JPH10319666A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主走査方向の色ずれの発生が抑えられたタン
デム型のカラー画像形成装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 光学系の歪曲収差に起因して生じる複数
の像担持体上を走査する光ビームの走査速度に応じて周
波数を異ならせた複数のビデオクロック２８ａ，２８
ｂ，２８ｃ，２８ｄを発生するビデオクロック発生部２
６と、上記周波数のビデオクロック２８ａ，２８ｂ，２
８ｃ，２８ｄを用いて、複数の像担持体上の、主走査方
向の互いに対応する位置に互いに対応する画素が記録さ
れるように、開始のタイミングを異ならせた変調信号を
生成する変調信号生成部２４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のカ
ラー複写機やカラープリンタなどに用いられるカラー画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー複写機やカラープリンタな
どに用いられるカラー画像形成装置の一つとして、記録
紙または中間転写ベルトなどの被転写体の移動方向に並
列に配置された複数の感光体上にそれぞれ異なる色のト
ナー像を形成し、これらのトナー像を、移動する被転写
体上に順次重ね合わせて転写することによりカラー画像
を形成する、いわゆるタンデム型のカラー画像形成装置
が知られている。

【０００３】図７は、従来のタンデム型のカラー画像形
成装置の概略構成図である。このカラー画像形成装置に
は、被転写体５６の移動方向Ｂに並列に配置された、表
面にＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、
およびＢＫ（ブラック）の各色の画像信号に対応する静
電潜像が形成される矢印Ａ方向に回転する像担持体ドラ
ム５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと、像担持体ドラム
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ表面を一様に帯電する
一次帯電器５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと、Ｙ，
Ｍ，Ｃ，ＢＫの各色の画像信号に基づく光ビームを出射
する光走査部５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄと、光走
査部５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄから出射された光
ビームを像担持体ドラム５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１
ｄに導くシリンドリカルミラー５４ａ，５４ｂ，５４
ｃ，５４ｄと、像担持体ドラム５１ａ，５１ｂ，５１
ｃ，５１ｄ上に形成された静電潜像をそれぞれＹ，Ｍ，
Ｃ，ＢＫのトナーで現像する現像器５５ａ，５５ｂ，５
５ｃ，５５ｄと、被転写体５６を各像担持体ドラムの転
写位置Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に順次搬送する搬送ベル
ト５７と、像担持体ドラム５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５
１ｄ上に残留したトナーを除去するクリーナ５８ａ，５
８ｂ，５８ｃ，５８ｄと、転写終了後の被転写体５６上
に転写されたトナー像を定着する定着ロール５９とが備
えられている。

【０００４】図８は、図７のカラー画像形成装置に用い
られる光走査部、およびその前段に設けられる信号処理
系の概略構成図である。図８には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの
各色の画像信号にそれぞれ対応する光走査部５３ａ，５
３ｂ，５３ｃ，５３ｄのうちＹ画像信号に対応する光走
査部５３ａ、および光走査部５３ａ関連の信号処理系の
構成が示されている。光走査部５３ａには、ＬＤ（レー
ザダイオード）ドライバ６７、レーザダイオード６５、
コリメータレンズ７１、シリンドリカルレンズ７２、ポ
リゴンミラー７３、ｆθレンズ７４が備えられている。
信号処理系としては、画像信号処理部６１、ビデオクロ
ック発生部６３、および変調信号生成部６０ａ，６０
ｂ，６０ｃ，６０ｄが備えられている。

【０００５】次に、図８を参照しながらこの信号処理系
および光走査部の動作について説明する。画像信号処理
部６１は、外部から入力された画像信号に、階調補正処
理や色補正処理などの電子写真プロセスに必要な信号処
理を施した後、信号処理後の各色に対応する画像信号６
２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄをそれぞれ対応する変調
信号生成部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄに出力す
る。一方、ビデオクロック発生部６３は、光走査部５３
ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄすべてに共通の周波数のビ
デオクロック６４を変調信号生成部６０ａ，６０ｂ，６
０ｃ，６０ｄに出力する。ビデオクロック６４の１カウ
ントは出力画像の最小構成要素である画素１個分の走査
時間に対応している。

【０００６】Ｙ画像信号に対応する変調信号生成部６０
ａは、画像信号処理部６１から入力されたＹ画像信号６
２ａおよびビデオクロック発生部６３から入力されたビ
デオクロック６４に基づきレーザ変調信号６６ａを生成
し、それをＬＤドライバ６７に出力する。ＬＤドライバ
６７に変調信号生成部６０ａで生成されたレーザ変調信
号６６ａが入力されると、ＬＤドライバ６７はレーザ変
調信号６６ａに応じてレーザダイオード６５の発光を制
御する。レーザダイオード６５から出射された光ビーム
はコリメータレンズ７１により平行光線にされ、さらに
シリンドリカルレンズ７２によって副走査方向に集光さ
れて、ポリゴンミラー７３に導かれる。光ビームは回転
するポリゴンミラー７３によって反射偏向された後、ｆ
θレンズ７４により主走査方向に集束され、さらにシリ
ンドリカルミラー５４ａにより副走査方向にも集束され
て、像担持体ドラム５１ａ上の走査ライン上を光走査す
る。像担持体ドラム５１ａの走査ラインに続く側部には
照射位置検出センサ７６が設けられており、この照射位
置検出センサ７６からの出力信号に基づいて像担持体ド
ラム５１ａへの画像の書き込みタイミングが制御される
ようになっている。

