JPH10104896A

JPH10104896A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10104896A
Application number: JP8262680A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Sato; 敏哉佐藤; Nobuo Iwata; 信夫岩田; Mitsugi Sugiyama; 貢杉山; Masashi Shinohara; 賢史篠原; Yutaka Shio; 豊塩; Tomonori Yabuta; 知典薮田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1996-10-03
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】環境の影響等により変化する電子写真装置の
露光器の焦点位置を適正に調整する。【解決手段】露光器７の焦点位置を可変させる焦点可
変手段３１を設け、多数のドットが所定領域に配列され
たテストパターン３８を焦点位置を順次変化させて形成
する。その各々の印刷濃度を濃度検出手段３６により個
々に検出し、これらの印刷濃度から感光体１５の表面に
一致した焦点位置を検出し、この焦点位置を焦点可変手
段３１に設定する。テストパターン３８の印刷濃度から
露光器７の最適な焦点位置を検出するので、複雑な装置
を必要とすることなく露光器７の焦点位置を最適に調整
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、電子写真方式の画像形成装置がレ
ーザプリンタや静電複写機として実用化されている。一
般的な画像形成装置は、感光体を有しており、このよう
な感光体は回転自在なドラム体や、循環自在なベルト体
として形成されている。このような感光体の表面には、
帯電器、露光器、現像器、転写器、等が順番に配置さ
れ、この感光体と転写器との間隙に印刷用紙の搬送路が
位置する。露光器は、例えば、レーザ光源の光軸上に回
転自在なポリゴンミラーの反射面を位置させ、その走査
光路上にｆθレンズ等の結像光学系を配置した構造に形
成されている。

【０００３】このような画像形成装置で画像を形成する
場合には、順次移動する感光体の表面を帯電器の放電に
より帯電させ、この帯電した表面を露光器により光走査
して静電潜像を形成する。この静電潜像を現像器から供
給されるトナーにより現像し、このトナー像を転写器の
電位により印刷用紙の表面に順次転写させる。なお、実
際の画像形成装置では、トナーが転写された印刷用紙を
定着器により加圧するとともに加熱し、印刷用紙にトナ
ーを定着させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような画像形成
装置は、電子写真法により印刷用紙にトナーで画像を形
成することができる。

