(57)【要約】【課題】この発明の課題は、ＬＥＤプリンタヘッドを露光手段として用いる電子写真装置において、ＬＥＤプリンタヘッドの焦点距離を自動修正する機構を備えた電子写真装置を提供することにある。【解決手段】ＬＥＤプリンタヘッド１の両端に感光体５との距離を左右独立して調節することができる焦点調節用の自動位置決め装置２を備える。焦点距離調節時には、所定のテストパターンの印刷を、自動位置決め装置により感光体とＬＥＤプリンタヘッドとの距離を連続的に変化させながら行う焦点調節制御部３を備える。感光体上または中間転写体上または印刷媒体上に、テストパターンの印刷画像の印刷濃度を検出する濃度センサー４を備え、焦点調節制御部３において、濃度センサー４による濃度の検出により、最も濃度の薄い位置の焦点距離を最適な焦点距離として、ＬＥＤプリンタヘッドの焦点距離を調節するよう制御する。【選択図】            図１
2004306454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光手段としてＬＥＤプリンタヘッドを用いた電子写真装置において、
ＬＥＤプリンタヘッドと感光体の距離を調節する焦点調節手段と、
ＬＥＤプリンタヘッドにより形成された画像の画像濃度を検出する手段と、
当該画像濃度検出手段により検出された画像濃度により焦点調節を制御する焦点調節制御手段と、
を備えることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
露光手段としてＬＥＤプリンタヘッドを用いた電子写真装置において、
前記ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を調節する焦点調節手段として、ＬＥＤプリンタヘッドの両端に、左右独立して感光体との距離を調節する焦点調節用の自動位置決め機構と、
前記画像濃度を検出する手段として、感光体上または中間転写体上または印刷媒体上に、左右独立に画像濃度を検出する濃度センサーと、
前記焦点調節制御手段として、所定のテストパターンの印刷を実施し、濃度センサーで検出された左右のテストパターン画像の濃度が所定の濃度または最適な濃度になるよう、ＬＥＤプリンタヘッダの感光体との距離を自動位置決め機構により独立して調節する焦点調節制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
【請求項３】
露光手段としてＬＥＤプリンタヘッドを用いた電子写真装置において、
ＬＥＤプリンタヘッドと感光体の距離を調節する焦点調節手段と、
ＬＥＤプリンタヘッドにより形成された感光体上の静電潜像の電位を検出する手段と、
当該電位検出手段により焦点調節を制御する焦点調節制御手段と、
を備えることを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】
露光手段としてＬＥＤプリンタヘッドを用いた電子写真装置において、
前記ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を調節する焦点調節手段として、ＬＥＤプリンタヘッドの両端に、左右独立して感光体との距離を調節する焦点調節用の自動位置決め機構と、
前記感光体上の静電潜像の電位を検出する手段として、感光体の左右に表面電位計と、
前記焦点調節制御手段として、所定のテストパターンの印刷を実施し、表面電位計で検出された左右のテストパターンの静電潜像の電位が所定の電位または最適な電位になるよう、ＬＥＤプリンタヘッダの感光体との距離を自動位置決め機構により独立して調節する焦点調節制御部と、
を備えることを特徴とする請求項３記載の電子写真装置。
【請求項５】
露光手段としてＬＥＤプリンタヘッドを用いた電子写真装置において、
最適な焦点距離を検出するために、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を連続的に変化させながらテストパターンの露光処理を行い、形成されたテストパターンを用いることで最適な焦点調節を行う、
ことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＬＥＤプリンタヘッドを露光手段として用いる電子写真装置に関し、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体表面との距離を自動調節することで、最適な焦点合わせを行うことができる電子写真装置を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置において、感光体に静電潜像を形成するために使用する手段としてＬＥＤプリンタヘッドが従来から使用されている。
