画像形成装置およびプロセスカートリッジ
【課題】露光ユニットの交換が容易な画像形成装置の提供。
【解決手段】レーザプリンタ２の本体ケーシング７に対して着脱可能に設けられた露光ユニットが本体ケーシング７内に備えられている。また、本体ケーシング７に対して着脱可能な給紙トレイ６に対して第一ＢＤセンサ３９が備えられている。光源１９から発したレーザ光Ｌはレンズおよび反射鏡を通過または反射されて第一ＢＤセンサ３９に到達する。レーザ光Ｌを検出した第一ＢＤセンサ３９は検出信号をＣＰＵに送出し、検出信号に基づいてレーザ光Ｌが感光ドラム３５を走査するタイミングを決定する。この構成によって、露光ユニットを交換してもＢＤセンサは交換されず、したがってレーザ光Ｌが感光ドラム３５を走査するタイミングを調整しなくて済む。
【解決手段】レーザプリンタ２の本体ケーシング７に対して着脱可能に設けられた露光ユニットが本体ケーシング７内に備えられている。また、本体ケーシング７に対して着脱可能な給紙トレイ６に対して第一ＢＤセンサ３９が備えられている。光源１９から発したレーザ光Ｌはレンズおよび反射鏡を通過または反射されて第一ＢＤセンサ３９に到達する。レーザ光Ｌを検出した第一ＢＤセンサ３９は検出信号をＣＰＵに送出し、検出信号に基づいてレーザ光Ｌが感光ドラム３５を走査するタイミングを決定する。この構成によって、露光ユニットを交換してもＢＤセンサは交換されず、したがってレーザ光Ｌが感光ドラム３５を走査するタイミングを調整しなくて済む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体ケーシングと交換可能な露光ユニットを備えた画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真技術を応用したプリンタがある。プリンタは、感光ドラムと、その周囲に帯電器、露光器、現像器、転写器などを有している。プリンタにおける画像形成は以下のようにして行われる。まず、感光ドラムの表面が帯電器によって均一に帯電される。つづいて露光器から走査されるレーザ光によって感光ドラムの表面に静電潜像が形成される。その後、静電潜像が現像器でトナー像として現像された後、タイミングを合わせて搬送されてくる用紙に対し、感光ドラムの表面のトナー像が転写器にて転写される。用紙上に転写されたトナー像は、用紙の搬送方向において転写器の下流に設けられた定着器にて定着され、排紙される。
【０００３】
一般的に、プリンタにおいて、露光器にはレーザ光で感光ドラム上を走査露光して静電潜像を形成する一回の走査毎の書き出しタイミングを調整するためのレーザ光検出用センサ（以下ＢＤセンサ）が設けられている。このＢＤセンサは、レーザ光を受光するとそれを電気信号に変換して信号を出力する素子であり、プリンタはこの信号を基準として書き込みの制御を行う。
【０００４】
ＢＤセンサは、レーザ光を発する光源装置やレンズ等の光学系部品が設けられた露光器内に設けられてきた。露光器内に設けられたＢＤセンサは感光ドラム上を走査するレーザ光が印字開始位置に走査されるタイミングを検出し、その検出信号に伴い制御回路によってレーザ光感光ドラム上を走査するタイミングを制御される。さらに、レーザ光の走査と画像形成装置の本体ケーシングにおけるシート搬送のタイミングを同期するよう制御される。上記のような制御が行われることで、シート上の書き出し位置にズレの無い印刷を行うことが提案されている。また、露光器の故障の場合において、露光器はプリンタの本体ケーシングに対して交換可能に設置されることも提案されている（いずれも特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−２２１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来はＢＤセンサを露光器内に設けてレーザ光を検出する構成であった。しかしながら、［特許文献１］のようにプリンタの本体ケーシングに対して露光器が交換可能な構成の場合は、以下のような問題がある。
【０００６】
ズレの無い印刷を実現するためには、露光器内におけるＢＤセンサの取り付け位置精度が重要である。プリンタ本体内の制御を行うメイン基板上では、出荷時に本体ケーシングと組みつけられた露光器におけるＢＤセンサがレーザ光を受光するタイミングを元に書き出しタイミングが設定されている。
【０００７】
そのため、露光器の交換前と交換後で露光器内に備えられたＢＤセンサの取り付け位置に誤差が生じていると、その誤差分だけＢＤセンサがレーザ光を検出するタイミングにも誤差が生じる。それに伴い、レーザ光が印字開始位置に走査される書き出しタイミングにズレが生じ、正常な印刷結果が得られないという問題があった。また、露光器と本体ケーシング間での取り付け位置の誤差も、書き出しタイミングの誤差となる。そのため、従来は露光器の交換時にサービスマンがソフトウェア上で書き出しのタイミング調整を行う必要があり、交換作業を煩雑なものとしていた。
【０００８】
上記の問題に鑑み、本発明は露光器の交換が容易な画像形成装置およびプロセスカートリッジの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、少なくとも光源と、前記光源から発せられて本体ケーシング中に設けられた感光体を露光するレーザ光を偏向させる偏向器とが一体的に備えられ、前記本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを備えた画像形成装置において、前記本体ケーシング内で、かつ前記露光ユニットの外部に設置され、前記光源から前記偏向器に偏向されて前記感光体に走査される前記レーザ光を検出する第一の検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第一の検出手段は、前記本体ケーシングにおいて着脱可能に構成された給紙部に備えられたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、 前記感光体を有し、前記本体ケーシングに対して着脱可能なプロセスカートリッジをさらに備え、前記第一の検出手段は、前記プロセスカートリッジ上であって、かつ前記感光体に走査される前記レーザ光の走査領域中に設けられたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５記載の発明に係るプロセスカートリッジは、本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを有する画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジであって、感光体と、前記感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に設けられた第一の検出手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、本体ケーシング内で、かつ露光ユニットの外部においてレーザ光を検出する第一の検出手段が設けられているので、露光ユニットを交換しても感光体と第一の検出センサの位置関係は変化しない。したがって、露光ユニットの交換時に第一の検出手段の取り付け誤差を考慮した調整が必要なくなり、露光ユニットの交換が容易になる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、第一の検出手段および第二の検出手段の検出結果からレーザ光を感光体に走査するタイミングの補正が可能であるので、露光ユニットの変形等に伴う書き出しタイミングのズレに対応できる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の効果に加え、給紙部に第一の検出手段を設けることで、給紙部の主走査方向のセットずれに伴う用紙の搬送位置のズレと同じ量だけ感光体上の書き出し位置が主走査方向にずれる。このことによって、シート内の正しい位置への印刷が可能となる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１または２に記載の効果に加え、プロセスカートリッジ上の非印字領域であって、かつ光源からレンズを通過して感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に第一の検出手段を搭載すれば，レーザ光の検出のためだけに公差の要因となるミラーなどの光学部品を別途用意してレーザ光を折り曲げなくても感光体を走査するレーザ光を直接検出することが可能なので，より精度の高い書き出しタイミングの補正が可能である。
【００１７】
また、請求項５記載のプロセスカートリッジによれば、プロセスカートリッジ上であって、かつ感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に第一の検出手段を搭載すれば，レーザ光の検出のためだけに公差の要因となるミラーなどの光学部品を別途用意してレーザ光を折り曲げなくても感光体を走査するレーザ光を直接検出することが可能なので，より精度の高い書き出しタイミングの補正が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施例１）
［プリンタの構成］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ２の要部断面図である。図２は給紙トレイ６を上から見た図である。以下、図１のように上下および前後を定義する。図１に示すように、レーザプリンタ２は略箱型の本体ケーシング７をもつ。本体ケーシング７は用紙Ｐを供給する給紙部９、画像を形成する画像形成部１１、用紙Ｐに形成された画像を定着させる熱定着部１２などから構成される。
【００１９】
図１に示すように、本体ケーシング７の中央部に位置する画像形成部１１は、プロセスカートリッジ１０、露光ユニット１７を備えている。露光ユニット１７は、本体ケーシング７内の上部に設けられ、スキャナフレーム２２に対して光源１９、モータにより回転駆動される本発明の偏向器の一例としてのポリゴンミラー１８、ｆθレンズ２０およびシリンドリカルレンズ２１、反射鏡８などを備えている。さらに、露光ユニット１７は本体ケーシング７に対して交換可能に設置されている。
【００２０】
プロセスカートリッジ１０は露光ユニット１７の下方に配置され、本体ケーシング７に対して着脱自在に装着されるように構成されている。このプロセスカートリッジ１０は本発明の感光体の一例としての感光ドラム３５を備えるとともに、帯電器３７、供給ローラ３１、現像ローラ３３、現像剤であるトナーが収納されるトナー収納室２９を有している。
【００２１】
感光ドラム３５は現像ローラ３３と対向するようにして回転可能に配設されており、本体が接地されるとともに、正帯電性の感光層により形成されている。
【００２２】
転写ローラ１６は、感光ドラム３５の下方において、本体ケーシング７側において回転可能に支持された状態で、感光ドラム３５と対向するように配置されている。この転写ローラ１６は、金属製のローラ軸にローラが被覆されており、感光ドラム３５に対して所定の転写バイアスが印加されている。
【００２３】
熱定着部１２はプロセスカートリッジ１０の下流側に配設される。熱定着部１２は加熱ローラ３および加圧ローラ２１を有し、それぞれが回転可能に支持されている。
【００２４】
加熱ローラ３は、金属製であって内部にヒータ（図示しない）を備えている。加熱ローラ３は本体ケーシング７内にあるモータ（図示しない）によって回転駆動され、加熱ローラ３及び加圧ローラ２１が上下方向で接触することにより、両者間に用紙Ｐがニップされつつ搬送される。
【００２５】
給紙部９は、着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６の前端側の上方に設けられた給紙ローラ１３と、給紙ローラ１３に対し用紙Ｐの搬送方向の下流側（以下、用紙Ｐの搬送方向上流側または下流側を、単に、上流側または下流側とする。）に設けられ、一対のローラから構成されるレジストローラ１５、露光ユニット１７から発されたレーザ光を検出する、本発明の第一の検出手段の一例としての第一ＢＤセンサ３９を備えている。
【００２６】
図２に示すように、給紙トレイ６は内部に用紙Ｐを積層して収納するために用いられる。給紙トレイ６は内部に用紙Ｐを補給する際等にレーザプリンタ２の前方へ引き出される。また、画像形成時には、給紙ローラ１３（図１参照）によって用紙Ｐが前方へ引き出され搬送路へ送られる。また、給紙トレイ６の側部上方には、第一ＢＤセンサ３９が画像形成部１１と対向するようにして設けられている。第一ＢＤセンサ３９の上方には、本体ケーシング７内の露光ユニット１７から走査されるレーザ光Ｌを受光可能なように、図示しない穴が開口しており、給紙トレイ６は本体ケーシング７に挿入されると第一ＢＤセンサ３９と穴が対向する位置にて装着される。
［レーザプリンタのハード構成］
次に、レーザプリンタ２のハード構成についてブロック図を用いて説明する。図３は、レーザプリンタ２のブロック図である。図３に示すように、レーザプリンタ２は、本発明の制御手段の一例としてのＣＰＵ５１，記憶領域であるＲＯＭ５３およびＲＡＭ５５，露光ユニット１７，給紙部９それぞれがバス５７を通じて制御信号の入出力が可能に接続されている。また、給紙部９には第一ＢＤセンサ３９が設けられている。
【００２７】
ＲＯＭ５３は、レーザプリンタ２を動作させるための実行プログラムが記憶されている。第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出してから感光ドラム３５に書き出すまでのタイミングに関するデータもここに格納されている。ＣＰＵ５１はＲＯＭ５３から読み込んだプログラムにしたがって、その処理結果をＲＡＭ５５に記憶させながら図示しない制御回路を介して各部の制御を実行する。
【００２８】
露光ユニット１７は、ＣＰＵ５１の制御信号に従って光源１９（図１参照）からレーザ光Ｌを発する。第一ＢＤセンサ３９は、露光ユニット１７から発せられたレーザ光Ｌが走査されることによってレーザ光Ｌを検出し、検出信号をＣＰＵ５１に返す。ＣＰＵ５１は、第一ＢＤセンサ３９から検出信号が入力されると露光ユニット１７に対して制御信号を発し、レーザ光Ｌを走査するタイミングが制御される。
［レーザプリンタの画像形成動作］
次に、レーザプリンタ２の画像形成動作について図１、図４を用いて説明する。図４は、第一ＢＤセンサ３９と用紙Ｐと感光ドラム３５の位置関係を示した概念図である。実線は給紙トレイ６の着脱前の第一ＢＤセンサ３９と用紙Ｐの位置関係であり、破線は給紙トレイ６の着脱後の位置関係である。また、感光ドラム３５上に黒で示された丸および矢印は給紙トレイ６の着脱前の書き出し位置および印字範囲であり、点で示された丸および矢印は給紙トレイ６の着脱後の書き出し位置および印字範囲である。
【００２９】
図１に示すように、まず、給紙ローラ１３によって給紙トレイ６から給紙された用紙Ｐはレジストローラ１５に送られる。レジストローラ１５は、用紙Ｐを所定のレジスト後に画像形成部１１に送る。
【００３０】
画像形成部１１において、光源１９から発光される所定の画像データに基づくレーザ光Ｌは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１８で反射され、ｆθレンズ２０およびシリンドリカルレンズ２１を経て、反射鏡８で反射されて感光ドラム３５の表面上に高速走査される。
【００３１】
また、レーザ光Ｌの一部は別の反射鏡２０によって給紙部９に備えられた第一ＢＤセンサ３９へ反射される。このレーザ光Ｌが第一ＢＤセンサ３９に検出されることによって、感光ドラム３５の主走査方向（感光ドラム３５の軸方向）への書き出しタイミングを決定する。第一ＢＤセンサ３９はレーザ光Ｌを検出すると、その検出信号に基づいてＣＰＵ５１が画像領域において光源１９を発光させて感光ドラム３５を露光する。
【００３２】
感光ドラム３５の表面には、感光ドラム３５の回転に伴い、感光ドラム３５の上部に備えられた帯電器３７により一様に正帯電された後、露光ユニット１７からのレーザ光Ｌの高速走査により露光され、それにより所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００３３】
トナーは供給ローラ３１の回転によって現像ローラ３３の表面に担持され、現像ローラ３３によって静電潜像を形成する感光ドラム３５まで送られる。その後、現像ローラ３３と対向した時に、現像ローラ３３上に担持されかつ正帯電されているトナーが、その感光ドラム３５の表面のうち、レーザ光Ｌによって露光され電位が下がっている部分に供給されて選択的に担持されることによって可視像化される。これによって反転現像が達成される。
【００３４】
その後、感光ドラム３５上に担持されたトナーからなる可視像は、用紙Ｐが感光ドラム３５と転写ローラ１６との間を通る間に用紙Ｐに転写され、熱定着部１２に搬送される。プロセスカートリッジ１０において用紙Ｐ上に転写されたトナーは、用紙Ｐが加熱ローラ３及び加圧ローラ２１間にニップされて通過する間に熱定着せしめられる。
【００３５】
熱定着された用紙Ｐは、更に本体ケーシング７内の上部に位置する一対の送りローラ２８まで搬送され、送りローラ２８によって本体ケーシング７の外に排出される。
【００３６】
上記の動作によって用紙Ｐに対して画像が形成されるが、この構成によって以下のようなケースにおいて効果がある。露光ユニット１７の故障が原因で画像形成が行われない場合、本体ケーシング７に対して着脱可能に構成された露光ユニット１７は本体ケーシング７から外され、新しい露光ユニットに交換される。
【００３７】