【０００５】現在、このような画像形成装置の高解像度
化や高精細なカラー化が要望されており、これを実現す
るためには感光体の表面に露光器の焦点位置が正確に一
致する必要があるが、これは実際には困難である。例え
ば、最近の画像形成装置では、生産性等の理由から結像
レンズ等を樹脂で製作することが多いが、樹脂製の結像
レンズは環境温度の変化により焦点位置が変動する。特
に、高解像度化等のために結像スポットを小さく絞り込
んだ場合、焦点位置の変化に対するスポット径の変動が
大きいので、高解像度な画像形成装置ほど画像品質が低
下しやすい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の画
像形成装置は、感光体の移動自在な表面を帯電器の放電
により帯電させてから露光器により光走査して静電潜像
を形成し、この静電潜像を現像器から供給されるトナー
により現像して画像を形成する電子写真方式の画像形成
装置において、前記露光器の焦点位置を可変させる焦点
可変手段を設け、多数のドットが所定領域に配列された
テストパターンを記憶したパターン記憶手段を設け、焦
点位置を順次変化させた複数のテストパターンの静電潜
像を前記露光器に形成させるパターン形成手段を設け、
現像された複数のテストパターンの印刷濃度を個々に検
出する濃度検出手段を設け、検出された印刷濃度に基づ
いて前記感光体の表面に一致した焦点位置を検出する焦
点検出手段を設け、検出された焦点位置を前記焦点可変
手段に設定する焦点調整手段を設けた。従って、露光器
の焦点位置を調整する場合、パターン形成手段がパター
ン記憶手段に記憶されているテストパターンに従って露
光器を動作制御するとともに、この露光器の焦点位置を
焦点可変手段により順次可変させるので、感光体の表面
には焦点位置が順次変化した複数のテストパターンの静
電潜像が形成される。これら複数のテストパターンが現
像器から供給されるトナーにより現像され、その印刷濃
度が濃度検出手段により個々に検出され、このように検
出される印刷濃度に基づいて焦点検出手段により感光体
の表面に一致した焦点位置が検出される。この検出され
た焦点位置が焦点調整手段により焦点可変手段に設定さ
れるので、露光器の焦点位置が感光体の表面に正確に一
致するよう調整される。なお、本発明で云う焦点位置と
は、感光体の表面に対する光線の光軸方向での焦点の位
置を意味しており、感光体の表面での光線の入射する位
置は意味していない。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置であって、パターン記憶手段は、多数のドッ
トが相互に重複しない位置に配列されたテストパターン
を記憶しており、焦点検出手段は、印刷濃度が二つのピ
ーク値の中間で微少に低下したときの焦点位置を検出す
る。従って、露光器のスポット中心の光強度が感光体の
感光特性の飽和強度より高いような場合、そのドットの
印刷濃度は、露光器の焦点位置が感光体の表面に正確に
一致した状態より、微少に変位した状態で最高となる。
このようなドットが相互に重複しないようテストパター
ンがパターン記憶手段に設定されているので、その印刷
濃度はドットの印刷濃度を良好に反映することになる。
このようなテストパターンの印刷濃度は、露光器の焦点
位置が感光体の表面に正確に一致した状態より、微少に
変位した状態で最高となるので、最適な焦点位置は二つ
のピーク値の中間で微少に低下したときとなる。このよ
うな状態の焦点位置が焦点検出手段により検出されるの
で、露光器の焦点位置が感光体の表面に正確に一致した
状態が検出される。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置であって、パターン記憶手段は、多数のドッ
トが高密度に配列されたテストパターンを記憶してお
り、焦点検出手段は、印刷濃度がピーク値のときの焦点
位置を検出する。従って、露光器のスポット中心の光強
度が感光体の感光特性の飽和強度より低いような場合、
そのドットの印刷濃度は、露光器の焦点位置が感光体の
表面に正確に一致した状態で最高となる。このようなド
ットが高密度に配列されたテストパターンがパターン記
憶手段に設定されているので、その印刷濃度は露光器の
焦点位置の精度を良好に反映することになり、この印刷
濃度がピーク値のときの焦点位置が焦点検出手段により
検出されるので、露光器の焦点位置が感光体の表面に正
確に一致した状態が検出される。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項２記載の画
像形成装置であって、露光器は、少なくともテストパタ
ーンの形成時のスポット中心の光強度が感光体の感光特
性の飽和強度より高い。従って、このような光強度の露
光器によるドットの印刷濃度は、露光器の焦点位置が感
光体の表面に正確に一致した状態より、微少に変位した
状態で最高となるが、このようなドットが相互に重複し
ないようテストパターンがパターン記憶手段に設定され
ているので、その印刷濃度はドットの印刷濃度を良好に
反映することになり、この印刷濃度が二つのピーク値の
中間で微少に低下したときの焦点位置が焦点検出手段に
より検出されるので、露光器の焦点位置が感光体の表面
に正確に一致した状態が検出される。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項３記載の画
像形成装置であって、露光器は、少なくともテストパタ
ーンの形成時のスポット中心の光強度が感光体の感光特
性の飽和強度より低い。従って、このような光強度の露
光器によるドットの印刷濃度は、露光器の焦点位置が感
光体の表面に正確に一致した状態で最高となる。このよ
うなドットが高密度に配列されたテストパターンがパタ
ーン記憶手段に設定されているので、その印刷濃度は露
光器の焦点位置の精度を良好に反映することになり、こ
の印刷濃度がピーク値のときの焦点位置が焦点検出手段
により検出されるので、露光器の焦点位置が感光体の表
面に正確に一致した状態が検出される。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１ないし５
の何れか一記載の画像形成装置であって、露光器の光強
度を可変させる強度可変手段を設け、焦点位置の変化に
対する印刷濃度の変化が最大となるよう前記露光器の光
強度をテストパターンの形成時に調節する強度調節手段
を設けた。従って、露光器の光強度が強度可変手段によ
り可変されるので、強度調節手段により露光器の光強度
がテストパターンの形成時に焦点位置の変化に対する印
刷濃度の変化が最大となるよう調節されると、露光器の
焦点位置が感光体の表面に正確に一致した状態が良好に
検出される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて以下に説明する。本実施の形態の画像形成装置で
あるカラー複写機１は、図２に示すように、画像読取ブ
ロック２、画像処理回路３、画像印刷ブロック４、等を
主要部分として有している。

【００１３】前記画像読取ブロック２は、その主要部と
してコンタクトガラス５とセンサユニット６とを有して
おり、このセンサユニット６は、ユニット支持機構（図
示せず）により副走査方向に移動自在に支持されてい
る。前記センサユニット６は、密着型の三個のラインセ
ンサ（図示せず）を有しており、これらのラインセンサ
により、読取原稿からＲＧＢ(Red,Green,Blue)成分の画
像データを個々に読み取る。

