JPH01974A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ、レ
ーザマーカなど、レーザビーム書込光学系を　　−備え
た印刷装置に関する。

（従来技術） レーザビーム光学系を備えた印刷装置は、各分野におい
て広く利用されるようになったが、特にＯＡ機器におけ
る出力装置として重要な印刷手段となっている。

この種の、所謂レーザプリンタの従来例を第１０図〜第
１２図により説明する。

第１０図は従来のレーザカラープリンタの一例を示す構
成図であって、４個の感光体１ａ、ｌｂ、１ｃ、ｌｄが
所定の間隔で水平状態で並置されている。

これらの感光体１ａ、ｌｂ、Ｉｃ、ｌｄ周りには周知の
電子写真プロセスに従い、帯電チャージャ２　ａ　ｒ２
ｂ、２ｃ、２ｄ、レーザビーム光学系３ａ、３ｂ。

３ｃ、３ｄ、異なる色のトナー（順にブラック、イエロ
ー、マゼンタ、シアン）による現像装置ｆ　４　ａ　。

４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写チャージャ５ａ、５ｂ、５ｃ、
５ｄ、クリーニング装置５ａ、６ｂ、５ｃ、６ｄ等が配
置されている。

ここで、レーザビーム光学系についてレーザビーム光学
系３ａを例に取り説明する０例えば、感光体ｌａに対し
ては所定の色画像信号により変調されたレーザビーム７
ａがレーザ光源８ａ（コリメートレンズ等を含む）から
発せられ、駆動モータ９ａにより回転駆動される回転多
面鏡（ポリゴンミラー）　１０ａの１つの反射面に照射
され、′その回転とともに走査される。回転多面鏡１０
ａにより走査されたレーザビーム７ａはｆθレンズｌｌ
ａを通った後、第１゜２ミラー１２ａ、１３ａにより反
射され、更にシリンダレンズ１４ａ及び防塵ガラス１５
ａを介して感光体１ａ上に照射される。この感光体１ａ
は帯電チャージャ２ａにより帯電済みであるので、レー
ザビーム７ａの照射により静電潜像が形成される。そし
て、この静電潜像は現像装置４ａ専用の色のトナー（例
えば、ブラック）により現像されて可視像化される。こ
のような画像形成は他の感光体１ｂ、’ｌｃ。

ｌｃｌに対するレーザビーム光学系３ｂ、３ｃ、３ｄで
も同様に行なわれるものであり、同一部分は同一符号を
用い、添字す、ｃ、ｄにより区別するものとする。

そして、これらの感光体１ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄの転写
位置に渡る搬送ベルト１６が設けられ、給紙装置１７に
より給紙された転写紙１８がこの搬送ベルト１６により
感光体１ａ、ｉｂ、ｌｃ、ｌｄに対して順に搬送され、
各々の感光体１ａ、ｌｂ、ｌｃ。

ｌｄ上の各色の可視像が各々の転写チャージャ５ａ。

５ｂ、５ｃ、５ｄの作用によりこの転写紙１８に順次転
写されて１つのカラー画像が得られることになる。そし
て、転写紙１８は定着装置１９を通り、排紙ローラ２０
により排出される。

このようなレーザカラープリンタでは、各感光体ｌａ、
ｌｂ、ｌｃ、ｌｄが転写紙１８の搬送速度に応じた画像
書込みタイミングで各々のレーザ光１ｆｌＸ８ａ＋　　
８　ｂ＊　　ｓ　Ｃ，ｓ　ａから射出されるレーザビー
ム７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより露光がなされる。そし
て、このような露光開始タイミング、露光位置（感光体
１ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄに対するレーザビーム７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄの副走査方向の照射位置）、感光体１ａ
、ｔｂ、ｌｃ、ｔｄの回転速度及び転写紙１８の搬送速
度が所望の値に設定されていれば、重ね転写される各感
光体上の画像ドツトは転写紙１８上で位置ずれを生じな
い。

