JP2008216415A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置であって、特に、像担持体に静電潜像を形成するための露光手段として用いられる光学ヘッドを用いる画像形成装置に関する。また、本発明はそのような光学ヘッドを用いた画像形成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE
一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像手段とを有している。 In general, an electrophotographic toner image forming unit includes a photosensitive member as an image bearing member having a photosensitive layer on an outer peripheral surface, a charging unit that uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive member, and a uniform charging unit using the charging unit. An exposure unit that selectively exposes the outer peripheral surface charged to form an electrostatic latent image, and a toner as a developer is applied to the electrostatic latent image formed by the exposure unit to form a visible image ( Developing means for forming a toner image).
カラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して、複数個(例えば4個)配置する。これら単色トナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上で複数色(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(黒))のトナー像を重ね合わせ、中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。 As a tandem type image forming apparatus for forming a color image, a plurality (for example, four) of toner image forming means as described above are arranged on the intermediate transfer belt. The toner image on the photosensitive member by the single color toner image forming unit is sequentially transferred to the intermediate transfer belt, and the toner images of a plurality of colors (for example, yellow, cyan, magenta, and black (black)) are superimposed on the intermediate transfer belt. There is an intermediate transfer belt type that obtains a color image on an intermediate transfer belt.
タンデム方式のカラー画像形成装置(プリンター)において、前記露光手段(光学ヘッド)として発光体アレイを用いる技術が知られている。例えば、特許文献1には、発光体アレイに2次元で配列された発光素子の出力光を単一レンズで拡大して、感光体ドラムに照射し、潜像を形成する例が記載されている。また、特許文献2には、その図5に記載されているように、各色のLEDチップ208を2次元に矩形状に配列した光源204を設けている。また、その図8(A)には、光源により形成される印字ドット451を主走査方向に重複して形成することにより、濃度ムラの発生を抑制することが記載されている。
この種の光学ヘッドを用いる画像形成装置においては、主走査線に大きな不連続点を生じ、この不連続点が連なって目立つ筋となり、画質が劣化することがある。このような不連続点は、像担持体(感光体ドラム)の駆動源であるモータの回転変動、像担持体(感光体ドラム)への駆動力伝達系路に使用される歯車による速度変動、画像形成装置本体の振動による像担持体(感光体ドラム)などの回転速度変動などに起因するものであるが、前記の特許文献1、特許文献2には、このような主走査線の不連続に対する対策が開示されておらず、画質劣化が解消できない、という問題があった。 In an image forming apparatus using this type of optical head, a large discontinuous point is generated in the main scanning line, and the discontinuous point becomes a conspicuous streak and image quality may deteriorate. Such discontinuous points include rotational fluctuations of a motor that is a driving source of the image carrier (photosensitive drum), speed fluctuations caused by gears used in a driving force transmission path to the image carrier (photosensitive drum), This is caused by fluctuations in the rotational speed of the image carrier (photosensitive drum) or the like due to vibration of the image forming apparatus main body. However, there is a problem that image quality deterioration cannot be resolved.
本発明は上記課題を解決するためのものであり、そのために、本発明に係る画像形成装置は、基板と、該基板長手方向に並ぶ複数の発光素子からなる発光素子行を該基板幅方向にn行(ただし、nは3以上の自然数)となるように該基板上に配列した光学ヘッドと、該光学ヘッドを構成する発光素子の発光によって潜像が形成される像担持体と、該像担持体の回転角度を検出してパルスを発生する像担持体回転角度検出手段と、を有し、少なくとも第1行の発光素子行の発光タイミングと、第n行の発光素子行の発光タイミングとは、該像担持体回転角度検出手段のパルスと同期させることを特徴とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that an image forming apparatus according to the present invention includes a substrate and a light emitting element row including a plurality of light emitting elements arranged in the longitudinal direction of the substrate in the substrate width direction. an optical head arranged on the substrate so as to have n rows (where n is a natural number of 3 or more), an image carrier on which a latent image is formed by light emission of a light emitting element constituting the optical head, and the image Image carrier rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the carrier to generate a pulse, and at least light emission timing of the first light emitting element row and light emission timing of the nth light emitting element row Is synchronized with the pulse of the image carrier rotation angle detecting means.
また、本発明に係る画像形成装置は、該発光素子と該像担持体との間には屈折率分布型ロッドレンズが設けられることを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that a gradient index rod lens is provided between the light emitting element and the image carrier.
