JPH0428550B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、紙葉体を用いる複写機、レーザービ
ームプリンタ等に於て紙葉体上に形成される画像
の位置合わせ装置を有する記録装置に関するもの
である。

回転体上に、スリツト露光、若しくはビーム走査
により画像を形成し、この画像を紙葉体上に転写
することにより、画像の記録を行う記録装置は広
く知られているところのものであるが、かかる装
置に於て、画像の位置合わせの為にはレジストロ
ーラーが用いられていたものである。

レジストローラーを用いる位置合せにおいて
は、紙送りスピードが200mm／Ｓ程度では問題な
いが、500mmあたりを超えると位置決め精度が低
下してくる。

例えば、500mm／Ｓで紙送りをしている場合、
レジストローラーでの停止時間は30ｍsec程度に
すぎない。レジストローラーと駆動源を接続する
クラツチの応答速度を考慮すると、パウダークラ
ツチのような特殊なクラツチのないかぎり、通常
のクラツチの応答限界に近い。この為、クラツチ
がON−CFFする時間がばらつき易く、レジスト
ローラーの起動時間がばらつくこととなる。前述
の500ｍ／secの搬送スピードの場合２ｍ／secの
ばらつきは紙上で１mmの位置誤差となつてしま
う。この様に従来の方式では紙搬送スピードが速
くなると紙上の記録位置誤差が大きくなつてしま
う欠点が有つたものである。又、クラツチ等も精
度のようものを必要としていたものである。

本発明は、上述の如き従来の欠点に鑑み、クラ
ツチや紙葉体の駆動装置の作動特性に依存するこ
との少ない、画像位置合わせ制御を可能とする記
録装置を提供するものである。

以下図面を参照して本発明の一実施例について
説明する。

第１図は本発明を適用したレーザビーム記録装
置の基本的な構成を模式的に示したものである。
レーザ発振器１より出射されたレーザビームはレ
ンズ２、公知の音響光学効果を利用したＡ／Ｏ変
調素子３、レンズ４で構成せられた光変調系に入
射する。ここでレンズ２はＡ／Ｏ変調系子内に発
生せしめたブラツク反射面にレーザービームを集
束しつつ投影する働き、レンズ４は前記ブラツク
反射面より回折し発散しつつあるレーザービーム
を平行光束に変換する働きをなすものである。

公知の電気光学効果を利用するＥ／Ｏ変調素子
を用いる場合にはレンズ２、レンズ４は不要であ
り、又レーザー発振器が電流変調可能なガスレー
ザー半導体レーザ等の場合には上記光変調系を省
略し得ることは云う迄もない。

レンズ４より出射したレーザビームは平行光束
となり、ビームエキスパンダー７に入射し平行光
束のままビーム径が拡大される。

さらに、ビーム径が拡大されたレーザビームは
鏡面を１個ないし複数個有する多面体回転鏡８に
入射される。多面体回転鏡８は高精度の軸受（例
えば、空気軸受）に支えられた軸に取り付けら
れ、定速回転（例えばヒステリシスシンクロナス
モータ、DCサーボモータ）のモータ９により駆
動される。多面体回転鏡８により水平に掃引され
たレーザビームはｆ−θ特性を有する結像レンズ
１３により、感光ドラム１４上にスポツトとして
結像される。一般の結像レンズでは、光線の入射
角θの時、像面上での結像する位置ｒについて、
ｒ＝ｆ・tanθ−(1)（ｆ：結像レンズの焦点距離）
なる関係があり、本実施例のように、多面体回転
鏡８を定速回転させる場合においては反射される
レーザビーム第２図示５２は結像レンズ１３への
入射角が、時間と共に一次関数的に変化する。従
つて、像面たる感光ドラム１４上での結像された
スポツト位置の移動速度は、非直線的に変化し一
定ではない。すなわち、入射角が大きくなる点で
移動速度が増加する。従つて、一定時間間隔で、
レーザビームをONにしてスポツト列を感光ドラ
ム１４上に描くと、それらの間隔を両端が、中央
部に比較して広くなる。この現象を避けるため、
結像レンズ１３は、 ｒ＝ｆ・θ −(2) なる特性を有するべく設計される。この様な結像
レンズ１３をｆ−θレンズと称する。さらに、平
行光を結像レンズでスポツト状に結像させる場
合、そのスポツト最小径dminは、 dmin＝ｆλ／Ａ (3) 但しｆ：結像レンズの焦点距離 λ：用いられる光の波長 Ａ：結像レンズの入射開口で与えられ、
ｆ，λが一定の場合Ａを大きくすればより小さい
スポツト径dminが得られる。先に述べたビーム
エキスパンダー７は、この効果を与えるために用
いられる。従つて、必要なdminがレーザ発振器
のビーム径によつて得られる場合にはビームエキ
スパンダー７は省略される。

