(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発生させる光源と、前記光ビームを偏向させて走査光とする光偏向器と、前記走査光を被露光体上に結像させる結像光学系と、前記被露光体の画像形成領域外に向かう走査光を検出して書き込むタイミングを検知する光検出手段とを備えた走査露光装置と、
複数の光源をアレイ状に配置したアレイ光源と、前記アレイ光源から出射される光ビームを被露光体上に結像させる結像光学系を備え、前記画像形成領域に隣接する部分に配設された固体露光装置と、
を備え、前記走査露光装置と前記固体露光装置とを用いて被露光体上の主走査方向において分割して露光すると共に、前記光検出手段と前記固体露光装置を同一の支持部材に位置決めして固定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
主走査方向において、画像形成領域に隣接する両側の部分に前記固体露光装置が配設されており、双方の固体露光装置はそれぞれ異なる光検出手段と同一の支持部材に位置決めされていると共に、２つの光検出手段の光検出タイミング差に応じて光源の変調周波数を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記固体露光装置と光検出手段を支持する支持部材が主走査方向に移動可能であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記走査露光装置と前記固体露光装置は、前記被露光体上において副走査方向の異なる位置に露光することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
被露光体上において、前記走査露光装置は前記固体露光装置よりも副走査方向上流側で露光することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数色に対応した画像形成が行われる多色画像形成装置において、前記複数色に対応した複数の走査露光装置が設けられ、前記複数の走査露光装置のうちの１つに対応して固体露光装置が設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、一層詳細には、走査露光範囲外の正確な位置にトンボマークなどを印字する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザプリンタ等の画像記録装置の発達に伴い、高画質でのプリント画像が形成できるようになり、印刷分野においても使用されるようになってきた。
【０００３】
印刷分野においては、裁断時の位置決め用に画像領域外に「トンボマーク」を印字している。このトンボマークを印字可能なプリンターは「伸びサイズ対応」等と呼ばれ、用紙幅に対して１０ｍｍ以上広い印字可能幅を持つ光書き込み装置が使用されている。
【０００４】
一般的な光書き込み装置は、レーザ光を光偏向器で偏向走査し、画像領域幅を露光する走査露光装置を採用しているが、「トンボマーク」を印字するために走査露光装置の画像領域幅（露光可能幅）を広げようとすると長い光路長が必要となり、装置が大型化してしまうという不都合があった。
【０００５】
また、走査露光装置で使用される結像レンズは露光幅全体に均一なビーム径と走査速度を得られるように設計されているが、露光幅周辺部においては光学性能の劣化が著しく、画像幅を広げるためにはこの周辺部の画質劣化を改善する必要がある。このために、従来使用していたデジタル複写機や伸び対応でないレーザビームプリンタの走査露光装置で使用していたレンズが使用できず、大きな設計変更が必要となり、装置のコストアップが避けられないという不都合があった。
【０００６】
このような不都合を回避するものとして、走査露光装置とＬＥＤアレイ等の固体露光装置を組み合わせた光書き込み装置が特開平１０−６５８８３号公報（以下、従来例という）に開示されている。
【０００７】
このような固体露光装置を含んだ光書き込み装置の具体的な構成としては図９に示すようなものが考えられる。
【０００８】
書き込み装置２００を構成する走査露光装置２０２は半導体レーザ２０４から出射された光ビームを反射ミラー２０６、２０８、Ｆθレンズ２１０、２１２を介して回転多面鏡を有する光偏向装置２１４に入射する。光偏向装置２１４で偏向された光ビームは、Ｆθレンズ２１２、２１０、反射ミラー２０８、シリンドリカルミラー２１６を介して被露光体である感光体２１８上に結像すると共に、感光体２１８の画像領域Ａを走査露光する。
【０００９】
一方、固体露光装置２２０、２２２は、主走査方向において、走査露光装置２０２の画像領域Ａに隣接する部分を露光するように、感光体２１８に対向して配置されている。これによって、主走査方向において、画像領域Ａの両方の外側に固体露光装置２２０、２２２によって光書き込みされるトンボ領域Ｂが形成される。
【００１０】