また、本発明に係る画像形成装置は、該発光素子が有機EL素子であることを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the light emitting element is an organic EL element.
また、本発明に係る画像形成装置は、該発光素子がLEDからなることを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the light emitting element is an LED.
また、本発明に係る画像形成装置は、第1行と第n行の発光素子行以外の発光素子行の発光タイミングは、パルス間の時間間隔を等分することによって決定することを特徴とする。 In the image forming apparatus according to the present invention, the light emission timings of the light emitting element rows other than the first and nth light emitting element rows are determined by equally dividing the time interval between pulses. .
また、本発明に係る画像形成装置は、第1行と第n行の発光素子行以外の発光素子行の発光タイミングは、パルス発生の所定時間後に設定することを特徴とする。 The image forming apparatus according to the present invention is characterized in that the light emission timings of the light emitting element rows other than the first and nth light emitting element rows are set after a predetermined time of pulse generation.
また、本発明に係る画像形成方法は、基板と、該基板長手方向に並ぶ複数の発光素子からなる発光素子行を該基板幅方向にn行(ただし、nは3以上の自然数)となるように該基板上に配列した光学ヘッドと、該光学ヘッドを構成する発光素子の発光によって潜像が形成される像担持体と、該像担持体の回転角度を検出してパルスを発生する像担持体回転角度検出手段と、を有する画像形成装置で、少なくとも第1行の発光素子行の発光タイミングと、第n行の発光素子行の発光タイミングとを、該像担持体回転角度検出手段のパルスと同期させるように制御することを特徴とする。
本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、主走査線の不連続による画質の劣化を低減することができる。
In the image forming method according to the present invention, the substrate and the light emitting element rows composed of a plurality of light emitting elements arranged in the longitudinal direction of the substrate are arranged in n rows (where n is a natural number of 3 or more) in the substrate width direction. An optical head arranged on the substrate, an image carrier on which a latent image is formed by light emission of a light emitting element constituting the optical head, and an image carrier that generates a pulse by detecting a rotation angle of the image carrier An image forming apparatus comprising: a body rotation angle detection unit; and at least a light emission timing of a first light emitting element row and a light emission timing of an nth light emitting element row, and a pulse of the image carrier rotation angle detection unit. It controls to synchronize with.
According to the image forming apparatus and the image forming method of the present invention, it is possible to reduce image quality deterioration due to discontinuity of main scanning lines.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施の形態に係るタンデム型の画像形成装置1の断面を示す図である。本実施形態の画像形成装置1は、ケース本体2と、ケース本体2の前面に開閉自在に装着された第1の開閉部材3と、ケース本体2の上面に開閉自在に装着された第2の開閉部材(排紙トレイを兼用している)4とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a cross section of a tandem type
前記第1の開閉部材3は、ケース本体2の前面に開閉自在に装着された開閉蓋3'を備えている。ケース本体2内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス5、画像形成ユニット6、送風ファン7、転写ベルトユニット9、給紙ユニット10が配設される。また、第1の開閉部材3内には、二次転写ユニット11、定着ユニット12、記録媒体搬送手段13が設けられている。
The first opening /
転写ベルトユニット9は、ケース本体2の下方に配設されており図示を省略した駆動源により回転駆動される駆動ローラ14と、駆動ローラ14の斜め上方に配設される従動ローラ15と、この2本のローラ14、15間に張架されて、前記駆動ローラ14と従動ローラ15により、矢視方向(図の例では一次転写部材21の当接面が下方向)へ循環駆動される中間転写ベルト16とを備えている。クリーニング手段17は、中間転写ベルト16の表面に離間、当接される。
The transfer belt unit 9 is disposed below the
