JPS62108666A

JPS62108666A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPS62108666A
Application number: JP60247110A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Mochida; 持田　喜徳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-11-06
Filing date: 1985-11-06
Publication date: 1987-05-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、固体スキャナを用いてデジタル的に像形成を
行なう画像形成装置に関するものである。

（従来の技術）従来、デジタル的に像形成を行なう画像形成装置の主な
ものとしては、ドラム又はベルト状の像担持体である感
光体を移動させながら（以下、この移動方向を副走査方
向と言う。）、レーザスキャナ、液晶シャッタ等の固体
スキャナを副走査方向と直角の方向（以下、主走査方向
と言う。）に走査して静電潜像を形成し、現像部におい
て現像し、可視化されたトナー像を転写材に転写して定
着することにより画像を得る電子写真方式の画像形成装
置があり、また像担持体である紙や特殊に加工された記
録材をドラム又はベルト状の支持体に固定して、この支
持体を移動させながらインクジエツトヘッド、熱転写ヘ
ッド等のスキャナを主走査方向にスキャン、又は列に配
列して一度に直接可視化する方式等の画像形成装置があ
った。

゛しかしながら、前記両者の画像形成装置は、像担持体
をスキャナに対して一定速度で移動させ。

この一定速度でスキャナが走査することによって　゛デ
ジタルの画像情報と１対１に対応する画像を作るように
なっているのであるが、この設定において、像担持体を
スキャナに対して高精度Ｉ１．っ一定速度で移動させる
０とは種′の理１１０？り非常に困難であり、移動に微
妙なムラが生じ、その結果形成された像は了（の像とず
れが生じたり、カラー多重画像形成においては色ずれの
主な原因となり、色相の変化を生じてしまう。これはア
ナログ方式でも発生するがデジタル方式の場合特に顕著
である。

ここで、電子写真方式のカラー画像形成装置を例として
従来例を詳細に説明する。第９図において反時計方向に
回転する像担手、シ体としての感光ドラムｌの周囲には
、−成帯電器２．現像装置３゜転写ドラム４．クリーナ
５が近接又は接触して配設されている。−成帯電器２と
現像器Ｎ３との間には、固体スキャナとしてのレーザス
キャナ６からのレーザ光が感光ドラム１に走査される部
分として露光部７が設けられている。現像装置３は回転
体であり、この現像装置３は円周等分割状にイエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの現像器を支持しており、
各色各々の静電潜像に対応して現像位置に割り出され、
その潜像をトナーで顕画化する。

次に、感光ドラム１上のトナーは、転写部８において、
転写ドラム４上に支持された転写紙に帯電器９のコロナ
放電により転写される。そして、感光ドラム１上の未転
写トナーは、クリーナ５によりクリーニングされる。

一方、転写紙は、カセットｌＯより送り出されローラ対
１１を通過してレジスタローラ対重２のニップ部に突き
当てられる。そして転写紙は転写ドラム４上のグリッパ
１３に対応してレジスタローラ対１２により送り１１１
され、グリップカム１４により開放されたグリッパ１３
にその先端を突き当てられ、グリッパ１３がグリップカ
ム１４を通過して閉じる時にその先端を挟持される０次
いで、所要回の転写後、転写紙は分離カム１５により開
放されたグリッパ１３から分離爪１６により分離され、
搬送部１７．定着部１８を介して外部トレーにＩ出され
ることで一連の過程が終了する。

以上の過程内で感光ドラムｌ及び転写ドラム４の回転は
、第１θ図に示すように、各々一体的に取付けられたギ
アを噛合し、いずれか一方をモータからのギア列に連結
することで行なっていた。そして、この時位相同期ルー
プ（ＰＬＬ）によってドラム駆動モータ１９が一定速度
で回転するように設定されているのであるが、感光ドラ
ムｌを一定速度で回転させることは非常に困難である。

何故ならドラム駆動モータ１９が一定速度で回転しても
歯車の伝達による歯車の回転軸の偏心、歯車の一歯当り
の噛み合い誤差等により感光ドラムｌに回転ムラが生じ
るからである。また感光ドラム１に負荷変動が生じる、
即ち転写ドラム４に設けられたグリッパ１３のグリップ
カム１４による開閉時の変動が生じたり、クリーナ５の
クリーニングブレードの摩擦抵抗がトナーの有無によっ
て変化し、ＰＬＬによる制御では対応不十分でモータ自
体に回転ムラが生じてしまう。

