JPH11277800A - 画像形成装置、カラ―プリント装置、及びカラ―画像の発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラー画像形成装置における光受容体の運動
欠陥から発生するカラーバンディングの問題を誘発した
運動特性を補正する方法および装置を提供する。 【解決手段】 処理方向に移動する帯電した光受容体ベ
ルト１０と、該光受容体ベルト１０の運動を感知して運
動信号を発生する運動センサ２００と、変調信号に応じ
て変調された光ビームを放出するレーザ１０４と、該放
出された光ビームを反射する複数の面を有する回転ポリ
ゴン１００と、軸の回りを回転し、前記反射された光ビ
ームを前記移動する光受容体に向け、掃引スポット発生
する回転円筒ミラー１１２と、位置信号に応答して前記
回転円筒ミラー１１２に前記軸の回りを回転させ、前記
掃引スポットを処理方向に移動させる回転コントロール
１０６と、前記運動信号を受け取り、前記変調信号と前
記位置信号とを発生するコントローラ１２１と、を含
み、前記コントローラ１２１は潜像が所定位置に発生す
るように前記変調信号と前記位置信号とを発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光受容体をラスタ
スキャンする回転多面ポリゴンスキャナを有する画像形
成装置、カラープリント装置、及びカラー画像の発生方
法に関する。特に本発明は、光受容体の運動欠陥によっ
て発生する画像上の欠陥を減少させることに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真によるマーキングは、文書をコ
ピーしたりプリントする周知慣用の方法である。電子写
真のマーキングは、所望の文書の光画像での表したもの
をほぼ均一な帯電した光受容体にさらすことによって行
われる。その光画像に応答して、光受容体は放電して、
所望の文書の静電潜像を光受容体の表面に作成する。次
に、トナー粒子をその潜像に付着させて、トナー画像を
形成する。そのトナー画像は次に、光受容体から紙など
の基体上に転写される。転写されたトナー画像は次に、
一般に熱および／または圧力を用いて、基体に溶融され
て、所望の画像のコピーが作成される。光受容体の表面
は次に、別の画像を作成するために清掃され再充電され
る。

【０００３】前述の内容は、プロトタイプの白黒電子写
真プリント装置について説明している。電子写真のマー
キングも、複合カラー画像を作成するために使用する各
色のトナーについて、再度上述した工程を繰り返すこと
によって作成できる。次に、各種のカラートナーを、所
望の複合カラー画像を発生できるように、重ね合わせて
見当合わせし、基体上に転写できる。続いて、その複合
カラー画像を溶融して、永久的な画像を作成できる。

【０００４】光受容体を露光する１つの方法は、ラスタ
出力スキャナ（ＲＯＳ）を使用することである。ＲＯＳ
は典型的には、レーザ光源および複数のミラー面を有す
る回転ポリゴンから成る。この光源はポリゴン面にレー
ザビームを放射し、このポリゴン面は次にレーザビーム
を光受容体に反射して、スポット光を作る。ポリゴンが
回転すると、このスポット光は走査線と呼ぶラインを、
光受容体上に描く。ポリゴンが回転するとき、この光受
容体を移動させることによって、光受容体の表面はスポ
ット光によってラスタスキャンされる。走査の間に、レ
ーザビームは画像情報によって変調され、所定の潜像を
光受容体上に作成する。カラープリントの場合は、ラス
タスキャンを繰り返して、それぞれのカラーのトナーに
ついて潜像を作り、所定のカラー画像を作成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ラスタ出力スキャンが
うまくいくとは言え、問題もある。例えば、カラーの電
子写真プリントの場合、各種のカラー画像を適切に見当
合わせすることは極めて重要である。見当合わせをする
ことによって、潜像が光受容体上の所定の位置に作成さ
れ、各種の潜像が現像され基体に転写されるとき、適切
な最終複合画像が結果として作成されることを意味す
る。本発明にとって特に重要なことは、光受容体の運動
は完全ではないという事実である。多くの要因の中でも
とりわけ、振動、モータのバックラッシュ、ギヤ列の相
互干渉、機械的なアンバランス、摩耗によって、光受容
体の瞬間的な位置が理想的な位置以下にされる。このた
め、補償がない場合、種々の画像の走査線は完全には見
当合わせされない。

