JP2006035725A - カラー画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 各色の作像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に色毎にズレが発生し、最大で１ライン周期分のズレを発生させてしまうことを防止する。
【解決手段】 レジストセンサ１１３による転写紙ｓの位置検出のタイミングにより、エンジン制御部１１１は動作開始信号（STTRIG_N）を書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋへ出力する。各色の同期検知信号（DETP_N）は、各色の主走査の先端の基準位置となる。基準色Ｋの書込制御部１１２Ｋでは、各色の主走査一本分の各同期検知信号（DETP_N）、各ライン同期信号（lclre）を前後に分断するタイミングとなることがないように、書込動作開始信号（STOUT_N）を出力する。書込動作開始信号（STOUT_N）は、書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋが各色の画像信号の転送要求を画像処理部１１５に行なうための基準時点となる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子写真方式でカラー画像を形成するカラー画像形成装置、及びカラー画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジに関する。

タンデム型のカラー画像形成装置においては、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備えている。特許文献１には、タンデム方式のカラー画像形成装置においてカラー画像の色毎に独立に遅延調整機能を有していて画像形成開始タイミングを制御する技術について開示されている。

特開２００３−２５５６５６公報

画像形成装置は、記録媒体である転写紙に出力となる静電画像を形成する装置である。画像形成装置に要求される機能として、高精度、高速化、高密度化が挙げられる。モノクロ画像形成装置でも高精度、高速化は要求されてきたが、最近のカラー画像形成装置では更に高精度な要求がある。モノクロ画像形性装置では転写紙の定められた位置に単色画像を形成するが、カラー画像形成装置では転写紙の定められた位置に複数色、通常では４色（ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー）の画像を形成する必要があり、各々の画像の位置ズレが色ずれにつながり画像劣化を招く。

電子写真方式の画像形成装置においては、転写紙位置を検出するレジストセンサの検出信号に基づいて生成される動作開始信号を生成する方式が知られている。この場合、動作開始信号から各色の画像形成の開始までの時間で副走査方向のレジスト位置を調整している。具体的には、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で構成される画像形成部が色ごとに並び、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、この重ね合わせた画像を転写装置で転写紙に転写するタンデム型のカラー画像形成装置が知られている。

このようなタンデム型のカラー画像形成装置では、各色の画像形成を開始するタイミングが異なる。これは、中間転写ベルトに沿って配置された各色の画像形成部から転写ベルトの同一位置に各色画像を重ね合わせる必要があるため、レジストセンサから各色の作像位置までの距離が異なっている。その為、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有している。例えば、特許文献１には、タンデム方式のカラー画像形成装置において、カラー画像の色毎に独立に遅延調整機能を有していて、画像形成開始タイミングを制御する技術が開示されている。

また、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の基準タイミング信号である同期検知信号に基づいて制御している。

しかし、各色の同期検知信号は像高位置が異なるため、各色において異なるタイミングで検出される。更に、レジストセンサの検知に基づいて生成される動作開始信号は、各色の同期検知信号に対して非同期信号である。そのため、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各色の作像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に色毎にズレが発生し、最大で１ライン周期分のズレを発生させてしまう。

これに対して、特許文献１の技術では、各色１ビーム光学系のタンデム方式のカラー画像形成装置において、動作開始信号と各色の同期検知信号の位相をライン周期に対し比較し、色毎に副走査方向の作像タイミングを１ライン単位で調整し、副走査１ラインのレジスト位置ズレを防止しようとしている。

しかしながら、特許文献１の技術では、経過時間を計測する手段（計測手段）や、所定の差分を求める手段（演算手段）が必要であり、このような手段を用いることなく副走査方向への画素位置ずれを抑制することができるようにしたい。

また、特許文献１の技術では、同期検知信号周期Ｔを元に比較演算を行うが、同期検知信号周期は回転多面鏡の回転速度むらやミラー面精度により変動するものである。このような場合、動作開始信号入力のタイミングが同期検知信号に対し重なった場合に、判定手段により、静電潜像の光書込を制御する各々の書込制御部の画像形成開始タイミングが異なってしまうという不具合がある。そこで、基準時点を制御する書込制御部の同期検知信号と動作開始信号入力のタイミングのみにより、全ての書込制御部の基準時点を単一にすることで各書込制御部の制御バラツキの発生を防止するようにしたい。

さらに、特許文献１の技術では、書込手段により画像形成開始タイミングをライン単位で遅延させている。このように、書込制御部でライン単位に画像信号を遅延させる場合には、１ライン分の画像データを一旦格納可能な記憶装置（メモリ等）が必要である。そこで、書込制御部で画像信号を遅延させるのではなく、画像信号転送要求タイミングを遅延させることにより、記憶装置を不要として、装置の製造コストを提言できるようにしたい。

本発明の目的は、タンデム型のカラー画像形成装置において、各色の作像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に色毎にズレが発生し、最大で１ライン周期分のズレを発生させてしまうことを防止することである。

