(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、倍率変動／色ずれを生じにくい画像形成装置光走査装置を提供する。【解決手段】温度変動による光走査装置１０の倍率変動が大きい場合は温度変動による感光体ドラム１０への入射位置の変動量が大きい箇所に光ビームＬの入射位置の初期値を設定している。上記ふたつの変動すなわち温度変動による光走査装置１０の走査倍率変動と、温度変動による感光体ドラム１０への入射位置の変動とが互いに逆であれば、ふたつの走査倍率変動を軽減するように入射位置の初期設定を行うことで、温度による倍率変動を低く抑えることができる。上記の場合は光走査装置１０の倍率変動は温度上昇で倍率が拡大する方向であり、これに対して温度変動による感光体ドラム１０への入射位置変動によって生じる倍率変動が、温度上昇で倍率が縮小する方向であれば、両者が互いに軽減することで倍率変動を抑えることができる。【選択図】図５
2008139626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査露光により表面に静電潜像を形成する感光体と、
前記感光体の表面に光ビームで走査露光を行う光走査装置と、
を備えた画像形成装置であって、
前記光走査装置の温度上昇による走査倍率変動と、
前記画像形成装置の温度上昇による前記感光体への前記光ビームの投影位置の変動による走査倍率変動とが、互いに軽減し合うように前記感光体への光ビームの入射角度初期値を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数の前記感光体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】
少なくとも一つの前記感光体表面への前記光ビームの入射角度初期値は他の前記感光体への入射角度初期値と異なってい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】
前記複数の感光体上における走査倍率の初期値を互いに等しく設定した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
このとき、感光体ドラム上への光ビームの入射角度がばらつくことにより、感光体ドラム上の入射位置が変化し、横倍率（主走査方向）のバラツキが生じることが知られている。特に小径ドラム状感光体の場合には感光体ドラム上での入射角度のばらつきによる入射位置の変動によって横倍率が大きく変化してしまうため影響が顕著である。
【０００４】
この横倍率変動を防止するため、感光体ドラムに光ビームを入射させる光折曲げ部材への入射角度、感光体ドラムへの入射角度を規定した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし上記例では装置内温度などの環境変動の影響が考慮されていないため、温度ドリフトの影響を排することができない。カラー画像形成装置の場合には、各々を厳しい値に設定しなければ色ずれが生じる原因となり、またカラーの画像形成装置で環境変動の影響が生じた場合には、各色間でも入射位置変動方向／変動量が異なり、光走査装置自体でも倍率も変動するため、各々初期設定するだけでは環境変動により色ずれの発生を抑えることはできない。
【特許文献１】特開２００２−７２１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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】
【０００７】
請求項１に記載の画像形成装置は、走査露光により表面に静電潜像を形成する感光体と、前記感光体の表面に光ビームで走査露光を行う光走査装置と、を備えた画像形成装置であって、前記光走査装置の温度上昇による走査倍率変動と、前記画像形成装置の温度上昇による前記感光体への前記光ビームの投影位置の変動による走査倍率変動とが、互いに軽減し合うように前記感光体への光ビームの入射角度初期値を設けたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成の発明では、温度変動による光走査装置の倍率変動と、温度変動による感光体ドラムへの入射位置の変動とを軽減するように入射位置の初期設定を行うことで、温度による倍率変動を低く抑えることができる
請求項２に記載の画像形成装置は、複数の前記感光体を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成の発明では、温度変動による色ズレの発生を抑えることができる。
【００１０】
