(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向器によって偏向されるレーザビームによって感光体上に潜像を書き込む書込手段と、該潜像を現像して各色の顕像を形成する複数の現像手段と、記録媒体を搬送する搬送手段とを有し、前記複数の現像手段によって現像される各色の画像を１つの記録媒体上に重ねて形成するカラー画像形成装置であって、
前記書込手段はレーザ発光素子とカップリング光学系とを保持部材に固定したレーザダイオードユニットを有し、
該レーザダイオードユニットは前記書込手段を構成する他の部材に対して回転自在に保持されており、
前記レーザ発光素子の光軸が、前記偏向器の回転軸に垂直でかつ前記レーザダイオードユニットの回転軸を含む平面の近傍に位置し、前記偏向器による前記レーザビームの偏向位置で、前記レーザダイオードユニットの回転軸と前記レーザ発光素子の光軸とが交わるように構成されており、
前記書込手段に、前記レーザダイオードユニットを前記書込手段を構成する他の部材に対して回転駆動することによって前記レーザビームの前記感光体への照射位置を副走査方向に変位させて補正する駆動手段を設け、
各色用の測定パターン画像を前記搬送手段上に形成させるパターン画像形成手段と、
前記測定パターン画像を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に基づいて各色の前記測定パターン画像の基準位置からのずれの大きさを求める演算手段と、
該演算手段によって求めたずれの大きさに基づいて前記書込手段による各色の画像の副走査方向の書き出しタイミングを補正する第１の補正手段と、
前記演算手段によって求めたずれの大きさに基づいて前記駆動手段によって前記レーザビームの光軸を変位させ、前記レーザビームの前記感光体への照射位置を副走査方向に変位させて補正する第２の補正手段とを設け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記載のカラー画像形成装置であって、
同期検知センサを設けて前記書込手段により各色の画像の主走査方向の書き出しタイミングを補正する第３の補正手段を設けたことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置であって、
前記演算手段は前記ずれの大きさを時間に換算して求める手段であり、
該ずれの大きさを前記レーザビームによる１回の走査にかかる時間Ｔｐで割って商の整数部分ｎと余りｔとを求める手段を有し、
前記第１の補正手段は前記副走査方向の書き出しタイミングをｎ×Ｔｐの時間だけ補正する手段であり、
前記第２の補正手段は、前記感光体が時間Ｔｐに進む距離をＸとすると、前記照射位置をｔ／Ｔｐ×Ｘだけ補正する手段であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー複写機、カラープリンタ等のカラー画像形成装置に関し、特にこれらのカラー画像形成装置においてカラー画像を形成する際の色ずれの発生を防止する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカラー画像形成装置には種々のタイプのものがあるが、その中に光源として半導体レーザを用いた電子写真方式のカラー画像形成装置がある。この種のカラー画像形成装置では、原稿を読み取り走査して得られるカラー画像信号に応じて変調されるレーザビームを感光体ドラムあるいは感光体ベルト等の像担持体に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を対応する色のトナーで現像した後に用紙に転写する構成となっている。
また、電子写真方式を利用したカラー複写機には、各色毎に独立した画像形成部によってカラー画像を形成するタイプがあり、このようなタイプは、一般的にブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応して４つの画像形成部を有することから４タンデムエンジンと称される。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置においては、４色の画像を１つの記録シート（例えば転写紙）上に重ねて形成するが、このときに各色の画像の位置ずれ、すなわち色ずれが問題となる。
