JPS6384253A - 画像形成装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえばレーザビーム光による走査露光と電
子写真プロセスとにより印字する工程を複数有する多色
レーザプリンタなどの画像形成装置に関する。

（従来の技術） 最近、たとえばレーザビーム光による走査露光と電子写
真プロセスとにより印字する工程を複数有する多色レー
ザプリンタが考えられている。

この種の多色レーザプリンタにおいては、１回のプロセ
スによって多色印字が行なわれることが望まれる。その
ためには、感光体上を走査露光するための光学系の構成
に工夫が必要とされる。

その技術的課題の１つとして、複数のレーザビーム光に
対して同一の位置から印字を行い、印字ずれが生じない
ようにするために、水平同期信号に基づいて各レーザビ
ーム光の印字位置の開始を行うようになっている。たと
えば、コストダウン、構成の簡単化のため、２つのレー
ザビーム光のうちの１つのレーザビーム光を光検出器に
導き、この検知器の出力により水平同期信号が出力され
るようになっている。

ところが、２つのレーザビーム光のいずれかをビーム光
検出器に導き、ビーム光検出器に導かれていないレーザ
ビーム光のみで印字する場合に、印字に用いない他方の
レーザビーム光を点灯させなければならないという欠点
があり、レーザ発振器の寿命が短くなってしまうという
問題があった。

また、２つのレーザビーム光による走査光、相互間の印
字開始位置がずれている場合、オペレータが手動でディ
ップスイッチ等で調整しなければならないという欠点が
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、レーザ発振器の寿命が短くなったり、複
数の走査光相互の印字開始位置がずれていたりするとい
う欠点を除去するもので、簡単な構成で、レーザ発振器
の長寿命化が図れ、オペレータにより調整することなく
、複数の走査光相互の印字開始位置がずれてしまうのを
補正することができる画像形成装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の画像形成装置は、静電潜像が形成され現像像
を担持する像担持体、この像担持体上に走査光により静
電潜像を形成する光学系、この光学系の走査光をその走
査端で変更する光偏光部およびこの光偏光部により毒力
Σれた上記複数の走査光を上記走査光の数と一致した数
に分割されたセンサ部で検出して複数の同期信号を発生
する唯一のビーム光検出部を有する周期信号発生手段、
上記像担持体上の静電潜像に現像剤を供給して現像する
現像手段、および上記像担持体上に形成された現＠像を
像記録体上に転写する転写手段をそれぞれ少なくとも１
つ有する構成となっている。

（作用） この発明は、周期信号発生手段が、光学系の走査光をそ
の走査端で変更する光偏光部およびこの光偏光部により
導かれた上記複数の走査光を上記走査光の数と一致した
数に分割されたセンサ部で検出して複数の同期信号を発
生する唯一のビーム光検出部を用いるようにしたもので
ある。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第３図は本発明に係る光走査装置が適用される例えば２
色レーザプリンタ１９９を示すもので、図示しないケー
ブルを介してコンピュータあるいはワードプロセッサな
どのホストシステムと接続されており、ホストシステム
からの２種のドツトイメージデータをそれぞれ異なる色
で印字する。

すなわち、２００は像担持体としてのドラム状の感光体
であり、図示しない駆動源によって図示矢印方向に回転
される。感光体２００の周囲部には、その回転方向に沿
って順次、第１帯電器２０１、第１表百雷位センサ２０
２、第１現像器２０３、第２帯電器２０４、第２表百雷
位センサ２０５、第２現像器２０６、転写前帯電器２０
７、転写用帯電器２０８、剥離用帯電器２０９、クリー
ナ２１０および除電器２１１が配設されている。なお、
第１現像器２０３は第１色トナー（非磁性−成分現像剤
）で第１色現像を行ない、第２現像器２０６は第２色ト
ナー（非磁性−成分現像剤）で第２色現像を行なうもの
とする。この場合、上記現像は感光体２００上に対して
単色で行なわれ、現像剤を重ねては行なわないものとす
る。

しかして、まず第１帯電器２０１によって回転する感光
体２００上を帯電し、回転ミラー走査ユニット２１２か
ら出力され、反射ミラー３１１゜３１２で反射されて導
かれる第２レーザビーム光３０９で感光体２００上を走
査露光し、第１画像情報部分の電荷を消去することによ
り第１静電潜像を形成し、この第１静電潜像を第１現象
器２０３によって第１色トナーで現像して第１色トナー
像を形成する。次に、第２帯電器２０４によって第１色
トナー像が形成された感光体２００上を再帯電し、回転
ミラー走査ユニット２１２から出力され、反射ミラー３
１４，３１５．３１６で反射されて導かれる第２レーザ
ビーム光３１０で感光体２００上を走査露光し、第２画
像情報部分の電荷を消去することにより第２静電潜像を
形成し、この第２静電潜像を第２現像器２０６によって
第２色トナーで現像して第２色トナー像を形成するよう
に構成されている。

