JP2005178080A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１ライン単位の副走査レジスト位置ズレを防止した色合わせを可能にするカラー画像形成装置を実現する。
【解決手段】感光体に形成した各色の画像を中間転写体に順次転写した後、中間転写体上の画像を転写紙に転写する構成であり、画像形成に対応した光源を制御する書込制御部４４を各色毎に有し、書込制御部に対し画像信号を入力する画像信号処理部４２を有し、書き込み光学系１の主走査方向書き出し位置の基準となる同期検知信号の検出用光学センサを有するカラー画像形成装置において、転写紙の給紙タイミングから生成されるシステム動作開始信号を検出した後の全色の同期検知信号を検出しないタイミングを起点に書込制御部４４から画像信号処理部４２へ画像信号の転送要求するまでの遅延タイミングを制御するカウンタを各色２つ以上有し、該カウンタを同期検知信号を基にタイミング制御された主走査同期信号にて制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多色またはフルカラー画像の形成が可能なプリンタ、複写機、ファクシミリ、プロッタ等のカラー画像形成装置に関し、特に、複数の色を重ね書き可能な中間転写体を有するカラー画像形成装置に関するものである。

従来、カラー画像形成装置では複数色の画像を形成させるため、複数の画像形成部を備えた構成になっている。そして記録媒体（例えば転写紙）の位置を検出するレジストセンサの検出信号を元に生成されるシステム動作開始信号を起点に画像形成動作開始までのタイミングで副走査方向レジストを調整している。そしてこのようなカラー画像形成装置としては、例えば中間転写ベルトと呼ばれる搬送ベルトに沿って感光体等の可視画像形成部が各色並び、中間転写ベルトの同一位置に各色の画像を重ね合わせて形成し、別途転写装置にて転写紙に転写するタンデムタイプのカラー画像形成装置がある。ここで、中間転写ベルトは無端形状で複数のローラに掛け渡し所定の張力によって配置されている。そして駆動ローラを回転させる駆動手段により所定の方向に一定速度で搬送される。

このようなタンデムタイプのカラー画像形成装置では、各色の画像形成部が画像形成を開始するタイミングが異なっているため、転写紙位置を検出するレジストセンサ等の検出信号を基にシステム全体の動作開始信号を生成する。そして、このシステム動作開始信号を起点に、画像形成動作開始までのタイミングを各色で調整し、副走査方向のレジスト量を変更する。
また、中間転写ベルト等の中間転写体を有するカラー画像形成装置では、レジストセンサから作像位置までの距離が作像系の配置により各色異なっている。そのため、画像形成開始までのタイミングを各色で調整する手段を独立に有している。一例として特許文献１に記載の発明では、タンデム方式のカラー画像形成装置で各色毎に独立に遅延調整カウンタを有し画像形成開始タイミングを制御している。

副走査レジストは各色の色合わせに応じて制御する必要があり、通常、各色の主走査書き出し基準タイミング信号である同期検知信号を基に制御している。しかし、各色の同期検知信号は像高位置が異なるため各色独立のタイミングで入力される。さらに、レジストセンサを基に生成するシステム動作開始信号は各色の同期検知信号に対して非同期入力信号である。そのため、システム動作開始信号と各色の同期検知信号のタイミングに応じて色間にライン周期分のズレが生じ、結果的に副走査レジスト位置が１ライン周期分のズレを発生させてしまう。ここで、特許文献２に記載の発明では、１ドラム中間転写方式のカラー画像形成装置において、感光体への画像形成開始の副走査開始信号位相を、同期検出センサから生成する主走査書込開始信号位相に対して同期化することにより、各色の位相調整を独立に行い、副走査１ラインのレジスト位置ズレの発生を防止している。しかし、これをそのままタンデムタイプのカラー画像形成装置に適用することはできない。

特開平９−２２０８２５号公報 特開２０００−９４７３９号公報

本発明では上記問題を解消するため、各色の画像形成動作開始までのタイミング調整手段の起点をレジストセンサ等の検出信号を基にしたシステム動作開始信号ではなく、システム動作開始信号を検出した後に画像形成部である書き込み光学系にて全色の同期検知信号を検出しないタイミングを起点に動作させることにより、各色の副走査レジスト調整の起点ラインを一致させて、各色の画像形成開始タイミングを一概に調整し、１ライン単位の副走査レジスト位置ズレを防止した色合わせを可能にするカラー画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するための手段として以下のような特徴を有している。
本発明の第１の構成は、複数の光源からの光束を１つの偏向器にて走査させ複数色の静電潜像を形成する書き込み光学系と、該書き込み光学系から照射された光束により各色の静電潜像がそれぞれ形成される複数の像担持体と、各像担持体に形成された静電潜像を各色の現像剤により可視像化する現像装置と、前記像担持体に対向配置され各色の現像画像が順次転写される中間転写体と、該中間転写体に形成された画像を記録媒体に一括転写する転写装置を備えたカラー画像形成装置であって、画像形成に対応した光源を制御するための書込制御部を各色毎に有し、前記書込制御部に対し画像信号を入力する画像信号処理部を１つ有し、前記書き込み光学系の主走査方向書き出し位置の基準となる同期検知信号の検出用光学センサを有するカラー画像形成装置において、前記記録媒体の給紙タイミングから生成されるシステム動作開始信号を検出した後の全色の前記同期検知信号を検出しないタイミングを起点に、前記書込制御部から前記画像信号処理部へ画像信号の転送要求するまでの遅延タイミングを制御するカウンタを各色２つ以上の複数有し、前記遅延タイミング制御用カウンタを前記同期検知信号を基にタイミング制御された主走査同期信号にて制御することを特徴とする（請求項１)。

