、同
    期信号を発生する同期信号発生手段と、 前記検出手段から出力される複数の検出信号のうち他の
    検出信号に基づいて光ビームの状態を検出して装置を調
    整する調整手段と、 を有する ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】 前記調整手段は、前記光ビームのフォー
    カスを検出することを特徴とする請求項１記載の画像形
    成装置。
  3. 【請求項３】 前記調整手段は、前記検出信号の振幅の
    最大値及び最小値を検出することを特徴とする請求項２
    記載の画像形成装置。
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