一方、本体ケーシングのＲＯＭ５３には第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出するに伴いレーザ光Ｌが印字開始位置に走査される書き出しタイミングに関するデータ、およびレーザ光Ｌの走査と画像形成装置の本体ケーシングにおけるシート搬送のタイミングを同期させるためのデータが記憶されている。このタイミングに関するデータは、出荷時における第一ＢＤセンサ３９と感光ドラム３５との位置関係を元に設定されている。そのため、露光ユニット１７の内部に第一ＢＤセンサ３９が配置されていると、露光ユニット１７の交換によって本体ケーシング７の感光ドラム３５と第一ＢＤセンサ３９の位置関係が変化するため、出荷時に設定されたデータでは正常な書き出しが行われない。そのため、露光ユニット１７の交換時にはサービスマンが書き出しタイミングの調整を行い、書き出しタイミングに関するデータを更新するという手間が生じる。
【００３８】
一方、本実施例の構成によれば、本体ケーシング７内の給紙部９に第一ＢＤセンサが設置されることで、露光ユニット１７が交換されても第一ＢＤセンサ３９と感光ドラム３５との位置関係は変化しない。従って、露光ユニット１７が交換される際に書き出しタイミングを調整する必要がない。
【００３９】
特に、上記のように第一ＢＤセンサ３９が給紙部９に設置される構成とすることで、以下のような効果がある。図４に示すように、用紙Ｐの補給などの理由で給紙トレイ６が着脱されると、給紙トレイ６および本体ケーシング７の設計上の誤差により着脱前と着脱後で給紙トレイ６の装着位置がずれることがある。特に、給紙トレイ６の挿入位置が感光ドラム３５の軸方向にずれると、それに伴い給紙トレイ６に収納された用紙Ｐの位置も感光ドラム３５の軸方向にずれることになる。
【００４０】
このとき、用紙Ｐは着脱前の位置よりも感光ドラム３５の軸方向にずれたまま画像形成部１１に搬送されて画像が形成される。しかし、本実施例の構成によれば、用紙Ｐの格納された給紙トレイ６に設置された第一ＢＤセンサ３９の位置も感光ドラム３５の軸方向にずれている。したがって、感光ドラム３５上の丸の位置が示すように第一ＢＤセンサ３９が感光ドラム３５の軸方向にずれた分だけ感光ドラム３５上の画像の書き出し位置も軸方向にずれるので、結果的に給紙トレイ６の着脱前とほぼ同じ位置に画像を書き出すことが可能となる。
（実施例２）
［ＢＤセンサを二つ用いたレーザプリンタの構成］
次に、レーザ光を検出するＢＤセンサが二つ用いられた場合のレーザプリンタの機械的構成およびハード構成について、図面を用いて説明する。図５はレーザプリンタ２の要部断面図である。図６はレーザプリンタ２のハード構成を示したブロック図である。図７は、露光ユニット１７からのレーザ光Ｌを検出する検出構成を概念的に説明する説明図である。図８は、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５３に記憶されたプログラムに基づいて行う書き出しタイミングの補正処理のフローチャートである。図９は、第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出するタイミングを示したタイミングチャートである。なお、実施例１と同じ部分には同じ符号を記す。
【００４１】
図５に示すように、本体ケーシング７の中央部に位置する画像形成部１１は、プロセスカートリッジ１０、露光手段である露光ユニット１７を備えている。露光ユニット１７は、本体ケーシング７内の上部に設けられ、スキャナフレーム２２に対して光源１９、モータにより回転駆動されるポリゴンミラー１８、ｆθレンズ２０、シリンドリカルレンズ２１、反射鏡８、本発明の第二の検出手段の一例としての第二ＢＤセンサ５９などを備えており、本体ケーシング７に対して交換可能に設置されている。
【００４２】
第一ＢＤセンサ３９はレーザ光Ｌを走査するタイミングを決定するための基準として機能し、第二ＢＤセンサ５９は補助的なセンサとして機能する。第二ＢＤセンサ５９はレーザ光Ｌを走査する際に第一ＢＤセンサ３９よりも先にレーザ光Ｌを検出するように配置されている（図７参照）が、逆の順で検出される配置であってもよい。
【００４３】
光源１９から発したレーザ光Ｌは、ポリゴンミラー１８で反射され、ｆθレンズ２０およびシリンドリカルレンズ２１を経て、反射鏡８で反射されて感光ドラム３５の表面上に高速走査される。また、一部のレーザ光Ｌは反射鏡８に反射されて、給紙部９に設置された第一ＢＤセンサ３９、露光ユニット１７内に設置された第二ＢＤセンサ５９に走査される。
【００４４】
このレーザ光Ｌが第一ＢＤセンサ３９に検出されることによって、感光ドラム３５の主走査方向（感光ドラム３５の軸方向）への書き出しタイミングが決定される。第一ＢＤセンサ３９はレーザ光Ｌを検出すると、その検出信号に基づいてＣＰＵ５１が光源１９を発光させてレーザ光Ｌを発生させる。その他の構成および画像形成動作に関しては実施例１と同様なので、ここでは説明を割愛する。
【００４５】
また、図６に示すように、レーザプリンタ２は、ＣＰＵ５１，ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５５，露光ユニット１７，給紙部９それぞれがバス５７を通じて制御信号の入出力が可能に接続されている。また、給紙部９には第一ＢＤセンサ３９が、露光ユニット１７には第二ＢＤセンサ５９が設けられており、第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９からの検出信号がＣＰＵ５１に入力されるように構成されている。
【００４６】
このようなハード構成において、実施例１と同じように、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５３から読み込んだプログラムにしたがって、その処理結果をＲＡＭ５５に記憶させながら図示しない制御回路を介して各部の制御を実行する。
［書き出しタイミングの補正処理］
実施例１ではＢＤセンサを給紙部９に設けたレーザプリンタ２に関して説明したが、実施例２ではその変形例について図面およびフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
図７に示すように、画像形成時は光源１９から走査されたレーザ光Ｌが、ポリゴンミラー１８で反射されて感光ドラム３５の表面に到達して画像を形成する。この画像形成時において、ポリゴンミラー１８の回転駆動によって、もしくは本体ケーシング７に設けられた定着部１２の加熱（図５参照）によって、スキャナフレーム２２に対して熱が加えられる。そのため、特に連続印字中はその過熱が原因でスキャナフレーム２２が変形する恐れがある。
【００４８】
スキャナフレーム２２が変形すると、スキャナフレーム２２内に設けられた部品の位置も異なってくる。そのため、スキャナフレーム２２中にＢＤセンサが設けられた構成においては、ＢＤセンサがレーザ光Ｌを検出するタイミングに狂いが生じる。その結果、特に連続印字の場合は、印刷の初期と終わりで用紙Ｐに印刷される印刷位置が異なってしまう恐れがある。
【００４９】
上記の問題を解決するために、実施例２では給紙部９に設けられた第一ＢＤセンサ３９と露光ユニット１７に設けられた第二ＢＤセンサ５９の検出信号から、感光ドラム３５上を走査するレーザ光Ｌが印字開始位置に走査される書き出しタイミングを補正する補正処理を行う。なお、フローチャート中のＢＤ１、ＢＤ２がそれぞれ第一ＢＤセンサ３９、第二ＢＤセンサ５９に対応する。
【００５０】
図８に示すように、ＢＤ１、ＢＤ２によってレーザ光Ｌを検出することで書き出しタイミングの補正処理が行われる。この処理は、印刷命令から画像形成動作を始める前に行って補正処理しても良いし、連続印字命令を受けた場合は一項分の画像形成が終了するたびに行うようにしてもよい。
【００５１】
Ｓ１にて、光源１９からレーザ光Ｌを発するよう制御する。Ｓ２にて、第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出したか否かを判断する。具体的には、レーザ光Ｌを第二ＢＤセンサ５９が検出すると、検出信号がＣＰＵ５１に送られるので、ＣＰＵ５１は第二ＢＤセンサから送られた検出信号を検出したか否かでレーザ光Ｌの検出を判断する。
【００５２】
レーザ光Ｌが検出されないと判断される場合（Ｓ２：ＮＯ）は、Ｓ４に進み、一定時間が経過したかどうかを見る。
【００５３】
レーザ光Ｌが検出されないまま一定時間が経過したと判断される場合（Ｓ４：ＹＥＳ）は、レーザ光Ｌが第二ＢＤセンサ５９に走査されていないと判断し、補正処理を終了する。この場合は、スキャナフレーム２２の過度の熱変形などの理由が考えられるので、画像形成動作自体を終了するようにしてもよい。レーザ光Ｌが検出されないまま、まだ一定時間が経過していないと判断される場合（Ｓ４：ＮＯ）は、Ｓ２に戻って第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出するまで待ち状態となる。なお、Ｓ４における判断基準である基準時間は、ＲＯＭ５３に予め記憶されている。