すなわち本発明のカラー画像形成装置では、各色の画像形成動作開始までのタイミング調整手段の起点をレジストセンサ等の検出信号を基にしたシステム動作開始信号ではなく、システム動作開始信号を検出した後に画像形成部である書き込み光学系にて全色の同期検知信号を検出しないタイミングを起点に動作させることにより、各色の副走査レジスト調整の起点ラインを一致させて、各色の画像形成開始タイミングを一概に調整し１ライン単位の副走査レジスト位置ズレを防止した色合わせを可能にする。
また、副走査レジスト調整用の上記遅延タイミング制御用カウンタを各色毎に１つしか有していない場合は、複数ページに渡る印刷ジョブが要求された際に作像するタイミングが一番の第１色目が１ページ目を作像した後、第２色目、第３色目と作像した後、最後の第４色目が作像するまでの間に２ページ目の印刷ジョブが要求される。つまり第４色目の１ページ目の画像形成開始タイミングの前に２ページ目のシステム動作開始信号を検出した場合には、第４色目の１ページ目の画像形成開始タイミングまで待機しなければならない。すなわち第４色目が画像形成開始するまでは２ページ目のシステム動作開始信号を受取り、２ページ目の制御を開始することができない。しかし、本発明では、遅延タイミング制御用カウンタを各色毎に独立に２つ以上の複数有することにより、複数ページに渡るページ間のジョブ待機時間を削減し、画像形成装置のトータル処理時間を低減できる。

本発明の第２の構成は、第１の構成のカラー画像形成装置において、システム動作開始信号検出後の全色の同期検知信号を検出しないタイミングを起点に、書込制御部から画像信号処理部へ画像信号の転送要求するまでの遅延タイミングを制御するカウンタを、ダウンカウンタとして動作させ制御することを特徴とする（請求項２）。

本発明では第１の構成のカラー画像形成装置において、副走査レジスト調整及び各色の画像形成動作開始までのライン遅延調整用のカウンタを複数有しているため、通常では印刷ジョブページ毎に切り替えて使用する構成になっている。しかし、画像形成動作開始までのタイミングを調整する遅延タイミング調整手段をカウンタで制御しようとした場合に、アップカウンタを用いてライン周期毎にカウントアップし、記憶手段であるレジスタ等に設定された値と同値になったタイミングで画像形成を開始する場合には、同一ページの画像形成動作が全色開始するまでの期間中、上記レジスタの設定値を変更することができない。つまり、次ページの動作に対し副走査レジスト調整値を変更したい場合には、前ページの画像形成動作が全色開始するまで次ページのシステム動作開始タイミングを遅延させる必要が有り、これでは、トータルの印刷ジョブ時間が長くなり生産性を低下させてしまう。
そこで、複数有する遅延タイミング制御用カウンタをダウンカウンタとして動作させ制御することにより、生産性を低下させずに達成することが可能となる。すなわちシステム動作開始信号を検出した後の、全色の同期検知信号を検出しないタイミングを起点に遅延ライン数設定値をカウンタ初期値としてロードし、各色の同期検知信号のタイミングにてディクリメント動作させ、カウンタ値が０に達した際を画像形成開始タイミングとすることで副走査遅延ライン数を制御可能である。また、ダウンカウント制御することにより、印刷ジョブ動作中に遅延ライン数設定値を変更する場合でも、変更前の前ページジョブ動作を気にすること無く、システム動作開始信号の出力タイミングからダウンカウンタ初期値をロードするまでのタイミングを除いて変更が可能である。これにより印刷動作の生産性を低下させること無く、印刷ジョブ中に検出した色合わせ制御結果を印刷ジョブへリアルタイムに反映することができる。

本発明の第３の構成は、第２の構成のカラー画像形成装置において、前記遅延タイミング制御用カウンタのダウンカウントスタート値を前記システム動作開始信号検出後の全色の同期検知信号を検出しないタイミングでロードすることを特徴とする（請求項３）。
この第３の構成では、第１、第２の構成と同様の課題に対し、副走査レジスト位置を１ライン単位で色合わせ調整可能にするために、画像形成部である書込制御部において完全非同期動作である記録媒体（例えば転写紙）の搬送制御の同期を取るために、転写紙搬送制御から検出されるレジストセンサ信号を基にシステム動作開始信号を生成し、書込制御部の基準信号となる同期検知センサからの同期検知信号とシステム動作開始信号の非同期を解消するため、ライン周期単位での制御を行い各色の副走査開始基準位置を同期検知信号に合わせてタイミング制御することにより、タンデム方式のカラー画像形成装置での副走査方向への１ライン単位の色合わせ制御を可能にする。

本発明の第４の構成は、第２の構成のカラー画像形成装置において、前記遅延タイミング制御用カウンタのダウンカウントスタートロード値を画像形成動作中に変更可能であることを特徴とする（請求項４）。
この第４の構成では、第１、第２の構成と同様の課題に対し、遅延タイミング調整手段にダウンカウンタを用いることで、複数ページに渡る印刷ジョブ中に検出した色合わせ補正制御結果を、システム動作開始信号の出力タイミングからダウンカウンタ初期値ロードするまでのタイミングを除いて、ダウンカウンタ初期ロード値を変更することにより、画像形成期間中でも副走査レジスト値を調整可能であり、印刷ジョブを停止させずにリアルタイムに反映することができる。

