DE60015892T2

DE60015892T2 - Farbbilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE60015892T2
Application number: DE60015892T
Authority: DE
Inventors: Kenji Hachioji-shi Izumiya
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: EP1087612B1; US6404449B1; DE60015892D1; JP2001088347A; EP1087612A3; EP1087612A2; JP3705038B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Farbbilderzeugungsvorrichtung, die mit mehreren Belichtungs-Abtasteinheiten ausgestattet ist, von denen jede einen Belichtungs-Abtastvorgang auf einem Photorezeptor mittels eines von einem Drehspiegel reflektierten Laserstrahls durchführt, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Steuerung des oben erwähnten Belichtungs-Abtastvorgangs.
Beispielsweise wird bei einer ein elektrophotographisches Verfahren anwendenden Farbbilderzeugungsvorrichtung ein Vollfarbbild durch sequentielles Überlappen mehrerer einfarbiger Bilder erzeugt. Zu diesem Zweck sind verfügbar: ein Verfahren zum Erzeugen eines Vollfarbbildes durch Übertragen jedes einfarbigen Bildes auf ein Übertragungsblatt jedes Mal nach dem Erzeugen eines Tonerbildes zur Überlappung einfarbiger Bilder auf dem Übertragungsblatt, sowie ein Verfahren zum Erzeugen eines Vollfarbbildes durch Wiederholen eines gleichmäßigen Ladevorgangs, eines Belichtungsvorgangs und eines Entwicklungsvorgangs auf einem Photorezeptor, um ein Vollfarbbild nach dem Überlappen mehrerer einfarbiger Tonerbilder auf dem Photorezeptor auf das Übertragungsblatt zu übertragen.
Bezüglich beider oben erwähnter Verfahren sind Bilderzeugungsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die mit mehreren Belichtungs-Abtasteinheiten zum Ausführen des Belichtungsvorgangs versehen sind, um die zur Erzeugung eines Vollfarbbildes erforderliche Zeit zu verkürzen. Bei einer solchen Bilderzeugungsvorrichtung sind mehrere Einheiten, wie z.B. Ladeeinheiten, die Belichtungs-Abtastsysteme und die Entwicklungsvorrichtungen an der Peripherie des Photorezeptors angeordnet, um ein Vollfarbbild an dem Photorezeptor zu erzeugen und es auf das Übertragungsblatt zu übertragen. Bei einer anderen solchen Bilderzeugungsvorrichtung sind mehrere Photo rezeptoren an der Peripherie einer Fördervorrichtung angeordnet, um das Übertragungsblatt zu fördern, und einfarbige Bilder, die mittels mehrerer Einheiten, wie z.B. Ladeeinheiten, den Belichtungs-Abtastsystemen, den Entwicklungsvorrichtungen erzeugt werden, die gegenüber jedem Photorezeptor angeordnet sind, werden sequentiell auf das Übertragungsblatt übertragen.
Zur Erzeugung eines Vollfarbbildes ist es übrigens notwendig, Belichtungsvorgänge für drei Hauptfarben oder vier Hauptfarben durchzuführen. Für diesen Zweck ist es auch nötig, die Belichtungszeiten präzise einzustellen, dass jedes einfarbige Bild die anderen einfarbigen Bilder an genau der gleichen Position bei einer solchen Bilderzeugungsvorrichtung überlappt.
Die Verfahren zum Steuern des Belichtungstimings auf eine Weise wie die obige sind beispielsweise in JP-A-62-266575 und JP-A-62-295084 dargelegt. Gemäß dem in JP-A-62-266575 offenbarten Verfahren für den Laserdrucker startet der Belichtungs-Abtastvorgang durch den Laserstrahl für jede Farbe dann, wenn ein Zählwert von Taktsignalen den vorbestimmten Einstellwert erreicht, und wenn der Abtast-Startpunkt von der Bezugsposition abweicht, wird ein Abweichungsbetrag erfasst, und der vorbestimmte Einstellwert wird entsprechend dem Abweichungsbetrag geändert. Andererseits steuert gemäß dem in JP-A-62-295084 offenbarten Verfahren für den Farbkopierer der Mikroprozessor das Timing des Beginns des Belichtungsvorgangs durch Zählen einer Anzahl von Impulsen mit einer vorbestimmten Periode, während die Unterbrechung bzw. Auszeit mit einem relativ langen Intervall bis zu der Zeit unmittelbar vor der Erzeugung des Timing-Signals aktiviert wird, um die Arbeitsbelastung des Mikroprozessors zu mindern, und die Unterbrechung mit einem kurzen Intervall des Timer-Einstellwerts einmal unmittelbar vor der Erzeugung des Timing-Signals aktiviert wird, um das Timing-Signal präzise zu erzeugen.
Bei einer herkömmlichen Farbbilderzeugungsvorrichtung werden Abweichungsbeträge auf eine oben erwähnte Weise erfasst und die Abtast-Startpositionen entsprechend den erfass ten Abweichungsbeträgen geändert, um Positionen von einfarbigen Bilder miteinander koinzidieren zu lassen. Da jedoch der Belichtungs-Abtastvorgang für jedes der einfarbigen Bilder unter dem unabhängigen Steuersystem durchgeführt wird, ist es schwierig gewesen, Positionsabweichungen zu eliminieren, auch wenn der oben erwähnte Änderungsvorgang für die Abtast-Startpositionen durchgeführt wird, und daher ist es schwierig gewesen, wegen des Auftretens der Farbabweichungen ein Farbbild hoher Qualität zu erzeugen.
