(57)【要約】【課題】環境温度の変動による光ビームの位置変動を抑え、小型で色ずれを生じにくい画像形成装置を提供する。【解決手段】画像を形成する光ビームＬの他に予備の光ビームＬ、光走査装置１０内の光ビームＬの副走査方向位置変動を把握するビーム位置検知器１６が設けられ、ビーム位置検知器１６で光ビームＬの副走査方向位置をモニターした結果に基づいて、光ビームＬの副走査方向における位置変動量が所定の閾値を超えた場合、画像を形成する光ビームＬを予備の光ビームＬに切換える。図２（Ｂ）で光ビームＬｂにてＭ色画像、ＬｅにてＫ色画像を形成していた場合、光ビームＬの副走査方向（図中上下方向）が図中下に変動したとき、ビーム位置検知器１６でこの変動を検知し、変動量が一定の閾値を超えた際には通常使用していない光ビームＬａでＭ色画像、ＬｄでＫ色画像を形成するように光ビームＬの切り替えを行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームの走査露光により表面に静電潜像を形成する複数の感光体と、
前記光ビームを射出する複数の光源と、
前記光ビームを偏向し、前記複数の感光体表面を走査露光する偏向器と、
前記感光体に複数の光ビームを射出可能な光学系と、
複数の前記光ビームから前記感光体に射出する光ビームを選択する光ビーム選択手段と、
前記感光体に入射する前記光ビームの副走査方向位置を検出する検出手段と、
を備え、
前記検出手段の検出信号によって前記光ビーム検出手段が前記感光体を走査する前記光ビームを選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の感光体上に形成された複数の画像が転写される被転写体と、
前記被転写体に転写された複数の画像同士のズレを検出し補正する画像ズレ補正手段を備えた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】
前記光ビーム選択手段は、前記画像を形成する複数の色別画像データを変調した光ビーム中から光ビームを選択することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像ズレ検出手段は前記光ビーム選択手段による光ビームの選択に伴って前記複数の画像同士のズレを検出し補正することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検出手段は温度センサであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検出手段は走査開始を検出するＳＯＳセンサであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に複数の感光体を備え複数の光ビームにて走査露光を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザ光による走査露光を行う光走査装置を用いた画像形成装置において、複数の感光体ドラム上に光走査装置から複数の感光体ドラムに各々対応した光ビームを走査させ潜像画像を形成する、いわゆるタンデム方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
上記のような画像形成装置に用いられる光走査装置では複数の光ビームを各色ごとの感光体ドラム上で結像させる構成が知られている
上記の構成においては、同一ハウジング内に複数の感光体に照射する光ビームをレイアウトする必要があるため、光ビームはあらゆる環境条件において性能を維持しなくてはならないが、装置内の光ビーム位置は温度上昇や輸送時の振動、衝撃などによって変動してしまう。
【０００４】
特に光ビームが光学部材またはハウジング等との干渉する事態を防ぐ為に、複数ビーム間のクリアランスを大きく取る必要があり、２段形状のポリゴンミラーを採用した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図５に示すように、上記の構成では光ビーム間のクリアランスは大きく取れるが、当然の結果としてポリゴンミラー１１２の高さが大きくなり、駆動するモータに負担が掛かるので小型のモータを使用できず、ひいては光走査装置１００全体が大きくなってしまう。
【０００６】
あるいはポリゴンミラーに入射する複数の光ビーム間でサジタル方向のオフセットを大きく取ることで、光ビームを分離する際のビーム同士の間隔を確保する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかし図６に示すように、上記の構成ではポリゴンミラー１１２から反射する各光ビーム間の角度の違い（角度θ）により、走査線曲がり（ＢＯＷ）などの諸特性が光ビームごとに異なるため、各ビームを揃えた補正が難しくなってしまう。