この書き込み装置２００によれば、画像領域Ａは走査露光装置２０２で高精度な光書き込みを行い、高い画質を必要としないトンボマークは、固体露光装置２２０、２２２によってトンボ領域Ｂに光書き込みを行うため、装置全体の性能向上を図れるとともに、小型で低コストな画像形成装置を提供できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
トンボマークは、裁断時の位置基準やカラー原稿の版下用の位置合わせ基準として用いられるため、画像領域に対して相対的に正確な位置に印字（光書き込み）されることが必要である。
【００１２】
しかしながら、従来例に係る光書き込み装置では、以下のような不都合があった。
【００１３】
すなわち、走査露光装置２０２は走査光が入射される光検出手段２３２によって書き込みタイミングを制御し、主走査方向における書き込み開始位置を決定するが、装置を小型化するために露光走査用の光学系とは別のミラー２３４を設けて装置内の光路を折り畳み、光検出手段２３２に同期検知用の光路を導くのが一般的である。このため、ミラー２３４や光検出手段２３２の位置決め誤差が生じ、書き込み開始タイミングがずれ、書き込み位置に誤差が生ずる。一方、固体露光装置２２０、２２２は、図示しない本体フレーム等に固定されているため、感光体２１８に対して書き込み位置がずれることはない。この結果、トンボ位置（トンボ領域Ｂ）と画像領域Ａの相対的な位置関係がずれてしまうことになる。
【００１４】
また、固体露光装置２２０（２２２）は、図１０に示すように、本体フレーム２２４に固着される支持部材２２６に発行素子であるＬＥＤアレイ２２８と結像光学系であるセルフォックレンズ２３０が支持されているが、支持部材２２６の一部が画像領域Ａの端部を走査する走査光を遮断してしまい、露光不可能な領域Ｃを生じさせるおそれがあった。
【００１５】
本発明は、上記不都合を解決すべく成されたもので、画像領域に印字される画像と画像領域外に印字されるトンボマークが相対的に正確に印字できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、請求項１記載の画像形成装置は、光ビームを発生させる光源と、前記光ビームを偏向させて走査光とする光偏向器と、前記走査光を被露光体上に結像させる結像光学系と、前記被露光体の画像形成領域外に向かう走査光を検出して書き込むタイミングを検知する光検出手段とを備えた走査露光装置と、複数の光源をアレイ状に配置したアレイ光源と、前記アレイ光源から出射される光ビームを被露光体上に結像させる結像光学系を備え、前記画像形成領域に隣接する部分に配設された固体露光装置と、を備え、前記走査露光装置と前記固体露光装置とを用いて被露光体上の主走査方向において分割して露光すると共に、前記光検出手段と前記固体露光装置を同一の支持部材に位置決めして固定したことを特徴とする。
【００１７】
請求項１記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００１８】
この画像形成装置は、被露光体に対して固体露光装置と光検出手段を同一の支持部材に位置決めして固定している。したがって、走査光が光検出手段に入射してから所定のタイミングで印字すれば、主走査方向においてトンボマークデータの光書き込みに対して正確な位置から画像データの光書き込みをすることができる。すなわち、印字されたトンボマークに対して相対的に正確な位置に画像を印字することができる。
【００１９】
請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、主走査方向において、画像形成領域に隣接する両側の部分に前記固体露光装置が配設されており、双方の固体露光装置はそれぞれ異なる光検出手段と同一の支持部材に位置決めされていると共に、２つの光検出手段の光検出タイミング差に応じて光源の変調周波数を変更することを特徴とする。
【００２０】
請求項２記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００２１】
この画像形成装置では、主走査方向において画像形成領域に隣接する両側の部分に固体露光装置を配設すると共に、双方の固体露光装置とそれぞれ異なる光検出手段と同一の支持部材に位置決めされていると共に、２つの光検出手段の光検出タイミング差に応じて光源の変調周波数を変更している。したがって、２つの光検出手段の検出タイミングに基づいて走査光の書き込み開始タイミングと書き込み終了タイミングに基づいて、光源の周波数を変更制御することで、トンボマークと画像を相対的に正確な位置に書き込むことができる。
【００２２】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１または２記載の前記画像形成装置において、前記固体露光装置と光検出手段を支持する支持部材が主走査方向に移動可能であることを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００２４】
画像形成装置の固体露光装置および光検出手段を支持する支持部材が、用紙サイズに応じて主走査方向に移動することによって、異なるサイズの用紙にトンボマークと画像を相対的に正確な位置に印字することができる。
