特開 2024-162649 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162649

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/12 20060101AFI20241114BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20241114BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20241114BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

G02B26/12

G03G21/00 510

B41J2/47 101M

G02B26/10 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078374

(22)【出願日】2023-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114971

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 修

(72)【発明者】

【氏名】京極 正法

【テーマコード（参考）】

2C362

2H045

2H270

【Ｆターム（参考）】

2C362BA04

2C362BA34

2C362BA83

2C362BB38

2C362CA18

2C362CA39

2H045AA02

2H045AA13

2H045AA53

2H045BA02

2H045CA92

2H270LA46

2H270LA47

2H270LD03

2H270LD08

2H270LD14

2H270MC78

2H270RA14

2H270RC03

(57)【要約】

【課題】 ポリゴンミラーの反射面が誤って特定されることを抑制する画像形成装置を得る。
【解決手段】 露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光線を走査するポリゴンミラー２３と、ポリゴンミラー２３を回転させるポリゴンモーター２４と、ポリゴンモーター２４のモーター軸２４ａに付されたマーク２４ｂを検出するマーク検出器４１と、マーク検出器４１を移動可能なアクチュエーター４２とを備える。そして、コントローラー３１は、アクチュエーター４２を使用して、露光装置２ａ～２ｄの動作条件に応じた位置にマーク検出器４１を移動させる。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに光線を照射して静電潜像を形成する露光装置と、
前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を生成する現像装置と、
前記露光装置を制御するコントローラーとを備え、
前記露光装置は、前記光線を走査するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターと、前記ポリゴンモーターのモーター軸に付されたマークを検出するマーク検出器と、前記マーク検出器を移動可能なアクチュエーターとを備え、
前記コントローラーは、前記アクチュエーターを使用して、前記露光装置の動作条件に応じた位置に前記マーク検出器を移動させること、
を特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記アクチュエーターは、前記マーク検出器を、前記モーター軸の径方向および軸方向の一方または両方に沿って移動可能であ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】

前記コントローラーは、前記アクチュエーターを使用して、前記モーター軸の径方向において、前記ポリゴンミラーの回転速度に対応する位置に前記マーク検出器を移動させ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】

前記露光装置は、前記回転速度と前記位置との対応関係を示す設定データを記憶している記憶装置を備え、
前記コントローラーは、前記設定データに基づいて、前記ポリゴンミラーの回転速度に対応する前記マーク検出器の位置を特定し、特定した前記位置に、前記アクチュエーターを使用して前記マーク検出器を移動させること、
を特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記露光装置は、前記マーク検出器の出力波形における立ち上がりタイミングおよび立ち下がりタイミングのうち、前記マークの検出タイミングとして検出すべきタイミングを示す設定データを記憶している記憶装置を備え、
前記コントローラーは、前記マーク検出器の出力波形において、前記設定データに従って、前記立ち上がりタイミングまたは前記立ち下がりタイミングを、前記マークの検出タイミングとして検出すること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ある画像形成装置は、ポリゴンミラーで光の走査を行う光走査装置を備えている。そのような光走査装置では、ポリゴンミラーにおける複数の反射面の長さにはバラツキがあるため、主走査方向の走査周期にバラツキを抑制するために、ポリゴンミラーの反射面を特定し、反射面ごとに走査周期の補正を行う必要がある。

【0003】

ある画像形成装置は、光走査装置において、ポリゴンミラーの反射面を特定するために、ポリゴンミラーを回転させるモーターの軸に付されたマークを反射型光学センサーで検出することで、反射面を特定している（例えば特許文献１参照）。そして、反射型光学センサーから出力されるセンサー信号に基づいて上述のマークが検出され、マークの検出タイミングを基準として、相対的な、ＢＤセンサー（走査されている光線を所定位置で検出するセンサー）の光線検出タイミングによって、反射面が特定され、上述の補正が行われる。例えば、マークの検出タイミングの後の最初の光線検出タイミングから次の光線検出タイミングまでに光線を反射している反射面が第１面と特定され、以後、順次、光線検出タイミングで第２面以降が特定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－３２９９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の画像形成装置では、画像形成装置（光走査装置）の動作条件によって反射型光学センサーの出力波形（センサー信号の波形）が変化するため、マークの検出タイミングとＢＤセンサーの光線検出タイミングとが重なってしまったり、偏心抑制のためにモーター軸に取り付けられているバランサー（粘着物、接着剤などといった重り）を誤ってマークとして検出してしまったりすることで、ポリゴンミラーの反射面が誤って特定されることがある。

