JP2003094719A - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 各色の画像の位置ずれを高い精度で補正でき
るようにする。 【解決手段】 偏向器によって偏向されるレーザビーム
によって複数色の画像を形成するカラー画像形成装置に
おいて、各色用の測定パターン画像を転写紙の搬送手段
上に形成し、センサ２７によってその位置を検出し、カ
ウンタ２９と比較演算回路３０とによってその所定の位
置からのずれ量を演算し、そのずれを画像書き出しタイ
ミング発生回路３１による書き出しタイミングの調整と
ビーム位置変位駆動手段３４による書き込み位置の調整
とによって補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カラー複写機、
カラープリンタ等のカラー画像形成装置に関し、特にこ
れらのカラー画像形成装置においてカラー画像を形成す
る際の色ずれの発生を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のカラー画像形成装置には種々のタ
イプのものがあるが、その中に光源として半導体レーザ
を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置がある。こ
の種のカラー画像形成装置では、原稿を読み取り走査し
て得られるカラー画像信号に応じて変調されるレーザビ
ームを感光体ドラムあるいは感光体ベルト等の像担持体
に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を対応する
色のトナーで現像した後に用紙に転写する構成となって
いる。また、電子写真方式を利用したカラー複写機に
は、各色毎に独立した画像形成部によってカラー画像を
形成するタイプがあり、このようなタイプは、一般的に
ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応し
て４つの画像形成部を有することから４タンデムエンジ
ンと称される。
【０００３】このようなカラー画像形成装置において
は、４色の画像を１つの記録シート（例えば転写紙）上
に重ねて形成するが、このときに各色の画像の位置ず
れ、すなわち色ずれが問題となる。この位置ずれ（色ず
れ）の要因には、例えばデジタルカラー複写機の場合、
各感光体の取り付け位置や周速のずれ、感光体に対する
露光位置のずれ、無端状搬送手段（例えば転写ベルト）
の線速のずれ等がある。この位置ずれの低減について、
従来は各々の部品精度や部品の取り付け精度を高めるこ
とにより対処していたが、部品コストや組立コストが高
くつき、生産性が悪いという問題があった。また、各部
品等の経時的変化や部品交換によるばらつきがあるた
め、再調整が必要となるなどの問題もあった。
【０００４】このような問題を解決するものとして、例
えば特公平７−１９０８３号公報及び特許第２７６５６
２６号公報には、各色毎の測定用パターン画像を形成し
てそれを検知することにより各色の画像形成タイミング
のずれ量を測定し、そのずれ量に基づいて各色の画像の
書き出しタイミングを補正する手段を備えた画像形成装
置が開示されている。しかしながら、これらの装置で
は、各色毎の書き込みはポリゴンミラーなどの偏向器を
用いて行っており、これらの偏向器は、各色毎の画像の
書き始め前にそれぞれの偏向器について回転位相を制御
した状態にして、作像中は正確に一定回転で回転駆動さ
せる必要がある。
【０００５】従って、各色の画像のずれを書き出しタイ
ミングのみで補正する場合には、１走査に要する時間の
整数倍のタイミングでしか補正できない。そして、１走
査に要する時間より細かい精度の補正を行うためには、
偏向器の回転位相を調整する必要がある。しかし、偏向
器の回転位相を調整するためには一時的に加減速を行い
ながら回転を調節しなければならない。偏向器は高速に
回転しているため、その位相調整には時間がかかると共
に技術的に困難であり、非常にコストもかかってしまう
のが現実である。
【０００６】上記の公報には１走査に要する時間より細
かい精度の補正に関しては詳しく開示していないが、こ
のような理由から１走査に要する時間より細かい精度の
補正はできず、その分のずれは発生してしまうという問
題があった。また、装置の低コスト化を図るために１つ
の偏向器のみで各色の画像を形成するためのレーザビー
ムを偏向する画像形成装置においては、各色の書き込み
位相は必ず同一となるため、位相調整はできず、各色の
