JP2006015697A

JP2006015697A - 画像形成装置

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Publication number: JP2006015697A
Application number: JP2004198076A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Fujimoto; 昭宏藤本; Masahiko Takemoto; 雅彦武本; Masatake Takahashi; 正剛高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】１ポリゴン２ステーション光学系を有する画像形成装置において、ＢＤセンサを持たないステーションにおける書き出し位置を精度よくあわせることを目的とする。
【解決手段】１ポリゴン２ステーション光学系を有する画像形成装置において、スキャナモータに１回転につき、１発のインデックス信号出力手段と、不揮発性メモリと、第１のＢＤセンサの出力を遅延させることにより第２のＢＤ信号を発生させる手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、より詳細には、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に複数のレーザー・ビームを用いて異なる色画像を形成するカラー画像形成装置に関する。

従来電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像信号によって変調されたレーザー・ビームが回転する多面鏡（以後ポリゴン・ミラー、またはポリゴンと略す場合あり）を有するスキャナによって反射され、感光体上を走査することによって画像形成を行っている。感光体はドラム状のものが多用され、感光ドラムと呼ばれている。この方式をカラー・レーザー・プリンタに応用する場合、色の異なる（たとえばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色）複数の現像色画像をシート状媒体上に重ね合わせてカラー画像を形成している。この重ね合わせ技術を達成するための構成には次のようなものがある。

１つの構成として１つの感光ドラムをそれぞれの現像色で順番に使用する方法であり、第１の現像色画像信号で感光ドラム上を走査して、感光ドラム上に潜像を作り、可視化するためにこの感光ドラムに現像剤を付着させ可視画像とし、この可視画像を記録紙に転写し、その後に感光ドラムをクリーニングし、再び第２の現像色画像信号で同一の感光ドラム上を走査して潜像を作り、第１と同様の工程を行う。但し、現像剤は第２の色のものを使用する。これを第３の現像色画像信号、第４の現像色画像信号に対しても同様の工程を繰り返す。このようにして同一の記録紙に複数回それぞれ異なる現像色で現像した画像を重ね合わせることによって１つのカラー画像記録を行うものである。

また、別の構成においては、複数の現像色画像に対して同数の感光ドラム、すなわち、複数の感光ドラムを具備し、それぞれの現像色画像信号に対して１対１に対応する感光ドラムに潜像を作り、それぞれ対応する色の現像剤でもって可視化現像を行い、そして記録紙に順次転写する。この場合、１つの現像色画像に対して１つのレーザー、１つのスキャナ、レーザーの画像書き出しタイミングを検知するための１つのＢＤ（ＢｅａｍＤｅｔｅｃｔ)センサ、１つの感光ドラムを用意するのが一般的であり、したがって重ね合わせるべき色画像が複数ある場合は色画像と同数のレーザー、スキャナ、感光ドラムおよびＢＤセンサが必要である。

前記第１の構成は帯電−露光−現像−転写−クリーニングの一連の電子写真プロセスを第１の現像色画像信号に対して行い、次に第２の現像色画像信号に対して再び同じプロセスを行い、第３の現像色画像信号に対しても、第４の現像色画像信号に対してもそれぞれ、時系列的に行わなければならない。したがって１枚のプリント時間が非常に長いという欠点を持っている。

前記第２の構成は第１の構成に対して、それぞれの現像色の処理をオーバーラップして処理することが可能なので、短時間でプリントできるというメリットがある。しかし前記した如く、レーザー、スキャナ、感光ドラム、ＢＤセンサをそれぞれの現像色の数と同数を用意しなければならず、装置が大型化し、高価になる欠点を持っている。

どちらの構成においても各現像色の画像を重ね合わせていくため、各現像色の画像位置が合わないことで発生する、いわゆる色ずれを起こしやすい。特に後者の構成においては、異なったスキャナ、感光ドラムを用いてそれぞれの色画像を形成するため、色ごとのレジストレーションが合致しにくいという問題点を有している。そのため、色ごとのレジストレーション合わせを行っている。たとえば、中間転写ベルト（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＴｒａｎｓｆｅｒＢｅｌｔ：ＩＴＢと略する）や静電転写ベルト（ＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＢｅｌｔ：ＥＴＢと略する）の転写面上にレジスト検知用パターン画像を形成し、これをレジスト検知センサで読み取って、画像の書き出し位置等にフィードバックすることによって補正を行う手段が用いられている。

レジスト検知センサは、ＩＴＢまたはＥＴＢ上に形成されたレジスト検知用画像パターンを、光源で照射し、反射光をフォーカシングして受光センサで読み取り、レジスト検知用パターンが通過したときの受光センサの信号の時間的な強度変化を出力する。この出力信号を電気的に処理して、位置ずれ情報が得られる。

