JP4919758B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents
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Description
このタンデム式カラー画像形成装置は、各色ごとにユニットを設けるので高速化が容易である反面、各色を記録紙に位置ずれなく形成することが難しく、このため画質が低下するという問題がある。この位置ずれの要因の一つは、経時的な変化や温度変化によって、各ユニット間に相対的な位置ずれが発生することが挙げられる。
また、感光体や中間転写体の僅かな速度誤差や変動によっても各色の画像間の位置ずれが生じる。このような位置ずれによる画質低下を防ぐために、記録媒体や中間転写体上に、各色間の位置ずれを検出するための各色トナー像、即ちパッチパターンを形成し、このパッチパターンを検出器で検出して位置ずれを補正する方式が知られている。
上述の位置ずれを極力小さく抑えるためには、位置ずれの検出精度を高めることが必要である。通常各色間の位置ずれは、最大でも100μm以下、平均では50μm以下にすることが望ましい。そのためには、画像位置検出器は、10μm以下の精度で位置ずれを検出している。
ここで、画像位置検出器による検出結果から得られた情報により、基準色に対する位置ずれ量を算出し、その算出結果から、基準色以外のカラー画像形成ユニット内の光学ユニットの書き込みタイミングまたは、光学ユニットの位置を補正することで位置ずれの少ないカラー画像形成装置を得ることができる。
画像位置検出器の検出精度を上げる工夫として、特許文献1では、振動成分(速度変動成分)の概略整数倍にパッチ間隔を設定し、振動による検出精度の低下を防ぐ提案がされている。
そして、カラー画像形成装置においても、このような光源を用いての複数ビームによる書込みが行われている。複数ビームを用いた場合、初期調整、温度や経時変化などで、ビーム間隔が異なる場合が生じてくる。特に2つの光源のビームを合成する場合などビーム間隔のずれが大きく、調整や温度によって数μmから十数μmの変化が生じてくる。そして、タンデムのカラー画像形成装置では、各色のユニット毎に温度が異なっていた場合、色間でビーム間隔が異なってしまう。このように、ビーム間隔が異なるような場合において、各色間の位置ずれをパッチパターンを用いて、検出する場合、パッチを形成するビームが、前記で示したようなビーム間隔誤差が発生したままであると、ある特定の間隔で形成したパッチの位置が数μmから十数μmずれることになり、この値が、そのまま検出誤差になってしまう問題を有していた。
具体的には、感光体を露光する露光装置と、記録媒体又は中間転写体にカラー画像を形成するための複数個の画像形成ユニットとを有し、前記複数の画像形成ユニットで形成された画像を転写位置にて転写されたトナー像を搬送するカラー画像形成装置において、前記露光装置は、複数本のレーザビームを発する半導体レーザアレイと、光を平行にするコリメートレンズ、レーザビームを走査するポリゴンミラー及び光を収束するfθレンズで構成されたレーザビーム走査系と、ミラーと、レーザビーム走査における基準位置を検出するビームディテクト手段とで構成され、前記半導体レーザアレイにおいて複数の発光点が一列に並ぶように配置され、前記発光点の並び方向が主走査方向から副走査方向へ印刷密度に応じた角度で傾くように前記半導体アレイが配置され、前記半導体アレイが発する複数本のレーザビームを感光体に向けて反射するポリゴンミラーを回転させることにより、感光体を走査し、前記ポリゴンミラーによる第1走査で横線のパッチパターンを形成し、色間のずれの補正用の複数のパッチパターンが間隔をあけて前記感光体に形成され、各パッチパターンの間隔が、パッチパターンを構成する複数の走査線のうちの先頭からの順番が同じ走査線が同一の発光点から発せられるレーザビームにより形成されるように、決定されていることにより、複数本の走査ビームのビーム間隔誤差による検出誤差を無くすことに特徴がある。
以下本発明を用いたカラー画像形成装置の実施例を図により説明する。
図1は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(クロ)を用いた、本発明に係るカラー画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。各色のカラー画像データとして送られてきた信号を書き込み信号に変換し、露光手段(マルチビーム走査装置)202にて、記録媒体の一つである感光体200上に露光する。
図1は、各画像形成ユニットの概略構成図である。中間転写体101近傍に縦積みで配置されたYユニット100Y、Mユニット100M、Cユニット100C及びKユニット100Kは、各々図2に示す通り、感光体200、帯電手段201、現像手段203で構成されており、一連の電子写真プロセスを経て、記録媒体の一つである感光体200にカラートナー像を形成する。
図3は、本発明に係るカラー画像形成装置の露光手段を示す概略構成図である。N本(本実施例ではN=4)のレーザビームを発光する半導体レーザアレイ300(以下LDAと称す)と、光を平行にするコリメートレンズ301、レーザビームを走査するポリゴンミラー302及び光を収束するfθレンズ303で構成されたレーザビーム走査系と、ミラー304、レーザビーム走査における基準位置を検出するビームディテクト手段305で構成される。感光体200上で走査される複数レーザビーム306は、印刷密度にあった間隔になるような傾きθで走査されている。
