(57)【要約】【課題】  複数の回転多面鏡を備えるタンデム型のカラー画像形成装置において、回転多面鏡の位相制御により、副走査方向の１画素単位の色ズレ補正を実施し、かつ組み立て工数の少ない安価な回転多面鏡を提供するとともに、レーザビ−ム走査ユニットの互換性を維持することである。【解決手段】  各主走査方向の書き出し位置を検出する位置検出手段と、各主走査方向の書き出し位置検出信号の位相差検手段と各回転多面鏡の回転速度のＰＬＬ制御を行うＰＬＬ駆動手段と各回転多面鏡の位相制御を行うために、ＰＬＬ駆動手段に供給する基準クロックの位相を切り替える位相制御手段とを備え、位相制御手段と位相差検出により、基準とする主走査方向の書き出し位置検出信号とその他各主走査方向の書き出し位置検出信号との位相差を規定の間隔以下とした後に、副走査方向の色ズレを回転多面鏡の位相制御を用いて補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転多面鏡と、複数のレーザビーム走査ユニットと、これらの各レーザビーム走査ユニットから個別に出力されるレーザビームを走査する複数の感光体とを備え、副走査方向の１画素以下の色ズレを回転多面鏡の位相制御で補正するカラー画像形成装置において、各主走査方向の書き出し位置を検出する位置検出手段と、前記各主走査方向の書き出し位置検出信号間の位相差を検出する位相差検出手段と、各回転多面鏡の回転速度のＰＬＬ制御を行うＰＬＬ駆動手段と、各回転多面鏡の位相制御を行うために、ＰＬＬ駆動手段に供給する基準クロックの位相を切り替える位相制御手段と、を具備し、前記位相制御手段と前記位相差検出手段により、基準とする主走査方向の書き出し位置検出信号とその他各主走査方向の書き出し位置検出信号との位相を規定値以下とした後に、副走査方向の色ズレを前記位相制御手段により補正することを特徴としたカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記位相制御手段が出力する基準クロック最小位相変化量は、色ズレ補正単位の整数分の一に対応することを特徴とした請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記規定値の値が、色ずれ補正単位以下であることを特徴とした請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
記憶手段を具備し、基準とする主走査方向の書き出し位置検出信号とその他各主走査方向の書き出し位置検出信号との位相差を規定値以下とする基準クロックを、前記記憶手段に記憶することを特徴とした請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記位相差検出手段を用いずに、前記記憶手段に記憶した基準クロックの情報を用いて、基準とする主走査方向の書き出し位置検出信号とその他各主走査方向の書き出し位置検出信号との位相差を規定値以下とした後に、副走査方向の色ズレを前記位相制御手段により補正することを特徴とした請求項１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、回転多面鏡を備えたレーザビーム走査ユニットにより、レーザビームを走査する電子写真方式のレーザビームプリンタや複写機などのカラー画像形成装置において、画像の副走査方向レジストレーションを制御するカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像形成装置の一例として、タンデム方式のカラーレーザビームプリンタについて説明する。前記プリンタでは、中間転写ベルトと定着機と、使用するトナーの色分のレーザビーム走査ユニットと、感光体と、帯電器と、現像機と、及び帯電器とを備える。以下画像形成のプロセスについて説明する。各帯電器により帯電させた回転する各感光体ドラムに対し、各レーザビーム走査ユニットより電気的に表現された画像データに応じて変調したレーザ光を照射して走査させることにより、各感光体ドラム上に静電潜像を形成させる。そして、各現像機にて各感光体ドラム上の静電潜像に各色のトナーを付着させて現像を行う。次いで各転写器にて各色感光体ドラム上の各色のトナーを中間転写ベルトに順次転写後、搬送されて来る用紙へ一括転写する。最後に定着機にて用紙に転写されたトナーへ熱及び圧力を加えることによりトナーを用紙に定着させ、紙への印刷を実現している。
【０００３】
