JP4346136B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置に係り、特に潜像担持体上で複数の単色画像を形成し順次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関する。
【０００２】
【従来の技術】
感光ドラム上に静電潜像を形成し、これをトナーによって可視像化して記録用紙に転写する電子写真方式のカラー画像形成装置には、種々の方式がある。例えば、（１）感光ドラム上に、カラー画像を形成するための３原色（黄、マゼンタおよびシアン）のうち、１色のトナー像を形成して記録用紙に転写する工程を各色に対応して３回（場合によっては黒を含めて４回）繰り返す方式、（２）単色トナー画像を形成する画像形成ユニットを黒と３原色分だけ記録用紙の搬送方向に並べて順次記録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、さらに、（３）感光ドラムの移動方向に基本原色分の画像形成ユニットを配置して、感光ドラム表面で単色画像を順次重ね合わせてカラー画像を形成し、これを一度に記録用紙に転写する方式などが挙げられる。
【０００３】
特に、感光ドラム表面でカラー画像を作成し、これを一括して記録用紙に転写する（３）の方式は、単色画像を記録用紙上で順次重ね合わせてカラー画像を形成する（１）（２）の方式に比べて、感光ドラムの移動速度が同一の場合、３〜４倍のカラー画像形成速度を達成することが可能である。
【０００４】
また、記録用紙の搬送方向に基本色数分の画像形成ユニットを配置した、いわゆるタンデム構成と比較した場合、タンデム構成では様々な機械特性を有し、且つばらつく記録用紙上で単色画像を重ね合わせるため、各単色画像の重ね合せ精度を高精度に保つことが困難であるのに対し、（３）の方式は単一の感光ドラム表面で単色画像を重ね合わせるために、重ね合わせ精度を比較的高くし易いという利点を有する。
【０００５】
しかし、この（３）の方式では、２色目以降の画像を作像するために、その前に作像された色の画像が表面に形成されている感光ドラム表面に、２色目以降の画像を形成するための照射光を照射する、いわゆる多重露光を行う必要がある。このように多重露光を行う場合、現在、電子写真方式で主流を占めている乾式トナーを用いた作像プロセスでは、トナー粒径が７〜１３μｍ程度と大きく、且つ感光ドラム上に既に形成されている画像が熱定着前のトナー画像であるために透光性が悪く、このトナー画像が２色目以降の作像時の露光用照射光に対する陰となってしまい、静電潜像が十分に形成されず、高画質のカラー画像が得られないという問題点が生じる。
【０００６】
このような問題点を打破し、カラー画像形成の高速化と高画質化の要求に同時に応える方式として液体現像剤を用いる電子写真方式があり、近年その価値が見直されつつある。この湿式電子写真方式のメリットの一つはサブミクロンサイズのトナー粒径であり、このような微細トナーを含む液体現像剤の利用によって、乾式トナーを用いた電子写真方式による多重露光時の問題点が解決される。この湿式電子写真方式のカラー画像形成装置の他の利点として、少量のトナーで十分な画像濃度が得られるため経済的であり、また印刷並の質感を実現でき、しかも比較的低温で記録用紙に定着できるために省エネルギー化が可能であること、等が挙げられる。
【０００７】
ところで、上述したいずれの方式においても、良好なカラー画像を作成する上では各々の単色画像を高精度に重ね合せる必要があり、この重ね合わせ精度が十分でない場合、画像の滲み、シャープネスの不足、色再現性の不足などの画質劣化が生じる。目視で重ね合せずれが目立たず、高画質が得られる重ね合せ精度は一般に０．１ｍｍ以下である。
【０００８】
従来より、この重ね合せ精度向上のための提案が種々なされており、例えば、特許第２６４２３５号には、タンデム構成のカラー画像形成装置において、各単色画像間の重ね合せずれを検知するためのマークを記録用紙の搬送ベルト上に形成し、検知された重ね合わせずれのデータを基に作像位置の補正を行う技術が開示されている。
【０００９】
しかし、この技術は重ね合わせずれ検知のためのマークを形成することによるトナー消費量の増大、出力画像とは関係のない検知後の不要なマークを除去するためのクリーニング装置の増設、クリーニングの機械的ストレスによる感光体の劣化、重ね合わせずれ検知を行うためのロスタイムによる記録時間の長時間化、マークを高精度に検出する検出器を必要とすることによるコスト増加などの問題があり、また感光体およびトナーを包括したランニングコストが増大するという問題がある。
【００１０】
さらに、各単色画像間の重ね合せ誤差を検知するために、記録解像度に関連するドットサイズを持つトナー画点により形成される重ね合せずれ検知用マークを高精度に検出する検出器を実現する場合、重ね合せずれ許容量を０．１ｍｍ程度とすると、重ね合せ誤差発生の要因分析と画像形成装置の構成要素の誤差分析による精度割り付けから考慮して、検出器自体の検出精度を０．０２ｍｍ以下まで高める必要がある。同時に、マークを形成する際の画像形成プロセスや構成要素の駆動精度に変動、ばらつきがあるために、複数のマークを検知して統計処理による検出精度向上を図るなど、検出器を含むハードウェアのみでなく、検出シーケンスなどのソフトウェアにも負担を与える。
【００１１】
一方、特公平４−５４２３５号公報には、多重露光における高精度な画像重ね合せのために、複数の露光用レーザビームのうちの１つのビームを基準として他のビームを同期させる技術が記載されている。しかし、この文献では一つのビームを基準として他のビームを調整することのみしか開示されておらず、例えば、環境温度が変化したときの光学系要素の熱変形によるビーム結像位置のずれや、感光ドラム交換時における各レーザビームと感光ドラムとの相対位置のずれに起因する画像位置ずれなどから発生する画像重ね合せ誤差の対策については、特に考慮されていない。
【００１２】
また、感光ドラムの駆動速度に僅かでも誤差がある場合、この速度誤差による画像重ね合せ誤差が生じることも問題であった。さらに、消耗品であり装置寿命期間内に数十回交換をする必要のある感光体を交換時にも十分な精度で取り付けられる機構が必要であるために装置構成が複雑となり、しかも感光体の駆動速度も高精度に設定する必要があるために、高い機械精度の駆動伝達機構と高精度速度制御による感光体駆動が必要となり、装置コストが増大するという問題点を有していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、画像重ね合せ精度を向上して高画質なカラー画像を得るために、画像重ね合せ誤差を検知するためのマークを形成し、このマークを検出して得られた画像重ね合わせ誤差データを基に作像位置の補正を行う技術では、マークを形成することによるトナー消費量の増大、マークを除去するためのクリーニング装置の増設、クリーニングに伴う機械的ストレスによる感光体の劣化、重ね合わせずれ検知のためのロスタイムによる記録速度の低下、マークを高精度に検出する検出器の設置によるコスト増加、そして感光体およびトナーを含むランニングコストの増大、さらに統計処理による検出精度向上のために検出シーケンスなどのソフトウェアにも負担がかかるという問題があった。
【００１４】
一方、複数の露光用レーザビームのうちの１つのビームを基準として他のビームを同期させる技術では、光学系要素の熱変形によるビーム結像位置のずれや、感光ドラム交換時における各レーザビームと感光ドラムとの相対位置のずれに起因する画像位置ずれなどから発生する画像重ね合せ誤差の対策について考慮されておらず、さらに感光ドラムの駆動速度の僅かな誤差で画像重ね合せ誤差が生じ、また感光体を交換時にも高精度に取り付ける機構を必要とし、高い機械精度の駆動伝達機構と高精度速度制御による感光体駆動を必要とするため、装置コストが増大するという問題点があった。
【００１５】