【００１４】前記画像処理回路３は、前記画像読取ブロ
ック２により読取走査されたＲＧＢ成分の画像データの
入力を受け付け、この画像データをＫＭＹＣ(Black,Mag
enta,Yellow,Cyanide)成分に変換してから前記画像印刷
ブロック４に出力する。

【００１５】この画像印刷ブロック４は、一個のスキャ
ナユニット７、四個の印刷ステーション８、一個の用紙
搬送機構９、一個の定着器１０、等を有している。前記
用紙搬送機構７は、給紙カセット１１、排紙トレイ（図
示せず）、ベルト搬送機構１２、等を有しており、この
ベルト搬送機構１２は、循環自在なエンドレスの用紙搬
送ベルト１３を一対のガイドローラ１４で水平に張架し
た構造からなる。前記用紙搬送ベルト１３が直線状に張
架された位置には、四個の前記印刷ステーション８が順
番に配置されており、前記用紙搬送ベルト１３と前記排
紙トレイとの中間に前記定着器１０が位置している。

【００１６】前記印刷ステーション８は、感光体として
回転自在な感光ドラム１５を有しており、この感光ドラ
ム１５の表面には、トナークリーナ１６、除電ランプ１
７、帯電器１８、前記スキャナユニット７の透光窓１
９、現像器２０、転写器２１等が順番に対向配置されて
いる。前記感光ドラム１５は前記用紙搬送ベルト１３の
表面に当接されており、この用紙搬送ベルト１３を介し
て前記転写器２１は前記感光ドラム１５に対向してい
る。

【００１７】前記スキャナユニット７は、四つの前記透
光窓１９から四つの走査光を前記印刷ステーション８に
出射するよう形成されており、四個の露光器を一体化し
た構造に相当する。このスキャナユニット７は、一個の
スキャナモータ２２を有しており、このスキャナモータ
２２には二個のポリゴンミラー２３が装着されている。
これら二個のポリゴンミラー２３には、図１に示すよう
に、四個のレーザ光源２４が二個ずつ対向配置されてお
り、図２に示すように、これらのレーザ光源２４の出射
光を前記ポリゴンミラー２３が偏向走査した走査光路に
は結像光学系２５と偏向光学系２６とが個々に配置され
ている。

【００１８】この偏向光学系２６は複数の反射ミラー２
７からなるが、前記透光窓１９を介して前記印刷ステー
ション８の感光ドラム１５に対向する最終ミラー２８
は、サーボモータ２９により回動自在に支持されてい
る。図１に示すように、このサーボモータ２９にはモー
タ駆動回路３０が接続されており、このモータ駆動回路
３０により前記サーボモータ２９が前記最終ミラー２８
を回動させると、前記感光ドラム１５に光線が入射する
位置が変化する。

【００１９】この場合、前記結像光学系２５による焦点
距離は変化しないが前記感光ドラム１５に至る光路長が
変化するので、前記感光ドラム１５の表面に対する光線
の光軸方向での焦点位置が変化することになり、ここに
前記スキャナユニット７の焦点位置を可変させる焦点可
変手段である焦点可変装置３１が形成されている。つま
り、ここで云う焦点位置とは、前記感光ドラム１５の表
面に対する光線の光軸方向での焦点の位置を意味してお
り、前記感光ドラム１５の表面での光線の入射位置は意
味していない。

【００２０】前記用紙搬送ベルト１３が直線状に張架さ
れた下方の位置には、表面にＬＥＤ(Light Emitting Di
ode)３２が対向配置されるとともに、裏面にアパーチャ
３３を介してフォトダイオード３４が対向配置されてい
る。このフォトダイオード３４には濃度検知回路３５が
接続されているので、ここに前記用紙搬送ベルト１３の
表面の印刷濃度を検出する濃度検出手段である濃度検出
装置３６が形成されている。

【００２１】前記スキャナユニット７のレーザ光源２４
には、動作制御回路３７が接続されており、この動作制
御回路３７は、前記画像処理回路３と別系統で前記画像
印刷ブロック４を動作制御する。つまり、前記動作制御
回路３７は、マイクロコンピュータを有しており、この
マイクロコンピュータはメモリに格納されたプログラム
に従って各種の制御動作を実行する。より具体的には、
本実施の形態のカラー複写機１は、所定タイミングに前
記スキャナユニット７の焦点位置の調整動作を実行する
よう設定されており、この調整動作を統合制御するよう
前記動作制御回路３７は設けられている。

