JPH0462576A - 画像形成装置 - Google Patents

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、例えばデジタル複写機などの画像形成装置に
係り、特にレーザビームにより像担持体上を変調走査し
て静電潜像を形成する画像形成装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

前にも述べたように、レーザビームにより像担持体上に
静電潜像を形成する例えばデジタル複写機などの画像形
成装置では、その光学系を調整する場合、通常のアナロ
グ複写機と異なり、ビームスポット径が適正であり、走
査線が直線的であることが調整の重要なポイントとなり
、非常に精密な調整が要求される。

また、アナログ複写機ではレンズのほぼ全体に光が達し
た状態で光学系の調整ができるのに対し、デジタル複写
機の場合は、点状のビームスポットを直線状に走査して
アナログ複写機と同様な状態を作り出して、レンズの位
１ｆｌｉＪＩｌをしなければならない。そのためレーザ
ビームを走査しながらレンズの位１調整を行うことにな
るが、この場合、調整内容に合ったレーザビームの変調
をしなければならないという欠点を有している。

また従来、例えば特開平１−２８５３５０号公報に記載
されているような提案がなされている。

この発明は、少なくとも２つの独立した印刷系をもって
１枚の印刷媒体上に画像を形成する画像形成装置におい
て、一方の印刷系で印刷される画像の相対位置変更に係
る情報を設定する設定手段と、設定された情報に基づい
て前記印刷系における印刷領域の位置を調整する調整手
段とを備えている。

〔発明が解決しようとする←肴令課題〕ところがこの発
明のものでは、プリンタ本体内に位置調整用のパターン
をもたせているため、構成特に制御系のプロセスが複雑
になり、コスト高を招くことになる。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、構成な
らびに調整が簡単で、安価な画像形成装置前記目的を達
成するため、本発明は、 例えば画像処理部を含むプリンタ本体などの外部から画
像データを受付け、その画像データに基づいて光ビーム
を像担持体上で走査して静電潜像を形成して、画像出力
を得る例えばデジタルカラー複写機などの画像形成装置
を対象とするものである。

そして前記書込部が、 例えば画像処理部を含むプリンタ本体などの外部からの
テスト指令信号に基づいて、テスト用のパターンデータ
を出力することのできるパターンデータ発生部と、 例えば前記プリンタ本体などの外部からの画像データと
、前記パターンデータ発生部から出力されるパターンデ
ータとを選択して、いずれかのデータを受付けるデータ
切換部と、 そのデータ切換部からのデータに応じて光ビームを変調
する変調部と、 変調された光ビムを走査して静電潜像を形成する像担持
体とを備えている。

外部からのテスト指令信号に基づいて、前記データ切換
部によってパターンデータを受付は可能な状態にして、
前記パターンデータ発生部から出力されるテスト用のパ
ターンデータに基づいて光ビームを走査して、像担持体
上にテスト用の静電潜像を形成するように構成されてい
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

特に、複数の光ビームを走査することにより出力画像を
得るような構成の画像形成装置では、光学系の調整を装
置本体に装着する前に十分精密に調整しておく必要があ
る。

また、複数の光ビームによって複数色の画像を形成する
、所謂、レーザカラー複写機においては、色合わせのた
めの調整を光学的ならびに電気的な調整に依存する所が
大きい。そのため本発明のように前記調整（テスト）用
のパターン信号を書込制御系に内蔵することにより、構
成ならびに書込部の調整が非常に簡単となる。

さらに、画像形成をカールソンプロセスなどで実現する
場合は、プロセス条件の管理が画像安定化のために非常
に重要である。例ば感光体の特性のばらつき、経時的変
化、現像剤のばらつき、環境変化などの様々な条件変動
があっても安定した画像を得るために、感光体の画像出
力とは無関係な領域にある特定のパターンの静電潜像を
形成して、そのパターン部の表面電位を測定する。そし
てその測定結果に応じてレーザビームの光強度を変更し
て、安定した作像電位となるように制御したり、前記パ
ターン部を現像して、その部分のトナー付着量を測定し
、その結果に応じて現像バイアスなどの現像条件を変更
して、安定した現像条件となるように制御する方法が実
際的である。

このような場合、前記パターン形成部のデータは一旦手
法が固まるとほぼ固定されるものであり、かっそのデー
タ量は画像データよりも非常に少なくて済む。このため
本発明によれば、そのデータの出力をプリンタ本体の助
けをかりず、画像データの書込部のみで作像条件の良し
悪しを早期に判断したり。

