JPH10324019A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、光ビームの間隔が理想的な間隔で
ないと画像濃度の粗密が生ずるという課題を解決しよう
とするものである。 【解決手段】 この発明は、感光体１１を走査して静電
潜像を形成するための複数の光ビームを発光する複数の
発光素子２１、２２と、発光素子２１、２２をパターン
信号で発光させて感光体１１を少なくとも２つの所定の
パターンで露光するためのパターン発生手段３４と、感
光体１１上の静電潜像電位を検出する電位検出手段２０
と、この電位検出手段２０の検出結果に基づいて複数の
光ビームの間隔を調整する制御手段３５とを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームプリン
タ、デジタル複写機、レーザファクシミリなどの画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザビームプリンタは、高速、
高画質の要求を満たすものとして広く使用されるように
なってきている。このレーザビームプリンタは、感光体
ドラム等の感光体を副走査方向に移動させて帯電器によ
り一様に帯電させ、レーザからの１本のレーザビームを
ポリゴンミラー等の回転多面鏡によって感光体上で主走
査方向に走査して感光体を露光することにより、感光体
に画像を書き込んで静電潜像を形成し、この静電潜像を
現像装置により現像して転写紙へ転写装置により転写し
ている。ここに、回転多面鏡はモータにより所定の回転
数で回転させている。

【０００３】ところで、この種のレーザビームプリンタ
をさらに高速化するには、レーザビームを走査する回転
多面鏡を高速で回転させる必要がある。しかし、回転多
面鏡を高速で回転させることは、技術的に非常に難し
く、回転多面鏡は高速になるに従って回転ムラ、耐久性
の低下、騒音の上昇等が発生し、安定した高品位の画像
が得られなくなるという問題があった。

【０００４】そこで、この問題点を解決するため、レー
ザからの複数本のレーザビームをポリゴンミラー等の回
転多面鏡によって感光体上で同時に主走査方向に走査す
る、いわなるマルチビーム型のレーザビームプリンタが
提案されている。このようなマルチビーム型のレーザビ
ームプリンタは、高速化が可能であり、しかも、回転多
面鏡の回転速度はレーザビームの本数に応じて低下させ
ることができ、例えばレーザビームの本数が２本である
場合にはレーザビームの本数が１本であるレーザビーム
プリンタに比べて回転多面鏡の回転速度が半分で済む。
このため、回転多面鏡は、回転ムラが低減し、耐久性の
向上や騒音の低下を実現できる。

【０００５】また、マルチビーム型のレーザビームプリ
ンタなどの画像形成装置において、複数本のレーザビー
ムの間隔を正確に調整するための各種の調整手段が特開
昭６１ー１５１１８号公報、特開昭６１ー１５１１９号
公報、特開平２ー１０２１２号公報、特開平７ー１８１
４１０号公報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記マルチビーム型の
レーザビームプリンタなどの画像形成装置においては、
複数のレーザビームの間隔は感光体上では正確に書き込
み密度（解像度）に応じた間隔に調整する必要がある。
例えば特開平７ー１８１４１０号公報に記載されている
ような２本のレーザビームで感光体上を走査して画像を
書き込む画像形成装置においては、書き込み密度が４０
０ｄｐｉである場合には、２本のレーザビームの間隔は
正確に６３．５μｍでなければならないが、例えば２本
のレーザビームの間隔が５０μｍであったとすると、図
４に示すように２本のレーザビームＢ１、Ｂ２で感光体
上に書き込まれた２本の主走査方向に伸びる直線１、２
の間隔は６３．５μｍの理想的な間隔に比べて５０μ
ｍ、７７μｍというように粗密が生ずることになる。そ
の結果、画像濃度に細かい縞状の濃淡が生ずることにな
り、画質の劣化が生じてしまう。

【０００７】間隔が理想的な間隔より狭い２本のレーザ
ビームで感光体の領域Ａに画像を書き込むと、各レーザ
ビームで感光体上の領域Ａに形成された静電潜像１、２
は、重なりが多くなり、それぞれ線が太り、濃度が高く
なる。逆に間隔が理想的な間隔より広い２本のレーザビ
ームで感光体上の領域Ｂに画像を書き込むと、各レーザ
ビームで感光体上に形成された静電潜像１、２は、重な
りが少なくなり、それぞれ線が細り、濃度が低くなる。
このため、画像濃度に粗密が生ずることになる。本来、
２本のレーザビームの間隔が理想的な間隔に正確に調整
されている場合には、このような画像濃度の粗密は生じ
ないはずであり、レーザビームの間隔を理想的な間隔に
正確に調整する必要がある。

