JP2008015165A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ライン露光方式の画像形成装置および該装置を用いる画像形成方法において、画像形成位置を適正に制御する。
【解決手段】感光体２１上にレジストマーク画像Ｉregを形成して位置検出センサ２５によりその位置を検出し、その検出結果に基づいてＬＥＤアレイ２３３の点灯を制御することによって、感光体２１上における静電潜像の形成位置を制御する。このとき、レジストマーク画像Ｉregについては、ＬＥＤアレイを構成する複数の発光モジュール２３３１，２３３２，…のうち単一の発光モジュール２３３２に存在するＬＥＤ素子のみを点灯させることによって形成する。これにより、発光モジュールの継ぎ目に起因するレジストマーク画像の形状の歪みを防止して、画像形成位置の制御を精度よく行うことができる。
【選択図】図７

Description

この発明は、感光体表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤により顕像化して画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関し、特に、多数の発光素子を列状に配列したラインヘッドを用いて感光体を露光する技術に関するものである。

感光体表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤により顕像化することで画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、紙などの記録材上の適正な位置に画像を形成するため、また複数色からなる画像の色重ねを精度よく行うために、感光体上における静電潜像の形成位置を調整するように構成されたものがある。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、レーザ光により感光体表面を走査露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより顕像化して得た各色のトナー像を中間転写体ベルト上で重ね合わせることによりカラー画像を形成する装置であって、中間転写ベルト上に形成した各色のレジストレーションパターンの位置から各色の位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて各色ごとに設けられた感光体の回転位相を制御することにより、各トナー色間の位置ずれを補正している。

この装置のように、感光体表面をレーザ光により走査露光する方式（以下、「走査露光方式」という）の画像形成装置では、レーザ光によって感光体表面を走査するための光学ミラー系を設けるとともにその光路を確保する必要があるため、装置の小型化を図ることが難しい。そこで、近年では、さらなる装置の小型化を図るため、感光体表面をレーザ光により走査露光するのに代えて、個別に点灯制御される微小光源を列状に並べたラインヘッドを用いて感光体表面を露光する方式（以下、「ライン露光方式」という）の装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３５５１０６６号公報 特開２００６−１０３３０７号公報

ライン露光方式を採用する装置においても当然に、画像の形成位置を適正に制御することは高品質の画像を形成するために重要な要素技術である。しかしながら、多数の光源を有するライン露光方式の画像形成装置においては、１つの光源からの光ビームを走査露光する走査露光方式の装置にはない固有の問題がある。例えば、ライン露光方式の画像形成装置では、各光源の取り付け位置のばらつきに起因するドット形成位置のばらつきが生じうる。

従来の画像形成位置制御技術においては、このようなライン露光方式特有の問題については考慮されていなかったため、上記のような光源の位置ばらつきに対応することができないという問題がある。そのため、ライン露光方式の装置に好適に適用することのできる画像形成位置制御技術の確立が望まれている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ライン露光方式の画像形成装置および該装置を用いる画像形成方法において、画像形成位置を適正に制御することのできる技術を提供することを目的とする。

この発明にかかる画像形成装置の第１の態様は、上記目的を達成するため、所定の第１方向に移動する感光体と、前記第１方向に直交する第２方向に沿って発光素子を列状に配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に所定の基準画像に対応する静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、前記感光体、または前記静電潜像が前記感光体上で顕像化されてなる基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御する制御手段とを備え、前記ラインヘッドは、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列することによって構成されており、前記基準画像は、前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化した画像であることを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成方法の第１の態様は、所定の第１方向に移動する感光体と、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段とを備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して所定の基準画像に対応する静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を前記現像手段により顕像化して前記基準画像を形成し、前記感光体、または前記基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出し、その検出結果に基づいて、前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御することを特徴としている。

これらの発明では、多数の発光素子を列状に並べてなるラインヘッドのうち、単一の発光モジュールに設けられた発光素子のみを用いて感光体を露光することにより、基準画像に対応する静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を顕像化した基準画像の形成位置の検出結果に基づき静電潜像の形成位置を制御する。

それ自体複数の発光素子を有する発光モジュールを複数個並べた場合には、各発光モジュール内における発光素子の位置ばらつきよりも、各発光モジュール間の相対的な位置ばらつきの方がはるかに大きくなる。したがって、基準画像に対応する静電潜像を形成する場合、複数の発光モジュールに属する発光素子を発光させると、各発光素子の位置ばらつきに起因して基準画像の形状が比較的大きく歪んでしまう可能性がある。このように基準画像そのものが歪みを持って形成されてしまうと、画像形成位置を高精度に制御することが困難である。

これに対して、上記した発明では、単一の発光モジュールに属する発光素子のみによって感光体を露光することで基準画像に対応する静電潜像を形成するので、基準画像の歪みを極めて小さくすることができる。特に、複数の発光モジュールの取り付け位置ばらつきに起因する基準画像の歪みは一切生じない。その結果、本発明によれば、感光体上における静電潜像の形成位置を高精度に制御して、画像の形成位置を適正に制御することができる。

ここで、前記被検出像担持体を、前記基準画像を担持して前記第２方向に直交する搬送方向に搬送するように構成するとともに、前記基準画像が、前記搬送方向に対し斜め方向に延びる帯状画像部を含むようにし、前記位置検出手段は、前記被検出像担持体に対向配置されて、前記帯状画像部が前記位置検出手段との対向位置を通過するタイミングに基づき前記第２方向における前記基準画像の位置を検出するようにしてもよい。

被検出像担持体の搬送方向に対し斜め方向に延びる帯状画像部を含む基準画像を形成すると、該搬送方向に直交する方向、すなわち第２方向における基準画像の位置の変動が、基準画像の帯状画像部が位置検出手段との対向位置を通過するタイミングの変動として容易に検出されることとなる。したがって、このタイミングの変動を検出し、その検出結果に基づいて、第２方向における画像の形成位置を精度よく制御することができる。

例えば、前記露光手段が、前記複数の発光素子のうち、形成すべき静電潜像の前記第２方向における長さに対応する有効範囲内に存する発光素子のみを発光させることによって所定幅の静電潜像を形成するように、また前記制御手段が、前記有効範囲を前記第２方向にシフトさせることによって、静電潜像の前記第２方向における形成位置を制御するように構成することができる。

第２方向に沿って列状に設けた発光素子を全て使用して、つまり露光可能な幅いっぱいに画像を形成するのでなく、そのうちの一部を有効範囲としてその範囲内にある発光素子のみを露光に寄与させ、しかもその有効範囲を必要に応じて第２方向にシフトさせるようにすることで、第２方向における画像の形成位置を細かく制御することができる。