本発明は、無駄なトナー消費を伴ったり高精度なトナーマーク検出器を必要とすることなく、カラー画像の画像重ね合せずれを高精度に検出して補正でき、もって簡単な構成により高品質なカラー画像を高速に形成できるカラ一画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を異なる色の画像情報に応じて露光用ビームにより走査露光して複数の潜像を形成する像露光手段と、前記像露光手段により形成された潜像を可視像化して前記潜像担持体上にカラー画像を形成する現像手段と、前記潜像担持体上に形成されるカラー画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記潜像担持体上の前記露光用ビームによる走査方向両端で、前記露光用ビームが照射される位置に設けた第１、第２の反射手段と、前記第１、第２の反射手段からの前記露光用ビームの反射光をそれぞれ検出して検出信号を出力する第１、第２の検出手段と、前記第１、第２の検出手段からの検出信号に従って、前記像露光手段により形成される前記複数の潜像の相対位置、相対画像傾きおよび相対画像倍率を補正する補正手段とを備えることを基本的な特徴とする。
【００１７】
一つの態様によると、補正手段では検出手段からの検出信号に従って露光用ビームによる露光開始タイミングを決定することにより、潜像担持体の移動方向における複数の潜像の相対位置を補正する。
【００１８】
他の態様によると、補正手段では検出手段からの検出信号と複数の露光用ビームの走査タイミング信号との時間間隔を計測し、この時間間隔に応じて像露光手段に入力される各色の画像情報に与える遅延時間を制御することにより、露光用ビームの走査方向における複数の潜像の相対位置を補正する。
【００１９】
また、本発明に係るカラー画像装置においては、反射手段として潜像担持体上の露光用ビームによる走査方向両端位置に第１、第２の反射手段を設け、これら第１、第２の反射手段からの露光用ビームの反射光を第１、第２の検出手段によりそれぞれ検出して検出信号を出力し、これら第１、第２の検出手段からの検出信号に従って、補正手段により複数の潜像の相対位置を補正するようにしてもよい。
【００２０】
この場合、補正手段は具体的には第１、第２の検出手段からの検出信号に従って複数の潜像の相対位置、相対画像傾きおよび相対画像倍率を補正する。この補正手段による潜像担持体の移動方向における複数の潜像の相対位置の補正や、露光用ビームの走査方向における複数の潜像の相対位置の補正は、上記と同様にして行われる。
【００２１】
また、この補正手段による複数の潜像の相対画像傾きの補正は、例えば第１の検出手段からの検出信号と第２の検出手段からの検出信号との間における複数の露光用ビームのそれぞれの走査回数を計測し、これらの走査回数が等しくなるように複数の露光用ビームの走査角度を制御することにより行われる。
【００２２】
さらに、この補正手段による露光用ビームの走査方向における相対画像倍率の補正は、例えば第１の検出手段からの検出信号と第２の検出手段からの検出信号との時間間隔を計測し、この時間間隔に応じて露光用ビームの変調周波数を制御することにより行われる。
【００２３】
このように本発明のカラー画像装置では、潜像担持体上に形成した反射手段からの反射光を検出し、その検出信号に従って複数の潜像の相対位置の補正、すなわち潜像担持体の移動方向における複数の潜像の相対位置の補正、露光用ビームの走査方向における複数の潜像の相対位置の補正、複数の潜像の相対画像傾きの補正、露光用ビームの走査方向における相対画像倍率の補正等を行う。
【００２４】
従って、トナーによるマークを形成して重ね合わせずれなどの誤差を検出する従来の技術のように無駄なトナー消費を伴ったり、高精度なトナーマーク検出器を必要とすることがなくなる。
【００２５】
また、複数の露光用レーザビームのうちの１つのビームを基準として他のビームを同期させる方法と異なり、光学系要素の熱変形によるビーム結像位置のずれや、感光ドラム交換時における各レーザビームと感光ドラムとの相対位置のずれに起因する画像位置ずれなどから発生する画像重ね合せ誤差の対策についても補正ができ、さらに感光ドラムの駆動速度の僅かな誤差による画像重ね合せ誤差の発生や、感光体を交換時にも高精度に取り付ける機構を必要としたり、高い機械精度の駆動伝達機構と高精度速度制御による感光体駆動を必要とするなどの問題点がなく、装置コストの低減を図ることができる。
【００２６】
本発明の好ましい態様によると、像露光手段は、複数の光源と、これら複数の光源からの光ビームを同時に偏向させて前記潜像担持体の表面を走査する走査手段と、この走査手段により偏光される光ビームを潜像担持体上に結像させ、且つ光ビームの走査速度を均一にするためのｆθレンズのようなレンズ手段とを有する。そして、検出手段は反射手段からの反射光がこのレンズ手段を通過した後の位置であって、潜像担持体の表面から走査手段の偏向面までの距離とほぼ同距離の位置に設置されるか、または、反射手段からの反射光が光ビームの走査速度を均一にするためのｆθレンズのような複数のレンズ手段の一部を通過した後の位置に、集光レンズを介して設置される。
【００２７】
本発明における反射手段は、カラー画像の重ね合せ誤差許容値より小さい形状の反射部を有することが望ましい。また、この反射手段は、例えば潜像担持体上に形成された溝部の底面に反射部を形成して構成されるか、あるいは潜像担持体の表面に潜像担持体の移動方向に沿って形成された該移動方向と直交する方向に傾斜した傾斜面に反射部を形成して構成される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す。静電潜像担持体としての感光ドラム１は、円筒状の導電性基体上に有機系もしくはアモルファスシリコン系の感光層を設けて構成され、図示しないモータにより矢印方向に回転されつつ、以下のように感光ドラム１の回転移動方向（以下、副走査方向という）に離間した感光ドラム１上の４個所の位置に配置されている帯電・露光・現像ステーションを順次通過する。
【００２９】
感光ドラム１は、まずコロナ帯電器もしくはスコロトロン帯電器からなる第１帯電器２−１により感光層が均一に帯電された後、帯電器２−１の副走査方向前方において第１の色画像情報（例えばイエロー画像データ）に従って変調された第１露光用レーザビーム３−１が照射されることによって露光され、感光層表面に第１の静電潜像が形成される。この後、第１色（例えばイエロー）の液体現像剤が収納された第１現像器４−１によって、第１露光用レーザビーム３−１により形成された静電潜像が現像され、静電潜像に付着した液体現像剤もしくはトナーからなる第１色の可視像が形成される。
【００３０】
こうして静電潜像に付着した液体現像剤もしくはトナーによる第１色の可視像を転写装置５によって記録用紙９に転写してもよいが、ここでは引き続き次の露光・現像工程に移る。すなわち、感光ドラム１は引き続き第２帯電器２−２により均一に帯電され、さらに第２の色画像情報（例えばマゼンタ画像データ）により変調された第２露光用レーザビーム３−２により、第１の静電潜像が形成された位置と同一位置に第２の静電潜像が形成された後、第１現像器４−１に収納されている液体現像剤とは異なる第２色（例えばマゼンタ）の液体現像剤を収納した第２現像器４−２によって現像され、第２色の可視像が形成される。従って、この現像の後には、感光ドラム１上には第１色の可視像と第２色の可視像が重ね合わせられて形成されている。
【００３１】
以下、同様に第３帯電器２−３による均一帯電、第３の色画像情報（例えばシアン画像データ）により変調された第３露光用レーザビーム３−３による第３の静電潜像形成、第３現像器４−３による第３色（例えばシアン）の可視像の形成が順次行われ、さらに第４帯電器２−４による均一帯電、第４の色画像情報（例えば、黒画像データ）により変調された第４露光用レーザビーム３−４による第４の静電潜像形成、第４現像器４−４による第４色（例えば黒）の可視像の形成が順次行われる。
【００３２】
