JP4673682B2

JP4673682B2 - 光走査線校正器及びそれを用いた光走査線形成位置調整方法

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Publication number: JP4673682B2
Application number: JP2005193972A
Authority: JP
Inventors: 道雄横須賀
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: JP2007011138A

Description

本発明は、光走査装置により形成される光走査線の位置調整を行う光走査線校正器及び光走査線形成位置調整方法に係り、特に、レーザプリンタ等の光学部をプリンタ本体に搭載する前に、仮想感光体上で光走査線の位置調整を行う光走査線校正器及び光走査線形成位置調整方法に関する。

レーザプリンタ等の画像形成装置として、光学部により発生したレーザ光を、感光体面上で走査して、レーザ光に応じたトナー画像を感光体表面に形成する装置が知られている。

このような画像形成装置では、レーザ光の光源と、結像光学系との間に相対的な位置ずれや傾きがあると、感光体表面上の目標位置にレーザビームを精度良く照射できなくなり、画像の劣化を招くという問題がある。

このため、この種の画像形成装置を製作する場合は、光学部を搭載する前に、光走査線を感光体面上の基準印刷位置に形成するために、光走査線の形成位置調整を行う必要がある。光走査線の形成位置を調整する方法として、評価画像を画像形成装置で印刷し、それを評価するごとに調整を行う方法と、光走査線校正器及びＣＣＤカメラを搭載した調整装置を用いて調整する方法がある。

なお、特許文献１には、透光領域と遮光領域を有する位置調整部材をレーザ光源と感光体との間に配し、透光領域を通過したレーザビームにより感光体上に形成された画像を観察することによって、レーザ光源の位置ずれ量を把握する技術が開示されている。

本発明は、光走査線校正器とＣＣＤカメラ等の観測装置を備えた位置調整装置を用いて光走査線の形成位置を調整する方法及び光走査線校正器に関するもので、まず、従来の校正器及び観測装置を説明する。

図７は、従来の光走査線校正器２１の概略図を示し、円形の穴部３４及び３５を有する板状の部材２１ａと、各穴部３４，３５に十字状に張ったワイヤ２３ａ，２３ｂとより構成される。ここで、ワイヤ２３ａ，２３ｂにより交点３２，３３を形成して基準位置を指示する部材をクロスゲージ２２ａ，２２ｂと称する。

一方、観測装置は図８に示すように、上記校正器２１の穴部３４，３５を通過する光の像を電気信号に変換するＣＣＤカメラ１３，１４と、これらのカメラ１３，１４を固定支持するアーム３１と、ＣＣＤカメラ１３，１４によって撮像された画像を表示するモニタ１５，１２を有する。

次に、上記の校正器２１とＣＣＤカメラ１３，１４を有する調整装置を用いて、光走査線の形成位置を調整する方法について説明する。

図９−１に示すように、光学部１８より発生したレーザ光１９を走査して、感光体２０の面上に光走査線２４を形成する場合を想定すると、まず、図９−２に示すように、光走査線校正器２１のクロスゲージ２２ａ，２２ｂの交点３２，３３が仮想感光体１１の表面に位置するように、光走査線校正器２１を調整装置（図示せず）の所定位置に固定する。

次に、図１０に示すように、調整装置のアーム３１に設けられたＣＣＤカメラ１３，１４の焦点位置を、仮想感光体１１の面上に形成された基準走査線２４の位置に合わせる。この焦点位置合わせは、図７に示したクロスゲージ２２ａ，２２ｂの交点３２，３３をカメラ１３，１４の焦点面に合わせることにより行う。

次に、図１１に示すように、光走査線校正器２１を挟んでＣＣＤカメラ１３，１４と反対側にランプ１０を配置し、クロスゲージ２２ａ及び２２ｂにランプ１０の光を照射する。光走査線校正器２１の穴部３４，３５には、図７に示すように十文字状のワイヤ２３ａ，２３ｂが張られているので、この影がＣＣＤカメラ１３，１４に投影し、図１１のモニタ１５には基準線となる画像２５ａ、２５ｂが形成される。同様に、ＣＣＤカメラ１４に接続されたモニタ１２にも基準線となる画像２６ａ，２６ｂが形成される。

次に、光走査線校正器２１を取り外し、図１２に示すように、光学部１８により形成された光走査線２４をＣＣＤカメラ１３，１４によって集録して、光走査線画像２７，２８をモニタ１５，１２にそれぞれに表示する。