また、前記被検出像担持体を、前記基準画像を担持して前記第２方向に直交する搬送方向に搬送するように構成するとともに、前記基準画像が、前記第２方向に沿って延びる帯状画像部を含むようにし、前記位置検出手段は、前記被検出像担持体に対向配置されて、前記帯状画像部が前記位置検出手段との対向位置を通過するタイミングに基づき前記搬送方向における前記基準画像の位置を検出するようにしてもよい。

搬送方向に沿った画像の位置の変動は、位置検出手段との対向位置における、第２方向に沿って延びる帯状画像部の通過タイミングの変動として表れる。したがって、これを検出しその検出結果に基づいて、第１方向における画像の形成位置を精度よく制御することができる。

例えば、前記制御手段が、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記各発光素子それぞれの点灯タイミングを制御するようにすることで、静電潜像の前記第１方向における形成位置を精度よく制御することができる。

また、この発明にかかる画像形成装置の第２の態様は、上記目的を達成するため、所定の第１方向に移動する感光体と、前記第１方向に直交する第２方向に沿って発光素子を列状に配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に所定の基準画像に対応する静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、前記静電潜像が顕像化されてなる基準画像を転写される中間転写体と、前記感光体、または前記静電潜像が前記感光体上で顕像化されてなる基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御する制御手段とを備え、前記ラインヘッドは、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列することによって構成されており、前記基準画像は、前記第２方向に互いに位置を異ならせた複数の基準画像片から成り、しかも、前記基準画像片の各々は、前記複数の発光モジュールのうち各々単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものであることを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成方法の第２の態様は、所定の第１方向に移動する感光体と、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段とを備える画像形成装置を用いる画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記露光手段により前記感光体を露光して所定の基準画像に対応する静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を前記現像手段により顕像化して前記基準画像を形成し、前記感光体、または前記基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出し、その検出結果に基づいて前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御し、しかも、前記基準画像は、前記第２方向に互いに位置を異ならせた複数の基準画像片から成っており、前記基準画像片の各々は、前記複数の発光モジュールのうち各々単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものであることを特徴としている。

これらの発明によれば、第２方向に互いに位置を異ならせた複数の基準画像片からなる基準画像の位置検出結果に基づいて感光体表面への静電潜像の形成位置が制御される。この場合において、各基準画像片は、それぞれ単一の発光モジュールに属する発光素子により露光された静電潜像を顕像化したものである。このため、上記した発明と同様に、発光モジュールの取り付け位置ばらつきに起因する各基準画像片の形状の歪みを排除することができ、その結果、これらの発明によっても、感光体上における静電潜像の形成位置を高精度に制御して、画像の形成位置を適正に制御することができる。

例えば、前記制御手段は、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記各発光素子それぞれの点灯タイミングを制御することにより前記像担持体上における画像スキューを補正することができる。像担持体上における画像スキュー、すなわち本来の方向からの画像の傾きは、第２方向に互いに位置を異ならせた複数の基準画像片の一検出結果からそれを検出することが可能である。そして、画像スキューがある場合、各発光素子の点灯タイミングを微妙に変化させることによって、これを補正することが可能となる。

また、上記した各発明にかかる画像形成装置においては、前記各発光モジュール間の前記第１方向における相対的な取り付け位置のずれ量に対応する位置情報を記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記各発光素子の点灯タイミングを前記位置情報に基づいて前記発光モジュールごとに制御することにより、前記第１方向における前記各発光モジュール間の相対的な取り付け位置のずれを補正する取り付け位置補正制御をさらに行うようにしてもよい。上記したように、複数の発光モジュールを並べた場合、各モジュール間の相対的な位置ずれが問題となるが、この位置ずれ量はラインヘッドの組み立て段階で固定されたものであり測定が可能な量である。したがって、この位置ずれ量に対応する位置情報を予め求め記憶しておくことで、この位置ずれに起因する画像の歪みを補正することもできる。

また、前記各発光素子は、半導体レーザ、発光ダイオードおよびエレクトロルミネセンス素子のいずれかとすることができる。本発明における発光素子は、極めて小型で互いに発光特性の揃ったものを必要とするが、ここに列記した素子は、いずれも本発明の発光素子として好適に使用することができるものである。

なお、本発明は、中間転写体を備える画像形成装置、これを備えない画像形成装置にいずれに対しても適用可能である。ここで、装置が中間転写体を備えるものである場合には、感光体、中間転写体のいずれをも本発明の「被検出像担持体」として機能させることが可能である。一方、装置が中間転写体を備えない場合には、必然的に感光体が本発明の「被検出像担持体」として機能することになる。

また、上記各発明において、複数の発光素子を「列状に配列する」との語は、発光素子を一列に並べることのみを指すものではなく、二列以上に並べてもよく、またいわゆる「千鳥配置」により発光素子を並べることをも包含する。

（１）発明の原理
（１−１）発明を好適に適用することのできる装置の構成例
図１は本発明を好適に適用することのできる画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の制御系を示すブロック図である。この装置では、感光体２１が図１に示す回転方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、感光体２１の周囲には、その回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２２、露光ユニット２３、現像ユニット２４、位置検出センサ２５、垂直同期センサ２６、転写ローラ２７１、除電用光源２８およびクリーナ２９が設けられている。

一定速度で回転する感光体２１の表面は、帯電バイアス制御部２２１から所定の帯電バイアスを印加されたコロナ帯電器２２２により一定の表面電位に帯電される。こうして帯電された感光体２１の表面に、露光ユニット２３からの光ビームＬが照射されて静電潜像が形成される。露光ユニット２３の構造については後に詳述する。

現像ユニット２４は、図示を省略するトナー貯留部から供給されるトナーを表面に担持しながら図１の矢印方向に回転する現像ローラ２４２と、該現像ローラ２４２に交流現像バイアスを印加する現像バイアス制御部２４１とを備えている。そして、所定の現像バイアスを印加された現像ローラ２４２から感光体表面にトナーが付与されて、静電潜像がトナー像として顕像化される。

感光体２１上に担持されたトナー像は、感光体２１と転写ローラ２７１とのニップ部である転写領域ＴＲにおいて、搬送経路ＦＰに沿って図の左方向から搬送されてくる紙、ＯＨＰ用透明シートなどの記録材上に転写される。転写ローラ２７１は、メカ制御部２７により制御される図示しない電磁クラッチにより、感光体２１表面に対し離当接する。

