JP3352257B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の走査光学系を備
え、画像を記録媒体に多重形成する場合の走査光学系に
起因する画像ずれを補正する補正手段を備えたた画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては図
６に示されるような構成のものがあり、図６はその要部
説明斜視図である。

【０００３】図６において、図示しないレーザ光源より
照射されたレーザビームが図中の矢印Ｂ方向に回転する
回転多面鏡１０３により双方向へ走査されてシアン
（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック
（ＢＫ）にそれぞれ対応するｆθレンズ（図示しない）
を通過し、このｆθレンズを通過した走査線１０２Ｃ，
１０２Ｍ，１０２Ｙ，１０２ＢＫによって図中矢印Ａ’
方向に回転する感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０
１Ｙ，１０１ＢＫ上に画像が公知の電子写真プロセスに
より形成され、図中矢印Ｘ’方向へ搬送される転写材１
０５に多重転写することで、多重画像を形成するもので
ある。なお、１１３は転写ベルト、１１４は転写ベルト
駆動ローラである。１０６Ｃ，１０７Ｃ，１０８Ｃ，１
０６Ｍ，・・・は反射ミラーである。

【０００４】このように複数の画像形成ステーションを
有する装置においては、同一転写材１０５の同一面上に
順次異なる色の像を転写するので、各画像形成ステーシ
ョンにおける転写画像位置が理想の基準位置からずれる
と、例えば多色画像の場合には、異なる色の画像間隔ず
れあるいは重なりとなり、また、カラー画像の場合に
は、色味の違い、さらに程度がひどくなると色ずれとな
って現れ、画像の品質を著しく劣化させていた。

【０００５】ところで、上記転写画像の位置ずれの種類
としては、図７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す
ように、走査線書込み方向（図中Ｘ１’方向）の位置ず
れ（トップマージン）（図７（ａ）），走査方向（図中
Ｘ１’方向と直交するＢ’方向）の位置ずれ（レフトマ
ージン）（図７（ｂ）），斜め方向の傾きずれ（図７
（ｃ）），倍率ずれ（図７（ｄ））等があり、実際には
上記４種類のずれが重畳したものが現れる。

【０００６】そして、上記画像ずれの主な原因は、図７
（ａ）に示すトップマージンの場合は、各画像形成ステ
ーション（以下、単にステーションと呼ぶ）の画像書出
しタイミングのずれであり、図７（ｂ）のレフトマージ
ンの場合は、各ステーションの各画像の書込みタイミン
グ、すなわち１本の走査線における走査開始タイミング
のずれであり、図７（ｃ）の斜め方向の傾きずれの場合
は、走査光学系の取り付け角度ずれまたは感光体ドラム
の回転軸の角度ずれであり、図７（ｄ）の倍率ずれの場
合は、各ステーションの光走査光学系から感光体ドラム
までの光路長の誤差ΔＬによる、走査線長さずれによる
ものである。

【０００７】そこで、トップマージン，レフトマージン
については走査線１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｙ，１０
２ＢＫの走査タイミングを電気的に調整してずれ量を補
正する。

【０００８】そして、倍率ずれ，傾きずれに対しては図
８に示すように、各ステーションの光路の途中にある折
り返しミラーのうち、例えばミラー２０６，２０７を直
角に一対とした略ハ字型のミラー対２００を装置本体に
対して矢印Ｅ’方向，矢印Ｆ’方向に各々独立に調整す
ることでそれぞれのずれ量を補正可能としている。

【０００９】これらの調整を行うための調整手段とし
て、段階的に直線移動する駆動源であるステップモータ
を備えたリニアステップアクチュエータ等のアクチュエ
ータ２２７，２２８が装備されている。

【００１０】ミラー２０６，２０７はミラーホルダー２
３１に支持されミラーホルダー２３１は揺動板２３２に
対して３つの支点２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃで支持
され揺動板２３２に支持されたアクチュエータ２２８で
押圧部２３４をＦ’方向に動かして、ミラー２０６，２
０７を支点２３２ａを中心に回動させる。