【０００３】
ＬＥＤプリンタヘッドは、図７に示すように、基盤５１上に直線上に配列された複数のＬＥＤ素子５０の上に、等倍光学系レンズアレイ５２を装着し、印刷の画素に対応するＬＥＤ素子５０の一つ一つをオン・オフすることで、感光体５３上に静電潜像を形成することができる装置である。
【０００４】
このＬＥＤプリンタヘッドは、感光体表面にＬＥＤ素子が対向するように構成されるが、このときのＬＥＤプリンタヘッドと感光体表面との距離は、焦点が正確に合うように調節する必要があり、この距離がわずかでも狂うと、感光体表面に露光される静電潜像がぼやけてしまい、画質の劣化の大きな原因となる。
【０００５】
従来の電子写真装置は、このＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を工場での装置の製造時に、正確に焦点が合うように組み付けるようにしているが、製造上の精度の問題から、１００ミクロン程度の誤差が生じることがあり、画質劣化の原因となっていた。
【０００６】
従来は、このような問題を解決するため、図８に示すように、ＬＥＤ素子５０が配列されている基盤５１と感光体５３との距離を一定の距離に位置決めする基準となる位置決め部品５４を備え、これにより、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を一定距離に保持して組み付けるようにすることで精度を上げるような装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかし、このような基準となる位置決め部品を設けるようにしても、結局は製造上の精度により装置ごとにある程度のばらつきが発生し、焦点が狂ってしまう場合があった。
【０００８】
また、図９に示すように、ＬＥＤプリンタヘッドに位置決めローラー５５を備えるように構成し、この位置決めローラー５５が感光体５３の表面に接触するように構成し、位置決めローラー５５が感光体と接触するときの、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体表面との距離を焦点距離に合わせておくことで、感光体表面とＬＥＤプリンタヘッドとの距離を一定の距離に保つようにした装置が考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
しかし、このような装置では、ＬＥＤプリンタヘッドの両端に取り付けられたローラーの取り付け精度により、焦点が狂ってしまうことや、ローラーが感光体表面を転がることで、ローラーの表面に現像剤などが付着し、その厚みで焦点距離が狂ってしまうことがあった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−８８５１７号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８１１６４号公報
【発明が解決しようとする課題】
前記のごとく、従来の技術では次のような問題点がある。
【００１１】
感光体表面に静電潜像を形成する露光手段としてＬＥＤプリンタヘッドを使用する電子写真装置において、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体表面との距離が製造上の精度の問題からばらつきが発生し、焦点が正確に合わないことがあるという問題があった。
【００１２】
このような問題を解決するために、組み立て精度を上げるための基準となる位置決め部品を設けるようにした装置や、印刷処理中にＬＥＤプリンタヘッドが感光体表面との距離を一定に保つようＬＥＤプリンタヘッドに感光体表面と接触して転がるローラーを設けるようにした装置が考案されているが、いずれも、製造上の精度の問題から、常に正確な焦点距離を保つことができない場合があった。
【００１３】
この発明の課題は、ＬＥＤプリンタヘッドを露光手段として用いる電子写真装置において、ＬＥＤプリンタヘッドの取り付け精度による焦点距離の狂いを自動で検出し、最適な焦点距離になるように自動修正する機構を備えた電子写真装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の問題点を解決するために、この発明では次に示す手段を取った。
