JPH04326374A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを用いた
光書込み装置によってベルト状感光体上に潜像形成を行
うカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いてカラー画像を得るに
は多くの方法・装置が提案されている。例えば特開昭６
１−１００７７０号公報に開示されているように、像形
成体たる感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜
像形成と現像を行い、現像の都度転写ドラム上に転写し
て転写ドラム上に多色像を形成したのち、記録紙上に転
写してカラーコピーを得る方法がある。この方法による
装置は、感光体ドラムの他に１枚分の画像をその周面上
に転写できる大きさをもった転写ドラムを設ける必要が
あり、装置が大型でかつ複雑な構造となることは避けら
れない。

【０００３】また例えば特開昭６１−１４９９７２　号
公報に開示されているように、感光体ドラム上に原稿像
の分解色数に応じた潜像形成と現像を行い、現像の都度
転写材上に転写して多色のカラーコピーを得る方法であ
る。この方法にあっては多色の画像を精度よく重ねるこ
とは困難で、良質のカラー画像を得ることはできない。

【０００４】また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に
応じた潜像形成と、カラートナーによる現像を繰返し、
感光体ドラム上でカラートナー像を重ねたのち転写して
カラー画像を得る方法がある。この多色画像形成の基本
プロセスは本出願人による特開昭６０−７５８５０号、
同６０−７６７６６号、同６０−９５４５６号、同６０
−９５４５８号、同６０−１５８４７５　号公報等によ
って開示されている。

【０００５】このような重ね合わせによってカラー画像
を得るようにした多色画像形成装置にあっては、感光体
ドラムの周縁に色の異なったカラートナーを収納した複
数の現像器が配置してあり、一般には感光体ドラムを複
数回回転させ、感光体ドラム上の潜像を現像してカラー
画像を得るようにしている。

【０００６】また像形成体については、上記に説明した
ようにドラム周面に光導電体を塗布あるいは蒸着した感
光体ドラムとともに、光導電体を可撓性のベルト上に塗
布あるいは装着したベルト状感光体も提案されている。 ベルト状感光体（以後感光体ベルトともいう）は駆動ロ
ーラを含む回動ローラ間に張架することで形状が決まる
ので、空間を有効に利用してコンパクトな形状としたカ
ラー画像形成装置を構成する場合には有効である。また
感光体ベルトは小さな曲率に沿って走行することができ
るので、小径の回動ローラを用いこの曲率部分を利用し
て転写材の分離を行うことで転写材の分離不良等を防止
することもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ベルト状感光体を用い
る技術について本願発明者がさらに検討した結果、以下
の問題点が明らかとなった。

【０００８】（１）多色画像を形成するためにレーザビ
ームを用いた光書込み装置によって多重露光する場合（
感光体上に各色の像を重ね合わせて書込む場合）等にお
いて、ベルトを別体のローラで駆動するために滑り等に
よってベルト搬送（縦）方向に相対的な位置ずれが生じ
、副走査方向の色ずれや解像度の低下を生じるという問
題点があった。

【０００９】（２）上述の問題点を解決するためには機
械的な精度を向上させることが必要であるが、これのみ
で十分な対策とするのは困難であり、高精度部品を使用
することによるコストアップも問題となり、機械的な対
策だけでは限界がある。

【００１０】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、多重露光を行う際、感光体の
副走査方向の位置ずれを厳しく規制することなく露光開
始位置のずれを精度良く防止し、副走査方向の色ずれや
解像度の低下を防止し、ベルト状感光体の有感部に不必
要な書込みを行わないようにすることにある。また、他
の目的は、装置の複雑化を極力抑制しつつ上述の目的を
達成するようにしたカラー画像形成装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ベルト状感
光体上に露光ビームを回転多面体等によって偏向走査さ
せて主走査を行い、該ベルト状感光体の搬送に伴う副走
査によって、該ベルト状感光体上に潜像を形成し、現像
して得られる色の異なるトナー画像を該ベルト状感光体
上に複数回重ねて多色のカラー画像を得るようにしたカ
ラー画像形成装置において、前記ベルト状感光体の一箇
所にマークを設け、該マークを検出するマーク検出手段
を所定位置に設け、各色の露光毎に該マーク検出手段が
前記マークを検出したタイミングと前記主走査の走査開
始タイミングとの時間差だけ前記ベルト状感光体の駆動
モータの回転位相を遅らせ、ベルト状感光体上の露光開
始位置を補正することを特徴とするカラー画像形成装置
によって達成される。