感光体２１の回転方向Ｄ1において転写領域ＴＲの下流側では、除電用光源２８からの照射光Ｌeが感光体２１表面に照射され、これにより感光体２１表面に残る電荷が中和され、感光体２１表面が除電される。さらに下流側では、クリーナブレード２９が感光体２１表面に当接するように配置されており、これにより感光体２１表面の残留トナーが除去される。そして、感光体２１は、再びコロナ帯電器２２２により帯電されて次の画像形成に供される。

また、感光体２１の回転方向Ｄ1において現像ローラ２４２の下流側には、位置検出センサ２５および垂直同期センサ２６が設けられている。位置検出センサ２５は例えば反射型フォトセンサからなり、感光体２１との対向位置において、感光体２１表面の反射率の変化から、現像ローラ２４２により顕像化されたトナー像の通過の有無を検出する。垂直同期センサ２６は例えばフォトインタラプタからなり、感光体２１の周縁部の一部に設けられた突起部（図示省略）の通過を検出する。すなわち、垂直同期センサ２６は、感光体２１の回転周期に同期した垂直同期信号Ｖsync（後述）を出力する。装置各部の動作、例えば露光ユニット２３による静電潜像の書き込みは、この垂直同期信号Ｖsyncをタイミング基準として実行される。これにより、この装置では、感光体２１上の所望の位置に静電潜像を形成することができる。

図２において、符号１０１は装置各部の動作を制御するＣＰＵであり、符号１０２はＣＰＵ１０１における演算結果や各種の制御用データ等を一時的に記憶するＲＡＭである。また、符号１０３はＣＰＵ１０１において実行される制御プログラムや固定パラメータ等を記憶しておくＲＯＭである。

なお、以下の説明においては、図１の紙面奥から手前側に向かう方向をＸ方向とする。すなわち、Ｘ方向は、感光体２１の回転軸に平行な方向であり、感光体２１表面の移動方向Ｄ1に直交する方向である。

図３は露光ユニットに設けられたラインヘッドの構造を示す図である。露光ユニット２３は、Ｘ方向に沿って多数並べたＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするラインヘッド２３２と、これらのＬＥＤを点灯制御する露光制御部２３１とを備えている。ラインヘッド２３２では、複数のＬＥＤ素子がＸ方向に配列されてなるＬＥＤアレイ２３３が長尺のハウジング中に保持されている。ベース基板２３４上のＬＥＤアレイ２３３は、同じベース基板２３４上に形成されたドライバＩＣ２３５により駆動される。すなわち、露光制御部２３１から画像信号が与えられると、該画像信号に基づきドライバＩＣ２３５が作動してＬＥＤアレイ２３３に設けられたＬＥＤ素子が点灯する。屈折率分布型ロッドレンズアレイ２３６は結像光学系を構成し、ＬＥＤ素子の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ２３７を俵積みしている。ハウジングは、ベース基板２３４の周囲を覆い、感光体ドラム２１に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ２３７から感光体２１に光線を射出する。これによって、画像信号に対応して感光体２１に潜像が形成される。

図４はＬＥＤアレイの細部を示す図である。ベース基板２３４上のＬＥＤアレイ２３３は、図４（ａ）に示すように、Ｍ個の発光モジュール２３３１，２３３２，…がＸ方向に沿って並べられたものである。さらに、図４（ｂ）に示すように、それぞれの発光素子モジュール２３３１等では、Ｎ個のＬＥＤ素子がＸ方向に一列に並べられている。１つのＬＥＤ素子は画像を構成する１ドットに対応しており、例えば画像の解像度を６００ｄｐｉ（dots per inch）とすると、これらのＬＥＤ素子のピッチは約４２ミクロンである。形成すべき画像の最大幅を２９０ｍｍ（日本工業規格Ａ３版サイズの短辺に相当）程度とすると、約７０００ドットが必要となる。この装置のラインヘッド２３２では、１９２個のＬＥＤ素子が配列された発光モジュールを３７個並べることにより、約３００ｍｍの長さを有するＬＥＤアレイ２３３を構成している。すなわち、Ｍ＝３７、Ｎ＝１９２である。ＬＥＤ素子のピッチ、各発光モジュールにおける個数および発光モジュールの個数についてはこれに限定されない。

なお、各発光モジュールにおけるＬＥＤ素子の配列は、上記した１列に限定されず２列以上であってもよい。また、図４（ｃ）に示すように、２列以上のＬＥＤ素子の列をＸ方向に互いに位置をずらせて配置した、いわゆる千鳥状の配置としてもよい。

次に、上記のように構成された画像形成装置における画像の位置ずれを補正する方法について説明する。図１の装置においては、露光ユニット２３と感光体２１との相対的な取り付け位置のばらつきに起因して、感光体２１上に形成される静電潜像の位置が本来の理想位置から若干ずれることがある。このような位置のずれとしては、Ｘ方向に沿った位置ずれ、これに直交する方向、すなわち感光体２１の回転方向Ｄ1に沿った位置ずれおよび画像の傾き（画像スキュー）などがある。以下では、ラインヘッド２３２の点灯制御によりこれらの位置ずれを補正する方法について順次説明する。

（１−２）画像位置ずれ補正
まず、Ｘ方向およびＤ1方向における画像の位置ずれを補正する方法について、図５ないし図９を参照しながら説明する。

図５は位置ずれ補正の原理を説明するための図である。位置検出センサ２５は、感光体２１表面に向けて光を照射する発光部２５１と、該照射光が感光体２１表面で反射されたときの反射光を受光する受光部２５２とを備えている。感光体２１にトナー像が形成されていると、当該トナー像が位置検出センサ２５との対向位置を通過するときに感光体２１からの反射光量が変化するので、位置検出センサ２５の出力が変化する。したがって、このセンサ出力の変化からトナー像の通過の有無を検出することができる。

ここで、図５の符号Ｉ1およびＩ2に示すように、Ｘ方向あるいはＤ1方向に対し斜めに延びる帯状の小画像を形成すると、この画像のＸ方向における位置の変動は、位置検出センサ２５のセンサ出力の立ち上がり（および立ち下がり）のタイミングの変動として表れる。例えば、図５に示す小画像Ｉ1とＩ2とでは、画像パターンが同じでＸ方向における位置のみが異なっているが、これらについての位置検出センサ２５による検出結果は、センサ出力の立ち上がりのタイミングの差として表れる。これを利用して、画像のＸ方向における位置ずれを検出することができる。

例えば、感光体２１の周縁部の一部に設けた突起部２１ａが垂直同期センサ２６を通過するときに出力される垂直同期信号Ｖsyncの立ち上がりから、小画像に対応する位置検出センサ２５の出力の立ち上がりまでの時間ｔ1を計測し、予め定められた基準時間と比較することで、画像がＸ方向にどの程度ずれているかを求めることができる。