画像形成ユニット6は、複数(本実施形態では4色)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イエロー用)、M(マゼンタ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備えている。各画像形成ステーションY、M、C、Kには、それぞれ、感光体ドラムからなる感光体(像担持体)20、感光体(像担持体)20の周囲に配設された、帯電手段22、潜像形成手段(露光装置)である光学ヘッド23及び現像装置100を有している。各色に対応する画像形成ステーションY、M、C、Kの感光体20に対向して、板バネ電極からなる一次転写部材21がその弾性力で当接され、一次転写部材21には転写バイアスが印加されている。駆動ローラ14に近接した位置には、テストパターンセンサ18が設置されている。
The
感光体(像担持体)20は、矢視方向(時計回り方向)に回転駆動される。帯電手段22は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体(像担持体)20に対して逆方向(反時計回り方向)で、かつ、感光体(像担持体)20の2〜3倍の周速度で感光体(像担持体)20に当接回転して、感光体(像担持体)20の表面を一様に帯電させる。露光装置である光学ヘッド23は、複数の有機EL発光素子を感光体(像担持体)20の軸方向(主走査方向)及び幅方向(副走査方向)にアレイ状に複数列配列した、有機EL発光素子アレイを用いている。有機EL発光素子アレイを用いた光学ヘッド23は、レーザ走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、しかも、感光体(像担持体)20に対して近接配置が可能であるので、装置全体を小型化できるという利点を有する。また、レーザ走査光学系のように部品点数が多くないので、構成が簡略化される。なお、光学ヘッド23に用いることができる発光素子としては、このような発光素子に限定されるものではなく、LEDなども用いることができる。本実施形態においては、各画像形成ステーションY、M、C、Kの感光体(像担持体)20、帯電手段22及び光学ヘッド23を1つの感光体ユニット25としてユニット化している。
The photoconductor (image carrier) 20 is rotationally driven in the direction of the arrow (clockwise direction). The
感光体(像担持体)20には感光体(像担持体)20の回転角度検出手段であるロータリーエンコーダー(不図示)が設けられ、光学ヘッド23を構成する有機EL発光素子の一部の発光タイミングの同期をとるように構成される。
The photoconductor (image carrier) 20 is provided with a rotary encoder (not shown) which is a means for detecting the rotation angle of the photoconductor (image carrier) 20, and a part of the organic EL light emitting elements constituting the
次に、現像装置100の詳細について、画像形成ステーションKを例として説明する。現像装置100は、トナー(図のハッチング部)を貯留するケース103と、このケース103内に形成されたトナー収容部101と、トナー収容部101内に配設されたアジテータ119と、トナー収容部101の上部に区画形成されたトナーガイド部材133を有している。また、トナーガイド部材133の上方に配設された供給ローラ105と、トナーガイド部材133に設けられ供給ローラ105に当接される当接部143と、トナーガイド部材133及び像担持体20に当接するように配設される現像ローラ107と、現像ローラ107に当接される規制ブレード109とが設けられている。
Next, details of the developing
次に、記録媒体PPの搬送経路に設けられている部材について説明する。給紙ユニット10は、記録媒体PPが積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35から記録媒体PPを一枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部を備えている。第1の開閉部材3内には、二次転写部への記録媒体PPの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37と、駆動ローラ14及び中間転写ベルト16に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット11と、定着ユニット12と、記録媒体搬送路13と、排紙ローラ対39と、両面プリント用搬送路40を備えている。記録媒体に両面プリントする場合には、片面に画像データを転写、定着した記録媒体を排紙ローラ対39の位置から逆送して両面プリント用搬送路40を搬送し、レジストローラ対37から再度記録媒体搬送路13で搬送する。
Next, members provided in the conveyance path of the recording medium PP will be described. The
定着ユニット12は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ45と、この加熱ローラ45を押圧付勢する加圧ローラ46と、加圧ローラ46に揺動可能に配設されたベルト張架部材47と、加圧ローラ45とベルト張架部材47間に張架された耐熱ベルト49を有している。記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ45と耐熱ベルト49で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
The fixing unit 12 includes a
次に、本発明の画像形成装置に用いる光学ヘッドの構成の基礎について説明する。
図2は光学ヘッドの発光素子等をその上に形成するガラス基板を示す図であり、図3は光書き込み光学ヘッドの構成を示す一部を破断した斜視図であり、図4はその副走査方向(幅方向)に沿ってとった断面図である。
Next, the basic configuration of the optical head used in the image forming apparatus of the present invention will be described.
FIG. 2 is a view showing a glass substrate on which light emitting elements and the like of the optical head are formed, FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of the optical writing optical head, and FIG. It is sectional drawing taken along the direction (width direction).