位置ずれを書き出しタイミングでのみ補正する場合に
は、１走査に要する時間の単位でしか補正することがで
きないという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を解決し、レーザビームによって各色の画像の書き込
みを行うカラー画像形成装置において、各色の画像の位
置ずれをより高い精度で補正できるようにし、信頼性と
画質を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明のカラー画像形
成装置は、上記の目的を達成するため、偏向器によって
偏向されるレーザビームによって感光体上に潜像を書き
込む書込手段と、その潜像を現像して各色の顕像を形成
する複数の現像手段と、記録媒体を搬送する搬送手段と
を有し、上記複数の現像手段によって現像される各色の
画像を１つの記録媒体上に重ねて形成するカラー画像形
成装置において、上記書込手段に上記レーザビームの光
軸を変位させる駆動手段を設け、各色用の測定パターン
画像を上記搬送手段上に形成させるパターン画像形成手
段と、上記測定パターン画像を検知する検知手段と、そ
の検知手段の検知結果に基づいて各色の上記測定パター
ン画像の基準位置からのずれの大きさを求める演算手段
と、その演算手段によって求めたずれの大きさに基づい
て上記書込手段による各色の画像の書き出しタイミング
を補正する第１の補正手段と、上記演算手段によって求
めたずれの大きさに基づいて上記駆動手段によって上記
レーザビームの光軸を変位させ、上記レーザビームの上
記感光体への照射位置を副走査方向に変位させて補正す
る第２の補正手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】このようなカラー画像形成装置において、
上記書込手段がレーザ発光素子とカップリング光学系と
を保持部材に固定したレーザダイオードユニットを有
し、上記駆動手段を上記レーザダイオードユニットのレ
ーザ光軸を上記書込手段を構成する他の部材に対して副
走査方向に変位させる手段にするとよい。あるいは、上
記書込手段がレーザ発光素子とカップリング光学系とを
保持部材に固定したレーザダイオードユニットを有し、
そのレーザダイオードユニットを上記書込手段を構成す
る他の部材に対して回転自在に保持し、上記レーザ発光
素子の光軸が上記偏向器の回転軸に垂直でかつ前記レー
ザダイオードユニットの回転軸を含む平面の近傍に位置
するようにし、上記駆動手段を上記レーザダイオードユ
ニットを上記書込手段を構成する他の部材に対して回転
駆動することによって上記レーザビームの上記感光体へ
の照射位置を副走査方向に変位させて補正する手段とす
るとよい。
【００１０】さらに、上記偏向器による上記レーザビー
ムの偏向位置で、上記レーザダイオードユニットの回転
軸と上記レーザ発光素子の光軸とが交わるように構成す
るとよい。これらのカラー画像形成装置において、上記
演算手段を上記ずれの大きさを時間に換算して求める手
段とし、そのずれの大きさを上記レーザビームによる１
回の走査にかかる時間Ｔｐで割って商の整数部分ｎと余
りｔとを求める手段を設け、上記第１の補正手段を上記
書き出しタイミングをｎ×Ｔｐの時間だけ補正する手段
とし、上記第２の補正手段を、上記感光体が時間Ｔｐに
進む距離をＸとしたとき上記照射位置をｔ／Ｔｐ×Ｘだ
け補正する手段とするとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面を参照して説明する。まず、この発明のカラ
ー画像形成装置の実施形態であるデジタルカラー複写機
の概要について、図１及び図２を用いて説明する。図１
はそのデジタルカラー複写機の概略構成を示す図、図２
はその転写ベルト付近の構成をより詳細に示す図であ
る。
【００１２】このデジタルカラー複写機は、原稿読み取
りのためのスキャナ部１と、スキャナ部１からデジタル
信号として出力される画像信号を電気的に処理する画像
処理部２と、画像処理部２から出力される各色の画像デ
ータに基づいて画像を記録媒体である転写紙上に形成す
る画像形成部３とを有する。スキャナ部１は、原稿載置
台４の上の原稿を走査照明する例えば蛍光灯からなるラ
ンプ５を有する。そして、ランプ５により照明された原
稿からの反射光は、ミラー６，７，８により反射されて
結像レンズ９に入射される。
【００１３】そして、反射光は結像レンズ９によりダイ
クロイックプリズム１０に結像され、例えばレッドＲ，
グリーンＧ，ブルーＢの３種類の波長の光に分光され、