【００１１】揺動板２３２は装置本体に固定されている
固定板２３３に対して支点２３２ｄ，２３２ｅで支持さ
れ、固定板２３３に支持されたアクチュエータ２２７で
押圧部２３５をＥ’方向に動かしてミラー２０６，２０
７を支点２３２ｄ，２３２ｅを中心に回動させる。

【００１２】ここで図７（ｃ）の傾きずれを補正するに
は、図６（ｃ）に示すようにアクチュエータ２２８を駆
動してミラー２０６，２０７の手前と奥の傾き位置をず
らすことで可能となる。

【００１３】図７（ｄ）の倍率ずれを補正するには、図
８（ｂ）に示すようにアクチュエータ２２７を駆動して
ミラー２０６，２０７を揺動板２３２を含めて回動させ
ることで光走査光学系の感光体ドラムまでの光路長を変
化させることで可能となる。以上述べたように、一対の
ミラーを略直角に組み込んだミラー２０６，２０７を走
査光学装置から感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０
１Ｙ，１０１ＢＫまでの走査線１０２Ｃ，１０２Ｍ，１
０２Ｙ，１０２ＢＫの光路内に配設し、一対のミラー２
０６，２０７の位置をアクチュエータ２２７またはアク
チュエータ２２８により調整することによって、光路長
または走査線１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｙ，１０２Ｂ
Ｋの走査方向傾きを各々独立に調整することができる。

【００１４】すなわち、ハ字型に配設された一対のミラ
ー２０６，２０７を備えたミラー対２００をＥ’方向に
移動することによって、感光体ドラム１０１Ｃ，１０１
Ｍ，１０１Ｙ，１０１ＢＫ上に結像された走査線１０２
Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｙ，１０２ＢＫの位置を変えるこ
となく、走査線１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２Ｙ，１０２
ＢＫの光路長すなわち倍率ずれのみを補正することがで
き、また、一対のミラー２０６，２０７をＦ’方向に移
動することによって走査線１０２Ｃ，１０２Ｍ，１０２
Ｙ，１０２ＢＫの光路長を変えることなく、感光体ドラ
ム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１ＢＫ上の結像
位置および角度の補正をすることができる。

【００１５】また、上記の各種の位置ずれの読み取り手
段はたとえば特願平４−１９６３６８（画像形成装置及
び走査光学装置）によって開示されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな位置ずれ補正機構を有するミラー対は構造が非常に
複雑になるために以下のような問題が生じていた。

【００１７】まず、ミラー対を駆動するために、傾き補
正用と倍率補正用の２つアクチュエータが必要となる。
アクチュエータは高価な部品であり、また、アクチュエ
ータ駆動回路も含めると製品コストが上昇してしまう。
さらに、これに付随して機械構成部品点数も増加するた
めに総合的に製品コストは非常に上昇してしまう。

【００１８】次に、ミラー対を支持する構成が固定板，
揺動板，ミラーホルダーと３重構造になっているために
装置本体の各駆動源からの加振力によって、固有振動モ
ード，強制振動モードによる振動がミラーに伝達され、
そのモードによって感光体ドラム上の走査線が転写材送
り方向Ｘ’に微少振動をおこして位置ずれを発生させ
る。この位置ずれの原因となる振動の周波数は転写材の
送り速度に比べて高く、転写材の中で繰り返し発生し、
画像の濃淡ムラとして表われ、画像品位を著しく低下さ
せる原因になっていた。

【００１９】また、実際の装置における倍率ずれの量
は、３０μｍ以下と極微少であることが実験的に確認さ
れているが、３０μｍ以下の微少量を正確に補正するた
めには、固定板と揺動板との取り付け精度を高めてガタ
のない構成にする必要があり、ミラー対の保持構造が複
雑であるのみならず、非常に高い加工精度を必要とする
ものとなり、コスト的な問題や装置の取扱上の制約とな
る問題があった。