しかしながら、レーザビーム走査ユニット等の機械的な取付誤差や、フレームの熱膨張などにより、各色画像のレジストレーションが合わなくなる。このため、従来、中間転写ベルト上にレジストレーション補正用パターンを生成し、光学式センサにて各色レジストレーションずれ量（主走査方向ずれ量、副走査方向ずれ量、主走査方向スキューずれ量）を測定し、各レジストレレーションずれ補正を行っている。
【０００４】
副走査方向レジストレーションを１画素単位以下の精度で行う場合、基準色外の回転多面鏡モータの回転速度をＰＬＬ制御するＰＬＬ駆動回路へ供給される基準クロックの位相を変えて行う。副走査方向の色ずれを補正する最小単位を１／８画素とすると、回転多面鏡のレーザビームを走査する反射鏡面が一走査する時間（以降Ｔで表す）の１／８、即ち基準クロックの位相を１／８Ｔずらせば、レーザビームを走査する反射鏡面を１／８画素分ずらすことが出来る。
【０００５】
一方、１画素単位以上の副走査方向のレジストレーションずれ補正をするには、用紙の先端を検出するセンサの出力を基準に、主走査方向の書き出し位置（ＢＤ）信号をカウントして各色の副走査方向の書き出し位置を決定する方法が行われている。しかしながら、前記方法の場合、回転多面鏡の回転ムラに起因するＢＤ信号のカウントミスを防ぐ手段が必要である。副走査方向のカウントミスを防止する方法として、カウンタのイネーブル信号のディレイ時間を切り替える方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１６００８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記の従来の画像形成装置においては、初期状態において、各回転多面鏡の反射鏡面の同期が取れていることを前提としているが、反射鏡面の位置と回転多面鏡の駆動用基準クロックの位相関係は、ロータ（回転子）に接着したモータ磁石の位置で決定するため、回転多面鏡単体での初期調整や選別を行う必要があった。
【０００８】
しかしながら、初期調整は組み立て工数がかかり高価な回転多面鏡になってしまうという問題がある。また、選別はレーザビーム走査ユニットの互換性を妨げるという問題がある。
【０００９】
本発明は上記の問題点を解決し、回転多面鏡の位相制御により、副走査方向の１画素単位の色ズレ補正を実施し、かつ組み立て工数の少ない安価な回転多面鏡を提供するとともに、レーザビ−ム走査ユニットの互換性を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の回転多面鏡と、複数のレーザビーム走査ユニットと、これらの各レーザビーム走査ユニットから個別に出力されるレーザビームを走査する複数の感光体とを具備し、副走査方向の１画素以下の色ズレを回転多面鏡の位相制御で補正するカラー画像形成装置において、各主走査方向の書き出し位置を検出する位置検出手段と、前記各主走査方向の書き出し位置検出信号の位相差検手段と、各回転多面鏡の回転速度のＰＬＬ制御を行うＰＬＬ駆動手段と、各回転多面鏡の位相制御を行うためにＰＬＬ駆動手段に供給する基準クロックの位相を切り替える位相制御手段とを具備し、前記位相制御手段と前記位相差検出手段により、基準とする主走査方向の書き出し位置検出信号とその他各主走査方向の書き出し位置検出信号との位相差を規定値以下とした後に、副走査方向の色ズレを回転多面鏡の位相制御を用いて補正する。
【００１１】
位相制御手段が出力する前記基準クロック最小位相変化量は、色ズレ補正単位の整数分の一に対応させてもよく、前記規定値の値を色ずれ補正単位以下としてもよい。また、基準とする前記主走査方向の書き出し位置検出信号とその他各主走査方向の書き出し位置検出信号との位相差を、色ズレ補正単位以下の位相差とする基準クロックを記憶手段に記憶してもよく、前記位相差検出前手段を用いずに、前記記憶手段に記憶した基準クロックの情報を用いて、基準とする主走査方向の書き出し位置検出信号とその他各主走査方向の書き出し位置検出信号との位相差を規定値以下としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置は、回転多面鏡の初期調整および、選別を行わなくとも、副走査方向の１画素単位以下の色ずれを補正できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
回転多面鏡の初期調整および、選別を行わなくとも、副走査方向の１画素単位以下の色ずれ補正をするという目的のため、簡単且つ最良の方法で実現した。
【００１４】
図１は、本発明を用いた画像形成装置の位相制御部およびレーザビーム走査ユニットの構成を表すブロック図である。
【００１５】
