(57)【要約】【課題】  プリント速度の高速化のためにマルチビーム方式を用い、かつ低コストのために回転多面鏡の個数を減らした構成において、副走査方向の色ずれを低減し、高品位な画像を提供する。【解決手段】  マルチビーム方式、インライン方式で、回転多面鏡を複数の画像形成ステーションで共通としたカラー画像形成装置であって、前記複数の画像形成ステーションの各マルチビームによって無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、各画像形成ステーションにおける書き出し開始のレーザビームを決め、かつその決められた書き出し開始のレーザビームによって前記無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、回転多面鏡間の面位相を変えて、色ずれが減少するように制御する制御手段を備えたカラー画像形成装置により前記課題を解決する。【選択図】        図３
2006234968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれがマルチビーム方式で各色の画像を形成する複数の画像形成ステーションと、
それぞれが前記複数の画像形成ステーションにおける２以上の画像形成ステーションのマルチビームの走査に用いられる複数の回転多面鏡と、
前記複数の回転多面鏡それぞれの回転速度を制御する複数の速度制御手段と、
前記複数の画像形成ステーションの感光体に沿って配置された無端状ベルトと、
を備えたカラー画像形成装置であって、
前記複数の画像形成ステーションの各マルチビームによって前記無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、各画像形成ステーションにおける書き出し開始のレーザビームを決め、かつその決められた書き出し開始のレーザビームによって前記無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、前記複数の回転多面鏡間の面位相を前記速度制御手段により変えて、色ずれが減少するように制御する制御手段を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー画像形成装置において、
各画像形成ステーションにおける書き出し開始のレーザビームの選択をエンジンコントローラからビデオコントローラに伝送する手法として、予めエンジンコントローラとビデオコントローラ間の通信に使っているシリアル通信回路を用いることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
それぞれがマルチビーム方式で各色の画像を形成する複数の画像形成ステーションと、
それぞれが前記複数の画像形成ステーションにおける２以上の画像形成ステーションのマルチビームの走査に用いられる複数の回転多面鏡と、
前記複数の回転多面鏡それぞれの回転速度を制御する複数の速度制御手段と、
前記複数の画像形成ステーションの感光体に沿って配置された無端状ベルトと、
を備えたカラー画像形成装置の制御方法であって、
前記複数の画像形成ステーションの各マルチビームによって前記無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、各画像形成ステーションにおける書き出し開始のレーザビームを決め、その決められた書き出し開始のレーザビームによって前記無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、前記複数の回転多面鏡間の面位相を変えて、色ずれが減少するように制御することを特徴とするカラー画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーザビームを用いて異なる色画像を形成する、電子写真プロセスを用いたカラー画像形成装置に関し、特にその複数色間の色ずれの低減（色位置合わせ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像信号によって変調されたレーザビームが回転多面鏡（以後ポリゴンミラー、またはポリゴンと略す場合あり）を有するスキャナによって反射され、感光体上を走査することによって画像形成を行っている。感光体はドラム状のものが多用され、感光ドラムと呼ばれている。この方式をカラーレーザプリンタに応用する場合、色の異なる（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色）複数の画像を重ね合わせてカラー画像を記録紙（シート状媒体）上に形成している。この重ねあわせ技術を達成するための手法には次のようなものがある。
【０００３】
第１の手法として第１の色画像信号を感光ドラム上に走査して潜像を作り、可視化する為に現像剤を付着させ、これを記録紙に転写し、その後に感光ドラムをクリーニングし、再び第２の色画像信号を同一の感光ドラムに走査し潜像を作り、第１の工程を行う。但し、現像剤は第２の色のものを使用する。これを第３の色画像信号、第４の色画像信号に対しても同じ工程を繰り返す。このようにして同一の記録紙に複数回現像した画像を重ねあわせることによって１つの画像記録を行うものである。
【０００４】
第２の手法としては、複数の画像信号に対して同数の感光ドラムを具備し、それぞれの色画像信号に対して１対１に対応する感光ドラムに潜像をつくり、それぞれ異なる色の現像剤でもって可視化現像を行い、そして記録紙に順次転写するものがある。この場合、１つの画像信号に対して１つのレーザ、１つのスキャナ、レーザの画像書き出しタイミングを検知するための１つのＢＤ（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔ）センサ、１つの感光ドラムを用意するのが一般的であり、従って重ねあわせるべき画像信号が複数ある場合は画像信号と同数のレーザと同数のスキャナと同数の感光ドラムが必要である。
【０００５】