（１）本発明は、複数色のトナー画像をそれぞれ形成する複数台のプリンタエンジンと、前記各プリンタエンジンを移動し前記各トナー画像が前記各感光体から順次転写されて前記各トナー画像が重ね合わされたカラー画像が形成される像担持体と、を備えているタンデム型のカラー画像形成装置において、前記各感光体にそれぞれ前記各色の静電潜像を光書込みする複数の光源と、この各光源の発する光を回転しならが反射して前記各感光体上を露光走査する回転多面鏡と、前記各光源の前記回転多面鏡での反射光をそれぞれ受光して前記感光体に対する主走査方向の光書込みの書き出し位置の基準となる同期検知信号を出力する複数の受光素子と、前記各光源が発光する画像データの転送要求を行ない、前記各光源による光書込みをそれぞれ制御する複数の書込制御部と、を備え、本装置の作像動作の起点となり前記同期検知信号とは非同期な信号である動作開始信号の入力後、前記各書込制御部から前記各画像信号を転送要求するタイミングの基準時点を前記動作開始信号を入力した後の一主走査における全色の前記各同期検知信号が前後にならない時点としている、ことを特徴とするカラー画像形成装置である。

（２）別の面から見た本発明は、複数色のトナー画像をそれぞれ形成する複数台のプリンタエンジンと、前記各プリンタエンジンを移動し前記各トナー画像が前記各感光体から順次転写されて前記各トナー画像が重ね合わされたカラー画像が形成される像担持体と、を備えているタンデム型のカラー画像形成装置に搭載され、少なくとも前記各プリンタエンジンの感光体を備えているプロセスカートリッジにおいて、前記カラー画像形成装置に設けられ、前記各感光体にそれぞれ前記各色の静電潜像を光書込みする複数の光源が発光する画像データの転送要求を行ない、前記各光源による光書込みをそれぞれ制御する複数の書込制御部から前記各画像信号を転送要求する所定の基準時点からのタイミングが記憶されている記憶装置を、備えていることを特徴とするプロセスカートリッジである。

あるいは、複数色のトナー画像をそれぞれ形成する複数台のプリンタエンジンと、前記各プリンタエンジンを移動し前記各トナー画像が前記各感光体から順次転写されて前記各トナー画像が重ね合わされたカラー画像が形成される像担持体と、を備えているタンデム型のカラー画像形成装置に搭載され、少なくとも前記各プリンタエンジンの感光体を備えているプロセスカートリッジにおいて、前記カラー画像形成装置に設けられ、前記各感光体にそれぞれ前記各色の静電潜像を光書込みする複数の光源が発光する画像データの転送要求を行ない、前記各光源による光書込みをそれぞれ制御する複数の書込制御部から前記各画像信号を転送要求する所定の基準時点からのタイミングを計算するための値が記憶されている記憶装置を、備えていることを特徴とするプロセスカートリッジである。

（１）の本発明によれば、各書込制御部から各画像信号を転送要求するタイミングの基準時点を動作開始信号を入力した後の一主走査における全色の各同期検知信号が前後にならない時点としているので、各色の作像間にライン周期分のズレが生ぜず、副走査レジスト位置に色毎にズレが発生することもない。

（２）の本発明によれば、個々のプロセスカートリッジの画像信号を転送要求するタイミングが、プロセスカートリッジをカラー画像形成装置に搭載することで自動的に設定することができる。

本発明を実施するための最良の一形態について説明する。

図１は本実施の形態のカラー画像形成装置の概念図、図２はカラー画像形成装置の書き込み光学ユニットの概念図、図３及び図４は書き込み光学ユニットの模式図、図５はカラー画像形成装置の制御ブロック図である。

図１に示すように、本実施の形態のカラー画像形成装置１０１は、タンデム型である。すなわち、複数色、この例でブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色の画像を電子写真方式でそれぞれ形成する４台のプリンタエンジン１０２Ｋ〜１０２Ｙが一列に並べて配置されている。各プリンタエンジン１０２Ｋ〜１０２Ｙは、それぞれ感光体ドラム２Ｋ〜２Ｙや、その周りに配置された現像装置５Ｋ〜５Ｙなど、電子写真プロセスに用いる周知の構成を備えている。各感光体ドラム２Ｋ〜２Ｙに形成された各色のトナー画像は、中間転写ローラ４で駆動される像担持体である中間転写ベルト３に重ね合わせて転写装置１０３Ｋ〜１０３Ｙで転写される。なお、符号６は中間転写ベルトクリーニング装置、符号７は転写装置、符号８はレジストローラ、符号９は定着装置、符号１０は排紙装置である。