画面上の基準線画像２５ａと光走査線画像２７の距離ｎと、基準線画像２６ａと光走査線画像２８の距離ｍが等しい時に、光走査線２４の傾きが無く、レーザプリンタにて正常な印刷ができることを示す。距離が異なる時は、図１３のように、光走査線２４が基準の光走査線２９に対して傾いていることが分かるので、この距離差が等しくなるように光学部１８の調整を行う。

特開２００１−９６７９３号公報

しかし、上記のような走査線の形成位置調整方法では、基準線画像２５ａ，２６ａのぼけが問題となる。すなわち、上記光走査線校正器２１は板部材２１ａから成り、クロスゲージ２２ａ，２２ｂのワイヤ２３ａ，２３ｂは平面上に張られている。それに対して、ＣＣＤカメラ１３，１４は、感光体面上を走査するレーザ光１９に向いているため傾けて固定してある。そのため、ＣＣＤカメラ１３，１４の受光面とクロスゲージ２２の面は平行になっていないので、この状態で、クロスゲージ２２ａ，２２ｂのワイヤ２３ａ，２３ｂの影の画像をＣＣＤカメラ１３，１４で集録すると、光走査方向のワイヤ２３ａは、図１４のように、交点４０，４１から離れるに従って焦点位置がずれるため、ワイヤ２３ａによる基準画像にぼけを生じる。そのため、モニタ１５，１２の画面上で、ワイヤ２３ａと正確に平行なる基準線画像２５ａ，２６ａを形成できず、光走査線画像２７，２８との距離を正確に等しく調整することができなくなるため、従来の方法では、光走査線位置を高精度で調整することができないという問題がある。

本発明は、上記のような従来の問題を解決した光走査線校正器及び光走査線形成位置の調整方法を提供することを目的とする。

具体的には、本発明の目的は、基準線画像のぼけをなくすことにより、光走査線の位置調整を高精度で行うことができる光走査線形成位置調整方法及びこれに用いる光走査線校正器を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明は、画像形成装置で用いられる光走査装置の光走査線の位置調整に用いられる校正器であって、該校正器は、長方形状の板状部材と、該板状部材の長辺方向に設けられた複数の観測用穴部と、各々の該穴部には十文字状に張った２本のワイヤを有し、２本のワイヤは、板状部材の長辺方向と短辺方向にそれぞれ張られており、短辺方向のワイヤは板状部材の表面と同じ面に張られており、前記板状部材の該表面に表面の支持部材を設け、前記板状部材の裏面に裏面の支持部材を設け、長辺方向のワイヤは、表面の支持部材と裏面の支持部材間に張られており、該２本のワイヤで形成される面は前記板状部材の表面に対して所定の角度を成すことに一つの特徴を有する。

本発明の他の特徴は、上記のように構成された校正器と、光源と、複数のＣＣＤカメラとモニタを用いて、光走査を行う光学部が発生するレーザ光の光走査線形成位置を調整する光走査線形成位置調整方法であって、該校正器を該光源と、該複数のＣＣＤカメラの間に配置し、該校正器の穴部を通過した該光源からの光によって十文字状に張ったワイヤを該ＣＣＤカメラにて撮像し、該撮像された画像を用いて該ＣＣＤカメラの焦点位置を調整し、該校正器を取外して該光学部から発生する前記レーザ光による光走査線の形成位置を調整する光走査線形成位置調整方法にある。

本発明に係る光走査線校正器によれば、クロスゲージのワイヤによって形成される面と、ワイヤ画像を電気信号に変換するカメラの受光面とが平行になるため、ワイヤ画像のぼけが無くなり、観測装置に正確な基準線画像を表示することができる。このため、レーザプリンタ等に光学部を搭載する前に行う光走査線の形成位置の調整を、容易且つ高精度に行うことが可能となる。従って、レーザプリンタ等の光走査装置を備えた製品の信頼性も高まるという効果がある。

以下本発明の一実施例について、光走査線校正器の構造、及びこの校正器を用いて光走査線の形成位置を調整する方法の順に説明する。

図１，２は、本発明に係る光走査線校正器の一実施例を示す構成概略図である。図に示すように、光走査線校正器１は、板状の部材１ａに２個のカメラ観測用穴部３８ａ、３８ｂを有する。一方の穴部３８ａに近接して、板状部材１ａの表面に１個又は複数個のブロック状の支持部材３ａが設けられ、その上にワイヤを固定する固定部材４ａが設けられている。また、板状部材１ａの裏面には支持部８ａ及び固定部材９ａが積み重ねられている。