【０００７】Ｙ画像信号６２ａ以外のＭ，Ｃ，ＢＫの各
画像信号６２ｂ，６２ｃ，６２ｄもＹ画像信号６２ａと
同様に、それぞれ対応する変調信号生成部６０ｂ，６０
ｃ，６０ｄにより変調処理されてレーザ変調信号６６
ｂ，６６ｃ，６６ｄが生成された後、それぞれ対応する
光走査部５３ｂ，５３ｃ，５３ｄに入力される。光走査
部５３ｂ，５３ｃ，５３ｄはレーザ変調信号６６ｂ，６
６ｃ，６６ｄに基づく光ビームにより像担持体ドラム５
１ｂ，５１ｃ，５１ｄを光走査する。

【０００８】次に、図７に戻り、この画像形成装置の動
作について説明する。先ず、一次帯電器５２ａにより像
担持体ドラム５１ａの表面が一様に帯電される。像担持
体ドラム５１ａが矢印Ａ方向に回転し、帯電された表面
が光ビームの照射位置に達すると、光走査部５３ａから
出射されシリンドリカルミラー５４ａで反射された光ビ
ームにより像担持体ドラム５１ａの帯電された表面が光
走査されて像担持体ドラム５１ａ上にＹの静電潜像が形
成される。次に、Ｙの静電潜像は現像器５３ａによりＹ
のトナーで現像されて像担持体ドラム５１ａ上にＹのト
ナー像が形成される。Ｙのトナー像は像担持体ドラム５
１ａの回転に伴い第１の転写位置Ｔ１に搬送される。Ｙ
のトナー像の先端が第１の転写位置Ｔ１に到達するタイ
ミングに合わせて被転写体５６が転写位置Ｔ１に供給さ
れ、転写位置Ｔ１において像担持体ドラム５１ａ上のＹ
のトナー像の被転写体５６上への転写が開始される。

【０００９】一方、像担持体ドラム５１ａ上への一次帯
電器５２ａによる帯電が開始された時点から所定のタイ
ミングだけ遅れて、像担持体ドラム５１ｂ表面への一次
帯電器５２ｂによる帯電が開始され、次に、光走査部５
３ｂからのＭの画像信号に基づいて変調された光ビーム
の照射を受け像担持体ドラム５１ｂ上にＭの静電潜像が
形成される。Ｍの静電潜像は現像器５３ｂによりＭのト
ナーで現像されて像担持体ドラム５１ｂ上にＭのトナー
像が形成される。Ｍのトナー像は像担持体ドラム５１ｂ
の回転に伴い第２の転写位置Ｔ２に搬送される。Ｍのト
ナー像の先端が第２の転写位置Ｔ２に到達するタイミン
グに合わせて被転写体５６上のＹのトナー像の先端が第
２の転写位置Ｔ２に到達し、第２の転写位置Ｔ２におい
て被転写体５６上のＹのトナー像の上へＭのトナー像が
重畳されるように転写が開始される。

【００１０】同様に、第３の転写位置Ｔ３において、被
転写体５６上のＹおよびＭのトナー像の上に像担持体ド
ラム５１ｃ上のＣのトナー像が重畳されるように転写が
開始される。さらに、第４の転写位置Ｔ４において、被
転写体５６上のＹ、Ｍ、およびＣのトナー像の上に像担
持体ドラム５１ｄ上のＢＫのトナー像が重畳されるよう
に転写が開始される。こうして、Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＢ
Ｋのトナー像が転写された被転写体５６は定着ロール５
９に搬送され、転写像の定着がなされる。

【００１１】このような従来のタンデム型のカラー画像
形成装置では、複数の像担持体ドラムとこれに対応する
複数の光走査部とが備えられているため、画像形成装置
が大型化すると共にコストアップが避けられないという
問題がある。そこで、最近では、例えば、特開平６−２
８６２２６号公報のように、光走査部の光学部品を共通
化することにより一つの光走査部で複数の像担持体ドラ
ムを光走査できるようにして、小型化、および低コスト
化を図ったカラー画像形成装置が開示されている。

【００１２】図９は、従来の、光学部品を共通化した光
走査部の概略構成図である。図９には、光学部品を共通
化した光走査部８０と、光走査部８０により光走査され
るＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各画像信号に対応する４本の像担
持体ドラム８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄとが示され
ている。光走査部８０には、所定のビデオクロックで変
調されたＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各画像信号に対応するレー
ザ変調信号に基づきＬＤ（レーザダイオード）を駆動す
るＬＤドライバ８２と、ＬＤドライバ８２に駆動されて
４本の平行な光ビームを出射するレーザダイオードアレ
イ８３と、レーザダイオードアレイ８３から出射された
４本の光ビームを平行ビームにするコリメータレンズ８
４と、コリメータレンズ８４を通過した４本の光ビーム
をそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカルレン
ズ８５と、シリンドリカルレンズ８５を通過した４本の
光ビームを所定の方向に反射する反射ミラー８６と、反
射ミラー８６で反射した４本の光ビームを反射偏向する
ポリゴンミラー８７と、ポリゴンミラー８７で反射偏向
した４本の光ビームをそれぞれ主走査方向および副走査
方向に集束させて像担持体ドラム８１ａ，８１ｂ，８１
ｃ，８１ｄの走査ライン上を等速度で走査させるｆθレ
ンズ８８と、ｆθレンズ８８を通過した４本の光ビーム
を所定の方向に反射する反射ミラー８９と、反射ミラー
８９で反射した４本の光ビームを像担持体ドラム８１
ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの配列位置に応じた方向に
分離するプリズム型の光分離多面鏡９０と、光分離多面
鏡９０によって分離された４本の光ビームそれぞれによ
り、対応する像担持体ドラム８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，
８１ｄに導きつつ副走査方向に集束させるシリンドリカ
ルミラー９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄとが備えられ
ている。