Eine vorbekannte Farbbilderzeugungsvorrichtung, die mit einer Anzahl von Bildstationen versehen ist, welche jeweils verschiedenen Farbkomponenten entsprechen und zur Erzeugung von Bildern der entsprechenden Farbkomponenten der Reihe nach in übereinandergelagerter Weise auf einem Aufzeichungsmedium geeignet sind, ist in US-A-5 715 498 offenbart. Die Vorrichtung hat Speicher zum Speichern von Bilddaten der jeweiligen Farbkomponenten, die den Bildstationen zuzuführen sind, Detektoren zum Erfassen einer Aberration und zur Registrierung der Bilder jeweiliger Farbkomponenten, die durch die Bildstationen erzeugt wurden, auf der Basis von Registriermarken, die durch die Bildstationen am Photorezeptor gebildet wurden, sowie einen Controller zum Steuern der Einschreibpositionen der Bilddaten der jeweiligen Farbkomponenten in die Speicher basierend auf der Ausgabe des Detektors. Als Bezugssignal benutzt diese Vorrichtung Signale aus getrennten Bezugssignalerzeugungsmitteln.
Abriss der Erfindung
Um die oben genannten Nachteile bei herkömmlichen Farbbilderzeugungsvorrichtungen auszuschalten, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Farbbilderzeugungsvorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, ein Farbbild hoher Qualität ohne Entstehung jeglicher Farbabweichungen zu erzeugen.
Zur Beseitigung der genannten Nachteile kann die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Farbbilderzeugungsvorrichtung erfüllt werden, die durch Anspruch 1 beschrieben ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor, in denen zeigen:
1 ein Strukturdiagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung, die in der vorliegenden Erfindung verkörpert ist,
2 eine perspektivische Ansicht eines optischen Laserabtastsystems bei der Bilderzeugungsvorrichtung, die in der vorliegenden Erfindung verkörpert ist,
3 ein Blockdiagramm des Steuersystems für Belichtungs-Abtastabschnitte,
4 ein Timing- bzw. Zeitablaufdiagramm verschiedener Arten von Signalen,
5 ein Zeitablaufdiagramm, das Beziehungen zwischen Taktsignalen und anderen Signalen angibt,
6 eine vergrößerte Ansicht einer Marke,
7 eine Ansicht von Marken, die auf einem bandförmigen Bildträger erzeugt werden, und
8a eine Darstellung von Relativbeziehungen zwischen einem Belichtung-Abtastabschnitt und durch den Belichtung-Abtastabschnitt erzeugten Marken und Ausgangssignalen von Sensoren, und
8b eine teilweise vergrößerte Ansicht von 8a.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform Die in der vorliegenden Erfindung verkörperte Bilderzeugungsvorrichtung ist eine Mehrfarben-Bilderzeugungsvorrichtung mit den Farben Y (Gelb), M (Magenta), C (Cyan) und K (Schwarz).
In 1 ist ein bandförmiger Bildträger (Photorezeptor) 1, der um eine obere Rolle 3, eine untere Rolle 5 und eine seitliche Rolle 7 herumgeführt ist, vertikal durch die obere Rolle 3 und die untere Rolle 5 gespannt und wird in der Pfeilrichtung angetrieben.
Ferner ist auf der Oberfläche, die sich von unten nach oben in dem bandförmigen Bildträger 1 bewegt, eine Druckwalze 9 vorgesehen, die als Führungsmittel dient, welches den bandförmigen Bildträger zu dem vom bandförmigen Bildträger 1 gebildeten geschlossenen Raum CS hin drückt und den bandförmigen Bildträger 1 zu dem geschlossenen Raum CS hin führt. Am oberen Abschnitt der Oberfläche bei dem sich von unten nach oben bewegenden bandförmigen Bildträger 1 ist ein Reinigungsmittel 11 vorgesehen, das Entwicklungsmittel auf dem bandförmigen Bildträger 1 entfernt. Unter dem Reinigungsmittel 11 ist ein als Sammelmittel dienender Sammelkasten 21, der von dem Reinigungsmittel 11 entfernte Entwicklungsmittel sammelt, entlang dem bandförmigen Bildträger 1 vorgesehen.
Die Bilderzeugungsvorrichtung weist bei der vorliegenden Ausführungsform in sich vier Bilderzeugungsmittel jeweils für jede Farbe auf, da es sich um eine Vierfarben-Bilderzeugungsvorrichtung handelt. D.h., das Bilderzeugungsmittel besteht aus einem Belichtungs-Abtastabschnitt 25, der ein Latentbild für Y (Gelb) mittels eines Laserstrahls für den bandförmigen Bildträger 1 erzeugt, einem Belichtungs-Abtastabschnitt 27, der ein Latentbild für M (Magenta) mittels eines Laserstrahls für den bandförmigen Bildträger 1 erzeugt, einem Belichtungs-Abtastabschnitt 29, der ein Latentbild für C (Cyan) mittels eines Laserstrahls für den bandförmigen Bildträger 1 erzeugt, sowie aus einem Belichtungs-Abtastabschnitt 31, der ein Latentbild für K (Schwarz) mittels eines Laserstrahls für den bandförmigen Bildträger 1 erzeugt.
Da Strukturen der Belichtungs-Abtastabschnitte 25,27,29 und 31, die als vier optische Schreibabschnitte dienen, die gleichen sind, wird nur der Belichtungs-Abtastabschnitt 25 mit Bezug auf 2 erläutert, und Erklärungen für die anderen Belichtungs-Abtastabschnitte fallen weg.
