JPH01257980A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はレーデプリンタのように光を用いて画像の形成
を行う記録装置に使用される露光装置に関する。

「従来の技術」 レーザビーム等の２本のビームを感光体の異なった位置
に照射してそれぞれ静電潜像を形成し、これらを異なっ
た色で現像すると、感光体上には２色で表わされたトナ
ー像を得ることができる。

そこで、これを記録用紙上に転写し定着を行うと、２色
記録画が得られる。

このような装置では、通常の場合、感光体ドラム等の感
光体の露光位置がビームの走査方向と直交する方向に移
動するようになっている。感光体の移動はモータ等の駆
動系によって行われるが、例えば感光体ドラムの偏心が
原因となる負荷変動等によって、その移動速度に多少の
変動があるのが通常である。そこで、１色目の走査時と
２色目の走査時で感光体の露光位置が微妙に変動するこ
とになる。

第５図はこれによる画像の色ずれを表わしたものであり
、黒色と赤色の線がそれぞれ等ピッチで配置されたラダ
ーチャートをプリントアウトした例を示している。この
図で実線１１は黒色で現像されたラインであり、破線１
２は赤色で現像されたラインである。この図に示したよ
うに２種類のラインは、感光体の移動速度の変動が原因
して互いに近づいたり離れたりする。これが色ずれの原
因となる。

第６図は、感光体の移動速度の変動を防止するために従
来提案された装置の一例を表わしたものである。この装
置は、感光体１４の一側端にその回転軸と中心を一致さ
せた円板１５を貼着している。この円［１５の円周部分
には、所定のピッチで放射状に延びた多数のラインから
なるマークが印刷されている。このマークを構成する１
本１本のラインは、円板１５のマーク印刷部分に対向し
て固設されたオプチカルエンコーダ１６によって検出さ
れるよう」こなっている。オプチカルエンコーダ１６か
ら得られるパルス状の検出信号１７は、基準クロック回
路１８から出力される基準クロック信号１９と共に位相
検出器２１に入力される。

今、検出信号１７が第７図ａに示すような一定していな
い間隔で発生するパルス信号であるものとする。基準ク
ロック信号１９は第７図すに示すように一定間隔で出力
するパルス信号である。位相検出器２１は、両信号１７
．１９の位相差を検出し、第７図Ｃに示すように位相の
進みや遅れに対応したパルス信号２２を出力する。この
パルス信号２２はローパスフィルタ２３に人力されて、
第７図ｄに示すような位置変動信号２４が出力される。

第８図は、横軸に時間ｔをとって、縦軸に位置変動ΔＸ
をとった場合における位置変動信号２４の変化の様子の
一例を表わしたものである。

このように、感光体１４の移動速度の変動は位置変動信
号２４によって検出される。そこで、この従来提案され
た装置では、移動速度が低下したことが検出されたとき
駆動系の駆動力を増大させ、移動速度が超過したときに
はこの駆動力を制動するようにして、移動速度が許容範
囲に収まるような制御を行っている。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、このような制御を行うには前記したように高
精度の円板１５やオプチカルエンコーダ１６等の部品が
必要となり、高価となる。

これに対して、感光体の移動速度の変動自体をなるべく
生じないようにするための工夫も行われている。しかし
ながら、このためには感光体や駆動装置ならびに静電潜
像を現像するための現像装置やトナー像を除去するため
のクリーニング装置等による負荷変動を極力少なくする
ような機構が採用される必要があり、これらの機構が複
雑となるという欠点があった。また複雑な機構が採用さ
れるために、その製造コストもアップするという問題が
あった。

更に、感光体の駆動系を他の装置の駆動系と分離して直
接駆動することによって、他の装置の負荷変動の影響を
、受けないようにする装置も提案されている。しかしな
がら、この提案によると複数の駆動系を必要とするので
、やはり装置が複雑かつ高価となるという問題があった
。

そこで本発明の目的は、感光体の速度変動自体を容認し
て、しかも色ずれの発生を減少させることのできる露光
装置を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明では、感光体が移動する際の位置変動に所定の周
期があることに着目し、この変動周期間隔Ｘに合わせて
、感光体上に照射される２つの光線の間隔Ｘを設定する
ようにした。この関係は、ｍを整数とするとき、次の（
１）式のようになる。