通常レーザー・プリンタのプリント時間を短縮するためにはスキャナの回転速度を上げることによって行われる。レーザー・プリンタの従来のスキャナ回転速度は２０、０００ｒｐｍ以上の高速回転が普通である。さらにスキャナに使用されるミラーは多面鏡である、ポリゴン・ミラーであり、偏向角度の誤差がレーザー・ビームの光路長によって感光ドラム上での位置変動を生ずるため、スキャナは各面の倒れ誤差が非常に少ないことが必要であり、また高速回転による振動が少ないことも必要である。したがってポリゴン・ミラーの安定した高速回転を得るためにモータが大型になり、またミラー各面に倒れ誤差の制限が必要なことから精密加工技術がスキャナ製造工程に要求される。このため、製造の歩留まりが悪く非常に高価なものになっている。

以上の様なスキャナを複数個用意した装置は大型になり、高価なものとなってしまう。

そこでコスト・ダウンを図るために、複数の各現像色に対して共通のスキャナを用いるようにしたもの（下記特許文献１参照。）さらには、スキャナを共通にし、複数の各現像色に対応して設けられた複数の光源のうち、１つの光源に対してのみＢＤセンサを設けるようにしたもの（下記特許文献２参照。）が考案されている。

特許文献２について簡単に説明すると、複数（２つ）の光源は、ポリゴンの異なる面によって同時に感光体の走査される構成にしてあり、ＢＤセンサを設けた光源以外の他の光源は、ポリゴンの回転位相差（角度差）があらかじめ分かっていることから、ＢＤセンサを設けた光源のＢＤ信号から、推測できるというものである。
特公平４−５１８２９号公報特開平４−３１３７７６号公報

しかしながら、上記提案のうち、特許文献１においては、ポリゴン・ミラー、スキャナ・モータについては１つに共通化している。しかしながら、ＢＤセンサについてはそれぞれの色ごとに用意しなければならないので、その分のコスト・アップは避けられない。

また、特許文献２の第１の実施例においては、ＢＤセンサを１つにし、画像形成順序Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの最初のＣ（シアン）の現像色の画像を形成するためのレーザー・ビームの走査路上に設けているためコスト・ダウンは実現できる。しかしながら、ＢＤセンサのない光源のＢＤに関しては、ポリゴンの回転位相差すなわち、面分割精度が正確であることを前提にしている。すなわち、回転位相差はあらかじめ分かっているため、ＢＤセンサのあるレーザーのＢＤ信号で、ＢＤセンサのない方のレーザーの走査位置は分かるとしている。

複数色に対して共通のスキャナを用いるようにしたものの例を図１１および図１２を使用して説明する。図１１は、ポリゴン・ミラー１１０３の回転中心に対して点対称にレーザー・ダイオードＬＤ１、ＬＤ２を配置し、それぞれが上方および下方に走査される様子を示す図である。符号１１０４、１１０５は、ＢＤセンサであり、それぞれの走査において画像を書き出す走査期間に先だって走査されるレーザー・ビームを検出する。ここで、ＢＤセンサ１１０４、１１０５も互いにポリゴン・ミラー１１０３の回転中心に対して点対称の位置に配置されている。また、図１２は、図１１に示すように構成された場合のレーザー・ダイオードＬＤ１、ＬＤ２の画像変調期間と対応するＢＤセンサの検出信号とのタイミングの関係を示す図である。図１１においてＬＤ１（１１０１）の走査路上にはＢＤセンサ１１０４が存在する。通常ＢＤセンサ１１０４からのＢＤ信号をＢＤ１とすれば、図１２の符号１２０１、符号１２０２に示すようにＢＤ１から、所定タイミング（たとえばｔｃ）後に画像を書き出すことにより、正しい位置に画像が形成されていく。一方、ＬＤ２（１１０２）の走査路上にもＢＤセンサ１１０５が存在し、ＬＤ１と全く対称的な位置であれば、やはり図１２の符号１２０３、符号１２０４に示すようにＢＤ２（ＢＤセンサ１１０５からのＢＤ信号をＢＤ２とする）からｔｃ後に画像を書き出すことにより、正しい位置に画像が形成されていく。

２つのレーザー１１０１と１１０２は、ポリゴン・ミラー１１０３の回転中心軸に対して全く線対称な位置に配置され、ポリゴン・ミラー１１０３も全くの理想的な９０度の角度をもつ正方形であれば、ＢＤセンサ１１０４と１１０５は全く同じタイミングでＢＤ信号を出力するため、ＢＤセンサ１１０４の一方だけを利用すればよいということになる。

しかしながら、現実にはポリゴン・ミラーの各鏡面の面分割精度を全て同じにすることは不可能であり、必ず、図１３に示すように誤差αが存在する。（αはふつう数十から数百秒程度の角度）このようなポリゴン・ミラーを使用したときのＢＤ周期がどのようになるかを次に紹介する。