【００５４】
Ｓ２にて第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出したと判断される場合（Ｓ２：ＹＥＳ）は、Ｓ３に進み、第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出した検出時刻をＲＡＭ５５に記憶させる。次に、Ｓ５にて、給紙部９内に備えられた第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出したか否かを判断する。
【００５５】
具体的には、Ｓ２と同様である。第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出しないと判断される場合（Ｓ５：ＮＯ）は、Ｓ７に進み、一定時間が経過したかどうかを見る。レーザ光Ｌが検出されないまま一定時間が経過したと判断される場合（Ｓ７：ＹＥＳ）は、補正処理を終了する。レーザ光Ｌが検出されないまま、一定時間が経過していない間（Ｓ７：ＮＯ）は、Ｓ５に戻って第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出するまで待ち状態となる。
【００５６】
Ｓ５にて第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出したと判断される場合（Ｓ５：ＹＥＳ
は、Ｓ６に進んで第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出した時刻をＲＡＭ５５に記憶する。
【００５７】
次に、Ｓ８に進んで第一ＢＤセンサ３９と第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出した検出時間の差を算出し、予め記憶された規定範囲の値の範囲内であるか否かを判断する。具体的には、図９に示すように、第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出すると、それぞれの検出時刻Ｔ１、Ｔ２より第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出してから第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出するまでの時間差Ｔが算出される。
【００５８】
第一ＢＤセンサ３９の配置された給紙部９は、連続印字中であっても熱の影響を受けにくいので、変形しにくく第一ＢＤセンサ３９の検出時刻の変化は小さい。一方、上述したように第二ＢＤセンサ５９の位置は変化しやすく、それに伴って第二ＢＤセンサ５９の検出時刻も変化しやすい。そこで、時間差Ｔを算出することでスキャナフレーム２２の歪みを検出し、それに伴って書き出しタイミングを補正する。
【００５９】
Ｓ８にて時間差Ｔが規定範囲内である場合（Ｓ８：ＹＥＳ）は、スキャナフレーム２２に歪みが出ていない、もしくは露光に影響の出ない程度の歪みであると判断し、補正処理を行わずに処理を終了する。時間差Ｔが規定範囲外である場合（Ｓ８：ＮＯ）は、スキャナフレーム２２に対して露光に影響が出る程度の歪みが発生していると判断し、Ｓ９に進んで書き出しタイミングの補正が行われる。
【００６０】
Ｓ９において、書き出しタイミングが補正される。具体的には、予め時間差Ｔの値に応じて書き出しタイミングの補正量が規定された補正データをＲＯＭ５３に記憶させておく。そして、Ｓ８にて算出された時間差Ｔの値と補正データに基づき、光源１９を発光させるタイミングが制御される。補正が終わったら処理を終了し、上述した画像形成動作が行われる。以上のような制御によって、連続印字による装置内の昇温に対する書き出しタイミングの補正処理が可能となる。
［その他の変形例］
以上に示したように、実施例では本体ケーシングに対して着脱可能に設けられた露光ユニットを備えたレーザプリンタにおいて、レーザ光の書き出しタイミングを制御するためのＢＤセンサが給紙部に備えられた。これによって、露光ユニットが交換されても書き出しタイミングの調整の手間を軽減することが実現された。
【００６１】
しかしながら、本発明は記載された実施例に限定されず、本発明の趣旨に逸脱しない形で種々の変形が可能である。例えば、本実施例ではＢＤセンサを給紙部に設けたが、本体ケーシング内に設けても良い。その場合、ＢＤセンサの設置場所は画像形成時に定着部や露光ユニットの昇温の影響を受けにくい場所であることが望ましい。
【００６２】
図１０は、プロセスカートリッジ１０を上方向から見た図の概略図である。プロセスカートリッジ１０の上部には、露光ユニット１７から発されたレーザ光Ｌ（図１参照）を感光ドラム３５に走査するための開口穴３８が設けられている。また、レーザ光Ｌは矢印方向に走査される。
【００６３】
このように第一ＢＤセンサ３９をプロセスカートリッジ１０の非印字領域であってレーザ光Ｌの走査領域中に配置すると、感光ドラム３５に走査されるレーザ光Ｌを直接検出することが可能となる。このような構成にした場合、給紙部９に第一ＢＤセンサ３９が設けられたとき（図１参照）のように、第一ＢＤセンサ３９までレーザ光を導くために、公差の要因となる反射鏡８を別途用意してレーザ光Ｌを折り曲げる必要がなく、感光ドラム３５を露光するレーザ光Ｌが第一ＢＤセンサ３９によって直接検出される。したがって、反射鏡を介す場合よりも精度の高い書き出しタイミングの補正が可能となる。
【００６４】
また、実施例２において第一ＢＤセンサ３９と第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出した検出時刻を記憶したが、さらに精度を高めるために複数回レーザ光Ｌを走査し、その都度検出時刻を記憶して平均値を取り、その平均値が規定範囲以内であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００６５】
また、露光ユニット中に複数のＢＤセンサを備え、レーザ光Ｌが検出できるようにしても良い。その場合、ＢＤセンサはスキャナフレームにおける熱変形の生じやすい場所に設置するとよい。そして、露光ユニット内のそれぞれのＢＤセンサがレーザ光を検出し、検出時刻の変化から書き出しタイミングが補正されるようにすれば、より敏感にスキャナフレームの変形を検出することができ、それに対応して書き出し位置が補正される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ２の要部断面図である。
【図２】給紙トレイ６を上から見た図である。
【図３】レーザプリンタ２のブロック図である。
【図４】第一ＢＤセンサ３９と用紙Ｐと感光ドラム３５の位置関係を示した概念図である。
【図５】レーザプリンタ２の要部断面図である。
【図６】レーザプリンタ２のハード構成を示したブロック図である。
【図７】露光ユニット１７からのレーザ光Ｌを検出する検出構成を概念的に説明する説明図である。
【図８】書き出しタイミングの補正処理のフローチャートである。
【図９】第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出するタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１０】プロセスカートリッジ１０を上方向から見た概略図である。
【符号の説明】
【００６７】
５ レーザプリンタ
６ 給紙トレイ
７ 本体ケーシング
８ 反射鏡
９ 給紙部
１０ プロセスカートリッジ
１７ 露光ユニット
１８ ポリゴンミラー
１９ 光源
２０ ｆθレンズ
２１ シリンドリカルレンズ
３５ 感光ドラム
３９ 第一ＢＤセンサ
５１ ＣＰＵ
５３ ＲＯＭ
５５ ＲＡＭ
５９ 第二ＢＤセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体ケーシングと交換可能な露光ユニットを備えた画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電子写真技術を応用したプリンタがある。プリンタは、感光ドラムと、その周囲に帯電器、露光器、現像器、転写器などを有している。プリンタにおける画像形成は以下のようにして行われる。まず、感光ドラムの表面が帯電器によって均一に帯電される。つづいて露光器から走査されるレーザ光によって感光ドラムの表面に静電潜像が形成される。その後、静電潜像が現像器でトナー像として現像された後、タイミングを合わせて搬送されてくる用紙に対し、感光ドラムの表面のトナー像が転写器にて転写される。用紙上に転写されたトナー像は、用紙の搬送方向において転写器の下流に設けられた定着器にて定着され、排紙される。
【０００３】
一般的に、プリンタにおいて、露光器にはレーザ光で感光ドラム上を走査露光して静電潜像を形成する一回の走査毎の書き出しタイミングを調整するためのレーザ光検出用センサ（以下ＢＤセンサ）が設けられている。このＢＤセンサは、レーザ光を受光するとそれを電気信号に変換して信号を出力する素子であり、プリンタはこの信号を基準として書き込みの制御を行う。