上記のごとく、偏向、変調されたレーザビーム
第２図示５２は、感光ドラム１４に照射され電子
写真処理プロセスにより顕像化された後、普通紙
に転写、定着されハードコピーとして出力され
る。本実施例に適用される電子写真プロセスの１
例として本出願人の特公昭42−23910号公報に記
載のごとく、導電性支持体、光導電性層および絶
縁層を基本構成体とする感光ドラム１４の絶縁層
表面を、第１のコロナ帯電器１６によりあらかじ
め正または負に一様に帯電し、光導電性層と絶縁
層との界面もしくは、光導電性層内部に前記帯電
極性と逆極性の電荷を捕獲せしめ、次に前記被帯
電絶縁層表面に前記レーザビームを照射すると同
時に交流コロナ放電器１７により交流コロナ放電
を当て、前記レーザビームの明暗のパターンに従
つて生ずる表面電位の差によるパターンを前記絶
縁層表面上に形成し前記絶縁層表面全面を全面露
光ランプ１８により一様に露光し、コントラスト
の高い静電潜像を前記絶縁層表面上に形成し、さ
らには前記静電潜像を荷電着色粒子を主体とする
現像剤にて現像装置１９により現像して可視化し
た後後述の手段に依り感光ドラム１４に押圧せし
められた枚葉紙（以下紙と記述する）に前記可視
像を転写帯電器２２により転写し次に、後述の如
き定着手段によつて転写像を定着して電子写真プ
リント像を得、一方転写が行われた後、前記絶縁
層表面をクリーニング装置２３によりクリーニン
グして残存する荷電粒子を除去し、前記感光ドラ
ム１４を繰り返し使用するものである。さらに他
の実施例として、本出願の特公昭42−19748号公
報に記載のごとき電子写真の静電像形成プロセス
が適用される。すなわち導電性支持体、光導電性
層及び絶縁層を基本構成体とする感光板を用い、
前記絶縁層表面は第１のコロナ放電によりあらか
じめ一様に正または負に帯電し、光導電性層と絶
縁層の表面もしくは、光導電性層の内部に前記帯
電極性と逆極性の電荷に捕獲せしめ、さらに前記
被帯電表面に交電コロナ放電を当て前記絶縁層表
面の電荷を減衰せしめ、次いで、情報信号として
の前記レーザビームを照射し、レーザビームの明
暗に従つて静電潜像を前記絶縁層表面上に形成
し、後、前記静電像を現像する過程以後は第１の
実施例と同様である。

なお、１５は前除電用帯電器１６′は前露光ラ
ンプの前除電帯電器１５は感光ドラム１４の表面
単位を一定かつ一様にし前露光ランプ１６′は感
光層の特性を一定かつ一様にするものでこれらは
協動してクリーニング装置２３を経た感光ドラム
１４に残留する種々の前歴例えば残留電位を消去
する働きをなし常に安定な画像を得るに役立つも
のである。本出願人は本実施例に適用される電子
写真プロセスにおいて常に安定且つ良好な画像を
得る手段として静電潜像安定化方法を提案してい
る。２１はかかる手段を実現するための静電電位
計であり、感光ドラム１４の明部即ちレーザビー
ムで走査し露光した部分と暗部を設け各々の静電
電位を測定するものである。