図2は、本発明の実施形態の画像形成装置に用いられる光学ヘッドの概略平面図である。ガラス基板262には、副走査方向(ガラス基板262幅方向)にLaの距離内に4ラインの有機EL発光素子ライン274、275、276、277が形成されている。4ラインの発光素子は、斜め方向に1x列、2x列、・・・nx列の発光素子列を形成している。271は、各発光素子261の駆動回路であり、例えばTFTにより各発光素子261を制御する。発光素子は斜め配列することにより、駆動回路271と有機EL発光素子261を結ぶ給電配線の配置が容易になる。図2の例では、副走査方向に配列された発光素子列の両端(274、277)に設けた発光素子の副走査方向の間隔をLaとしている。
FIG. 2 is a schematic plan view of an optical head used in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. On the
図2のように、主走査方向に4ラインの有機EL発光素子ラインを副走査方向では斜め方向に配列した発光素子列を有する光学ヘッドにおいて、感光体20への潜像形成について説明する。最初に第1ラインの発光素子ライン274の発光素子を発光させた後、感光体20を回転させながら時間間隔をおいて第2ライン275、第3ライン276、第4ライン277の有機EL発光素子ラインを順に発光させて、感光体20の主走査方向に1列の潜像を形成する。その際、感光体20の回転方向の速度変動により、印字ドットが副走査方向にある幅を持って変位し、主走査線の不連続が発生する。主走査線の不連続が発生する速度変動要因は、モータの回転変動、駆動力伝達経路に使用される歯車による速度変動、機内の振動による感光体等の回転速度変動である。なお、有機EL発光素子ラインの詳細な定義、及び主走査線不連続に関する問題点については、後に詳述する。
The formation of a latent image on the
図3は、本発明の画像形成装置の光学ヘッド23を拡大して示す概略の斜視図である。光学ヘッド23は、図示するように4ラインの有機EL発光素子ラインが形成されているガラス基板262がハウジング260に収納される構成となっている。
FIG. 3 is an enlarged perspective view schematically showing the
屈折率分布型ロッドレンズアレイ265は結像光学系を構成し、発光部263の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ266を俵積みしている。本実施形態においては、結像光学系として屈折率分布型ロッドレンズ266を採用しているが、結像光学系としてマイクロレンズを採用しても良い。このようなマイクロレンズは、光学倍率マイナス(倒立結像)のレンズである。ハウジング260は、ガラス基板262の周囲を覆い、感光体(像担持体)20に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ266から感光体(像担持体)20に光線Rを射出する。
The gradient index
感光体ユニット25に取り付けられた各感光体20に対して、光学ヘッド23を正確に位置決めするために、位置決めピン269とねじ挿入孔268を設けている。位置決めピン269を、図示を省略した光学ヘッド23のケースの対向する位置決め穴に嵌入させる。位置決めピン269と位置決め穴とは主走査方向に若干の隙間を持って嵌入され、光学ヘッド23の主走査方向への位置調整が可能に設定されている。また、長尺のハウジング260の両端に設けたねじ挿入孔268を通して、固定ねじを前記光学ヘッド23のケースのねじ穴にねじ込んで固定することにより、各ラインヘッド23が所定位置に固定される。
Positioning pins 269 and screw insertion holes 268 are provided in order to accurately position the
図4は、本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いる光学ヘッドの縦断断面図であり、図3の構成を部分的に示している。ガラス基板262上に有機EL素子261の発光部263を載置し、同じガラス基板262上に形成されたTFT271(図3)により駆動される。発光部263の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ266を通して、出力光が像担持体へ照射される。ハウジング260は、ガラス基板262の周囲を覆い、像担持体20に面した側は開放する。ガラス基板262は長尺のハウジング260に設けられた受け穴中に嵌め込まれ、裏蓋223を被せて固定金具225により固定される。不透明の裏蓋223は、発光部263の出力光が像担持体への照射面とは反対側に放射されることを防止して発光効率を高めている。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an optical head used in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention, and partially shows the configuration of FIG. The
長尺のハウジング260の両端に設けた位置決めピン269を対向する画像形成装置本体の位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のハウジング260の両端に設けたねじ挿入孔268を通して固定ねじを画像形成装置本体のねじ穴にねじ込んで固定することにより、光書き込み光学ヘッド23が所定位置に固定されている。
The positioning pins 269 provided at both ends of the
次に、感光体(像担持体)20に設けられる感光体(像担持体)20の回転角度検出手段であるロータリーエンコーダーについて説明する。図5は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の感光体(像担持体)に接続されたロータリーエンコーダーの外観を示す図であり、図6はロータリーエンコーダーのスリット円板を示す図であり、図7はロータリーエンコーダーの断面を示す図である。 Next, a rotary encoder serving as a rotation angle detection unit of the photoconductor (image carrier) 20 provided on the photoconductor (image carrier) 20 will be described. FIG. 5 is a diagram showing an external appearance of a rotary encoder connected to a photoconductor (image carrier) of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing a slit disk of the rotary encoder. FIG. 7 is a view showing a cross section of the rotary encoder.