前記第１の手法は、帯電−露光−現像−転写−クリーニングの一連の電子写真プロセスを第１の色画像信号に対して行い、次に第２の色画像信号に対して再び同じプロセスを行い、第３の色画像信号に対しても、第４の色画像信号に対してもそれぞれ時系列的に行わなければならない。従って１枚のプリント時間が長いという問題がある。
【０００６】
前記第２の手法は、第１の手法に対して短時間でプリントできるというメリットがあるが、前述した如く、レーザ、スキャナ、感光ドラムをそれぞれの色画像信号の数と同数を用意しなければならず、装置が大型化し、高価になる問題がある。
【０００７】
どちらの手法においても各色の画像を重ねあわせていくため、各色の画像位置が合わないことで発生する、いわゆる色ずれを起こしやすい。特に第２の手法においては、異なったスキャナ、感光ドラムを用いてそれぞれの色画像を形成するため、色毎のレジストレーションが合い難いという問題を有している。そのため、色毎のレジストレーション合わせを行っている。例えば、中間転写ベルト（ＩＴＢ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｂｅｌｔの略）や静電転写ベルト（ＥＴＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｂｅｌｔの略）上にレジスト検知用パタン画像を形成し、これをレジスト検知センサで読み取って、画像の書き出し位置制御等にフィードバックすることによって補正を行う手段が用いられている。
【０００８】
レジスト検知センサは、ＩＴＢまたはＥＴＢ上に形成されたレジスト検知用画像パタンを、光源で照射し、反射光をフォーカシングした受光センサで読み取り、レジスト検知用パタンが通過したときの受光センサの信号の時間的な強度変化を位置ずれ情報として、電気的に処理を行っている。
【０００９】
通常レーザプリンタのプリント時間を短縮する為にはスキャナの回転速度を上げることによって行われる。レーザプリンタの従来のスキャナ回転速度は２００００ｒｐｍ以上の高速回転が普通である。更にスキャナに使用されるミラーは多面鏡である、ポリゴンミラーであり、偏向角度の誤差がレーザビームの光路長によって感光ドラム上での位置変動を生ずるため、スキャナは各面の倒れ誤差が非常に少ないことが必要であり、又高速回転による振動が少ないことも必要である。従ってポリゴンミラーの安定した高速回転を得るためにモータが大型になり、またミラー各面に倒れ誤差の制限が必要なことから精密加工技術がスキャナ製造工程に要求される。このため、製造の歩留まりが悪く非常に高価なものになっている。以上の様なスキャナを複数個用意した装置は大型になり、高価なものとなってしまう。
【００１０】
そこでコストダウンを図るために、複数色に対して共通のスキャナを用いるようにしたもの（特許文献１）、さらには、スキャナを共通にし、複数の光源のうち、１つの光源に対してのみＢＤセンサを設けるようにしたもの（特許文献２）が提案されている。
【００１１】
特許文献２について簡単に説明すると、複数の光源は、ポリゴンの異なる面によって同時に感光体が走査される構成にしてあり、ＢＤセンサを設けた光源以外の他の光源は、ポリゴンの回転位相差（角度差）が予め分かっていることから、ＢＤセンサを設けた光源のＢＤ信号から、推測できるというものである。
【００１２】
さらに、ポリゴンの１つの面に対して複数のレーザを照射するための複数の光源をもつマルチビーム方式の画像形成装置が提案されている。このマルチビーム方式の画像形成装置では、複数のレーザからの複数本のレーザビームがポリゴンミラーで走査されて感光体の帯電された表面に照射されることにより、複数ライン分の画像が同時に感光体に書き込まれる。ＢＤ信号が複数のレーザビームを検出すると、このＢＤ信号に同期して複数本のレーザビームが画像信号により変調されて複数ライン分の画像書き込みが同時に行われる。従って、同時に感光体に書き込む画像信号、すなわち情報量が増大するので、ポリゴンの回転数を低減でき、高速かつ安定して画像形成を行うことができる。この構成では、特許文献１にあるように、ポリゴンミラー、スキャナモータについては１つに共通化し、ＢＤセンサについては各々の色毎に用意する必要があり、その分コストアップしてしまう。
【００１３】
それに対して、特許文献２においては、ＢＤセンサを１つにした構成が提案されており、コストダウンが実現できる。しかし、ＢＤセンサのない光源のＢＤに関しては、ポリゴンの回転位相差すなわち面精度が正確であることを前提にしている。すなわち、回転位相差は予め分かっているため、ＢＤセンサのあるレーザのＢＤ信号で、ＢＤセンサのない方のレーザの走査位置が分かるとしている。
【００１４】
通常、画像形成装置には、ホストコンピュータからの画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用のビデオ信号を形成するビデオコントローラと、ビデオコントローラ以外の画像形成部の制御を行うエンジンコントローラを備える。ビデオコントローラとエンジンコントローラは、シリアル通信で情報の送受信を行うとともに、画像データや水平同期信号（以後、ＢＤ信号という）、垂直同期信号（以後、ＴＯＰ信号という）等の信号のやり取りを行う。特に、各色毎に感光ドラム等の画像形成部を備える、インライン方式のカラー画像形成装置は、各色独立のＢＤ信号を備えている。垂直同期信号に関しては、各色毎に独立にＴＯＰ信号を備える方式のほかに、ある一つの基準となるＴＯＰ信号から各色のＢＤ信号をカウントすることにより、当該色の垂直同期タイミングを生成する方式がある。後者の方式の場合、ビデオコントローラはＴＯＰ信号がオンされたタイミングを基準として、各色のＢＤ信号を所定の値だけカウントすることにより、ビデオコントローラが各色の垂直方向の書き出しタイミングを生成する。
【特許文献１】特公平４−５１８２９号公報
【特許文献２】特開平４−３１３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
通常、複数のポリゴンを備えて、各色別々の感光ドラムを走査してカラー画像を形成する画像形成装置においては、各々のスキャナモータの回転数が等しくなるように制御する為に、ＰＬＬ制御を行っている。それに加えて各色の副走査方向の書き出し位置を精度良く合わせるために、各々のポリゴンの面位相を特定の位相関係に保ったまま回転制御することが行われている。