各波長の光ごとにレッド用ＣＣＤ１１Ｒ，グリーン用Ｃ
ＣＤ１１Ｇ，ブルー用ＣＣＤ１１Ｂの各受光器に入射す
る。各ＣＣＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、入射した光を
デジタル信号に変換して出力し、その出力は画像処理部
２において必要な信号処理を受け、各色の画像データ、
例えばブラック（以下Ｋと略称），イエロー（Ｙと略
称），マゼンダ（Ｍと略称），シアン（Ｃと略称）の各
色の画像形成用の画像データに変換される。
【００１４】図１にはＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色の画像を形
成する例を示しているが、３色だけでカラー画像を形成
することもできる。その場合は図１に示した例に比べて
記録装置を１組減らすことができる。画像処理部２から
の信号は画像形成部３に入力され、それぞれの色のレー
ザ光出射装置１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃに送られ
る。画像形成部３には、図に示す例では４組の記録装置
１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｋが一列に並んで配置さ
れている。各記録装置１３はそれぞれ同じ部材によって
構成されているので、その中で代表してシアン用の記録
装置１３Ｃについて説明し、他の色のものについては説
明を省略する。なお、各色用に備える部材について、総
称する場合には添字のない符合を用い、特定の色用の部
材を指す場合にはその色を示す添字を付してた符号を用
いるものとする。
【００１５】記録装置１３Ｃは書込手段であるレーザ光
出射装置１２Ｃと、感光体として例えば感光体ドラム１
４Ｃを有する。感光体ドラム１４Ｃの周囲には、帯電チ
ャージャ１５Ｃ，現像装置１６Ｃ，転写チャージャ１７
Ｃ等が配置されている。帯電チャージャ１５Ｃにより一
様に帯電された感光体ドラム１４Ｃは、レーザ光出射装
置１２Ｃによる露光によりその表面にシアンの画像の潜
像が形成され、現像手段である現像装置１６Ｃによりこ
れを現像して顕像が形成される。
【００１６】一方、転写紙は給紙コロ１８により給紙部
である２つの給紙カセット１９の何れかから供給され、
レジストローラ２０によりタイミングを合わせて搬送手
段である転写ベルト２１に送られる。転写紙は転写ベル
ト２１に静電吸着されることにより、転写ベルト２１の
速度で精度よく搬送され、順次顕像を形成された感光体
ドラム１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃに送られ、転写
チャージャ１７によって顕像をその上に転写される。そ
の後転写紙は、定着ローラ２２に送られて形成された顕
像を定着され、排紙ローラ２３により排紙される。
【００１７】また、転写ベルト２１は図２に示すように
ベルト駆動ローラ２４と従動ローラ２５とに支持され、
矢視Ａ方向に移動して転写紙を搬送する。感光体ドラム
１４に対してベルト移動方向下流側に、後述する各色用
の測定パターン画像を検知するための検知手段として反
射型のセンサ２７を１つ設けている。また、検知済みの
測定パターン画像を転写ベルト２１上から除去するため
のクリーニングユニット２６を、感光体ドラム１４に対
してベルト移動方向上流側に設けている。
【００１８】図に示すように、クリーニングユニット２
６とセンサ２７は、転写ベルト２１の搬送経路上におい
て互いにほぼ反対側に離れて設けられている。このよう
にすれば、クリーニングユニット２６の動作中に飛散し
た微粉状のトナーがセンサ２７の検知面に付着して検知
感度が低下するようなことがなく、センサ２７の信頼性
が長期間維持できる。
【００１９】次に、このデジタルカラー複写機における
各色の画像の位置合わせについて、図３乃至図６を用い
て説明する。図３はその転写ベルトの一部を拡大して示
す平面図、図４はその転写ベルトに対する測定パターン
画像の形成間隔の設定について説明するための図、図５
はその測定パターン画像の検出タイミングについて説明
するための図、図６はこのデジタルカラー複写機におけ
る位置合わせに関する制御回路の構成を示すブロック図
である。
【００２０】このデジタルカラー複写機では、各色の画
像の形成位置を合わせるため、パターン画像形成手段と
して機能する図示しない制御部からの指示によって、各
記録装置１３で転写ベルト２１の転写紙を搬送する領域
の外に各色の測定パターン画像２８を形成する。この各
測定パターン画像２８は、図３に示すように、搬送方向
にＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの順に各々ａ（ｍｍ）の間隔を有して
並ぶ、搬送方向とほぼ直交する方向に伸びた線状のパタ
ーンとして形成する。そして、各測定パターン画像２８
（２８Ｋ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ）は、転写ベルト２
１の移動に伴って順次センサ２７の下を通過し、センサ
２７によって光学的に検知される。
【００２１】間隔ａは予めそれぞれの記録装置１３に対
しての露光タイミングを設定することにより任意に設定
可能な数値であり、転写ベルト２１の線速をＶ２（ｍｍ
／ｓｅｃ）とすると、各色の測定パターン画像２８Ｋ，
２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃの検知時間差はａ／Ｖ２（ｓｅ
ｃ）となる。各測定パターン画像２８を各々間隔ａを有
して並ぶように形成するには、形成タイミングにずれが
ないとすれば、次のようなタイミングで形成すればよ
い。すなわち、各感光体ドラム１４における露光位置か
ら転写位置までの長さをＬ１（ｍｍ）、感光体の線速を
Ｖ１（ｍｍ／ｓｅｃ）、感光体間距離をＬ２（ｍｍ）と
すると、露光から転写までの所要時間Ｔ１は各感光体ド
ラム１４ともＴ１＝Ｌ１／Ｖ１（ｓｅｃ）と同じ値とな
る。そして、転写ベルト２１が各感光体間を移動する所
要時間Ｔ２は、Ｔ２＝Ｌ２／Ｖ２（ｓｅｃ）となる。
【００２２】従って、間隔ａで測定パターン画像２８を
形成したい場合、各色の画像は、Ｋを基準とすると次の
タイミングで書き込めばよい。すなわち、 シアンはＴＣ＝（Ｌ２＋ａ）／Ｖ２（ｓｅｃ） マゼンタはＴＭ＝２（Ｌ２＋ａ）／Ｖ２（ｓｅｃ） イエローはＴＹ＝３（Ｌ２＋ａ）／Ｖ２（ｓｅｃ） だけ遅らせて書き込めばよい。
【００２３】しかし、実際には各感光体ドラム１４の位
置のばらつき、感光体ドラム１４に対する露光位置のば
らつき、感光体ドラム１４及び転写ベルト２１の線速の
ばらつき、各書込み装置の偏向手段の位相ばらつき等に
より、このようなタイミングで書き込みを指示したとし
ても、実際に転写ベルト２１上に形成される測定パター
ン画像２８の間隔はａからずれることになり、それが転
写紙上の重ね画像においても色ずれとして現れる。すな
わち、図５に示すように、センサ２７による各測定パタ
ーン画像２８の検知タイミングは、破線で示す理論値か
らいくらかずれた実線のタイミングとなる。
【００２４】センサ２７による検知信号は、図６に示す
カウンタ２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃに入力される。各測定
パターン画像２８の形成タイミングを上述のように設定
すれば、各測定パターン画像２８の位置が多少ずれても
その順番が入れ替わることはないので、最初の検知信号
をＫの検知信号、以下に続く検知信号をそれぞれＹ，
Ｍ，Ｃの検知信号とする。
【００２５】カウンタ２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙは、全て
Ｋの検知信号によってリセットされカウントを開始す
る。そして、例えばカウンタ２９ＣはＣの検知信号によ
りカウントを停止する。他のカウンタ２９Ｍ，２９Ｙは
それぞれＭ，Ｙの検知信号によりカウントを停止する。
以下の各回路についても、Ｃ，Ｍ，Ｙについて動作が同
様であるので、Ｃについて代表して説明する。なお、こ
のデジタルカラー複写機では最初に測定パターン画像２
８を形成するＫの画像の位置を基準として各色の画像の
位置合わせを行っている。
【００２６】カウント停止後、カウンタ２９Ｃのカウン
ト値は演算手段である比較演算回路３０に出力され、予
め設定されている設定値との時間に換算したずれ量を比
較演算回路３０で演算する。つまり、カウントのクロッ
ク周波数をＭ（Ｈｚ）、実際のカウント値をＫＣ、カウ
ント値の設定値をＫＣｓとすると、設定値ＴＫＣ＝ＫＣ
ｓ/Ｍとの差ΔＴＣ＝ＫＣ/Ｍ−ＫＣｓ/Ｍを演算する。
このΔＴＣがＫの測定パターン画像とＣの測定パターン
画像の間隔の、設定間隔に対するずれ量を表す。そして
比較演算回路３０は、さらにこのΔＴＣをレーザビーム
による１回の走査にかかる時間Ｔｐで割って商の整数部
分ｎと余りｔとを求める。
【００２７】ここで、例えば反射面を６面有するポリゴ
ンミラーを２万ｒｐｍで回転させ、画素密度６００ｄｐ
ｉの画像をシングルビームのレーザダイオード（ＬＤ）
で形成する場合には、０．５ミリ秒（ｍｓ）間隔（Ｔ
