JP2005107367A - カラー電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー電子写真装置において、感光体における複数色の画像形成位置を高精度に一致させると共に、感光体の駆動速度の変動の影響を除去する。
【解決手段】感光体４７ａ，４７ｂに１ライン単位に潜像を形成する露光ヘッド１３，１７と、感光体４７ａ，４７ｂの周囲にあって潜像を顕画化する現像器１４，１８と、感光体４７ａ，４７ｂの回転位置を１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、感光体４７ａ，４７ｂ上に形成されたパッチを検出するトナー像検出センサ７１と、トナー像検出センサ７１の出力と感光体位置検出手段が検出した感光体４７ａ，４７ｂの回転位置に基づいて露光ヘッド１３，１７の距離を計測する手段と、計測された露光ヘッド１３，１７の距離に基づいて露光ヘッド１３，１７の露光タイミングを制御するヘッド制御部１２０Ｙ〜１２０Ｋとを有する構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真装置に関し、特にカラートナー像を記録媒体上に形成するカラー電子写真装置に関するものである。

従来から、帯電・露光・現像を数回繰り返して感光体上に色の異なる複数のトナー像を形成した後、トナー像を記録紙に一括転写してカラー画像を得る電子写真装置が種々提案されている。このカラー電子写真装置には、重ね合わせるトナー像の色ずれの問題がある。

ここで、色ずれの問題を解決するために、たとえば特開昭６４−３５５６９号公報には、印刷すべき画像の各色種にそれぞれ対応して設けられ帯電した回転体表面をそれぞれ所定の記録位置上で選択的に露光する複数の露光装置を備えた多色プリンタにおいて、前記印刷すべき画像のデータを色種別に格納する複数のメモリと、各メモリに格納されたそれぞれのデータを並列に読み出して前記複数の露光装置にそれぞれ送出するためのデータ読出部と、各露光装置の前記回転体表面上における記録位置の差に応じた所定の動作タイミングが得られるように、所定の前記メモリから読み出されたデータを一時的に保持するバッファ記憶部とを具備する技術が開示されている。

この特開昭６４−３５５６９号公報にて開示されているように、カラー電子写真装置においては、従来から、複数の露光装置の間隔（距離）に基づいて複数色の個々の露光タイミングを制御して各色像の先頭位置を一致させることが行われている。

ここで、露光位置の差は「距離」の次元を有するが、通常はこれを「時間」に置き換えた制御が行なわれる。すなわち、上記の従来例においても、「バッファ記憶部において、画像データは各露光装置の感光ドラム表面上における記録位置の差に応じた所定のデータ送出タイミングが得られるよう”所定時間保持された後”露光装置へ出力される」のである。
特開昭６４−３５５６９号公報

感光体の駆動速度が常に一定の場合は、前述のように距離を時間に置き換えてもなんら問題はない。

しかしながら、実際には、感光体は何らかの駆動源によって駆動されるので、感光体の回転速度は誤差を含んでいる。このため、予め分かっている距離に基づいて時間差を設けて露光手段を駆動しても、各色の先頭位置にずれが生じてしまい、画像に色ずれを引き起こす。

さらに、感光体の回転速度の変動は、一般にさまざまな周期を含むと共に、不規則な外乱成分によるものもあり、画像先頭の位置ずれのみならず、感光体の回転方向に画像形成位置がミクロに変動するという問題もある。

そして、このように感光体の速度変動が直接的に作用する結果、複数色を重畳形成するカラープリンタでは、色ずれが顕著に現れるという不具合を生じている。

そこで、本発明は、感光体における複数色の画像形成位置を高精度に一致させると共に、感光体の駆動速度の変動の影響を除去し、形成されるカラー画像の画質を大幅に向上させることのできるカラー電子写真装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のカラー電子写真装置は、感光体と、前記感光体に１ライン単位に潜像を形成する露光手段と、前記感光体の回転にともなう前記感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、を有する構成としたものである。

この課題を解決するために、本発明のカラー電子写真装置は、感光体と、１つの前記感光体の周囲にあって感光体に１ライン単位に潜像を形成する複数の露光手段と、前記感光体の回転にともなう感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記複数の露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、を有する構成としたものである。

この課題を解決するために、本発明のカラー電子写真装置は、感光体と、１つの感光体の周囲にあって感光体に１ライン単位に潜像を形成する複数の露光手段と、同じ感光体の周囲にあって前記露光手段と同数設けられ前記潜像を顕画化する現像手段と、前記感光体の回転にともなう感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記複数の露光手段の距離を計測する手段と、前記計測された露光手段の距離に基づいて、前記露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、を有する構成としたものである。

この課題を解決するために、本発明のカラー電子写真装置は、感光体と、１つの感光体の周囲にあって感光体に１ライン単位に潜像を形成する複数の露光手段と、同じ感光体の周囲にあって前記露光手段と同数設けられ前記潜像を顕画化する現像手段と、前記感光体の回転にともなう感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、顕画化されて前記感光体上に形成されたパッチを検出するパッチ検出センサと、前記パッチ検出センサの出力と前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記複数の露光手段の距離を計測する手段と、前記計測された露光手段の距離に基づいて、前記露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、を有する構成としたものである。

本発明の好ましい形態において、前記感光体位置検出手段は、感光体駆動軸に配設され、表面に所定の着磁パターンを形成したエンコーダを含み、前記エンコーダの半径をＲｅ、着磁パターンのＮＳペア数をｎ、着磁ペアのピッチをＳとするとき、Ｒｅ＝Ｓ×ｎ／２πを満たし、さらに、感光体表面の分解能をＰ、感光体の半径をＲｏ、前記正弦波を高密度に分解する際の逓倍率をＮとするとき、Ｐ×（Ｒｅ／Ｒｏ）×Ｎ＝Ｓを略満たすよう、エンコーダ半径Ｒｅを設定したものである。

本発明のさらに好ましい形態において、前記感光体位置検出手段は、感光体駆動軸に配設された１つのエンコーダと、前記エンコーダに形成されたパターンを検出し互いに位相の異なる２つの正弦波を出力する２つのパターン検出センサと、前記パターン検出センサの出力をそれぞれＡＤ変換する２つのＡＤ変換手段と、前記ＡＤ変換結果の比を求める演算手段とを有し、前記演算手段は、前記ＡＤ変換手段の出力に基づいて、ｔａｎ（θ）信号または、１／ｔａｎ（θ）信号のいずれかを演算し、前記演算されたｔａｎ（θ）または１／ｔａｎ（θ）の値に基づいて、前記露光手段の露光タイミングを生成する。

本発明のさらに好ましい形態において、前記感光体位置検出手段は、前記演算されたｔａｎ（θ）または１／ｔａｎ（θ）の値に基づくことなく複数のイベントを検出し、これに基づいて前記露光手段の露光タイミングを生成する。

本発明のさらに好ましい形態において、前記イベントは、前記位相の互いに異なる正弦波のそれぞれがゼロクロスする時点と、前記位相の互いに異なる正弦波の値の絶対値が等しくなる時点とで発生される。

本発明のさらに好ましい形態において、前記エンコーダはマンガンアルミ磁石によって構成されている。

本発明のさらに好ましい形態において、前記露光手段は露光ヘッドである。

本発明のさらに好ましい形態において、前記感光体の回転原点を検出する感光体原点検出センサを有し、前記感光体原点検出センサの出力を基準として、前記感光体の回転に応じて前記露光手段の駆動電圧を制御するヘッド駆動電圧制御手段を有する。

本発明によれば以下の効果を奏することができる。

すなわち、本発明によれば、感光体の駆動速度の変動の影響を除去すると共に、感光体における複数色の画像形成位置を高精度に一致させ、形成されるカラー画像の画質を大幅に向上させることが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１であるカラー電子写真装置の全体構成を示す概略図、図２は図１のカラー電子写真装置に設けられた作像ステーションの構成を多重現像の工程とともに示す概略図、図３は図２の作像ステーションに設けられた露光ヘッドの構成を示す概略図、図４は図２の作像ステーションおよびその周辺の構成を示す説明図、図５は実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気エンコーダにおける着磁パターンを示す説明図、図６は図１のカラー電子写真装置における磁気センサからの出力波形を示すグラフ、図７は実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気エンコーダの仕様の一例を示す図、図８は実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気センサから出力されるセンサ出力Ａ（ｓｉｎ（θ）信号）とセンサ出力Ｂ（ｃｏｓ（θ）信号）およびこれらから演算されるｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を示すグラフ、図９は実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気センサから出力されるセンサ出力Ａ（ｓｉｎ（θ）信号）とセンサ出力Ｂ（ｃｏｓ（θ）信号）およびこれらから演算されるｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を図８とは異なる処理によって示すグラフ、図１０は図９のｔａｎ（θ）と１／ｔａｎ（θ）の演算結果（値域）が−１から１の間となる部分を抜き出して絶対値を取ったグラフ、図１１は実施の形態１の磁気エンコーダにおける着磁ピッチ位相角、ｔａｎ（θ）および１２ｂｉｔ正規化値を示す図、図１２は図１のカラー電子写真装置におけるコントローラの構成を示すブロック図、図１３は図１のカラー電子写真装置におけるエンジン制御部の構成を示すブロック図、図１４は図１のカラー電子写真装置における位置検出／ライン同期信号生成部の構成を示すブロック図、図１
５は図１のカラー電子写真装置における用紙搬送ベルト上のテストパッチ位置を示す説明図、図１６は図１３のヘッド制御部の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態の電子写真装置４０は、シアン（Ｃ）とマゼンタ（Ｍ）のトナー像が形成される第１の作像ステーション４１ａ、およびイエロー（Ｙ）と無彩色成分であるブラック（Ｋ）のトナー像が形成される第２の作像ステーション４１ｂが装置内に縦方向に配列されており、その下方には記録紙（記録媒体）４２が収容される給紙トレイ４３が配設されている。

また、各作像ステーション４１ａ，４１ｂに対応した箇所には、給紙トレイ４３から供給されて下方から上方に搬送される記録紙４２を吸着して周回走行する無端状の用紙搬送ベルト（用紙搬送手段）４４が配置されている。用紙搬送ベルト４４は、ＰＥＴなどの基材中にカーボン等を分散して所定の誘電率を有するように形成されたベルトであり、用紙搬送ベルト４４に所定の電位を印加することで、給紙トレイ４３から給紙された記録紙４２を表面に吸着し、第１の作像ステーション４１ａおよび第２の作像ステーション４１ｂに搬送する。