【００２０】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、画像ず
れを補正するための補正手段の構成を簡素化してコスト
の低減を図り、かつ画像の濃淡ムラの原因となるミラー
対の振動を抑え、また、極微少な倍率ずれを効果的に補
正しうる補正手段を備えた画像形成装置を提供すること
にある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために本発明にあっては、少なくとも１つの感光体ドラ
ムと、前記感光体ドラムを走査露光し第１画像を形成す
るべく潜像を形成する第１走査光学系と、前記感光体ド
ラムを走査露光し第２画像を形成するべく潜像を形成す
る第２走査光学系と、を有し、前記第１走査光学系と前
記第２走査光学系による前記感光体ドラム上の各画像を
記録媒体に順次形成可能な画像形成装置において、前記
第１画像と前記第２画像の走査方向の長さを比較し、前
記第２走査光学系の前記感光ドラムまでの光路長を変更
することなく前記第２の走査光学系の潜像形成開始位置
を前記第１の走査光学系の潜像形成開始位置に対して前
記差の略１／２をずらすことで、前記第１画像と前記第
２画像のずれを補正する倍率ずれ補正を行うことを特徴
とする。

【００２２】また、前記感光体ドラムは前記第１走査光
学系と前記第２走査光学系それぞれに対応して備えられ
ることを特徴とする。また、前記第１走査光学系と前記
第２走査光学系は、それぞれ一対のミラーを略直角に配
設したミラー対を備え、該ミラー対は走査線に略垂直な
所定平面で回動可能に備えられ、前記第１画像に対する
前記第２画像の傾きを前記ミラー対を回動させて補正す
る傾き補正手段を有することを特徴とする。

【００２３】また、前記傾き補正手段による補正後に、
前記倍率ずれ補正を行うことを特徴とする。

【００２４】

【作用】上記のように構成された画像形成装置にあって
は、第１の走査光学系は第１の画像を形成するべく潜像
を形成し、第２の画像を形成するべく潜像を形成する第
２の走査光学系の前記感光ドラムまでの光路長を変更す
ることなく、前記第１の画像に対する前記第２の画像の
画像走査方向の中心位置が補正される。

【００２５】

【００２６】また、走査光路上に一対のミラーを略直角
に配設したミラー対を備えることで、傾きずれを該ミラ
ー対を入射する走査線に略垂直な所定平面で回動するこ
とで補正する。

【００２７】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００２８】図１は本発明による画像のずれを補正する
走査光学系に設けられた画像ずれの傾きずれ補正手段と
してのミラー対５であり、従来例にて説明した図８のミ
ラー対２００に対応するものである。

【００２９】図２は本発明による画像ずれの補正手段を
備え、複数の走査光学系９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ，９ＢＫによ
り形成された各画像を、記録媒体であるシート材Ｓに多
重形成可能とした画像形成装置の要部説明図である。

【００３０】本発明を適用した画像形成装置の構成を図
２にて説明する。９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ，９ＢＫは走査光学
系であり、例えば走査光学系９Ｍは、図示しないレーザ
光源と、レーザ光源より照射されたレーザビームを走査
線２Ｍとして走査して図中の矢印Ｂ方向に回転する回転
多面鏡３と、マゼンタ（Ｍ）に対応するｆθレンズ（図
示しない）と、走査線２Ｍの光路上に配設された複数の
ミラー６Ｍ，７Ｍ，８Ｍから構成されている。走査光学
系９Ｍにより走査された走査線２Ｍは図中矢印Ａ方向に
回転する感光体ドラム１Ｍ上を走査して帯電潜像を形成
し、その後画像が公知の電子写真プロセスにより形成さ
れ、図中矢印Ｘ方向へ搬送される転写材５に転写され
る。

【００３１】上記のプロセスをシアン（Ｃ），イエロー
（Ｙ），ブラック（ＢＫ）に対応してマゼンタ（Ｍ）と
同様に行い、搬送される転写材５に連続的に多重転写す
ることで多重画像を形成するものである。なお、４Ｂは
転写ベルト、４は転写ベルト駆動ローラである。６Ｃ，
７Ｃ，８Ｃ，６Ｍ，・・・は反射ミラーである。

【００３２】この構成の画像形成装置は、画像のずれと
して従来技術の説明において図７に基づいて説明したよ
うに位置ずれとしてのトップマージンとレフトマージ
ン、傾きずれ、倍率ずれの４種類のずれが発生するの
で、これらのずれを基準画像との比較を行うことで補正
する補正手段が備えられている。

