JP5873040B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関する。

一般に、像担持体を走査して露光するための光走査装置を備えた画像形成装置が知られている。光走査装置は、画像データに対応した光を所定の書き込みタイミングで出射し、像担持体を露光するようになっている。しかし、光走査装置には、装置内部の温度変化や構成部材の位置ズレ等によって、書き込みタイミングにズレが生じる問題がある。

また、カラープリンター等の画像形成装置は、イエローのトナー像、マゼンダのトナー像、シアンのトナー像、及びブラックのトナー像を重ね合わせることによってカラートナー像を形成する。しかし、上述のように光走査装置による書き込みタイミングにズレが生じると、画像形成装置では、重ね合わされたトナー像が互いにずれた色ズレが生じてしまう。

これに対し、特許文献１には、製造工程において、光走査装置が組み付けられた画像形成装置を複数の温度条件で作動させて実際の色ズレ量を測定し、その色ズレ量に関する情報を装置に入力することが教示されている。そして、製品となった画像形成装置が作動する際には、上記色ズレ量に関する情報に基づいた色ズレ補正量を反映して光走査装置が書き込みを行う。そのことにより、製品となった各画像形成装置の固有の色ズレ量を補正し、色ズレの無い画像を実現しようとしている。

特開２０００−７１５１６号公報

しかし、上記特許文献１の構成では、製造工程において光走査装置を組み付けた画像形成装置を、各装置毎に作動させながら色ズレ量を測定しなければならないので、工数が膨大に必要となり、製造コストの大幅な上昇が避けられない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造コストの上昇を抑えつつ、光走査装置による書き込みタイミングのズレを好適に抑制することにある。

本発明に係る光走査装置は、光源と、上記光源から出射された光の光路に配置されると共にフレームに接着剤を介して取付固定された光学部材と、上記光学部材からの光を検知する光検知部と、上記光検知部が光を検知したときに上記光源からの光の出射を停止すると共に、該光源からの光の出射を停止したときから所定の待機時間後の書き込みタイミングに、画像データに対応した光の出射を開始するように上記光源を制御する光源制御部と、上記接着剤の量を記憶する第１記憶部と、上記接着剤の温度を検出するための温度検出部と、上記接着剤の量及び上記接着剤の温度変化量に対する上記書き込みタイミングの変化量を予めデータとして記憶している第２記憶部と、上記第１記憶部に記憶されている接着剤の量と、上記温度検出部により検出された接着剤の温度と、上記第２記憶部に記憶されているデータとから得られる上記書き込みタイミングの変化量だけ上記待機時間を変化させる補正を行う補正部とを備えている。

この構成によると、光学部材からの光を光検知部が検知したときに、光源制御部は、光源からの光の出射を停止させる。さらに、光源制御部は、光源からの光の出射を停止したときから所定の待機時間後の書き込みタイミングに、画像データに対応した光の出射を開始させる。

ここで、本発明者は、鋭意研究の結果、光学部材を固定する接着剤の熱膨張が書き込みタイミングのズレに大きな影響を与えていることを見出して本発明をするに至った。

すなわち、上記構成では、第１記憶部には光学部材を固定する接着剤の量を記憶させておく。第２記憶部には、接着剤の量及び温度変化量に対する書き込みタイミングの変化量を予めデータとして記憶させておく。そして、温度検出部によって接着剤の温度を検出し、その接着剤の温度と、第１記憶部に記憶されている接着剤の量と、第２記憶部に記憶されているデータとから、そのときの書き込みタイミングの変化量が得られる。補正部は、その書き込みタイミングの変化量だけ光源の待機時間を変化させる補正を行う。

したがって、光源から光を出射したときから書き込みタイミングまでの時間を接着剤の量及び温度に拘わらず一定に維持できるので、光走査装置による書き込みタイミングのズレを好適に抑制することが可能になる。しかも、製造工程において、光走査装置を組み付けた各画像形成装置をそれぞれ実際に作動させながら色ズレ量を測定する作業が不要になるので、製造コストの上昇が大幅に抑えられる。

上記光検知部は、書き込みタイミングの同期信号を出力する同期検知センサーであり、上記光学部材は、上記同期検知センサーに上記光源の光を入射させるための同期検知ミラーであることが好ましい。

