(57)【要約】【課題】  光学系のレイアウトで対処することにより、感光体の軸方向の膜厚不均一に起因して発生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が用いられる。感光体の膜厚の差異に起因する感光体感度分布不均一を、図１（ｃ）に示された光走査装置の主走査方向光量分布の特性で補償するように、前記光走査装置と前記感光体が配置される。【選択図】  図１
2006301313.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、
感光体感度分布を前記光走査装置の主走査方向光量分布で補償するように、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、
前記光走査装置の主走査方向光量分布において、光量が低下する側に前記感光体の膜厚が厚くなる側が、光量が上昇する側に膜厚が薄くなる側が来るように、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量分布の特性により、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。
【請求項５】
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、
前記光走査装置はＳ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向の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６】
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、
前記光走査装置はＳ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向の膜厚偏差において膜厚が厚くなる側が来るように、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７】
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、
前記光走査装置はＰ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向感度分布の低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８】
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、
前記光走査装置はＰ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向の膜厚偏差の膜厚が薄くなる側が来るように、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体の軸方向の膜厚の差異に起因する感光体感度不均一に対処するように光走査装置と感光体を配置することにより、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７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７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７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８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８（イ）は感光体５の概略の斜視図、図８（ロ）は正面図、図８（ハ）は側面図である。また、図８（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８（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８（ｂ）のＦＸは、感度分布の近時直線である。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８（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。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。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２３６２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、感光体を用いた画像形成装置においては、感光体の製造工程で発生する要因により、軸方向における感光層の膜厚が異なるので感度分布が均一にならないという現象が発生する。このため、感度分布が均一にならないことに起因して、プリンター印字画像の面内均一性が損なわれ、印字画像濃度ムラが発生するという課題がある。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、感光体の軸方向における感光層の膜厚が異な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。
【０００８】
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、感光体の軸方向の膜厚の差異に起因する感度不均一に対処して、画質劣化を抑制する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】
【０００９】
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、
感光体感度分布を前記光走査装置の主走査方向光量分布で補償するように、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。
【００１０】
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、
前記光走査装置の主走査方向光量分布において、光量が低下する側に前記感光体の膜厚が厚くなる側が、光量が上昇する側に膜厚が薄くなる側が来るように、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量分布の特性により、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。
【００１１】
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、
前記光走査装置はＳ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向の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。
【００１２】
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、
前記光走査装置はＳ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向の膜厚偏差において膜厚が厚くなる側が来るように、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。
【００１３】
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、
前記光走査装置はＰ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向感度分布の低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。
【００１４】
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、
前記光走査装置はＰ偏光で入射する回転多面鏡を有し、走査光学系光軸に対して入射光線側に、前記感光体軸方向の膜厚偏差の膜厚が薄くなる側が来るように、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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、感光体膜厚偏差に起因する感光体感度分布を光走査装置の光量分布で補償するように光走査装置と感光体を配置している。このような構成により、感光体の軸方向の膜厚不均一に対処し印字画像濃度ムラを軽減して画質劣化を抑制した画像形成装置を提供することができる。また、回転多面鏡に入射するＳ偏光、Ｐ偏光の入射光線側レイアウトを考慮して光走査装置と感光体を配置することにより、画質劣化を抑制した画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態にかかる画像形成装置を説明する。本発明の画像形成装置に適用される光走査装置は、回転多面鏡を有しているが、この回転多面鏡に入射する光ビームは、互いに直交するＳ偏光とＰ偏光に分割される。図５は、Ｓ偏光およびＰ偏光の入射角に対する反射率の関係を示す特性図である。図５の横軸は回転多面鏡に対する入射角、縦軸は反射率を示している。回転多面鏡１の反射面には、保護膜をコーティングしたものとする。