【０００４】
ＢＤセンサは、レーザ光を発する光源装置やレンズ等の光学系部品が設けられた露光器内に設けられてきた。露光器内に設けられたＢＤセンサは感光ドラム上を走査するレーザ光が印字開始位置に走査されるタイミングを検出し、その検出信号に伴い制御回路によってレーザ光感光ドラム上を走査するタイミングを制御される。さらに、レーザ光の走査と画像形成装置の本体ケーシングにおけるシート搬送のタイミングを同期するよう制御される。上記のような制御が行われることで、シート上の書き出し位置にズレの無い印刷を行うことが提案されている。また、露光器の故障の場合において、露光器はプリンタの本体ケーシングに対して交換可能に設置されることも提案されている（いずれも特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−２２１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来はＢＤセンサを露光器内に設けてレーザ光を検出する構成であった。しかしながら、［特許文献１］のようにプリンタの本体ケーシングに対して露光器が交換可能な構成の場合は、以下のような問題がある。
【０００６】
ズレの無い印刷を実現するためには、露光器内におけるＢＤセンサの取り付け位置精度が重要である。プリンタ本体内の制御を行うメイン基板上では、出荷時に本体ケーシングと組みつけられた露光器におけるＢＤセンサがレーザ光を受光するタイミングを元に書き出しタイミングが設定されている。
【０００７】
そのため、露光器の交換前と交換後で露光器内に備えられたＢＤセンサの取り付け位置に誤差が生じていると、その誤差分だけＢＤセンサがレーザ光を検出するタイミングにも誤差が生じる。それに伴い、レーザ光が印字開始位置に走査される書き出しタイミングにズレが生じ、正常な印刷結果が得られないという問題があった。また、露光器と本体ケーシング間での取り付け位置の誤差も、書き出しタイミングの誤差となる。そのため、従来は露光器の交換時にサービスマンがソフトウェア上で書き出しのタイミング調整を行う必要があり、交換作業を煩雑なものとしていた。
【０００８】
上記の問題に鑑み、本発明は露光器の交換が容易な画像形成装置およびプロセスカートリッジの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、少なくとも光源と、前記光源から発せられて本体ケーシング中に設けられた感光体を露光するレーザ光を偏向させる偏向器とが一体的に備えられ、前記本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを備えた画像形成装置において、前記本体ケーシング内で、かつ前記露光ユニットの外部に設置され、前記光源から前記偏向器に偏向されて前記感光体に走査される前記レーザ光を検出する第一の検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第一の検出手段は、前記本体ケーシングにおいて着脱可能に構成された給紙部に備えられたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、 前記感光体を有し、前記本体ケーシングに対して着脱可能なプロセスカートリッジをさらに備え、前記第一の検出手段は、前記プロセスカートリッジ上であって、かつ前記感光体に走査される前記レーザ光の走査領域中に設けられたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５記載の発明に係るプロセスカートリッジは、本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを有する画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジであって、感光体と、前記感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に設けられた第一の検出手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、本体ケーシング内で、かつ露光ユニットの外部においてレーザ光を検出する第一の検出手段が設けられているので、露光ユニットを交換しても感光体と第一の検出センサの位置関係は変化しない。したがって、露光ユニットの交換時に第一の検出手段の取り付け誤差を考慮した調整が必要なくなり、露光ユニットの交換が容易になる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、第一の検出手段および第二の検出手段の検出結果からレーザ光を感光体に走査するタイミングの補正が可能であるので、露光ユニットの変形等に伴う書き出しタイミングのズレに対応できる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の効果に加え、給紙部に第一の検出手段を設けることで、給紙部の主走査方向のセットずれに伴う用紙の搬送位置のズレと同じ量だけ感光体上の書き出し位置が主走査方向にずれる。このことによって、シート内の正しい位置への印刷が可能となる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１または２に記載の効果に加え、プロセスカートリッジ上の非印字領域であって、かつ光源からレンズを通過して感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に第一の検出手段を搭載すれば，レーザ光の検出のためだけに公差の要因となるミラーなどの光学部品を別途用意してレーザ光を折り曲げなくても感光体を走査するレーザ光を直接検出することが可能なので，より精度の高い書き出しタイミングの補正が可能である。
【００１７】
また、請求項５記載のプロセスカートリッジによれば、プロセスカートリッジ上であって、かつ感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に第一の検出手段を搭載すれば，レーザ光の検出のためだけに公差の要因となるミラーなどの光学部品を別途用意してレーザ光を折り曲げなくても感光体を走査するレーザ光を直接検出することが可能なので，より精度の高い書き出しタイミングの補正が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施例１）
［プリンタの構成］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ２の要部断面図である。図２は給紙トレイ６を上から見た図である。以下、図１のように上下および前後を定義する。図１に示すように、レーザプリンタ２は略箱型の本体ケーシング７をもつ。本体ケーシング７は用紙Ｐを供給する給紙部９、画像を形成する画像形成部１１、用紙Ｐに形成された画像を定着させる熱定着部１２などから構成される。
【００１９】
図１に示すように、本体ケーシング７の中央部に位置する画像形成部１１は、プロセスカートリッジ１０、露光ユニット１７を備えている。露光ユニット１７は、本体ケーシング７内の上部に設けられ、スキャナフレーム２２に対して光源１９、モータにより回転駆動される本発明の偏向器の一例としてのポリゴンミラー１８、ｆθレンズ２０およびシリンドリカルレンズ２１、反射鏡８などを備えている。さらに、露光ユニット１７は本体ケーシング７に対して交換可能に設置されている。
【００２０】
プロセスカートリッジ１０は露光ユニット１７の下方に配置され、本体ケーシング７に対して着脱自在に装着されるように構成されている。このプロセスカートリッジ１０は本発明の感光体の一例としての感光ドラム３５を備えるとともに、帯電器３７、供給ローラ３１、現像ローラ３３、現像剤であるトナーが収納されるトナー収納室２９を有している。
【００２１】
感光ドラム３５は現像ローラ３３と対向するようにして回転可能に配設されており、本体が接地されるとともに、正帯電性の感光層により形成されている。
【００２２】
転写ローラ１６は、感光ドラム３５の下方において、本体ケーシング７側において回転可能に支持された状態で、感光ドラム３５と対向するように配置されている。この転写ローラ１６は、金属製のローラ軸にローラが被覆されており、感光ドラム３５に対して所定の転写バイアスが印加されている。
【００２３】
熱定着部１２はプロセスカートリッジ１０の下流側に配設される。熱定着部１２は加熱ローラ３および加圧ローラ２１を有し、それぞれが回転可能に支持されている。
【００２４】
加熱ローラ３は、金属製であって内部にヒータ（図示しない）を備えている。加熱ローラ３は本体ケーシング７内にあるモータ（図示しない）によって回転駆動され、加熱ローラ３及び加圧ローラ２１が上下方向で接触することにより、両者間に用紙Ｐがニップされつつ搬送される。
