(57)【要約】【課題】  迅速かつ精度よく副走査方向の色ずれを補正することのできるカラー画像形成装置を得る。【解決手段】  副走査方向Ｃに沿って配置された感光体ドラム１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）のそれぞれに異なった色の画像を形成し、一つの画像に合成するカラー画像形成装置。感光体ドラムの下方に配置されたレーザ走査光学ユニット１０は、ビームＢｋ，Ｂｃ，Ｂｍ，Ｂｙを放射する光源１１と、該ビームを偏向、走査するポリゴンミラー１５と、走査レンズ２０，２２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、折返しミラー２１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ），２３（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とで構成され、これらの部材はハウジング３０にて位置決め、保持されている。また、ハウジング３０内には温度センサ３５が設置され、該センサ３５で検出された温度に応じて各ビームがそれぞれの感光体ドラムを照射する副走査方向の位置ずれ量を予測し、該予測量に応じて１ラインを走査するタイミングを補正する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
副走査方向に沿って配置された複数の感光体上にそれぞれ異なった色の画像を形成し、一つの画像に合成するカラー画像形成装置において、
複数の光源と、
前記各光源から放射されたビームを主走査方向に偏向走査する偏向器と、
前記偏向器で偏向走査されたビームを主走査方向および副走査方向に結像させる走査光学素子と、
前記走査光学素子から出射されたビームをそれぞれの感光体に向けて反射させるミラーと、
前記各部材を所定位置に位置決めして保持する筐体と、
前記筐体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度に応じて各ビームがそれぞれの感光体を照射する副走査方向の位置ずれ量を予測し、該予測量に応じて１ラインを走査するタイミングを補正する制御手段と、
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】
前記温度検出手段は前記筐体の略中央部分で該筐体内に生じる熱流が直接当たらない位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記予測量に応じて１ラインの走査タイミングを補正する際、一の感光体を基準として他の感光体の位置ずれ量を予測することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
さらに、前記各感光体上に形成された基準画像の副走査方向における位置ずれを検出し、該検出値に応じて１ラインを走査するタイミングを補正するレジスト補正手段を備え、
前記制御手段は、画像形成装置の電源が投入されたとき、前記レジスト補正手段による補正を実行させ、かつ、該補正実行時の温度検出値からの温度上昇値に応じて副走査方向の位置ずれ量を予測し、該予測量に応じて１ラインを走査するタイミングを補正することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像形成装置、特に、副走査方向に沿って配置された複数の感光体上にそれぞれ異なった色の画像を形成し、一つの画像に合成するカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によるカラーの画像形成装置の分野においては、近年、画像形成の高速化を達成するため、四つの感光体を副走査方向に沿って配置し、各感光体に光の三原色であるシアン、マゼンタ、イエローとブラックの画像をそれぞれ形成し、中間転写ベルト上で一つの画像に合成するタンデム方式が主流となっている。
【０００３】
タンデム方式の画像形成装置においては、色ずれ防止のために、それぞれの感光体上に走査される１ラインの画像を主走査方向及び副走査方向に正確にレジストする必要がある。通常は、各感光体上に基準画像を形成し、該基準画像を中間転写ベルトに転写して、その基準画像の主走査方向や副走査方向における位置ずれを検出し、該検出値に応じてビームの変調開始タイミング、あるいは、１ラインを走査する副走査方向の書込みタイミングを補正している。しかし、このようなレジスト補正は時間を要するため、通常は装置の電源が投入されたときに実行するようにしている。
【０００４】
一方、レーザ走査光学ユニットにあっては、ポリゴンミラー用モータの駆動などによって熱流が生じてユニット筐体が変形し、それに応じてミラーなどの光学素子の位置や設置角度がずれ、ひいては各感光体上での副走査方向のレジストずれが発生する。このような色ずれに対して、温度の変化に応じて前記レジスト補正を行っていたのでは画像形成における生産性を損ねてしまう。