なお、本実施の形態では用紙搬送手段として無端ベルトである用紙搬送ベルト４４が用いられているが、搬送ローラとガイド板を用いてもよい。また吸着ドラムを用いて一旦記録紙をドラムに巻きつける構成を採用してもよい。

前述した第１の作像ステーション４１ａおよび第２の作像ステーション４１ｂは記録紙４２の搬送経路の上流側から順にそれぞれ配置されており、感光体（第１の感光体）４７ａおよび感光体（第２の感光体）４７ｂ、現像スリーブ（図示せず）、帯電器（図示せず）等、一連の電子写真方式における現像プロセスを実現する部材の集合体である。なお、用紙搬送ベルト４４は感光体４７ａ，４７ｂの回転方向に対して順方向に走行する。

ここで第１、第２の作像ステーション４１ａ，４１ｂについて図２および図４を用いて詳細に説明する。第１、第２の作像ステーション４１ａ，４１ｂは充填された現像剤の色が異なっているが、構成は相互に同一であるので、主として第１の作像ステーション４１ａについて説明し、第２の作像ステーション４１ｂについては第１の作像ステーション４１ａとの相違部分について説明する。

図２に示すように、第１の現像器（現像手段）１４および第２の現像器（現像手段）１８には、キャリアとトナーの混合物である現像剤４５が充填されている。４６ａ、４６ｂは現像剤４５を攪拌する攪拌パドルであり、攪拌パドル４６ａ，４６ｂの回転によって現像剤４５中のトナーは摩擦によって所定の電位に帯電されると共に、現像器１４内部を巡回することでトナーとキャリアが十分に攪拌混合される。４９は現像スリーブ（現像手段）、５０は薄層化ブレードである。現像スリーブ４９は内部に複数の磁極が形成されたマグロール５１を有している。薄層化ブレード５０によって、現像スリーブ４９の表面に供給される現像剤４５の層厚が規制されると共に、現像スリーブ４９は矢印Ｄ４で示す方向に回転し、この回転およびマグロール５１の磁極の作用によって現像剤４５は現像スリーブ４９の表面に供給され、感光体４７ａに転写されなかった現像剤は第１の作像ステーション４１ａの内部に回収される。

本実施の形態では、全ての現像器１４，１８に２成分現像が採用され、かつ感光体４７ａ，４７ｂと現像スリーブ４９の現像剤層との間に図示しないギャップリング等のギャップ形成部材によって所定のギャップを設け、更に現像スリーブ４９にＤＣ＋ＡＣ電位を印加することで、現像スリーブ４９上のトナーを感光体４７ａ，４７ｂに飛翔させる現像方式を採用している。同一の感光体４７ａ，４７ｂ上に複数色のトナー像を形成するこのよ
うな多重現像方式においては、現像スリーブ４９上の現像剤層を直接感光体４７ａ，４７ｂに接触させてしまうと、一旦感光体４７ａ，４７ｂ上に現像されたトナーが、たとえば現像器１４のトナーが現像器１８に入って混色することがあることから、これを防止するために感光体４７ａ，４７ｂと現像スリーブ４９（あるいは現像剤層）とを非接触で現像する方式がとられている。

露光ヘッド（露光手段）１３，１７は、図３に示すように、露光ヘッドを支持するヘッド支持部材５３を有している。そして、露光ヘッド１３，１７は、基材８４に実装されてヘッド支持部材５３上に設けられた封止材で気密封止された光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）８６と、基材８４上に設けられて画像データに対応した電圧を有機ＥＬ素子８６に給電してこれを発光させるドライバ８７とからなる。さらに、基材８４上には、有機ＥＬ素子８６からの照射光を反射して光路を９０°変換するプリズム８８、プリズム８８からの光を伝送かつ集光するファイバアレイ８９、ファイバアレイ８９からの光を副走査方向に絞り込むシリンドリカルレンズ９０が搭載されている。

なお、有機ＥＬ素子は、現状では緑色が最も光量が大きい。したがって、前述のように緑色の露光光線が用いられ、また感光体４７ａ，４７ｂとしては、緑色の露光光線に対する感度が高い感光体（例えばアナログ複写機用の感光体）が用いられている。但し、緑色以外の露光光線を用いてもよく、光源としては更に固体露光手段に限らず、例えば回転多面鏡によって走査されるレーザ光線など他のものを用いることもできる。

図１および図２において、用紙搬送ベルト４４のループの内部空間には、用紙搬送ベルト４４を挟んで感光体４７ａと対向する位置に転写ローラ（転写手段）５５ａが、また感光体４７ｂと対向する位置に転写ローラ（転写手段）５５ｂがそれぞれ設けられており、駆動源１９により用紙搬送ベルト４４の走行方向と順方向に回転する。転写ローラ５５ａおよび転写ローラ５５ｂには所定の転写バイアスが印加されており、それぞれの感光体４７ａ，４７ｂ上に重畳して形成された２色のトナー像を、用紙搬送ベルト４４により搬送されてきた記録紙４２に一括して転写する。

第２の作像ステーション４１ｂでは、第１の作像ステーション４１ａでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより、最初にイエローのトナー像が、続いてイエローのトナー像の上にブラックのトナー像がトナー像形成手段により形成される。そして、第１の作像ステーション４１ａで形成されて記録紙４２に転写されたシアンおよびマゼンタのトナー像の上からイエローおよびブラックのトナー像が転写されて重畳することにより、カラートナー像が完成する。

用紙搬送ベルト４４の周囲には更に廃トナーボックス２０が配設されている。用紙搬送ベルト４４に何らかの原因（たとえば記録紙の搬送不良（ＪＡＭ：ジャミング）などによって、用紙搬送ベルト４４にトナー像が付着するようなケース）でトナーが付着した場合、このトナーは用紙搬送ベルトクリーナ２０ａによって除去され、廃トナーボックス２０に収納される。

図４において、第１の作像ステーション４１ａは、感光体４７ａと、この感光体４７ａに付着した像転写後の残留トナーを除去する感光体クリーナ１０を備えている。また、感光体４７ａの周囲にはトナー像形成手段である第１の除電器１１、第１の帯電器１２、第１の露光ヘッド１３、第１の現像器１４、第２の除電器１５、第２の帯電器１６、第２の露光ヘッド１７および第２の現像器１８が、感光体４７ａの回転方向に沿って配置されている。

ここで、第１の除電器１１は感光体４７ａの残留電荷を除去し、第１の帯電器１２は感
光体４７ａの外周面を一様に所定の電荷に帯電し、第１の露光ヘッド１３は帯電した感光体４７ａの外周面に第１の色（ここではシアン）に対応した静電潜像を露光光線（ここでは、有機ＥＬ素子を光源とした緑色の露光光線）により形成し、第１の現像器１４は形成された静電潜像にトナー（ここではシアンのトナー）を供給してトナー像を形成する。また、第２の除電器１５はシアンのトナー像形成後に感光体４７ａに残留している電荷を除去し、第２の帯電器１６は感光体４７ａの外周面を一様に所定の電荷に帯電し、第２の露光ヘッド１７は帯電した感光体４７ａの外周面に第２の色（ここではマゼンタ）に対応した静電潜像をシアンのトナー像の上から露光光線により形成し、第２の現像器１８は形成された静電潜像にトナー（ここではマゼンタのトナー）を供給して第１の現像器１４で形成されたトナー像の上にトナー像を形成する。このようにして、感光体４７ａが１周する間に、第１色目のシアンのトナー像が形成された後、このトナー像を他の像担持体に転写することなく、直ちに第２色目のマゼンタのトナー像が重ねて形成されることから、シアンおよびマゼンタのトナー像が重畳して外周面に形成されることになる。

５６はトナーボトルであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが格納されている。トナーボトル５６から各現像器には、図示しないトナー搬送用のパイプが配設され、各現像器にトナーを供給する。

５７は給紙ローラであり、図示しない電磁クラッチを制御することで回転し、給紙トレイ４３に装填された記録紙４２を用紙搬送ベルト４４へと送り出す。

給紙ローラ５７と最上流の第１の作像ステーション４１ａの転写部位との間には、入口側のニップ搬送手段としてレジストローラ５８、ピンチローラ５９対が設けられている。レジストローラ５８、ピンチローラ５９対は、給紙ローラ５７により搬送された記録紙４２を一時的に停止させ、所定のタイミングで第１の作像ステーション４１ａの方向に搬送する。この一時停止によって記録紙４２の先端がレジストローラ５８、ピンチローラ５９対の軸方向と平行に規制され、記録紙４２の斜行を防止する。

６０は記録紙通過センサである。記録紙通過センサ６０は反射型センサ（フォトリフレクタ）によって構成され、反射光の有無で記録紙の先端および後端を検出する。

さて、レジストローラ５８が回転を開始すると（図示しない電磁クラッチによって動力伝達を制御し、回転ＯＮ／ＯＦＦを行う）記録紙４２は第１の作像ステーション４１ａの方向に搬送されるが、レジストローラ５８の回転開始タイミングを起点として、各作像ステーション４１ａ，４１ｂに搭載した露光ヘッド１３，１７による静電潜像の書き込みタイミングが独立して制御される。

最下流の第２の作像ステーション４１ｂの更に下流側には、出口側のニップ搬送手段として定着器６２が設けられている。定着器６２は加熱ローラ６３と加圧ローラ６４とから構成されている。加熱ローラ６３は表面から近い順に、発熱ベルト、ゴムローラ、芯材（共に図示せず）から構成されている多層構造のローラである。このうち発熱ベルトは更に３層構造を有するベルトであり、表面に近い方から離型層、シリコンゴム層、基材層（共に図示せず）から構成される。離型層は厚み約２０〜３０μｍのフッ素樹脂からなり、加熱ローラ６３に離型性を付与する。シリコンゴム層は約１７０μｍのシリコンゴムで構成され、加圧ローラに適度な弾性を与える。基材層は鉄・ニッケル・クロム等の合金である磁性材料によって構成されている。

６５は励磁コイルが内包された背面コアである。背面コア６５の内部には表面が絶縁された銅製の線材（図示せず）を所定本数束ねた励磁コイルを、加熱ローラ６３の回転軸方向に延伸し、かつ加熱ローラ６３の両端部において、加熱ローラ６３の周方向に沿って周
回して形成されている。励磁コイルに半共振型インバータである励磁回路（図示せず）から約３０ｋＨｚの交流電流を印加すると、背面コア６５と加熱ローラ６３の基材層によって構成される磁路に磁束が生じる。この磁束によって加熱ローラ６３の発熱ベルトの基材層に渦電流が形成され、基材層が発熱する。基材層で生じた熱はシリコンゴム層を経て離型層まで伝達され、加熱ローラ６３の表面が発熱する。

