JPS6384251A - 画像形成装置 - 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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえばレーザビーム光による走査露光と電
子写真プロセスとにより印字する工程を複数有する多色
レーザプリンタなどの画像形成装置に関する。

（従来の技術） 最近、たとえばレーザビーム光による走査露光と電子写
真プロセスとにより印字する工程を複数有する多色レー
ザプリンタが考えられている。

この種の多色レーザプリンタにおいては、１回のプロセ
スによって多色印字が行なわれることが望まれる。その
ためには、感光体上を走査露光するための光学系の構成
に工夫が必要とされる。

その技術的Ｓ！題の１つとして、複数のレーザビーム光
に対して同一の位置から印字を行い、印字ずれが生じな
いようにするために、水平周期信号に基づいて各レーザ
ビーム光の印字位置の開始を行うようになっている。た
とえば、コストダウン、構成の簡単化のため、２つのレ
ーザビーム光のうちの１つのレーザビーム光を光検出器
に導き、この検知器の出力により水平周期信号が出力さ
れるようになっている。

ところが、２つのレーザビーム光のいずれかをビーム光
検出器に導き、ビーム光検出器に導かれていないレーザ
ビーム光のみで印字する場合に、印字に用いない他方の
レーザビーム光を点灯させなければならないという欠点
があり、レーザ発振器の寿命が短くなってしまうという
問題があった。

また、２つのレーザビーム光による走査光、相互間の印
字開始位置がずれている場合、オペレータが手動でディ
ップスイッチ等で調整しなければならないという欠点が
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、レーザ発振器の寿命が短くなったり、複
数の走査光相互の印字開始位置がずれていたりするとい
う欠点を除去するもので、簡単な構成で、レーザ発振器
の長寿命化が図れ、オペレータにより調整することなく
、複数の走査光相互の印字開始位置がずれてしまうのを
補正す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。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の画像形成装置は、複数の走査光を発生する光
学系、この光学系からの複数の走査光の少なくとも１つ
を反射する反射ミラー、上記光学系からあるいは上記反
射ミラーからの複数の走査光によりそれぞれ別々の静電
潜像を形成する像担持体、上記光学系の走査光あるいは
上記反射ミラーの光透過部を介して導かれる走査光をそ
の走査端で変更する光偏光部およびこの光偏光部により
導かれた上記複数の走査光を検出して複数の周期信号を
発生する唯一のビーム光検出部を有する周期信号発生手
段、この周期信号発生手段からの複数の周期信号の時間
差に応じて、対応する走査光による印字開始位置を補正
する補正手段、上記像担持体上の各静電潜像に現像剤を
供給して現像する現像手段、および上記像担持体上に形
成された現像像を像記録体上に転写する転写手段とから
“構成されている。

（作用） この発明は、複数の走査光を発生する光学系からの複数
の走査光のうち少なくとも１つを反射ミラーで反射し、
上記光学系からあるいは上記反射ミラーからの複数の走
査光によりそれぞれ別々の静電潜像を像担持体上に形成
し、上記光学系の走査光あるいは上記反射ミラーの光透
過部を介して導かれる走査光を光偏光部でその走査端を
変更し、この光偏光部により導かれた上記複数の走査光
を検出して唯一のビーム光検出部で複数の周期信号を発
生し、これらの複数の周期信号の時間差に応じて、対応
する走査光による印字開始位置を補正するようにしたも
のである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第２因は本発明に係る光走査装置が適用される例えば２
色レーザプリンタ１９９を示すもので、図示しないケー
ブルを介してコンピュータあるいはワードプロセッサな
どのホストシステムと接続されており、ホストシステム
からの２種のドツトイメージデータをそれぞれ異なる色
で印字する。

すなわち、２００は像担持体としてのドラム状の感光体
であり、図示しない駆動源によって図示矢印方向に回転
される。感光体２００の周囲部には、その回転方向に沿
って順次、＠１帯電器２０１、第１表百雷位センサ２０
２、第１現像器２０３、第２帯電器２０４、第２表固型
位センサ２０５、第２現像器２０６、転写前帯電器２０
７、転写用帯電器２０８、剥離用帯電器２０９、クリー
ナ２１０および除電器２１１が配設されている。なお、
第１現像器２０３は第１色トナー（非磁性−成分現像剤
）で第１色現像を行ない、第２現像器２０６は第２色ト
ナー（非磁性−成分現像剤）で第２色現像を行なうもの
とする。この場合、上記現像は感光体２００上に対して
単色で行なわれ、現像剤を重ねては行なわないものとす
る。

