(57)【要約】【課題】  感光体の感度に対応して光学系を配置することにより、光学系の汚れに起因する画像の濃淡むらや色むらを抑制する画像形成装置。【解決手段】  像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、その画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、露光手段に偏向反射面として回転多面鏡１を使用し、走査光学系１３を介して感光体に光ビームを走査する光走査装置２０が用いられる。走査光学系の汚れに起因する画像の濃度ムラを、ビームスポットの書き始め側Ａｘが感光体の軸方向感度分布（ｃ）の高感度側がくるように光走査装置と感光体を配置することにより抑制する。【選択図】  図１
2006301314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置から射出され感光体上を走査するビームスポットの書き始め側に、前記感光体軸方向感度分布の高感度側が来るように、前記光走査装置と前記感光体が配置されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光走査装置は回転多面鏡を有し、当該回転多面鏡による光ビームの走査により前記感光体感度分布を補償することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置から射出され前記感光体上を走査するビームスポットの書き始め側に、前記感光体軸方向膜厚分布の膜厚が厚い側が来るように、前記光走査装置と前記感光体が配置されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記光走査装置は回転多面鏡を有し、当該回転多面鏡による光ビームの走査により、前記感光体の膜厚偏差に起因する印字画像の面内不均一を補償することを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に用いる走査光学系の経時的な光分布の変化に対処することにより、画像の濃淡むらや色むらの発生を抑制する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンターなどの画像形成装置においては、表面に感光層を形成した感光体が用いられる。図３は、このような感光層を形成する例の説明図である。感光体５の感光層は、図３に示すように、容器５６内に収容されている塗液に浸漬するディッピング（浸漬塗布法：ｄｉｐｐｉｎｎｇ）によって形成する。図３において、感光体５２を治具５１で把持し、矢印Ｘで示すように塗液に浸漬して引き上げることによって、感光体５２の表面に感光層５４を形成する。このようにして形成された感光層５４は、感光体上部５３と感光体下部５５とでは、電荷発生層や電荷輸送層などの影響により、１〜２μｍの膜厚偏差が生じる。
【０００３】
例えば、感光体上部５３の膜厚の方が、感光体下部５５の膜厚に比べて１〜２μｍ薄くなる。感光体表面の帯電電位は、感光層の静電容量に反比例する。すなわち、感光体表面の帯電電位は感光層の膜厚に比例し、膜厚が厚い場合に電位が上昇する。したがって、感光体の軸方向（長手方向、すなわち主走査方向）において、露光の際の感度分布が異なることになる。
【０００４】
図４は、感光体５の軸方向における膜厚分布と感度分布との関係を示す説明図である。図４（イ）は感光体５の概略の斜視図、図４（ロ）は正面図、図４（ハ）は側面図である。また、図４（ａ）は膜厚分布の特性図で、横軸は感光体の軸方向位置に対応し、縦軸は膜厚を示している。ＳＨは膜厚が厚い方向、ＳＬは膜厚が薄い方向を示している。図４（ｂ）は感度分布の特性図で、横軸は感光体の軸方向位置に対応し、縦軸は感度を示している。ＦＨは感度が高い方向、ＦＬは感度が低い方向を示している。
【０００５】
図４（ｂ）のＦＸは、感度分布の近似直線である。すなわち、感光体５の感度の変化を直線近似すると、軸方向の一端から他端に向かって、感度が高く（または、低く）なる傾向をもつことがわかる。図４（ｂ）の例では、画像形成範囲Ａの一端Ａａで感度が低く、他端Ａｂで感度が高くなっている。感光体の感度分布は、プリンター印字画像の面内均一性に影響を与えるものである。
【０００６】
また、この種の画像形成装置においては、露光装置として回転多面鏡（ポリゴンミラー）を有する光走査装置が用いられる。特許文献１には、このような光走査装置を設けた画像形成装置が記載されている。ここで、光走査装置においては、使用時間の経過と共に回転多面鏡の反射面に空気中の塵や埃が衝突付着し、汚れが生じる。図５は、回転多面鏡１が汚染される状況を説明する説明図である。
【０００７】
図５に示すように、回転多面鏡１が矢印Ｒｂで示した方向に回転すると、周囲の空気が各反射面２に対して相対的に反射面回転方向と逆方向に流れて、空気流４となる。この空気流４は、相互に隣り合う反射面２、２の境界のエッジ部３より下流側では乱流となる。このような乱流が発生することにより、空気流４中に含まれる塵や埃を巻き込んで各反射面２に衝突する。このため、回転多面鏡１の各反射面２において、主として境界エッジ部３の下流側（反射面２の回転方向先端側）２'のエッジ部３に近い部分が顕著に汚染される。境界エッジ部３の下流側の２' に近い部分が汚染されると言うことは、換言すると、光ビーム偏向の上流側、すなわち、光ビームの主走査方向の書き始め側が汚れると言うことであり、レーザープリンターを継続的に使用する中に、書き始め側の光ビームスポットの光パワーが低下することとなる。
【０００８】