このようにして感光ドラム１上に、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の可視像が重ね合わせられて、フルカラー画像が形成される。この感光ドラム１上のカラー画像は、転写装置５によって記録用紙９上に転写される。この際、感光ドラム１上のカラー画像を直接記録用紙９に転写してもよいが、ここでは中間転写媒体６を介して記録用紙９に転写するようにしている。
【００３３】
感光ドラム１から中間転写媒体６への転写、および中間転写媒体６から記録用紙９への転写においては、いずれも電界による転写、もしくは圧力（及び熱）による転写のいずれかを用いることができる。液体現像剤は一般に室温で記録用紙に定着できるものも多いが、例えば図１に示すように加圧ローラ７などを加熱して、熱による定着を行ってもよい。
以上述べたようなカラー画像形成プロセスは、例えば米国特許第５，５７０，１７３号明細書などに開示されている。
【００３４】
静電潜像を形成するための露光用レーザビーム３−１〜３−４は、ポリゴンモータ１１により高速回転するポリゴンミラー１０によって偏向され、感光ドラム１の表面を感光ドラム１の回転方向と直交する方向（主走査方向）に走査する。これらの露光用レーザビーム３−１〜３−４は、各々独立した図示しない半導体レーザからの出射光であり、ポリゴンミラー１０の同一面で偏向され、ｆθレンズ１２，１３を通過した後、折り返しミラー組み２０−１〜２０−８によって感光ドラム１の表面の規定位置にそれぞれ配光される。
【００３５】
ｆθレンズ１２，１３は、感光ドラム１の表面でレーザビーム３−１〜３−４を０．０６ｍｍ程度の微小スポットに絞り込み、且つ感光ドラム１の表面走査時に感光ドラム１の軸方向で走査速度を一定とするために設けられている。
【００３６】
そして、この走査時に各レーザビーム３−１〜３−４を各色の画像情報に応じて変調（点滅制御）することにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。
【００３７】
次に、図２を用いて露光用レーザビーム３−１〜３−４による走査系の構成をさらに詳しく説明する。説明を簡単にするため、図２では感光ドラム１上にレーザビーム３−１〜３−４を配光するための折り返しミラー２０−１〜２０−８を省略している。
【００３８】
本実施形態では、４つの半導体レーザ２１−１〜２１−４からの拡散光をコリメートレンズ２３−１〜２３−４によってほぼ平行光とした後、ハーフミラー２４−１〜２４−３により４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４をほぼ同位置に集光し、シリンドリカルレンズ２５を通過させて、ポリゴンミラー１０の同一偏向面を照射するように走査系が構成される。露光用レーザビーム３−１〜３−４は、このポリゴンミラー１０の偏向面によって同時に偏向され、ｆθレンズ１２，１３を順次通過した後、図示しない折り返しミラーによって感光ドラム１上の規定位置に規定の入射角度で配光される。
【００３９】
この場合、ポリゴンミラー１０の偏向面によって偏向された露光用レーザビーム３−１〜３−４は、さらにｆθレンズ１２，１３を経て折り返しミラー４７により光検出器４６に導かれ、レーザビーム３−１〜３−４の走査開始タイミングが検出される。すなわち、光検出器４６からの検出信号は、レーザビーム３−１〜３−４による走査開始毎に発生される走査タイミング信号となる。
【００４０】
図３に、レーザビーム走査平面における光学系の配置を示す。
半導体レーザ２１−１からの出射光は、コリメートレンズ２３−１によって平行光となり、さらにシリンドリカルレンズ２５によって走査方向と直交する方向（副走査方向）にのみ絞られてポリゴンミラー偏向面１０Ａに結像する。ポリゴンミラー偏光面１０Ａで偏向されたレーザビームは、ｆθレンズ１２，１３の光学特性によりポリゴンミラー偏向面１０Ａと共役となる感光ドラム面１Ａ上に結像する。
【００４１】
これはポリゴンミラー偏向面１０Ａの面倒れによる感光ドラム面１Ａ上でのビーム位置変動を抑制するための構成である。この構成により、ポリゴンミラー偏向面１０Ａの面精度が極端に高くなくとも、ポリゴンミラー１０の面毎に感光ドラム面１Ａでのビーム結像位置が異なることに起因して出力画像にバンディングと呼ばれる濃淡むらが発生することはない。
【００４２】
次に、図４を参照して感光ドラム１上のカラー画像の重ね合せずれ、特に感光ドラム１の回転方向（副走査方向）における各単色画像の相対位置のずれを低減させるために、副走査方向における各単色画像の静電潜像の相対位置を補正する構成について説明する。
【００４３】
本実施形態のカラー画像形成装置では、各々の露光用レーザビーム３−１〜３−４により形成される静電潜像を可視化して得られた異なる色の単色画像を重ね合せてカラー画像を形成することから、感光ドラム１上で各レーザビーム３−１〜３−４の結像位置がずれると、各単色画像の静電潜像の相対位置がずれ、これに起因して各単色画像を重ね合わせる際に画像重ね合せずれが発生し、画像品質が著しく劣化する。
【００４４】
この画像重ね合せずれ、特に副走査方向のずれを低減するため、本実施形態では図４のように感光ドラム１の表面にレーザビームを反射させる光反射面３０を設け、この光反射面３０からの反射光を光検出器３１で検出する。そして、この光検出器３１から出力される検出信号を後述する制御回路に入力して、露光用レーザビーム３−１〜３−４による露光タイミング（画像形成タイミング）を制御することによって、レーザビーム３−１〜３−４により形成される静電潜像の位置、つまりは各単色画像の形成位置を相対的に制御するようにしている。図４では説明を簡単にするため、４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４のうち３−１，３−２の２本のみを示している。
【００４５】
ポリゴンミラー１０により偏向された露光用レーザビーム３−１〜３−４で感光ドラム１の表面を走査すると、レーザビーム３−１〜３−４が光反射面３０上を通過する際、反射光４０−１〜４０−４（４０−２〜４０−３は図示せず）が発生する。光反射面３０は、感光ドラム１の表面に設けられているから、感光ドラム１の回転に伴ってレーザビーム３−１〜３−４に対し相対的に移動する。そこで、光反射面３０が各レーザビーム３−１〜３−４の走査位置に移動してきたときの反射光４０−１〜４０−４を光検出器３１で検出し、この光検出器３１からの検出信号に従って、各レーザビーム３−１〜３−４による露光タイミングを決定する。このようにすれば、各レーザビーム３−１〜３−４によって形成される感光ドラム１上の静電潜像、つまり各単色画像は光反射面３０を基準とする位置に形成される。これにより、感光ドラム１での各レーザビーム３−１〜３−４の配光位置がずれても、感光ドラム１に対する各単色画像の形成位置は一致することになり、感光ドラム１上に形成されるカラー画像の画像重ね合せずれをなくすことができる。
【００４６】
ここで、本実施形態では反射光４０−１〜４０−４がｆθレンズ１３，１２を通過した後の位置であって、感光ドラム１の表面からポリゴンミラー１０の偏向面までの距離とほぼ同一距離の位置に、光検出器３１を設置している。図３を用いて説明した通り、ポリゴンミラー１０の偏向面１０Ａではレーザビームが走査方向に対し直交する方向に絞られるように光学系が構成されている。このため、光検出器３１を上記のような位置に設置すると、感光ドラム１上の光反射面３０で反射する際に拡散した反射光４０−１〜４０−４は、ｆθレンズ１３，１２によって光検出器３１上に集光されるので、光検出器３１の単位面積当たりの受光量が多くなり、検出感度を高くすることが可能である。
【００４７】
また、光検出器３１の受光面は感光ドラム１の表面と光学的にほぼ共役であるから、光反射面３０からの反射光の出射角度がばらついても、光検出器３１の受光面での反射光結像位置はばらつくことがないという利点がある。すなわち、感光ドラム１の周方向の規定位置に各レーザビーム３−１〜３−４を配光しようとする際、折り返しミラー２０などの取り付けの不具合により、レーザビーム３−１〜３−４の入射角が規定値に対して誤差を持つ場合でも、光反射面３０からの反射光の出射角に対して光学的に共役な位置にある光検出器３１の受光面上でのビーム結像位置はずれることがなく、反射光の検出が可能となる。