図１１に示すようにポリゴン・ミラー１１０３の各面の位置を（１）から（４）とし、レーザー・ダイオードＬＤ１（１１０１）から出力されたレーザー・ビームがポリゴン・ミラー１１０３によって反射され、ＢＤセンサ１１０４に入射したときのＢＤ信号の周期を毎回測定する。図１４に示すグラフはそのＢＤ周期をプロットしたものである。図１４においてｔ_1-2はポリゴンの（１）面でＢＤを検知してから（２）面でＢＤを検知するまでの時間を示し、ｔ_2-3、ｔ_3-4、ｔ_4-1についても同様な意味である。Δｔ₁はｔ_1-2と平均ＢＤ周期（本実施形態では１回転の４分の１の期間）との差を示し、Δｔ₂、Δｔ₃、Δｔ₄についても同様な意味である。この様子を時間を横軸にとって表したのが図１０に示すタイミング・チャートである。ポリゴンの（１）面で検知したＢＤを基準にして、上側は理想的なポリゴン・ミラーのときのＢＤ周期、下が実際のポリゴン・ミラーのＢＤ周期である。ｔ_1-2は理想のＢＤ周期に対し、Δｔ₁だけ周期が短い。ｔ_2-3は理想のＢＤ周期に対し、Δｔ₂だけ周期が長い。誤差は累積してΔｔ₁＋Δｔ₂となる。（Δｔ₁は負、Δｔ₂は正）このようにして、ポリゴンが１周すると誤差は累積してΔｔ₁＋Δｔ₂＋Δｔ₃＋Δｔ₄となる。これはゼロと等しくなる。以上が実際のポリゴン・ミラーを使用したときのＢＤ周期の特性である。

通常、ポリゴンの各面で毎回必ずＢＤを検知するようにしているため、ポリゴン各面の誤差は影響せず、画像の書き出し位置がずれることはない。しかしながら、図１１のように２つのレーザーを１つのポリゴンで同時に走査し、一方のレーザーの走査路にのみＢＤセンサを配置し、他方のレーザーの走査に対するＢＤ検知はＢＤセンサのあるレーザーのＢＤ信号から検知するような構成をとると、図１４や図１０で示したような各面ごとのＢＤ周期のずれが影響し、ＢＤのあるレーザーの走査面とＢＤのないレーザーの走査面が異なることから、ＢＤのないレーザーの方の画像の書き出しタイミングが合わず、書き出し位置ずれとなって現れてしまう。これを避けるためには、ポリゴンの面精度を極限まで上げればよい。しかしながら、ポリゴン・ミラーの面精度を上げるには、高度な精密加工技術が不可欠になる。これは製造の歩留まりが悪く、非常に高価なものになってしまうという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは各現像色の独立して発生するレーザー・ビームごとにＢＤセンサを設けなくとも各レーザー・ビームに対する画像書き出しタイミングを得る方法、すなわち、ＢＤセンサの数を減らし、低コストで且つ各色の画像レジスト位置の精度の高い、高品位な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成は、第１、第２の２つのレーザー・ビーム発生手段と、前記レーザー・ビーム発生手段のそれぞれに対応して設けられた第１および第２の像担持体と、
前記２つのレーザー・ビーム発生手段により発生された第１、第２のレーザー・ビームを、同時に前記対応する像担持体表面上に向けて、異なる面で偏向走査させる１つの回転多面鏡と、
前記第１のレーザー・ビームの走査路上にあって、レーザー・ビームが入力されると、ビームを検出したことを表す信号を出力する第１の水平同期信号発生手段と、
前記回転多面鏡の1回転に1回の信号を出力するインデックス信号発生手段と、
前記第１の水平同期信号発生手段から出力される第1の水平同期信号を所定時間だけ遅延させて第２の水平同期信号を発生させる第２の水平同期信号発生手段を備える画像形成装置において、
前記回転多面鏡の走査している面に応じた最適な補正量を格納する記憶手段と、
前記インデックス信号を基準として、前記回転多面鏡の走査している面に応じて、前記第１の水平同期信号を前記最適な補正量だけ遅延させることにより前記第２の水平同期信号を発生させる手段を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の第２の構成は、前記最適な補正量を格納する記憶手段を、前記画像形成装置から単独に取り外すことが可能な光学ユニットに備えることを特徴とするものである。

さらに、本発明の第３の構成は、ブラックのトナー像を担持する像担持体を走査するレーザー・ビームを発生するレーザー・ビーム発生手段の走査路上に前記水平同期信号発生手段を備えることを特徴とするものである。

本発明の第１の実施形態によれば、第１、第２の２つのレーザー・ビーム発生部と、レーザー・ビーム発生部のそれぞれに対応して設けられた第１および第２の像担持体と、２つのレーザー・ビーム発生部により発生された第１、第２のレーザー・ビームを、同時に対応する像担持体表面上に向けて、異なる面で偏向走査させる１つの回転多面鏡と、第１のレーザー・ビームの走査路上にあって、レーザー・ビームが入力されると、第１のレーザー・ビームの画像書き出しタイミングを決定する際の基準となる第１の水平同期信号を発生する第１水平同期信号部と、第１のレーザー・ビームの水平同期信号を入力してあらかじめ決められた所定時間遅延させることにより、第２のレーザー・ビームの画像書き出しタイミングを決定する信号を生成する第２レーザー・ビーム用タイミング信号生成部と、あるいは第１のレーザー・ビームの水平同期信号を入力して所定時間遅延させることにより、第２のレーザー・ビームの水平同期信号を発生する第２水平同期信号発生手段を備えたので、スキャナ・モータ、およびＢＤセンサを１つにすることができ、コスト・ダウンを図ることができる。