【特許文献１】特開２００５−２０８１７６号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、温度変動による色ズレの発生を抑えることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の画像形成装置は、光ビームの走査露光により表面に静電潜像を形成する複数の感光体と、前記光ビームを射出する複数の光源と、前記光ビームを偏向し、前記複数の感光体表面を走査露光する偏向器と、前記感光体に複数の光ビームを射出可能な光学系と、複数の前記光ビームから前記感光体に射出する光ビームを選択する光ビーム選択手段と、前記感光体に入射する前記光ビームの副走査方向位置を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段の検出信号によって前記光ビーム検出手段が前記感光体を走査する前記光ビームを選択することを特徴とする。
【００１０】
上記構成の発明では、ビーム間のクリアランスを極力小さくし、温度上昇や輸送時の振動衝撃などの環境条件によって生じるビーム位置変動の影響をビームの切換えで解消することができる。
【００１１】
請求項２に記載の画像形成装置は、前記複数の感光体上に形成された複数の画像が転写される被転写体と、前記被転写体に転写された複数の画像同士のズレを検出し補正する画像ズレ補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成の発明では、特に色ずれが問題となるタンデム方式の走査装置において色ずれの検知を行い、色ずれの閾値が超えた場合は補正することによって、更なる高品質の光走査装置とすることができる。
【００１３】
請求項３に記載の画像形成装置は、前記光ビーム選択手段は、前記画像を形成する複数の色別画像データを変調した光ビーム中から光ビームを選択することを特徴とする。
【００１４】
上記構成の発明では、ビームの数を減らすことで更にビーム間のクリアランスは小さくすることが可能であり、更なるコンパクトな光走査装置とすることができる。
【００１５】
請求項４に記載の画像形成装置は、前記画像ズレ検出手段は前記光ビーム選択手段による光ビームの選択に伴って前記複数の画像同士のズレを検出し補正することを特徴とする。
【００１６】
上記構成の発明では、ビームの切換えを行った時に連動して、色ずれの検知を行い、色ずれの閾値が超えた場合、光走査装置内のミラー等を可動させて補正することによって、更なる高品質の光走査装置とすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の画像形成装置は、前記検出手段は温度センサであることを特徴とする。
【００１８】
上記構成の発明では、装置内温度とビームの位置ずれを事前に把握しておき、ビーム位置ずれの代替特性値として温度センサーを使用することで低コストの光走査装置とすることができる。
【００１９】
請求項６に記載の画像形成装置は、前記検出手段は走査開始を検出するＳＯＳセンサであることを特徴とする。
【００２０】
上記構成の発明では、書き出しタイミングを検知するＳＯＳセンサーをビーム位置ずれ検知器の機能を持たせることで小型化、低コスト化を可能とした光走査装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成としたので、環境温度の変動による光ビームの位置変動を抑え、倍率変動／色ずれを生じにくい画像形成装置とすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜装置概要＞
図１には本発明に係る光走査装置を備えた画像形成装置が示されている。
【００２３】
図１は本発明に係る光走査装置を備えた画像形成装置の内部構造を示す断面図である。
【００２４】
図１（Ａ）に示すように、画像形成装置１は主として複数の感光体ドラム３０、各色の画像信号を変調した光ビームＬで感光体ドラム３０に走査露光を行う光走査装置１０、感光体ドラム３０上の静電潜像を各色のトナーでトナー現像する現像器３２、感光体ドラム３０上のトナー画像を転写保持する転写体４０、転写体４０から転写した用紙Ｐ上のトナー画像を加熱溶着、定着する定着器４４から構成されている。
【００２５】
感光体ドラム３０は画像形成に用いられる色数と同じだけ存在し、例えば画像形成装置１が４色フルカラープリンタであれば図１（Ｂ）のように転写体４０上に４基の感光体ドラム３０が設けられている。
【００２６】
感光体ドラム３０は転写体４０に対して共通の接平面を有するように一定の間隔をおいて配置されている、所謂タンデム式のカラープリンタとなっている。表面電位を印加された感光体ドラム３０の表面には、露光装置としての光走査装置１０によって各色に対応した光ビームＬが照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２７】
感光体ドラム３０上に形成された静電潜像には現像器３２より各色のトナーを転写することにより、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が形成される。
【００２８】
上記各感光体ドラム３０上に形成された各色のトナー像はそれぞれ転写体４０上に転写されることで重ねられ、例えばイエロー（Ｙ）単色像上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）色をそれぞれ重ねた４色画像として最終的なフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像は色ずれ検知器３４にて各色画像のズレの有無を検知され、色ズレが所定の範囲内に収まっていることを確認したのち用紙Ｐに転写される。
