(57)【要約】【課題】感光体の表面の変動の影響を除去して安定した画像書込が可能な画像形成装置を提供すること目的とする。【解決手段】１ライン分の記録データに対応して走査型情報光発生手段により発生させた情報光により、感光体を走査露光して、感光体に静電潜像を作成する画像作成手段を備えた画像形成装置であって、前記走査型情報光発生手段が前記感光体を走査する情報光の開始端を検出してタイミング信号を形成するための第１の受光素子と、前記情報光を受光する態様に前記第１の受光素子を支持するものであって、前記感光体の表面が前記情報光の光軸前後方向に移動するのに追従する支持手段を備えた。【選択図】        図２
2008233155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ライン分の記録データに対応して走査型情報光発生手段により発生させた情報光により、感光体を走査露光して、感光体に静電潜像を作成する画像作成手段を備えた画像形成装置であって、
前記走査型情報光発生手段が前記感光体を走査する情報光の開始端を検出してタイミング信号を形成するための第１の受光素子と、
前記情報光を受光する態様に前記第１の受光素子を支持するものであって、前記感光体の表面が前記情報光の光軸前後方向に移動するのに追従する支持手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記情報光を、前記第１の受光素子が受光する前の段階で受光する第２の受光素子をさらに設け、
前記第２の受光素子の受光信号と、前記第１の受光素子の受光信号の発生間隔に応じて、前記記録データの転送クロックの速度を調整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】
走査型情報光発生手段により発生させた１ライン分の記録データに対応した情報光により、感光体を走査露光して、感光体に静電潜像を作成する画像作成手段を備えた画像形成装置であって、
前記情報光を反射する鏡と、
前記情報光を反射する態様に前記鏡を支持する支持手段であって、前記感光体の表面が前記情報光の光軸前後方向に移動するのに追従する支持手段と、
前記鏡の反射光を受光し、前記感光体を走査する情報光の開始端を検出してタイミング信号を形成するため受光素子を備え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、１ライン分の記録データに対応して走査型情報光発生手段により発生させた情報光により、感光体を走査露光して、感光体に静電潜像を作成する画像作成手段を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１ライン分の記録データに対応して走査型情報光発生手段により発生させた情報光により、感光体を走査露光して、感光体に静電潜像を作成する画像作成手段を備えた画像形成装置では、感光体を駆動する駆動手段の精度により、感光体の表面が、情報光の光軸方向に前後（上下）に変動するという問題があった。
【０００３】
例えば、円筒状の感光体ドラムを用いる場合には、感光体ドラムの回転ムラや偏心が原因となって、感光体ドラムの表面が、情報光の光軸方向に前後（上下）に変動する。
【０００４】
このような感光体の表面の変動の影響を抑制するものとしては、例えば、特許文献１に開示されたもののように、光走査装置において被走査面の距離と移動速度の変位に対して、変位量を測定する手段により被走査面へのLEDアレイによる走査タイミングを制御することで、被走査面の偏心等による速度ムラに影響されない光学装置及びそれを備えた画像形成装置を実現する技術が提案されている。
【０００５】
また、偏心による影響をキャンセルする方法としは、被走査面（感光体表面）にコロなどを突き当てて距離を一定にすることや、そのコロのエンコーダ出力で速度を検出して、画像処理を施す技術が一般的である。
