(57)【要約】【課題】複数色の画像を重ねてカラー画像を形成する場合において、基準位置検知を待つことなく画像形成が可能となり、且つ色ずれ補正も行うことができるカラー画像形成装置等を提供する。【解決手段】画像に応じた光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビームを所定の感光体上に走査させる回転多面鏡と、前記感光体上の像を転写して複数色の画像を重ね合わせる像担持体とを有し、前記回転多面鏡及び前記像担持体の回転駆動によりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置において、前記像担持体の回転周期と前記光ビームの走査時間とが整数比で一致しない時間差を求める演算行程を予め実行しておき、カラー画像形成時に、前記演算行程の演算結果に基づいて、回転多面鏡または像担持体の回転駆動を制御する。【選択図】　　図１
2004101694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像に応じた光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビームを所定の感光体上に走査させる回転多面鏡と、前記感光体上の像を転写して複数色の画像を重ね合わせる像担持体とを有し、前記回転多面鏡及び前記像担持体の回転駆動によりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置において、
前記像担持体の回転周期と前記光ビームの走査時間とが整数比で一致しない時間差を求める演算手段と、
カラー画像形成時に、前記演算手段の演算結果に基づいて、前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記回転多面鏡の面周期の整数倍となる所定の副走査時間について、前記像担持体の回転周期を前記副走査時間単位で除算しその余りに相当する前記時間差を求め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。
【請求項３】
前記像担持体の回転周期を計測する計測手段を備え、前記演算手段は、前記像担持体の回転周期として、前記計測手段で計測された計測値を用い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。
【請求項４】
前記計測手段は、
前記像担持体の回転位置を示す回転位置信号を出力する位置信号発生手段と、前記回転位置信号の間隔を計測する回転周期計測手段とを備えたことを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記演算手段の演算結果をカラー画像形成前に保持する保持手段を備え、
前記制御手段は、カラー画像形成時に、前記保持手段に保持中の前記演算結果に基づいて前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至４記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
画像に応じた光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビームを所定の感光体上に走査させる回転多面鏡と、前記感光体上の像を転写して複数色の画像を重ね合わせる像担持体とを有し、前記回転多面鏡及び前記像担持体の回転駆動によりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置の制御方法において、
前記像担持体の回転周期と前記光ビームの走査時間とが整数比で一致しない時間差を求める演算行程を予め実行しておき、
カラー画像形成時に、前記演算行程の演算結果に基づいて、前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を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。
【請求項７】
前記演算行程は、前記回転多面鏡の面周期の整数倍となる所定の副走査時間について、前記像担持体の回転周期を前記副走査時間単位で除算しその余りに相当する前記時間差を求めることを特徴とする請求項６記載のカラー画像形成装置の制御方法。
【請求項８】
前記像担持体の回転周期を計測する計測行程を実行し、前記演算行程は、前記像担持体の回転周期として、前記計測行程で計測された計測値を用いることを特徴とする請求項６または７記載のカラー画像形成装置の制御方法。
【請求項９】
前記計測行程は、前記像担持体の回転位置を示す回転位置信号の間隔を計測することを特徴とする請求項８記載のカラー画像形成装置の制御方法。
【請求項１０】