【００２５】
請求項４記載の画像形成装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の前記画像形成装置において、前記走査露光装置と前記固体露光装置は、前記被露光体上において副走査方向の異なる位置に露光することを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００２７】
画像形成装置において副走査方向の異なる位置に走査露光装置と固体露光装置が露光することによって、走査露光装置によって走査露光される画像形成領域と固体露光装置によって露光される領域を主走査方向においてオーバーラップさせることができ、露光不可能な領域が発生することを防止できる。
【００２８】
請求項５記載の画像形成装置は、請求項４項記載の前記画像形成装置において、被露光体上において、前記走査露光装置は前記固体露光装置よりも副走査方向上流側で露光することを特徴とする。
【００２９】
請求項５記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００３０】
主走査方向において、走査露光装置によって画像領域に先に書き込みし、後で固体露光装置によってトンボマークなどを印字するため、この印字の遅れ時間の間、一時的にトンボマーク等の画像データを画像形成装置に記憶させている。この際、画像領域に書き込みされる画像データよりもトンボマークなどの画像データの方が少ないため、画像形成装置の記憶容量を少なくすることができる。
【００３１】
請求項６記載の画像形成装置は、請求項１〜５項のいずれか１項記載の前記画像形成装置において、複数色に対応した画像形成が行われる多色画像形成装置において、前記複数色に対応した複数の走査露光装置が設けられ、前記複数の走査露光装置のうちの１つに対応して固体露光装置が設けられたことを特徴とする。
【００３２】
請求項６記載の画像形成装置の作用について説明する。
【００３３】
複数色に対応した複数の走査露光装置が設けられた画像形成装置においては、トンボマーク印字用の固体露光装置は、少なくとも１つの色に対応した走査露光装置の両側に設けられていれば良い。このように構成することによって、画像形成装置の構成要素を必要最小限に抑制でき、製造コストを抑制することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について図１〜図６を参照して説明する。先ず、光書き込み装置の概略説明を行い、次に要部である固体露光装置および光検出手段の取付構造について詳細な説明を行う。
（光書き込み装置の概略説明）
図２に示すように、光書き込み装置１０は、走査露光装置１２と固体露光装置１４Ａ、１４Ｂを備える。
【００３５】
走査露光装置１２は、光学箱１６の壁面に取り付けられた半導体レーザ１８から出射される光ビームがコリメータレンズ２０、球面レンズ２２、平面ミラー２４、シリンドリカルレンズ２６、平面ミラー２８を介してポリゴンミラー３０上に線状に結像される。光偏向器３２のモータによって高速回転されるポリゴンミラー３０によって偏向された光ビームは、ｆθレンズ３４、３６、平面ミラー３８、シリンドリカルミラー４０によって被露光体である感光体４２上の画像領域Ａ（図１参照）に結像されると共に略均一な速度で主走査方向に露光走査を行う。なお、これらの光学部品は光学箱１６内に精密に位置決めされている。
【００３６】
なお、走査光のうち画像領域Ａの外側にいく光ビームを検出する光検出センサ４４が後述する支持部材６０に支持されて感光体４２近傍に配置されている。光検出手段４４が走査光を検出したタイミングに基づいてレーザ駆動回路８６が半導体レーザ１８の点灯制御する。
【００３７】
固体露光装置１４Ａ、１４Ｂは、発光素子であるＬＥＤアレイ５０と、結像光学系であるセルフォックレンズ５２から構成される。したがって、ＬＥＤアレイ５０から出射された光ビームは共役長が短いセルフォックレンズ５２を介して感光体４２に結像される。
（固体露光装置および光検出手段の取付構造）
固体露光装置１４Ａおよび光検出センサ４４を図示しない本体フレームに取り付ける取付構造について説明する。
【００３８】
取付構造は、図４に示すように、本体フレームに取り付けられる支持部材６０と、支持部材６０に固定され固体露光装置１４Ａおよび光検出センサ４４を位置決め固定する位置決め部材６２とから構成されている。
【００３９】
支持部材６０は、本体フレームに取り付けられる第１取付面６０Ａと、位置決め部材６２が取り付けられる第２取付面６０Ｂとを有し、第１取付面６０Ａに一対のピン６３（図２参照）とネジ孔６６、第２取付面６０Ｂに位置決めピン用の一対の孔部６４と取付用のネジ孔６６が形成されている。
【００４０】
位置決め部材６２は、支持部材６０取付用の第１取付面６２Ａ、固体露光装置１４取付用の第２取付面６２Ｂ、光検出センサ４４取付用の第３取付面６２Ｃを備える。第１取付面６２Ａには位置決め用の一対のピン６８とネジ孔７０、第２取付面６２Ｂには光通過用の孔部６５と位置決め用の一対のピン６８、第３取付面６２Ｃには位置決め用の一対のピン６８が形成されている。