この構成によると、同期検知ミラーの位置や角度が接着剤の熱膨張によって変化するが、書き込みタイミングは補正部によって適切に補正されるため、その書き込みタイミングのズレが好適に抑制される。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置を備えた画像形成装置であって、上記光源を複数有し、複数の上記光源の光がそれぞれ上記書き込みタイミングで書き込まれることによって静電潜像が形成される複数の感光体を備え、上記複数の感光体の静電潜像を現像して形成されるトナー像を互いに重ね合わせることによってカラートナー像を形成するように構成されている。

この構成によると、複数の光源の光が複数の感光体にそれぞれ書き込まれることによって、複数の感光体には静電潜像がそれぞれ形成される。このとき、光源が光源制御部によって制御されることにより、光源の光は所定の書き込みタイミングで感光体に書き込まれる。そうして、各感光体に静電潜像が形成される。さらに、感光体の各静電潜像が現像されることにより複数のトナー像が形成される。そして、複数のトナー像が互いに重ね合わされることによってカラートナー像が形成される。

そして、温度検出部によって検出された接着剤の温度と、第１記憶部に記憶されている接着剤の量と、第２記憶部に記憶されているデータとから、そのときの書き込みタイミングの変化量が得られる。補正部は、その書き込みタイミングの変化量だけ光源の待機時間を変化させる補正を行う。

したがって、光走査装置による書き込みタイミングのズレが好適に抑制されるので、形成される画像の色ズレを抑制することができる。しかも、製造工程において、実際に各画像形成装置を作動させながら色ズレ量をそれぞれ測定する必要がないので、製造コストの上昇を抑えられる。

本発明によれば、製造コストの上昇を抑えつつ、光走査装置による書き込みタイミングのズレを抑制することができる。

図１は、本実施形態における画像形成装置の概略構造を示す断面図である。 図２は、本実施形態における光走査装置の内部構成を示す斜視図である。 図３は、光走査装置の構成を示すブロック図である。 図４は、同期検知ミラーを拡大して示す斜視図である。 図５は、同期検知センサーによる検知タイミングのズレと書き込みタイミングとの関係を示すタイミングチャートである。 図６は、フレームに接着固定された同期検知ミラーを模式的に示す側面図である。 図７は、接着剤の温度変化量と書き込みタイミングの変化量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、画像形成装置１の概略構造を示す断面図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、図１に示すように、中間転写ベルト７と、一次転写部８及び二次転写部９と、定着部１１と、光走査装置１５と、複数の画像形成部１６とを備えている。

画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前のカットペーパー等の用紙（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の右側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５の左方には第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に例えば４つ配置されている。ここで、画像形成装置１は、外部から送信された画像データを受信する。この画像データは、光走査装置１５に送られる。光走査装置１５は、画像データに基づいて制御されたレーザ光を画像形成部１６へ向けて照射する。

画像形成部１６は、光走査装置１５の上方に例えば４つ設けられている。各画像形成部１６の上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動されるようになっている。

４つの画像形成部１６は、図１に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。各画像形成部１６は、感光体である感光ドラム３１と、感光ドラム３１の周囲にそれぞれ配置された帯電器３２、現像装置３３及びクリーニング装置３４とを備えている。

感光ドラム３１は、不図示の駆動モーターによって所定のプロセススピードで回転駆動される。帯電器３２は、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム３１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。そして、各感光ドラム３１は、光源３６の光Ｌがそれぞれ書き込みタイミングで書き込まれることによって静電潜像が形成されるようになっている。

現像装置３３は、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、又はブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム３１上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させることによって各静電潜像を現像し、各色のトナー像として可視化する。

一次転写部８は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部８は、画像形成部１６により形成されたトナー像を中間転写ベルト７表面に一次転写する転写ローラーを有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、所定のタイミングで各画像形成部１６のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。

二次転写部９は、図１に示すように、中間転写ベルト７の左側方に配置された転写ローラー１８を有している。そして、二次転写部９は、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙にトナーと逆極性の転写バイアス電圧を印加することによって、トナー像を中間転写ベルト７から用紙へ転写するようになっている。