あるいは画像形成動作中でも複雑な制御を行うことなく
、前記パターンにより静電潜像の形成が可能である。こ
のようなことから、書込部の調整が非常に簡便である。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面とともに説明する。

第１図はデジタルフルカラー複写機の概略構成図、第２
図は制御部のブロック図、第３図は主にビデオ制御部の
ブロック図である。

まず最初、第１図を用いてデジタルフルカラー複写機の
概略構成について説明する。

この複写機は大別して原稿読取り用のスキャナ部１と、
このスキャナ部１から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、その画像処
理部２から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（書込部）３とから構成され
ている。

前記スキャナ部ｌは、コンタクトガラス４上に載置され
た原稿を光学的に走査するランプ５．５を備えている。

このランプ５．５によって照明された原稿の反射光はミ
ラー６．７．８により反射され、結像レンズ９を通って
ダイクロインクプリズム１ｏに入射される。このダイク
ロイックプリズム１０では、例えばレッド（Ｒ）、グリ
ーン（Ｇ）ならびにブルー（Ｂ）の３種類の波長光に分
光されて、受光素子１１に入射される。図に示すように
この受光素子１１は、レッド用ＣＣＤＩ　ＩＲ、グリー
ン用ＣＣＤ１１Ｇならびにブルー用ＣＣＤＩＩＢとから
構成されており、前述のように３種類に分光された各波
長がそれぞれのＣＣＤＩＩに入射される。そして前記レ
ッド用ＣＣＤＩ　ＩＲ、グリーン用ＣＣＤＩＩＧ、ブル
ー用ＣＣＤＩＩＢは、受光した光をデジタル信号に変換
して前記画像処理部２へ出力するようになっている。

画像処理部２においては、入力された画像信号を例えば
ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）な
らびにシアン（Ｃ）の４色の記録色情報信号に変換され
る。なお、この実施例では前記４色の画像を形成する場
合を示しているが、３色でカラー画像を形成することも
できる。

画像処理部２からの出力信号は前記プリンタ部３に入力
され、各々の色の記録袋［１３８Ｋ、１３Ｇ、１３Ｍ、
１３Ｙに送られる。これら４組の並設された記録装置１
３はほぼ同一の構成を有しているから、記録装置１１３
Ｃを例にとってその構成を説明する。

図に示すように記録装置１３ｃは、レーザ光射出装置１
ｉ１２Ｃ１感光体ドラム１４Ｃならびにこの感光体ドラ
ム１４Ｃの周囲に配置された帯電チャージャ１５Ｃ１現
像部１６ｃ、表面電位センサＳＣならびに転写チャージ
ャ１７Ｃなどが順次配置されている。

同図に示すように前記表面電位センサＳＣは、感光体ド
ラム１４Ｃの回転方向において現像部１６Ｃの下流側に
配置されている。

本実施例では、ネガ・ポジ現像プロセス方式（反転現像
プロセス方式）を採用している。まず、前記帯電チャー
ジャ１５Ｃによって感光体ドラム１４Ｃの表面が約−８
００ｖに一様に帯電され、次にレーザ光射出袋［１２Ｃ
により露光が行なわれ、シアン光像に対応する静電潜像
が形成される。この露光によって形成された静電潜像の
部分は、その表面電位がほぼ零電位になる。このシアン
光像の静電潜像は、約−５００ｖの負電位現像バイアス
を有する現像部１６Ｃにより現像され顕像化される。

一方、給紙コロ１８の駆動により給紙部１９から送給さ
れた転写紙は、レジストローラ２０によって画像先端と
揃うタイミングで転写ベルト２１上に送り出されて、転
写ベルト２１上で静電吸着される。

この転写ベルト２１により搬送される転写紙は、シアン
のトナー像が形成されている感光体ドラム１４Ｃの直下
を通過し、転写チャージャ１７Ｃの作用ででトナー像が
転写紙に転写される。しかるのちトナー像は定着ローラ
２２によって転写紙上に転写され、排紙ローラ２３によ
って機外へ排出される。