【０００８】本発明は、複数の光ビームの間隔を正確に
且つ簡単に調整することができて画像濃度の粗密を防止
することができ、高品質な画像を得ることができる画像
形成装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、感光体と、この感光体を一
様に帯電する帯電手段と、前記感光体の一様に帯電した
表面を走査して静電潜像を形成するための複数の光ビー
ムを発光する複数の発光素子とを有する画像形成装置に
おいて、前記複数の発光素子をパターン信号で発光させ
て前記感光体を少なくとも２つの所定のパターンで露光
するためのパターン発生手段と、前記感光体上の静電潜
像電位を検出する電位検出手段と、この電位検出手段の
検出結果に基づいて前記複数の光ビームの間隔を調整す
る制御手段とを備えたものであり、複数の光ビームの間
隔が正確に且つ簡単に調整され、画像濃度の粗密が防止
され、高品質な画像が得られる。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記パターン発生手段は第１のパ
ターン信号で前記複数の発光素子を発光させて前記感光
体上に第１の静電潜像を形成させると共に第２のパター
ン信号で前記複数の発光素子を発光させて前記感光体上
に第２の静電潜像を形成させ、前記制御手段は前記第１
の静電潜像に対する前記電位検出手段の検出結果と前記
第２の静電潜像に対する前記電位検出手段の検出結果と
が略一致するように前記複数の光ビームの間隔を調整す
るものであり、複数の光ビームの間隔が正確に且つ簡単
に調整され、画像濃度の粗密が防止され、高品質な画像
が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２は本発明の一実施形態を示
す。この実施形態は請求項１に係る発明の一実施形態で
ある。感光体１１は、例えばアモルファスシリコンの感
光体層を表面に有する感光体ドラムが用いられ、回転駆
動部により回転駆動されて副走査方向へ移動する。この
感光体ドラム１１は、前露光ランプ１２により全面的に
露光された後に帯電チャージャからなる帯電手段１３に
より一様に帯電され、光書き込み装置１４により露光さ
れて画像が書き込まれることにより静電潜像が形成され
る。

【００１２】感光体ドラム１１上の静電潜像は現像手段
としての現像器１５により顕像化されてトナー像とな
り、この感光体ドラム１１上のトナー像は給紙装置から
給送された転写紙からなる転写材へ転写帯電器からなる
転写手段１６により転写される。その転写紙は、分離帯
電器１７により感光体ドラム１１から分離されて定着器
１８によりトナー像が定着され、外部へ排出される。ま
た、感光体ドラム１１は転写紙分離後にクリーナ１９に
よりクリーニングされる。表面電位計からなる電位検出
手段２０は、光書き込み装置１４と現像器１５との間に
配置され、感光体ドラム１１上の静電潜像電位を検出す
る。

【００１３】光書き込み装置１４においては、複数本の
光ビームを発光する発光素子は例えば２つの半導体レー
ザからなるレーザ光源２１、２２が用いられ、このレー
ザ光源２１、２２からの２本のレーザビームは１つの回
転多面鏡としてのポリゴンミラー２３により偏向走査さ
れ、折り返しミラー２４により反射されて感光体ドラム
１１上に照射される。このように、光書き込み装置１４
は、レーザ光源２１、２２、ポリゴンミラー２３、折り
返しミラー２４等からなる光学手段を備え、図３に示す
ようにレーザ光源２１、２２からの２本のレーザビーム
Ｂ１、Ｂ２により感光体ドラム１１上を２行にわたって
主走査方向に同時に走査する。

【００１４】図１はレーザビームＢ１、Ｂ２の間隔を調
整する制御系及び光書き込み装置１４を示す。光書き込
み装置１４においては、具体的にはレーザ光源２１、２
２からの２本のレーザビームはコリメータレンズやアパ
ーチャ部材などを含む波形整形レンズ２５、２６を通
り、波形整形レンズ２５からのレーザビームは反射ミラ
ー２７で反射される。可動部２８は、反射ミラー２７が
一面側に固着されて他面側に圧電素子２９が固着され、
回転軸３０に回転可能に支持される。