ところが、このような複数のレーザビームにより露光を
行なうものでは、レーザビーム光学系の調整不良や、ミ
ラー等の支持部材の熱膨張等の経時的変化による光学素
子の位置変動等があると、転写紙１８上での画像ドツト
に位置ずれ（印字ドツトの位置ずれ）を生ずることにな
る。

この点について第１）図及び第１２図を参照して説明す
る。この図では、２つの感光体１ａ、ｌｂを例に取り説
明する。ここで、感光体１ａ、１ｂの軸心間隔はり、感
光体１ａ、ｌｂの回転速度及び転写紙１８の搬送速度は
Ｖであるとする。そして、感光体１ａは位１ｊＡにてレ
ーザビーム７ａにより露光され、長さ！１分回転移動し
て位置Ｂで転写紙１８に転写される。又、感光体１ｂも
同様に位置Ｃにてレーザビーム７ｂにより露光され（も
つとも、レーザビーム７ａとはタイミングが異なる）、
長さβ３３分回転移動て位置りで転写紙１８に転写され
る。このようにして、感光体１ａ、ｉｂ上の画像は転写
紙　　−１８上の同一位置に重ねられて画像が形成され
る。

しかし、例えば感光体１６上でレーザビームの照射位置
が設定されている基準位１ｃから副走査方向でΔ１２だ
けずれた位置Ｃ′にレーザビーム７ｂ’として照射され
たとすると、転写紙１８上では感光体１ａによる画像２
１ａに対してΔ１２だけずれた位置に画像２１ｂとして
転写されることになる。

つまり、第１）図に実線で示すように正常な露光位置の
場合には、まず、転写紙１８の先端が搬送ベルト１６上
の特定位置Ｅ（ＢＥ間の長さは１）である）に到達した
時刻１．のタイミングで感光体１ａにレーザビーム７ａ
が位置Ａに照射され、転写紙１８が転°写位置Ｂに到達
する時刻ｔ２（ｔ２　＝ｔ、＋　　”　）■ のタイミングで位置Ａの画像も位置Ｂに到達して転写紙
１８上に転写される。次に、転写紙１８の先端が位置Ｂ
から距離β、だけ離れた位置に到達する時刻１３（１，
＝１．＋１十−に二Ｊユ）のタイミン■　　　　　　　
　　　ｖ グで感光体１６にレーザビーム７ｂが位置Ｃに照射され
る。

そして、転写紙１８の先端が位置りに到達する時刻ｊ　
４（ｔ　ａ　＝　ｔ　１＋−ら・＋」二）のタイミング
で■　　　　　　　　ｖ 位置Ｃの画像も位置りに到達して転写紙１８上に転写さ
れる。このようにして、感光体ｌａ上の画像と感光体Ｉ
ｂ上の画像とが転写紙１８上の同一位置に正確に転写さ
れることになる。

しかるに、前述したように感光体Ｉｂ側でレーザビーム
７ｂ″により位置Ｃ′で露光されたとすると、この位置
Ｃ′の画像が位置りに到達する時刻ｔ、ｌは１　、＋　
−＋　　−＋　　−色Ｊユとなる。つまり、正１、　　
　　　Ｌ ｖ　　　　　　　　ｖ　　　　　　　　　　ｖ常な場合
に比べて、転写紙１８が位置りに到達した時刻より時間
でＡＩ！、／ｖだけ遅れて画像が位置りに到達すること
となり、転写紙１８上で感光体ｌａ上の画像と位置ずれ
を生ずるものである。

このような画像ドツトの位置ずれはカラープリンタでは
、画像の色あいの変化ないしは色のにじみとなって現れ
、品質の悪いカラー印字となる。特に、−例として黒文
字部をイエロー、マゼンタ、シアンの３色の重ね合せに
より形成する場合で考えると、このようなドツトの位置
ずれがあると、輪郭のシャープ性が損なわれ、又、色も
黒とは異なるように見えるという悪影響も生ずるもので
ある。