また、図５の符号Ｉ3およびＩ4に示すように、Ｘ方向に平行な帯状の小画像を形成すると、この画像のＤ1方向における位置の変動が、位置検出センサ２５のセンサ出力の立ち上がり（および立ち下がり）のタイミングの変動として表れる。そこで、例えば、垂直同期信号Ｖsyncの立ち上がりから、小画像に対応する位置検出センサ２５の出力の立ち上がりまでの時間ｔ2を計測し、予め定められた基準時間と比較することで、画像がＤ1方向にどの程度ずれているかを求めることができる。

このように、Ｘ方向あるいはＤ1方向に対し斜めに延びる帯状の画像を用いてＸ方向における画像の位置ずれ量を求めることができる。一方、Ｘ方向に延びる帯状の画像を用いてＤ1方向における画像の位置ずれ量を求めることができる。そして、これらを組み合わせたレジストマーク画像を基準画像として形成し、位置検出センサ２５により検出することにより、Ｘ方向およびＤ1方向の位置ずれ量を個別に求め、それらの位置ずれを補正することができる。

図６はレジストマーク画像のパターンを示す図である。この装置において位置ずれ補正のために形成するレジストマーク画像Ｉregの形状は、図６（ａ）に示すように、Ｘ方向およびＤ1方向に対し斜めに延びる腕部Ｉaと、Ｘ方向に延びる腕部Ｉbとを組み合わせたものである。このようなレジストマーク画像Ｉregを感光体２１上に形成し、これが位置検出センサ２５との対向位置を通過するタイミングを検出することにより、感光体２１上におけるレジストマーク画像Ｉregの形成位置がわかり、これから本来の位置に対するレジストマーク画像Ｉregの位置ずれ量を、Ｘ方向、Ｄ1方向のそれぞれについて求めることができる。

しかしながら、前述したように、この装置のラインヘッド２３２を構成するＬＥＤアレイ２３３は、複数の発光モジュールをＸ方向に継ぎ合わせることによって形成されている。このような構成のＬＥＤアレイ２３３では、各発光モジュール同士の位置のずれを完全になくすことは製造上非常に困難であり、発光モジュール間の継ぎ目に若干の段差を生じることが避けられない。このような段差は、感光体２１上に形成される静電潜像のドット位置のずれとして表れる。したがって、レジストマーク画像Ｉregを形成するに際して、これに対応する静電潜像を形成するときに発光モジュールの継ぎ目をまたいで点在する一連の発光素子により感光体２１を露光すると、図６（ｂ）に示すように、結果として形成されるレジストマーク画像Ｉregの形状に歪みを生じることになる。このようにレジストマーク画像Ｉreg自体が歪んでしまうと、位置検出センサ２５における出力波形の変化が不明瞭となるため、これに基づいて求めるレジストマーク画像の位置ずれ量の検出精度が大きく低下してしまい、結果的に、画像の位置ずれ補正を精度よく行うことができなくなってしまう。

このような問題を解消するため、ここでは、図６（ｃ）に示すように、レジストマーク画像ＩregのＸ方向における幅Ｗrが発光モジュールの幅Ｗmよりも小さくなるようにするとともに、レジストマーク画像Ｉregに対応する静電潜像は、ラインヘッド２３２を構成する複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュール２３３２に設けられた発光素子のみを点灯させて形成するようにする。こうすれば、発光モジュールの継ぎ目に起因するレジストマーク画像Ｉregの歪みは一切発生せず、より高精度に画像の位置ずれ量を検出することができる。

なお、１つの発光モジュール内における各発光素子の位置ばらつきは、発光モジュール間の取り付け位置ばらつきよりも遥かに小さい。例えば、同一のウェハー上に形成した複数のＬＥＤ素子を互いに切り離すことなく発光モジュールに取り付けている場合、各ＬＥＤ素子の位置ばらつきはサブミクロンオーダーとすることができる。

図７は感光体上におけるレジストマーク画像の形成位置を示す図である。前記したように、レジストマーク画像Ｉregに対応する静電潜像は、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュール２３３１，２３３２，…のうち単一の発光モジュールのみを用いて形成される。レジストマーク画像は、通常の画像形成に及ぼす影響を少なくするために感光体２１の端部付近に形成されることが望ましい。この装置では、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュールのうち端から２つ目に位置する発光モジュール２３３２を用いてレジストマーク画像Ｉregを形成する。このようにする理由は次の通りである。

レジストマーク画像に対応する静電潜像は、現像ローラ２４２表面に担持されたトナーにより顕像化されるが、現像ローラ２４２表面のトナー層２４２１は、現像ローラ２４２の端部いっぱいにまで形成されているわけではなく、また端部付近では必ずしも均一な層となっていない。そのため、トナー層２４２１の端部付近のトナーを用いて現像されたレジストマーク画像ではトナー付着量が安定しないおそれがある。また、Ｘ方向におけるラインヘッド２３２、現像ローラ２４２および感光体２１の位置ばらつきにより、感光体２１の端部付近に形成した静電潜像の一部が不完全であったり、現像されないというおそれもある。このようなレジストマーク画像の欠陥は位置ずれ補正の検出精度を低下させてしまう。この問題を回避するため、最も外側に位置する発光モジュール２３３１ではなく、その内側隣接位置に位置する発光モジュール２３３２を使用する。

このように、レジストマーク画像Ｉregに対応する静電潜像は、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュールのうち端部から２つ目に位置する発光モジュール２３３２のみを用いて形成する。したがって、レジストマーク画像ＩregのＸ方向における幅Ｗrは、当然に発光モジュール２３３２の幅Ｗmよりは小さくなるようにする。具体的には、１９２ドット分に相当する発光モジュール幅Ｗm（６００ｄｐｉであれば約８ｍｍ）よりは小さくする。また、位置検出センサ２５により確実に検出するため、位置検出センサ２５のセンシング幅Ｗs（代表的には２ｍｍ程度）よりは大きくする。レジストマーク画像とセンサとの相対位置のばらつきを考慮すると、レジストマーク画像の幅Ｗrは５ｍｍ程度（約１２０ドット分）が好ましい。

