JP4139135B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、カラー画像を形成する際の色ずれの発生を安価かつ簡単に防止して高品質のカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からカラー画像形成装置には、種々のタイプのものがあり、その中でも走査光学系に半導体レーザ等を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置は、原稿を読み取り走査して得られるカラー画像信号に応じて変調されたレーザビームを感光体ドラムまたは感光体ベルト等の像担持体に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を対応する色のトナーで現像した後に、用紙に転写する構成となっている。
【０００３】
この電子写真方式を利用したカラー画像形成装置には、各色毎に独立した画像形成部でカラー画像を形成するタイプと、単一の画像形成部でカラー画像を形成するタイプのものがある。一般に、前者のタイプは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応して４つの画像形成部を有することから４タンデムエンジンと称され、後者のタイプは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色分の画像を単一の画像形成部だけで形成することからシングルエンジンと称されている。
【０００４】
そして、このシングルエンジンのカラー画像形成装置は、レーザ書込部から感光体ベルトにレーザビームを照射して感光体ベルトの外周面に第１色目〜第４色目までの静電潜像を順に書き込むが、感光体ベルトに任意の色の静電潜像を書き込むと、ロータリー式の現像器によって直ちに当該色の現像を行う。現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各現像スリーブを有しており、レーザ書込部で書き込まれた静電潜像に対応する色の現像スリーブで当該色のトナーを感光体ベルトに供給する。カラー画像形成装置は、感光体ベルトに現像されたトナー像を、感光体ベルトの外周面に常時接触している中間転写ベルトに一次転写させる。カラー画像形成装置は、中間転写ベルト上のマークを検出手段によって検出した信号を基に、各色の画像形成タイミングをとって、所定の時間後にレーザビームにより感光体ベルト上に潜像を形成することで、各色の画像の位置を合わせる。カラー画像形成装置は、上記一次転写を感光体ベルトの回転毎に繰り返し行って、中間転写ベルト上に第１色目〜第４色目までのトナー像を順次重ね合わせて転写し、一つのカラー画像を中間転写ベルト上に形成する。さらに、カラー画像形成装置は、中間転写ベルト上に形成されたカラー画像を、用紙トレイから送り出されてきた用紙に２次転写し、その後、用紙を定着器で画像定着させて装置外部の排紙トレイ上に排出する。また、カラー画像形成装置は、用紙への画像転写後に中間転写ベルトに残った残留トナーを、クリーナによって取り除く。
【０００５】
そして、カラー画像形成装置は、レーザ書込部に回転多面鏡を用いてレーザビームを偏向する場合には、中間転写ベルトの１回転周期が、中間転写ベルトの周長の部品公差や経時変化による中間転写ベルトの伸び及び中間転写ベルトの張り渡されているローラの外径公差や中間転写ベルトと当該ローラのスリップ等によって、書込走査間隔の整数倍の関係にすることが難しいため、一般的にはレーザ書込部の走査周期と中間転写ベルトの回転周期とが非同期となり、その同期ずれに起因して、カラーレジずれが発生してしまうことになる。また、中間転写ベルトではなく、転写ドラム上に用紙を巻きつけた転写方法のカラー画像形成装置においても同様に、カラーレジずれが発生する。
【０００６】
そこで、本出願人は、先に、中間転写ベルトに設けられたマークをマーク検出センサで検出し、当該マーク検出センサのマーク検出タイミングを基準にして、レーザ書込部のポリゴンモータを所定の画像書き始めまでの所定の時間内に回転制御を行なうことで、各色の画像の色ずれを防止するカラー画像形成装置を提案している（特開平８−１５２８３３号公報参照）。
【０００７】
また、従来、転写ドラムまたは転写ベルトの駆動手段を加減速して、書き込み走査間隔周期に同期させることで、各色の色ずれを防止するカラー画像形成装置が提案されている（特開平１０−１４２９１号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像形成装置にあっては、安価にカラーレジずれの発生を防止して、画像品質を向上させる上で改良の必要があった。
【０００９】
すなわち、特開平８−１５２８３３号公報記載の従来技術にあっては、ポリゴンモータ、すなわちポリゴンミラーの回線速度を制御して画像の色ずれを防止しているが、ポリゴンミラーの回転速度は非常に速いため、その回転速度を変更して位相を同期させることは精度的にはきわめて困難であり、また、これを達成するためには非常に高価なポリゴンモータが必要となり、画像形成装置が高価なものになるという懸念があった。
【００１０】
また、特開平１０−１４２９１号公報記載の従来技術にあっては、転写ドラムまたは転写ベルトの駆動手段を加減速して、書込走査間隔周期に同期させることで、各色の色ずれを防止しているため、転写ドラムまたは転写ベルトを回転駆動させる駆動手段が専用に必要になるとともに、この駆動手段の速度及び位置制御を行なう必要があり、高価なモータ等の駆動手段が必要となり、画像形成装置が高価なものになるという問題があった。
【００１１】
そこで、請求項１記載の発明は、レーザ光を出射するレーザ発光素子とカップリング光学系を保持する光学素子ユニットの当該レーザ発光素子から出射されて当該カップリング光学系を通過したレーザ光を偏向器で主走査方向に偏向して光学素子を通過させて感光体上に照射して静電潜像を形成し、当該感光体上の静電潜像に所定色の現像剤を付与して現像剤像を形成し、当該現像剤像をベルト状またはドラム状の中間転写部材に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、中間転写部材に各色の現像剤像を重ね合わせてカラー現像剤像を形成し、当該カラー現像剤像を転写部材に転写して画像形成するに際して、光学素子ユニットを、偏向器及び光学素子を保持する光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転可能に取り付け、中間転写部材の１回転周期を検知する中間転写部材周期検知手段の出力する中間転写１回転検知信号と、レーザ光の感光体上への主走査方向の書出位置を検知する主走査方向同期検知手段の出力する主走査同期信号の位相差を演算手段で比較演算し、当該位相差に基づいて、変位駆動手段で光学素子ユニットを光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転させて、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、各色の感光体上に形成される静電潜像の位置ずれ量を厳密に補正し、形成されるから画像の色ずれを防止して、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
さらに、請求項１記載の発明は、変位駆動手段が、各色の作像動作処理の初期に、演算手段の演算した中間転写１回転周期と主走査同期信号の位相差に基づいて、回転中心軸を中心として光学素子ユニットを回転駆動させ、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、部品を追加することなく、副走査方向変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１３】
また、請求項１記載の発明は、レーザ発光素子及びカップリング光学系が、光学素子ユニット内において、レーザ発光素子が出射するレーザ光の光軸と、光学素子ユニットの回転中心軸とが、主に主走査方向に所定のずれを有し、かつレーザ発光素子から所定の距離で交差する状態で取り付けられることにより、繰り返し安定性を向上させて、照射位置変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１４】
また、請求項１記載の発明は、光学素子ユニットが、レーザ発光素子から偏向器までの距離が光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが交差する所定の距離と略一致するように、光学ユニットに取り付けられ、偏向器のレーザ偏向位置において光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが略一致することにより、光学特性の変化量を小さくして、ビームスポット径の変化量を小さくし、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、レーザ光を出射するレーザ発光素子及びカップリング光学系を保持する光学素子ユニットと、前記レーザ発光素子から出射されて当該カップリング光学系を通過した前記レーザ光を主走査方向に偏向する偏向器と、前記偏向器により偏向された前記レーザ光が光学素子を通過して照射されることにより静電潜像を形成する感光体と、前記感光体上の静電潜像に所定色の現像剤を付与して現像剤像を形成する現像手段と、前記現像剤像をベルト状またはドラム状の中間転写部材に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、前記中間転写部材に各色の現像剤像を重ね合わせてカラー現像剤像を形成し、当該カラー現像剤像を転写部材に転写して画像形成する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記中間転写部材の１回転周期を検知して中間転写１回転検知信号を出力する中間転写部材周期検知手段と、前記レーザ光の前記感光体上への主走査方向の書出位置を検知して主走査同期信号を出力する主走査方向同期検知手段と、前記中間転写１回転検知信号と前記主走査同期信号の位相差を比較演算する演算手段と、前記光学素子ユニットを、前記偏向器及び前記光学素子を保持する光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転させる変位駆動手段と、を備え、前記レーザ発光素子及び前記カップリング光学系は、前記光学素子ユニット内において、前記レーザ発光素子が出射するレーザ光の光軸と、前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とが、主に主走査方向に所定のずれを有し、かつ前記レーザ発光素子から所定の距離で交差する状態で取り付けられ、前記光学素子ユニットは、前記レーザ発光素子から前記偏向器までの距離が前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とレーザ光の光軸とが交差する前記所定の距離と略一致するように、前記光学ユニットに取り付けられ、前記偏向器のレーザ偏向位置において前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とレーザ光の光軸とが略一致し、前記変位駆動手段は、前記各色の作像動作処理の初期に、前記演算手段の演算した前記中間転写１回転周期と前記主走査同期信号の位相差に基づいて、前記回転中心軸を中心として前記光学素子ユニットを回転駆動することにより、前記感光体上への前記レーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