この位置ずれ（色ずれ）の要因には、例えばデジタルカラー複写機の場合、各感光体の取り付け位置や周速のずれ、感光体に対する露光位置のずれ、無端状搬送手段（例えば転写ベルト）の線速のずれ等がある。この位置ずれの低減について、従来は各々の部品精度や部品の取り付け精度を高めることにより対処していたが、部品コストや組立コストが高くつき、生産性が悪いという問題があった。また、各部品等の経時的変化や部品交換によるばらつきがあるため、再調整が必要となるなどの問題もあった。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、例えば特公平７−１９０８３号公報及び特許第２７６５６２６号公報には、各色毎の測定用パターン画像を形成してそれを検知することにより各色の画像形成タイミングのずれ量を測定し、そのずれ量に基づいて各色の画像の書き出しタイミングを補正する手段を備えた画像形成装置が開示されている。
しかしながら、これらの装置では、各色毎の書き込みはポリゴンミラーなどの偏向器を用いて行っており、これらの偏向器は、各色毎の画像の書き始め前にそれぞれの偏向器について回転位相を制御した状態にして、作像中は正確に一定回転で回転駆動させる必要がある。
【０００５】
従って、各色の画像のずれを書き出しタイミングのみで補正する場合には、１走査に要する時間の整数倍のタイミングでしか補正できない。そして、１走査に要する時間より細かい精度の補正を行うためには、偏向器の回転位相を調整する必要がある。しかし、偏向器の回転位相を調整するためには一時的に加減速を行いながら回転を調節しなければならない。偏向器は高速に回転しているため、その位相調整には時間がかかると共に技術的に困難であり、非常にコストもかかってしまうのが現実である。
【０００６】
上記の公報には１走査に要する時間より細かい精度の補正に関しては詳しく開示していないが、このような理由から１走査に要する時間より細かい精度の補正はできず、その分のずれは発生してしまうという問題があった。
また、装置の低コスト化を図るために１つの偏向器のみで各色の画像を形成するためのレーザビームを偏向する画像形成装置においては、各色の書き込み位相は必ず同一となるため、位相調整はできず、各色の位置ずれを書き出しタイミングでのみ補正する場合には、１走査に要する時間の単位でしか補正することができないという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の問題を解決し、レーザビームによって各色の画像の書き込みを行うカラー画像形成装置において、各色の画像の位置ずれをより高い精度で補正できるようにし、信頼性と画質を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明のカラー画像形成装置は、上記の目的を達成するため、偏向器によって偏向されるレーザビームによって感光体上に潜像を書き込む書込手段と、その潜像を現像して各色の顕像を形成する複数の現像手段と、記録媒体を搬送する搬送手段とを有し、上記複数の現像手段によって現像される各色の画像を１つの記録媒体上に重ねて形成するカラー画像形成装置において、上記書込手段にレーザ発光素子とカップリング光学系とを保持部材に固定したレーザダイオードユニットを設け、そのレーザダイオードユニットは上記書込手段を構成する他の部材に対して回転自在に保持されており、上記レーザ発光素子の光軸が、上記偏向器の回転軸に垂直でかつ上記レーザダイオードユニットの回転軸を含む平面の近傍に位置し、上記偏向器による上記レーザビームの偏向位置で、上記レーザダイオードユニットの回転軸と上記レーザ発光素子の光軸とが交わるように構成されており、上記書込手段に、上記レーザダイオードユニットを上記書込手段を構成する他の部材に対して回転駆動することによって上記レーザビームの上記感光体への照射位置を副走査方向に変位させて補正する駆動手段を設け、各色用の測定パターン画像を上記搬送手段上に形成させるパターン画像形成手段と、上記測定パターン画像を検知する検知手段と、その検知手段の検知結果に基づいて各色の上記測定パターン画像の基準位置からのずれの大きさを求める演算手段と、その演算手段によって求めたずれの大きさに基づいて上記書込手段による各色の画像の副走査方向の書き出しタイミングを補正する第１の補正手段と、上記演算手段によって求めたずれの大きさに基づいて上記駆動手段によって上記レーザビームの光軸を変位させ、上記レーザビームの上記感光体への照射位置を副走査方向に変位させて補正する第２の補正手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
このようなカラー画像形成装置において、同期検知センサを設けて前記書込手段により各色の画像の主走査方向の書き出しタイミングを補正する第３の補正手段を設けるとよい。
【００１０】
さらに、上記演算手段を上記ずれの大きさを時間に換算して求める手段とし、そのずれの大きさを上記レーザビームによる１回の走査にかかる時間Ｔｐで割って商の整数部分ｎと余りｔとを求める手段を設け、上記第１の補正手段を上記副走査方向の書き出しタイミングをｎ×Ｔｐの時間だけ補正する手段とし、上記第２の補正手段を、上記感光体が時間Ｔｐに進む距離をＸとしたとき上記照射位置をｔ／Ｔｐ×Ｘだけ補正する手段とするとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、この発明のカラー画像形成装置の実施形態であるデジタルカラー複写機の概要について、図１及び図２を用いて説明する。図１はそのデジタルカラー複写機の概略構成を示す図、図２はその転写ベルト付近の構成をより詳細に示す図である。
【００１２】
このデジタルカラー複写機は、原稿読み取りのためのスキャナ部１と、スキャナ部１からデジタル信号として出力される画像信号を電気的に処理する画像処理部２と、画像処理部２から出力される各色の画像データに基づいて画像を記録媒体である転写紙上に形成する画像形成部３とを有する。
スキャナ部１は、原稿載置台４の上の原稿を走査照明する例えば蛍光灯からなるランプ５を有する。そして、ランプ５により照明された原稿からの反射光は、ミラー６，７，８により反射されて結像レンズ９に入射される。
【００１３】
そして、反射光は結像レンズ９によりダイクロイックプリズム１０に結像され、例えばレッドＲ，グリーンＧ，ブルーＢの３種類の波長の光に分光され、各波長の光ごとにレッド用ＣＣＤ１１Ｒ，グリーン用ＣＣＤ１１Ｇ，ブルー用ＣＣＤ１１Ｂの各受光器に入射する。各ＣＣＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、入射した光をデジタル信号に変換して出力し、その出力は画像処理部２において必要な信号処理を受け、各色の画像データ、例えばブラック（以下Ｋと略称），イエロー（Ｙと略称），マゼンダ（Ｍと略称），シアン（Ｃと略称）の各色の画像形成用の画像データに変換される。
【００１４】
図１にはＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色の画像を形成する例を示しているが、３色だけでカラー画像を形成することもできる。その場合は図１に示した例に比べて記録装置を１組減らすことができる。
画像処理部２からの信号は画像形成部３に入力され、それぞれの色のレーザ光出射装置１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃに送られる。
画像形成部３には、図に示す例では４組の記録装置１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ，１３Ｋが一列に並んで配置されている。各記録装置１３はそれぞれ同じ部材によって構成されているので、その中で代表してシアン用の記録装置１３Ｃについて説明し、他の色のものについては説明を省略する。なお、各色用に備える部材について、総称する場合には添字のない符合を用い、特定の色用の部材を指す場合にはその色を示す添字を付してた符号を用いるものとする。
