JP3445692B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像形成装
置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の
カラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に第１の従来例のカラー画像形成装
置の構成を示す。図４においてベルト状の感光体である
感光体ベルト１は、回転ローラ２、３の間に架設されて
おりこれら回転ローラ２、３の駆動により時計方向に搬
送される。回転ローラ２の近傍には、感光体クリーニン
グ装置１５、除電ランプ２１、帯電部材４が配置されて
おり、除電ランプ２１は、予め感光体ベルト１の除電を
行い、帯電部材４は感光体ベルト１を一様に帯電させ
る。画像書込信号は、レーザ書込系ユニット５に入力さ
れる。この入力により半導体レーザよりレーザ光５Ｄが
発生され、駆動モータ５Ａにより回転されるポリゴンミ
ラー５Ｂにより回転走査される。さらに、ｆθレンズ５
Ｃおよびミラーを介し、帯電した感光体ベルト１を露光
し、静電潜像が形成される。ここで、露光する画像パタ
ーンはフルカラー画像をイエロー（ｙ）、マゼンタ
（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（黒）に色分解した単
色の画像パターンである。

【０００３】形成した単色の静電潜像は、各色の現像剤
を入れた回転型現像器６、７、８、９によって現像さ
れ、顕像化された単色画像が形成される。感光体ベルト
１上に形成された単色画像は、感光体ベルト１に接触し
ながら回転ローラ１１、１２の駆動により反時計方向に
搬送される中間転写ベルト１０上に、中間転写である第
１の転写がされる。

【０００４】感光体ベルト１上に形成される４色の単色
画像は、中間転写ベルト１０上で順次重ね合わされ、フ
ルカラーの画像を形成する。このカラー画像は、給紙台
１７から給紙ローラ１８、レジストローラ１９を経て転
写部へ搬送された転写紙に、転写ローラ１４により紙転
写である第２の転写がされる。転写終了後、転写紙は定
着装置２０により定着されて、フルカラー画像が完成さ
れる。画像の形成後は、中間転写ベルト１０に圧接する
ように設けられたクリーニングブレード１６Ａを備え
た、中間転写ベルト用クリーニング装置１６によってク
リーニングされる。なお、クリーニングブレード１６Ａ
は、画像形成中に中間転写ベルト１０と離されて置かれ
ており、形成画像を紙転写した後の中間転写ベルトクリ
ーニング時のみ当接される。

【０００５】図５は、第２の従来例のカラー画像形成装
置の部分拡大図を示している。中間転写ベルト１０の端
面には６個のマーク４１がある。反射型のマーク検出セ
ンサ４０で任意のマークを検知することにより画像書込
を開始し、ベルト１周後には同じマークの検知で第２色
目の書込を開始する。ポリゴンミラー５Ｂによって走査
されるレーザ光５Ｄは、１回の走査の内、感光体ベルト
１に照射される前に、同期検知センサ５Ｆによってレー
ザ光を検出し、画像書込の主走査方向の同期信号とな
る。なお、ポリゴンモータ５Ａは、入力されるモータ同
期信号PLSに同期して回転している。

【０００６】第３の従来例を示す図６は、ポリゴンモー
タ５Ａの回転位相の制御を行う制御回路の概略構成を示
しており、モータ制御回路５２と位相整合回路５１で構
成されている。モータ制御回路５２は、位相整合回路５
１から出力されるモータ同期信号PLSによってＰＬＬ制
御を行い、ポリゴンミラー５Ｂの回転速度や回転位相を
同期制御している。位相整合回路５１は、発振器５０か
ら出力されているクロック信号を基準に動作しており、
マーク検知センサ４０より出力されるマーク検知信号MA
RKが入力されると、モータ同期信号PLSの位相を進ませ
たり遅らせたりすることによって、ポリゴンミラーの回
転位相を制御している。つまり、位相整合である。この
方法は、各色について行われ、所定の位相整合期間が経
過した後には、レーザ書込が開始されるので、副走査方
向の露光位置ズレがない高精度な重ね合わせが可能とな
る。

【０００７】しかし、このような制御では、紙転写後に
中間転写ベルトのクリーニングを行うと、次の画像（第
２枚目）に色ズレが生じてしまうことがある。

【０００８】図７は、この色ズレの原因を説明するタイ
ムチャートである。図７は、複数枚の連続印刷を行った
際の第１枚目と第２枚目（前半）の、装置のシーケンス
を示している。マークの番号は、マーク検知センサで検
知されるマークを順に示したもので、位相整合の基準と
なるマークをマーク１としている。マーク１が検出され
ると、位相整合を開始する。予め決められた位相整合期
間が経過すると感光体ベルトにレーザを照射し、第１色
目（ブラック：黒）の書込を開始する。感光体ベルトで
は、レーザ書込により潜像が形成され、更に、回転型現
像器の現象ユニット（黒）によって現像され顕像化され
た後、中間転写ベルトに中間転写される。第１色目のレ
ーザ書込が終わると、感光体ベルトは、クリーニング及
び除電されると共に同じマーク１のタイミングで第２色
目（シアン：ｃ）の位相整合を開始する。