【００４８】
図５に、光検出器３１の構成を示す。この光検出器３１は例えばシリコンフォトダイオードにより構成され、受光面３１Ａに入射する光に対応して電気信号を発生する。なお、ポリゴンミラー１０の偏向面に対し、４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４を走査方向と直交する方向に互いに異ならせて配光する場合があるため、受光面３１Ａの形状は検出位置で全てのレーザビーム３−１〜３−４の光反射面３０からの反射光を検出できるような幅を持つことが望ましい。
【００４９】
次に、図６および図７を用いて光反射面３０の構成を説明する。
図６に示されるように、光反射面３０は反射光４０−１〜４０−４がポリゴンミラー１０の偏向面とほぼ同位置に設けられた光検出器３１の受光面に入射できるように、感光ドラム１の表面に対し所定の角度をつけて設けてある。具体的には、感光ドラム１の素管部に感光ドラム１の軸方向に沿って底面が傾斜した溝部３２を形成し、その底面で光を反射させるようにしている。溝部３２には、現像剤などの異物の侵入による汚れで反射率が低下することを防ぐため、必要に応じてアクリル材などによる透明カバー部材３３を埋め込んでいる。
【００５０】
図７に、光反射面３０のさらに詳細な構成を示す。溝部３２の感光ドラム１の軸方向に傾斜した底面に例えば銀やアルミニウム等の蒸着膜からなる高反射シートを接着剤で貼り付け、これを反射部３４としている。反射部３４の形状は、レーザビーム３−１の走査方向（主走査方向）Ｘ、つまり感光ドラム１の軸方向に画点２０ドット分、走査方向と直交する方向、つまり感光ドラム１の回転方向（副走査方向）Ｙに画点２ドット分の細長い短冊状としている。このような形状とすることにより、レーザビームの走査位置と反射部３４の位置が合致したときのみ反射光４０−１〜４０−４（４０−２〜４０−４は図示せず）が発生する。
【００５１】
ここで、反射部３４の形状を短冊状にする目的は、感光ドラム１の表面の汚れなどにより、反射部３４からの反射光の発生が妨げられるのを防止することと、反射部３４がレーザビーム３−１の走査方向にある程度の長さを有していれば、光検出器３１の取付精度が多少低くとも、レーザビーム３−１の走査に伴い、反射ビーム４０−１〜４０−４が光検出器３１の受光面３１Ａに入射することが可能となるためである。
【００５２】
反射部３４の副走査方向Ｙの幅を画点２ドット分にする理由は、この幅を画像重ね合せ許容値より小さくするためである。すなわち、カラー画像を形成する際の画像重ね合せずれ許容値は出力すべき画像の種類にもよるが、概ね０．１ｍｍ以下が妥当とされている。本実施形態のカラー画像形成装置は、出力画像の解像度として６００ｄｐｉ（画素サイズ０．０４２ｍｍ）を想定している。画像重ね合せずれ許容値を０．１ｍｍとすると、これは画点２．４ドット分に相当するので、反射部３３の副走査方向Ｙの幅（画点２ドット分）は、この許容ずれ量より小さい。
【００５３】
反射部３４の副走査方向Ｙの幅を画点１ドット分より大きくする理由は、レーザビーム走査間隔が１ドット毎であり、この幅を１ドットより小さくするとレーザビームが反射部３３を照射しない場合が発生するからである。
【００５４】
なお、反射部３３の幅を画像重ね合せずれ許容値より小さく設定することは、光検出器３１が出力される検出信号の処理回路の簡易化に効果的である。但し、この処理回路において検出信号に対してしきい値を設定し、検出信号の前縁のレベルがしきい値を越えたときのタイミング（エッジタイミング）を検出するようにすれば、反射部３４の幅を重ね合せ許容値より小さく設定する必要はなく、反射部３４のサイズをより大きくすることも可能である。
【００５５】
次に、図８を用いて光検出器３１からの検出信号に従って画像形成タイミングを制御することにより、画像重ね合せ精度を向上させるための構成について説明する。
図８は、光検出器３１からの検出信号に同期して画像形成タイミングを決定する機能を有する制御回路の構成を示すブロック図であり、図９はその動作を示すタイミング図である。
【００５６】
前述したように、感光ドラム１の表面に設けられた光反射面３０（図８では図示せず）からの反射光４０−１〜４０−４が光検出器３１により検出され、検出信号が出力される。この検出信号は、感光ドラム１上に配光された４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４間を感光ドラム１が相対的に移動する時間と同一間隔で、図９（ａ）に示すように周期的に発生する。画像形成タイミング発生回路５１は、図９（ａ）の検出信号に同期して図９（ｂ）に示すようにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各単色画像形成のための画像形成タイミング信号（静電潜像の書出しタイミング信号）を順次発生する。
【００５７】
一方、出力すべきカラー画像の画像データが画像処理回路５２によりＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各単色画像データに分解され、露光用レーザビーム３−１〜３−４の数走査分の画像データが予めラインバッファ５３−１〜５３−４にそれぞれ格納されている。そして、画像形成タイミング信号に同期して、ラインバッファ５３−１〜５３−４よりレーザ駆動回路５４−１〜５４−４に各単色画像データ信号が転送される。半導体レーザ２１−１〜２１−４は、レーザ駆動回路５４−１〜５４−４により駆動され、各単色画像データ信号に従って点滅制御（変調）された露光用レーザビーム３−１〜３−４を出力することにより、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。
【００５８】
図９（ｃ）は、図９（ｂ）のうちのＹ画像形成のための画像形成タイミング信号を拡大して示す図である。図９（ｄ）はレーザ駆動回路５４−１によって半導体レーザ２１−１が駆動されるタイミングを示すレーザ駆動信号、図９（ｅ）は画像データである。この例では、図９（ｃ）の画像形成タイミング信号の立上がりエッジから、直後の図９（ｄ）のレーザ走査信号の発生タイミングまでに、τで示される時間遅れが生じている。この時間遅れτは、最大でもレーザビームの走査周期Ｔであり、感光ドラム１上の距離では０．０４２ｍｍ以内であるから、画像重ね合わせずれ許容値である０．１ｍｍより十分に小さく、問題とはならない。
【００５９】
このように光反射面３０からの反射光を光検出器３１により検出し、この光検出器３１からの検出信号に同期して半導体レーザ２１−１〜２１−４を駆動することによって、感光ドラム１上の露光用レーザビーム３−１〜３−４によるそれぞれの静電潜像形成位置、つまりＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂの各単色画像の形成位置は、光反射面３０を基準とした同一位置となる。従って、各単色画像を重ね合せたカラー画像には画像重ね合せ誤差がほとんど生ぜず、高画質なカラー画像を出力することが可能となる。
【００６０】
なお、本実施形態においては単一の光反射面３０からの４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４の反射光を単−の光検出器３１により検出するものであるから、図１０に示すように感光ドラム１への各レーザビーム３−１〜３−４の入射角θを同一としている。この点は、後述する第２、第３の実施形態においても同様である。
【００６１】
また、入射角θは入射レーザビームと感光ドラム１の感光面からの反射光が互いに干渉しないように０゜とはしていないが、本実施形態では光反射面３０からの各レーザビーム３−１〜３−４の反射光がｆθレンズ１３，１２の光学的有効領域を通過し、同一の光検出器３１に結像するように設定している。この点は後述する第２の実施形態においても同様である。