【０００６】ゼロックス社で行われたカラープリントの
テストによって、運動特性の問題は、本願ではカラーバ
ンディングを誘発した運動特性と呼ぶ、カラー欠陥を結
果として発生することが立証されている。カラーバンデ
ィング自体は、カラー画像の見当狂いしたあらゆるカラ
ー画像に与えられる用語である。カラーバンディングを
引き起こした運動特性はプリント品質にとって有害であ
るため、カラーバンディングを引き起こした運動特性を
減らす技術または取り除く技術は有益である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複合カラー画
像中のカラーバンディングを誘発した運動特性を減少さ
せるまたは取り除く技術に関するものであり、このカラ
ーバンディングは複数の重複しラスタスキャンしたカラ
ー画像に由来している。本発明の原理によれば、光受容
体の運動を監視する。その監視の結果を使用して、走査
線の位置を適切な位置になるように光受容体上に移動さ
せることによって、特性上の欠陥を補償する。走査線位
置の調整は、ラスタ出力スキャナの中で回転円筒ミラー
を用いて行う。印加電圧によって伸縮する電圧制御の圧
電素子も含める。圧電素子の伸縮は、回転円筒ミラーに
接続される。この圧電素子の伸縮は次に円筒ミラーを移
動させ、これは今度は光受容体上の走査線の位置を動か
して、特性上の欠陥を補償する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の原理による電子
写真プリント装置８を示す。本発明は、特定の図示した
もの以外の多くの機械やシステムで使用できることは理
解されよう。しかしながら、本発明をプリント装置８で
使用する方法を理解することは、本発明を理解すること
の助けになるであろう。本発明の一つの実施態様は、図
面を参照しながら以下の説明を行うにつれて明らかにな
るであろう。図面の中で、同じ参照番号は同一要素を示
している。

【０００９】プリント装置８は、矢印１２で示す方向に
移動するアクティブマトリックス（ＡＭＡＴ）光受容体
ベルト１０を含む。駆動ローラ１４とテンションローラ
１６および１８の回りに光受容体ベルトを取り付けて、
ベルトを移動する。駆動ベルト１４は、モータ２０で駆
動する。

【００１０】光受容体ベルトが移動するにつれて、その
各部分は後述する各処理ステーションを通過する。説明
を簡単にするために、画像領域と呼ぶ光受容体ベルトの
１つのセクションを決めておく。この画像領域は、各種
のトナー層を受け取る光受容体ベルトの一部であり、こ
のトナー層は、基体に転写され溶融された後、最終的な
カラー画像を発生する。光受容体ベルトは多数の画像領
域を有するが、それぞれの画像領域は同じ方法で処理さ
れるので、１つの画像領域の処理について説明すれば、
プリント装置の動作を十分に説明することになる。

【００１１】画像形成処理は、画像領域が「プレチャー
ジ」消去ランプ２１を通過することで開始するものであ
り、この消去ランプ２１は画像領域を照射して、画像領
域に存在している可能性のある残留電荷を放電させる。
この種の消去ランプは品質の高いシステムでは一般的で
あり、初期の消去にそれを使用することは周知である。

【００１２】光受容体ベルトは移動を続けるので、画像
領域はＤＣコロトロン２２およびＡＣスコロトロン２３
から成る充電ステーションを通過する。画像領域がプリ
ント装置８を最初に通過する間に、ＤＣコロトロンは露
光の準備のために画像領域を充電して、黒色のトナー用
の潜像を作る。例えば、ＤＣコロトロンは画像領域を約
−５００Ｖのほぼ均一な電位に充電する。光受容体上に
置かれた実際の電荷は、現像すべき黒色トナーの集まり
および黒用現像ステーション（後述）のセッティングな
どの多数の変数に依存していることは理解されよう。後
述するように、ＡＣスコロトロン２３は、画像領域がプ
リント装置８内を次に通過するときに使用される。

【００１３】充電ステーションを通過した後、画像領域
は露光ステーション２４に進む。この露光ステーション
で、充電された画像領域はラスタ出力スキャナ２７から
の変調されたレーザビーム２６に露光される。このラス
タ出力スキャナ２７は画像領域をラスタスキャンして、
黒の静電気の潜像表示を発生させる。例えば、画像領域
の照射された部分は、ビーム２６によって約−１００Ｖ
に放電される。このため、露光の後は、画像領域は−５
００Ｖの比較的高い電圧領域と約−１００Ｖの比較的低
い電圧領域から成る電圧特性を有する。

【００１４】運動センサ２００が、露光ステーション２
４の位置の近傍に配置されている。運動センサの正確な
タイプは重要ではないが、ある有益な運動センサは、光
受容体ベルト１０に乗っている摩擦ホイール２０２を含
んでいる。ベルトが移動すると、この摩擦ホイールが回
転する。この摩擦ホイールの内部は、解像度の高い光セ
ンサ（図示せず）である。光受容体が前進すると、この
センサは運動に感応したパルスを出力する。これらのパ
ルスのタイミングを記憶してある情報と比較することに
よって、この運動センサは画像領域が存在する位置と画
像領域が存在すべき位置との間の位置エラーを決定す
る。機械的な負荷やモータの駆動出力における不完全さ
に起因する正弦波エラーが一般的であることに注意す
る。