【００１５】
記録装置１３Ｃは書込手段であるレーザ光出射装置１２Ｃと、感光体として例えば感光体ドラム１４Ｃを有する。感光体ドラム１４Ｃの周囲には、帯電チャージャ１５Ｃ，現像装置１６Ｃ，転写チャージャ１７Ｃ等が配置されている。
帯電チャージャ１５Ｃにより一様に帯電された感光体ドラム１４Ｃは、レーザ光出射装置１２Ｃによる露光によりその表面にシアンの画像の潜像が形成され、現像手段である現像装置１６Ｃによりこれを現像して顕像が形成される。
【００１６】
一方、転写紙は給紙コロ１８により給紙部である２つの給紙カセット１９の何れかから供給され、レジストローラ２０によりタイミングを合わせて搬送手段である転写ベルト２１に送られる。転写紙は転写ベルト２１に静電吸着されることにより、転写ベルト２１の速度で精度よく搬送され、順次顕像を形成された感光体ドラム１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃに送られ、転写チャージャ１７によって顕像をその上に転写される。その後転写紙は、定着ローラ２２に送られて形成された顕像を定着され、排紙ローラ２３により排紙される。
【００１７】
また、転写ベルト２１は図２に示すようにベルト駆動ローラ２４と従動ローラ２５とに支持され、矢視Ａ方向に移動して転写紙を搬送する。感光体ドラム１４に対してベルト移動方向下流側に、後述する各色用の測定パターン画像を検知するための検知手段として反射型のセンサ２７を１つ設けている。また、検知済みの測定パターン画像を転写ベルト２１上から除去するためのクリーニングユニット２６を、感光体ドラム１４に対してベルト移動方向上流側に設けている。
【００１８】
図に示すように、クリーニングユニット２６とセンサ２７は、転写ベルト２１の搬送経路上において互いにほぼ反対側に離れて設けられている。このようにすれば、クリーニングユニット２６の動作中に飛散した微粉状のトナーがセンサ２７の検知面に付着して検知感度が低下するようなことがなく、センサ２７の信頼性が長期間維持できる。
【００１９】
次に、このデジタルカラー複写機における各色の画像の位置合わせについて、図３乃至図６を用いて説明する。図３はその転写ベルトの一部を拡大して示す平面図、図４はその転写ベルトに対する測定パターン画像の形成間隔の設定について説明するための図、図５はその測定パターン画像の検出タイミングについて説明するための図、図６はこのデジタルカラー複写機における位置合わせに関する制御回路の構成を示すブロック図である。
【００２０】
このデジタルカラー複写機では、各色の画像の形成位置を合わせるため、パターン画像形成手段として機能する図示しない制御部からの指示によって、各記録装置１３で転写ベルト２１の転写紙を搬送する領域の外に各色の測定パターン画像２８を形成する。この各測定パターン画像２８は、図３に示すように、搬送方向にＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの順に各々ａ（ｍｍ）の間隔を有して並ぶ、搬送方向とほぼ直交する方向に伸びた線状のパターンとして形成する。
そして、各測定パターン画像２８（２８Ｋ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ）は、転写ベルト２１の移動に伴って順次センサ２７の下を通過し、センサ２７によって光学的に検知される。
【００２１】
間隔ａは予めそれぞれの記録装置１３に対しての露光タイミングを設定することにより任意に設定可能な数値であり、転写ベルト２１の線速をＶ２（ｍｍ／ｓｅｃ）とすると、各色の測定パターン画像２８Ｋ，２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃの検知時間差はａ／Ｖ２（ｓｅｃ）となる。