しかして、まず第１帯電器２０１によって回転する感光
体２００上を帯電し、回転ミラー走査ユニット２１２か
ら出力され、反射ミラー３１１゜３１２で反射されて導
かれる第２レーザビーム光３０９で感光体２００上を走
査露光し、第１画像情報部分の電荷を消去することによ
り第１静電潜像を形成し、この第１静電潜像を第１現像
器２０３によって第１色トナーで現像して第１色トナー
像を形成する。次に、第２帯電器２０４によって第１色
トナー像が形成された感光体２００上を再帯電し、回転
ミラー走査ユニット２１２から出力され、反射ミラー３
１４，３１５．３１６で反射されて導かれる第２レーザ
ビーム光３１０で感光体２００上を走査露光し、第２画
像情報部分の電荷を消去することにより第２静電潜像を
形成し、この第２静電潜像を第２現像器２０６によって
第２色トナーで現像して第２色トナー像を形成するよう
に構成されている。

一方、感光体２００下方の一側方部には、用紙Ｐを感光
体２００の下方へ供給する給紙装置２１３が設けられて
いる。給紙装置２１３は、着脱自在であって複数枚の用
紙Ｐを収納した上下２段の給紙カセット２１４．２１５
と、これら給紙カセット２１４．２１５から用紙Ｐを１
枚ずつ取出す給紙口−５２１６．２１７と、上段給紙カ
セット２１４の上方に形成された手差し給紙口２１８に
装着された手差し給紙台２１９と、この手差し給紙台２
１９から供給される用紙Ｐを送る一対の給紙ローラ２２
０と、これら給紙ローラ２１６．２１７．２２０で送ら
れる用紙Ｐを受けてその先端を整位し、その用紙Ｐを感
光体２００上の画像とタイミングをとって送出する一対
のレジストローラ２２１などが設けられて構成されてい
る。

レジストローラ２２１によって送られる用紙Ｐは転写用
帯電器２０８の部分に送られ、この部分で感光体２００
の表面と密着することにより、転写用帯電器２０８の作
用で感光体２００上の２色のトナー像（つまり第１色、
第２色トナー像）がそれぞれ転写される。こうして各ト
ナー像が転写された用Ｍ１Ｐは、剥離用帯電器２０９０
作用で感光体２００から静電的に剥離された後、吸着搬
送ベルト２２２によって定着器としてのヒートローラ２
２３へ搬送され、ここを通過するごとにより転写像が加
熱定着され、定着後の用紙Ｐは一対の排紙ローラ２２４
によって排紙トレイ２２５へ排出されるように構成され
ている。一方、転写後の感光体２００は、クリーナ２１
０によって表面の残留トナーが除去された後、除電器２
１１によって除電されて初期状態に戻るようになってい
る。

次に、光学系について詳細に説明する。まず、第２図に
示すように、唯一のベース３１８に回転ミラー走査ユニ
ット２１２、回転ミラー走査ユニット２１２で走査され
た第１．第２レーザビーム光３０９，３１０を所定の位
置へ導くための反射ミラー３１１，３１２，３１４，３
１５，３１６゜３０７、光学系の防塵用の透過ガラス３
１３゜３１７および図示しないビーム光検出器などを固
定することにより、それぞれのレーザビーム光の光路長
の誤差による感光体２００上でのレーザビーム光径や走
査速度の相違を最小限に押え、しかも光学系を機体内に
組込む以前または組込んだ後にも夫々のレーザビーム光
相互の調整が容易に行なえるようにしている。

次に、上記レーザプリンタ１９９の印字制（社）に不可
欠な水平周期信号を発生するビーム光検出器３０８周辺
の礪構について説明する。第２図において、回転ミラー
走査ユニット２１２から出力される第１、第２レーザビ
ーム光３０９．３１０の走査範囲内の所定部位、つまり
有効印字領域外に反射ミラー３０７が設けられていて、
この反射ミラー３０７で第１、第２レーザビーム光３０
９．３１０が反射されてビーム光検出器３０８に導かれ
る。第３図は第２図の光学系を上方から見たビーム光検
出器３０８周辺を示した図であり、第７図はその要部詳
細図である。第３図および第７図において、回転ミラー
走査ユニット２１２から出力される第１、第２レーザビ
ーム光３０９．３１０は反射ミラー３０７で反射され、
感光体２００上とほぼ同じ距離に配置されたビーム光検
出器３０８に導かれる。

その際、第４図に示すように、第ル−ザピーム光２０９
は、回転ミラースキャナユニット２１２から直接反射ミ
ラー３０７に導かれいるが、第２レーザビーム光３１０
は反射ミラー３１４の光透過部すを通過して、反射ミラ
ー３０７に導かれるようになっている。