【0006】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ポリゴンミラーの反射面が誤って特定されることを抑制する画像形成装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラムに光線を照射して静電潜像を形成する露光装置と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を生成する現像装置と、前記露光装置を制御するコントローラーとを備える。前記露光装置は、前記光線を走査するポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモーターと、前記ポリゴンモーターのモーター軸に付されたマークを検出するマーク検出器と、前記マーク検出器を移動可能なアクチュエーターとを備える。そして、前記コントローラーは、前記アクチュエーターを使用して、前記露光装置の動作条件に応じた位置に前記マーク検出器を移動させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ポリゴンミラーの反射面が誤って特定されることを抑制する画像形成装置が得られる。

【0009】

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。

【図2】図２は、図１における露光装置２ａの構成およびその周辺の電子回路の構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、図２に示す露光装置２ａにおけるマーク検出器４１の位置制御について説明する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0012】

実施の形態１．

【0013】

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式のプリント機能を有する装置である。

【0014】

この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ～１ｄ、露光装置２ａ～２ｄおよび現像装置３ａ～３ｄを有する。感光体ドラム１ａ～１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。

【0015】

露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光線を感光体ドラム１ａ～１ｄに照射して静電潜像を形成する。露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光線の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光線を感光体ドラム１ａ～１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有し、そのレーザー光線を走査するレーザースキャニングユニットである。

【0016】

さらに、感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ～１ｄを除電する。

【0017】

現像装置３ａ～３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置３ａ～３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ～１ｄ上の静電潜像に付着させてトナー像を形成する。

【0018】

感光体ドラム１ａ、露光装置２ａ、および現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂ、および現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃ、および現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄ、および現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。

【0019】

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ～１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。

【0020】

転写ローラー６は、搬送されてくるプリントシートを中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像をプリントシートに２次転写する。なお、トナー画像を転写されたプリントシートは、定着器９へ搬送され、トナー画像がプリントシートへ定着される。

【0021】

ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、プリントシートへのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。

【0022】

センサー８は、キャリブレーションにおいて、現像されたトナーパッチ画像の濃度を測定する光学式センサーであって、中間転写ベルト４に光線を照射し、その反射光を検出する。例えば、キャリブレーションにおけるトナー濃度調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の領域（トナーパッチ画像および中間転写ベルト４の下地）に光線を照射しその反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。

【0023】

レジストローラー１０は、給紙トレイなどから１次給紙で搬送されてくるプリントシートを一時停止させ、２次給紙タイミングでそのプリントシートを中間転写ベルト４および転写ローラー６による転写位置へ搬送する。２次給紙タイミングは、そのプリントシート上の指定された位置に中間転写ベルト４上のトナー画像が転写されるように指定される。レジストセンサー１１は、レジストローラー１０の近傍に設置され、プリントシートがレジストローラー１０（レジストレーション位置）へ到達したことを光学的に検出するセンサーである。

【0024】

図２は、図１における露光装置２ａの構成およびその周辺の電子回路の構成の一例を示す図である。なお、図２に示す露光装置は、感光体ドラム１ａ用の露光装置２ａであり、感光体ドラム１ｂ～１ｄ用の露光装置２ｂ～２ｄも同様の構成を有する。

【0025】

図２において、光源２１は、レーザー光線を出射する光源（レーザーダイオードなど）である。光学系２２は、光源２１からポリゴンミラー２３までの間、および／またはポリゴンミラー２３から感光体ドラム１ａおよびＰＤセンサー２４までの間に配置された各種レンズ群である。光学系２２には、ｆθレンズなどが使用される。