２０はキヤリア除去装置で現像器１９内の現像
剤に混在するキヤリアが感光ドラム１４に付着し
用紙への付着或いはクリーニング装置２３に混入
するのを防ぐものである。

第２図に第１図での光学系の配置を立体的に示
すもので第１図の説明において同一の機能を有す
る部分は同一番号が付されている。（以下同様と
する）。

第２図において５１は、小さな入射スリツト
と、応答時間の速い光電変換素子（例えばPINダ
イオード）から成るビーム検出器で掃引されるレ
ーザビーム５２の走査開始位置を検出し、この検
出信号をもつて、後述の如く感光ドラム１４上に
所望の光情報を与えるための変調制御信号のスタ
ートのタイミングを決定する。

レーザ発振器１よりのレーザビームは、入力端
子６より印加せられた記録信号により変調信号形
成回路５で形成された変調信号に従つてＡ／Ｏ変
調信号３により光量変調を受け、回転多面鏡８の
偏向作用に依つて感光ドラム１４表面上に結像し
つつ走査される。

紙に対する行方向の印字位置は偏行されたレー
ザビームの走査開始位置に対応して設けられたビ
ームデイテクター５１よりの信号発生時点から予
じめ設定された時間の経過後変調制御信号を印加
することに依り調整される。なお第２図に於てレ
ーザビームの走査方向を矢印５３で示す。

次に紙の搬送について記述する。給紙用のステ
ージ３０上に積載された紙３１は給紙ローラ３２
により搬送路へ送り出されると、一対のレジスト
ローラ３３によつて給紙時の斜行を矯正すると共
に、紙の先端を合わせる。レジストローラ３３を
出た紙は搬送路の一部を形成する搬送ガイド３４
を通つてドラム１４に接触する。この間にフオト
センサ４７が配置されており、この出力によりレ
ジストローラー通過後の紙の遅速が検知される。
ドラム１４上の画像は転写帯電器２２によつて、
紙３１上に転写される。転写後の紙は不図示の分
離手段によりドラム１４から剥離されると搬送ベ
ルト３９に送り込まれる。搬送ベルト３９の途中
にフオトセンサ３５が配置され、該フオトセンサ
３５の出力により給紙ローラ３２からドラム１４
迄の搬送路中でのジヤムの有無を検知する。更に
紙３１は搬送ベルト３９に送られて定着器４０に
入る。ここで紙３１上のトナーは定着器４０の熱
と圧力の下に融着され、永久画像となる。定着後
の紙３１は搬送ベルト４１で送られ、排紙ローラ
４２の手前に配置されたフオトセンサ３６と前記
フオトセンサ３５により、フオトセンサ３５，３
６間のジヤムが検知される。正常に搬送されてき
た紙は排紙ローラ４２を出て、第１出力トレイ４
３上に積される。

又、後述する如く、前記フオトセンサー４７に
よつて紙を検知してから、規定時間以上経過して
前記フオトセンサー３６により紙が検知されるこ
とにより、排紙切換板４４が破線位置に切換えら
れ、異常にみなされた紙が排紙ローラ４２，４５
を経て、第２出力トレイ４６上に積載される。排
紙ローラ４５の直前にはフオトセンサ３７が配置
されており、不用紙が確実に第２出力トレイ４６
に搬送されていることを検知する。

