JPH04336553A - 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、ＬＥＤアレイ等のアレ
イ状露光用光源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がある
。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
布あるいは蒸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】上記装置にアレイ状露光用光源を用いるこ
とは、装置を小型化し制御回路を簡略化する上に有効で
ある。

【０００８】

【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。

【０００９】（１）多色画像を形成するためにアレイ状
露光用光源を用いた光書込み装置によって多重書込み（
多重露光）をする場合（感光体上に各色の像を重ね合わ
せて露光する場合）等において、ベルトを別体のローラ
で駆動するために発生する滑りや、ローラの有効直径の
変化等によって、ベルト状感光体の移動（縦）方向に位
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。

【００１０】（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。

【００１１】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
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
な露光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。

【００１２】

【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ＬＥＤアレイ等のアレイ状光源を用いて１ライ
ン分の露光を一定周期で多数回行い、該ベルト状感光体
の移動に伴う副走査によって、該ベルト状感光体上に２
次元の潜像を形成し、現像して得られる色の異なるトナ
ー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、該マーク検
出手段が各色の露光毎に前記マークを検出したタイミン
グに応じて前記アレイ状光源の位置を調整し、また、前
記アレイ状光源は、前記ベルト状感光体の回転に同期し
て点灯制御され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。

【００１３】

【実施例】本発明は、ベルト状感光体の縦方向の定位置
を検出し、この検出結果に基づいて、ベルト状感光体の
縦方向の位置ずれが発生してもこれに対応させて書込み
手段である露光装置の位置を補正するとともにベルト状
感光体の有感部（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にしたアレイ状露光用光源を用いた
露光装置の制御を行うカラー画像形成装置であるが、露
光装置の制御は、（Ａ）ベルト状感光体の複数回の回転
によってトナー像を重ね合わせるカラー画像形成装置に
ついても、（Ｂ）ベルト状感光体の１回転中にトナー像
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
置についても適用されるものであるが、上記（Ａ）につ
いての実施例について説明を行う。

【００１４】図１に示すのは本発明の一実施例であるカ
ラー画像形成装置である。

【００１５】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像形成体である感光体ベル
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と
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、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。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であるマー
クセンサで、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。２
４は感光体ベルト１の駆動用の回動ローラ２の回転軸に
連結し、その回転数に比例したパルス信号を出力するエ
ンコーダである。

【００１６】６は帯電手段たるスコロトロン帯電器、７
は帯電器６と現像器８との間に設けたアレイ状光源から
なる露光装置、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，
１１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，１
１Ａ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。なお、現像と
しては、一成分現像剤を用いた非接触現像を用いること
もできる。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。

【００１７】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の周面に圧接される。

【００１８】上記露光装置７は図２に示すように、多数
のＬＥＤを一直線上に配列したＬＥＤアレイ２６と、セ
ルフォックと呼ばれるロッドレンズを一直線上に配列し
たロッドレンズアレイ２５の光軸を合わせてホルダー７
２に取り付けられて一体化してある。ホルダー７２の側
面には電圧が印加されると伸縮する圧電素子７１の一面
が固着され、圧電素子７１の他面は装置本体に固設され
た取り付け金具７３に固着されている。このＬＥＤアレ
イ２６とロッドレンズアレイ２５とからなる露光手段７
はその長手方向が感光体ベルト１の移動方向と直交する
方向に配設されている。ＬＥＤアレイ２６は後述する全
体制御部４１及びＬＥＤアレイ制御回路４６によって点
灯制御され、ＬＥＤアレイ２６の発光点はロッドレンズ
アレイ２５によって感光体ベルト１上に投射され露光（
書込み）が行われる。

【００１９】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。

【００２０】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画像メ
モリに入力されると、露光装置７の光源であるＬＥＤア
レイ２６の各ＬＥＤを第１の色の画像データに従って点
灯し、その発光点はロッドレンズアレイ２５によって予
めスコロトロン帯電器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て１走査分の露光
がなされ、感光体ベルト１の移動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
されていく。露光装置７の露光開始タイミング決定と位
置補正は、マークセンサ２３によってマーク１Ａを検出
したマーク検出信号とエンコーダ２４が出力する速度情
報とから後に説明する制御によってなされる。