６６は加熱ローラ６３の温度検出手段として設けられているサーミスタ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）である。サーミスタ６６は金属酸化物を主原料とし、高温で焼結して得られるセラミック半導体であり、温度に応じて負荷抵抗が変化することを応用して、接触した対象物の温度を計測することができる。サーミスタ６６の出力は図示しない制御装置に入力され、制御装置はサーミスタ６６の出力に基づいて背面コア６５内部の励磁コイルに出力する電力を制御し、加熱ローラ６３の表面温度が約１７０℃となるよう制御する。

この温度制御がなされた加熱ローラ６３と加圧ローラ６４によって形成されるニップ部に、トナー像が形成された記録紙４２を通紙すると、記録紙４２上のトナー像は、加熱ローラ６３と加圧ローラ６４によって加熱／加圧され、定着画像を得ることができる。なお、画像が定着された記録紙４２は、その後排紙ローラ７４によって搬送され、排紙トレイ７８に排出される。

駆動源１９は、本実施の形態ではステッピングモータを採用している。駆動源１９によって、給紙ローラ５７、レジストローラ５８、ピンチローラ５９、感光体４７ａ，４７ｂと転写ローラ５５ａ，５５ｂを含む第１および第２の作像ステーション４１ａ，４１ｂの周辺部、定着器６２、排紙ローラ７４の駆動を行っている。なお、感光体４７ａおよび感光体４７ｂは駆動源１９に直接接続されておらず、用紙搬送ベルト４４との接触によって用紙搬送ベルト４４から駆動力を伝達され、この用紙搬送ベルト４４と同期して回転するようになっている。

８０はコントローラであり、外部のネットワークを介して図示しないコンピュータ等からの画像データを受信し、プリント可能な画像データを生成する。

８１はエンジン制御部である。エンジン制御部８１は電子写真装置４０のハードウェアやメカニズムを制御し、コントローラ８０から転送された画像データに基いて記録紙４２にカラー画像を形成すると共に、電子写真装置の制御全般を行っている。

ここで、本実施の形態においては、用紙搬送ベルト４４にはトナー像を直接形成することも可能である。そこで、同一のタイミングでＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの露光ヘッドにて所定のパターンを形成し、これらのパターンの間隔を用紙搬送ベルト４４の周囲に設けられたトナー像検出センサ７１（パッチ検出センサ）（図１）で検出することにより、各色の位置ずれをなくす画像の形成開始タイミングを求めるようにしている。

以下において、画像の形成開始タイミングについて説明する。

先ず、露光ヘッド１３と露光ヘッド１７とを同一タイミングで駆動開始し、前述した画像形成プロセスと同一の過程で色ずれ検出パターンを感光体４７ａ，４７ｂ上に検出し、これを用紙搬送ベルト４４に転写する。

感光体４７ａ，４７ｂの駆動軸３１には円筒状の磁気エンコーダ（エンコーダ）２００が配置されている。なお、感光体４７ａ，４７ｂは消耗品であり、感光体４７ａ，４７ｂの駆動軸３１に磁気エンコーダを直接装着するとコストアップを招くため、プリンタ筐体
側の駆動軸に磁気エンコーダを配置し、感光体４７ａ，４７ｂと駆動軸３１をカップリングにて連結するような構成としてもよい。

磁気センサ（パターン検出センサ）２０１は磁気エンコーダ２００に着磁された着磁パターンを検出する。磁気センサ２０１には、磁気エンコーダ２００の着磁パターンピッチに対応して、予め定められた間隔で磁性薄膜からなる磁気検出部が２ヵ所形成されている。磁気エンコーダ２００の着磁ピッチの１／２に相当する間隔で磁気検出部を形成すると（本実施の形態では１５０μｍ）、各検出部からは互いに位相が９０゜シフトした正弦波出力が出力される。すなわち磁気センサ２０１からは、ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号の２相が出力される。

そして、本実施の形態では、磁気センサ２０１が出力するｓｉｎ信号とｃｏｓ信号に基づいて露光ヘッドの駆動タイミングを制御することで、感光体４７ａ，４７ｂの駆動ムラに起因する画質低下を大幅に低減している。

感光体原点検出センサ２０４は感光体４７ａ，４７ｂの所定位置に設けられたマーカを検出する光学センサであり、感光体４７ａ，４７ｂが一周する毎にマーカ検出信号を出力するものである。

図５において、磁気エンコーダ２００は焼結体であるマンガンアルミ磁石を円筒型に切削加工し、その円筒面上に複数のＮ極およびＳ極の磁極を均等なピッチでストライプ状に着磁したものである。マンガンアルミ磁石は比較的高い磁力を得られると共に、加工性に優れており極めて高い精度で切削加工が可能である。本実施の形態では、Ｎ極およびＳ極はそれぞれ３００μｍの幅とピッチで形成されている。

対象物の移動距離を正確に検出するというエンコーダ機能の観点から、少なくとも各磁極の着磁ピッチは等しくなければならない。よって磁気エンコーダ２００の表面に形成される着磁極の個数は整数となる。さらに、Ｎ極とＳ極の個数は等しくなければならないから磁極の数は偶数となる。

前述したように磁気センサ２０１側の磁気検出部は２箇所だが、コストメリットのある汎用品の磁気センサ２０１の場合、この磁気検出部の間隔は１５０μｍや３００μｍであることが多い。本実施の形態で採用した磁気センサ２０１の磁気検出部の間隔は１５０μｍであり、この磁気検出部の間隔の制約により、磁気エンコーダ２００の着磁ピッチ／サイズは３００μｍ、同様にＮ極とＳ極から構成される着磁ペアのピッチ／サイズは６００μｍとしている。そして、磁気エンコーダ２００の円周面上には、これら着磁ペアが整数個配置される。

以上より、磁気エンコーダ２００の周長は６００μｍ（０．６ｍｍ）の整数倍でなくてはならない。すなわち磁気エンコーダ２００の半径をＲｅとし、着磁ペアの数をｎ、着磁ペアのピッチをＳとすると、
２πＲｅ＝Ｓ×ｎ・・・（数１）
Ｒｅ＝Ｓ×ｎ／２π・・・（数２）
でなければならない。

磁気センサ２０１と磁気エンコーダ２００との離間距離は、近すぎると出力が飽和して歪むため、きれいな正弦波とならない。また、遠すぎると正弦波出力の振幅が小さくなり、ノイズマージンなど精度の面で不利となる。通常、約１００μｍ程度離間させると、上述の問題を回避できる。

磁気センサ２０１からの出力例を図６に示す。

図６において、磁気センサ２０１から出力されるセンサ出力Ａはｓｉｎ（θ）信号であり、センサ出力Ｂはｃｏｓ（θ）信号であるとする。

本実施の形態においては、感光体４７ａ，４７ｂの回転方向の解像度は１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）を想定している。磁気エンコーダ２００の着磁ピッチ／サイズは３００μｍ（約８４．７ｄｐｉ）と大きいため、それぞれの信号を例えば２値化処理して露光ヘッド駆動のトリガ信号（ライン同期信号）として用いても、露光ヘッドを１２００ｄｐｉ単位で駆動することはできない。このため、ｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号から角度を検出して高密度の逓倍出力を得、この逓倍出力をトリガとして露光ヘッドを駆動する必要がある。

また、１２００ｄｐｉの分解能が必要なのは感光体４７ａ，４７ｂの表面においてである。磁気エンコーダ２００の表面で１２００ｄｐｉの分解能の位置情報が取得できても、磁気エンコーダ２００に対して感光体４７ａ，４７ｂの径が大きい場合は、感光体４７ａ，４７ｂの表面における実質的な分解能は低下する。

さらに、ヘッド駆動タイミングを生成する回路構成等を考慮すると、感光体４７ａ，４７ｂの回転に伴って連続的に出力されるｓｉｎ（θ）信号（またはｃｏｓ（θ）信号）の各周期において、逓倍出力は同じ角度で繰り返し生成される必要がある。これは、逓倍処理の結果として出力されるトリガ信号は、上記ｓｉｎ（θ）の周波数の整数倍でなければならないことを意味する。すなわち、逓倍率は整数倍でなければならない。

以上をまとめると、感光体４７ａ，４７ｂの表面で必要な分解能を磁気エンコーダ２００の表面における分解能に換算し、これをＮ倍（Ｎは整数）すると、着磁ペアのピッチ（＝サイズ）と等しくなる、ということである。

したがって、感光体４７ａ，４７ｂの表面で必要な分解能をＰ、感光体４７ａ，４７ｂの半径をＲｏ、エンコーダの半径をＲｅ、逓倍率をＮ、磁気エンコーダ２００の着磁ペアのピッチ（＝サイズ）をＳとすると、
Ｐ×（Ｒｅ／Ｒｏ）×Ｎ＝Ｓ・・・（数３）
が成り立つ。

既に述べたように、本実施の形態では、感光体４７ａ，４７ｂの表面で必要な分解能は１２００ｄｐｉ（＝２１．１６７μｍ＝０．０２１１６７ｍｍ）、着磁ペアのピッチ（＝サイズ）は磁気センサ２０１側の制約からＳ＝６００μｍ（＝０．６ｍｍ）である。感光体４７ａ，４７ｂの半径は、コストを抑えるためにはＲｏ＝２５ｍｍ以内であることが望ましい。また、磁気エンコーダ２００を構成する円筒形マンガンアルミ磁石の外径（半径）は、工法上Ｒｅ＝５〜１５ｍｍが最適とされる。

以上から、Ｒｅ×Ｎ＝Ｓ×Ｒｏ／Ｐ＝０．６×２５／０．０２１１６７＝７０８．６６１４、５≦Ｒｅ≦１５であり、かつＮが整数であることを考慮すると、逓倍率Ｎの範囲は４８≦Ｎ≦１４１となる。これが逓倍率Ｎに関する制約である。

ここで、本実施の形態のカラー電子写真装置に設けられた磁気エンコーダの仕様の一例を図７に示す。

図７は、感光体上の分解能Ｐ＝２５．４ｍｍ／１２００ｄｐｉ＝０．０２１１６７ｍｍ、感光体の半径Ｒｏ＝２５ｍｍ、着磁ペアのピッチ（＝サイズ）Ｓ＝０．６ｍｍ、の条件
においてエンコーダ仕様を計算したものであり、図７の各行は、以下を示す。

