JP2749367B2

JP2749367B2 - カラー画像形成装置

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Publication number: JP2749367B2
Application number: JP1117564A
Authority: JP
Inventors: 孝真間
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH02297574A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、各色の顕像を転写紙上に重ね転写してカラ
ー画像を形成するように構成されたカラー画像形成装置
に関する。

［従来の技術］カラー画像形成装置は、Ｃ（シアン）,M（マゼン
タ）,Y（イエロー）,BK（ブラック）の各色に対応する
複数の感光体を具備し、これらの感光体に対応する色信
号で変調された光ビームによつて、複数の感光体に静電
潜像を形成する。そして、各感光体の静電潜像を現像し
て、各色の顕像を形成し、同一転写紙上に各色の顕像を
重ね合わせて転写することによつてカラー画像が形成さ
れる。

このため、各色に対応する感光体の位置で行われる転
写による転写画像位置が、理想的な設定位置からずれる
と、異なる色の画像間隔のずれ或は重なりとなり、色味
の違い或は色ずれが起りカラー画像の品質が低下する。

このような転写ずれを防止するために、特開昭63-431
72号公報では、転写紙領域外に各色に対応する顕像化さ
れたパターン用画像を形成し、これらのパターン用画像
をセンサで検出し、その検出信号に基づいて、各色の書
込みタイミングを変更して位置ずれを補正する画像形成
装置が提案されている。

また、特開昭63-271275号公報では、転写材上に画像
位置を検出する画像レジスタマークを形成し、この画像
レジスタマークをセンサで検出して得られた検出信号に
基づいて、画像の転写材移動方向の位置ずれ、画像の倍
率、画像の傾きの少なくとも２つを補正する多重画像形
成装置が提案されている。

これらの提案に係る方式によれば、各色に対応する画
像の副走査方向（転写材移動方向）のずれを補正して、
高品質のカラー画像を形成することが出来る。

［発明が解決しようとする課題］一般にカラー画像形成装置においては、温度変化など
によつてレーザビーム走査装置内のレンズや光源位置に
ずれが発生することがある。このようにレーザビーム走
査装置内のレンズや光源位置がずれると、レーザビーム
の走査線の軌跡が湾曲してしまう。

レーザビームの走査線の軌跡が湾曲すると、上述の提
案に係る方式のように各色に対応する画像の副走査方向
の位置を合わせただけでは、色ずれを防ぐことは出来な
い。

本発明の目的は、温度変化などによつてレーザビーム
の走査線の軌跡が湾曲して生ずる色ずれをも補正するこ
とが出来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］上記目的は、カラー画像形成装置に、転写ベルト上に
測定用のパターン画像を形成する画像作成信号発生手段
と、上記転写ベルト上に形成されたパターン画像の主走
査方向の複数箇所での副走査方向の位置を検出する位置
検出手段と、レーザビーム走査装置のビーム走査線の湾
曲を補正する湾曲補正手段と、上記位置検出手段の検出
信号により、上記湾曲補正手段を制御する制御手段とを
設けることにより達成される。

［作用］画像作成信号発生手段からの信号に基づいて、転写ベ
ルト上に測定用のパターン画像が形成され、このパター
ン画像の主走査方向の複数箇所で、位置検出手段によつ
てパターン画像の副走査方向の位置が検出される。

この位置検出手段の検出信号に基づいて、制御手段に
よつてレーザビーム走査装置のビーム走査線の湾曲を補
正する湾曲補正手段が作動して、ビーム走査線の湾曲が
補正され、ビーム走査線に湾曲が生じても色ずれの発生
が防止される。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

実施例の具体的な説明に先立つて、実施例の基礎とな
るカラー画像形成装置について説明する。

第16図は、本発明の実施例の基礎となるカラー画像形
成装置の全体構成を示す説明図であつて、１はスキヤナ
部、２は画像処理部、３はプリンタ部、Ｌは光学系、12
C,12M,12Y,12BKはレーザビーム走査装置、13C,13M,13Y,
13BKは記録装置、14C,14M,14Y,14BKは感光体、15C,15M,
15Y,15BKは帯電チヤージヤ、16C,16M,16Y,16BKは現像装
置、17C,17M,17Y,17BKは転写チヤージヤ、19は給紙部で
ある。

第16図に示した複写機は、原稿読み取りのためのスキ
ヤナ部１と、スキヤナ部１より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よりの各色の画像記録情報に基づいて画像を
転写紙上に形成するプリンタ部３とを有する。

スキヤナ部１は、原稿載置台４の上の原稿を走査照明
するランプ５、例えば蛍光灯を有する。

蛍光灯５により照明されたときの原稿からの反射光
は、光学系Ｌのミラー6,7,8により反射されて結像レン
ズ９に入射される。結像レンズ９により、画像光はダイ
クロイツクプリズム10を透過後、例えばレツドR,グリー
ンG,ブルーＢの３種類の波長の光に分光され、各波長光
ごとに受光器11、例えばレツド用CCD11R、グリーン用CC
D11G、CCD11B上に結像される。

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
処理を施して、各色の記録色情報、例えばブラツク（以
下BKと略称）イエロー（Ｙと略称）、マゼンタ（Ｍと略
称）、シアン（Ｃと略称）の各色の記録形成用の信号に
変換される。

第16図にはBK,Y,M,Cの４色を形成する例を示すが、３
色だけでカラー画像を形成することも出来る。その場合
は第16図の例に対し記録装置を１組減らすことも出来
る。