ｐ）でレーザビームを走査し、この間に感光体ドラム１
４は４２．３μｍ（Ｘ）移動する。もし２ビームで書込
むならば、感光体ドラム１４は８４．６μｍ移動する。
【００２８】そして、例えば上記のＫとＣの測定パター
ン画像の間隔の設定間隔に対するずれ量ΔＴＣが４．８
ｍｓと計測された場合には、ｎは９、ｔは０．３ｍｓと
なる。この演算結果のうちｎは画像書き出しタイミング
補正値として第１の補正手段である画像書き出しタイミ
ング発生回路３１に送出され、この画像書き出しタイミ
ング発生回路３１ではＣの画像を標準よりもｎライン分
（時間にしてｎ×Ｔｐ）早いタイミングで書き出すよう
補正し、そのタイミングでＬＤ変調回路３２にＬＤの駆
動を開始させる。なお、ΔＴＣがマイナスの場合には、
ｎもマイナスになり、この場合には標準よりも遅いタイ
ミングで書き出すことになる。
【００２９】また、比較演算回路３０は、演算結果ｔを
用いて、画像書き出しタイミング発生回路３１では補正
しきれないずれの大きさΔＸ＝ｔ／Ｔｐ×Ｘを演算して
ビーム照射位置補正値として第２の補正手段であるビー
ム位置変異制御回路３３に送出する。この例の場合に
は、ΔＸは ΔＸ＝０．３ｍｓ／０．５ｍｓ×４２．３μｍ＝２５．
４μｍ となる。ビーム位置変位制御回路３３は、この値に基づ
いて、レーザビームの光軸を変位させる駆動手段である
ビーム位置変位駆動手段３４を駆動し、この分だけレー
ザビームの感光体ドラム１４への照射位置を副走査方向
に変位させて補正する。この例の場合には、照射位置を
感光体ドラム１４の回転方向に２５．４μｍ移動させ
る。
【００３０】このような制御により、このデジタルカラ
ー複写機においては、各々の偏向器の回転位相を調整す
ることなく、１走査に要する時間よりも細かい精度で厳
密に位置ずれ量を補正できる。また、ここでは図示はし
ていないが、このような補正は、単一のＬＤユニットと
偏向器を用いて各色の画像を書き込むカラー画像形成装
置に対しても同様に適用でき、厳密に位置合わせができ
ることとなる。
【００３１】次に、図７乃至図１２を用いて、上述した
ビーム位置変位駆動手段３４の構成について説明する。
図７はそのビーム位置変位駆動手段によってレーザビー
ムの光軸を変化させた場合の変化の前後の様子を示す
図、図８はこのデジタルカラー複写機のレーザ光出射装
置１２の構成を光学ハウジングを中心に示す図、図９は
そのＬＤユニットを回転させるための機構部を偏向器５
０と反対の側から見た状態を示す図、図１０はビーム位
置変位駆動手段によってレーザビームの光軸を変化させ
た場合のスポットの照射位置の変化の様子を示す図、図
１１はその場合のＬＤユニットの回転角度と主走査方向
と副走査方向の走査位置の変位量との関係を示す図、図
１２は図８に示したレーザ光出射装置１２の構成をより
詳細に示す図である。
【００３２】このデジタルカラー複写機におけるビーム
位置変位駆動手段３４としては、ビームの感光体ドラム
１４への照射位置を正確に制御できる手段であればよ
く、レーザ光出射装置１２内の折り返しミラーを変位さ
せてビーム照射位置を変位させる手段や、偏向器の前に
板ガラス状の物をレーザビームに対して傾けて挿入し、
その角度を変化させることでビームの位置を副走査方向
に移動させる手段も考えられるが、レーザ発光素子とカ
ップリング光学系を保持部材に固定したＬＤユニットの
位置を副走査方向に変位させてレーザ照射位置を変位さ
せる手段を用いるとよい。
【００３３】このような変位は、例えば図７の（ａ）に
示すように、レーザ発光素子であるＬＤ６２とカップリ
ング光学系であるコリメートレンズ６３とを保持部材に
固定したＬＤユニットを、ＬＤ６２の光軸の向きを保っ
たまま偏向器の回転軸の方向に移動させるようにすれば
実現することができる。このような構成であれば、部品
の追加を最小限に抑えることができる。なお、図７で
は、レーザビームの光路中のミラー等は偏向器のポリゴ
ン面５１以外は図示を省略し、光路全体を模式的に直線
として示している。
【００３４】また、ビーム照射位置の変位は、図７の
（ｂ）に示すように、ＬＤユニットをＬＤ６２の光軸と
ポリゴン面５１との交点が移動しないように移動させる
ようにしても、実現することができる。ただし、（ａ）
の場合と（ｂ）の場合とでは、ＬＤユニットの移動方向
とレーザ照射位置の変位の方向との関係は逆転する。
（ｂ）のような変位は、図８に示すような構成によって
行うことができる。すなわち、ＬＤ６２とコリメートレ
ンズ６３とこれらを保持する保持部材であるＬＤベース