図5乃至図7において、300はロータリーエンコーダー、301はスリット円板、302は検出部、303は発光部、304は受光部、305は感光体(像担持体)軸をそれぞれ示している。ロータリーエンコーダー300は、所定の間隔でスリットが形成されたスリット円板301と検出部302とで構成される。検出部302は、発光ダイオードなどの発光部303及びフォトトランジスタなどの受光部304からなっている。感光体(像担持体)20に設けられるロータリーエンコーダー300から出力される信号は、光学ヘッド23を構成する有機EL等の発光素子の一部の発光タイミングの同期をとるために利用される。ここで、本実施形態においては、ロータリーエンコーダー300の出力パルスが全ての発光素子の発光タイミングの同期を取ることができないのは、ロータリーエンコーダー300の回転角度の検出限界によるものである。ロータリーエンコーダー300のスリット円板301に形成するスリットには、加工精度の限界やコストの制約がある。このため、ロータリーエンコーダー300が検出することができる精度には限界がある。本来、光学ヘッド23の全ての発光素子の発光タイミングの同期をロータリーエンコーダー300の出力パルスでまかなうことができれば理想的であるが、現実的には上記のような制約があるために、本発明においてはロータリーエンコーダー300の信号は、光学ヘッド23の発光素子の一部の発光タイミングの同期をとるために利用されるのである。
5 to 7,
次に、光学ヘッド23の発光素子等の配列の定義について説明する。図8乃至図10は、光学ヘッドの各構成要素の配列の定義のため各構成要素を模式的に示した図である。光学ヘッド23のガラス基板262は矩形形状をしており、図中の矢印Cで示される長手方向と、矢印Dで示される幅方向を有するものである。また、感光体(像担持体)20において、図中矢印Aで示される方向を主走査方向として、矢印Bで示される方向を副走査方向とする。なお、図8乃至図10においては、屈折率分布型ロッドレンズ266などの図示を省略している。
Next, the definition of the arrangement of light emitting elements and the like of the
本実施形態の例では、光学ヘッド23の長手方向に4個ごとの有機EL素子が斜め状に配列されている。この4個ごとの有機EL素子の配列は、光学ヘッド23の長手方向に周期性を有するものである。感光体(像担持体)20上に示される290は、発光素子261の発光によって形成される照射部であるスポットを表している。このスポット290の集合が感光体(像担持体)20上で潜像を形成するものである。図8において、スポット290は、感光体(像担持体)20を透過的にみたときのものが図示されており、以後の図においてスポット290に係る配列の定義を行う際にも、このような図示に基づき定義されるものとする。
In the example of the present embodiment, every four organic EL elements are arranged obliquely in the longitudinal direction of the
次に、図9及び図10を参照しつつ、発光素子261及びスポット290の配列の定義について説明する。図9はガラス基板262上の発光素子261を模式的に示すものであり、図10は感光体(像担持体)20上のスポット290を模式的に示すものである。ガラス基板262の長手方向に一直線上に配列される発光素子261の集まりを発光素子行として定義する。そして、図示するような順序で、発光素子行第1行〜発光素子行第4行とする。同様に、感光体(像担持体)20の長手方向に一直線上に配列されるスポット290の集まりをスポット行として定義する。同じように図示するような順序で、スポット行第1行〜スポット行第4行とする。
Next, the definition of the arrangement of the
次に、発光素子261の発光タイミングと、感光体(像担持体)20におけるスポット290の形成タイミングとの関係について図11乃至図14を参照しつつ説明する。図11乃至図14は、感光体(像担持体)20におけるスポット照射部の形成過程を模式的に示す図である。
Next, the relationship between the light emission timing of the
図13乃至図18では、感光体(像担持体)20の主走査方向に、一本のライン状のスポットを形成する場合について説明する。 13 to 18, a case where a single linear spot is formed in the main scanning direction of the photoconductor (image carrier) 20 will be described.
図11は、感光体(像担持体)20の所定箇所がP1の位置に到達したときの様子を示している。このとき第4行目の発光素子行が発光し、感光体(像担持体)20の第4行目のスポット行によって潜像を形成する。 FIG. 11 shows a state where a predetermined portion of the photoconductor (image carrier) 20 reaches the position P1. At this time, the fourth light emitting element row emits light, and a latent image is formed by the fourth spot row of the photoconductor (image carrier) 20.