次にプリンタ部３の制御系全体のブロック図を第２図に
示す。

プリンタ部３用のメイン制御部４０は、ＣＰＵを中心に
ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ１０インターフェースなどを備えて
全体を制御している。このメイン制御部４０の入力側に
は、転写紙の機外への排出を検出する排紙センサ４１、
給紙部１９内の転写紙の有無を検出するペーパーエンド
センサ４２、レジストローラ２０への給紙を制御するレ
ジストセンサ４３、カセットサイズを検出するカセット
サイズセンサ４４゜ＢＫ、Ｃ，Ｍ、Ｙの各トナーの濃度
を検出するフォトセンサ４５ＢＫ、４５Ｃ，４５Ｍ、４
５Ｙ、定着ヒータの温度を検出するサーミスタ４６、感
光体ドラム１４の表面電位を検出する表面電位センサＳ
ＢＫ、ＳＣ，ＳＭ、ＳＹなどがそれぞれ接続されている
。

メイン制御部４０の出力側には、帯電チャージャ１５、
転写チャージャ１７ならびにベルト除電チャージャ４７
（第１図参照）がそれぞれの高圧電源４８．４９．５０
を介して接続されている。また定着ローラ２２内に設け
られているヒータ５１が、ヒータ制御部５２を介して接
続されている。さらにメインモータ５３、感光体ドラム
１４ならびに転写ベルト２１を駆動する駆動モータ５４
が、ＤＣモータドライバ５５を介して接続されている。

また、前記画像処理部２からの画像データを取込むため
のビデオ制御部５４が設けられている。このビデオ制御
部５６については後述するが、ＢＫ、Ｃ。

Ｍ、Ｙ用の半導体レーザ５７ＢＫ、５７Ｇ、５７Ｍ。

５７Ｙ（レーザ光射出装置１２８に、１２Ｃ，１２Ｍ、
１２Ｙ）を制御するＬＤドライバ５８が接続されている
。またこのビデオ制御部５６には、ポリゴンミラーを駆
動するミラー駆動モータ５９がポリゴンモータドライバ
６０を介して接続されている。

さらに前記メイン制御部４０には、前記現像部１６ＢＫ
、１６Ｃ，１６Ｍ、１６Ｙに備えられている現像スリー
ブ２６ＢＫ、２６Ｃ，２６Ｍ、２６Ｙに現像バイアス電
圧を印加する現像バイアス高圧電源６１が接続されてい
る。また、前記現像部１６８に、１６Ｃ，１６Ｍ、１６
Ｙに備えられているトナー補給ローラ２９ＢＫ、２９Ｃ
，２９Ｍ、２９Ｙにトナーの供給信号を出力する補給バ
イアス高圧電源６２が接続されている。

また前記ビデオ制御部５６は、メイン制御部４０からの
パターントリガ信号がｒ［−Ｊにされたことにより、露
光後に電位検出パターンのデータを読出し、このデータ
に基づいてレーザ射出装［］、２８Ｋ。

１２Ｃ，１２Ｍ、１２Ｙの各半導体レーザを点灯させる
機能を有している。

次に書込部の構成について第３図とともに説明する。

図中の７０はデータ切換部、７１はパターンデータ発生
部、７２はデータ記憶部、７３はレーザ変調部、７４は
半導体レーザ、７５はレンズ、７６はポリゴンミラー、
７７はｆθレンズ、７８は同期検出部、７９は同期制御
信号、８０は画像データ、８１はテストデータを含むデ
ータ制御信号、８２は多値変調を指示する階調制御信号
、８３はデータ制御部である。

通常のコピーモードでは、前記画像データ８０はデータ
切換部７０を通過し、データ記憶部７２で記憶される。

このときデータ切換部７０は、データ制御信号８１によ
り画像データ８０のみが通過するような選択モードとな
っている。

前述の記憶された画像データは、同期検出部７８からの
同期制御信号７９に応じてデータ制御部８３によってレ
ーザ変調部７３へのタイミングがとられて転送される。

このレーザ変調部７３では階調を含む画像データに応じ
たレーザ変調信号が出力され、半導体レーザ７４を変調
駆動する。そして半導体レーザ７４から出力されたレー
ザビームは、レンズ７５、ポリゴンミラー７６ならびに
ｆθレンズ７７などを経て、感光体ドラム１４上を走査
して画像データに対応した静電潜像が形成される。

内部パターンを発生させる場合は、データ制御信号（テ
スト指令信号）８１ならびに階調制御信号８２の入力に
より、パターンデータ発生部７１から発生するパターン
データと階調とが選択されて、データ切換部７０に送出
される。そしてデータ制御信号８１にパターンデータ発
生部７１から所定のパターンデータが出力され、そのテ
ストパターンに対応した静電潜像が感光体ドラム１４上
に形成される。

