JP2895081B2

JP2895081B2 - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JP2895081B2
Application number: JP63330624A
Authority: JP
Inventors: 利彦中沢; 敏洋武末
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1999-05-24
Anticipated expiration: 2014-05-24
Also published as: JPH02173767A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、簡易形やフルカラーの電子写真式カラー
複写機などに適用して好適な、カラー画像処理装置、特
に色重ねレジストを改善したカラー画像処理装置に関す
る。

［発明の背景］原稿などのカラー画像情報を光学的に読み取り、これ
を黒、赤、青などの複数の色に分離し、これに基づいて
電子写真式カラー複写機などの出力装置を用いて記録紙
上に記録するようにしたカラー画像処理装置はすでに知
られている。

第６図はその一例を示す系統図であって、スキャナー
部10A、画像処理部10B及びプリンタ部10Cで構成され
る。

スキャナー部10Aとは、光学的に走査して得た原稿の
画像情報に関する光学像を電気信号に変換するまでの一
連の処理系をいう。カラー複写機の場合には、光学像３
原色の画像信号（アナログ信号）R,G,Bに変換される。

画像処理部10Bは、入力した画像信号に対して適切な
画像信号を行なうための処理部であって、具体的には変
倍処理、フィルタリング処理、網かけ処理、PWM化処理
などを指し、カラー画像の場合にはこれらの処理の他に
さらに、カラーゴースト処理などを指す。

プリンタ部10Cとは、最終的に画像処理部10Bより出力
された画像信号（PWM化若しくは多値化処理された出力
など）に基づいて、これを可視像として記録するまでの
処理系をいう。したがって、プリンタ部10Cは感光体ド
ラムを使用した像形成体を有する現像処理系940と、像
形成体上に所定の光学像を潜像する光学走査系70とで構
成される。

静電潜像を形成する光源としては半導体レーザなどが
使用される。

像形成体のみを使用してカラー画像を現像するには、
例えばY,M,C,BK各色ごとの現像剤（トナー）を、再現色
に応じて第７図のように像形成体上で重ね合わせればよ
い。

このようなカラー画像処理装置10において、光学走査
系70と現像処理系940との関係を図示すれば、第８図の
ようになる。

水平走査手段935としては図示するような偏向器（ポ
リゴンなどの回転多面鏡）が使用され、レーザビームは
この偏向器935によって像形成体80上を水平走査方向に
偏向走査される。そして、像形成体80の回転によってレ
ーザビームは垂直走査され、これによって１枚の画像が
形成（潜像化）される。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上述した水平走査手段である偏向器935と
像形成体80とは非同期駆動である。

そのため、像形成体80の基準位置検知からレーザビー
ムの書き込み開始信号が発せられたとき、レーザビーム
が水平走査開始点ｐの位置にあるとは限らない。

しかるに、画像の書込みは水平走査の各ライン毎に、
水平走査開始点ｐ（通常は画像の左端）から開始しなけ
ればならない。（さもないと、水平方向のドットの位置
がライン毎にずれてしまう。）そのため、レーザビームが次に水平走査開始点ｐ到達
する迄待った後に、画像の書込みが開始される。

したがって、像形成体80の基準位置（画像の先端を示
す）検知から、ある時間遅れて画像書込みが開始される
ことになる。この遅れ時間は、最大で水平走査１ライン
分となる。

複写機としてモノクロ画を対象とするものでは、画像
書込開始点が１ラインずれても、記録画質には余り影響
しない。

しかし、カラー複写機の場合には、複数のトナーを重
ね合せて所定の色を再現する像形成プロセスを採用して
いるため、垂直走査方向の画像書込開始点が１ラインず
れてしまうと、重ね合わせられる画像先端の位置がずれ
る。これが原因で色ずれが生じ、カラー画質が著しく劣
化してしまう。

そこで、この発明では、このような従来の問題点を構
成簡単に解決したものであって、水平走査手段と像形成
体とを同期駆動させて色重ねレジストを改善したカラー
画像処理装置を提案するものである。