各測定パターン画像２８を各々間隔ａを有して並ぶように形成するには、形成タイミングにずれがないとすれば、次のようなタイミングで形成すればよい。すなわち、各感光体ドラム１４における露光位置から転写位置までの長さをＬ１（ｍｍ）、感光体の線速をＶ１（ｍｍ／ｓｅｃ）、感光体間距離をＬ２（ｍｍ）とすると、露光から転写までの所要時間Ｔ１は各感光体ドラム１４ともＴ１＝Ｌ１／Ｖ１（ｓｅｃ）と同じ値となる。そして、転写ベルト２１が各感光体間を移動する所要時間Ｔ２は、Ｔ２＝Ｌ２／Ｖ２（ｓｅｃ）となる。
【００２２】
従って、間隔ａで測定パターン画像２８を形成したい場合、各色の画像は、Ｋを基準とすると次のタイミングで書き込めばよい。すなわち、
シアンはＴＣ＝（Ｌ２＋ａ）／Ｖ２（ｓｅｃ）
マゼンタはＴＭ＝２（Ｌ２＋ａ）／Ｖ２（ｓｅｃ）
イエローはＴＹ＝３（Ｌ２＋ａ）／Ｖ２（ｓｅｃ）
だけ遅らせて書き込めばよい。
【００２３】
しかし、実際には各感光体ドラム１４の位置のばらつき、感光体ドラム１４に対する露光位置のばらつき、感光体ドラム１４及び転写ベルト２１の線速のばらつき、各書込み装置の偏向手段の位相ばらつき等により、このようなタイミングで書き込みを指示したとしても、実際に転写ベルト２１上に形成される測定パターン画像２８の間隔はａからずれることになり、それが転写紙上の重ね画像においても色ずれとして現れる。すなわち、図５に示すように、センサ２７による各測定パターン画像２８の検知タイミングは、破線で示す理論値からいくらかずれた実線のタイミングとなる。
【００２４】
センサ２７による検知信号は、図６に示すカウンタ２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃに入力される。各測定パターン画像２８の形成タイミングを上述のように設定すれば、各測定パターン画像２８の位置が多少ずれてもその順番が入れ替わることはないので、最初の検知信号をＫの検知信号、以下に続く検知信号をそれぞれＹ，Ｍ，Ｃの検知信号とする。
【００２５】
カウンタ２９Ｃ，２９Ｍ，２９Ｙは、全てＫの検知信号によってリセットされカウントを開始する。そして、例えばカウンタ２９ＣはＣの検知信号によりカウントを停止する。他のカウンタ２９Ｍ，２９ＹはそれぞれＭ，Ｙの検知信号によりカウントを停止する。以下の各回路についても、Ｃ，Ｍ，Ｙについて動作が同様であるので、Ｃについて代表して説明する。なお、このデジタルカラー複写機では最初に測定パターン画像２８を形成するＫの画像の位置を基準として各色の画像の位置合わせを行っている。
【００２６】
カウント停止後、カウンタ２９Ｃのカウント値は演算手段である比較演算回路３０に出力され、予め設定されている設定値との時間に換算したずれ量を比較演算回路３０で演算する。つまり、カウントのクロック周波数をＭ（Ｈｚ）、実際のカウント値をＫＣ、カウント値の設定値をＫＣｓとすると、設定値ＴＫＣ＝ＫＣｓ/Ｍとの差ΔＴＣ＝ＫＣ/Ｍ−ＫＣｓ/Ｍを演算する。
このΔＴＣがＫの測定パターン画像とＣの測定パターン画像の間隔の、設定間隔に対するずれ量を表す。そして比較演算回路３０は、さらにこのΔＴＣをレーザビームによる１回の走査にかかる時間Ｔｐで割って商の整数部分ｎと余りｔとを求める。
【００２７】
ここで、例えば反射面を６面有するポリゴンミラーを２万ｒｐｍで回転させ、画素密度６００ｄｐｉの画像をシングルビームのレーザダイオード（ＬＤ）で形成する場合には、０．５ミリ秒（ｍｓ）間隔（Ｔｐ）でレーザビームを走査し、この間に感光体ドラム１４は４２．３μｍ（Ｘ）移動する。もし２ビームで書込むならば、感光体ドラム１４は８４．６μｍ移動する。
【００２８】
そして、例えば上記のＫとＣの測定パターン画像の間隔の設定間隔に対するずれ量ΔＴＣが４．８ｍｓと計測された場合には、ｎは９、ｔは０．３ｍｓとなる。
この演算結果のうちｎは画像書き出しタイミング補正値として第１の補正手段である画像書き出しタイミング発生回路３１に送出され、この画像書き出しタイミング発生回路３１ではＣの画像を標準よりもｎライン分（時間にしてｎ×Ｔｐ）早いタイミングで書き出すよう補正し、そのタイミングでＬＤ変調回路３２にＬＤの駆動を開始させる。なお、ΔＴＣがマイナスの場合には、ｎもマイナスになり、この場合には標準よりも遅いタイミングで書き出すことになる。