基本的な動作について説明する。図示しないスタートスイッチを操作する、又は、図示しないＰＣなどのホスト装置からの印刷ジョブスタート信号を有効にすると、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２を露光して静電潜像を形成する。この露光されたレーザビーム位置により各色の現像装置５Ｋ〜５Ｙにて対応した各々の感光体ドラム２Ｋ〜２Ｙを回転させ、感光体ドラム２Ｋ〜２Ｙ上にブラック、イエロー、シアン、マゼンタの単色画像を形成する。前記動作と並行して中間転写ベルト３を回転駆動させる。すなわち、図示した３つの中間転写ローラ４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３をＢ方向へ搬送する。感光体ドラム２Ｋ〜２Ｙでの現像動作と中間転写ベルト３の搬送動作により感光体ドラム２Ｋ〜２Ｙ上に形成された単色画像を、順次、中間転写ベルト３に転写し、中間転写ベルト３上に各色のトナー画像を重ね合わせた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を１枚ずつ分離し給紙搬送させ、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３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３と転写装置７との間に印字媒体である転写紙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はそのまま定着装置９に搬送され、定着装置９で熱と圧力とを加えられて転写画像が定着され、排紙装置１０に取り付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する。

図２に示すように、書き込み光学ユニット１において、符号２０は回転多面鏡であるポリゴンミラー、符号２１ａ，２１ｂはｆθレンズ、符号２２Ｙ〜２２Ｋは第１ミラー、符号２３Ｙ〜２３ＫはＷＴＬレンズ、符号２４Ｙ〜２４Ｋは第２ミラー、符号２５Ｙ〜２５Ｋは第３ミラーである。カラー画像形成装置１０１の書き込み光学ユニット１はＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍの４色の静電潜像を形成する。従来の画像形成装置では、４色の静電潜像を独立した４つの書き込み光学ユニットで形成するタイプの機種が主流であるが、本実施の形態では、単一の書き込み光学ユニット１で４色の静電潜像を形成する。

書き込み光学ユニット１では、各色の画像に対応したレーザユニット２６（図３、図４を参照）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（図示せず）に入射する。この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レーザビームを副走査方向に集光し、回転多面鏡であるポリゴンミラー２０のミラー面に入射させる。ポリゴンミラー２０は図示しないポリゴン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。この書き込み光学ユニット１は、ポリゴンミラー２０を書き込み光学ユニット１の中央に配置し、１つのポリゴンミラー２０で４色のレーザビームを主走査方向に偏向させる構成としている。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で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の左側にブラックとイエロー、右側にシアンとマゼンタの光路をレイアウトしている。ポリゴンミラー２０で偏向されたレーザビームは第１ミラー２２Ｋ〜２２Ｍにて反射される。

図３、図４において、符号２６Ｙ〜２６Ｋはレーザダイオードを装着したレーザユニット、符号２７Ｙ〜２７Ｋはシリンドリカルレンズ、符号２８ａ，２８ｂは反射ミラー、符号２９Ｙ〜２９Ｋは同期検知反射ミラー、符号３０ａ，３０ｂは同期検知レンズ、符号３１ａ，３１ｂは同期検知センサである。第１ミラー２２Ｋ〜２２Ｍで反射されたレーザビームはＷＴＬ２３Ｋ〜２３Ｍに入射した後、第２ミラー２４Ｋ〜２４Ｍへ入射する。ＷＴＬはポリゴンミラー２０の面倒れ特性を補正する。第２ミラー２４Ｋ〜２４Ｍで反射されたレーザビームを第３ミラー２５Ｋ〜２５Ｍで反射し、書き込み光学ユニット１から出射して感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋ上に結像させる。

前記のとおり、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。同期検知センサ３１ａ，３１ｂは、主走査方向の光書込みの書き出しの基準位置となる同期検知信号（DETP_N）（後述）を出力する。すなわち、第２ミラー２４Ｋ〜２４Ｍで主走査の特定位置で反射したレーザビームは、同期検知反射ミラー２９Ｋ〜２９Ｍで同期検知レンズ３０ａ，３０ｂへ反射し、同期検知センサ３１ａ，３１ｂへ入射し、この検知信号を同期検知信号（DETP_N）として出力する。同期検知レンズ３０ａ，３０ｂは、入射したレーザビームを同期検知センサ３１ａ，３１ｂに集光させる為に配置されている。同期検知センサ３１ａ，３１ｂは、左右に各１つずつ配置し、１つのセンサで２色のレーザビームのタイミングを検出する。すなわち、シアンとマゼンタの主走査基準位置を１つの同期検知センサ３１ａで、ブラックとイエローの主走査基準位置を別の同期検知センサ３１ｂで検出する。

図５を参照して、カラー画像形成装置１０１の制御系について説明する。

カラー画像形成装置１０１の全体の制御を司るエンジン制御部１１１では、各種の制御部の動作モードを設定する。すなわち、書き込み光学ユニット１で各色の画像を光書き込みをそれぞれ制御する書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋに対して各種設定を行い、ＹＭＣＫ４色のうち基準となる色を設定する。図５中では図１の配置を想定し、最初に作像開始するＫを基準色とする。レジストセンサ１１３は、転写紙ｓの搬送経路上でレジストローラ８に突き当たっている転写紙ｓの位置を検出する。そして、レジストセンサ１１３で転写紙ｓの位置を検出したタイミングでエンジン制御部１１１から基準動作開始信号（STTRIG_N）を各書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋへ出力する。各色に対応した書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋ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、ライン管理された所定のタイミングで書込動作開始信号（STOUT_N）を出力する。本例では、Ｋを基準色としてSTTRIG_Nをラッチし、他の３色に対してSTOUT_Nを出力する。