【００１６】
しかしながら、従来の技術では、１つのポリゴンで走査される複数の色間の副走査方向の１ライン以下のずれ量の書き出し位置補正は行うことはできない。したがって、異なるポリゴンで走査される複数の色間の副走査方向の１ライン以下のずれ量を補正しようとしても、前記１つのポリゴンで走査される複数の色間の１ライン以下のずれ量が大きい場合は、異なるポリゴンで走査される複数の色間の副走査方向の色ずれの前記色ずれ量が重畳してしまい、４色の相互の色ずれ量が大きくなってしまう可能性があるという問題があった。
【００１７】
また、ＴＯＰ信号がオンされたタイミングを基準として、ビデオコントローラが各色のＢＤ信号をカウントすることにより各色の垂直方向の書き出しタイミングを生成する構成の場合、ＴＯＰ信号からのカウント値とＢＤ信号とは一般的に非同期である。そのため、ＴＯＰ信号とＢＤ信号の位相関係によっては、ＴＯＰ信号とＢＤ信号との位相が大きくずれる可能性があり、副走査方向の書き出し位置のずれが色毎に大きくなり、色ずれが発生して画質の低下が生じるという問題があった。
【００１８】
また、マルチビーム方式、例えば２ビーム方式の場合、画像書き出しは全色第１ライン用ビームのＢＤ信号によるカウントから開始するのが一般的である。しかし、ＴＯＰ信号とＢＤ信号の位相関係によっては、１色目と２色目で第１ライン用ビームの副走査方向位置が１ライン以上ずれる可能性があり、そのずれが第１ポリゴン、第２ポリゴン間でも大きくなり、色ずれがさらに大きくなり画質の低下が生じるという問題があった。
【００１９】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、高速化のためにマルチビーム方式を用い、かつ低コスト化のために回転多面鏡の個数を減らした構成のカラー画像形成装置において、副走査方向の色ずれの少ない高品位な画像を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するために、本発明では、カラー画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。
【００２１】
（１）それぞれがマルチビーム方式で各色の画像を形成する複数の画像形成ステーションと、
それぞれが前記複数の画像形成ステーションにおける２以上の画像形成ステーションのマルチビームの走査に用いられる複数の回転多面鏡と、
前記複数の回転多面鏡それぞれの回転速度を制御する複数の速度制御手段と、
前記複数の画像形成ステーションの感光体に沿って配置された無端状ベルトと、
を備えたカラー画像形成装置であって、
前記複数の画像形成ステーションの各マルチビームによって前記無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、各画像形成ステーションにおける書き出し開始のレーザビームを決め、かつその決められた書き出し開始のレーザビームによって前記無端状ベルトに形成したレジスト検知用画像パタンの位置にもとづいて、前記複数の回転多面鏡間の面位相を前記速度制御手段により変えて、色ずれが減少するように制御する制御手段を備えたカラー画像形成装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高速化のためにマルチビーム方式を用い、かつ低コスト化のために回転多面鏡の個数を減らした構成のカラー画像形成装置において、副走査方向の色ずれの少ない高品位な画像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２４】
実施例１である“カラーレーザプリンタ”について説明する。本実施例は４ドラム方式のカラーレーザプリンタの例である。
【００２５】
図２は本実施例の概略構成を示すブロック図であり、２０１はレーザプリンタ、２０２はホストコンピュータである。本実施例では、装置の高速化を実現するために、レーザ光学系に２ビームレーザスキャン方式を採用している。この２ビームレーザスキャンについては後ほど詳細に述べる。本カラーレーザプリンタは、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢＫ）の画像を重ねあわせたカラー画像を形成するために４色の画像形成部（画像形成ステーションともいう）を備えている。画像形成部は、像担持体としての感光ドラムを有するトナーカートリッジ２０７から２１０と、画像露光用光源としてのレーザビームを発生させるレーザダイオードを有するスキャナユニット２０５、２０６とからなる。このうち、トナーカートリッジは４色それぞれ１つずつ有するが、スキャナユニットに関しては、イエロー、マゼンタで共通の１つ、シアン、ブラックで共通の１つの合計２つであるのが特徴である。
【００２６】
ホストコンピュータ２０２からの画像データを受け取ると、レーザプリンタ２０１内のビデオコントローラ２０３で前記画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用のビデオ信号を生成する。ビデオコントローラ２０３とエンジンコントローラ２０４はシリアル通信を行い、情報の送受信を行っている。ビデオ信号はエンジンコントローラ２０４に送信され、エンジンコントローラ２０４は前記ビデオ信号に応じてスキャナユニット２０５と２０６内のレーザダイオード（不図示）を駆動し、トナーカートリッジ２０７〜２１０内の感光ドラム（不図示）上にそれぞれ画像を形成する。前記感光ドラムは、中間転写ベルトＩＴＢ２１１に接しており、各色の感光ドラム上に形成された画像がＩＴＢ２１１上に転写され順次重ね合わされていくことにより、カラー画像が形成される。また、ＩＴＢ２１１上の画像のレジスト位置をモニタするレジ検センサがある。
【００２７】
図３はカラーレーザプリンタ２０１の構造を示す断面図である。図２と同一のものには同一の符号を付してある。なお、図２で説明したビデオコントローラ及びエンジンコントローラは図示していない。３０１〜３０４は感光ドラムであり、それぞれ３０１はブラック、３０２はシアン、３０３はマゼンタ、３０４はイエローの画像の形成に利用される。
