JPH06130871A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベルト状感光体上に潜像を形成し、現像して得
られるトナー画像を感光体上に複数回重ねて多色のカラ
ー画像を得るようにしたカラー画像形成装置において、
ベルト状感光体の副走査方向のずれによる書込み位置の
ずれを正確に除去して、色ずれのない解像力の優れ、か
つ濃度ムラのない優れた画像を得ることを目的とする。 【構成】感光体ベルト１の側端部にパターン1Aを設け、
該パターン1Aを検出する光センサ23を装置本体の所定位
置に設け、該光センサ23のパターン検出信号によって位
相差を検出しこの位相差より感光体ベルト１の移動速度
を調整し、感光体ベルト１の１回転所要時間を光書込み
装置７の露光ビームの走査時間間隔の整数倍になるよう
感光体ベルト１の回転速度を調整し、書込み位置ずれと
露光ムラを確実に防止することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームを用いた
光書込み装置等によってベルト状感光体上に潜像形成を
行うカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いてカラー画像を得るに
は多くの方法・装置が提案されている。例えば特開昭61
-100770号公報に開示されているように、像形成体たる
感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形成と
現像を行い、現像の都度転写ドラム上に転写して転写ド
ラム上に多色像を形成したのち、記録紙上に転写してカ
ラーコピーを得る方法がある。この方法による装置は、
感光体ドラムの他に１枚分の画像をその周面上に転写で
きる大きさをもった転写ドラムを設ける必要があり、装
置が大型でかつ複雑な構造となることは避けられない。

【０００３】また例えば特開昭61-149972号公報に開示
されているように、感光体ドラム上に原稿像の分解色数
に応じた潜像形成と現像を行い、現像の都度転写材上に
転写して多色のカラーコピーを得る方法である。この方
法にあっては多色の画像を精度よく重ねることは困難
で、良質のカラー画像を得ることはできない。

【０００４】また感光体ドラム上に原稿像の分解色数に
応じた潜像形成と、カラートナーによる現像を繰返し、
感光体ドラム上でカラートナー像を重ねたのち転写して
カラー画像を得る方法がある。この多色画像形成の基本
プロセスは本出願人による特開昭60-75850号、同60-767
66号、同60-95456号、同60-95458号、同60-158475号公
報等によって開示されている。

【０００５】このような重ね合わせによってカラー画像
を得るようにした多色画像形成装置にあっては、感光体
ドラムの周縁に色の異なったカラートナーを収納した複
数の現像器が配置してあり、一般には感光体ドラムを複
数回回転させ、感光体ドラム上の潜像を現像してカラー
画像を得るようにしている。

【０００６】また像形成体については、上記に説明した
ようにドラム周面に光導電体を塗布あるいは蒸着した感
光体ドラムとともに、光導電体を可撓性のベルト上に塗
布あるいは蒸着したベルト状感光体も提案されている。
ベルト状感光体（以後感光体ベルトともいう）は駆動ロ
ーラを含む回動ローラ間に張架することで形状が決まる
ので、空間を有効に利用してコンパクトな形状としたカ
ラー画像形成装置を構成する場合には有効である。また
感光体ベルトは小さな曲率に沿って走行することができ
るので、小径の回動ローラを用いこの曲率部分を利用し
て転写材の分離を行うことで転写材の分離不良等を防止
することもできる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ベルト状感光体を用い
る技術について本願発明者がさらに検討した結果、以下
の問題点が明らかとなった。

【０００８】（１）多色画像を形成するためにＬＥＤア
レイ或は露光ビームとしてレーザビームを用いた光書込
み装置等によって多重書込みする場合（感光体上に各色
の像を重ね合わせて書込む場合）において、ベルトを別
体のローラで駆動するためにローラとベルトの滑りやロ
ーラの偏芯及びローラの有効直径の経時変化等によって
縦方向に相対的な位置ずれやベルトの移動速度の変動が
生じ、ベルト状感光体の移動方向（副走査方向）に位置
ずれが生じ、副走査方向の色ずれや解像度の低下或は画
像濃度ムラを生じるという問題点があった。さらに上記
問題点は露光ビームの走査時間間隔がベルト状感光体の
１回転の所要時間の整数分の１になっていない場合は、
各色の像の副走査方向の位置合わせに最大１走査間隔
（走査ピッチ）のずれがどうしても残ってしまうという
問題点があった。