【０００５】
特許文献１には、各色を形成するレーザ走査光学ユニットごとに温度検出手段を設け、主走査方向のリニアリティ特性を補正する技術が開示されている。但し、文献１に記載の光学装置では４色それぞれに独立した光学ユニットを備えたもので、これでは光学装置自体が高価になり、かつ、四つの温度検出手段が必要であることからさらに高価に付く。また、補正は主走査方向のリニアリティに関して行われ、副走査方向の色ずれに関しては対応できないという問題点を有している。
【０００６】
特許文献２には、レーザ走査光学ユニット内のレンズの温度をセンサで検出し、主走査方向の位置ずれを補正する技術が開示されている。但し、文献２に記載の光学装置では、温度上昇によるレンズの変形に基づく主走査方向の位置ずれに対応できても、ミラーなどの位置変化や角度変化による副走査方向の色ずれには対応できないという問題点を有している。
【特許文献１】特開２００１−２０１７０２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、迅速かつ精度よく副走査方向の色ずれを補正することのできるカラー画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成するため、本発明は、副走査方向に沿って配置された複数の感光体上にそれぞれ異なった色の画像を形成し、一つの画像に合成するカラー画像形成装置において、複数の光源と、各光源から放射されたビームを主走査方向に偏向走査する偏向器と、偏向器で偏向走査されたビームを主走査方向および副走査方向に結像させる走査光学素子と、走査光学素子から出射されたビームをそれぞれの感光体に向けて反射させるミラーと、前記各部材を所定位置に位置決めして保持する筐体と、筐体の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段で検出された温度に応じて各ビームがそれぞれの感光体を照射する副走査方向の位置ずれ量を予測し、該予測量に応じて１ライン走査するタイミングを補正する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るカラー画像形成装置においては、筐体の温度変化をモニタし、温度変化による筐体の変形（ミラーの位置ずれや角度ずれが生じる）に起因する各ビームの副走査方向の位置ずれを予測して１ラインを走査するタイミングを補正する。これにて、迅速かつ高精度にカラー画像の副走査方向の色ずれを補正することができる。また、複数の感光体に対して一つのレーザ走査光学ユニットで画像を形成し、かつ、温度検出手段も一つで済むため、経済的である。
【００１０】
本発明に係るカラー画像形成装置において、温度検出手段は筐体の略中央部分で該筐体内に生じる熱流が直接当たらない位置に設置されていることが好ましい。熱流に影響されることなく筐体の温度を検出することができる。
【００１１】
また、制御手段は、前記予測量に応じて１ラインの走査タイミングを補正する際、一の感光体を基準として他の感光体の位置ずれ量を予測するように構成することができる。
【００１２】
さらに、各感光体上に形成された基準画像の副走査方向における位置ずれを検出し、該検出値に応じて１ラインを走査するタイミングを補正するレジスト補正手段を備えている場合、前記制御手段は、画像形成装置の電源が投入されたとき、前記レジスト補正手段による補正を実行させ、かつ、該補正実行時の温度検出値からの温度上昇値に応じて副走査方向の位置ずれ量を予測し、該予測量に応じて１ラインを走査するタイミングを補正するように構成してもよい。本発明の特徴である迅速かつ正確なレジスト補正を効果的に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るカラー画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１に、本発明の一実施例であるカラー画像形成装置の要部を示す。このカラー画像形成装置は、感光体ドラム１（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）を副走査方向（矢印Ｃ方向）に所定の間隔で並置したタンデム方式であり、レーザ走査光学ユニット１０が感光体ドラム１の下方に設置されている。
【００１５】
各感光体ドラム１はそれぞれ矢印Ａ方向に所定の回転数（システムスピード）で回転駆動可能であり、その直上には中間転写ベルト２が矢印Ｃ方向にエンドレス状態で回転可能に設置されている。また、各感光体ドラム１の周囲には、それぞれ図示しない帯電器、現像器、転写器などが設置されている。感光体ドラム１Ｋはブラック、感光体ドラム１Ｃはシアン、感光性ドラム１Ｍはマゼンタ、感光体ドラム１Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成するためのものである。これらの各ドラム１上に形成されたトナー画像は中間転写ベルト２上に左側のイエロー画像から順次１次転写されて合成され、その後所定の用紙上に２次転写される。