図６は、回転多面鏡の反射面汚れによる反射光量低下の特性を示す特性図である。図６の横軸は反射面上位置を示しており、書き始め位置を０、書き終わり位置を１で表示している。また、縦軸は反射光量の相対値を示しており１が正常値である。図６に示されているように、一定時間稼働した回転多面鏡１の各反射面２の汚れによる反射光量は、回転多面鏡の反射面上の位置に依存して低下することがわかる。なお、測定は同一入射角で行った。
【０００９】
図７は、光ビームの走査方向、すなわち、ポリゴンミラー回転方向と経時的な偏光反射面汚れに起因する光量分布変化の例を示す説明図である。図７（ｃ）は光量分布の特性図である。横軸は感光体の位置を示しており、Ａは画像形成範囲、Ａｘは書き始め側を、また、Ａｙは書き終わり側に対応している。縦軸は光量分布を示しており、ＶＨは光量が強い方向を、ＶＬは光量が弱い方向を示している。Ｖａは初期光量分布の特性、Ｖｂは経時後の光量分布の特性である。回転多面鏡１が矢印Ｒａ方向に回転し、光ビームを走査光学系１３により矢視Ｄ方向に走査する。感光体の被走査面１４には、Ａの範囲に画像が形成され、光量分布は時間の経過とともに低下していく。この光量分布の低下は、書き始め側のＡｘ側が書き終わり側のＡｙよりも大きくなっている。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−２３６２１４号公報
【００１１】
このように、回転多面鏡の使用を継続すると、回転多面鏡の反射面上に汚れが発生し、その汚れにより反射率が低下して被走査面上の光ビームスポットの光パワーが低下する。反射面の汚れは各反射面内で不均一となるために、被走査面の主走査方向の光パワー分布も不均一となってしまうことになる。
【００１２】
このような光走査装置を用いた画像形成装置、例えば電子写真レーザープリンターを継続して使用すると、前記のような光パワー分布の不均一に起因する画像の濃淡むらや色むらが生じるという課題がある。すなわち、前記のような回転多面鏡を用いる画像形成装置においては、光学的あるいは経時的に主走査方向に光強度が変化することによる不具合が発生する。しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置においては、このような、光学的あるいは経時的に主走査方向に光強度が変化することに伴う画質劣化に対応できないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光装置に用いる光学系の経時的な光分布の変化に対処して画質劣化が発生しないように構成した画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置から射出され感光体上を走査するビームスポットの書き始め側に、前記感光体軸方向感度分布の高感度側が来るように、前記光走査装置と前記感光体が配置されたことを特徴とする。この画像形成装置は、前記光走査装置は回転多面鏡を有し、当該回転多面鏡による光ビームの走査により前記感光体感度分布を補償することが望ましい。
【００１５】
本発明の他の画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、光走査装置を用いた露光手段、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも１つ以上設け、前記画像形成ステーションで形成されたトナー像を転写媒体に転写させる画像形成装置において、
前記光走査装置から射出され前記感光体上を走査するビームスポットの書き始め側に、前記感光体軸方向膜厚分布の膜厚が厚い側が来るように、前記光走査装置と前記感光体が配置されたことを特徴とする。この画像形成装置は、前記光走査装置は回転多面鏡を有し、当該回転多面鏡による光ビームの走査により、前記感光体の膜厚偏差に起因する印字画像の面内不均一を補償することが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
光走査装置は光走査装置の汚れに起因して経時的に書き始め側の光量が低下する傾向にあるが、本発明においては、ビームスポットの書き始め側に、感光体軸方向感度分布の高感度側が来るように、光走査装置と感光体を配置することにより、画質の劣化を抑制することができる。また、ビームスポットの書き始め側に、感光体軸方向膜厚分布の膜厚が厚い側が来るように、光走査装置と感光体を配置することにより、画質の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の例を示す説明図である。図１において、回転多面鏡１は矢印Ｒａ方向に回転する。５は感光体、６は光線出射窓、１３は走査光学系、１７は走査線、２０は光走査装置、Ａは画像形成範囲である。図１（ｃ）は、図７で説明したような光量分布と感光体の軸方向位置との関係を示す特性図である。図１の例では、画像形成範囲の書き始め側のＡｘ側では光量が弱く、書き終わり側のＡｙ側では光量が強く分布している。すなわち、感光体の主走査方向の光量分布は、一端（書き始め側のＡｘ）で弱く他端（書き終わりのＡｙ）では強くなっている。
【００１８】
図１に示されているように、本発明の実施形態にかかる光走査装置においては、感光体の主走査方向の光量分布は、一端（書き始め側のＡｘ）では弱く他端（書き終わり側のＡｙ）で強くなるように走査光学系のレイアウトが設定されている。このように、走査光学系の光量分布は、経時変化によりビームスポットの書き始め側と書き終わり側では強度が異なる。本発明の実施形態においては、このような走査光学系の光量分布の特性に着目して、図４で説明したような、感光体の軸方向における膜厚分布の不均一な特性、および感度分布の不均一な特性を考慮して、光走査装置と感光体とを配置することにより、印字画像の濃度ムラを抑制し、画質を向上させている。