【特許文献１】特開平９−２２６１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、偏向装置を備えた広角型の光走査装置（走査型情報光発生手段）においては、偏向装置が高精度に安定した高速回転する機能を有するために、動圧空気軸受け構造等振動に対して敏感であり、また、各素子の位置精度が求められることから保持力を強化する構造も要求され、変動する被走査面に突き当てて被走査面に同期させる機能と両立させることは難しい。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、感光体の表面の変動の影響を除去して安定した画像書込が可能な画像形成装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、１ライン分の記録データに対応して走査型情報光発生手段により発生させた情報光により、感光体を走査露光して、感光体に静電潜像を作成する画像作成手段を備えた画像形成装置であって、前記走査型情報光発生手段が前記感光体を走査する情報光の開始端を検出してタイミング信号を形成するための第１の受光素子と、前記情報光を受光する態様に前記第１の受光素子を支持するものであって、前記感光体の表面が前記情報光の光軸前後方向に移動するのに追従する支持手段を備えたものである。
【０００９】
また、前記情報光を、前記第１の受光素子が受光する前の段階で受光する第２の受光素子をさらに設け、前記第２の受光素子の受光信号と、前記第１の受光素子の受光信号の発生間隔に応じて、前記記録データの転送クロックの速度を調整するようにしたものである。
【００１０】
また、走査型情報光発生手段により発生させた１ライン分の記録データに対応した情報光により、感光体を走査露光して、感光体に静電潜像を作成する画像作成手段を備えた画像形成装置であって、前記情報光を反射する鏡と、前記情報光を反射する態様に前記鏡を支持する支持手段であって、前記感光体の表面が前記情報光の光軸前後方向に移動するのに追従する支持手段と、前記鏡の反射光を受光し、前記感光体を走査する情報光の開始端を検出してタイミング信号を形成するため受光素子を備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明によれば、第１の受光素子の受光面を、前記感光体の表面が前記情報光の光軸前後方向に移動するのに追従させているので、１ライン分の開始点をあらわす信号を安定して作成することができ、その結果、作成される画像の画質を良好にすることができるという効果を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例にかかる画像形成装置の構成の概略を示している。
【００１４】
同図において、感光体ドラム１の表面は、帯電ローラ２により帯電され、走査型情報光発生装置（走査型情報光発生手段）３により発生された情報光により、１ライン毎に露光され、その表面に静電潜像が作成される。
【００１５】
感光体ドラム１の表面に作成された静電潜像は、現像器４によりトナー現像され、感光体ドラム１の表面には、静電潜像に対応したトナー像が形成される。このトナー像は、図示しない給紙手段により１枚ずつ送り出される用紙ＰＰに、転写ベルト５により密着転写される。
【００１６】
そして、用紙ＰＰに転写されたトナー像は、熱定着器６により熱定着され、用紙ＰＰの表面に固定される。
【００１７】
また、感光体ドラム１の表面に残留したトナーは、クリーニング装置７により清掃除去され、感光体ドラム１の表面の残留電荷は、除電器８により除去される。また、クリーニングローラ９は、帯電ローラ２の表面を清掃するためのものである。
【００１８】
図２は、走査型情報光発生装置の構成例を示している。
【００１９】
同図において、半導体レーザ１１から出射されるレーザビームは、レーザビームを平行光に変換するためのコリメートレンズ１２ａ、レーザビームを絞るアパーチャ１２ｂ、および、レーザビームを集束させるシリンドリカルレンズ１２ｃからなる光学要素１２によりビーム整形されて、ポリゴンミラー１３へと導かれる。
【００２０】
ポリゴンミラー１３は、ポリゴンモータ１４により矢印方向へ高速回転されるものであり、その表面は、６面の鏡を合わせた構成を備えており、ポリゴンミラー１３から反射された情報光は、ｆθレンズ１５を通って等角速度走査光から等速度走査光に偏光された後に、光軸を偏向する折り返しミラー１６で反射されて感光体ドラム１へ偏向され、感光体ドラム１の表面を走査する。
【００２１】