画像処理部２よりの信号はプリンタ部３に入力され、
それぞれの色のレーザビーム走査装置12BK,12C,12M,12Y
に送られる。

プリンタ部３には、図の例では４組の記録装置13C,13
M,13Y,13BKが並んで配置されている。各記録装置13はそ
れぞれ同じ構成部材よりなつているので、説明を簡単化
するためＣ用の記録装置について説明し、他の色につい
ては省略する。尚、各色用について、同じ部分には同じ
符号を付し、各色の構成の区別をつけるために、符号に
各色を示す添字を付す。

記録装置13Cはレーザビーム走査装置12Cの外に感光体
14C、例えば感光体ドラムを有する。感光体14Cには、帯
電チヤージヤ15C、レーザビーム走査装置12Cによる露光
位置、現像装置16C、転写チヤージヤ17C等が公知の複写
装置と同様に付設されている。

帯電チヤージヤ15Cにより一様に帯電された感光体14C
は、レーザビーム走査装置12Cによる露光により、シア
ン光像の潜像を形成し、現像装置16Cにより現像して顕
像を形成する。給紙コロ18により給紙部19、例えば２つ
の給紙カセツトの何れかから給紙される転写紙は、レジ
ストローラ20により先端を揃えられ、タイミングを合わ
せて転写ベルト21に送られる。転写ベルト21により搬送
される転写紙は、それぞれ、顕像を形成された感光体14
BK,14Y,14M,14Cに順次送られ、転写チヤージヤ17の作用
下で顕像を転写される。転写された転写紙は、定着ロー
ラ22により定着され、排紙ローラ23により排紙される。

転写紙は、転写ベルト21に静電吸着されることによ
り、転写ベルトの速度で精度よく搬送される。

第17図及び第18図は、第16図のレーザビーム走査装置
を説明する斜視図及び断面図で、これらの図において、
14BKは感光体、24BKはビーム、25BKはレーザユニツト、
26BKはモータ、27BKはポリゴンミラー、28BKは集光レン
ズ、29BKはｆθレンズ、30BK,31BKはミラー、32BKは防
塵ガラス、33BKは光学ハウジング、34BKはカバーであ
る。

第17図及び第18図では、説明を簡単にするため、BK用
についてのみ説明する。

第17図において、25BKはレーザユニツトであり、半導
体レーザおよび集光レンズを備えており、レーザユニツ
ト25BKよりコリメートされたビーム24BKが出射される。
そして、ビーム24BKは、シリンドリカルな集光レンズ28
BKによりモータ26BKによつて駆動されるポリゴンミラー
27BK上に線状に集光される。ポリゴンミラー27BKで反射
されたレーザビーム24BKは、ｆθレンズ29BKにより感光
体14BK上に結像し、ポリゴンミラー27BKの回転により、
感光体14BK上を走査する。またここで、ポリゴンミラー
27BKで反射されたビームは、２枚のミラー30BKおよび31
BKで反射され、感光体14BK上に導かれる。

第18図に示すように、前記集光レンズ28BK、ｆθレン
ズ29BK、ポリゴンミラー27BK、折り返しミラー30BK,31B
Kは、光学ハウジング33BKの中に収納されており、ま
た、ビーム出射部には防塵ガラス32BKが備えられてい
る。そして光学ハウジング33BKにはカバー34BKが取り付
けられ、ハウジング内部は密閉構造になつている。そし
て、この光学ハウジング33BKは図示されていない本体の
前後側板に固定されている。

第19図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置の
レーザビーム走査装置の他の例を示す説明図で、同図に
おいて、14C,14M,14Y,14BKは感光体、21は転写ベルト、
29C,29M,29Y,29BKはｆθレンズ、37はポリゴンミラー、
38はミラーである。

レーザビーム走査装置としては、第19図に示すよう
に、図示せぬ１台のモータにより駆動される１つ又は２
つのポリゴンミラー37を用いて、複数のレーザビームを
走査する方式でもよい。なお、第19図にはビーム光源及
びシリンドリカルレンズは図示されていない。

次に、カラー画像形成装置のレーザビーム走査装置に
おけるビームの走査線が湾曲状となることについて説明
する。

第20図乃至第22図は、レーザビーム走査装置において
ビームの走査線の状態を示す説明図で、第20図は、正常
時の光学系を示す説明図、第21図は、ずれが存在する場
合の光学系を示す説明図、第22図は、第20図と第21図の
ビームの走査線を示す説明図であり、これらの図におい
て14は感光体、25はレーザユニツト、28は集光レンズ、
29はｆθレンズ、40は半導体レーザ、41はコリメートレ
ンズ、42はレーザビーム、43はポリゴンミラー面であ
る。

第20図に示すように、初期状態でコリメートレンズ4
1、集光レンズ28、ｆθレンズ29及びレーザユニツト25
の光源が理想状態に近く光軸上に配列されていると、ビ
ームの走査線の軌跡は、第22図（ａ）に示すように直線
となる。

しかし、温度変化等が原因で光学ハウジングが変形
し、第21図に示すように集光レンズ28やｆθレンズ29
が、光軸に対して傾いたり、ずれたりし、或はポリゴン
ミラー面43や光軸自体が傾いたりすると、ビームの走査
線の軌跡は第22図（ｂ）に示すように湾曲状態となる。

第23図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置の
システムブロツク図で、同図において１はスキヤナ部、
２は画像処理部、３はプリンタ部、SYはシステムコント
ローラ、Ｐは操作パネルである。

第23図において、システムコントローラSYは、スキヤ
ナ部１、画像処理部２及びプリンタ部３の各モジユール
を制御する。その制御内容としては、操作パネルＰの表
示制御とキー入力処理、操作パネルＰで設定されたモー
ドに対応するスキヤナ部１及びプリンタ部３へのスター
ト信号、変倍率指定信号の送出、画像処理部２への画像
処理モード指定信号（色変換，マスキング，トリミン
グ，ミラーリング）の送出、各モジユールからの以上信
号や動作状態ステイタス信号（wait,ready,busy,stop）
によるシステム全体の制御等がある。