上記反射ミラー３０７は板ばね３４０によってホールド
され、その板ばね３４０はブラケット３２８を介してベ
ース３１８上にねじで固定されていて、板ばね３４０は
調整用ねじ３３９によってレーザビーム光がビーム光検
出器３０８に最適に当たるように調整される。その際、
板ばね３４０と反射ミラー３０７との取付は角は、調整
用ねじ３３９がブラケット３２８から距離Ｇだけ飛出し
たときに、レーザビーム光がビーム光検出器３０８に当
たるように設計されており、その与圧によって震動や衝
撃に対して強い構造になっている。また、反射ミラー３
０７が調整された状態のときの反射ミラー３０７とベー
ス３１８となす角度φは９０°または９０°以下になる
ようにして、すなわち重力方向へ反射面を配置すること
により、反射ミラー３０７はブラケット３２８およびφ
という角度によって汚れや塵、ごみが付着しにくくなり
、ビーム光検出器３０８へ導くレーザビーム光を長時間
安定させることができる。上記反射ミラー３０７、ブラ
ケット３２８、調整用ねじ３３９、および板ばね３４０
によって光偏光部が構成されている。

上記反射ミラー３１４は、第５図（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、母材（ガラス＞３１４ａおよび多層膜コーティン
グ３１４ｂからなり、母材３１４ａに多層膜コーティン
グ３１４ｂが施されている反射部ａと母材３１４ａに多
層膜コーティング３１４ｂが施されていない光透過部す
とから構成されている。上記光透過部すと反射部ａは、
水平周期信号の検出位置Ｐａと有効印字領域Ｃの開始位
置Ｐｂの略中夫に境界が対応し、走査開始側が光透過部
ｂ、他が反射部ａとなっている。

上記のような反射ミラー３２４を用いることにより、反
射手段を追加することなく、第２レーザビーム光３１０
をビーム光検出器３０８に導くことができるので、安価
かつ信頼性の向上が図れる。

また、上記反射ミラー３１４の反射部ａは多１ｌｉＩＩ
Ｑコーティング３１４ｂでなくても良く、高反射率の金
属（例えばＡｕ、ＣＬＪ、Ａ　Ｉ等）を蒸着したもので
あっても良い。

ビーム光検出器３０８は、たとえばＰＩＮダイオードを
用いており、プリント回路基板３４２上に搭載されてい
る。プリント回路基板３４２は、スペーサ３４３を介し
てブラケット３４１に固定され、このブラケット３４１
にビーム光検出器３０８が固定されている。ブラケット
３４１には、第６図に示すようなメタクリル酸メチル製
のシリンダレンズ部３４４を包含した円筒状スペーサ３
３１がビーム光検出器３０８の中心軸と一致するように
嵌合されて固定されている。これにより、ビーム光検出
器３０８上でのレーザビーム光のぼけや光量不足、回転
ミラー３００の面倒れおよび振切や衝撃に対して水平周
期信号を安定させている。スペーサ３３１は、第６図に
示すようにシリンダレンズ部３４４およびホルダ部３４
５が一体となっており、かつシリンダレンズ部３４４を
マスキングして他の部分〈図中の斜線部）を黒色に塗装
している。これは、反射ミラー３０７でレーザビーム光
がビーム光検出器３０８に導かれる際、第１、第２レー
ザビーム光３０９．３１０はある幅を持っており、シリ
ンダレンズ部３４４以外の周辺部に当った光も屈折など
によりビーム光検出器３０８に入射してしまい、水平周
期信号にノイズを発生させ、印字画質に大きな欠陥を与
えてしまうからである。そのため、上記のような処理を
行なうことにより、容易かつ安価に高い品質の印字画像
を得ることができる。勿論、黒色塗装以外の透過防止の
処理を行なっても有効であり、またスペーサ３３１の材
質はメタクリル酸メチル以外の、たとえばポリカーボネ
ートなどの光透過率の高い材質のものでもよい。

上記ビーム光検出器３０８、スペーサ３３１、ブラケッ
ト３４１、プリント回路Ｍ板３４２、およびスペーサ３
４３によってビーム光検出部が構成されている。

上記したように構成することにより、第１、第２のレー
ザビーム光を唯一のビーム光検出器に導くことにより、
従来のように第１または第２レーザビーム光のいずれか
をビーム光検出器に導き、ビーム光検出器に導かれてい
ないレーザビーム光のみで印字する場合に、印字に用い
ない他方のレーザご−ム光を点灯させなければならない
という欠点を取除くことかで゛き、レーザ発振器の寿命
を長く維持でき、かつ第１、第２レーザビーム光の相互
の印字ずれを自動的に補正することが可能となる。