また、本発明の第２の実施形態によれば、上述したことに加え、上記あらかじめ決められた所定時間遅延の補正量を記憶する不揮発性メモリをスキャナ・ユニットに備えているので、市場でスキャナ・ユニットあるいはエンジン・コントローラが交換された場合でも、エンジン・コントローラとポリゴンモータの補正量の不整合を生じることがなく高品位の画像を提供できるという特徴がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態を説明するブロック図であり、２つのスキャナ・ユニット１０５、１０６を含む４ドラム方式の、符号１０１で示すカラー・レーザー・プリンタを示している。符号１０２はホスト・コンピュータである。本カラー・レーザー・プリンタ１０１は４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋ）の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４色の画像形成部を備えている。

画像形成部は、像担持体としての感光ドラムを有するトナー・カートリッジ１０７〜１１０と、スキャナ・ユニット１０５、１０６とからなり、スキャナ・ユニット１０５、１０６は画像露光用光源としてのレーザー・ビームを発生させるレーザー・ダイオードを有する。このうち、トナー・カートリッジ１０７〜１１０は、カラー現像色の４色分それぞれ１つづつ有している。しかし、スキャナ・ユニットに関しては、イエロー、マゼンタで共通の１つ、シアン、ブラックで共通の１つの計２つであるのが特徴である。このスキャナ・ユニットに関しては後で詳しく説明する。

ホスト・コンピュータ１０２からの画像データを受け取ると、レーザー・プリンタ１０１内のビデオ・コントローラ１０３で前記画像データをビットマップ・データに展開し、画像形成用のビデオ信号を生成する。ビデオ・コントローラ１０３とエンジン・コントローラ１０４はシリアル通信を行い、情報の送受信を行っている。ビデオ信号はエンジン・コントローラ１０４に送信され、エンジン・コントローラ１０４は前記ビデオ信号に応じてスキャナ・ユニット１０５と１０６内のレーザー・ダイオード（不図示）を駆動し、最終的にトナー・カートリッジ（１０７〜１１０）内の感光ドラム（不図示）上にそれぞれの現像色画像を形成する。感光ドラムは、中間転写ベルトＩＴＢ１１１に接しており、感光ドラム上に形成された各現像色画像がＩＴＢ１１１上に転写され順次（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順）重ね合わされていくことにより、カラー画像が形成される。画像形成のプロセスについては後ほど詳しく述べる。

また、ＩＴＢ１１１上の画像のレジスト位置、言い替えればＩＴＢ１１１上に作像されたレジスト検知用パターン画像、をモニタする画像レジスト位置検知センサ（レジ検センサ）１１２を備えている。あわせて、エンジン・コントローラ１０４内に不揮発性メモリ１１３を備えており、プリンタエンジンを制御するために必要な種々のパラメータを格納している。

図２は、カラー・レーザー・プリンタの構造を示す断面図である。図１と同一のものには同一の符号を付してある。なお、図１で説明したビデオ・コントローラ１０３およびエンジン・コントローラ１０４は図示していない。符号２０１〜２０４は感光ドラムであり、感光ドラム２０１はブラック、感光ドラム２０２はシアン、感光ドラム２０３はマゼンタ、感光ドラム２０４はイエローの現像色画像の形成に利用される。この図では、ＩＴＢ１１１上には、最初にイエローＹを、次にマゼンタＭ、シアンＣ、そしてブラックＢｋの順にそれぞれの現像色画像は、転写されることを示している。図において、符号１０５、１０６はスキャナ・ユニットであり、それぞれ、シアンＣとブラックＢｋ、イエローＹとマゼンタＭ、の感光ドラム上への潜像形成を行う。

図３は、図２におけるスキャナ・ユニット１０５、１０６の詳細を示した図である。まず図３を使用して、スキャナ・ユニット１０５の構成について説明する。スキャナ・ユニット１０６はスキャナ・ユニット１０５と構成は同様であるため、説明を省く。図３において、符号３０１および符号３０２はレーザー・ダイオード（以下、レーザーと略す場合あり）であり、図示しないエンジン・コントローラからの制御信号によって駆動制御される。便宜上、符号３０１、符号３０２のレーザー・ダイオードをそれぞれＬＤ１、ＬＤ２と称する。符号３０３はポリゴン・ミラーであり、図示しないスキャナ・モータで図中の矢印の方向に一定速度で回転し、ＬＤ１（３０１）およびＬＤ２（３０２）から射出されたレーザー・ビームを反射しながら走査する。本実施形態ではＬＤ１（３０１）からのレーザー・ビームは図の右側から左方向に、ＬＤ２（３０２）からのレーザー・ビームは図の右側から左方向に射出され、共にポリゴン・ミラー３０３に照射される。