【００１５】
ＬＥＤプリンタヘッドの両端に感光体との距離を左右独立して調節することができる焦点調節用の自動位置決め装置を備える。
【００１６】
焦点距離調節時には、所定のテストパターンの印刷を、当該焦点調節用の自動位置決め装置により感光体とＬＥＤプリンタヘッドとの距離を連続的に変化させながら行う焦点調節制御部を備える。
【００１７】
感光体上または中間転写体上または印刷媒体上に、焦点距離を連続的に変化させながら印刷することで形成された、焦点距離調節用のテストパターンの印刷画像の印刷濃度を検出する濃度センサーを備える。
【００１８】
焦点調節制御部において、濃度センサーによる濃度の検出により、最も濃度の薄い位置の焦点距離を最適な焦点距離として、ＬＥＤプリンタヘッドの自動位置決め装置により焦点距離を調節するよう制御する。
【００１９】
また、テストパターンの濃度の測定を行う濃度センサーを設ける代わりに、感光体上に形成されたテストパターンの画像電位を計測する表面電位計を設け、これにより計測された表面電位の強度により焦点距離を調節するよう制御してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明は、次に示す実施の形態を取った。
【００２１】
ＬＥＤプリンタヘッドの両端に、左右独立して感光体との距離を調節できる自動位置決め装置を備える。
【００２２】
これにより、ＬＥＤプリンタヘッドの電子写真装置への取り付け時に、製造上の精度の問題から、出荷時の初期状態で、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との焦点距離が合っていない場合でも、感光体との距離を最適な焦点距離に調節することができ、また、左右独立して調節することができることで、ＬＥＤプリンタヘッドが感光体に対し、傾斜している場合でも、最適な焦点距離に調整できるようになる。
【００２３】
焦点距離の調節用のテストパターンとして、印刷ピクセル単位で、オン・オフを繰り返す所定の連続パターンを、ＬＥＤプリンタヘッドの両端部、望ましくは位置決め装置上において印刷するよう制御する。
【００２４】
これにより、焦点距離が狂っている場合、ピクセル単位の画像の印刷が正確に行えず、印刷画像がぼやけてピクセルの印刷面積が大きくなるという特性を利用して、焦点距離調節時に、最適な焦点距離を濃度計測により調節しやすくすることができる。
【００２５】
上記の所定の連続パターンを、前記ＬＥＤプリンタヘッドの自動位置決め装置により、感光体とＬＥＤプリンタヘッドとの距離を連続的に変化させながら印刷を行うよう焦点調節制御部により制御する。
【００２６】
これにより、焦点距離を変化させながら実際の印刷画像の形成を行うことで、最適な焦点距離の検出を行うためのベースとなるテストパターン画像の形成が行える。
【００２７】
感光体上または中間転写体上または印刷媒体上に、ＬＥＤプリンタヘッドの両端部に印刷した、上記の焦点調節用のテストパターン画像の濃度計測をする濃度センサーを備える。
【００２８】
これにより、焦点距離を連続的に変化させながら印刷したＬＥＤプリンタヘッド両端部の焦点距離調節用のテストパターン画像の画像濃度を測定することで、最適な画像濃度のパターン位置を検出することができ、この位置から最適な焦点距離を求めることができるようになる。
【００２９】
前記濃度センサーにより計測された濃度から、最も薄い濃度の位置を最適な焦点距離の位置として求め、この距離に、ＬＥＤプリンタヘッドを自動位置決めするよう焦点調節制御部により制御する。
【００３０】
これにより、左右独立して濃度センサーからの情報により最適な焦点距離を求めることで、ＬＥＤプリンタヘッドの両端に備えられた、左右の自動位置決め装置により、最適な焦点距離にＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を調節することができるようになる。
【００３１】
前記濃度センサーの代わりに、感光体上に形成されたテストパターンの静電潜像の電位を計測する表面電位計を備えるようにしてもよい。
【００３２】
これにより、テストパターンのトナー画像の濃度を計測する代わりに、テストパターンの静電潜像の電位を計測することができ、この電位により濃度による制御と同様に焦点調節を行うことができる。
【００３３】
【実施例】
この発明による代表的な実施例を説明する。なお、以下において、同じ箇所は同一の符号を付してあり、詳細な説明を省略することがある。
【００３４】