図１〜図１１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を適用した１ドラム方式（シングルエンジン）のカラー画像形成装置１の正面概略構成図である。
【００２５】
図１において、カラー画像形成装置１は、本体筐体２内に、書込ユニット３、帯電ローラ４、感光体ユニット５、現像ユニット６、転写ユニット７、マーク検出センサ８（図２、図４参照）、転写ローラ９、クリーニング部１０、給紙ユニット１１、定着ユニット１２、排紙部１３及び除電ランプ１４等を備えており、画像データに基づいて、電子写真方式で、最終的に図示しない転写紙に画像を形成して、本体筐体２外に設けられた排紙台１５上に転写紙を排出する。
【００２６】
感光体ユニット５は、一対のローラ２１、２２と、これらのローラ２１、２２に張り渡されシームレスの環状に形成された可撓性の感光体ベルト２３と、を備えており、感光体ベルト２３は、少なくともローラ２１、２２の一方が回転駆動されることで、ローラ２１、２２に沿って図１中の時計方向に回転駆動される。
【００２７】
帯電部４は、感光体ユニット５のローラ２１の近傍で感光体ベルト２３に近接して配設されており、感光体ベルト２３を一様に帯電させる。
【００２８】
書込ユニット３は、レーザ発光素子（以下、ＬＤという。）３１、ポリゴンミラー３２、ポリゴンミラー（偏向器）３２を一定の角速度で回転駆動する駆動モータ３３、ｆθレンズ３４、折返しミラー３５及び同期検知センサ（主走査方向同期検知手段）３６等を備えており、レーザ発光素子３１で画像データに基づいて変調されて発生されたレーザビーム３７を、駆動モータ３３で回転されるポリゴンミラー３２により回転走査して、ｆθレンズ３４を経て折返しミラー３５により光路を曲げて、予め除電ランプ１４により除電され帯電部４によって一様に帯電された感光体ベルト２３の周面上に露光して、静電潜像を形成するとともに、レーザビーム３７の主走査方向であって感光体ベルト２３から外れた位置に設けられた同期検知センサ３６にもレーザビーム３７を照射して、当該同期検知センサ３６が、検出結果を主走査同期信号として出力する。なお、ポリゴンミラー３２は、鏡面数が６面である。
【００２９】
現像ユニット（画像形成部）６は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マジェンタ（Ｍ）及びブラック（Ｂ）の４色の現像器６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂが１つの回転ドラム４１に配設されており、現像ユニット６は、回転ドラム４１が回転することで、各色の現像器６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂが個別に感光体ベルト２３に対向する状態となって、静電潜像の形成された感光体ベルト２３に各色のトナー（現像剤）を順次付着させて、各色の画像を現像する。すなわち、現像ユニット６は、所定の位置で感光体ベルト２３と近接あるいは接触する各現像スリーブを備え、感光体ベルト２３上の潜像を非接触現像法あるいは接触現像法により顕像化する機能を有している。
【００３０】
感光体ベルト２３には、ローラ２２部分で、転写ユニット７の中間転写ベルト５１が接しており、中間転写ベルト５１は、シームレスの環状に形成されて、一対のローラ５２、５３に張り渡されている。転写像担持体としての中間転写ベルト５１は、少なくとも一方のローラ５２、５３が、図示しないモータにより回転駆動されることで、ローラ５２、５３に沿って図１中の反時計方向に回転駆動される。
【００３１】
中間転写ベルト５１内には、バイアスローラ５４が配設されており、バイアスローラ５４は、高圧電源からの転写バイアスを中間転写ベルト５１に印可して、感光体ベルト２３上のトナー画像を中間転写ベルト５１上に転写させる。そして、中間転写ベルト５１に接離するように転写ローラ９が設けられている。
【００３２】
中間転写ベルト５１には、感光体ベルト２３上に形成された各色のトナー画像が順次重ねて転写され、カラーのトナー画像（カラートナー画像）を再現して、バイアスローラ５４で中間転写ベルト５１に転写して、最終的に、転写ローラ９で、中間転写ベルト５１上のカラーのトナー画像を、給紙ユニット１１から搬送されてきた転写紙（転写部材）に転写する。具体的には、感光体ベルト２３上の第一回目の顕像（トナー画像）が、中間転写ベルト５１内に設けられたバイアスローラ５４により中間転写ベルト５１上に転写され、同様のプロセスを反復することで、第二回目の顕像、第三回目の顕像、第四回目の顕像が中間転写ベルト５１上にそれぞれ重ね合わされて位置ズレを生じないように転写される。
【００３３】
そして、トナー画像の転写された転写紙は、定着ユニット１２に送られて、定着ユニット１２で、加熱・加圧され、トナー画像が転写紙に定着されて、排紙部１３で排紙台１５上に順次排出される。
【００３４】
上記給紙ユニット１１は、給紙カセット６１、給紙ローラ６２、複数の搬送ローラ６３及びレジストローラ６４等を備え、給紙カセット６１内には、複数枚の転写紙が収納される。給紙ユニット１１は、給紙ローラ６２により給紙カセット６１内の転写紙を１枚ずつ分離して送り出し、複数の搬送ローラ６３で順次転写紙をレジストローラ６４に搬送する。レジストローラ６４は、送られてきた転写紙をタイミング調整した後、転写ローラ９と中間転写ベルト５１との間に搬送し、転写ローラ９で中間転写ベルト５１上のトナー画像を転写紙に転写させる。
【００３５】
そして、クリーニング部１０は、感光体ベルト２３に残留する残留トナーをクリーニングする。
【００３６】
また、中間転写ベルト５１は、中間転写ベルトクリーニング部６５により残留トナーが除去され、中間転写ベルトクリーニング部６５は、画像形成中には中間転写ベルト５１の表面から離間した位置に保たれ、画像転写後のクリーニング時にのみ中間転写ベルト５１の表面に圧接される。
【００３７】
中間転写ベルト５１には、図３に示すように、カラー画像に転写位置を正確なものとして各色のトナー画像の位置ずれを防止する６個の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆが中間転写ベルト５１の幅方向の一方側端部であってトナー画像に転写領域外に、所定の間隔で設けられており、上記マーク検出センサ（中間転写部材周期検知手段）８は、ローラ５３よりも中間転写ベルト５１の回転方向下流側で、中間転写ベルト５１上の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを検出して検出信号（中間転写１回転検知信号）を出力する。このマーク検出センサ８は、反射型フォトインタラプトからなる反射型フォトセンサが用いられているが、図４に示すように、透過型フォトセンサ８Ａ、８Ｂを用い、基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを透明部材とするか、切り抜きとして、透過型フォトセンサ８Ａ、８Ｂで基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを検出するようにしてもよい。
【００３８】
カラー画像形成装置１は、マーク検出センサ８の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆに対する検出信号に対して、マーク検出センサ８で検出された基準マーク６６Ａ〜６６Ｆの個数管理により画像の書込タイミングとして使用できないようにマスクをかけて、中間転写１回転検知信号を出力する。
【００３９】
すなわち、カラー画像形成装置１は、マーク検出センサ８により任意のマーク（例えば、基準マーク６６Ａ）を検出することにより書き込みを開始し、中間転写ベルト５１が一周して再度基準マーク６６Ａを検知したときに、２色目以降の書き込みを順次開始する。このとき、他の基準マーク６６Ｂ〜６６Ｆは、基準マーク６６Ａ〜６６Ｆの個数を管理することで、書き込みタイミングとして使用しないように信号にマスクがかかるようにしている。
【００４０】
そして、カラー画像形成装置１は、上記レーザ発光素子３１は、図５に示すように、ＬＤユニット（光学素子ユニット）７０として、カップリング光学系であるコリメートレンズ７１とともに保持部材７２に保持されており、レーザ発光素子３１から出射されたレーザービーム３７は、コリメートレンズ７１及びポリゴンミラー３２との間に配設されているアパーチャ７３とシリンダレンズ７４を通して、ポリゴンミラー３２に照射される。このＬＤユニット７０は、ポリゴンミラー３２及び感光体ベルト２３にレーザービームを照射させる他の光学素子を保持して光学ユニットを構成する光学ハウジング（図示略）に対して、回転可能に取り付けられているとともに、ＬＤユニット７０の回転中心軸ＯＳとレーザービーム３７の光軸が、主に主走査方向に所定のずれを有する状態で取り付けられており、また、ポリゴンミラー３２のレーザ偏向位置でＬＤユニット７０の回転中心軸ＯＳとレーザ光軸を略一致させる構成となっている。
【００４１】
また、ＬＤユニット７０は、図６に示すように、その主走査方向側の一端部側にビーム位置調整モータ７５のリードスクリュウ７６が係合しており、ビーム位置調整モータ７５が回転すると、リードスクリュウ７６が回転して、ＬＤユニット７０が回転中心軸ＯＳを中心として、図６に矢印で示すように回転する。ＬＤユニット７０が回転中心軸ＯＳを中心として回転すると、レーザ発光素子３１から出射されたレーザービーム３７が、感光体ベルト２３上では、図７に示すように、回転中心を中心にして、副走査方向に移動して、ビーム照射位置が変位する。
【００４２】
このように、ＬＤユニット７０を回転中心軸ＯＳを中心に回転させることで、繰り返し安定性を向上させることができ、後述する色ずれを高精度に補正することができる。