請求項３に記載の画像形成装置は、少なくとも一つの前記感光体表面への前記光ビームの入射角度初期値は他の前記感光体への入射角度初期値と異なっていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成の発明では、装置本体内部での温度勾配による色毎の倍率特性の相対変動を補正し、温度変動による色ズレの発生を抑えることができる。
【００１２】
請求項４に記載の画像形成装置は、前記複数の感光体上における走査倍率の初期値を互いに等しく設定したことを特徴とする。
【００１３】
上記構成の発明では、装置本体内部での温度勾配による色毎の倍率特性の相対変動を補正し、温度変動による色ズレの発生を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
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】
【００１５】
＜画像形成装置概要＞
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。
【００１６】
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。
【００１７】
図１に示すように、画像形成装置１はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋを有する現像装置３１Ｙ〜３１Ｋと、これら感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋ に接触する一次帯電用の帯電ロールと、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像信号に応じて変調された光ビームを照射する光走査装置１０とで、その主要部が構成されている。
【００１８】
感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、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３０Ｙ〜３０Ｋの表面には、露光装置としての光走査装置１０によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の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。
【００１９】
現像ロール３３に現像バイアス電圧を印加して、現像ロール３３上のトナーを感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋ上に形成された静電潜像に転写することにより、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。
【００２０】
上記各感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋ上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は用紙Ｐ上に位置合わせを行い、重ねてそれぞれ転写される。これにより用紙Ｐ上には、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。用紙Ｐは搬送経路に沿って搬送され、定着器３４にて熱溶着されたトナー画像が用紙Ｐ上に定着され、カラー画像として出力される。
【００２１】
＜光走査装置＞
図２には本発明に係る光走査装置が示されている。
【００２２】
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。
【００２３】
図２に示すように光走査装置１０は、光学箱を形成する筐体１２の内部に光学部材の取付部が設けられる底面部として、光学ベース１４が設けられ、光学ベース１４上には回転軸２４Ｂのまわりを偏向面２４Ａが回転することで、入射される光ビームＬを主走査方向（図中Ｘ方向）に偏向する多面鏡２４が設けられている。
【００２４】
光学ベース１４は端が立ち上がり、立ち上がり部１４Ａが筐体１２の側壁を形成している。立ち上がり部１４Ａには多面鏡２４の回転軸２４Ｂと略直交する面上、すなわち光学ベース１４から所定の間隔をおいた箇所に光ビームを射出する複数の光源１６が設けられている。
【００２５】
前記回転軸２４Ｂ方向すなわち副走査方向は図中Ｙ方向、これと直交する方向すなわち主走査方向は図中Ｘ方向とする。
【００２６】
複数の光源１６から射出された光ビームＬは多面鏡２４に入射し、回転軸２４Ｂのまわりを回転する偏向面２４Ａによって主走査方向（Ｘ方向）に偏向される。
【００２７】
偏向面２４Ａで偏向された光ビームＬは走査光学系２６によって整形され、副走査方向に結像機能をもったシリンドリカルミラー２６、防塵ウィンドウ２９を経て感光体ドラム３０（被走査面）上にビームスポットとして結像する。
【００２８】
＜倍率変動＞
図３には本発明に係る光走査装置の走査倍率への環境条件による影響が示されている。