スキヤナ部１は、システムコントローラSYからのスタ
ート信号により指定された変倍率に対応する走査速度で
原稿を走査し、この原稿をCCDなどのセンサで読取り、
Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）各8bitの画像デー
タを、画像処理部２からのＳ−LSYNC（水平同期信
号）、Ｓ−STROBE（画像クロツク）及びFGATE（垂直同
期信号）に同期して画像処理部２に供給する。

画像処理部２は、スキヤナ部１から供給されるR,G,B
各8bitの画像データに、γ補正（階調特性補正）、３色
トナからグレイを除き少量の黒トナと置換するUCR処
理、色補正等の画像処理を施し、Y,M,C,BKの各3bitの画
像データに変換してプリンタ部３に供給する。また、画
像処理部では、システムコントローラSYからの指令によ
り、変倍処理，マスキング，トリミング，色変換，ミラ
ーリング等の編集処理が行われる。この画像処理部には
Y,M,C,BKの画像データを、プリンタ部３の感光対の間隔
だけずらして出力するためのバツフアメモリが具備され
ている。

プリンタ部３は、Ｓ−LSYNC（水平同期信号）、Ｓ−S
TROBE（画像クロツク）に同期して、画像処理部２から
供給される画像データによつて、レーザ光出射装置を変
調し、電子写真プロセスによつて転写紙上に複写画像を
形成する。

第24図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置の
転写ベルト部分の説明図で、同図において14C,14M,14Y,
14BKは感光対、21は転写ベルト、44は駆動ローラ、45は
従動ローラ、46はクリーニングユニツト、47は位置検出
手段としての反射型センサである。

第24図に示すように、転写ベルト21は駆動ローラ45と
従動ローラ45に巻装されて、図の矢印Ａ方向に移送され
転写紙を搬送する。転写ベルト21の上流側に設けられて
いるクリーニングユニツト46は、転写ベルト21に付着し
ているトナを除去する。そして、反射型センサ47によつ
て、以下に述べるように転写ベルト21上に形成されたパ
ターン画像の位置が検出される。

第25図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置に
おけるパターン画像検出の説明図で、同図において、21
は転写ベルト、Ｔは転写紙、44は駆動ローラ、47は反射
型センサ、48BK,48Y,48M,48Cはパターン画像である。

第25図に示すように、後述する画像作成信号発生回路
からの信号によつて、転写ベルト21の転写紙Ｔ領域外
に、顕像化されたパターン画像48BK,48Y,48M,48Cが、間
隔ｄ（mm）で配列形成される。これらのパターン画像48
BK,48Y,48M,48Cは、転写ベルト21の移動によつて順次反
射型センサ47によつて検地される。

この場合、パターン画像48BK,48Y,48M,48C配列の間隔
ｄは、予めそれぞれの色の記録装置に対する露光タイミ
ングを設定することによつて選択設定される。

第26図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置の
画像作成信号発生回路の構成を示すブロツク図で、同図
において80は立上り検出回路、81a〜81dはパターン信号
発生手段、82b〜82dはバツフアメモリ、83b〜83dはアド
レスカウンタ、84b〜84dは比較器、85b〜85dはアドレス
設定器、86b〜86dは遅延装置、87a〜87dはOR回路であ
る。

第26図に示すように、FGATE（垂直同期信号）が、立
上り検出回路80に入力され、立上り検出回路80の出力端
子が、パターン信号発生手段81aの入力端子と、OR回路8
8b〜88dの入力端子に接続され、パターン信号発生手段8
1aの出力端子がOR回路87aの一方の入力端子に接続さ
れ、OR回路87aの他方の入力端子にはBK入力信号が入力
され、OR回路87aからBK出力信号が取り出されている。

Y,M,Cに対応する回路は同一構成なので、Ｙに対応す
る回路について説明すると、上述のOR回路88bの出力端
子がアドレスカウンタ83bのリセツト端子に接続され、
アドレスカウンタ83bはバツフアメモリ82bのリセツト端
子に接続され、バツフアメモリ82bにはＹ入力信号が入
力され、バツフアメモリ82bの出力端子は、OR回路87bの
一方の入力端子に接続され、OR回路87bからＹ出力信号
が取り出されている。

アドレスカウンタ83bの出力端子が、比較器84bに接続
され、比較器84bにはＹ補正信号が入力されるアドレス
設定器85bの出力端子が接続されている。また、比較器8
4bの出力端子が、上述のOR回路88bの他方の入力端子
と、遅延装置86bに接続され、遅延装置86bの出力端子が
パターン信号発生手段81bの入力端子に接続され、パタ
ーン信号発生手段81bの出力端子は、OR回路87aの他方の
入力端子に接続されている。

第27図は、第26図の動作を示す信号波形図で、同図に
おいてt_DYはアドレス設定器85bの設定値、t_DMはアドレ
ス設定器85cの設定値、t_DCはアドレス設定器85dの設定
値、t_PYは遅延装置86bの設定時間、t_PMは遅延装置86cの
設定時間、t_PCは遅延装置86dの設定時間である。

第16図に示すカラー複写機においては、BK,Y,M,Cの順
に記録装置が配置されているので、BKの画像データは画
像処理部にて処理されたものがそのまま出力され、Y,M,
Cの画像データはBKの画像データに対して、それぞれ
t_DY，t_DM，t_DCだけ遅れて出力される。

第28図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置の
感光体の配置を示す説明図で、同図において14BK,14Y,1
4M,14Cは感光体、21は転写ベルトである。