他方の穴部３８ｂにも同様に、板状部材１ａの表面に支持部材３ｂ及び固定部材４ｂが、裏面には支持部材８ｂ及び固定部材９ｂが設けられている。

穴部３８ａには光走査線方向にワイヤ５ａが、光走査線方向と直角方向にワイヤ６ａが十文字状に張られている。ワイヤ５ａの一端は、表面の支持部材３ａと固定部材４ａとの間に固定支持され、他端は、裏面の支持部材８ａと固定部材９ａとの間に固定支持される。また、ワイヤ６ａは板状部材１ａの表面に２個の止め具７ａにより固定される。

上記のように、ワイヤ６ａは板状部材１ａの表面と同じ面に張られるが、ワイヤ５ａは表面と所定の角度θを成すように形成される。この角度θは、穴部３８ａを通った光を受けるＣＣＤカメラ１３の受光面と、ワイヤ５ａ，６ａにより形成される面が平行になるように設定される。

一方、穴部３８ｂについても上記と同様に、ワイヤ５ｂと６ｂにより形成される面が、穴部３８ｂを通った光を受光するＣＣＤカメラ１４の受光面と平行になるように形成される。

なお、支持部材３ａ，３ｂ及び８ａ，８ｂはブロックの積み重ねによって自由に高さを設定できるためワイヤ５ａ，５ｂと板状部材１ａの表面との成す角度θは可変である。そのためレーザ光による光走査線幅が変わり、ＣＣＤカメラ１３，１４の設定角度及び、それらの受光面の角度が変わった場合にもワイヤ５ａ，６ａ及び５ｂ、６ｂにより形成される面の角度を調整することは容易である。

本実施例では、ワイヤ５ａ，６ａ，５ｂ、６ｂとして直径０．１ｍｍのステンレス線を用いた。なお、ステンレス線は、細径（０．１ｍｍ以下）でありながら本発明の実施に必要な強度があり好適である。また、板状部材１ａの厚さを１０ｍｍ、ＣＣＤカメラ１３，１４へのレーザ光の入射角度を３０°とし、支持部材３ａ，３ｂの高さを１１．５ｍｍ、支持部材８ａ、８ｂの高さを７．３ｍｍとした。支持部材３ａ，３ｂは５ｍｍと６，５ｍｍのブロックを積み重ねて形成した。

なお、上記の実施例では穴部３８ａ，３８ｂに、それぞれワイヤ５ａ，５ｂ及びワイヤ６ａ，６ｂを十文字状に張ったが、十文字状の線を透明なガラスまたはプラスチックに印刷した部材を作り、この部材を穴部に挿入する構造とすることもできる。

次に上記のように構成された光走査線校正器を用いて光走査線の位置を調整する方法について説明する。

図３は、本発明に係る光走査線形成位置の調整方法の一実施例を示す。まずステップ１００では、図４に示すように本発明に係る光走査線校正器１を仮想感光体１１の面上に固定する。すなわち、本実施例ではクロスゲージ２ａの交点３７と、クロスゲージ２ｂの交点３６が共に仮想感光体１１の表面に位置するように校正器１を調整装置（図示せず）の所定の位置に固定する。

ステップ１０１では、図５−１に示すように調整装置（図示せず）のアーム３１に、複数のＣＣＤカメラ１３，１４を固定する。各カメラ１３，１４は、校正器１の板状部材１ａと所定の角度をなすように配置され、各カメラ１３，１４の受光面が、クロスゲージ２ａ，２ｂのワイヤにより形成される面と平行になるように配置される。この実施例では２個のカメラ１３，１４を用いた例を示したが、カメラの個数は任意に設定できる。ＣＣＤカメラ１３，１４の焦点合わせは、クロスゲージ２ａ，２ｂの交点３７，３６がカメラの受光面に焦点を結ぶように調整される。

ステップ１０２では、図５−２に示すように本発明に係る光走査線校正器１の上方からランプ１０によりクロスゲージ２ａ，２ｂに光を照射し、クロスゲージ２ａ，２ｂのワイヤの影を、それぞれカメラ１３，１４の受光面に投影し、モニタ１５，１２にその画像を表示する。モニタ１５及び１２の表示画面には、図６に示すように、それぞれ走査線方向の線画像１７ａ，１７ｂと直角方向の線画像１６ａ，１６ｂが表示されるが、この中の走査線方向の線画像１７ａ，１７ｂが基準線画像となる。