この静電潜像を形成した部分の表面電位が、表面電位セ
ンサＳによって検出される。この表面電位センサＳ　（
ＳＢＫ、ＳＣ，ＳＭ、ＳＹ）は第１図に示すように、ス
ペース的に余裕のある現像部１６の感光体１くラム回転
方向後流側に配置されており、静電潜像部分が現像部を
通過する際には現像工程を停止して、トナーの付着によ
る表面電位のバラツキやトナーの消費を防止するように
なっている。

なお、このようなテストパターンの出力は、指定した任
意の期間中に出力するようになっている。さらに前述の
ように複数の光ビームを使用して画像を形成する画像形
成装置においては、複数の光ビームに対応してそれぞれ
テストパターンの出力が制御できるようになっている。

次に出カバターンの具体例について第４図ないし第１２
図を用いて説明する。

（具体例１） 第４図はテストパターンを示す図、第５図はそのテスト
パターンを使用して位置ずれを確認した状態を示す拡大
図である。

この具体例では第４図に示すように、格子状のテストパ
ターン９０が転写紙９１上に印刷されるよう。

前記パターンデータ発生部７１　（第３図参照）にパタ
ーンデータが予め格納されている。このパターンデータ
を転写紙９１上に出力する訳であるが、プリンタ部（１
１込部）の各部材（特にレンズ、ポリゴンミラー、同期
検出部などの光学系の部材）が理想的な位置にある場合
は、プリントアウトした際に第１色ならびに第２色で印
刷される前記テストパターン９０は完全に重畳した状態
で得られる。

ところが光学系部材の位置が相対的にずれていると、そ
のずれ量に対応して例えば第５図に示すように第１色で
印刷されたテストパターン９０ａと第２色で印刷された
テストパターン９０ｂとの間で位置ずれを生じる。この
ようにテストパターンの出力状態によって位置ずれの有
無、位置ずれの量ならびに位置ずれの方向（この場合、
主走査方向ならびに副走査方向の両方向）が把握できる
。

（具体例２） この具体例の場合は第６図に示すように、転写紙９１の
四隅付近に十字形のテストパターン９０が出力されるよ
うになっている。従って光学系の部材がずれていると、
第７図に示すように第１色で印刷されたパターン９０ａ
と第２色で印刷されたパターン９０ｂの位置ずれでそわ
を確認することができる。

（具体例３） この具体例の場合は前記具体例２の十字形のテストパタ
ーン９０に代えてＯ印のテストパターン９０が出力され
るようになっている。第９図はその位置ずれの状態を示
しており、主走査方向あるいは副走査方向のいずれか一
方の方向にずれていることを意味している。

（具体例４） この具体例の場合は第１０図に示すように、テストパタ
ーン９０として、位置ずれ検出用のパターン９０−１と
、感光体ドラムの表面電位を検出する表面電位検出用パ
ターン９０−２と、感光体ドラム上に付着した現像剤濃
度を検出する現像剤濃度検出用パターン９０−３とが同
時に出力されるようになっている。

（具体例５） この具体例で前記具体例４と相違する点は、第１１図に
示すように現像剤濃度検出用パターン９０３が、黒用検
出パターン９０−３８にと、シアン検出用パターン９０
−３Ｃと、マゼンタ検出用パターン９０−３Ｍと、イエ
ロー検出用パターン９〇−３Ｙというふうに色別にパタ
ーンデータが格納されているとともに、各パターンがオ
ーバラップしないように出力タイミングがずらしである
。しつかって各色の現像剤濃度を個別に検出することが
できる。

（具体例６） この具体例の場合は、前述のようなパターン９０（例え
ば位置ずれ検出用パターン９０−１．表面電位検出用パ
ターン９０−２ならびに現像濃度検出用パターン９０−
３など）を感光体ドラム１４上に現像し、それを直接機
内で検出できるようになっている。従ってこの例の場合
図示していないが、感光体ドラム１４上に形成される位
置ずれ検出用パターン９０−１と対向する位置に位置ず
れ検出用センサを。

表面電位検出用パターン９０−２と対向する位置に表面
電位センサを、また現像剤濃度検出用パターン９０−３
と対向する位置には現像剤濃度センサをそれぞれ配置す
る必要がある。