【００２９】
図３に示すように光走査装置１０は感光体ドラム３０の表面に光ビームＬを結像させ、主走査方向に偏向することで感光体ドラム１０上に静電潜像を形成しているが、このとき画像形成装置１内部の環境温度変動により、光走査装置１０では温度変動による光源１６の波長変動、走査光学系２６などレンズや他の光学部材の屈折率変動、光学ベース１４／筐体１２等の保持部材の熱変形により、走査倍率が変動する。
【００３０】
すなわち、画像形成装置１内の定着器３４などの熱源から発せられる熱によって画像形成装置１内の温度が不均一に上昇して温度勾配が生じるため、例えば図１ではＫ色の感光体ドラム３０Ｋ近辺が最も定着器３４の熱による影響を受ける。
【００３１】
また光源１６は動作温度の変動により射出する光ビームＬの波長（色）が変動する。さらに光走査装置１０内部の走査光学系２６などの透過系光学部材は寸法変化／物性変化により屈折率が変動し、光学パワーが変化してしまう。
【００３２】
加えて反射鏡１８やシリンドリカルミラー２６などの反射光学系は寸法変化や光学ベース１４／筐体１２等の保持部材の熱変形により寸法／角度／位置などのアライメントが変化し、結果として光ビームＬの光路が変動してしまう。
【００３３】
光走査装置１０自体の、温度変化による影響は図３（Ａ）に示すように光ビームＬの感光体ドラム１０上での走査範囲がＭ１／Ｍ２のように変動することにより主走査方向（図中Ｘ方向）の走査倍率が変動してしまうことによる、倍率変動が起こりうる。
【００３４】
これは光走査装置１０から射出される光ビームＬがＬ１／Ｌ２のように走査範囲角度の変動を起こすためで、画像形成装置１内部の光走査装置１０以外の要因に拘わらず、光走査装置１０単体で起こりうる温度ドリフトと考えることができる。
【００３５】
これに対して、画像形成装置１全体の温度による変動としては、図３（Ｂ）に示すように光走査装置１０から射出される光ビームＬの、感光体ドラム１０への入射位置の変動が考えられる。つまり光走査装置１０から射出される光ビームＬは所定の角度範囲で主走査方向（図中Ｘ方向）に感光体ドラム１０の表面を走査しているが、入射位置が変動すれば光路長が変わるため、Ｍ１／Ｍ２のように走査範囲が変動してしまう。
【００３６】
これは光走査装置１０から射出される光ビームＬがＬ１／Ｌ２のように入射位置の変動を起こし、Ｍ１／Ｍ２のように走査位置／走査倍率が変動することによる。前述のように画像形成装置１内部の光走査装置１０以外の要因、すなわち定着器３４などの熱源から発せられる熱によって画像形成装置１内部の筐体の熱変形、感光体ドラム１０の固定位置変動、光走査装置１０を保持／固定する筐体の変形などによって光走査装置１０から射出される光ビームＬが感光体ドラム１０への入射位置の変動を起こす。このため光走査装置１０において倍率変動が発生しなかったとしても画像形成装置１全体で起こりうる温度ドリフトと考えることができる。
【００３７】
図４には本発明に係る光走査装置の走査位置変動と倍率変動との関係が示されている。
【００３８】
図４（Ａ）に示すように光走査装置１０から射出された光ビームＬが感光体ドラム３０の表面に入射する位置が、画像形成装置１の温度変動による影響でΔＬだけ変動した場合、光路長の差をΔＳ、感光体ドラム１０の半径をｒ、回転中心から見た角度をθ、変動前のスポットＤ０と変動後のスポットＤ１を結ぶ線と光ビームＬのなす角度をαとすると、
図４（Ｂ）に示すように走査幅の変動量ΔＭは、
ΔM = ΔS tanα
= r cosθ-√{(r cosθ)^2-(ΔL+2ΔL r sinθ)}
となる。
【００３９】
＜走査位置変動と倍率変動＞
図５には本発明に係る光走査装置の走査位置変動と倍率変動との関係が示されている。
【００４０】
前記の光走査装置由来による倍率変動を画像形成装置由来による入射位置変動で軽減した結果を図５に示す。
【００４１】
図５（Ａ）（Ｂ）（１）〜（４）に示すように、光ビームＬの入射位置の初期値を実線、ｔ１だけ温度上昇したときの入射位置を破線、ｔ２だけ温度上昇したときの入射位置を一点鎖線で表す。
【００４２】
図５（１）のように、温度変動による光走査装置１０の倍率変動が大きい場合（実線／破線／一点鎖線の差が大きい場合）は、温度変動による感光体ドラム１０への入射位置の変動量が大きい箇所に光ビームＬの入射位置の初期値を設定している。
【００４３】
上記ふたつの変動すなわち温度変動による光走査装置１０の倍率変動と、温度変動による感光体ドラム１０への入射位置の変動とが互いに逆であれば、ふたつの倍率変動を軽減するように入射位置の初期設定を行うことで、温度による倍率変動を低く抑えることができる。
【００４４】
すなわち、上記の場合は光走査装置１０の倍率変動が、温度上昇で倍率が拡大する方向であり、一方これに対して温度変動による感光体ドラム１０への入射位置変動によって生じる倍率変動が、温度上昇で倍率が縮小する方向であれば、両者が互いに軽減することで倍率変動を抑えることができ、色ズレの発生を防止できる。