【００４３】
そして、上記ビーム位置調整モータ７５は、例えば、１回転２０パルスのステッピングモータを用いることができ、ＬＤユニット７０の回転角度と感光体ベルト２３上のビーム照射位置を計測しところ、ビーム位置調整モータ７５であるステッピングモータの１パルスによって、副走査方向のビーム変位は、ほぼ１μｍ程度であり、十分な分解能を得ることができる。
【００４４】
なお、図７に示したように、本実施の形態のカラー画像形成装置１では、ＬＤユニット７０を回転させると、主走査方向にもビーム位置が変位するが、その値は十分に小さいとともに、主走査方向の同期を検知する同期検知センサ３６の検知結果で補正することにより、主走査方向のビーム位置の変位を是正することができる。
【００４５】
そして、カラー画像形成装置１は、図８に示すように、画像形成制御回路８１、カウンタ８２、ビーム位置制御回路８３、ＬＤ駆動回路８４及び上記レーザ発光素子３１とビーム位置調整モータ７５等を備えている。
【００４６】
画像形成制御回路８１には、同期検知センサ３６からの主走査同期信号、マーク検出センサ８からの中間転写１回転検知信号及び画像データが入力され、画像形成制御回路８１は、これらの信号に基づいて、レーザ発光素子（ＬＤ）３１を点灯制御する制御信号をＬＤ駆動回路８４に出力する。ＬＤ駆動回路８４は、画像形成制御回路８１からの制御信号に基づいてレーザ発光素子（ＬＤ）３１を点灯駆動する。
【００４７】
カウンタ（演算手段）８２には、同期検知センサ３６からの主走査同期信号とマーク検出センサ８からの中間転写１回転検知信号が入力され、カウンタ８２は、主走査同期信号と中間転写１回転検知信号の時間差（位相差）をカウントして当該カウンタ値をビーム位置制御回路８３に出力する。
【００４８】
ビーム位置制御回路８３は、カウンタ８２からのカウンタ値に基づいて、ビーム位置調整モータ７５を回転駆動し、時間差（位相差）に相当する色ずれの距離だけレーザービーム３７の照射位置を副走査方向に移動させるて、色ぞれを補正する。そして、上記ビーム位置制御回路８３及びビーム位置調整モータ７５は、変位駆動手段として機能している。
【００４９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態のカラー画像形成装置１は、帯電部４により一様に帯電された感光体ベルト２３に書込ユニット３からレーザービーム３７を照射して感光体ベルト２３にイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マジェンタ（Ｍ）及びブラック（Ｂ）の４色の静電潜像を順に書き込むが、感光体ベルト２３に任意の色（例えば、イエロー（Ｙ））の静電潜像を書き込むと、現像ユニット６の当該色であるイエロー色の現像器６Ｙによって直ちに当該色の現像してトナー画像を形成し、当該感光体ベルト２３上のトナー画像を中間転写ベルト５１に転写する。
【００５０】
カラー画像形成装置１は、上記書込ユニット３による静電潜像の形成、現像ユニット６による感光体ベルト２３の静電潜像の現像及び現像されて形成された感光体ベルト２３上のトナー画像の中間転写ベルト５１への転写を以降のシアン（Ｃ）、マジェンタ（Ｍ）及びブラック（Ｂ）について順次行って、中間転写ベルト５１上に、カラートナー画像を形成する。
【００５１】
カラー画像形成装置１は、この中間転写ベルト５１上のカラートナー画像を給紙ユニット１１からレジストローラ６４でタイミング調整された後、転写ローラ９と中間転写ベルト５１との間に搬送されてきた転写紙に転写し、カラートナー画像の転写された転写紙を定着ユニット１２に搬送して、定着ユニット１２で、加熱・加圧してカラートナー画像を転写紙に定着した後、排紙部１３で排紙台１５上に順次排出する。
【００５２】
上記感光体ベルト２３上に形成したトナー画像を中間転写ベルト５１に転写する際に、前に転写されているトナー画像と正確に位置合わせして、転写する必要がある。
【００５３】
そして、カラー画像形成装置１は、図３に示したように、中間転写ベルト５１に、６個の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆが中間転写ベルト５１の幅方向の一方側端部であってトナー画像に転写領域外に、所定の間隔で設けられており、マーク検出センサ８が、ローラ５３よりも中間転写ベルト５１の回転方向下流側で、中間転写ベルト５１上の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを検出して中間転写１回転検知信号を出力する。
【００５４】
カラー画像形成装置１は、図９に示すように、このマーク検出センサ８が６個の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆのうち、任意のマーク、例えば、基準マーク６６Ａを検出した信号を基に、ある一定時間Ｔｋ１経過後に、書込ユニット３に感光体ベルト２３に対する１色目の画像の書き込み（イエロー（Ｙ）の画像信号に対応したレーザビーム３７による露光）を開始する。この一定時間Ｔｋ１は、次式で表され、基準マーク６６Ａを検出した信号と同期検知センサ３６からの同期信号（主走査同期検知信号）との時間差ｔｂ１と同期信号の１周期期間ｔｐの整数倍である。
【００５５】
Ｔｋ１＝ｔｂ１＋ｎ×ｔｐ
ｎ：は整数（０でも可）
次に、カラー画像形成装置１は、基準マーク６６Ａが一周して再度マーク検出センサ８が基準マーク６６Ａを検出した信号を基に、ある一定時間Ｔｋ２経過後に、書込ユニット３が感光体ベルト２３に対して２色目の画像の書き込み（マゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応したレーザビーム３７による露光）を開始する。この一定時間Ｔｋ２は、次式で表され、基準マーク６６Ａを検出した信号と同期検知センサ３６からの同期信号（主走査同期検知出力）との時間差ｔｂ２と同期信号の１周期期間ｔｐの整数倍である。
【００５６】
Ｔｋ２＝ｔｂ２＋ｎ×ｔｐ
ｎ：は整数（０でも可）
カラー画像形成装置１は、以下同様に、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂ）の画像を感光体ベルト２３上に形成する。
【００５７】
ところが、中間転写ベルト５１の周長の部品公差や経時変化による中間転写ベルト５１の伸び及びローラの外径公差や中間転写ベルト５１とローラのスリップ等の誤差要因によって、中間転写１回転検知信号と主走査同期検知信号（同期信号）とは同期しないため、ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３、ｔｂ４の値は、±１／２ｔｐの範囲でばらついてしまう。その結果、各色の画像の位置が、図１０に示すように、副走査方向に最大１ドッドずれてしまうことになる。なお、図１０において、Ｍは、マゼンタ（Ｍ）の画素をしめしており、Ｙは、イエロー（Ｙ）の画素を示している。
【００５８】
そこで、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、色ずれを補正する方法として、主走査同期信号と中間転写１回転検知信号の時間差（位相差）をカウンタ８２のカウンタ値により測定し、そのカウンタ値に基づいてビーム位置制御回路８３によりビーム位置調整モータ７５を制御して、時間差（位相差）に相当する色ずれの距離だけビームの照射位置を副走査方向に移動させることで補正している。
【００５９】
例えば、反射面を６面有するポリゴンミラー３２を２万ｒｐｍで回転させ、画素密度６００ｄｐｉの画像をシングルビームのレーザ発光素子（ＬＤ）３１で形成する場合には、主走査同期検知信号（同期信号）の間隔は５００μｓとなる。例えば、１色目のイエロー（Ｙ）の画像形成時の上記基準マーク６６Ａを検出した信号と同期検知センサ３６からの同期信号（主走査同期検知出力）との時間差ｔｂ１が１００μｓのときは、この時間差に相当するずれ量Ｘ１は、次式で与えられる。
【００６０】
ここで、４２．３μｍは、１ドット間隔の長さである。
【００６１】
そして、カラー画像形成装置１は、上述のように、中間転写１回転検知信号から、主走査検知信号を５００パルス後に１色目の画像を書き始めるとすると、この主走査検知信号の５００パルスの間で上記ずれ量である８．５μｍを、ビーム位置調整モータ７５により感光体ベルト２３への照射位置を副走査方向にずらして補正する。この場合は、図３で現像ユニット６側に移動させる。
【００６２】
次に、中間転写ベルト５１が１回転した検知信号（中間転写１回転検知信号）と同期信号の時間差ｔｂ２が４００μｓのとき、この時間差に相当するずれ量Ｘ２は、次式で与えられる。
【００６３】
そして、この２色目での補正は、１色目に対してのずれについては既に補正しているため、以前の補正値を引いたものになり、３色目及び４色目においては、中間転写１回転検知信号と同期信号の時間差ｔｂ３、ｔｂ４が４００μｓのとき、これらの時間差に相当するずれ量Ｘ３、Ｘ４は、それぞれ次式で与えられる。
【００６４】
カラー画像形成装置１は、これらのずれ量Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４に基づいて、上記同様に、ビーム位置調整モータ７５により感光体ベルト２３への照射位置を副走査方向にずらして補正する。
【００６５】
カラー画像形成装置１は、レーザビーム照射位置を副走査方向に変位させる方法として、ビーム位置調整モータ７５によりリードスクリュウ７６を回転させて、ＬＤユニット７０を回転中心軸ＯＳを中心として回転させて、レーザ発光素子３１から出射されたレーザービーム３７を、感光体ベルト２３上で、図７に示したように、回転中心を中心にして、副走査方向に移動して、ビーム照射位置を変位させることで行っている。
【００６６】
この場合、図１１に示すように、レーザ発光素子３１とカップリング光学系を保持する保持部材７２からなるＬＤユニット７０が副走査方向に変位して、レーザ照射位置が移動する。
【００６７】
なお、レーザビーム照射位置を副走査方向に変位させる方法としては、上記方法に限るものではなく、例えば、書込ユニット３内の折返しミラー３５を変位させてビーム照射位置を変位させる方法を用いてもよい。
【００６８】
ただし、この場合には、折返しミラー３５の微小な角度変化で照射位置が大きく動くため、現実的には精度的に問題があり実用的ではない。
【００６９】
さらに、他の方法としては、例えば、ポリゴンミラー３２の前に、板ガラス状の物をレーザビーム３７に対して傾けて挿入し、その角度を変化させることで副走査方向にビーム位置を移動制御してもよい。
【００７０】
ただし、この場合、部品点数が増えることと、板ガラスの面精度によっては、ビーム結像性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００７１】