【００１５】波形整形レンズ２６からのレーザビームＢ
２と反射ミラー２７で反射されたレーザビームＢ１と
は、ビーム合成素子としての光学素子３１により合成さ
れてポリゴンミラー２３により偏向走査され、ｆθ光学
系３２及び折り返しミラー２４を介して感光体ドラム１
１上に照射される。レーザ変調手段３３は画像形成時に
は画像データにより半導体レーザからなるレーザ光源２
１、２２を変調駆動し、感光体ドラム１１はレーザビー
ムＢ１、Ｂ２で走査されることにより画像が書き込まれ
て静電潜像が形成される。

【００１６】また、パターン発生手段３４は非画像形成
時に所定のタイミングで複数のパターン信号を発生し、
例えばレーザビームＢ１、Ｂ２で書き込むべき第１のパ
ターン信号（図４に示すように感光体ドラム１１上の領
域Ａの如く濃度が高くなるラインペアパターン状のパタ
ーン信号）と、レーザビームＢ２、Ｂ１で書き込むべき
第２のパターン信号（図４に示すように感光体ドラム１
１上の領域Ｂの如く濃度が低くなるラインペアパターン
状のパターン信号）とを交互にを発生する。レーザ変調
手段３３はパターン発生手段３４からの各パターン信号
によりレーザ光源２１、２２をそれぞれ変調駆動し、感
光体ドラム１１は前露光ランプ１２により全面的に露光
された後に帯電チャージャ１３により一定の電位Ｖｏに
帯電される。

【００１７】従って、感光体ドラム１１は、レーザビー
ムＢ１、Ｂ２で書き込むべき第１のパターン信号がレー
ザビームＢ１、Ｂ２で書き込まれて第１のパターン信号
に対応したラインペアパターン状の第１の静電潜像が形
成され、レーザビームＢ２、Ｂ１で書き込むべき第２の
パターン信号がレーザビームＢ１、Ｂ２で書き込まれて
第２のパターン信号に対応したラインペアパターン状の
第２の静電潜像が形成される。表面電位計２０は感光体
ドラム１１上のラインペアパターン状の第１の静電潜像
の電位とラインペアパターン状の第２の静電潜像の電位
を検出して制御手段としての制御回路３５に入力する。

【００１８】制御回路３５は、表面電位計２０からの電
位検出信号に基づいて、表面電位計２０が１回で検出し
た感光体ドラム１１上の第１の静電潜像の電位と第２の
静電潜像の電位との平均値を求めてこの平均値と目標値
Ｖｔｄ１との差が所定の値以内となるように（上記平均
値が目標値Ｖｔｄ１と略等しくなるように）圧電素子２
９を制御してレーザビームＢ１、Ｂ２の発光間隔（副走
査方向間隔）を略理想的な間隔に調整し、或いは圧電素
子２９を制御してレーザビームＢ１、Ｂ２の副走査方向
間隔を変化させながら感光体ドラム１１上にラインペア
パターン状の第１の静電潜像とラインペアパターン状の
第２の静電潜像を２回以上繰り返して形成させ、これら
の静電潜像に対する表面電位計２０からの電位検出信号
を取り込んでこの電位検出信号に基づいて、表面電位計
２０が２回以上検出した感光体ドラム１１上の第１の静
電潜像の電位と第２の静電潜像の電位との平均値を各回
の第１の静電潜像の電位及び第２の静電潜像の電位の検
出毎に求めてこの平均値と目標値Ｖｔｄ１との差が所定
の値以下となるように（上記平均値が目標値Ｖｔｄ１と
略等しくなるように）圧電素子２９を制御することによ
りレーザビームＢ１、Ｂ２の発光間隔（副走査方向間
隔）を調整する。

【００１９】なお、レーザビームの発光間隔（副走査方
向間隔）を直接的に測定するのは、技術的に非常に難し
く、また、専用のジグが必要になるので、特に市場でレ
ーザビームの発光間隔（副走査方向間隔）を調整する
（レーザ光源がユーザ先で破損した場合などに必要とな
る）のは不可能に近い。本実施形態では、レーザビーム
の発光間隔（副走査方向間隔）を直接的に測定するので
はなく、静電潜像を代用値として使うことにより、レー
ザビームの発光間隔（副走査方向間隔）を最終的な画像
濃度ムラとして現われない程度に調整することができ、
均一に所望の濃度の画像を得ることができる。