【００２９】
また、比較演算回路３０は、演算結果ｔを用いて、画像書き出しタイミング発生回路３１では補正しきれないずれの大きさΔＸ＝ｔ／Ｔｐ×Ｘを演算してビーム照射位置補正値として第２の補正手段であるビーム位置変異制御回路３３に送出する。
この例の場合には、ΔＸは
ΔＸ＝０．３ｍｓ／０．５ｍｓ×４２．３μｍ＝２５．４μｍ
となる。ビーム位置変位制御回路３３は、この値に基づいて、レーザビームの光軸を変位させる駆動手段であるビーム位置変位駆動手段３４を駆動し、この分だけレーザビームの感光体ドラム１４への照射位置を副走査方向に変位させて補正する。この例の場合には、照射位置を感光体ドラム１４の回転方向に２５．４μｍ移動させる。
【００３０】
このような制御により、このデジタルカラー複写機においては、各々の偏向器の回転位相を調整することなく、１走査に要する時間よりも細かい精度で厳密に位置ずれ量を補正できる。また、ここでは図示はしていないが、このような補正は、単一のＬＤユニットと偏向器を用いて各色の画像を書き込むカラー画像形成装置に対しても同様に適用でき、厳密に位置合わせができることとなる。
【００３１】
次に、図７乃至図１２を用いて、上述したビーム位置変位駆動手段３４の構成について説明する。図７はそのビーム位置変位駆動手段によってレーザビームの光軸を変化させた場合の変化の前後の様子を示す図、図８はこのデジタルカラー複写機のレーザ光出射装置１２の構成を光学ハウジングを中心に示す図、図９はそのＬＤユニットを回転させるための機構部を偏向器５０と反対の側から見た状態を示す図、図１０はビーム位置変位駆動手段によってレーザビームの光軸を変化させた場合のスポットの照射位置の変化の様子を示す図、図１１はその場合のＬＤユニットの回転角度と主走査方向と副走査方向の走査位置の変位量との関係を示す図、図１２は図８に示したレーザ光出射装置１２の構成をより詳細に示す図である。
【００３２】
このデジタルカラー複写機におけるビーム位置変位駆動手段３４としては、ビームの感光体ドラム１４への照射位置を正確に制御できる手段であればよく、レーザ光出射装置１２内の折り返しミラーを変位させてビーム照射位置を変位させる手段や、偏向器の前に板ガラス状の物をレーザビームに対して傾けて挿入し、その角度を変化させることでビームの位置を副走査方向に移動させる手段も考えられるが、レーザ発光素子とカップリング光学系を保持部材に固定したＬＤユニットの位置を副走査方向に変位させてレーザ照射位置を変位させる手段を用いるとよい。
【００３３】
このような変位は、例えば図７の（ａ）に示すように、レーザ発光素子であるＬＤ６２とカップリング光学系であるコリメートレンズ６３とを保持部材に固定したＬＤユニットを、ＬＤ６２の光軸の向きを保ったまま偏向器の回転軸の方向に移動させるようにすれば実現することができる。このような構成であれば、部品の追加を最小限に抑えることができる。なお、図７では、レーザビームの光路中のミラー等は偏向器のポリゴン面５１以外は図示を省略し、光路全体を模式的に直線として示している。
【００３４】
また、ビーム照射位置の変位は、図７の（ｂ）に示すように、ＬＤユニットをＬＤ６２の光軸とポリゴン面５１との交点が移動しないように移動させるようにしても、実現することができる。ただし、（ａ）の場合と（ｂ）の場合とでは、ＬＤユニットの移動方向とレーザ照射位置の変位の方向との関係は逆転する。
（ｂ）のような変位は、図８に示すような構成によって行うことができる。すなわち、ＬＤ６２とコリメートレンズ６３とこれらを保持する保持部材であるＬＤベース６１からなるＬＤユニット６０を、偏向器５０及び感光体ドラム１４上にレーザビームを結像させるためのアパーチャ５３、シリンダレンズ５２及び図示しないミラー等の他の光学素子を保持する光学ハウジングに対して回転自在に取り付ける構成である。図８では光学ハウジングの図示は省略しているが、ＬＤユニット６０の回転軸となる軸６６を光学ハウジングに回動可能に取りつけるようにすればよい。
【００３５】
