(57)【要約】【課題】精度良くビームの副走査方向の位置ずれを補正可能にすることを実現した画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１６にビーム光を照射する光書き込み装置２１における折り返しミラー８を揺動可能に設け、折り返しミラー８に偏心カム１１を当接させ、偏心カム１１を回転体１０によって回転させることで折り返しミラー８の角度を調節するものであって、感光体ドラム１５，１６に形成し、像担持体７に重ね合わせたトナー像を位置ズレ検出センサ１３によって検知し、ズレ量の補正値を求め、この補正値に基づいて回転体１０を回転制御することにより、感光体ドラム１５，１６に形成するトナー像を像担持体７で重ね合わせた際の副走査方向の位置ズレを補正する。【選択図】    図１
2005017733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体と、各感光体に対応してビーム光を発生する光源、この光源からのビーム光を感光体面に走査させるポリゴンモータ、および複数の感光体に対応して設けられ、感光体にビーム光を導く光学手段を有する光書き込み装置と、複数の感光体上からトナー像を順次重ね合わせるように転移させて担持する像担持体とを有する画像形成装置において、
所定の１つの光源からのビーム光を基準ビームとし、少なくとも基準ビームを導く光学手段以外の光学手段に、感光体の走査位置を副走査方向に移動させるようにビーム光の反射角度を可変とする反射手段を設け、副走査方向のビームピッチ以上に走査位置が移動するように前記反射手段の角度を変化させる調整手段を設け、
基準ビームに基づく主走査方向の横線からなるトナー像と、他の光源からのビーム光に基づく主走査方向の横線からなるトナー像とを重ね合わせたトナー像から、両トナー像のズレ量を検出する検出手段と、この検出手段によって検出されたズレ量を補正する補正量を求め、この補正量に基づいて前記調整手段を駆動させる制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検出手段を、前記像担持体あるいは前記像担持体からトナー像が転写された転写体に形成されたトナー像を読み取り可能な位置に配置した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】
感光体に対する走査を周期的に行い、基準ビームに基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成するとともに、前記調整手段によって前記反射手段の角度を傾けながら他の光源からのビーム光に基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成し、両トナー像を重ね合わせ、横線のピッチが最大になる時の前記反射手段の角度を検出して、補正することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
走査中の期間には前記調整手段によって前記反射手段を揺動させないことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記複数の横線のトナー像を作成する際、前記ポリゴンモータが有する複数の反射面において同一の反射面で偏向させることを特徴とする請求項３または４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記周期を、前記反射手段の揺動時間単位に、前記同一の反射面がビーム光の光路に到達するまでの時間を加算した時間以上に設定したことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記調整手段を、前記反射手段に当接する偏心カムとこの偏心カムを回転駆動させる回転体とによって構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記調整手段が１つの反射手段に対して複数個設置されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記偏心カムの基準位置を判別する検知手段を設け、前記回転体をステッピングモータとしたことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記偏心カムは、前記反射手段の鏡面側に当接していることを特徴とする請求項７または９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
複数の感光体と、各感光体に対応してビーム光を発生する光源、この光源からのビーム光を感光体面に走査させるポリゴンモータ、および複数の感光体に対応して設けられ、感光体にビーム光を導く光学手段を有する光書き込み装置と、複数の感光体上からトナー像を順次重ね合わせるように転移させて担持する像担持体とを有する画像形成装置において、
所定の１つの光源からのビーム光を基準ビームとし、少なくとも基準ビームを導く光学手段以外の光学手段に、感光体の走査位置を副走査方向に移動させるようにビーム光の反射角度を可変とする反射手段を設け、副走査方向のビームピッチ以上に走査位置が移動するように前記反射手段の角度を変化させる調整手段を設け、