本発明の第５の構成は、第２、第３または第４の構成のカラー画像形成装置において、前記像担持体を収納するユニット内に記憶手段を有するプロセスカートリッジを備え、前記記憶手段にあらかじめ全色の像担持体の配置より各色の作像タイミングの遅延ライン数を記憶しておき、前記遅延タイミング制御用カウンタのダウンカウントスタート値の初期値として使用することを特徴とする（請求項５）。
カラー画像形成装置で、像担持体や現像剤容器（例えばトナーボトル）等を一つのユニットにしたプロセスカートリッジを有している装置では、各色の像担持体の間隔が既知で構成されている。像担持体の間隔が画像形成タイミングの各色間の遅延タイミング量に相当するので、プロセスカートリッジ内に各色の遅延タイミング制御用カウンタの初期ロード値を記憶しておくことで、像担持体の間隔からの遅延タイミングはデフォルトで一定に調整することが可能である。その後、装置全体の構成にて作像系の配置により微調整することで容易に色合わせができる。

尚、以上の構成のカラー画像形成装置において、前記複数の光源としては，例えば半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）が用いられる（請求項６）。
また、前記像担持体としては、例えば光導電性の感光体が用いられる（請求項７）。
さらに、前記偏向器としては、例えば回転多面鏡が用いられる（請求項８）。
また、前記中間転写体としては、例えば中間転写ベルトが用いられ、この中間転写ベルトに沿って複数の像担持体が所定の間隔で並設される（請求項９）。

本発明の第１の構成では、複数色の画像を転写装置により順次転写される中間転写体を有するカラー画像形成装置において、システム動作開始信号を基に各色の主走査方向の書き込み基準信号であるライン同期信号のタイミングから書込制御部動作開始信号を生成し、各色の副走査方向の遅延タイミング制御用のカウンタを書込制御部動作開始信号を起点に動作させることで書込制御部に非同期であるシステム動作開始信号の入力タイミングによらず副走査方向への画像形成タイミングを制御することができる。また、遅延タイミング制御用カウンタを各色毎に独立に２つ以上の複数有することで、複数ページに渡る印刷ジョブのページ間ジョブ待機時間を削減可能なカラー画像形成装置を提供することができる。

本発明の第２の構成では、第１の構成のカラー画像形成装置において、システム動作開始信号から各色の副走査方向への遅延ライン数を制御する遅延タイミング制御用カウンタをダウンカウンタとして動作させることで、複数ページに渡る印刷ジョブ中に副走査遅延量を変更する場合でも変更前ページのジョブ動作を気にすること無く、システム動作開始信号の出力タイミングからダウンカウンタ初期値ロードまでのタイミングを除いて制約無く副走査遅延量を変更できるシステムになる。これにより、印刷動作の生産性を低下させること無く印刷ジョブ中に検出した色合わせ制御結果を印刷ジョブへリアルタイムに反映することができるカラー画像形成装置を提供することができる。

本発明の第３の構成では、第２の構成のカラー画像形成装置において、画像形成部である書込制御部において完全非同期動作であるシステム動作開始信号を書込制御部の基準信号である同期検知信号にてライン周期単位での制御を行い各色の副走査開始基準位置を同期検知信号に応じてタイミング制御することにより、タンデム方式のカラー画像形成装置での副走査方向への１ライン単位色合わせ制御を可能にすることができる。

本発明の第４の構成では、第２の構成のカラー画像形成装置において、システム動作開始信号から各色の副走査方向への遅延ライン数を制御する遅延タイミング制御用カウンタをダウンカウンタとして動作させることで、複数ページに渡る印刷ジョブ中に副走査遅延量を変更する場合でも変更前ページのジョブ動作を気にすること無く、システム動作開始信号の出力タイミングからダウンカウンタ初期値ロードまでのタイミングを除いて制約無く副走査遅延量を変更できるシステムになる。これにより、印刷動作の生産性を低下させること無く印刷ジョブ中に検出した色合わせ制御結果を印刷ジョブへリアルタイムに反映することができるカラー画像形成装置を提供することができる。

本発明の第５の構成では、第２、第３または第４の構成のカラー画像形成装置において、像担持体や現像装置等を一つのユニットにしたプロセスカートリッジ構成を形成し、プロセスカートリッジのユニット内に記憶手段を設けておき、各色の像担持体の間隔をカートリッジ内部に記憶しておく。感光体ドラム間隔は各色間の画像形成タイミング遅延間隔に相当するので、この記憶された値をデフォルト値として使用することにより、プロセスカートリッジ交換時等に容易に副走査色合わせ制御を容易に実現することができる。

本発明は、複数の光源（例えば半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ））からの光束を１つの偏向器（例えば回転多面鏡）にて走査させ複数色の静電潜像を形成する書き込み光学系（書き込み光学ユニット）と、書き込み光学ユニットから照射された光束（レーザビーム）により各色の静電潜像がそれぞれ形成される複数の像担持体（例えば光導電性の感光体ドラム）と、各像担持体に形成された静電潜像を各色の現像剤（例えば各色のトナー）により可視像化する現像装置と、像担持体に対向配置され各色の現像画像（トナー画像）が順次転写される中間転写体（例えば中間転写ベルト）と、中間転写体に形成された画像を記録媒体（例えば転写紙）に一括転写する転写装置を備えたカラー画像形成装置に関するものである。以下、本発明を実施するための最良の形態を、図示の実施例に基づいて、詳細に説明する。

