JP4250575B2

JP4250575B2 - カラー画像形成装置

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Inventors: 修長崎
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Publication date: 2009-04-08
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Description

本発明は、電子写真プロセスを用い、複数のレーザビームを用いて異なる色画像を形成するカラー画像形成装置に関し、特にその画像における副走査方向の色ずれ補正に関するものである。

従来電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像信号によって変調されたレーザビームが回転する多面鏡（以後ポリゴンミラー、またはポリゴンと略す場合あり）を有するスキャナによって反射され、感光体上を走査することによって画像形成を行っている。感光体はドラム状のものが多用され、感光ドラムと呼ばれている。この方式をカラーレーザプリンタに応用する場合、色の異なる（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色）複数の画像を重ね合わせてカラー画像をシート状媒体上に形成している。この重ねあわせ技術を達成するための構成には次のようなものがある。

第一の構成としては、第１の色画像信号を感光ドラム上に走査して潜像を作り、可視化するために現像剤を付着させ、これを記録紙に転写し、その後に感光ドラムをクリーニングし、再び第２の色画像信号を同一の感光ドラムに走査し潜像を作り、以後前述と同じ工程を行う。但し、現像剤は第２の色のものを使用する。これを第３の色画像信号、第４の色画像信号に対しても同じ工程を繰り返す。このようにして同一の記録紙に複数回現像した画像を重ねあわせることによって１つの画像記録を行うものである。

また、第二の構成としては、複数の画像信号に対して同数の感光ドラムを具備し、それぞれの色画像信号に対して１対１に対応する感光ドラムに潜像をつくり、それぞれ異なる色の現像剤でもって可視化現像を行い、そして記録紙に順次転写する。この場合、１つの画像信号に対して１つのレーザ、１つのスキャナ、レーザの画像書き出しタイミングを検知するための１つのＢＤ（ＢｅａｍＤｅｔｅｃｔ）センサ、１つの感光ドラムを用意するのが一般的であり、従って重ね合わせるべき画像信号が複数ある場合は画像信号と同数のレーザと同数のスキャナと同数の感光ドラムが必要である。

前記第一の構成は、帯電−露光−現像−転写−クリーニングの一連の電子写真プロセスを第１の色画像信号に対して行い、次に第２の色画像信号に対して再び同じプロセスを行い、第３の色画像信号に対しても、第４の色画像信号に対してもそれぞれ時系列的に行わなければならない。従って１枚のプリント時間が長いという問題を持っている。

前記第二の構成は、第一の構成より短時間でプリントできるというメリットがあるが、前記した如く、レーザ、スキャナ、感光ドラムをそれぞれの色画像信号の数と同数を用意しなければならず、装置が大型化し、高価になる問題を持っている。どちらの構成においても各色の画像を重ねあわせていくため、各色の画像位置が合わないことで発生する、いわゆる色ずれを起こしやすい。特に後者の構成においては、異なったスキャナ、感光ドラムを用いてそれぞれの色画像を形成するため、色毎のレジストレーションが合いにくいという問題を有している。

そのため、色毎のレジストレーション合わせを行っている。例えば、中間転写ベルト（ＩＴＢ：ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＴｒａｎｓｆｅｒＢｅｌｔの略）や静電転写ベルト（ＥＴＢ：ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＢｅｌｔとの略）上にレジスト検知用パターン画像を形成し、これをレジスト検知センサで読み取って、画像の書き出し位置等にフィードバックすることによって補正を行う手段が用いられている。レジスト検知センサは、ＩＴＢまたはＥＴＢ上に形成されたレジスト検知用画像パターンを、光源で照射し、反射光をフォーカシングした受光センサで読み取り、レジスト検知用パターンが通過したときの受光センサの信号の時間的な強度変化を位置ずれ情報として、電気的に処理を行っている。通常レーザプリンタのプリント時間短縮はスキャナの回転速度を上げることによって行われる。レーザプリンタの従来のスキャナ回転速度は２００００ｒｐｍ以上の高速回転が普通である。更にスキャナに使用されるミラーは多面鏡である、ポリゴンミラーであり、偏向角度の誤差がレーザビームの光路長によって感光ドラム上での位置変動を生ずるため、スキャナは各面の倒れ誤差が非常に少ないことが必要であり、また高速回転による振動が少ないことも必要である。従ってポリゴンミラーの安定した高速回転を得るためにモータが大型になり、またミラー各面に倒れ誤差の制限が必要なことから精密加工技術がスキャナ製造工程に要求される。このため、製造の歩留まりが悪く非常に高価なものになっている。
以上の様な理由でスキャナを複数個用意した装置は大型になり、高価なものとなってしまう。