位相制御手段７Ｙ〜７Ｋは、図示しない発振器からのクロックを分周し、図２に示す、位相制御を行わない基準クロックＣＬＫ０と、位相制御量１／１６Ｔ〜１５／１６Ｔの位相制御を行う基準クロックＣＬＫ１〜ＣＬＫ１５を生成し、ＣＰＵ６から指示された位相の基準クロックをＰＬＬ駆動手段８Ｙ〜８Ｋに供給する。ＰＬＬ駆動手段８Ｙ〜８Ｋは、位相制御手段７Ｙ〜７Ｋの基準クロックと回転多面鏡１Ｙ〜１Ｋの図示しない磁気ホールセンサからの信号とから回転速度のＰＬＬ制御し、基準クロックとの位相が合うように回転多面鏡１Ｙ〜１Ｋを駆動する。
【００１６】
レーザ駆動手段４Ｙ〜４Ｋは、画像データＶＤ＿Ｙ〜ＶＤ＿Ｋに従って、レーザ２Ｙ〜２Ｋを駆動する。レーザ２Ｙ〜２Ｋから出力されたレーザビームは、回転多面鏡で反射され、主走査方向の書き出し位置検出センサ３Ｙ〜３Ｋの上を走査する。主走査方向書き出し位置検出センサ３Ｙ〜３Ｋは、主走査方向の書き出し位置検出信号（／ＢＤ＿Ｙ〜／ＢＤ＿Ｋ）を出力する。
【００１７】
位相差検出手段５はＢＤ＿Ｋの立下りからＢＤ＿Ｃの立下りまでの時間Ｔ＿ＫＣ、ＢＤ＿Ｋの立下りからＢＤ＿Ｍの立下りまでの時間Ｔ＿ＫＭ、ＢＤ＿Ｋの立下りからＢＤ＿Ｙの立下りまでの時間Ｔ＿ＫＹをＣＰＵ６へ出力する。
【００１８】
次に、制御フローについて説明する。図３はプリンタ起動から印刷開始までに行う、副走査方向のレジストレーション制御のフロー図である。シーケンス１０１では、副走査方向レジストレーション補正の最小単位（１／８Ｔ）と回転ムラに対するマージン（１／３２Ｔ）を考慮し、基準色ブラックの主走査方向の書き出し位置検出信号（／ＢＤ＿Ｋ）から非基準色（イエロー、マジェンタ、シアン）の主走査方向の書き出し位置検出信号（／ＢＤ＿Ｙ、／ＢＤ＿Ｍ、／ＢＤ＿Ｃ）までの間隔を、１／３２Ｔ〜３／３２Ｔの範囲とするイニシャル位相制御を行う。基準色ブラックに対しては、ＰＬＬ駆動手段８Ｋへ入力する基準クロックにＣＬＫ０を選択し、固定とする。また、非基準色であるイエロー、マジェンタ、シアンに対しては、基準色ブラックとの主走査書出し位置検出信号の間隔を１／３２Ｔ〜３／３２Ｔの範囲とするため、図４に示す非基準色のイニシャル位相制御を実施する。
【００１９】
以下、図４について説明する。位相制御手段が選択する基準クロックをＣＬＫｎ（ｎ：整数）する。シーケンス２０１にてｎに０が代入され、ＣＬＬ０が選択される。シーケンス２０２にて回転多面鏡３Ｙ、３Ｍ、３Ｙを起動する。このとき、基準色ブラックの回転多面鏡３Ｋも起動する。シーケンス２０３にて基準色の主走査書き出し位置検出信号（／ＢＤ＿Ｋ）から非基準色の主走査書き出し位置検出信号（／ＢＤ＿Ｙ、／ＢＤ＿Ｍ、／ＢＤ＿Ｃ）までの時間Ｔ＿Ｋｘ（ｘはＹ、Ｍ、Ｃのどれか）を３／３２Ｔと比較し、３／３２Ｔ以上であれば、シーケンス２０４により、３／３２Ｔ未満となるまで、基準クロックの位相をＣＬＫ１、ＣＬＫ２…と遅らせる。Ｔ＿Ｋｘが３／３２Ｔ未満となったら、シーケンス２０５にて更に１段階（１／１６Ｔ）位相を遅らせ、シーケンス２０６にてＴ＿Ｋｘが３／３２Ｔ以上であるかを判定する。３／３２Ｔ未満の場合は基準クロックの位相を更に１段階（１／１６Ｔ）遅らせる。Ｔ＿Ｋｘが３／３２Ｔ以上と判定した場合は、シーケンス２０７にて基準クロックの位相を１段階（１／１６Ｔ）進ませ、イニシャル位相制御を終了する。以上の制御により、Ｔ＿Ｋｘは１／３２Ｔ〜３／３２Ｔの範囲内となる。
【００２０】
シーケンス１０２ではシーケンス１０１にて決定した、非基準色の位相制御手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃが出力する基準クロックの位相を記憶手段２０に記憶させる。
【００２１】
シーケンス１０３にて図示しない中間転写ベルト上にレジストレーション補正用パターンを生成し、光学式センサにて各色レジストレーションずれ量を検出し、シーケンス１０４、１０５で用いる補正値を算出する。
【００２２】
シーケンス１０４では１画素単位以上の副走査方向のレジストレーションずれを補正するために、基準色ブラックの主走査方向の書き出し位置検出信号／ＢＤ＿Ｋのカウント数を変更する。以下１画素単位以上の副走査方向のレジストレーションずれ補正について説明する。図５において、図示しない用紙検出センサが用紙先端を検出すると、／ＳＮＳ信号がＯＮ（Ｌｏｗ）し、／ＳＮＳ信号の立下りに同期して、基準色ブラックの主走査方向の書き出し位置検出信号（／ＢＤ＿Ｋ）カウントを許可するＣＮＴ＿ＥＮＢがＯＮ（Ｈｉｇｈ）状態となり、／ＢＤ＿Ｋをカウントし始める。／ＢＤ＿Ｋをｐ回数カウントすると、／ＢＤ＿Ｋの立下りにブラックの副走査方向書き出し信号ＶＳＹＮＣ＿ＫをＯＮ（Ｈｉｇｈ）する。また、シアンについても、／ＢＤ＿Ｋをｑ回数カウントした後に、／ＢＤ＿Ｃの立下りに同期してシアンの副走査方向書き出し信号ＶＳＹＮＣ＿ＣをＯＮ（Ｈｉｇｈ）する。１画素単位以上の副走査方向レジストレーションずれ補正は、／ＢＤ＿Ｋのカウント数ｑを変更することにより行われる。また簡単のために図示しないが、マジェンタ、イエローについてもシアンと同様である。