第28図に示すように、各感光体14に対する露光位置か
ら転写位置までの長さをl₁（mm）、感光体線速をv₁（mm
/sec）、感光体間距離をl₂（mm）、転写ベルト線速をv₂
（mm/sec）とすると、露光から転写までの所要時間t₁は
各感光体共同じ値となり次式で与えられる。

t₁＝l₁／V₁（sec） ……（１）各感光体間の移動時間t₂は次式で与えられる。

t₂＝l₂／V₂（sec） ……（２）そして、転写紙上で各色の画像を同一位置に形成する
ためには、上述のt_DY，t_DM，t_DCは（３）式で与えられ
る。

ここで、第26図の動作を、回路構成の同一性を考慮し
てBKとＹについて説明する。

スキヤナ部１から送られる垂直同期信号FGATEの立上
りを立上り検出回路80にて検出する。BK,Y,M,Cの各入力
信号と、FGATEとは同時に入力されるから、立上り検出
回路80の出力はBKの画像書込み開始を表わす信号であ
る。立上り検出回路80の出力信号はBKのパターン信号発
生手段に入力されて、検知用パターンを出力する。すな
わちBKの場合は、画像の先端とパターン位置は第25図に
示すように転写ベルトの移動方向に対して同一となる。

立上り検出回路80の出力信号は、OR回路88bを介して
アドレスカウンタ:Y83bのリセツト端子に入力されてお
り、アドレスカウンタ:Y83bをリセツトする。アドレス
カウンタ83bのカウント値に従つてＹの入力画像データ
はバツフアメモリ:Y82bに格納される。

一方、アドレスカウンタ83bの出力は、比較器:Y84bに
より、アドレス設定器:Y85bの設定値と比較され、アド
レスカウンタ83bの出力がアドレス設定器85bの設定値と
一致すると、比較器84bは一致信号を出力する。この一
致信号はバツフアメモリ82bのリセット端子にOR回路88b
を介して入力されており、アドレスカウンタ83bの出力
を“φ”にリセツトして、再びバツフアメモリ82bのφ
番地をアクセスする。バツフアメモリ82bは、すでに格
納されている画像データを読み出した後、同じ番地に新
たに入力された画像データを書き込む。

ここで、アドレス設定器85bの設定値をBKとＹのドラ
ム間隔（t_DY）に設定しておけば、転写紙上でBKとＹの
画像を位置合わせして作像することができる。

比較器:Y84bの一致信号は遅延装置:Y86bにも入力され
て、遅延装置86bをトリガし、比較器84bの一致信号から
一定時間後にパターン信号発生手段:Y81bにより、検知
用パターンが出力される。

比較器:Y84bの一致信号はＹの画像先端と同時に出力
されるから、Ｙの検知用パターンは画像先端から遅延装
置:Y86bによる遅延時間（t_PY）分だけ遅れて出力され
る。ここで、遅延装置:Y86bの遅延時間を転写ベルト21
がｄ（mm）移動するのに要する時間に設定しておけば、
第25図に示すように、画像先端からｄ（mm）遅れてＹの
検知用パターンを作成できる。

ＭとＣについても同様であり、アドレス設定器85Cの
設定値をt_DMに、アドレス設定器85dの設定値をt_DCに、
また、遅延装置86Cの設定時間をt_PM＝2d/V₂に、遅延装
置86dの設定時間をt_PC＝3d/V₂に設定すれば、画像先端
を各色で一致させることができ、同時に検知用のパター
ン画像を、第25図に示すようにｄ（mm）ピツチで出力す
ることが出来る。

ここで、各感光***置のばらつき、感光体に対する露
光位置のばらつき、感光体及び転写ベルトの線速のバラ
ツキにより、BK,Y,M,Cの各画像位置が転写紙上でずれた
場合、検知用パターンもそれに対応してずれることにな
り、この検知用パターンの間隔を測定すれば画像の位置
ずれ量を検出できる。

第29図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置の
パターン検出回路の構成を示す回路図で、同図において
27は反射型センサ、C₂はコンデンサ、90はボルテージフ
オロワ、91は反射増幅器、92はコンパレータである。

第29図に示すように、LEDとフオトトランジスタphで
構成される反射型センサ27の出力端子が、コンデンサC₂
を介してボルテージフオロワ90の入力端子に接続され、
ボルテージフオロワ90の出力端子は、反転増幅器91の入
力端子に接続され、反転増幅器91の出力端子がコンパレ
ータ92の入力端子に接続されている。

第30図（ａ）〜（ｄ）は、第29図の動作を説明する信
号波形図で、同図（ａ）は反射型センサ27の出力端子の
信号F₁₁の波形図、同図（ｂ）はボルテージフオロワ90
の入力端子の信号F₁₂の波形図、同図（ｃ）は反転増幅
器91の出力端子の信号F₁₃の波形図、同図（ｄ）はコン
パレータ92の出力端子の信号F₁₄の波形図である。

第29図に示すように、反射型センサ27のフオトトラン
ジスタphの出力電流は抵抗R₂により電圧に変換され、第
30図（ａ）コンデンサC₂によりDC分がカツトされてAC分
だけが取り出される（第30図（ｂ））。この信号はボル
テージフオロワ90を介して反転増幅器91に入力され、適
当な電圧レベルに増幅される（第30図（ｃ））。反転増
幅器91の出力はコンパレータ92により、抵抗R₈とR₉で決
まる。しきい値電圧V_THと比較され、矩形波出力信号が
得られる（第30図（ｄ））。

従つて、この矩形波出力信号のピツチを測定すれば、
第25図に示すように転写ベルト21上に転写されたパター
ン画像48BK,48Y,48M,48Cの間隔を知ることが出来る。