【００１３】なお、ｆθレンズ８８は、球面、シリンド
リカル面、トロイダル面、平面のうちの２種類以上の面
の組み合わせによる複数枚のレンズで構成されるが、主
に製造コストの制約から通常はトロイダル面以外の曲面
を有する２枚のレンズが用いられることが多い。このよ
うに構成された光走査部８０において、レーザダイオー
ドアレイ８３からＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各画像信号に対応
する４本の光ビームが出射されると、４本の光ビームは
ポリゴンミラー８７で共通に反射偏向され、ｆθレンズ
８８、反射ミラー８９を経た後、光分離多面鏡８０に入
射し像担持体ドラム８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄの
配列位置に応じた方向に分離される。分離された４本の
光ビームはそれぞれ対応する像担持体ドラム８１ａ，８
１ｂ，８１ｃ，８１ｄに導くシリンドリカルミラー９１
ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄで反射され、予め帯電を受
けて回転する像担持体ドラム８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，
８１ｄを露光して、像担持体ドラム８１ａ，８１ｂ，８
１ｃ，８１ｄの表面に静電潜像を形成する。このように
して、光走査部の光学部品を共通化することにより小型
で低コストのカラー画像形成装置を得ることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図９に示すよ
うな光走査部８０を用いて画像形成を行った場合は、４
本の光ビーム全て、あるいは少なくとも３本の光ビーム
は光学系の光軸を通らないため、像担持体ドラム上８１
ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ上での走査ラインは、光学
系の歪曲収差により、ボウ（ＢＯＷ）と呼ばれる弓状の
歪みをもった曲線となる。

【００１５】図１０は、図９に示す光走査部による像担
持体上の走査ラインを示す図である。図１０には、図９
に示した光走査部８０により４本の像担持体ドラム８１
ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ上に４本の光ビームが光走
査され、外側の２本の像担持体ドラム８１ａ，８１ｄ上
の走査ラインＡ，Ｄに内側の２本の像担持体ドラム８１
ｂ，８１ｃ上の走査ラインＢ，Ｃよりも大きいボウが発
生している様子が示されている。

【００１６】一般に、光軸から遠い外側の光ビームによ
る走査ラインＡ，Ｄの方が内側の光ビームによる走査ラ
インＢ，Ｃよりボウの歪曲度は大きくなる。光走査部８
０は４本の光ビームを等速度で光走査するので各走査ラ
インの弧の長さは同一であるが、走査ラインの弧の曲率
に応じて像担持体ドラム上の光ビームの走査範囲には差
が生じる。すなわち、図１０に示すように、外側の２本
の像担持体ドラム８１ａ，８１ｄの軸線上の光ビームの
走査ラインＡ，Ｄの始点Ａ１，Ｄ１から終点Ａ２，Ｄ２
までの距離の方が、内側の２本の像担持体ドラム８１
ｂ，８１ｃの軸線上の光ビームの走査ラインＢ，Ｃの始
点Ｂ１，Ｃ１から終点Ｂ２，Ｃ２までの距離よりも短く
なる。従って、４本の像担持体ドラム８１ａ，８１ｂ，
８１ｃ，８１ｄ上にそれぞれ形成される静電潜像は、主
走査方向の各画素の位置が互いにずれた状態で形成さ
れ、最終的に得られるカラー画像は、主走査方向に色ず
れを生じたものとなる。このような現象は、球面レンズ
系による少枚数ｆθレンズの性質に基づくものであり、
各光ビームに対する光学系の倍率が微妙に異なるために
生じる。

【００１７】このボウの発生を抑えるために、光走査部
８０の光学設計の段階でｆθレンズに主走査方向と副走
査方向とで曲率を異ならせたトロイダル面を用いること
により、ｆθ特性を満足させつつボウの発生を抑えたｆ
θレンズを設計することが可能である。しかし、上記の
カラー画像形成装置においては、たとえトロイダル面を
用いてボウの発生を抑えたｆθレンズを設計したとして
も、光学設計によるボウ抑制で得られる走査ラインは、
湾曲した曲線が直線状に矯正されはするものの、光ビー
ムの像担持体上での走査範囲はそれぞれの像担持体間で
異なったままである。例えば、図１０に示す像担持体ド
ラム８１ａの場合の走査ラインＡの始点Ａ１から終点Ａ
２までの距離は走査ラインＡが直線状に矯正された後も
変わらないので、光ビーム相互間に主走査方向の色ずれ
を生じ、出力されるカラー画像の質を低下させる。