（１）逓倍率Ｎ：逓倍率Ｎについては既に定義したとおりである。なお、後述するように、Ｎは８の倍数が望ましい。

（２）エンコーダ半径Ｒｅ：（数３）を変形したＲｅ＝Ｒｏ×Ｓ／（Ｎ×Ｐ）より求めた、逓倍率Ｎに対応したエンコーダ半径。

（３）理論着磁ペア数ｎｒ：（数１）を変形したｎｒ＝２π×Ｒｅ／Ｓより求めた、逓倍率Ｎに対応した実数表現の着磁ペアの個数。

（４）実際の着磁ペア数ｎ：上記理論着磁ペア数ｎｒを小数点以下で四捨五入した値（これは、エンコーダ表面の着磁ペア数は整数だからである）。

（５）理論値との誤差：理論着磁ペア数（実数）と整数化された着磁ペア数の差。この誤差が小さいほど精度が高い。

（６）実際のエンコーダ半径：上記実際の着磁ペア数（整数）の場合のエンコーダ半径。（数１）を変形したＲｅ＝Ｓ×ｎ／２πより求める。

（７）実際の分解能：上記実際のエンコーダ半径における感光体４７ａ，４７ｂ表面における分解能。（数３）を変形したＰ＝Ｓ×Ｒｏ／（Ｎ×Ｒｅ）より求める。単位はｍｍ。

（８）実際の解像度：上記実際の分解能を［ｄｐｉ］表現としたもの。

この図７から、感光体上の分解能Ｐ＝１２００ｄｐｉ、感光体の半径Ｒｏ＝２５ｍｍ、着磁ペアのピッチＳ＝０．６ｍｍとした場合、逓倍率６４（エンコーダ半径Ｒｅ＝１１．０７２８３ｍｍ）または１２８（エンコーダ半径Ｒｅ＝５．５３６４１７ｍｍ）とすると、実際の解像度をほぼ１２００ｄｐｉとすることができる。このように、（数１）と（数３）に基づきエンコーダ半径Ｒｅを選択することで、所望の分解能（すなわち印字解像度）を得ることができる。感光体の半径Ｒｏ、磁気エンコーダの半径Ｒｅ、着磁ペアのピッチ等には実際には誤差があるが、少なくとも求められたエンコーダ半径の値を中央値（ｔｙｐｉｃａｌ値）として磁気エンコーダを製造することで、所望の印字分解能に非常に近い値が得られる。

なお、上記の例は、感光体上の分解能を１２００ｄｐｉと想定した場合であるが、感光体上の分解能として２４００ｄｐｉが必要な場合は、逓倍率を図７の値に対して単純に２倍と設定すればよい。感光体上で２４００ｄｐｉの分解能信号を得て、これを所定の分周比で分周するような手段を設ければ、２４００ｄｐｉの約数である１２００ｄｐｉ（２分周）、８００ｄｐｉ（３分周）、６００ｄｐｉ（４分周）、４８０ｄｐｉ（５分周）などの分解能信号を容易に生成することができる。

そして、この分解能信号に従って露光ヘッドを駆動すれば、露光ヘッドは各解像度に応じたタイミングで感光体を露光することができる。

次にエンコーダ半径に誤差が生じた場合の影響について考察する。

マンガンアルミ磁石は加工性に非常に優れ、ミクロンオーダの精度で加工が可能である。この特性を活かし、マンガンアルミ磁石を用いて半径５ｍｍ〜１５ｍｍの磁気エンコー
ダを製造した場合、外径寸法誤差は±１０μｍ程度になると言われている。より厳しく想定して、エンコーダ外径寸法に±２０μｍの誤差がある場合の感光体表面における分解能を（数３）より求め、解像度に変換すると（逓倍率６４時：エンコーダ半径＝１１．０７３ｍｍ）、
誤差＋２０μｍ（エンコーダ半径＝１１．０９７ｍｍ）：１２０２．６４ｄｐｉ、
誤差−２０μｍ（エンコーダ半径＝１１．０５７ｍｍ）：１１９８．３０ｄｐｉ、
となり、目標の１２００ｄｐｉに対して約±２ｄｐｉの誤差が生じることになる。この誤差率でレター印字（副走査方向のサイズ＝１１インチ）を行った場合、画像領域長は±２／１２００×１１インチ、すなわち、±０．４７ｍｍだけ変化する。この程度であれば実用問題ないレベルであるといえる。

以上の検討では、感光体の半径Ｒｏを初期条件として与えたが、感光体側に自由度がある場合は、まず（数１）によってエンコーダ半径Ｒｅを定め、次に（数３）によって感光体の半径Ｒｏを定めるようにしてもよい。

図８は磁気センサ２０１から出力されるセンサ出力Ａ（ｓｉｎ（θ）信号）とセンサ出力Ｂ（ｃｏｓ（θ）信号）、およびこれらから演算されるｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を示す図である。

既に説明した図４に示すように、磁気エンコーダ２００は感光体４７ａ，４７ｂの駆動軸３１に配置されており、磁気エンコーダ２００と磁気センサ２０１との距離が変動すると、ｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号の振幅は変化する。

ここで、センサ出力値（すなわち振幅の情報）をそのまま参照すると、この振幅変動の影響を受けて、正しい角度情報が得られない。そこで、ｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号の比であるｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を用いることで、振幅変動をキャンセルすることができる。

しかし、ｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号から、ｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を演算によって得ようとすると、分母＝０（演算不能）の状態が発生する。

さらに、ｓｉｎ（θ）信号またはｃｏｓ（θ）信号＝０の近傍でｔａｎ（θ）や１／ｔａｎ（θ）の値は±無限大に発散するので、ハードウェア（除算器）のビット数が増大する問題もあり、現実的ではない。

そこで、図９に示すように、ｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号の状態に応じて、ｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を選択する。

具体的には、
Ｐ２：｜ｓｉｎ（θ）｜＝｜ｃｏｓ（θ）｜を検出し、かつそのときｓｉｎ（θ）＞０かつｃｏｓ（θ）＞０であれば、以降は１／ｔａｎ（θ）を計算、
Ｐ４：｜ｓｉｎ（θ）｜＝｜ｃｏｓ（θ）｜を検出し、かつそのときｓｉｎ（θ）＞０かつｃｏｓ（θ）＜０であれば、以降はｔａｎ（θ）を計算、
Ｐ６：｜ｓｉｎ（θ）｜＝｜ｃｏｓ（θ）｜を検出し、かつそのときｓｉｎ（θ）＜０かつｃｏｓ（θ）＜０であれば、以降は１／ｔａｎ（θ）を計算、
Ｐ８：｜ｓｉｎ（θ）｜＝｜ｃｏｓ（θ）｜を検出し、かつそのときｓｉｎ（θ）＜０かつｃｏｓ（θ）＞０であれば、以降はｔａｎ（θ）を計算、
の４つの状況で場合分けすることで、ｔａｎ（θ）および１／ｔａｎ（θ）の演算結果を常に±１の範囲に収めることができる。

図９で分かるように、このように｜ｔａｎ（θ）｜＜１および｜１／ｔａｎ（θ）｜＜１となる範囲では、ｔａｎ（θ）の演算結果の線形性が比較的高いので、非線形性をカバーするための余分な演算ビットも不要となる。

一方、
Ｐ１：ｓｉｎ（θ）＝０を検出し、かつｃｏｓ（θ）＞０のとき、ｃｏｓ（θ）＝１でなければならない。そこで、ｃｏｓ（θ）の値に基づき、ｃｏｓ（θ）の振幅が正常であるかチェックする。

同様にして、
Ｐ３：ｃｏｓ（θ）＝０を検出し、かつｓｉｎ（θ）＞０のとき、ｓｉｎ（θ）＝１でなければならない。そこで、ｓｉｎ（θ）の値に基づき、ｓｉｎ（θ）の振幅が正常であるかチェックする。

Ｐ５：ｓｉｎ（θ）＝０を検出し、かつｃｏｓ（θ）＜０のとき、ｃｏｓ（θ）＝−１でなければならない。そこで、ｃｏｓ（θ）の値に基づき、ｃｏｓ（θ）の振幅が正常であるかチェックする。

Ｐ７：ｃｏｓ（θ）＝０を検出し、かつｓｉｎ（θ）＜０のとき、ｓｉｎ（θ）＝−１でなければならない。そこで、ｓｉｎ（θ）の値に基づき、ｓｉｎ（θ）の振幅が正常であるかチェックする。

以上のように、Ｐ１〜Ｐ８は｜ｓｉｎ（θ）｜＝｜ｃｏｓ（θ）｜、またはｓｉｎ（θ）＝０またはｃｏｓ（θ）＝０となるポイントであり、いずれもハード的に検出が容易、かつ着磁ペアの１周期の中で必ず発生するイベントである。そして、これらのポイントを中心と見なすと選択後のｔａｎ（θ）および１／ｔａｎ（θ）は線対称または点対称となるため、このポイントで露光ヘッドの駆動を行なう（＝ライン同期信号を出力する）と、処理内容を簡素化できる。着磁ペアの１周期の中で、８個の定点ポイントが存在するということは、着磁ペア１周期内に発生するライン同期信号の生成個数（＝逓倍率）は８の倍数となる。

図１０は、図９のｔａｎ（θ）と１／ｔａｎ（θ）の演算結果（値域）が−１から１の間となる部分を抜き出し、さらにこれらの絶対値を取ったグラフである。

１つの着磁ペアを１周期すなわち３６０゜とするとき、逓倍率６４（図７参照）を想定すると、１磁極ペアあたり６４個の”□”がプロットされる。このとき、各プロット間の角度は５．６２５゜である。これらは、図１０に示すように１つの着磁ペアに対して４周期を持ち、いずれの周期でも０と１．０を含む９つの値（０，０．０９９，０．１９９，０．３０３，０．４１４，０．５３５，０．６６８，０．８２１，１）を取る（図１１参照）。

このように上述した４つの各周期で、同一の比較値を用いるには、逓倍数は８の倍数であることが前提条件となる。

すなわち、図９に示したルールに基づいてｔａｎ（θ）または１／ｔａｎ（θ）を計算し、その値の絶対値と上記９つの値との比較結果に基づいて、露光ヘッド制御用のライン同期信号を発生させれば、感光体４７ａ，４７ｂの回転角度（感光体４７ａ，４７ｂ表面の移動距離）に基づき露光タイミングを制御することが可能となる。

上記９つの値は実数で表現されているが、実際の組み込みシステムで取り扱う場合は、
２相のエンコーダ出力をＡＤ変換した後にディジタル演算を行うことによって感光体４７ａ，４７ｂの回転角度を検出する。なお、ハード構成は別途説明する。

