JPH06127037A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベルト状感光体上に潜像を形成し、現像して得
られるトナー画像を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、
ベルト状感光体の移動速度の変動による副走査方向の書
込み位置のずれを正確に除去して、色ずれのない解像力
の優れ、かつ濃度ムラのない優れた画像を得ることを目
的とする。 【構成】感光体ベルト１の側端部にパターン1Aを設け、
該パターン1Aを検出する光センサ23を装置本体の所定位
置に設け、また多面鏡駆動モータ79にエンコーダ24を設
け、該光センサ23のパターン検出信号Ｓ1とエンコーダ2
4の出力する信号Ｓ2との位相差を検出しこの位相差より
回転多面鏡74の回転速度を感光体ベルト１の移動速度の
変動に応じて調整し、書込み位置ずれと露光ムラを確実
に防止することを特徴としている。

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
光書込み装置等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61
-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60-767
66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】

【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露光ビー
ムとしてレーザビームを用いた光書込み装置等によって
多重書込みする場合（感光体上に各色の像を重ね合わせ
て書込む場合）において、ベルトを別体のローラで駆動
するためにローラとベルトの滑りやローラの偏芯及びロ
ーラの有効直径の経時変化等によって縦方向に相対的な
位置ずれやベルトの移動速度の変動が生じ、ベルト状感
光体の移動方向（副走査方向）に位置ずれが生じ、副走
査方向の色ずれや解像度の低下或は画像の濃度ムラを生
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書込
み位置のずれを精度良く防止し、副走査方向の色ずれや
解像度の低下や画像の濃度ムラの発生を防止し、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、異なる色の
トナーからなる現像剤を収容した２つ以上の現像器を備
え、ベルト状感光体１回転毎に現像器を切替えて帯電、
露光、現像を行い、該ベルト状感光体上に異なる色のト
ナー像を複数回重ねて多色のトナー像を形成し、該トナ
ー像を転写材に一括転写したのち定着して多色のカラー
画像を得るようにしたカラー画像形成装置において、前
記ベルト状感光体上に移動検出用のパターンを設け、該
パターンをセンサで読み取ることにより前記ベルト状感
光体の移動速度を検出し、該移動速度に応じて露光タイ
ミングを調整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】前記カラー画像形成装置の前記ベルト状感
光体上に設けたパターンは光学的なパターンであり、該
パターンを発光素子と受光素子とからなる光センサによ
って読み取るようにしたことを特徴とする前記のカラー
画像形成装置。

【００１３】また、前記ベルト状感光体上に設けたパタ
ーンは磁気的なパターンであり、該パターンを磁気セン
サによって読み取るようにしたことを特徴とする前記の
カラー画像形成装置は好ましい態様として挙げられる。

【００１４】

【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
させて光書込み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）に不必要な書込みを行う
ことがないように、露光ビームとしてレーザビームを用
いた光書込み装置の制御を行うとともに、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
ー画像形成装置である。

【００１５】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。

【００１６】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である感光体ベルト
で、この感光体ベルト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の側端部に設け、その
移動方向に直交する少なくとも特定波長範囲の反射率の
異なる細かい縞模様の光学的なパターンである。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。

【００１７】６は帯電手段たるスコロトロン型の帯電
器、７は帯電器６と現像器との間の露光部で露光ビーム
であるレーザビームＬによって露光(書込み）を行う光
書込み装置、８ないし11はそれぞれ異なる色のトナーか
らなる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,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。

【００１８】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の表面より離れた位置
に保持さ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。

【００１９】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パターン１A
を読み取る手段のセンサである光センサである。光セン
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。35は直流モータで回動ローラ
２を駆動して感光体ベルト１の駆動手段となるベルト駆
動モータ、79は回転多面鏡74を駆動する直流モータの多
面鏡駆動モータ、24は多面鏡駆動モータ79に直結しその
回転速度に比例したパルス数のパルス信号を出力するエ
ンコーダである。