ステップ１０３では、光走査線校正器１を取り外し、図１２に示すように光学部１８が発するレーザ光１９により光走査線２４を形成し、この光走査線２４を２台のカメラ１３，１４により撮像する。この結果、モニタ１５，１２の画面には、レーザ光の光走査線２４の画像２７，２８が表示される。図１２の２５ａ，２６ａの代わりに、図６の基準線画像１７ａ，１７ｂが表示されるので、ステップ１０４ではこれらの基準線画像１７ａ，１７ｂと、走査線画像２７，２８との距離ｎ及びｍが等しくなるように光学部１８を調整する。

以上説明した光走査線形成位置の調整方法によれば、基準線画像１７ａ，１７ｂに、図１４のようなぼけが生じないことが確認された。このため、モニタ１５，１２に正確な基準線（カーソル）が形成でき、光走査線２４の正確な傾きを検出できるため、極めて高い精度で光走査線の位置を調整することが可能になった。

なお、上記実施例はレーザプリンタの光走査装置を例にとって説明したが、本発明はコピー機その他の装置にも適用することが可能である。

本発明に係る光走査線校正器の一実施例を示す構成概略図である。本発明に係る光走査線校正器の一実施例を示す構成概略図である。本発明に係る光走査線形成位置調整方法の一実施例を示す説明図である。本発明に係る光走査線位置調整方法の校正器固定工程の説明図である。本発明に係る光走査線位置調整方法のＣＣＤカメラ固定工程の説明図である。本発に係る光走査線明位置調整方法の基準線画像形成工程の説明図である。本発明方法により形成されるワイヤ画像の説明図である。従来の光走査線校正器の概略図である。従来の観測装置の概略図である。従来の光走査線位置調整方法の校正器固定工程の説明図である。従来の光走査線位置調整方法の校正器固定工程の説明図である。従来の光走査線位置調整方法のＣＣＤカメラ固定工程の説明図である。従来の光走査線位置調整方法の基準画像形成工程の説明図である。本発明及び従来の光走査線位置調整方法の説明図である。光走査線の位置調整の概念図である。従来方法により形成されるワイヤ画像の説明図である。

符号の説明

１：光走査線校正器、１ａ：板状部材、２ａ，２ｂ：クロスゲージ、
３ａ，３ｂ，：ワイヤ支持部材、４ａ，４ｂ：固定部材、５ａ，５ｂ：ワイヤ、６ａ，６ｂ：ワイヤ、７ａ，７ｂ：止具、８ａ，８ｂ：ワイヤ支持部材、９ａ，９ｂ：固定部材、
１０：ランプ、１１：仮想感光体、１２：モニタ、
１３，１４：ＣＣＤカメラ、１５：モニタ、
１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ：ワイヤ画像、１８：光学部、１９：レーザ光、
２０：感光体、２１：光走査線校正器、２２ａ，２２ｂ：クロスゲージ、
２３ａ，２３ｂ：ワイヤ、２４：光走査線、２５ａ，２６ａ：基準線画像
２７，２８：光走査線画像、３１：アーム、３２，３３：ワイヤ交点、３４，３５：穴部
３６，３７：ワイヤ交点、３８ａ，３８ｂ：穴部、４０，４１：画像交点

Claims

画像形成装置で用いられる光走査装置の光走査線の位置調整に用いられる校正器であって、
該校正器は、
長方形状の板状部材と、
該板状部材の長辺方向に設けられた複数の観測用穴部と、
各々の該穴部には十文字状に張った２本のワイヤを有し、
２本のワイヤは、板状部材の長辺方向と短辺方向にそれぞれ張られており、
短辺方向のワイヤは板状部材の表面と同じ面に張られており、
前記板状部材の該表面に表面の支持部材を設け、前記板状部材の裏面に裏面の支持部材を設け、
長辺方向のワイヤは、表面の支持部材と裏面の支持部材間に張られており、
該２本のワイヤで形成される面は前記板状部材の表面に対して所定の角度を成すことを特徴とする校正器。
請求項１記載の校正器と、光源と、複数のＣＣＤカメラとモニタを用いて、光走査を行う光学部が発生するレーザ光の光走査線形成位置を調整する光走査線形成位置調整方法であって、
該校正器を該光源と、該複数のＣＣＤカメラの間に配置し、該校正器の穴部を通過した該光源からの光によって十文字状に張ったワイヤを該ＣＣＤカメラにて撮像し、
該撮像された画像を用いて該ＣＣＤカメラの焦点位置を調整し、
該校正器を取外して該光学部から発生する前記レーザ光による光走査線の形成位置を調整する光走査線形成位置調整方法。