また、第１３図はレーザ書込装置における同期検知回路
部分の説明図であって、半導体レーザ８ａより発生した
レーザビームは、コリメータレンズ４２ａによりコリメ
ートされて、回転多面ｖＬｌ　Ｏａよりなる光走査装置
で偏向され、「θレンズｌｌａにより感光体１ａの帯電
された表面に結像されて、その結像スポットが回転多面
鏡１０ａの回転で矢印Ｘ方向に反復して移動すると同時
に感光体１ａが回転する。光検出器２２ｂは情報書込領
域外に設けられ、回転多面鏡１０ａで偏向されたレーザ
ビームを検出して同期信号を発生する。信号処理回路８
０７は情報信号（ビデオデータ）を半導体レーザ駆動回
路８０８に印加するが、そのタイミングを光検出器２２
ｂからの同期信号により制御する。

半導体レーザ駆動回路８０８は信号処理回路８０７から
の情報信号に応じて半導体レーザ８ａを駆動し、したが
って情報信号で変調されたレーザビームが感光体１ａに
照射されて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像
器で現像されて転写器で紙等に転写される。

また、半導体レーザ８ａから後方に出射されるレーザビ
ームは光検出器８０９に入射して光強度が検出され、制
御回路８１０が光検出器８０９の出力信号に応じて半導
体レーザ駆動回路８０８を制御して半導体レーザ８ａの
出力光量を一定に制御する。

上記した同期検知回路によって、レーザビームの照射タ
イミングがコントロールされるものである。

（目的） 本発明は、レーザビームをレーザビーム光学系により走
査して画像出力を得る印刷装置において、印字ドツトの
位置ずれを最小限に抑えて、高品質の印字を得ることの
できる印刷装置を得ることを目的とする。

（構成） 上記目的を達成するため、本発明は、レーザビーム光学
系中の何れかの光学部品に対して、レーザビームの副走
査方向の照射位置を調整変更させる状Ｂ　　　−変更手
段と、レーザビームの強度を検出するための光強度検出
手段を設け、この光強度検出手段からの検出出力に応じ
て、前記状態変更手段を動作させる制御駆動手段を設け
たことを特徴とする。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図ないし第７図は本発明の一実施例の説明図であっ
て、レーザカラープリンタとしての基本構成は、前記第
１０図により説明した従来例のものと同様である。

第１図は本発明による光学系を説明する構成図であって
、１ａは感光体、３ａは光学系、７ａはレーザビーム、
８ａはレーザ光源、９ａは駆動モータ、１０ａは回転多
面鏡、ｌｌａはｆθレンズ、１２ａ。

１３ａはミラー、１４ａはシリンダレンズ、２２ａは光
強度検出器、２９ａはミラー支持体、３０ａ。

３１ａは圧電素子である。

また、第２図は第１図の感光体と光強度検出器の配置図
、第３図はレーザビームと走査ラインの関係を示す説明
図、第４図は光強度検出器の他の構成を示す説明図であ
る。なお、光学系３ａは前記第１０図に示したレーザカ
ラープリンタの光学系３ａに対応する。

まず、第１図及び第２図に示すように、感光体１ａに対
する走査ラインの感光体ｌａ外の両端にレーザビーム７
ａの光強度を検出する光強度検出手段としての光強度検
出器２２ａが設けられている。この光強度検出器２２ａ
はレーザビーム７ａの入射光強度に応じた電流または電
圧を出力するものである。

光強度検出器２２ａとしてはＰＩＮフォトダイオード等
が用いられる。ＰＩＮフォトダイオードの場合（一般に
フォトダイオードの場合、入射光強度に比例した電流出
力を発生する）。いま、光強度検出器２２ａの受光面と
レーザビームの走査ラインとが第３図に示した如き関係
となるように光強度検出器２２ａを配置する。すなわち
、光強度検出器の受光面端部をレーザビームの一部が通
過するように配置する。

すると、レーザビームの走査ラインが副走査方向■の方
向にずれた場合光強度が強く、光強度検出器２２ａの出
力は大きくなる。逆に、副走査方向０の方向にずれた場
合光強度が弱く、光強度検出器２２ａの出力は小さくな
る。従って、レーザビームの走査ラインの副走査方向の
ずれに対応して光強度検出器２２ａの出力が変化する。