また、感光体ドラム１の表面には、この感光体ドラム１の偏心による情報光の光軸方向への変動に追従する支持機構（後述）に搭載された受光素子１７（第１の受光素子）が配設されている。この受光素子１７は、ポリゴンミラー１３により反射された情報光の１ライン分の書込開始位置よりも前の段階で情報光を受信する位置に配設されている。
【００２２】
また、受光素子１７よりもさらに前の段階で情報光を受光する位置には、鏡１８が設けられており、この鏡の１８反射光は、受光素子１９（第２の受光素子）に入射されている。
【００２３】
受光素子１７の支持機構２０の一例を図３に示す。
【００２４】
同図において、二本の柱２０ａ，２０ｂは、その略中央でプレート２０ｃにより連結されており、プレート２０ｃの上に突き出た柱２０ａ，２０ｂには、圧縮スプリング２０ｄが挿通されており、これらの柱２０ａ，２０ｂ、プレート２０ｃ、および、圧縮スプリング２０ｄは、上フレーム２０ｅと下フレーム２０ｆの間に収容されている。
【００２５】
また、柱２０ａ，２０ｂの上端および下端は、それぞれ上フレーム２０ｅと下フレーム２０ｆに穿設された孔を挿通して、上フレーム２０ｅの上および下フレーム２０ｆの下に突き出る。
【００２６】
柱２０ａ，２０ｂの上端には、受光素子１７を搭載した上ベース部材２０ｇが取り付けられるとともに、柱２０ａ，２０ｂの下端には、下ベース部材２０ｈが取り付けられており、下ベース部材２０ｈには、感光体ドラム１の表面に突き当てるための突起部材２０ｉが配設されている。
【００２７】
また、上フレーム２０ｅと下フレーム２０ｆには、それぞれ装置フレームＦＦに設けられた穴２０ｊ，２０ｋに突入する突起２０ｌ，２０ｍが設けられている。したがって、この支持機構２０は、装置フレームＦＦに固定される。また、コネクタ２０ｎは、受光素子１７の信号を外部へ出力するためのものであり、ケーブル２０ｏは、受光素子１７の端子とコネクタ２０ｎの端子を接続するためのものである。
【００２８】
また、突起２０ｉが感光体ドラム１の表面に突き当てられているとともに、プレート２０ｃは、圧縮スプリング２０ｄにより感光体ドラム１の表面方向へ付勢されている。
【００２９】
したがって、支持機構２０は、感光体ドラム１の偏心に影響されない装置フレームＦＦに取り付けられた状態で、感光体ドラム１の表面の情報光の光軸方向の変動（上下動）に追従して上下動し、その結果、感光体ドラム１の表面と、受光素子１７の受光面との高さの関係が一定となる。
【００３０】
すなわち、図４（ａ）に示すように、感光体ドラム１の表面（被走査面）が上下したとしても、感光体ドラム１と受光素子１７の受光面との距離は一定となる。したがって、受光素子１７が情報光を受光するときの光Ｌ１と、情報光において１ライン分の画像を書き出す位置である画像書き出し位置ＳＴの光Ｌ２との距離Ｓは、偏心により感光体ドラム１の表面が一番上に位置したときの上位置と、一番下に位置したときの下位置とで変化せず、一定の値となる。
【００３１】
一方、同図（ｂ）に示すように、感光体ドラム１が上位置にある場合と、下位置にある場合とでは、ポリゴンミラー１３が１ライン分の情報光を走査する際に回転する角度αだけ変位した場合における、感光体ドラム１の被走査面での情報光の走査距離が長さＬＡ，ＬＢとなり、下位置にある場合が上位置にある場合よりも長くなる。
【００３２】
ここで、同図では、上述したように、受光素子１７の受光タイミングを基準に１ライン分の画像の書き出し位置ＳＴを決定しているので、この書き出し位置ＳＴは、上位置と下位置とで変化していない。
【００３３】
このように、１ライン分の情報光の走査距離が変わると、画素一ドットあたりの走査方向の長さ（すなわち、走査速度）が変わってしまうため、情報光を作成する際の画像データの転送クロック（後述）を調整する必要がある。
【００３４】
一方、受光素子１９は、感光体ドラム１の偏心にかかわらず、一定のタイミングで、情報光を受光する。
【００３５】
したがって、図５に示すように、この受光素子１９の受光タイミングを基準にすると、感光体ドラム１が上位置のときに受光素子１７が情報光Ｌ１を受光するタイミングと、感光体ドラム１が下位置の時に受光素子１７が情報光Ｌ１’を受光するタイミングは、前者が後者よりも早い。このことは、図５では、受光素子１９が受光する光線と情報光Ｌ１がなす回転角β１が、受光素子１９が受光する光線と情報光Ｌ１’がなす回転角β２より小さいことで、理解される。
【００３６】