このように、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、レーザビーム３７を出射するレーザ発光素子３１とカップリング光学系であるコリメートレンズ７１を保持するＬＤユニット７０の当該レーザ発光素子３１から出射されてコリメートレンズ７１を通過したレーザビーム３７をポリゴンミラー３２で主走査方向に偏向して光学素子を通過させて感光体ベルト２３上に照射して静電潜像を形成し、感光体ベルト２３上の静電潜像に現像ユニット６から所定色の現像剤であるトナーを付与して現像剤像（トナー像）を形成し、トナー像を中間転写ベルト５１に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、中間転写ベルト５１に各色のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を形成し、当該カラートナー像を転写紙に転写して画像形成するに際して、ＬＤユニット７０を、ポリゴンミラー３２及び光学素子を保持する光学ユニットである光学ハウジングに対して位置変位可能に取り付け、中間転写ベルト５１の１回転周期を検知するマーク検出センサ８の出力する中間転写１回転検知信号と、レーザビーム３７の感光体ベルト２３上への主走査方向の書出位置を検知する同期検知センサ３６の出力する主走査同期信号の位相差をカウンタ８２で比較演算し、当該位相差に基づいて、ビーム位置制御回路８３及びビーム位置調整モータ７５でＬＤユニット７０を光学ハウジングに対して変位させて、感光体ベルト２３上へのレーザビーム３７の照射位置を副走査方向に移動させている。
【００７２】
したがって、各色の感光体ベルト２３上に形成される静電潜像の位置ずれ量を厳密に補正することができ、形成されるから画像の色ずれを防止して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７３】
また、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、ＬＤユニット７０を、出射するレーザビーム３７の光軸に対して所定のずれを有した回転中心を中心として光学ハウジングに対して回転可能に取り付け、ビーム位置制御回路８３及びビーム位置調整モータ７５が、各色の作像動作処理の初期に、カウンタ８２の演算した中間転写１回転周期と主走査同期信号の位相差に基づいて、ＬＤユニット７０を回転中心を中心として回転駆動して、感光体ベルト２３上へのレーザビーム３７の照射位置を副走査方向に移動させている。
【００７４】
したがって、部品を追加することなく、副走査方向変位の分解能を高めることができ、より一層高精度に色ずれを補正して、安価により一層高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、ＬＤユニット７０を、出射するレーザビーム３７の光軸に対して主に主走査方向にずれを有して光学ハウジングに取り付けている。
【００７６】
したがって、繰り返し安定性を向上させて、照射位置変位の分解能を高めることができ、より一層高精度に色ずれを補正して、安価により一層高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７７】
また、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、ＬＤユニット７０を、出射するレーザビーム３７の光軸に対して主に主走査方向にずれを有するとともに、ポリゴンミラー３２のレーザ偏向位置でＬＤユニット７０の回転中心軸とレーザビーム３７の光軸が略一致する状態で光学ハウジングに取り付けている。
【００７８】
したがって、光学特性の変化量を小さくして、ビームスポット径の変化量を小さくすることができ、安価により一層高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、
レーザ光を出射するレーザ発光素子とカップリング光学系を保持する光学素子ユニットの当該レーザ発光素子から出射されて当該カップリング光学系を通過したレーザ光を偏向器で主走査方向に偏向して光学素子を通過させて感光体上に照射して静電潜像を形成し、当該感光体上の静電潜像に所定色の現像剤を付与して現像剤像を形成し、当該現像剤像をベルト状またはドラム状の中間転写部材に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、中間転写部材に各色の現像剤像を重ね合わせてカラー現像剤像を形成し、当該カラー現像剤像を転写部材に転写して画像形成するに際して、光学素子ユニットを、偏向器及び光学素子を保持する光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転可能に取り付け、中間転写部材の１回転周期を検知する中間転写部材周期検知手段の出力する中間転写１回転検知信号と、レーザ光の感光体上への主走査方向の書出位置を検知する主走査方向同期検知手段の出力する主走査同期信号の位相差を演算手段で比較演算し、当該位相差に基づいて、変位駆動手段で光学素子ユニットを光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転させて、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、各色の感光体上に形成される静電潜像の位置ずれ量を厳密に補正し、形成されるから画像の色ずれを防止して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００８１】
さらに、請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、変位駆動手段が、各色の作像動作処理の初期に、演算手段の演算した中間転写１回転周期と主走査同期信号の位相差に基づいて、回転中心軸を中心として光学素子ユニットを回転駆動させ、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、部品を追加することなく、副走査方向変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００８２】
また、請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、レーザ発光素子及びカップリング光学系が、光学素子ユニット内において、レーザ発光素子が出射するレーザ光の光軸と、光学素子ユニットの回転中心軸とが、主に主走査方向に所定のずれを有し、かつレーザ発光素子から所定の距離で交差する状態で取り付けられることにより、繰り返し安定性を向上させて、照射位置変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００８３】
また、請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、光学素子ユニットが、レーザ発光素子から偏向器までの距離が光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが交差する所定の距離と略一致するように、光学ユニットに取り付けられ、偏向器のレーザ偏向位置において光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが略一致することにより、光学特性の変化量を小さくして、ビームスポット径の変化量を小さくし、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施の形態を適用したカラー画像形成装置の正面概略構成図。
【図２】図１のカラー画像形成装置の書込ユニット、感光体ユニット及び転写ユニット部分の拡大概略斜視図。
【図３】図１のカラー画像形成装置の現像ユニットの一部、感光体ユニット、転写ユニット及びマーク検出センサ部分の拡大概略正面図。
【図４】図３のマーク検出センサを透過型とした場合の構成例を示す図。
【図５】図１の書込ユニットのＬＤユニットとポリゴンミラーの拡大平面図。
【図６】図５のＬＤユニットの正面図。
【図７】図５及び図６のＬＤユニットの回転による感光体ベルト上でのレーザービームの副走査方向の移動状態を示す図。
【図８】図１のカラー画像形成装置の要部回路ブロック図。
【図９】図８の主走査同期信号、中間転写１回転検知信号及び画像書出タイミングのタイミング図。
【図１０】中間転写ベルトの周長の部品公差や経時変化等により生じる画素の副走査方向のずれを示す図。
【図１１】ＬＤユニットの回転による感光体ベルト上でのレーザービームの変位の状態を示す図。
【符号の説明】
１ カラー画像形成装置
２ 本体筐体
３ 書込ユニット
４ 帯電ローラ
５ 感光体ユニット
６ 現像ユニット
６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂ 現像器
７ 転写ユニット
８ マーク検出センサ
８Ａ、８Ｂ 透過型フォトセンサ
９ 転写ローラ
１０ クリーニング部
１１ 給紙ユニット
１２ 定着ユニット
１３ 排紙部
１４ 除電ランプ
１５ 排紙台
２１、２２ ローラ
２３ 感光体ベルト
３１ レーザ発光素子（ＬＤ）
３２ ポリゴンミラー
３３ 駆動モータ
３４ ｆθレンズ
３５ 折返しミラー
３６ 同期検知センサ
４１ 回転ドラム
５１ 中間転写ベルト
５２、５３ ローラ
６１ 給紙カセット
６２ 給紙ローラ
６３ 搬送ローラ
６４ レジストローラ
６５ 中間転写ベルトクリーニング部
６６Ａ〜６６Ｆ 基準マーク
７０ ＬＤユニット
７１ コリメートレンズ
７２ 保持部材
７３ アパーチャ
７４ シリンダレンズ
７５ ビーム位置調整モータ
７６ リードスクリュウ
８１ 画像形成制御回路
８２ カウンタ
８３ ビーム位置制御回路
８４ ＬＤ駆動回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、カラー画像を形成する際の色ずれの発生を安価かつ簡単に防止して高品質のカラー画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からカラー画像形成装置には、種々のタイプのものがあり、その中でも走査光学系に半導体レーザ等を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置は、原稿を読み取り走査して得られるカラー画像信号に応じて変調されたレーザビームを感光体ドラムまたは感光体ベルト等の像担持体に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を対応する色のトナーで現像した後に、用紙に転写する構成となっている。