【００２２】この動作制御回路３７のメモリには、パタ
ーン記憶手段となる記憶領域が確保されており、ここに
多数のドットが所定領域に配列されたテストパターン３
８の画像データが記憶されている。前記動作制御回路３
７は、焦点位置の調整動作の実行時には、焦点位置を順
次変化させた複数のテストパターン３８の静電潜像を前
記スキャナユニット７に形成させるので、この時点では
パターン形成手段として機能する。

【００２３】この露光時の結像位置が順次変化された複
数のテストパターン３８は、ＫＭＹＣのトナーの各々に
より前記用紙搬送ベルト１３の表面に形成され、このテ
ストパターン３８の印刷濃度を前記濃度検出装置３６は
個々に検出する。このように検出されたテストパターン
３８の印刷濃度は前記動作制御回路３７にフィードバッ
クされ、この動作制御回路３７は、検出された印刷濃度
に基づいてスキャナユニット７の前記感光ドラム１５の
表面に一致した焦点位置を検出するので、この時点では
焦点検出手段として機能する。

【００２４】より詳細には、本実施の形態のカラー複写
機１では、前記スキャナユニット７は、前記感光ドラム
１５の表面に結像するスポット中心の光強度が、前記感
光ドラム１５の感光特性の飽和強度より高い。これに対
応して、前記テストパターン３８は、図３および図４に
示すように、前記感光ドラム１５の表面の結像スポット
により形成される多数のドットが、相互に重複しない位
置に配列されている。

【００２５】そして、前記動作制御回路３７が、テスト
パターン３８の印刷濃度に基づいて前記スキャナユニッ
ト７の最適な焦点位置を検出するときには、詳細には図
８に基づいて後述するように、印刷濃度が二つのピーク
値の中間で微少に低下したときの焦点位置を最適と検出
する。なお、この動作制御回路３７は、上述のように検
出された最適な焦点位置を前記焦点可変装置３１に設定
するので、この時点では焦点調整手段として機能する。

【００２６】ただし、このように前記感光ドラム１５の
表面に対する所定位置を変化させるために前記スキャナ
ユニット７の光路を副走査方向に偏向させると、前記感
光ドラム１５に静電潜像が形成されるタイミングも変化
するので、このタイミングを前記焦点可変装置３１の設
定に対応して補正することも前記動作制御回路３７は実
行する。

【００２７】このような構成において、本実施の形態の
カラー複写機１は、切換自在な各種の動作モードに対応
して各種の処理動作を実行することができ、このような
動作モードとして原稿複写モードや焦点調整モードが用
意されている。

【００２８】原稿複写モードは、通常は常時設定されて
おり、読取原稿の画像を印刷用紙にフルカラーで複写す
ることができる。その場合、画像読取ブロック２により
読取原稿からＲＧＢの画像データが読取走査され、この
画像データが画像処理回路３によりＲＧＢからＫＭＹＣ
に変換され、このＫＭＹＣの画像データが画像印刷ブロ
ック４により印刷用紙に印刷出力される。

【００２９】このとき、この画像印刷ブロック４では、
四個の印刷ステーション８において、回転する感光ドラ
ム１５の表面が帯電器１８のコロナ放電により帯電さ
れ、この帯電した感光ドラム１５の表面にスキャナユニ
ット７の光走査により静電潜像が形成される。このと
き、スキャナユニット７はＫＭＹＣの画像データに個々
に対応して四個の感光ドラム１５の表面を光走査し、こ
れら四個の感光ドラム１５の静電潜像は現像器２０から
供給されるＫＭＹＣのトナーにより個々に結像される。

【００３０】上述のような動作と同期して用紙搬送機構
９は循環する用紙搬送ベルト１３により印刷用紙を順次
搬送するので、この印刷用紙の表面には転写器２１が発
生する電位差により四個の感光ドラム１５からＫＭＹＣ
のトナー像が順番に転写される。このようにフルカラー
のトナー像が形成された印刷用紙は定着器１０により加
熱されるとともに加圧されるので、フルカラーの画像が
形成された印刷用紙が排紙トレイに排出されることにな
る。

【００３１】本実施の形態のカラー複写機１は、上述の
ように印刷用紙にカラー画像を複写することができる
が、このようなカラー複写を高品質に実行するために
は、各色での画像形成が高解像度で高精細に実行されて
いる必要がある。これを実現するためには、感光ドラム
１５の表面にスキャナユニット７の焦点位置が正確に一
致している必要があるが、実際には環境温度が変化して
もスキャナユニット７の焦点位置は変動する。