図２は本発明のカラー画像形成装置で用いられる書き込み光学ユニット１の概略断面図であり、図中の符号２０は偏向器である回転多面鏡（ポリゴンミラー）、２１−１，２１−２はｆθレンズ、２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｙ，２２Ｋは第１ミラー、２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｙ，２３Ｋは面倒れ補正用レンズ（ＷＴＬ等）、２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ，２４Ｋは第２ミラー、２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋは第３ミラーである。カラー画像形成装置の書き込み光学ユニット１はマゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、イエロー：Ｙ、ブラック：ＢＫの４色の画像を形成する。従来の画像形成装置では４色の画像を独立した４つの書き込み光学ユニットにて形成しているが、本発明の画像形成装置では１つの書き込み光学ユニットにて４色の画像を形成する。各色のレーザユニット（不図示）に実装したレーザダイオードから出射したレーザビームがシリンドリカルレンズ（不図示）に入射する。シリンドリカルレンズは副走査方向に定まった屈折率を有しており、レーザユニットから出射された平行性ビームを副走査方向に集光し、偏向器である回転多面鏡（ポリゴンミラー）２０に入射させる。ポリゴンミラー２０はモータにより高速回転し、入射されたレーザビームを主走査方向に偏向させる。本発明の書き込み光学ユニット１では、ポリゴンミラー２０を光学ユニットの中央に配置し、１つのポリゴンミラー２０にて４色のレーザビームを主走査方向に偏向させる構成になっている。そしてポリゴンミラー２０を中心に、左右対称にレーザユニットとミラー、レンズ等の構成部品を配置し、左右に各２色のレーザビームの光路をレイアウトすることで１つのポリゴンミラー２０にて４色のレーザビームを偏向させることを実現している。図中ではポリゴンミラー２０の左側にマゼンタ：Ｍとシアン：Ｃの光路を、右側にイエロー：Ｙとブラック：ＢＫの光路をレイアウトしている。ポリゴンミラー２０にて偏向された各色のレーザビームは第１ミラー２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｙ，２２Ｋにて反射させる。

図３と図４には図２の書き込み光学ユニット内の光学系の概略平面図を示した。図中の符号２０は回転多面鏡（ポリゴンミラー）、２１−１，２１−２はｆθレンズ、２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｙ，２２Ｋは第１ミラー、２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ，２４Ｋは第２ミラー、２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｙ，２６Ｋはレーザダイオードを装着したレーザユニット、２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｙ，２７Ｋはシリンドリカルレンズ、２８−１，２８−２は反射ミラー、２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙ，２９Ｋは同期検知反射ミラー、３０−１，３０−２は同期検知レンズ、３１−１，３１−２は同期検知センサである。尚、面倒れ補正用レンズ（ＷＴＬ等）２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｙ，２３Ｋや、第３ミラー２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋの図示は省略した。

図２〜４において、第１ミラー２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｙ，２２Ｋに入射されたレーザビームは面倒れ補正用レンズ（ＷＴＬ等）２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｙ，２３Ｋに入射した後、第２ミラー２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ，２４Ｋへ入射する。面倒れ補正用レンズ（ＷＴＬ等）２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｙ，２３Ｋはポリゴンミラー２０の面倒れ補正をするものである。第２ミラー２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ，２４Ｋで反射したレーザビームを第３ミラー２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋで反射し書き込み光学ユニット１から出射して図示しない感光体ドラム上に結像させる。前記の通り書き込み光学ユニット１はポリゴンミラー２０を中心に左右対称に光学部品を配置し、左右に各２色ずつ光路をレイアウトしている。主走査方向の書き出し基準位置を検出するライン同期検知信号検出部は図中の同期検知センサ３１−１，３１−２である。第２ミラー２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ，２４Ｋで主走査の特定位置にて反射したレーザビームは同期検知反射ミラー２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙ，２９Ｋにて反射し同期検知レンズ３０−１，３０−２にて集光し同期検知センサ３１−１，３１−２へ入射する。同期検知レンズ３０−１，３０−２は入射したレーザビームを同期検知センサ３１−１，３１−２に集光させるために配置されている。同期検知センサ３１−１，３１−２は光学センサからなり、光学系の左右に各１つずつ配置されており、１つのセンサにて２色のレーザビームのタイミングを検出できる。すなわちマゼンタ：Ｍとシアン：Ｃの主走査基準位置を１つのセンサ３１−１にて検出し、イエロー：Ｙとブラック：ＢＫのビームを別のセンサ３１−２にて検出する。

図５は本発明の一実施例を示すカラー画像形成装置の概略構成図であり、図中の符号１は上記の書き込み光学ユニット、２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋは像担持体である感光体ドラム、３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋは帯電装置、４は中間転写体である無端状の中間転写ベルト、４ａ，４ｂ，４ｃは中間転写ベルトを支持する中間転写ローラ、４ｄＭ，４ｄＣ，４ｄＹ，４ｄＫは転写バイアス印加用ローラ、５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋは各色の現像装置、６は中間転写ベルトクリーニング装置、７は転写搬送ベルトを用いた転写装置、８は給紙レジストローラ、９は定着装置、１０は排紙装置、ｓは転写紙である。

図５において、不図示の画像形成装置のスタートスイッチを押したり、プリンタからの印刷ジョブスタート信号を有効にすると、感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋの表面が帯電装置３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋにより帯電され、レーザ書き込み光学ユニット１からタイミング制御されたレーザビームが出射され、感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋの表面上に露光され、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、イエロー：Ｙ、ブラック：ＢＫの各色に対応した静電潜像が形成される。そして露光されたレーザビーム位置により各色の現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋにて対応した各々の感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋを回転させ、各現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋの各色のトナーにより静電潜像を現像して各感光体ドラム上にマゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、イエロー：Ｙ、ブラック：ＢＫの単色画像を形成する。この感光体ドラム上での現像動作と平行して中間転写ベルト４が回転駆動される。すなわち、図示した３つの中間転写ローラ４ａ，４ｂ，４ｃの１つを駆動ローラとして回転駆動し、他の２つを従動ローラとして中間転写ベルト４を図中の矢印Ｂ方向へ搬送する。上記感光体ドラムでの現像動作と中間転写ベルト４の搬送動作により、各感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋ上に形成された単色画像を中間転写ベルト４に順次転写し、中間転写ベルト４上に４色重ね合せの合成カラー画像を形成する。一方、ジョブスタート信号を有効にすると図示しない給紙装置から転写紙ｓを１枚ずつ分離し給紙搬送させ、給紙レジストローラ８に突き当て一旦停止させる。そして中間転写ベルト４上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ８を回転させ、中間転写ベルト４と転写装置７との間に転写紙ｓを送り込み、転写装置７にて転写紙ｓに合成カラー画像を転写する。転写後の転写紙ｓはそのまま転写装置７の転写搬送ベルトにて搬送され、定着装置９に搬送され、定着装置９の加熱ローラと加圧ローラとにより熱と圧力とを加えて転写画像を定着し、排紙装置１０に取りつけられた排紙ローラにより排出され、図示しない排紙トレイ上にスタックされる。