一方、感光体２００下方の一側方部には、用紙Ｐを感光
体２００の下方へ供給する給紙装置２１３が設けられて
いる。給紙装置２１３は、着脱自在であって複数枚の用
紙Ｐを収納した上下２段の給紙カセット２１４．２１５
と、これら給紙カセット２１４．２１５から用紙Ｐを１
枚ずつ取出す給紙ローラ２１６．２１７と、上段給紙カ
セット２１４の上方に形成された手差し給紙口２１８に
装着された手差し給紙台２１９と、この手差し給紙台２
１９から供給される用紙Ｐを送る一対の給紙ローラ２２
０と、これら給紙ローラ２１６．２１７．２２０で送ら
れる用紙Ｐを受けてその先端を整位し、その用紙Ｐを感
光体２００上の画像とタイミングをとって送出する一対
のレジストローラ２２１などが設けられて構成されてい
る。

レジストローラ２２１によって送られる用紙Ｐは転写用
帯電器２０８の部分に送られ、この部分で感光体２００
の表面と密着することにより、転写用帯電器２０８の作
用で感光体２００上の２色のトナー像（つまり第１色、
第２色トナー像）がそれぞれ転写される。こうして各ト
ナー像が転写された用紙Ｐは、剥離用帯電器２０９の作
用で感光体２００から静電的に剥離された後、吸着搬送
ベルト２２２によって定着器としてのヒートローラ２２
３へ搬送され、ここを通過することにより転写像が加熱
定着され、定着後の用紙Ｐは一対の排紙ローラ２２４に
よって排紙トレイ２２５へ排出されるように構成されて
いる。一方、転写後の感光体２００は、クリーナ２１０
によって表面の残留トナーが除去された後、除電器２１
１によって除電されて初期状態に戻るようになっている
。

次に、光学系について詳細に説明する。まず、第３図に
示すように、唯一のベース３１８に回転ミラー走査ユニ
ット２１２、回転ミラー走査ユニット２１２で走査され
た第１．第２レーザビーム光３０９．３１０を所定の位
置へ導くための反射ミラー３１１，３１２，３１４，３
１５，３１６゜３０７、光学系の防塵用の透過ガラス３
１３゜３１７および図示しないビーム光検出器などを固
定することにより、それぞれのレーザビーム光の光路長
の誤差による感光体２００上でのレーザビーム光径や走
査速度の相違を最小限に押え、しかも光学系を機体内に
組込む以前または組込んだ後にも夫々のレーザビーム光
相互の調整が容易に行なえるようにしている。

次に、上記レーザプリンタ１９９の印字制御に不可欠な
水平同期信号を発生するビーム光検出器３０８周辺の機
構について説明する。第３図において、回転ミラー走査
ユニット２１２から出力される第１、第２レーザビーム
光３０９．３１０の走査範囲内の所定部位、つまり有効
印字領域外に反射ミラー３０７が設けられていて、この
反射ミラー３０７で第１、第２レーザビーム光３０９．
３１０が反射されてビーム光検出器３０８に導かれる。

第４図は第３図の光学系を上方から見たビーム光検出器
３０８周辺を示した図であり、第７図はその要部詳細図
である。第４図および第７図において、回転ミラー走査
ユニット２１２から出力される第１、第２レーザビーム
光３０９．３１０は反射ミラー３０７で反射され、感光
体２００上とほぼ同じ距離に配置されたビーム光検出器
３０８に導かれる。

その際、第５図に示すように、第２レーザビーム光３０
９は、回転ミラースキャナユニット２１２から直接反射
ミラー３０７に導かれいるが、第２レーザビーム光３１
０は反射ミラー３１４の光透過部すを通過して、反射ミ
ラー３０７に導かれるようになっている。