フォト・ダイオード３０６はＬＤ１（３０１）からのレーザー・ビーム走査路上にあって、レーザー・ビームが入射されると信号を発生する光センサであり、ＢＤ（ＢｅａｍＤｅｔｅｃｔ）センサと呼ぶ。このＢＤセンサ３０６はＬＤ１（３０１）からのレーザー・ビームの走査路上にのみあり、他方のＬＤ２（３０２）のレーザー・ビーム走査路上には存在しない。ＬＤ１（３０１）から発せられたレーザー・ビームはポリゴン・ミラー３０３により反射されながら走査され、折り返しミラー３０４でさらに反射され、感光ドラム２０１上を、図において左から右方向に走査する。

なお、実際にはレーザー・ビームは感光ドラム上に焦点を合わせるため、あるいはレーザー・ビームを拡散光から平行光に変換するための各種レンズ（不図示）を経由する。しかし、今回は説明を省略する。

ＬＤ１（３０１）はビデオ・コントローラ１０３で生成された、ビデオ信号、この図の場合はブラックＢｋの画像を表すビデオ信号、によって変調されたレーザー・ビームを発生し、感光ドラム上を走査していく。一方、感光ドラム２０１は図示しないドラム・モータによって一定速度で図３に示す矢印の方向に回転する。感光ドラム２０１は図２の帯電ローラ２０５によって表面を一様に帯電されており、この表面をビデオ・コントローラで作成されたビデオ・データによって変調されたレーザー・ビームが走査することで、目には見えない静電潜像が形成される。この静電潜像は図２の現像器２０９によってトナー像、この場合はブラックＢｋのトナー像として可視化される。

通常、ビデオ・コントローラはＢＤセンサの出力信号を検知してから所定時間後に、ビデオ信号をエンジン・コントローラに対して送信する。ＢＤセンサの出力信号からビデオ信号の開始までの時間を一定にすることにより、感光ドラム上のレーザー・ビームによる画像の書き出し位置が常に一致するのである。

一方、ＬＤ２（３０２）の方についても、ＬＤ１（３０１）と同様に感光ドラム２０２上に静電潜像を形成する。

なお、ＬＤ２（３０２）の走査路上にはＢＤセンサは存在しないのでＬＤ２（３０２）用のＢＤ信号を得ることができない。したがって、ＬＤ１（３０１）用のＢＤセンサからのＢＤ信号と同じ位置付けのＬＤ２（３０２）用のＢＤ信号として、ＬＤ１（３０１）のＢＤ信号を所定時間遅延させた信号を生成する。この詳細については後で説明する。

以上のようにして、ＬＤ１（３０１）によるブラック（Ｂｋ）の色画像が感光ドラム２０１上に、また、ＬＤ２（３０２）によるシアン（Ｃ）の色画像が感光ドラム２０２上に形成される。

以上、図２におけるスキャナ・ユニット１０５の説明をした。スキャナ・ユニット１０６についても１０５と全く同様である。すなわち、感光ドラム２０３上にマゼンタ（Ｍ）、感光ドラム２０４上にイエロー（Ｙ）の色画像がそれぞれ形成される。

各感光ドラム上に形成された各色画像は、一定速度で搬送されるＩＴＢ１１１上に順次、重ね合うように転写（一次転写）される。つまり、最初にイエロー（Ｙ）の画像がＩＴＢに転写され、その上に重ね合わせるようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の順に転写され、ＩＴＢ１１１上にカラー画像が形成される。

ＩＴＢ１１１上に形成されたカラー画像は、ＩＴＢ１１１によって搬送されていく。一方、カセット２１４内のシートはピックアップ・ローラ２１６によって、転写ローラ２１８の位置でちょうどＩＴＢ１１１上の画像とタイミングが合うようにピックアップされる。そしてシートは転写ローラ２１８に加圧されカラー画像はＩＴＢ１１１からシートの方に転写される（２次転写）。画像が転写されたシートは定着器２１３で、熱と圧力によって、画像を定着させられた後、プリンタの上部、排紙トレイ２１７に排出される。以上が、画像形成の一連のプロセスである。

次に、画像レジスト位置検知センサ（以後、レジ検センサと称す）について説明する。

図２の符号１１２がレジ検センサの位置である。このセンサは、ＩＴＢ１１１上に形成された各色の画像の位置を読み取り、ビデオ・コントローラあるいはエンジン・コントローラにそのデータをフィードバックすることにより各色の画像レジスト位置を調整し、色ずれを防止するためのものである。