この具体例のように機内でパターンの状態を検出すれば
、その検出データを直接に制御部に入力して、そのテス
ト結果を表示することができるとともに、このテストに
転写紙を使用する必要がない。

第１３図ならびに第１４図は、本発明が適用される他の
構成の画像形成装置を示している。

第１３図において図中の１０１は第１の半導体レーザ、
１０２は第２の半導体レーザ、１０３はコリメートレン
ズ、１０４はポリゴンミラー、１０５はミラー用モータ
、１０６はｆθレンズ、１０７はミラー、１０８は集光
レンズ、１０９は感光体ドラム。

１１０は帯電チャージャ、１１１は第１の現像部、１１
２は第２の現像部、１１３は転写チャージャ、１１４は
クリーニング部、１１５は給紙カセット、１１６は給紙
ローラ、１１７は定着ローラ、１１８は除電チャージャ
である。

また第１４図において、図中の１２１は第１のポリゴン
ミラー、１２２は第２のポリゴンミラー１２３は集光・
ｆＯレンズ、１２４はミラー１２５は感光体ドラム、１
２６は帯電チャージャ、＋２７は現像部、１２８は転写
チャージャ、１２９はクリーニング部、１３０は給紙カ
セット、１３１は給紙ローラ、１３２は定着ローラ、１
３３は除電チャージャである。

第１３図ならびに第１４図に示すような複数のビームを
走査して所望の画像を得るタイプの画像形成装置におい
ても、光学系の調整をプリンタ本体と接合する前に十分
に精密に行う必要がある。

〔発明の効果〕

本発明は前述したように、画像形成装置のうちの画像書
込部にテストパターンを出力するパターンデータ発生部
が設けられている。そのため構成が簡単になり、コスト
の低減が図れるばかりでなく、各部材の位置調整やバイ
アス電圧の諷整などが簡便でかつ精密に行うことができ
、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面はすべて本発明の詳細な説明するためのもので、 第１図は、デジタルフルカラー複写機の概略構成図、 第２図は、その複写機の制御部のブロック図、第３図は
、主にビデオ制御部のブロック図、第４図は、具体例１
におけるテストパターンの出力状態を示す図、 第５図は、そのテストパターンでの位置ずれの状態を示
す拡大図、 第６図は、具体例２におけるテストパターンの出力状態
を示す図。 第７図は、そのテストパターンでの位置ずれの状態を示
す拡大図、 第８図は、具体例３におけるテストパターンの出力状態
を示す図、 第９図は、そのテストパターンでの位置ずれの状態を示
す拡大図、 第１０図は、具体例４におけるテストパターンの出力状
態を示す図。 第１１図は、具体例５におけるテストパターンの出力状
態を示す図、 第１２図は、具体例６におけるテストパターンの出力状
態を示す図。 第１３図ならびに第１４図は、本発明が適用できる他の
画像形成装置の概略構成図である。 ３・・・・−・プリンタ部、１２・・・・・・レーザ光
射出装置、１３・・・・・・記録装置、１４・・・・・
・感光体ドラム、４０・・・・・・メイン制御部、５４
・・・・・・ビデオ制御部、７０・・・・データ切換部
、７１・・・・・・パターンデータ発生部。 ７２・・・・・・データ記憶部、７３・・・・・・レー
ザ変調部、７８・・・・・・同期検出部、８０・・・・
・・画像データ、８３・・・・・・データ制御部。 第 ！ 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 １゜ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外部からの画像データを受付け、その画像データに基づ
   いて光ビームを像担持体上で走査して静電潜像を形成し
   て、画像出力を得る書込部を備えた画像形成装置におい
   て、 前記書込部が、外部からのテスト指令信号に基づいてテ
   スト用のパターンデータを出力することのできるパター
   ンデータ発生部と、 外部からの画像データと、前記パターンデータ発生部か
   ら出力されるパターンデータとを選択して、いずれかの
   データを受付けるデータ切換部と、そのデータ切換部か
   らのデータに応じて光ビームを変調する変調部と、 変調された光ビームを走査して静電潜像を形成する像担
   持体とを備え、 外部からのテスト指令信号に基づいて、前記データ切換
   部によつてパターンデータを受付け可能な状態にして、
   前記パターンデータ発生部から出力されるテスト用のパ
   ターンデータに基づいて光ビームを走査して、像担持体
   上にテスト用の静電潜像を形成するように構成されてい
   ることを特徴とする画像形成装置。