６１からなるＬＤユニット６０を、偏向器５０及び感光
体ドラム１４上にレーザビームを結像させるためのアパ
ーチャ５３、シリンダレンズ５２及び図示しないミラー
等の他の光学素子を保持する光学ハウジングに対して回
転自在に取り付ける構成である。図８では光学ハウジン
グの図示は省略しているが、ＬＤユニット６０の回転軸
となる軸６６を光学ハウジングに回動可能に取りつける
ようにすればよい。
【００３５】そして、偏向器５０のビーム偏向位置であ
るポリゴン面５１上でＬＤユニット６０の回転軸とＬＤ
６２の光軸とが交差するようにしている。ただし、この
配置は厳密でなくてよく、２つの軸がポリゴン面５１と
概ね同じ位置で交わるようにすればよい。このようにす
ることにより、感光体ドラム１４へのビーム照射位置を
変位させる場合に、光路の変化による光学特性の変化量
を小さくすることができ、スポット径等の変化を小さく
して画質の低下を防止することができる。
【００３６】また、ＬＤユニット６０が回転軸の周りを
全周回動可能なようにしてもよいが、補正にはＬＤユニ
ット６０をそれほど大きく回転させる必要はなく、ＬＤ
６２はその光軸が偏向器５０の回転軸に垂直でＬＤユニ
ット６０の回転軸を含む平面（図８の紙面）の近傍に位
置するような位置にあることが好ましいので、この位置
付近のみ回動可能な構成でよい。ＬＤ６２がこのような
位置にある場合には、ＬＤユニット６０が回転軸の回り
を回動した場合、ＬＤ６２は主に偏向器５０の回転軸の
向きに変位することになるので、感光体ドラム１４への
レーザ照射位置を主走査方向にあまり変位させることな
く、効率的に副走査方向に変位させることができる。
【００３７】ＬＤユニット６０を回動させるビーム位置
変位駆動手段３４としては、図９に示すような、ＬＤユ
ニット６０の嵌合部６７に嵌合させたリードスクリュー
７５と、ビーム位置変位制御回路３３からの駆動信号に
応じて回転駆動され、このリードスクリュー７５を繰り
出し／繰り戻しして図で上下方向に移動させるモータ７
４とを用いることができる。なお、これらは図８では図
示を省略している。このような構成において、前述した
ビーム照射位置補正値ΔＸに基づいて、ビーム位置変位
制御回路３３によりその変位量に相当する信号をモータ
７４に送出してモータ７４を回転駆動することにより、
ＬＤユニット６０を回転させてＬＤ６２の光軸を図７
（ｂ）に示すように変位させることができ、このとき感
光体ドラム１４上ではビームの照射位置が図１０に示す
ように変位する。なお、この実施例では、モータ７４と
して１回転が２０パルスのステッピングモータを用いて
いる。
【００３８】図１０では、ＬＤ６２がその光軸が図８で
紙面に投影した場合にＬＤユニット６０の回転軸と最も
離れた位置にある場合の走査位置を斜線を施したスポッ
トで示している。ここからＬＤユニット６０を回転させ
ると、走査位置を矢視方向に変位させ、概ね副走査方向
に変位した破線で示した位置とすることができる。そこ
で、ビーム照射位置補正値が０である場合のＬＤ６２の
位置を、図８で紙面に投影した場合にその光軸がＬＤユ
ニット６０の回転軸と最も離れた位置とするとよい。
【００３９】このときのＬＤユニットの回転角度と感光
体ドラム１４上のビーム照射位置との関係は、図１１に
示すとおりである。ステッピングモータの１パルス当た
りの副走査方向の変位量は約１μｍであり、十分な分解
能であった。図１１に示すように、線８２で示す副走査
方向の変位は回転角度と概ね比例しており、線８１で示
す主走査方向の変位は副走査方向の変位と比較してごく
わずかである。この主走査方向の変位は、その値が十分
小さい上、このレーザ光出射装置１２には図１２に示す
ように同期検知センサ５８を設けて主走査方向の走査位
置を補正するようにしているので、画質に問題を起こす
ことはない。
【００４０】また、前述したように、このビーム位置変
位駆動手段３４による補正は１走査単位の補正では補正
しきれない細かいずれに対して行うため、この例の場合
には前述したように補正量は最大でも４２．３μｍであ
り、回転角度にして１度以内のごくわずかな駆動によっ
て補正することができる。従って、この補正によってビ
ーム径等の光学特性に影響を及ぼすことがなく、高品位
な画像を形成することができる。このようなビーム位置
変位駆動手段３４によれば、高い分解能で精度よく感光
体ドラム１４上のビーム照射位置を副走査方向に補正す
ることができる。
【００４１】なお、この実施形態ではブラックの画像の
位置を基準として位置合わせを行っているので、ブラッ
クの記録装置１３Ｋにはこのようなビーム位置変位駆動