【００２３】
シーケンス１０５では１画素以下、１／８画素単位での副走査方向のレジストレーションずれを補正するために、位相制御手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、が出力する基準クロックの位相を、シーケンス１０１で定めた位相に対し、位相遅れ方向に１／８Ｔ単位で変更する。
【００２４】
図６はシーケンス１０５でシアンを副走査方向に７／８画素補正する副走査方向に７／８画素補正する位相制御前後の／ＢＤ＿Ｋと／ＢＤ＿Ｃの位相関係を示している。（Ｂ）の様に位相制御前の／ＢＤ＿Ｋ立下りから／ＢＤ＿Ｃ立下りまでの間隔が１／８Ｔ以上である場合、＋７／８Ｔの位相制御後には、本来／ＢＤ＿Ｋのカウントをｑ＋１回しなければならない。しかしながら、／ＢＤ＿Ｃの位相の変化を検知できないため、ｑカウントでＶＳＹＮＣ＿ＣのＯＮ（ｈｉｇｈ）してしまう。よって、本来のＶＳＹＮＣ＿ＣのＯＮ（ｈｉｇｈ）タイミングよりＴ（１画素分）早くなってしまう。
【００２５】
一方、（Ａ）ではシーケンス１０１において、副走査方向に７／８画素補正する位相制御前の／ＢＤ＿Ｋ立下りから／ＢＤ＿Ｃ立下りまでの間隔を１／３２〜３／３２Ｔの範囲としているため、＋７／８Ｔの位相制御後でもＶ＿ＳＹＮＣ＿ＣをＯＮ（Ｈｉｇｈ）にする／ＢＤ＿Ｃの立下りは、ｑ＋１カウント目の／ＢＤ＿Ｋ立下りを超えることは無く、／ＢＤ＿Ｋのカウントはｑ回のままで良い。よって、（Ｂ）の場合の様な／ＢＤ＿Ｋのカウントミスは発生しない。また、各回転多面鏡に回転ムラが生じた場合についても、／ＢＤ＿Ｋと／ＢＤ＿Ｃとを合わせた位相の変動が１／３２Ｔ以下であれば、／ＢＤ＿Ｋのカウントミスは発生しない。
【００２６】
またここで、レーザビームを走査する反射鏡面の位置と、回転多面鏡の駆動用基準クロックの位相関係は、ロータ（回転子）に接着したモータ磁石の位置で決定し、起動毎に変化しないため、２回目以降の副走査方向レジストレーション制御では、シーケンス１０１、１０２を行わず、記憶手段２０に記憶してある基準クロックを用い、１０３から始めても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
回転多面鏡の製造工程において、ロータ（回転子）に接着するモータ磁石の位置を規定しなくても、高精度の副走査方向のレジストレーション制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明における画像形成装置の位相制御部およびレーザビーム走査ユニットの構成を表すブロック図である。
【図２】本発明における用いた回転多面鏡位相制御の位相制御量を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明における用いた副走査方向のレジストレーション制御の制御フローである。
【図４】本発明における用いた回転多面鏡のイニシャル位相制御の制御フローである。
【図５】本発明における用紙先端検出信号と基準色のＢＤ信号と非基準色のＢＤ信号の関係を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明における基準色のＢＤ信号と非基準色のＢＤ信号の関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  回転多面鏡
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  レーザ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  主走査書き出し位置検出センサ
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  レーザ駆動手段
５  位相差検出手段
６  ＣＰＵ
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  位相制御手段
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ  ＰＬＬ駆動手段
９  記憶手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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