【００１２】

【実施例】本発明は、ベルト状感光体の縦方向の位置ず
れを検出し、この検出結果に基づいて、位置ずれに対応
させてベルト状感光体の搬送（移動）を一時遅れさせベ
ルト状感光体上の露光開始位置を補正して、各色の露光
（書込み）がベルト状感光体の有効画像範囲に正しく重
ねて行われるようにし、有感部（トナー付着可能部）に
不必要な露光を行うことがないようなレーザビームを用
いた光書込み装置の制御を行うカラー画像形成装置であ
る。

【００１３】図１は本発明の実施例の一例を示す構成図
である。

【００１４】図１において、１は光導電体を塗布あるい
は蒸着した可撓性のベルト状感光体たる感光体ベルトで
、該感光体ベルト１は回動ローラ２および３の間に架設
されていて回動ローラ２の駆動により時計方向に搬送さ
れる。１Ａは感光体ベルト１の所定箇所に少なくも特定
範囲の反射率の高い塗料又は材質を用いて設けたマーク
である。４は前記感光体ベルト１に内接するよう装置本
体に固定したガイド部材で、前記感光体ベルト１はテン
ションローラ５の作用によって緊張状態とされることに
よりその内周面を前記ガイド部材４に摺擦させる。

【００１５】６は帯電手段たるスコロトロン型の帯電器
、７は露光部２４において露光ビームであるレーザビー
ムＬによって露光（書込み）を行う露光手段たるレーザ
書込み装置、８ないし１１はそれぞれ特定色の現像剤を
収容した複数の現像手段たる現像器であって、これ等の
画像形成手段は感光体ベルト１の前記ガイド部材４に接
する部分に配設される。前記各現像器８，９，１０，１
１　は例えばイエロー，マゼンタ，シアン，黒色　の各
現像剤をそれぞれ収容するもので前記感光体ベルト１と
所定の間隙を保つ各現像スリーブ８Ａ，９Ａ，１０Ａ，
１１Ａ　を備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触の反
転現像法により顕像化する機能を有している。この非接
触現像は接触現像と異なり、感光体ベルトの移動を妨げ
ない長所を有する。

【００１６】１２は転写器、１３はクリーニング装置で
該クリーニング装置１３のブレード１３Ａとトナー搬送
ローラ１３Ｂ　は画像形成中には感光体ベルト１の表面
より離間した位置に保たれ画像転写後のクリーニング時
のみ図示のように感光体ベルト１の表面に圧接される。

【００１７】２３は例えば発光素子にＬＥＤ等を、受光
素子にフォトトランジスタ等を用いた光学的なマーク検
出手段たるマークセンサである。マークセンサ２３の設
置位置は図１に示す位置に限らずスペースのある所なら
ばどこでもよい。

【００１８】かかるカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００１９】即ち、前記カラー画像形成装置とは別体の
画像読取装置から出力される色別の画像データが前記レ
ーザ書込み装置７に入力されると、レーザ書込み装置７
においては図示しない書込み光源であるレーザダイオー
ドで発生されたレーザビームＬはコリメータレンズ及び
シリンドリカルレンズを通過し、駆動モータにより回転
される回転多面体７Ｃにより回転走査され、ｆθレンズ
７Ｄとシリンドリカルレンズ７Ｅを経てその間３個のミ
ラー７Ｆにより光路を曲げられて、露光部２４において
予め帯電器６によって一様な電荷を付与された感光体ベ
ルト１の周面上に投射され主走査がなされて輝線を形成
する。

【００２０】レーザビームＬの走査はマークセンサ２３
によって得られるマーク検出信号から後に説明する制御
によって感光体ベルト１の搬送を一時遅らせた後走査が
なされる。第１の色の画像データにより変調されたレー
ザビームＬが前記感光体ベルト１の周面上を走査する。 従ってレーザビームＬによる主走査と感光体ベルト１の
搬送による副走査により感光体ベルト１の周面上に第１
の色に対応する潜像が形成されて行く。この潜像は現像
手段の内イエロー（Ｙ）のトナー（顕像媒体）の装填さ
れた現像器８により現像されて、ベルト表面にトナー像
が形成される。得られたトナー像はベルト面に保持され
たまま感光体ベルト１の周面より引き離されている清掃
手段たるクリーニング装置１３の下を通過し、次の画像
形成サイクルに入る。