【０００９】（２）上述の問題点を解決するためには機
械的な精度を向上させることが必要であるが、これのみ
で十分な対策とするのは困難であり、高精度部品を使用
することによるコストアップも問題となり、機械的な対
策だけでは限界がある。

【００１０】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、多重書込みを行う際、書込み
位置のずれを精度良く防止し、副走査方向の色ずれや解
像度の低下や画像濃度ムラの発生を防止し、ベルト状感
光体の有感部に不必要な書込みを行わないようにするこ
とにある。また、他の目的は、装置の複雑化を極力抑制
しつつ上述の目的を達成するようにしたカラー画像形成
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、異なる色の
トナーからなる現像剤を収容した２つ以上の現像器を備
え、ベルト状感光体１回転毎に現像器を切替えて帯電、
露光、現像を行い、該ベルト状感光体上に異なる色のト
ナー像を複数回重ねて多色のトナー像を形成したのち、
該トナー像を転写材に一括転写し定着して多色のカラー
画像を得るようにしたカラー画像形成装置において、前
記ベルト状感光体上に移動検出用のパターンを設け、該
パターンをセンサで読み取ることにより前記ベルト状感
光体の移動速度を検出し、該移動速度を基準値と比較し
て、該ベルト状感光体の駆動手段の回転速度を調整する
ことにより該ベルト状感光体の移動速度を一定に保持す
ることを特徴とするカラー画像形成装置によって達成さ
れる。

【００１２】前記カラー画像形成装置の前記ベルト状感
光体上に設けたパターンは光学的なパターンであり、該
パターンを発光素子と受光素子とからなる光センサによ
って読み取るようにしたことを特徴とする前記のカラー
画像形成装置。

【００１３】また、前記ベルト状感光体上に設けたパタ
ーンは磁気的なパターンであり、該パターンを磁気セン
サによって読み取るようにしたことを特徴とする前記の
カラー画像形成装置。

【００１４】さらにまた、前記露光は、前記ベルト状感
光体上に露光ビームを回転多面鏡等によって反復走査す
る主走査と、該ベルト状感光体の移動に伴う副走査とに
よって行い、前記ベルト状感光体の１回転所要時間が前
記露光ビームによる主走査の時間間隔の整数倍となるよ
う前記ベルト移動速度の基準値を設定したことを特徴と
する前記のカラー画像形成装置も好ましい態様として挙
げることができる。

【００１５】

【実施例】本発明は、ベルト状感光体の縦方向の位置ず
れを検出し、この検出結果に基づいて、位置ずれに対応
させて光書込み位置を補正するとともにベルト状感光体
の有感部（トナー付着可能部）に不必要な書込みを行う
ことがないように、露光ビームとしてレーザビームを用
いた光書込み装置の制御を行うとともに、ベルト状感光
体の複数回の回転によってトナー像を重ね合わせるカラ
ー画像形成装置である。本発明はＬＥＤアレイを用いた
光書込み装置を有するカラー画像形成装置についても適
用可能であるが、光書込み装置の外は全く同じであるか
らレーザビームを用いた光書込み装置を有するカラー画
像形成装置について説明する。

【００１６】図１に示すのは本発明の一実施例であるカ
ラー画像形成装置である。

【００１７】図１において、１は光導電体を塗布あるい
は蒸着した可撓性のベルト状感光体である感光体ベルト
で、この感光体ベルト１は回動ローラ２および３の間に
架設されていて回動ローラ２の駆動により時計方向に搬
送される。１Aは感光体ベルト１の側端部に設け、その
移動方向に直交する少なくとも特定波長範囲の反射率の
異なる細かい縞模様の光学的なパターンである。４は前
記感光体ベルト１に内接するよう装置本体に固定したガ
イド部材で、前記感光体ベルト１はテンションローラ５
の作用によって緊張状態とされることによりその内周面
を前記ガイド部材４に摺擦させる。

【００１８】６は帯電手段たるスコロトロン型の帯電
器、７は帯電器６と現像器との間の露光部で露光ビーム
であるレーザビームＬによって露光(書込み）を行う光
書込み装置、８ないし11はそれぞれ異なる色のトナーか
らなる現像剤を収容した複数の現像手段たる現像器であ
って、これ等の画像形成手段は感光体ベルト１の前記ガ
イド部材４に接する部分に配設される。前記各現像器
８,９,10,11 は例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒色
の各現像剤をそれぞれ収容するもので前記感光体ベルト
１と所定の間隙を保つ各現像スリーブ８A,９A,10A,11A
を備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触の反転現像法
により顕像化する機能を有している。この非接触現像は
接触現像と異なり、感光体ベルトの移動を妨げない長所
を有する。