図１は本発明の一実施例を示すカラー画像形成装置の制御系のブロック図である。この制御系では、画像形成装置全体の制御を司るエンジン制御部（マイクロコンピュータ等からなる制御装置（ＣＰＵ））４３にて各制御部の動作モードを設定する。画像形成部である各色の書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋに対しても各種設定を行い、４色の内、基準となる色を設定する。図中では図５に示す配置を想定し、最初に作像開始するマゼンタ：Ｍを基準色とする。そして給紙レジストローラ８の位置に設けたレジストセンサ８Ａにて転写紙位置を検出したタイミングにてエンジン制御部４３からシステム動作開始信号：STTRIG_Nを各書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋへ出力する。各色の書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋでは自らが基準色か従属色かを判断し、基準色の場合にはSTTRIG_Nをラッチし各色のライン管理された特定タイミングにて書込制御部動作開始信号：STOUT_Nを出力する。本例ではマゼンタ：Ｍを基準色としてSTTRIG_Nをラッチし、他の３色に対しSTOUT_Nを出力する。各色の書込制御部ではSTOUT_Nをトリガにライン同期信号：lclreをカウントする。lclreは書き込み光学ユニット１の同期検知板に取りつけられた同期検知センサ３１−１，３１−２にて検出される同期検知信号：DETP_Nを基準に、書込制御部内の同期信号制御部にてタイミング制御されたポリゴンミラーの１面に１パルス生成するラインクリア信号である。

各色の書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋには独立に遅延ライン制御部を有し、遅延タイミング制御用の遅延カウンタ：mfcount0〜3にて遅延ライン数を制御する。遅延カウンタ：mfcount0〜3はSTOUT_Nのタイミングでカウンタ初期値をロードし、ライン同期信号：lclreをカウントし副走査方向への遅延ライン数を制御する。予め、中間転写ベルト４上に転写される各色の画像の静電潜像を形成する副走査方向位置を検出し、基準色マゼンタからシアン、イエロー、ブラックの作像する遅延タイミングを算出する。算出された結果に、転写紙位置を検出するレジストセンサ８Ａと基準色マゼンタの転写位置の位置関係から算出される搬送遅延時間を加え、遅延時間を副走査ライン数に置きかえる。各色の作像遅延時間を遅延副走査ライン数に置き換えた情報をエンジン制御部４３から各色の書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋに副走査遅延ラインレジスタ：mfdly_rに設定する。

書込制御部動作開始信号：STOUT_Nにて選択された遅延カウンタ：mfcount0〜3が初期値として副走査遅延ラインレジスタ値をロードし、ライン同期信号検出毎にディクリメント動作し、遅延カウンタが０に達したタイミングで各色の書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋから前段の画像処理部４２へ画像転送要求するための要求信号：MFSYNC_Nを出力する。画像処理部４２では前段のスキャナ部・プリンタドライバ部４１から展開された入力画像データに基づき各種の画像処理を施した画像データを蓄積している。各色の書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋから画像処理部４２に入力されたMFSYNC_Nを基準に蓄積された画像データを画像信号：IPDATA_Nとして書込制御部４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋに出力する。そして書込制御部内の書込画像展開部にてライン同期信号：lclreを基準に画像信号：IPDATA_Nを主走査と副走査の２次元画像に展開し、ＬＤドライバ部へ供給する。ＬＤドライバ部では入力された２次元画像信号に基づいて書き込み光学ユニット１のＬＤユニット２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｙ，２６Ｋに実装したレーザダイオードを駆動する。

図６には本発明で用いられるカラー画像形成装置のジョブスタート制御のタイミンチャートを示した。レジストセンサ８Ａによる転写紙位置検出タイミングによりエンジン制御部４３からシステム動作開始信号：STTRIG_Nを書込制御部へ出力する。そして基準色のマゼンタ書込制御部４４Ｍにて全色の同期検知信号：DETP_Nとライン同期信号：lclreを生成しないタイミングで書込制御部動作開始信号：STOUT_Nを出力する。本発明ではマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順序で作像するため、各色の副走査遅延ラインレジスタ：mfdly_r値は、
mfdly_r(M)＜mfdly_r(C)＜mfdly_r(Y)＜mfdly_r(K)
の大小関係に設定される。STOUT_Nを入出力すると書込制御部内の遅延ライン制御部にて複数の遅延ライン制御用の遅延カウンタ：mfcount0〜3の中から動作させるカウンタを選択する。このカウンタ選択はジョブ転写紙毎にトグル順序で切り替える構成で使用している。ここでは、mfcount0が選択された場合を説明する。STOUT_N生成時にmfcount0が遅延カウンタとして選択されるとmfcount0のカウント値に副走査遅延ラインレジスタ：mfdly_r値をロードする。カウンタ初期値ロード後、対応した色のライン同期信号：lclreをカウンタ用クロックとしてポリゴンミラー２０の１面毎にカウンタをディクリメントする。遅延カウンタ：mfcount0のカウンタ値が０に達したタイミングで画像処理部４２へMFSYNC_Nを出力し、画像処理部４２から画像信号転送要求を発する。本発明では、レジストセンサ８Ａで検出された非同期のタイミングにて入力されるシステム動作開始信号を基に、画像信号を転写紙上に２次元に展開する書込制御部にて副走査方向への画像書き出し位置を乱すこと無く画像形成するため、同期検知信号を基準に書込制御部動作開始信号を別途生成し、このタイミングを起点に主走査基準信号であるライン同期信号を用いて副走査方向への遅延ライン数を各色独立に制御することで、各色の副走査方向の色合わせタイミングを制御することができる。これは、前述の第１の構成（請求項１）の内容を反映している。