【０００３】
この電子写真方式を利用したカラー画像形成装置には、各色毎に独立した画像形成部でカラー画像を形成するタイプと、単一の画像形成部でカラー画像を形成するタイプのものがある。一般に、前者のタイプは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応して４つの画像形成部を有することから４タンデムエンジンと称され、後者のタイプは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色分の画像を単一の画像形成部だけで形成することからシングルエンジンと称されている。
【０００４】
そして、このシングルエンジンのカラー画像形成装置は、レーザ書込部から感光体ベルトにレーザビームを照射して感光体ベルトの外周面に第１色目〜第４色目までの静電潜像を順に書き込むが、感光体ベルトに任意の色の静電潜像を書き込むと、ロータリー式の現像器によって直ちに当該色の現像を行う。現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各現像スリーブを有しており、レーザ書込部で書き込まれた静電潜像に対応する色の現像スリーブで当該色のトナーを感光体ベルトに供給する。カラー画像形成装置は、感光体ベルトに現像されたトナー像を、感光体ベルトの外周面に常時接触している中間転写ベルトに一次転写させる。カラー画像形成装置は、中間転写ベルト上のマークを検出手段によって検出した信号を基に、各色の画像形成タイミングをとって、所定の時間後にレーザビームにより感光体ベルト上に潜像を形成することで、各色の画像の位置を合わせる。カラー画像形成装置は、上記一次転写を感光体ベルトの回転毎に繰り返し行って、中間転写ベルト上に第１色目〜第４色目までのトナー像を順次重ね合わせて転写し、一つのカラー画像を中間転写ベルト上に形成する。さらに、カラー画像形成装置は、中間転写ベルト上に形成されたカラー画像を、用紙トレイから送り出されてきた用紙に２次転写し、その後、用紙を定着器で画像定着させて装置外部の排紙トレイ上に排出する。また、カラー画像形成装置は、用紙への画像転写後に中間転写ベルトに残った残留トナーを、クリーナによって取り除く。
【０００５】
そして、カラー画像形成装置は、レーザ書込部に回転多面鏡を用いてレーザビームを偏向する場合には、中間転写ベルトの１回転周期が、中間転写ベルトの周長の部品公差や経時変化による中間転写ベルトの伸び及び中間転写ベルトの張り渡されているローラの外径公差や中間転写ベルトと当該ローラのスリップ等によって、書込走査間隔の整数倍の関係にすることが難しいため、一般的にはレーザ書込部の走査周期と中間転写ベルトの回転周期とが非同期となり、その同期ずれに起因して、カラーレジずれが発生してしまうことになる。また、中間転写ベルトではなく、転写ドラム上に用紙を巻きつけた転写方法のカラー画像形成装置においても同様に、カラーレジずれが発生する。
【０００６】
そこで、本出願人は、先に、中間転写ベルトに設けられたマークをマーク検出センサで検出し、当該マーク検出センサのマーク検出タイミングを基準にして、レーザ書込部のポリゴンモータを所定の画像書き始めまでの所定の時間内に回転制御を行なうことで、各色の画像の色ずれを防止するカラー画像形成装置を提案している（特開平８−１５２８３３号公報参照）。
【０００７】
また、従来、転写ドラムまたは転写ベルトの駆動手段を加減速して、書き込み走査間隔周期に同期させることで、各色の色ずれを防止するカラー画像形成装置が提案されている（特開平１０−１４２９１号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像形成装置にあっては、安価にカラーレジずれの発生を防止して、画像品質を向上させる上で改良の必要があった。
【０００９】
すなわち、特開平８−１５２８３３号公報記載の従来技術にあっては、ポリゴンモータ、すなわちポリゴンミラーの回線速度を制御して画像の色ずれを防止しているが、ポリゴンミラーの回転速度は非常に速いため、その回転速度を変更して位相を同期させることは精度的にはきわめて困難であり、また、これを達成するためには非常に高価なポリゴンモータが必要となり、画像形成装置が高価なものになるという懸念があった。
【００１０】
また、特開平１０−１４２９１号公報記載の従来技術にあっては、転写ドラムまたは転写ベルトの駆動手段を加減速して、書込走査間隔周期に同期させることで、各色の色ずれを防止しているため、転写ドラムまたは転写ベルトを回転駆動させる駆動手段が専用に必要になるとともに、この駆動手段の速度及び位置制御を行なう必要があり、高価なモータ等の駆動手段が必要となり、画像形成装置が高価なものになるという問題があった。
【００１１】
そこで、請求項１記載の発明は、レーザ光を出射するレーザ発光素子とカップリング光学系を保持する光学素子ユニットの当該レーザ発光素子から出射されて当該カップリング光学系を通過したレーザ光を偏向器で主走査方向に偏向して光学素子を通過させて感光体上に照射して静電潜像を形成し、当該感光体上の静電潜像に所定色の現像剤を付与して現像剤像を形成し、当該現像剤像をベルト状またはドラム状の中間転写部材に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、中間転写部材に各色の現像剤像を重ね合わせてカラー現像剤像を形成し、当該カラー現像剤像を転写部材に転写して画像形成するに際して、光学素子ユニットを、偏向器及び光学素子を保持する光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転可能に取り付け、中間転写部材の１回転周期を検知する中間転写部材周期検知手段の出力する中間転写１回転検知信号と、レーザ光の感光体上への主走査方向の書出位置を検知する主走査方向同期検知手段の出力する主走査同期信号の位相差を演算手段で比較演算し、当該位相差に基づいて、変位駆動手段で光学素子ユニットを光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転させて、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、各色の感光体上に形成される静電潜像の位置ずれ量を厳密に補正し、形成されるから画像の色ずれを防止して、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
さらに、請求項１記載の発明は、変位駆動手段が、各色の作像動作処理の初期に、演算手段の演算した中間転写１回転周期と主走査同期信号の位相差に基づいて、回転中心軸を中心として光学素子ユニットを回転駆動させ、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、部品を追加することなく、副走査方向変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１３】
また、請求項１記載の発明は、レーザ発光素子及びカップリング光学系が、光学素子ユニット内において、レーザ発光素子が出射するレーザ光の光軸と、光学素子ユニットの回転中心軸とが、主に主走査方向に所定のずれを有し、かつレーザ発光素子から所定の距離で交差する状態で取り付けられることにより、繰り返し安定性を向上させて、照射位置変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１４】
また、請求項１記載の発明は、光学素子ユニットが、レーザ発光素子から偏向器までの距離が光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが交差する所定の距離と略一致するように、光学ユニットに取り付けられ、偏向器のレーザ偏向位置において光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが略一致することにより、光学特性の変化量を小さくして、ビームスポット径の変化量を小さくし、安価に高品質のカラー画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、レーザ光を出射するレーザ発光素子及びカップリング光学系を保持する光学素子ユニットと、前記レーザ発光素子から出射されて当該カップリング光学系を通過した前記レーザ光を主走査方向に偏向する偏向器と、前記偏向器により偏向された前記レーザ光が光学素子を通過して照射されることにより静電潜像を形成する感光体と、前記感光体上の静電潜像に所定色の現像剤を付与して現像剤像を形成する現像手段と、前記現像剤像をベルト状またはドラム状の中間転写部材に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、前記中間転写部材に各色の現像剤像を重ね合わせてカラー現像剤像を形成し、当該カラー現像剤像を転写部材に転写して画像形成する転写手段と、を有する画像形成装置において、前記中間転写部材の１回転周期を検知して中間転写１回転検知信号を出力する中間転写部材周期検知手段と、前記レーザ光の前記感光体上への主走査方向の書出位置を検知して主走査同期信号を出力する主走査方向同期検知手段と、前記中間転写１回転検知信号と前記主走査同期信号の位相差を比較演算する演算手段と、前記光学素子ユニットを、前記偏向器及び前記光学素子を保持する光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転させる変位駆動手段と、を備え、前記レーザ発光素子及び前記カップリング光学系は、前記光学素子ユニット内において、前記レーザ発光素子が出射するレーザ光の光軸と、前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とが、主に主走査方向に所定のずれを有し、かつ前記レーザ発光素子から所定の距離で交差する状態で取り付けられ、前記光学素子ユニットは、前記レーザ発光素子から前記偏向器までの距離が前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とレーザ光の光軸とが交差する前記所定の距離と略一致するように、前記光学ユニットに取り付けられ、前記偏向器のレーザ偏向位置において前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とレーザ光の光軸とが略一致し、前記変位駆動手段は、前記各色の作像動作処理の初期に、前記演算手段の演算した前記中間転写１回転周期と前記主走査同期信号の位相差に基づいて、前記回転中心軸を中心として前記光学素子ユニットを回転駆動することにより、前記感光体上への前記レーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