【００１８】この走査範囲の差を光学設計だけで抑え込
むのは不可能ではないが、そのためにはレンズの枚数を
大幅に増やすなど特別な手段が必要であり大幅なコスト
増を招くこととなり実用的な解決策とはいえない。本発
明は、上記の事情に鑑み、主走査方向の色ずれの発生が
抑えられたタンデム型のカラー画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明のカラー画像形成装置は、各色の画像に対応する静
電潜像が形成される複数の像担持体、ビデオクロックを
発生するビデオクロック発生部、ビデオクロック発生部
により発生されたビデオクロックを複数の画像信号それ
ぞれに基づいて変調して複数の変調信号を生成する変調
信号生成部、変調信号生成部により生成された複数の変
調信号に応じて変調された複数本の光ビームを出射する
光源と、光源から出射された複数本の光ビームを共通に
偏向する偏向光学素子を含みこれら複数本の光ビームを
互いに平行に導く共通光学系と、共通光学系に導かれた
複数本の光ビームを相互に異なる方向に分離する分離光
学系とを備え、分離された複数本の光ビームそれぞれに
より上記複数の像担持体それぞれを所定の主走査方向に
光走査する光走査部、光走査部により光走査されること
により上記複数の像担持体それぞれに形成された静電潜
像を、対応する色のトナーでそれぞれ現像することによ
り上記複数の像担持体上にそれぞれ対応する色のトナー
像を形成する複数の現像器、およびこれら複数の現像器
により形成されたトナー像を所定の被転写体上に重畳さ
れるように順次転写する転写手段を備え、上記ビデオク
ロック発生部が、上記共通光学系の歪曲収差に起因して
生じる上記複数の像担持体上を走査する光ビームの走査
速度の差に応じて周波数を異ならせた複数のビデオクロ
ックを発生するものであり、かつ上記変調信号生成部
が、上記複数の像担持体上の、主走査方向の互いに対応
する位置に互いに対応する画素が記録されるように、上
記像担持体上における走査速度に応じた周波数のビデオ
クロックを選択し、かつ開始のタイミングを異ならせた
変調信号を生成するものであることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明のカラー画像形成装置の第一
の実施形態の概略構成図である。図１には、このカラー
画像形成装置のうちの、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｃ（シアン）、およびＢＫ（ブラック）の画像信
号にそれぞれ対応する４本の像担持体ドラム１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄと、これらの各像担持体ドラムを４本の
光ビームで光走査する光走査部２とが示されている。な
お、このカラー画像形成装置にはこれらの構成要素以外
に、光走査部２を駆動するための画像信号処理部、ビデ
オクロック発生部、変調信号生成部を含む信号処理系、
像担持体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成された
静電潜像を現像するための現像器、および現像器により
形成された静電潜像を被転写体に転写するための転写手
段などが備えられているが、図１には図示省略されてい
る。

【００２１】光走査部２は、信号処理系により生成され
たＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各画像信号に対応するレーザ変調
信号に基づきＬＤ（レーザダイオード）を駆動するＬＤ
ドライバ４と、ＬＤドライバ４に駆動されて４本の平行
な光ビームを出射するレーザダイオードアレイ５と、レ
ーザダイオードアレイ５から出射された拡散する４本の
光ビームをそれぞれ平行ビームにする共通のコリメータ
レンズ６と、コリメータレンズ６を通過した４本の光ビ
ームをそれぞれ副走査方向に集束させるシリンドリカル
レンズ７と、シリンドリカルレンズ７を通過した４本の
光ビームを所定の方向に反射する反射ミラー８と、反射
ミラー８で反射した４本の光ビームを反射偏向するポリ
ゴンミラー９と、ポリゴンミラー９で反射偏向した４本
の光ビームをそれぞれ主走査方向および副走査方向に集
束させて像担持体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの走査
ライン上を等速度で走査させるｆθレンズ１０と、ｆθ
レンズ１０を通過した４本の光ビームを所定の方向に反
射する反射ミラー１１と、反射ミラー１１で反射した４
本の光ビームを像担持体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
の配列位置に応じた方向に分離するプリズム型の光分離
多面鏡１２と、光分離多面鏡１２によって分離された４
本の光ビームをそれぞれ対応する像担持体ドラム１ａ，
１ｂ，１ｃ，１ｄに導きつつ副走査方向に集束させるシ
リンドリカルミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
と、これらの光学部品を収容して一体として支持する筐
体１４とから構成されている。なお、ｆθレンズ１０は
トロイダル面を含む３群３枚構成のものが用いられてい
る。

【００２２】この実施形態におけるレーザダイオードア
レイ５は本発明にいう光源に相当するものであり、ま
た、コリメータレンズ６、シリンドリカルレンズ７、反
射ミラー８、ポリゴンミラー９、ｆθレンズ１０、およ
び反射ミラー１１は本発明にいう共通光学系に相当する
ものであり、また、光分離多面鏡１２、およびシリンド
リカルミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは本発明
にいう分離光学系に相当するものである。

【００２３】なお、シリンドリカルミラー１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄを用いる代わりに、平面ミラーを用
いて、これら平面ミラーと像担持体ドラム１ａ，１ｂ，
１ｃ，１ｄとの間の光路にシリンドリカルレンズを配置
して光ビームを副走査方向に集束させるように構成して
もよい。このように構成された光走査部２において、レ
ーザダイオードアレイ５からＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの各画像
信号に基づいて変調された４本の光ビームが出射される
と、４本の光ビームはポリゴンミラー９で共通に反射偏
向され、ｆθレンズ１０および反射ミラー１１を介して
光分離多面鏡１２に入射し、そこで像担持体ドラム１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの配列位置に応じた方向に分離さ
れる。分離された４本の光ビームはそれぞれ対応する像
担持体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに導くシリンドリ
カルミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄで反射さ
れ、予め帯電を受けて回転する像担持体ドラム１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄを露光して、像担持体ドラム１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄ表面に静電潜像を形成する。

【００２４】図２は、図１に示したカラー画像形成装置
の光走査部に用いられる光分離多面鏡の概略構成図であ
る。図２に示すように、この光分離多面鏡１２は、入射
する４本の光ビーム１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを
４つの互いに異なる方向に反射する４つの反射面１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有している。これらの反
射面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの反射角は、レー
ザダイオードアレイ５から出射された４本の光ビームが
像担持体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ（図１参照）に
達するまでのそれぞれの光路長が全て等しくなるように
設定される。これは、４本の光ビームが全て光源から等
距離の位置で焦点を結ぶようにするためである。機械加
工精度および組立て精度を考慮すると、各像担持体ドラ
ムの光路進行方向の位置の自由度はほとんどない。これ
ら４つの反射面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのう
ち、反射面１２ａ，１２ｂと反射面１２ｃ，１２ｄと
は、入射する４本の光ビーム１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，
１５ｄの中心を通りこれら各光ビームの光軸１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄと平行な面１７に関して互いに対
称に配置されている。