書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋは、各色の静電潜像の光書込みの制御を行なう。各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋでは、STOUT_Nを基準に遅延ライン制御部１１４Ｙ〜１１４Ｋで遅延ライン数を制御する。すなわち、予め、中間転写ベルト３上に各色の画像が転写される副走査方向位置を検出し、基準色ＫからＹ，Ｃ，Ｍの作像を開始する遅延タイミングを算出する。この算出された結果に転写紙ｓの位置を検出するレジストセンサ１１３と基準色Ｋの転写位置の位置関係から算出される転写紙ｓの搬送遅延時間を加え、求められた遅延時間を副走査方向のライン数に置き換えて遅延ライン数とする。各色の作像遅延時間を遅延ライン数に置き換えた情報を、エンジン制御部１１１から各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋの遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋに設定し、遅延ライン制御部１１４Ｙ〜１１４Ｋで管理したタイミングで前段の画像処理部１１５へ画像データの転送要求をするための要求信号（MFSYNC_N）を出力する。すなわち、各遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋは、STOUT_Nの生成のタイミングから副走査方向の遅延量を調整する遅延カウンタ０〜３により構成されている（後述）。画像処理部１１５では、前段のスキャナ部・プリンタドライバ部１１７（カラー画像形成装置１０１が、デジタル複写機であるときはそのスキャナ、プリンタであるときはそのプリンタドライバ）から展開された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。画像処理部１１５では、各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋから入力したMFSYNC_Nを基準に、蓄積されている画像データを画像信号（IPDATA_N）として書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋに出力する。書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋ内の書込画像展開部１１８Ｙ〜１１８Ｋでは、画像信号（IPDATA_N）を主走査と副走査の２次元画像に展開して、ＬＤ（レーザダイオード）ドライバ部１１９Ｙ〜１１９Ｋへ供給する。ＬＤドライバ部１１９Ｙ〜１１９Ｋでは、入力された２次元画像信号に基づいてＬＤユニット１２０Ｙ〜１２０Ｋに実装した光源であるレーザダイオードを駆動し、各色の静電潜像を光書き込みするためのレーザビームを変調して出射する。

なお、同期検知板１２１ａ，１２１ｂは、それぞれ受光素子である同期検知センサ３１ａ，３１ｂが設けられ、前述の同期検知センサ３１ａ，３１ｂで検知した同期検知信号（DETP_N）は、同期信号制御部１２２Ｙ〜１２２Ｋに出力される。

図６は、カラー画像形成装置１０１のジョブスタート制御のタイミングチャートである。レジストセンサ１１３による転写紙ｓの位置検出のタイミングにより、エンジン制御部１１１から動作開始信号（STTRIG_N）を書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋへ出力する。各色の同期検知信号（DETP_N）は、各色の主走査の先端の基準位置となるため、タイミングが少しずつずれている。基準色Ｋの書込制御部１１２Ｋでは、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、すなわち、各色の主走査一本分の各同期検知信号（DETP_N）、各ライン同期信号（lclre）を前後に分断するタイミングとなることなく、各色の主走査一本分の各同期検知信号（DETP_N）、各ライン同期信号（lclre）が生じた後で、次の主走査一本分の各同期検知信号（DETP_N）、各ライン同期信号（lclre）が生じる前に、書込動作開始信号（STOUT_N）を出力する。書込動作開始信号（STOUT_N）は、書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋが各色の画像信号の転送要求を画像処理部１１５に行なうための基準時点となるものである。

なお、ライン同期信号（lclre）は、同期検知信号（DETP_N）入力を書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋの制御クロックに同期させた信号であり、制御クロックに同期して書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋは制御する。図６においては、同期検知信号DETP_NをＫＹＣＭ各色に分離して記載しているが、ＫとＹ、ＣとＭは同一の同期検知センサ３１ａ又は３１ｂを共通使用しているため、同期検知信号DETP_Nは、ＫとＹ、ＣとＭが合成されて入力される。これら入力DETP_N信号を書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋで色ごとに分離し、制御クロックに同期させた信号が、ライン同期信号（lclre）となる。

書込動作開始信号（STOUT_N）を生成せずに、動作開始信号（STTRIG_N）に基づいて遅延ライン制御部１１４Ｙ〜１１４Ｋを動作させた場合、STTRIG_Nの入力タイミングは、書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋの基準信号であるライン同期信号（lclre）と非同期であるため、各色間での副走査タイミングが非同期動作になり副走査レジスト量にズレが生じ、結果的に色ずれの不具合につながる。