【０００９】この後、第１色目と同様に現像及び中間転
写を行う。第３色目（マゼンタ：ｍ）第４色目（イエ
ロ：ｙ）も同様に行われ、第４色目の中間転写の後に
は、中間転写ベルト上に４色の画像が重ね合わされたカ
ラー画像が形成される。このカラー現像は、第４色目の
中間転写後、紙転写され、転写された後の中間転写ベル
トはクリーニングブレードを当接させることによってク
リーニングされる。中間転写ベルトのクリーニングは、
ベルト１周分行われ、クリーニング終了時点で、第２枚
目の画像形成を開始することになる。第２枚目の画像開
始タイミングを決める基準マークの検知は、マーク２の
位置で行われる。

【００１０】図７では、このマーク２を、第２枚目の基
準マークとして、改めてマーク１として示している。こ
の後のシーケンスは、第１枚目と同様である。図７は、
中間転写ベルトのクリーニング時のベルト速度も示して
いる。中間転写ベルトのクリーニングは、クリーニング
ブレードを当接させることによって、中間転写ベルト上
に残ったトナーをかき落とすようにクリーニングを行
う。そのためクリーニングブレードを当接させない場合
と、当接させる場合とでは、ベルトを回転駆動させてい
る駆動モータにかかる負荷が異なる。このため、クリー
ニング中のベルト速度がそれまでより多少低く（−α）
なってしまうことがある。また、図７には示されていな
い、クリーニングブレードを当接させた直後や、クリー
ニングブレードを離した直後には、モータ駆動の負荷変
動によってベルト速度の変動も生じ得る。

【００１１】このような連続印刷の画像形成シーケンス
において、図７に示すように、中間転写ベルトのクリー
ニングの終了のタイミングと、第２枚目の最初のマーク
検知タイミングとの間に時間的余裕がない場合、ベルト
の速度変動が生じている時点で第２枚目の最初の基準マ
ークが検知される。第２枚目の第２色目以降は、このよ
うな速度変動がない時に基準マークの検知を行うため、
第２枚目の最初の色（黒）の基準タイミングのみズレて
検出され、この検出誤差が第２枚目の第１色目（黒）の
色ズレの原因となる。尚、この第１色目の色ズレの現象
は、連続印刷の第２枚目以降の全てに生じる現象であ
る。

【００１２】図８は、このような連続印刷時の色ズレを
防止する対策を説明するタイムチャートである。図８
は、基本的には図７と同じであるが、第１枚目の中間転
写ベルトのクリーニング終了タイミングと、第２枚目の
マーク検知タイミングとの間に、マーク１個分余裕を持
たせている点が相違する。この方法は、クリーニングに
よるベルト速度変動がない状態（マーク３の時点）で、
第２枚目の基準マークを検知する。第２枚目の基準マー
クを改めてマーク１とすることで、第２枚目以降の色ズ
レを防止している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
８に示す方法では、第２枚目以降の基準マークの検知も
４色とも同じように行われるので色ズレはなくなる。し
かし、図７の場合に比べマーク１個分ずらして印刷する
ことになるので、印字速度が図７の場合より遅くなる。

【００１４】中間転写ベルトにクリーニングブレードを
当接させない時のベルト速度と、当接させてクリーニン
グさせる時のベルト速度とは多少異なる。複数枚のカラ
ー画像を連続印刷する場合、２枚目以降の印刷時の１色
目のマーク検出は、クリーニングブレードを当接させた
状態（又はクリーニングブレードを離した直後）で行う
ため、ベルト速度が通常とは異なり、２色目以降とはマ
ーク検出のタイミングがズレてしまう。このタイミング
のズレは、連続印刷時の１色目と２色目以降の色ズレの
原因となる問題を伴う。

【００１５】このような色ズレの対策としては、クリー
ニングが終わってから余裕をもってマーク検出を行うこ
とが考えられる。しかし、マークが中間転写ベルトに複
数個設けられているとしても、この対策では次に来るマ
ークまで待つことになり、連続印刷の印刷速度が遅くな
る問題を伴う。