【００３２】これに対処するため、本実施の形態のカラ
ー複写機１は、画像複写の合間等の所定タイミングに焦
点調整モードが自動的に起動され、スキャナユニット７
の所定位置が自動的に調整されるよう設けられている。
より詳細には、焦点調整モードでスキャナユニット７の
焦点位置を調整する場合、上述した画像複写の場合と同
様に画像印刷ブロック４の各部が駆動されるが印刷用紙
は給送されない。

【００３３】このとき、動作制御回路３７は、テストパ
ターン３８の画像データを読み出してスキャナユニット
７に光走査させるとともに、このスキャナユニット７の
焦点位置を焦点可変装置３１により順次可変させるの
で、感光ドラム１５の表面には焦点位置が順次変化した
複数のテストパターン３８の静電潜像が各色毎に形成さ
れる。これら複数のテストパターン３８が現像器２０か
ら供給されるトナーにより各色に現像され、このテスト
パターン３８のトナー像は用紙搬送ベルト１３の表面に
転写される。

【００３４】この用紙搬送ベルト１３の表面に転写され
たテストパターン３８が濃度検出装置３６の位置まで移
動すると、この濃度検出装置３６は、テストパターン３
８のトナー像をＬＥＤ３２により照明し、その印刷濃度
をアパーチャ３３の開口からフォトダイオード３４によ
り検出する。このように検出される印刷濃度は動作制御
回路３７に入力されるので、この動作制御回路３７は、
露光時の焦点位置が各々相違する複数のテストパターン
３８の印刷濃度から、スキャナユニット７の最適な焦点
位置を検出する。このように検出された最適な焦点位置
は焦点可変装置３１に設定されるので、この焦点可変装
置３１は、以後は設定された焦点位置で画像複写の動作
を実行する。

【００３５】本実施の形態のカラー複写機１では、上述
のようにスキャナユニット７の焦点位置が調整されるの
で、カラー画像の複写動作を常時良好に実行することが
できる。特に、スキャナユニット７の光強度に対応して
テストパターン３８を設定しており、テストパターン３
８の印刷濃度からスキャナユニット７の最適な焦点位置
を検出する手法を工夫しているので、複雑な装置を要す
ることなくスキャナユニット７の最適な焦点位置を良好
に検出することができる。

【００３６】このことを以下に順次説明する。まず、図
３および図４に示すように、濃度検出装置３６はアパー
チャ３３の開口からテストパターン３８の印刷濃度を検
出するので、この印刷濃度の検出は二次元の所定領域に
対して実行されることになる。つまり、画像印刷ブロッ
ク４の印刷濃度を零次元のドットや一次元の線分から検
出することは困難であり、上述のように二次元のテスト
パターン３８から検出する必要がある。

【００３７】しかし、このようなテストパターン３８の
場合、スキャナユニット７の焦点位置と印刷濃度とが一
対一に対応しない場合がある。つまり、図５に示すよう
に、スキャナユニット７のスポット中心の光強度が感光
ドラム１５の感光特性の飽和強度に対応している場合、
その印刷濃度は焦点位置が最適な場合に最高となるの
で、テストパターン３８を特に工夫せずとも最高の印刷
濃度から最適な焦点距離を検出することができる。

【００３８】しかし、図６に示すように、スキャナユニ
ット７のスポット中心の光強度が感光ドラム１５の感光
特性の飽和強度より高い場合、そのドットの印刷濃度
は、図７に示すように、スキャナユニット７の焦点位置
が感光ドラム１５の表面に正確に一致した状態より、微
少に変位した状態で最高となる。このようにドットが大
径で高濃度に形成される場合、このドットがテストパタ
ーン３８に高密度に配列されると、スキャナユニット７
の焦点位置を変化させてもテストパターン３８の印刷濃
度が変化しないことが想定できる。しかし、本実施の形
態のカラープリンタ１では、テストパターン３８は多数
のドットが相互に重複しないよう形成されているので、
その印刷濃度はドットの印刷濃度を良好に反映すること
になる。

【００３９】このようなテストパターン３８の印刷濃度
を濃度検出装置３６はアパーチャ３３の開口から検出す
るので、図７に示すように、検出される印刷濃度は用紙
搬送ベルト１３の循環に対応して所定タイミングで安定
する。しかし、前述のようにスキャナユニット７のスポ
ット中心の光強度が感光ドラム１５の感光特性の飽和強
度より高いと、濃度検出装置３６の検出濃度であるフォ
トダイオード３４の検出電圧も、図７（ａ）に示すよう
に、スキャナユニット７の焦点位置が感光ドラム１５の
表面に正確に一致した状態の電圧Ｖ₀ より、図７（ｂ）
に示すように、微少に変位した状態の電圧Ｖ_n のほうが
高い。