図１〜図１１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を適用した１ドラム方式（シングルエンジン）のカラー画像形成装置１の正面概略構成図である。
【００２５】
図１において、カラー画像形成装置１は、本体筐体２内に、書込ユニット３、帯電ローラ４、感光体ユニット５、現像ユニット６、転写ユニット７、マーク検出センサ８（図２、図４参照）、転写ローラ９、クリーニング部１０、給紙ユニット１１、定着ユニット１２、排紙部１３及び除電ランプ１４等を備えており、画像データに基づいて、電子写真方式で、最終的に図示しない転写紙に画像を形成して、本体筐体２外に設けられた排紙台１５上に転写紙を排出する。
【００２６】
感光体ユニット５は、一対のローラ２１、２２と、これらのローラ２１、２２に張り渡されシームレスの環状に形成された可撓性の感光体ベルト２３と、を備えており、感光体ベルト２３は、少なくともローラ２１、２２の一方が回転駆動されることで、ローラ２１、２２に沿って図１中の時計方向に回転駆動される。
【００２７】
帯電部４は、感光体ユニット５のローラ２１の近傍で感光体ベルト２３に近接して配設されており、感光体ベルト２３を一様に帯電させる。
【００２８】
書込ユニット３は、レーザ発光素子（以下、ＬＤという。）３１、ポリゴンミラー３２、ポリゴンミラー（偏向器）３２を一定の角速度で回転駆動する駆動モータ３３、ｆθレンズ３４、折返しミラー３５及び同期検知センサ（主走査方向同期検知手段）３６等を備えており、レーザ発光素子３１で画像データに基づいて変調されて発生されたレーザビーム３７を、駆動モータ３３で回転されるポリゴンミラー３２により回転走査して、ｆθレンズ３４を経て折返しミラー３５により光路を曲げて、予め除電ランプ１４により除電され帯電部４によって一様に帯電された感光体ベルト２３の周面上に露光して、静電潜像を形成するとともに、レーザビーム３７の主走査方向であって感光体ベルト２３から外れた位置に設けられた同期検知センサ３６にもレーザビーム３７を照射して、当該同期検知センサ３６が、検出結果を主走査同期信号として出力する。なお、ポリゴンミラー３２は、鏡面数が６面である。
【００２９】
現像ユニット（画像形成部）６は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マジェンタ（Ｍ）及びブラック（Ｂ）の４色の現像器６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂが１つの回転ドラム４１に配設されており、現像ユニット６は、回転ドラム４１が回転することで、各色の現像器６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂが個別に感光体ベルト２３に対向する状態となって、静電潜像の形成された感光体ベルト２３に各色のトナー（現像剤）を順次付着させて、各色の画像を現像する。すなわち、現像ユニット６は、所定の位置で感光体ベルト２３と近接あるいは接触する各現像スリーブを備え、感光体ベルト２３上の潜像を非接触現像法あるいは接触現像法により顕像化する機能を有している。
【００３０】
感光体ベルト２３には、ローラ２２部分で、転写ユニット７の中間転写ベルト５１が接しており、中間転写ベルト５１は、シームレスの環状に形成されて、一対のローラ５２、５３に張り渡されている。転写像担持体としての中間転写ベルト５１は、少なくとも一方のローラ５２、５３が、図示しないモータにより回転駆動されることで、ローラ５２、５３に沿って図１中の反時計方向に回転駆動される。
【００３１】
中間転写ベルト５１内には、バイアスローラ５４が配設されており、バイアスローラ５４は、高圧電源からの転写バイアスを中間転写ベルト５１に印可して、感光体ベルト２３上のトナー画像を中間転写ベルト５１上に転写させる。そして、中間転写ベルト５１に接離するように転写ローラ９が設けられている。
【００３２】
中間転写ベルト５１には、感光体ベルト２３上に形成された各色のトナー画像が順次重ねて転写され、カラーのトナー画像（カラートナー画像）を再現して、バイアスローラ５４で中間転写ベルト５１に転写して、最終的に、転写ローラ９で、中間転写ベルト５１上のカラーのトナー画像を、給紙ユニット１１から搬送されてきた転写紙（転写部材）に転写する。具体的には、感光体ベルト２３上の第一回目の顕像（トナー画像）が、中間転写ベルト５１内に設けられたバイアスローラ５４により中間転写ベルト５１上に転写され、同様のプロセスを反復することで、第二回目の顕像、第三回目の顕像、第四回目の顕像が中間転写ベルト５１上にそれぞれ重ね合わされて位置ズレを生じないように転写される。
【００３３】
そして、トナー画像の転写された転写紙は、定着ユニット１２に送られて、定着ユニット１２で、加熱・加圧され、トナー画像が転写紙に定着されて、排紙部１３で排紙台１５上に順次排出される。
【００３４】
上記給紙ユニット１１は、給紙カセット６１、給紙ローラ６２、複数の搬送ローラ６３及びレジストローラ６４等を備え、給紙カセット６１内には、複数枚の転写紙が収納される。給紙ユニット１１は、給紙ローラ６２により給紙カセット６１内の転写紙を１枚ずつ分離して送り出し、複数の搬送ローラ６３で順次転写紙をレジストローラ６４に搬送する。レジストローラ６４は、送られてきた転写紙をタイミング調整した後、転写ローラ９と中間転写ベルト５１との間に搬送し、転写ローラ９で中間転写ベルト５１上のトナー画像を転写紙に転写させる。
【００３５】
そして、クリーニング部１０は、感光体ベルト２３に残留する残留トナーをクリーニングする。
【００３６】
また、中間転写ベルト５１は、中間転写ベルトクリーニング部６５により残留トナーが除去され、中間転写ベルトクリーニング部６５は、画像形成中には中間転写ベルト５１の表面から離間した位置に保たれ、画像転写後のクリーニング時にのみ中間転写ベルト５１の表面に圧接される。
【００３７】
中間転写ベルト５１には、図３に示すように、カラー画像に転写位置を正確なものとして各色のトナー画像の位置ずれを防止する６個の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆが中間転写ベルト５１の幅方向の一方側端部であってトナー画像に転写領域外に、所定の間隔で設けられており、上記マーク検出センサ（中間転写部材周期検知手段）８は、ローラ５３よりも中間転写ベルト５１の回転方向下流側で、中間転写ベルト５１上の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを検出して検出信号（中間転写１回転検知信号）を出力する。このマーク検出センサ８は、反射型フォトインタラプトからなる反射型フォトセンサが用いられているが、図４に示すように、透過型フォトセンサ８Ａ、８Ｂを用い、基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを透明部材とするか、切り抜きとして、透過型フォトセンサ８Ａ、８Ｂで基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを検出するようにしてもよい。
【００３８】
カラー画像形成装置１は、マーク検出センサ８の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆに対する検出信号に対して、マーク検出センサ８で検出された基準マーク６６Ａ〜６６Ｆの個数管理により画像の書込タイミングとして使用できないようにマスクをかけて、中間転写１回転検知信号を出力する。
【００３９】
すなわち、カラー画像形成装置１は、マーク検出センサ８により任意のマーク（例えば、基準マーク６６Ａ）を検出することにより書き込みを開始し、中間転写ベルト５１が一周して再度基準マーク６６Ａを検知したときに、２色目以降の書き込みを順次開始する。このとき、他の基準マーク６６Ｂ〜６６Ｆは、基準マーク６６Ａ〜６６Ｆの個数を管理することで、書き込みタイミングとして使用しないように信号にマスクがかかるようにしている。
【００４０】
そして、カラー画像形成装置１は、上記レーザ発光素子３１は、図５に示すように、ＬＤユニット（光学素子ユニット）７０として、カップリング光学系であるコリメートレンズ７１とともに保持部材７２に保持されており、レーザ発光素子３１から出射されたレーザービーム３７は、コリメートレンズ７１及びポリゴンミラー３２との間に配設されているアパーチャ７３とシリンダレンズ７４を通して、ポリゴンミラー３２に照射される。このＬＤユニット７０は、ポリゴンミラー３２及び感光体ベルト２３にレーザービームを照射させる他の光学素子を保持して光学ユニットを構成する光学ハウジング（図示略）に対して、回転可能に取り付けられているとともに、ＬＤユニット７０の回転中心軸ＯＳとレーザービーム３７の光軸が、主に主走査方向に所定のずれを有する状態で取り付けられており、また、ポリゴンミラー３２のレーザ偏向位置でＬＤユニット７０の回転中心軸ＯＳとレーザ光軸を略一致させる構成となっている。
【００４１】
また、ＬＤユニット７０は、図６に示すように、その主走査方向側の一端部側にビーム位置調整モータ７５のリードスクリュウ７６が係合しており、ビーム位置調整モータ７５が回転すると、リードスクリュウ７６が回転して、ＬＤユニット７０が回転中心軸ＯＳを中心として、図６に矢印で示すように回転する。ＬＤユニット７０が回転中心軸ＯＳを中心として回転すると、レーザ発光素子３１から出射されたレーザービーム３７が、感光体ベルト２３上では、図７に示すように、回転中心を中心にして、副走査方向に移動して、ビーム照射位置が変位する。
【００４２】
このように、ＬＤユニット７０を回転中心軸ＯＳを中心に回転させることで、繰り返し安定性を向上させることができ、後述する色ずれを高精度に補正することができる。
【００４３】
そして、上記ビーム位置調整モータ７５は、例えば、１回転２０パルスのステッピングモータを用いることができ、ＬＤユニット７０の回転角度と感光体ベルト２３上のビーム照射位置を計測しところ、ビーム位置調整モータ７５であるステッピングモータの１パルスによって、副走査方向のビーム変位は、ほぼ１μｍ程度であり、十分な分解能を得ることができる。
【００４４】
なお、図７に示したように、本実施の形態のカラー画像形成装置１では、ＬＤユニット７０を回転させると、主走査方向にもビーム位置が変位するが、その値は十分に小さいとともに、主走査方向の同期を検知する同期検知センサ３６の検知結果で補正することにより、主走査方向のビーム位置の変位を是正することができる。
【００４５】
そして、カラー画像形成装置１は、図８に示すように、画像形成制御回路８１、カウンタ８２、ビーム位置制御回路８３、ＬＤ駆動回路８４及び上記レーザ発光素子３１とビーム位置調整モータ７５等を備えている。