【００４１】
本体フレームへの取付は、以下のように行う。
【００４２】
先ず、位置決め部材６２の第２取付面６２Ｂのピン６８にＬＥＤアレイ５０の孔部７２を挿入し、ＬＥＤアレイ５０を第２取付面６２Ｂに位置決めすると共に接着する。同様にして、光検出センサ４４の孔部７４および長孔７６を第３取付面６２Ｃのピン６８に挿入し、光検出センサ４４を第３取付面６２Ｃに位置決めすると共に接着する。このようにして、位置決め部材６２に固体露光装置１４および光検出センサ４４を位置決め固定する。
【００４３】
なお、第２取付面６２Ｂの裏側にはセルフォックレンズ５２が固着される。この結果、ＬＥＤアレイ５０とセルフォックレンズ５２が一体となって固体露光装置１４として作用する。すなわち、ＬＥＤアレイ５０から孔部６５を介してセルフォックレンズ５２内部に入射する光を被露光体に出射可能となる。
【００４４】
次に、支持部材６０の第１取付面６０Ａに設けられたピン６３を本体フレームの孔部に形成されたピン（図示せず）に挿入して位置決めした後、ネジによって支持部材６０を本体フレームに固定する。
【００４５】
本体フレームに固定された支持部材６０の第２取付面６０Ｂに固体露光装置１４および光検出センサ４４が位置決め固定された位置決め部材６２を固定する。すなわち、位置決め部材６２の第１取付面６２Ａのピン６８支持部材を６０の第２取付面６０Ｂの孔部６４に挿入し、位置決め部材６２を支持部材６０に対して位置決めすると共に、固定ネジ７８によって固定する。
【００４６】
この結果、図５に示すように、光検出センサ４４と固体露光装置１４（ＬＥＤアレイ５０とセルフォックレンズ５２）は、副走査方向（感光体４２の周方向）において異なる位置に配設される。
【００４７】
このようにして光検出センサ４４および固体露光装置１４を本体フレームに対して正確に位置決め固定できるため、固体露光装置１４と光検出センサ４４とが相対的に正確に位置決めされる。この結果、光検出手段の走査光の検出に基づいて行われる感光体４２に対する書き込み開始位置と固体露光装置１４によって書き込みされるトンボマーク等の相対的な位置関係が正確になる。すなわち、用紙上において、トンボマークと画像が相対的に正確な位置に印字される。
【００４８】
また、固体露光装置１４Ａ、１４Ｂと走査露光装置１２の書き込み（露光）位置が感光体４２の副走査方向においてオフセットされているため、走査露光装置１２の走査光が固体露光装置１４Ａ、１４Ｂによって遮断されることはない。したがって、走査露光装置１２による画像領域Ａと固体露光装置１４Ａ、１４Ｂのトンボ領域Ｂとを主走査方向においてオーバーラップさせて設定できる。この結果、感光体４２の主走査方向において露光しない部分が発生することを防止できる。
（光書き込み装置の制御部）
光書き込み装置１０の制御部８０について、図６を参照して説明する。制御部８０では、画像処理部８４においてコンピュータ８２から入力された画像信号が画像領域データとトンボ領域データに分割される。画像領域データはそのままレーザ駆動回路８６に入力され、走査露光装置１２によって感光体４２の画像領域Ａに印字される。一方、トンボ領域データはバッファ８８に一時的に記憶保持された後、タイミング制御回路９０が光検出センサ４４の検出信号に基づいて書き込みタイミングを制御することによってＬＥＤ駆動回路９２Ａ、９２Ｂに駆動信号を出力し、固体露光装置１４Ａ、１４Ｂによってトンボ領域Ｂに書き込みを行う。
【００４９】
なお、本実施形態においては感光体４２上において副走査方向の上流側（先に書き込みする側）に走査露光装置１２が配設されており、下流側（後に書き込みをする側）に固体露光装置１４Ａ、１４Ｂが配設されている。この配設位置は反対（上流側に固体露光装置１４Ａ、１４Ｂ、下流側に走査露光装置１２）でも良いが、バッファ８８に保持させる画像データ量が増大する（画像領域データ＞トンボ領域データ）ため、本実施形態の配置の方が好ましい。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る画像形成装置（光書き込み装置）について図７を参照して説明する。第１実施形態と異なるのは固体露光装置および光検出手段とその取付構造のみなので、要部のみ説明し、他は省略する。なお、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５０】
光書き込み装置１００は、走査方向後端部の固体露光装置１４Ｂにも位置決め部材６２を介して光検出センサ４４Ｂが一体的に取り付けられている。
【００５１】
走査露光装置１２が走査する場合に、光検出センサ４４Ａ、４４Ｂが光検出タイミングを記憶する。このタイミングに基づいて半導体レーザ１８の周波数を変更して所定の範囲に画像を書き込むように制御している。
【００５２】
また、光検出センサ４４Ａ、４４Ｂは固体露光装置１４Ａ、１４Ｂに対してそれぞれ正確な位置に固定されている。
【００５３】