前記演算行程の演算結果をカラー画像形成前に保持手段に保持し、
カラー画像形成時に、前記保持手段に保持中の前記演算結果に基づいて前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を制御することを特徴とする請求項６乃至９記載のカラー画像形成装置の制御方法。
【請求項１１】
画像に応じた光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビームを所定の感光体上に走査させる回転多面鏡と、前記感光体上の像を転写して複数色の画像を重ね合わせる像担持体とを有し、前記回転多面鏡及び前記像担持体の回転駆動によりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置の制御方法を実行するための、コンピュータで解読可能な制御プログラムであって、
前記像担持体の回転周期と前記光ビームの走査時間とが整数比で一致しない時間差を求める演算ステップと、
カラー画像形成時に、前記演算ステップの演算結果に基づいて、前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を制御する制御ステップとを備えたことを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数色の画像を重ねてカラー画像を形成するカラーレーザビームプリンタなどのカラー画像形成装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のカラーレーザプリンタでは、複数色の画像を重ね合わせてカラー画像を形成する。主走査及び副走査の画像形成位置を合わせて１画素以下の色の重ね合わせを行うため、従来技術では、像担持体（感光体や中間転写体となるドラムやベルトなど）の駆動とポリゴンモータの回転を同期させる技術が用いられている。
【０００３】
これら像担持体に基準位置を示す基準位置信号を発生させ、そのタイミングを基準に各色の画像形成位置を合わせるために、像担持体の回転位相の制御またはポリゴンモータの回転位相の制御を行い、基準位置から書き出しまでの時間を各色で一定に保つ手段が用いられている。
【０００４】
例えば、１つの感光ドラムを備えて像担持体を４回転して４色の画像重ね合わせを行うカラープリンタにおいて、第１色目の像担持体の基準位置を示す基準位置信号を発生させ、そのタイミングを基準に第２色目以降のポリゴンモータの回転位相制御を行う（例えば特許文献１参照）。４色の画像重ね合わせを行う場合には、毎色の計４回のポリゴン回転位相制御、または第２色目以降の計３回のポリゴン回転位相制御が行われる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２９２５８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の基準位置信号を用いた画像位置合わせには、次のような問題点があった。
【０００７】
カラー画像形成では、色数回分だけ像担持体が回転するが、像担持体が全長より小さな画像を形成する場合であっても、最終色を書き終えた後において次の第１色目のための基準位置が来るまで次の画像形成を開始することができない。例えば、４色でＡ３サイズがカラー印字可能な画像形成装置では、１枚の名刺サイズのカラー印刷をする場合において、４色目の名刺画像の画像形成が終了しても、その後のＡ３幅から名刺幅の間に亘って、像担持体が回転するまで次の画像を形成することができない。
【０００８】
さらに、基準位置に従わないモノクロ画像を形成していた後にカラー画像を形成する場合も同様に、モノクロ画像の画像形成が終了しても、次の第１色目のための基準位置が来るまで次の画像を形成することができない。
【０００９】
また、像担持体の回転駆動を変化させることによって画像位置合わせを行う従来方式においては、像担持体の駆動を変化させると、感光体帯電や、静電現像、画像転写、像担持体クリーニング等の別途像担持体上で同時に行われている処理に影響し、特に前画像の転写では転写位置がずれてしまう。よって、これらの別処理に影響されない範囲で像担持体の回転駆動を変化させるか、別処理が終了するまで次の画像形成を開始することができない。