【００３３】次に、この補正手段について説明する。本
実施例では、走査線２Ｃによるシアン（Ｃ）の形成画像
を基準画像として、この基準画像と比較してマゼンタ
（Ｍ）の画像の補正を行う場合を図１，図３，図４及び
図５で説明する。また、イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂ
Ｋ）についても同様である。

【００３４】図１，３において、５は傾きずれ補正手段
としてのミラー対であり、ミラー６Ｍ，７Ｍはミラーホ
ルダー３１に略直角に支持されている。ミラーホルダー
３１は固定板３３に対して３つの支点３３ａ，３３ｂ，
３３ｃで支持され固定板３３に支持されたリニアステッ
プアクチュエータ２８で押圧部３４をＦ方向に動かすこ
とで、ミラー６Ｍ，７Ｍを支点３３ａを中心に走査線２
Ｍに略垂直な平面で回動させる。この時、固定板３３は
装置本体に固定されているために動くことはない。従っ
て、アクチュエータ２８を駆動することでミラー対５が
傾き、図４（ａ）の傾きズレが補正される。

【００３５】次にトップマージン，レフトマージンは従
来例と同様に電気的に走査開始タイミングを調整してず
れ量を補正する。

【００３６】ここまでの補正で図４（ａ）の状態から基
準となる走査線１０２Ｃに対して、走査線２Ｍの傾きズ
レ，トップマージン，レフトマージンの３つのずれが補
正されて図４（ｂ）の状態になる。次に残る倍率ずれの
補正方法を説明する。

【００３７】図４（ｂ）において倍率がΔｌずれてい
る。そこでその量の半分のΔｌ／２だけ走査線２Ｍのレ
フトマージンを図中上方にずらす補正制御を行い、図４
（ｃ）の状態にする。図５はこの状態での走査線の位置
ずれをわかり易く現わした模式図であり各ドットの位置
をわかり易くするために間隔を大きくして示してある。
図５（ａ）は図４（ｂ）に対応し、図５（ｂ）は図４
（ｃ）に対応するものである。

【００３８】走査線２Ｍ，２Ｃは実際にはドットの集合
体であり倍率のずれΔｌの比較値の絶対量の最大値は、
図５（ａ）で上方にいくに従って各ドットの位置ずれが
増大していき図中最上部のドットで生じるずれのことで
ある。つまり走査線の位置ずれによって生じる色味の違
いや色ずれが図中上方に行くに従って増大することにな
る。

【００３９】しかし本発明を適用した図４（ｃ）の場合
は位置ずれが生じる場所は図５（ａ）で模式的に表した
図中の上方と下方の２ヶ所となるがその絶対量が１／２
Δｌと半分になるために色味の違いや色ずれによる画質
の劣化は微少である。

【００４０】以上の説明において倍率ずれΔｌの半分で
ある１／２Δｌだけレフトマージンをずらすと説明し
た。しかし実際には、ドットはデジタル処理されている
ためにずれ量Δｌを１／２にしても割り切れずに端数が
生じる。そのために端数を四捨五入して整数にするため
にレフトマージンのずらし量は正確にΔｌ／２とはなら
ない場合があるが、それは問題ではない。

【００４１】またここで、倍率ずれの主原因は、装置内
部の昇温等による光路長の変化に起因していることが判
明しており、例えば装置内部の平均昇温が１５ｄｅｇ、
光路長が３００ｍｍ、光路の広がり角が１５°、装置の
構造体の材質を鉄とし、それの線膨張係数を２．１×１
０^-5／℃として計算すると、走査線の絶対長さは約５０
μｍ変化する。しかし基準となる走査線の絶対長さも約
同じだけ変化することと、走査線の拡がり角度をθとす
ると倍率ずれの絶対長の変化はｔａｎθ倍の走査線の絶
対長の変化量となり、実際の基準となる走査線からの倍
率ずれ量は５０μｍよりもはるかに小さな量にしかなら
ない。従って倍率ずれに限ると、本発明による基準画像
とのずれの比較値の絶対量を最小とする補正制御、また
は具体的にはずれの比較値の絶対量の略１／２だけ基準
画像と各画像との走査方向の書き出し位置をずらすこと
ことで、画像品質的に十分満足の得られる画像が得られ
ることになる。