【００４０】つまり、上述のような光強度のスキャナユ
ニット７により焦点位置を順次変化させた複数のテスト
パターン３８を形成して印刷濃度を検出すると、これは
焦点位置が感光ドラム１５の表面に正確に一致した状態
より微少に変位した状態となるので、最適な焦点位置は
印刷濃度が二つの二つのピーク値の中間で微少に低下し
たときとなる。

【００４１】そして、本実施の形態のカラー複写機１で
は、図８に示すように、濃度検出装置３６が検出する印
刷濃度が二つのピーク値の中間で微少に低下したときの
焦点位置が、動作制御回路３７により最適として検出さ
れるので、スキャナユニット７の焦点位置が感光ドラム
１５の表面に正確に一致した状態が検出される。このよ
うな最適な焦点位置の検出は、例えば、順次変化する印
刷濃度がピーク値に到達した時点を基点として、次のピ
ーク値まで到達する過程でディップ値を検出することに
より実現される。

【００４２】つまり、本実施の形態のカラー複写機１
は、スキャナユニット７の最適な焦点位置をトナーの印
刷濃度から検出するので、この検出に複雑な装置を要す
ることがなく、印刷濃度を二次元のテストパターン３８
から検出するので、印刷濃度を良好に検出することがで
きる。さらに、このテストパターン３８は、多数のドッ
トが相互に重複しないよう配置されているので、スキャ
ナユニット７のスポット中心の光強度が感光ドラム１５
の感光特性の飽和強度より高くとも、スキャナユニット
７の焦点位置の変化をテストパターン３８の印刷濃度の
変化に良好に反映させることができる。

【００４３】そして、スキャナユニット７のスポット中
心の光強度が感光ドラム１５の感光特性の飽和強度より
高いと、テストパターン３８の印刷濃度の検出結果とス
キャナユニット７の焦点位置とは一対一に対応しない
が、印刷濃度の二つのピーク値の中間のディップ値を検
出するので、スキャナユニット７の最適な焦点位置を良
好に検出することができる。

【００４４】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、各種の変形を許容する。例えば、本実施の形
態では画像形成装置としてカラー複写機１を例示した
が、本発明の画像形成装置は、電子写真法により画像を
形成する装置であれば良く、例えば、カラープリンタ、
白黒複写機、白黒プリンタ、等にも適用することができ
る。

【００４５】また、本実施の形態では、焦点可変手段で
ある焦点可変装置３１がスキャナユニット７の焦点位置
を調整することを、偏向光学系２６の最終ミラー２８の
回動による光路の変位で実現することを例示したが、例
えば、これを結像光学系２５の光学部品の光軸方向の変
位で実現するようなことも可能である。つまり、本発明
は感光体に対して露光器の焦点位置を光軸方向で可変で
きれば良く、これを実現する手法としては、光路長と焦
点距離との少なくとも一方を可変すれば良い。

【００４６】さらに、本実施の形態では、現像したテス
トパターン３８を用紙搬送ベルト１３の表面に転写して
印刷濃度を検出することを例示したが、例えば、テスト
パターン３８を印刷用紙に転写して印刷濃度を検出する
ことも可能であり、テストパターン３８の印刷濃度を感
光ドラム１５の表面で検出することも可能である。

【００４７】また、本実施の形態では、スキャナユニッ
ト７のスポット中心の光強度が感光ドラム１５の感光特
性の飽和強度より高い場合を想定したが、図９に示すよ
うに、スキャナユニット７のスポット中心の光強度が感
光ドラム１５の感光特性の飽和強度より低い場合にも、
本発明は利用可能である。

【００４８】なお、このような光強度のスキャナユニッ
ト７では、図１０に示すように、焦点位置が最適な場合
にテストパターン３８の印刷濃度も最高となるので、こ
のテストパターン３８の印刷濃度が最高の状態から最適
な焦点位置が単純に検出される。ただし、上述のような
光強度のスキャナユニット７により印刷されるドットは
全体的に低濃度なので、図１１および図１２に示すよう
に、テストパターン３８はドットが高密度に配列された
形態に設定することが好ましい。その場合、図１３に示
すように、ドットの印刷濃度がテストパターン３８の印
刷濃度に良好に反映されるので、この印刷濃度からスキ
ャナユニット７の最適な焦点位置を良好に検出すること
ができる。