【００１５】今度は図２を参照する。ラスタ出力スキャ
ナ２７は、複数の面１０２を有するポリゴン１００を含
む。レーザ１０４はレーザビーム２６を発生し、このレ
ーザビーム２６はポリゴン面に向けられる。ポリゴン１
００は方向１０６で回転するので、レーザビーム２６は
角度１０８間を掃引する。掃引レーザビームは、第１の
ミラー１１０から、次に回転円筒ミラー１１２から反射
して、最終的に掃引レーザビームは光受容体１０上に走
査線を発生する。ポリゴン１００、第１のミラー１１
０、および円筒ミラー１１２はすべてラスタ出力スキャ
ナ２７の内部に配置される。

【００１６】今度は図１と図２の両方を参照する。運動
センサ２００は位置エラー情報をコントローラ１２１に
送る。このコントローラはまたドライバ１０５に変調信
号を送り、このドライバ１０５はレーザ１０４に変調信
号に応じてレーザビーム２６を変調させる。位置エラー
情報を使用して、コントローラはドライバ１０５に対す
る変調信号を早めてまたは遅らせて、レーザが正しい時
刻で光受容体のスキャニングを開始して、黒の潜像と後
続潜像との同期を達成する（これらの画像の発生につい
ては後述する）。

【００１７】しかしながら、画像のタイミングを単に同
期させるだけでは、走査線のオフセットを発生させる可
能性がある。これを理解するために、図２を参照のこ
と。ポリゴン１００が回転しているので、走査線が適切
な時刻に書き込める状態にない場合、ポリゴン面が適当
な位置に来るまで、変調を早めたり遅らせたりしなけれ
ばならない（そうしないと、走査線がスキャンの開始の
前または後に始まることがある）。走査線を早めること
または遅らせることを補償しない場合、画像領域は見当
合わせされないことになる。

【００１８】処理方向オフセットを補正する技術を、図
３を参照して説明する。終端キャップ１３０および１３
２を、円筒ミラー１１２の両端に配置する。終端キャッ
プ１３０はナイフエッジ１３４を有し、一方終端キャッ
プ１３２はナイフエッジ１３６を備える。このナイフエ
ッジ１３４は、スタンド１４０のノッチ１３８に取り付
けられ、ナイフエッジ１３６はスタンド１４４のノッチ
１４２に取り付けられる。このため、円筒ミラーはノッ
チ１３８と１４２の回りを自在に回転する。

【００１９】終端キャップ１３２は、末尾に挿通継ぎ手
１４８が付いているレバーアーム１４６を備える。挿通
継ぎ手の下には、基体１５２中に圧電素子１５０があ
る。スタンドピン１５５とレバーピン１５６との間を伸
縮するスプリング１５４によって、レバーアームを圧電
素子１５０に向けて付勢する。挿通継ぎ手を通るねじ１
５７は、圧電素子に接触している。このねじを調整する
ことによって、円筒ミラーのピボットを調整できる。

【００２０】コントローラ１２１によって、コントロー
ルした電源１５８の電圧が圧電素子に印加される。周知
のように、圧電素子に印加される電圧が、電圧の極性に
よって圧電素子を伸縮させる。圧電素子が動くと、円筒
ミラー１１２が回転して、これにより光受容体上の走査
線を処理方向に移動させる。電源をコントロールするこ
とによって、コントローラは光受容体上の走査線の位置
を調整して、光受容体の運動欠陥を補正する。素子１３
０〜１５８が、図２に示す回転コントロール組立体１６
０を構成している。

【００２１】円筒ミラー１１２の回転軸は、注意深く選
択しコントロールすることが有益である。それは円筒ミ
ラー自体の形成軸に平行に動作する必要がある。円筒ミ
ラーの回転軸はまた、円筒ミラーの表面に対して接線方
向に動作しなければならない。