【００１６】本発明は、高い印刷速度で副走査方向に色
ズレの生じ難いカラー画像形成装置を提供することを目
的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明のカラー画像形成装置は、回転多面鏡により
反射された露光ビームを感光体へ照射して複数色の画像
形成信号に対応する静電潜像を形成し、感光体に形成さ
れた潜像を顕像化し、感光体上の複数の顕像を順次重ね
て中間転写体へ転写し複数色の顕像とし、中間転写体上
に重ねて転写された顕像を別の転写体上に転写するカラ
ー画像形成装置であり、中間転写体上の基準位置を検出
する検出手段と、検出手段による検出タイミングにより
作像を開始する制御手段とを備え、検出手段が第１色目
の検出タイミングと第２色目以降の色の検出タイミング
とを検出し、検出された検出タイミング信号に基づき制
御手段が第２色目以降の回転多面鏡の回転位相の制御を
行うことを特徴としている。

【００１８】また、上記の回転多面鏡の回転位相の制御
は、カラーを構成する第２色目以降のそれぞれの色につ
いて実行されるとよい。さらに、カラー画像形成装置
は、所定のクロック信号を生成する発振手段を備え、制
御手段へは所定のクロック信号と検出タイミング信号と
色選択信号とが入力され、これらの信号に基づき回転多
面鏡の回転位相の制御を行うとよい。

【００１９】また、上記の中間転写体には複数のマーク
が付けられており、このマークの第１色目のマークを基
準マーク（１）とし、基準マークの次マーク（２）以降
のマーク（２以上の自然数）についての検出タイミング
信号に基づき回転多面鏡の回転位相の制御を行うとよ
い。なお、回転多面鏡の回転位相の制御は、回転多面鏡
の駆動モータの同期信号の立ち上りのズレ時間ｔ21を検
出し、予め定められた基準マークと次マークのそれぞれ
の検出タイミング信号の時間差ｔm12と、次マークの立
ち上がりタイミングとその時の駆動モータの同期信号の
立ち上がりタイミングのズレ時間ｔ12と、基準マークの
立ち上がりと同期信号の立ち上がりのズレ時間ｔ21とに
基づいて行うとよい。

【００２０】

【作用】したがって、本発明のカラー画像形成装置によ
れば、中間転写体上の基準位置を検出し、検出された検
出タイミングにより作像を開始する。この作像におい
て、第１色目の検出タイミングと第２色目以降の色の検
出タイミングとを検出し、検出された検出タイミング信
号に基づき第２色目以降の回転多面鏡の回転位相の制御
を行う。よって、第２色目以降の第１色目に対する位置
ズレを防止することができる。

【００２１】

【実施例】次に添付図面を参照して本発明によるカラー
画像形成装置の実施例を詳細に説明する。図１〜図３を
参照すると本発明のカラー画像形成装置の実施例が示さ
れている。図１は実施例のカラー画像形成装置へ適用さ
れるポリゴンミラー周辺部の回路構成を示すブロック図
である。また、図２及び図３は動作を説明するためのタ
イミング図であり、図３は図２の要部の詳細を表してい
る。

【００２２】図１に本発明の実施例の構成を示す。従来
技術と同符号の構成及び動作は同じものとして取扱い、
重複する説明を省く。図１は、ポリゴンモータ周辺部の
回路構成を示しており、その主要部に、モータ制御回路
５２と位相整合回路６０とを有して構成される。

【００２３】位相整合回路６０は、発振器５０から出力
されているクロック信号を基準に動作する。位相整合回
路６０へは、マーク検知センサ４０より出力されるマー
ク検知信号MARKが入力され、モータ同期信号PLSの位相
を進ませたり遅らせたりする。この制御により、ポリゴ
ンミラーの回転位相を位相整合制御する。また、位相整
合回路６０へは色選択信号CSELも入力される。この色選
択信号CSELは、図示しない画像形成装置のＣＰＵ等のコ
ントローラより出力される４色の色を識別する信号であ
り、対応する色のレーザ書込信号が合わせて出力され
る。

【００２４】図２は、図１の位相整合回路６０の動作を
説明するタイムチャートである。位相整合回路６０は、
色選択信号CSELによって、マーク信号とレーザ書込の色
の関係を把握しており、第１色目の基準マーク１が検出
されると、位相整合を行うことなくポリゴンモータをそ
のまま回転させる。位相整合回路６０は、次のマーク２
では、マークとモータ制御回路５２に出力しているモー
タ同期信号PLSの位相差、または立ち上がりタイミング
の時間差ｔ12を検出する。