第８図は、上記のように構成された２色レーザプリンタ
１９９の制御部を示すものである。すなわち、５０１は
全体的な制御を司る主制御部としてのＣＰＵ　（セント
ラル・プロセッシング・ユニット）であり、５０２はＲ
ＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）であり、本２色レー
ザプリンタ１９９を動作させるための制御用プログラム
が格納されている。５０３はデータテーブルが格納され
ているＲＯＭであり、５０４はワーキングメモリとして
のＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）である。５
０５は汎用タイマであり、用紙搬送および感光体２００
廻りにおけるプロセスなどの制御用基本タイミング信号
を発生する。５０６は入出力ボートであり、操作表示部
５０７への表示データの出力、各種検出器（マイクロス
イッチ、センサなと）５０８からの入力、駆動系（モー
タ、クラッチ、ソレノイドなど）５１０を駆動する駆動
回路５０９への出力、走査用モータ５２６を駆動するモ
ータ駆動回路５１１への出力、各種センサおよび高圧電
源等５２３に対する入出力を制御するプロセス制御回路
５２２への入出力を行う。

５１３は印字データ書込制御回路であり、この印字デー
タ層込制画回路５１３は第１色目のイメージデータ書込
用の第ル−ザ発振器５２４の光変調を行う第ル−ザ変調
回路５１４と、第２色目のイメージデータｌ込用の第２
レーザ発振器５２５の光変調を行う第２レーザ変調回路
５１５とを駆動制御して、ホストシステム５００から転
送されてきたビデオイメージの印字データを感光体２０
０上の所定の位置へ震込む制御を行う。この際、高速応
答のＰＩＮダイオードが採用されたビーム光検出器５０
８では回転モータ走査ユニット２１２によって走査され
ている２本のレーザビーム光３０９，３１０を検出して
おり、ビーム検出回路５１７ではビーム光検出器３０８
からのアナログ信号を８速コンパレータでディジタル化
することにより水平周期信号Ｈ３ＹＯを土成し、これを
印字データ書込制御回路５１３に送出している。５１９
はインタフェース回路であり、ホストシステム５００へ
のステータスデータの出力、ホストシステム５００から
のコマンドデータおよび印字データの受取りなどの制御
を行う。

上記ビーム光検出回路５１７は、第１図に示すように、
構成されている。すなわち、ビム光検出器３０８は応答
性に非常に早いＰＩＮダイオードを使用している。

上記ビーム光検出器３０８の出力は、比較部４００．４
０１によって異なった基準電圧と比較され、上記比較部
４００からその比較結果としては水平周期信号Ｈ８ＹＯ
を出力し、上記比較部４０１からその比較結果としては
水平周期信号Ｈ８ＹＩを出力するようになっている。

上記比較部４００．４０１は、それぞれ抵抗Ｒ４１、Ｒ
４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５、ポジティブフィードバ
ック用抵抗Ｒ４６、ノイズ除去用のコンデンサｃｉｏ、
ａ速フィードバック用のコンデンサＣ１１、および高速
コンパレータ４０２によって構成されている。ただし、
抵抗Ｒ４２、Ｒ４３による基準電圧が変更されているこ
とにより、異なったスレッシュホールドレベルとなって
いる。たとえば、比較部４００のスレッシュホールドレ
ベル＜５ＨＩ）が比較部４０１のスレッシュホールドレ
ベル（ＳＨ２）の方が高くなっている（ＳＨｌ＜５Ｈ２
）。

これにより、第９図（ａ）に示すように、第１、第２レ
ーザビーム光２０９．２１０に対する検出信号が完全に
分離している場合は、一方のレーザビーム光がビーム光
検出器３０８を走査し終わってから、他方のレーザビー
ム光がビーム光検出器３０８を走査する場合であり、こ
の場合は比較部４００の２つの信号の時間差により、印
字開始位置を決定するようになっている。

また、同図（ｂ）に示すように、第１、第２レーザビー
ム光２０９．２１０に対する検出信号が重なっている場
合は、一方のレーザビーム光がビーム光検出器３０８を
走査している間に、他方のレーザビーム光がビーム光検
出器３０８の走査を開始する場合であり、この場合は比
較部４００．４０１からの２つの信号の時間差により、
印字開始位置を決定するようになっている。

