JP3538446B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成装置に係り、特
に、画像記録媒体を回転駆動させながらその画像記録媒
体に画像を記録し、記録された画像を画像記録媒体の回
転移動方向へ搬送されてくる画像転写媒体に転写する画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】用紙などの画像形成媒体上に画像を形成
する印刷装置（プリンタ等）の画像形成方法には種々の
方法があり、例えば、感光ドラム上に静電気的な画像を
形成しトナーによって可視化し用紙に転写する電子写真
方式、インキ滴を直接用紙上に吹き付けて画像を形成す
るインクジェット方式や感光発色材に画像露光し記録す
る銀塩写真方式などが代表的である。

【０００３】電子写真方式を用いた印刷装置により、カ
アー画像を形成する場合には、感光ドラム上にカラー画
像を形成するための３原色（黄、マゼンタ、シアン）の
うち１色のトナー像を形成して用紙に転写する工程を３
色分繰り返す（場合によっては黒を含めて４色分）方
式、感光ドラム上に３原色トナー画像を形成しておき、
一括して用紙に転写する方式、単色トナー画像を形成す
る画像形成ユニットを黒と３原色分だけ用紙搬送方向に
並べて順次用紙上に単色画像を重ね合わせてカラー画像
を形成する方式などがあげられる。これらの方式のなか
でも画像形成ユニットを用紙搬送方向に複数並べた方式
（タンデム方式と呼ぶ）は印刷記録速度が他の方式より
優れ、また装置を小型化する上で最も適した方式の一つ
である。

【０００４】図２は電子写真方式によるタンデム方式カ
ラー画像形成装置の構成図の一例である。黄、マゼン
タ、シアン、黒の単色画像を形成する画像形成ユニット
６，７，８，９が用紙搬送方向（図中矢印方向）に配置
される。各画像形成ユニットの構成要素は、画像記録媒
体である感光ドラム６ａ，７ａ，８ａ，９ａ、記録手段
で感光ドラム表面に静電潜像を形成するためのライン光
ヘッド６ｃ，７ｃ，８ｃ，９ｃ、静電潜像をトナー像に
現像する現像器６ｄ，７ｄ，８ｄ，９ｄ、ドラム上のト
ナー像を画像転写媒体である用紙に転写するための転写
ローラ６ｅ，７ｅ，８ｅ，９ｅ、転写後の感光ドラム表
面を除電するための除電ランプ６ｇ，７ｇ，８ｇ，９
ｇ、転写残りトナーを平均化するためのメモリ除去ブラ
シ６ｈ，７ｈ，８ｈ，９ｈ、および感光ドラム表面を均
一に帯電させるための帯電器６ｂ，７ｂ，８ｂ，９ｂ、
である。

【０００５】図２に示す例では感光ドラム上の転写残り
トナーを現像器に戻すクリーナレスプロセスを用いてい
るが、クリーナレスプロセスを実施するうえで必要なメ
モリ除去ブラシのかわりにクリーナーユニットを設け転
写残りトナーを感光ドラムよりクリーニングするものも
ある。

【０００６】それぞれの画像形成ユニットで作像したト
ナー画像を、静電力にて転写ベルト１０に付着し搬送さ
れる用紙に順次重ね合わせながら転写し、定着器１２に
よってトナーを溶融圧着してカラー画像を形成する。

【０００７】この画像形成装置は、先に述べたように画
像形成ユニットを複数備えているので、用紙上にカラー
画像を形成するための時間が他の方式に比べ短いという
長所を有する。しかしこの反面、各画像形成ユニットで
用紙上に転写された単色画像を重ね合わせる際にずれが
生じ易く、画像品質が劣化する場合があるという欠点を
有する。

【０００８】タンデム方式での画像重ね合わせずれが生
じるメカニズムを図３を用いて簡単に説明する。図は用
紙に形成された各単色画像の理想位置からのずれの様子
の変化を表している。説明を簡単にするため、用紙の搬
送方向（副走査方向）のずれのみに着目し、用紙の搬送
方向に交差する方向（主走査方向）におけるずれは無視
することにする。ずれの波形は長周期変動（振幅をαで
示す）、短周期変動（振幅をβで示す）、およびオフセ
ット（ｅで示す）に大別できる。

【０００９】まず、長周期的変動は感光ドラムや転写ベ
ルトの駆動伝達機構や駆動ローラなどの偏心による速度
変動などに起因する。短周期変動は感光ドラムを駆動す
る駆動伝達機構などの振動に起因する。オフセットは各
画像形成ユニット取り付け誤差や熱膨脹によるユニット
間距離のずれやライン光ヘッドの組み付け誤差に起因す
る。

【００１０】長周期的変動やオフセットはそのずれ量が
大きくなるために各単色画像を重ね合わせたときにずれ
となり、細線部での画像のずれや、カラー画像の不安定
な色再現などを招く。

【００１１】画像重ね合わせずれは一般に解像度の１．
５倍程度が許容値とされている。例えば３００ｄｐｉの
印刷装置での許容値は０．１２７mmとなる。これを達成
するためにずれ許容値をそれぞれの要素の製作精度に振
分けると、各要素ごとに数μ程度に管理する必要が生じ
る。例えば、ギアなどの回転要素のふれまわりによる形
成画像の伸び縮みに伴なう画像ずれを抑制するために、
画像にもっとも影響を及ぼすギアではその同心度を数ミ
クロンに設定しなければならない。また、画像形成ユニ
ットやライン光ヘッドなどの取り付け精度も２０ミクロ
ン程度以下にする必要がある。

【００１２】一方、短周期的変動は感光ドラム駆動伝達
機構の振動などに起因するが、わずかな振幅でも画像に
バンディングと呼ばれる縞状の濃淡ムラが発生する。と
くに中間調画像では顕著となる。従って、カラー印刷装
置では写真や絵などに中間調を多用するためバンディン
グが生じた画像では非常に見苦しく、極力抑える必要が
ある。バンディングを目立たなくするためには感光ドラ
ムの回転速度変動を１〜３％程度にしなければならず、
極めて高精度な駆動機構が要求されていた。

【００１３】この画像ずれやバンディングを問題ないレ
ベルにまで抑えるために、従来は各要素の組み立て精度
や機械精度を非常に高くすることはもちろん、４つの感
光ドラムの駆動に高精度なウォームギアを用いたり（電
子写真学会、JAPAN HARDCOPY1991 Ａ−２７ｐ）、転写
ベルト表面に記したマークを検知して書き出しタイミン
グを決定したり（特開昭６２−２４２９６９号公報な
ど）、画像形成ユニット間距離を転写ベルト駆動プーリ
周長の整数倍にする（米国特許番号４５３１８２８号明
細書）などの工夫をしてきた。また、用紙先端を検知し
て、画像書き出しタイミングを決定する技術としては例
えば特開昭５９−１６３９７１等が知られている。

【００１４】しかしながら、製作コストを含めた機械的
精度の向上には限界があり、また、実施可能な精度にま
で改善しても重ね合せずれの許容値を越えてしまった
り、環境温度変化やユーザによるプロセスユニットの交
換によって画像形成ユニット間距離が変化し画像ずれが
生じるという問題があった。

【００１５】なお、上述した例では主にタンデム方式の
カラー画像形成装置について述べてきたが、カラー画像
形成装置を構成する１個の画像形成ユニットがカラーで
はなく単色の画像形成装置として機能する場合において
も、カラー画像形成装置における場合と共通の問題が所
在する。すなわち、単色の画像形成装置においても感光
ドラムの速度変動や偏芯等が存在すると、バンディング
が発生する。

【００１６】

【発明を解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
画像形成装置では、単色であるかカラーであるかを問わ
ず、画像形成ユニットで形成された単色画像の濃淡ムラ
や画像ずれを抑えるために、構成要素の加工精度や組み
立て精度を非常に高精度としていた。このため、組み立
て工程で煩わしい調整作業が必要であったり、加工組み
立て精度限界のために濃淡ムラや画像ずれを目立たない
レベルにすることができないという問題があった。さら
に、画像ムラの低減を機械部品の高精度化に依存してい
たため、初期的には画像ずれが目立たなくとも、摺動部
の磨耗やガタの発生などによって、経時的にずれが目立
つようになり画質が劣化してしまう問題があった。

【００１７】また、画像形成装置がタンデム方式のカラ
ー画像形成装置である場合にも同様にして、各画像形成
ユニットで形成された単色画像を重ね合わせる際のずれ
を抑えるために、構成要素の加工精度や組み立て精度を
非常に高精度としていた。このため、組み立て工程で煩
わしい調整作業が必要であったり、加工組み立て精度限
界のために濃淡ムラや画像ずれを目立たないレベルにす
ることができないという問題があった。さらに、画像ず
れの低減を機械部品の高精度化に依存していたため、初
期的には画像ずれが目立たなくとも、摺動部の磨耗やガ
タの発生などによって、経時的にずれが目立つようにな
り画質が劣化してしまう問題があった。

【００１８】従って、従来のタンデム方式の画像形成装
置は、長期間にわたり画像ずれがない状態に保つことが
困難で、かつ高精度な機械部品を利用しているために製
品コストが高いという問題を含んでいた。このような理
由から、サービスマンによるメンテナンスが可能で製品
価格も比較的上位に入るフルカラー複写機の印刷ユニッ
トとして利用されているにすぎなかった。

【００１９】現状のプリンタ装置ではメンテナンスフリ
ーであることが常識であり、また、製品コストも複写機
に比べかなり低い設定としなければならないため、タン
デム方式をカラープリンタ装置に応用できない課題があ
った。

【００２０】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題を解消し、高精度な機械部品を使用しなくて
も長期間にわたって濃淡等の画像ムラや画像ずれがな
く、安定した高画質を保つことができる画像形成装置を
提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明による画像形成装置は、回転駆動
機構によって複数の画像記録媒体を回転駆動させながら
画像記録手段を用いて前記複数の画像記録媒体の各々に
この回転移動方向と交差する方向に繰り返して画像を記
録し、前記複数の画像記録媒体の各々に記録された画像
を前記画像記録媒体の回転移動方向へ搬送されてくる画
像転写媒体に転写する画像形成装置において、前記複数
の画像記録媒体の各々の回転移動量をエンコーダパルス
を計数して求める複数の回転検出手段と、前記複数の画
像記録媒体の各々に回転移動方向と交差する方向に画像
を記録し始める記録タイミングを、前記複数の回転検出
手段の各々によって求められる前記エンコーダパルスに
同期するように制御する記録タイミング制御手段とを備
えることを特徴とする。

【００２２】また、前記記録タイミング制御手段は、前
記画像記録媒体に記録された画像が前記画像転写媒体に
この搬送方向と交差する方向に対して等間隔に転写され
るように、前記記録タイミングを制御することを特徴と
する。

【００２３】また、本発明による画像形成手段は、回転
駆動機構によって画像記録媒体を回転駆動させながら画
像記録手段を用いて前記画像記録媒体にこの回転移動方
向と交差する方向に繰り返して画像を記録するとともに
前記画像記録媒体に記録された画像を前記画像記録媒体
の回転移動方向へ搬送されてくる画像転写媒体に転写す
る画像形成ユニットを、前記画像転写媒体の搬送方向に
複数配列し、各々の前記画像ユニットによって異なる画
像色で画像を記録するとともにこれらの画像を重ね合わ
せてカラー画像を形成するカラー画像形成装置におい
て、前記画像記録媒体の回転移動量を求める回転検出手
段と、前記画像記録媒体の回転方向と交差する方向に画
像を記録し始める記録タイミングを制御する記録タイミ
ング制御手段と、また、前記回転検出手段は前記画像記
録媒体の駆動軸に取り付けられ、この駆動軸の回転角を
検出することを特徴とする。