【００２８】
図１は図３におけるスキャナユニット２０５、２０６の詳細を示した図であり、複数色に対して共通のスキャナを用いるようにしたものである。便宜上、スキャナユニット２０５の構成について説明するが、２０６についても同様である。図１において、１０１および１０２はレーザダイオード（以下レーザと略す場合有り）であり、図示しないエンジンコントローラからの制御信号によって駆動制御される。便宜上、１０１をＬＤ１、１０２をＬＤ２と称する。１０３はポリゴンミラーであり、図示しないスキャナモータで図中の矢印の方向に一定速度で回転し、レーザダイオードＬＤ１及びＬＤ２からのビームを反射しながら走査する。本実施例ではレーザダイオードＬＤ１からのビームは図の右側から、レーザダイオードＬＤ２からのビームは図の左側から同時にポリゴンミラー１０３に照射される。
【００２９】
１０６はレーザダイオードＬＤ１の走査路上にあって、レーザビームが入射されると信号を発生する光センサであり、ＢＤ（Ｂｅａｍ  Ｄｅｔｅｃｔ）センサと呼ぶ。このＢＤセンサはレーザダイオードＬＤ１の走査路上にのみあり、他方のレーザダイオードＬＤ２の走査路上には存在しない。レーザダイオードＬＤ１から発せられたレーザビームはポリゴンミラー１０３により反射されながら走査され、折り返しミラー１０４でさらに反射され、感光ドラム３０１上を右から左方向に走査する。なお、実際にはレーザビームは感光ドラム上に焦点をあわせるため、あるいはレーザビームを拡散光から平行光に変換するための各種レンズを経由するが、説明を省く。レーザダイオードＬＤ１は、図示しないビデオコントローラで生成されたビデオ信号によって変調されたレーザビームを発生し、そのレーザビームは感光ドラム３０１上を走査する。一方、感光ドラム３０１は図示しないドラムモータによって一定速度で、図１で示す矢印の方向に回転する。感光ドラム３０１は図３の帯電ローラ３０５によって表面を一様に帯電されており、この表面をビデオコントローラで作成されたビデオ信号で変調されたレーザビームが走査することで、目には見えない静電潜像が形成される。静電潜像は図３の現像器３０９によってトナー像として可視化される。
【００３０】
通常、ビデオコントローラはＢＤセンサの出力信号を検知してから所定時間後に、ビデオ信号をエンジンコントローラに対して送信する。そうすることにより、感光ドラム上のレーザビームによる画像の書き出し位置が常に一致するのである。
【００３１】
一方、レーザダイオードＬＤ２の方についても、ＬＤ１と同様に感光ドラム３０２上に静電潜像を形成する。なお、ＢＤの検知に関してはレーザダイオード１０２の走査路上には存在しないので、ＬＤ１のＢＤ信号から所定時間後に、ビデオ信号をエンジンコントローラに対して送信する。そうすることにより、感光ドラム上のレーザビームによる画像の書き出し位置が常に一致するのである。このようにして、レーザダイオードＬＤ１によるブラック（ＢＫ）の色画像が感光ドラム３０１上に、また、レーザダイオードＬＤ２によるシアン（Ｃ）の色画像が感光ドラム３０２上に形成される。以上、図３におけるスキャナユニット２０５の説明をしたが、スキャナユニット２０６についても全く同様である。すなわち、感光ドラム３０３上にマゼンタ（Ｍ）、感光ドラム３０４上にイエロー（Ｙ）の色画像がそれぞれ形成される。
【００３２】
各色画像は、一定速度で搬送されるＩＴＢ２１１上に順次、重ね合うように転写（一次転写）される。つまり、最初にイエロー（Ｙ）の画像がＩＴＢに転写され、その上に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の順に転写され、カラー画像が形成される。ＩＴＢ２１１上に形成されたカラー画像は、ＩＴＢ２１１によって搬送されていく。一方、カセット３１４内のシートはピックアップローラ３１６によって、転写ローラ３１８の位置でちょうどＩＴＢ２１１上の画像とタイミングが合うようにピックアップされる。そしてカラー画像は転写ローラ３１８に加圧されＩＴＢ２１１からシートの方に転写される。画像が転写されたシートは定着器３１３で、熱と圧力によって、画像が定着された後、プリンタの上部、排紙トレイ３１７に排出される。以上が、画像形成の一連のプロセスである。
【００３３】
図３の２１２がレジ検センサの位置である。このセンサは、ＩＴＢ２１１上に形成された各色の画像の読み取り、ビデオコントローラあるいはエンジンコントローラにそのデータをフィードバックすることにより、各色の画像レジスト位置を調整し、色ずれを防止するためのものである。
【００３４】
図４は、エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３のインタフェースの一部を示すブロック図である。Ｓ４０１は垂直同期信号を表すＴＯＰ信号、Ｓ４０２はブラック（ＢＫ）の水平同期信号を表すＢＤ１信号、Ｓ４０３はマゼンタ（Ｍ）の水平同期信号を表すＢＤ３信号である。Ｓ４０４は、シアン（Ｃ）の画像書き出しを第１ライン用ビームと第２ライン用ビームのどちらで行うか選択し、ビデオコントローラ２０３に出力される、Ｃ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ１信号である。また、Ｓ４０５はマゼンタ（Ｍ）の画像書き出しを第１ライン用ビームと第２ライン用ビームのどちらで行うか選択し、ビデオコントローラ２０３に出力される、Ｍ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ２信号である。さらに、Ｓ４０６はイエロー（Ｙ）の画像書き出しを第１ライン用ビームと第２ライン用ビームのどちらで行うか選択し、ビデオコントローラ２０３に出力される、Ｙ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ３信号である。通常、エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３の間では、画像データ信号や各種タイミング信号もあるが、本ブロック図ではそれらの信号は省略している。ここでは、各色毎に信号線を用いて画像書き出し情報の伝送を行う構成を説明したが、通常エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３間の通信に用いるステータス／コマンド信号を用いたシリアル通信回路を介した構成としても問題ない。