定着部１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着部１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。

定着部１１は、各々回転する加熱ローラー１９と加圧ローラー２０とを有している。そして、定着部１１は、加熱ローラー１９と加圧ローラー２０とにより用紙を加熱及び加圧することにより、トナー像を用紙に定着させるようになっている。

定着部１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、定着部１１から排出された用紙の搬送方向が切り替えられ、その用紙を第４用紙搬送部２４から再び二次転写部９へ搬送するようになっている。

そうして、上記画像形成装置１では、光走査装置１５が各色の画像形成部１６の感光ドラム３１を画像データに対応した光によって走査することにより、感光ドラム３１に静電潜像が形成される。その後、感光ドラム３１の静電潜像は現像装置により各色のトナー像として現像される。次いで、各色のトナー像は一次転写部８によって感光ドラム３１から中間転写ベルト７に転写される。このとき、各色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わされることによってカラートナー像が形成される。中間転写ベルト７のカラートナー像は、二次転写部９において、第１用紙搬送部２１から搬送された用紙に転写される。その後、定着部１１でカラートナー像が定着された用紙は、用紙排出部２８へ排出される。

次に、光走査装置１５について詳細に説明する。図２は光走査装置１５の内部構成を示している。図３は、光走査装置１５の構成を示すブロック図である。尚、４つの光走査装置１５の構成は全て同じであるため、以下、１つの光走査装置１５についてのみ説明する。

光走査装置１５は密閉状の筐体４２を有している。図２では、筐体４２を閉塞する蓋部材の図示を省略している。図２に示すように、筐体４２を構成するフレーム４２ａには、レーザーダイオード（ＬＤ）等からなる光源３６が設けられている。

筐体４２の内部には、光源３６から出射される光Ｌの出射方向に沿って、コリメーターレンズ４３、シリンドリカルレンズ４４、及び偏向器としてのポリゴンミラー４５が一直線上に配置されている。さらに、筐体４２の内部には、ポリゴンミラー４５によって偏向される光Ｌの進行方向に沿って、結像レンズである２つのｆθレンズ４６，４７と折り返しミラー４８とが配設されている。

また、筐体４２には、光学部材としての同期検知ミラー３７と、光検知部としての同期検知センサー３８とが設けられている。

同期検知ミラー３７は、光源３６から出射された光の光路に配置されると共に、図４に示すようにフレーム４２ａに接着剤４９を介して取付固定されている。ここで、図４は同期検知ミラー３７を拡大して示す斜視図である。また、同期検知ミラー３７は、図２及び図４に示すように、水平面に対して傾斜した状態で取り付けられている。

そして、同期検知ミラー３７は、ポリゴンミラー４５によって偏向されて有効走査範囲（実際にプリント幅として使用する走査範囲）Ｒを外れた光路を進む光Ｌ１を反射させて同期検知センサー３８に入射させるようになっている。一方、ポリゴンミラー４５により偏向されて有効走査範囲Ｒ内の光路を進む光Ｌは、折り返しミラー４８により反射され、感光ドラム３１をその軸方向に走査して露光する。

同期検知センサー３８は、同期検知ミラー３７からの光Ｌ１を検知する光センサーであって、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ等によって構成されている。そして、同期検知センサー３８は、光走査装置１５から感光ドラム３１への光の書き込みタイミングの同期信号を出力するようになっている。

また、光走査装置１５は、図３に示すように、光源３６を制御する光源制御部４０を備えている。ここで、図５は、同期検知センサー３８による検知タイミングのズレと書き込みタイミングとの関係を示している。

図５の上段に示すように、まず、時間ｔ０において光源３６が光Ｌ１を出射し、時間ｔ１において同期検知センサー３８が光Ｌ１を検知する。光源制御部４０は、同期検知センサー３８が光Ｌ１を検知したとき（時間ｔ１）に光源３６からの光の出射を停止させる（ＯＦＦにする）。さらに、光源制御部４０は、光源３６からの光Ｌ１の出射を停止したとき（時間ｔ１）から所定の待機時間Ｔ後の書き込みタイミングＫに、画像データに対応して変調された光の出射を開始して（ＯＮにする）感光ドラム３１に書き込みを行うように光源３６を制御する。