そして、偏向器５０のビーム偏向位置であるポリゴン面５１上でＬＤユニット６０の回転軸とＬＤ６２の光軸とが交差するようにしている。ただし、この配置は厳密でなくてよく、２つの軸がポリゴン面５１と概ね同じ位置で交わるようにすればよい。このようにすることにより、感光体ドラム１４へのビーム照射位置を変位させる場合に、光路の変化による光学特性の変化量を小さくすることができ、スポット径等の変化を小さくして画質の低下を防止することができる。
【００３６】
また、ＬＤユニット６０が回転軸の周りを全周回動可能なようにしてもよいが、補正にはＬＤユニット６０をそれほど大きく回転させる必要はなく、ＬＤ６２はその光軸が偏向器５０の回転軸に垂直でＬＤユニット６０の回転軸を含む平面（図８の紙面）の近傍に位置するような位置にあることが好ましいので、この位置付近のみ回動可能な構成でよい。ＬＤ６２がこのような位置にある場合には、ＬＤユニット６０が回転軸の回りを回動した場合、ＬＤ６２は主に偏向器５０の回転軸の向きに変位することになるので、感光体ドラム１４へのレーザ照射位置を主走査方向にあまり変位させることなく、効率的に副走査方向に変位させることができる。
【００３７】
ＬＤユニット６０を回動させるビーム位置変位駆動手段３４としては、図９に示すような、ＬＤユニット６０の嵌合部６７に嵌合させたリードスクリュー７５と、ビーム位置変位制御回路３３からの駆動信号に応じて回転駆動され、このリードスクリュー７５を繰り出し／繰り戻しして図で上下方向に移動させるモータ７４とを用いることができる。なお、これらは図８では図示を省略している。
このような構成において、前述したビーム照射位置補正値ΔＸに基づいて、ビーム位置変位制御回路３３によりその変位量に相当する信号をモータ７４に送出してモータ７４を回転駆動することにより、ＬＤユニット６０を回転させてＬＤ６２の光軸を図７（ｂ）に示すように変位させることができ、このとき感光体ドラム１４上ではビームの照射位置が図１０に示すように変位する。なお、この実施例では、モータ７４として１回転が２０パルスのステッピングモータを用いている。
【００３８】
図１０では、ＬＤ６２がその光軸が図８で紙面に投影した場合にＬＤユニット６０の回転軸と最も離れた位置にある場合の走査位置を斜線を施したスポットで示している。ここからＬＤユニット６０を回転させると、走査位置を矢視方向に変位させ、概ね副走査方向に変位した破線で示した位置とすることができる。そこで、ビーム照射位置補正値が０である場合のＬＤ６２の位置を、図８で紙面に投影した場合にその光軸がＬＤユニット６０の回転軸と最も離れた位置とするとよい。
【００３９】
このときのＬＤユニットの回転角度と感光体ドラム１４上のビーム照射位置との関係は、図１１に示すとおりである。ステッピングモータの１パルス当たりの副走査方向の変位量は約１μｍであり、十分な分解能であった。図１１に示すように、線８２で示す副走査方向の変位は回転角度と概ね比例しており、線８１で示す主走査方向の変位は副走査方向の変位と比較してごくわずかである。この主走査方向の変位は、その値が十分小さい上、このレーザ光出射装置１２には図１２に示すように同期検知センサ５８を設けて主走査方向の走査位置を補正するようにしているので、画質に問題を起こすことはない。
【００４０】
また、前述したように、このビーム位置変位駆動手段３４による補正は１走査単位の補正では補正しきれない細かいずれに対して行うため、この例の場合には前述したように補正量は最大でも４２．３μｍであり、回転角度にして１度以内のごくわずかな駆動によって補正することができる。従って、この補正によってビーム径等の光学特性に影響を及ぼすことがなく、高品位な画像を形成することができる。
このようなビーム位置変位駆動手段３４によれば、高い分解能で精度よく感光体ドラム１４上のビーム照射位置を副走査方向に補正することができる。
【００４１】
なお、この実施形態ではブラックの画像の位置を基準として位置合わせを行っているので、ブラックの記録装置１３Ｋにはこのようなビーム位置変位駆動手段３４を設けなくてもよい。もちろん、他の色の画像の位置を基準としてもよい。各色の記録装置１３の配置順や測定パターン画像２８の形成順、形成する画像の色がこの実施形態のものに限定されないことも言うまでもない。