【００２４】また、前記回転駆動機構は互いに連結され
た複数の回転駆動要素を有し、前記回転駆動要素が１回
転に要する時間が前記画像記録媒体が１回転に要する時
間の整数分の１の時間になるようにしたことを特徴とす
る。

【００２５】また、前記画像記録手段は、回転多面鏡を
回転駆動して前記画像記録媒体の回転移動方向と略直角
に交差する方向へ光ビームを走査し、この光ビームの点
滅によって前記画像記録媒体に画像を記録する光ビーム
走査記録手段であり、前記記録タイミング制御手段は、
前記回転検出手段によって求められる回転移動量に基づ
いて前記光ビームの走査速度を制御する走査速度制御手
段を備えることを特徴とする。

【００２６】また、前記光ビーム走査記録手段は、前記
回転多面鏡の回転移動量を求める多面鏡回転検出手段を
有し、前記記録タイミング制御手段は、前記光ビームが
点滅する点滅タイミングを前記多面鏡回転検出手段によ
って求められる回転移動量によって制御する点滅タイミ
ング制御手段を備えていることを特徴とする。

【００２７】また、本発明によるカラー画像形成装置
は、回転駆動機構によって画像記録媒体を回転駆動させ
ながら画像記録手段を用いて前記画像記録媒体にこの回
転移動方向と交差する方向に繰り返して画像を記録する
とともに前記画像記録媒体に記録された画像を前記画像
記録媒体の回転移動方向へ搬送されてくる画像転写媒体
に転写する画像形成ユニットを、前記画像転写媒体の搬
送方向に複数配設し、各々の前記画像ユニットによって
異なる画像色で画像を記録するとともにこれらの画像を
重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置
において、前記画像記録媒体の回転移動量を求める回転
検出手段と、前記画像記録媒体の回転移動方向と交差す
る方向に画像を記録し始める記録タイミングを、前記回
転検出手段によって求められる回転移動量によって制御
する記録タイミング制御手段とを備えることを特徴とす
る。

【００２８】また、前記画像形成ユニットは前記画像転
写媒体が所定位置に搬送されたことを検出する位置検出
手段を有し、前記記録タイミングは前記位置検出手段に
より検出される位置信号および前記回転検出手段によっ
て求められる回転移動量によって制御されることを特徴
とする。

【００２９】また、前記位置検出手段は前記画像形成ユ
ニットごとに備えられていることを特徴とする。

【００３０】また、前記位置検出手段は、前記画像転写
媒体を搬送するための搬送媒体上に記録されたマークの
通過を検出することにより前記画像転写媒体が所定位置
に搬送されたことを検出することを特徴とする。

【００３１】また、本発明によるカラー画像成形装置
は、回転駆動機構によって画像記録媒体を回転駆動させ
ながら画像記録手段を用いて前記画像記録媒体にこの回
転移動方向と交差する方向に繰り返して画像を記録する
とともに前記画像記録媒体に記録された画像を前記画像
記録媒体の回転移動方向へ搬送されてくる画像転写媒体
に転写する画像形成ユニットを、前記画像転写媒体の搬
送方向に複数配列し、各々の前記画像ユニットによって
異なる画像色で画像を記録するとともにこれらの画像を
重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置
において、前記画像記録媒体の回転移動量を求める回転
検出手段と、前記画像記録媒体の回転方向と交差する方
向に画像を記録し始める記録タイミングを制御する記録
タイミング制御手段と、前記画像記録媒体の各回転位置
における回転移動量の変動を予め記録しておく記憶手段
と、前記画像記録媒体に記録された画像が前記画像転写
媒体に転写されるとしたきに予測される転写位置ずれ量
を前記記憶手段に記録された回転移動量の変動に基づい
て演算する演算手段と、前記記録タイミングを前記転写
位置ずれ量に基づいて補正する補正手段と、を備えるこ
とを特徴とする。

【００３２】また、前記回転検出手段は前記画像記録媒
体の駆動軸に取り付けられ、この駆動軸の回転角を検出
することを特徴とする。

【００３３】また、前記回転駆動機構は互いに連結され
た複数の回転駆動要素を有し、前記回転駆動要素が１回
転に要する時間が前記画像記録媒体が１回転に要する時
間の整数分の１の時間になるようにしたことを特徴とす
る。

【００３４】また、前記画像記録手段は、回転多面鏡を
回転駆動して前記画像記録媒体の回転移動方向に略直角
に交差する方向へ光ビームを走査し、この光ビームの点
滅によって前記画像記録媒体に画像を記録する光ビーム
走査記録手段であり、前記記録タイミング制御手段は、
前記回転検出手段によって求められる回転移動量に基づ
いて前記光ビームの走査速度を制御する走査速度制御手
段を備えることを特徴とする。

【００３５】また、前記光ビーム走査記録手段は、前記
回転多面鏡の回転移動量を求める多面鏡回転検出手段を
有し、前記記録タイミング制御手段は、前記光ビームが
点滅する点滅タイミングを前記多面鏡回転検出手段によ
って求められる回転移動量によって制御する点滅タイミ
ング制御手段を備えていることを特徴とする。

【００３６】本発明によれば、回転検出手段により求め
た画像記録媒体の回転移動量を用い、例えばこの回転移
動量が所定量になる毎に制御信号を生成することによ
り、記録タイミング制御手段によって画像記録媒体の回
転移動方向と交差する方向（主走査方向）に画像を記録
し始める記録タイミングを制御することができるので、
画像記録媒体に回転速度変動等が存在する場合でも、画
像転写媒体に転写される画像が画像記録媒体の回転移動
方向（副走査方向）に等間隔になるように画像記録媒体
の主走査方向に画像を記録し始める記録タイミングを制
御することができ、この結果、濃淡ムラや画像ずれを排
除することができる。

【００３７】また本発明によれば、画像記録媒体に回転
速度変動等が存在する場合に記憶手段により画像記録媒
体の各回転位置における回転移動量の変動を予め記録し
ておき、画像記録媒体の回転速度変動等により予測され
る転写位置ずれ量を記憶手段に記録された回転移動量の
変動に基づいて演算手段により演算し、補正手段により
転写位置ずれ量がなくなるように補正する。これによ
り、画像記録媒体に画像が形成されてから画像転写媒体
に転写されるまでの間に画像記録媒体の回転移動量に変
動があったとしても、記録タイミングを転写位置ずれ量
がなくなるように補正することができる。

【００３８】また本発明によれば、画像記録媒体の表面
それ自身の回転移動量を検出する代わりに画像記録媒体
の駆動軸の回転角を検出するようにし、回転検出手段は
画像記録媒体の駆動軸に取り付けたので、回転検出手段
を簡単な構成にすることができるとともに画像形成媒体
の角速度変動による画像ずれを効果的に低減することが
できる。

【００３９】また本発明によれば、回転駆動機構を構成
する複数の回転駆動要素の各々の１回転に要する時間が
前記画像記録媒体が１回転に要する時間の整数分の１の
時間になるようにしたので、各々の回転駆動要素の回転
変動の周期は、これらの回転駆動要素の変動が重量して
生じる画像記録媒体の回転変動の周期の整数分の１の時
間になる。このため、転写時点での画像ムラを予見でき
るために必要な測定データの採取は、画像記録媒体の１
周期分の回転変動を測定するのみで十分となり、この結
果、測定時間を短縮でき必要なメモリ媒体の量を削減す
ることができる。

【００４０】また本発明によれば、前記画像記録手段と
してレーザビーム等の光ビームを用いる光ビーム走査記
録手段を採用したので、画像記録媒体に画像を記録する
光量を大きくすることができ、画像を多段階の明度で記
録することができ、また、ＬＥＤ等を多数配列する場合
等に比べて故障率を少なくすることができる。また、走
査速度制御手段によって回転検出手段によって求められ
る回転移動量に基づいて前記光ビームの走査速度を制御
するので、主走査方向に画像を記録し始める記録タイミ
ングを制御することができる。

【００４１】また本発明によれば、点滅タイミング制御
手段によって、多面鏡回転検出手段によって求められる
回転多面鏡の回転移動量により前記光ビームの点滅タイ
ミングを制御することができる。この結果、走査速度制
御手段によって前記光ビームの走査速度を制御し変化さ
せた場合でも、画像が主走査方向に伸びたり縮んだりす
ることを防止することができる。

【００４２】本発明によれば、カラー画像形成装置にお
いて、回転検出手段により求めた画像記録媒体の回転移
動量を用い記録タイミング制御手段によって、画像記録
媒体の回転移動方向と交差する方向（主走査方向）に画
像を記録し始める記録タイミングを制御することができ
るので、画像記録媒体に回転速度変動等が存在する場合
でも、画像転写媒体に転写される画像が画像記録媒体の
回転移動方向（副走査方向）に等間隔になるように画像
記録媒体の主走査方向に画像を記録し始める記録タイミ
ングを制御することができ、この結果、濃淡ムラや画像
ずれを排除することができ、重ね合わせて形成される画
像の画像ずれを小さくすることができる。

【００４３】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、画像形成ユニットは画像転写媒体が所定位置
に搬送されたことを検出する位置検出手段を有している
ので、記録タイミングを位置検出手段により検出される
位置信号および回転検出手段によって求められる回転移
動量の両方によって制御することができ、画像記録媒体
および画像転写媒体の両方が不安定に駆動されていると
きでも、重ね合わせて形成される画像の画像ずれを極め
て少なくすることができる。

【００４４】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、位置検出手段は複数の画像形成ユニットのそ
れぞれに備えられているので、各位置検出手段の検出信
号に同期して、各画像形成ユニットにおける記録タイミ
ングを設定することができるので、画像形成ユニットの
取り付け精度が低くとも、画像の重ね合わせずれがほと
んど発生しないようにすることができる。

【００４５】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、前記画像転写媒体を搬送するための搬送媒体
上に記録されたマークの通過を検出することにより前記
画像転写媒体が所定位置に搬送されたことを簡易に確実
に検出することができる。

【００４６】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、画像記録媒体に回転速度変動等が存在する場
合に記憶手段により画像記録媒体の回転移動量の変動を
予め記録しておき、画像記録媒体の回転速度変動等によ
り予測される転写位置ずれ量を記憶手段に記録された回
転移動量誤差に基づいて演算手段により演算し、補正手
段により転写位置ずれ量がなくなるように補正する。こ
れにより、画像記録媒体に画像が形成されてから画像転
写媒体に転写されるまでの間に画像記録媒体の回転移動
量に変動があったとしても、記録タイミングを転写位置
ずれ量がなくなるように補正することができる。

【００４７】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、画像記録媒体の表面それ自身の回転移動量を
検出する代わりに画像記録媒体の駆動軸の回転角を検出
するようにし、回転検出手段は画像記録媒体の駆動軸に
取り付けたので、回転検出手段を簡単な構成にすること
ができるとともに画像形成媒体の角速度変動による画像
ずれを効果的に低減することができる。

【００４８】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、回転駆動機構を構成する複数の回転駆動要素
の各々の１回転に要する時間が前記画像記録媒体が１回
転に要する時間の整数分の１の時間になるようにしたの
で、各々の回転駆動要素の回転変動の周期は、これらの
回転駆動要素の変動が重量して生じる画像記録媒体の回
転変動の周期の整数分の１の時間になる。このため、転
写時点での画像ムラを予見できるために必要な測定デー
タの採取は、画像記録媒体の１周期分の回転変動を測定
するのみで十分となり、この結果、測定時間を短縮でき
必要なメモリ媒体の量を削減することができる。