【００２９】
転写体４０上に形成されたフルカラートナー像は用紙Ｐに転写され、定着器４４を用紙Ｐが通過することで用紙Ｐ上にトナーが溶着し、定着されて最終的にカラー画像として出力される。
【００３０】
＜光走査装置＞
図２には本発明の第１実施形態に係る光走査装置が示されている。
【００３１】
図２は本発明に係る光走査装置の内部構造を示す断面図である。
【００３２】
図２（Ａ）に示すように、光走査装置１０は主として図示しない光源から射出された光ビームＬを偏向するポリゴンミラー１２、偏向された光ビームＬを主走査方向に整形するｆθレンズ１３、ミラー１４などから構成されている。
【００３３】
＜ビーム切り替え＞
図２（Ａ）のミラー１４近傍（一点鎖線）を拡大して図２（Ｂ）に示す。
【００３４】
図２（Ｂ）に示すように、ミラー１４近傍にはＫ色画像を形成するための光ビームＬｅとＭ色画像を形成するための光ビームＬｂが照射される。本実施形態では各感光体ドラム３０に対して、画像を形成する光ビームＬの他に予備の光ビームＬ（通常照射しない）を備えており、光走査装置１０内の光ビームＬの副走査方向位置変動を把握するビーム位置検知器１６が設けられている。
【００３５】
ビーム位置検知器１６で光ビームＬの副走査方向位置をモニターした結果に基づいて、光ビームＬの副走査方向における位置変動量が所定の閾値を超えた場合、画像を形成する光ビームＬを予備の光ビームＬに切換える。
【００３６】
すなわち図２（Ｂ）で光ビームＬｂにてＫ色画像、ＬｅにてＭ色画像を形成していた場合、光ビームＬの副走査方向（図中上下方向）が図中下に変動したとき、ビーム位置検知器１６でこの変動を検知し、変動量が一定の閾値を超えた際には通常使用していない光ビームＬａでＭ色画像、ＬｄでＫ色画像を形成するように光ビームＬの切り替えを行う。
【００３７】
上記のようにあらかじめ通常照射しない予備の光ビームＬを備え、画像形成を行う光ビームＬの位置が副走査方向に一定量以上変動した場合、予備の光ビームＬに切り替えて画像形成を行うようにすれば、複数の色画像形成用の光ビームＬを副走査方向に接近させて配置することが可能となり、かつ温度ドリフトなどの影響で光ビームＬの位置が変動しても画像に与える影響を抑えることができる。
【００３８】
さらに本実施形態では、上記のように画像形成を行う光ビームＬを予備の光ビームＬに切り替えを行った際に各色画像を重ねた後に色ずれ検知器３４にて各色画像のずれ量を検出し、一定の閾値を超えた場合は光走査装置１０内に設けられた反射鏡などの光学素子を移動させることで光ビームＬの照射位置を制御し、多色画像の色ずれを抑える構成となっている。
【００３９】
感光体ドラム３０を複数備えた画像形成装置１においては、高精度のビーム位置制御（＝色ずれが極力無い状態）が必要になるが、さらに本実施形態のように光ビームＬを切り換えた際に色ずれ検知器３４にて転写体４０上に形成されたトナー画像を検知、色ずれ量を把握することで、例えば最終ミラー等の光学エレメントを可動させて光ビームＬの位置を可変させ、色ずれを防止することが可能となる。
【００４０】
上記のような構成とすることにより、本実施形態では画像形成に用いられる光ビームＬ同士の副走査方向におけるクリアランス（サジタルオフセット）を小さくし、小型のポリゴンミラー１２を用いながら各光ビームＬの諸特性の差を小さく抑えることができるので、各光ビームＬ間のＢＯＷ差が小さく、小型で色ずれの少ない光走査装置とすることができる。
【００４１】
＜ビーム切り替え２＞
図３には本発明の第２実施形態に係る光走査装置が示されている。
【００４２】
図３（Ａ）に示すように、光走査装置１０は主として図示しない光源から射出された光ビームＬを偏向するポリゴンミラー１２、偏向された光ビームＬを主走査方向に整形するｆθレンズ１３、ミラー１４などから構成されている点は第１実施形態と同様である。
【００４３】
図３（Ａ）のミラー１４近傍（一点鎖線）を拡大して図３（Ｂ）に示す。
【００４４】
図３（Ｂ）に示すように、ミラー１４近傍にはＫ色画像を形成するための光ビームＬａとＭ色画像を形成するための光ビームＬｂが照射される。本実施形態では各感光体ドラム３０に対して、画像を形成する光ビームＬの他に予備の光ビームＬｃ（通常照射しない）を備えており、光走査装置１０内の光ビームＬの副走査方向位置変動を把握するビーム位置検知器１６が設けられている。
【００４５】
ビーム位置検知器１６で光ビームＬの副走査方向位置をモニターした結果に基づいて、光ビームＬの副走査方向における位置変動量が所定の閾値を超えた場合、画像を形成する光ビームＬを以下のように切換える。
【００４６】
すなわち図３（Ｂ）で光ビームＬｂにてＭ色画像、ＬａにてＫ色画像を形成していた場合、光ビームＬの副走査方向（図中上下方向）が図中下に変動したとき、ビーム位置検知器１６でこの変動を検知し、変動量が一定の閾値を超えた際には通常使用していない光ビームＬｃでＭ色画像、ＬｂでＫ色画像を形成するように光ビームＬおよび画像データの切り替えを行う。
【００４７】
上記の例では、初期状態（図中左側）では光ビームＬａでブラック画像データを感光体ドラム３０Ｋに、光ビームＬｂでマゼンタ画像データを感光体ドラム３０Ｍに変調／露光し、光ビームＬｃは未使用である。
【００４８】