図５は、ＩＴＢを抜き出した図である。図２と同一のものについては同一の符号を付してある。４色の画像を、それぞれ独立した４つの感光ドラム上に形成し、４つの色画像を重ね合わせてカラー画像を形成する、いわゆるインライン方式のカラー・レーザー・プリンタにおいては、広く用いられているセンサであるレジ検センサの構造を図４に示す。図４においてレジ検センサ１１２は発光部であるＬＥＤ４０１と受光部である光センサ４０２を含んで構成される。ＬＥＤ４０１からの光をＩＴＢ１１１上で反射させ、その反射光をフォーカシングして光センサ４０２上に結像させ、光センサ４０２の受光部で、入射する光量を検知するものである。トナー画像が形成されていない状態のＩＴＢ１１１上の反射光の光量と、トナー画像の反射光の光量の違いを検知し、検知したタイミングとＩＴＢ１１１の搬送速度からトナー画像４０３のレジスト位置、水平（主走査）方向と垂直（副走査）方向のレジスト検知用パターンの位置を検知するものである。

たとえば、トナー画像４０３の縦方向（ＩＴＢの搬送方向、副走査方向と称する）のレジスト位置を検知するには、レーザーによってＩＴＢ１１１上に１ラインの横線を描き、レジ検センサ１１２でその横線画像を検知するタイミングを調べればよい。所定タイミングに対して、早く検知したか、遅く検知したかによって画像の副走査方向のレジスト位置を検知できる。

トナー画像４０３の横方向（ＩＴＢ１１１の搬送方向に対して垂直、主走査方向と称する）のレジスト位置を検知するには、図５の符号５０１〜符号５０４に示すように、ひらがなの“く”の字を印字し、レジ検センサ１１２が一度画像を検知した後、再び画像を検知するまでの時間、すなわち、“く”の字を縦方向に横切る時間、を調べればよい。画像の検知間隔が所定時間よりも短い場合は、画像は図５でＩＴＢ１１１上の右側にシフトされて形成されていると判断でき、また逆に画像の検知間隔が所定時間よりも長い場合は、画像は左側にシフトされて形成されていると判断することができる。

このようなレジスト検知は、プリント動作前に行われ、通常、ある基準色、たとえばブラック（Ｂｋ）色の位置に対して、残りの色すなわちイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の位置を合わせることにより、色ずれをふせぐために行う。

次に、ＢＤ検知に関して説明する。先ほど、ＬＤ２のＢＤ信号、すなわちＬＤ１のＢＤセンサからのＢＤ信号に相当するＬＤ２用のＢＤ信号は、ＬＤ１のＢＤ信号を所定時間だけ遅延させて発生すると述べた。その詳細を以下に説明する。

図６のタイミング・チャートおよび図７のブロック図を用いて説明する。図６において、上段に示すＳ１００１は、ポリゴンモータの１回転に1回出力されるインデックス信号である。たとえば、ポリゴンモータに反射型のフォトインタラプタを実装して、1回転に1発成分のマーキングを施しておくことにより、出力を取り出すことができる。本実施例では、４面のポリゴンモータを使用しているので、ＢＤ信号が４回出力される間に１回インデックス信号がＨＩＧＨになる。中段に示すＳ１００２は、ＬＤ１のＢＤ信号である。このタイミング・チャートＳ１００２の上部に記されている数字は、ＬＤ１が走査しているポリゴンの面を表している。下段に示すＳ１００３は、ＬＤ２のＢＤ信号である。タイミング・チャートＳ１００２の上部に記されている数字は、ＬＤ２が走査しているポリゴンの面を表している。このタイミング・チャートから分かるように、ＬＤ１が走査している面の２面後の面をＬＤ２は走査している。そして、ＬＤ２のＢＤ信号として最適なタイミングは、ＬＤ１のＢＤ信号よりも遅れており、且つ、それぞれの面毎に最適なタイミングは異なる。これは、先に説明したように、ポリゴン・ミラーには面分割誤差があり、各ＢＤ周期が必ずしも同一にならないためである。このタイミング・チャートで示した、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、ＢＤ１からＢＤ２を作成するために必要な補正量である。ＬＤ１のＢＤ信号のタイミングよりもＬＤ２のＢＤ信号のタイミングは常に遅れるように補正している。よって、ＬＤ２の書き出し位置をそろえるためには、ＬＤ２のＢＤ信号からビデオ・データの書き出し位置までの時間Ｔｃを調整すればよい。この補正量は、ポリゴン・ミラー固有の値を持つので、この値を、工場での画像形成装置組み立て時に測定する必要がある。このＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４をエンジン・コントローラ１０４内に備えた不揮発性メモリ１１３に格納しておく。