In diesen Zeichnungen stellt die Bezugsziffer 33Y eine Laserstrahlquelle dar, die einen Laserstrahl emittiert, bei dem Bildsignale für Y (Y = Yellow = Gelb) überlagert sind. Ein von der Laserstrahlquelle 33Y emittierter Laserstrahl wird reflektiert, um durch Bewegung einer Rotationsfläche eines Polygonspiegels 37Y polarisiert zu werden, und führt eine Abtastbelichtung für die Photorezeptorfläche des bandförmigen Bildträgers 1 durch eine fθ-Linse 39Y und eine zylindrische Linse 41Y aus. Infolge dieser Abtastbelichtung wird ein elektrostatisches Latentbild an der Photorezeptorfläche des bandförmigen Bildträgers 1 erzeugt. Ein Symbol ZY gibt einen Indexsensor an, welcher einen Beginn einer Laserstrahlabtastung in der Hauptabtastrichtung erfasst und ein Indexsignal ausgibt, das als horizontales Synchronisiersignal dient.
Als nächstes ist, wie 1 zeigt, eine Bilderzeugungskartusche 35 abnehmbar an der Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen. Innerhalb der Bilderzeugungskartusche 35 sind vier Entwicklungsmittel vorgesehen, die jeweils ein elektrostatisches Latentbild für jede auf dem bandförmigen Bildträger 1 erzeugte Farbe entwickeln. D.h., es sind dies der Entwicklungsabschnitt 42, der ein von dem Belichtungs-Abtastabschnitt 25 erzeugtes Latentbild entwickelt, der Entwicklungsabschnitt 43, der ein von dem Belichtungs-Abtastabschnitt 27 erzeugtes Latentbild entwickelt, der Entwicklungsabschnitt 45, der ein von dem Belichtungs-Abtastabschnitt 29 erzeugtes Latentbild entwickelt, sowie ein Entwicklungsabschnitt 47, der ein von dem Belichtungs-Abtastabschnitt 31 erzeugtes Latentbild entwickelt. Da die Strukturen dieser vier Entwicklungsabschnitte 42,43,45 und 47 die gleichen sind, wird nur der Entwicklungsabschnitt 42 für die Farbe Y erläutert, und Erklärungen der anderen Entwicklungsabschnitte fallen weg.
Die Bezugsziffern 51 und 52 stellen Schrauben bzw. Schnecken dar, die Entwicklungsmittel für die Farbe Y umrühren und fördern, welche von einem nicht dargestellten Entwicklungsmittelbehälterabschnitt gefördert werden, und die Bezugsziffer 53 ist eine Zuführwalze, welche Entwicklungsmittel der Entwicklungshülse 55 zuführt. Die Entwicklungs hülse 55 trägt Entwicklungsmittel, führt eine Umkehrentwicklung für ein elektrostatisches Latentbild auf dem bandförmigen Bildträger 1 durch und erzeugt Tonerbilder auf dem bandförmigen Bildträger 1. Ferner sind innerhalb der Bilderzeugungskartusche 35 Ladeelektroden zum Laden von Mitteln vorgesehen, welche auf den bandförmigen Bildträger 1 elektrische Ladungen übertragen. D.h. die Ladeelektroden sind die Ladeelektrode 61 für die Farbe Y, die Ladeelektrode 63 für die Farbe M, die Ladeelektrode 65 für die Farbe C und die Ladeelektrode 67 für die Farbe K.
Andererseits ist in dem Blattzuführabschnitt 81 eine Kassette 83 vorgesehen, in die ein Übertragungsblatt 70 aufgenommen ist. Das Übertragungsblatt 70 in der Kassette 83 wird durch Förderrollen 85 herausgeführt, dann durch gepaarte Förderrollen 87 und durch gepaarte Timing-Rollen 88 erfasst, um transportiert zu werden, und wird zu dem Übertragungs-/Trennabschnitt gefördert.
Im Übertragungs-/Trennabschnitt sind eine Übertragungselektrode 93, welche ein Tonerbild auf dem bandförmigen Bildträger 1 durch Koronaentladung auf ein Übertragungsblatt 70 überträgt, sowie eine Trennelektrode 95, welche das Übertragungsblatt 70 von dem bandförmigen Bildträger 1 durch Wechselstromentladung trennt, vorgesehen.
In dem Fixierabschnitt 100 wird das Blatt 70 durch gepaarte Walzen 101 zwischen einer Heizwalze auf einer Seite und einer Druckwalze auf der anderen Seite erfasst, um Wärme und Druck auf es auszuüben, so dass das Tonerbild auf das Übertragungsblatt 70 aufgeschmolzen wird, und dann durch gepaarte Förderwalzen 110 in den Blattförderschacht 111 transportiert.
Der Erzeugungsprozess eines Vollfarbbildes in der Bilderzeugungsvorrichtung nach obigem Aufbau wird im folgenden beschrieben.
Vor dem Belichtungsvorgang wird der bandförmigen Bildträger 1 durch eine Ladeelektrode 61 aufgeladen und dann ein elektrostatisches Latentbild auf dem bandförmigen Bildträger 1 erzeugt. Dann wird ein Tonerbild einer Farbe Y auf dem bandförmigen Bildträger 1 durch einen auf der Entwicklungshülse 55 des Entwicklungsabschnitts 42 befindlichen Toner der Farbe Y entwickelt. Die gleichen Arbeitsgänge wie der vorhergehende werden für die anderen Farben durchgeführt, nämlich für M, C und K, und es werden Tonerbilder für Y, M, C und K auf dem bandförmigen Bildträger 1 erzeugt.