【００６２】
さらに、４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４をポリゴンミラー１０の偏向面やｆθレンズの通過面でビーム走査方向と直交する方向に若干ずらせて構成する場合には、感光ドラム１への各レーザビーム３−１〜３−４の入射角度を若干異ならせることで、レーザビーム３−１〜３−４の光反射面３０からの反射光を同一の光検出器３１に結像するようにすることも可能である。
【００６３】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図である。
説明を簡略にするため、図１１では４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４のうち３−１，３−２の２本のみ、また感光ドラム１上の光反射面３０からのレーザビーム３−１〜３−４の反射光４０−１〜４０−４のうち４０−１の１本のみをそれぞれ示し、さらに各レーザビーム３−１〜３−４の折り返し構成を簡略化して示している。
【００６４】
本実施形態では、光検出器３１を感光ドラム１上の光反射面３０からの反射光４０−１がｆθレンズ１３を通過した後の位置で、もう一つのｆθレンズ１２からは外れた位置に設置している点が第１の実施形態と異なる。
【００６５】
ｆθレンズ１３に対して、それぞれの露光用レーザビーム３−１〜３−４は走査方向と直交する方向にはほぼ同位置を通過するため、感光ドラム１上の光反射面３０からの各レーザビーム３−１〜３−４の反射光４０−１〜４０−４は、ほぼ同位置に戻る。但し、反射光４０−１〜４０−４はｆθレンズ１３を通過しただけでは光検出器３１の受光面上には集光せず、デフォーカス状態になる。そこで、ｆθレンズ１３と光検出器３１の間に集光レンズ４５を設け、この集光レンズ４５により反射光４０−１〜４０−４を光検出器３１の受光面上に絞り込むことによって、光検出器３１の検出感度を高めている。
【００６６】
光検出器３１からの検出信号は、第１の実施形態と同様に、図８に示したような制御回路に与えられ、画像形成タイミングの制御、すなわち露光用レーザビーム３−１〜３−４により形成される静電潜像の位置（単色画像の形成位置）の制御に用いられる。
【００６７】
なお、本実施形態においては、光反射面３０の反射部を第１の実施形態のように小さいサイズにする必要はなく、画点のサイズに対し数十ドットから数百ドット分の面積を有してもよい。この点は、後述する第３の実施形態においても同様である。
【００６８】
本実施形態では、光反射面３０と光検出器３１の受光面の位置が光学的に共役とならないために、光反射面３０の傾きに対し光検出器３１の受光面での反射光の結像位置が変化する。従って、感光ドラム１の回転角に応じて光反射面３０の傾きが変化する場合、光反射面３０の傾きが特定の値のときのみ光検出器３１の受光面に反射光が入射して検出信号が発生される。
【００６９】
従って、この検出信号に同期して第１の実施形態と同様に、各単色画像形成のための画像形成タイミングを決定すれば、光反射面３０の特定の傾き、つまりは感光ドラム１の特定の回転角度位置を基準とした単色画像の形成が可能となり、感光ドラム１上に形成されるカラー画像の画像重ね合せずれをほとんど無くすことができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図である。
本実施形態では、光検出器３１を各露光用レーザビーム３−１〜３−４（３−３，３−４は図示せず）の光反射面３０からの反射光４０−１〜４０−４（４０−２〜４０−４は図示せず）がｆθレンズ１２，１３を通過しない位置に設置している。４本の露光用レーザビーム３−１〜３−４は、ｆθレンズ１３においてビーム走査方向と直交する方向でほぼ同一位置を通過する。
【００７１】
そこで、本実施形態では感光ドラム１上の光反射面３０からの反射光４０−１〜４０−４がｆθレンズ１２，１３を通過しない位置であって、感光ドラム１の表面からｆθレンズ１３までの距離とほぼ同一距離の位置に光検出器３１を設置することより、第１、第２の実施形態と同様に、反射光４０−１〜４０−４が同一の光検出器３１で検出されるように構成している。
【００７２】
但し、反射光４０−１〜４０−４は拡散光であり、そのまま光検出器３１の受光面上に導くとデフォーカス状態になるため、第２の実施形態と同様に光検出器３１の受光面の前面に集光レンズ４５を設け、この集光レンズ４５により反射光４０−１〜４０−４を光検出器３１の受光面上に絞り込むことによって、光検出器３１の検出感度を高めている。
【００７３】
光検出器３１からの検出信号は、第１、第２の実施形態と同様に、図８に示したような制御回路に与えられ、各単色画像の画像形成タイミングの決定に用いられる。
【００７４】
（第４の実施形態）
図１３は、本発明の第４の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図である。
本実施形態では、感光ドラム１上の光反射面３０からの露光用レーザビーム３−１〜３−４の反射光４０−１〜４０−４をそれぞれ個別に検出する光検出器３１−１〜３１−４を設け、光検出器３１−１〜３１−４からのそれぞれの検出信号に同期して、各単色画像の画像形成タイミングを決定するようにしている。
【００７５】
また、反射光４０−１〜４０−４を光検出器３１−１〜３１−４の受光面で集光するための集光レンズ４５−１〜４５−４を設けて、検出感度を高めている。さらに、光検出器３１−１〜３１−４の取付精度を許容される画像重ね合せ誤差０．１ｍｍに対して無視できる程度に高めるために、光検出器３１−１〜３１−４は図示しない光検出器保持体に組付けられている。
【００７６】
なお、このように光検出器３１−１〜３１−４の取付精度を高める代わりに、出力されるカラー画像の画像重ね合せ誤差が最小になるように光検出器３１−１〜３１−４からのそれぞれの検出信号と、それらに対応する単色画像の画像形成タイミングの遅延時間を調整することで、画像重ね合せ精度を高くするようにしてもよい。
【００７７】
（第５の実施形態）
図１４は、本発明の第５の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図である。
本実施形態は、これまでの実施形態と同様に感光ドラム１の回転方向（副走査方向）における各静電潜像の相対位置を補正することに加えて、各静電潜像の相対画像傾きの補正、各静電潜像の相対画像倍率の補正、露光用レーザビーム３−１〜３−４の走査方向（主走査方向）における各静電潜像の相対位置の補正を行う機能を備えたものである。
【００７８】
このために本実施形態では図１４に示すように、感光ドラム１上のビーム走査方向両端（走査開始側と走査終了側）部に光反射面３０−１，３０−２がそれぞれ設置されている。光反射面３０−１，３０−２の反射部形状は、例えば画点２×２ドット分の大きさの正方形とする。これらの光反射面３０−１，３０−２からの反射光４０−１−１，４０−１−２は、それぞれ光検出器３１−１，３１−２により検出される。
【００７９】
図１５は、本実施形態における制御回路の構成を示すブロック図であり、第１の実施形態で説明した図８の構成に加えて、カウンタ回路５５，５６，５７と遅延回路５８−１〜５８−４が設けられている。
【００８０】
カウンタ回路５５は、光検出器３１−１，３１−２からの検出信号および光検出器４６からの走査タイミング信号を入力として、露光用レーザビーム３−１〜３−４の相対走査角度差による各静電潜像の相対画像傾きを検出するためのものであり、このカウンタ回路５５の出力は後述する走査角度調整機構６０に供給される。
【００８１】
カウンタ回路５６は、光検出器３１−１，３１−２からの検出信号およびクロック信号ＣＫ１を入力として、露光用レーザビーム３−１〜３−４によりそれぞれ形成される各静電潜像の相対画像倍率誤差を検出するためのものであり、このカウンタ回路５６の出力はレーザ駆動回路５４−１〜５４−４に供給され、レーザビーム３−１〜３−４の変調周波数の制御に用いられる。