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、複数色の画像を重ねてカラー画像を形成する場合において、基準位置検知を待つことなく画像形成が可能となり、且つ色ずれ補正も行うことができるカラー画像形成装置等を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のカラー画像形成装置では、画像に応じた光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビームを所定の感光体上に走査させる回転多面鏡と、前記感光体上の像を転写して複数色の画像を重ね合わせる像担持体とを有し、前記回転多面鏡及び前記像担持体の回転駆動によりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置において、前記像担持体の回転周期と前記光ビームの走査時間とが整数比で一致しない時間差を求める演算手段と、カラー画像形成時に、前記演算手段の演算結果に基づいて、前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のカラー画像形成装置の制御方法では、画像に応じた光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビームを所定の感光体上に走査させる回転多面鏡と、前記感光体上の像を転写して複数色の画像を重ね合わせる像担持体とを有し、前記回転多面鏡及び前記像担持体の回転駆動によりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置の制御方法において、前記像担持体の回転周期と前記光ビームの走査時間とが整数比で一致しない時間差を求める演算行程を予め実行しておき、カラー画像形成時に、前記演算行程の演算結果に基づいて、前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明の制御プログラムでは、画像に応じた光ビームを発生する光ビーム発生手段と、前記光ビームを所定の感光体上に走査させる回転多面鏡と、前記感光体上の像を転写して複数色の画像を重ね合わせる像担持体とを有し、前記回転多面鏡及び前記像担持体の回転駆動によりカラー画像形成を行うカラー画像形成装置の制御方法を実行するための、コンピュータで解読可能な制御プログラムであって、前記像担持体の回転周期と前記光ビームの走査時間とが整数比で一致しない時間差を求める演算ステップと、カラー画像形成時に、前記演算ステップの演算結果に基づいて、前記回転多面鏡または前記像担持体の回転駆動を制御する制御ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
＜カラー画像形成装置の要部構成＞
図１は、本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置の要部構成を示したブロック図であり、本発明に特に関与する部分のみを示している。また、図２は、本実施形態のカラー画像形成装置として適用されるカラーレーザビームプリンタの全体構造を示す断面図である。
【００１６】
まず図２において、本実施形態に適用されるカラーレーザビームプリンタは、レーザ発生部２０１から発射されるレーザビームＬをプリンタコントローラ１００１から供給されたイメージデータに応じてオン、オフ駆動するレーザドライバ１００２を有し、レーザ発生部２０１から発射されたレーザビームＬはポリゴンミラー（回転多面鏡）２０２により主走査方向に振られる。その主走査方向に振られたレーザビームＬは、反射ミラーを介して感光ドラム２１０に折り返して導かれ、感光ドラム２１０上を主走査方向に露光する。
【００１７】
その際、先行して一次帯電器（図示省略）で一様に帯電された感光ドラム２１０上には、レーザビームＬによる走査露光によって静電潜像が形成され、その潜像は現像器１００７から供給されるトナーによってトナー像に顕像化される。感光ドラム２１０上のトナー像は、中間転写ベルト２２０等による中間転写手段により、給紙処理機構（用紙カセット１００８、給紙ローラ１００９及び搬送ローラ１０１０，１０１１等）によって副走査方向に同期して給紙される記録紙に転写される。ここで中間転写ベルト２２０は、図２ではローラによる３点支持で図示しているが、図１では概念を示すため円筒で図示している。
【００１８】
このような画像形成処理を各色毎に行って、例えば４色を重ねてカラー画像を形成するように構成されている。
【００１９】
＜本実施形態の要部構成＞
図１において、２０１は、画像信号によって変調されたレーザビームＬを発生する半導体レーザ等から成るレーザ発生部であり、２０２は、レーザ発生部２０１で発生したレーザビームＬを感光ドラム２１０上に走査させるポリゴンミラー（回転多面鏡）である。２０３はポリゴンミラー２０２を回転駆動するポリゴンモータである。
【００２０】
２０４は、レーザ走査開始検知センサ（ＢＤセンサ）であって、感光ドラム２１０に対するレーザビームＬの走査開始を検知する。２０５は回転速度制御部であり、ＢＤセンサ２０４の出力を取り入れて、ポリゴンモータ２０３の回転速度を制御する。
【００２１】