【００４９】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、前記画像記録手段としてレーザビーム等の光
ビームを用いる光ビーム走査記録手段を採用したので、
画像記録媒体に画像を記録する光量を大きくすることが
でき、画像を多段階の明度で記録することができ、ま
た、ＬＥＤ等を多数配列する場合等に比べて故障率を少
なくすることができる。また、走査速度制御手段によっ
て回転検出手段によって求められる回転移動量に基づい
て前記光ビームの走査速度を制御するので、主走査方向
に画像を記録し始める記録タイミングを制御することが
できる。

【００５０】また本発明によれば、カラー画像形成装置
において、点滅タイミング制御手段によって、多面鏡回
転検出手段によって求められる回転多面鏡の回転移動量
により前記光ビームの点滅タイミングを制御することが
できる。この結果、走査速度制御手段によって前記光ビ
ームの走査速度を制御し変化させた場合でも、画像が主
走査方向に伸びたり縮んだりすることを防止することが
できる。

【００５１】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を詳細に説
明する。なお、以下の実施例においてはタンデム方式の
カラー画像形成装置について説明する。単色の画像形成
装置の実施例については、タンデム方式のカラー画像形
成装置を構成する１個の画像形成ユニットと等価になる
ので説明を省略する。

【００５２】本発明によるカラー画像形成装置の第１実
施例を説明する。本実施例の特徴は、タンデム方式のカ
ラー画像形成装置において、画像記録媒体である感光ド
ラムの移動量検知信号に従ってライン状記録手段を制御
することにある。この特徴を図１の概略斜視図にて具体
的に説明する。本実施例では記録方式に電子写真方式を
用いている。

【００５３】従来例の項にて説明したとおり、タンデム
方式のカラー画像形成装置では単色の画像形成ユニット
を用紙搬送方向に配置する。本発明の実施例では各画像
形成ユニットの感光ドラム軸６ｓ，７ｓ，８ｓ，９ｓに
ロータリエンコーダ６ｒ，７ｒ，８ｒ，９ｒを設置して
いる。さらに、同軸にはタイミングプーリ６ｔ，７ｔ，
８ｔ，９ｔを取り付け、タイミングベルト２０ａ，２０
ｂ，２０ｃを介して、モータ２１にて感光ドラム６ａ，
７ａ，８ａ，９ａを回転駆動する。

【００５４】各画像形成ユニットにおける画像形成にあ
たっては、それぞれの感光ドラム表面を帯電器（図示せ
ず）にて一様に帯電し、この帯電面をライン光ヘッド６
ｃ，７ｃ，８ｃ，９ｃにて画像部のみを選択的に露光
し、静電潜像を作成する。本実施例ではライン光ヘッド
としてＬＥＤヘッドを用いた。これはヘッドの長手方向
に印刷画点に相当するドット光源をライン状に配列し、
印刷画像に応じてドット光源を点滅させるものである。

【００５５】次に静電潜像を現像器（図示せず）にてト
ナー像に現像したのち、転写器（図示せず）によって用
紙２２にトナー像を転写する。このように一度感光ドラ
ム表面に画像を形成した後に用紙に転写するために、従
来においては感光ドラム回転速度に変動があると印刷画
像に乱れが生じやすく、各画像形成ユニットによる単色
画像を重ね合わせたカラー画像には色ずれ、線ずれ、バ
ンディングが発生して、非常に見苦しい画像になりやす
かったのである。

【００５６】本実施例では感光ドラム駆動機構として、
ＰＬＬ制御によるＤＣブラシレスモータ２１とタイミン
グベルト伝達機構２０ａ，２０ｂ，２０ｃを用いてい
る。これらの駆動機構を採用した根拠は、１）狭いスペ
ースの中で実装できるために装置全体の小型化に適す
る。２）部品点数が少なく低コストである、などであ
る。ところが、タイミングベルト伝達機構では、タイミ
ングプーリの軸に対する偏心、ピッチ円直径のずれ、歯
の累積ピッチ誤差、歯溝と歯の噛み合い時における変動
などによって、感光ドラムを正確に一定速度で駆動する
ことは困難である。プーリの偏心、直径のずれ、歯の累
積誤差は感光ドラムの長期的変動を引き起こしカラー画
像の重ね合わせずれの原因となる。噛み合い変動は短期
的変動となってバンディングの原因になる。

【００５７】このような、感光ドラムの回転変動に伴う
画質劣化を改善して、より高品位な画質を得るために本
実施例では以下のような構成をとった。

【００５８】説明を簡単にするため、４つの画像形成ユ
ニットから黄色画像を形成するユニットのみを図４に示
す。また、タイミングチャートを図５に示す。

【００５９】図４において、符号５は記録タイミング制
御手段であり、記録タイミング制御手段５は画像記録媒
体の回転移動方向と交差する方向（主走査方向）に画像
を記録し始める記録タイミングを、回転検出手段によっ
て求められる回転移動量によって制御する。記録タイミ
ング制御手段５におけるイメージコントロール回路は、
画像情報の入出力を司る回路であり、コンピュータから
の画像情報を受け取り１ページ分のドットデータに展開
する。さらに、ＬＥＤヘッド１ライン分の画像ドットデ
ータ（ＤＡＴＡ）をクロック信号（ＣＬＫ）に同期して
ＬＥＤヘッド駆動回路へ転送する。ＬＥＤヘッド駆動回
路は１ライン分の画像データを受けとると、イメージコ
ントローラから送られる水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）に
よってデータを一時ラッチする。

【００６０】次に水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）に同期し
た発光信号（ＳＴＲＯＢＥ）で発光を実施する。ＬＥＤ
の発光は次ラインのデータを受け取りながら、前ライン
分について一括しておこなう。本駆動回路はＬＥＤヘッ
ド本体６ｃに内蔵されるものであるが、ここでは本体か
ら抜き出して記述した。

【００６１】感光ドラムシャフト６ｓに取り付けた回転
検出手段としてのロータリエンコーダ６ｒはスリットを
円周方向に等配したコードホイール６ｒ１と光源と受光
素子を対向させて構成した検知部６ｒ２を組み合わせた
構成とした。検知部６ｒ２にはＹＨＰ社製エンコーダモ
ジュールを使用した。コードホイールのスリットピッチ
は小さいものほど望ましいが、コストを考慮して、本実
施例ではプリンタ解像度と同じになるように設定した。
すなわち、実施例では感光ドラム径をφ３０ｍｍ、プリ
ンタ解像度３００ｄｐｉ（１インチ当たり３００ドッ
ト）としたために、１１１３個のスリットをコードホイ
ール円周方向に等配している。

【００６２】検知部６ｒ２からの信号は一度エンコーダ
検出回路に取り込まれイメージコントロール回路にＥＮ
Ｃ−ａ信号として受け渡される。イメージコントロール
回路ではＥＮＣ−ａ信号に同期してＨＳＹＮＣ信号を出
力する。これによって、ＬＥＤヘッドはエンコーダ信号
に同期して駆動されることになる。

【００６３】この駆動による効果を図６を用いて説明す
る。図のように感光ドラム６ａが回転速度変動を起こし
ていた場合、ＬＥＤヘッドを一定周波数で発光させる
と、速度の速い部分では画像が伸び、遅い部分では画像
が縮む。この時、エンコーダパルス信号はドラム速度に
従って、速度が速くなると周波数が高くなり、遅くなる
と周波数が低くなる。すなわち、このエンコーダパルス
に同期してＬＥＤヘッドを駆動すると、感光ドラムが速
度変動をおこしていても、常にエンコーダピッチに比例
した一定のラインピッチで画像が作成される。感光ドラ
ムの長期的、短期的変動による画像ずれやバンディング
がかなり抑制される。

【００６４】本実施例では、各画像形成ユニット６，
７，８，９の直前に位置検出手段としての用紙先端検知
センサ６ｐ，７ｐ，８ｐ，９ｐを設けた。これらはそれ
ぞれ光源６ｐ１，７ｐ１，８ｐ１，９ｐ１（転写ベルト
１０の下部に設置）と受光素子６ｐ２，７ｐ２，８ｐ
２，９ｐ２（転写ベルト１０の上部に設置）からなり、
用紙２２が無い場合、光源からの光は透明な転写ベルト
１０を透過して受光素子に到達する。用紙２２が搬送さ
れ遮光すると受光素子はＯＦＦ状態になり、用紙の先端
を検知することができる。受光素子６ｐ２，７ｐ２，８
ｐ２，９ｐ２の出力信号は用紙先端検出センサ回路に入
力された後、ＥＴＲＧ信号としてイメージコントロール
回路に取り込まれる。（画像形成ユニットごとにＥＴＲ
Ｇ信号を出力する。図４ではその１つとして区別するた
めＥＴＲＧ−ａと記してある。）イメージコントロール
回路は図５に示すタイミングでＥＴＲＧ信号から一定時
間ｔｄ後に、エンコーダパルス信号ＥＮＣ−ａに同期し
た水平同期信号ＨＳＹＮＣを出力する。ここで一定時間
ｔｄは、受光素子６ｐ２等の位置から転写位置までの距
離と、露光位置から転写位置までの感光ドラム６ａ面上
での距離との差を調整するための時間である。これによ
って、画像転写媒体である用紙２２の移動量を検知し
て、記録タイミングとしての画像書き出しタイミング、
すなわちライン光ヘッド６ｃ，７ｃ，８ｃ，９ｃの発光
開始タイミングを決定することができる。

【００６５】特に転写ベルトが定常速度で動き、転写ベ
ルト駆動ローラ１０ｃ（図２）の直径がわずかでも設計
値からずれていた場合には、従来のように各画像形成ユ
ニットでの画像書き出しタイミングをユニット間距離と
転写ベルト設定速度から計算して一定時間とするような
方法では画像の重ね合わせずれが生じてしまう。従来方
式では、このずれを低減するために装置ごとに書き出し
タイミングを微調整する作業が必要であった。本実施例
ではこのようなずれを自動的に低減できる。

【００６６】本実施例の構成によれば、感光ドラムシャ
フト６ｓに取り付けたロータリエンコーダ６ｒにより感
光ドラム６ａの回転移動量を求め、感光ドラムの回転移
動方向と交差する方向（主走査方向）にライン光ヘッド
６ｃが発光開始するタイミングを記録タイミング制御手
段５によって制御することができるので、感光ドラム６
ｓに回転速度変動等が存在する場合でも、用紙２２に転
写される画像が感光ドラム６ａの回転移動方向（副走査
方向）に等間隔になるように画像記録媒体の主走査方向
に画像を記録し始める記録タイミングを制御することが
でき、この結果、濃淡の画像ムラや画像ずれを排除する
ことができる。

【００６７】また、本実施例の構成によれば、ロータリ
エンコーダ６ｒおよび用紙先端検知センサ６ｐを備えて
おり、これらによる両方からの信号を用い記録タイミン
グ制御手段５によって主走査方向にライン光ヘッド６ｃ
が発光開始するタイミングを制御することができ、画像
記録媒体および画像転写媒体の両方が不安定に駆動され
ているときでも、重ね合わせて形成される画像の画像ず
れを極めて少なくすることができる。すなわち、感光ド
ラム回転変動に起因する画像ずれと用紙搬送むらに起因
する画像ずれとを同時に低減することができる。

【００６８】次に本発明の第２実施例について説明す
る。本実施例においては、感光ドラムの速度変動によっ
て生じる転写位置での画像位置ずれを効果的に低減する
ため、ＬＥＤヘッドの駆動による画像形成に先だって、
感光ドラムの回転速度変動をエンコーダにて検出し、転
写位置でのずれ量を算出する。

【００６９】このずれデータをもとに、エンコーダ信号
を補正したタイミング信号を発生させ、これに同期して
ＬＥＤヘッドの発光を行う。

【００７０】本実施例を説明するにあたり、感光ドラム
の回転変動に伴う画像ずれの大部分が回転角速度変動に
依り感光ドラム６ａの偏心は画像ずれにほとんど影響を
与えないことを示すために、図７に示すモデル図を参照
して以下に理論的に説明する。