【0026】

また、ポリゴンミラー２３は、感光体ドラム１ａの軸に対して垂直なポリゴンモーター２４のモーター軸２４ａに接続され、そのモーター軸２４ａに垂直な断面が多角形（例えば６角形）であり、その複数の側面がそれぞれ平面状のミラー（反射面）となっている素子である。

【0027】

ポリゴンミラー２３は、そのモーター軸２４ａを中心に回転し、光源２１から出射したレーザー光を感光体ドラム１ａの軸方向（主走査方向）に沿って走査する。ポリゴンモーター２４は、コントローラー３１からの制御信号に従ってポリゴンミラー２３を回転させる。例えば、ポリゴンモーター２４は、制御信号により指定された回転速度（回転周波数）でポリゴンミラー２３を回転させる。

【0028】

また、ＢＤ（Beam Detection）センサー２５は、主走査同期信号を生成するためにポリゴンミラー２３により走査されているレーザー光線を所定位置で受光するセンサーである。ＢＤセンサー２５は、光が入射すると、光量に応じた出力電圧を誘起する。ＢＤセンサー２５は、光が走査される線上の所定の位置に配置され、レーザー光線のスポットがその位置を通過するタイミングを検出し、そのタイミングで形成されるパルスを主走査同期信号として出力する。

【0029】

コントローラー３１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やコンピューターなどを備え、当該画像形成装置の内部装置の制御やデータ処理などを行い、露光装置２ａ（光源２１、ポリゴンモーター２４、後述のアクチュエーター４２など）を制御し、画像形成すべき画像に対応してレーザー光線で感光体ドラム１ａを露光する。光源２１は、主走査同期信号に同期して形成すべき画像に応じたパターンでレーザー光線で感光体ドラム１ａが露光されるように制御される。

【0030】

さらに、露光装置２ａは、マーク検出器４１と、マーク検出器４１を移動可能なアクチュエーター４２とを備える。マーク検出器４１は、ポリゴンモーター２４のモーター軸２４ａに付されたマーク２４ｂを検出するセンサーであって、ここでは、光を照射してその光の反射光を検出する反射型の光学センサーである。そして、コントローラー３１は、アクチュエーター４２を使用して、露光装置２ａの動作条件に応じた位置にマーク検出器４１を移動させる。

【0031】

図３は、図２に示す露光装置２ａにおけるマーク検出器４１の位置制御について説明する斜視図である。実施の形態１では、例えば図３に示すように、アクチュエーター４２は、マーク検出器４１を、モーター軸２４ａの径方向および軸方向の一方または両方（ここでは両方）に沿って移動可能である。つまり、アクチュエーター４２は、２軸のアクチュエーターである。

【0032】

コントローラー３１は、アクチュエーター４２を使用して、モーター軸２４ａの径方向において、ポリゴンミラー２３の回転速度に対応する位置にマーク検出器４１を移動させる。具体的には、マーク検出器４１は、ポリゴンミラー２３の回転速度が高いほど、モーター軸２４ａ（マーク２４ｂ）に近づけられる。回転速度が高いほど、マーク２４ｂがマーク検出器４１の検出領域を通過する時間が短くなり、マーク検出器４１の出力信号におけるパルスのピークが低くなるため、マーク検出器４１がモーター軸２４ａ（マーク２４ｂ）に近づけられる。これにより、マーク検出器４１の受光光量（マーク２４ｂからの反射光の受光光量）が大きくなるため、マーク検出器４１の出力信号において、良好なパルスが検出される。なお、回転速度が低い場合には、マーク２４ｂからの反射光の光量が十分大きいため、マーク検出器４１の感度に応じた適切な位置にマーク検出器４１が配置される。

【0033】

また、ポリゴンミラー２３の回転速度が所定値を超える場合には、コントローラー３１は、アクチュエーター４２を使用して、上述のバランサーのない高さ（軸方向の位置）にマーク検出器４１を移動させるようにしてもよい。つまり、上述のように、回転速度が高い場合、マーク検出器４１の出力信号におけるパルスのピークが低くなり、上述のバランサーからの反射光をマーク２４ｂからの反射光として誤検出する可能性があるため、そのようにマーク検出器４１を移動させてもよい。