【００４９】さらに、ここまではスキャナユニット７の
スポット中心の光強度が感光ドラム１５の感光特性の飽
和強度より高い場合や低い場合に対応してテストパター
ン３８を適正に設定しておくことを例示した。しかし、
上述のような二種類のテストパターン３８の一方を所望
により設定しておき、これに対応してテストパターンの
形成時にスキャナユニット７の光強度を調整することも
可能である。

【００５０】その場合、レーザ光源２４のドライバ回路
等を利用して、スキャナユニット７の光強度を可変させ
る強度可変手段を設け、焦点位置の変化に対する印刷濃
度の変化が最大となるようスキャナユニット７の光強度
をテストパターンの形成時に調節する強度調節手段を駆
動制御回路３７等に設ける。この場合、テストパターン
の印刷濃度がスキャナユニット７の焦点位置の変化に対
して大きく変化するので、テストパターンの印刷濃度か
らスキャナユニット７の最適な焦点位置を良好に検出す
ることができる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１記載の発明の画像形成装置は、
露光器の焦点位置を可変させる焦点可変手段を設け、多
数のドットが所定領域に配列されたテストパターンを記
憶したパターン記憶手段を設け、焦点位置を順次変化さ
せた複数のテストパターンの静電潜像を露光器に形成さ
せるパターン形成手段を設け、現像された複数のテスト
パターンの印刷濃度を個々に検出する濃度検出手段を設
け、検出された印刷濃度に基づいて感光体の表面に一致
した焦点位置を検出する焦点検出手段を設け、検出され
た焦点位置を焦点可変手段に設定する焦点調整手段を設
けたことにより、このように最適な焦点位置が設定され
た露光器は最高の解像度で静電潜像を形成することがで
きるので、露光器の焦点距離が環境変化等のために変動
しても画像を高解像度に形成することができ、テストパ
ターンは多数のドットが所定領域に配列されており、こ
のテストパターンの印刷濃度から露光器の最適な焦点位
置が検出されるので、複雑な装置を必要とすることなく
露光器の最適な焦点位置を良好に検出することができ、
簡単な構造で画像品質を良好に維持できる画像形成装置
を提供することができる。

【００５２】請求項２記載の発明は、パターン記憶手段
は、多数のドットが相互に重複しない位置に配列された
テストパターンを記憶しており、焦点検出手段は、印刷
濃度が二つのピーク値の中間で微少に低下したときの焦
点位置を検出することにより、例えば、露光器のスポッ
ト中心の光強度が感光体の感光特性の飽和強度より高い
場合でも、露光器の焦点位置の変化をテストパターンの
印刷濃度に良好に反映させることができ、この印刷濃度
から露光器の最適な焦点位置を良好に検出することがで
きる。

【００５３】請求項３記載の発明は、パターン記憶手段
は、多数のドットが高密度に配列されたテストパターン
を記憶しており、焦点検出手段は、印刷濃度がピーク値
のときの焦点位置を検出することにより、例えば、露光
器のスポット中心の光強度が感光体の感光特性の飽和強
度より低い場合でも、露光器の焦点位置の変化をテスト
パターンの印刷濃度に良好に反映させることができ、こ
の印刷濃度から露光器の最適な焦点位置を良好に検出す
ることができる。

【００５４】請求項４記載の発明は、露光器は、少なく
ともテストパターンの形成時のスポット中心の光強度が
感光体の感光特性の飽和強度より高いことにより、この
ような露光器により形成されるドットは大径でも高濃度
であるが、このようなドットが相互に重複しないようテ
ストパターンが設定されているので、その印刷濃度に露
光器の焦点位置の変化を良好に反映させることができ、
この印刷濃度から露光器の最適な焦点位置を良好に検出
することができる。

【００５５】請求項５記載の発明は、露光器は、少なく
ともテストパターンの形成時のスポット中心の光強度が
感光体の感光特性の飽和強度より低いことにより、この
ような露光器により形成されるドットは全体的に低濃度
であるが、このようなドットが高密度に配列されるよう
テストパターンが設定されているので、その印刷濃度に
露光器の焦点位置の変化を良好に反映させることがで
き、この印刷濃度から露光器の最適な焦点位置を良好に
検出することができる。

【００５６】請求項６記載の発明は、露光器の光強度を
可変させる強度可変手段を設け、焦点位置の変化に対す
る印刷濃度の変化が最大となるよう露光器の光強度をテ
ストパターンの形成時に調節する強度調節手段を設けた
ことにより、テストパターンの印刷濃度が露光器の焦点
位置の変化に対して大きく変化するので、テストパター
ンの印刷濃度から露光器の最適な焦点位置を良好に検出
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施の一形態であるカ
ラー複写機の要部を示す模式図である。