上記反射ミラー３０７は板ばね３４０によってホールド
され、その板ばね３４０はブラケット３２８を介してベ
ース３１８上にねじで固定されていて、板ばね３４０は
調整用ねじ３３９によってレーザビーム光がビーム光検
出器３０８に最適に当たるように調整される。その際、
板ばね３４０と反射ミラー３０７との取付は角は、調整
用ねじ３３９がブラケット３２８から距離Ｇだけ飛出し
たときに、レーザビーム光がビーム光検出器３０８に当
たるように設計されており、その与圧によって震動や衝
撃に対して強い構造になっている。また、反射ミラー３
０７が調整された状態のときの反射ミラー３０７とベー
ス３１８となす角度φは９０”または９０″以下になる
ようにして、すなわち重力方向へ反射面を配置すること
により、反射ミラー３０７はブラケット３２Ｂおよびφ
という角度によって汚れや塵、ごみが付着しにくくなり
、ビーム光検出器３０８へ導くレーザビーム光を長時間
安定させることができる。上記反射ミラー３０７、ブラ
ケット３２８、調整用ねじ３３９、および板ばね３４０
によって光偏光部が構成されている。

上記反射ミラー３１４は、第６図（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、母材（ガラス）３１４ａおよび多層膜コーティン
グ３１４ｂからなり、母材３１４ａに多層膜コーティン
グ３１４ｂが施されている反射部ａと母材３１４ａに多
層膜コーティング３１４ｂが施されていない光透過部す
とから構成されている。上記光透過部すと反射部ａは、
水平同期信号の検出位置ｐａと有効印字頭ｂＡＣの開始
位置ｐｂの略中夫に境界が対応し、走査開始側が光透過
部ｂ、他が反射部ａとなっている。

上記のような反射ミラー３２４を用いることにより、反
射手段を追加することなく、第２レーザビーム光３１０
をビーム光検出器３０８に導くことができるので、安価
かつ信頼性の向上が図れる。

また、上記反射ミラー３１４０反射部ａは多層膜コーテ
ィング３１４ｂでなくても良く、高反射率の金属（例え
ばＡｕ、Ｃｕ５Ａ　Ｉ等）を蒸着したものであっても良
い。

ビーム光検出器３０８は、たとえばＰＩＮダイオードを
用いており、プリント回路基板３４２上に搭載されてい
る。プリント回路基板３４２は、スペーサ３４３を介し
てブラケット３４１に固定され、このブラケット３４１
にビーム光検出器３０８が固定されている。ブラケット
３４１には、第２図に示すようなメタクリル酸メチル製
の２個のシリンダレンズ部３４４ａ、３４４ｂを包含し
た円筒状スペーサ３３１がビーム光検出器３０８の中心
軸と一致するように嵌合されて固定されている。これに
より、ビーム光検出器３０８上でのレーザビーム光のぼ
けや光量不足、回転ミラー３００の面倒れおよび振切や
衝撃に対して水平同期信号を安定させている。スペーサ
３３１は、その詳細を第２図に示すように２個のシリン
ダレンズ部３４４ａ、３４４ｂおよびホルダ部３４５が
一体となっており、かつシリンダレンズ部３４４ａ、３
４４ｂをマスキングして他の部分（図中の斜線部）を黒
色に塗装している。これは、反射ミラー３０７でレーザ
ビーム光がビーム光検出器３０８に導かれる際、第１、
第２レーザビーム光３０９．３１０はある幅を持ってお
り、シリンダレンズ部３４４ａ、３４４ｂ以外の周辺部
に当った光も屈折などによりビーム光検出器３０８に入
射してしまい、水平同期信号にノイズを発生させ、印字
画質に大きな欠陥を与えてしまうからである。そのため
、上記のような処理を行なうことにより、容易かつ安価
に高い品質の印字画像を得ることができる。勿論、黒色
塗装以外の透過防止の処理を行なっても有効であり、ま
たスペーサ３３１の材質はメタクリル酸メチル以外の、
たとえばポリカーボネートなどの光透過率の高い材質の
ものでもよい。

上記ビーム光検出器３０８、スペーサ３３１、ブラケッ
ト３４１、プリント回路基板３４２、およびスペーサ３
４３によってビーム光検出部が構成されている。

上記ビーム光検出器３０８は、第１図に示すように、２
つのセンサ部３０８ａ、３０８ｂを有しており、これら
のセンサ部３０８ａ、３０８ｂの長手方向のギャップと
前記２つのレーザビーム光３０９．３１０が略平行にな
るように、上記ビーム光検出器３０８を第５図に示すよ
うに配置している。これにより、水平同期信号を安定し
て発生することができるようになっている。

上記したように構成することにより、第１、第２のレー
ザビーム光を唯一のビーム光検出器に導くことにより、
従来のように第１または第２レーザビーム光のいずれか
をビーム光検出器に導き、ビーム光検出器に導かれてい
ないレーザビーム光のみで印字する場合に、印字に用い
ない他方のレーザビーム光を点灯させなければならない
という欠点を取除くことができ、レーザ発掘器の寿命を
長く維持でき、かつ第１、第２レーザビーム光の相互の
印字ずれを自動的に補正することが可能となる。