【００２１】上記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。

【００２２】即ち、前記感光体ベルト１は前記スコロト
ロン帯電器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画像メ
モリに入力され、前述した第１の色の場合と同様にして
ベルト表面への露光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。

【００２３】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。

【００２４】１０はシアン（Ｃ）のトナーを有する現像
器で、全体制御部の制御によってベルト表面にシアン（
Ｃ）のトナー像を形成する。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】トナー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２
０上に排出される。

【００２９】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を引き離し新たな画像
形成のプロセスに入る。

【００３０】上記カラー画像形成装置で、本発明は、感
光体ベルト１上のマーク１Ａをマークセンサ２３が検知
したマーク検出信号とエンコーダ２４が出力する回動ロ
ーラ２の回転数情報（感光体ベルト１の速度信号情報）
により、ＬＥＤアレイ２６の点灯タイミングと露光装置
７の位置を制御して画像データの露光タイミングを精度
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のずれが生じること
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。

【００３１】図３はマークセンサ２３からのマーク検出
信号であるＯＮ，ＯＦＦ情報及びエンコーダ２４の回転
数情報に基づいて露光装置７の点灯制御及び位置制御を
行う回路の１例を示したブロック図、図４は図３のＬＥ
Ｄアレイ駆動回路４７の一例を示すブロック図、図５は
図３の回路によって制御される露光時のタイムチャート
を示している。 図４において、２６１〜２６ｎはＬＥＤアレイ２６の各
素子、２７１〜２７ｎはＬＥＤアレイ２６の各素子２６
１〜２６ｎのスイッチング素子、２８１〜２８ｎはＮＡ
ＮＤゲート回路、２９はラッチ回路、３０はシフトレジ
スタである。

【００３２】画像記録が開始されると全体制御部４１よ
りの信号によって回動ローラ２は回転し感光体ベルト１
は移動を開始する。エンコーダ２４は回動ローラ２の回
転数に比例した周波数を有するパルス信号（図５のＳ１
０）をＰＬＬ（フェーズ・ロックド・ループ）からなる
露光タイミング生成部４５に送出する。露光タイミング
生成部４５は信号Ｓ１０の１周期当たり一定のパルス数
を有するパルス信号Ｓ６を生成し全体制御部４１、露光
位置調整部４２、ＬＥＤアレイ制御回路４６、ＬＥＤア
レイ駆動回路４７に送出する。信号Ｓ６はその周期ｔｓ
が露光ラインの露光間隔に等しくなるようされていてＬ
ＥＤアレイ駆動回路４７の画像データをラッチするため
のラッチ信号に使用される。