【００４２】また、実験結果としては、実際の装置にお
ける補正後の位置ずれ量は温度や設置場所の平面度が最
悪の条件においても約３０／２＝１５μｍと極微量であ
るため色味の違いや色ずれによる画質の劣化はほとんど
生じない。

【００４３】

【発明の効果】本発明は以上の構成及び作用を有するも
ので、第１の走査光学系は第１の画像を形成するべく潜
像を形成し、第２の画像を形成するべく潜像を形成する
第２の走査光学系の前記感光ドラムまでの光路長を変更
することなく、前記第１の画像に対する前記第２の画像
の画像走査方向の中心位置を補正しているため、倍率ず
れを補正することが可能となり、画像品質の良い画像を
得ることができる。

【００４４】倍率ずれの比較値の絶対量の略１／２だけ
基準画像と各画像との走査方向の書き出し位置をずらす
ことで倍率ずれを適切に補正することが可能となる。

【００４５】画像ずれの補正手段を、基準画像との画像
走査方向の位置ずれと画像走査方向に垂直な方向の位置
ずれと、傾きずれのみを補正する補正手段とし、倍率ず
れに関しては走査方向の書き出し位置をずらすことで対
処することにより、倍率ずれ専用の走査光学系の補正手
段が不要となり、従来例と比べ倍率補正用の高い精度の
機構部品や高価なリニアステッピングアクチュエータ等
の部品が不用となるために大幅なコストダウンが達成さ
れる。

【００４６】また、走査光学系のミラー対を支持する機
械構成が簡素化されるために固有振動モード，強制振動
モードの数が減少し画像の濃淡ムラが減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を適用したミラー対の構成図。

【図２】図２は画像形成装置の要部説明図。

【図３】図３は走査光学系の図。

【図４】図４は画像補正のステップ。

【図５】図５は倍率補正の拡大説明図。

【図６】図６は従来の画像形成装置の要部説明斜視図。

【図７】図７は従来の画像補正のステップ。

【図８】図８は従来のミラー対の構成図。

【符号の説明】

２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２ＢＫ 走査線 ５，２００ ミラー対（傾きずれ補正手段） ６Ｍ，７Ｍ，８Ｍ ミラー ９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ，９ＢＫ 走査光学系 ３１ ミラーホルダー ３２ 揺動板 ３３ 固定板 ２８ リニアステップアクチュエータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/04 Ｇ０３Ｇ 15/04 １２０ 15/043

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの感光体ドラムと、前記
   感光体ドラムを走査露光し第１画像を形成するべく潜像
   を形成する第１走査光学系と、前記感光体ドラムを走査
   露光し第２画像を形成するべく潜像を形成する第２走査
   光学系と、を有し、前記第１走査光学系と前記第２走査
   光学系による前記感光体ドラム上の各画像を記録媒体に
   順次形成可能な画像形成装置において、 前記第１画像と前記第２画像の走査方向の長さを比較
   し、前記第２走査光学系の前記感光ドラムまでの光路長
   を変更することなく前記第２の走査光学系の潜像形成開
   始位置を前記第１の走査光学系の潜像形成開始位置に対
   して前記差の略１／２をずらすことで、前記第１画像と
   前記第２画像のずれを補正する倍率ずれ補正を行うこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記感光体ドラムは前記第１走査光学系
   と前記第２走査光学系それぞれに対応して備えられるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記第１走査光学系と前記第２走査光学
   系は、それぞれ一対のミラーを略直角に配設したミラー
   対を備え、該ミラー対は走査線に略垂直な所定平面で回
   動可能に備えられ、前記第１画像に対する前記第２画像
   の傾きを前記ミラー対を回動させて補正する傾き補正手
   段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成
   装置。
4. 【請求項４】 前記傾き補正手段による補正後に、前記
   倍率ずれ補正を行うことを特徴とする請求項３に記載の
   画像形成装置。