また、検出精度を高めるため、レジストマーク画像ＩregについてはＤ1方向に沿って複数個形成し、位置検出センサ２５による検出結果を平均化することが望ましい。

次に、レジストマーク画像Ｉregについての位置検出センサ２５による検出結果に基づいて行う位置ずれ補正について説明する。まず、感光体２１の移動方向Ｄ1に沿った位置ずれについては、感光体２１を露光するときの各ＬＥＤ素子の点灯タイミングを調整することで補正することができる。ラインヘッド２３２と感光体２１とはＤ1方向に相対移動しながら静電潜像を形成してゆくため、点灯タイミングを変えることでＤ1方向における潜像の形成位置を変化させることができるからである。具体的には、位置検出センサ２５により検出された、レジストマーク画像ＩregのうちＸ方向に延びる部分が位置検出センサ２５との対向位置を通過する通過時刻が基準時刻よりも早かった場合には、その時刻差に応じて点灯タイミングを遅くすることで画像の形成位置を図７の下方向に移動させる。逆に、検出された通過時刻が基準時刻よりも遅かった場合には、点灯タイミングを早めることにより画像の形成位置を図７の上方向に移動させる。一方、Ｘ方向の位置ずれについては次のようにして補正することができる。

図８はＸ方向の位置ずれ補正を説明するための図である。前記したように、現像ローラ２４２の端部付近ではトナー層の均一性が問題となり、またラインヘッド２３２、感光体２１および現像ローラ２４２の間に相対的な位置ずれがあるので、ラインヘッド２３２、感光体２１および現像ローラ２４２のいずれについても、その端部いっぱいまで画像形成に使用することは好ましくなく、それぞれの端部については画像形成に使用しない無効領域とするべきである。ラインヘッド２３２について言えば、ＬＥＤアレイ２３３に設けられたＬＥＤ素子を全て点灯させるのではなく、両端部を除く中央部分に存するＬＥＤ素子のみを点灯させるようにする。

つまり、感光体２１を露光する際には、形成すべき画像の幅に応じた感光体２１上の画像形成領域の幅に相当する所定の点灯範囲内にあるＬＥＤ素子のみを点灯させる。点灯範囲の外側にもＬＥＤ素子が配置されているので、必要に応じて点灯範囲をＸ方向にシフトさせることができ、これによりＸ方向の画像位置ずれを補正することができる。具体的には、レジストマーク画像Ｉregのうち斜め方向に延びる部分が位置検出センサ２５との対向位置を通過する通過時刻が予め定められた基準時刻よりも早かった場合には、レジストマーク画像Ｉregが基準位置よりも図８において左方向にずれていることを表しているので（図５参照）、その時刻差に応じてＬＥＤ素子の点灯範囲を右方向にシフトさせる。逆に、検出された通過時刻が基準時刻よりも遅かった場合には、点灯範囲を左方向にシフトさせる。

図８（ａ）に示すように、レジストマーク画像Ｉregに位置ずれがなかった場合と、図８（ｂ）に示すように、レジストマーク画像Ｉregの位置がＸ方向にΔＸだけずれていた場合とでは、ＬＥＤ素子の点灯範囲もΔＸだけ異なることとなる。これによって、結果的に感光体２１上における画像の形成位置を一定に維持することができる。

図９は位置ずれ補正処理の流れを示すフローチャートである。位置ずれ補正処理は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０３に予め記憶された制御プログラムを実行することにより実行される。位置ずれ補正処理においては、まず転写ローラ２７１を感光体２１から離間位置に保持する（ステップＳ１０１）。レジストマーク画像が転写ローラ２７１に移行するのを防止するためである。次いで、単一の発光モジュールに属するＬＥＤ素子のみを点灯させて静電潜像を形成し、これをトナーにより現像することによりレジストマーク画像Ｉregを感光体２１上に形成する（ステップＳ１０２）。そして、位置検出センサ２５によりレジストマーク画像Ｉregの通過タイミングを検出し（ステップＳ１０３）、その結果からＸ方向およびＤ1方向におけるレジストマーク画像Ｉregの位置ずれ量を算出する（ステップＳ１０４）。

ここで、位置ずれ量を算出するに際しては、まずＤ1方向、次いでＸ方向について求めることが好ましい。というのは、レジストマーク画像Ｉregのうち斜め方向に延びる部分のセンサ対向位置への到達時刻には、Ｄ1方向の位置ずれに起因する変動が含まれるからである。すなわち、当該部分についての位置検出センサ２５による検出結果には、レジストマーク画像ＩregのＤ1方向への位置ずれによる寄与分と、Ｘ方向への位置ずれによる寄与分との両方が含まれている。一方、レジストマーク画像ＩregのうちＸ方向に延びる部分についての検出結果には、Ｘ方向の位置ずれは影響しない（図５参照）。したがって、まずレジストマーク画像ＩregのうちＸ方向に延びる部分についての検出結果からＤ1方向の位置ずれ量を求め、Ｘ方向については、レジストマーク画像Ｉregのうち斜め方向に延びる部分についての検出結果からＤ1方向の位置ずれの寄与分を差し引いた上で位置ずれ量を求めることが望ましい。こうすることで、Ｘ方向およびＤ1方向の位置ずれ量をそれぞれ個別にかつ精度よく求めることができる。

こうして求めたＸ方向の位置ずれ量に基づき、これを補正するべくＬＥＤ素子の点灯範囲（図８参照）を決定する（ステップＳ１０５）。また、Ｄ1方向の位置ずれ量に応じて各ＬＥＤ素子の点灯タイミングを設定する（ステップＳ１０６）。またこれらの結果についてはＲＡＭ１０２に記憶しておく。そして、以後の画像形成動作においては、決定された点灯範囲内のＬＥＤ素子を、決定された点灯タイミングで点灯させ感光体２１を露光することによって、静電潜像を形成する。こうすることにより、感光体２１上における静電潜像の形成位置が適正化され、画像の位置ずれが補正される。

（１−３）スキュー補正
次に、画像スキュー、すなわち基準方向に対する画像の傾きを補正する方法について、図１０ないし図１３を参照しながら説明する。

図１０はスキュー補正の原理を説明するための図である。スキュー補正においては、２つの位置検出センサを使用する。すなわち、図１０において感光体２１の左側端部近傍に位置検出センサ２５Ｌ、右側端部近傍にもう１つの位置検出センサ２５Ｒを、感光体２１に対向配置する。

ここで、図１０に示すように、Ｘ方向に延びる２つの帯状画像を感光体２１上に形成した場合を考える。これら２つの画像は、Ｘ方向において互いに離隔するがＤ1方向においては互いに同一位置となることを目指して形成するものとする。これは、２つの画像に対応する静電潜像をそれぞれ形成するための露光を、ほぼ同時刻に行うことにより達成される。