さらに、感光体に対する走査を周期的に行い、基準ビームに基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成するとともに、前記調整手段によって前記反射手段の角度を傾けながら他の光源からのビーム光に基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成し、両トナー像を重ね合わせて用紙に印刷する手段と、前記反射手段の角度の補正量を入力する入力手段と、この入力手段からの補正信号に基づいて前記調整手段を駆動させる制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機などに適用され、特にカラーの機器に適用される画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式の高速化、高画質化、カラー化が進み、マルチビームでの書き込みにより、より高速に、より高画質に、また、カラーのための複数書き込みが行われている。
【０００３】
カラー画像形成装置においては、複数の感光体を用意し、それぞれに各色のトナー像を形成して、像担持体にトナー像を順次転移させて重ね合わせ、この重ね合わせたトナー像を用紙に転写することにより、高速化を図ったものもある。この場合、各感光体のトナー像を正確に重ね合わせる必要があるが、各トナー像の位置にズレが生じた場合には、そのズレを補正する必要がある。ここで、ズレを補正するための手段の一つとして、光書き込み時におけるビーム光の副走査方向の位置を調整することが考えられる。
【０００４】
副走査方向の色ズレを補正する技術としては、従来、特許文献１に記載されたものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１９３４６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリゴンモータを用いた光学走査系においては、副走査方向のビームピッチは、ポリゴンモータの面間の切り替わりにより決定されるため、ビーム間の書き込みの位置のズレの調整について、特にビームピッチ以下の調整は、ポリゴン面間の切り替えでは実現できない。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決し、精度良くビームの副走査方向の位置ずれを補正可能にすることを実現した画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の感光体と、各感光体に対応してビーム光を発生する光源、この光源からのビーム光を感光体面に走査させるポリゴンモータ、および複数の感光体に対応して設けられ、感光体にビーム光を導く光学手段を有する光書き込み装置と、複数の感光体上からトナー像を順次重ね合わせるように転移させて担持する像担持体とを有する画像形成装置において、所定の１つの光源からのビーム光を基準ビームとし、少なくとも基準ビームを導く光学手段以外の光学手段に、感光体の走査位置を副走査方向に移動させるようにビーム光の反射角度を可変とする反射手段を設け、副走査方向のビームピッチ以上に走査位置が移動するように前記反射手段の角度を変化させる調整手段を設け、基準ビームに基づく主走査方向の横線からなるトナー像と、他の光源からのビーム光に基づく主走査方向の横線からなるトナー像とを重ね合わせたトナー像から、両トナー像のズレ量を検出する検出手段と、この検出手段によって検出されたズレ量を補正する補正量を求め、この補正量に基づいて前記調整手段を駆動させる制御手段とを設けたことを特徴とする。このように構成したことにより、基準ビームによるトナー像の領域に対して他のビーム光によるトナー像が必ずまたぐようになるため、重なったトナー像から副走査方向のズレ量を求めることが可能になり、確実にピッチ調整ができるようになる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記検出手段を、前記像担持体あるいは前記像担持体からトナー像が転写された転写体に形成されたトナー像を読み取り可能な位置に配置したことを特徴とする。このように構成したことにより、基準ビームによるトナー像と他のビームによるトナー像との重なりを検出することが可能となる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、感光体に対する走査を周期的に行い、基準ビームに基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成するとともに、前記調整手段によって前記反射手段の角度を傾けながら他の光源からのビーム光に基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成し、両トナー像を重ね合わせ、横線のピッチが最大になる時の前記反射手段の角度を検出して、補正することを特徴とする。このように構成したことにより、基準ビームによるトナー像が等間隔に配列され、このトナー像に他のビーム光によるトナー像が重なり、トナー像の太さあるいは隣り合うトナー像とのピッチを比較することにより、このビームピッチ以内のズレを確実に調整可能とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、走査中の期間には前記反射手段の角度の調整を行わないことを特徴とする。