第31図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置の
パターン画像間隔測定回路の構成を示すブロツク図で、
同図において93,94a〜94cはカウンタ、95はデータセレ
クタ、96はCPU、97はAND回路、98,99はOR回路である。

第31図に示すように、カウンタ93のＡ端子がAND回路9
7、OR回路98及びOR回路99の一方の入力端子に接続さ
れ、カウンタ93のＢ端子が、OR回路98,99の他方の入力
端子と反転回路100を介してAND回路97の他方の入力端子
に接続されている。AND回路97、OR回路98及びOR回路99
の出力端子が、カウンタ94a,94b,94cのEN端子にそれぞ
れ接続され、カウンタ94a,94b,94cの出力端子にデータ
セレクタ95が接続され、データセレクタ95の出力端子に
CPU96が接続されている。

このCPU96から、カウンタ93,94a〜94cにクリア信号が
出力され、データセレクタ95にセレクト信号が出力され
るように構成されている。

第32図は、第31図の動作を説明する信号波形図であ
る。

第31図において、パターン画像間隔測定前に、CPU96
からクリア信号が出力され、カウンタ93,94a〜94cがク
リアされる。第29図のパターン検出回路の出力信号は、
カウンタ93のCK端子に入力され、カウンタ93A端子及び
Ｂ端子からは、第32図に示すような信号がそれぞれ出力
される。

カウンタ93のＡ端子信号と反転されたＢ端子信号のAN
DをAND回路97で求めると、BKとＹパターン間隔を表示す
る信号が得られる。また、カウンタ93のＡ端子信号とＢ
端子信号の排他的論理和をOR回路98で求めることによ
り、BKとＭのパターン間隔を表示する信号が得られる。
そして、カウンタ93のＡ端子信号とＢ端子信号との論理
和をOR回路99で求めることにより、BKとＣのパターン間
隔を表示する信号が得られる。

このようにして得られた、BKとY,BKとＭ及びBKとＣの
パターン間隔を表示する信号は、それぞれカウンタ94a
〜94cのEN端子に入力されるので、カウンタ94a〜94cはE
N端子の入力信号が“H"の間、基準クロツクをカウント
し、カウンタ94a〜94cからは、BKとY,BKとM,BKとＣのパ
ターン間隔に比例した２値データが出力される。

これらのカウンタ94a〜94cのカウント動作が完了する
と、CPU96からセレクト信号がデータセレクタ95に供給
され、データセレクタ95からは、カウンタ94a〜94cの２
値データが取り込まれる。

CPU96において、取り込まれた２値データが、基準値
と比較されて基準値と測定値の差が演算され、差を補正
するための補正信号ΔY,ΔM,ΔＣがCPU96から出力され
る。

そして、この補正信号を第26図に示すアドレス設定
器:Y,M,C85b〜85dに送り、BKに対する画像の書き出しタ
イミングを変えることにより各色の画像の副走査方向の
位置を補正することができる。

しかし、すでに第22図（ｂ）に示したように、温度変
化等が原因で光学ハウジングが変形すると、ビームの走
査線の軌跡が湾曲状態となる。

第33図は、実施例の基礎となるカラー画像形成装置に
おけるビームの走査線の軌跡の湾曲による画像のずれを
説明する図で、同図において101はＣの画像、102はBK,
Y,Mの画像、103は最大ずれ量、Ｔは転写紙である。

第33図に示すように、ある色のビームの走査線が湾曲
すると、以上に説明した補正を行つても色ずれを防止す
ることが出来ない（第33図ではＣのビームの走査線が湾
曲している）。

ここで、本発明の実施例の具体的説明に入り、最初に
ビームの走査線の湾曲を補正する方法について説明す
る。

先ず、反射ミラーを湾曲させることにより、ビームの
走査線の湾曲を補正する場合について説明する。

第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、実施例における反
射ミラーが正常位置にある時のそれぞれ、光学系、反射
ミラー及び走査線の軌跡を示す説明図である。

第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）及び第５図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は、実施例における反射ミラーが湾曲し
た時のそれぞれ、光学系、反射ミラー及び走査の軌跡を
示す説明図である。

これらの図において、14は感光体、Ｍは反射ミラー、
24はビーム、24aは中央部で反射したビーム、24bは周辺
部で反射したビーム、L1,L2,L3は感光体14上の走査線の
軌跡である。

第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）〜第５図（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すように、ミラーＭが湾曲するとこ
れに伴つて走査線の軌跡が湾曲する。第４図（ａ）〜
（ｃ）は、第３図（ａ）の状態より反射ミラーＭを反射
面方向に湾曲させたときの説明図である。このとき、ミ
ラーＭの中央部と周辺部とではビームの反射位置がかわ
り、走査線の軌跡はL2のように湾曲する。第５図（ａ）
〜（ｃ）は、第４図（ａ）〜（ｃ）とは逆に、反射ミラ
ーＭを反射面と反対方向に湾曲させたときの説明図であ
る。このときの走査線の軌跡はL3のように第４図（ｃ）
と逆方向に湾曲する。

これから明らかなように、感光体14上の走査線の軌跡
が湾曲していた場合、反射ミラーＭを反射面の法線方向
に変形させる（たわませる）ことにより、前記走査線の
湾曲を補正することができる。

次に、反射ミラーＭを第４図（ｂ），第５図（ｂ）に
示すように変形させる機構の例について図を用いて説明
する。

第６図（ａ）は、実施例における反射ミラー変形機構
の構成を示す説明図、同図（ｂ）は同図（ａ）のAA断面
図であり、これらの図において51は反射ミラー、52はミ
ラーの支持部材、53はミラーの押えをかねたステー、5
4,55は弾性部材、56,57はビス、58はミラーを押圧する
押圧部材、59はウオームホイール部を備えた調節ねじで
ある。