第３図は上記LBPの制御部を示すブロツク図
である。１００はROMに格納されたプログラム
に従いLBPの動作制御を行うCPU、４７，３７，
１０２は第１図のフオトセンサ４７及び３７に相
当する。このフオトセンサ４７，３７からの信号
はコンパレータ１０３，１０４により基準値と比
較されてCPU１００に入力する。又、CPU１０
０からの駆動信号がスイツチング回路１０５，１
０６，１０７を介して、それぞれ定常的に回転し
ている不図示のモータと給紙ローラ３２との間に
設けた給紙ローラクラツチ１０８、定常的に回転
している不図示のモータとレジストローラの間に
設けたレジストクラツチ１０９、排紙切換板４４
を制御する排紙切換ソレノイド１１０に出力さ
れ、給紙ローラ３２、レジストローラー３３、排
紙切換板４４が駆動される。又、画像書出タイミ
ング信号VTSがCPU１００よりページ情報出力
回路１１３に出力される。

ページ情報出力回路１１３からのビデオ信号
VSとCPU１００からの許可信号PSがアンドゲー
ト１１４に入力され、アンドゲート１１４からの
出力がＡ／Ｏドライバ１１５（第１図の５に相
当）を介してＡ／Ｏ変調器１１６に入力する。こ
れによりＡ／Ｏ変調器１１６（第１図の３に相
当）はビデオ信号に従つてオン・オフする。又、
CPU１００からのステータスコード信号はデコ
ーダ１１１を介して表示素子１１２をドライブす
る。

第４図，第５図にタイミングチヤートを示す。
第５図でプリントスタート指令が行なわれると、
遅延時間τ₁後、時刻T₁にて給紙クラツチをオン
して、Tf₁時間保持後オフし、次にTf₂時間オフ
を保持して、給紙カセツト内に収納された紙の内
最上面の紙（Ｎ＝１）を給紙し、以下Ｎ＝２，３
…と給紙する。給紙された紙はレジストローラー
部分で一旦所定のループを作つて搬送するべく、
レジストクラツチを時刻T₁よりTr₁時間後、時間
Tr₂だけオフして搬送を停止し、その後再びレジ
ストクラツチをオンして搬送する。但し、時間
Tr₂は後述の如く、固定されたものでなく±Δ時
間の補正を行なうことを可能とする。以下時刻
T₂，T₃…について同様である一方、時刻T₁より
Tl時間後、前記ページ情報出力回路よりページ
情報が出力されて感光体上へｎ＝１，２…ページ
と書き込まれ再び第４図に戻る。レジストローラ
ーのクラツチがONされて紙がレジストローラー
を通過すると、フオトセンサー４７により紙が搬
送されてきて該センサーの出力がＨになる時間ｔ
を調べる。若し、規定時間Tc±ΔTの間に入つて
いれば紙は適正なタイミングで搬送されてきたこ
とを意味し、感光体からの画像転写時に画像先端
が許容値以上にズレることはないことを意味して
いる。給紙されてきたＮ＝１ページ目の紙はt₁＝
Tcなるタイミングの時を表わしている。同様に
Ｎ＝２ページ目の紙はTc−t₂＜Tcなるタイミン
グで搬送されてきたことを表わし、Ｎ＝３ページ
目の紙はTc＋ΔT＜t₃なるタイミングで許容タイ
ミングを越えて搬送されてきたことを表わしてい
る。この場合紙は遅れてきたことを意味してお
り、紙上へ転写された画像は先端余白の少ない、
或いは極端な場合画像先端の欠けた状態になつて
いる。一方、逆にTc−ΔT＞t₃なるタイミングで
あれば紙が許容時間以上にタイミングが早く搬送
されてきており、後端余白の少ない、或いは極端
な場合画像後端の欠けた状態になつている。

そこでＮ＝３ページ目の出力紙は正常なプリン
ト紙を貯蔵する第１の出力トレイと別の第２の出
力トレイへ排出するべく、Ｎ＝３ページ目が搬送
されてきてフオトセンサー３７の出力がＨに変化
して一定遅延時間τ後、排紙切換ソレノイド（不
図示）を励磁する。一方Ｎ＝３ページを排出した
ことにより、第１の出力トレイにはｎ＝３ページ
の情報が欠落してしまうので、再びｎ＝３ページ
の情報をＮ＝４ページの紙上に転写するように制
御される。