【００２５】
給紙部９は、着脱可能に装着される給紙トレイ６と、給紙トレイ６の前端側の上方に設けられた給紙ローラ１３と、給紙ローラ１３に対し用紙Ｐの搬送方向の下流側（以下、用紙Ｐの搬送方向上流側または下流側を、単に、上流側または下流側とする。）に設けられ、一対のローラから構成されるレジストローラ１５、露光ユニット１７から発されたレーザ光を検出する、本発明の第一の検出手段の一例としての第一ＢＤセンサ３９を備えている。
【００２６】
図２に示すように、給紙トレイ６は内部に用紙Ｐを積層して収納するために用いられる。給紙トレイ６は内部に用紙Ｐを補給する際等にレーザプリンタ２の前方へ引き出される。また、画像形成時には、給紙ローラ１３（図１参照）によって用紙Ｐが前方へ引き出され搬送路へ送られる。また、給紙トレイ６の側部上方には、第一ＢＤセンサ３９が画像形成部１１と対向するようにして設けられている。第一ＢＤセンサ３９の上方には、本体ケーシング７内の露光ユニット１７から走査されるレーザ光Ｌを受光可能なように、図示しない穴が開口しており、給紙トレイ６は本体ケーシング７に挿入されると第一ＢＤセンサ３９と穴が対向する位置にて装着される。
［レーザプリンタのハード構成］
次に、レーザプリンタ２のハード構成についてブロック図を用いて説明する。図３は、レーザプリンタ２のブロック図である。図３に示すように、レーザプリンタ２は、本発明の制御手段の一例としてのＣＰＵ５１，記憶領域であるＲＯＭ５３およびＲＡＭ５５，露光ユニット１７，給紙部９それぞれがバス５７を通じて制御信号の入出力が可能に接続されている。また、給紙部９には第一ＢＤセンサ３９が設けられている。
【００２７】
ＲＯＭ５３は、レーザプリンタ２を動作させるための実行プログラムが記憶されている。第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出してから感光ドラム３５に書き出すまでのタイミングに関するデータもここに格納されている。ＣＰＵ５１はＲＯＭ５３から読み込んだプログラムにしたがって、その処理結果をＲＡＭ５５に記憶させながら図示しない制御回路を介して各部の制御を実行する。
【００２８】
露光ユニット１７は、ＣＰＵ５１の制御信号に従って光源１９（図１参照）からレーザ光Ｌを発する。第一ＢＤセンサ３９は、露光ユニット１７から発せられたレーザ光Ｌが走査されることによってレーザ光Ｌを検出し、検出信号をＣＰＵ５１に返す。ＣＰＵ５１は、第一ＢＤセンサ３９から検出信号が入力されると露光ユニット１７に対して制御信号を発し、レーザ光Ｌを走査するタイミングが制御される。
［レーザプリンタの画像形成動作］
次に、レーザプリンタ２の画像形成動作について図１、図４を用いて説明する。図４は、第一ＢＤセンサ３９と用紙Ｐと感光ドラム３５の位置関係を示した概念図である。実線は給紙トレイ６の着脱前の第一ＢＤセンサ３９と用紙Ｐの位置関係であり、破線は給紙トレイ６の着脱後の位置関係である。また、感光ドラム３５上に黒で示された丸および矢印は給紙トレイ６の着脱前の書き出し位置および印字範囲であり、点で示された丸および矢印は給紙トレイ６の着脱後の書き出し位置および印字範囲である。
【００２９】
図１に示すように、まず、給紙ローラ１３によって給紙トレイ６から給紙された用紙Ｐはレジストローラ１５に送られる。レジストローラ１５は、用紙Ｐを所定のレジスト後に画像形成部１１に送る。
【００３０】
画像形成部１１において、光源１９から発光される所定の画像データに基づくレーザ光Ｌは、鎖線で示すように、ポリゴンミラー１８で反射され、ｆθレンズ２０およびシリンドリカルレンズ２１を経て、反射鏡８で反射されて感光ドラム３５の表面上に高速走査される。
【００３１】
また、レーザ光Ｌの一部は別の反射鏡２０によって給紙部９に備えられた第一ＢＤセンサ３９へ反射される。このレーザ光Ｌが第一ＢＤセンサ３９に検出されることによって、感光ドラム３５の主走査方向（感光ドラム３５の軸方向）への書き出しタイミングを決定する。第一ＢＤセンサ３９はレーザ光Ｌを検出すると、その検出信号に基づいてＣＰＵ５１が画像領域において光源１９を発光させて感光ドラム３５を露光する。
【００３２】
感光ドラム３５の表面には、感光ドラム３５の回転に伴い、感光ドラム３５の上部に備えられた帯電器３７により一様に正帯電された後、露光ユニット１７からのレーザ光Ｌの高速走査により露光され、それにより所定の画像データに基づく静電潜像が形成される。
【００３３】
トナーは供給ローラ３１の回転によって現像ローラ３３の表面に担持され、現像ローラ３３によって静電潜像を形成する感光ドラム３５まで送られる。その後、現像ローラ３３と対向した時に、現像ローラ３３上に担持されかつ正帯電されているトナーが、その感光ドラム３５の表面のうち、レーザ光Ｌによって露光され電位が下がっている部分に供給されて選択的に担持されることによって可視像化される。これによって反転現像が達成される。
【００３４】
その後、感光ドラム３５上に担持されたトナーからなる可視像は、用紙Ｐが感光ドラム３５と転写ローラ１６との間を通る間に用紙Ｐに転写され、熱定着部１２に搬送される。プロセスカートリッジ１０において用紙Ｐ上に転写されたトナーは、用紙Ｐが加熱ローラ３及び加圧ローラ２１間にニップされて通過する間に熱定着せしめられる。
【００３５】
熱定着された用紙Ｐは、更に本体ケーシング７内の上部に位置する一対の送りローラ２８まで搬送され、送りローラ２８によって本体ケーシング７の外に排出される。
【００３６】
上記の動作によって用紙Ｐに対して画像が形成されるが、この構成によって以下のようなケースにおいて効果がある。露光ユニット１７の故障が原因で画像形成が行われない場合、本体ケーシング７に対して着脱可能に構成された露光ユニット１７は本体ケーシング７から外され、新しい露光ユニットに交換される。
【００３７】
一方、本体ケーシングのＲＯＭ５３には第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出するに伴いレーザ光Ｌが印字開始位置に走査される書き出しタイミングに関するデータ、およびレーザ光Ｌの走査と画像形成装置の本体ケーシングにおけるシート搬送のタイミングを同期させるためのデータが記憶されている。このタイミングに関するデータは、出荷時における第一ＢＤセンサ３９と感光ドラム３５との位置関係を元に設定されている。そのため、露光ユニット１７の内部に第一ＢＤセンサ３９が配置されていると、露光ユニット１７の交換によって本体ケーシング７の感光ドラム３５と第一ＢＤセンサ３９の位置関係が変化するため、出荷時に設定されたデータでは正常な書き出しが行われない。そのため、露光ユニット１７の交換時にはサービスマンが書き出しタイミングの調整を行い、書き出しタイミングに関するデータを更新するという手間が生じる。
【００３８】
一方、本実施例の構成によれば、本体ケーシング７内の給紙部９に第一ＢＤセンサが設置されることで、露光ユニット１７が交換されても第一ＢＤセンサ３９と感光ドラム３５との位置関係は変化しない。従って、露光ユニット１７が交換される際に書き出しタイミングを調整する必要がない。
【００３９】
特に、上記のように第一ＢＤセンサ３９が給紙部９に設置される構成とすることで、以下のような効果がある。図４に示すように、用紙Ｐの補給などの理由で給紙トレイ６が着脱されると、給紙トレイ６および本体ケーシング７の設計上の誤差により着脱前と着脱後で給紙トレイ６の装着位置がずれることがある。特に、給紙トレイ６の挿入位置が感光ドラム３５の軸方向にずれると、それに伴い給紙トレイ６に収納された用紙Ｐの位置も感光ドラム３５の軸方向にずれることになる。
【００４０】
このとき、用紙Ｐは着脱前の位置よりも感光ドラム３５の軸方向にずれたまま画像形成部１１に搬送されて画像が形成される。しかし、本実施例の構成によれば、用紙Ｐの格納された給紙トレイ６に設置された第一ＢＤセンサ３９の位置も感光ドラム３５の軸方向にずれている。したがって、感光ドラム３５上の丸の位置が示すように第一ＢＤセンサ３９が感光ドラム３５の軸方向にずれた分だけ感光ドラム３５上の画像の書き出し位置も軸方向にずれるので、結果的に給紙トレイ６の着脱前とほぼ同じ位置に画像を書き出すことが可能となる。
（実施例２）
［ＢＤセンサを二つ用いたレーザプリンタの構成］
次に、レーザ光を検出するＢＤセンサが二つ用いられた場合のレーザプリンタの機械的構成およびハード構成について、図面を用いて説明する。図５はレーザプリンタ２の要部断面図である。図６はレーザプリンタ２のハード構成を示したブロック図である。図７は、露光ユニット１７からのレーザ光Ｌを検出する検出構成を概念的に説明する説明図である。図８は、ＣＰＵ５１がＲＯＭ５３に記憶されたプログラムに基づいて行う書き出しタイミングの補正処理のフローチャートである。図９は、第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出するタイミングを示したタイミングチャートである。なお、実施例１と同じ部分には同じ符号を記す。