【００２５】レーザ書込は、マーク２の検出後に行われ
ることになる。レーザ書込が開始されると、現像、中間
転写を行う。第２色目では、基準マーク１で位相整合を
開始する。位相整合は、第１色目で検出された位相差ｔ
12と、マーク１とその時のモータ同期信号PLSの位相
差、または立ち上がりタイミングの時間差ｔ21に基づい
て行われ、位相整合期間が経過した後には第１色目のモ
ータ同期信号と（マーク２を基準とすると）同じ位相で
出力される。位相整合期間は、マーク２の時点では既に
終了しているので、マーク２のタイミングで第２色目の
レーザ書込を開始する。更に、第３色目、第４色目も同
様なシーケンスでレーザ書込、現像、中間転写が行われ
る。

【００２６】図３は、図２のタイムチャートをマーク１
とマーク２について詳細に示した図である。第１色目の
マーク１では位相整合されることなくそのままの状態で
モータ同期信号PLSは出力される。第１色目のマーク２
では、マーク２の立ち上がりタイミングとその時のモー
タ同期信号PLSの立ち上がりタイミングのズレ時間ｔ12
を検出する。第１色目のレーザ書込は、その直後行われ
る。第２色目においては、マーク１で、マーク１の立ち
上がりとモータ同期信号PLSの立ち上がりのズレ時間ｔ2
1を検出する。位相整合は、予め分かっているマーク１
とマーク２の時間差ｔm12と時間ｔ12と時間ｔ21に基づ
いて行われる。

【００２７】位相整合する時間はそれらの時間差に依存
するが、位相整合期間が経過した後には、モータ同期信
号PLSは第１色目の位相と同じ位相に整合されている。
この時、第２色目のマーク２のタイミングでもモータ同
期信号の位相は一致しているので、第１色目のレーザ書
込と同じタイミングでレーザ書込ができることになる。
更に、第３色目、第４色目も第２色目と同様に位相整合
され、レーザ書込のタイミングも第１色目の位相に一致
する。

【００２８】具体的な例で説明する。ここでは、微短パ
ルスを発生することによって位相整合する場合について
説明する。ここで、各時間を下記のように仮定する。

【００２９】 マーク１、２間の時間 ： ｔm12 = 400 (msec) モータ同期信号PLSのパルス幅 ： ｔPLS = 0.4 (msec) 第１色目、マーク２の検出タイミング ： ｔ12 = 0.3 (msec) 第２色目、マーク１の検出タイミング ： ｔ21 = 0.1 (msec) 第３色目、マーク１の検出タイミング ： ｔ31 = 0.3 (msec) 第４色目、マーク１の検出タイミング ： ｔ41 = 0.2 (msec) 位相整合時の微短パルスPLS2のパルス幅 ： ｔPLS2 = 0.399(msec)

【００３０】上記に基づく時間［ｔm12+ｔ12-ｔ21］の
間に、モータ同期信号のパルスPLSは下記式（１）によ
り得られるパルス数を発生する。

【００３１】 ［400 + 0.3 - 0.1 (msec)］/0.4(msec) = 1000(パルス)…余り0.2(msec) …（１）

【００３２】この間（位相整合期間）に微短パルスを２
００回発生させる。この微短パルス２００回の根拠は、
下記の式（２）および式（３）による。つまり、通常の
パルスPLSと微短パルスPLS2との時間差は、下記式
（２）により得られる。

【００３３】 ｔPLS-ｔPLS2=0.4-0.399=0.001(msec) …（２）

【００３４】式（１）に生じた余りの時間(0.2msec) を
なくすように微短パルスを発生させる。つまり、下記式
（３）とする。

【００３５】 0.2(msec)/0.001(msec)=200 (パルス) …（３）

【００３６】この時、マーク２の時点で、モータ同期信
号PLSは、第１色目の位相と第２色目の位相は一致する
ことになる。第３色目、第４色目についても同様に計算
すると、第３色目には、微短パルスを０ （パル
ス）、第４色目には、微短パルスを１００（パルス）、
を発生させれば、モータ同期信号は第１色目の位相と一
致する。

【００３７】尚、本実施例では、位相整合を微短パルス
の発生により行ったが、位相整合はその他の方法でも可
能である。また、マーク１、２間の時間差ｔm12は、ベ
ルト速度とマーク間距離から求めたり、予めクリーニン
グブレードを当接させない状態で実測することで求めて
おくとよい。