【００１９】
すなわち、光走査装置から射出され感光体上を走査するビームスポットの書き始め側に、感光体軸方向感度分布の高感度側が来るように、光走査装置と感光体が配置されている。また、装置から射出され感光体上を走査するビームスポットの書き始め側に、感光体軸方向膜厚分布の膜厚が厚い側が来るように、光走査装置と感光体が配置されている。このように、予め計測されている感光体軸方向膜厚分布に応じて光走査装置を配置することにより画質劣化を抑制している。このため、画質劣化を抑制するための特別な部品や制御は不要であるから、簡単にしかも低コストで印字品質を高めることができる。
【００２０】
以上のような本発明による光走査装置は、特に、画像形成装置の汚れやすい環境に配置する場合に特に有効なものである。図２は、本発明による光走査装置を適用するに好適な本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置（電子写真レーザープリンター）３０の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。この実施例の画像形成装置３０は、単一の像担持体（感光体ドラム）３１を用い、その像担持体３１の周囲にその回転方向の上流から下流にかけて配設された、単一のコロナ帯電手段からなる帯電手段３２と、像担持体（感光体ドラム）３１の母線方向に繰り返し偏向光ビーム１６を偏向走査させる本発明の光走査装置２０と、イエロー用現像器３３Ｙ、マゼンタ用現像器３３Ｍ、シアン用現像器３３Ｃ、ブラック用現像器３３Ｋを回転中心の周りで回転切り換え可能に配置したロータリー現像装置３４とを配置してなるものである。
【００２１】
このような構成とすることにより、像担持体３１に帯電手段３２によって一様に帯電され、光走査装置２０からの偏向光ビーム１６で露光放電されて形成された静電潜像は、ロータリー現像装置３４の順に選択した何れかの現像器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋでトナー像として現像される。このようにして順に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナー像は、一次転写部材（転写ローラ）３５に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト（中間転写媒体）３６上に順次一次転写が繰り返され、中間転写ベルト３６上で順次重ね合わされて、トナー像はフルカラーとなる。
【００２２】
フルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ３７において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着ユニット３８の定着ローラ対を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対３９によって、装置上部に形成された排紙トレイ４０上へ排出される。なお、図中、符号４１は給紙ユニットであり、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット４２と、給紙カセット４２から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ４３とからなる給紙部を備えている。本発明の実施形態にかかる画像形成装置は、転写媒体として、中間転写媒体を用いる構成としている。
【００２３】
以上、本発明の光走査装置とそれを用いた画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置（電子写真レーザープリンター）の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。
【図３】感光体の膜厚分布と感度分布の例を示す説明図である。
【図４】感光体の軸方向における膜厚分布と感度分布との関係を示す説明図である。
【図５】回転多面鏡の汚染の例を示す説明図である。
【図６】回転多面鏡における反射光量の低下の例を示す説明図である。
【図７】感光体における光量分布の経時変化の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・回転多面鏡、２・・・偏光反射面、２’・・・反射面の主に境界エッジ部の下流側（反射面回転方向先端側）、３・・・エッジ部、４・・・空気流、５・・・感光体、６・・・光線射出窓、１３・・・走査光学系、１４・・・被走査面、１７・・・走査線、１８・・・像高、２０・・・光走査装置、３０・・・画像形成装置（電子写真レーザープリンター）、３１・・・像担持体（感光体ドラム）、３２・・・帯電手段、３５・・・一次転写部材（転写ローラ）、３６・・・中間転写ベルト（中間転写媒体）、３７・・・二次転写ローラ
【図１】
2006301314.tif 000003
【図２】
2006301314.tif 000004
【図３】
2006301314.tif 000005
【図４】
2006301314.tif 000006
【図５】
2006301314.tif 000007
【図６】
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【図７】
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