すなわち、本発明では感光体の移動方向における周期的
な位置変動のほぼ整数倍の距離に一対の光線の照射間隔
を設定しておくことにして、前記した目的を達成する。

この場合の一方の光線に対する他方の光線の調整される
べき間隔Ｘは、理想的には上記した（１）式でＸ＝ｍｘ
の場合となるが、現実的には不等式で示した範囲内で良
好な結果を辱ることができる。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の露光装置を適用した２色記
録装置の要部を表わしたものである。

この記録装置は駆動モータ３１によって回転する回転多
面鏡３２を備えており、これにより図示しないレーザ発
振器から出力されたレーザビームを走査するようになっ
ている。すなわち、回転多面鏡３２によって反射された
第１のレーザビーム３３は、走査用レンズ３４を通過し
た後、第１および第２のミラー３５．３６に順次入射し
て反射され、感光体ドラム３８の周面の第１の入射位置
Ｐに到達する。

感光体ドラム３８が矢印３９で示すように時計回りに回
転するものとすると、第１の入射位置Ｐの上流側にはド
ラム表面を一様に帯電するためのチャージコロトロン４
１が配置されている。また、第１の入射位置Ｐの近傍で
その下流側には、第１の現像機４２が配置されている。

第１の現像機４２は、第１の入射位置での露光作業によ
って感光体ドラム３８上に形成された第１の静電潜像を
現像し、第１の記録色によるトナー像を作成するための
ものである。

一方、回転多面鏡３２によって反射された第２のレーザ
ビーム４４は、走査用レンズ３４を通過した後、第３の
ミラー４５によって反射され、感光体ドラム３８の周面
の第２の入射位置露光位置Ｑに到達する。第３のミラー
４５は、第１および第２のミラー３５．３６と同様に固
定ミラーであるが、その角度を調整することができ、破
線で示した調整後の反射光の照射位置で示したように第
２の入射位置露光位置Ｑを微妙に変更することができる
ようになっている。

第２の入射位置Ｑは、第１の現像機４２の近傍でその下
流側に配置されている。第２の入射位置Ｑでの露光作業
によって感光体ドラム３８上に形成された第２の静電潜
像が現像され、第１の記録色とは異なる第２の記録色に
よるトナー像を作成するためのものである。このように
して感光体ドラム３８上に作成された２色のトナー像は
、トランスファコロトロン４９によって記録用紙５１に
転写され、図示しない定着器で定着された後、２色記録
装置の外の図示しない排出トレイに排出されることにな
る。転写後の感光体ドラム３８はクリーニング装置５２
によって清掃され、残留したトナーが除去される。これ
により、感光体ドラム３８の表面が再び使用可能となる
。

第２図はこの２色記録装置の感光体ドラムの周期的な位
置変動と２本のレーザビームの間隔との関係を表わした
ものである。先の第６図で説明したような円板１５を取
り付けて位置変動の測定を行うと、第２図で示したよう
な特性を得ることができる。時間ｔに対する位置変動Δ
Ｘの特性は、各種部品の組み合わせによって生じるもの
で記録装置それぞれに、固有なものとなっている。すな
わち、位置変動ΔＸのピーク値から次のピーク値までの
時間間隔をｒとすると、この時間間隔ｒは同一の装置で
あればほぼ一定した値となる。

今、第３図に示すように第１のレーザビーム３３につい
ての第１の入射位置Ｐと第２のレーザビーム４４につい
ての第２の入射位置Ｑが、感光体ドラム３８の中心とな
す角度をαとする。また、感光体ドラム３８の平均回転
角速度をωとする。

第１および第２の入射位置Ｐ、Ｑの間隔がＸで、この間
隔Ｘを感光体ドラム３８０周面が移動する移動時間をｔ
ｏ　とする。移動時間ｔ０　は次の（２）式で表わすこ
とができる。

α この移動時間ｔ０が第２図で示した時間間隔ｒの整数倍
になるようにすれば、感光体ドラム３８上における２つ
のレーザビームの位置間隔の“ふらつき″を補正するこ
とができる。

以上は時間で補正を行う場合の説明であるが、入射位置
Ｐ、Ｑの間隔Ｘで表わすと次の（３）式のようになる。

ここで符号Ｒは感光体ドラム３８の半径である。

Ｘ＝ＲＸωｘｔ０ ＝ＲＸα　　　　　　　　　・・・・・・（３）移動時
間τに対応する位置変動周期間隔をＸとすると、これは
次の（４）式で表わされる。

）（＝Ｒｘωｘｒ　　　　　　　　・−・・（４）そこ
で、２本のレーザビーム３３．４４の入射位置間隔Ｘが
位置変動周期間隔Ｘの整数倍となるように設定を行えば
よい。