Andererseits wird ein Übertragungsblatt 70 mittels gepaarter Förderwalzen 85 und gepaarter Förderwalzen 87 zu dem Übertragungsabschnitt 91 gefördert. Das so zugeführte Übertragungsblatt 70 wird hinsichtlich des Timings durch eine Timing-Rolle 88 so eingestellt bzw. geregelt, dass das Übertragungsblatt 70 mit dem Tonerbild auf dem bandförmigen Bildträger 1 synchronisiert werden kann, und es wird zum Übertragungsabschnitt 91 gefördert, wo eine Übertragungselektrode 93 im Übertragungsabschnitt 91 das Übertragungsblatt 70 lädt, und dadurch werden Tonerbilder auf dem bandförmigen Bildträger 1 auf das Übertragungsblatt 70 übertragen. Ferner wird das Übertragungsblatt 70 von dem bandförmigen Bildträger 1 durch einen Neutralisierungsvorgang einer Trennelektrode 95 getrennt.
Dann wird das Übertragungsblatt 70 an dem Fixierabschnitt 100 erhitzt und unter Druck gesetzt, wodurch Tonerbilder auf das Übertragungsblatt 70 aufgeschmolzen werden, welches dann durch gepaarte Förderwalzen 110 auf den Blattförderschacht 11 ausgeworfen werden. Überschüssiger Toner auf dem bandförmigen Bildträger 1, auf dem die Übertragung abgeschlossen wurde, wird durch eine Klinge 17 des Reinigungsmittels 11 entfernt und in dem Sammelkasten 21 gesammelt.
Wie vorher erwähnt wurde, ist jedes der Bilder der Farbe Y, der Farbe M, der Farbe C und der Farbe K auf dem bandförmigen Bildträger 1 an der gleichen Position mittels der Belichtungs-Abtastabschnitte 25,27,29,31 zu erzeugen, von denen jeder einer Farbe entspricht. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung koinzidieren die Bildpositionen jeder Farbe miteinander durch Steuerung der Belichtungs-Abtastabschnitte, wie es im folgenden beschrieben wird.
3 zeigt ein Blockdiagramm des Steuersystems für die Belichtungs-Abtastabschnitte 25,27,29,31.
Jeder Belichtungs-Abtastabschnitt umfasst einen Polygonmotor 38Y,38M,38C oder 38K zum Antreiben eines Polygons 37Y,37M,37C oder 37K, einen Indexsensor ZY,ZM,ZC oder ZK gemäß 2, sowie eine Laserlichtquelle 33Y,33M,33C oder 33K, jeweils mit einer lichtemittierenden Diode gemäß 2. Die Polygonmotoren 38Y,38M,38C und 38K sind Gleichstrom-Servomotoren, die steuerbar durch später zu beschreibende Polygon-Antriebstaktsignale angetrieben werden.
Wenn beispielsweise der Belichtungs-Abtastabschnitt 25 für die Farbe Y zur Bezugnahme auf Haupt- bzw. Mastereinheit festlegt ist, werden Hauptindexsignale MX, die als horizontale Synchronisierungssignale dienen, welche von dem Indexsensor ZY erzeugt werden, der als Horizontal-Synchronisierungssignal-Ausgabemittel in dem Belichtungs-Abtastabschnitt 25 für die Farbe Y dient, den Polygon-Antriebs-Steuerschaltungen 200Y,200M,200C,200K zugeführt, die als Synchronisierungsmittel dienen, sowie den Laserantriebs-Steuerschaltungen 201Y, 201M,201C,201K. Ferner werden Nebenindexsignale SXM,SXC.SXK, die von den Indexsensoren ZM,ZC,ZK ausgegeben werden, welche als Horizontal-Synchronisierungssignal-Ausgabemittel in den Belichtungs-Abtastabschnitten 27,29,31 neben den Belichtungs-Abtastabschnitten 25 als Haupteinheit dienen, den Polygon-Antriebssteuerschaltungen 200M,200C,200K sowie den Laserantriebs-Steuerschaltungen 201M,201C,201K zugeführt.
Taktsignale CLK werden von der CPU (Central Processing Unit) in die Polygon-Antriebssteuerschaltungen 200Y,200M,200C,200K eingegeben, um Polygon-Antriebstaktsignale durch Teilen der Taktsignale CLK zu erzeugen. Ferner wird ein Phasenunterschied zwischen dem Hauptindexsignal MX und jedem der Nebenindexsignale SXM,SXC,SXK durch Zählen von Taktsignalen CLK von der Zeit an, zu der das Hauptindexsignal MX eingegeben wird, bis zu der Zeit, zu der jedes der Nebenindexsignale SXM, SXC,SXK eingegeben wird, erfasst. Da außerdem die Polygonmotoren 38Y,38M,38C und 38K in einer PLL (Phase Locked Loop)-Servoschaltung in Bezug auf die Polygon-Antriebstakt signale gekoppelt sind, wird eine Phasenbeziehung zwischen den Polygon-Antriebstaktsignalen und den Indexsignalen immer auf einem konstanten Wert gehalten. Dementsprechend kann der Phasenunterschied zwischen dem Hauptindexsignal MX und jedem der Nebenindexsignale SXM,SXC,SXK durch Ändern der Phase der Polygon-Antriebstaktsignale auf der Basis der erfassten Daten für die oben erwähnte Phasendifferenz auf einen beliebigen Wert eingestellt werden.
Wenn ein Vollfarbbild erzeugt wird, beginnt jeder der Belichtungs-Abtastabschnitte 25,27,29,31 seinen Belichtungs-Abtastvorgang so, dass die Position jedes Farbbildes mit derjenigen anderer Farbbilder koinzidiert. Herkömmlicherweise wird der Belichtungs-Abtastvorgang basierend auf einem Bildbereichssignal begonnen, das durch Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Indexsignalen erzeugt wird, welche der Distanz zwischen den Belichtungs-Abtastabschnitten von einem Bildspitzensignal äquivalent ist.