そこでコストダウンを図るために、複数色に対して共通のスキャナを用いるようにしたもの（下記特許文献１）さらには、スキャナを共通にし、複数の光源のうち、１つの光源に対してのみＢＤセンサを設けるようにしたもの（下記特許文献２）が提案されている。

特許文献２に記載のものについて簡単に説明すると、複数の光源は、ポリゴンの異なる面によって同時に感光体が走査される構成にしてあり、ＢＤセンサを設けた光源以外の他の光源は、ポリゴンの回転位相差（角度差）が予め分かっていることから、ＢＤセンサを設けた光源のＢＤ信号から、推測できるというものである。

さらに、ポリゴンの１つの面に対して複数のレーザを照射するための複数の光源をもつマルチビーム方式の画像形成装置が提案されている。このマルチビーム方式の画像形成装置では、複数のレーザからの複数本のレーザビームがポリゴンミラーで走査されて感光体の帯電された表面に照射されることにより、複数ライン分の画像が同時に感光体に書き込まれる。ＢＤ信号が複数のレーザビームを検出すると、このＢＤ信号に同期して複数本のレーザビームが画像信号により変調されて複数ライン分の画像書き出しが同時に行われる。従って、同時に感光体に書き込む画像信号、すなわち情報量が増大するので、ポリゴンの回転数を低減でき、高速かつ安定して画像形成を行うことができる。

この構成では、特許文献１にあるように、ポリゴンミラー、スキャナモータについては１つに共通化し、ＢＤセンサについてはそれぞれの色毎に用意する必要があり、その分コストアップしてしまう。

それに対して、特許文献２においては、ＢＤセンサを１つにした構成が提案されており、コストダウンが実現できる。しかし、ＢＤセンサのない光源のＢＤに関しては、ポリゴンの回転位相差すなわち面精度が正確であることを前提にしている。すなわち、回転位相差はあらかじめ分かっているため、ＢＤセンサのあるレーザのＢＤ信号で、ＢＤセンサのない方のレーザの走査位置が分かるとしている。

通常、画像形成装置には、ホストコンピュータからの画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用のビデオ信号を形成するビデオコントローラと、ビデオコントローラ以外の画像形成部の制御を行うエンジンコントローラを備える。ビデオコントローラとエンジンコントローラは、シリアル通信で情報の送受信を行うとともに、画像データや水平同期信号（以後、ＢＤ信号と呼ぶ）、垂直同期信号（以後、ＴＯＰ信号と呼ぶ）等の信号のやり取りを行う。特に、各色毎に感光ドラム等の画像形成部を備える、インライン方式のカラー画像形成装置は、各色独立のＢＤ信号を備えている。

垂直同期信号に関しては、各色毎に独立にＴＯＰ信号を備える方式のほかに、ある一つの基準となるＴＯＰ信号から各色のＢＤ信号をカウントすることにより、当該色の垂直同期タイミングを生成する方式がある。

後者の方式の場合、ビデオコントローラはＴＯＰ信号がオンされたタイミングを基準として、各色のＢＤ信号を所定の値だけカウントすることにより、ビデオコントローラが各色の垂直方向の書き出しタイミングを生成する。
特公平４−５１８２９号公報特開平４−３１３７７６号公報

前述の従来の技術では、１つのポリゴンで走査される複数の色間の搬送方向の１ライン以下のずれ量の書き出し位置補正は行うことはできない。したがって、異なるポリゴンで走査される複数の色間の搬送方向の１ライン以下のずれ量を補正しようとしても、前記１つのポリゴンで走査される複数の色間の１ライン以下のずれ量が大きい場合は、異なるポリゴンで走査される複数の色間の搬送方向の色ずれの前記色ずれ量が重畳してしまい、４色の相互の色ずれ量が大きくなってしまう可能性がある。

ＴＯＰ信号がオンされたタイミングを基準として、ビデオコントローラが各色のＢＤ信号をカウントすることにより各色の垂直方向の書き出しタイミングを生成する構成の場合、ＴＯＰ信号からのカウント値とＢＤ信号とは非同期である。そのため、ＴＯＰ信号とＢＤ信号の位相関係によっては、ＴＯＰ信号とＢＤ信号との位相が大きくずれる可能性があり、副走査方向の書き出し位置のずれが色毎に大きくなり、色ずれが発生して画質の低下が生じるという問題がある。また、マルチビーム（２ビーム）方式の場合、画像書き出しは全色第１ライン用ビームのＢＤ信号によるカウントから開始するのが一般的である。しかし、ＴＯＰ信号とＢＤ信号の位相関係によっては、１色目と２色目で第１ライン用ビームの副走査方向位置が１ライン以上ずれる可能性があり、そのずれが第１ポリゴン、第２ポリゴン間でも大きくなり、色ずれが大きくなり画質の低下が生じるという問題がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、マルチビーム方式を用い、かつＢＤセンサを減らした構成において、副走査方向の色ずれのない高品位なカラー画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、カラー画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。