【００８２】
カウンタ回路５７は、光検出器３−１からの検出信号と光検出器４６からの走査タイミング信号およびクロック信号ＣＫ２を入力として、露光用レーザビーム３−１〜３−４の走査方向（主走査方向）における各静電潜像の相対位置を検出するためのものであり、その出力はラインバッファ５３−１〜５３−４とレーザ駆動回路５４−１〜５４−４との間にそれぞれ挿入された遅延回路５８−１〜５８−４に遅延時間の制御信号として供給される。
【００８３】
以下、上述した各補正の具体的な方法について述べる。
［相対画像傾きの補正について］
まず、図１５と図１６に示すタイミングチャートを用いて各静電潜像の相対画像傾きの検出と補正について説明する。
図２を用いて第１の実施形態で説明したように、ポリゴンミラー１０の偏向面によって偏向された露光用レーザビーム３−１〜３−４の一部は、ｆθレンズ１２，１３を経て折り返しミラー４７により光検出器４６に導かれる。これにより図１６（ｃ）に示すように、光検出器４６からレーザビーム３−１〜３−４による走査開始毎に発生される走査タイミング信号が検出信号として得られ、この走査タイミング信号はカウンタ回路５５のクロック入力に供給される。
【００８４】
一方、露光用レーザビーム３−１〜３−４が光反射面３０−１，３０−２を照射する毎に発生される反射光４０−１−１，４０−１−２が光検出器３１−１，３１−２により検出される。光検出器３１−１，３１−２からは、図１６（ａ）（ｂ）に示す検出信号がそれぞれ得られる。カウンタ回路５５では、光検出器３１−１からの検出信号と光検出器３１−２からの検出信号のエッジ間に発生される光検出器４６からの図１６（ｃ）の走査タイミング信号がカウントされ、図１６（ｄ）に示すカウント値ＣＮ１〜ＣＮ４が得られる。
【００８５】
カウント値ＣＮ１〜ＣＮ４は、それぞれ露光用レーザビーム３−１〜３−４が光反射面３０−１を照射してから光反射面３０−２を照射するまでの間のレーザビーム走査回数である。これらのカウント値ＣＮ１〜ＣＮ４は、感光ドラム１に対する露光用レーザビーム３−１〜３−４のそれぞれの走査角度が等しければ同じ値を示し、走査角度が異なっていればそれに応じてＣＮ１〜ＣＮ４も異なった値を示す。
【００８６】
すなわち、カウント値ＣＮ１〜ＣＮ４は各露光用レーザビーム３−１〜３−４の相対走査角度、言い換えれば各静電潜像の相対画像傾きを表す。従って、これらのカウント値ＣＮ１〜ＣＮ４が同一となるように露光用レーザビーム３−１〜３−４の走査角度を制御することにより、各静電潜像の相対画像傾きを無くすことができる。
【００８７】
具体的には、本実施形態ではカウント値ＣＮ１〜ＣＮ４が同一となるように折り返しミラー２０の偏向角の微調整を行う。さらに具体的には、カウント値ＣＮ１〜ＣＮ４がいずれも０となるように調整を行う。これにより光反射面３０−１，３０−２に対して露光用レーザビーム３−１〜３−４の走査傾きを画点１ドット以内に抑え込むことができ、各レーザビーム３−１〜３−４による静電潜像の相対画像傾き量を画点１ドット以内に抑えることできる。
【００８８】
図１７は、走査角度調整機構６０の一例を示す図である。折り返しミラー２０は一端が枢支部６３により回転自在に支持され、他端に送りネジ６１とこれを駆動するモータ６２からなる走査角度調整機構６０が設置される。モータ６２を回転させることにより、折り返しミラー２０は枢支部６３を支点として回転され、レーザビーム３−１の走査角度が補正される。同様の走査角度調整機構は、各レーザビーム３−１〜３−４に対応する折り返しミラー２０に対してそれぞれ設けられる。
【００８９】
［相対画像倍率の補正について］
次に、図１５と図１８に示すタイミングチャートを用いてレーザビーム走査方向における相対画像倍率の補正について説明する。
先に述べたように、露光用レーザビーム３−１〜３−４はポリゴンミラー１０により偏向されて感光ドラム１上を走査するため、ポリゴンミラー１０の偏向面から感光ドラム１の表面までの光路長が僅かでも異なれば、感光ドラム１上の走査速度が異なってくる。この光路長が４本のレーザビーム３−１〜３−４で異なっていると、レーザビーム３−１〜３−４の走査方向の画像倍率が各静電潜像毎に異なり（これを相対画像倍率誤差という）、これらを重ね合わせたカラー画像において各単色画像間にずれが生じてしまう。例えば、この光路長が０．１％異なると、レーザビーム走査幅をＡ４縦相当とした場合、２９７ｍｍ×０．００１＝０．２９７ｍｍの相対画像倍率誤差が発生する。
【００９０】
装置構成上、各レーザビーム３−１〜３−４の光路長はそれぞれに設けられた折り返しミラーの組付け精度や、折り返しミラーと感光ドラム１間の組立て距離等により決定され、これを画像重ね合せ誤差許容値以内に抑え込むには高い組立て精度が必要となり、実現性に乏しい。
【００９１】
そこで、本実施形態では以下のようにして相対画像倍率の誤差を検出し、これに基づいて露光用レーザビーム３−１〜３−４の変調周波数を制御することにより、各静電潜像の相対画像倍率を等しくなるように補正する。すなわち、露光用レーザビーム３−１〜３−４が光反射面３０−１，３０−２を照射する毎に発生される反射光４０−１−１，４０−１−２が光検出器３１−１，３１−２により検出され、光検出器３１−１，３１−２から図１８（ａ），（ｂ）に示す検出信号がそれぞれ得られる。
【００９２】
カウンタ回路５６では、光検出器３１−１からの検出信号と光検出器３１−２からの検出信号のエッジ間に発生される図１８（ｃ）のクロック信号ＣＫ１がカウントされ、これらのエッジ間の時間間隔が図１８（ｄ）に示すようにカウント値ＣＳ１〜ＣＳ４として計測される。ここで、カウント値ＣＳ１〜ＣＳ４は、各レーザビーム３−１〜３−４が光反射面３０−１，３０−２間を通過する時間に相当する。各静電潜像の相対画像倍率が等しければ、ＣＳ１〜ＣＳ４は同じ値を示し、相対画像倍率が異なっていれば、それに応じてＣＳ１〜ＣＳ４も異なった値を示す。
【００９３】
そこで、計測された時間間隔（カウント値ＣＳ１〜ＣＳ４）に応じて、半導体レーザ２１−１〜２１−４において露光用レーザビーム３−１〜３−４を画像情報に応じて変調する駆動クロックの周波数（変調周波数）を選択すれば、各静電潜像の相対画像倍率を等しくすることができる。具体的には、図１５中のレーザ駆動回路５４−１〜５４−４は周波数を例えば０．０１％刻みで異ならせた複数のクロック信号源をそれぞれ有し、カウンタ回路５６のカウント値ＣＳ１〜ＣＳ４を基に適切なクロック信号源をそれぞれ選択して、そのクロック信号源からのクロックを駆動クロックとする。
【００９４】
このような構成とすることにより、露光用レーザビーム３−１〜３−４の走査速度が異なっても、それに応じて半導体レーザ２１−１〜２１−４からの露光用レーザビーム３−１〜３−４の変調周波数を異ならせることで、レーザビーム走査方向における各静電潜像の長さ、つまりは各単色画像の長さを等しくすることが可能となり、各単色画像を重ね合せたカラー画像における相対画像倍率誤差を無くすことができる。
【００９５】
［主走査方向における相対画像位置の補正について］
次に、図１９および図２０に示すタイミングチャートを用いて、露光用レーザビーム３−１〜３−４の走査方向（主走査方向）における各静電潜像の相対位置の補正について説明する。
感光ドラム１上で各レーザビーム３−１〜３−４の結像位置がずれると、各単色画像に対応する静電潜像の相対位置がずれ、これに起因して各単色画像を重ね合わせる際に画像重ね合せずれが発生し、画像品質が著しく劣化することは前述した通りである。
【００９６】
この画像重ね合せずれのうち、特に主走査方向のずれを低減するため、本実施形態では図１９のタイミングチャートに示すように、露光用レーザビーム３−１〜３−４が走査を開始する毎に発生する図１９（ａ）に示す走査タイミング信号のエッジから、主走査方向の相対画像位置ずれに応じた時間ｄｙ，ｄｍ，ｄｃ，ｄｋだけ、図１９（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各画像データ信号を遅延させる。
【００９７】