２０６は位相回転時量保持メモリであって、ポリゴンモータ２０３の位相回転時量（後述の余り時間）を保持する。２０７は画像書き出しタイミング部であって、ＢＤセンサ２０４の出力に基づいて、画像形成を開始するタイミングを制御する。２１０は、レーザビームＬによる走査露光によって静電潜像が形成される感光ドラムである。
【００２２】
２２１は中間転写ベルト２２０に付された位置マークであり、２２２は、その位置マーク２２１を読み取る位置マーク読取センサであり、２３０は、読取センサ２２２からの信号を入力してその間隔を測定する信号間隔測定部であり、これらを用いて中間転写ベルト２２０の回転時間が測定され、その測定結果は測定結果保持メモリ２３２に保存されるようになっている。
【００２３】
２３１は、装置全体の動作を制御するＣＰＵであり、上記各電気ブロック、つまり信号間隔測定部２３０、測定結果保持メモリ２３２、画像書き出しタイミング部２０７、回転速度制御部２０５、及び位相回転時量保持メモリ２０６が、通信線２３３を介してＣＰＵ２３１と接続されており、本装置はＣＰＵ２３１の指示により連動してシステムとして稼動する。
【００２４】
＜色ずれ補正シーケンス＞
図３は、本実施形態のカラー画像形成装置における色ずれ補正シーケンスを示すフローチャートである。本例では、４色を重ねてカラー画像形成するものとして説明する。なお、この図３のフローチャートに従ったプログラムをコントローラ１００１内の記憶装置に格納しＣＰＵ２３１で実行することにより、以下の制御方法を実現させることが可能となる。
【００２５】
まず、中間転写ベルト２２０の回転時間を測定する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ２３１は信号間隔測定部２３０に読取開始の用意を指示する（リセット）。次に中間転写ベルト２２０を一定速度で駆動し、位置マーク読取センサ２２２で、中間転写ベルト２２０上の位置マーク２２１を２回検知する。信号間隔測定部２３０はこの検知間隔を数［μｓｅｃ］程度の精度で計時し、その計測結果を測定結果保持メモリ２３２に保持する。ここでは計測時間は１［ｓｅｃ］であったとする。
【００２６】
そしてＣＰＵ２３１は、ポリゴンモータ２０３の１面回転時間で前記計測時間を除算し余りを求める（ステップＳ１２）。ここで、ポリゴンモータ２０３は６００［μｓｅｃ］／面での速度で回転するものとすると、
１［ｓｅｃ］／６００［μｓｅｃ］＝１６６６．６６…
１［ｓｅｃ］−１６６６＊６００［μｓｅｃ］＝４００［μｓｅｃ］
と計算され、中間転写ベルト２２０の１周回でのポリゴン面数は、１６６６以上〜１６６７未満、余り時間は４００［μｓｅｃ］となる。ＣＰＵ２３１はこの演算結果を、測定結果保持メモリ２３２と位相回転時量保持メモリ２０６にそれぞれ書き込む。すなわち、中間転写ベルト２２０の周回時間と光ビーム走査時間が整数比で一致しない時間差（前記余り時間）を予め保持しておくのである。
【００２７】
以上のようにカラー画像形成動作前の準備が予め成されて画像形成装置は待機状態となり、次にユーザからの画像形成指示（ステップＳ１４）に応じて、画像形成が行われる（ステップＳ１５）。
【００２８】
画像形成時には、ＣＰＵ２３１の指示によって、レーザ発生部２０１、ポリゴンモータ２０３、感光ドラム２１０、及び中間転写ベルト２２０等が駆動される。このとき、回転速度制御部２０５は、まず通常、６００［μｓｅｃ］／面の一定速度でポリゴンモータ２０３を回転するように制御する。ＣＰＵ２３１の指示により、画像書き出しタイミング部２０７は、ＢＤセンサ２０４からの信号数をカウントし、且つＢＤセンサ２０４からの信号に同期し、主走査／副走査の画像形成位置が制御された所定のタイミングで第１色目の画像形成を開始する（ステップＳ１６，ステップＳ１７）。
【００２９】
第１色目の画像形成が終了すると（ステップＳ１８，ステップＳ１９）、ＣＰＵ２３１は所定のタイミングで通信線２３３を介してポリゴンモータ２０３の位相変更を指示する（ステップＳ２０）。回転速度制御部２０５は、前記指示を受けると、位相回転時量保持メモリ２０６に保持されている余り時間４００［μｓｅｃ］分だけ位相が遅くなるようにポリゴンモータ２０３の回転速度を制御する。
【００３０】
位相制御の開始から終了には１００ｍｓｅｃ程の時間を要するので、第２色目の画像形成が始まる１００ｍｓｅｃ以上前にＣＰＵ２３１からの指示が為される。
【００３１】
すなわち、中間転写ベルト２２０の１周が（１６６６ライン＋０．６６…）であり、余り量についてはポリゴンモータ２０３の位相変更によって補正されるのである。
【００３２】
ＣＰＵ２３１の指示により、画像書き出しタイミング部２０７は、ＢＤセンサ２０４からの信号数をカウントし（ステップＳ２１）、そのカウント数が測定結果保持メモリ２３２に保管された１６６６回を超えて１６６７回となったとき、この１６６７回目を第２色目の１回目として画像形成を開始する（ステップＳ１７以降）。