【００３８】以上、位相整合の手順について述べたが、
説明を図２のタイムチャートに戻す。図２は連続印刷時
の第２枚目のシーケンスも示している。第２枚目の第１
色目のマーク１は、レーザ書込の基準タイミングとなっ
ておらず、マーク２がレーザ書込の基準となる。第２色
目以降では、マーク１の検出タイミングと第１色目のマ
ーク２の検出タイミングに基づいて位相整合され、レー
ザ書込タイミングはマーク２のタイミングで行われる。
このような位相整合を行った場合、中間転写ベルトのク
リーニングによるベルト速度変動の影響を受けることな
く、位相整合を行うことができる。

【００３９】上記の実施例は、マーク検知タイミングに
基づいてポリゴンミラーの回転位相を制御する方法にお
いて、複数枚のカラー画像の連続印刷時に生じる第２色
目以降の色ズレを防止でき、印字速度を低下させること
もない方法を実現させる。本実施例により、連続印刷時
においても、各色の副走査方向に色ズレがないカラー画
像を得ることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
カラー画像形成装置は、中間転写体上の基準位置を検出
し、検出された検出タイミングにより作像を開始する。
この作像において、第１色目の検出タイミングと第２色
目以降の色の検出タイミングとを検出し、検出された検
出タイミング信号に基づき第２色目以降の回転多面鏡の
回転位相の制御を行う。第２色目以降の第１色目に対す
る位置ズレを制御することにより、複数枚の連続印刷時
に印刷速度を落とすことなく、１色目と２色目以降の色
ズレのないカラー画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の実施例を示すポ
リゴンモータ周辺部の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１の動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図３】図２のタイムチャートのマーク１とマーク２の
関連部を詳細に示した図である。

【図４】第１の従来例のカラー画像形成装置の構成例を
示す縦断面概念図である。

【図５】第２の従来例のカラー画像形成装置の主要部の
構成を示す部分拡大概念図である。

【図６】従来のポリゴンモータの制御部の回路構成を示
すブロック図である。

【図７】図６の動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【図８】図７の連続印刷時の色ズレを防止する対策を説
明するタイムチャートである。

【符号の説明】

５Ａ ポリゴンモータ ５Ｂ ポリゴンミラー ４０ マーク検知センサ ５０ 発振器 ５２ モータ制御回路 ６０ 位相整合回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薮田 知典 鳥取県鳥取市北村10番地３ リコ−マイ クロエレクトロニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−181343（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−289440（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105962（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289684（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−318874（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−150574（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 21/00 370 G03G 21/14 B41J 2/44 G03G 15/04 - 15/04 120

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転多面鏡により反射された露光ビーム
   を感光体へ照射して複数色の画像形成信号に対応する静
   電潜像を形成し、前記感光体に形成された潜像を顕像化
   し、前記感光体上の複数の顕像を順次重ねて中間転写体
   へ転写し複数色の顕像とし、前記中間転写体上に重ねて
   転写された顕像を別の転写体上に転写するカラー画像形
   成装置において、 前記中間転写体上の基準位置を検出する検出手段と、 前記検出手段による検出タイミングにより作像を開始す
   る制御手段とを備え、 前記検出手段が第１色目の前記検出タイミングと第２色
   目以降の色の検出タイミングを検出し、該検出された検
   出タイミング信号に基づき前記制御手段が第２色目以降
   の前記回転多面鏡の回転位相の制御を行うことを特徴と
   するカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記回転多面鏡の回転位相の制御は、カ
   ラーを構成する前記第２色目以降のそれぞれの色につい
   て実行されることを特徴とする請求項１記載のカラー画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記カラー画像形成装置は、さらに所定
   のクロック信号を生成する発振手段を備え、前記制御手
   段へは前記所定のクロック信号と前記検出タイミング信
   号と色選択信号とが入力され、これらの信号に基づき前
   記回転多面鏡の回転位相の制御を行うことを特徴とする
   請求項１または２記載のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記中間転写体には複数のマークが付け
   られており、該マークの第１色目のマークを基準マーク
   （１）とし、該基準マークの次マーク（２）以降のマー
   ク（２以上の自然数）についての前記検出タイミング信
   号に基づき前記回転多面鏡の回転位相の制御を行うこと
   を特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のカラ
   ー画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記回転多面鏡の回転位相の制御は、該
   回転多面鏡の駆動モータの同期信号の立ち上りのズレ時
   間ｔ21を検出し、予め定められた前記基準マークと次マ
   ークのそれぞれの検出タイミング信号の時間差ｔm12
   と、前記次マークの立ち上がりタイミングとその時の前
   記駆動モータの同期信号の立ち上がりタイミングのズレ
   時間ｔ12と、基準マークの立ち上がりと前記同期信号の
   立ち上がりのズレ時間ｔ21とに基づいて行うことを特徴
   とする請求項４記載のカラー画像形成装置。