【００２０】この実施形態は、請求項１に係る発明の一
実施形態であって、感光体１１と、この感光体１１を一
様に帯電する帯電手段１３と、前記感光体１１の一様に
帯電した表面を走査して静電潜像を形成するための複数
の光ビームを発光する複数の発光素子としてのレーザ光
源２１、２２とを有する画像形成装置において、前記複
数の発光素子２１、２２をパターン信号で発光させて前
記感光体１１を少なくとも２つの所定のパターンで露光
するためのパターン発生手段３４と、前記感光体１１上
の静電潜像電位を検出する電位検出手段２０と、この電
位検出手段２０の検出結果に基づいて前記複数の光ビー
ムの間隔を調整する制御手段としての制御回路３５とを
備えたので、複数の光ビームの間隔を正確に且つ簡単に
調整することができ、画像濃度の粗密を防止することが
できて高品質な画像を得ることができる。

【００２１】なお、この実施形態は２種類のパターンを
使ったが、パターンの種類はこの限りでなく３種類以上
のパターンを使ってもよい。また、上記パターンは、変
調のパターンだけでなく変調パターンに発光量パターン
を組み合わせた複数のパターンであってもよい。また、
上記実施形態は２つのパターン信号による２つの静電潜
像の電位の平均値が目標値と略等しくなるようにレーザ
ビームの副走査方向間隔を制御したが、レーザビームの
副走査方向間隔の制御に関しては、この限りでないこと
は言うまでもない。また、上記実施形態は光ビームが２
本の場合であるが、光ビームの数はこれに限らない。光
ビームが２本より多い場合には、各光ビームの間隔を検
出できるようにパターンの数を増やしてもよい。

【００２２】本発明の他の実施形態は、請求項２に係る
発明の実施形態であり、上記実施形態において、次のよ
うにレーザビームＢ１、Ｂ２の発光間隔（副走査方向間
隔）を調整する。すなわち、パターン発生手段３４は非
画像形成時に所定のタイミングでレーザビームＢ１、Ｂ
２で書き込むべき第１のパターン信号（図４に示すよう
に感光体ドラム１１上の領域Ａの如く濃度が高くなるラ
インペアパターン状のパターン信号）を発生する。レー
ザ変調手段３３はパターン発生手段３４からの第１のパ
ターン信号によりレーザ光源２１、２２をそれぞれ変調
駆動し、感光体ドラム１１は前露光ランプ１２により全
面的に露光された後に帯電チャージャ１３により一定の
電位Ｖｏに帯電される。

【００２３】従って、感光体ドラム１１は、レーザビー
ムＢ１、Ｂ２で書き込むべき第１のパターン信号がレー
ザビームＢ１、Ｂ２で書き込まれて第１のパターン信号
に対応したラインペアパターン状の第１の静電潜像が形
成される。表面電位計２０は、感光体ドラム１１上のラ
インペアパターン状の第１の静電潜像の電位を検出し、
その検出値Ｖｔｄ２を制御回路３５に入力する。

【００２４】次に、パターン発生手段３４がレーザビー
ムＢ２、Ｂ１で書き込むべき第２のパターン信号（図４
に示すように感光体ドラム１１上の領域Ｂの如く濃度が
低くなるラインペアパターン状のパターン信号）を発生
する。レーザ変調手段３３はパターン発生手段３４から
の第２のパターン信号によりレーザ光源２１、２２をそ
れぞれ変調駆動し、感光体ドラム１１は前露光ランプ１
２により全面的に露光された後に帯電チャージャ１３に
より一定の電位Ｖｏに帯電される。

【００２５】従って、感光体ドラム１１は、レーザビー
ムＢ２、Ｂ１で書き込むべき第２のパターン信号がレー
ザビームＢ１、Ｂ２で書き込まれて第２のパターン信号
に対応したラインペアパターン状の第２の静電潜像が形
成される。表面電位計２０は、感光体ドラム１１上のラ
インペアパターン状の第２の静電潜像の電位を検出し、
その検出値Ｖｔｄ３を制御回路３５に入力する。

【００２６】制御回路３５は、表面電位計２０の検出値
Ｖｔｄ２、Ｖｔｄ３の差を求めてこの差が所定の値以下
であって検出値Ｖｔｄ２、Ｖｔｄ３が略等しいか否かを
判断することにより、レーザビームＢ１、Ｂ２の発光間
隔（副走査方向間隔）が目標値と略等しいか否かを判断
し、検出値Ｖｔｄ２、Ｖｔｄ３の差が所定の値以下でな
い場合には圧電素子２９を制御することによりレーザビ
ームＢ１、Ｂ２の発光間隔（副走査方向間隔）を変更し
て再び上述のようなラインペアパターン状の第１の静電
潜像及び第２の静電潜像の形成、表面電位計２０の静電
潜像電位検出を行わせて検出値Ｖｔｄ２、Ｖｔｄ３の差
が所定の値以下であるか否かを判断する。