あるいは、同様な検知出力は、第３図に示した受光面よ
り副走査方向の開口部が狭いスリットを受光面前面に設
置した構成をとる光強度検出器からも得られる。また、
第４図に示すような、開口部がくさび状のスリットを受
光面の直前に設置する構成でも良い。あるいはまた、濃
度勾配を持ったフィルタを受光面の前面に設置した構成
でも良い。

以上にあげたような光強度検出器２２ａにより、レーザ
ビームの走査ラインの副走査方向のずれに対し、光強度
検出器２２ａで受光される光強度が変化し、それに応じ
て、光強度検出器２２ａからの出力が変化する。

第５図は第１図における要部構成図であって、同図に示
すように、レーザビーム光学系３ａにおいては、その光
学系中の光学部品の１つである第２ミラー１３ａがミラ
ー支持体２９ａに対して状態変更手段としての圧電素子
３０ａ、３１ａを介して支持されている。これらの圧電
素子３０ａ、３１ａは電気的に長さが伸縮するものであ
り、副走査方向に離間配置されて一対とされ、第２ミラ
ー１３ａの両端に設けられることにより、前記第２ミラ
ー１３ａの角度を変更調整し得るものである。そして、
このような圧電素子３０ａ又は３１ａへの電圧印加の制
御を前記光強度検出器２２ａからの光強度検出出力に応
じて制御するものである。

第６図はレーザビームの照射位置制御回路のブロック図
であって、２２ａは光強度検出器、３２ａは増幅回路、
３３ａは比較演算回路、３４ａは基準設定回路、３５ａ
は昇圧回路、３６ａは圧電素子である。

同図において、光強度検出器２２ａからの出力は、増幅
器３２ａにより増幅された後、制御駆動子１段としての
比較演算回路３３ａにより比較演算され、レーザビーム
７ａの照射位置が基準位置からずれていれば（すなわち
、光強度検出器２２ａからの出力が変動すれば）、昇圧
回路３５ａに通電して圧電素子３０ａ又は３１ａに電圧
を印加して、第２ミラー１３ａの角度を調整変更するこ
とによりレーザビーム７ａの感光体１ａに対する照射位
置を基準照射位置に修正するものである。

基準値設定回路３４ａは、レーザビーム７ａの照射位置
が基準位置にあるときに、増幅回路３２ａからの出力と
の誤差電圧がＯＶとなるように設定される。この時、比
較演算回路３３ａの出力は初期値出力となる。

第７図はレーザビームの照射位置制御の説明図であって
、例えば、同図に実線で示すように第２ミラー１３ａを
経たレーザビーム７ａが感光体ｌｄ上の位置Ａに照射さ
れるのが正常な設定光路であるとする。このような設定
光路に対して例えば、光路の状態の変動により位置Ａ゛
に照射されるレーザビーム７ａ’　となったとすると、
このような照射位置Ａ′のずれは検出素子２３ａにより
検出される。そして、この検出出力に応じて圧電素子３
ｏＪ側に通電して伸長させ第２ミラー１３ａを１３ａ”
の状態に角度を変えることにより、光路は位置Ａに照射
される状態に修正される。一方、逆に位置Ａ”に照射さ
れるレーザビーム７ａ”のような状態となった場合には
、このような照射位置のずれを検出素子２３ａにより検
出して圧電素子３１ａ側に通電して伸長させて第２ミラ
ー１３ａを１３ａ”で示す状態に角度を変えることによ
り、光路はやはり正常な位置Ａに照射される状態に修正
される。

このような構成は前記第１０図における他の感光体１ｂ
、ｌｃ、ｌｄに対するレーザビーム光学系３ｂ、３ｃ、
３ｄでも同様であり、それらのレーザビーム７ｂ、７ｃ
、７ｄの照射位置が基準照射位置からずれていたとして
も第２ミラー１３ｂ、１３ｃ。