第６図（ａ），（ｂ）において、ステー53をビス56,5
7により固定することにより、反射ミラー51の両端は弾
性部材54,55により支持部材52に押しつけられる。又、
反射ミラー51の長手方向の中央部には反射ミラー51を変
形させるための押圧部材58が備えられている。又、この
押圧部材には、雄ねじが取り付けられている。そして、
この雄ねじは調節ねじ59の雌ねじと嵌合し、調節ねじ59
の雌ねじはステー53の長手方向中央部に設けられた雌ね
じと嵌合する。又、調節ねじは図中60を示す部分がウオ
ームホイールとなつており、ステツピングモータ61に取
り付けられたウオームギヤ62とかみあつている。そし
て、このステツピングモータ61を駆動することにより、
調節ねじ59が回転し、差動ねじの原理により、押圧部材
58は図中の矢印Ｂ方向へ移動し、反射ミラー51を第４
図，第５図に示したように変形させることができる。

次に、走査線の湾曲を補正する別の例として、ビーム
の光路上に配置された透明な平行平板（ガラス）の傾き
を変えることにより、走査線の湾曲を補正する方法につ
いて述べる。

先ず、平行平板を光軸に対し傾けることにより、走査
線の湾曲が変化する原理について説明する。

第７図（ａ），（ｂ）は、実施例における平行平板が
正常位置にある時のそれぞれ、斜視図及び側面図であ
る。

第８図（ａ），（ｂ）は、実施例における平行平板が
傾いた時のそれぞれ、斜視図及び側面図である。

第９図乃至第11図は、実施例における平行平板通過後
のビームの変位を示す説明図である。

第12図は、実施例における平行平板の傾きと走査線の
軌跡との関係を示す説明図である。

これらの図において、TPは透明な平行平板、Ｂはビー
ム、DPはレーザビームの偏向平面、BOは像高Ｏへ向かう
ビーム光軸、TLOはγ＝Ｏ°の時の走査線の軌跡、TL30
は、γ＝30°の時の走査線の軌跡である。

第７図（ａ），（ｂ）は上述のように透明な平行平板
TPの法線と、像高Ｏへ向かうビーム光軸BOが一致してい
る状態を表わしている図であり、このとき、ビームＢは
平行平板TP通過前後で副走査方向へはずれない。第８図
（ａ），（ｂ）は第７図（ａ），（ｂ）の状態から平行
平板TPを主走査方向とほぼ平行な軸を中心に回転させた
状態を表わした図であり、このとき、ビームＢは平行平
板TP通過後、通過前の位置より副走査方向に変位する。
この変位量が第８図（ｂ）においてＣで示されている。

ところで、この変位量:Cは、ビームＢの向かう像高に
より異なる。（これは、平行平板TPへのビーム入射角が
像高により異なるからである。）以下に例をあげ説明する。第９図に示すように、偏向
平面において、像高Ｏへ向かうビームと像高＋150へ向
かうビームのなす角度をψとする。又、第10図に示すよ
うに、像高Ｏへ向かうビームの平行平板への入射角をγ
とする。すると、この状態において像高150へ向かうビ
ームの平行平板への入射角：θは次式で与えられる。

但し、（４）式において、である。

また、平行平板TPの板厚をｄ、屈折率をｎとして、入
射角ｉと軸ずれＣとの間には、（５）式の関係がある
（第11図参照）。

像高Ｏへ向かうビームの軸ずれをC₀、像高150へ向か
うビームの軸ずれをC₁₅₀とすると、（６），（７）式が
得られる。

さらに、副走査方向のみの軸ずれ量を、それぞれe₀，
e₁₅₀とすると、（８）、（９）式が得られる。

e₀＝C_O ……（８）但し（９）式において、 η＝tan^-1（tanγ・cosλ）である。

一例として、ψ＝20°，γ＝30°,d＝5mm,n＝1.5とし
て、（８），（９）からe₀及びe₁₅₀を求めると、e₀＝0.
967（mm）、e₁₅₀＝1.064（mm）となる。これより、像高
０へ向かうビームと、像高150へ向かうビームとで、副
走査方向への軸ずれ量が異なることが明らかにされた。

この場合にはe₁₅₀−e₀＝0.095（mm）だけ、軸ずれ量
が変化し、第12図に示すように、平行平板を傾けること
によつて走査線が湾曲することがわかる。この湾曲量
は、平行平板の傾きγを変えることにより変化し、湾曲
方向は平行平板の傾け方向によつて変化する。

次に、平行平板の傾きを変える機構の一例について説
明する。

第13図及び第14図は、レーザビーム走査装置内の防塵
ガラス湾曲補正用の平行平板として使用する機構の説明
図で、これらの図において32は防塵ガラス、33は光学ハ
ウジング、63はホルダ、64は支持部材、65はステツピン
グモータ、66はウオームギヤである。

第13図及び第14図に示すように、防塵ガラス32は、外
形が円筒の一部を形成するホルダ63に保持され、ホルダ
63が光学ハウジング33に固定された支持部材64によつて
支持されている。また、ホルダ63の端にはウオームホイ
ール64がついており、光学ハウジング33に固定されたス
テツピングモータ65の回転軸に取り付けられたウオーム
ギヤ66とかみあつている。そして、ステツピングモータ
64を駆動することにより、防塵ガラス32は図中の矢印方
向に回転する。

さらに、走査線の湾曲を補正する別の方法として、す
でに第21図で説明したレンズの位置ずれや傾きによつて
走査線が湾曲することを利用して、レンズを移動又は回
転する方法がある。