【００３５】
本実施例では、さらに、エンジンコントローラ２０４からビデオコントローラ２０３に出力されるＢＤ信号のうち、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）のＢＤ信号を持たないことを特徴としている。シアン（Ｃ）のＢＤ検知に関しては、レーザダイオードの走査路上にＢＤセンサが存在しないので、ブラック（ＢＫ）のＢＤ１信号から所定時間後に、ＢＤ１から作られた擬似ＢＤ２信号に同期してビデオ信号をエンジンコントローラ２０４に対して送信する。また、イエロー（Ｙ）のＢＤ検知に関しても、レーザダイオードの走査路上にＢＤセンサが存在しないので、マゼンタ（Ｍ）のＢＤ３信号から所定時間後に、ＢＤ３から作られた擬似ＢＤ４信号に同期してビデオ信号をエンジンコントローラ２０４に対して送信する。このようにすることにより、ＢＤセンサのある画像形成ステーションとＢＤセンサのない画像形成ステーションとで、感光ドラム上のレーザビームによる画像の書き出し位置が常に一致するのである。
【００３６】
ビデオコントローラ２０３による垂直同期タイミングの生成手法について図５のタイミングチャートを用いて説明する。ＴＯＰ信号Ｓ５０１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック全ての画像データの書き出しに先んじてエンジンコントローラ２０４からビデオコントローラ２０３へ出力される信号である。イエロー（Ｙ）に関しては、ビデオコントローラ２０３は、ＴＯＰ信号Ｓ５０１がＬＯＷになったタイミングを基準として、所定の値カウントすることにより、ビデオコントローラ２０３がイエロー（Ｙ）の垂直方向の書き出しタイミングＳ５０２を生成する。そのタイミングから擬似ＢＤ４信号（ＢＤ３信号からビデオコントローラ２０３が生成している内部信号）に同期して、イエロー（Ｙ）の画像データをエンジンコントローラ２０４に送出する。これにより、イエロー（Ｙ）に関して垂直方向の所定のタイミングで画像書き出しを行うことができる。一方、マゼンタ（Ｍ）に関して、ＴＯＰ信号Ｓ５０１がＬＯＷになったタイミングを基準として、所定の値カウントすることにより、ビデオコントローラ２０３がマゼンタの垂直手法の書き出しタイミングを生成する。そのタイミングからＢＤ３信号（ＢＤ１信号からビデオコントローラ２０３が生成している内部信号）に同期して、マゼンタ（Ｍ）の画像データをエンジンコントローラ２０４に送出する。これにより、マゼンタ（Ｍ）に関して垂直方向の所定のタイミングで画像書き出しを行うことができる。シアンとブラックに関しても同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３７】
このときのＴＯＰ信号Ｓ５０１から各色書き出しまでのカウント値ｎは、プリント動作の前に行うレジ検の結果から求めても良い。この手法によると、プリンタ個体のメカ公差のばらつきや温度上昇によるメカ部品の膨張／収縮の影響を吸収して、より高精度に各色毎の書き出し位置を合わせることができる。
【００３８】
次に、本実施例における、副走査方向の画像補正手法について説明する。
本実施例で提案する画像補正手法は、特開２００３−０９０９７３号公報にあるレジスト検出手段を基にしている。図６は中間転写ベルト２１１を抜き出した図である。同図において、２１２ａ及び２１２ｂがレジ検センサである。センサが２つあるのは、主走査倍率の補正のため、或いは副走査方向のレジ検を２ヶ所で行うためである。その詳細については割愛する。４色の画像を、それぞれ独立した４つの感光ドラム上に形成し、４つの色画像を重ね合わせてカラー画像を形成する、インライン方式のカラーレーザプリンタにおいては、広く用いられているセンサである。トナー画像の副走査方向のレジスト位置を検知するには、レーザによって中間転写ベルト２１１に１ラインの横線を描き、レジ検センサでその横線画像を検知するタイミングを調べればよい。所定タイミングに対して、早く検知したか、遅く検知したかによって、画像の副走査方向のレジスト位置を検知できる。このようなレジスト検知はプリント動作前に行われ、ＢＤセンサのあるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ３の書き出し位置とＢＤセンサのないレーザダイオードＬＤ２、ＬＤ４の書き出し位置を合わせることにより、色ずれを防ぐ為に行う。
【００３９】
また、通常はある基準色、例えばブラック（Ｋ）の位置に対して、残りの色すなわち、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の位置を合わせることによる色ずれも防げる。
【００４０】
次に、レジスト位置検知を行い、ブラック（ＢＫ）を基準として残り３色の画像書き出しビームの選択手法について述べる。
【００４１】
図７はＩＴＢ２１１上に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の各色別々に、第１ライン用ビームのみで描いたラインＳ７１１〜Ｓ７１４と、第２ライン用ビームのみで描いたラインＳ７２１〜Ｓ７２４を、レジスト検知用パタンとしてＩＴＢ２１１の左右のレジ検位置に１ラインずつ横線として描いたものを、分かりやすく説明する図である。例えば、図６のライン６０１、６０２が第１ライン用ビームのみで描いたもので、ライン６０３、６０４が第２ライン用ビームのみで描いたものである。前述のレジ検センサ２１２を用いて、これらのレジスト検知用画像パタンを検知するタイミングを測定する。
【００４２】
レジ検パタンは基本的に全色同時にＩＴＢ或いはＥＴＢのベルト上に描かれる。本実施例では、レジ検センサ２１２が検知する各色のパタンの順番は、ＩＴＢ２１１ベルトの回転方向の関係上、ブラック（ＢＫ）→シアン（Ｃ）→マゼンタ（Ｍ）→イエロー（Ｙ）となっている。さらにここでは、各色のパタンのずれ量を検出する上で、ブラック（ＢＫ）のレーザＬＤ１の第１ライン用ビームで描かれたラインを基準としている。