【００２１】即ち、前記感光体ベルト１は前記帯電器６
により再び帯電され、次いで画像データ処理部から出力
された第２の色の画像データが前記レーザ書込み装置７
に入力され、前述した第１の色の場合と同様にしてベル
ト表面への書込みが行われ潜像が形成される。潜像は第
２の色としてマゼンタ（Ｍ）のトナーを装填した現像器
９によって現像される。

【００２２】このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形
成されている前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下
に形成される。

【００２３】１０はシアン（Ｃ）のトナーを有する現像
器で、画像データ処理部で発生される制御信号に基づい
てベルト表面にシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。

【００２４】さらに１１は黒色のトナーを有する現像器
であって、同様の処理によりベルト表面に黒色のトナー
像を重ね合わせて形成する。これ等各現像器８，９，１
０及び１１の各スリーブ８Ａ，９Ａ，１０Ａ，１１Ａに
は直流あるいはさらに交流のバイアスが印加され、顕像
手段である２成分現像剤による非接触現像が行われ、基
体が接地された感光体ベルト１には非接触で現像が行わ
れるようになっている。

【００２５】かくして感光体ベルト１の周面上に形成さ
れたカラーのトナー画像は、転写部においてトナーと逆
極性の高電圧が印加されて、給紙カセット１４より給紙
ガイド１５を経て送られてきた転写材に転写される。

【００２６】即ち、給紙カセット１４に収容された転写
材は，給紙ローラ１６の回転によって最上層の一枚が搬
出されてタイミングローラ１７を介し感光体ベルト１上
の像形成とタイミングを合わせて転写器１２へと供給さ
れる。

【００２７】画像の転写を受けた転写材は、前記回動ロ
ーラ２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト１より
確実に分離して上方に向かい、定着ローラ１８によって
画像を溶着したのち排紙ローラ１９を経てトレイ２０上
に排出される。

【００２８】一方、転写材への転写を終えた感光体ベル
ト１は，さらに搬送を続けてブレード１３Ａとトナー搬
送ローラ１３Ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置
１３において残留したトナーの除去を行い、その終了を
まって再び前記ブレード１３Ａを引き離し、それより少
し後にトナー搬送ローラ１３Ｂを引き離して新たな画像
形成のプロセスに入る。

【００２９】図１に示したかかる画像形成装置で、本発
明は、感光体ベルト１上のマーク１Ａをマークセンサ２
３が検知したマーク検出信号に基づいて感光体ベルト１
を駆動する回動ローラ２に直結しているベルト駆動モー
タ５０の回転を一時遅らせて感光体ベルト１の副走査方
向の位置ずれを補正すると共に、レーザ書込み装置７の
発光部であるレーザダイオードの発光タイミングを補正
して各画像の露光開始位置を精度良く補正するもので、
これにより感光体ベルト１が回転し潜像形成を行う過程
で副走査方向にずれを生じることがあっても、副走査方
向の色ずれを防止するようにしたものである。

【００３０】図２は駆動モータ５０の回転位相制御及び
光書込み装置７の発光部であるレーザダイオード７Ａの
発光制御を行う制御回路の１例を示すブロック図である
。

【００３１】図３（ａ）、（ｂ）はかかる回路によって
制御された光書込み装置７の露光（光書込み）時のタイ
ムチャートを示している。

【００３２】従来かかる装置においては、感光体ベルト
１の搬送（移動）の補正は行われていなかったので、副
走査方向に最大１画素分の誤差を伴うことになり、副走
査方向の色ずれはかなり大きな量になることがあった。 本発明の図２に示した回路の制御による場合は、ベルト
駆動モータ５０の回転制御に使用する周期ｔｃの基準ク
ロックパルス（以下基準クロックという）の位相を補正
するのに、基準クロックの周期に比べ小さい周期ｔａを
有するクロックパルス（以下クロックという）を発生す
るクロック発生回路と分周用カウンタを用いたので、補
正誤差を極めて小さなものとすることができた。