【００２５】次に、本実施形態における信号処理系につ
いて説明する。図３は、第一の実施形態における信号処
理系のブロック図である。この信号処理系は、画像信号
処理部２３、ビデオクロック発生部２６、変調信号生成
部２４から構成されており、ビデオクロック発生部２６
は４つのビデオクロック発生回路２６ａ，２６ｂ，２６
ｃ，２６ｄから成り、変調信号生成部２４は４つの変調
信号生成回路２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄから成
る。

【００２６】画像信号処理部２３に画像情報を担持する
画像信号、例えばホストコンピュータ２１から送られて
きたＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの４色分の画像信号２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄが入力されると、画像信号処理部２
３内では、電子写真プロセスに適した画像処理、例え
ば、階調補正処理や色補正処理などの信号処理が施され
る。信号処理が施された画像信号２５ａ，２５ｂ，２５
ｃ，２５ｄは、ビデオクロック発生部２６から出力され
るビデオクロック２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとと
もに変調信号生成部２４内のそれぞれ対応する変調信号
生成回路２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに入力され
る。変調信号生成回路２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ
は、各色の画像信号２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと
ビデオクロック２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとに基
づきレーザダイオードの発光時間を指示するレーザ変調
信号２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄを生成し光走査部
２のＬＤドライバ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄに出
力する。各像担持体ドラムの走査ラインの延長線上に照
射位置検出センサ３０が設けられており、この照射位置
検出センサ３０からの検出情報に基づき各像担持体ドラ
ムへの光走査のタイミングが制御される。

【００２７】次に、本実施形態におけるビデオクロック
発生部および変調信号生成部について説明する。本来、
図１の光走査部２におけるレーザダイオードアレイ５
（図１参照）の中心軸とコリメータレンズ６以降の光学
系の光軸が完全に一致していれば、図１０に示した外側
の像担持体ドラム８１ａ，８１ｄを露光する２本の光ビ
ーム、および内側の像担持体ドラム８１ｂ，８１ｃを露
光する２本の光ビームはそれぞれ像担持体ドラム列の中
心軸９２に対して対称となり、それぞれの走査範囲は等
しくなるはずである。しかし、実際には各光学素子の製
造誤差および取付け誤差などの要因により、各走査ライ
ンの形状は図１０に示すように対称とはならないことが
多い。

【００２８】図１０に示す従来の画像形成装置に用いら
れる像担持体ドラム８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ上
の各走査ラインＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの走査範囲を測定した結
果は次の通りである。この場合、最も走査範囲の短い走
査ラインＡの走査範囲２９７．０ｍｍを基準とし、同一
条件下で他の走査ラインＢ，Ｃ，Ｄの走査範囲を測定し
た。なお、２９７ｍｍという値はＪＩＳによる紙の寸法
でＡ３サイズの短辺の長さに相当する。

【００２９】 走査ラインＡ ・・・ ２９７．０ｍｍ 走査ラインＢ ・・・ ３００．０９２９ｍｍ 走査ラインＣ ・・・ ３０２．６８ｍｍ 走査ラインＤ ・・・ ３０２．６６５ｍｍ このように、各走査ラインの走査範囲は不揃いであり各
走査ラインの形状は対称とはなっていない。このままの
状態で画像形成を行うと、例えば、走査ラインＡとの差
の最も大きい走査ラインＣの走査範囲は走査ラインＡの
走査範囲より５．６８ｍｍ長いので、像担持体ドラム８
１ｃ上に形成される静電潜像の始点Ｃ１は、像担持体ド
ラム８１ａ上に形成される静電潜像の始点Ａ１より図面
上で左側に２．８４ｍｍずれてしまい、同様に終点Ｃ２
もＡ２より右側に２．８４ｍｍずれてしまう。従って、
最終的に得られるカラー画像では、画像の中心線上では
各色の互いに対応する画素の形成される位置は一致する
ものの中心線から両側に遠ざかるに従い互いに対応する
画素の形成される位置は次第にずれていき、画像の両端
部では２．８４ｍｍという大きな色ずれを起こすことと
なる。

【００３０】このように、各走査ラインの走査範囲が異
なることによる色ずれの発生を防止するため、本実施形
態では、ビデオクロック発生部２６が、光走査部２を構
成する共通光学系の歪曲収差に起因して生じる像担持体
ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上のを走査する光ビーム
の走査速度に応じて周波数を異ならせた４種類のビデオ
クロック２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを発生するも
のであり、かつ、変調信号生成部２４が、像担持体ドラ
ム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上の、主走査方向の互いに対
応する位置に互いに対応する画素が記録されるように、
像担持体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上における走査
速度に応じた周波数のビデオクロックを選択し、かつ、
開始のタイミングを異ならせた変調信号２９ａ，２９
ｂ，２９ｃ，２９ｄを生成する。

【００３１】すなわち、本実施形態においては、ビデオ
クロック発生部２６は、それぞれ独立に周波数を設定す
ることのできるビデオクロック発生回路２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ，２６ｄにより４種類のビデオクロック２８
ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを発生させている。このよ
うに、各ビデオクロックの周波数をそれぞれ独立に設定
できるようにして、実質有効走査範囲（２９７ｍｍ）内
のビデオクロックのカウント数、すなわち画素数をすべ
ての像担持体ドラム上で実質的に同一とすることにより
カラー画像の色ずれを低減することができる。ここで、
実質有効走査範囲とは、この画像形成装置が被転写体上
に形成することのできる主走査方向の最大画像幅のこと
である。