【００７１】先に述べたように感光ドラム６ａには露光
ポイントｅｘｐでＬＥＤヘッドによる潜像形成が行われ
る。さらに、現像器（図示せず）にてトナー像に現像さ
れた潜像は転写ポイントｔｒｎｓにて用紙（図示せず）
に転写される。本モデルにおいて感光ドラム６ａの中心
ｏと回転中心ｏ′が距離Ａをもってずれている場合を考
える。図中における各記号は以下の通りである。

【００７２】ｒ ：感光ドラム半径 ｄ ：回転中心ｏ′から露光ポイントまでの距離 Ｖ_e ：仮想記録速度（印刷ヘッド） Ｖ_t ：用紙搬送速度 ω ：感光ドラム回転角速度 露光ポイントでＬＥＤヘッドを一定周波数で発光するこ
とにより画像を形成することは、画像ピッチが正確な理
想画像を露光ポイントｅｘｐにおいて記録速度Ｖ_e で感
光ドラム６ａ表面に転写することに等価である。仮想記
録速度とはこの理想画像の進行速度をあらわしており、
具体的には設定記録速度とできる。

【００７３】さらに、以下のような定義をする。

【００７４】ｔ_del ：微小時間 ω_e ：感光ドラム角速度（露光ポイント通過時） ω_t ：感光ドラム角速度（転写ポイント通過時） β ：角速度変動率 ξ ：露光−転写ポイント間角度 ψ ：感光ドラム偏心角度 ｆ ：感光ドラム回転数 感光ドラムの速度変動による画像ずれを露光ポイントで
のずれＥ_exp と転写ポイントでのずれＥ_trn にわけて考
えると以下の式になる。

【００７５】＊露光ポイント Ｅ_exp ＝Ｖ_e ・ｔ_del −ｄ・ω_e ・ｔ_del （１） ＊転写ポイント Ｅ_trn ＝ｄ・ω_t ・ｔ_del −Ｖ_t ・ｔ_del （２） 但し、（２）式は（１）式に対し時間的には一致しない
ものであり、感光ドラム上の任意の点の露光ポイントで
の画像ずれと、同じ点が転写ポイントに到達した時の画
像ずれを表している。用紙に転写される画像のずれは両
者を総和したものになる。

【００７６】さらに、回転中心ｏ′から露光ポイントｅ
ｘｐまでの距離ｄは次式で表される。

【００７７】 ｄ＝Ａcos(２πft＋ψ）＋ （ｒ² ＋Ａ² （cos ² （２πft＋ψ）−１））^1/2 （３） ここで、ｒ>>Ａであるから（３）式のＡ² 項は無視でき
次式にできる。

【００７８】 ｄ＝Ａcos(２πft＋ψ）＋ｒ （４） （１）（２）式において、１）用紙搬送速度Ｖt には変
動がなく仮想速度Ｖ_eと等しく、２）感光ドラムを駆動
する駆動プーリに偏心があり、感光ドラムの回転角速度
に（５）（６）のような変動が存在するような場合を考
える。

【００７９】 ω_e ＝Ｗ｛１＋βsin （２πｆｔ）｝ （５） Ｗ ：理想回転角速度 ω_t ＝Ｗ｛１＋βsin （２πｆｔ＋ξ）｝ （６） Ｖ_e ＝Ｖ_t （７） ここで ξ＝πとする （８） 画像ずれは下式で表わされる。

【００８０】 Ｅ_exp ＋Ｅ_trn ＝（Ｖ_e −Ｖ_t ）・ｔ_del ＋（ω_t −ω_e ）・ｄ・ｔ_del ＝−２βＷsin(２πft）｛ｒ＋Ａcos(２πft＋ψ）｝ｔ_del （９） なお、上式においてＡはｒに比べて無視できるので（１
０）式のように記述できる。

【００８１】 Ｅ_exp ＋Ｅ_trn ＝−２βｒＷsin （２πｆｔ）ｔ_del （１０） 上式より、感光ドラム６ａの偏心Ａは画像ずれに影響を
ほとんど与えず、回転角速度変動のみが画像ずれになる
ことがわかる。

【００８２】（９）式は微小時間におけるずれであるか
ら、累積誤差は一階積分すればよい。

【００８３】以上により、感光ドラムの回転変動に起因
する画像ずれを理論的に記述できた。

【００８４】ここで重要なのは（９）式で示すように画
像ずれが露光ポイントと転写ポイントのずれの総和であ
ることである。すなわち、先の実施例で説明した感光ド
ラム軸に設けたエンコーダ信号に同期してＬＥＤヘッド
を発光するのみでは露光ポイントのずれの補正を行った
にすぎず、従来方式よりは画像ずれが低減されるもの
の、転写ポイントでのずれが残留してしまうことにな
る。静電潜像が感光ドラムに対して正確に描かれたにす
ぎない。

【００８５】転写ポイントでのずれを低減するために本
実施例では以下に示すような技術を用いた。

【００８６】ＬＥＤヘッドによって露光されている感光
ドラム表面上の画像が、転写ポイントに到達して用紙に
転写される時のずれ量を予測する。予測量に応じてエン
コーダ信号を補正したタイミング信号を発生し、これに
同期してＬＥＤヘッドの発光を実施する。転写ポイント
での画像ずれを見込んで露光時に補正する方法である。
転写ポイントでのずれを予測するために、ＬＥＤヘッド
を駆動するに先だって、感光ドラムの回転変動を測定し
メモリ５ａに記録している。

【００８７】回転変動の測定方法を図８を用いて説明す
る。

【００８８】本実施例ではエンコーダ一周を３６のブロ
ックに分割し、露光ポイントを基点として時計方向に第
１，第２ブロック…とした。エンコーダパルス数は１１
１３パルス／１周であるので１ブロックを３０パルスで
構成した。感光ドラムを駆動し、出力されるエンコーダ
信号ＥＮＣをタイマ回路に入力した。タイマ回路では図
９に示すタイミングチャートのような信号処理がなされ
る。ブロックのエンコーダ信号の１パルス目の立上がり
でＨＩＧＨになり、２５パルス目の立ち上がりでＬＯＷ
になり、次のブロックの１パルス目で再びＨＩＧＨにな
ることを繰り返すＧＡＴＥ信号を発生する。一方、ＧＡ
ＴＥ信号がＨＩＧＨの時のＣＬＯＣＫ信号を計数する回
路を設け、エンコーダ信号２６パルスから３０パルスの
間に計数データをイメージコントロール回路に転送す
る。イメージコントロール回路ではエンコーダの各ブロ
ックのＣＬＯＣＫ計数データとＣＬＯＣＫ周波数からエ
ンコーダが２５パルス出力する間隔の時間ｔ_bnを演算
し、さらに以下の演算を行う。

【００８９】ｄ_tn＝（ｔ_bn−ｔ_r ）／２５ ただし、ｄ_tn：各ブロックの１パルス平均変動時間 ｔ_r ：感光ドラム回転角速度が一定であるときの理想時
間 ｎ ：ブロック（＝１，２，３，…３６） イメージコントロール回路は３６ブロック分の平均変動
時間ｄ_tnを一時、メモリ（ＲＡＭ）に記録する。本実施
例での平均変動時間は図１０のように変化していた。感
光ドラム１回転周期とほぼ同じ周期で平均変動時間が変
化した。

【００９０】次に、記録された１回転分の変動時間デー
タを元に、転写ポイントでのずれを予測してＬＥＤヘッ
ドの発光タイミングを補正する方法について説明する。

【００９１】エンコーダ信号ＥＮＣから水平同期信号Ｈ
ＳＹＮＣを発生し、これに同期してＬＥＤヘッドの発光
を行うことでは、先の実施例で説明した方法と同じであ
る。異なるのはエンコーダ信号ＥＮＣと水平同期信号Ｈ
ＳＹＮＣが同期していない点である。

【００９２】図１１を参照して以下に説明する。イメー
ジコントロール回路内部には図に示すようなプログラマ
ブルカウンタ回路を設けた。この回路ではエンコーダパ
ルス信号ＥＮＣから一定時間遅れて水平同期信号ＨＳＹ
ＮＣを出力する。さらに、このディレイ時間を外部から
入力されるデータに基づいて可変できるように構成し
た。先に記憶しておいたエンコーダ１周分の変動時間デ
ータに基づいてディレイ時間を決定する。図のタイミン
グチャートはエンコーダのブロック１と２と３に相当す
る感光ドラム表面が露光されている時のエンコーダ信号
ＥＮＣとプログラマブルカウンタ回路から出力される水
平同期信号ＨＳＹＮＣを表している。露光ポイントで露
光されているブロックに応じてエンコーダ信号ＥＮＣと
水平同期信号ＨＳＹＮＣのディレイ時間を変更する。デ
ィレイ時間ｔ_del ｎ（ｎ＝ブロック）は下式により決定
する。

【００９３】ｔ_del ｎ＝ｔ_o ＋ｄｔ （ｎ＋３６／２） ここで、ｔ_o ：一定遅れ時間 ｄｔ（ｉ）：あらかじめ記録されていたｉブロックの変
動時間 本実施例では一定遅れ時間ｔ₀ を感光ドラムが理想速度
で回転駆動される時のエンコーダパルス２周期分とし
た。ディレイ時間の変動分ｄｔ（ｉ）は露光されている
ブロックと１８０°対向するブロックの変動時間とし
た。これは、本実施例での露光ポイントと転写ポイント
の角度が１８０°であり、現在露光されているブロック
の感光ドラム表面が転写ポイントに到達するとき、露光
ポイントにあるのは１８０°対向するブロックであるか
らである。露光されている感光ドラム面が転写ポイント
を通過する際の画像ずれ量を感光ドラム速度変動が再現
するとして、過去の変動時間データを用いて露光時に転
写ずれを補正して静電潜像を作成する。これによって、
感光ドラムが速度変動していても、転写ポイントでの画
像ずれが露光ポイントと同時に補正でき、画像のピッチ
を一定に保つことができる。ただし、本実施例ではカウ
ント回路の制約上、以下の制限を設け、転写ポイントで
のずれ補正可能範囲を±２ドットとした。

【００９４】０＜ｔ_del ｎ＜２ｔ₀ ディレイ時間ｔ_del ｎはブロックごとに設定し、ブロッ
ク内では変化させなかった。感光ドラムの速度変動の周
波数が比較的高くかつ、振幅が非常に大きいため転写ポ
イントでバンディングが発生し、転写ポイントでの画像
ずれ周期がブロック幅より短い場合には、この転写ポイ
ントに対するずれ補正方法は効果が小となる。ただし、
多くの場合、感光ドラムの速度変動の短周期的成分は振
幅が比較的小さく、ＬＥＤヘッドの発光ドットの数十μ
ｍのスポット径になる露光ポイントでの影響に比べ、数
百μｍから数mmにおよぶ転写ポイントでは、ほとんど影
響しない。すなわち、転写ポイントで発生するバンディ
ングは露光ポイントに比べ無視できるほど小さいのであ
る。本実施例でのずれ補正方法は、感光ドラム駆動タイ
ミングプーリなどの偏心による振幅の大きい、長周期的
な変動による転写ポイントでのずれ補正を目的としてい
る。

【００９５】もちろん、短周期的な変動が転写ポイント
で問題になる場合でも、本発明は十分に効果のあるもの
である。この場合は、エンコーダの分割数を増加すれば
よく、感光ドラムの速度変動測定と水平同期信号ＨＳＹ
ＮＣのディレイ時間設定をより頻繁に実施すればよい。

【００９６】本実施例の構成によれば、感光ドラムに画
像が形成されてから画像転写媒体に転写されるまでの間
に感光ドラムの回転移動量に変動があったとしても、変
動を補正する画像が形成されているために、画像転写媒
体に転写された画像にはずれがないように補正できる。