【0034】

次に、上記画像形成装置の動作について説明する。

【0035】

プリントジョブにおいて、コントローラー３１は、ポリゴンモーター２４を制御して、指定された線速に対応する回転速度でポリゴンミラー２３を回転させ、アクチュエーター４２を制御して、その回転速度に対応する位置にマーク検出器４１を配置させる。

【0036】

そして、コントローラー３１は、マーク検出器４１の出力波形に基づいてマーク２４ｂの検出タイミングを特定し、その検出タイミングを基準としてポリゴンミラー２３の各反射面を特定し各反射面に対応する補正を行いながら、プリントすべき画像に対応するパターンで光源２１にレーザー光線を出射させる。

【0037】

このようにして、感光体ドラム１ａ～１ｄにそれぞれレーザー光線が照射されて静電潜像が形成され、その静電潜像がトナーで現像され、その後、１次転写および２次転写によってプリントシート上にカラーのトナー画像が形成され、そのトナー画像の定着が定着器９で行われる。

【0038】

以上のように、上記実施の形態によれば、露光装置２ａ～２ｄは、レーザー光線を走査するポリゴンミラー２３と、ポリゴンミラー２３を回転させるポリゴンモーター２４と、ポリゴンモーター２４のモーター軸２４ａに付されたマーク２４ｂを検出するマーク検出器４１と、マーク検出器４１を移動可能なアクチュエーター４２とを備える。そして、コントローラー３１は、アクチュエーター４２を使用して、露光装置２ａ～２ｄの動作条件に応じた位置にマーク検出器４１を移動させる。

【0039】

これにより、露光装置２ａ～２ｄの動作条件に対応してマーク検出器４１の出力波形の特性が変化しても、マーク検出器４１の移動によってその特性変化が補償されるため、ポリゴンミラーの反射面が誤って特定されることが抑制される。

【0040】

実施の形態２．

【0041】

実施の形態２では、各露光装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、その露光装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ用の設定データを記憶している不揮発性の記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）など）を備えており、コントローラー３１は、その設定データに従って、露光装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを個別的に制御する。

【0042】

ここでは、設定データは、上述のポリゴンミラー２３の回転速度とマーク検出器４１の位置との対応関係を示すデータを含んでおり、コントローラー３１は、その設定データに基づいて、ポリゴンミラー２３の回転速度に対応するマーク検出器４１の位置を特定し、特定した位置に、アクチュエーター４２を使用してマーク検出器４１を移動させる。

【0043】

線速（単位時間あたりのプリント枚数）に応じてポリゴンミラー２３の回転速度が設定されるため、コントローラー３１は、設定されたポリゴンミラー２３の回転速度に応じた位置をこの設定データに基づいて特定し、その位置にマーク検出器４１を移動させる。

【0044】

また、設定データは、マーク検出器４１の出力波形（パルス波形）における立ち上がりタイミングおよび立ち下がりタイミングのうち、マーク２４ｂの検出タイミングとして検出すべきタイミングを示すデータを含む。コントローラー３１は、マーク検出器４１の出力波形において、その設定データに従って、立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングを、マーク２４ｂの検出タイミングとして検出する。

【0045】

なお、実施の形態２に係る画像形成装置のその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

【0046】

以上のように、上記実施の形態２によれば、コントローラー３１は、露光装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの記憶装置において個別的に設定されている特性に従って、露光装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを個別的に制御するため、ポリゴンミラーの反射面が誤って特定されることがより抑制される。

【0047】

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

【0048】

例えば、上記実施の形態では、コントローラー３１は、ポリゴンミラー２３の回転速度に応じた位置にマーク検出器４１を配置させているが、露光装置２ａ～２ｄの経時変化に起因するマーク検出器４１の出力波形のピークレベルの変化に応じて、マーク検出器４１の位置を設定するようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0050】

１ａ～１ｄ 感光体ドラム
２ａ～２ｄ 露光装置
３ａ～３ｄ 現像装置
２３ ポリゴンミラー
２４ ポリゴンモーター
２４ａ モーター軸
２４ｂ マーク
３１ コントローラー
４１ マーク検出器
４２ アクチュエーター

【図1】

【図2】

【図3】