そこで、本実施の形態では、動作開始信号（STTRIG_N）とは別に書込制御部動作に同期した書込動作開始信号（STOUT_N）で遅延ライン制御部１１４Ｙ〜１１４Ｋを動作させる。書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋへ非同期信号として入力されるSTTRIG_Nの入力から作像基準色であるＫのライン同期信号（lclre(k)）を１発検出後に、所定時間（stoutd_r）経過したタイミングで、書込動作開始信号（STOUT_N）を生成する。stoutd_rの値は基準色Ｋのライン周期に対して全色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋ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、すなわち、各色の主走査一本分の各同期検知信号（DETP_N）、各ライン同期信号（lclre）を前後に分断するタイミングとなることなく、各色の主走査一本分の各同期検知信号（DETP_N）、各ライン同期信号（lclre）が生じた後で、次の主走査一本分の各同期検知信号（DETP_N）、各ライン同期信号（lclre）が生じる前に書込動作開始信号（STOUT_N）を出力する。

各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋでは、STOUT_Nのタイミングを基準に副走査タイミングの調整を開始するので、各色間の副走査レジスト量を互いのライン周期を跨がず、同一のライン周期タイミングで開始し、副走査の色合わせタイミングを管理することができる。

図７は、カラー画像形成装置１０１のジョブスタート制御の別の例を示すタイミングチャートである。本例では、各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋでジョブスタート制御を行なう。前述のとおり、STTRIG_Nの入力タイミングからlclreを１回検出後に所定時間（stoutd_r）が経過したタイミングでSTOUT_Nを生成する動作は同様であるが、本例では、各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋが各々STOUT_Nを生成している。すなわち、各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋごとに複数のSTOUT_Nが生成され、基準時が各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋごとに存在する。この場合、前述した作像基準色の考えた方はなく、全色が基準色として動作する構成である。各々のlclre(K)〜(M)のタイミングが異なるので、STOUT_N(K)〜(M)のタイミングも異なる。しかし、stoutd_rの値を全色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２ＫでDETP_N、lclreを生成しないタイミングに設定すれば、STOUT_N(K)〜(M)が各DETP_Nを跨いで生成されることは無く、同一ライン周期のタイミングに生成することが可能である。

しかしながら、STOUT_N(K)〜(M)は同一の機能を有する信号であり、タイミング的にも共用することが可能である。図５の制御ブロック図では、書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応して独立しているが、４色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋを一つのブロック（単一のＩＣ）で構成した場合、各部のSTOUT_Nの生成機能が重複し、余分な機能を有する構成になる。

そこで、図６を参照して説明したように、作像基準色の考え方を取り込み、動作開始信号（STTRIG_N）の入力に対する書込動作開始信号（STOUT_N）の生成機能を一つに統合し、各書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋで書込動作開始信号（STOUT_N）を単一として、各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋについて基準時を単一にすることにより、余分な機能を削減することができる。

また、カラー画像形成装置１０１を使用する場合、全ての画像形成動作が４色作像を伴うフルカラー動作であるとは限らない。例えば、従来のモノクロ動作と同様にＫのみ、Ｍのみの作像モードや、ＭとＣのみの２色作像モード等がある。

そして、Ｋ単色の作像動作時は、図６と同様にＫを作像基準色として動作することで問題は無いが、Ｋを作像しないＭのみやＭとＣの２色の作像動作時はＫを作像基準色として使用できない。なぜならば、画像処理部１１５では作像しない色の画像信号は書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋに転送しない場合があり、書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋではレーザダイオードの劣化を防止する為に、作像しない色のレーザダイオードは消灯させて動作させる場合があるからである。

この場合に、フルカラー動作時の作像基準色であるＫのレーザダイオードは単色作像、及び２色作像の動作時は消灯しているので、DETP_Nを生成せず、STTRIG_Nの入力に対しSTOUT_Nを生成することが不可能である。そこで、このような場合には、作像基準色をＫから他色へ所望に変更するようにすればよい。すなわち、各書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋのうち、所望のひとつでSTOUT_Nを生成するようにする。これにより、ＭとＣの２色作像の動作時はDETP_N(M)とDETP_N(C)を生成しているので、作像基準色をＫからＣに切換えることでSTTRIG_Nに対してＣの書込制御部１１２ＣでSTOUT_Nを生成可能である。これにより、Ｃ生成のSTOUT_Nを基準にＣとＭの遅延カウンタ１１６Ｃ，１１６Ｍを動作させて副走査タイミング調整制御を実現することができる。

図８は、副走査タイミング制御機能を説明するタイミングチャートである。図８において、動作開始信号（STTRIG_N）はレジストセンサ１１３で転写紙ｓの位置を検出したタイミングによりエンジン制御部１１１から書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋに入力される。書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋでは作像基準色が書込動作開始信号（STOUT_N）を生成する。各色の書込制御部Ｙ〜１１２Ｋでは、STOUT_Nの生成のタイミングから副走査方向の遅延量を調整し、画像信号転送要求信号（MFSYNC_N）を生成する。