【００９７】本発明における第３実施例について説明す
る。第３実施例における特徴は、図１および図４に示す
ように、感光ドラムの回転変動を検出するエンコーダを
感光ドラム駆動軸に取り付けたことである。

【００９８】先に画像ずれの理論的解析を説明したよう
に、（９）（１０）式によって感光ドラムの回転変動に
よる画像ずれには、感光ドラムの取り付け偏心はほとん
ど無視でき、その回転角速度変動が支配的になるという
知見が得られた。本実施例はこの知見に基づくものであ
る。

【００９９】感光ドラム６ａの駆動軸６ｓにこの駆動軸
６ｓの回転角を検出するためにエンコーダが取り付けら
れている。この場合が回転角速度変動を最も効果的に検
出でき、さらにこの検出信号によりＬＥＤヘッドの発光
タイミング変化させることが画像ずれの抑制に対して最
も効果的である。感光ドラム６ａの表面それ自身の回転
移動量を検出する代わりに感光ドラム６ａの駆動軸６ｓ
の回転角を検出するようにし、ロータリエンコーダ６ｒ
は感光ドラム６ａの駆動軸６ｓに取り付けたので、回転
検出手段を簡単な構成にすることができるとともに感光
ドラム６ａの角速度変動による画像ずれを最も効果的に
低減することができる。

【０１００】一方、感光ドラム本体や感光ドラム駆動プ
ーリなどにエンコーダを取り付ける方法では、感光ドラ
ムやプーリの駆動軸に対する組み付け精度が極めて高く
なければ、取り付け誤差によるエンコーダ出力信号の変
動が生じ、この信号に応じてＬＥＤヘッドの発光タイミ
ングを変化させると画像ずれが生じてしまう。

【０１０１】本実施例では図１２のようにして、エンコ
ーダを感光ドラム駆動軸６ｓに取り付けた。感光ドラム
６ａを駆動する軸６ｓはフレーム３４ａ，３４ｂに挿入
したベアリング３３ａ，３３ｂにて回転支持される。軸
６ｓのＤカット部分にタイミングプーリ６ｔをセットス
クリュー３２にて固定し、タイミングベルト２０ｃによ
って駆動モータ（図示せず）からの駆動力を伝達する。
止め輪３５は軸がスラスト方向に動くことを規制してい
る。感光ドラム６ａと軸６ｓとの接続は、画像形成ユニ
ットのフレーム３０に挿入されたブッシュ３０ｂを介
し、軸先端部をドラムフランジ３１ａの樹脂ブッシュ３
１ｂに圧入することによって行われる。

【０１０２】一方、軸６ｓへのエンコーダの取り付け
は、取り付け偏心誤差が極力でないように、エンコーダ
コードホイール６ｒ１の取り付け部にテーパ加工を施
し、ナット３６にて固定することによって行った。検知
部６ｒ２はフレーム３４ｂに位置決めして取り付けた。

【０１０３】本実施例の構成によれば、感光ドラム６ａ
の表面それ自身の回転移動量を検出する代わりに感光ド
ラム６ａの感光ドラムシャフト６ｓの回転角を検出する
ようにし、回転検出手段としてエンコーダ６ｒを感光ド
ラム６ａの感光ドラムシャフト６ｓに取り付けたので、
回転検出手段を簡単な構成にすることができるとともに
感光ドラム６ａの角速度変動による画像ずれを最も効果
的に低減することができる。さらにエンコーダ６ｒによ
る検出信号によりＬＥＤヘッドの発光タイミングを変化
させることにより、画像ずれの抑制を効果的に行なうこ
とができる。

【０１０４】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。本実施例における特徴は、画像転写媒体である用紙
の先端検知センサを各画像形成ユニットに組み込んでい
ることである。

【０１０５】図１３に示すように、用紙２２の先端検知
センサの受光素子６ｐ２を画像形成ユニットフレーム３
０に取り付ける。画像形成ユニットの製造工程で感光ド
ラム６ａとセンサ受光素子６ｐ２の距離を精度よく製作
できるため、装置がフィールドに出荷された後、画像形
成ユニットの交換などがユーザの手によっておこなわれ
て、画像形成ユニットの装置本体への取り付けに多少の
誤差が生じた場合でも、用紙先端検知信号にもとづいて
画像形成ユニットにおける書き出しタイミングを決めれ
ば、画像形成ユニット間距離の誤差による画像ずれが発
生しない。

【０１０６】本実施例では、用紙先端検知センサの受光
素子を画像形成ユニットに組込んだが、他の実施例では
高価な受光素子を画像形成ユニットに組み込まないこと
にした。

【０１０７】図１４を参照して以下に説明する。この実
施例では画像形成ユニットフレーム３０にミラー６ｍと
スリットプレート６ｎを組込む。光源６ｐ１からの光は
転写ベルト１０を透過しミラー６ｍにて屈折されスリッ
トプレート６ｎのスリットを通過して、本体フレーム
（図示せず）に取付けた受光素子６ｐ２に到達する。こ
の光源６ｐ１とミラー６ｍ間を用紙２２が通過すること
によって先端が検知される。

【０１０８】この実施例の場合には、画像形成ユニット
において感光ドラム６ａとスリットプレート６ｎの距離
が精度よく出されていればよい。なお、画像形成ユニッ
トでの書き出しタイミングは用紙２２の先端によって決
定することに限定されることはなく、図１４に記したよ
うに転写ベルト１０に設けたマーク４０によっても同様
の効果が得られることは明白である。さらに、マーク４
０を第１番目の画像形成ユニットにて転写ベルト上に印
刷し、これを検知する方法でも良い。

【０１０９】次に他の実施例について説明する。これま
で説明してきた実施例では、画像転写媒体の移動量検出
を用紙の先端検知あるいは転写ベルトのマーク検知によ
って行い、これらの信号に基づいて各画像形成ユニット
の書き出しタイミングを決定していた。書き出しタイミ
ングの決定方法はこれらの方法に限らない。例えば、以
下に記すような他の実施例でもよい。

【０１１０】次に上述した実施例の変形例を図１５〜図
２０にて説明する。

【０１１１】この実施例では各画像形成ユニットでの画
像書き出しタイミングを、転写ベルト表面に各画像形成
ユニットで印刷したタイミングマークを検知手段４５に
て検知して決定する。タイミングマークの検知は用紙へ
の印刷工程に先立って行い、各色画像のずれを補正する
ように各画像形成ユニットの書き出しタイミングを変更
する。

【０１１２】転写ベルト１０内部に棒状光源４２を、光
源４２に対し転写ベルト１０を挟む位置に、４つのスリ
ットを設けたスリットプレート４１と４つの受光素子６
ｐ１，７ｐ１，８ｐ１，９ｐ１を配置する。転写ベルト
１０には用紙２２を搬送して印刷を行う前に、各画像形
成ユニット６，７，８，９によって図１６のようなパタ
ーンマーク４３を記録する。記録されたパターンマーク
４３がマーク検知手段４５を通過すると、光源からの光
が遮られて、図１７のように受光素子出力信号（Ｖｓ
ｙ，Ｖｓｍ，Ｖｓｃ，Ｖｓｂ）が変化する。これらの信
号を図１８の２値化回路でスレショルドＶ_ref によって
２値信号ＴＲＧに変換する。なお、スレショルドＶ_ref
は各受光素子出力の最大と最小の中間になるように、各
受光素子ごとに異ならせている。各検知信号ＴＲＧの立
ち上がりのずれ時間をカウンタ回路にてクロックパルス
を計数し、計数データをイメージコントロール回路に転
送することによって各色画像のずれ量を算出する。さら
に、イメージコントロール回路では一旦この画像ずれデ
ータをメモリ（ＲＡＭ）に記憶し、印刷工程において各
画像形成ユニットの画像書き出しタイミングを、記憶し
た画像ずれデータを元に補正する。この様子を図１９に
タイミングチャートに記す。図における、ｔ_d0は理想用
紙搬送速度と画像形成ユニット間距離によって決まる書
き出し時間の差であり、ｔｍ，ｔｃ，ｔｂは黄色画像を
基準とした各色画像のずれ測定データから求めた補正時
間である。

【０１１３】このような技術によって、画像形成ユニッ
トの取り付け誤差、ＬＥＤヘッドの組み付け誤差、転写
ベルトの速度誤差などが無視できない場合にも画像ずれ
を引き起こさなくすることが可能である。なお、本実施
例において、タイミングマークパターンの検知は主走査
方向画像中央部にて実施することが望ましい。これは以
下のような理由による。図２０のように印刷画像がＬＥ
Ｄヘッドや感光ドラムの傾斜によって画像の角度が異な
ってしまった場合、タイミングマークパターンを（ａ）
のように画像中央部Ａで検知すると、本実施例ではその
ずれを０にすようにＬＥＤヘッドの書き出しタイミング
の差を変更するので傾きによる画像ずれの最大値はｅと
なる。一方、画像の端部にて検知した場合、Ａ′点のず
れを０にするので画像ずれの最大値は２ｅとなって、先
の検知位置よりずれが大になってしまう。これらのこと
から、タイミングパターンの検知位置は画像中央部が最
も適切であることがわかる。

【０１１４】次に、本発明の第５実施例について説明す
る。本実施例は、次のような問題を解決するものであ
る。

【０１１５】上記したように、感光ドラムの回転変度に
ともなう画像ずれは、ＬＥＤヘッドにより感光ドラムに
画像を書き込む露光ポイントと感光ドラムに形成された
画像を用紙に転写する転写ポイントで発生する。

【０１１６】従って、感光ドラムの上に形成されたトナ
ー画像を用紙に転写する際の画像ずれを補正するために
は、感光ドラムの回転変動を実際に印字に先立って測定
しておく必要がある。そして、測定されたデータにより
転写時点での画像ずれを予見し、この画像ずれを感光ド
ラム回転変動見地信号の補正データとして、ライン光ヘ
ッドの駆動タイミングをリアルタイムで変動させる。し
たがって、転写時点でのすべての画像ずれを予見できる
ためには、回転ドラムの回転変動の繰り返し周期の全体
に亙る時間範囲で測定データを採取しておく必要があ
る。

【０１１７】ところで、このような感光ドラムの回転変
動は主に感光ドラムを回転駆動する回転駆動機構に起因
している。通常、この回転駆動機構は、駆動モータ等の
回転動力を複数の回転駆動要素から構成された多段の減
速機構等を用いて動力伝達する。そして、これらの複数
の回転駆動要素間の振動等により、感光ドラムの回転変
動は複数の原因により発生している。このために、感光
ドラムの回転変動がランダムに分布する周波数成分を有
する場合がある。このような場合、それぞれの周波数成
分に対応する変動成分の周期について最小公倍数に相当
する周期を求め、この最小公倍数の周期に亙って変動測
定を行うことが必要である。なお、従来、回転駆動機構
を構成する複数の回転駆動要素、例えばタイミングプー
リやタイミングギア等においては、各回転駆動要素の間
の減速比を整数比にすると回転駆動要素の特定の箇所の
みが摩耗する等の問題が生じるので、減速比が整数比に
ならないようにされていた。

【０１１８】しかしながら、感光ドラムの回転変動のラ
ンダムに分布する周波数成分に対応する変動成分の周期
の最小公倍数の周期に亙って変動測定を行う必要がある
ということは、感光ドラムの１回転周期では不十分であ
るということであり、測定データの採取に長時間を要す
ることになる。このように、感光ドラムの回転変動要因
の変動周波数によっては長時間の変動測定が必要のた
め、装置を使用できなくなる時間が長くなり生産性に問
題が生じたり、また測定データの記録に必要となるメモ
リが増加するなどの問題があった。