したがって、固体露光装置１４Ａ、１４Ｂと相対的に正確に位置決めされた光検出センサ４４Ａ、４４Ｂによって走査光の走査領域ずれ（光偏向装置３２（スキャナーモータ）の回転速度誤差やレンズ性能の温度変化）が検出された場合、光検出センサ４４Ａが検出してから光検出センサ４４Ｂが検出するまでの時間が所定の時間となるように半導体レーザ１８に出力される画像信号の周波数を変更制御することで、トンボマークと画像を相対的に正確な位置に書き込むことができる。
【００５４】
また、光書き込み装置１００では、固体露光装置１４Ａおよび光検出センサ４４Ａを支持する支持部材６０が感光体４２の軸方向（主走査方向）に変位可能としている。すなわち、本体フレーム１０２の間にシャフト１０４を挿通し、前記シャフト１０４に支持部材６０が螺合している。したがって、シャフト１０４がステッピングモータ１０６で回動されることにより、支持部材６０が主走査方向に移動でき、用紙サイズに対応した位置に移動できる。
【００５５】
したがって、どのようなサイズの用紙に対しても相対的に正確な位置にトンボと画像を印字することができる。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る画像形成装置（光書き込み装置）が用いられるカラープリンタについて図８の概略図を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
カラープリンタ１１０は、ＹＭＣＫ（イエロー、マゼンタ、シアン、黒）の各色毎に画像形成ユニット１１２Ｙ〜１１２Ｋが設けられている。
【００５７】
各画像形成ユニット１１２Ｙ〜１１２Ｋには、それぞれ帯電器１１４、現像器１１６、転写ローラ１１８が備えられており、各画像形成ユニット１１２Ｙ〜１１２Ｋから転写されたカラー画像は、中間転写体１２０、転写ローラ１２２を介して用紙１２４に転写される。
【００５８】
このように構成されるカラープリンタ１１０において、画像形成ユニット１１２Ｙ〜１１２Ｋにはそれぞれ走査露光装置１２が設けられているが、固体露光装置１４は黒色の画像形成ユニット１１２Ｋにのみ設けられているだけである。
【００５９】
これは、トンボを書き込む上で最低限必要な単色（黒色）の画像形成ユニット１１２Ｋにのみ設けることによって、カラープリンタ１１０の構成が簡略化される。
【００６０】
【発明の効果】
本発明に係る画像形成装置は、走査露光装置と固体露光装置の書き込み位置を正確に合わせることができるため、それぞれの画像を相対的に正確な位置に印字することが可能である。また、走査露光装置と固体露光装置の露光位置を副走査方向にオフセットしたため、走査露光装置と固体露光装置の露光領域をオーバーラップさせることができ、露光不可能な部分が生ずることを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る走査露光装置と固体露光装置の配置説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光書き込み装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る固体露光装置と光検出手段の取付構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る固体露光装置と光検出手段の取付構造を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る固体露光装置と光検出手段の取付状態を示す側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光書き込み装置の制御部を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る固体露光装置と光検出手段の取付状態を示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るカラープリンタの概略構成図である。
【図９】従来例に係るの走査露光装置と固体露光装置の配置説明図である。
【図１０】従来例に係る固体露光装置と光検出手段の取付状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１２    走査露光装置
１４Ａ、１４Ｂ    固体露光装置
４６    半導体レーザ（光源）
６０、８０、９０    連結部材
７６    スリット
９４    調整ネジ（調整部材）
【図１】
0003596338.tif 000002
【図２】
0003596338.tif 000003
【図３】
0003596338.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003596338.tif 000006
【図６】
0003596338.tif 000007
【図７】
0003596338.tif 000008
【図８】
0003596338.tif 000009
【図９】
0003596338.tif 000010
【図１０】
0003596338.tif 000011