［課題を解決するための手段］本発明のカラー画像処理装置は、像形成体と、前記像
形成体を回転駆動する駆動モータと、前記像形成体上に
レーザビームを走査して所定の光学像を形成する水平走
査手段と、前記水平走査手段によるレーザビームの走査
開始点を検出するインデックスセンサと、前記駆動モー
タの線速度を検出する速度検出器と、前記インデックス
センサから得られた前記レーザビームの走査開始点を示
す位置検出信号と前記速度検出器から得られた前記駆動
モータの速度検出信号とを入力して、前記位置検出信号
と前記速度検出信号との間の位相差を検出し、前記位相
差を無くすように前記駆動モータを位相固定ループ制御
する制御手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用］この発明のカラー画像処理装置によれば、レーザビー
ムの走査開始点を示す位置検出信号と、像形成体を回転
駆動する駆動モータの速度検出信号との間の位相差を無
くすように制御手段によって、駆動モータが位相固定ル
ープ制御されるので、像形成体と水平走査手段とを同期
して駆動させることができる。

例えば、第１図に示す同期駆動回路20において、駆動
モータの線速度に関する速度検出信号とレーザビームの
走査開始点を示す位置検出信号との間の位相差が位相検
波回路によって検出されると、その位相検波回路による
出力信号に基づいてパワートランジスタの導通角がパル
ス幅変調器によって制御される。このパワートランジス
タの導通角を制御することにより、パワートランジスタ
によって駆動モータの駆動電流を位相固定ループ制御す
ることができる。

従って、像形成体が１周する毎に、レーザビームを像
形成体上の同じ位置に正確に走査できるようになる。こ
れにより、像形成体上にカラー画像を重ね合わせて形成
する場合に、画像書き込み開始点も正確に重ね合わせる
ことができる。これによって、色重ねレジストが大幅に
改善される。

［実施例］以下、この発明に係るカラー画像処理装置の一例を、
上述したカラー複写機に適用した場合につき、第１図以
下を参照して詳細に説明する。

まず、この発明に適用して好適な簡易形のカラー複写
機について第２図以下を参照して説明しよう。

同図は特にカラー複写機の機構部の一例を示すもの
で、スキャナー部10Aから説明する。

カラー複写機の備えられたコピー釦をオンすることに
よってスキャナー部10A（原稿読み取り部）が駆動され
る。

まず、原稿台81の原稿82が光学系により光走査され
る。

この光学系は、ハロゲンランプ（若しくは蛍光灯）86
及び反射ミラー87が設けられたキャリッジ84,Vミラー89
及び89′が設けられた可動ミラーユニット88で構成され
る。

キャリッジ84及び可動ミラーユニット88はステッピン
グモータ（図示しない）により、スライドレール83上を
それぞれ所定の速度及び方向に走行せしめられる。92,9
3はローラ、95はベルトである。

光源としてハロゲンランプを用いる場合、IRカットフ
ィルタをレンズ手前に入れた系を用いる。

カラー原稿の光走査に際しては、光学に基づく特定の
色の強調や減衰を防ぐため、市販の温白色系の蛍光灯を
光源86として使用してもよい。

この場合、ちらつき防止のため、これら蛍光灯86は、
約40kHzの高周波電源で点灯、駆動される。また管壁の
定温保持あるいは、ウオームアップ促進のため、ポジス
タ使用のヒータで保温されている。

ハロゲンランプ86により原稿82を照射して得られた光
学情報（画像情報）が反射ミラー87、Ｖミラー89,89′
を介して、光学情報変換ユニット100に導かれる。

プラテンガラス81の左端部側には標準白色板97が設け
られている。これは、標準白色板97を光走査することに
より画像信号（白色信号）を基準の白色信号（基準信
号）に正規化するためである。

光学情報変換ユニット100は、レンズ101の他に分光系
102を有する。分光系102は第３図に示すように、４枚の
プリズム103A〜103Dと２枚のダイクロイックコート膜10
5,106で構成される。

105は赤Ｒを反射するダイクロイックコート膜、106は
青Ｂを反射するダイクロイックコート膜である。夫々の
反射光である色分解像は対応する光学センサ、この例で
はCCD107〜109に結像される。夫々の色分解像は各CCD10
7〜109によって電気信号（画像信号）に変換される。

プリンタ部10C（画像書き込み部）は水平走査手段と
して機能する偏向器935を有する。偏向器935としては、
ガルバノミラーや回転多面鏡などの他、水晶等を使用し
た光偏向子からなる偏向器を使用してもよい。