【０１１９】そこで本実施例では、感光ドラムの回転変
動の主原因となりうる要素の回転変動周期を感光ドラム
１周期時間の整数分の１になるように構成した。

【０１２０】図２１にて実施例を具体的に説明する。説
明を簡略化するため、４つの画像形成ユニットのうちの
１つのみについて説明する。

【０１２１】図２１において、感光ドラム６ａは回転駆
動機構４０ａによって回転駆動される。回転駆動機構４
０ａは、モータ２１とその駆動力伝達機構４１ａによっ
て構成される。駆動力伝達機構４１ａは、２対のタイミ
ングベルト減速機構４２、４３と、２対のギア減速機構
４４、４５とより構成されている。タイミングベルト減
速機構４２は、感光ドラム駆動軸６ｓに軸設されたタイ
ミングプーリ６ｔ１と、軸４６に軸設されたタイミング
プーリ６ｔ２と、タイミングプーリ６ｔ１、６ｔ２の間
に装架されたタイミングベルト２０ｃとを有する。同様
に、タイミングベルト減速機構４３は、軸４６に軸設さ
れたタイミングプーリ６ｔ３と、軸４７に軸設されたタ
イミングプーリ６ｔ４と、タイミングプーリ６ｔ３、６
ｔ４の間に装架されたタイミングベルト２０ｃとを有す
る。ギア減速機構４４は、軸４７に軸設されたタイミン
グギア６ｔ５と、軸４８に軸設されたタイミングギア６
ｔ６を有する。同様に、ギア減速機構４５は、軸４８に
軸設されたタイミングギア６ｔ７と、軸４９に軸設され
たタイミングギア６ｔ８を有する。

【０１２２】表１に、それぞれのタイミングプーリおよ
びタイミングギアの歯数と減速比を示す。

【０１２３】

【表１】 各回転駆動要素の回転変動はピッチ円直径の振れや軸と
の取付け偏心が原因であり、その変動周期は回転数に対
応する。表１に示すような構成にすることによって各回
転駆動要素の回転変動周期は感光ドラムの回転周期の整
数分の１になる。

【０１２４】図２２に、回転駆動要素としての、タイミ
ングプーリ６ｔ１（＃１と表す）、タイミングプーリ６
ｔ２（＃２と表す）、タイミングギア６ｔ４（＃３と表
す）およびタイミングギア６ｔ６（＃４と表す）の回転
速度変動を示す。なお、図２２では、タイミングギア６
ｔ８（＃５と表す）の変動を図面の簡略化のため省いて
ある。

【０１２５】図２２からわかるように、各回転駆動要素
の回転変動周期が感光ドラムの回転周期の整数分の１に
なるように構成したので、各回転駆動要素の回転変動は
感光ドラム軸１回転時間中に整数回繰返される。

【０１２６】感光ドラムの回転変動は各駆動要素の回転
変動が重畳して形成される。従って、各回転駆動要素の
回転変動の周期の最小公倍数は、感光ドラムの１回転分
の時間になる。このため、画像ずれを補正するための必
要な測定データの採取は、感光ドラム１回転分について
だけ回転変動を測定すれば十分である。このように、各
駆動要素の回転変動周期が感光ドラムの回転周期の整数
分の１になるように構成することによって、必要な測定
時間を短縮することができ、また、測定された変動デー
タを記憶するためのメモリを節約することができる。

【０１２７】以上説明したように、本実施例の構成によ
れば、回転駆動機構を構成する複数の回転駆動要素の各
々の１回転に要する時間が前記画像記録媒体が１回転に
要する時間の整数分の１の時間になるようにしたので、
各々の回転駆動要素の回転変動の周期は、これらの回転
駆動要素の変動が重量して生じる画像記録媒体の回転変
動の周期の整数分の１の時間になる。このため、転写時
点での画像ずれを予見できるために必要な測定データの
採取は、画像記録媒体の１周期分の回転変動を測定する
のみで十分となり、この結果、測定時間を短縮できカラ
ー画像形成装置の生産性を向上でき、必要なメモリ媒体
の量を削減することができる。

【０１２８】次に、本発明の第６実施例について説明す
る。本実施例では、画像記録手段としてライン光ヘッド
に代えて、レーザ光源を備えた光ビーム走査記録手段を
用いている。光ビーム走査記録手段は、回転多面鏡を回
転駆動して前記画像記録媒体の回転移動方向と略直角に
交差する方向へ光ビームを走査し、この光ビームの点滅
によって前記画像記録媒体に画像を記録する。

【０１２９】図２３は、本実施例によるタンデム方式の
カラー画像形成装置の概略斜視図である。図２４は、画
像記録手段として光ビーム走査記録手段を用いたタンデ
ム方式カラー画像形成装置の一般的構成を示す平面図で
ある。

【０１３０】図２３および図２４に示すように、単色の
画像形成ユニット１０６、１０７、１０８、１０９を用
紙搬送方向に配置する。本実施例では各画像形成ユニッ
トの感光ドラム軸１０６ｓ、１０７ｓ、１０８ｓ、１０
９ｓにロータリエンコーダ１０６ｒ、１０１０７ｒ、１
０８ｒ、１０９ｒを設置している。同軸にはタイミング
プーリ（図示せず）を取り付け、タイミングベルト（図
示せず）を介して、モータ（図示せず）にて感光ドラム
１０６ａ、１０７ａ、１０８ａ、１０９ａを回転駆動す
る。

【０１３１】各画像形成ユニットにおける画像形成にあ
たっては、それぞれの感光ドラム表面を帯電器（図示せ
ず）にて一様に帯電し、この帯電面を光学ユニット１０
６ｃ、１０７ｃ、１０８ｃ、１０９ｃに内蔵される半導
体レーザ光源を画像情報に応じて点滅させながらドラム
表面を走査して画像部のみを選択的に露光し静電潜像を
作成する。

【０１３２】光学ユニット１０９ｃの構成を図２５に示
す。光学ユニットは多面体ミラーからなるポリゴンミラ
ー１０９ｃ２、ポリゴンミラーを回転するポリゴンモー
タ１０９ｃ３、半導体レーザユニット１０９ｃ１、レン
ズ１０９ｃ４、１０９ｃ５、画像水平同期信号生成用受
光素子１０９ｃ６で構成される。レーザユニットの半導
体レーザには画像情報に応じた信号が転送され点滅す
る。発光したレーザ光は高速で回転するポリゴンミラー
１０９ｃ２によって感光ドラム１０９ａ表面を走査して
静電潜像を露光する。なお、他の光学ユニット１０６
ｃ、１０７ｃ、１０８ｃも同一構成である。

【０１３３】図２３を参照して、画像形成プロセスを説
明する。静電潜像を現像器（図示せず）にてトナー像に
現像したのち、転写器（図示せず）によって用紙１２２
にトナー像を転写する。このように一度感光ドラム表面
に画像を形成した後に用紙に転写するために、感光ドラ
ム回転速度に変動があると印字画像に乱れが生じ、各画
像形成ユニットによる単色画像を重ね合わせたカラー画
像には色ずれ、線ずれ、バンディングが発生して、非常
に見苦しい画像になってしまう。

【０１３４】本実施例では感光ドラム駆動機構としては
ＰＬＬ制御によるＤＣブラシレスモータとタイミングベ
ルト伝達機構を用いた。これらの駆動機構を採用した根
拠は、１）狭いスペースの中で実装できるために印字装
置全体の小型化に適すること、２）部品点数が少なく低
コストであること、などである。

【０１３５】ところが、タイミングベルト伝達機構で
は、タイミングプーリの軸に対する偏心、ピッチ円直径
のずれ、歯の累積ピッチ誤差、歯溝と歯の噛み合い時に
おける変動などによって、感光ドラムを非常に正確に一
定速度で駆動することは困難である。プーリの偏心、直
径のずれ、歯の累積誤差は感光ドラムの長期的変動を引
き起きしカラー画像の重ね合わせずれの原因となる。噛
み合い変動は短期的変動となってバンディングの原因に
なる。

【０１３６】このような感光ドラムの回転変動に伴う画
質劣化を改善して、より高品位な画質を得るために本実
施例では以下のような構成をとった。

【０１３７】説明を簡単にするため、４つの画像形成ユ
ニットから黒色画像を形成する画像形成ユニット１０９
のみの概略図とその制御ブロックを図２６に示す。ま
た、タイミングチャートを図２７に記す。

【０１３８】イメージコントロール回路１０９ｃ８は画
像情報の入出力を司る回路であり、コンピュータ５ｂか
らの画像情報を受けとり１ページ分のドットデータに展
開する。さらに、レーザ走査１ライン分の画像ドットデ
ータに同期して生成したレーザ駆動信号（ＳＩ）を半導
体レーザユニット１０９ｃ１へ転送する。半導体レーザ
はこの信号に同期して点滅し、回転するポリゴンミラー
１０９ｃ２にて感光ドラム１０９ａを走査する。レーザ
光の受光素子１０９ｃ６はレーザ１走査ライン分のデー
タ転送タイミング（ＨＳＹＮＣ：水平同期信号）を発生
するための要素であり、レーザ駆動信号（ＳＩ）はこれ
に同期する。

【０１３９】感光ドラムシャフト１０９ｓに取り付けた
ロータリエンコーダ１０９ｒはスリットを円周方向に等
配したコードホイール１０９ｒ１と光源と受光素子を対
抗させて構成した検知部１０９ｒ２を組み合わせた構成
とした。検知部１０９ｒ２にはＹＨＰ社製エンコーダモ
ジュールを使用した。コードホイールのスリットピッチ
は小さいものほど望ましいが、コストを考慮して、本実
施例ではプリンタ解像度と同じになるように設定した。
すなわち、実施例では感光ドラム径をφ３０、プリンタ
解像度を３００dpi としたために、１１１３個のスリッ
トをコードホイール円周方向に等配している。

【０１４０】検知部１０９ｒ２からの信号はＦ／Ｖ変換
回路にてデジタル信号からアナログ信号に変換し、これ
を基準信号との比較によって速度偏差信号として高調波
成分をローパスフィルタ回路にて取り除いた後、ＰＬＬ
（フェーズロックループ）回路にて駆動されるポリゴン
モータ１０９ｃ３の駆動回路への指令信号に重畳する。

【０１４１】この駆動による効果を図２７を用いて説明
する。図のように感光ドラム１０９ａが回転速度変動を
起こしていた場合、レーザ光の走査を一定周波数とする
と、速度の速い部分では画像が伸び、遅い部分では画像
が縮む。この時、エンコーダパルス信号はドラム速度に
従って、速度が早くなると周波数が高くなり、遅くなる
と周波数が低くなる。前述したようにエンコーダパルス
信号から速度偏差信号を作成してこれをポリゴンモータ
駆動回路への指令信号としてフィードバックすると、感
光ドラムの速度変動に同期してポリゴンモータの速度が
変化する。これによって、生成されるのでデータ転送タ
イミング（ＨＳＹＮＣ）が変動することになり、これに
同期してレーザ光を走査すると感光ドラムの速度変動に
よって生ずる画像の伸び、縮みがキャンセルされて低減
される。

【０１４２】実際的にはポリゴンモータ１０９ｃ３は５
０００〜１００００rpm という高速で安定に回転するよ
うに駆動されるているので、感光ドラムの回転変動に完
全に同期して回転変動させることは困難である。特に数
十Ｈｚ以上の短周期変動に同期して変動させることは困
難である。本実施例では感光ドラムの回転変動周波数成
分のうち、感光ドラムの回転周期からその数倍程度の周
波数成分のみをローパスフィルタにて抽出し、ポリゴン
モータの指令値としてフィードバックした。画像ずれの
主な原因は感光ドラムを駆動する駆動機構に含まれるギ
アやプーリの偏心、累積ピッチ誤差であるから、低周波
成分に限定してもほとんど問題ない。これによって感光
ドラムが速度変動をおこしていても、常にエンコーダピ
ッチに比例した一定のラインピッチで画像が作成され
る。感光ドラムの長期的、変動による画像ずれが抑制さ
れる。