【００４１】
図５に示すように、本体ケーシング７の中央部に位置する画像形成部１１は、プロセスカートリッジ１０、露光手段である露光ユニット１７を備えている。露光ユニット１７は、本体ケーシング７内の上部に設けられ、スキャナフレーム２２に対して光源１９、モータにより回転駆動されるポリゴンミラー１８、ｆθレンズ２０、シリンドリカルレンズ２１、反射鏡８、本発明の第二の検出手段の一例としての第二ＢＤセンサ５９などを備えており、本体ケーシング７に対して交換可能に設置されている。
【００４２】
第一ＢＤセンサ３９はレーザ光Ｌを走査するタイミングを決定するための基準として機能し、第二ＢＤセンサ５９は補助的なセンサとして機能する。第二ＢＤセンサ５９はレーザ光Ｌを走査する際に第一ＢＤセンサ３９よりも先にレーザ光Ｌを検出するように配置されている（図７参照）が、逆の順で検出される配置であってもよい。
【００４３】
光源１９から発したレーザ光Ｌは、ポリゴンミラー１８で反射され、ｆθレンズ２０およびシリンドリカルレンズ２１を経て、反射鏡８で反射されて感光ドラム３５の表面上に高速走査される。また、一部のレーザ光Ｌは反射鏡８に反射されて、給紙部９に設置された第一ＢＤセンサ３９、露光ユニット１７内に設置された第二ＢＤセンサ５９に走査される。
【００４４】
このレーザ光Ｌが第一ＢＤセンサ３９に検出されることによって、感光ドラム３５の主走査方向（感光ドラム３５の軸方向）への書き出しタイミングが決定される。第一ＢＤセンサ３９はレーザ光Ｌを検出すると、その検出信号に基づいてＣＰＵ５１が光源１９を発光させてレーザ光Ｌを発生させる。その他の構成および画像形成動作に関しては実施例１と同様なので、ここでは説明を割愛する。
【００４５】
また、図６に示すように、レーザプリンタ２は、ＣＰＵ５１，ＲＯＭ５３およびＲＡＭ５５，露光ユニット１７，給紙部９それぞれがバス５７を通じて制御信号の入出力が可能に接続されている。また、給紙部９には第一ＢＤセンサ３９が、露光ユニット１７には第二ＢＤセンサ５９が設けられており、第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９からの検出信号がＣＰＵ５１に入力されるように構成されている。
【００４６】
このようなハード構成において、実施例１と同じように、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５３から読み込んだプログラムにしたがって、その処理結果をＲＡＭ５５に記憶させながら図示しない制御回路を介して各部の制御を実行する。
［書き出しタイミングの補正処理］
実施例１ではＢＤセンサを給紙部９に設けたレーザプリンタ２に関して説明したが、実施例２ではその変形例について図面およびフローチャートを用いて説明する。
【００４７】
図７に示すように、画像形成時は光源１９から走査されたレーザ光Ｌが、ポリゴンミラー１８で反射されて感光ドラム３５の表面に到達して画像を形成する。この画像形成時において、ポリゴンミラー１８の回転駆動によって、もしくは本体ケーシング７に設けられた定着部１２の加熱（図５参照）によって、スキャナフレーム２２に対して熱が加えられる。そのため、特に連続印字中はその過熱が原因でスキャナフレーム２２が変形する恐れがある。
【００４８】
スキャナフレーム２２が変形すると、スキャナフレーム２２内に設けられた部品の位置も異なってくる。そのため、スキャナフレーム２２中にＢＤセンサが設けられた構成においては、ＢＤセンサがレーザ光Ｌを検出するタイミングに狂いが生じる。その結果、特に連続印字の場合は、印刷の初期と終わりで用紙Ｐに印刷される印刷位置が異なってしまう恐れがある。
【００４９】
上記の問題を解決するために、実施例２では給紙部９に設けられた第一ＢＤセンサ３９と露光ユニット１７に設けられた第二ＢＤセンサ５９の検出信号から、感光ドラム３５上を走査するレーザ光Ｌが印字開始位置に走査される書き出しタイミングを補正する補正処理を行う。なお、フローチャート中のＢＤ１、ＢＤ２がそれぞれ第一ＢＤセンサ３９、第二ＢＤセンサ５９に対応する。
【００５０】
図８に示すように、ＢＤ１、ＢＤ２によってレーザ光Ｌを検出することで書き出しタイミングの補正処理が行われる。この処理は、印刷命令から画像形成動作を始める前に行って補正処理しても良いし、連続印字命令を受けた場合は一項分の画像形成が終了するたびに行うようにしてもよい。
【００５１】
Ｓ１にて、光源１９からレーザ光Ｌを発するよう制御する。Ｓ２にて、第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出したか否かを判断する。具体的には、レーザ光Ｌを第二ＢＤセンサ５９が検出すると、検出信号がＣＰＵ５１に送られるので、ＣＰＵ５１は第二ＢＤセンサから送られた検出信号を検出したか否かでレーザ光Ｌの検出を判断する。
【００５２】
レーザ光Ｌが検出されないと判断される場合（Ｓ２：ＮＯ）は、Ｓ４に進み、一定時間が経過したかどうかを見る。
【００５３】
レーザ光Ｌが検出されないまま一定時間が経過したと判断される場合（Ｓ４：ＹＥＳ）は、レーザ光Ｌが第二ＢＤセンサ５９に走査されていないと判断し、補正処理を終了する。この場合は、スキャナフレーム２２の過度の熱変形などの理由が考えられるので、画像形成動作自体を終了するようにしてもよい。レーザ光Ｌが検出されないまま、まだ一定時間が経過していないと判断される場合（Ｓ４：ＮＯ）は、Ｓ２に戻って第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出するまで待ち状態となる。なお、Ｓ４における判断基準である基準時間は、ＲＯＭ５３に予め記憶されている。
【００５４】
Ｓ２にて第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出したと判断される場合（Ｓ２：ＹＥＳ）は、Ｓ３に進み、第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出した検出時刻をＲＡＭ５５に記憶させる。次に、Ｓ５にて、給紙部９内に備えられた第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出したか否かを判断する。
【００５５】
具体的には、Ｓ２と同様である。第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出しないと判断される場合（Ｓ５：ＮＯ）は、Ｓ７に進み、一定時間が経過したかどうかを見る。レーザ光Ｌが検出されないまま一定時間が経過したと判断される場合（Ｓ７：ＹＥＳ）は、補正処理を終了する。レーザ光Ｌが検出されないまま、一定時間が経過していない間（Ｓ７：ＮＯ）は、Ｓ５に戻って第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出するまで待ち状態となる。
【００５６】
Ｓ５にて第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出したと判断される場合（Ｓ５：ＹＥＳ
は、Ｓ６に進んで第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出した時刻をＲＡＭ５５に記憶する。
【００５７】
次に、Ｓ８に進んで第一ＢＤセンサ３９と第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出した検出時間の差を算出し、予め記憶された規定範囲の値の範囲内であるか否かを判断する。具体的には、図９に示すように、第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出すると、それぞれの検出時刻Ｔ１、Ｔ２より第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出してから第一ＢＤセンサ３９がレーザ光Ｌを検出するまでの時間差Ｔが算出される。
【００５８】
第一ＢＤセンサ３９の配置された給紙部９は、連続印字中であっても熱の影響を受けにくいので、変形しにくく第一ＢＤセンサ３９の検出時刻の変化は小さい。一方、上述したように第二ＢＤセンサ５９の位置は変化しやすく、それに伴って第二ＢＤセンサ５９の検出時刻も変化しやすい。そこで、時間差Ｔを算出することでスキャナフレーム２２の歪みを検出し、それに伴って書き出しタイミングを補正する。
【００５９】
Ｓ８にて時間差Ｔが規定範囲内である場合（Ｓ８：ＹＥＳ）は、スキャナフレーム２２に歪みが出ていない、もしくは露光に影響の出ない程度の歪みであると判断し、補正処理を行わずに処理を終了する。時間差Ｔが規定範囲外である場合（Ｓ８：ＮＯ）は、スキャナフレーム２２に対して露光に影響が出る程度の歪みが発生していると判断し、Ｓ９に進んで書き出しタイミングの補正が行われる。