【００３３】
第２，３色目の画像形成が終了すると、ＣＰＵ２３１は所定のタイミングで通信線２３３を介してポリゴンモータ２０３の位相変更を指示する。このときの動作は第１色目から第２色目に移る時と同等である。
【００３４】
第４色目の画像形成が終了すると、４色重ねられた画像は中間転写体から紙等の所望の像担持体（図示せず）に転写され、中間転写体上の転写が終了した領域から次の画像形成が開始される。
【００３５】
以上のようにして、第２，３，４色目の開始前にそれぞれポリゴンモータ２０３の位相変更制御がなされ、副走査方向に１画素の色ずれも無い画像形成制御が行われる。
【００３６】
このように本実施形態では、像担持体（中間転写ベルト２２０等）の周回時間と光ビーム走査時間が整数比で一致しない時間差（前記余り時間）を予め保持しておき、任意のタイミングで開始されたカラー画像形成において、各色の画像形成処理の間に回転多面鏡または像担持体の回転体を前記時間差分だけ位相制御するようにしたので、像担持体の基準位置に従って画像形成を行う従来技術に対し、像担持体の任意の位置にて画像形成が開始されるため、基準位置検知を待つことなく画像形成が可能となり、スループットを高めることができる。また、回転多面鏡または像担持体の位相制御が行われて色ずれを極小さくすることができ、画質が向上する。
【００３７】
＜変形例＞
本発明は、図示の実施形態に限定されず種々の変形が可能である。その変形例としては例えば次のようなものがある。
【００３８】
（１）前記実施形態では、余り時間に相当して回転多面鏡の回転位相を遅らせる例を示したが、逆に切り上げて６００−４００＝２００［μｓｅｃ］の位相変化量にて位相を速め、像担持体１周のＢＤカウント数を１多くして１６６７としも同等のことが可能である。
【００３９】
（２）前記実施形態では、像担持体の周回時間を計時し演算するとしたが、画像形成に先立って計時または演算される手段であれば、予め工場等で調整された固定値であってもよいし、該画像形成装置内での前回画像形成中の計時であってもよいし、測定結果を平均した結果から演算する手段であってもよい。
【００４０】
（３）前記実施形態では、保持された余り時間に対して回転多面鏡の位相変化制御を行うとしたが、像担持体の回転位相を変化させる手段でも同等の色ずれ制御を行うことができる。余り時間４００［μｓｅｃ］位相が進むよう像担持体の回転駆動を加減速変化させることによって画像位置合わせを行う。
【００４１】
また、本発明は、上述した実施形態の装置に限定されず、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用してもよい。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、完成されることは言うまでもない。
【００４２】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４３】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、次のプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが処理を行って実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、基準位置検知を待つことなく任意のタイミングで画像形成が可能となり、スループットを高めることができる。また、回転多面鏡または像担持体の位相制御が行われて色ずれを極小さくすることができ、画質の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るカラー画像形成装置の要部構成を示したブロック図である。
【図２】実施形態のカラー画像形成装置として適用されるカラーレーザビームプリンタの全体構造を示す断面図である。
【図３】実施形態のカラー画像形成装置における色ずれ補正シーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２０１　レーザ発生部
２０２　ポリゴンミラー
２０３　ポリゴンモータ
２０４　レーザ走査開始検知センサ（ＢＤセンサ）
２０５　回転速度制御部
２０６　位相回転時量保持メモリ
２０７　画像書き出しタイミング部
２１０　感光ドラム
２２０　中間転写ベルト
２２１　中間転写ベルト上の位置マーク
２２２　位置マーク読取センサ
２３０　信号間隔測定部
２３２　測定結果保持メモリ
２３１　ＣＰＵ
２３３　通信線
【図１】
2004101694.tif 000003
【図２】
2004101694.tif 000004
【図３】
2004101694.tif 000005