【０１４３】以上の説明は感光ドラムの回転方向、ある
いは用紙の搬送方向（副走査方向）についての画像ずれ
補正方法であった。この方法ではポリゴンモータの回転
数が変動するのでレーザ光の走査速度が変動する。すな
わち、一定周波数のクロックに同期して画像形成を行う
とレーザ光の走査方向（主走査方向）の画像長さが変化
することになる。本実施例明ではこれを以下のようにし
て補正した。図２８と図２９を用いて説明する。

【０１４４】ポリゴンモータ１０９ｃ３にはロータリエ
ンコーダ１０９ｃ７を設けている。これはポリゴンモー
タ１０９ｃ３をＰＬＬ駆動によって駆動するための回転
検出器である。本実施例ではこのエンコーダの出力信号
に同期して半導体レーザ１０９ｃ１を駆動する。図２８
のブロックチャートのような回路構成とし、ポリゴンモ
ータエンコーダの出力パルスＥＮＣp をクロックジェネ
レータに入力する。この回路では外部クロック信号ＣＬ
ＫをＥＮＣp 信号の立上がりに同期して出力する（ＣＬ
Ｏ）。この信号（ＣＬＯ）をレーザ光走査方向のレーザ
光点滅周波数に分周し、水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期
して、画像メモリ回路の垂直同期信号ＶＣＬＫとする。
画像メモリ回路ではこの信号に同期して、レーザ光１ラ
イン分の画像ドットデータを画像メモリから読みだし、
半導体レーザユニットのレーザ点滅信号ＳＩを出力す
る。これによって感光ドラム速度変動に応じてポリゴン
モータの回転数を変動させても、ポリゴンモータ回転数
に応じてエンコーダ出力も変動し、これに同期したクロ
ック信号ＣＬＯによってレーザ光を点滅させるのでレー
ザ走査方向の画像長さが変動しない。

【０１４５】次に感光ドラムの速度変動によって生じる
転写位置での画像位置ずれを効果的に低減するための本
実施例に係わる技術について説明する。レーザ光走査に
よる画像形成に先だって、感光ドラム１回転分の回転速
度変動をエンコーダにて検出し転写位置でのずれ量を算
出する。このずれデータをもとに、ポリゴンモータＰＬ
Ｌ駆動の基準となる参照クロックの周波数を変化させる
ことによってポリゴンモータの速度を変動し感光ドラム
上に形成される画像が用紙に転写される時に生じるずれ
を打ち消すような画像を形成する。

【０１４６】転写ポイントでのずれを低減するために本
実施例では以下に示すような技術を用いた。図２６を参
照してこの技術を説明する。レーザ光によって露光され
ている感光ドラム１０９ａ表面上の画像が、転写ポイン
トに到達して用紙に転写される時のずれ量を予測する。
予測量に応じてポリゴンモータのＰＬＬ駆動回路への参
照クロック信号の周波数を変動させる。ポリゴンモータ
はこれに従って速度を変化するので感光ドラム表面に形
成される静電潜像は感光ドラムの回転方向に変化する。
転写ポイントでの画像ずれを見込んで露光時に補正する
方法である。転写ポイントでのずれを予測するために、
レーザ光走査に先だって、感光ドラム１回転分の回転変
動を測定しメモリに記録している。

【０１４７】感光ドラム速度変動データの収集とポリゴ
ンモータＰＬＬ駆動回路参照クロックの周波数変動はＣ
ＰＵが司る。感光ドラム速度変動の測定はエンコーダパ
ルスのパルス間隔時間を計数することによりなされ、エ
ンコーダ回転位置と速度変動の関係データは一時ＲＡＭ
に格納される。

【０１４８】レーザ光発光時には、ＣＰＵはＲＡＭに格
納した変動データをエンコーダの現在位置と照らしあわ
せて読みだし、プログラマブルタイマ回路が出力するＰ
ＬＬ回路参照クロックの設定周波数データをプログラマ
ブルタイマ回路に逐次セットする。ポリゴンモータは参
照クロックの周波数に従って回転するので形成される画
像長さが変動し、これによって転写ポンイトでの画像ず
れが露光時に補正できる。

【０１４９】次に、記録された１回転分の変動時間デー
タを元に、転写ポイントでのずれを予測してポリゴンモ
ータの参照クロック周波数を変化する方法を図３０およ
び図３１を参照して説明する。

【０１５０】図３０におけるプログラマブルタイマ回路
は、ＣＰＵからのデータ設定によりリアルタイムで任意
の周波数のパルス信号を発生することができるものであ
る。この回路によってポリゴンモータＰＬＬ駆動回路へ
の参照クロック信号ＲＥＦＰＬＳの周波数を変化させ
る。

【０１５１】具体的には感光ドラムエンコーダ信号によ
る割り込み処理にてプログラマブルタイマへのデータセ
ットを実施する。割り込み処理ルーチンでは図３１のフ
ローチャートに示すように、割り込みを禁止した後に、
カウンタ回路によってＥＮＣ信号を計数することにより
演算されるエンコーダ現在位置を読み込み、エンコーダ
現在位置に従ってＲＡＭから感光ドラムの回転変動デー
タを読み出し、転写ポイントでの予測ずれ量を演算し、
プログラマブルタイマに設定周波数データをセットす
る。これによりポリゴンモータへの参照クロック周波数
はＥＮＣ信号毎に変化する。ポリゴンモータ回転数は参
照クロック周波数に応じて変動するから、転写ポイント
での画像ずれを露光時に補正することができる。

【０１５２】以上の説明は１つの画像形成ユニットにつ
いてであったが、他の３つの画像形成ユニットについて
も全く同様に実施すればよい。

【０１５３】転写ベルトの速度変動による画像ずれにつ
いても全く同様に補正することができる。図２６に示す
ように、転写ベルト駆動ローラ１１０ｄにロータリエン
コーダ１１０ｒを設け、カウンタ回路（図中ベルトと記
したブロック）によって転写ベルトの回転変動を検出す
ると同時に、回転現在位置を検知する。ＣＰＵは転写ベ
ルト駆動ローラ１０ｄの回転位置に従ってＲＡＭから転
写ベルトリ変動データを読みだし、これに応じてポリゴ
ンモータＰＬＬ駆動回路への参照クロックの設定周波数
をプログラマブルタイマ回路にセットする。これによっ
て、転写ベルトの搬送むらによる画像ずれをも、露光時
に補正することができる。

【０１５４】以上の本実施例の説明において、レーザ光
走査手段の走査速度を画像記録媒体である感光ドラムの
回転速度に同期して変化させる場合と画像転写媒体であ
る用紙の搬送速度に同期して変化させる方法について述
べた。両者の速度変動を重畳した信号に同期することが
最も効果的であるが、どちらか一方に同期させるだけで
も画像ずれの低減には効果的である。また、感光ドラム
の速度変動に同期させる場合、転写ポイントでのずれを
予測して補正せずに、感光ドラム速度変動に同期してレ
ーザ光の走査速度を変動するだけでもある程度の効果は
あり、低減後の画像ずれ量が装置のスペックを満たして
いれば転写ポイントでのずれ補正を実施する必要がない
ことは明らかである。

【０１５５】以上説明したように、本実施例の構成によ
れば、カラー画像を形成するための単色画像形成ユニッ
トの感光ドラムが角速度変動していても、感光ドラムの
移動量に応じてレーザ光の走査速度を変化することを特
徴としているため、重ね合わせたカラー画像には画像ず
れがない。また同時に、用紙搬送をおこなう転写ベルト
が速度変動をおこしていても、転写ベルトの速度変動に
応じてレーザ光の走査速度を変化させるので重ね合わせ
たカラー画像には画像ずれがない。さらに、レーザ光走
査速度に同期してレーザ光を点滅するのでレーザ光走査
速度を変化させても走査方向の画像ずれがない。これに
よって、装置各要素の機械的精度を過度に高くせずと
も、ずれのない高品位な画像が得られる。

【０１５６】以上、本発明のいくつかの実施例について
説明してきたが、これらの本実施例ではＬＥＤヘッドや
走査レーザ光と感光ドラムを用いた電子写真方式を採用
していた。しかしながら、本発明はこれらに限らず、印
刷ヘッドにはＬＥＤヘッドのみならず、蛍光ヘッド、蛍
光灯と液晶シャッタを利用した液晶ヘッド、ＥＬ（Elec
tro luminesent) ヘッドなどのライン状固体走査ヘッド
を用いても同様な効果が得られる。

【０１５７】さらに、電子写真方式に限らず、誘電体ド
ラムとその表面にイオン記録ヘッドによって潜像を形成
し、トナー像に現像した後に用紙に転写する画像形成ユ
ニットをタンデムタイプに配列したカラー画像形成装置
にも応用できることは明白である。また、画像のみなら
ず、文字印刷における重ね合わせにも十分な効果を発揮
することは言うまでもない。

【０１５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、回転検出手段により求めた画像記録媒体の回転移
動量を用い、例えばこの回転移動量が所定量になる毎に
制御信号を生成することにより、記録タイミング制御手
段によって画像記録媒体の回転移動方向と交差する方向
（主走査方向）に画像を記録し始める記録タイミングを
制御することができるので、画像記録媒体に回転速度変
動等が存在する場合でも、画像転写媒体に転写される画
像が画像記録媒体の回転移動方向（副走査方向）に等間
隔になるように画像記録媒体の主走査方向に画像を記録
し始める記録タイミングを制御することができ、この結
果、濃淡ムラや画像ずれを排除することができる。

【０１５９】また、画像記録媒体に回転速度変動等が存
在する場合に記憶手段により画像記録媒体の各回転位置
における回転移動量の所定回転移動量との誤差を予め記
録しておき、画像記録媒体の回転速度変動等により予測
される転写位置ずれ量を記憶手段に記録された回転移動
量誤差に基づいて演算手段により演算し、補正手段によ
り転写位置ずれ量がなくなるように補正する。これによ
り、画像記録媒体に画像が形成されてから画像転写媒体
に転写されるまでの間に画像記録媒体の回転移動量に変
動があったとしても、記録タイミングを転写位置ずれ量
がなくなるように補正することができる。

【０１６０】また、画像記録媒体の表面それ自身の回転
移動量を検出する代わりに画像記録媒体の駆動軸の回転
角を検出するようにし、回転検出手段は画像記録媒体の
駆動軸に取り付けたので、回転検出手段を簡単な構成に
することができるとともに画像形成媒体の角速度変動に
よる画像ずれを効果的に低減することができる。

【０１６１】また、回転駆動機構を構成する複数の回転
駆動要素の各々の１回転に要する時間が前記画像記録媒
体が１回転に要する時間の整数分の１の時間になるよう
にしたので、各々の回転駆動要素の回転変動の周期は、
これらの回転駆動要素の変動が重量して生じる画像記録
媒体の回転変動の周期の整数分の１の時間になる。この
ため、転写時点での画像ムラを予見できるために必要な
測定データの採取は、画像記録媒体の１周期分の回転変
動を測定するのみで十分となり、この結果、測定時間を
短縮でき必要なメモリ媒体の量を削減することができ
る。

【０１６２】また、前記画像記録手段としてレーザビー
ム等の光ビームを用いる光ビーム走査記録手段を採用し
たので、画像記録媒体に画像を記録する光量を大きくす
ることができ、画像を多段階の明度で記録することがで
き、また、ＬＥＤ等を多数配列する場合等に比べて故障
率を少なくすることができる。また、走査速度制御手段
によって回転検出手段によって求められる回転移動量に
基づいて前記光ビームの走査速度を制御するので、主走
査方向に画像を記録し始める記録タイミングを制御する
ことができる。