第８図は、上記のように構成された２色レーザプリンタ
１９９の制御部を示すものである。すなわち、５０１は
全体的な制御を司る王制■部としてのＣＰＵ　（セント
ラル・プロセッシング・ユニット）であり、５０２はＲ
ＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）であり、本２色レー
ザプリンタ１９９を動作させるための制御用プログラム
が格納されている。５０３はデータテーブルが格納され
ているＲＯＭであり、５０４はワーキングメモリとして
のＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）である。５
０５は汎用タイマであり、用紙搬送および感光体２００
廻りにおけるプロセスなどの制御用基本タイミング信号
を発生する。５０６は入出力ポートであり、操作表示部
５０７への表示データの出力、各種検出器（マイクロス
イッチ、センサなど）５０８からの入力、駆動系（モー
タ、クラッチ、ソレノイドなど）５１０を駆動する駆動
回路５０９への出力、走査用モータ５２６を駆動するモ
ータ駆動回路５１１への出力、各種センサおよび高圧電
源等５２３に対する入出力を制御するプロセス制御回路
５２２への入出力を行う。

５１３は印字データ書込制御回路であり、この印字デー
タ書込制御回路５１３は第１色目のイメージデータ書込
用の第ル−ザ発振器５２４の光変調を行う第ル−ザ変調
回路５１４と、第２色目のイメージデータ書込用の第２
レーザ発振器５２５の光変調を行う第２レーザ変調回路
５１５とを駆動制御して、ホストシステム５００から転
送されてきたビデオイメージの印字データを感光体２０
０上の所定の位置へ書込む制御を行う。この際、高速応
答のＰＩＮダイオードが採用されたビーム光検出器５０
８では回転モータ走査ユニット２１２によって走査され
ている２本のレーザビーム光３０９．３１０を検出して
おり、ビーム検出回路５１７ではビーム光検出器３０８
からのアナログ信号を高速コンパレータでディジタル化
することにより水平同期信号Ｈ８ＹＯを生成し、これを
印字データ書込制御回路５１３に送出している。５１９
はインタフェース回路であり、ホストシステム５００へ
のステータスデータの出力、ホストシステム５００から
のコマンドデータおよび印字データの受取りなどの制御
を行う。

上記ビーム光検出回路５１７は、第９図に示すように、
構成されている。すなわち、ビム光検出器３０８は応答
性に非常に早いＰＩＮダイオードを使用している。

上記ビーム光検出器３０８のセンサ部３０８ａの出力は
、比較部４００によって基準電圧と比較され、この比較
部４００からその比較結果としては水平同期信号Ｈ３Ｙ
Ｏを出力するようになっている。

上記ビーム光検出器３０８のセンサ部３０８ｂの出力は
、比較部４０１によって基準電圧と比較され、この比較
部４０１からその比較結果としては水平同期信号Ｈ８Ｙ
１を出力するようになっている。

上記比較部４００．４０１は、それぞれ抵抗Ｒ４１、Ｒ
４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、ポジティブフィードバ
ック用抵抗Ｒ４６、ノイズ除去用のコンデンサＣ１０、
高速フィードバック用のコンデンサＣ１１，ｅよび＾速
コンパレータ４０２によって構成されている。ただし、
抵抗Ｒ４２、Ｒ４３による基準電圧が変更されているこ
とにより、異なったスレッシュホールドレベルとなって
いる。たとえば、比較部４００のスレッシュホールドレ
ベル（ＳＨＩ）が比較器４０１のスレッシュホールドレ
ベル（Ｓ）−１２）の方が高くなっている（ＳＨＩ＜５
Ｈ２）。また、上記各スレッシュホールドレベルが同じ
であっても 良い（ＳＨＩ−８Ｈ２＞。

これにより、印字データ書込制御回路５１３は、上記ビ
ーム光検出回路５１７から供給される水平同期信号Ｈ８
ＹＯとＨ３Ｙ１の時間的ずれを判断し、この判断結果に
応じて第ル−ザビーム光２０９による印字開始位置ある
いは第２レーザビーム光２１０による印字開始位置を決
定するようになっている。