本装置は、ＬＥＤプリンタヘッドを露光装置として用いる電子写真装置において、ＬＥＤプリンタヘッドの感光体との焦点距離が製造上の問題や、経年変化などにより正確に合わなくなってしまった場合でも、自動的に最適な焦点距離に調節する機構を備えた電子写真装置である。
【００３５】
ＬＥＤプリンタヘッドの左右両端部には、図１に示すように、左右独立してＬＥＤプリンタヘッド１と感光体５との間の距離を調節することで焦点距離を調節できる自動位置決め装置２を備えるよう構成されている。
【００３６】
この自動位置決め装置２は、パルスモーター２ｂにより、ＬＥＤプリンタヘッド１の底面に取り付けられた送りネジ２ａを正確に必要な量だけ回転させることで、所要の分だけＬＥＤプリンタヘッドを感光体に対し垂直方向に上下に移動させることができるように構成している。
【００３７】
これにより、ＬＥＤプリンタヘッドの取り付け精度や、経年変化などにより、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離が、適正な焦点距離からずれた場合でも、感光体に対する水平方向の傾きを含めて修正することができるようにしている。
【００３８】
ＬＥＤプリンタヘッドの両端部において、図３や図４に示すように、ピクセル単位でオン・オフを繰り返すような連続パターンを、焦点調節制御部の指示により焦点調節用のテストパターンとして印刷を実行することができるように構成している。
【００３９】
電子写真装置において、画像の印刷を行う場合、感光体表面を帯電器により所定の電位となるよう帯電させた後、ＬＥＤプリンタヘッドのＬＥＤ素子により感光体表面に光を照射することで光学露光させ、画像部の電荷を消失させることで、この電位の低下した部分にトナーを付着させて画像を形成している。
【００４０】
このとき、印刷画像の各ピクセルに対応したＬＥＤ素子の焦点がずれていると、感光体表面に光を照射し光学露光して、画像部の電荷を消失させるとき、本来であれば、図５（ｂ）の焦点距離が正確に合っている場合の図に示すように、電位が画素部分のみ正確に低下するところが、図５（ｃ）に示すように、画素以外の部分の電位まで低下させてしまうため、これにトナーを付着させると、画像部以外の部分にまでトナーが付着し、１ピクセルあたりの面積が大きくなる方向にぼやけてトナー画像が形成される。
【００４１】
そこで、上記のようにピクセル単位でオン・オフを繰り返すような連続パターンを焦点調節用のテストパターンとして印刷を行うことで、本来焦点が正確に合っていれば、図３（ｂ）や図４（ｂ）に示すように、線や点となるところが、焦点距離が正確に合っていないと、ぼやけて図３（ｃ）や図４（ｃ）に示すように、線や点がつぶれて面として印刷されることとなる。
【００４２】
この印刷結果の濃度を計測することで、焦点距離のずれを検出するのであるが、これは、実際の印刷では各ピクセルが非常に微細なため、１ピクセルごとにオン・オフを繰り返すテストパターンを印刷した場合、印刷結果は焦点距離が正確に合っている場合には、画像部分にのみトナーが付着するため濃度が５０％の薄く塗りつぶした面のように見えるが、焦点距離が合っていない場合は、画像部分以外の部分にまでトナーが付着するため、テストパターンにより塗りつぶされたように見える面の濃度が濃くなるので、これを濃度センサーにより計測することで、濃度が所定値以上か所定値以下かによって、焦点距離が合っているか判定することができる。
【００４３】
このように、テストパターンの画像の濃度により、焦点距離を調節するため、ＬＥＤプリンタヘッドの両端部には、感光体上に形成された上記所定の焦点調節用のテストパターンのトナー画像の濃度を計測する濃度センサーを備えるように構成している。
【００４４】
ＬＥＤプリンタヘッドの左右両端部に濃度センサーを設けているのは、左右独立して焦点距離のずれを濃度計測により判定することができるようにするためである。
【００４５】
焦点調節制御部により最適な焦点距離にＬＥＤプリンタヘッドを位置決めする制御方法として、焦点調節制御部は、前記のオン・オフを１ピクセルごとに繰り返すテストパターンの印刷をＬＥＤプリンタヘッドの両端部において所定の印刷速度で連続実行し、これと同時に、ＬＥＤプリンタヘッドの自動位置決め装置を制御し、ＬＥＤプリンタヘッドの感光体との距離を調節可能域の最小距離から最大距離まで連続的に変化させることで、図６に示すような、連続的に焦点距離を変化させたテストパターン画像を得られるようにする。
【００４６】