これによりモータに回転ムラが生じると当然感光ドラム
ｌも回転ムラが生ずることになる。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来例は感光ドラム１の回転にムラが生じると
、一定速度で動いているものに一定のタイミングで書き
込むという条件がくずれ、形成された画像は真の画像と
ずれが生じてしまう。このずれは単色像ですら像全体に
わたって生じ、副走査方向に種々の間隔のムラ（以下ピ
ッチムラと言う。）となって表われ、デジタル方式であ
るが故に濃淡の差が非常に顕著となり、非常に目につく
という問題点があった。

また、多重の色を重ね合せる場合には、ピッチムラの他
に色ずれが生じてしまい、人間の１−１は色相の変化に
敏感であるためＪ１常にＩＩ　ｆｔつことになるという
問題点も（＝Ｊ加されることになる。

したがって、感光ドラムｌを精密に一定速度で回転させ
ることが困難であるために発生する像のピッチムラ、色
ずれは、特にデジタルカラーの画像形成において、重大
な弊害となっている。また、転写ドラムを有しない１１
色のデジタル方式の画像形成装置においても感光ドラム
の回転ムラ等の同様な理由からピッチムラが発生し重大
な問題となっている。更に、インクジェットや熱転写方
式による直接画像を可視化する画像形成装置は、像担持
体を支持するドラムやベルＩ・を高速度■一つ一定速度
で回転させることが困難なために、一定のタイミングで
書き込む固体スキャナヘッドとにずれが生じて、ピッチ
ムラ等の同様の問題が生じることになる。

そこで、本発明は従来例の−に記した問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、像担
持体とスキャナーの相対移動量がバラついても、即ち一
定でなくランダムでも常に画像情報とｌ対ｌに対応する
正確な高画質の画像を像担持体に形成することのできる
画像形成装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）」二足目的を達成するために、本発明にあっては、移動
する像担持体の移動方向に対して略垂直に長く配列され
た固体スキャナを、その配列方向に走査しながら前記移
動方向に走査して前記像担持体に像を形成する画像形成
装置において、前記像担持体表面の位置情報信号を発生
する手段を設け、この位置情報信号を得る度に前記固体
スキャナが走査してなることにより構成されている。

（実　施　例）以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。先ず
、電子写真方式のカラー画像形成装置に適用した例を説
明すると、第１図において、ｌは像担持体としての感光
ドラム、２は一次帯電器、３は現像装置、４は転写ドラ
ム、５はクリーナである。−成帯電器２と現像装置３と
の間には露光部が設けられ、この露光部は露光用光源と
しての蛍光灯ランプ２０と、光を遮断又は透過させる固
体スキャナとしての液晶シャッタアレイ２１とから構成
されている。また第２図に示すように感光ドラム１の感
光ドラム軸１ａにはロータリーエンコーダ２２が連結さ
れている。

９は転写のための帯電器、１０は転写材収容容器である
カセッ）、１１はローラ対、１２は同期合せのためのレ
ジストローラ対、１３は転写ドラム４に紙を把持するた
めのグリッパ、１４は給紙の際グリッパ１３を開閉させ
るグリッパカム、１５は分離の際グリッパ１３を開閉さ
せる分離カム、１６は分離爪、１７は搬送部、１８は定
着部である。

次に、上記のように構成されたカラー画像形成装置の動
作を説明すると、反時、ｉ１方向に回転する感光ドラム
ｌに露光部の液晶シャッタアレイ２１が蛍光灯ランプ２
０の光を遮断（ＯＦ　Ｆ）又は透過（ＯＮ）することで
、画像情報をデジタル的に露光させ静電潜像を形成させ
る。現像装置３は回転体であり、円周等分割状にイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像器を支持してお
り、各包容々の静電潜像に対応して現像器が現像位置に
割り出され、その潜像をトナーで顕画化する。そして、
感光ドラムｌ上のトナーは転写部において転写ドラム４
上に支持された転写紙に帯電器９のコロナ放電により転
写される。この際、感光ドラムｌ上の未転写トナーは、
クリーナ５によりクリーニングされる。この電子写真プ
ロセスを所要回行ない、多重多色転写を行なう。

一方、転写紙は転写材収容容器としてのカセットｌＯよ
り送り出され、ローラ対１１を通過してレジストローラ
対１２のニップ部に突き当てられる。そして転写紙は転
写ドラム４上のグリッパ１３に対してレジストローラ対
１２により送り出され、グリップカム１４により開放さ
れたグリッパ１３にその先端を突き当てられ、グリッパ
１３がグリップカム１４を通過して閉じる時に、その先
端を挟持される。その後、所要回の転写後、多重多色転
写された転写紙は、分離カム１５により開放されたグリ
ッパ１３かも分離爪１日により分離され、搬送部１７に
よって定着部１８に送られ、トナー像を定着した後、外
部トレイに排出される。