（１）各色の画像を形成するための各色のレーザ発光部であって、夫々がレーザビームを照射する第１光源及び第２光源を有する各色のレーザ発光部を備え、同一の回転多面鏡における異なる面で前記各色のレーザ発光部における前記第１光源及び前記第２光源から夫々照射される第１レーザビーム及び第２レーザビームの偏向走査を行い、前記偏向走査に基づき画像を形成するカラー画像形成装置において、ベルトの移動方向に直交する方向に左右に併設され、且つ前記ベルトに形成された位置検知用画像の位置を検知するための第１検知手段及び第２検知手段と、基準の位置とする基準色の位置検知用画像を形成し、さらに、前記ベルトの移動方向に直交する方向に左右に並べて前記第１検知手段及び前記第２検知手段で検知できるように前記基準色とは異なる他の色のレーザ発光部における第１光源及び第２光源による位置検知用画像を、一方を前記第１レーザビームを用いて形成し、他方を前記第２レーザビームを用いて形成する形成手段と、前記基準色の位置検知用画像の位置と前記第１レーザビームによる位置検知用画像の位置との差分と、前記基準色の位置検知用画像の位置と前記第２レーザビームによる位置検知用画像の位置との差分と、との何れが所定値に近いかに基づき、前記他の色の前記ベルトの移動方向の画像書出し位置について前記第１レーザビームと前記第２レーザビームとの何れから発光を開始させるかを選択するレーザビーム選択手段と、を備えたカラー画像形成装置。

本発明によれば、マルチビーム方式を用い、かつＢＤセンサを減らした構成において、副走査方向の色ずれのない高品位なカラー画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例により詳しく説明する。

実施例１である“カラーレーザプリンタ”について説明する。図２は本実施例を説明するブロック図であり、２０１は本実施例のカラーレーザプリンタ、２０２はホストコンピュータである。本実施例では４ドラム方式のカラーレーザプリンタの例をあげる。本実施例では、装置の高速化を実現するために、レーザ光学系に２ビームレーザスキャン方式を採用している。この２ビームレーザスキャンについては後ほど詳細に述べる。

本実施例のカラーレーザプリンタ２０１は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢＫ）の画像を重ねあわせたカラー画像を形成するために４色の画像形成部（ステーションともいう）を備えている。画像形成部は、像担持体としての感光ドラムを有するトナーカートリッジ２０７から２１０と、画像露光用光源としてのレーザビームを発生させるレーザダイオードを有するスキャナユニット２０５、２０６とからなる。このうち、トナーカートリッジは４色それぞれ１つずつ有するが、スキャナユニットに関しては、イエロー、マゼンタで共通の１つ、シアン、ブラックで共通の１つの合計２つであるのが特徴である。ホストコンピュータ２０２からの画像データを受け取ると、レーザプリンタ内のビデオコントローラ２０３で前記画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用のビデオ信号を生成する。ビデオコントローラ２０３とエンジンコントローラ２０４はシリアル通信を行い、情報の送受信を行っている。ビデオ信号はエンジンコントローラ２０４に送信され、エンジンコントローラ２０４は前記ビデオ信号に応じてスキャナユニット２０５と２０６内のレーザダイオード（不図示）を駆動し、トナーカートリッジ２０７〜２１０内の感光ドラム（不図示）上にそれぞれ画像を形成する。前記感光ドラムは、中間転写ベルトＩＴＢ２１１に接しており、各色の感光ドラム上に形成された画像がＩＴＢ２１１上に転写され順次重ね合わされていくことにより、カラー画像が形成される。また、ＩＴＢ２１１上の画像のレジスト位置をモニタするレジ検センサ２１２がある。

図３はカラーレーザプリンタ２０１の構成を示す断面図である。図２と同一のものには同一の符号を付してある。なお、図２で説明したビデオコントローラ及びエンジンコントローラは図示していない。３０１〜３０４は感光ドラムであり、それぞれ３０１はブラック、３０２はシアン、３０３はマゼンタ、３０４はイエローの画像の形成に利用される。

図１は、図３におけるスキャナユニット２０５、２０６の詳細を示した図であり、複数色に対して共通のスキャナを用いるようにしたものである。便宜上、スキャナユニット２０５の構成について説明するが、２０６についても同様である。

図１において、１０１および１０２はレーザダイオード（以下レーザと略す場合有り）であり、図示しないエンジンコントローラ２０４からの制御信号によって駆動制御される。便宜上、１０１をＬＤ１、１０２をＬＤ２と称する。１０３はポリゴンミラーであり、図示しないスキャナモータで図中の矢印の方向に一定速度で回転し、ＬＤ１及びＬＤ２からのレーザビームを反射しながら走査する。本実施例ではＬＤ１からのビームは図の右側から、ＬＤ２からのビームは図の左側から同時にポリゴンミラー１０３に照射される。