図６の下部にはブラックの遅延ライン制御部動作の一例を示した。基準色であるマゼンタの書込制御部４４Ｍからブラックの書込制御４４ＫへSTOU_N入力時に、mfcount0(K)に初期値であるmfdly_r(K)値をロードする。図では、mfdly_r＝06hである。ブラックのライン同期信号：lclre(K)が入力される毎にmfcount0(K)は−１ずつディクリメントする。mfcount0(K)＝00hに達したタイミングでMFSYNC_N(K)を出力する。MFSYNC_N(K)出力後は、mfcount0(K)はディクリメント動作を終了し、待機状態であるＦＦ００ｈに貼り付き移行する。各色で独立に副走査遅延ラインレジスタ：mfdly_r(M)、mfdly_r(C)、mfdly_r(Y)を有しているので、各色に適切な値を設定することでSTOUT_Nから各色MFSYNC_N出力までの副走査タイミングを任意に調整が可能である。本発明では、システム動作開始信号：STTRIG_Nを基に全色の同期信号を検出しない書込制御部動作開始信号：STOUT_Nを起点に、画像処理部４２への画像信号転送要求信号：MFSYNC_N生成までの副走査遅延タイミングを、各色独立な制御用カウンタにてSTOUT_Nを起点に初期値をロードし、ダウンカウント動作させることにて、各色の副走査レジスト位置を調整することができる。これは、前述の第２、第３の構成（請求項２、３）の内容を反映している。

図７、図８には本発明で用いられるカラー画像形成装置において複数ページの画像形成動作をしたときのタイミングチャートを示した。複数ページの動作では各ページの転写紙位置をレジストセンサ８Ａにて検知したタイミングでエンジン制御部４３からSTTRIG_Nを出力する。出力されたSTTRIG_Nより基準色の書込制御部（図中ではマゼンタ）４４ＭがSTOUT_Nを生成し各色書込制御部４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋへ出力する。STOUT_N入力後は前述した手段にて遅延カウンタを選択し副走査遅延ライン数を制御する。遅延カウンタは各色複数本有しており（図中ではmfcount0〜3の各色４本）、STOUT_N入力毎に切り替える。図７で示した副走査方向に長い転写紙（例：Ａ３縦サイズ）の場合、１ページ目のマゼンタの画像信号を転送要求（MFSYNC(M)出力）した後、４色目のブラックが画像信号を転送要求（MFSYNC(K)出力）開始するまでに２ページ目のSTTRIG_N、STOUT_Nが入力されないため、２ページ目も１ページ目と同じ遅延カウンタ：mfcount0にて副走査遅延ライン数を制御することができる。

しかし、図８に示すような副走査方向に短い転写紙（例：ハガキ縦サイズ）の場合、１ページ目のマゼンタの画像転送要求した後、２色目のシアンが１ページ目の画像転送要求するまでに１ページ目のマゼンタの画像転送が終了しているため、マゼンタにとっては２ページ目のジョブ開始信号が入力されても対応が可能であるが、４色目のブラックに着目すると１ページ目の画像信号転送要求が作像位置により達していない。各色の遅延カウンタが１つしか有していない場合には、４色目のブラックが１ページ目の画像信号転送要求（MFSYNC_N(K)出力）するまで、１色目のマゼンタは１ページ目の画像形成を終了し２ページ目まで待機状態になっていしまう。そこで、副走査方向への遅延ライン制御用カウンタを各色複数有し、ジョブの転写紙毎に遅延カウンタを切り替えることで、１色目のマゼンタが画像形成終了した後、最後の４色目のブラックが画像信号転送開始するまでの間に、次ページのジョブのシステム動作開始信号を受けることができる。これにより、待機状態を削減し複数ページ間の画像形成ジョブを効率良く処理できる。また、図８では４色目のブラックが１ページ目の画像信号を転送要求開始するまでに、１色目のマゼンタは３ページ目の画像信号を転送開始して、ブラックにとっては３ページ分の画像転送を待機させている。本実施例では各色の遅延ライン制御部に遅延カウンタを４本（mfcount0〜3）有しているので、最大４ページ分の画像転送を待機させることができる。また、４ページ以上の転写紙枚数のジョブに対してはmfcount0からmfcount3をトグル切り替えすることにより、大量のカラー画像形成を実現することができる。これは前述の第１の構成（請求項１）の内容を反映している。