手段３４を設けなくてもよい。もちろん、他の色の画像
の位置を基準としてもよい。各色の記録装置１３の配置
順や測定パターン画像２８の形成順、形成する画像の色
がこの実施形態のものに限定されないことも言うまでも
ない。また、この実施形態では位置ずれ量を書込みタイ
ミング補正とビーム照射位置補正に分けて補正する例に
ついて説明したが、原理的にはビーム照射位置補正のみ
で位置ずれを補正することも可能である。ただし、補正
量が大きい場合には感光体上のビームスポット径が変化
して画像品質に影響する場合があるため、この実施形態
のような補正を行う方が好ましい。
【００４２】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明のカ
ラー画像形成装置によれば、簡易な構成で１走査単位よ
りも細かい精度で厳密に位置ずれ量を補正でき、低コス
トで高品位な画像を形成することができる。また、この
補正によってビーム径等の光学特性に影響を及ぼすこと
がなく、高品位な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のカラー画像形成装置の実施形態であ
るデジタルカラー複写機の概略構成を示す図である。
【図２】その転写ベルト付近の構成をより詳細に示す図
である。
【図３】その転写ベルトの一部を拡大して示す平面図で
ある。
【図４】その転写ベルトに対する測定パターン画像の形
成間隔の設定について説明するための図である。
【図５】その測定パターン画像の検出タイミングについ
て説明するための図である。
【図６】この実施形態のデジタルカラー複写機における
位置合わせに関する制御回路の構成を示すブロック図で
ある。
【図７】ビーム位置変位駆動手段によってそのレーザ光
出射装置のレーザビームの光軸を変化させた場合の変化
の前後の様子を示す図である。
【図８】そのレーザ光出射装置の構成を光学ハウジング
を中心に示す図である。
【図９】そのＬＤユニットを回転させるための機構部を
偏向器と反対の側から見た状態を示す図である。
【図１０】ビーム位置変位駆動手段によってレーザビー
ムの光軸を変化させた場合のスポットの照射位置の変化
の様子を示す図である。
【図１１】その場合のＬＤユニットの回転角度と主走査
方向と副走査方向の走査位置の変位量との関係を示す図
である。
【図１２】図８に示したレーザ光出射装置の構成をより
詳細に示す図である。
【符号の説明】
１：スキャナ部 ２：画像処理部 ３：画像形成部 １２：レーザ光出射装置 １３：記録装置 １４：感光体ドラム １５：帯電チャージャ １６：現像装置 １７：転写チャージャ ２１：転写ベルト ２６：クリーニングユニット ２７：センサ ２８：測定パターン画像 ２９：カウンタ ３０：比較演算回路 ３１：画像書き出しタイミング発生回路 ３２：ＬＤ変調回路 ３３：ビーム位置変位制御回路 ３４：ビーム位置変位駆動手段 ５０：偏向器 ５１：ポリゴン面 ５２：シリンダレンズ ５３：アパーチャ ５８：同期検知センサ ６０：ＬＤユニット ６１：ＬＤベース ６２：ＬＤ ６３：コリメートレンズ ６６：軸 ６７：嵌合部 ７４：モータ ７５：リードスクリュー
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/01 Ｇ０３Ｇ 15/01 １１２Ａ ５Ｃ０７２ １１２ 15/04 １１１ ５Ｃ０７４ 15/04 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３Ｃ １１１ Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｍ 15/043 Ｇ０３Ｇ 15/04 １２０ 21/14 21/00 ３７２ Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ 1/23 １０３ Ｄ Ｆターム(参考） 2C362 AA43 AA45 AA48 AA49 BA52 BA68 BA70 BA71 BA84 BB37 BB38 BB46 CA18 CA22 CA39 CB73 DA03 2H027 DA23 DA32 DE02 DE07 DE09 EB04 EC04 EC06 EC07 EC09 EC19 ED04 ED06 EE01 EE02 EE04 EE07 EF09 HA02 HA12 HA20 HB05 HB07 HB16 ZA07 2H030 AA01 AB02 AD17 BB02 BB16 2H045 BA22 BA34 CA01 CA98 DA02 DA21 2H076 AB05 AB08 AB12 AB18 AB68 DA08 EA01 EA15 5C072 AA03 BA04 BA19 HA02 HA13 HB08 HB11 QA17 RA18 UA13 UA18 XA01 5C074 AA02 AA10 AA15 BB17 BB26 CC22 DD11 DD15 DD24 DD28 EE02 EE04 EE06 FF15 HH02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 偏向器によって偏向されるレーザビーム