１０６はＬＤ１の走査路上にあって、レーザビームが入射されると信号を発生する光センサであり、ＢＤ（ＢｅａｍＤｅｔｅｃｔ）センサと呼ぶ。このＢＤセンサはＬＤ１の走査路上にのみあり、他方のＬＤ２の走査路上には存在しない。ＬＤ１から発せられたレーザビームはポリゴンミラー１０３により反射されながら走査され、折り返しミラー１０４でさらに反射され、感光ドラム３０１上を右から左方向に走査する。なお、実際にはレーザビームは感光ドラム上に焦点をあわせるため、あるいはレーザビームを拡散光から平行光に変換するための各種レンズを経由するが、説明を省く。ＬＤ１は、図示しないビデオコントローラで生成されたビデオ信号によって変調されたレーザビームを発生し、そのレーザビームは感光ドラム３０１上を走査する。一方感光ドラム３０１は図示しないドラムモータによって一定速度で、図１で示す矢印の方向に回転する。感光ドラム３０１は図３に示す帯電ローラ３０５によって表面を一様に帯電されており、この表面をビデオコントローラ２０３で作成されたビデオ信号で変調されたレーザビームが走査することで、目には見えない静電潜像が形成される。静電潜像は図３に示す現像器３０９によってトナー像として可視化される。

通常、ビデオコントローラ３０３は、ＢＤセンサの出力信号を検知してから所定時間後に、ビデオ信号をエンジンコントローラ３０４に対して送信する。そうすることにより、感光ドラム上のレーザビームによる画像の書き出し位置が常に一致するのである。一方、ＬＤ２の方についても、ＬＤ１と同様に感光ドラム３０２上に静電潜像を形成する。なお、ＢＤの検知に関してはレーザダイオード１０２の走査路上には存在しないので、ＬＤ１のＢＤ信号から所定時間後に、ビデオ信号をエンジンコントローラ３０４に対して送信する。そうすることにより、感光ドラム上のレーザビームによる画像の書き出し位置が常に一致するのである。

このようにして、ＬＤ１によるブラック（ＢＫ）の色画像が感光ドラム３０１上に、また、ＬＤ２によるシアン（Ｃ）の色画像が感光ドラム３０２上に形成される。

以上、図３におけるスキャナユニット２０５の説明をしたが、スキャナユニット２０６についても全く同様である。すなわち、感光ドラム３０３上にマゼンタ（Ｍ）、感光ドラム３０４上にイエロー（Ｙ）の色画像がそれぞれ形成される。各色画像は、一定速度で搬送されるＩＴＢ２１１上に順次、重ね合うように転写（一次転写）される。つまり、最初にイエロー（Ｙ）の画像がＩＴＢに転写され、その上に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の順に転写され、カラー画像が形成される。ＩＴＢ上に形成されたカラー画像は、ＩＴＢによって搬送されていく。一方、カセット３１４内のシートはピックアップローラ３１６によって、転写ローラ３１８の位置でちょうどＩＴＢ上の画像とタイミングが合うようにピックアップされる。そしてカラー画像は転写ローラ３１８に加圧されＩＴＢからシートの方に転写される（２次転写）。画像が転写されたシートは定着器３１３で、熱と圧力によって、画像が定着された後、プリンタの上部、排紙トレイ３１７に排出される。以上が、画像形成の一連のプロセスである。

図３の２１２がレジ検センサの位置である。このセンサは、ＩＴＢ上に形成された各色の画像の読み取り、ビデオコントローラ２０３あるいはエンジンコントローラ２０４にそのデータをフィードバックすることにより、各色の画像レジスト位置を調整し、色ずれを防止するためのものである。

図４は、本実施例におけるエンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３のインタフェースの一部を示したブロック図である。Ｓ４０１は垂直同期信号を表すＴＯＰ信号、Ｓ４０２はブラック（ＢＫ）の水平同期信号を表すＢＤ１信号、Ｓ４０３はマゼンタ（Ｍ）の水平同期信号を表すＢＤ３信号である。Ｓ４０４は、シアン（Ｃ）の画像書き出しを第１ライン用ビームと第２ライン用ビームのどちらで行うか選択し、ビデオコントローラ２０３に出力される、Ｃ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ１信号である。また、Ｓ４０５はマゼンタ（Ｍ）の画像書き出しを第１ライン用ビームと第２ライン用ビームのどちらで行うか選択し、ビデオコントローラ２０３に出力される、Ｍ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ２信号である。さらに、Ｓ４０６はイエロー（Ｙ）の画像書き出しを第１ライン用ビームと第２ライン用ビームのどちらで行うか選択し、ビデオコントローラ２０３に出力される、Ｙ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ３信号信号である。通常、エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３の間では、画像データ信号や各種タイミング信号もあるが、本ブロック図ではそれらの信号は省略している。