このように構成したことにより、トナー像の重なりがラインの途中でずれることをなくすことが可能になる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に係る発明において、前記複数の横線のトナー像を作成する際、前記ポリゴンモータが有する複数の反射面において同一の反射面で偏向させることを特徴とする。このように構成したことにより、ポリゴンモータが有する複数の反射面による偏向方向のバラツキによる誤差を排除することが可能になり、複数の横線のトナー像を安定して作成することが可能になる。その結果、反射手段の角度の調整精度を向上させることが可能になる。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記周期を、前記反射手段の揺動時間単位に、前記同一の反射面がビーム光の光路に到達するまでの時間を加算した時間以上に設定したことを特徴とする。このように構成したことにより、反射手段が停止状態の時に横線のトナー像形成を行うことが可能になり、複数の横線のトナー像を安定して作成することが可能になる。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に係る発明において、前記調整手段を、前記反射手段に当接する偏心カムとこの偏心カムを回転駆動させる回転体とによって構成したことを特徴とする。このように構成したことにより、バックラッシの影響がなく、連続的にピッチのズレを調整することが可能になる。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る発明において、前記調整手段が１つの反射手段に対して複数個設置されたことを特徴とする。このように構成したことにより、調整手段が１つの反射手段に対して複数個設置したため、ねじれの補正も可能とし、より確実に補正を行うことが可能になる。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項７に係る発明において、前記偏心カムの基準位置を判別する検知手段を設け、前記回転体をステッピングモータとしたことを特徴とする。このように構成したことにより、回転体をステッピングモータとしたため、基準位置（ホームポジション）からの位置が、回転体への信号と１対１で対応するようになり、ズレ量を検知した後に、適正量の補正値にあわせることが可能になる。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項７または９に係る発明において、前記偏心カムは、前記反射手段の鏡面側に当接していることを特徴とする。このように構成したことにより、カムの磨耗が少なく、安定的な補正が可能になる。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、複数の感光体と、各感光体に対応してビーム光を発生する光源、この光源からのビーム光を感光体面に走査させるポリゴンモータ、および複数の感光体に対応して設けられ、感光体にビーム光を導く光学手段を有する光書き込み装置と、複数の感光体上からトナー像を順次重ね合わせるように転移させて担持する像担持体とを有する画像形成装置において、所定の１つの光源からのビーム光を基準ビームとし、少なくとも基準ビームを導く光学手段以外の光学手段に、感光体の走査位置を副走査方向に移動させるようにビーム光の反射角度を可変とする反射手段を設け、副走査方向のビームピッチ以上に走査位置が移動するように前記反射手段の角度を変化させる調整手段を設け、さらに、感光体に対する走査を周期的に行い、基準ビームに基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成するとともに、前記調整手段によって前記反射手段の角度を傾けながら他の光源からのビーム光に基づいて複数の横線のトナー像を副走査方向に並列させるように形成し、両トナー像を重ね合わせて用紙に印刷する手段と、前記反射手段の角度の補正量を入力する入力手段と、この入力手段からの補正信号に基づいて前記調整手段を駆動させる制御手段とを設けたことを特徴とする。このように構成したことにより、使用者が印刷結果を見て補正値を決定し、マニュアル操作にて補正値を入力することによって、ピッチ調整ができるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施形態における装置の要部構成を示す斜視図であり、１はＬＤ、２はコリメートレンズ、３はシリンドリカルレンズ、４はポリゴンモータ、４ａはポリゴン反射面、５はｆθレンズ、６はバレルトロイダルレンズ、７は像担持体、８は折り返しミラー、９は同期検知部、１０は回転体、１１は偏心カム、１２は偏心カムホームポジション検知体、１３は位置ズレ検出センサ、１５，１６は感光体ドラムを示す。
【００２１】
像担持体７は、ベルト状であり、複数のローラ体によって循環移動可能に張設されている。この像担持体７に対して感光体ドラム１５，１６が並設されており、感光体ドラム１５に対応して光書き込み装置２０、感光体ドラム１６に対応して光書き込み装置２１が設けられており、光書き込み装置２０，２１から感光体ドラム１５，１６に対してビーム光が照射される。
【００２２】