色信号により変調されたレーザビームはこの偏向器93
5によって偏向走査され、偏向されたレーザビームがレ
ンズ116及びミラー117による光路を経て像形成体80上に
結像される。

偏向走査が開始されると、レーザビームインデックス
センサ936（第５図参照）によりビーム走査が検出され
て、第１の色信号（例えばＹ信号）によるビーム変調が
開始される。

第１の色信号を何色とするか、さらには第２、第３の
色信号を何色とするかは装置本体から出力されるスキャ
ンコードと呼ばれる３ビットのディジタル信号の内容に
よって決まる。

帯電器121によって一様な帯電が付与された像形成体
（感光体ドラム）80上をレーザビームが走査する。

レーザビームによる水平走査（主走査）と、像形成体
80の回転による垂直走査（副走査）とにより、像形成体
80上には原稿の画像情報に対応した静電潜像が形成され
る。

この静電潜像は、イエロートナーを収容する現像器12
2によって現像される。現像器122には高圧電源からの所
定のバイアス電圧が印加されている。現像によりイエロ
ートナー像が形成される。

現像器122のトナー補給はシステムコントロール用のC
PU（図示せず）からの指令信号に基づいて、トナー補給
手段（図示せず）が制御されることにより、必要時トナ
ーが補給されることになる。

イエロートナー像はクリーニングブレード127の圧着
が解除された状態で回転され、次に第１の色信号の場合
と同様に、第２の色信号（例えばＭ信号）によってイエ
ロートナー像上に重ねて静電潜像が形成される。そし
て、現像器123に収容されたマゼンタトナーを使用して
マゼンタトナー像が現像される。

このような静電潜像処理及び現像処理がシアン及びク
ロの順で実行され、所要の多色トナー像が像形成体80上
に形成される（第７図参照）。124はシアンの現像器、1
25はクロの現像器である。

モノクロ画のときには１回の現像処理によってモノク
ロ像が像形成体上に形成される。カラー画像とモノクロ
画とが混在するときには、最高４回の現像処理によって
カラー画像が再現される。

この場合、カラー画像内の黒色はY,M,C,BKを使用し
て、モノクロ画のときにはBKのみを使用して黒色が再現
される。

現像処理としては、上述したように、高圧電源からの
交流及び直流バイアス電圧が印加された状態において、
像形成体80に向けて各トナーを飛翔させて現像するよう
にした、いわゆる非接触２成分ジャンピング現像の例を
示した。

一方、給紙装置141から送り出しロール142及びタイミ
ングロール143を介して送給された記録紙135は、像形成
体80の回転とタイミングをあわせられた状態で、像形成
体80の表面上に搬送される。そして、高圧電源から高圧
電圧が印加された転写極130により、多色トナー像が記
録紙135上に転写され、かつ分離極131により分離され
る。

分離された記録紙135は定着装置132へと搬送されるこ
とにより定着処理がなされてカラー画像が得られる。

転写終了した像形成体80はクリーニング装置126によ
り清掃され、次の像形成プロセスに備えられる。

クリーニング装置126においては、ブレード127により
清掃されたトナーの回収をしやすくするため、ブレード
127に設けられた金属ロール128に所定の直流電圧が印加
される。この金属ロール128が像形成体80の表面に非接
触状態に配置される。

ブレード127はクリーニング終了後、圧着を解除され
るが、解除時、取り残される不要トナーを除去するた
め、さらに補助クリーニングローラ129が設けられ、こ
のローラ129を像形成体80と反対方向に回転、圧着する
ことにより、不要トナーが十分に清掃、除去される。

第４図は光学走査系70の一例を示すもので、半導体レ
ーザ931にはその駆動回路932が設けられ、この駆動回路
932に上述した色信号が変調信号として供給されて、こ
の変調信号によりレーザビームが内部変調される。レー
ザ駆動回路932は水平及び垂直有効域区間のみ駆動状態
となるように、タイミング回路933からの制御信号で制
御される。また、このレーザ駆動回路932にはレーザビ
ームの光量を示す信号が帰還され、ビームの光量が一定
となるようにレーザの駆動が制御される。

偏向器935によって偏向されたレーザビームはその走
査開始点ｐがインデックスセンサ936によって検出さ
れ、これがI/Vアンプ937によって、インデックス信号
（位置検出信号）が電圧信号に変換されたのち、出力端
子938に得られたインデックス信号がCPU30（第１図参
照）などに供給されて、水平走査のタイミングが調節さ
れる。