【００３２】具体的には、次に示すように、走査範囲が
最も短い走査ラインＡの走査範囲を基準として各走査ラ
インＢ，Ｃ，Ｄの走査範囲を基準の走査範囲で除して各
走査ラインＢ，Ｃ，Ｄ毎に補正係数を求める。 走査ラインＢ ・・・ ３００．９２９／２９７．０＝
１．０１３２３ 走査ラインＣ ・・・ ３０２．６８０／２９７．０＝
１．０１９１２ 走査ラインＤ ・・・ ３０２．６６５／２９７．０＝
１．０１９０７ こうして得られた走査ラインＢ，Ｃ，Ｄの補正係数は基
準となる像担持体ドラム１ａ上を走査する光ビームの走
査速度に対する他の像担持体ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄ上
を走査する光ビームの走査速度の比率を示している。

【００３３】こうして得られた補正係数を、基準となる
ビデオクロックの周波数に乗じたものをそれぞれのビデ
オクロックの周波数として設定する。このようにして設
定されたビデオクロック周波数は各像担持体ドラム１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上における各光ビームの走査速度
に対応している。次に、これらのビデオクロック２８
ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが、それぞれのビデオクロ
ック発生回路２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄから変調
信号生成部２４のそれぞれの変調信号生成回路２４ａ，
２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに出力される。

【００３４】変調信号生成部２４では、各像担持体ドラ
ム上の、主走査方向の互いに対応する位置に互いに対応
する画素が記録されるように、各像担持体ドラム上にお
ける走査速度に応じた周波数のビデオクロック２８ａ，
２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを選択し、かつ開始のタイミン
グを異ならせたレーザ変調信号２９ａ，２９ｂ，２９
ｃ，２９ｄを生成する。

【００３５】すなわち、いま、レーザ変調信号２９ａ，
２９ｂ，２９ｃ，２９ｄにより、像担持体ドラム１ａ，
１ｂ，１ｃ，１ｄ上にそれぞれ静電潜像を形成するもの
とすると、例えば、レーザ変調信号２９ｂによる静電潜
像形成は、図１０のＢ１に相当する時点ではなく、像担
持体ドラム１ａ上の位置Ａ１と主走査方向の位置が一致
するＢ１’に相当する時点となってから開始される。レ
ーザ変調信号２９ｂは上記のように、像担持体ドラム１
ｂ上を走査する光ビームの走査速度に応じて設定された
ビデオクロック２８ｂによって変調されているので、像
担持体ドラム１ｂ上の単位長さ当たりのビデオクロック
のカウント数は像担持体ドラム１ａ上の単位長さ当たり
のビデオクロックのカウント数と同一であり、しかも、
上記のように像担持体ドラム１ｂ上に静電潜像形成が開
始される点Ｂ１’は像担持体ドラム１ａ上に静電潜像形
成が開始される点Ａ１と一致しているので、静電潜像形
成の開始点Ｂ１’から静電潜像形成の終了点Ｂ２’まで
の主走査方向の各画素の位置が像担持体ドラム１ａ上に
形成される静電潜像の主走査方向の各画素の位置と一致
する。

【００３６】同様に、像担持体ドラム１ｃ，１ｄ上に形
成される静電潜像の主走査方向の各画素の位置も像担持
体ドラム１ａ，１ｂ上に形成される静電潜像の主走査方
向の各画素の位置に一致するのでカラー画像の色ずれの
発生が抑制される。なお、本実施形態における各像担持
体ドラムの実質有効走査範囲は２９７ｍｍ、解像度は主
走査方向、副走査方向ともに６００ｄｐｉ、像担持体ド
ラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周速は１００ｍｍ／ｓで
あり、ビデオクロックの周波数はそれぞれ、２６．５０
４Ｍｂｐｓ、２６．８５５Ｍｂｐｓ、２７．０１１Ｍｂ
ｐｓ、２７．００９Ｍｂｐｓである。

【００３７】なお、ビデオクロックの周波数は上記の値
に限定されるものではなく、解像度や像担持体ドラムの
周速などによって自由に設定することができる。また、
本実施形態とは異なる構成の光学系を用いた場合でも、
走査範囲が最も短い光ビームのビデオクロックの周波数
を基準にして、他の光ビームのビデオクロックの周波数
を設定すればよい。すなわち、実質有効走査範囲をＬ
０、走査範囲が最も短い光ビームのビデオクロック周波
数をｆ０とし、走査範囲が最も短い光ビームが実質有効
走査範囲Ｌ０を走査する時間で、他の光ビームが走査範
囲Ｌを走査するときには、当該光ビームのビデオクロッ
クの周波数ｆを、 ｆ＝ｆ０×Ｌ／Ｌ０ なる式を満足させるように設定すれば色ずれは生じず、
従って高画質のカラー画像を得ることができる。

【００３８】次に、第二の実施形態について説明する。
光学系についての設計および製造技術レベルが高く、光
学素子の製造誤差や取付け誤差が無視できるほど小さい
場合には、レーザダイオードアレイ５の中心軸と光学系
の光軸とをほぼ一致させることが可能であり、図１０に
示した状態とは異なり、各像担持体ドラム上の光ビーム
の走査ラインが像担持体ドラム列の中心軸９２に対して
対称となる。このような場合には、図３に示した信号処
理系に代わり、次に示すような簡略化された信号処理系
を用いることができる。