【００３３】図２の制御回路は、また画像形成プロセス
全体の制御を行う全体制御部４１からの指令と、マーク
センサ２３及びインデックスセンサ７Ｇによって得られ
るマーク検出信号及びインデックス信号から、画像メモ
リ４２に格納した色信号である画像データを読み出し、
露光制御部４５においてパルス幅を変調しレーザダイオ
ード７Ａに出力してその発光を制御するものである。

【００３４】画像記録が開始されると全体制御部４１よ
りの信号によって多面体駆動モータ７Ｍ及びベルト状感
光体の駆動モータであるベルト駆動モータ５０は回転を
開始し、回転多面体７Ｃの回転、感光体ベルト１は搬送
を開始する。またクロック発生回路４７はベルト駆動モ
ータ５０を駆動する基準クロックの１／Ｎ（図３に示す
実施例ではＮ＝８）の周期ｔａを有するクロックＳ１を
分周用カウンタ４８のＣＬＯＣＫ端子に送出している。 この時レーザダイオード７ＡはレーザビームＬがインデ
ックスセンサ７Ｇ近傍のみを照射するよう発光制御され
ていて、インデックスセンサ７Ｇからは走査開始点信号
であるインデックス信号Ｓ３が露光制御部４５、Ｒ−Ｓ
フリップフロップ４６のＳＥＴ端子及び全体制御部４１
に送出されている。マークセンサ２３はその検出位置に
マーク１Ａが達するとＯＮになり（このタイミングをα
とする）、マーク１Ａが検出位置を通過するとＯＦＦと
なるマーク検出信号Ｓ２を露光制御部４５，Ｒ−Ｓフリ
ップフロップ４６のＲＥＳＥＴ端子及び全体制御部４１
に送出する。

【００３５】上記マーク検出信号Ｓ２が送出されると、
図３（ａ）に示す第１色目の露光制御が開始される。Ｒ
−Ｓフリップフロップ４６のＱ端子からはタイミングα
でマーク検出信号Ｓ２によってＬレベルとなり、走査開
始タイミングを示すインデックス信号Ｓ３のパルスによ
ってＨレベルになる信号Ｓ４を分周用カウンタ４８のＥ
ＮＡＢＬＥ端子に送出する。従って、分周用カウンタ４
８は、図３（ａ）に示すようにタイミングαの時点でｔ
ｅ１′だけカウントを停止しその間位相を遅らせた基準
パルスＳ５を、そのＱ端子からフェーズロックドループ
（ＰＬＬ）方式のＰＬＬモータードライバ４９に送出す
る。この位相補正によってベルト駆動モータ５０は微少
時間回転を停止することになり感光体ベルト１の搬送は
遅れることになる。 一方、前記マーク検出信号Ｓ２とインデックス信号Ｓ３
を受けた露光制御部４５は、画像メモリ４２から画像デ
ータを呼び出しパルス幅変調を施したレーザ発光信号を
、ベルト駆動モータ５０の回転が安定するのに十分な一
定時間ｔｍを経過した後インデックス信号Ｓ３に位相を
合わせ、既に送出しているレーザ発光信号Ｓ６に重畳し
てレーザダイオード７Ａに送出し画像露光（書込み）の
発光が行われる。

【００３６】図３（ｂ）は第２色目の露光時のタイムチ
ャートで第１色目と同様の制御によって発光制御が行わ
れる。このときの基準クロックＳ５の停止期間がｔｅ２
′とすると、感光体ベルト１の位置ずれによる第１色目
と第２色目のトナー画像重なりのずれΔχはマーク検出
信号Ｓ２がＯＮとなってから１ラインめの露光が開始す
るまでの感光体ベルト１の移動量の差に相当する。すな
わち、感光体ベルト１の移動速度をυｂとし、ｔｅ１、
ｔｅ２、ｔｆ１、ｔｆ２を図３中に示すように定めると
Δχ＝│（ｔｆ１−ｔｅ１′）υｂ−（ｔｆ２−ｔｅ２
′）υｂ│＝│（ｔｅ１−ｔｅ１′）−（ｔｅ２−ｔｅ
２′）│υｂここで −ｔａ＜（ｔｅ１−ｔｅ１′）＜ｔａ −ｔａ＜（ｔｅ２−ｔｅ２′）＜ｔａ したがって Δχ＜２ｔａυｂ となる。