【００４６】
画像形成制御回路８１には、同期検知センサ３６からの主走査同期信号、マーク検出センサ８からの中間転写１回転検知信号及び画像データが入力され、画像形成制御回路８１は、これらの信号に基づいて、レーザ発光素子（ＬＤ）３１を点灯制御する制御信号をＬＤ駆動回路８４に出力する。ＬＤ駆動回路８４は、画像形成制御回路８１からの制御信号に基づいてレーザ発光素子（ＬＤ）３１を点灯駆動する。
【００４７】
カウンタ（演算手段）８２には、同期検知センサ３６からの主走査同期信号とマーク検出センサ８からの中間転写１回転検知信号が入力され、カウンタ８２は、主走査同期信号と中間転写１回転検知信号の時間差（位相差）をカウントして当該カウンタ値をビーム位置制御回路８３に出力する。
【００４８】
ビーム位置制御回路８３は、カウンタ８２からのカウンタ値に基づいて、ビーム位置調整モータ７５を回転駆動し、時間差（位相差）に相当する色ずれの距離だけレーザービーム３７の照射位置を副走査方向に移動させるて、色ぞれを補正する。そして、上記ビーム位置制御回路８３及びビーム位置調整モータ７５は、変位駆動手段として機能している。
【００４９】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態のカラー画像形成装置１は、帯電部４により一様に帯電された感光体ベルト２３に書込ユニット３からレーザービーム３７を照射して感光体ベルト２３にイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マジェンタ（Ｍ）及びブラック（Ｂ）の４色の静電潜像を順に書き込むが、感光体ベルト２３に任意の色（例えば、イエロー（Ｙ））の静電潜像を書き込むと、現像ユニット６の当該色であるイエロー色の現像器６Ｙによって直ちに当該色の現像してトナー画像を形成し、当該感光体ベルト２３上のトナー画像を中間転写ベルト５１に転写する。
【００５０】
カラー画像形成装置１は、上記書込ユニット３による静電潜像の形成、現像ユニット６による感光体ベルト２３の静電潜像の現像及び現像されて形成された感光体ベルト２３上のトナー画像の中間転写ベルト５１への転写を以降のシアン（Ｃ）、マジェンタ（Ｍ）及びブラック（Ｂ）について順次行って、中間転写ベルト５１上に、カラートナー画像を形成する。
【００５１】
カラー画像形成装置１は、この中間転写ベルト５１上のカラートナー画像を給紙ユニット１１からレジストローラ６４でタイミング調整された後、転写ローラ９と中間転写ベルト５１との間に搬送されてきた転写紙に転写し、カラートナー画像の転写された転写紙を定着ユニット１２に搬送して、定着ユニット１２で、加熱・加圧してカラートナー画像を転写紙に定着した後、排紙部１３で排紙台１５上に順次排出する。
【００５２】
上記感光体ベルト２３上に形成したトナー画像を中間転写ベルト５１に転写する際に、前に転写されているトナー画像と正確に位置合わせして、転写する必要がある。
【００５３】
そして、カラー画像形成装置１は、図３に示したように、中間転写ベルト５１に、６個の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆが中間転写ベルト５１の幅方向の一方側端部であってトナー画像に転写領域外に、所定の間隔で設けられており、マーク検出センサ８が、ローラ５３よりも中間転写ベルト５１の回転方向下流側で、中間転写ベルト５１上の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆを検出して中間転写１回転検知信号を出力する。
【００５４】
カラー画像形成装置１は、図９に示すように、このマーク検出センサ８が６個の基準マーク６６Ａ〜６６Ｆのうち、任意のマーク、例えば、基準マーク６６Ａを検出した信号を基に、ある一定時間Ｔｋ１経過後に、書込ユニット３に感光体ベルト２３に対する１色目の画像の書き込み（イエロー（Ｙ）の画像信号に対応したレーザビーム３７による露光）を開始する。この一定時間Ｔｋ１は、次式で表され、基準マーク６６Ａを検出した信号と同期検知センサ３６からの同期信号（主走査同期検知信号）との時間差ｔｂ１と同期信号の１周期期間ｔｐの整数倍である。
【００５５】
Ｔｋ１＝ｔｂ１＋ｎ×ｔｐ
ｎ：は整数（０でも可）
次に、カラー画像形成装置１は、基準マーク６６Ａが一周して再度マーク検出センサ８が基準マーク６６Ａを検出した信号を基に、ある一定時間Ｔｋ２経過後に、書込ユニット３が感光体ベルト２３に対して２色目の画像の書き込み（マゼンタ（Ｍ）の画像信号に対応したレーザビーム３７による露光）を開始する。この一定時間Ｔｋ２は、次式で表され、基準マーク６６Ａを検出した信号と同期検知センサ３６からの同期信号（主走査同期検知出力）との時間差ｔｂ２と同期信号の１周期期間ｔｐの整数倍である。
【００５６】
Ｔｋ２＝ｔｂ２＋ｎ×ｔｐ
ｎ：は整数（０でも可）
カラー画像形成装置１は、以下同様に、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂ）の画像を感光体ベルト２３上に形成する。
【００５７】
ところが、中間転写ベルト５１の周長の部品公差や経時変化による中間転写ベルト５１の伸び及びローラの外径公差や中間転写ベルト５１とローラのスリップ等の誤差要因によって、中間転写１回転検知信号と主走査同期検知信号（同期信号）とは同期しないため、ｔｂ１、ｔｂ２、ｔｂ３、ｔｂ４の値は、±１／２ｔｐの範囲でばらついてしまう。その結果、各色の画像の位置が、図１０に示すように、副走査方向に最大１ドッドずれてしまうことになる。なお、図１０において、Ｍは、マゼンタ（Ｍ）の画素をしめしており、Ｙは、イエロー（Ｙ）の画素を示している。
【００５８】
そこで、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、色ずれを補正する方法として、主走査同期信号と中間転写１回転検知信号の時間差（位相差）をカウンタ８２のカウンタ値により測定し、そのカウンタ値に基づいてビーム位置制御回路８３によりビーム位置調整モータ７５を制御して、時間差（位相差）に相当する色ずれの距離だけビームの照射位置を副走査方向に移動させることで補正している。
【００５９】
例えば、反射面を６面有するポリゴンミラー３２を２万ｒｐｍで回転させ、画素密度６００ｄｐｉの画像をシングルビームのレーザ発光素子（ＬＤ）３１で形成する場合には、主走査同期検知信号（同期信号）の間隔は５００μｓとなる。例えば、１色目のイエロー（Ｙ）の画像形成時の上記基準マーク６６Ａを検出した信号と同期検知センサ３６からの同期信号（主走査同期検知出力）との時間差ｔｂ１が１００μｓのときは、この時間差に相当するずれ量Ｘ１は、次式で与えられる。
【００６０】
【００６１】
そして、カラー画像形成装置１は、上述のように、中間転写１回転検知信号から、主走査検知信号を５００パルス後に１色目の画像を書き始めるとすると、この主走査検知信号の５００パルスの間で上記ずれ量である８．５μｍを、ビーム位置調整モータ７５により感光体ベルト２３への照射位置を副走査方向にずらして補正する。この場合は、図３で現像ユニット６側に移動させる。
【００６２】
次に、中間転写ベルト５１が１回転した検知信号（中間転写１回転検知信号）と同期信号の時間差ｔｂ２が４００μｓのとき、この時間差に相当するずれ量Ｘ２は、次式で与えられる。
【００６３】
【００６４】
【００６５】
カラー画像形成装置１は、レーザビーム照射位置を副走査方向に変位させる方法として、ビーム位置調整モータ７５によりリードスクリュウ７６を回転させて、ＬＤユニット７０を回転中心軸ＯＳを中心として回転させて、レーザ発光素子３１から出射されたレーザービーム３７を、感光体ベルト２３上で、図７に示したように、回転中心を中心にして、副走査方向に移動して、ビーム照射位置を変位させることで行っている。
【００６６】
この場合、図１１に示すように、レーザ発光素子３１とカップリング光学系を保持する保持部材７２からなるＬＤユニット７０が副走査方向に変位して、レーザ照射位置が移動する。
【００６７】
なお、レーザビーム照射位置を副走査方向に変位させる方法としては、上記方法に限るものではなく、例えば、書込ユニット３内の折返しミラー３５を変位させてビーム照射位置を変位させる方法を用いてもよい。
【００６８】
ただし、この場合には、折返しミラー３５の微小な角度変化で照射位置が大きく動くため、現実的には精度的に問題があり実用的ではない。
【００６９】
さらに、他の方法としては、例えば、ポリゴンミラー３２の前に、板ガラス状の物をレーザビーム３７に対して傾けて挿入し、その角度を変化させることで副走査方向にビーム位置を移動制御してもよい。
【００７０】
ただし、この場合、部品点数が増えることと、板ガラスの面精度によっては、ビーム結像性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００７１】
このように、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、レーザビーム３７を出射するレーザ発光素子３１とカップリング光学系であるコリメートレンズ７１を保持するＬＤユニット７０の当該レーザ発光素子３１から出射されてコリメートレンズ７１を通過したレーザビーム３７をポリゴンミラー３２で主走査方向に偏向して光学素子を通過させて感光体ベルト２３上に照射して静電潜像を形成し、感光体ベルト２３上の静電潜像に現像ユニット６から所定色の現像剤であるトナーを付与して現像剤像（トナー像）を形成し、トナー像を中間転写ベルト５１に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、中間転写ベルト５１に各色のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を形成し、当該カラートナー像を転写紙に転写して画像形成するに際して、ＬＤユニット７０を、ポリゴンミラー３２及び光学素子を保持する光学ユニットである光学ハウジングに対して位置変位可能に取り付け、中間転写ベルト５１の１回転周期を検知するマーク検出センサ８の出力する中間転写１回転検知信号と、レーザビーム３７の感光体ベルト２３上への主走査方向の書出位置を検知する同期検知センサ３６の出力する主走査同期信号の位相差をカウンタ８２で比較演算し、当該位相差に基づいて、ビーム位置制御回路８３及びビーム位置調整モータ７５でＬＤユニット７０を光学ハウジングに対して変位させて、感光体ベルト２３上へのレーザビーム３７の照射位置を副走査方向に移動させている。
【００７２】