【００４３】
まず、ブラック（ＢＫ）用レーザＬＤ１の第１ライン用ビームによって描かれた画像パタン（Ｓ７０１，Ｓ７１１）の検知タイミングからシアン（Ｃ）用レーザＬＤ２の所定書き出しタイミング（Ｓ７０２）までの時間をｔＣとした場合、レジ検の結果から、ＬＤ２の第１ライン用ビームの画像パタン（Ｓ７１２）の検知までのタイミングｔＣ１と、第２ライン用ビームの画像パタン（Ｓ７２２）の検知までのタイミングｔＣ２のどちらがよりｔＣに近いかを判別する。
【００４４】
もし、ｔＣ１＋（ｔＣ２−ｔＣ１）／２＜ｔＣであれば、ＬＤ２の書き出しは第２ライン用ビームから行うことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。
また、ｔＣ１＋（ｔＣ２−ｔＣ１）／２＞ｔＣであれば、ＬＤ２の書き出しは第１ライン用ビームから行うことにより、同じく副走査方向の色ずれを低減できる。
【００４５】
図７のような画像パタンの場合、ＬＤ２は第２ライン用ビームで書き出すことにより、副走査方向の色ずれが低減できる。またこのとき、図４のＣ画像書き出しビーム選択信号ＬＤｓｅｌｅｃｔ１は“１”に設定される。
【００４６】
次に、ブラック（ＢＫ）用レーザＬＤ１の第１ライン用ビームによって描かれたパタン（Ｓ７０１，Ｓ７１１）の検知タイミングからマゼンタ（Ｍ）用レーザＬＤ３の所定書き出しタイミング（Ｓ７０３）までの時間をｔＭとした場合、レジ検の結果から、ＬＤ３の第１ライン用ビームの画像パタン（Ｓ７１３）の検知までのタイミングｔＭ１と、第２ライン用ビームの画像パタン（Ｓ７２３）の検知までのタイミングｔＭ２のどちらがよりｔＭに近いかを判別する。
もし、ｔＭ１＋（ｔＭ２−ｔＭ１）／２＜ｔＭであれば、ＬＤ３の書き出しは第２ライン用ビームから行うことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。
また、ｔＭ１＋（ｔＭ２−ｔＭ１）／２＞ｔＭであれば、ＬＤ３の書き出しは第１ライン用ビームから行うことにより、同じく副走査方向の色ずれを低減できる。
【００４７】
図７のような画像パタンの場合、ＬＤ３は第２ライン用ビームで書き出すことにより、副走査方向の色ずれが低減できる。またこのとき、図４のＭ画像書き出しビーム選択信号ＬＤセレクト２信号は“１”に設定される。
【００４８】
ブラック（ＢＫ）用レーザＬＤ１の第１ライン用ビームによって描かれたパタン（Ｓ７０１，Ｓ７１１）の検知タイミングからイエロー（Ｙ）用レーザＬＤ４の所定書き出しタイミング（Ｓ７０４）までの時間をｔＹとした場合、レジ検の結果から、ＬＤ３の第１ライン用ビームの画像パタン（Ｓ７１４）の検知までのタイミングｔＹ１と、第２ライン用ビームの画像パタン（Ｓ７２４）の検知までのタイミングｔＹ２のどちらがよりｔＹに近いかを判別する。
もし、ｔＹ１＋（ｔＹ２−ｔＹ１）／２＜ｔＹであれば、ＬＤ４の書き出しは第２ライン用ビームから行うことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。
また、ｔＹ１＋（ｔＹ２−ｔＹ１）／２＞ｔＹであれば、ＬＤ４の書き出しは第１ライン用ビームから行うことにより、同じく副走査方向の色ずれを低減できる。
【００４９】
図７のような画像パタンの場合、ＬＤ４は第１ライン用ビームで書き出すことにより、副走査方向の色ずれを低減できる。またこのとき、図４のＹ画像書き出しビーム選択信号ＬＤセレクト３信号は“０”に設定される。
以上のようなレジスト検知手段を用いた画像書き出しビームの判別は、出荷時に行っても良いし、プリンタ本体の電源起動時のレジスト検知のタイミングで常に行ってもよい。
【００５０】
次に、画像書き出しビームを選択するＬＤセレクト信号が“０”または“１”のときに、それぞれビデオコントローラ２０３からエンジンコントローラ２０４へ伝送されるビデオ信号を説明するためのシーケンス図を、図８（ａ）と（ｂ）に示す。ここで、ＶＩＤＥＯ１は第１ライン用ビームの画像データを伝送するビデオ信号、ＶＩＤＥＯ２は第２ライン用ビームの画像データを伝送するビデオ信号である。また、説明しやすいように、画像データには画像書き出しタイミングからＶＤＡＴＡ１、ＶＤＡＴＡ２、・・・というように番号を付けている。レジ検の結果から選択されたＬＤセレクト信号が“０”で設定されている場合、図８（ａ）のように画像の書き出しデータであるＶＤＡＴＡ１は、ＶＩＤＥＯ１信号を通して伝送され、第１ライン用ビームからＩＴＢ或いはＥＴＢベルト上に画像が形成される。また、ＬＤセレクト信号が“１”で設定されている場合、図８（ｂ）のように画像の書き出しデータであるＶＤＡＴＡ１は、ＶＩＤＥＯ２信号を通して伝送され、第２ライン用ビームからＩＴＢ或いはＥＴＢベルト上に画像が形成される。
【００５１】
以上のような手法を用いて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の画像の書き出しを、第１ライン用ビーム、第２ライン用ビームのどちらで行うか選択することにより、画像形成ステーションごとの書き出し位置のずれを補正し、副走査方向の色ずれを低減することが可能となる。
【００５２】
本実施例ではさらに、前述の選択された書き出しビームを用いて、第１のポリゴンで走査されるブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）と、第２のポリゴンにより走査されるマゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）との間で、ポリゴンの回転位相差によって生じる副走査方向の色ずれを補正する手法について説明する。
【００５３】
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色のそれぞれ相互の色ずれ量を最小にするためには、ブラック（ＢＫ）とシアン（Ｃ）の副走査方向の色ずれの中心位置と、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の副走査方向の色ずれの中心位置とのずれ量が最も小さくなるように色ずれ補正をする必要がある。