本実施例ではエンジンコントローラ２０４からビデオコントローラ２０３に出力されるＢＤ信号のうち、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）のＢＤ信号を持たないことを特徴としている。シアン（Ｃ）のＢＤ検知に関しては、レーザダイオードの走査路上にＢＤセンサが存在しないので、ブラック（ＢＫ）のＢＤ１信号から所定時間後に、ＢＤ１から作られた擬似ＢＤ２信号に同期してビデオ信号をエンジンコントローラ２０３に対して送信する。また、イエロー（Ｙ）のＢＤ検知に関しても、レーザダイオードの走査路上にＢＤセンサが存在しないので、マゼンタ（Ｍ）のＢＤ３信号から所定時間後に、ＢＤ３から作られた擬似ＢＤ４信号に同期してビデオ信号をエンジンコントローラ２０３に対して送信する。このようにすることにより、ＢＤセンサのあるステーションとＢＤセンサのないステーションとで、感光ドラム上のレーザビームによる画像の書き出し位置が常に一致するのである。

ビデオコントローラ２０３での垂直同期タイミングの生成方法について図５のタイミングチャートを用いて説明する。ＴＯＰ信号Ｓ５０１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック全ての画像データの書き出しに先んじてエンジンコントローラ２０４からビデオコントローラ２０３へ出力される信号である。イエロー（Ｙ）に関しては、ビデオコントローラ２０３は、ＴＯＰ信号Ｓ５０１がＬＯＷになったタイミングを基準として、所定の値カウントすることにより、ビデオコントローラ２０３がイエロー（Ｙ）の垂直方向の書き出しタイミングＳ５０２を生成する。そのタイミングから擬似ＢＤ４信号（ＢＤ３信号からビデオコントローラ２０３が生成している内部信号）に同期して、イエロー（Ｙ）の画像データをエンジンコントローラ２０４に送出する。これにより、イエロー（Ｙ）に関して垂直方向の所定のタイミングで画像書き出しを行うことができる。一方、マゼンタ（Ｍ）に関して、ＴＯＰ信号Ｓ５０１がＬＯＷになったタイミングを基準として、所定の値カウントすることにより、ビデオコントローラ２０３がマゼンタの垂直方法の書き出しタイミングを生成する。そのタイミングからＢＤ３信号（ＢＤ１信号からビデオコントローラ２０３が生成している内部信号）に同期して、マゼンタ（Ｍ）の画像データをエンジンコントローラ２０４に送出する。これにより、マゼンタ（Ｍ）に関して垂直方向の所定のタイミングで画像書き出しを行うことができる。

このときのＴＯＰ信号Ｓ５０１から各色書き出しまでのカウント値ｎは、プリント動作の前に行うレジ検の結果から求めても良い。この手法によると、プリンタ個体のメカ公差のばらつきや温度上昇によるメカ部品の膨張／収縮の影響を吸収して、より高精度に各色毎の書き出し位置を合わせることができる。シアンとブラックに関しても同様であるため、ここでは説明を省略する。

次に、本実施例における、副走査方向の画像補正の仕方について説明する。
本実施例で提案する画像補正の仕方は、特開２００３−０９０９７３号公報にあるレジスト検出手段を基にしている。図６は中間転写ベルト２１１を抜き出した図である。同図において、２１２ａ及び２１２ｂがレジ検センサである。センサが２つあるのは、主走査倍率の補正のため、或いは副走査方向のレジ検を２ヶ所で行うためである。その詳細については割愛する。４色の画像を、それぞれ独立した４つの感光ドラム上に形成し、４つの色画像を重ね合わせてカラー画像を形成する、インライン方式のカラーレーザプリンタにおいては、広く用いられているセンサである。トナー画像の副走査方向のレジスト位置を検知するには、レーザによって中間転写ベルト２１１に１ラインの横線を描き、レジ検センサでその横線画像を検知するタイミングを調べればよい。所定タイミングに対して、早く検知したか、遅く検知したかによって、画像の副走査方向のレジスト位置を検知できる。このようなレジスト検知はプリント動作前に行われ、ＢＤセンサのあるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ３の書き出し位置とＢＤセンサのないレーザダイオードＬＤ２、ＬＤ４の書き出し位置を合わせることにより、色ずれを防ぐために行う。

また、通常はある基準色、例えばブラック（Ｋ）の位置に対して、残りの色すなわち、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の位置を合わせることによる色ずれも防げる。