すなわち、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、受光素子１９の受光信号ＳＳ２が発生してから、受光素子１７の受光信号ＳＳ１が発生するまでの基準クロック（後述）を計数すると、感光体ドラム１が上位置にある場合の計数値ＣＣ１は、感光体ドラム１が下位置にある場合の計数値ＣＣ２よりも小さくなる。
【００３７】
そこで、受光信号ＳＳ２が発生してから受光信号ＳＳ１が発生するまでの間の基準クロックの計数値に基づいて、１ライン分の走査長さを判定することができ、その結果、その計数値に基づいて、画像データの転送クロックの速度を設定することができる。
【００３８】
図７は、本発明の一実施例にかかる制御部の構成の一例を示している。
【００３９】
同図において、画像処理部２１からタイミング信号ＴＤに同期して出力される画像データＰＤ、および、タイミング信号ＴＤは、画像入力インタフェース部２２を介して、速度変換部（ＦＩＦＯ）２３に転送される。また、タイミング信号は、同期カウンタ／タイミング制御部２４にも加えられて、速度変換部２３以降のデータ処理で必要なタイミング信号や制御信号を生成する際に用いられる。
【００４０】
速度変換部２３に蓄積された画像データＰＤは、同期カウンタ／タイミング制御部２４より出力される内部タイミング信号に同期して、書込画像処理部２５やトリム領域処理部２６、および、書込γ変換部２７を経てＬＤ（半導体レーザ素子）変調処理部２９に送られる．
【００４１】
同期カウンタ／タイミング制御部２４では、画像データＰＤのタイミング信号以外に走査型情報光発生装置の駆動タイミングを示す同期信号や内部処理用のクロック信号も作成する。
【００４２】
書込γ変換処理部２７は、画像データＰＤの階調と光変調された光量による階調が一致しない場合に必要なγ補正処理や、画像データと光量を一致する以外にも電子写真プロセスの潜像形成時の電位やトナー濃度といったものを対象としてγ補正処理を行うものであり、その際に参照されるパターンは、パターン生成処理部２８により生成される。
【００４３】
また、強制点灯処理部３０は、半導体レーザ素子１１を強制点灯する期間（例えば、受光素子１７，１９への出射期間）を規定するものであり、その出力信号は、ＬＤ変調処理部２９に加えられて、半導体レーザ素子１１を強制点灯する。
【００４４】
また、ＬＤ変調処理部２９の変調変調方式としてはＰＷＭ方式が一般的である。ＰＷＭ方式ではパラレル／シリアル変換によるクロック同期方式とシリアルデータで直接発光素子を制御するデータスルー方式がある。これらの制御のための信号は、デジタル／アナログ変換器３１を介して加えられている。
【００４５】
ＬＤ駆動回路３２は、ＬＤ変調処理部２９の変調出力に従って、半導体レーザ素子１１を点灯駆動するものである。
【００４６】
また、シーケンスコントローラ３４から出力されるデータは、レジスタ３５に保存され、このレジスタ３５の内容によって、同期カウンタ／タイミング制御部２４の動作が設定される。また、基準クロック発生回路３６から出力される基準クロック信号ＣＬは、同期カウンタ／タイミング制御部２４に出力されている。
【００４７】
また、受光素子１７の受光信号は、信号処理回路３２により整形処理され、受光信号ＳＳ１として同期カウンタ／タイミング制御部２４に加えられている。また、受光素子１９の受光信号は、信号処理回路３３により整形処理され、受光信号ＳＳ２として同期カウンタ／タイミング制御部２４に加えられている。
【００４８】
したがって、同期カウンタ／タイミング制御部２４は、まず、受光素子１７の受光信号ＳＳ１が発生してから、一定のタイミングで、１ライン分の情報光の生成を開始するように各ブロックのタイミングを制御する。
【００４９】
それとともに、同期カウンタ／タイミング制御部２４は、受光素子１９の受光信号ＳＳ２が発生してから、受光素子１７の受光信号ＳＳ１が発生するまでの基準クロックＣＬの計数値に基づいて、ＬＤ変調処理部２９の変調処理に適用する転送クロックの周波数を制御する。
【００５０】
これにより、感光体ドラム１の偏心の影響を受けずに、静電潜像が形成されることとなり、その結果、より画質の良好な画像を用紙ＰＰ上に形成することができる。
【００５１】
ところで、感光体ドラム１の表面からの反射光が、半導体レーザ素子１１へ戻ることを抑制するために、図８（ａ）に示すように、入射角Ｃ（＜９０度）が設定されることがある。この場合、この入射角Ｃに応じて、受光素子１７の受光面の角度を設定すると良い。