【００４５】
また図５（４）のように温度変動による光走査装置１０の倍率変動が小さい場合（実線／破線／一点鎖線の差が小さい場合）は、温度変動による感光体ドラム１０への入射位置の変動量が小さい箇所に光ビームＬの入射位置の初期値を設定している。
【００４６】
この場合もまた、上記ふたつの変動すなわち温度変動による光走査装置１０の倍率変動と、温度変動による感光体ドラム１０への入射位置の変動とが互いに逆であれば、ふたつの倍率変動を軽減するように入射位置の初期設定を行うことで、温度による倍率変動を低く抑えることができ、色ズレの発生を防止できる。
＜色別設定＞
図６には本発明に係る光走査装置の各色別の走査位置初期値が示されている。
【００４７】
図６に示すようにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色の感光体ドラム３０を用いた場合、画像形成装置１内部における熱源からの位置がそれぞれ異なり、かつ通風などの環境や筐体の変形などの影響もそれぞれ異なるため、それぞれの感光体ドラム１０における温度変動による光ビームＬの入射位置変動量は色によって異なり、あるいは変動方向も異なる場合が考えられる。
【００４８】
加えて光走査装置１０自体の温度もまた色別に光ビームＬの射出位置で熱源からの位置がそれぞれ異なり、かつ通風などの環境や筐体の変形などの影響もそれぞれ異なるため、光走査装置１０の温度変動による走査倍率変動もまた色によってそれぞれ異なる可能性がある。
【００４９】
上記の理由により、各色ごとにそれぞれ温度変動による光走査装置１０の倍率変動と、温度変動による感光体ドラム１０への光ビームＬの入射位置の変動とを軽減することで倍率変動を最小に抑えるには、色ごとに光ビームＬの入射位置の初期値を個別に設定することで、それぞれ最適な倍率変動補正を行うことができる。
【００５０】
ここで、各色についての光走査装置１０の倍率を、光ビームＬの入射位置の初期値に応じて設定しておく必要がある。すなわち、光ビームＬの入射位置の初期値が色によって異なれば、光走査装置１０側の倍率が全色で同じだった場合、走査倍率が色によって違ってしまうため、予めこれを補正した色別の倍率設定を行う。
【００５１】
つまり入射位置の初期値が感光体ドラム１０の回転中心に近い位置へ向けて入射していれば光走査装置１０側の倍率を大きく、回転中心から遠い位置へ向けて入射していれば光走査装置１０側の倍率を小さく設定することで、各色ごとの倍率を互いに等しく揃えることができるので色ズレの発生を防止できる。
【００５２】
このとき、各色による変動量の差が近い色がある場合は必ずしも全ての色について個別に設定を行わずとも、最も差の大きい１色あるいは複数色の初期値のみを個別に設定し、他は共通として設定の簡略化を行ってもよい。
【００５３】
＜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。
【００５４】
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。
【００５５】
また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】
【００５６】
【図１】本発明に係る光走査装置を備えた画像形成装置を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光走査装置を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光走査装置の感光体ドラムへの入射位置と倍率の関係を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る光走査装置の感光体ドラムへの入射位置と倍率の関係を示す断面図である。
【図５】本発明に係る光走査装置の感光体ドラムへの入射位置と光走査装置の走査倍率の関係を示す図である。
【図６】本発明に係る光走査装置と感光体ドラムへの入射位置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      画像形成装置
１０    光走査装置
１２    筐体
１４    光学ベース
１６    光源
１８    反射鏡
２０    光路変更部材
２２    シリンドリカルレンズ
２４    多面鏡
３０    感光体ドラム
Ｌ      光ビーム
【図１】
2008139626.tif 000003
【図２】
2008139626.tif 000004
【図３】
2008139626.tif 000005
【図４】
2008139626.tif 000006
【図５】
2008139626.tif 000007
【図６】
2008139626.tif 000008