次に、レジスト位置検知を行い、ブラック（ＢＫ）を基準として搬送方向の色ずれを補正する手法について説明する。

図７はＩＴＢ２１１上に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色別々に、第１ライン用ビームのみで描いたラインと、第２ライン用ビームのみで描いたラインを、レジスト検知用パターンとしてＩＴＢの左右のレジ検位置に１ラインずつ横線として描いたものを、分かりやすく説明する図である。例えば、図６のライン６０１、６０２が第１ライン用ビームのみで描いたもので、ライン６０３、６０４が第２ライン用ビームのみで描いたものである。前述のレジ検センサ２１２を用いて、これらのレジスト検知用画像パターンを検知するタイミングを測定する。なお、図７におけるレジ検パターンは、各色のステーションにおけるＢＤ信号に同期して描かれるので、図７は各色のステーションにおけるＴＯＰ信号とＢＤ信号の位相関係を検知するためのパターンということもできる。

レジ検パタンは基本的に全色同時にＩＴＢ或いはＥＴＢのベルト上に描かれる。本実施例では、レジ検センサ２１２が検知するパターンの順番は、ＩＴＢ或いはＥＴＢベルトの回転方向の関係上、ブラック（ＢＫ）→シアン（Ｃ）→マゼンタ（Ｍ）→イエロー（Ｙ）となっている。ここでは、各色のパターンのずれ量を検出する上で、ブラック（ＢＫ）のレーザＬＤ１の第１ライン用ビームで描かれたラインを基準としている。

まず、ブラック（ＢＫ）用レーザＬＤ１の第１ライン用ビームによって描かれたパターンの検知タイミングからシアン（Ｃ）用レーザＬＤ２の所定書き出しタイミングまでの時間をｔ_Ｃとした場合、レジ検の結果から、ＬＤ２の第１ライン用ビームの画像パターン検知までのタイミングｔ_Ｃ１と、第２ライン用ビームの画像パターン検知までのタイミングｔ_Ｃ２のどちらがよりｔ_Ｃに近いかを判別する。
もし、ｔ_Ｃ１＋（ｔ_Ｃ２−ｔ_Ｃ１）／２＜ｔ_Ｃであれば、ＬＤ２の書き出しは第２ライン用ビームから行うことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。
また、ｔ_Ｃ１＋（ｔ_Ｃ２−ｔ_Ｃ１）／２＞ｔ_Ｃであれば、ＬＤ２の書き出しは第１ライン用ビームから行うことにより、同じく副走査方向の色ずれを低減できる。

図７のような画像パターンの場合、ＬＤ２は第２ライン用ビームで書き出すことにより、副走査方向の色ずれが低減できる。またこのとき、図４のＣ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ１は“１”に設定される。

次に、ブラック（ＢＫ）用レーザＬＤ１の第１ライン用ビームによって描かれたパターンの検知タイミングからマゼンタ（Ｍ）用レーザＬＤ３の所定書き出しタイミングまでの時間をｔ_Ｍとした場合、レジ検の結果から、ＬＤ３の第１ライン用ビームの画像パターン検知までのタイミングｔ_Ｍ１と、第２ライン用ビームの画像パターン検知までのタイミングｔ_Ｍ２のどちらがよりｔ_Ｍに近いかを判別する。
もし、ｔ_Ｍ１＋（ｔ_Ｍ２−ｔ_Ｍ１）／２＜ｔ_Ｍであれば、ＬＤ３の書き出しは第２ライン用ビームから行うことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。
また、ｔ_Ｍ１＋（ｔ_Ｍ２−ｔ_Ｍ１）／２＞ｔ_Ｍであれば、ＬＤ３の書き出しは第１ライン用ビームから行うことにより、同じく副走査方向の色ずれを低減できる。

図７のような画像パターンの場合、ＬＤ３は第２ライン用ビームで書き出すことにより、副走査方向の色ずれが低減できる。またこのとき、図４のＭ画像書き出しビーム選択信号ＬＤセレクト２信号は“１”に設定される。

ブラック（ＢＫ）用レーザＬＤ１の第１ライン用ビームによって描かれたパターンの検知タイミングからイエロー（Ｙ）用レーザＬＤ４の所定書き出しタイミングまでの時間をｔ_Ｙとした場合、レジ検の結果から、ＬＤ３の第１ライン用ビームの画像パターン検知までのタイミングｔ_Ｙ１と、第２ライン用ビームの画像パターン検知までのタイミングｔ_Ｙ２のどちらがよりｔ_Ｙに近いかを判別する。
もし、ｔ_Ｙ１＋（ｔ_Ｙ２−ｔ_Ｙ１）／２＜ｔ_Ｙであれば、ＬＤ４の書き出しは第２ライン用ビームから行うことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。

また、ｔ_Ｙ１＋（ｔ_Ｙ２−ｔ_Ｙ１）／２＞ｔ_Ｙであれば、ＬＤ４の書き出しは第１ライン用ビームから行うことにより、同じく副走査方向の色ずれを低減できる。
図７のような画像パターンの場合、ＬＤ４は第１ライン用ビームで書き出すことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。またこのとき、図４のＹ画像書き出しビーム選択信号ＬＤセレクト３信号は“０”に設定される。