【００５４】
その手法について図９を用いて説明する。なお、ここではすでに、前述の手法により全色において画像書き出しビームの選択が行われており、その画像書き出しビームを用いて以下の補正を行うものとする。
【００５５】
第１のスキャナについて、ブラック（ＢＫ）の位置Ｓ９０３を基準としてシアン（Ｃ）の位置Ｓ９０５との色ずれをΔＢＫＣとすると、“ブラック（ＢＫ）の位置Ｓ９０３＋ΔＢＫＣ／２“の位置Ｓ９０４を第１のスキャナの基準位置として設定する。次に、第２のスキャナについて、マゼンタ（Ｍ）の位置Ｓ９０８を基準としてイエロー（Ｙ）の位置Ｓ９１０との色ずれをΔＭＹとすると、”マゼンタ（Ｍ）の位置Ｓ９０８＋ΔＭＹ／２“の位置Ｓ９０９を第２のスキャナの基準位置とすることができる。
【００５６】
ここで、第１のスキャナの基準位置と第２のスキャナの基準位置が副走査方向において同一の位置にくるように再度両者のずれ量Ｓ９１１を計算する。前述の画像書き出しビーム選択による補正手法により、１ライン以上の色ずれ量はすでに補正済みであるためＳ９１１は１ライン未満の色ずれ量となっている。これについては、以下に説明するスキャナの面位相を変えることにより補正することができる。
【００５７】
図１０に両者の色ずれ量が１／２ライン相当であるときの補正手法について示す。本実施例では発光源を２つもつレーザビームを用いているので、色ずれ量が１／２ラインのときには、図１０のように、第１画像形成ステーションのポリゴンの面に対して１／４ＢＤ周期Ｓ１００２だけずらした位相で制御すればよい。そのために、第１のスキャナモータのＰＬＬ制御の基準信号から９０度だけ遅れた位相の基準信号を第２のスキャナモータのＰＬＬ制御の基準信号として用いればよい。こうすることにより、第１のスキャナで走査されるブラック（ＢＫ）とシアン（Ｃ）の副走査方向の中心位置と第２のスキャナで走査されるイエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の副走査方向の中心位置が色ずれなく画像形成されることになる。この手法により、副走査方向の４色相互の色ずれを精度良く補正することができる。
【００５８】
図１１は本実施例におけるスキャナモータ制御回路のブロック図を示したものである。
【００５９】
回転基準信号発生部１１０１は、ＢＤ周期で位相が異なる回転基準信号を発生し、第１のモータＰＬＬ制御部１１０２と第２のモータＰＬＬ制御部１１０３に回転基準信号Ｓ１１０３、Ｓ１１０４を出力する。第１のモータＰＬＬ制御部１１０２は、ＦＧ発生器１１０５のＦＧ信号Ｓ１１０１と前記回転基準信号Ｓ１１０３をもとに第１のスキャナモータ１１０４を制御する。そのとき、前記回転基準信号Ｓ１１０３とＢＤセンサ１１０８のＢＤ信号Ｓ１１０５の位相が合うようにＰＬＬ制御を行う。第２のモータＰＬＬ制御部１１０３は、ＦＧ発生器１１０７のＦＧ信号Ｓ１１０２と前記回転基準信号Ｓ１１０４をもとに第２のスキャナモータ１１０６を制御する。そのとき、前記回転基準信号Ｓ１１０４とＢＤセンサ１１０９のＢＤ信号Ｓ１１０６の位相が合うようにＰＬＬ制御を行う。
【００６０】
図１２は回転基準信号の一例を示したタイミングチャートである。ＢＤ周期が同一で位相が異なる８種類の回転基準信号がある。前記第１のスキャナで走査されるブラック（ＢＫ）とシアン（Ｃ）と前記第２のスキャナで走査されるマゼンタ（Ｍ）とイエロー（Ｙ）の副走査方向の色ずれに応じて、Ｓ１２０１、Ｓ１２０２、Ｓ１２０３、Ｓ１２０４、Ｓ１２０５、Ｓ１２０６、Ｓ１２０７、Ｓ１２０８のうちのいずれかの回転基準信号を第１および第２のスキャナモータの回転基準信号として使用する。
【００６１】
本実施例では４５度ずつ位相が異なる８つの回転基準信号を有する例を示した。この場合は、１／４ライン単位で色ずれ補正ができる。ここでは回転基準信号が８つの例を示したが、この数は８つに限定されるものではなく、位相が異なる多数の回転基準信号を備えると、色ずれ補正の単位を小さくすることができる。また、本実施例では左側のレジスト検知用画像パタンの情報を元に色ずれ量を補正する手法を示した。しかし、左右のレジスト検知用画像パタンの副走査方向における平均位置を元に色ずれ量を補正してもよい。
【００６２】
また、レジスト検知用画像パタンとして１ラインの横線の例を示した。しかし、副走査方向の色ずれを検出できるパタンであれば何でもよく、レジスト検知用画像パタンを限定するものではない。
【００６３】
ここで、本実施例では、画像書き出しビームの選択信号を基準色であるブラック（ＢＫ）以外の３色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）について設ける手法を示した。しかし、基準とする色があれば何でも良く、ブラック（ＢＫ）に限定したものではない。また、レジスト検知用の画像パタンを描くときのラインの太さや、レジスト検知用画像パタンについても、本実施例で説明した手法に限定されるものではなく、複数のビームが存在する場合は、それらが別々に描いた画像パタンの基準パタンに対するタイミングをレジ検で測定し、所定のタイミングと比較できれば何でもよい。
【００６４】
以上説明したように、本実施例によれば、高速化のためにマルチビーム方式を用い、かつ低コスト化のために回転多面鏡の個数を減らした構成のカラー画像形成装置において、副走査方向の色ずれの少ない高品位な画像を提供することができる。
【実施例２】
【００６５】
実施例２である“カラーレーザプリンタ”について説明する。
本実施例ではスキャナモータにＦＧ発生部をもたず、ＢＤセンサからのＢＤ信号を用いてスキャナモータのＰＬＬ制御を行う手法について説明する。
【００６６】
本実施例の構成は、スキャナモータの制御回路部を除いて実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用する。また、第１ライン用ビームと第２ライン用ビームの内、副走査手法の色ずれを最小限にできる画像書き出しビームを選択する手法については、実施例１に説明した手法と同じであるので実施例１の説明は援用する。
【００６７】