図７のブロック図を用いて、上記補正値Ｔ１，Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を使用してＬＤ１のＢＤ信号からＬＤ２のＢＤ信号を生成する方法を説明する。１０５はＢＤセンサおよびインデックス信号出力手段を含むスキャナ・ユニットである。スキャナ・ユニット１０５から出力されるインデックス信号Ｓ１００１とＬＤ１のＢＤ信号Ｓ１００２を走査面検出部７０１に入力する。走査面検出部７０１では、インデックス信号Ｓ１００１の立ち上がり後１発目のＬＤ１のＢＤ信号を捕捉して、それ以後のＬＤ１のＢＤ信号をカウントすることにより、現在、ＬＤ１が走査しているポリゴン面を検出する。また、インデックス信号Ｓ１００１毎に前記カウンタをリセットするように走査面検出部７０１を構成する。その検出信号Ｓ７０１に基づいて、エンジン・コントローラ１０４は補正テーブル７０３の補正量Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のうち、ＬＤ１が走査しているポリゴン面に応じた補正量（たとえば、ＬＤ１がポリゴン面（１）を走査しているときはＴ１）を遅延手段７０２に順次転送する。遅延手段７０２は前記補正量に基づいて、ＬＤ１のＢＤ信号Ｓ１００２を遅延させることにより、ＬＤ２のＢＤ信号Ｓ１００３を生成する。補正テーブル７０３の補正量は不揮発性メモリ１１３に蓄えられているので、画像形成装置の電源をオフしても補正量は保持されている。画像形成装置の電源投入タイミングで、不揮発性メモリ１１３の補正量を補正テーブル７０３に書き込むとよい。

このような処理を行うことで、ＬＤ１のＢＤ信号Ｓ１００２とその画像書き出しタイミングとの関係と、ＬＤ２のＢＤ信号Ｓ１００３とその画像書き出しタイミングとの関係を、等しくすることができる。言い替えれば、ＬＤ２のレーザー・ビーム走査路上にＢＤセンサを配置し、ＢＤセンサからのＢＤ信号を得た場合と同等とすることができる。

感光体上への画像書き出し位置については、折り返しミラーの、感光ドラムとポリゴン・ミラーに対する光学的配置が関係するが、ここでは説明の簡略化のために、たとえば図３に示す構成の場合、ポリゴン・ミラー３０３の回転軸に対して線対称に折り返しミラー３０４、３０５と感光ドラム２０１、２０２が配置されているものとする。言い替えれば、ＬＤ１（３０１）用とＬＤ２（３０２）用の光学系の諸特性は一致しているものとする。逆に一致していない場合は、画像位置、像の大きさ、画像の変形量について不一致が発生してしまい、タイミング調整のみでは色ずれを解消することができないので、一致させなければならない。

以上、説明したように、ＢＤセンサが１つであっても、ＬＤ２の主走査方向の画像レジスト位置を、一定とするための基準信号を生成することとができる。以上、本発明を、４面ポリゴンの実施形態を基に説明したが、本発明は４面ポリゴンに限定されるものではない。３面でも５面でも、またはそれ以上の面数でも適用可能である。この遅延において、たとえば画素クロックの複数倍（４倍以上が望ましい）の周波数のクロックを使用することにより、遅延期間の精度を画素クロックの複数分の１とすることができる。

本実施形態ではＩＴＢを備えて画像を形成する画像形成装置を例にとって本発明を説明したが、ＥＴＢ方式の画像形成装置にも適用可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態を説明するためのブロック図を図８、図９に示す。

本実施形態では、図８に示すスキャナ・ユニット１０５、１０６に、不揮発性メモリ１１４、１１５を備えるところが第１の実施形態と異なる。それ以外の構成、動作は第１の実施形態と同様なので詳細な説明は省略する。

図９のブロック図を用いて、図６のタイミング・チャートの補正値Ｔ１，Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を使用してＬＤ１のＢＤ信号からＬＤ２のＢＤ信号を生成する方法を説明する。１０５はＢＤセンサおよびインデックス信号出力手段を含むスキャナ・ユニットである。スキャナ・ユニット１０５から出力されるインデックス信号Ｓ１００１とＬＤ１のＢＤ信号Ｓ１００２を走査面検出部７０１に入力する。走査面検出部７０１では、インデックス信号Ｓ１００１の立ち上がり後１発目のＬＤ１のＢＤ信号を捕捉して、それ以後のＬＤ１のＢＤ信号をカウントすることにより、現在、ＬＤ１が走査しているポリゴン面を検出する。また、インデックス信号Ｓ１００１毎に前記カウンタをリセットするように走査面検出部７０１を構成する。その検出信号Ｓ７０１に基づいて、エンジン・コントローラ１０４は補正テーブル７０３の補正量Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４のうち、ＬＤ１が走査しているポリゴン面に応じた補正量（たとえば、ＬＤ１がポリゴン面（１）を走査しているときはＴ１）を遅延手段７０２に順次転送する。遅延手段７０２は前記補正量に基づいて、ＬＤ１のＢＤ信号Ｓ１００２を遅延させることにより、ＬＤ２のＢＤ信号Ｓ１００３を生成する。補正テーブル７０３の補正量は、スキャナ・ユニット１０５の不揮発性メモリ１１４に蓄えられているので、画像形成装置の電源をオフしても補正量は保持されている。画像形成装置の電源投入タイミングで、スキャナ・ユニット１０５内の不揮発性メモリ１１４の補正量を補正テーブル７０３に書き込むとよい。