次に、」二足過程における感光ドラムｌ□、転写ドラム
４の駆動及び液晶シャッタアレイ２１のドライブ制御に
ついて第２図乃奎第４図に基づいて説明する。先ず、ド
ラム駆動モータ１９の回転がギア列を介して感光ドラム
輔１ａに伝達されて感光ドラム１が回転する。−・方、
転写ドラム４は、感光ドラムｌに一体に取付けられたギ
アｌｂと転写ドラム４に一体に取付けられたギア４ａと
が噛合して感光ドラムｌと同期して回転する。ドラム駆
動モータ１９は、エンコーダ１９ａｉ内蔵しており、エ
ンコーダ１９ａの出力が制御回路５１にフィードバック
して駆動回路５２を介してドラム駆動モータ１９ができ
るだけ一定速度で回転するように制御している。５０は
水晶発振器であり、この水晶発振器５０の出力が制御回
路５１に送出される。

また、感光ドラム軸１ａには、高精度のロータリーエン
コーダ２２が連結されており、このロータリーエンコー
ダ２２の出力が液晶シャッタドライブ回路５３に入力さ
れ、液晶シャッタアレイ２１の走査のトリガー信号とな
る。ここで、ロータリーエンコーダ２２のパルスの出力
の間隔は、感光ドラムｌの回転の角度と１対１の関係に
あり、感光ドラム１表面の長さと１対１の関係にあるの
で、ロータリーエンコーダ２２のパルス数をＮ（パルス
／１回転）、感光ドラムｌの直径をＤとすると、第４図
に示すように、パルス■が出力してからパルス■が出力
されるまでの時間ｔ１に感光ドラムｌは３６００／Ｎだ
け回転し、表面」二でπＤ／Ｎだけ進むことになる。ま
た、パルス■が出力されてからパルス■が出力されるま
での時間ｔ２に感光ドラムｌは同様に３６０°／Ｎ回転
し、表面上でπＤ／Ｎだけ進む。即ち、ロータリーエン
コーダ２２の出力パルスの発生する時間間隔がｔ＋　今
ｔ２　（回転ムラを生じるということは時間間隔が１＋
　宍１２となることである。）であっても、ロータリー
エンコーダ２２のパルスをトリガー信号とすれば、感光
ドラム１表面上で回転方向に常に一定の間隔πＤ／Ｎ′
で像を形成できる。

ここで、前記間隔πＤ／Ｎは、副走査の走査密度となる
、例えばＮ、＝　１０，０００　（パルス／１回転）、
Ｄ＝８０＋＊ｍならば約４０ｐｅｌになる。しかし、こ
れは感光ドラムｌの直径りを調節したり、またロータリ
ーエンコーダ２２のパルス数Ｎを可変したり、感光ドラ
ム輔１’ａに１７−行に軸を設けて感光ドラムｌの回転
をブーりやギアによって変速して伝達し、その軸にエン
コ゛−ダを取付けることで、設計上任意に決定できるこ
とは；↑うまでもない。

上記のように、液晶シャッタドライブ回路５３はロータ
リーエンコーダ２２のパルスの立−１−りをトリガー信
号として液晶シャッタアレイ２１をオン又はオフの状１
１１にし、画像情報を１ライン分感光ドラム１表面に形
成させ菰。そして、次のパルスが送出されたら、またそ
の立上りをトリガー信号、として１ライン分の走査を行
なう。これを連続的に行なうことで感光ドラム表面の副
走査方向に一定間隔で像情報が形成される。ここで、ｔ
３はｌライフ分の画像情報が露光される。時間である。

これによって、感光ドラムｌに回転ムラが生じても、そ
れに影響されず、一定間隔で像が形成できるので、従来
例のような画像のムラ。

ずれを防止できる。また、第３図に示す位相同期ループ
（ＰＬＬ）回路を使用せずに、感光ドラムｌを、任意に
回転させても画像のムラ、ずれを防ぐことが可能となる
。更に、像担持体表面の位置情報を発生する手段として
ロータリーエンコーダでな□く、像担持体表面に一定間
隔でパターンを形成し、回転している感光ドラム上の前
記パターンを読取る装置を備えることによっても同様の
効果が得られ□る。