すなわち、第１０図（ａ）に示すように、水平同期信号
）−１ｓＹＩが水平同期信号Ｈ８ＹＯよりも時間ｄａ分
だけ遅れている場合、第１１図（ａ）に示すように、第
ル−ザビーム光２０９による水平同期信号検出位置Ｐａ
から印字開始位置ｐｂに対するタイムアウト時間よりも
、第２レーザビーム光２０９による水平同期信号検出位
置ｐａから印字開始位［Ｐｂに対するタイムアウト時間
を時間ｄａに対応する分、短くする。

また、第１０図（ｂ）に示すように、水平同期信号Ｈ８
ＹＯが水平同期信号Ｈ８Ｙ１よりも時間ｄｂ分だけ遅れ
ている場合、第１１図（ｂ）に示すように、第２レーザ
ビーム光２１０による水平同期信号検出位置Ｐａから印
字開始位置Ｐｂに対するタイムアウト時間よりも、第ル
−ザビーム光２０９による水平同期信号検出位置Ｐａか
ら印字開始位置ｐｂに対するタイムアウト時間を時間ｄ
ｂに対応する分、短くする。

これにより、第ル−ザビーム光２０９による印字開始位
置Ｐｂと第２レーザビーム光２１０による印字開始位置
Ｐｂとが同一となり、それらのビーム光が平行でない場
合であっても、印字ずれが生じないようにできる。

なお、上記おける動作の要部のフローチャートは第１２
図に示すようになっている。

なお、上記実施例では、２色のレーザプリンタについて
説明したが、これに限らず、３色以上の多色プリンタで
あっても良い。この場合、ビーム光検出器内の分割数と
円筒状スペーサのシリンダレンズ部の数をレーザビーム
光の数と一致させている。

１発用の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、簡単な構成で、レ
ーザ発振器の長寿命化が図れ、オペレータにより調整す
ることなく、複数の走査光相互の印字開始位置がずれて
しまうのを補正することができる画像形成装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するためのもので、第１図
はビーム光検出器の構成を示す図、第２図はビーム光検
出器に取付けた円筒状スペーサの詳細図、第３図は２色
レーザプリンタの構成を示す縦断正面図、第４図は光学
系の上面図、第５図は第１、第２レーザビーム光と反射
ミラーとの関係を説明するための図、第６図は反射ミラ
ーの構成を説明するための正面図、第７図はビーム光検
出器の周辺部を示す側面図、第８図は制御回路を示すブ
ロック図、第９図はビーム光検出回路の回路構成を示す
図、第１０図は各センサ部からの信号に応じた水平同期
信号の差を示す図、第１１図は各水平同期信号に対応し
た水平同期信号の検出位置と印字開始位置との関係を説
明するための図、第１２図は動作の要部のフローチャー
トである。 ２００・・・・・・感光体（像担持体）、２０３．２０
６・・・第１、第２現像器（現像手段）、２０８・・・
転写用帯電器（転写手段）、２１２・・・・・・回転ミ
ラー走査ユニット、３００・・・・・・回転ミラー（光
走査器）、３０７・・・反射ミラー（光偏光部）、３０
８　・・・ビーム光検出器、３０８ａ、３０８ｂ・・・
センサ部、３０９・・・第２レーザビーム光、３１０・
・・第２レーザビーム光、３１４・・・反射ミラー、３
４４ａ、３４４ｂ・・・シリンダレンズ、４０１、４０
２・・・比較部、５０１・・・ＣＰＵ、５０５・・・タ
イマ、５１３・・・印字データ書込制御回路、５１７・
・・ビーム光検出回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 第５図 第６図 （ａ）（ｂ） 第１ｏ図 （ａ） （ｂ） 第１１図 ！　１２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像が形成され現像像を担持する像担持体と
   、 この像担持体上に走査光により静電潜像を形成する光学
   系と、 この光学系の走査光をその走査端で変更する光偏光部お
   よびこの光偏光部により導かれた上記複数の走査光を上
   記走査光の数と一致した数に分割されたセンサ部で検出
   して複数の同期信号を発生する唯一のビーム光検出部を
   有する周期信号発生手段と、 上記像担持体上の静電潜像に現像剤を供給して現像する
   現像手段と、 上記像担持体上に形成された現像像を像記録体上に転写
   する転写手段と、 をそれぞれ少なくとも１つ有することを特徴とする画像
   形成装置。
2. （２）センサ部が、走査光の走査される方向にほぼ水平
   に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の画像形成装置。
3. （３）走査光が、レーザ光であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の画像形成装置。
4. （４）ビーム光検出部が、走査光の数と一致した数のシ
   リンダレンズを有した円筒上スペーサに嵌合されて位置
   決めされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の画像形成装置。