【００３９】図４は、第二の実施形態に用いられる信号
処理系の構成を示すブロック図である。図４には、２つ
のビデオクロック発生回路２６ｅ，２６ｆから成るビデ
オクロック発生部２６を備えた信号処理系が示されてい
る。変調信号生成部２４は第一の実施形態におけると同
様である。

【００４０】この信号処理系では、内側の２本の像担持
体ドラム１ｂ，１ｃ（図１参照）に対応する画像信号２
５ｂ，２５ｃと、外側の２本の像担持体ドラム１ａ，１
ｂに対応する画像信号２５ａ，２５ｄとに対してそれぞ
れ共通の周波数のビデオクロック２８ｅ，２８ｆを用い
て変調が行われる。このように、２種類の周波数のビデ
オクロックを用いて変調を行うことにより、信号処理系
の構成を簡単化し低コスト化を図ることができる。それ
ぞれのビデオクロック２８ｅ，２８ｆの周波数は第一の
実施形態におけると同様に決定すればよい。例えば、こ
の実施形態に用いられた光学系においてレーザダイオー
ドアレイ５の中心軸と光学系の光軸とが一致している場
合、外側の２本の像担持体ドラム１ａ，１ｄ上の光ビー
ムの走査範囲を２９７．０ｍｍとしたときの内側の２本
の像担持体ドラム１ｂ，１ｃ上の光ビームの走査範囲
は、２９８．７２６ｍｍとなる。従って、ビデオクロッ
ク２８ｅ，２８ｆの周波数はそれぞれ、２６．６５８Ｍ
ｂｐｓ、２６．５０４Ｍｂｐｓとなる。

【００４１】上記の各実施形態において、４種類または
２種類のビデオクロック周波数を設定するには、光走査
部２（図１参照）を組み立てた後、次に示す走査範囲測
定装置を用いて４本の各光ビームの走査範囲を測定し
て、走査範囲の最も短い光ビームで実質有効走査範囲
（例えば２９７ｍｍ）を走査する時間内に、他の光ビー
ムによる走査範囲をそれぞれ計算して求め、その計算結
果を基にそれぞれのビデオクロックの周波数を設定すれ
ばよい。

【００４２】図５は、像担持体ドラム上の光ビームの走
査範囲を測定する装置の概略構成図である。図５に示す
ように、この走査範囲測定装置４０は、像担持体ドラム
の像面１ｓ上の主走査方向に実質有効走査範囲、例えば
２９７ｍｍを隔てて配置された２つの受光部４１ａ，４
１ｂと、走査範囲演算部４２とを備えている。受光部４
１ａ，４１ｂとしては、ＣＣＤセンサなどの微小な受光
素子が主走査方向に複数個配列されたＣＣＤアレイなど
が用いられ、受光部４１ａ，４１ｂの主走査方向の測定
可能範囲は、各光ビームの走査範囲のバラツキをカバー
できる程度、例えば、２０ｍｍ程度とし、それぞれの光
ビームが点灯される位置および消灯される位置を確実に
測定できるようにしておく。

【００４３】先ず、基準となる光ビーム、例えば、走査
範囲の最も短い光ビームが実質有効走査範囲を走査する
時間を測定し、それを基準走査時間とする。次に、この
基準走査時間で他の光ビームの走査を行い、受光部４１
ａにより点灯位置、受光部４１により消灯位置をそれぞ
れ検出する。走査範囲演算部４２はその検出結果からそ
の光ビームの走査範囲を求める。ビデオクロック周波数
演算部４３は各光ビームの走査範囲と実質有効走査範囲
との差に基づきそれぞれのビデオクロックの周波数を求
め、その結果をビデオクロック発生部２６に出力する。

【００４４】図６は、像担持体ドラム上の光ビームの走
査範囲測定装置の他の構成を示す概略構成図である。図
６に示すように、この走査範囲測定装置４５には、実質
有効走査範囲だけ離されて配置された２つの受光部４６
ａ，４６ｂ、および走査時間演算部４７が備えられてい
る。受光部４６ａ，４６ｂとしては、ＣＣＤセンサなど
の微小な受光素子が用いられる。この走査範囲測定装置
４５では、実質有効走査範囲、例えば２９７ｍｍを隔て
て設置された２つの受光部４６ａ，４６ｂにより、光ビ
ームがこの実質有効走査範囲を通過する時刻を検出す
る。走査時間演算部４７はその検出結果から走査時間を
求める。ビデオクロック周波数演算部４８は、走査範囲
の最も短い光ビームの走査時間を基準走査時間とし、各
光ビームの走査時間と基準走査時間との差に基づきそれ
ぞれのビデオクロックの周波数を求め、その結果をビデ
オクロック発生部２６に出力する。本実施形態のカラー
画像形成装置においては、全ての光ビームが共通のポリ
ゴンモーター９（図１参照）により同一の角速度で走査
されるので、走査範囲測定装置５０を用いて一定の走査
範囲を走査する時間を測定することにより、この走査時
間が短ければ像担持体ドラム上での走査速度が速く、走
査範囲が長いことが分かる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー画
像形成装置によれば、光学系の歪曲収差に起因して生じ
る複数の像担持体上を走査する光ビームの走査速度に応
じて周波数を異ならせた複数のビデオクロックを発生す
るビデオクロック発生部と、上記周波数のビデオクロッ
クを用いて、複数の像担持体上の、主走査方向の互いに
対応する位置に互いに対応する画素が記録されるよう
に、開始のタイミングを異ならせた変調信号を生成する
変調信号生成部とを備えたことにより、主走査方向の色
ずれの発生が抑えられたタンデム型のカラー画像形成装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー画像形成装置の第一の実施形態
の概略構成図である。