具体的には、カウンタ回路５７によって図２０（ａ）に示す光検出器３１−１からの検出信号と図２０（ｂ）に示す光検出器４６からの走査タイミング信号のエッジ間の時間間隔が図２０（ｃ）に示すクロック信号ＣＫ２のカウント値ＣＴ１〜ＣＴ４として計測される。そして、これらのカウント値ＣＴ１〜ＣＴ４が遅延回路５８−１〜５８−４に遅延時間制御信号として与えられる。
【００９８】
これらのカウント値ＣＴ１〜ＣＴ４は、露光用レーザビーム３−１〜３−４が走査を開始してから光反射面３０−１を照射するまでの時間を表す。主走査方向における各静電潜像の形成開始タイミングが等しければ、ＣＴ１〜ＣＴ４は同じ値を示し、各静電潜像の形成開始タイミングが異なっていれば、それに応じてＣＴ１〜ＣＴ４も異なった値を示す。すなわち、カウント値ＣＴ１〜ＣＴ４は、露光用レーザビーム３−１〜３−４によりそれぞれ形成される静電潜像の主走査方向における相対位置の誤差を表している。
【００９９】
そこで、カウンタ回路５７のカウント値ＣＴ１〜ＣＴ４に応じて遅延回路５８−１〜５８−４の遅延時間ｄｙ，ｄｍ，ｄｃ，ｄｋをＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４に反比例するように制御すれば、各静電潜像の主走査方向における画像形成位置は同一となり、主走査方向におけるカラー画像の画像重ね合せ誤差を無くすことができる。
【０１００】
なお、主走査方向におけるカラー画像の相対位置の補正は、第１の実施形態のように一つの反射面３０および一つの光検出器３１を有する構成によって同様に行うことができる。レーザビーム走査方向（主走査方向）と直交する方向（副走査方向）については、第１の実施形態で説明した方式で画像位置補正を実行すればよいので、ここでは説明を省略する。
【０１０１】
このように本実施形態によれば、各単色画像の静電潜像を形成するためのレーザビーム３−１〜３−４が感光ドラム１上の配光位置に対し平行移動、走査方向の傾き、走査速度のずれを持った場合でも、走査方向両端の光反射面３０−１，３０−２の位置を基準として、感光ドラム１上の各単色画像の静電潜像の形成位置を規定することにより、画像重ね合せずれが発生せず、高画質なカラー出力画像を得ることが可能となる。
【０１０２】
（第６の実施形態）
図２１は、本発明の第６の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図であり、特に光反射面３０の構成について示している。
第１の実施形態では、図６および図７に示したように、感光ドラム１の素管部に溝部３２を設け、この溝部３２の感光ドラム１の軸方向に傾斜した底面に反射部３４を形成して光反射面３０を構成した。
【０１０３】
これに対し、本実施形態では図２１に示すように、感光ドラム１の周方向に沿って、感光ドラム１の軸方向の内側に傾斜した傾斜面７１を形成し、この傾斜面７１の一部に光反射面３０を形成している。光反射面３０は、例えば傾斜面７１の一部に高反射シートなどの反射部材を接着剤で貼り付けることにより実現される。
【０１０４】
この場合、露光用ビーム３−１〜３−４（３−３，３−４は図示せず）が光反射面３０に入射すると、光反射面３０は感光ドラム１の軸方向の内側に傾斜した傾斜面７１に形成されているため、この光反射面３０からの反射光４０−１〜４０−４（４０−２，４０−３，４０−４は図示せず）は、感光ドラム１の軸方向の内側に偏向され、第１の実施形態と同様にｆθレンズ１３，１２によって光検出器３１上に集光される。
【０１０５】
なお、本実施形態の光反射面３０の構成は、第２〜第５の実施形態と組み合わせることも可能である。
【０１０６】
（第７の実施形態）
図２２は、本発明の第７の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す図である。
図２１に示した第６の実施形態では、感光ドラム１の周方向に沿って、感光ドラム１の軸方向の内側に傾斜して形成した傾斜面７１上に光反射面３０を形成したのに対し、本実施形態では図２２に示すように、感光ドラム１の周方向に沿って、感光ドラム１の軸方向の外側に傾斜した傾斜面７２を形成し、この傾斜面７２の一部に光反射面３０を形成している。この光反射面３０も、例えば傾斜面７２の一部に例えば銀やアルミニウムの蒸着膜等からなる高反射シートなどの反射部材を接着剤で貼り付けることにより実現される。
【０１０７】
この場合、露光用ビーム３−１〜３−４（３−３，３−４は図示せず）が光反射面３０に入射すると、光反射面３０は感光ドラム１の軸方向の外側に傾斜した傾斜面７２に形成されているため、この光反射面３０からの反射光４０−１〜４０−４（４０−２，４０−３，４０−４は図示せず）は、感光ドラム１の軸方向の外側に偏向され、集光レンズ４５によって光検出器３１上に集光される。
【０１０８】
なお、本実施形態の光反射面３０の構成は、第３〜第５の実施形態と組み合わせることも可能である。
【０１０９】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した第１〜第７の実施形態に限定されるものではなく、以下のように種々変形して実施することが可能である。
【０１１０】
（１）第１〜第７の実施形態では、光反射面３０（３０−１，３０−２）を感光ドラム１の素管部に形成したが、感光ドラムの素管を支持するためのフランジ部材の周上に設置しても同等の効果が得られる。
【０１１１】
（２）第１〜第７の実施形態では、光反射面３０を感光ドラム１上の走査端部で、かつレーザビーム走査方向の画像領域の外側に位置するように形成したが、これは感光ドラム１の表面のいずれの領域にも画像を形成することができるようにするためである。画像形成領域を光反射面を設置した領域を避けて静電潜像を形成するようにすれば、光反射面を画像領域外に形成する必要は必ずしもなく、画像形成領域内に形成してもよい。
【０１１２】
（３）一つの光反射面において、反射部を隣接して複数個配列してもよい。この場合、複数の反射部からの反射光による光検出器からの連続的検出信号のパターンを判別することにより、仮に一部の反射部の汚れ等により反射光の欠落が生じても、確実に反射光を検出することができる。
【０１１３】
（４）感光ドラムの回転方向に異なる形状の２種類の光反射面を設け、一方を平面、他方を曲面とし、それぞれの光反射面からの反射光を光検出器により検出することも可能である。この場合、感光ドラムの回転方向の基準位置信号を発生させ、この基準位置信号から平面の光反射面による反射光の検出信号と、基準位置信号から曲面の光反射面による反射光の検出信号との間の走査タイミング信号の数をカウントし、それぞれのカウント値より各レーザビームの相対的位置誤差を検出することが可能である。
【０１１４】
（５）第１〜第７の実施形態では、レーザビームを露光用ビームとして用いて静電潜像を形成するようにしたが、特に第４の実施形態ではレーザ走査系に限定するものでは無く、例えばＬＥＤヘッド等のラインヘッドから光ビームを露光用ビームとして静電潜像を形成するカラー画像形成装置にも本発明を適用することが可能であることは明らかである。
【０１１５】
（６）第１〜第７の実施形態では、光検出器としてシリコンフォトダイオードによる光検出素子を用いたが、光電変換機能を有するものであればどの様な素子でも使用可能である。
【０１１６】
（７）第１〜第７の実施形態では、静電潜像担持体として感光ドラムを用いたが、べルト状の担持体を用い、この担持体を移動させながら画像形成を行うカラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば無駄なトナー消費を伴ったり高精度なトナーマーク検出器を必要とすることなく、カラー画像の画像重ね合せずれを高精度に検出して補正でき、もって簡単な構成により高品質なカラー画像を高速に形成することが可能であり、装置コストの低下、及びランニングコストの低下に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す側面図