次に第６図にフローの詳細を示す。

ここで、ｎは出力情報のページ数、Ｎは給紙さ
れるページ数、Tc，k₁，k₂，k₃，ΔTは定数、
ｉ，ｊ，ｌはカウンター変数、AT，Tc′，tΔは
変数とする。

ステツプ201で必要な定数をセツトする。ステ
ツプ202でプリントエンド（データエンド、又は
紙残量なし等の場合）か否かを調べ否であればス
テツプ203へ進む。ステツプ203ではｎページ（最
初はｎ＝１ページ）を出力し、ステツプ204〜207
でＮページ（最初Ｎ＝１ページ）を給紙する。ス
テツプ208でフオトセンサーの出力時間ｔを入力
するステツプ209，210では出力時間ｔがTc＝ΔT
≦ｔ≦Tc＋ΔTになつているかどうか調べ、それ
らの時間内であればステツプ211に進み、否なら
ばステツプ221へ進む。ステツプ221は、許容時間
以上にズレた場合の処理であり、Ｎページの紙を
第２出力トレイへ排出させるように排紙切換ソレ
ノイドを制御すると共に、ステツプ222でカウン
ター変数ｉ及びｌを１増加させる。そしてステツ
プ223でｉの値と定数k₁を比較し、ｉ＞k₁なる関
係が成立すると、ステツプ224で不図示の表示装
置へステータスコードを出力し、プリンター装置
を停止させる。ｉ≦k₁なる関係の時は出力情報ペ
ージはそのままで、ステツプ220に進み、給紙ペ
ージ数Ｎを１増加させる。つまりＮ＋１ページの
紙にｎページを出力させる。即ち、ステツプ222，
223により、規定時間内に紙がフオトセンサ４７
に到達しないために第２出力トレイへ紙を排出す
る事態が連続してk₁回発生した時に装置に対して
異常事態を通知する。この場合の異常とは、給紙
ローラー部でのローラーの摩耗によるスリツプ或
いはレジストローラー部でのレジスト不良等の現
象を表わしている。又、ステツプ223でｉ≦k₁な
る場合、ｌの値とk₃の値を比較する。変数カウン
タｌには、ステツプ221側へ分岐した処理の累積
数がカウントされており、定数k₃以上にふえた時
はステツプ224へ進む、そうでなければステツプ
220に進む。

一方、タイミング関係が正常に機能した時はス
テツプ211へ進み、変数カウンターｉを０にする。
このことにより、タイミングずれがk₂回迄連続し
てもクリアされるため、装置が停止することはな
い、ステツプ212では出力情報のページを１ペー
ジ進ませる。ステツプ213ではｔの時間を積算し
た結果をATに格納しておく、ステツプ214で変
数カウンターｊの値を調べる。つまり、ｊ＝k₂の
数値毎に、ステツプ215に進む。ｊが０でなけれ
ばステツプ219に進み、ｊの値を１つ減らしステ
ツプ220に進む。

ステツプ215ではｊの値を初期セツトする。テ
テツプ216ではステツプ213で得た積算値をｊ回で
割り、平均値を求める。ここで得た値Tc′と初期
設定値Tcとの偏差Δをステツプ217で計算する。
そしてこのΔをステツプ218で第５図に示すレジ
ストクラツチのオフ時間Tr₂に対してTr₂＋Δを
新たな定数Tr₂として置数する。この操作によ
り、平均的なタイミングずれΔを補正するように
レジストクラツチの作動オフ時間が制御されるこ
とが明らかとなつた。即ち、Δを符号付で演算す
ることにより、Δが正の値ならば紙の搬送される
タイミングが早すぎて画像先端が大きくなるの
で、レジストによる待ち時間を増加させる。一
方、Δが負の値ならば紙の搬送されるタイミング
が遅すぎて、画像先端が小さくなるのでレジスト
による待ち時間を減少させる。ステツプ218がす
めばステツプ220に進む。