【００２０】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。

【００２１】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光
書込み装置７に入力されると、光書込み装置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、多面鏡駆動モータ79により回転
される回転多面鏡74により回転走査され、ｆθレンズ75
とシリンドリカルレンズ73を経てその間ミラー76とミラ
ー77により光路を曲げられて、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。

【００２２】レーザビームＬの走査による露光（書込
み）のタイミングは、光センサ23によって得られるパタ
ーン検出信号から後に説明する制御調整によってなされ
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、感光体ベルト１周面上にトナ
ー像が形成される。得られたトナー像はベルト周面に保
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。

【００２３】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光書込み装置７に入
力され、前述した第１の色の場合と同様にして感光体ベ
ルト１周面への露光（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。

【００２４】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。

【００２５】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第３の色の画像デー
タが前記光書込み装置７に入力されて前の色と同様にベ
ルト表面にシアン(Ｃ)のトナー像を形成する。

【００２６】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８,９,10及び
11の各スリーブ８A,９A,10A及び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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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
てトナー像を溶融定着されたのち排紙ローラ19を経てト
レイ20上に排出される。

【００３０】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。

【００３１】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上の移動検出用のパターン1Aを光セ
ンサ23が検知した信号から、感光体ベルト１の移動速度
を検出し、回転多面鏡74の回転速度を感光体ベルト１の
移動速度に比例するよう調整して画像データの書込み位
置を良く補正し、移動速度に反比例する単位面積当たり
の露光量を一定に保持するもので、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の副走査方向のず
れを防止し、副走査方向の色ずれと露光量ムラを防止す
るようにしたものである。

【００３２】図２は上記感光体ベルト１の移動速度制御
を行う回路の１例を示したブロック図、図３は図２の回
路の信号のタイムチャートである。

【００３３】従来かかる装置においては、感光体ベルト
１の移動方向のずれの補正は、感光体ベルト１の移動速
度とは無関係に行われていたので、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。図２に示した回
路の制御による場合は光センサ23の出力する信号と、回
転多面鏡74の回転数に比例するパルス数を出力する多面
鏡駆動モータ79に直結したエンコーダ24の出力するパル
ス信号とを比較することによって、感光体ベルト１の移
動速度変動を検出し回転多面鏡74の回転速度を調整する
もので副走査方向の色ずれと露光ムラを極めて小さなも
のとすることができる。

【００３４】図２の回路において、カラー画像形成が開
始されると図示省略した全体制御部からの制御によって
多面鏡駆動モータ79は回転を開始する。回転多面鏡74は
これによって規定回転数で回転する。またベルト駆動モ
ータ35も駆動を開始し感光体ベルト１も規定速度で移動
を開始する。すると、感光体ベルト１上のパターン1Aは
光センサ23によって読み取られ信号Ｓ1を位相差検出器4
1に送出し、エンコーダ24からもパルス信号Ｓ2を位相差
検出器41に送出する。

【００３５】予め設定した感光体ベルト１上のレーザビ
ームＬの走査ピッチをｄp、回転多面鏡74の面数をｍ、
エンコーダ24の１回転当たり出力するパルス数をｎ、パ
ターン１Aの縞模様の移動方向のピッチをＰとすると
き、Ｐ＝ｍ×ｄp／ｎの関係になるよう決められている
ので、光センサ23の出力する検出信号Ｓ1とエンコーダ2
4の出力するパルス信号Ｓ2の周期は一致することにな
る。

【００３６】感光体ベルト１の移動速度が前述の理由に
よって例えば若干増大すると、位相差検出器41において
は図３に示すように、パルス信号Ｓ2の位相が検出信号
Ｓ1の位相より遅れその位相差Δｔが生じる。位相差検
出器41はこの位相差Δｔを検出し、この位相差Δｔに比
例した電圧信号を電圧加算回路42に送出する。電圧加算
回路44は基準電圧発生器43で発生する基準電圧に上記電
圧信号を加えて多面鏡駆動モータ79に供給するので、多
面鏡駆動モータ79の回転は上昇し回転多面鏡74の回転速
度は上昇し位相は一致する。このようにフィードバック
のかかった制御が絶えず行われ回転多面鏡74の回転速度
は感光体ベルト１の移動速度変動に追随して変化して露
光タイミングが調整されるので、感光体ベルト１上には
規定の走査ピッチｄp の一様な走査線が書込まれること
になる。従って、単位面積当たりの露光量が一定になり
露光ムラは発生しない。