これまで説明してきたｔａｎ（θ）や１／ｔａｎ（θ）の値を１２ｂｉｔ正規化値で表現すると以下のようになる（図１１参照）。

Ｌ０＝０、Ｌ１＝４０３、Ｌ２＝８１５、Ｌ３＝１２４２、Ｌ４＝１６９６、Ｌ５＝２１８９、Ｌ６＝２７３６、Ｌ７＝３３６１、Ｌ８＝４０９５。

演算後におけるｔａｎ（θ）や１／ｔａｎ（θ）のビット数が１２ｂｉｔあれば、分解能の上で最も厳しいＬ０からＬ１の間でも４０３ステップを設けることができる。これにより、例えば１ラインを５００μｓで形成する場合、１ステップあたりの消費時間は５００／４０３＝１．２４μｓ程度となり、ライン形成時間のわずか０．２５％にすぎない。よって、１２ｂｉｔの演算精度があれば実用上十分である。また、ライン配置誤差≦１％を精度の基準とすれば、１０ｂｉｔの演算精度でも使用可能である。

これより、磁気エンコーダが出力するｓｉｎ（θ）信号およびｃｏｓ（θ）信号に対するＡＤ変換精度は、最低１２ｂｉｔ、理想的には１４ｂｉｔであればよい。最近のフラッシュ型高速ＡＤＣでは、この程度の分解能は実現されており、速度的にも十分対応可能である（サンプリング周期＝数μｓ程度）。

次に、本実施の形態の電子写真装置におけるコントローラの構成と動作について、図１２を用いて説明する。

図１２において、１００はコンピュータである。コンピュータ１００はネットワーク１０１経由でコントローラ８０に画像データやプリントジョブ情報を転送する。１０２はＩ／Ｆである。コントローラ８０はＩ／Ｆ１０２を介して、コンピュータ１００から転送されてきた画像データやプリントジョブ情報を受信したり、逆に電子写真装置のエラー状況などのいわゆるステータス情報をコンピュータ１００に送信する。

１０３はＣＰＵ（制御手段）であり、ＲＯＭ１０４に格納されたプログラムに基きコントローラ８０の動作を制御している。

１０５はＲＡＭであり、ＣＰＵ１０３のワークエリアとして使用されると共に、Ｉ／Ｆ１０２で受信された画像データやプリントジョブ情報、およびページ単位に展開されたプリント可能な画像データ等が、一時的に記憶される。

１０６は画像処理部である。画像処理部１０６ではコンピュータ１００から転送された画像データとプリントジョブ情報（共に一時的にＲＡＭ１０５に格納されている）に基き、ページ単位に画像処理（プリンタ言語からラスタデータへの変換処理、色補正、エッジ補正、スクリーン生成等）を行って印字に供する画像データを生成し、これを再度ＲＡＭ１０５に格納する。

１０７はプリンタＩ／Ｆであり、ＲＡＭ１０５に格納されたページ単位の画像データは、プリンタＩ／Ｆ１０７を介してエンジン制御部８１に転送される。

次に、エンジン制御部の構成と動作について、図１３に図１を併用して説明する。

図１３において１１０はコントローラＩ／Ｆである。コントローラＩ／Ｆ１１０は、コントローラ８０から転送されるページ単位の画像データ、およびプリントモード情報を受
信する。

１１１はＣＰＵ（制御手段）であり、ＲＯＭ１１２に格納されたプログラムに基きプリンタエンジンの動作を制御している。１１３はＲＡＭであり、ＣＰＵ１１１が動作する際のワークエリアとして使用される。１１４はＥＥＰＲＯＭ等の所謂書き換え可能な不揮発性メモリである。不揮発性メモリ１１４には、例えば電子写真装置の感光体４７ａ，４７ｂの回転時間、定着器６２の動作時間等の寿命情報などを格納する。１１５はシリアルＩ／Ｆである。記録紙通過センサ６０や図示しない記録紙後端検出センサなどのセンサ群からの情報、図示しない電源監視部の出力は、シリアル変換手段によって所定の周期のシリアル信号に変換され、シリアルＩ／Ｆ１１５で受信される。シリアルＩ／Ｆ１１５で受信されたシリアル信号は、パラレル信号に変換された後にＣＰＵ１１１に読み取られる。一方、給紙ローラ５７、感光体４７ａ，４７ｂ、定着器６２の加熱ローラ６３等を駆動する駆動源１９の起動／停止や、給紙ローラ５７およびレジストローラ５８に対する駆動力伝達を制御する電磁クラッチ（図示せず）等のアクチュエータへの制御信号や、現像バイアス／転写バイアス／帯電電位などの高圧電源の電位設定のための制御信号などは、パラレル信号としてシリアルＩ／Ｆ１１５に送られる。シリアルＩ／Ｆ１１５では、このパラレル信号をシリアル信号に変換して、アクチュエータ群に出力する。本実施の形態では、高速に検出する必要のないセンサ入力やアクチュエータ制御信号の出力は、全てシリアルＩ／Ｆ１１５を介して行っている。

一方、高速なサンプリングが要求されるトナー像検出センサ（図示せず）からの入力はＣＰＵ１１１の入力端子に直接接続されている。

１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋは各印字色に対応した露光ヘッドの駆動を制御するヘッド制御部（制御手段）である。ヘッド制御部１２０Ｙ〜１２０Ｋには露光ヘッドの露光タイミング制御と、露光ヘッドに搭載された有機ＥＬ素子の駆動電圧制御を行う機能が含まれている。１２１Ｙ，１２１Ｍ，１２１Ｃ，１２１Ｋは数ライン分の容量を有するバッファメモリである。コントローラＩ／Ｆ１１０を介して転送された画像データは、各印字色毎に独立して設けられたバッファメモリ１２１Ｙ〜１２１Ｋに一時的に格納される。バッファメモリ１２１Ｙ〜１２１Ｋに格納された画像データは、図示しないＤＭＡ回路によって各印字色に対応した露光ヘッドに転送される。なおバッファメモリ１２１Ｙ〜１２１ＫはデュアルポートＲＡＭで構成されており、図示しないパスを介してＣＰＵ１１１による読み取りと書き込みが可能となっている。

１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋはドライバであり、ヘッド制御部１２０Ｙ〜１２０Ｋから出力される制御信号と、バッファメモリ１２１Ｙ〜１２１Ｋから転送された画像データに基づいて、有機ＥＬ素子である発光素子（１２３Ｙ〜１２３Ｋ）を駆動する。なお、本実施の形態では、有機ＥＬ素子の発光素子列が２列になっていることから（図３参照）、各素子列に対応してドライバが設けられている。

ここで、磁気エンコーダ２００の着磁パターンは磁気センサ２０１によって検出され、磁気センサ２０１はＡ相およびＢ相の２相を出力する。これらは位置検出／ライン同期信号生成部２０２に入力され、前述した処理によって磁気エンコーダ２００の回転角度が検出される。一方、感光体４７ａ，４７ｂ上に形成されたトナーパッチを検出するトナー像検出センサ７１の出力も位置検出／ライン同期信号生成部２０２に入力され、トナー像検出センサ７１がトナーパッチ位置を検出した時点の磁気エンコーダ２００の回転角度を検出できるようになっている。また、位置検出／ライン同期信号生成部２０２はＣＰＵ１１１に対し複数の割り込み信号を出力するが、これらの割り込み信号は、割り込みコントローラ（ＩＲＱＣ）２０３を介してＣＰＵ１１１に認識される。

次に、本実施の形態のカラー電子写真装置における位置検出／ライン同期信号生成部の構成とその動作（１．感光体の回転角度の検出とライン同期信号の生成／２．各色位置合わせ情報の取得／３．各色位置合わせ情報の設定）について、図１４を用いて説明する。

（１）感光体の回転角度の検出とライン同期信号の生成
磁気センサ２０１からは、Ａ相（ｓｉｎ（θ））信号２１０ａとＢ相（ｃｏｓ（θ））信号２１０ｂが出力される。

ｓｉｎ（θ）信号２１０ａは増幅器（ＡＭＰ）２１１ａによって、ｃｏｓ（θ）信号２１０ｂは増幅器（ＡＭＰ）２１１ｂによって、所定量のオフセット付与と所定倍率の増幅が行われる。これら増幅器２１１ａ，２１１ｂのオフセット量と増幅率はＣＰＵ１１１より設定可能となっている。増幅されたｓｉｎ（θ）信号はＡＤ変換器２１２ａによって、ｃｏｓ（θ）信号はＡＤ変換器２１２ｂによって、それぞれ１４ｂｉｔ精度でＡＤ変換される。ＡＤ変換された１４ｂｉｔのディジタルデータは、演算処理部（演算手段）２１３において、ｔａｎ（θ）＝ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ）、または１／ｔａｎ（θ）＝ｃｏｓ（θ）／ｓｉｎ（θ）の演算が行われる。

ＡＤ変換器２１２ａ，２１２ｂはフラッシュ型ＡＤ変換器であり、サンプリング速度は約４μｓ程度と高速である。プリンタの１ライン形成ピッチはおよそ５００μｓを想定しており、ＡＤ変換時間に起因するライン形成位置の誤差は１％未満となっている。

演算処理部２１３で実施する演算内容は、モード判定部２１７の出力に基づいて、ｔａｎ（θ）＝ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ）、または１／ｔａｎ（θ）＝ｃｏｓ（θ）／ｓｉｎ（θ）のいずれの演算を行うかが選択される。演算処理部２１３の出力精度は１２ｂｉｔである。

増幅器２１１ａ、増幅器２１１ｂの出力は、比較器２１５−１〜２１５−４に入力されている。各比較器２１５では図９で説明したＰ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８の条件、すなわちｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号の値（アナログレベル信号）が比較され、信号レベルの一致を検出するとモード判定部２１７に一致信号（パルス）を出力する。

ここで、比較器１（２１５−１）では図９に示すＰ２の条件を検出する。

比較器２（２１５−２）では図９に示すＰ４の条件を検出する。このためにｃｏｓ（θ）信号を反転器１（２１６−１）で反転させる。

比較器３（２１５−３）では図９に示すＰ６の条件を検出する。このためにｓｉｎ（θ）信号を反転器２（２１６−２）で反転させ、ｃｏｓ（θ）信号を反転器３（２１６−３）で反転させる。