次に、第５図乃至第７図に基づいて感光ドラム面」二の
精密位置情報スケールパターンを読取る例を説明する。

第５図において、２３は半導体装置ザ、２４は結像レン
ズ、２５はハーフミラ−１２６はＰ、Ｍ（光電子倍増管
）からなるレーザ光の受光部であり、これらによって読
取り系が構成されている。また、２７は感光ドラムｌ−
Ｌに形成された精密な間隔のｐｉｔ　　（穴）によるス
ケールパターンであり、このスケールパターン２７にレ
ーザ光が直角に入射するようになっている。尚、ｐｉｔ
間隔はＣＯ２レーザ等を用いて数十ＪＬｍ程度のオーダ
ーで作ることがｔｉｆ能である。

上記構成において、光源である半導体レーザ２３から出
力されたレーザ光は結像レンズ２４によってスポット径
を絞られて、ハーフミラ−２５を通って感光ドラム１表
面のスケールパターン２７で結像する。なお、この結像
位置は液晶シャッタアレイ（固体スキャナ）２１の古き
込み位置の延長上であることが望ましい。この際、穴（
ｐｉｔ　）でない部分に入用すると、レーザ光は反射し
てハーフミラ−２５に向かい、このハーフミラ−２５で
反射して受光部２６に入いる。一方、穴（ｐｉｔ　）の
部分に入用すると、レーザ光は反射シテハーフミラー２
５に向かわず、受光部２６に入光しない。このように、
受光時に旧ｇｈ、受光しない時にしＯｗとなるようにし
ておけば、回転している感光ドラム１−Ｆ、のスケール
パターン２７を読取り、第６図に示すようなパルスが発
生する。

このパルスは、前記ロータリーエンコーダ２２の出力パ
ルスと同様に、その発生する時間間隔は一定でないが、
感光ドラム表面上で同一間隔Ｐ（第８図）となり、この
出力パルスを液晶シャッタアレイ２１のスキャンのトリ
ガー信号として使用することで、感光ドラム１表面に像
のムラ、ずれのない高画質の像を形成でき、ロータリー
エンコーダ２２同様、πＤ＝ＫＸ副走査密度（Ｋ：整数
）とすることで、ドラムをエンドレスに使用することが
できる。

また、感光ドラム面」―の精密位置情報スケールパター
ンを読取る例は、ロータリーエンコーダを用いて感光ド
ラム面一にの一定間隔に対応したパルスを発生する例と
比較して下記の利点がある。即ち、感光ドラムｌとロー
タリーエンコーダ２２を機械的に同期させると、それら
の間に介在する影響が発生する。例えば、感光ドラム輔
１ａにロータリーエンコーダ２２を取イ・１ける時、感
光ドラムｌの軸との偏心が存在すると、これにより、一
定間隔πＤ／Ｎに誤差が生じる。また、ロータリーエン
コーダ２２と感光ドラム輔１ａとの結合の際の取付誤差
も生じる危険性もある。しかしながら、感光ドラム１−
１−にスケールパターン２７を形成すると、これらの影
響を受けないでロータリーエンコーダ２２と比較してよ
り精度よく、像が形成される利点があるし、固体スキャ
ナの書き込み位置（副走査方向）でスケールを読み取れ
ば、感光ドラムｌと軸との偏心、ドラム自身の偏心の影
響も受けない。また、高密１■に像を形成するには、ロ
ータリーエンコーダを用いると１回転で数千パルスを発
生する測定機レベルの高精度且つ高価なものを使用する
必要があるが、スケールパターンを使用すると、現在の
レーザ加工技術の向上で比較的容易にミクロンオーダで
ｐｉｔパターン等を形成することが可能である利点を有
する。

以」二電子写真方式でドラム上の感光体に固体スキｙナ
アレイとして液晶シャッタアレイを使用した実施例を述
べたが、これに限らずベルト状の感半体であっても、ま
た固体スキャナアレイとしてＬＥＤアレイ等を用いても
よい。

更に、インジェットヘッドや熱転写ヘッド等の固体スキ
ャナにより直接記録材に像を可視化す戸画像形成装置の
実施例を説明する。第８図はインク、ジェット方式の画
像形成装置の画像形成部を示し、同図において、２８は
固体スキャナとしてのインクジェットへラドアレイ、２
９はインクにより像が直接可視化される像担持体として
の記録紙、３０は記録紙２９を支持する像担持体支持体
であるベルト、３１はベルト３０に記録紙２９を把持す
やためのグリッパ５．３２はベルト３０の端部に形成さ
れた精密なスケールパターン、３３はベルト３０を駆動
する送りローラである。また符号２３〜２６は前述と同
様のパターンの読取り系を示す。