図８では、この遅延量の調整手段にダウンカウンタを用いた例を示している。図８の例では、STOUT_Nの生成のタイミングでＭの遅延カウンタ１１６Ｍの遅延カウンタ０の置数（mfcount0(M)）として初期値６がロードされている。この初期値はあらかじめ算出された副走査遅延ライン数（mfdly_r）の値である。STOUT_Nの生成タイミングにmfcount0(M)の値として初期値mfdly_r値を初期ロードし、対応した色のライン同期信号lclre(M)の入力ごとにmfcount0(M)の値を−１ずつディクリメント動作させる。そして、mfcount0(M)のカウンタ値が０に達したタイミングでMFSYNC_N(M)を出力する。これにより、動作開始信号（STTRIG_N）が書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋに非同期入力されても、書込動作開始信号（STOUT_N）を起点に画像処理部１１５への画像信号転送要求信号（MFSYNC_N）の生成までの副走査遅延タイミングを制御することが可能になり、STOUT_Nを起点に上記カウンタ３に初期値をロードし、ポリゴンミラー２０の回転に同期したライン同期信号でダウンカウント動作させることにより、副走査レジスト位置を調整することができる。

また、遅延カウンタ０〜３をダウンカウンタで制御することにより、印刷ジョブ動作中に副走査レジスト調整値を変更したい場合には、変更前の前ページのジョブ動作を気にすることなく、動作開始信号（STOUT_N）の入力タイミングから遅延カウンタ０〜３の初期値ロード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なく、印刷ジョブ中に副走査レジスト調整値をリアルタイムに反映可能である。

図９、図１０は、カラー画像形成装置１０１における複数ページに渡る連続的な画像形成動作のタイミングチャートである。複数ページの動作では、各ページの転写紙ｓの位置をレジストセンサ１１３にて検知したタイミングにより、エンジン制御部１１１からはSTTRIG_Nを出力する。書込制御部１１２Ｋでは作像基準色であるＫのSTOUT_Nを生成し、各色の書込制御部１１２Ｙ〜１１２Ｋへ出力する。STOUT_Nの入力後は、前述した手段で遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋの遅延カウンタ０〜３を選択し、副走査遅延ライン制御を行う。このように遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋは各色に複数のカウンタ（遅延カウンタ０〜３）を有している（この例では各色４本）。

図９、図１０の例では、１ページ目は遅延カウンタ０（mfcount0）が選択されている。図９に示した副走査方向に長い転写紙ｓ（例：Ａ３縦サイズ）（図９、図１０では、転写紙ｓの副走査方向の長さを細長い六角形で示している）の場合、第１色目のＫが１ページ目の画像信号を転送要求（MFSYNC_N(K)の出力）した後、第４色目のＭが画像信号を転送要求（MFSYNC_N(M)の出力）を開始するまでに、２ページ目のSTTRIG_N、STOUT_Nが生成されないため、２ページ目も１ページ目と同じ遅延カウンタ０（mfcount0）で副走査タイミング遅延制御が可能である。しかし、図１０に示す副走査方向に短い転写紙ｓ（例：ハガキ横サイズ）の場合、ブラックが１ページ目の画像転送要求した後、３色目のシアンが１ページ目の転送要求するまでに１ページ目のブラックが画像形成終了しているため、１色目のＫ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。しかし、４色目のＭに着目すると１ページ目の画像転送要求がいまだ行われていない。各色の副走査方向の遅延制御機能（ここでは各遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋの遅延カウンタ０〜３）が１つしか存在しない場合、４色目のＭの書込制御部１１２Ｍが１ページ目の画像信号転送要求（MFSYNC_N(M)の出力）するまで、Ｍの書込制御部１１２Ｍは２ページ目の動作開始信号の入力待機状態になってしまう。そこで、副走査方向への遅延制御機能（遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋ）を各色について複数有する（複数の遅延カウンタ０〜３を有する）ことにより、入力待機状態を短縮することができる。

また、印刷ジョブの転写紙ｓ毎に遅延カウンタ０〜３を切換えて使用することで、１色目のＫの書込制御部１１２Ｋが画像形成を終了した後、最後の４色目のＭの書込制御部１１２Ｍが画像信号転送要求するまでの間に、次ページのジョブの動作開始信号を受け、副走査ライン遅延制御を開始することができる。これにより、待機状態を削減し、複数ページ間の画像形成動作を効率良く処理できる。

図１０では４色目のＭの書込制御部１１２Ｍが１ページ目の画像信号を転送要求するまでに３ページ目のSTOUT_Nを生成し、Ｍの書込制御部１１２Ｍにとっては３ページ分の画像転送を待機させている。本実施の形態では、各色の遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋを各４本（遅延カウンタ０〜３（mfcount0〜3））有しているので、最大４ページ分の画像転送を待機することができる。４ページ以上の転写紙ｓの枚数の画像形成動作に対しては遅延カウンタ０〜３を転写紙ｓ毎にトグル切換えすることにより、大量のカラー画像形成を高効率にて実現することができる。本実施の形態では、各色の遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋに各４本の遅延カウンタ０〜３を備えている例を示したが、２本以上の複数の遅延タイミング制御機能を有することで、同様な手段で実現可能である。