画像スキューがない場合には、図１０に示す２つの帯状画像Ｉ5L，Ｉ5RはＤ1方向においてほぼ同一位置にある。したがって、これらがそれぞれ位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置を通過するのはほぼ同時刻となる。一方、画像スキューがある場合には、図１０において画像Ｉ6LとＩ6とRの関係が示すように、２つの画像がＤ1方向において異なる位置に形成されることになる。このため、位置検出センサ２５Ｌによって検出される画像Ｉ6Lの到達時刻と、位置検出センサ２５Ｒによって検出される画像Ｉ6Rの到達時刻とが互いに相違した結果となる。

このことから、両位置検出センサによって検出される画像の検出時刻の差から画像スキュー量を求めることができる。例えば、垂直同期信号Ｖsyncの立ち上がりから２つの位置検出センサがそれぞれ画像の通過を検出するまでの時刻ｔ3，ｔ4を測定し、その時刻差Δｔから画像スキュー量を求めることができる。なお、感光体２１の両端に形成する２つの画像は、必ずしも「Ｄ1方向において同一位置」としなくてもよく、少なくともＤ1方向における互いの距離が既知であればよい。また、スキュー補正の目的からは、Ｘ方向に互いに位置の異なる少なくとも２箇所について、Ｄ1方向における画像の位置ずれ量がわかればよく、この観点からは、スキュー補正のための基準画像として形成するスキュー補正用レジストマーク画像はＸ方向に延びる腕部を少なくとも有していればよい。

図１１は感光体上におけるレジストマーク画像の形成位置を示す図である。スキュー補正用レジストマーク画像は、Ｘ方向において感光体２１の左側端部近傍に形成される左側画像片ＩskLと、右側端部近傍に形成される右側画像片ＩskRとからなる。ここで、上記した位置ずれ補正用のレジストマーク画像の場合と同様に、発光モジュールの継ぎ目に起因する画像の歪みを防止するために、各画像片ＩskL，ＩskRはそれぞれ単一の発光モジュールに属するＬＥＤ素子のみを用いて形成する。例えば、左側画像片ＩskLについては、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュールのうち左から２つ目のモジュール２３３２のみを点灯させて形成した静電潜像をトナー現像したものである。右側画像片ＩskRについても同様である。こうすることにより、歪みのないスキュー補正用レジストマーク画像を形成することができ、これをスキュー補正に供することで、高精度に補正を行うことが可能となる。

スキュー補正用画像の幅Ｗr2については、発光モジュール２３３２の幅Ｗmよりも小さくする。単一の発光モジュールを用いて形成することにより、必然的にこのようになる。また、Ｘ方向への若干の位置ずれを許容するため、位置検出センサのセンシング幅Ｗsよりも大きくすることが好ましい。また、２つの画像片は、Ｘ方向においてできるだけ離隔していることが好ましい。こうすることで、スキュー量がわずかであっても比較的大きな時間差として検出することが可能となり、スキュー補正をより精度よく行うことが可能となる。さらに、平均化によって位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒによる検出誤差を小さくするために、スキュー補正用画像についてはＤ1方向に位置を異ならせて複数個形成することが望ましい。

なお、スキュー補正用画像の幅Ｗr2を発光モジュールの幅Ｗmより大きくしたり、さらには左右の画像片ＩskL，ＩskRを互いに繋いでしまっても、検出精度の点では同様の効果を挙げることは可能である。しかし、このようにする技術的意義は特になく、単にトナーを余計に消費してしまうだけである。本発明の趣旨からは、少なくとも位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒにより検出される部分については発光モジュールの継ぎ目にかからないように、それぞれ単一の発光モジュールを用いて形成されたものであることが望ましい。

図１２はスキュー補正の原理を示す図である。図１２（ａ）に示すように、各発光モジュール２３３１，２３３２，…は複数のＬＥＤ素子（ここでは各モジュール８個とする）２３９を備えている。また、露光制御部２３１（図２参照）は、各ＬＥＤ素子を点灯させるか否かを制御するオン・オフ制御回路２３１ａおよび各ＬＥＤ素子の点灯タイミング（点灯開始時期および点灯持続期間）を制御するタイミング制御回路２３１ｂを備えている。

各ＬＥＤ素子のアノード側端子は個別の信号線を介してオン・オフ制御回路２３１ａに接続されている。オン・オフ制御回路２３１ａは、点灯させる必要のあるＬＥＤ素子に繋がる信号線に対してはＨレベルの駆動信号を出力する一方、点灯させないＬＥＤ素子に対してはＬレベルを出力することで、各ＬＥＤ素子のオン・オフを個別に制御する。

一方、各ＬＥＤ素子のカソード側はモジュールごとに互いに接続されたカソードコモン接続となっており、各コモン信号線は、タイミング制御回路２３１ｂに各発光素子に対応して設けられたコモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…に接続されている。タイミング制御回路２３１ｂは、ＬＥＤ素子を点灯させる期間だけ、コモン端子をローインピーダンス状態に維持する一方、これ以外の期間にはハイインピーダンス状態に維持する。コモン端子がローインピーダンス状態にあるとき、これに接続されたＬＥＤ素子のうちアノード側にＨレベルが印加されたものには電流が流れ、当該ＬＥＤ素子が点灯する。すなわち、タイミング制御回路２３１ｂは、各コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…のインピーダンス状態を個別に制御することによって、各ＬＥＤ素子の点灯タイミングを発光モジュールごとに個別に制御することができる。

ラインヘッド２３２の配列方向と感光体２１との回転軸との間にずれがある場合、図１２（ｂ）に示すように、各コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…のインピーダンス状態を同時に変化させると、上記ずれに起因して感光体２１上のドット配列がその回転軸方向（一点鎖線で示す）に対してずれ、画像スキューとなる。そこで、図１２（ｃ）に示すように、上記ずれ量に対応させて各コモン端子を異なるタイミングで変化させると、各発光モジュールごとにＬＥＤ素子の点灯タイミングが変化し、これによりドット配列の方向を感光体２１の回転軸方向に近づけることができる。例えば、位置検出センサ２５Ｌの出力よりも位置検出センサ２５Ｒの出力が遅れて変化しているような場合には、図１０の符号Ｉ6L，Ｉ6Rに示すように、図において右側が下がった、つまり画像が時計方向にスキューしていると考えられる。このような場合には、右側にある発光モジュールほど点灯タイミングを早くする、あるいはその逆に左側にある発光モジュールほど点灯タイミングを遅らせることにより、スキューを補正することができる。

図１３はスキュー補正処理の流れを示すフローチャートである。スキュー補正処理においても、位置ずれ補正処理（図９）の場合と同様に、まず転写ローラ２７１を感光体２１から離間状態におく（ステップＳ２０１）。この状態で、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュールのうち両端部からそれぞれ２つ目に位置する発光モジュールに存するＬＥＤ素子を点灯させて、スキュー補正用レジストマーク画像を形成する（ステップＳ２０２）。