【００３７】図示しない露光制御部は、例えば図示しな
い露光（書込み）開始タイミングを得るためのマーク等
の検出信号によって露光開始タイミングを得る。このタ
イミングに合わせて画像メモリに格納した色信号である
画像データを読み出し、露光制御部においてパルス幅変
調し、レーザダイオードドライバ等を介してレーザダイ
オード71に出力してその発光を制御する。

【００３８】このような制御によって第２色目以下の露
光も行われるので、感光体ベルト１の副走査方向の露光
開始位置のずれは勿論１画像中のずれも補正されて、各
色の重なりのずれはレーザビームＬの走査ピッチ（１画
素）以下にすることができ、色ずれと露光ムラの殆どな
い重ね合わせを行うことができる。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と露光ムラを精度良
く確実に防止することとなる。

【００３９】図４は移動速度検出用のパターンとそのパ
ターン読み取り用のセンサの他の例を示す斜視図であ
る。図において、１Bは感光体ベルト１の側端部に磁気
記録層を設けこの磁気記録層に前記所定のピッチＰで磁
気記録した磁性のパターンである。23Bは磁気ヘッドか
らなる磁性のパターン１B読み取り用の磁気センサであ
る。磁性のパターン１B及び磁気センサ23Bは光学的なパ
ターン１A及び光センサ23に比べ容易かつ安価に得られ
る利点がある。

【００４０】

【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。

【００４１】（１）ベルト状感光体と露光ビームを用い
た光書込み装置を有するカラー画像形成装置において、
光書込み装置の回転多面鏡の回転速度自動補正機構を設
けることにより、カラー画像の多重露光(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、多重露光の位置のずれを防止して、副走査
方向の色ずれや解像度の低下を確実に防止するととも
に、露光ムラをも防止し濃度ムラのない優れた画像を得
ることができる。

【００４２】（２）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
外への書込み現像防止手段を省略できる。

【００４３】（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カラー画像形成装置の
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】図２に示す実施例の信号のタイムチャートであ
る。

【図４】本発明のパターン及びセンサの他の例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト １A パターン １B パターン ２ 回動ローラ ３ 回動ローラ ６ 帯電器 ７ 光書込み装置 ８ 現像器 ９ 現像器 10 現像器 11 現像器 23 光センサ 23B 磁気センサ 35 ベルト駆動モータ 41 位相差検出器 43 基準電圧発生器 44 電圧加算回路 71 レーザダイオード 74 回転多面鏡 79 多面鏡駆動モータ Ｌ レーザビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 19/00 21/00 １１８ (72)発明者 菅谷 豊明 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 羽根田 哲 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる色のトナーからなる現像剤を収容
   した２つ以上の現像器を備え、ベルト状感光体の１回転
   毎に現像器を切替えて帯電、露光、現像を行い、該ベル
   ト状感光体上に異なる色のトナー像を複数回重ねて多色
   のトナー像を形成し、該トナー像を転写材に一括転写し
   たのち定着し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上に移動
   検出用のパターンを設け、該パターンをセンサで読み取
   ることにより前記ベルト状感光体の移動速度を検出し、
   該移動速度に応じて露光タイミング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】 前記ベルト状感光体上に設けたパターン
   は光学的なパターンであり、該パターンを発光素子と受
   光素子とからなる光センサによって読み取るようにした
   ことを特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ベルト状感光体上に設けたパターン
   は磁気的なパターンであり、該パターンを磁気センサに
   よって読み取るようにしたことを特徴とする請求項１の
   カラー画像形成装置。