    によって感光体上に潜像を書き込む書込手段と、該潜像
    を現像して各色の顕像を形成する複数の現像手段と、記
    録媒体を搬送する搬送手段とを有し、前記複数の現像手
    段によって現像される各色の画像を１つの記録媒体上に
    重ねて形成するカラー画像形成装置であって、 前記書込手段に前記レーザビームの光軸を変位させる駆
    動手段を設け、 各色用の測定パターン画像を前記搬送手段上に形成させ
    るパターン画像形成手段と、 前記測定パターン画像を検知する検知手段と、 該検知手段の検知結果に基づいて各色の前記測定パター
    ン画像の基準位置からのずれの大きさを求める演算手段
    と、 該演算手段によって求めたずれの大きさに基づいて前記
    書込手段による各色の画像の書き出しタイミングを補正
    する第１の補正手段と、 前記演算手段によって求めたずれの大きさに基づいて前
    記駆動手段によって前記レーザビームの光軸を変位さ
    せ、前記レーザビームの前記感光体への照射位置を副走
    査方向に変位させて補正する第２の補正手段とを設けた
    ことを特徴とするカラー画像形成装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のカラー画像形成装置であ
    って、 前記書込手段はレーザ発光素子とカップリング光学系と
    を保持部材に固定したレーザダイオードユニットを有
    し、 前記駆動手段は前記レーザダイオードユニットのレーザ
    光軸を前記書込手段を構成する他の部材に対して変位さ
    せることによって前記レーザビームの前記感光体への照
    射位置を副走査方向に変位させて補正する手段であるこ
    とを特徴とするカラー画像形成装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のカラー画像形成装置であ
    って、 前記書込手段はレーザ発光素子とカップリング光学系と
    を保持部材に固定したレーザダイオードユニットを有
    し、 該レーザダイオードユニットは前記書込手段を構成する
    他の部材に対して回転自在に保持されており、 前記レーザ発光素子の光軸は、前記偏向器の回転軸に垂
    直でかつ前記レーザダイオードユニットの回転軸を含む
    平面の近傍に位置し、 前記駆動手段は前記レーザダイオードユニットを前記書
    込手段を構成する他の部材に対して回転駆動することに
    よって前記レーザビームの前記感光体への照射位置を副
    走査方向に変位させて補正する手段であることを特徴と
    するカラー画像形成装置。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のカラー画像形成装置であ
    って、 前記偏向器による前記レーザビームの偏向位置で、前記
    レーザダイオードユニットの回転軸と前記レーザ発光素
    子の光軸とが交わるように構成されていることを特徴と
    するカラー画像形成装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項記載のカ
    ラー画像形成装置であって、 前記演算手段は前記ずれの大きさを時間に換算して求め
    る手段であり、 該ずれの大きさを前記レーザビームによる１回の走査に
    かかる時間Ｔｐで割って商の整数部分ｎと余りｔとを求
    める手段を有し、 前記第１の補正手段は前記書き出しタイミングをｎ×Ｔ
    ｐの時間だけ補正する手段であり、 前記第２の補正手段は、前記感光体が時間Ｔｐに進む距
    離をＸとすると、前記照射位置をｔ／Ｔｐ×Ｘだけ補正
    する手段であることを特徴とするカラー画像形成装置。
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