このようにして得られた、焦点調節用のテストパターン画像の濃度を濃度センサーにより計測し、最も濃度の薄い位置を求め、その位置に対応するＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を最適な焦点距離として算出し、ＬＥＤプリンタヘッドの両端に備えられた自動位置決め装置により算出された最適位置に位置決めするよう焦点調節制御部により制御する。
【００４７】
なお、テストパターンの印字位置は、図１に示すように、自動位置決め装置２上にある方が精度よく制御できる。
【００４８】
このテストパターンの濃度を計測する濃度センサーは、感光体上でトナー画像の濃度を計測するように設置してもよいし、中間転写体上または媒体上に形成されたテストパターン画像の濃度を計測するように濃度センサーを設置するようにしてもよい。
【００４９】
また、このテストパターンの濃度を計測する代わりに、感光体上に形成された静電潜像の表面電位を、図２に示すような表面電位計６により計測し、この表面電位計６により計測された電位が、最も大きい電位を示す位置を最適なＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離として焦点調節を行うようにしてもよい。
【００５０】
感光体上に形成される静電潜像も、焦点距離がずれている場合には、画像部分以外の部分の電位もＬＥＤプリンタヘッドによる光学露光により電荷が消失しており、焦点距離が正確に合っている場合に比べて、テストパターンの形成されている部分の表面電位計による計測範囲の電位が低くなっているからである。
【００５１】
【発明の効果】
この発明により、以下に示すような効果が期待できる。
【００５２】
ＬＥＤプリンタヘッドを露光装置として用いる電子写真装置において、製造上の精度の問題から、ＬＥＤプリンタヘッドの装置への取り付け時に、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離が正確な焦点距離からずれて取り付けられてしまうことや、長期間の装置使用による経年変化などにより焦点距離が合わなくなることで、画質劣化が発生することがあった。
【００５３】
このような問題を解決するため、製造時の精度を上げるために、基準となる位置決め部品を設置した装置や、ＬＥＤプリンタヘッドにローラーを設けるなどしてＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を一定に保つような装置が考案されている。
【００５４】
しかし、このような従来の装置では、結局は製造上の精度の問題を完全に解決することはできず、また、経年変化により焦点ずれが発生する場合があった。
【００５５】
本発明を利用することにより、製造時の精度上の問題からＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離が正確な焦点距離からずれて取り付けられた場合や、経年変化により焦点ずれが発生した場合でも、自動的に焦点調節を行うことができ、ＬＥＤプリンタヘッドと感光体との距離を常に正確な焦点距離に合わせることで、高画質な印刷を行うことができる電子写真装置を提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成図である。
【図２】表面電位計を用いた場合の全体構成図である。
【図３】焦点調節用のテストパターンの説明図である。
【図４】焦点調節用のテストパターンの別の例の説明図である。
【図５】焦点ずれによる光学露光時の感光体表面電位の説明図である。
【図６】焦点距離を連続的に変化させたテストパターン印刷の説明図である。
【図７】ＬＥＤプリンタヘッド説明図である。
【図８】基準となる位置決め部品を設けたＬＥＤプリンタヘッドの説明図である。
【図９】ローラーにより焦点距離を一定に保つ装置の説明図である。
【符号の説明】
１：ＬＥＤプリンタヘッド
２：自動位置決め装置
２ａ：送りネジ
２ｂ：パルスモーター
３：焦点調節制御部
４：濃度センサー
５：感光体
６：表面電位計
【図１】
2004306454.tif 000003
【図２】
2004306454.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004306454.tif 000008
【図７】
2004306454.tif 000009
【図８】
2004306454.tif 000010
【図９】
2004306454.tif 000011