【図２】 同実施形態におけるレーザビーム走査装置の構成図
【図３】 同実施形態におけるレーザビーム走査装置の光学系の配置図
【図４】 同実施形態における主要部の構成を示す斜視図
【図５】 光検出器の概略構成を示す斜視図
【図６】 同実施形態における光学系の配置と光反射面の構成を示す図
【図７】 同実施形態における光反射面のより詳細な構成を示す図
【図８】 同実施形態における光検出器からの検出信号に基づいて画像形成タイミングを決定する機能を有する制御回路の構成を示すブロック図
【図９】 同実施形態における制御回路の動作を説明するタイミングチャート
【図１０】 同実施形態における感光ドラム上のレーザビーム入射角について説明する図
【図１１】 本発明の第２の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す斜視図
【図１２】 本発明の第３の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す斜視図
【図１３】 本発明の第４の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す斜視図
【図１４】 本発明の第５の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す斜視図
【図１５】 同実施形態における制御回路の構成を示す図
【図１６】 同実施形態における相対画像傾き誤差の検出法を説明するタイミングチャート
【図１７】 同実施形態に係る走査角度調整機構の概略図
【図１８】 同実施形態における相対画像倍率誤差の検出法を説明するタイミングチャート
【図１９】 同実施形態における主走査方向における相対画像位置の補正法を説明するタイミングチャート
【図２０】 同実施形態における主走査方向における相対画像位置誤差の検出法を説明するタイミングチャート
【図２１】 本発明の第６の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す斜視図および側面図
【図２２】 本発明の第７の実施形態に係るカラー画像形成装置の主要部の構成を示す斜視図および側面図
【符号の説明】
１…感光ドラム（潜像担持体）
２−１〜２−４…帯電器
３−１〜３−４…露光用レーザビーム
４−１〜４−４…現像器
５…転写装置
６…中間転写媒体
７…加圧ローラ
８…クリーナ
９…記録用紙
１０…ポリゴンミラー
１１…ポリゴンモータ
１２，１３…ｆθレンズ
２０，２０−１〜２０−９…折り返しミラー
２１−１〜２１−４…半導体レーザ
２３−１〜２３−４…コリメータレンズ
２４−１〜２４−４…ハーフミラー
２５…シリンドリカルレンズ
３０，３０−１，３０−２…光反射面（反射手段）
３１，３１−１〜３１−４…光検出器（検出手段）
３２…溝部
３３…透明カバー部材
３４…反射部材（反射手段）
４０−１〜４０−４，４０−１−１，４０−１−２…反射光
４５，４５−１〜４５−４…集光レンズ
４６…光検出器
４７…折り返しミラー
５１…画像形成タイミング信号発生回路
５２…画像処理回路
５３−１〜５３−４…画像データラインバッファ
５４−１〜５４−４…レーザ駆動回路
６０…走査角度調整機構
７１，７２…傾斜面

Claims (10)

1. 潜像担持体と、
   前記潜像担持体の表面を異なる色の画像情報に応じて露光用ビームにより走査露光して複数の潜像を形成する像露光手段と、
   前記像露光手段により形成された潜像を可視像化して前記潜像担持体上にカラー画像を形成する現像手段と、
   前記潜像担持体上に形成されるカラー画像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記潜像担持体上の前記露光用ビームによる走査方向両端で、前記露光用ビームが照射される位置に設けた第１、第２の反射手段と、
   前記第１、第２の反射手段からの前記露光用ビームの反射光をそれぞれ検出して検出信号を出力する第１、第２の検出手段と、
   前記第１、第２の検出手段からの検出信号に従って、前記像露光手段により形成される前記複数の潜像の相対位置、相対画像傾きおよび相対画像倍率を補正する補正手段とを備えることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記検出手段からの検出信号に従って前記露光用ビームによる露光開始タイミングを決定することにより、前記潜像担持体の移動方向における前記複数の潜像の相対位置を補正す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. 前記補正手段は、前記検出手段からの検出信号と前記複数の露光用ビームの走査タイミング信号との時間間隔を計測し、この時間間隔に応じて前記像露光手段に入力される各色の画像情報に与える遅延時間を制御することにより、前記露光用ビームの走査方向における前記複数の潜像の相対位置を補正す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。
4. 前記補正手段は、前記第１の検出手段からの検出信号と前記第２の検出手段からの検出信号との間における前記複数の露光用ビームのそれぞれの走査回数を計測し、これらの走査回数が等しくなるように前記複数の露光用ビームの走査角度を制御することにより、前記複数の潜像の相対画像傾きを補正す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。
5. 前記補正手段は、前記第１の検出手段からの検出信号と前記第２の検出手段からの検出信号との時間間隔を計測し、この時間間隔に応じて前記露光用ビームの変調周波数を制御することにより、前記露光用ビームの走査方向における前記相対画像倍率を補正す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。
6. 前記像露光手段は、複数の光源と、これら複数の光源からの光ビームを同時に偏向させて前記潜像担持体の表面を走査する走査手段と、この走査手段により偏光される前記光ビームを前記潜像担持体上に結像させ、且つ前記光ビームの走査速度を均一にするレンズ手段とを有し、
   前記第１、第２の検出手段は、前記反射手段からの反射光が前記レンズ手段を通過した後の位置であって、前記潜像担持体の表面から前記走査手段の偏向面までの距離とほぼ同距離の位置に設置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。
7. 前記像露光手段は、露光用ビームを発生する複数の光源と、これら複数の光源からの前記露光用ビームを同時に偏向させて前記潜像担持体の表面を走査する走査手段と、この走査手段により偏向された前記露光用ビームを前記潜像担持体上に結像させ、且つ前記光ビームの走査速度を均一にする複数のレンズ手段とを有し、
   前記第１、第２の検出手段は、前記反射手段からの反射光が前記複数のレンズ手段の一部を通過した後の位置に集光レンズを介して設置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。
8. 前記第１、第２の反射手段は、前記カラー画像の重ね合せ誤差許容値より小さい形状の反射部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。
9. 前記第１、第２の反射手段は、前記潜像担持体上に形成された溝部の底面に反射部を形成して構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。
10. 前記第１、第２の反射手段は、前記潜像担持体の表面に前記潜像担持体の移動方向に沿って形成された該移動方向と直交する方向に傾斜した傾斜面に反射部を形成して構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のカラー画像形成装置。

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