【００１６】
前記各種作像エレメントの構成、作用及びタンデム方式によるカラー画像の作像工程は従来周知の技術であり、その説明は省略する。
【００１７】
レーザ走査光学ユニット１０は、図１及び図２に示すように、レーザ光源１１と、ポリゴンミラー１５と、第１走査レンズ２０と、第１折返しミラー２１（２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ）と、第２走査レンズ２２（２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ）と、第２折返しミラー２３（２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ）とで構成されている。そして、これらの各光学部材はハウジング３０にて所定の位置に位置決めして保持されている。
【００１８】
レーザ光源１１は四つのレーザ発光素子を内蔵したもので、Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用のそれぞれのレーザビームＢ（Ｂｋ，Ｂｃ，Ｂｍ，Ｂｙ）を放射する。ポリゴンミラー１５は６角形の面を反射面として構成したもので、モータ１６によって矢印Ｄ方向に定速で回転駆動され、ビームＢを第１走査レンズ２０に向けて主走査方向に偏向走査する（図２（Ａ）参照）。走査レンズ２０，２２はｆθ機能などを備えたもので、走査レンズ２０を透過した各ビームＢは各第１折返しミラー２１で反射され、各第２走査レンズ２２を介してさらに各第２折返しミラー２３で反射され、各感光体ドラム１上に結像される。
【００１９】
レーザ走査光学ユニット１０による各ビームＢの主走査と各感光体ドラム１の回転（副走査）によって各感光体ドラム１上に２次元の画像が形成される。
【００２０】
ところで、以上の構成からなるレーザ走査光学ユニット１０は、各光学部材を一つのハウジング３０に位置決め、保持したもので、ポリゴンミラー１５などが各色で共用されている。従って、各色ごとにレーザ走査光学ユニットを独立して設ける形式よりもコスト的及びスペース的に有利である。
【００２１】
但し、タンデム方式においては、各感光体ドラム１上で各色の書込み位置が所定の精度で合っていないと、色ずれが顕在化して画像ににじみやぼけなどの不具合が発生する。この種の色ずれは、画像形成動作の際にポリゴンモータ１６の駆動により発生する熱流や図示しない定着器からの発熱でハウジング３０が膨張して撓み、光学部材の配置がずれてしまうことによる。
【００２２】
詳しくは、ハウジング３０は熱膨張で延びる傾向にあり、図１に破線で示すように第２折返しミラー２３の位置がずれる。感光体ドラム１Ｋを基準に想定した場合、１ラインごとの副走査方向の位置ずれは、感光体ドラム１ＣにあってはΔＬｃ、感光体ドラム１ＭにあってはΔＬｍ、感光体ドラム１ＹにあってはΔＬｙである。
【００２３】
画像形成動作を連続的に行った場合、例えば、ハウジング３０の中央部で１２℃程度の温度上昇が生じる。この場合、各感光体ドラム１間のビームピッチＰが１００ｍｍ、ハウジング３０の線膨張係数が４×１０-4のとき、感光体ドラム１Ｋを基準とすると、ドラム１Ｋ，１Ｃ間で４０μｍ、ドラム１Ｋ，１Ｍ間で８０μｍ、ドラム１Ｋ，１Ｙ間で１２０μｍの副走査方向の色ずれを生じてしまう。
【００２４】
通常、基準位置から１００μｍ以上ずれてしまうと合成されたカラー画像上での色ずれが顕著になるため、補正が必要となる。
【００２５】
そこで、本実施例では、ハウジング３０の温度を検出する温度センサ（サーミスタ）３５をポリゴンモータ１６を設置したハウジング３０の空間３１を仕切る壁部３２の外側（第１走査レンズ２０の設置側）に取り付けた。この温度センサ３５にてハウジング３０の温度を検出し、該検出温度に応じて各ビームＢがそれぞれの感光体ドラム１を照射する副走査方向の位置ずれ量を予測し、該予測量に応じて１ラインを走査するタイミングを補正する。このような制御はカラー画像形成装置の制御を行うＣＰＵに予め組み込まれたプログラムによって実行される。
【００２６】
即ち、温度センサ３５にてハウジング３０の温度を常時モニタし、装置の電源が投入されたとき、あるいは、所定の枚数の画像を形成したときごとに、補正プログラムを実行する。検出された温度に基づいて前回の温度値から温度の上昇値を算出し、各色を走査するビームＢの位置ずれ量を予測し、該予測値が４２μｍを超えた場合に、そのビームＢの１ラインを走査するタイミング（副走査方向の書出しタイミング）を１ライン分前後させる補正を行う。なお、補正を行う予測値を４２μｍとしたのは、６００ｄｐｉのプリンタにあっては、通常、副走査方向の書込み間隔での補正は４２μｍピッチで行われることによる。