【００２２】もう一度、図１を参照する。露光ステーシ
ョン２４を通過した後、黒の潜像を有する露光された画
像領域は黒の現像ステーション３２を通過する。この黒
の現像ステーション３２は、黒のトナー３４を画像領域
に進めて黒の潜像を現像する。黒の現像ステーション３
２は磁気ブラシ現像剤でもよいが、スカベンジレス（sc
avengeless；清掃不要）現像剤は幾分良好である。スカ
ベンジレス現像の１つの利点は、前に付着したトナー層
を乱さないことである。バイアスを加えることによっ
て、光受容体の２つの電圧レベルの低い方（０Ｖ以下）
の放電領域現像（ＤＡＤ）が可能になる。帯電した黒の
トナー３４は、画像領域の露光した部分に付着し、この
ため画像領域の照射された部分の電圧を約−２００Ｖに
する。画像領域の非照射部分は約−５００Ｖを維持す
る。

【００２３】黒の現像ステーション３２を通過した後
は、画像領域は充電ステーションに進む。ＤＣコロトロ
ン２２およびＡＣスコロトロン２３は次に、分割再充電
として周知の技術を用いて、画像領域とその黒のトナー
を再充電する。

【００２４】次に、黒のトナー層が付いた再充電された
画像領域は露光ステーションに進む。運動センサ２００
の出力を用いて、コントローラ１２１は次の潜像用のレ
ーザビーム２６の変調を早めたり遅らせたりすると共
に、コントロールした電源１５８の電圧出力を調整する
ことによって、光受容体上の走査線の位置を調整して、
黒の潜像を有する次の潜像の見当合わせを可能にする。
適当な時期に、レーザビーム２６は画像領域を露光し
て、黄色の画像の静電潜像表示を発生させる。

【００２５】現在の再露光された画像領域は、黄色のト
ナー４８を画像領域に付着させる黄色の現像ステーショ
ン４６に進む。黄色の現像ステーションを通過した後、
画像領域は再度充電ステーションに進む。そこで、ＤＣ
コロトロン２２およびＡＣスコロトロン２３は、分割再
充電法を用いて画像領域を再充電する。次に、黒と黄色
のトナーが付いた再充電された画像領域は、もう一度露
光ステーションに進む。

【００２６】再度、運動センサ２００の出力を用いて、
コントローラ１２１は次の潜像用のレーザビーム２６の
変調を早めたり遅らせたりすると共に、コントロールし
た電源１５８の電圧出力を調整することによって、光受
容体上の走査線の位置を調整して、黒と黄色の潜像を有
する次の潜像の見当合わせを可能にする。次に、露光ス
テーションは画像領域を露光して、マゼンタ色画像の静
電潜像表示を作成する。このマゼンタ色露光ステーショ
ンを通過した後、今再露光された画像領域は、マゼンタ
色のトナー５８を画像領域に付着させるマゼンタ色現像
ステーション５６に進む。マゼンタ色現像ステーション
を通過した後、画像領域は再度、ＤＣコロトロンおよび
ＡＣスコロトロンのスプリットが画像領域を再充電する
充電ステーションに進む。

【００２７】黒、黄色、およびマゼンタ色のトナー層が
付いた今充電された画像領域は、次に露光ステーション
に再度進む。再び、運動センサ２００の出力を用いて、
コントローラ１２１は次の潜像用のレーザビーム２６の
変調を早めたり遅らせたりすると共に、コントロールし
た電源１５８の電圧出力を調整することによって、光受
容体上の走査線の位置を調整して、黒と黄色とマゼンタ
色の潜像を有する次の潜像の見当合わせを可能にする。
このステーションは次に画像領域を露光して、シアン色
の画像の静電潜像表示を作る。

【００２８】露光ステーションを通過した後、今再露光
された画像領域は、シアン色６８を画像領域に付着させ
るシアン色現像ステーション６６を通過する。この時点
で、４色のトナーが画像領域に付着して、複合カラー画
像が発生することになる。しかしながら、この複合カラ
ートナー画像は、変化が広い範囲にわたる帯電電位を有
する個々のトナー粒子から構成する。このような複合ト
ナー画像を基体上に直接転写することは、最終画像を劣
化させる結果になる。このため、転写用の複合カラー画
像を作成することが有益である。

【００２９】転写を準備するために、転写前消去ランプ
７０は画像領域を放電させて、比較的低い充電レベルを
画像領域に作成する。この画像領域は次に、転写前充電
機能を行う転写前ＤＣスコロトロン８０を通過する。こ
の画像領域は方向１２のように前進を続けて、駆動ロー
ラ１４を通過する。基体８２は次に、シートフィーダ
（図示せず）を用いて画像領域の上に置かれる。画像領
域と基体は移動を続けるので、それらは転写コロトロン
８４を通過する。この転写コロトロンは、正のイオンを
基体８２の背面に印加する。これらのイオンは、負に帯
電したトナー粒子を基体に引き付ける。