光書き込み装置２０には、ＬＤ１、コリメートレンズ２、シリンドリカルレンズ３、ポリゴンモータ４、ｆθレンズ５、バレルトロイダルレンズ６、折り返しミラー８、同期検知部９が設けられている。ＬＤ１から出射されたビーム光は、コリメートレンズ２、シリンドリカルレンズ３を介して、ポリゴンモータ４のポリゴン反射面４ａに照射され、このポリゴンモータによって等角速度で偏向されたレーザビームは、ｆθレンズ５、バレルトロイダルレンズ６により等速度偏向に補正された後、折り返しミラー８により反射され、感光体ドラム１５上に走査されるとともに、ポリゴンモータ４によって偏向されたレーザ光の一部を同期検知部９が検知して、その検知信号はＣＰＵにより取り込まれる。
【００２３】
光書き込み装置２１は、上述した光書き込み装置２０における折り返しミラー８の長手方向両側部に配置され、折り返しミラー８の鏡面側に当接する偏心カム１１、この偏心カム１１を回転駆動させる回転体１０、および偏心カム１１の基準位置（ホームポジション）を検知する偏心カムホームポジション検知体１２が設けられた構成であり、折り返しミラー８により反射されたビーム光によって感光体ドラム１６上が走査される。さらに、光書き込み装置２１における折り返しミラー８が角度調整可能に光書き込み装置２１本体に設けられている。
【００２４】
また、図示しないが、感光体ドラム１５，１６にはそれぞれ現像装置が設けられており、さらに、像担持体７における感光体ドラム１５，１６に対して循環移動方向下流側に、位置ズレ検出センサ１３が配置されている。この位置ズレ検出センサ１３は反射型センサやＣＣＤなどの検知手段を有し、光書き込み装置２０によって形成された主走査方向の横線と光書き込み装置２１によって形成された主走査方向の横線との重なり幅を検知して、その検知信号をＣＰＵに出力するものである。
【００２５】
回転体１０は、偏心カム１１のホームポジションからの回転位置が、回転体１０への信号に１対１で対応する駆動手段、たとえばステッピングモータなどで構成することにより、位置ズレ検出センサ１３の検知結果に対して最適な位置に偏心カム１１が回転し、その結果、偏心カム１１の回転位置に合わせて折り返しミラー８の角度を制御することが可能となる。
【００２６】
次に、折り返しミラー８の角度調整動作について説明する。まず、均一に帯電した感光体ドラム１５，１６上を光書き込み装置２０，２１によって、電気的に等間隔なタイミング、すなわちレーザ光を周期的に走査させることにより、主走査方向の横線の潜像を副走査方向に等間隔で形成する。この時、光書き込み装置２１においては、折り返しミラー８の倒れ角度を、副走査方向のビームピッチ以上の間隔で変動するように変化させる。そして、潜像にトナーを付着させて顕像化させ、各トナー像を像担持体７上に転写させて重ね合わせる。そして、像担持体７上のトナー像を位置ズレ検出センサ１３によって読み取り、検知信号をＣＰＵに出力する。ここで、仮に、トナー像を用紙に印刷したならば、図２に示すように、光書き込み装置２０による横線は等間隔であるのに対し、光書き込み装置２１によるラインは、光書き込み装置２０によるライン上を副走査方向に移動する、といった画像が得られる。
【００２７】
ここで、横線の間隔は光書き込みの周期によって決定されるが、本実施形態においては同じポリゴン反射面４ａでビーム光が偏向されるように周期が設定されている。例えば、ポリゴンミラーの中心軸がポリゴンモータ４の回転軸に対して傾いている場合、複数のポリゴン反射面４ａにおける偏向方向が若干異なるようになり、その結果、基準ビームに基づく横線が等間隔にならないおそれがあるが、同一のポリゴン反射面４ａによってビーム光が偏向されて横線を形成することにより、等間隔な横線のトナー像が形成可能になる。
【００２８】
また、光書き込み装置２１においては、周期的に横線を記録する際に、書き込み中には、折り返しミラー８の倒れ角度の調整を行わないように制御される。すなわち、回転体１０がステッピングモータであるため、折り返しミラー８は揺動，停止を繰り返すように駆動される。本実施形態においては回転体１０が停止している間にビーム光を発生させて感光体ドラム１６を走査させるように、折り返しミラー８の揺動時間単位に前述した同一のポリゴン反射面４ａがＬＤ１からのレーザ出射光路に到達するまでの待ち時間を加算した以上の期間が、書き込み周期として設定されている。
【００２９】
ＣＰＵでは副走査方向のビームピッチが最大（ラインの太さが最小）となる時の折り返しミラー８の倒れ角度を求め、この倒れ角度に対応する補正信号を回転体１０に出力する。回転体１０おいては補正信号に応じて偏心カム１１を回転させることによって、折り返しミラー８が揺動して角度調整が完了する。
【００３０】
また、一度折り返しミラー８の角度調整を行った後には、例えば、定期的に、感光体ドラム１５，１６において主走査方向のトナー像の横線を少なくとも１本形成して重ね合わせ、このトナー像を位置ズレ検出センサ１３によって読み取り、ＣＰＵにおいて補正量を求めて回転体１０にフィードバックすることにより、折り返しミラー８を正常な位置に維持することができる。
【００３１】
なお、位置ズレ量は、機器のレイアウトによるが、一般的に、像担持体７上あるいは転写媒体（用紙）上のトナー像を位置ズレ検出センサ１３によって読み取ることで、判定することができる。好ましくは、上位の側に位置ズレ検出センサ１３を配置するのが望ましい。
【００３２】
このように構成したことにより、特に、カラー機においては各色間における像担持体７への転写位置をできる限り同じくすることが可能になり、色ムラの発生を抑えることができる。