【００３３】一方、マーク１Ａがマークセンサ２３の検
出位置に達するとマークセンサ２３はその出力はＯＮに
なり、検出位置を通過するとＯＦＦになるマーク検出信
号（図５のＳ２）を全体制御部４１、露光位置調整部４
２に送出する。露光位置調整部４２では信号Ｓ６と信号
Ｓ２とより、信号Ｓ２のＯＮになった時点（これをタイ
ミングａとする）よりその直後に立ち上がる信号Ｓ６の
パルスまでの時間ｔ０を測定する。ｔｓは露光装置７に
よる露光間隔であり露光ラインのピッチをＰとすると、
Ｐｔ０／ｔｓは感光体ベルト１の時間ｔ０間に移動した
副走査方向の長さ（これをδｘとする）になる。露光位
置調整部４２は圧電素子ドライバ４４にδｘだけ露光装
置７の位置を感光体ベルト１の下流方向に移動するよう
制御信号を送出する。従って、各色毎に感光体ベルト１
の位置ずれが変化しても、その位置ずれの変化を相殺す
るよう露光ラインを投射する位置に露光装置７は調整さ
れて待機する。全体制御部４１は、タイミングａから（
ｔ０＋Ｎｔｓ）経過後にＬＥＤアレイ制御回路４６に露
光開始の信号を送出する。ここでＮは自然数で、（Ｎｔ
ｓ）がマーク１Ａの先端がマーク検出位置に達してから
、正常位置にある露光装置７の露光ライン投射位置が感
光体ベルト１上の有効画像範囲の露光開始位置に達する
までの所要時間と等しくなるように決められた数である
。ＬＥＤアレイ制御回路４６は上記露光開始信号が入力
されると画像メモリ４３に画像データ読み出し信号を送
出し、ＬＥＤアレイ駆動回路４７のロードクロック端子
４７１には１画素あたり１パルスの周期を有するクロッ
クパルスＳ４を、ロードデータ端子４７２には画像メモ
リ４３より呼び出した画像データＳ５を、ストローブ端
子４７４には周期ｔｓでまず第１ライン、次に第２ライ
ン、……と順次ストローブ信号Ｓ７を入力する。ＬＥＤ
アレイ駆動回路４７のラッチ端子４７３にはラッチ信号
である前記信号Ｓ６が入力されている。従って、シフト
レジスタ３０に１ライン分の画像データが入力されると
、ラッチ信号Ｓ６によってラッチされ、ＮＡＮＤゲート
回路２８１〜２８ｎにストローブ信号Ｓ７が入力される
と画像データが信号Ｓ７のＨの部分でスイッチング素子
２７１〜２７ｎはＯＮになり、画像データに従ってＬＥ
Ｄ素子２６１〜２６ｎの発光が行われる。このようにし
て、第１ライン、第２ライン……とｔｓの周期で第１色
目の露光が行われる。第１色目の露光が終了して感光体
ベルト１が１回転すると、再びマーク１Ａがマークセン
サ２３の検出位置に達してマーク１Ａの検出が行われ、
第１色目と同様の露光装置７の露光位置の補正と露光開
始タイミングの制御によって第２色目以降の露光が順次
行われる。

【００３４】以上のような制御によって露光が行われる
ので各色の露光開始位置は完全に一致し、各色のトナー
像は極めて小さい位置誤差で重なり合い、殆ど色ずれの
ない多色カラー画像を得ることができることとなる。

【００３５】

【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。

【００３６】（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、露光装置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。

【００３７】（２）感光体の有感部（トナー付着可能部
）に不必要な露光を行うことがないので、画像範囲外へ
の露光現像防止手段を省略できる。

【００３８】（３）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】本発明の実施例の一例を示すカラー画像形成装
置の全体構成図である。

【図２】図１の露光装置の一例を示す断面図である。

【図３】本発明の制御回路の一例を示すブロック図であ
る。

【図４】図３のＬＥＤアレイ駆動回路の１例を示すブロ
ック図である。

【図５】本発明の実施例の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…露光装置
８…現像器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２３…マークセンサ２４…エンコーダ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２５…ロッドレンズ
アレイ ２６…ＬＥＤアレイ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　４１…全体制御部４２…露光位置調整部　　
　　　　　　　　　　　　　　４３…画像メモリ４４…
圧電素子ドライバ　　　　　　　　　　　　　　４５…
露光タイミング生成部 ４６…ＬＥＤアレイ制御回路　　　　　　　　　　　　
　４７…ＬＥＤアレイ駆動回路 ７１…圧電素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベルト状感光体上にＬＥＤアレイ等のアレ
   イ状光源を用いて１ライン分の露光を一定周期で多数回
   行い、該ベルト状感光体の移動に伴う副走査によって、
   該ベルト状感光体上に２次元の潜像を形成し、現像して
   得られる色の異なるトナー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、該マーク検出手段が各色の露光毎に前記マ
   ークを検出したタイミングに応じて前記アレイ状光源の
   位置を調整することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】前記アレイ状光源は前記ベルト状感光体の
   回転に同期して点灯制御されることを特徴とする請求項
   １のカラー画像形成装置。