以上を更に具体的に説明する。

第１図の装置で第２のレーザビーム４４の照射は、第１
のレーデビーム３３の対応する部分に対する照射と比較
して、感光体ドラム３８の移動時間ｔ。たけ遅れている
。第１のレーザビーム３３の位置変動をΔＸ　（ｔ）で
表わすと、入射位置Ｑでの第２のレーザビーム４４の照
射はこれから移動時間１ｏだけ遅れなければならない。

そこで、第２のレーザビーム４４の位置変動はΔｘ（ｔ
＋ｔｏ　）で表わされる。このとき、両レーザビーム３
３．４４の位置変動差δＸは、次の（５）式で表わされ
る。

δＸ＝Δｘ　（ｔ）−Δｘ（を十ｔｏ）・・・・・・（
５）この位置変動差δＸをできるだけ小さく抑えるには
、第２図で了解されるように移動時間ｔ０を位置変動周
期τと一致させればよい。

また、同様の観点から移動時間ｔ０が位置変動周期ｒの
整数倍であってもよい。そこでｍを整数（＝１．２．３
・・・・・・）とすると、次の（６）式の関係となるよ
うに間隔Ｘを設定すればよい。

ｊｏ”ｍｒ　　　　　　　　　　・・・・・・（６）こ
れにより、第１の入射位置Ｐと第２の入射位置Ｑの間隔
を広範囲に選択することができ、第１の現像機４２等の
実装設計上での自由度を得ることができる。この（６）
式は理想的な場合であるが、実際には位置変動周期τに
±１７６程度の誤差があっても記録位置の補正を十分効
果的に行うことができる。

第４図はこの実施例の装置を用いて２色記録を行った例
を表わしたものであり、第５図に対応するものである。

実線１１で示した黒色のラインと破線１２で示した赤色
のラインとが共に干渉せずに記録が行われている。良く
観察すると、実線１１で示した黒色のラインの間隔は、
感光体ドラム３８の全体的な速度変動が原因して必ずし
も等ピッチには記録されていない。このような場合であ
っても、破線１２で示した赤色のラインは実線１１のほ
ぼ中間位置を保って記録されていることがわかる。これ
により色ずれの発生が良好に防止される。

以上レーザビームを用いた２色記録装置について説明し
たが、光ビーム走査方式の装置に限定されるものではな
く、例えば発光ダイオードを多数−列に配置したＬＥＤ
アレイや液晶デイスプレィを用いた非走査の１次元像露
光装置を用いたものについても同様の効果がある。また
、実施例では２本のビームを用いたものについて説明し
たが、３本あるいはこれ以上の本数のビームを用いた装
置にも同様に適用することができる。更に、本実施例で
は感光体として感光体ドラムを用いたが、ベルト状の感
光体を使用した装置についても本発明の適用が可能であ
る。

「発明の効果」 このように本発明によれば１対の露光ビームの一方の照
射位置を調整するという簡単な操作で色ずれの軽減され
た良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するだめのも
ので、このうち第１図は本発明の露光装置を用いた２色
記録装置の概略構成図、第２図は２色記録装置の感光体
ドラムの位置変動特性の一例を示す特性図、第３図は記
録位置の変動を補正するための原理を説明するための原
理図、第４図は２色のラダーチャートを記録した状態を
示す平面図、第５図は従来の装置で２色のラダーチャー
トを記録した状態を示す平面図、第６図は感光体ドラム
の位置変動特性を測定する原理を示す概略構成図、第７
図はこの第６図で示した装置の各部の波形を示す各種波
形図、第８図は横軸に時間ｔをとって、縦軸に位置変動
ΔＸをとった場合における位置変動信号の変化の様子の
一例を表わした特性図である。 ３８・・・・・・感光体ドラム、 ３３・・・・・・第１のレーザビーム、４４・・・・・
・第２のレーザビーム、４５・・・・・・第３のミラー
、 Ｐ・・・・・・第１の入射位置、 Ｑ・・・・・・第２の入射位置。 夷２図 地３図 夷４図　　　　　地５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ビームの走査方向と直交する方向に移動する感光体を
   露光する装置において前記感光体の位置変動の周期的な
   間隔を位置変動周期間隔ｘとし、感光体上に対となって
   照射される光ビームの間隔Ｘが整数ｍおよび位置変動周
   期間隔ｘに対して次の関係を満足するように設定したこ
   とを特徴とする露光装置。 ｍｘ−Ｘ／６≦Ｘ≦ｍｘ＋ｘ／６