Das herkömmliche Verfahren ist jedoch beim Ausgleich der Farbabweichungen unzulänglich gewesen, da die Positionsanpassung von Farbbildern ungefähr innerhalb einer Einheit eines Indexsignals möglich ist, mit anderen Worten, innerhalb einer Einheit einer Abtastzeile. Um den obigen Nachteil zu beseitigen, gestattet es die vorliegende Erfindung der Bilderzeugungsvorrichtung, die Farbabweichungen um weniger als eine Abtastzeile durch das Verfahren der Anpassung bzw. Einstellung von Phasenunterschieden zwischen den Indexsignalen der Belichtungs-Abtastabschnitte und Verschieben des Abtast-Timings um einen geringen Betrag zusätzlich zu dem herkömmlichen Verfahren fein zu regeln.
4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm verschiedener Arten von Signalen, und 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das Beziehungen zwischen Taktsignalen CLK und anderen Signalen angibt.
Der Bilderzeugungsvorgang wird anfänglich zu der Zeit begonnen, zu der das Bildspitzensignal PS den höchsten Stand annimmt. Beispielsweise wird das Bildspitzensignal PS aus dem Hauptindexsignal MX und einem Nahtstellen-Erfassungssignal erzeugt, welches von einem Sensor SO erfasst wird, der eine Nahtposition an dem Photorezeptorelement erfasst, d.h., das Bildspitzensignal PS wird für jede der Farben Y,M,C,K erzeugt, um die Position der Bildspitze zu bestimmen, so dass das Bild an einer geeigneten Position unter Vermeidung der Nahtposition erzeugt wird.
Ferner werden Bildbereichssignale Gy,Gm,Gc,Gk (nur Gy,Gm sind in 4 gezeigt), von denen jedes einen wirksamen Bildbereich jedes Farbbilds angibt, für jeden der Belichtungs-Abtastabschnitte 25,27,29,31 ausgegeben, und der Belichtungs-Abtastvorgang jeder Farbe wird auf der Basis des betreffenden Bildbereichssignals begonnen.
Das Bildspitzensignal PS wird einmal mit dem Hauptindexsignal MX synchronisiert, und dann wird das Bildbereichssignal durch Zählen des jeder Farbe entsprechenden Indexsignals von einem Übergang von niedrig zu hoch des Bildspitzensignals PS, synchronisiert mit dem Hauptindexsignal MX erzeugt.
Der Belichtungs-Abtastvorgang der Farbe Y für den bandförmigen Bildträger 1 wird zur Zeit des Übergangs von niedrig zu hoch des Bildspitzensignals begonnen, und die Hauptindexsignale 1y,2y,3y, ... werden der Reihe nach ausgegeben, um einen Zeilenbelichtungs-Abtastvorgang für jedes Indexsignal durchzuführen. Unter den von anderen Nebenbelichtungs-Abtastabschnitten 27,29,31 ausgeführten Belichtungs-Abtastvorgängen wird beispielsweise der Belichtungs-Abtastvorgang der Farbe M zur Zeit des Übergangs von niedrig zu hoch des Bildbereichssignals Gm begonnen, das mit dem vierten Nebenindexsignal 4m synchronisiert ist, beginnend von dem anfänglichen Nebenindexsignal 1m nach der Zeit des Übergangs von niedrig zu hoch des Bildspitzensignals PS. Die als Regelungs-Steuermittel dienende CPU bestimmt, welche Zahl des Nebenindexsignals mit dem Bildbereichssignal synchronisiert werden soll, basierend auf dem später zu beschreibenden Abweichungsbetrag. Somit kann die Farbabweichung durch Zählen der Nebenindexsignale von der Zeit des Übergangs von niedrig zu hoch des Bildspitzensignals PS und Synchronisieren des Übergangs von niedrig zu hoch des Bildbereichssignals mit einer spezifischen, von der CPU bestimmten Anzahl des Nebenindexsignals angepasst bzw. geregelt werden.
Andererseits regelt die CPU auch die Farbabweichung von weniger als einer Abtastzeile durch Änderung des Phasenunterschieds zwischen den Antriebstaktsignalen des Polygonmotors 38Y für die Farbe Y (wird nachstehend beschrieben) und demjenigen jedes der Polygonmotoren 38M,38C,38K für die Farben M,C,K. Im folgenden wird der Polygonmotor 38Y für die Erläuterung als Beispiel genommen.
5 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das Beziehungen zwischen den Taktsignalen CLK und anderen Signalen angibt. Der Transport des bandförmigen Bildträgers 1 und die Drehung jedes Polygons werden auf der Basis von in 5 angegebenen Taktsignalen CLK gesteuert, und insbesondere die Polygonmotoren 38Y,38M,38C,38K werden durch Antriebstaktsignale angetrieben, welche durch Teilen der Taktsignale CLK beispielsweise durch 6, erzeugt werden. Da die Polygonmotoren in der PLL-Servoschaltung in Bezug auf die Polygon-Antriebstaktsignale gekoppelt sind, wird nach obiger Beschreibung die Zeitdifferenz Xy zwischen dem Hauptindexsignal MX und dem Übergang von niedrig zu hoch des Hauptantriebs-Taktsignals Ry immer auf einem konstanten Wert für die Farbe Y gehalten. Der Zeitunterschied zwischen dem Nebenindexsignal und dem Übergang von niedrig zu hoch des Nebenantriebs-Taktsignals wird ebenso für die Farben M,C,K auf einem konstanten Wert gehalten. Beispielsweise beträgt die Zeitdifferenz Xm für die Farbe M.