したがって、各色の感光体ベルト２３上に形成される静電潜像の位置ずれ量を厳密に補正することができ、形成されるから画像の色ずれを防止して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７３】
また、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、ＬＤユニット７０を、出射するレーザビーム３７の光軸に対して所定のずれを有した回転中心を中心として光学ハウジングに対して回転可能に取り付け、ビーム位置制御回路８３及びビーム位置調整モータ７５が、各色の作像動作処理の初期に、カウンタ８２の演算した中間転写１回転周期と主走査同期信号の位相差に基づいて、ＬＤユニット７０を回転中心を中心として回転駆動して、感光体ベルト２３上へのレーザビーム３７の照射位置を副走査方向に移動させている。
【００７４】
したがって、部品を追加することなく、副走査方向変位の分解能を高めることができ、より一層高精度に色ずれを補正して、安価により一層高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７５】
さらに、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、ＬＤユニット７０を、出射するレーザビーム３７の光軸に対して主に主走査方向にずれを有して光学ハウジングに取り付けている。
【００７６】
したがって、繰り返し安定性を向上させて、照射位置変位の分解能を高めることができ、より一層高精度に色ずれを補正して、安価により一層高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７７】
また、本実施の形態のカラー画像形成装置１は、ＬＤユニット７０を、出射するレーザビーム３７の光軸に対して主に主走査方向にずれを有するとともに、ポリゴンミラー３２のレーザ偏向位置でＬＤユニット７０の回転中心軸とレーザビーム３７の光軸が略一致する状態で光学ハウジングに取り付けている。
【００７８】
したがって、光学特性の変化量を小さくして、ビームスポット径の変化量を小さくすることができ、安価により一層高品質のカラー画像を形成することができる。
【００７９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、
レーザ光を出射するレーザ発光素子とカップリング光学系を保持する光学素子ユニットの当該レーザ発光素子から出射されて当該カップリング光学系を通過したレーザ光を偏向器で主走査方向に偏向して光学素子を通過させて感光体上に照射して静電潜像を形成し、当該感光体上の静電潜像に所定色の現像剤を付与して現像剤像を形成し、当該現像剤像をベルト状またはドラム状の中間転写部材に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、中間転写部材に各色の現像剤像を重ね合わせてカラー現像剤像を形成し、当該カラー現像剤像を転写部材に転写して画像形成するに際して、光学素子ユニットを、偏向器及び光学素子を保持する光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転可能に取り付け、中間転写部材の１回転周期を検知する中間転写部材周期検知手段の出力する中間転写１回転検知信号と、レーザ光の感光体上への主走査方向の書出位置を検知する主走査方向同期検知手段の出力する主走査同期信号の位相差を演算手段で比較演算し、当該位相差に基づいて、変位駆動手段で光学素子ユニットを光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転させて、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、各色の感光体上に形成される静電潜像の位置ずれ量を厳密に補正し、形成されるから画像の色ずれを防止して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００８１】
さらに、請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、変位駆動手段が、各色の作像動作処理の初期に、演算手段の演算した中間転写１回転周期と主走査同期信号の位相差に基づいて、回転中心軸を中心として光学素子ユニットを回転駆動させ、感光体上へのレーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることにより、部品を追加することなく、副走査方向変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００８２】
また、請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、レーザ発光素子及びカップリング光学系が、光学素子ユニット内において、レーザ発光素子が出射するレーザ光の光軸と、光学素子ユニットの回転中心軸とが、主に主走査方向に所定のずれを有し、かつレーザ発光素子から所定の距離で交差する状態で取り付けられることにより、繰り返し安定性を向上させて、照射位置変位の分解能を高め、より一層高精度に色ずれを補正して、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【００８３】
また、請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、光学素子ユニットが、レーザ発光素子から偏向器までの距離が光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが交差する所定の距離と略一致するように、光学ユニットに取り付けられ、偏向器のレーザ偏向位置において光学素子ユニットの回転中心軸とレーザ光の光軸とが略一致することにより、光学特性の変化量を小さくして、ビームスポット径の変化量を小さくし、安価に高品質のカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施の形態を適用したカラー画像形成装置の正面概略構成図。
【図２】図１のカラー画像形成装置の書込ユニット、感光体ユニット及び転写ユニット部分の拡大概略斜視図。
【図３】図１のカラー画像形成装置の現像ユニットの一部、感光体ユニット、転写ユニット及びマーク検出センサ部分の拡大概略正面図。
【図４】図３のマーク検出センサを透過型とした場合の構成例を示す図。
【図５】図１の書込ユニットのＬＤユニットとポリゴンミラーの拡大平面図。
【図６】図５のＬＤユニットの正面図。
【図７】図５及び図６のＬＤユニットの回転による感光体ベルト上でのレーザービームの副走査方向の移動状態を示す図。
【図８】図１のカラー画像形成装置の要部回路ブロック図。
【図９】図８の主走査同期信号、中間転写１回転検知信号及び画像書出タイミングのタイミング図。
【図１０】中間転写ベルトの周長の部品公差や経時変化等により生じる画素の副走査方向のずれを示す図。
【図１１】ＬＤユニットの回転による感光体ベルト上でのレーザービームの変位の状態を示す図。
【符号の説明】
１ カラー画像形成装置
２ 本体筐体
３ 書込ユニット
４ 帯電ローラ
５ 感光体ユニット
６ 現像ユニット
６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂ 現像器
７ 転写ユニット
８ マーク検出センサ
８Ａ、８Ｂ 透過型フォトセンサ
９ 転写ローラ
１０ クリーニング部
１１ 給紙ユニット
１２ 定着ユニット
１３ 排紙部
１４ 除電ランプ
１５ 排紙台
２１、２２ ローラ
２３ 感光体ベルト
３１ レーザ発光素子（ＬＤ）
３２ ポリゴンミラー
３３ 駆動モータ
３４ ｆθレンズ
３５ 折返しミラー
３６ 同期検知センサ
４１ 回転ドラム
５１ 中間転写ベルト
５２、５３ ローラ
６１ 給紙カセット
６２ 給紙ローラ
６３ 搬送ローラ
６４ レジストローラ
６５ 中間転写ベルトクリーニング部
６６Ａ〜６６Ｆ 基準マーク
７０ ＬＤユニット
７１ コリメートレンズ
７２ 保持部材
７３ アパーチャ
７４ シリンダレンズ
７５ ビーム位置調整モータ
７６ リードスクリュウ
８１ 画像形成制御回路
８２ カウンタ
８３ ビーム位置制御回路
８４ ＬＤ駆動回路
Claims (1)
- レーザ光を出射するレーザ発光素子及びカップリング光学系を保持する光学素子ユニットと、
前記レーザ発光素子から出射されて当該カップリング光学系を通過した前記レーザ光を主走査方向に偏向する偏向器と、
前記偏向器により偏向された前記レーザ光が光学素子を通過して照射されることにより静電潜像を形成する感光体と、
前記感光体上の静電潜像に所定色の現像剤を付与して現像剤像を形成する現像手段と、
前記現像剤像をベルト状またはドラム状の中間転写部材に位置合わせして転写する作像動作処理を複数色について順次行って、前記中間転写部材に各色の現像剤像を重ね合わせてカラー現像剤像を形成し、当該カラー現像剤像を転写部材に転写して画像形成する転写手段と、を有する画像形成装置において、
前記中間転写部材の１回転周期を検知して中間転写１回転検知信号を出力する中間転写部材周期検知手段と、
前記レーザ光の前記感光体上への主走査方向の書出位置を検知して主走査同期信号を出力する主走査方向同期検知手段と、
前記中間転写１回転検知信号と前記主走査同期信号の位相差を比較演算する演算手段と、
前記光学素子ユニットを、前記偏向器及び前記光学素子を保持する光学ユニットに対して回転中心軸を中心として回転させる変位駆動手段と、
を備え、
前記レーザ発光素子及び前記カップリング光学系は、前記光学素子ユニット内において、前記レーザ発光素子が出射するレーザ光の光軸と、前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とが、主に主走査方向に所定のずれを有し、かつ前記レーザ発光素子から所定の距離で交差する状態で取り付けられ、
前記光学素子ユニットは、前記レーザ発光素子から前記偏向器までの距離が前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とレーザ光の光軸とが交差する前記所定の距離と略一致するように、前記光学ユニットに取り付けられ、前記偏向器のレーザ偏向位置において前記光学素子ユニットの前記回転中心軸とレーザ光の光軸とが略一致し、
前記変位駆動手段は、前記各色の作像動作処理の初期に、前記演算手段の演算した前記中間転写１回転周期と前記主走査同期信号の位相差に基づいて、前記回転中心軸を中心として前記光学素子ユニットを回転駆動することにより、前記感光体上への前記レーザ光の照射位置を副走査方向に移動させることを特徴とする画像形成装置。
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