以上、説明したように、ＢＤセンサが１つであっても、ＬＤ２の主走査方向の画像レジスト位置を、一定とするための基準信号を生成することとができる。本実施形態では、ＬＤ２のＢＤ信号を生成するための補正量をスキャナ・ユニットに備えているために、市場でスキャナ・ユニット１０５、１０６あるいはエンジン・コントローラ１０４が交換された場合でも、エンジン・コントローラ１０４とポリゴンモータの補正量の不整合を生じることがないという特徴がある。

本発明の第１実施形態を説明するブロック図である。本発明の第１実施形態を説明するレーザー・プリンタの断面図である。本発明の第１実施形態を説明するスキャナ・ユニットと感光体との関係を示す概略図である。画像レジスト位置検知センサの構成と、中間転写体（ＩＴＢ）との関係を示す図である。中間転写体（ＩＴＢ）上のレジスト検知パターンと画像レジスト位置検知センサとの関係を説明する図である。本発明の第１の実施形態の動作を説明するタイミング・チャートである。本発明の第１実施形態を説明するブロック図である。本発明の第２の実施形態を説明するブロック図である。本発明の第２の実施形態を説明するブロック図である。ＢＤ周期のずれを説明するタイミング・チャートである。スキャナ・ユニットとレーザー・ビーム走査の関係を説明する図である。ＢＤ信号と画像書き出しの関係を説明するタイミング・チャートである。ポリゴン・ミラーの面ごとの分割誤差を説明する図である。ポリゴン・ミラーの面ごとの分割誤差によって、ＢＤセンサの出力するＢＤ信号の周期のずれを説明する図である。

符号の説明

１０１カラー・レーザー・プリンタ
１０２ホスト・コンピュータ
１０３ビデオ・コントローラ
１０４エンジン・コントローラ
１０５スキャナ・ユニット（シアン、ブラック）
１０６スキャナ・ユニット（イエロー、マゼンタ）
１０７トナー・カートリッジ（ブラック）
１０８トナー・カートリッジ（シアン）
１０９トナー・カートリッジ（マゼンタ）
１１０トナー・カートリッジ（イエロー）
１１１ＩＴＢ（中間転写ベルト）
１１２レジスト位置検知センサ（レジ検センサ）
１１３不揮発性メモリ
１１４、１１５、不揮発性メモリ
２０１感光ドラム（ブラック）
２０２感光ドラム（シアン）
２０３感光ドラム（マゼンタ）
２０４感光ドラム（イエロー）
２０５帯電ローラ
２０９現像器
２１３定着器
２１４カセット
２１６ピックアップ・ローラ
２１７排紙トレイ
２１８転写ローラ
３０１第１のレーザー・ダイオード（ＬＤ１）
３０２第２のレーザー・ダイオード（ＬＤ２）
３０３ポリゴン・ミラー
３０４第１の折り返しミラー
３０５第２の折り返しミラー
３０６ＢＤセンサ
４０１ＬＥＤ（発光部）
４０２光センサ（受光部）
４０３トナー画像
７０１走査面検出部
７０２遅延手段
７０３補正テーブル
Ｓ１００１インデックス信号
Ｓ１００２ＬＤ１のＢＤ信号
Ｓ１００３ＬＤ２のＢＤ信号

Claims

第１、第２の２つのレーザー・ビーム発生手段と、前記レーザー・ビーム発生手段のそれぞれに対応して設けられた第１および第２の像担持体と、
前記２つのレーザー・ビーム発生手段により発生された第１、第２のレーザー・ビームを、同時に前記対応する像担持体表面上に向けて、異なる面で偏向走査させる１つの回転多面鏡と、
前記第１のレーザー・ビームの走査路上にあって、レーザー・ビームが入力されると、ビームを検出したことを表す信号を出力する第１の水平同期信号発生手段と、
前記回転多面鏡の1回転に1回の信号を出力するインデックス信号発生手段と、
前記第１の水平同期信号発生手段から出力される第1の水平同期信号を所定時間だけ遅延させて第２の水平同期信号を発生させる第２の水平同期信号発生手段を備える画像形成装置において、
前記回転多面鏡の走査している面に応じた最適な補正量を格納する記憶手段と、
前記インデックス信号を基準として、前記回転多面鏡の走査している面に応じて、前記第１の水平同期信号を前記最適な補正量だけ遅延させることにより前記第２の水平同期信号を発生させる手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記最適な補正量を格納する記憶手段を、前記画像形成装置から単独に取り外すことが可能な光学ユニットに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
ブラックのトナー像を担持する像担持体を走査するレーザー・ビームを発生するレーザー・ビーム発生手段の走査路上に前記水平同期信号発生手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。