そして、感光体２１の両端部に形成されたスキュー補正用レジストマーク画像に対応する位置に設けられた位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒにより、画像の到達タイミングをそれぞれ検出する（ステップＳ２０３）。そして、両者の時間差から画像スキュー量を算出し（ステップＳ２０４）、該スキュー量をキャンセルすべく、各発光モジュールごとの点灯タイミングを決定する（ステップＳ２０５）。こうして画像スキューが補正される。

（１−４）発光モジュール取り付け位置補正の原理
前述したように、ラインヘッド２３２においては不可避的に各発光モジュールの取り付け位置ずれがある。ただし、この位置ずれについてはラインヘッドの組み立て時点で固定されるものであり、この時点で各モジュールごとの位置を把握しておけば、以下に説明するように補正が可能なものである。

図１４は発光モジュールの取り付け位置ずれに起因する画像の乱れを示す図である。ＬＥＤアレイ２３３においては、各発光モジュールの配列が所定の基準線に揃っていることが理想であるが、図１４（ａ）に示すように、実際には、各発光モジュール＃１，＃２，…の取り付け位置が基準線（一点鎖線）に対しＸ方向に直交するＹ方向にばらつく可能性がある。したがって、図１４（ｂ）に示すように、各発光モジュールに繋がるコモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…のインピーダンス状態を同時に変化させ各ＬＥＤ素子を同時に点灯させたのでは、感光体２１上に形成されるドットの配列には発光モジュールの位置ばらつきに起因する乱れが生じる。

図１５は発光モジュールの取り付け位置ずれ補正を説明するための図である。各発光モジュール＃１，＃２，…の基準線からの取り付け位置ずれ量は、上記したようにラインヘッド２３２の組み立て時点で決まっている。そこで、図１５（ａ）に示すように、各発光モジュールごとに、基準線に対するＹ方向の取り付け位置ずれ量を予め求めておき、この情報を、ラインヘッド２３２の装置への組み込み時点でＲＡＭ１０２に記憶させておく。そして、この情報に基づいて、図１５（ｂ）に示すように、各モジュールに対応するコモン端子の変化タイミングを微調整することにより、基準線に対しきれいにドットを整列させることができる。すなわち、各発光モジュールの位置ずれを補正することができる。

なお、前記したレジストマーク画像による位置ずれ補正およびスキュー補正においても、感光体２１上におけるレジストマーク画像の形成位置には、当該レジストマーク画像の形成に使用した発光モジュールの位置ずれが影響を及ぼしている。すなわち、レジストマーク画像を形成するときに用いる発光モジュールが基準線からずれた位置に取り付けられていると、たとえラインヘッド２３２と感光体２１との間に位置ずれがなかったとしても、感光体２１上におけるレジストマーク画像の位置は本来の位置とは異なったものとなる。前記した位置ずれ補正およびスキュー補正においてはこの点に注意する必要がある。この場合、２つの考え方があり、いずれの考え方によってもよい。

その第１は、レジストマーク画像を形成する時点で、発光モジュールの位置ずれ量に対応する補正を加えておくという考え方である。すなわち、レジストマーク画像を形成するために発光モジュールを点灯させるとき、当該発光モジュールの取り付け位置ずれ量に応じて点灯タイミングを調整する。こうすれば、感光体２１上に形成されたレジストマーク画像には発光モジュールの取り付け位置ずれの影響は含まれないこととなる。第２の考え方は、レジストマーク画像の形成時点では何らの補正を加えず、位置検出結果から位置ずれ量あるいはスキュー量を算出するときに発光モジュールの取り付け位置ずれによる寄与分を差し引く、というものである。

（２）より具体的な実施例
次に、上記した各種の補正を盛り込んだ画像形成装置のより具体的な構成例について説明する。

図１６は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。この装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１は、ローラ８２，８３に掛け渡されて所定の方向Ｄ2に周回移動する中間転写ベルト８１に沿って、４組の画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋが配列された、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置である。各画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋのそれぞれは、図１に示した装置とほぼ同様の構造を有しており、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色のトナーを内部に貯留して当該トナー色の単色トナー像を形成する。ただし、各画像形成ステーションにおいては、図１に示す位置検出センサ２５および垂直同期センサ２６が省かれている。

各画像形成ステーションにより形成された各色の単色トナー像は、中間転写ベルト８１上で互いに重ね合わされ、これにより中間転写ベルト８１上にカラー画像が形成される。こうして形成されたカラー画像は、カセット７７からピックアップローラ７９の回転により１枚ずつ取り出されて二次転写ローラ８４１と中間転写ベルト８１とのニップ部である二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる紙、透明シートなどの記録材上に転写される。画像を転写された記録材は定着ユニット１３を経て装置上部の排紙トレイ４に排出される。

二次転写ローラ８４１はローラ支持アーム８４に回転自在に装着されており、必要に応じ該アーム８４が所定の遥動軸中心に遥動することにより、中間転写ベルト８１表面に対し離当接移動する。

また、ローラ８３の近傍には、中間転写ベルト８１の回転位相を検出するための垂直同期センサ２６９が設けられている。その構造および動作原理は基本的に図１に示す垂直同期センサ２６と同じであり、中間転写ベルト８１の回転に応じて、これに同期した垂直同期信号Ｖsyncを出力する。

また、ローラ８３に巻き掛けられた中間転写ベルト８１の表面に向けて、２つの位置検出センサ２５９Ｌ，２５９Ｒが配置されている。その構造および動作原理は基本的に図１０に示す位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒと同じであり、ローラ８３の軸方向に沿って互いに異なる位置において、後述するように各画像形成ステーションにより形成されて当該位置を通過するレジストマーク画像の通過タイミングを検出する。

さらに、中間転写ベルト８１の移動方向において位置検出センサ２５９Ｌ，２５９Ｒの下流側には、クリーナ７１が設けられており、中間転写ベルト８１上に残留付着するトナーがクリーナ７１により清掃除去される。

上記のように構成された画像形成装置１においては、前述した各種の位置ずれ補正、すなわち、中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2およびこれに直交するＸ方向に沿った画像の位置ずれに対する補正、スキュー補正、各画像形成ステーションに設けられた露光用のラインヘッドにおける発光モジュールの位置ずれに対する補正を実行することによって、中間転写ベルト８１における各色トナー像の色重ねを精度よく行うレジスト制御処理を実行する。こうすることによって、色再現性がよく分解能が高い、高画質の画像を形成することができる。以下、この画像形成装置におけるレジスト制御処理について説明する。