ここで、k₂の値が１であれば１枚給紙する毎に
レジストクラツチの作動オフ時間を補正すること
は明らかである。一般的にはk₂は100〜500、k₁は
４〜８位が妥当であろう。

以上述べてきた処理フローについて、次の如き
手段を構じても良い。例えば、出力トレイが１つ
しかない装置体では時間ずれを許容値より外れて
検知した時、ジヤムと同じ扱いにして装置の運転
を停止させることである。

また、本実施例ではレジストローラーのオフ時
間、つまり紙の静止時間を制御する例について述
べたが、この方法は搬送される紙のタイミングを
制御する例である、別の方法は画像書出しのタイ
ミングを可変にすることである、この場合につい
て第７図で説明する。

給紙起動時よりTl時間後に、ドラム上へのレ
ーザー書込みが行なわれて、レジストローラー通
過後の紙先端がフオトセンサにより検知された時
間が基準設定時間TcよりΔずれを生じていた時、
前記ずれ量Δは次の書込みに際してTlに対して
Tl−Δなる演算を行う。ここでもΔは符号付で
行い、Δが正の値ならば紙の搬送されるタイミン
グが早すぎて、Tlがそのままでは画像先端が大
きくなるので、レーザーの書込を早くする必要が
ある。Δが負の値ならば紙の搬送されるタイミン
グが遅すぎて、Tlがそのままでは画像先端が小
さくなるので、レーザーの書込を遅くする必要が
ある。

このように紙搬送タイミングをそのままにして
も画像書込タイミングを紙搬送の遅延により可変
にすることにより、紙上に転写された画像のずれ
は減少することが明かにされた。

以上説明した様に紙の搬送の遅延を調べること
によつて紙上に転写された画像の位置ずれが規格
よりはみ出たかどうかが判定できるだけでなく、
規格内であつたとしてもずれ量に応じてレジス
ト、又は画像書き込みタイミングを変えることに
よつて、画像の先端バラツキをより少なくするこ
とが可能となつた。又、第２の出力トレイを有し
た装置に於ては、前記ずれが規格よりはみ出た紙
を該トレイへ排出することにより正常な出力紙を
貯蔵する第１の出力トレイの出力紙の信頼性を高
めることが可能となる。又、第２の出力トレイへ
排出される頻度をチエツクすることにより、累積
出力枚数、或いは一定連続排出枚数等をチエツク
することにより、搬送系の異常を知ることも可能
となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図はLBPの模式図、第２図は第１図に示
すLBPの部分拡大斜視図、第３図は制御ブロツ
ク図、第４図，第５図はタイミングチヤート、第
６図はフローチヤート、第７図は第５図の変形例
のタイミングチヤート。 図中、１はレーザ発振器、３，１１６はＡ／Ｏ
変調器、５，１１５はＡ／Ｏドライバ、１４は感
光ドラム、４４は排紙切換板、４３，４６は出力
トレイ、４７はフオトセンサ、１００はCPU、
１０８は給紙ローラクラツチ、１０９はレジスト
クラツチ、１１０は排紙切換ソレノイド、１１３
はページ情報出力回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 紙葉体を用いる記録装置において、 紙葉体を搬送するための搬送路と、前記搬送路
   に於て紙葉体を検知する手段を有し、 紙葉体の搬送にともなつて前記検知手段によつ
   て出力される検知信号のタイミングと、基準タイ
   ミングとを比較し、所定量以上のずれを生じた場
   合には、当該所定量以上のずれを生じた紙葉体を
   排紙し、その紙葉体に記録されるべき画像と同一
   の画像を、その紙葉体以降に搬送される紙葉体に
   記録することを特徴とする記録装置。