図12は、感光体(像担持体)20の所定箇所がP2の位置に到達したときの様子を示している。このとき第3行目の発光素子行が発光し、感光体(像担持体)20の第3行目のスポット行によって潜像を形成する。なお、感光体(像担持体)20上の黒丸は、先のP1の位置で形成された潜像スポットを示している。 FIG. 12 shows a state where a predetermined portion of the photoconductor (image carrier) 20 reaches the position P2. At this time, the third light emitting element row emits light, and a latent image is formed by the third spot row of the photoconductor (image carrier) 20. A black circle on the photoconductor (image carrier) 20 indicates a latent image spot formed at the position P1.
図13は、感光体(像担持体)20の所定箇所がP3の位置に到達したときの様子を示している。このとき第2行目の発光素子行が発光し、感光体(像担持体)20の第2行目のスポット行によって潜像を形成する。なお、感光体(像担持体)20上の黒丸は、先のP1、P2の位置で形成された潜像スポットを示している。 FIG. 13 shows a state where a predetermined portion of the photoconductor (image carrier) 20 reaches the position P3. At this time, the second light emitting element row emits light, and a latent image is formed by the second spot row of the photoconductor (image carrier) 20. The black circles on the photoconductor (image carrier) 20 indicate the latent image spots formed at the positions P1 and P2.
図14は、感光体(像担持体)20の所定箇所がP4の位置に到達したときの様子を示している。このとき第1行目の発光素子行が発光し、感光体(像担持体)20の第1行目のスポット行によって潜像を形成する。なお、感光体(像担持体)20上の黒丸は、先のP1、P2、P3の位置で形成された潜像スポットを示している。 FIG. 14 shows a state where a predetermined portion of the photoconductor (image carrier) 20 reaches the position P4. At this time, the first light emitting element row emits light, and a latent image is formed by the first spot row of the photoconductor (image carrier) 20. The black circles on the photoconductor (image carrier) 20 indicate the latent image spots formed at the positions P1, P2, and P3.
光学ヘッド23には、以上のような発光素子の発光タイミングで各スポットを形成していき、感光体(像担持体)20上に潜像を形成するものである。
Each spot is formed on the
次に、以上のような基本構成を有する光学ヘッドを画像形成装置に使用することによって生じる主走査線の不連続の問題点についてあらためて説明する。ガラス基板262における発光素子261の配列の仕方は任意であるが、ここで、発光素子行が第1行〜第4行ある場合について説明する。
Next, the problem of discontinuity of the main scanning lines caused by using the optical head having the above basic configuration in the image forming apparatus will be described again. The arrangement of the
図15及び図16は、感光体(像担持体)20上に形成されるスポットを示す図である。図15は、感光体(像担持体)20の回転速度にムラが生じず、感光体(像担持体)20上に理想的に形成される1ラインのスポットを示しており、図16は、従来の画像形成装置の主走査線の不連続による画質の劣化について説明する図である。画像形成装置の主走査線の不連続について考えるときに、簡単のために感光体(像担持体)20に主走査方向に1ラインのスポット照射部を形成することを考えることとする。感光体(像担持体)20に1ラインのスポット照射部を形成するためには、第4行目の発光素子行→第3行目の発光素子行→第3行目の発光素子行→第1行目の発光素子行を順次発光させる、という発光タイミングで、スポットを形成することとなる。 FIGS. 15 and 16 are views showing spots formed on the photoconductor (image carrier) 20. FIG. 15 shows a one-line spot ideally formed on the photoconductor (image carrier) 20 without unevenness in the rotational speed of the photoconductor (image carrier) 20, and FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining deterioration in image quality due to discontinuity of main scanning lines in a conventional image forming apparatus. When considering the discontinuity of the main scanning line of the image forming apparatus, for the sake of simplicity, it is considered to form a one-line spot irradiation portion in the main scanning direction on the photoconductor (image carrier) 20. In order to form a one-line spot irradiation part on the photoconductor (image carrier) 20, the fourth light emitting element row → the third light emitting element row → the third light emitting element row → the first line. Spots are formed at the light emission timing of sequentially emitting light from the first light emitting element row.
ここで、感光体(像担持体)20に駆動力を伝達する機構部に変調があり、感光体(像担持体)20の回転速度にムラが生じると、形成される1ラインのスポット照射部は、真っ直ぐのスポット照射部とはならず、発光素子グループの発光タイミングにつれて、ずれることとなる。このようなずれが主走査線の不連続による画質劣化の原因となる。 Here, if there is a modulation in the mechanism that transmits the driving force to the photoconductor (image carrier) 20 and the rotational speed of the photoconductor (image carrier) 20 is uneven, a 1-line spot irradiation unit is formed. Does not become a straight spot irradiating part, but shifts with the light emission timing of the light emitting element group. Such a shift causes image quality deterioration due to discontinuity of the main scanning line.