別の実施の形態について説明する。

図１１は、本実施の形態のカラー画像形成装置１０１の制御系のブロック図である。本実施の形態のカラー画像形成装置１０１において、図１以下を参照して説明したカラー画像形成装置１０１と同一符号の部材などは、前述の実施の形態と同様であり、共通の技術内容については詳細な説明を省略する。

本実施の形態のカラー画像形成装置１０１が前述の実施の形態と相違するのは、カラー画像形成装置１０１の構成の一部がプロセスカートリッジ２０１で構成されている点である。このプロセスカートリッジ２０１には、少なくとも各プリンタエンジン１０２Ｙ〜１０２Ｋの各感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋ及び各現像装置５Ｙ〜５Ｋが搭載されている。このように、各色の感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋなどを一体とした一つのプロセスカートリッジ２０１にしたことで、装置構成をモジュール化できる。

このプロセスカートリッジ２０１にＲＯＭなどで構成された記憶装置２０２を設けている。この記憶装置２０２には、前述の遅延カウンタ１１６Ｙ〜１１６Ｋに置数する初期ロード値となる値又はこの値を計算するための値、この例では、各感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋの露光位置から中間転写ベルト３への転写位置までの間隔が記憶されている。この記憶装置２０２は、プロセスカートリッジ２０１がカラー画像形成装置１０１の本体に取り付けられることによりエンジン制御部１１１で読み取り可能となり、レジストセンサ１１３の出力等の転写紙ｓの基準位置から第１色目の作像位置までの間隔を付加することで、第１作像色の副走査遅延ライン数を容易に導出可能である。これより導出された副走査遅延ライン数を第１作像色の遅延カウンタ０〜３の初期ロード値として用い、その後微調整することで、容易に副走査タイミングを調整することができる。

すなわち、感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋ、現像装置５Ｙ〜５Ｋ等を一つのユニットにしたプロセスカートリッジ２０１を有したカラー画像形成装置１０１では、感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋへのレーザビーム露光位置から転写紙ｓへの転写位置までの作像位置関係が既知で構成されている。レジストセンサ１１３の検出等の転写紙ｓの搬送基準位置から作像位置までの間隔と、露光位置から転写位置までの間隔の差分が、第一作像色における画像信号要求までの副走査タイミングの調整遅延量に相当するので、プロセスカートリッジ２０１内にその遅延量を記憶しておくことで、個々のプロセスカートリッジ２０１の副走査遅延量を明確にすることができる。

また、個々のプロセスカートリッジ２０１に記憶された転写紙ｓの搬送基準位置から第一作像色の作像位置までの間隔、露光位置から転写位置までの間隔を用いて副走査タイミングの調整遅延量を導出し、副走査タイミング制御の初期遅延量として使用することにより、副走査レジスト位置をデフォルト調整することが可能である。これにより、プロセスカートリッジ２０１を一つのユニットとして交換した際に第一作像色の副走査タイミング調整がデフォルトで容易に調整できる。

さらに、プロセスカートリッジ２０１の記憶装置２０２に露光位置から転写位置までの間隔だけでなく、各色の感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋの配置間隔を記憶するようにすれば、各色間の作像タイミング間隔を容易に判断することが可能である。この記憶装置２０２に記憶された感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋの間隔と露光位置から転写位置までの間隔から各色の作像タイミング間隔をエンジン制御部１１１が読み取り、レジストセンサ１１３の出力等の転写紙基準位置から第一作像色まで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。これにより、導出された副走査遅延ライン数を各色の遅延カウンタ０〜３の初期ロード値として用い、その後色合わせ制御にて微調整することにより、容易に各色の副走査レジスト量を調整することができる。

なお、本実施の形態のカラー画像形成装置１０１は、中間転写ベルト３に形成したカラー画像を転写紙ｓに転写する構成であるが、中間転写ベルト３に相当するベルトで転写紙ｓを各プリンタエンジン１０２Ｙ〜１０２Ｋを搬送し、順次、転写紙ｓ上に直接各プリンタエンジン１０２Ｙ〜１０２Ｋの感光体ドラム２Ｙ〜２Ｋからトナー画像を直接転写して、各色のトナー画像を重ね合わせて転写紙ｓ上にカラー画像を形成するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態のカラー画像形成装置の概念図である。 カラー画像形成装置の書き込み光学ユニットの概念図である。 書き込み光学ユニットの模式図である。 書き込み光学ユニットの模式図である。 カラー画像形成装置の制御系のブロック図である。 カラー画像形成装置のジョブスタート制御のタイミングチャートである。 カラー画像形成装置のジョブスタート制御の他の例を説明するタイミングチャートである。 副走査方向のタイミング制御を説明するタイミングチャートである。 カラー画像形成装置における複数ページに渡る連続的な画像形成動作のタイミングチャートである。 カラー画像形成装置における複数ページに渡る連続的な画像形成動作のタイミングチャートである。 本発明の別の実施の形態であるカラー画像形成装置の制御系のブロック図である。