【００３０】基体が移動を続けて、剥離コロトロン８６
を通過する。そのコロトロンは基体の電荷の一部を中性
化して、基体が光受容体１０から剥がれやすくする。基
体８２のリップがテンションローラ１８の回りを移動す
ると、リップが光受容体から剥がれる。基体はその後定
着機構９０に向かう。この定着機構では、加熱定着ロー
ラ９２および圧力ローラ９４が、基体８２が通過するニ
ップを作る。ニップにおける圧力ローラと加熱ローラと
の組合わせにより、複合カラートナー画像を基体に定着
させる。定着の後、オペレータが取り外すために、シュ
ート（図示せず）が基体をキャッチトレイ（図示せず）
に誘導する。

【００３１】基体８２が光受容体ベルト１０から剥がさ
れた後も、画像領域は移動を続けて、事前清掃消去ラン
プ９８を通過する。そのランプは、光受容体ベルト上に
残っている大部分の電荷を中性化する。事前清掃消去ラ
ンプを通過すると、残留している光受容体上のトナーお
よび／またはデブリは清掃ステーション９９で取り除か
れる。画像領域は次に再度プレチャージ消去ランプ２１
を通過して、別のプリントサイクルの開始位置に至る。

【００３２】周知の技術を使用して、コントローラ１２
１が上述した種々の機械的機能を全体的に取り扱いまた
調整する。

【００３３】図面および上述した説明は本発明を例証し
ているが、それらは単に例示的であることは理解されよ
う。該当する技術分野の技術を有する者は、本発明の原
理内にある例証した実施例の多数の変形例や適用例を理
解するであろう。従って、本発明は添付の特許請求の範
囲によってのみ制限される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理を内蔵する電子写真プリント装
置を示す図である。

【図２】 図１の多面ラスタ出力スキャナの動作を示す
図である。

【図３】 円筒ミラーを圧電円筒ミラー用ビームムーバ
に結合する有益な系を示す図である。

【符号の説明】

８ プリント装置、１０ 光受容体ベルト、３２ 第１
の現像ステーション、１００ ポリゴン、１０２ 面、
１０４ レーザ、１１２ 回転円筒ミラー、１２１ コ
ントローラ、２００ 運動センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード シー ボック アメリカ合衆国 ニューヨーク州 マセド ン スコット ロード 2424

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理方向に移動する帯電した光受容体
   と、 該光受容体の運動を感知して運動信号を発生する運動セ
   ンサと、 変調信号に応じて変調された光ビームを放出する光源
   と、 該放出された光ビームを反射する複数の面を有する回転
   ポリゴンと、 軸の回りを回転し、前記反射された光ビームを前記移動
   する光受容体に向け、掃引スポット発生する円筒ミラー
   と、 位置信号に応答して前記円筒ミラーに前記軸の回りを回
   転させ、前記掃引スポットを処理方向に移動させる回転
   誘導部と、 前記運動信号を受け取り、前記変調信号と前記位置信号
   とを発生するコントローラと、を含み、 前記コントローラは潜像が所定位置に発生するように前
   記変調信号と前記位置信号とを発生することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 処理方向に移動する帯電した光受容体
   と、 該光受容体の運動を感知して運動信号を発生する運動セ
   ンサと、 変調信号に応じて変調された光ビームを放出する光源
   と、 該放出された光ビームを反射する複数の面を有する回転
   ポリゴンと、 軸の周りを回転し、該反射された光ビームを前記移動す
   る光受容体に向け、これにより掃引スポット発生する円
   筒ミラーと、 前記変調信号を発生して第１の潜像を前記光受容体上に
   形成するコントローラと、 トナーを前記第１の潜像上に付着させる第１の現像ステ
   ーションと、 位置信号に応答し、掃引スポットが処理方向に移動する
   よう前記円筒ミラーに前記軸の回りを回転させる回転誘
   導部と、を含み、 前記コントローラは前記運動信号を受け取り、第２の潜
   像が発生するように変調信号を発生すると共に、前記第
   ２の潜像が前記第１の潜像と見当合わせされるように位
   置信号を発生するカラープリント装置。
3. 【請求項３】 回転円筒ミラーから反射された光の掃引
   ビームを発生する光源と、多面回転ポリゴンと、を用い
   て、移動する光受容体上に第１の潜像を発生させるステ
   ップと、 前記移動する光受容体の動きを監視するステップと、 第２の潜像を移動する光受容体上に発生させるステップ
   と、 前記回転円筒ミラーを回転させて、前記第２の潜像を前
   記第１の潜像と見当合わせさせるステップと、 を含むことを特徴とするカラー画像の発生方法。