図16は従来の感光体(像担持体)20にロータリーエンコーダーが設けられていない画像形成装置によって生じる主走査線の不連続について説明する図である。図16は、感光体(像担持体)20の回転速度にムラが生じたときに形成される1ラインのスポットを示している。図16に示すように、感光体(像担持体)20の回転速度にムラが生じると、スポット行毎に段差状にずれて形成される。このような1ラインのずれが画質の劣化の原因となってしまう。図16の場合では、隣接するスポット行同士で最も顕著な段差状のずれは、発光タイミング4回分の累積ずれ量となる。このようなスポット行同士で最も顕著な段差状のずれは、画質の劣化を目立たせてしまう。本発明においては、このような隣接するスポット行同士の段差状のずれをなるべく小さくして、主走査線の不連続による画質の劣化をなるべく抑制するような画像形成装置を提案するものである。 FIG. 16 is a diagram for explaining discontinuity of main scanning lines caused by an image forming apparatus in which a conventional encoder (image carrier) 20 is not provided with a rotary encoder. FIG. 16 shows one line of spots formed when unevenness occurs in the rotational speed of the photoconductor (image carrier) 20. As shown in FIG. 16, when unevenness occurs in the rotation speed of the photoconductor (image carrier) 20, the spot is formed so as to be stepped for each spot row. Such a shift of one line causes deterioration of image quality. In the case of FIG. 16, the most prominent step-like deviation between adjacent spot rows is an accumulated deviation amount corresponding to four light emission timings. Such a noticeable step-like shift between the spot rows makes the deterioration of the image quality noticeable. The present invention proposes an image forming apparatus that minimizes such a step-like shift between adjacent spot rows and suppresses degradation of image quality due to discontinuity of main scanning lines as much as possible.
本発明の画像形成装置は、先に説明したようにロータリーエンコーダー300を備えるものであり、このロータリーエンコーダー300からの出力パルスによって光学ヘッド23を構成する有機EL等の発光素子の発光タイミングの同期をとる。ただし、光学ヘッド23の全ての発光素子の発光タイミングの同期をロータリーエンコーダー300の出力パルスでとることができない。そのため、本発明においては、光学ヘッド23の一部の発光素子の発光タイミングの同期をロータリーエンコーダー300の出力パルスでとるように構成するものである。
As described above, the image forming apparatus of the present invention includes the
図17は、本実施形態の画像形成装置によって形成されるスポットを示す図である。ここでも、簡単のために画像形成装置の主走査線の不連続について考えるときに、簡単のために感光体(像担持体)20に主走査方向に1ラインのスポット照射部を形成することを考えることとする。 FIG. 17 is a diagram showing spots formed by the image forming apparatus of this embodiment. Also here, when considering the discontinuity of the main scanning line of the image forming apparatus for the sake of simplicity, it is necessary to form a spot irradiation portion of one line in the main scanning direction on the photosensitive member (image carrier) 20 for the sake of simplicity. Think about it.
これまで説明してきたように、感光体(像担持体)20に1ラインのスポット照射部を形成するためには、第4行目の発光素子行→第3行目の発光素子行→第3行目の発光素子行→第1行目の発光素子行を順次発光させる、という発光タイミングで、スポットを形成することとなる。本発明においては、少なくとも第4行目の発光素子行と第1行目の発光素子行との発光タイミングは、ロータリーエンコーダー300からの出力パルスと同期させるように構成する。このような本発明によって形成されるスポットは図17に示されるものであり、第1行目のスポット行と第4行目のスポット行とは少なくとも一致することとなり、主走査線の不連続による画質の劣化を抑制することができる。
As described above, in order to form a one-line spot irradiation section on the photoconductor (image carrier) 20, the fourth light emitting element row → the third light emitting element row → the third line. Spots are formed at the light emission timing of sequentially emitting light from the first light emitting element row to the first light emitting element row. In the present invention, the light emission timings of at least the fourth light emitting element row and the first light emitting element row are configured to be synchronized with the output pulse from the
これまで、第1行目から第4行目からなる発光素子行を有する光学ヘッド23を例に説明してきたが、本発明の画像形成装置で利用できる光学ヘッドはこれに限るものではなく、一般化すれば、第1行目から第n行目からなる発光素子行を有する光学ヘッド(ただし、nは3以上の自然数)を用いた画像形成装置に適用することができる。このような光学ヘッドでは、少なくとも第1行目と第n行目の発光素子行の発光タイミングの同期をロータリーエンコーダーの出力パルスによってとるようにする。なお、このような場合、第1行目と第n行目以外の発光素子行の発光タイミングは、ロータリーエンコーダーの出力パルス間の時間間隔を適宜等分することによって決定してもよいし、ロータリーエンコーダーの出力パルスの所定時間後とするように設定してもよい。
So far, the
図18は、本実施形態の画像形成装置によって形成されるスポットを示す図である。第1行目から第5行目からなる発光素子行を有する光学ヘッドを用いた画像形成装置の感光体(像担持体)20上の1ラインのスポットを示している。この例においても、第1行目のスポット行と第5行目のスポット行とは少なくとも一致することとなり、主走査線の不連続による画質の劣化を抑制することができる。 FIG. 18 is a diagram showing spots formed by the image forming apparatus of this embodiment. A spot of one line on the photosensitive member (image carrier) 20 of the image forming apparatus using the optical head having the light emitting element rows consisting of the first row to the fifth row is shown. In this example as well, the first spot line and the fifth spot line at least coincide with each other, and image quality deterioration due to discontinuity of the main scanning lines can be suppressed.