図１３は、本実施例のスキャナモータの制御回路のブロック図である。本実施例では、スキャナモータにＦＧ発生部が存在しない。
【００６８】
回転基準信号発生部１３０１は、周期がＢＤ周期と同一で位相が異なる回転基準信号を発生し、第１のモータＰＬＬ制御部１３０２と第２のモータＰＬＬ制御部１３０３に回転基準信号Ｓ１３０３、Ｓ１３０４を出力する。第１のモータＰＬＬ制御部１３０２は、ＢＤセンサ１３０８のＢＤ信号Ｓ１３０５と前記回転基準信号Ｓ１３０３をもとに第１のスキャナモータ１３０４を制御する。そのとき、前記回転基準信号Ｓ１３０３とＢＤセンサ１３０５のＢＤ信号Ｓ１３０１の位相が合うようにＰＬＬ制御を行う。第２のモータＰＬＬ制御部１３０３は、ＢＤセンサ１３０７のＢＤ信号Ｓ１３０２と前記回転基準信号Ｓ１３０４をもとに第２のスキャナモータ１３０６を制御する。そのとき、前記回転基準信号Ｓ１３０４とＢＤセンサ１３０７のＢＤ信号Ｓ１３０２の位相が合うようにＰＬＬ制御を行う。
【００６９】
本実施例によれば、ＦＧ信号を用いずに従来から存在するＢＤセンサの出力をスキャナモータの回転位置検出信号として使用することにより、ＦＧ信号発生部を削除することができ、コストダウンを実現できる。
【実施例３】
【００７０】
実施例３である“カラーレーザプリンタ”について説明する。
本実施例では、画像を書き出しビームの選択をエンジンコントローラからビデオコントローラに伝送する手法として、実施例１及び２のように独立した信号線による手法ではなく、予めエンジンコントローラとビデオコントローラ間の通信に使っているシリアル通信回路を用いることによる手法について説明する。
【００７１】
第１と第２のポリゴンをＰＬＬ制御して、各々のポリゴンで走査される色の副走査方向のずれを補正する手法については実施例１のような構成でもよいし実施例２のような構成でもよい。
【００７２】
図１４は、本実施例のエンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３のインタフェースの一部を示したブロック図である。Ｓ４０１は垂直同期信号を表すＴＯＰ信号、Ｓ４０２はブラック（ＢＫ）の水平同期信号を表すＢＤ１信号、Ｓ４０３はマゼンタ（Ｍ）の水平同期信号を表すＢＤ３信号である。これまでの実施例と異なる点は、各色の画像書き出しビームを選択するデータを、シリアルデータとして、コマンドライン及びステータスラインを用いて伝送することである。ビデオコントローラ２０３は、シリアルクロック信号Ｓ１４０３に同期して、コマンドラインＳ１４０１を介して、シリアルデータをエンジンコントローラ２０４へ送信する。そして、コマンドを受け取ったエンジンコントローラ２０３は、ステータスライン１４０２を介してシリアルデータをビデオコントローラ２０４へ返信する。このように、一般的には、エンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３間の種々の情報通信はコマンドライン及びステータスラインを用いて行っている。ここでは、コマンドラインとステータスラインをそれぞれ独立して設けた構成を示したが、例えばコマンドとステータスを１本の信号線で交互に切替えて伝送することでも実現できる。
【００７３】
本実施例によれば、画像書き出しビームの選択情報もシリアルデータに入れ込むことにより、別途信号線を増やすことなくデータ伝送が可能となる。マルチビーム光学系において、ビーム数がさらに増えることがあっても、コネクタのピン数や線材、ＩＣのポート数などのコストが増えなくて済むのでコスト的メリットが非常に高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１、２、３におけるスキャナユニットの詳細図
【図２】実施例１、２、３の概略構成を示すブロック図
【図３】実施例１、２、３の構造を示す断面図
【図４】実施例１にけるエンジンコントローラ２０４とビデオコントローラ２０３のインタフェースの一部を示すブロックブロック図
【図５】実施例１における垂直同期タイミングの生成を説明するタイミング図
【図６】実施例１、２、３における中間転写ベルトＩＴＢとその周辺を示す図
【図７】実施例１、２、３おける画像書き出しビームの選択の説明図
【図８】実施例１における画像制御を説明するタイミング図
【図９】実施例１におけるポリゴンの回転位相差によって生じる副走査方向の色ずれを補正する手法を説明する図
【図１０】実施例１におけるスキャナの面位相を変える際のタイミング図
【図１１】実施例１におけるスキャナモータ制御回路の構成を示すブロック図
【図１２】実施例１における回転基準信号を示すタイミングチャート
【図１３】実施例２におけるスキャナモータ制御回路の構成を示すブロック図
【図１４】実施例３にけるエンジンコントローラとビデオコントローラのインタフェースの一部を示すブロック図
【符号の説明】
【００７５】
１０１  ＬＤ１
１０２  ＬＤ２
１０３  ボリゴンミラー
２０１  レーザプリンタ
２０５  スキャナユニット（ＢＫ−Ｃ）
２０６  スキャナユニット（Ｍ−Ｙ）
２１１  ＩＴＢ
２１２  レジ検センサ
３０１  感光ドラム（ＢＫ）
３０２  感光ドラム（Ｃ）
３０３  感光ドラム（Ｍ）
３０４  感光ドラム（Ｙ）
【図１】
2006234968.tif 000003
【図２】
2006234968.tif 000004
【図３】
2006234968.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006234968.tif 000007
【図６】
2006234968.tif 000008
【図７】
2006234968.tif 000009
【図８】
2006234968.tif 000010
【図９】
2006234968.tif 000011
【図１０】
2006234968.tif 000012
【図１１】
2006234968.tif 000013
【図１２】
2006234968.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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