図９、図１０には本発明で用いられるカラー画像形成装置において、複数ページの画像形成動作をしたときの別のタイミングチャートを示した。図８と異なる点は、３ページ目と４ページ目の間で、色合わせ制御の結果等により各色の副走査遅延ライン数を変更する点である。図９に示した例では、遅延ライン制御部の遅延カウンタをアップカウンタ等で制御した場合である。４ページ目のSTOUT_N出力タイミングに合わせ各色の副走査遅延ラインレジスタ：mfdly_rを変更すると、１色目のマゼンタでは４ページ目から変更値が反映されるが、作像タイミングにより３色目のイエローは３ページ目から、４色目のブラックは４ページ目から変更後の遅延ライン数が反映され、最終出力である転写紙上では３ページ目、４ページ目において色ズレが発生してしまう。そこで、遅延ラインレジスタの反映を各色変更する必要があるが、変更するタイミングはSTOUT_Nでは制御できず、mfdly_rを変更する際にはページ間にジョブ待機時間を設ける必要がある。しかし、遅延ライン制御部の遅延カウンタをダウンカウンタ動作させて制御することにより、遅延ラインレジスタ：mfdly_r値を変更する場合でも、既にSTOUT_Nが生成されたページでは変更前のレジスタ値を反映し、変更後のSTOUT_Nで生成したページでは変更後のレジスタ値を反映することになる。図１０に示した例が遅延ライン制御部の遅延カウンタをダウンカウンタで制御した場合である。３ページ目と４ページ目のSTOUT_Nの間に各色のmfdly_r値を変更しておくことで、４ページ目のSTOUT_Nを生成した際に、各色のライン遅延カウンタ：mfcount3には変更後のmfdly_r値を初期ロードすることで、４ページ目の画像信号転送要求信号：MFSYNC_Nを各色変更後のタイミングで生成することができる。この場合は、各色の３ページ目までの画像信号転送要求タイミングは変更前のmfdly_r値に基づいて実施されるため、最終出力画像では４ページ目から変更後の副走査ライン遅延数が反映された画像を得ることができる。これは前述の第４の構成（請求項４）の内容を反映している。

次に図１１は本発明の別の実施例を示すカラー画像形成装置の概略構成図であり、図中の符号１は書き込み光学ユニット、２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋは像担持体である感光体ドラム、４は中間転写体である中間転写ベルト、５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋは現像装置、６は中間転写ベルトクリーニング装置、７は転写搬送ベルトを用いた転写装置、８は給紙レジストローラ、９は定着装置、１０は排紙装置である。このカラー画像形成装置の基本的な構成は図５と同様であるが、本実施例では、４つの感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋと、その周囲に配置した帯電装置（符号省略）や現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋを一つのプロセスカートリッジ１１内に収納した構成としたものである。

図１１において、不図示の画像形成装置のスタートスイッチを押したり、プリンタからの印刷ジョブスタート信号を有効にすると、感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋの表面が帯電装置により帯電され、レーザ書き込み光学ユニット１からタイミング制御されたレーザビームが出射され、感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋの表面上に露光され、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、イエロー：Ｙ、ブラック：ＢＫの各色に対応した静電潜像が形成される。そして露光されたレーザビーム位置により各色の現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋにて対応した各々の感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋを回転させ、各現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋの各色のトナーにより静電潜像を現像して各感光体ドラム上にマゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、イエロー：Ｙ、ブラック：ＢＫの単色画像を形成する。この感光体ドラム上での現像動作と平行して中間転写ベルト４が回転駆動される。すなわち、図示した３つの中間転写ローラの１つを駆動ローラとして回転駆動し、他の２つを従動ローラとして中間転写ベルト４を図中の矢印Ｂ方向へ搬送する。上記感光体ドラムでの現像動作と中間転写ベルト４の搬送動作により、各感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋ上に形成された単色画像を中間転写ベルト４に順次転写し、中間転写ベルト４上に４色重ね合せの合成カラー画像を形成する。一方、ジョブスタート信号を有効にすると図示しない給紙装置から転写紙ｓを１枚ずつ分離し給紙搬送させ、給紙レジストローラ８に突き当て一旦停止させる。そして中間転写ベルト４上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ８を回転させ、中間転写ベルト４と転写装置７との間に転写紙ｓを送り込み、転写装置７にて転写紙ｓに合成カラー画像を転写する。転写後の転写紙ｓはそのまま転写装置７の転写搬送ベルトにて搬送され、定着装置９に搬送され、定着装置９の加熱ローラと加圧ローラとにより熱と圧力とを加えて転写画像を定着し、排紙装置１０に取りつけられた排紙ローラにより排出され、図示しない排紙トレイ上にスタックされる。

上記のように、図１１に示すカラー画像形成装置の構成、動作は、前述の図５に示したカラー画像形成装置と同様であるが、図５の装置と異なる点は、各色の感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋと現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋ及び帯電装置を一つのプロセスカートリッジ１１に収納して一体のカートリッジ構成としたことである。このように各色の感光体ドラム等を一体とした一つのプロセスカートリッジ１１にしたことで、各色の感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋの構成・配置位置がカートリッジ固有に決定できる。そして、このプロセスカートリッジ１１内に記憶装置（図示せず）を設け、記憶装置に各色の感光体ドラムの間隔から定まる各色の作像タイミング間隔を記憶しておくことで、各色間の作像タイミング間隔を検出することなく自動で読み取ることが可能である。この記憶装置に記憶された各色の作像タイミング間隔を、前述のエンジン制御部４３で読み取り、レジストセンサ検知から基準となる第１色目のマゼンタの作像タイミング遅延量を付加することで、各色の副走査遅延ライン数を容易に導出可能である。そして、これで導出された副走査遅延ライン数をデフォルトの遅延カウンタ初期ロード値として用い、その後、色合わせ等の制御にて微調整することで容易に各色の副走査タイミングを調整することができる。これは前述の第５の構成（請求項５）の内容を反映している。