【０１６３】また、点滅タイミング制御手段によって、
多面鏡回転検出手段によって求められる回転多面鏡の回
転移動量により前記光ビームの点滅タイミングを制御す
ることができる。この結果、走査速度制御手段によって
前記光ビームの走査速度を制御し変化させた場合でも、
画像が主走査方向に伸びたり縮んだりすることを防止す
ることができる。

【０１６４】また、カラー画像形成装置において、回転
検出手段により求めた画像記録媒体の回転移動量を用い
記録タイミング制御手段によって、画像記録媒体の回転
移動方向と交差する方向（主走査方向）に画像を記録し
始める記録タイミングを制御することができるので、画
像記録媒体に回転速度変動等が存在する場合でも、画像
転写媒体に転写される画像が画像記録媒体の回転移動方
向（副走査方向）に等間隔になるように画像記録媒体の
主走査方向に画像を記録し始める記録タイミングを制御
することができ、この結果、濃淡ムラや画像ずれを排除
することができ、重ね合わせて形成される画像の画像ず
れを小さくすることができる。

【０１６５】また、カラー画像形成装置において、画像
形成ユニットは画像転写媒体が所定位置に搬送されたこ
とを検出する位置検出手段を有しているので、記録タイ
ミングを位置検出手段により検出される位置信号および
回転検出手段によって求められる回転移動量の両方によ
って制御することができ、画像記録媒体および画像転写
媒体の両方が不安定に駆動されているときでも、重ね合
わせて形成される画像の画像ずれを極めて少なくするこ
とができる。

【０１６６】また、カラー画像形成装置において、位置
検出手段は複数の画像形成ユニットのそれぞれに備えら
れているので、各位置検出手段の検出信号に同期して、
各画像形成ユニットにおける記録タイミングを設定する
ことができるので、画像形成ユニットの取り付け精度が
低くとも、画像の重ね合わせずれがほとんど発生しない
ようにすることができる。

【０１６７】また、カラー画像形成装置において、前記
画像転写媒体を搬送するための搬送媒体上に記録された
マークの通過を検出することにより前記画像転写媒体が
所定位置に搬送されたことを簡易に確実に検出すること
ができる。

【０１６８】また、カラー画像形成装置において、画像
記録媒体に回転速度変動等が存在する場合に記憶手段に
より画像記録媒体の各回転位置における回転移動量の所
定回転移動量との誤差を予め記録しておき、画像記録媒
体の回転速度変動等により予測される転写位置ずれ量を
記憶手段に記録された回転移動量誤差に基づいて演算手
段により演算し、補正手段により転写位置ずれ量がなく
なるように補正する。これにより、画像記録媒体に画像
が形成されてから画像転写媒体に転写されるまでの間に
画像記録媒体の回転移動量に変動があったとしても、記
録タイミングを転写位置ずれ量がなくなるように補正す
ることができる。

【０１６９】また、カラー画像形成装置において、画像
記録媒体の表面それ自身の回転移動量を検出する代わり
に画像記録媒体の駆動軸の回転角を検出するようにし、
回転検出手段は画像記録媒体の駆動軸に取り付けたの
で、回転検出手段を簡単な構成にすることができるとと
もに画像形成媒体の角速度変動による画像ずれを効果的
に低減することができる。

【０１７０】また、カラー画像形成装置において、回転
駆動機構を構成する複数の回転駆動要素の各々の１回転
に要する時間が前記画像記録媒体が１回転に要する時間
の整数分の１の時間になるようにしたので、各々の回転
駆動要素の回転変動の周期は、これらの回転駆動要素の
変動が重量して生じる画像記録媒体の回転変動の周期の
整数分の１の時間になる。このため、転写時点での画像
ムラを予見できるために必要な測定データの採取は、画
像記録媒体の１周期分の回転変動を測定するのみで十分
となり、この結果、測定時間を短縮でき必要なメモリ媒
体の量を削減することができる。

【０１７１】また、カラー画像形成装置において、前記
画像記録手段としてレーザビーム等の光ビームを用いる
光ビーム走査記録手段を採用したので、画像記録媒体に
画像を記録する光量を大きくすることができ、画像を多
段階の明度で記録することができ、また、ＬＥＤ等を多
数配列する場合等に比べて故障率を少なくすることがで
きる。また、走査速度制御手段によって回転検出手段に
よって求められる回転移動量に基づいて前記光ビームの
走査速度を制御するので、主走査方向に画像を記録し始
める記録タイミングを制御することができる。

【０１７２】また、カラー画像形成装置において、点滅
タイミング制御手段によって、多面鏡回転検出手段によ
って求められる回転多面鏡の回転移動量により前記光ビ
ームの点滅タイミングを制御することができる。この結
果、走査速度制御手段によって前記光ビームの走査速度
を制御し変化させた場合でも、画像が主走査方向に伸び
たり縮んだりすることを防止することができる。

【０１７３】これらの結果、高精度な機械部品を使用し
なくても長期間にわたって濃淡ムラや画像ずれがなく、
安定した高画質を保つことができる画像形成装置を提供
することができる。

【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の概略構
成を示す概略斜視図。

【図２】従来の電子写真方式タンデム方式カラープリン
タの概略側面図。

【図３】画像ずれを説明するための図。

【図４】本発明のカラー画像形成装置の実施例の画像形
成ユニットを示す概略斜視図と、本発明の実施例を実施
するための回路ブロック図。

【図５】本発明の実施例における信号のタイミングを示
すタイミングチャート図。

【図６】感光ドラムの速度変動とエンコーダパルスの関
係を説明するための図。

【図７】感光ドラムの回転移動量の変動に起因する画像
ずれを理論的に示す式を説明するためのモデル図。

【図８】感光ドラムの回転移動量の変動を検出し、記憶
する方法を説明するための図。

【図９】感光ドラムの回転移動量の変動の検出方法を説
明するためのタイミングチャート図。

【図１０】検出された回転移動量の変動データの一例を
示す図。

【図１１】本発明の実施例における転写ポイントずれを
補正する方法を説明するためのタイミングチャート図。

【図１２】本発明の実施例におけるエンコーダの取付け
方法を説明するための断面図。

【図１３】本発明の実施例における画像形成ユニットの
概略を示す側面図。

【図１４】本発明の他の実施例を説明するための概略斜
視図。

【図１５】本発明の他の実施例を説明するための概略側
面図。

【図１６】画像ずれを検知するために形成するタイミン
グマークを示す模式図。

【図１７】タイミングマークの検知信号と画像ずれを検
出する方法を説明するためのタイミングチャート図。

【図１８】タイミングマークの検知手段と画像ずれ算出
手段を示す回路ブロック図。

【図１９】画像書き出しタイミングの補正方法を説明す
るためのタイミングチャート図。

【図２０】最適な検知位置を説明するための形成画像の
模式図。

【図２１】本発明の実施例における感光ドラムの回転駆
動機構を説明するための斜視図。

【図２２】図２１の回転駆動機構を構成する各回転駆動
要素の回転変動を説明するための図。

【図２３】本発明の第６実施例に係わるカラー画像形成
装置の概略斜視図。

【図２４】電子写真方式タンデム方式カラープリンタの
概略側面図。

【図２５】レーザ光走査手段を説明するための概略斜視
図。

【図２６】本発明の第６実施例の一つの画像形成ユニッ
トの概略斜視図と回路ブロック図。

【図２７】感光ドラムの速度変動とエンコーダパルスお
よびポリゴンモータ指令信号の関係を説明するための
図。

【図２８】本発明の第６実施例の画像形成を説明するた
めのレーザ光走査手段の概略斜視図と制御ブロック図。

【図２９】レーザ光走査手段に同期してレーザ光を制御
することを説明するためのタイミングチャート。

【図３０】本発明の第６実施例に係わる転写ポイントず
れ補正方法を説明するためのブロック図。

【図３１】本発明の第６実施例に係わる転写ポイントず
れ補正方法を説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

５ 記録タイミング制御手段 ６、７、８、９ 画像形成ユニット ６ａ、７ａ、８ａ、９ａ 感光ドラム ６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂ 帯電器 ６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃ ライン光ヘッド ６ｄ、７ｄ、８ｄ、９ｄ 現像器 ６ｅ、７ｅ、８ｅ、９ｅ 転写ローラ ６ｇ、７ｇ、８ｇ、９ｇ 除電ランプ ６ｈ、７ｈ、８ｈ、９ｈ メモリ除去ブラシ ６ｐ、７ｐ、８ｐ、９ｐ 用紙先端検知センサ ６ｐ１、７ｐ１、８ｐ１、９ｐ１ 光源 ６ｐ２、７ｐ２、８ｐ２、９ｐ２ 受光素子 ６ｒ、７ｒ、８ｒ、９ｒ ロータリエンコーダ ６ｓ、７ｓ、８ｓ、９ｓ 感光ドラム軸 ６ｔ、７ｔ、８ｔ、９ｔ タイミングプーリ ６ｔ１（＃１），６ｔ２（＃２），６ｔ３（＃３），６
ｔ４ タイミングプーリ（回転駆動要素） ６ｔ５，６ｔ６（＃４），６ｔ７，６ｔ８（＃５） タ
イミングギア（回転駆動要素） １０ 転写ベルト １０ｃ 駆動ローラ １２ 定着器 ２１ モータ ２２ 用紙 ４０ａ 回転駆動機構 ４１ 駆動力伝達機構 ４５ タイミングマーク検知センサ ４６、４７、４８、４９ 軸 １０６、１０７、１０８、１０９ 画像形成ユニット １０６ａ、１０７ａ、１０８ａ、１０９ａ 感光ドラム １０６ｃ、１０７ｃ、１０８ｃ、１０９ｃ レーザ光学
ユニット １０６ｄ、１０７ｄ、１０８ｄ、１０９ｄ 現像器 １０６ｅ、１０７ｅ、１０８ｅ、１０９ｅ 転写ローラ １０６ｒ、１０７ｒ、１０８ｒ、１０９ｒ ロータリエ
ンコーダ １０６ｓ、１０７ｓ、１０８ｓ、１０９ｓ 感光ドラム
駆動軸 １１０ 転写ベルト １２２ 用紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗 原 映 男 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 小宮山 伴 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 三 上 学 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 昭63−75759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−86965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−86964（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−199576（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−127037（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−122481（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−119587（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−93558（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−276165（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/00 303 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/36 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/02 - 21/04 G03G 21/14 G03G 21/20 B41J 3/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動機構によって画像記録媒体を回転
   駆動させながら画像記録手段を用いて前記画像記録媒体
   にこの回転移動方向と交差する方向に繰り返して画像を
   記録し、前記画像記録媒体に記録された画像を前記画像
   記録媒体の回転移動方向へ搬送されてくる画像転写媒体
   に転写する画像形成装置において、 前記画像記録媒体の回転移動量を求める回転検出手段
   と、 前記画像記録媒体の回転移動方向と交差する方向に画像
   を記録し始める記録タイミングを制御する記録タイミン
   グ制御手段と、 前記画像記録媒体の回転移動量の変動を予め記録してお
   く記憶手段と、 前記画像記録媒体に記録された画像が前記画像転写媒体
   に転写されるとしたときに予測される転写位置ずれ量を
   前記記憶手段に記録された回転移動量の変動に基づいて
   演算する演算手段と、 前記記録タイミングを前記転写位置ずれ量に基づいて補
   正する補正手段と、 を備えて成ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記回転駆動機構は互いに連結された複数
   の回転駆動要素を有し、前記回転駆動要素が１回転に要
   する時間が前記画像記録媒体が１回転に要する時間の整
   数分の１の時間になるようにしたことを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。