【００６０】
Ｓ９において、書き出しタイミングが補正される。具体的には、予め時間差Ｔの値に応じて書き出しタイミングの補正量が規定された補正データをＲＯＭ５３に記憶させておく。そして、Ｓ８にて算出された時間差Ｔの値と補正データに基づき、光源１９を発光させるタイミングが制御される。補正が終わったら処理を終了し、上述した画像形成動作が行われる。以上のような制御によって、連続印字による装置内の昇温に対する書き出しタイミングの補正処理が可能となる。
［その他の変形例］
以上に示したように、実施例では本体ケーシングに対して着脱可能に設けられた露光ユニットを備えたレーザプリンタにおいて、レーザ光の書き出しタイミングを制御するためのＢＤセンサが給紙部に備えられた。これによって、露光ユニットが交換されても書き出しタイミングの調整の手間を軽減することが実現された。
【００６１】
しかしながら、本発明は記載された実施例に限定されず、本発明の趣旨に逸脱しない形で種々の変形が可能である。例えば、本実施例ではＢＤセンサを給紙部に設けたが、本体ケーシング内に設けても良い。その場合、ＢＤセンサの設置場所は画像形成時に定着部や露光ユニットの昇温の影響を受けにくい場所であることが望ましい。
【００６２】
図１０は、プロセスカートリッジ１０を上方向から見た図の概略図である。プロセスカートリッジ１０の上部には、露光ユニット１７から発されたレーザ光Ｌ（図１参照）を感光ドラム３５に走査するための開口穴３８が設けられている。また、レーザ光Ｌは矢印方向に走査される。
【００６３】
このように第一ＢＤセンサ３９をプロセスカートリッジ１０の非印字領域であってレーザ光Ｌの走査領域中に配置すると、感光ドラム３５に走査されるレーザ光Ｌを直接検出することが可能となる。このような構成にした場合、給紙部９に第一ＢＤセンサ３９が設けられたとき（図１参照）のように、第一ＢＤセンサ３９までレーザ光を導くために、公差の要因となる反射鏡８を別途用意してレーザ光Ｌを折り曲げる必要がなく、感光ドラム３５を露光するレーザ光Ｌが第一ＢＤセンサ３９によって直接検出される。したがって、反射鏡を介す場合よりも精度の高い書き出しタイミングの補正が可能となる。
【００６４】
また、実施例２において第一ＢＤセンサ３９と第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出した検出時刻を記憶したが、さらに精度を高めるために複数回レーザ光Ｌを走査し、その都度検出時刻を記憶して平均値を取り、その平均値が規定範囲以内であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００６５】
また、露光ユニット中に複数のＢＤセンサを備え、レーザ光Ｌが検出できるようにしても良い。その場合、ＢＤセンサはスキャナフレームにおける熱変形の生じやすい場所に設置するとよい。そして、露光ユニット内のそれぞれのＢＤセンサがレーザ光を検出し、検出時刻の変化から書き出しタイミングが補正されるようにすれば、より敏感にスキャナフレームの変形を検出することができ、それに対応して書き出し位置が補正される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ２の要部断面図である。
【図２】給紙トレイ６を上から見た図である。
【図３】レーザプリンタ２のブロック図である。
【図４】第一ＢＤセンサ３９と用紙Ｐと感光ドラム３５の位置関係を示した概念図である。
【図５】レーザプリンタ２の要部断面図である。
【図６】レーザプリンタ２のハード構成を示したブロック図である。
【図７】露光ユニット１７からのレーザ光Ｌを検出する検出構成を概念的に説明する説明図である。
【図８】書き出しタイミングの補正処理のフローチャートである。
【図９】第一ＢＤセンサ３９および第二ＢＤセンサ５９がレーザ光Ｌを検出するタイミングを示したタイミングチャートである。
【図１０】プロセスカートリッジ１０を上方向から見た概略図である。
【符号の説明】
【００６７】
５ レーザプリンタ
６ 給紙トレイ
７ 本体ケーシング
８ 反射鏡
９ 給紙部
１０ プロセスカートリッジ
１７ 露光ユニット
１８ ポリゴンミラー
１９ 光源
２０ ｆθレンズ
２１ シリンドリカルレンズ
３５ 感光ドラム
３９ 第一ＢＤセンサ
５１ ＣＰＵ
５３ ＲＯＭ
５５ ＲＡＭ
５９ 第二ＢＤセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から発せられて本体ケーシング中に設けられた感光体を露光するレーザ光を偏向させる偏向器とが一体的に備えられ、前記本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを備えた画像形成装置において、
前記本体ケーシング内で、かつ前記露光ユニットの外部に設置され、前記光源から前記偏向器に偏向されて前記感光体に走査される前記レーザ光を検出する第一の検出手段
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光ユニット内において前記レーザ光を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段と前記第二の検出手段の検出結果をもとに前記感光体にレーザ光を走査するタイミングを制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第一の検出手段は、前記本体ケーシングにおいて着脱可能に構成された給紙部に備えられたことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体を有し、前記本体ケーシングに対して着脱可能なプロセスカートリッジをさらに備え、前記第一の検出手段は、前記プロセスカートリッジ上であって、かつ前記感光体に走査される前記レーザ光の走査領域中に設けられたことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを有する画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジであって、
感光体と、前記感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に設けられた第一の検出手段を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１】
光源と、前記光源から発せられて本体ケーシング中に設けられた感光体を露光するレーザ光を偏向させる偏向器とが一体的に備えられ、前記本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを備えた画像形成装置において、
前記本体ケーシング内で、かつ前記露光ユニットの外部に設置され、前記光源から前記偏向器に偏向されて前記感光体に走査される前記レーザ光を検出する第一の検出手段
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光ユニット内において前記レーザ光を検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段と前記第二の検出手段の検出結果をもとに前記感光体にレーザ光を走査するタイミングを制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第一の検出手段は、前記本体ケーシングにおいて着脱可能に構成された給紙部に備えられたことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体を有し、前記本体ケーシングに対して着脱可能なプロセスカートリッジをさらに備え、前記第一の検出手段は、前記プロセスカートリッジ上であって、かつ前記感光体に走査される前記レーザ光の走査領域中に設けられたことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
本体ケーシングに対して交換可能な露光ユニットを有する画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジであって、
感光体と、前記感光体に走査されるレーザ光の走査領域中に設けられた第一の検出手段を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１４９１９（Ｐ２０１０−１４９１９Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７４２４３（Ｐ２００８−１７４２４３）
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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