【００１７】
この場合には、図３に示すように、Ｓ偏光で入射する場合は、入射角（法線に対する角度）が大きくなる程反射率が上がり、Ｐ偏光では反射率が下がる。すなわち、Ｓ偏光で入射する場合は、走査光学系光軸に対して入射光線側で光量が弱くなり、Ｐ偏光では走査光学系光軸に対して入射光線側で光量が強くなる。この傾向は、保護膜をコーティングしていない金属反射鏡で反射面２を構成する場合も同じである。本発明の実施形態においては、このような回転多面鏡に入射するＳ偏光およびＰ偏光の光量分布の特性を考慮して、光走査装置と感光体とを配置することにより、感光体の軸方向の膜厚の差異に起因する感度不均一に対処して、印字画像濃度ムラの発生を抑制している。
【００１８】
図１は、Ｓ偏光入射光線における光学系のレイアウトと光量分布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またはＲｂ方向に回転する。１３は走査光学系、１４は被走査面、１８は像高、Ａは感光体の画像形成範囲である。図１（ｃ）は、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、画像形成範囲の入射光線側となるＡｃ側では光量が弱く、Ａｄ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（入射光線側Ａｄ）で強く他端（Ａｃ）では弱くなっている。
【００１９】
図２は、Ｐ偏光入射光線における光学系のレイアウトと光量分布の例を示す説明図である。図２において、図１と同じところには同一の符号を付しており、図１と相違するところを説明する。図２（ｃ）の光量分布と感光体の軸方向位置との関係を示す特性図の例では、画像形成範囲の入射光線側となるＡｅ側では光量が強く、Ａｆ側では光量が弱く分布している。したがって、図２においても感光体の主走査方向の光量分布は、一端（入射光線側Ａｅ）では強く他端（Ａｆ）で弱くなっている。
【００２０】
図１、図２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、一端で強く他端では弱くなるように走査光学系がレイアウトされている。したがって、図８（ａ）で説明したような感光体の軸方向における膜厚分布不均一の特性と、図８（ｂ）で説明したような感光体の軸方向における感度分布不均一の特性を考慮して、図１、図２に示した光走査装置における主走査方向の光量分布の特性を組み合わせることにより、印字画像の濃度ムラなどの画質劣化を防止できる。
【００２１】
すなわち、本発明の画像形成装置は、感光体感度分布を光走査装置の主走査方向光量分布で補償するように、光走査装置と感光体が配置されたことを特徴としている。また、本発明の画像形成装置は、光走査装置の主走査方向光量分布において光量が低下する側に感光体の膜厚が厚くなる側が、光量が上がる側に膜厚が薄くなる側が来るように、光走査装置と感光体が配置されたことを特徴とする。
【００２２】
このように、図１、図２に示された光走査装置のレイアウトで、感光体の軸方向における感度分布不均一の特性と、感光体の軸方向における感度分布不均一の特性を補償して、濃度ムラなどの画質劣化を抑制している。したがって、予め計測されている感光体の膜厚分布に対応して、回転多面鏡のＳ偏光、またはＰ偏光の入射光線側の配置を設定するだけで、印字画像の濃度ムラなどの画質劣化を防止できる。このため、画質劣化を防止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。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態を示す説明図である。図３において、Ｓ偏光入射光線を用いる構成の光走査装置２０は、回転多面鏡１、走査光学系１３を有しており、光ビームは光線射出窓６から感光体５に射出される。１７は走査線である。図３（ａ）は、感光体５の軸方向位置に対応する感度分布の特性図で、ＳＸは感度分布の近似直線である。また、図３（ｂ）は、感光体５の軸方向位置に対応する膜厚分布の特性図で、ＦＸは膜厚分布の近似直線である。さらに、図３（ｃ）は、図１（ｃ）と同様の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。
【００２４】
図３の例では、画像形成装置は、回転多面鏡にＳ偏光で入射する光走査装置を有しており、走査光学系光軸に対して入射光線側のＡｃに、感光体軸方向の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。このような構成とすることにより、Ｓ偏光で入射する際の入射光線側の光量分布の弱さを補償している。したがって、感光体の軸方向の感度を均一にして印字画像の濃度ムラを抑制することができる。
【００２５】
また、図３の例では、このような回転多面鏡にＳ偏光で入射する光走査装置において、走査光学系光軸に対して入射光線側のＡｃに、感光体軸方向の膜厚偏差において膜厚が厚くなる側が来るように、光走査装置と感光体が配置されている。このような構成とすることによっても、Ｓ偏光で入射する際の入射光線側の光量分布の弱さを補償することができる。
【００２６】
図４は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図３と異なるところを主として説明する。図４の光走査装置２０は、Ｐ偏光入射光線を用いる構成である。図４（ｃ）は、図２（ｃ）と同様の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４の例では、光走査装置は回転多面鏡にＰ偏光で入射し、走査光学系光軸に対して入射光線側のＡｅに、感光体軸方向感度分布の低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。このような構成とすることにより、Ｐ偏光で入射する際の入射光線側の光量分布の強さを補償して、均一な画像が得られるようにしている。
【００２７】
また、図４の例では、画像形成装置は回転多面鏡にＰ偏光で入射する光走査装置が設けられており、走査光学系光軸に対して入射光線側のＡｅに、感光体軸方向の膜厚偏差の膜厚が薄くなる側が来るように、光走査装置と感光体が配置されている。このような構成とすることによっても、Ｐ偏光で入射する際の入射光線側の光量分布の強さを補償して、均一な画像が得られるようにしている。
【００２８】
図６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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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】
【００３２】
【図１】本発明のＳ偏光入射の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明のＰ偏光入射の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明のＳ偏光入射の他の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明のＰ偏光入射の他の実施形態を示す説明図である。
【図５】Ｓ偏光およびＰ偏光の入射角に対する反射率の関係を示す特性図である。
【図６】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７】感光体に感光層を形成する例を示す説明図である。
【図８】感光体の膜厚分布と感度分布の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・回転多面鏡、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】
2006301313.tif 000003
【図２】
2006301313.tif 000004
【図３】
2006301313.tif 000005
【図４】
2006301313.tif 000006
【図５】
2006301313.tif 000007
【図６】
2006301313.tif 000008
【図７】
2006301313.tif 000009
【図８】
2006301313.tif 000010