ここで、図６は、フレーム４２ａに接着固定された同期検知ミラー３７を模式的に示している。筐体４２の内部は高温になり易いので、接着剤４９は熱膨張しやすくなっている。図６に示すように、接着剤４９が熱膨張すると、同期検知ミラー３７の傾きが変化することによって同期検知センサー３８が同期検知ミラー３７からの光を検知するタイミングがずれてしまう問題がある。

そこで、本実施形態における光走査装置１５は、図３に示すように、第１記憶部５３及び第２記憶部５４と、接着剤４９の温度を検出するための温度検出部５５と、補正部５６とを備えている。

第１記憶部５３は、同期検知ミラー３７をフレーム４２ａに接着している接着剤４９の量を記憶する。すなわち、光走査装置１５を製造する工程において、接着剤４９の塗布量を測定し、その塗布量を第１記憶部５３に記憶させておく。

温度検出部５５は、筐体４２内の温度を検知し、例えばその検知した筐体４２内の温度を接着剤４９の温度として検出する。そして、温度検出部５５は、例えば室温を基準温度とし、その基準温度からの温度変化量を検出する。上述した図５の上段は、接着剤４９の温度が室温と同じであって接着剤４９の温度変化量が０である場合を示している。

第２記憶部５４は、接着剤４９の量及び接着剤４９の温度変化量に対する書き込みタイミングの変化量を予めデータとして記憶している。ここで、図７は、接着剤４９の温度変化量と、書き込みタイミングの変化量との関係を示すグラフである。図７の縦軸は、書き込みタイミングが遅くなる場合をマイナスとしている。

図７において、プロットが▼印であるグラフｆ１は、接着剤４９の量が２ｍｇの場合を示している。また、プロットが●印であるグラフｆ２は、接着剤４９の量が３ｍｇの場合を示している。プロットが◆印であるグラフｆ３は、接着剤４９の量が４ｍｇの場合を示している。プロットが■印であるグラフｆ４は、接着剤４９の量が５ｍｇの場合を示している。プロットが▲印であるグラフｆ５は、接着剤４９の量が６ｍｇの場合を示している。第２記憶部５４は、図７のグラフに対応するデータをテーブルとして有している。

図７に示すように、接着剤４９の量が一定である場合、接着剤４９の温度変化量が大きくなるに連れて書き込みタイミングの変化量は大きくなり、書き込みタイミングが徐々に遅くなる。一方、接着剤４９の温度変化量が一定である場合、接着剤４９の量が多くなるに連れて書き込みタイミングの変化量は大きくなり、書き込みタイミングが徐々に遅くなる。

補正部５６は、第１記憶部５３に記憶されている接着剤４９の量と、温度検出部５５により検出された接着剤４９の温度と、第２記憶部５４に記憶されているデータとから得られる書き込みタイミングの変化量だけ待機時間Ｔを変化させる補正を行う。

ここで、図５の中段は、補正部５６による補正を行わない例を示している。図５の中段では、例えば接着剤４９が熱膨張して、同期検知センサー３８が同期検知ミラーからの光を検知する時間ｔ２が図５上段の温度変化量が０である場合の時間ｔ１よりも遅くなっている。補正部５６による補正を行わない場合、待機時間Ｔは一定であるので、図５上段の場合に比べて、時間ΔＴだけ書き込みタイミングＫがずれて遅れることとなる。

さらに、通常、複数の光走査装置１５のそれぞれにおいて同期検知ミラー３７を接着する接着剤４９の量は互いに異なっているので、各光走査装置１５における書き込みタイミングＫの変化量も互いに異なる。よって、各色のトナー像を重ね合わせたときに色ズレが生じることとなる。

例えば、図７において、ブラックのトナー像を形成する画像形成部１６に対応する光走査装置１５では接着剤４９の量が６ｍｇであり、マゼンタのトナー像を形成する画像形成部１６に対応する光走査装置１５では接着剤４９の量が４ｍｇであった場合、この２つの光走査装置１５における接着剤４９の温度変化量が７．５度である場合、書き込みタイミングは約０．１１μｓｅｃずれることとなる。