以上、本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、主走査線の不連続による画質の劣化を低減することができる。 As described above, according to the image forming apparatus and the image forming method of the present invention, it is possible to reduce deterioration in image quality due to discontinuity of main scanning lines.
1・・・画像形成装置、2・・・・・・ケース本体、3第1の開閉部材、3'・・・開閉蓋、4・・・第2の開閉部材、5・・・電装品ボックス、6・・・画像形成ユニット、7・・・送風ファン、9・・・転写ベルトユニット、10・・・給紙ユニット、11・・・二次転写ユニット、12・・・定着ユニット、13・・・記録媒体搬送手段、14・・・駆動ローラ、15・・・従動ローラ、16・・・中間転写ベルト、17・・・クリーニング手段、18・・・テストパターンセンサ、20・・・感光体(像担持体)、21・・・一次転写部材、22・・・帯電手段、23・・・光学ヘッド、35・・・給紙カセット、36・・・ピックアップローラ、37・・・レジストローラ対、39・・・排紙ローラ対、40・・・両面プリント用搬送路、45・・・加熱ローラ、46・・・加圧ローラ、47・・・ベルト張架部材、49・・・耐熱ベルト、100・・・現像装置、101・・・トナー収容部、103・・・ケース、105・・・供給ローラ、107・・・現像ローラ、109・・・規制ブレード、111・・・板バネ部材、112・・・弾性部材、113・・・トナー、117・・・回転軸、119・・・アジテータ、121・・・アーム部材、123・・・撹拌フィン、129・・・トナー案内面、131・・・トナー案内空間部、133・・・トナーガイド部材、135・・・スクレーパ、137・・・平坦搬送部、139・・・一時貯留部、141・・・湾曲部、143・・・当接部、223・・・裏蓋、225・・・固定金具、260・・・・・・ハウジング、261・・・各発光素子、262・・・ガラス基板、263・・・発光部、266・・・屈折率分布型ロッドレンズ、269・・・位置決めピン、268・・・ねじ挿入孔、271・・・駆動回路、274、275、276、277・・・有機EL発光素子ライン、300・・・ロータリーエンコーダー、301・・・スリット円板、302・・・検出部、303・・・発光部、304・・・受光部、305・・・感光体(像担持体)軸
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該光学ヘッドを構成する発光素子の発光によって潜像が形成される像担持体と、
該像担持体の回転角度を検出してパルスを発生する像担持体回転角度検出手段と、を有し、
少なくとも第1行の発光素子行の発光タイミングと、第n行の発光素子行の発光タイミングとは、該像担持体回転角度検出手段のパルスと同期させることを特徴とする画像形成装置。 An optical head arranged on a substrate and light emitting element rows composed of a plurality of light emitting elements arranged in the longitudinal direction of the substrate so as to be n rows in the substrate width direction (where n is a natural number of 3 or more);
An image carrier on which a latent image is formed by light emission of a light emitting element constituting the optical head;
Image carrier rotation angle detection means for detecting a rotation angle of the image carrier and generating a pulse,
At least the light emission timing of the first light emitting element row and the light emission timing of the nth light emitting element row are synchronized with a pulse of the image carrier rotation angle detecting means.
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