以上説明したような、レジ検を用いた画像書き出しビームの判別は、出荷時に行っても良いし、プリンタ本体の電源起動時のレジ検タイミングに常に行ってもよい。

次に、画像書き出しビームを選択するＬＤセレクト信号が“０”または“１”のときに、それぞれビデオコントローラ２０３からエンジンコントローラ２０４へ伝送されるビデオ信号を説明するためのシーケンス図を、図８（ａ）と（ｂ）に示す。ここで、ＶＩＤＥＯ１は第１ライン用ビームの画像データを伝送するビデオ信号、ＶＩＤＥＯ２は第２ライン用ビームの画像データを伝送するビデオ信号である。また、説明しやすいように、画像データには画像書き出しタイミングからＶＤＡＴＡ１、ＶＤＡＴＡ２、・・・というように番号を付けている。レジ検の結果から選択されたＬＤセレクト信号が“０”で設定されている場合、図８（ａ）のように画像の書き出しデータであるＶＤＡＴＡ１は、ＶＩＤＥＯ１信号を通して伝送され、第１ライン用ビームからＩＴＢ或いはＥＴＢベルト上に画像が形成される。また、ＬＤセレクト信号が“１”で設定されている場合、図８（ｂ）のように画像の書き出しデータであるＶＤＡＴＡ１は、ＶＩＤＥＯ２信号を通して伝送され、第２ライン用ビームからＩＴＢ或いはＥＴＢベルト上に画像が形成される。

以上のような手法を用いて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の画像の書き出しを、第１ライン用ビーム、第２ライン用ビームのどちらで行うか選択することにより、ステーションごとの書き出し位置のずれを補正し、副走査方向の色ずれを低減することが可能となる。ここで、本実施例では、画像書き出しビームの選択信号を基準色であるブラック（ＢＫ）以外の３色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）について設ける手法を示した。しかし、基準とする色があれば何でも良く、ブラック（ＢＫ）に限定したものではない。また、レジスト検知用の画像パターンを描くときのラインの太さや、レジスト検知用画像パターンについても、本実施例で説明した手法に限定されるものではなく、複数のビームが存在する場合は、それらが別々に描いた画像パターンの基準パターンに対するタイミングをレジ検で測定し、所定のタイミングと比較できれば何でもよい。

以上説明したように、本実施例によれば、高速化のためにマルチビーム方式を用い、かつ低コストのためにＢＤセンサを減らした構成において、副走査方向の色ずれのない高品位な画像を得ることができる。

図９は、実施例２である“カラーレーザプリンタ”における、エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３のインタフェースの一部を示したブロック図である。なお、このインタフェースに関連する部分以外は、実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用し、ここでの説明を省略する。

図９において、Ｓ４０１は垂直同期信号を表すＴＯＰ信号、Ｓ４０２はブラック（ＢＫ）の水平同期信号を表すＢＤ１信号、Ｓ４０３はマゼンタ（Ｍ）の水平同期信号を表すＢＤ３信号である。Ｓ９０１は、各色の画像書き出しビームを選択するためのデータを、エンジンコントローラ２０４からビデオコントローラ２０３へ送信するシリアルデータ信号ＬＤｓｅｌｅｃｔＤＡＴＡである。

このＬＤｓｅｌｅｃｔＤＡＴＡは、図１０に示すように、トリガ信号Ｓ９０２の立ち上がりタイミングに同期してビデオコントローラ２０３の検出回路で認識される。

本実施例のような構成の場合、トリガ信号Ｓ９０２は、各色の画像書き出しタイミングの直前或いは同時に１回ずつ立ち上がればよい。また、画像書き出しビームを選択用のデータ信号ＬＤｓｅｌｅｃｔＤＡＴＡＳ９０１は、多くとも１ページ分の画像に各色１データを伝送するだけでよいので、データ信号の本数は１本で済む。

このような構成にすることで、エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３間の信号線の本数は、マルチビームのビーム数が増えた場合でも、ビーム数分の選択が可能なだけの本数とすることにより機能を実現できる。
ここでは、画像書き出しビームを選択するためのシリアルデータ信号の伝送を、トリガ信号の立ち上がりで行う構成としたが、立ち下りでも全く問題ない。

図１１は、実施例３である“カラーレザープリント”におけるエンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３のインタフェースの一部を示したブロック図である。なお、このインタフェースに関係する部分以外は、実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用し、ここでの説明を省略する。