【００１９】12は転写器、13はクリーニング装置で該ク
リーニング装置13のブレード13Aとトナー搬送ローラ13B
は画像形成中には感光体ベルト１の表面より離れた位置
に保持され画像転写後のクリーニング時のみ図示のよう
に感光体ベルト１の表面に圧接される。

【００２０】23は、例えば発光素子にLED等を、受光素
子にフォトトランジスタ等を用いた光学的なパターン１
Aを読み取る手段のセンサである光センサである。光セ
ンサ23の設置位置は図１に示す位置に限らずスペースの
ある所ならばどこでもよい。35は直流モータで回動ロー
ラ２を駆動して感光体ベルト１の駆動手段となるベルト
駆動モータ、79は回転多面鏡74を駆動する直流モータの
多面鏡駆動モータである。

【００２１】かかるカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００２２】即ち、前記カラー画像形成装置とは別体の
画像読取装置から出力される色別の画像データが前記光
書込み装置７に入力されると、光書込み装置７において
は図示しない書込み光源であるレーザダイオードで発生
されたレーザビームＬはコリメータレンズ及びシリンド
リカルレンズを通過し、多面鏡駆動モータ79により回転
される回転多面鏡74により回転走査され、ｆθレンズ75
とシリンドリカルレンズ73を経てその間ミラー76とミラ
ー77により光路を曲げられて、予め帯電器６によって一
様な電荷を付与された感光体ベルト１の周面上に投射さ
れ主走査がなされて輝線を形成する。

【００２３】レーザビームＬの走査による露光（書込
み）は、光センサ23によって得られるパターン検出信号
から後に説明する制御調整によってなされる。第１の色
の画像データにより変調されたレーザビームＬが前記感
光体ベルト１の周面上を走査する。従ってレーザビーム
Ｌによる主走査と感光体ベルト１の搬送による副走査に
より感光体ベルト１の周面上に第１の色に対応する潜像
が形成されて行く。この潜像は現像手段の内イエロー
（Ｙ）のトナー（顕像媒体）の装填された現像器８によ
り現像されて、感光体ベルト１周面上にトナー像が形成
される。得られたトナー像はベルト周面に保持されたま
ま感光体ベルト１の周面より引き離されている清掃手段
たるクリーニング装置13の下を通過し、次の画像形成サ
イクルに入る。

【００２４】即ち、前記感光体ベルト１は前記帯電器６
により再び帯電され、次いで画像データ処理部から出力
された第２の色の画像データが前記光書込み装置７に入
力され、前述した第１の色の場合と同様にして感光体ベ
ルト１周面への露光（書込み）が行われ潜像が形成され
る。潜像は第２の色としてマゼンタ(Ｍ)のトナーを装填
した現像器９によって現像される。

【００２５】このマゼンタ(Ｍ)のトナー像はすでに形成
されている前述のイエロー(Ｙ)のトナー像の存在下に形
成される。

【００２６】10はシアン(Ｃ)のトナーを有する現像器
で、画像データ処理部で発生される第３の色の画像デー
タが前記光書込み装置７に入力されて前の色と同様にベ
ルト表面にシアン(Ｃ)のトナー像を形成する。

【００２７】さらに11は黒色のトナーを有する現像器で
あって、同様の処理によりベルト表面に黒色のトナー像
を重ね合わせて形成する。これ等各現像器８,９,10及び
11の各スリーブ８A,９A,10A及び11Aには直流あるいはさ
らに交流のバイアスが印加され、顕像手段である２成分
現像剤による非接触現像が行われ、基体が接地された感
光体ベルト１には非接触で現像が行われるようになって
いる。

【００２８】かくして感光体ベルト１の周面上に形成さ
れたカラーのトナー像は、転写部においてトナーと逆極
性の高電圧が印加されて、給紙カセット14より給紙ガイ
ド15を経て送られてきた転写材に転写される。

【００２９】即ち、給紙カセット14に収容された転写材
は、給紙ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出さ
れてタイミングローラ17を介し感光体ベルト１上の像形
成とタイミングを合わせて転写器12へと供給される。