この画像形成装置は、装置の立ち上がり時や、装置内の温度がある一定以上変化した時などに、各色間の位置ずれを補正する動作を行う。図4は、記録媒体と画像位置検出装置の関係を示す説明図である。つまり、図4に示すように各色ユニットで形成された位置ずれ検出用トナー像パターンを、中間転写体101に転写し、中間転写体101によって搬送されたトナー像パターン404は、画像位置検出器400によって検出され、位置ずれ補正制御部107にて、ある特定色ここでは黒色のトナー像パターンによる検出信号と、各色Y、M、Cのトナー像パターン検出信号とのそれぞれの時間間隔を測定し、その相対的時間差によって、各色ユニットの半導体レーザ(図示しない)から発光するレーザビームの発光タイミング等を制御することで、相対的時間差を小さく抑える。つまり、各色間の相対的位置ずれを小さく抑えることが可能となる。
図6は、画像位置検出方法を説明する概略図である。
中間転写体101に形成されたパッチパターン404が画像位置検出器400を通過すると、検出器402に入射する反射光が変動する。反射光の変動は検出器402により検知され、これにより検出器402の検知信号は図6に示すような出力408を生ずる。この信号と閾値電圧409との2つのクロス点410、411の中央のタイミングを検出することでパッチパターン404の位置を検出し、次のパッチパターンとの時間間隔Tを計測し距離に変換している。
上記動作は、装置を起動した時あるいは特定の条件、例えば所定の温度上昇値になった時や連続印刷で所定の印刷枚数に達した時などに行われる。この画像位置検出補正動作中は、中間転写体101のパッチパターン形成を行うため記録紙105への印刷動作を行わない。そのため、前記動作を頻繁に実行することは、印刷のスループットが下がるため、あまり行いたくない。図1に示す温度検出手段410の温度検出結果を用いて、前記の画像位置検出補正動作の実行を行う。この機能は、位置ずれ補正制御部107で実行される。
図7(a)においては、ビーム間隔が等しい場合をしめしている。4chのLDAで走査し、感光体上を傾きθ1にて4個の走査ビーム306が走査している。パッチパターン404は副走査方向に4ドット、走査方向に26ドットで形成した場合の例を示している。まず、ポリゴンによる第1走査で、パッチパターン404を形成する。次のパッチパターンをL1の距離を置いて形成する場合、第n走査の3ビームと第n+1走査の1ビームを用いている。この時、走査ビーム306内のビーム間隔P1と、第n走査の最後のビームと第n+1走査の最初のビームとの間隔P2が、P1=P2の関係にある。
次に図7(b)はビーム走査間隔が不均等時、つまり、前記で示したP1とP2が異なる場合である。これは、図示しているように、ビームの傾き調整誤差や温度等で、(a)より傾きが小さくなった(傾きθ2)ケースを示している。P3は(a)に対し狭くなり、P4は逆に広くなっている。この場合、画像位置検出器400にて検出した距離L2は、(a)に比べ(P1−P3)/2分狭くなる。これは、色間のずれと関係のない検出誤差であるため、このような検出誤差が発生しないようにする必要がある。
図9は、本発明に係るカラー画像形成装置の他の露光手段を示す概略構成図である。図9に示すように、第2の実施例における露光手段202の図を示したもので、前述で使用した同じ記号は、同じ機能を有し、説明は除く。前述と異なるのは、光源であるLDAを2個(300−1、300−2)用いて、ビーム合成していることである。感光体200上で、走査ビーム307、308は、縦配列で、1ドットずれた関係で走査している。
次に図10(b)はビーム走査間隔が不均等時、つまり、前記で示したP1とP2が異なる場合である。これは、図示しているように、ビーム合成時の調整誤差や温度等で、相互の走査ビームが間隔が異なったケースを示している。P4は(a)に対し狭くなり、P3は逆に広くなっている。この場合、画像位置検出器400にて検出した距離L2は、(a)に比べ(P1−P4)分広くなる。これは、色間のずれと関係のない検出誤差であるため、このような検出誤差が発生しないようにする必要がある。
101:中間転写体
102:定着手段
103:第一転写手段
104:第二転写手段
107:位置ずれ補正制御部
108:駆動ローラ
200:感光体
201:帯電手段
202:露光手段
203:現像手段
300、300−1、300−2:半導体レーザアレイ
302:ポリゴンミラー
303:fθレンズ
400:画像位置検出器
401:発光部
402:受光部
404:パッチパターン
410:温度検出手段
Claims (1)
- 感光体を露光する露光装置と、
記録媒体又は中間転写体にカラー画像を形成するための複数個の画像形成ユニットとを有し、
前記複数の画像形成ユニットで形成された画像を転写位置にて転写されたトナー像を搬送するカラー画像形成装置において、
前記露光装置は、複数本のレーザビームを発する半導体レーザアレイと、光を平行にするコリメートレンズ、レーザビームを走査するポリゴンミラー及び光を収束するfθレンズで構成されたレーザビーム走査系と、ミラーと、レーザビーム走査における基準位置を検出するビームディテクト手段とで構成され、
前記半導体レーザアレイにおいて複数の発光点が一列に並ぶように配置され、前記発光点の並び方向が主走査方向から副走査方向へ印刷密度に応じた角度で傾くように前記半導体アレイが配置され、前記半導体アレイが発する複数本のレーザビームを感光体に向けて反射するポリゴンミラーを回転させることにより、感光体を走査し、前記ポリゴンミラーによる第1走査で横線のパッチパターンを形成し、
色間のずれの補正用の複数のパッチパターンが間隔をあけて前記感光体に形成され、各パッチパターンの間隔が、パッチパターンを構成する複数の走査線のうちの先頭からの順番が同じ走査線が同一の発光点から発せられるレーザビームにより形成されるように、決定されていることにより、複数本の走査ビームのビーム間隔誤差による検出誤差を無くす
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
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