934はポリゴンモータの駆動回路であり、そのオン、
オフ信号はタイミング回路933から供給される。

第５図は現像処理系940の一例である。ただし、第２
図のレンズ116及びミラー117は省略してある。

半導体レーザ931から出射されたレーザビームはミラ
ー942,943を介して上述した偏向器（本例では、八面体
の回転多面鏡からなるポリゴン）935に入射する。この
ポリゴン935によってレーザビームが偏向され、これが
結像用のｆ−θレンズ944を通して像形成体80の表面に
照射される。

945,946は倒れ角補正用のシリンドリカルレンズであ
る。

ポリゴン935によってレーザビームは像形成体80の表
面を一定速度で所定の方向ａに走査されることになり、
このような走査により色分解像に対応した像露光がなさ
れることになる。

ｆ−θレンズ944は、像形成体80上でのビーム直径を
所定の径にするために使用されるものである。

像形成体80に対する駆動モータ954は直流モータであ
って、この駆動モータ954と像形成体80の間には複数、
本例では２個のギヤ951,952で構成された減速機構950が
介在される。像形成体80には速度検出器（FG）34が取り
付けられている。

さて、この発明においては偏向器935の回転と像形成
体80の回転とを同期させて駆動するようにしたものであ
る。

その具体例を以下に説明する。

第５図に示した駆動モータ954のロータ軸から像形成
体80の回転軸80aに至るまでの減速比をＲとする。

この減速比Ｒを整数に選んだときには、駆動モータ95
4にある整数個のクロックパルスが入ると、像形成体80
は正確に１周するようになる。したがって、このクロッ
クパルスをインデックス信号に関連した信号とすれば、
像形成体80の１周はレーザビームの水平走査数の整数倍
となる。

このようなことから、像形成体80を偏向器935の回転
に同期して運転すれば、像形成体80の基準位置に対し垂
直方向の画像書込開始点を常に一定に保持でき、色重ね
レジストがよくなる。

以上の条件はクロックパルスとインデックス信号との
関係で規定すれば以下のようになる。

クロックパルスの周波数f ck（Hz）は、 f ck＝モータ回転数（rps）×検出パルス数（ppr）＝ドラム回転数（rps）×検出パルス数（ppr）×Ｒ＝｛ラインスピード（mm/sec）／ドラム周長（m
m）｝×検出パルス数（ppr）×Ｒ ∴f ck＝｛ラインスピード（mm/sec）／（π×ドラム径
（mm））｝×検出パルス数（ppr）×Ｒここに、ドラム回転数とは像形成体80の回転数をい
い、検出パルス数とは速度検出器34から出力される検出
パルス数をいう。また、pprとはパルス・パー・ラウン
ドをいう。ラインスピードとは像形成体80表面の回転の
線速度をいう。

一方、センサ936によって検出されるインデックス信
号の周波数f ixは、 f ix＝ラインスピード（mm/sec）×ドット密度（dots/mm）両者の比をとると、 f ck/f ix ＝｛π×ドラム径×ドット密度｝／｛Ｒ×検出パルス
数｝両者の比を１とすると、ドラム径を180mmとしたとき
には、減速比は50,60,72程度に設定される。そのときの
速度検出器34の検出パルス数は180,150,125程度であ
る。

第１図はこのような関係に選定したときの同期駆動回
路20の一例を示すものであって、端子938には上述した
インデックス信号（パルス信号）が入力し、これはデュ
ーティー調整回路22においてそのデューティーが50％程
度に補正される。

補正後のインデックス信号は分周回路24において1/N
（Ｎは整数）に分周されて、駆動モータ954のモータ回
転数に合わせられる。その後これがクロックCLK1として
セレクタ26に供給される。セレクタ26には端子28から別
のクロックCLK2が供給され、これらはCPU30からの指定
に基づいて選択される。

クロックCLK2を必要とするのは、半導体レーザ931が
点灯していないか、若しくは点灯していても偏向器935
が回転していない状態では、インデックス信号が得られ
ないため、このような状態でも駆動モータ954を回転さ
せるためである。