第15図は、実施例におけるｆθレンズの調整機構を示
す説明図であり、同図において29はｆθレンズ系、33は
光学ハウジング、67は積層型圧電アクチユエータ、68,6
9はｆθレンズである。

第15図に示すように、ｆθレンズ系29のｆθレンズ68
は光学ハウジング33に保持され、ｆθレンズ69は積層型
圧電アクチユエータ67を介して光学ハウジング33に保持
されている。

このような構成なので、積層型圧電アクチユエータ67
に印加する電圧を変化することにより、ｆθレンズ69が
第15図の矢印方向に移動し、走査線の湾曲が補正され
る。

次に、本発明の実施例におけるパターン画像の検出に
ついて説明する。

第１図は、実施例におけるパターン画像の検出法の説
明図で、同図において21は転写ベルト、Ｔは転写紙、44
は駆動ローラ、70,71はセンサ、72BK,72Y,72M,72C,73B
K,73Y,73M,73Cはパターン画像である。

実施例においては、第１図に示すように、転写ベルト
21の画像形成領域の上流側で側縁部近傍において、主走
査方向に距離d₀（mm）を保つて各色のパターン画像73B
K,73Y,73M,73Cが形成され、これらのパターン画像は転
写ベルト21の上流側端部に対向して配されるセンサ71に
よつて検知される。また、副走査方向でパターン画像73
BK,73Y,73M,73Cにそれぞれ対応する位置において、転写
ベルト21の中央に各色のパターン画像72BK,72Y,72M,72C
が、互いに隣接距離d₀（mm）で形成され、これらのパタ
ーン画像は、転写ベルト21の上端側端部の中央に対向し
て配されるセンサ70によつて検知される。

これらのパターン画像の検知に際しては、すでに第29
図及び第31図で説明したパターン検出回路及びパターン
画像間隔測定回路が用いられる。

次に、検知されたパターン用画像の間隔より、走査線
の湾曲及び画像の書き出しのタイミングを変える方式に
ついて説明する。ここでは、第13図及び第14図に示した
防塵ガラスの回転により湾曲を補正する場合について説
明する。

まず、BKのパターン像とY,M,Cのパターン像の予め知
られている間隔d,2d,3dに対応する検知時間差をt₀Y,t₀
Ｍ（＝２×t₀Ｙ），t₀（＝３×t₀Ｙ）とする。そして実
際にセンサ70により検知されたBKのパターン像と、Y,M,
Cのパターン像の間隔をt₁Y,t₁M,t₁C,センサ71により検
知されたBKのパターン像と、Y,M,Cのパターン像の間隔
をt₂Y,t₂M,t₂Ｃとする。又、防塵ガラスを回転させたと
き回転角γと走査線の軸ずれ量e₀及び湾曲量δ（＝e₁₅₀
−e₀）の関係は、すでに説明したようにして得られるの
で、これらの関係をROMテーブル等に記憶しておく。

各種の場合について、それぞれの補正法を説明する。

（１）t₁Ｙ＝t₂Ｙ≠t₀Ｙの場合このときは、BKの走査線とＹの走査線の湾曲量は同じ
と判断できるがBKの像形成位置とＹの像形成位置は副走
査方向にずれている。故にt₀Ｙ−t₁Ｙに対応する補正信
号を第26図に示すアドレス設定器Y85bに入力することに
より、Ｙの像の副走査方向の位置を補正する。

（２）t₀Ｍ＝t₁Ｍ≠t₂Ｍの場合このときは、画像域中央ではBKの像は重なつている。
しかし、BKの走査線の湾曲とＭの走査線の湾曲量は異な
つている。このときは、まず、Ｍの走査線の湾曲補正量
δ_M（＝t₂Ｍ−t₁Ｍ）を求め、次に、湾曲補正量δ_Mに対
応する防塵ガラスの回転角γ_MをROMテーブルより読取
る。又、回転角γ_Mに対応する軸ずれ量e_OMもROMテーブ
ルより読取る。そして、回転角γ_Mに対応する信号を第1
3図に示すＭに対応するステツピングモータ66の駆動回
路に入力し、又、軸ずれ：e_OMに対応する補正信号を第2
6図のアドレス設定器M85cに入力することにより、BKの
像にＭの像を重ね合わせることができる。

（３）t₀Ｃ≠t₁Ｃ≠t₂Ｃの場合このときは、BKの像とＣの像は湾曲量も副走査方向の
位置もずれている。そして、このときもまずＣの走査線
の湾曲補正量δ_C（＝t₂Ｃ−t₁Ｃ）を求め、湾曲補正量
δ_Cに対応する防塵ガラスの回転角γ_CをROMテーブルよ
り読取る。又、回転角γ_Cに対応する軸ずれ量e_OCもROM
テーブルより読取る。そして、回転角γ_Cに対応する信
号を第13図に示すＣに対応するステツピングモータ66の
駆動回路に入力し、又、t₁Ｃ−t₀Ｃと、e₀Ｃに対応する
時間を比較した値より得られる補正信号を第26図のアド
レス設定器:C85dに入力することにより、BKの像にＣの
像を重ね合わせることができる。

第２図は、実施例におけるパターン画像の他の検出法
の説明図で、同図において21は転写ベルト、Ｔは転写
紙、44は駆動ローラ、70,71,74はセンサ、72BK,72Y,72
M,72C,73BK,73Y,73M,73C,75BK,75Y,75M,75Cはパターン
画像である。