これに対し、本実施形態では図５の下段に示すように、各光走査装置１５毎に、書き込みタイミングＫが接着剤４９の温度変化に拘わらず一定に維持されるように、補正部５６が待機時間Ｔを補正するようになっている。すなわち、図５中段及び下段の場合、補正部５６は、第１記憶部５３に記憶されている接着剤４９の量と、温度検出部５５により検出された接着剤４９の温度と、第２記憶部５４に記憶されているデータとから書き込みタイミングの変化量である時間ΔＴを導出する。そして、補正部５６は、待機時間Ｔから時間ΔＴを減じた待機時間Ｔ’に待機時間を補正する。

したがって、時間ｔ２において同期検知センサー３８が光Ｌ１を検知したときに、光源制御部４０は光源３６からの光の出射を停止させる（ＯＦＦにする）。その後、光源制御部４０は、時間ｔ２から補正部５６により補正された待機時間Ｔ’後の書き込みタイミングＫに、画像データに対応して変調された光の出射を開始して（ＯＮにする）感光ドラム３１に書き込みを行うように光源３６を制御する。

したがって、本実施形態によると、光源３６から光Ｌ１を出射したときから書き込みタイミングＫまでの時間を接着剤４９の量及び温度に拘わらず一定に維持できるので、光走査装置１５による書き込みタイミングＫのズレを好適に抑制することができる。よって、画像形成装置１によって形成されるカラー画像における色ズレを抑制できる。しかも、製造工程において、光走査装置１５を組み付けた各画像形成装置１をそれぞれ実際に作動させながら色ズレ量を測定する作業が不要になるので、製造コストの上昇を大幅に抑えることができる。

尚、上記実施形態では、複数の感光ドラム３１ごとにそれぞれ設けた光走査装置１５について説明したが、これに限らず、１つの光走査装置１５内に１つのポリゴンミラー４５と４つの光源とを有する所謂１ポリゴンタイプの光走査装置や、１つの光走査装置１５内に１つのポリゴンミラー４５と２つの光源とを有する所謂対向走査タイプの光走査装置としてもよい。

また、本実施形態では、画像形成装置の一例としてプリンターについて説明したが、本発明に係る画像形成装置は、これに限らず、例えば複写機又は複合機等の他の画像形成装置としてもよい。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
１５ 光走査装置
３１ 感光ドラム（感光体）
３６ 光源
３７ 同期検知ミラー（光学部材）
３８ 同期検知センサー（光検知部）
４０ 光源制御部
４２ａ フレーム
４９ 接着剤
５３ 第１記憶部
５４ 第２記憶部
５５ 温度検出部
５６ 補正部

Claims (3)

1. 光源と、
   上記光源から出射された光の光路に配置されると共にフレームに接着剤を介して取付固定された光学部材と、
   上記光学部材からの光を検知する光検知部と、
   上記光検知部が光を検知したときに上記光源からの光の出射を停止すると共に、該光源からの光の出射を停止したときから所定の待機時間後の書き込みタイミングに、画像データに対応した光の出射を開始するように上記光源を制御する光源制御部と、
   上記接着剤の量を記憶する第１記憶部と、
   上記接着剤の温度を検出するための温度検出部と、
   上記接着剤の量及び上記接着剤の温度変化量に対する上記書き込みタイミングの変化量を予めデータとして記憶している第２記憶部と、
   上記第１記憶部に記憶されている接着剤の量と、上記温度検出部により検出された接着剤の温度と、上記第２記憶部に記憶されているデータとから得られる上記書き込みタイミングの変化量だけ上記待機時間を変化させる補正を行う補正部とを備えている、光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、
   上記光検知部は、書き込みタイミングの同期信号を出力する同期検知センサーであり、
   上記光学部材は、上記同期検知センサーに上記光源の光を入射させるための同期検知ミラーである、光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置を備えた画像形成装置であって、
   上記光源を複数有し、
   複数の上記光源の光がそれぞれ上記書き込みタイミングで書き込まれることによって静電潜像が形成される複数の感光体を備え、
   上記複数の感光体の静電潜像を現像して形成されるトナー像を互いに重ね合わせることによってカラートナー像を形成するように構成されている、画像形成装置。

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