【００５２】
また、図３に示した支持機構２０において、下ベース部材２０ｈには、感光体ドラム１の表面に接触する突起２０ｉを設けているが、図８（ｂ）に示すように、感光体ドラム１の移動方向へ回転するようなローラＲＲを、突起２０ｉに代えて設けるようにすることができる。
【００５３】
また、受光素子１７の精度を向上するためには、例えば、図９（ａ）に示すように、２つの受光面Ｓａ，Ｓｂを備えた受光素子１７’を用いると良い。このとき、同図（ｂ）のように得られる受光面Ｓａからの信号Ｓ１と受光面Ｓｂからの信号Ｓ２を比較して、同図（ｃ）のような受光信号を作成することで、信号精度を向上することができる。
【００５４】
ところで、上述した実施例では、支持機構２０に配設した受光素子１７は、コネクタ２０ｎを介して外部に信号を取り出すため、受光素子１７とコネクタ２０ｎとを接続するケーブル２０ｏが、感光体ドラム１の偏心に従って上下方向へ動くので、経年変化等の影響により断線する可能性がある。
【００５５】
このような不具合を解消するためには、例えば、図１０に示すように、受光素子１７に代えて、鏡４０を支持機構２０に設け、この鏡４０からの反射光を受光素子１７に入射する構成とすると良い。
【００５６】
なお、図１０において、図２と同一部分および相当する部分には、同一符号を付して、説明を省略する。
【００５７】
また、この場合の支持機構２０の一例を図１１に示す。なお、図１１において、図３と同一部分および相当する部分には、同一符号を付して、説明を省略する。
【００５８】
このように、図３の上ベース部材２０ｇの上面を鏡面に形成した鏡４０を設ける。
【００５９】
ところで、上述した実施例では、１つの走査型情報光発生装置（走査型情報光発生手段）３を用いて、感光体ドラム１に情報光を露光しているが、例えば、図１２に示すように、より幅の広い感光体ドラム１に対しては、複数（図では、２個）の走査型情報光発生装置を設け、それぞれの走査型情報光発生装置で発生させた情報光をつなげて１ライン分の情報光を形成する場合がある。
【００６０】
この技術では画像に繋ぎ目を有するため、一般の光走査装置以上に被走査面との距離変動による影響が大きいので、上述した本発明にかかる技術を実施することで良好な繋ぎ目精度を得ることができ、高画質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例にかかる画像形成装置の構成の概略を示した概略構成図。
【図２】走査型情報光発生装置の構成例を示した概略構成図。
【図３】支持機構の構成例を示した概略構成図。
【図４】本実施例の各種タイミングを説明するための概略図。
【図５】本実施例の各種タイミングを説明するための概略図。
【図６】受光信号ＳＳ１，ＳＳ２の信号処理の一例を説明するための波形図。
【図７】本発明の一実施例にかかる制御部の構成の一例を示したブロック図。
【図８】他の実施例について説明するための概略図。
【図９】受光素子１７の精度を上げる構成を説明するための概略図。
【図１０】走査型情報光発生装置の他の構成例を示した概略構成図。
【図１１】支持機構の他の構成例を示した概略構成図。
【図１２】本発明の他の実施例にかかる画像形成装置の構成の概略を示した概略構成図。
【符号の説明】
【００６２】
１  感光体ドラム
３  走査型情報光発生装置（走査型情報光発生手段）
１１  半導体レーザ素子
１３  ポリゴンミラー
１７，１９  受光素子
２０  支持機構
【図１】
2008233155.tif 000003
【図２】
2008233155.tif 000004
【図３】
2008233155.tif 000005
【図４】
2008233155.tif 000006
【図５】
2008233155.tif 000007
【図６】
2008233155.tif 000008
【図７】
2008233155.tif 000009
【図８】
2008233155.tif 000010
【図９】
2008233155.tif 000011
【図１０】
2008233155.tif 000012
【図１１】
2008233155.tif 000013
【図１２】
2008233155.tif 000014