符号の説明

２Ｙ 感光体
２Ｍ 感光体
２Ｃ 感光体
２Ｋ 感光体
３ 像担持体
２０ 回転多面鏡
３１ａ 受光素子
３１ｂ 受光素子
１０１ カラー画像形成装置
１０２Ｙ プリンタエンジン
１０２Ｍ プリンタエンジン
１０２Ｃ プリンタエンジン
１０２Ｋ プリンタエンジン
１１２Ｙ 書込制御部
１１２Ｍ 書込制御部
１１２Ｃ 書込制御部
１１２Ｋ 書込制御部
１１６Ｙ カウンタ
１１６Ｍ カウンタ
１１６Ｃ カウンタ
１１６Ｋ カウンタ
２０１ プロセスカートリッジ
２０２ 記憶装置
ｓ 印字媒体

Claims (13)

1. 複数色のトナー画像をそれぞれ形成する複数台のプリンタエンジンと、前記各プリンタエンジンを移動し前記各トナー画像が各感光体から順次転写されて前記各トナー画像が重ね合わされたカラー画像が形成される像担持体と、を備えているタンデム型のカラー画像形成装置において、
   前記各感光体にそれぞれ前記各色の静電潜像を光書込みする複数の光源と、
   この各光源の発する光を回転しならが反射して前記各感光体上を露光走査する回転多面鏡と、
   前記各光源の前記回転多面鏡での反射光をそれぞれ受光して前記感光体に対する主走査方向の光書込みの書き出し位置の基準となる同期検知信号を出力する複数の受光素子と、
   前記各光源が発光する画像データの転送要求を行ない、前記各光源による光書込みをそれぞれ制御する複数の書込制御部と、
   を備え、
   本装置の作像動作の起点となり前記同期検知信号とは非同期な信号である動作開始信号の入力後、前記各書込制御部から前記各画像信号を転送要求するタイミングの基準時点を前記動作開始信号を入力した後の一主走査における全色の前記各同期検知信号が前後にならない時点としている、ことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記基準時点は、前記各書込制御部について単一である、ことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記基準時点は、前記書込制御部ごとに存在する、ことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
4. 単一の前記基準時点を制御する前記書込制御部を前記各書込制御部の中から任意に選択できる、ことを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記基準時点から前記画像信号の転送要求を行なうまでの遅延タイミングをカウントするカウンタを、備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの一に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記カウンタはダウンカウンタである、ことを特徴とする請求項５に記載のカラー画像形成装置。
7. 前記ダウンカウンタに前記動作開始信号を入力した次の前記回転多面鏡の面走査の全色の前記同期検知信号を検出しないタイミングでスタートロード値をロードする手段を、備えていることを特徴とする請求項６に記載のカラー画像形成装置。
8. 前記ダウンカウンタは、各色の前記同期検知信号に応じてディクリメント動作する、ことを特徴とする請求項６又は７に記載のカラー画像形成装置。
9. 前記カウンタは、前記色ごと複数備えている、ことを特徴とする請求項５〜８のいずれかの一に記載のカラー画像形成装置。
10. 前記画像形成を複数枚の印字媒体に連続的に行う際には、前記色ごとの複数のカウンタを前記印字媒体毎に切換えて用いる、ことを特徴とする請求項９に記載のカラー画像形成装置。
11. 複数色のトナー画像をそれぞれ形成する複数台のプリンタエンジンと、前記各プリンタエンジンを移動し前記各トナー画像が各感光体から順次転写されて前記各トナー画像が重ね合わされたカラー画像が形成される像担持体と、を備えているタンデム型のカラー画像形成装置に搭載され、少なくとも前記各プリンタエンジンの感光体を備えているプロセスカートリッジにおいて、
    前記カラー画像形成装置に設けられ、前記各感光体にそれぞれ前記各色の静電潜像を光書込みする複数の光源が発光する画像データの転送要求を行ない、前記各光源による光書込みをそれぞれ制御する複数の書込制御部から前記各画像信号を転送要求する所定の基準時点からのタイミングが記憶されている記憶装置を、備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 複数色のトナー画像をそれぞれ形成する複数台のプリンタエンジンと、前記各プリンタエンジンを移動し前記各トナー画像が各感光体から順次転写されて前記各トナー画像が重ね合わされたカラー画像が形成される像担持体と、を備えているタンデム型のカラー画像形成装置に搭載され、少なくとも前記各プリンタエンジンの感光体を備えているプロセスカートリッジにおいて、
    前記カラー画像形成装置に設けられ、前記各感光体にそれぞれ前記各色の静電潜像を光書込みする複数の光源が発光する画像データの転送要求を行ない、前記各光源による光書込みをそれぞれ制御する複数の書込制御部から前記各画像信号を転送要求する所定の基準時点からのタイミングを計算するための値が記憶されている記憶装置を、備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
13. 前記記憶装置は、前記各感光体の配置間隔を記憶していること、を特徴とする請求項１１又は１２に記載のプロセスカートリッジ。
    
    

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