比較器４（２１５−４）では図９に示すＰ８の条件を検出する。このためにｓｉｎ（θ）信号を反転器４（２１６−４）で反転させる。

モード判定部２１７は比較器１（２１５−１）から一致信号を受け取ると、演算処理部２１３に対し１／ｔａｎ（θ）＝ｃｏｓ（θ）／ｓｉｎ（θ）を演算するよう指示する。モード判定部２１７は比較器２（２１５−２）から一致信号を受け取ると、演算処理部２１３に対しｔａｎ（θ）＝ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ）を演算するよう指示する。モード判定部２１７は比較器３（２１５−３）から一致信号を受け取ると、演算処理部２１３に対し１／ｔａｎ（θ）＝ｃｏｓ（θ）／ｓｉｎ（θ）を演算するよう指示する。モード判定部２１７は比較器４（２１５−４）から一致信号を受け取ると、演算処理部２１３に対
しｔａｎ（θ）＝ｓｉｎ（θ）／ｃｏｓ（θ）を演算するよう指示する。このように、ｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号のアナログレベルの一致条件によって演算内容を変更することで、演算時に分母が０になる演算不能の状態を無くすと共に、演算結果の絶対値が０から１の間に収めることができる。

また、モード判定部２１７は比較器２１５からの一致信号を受信する度に、ＯＲ回路２５５にライン同期信号を出力する。また、同じ信号が割り込みコントローラ２０３に対しても入力されており、ＣＰＵ１１１はこれらの一致信号を認識する。これによってＣＰＵ１１１は、図９におけるＰ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８の位置に到達したこと、すなわち磁気エンコーダ２００が特定の角度回転したことを認識する。

演算処理部２１３の演算結果はデータラッチ部１（２１４）にて一旦保持される。演算処理部２１３の演算速度は、ＡＤ変換器２１２ａ，２１２ｂの変換速度に対して非常に高速であるため、データラッチ部１（２１４）へ演算結果をラッチするタイミングは、ＡＤ変換器２１２ａ，２１２ｂの変換完了後に所定クロック数分の時間が経過（演算完了待ち）したタイミングで行われる。

増幅器２１１ａおよび増幅器２１１ｂの出力は、それぞれゼロクロス検出部ａ（２３０ａ）とゼロクロス検出部ｂ（２３０ｂ）に入力されている。ゼロクロス検出部２３０では図９に示すＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７の各状態、すなわちｓｉｎ（θ）信号またはｃｏｓ（θ）信号のアナログレベルが０となる状態を検出する。

ゼロクロス検出部ａ（２３０ａ）においてｓｉｎ（θ）信号のアナログレベル＝０を検出すると、ゼロクロス検出部ａ（２３０ａ）は直ちにデータラッチ部２（２３１ａ）にｌｏａｄ信号を出力し、ＡＤ変換器ｂ（２１２ｂ）の出力、すなわちｃｏｓ（θ）信号のＡＤ変換値をデータラッチ部２（２３１ａ）にコピーする。一方、ゼロクロス検出部ｂ（２３０ｂ）においてｃｏｓ（θ）信号のアナログレベル＝０を検出すると、ゼロクロス検出部ｂ（２３０ｂ）は直ちにデータラッチ部３（２３１ｂ）にｌｏａｄ信号を出力し、ＡＤ変換器ａ（２１２ａ）の出力、すなわちｓｉｎ（θ）信号のＡＤ変換値をデータラッチ部３（２３１ｂ）にコピーする。

データラッチ部２（２３１ａ）およびデータラッチ部３（２３１ｂ）は図示しないデータバスに接続されており、ＣＰＵ１１１はこれらの値を参照することができる。

各ゼロクロス検出部２３０はｓｉｎ（θ）信号またはｃｏｓ（θ）信号＝０を検出すると、割り込みコントローラ２０３を介してＣＰＵ１１１にゼロクロスが発生したことを通知する。割り込みの発生を受けて、ＣＰＵ１１１はゼロクロスを発生した信号源と異なるデータラッチ部にアクセスすることで、ｓｉｎ（θ）信号＝０の時のｃｏｓ（θ）信号のＡＤ変換値、またはｃｏｓ（θ）信号＝０の時のｓｉｎ（θ）信号のＡＤ変換値を取得する。

図９に基づき説明したように、ＡＤ変換器２１２ａ，２１２ｂにおける遅延時間を加味しても、ｓｉｎ（θ）信号、ｃｏｓ（θ）信号いずれかのアナログレベルが０であるとき、他方の信号のアナログレベルの絶対値は極めて１に近い値を示さねばならない。この値に基づきＣＰＵ１１１は、各増幅器（２１１）におけるオフセット量と増幅率を制御し、磁気センサ２０１の温度特性や表面の汚れによる磁気特性の変化等に起因する出力変動を補償している。

一方で、ゼロクロス検出部２３０から出力される割り込みコントローラ２０３に対する信号はライン同期信号を兼ねており、ＯＲ回路２５５に入力される。この割り込み信号に
よって、ＣＰＵ１１１は図９におけるＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７の位置に到達したことを認識する。すなわち、磁気エンコーダ２００が特定の角度回転したことを認識する。

図９、図１０で示すようにＰ１〜Ｐ８はｓｉｎ（θ）信号またはｃｏｓ（θ）信号のゼロクロス状態と、ｓｉｎ（θ）信号の絶対値とｃｏｓ（θ）信号の絶対値の一致状態を交互に繰り返す。この２つの状態が交互に発生しない状況を検出した場合、ＣＰＵ１１１は磁気センサの出力に異常があると判断することができる。

以上述べてきたように、ライン同期信号の生成という観点では、比較器２１５およびゼロクロス検出部２３０にて検出されるＰ１〜Ｐ８の状態は、全てライン同期信号として用いられる。これらの信号は割り込みコントローラ２０３を介してＣＰＵ１１１に入力され、ＣＰＵ１１１は順次Ｐ１〜Ｐ８の位置に到達したこと、すなわち感光体４７ａ，４７ｂが特定の角度回転したことを認識する。

前述のように着磁ペアは６００μｍピッチで形成されており、この１周期内でＰ１〜Ｐ８の位置検出が行われるため、Ｐ１〜Ｐ８の各ポイント間は６００／８＝７５μｍの移動距離に相当する。（但し、これは磁気エンコーダ２００上の移動距離であり、感光体表面の移動距離ではない。感光体表面の移動距離は、磁気エンコーダ２００と感光体４７ａ，４７ｂの半径の比で決まる）。

データラッチ部１（２１４）にて一旦保持された演算処理部２１３の演算結果は、ＡＤ変換が完了する毎に比較部２１８に転送される。ＣＰＵ１１１は割り込みコントローラ２０３に入力される割り込み信号の出力源に基づき、図１０のＰ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７に起因する割り込みが発生した場合は、比較基準としてＬ１の値（＝４０３）を比較部２１８に転送する。比較部２１８は、比較基準と、逐次演算処理部２１３で計算されデータラッチ部１（２１４）に書き込まれた値とを比較し、「データラッチ部１（２１４）の値≧比較基準」を検出すると、割り込みコントローラ２０３を介してＣＰＵ１１１に割り込みを発生させると共に、ＯＲ回路２５５にライン同期信号を出力する。

ＣＰＵ１１１は割り込みを受け付けると、ただちに比較基準としてＬ２の値（＝８１５）を比較部２１８に転送する。これによって、図１０に示すＬ１〜Ｌ７のレベルに対する位置に到達する毎に、ライン同期信号が発生する。

一方、ＣＰＵ１１１は、割り込みコントローラ２０３に入力される割り込み信号の出力源に基づき、図１０のＰ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８に起因する割り込みが発生した場合は、比較基準としてＬ７の値（＝３３６１）を比較部２１８に転送する。比較部２１８は比較基準と、逐次演算処理部２１３で計算されデータラッチ部１（２１４）に書き込まれた値とを比較し、「データラッチ部１（２１４）の値≦比較基準」を検出すると、割り込みコントローラ２０３を介してＣＰＵ１１１に割り込みを発生させると共に、ＯＲ回路２５５にライン同期信号を出力する。

ＣＰＵ１１１は割り込みを受け付けると、ただちに比較基準としてＬ６の値（＝２７３６）を比較部２１８に転送する。これによって、図１０に示すＬ７〜Ｌ１のレベルに対する位置に到達する毎に、ライン同期信号が発生する。

以上の処理により、図１０に記載した全ての”□”の位置でライン同期信号が生成される。このライン同期信号は、後述するようにヘッド制御部１２０に出力され、これに同期して、１ラインの画像が形成される。このライン同期信号は、時間間隔に基づいて出力されるものではなく、あくまでも感光体４７ａ，４７ｂ（磁気エンコーダ２００）の回転角度（感光体表面の移動距離）に応じて出力される。ライン同期信号が発生される位置は、
原理的に感光体４７ａ，４７ｂの回転速度の影響を受けなくなるため、感光体４７ａ，４７ｂの速度変動に起因する画像濃度の変化をなくすことが可能となる。

（２）各色位置合わせ情報の取得
図１において説明したように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの露光を同時に開始して所定のテストパッチを形成した場合、図１５に示すように、用紙搬送ベルト上にはＫ⇒Ｙ⇒Ｍ⇒Ｃの順序で画像が再現される。

図１５において、Ｋ色パッチとＹ色パッチの間隔は、第２の作像ステーション４１ｂにおけるＹ露光位置とＫ露光位置の距離を示し、Ｍ色パッチとＣ色パッチの間隔は、第１の作像ステーション４１ａにおけるＣ露光位置とＭ露光位置の距離に相当する。また、Ｋ色パッチ位置とＭ色パッチの間隔は、第２の作像ステーション４１ｂにおけるＫ露光位置と第１の作像ステーション４１ａにおけるＭ露光位置の距離に相当する。

これらの間隔の計測結果に基づく位置を検出して、Ｃ⇒Ｍ⇒Ｙ⇒Ｋの順序で露光を開始すれば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全ての色の画像形成位置を同一に制御することが可能となる。

さて、図１４において、ＣＰＵ１１１はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋラインカウンタ２４０に”０”をセットすることで各色ゲート部２４１を開放すると共に、各色遅延付与部２４５の遅延量を“０”にセットする。これによって、ゲート２５６からライン同期信号が出力された場合は、直ちにヘッド制御部１２０へライン同期信号が入力されるようになる。

次に、ＣＰＵ１１１は図示しない駆動源を制御して感光体４７ａ，４７ｂの駆動を開始し、その後感光体４７ａ，４７ｂの駆動が安定するのを待って、所定時間経過後に割り込みコントローラ２０３の割り込みマスクを解除し、発生した割り込みをＣＰＵ１１１が認識できるようにする。感光体４７ａ，４７ｂの回転に伴って磁気エンコーダ２００からｓｉｎ（θ）信号とｃｏｓ（θ）信号が出力され、前述したごとくライン同期信号が生成される。しかし、このときはＣＰＵ１１１はゲート２５６を閉じているため、ライン同期信号はヘッド制御部１２０に入力されない。