【００３０】トナー像の転写を受けた転写材は、前記回
動ローラ２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト１
より確実に分離して上方に向かい、定着ローラ18によっ
てトナー像を溶融定着されたのち排紙ローラ19を経てト
レイ20上に排出される。

【００３１】一方、転写材への転写を終えた感光体ベル
ト１は、さらに搬送を続けてブレード13Aとトナー搬送
ローラ13Bを圧接状態とした前記クリーニング装置13に
おいて残留したトナーの除去を行いその終了をまって再
び前記ブレード13Aを引き離し、それより少し後にトナ
ー搬送ローラ13Bを引き離し新たな画像形成のプロセス
に入る。

【００３２】図１に示したかかる画像形成装置で本発明
は、感光体ベルト１上の移動検出用のパターン1Aを光セ
ンサ23が検知した信号から、感光体ベルト１の移動速度
を測定し、感光体ベルト１の移動速度を調整して一定速
度に保持し画像データの書込み位置を精度良く補正し、
移動速度に反比例する単位面積当たりの露光量を一定に
保持するもので、これにより感光体ベルト１が回転し潜
像形成を行う過程で副走査方向のずれや移動速度の変動
を防止し、副走査方向の色ずれと露光量ムラを防止する
ようにしたものである。

【００３３】図２は上記感光体ベルト１の移動速度制御
を行う回路の１例を示したブロック図、図３は図２の回
路の信号のタイムチャートである。

【００３４】従来かかる装置においては、感光体ベルト
１の移動方向のずれの補正は、回転多面鏡74の回転数に
よって決まる走査時間間隔と感光体ベルト１の１回転所
要時間とは無関係に行われていたので、副走査方向に最
大露光ビームの走査間隔（走査ピッチ即ち１画素分）に
近い誤差を伴うことになり、副走査方向の色ずれはかな
り大きな量になることがあった。図２に示した回路の制
御による場合は光センサ23の出力する信号を基準クロッ
クパルスと比較することによって、感光体ベルト１の移
動速度変動を検出し感光体ベルト１の移動速度を調整す
るとともに、感光体ベルト１の１回転所要時間が上記露
光ビームの走査時間間隔の整数倍になるようにするので
副走査方向の色ずれと露光ムラを極めて小さなものとす
ることができる。

【００３５】図２の回路において、カラー画像形成が開
始されると図示省略した全体制御部からの制御によって
多面鏡駆動モータ79は回転を開始し、回転多面鏡74はこ
れによって規定回転数で回転する。また基準クロック発
生器42からは多面鏡駆動モータ79と回転多面鏡74の面数
から決まる周期を有する基準クロックパルス（図３のＳ
2)が位相差検出器41に供給され、感光体ベルト１も所定
の速度で移動を開始する。すると、感光体ベルト１上の
パターン1Aは光センサ23によって読み取られ信号Ｓ1を
位相差検出器41に送出する。パターン１Aの縞模様の感
光体ベルト１の移動方向の空間周波数は、感光体ベルト
１が所定の移動速度に正しく保持されている場合は光セ
ンサ23によって得られる信号Ｓ1の周期が上記基準クロ
ックパルスの周期と一致し、従って、レーザビームＬの
走査時間間隔が感光体ベルト１の１回転所要時間の整数
分の１になるように設定されている。位相差検出器41に
おいては図３に示すように信号Ｓ1の位相が基準クロッ
クパルスＳ2の位相より遅れている場合その位相差Δｔ
を検出し、この位相差Δｔに比例した電圧信号を電圧加
算回路44に送出する。電圧加算回路44は基準電圧発生器
43で発生する基準電圧に上記電圧信号を加えてベルト駆
動モータ35に供給するので、ベルト駆動モータ35の回転
は上昇し感光体ベルト１の移動速度は上昇し位相は一致
する。このようにフィードバックのかかった制御が絶え
ず行われ感光体ベルト１の速度は所定の速度に保持さ
れ、その１回転所要時間はレーザビームＬの走査時間間
隔の整数倍に調整されることになる。

【００３６】図示しない露光制御部は、例えば図示しな
い露光（書込み）開始タイミングを算出するためのマー
ク等の検出信号によって露光タイミングに合わせて画像
メモリに格納した色信号である画像データを読み出し、
露光制御部においてパルス幅変調し、レーザダイオード
ドライバ等を介してレーザダイオード71に出力してその
発光を制御する。