図１１において、Ｓ４０１は垂直同期信号を表すＴＯＰ信号、Ｓ４０２はブラック（ＢＫ）の水平同期信号を表すＢＤ１信号、Ｓ４０３はマゼンタ（Ｍ）の水平同期信号を表すＢＤ３信号である。これまでの実施例と異なる点は、各色の画像書き出しビームを選択するデータを、シリアルデータとして、コマンドライン及びステータスラインを用いて伝送することである。ビデオコントローラ２０３は、シリアルクロック信号Ｓ１１０３に同期して、コマンドラインＳ１１０１を介して、シリアルデータをエンジンコントローラ２０４へ送信する。そして、コマンドを受け取ったエンジンコントローラ２０３は、ステータスライン１１０２を介してシリアルデータをビデオコントローラ２０４へ返信する。このように、一般的には、エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３間の種々の情報通信はコマンドライン及びステータスラインを用いて行っている。ここでは、コマンドラインとステータスラインをそれぞれ独立して設けた構成を示したが、例えばコマンドとステータスを１本の信号線で交互に切替えて伝送することでも実現できる。

本実施例のように、画像書き出しビームの選択情報もシリアルデータに入れ込むことにより、別途信号線を増やすことなくデータ伝送が可能となる。マルチビーム光学系において、ビーム数がさらに増えることがあっても、コネクタのピン数や線材、ＩＣのポート数などのコストが増えなくて済むのでコスト的メリットが非常に高くなる。

実施例１であるカラーレーザプリンタにおけるスキャナユニットの詳細図実施例１の概略構成を示すブロック図実施例１の構成を示す断面図エンジンコントローラとビデオコントローラのインタフェースの一部を示したブロック図各色の書き出しタイミングを示す図ＩＴＢベルトとレジ検センサを示す図書き出しを第１ラインと第２ラインムのいずれから行うかを説明する図ビデオコントローラからエンジンコントローラへ伝送されるビデオ信号を説明するためのタイミングチャート実施例２であるカラーレーザプリンタにおけるエンジンコントローラとビデオコントローラのインタフェースの一部を示したブロック図ビデオコントローラからエンジンコントローラへ伝送されるビデオ信号を説明するためのタイミングチャート実施例３であるカラーレーザプリンタにおけるエンジンコントローラとビデオコントローラのインタフェースの一部を示したブロック図

符号の説明

１０１ＬＤ１
１０２ＬＤ２
１０３ボリゴンミラー
１０６ＢＤセンサ
２０１レーザプリンタ
２０３ビデオコントローラ
２０４エンジンコントローラ
２１２レジ検センサ
３０１感光ドラム（ＢＫ）
３０２感光ドラム（Ｃ）
３０３感光ドラム（Ｍ）
３０４感光ドラム（Ｙ）

Claims

各色の画像を形成するための各色のレーザ発光部であって、夫々がレーザビームを照射する第１光源及び第２光源を有する各色のレーザ発光部を備え、同一の回転多面鏡における異なる面で前記各色のレーザ発光部における前記第１光源及び前記第２光源から夫々照射される第１レーザビーム及び第２レーザビームの偏向走査を行い、前記偏向走査に基づき画像を形成するカラー画像形成装置において、
ベルトの移動方向に直交する方向に左右に併設され、且つ前記ベルトに形成された位置検知用画像の位置を検知するための第１検知手段及び第２検知手段と、
基準の位置とする基準色の位置検知用画像を形成し、さらに、前記ベルトの移動方向に直交する方向に左右に並べて前記第１検知手段及び前記第２検知手段で検知できるように前記基準色とは異なる他の色のレーザ発光部における第１光源及び第２光源による位置検知用画像を、一方を前記第１レーザビームを用いて形成し、他方を前記第２レーザビームを用いて形成する形成手段と、
前記基準色の位置検知用画像の位置と前記第１レーザビームによる位置検知用画像の位置との差分と、前記基準色の位置検知用画像の位置と前記第２レーザビームによる位置検知用画像の位置との差分と、との何れが所定値に近いかに基づき、前記他の色の前記ベルトの移動方向の画像書出し位置について前記第１レーザビームと前記第２レーザビームとの何れから発光を開始させるかを選択するレーザビーム選択手段と、
を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
請求項１に記載のカラー画像形成装置において、
前記レーザビーム選択手段は、前記基準色の位置検知用画像の位置と前記第１レーザビームによる位置検知用画像の位置との差分と、前記基準色の位置検知用画像の位置と前記第２レーザビームによる位置検知用画像の位置との差分と、の平均値と前記所定値とを比較し、前記平均値が前記所定値に比べて大きい場合には、前記他の色の前記ベルトの移動方向の画像書出し位置について前記第１レーザビームから発光を開始させ、前記平均値が前記所定値に比べて小さい場合には、前記他の色の前記ベルトの移動方向の画像書出し位置について前記第２レーザビームから発光を開始させることを特徴とするカラー画像形成装置。