ＣＰＵ１１１は、例えば図９に示すＰ８の状態を検出したならば、ライン同期信号の生成カウントを開始する。演算処理部２１３の演算結果に基づいて、ＣＰＵ１１１には比較部２１８からライン同期信号生成に伴う割り込みが入力される。ＣＰＵ１１１はＰ８の状態の発生から７個目の割り込みをカウントするとゲート２５６を開放する。

次に発生するのはＰ１の状態に起因するライン同期信号とＣＰＵ１１１に対する割り込み信号である。ゲート２５６は開放状態であるから、ライン同期信号はゲート２５６を通過し、各色ゲート部２４１に入力される。このとき既に述べたように、各色ゲート部２４１は開放されているので、ライン同期信号は各色ゲート部２４１を通過し、各色遅延付与部２４５に入力される。各色遅延付与部２４５の遅延量はゼロに設定されているので、ライン同期信号は直ちに各色ヘッド制御部１２０に入力され、予め準備された画像データに従って露光ヘッドが駆動される。これによって図１５に示す各色のパッチが同時に形成される。

以降、磁気センサ２０１が着磁ペアピッチ分回転する毎に６４回のライン同期信号が発生すると共に、同数の割り込み信号がＣＰＵ１１１に入力される。ライン同期信号は各色ヘッド制御部に供給されつづけ、またＣＰＵ１１１は実際に生成されたライン同期信号の個数を計数する。

（３）各色位置合わせ情報の設定
トナー像検出センサ７１の出力は、図示しない前処理回路によって波形整形され、エッジ検出部２５０に入力されている。

図１５に示す各色パッチがトナー像検出センサ７１の位置に到達すると、トナー像検出センサ７１の出力が大きく変化し、この変化をエッジ検出部２５０にて検出する。エッジ検出部２５０の出力は割り込みコントローラ２０３を介してＣＰＵ１１１に伝えられ、ＣＰＵ１１１はこの割り込み時点までに計数されたライン同期信号の生成数を記憶する（Ｋ色粗位置）。一方、エッジ検出部２５０の出力はデータラッチ部４（２５１）にも入力されており、データラッチ４（２５１）はこの信号を受けて、演算処理部２１３の演算結果を一時的に保持しているデータラッチ部１（２１４）に格納されている値を自身にコピーする（Ｋ色精密位置）。データラッチ部４（２５１）は図示しないバスに接続されており、ＣＰＵ１１１から値を参照可能となっている。

以降同様にして、用紙搬送ベルトに形成されたＹ，Ｍ，Ｃ色のパッチの粗位置と精密位置が検出される。この粗位置情報はライン同期信号が最初に各色ヘッド制御部１２０に入力した以降に発生したライン同期信号の生成数を累積したものである。ライン同期信号は感光体４７ａ，４７ｂの移動距離に基づいて発生するため、ライン同期信号の生成回数を計数した情報は距離情報を示す。一方の精密位置情報も、演算処理部２１３で演算されたｔａｎ（θ）または１／ｔａｎ（θ）の値であり、感光体４７ａ，４７ｂの回転位置と対応する距離情報である。このようにして、露光開始を起点とするＫパッチ、Ｙパッチ、Ｍパッチ、Ｃパッチの距離情報が得られる。

この距離情報に基づいて、ＣＰＵ１１１は各色のパッチを同一場所に形成するための遅延情報を生成する。具体的にはＣパッチ位置にあわせるべく、残りのＫ，Ｙ，Ｍの露光タイミングを遅らせればよい。遅延量はＫ＞Ｙ＞Ｍとなる。

遅延量の演算結果に基づいて、ＣＰＵ１１１はＹＭＣＫラインカウンタ２４０および各色遅延付与部２４５に遅延情報を設定する。ＹＭＣＫラインカウンタ２４０は、設定された各色の遅延量に対してライン同期信号が入力される毎にこれを減算し、このカウント値がゼロになると対象色のゲート部２４１を開放する手段である。また、各色遅延付与部２４５は、入力されたライン同期信号に対し設定値に応じたディレイ時間を設けて各色ヘッド制御部１２０に出力する手段である。各色遅延付与部２４５は、図示しないクロック信号と同期してＣＰＵ１１１が設定した値をカウントダウンし、これがゼロになった時点で、各色ヘッド制御部１２０にライン同期信号を出力するものであり、厳密には位置情報に基づく遅延処理を行うわけではない。しかし、各ライン同期信号の間（例えば５００μｓ）で発生する速度ムラは無視できるほど小さいため、距離情報を時間情報に置き換えて露光タイミングを微調整しても、ライン位置の再現誤差は１／１００ライン程度に押さえ込むことが可能となる。

次に、偏芯に起因する周期的濃度変動に対する処理について、図１、図４および図１３を用いて説明する。

図４に示すように、磁気エンコーダ２００は感光体４７ａ，４７ｂの駆動軸３１に配置されているため、着磁ピッチ精度がいかに高くても、偏芯により実質的な位置検出誤差が生じるのは避けることができない。

本実施の形態では磁気エンコーダ２００の出力に基づいて露光タイミングが制御されるため、偏芯量が大きいと最終画像におけるライン間隔が周期的に変化し濃度ムラとして現れる。

上記感光体４７ａ，４７ｂの駆動軸３１と磁気エンコーダ２００の偏芯の他に、感光体４７ａ，４７ｂの駆動軸３１に対し感光体４７ａ，４７ｂが偏芯していても同様に濃度ムラが生じるが、これらは共に感光体４７ａ，４７ｂおよび磁気エンコーダ２００一周を周期とする周期性を持つため、これら２つの要因が複合して濃度変動が発生する場合でも、感光体４７ａ，４７ｂ上に形成される画像濃度を検出することによって補正が可能である。

さて、図４において、感光体原点検出センサ２０４は感光体４７ａ，４７ｂの端部に設けられたマーカを検出する光学センサであり、感光体４７ａ，４７ｂが一周する毎にマーカ検出信号を出力する。この出力は割り込みコントローラ２０３を介してＣＰＵ１１１に認識される。

トナー付着量センサ２０５は感光体４７ａ，４７ｂ上に形成されたトナー像の付着量を検出する光学センサである。トナーは５μｍ程度の粒径を有する微細な粉体であるため、トナー層の表面に光を照射すると照射光は散乱するが、感光体４７ａ，４７ｂの地肌は照射光を正反射する。さらに、散乱する光量はトナー層の厚みにほぼ比例する。この特性を利用すれば、感光体４７ａ，４７ｂ上のトナー付着量を測定することができる。また、一般に感光体４７ａ，４７ｂに付着したトナー量と画像濃度は、飽和濃度未満の濃度領域でほぼ比例するため、トナー付着量を測定することで画像濃度、即ち周期的に発生する濃度ムラの状態を知ることができる。

そして、トナー付着量センサ２０５の出力はＣＰＵ１１１が内蔵する図示しないＡＤポートに入力されており、ＣＰＵ１１１はＡＤポートの値を参照することでトナー付着量センサ２０５の出力のＡＤ変換値を得ることができる。

ＣＰＵ１１１は感光体４７ａ，４７ｂが回転する状態で、露光ヘッドを制御して感光体４７ａ，４７ｂの回転方向に帯状のパッチを形成する。この帯状のパッチとしては全てのラインを形成するような高濃度パッチではなく、例えば数ラインに一度の割合でラインを形成するようにして中間調画像とするのが望ましい。偏芯によって画像のラインピッチが変わり結果として濃度が変化するが、間欠的にラインを形成することでラインピッチ変化の影響が濃度に現れやすくなる。

ＣＰＵ１１１は感光体原点検出センサ２０４からの割り込み信号を検出すると、既に説明したライン同期信号（ＣＰＵ１１１に対する割込み信号）が入力される毎に、上述したＡＤポートの値を読み取り、上記帯状のパッチに対するトナー付着量センサ２０５の出力を、例えばＲＡＭ１１３に記憶する。この処理を最低感光体４７ａ，４７ｂが一周する間行う。このようにして濃度変動プロファイルが得られる。

この濃度プロファイルは色別に取得される。これは、色によって露光位置が異なるため、濃度ムラが感光体一周の周期を有するとしても、感光体原点検出センサ２０４の出力を起点とする濃度プロファイルは時間的な位相差を有するためである。また、この時間的なずれを補正して各色の濃度変動プロファイルを比較すれば、偏芯以外の要因で発生している濃度ムラは切り分けることが可能となる。（偏芯によって発生する濃度変化率（帯状のパッチの平均濃度と、各ポイントの濃度との比）は、色によって異なる露光位置の影響を除外すれば一致する。一致しないポイントでは他の要因で濃度変化が発生している）。

図１３に示すヘッド駆動電圧設定部１５８は、露光ヘッドに供給する電源電圧を、各色の露光ヘッド毎に独立して制御する。ＣＰＵ１１１はシリアルＩ／Ｆ１１５に所定のデータを転送することで、露光ヘッドの駆動電圧を所定の範囲で制御し、結果的にヘッド全体の発光光量を調整することができる。

印字に際して、ＣＰＵ１１１は感光体原点検出センサ２０４の出力（割り込み信号）を認識すると、既に取得した濃度プロファイルに基づき、既に説明したライン同期信号（ＣＰＵ１１１に対する割込み信号）が入力される毎に、色毎に対応する露光ヘッドの駆動電圧を変更する。ライン間ピッチが大きく、隙間が広がることにより濃度が低くなっている位置では、露光ヘッドの駆動電源電圧を高く設定する。逆に、ライン間ピッチが小さく、隙間が狭まることにより濃度が高くなっている位置では、露光ヘッドの駆動電源電圧を低く設定する。電源電圧を制御することで、露光ヘッドによって形成される潜像のサイズが変わり、結果的に濃度が補正させる。

このように、ラインピッチの変動によって発生する濃度変動を、ヘッド駆動電圧を調整して画素のサイズを最適に制御することで、偏芯に起因する周期的濃度変動を抑制することができる。

次に、ヘッド制御部１２０の構成を、図１６を用いて詳細に説明する。なお、図１３で示したように、実際にはヘッド制御部は印字色毎に４つ存在するが、以降簡単のため１つのヘッド制御部を対象として説明する。