【００２７】制御回路３５は、検出値Ｖｔｄ２、Ｖｔｄ
３の差が所定の値以下になるまで上述の動作を繰り返し
て行い、検出値Ｖｔｄ２、Ｖｔｄ３の差が所定の値以下
になればレーザビームＢ１、Ｂ２の発光間隔（副走査方
向間隔）が目標値と略等しくなったものと判断してレー
ザビームＢ１、Ｂ２の発光間隔（副走査方向間隔）の調
整を終了する。

【００２８】この実施形態は、請求項２に係る発明の一
実施形態であって、請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記パターン発生手段３４は第１のパターン信号で
前記複数の発光素子２１、２２を発光させて前記感光体
１１上に第１の静電潜像を形成させると共に第２のパタ
ーン信号で前記複数の発光素子２１、２２を発光させて
前記感光体１１上に第２の静電潜像を形成させ、前記制
御手段３５は前記第１の静電潜像に対する前記電位検出
手段２０の検出結果と前記第２の静電潜像に対する前記
電位検出手段２０の検出結果とが略一致するように前記
複数の光ビームの間隔を調整するので、複数の光ビーム
の間隔を正確に且つ簡単に調整することができ、画像濃
度の粗密を防止することができて高品質な画像を得るこ
とができる。なお、この実施形態は２本のレーザビーム
を用いて感光体を走査したが、３本以上の光ビームを用
いて感光体を走査してもよいことはもちろんである。

【００２９】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、感光体と、この感光体を一様に帯電する帯電手段
と、前記感光体の一様に帯電した表面を走査して静電潜
像を形成するための複数の光ビームを発光する複数の発
光素子とを有する画像形成装置において、前記複数の発
光素子をパターン信号で発光させて前記感光体を少なく
とも２つの所定のパターンで露光するためのパターン発
生手段と、前記感光体上の静電潜像電位を検出する電位
検出手段と、この電位検出手段の検出結果に基づいて前
記複数の光ビームの間隔を調整する制御手段とを備えた
ので、複数の光ビームの間隔を正確に且つ簡単に調整す
ることができ、画像濃度の粗密を防止することができた
高品質な画像を得ることができる。

【００３０】請求項２に係る発明によれば、請求項１記
載の画像形成装置において、前記パターン発生手段は第
１のパターン信号で前記複数の発光素子を発光させて前
記感光体上に第１の静電潜像を形成させると共に第２の
パターン信号で前記複数の発光素子を発光させて前記感
光体上に第２の静電潜像を形成させ、前記制御手段は前
記第１の静電潜像に対する前記電位検出手段の検出結果
と前記第２の静電潜像に対する前記電位検出手段の検出
結果とが略一致するように前記複数の光ビームの間隔を
調整するので、複数の光ビームの間隔を正確に且つ簡単
に調整することができ、画像濃度の粗密を防止すること
ができて高品質な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるレーザビーム間隔
を調整する制御系及び光書き込み装置を示す概略図であ
る。

【図２】同実施形態を示す概略図である。

【図３】同実施形態の一部を示す斜視図である。

【図４】従来の画像形成装置を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１１ 感光体 １３ 帯電手段 １５ 現像器 ２０ 電位検出手段 ２１、２２ レーザ光源 ２３ ポリゴンミラー ３４ パターン発生手段 ３５ 制御回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、この感光体を一様に帯電する帯
   電手段と、前記感光体の一様に帯電した表面を走査して
   静電潜像を形成するための複数の光ビームを発光する複
   数の発光素子とを有する画像形成装置において、前記複
   数の発光素子をパターン信号で発光させて前記感光体を
   少なくとも２つの所定のパターンで露光するためのパタ
   ーン発生手段と、前記感光体上の静電潜像電位を検出す
   る電位検出手段と、この電位検出手段の検出結果に基づ
   いて前記複数の光ビームの間隔を調整する制御手段とを
   備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、前
   記パターン発生手段は第１のパターン信号で前記複数の
   発光素子を発光させて前記感光体上に第１の静電潜像を
   形成させると共に第２のパターン信号で前記複数の発光
   素子を発光させて前記感光体上に第２の静電潜像を形成
   させ、前記制御手段は前記第１の静電潜像に対する前記
   電位検出手段の検出結果と前記第２の静電潜像に対する
   前記電位検出手段の検出結果とが略一致するように前記
   複数の光ビームの間隔を調整することを特徴とする画像
   形成装置。