Wenn das Nebenindexsignal SXM um zwei Taktsignale gegenüber dem Hauptindexsignal MX verzögert ist, wie in 5 gezeigt ist, bestimmt die CPU, dass das Nebenindexsignal SXM beispielsweise um drei Taktsignale vom gegenwärtigen Zustand aus vorgerückt werden soll, und regelt die Abweichung in einer Einheit von Taktsignalen CLK auf der Basis des erfassten Abweichungsbetrags. Nebenantriebs-Taktsignale Rm und Nebenindexsignale SXM in dem oben erwähnten Fall sind in den unteren Zeilen der 5 gezeigt. Somit ist es möglich, den Phasenunterschied zwischen den Antriebstaktsignalen zum Antrieb des Polygons des Hauptbelichtungs-Abtastabschnitts 25 und denjenigen zum Antrieb des Polygons des Nebenbelichtungs-Abtastabschnitts 27 in einer Einheit von Taktsignalen CLK zu regeln, um die Abweichung von weniger als einer Abtastzeile für jede Farbe anzupassen bzw. zu regeln. Da die Drehung des Polygons jedoch Schwankungskomponenten (jitter components) umfasst, ist es erwünscht, dass eine Zyklusbreite CLW der Taktsignale CLK, die eine Einheit einer Phasenanpassung gemäß 5 ist, größer ist als der Betrag der Bildschwankungen (jitter fluctuations).
Wenn ferner ein Einstellbetrag innerhalb einer Abtastzeile in einem Bereich von Null bis zu einem Maximalwert N = 1 Abtastzeile/Einstelleinheit eingestellt wird, würde es manchmal zu der Abweichung von mehr als einer Abtastzeile je nach dme Einfluss der Bildschwankungskomponenten kommen. Um dies zu vermeiden, ist es möglich, immer stabil durch Einstellen des Maximalwerts = (Einstelleinheit) × (N-1) zu steuern.
Die Abweichungsbeträge zum Einstellen der Synchronisierbeziehungen zwischen dem Hauptindexsignal MX und den Nebenindexsignalen SXM,SXC,SXK sowie den Antriebstaktsignalen Gm,Gc,Gk der Polygonmotoren 38M,38C,38K kann durch Erfassen der Marke MK, die auf dem bandförmigen Bildträger 1 im Voraus ausgebildet wird, um die Farbabweichungen zu erfassen, mittels zweier als Erfassungsmittel dienender Sensoren S1,S2 und der Farbabweichungs-Erfassungsschaltung 300 erhalten werden.
6 zeigt einer vergrößerte Ansicht der Marke MK; 7 zeigt eine Ansicht der auf dem bandförmigen Bildträger 1 ausgebildeten Marken MK; 8A zeigt Relativbeziehungen zwischen dem Belichtungs-Abtastabschnitt 25 und durch den Belichtungs-Abtastabschnitt 27 gebildeten Marken MK und Ausgangssignalen der Sensoren S1,S2; und 8B zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht von 8A.
Wie in 6 gezeigt ist, sind Marken MK mit einer halben Pfeilform in einem Winkel von 45 Grad auf den Abtast zeilen der Sensoren S1,S2 ausgebildet. Dementsprechend ist der Abstand Q1 zwischen dem rechten Rand der Marke MK und der Abtastzeile des Sensors gleich dem Abstand Q2 zwischen zwei Schnittstellen der Marke MK und der Abtastzeile des Sensors, nämlich Q1 = Q2. Dann wird ein Paar von zwei Marken MK, die jeweils den Farben Y,M,C,K entsprechen, gleichzeitig auf dem bandförmigen Bildträger 1 durch jeden der Belichtungs-Abtastabschnitte 25,27,29,31 belichtet, und in jeder Farbe entwickelt. D.h., es werden acht Marken MK gleichzeitig auf dem bandförmigen Bildträger 1 derart gebildet, dass zwei Marken MK mit einer gleichen Farbe in einer Richtung orthogonal zu der Laufrichtung des bandförmigen Bildträgers 1 auf den Abtastzeilen der Sensoren S1,S2 ausgerichtet werden, und vier Paare der zwei Marken MK in der Laufrichtung des bandförmigen Bildträgers 1 ausgerichtet werden. Demgemäß werden Positionsdaten der Marke MK durch die Sensoren S1,S2 ausgegeben, während die auf dem bandförmigen Bildträger 1 gebildeten Marken MK die Positionen der Sensoren S1,S2 durchlaufen. Beim Bilden der Marken MK werden die Hauptindexsignale und die Nebenindexsignale in einem gewissen vorbestimmten Phasenzustand gesteuert, z.B. erwünschterweise in einem solchen Zustand, dass beide Phasen miteinander koinzidieren.
In 8A sind Marken MK, die durch den Hauptbelichtungs-Abtastabschnitt 25 und den Nebenbelichtungs-Abtastabschnitt 27 gebildet werden, um vom Sensor S1 erfasst zu werden, in der vertikalen linken Reihe angegeben, und die Impuls-Wellenform von durch den Sensor S1 erfassten Marken MK ist an der äußersten linken Seite angegeben. Außerdem sind Marken MK der Farben Y und M in der vertikalen rechten Reihe angegeben, und die Impuls-Wellenform von durch den Sensor S2 erfassten Marken MK ist auf der äußersten rechten Seite angegeben. Die Beziehung zwischen der Impuls-Wellenform und Marken MK in der vertikalen rechten Reihe gemäß 8A ist in 8B beispielhaft dargestellt.