セレクタ26で選択されたクロックCLK（通常はCLK1）
は位相検波回路32において、速度検出器34からの検出パ
ルスFGと位相比較される。速度検出器34は周知のように
FGコイル36と差動アンプ38とで構成される。

位相検波出力に基づいてパルス幅変調器（PWM変調
器）40が制御されて、位相検波出力のパルス幅が変調さ
れる。PWM変調された位相検波出力で、駆動モータ954の
電流路に直列接続されたパワートランジスタ42の導通角
が制御される。

これで、駆動モータ954に対する駆動電流が制御され
て、常に一定の回転数にPLL制御される。

なお、駆動モータ954の電流路にはさらに、電流リミ
ッタ50が設けられる。そのため、電流検出用の抵抗器44
が直列接続され、その両端より得られた電圧が差動アン
プ46に供給され、その出力が比較器48で基準値Vthと比
較され、基準値より大きいときにはPWM変調器40が制御
されて、パワートランジスタ42がオフ状態に制御され
る。これによって、駆動モータ954が過大電流から保護
される。

52は逆起電力防止ダイオードである。

上述した現像処理系は一例に過ぎず、例えば像形成体
の他に転写ドラムを使用するような現像処理系にも適用
できる。

上述では、この発明をカラー複写機に適用したが、レ
ーザプリンタのように像形成体と偏向器のような水平走
査手段を使用した画像処理系であれば、この発明を適用
できる。

［発明の効果］以上説明したように、この発明のカラー画像処理装置
によれば、レーザビームの走査開始点を示す位置検出信
号と、像形成体を回転駆動する駆動モータの速度検出信
号との位相差を無くすように、駆動モータを位相固定ル
ープ制御する制御手段が設けられる。

この構成によって、像形成体と水平走査手段とを同期
して駆動させることができるので、像形成体が１周する
毎に、像形成体上の同じ位置にレーザビームを正確に走
査できるようになる。従って、像形成体上にカラー画像
を重ね合わせて形成する場合に、画像書き込み開始点も
正確に重ね合わせることができる。これによって、色重
ねレジストが大幅に改善される。

したがって、この発明は上述した電子写真式カラー複
写機やカラープリンタなどに適用して極めて好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るカラー画像処理装置の要部の一
例である同期駆動回路の系統図、第２図はこの発明を適
用したカラー画像処理装置の概略構成図、第３図は分光
系の構成図、第４図は光学走査系の系統図、第５図は現
像処理系の構成図、第６図はカラー画像処理装置の系統
図、第７図は重ね合せ転写法の説明図、第８図はプリン
タ部の概略構成図である。 10……カラー画像処理装置 10A……スキャナー部 10B……画像処理部 10C……プリンタ部 34……速度検出器 70……光学走査系 80……像形成体 931……半導体レーザ 935……偏向器（水平走査手段） 950……減速機構 954……駆動モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−22252（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−282851（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−135850（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−266574（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−279362（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−113564（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−281784（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−75759（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−79478（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−264067（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−173597（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 502 G03G 21/02 G03G 21/04 G03G 21/14 G03G 15/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体と、前記像形成体を回転駆動する駆動モータと前記像形成体上にレーザビームを走査して所定の光学像
を形成する水平走査手段と、前記水平走査手段によるレーザビームの走査開始点を検
出するインデックスセンサと、前記駆動モータの線速度を検出する速度検出器と、前記インデックスセンサから得られた前記レーザビーム
の走査開始点を示す位置検出信号と前記速度検出器から
得られた前記駆動モータの速度検出信号とを入力して、
前記位置検出信号と前記速度検出信号との間の位相差を
検出し、前記位相差を無くすように前記駆動モータを位
相固定ループ制御する制御手段とを備えることを特徴と
するカラー画像処理装置。
【請求項２】前記像形成体と前記駆動モータとの間に減
速機構が設けられ、前記減速機構による前記駆動モータ
から像形成体までの回転速度の減速比が整数比とするよ
うになされたことを特徴とする請求項１記載のカラー画
像処理装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記駆動モータの駆動電流を制御するパワートランジス
タと、前記駆動モータの線速度に関する速度検出信号と前記レ
ーザビームの走査開始点を示す位置検出信号との間の位
相差を検出する位相検波回路と、前記位相検波回路による出力信号に基づいて前記パワー
トランジスタの導通角を制御するパルス幅変調器とを有
することを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理装
置。