【００３７】このようにして露光が行われるので露光周
期をｔｓとすると副走査方向の画素ピッチはｔｓυｂで
あるので、色ずれΔχは画素ピッチの２ｔａ／ｔｓ以内
となり殆ど色ずれのない重ね合わせを行うことができる
。

【００３８】図３（ａ），（ｂ）のタイムチャートは分
周用カウンタ４８の分周数Ｎを８にした場合を示してい
る。即ちクロックＳ１の周期ｔａは、基準クロックＳ５
の周期ｔｃの１／８である。分周数を大にする程色の重
なりのずれを小にすることができる。

【００３９】またＰＬＬモータードライバ４９に基準ク
ロックＳ５を供給する回路にＰＬＬ方式の回路をもう１
段挿入し位相の補正を徐々に行うようにしてベルト駆動
モータ５０の回転位相補正を安定して確実に行うように
することもできる。

【００４０】以上のようにして、従来のカラー画像形成
装置においては色の重なりに最大１画素ピッチに近い誤
差が発生していたのに比べると格段に小さい誤差に止ど
めることができる。かくして簡単な回路によって多色ト
ナー画像の位置ずれを精度良く確実に防止することとな
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果が得られる。

【００４２】（１）ベルト状感光体を用いたカラー画像
形成装置においても、ベルト搬送位相と露光開始位置の
自動補正機構を設けることにより、カラー画像の多重露
光（書込み）を行う際、感光体の副走査方向の位置ずれ
を厳しく規制することなく、露光開始位置のずれを防止
でき、副走査方向の色ずれや解像度の低下を確実に防止
できる。

【００４３】（２）ベルト状感光体の位置ずれによって
生ずる露光開始位置のずれをマークセンサによって得ら
れるマーク検出信号により補正するに際し、露光周期ｔ
ｓに比べ小さい周期ｔａを有するクロックパルスと分周
用カウンタを用いてモータ駆動基準クロックを出力する
ようにしたので、上記位置ずれの誤差を画素ピッチの２
ｔａ／ｔｓに小さくすることができる。

【００４４】（３）感光体の有感部（トナー付着可能部
）に不必要な書込みを行うことがないので、画像範囲外
への露光現像防止手段を省略できる。

【００４５】（４）機械的精度を極端に向上させる必要
がないため、装置コストの上昇を抑制でき、装置を小型
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図である。

【図２】本発明の制御回路の１例を示したブロック図で
ある。

【図３】光書込み装置による露光時のタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１…感光体ベルト　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１Ａ…マーク２，３…回動ローラ　　　　　　　　　
　　　　　　　　４…ガイド部材６…帯電器　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７…光書込み
装置７Ａ…レーザダイオード　　　　　　　　　　　　
　　７Ｂ…コリメータレンズ ７Ｃ…回転多面体　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　７Ｄ…ｆθレンズ７Ｅ…シリンドリカルレンズ　
　　　　　　　　　７Ｆ…ミラー７Ｍ…多面体駆動モー
タ　　　　　　　　　　　　　　８…現像器２３…マー
クセンサ　　　　　　　　　　　　　　　　　　４１…
全体制御部４２…画像メモリ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４５…露光制御部４６…Ｒ−Ｓフリッ
プフロップ　　　　　　　　　　　４７…クロック発生
回路 ４８…分周用カウンタ　　　　　　　　　　　　　　　
　４９…ＰＬＬモータードライバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ベルト状感光体上に露光ビームを回転
   多面体等によって偏向走査させて主走査を行い、該ベル
   ト状感光体の搬送に伴う副走査によって、該ベルト状感
   光体上に潜像を形成し、現像して得られる色の異なるト
   ナー画像を該ベルト状感光体上に複数回重ねて多色のカ
   ラー画像を得るようにしたカラー画像形成装置において
   、前記ベルト状感光体の一箇所にマークを設け、該マー
   クを検出するマーク検出手段を所定位置に設け、各色の
   露光毎に該マーク検出手段が前記マークを検出したタイ
   ミングと前記主走査の走査開始タイミングとの時間差だ
   け前記ベルト状感光体の駆動モータの回転位相を遅らせ
   、ベルト状感光体上の露光開始位置を補正することを特
   徴とするカラー画像形成装置。