また、この実施形態では位置ずれ量を書込みタイミング補正とビーム照射位置補正に分けて補正する例について説明したが、原理的にはビーム照射位置補正のみで位置ずれを補正することも可能である。ただし、補正量が大きい場合には感光体上のビームスポット径が変化して画像品質に影響する場合があるため、この実施形態のような補正を行う方が好ましい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明のカラー画像形成装置によれば、簡易な構成で１走査単位よりも細かい精度で厳密に位置ずれ量を補正でき、低コストで高品位な画像を形成することができる。また、この補正によってビーム径等の光学特性に影響を及ぼすことがなく、高品位な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のカラー画像形成装置の実施形態であるデジタルカラー複写機の概略構成を示す図である。
【図２】その転写ベルト付近の構成をより詳細に示す図である。
【図３】その転写ベルトの一部を拡大して示す平面図である。
【図４】その転写ベルトに対する測定パターン画像の形成間隔の設定について説明するための図である。
【図５】その測定パターン画像の検出タイミングについて説明するための図である。
【図６】この実施形態のデジタルカラー複写機における位置合わせに関する制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】ビーム位置変位駆動手段によってそのレーザ光出射装置のレーザビームの光軸を変化させた場合の変化の前後の様子を示す図である。
【図８】そのレーザ光出射装置の構成を光学ハウジングを中心に示す図である。
【図９】そのＬＤユニットを回転させるための機構部を偏向器と反対の側から見た状態を示す図である。
【図１０】ビーム位置変位駆動手段によってレーザビームの光軸を変化させた場合のスポットの照射位置の変化の様子を示す図である。
【図１１】その場合のＬＤユニットの回転角度と主走査方向と副走査方向の走査位置の変位量との関係を示す図である。
【図１２】図８に示したレーザ光出射装置の構成をより詳細に示す図である。
【符号の説明】
１：スキャナ部            ２：画像処理部
３：画像形成部            １２：レーザ光出射装置
１３：記録装置            １４：感光体ドラム
１５：帯電チャージャ      １６：現像装置
１７：転写チャージャ      ２１：転写ベルト
２６：クリーニングユニット  ２７：センサ
２８：測定パターン画像    ２９：カウンタ
３０：比較演算回路
３１：画像書き出しタイミング発生回路
３２：ＬＤ変調回路
３３：ビーム位置変位制御回路
３４：ビーム位置変位駆動手段
５０：偏向器              ５１：ポリゴン面
５２：シリンダレンズ      ５３：アパーチャ
５８：同期検知センサ      ６０：ＬＤユニット
６１：ＬＤベース          ６２：ＬＤ
６３：コリメートレンズ    ６６：軸
６７：嵌合部              ７４：モータ
７５：リードスクリュー
【図１】
0004676662.tif 000002
【図２】
0004676662.tif 000003
【図３】
0004676662.tif 000004
【図４】
0004676662.tif 000005
【図５】
0004676662.tif 000006
【図６】
0004676662.tif 000007
【図７】
0004676662.tif 000008
【図８】
0004676662.tif 000009
【図９】
0004676662.tif 000010
【図１０】
0004676662.tif 000011
【図１１】
0004676662.tif 000012
【図１２】
0004676662.tif 000013