Die Positionen der Impulse können durch Zählen von Taktsignalen bis zum Übergang von hoch zu niedrig des von den Sensoren S1,S2 erfassten Impulses in Bezug auf das vorgenannte Bildspitzensignal PS erhalten werden. Beispielsweise wird eine Anzahl von Taktsignalen, die bis zum oberen Rand der Marke MK der Farbe Y auf der Abtastzeile des Sensors S1 gezählt wird, als E1 definiert; eine Anzahl von Taktimpulsen, die bis zum Schnittpunkt der schrägen Linie der Marke MK der Farbe Y und der Abtastzeile des Sensors S1 gezählt wird, wird als F1 definiert; eine Anzahl von Taktimpulsen, die bis zum oberen Rand der Marke MK der Farbe M gezählt wird, wird als G1 definiert; eine Anzahl von Taktimpulsen, die bis zum Schnittpunkt der schrägen Linie der Marke MK der Farbe M und der Abtastzeile des Sensors S1 gezählt wird, wird als H1 definiert; und die (Taktimpulse) auf der Abtastzeile des Sensors S2 werden desgleichen jeweils als E2,F2,G2 bzw. H2 definiert. Ferner wird der Abstand von jedem Indexsignal zum hinteren Ende der Marke MK und der Abstand zwischen zwei Marken MK, die rechts und links gelegen sind, ebenfalls als L1-Punkte (Taktimpulse) bzw. L2-Punkte (Taktimpulse) bestimmt. Es ist möglich, jeden der Abweichungsbeträge von Belichtungspositionen dreier Nebenbelichtungs-Abtastabschnitte 27,29,31 gegenüber denjenigen des Hauptbelichtungs-Abtastabschnitts 25, der später zu beschreiben ist, unter Verwendung der oben erwähnten erfassten Daten zu berechnen. Wenn die Nebenbelichtungs-Abtastabschnitte 27,29,31 in Bezug auf den Hauptbelichtungs-Abtastabschnitt 25 schräg bzw. geneigt sind, kann der Neigungsbetrag J durch die folgende Gleichung erhalten werden: J = (G1 – G2) – (E1 – E2)
Wenn die Nebenbelichtungs-Abtastabschnitte 27,29,31 nicht geneigt sind, ist J = 0.
Ein Hauptabtast-Vergrößerungsfaktor U kann durch die folgende Gleichung berechnet werden: U = [L2 – {(H2 – G2) – (H1 – G1)}] / [L2 – {(F2 – E2) – (F1 – E1)}]
Wenn die Hauptabtast-Vergrößerungsfaktoren U miteinander koinzidieren, ist U = 1. Der Hauptabtast-Startpunkt V kann durch die folgende Gleichung berechnet werden: V = {L1 – (F1 – E1)} – {L1 – (H1 – G1)} / U
Wenn die Hauptabtast-Startpunkte V miteinander koinzidieren, ist V = 0. Der Nebenabtast-Startpunkt W kann durch die folgende Gleichung berechnet werden: W = G1 – E1, oder G2 – E2 oder {(G1 – E1) – (G2 – E2)}
Die CPU regelt die vorgenannten relativen Zeitabläufe und Phasen unter Verwendung von zwölf Daten, wie beispielsweise den Neigungsbeträgen J, den Hauptabtast-Vergrößerungsfaktoren U, den Hauptabtast-Startpunkten V und den Nebenabtast-Startpunkten W, die in Bezug auf jede der Farben M,C,K berechnet werden, um ein Vollfarbbild ohne jegliche Farbabweichung zu erzeugen. Insbesondere stellt die als Einstell- bzw. Regelungsmittel dienende CPU die Nebenabtast-Startpunkte W ein.
Bei der oben erwähnten Regelung bzw. Einstellung wird der Abweichungsbetrag Wx in die Komponente Wx1, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Abtastzeile ist und die Komponente Wx2, die ein Bruchteil davon ist, unterteilt, d.h. die CPU führt eine Berechnung Wx = Wx1 + Wx2 durch. Wie vorher erwähnt wurde, wird beim Erzeugen des effektiven Bildbereichsignals die Komponente Wx1 als Einstellwert für Zählwerte der Nebenindexsignale SXM,SXC,SXK verwendet, und die Komponente Wx2 wird als Phaseneinstellwert der Polygon-Antriebssignale Rm,Rc,Rk verwendet, um jeden von diesen anzupassen bzw. einzustellen.
Gemäß der oben erwähnten Einstellung bei den Marken MK ist es möglich, immer ein Vollfarbbild ohne jegliche Farbabweichungen zu erzeugen, da die CPU die Bilderzeugungsvorrichtung so steuert, dass die oben erwähnte Einstellung automatisch vor dem Bilderzeugungsprozess durchgeführt wird, bei spielsweise wenn die Energiequelle der Bilderzeugungsvorrichtung eingeschaltet ist, wenn eine vorbestimmte Zeitspanne im Stand-By-Zustand der Bilderzeugungsvorrichtung verstrichen ist, oder wenn Umweltbedingungen, wie die Temperatur etc. variieren.