【図２】図１に示したカラー画像形成装置の光走査部に
用いられる光分離多面鏡の概略構成図である。

【図３】第一の実施形態における光走査部制御用の信号
処理系のブロック図である。

【図４】第二の実施形態に用いられる信号処理系の構成
を示すブロック図である。

【図５】像担持体ドラム上の光ビームの走査範囲を測定
する装置の概略構成図である。

【図６】像担持体ドラム上の光ビームの走査範囲測定装
置の他の構成を示す概略構成図である。

【図７】従来のタンデム型のカラー画像形成装置の概略
構成図である。

【図８】図７のカラー画像形成装置に用いられる光走査
部、およびその前段に設けられる信号処理系の概略構成
図である。

【図９】従来の、光学部品を共通化した光走査部の概略
構成図である。

【図１０】図９に示す光走査部による像担持体ドラム上
の走査ラインを示す図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 像担持体ドラム １ｓ 像面 ２ 光走査部 ５ レーザダイオードアレイ ６ コリメータレンズ ７ シリンドリカルレンズ ８ 反射ミラー ９ ポリゴンミラー １０ ｆθレンズ １１ 反射ミラー １２ 光分離多面鏡 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 反射面 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ シリンドリカルミ
ラー １４ 筐体 １５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 光ビーム １６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 光軸 ２１ ホストコンピュータ ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２５ａ，２５ｂ，２
５ｃ，２５ｄ 画像信号 ２３ 画像信号処理部 ２４ 変調信号生成部 ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ 変調信号生成回路 ２６ ビデオクロック発生部 ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆ
ビデオクロック発生回路 ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ ＬＤドライバ ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２８ｅ，２８ｆ
ビデオクロック ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ レーザ変調信号 ３０ 照射位置検出センサ ４０ 走査範囲測定装置 ４１ａ，４１ｂ 受光部 ４２ 走査範囲演算部 ４３ ビデオクロック周波数演算部 ４５ 走査範囲測定装置 ４６ａ，４６ｂ 受光部 ４７ 走査時間演算部 ４８ ビデオクロック周波数演算部 ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ 像担持体ドラム ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ 一次帯電器 ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ 光走査部 ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ シリンドリカルミ
ラー ５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ 現像器 ５６ 被転写体 ５７ 搬送ベルト ５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ クリーナ ５９ 定着ロール ６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ 変調信号生
成部 ６１ 画像信号処理部 ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ 画像信号 ６３ ビデオクロック発生部 ６４ ビデオクロック ６５ レーザダイオード ６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ レーザ変調信号 ６７ ＬＤドライバ ７１ コリメータレンズ ７２ シリンドリカルレンズ ７３ ポリゴンミラー ７４ ｆθレンズ ７６ 照射位置検出センサ ８０ 光走査部 ８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ 像担持体ドラム ８２ ＬＤドライバ ８３ レーザダイオードアレイ ８４ コリメータレンズ ８５ シリンドリカルレンズ ８６ 反射ミラー ８７ ポリゴンミラー ８８ ｆθレンズ ８９ 反射ミラー ９０ 光分離多面鏡 ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ シリンドリカルミ
ラー ９２ 中心軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各色の画像に対応する静電潜像が形成さ
   れる複数の像担持体、 ビデオクロックを発生するビデオクロック発生部、 該ビデオクロック発生部により発生されたビデオクロッ
   クを複数の画像信号それぞれに基づいて変調して複数の
   変調信号を生成する変調信号生成部、 該変調信号生成部により生成された複数の変調信号に応
   じて変調された複数本の光ビームを出射する光源と、該
   光源から出射された複数本の光ビームを共通に偏向する
   偏向光学素子を含み該複数本の光ビームを互いに平行に
   導く共通光学系と、該共通光学系に導かれた複数本の光
   ビームを相互に異なる方向に分離する分離光学系とを備
   え、分離された複数本の光ビームそれぞれにより前記複
   数の像担持体それぞれを所定の主走査方向に光走査する
   光走査部、該光走査部により光走査されることにより前
   記複数の像担持体それぞれに形成された静電潜像を、対
   応する色のトナーでそれぞれ現像することにより前記複
   数の像担持体上にそれぞれ対応する色のトナー像を形成
   する複数の現像器、および該複数の現像器により形成さ
   れたトナー像を所定の被転写体上に重畳されるように順
   次転写する転写手段を備え、 前記ビデオクロック発生部が、前記共通光学系の歪曲収
   差に起因して生じる前記複数の像担持体上を走査する光
   ビームの走査速度の差に応じて周波数を異ならせた複数
   のビデオクロックを発生するものであり、かつ前記変調
   信号生成部が、前記複数の像担持体上の、主走査方向の
   互いに対応する位置に互いに対応する画素が記録される
   ように、前記像担持体上における走査速度に応じた周波
   数のビデオクロックを選択し、かつ開始のタイミングを
   異ならせた変調信号を生成するものであることを特徴と
   するカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ビデオクロック発生部が、前記像担
   持体の数よりも少ない数のビデオクロックを発生するも
   のであり、かつ前記変調信号生成部が、前記複数の像担
   持体上の、主走査方向の互いに対応する位置に互いに対
   応する画素が記録されるように、前記像担持体の数より
   も少ない数のビデオクロックの中から、各像担持体上に
   おける走査速度に応じた周波数のビデオクロックを選択
   し、かつ開始のタイミングを異ならせた変調信号を生成
   するものであ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。