【図２】カラー複写機の全体構造を模式的に示す断面図
である。

【図３】焦点位置が適正な場合のテストパターンを濃度
検出手段である濃度検出装置が読み取る状態を示す模式
図である。

【図４】焦点位置が不適な場合のテストパターンを濃度
検出装置が読み取る状態を示す模式図である。

【図５】露光器であるスキャナユニットのスポット中心
の光強度が感光体の感光特性の飽和強度に対応し、焦点
位置が適正な場合の、スキャナユニットの光強度とドッ
トの印刷状態との関係を示す模式図である。

【図６】スキャナユニットのスポット中心の光強度が感
光体の感光特性の飽和強度より高い場合の、スキャナユ
ニットの光強度とドットの印刷状態との関係を示し、
（ａ）は焦点位置が適正な場合の模式図、（ｂ）は焦点
位置が不適な場合の模式図である。

【図７】順次移動するテストパターンから濃度検出装置
が検出する印刷濃度を示し、（ａ）は焦点位置が適正な
場合の特性図、（ｂ）は焦点位置が不適な場合の特性図
である。

【図８】スキャナユニットの焦点位置の変化と印刷濃度
の変化との関係を示す模式図である。

【図９】スキャナユニットのスポット中心の光強度が感
光体の感光特性の飽和強度より低い場合の、スキャナユ
ニットの光強度とドットの印刷状態との関係を示し、
（ａ）は焦点位置が適正な場合の模式図、（ｂ）は焦点
位置が不適な場合の模式図である。

【図１０】スキャナユニットの焦点位置の変化と印刷濃
度の変化との関係を示す模式図である。

【図１１】焦点位置が適正な場合のテストパターンを濃
度検出手段である濃度検出装置が読み取る状態を示す模
式図である。

【図１２】焦点位置が不適な場合のテストパターンを濃
度検出装置が読み取る状態を示す模式図である。

【図１３】順次移動するテストパターンから濃度検出装
置が検出する印刷濃度を示し、（ａ）は焦点位置が適正
な場合の特性図、（ｂ）は焦点位置が不適な場合の特性
図である。

【符号の説明】

１画像形成装置６感光体７露光器１８帯電器２０現像器３１焦点可変手段３６濃度検出手段３８テストパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠原賢史東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者塩豊鳥取県鳥取市北村10−３リコーマイクロエレクトロニクス株式会社内 (72)発明者薮田知典鳥取県鳥取市北村10−３リコーマイクロエレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体の移動自在な表面を帯電器の放電
により帯電させてから露光器により光走査して静電潜像
を形成し、この静電潜像を現像器から供給されるトナー
により現像して画像を形成する電子写真方式の画像形成
装置において、前記露光器の焦点位置を可変させる焦点
可変手段を設け、多数のドットが所定領域に配列された
テストパターンを記憶したパターン記憶手段を設け、焦
点位置を順次変化させた複数のテストパターンの静電潜
像を前記露光器に形成させるパターン形成手段を設け、
現像された複数のテストパターンの印刷濃度を個々に検
出する濃度検出手段を設け、検出された印刷濃度に基づ
いて前記感光体の表面に一致した焦点位置を検出する焦
点検出手段を設け、検出された焦点位置を前記焦点可変
手段に設定する焦点調整手段を設けたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】パターン記憶手段は、多数のドットが相
互に重複しない位置に配列されたテストパターンを記憶
しており、焦点検出手段は、印刷濃度が二つのピーク値
の中間で微少に低下したときの焦点位置を検出すること
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】パターン記憶手段は、多数のドットが高
密度に配列されたテストパターンを記憶しており、焦点
検出手段は、印刷濃度がピーク値のときの焦点位置を検
出することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】露光器は、少なくともテストパターンの
形成時のスポット中心の光強度が感光体の感光特性の飽
和強度より高いことを特徴とする請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項５】露光器は、少なくともテストパターンの
形成時のスポット中心の光強度が感光体の感光特性の飽
和強度より低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６】露光器の光強度を可変させる強度可変手
段を設け、焦点位置の変化に対する印刷濃度の変化が最
大となるよう前記露光器の光強度をテストパターンの形
成時に調節する強度調節手段を設けたことを特徴とする
請求項１ないし５の何れか一記載の画像形成装置。