【００３３】
また、周期的に記録動作を行う際に、光書き込み装置２１の折り返しミラー８の倒れ角度の調整を、ビームピッチ以上の間隔で変動するように角度を変化させることにより、ビームピッチ以上の変化が発生するため、必ず、ビームが重なる領域をまたぐことができ、確実にピッチ調整ができるようになる。
【００３４】
また、周期的に横線を記録する際に、書き込み中には、折り返しミラー８の倒れ角度の調整を行わないように制御することで、横線のズレ判定パターンに折り返しミラー８の移動分のズレが入り込まなくすることができ、精度良く位置合わせ可能となる。
【００３５】
また、折り返しミラー８の倒れ角度の調整機構を、偏心カムと回転体とによって構成することによって、ネジなどの調整に比べ、バックラッシの無い分、精度が向上するとともに、周期的な変動が連続的に行えるようになる。また、この調整機構を１つのミラーに対して複数個設置することにより、ねじれ、あるいは、たわみなどの調整をも可能とすることができる。
【００３６】
また、偏心カム１１の基準位置（ホームポジション）を持つようにし、回転体１０は、ホームポジションからの位置が回転体１０への信号に１対１で対応する回転駆動手段、たとえばステッピングモータなどで構成することにより、検知結果の最適な位置に偏心カム１１の位置を制御することが可能となる。
【００３７】
また、偏心カム１１を折り返しミラー８の鏡面側に当接させることにより、一般的に鏡面側のほうが平滑性に優れているので、偏心カム１１の磨耗が少なく、安定的に調整ができる。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本実施形態は上述した構成に限るものではない。例えば、前述した実施形態によれば、２つの感光体ドラムに対応して２つで光書き込み装置を用意したが、それに限らず、３つあるいは４つの感光体ドラムに対応して３つあるいは４つの光書き込み装置を用意してもよい。この場合、例えば、４つの光書き込み装置の中の１つの光書き込み装置による光ビームを基準ビームとし、他の３つの光書き込み装置（これらを、第１〜３光書き込み装置と称する）の折り返しミラーの両端にそれぞれ回転体１０および偏心カム１１を設け、基準ビームによるラインと第１の光書き込み装置の光ビームによるラインを重ね合わせて第１の光書き込み装置の折り返しミラーを調整し、次に、基準ビームによるラインと第２の光書き込み装置の光ビームによるラインを重ね合わせて第２の光書き込み装置の折り返しミラーを調整し、最後に、同様に第３の光書き込み装置の折り返しミラーを調整する、というように順に調整することによって、各光書き込み装置の折り返しミラーの調整が完了する。
【００３９】
また、本発明は、２つの光源からのビーム光を１つのポリゴンモータによって互いに反対方向に偏向させ、それぞれに折り返しミラーを配置して２つの感光体ドラムにビーム光を導く、いわゆる対向走査型の光学走査装置においても本発明は適用可能であり、２つの感光体ドラムを備えた画像形成装置においては、左右少なくとも一方の折り返しミラーに前述したような調整機構を設け、一方を基準ビームとしてもよい。また、４つの感光体ドラムを備えかつ２組の対向走査型の光学走査装置を装備した画像形成装置おいては、合計４つの中の３つに前述したような調整機構を設け、調整機構のない折り返しミラーを光学系とする光ビームを基準ビームとしてもよい。また、全ての折り返しミラーに前述したような調整機構を設け、その中の１つの折り返しミラーの調整機構を動作不可として設定し、動作不可とした光学走査装置からの光ビームを基準ビームとしても良い。
【００４０】
また、図２に示すパターンを用紙に記録して出力させ、使用者が用紙に記載されたパターンを見て最適と思われる角度を、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等を介して入力することによって、回転体１０を駆動させ、調整可能にしても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したように構成された本発明によれば、基準ビームによるトナー像の領域に対して他のビーム光によるトナー像が必ずまたぐようになるため、重なったトナー像から副走査方向のズレ量を求めることが可能になり、確実にピッチ調整ができるようになる。特に、カラー機においては各色間のビームの書き込み位置をできる限り同じくすることで、色ムラの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における装置の要部構成を示す斜視図
【図２】等間隔に形成された基準ビームに基づくトナー像に、折り返しミラーを傾けながら他のビームに基づくトナー像を重ね合わせた状態を示す説明図
【符号の説明】
１  ＬＤ
２  コリメートレンズ
３  シリンドリカルレンズ
４  ポリゴンモータ
４ａ  ポリゴン反射面
５  ｆθレンズ
６  バレルトロイダルレンズ
７  像担持体
８  折り返しミラー
９  同期検知部
１０  回転体
１１  偏心カム
１２  偏心カムホームポジション検知体
１３  位置ズレ検出センサ
１５，１６  感光体ドラム
２０，２１  光書き込み装置
【図１】
2005017733.tif 000003
【図２】
2005017733.tif 000004