これにより、印字データ書込制御回路５１３は、上記ビ
ーム光検出回路５１７から供給される水平周期信号Ｈ８
ＹＯとＨ８Ｙ１の時間的ずれを判断し、この判断結果に
応じて第ル−ザビーム光２０９による印字開始位置ある
いは第２レーザビーム光２１０による印字開始位置を決
定するようになっている。

すなわち、第１０図（ａ）（ｂ）に示すように、水平周
期信号Ｈ３Ｙ１が水平周期信号Ｈ８ＹＯよりも時間ｄ分
だけ遅れている場合、第１１図に示すように、第ル−ザ
ビーム光２０９による水平周期信号検出位置ｐａから印
字開始位置Ｐｂに対するタイムアウト時間よりも、第２
レーザビーム光２０９による水平周期信号検出位置１）
ａから印字開始位置ｐｂに対するタイムアウト時間を時
間ｄに対応する分、短くする。

これにより、第２レーザビーム光２０９による印字開始
位置Ｐｂと第２レーザビーム光２１０による印字開始位
１！Ｐｂとが同一となり、それらのビーム光が平行でな
い場合であっても、印字ずれが生じないようにできる。

なお、上記おける動作の要部のフローチャートは第１２
図に示すようになっている。

なお、上記実施例では、２色のレーザプリンタについて
説明したが、これに限らず、３色以上の多色プリンタで
あっても良い。この場合、ビーム光検出器内の分割数と
円筒状スペーサのシリンダレンズ部の数をレーザビーム
光の数と一致させている。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、簡単な構成で、レ
ーザ発撮器の長寿命化が図れ、オペレータにより調整す
ることなく、複数の走査光相互の印字開始位置がずれて
しまうのを補正することができる画像形成装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するためのちので、第１図
はビーム光検出回路の回路構成を示す図、第２図は２色
レーザプリンタの構成を示す縦断正面図、第３図は光学
系の上面図、第４図は第１、第２レーザビーム光と反射
ミラーとの関係を説明するための図、第５図は反射ミラ
ーの構成を説明するための正面図、第６図はビーム光検
出器に取付けた円筒状スペーサの詳細図、第７図はビー
ム光検出器の周辺部を示す側面図、第８図は制御回路を
示すブロック図、第９図はビーム光検出器の検出出力を
説明するための図、第１０図はビーム光検出器からの信
号に応じた水平周期信号の差を示す図、第１１図は各水
平周期信号に対応した水平周期信号の検出位置と印字開
始位置との関係を説明するための図、第１２図は動作の
要部のフローチャートである。 ２００・・・・・・感光体く像担持体）、２０３．２０
６・・・第１、第２現像器（現像手段）、２０８・・・
転写用帯電器（転写手段）、２１２・・・・・・回転ミ
ラー走査ユニット、３００・・・・・・回転ミラー（光
走査器）、３０７・・・反射ミラー（光偏光部）、３０
８・・・ビーム光検出器、３０９・・・第２レーザビー
ム光、３１０・・・第２レーザビーム光、３１４・・・
反射ミラー、３４４・・・シリンダレンズ、４０１．４
０２・・・比較部、５０１・・・ＣＰＵ、５０５・・・
タイマ、５１３・・・印字データ書込制御回路、５１７
・・・ビーム光検出回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦（ａ　）　　　
　　　　　　　　　　（ｂ　）第５図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） 第６図 第７図 一−□−−５Ｈ２ （ａ） （ｂ） 第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の走査光を発生する光学系と、 この光学系からの複数の走査光の少なくとも１つを反射
   する反射ミラーと、 上記光学系からあるいは上記反射ミラーからの複数の走
   査光によりそれぞれ別々の静電潜像を形成する像担持体
   と、 上記光学系の走査光あるいは上記反射ミラーの光透過部
   を介して導かれる走査光をその走査端で変更する光偏光
   部およびこの光偏光部により導かれた上記複数の走査光
   を検出して複数の周期信号を発生する唯一のビーム光検
   出部を有する同期信号発生手段と、 この同期信号発生手段からの複数の同期信号の時間差に
   応じて、対応する走査光による印字開始位置を補正する
   補正手段と、 上記像担持体上の各静電潜像に現像剤を供給して現像す
   る現像手段と、 上記像担持体上に形成された現像像を像記録体上に転写
   する転写手段と、 を具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）ビーム光検出部が、ビーム光検出器からの検出出
   力をスレッシュホールドレベルの異なる比較部で比較す
   ることにより、複数の周期信号を発生するものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装
   置。
3. （３）走査光が、レーザ光であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の画像形成装置。