ここで光ビームＬ全体が副走査方向に移動（図では下方向）した場合、ビーム位置検知器１６で光ビームＬの副走査方向位置をモニターした結果に基づき、閾値を超えたと判断されれば光ビームＬａを未使用、光ビームＬｂでブラック画像データを感光体ドラム３０Ｋに、光ビームＬｃでマゼンタ画像データを感光体ドラム３０Ｍに変調／露光するように光ビームＬおよび光ビームＬにて変調される画像データを切り替える。
【００４９】
上記のようにあらかじめ通常照射しない予備の光ビームＬｃを備え、画像形成を行う光ビームＬの位置が副走査方向に一定量以上変動した場合、画像形成に使用中の光ビームＬおよび予備の光ビームＬｃをそれぞれ未使用／他の色画像形成／色画像形成に切り替えて画像形成を行うようにすれば、複数の色画像形成用の光ビームＬを副走査方向に接近させて配置することが可能となり、かつ温度ドリフトなどの影響で光ビームＬの位置が変動しても画像に与える影響を抑えることができる。
【００５０】
さらに本実施形態においても、上記のように画像形成を行う光ビームＬの切り替えを行った際に各色画像を重ねた後に色ずれ検知器３４にて各色画像のずれ量を検出し、一定の閾値を超えた場合は光走査装置１０内に設けられた、例えば最終反射鏡などの光学素子を移動させることで光ビームＬの照射位置を制御し、多色画像の色ずれを抑えることができる。
【００５１】
上記のような構成とすることにより、本実施形態では画像形成に用いられる光ビームＬ同士の副走査方向におけるクリアランス（サジタルオフセット）を小さくし、小型のポリゴンミラー１２を用いながら各光ビームＬの諸特性の差を小さく抑えることができるので、各光ビームＬ間のＢＯＷ差が小さく、小型で色ずれの少ない光走査装置とすることができる。
【００５２】
＜ビーム位置検出手段＞
図４には本発明の第３実施形態に係る光走査装置が示されている。
【００５３】
図４（Ａ）に示すように、光走査装置１０にはビーム位置ずれ量の検出手段として温度センサ１８あるいはＳＯＳセンサ２０が設けられている。
【００５４】
光走査装置１０の内部温度とビーム位置ずれ量との関係を予め把握し、テーブルとして持っておくことで、温度センサ１８にて測定した装置内温度からビーム位置ずれ量を算出することができる。
【００５５】
すなわちビーム位置ずれ量の代替特性値として温度センサ１８で測定した装置内温度を使用することができる。温度センサ１８は光学センサに比較して安価であり、部品コストを低減することで低コストの光走査装置１０を提供することができる。
【００５６】
あるいは、例えば図４（Ｂ）に示すように受光部２０Ａの受光面に三角スリット２０Ｃを設けたスリット板２０Ｂを置き、検知する光ビームＬの副走査方向位置によって受光するパルスの長さが変化するように構成することで、ＳＯＳセンサ２０で光ビームＬの副走査方向位置を検出することができる。
【００５７】
図４（Ｃ）のような副走査方向位置（図中上下方向位置）Ｌ１で光ビームＬがＳＯＳセンサ２０に入射するとき、三角スリット２０Ｃによって受光部２０Ａの検出するパルスは２０Ｄ１のような長さとなる。これに対して図４（Ｄ）のように副走査方向位置Ｌ２で光ビームＬがＳＯＳセンサ２０に入射すると三角スリット２０Ｃによって受光部２０Ａの検出するパルスは２０Ｄ２の長さとなる。
【００５８】
上記のような副走査方向位置Ｌｎとパルス長さＤｎとの関係を予め把握し、テーブルとして持っておくことで、パルス長さＤｎから光ビームＬの副走査方向位置Ｌｎを算出することができる。
【００５９】
上記の構成とすることで書き出しタイミングを検知するＳＯＳセンサ２０をビーム位置ずれ検知器の機能を持たし共有することでコンパクト化、低コスト化を可能とした光走査装置１０を提供することができる。
【００６０】
＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【００６１】
すなわち本実施形態では４色フルカラーレーザビームプリンタを例に挙げたが、これに限定せず例えば３色以下または５色以上のプリンタでもよいことは言うまでもない。
【００６２】
また光走査装置に用いられる偏向素子はポリゴンミラーを用いたが、レゾナントスキャナやガルバノミラーであっても差し支えはない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る画像形成装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る光走査装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第３および第４実施形態に係る光走査装置を示す斜視図である。
【図５】従来の光走査装置の構造を示す断面図である。
【図６】従来の光走査装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１      画像形成装置
１０    光走査装置
１２    ポリゴンミラー
１４    ミラー
１６    ビーム位置検知器
１８    温度センサ
２０    ＳＯＳセンサ
３０    感光体ドラム
Ｌ      光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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