上記構成の動作を説明すると、記録紙２９はグリッパ３
１によって挟持され、ベルト３０に支持されながら搬送
される。ベルト３０の端部には、進行方向に一定間隔で
スケールパターン３２が形成されており、読取り系２３
〜２６によって、このパターン３２がパルス信号に変換
される。このパルス信号をトリガー信号として記録紙２
９の進行方向に略垂直に配列されたインクジェットへラ
ドアレイ２８が駆動され、記録紙２９にその都度インク
を射出し像を形成する。これにより、従来例ではベルト
駆動モータ３４に回転ムラが生じたり、駆動伝達ギア列
３５の歯車に歯形誤差が存在し、送りローラ３３に回転
Ｌ、うが生じたり、送りローラ３３とベルト３０との間
ですべりが生じ、ベル）３０の搬送に送すムラが生じた
りして電子写真方式の画像形成装置同様画像にムラや多
色多重系においては、色ずれが発生するが、本実施例で
はこれらが皆無となる。

（発明の効果）本発明に係る画像形成装置は以北の構成及び作用からな
るもので、像１１！持体表面の位に情報信号を発生する
手段を設け、この位置情報信号によってその都度像担持
体の進行方向に対して略垂直に長く配列された固体スキ
ャナを走査してなるから、像担持体と固体スキャナの相
対移動量がバラついたりランダムでも像担持体上で副走
査方向に一定間隔で固体スキャナとスキャンできるので
、副走査方向の画像情報のずれ、濃淡による画像ムラ、
多色多重系における色ずれ等を防止し得、正確且つ高画
質の画像を像担持体に形成することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示し
、電子写真方式のデジタルカラー画像形成装置の構成図
、第２図は、同実施例における感光ドラム駆動部、露光
部を示し、ロータリーエンコーダを使用した場合を示す
斜視図、第３図は同実施例における感光ドラムの駆動方
法及び液晶シャッタアレイの駆動制御を示すブロック図
、第４図は同実施例における液晶シャッタアレイ駆動及
びロータリーエンコーダ出力のタイムチャート図、第５
図は本発明に係る画像形成装置の他の実施例を示し、感
光ドラム面１−の精密位置情報スケールパターンを読取
る例を示す斜視図、第６図は同実施例におけるスケール
パターンによるパルス発生を示すタイムチャー１・図、
第７図は同実施例のスケールパターンの拡大図、第８図
は本発明に係る画像形成装置の更に他の実施例を示し、
インクジェット方式のデジタル画像形成装置に適用した
際の画像形成部を示す斜視図、第９図は電子写真方式の
デジタルカラー画像形成装置の従来例を示す構成図、第
１０図は同従来例における露光及び感光ドラムの駆動を
示す斜視図である。符号の説明１・・・感光ドラム（像担持体）１ａ・・・感光ドラム輔　　　２・・・−成帯電器３・
・・現像装置　　　　　４・・・転写ドラム５・・・ク
リーナ　　　　　６・・・レーザスキャナ７・・・露光
部　　　　　　８・・・転写部９・・・帯電器　　　　
　１０・・・カセット１１・・・ローラ対１２・・・レジストローラ対１３・・・グリッパ　　　　１４・・・グリップカム１
５・・・分離カム　　　　１６・・・分離爪１７・・・
搬送部　　　　　１８・・・定着部１９・・・ドラム駆
動モータ２０・・・蛍光灯ランプ２１・・・液晶シャッタアレイ（固体スキャナ）２２・
・・ロータリーエンコーダ２３・・・半導体レーザ　　２４・・・結像レンズ２５
・・・ハーフミラ−２６・・・受光部２７・・・スケー
ルパターン２８・・・インクジェットへラドアレイ（固体スキャナ
）２９・・・記録紙（像担持体）３０・・・ベル）　　　　　　３１・・・グリッパ３２
・・・スケールパターン３３・・・送りローラ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）移動する像担持体の移動方向に対して略垂直に長
く配列された固体スキャナを、その配列方向に走査しな
がら前記移動方向に走査して前記像担持体に像を形成す
る画像形成装置において、前記像担持体表面の位置情報
信号を発生する手段を設け、この位置情報信号を得る度
に前記固体スキャナが走査してなることを特徴とする画
像形成装置。
（２）前記位置情報信号を発生する手段は、前記像担持
体又は前記固体スキャナの移動と連動して回転すること
でパルスを発生するロータリーエンコーダである特許請
求の範囲第（１）項に記載の画像形成装置。
（３）前記位置情報信号を発生する手段は、前記像担持
体表面又は前記像担持体の支持体表面に一定間隔で形成
されたパターンを読取ってパルスを発生する装置である
特許請求の範囲第（１）項に記載の画像形成装置。