以上説明したように、本発明は、中間転写体を有するプリンタ、複写機、ファクシミリ、プロッタ等のカラー画像形成装置に好適に利用することができ、色ズレの無い高品位なカラー画像形成を実現することができる。

本発明の一実施例を示すカラー画像形成装置の制御系のブロック図である。 本発明の一実施例を示す書き込み光学ユニットの概略断面図である。 図２に示す書き込み光学ユニット内の光学系の概略平面図である。 図２に示す書き込み光学ユニット内の光学系の概略平面図である。 本発明の一実施例を示すカラー画像形成装置の概略構成図である。 ジョブスタートの制御タイミングを示すタイミングチャートである。 複数ページの画像形成動作の一例を示すタイミングチャートである。 複数ページの画像形成動作の別の例を示すタイミングチャートである。 複数ページの画像形成動作の別の例を示すタイミングチャートである。 複数ページの画像形成動作の別の例を示すタイミングチャートである。 本発明の別の実施例を示すカラー画像形成装置の概略構成図である。

符号の説明

１：書き込み光学ユニット
２Ｍ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｋ：感光体ドラム（像担持体）
３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ，３Ｋ：帯電装置
４：中間転写ベルト（中間転写体）
４ａ，４ｂ，４ｃ：中間転写ローラ
４ｄＭ，４ｄＣ，４ｄＹ，４ｄＫ：転写バイアス印加用ローラ
５Ｍ，５Ｃ，５Ｙ，５Ｋ：現像装置
６：中間転写ベルトクリーニング装置
７：転写装置
８：給紙レジストローラ
８Ａ：レジストセンサ
９：定着装置
１０：排紙装置
２０：回転多面鏡（ポリゴンミラー）
２１−１，２１−２：ｆθレンズ
２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｙ，２２Ｋ：第１ミラー
２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｙ，２３Ｋ：面倒れ補正用レンズ（ＷＴＬ等）
２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ，２４Ｋ：第２ミラー
２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｙ，２５Ｋ：第３ミラー
２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｙ，２６Ｋ：レーザユニット
２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｙ，２７Ｋ：シリンドリカルレンズ
２８−１，２８−２：反射ミラー
２９Ｍ，２９Ｃ，２９Ｙ，２９Ｋ：同期検知反射ミラー
３０−１，３０−２：同期検知レンズ
３１−１，３１−２：同期検知センサ（光学センサ）
４１：スキャナ部・プリンタドライバ部
４２：画像処理部
４３：エンジン制御部
４４Ｃ，４４Ｙ，４４Ｋ：書込制御部
ｓ：転写紙（記録媒体）

Claims (9)

1. 複数の光源からの光束を１つの偏向器にて走査させ複数色の静電潜像を形成する書き込み光学系と、該書き込み光学系から照射された光束により各色の静電潜像がそれぞれ形成される複数の像担持体と、各像担持体に形成された静電潜像を各色の現像剤により可視像化する現像装置と、前記像担持体に対向配置され各色の現像画像が順次転写される中間転写体と、該中間転写体に形成された画像を記録媒体に一括転写する転写装置を備えたカラー画像形成装置であって、画像形成に対応した光源を制御するための書込制御部を各色毎に有し、前記書込制御部に対し画像信号を入力する画像信号処理部を１つ有し、前記書き込み光学系の主走査方向書き出し位置の基準となる同期検知信号の検出用光学センサを有するカラー画像形成装置において、
   前記記録媒体の給紙タイミングから生成されるシステム動作開始信号を検出した後の全色の前記同期検知信号を検出しないタイミングを起点に、前記書込制御部から前記画像信号処理部へ画像信号の転送要求するまでの遅延タイミングを制御するカウンタを各色２つ以上の複数有し、前記遅延タイミング制御用カウンタを前記同期検知信号を基にタイミング制御された主走査同期信号にて制御することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 請求項１記載のカラー画像形成装置において、
   システム動作開始信号検出後の全色の同期検知信号を検出しないタイミングを起点に、書込制御部から画像信号処理部へ画像信号の転送要求するまでの遅延タイミングを制御するカウンタを、ダウンカウンタとして動作させ制御することを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
   前記遅延タイミング制御用カウンタのダウンカウントスタート値を前記システム動作開始信号検出後の全色の同期検知信号を検出しないタイミングでロードすることを特徴とするカラー画像形成装置。
4. 請求項２記載のカラー画像形成装置において、
   前記遅延タイミング制御用カウンタのダウンカウントスタートロード値を画像形成動作中に変更可能であることを特徴とするカラー画像形成装置。
5. 請求項２，３または４記載のカラー画像形成装置において、
   前記像担持体を収納するユニット内に記憶手段を有するプロセスカートリッジを備え、前記記憶手段にあらかじめ全色の像担持体の配置より各色の作像タイミングの遅延ライン数を記憶しておき、前記遅延タイミング制御用カウンタのダウンカウントスタート値の初期値として使用することを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 請求項１〜５の何れか一つに記載のカラー画像形成装置において、
   前記複数の光源として半導体レーザを用いることを特徴とするカラー画像形成装置。
7. 請求項１〜６の何れか一つに記載のカラー画像形成装置において、
   前記像担持体として光導電性の感光体を用いることを特徴とするカラー画像形成装置。
8. 請求項１〜７の何れか一つに記載のカラー画像形成装置において、
   前記偏向器として回転多面鏡を用いることを特徴とするカラー画像形成装置。
9. 請求項１〜８の何れか一つに記載のカラー画像形成装置において、
   前記中間転写体として中間転写ベルトを用い、該中間転写ベルトに沿って複数の像担持体を所定の間隔で並設したことを特徴とするカラー画像形成装置。
   

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