上述の説明では、転写ベルト上のパターン像を画像域
の中央部、及び片側端部の２箇所で検知し、走査線の湾
曲及び副走査方向へのずれを補正する例について述べ
た。これに対して、第２図の場合は、画像域の中央、及
び両側端部の３箇所にセンサ70,71,74を設け、その３箇
所の位置でパターン像を検知するようにしている。この
場合、たとえば、BKの走査線とＹの走査線の湾曲量の差
δ_Vは（10）式より求められる。

（10）式において、t₁Ｙはセンサ70により検知された
BKの像とＹの像との間隔、t₂Ｙはセンサ71により検知さ
れたBKの像とＹの像との間隔、t₃Ｙはセンサ74により検
知されたBKの像とＹの像との間隔である。

尚、画像域の両端における各色の像のずれを検知でき
るようにすることにより特開昭63-271275号公報に述べ
られているように、走査線の傾きをも補正できるように
することが可能である。

このように、実施例によると、搬送ベルト21上に形成
したパターン画像を、主走査方向の複数の位置で検知す
ることにより、ビームの走査線の湾曲量及び副走査方向
へのずれを検出し、この検出値に対応して湾曲補正手段
を制御することにより、形成されるカラー画像の色ずれ
が防止される。

［発明の効果］本発明によると、温度変化などによつてレーザビーム
の走査線の軌跡が湾曲して生ずる色ずれをも補正し、高
品質のカラー画像が形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第15図は本発明の実施例を説明する図で、第
１図はパターン画像の検出法の説明図、第２図はパター
ン画像の他の検出法の説明図、第３図は反射ミラーが正
常位置にある時の光学系，反射ミラー及び走査線の軌跡
を示す説明図、第４図及び第５図は反射ミラーが湾曲し
た時の光学系，反射ミラー及び走査線の軌跡を示す説明
図、第６図（ａ）は反射ミラー変形機構の説明図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のAA断面図、第７図（ａ），（ｂ）
は平行平板が正常位置にある時のそれぞれ、斜視図及び
側面図、第８図（ａ），（ｂ）は平行平板が傾いた時の
それぞれ、斜視図及び側面図、第９図乃至第11図は平行
平板通過後のビームの変位を示す説明図、第12図は平行
平板の傾きと走査線の軌跡との関係を示す説明図、第13
図及び第14図はレーザビーム走査装置内の防塵ガラスを
湾曲補正用の平行平板として使用する機構の説明図、第
15図はｆθレンズの調整機構の説明図、第16図乃至第33
図は本発明の実施例の基礎となるカラー画像形成装置を
説明する図で、第16図は全体構成を示す説明図、第17図
及び第18図は第16図のレーザビーム走査装置を説明する
斜視図及び断面図、第19図はレーザビーム走査装置の他
の例を示す説明図、第20図はレーザビーム走査装置の正
常時の光学系を示す説明図、第21図はレーザビーム走査
装置のずれが存在する場合の光学系を示す説明図、第22
図は第20図と第21図のビームの走査線を示す説明図、第
23図はシステムブロツク図、第24図は転写ベルト部分の
説明図、第25図はパターン画像検出の説明図、第26図は
画像作成信号発生回路の構成を示すブロツク図、第27図
は第26図の動作を示す信号波形図、第28図は感光体の配
置を示す説明図、第29図はパターン検出回路の構成を示
す回路図、第30図（ａ）〜（ｄ）は第29図の動作を説明
する信号波形図、第31図はパターン画像間隔測定回路の
構成を示すブロツク図、第32図は第31図の動作を説明す
る信号波形図、第33図はビームの走査線の軌跡の湾曲に
よる画像のずれを説明する図である。１……スキヤナ部、２……画像処理部、３……プリンタ
部、12C,12M,12Y,12BK……レーザビーム走査装置、13C,
13M,13Y,13BK……記録装置、14C,14M,14Y,14BK……感光
体、16C,16M,16Y,16BK……現像装置、17C,17M,17Y,17BK
……転写チャージヤ、25BK……レーザユニツト、27BK…
…ポリゴンミラー、28BK……集光レンズ、29BK……ｆθ
レンズ、30BK,31BK……折り返しミラー、32BK……防塵
ガラス、33BK……ハウジング、44……駆動ローラ、47…
…反射型センサ、48BK,48Y,48M,48C……パターン画像、
70,71……センサ、72BK,72Y,72M,72C,73BK,73Y,73M,73C
……パターン画像、75BK,75Y,75M,75C……パターン画
像、80……立上り検出回路、81a〜81d……パターン信号
発生手段、82b〜82d……バツフアメモリ、83b〜83d……
アドレスカウンタ、84b〜84d……比較器、85b〜85d……
アドレス設定器、86b〜86d……遅延装置、87a〜87d……
OR回路、90……ボルテージフオロワ、91……反転増幅
器、92……コンパレータ、93,94a〜94c……カウンタ、9
5……データセレクタ、96……CPU。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の感光体と、これらの感光体に対応し
て設けられ、それぞれ異なる色信号で変調された光ビー
ムによつて上記感光体上に静電潜像を形成するレーザビ
ーム走査装置と、上記感光体上に形成された静電潜像を
顕像化する現像手段と、この現像手段により上記静電潜
像が顕像化されて得られる顕像を転写紙に転写する転写
手段と、上記転写紙を上記感光体に沿つて移動させる転
写ベルトとを具備するカラー画像形成装置において、上
記転写ベルト上に測定用のパターン画像を形成する画像
作成信号発生手段と、上記転写ベルト上に形成されたパ
ターン画像の主走査方向の複数箇所での副走査方向の位
置を検出する位置検出手段と、上記レーザビーム走査装
置のビーム走査線の湾曲を補正する湾曲補正手段と、上
記位置検出手段の検出信号により、上記湾曲補正手段を
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。