１３ｄの角度調整により基準照射位置に照射される状態
に修正される。

よって、感光体１．ａ、ｌｂ、ｌｃ、ｌｄ上の画像を転
写紙１８に重ね転写する場合に副走査方向の位置ずれを
生ずることなく、同一位置に転写される。

従って、各色毎の画像の位置ずれがなく、高品質のカラ
ー印字がなされる。

なお、本実施例ではレーザビーム光学系中の光学部品で
ある第２ミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに対し
て圧電素子３０．３１を設けてその角度を可変し得るよ
うにしたが、他の光学部品に対して状態変更手段を設け
てもよい。例えば、シリンダレンズ１４ａ、１４ｂ、１
４ｃ、１４ｄを圧電素子により保持させてシリンダレン
ズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを僅かに傾斜させる
ことにより光路を修正するようにしてもよい。

また、光源８ａ〜８ｄ、あるいは光源とポリゴンミラー
１０ａの間にシリンダレンズを置いて、これを副走査方
向に移動させ、光路を修正するようにもできる。これに
ついては後述する。

さて、以上のような一連の動作をする場合、レーザビー
ムが光強度検出器上を通過する期間は、レーザビームの
光強度は、一定となっているように出力制御されている
ことは当然、必要である。

しかしながら、半導体レーザを光源とするレーザプリン
タでは、半導体レーザのパッケージ内に設置された光強
度検出器により半導体レーザからの光強度を検出するこ
とが一般的である。これを利用して、半導体レーザのパ
ッケージ内の光強度検出器からの出力と、前記走査ライ
ン上に設置された光強度検出器からの出力との比の変化
量に応じて、前記一連の動作をするような回路構成をと
れば、半導体レーザの光強度の変動の影響を受けること
なく、正確に、レーザビームの照射位置を基準照射位置
に保持するように制御することが可能である。

次に、本発明の他の実施例を第８図及び第９図を参照し
て説明する。

第８図は本発明の他の実施例を説明する要部構成図であ
って、４０ａは光ファイバー、４１ａはコリメータレン
ズ、４２ａはシリンダレンズ、４３ａはミラーであり、
第１図と同一符号は同一部分に対応する。

同図において、光源８ａからのレーザビームはコリメー
タレンズ４１ａ１シリンダレンズ４２ａ１回転多面鏡１
０ａ、ミラー１２ａ、１３ａを通って感光体１ａを走査
する。このとき、感光体１ａの非画像領域へ照射される
レーザビームを、ミラー４３ａにより光ファイバー４０
ａの一端に入射させる。光ファイバー４０ａの他端には
光強度検出器２２ａが　　−設けである。

第９図はレーザビームと光フアイバー受光部の位置関係
を示す説明図であって、光ファイバーの受光部端部をレ
ーザビームの一部が通過するように配置される。なお、
光ファイバーと光強度検出器は、それらの中心が一致す
るように位置されることは言うまでもない。

上記構成とすることで、レーザビームの走査ラインの副
走査方向のずれに対し、光強度検出器で受光される光強
度が変化し、それに応じて光強度検出器からの出力が変
化する。

この光強度検出器からの検出出力により、前記したよう
に、例えばシリンダレンズ４２ａを副走査方向に移動さ
せ、光路を修正することによって、レーザビームの照射
位置を正規の位置に制御することができる。

光強度検出器は、出力を増幅させるための回路を検出器
の近くに配置するため（Ｓ／Ｎ向上のため）装置がある
程度大きくなり、配置スペースがとれなくなる場合もあ
る。それに対し、この実施例に示すように、光ファイバ
ーを用いることにより省スペース化がはかれる。

なお、以上の説明におけるレーザビームの感光体に対す
る照射位置の検出手段としての光強度検出器を、前記第
１３図で説明した同期検出用の光検出器２２ｂを共用し
てもよいものである。

以上説明した各実施例では、第１０図に示すような、複
数の光源と複数の感光体を備えたレーザカラープリンタ
をあげたが、光源および感光体はそれぞれ１つで、各色
画像信号にて光源を変調し、感光体１回転毎に色画像信
号に応じた色トナーで順次現像。