【００３７】このような制御によって第２色目以下の露
光も行われるので、感光体ベルト１の副走査方向のずれ
は補正されて、各色の重なりのずれはレーザビームＬの
走査ピッチ（１画素）以下にすることができ、殆ど色ず
れのない重ね合わせを行うことができる。また前記フィ
ードバックによって絶えず移動速度調整が行われるの
で、所定の一定した速度が保持され露光ムラのない露光
を行うことができる。かくして簡単な回路によって多色
トナー画像の位置ずれと露光ムラを精度良く確実に防止
することとなる。

【００３８】図４は移動速度検出用のパターンとそのパ
ターン読み取り用のセンサの他の例を示す斜視図であ
る。図において、１Bは感光体ベルト１の側端部に磁気
記録層を設けこの磁気記録層に前記所定の空間周波数で
磁気記録した磁性のパターンである。23Bは磁気ヘッド
からなる磁性のパターン１B読み取り用の磁気センサで
ある。磁性のパターン１B及び磁気センサ23Bは光学的な
パターン１A及び光センサ23に比べ容易かつ安価に得ら
れる利点がある。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果が得られる。

【００４０】（１）ベルト状感光体を用いたカラー画像
形成装置においても、ベルト状感光体の移動速度自動補
正機構を設けることにより、カラー画像の多重露光(多
重書込み)を行う際、感光体の副走査方向の位置ずれを
厳しく規制することなく、多重露光の位置のずれを防止
して、副走査方向の色ずれや解像度の低下を確実に防止
するとともに、露光ムラをも防止し濃度ムラのない優れ
た画像を得ることができる。

【００４１】（２）ベルト状感光体の１回転所要時間を
露光ビームの走査時間間隔の整数倍になるよう調整する
ので、各色の重なり誤差を露光ビームの走査ピッチ（１
画素分）以内の極めて小さいものとすることができる。

【００４２】（３）感光体の有感部（トナー付着可能
部）に不必要な書込みを行うことがないので、画像範囲
外への書込み現像防止手段を省略できる。

【００４３】（４）機械的精度を極端に向上させる必要
がないため、装置コストの上昇を抑制でき、装置を小型
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すカラー画像形成装置の
全体構成図である。

【図２】本発明の制御回路の１例を示したブロック図で
ある。

【図３】図２に示す実施例の信号のタイムチャートであ
る。

【図４】本発明のパターン及びセンサの他の例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト １A パターン １B パターン ２ 回動ローラ ３ 回動ローラ ６ 帯電器 ７ 光書込み装置 ８ 現像器 ９ 現像器 10 現像器 11 現像器 23 光センサ 23B 磁気センサ 35 ベルト駆動モータ 41 位相差検出器 42 基準クロック発生器 43 基準電圧発生器 44 電圧加算回路 71 レーザダイオード 74 回転多面鏡 79 多面鏡駆動モータ Ｌ レーザビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅谷 豊明 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 羽根田 哲 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる色のトナーからなる現像剤を収容
   した２つ以上の現像器を備え、ベルト状感光体の１回転
   毎に現像器を切替えて帯電、露光、現像を行い、該ベル
   ト状感光体上に異なる色のトナー像を複数回重ねて多色
   のトナー像を形成したのち、該トナー像を転写材に一括
   転写し定着して多色のカラー画像を得るようにしたカラ
   ー画像形成装置において、前記ベルト状感光体上に移動
   検出用のパターンを設け、該パターンをセンサで読み取
   ることにより前記ベルト状感光体の移動速度を検出し、
   該移動速度を基準値と比較して、該ベルト状感光体の駆
   動手段の回転速度を調整することにより該ベルト状感光
   体の移動速度を一定に保持することを特徴とするカラー
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ベルト状感光体上に設けたパターン
   は光学的なパターンであり、該パターンを発光素子と受
   光素子とからなる光センサによって読み取るようにした
   ことを特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ベルト状感光体上に設けたパターン
   は磁気的なパターンであり、該パターンを磁気センサに
   よって読み取るようにしたことを特徴とする請求項１の
   カラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記露光は、前記ベルト状感光体上に露
   光ビームを回転多面鏡等によって反復走査する主走査
   と、該ベルト状感光体の移動に伴う副走査とによって行
   い、前記ベルト状感光体の１回転所要時間が前記露光ビ
   ームによる主走査の時間間隔の整数倍となるよう前記ベ
   ルト移動速度の基準値を設定したことを特徴とする請求
   項１または請求項２または請求項３のカラー画像形成装
   置。