図１６において１３０はヘッド駆動タイミング制御部である。ヘッド駆動タイミング生成部１３０は、露光ヘッドに搭載された２つの素子列である第１の素子列８６ａに対応した第１のドライバ１２２ａおよび第２の素子列８６ｂに対応した第２のドライバ１２２ｂに対して、バッファメモリ１２１から送られた画像データの１ライン分の保持に関する制御および第１および第２の素子列８６ａ，８６ｂの駆動タイミングを生成する。ヘッド駆動タイミング生成部１３０は、位置検出／ライン同期信号生成部２０２から出力されるライン同期信号をトリガとして、バッファメモリ１２１に対して画像データ転送用のクロック信号（ＣＬＫ）およびアドレス生成部１３０ａで生成されたアドレス（ＡＤＤＲＥＳＳ）を供給する。また、ヘッド駆動タイミング生成部１３０は、位置検出／ライン同期信号生成部２０２から出力されるライン同期信号をトリガとして、第１、第２のドライバ１２２ａ，１２２ｂに対してクロック信号（ＣＬＫ）およびその他のドライバ制御信号を出力する。

（実施の形態２）
図１７は本発明の実施の形態２であるカラー電子写真装置の全体構成を示す概略図、図１８は図１７のカラー電子写真装置に設けられた作像ステーションおよびその周辺の構成を示す説明図である。

図１７および図１８に示すように、実施の形態２のカラー電子写真装置は、感光体４７上にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナー像を重畳形成し、このトナー像を用紙搬送ベルト４４によって搬送された記録紙４２上に転写することでカラー画像を得るものである。

本実施の形態の装置では感光体数が１つであるために磁気エンコーダ２００の数が一つでよく、コストダウンが可能であると共に、トナー重畳が単一の部材（感光体４７）上で行われるため、色ずれに対しても有利となる。

また、実施の形態１では用紙搬送ベルト４４の周囲にトナー像検出センサ７１、感光体４７ａ，４７ｂの周囲にトナー付着量センサ２０５が配置されていたが、実施の形態２の構成では感光体４７の周辺に１つのトナー像検出センサ７１（トナー付着量センサ２０５と兼用）を配設すればよいため、コスト的に更に有利である。

実施の形態２では用紙搬送ベルトを用いて記録用紙を感光体の方向へ搬送しているが、用紙搬送ベルトを廃し、感光体と対向する位置に搬送ローラ（転写手段と兼用）を配置し、感光体と搬送ローラが形成するニップにて記録用紙を搬送する構成とすることも可能である。これによって更にコストダウンが可能となる。

感光体４７の駆動軸３１には円筒状の磁気エンコーダ２００が配置されている。感光体４７は消耗品であり、感光体４７の駆動軸３１に磁気エンコーダ２００を直接装着するとコストアップを招くため、プリンタ筐体側の駆動軸にエンコーダを配置し、感光体４７と駆動軸３１をカップリングにて連結するような構成としてもよい。

磁気エンコーダ２００は焼結体であるマンガンアルミ磁石（以下、「ＭＡ磁石」という。）を円筒型に切削加工し、その円筒面上に複数の磁極を着磁したものである。図６に示すように、磁気エンコーダ２００の円周方向にＮ極およびＳ極の磁極がストライプ状に着磁されている。ＭＡ磁石は比較的高い磁力を得られると共に、加工性に優れており極めて高い精度で切削加工が可能である。本実施の形態では、Ｎ極およびＳ極はそれぞれ３００μｍの幅とピッチで形成されている。

磁気センサ２０１は磁気エンコーダ２００に着磁された着磁パターンを検出する。磁気センサ２０１には、磁気エンコーダ２００の着磁パターンのピッチに対応する予め定められた間隔で、磁性薄膜からなる磁気検出部が２ヵ所形成されている。磁気エンコーダ２００の着磁ピッチの１／２に相当する間隔で磁気検出部を形成した場合、各検出部からは互いに位相が９０゜ずれた正弦波出力が出力される。すなわち、磁気センサ２０１からは、２相の、互いに位相が９０゜ずれた正弦波（すなわちｓｉｎ信号とｃｏｓ信号）が出力される。本実施の形態では、磁気エンコーダ２００の磁気検出部の間隔は１５０μｍとしている。

感光体原点検出センサ２０４は感光体４７の所定位置に設けたマーカを検出する光学センサであり、感光体４７が一周する毎にマーカ検出信号出力するものである。

このように、本発明は、単一の感光体４７上にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナー像を重畳形成し、このトナー像を用紙搬送ベルト４４によって搬送された記録紙４２上に転写するカラー電子写真装置にも適用することができる。

本発明の実施の形態１であるカラー電子写真装置の全体構成を示す概略図 図１のカラー電子写真装置に設けられた作像ステーションの構成を多重現像の工程とともに示す概略図 図２の作像ステーションに設けられた露光ヘッドの構成を示す概略図 図２の作像ステーションおよびその周辺の構成を示す説明図 実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気エンコーダにおける着磁パターンを示す説明図 図１のカラー電子写真装置における磁気センサからの出力波形を示すグラフ 実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気エンコーダの仕様の一例を示す図 実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気センサから出力されるセンサ出力Ａ（ｓｉｎ（θ）信号）とセンサ出力Ｂ（ｃｏｓ（θ）信号）およびこれらから演算されるｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を示すグラフ 実施の形態１のカラー電子写真装置に設けられた磁気センサから出力されるセンサ出力Ａ（ｓｉｎ（θ）信号）とセンサ出力Ｂ（ｃｏｓ（θ）信号）およびこれらから演算されるｔａｎ（θ）情報および１／ｔａｎ（θ）情報を図８とは異なる処理によって示すグラフ 図９のｔａｎ（θ）と１／ｔａｎ（θ）の演算結果（値域）が−１から１の間となる部分を抜き出して絶対値を取ったグラフ 実施の形態１の磁気エンコーダにおける着磁ピッチ位相角、ｔａｎ（θ）および１２ｂｉｔ正規化値を示す図 図１のカラー電子写真装置におけるコントローラの構成を示すブロック図 図１のカラー電子写真装置におけるエンジン制御部の構成を示すブロック図 図１のカラー電子写真装置における位置検出／ライン同期信号生成部の構成を示すブロック図 図１のカラー電子写真装置における用紙搬送ベルト上のテストパッチ位置を示す説明図 図１３のヘッド制御部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２であるカラー電子写真装置の全体構成を示す概略図 図１７のカラー電子写真装置に設けられた作像ステーションおよびその周辺の構成を示す説明図

符号の説明

１３，１７ 露光ヘッド（露光手段）
１４，１８ 現像器（現像手段）
４７，４７ａ，４７ｂ 感光体
７１ トナー像検出センサ（パッチ検出センサ）
１２０Ｙ〜１２０Ｋ ヘッド制御部（制御手段）
２００ 磁気エンコーダ（エンコーダ）
２０１ 磁気センサ（パターン検出センサ）
２０４ 感光体原点検出センサ
２１２ａ，２１２ｂ ＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）
２１３ 演算処理部（演算手段）

Claims (11)

1. 感光体と、
   前記感光体に１ライン単位に潜像を形成する露光手段と、
   前記感光体の回転にともなう前記感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、
   前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするカラー電子写真装置。
2. 感光体と、
   １つの前記感光体の周囲にあって感光体に１ライン単位に潜像を形成する複数の露光手段と、
   前記感光体の回転にともなう感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、
   前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記複数の露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするカラー電子写真装置。
3. 感光体と、
   １つの感光体の周囲にあって感光体に１ライン単位に潜像を形成する複数の露光手段と、
   同じ感光体の周囲にあって前記露光手段と同数設けられ前記潜像を顕画化する現像手段と、
   前記感光体の回転にともなう感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、
   前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記複数の露光手段の距離を計測する手段と、
   前記計測された露光手段の距離に基づいて、前記露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするカラー電子写真装置。
4. 感光体と、
   １つの感光体の周囲にあって感光体に１ライン単位に潜像を形成する複数の露光手段と、
   同じ感光体の周囲にあって前記露光手段と同数設けられ前記潜像を顕画化する現像手段と、
   前記感光体の回転にともなう感光体の回転位置を前記１ライン以下の分解能で検出する感光体位置検出手段と、
   顕画化されて前記感光体上に形成されたパッチを検出するパッチ検出センサと、
   前記パッチ検出センサの出力と前記感光体位置検出手段が検出した感光体の回転位置に基づいて前記複数の露光手段の距離を計測する手段と、
   前記計測された露光手段の距離に基づいて、前記露光手段の露光タイミングを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするカラー電子写真装置。
5. 前記感光体位置検出手段は、
   感光体駆動軸に配設され、表面に所定の着磁パターンを形成したエンコーダを含み、
   前記エンコーダの半径をＲｅ、着磁パターンのＮＳペア数をｎ、着磁ペアのピッチをＳとするとき、以下の（１）を満たし、
   さらに、感光体表面の分解能をＰ、感光体の半径をＲｏ、前記正弦波を高密度に分解する際の逓倍率をＮとするとき、以下の（２）を略満たすよう、エンコーダ半径Ｒｅを設定したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のカラー電子写真装置。
   Ｒｅ＝Ｓ×ｎ／２π ・・・（１）
   Ｐ×（Ｒｅ／Ｒｏ）×Ｎ＝Ｓ ・・・（２）
6. 前記感光体位置検出手段は、
   感光体駆動軸に配設された１つのエンコーダと、前記エンコーダに形成されたパターンを検出し互いに位相の異なる２つの正弦波を出力する２つのパターン検出センサと、前記パターン検出センサの出力をそれぞれＡＤ変換する２つのＡＤ変換手段と、前記ＡＤ変換結果の比を求める演算手段とを有し、
   前記演算手段は、
   前記ＡＤ変換手段の出力に基づいて、ｔａｎ（θ）信号または、１／ｔａｎ（θ）信号のいずれかを演算し、前記演算されたｔａｎ（θ）または１／ｔａｎ（θ）の値に基づいて、前記露光手段の露光タイミングを生成する、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のカラー電子写真装置。
7. 前記感光体位置検出手段は、前記演算されたｔａｎ（θ）または１／ｔａｎ（θ）の値に基づくことなく複数のイベントを検出し、これに基づいて前記露光手段の露光タイミングを生成することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のカラー電子写真装置。
8. 前記イベントは、前記位相の互いに異なる正弦波のそれぞれがゼロクロスする時点と、前記位相の互いに異なる正弦波の値の絶対値が等しくなる時点とで発生されることを特徴とする請求項７記載のカラー電子写真装置。
9. 前記エンコーダはマンガンアルミ磁石によって構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のカラー電子写真装置。
10. 前記露光手段は露光ヘッドであることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のカラー電子写真装置。
11. 前記感光体の回転原点を検出する感光体原点検出センサを有し、前記感光体原点検出センサの出力を基準として、前記感光体の回転に応じて前記露光手段の駆動電圧を制御するヘッド駆動電圧制御手段を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のカラー電子写真装置。
    

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