【００２７】
例えば、感光体ドラム１Ｋを基準として、ピッチＰが１００ｍｍのとき、感光体ドラム１Ｋ，１Ｙ間の間隔は３００ｍｍである。ハウジングの線膨張係数が４×１０-4であるとすると、感光体ドラム１Ｙにあっては１℃の温度上昇で０．１２ｍｍの色ずれΔＬｙが生じることになる。仮に、温度上昇値Δｔが５℃の場合、色ずれΔＬｙは６０μｍとなる。この場合、色ずれ量が４２μｍを超えたので、感光体ドラム１Ｙに対しては１ライン分早めて走査を行うことになる。他の感光体ドラム１Ｃ，１Ｍに対しても同様の補正を行う。
【００２８】
なお、４２μｍのピッチごとの補正ではなく、算出された色ずれΔＬｙ（他の色ずれΔＬｃ，ΔＬｍも同様であるが）に比例した値で１ラインの走査タイミングを補正してもよい。前述の例で温度上昇が１０℃の場合、色ずれΔＬｙは１２０μｍとなり、１ラインの走査タイミングを１２０μｍだけ早く補正してもよい。
【００２９】
一方、低コストのプリンタなどでは、電源がオフされたときは、それまでに蓄積されている温度データや補正値などはメモリされないため、電源投入時に画像形成装置自体に搭載されているレジスト補正手段にて副走査方向のレジスト補正を実行し、その後に前記センサ３５による温度検出で副走査方向の位置ずれを補正することになる。
【００３０】
前記レジスト補正手段とは、各感光体ドラム１上に基準画像を形成して中間転写ベルト２に転写し、この基準画像にて主走査方向における各色の位置ずれを検出し、該検出値に応じて１ラインを走査するタイミングを補正するプログラムを意味する。また、このレジスト補正手段は主走査方向のレジストも補正する。主走査方向の位置補正は、１ラインを走査する各ビームＢの画像書出し開始タイミング（変調開始タイミング）を制御することにより行われる。
【００３１】
さらに、ハウジング３０が完全な相似変形でない場合にはミラー２３の設置角度もずれることになり、ハウジング３０の線膨張に起因する色ずれ以外にも各第２折返しミラー２３の設置角度のずれに起因する副走査方向の色ずれも発生してしまう。
【００３２】
従って、前記副走査方向の位置ずれ補正に、温度上昇による各第２折返しミラー２３の角度ずれによる色ずれも予めシミュレートしておき、温度上昇時での副走査方向の１ライン走査タイミングの補正にフィードバックするようにしてもよい。
【００３３】
以上説明した本実施例によれば、ハウジング３０の温度変化をモニタし、温度変化によるハウジング３０の変形に起因する各ビームＢの副走査方向の位置ずれを予測して１ラインを走査するタイミングを補正するようにしたため、迅速かつ高精度にカラー画像の副走査方向の色ずれを補正することができる。また、四つの感光体ドラム１に対して一つのレーザ走査光学ユニット１０で画像を形成し、かつ、温度センサ３５も一つで済むため、経済的である。
【００３４】
また、温度センサ３５をハウジング３０の略中央部分でハウジング３０内に生じる熱流が直接当たらない位置に設置したため、熱流に影響されることなくハウジング３０の温度を検出することができる。
【００３５】
（他の実施例）
なお、本発明に係るカラー画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３６】
例えば、マルチビームを放射する光源やビームを偏向、走査あるいは折り返す光学素子の構成は任意である。また、補正の基準となる感光体ドラムはブラック画像を形成するためのもの以外であってもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態であるカラー画像形成装置の要部を示す概略図である。
【図２】前記カラー画像形成装置に搭載されているレーザ走査光学ユニットの要部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）…感光体ドラム
２…中間転写ベルト
１０…レーザ走査光学ユニット
１１…レーザ光源
１５…ポリゴンミラー
２０…第１走査レンズ
２１（２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙ）…第１折返しミラー
２２（２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙ）…第２走査レンズ
２３（２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ）…第２折返しミラー
３０…ハウジング
３５…温度センサ
【図１】
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【図２】
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