転写を繰り返し、同一転写紙上に重ね転写してカラー画
像を得るものでもよい。さらに、感光体としてベルト状
のものを用いるものでもよい。

また、電子写真方式のプリンタに限らず、銀塩フィルム
上をレーザビームで走査するような構成あるいは、ＩＣ
のフォトマスクを作成するような構成をとるものでも本
発明が適用でき、すなわち、レーザビームを走査する構
成をとるものであれば、本発明が適用できる。

また、レーザビーム光源は、半導体レーザに限らず、ガ
スレーザ、固体レーザ等でもよい。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、レーザビームの
感光体に対する照射位置を光強度検出手段により検出し
、その出力に応じてレーザビーム光学系の何れかの光学
部品に対して設けた状態変更手段を制御駆動手段により
駆動してレーザビームの感光体に対する照射位置を変更
させるようにしたので、レーザビーム光学系において熱
的影響等によりレーザビームの照射位置が基準照射位置
からずれたとしても正常な基準照射位置に照射し得る状
態に修正することができ、よって、各感光体上に形成さ
れた画像を同一の転写紙に転写する際にドツトの位置ず
れを生ずることがなく、同一位置で重ね転写させて色ず
れ等のない高品質のカラー印字を行なうことができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

−第１図は本発明の一実施例を説明する光学系の構成図
、第２図は第１図における感光体と光強度検出器の配置
図、第３図はレーザビームと走査ラインの関係を示す説
明図、第４図は光強度検出器の他の構成を示す説明図、
第５図は第１図の要部構成図、第６図はレーザビームの
照射位置制御回路のプロ・ンク図、第７図はレーザビー
ムの照射位置制御の説明図、第８図は本発明の他の実施
例を説明する要部構成図、第９図はレーザビームと光フ
アイバー受光部の位置関係を示す説明図、第１０図は従
来のレーザカラープリンタの一例を示す構成図、第１）
図と第１２図は印字ドツトの位置ずれの説明図、第１３
図はレーザ書込装置における同期検知回路部分の説明図
である。 １ａ・−・・・−感光体、７ａ−・・−レーザビーム、
８ａ−一レーザ光源、９ａ・−・・−駆動モータ、１０
　ａ−−−−−一・回転多面鏡、１）ａ−・−・・−ｆ
θレンズ、１２ａ、１３ａ−・・−ミラー、１４　ａ−
一−−−−−シリンダレンズ、２２　ａ−−光強度検出
器、２９　ａ−・−・ミラー支持体、３０ａ。 ３１ａ・・−・・−圧電素子。 第１図　　　　　第５図 第５図　　　　　第７図 第６図 第８図 第９図 レーザ゛−ビーへ 第１／図 第１２図 第１３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザビームをレーザビーム光学系により感光体
   上に走査させて画像出力を得る印刷装置において、前記
   レーザビーム光学系を構成する光学部品に対して、前記
   レーザビームの前記感光体上の副走査方向の照射位置を
   調整変更させる状態変更手段と、この光強度検出手段か
   らの検出出力に応じて、上記状態変更手段を動作させる
   制御駆動手段とを設けたことを特徴とする印刷装置。
2. （２）前記レーザビームは画像信号により変調され、変
   調されたレーザビームを前記レーザビーム光学系の走査
   により前記感光体上に照射して静電潜像を形成し、この
   静電潜像をトナーによつて現像することにより、画像を
   得ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   印刷装置。
3. （３）各々が異なる色画像信号により変調される２以上
   のレーザビームと、これら各レーザビームをそれぞれ走
   査するレーザビーム光学系と、上記レーザビームにより
   走査される２以上の感光体を有し、各感光体に形成され
   た静電潜像をトナーにより現像して同一転写紙上に重ね
   転写することによつて１つのカラー画像を得ることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の印刷装置。
4. （４）異なる色画像信号により順次変調されるレーザビ
   ームと、このレーザビームを走査するレーザビーム光学
   系と、上記レーザビームにより走査される感光体とを有
   し、この感光体に順次形成される静電潜像を上記異なる
   色画像信号に対応するトナーにより順次現像して、同一
   転写紙上に重ね転写することによつて、１つのカラー画
   像を得ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の印刷装置。