Ferner kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht nur für die Bilderzeugungsvorrichtung mit dem schon erwähnten bandförmigen Bildträger angewandt werden, sondern auch für die Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Photorezeptortrommel, die auch mit mehreren Belichtungs-Abtastabschnitten und mehreren Entwicklungsabschnitten an der Peripherie der Photorezeptortrommel ausgestattet ist. Ferner kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf eine Farbbilderzeugungsvorrichtung mit mehreren Photorezeptoren angewandt werden, bei der ein Tonerbild jeder Farbe auf jedem der Photorezeptoren erzeugt wird, und ein Vollfarbbild auf einem Übertragungsblatt durch Übertragen jedes Tonerbilds von jedem der Photorezeptoren auf das Übertragungsblatt erzeugt wird.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Timing-Einstellungen zwischen den Indexsignalen durch Synchronisieren von Relativbeziehungen zwischen den Indexsignalen zur Startzeit des Belichtungs-Abtastvorgangs der Belichtungs-Abtastabschnitte, von denen jeder ein Farbbild erzeugt, vorgenommen werden können, und die Abweichung von weniger als einer Abtastzeile ebenfalls eingestellt werden kann, ist es möglich, die Einstellung bzw. Anpassung auf einem sehr hohen Präzisionsniveau vorzunehmen. Somit ist es möglich, jedes Bild von Hauptfarben so zu positionieren, dass es präzise mit anderen Bildern koinzidiert, was in der Erzeugung eines Farbbilds hoher Qualität resultiert.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Farbbild hoher Qualität erzeugt werden, ohne von den Drehschwankungen des Polygonspiegels beeinflusst zu werden.
Außerdem wird es gemäß der vorliegenden Erfindung auch möglich, die Position jedes Farbbilds in der Nebenabtastrichtung zu regeln, woraus sich die Erzeugung eines Farb bildes hoher Qualität ergibt.
Des weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, in der ein auf dem Photorezeptor erzeugtes Vollfarbbild auf einmal auf ein Übertragungsblatt übertragen wird, die Erzeugung eines Farbbilds hoher Qualität möglich.
Darüberhinaus ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer Bilderzeugungsvorrichtung mit mehreren Photo rezeptoren, in der ein Tonerbild jeder Farbe auf jedem der Photorezeptoren erzeugt wird und ein Vollfarbbild auf einem Übertragungsblatt durch Übertragen jedes Tonerbilds von jedem der Photorezeptoren auf das Übertragungsblatt erzeugt wird, möglich, ein Farbbild hoher Qualität zu erzeugen.

Claims

Farbbilderzeugungsvorrichtung, mit: einem Photorezeptor (1), mehreren Belichtungs-Abtastabschnitten (25,27,29,31), von denen jeder einen Belichtungsabtastvorgang auf den Photorezeptor (1) mittels eines von einem Polygonspiegel (37YMCK) abgelenkten Laserstrahls ausführen kann, wobei die mehreren Belichtungs-Abtastabschnitte (25,27,29,31) einen Horizontal-sync.-Signalgenerator (ZY,M,C,K) zum Erzeugen eines Horizontal-sync.-Signals (MX,SXM,SXC,SXK) aufweist, die mit einer Drehperiode des Polygonspiegels (37YMCK) synchronisiert sind, wobei einer (25) der Belichtungs-Abtastabschnitte (25,27,29,31) ein Bezugs-Horizontal-sync.-Signal (MX) ausgeben kann, einem Synchronisierungsabschnitt, der das von einem anderen Belichtungs-Abtastabschnitt (27,29,31) ausgegebene Horizontal-sync.-Signal (SXM,SXC,SXK) mit dem Bezugs-Horizontal-sync.-Signal (MX) synchronisieren kann, und ein Bildspitzensignal (PS) mit dem Bezugs-Horizontal-sync.-Signal (MX) synchronisieren kann, einen Einstellabschnitt, der einen Beginn des von den mehreren Belichtungs-Abtastabschnitten (25,27,29,31) durchgeführten Belichtungsabtastvorgangs auf der Basis des von dem einen der mehreren Belichtungs-Abtastabschnitte (25,27,29,31) ausgegebenen Bezugs-Horizontal-sync.-Signals (MX) einstellen kann, und einem Positionsabweichungserfassungsabschnitt (S1,S2,300), der eine Positionsabweichung auf der Basis mehrerer Marken (MK) erfassen kann, die auf dem Photorezeptor (1) mittels der mehreren Belichtungs-Abtastabschnitte (25,27,29,31) gebildet sind, erfassen kann, wobei der Positionsabweichungserfassungsabschnitt (S1,S2,300) die Positionsabweichung in einem solchen Stadium erfasst, in dem die Horizontal-sync.-Signale (MX,SXM,SXC,SXK) miteinander synchronisiert sind, und das Bildspitzensignal (PS) mit dem Bezugs-Horizontal-sync.-Signal (MX) synchronisiert ist, erfasst, wobei der Einstellabschnitt die Positionsabweichung in einer Einheit einer Abtastzeile durch Anpassen eines Intervalls zwischen dem Horizontal-sync.-Signal (MX,SXM,SXC,SXK) und dem Bildspitzensignal (PS) einstellen kann, und die Positionsabweichung von weniger als einer Abtastzeile durch Änderung einer Phase vom Antrieb des Polygonspiegels (37YMCK) verwendeter Taktsignale auf der Basis der von dem Positionsabweichungserfassungsabschnitt erfassten Positionsabweichung einstellen kann, wobei eine Einstelleinheit zum Ändern der Phase zum Antrieb des Polygonspiegels (37YMCK) verwendeten Taktsignale größer ist als ein Betrag bzw. eine Größe eines von dem Polygonspiegel (37YMCK) erzeugten Flackern bzw. Jitters.
Farbbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Einstellbetrag zum Ändern der Phase der für den Antrieb des Polygonspiegels (37YMCK) verwendeten Taktsignale im Bereich zwischen 0 und [(eine Abtastzeile/die Einstelleinheit) – 1] × die Einstelleinheit liegt.
Farbbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede der Marken (MK) mindestens ein Zeilenelement aufweist, das parallel mit einer Hauptabtastrichtung des Laserstrahls ist.
Farbbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die mehreren Belichtungs-Abtastabschnitte (25,27,29,31) gegenüber dem Photorezeptor (1) angeordnet sind.