図１７はレジスト制御処理の流れを示すフローチャートである。このレジスト制御処理は、上記した各補正処理を一括して行うものであり、各要素技術については既に説明しているので、ここでは全体の処理の流れを主に説明する。

まず、レジストマーク画像の二次転写ローラ８４１への移行を防止するために、二次転写ローラ８４１を離間位置に保持する（ステップＳ３０１）。そして、各画像形成ステーションを動作させて、各トナー色でレジストマーク画像を形成し中間転写ベルト８１に一次転写する（ステップＳ３０２）。なお、ここでは、レジストマーク画像を形成する際に発光モジュールの取り付け位置ずれ補正は行わないものとする。

図１８はレジストマーク画像を示す図である。レジストマーク画像は、図１８に示すように、Ｘ方向における中間転写ベルト８１の左側端部近傍、右側端部近傍の双方に形成される。個々のレジストマーク画像の形状は、図７に示すものと同じである。ステップＳ３０２では、まずイエロー色に対応する画像形成ステーション１０Ｙが駆動されて、中間転写ベルト８１の表面にイエロー色レジストマーク画像ＩyL，ＩyRがＤ2方向に所定の間隔を空けながら繰り返し形成される。このとき、画像ＩyL，ＩyRのそれぞれに対応する静電潜像は、画像形成ステーション１０Ｙに設けられたＬＥＤアレイ２３３Ｙを構成する複数の発光モジュールのうちそれぞれ単一の発光モジュールに属するＬＥＤ素子を点灯させることにより形成される。

同様にして、マゼンタ色、シアン色およびブラック色に対応する画像形成ステーション１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋが順次駆動されて、マゼンタ色のレジストマーク画像ＩmL，ＩmR、シアン色のレジストマーク画像ＩcL，ＩcRおよびブラック色のレジストマーク画像ＩkL，ＩkRが順次中間転写ベルト８１上に形成される。なお、ここでは、中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2において各色のレジストマーク画像の配置をブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順としたが、この順序に限定されるものではない。

こうして形成した各色のレジストマーク画像については中間転写ベルト８１の周回移動によって下流側へ搬送し、位置検出センサ２５９Ｌ，２５９Ｒによってその到達タイミングを検出する（ステップＳ３０３）。より具体的には、垂直同期センサ２６９から出力される垂直同期信号Ｖsyncを基準として、各レジストマーク画像が位置検出センサと対向位置に到達するまでの時間が測定される。なお、各画像形成ステーションごとに中間転写ベルト８１に対する相対的な位置ずれがあるので、位置検出センサ２５９Ｌ，２５９Ｒについては、このような画像形成ステーションの位置ずれによらず各色のレジストマーク画像を確実に検出することができるように、センシング幅および取り付け位置が選ばれる必要がある。

続いて、各レジストマーク画像についての測定結果から、各トナー色ごとに、画像の位置ずれ量を算出する（ステップＳ３０４）。より詳しくは、レジストマーク画像のＸ方向に延びる腕および斜め方向に延びる腕それぞれの到達タイミングから、Ｄ2方向およびＸ方向の位置ずれ量を求める。また、左右のレジストマーク画像の到達時間差から、画像スキュー量を算出する。

次に、こうして求めた画像の位置ずれ量に基づき、静電潜像の位置ずれ補正量を決定する（ステップＳ３０６〜Ｓ３０８）。すなわち、求められたＸ方向の画像位置ずれ量に基づいて、ＬＥＤ素子の点灯範囲を各トナー色ごとに決定する（ステップＳ３０６）。また、Ｄ2方向の画像位置ずれ量に基づいて、これを補正するための点灯タイミングの補正量を決定する（ステップＳ３０６）。また、画像スキュー量に基づいて、スキュー補正のための点灯タイミングの補正量を決定する（ステップＳ３０７）。さらに、こうして求めたＤ2方向の位置ずれ補正量、スキュー補正量および発光モジュールの取り付け位置ずれ量に対応する補正量（図１４参照）を全て合算して、各発光モジュールごとの点灯タイミングを最終的に決定する（ステップＳ３０８）。

こうすることにより、各色のトナー像が中間転写ベルト８１上の適正な位置にそれぞれ一次転写されるように、各画像形成ステーションにおける静電潜像の形成位置が調整される。その結果、中間転写ベルト８１上では各色のトナー像が精度よく重ね合わされて、画質の優れたカラー画像を形成することができる。なお、画像の位置については、中間転写ベルト８１上の所定の位置に正しく形成すべきとする考え方と、各色間の相対的な位置さえ合っていれば中間転写ベルト８１上における絶対的な位置については多少のずれを許容するとの考え方とがある。前者の場合には、各色のトナー像について上記した補正を行うようにすればよく、また後者の場合には、いずれか１つのトナー色を基準として、他の色をこれに合わせ込むように補正を行えばよい。

以上のように、この実施形態では、各トナー色について、中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2に直交するＸ方向に延びる腕と、斜め方向に延びる腕とを有するレジストマーク画像を形成してこれを位置検出センサにより検出し、その検出結果からＸ方向およびＤ2方向について個別に求めた位置ずれ量に基づいて、感光体上における静電潜像の形成位置を制御する。こうすることによって、画像の形成位置を適正に制御することができる。また、Ｘ方向の２箇所にレジストマーク画像を形成しているので、それらの検出結果から画像スキューを補正することができる。

また、各レジストマーク画像はいずれも単一の発光モジュールに存するＬＥＤ素子で感光体２１を露光することによって形成しているので、発光モジュールの取り付け位置ずれに起因するレジストマーク画像の歪みがなく、その検出結果に基づく画像形成位置の制御を精度よく行うことができる。

（３）その他
以上説明したように、図１に示した画像形成装置においては、ラインヘッド２３３を備える露光ユニット２３および現像ユニット２４がそれぞれ本発明の「露光手段」および「現像手段」として機能している。また、ＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。また、図７におけるレジストマーク画像Ｉregおよび図１１におけるレジストマーク画像ＩskL，ＩskRが本発明の「基準画像」に相当している。なお、図１の装置においては、本発明の「位置検出手段」たる位置検出センサ２５は、感光体２１に対向配置され感光体２１上において基準画像の位置を検出するように構成されている。すなわち、この装置においては、感光体２１が本発明の「被検出像担持体」として機能している。

また、図８におけるＬＥＤ素子の点灯範囲が、本発明の「有効範囲」に相当している。また、図１４（ａ）に示す、各発光モジュールの取り付け位置ずれ量に関する情報が本発明の「位置情報」に相当し、これを記憶しておくＲＡＭ１０２が本発明の「記憶手段」として機能している。また、感光体２１の移動方向Ｄ1が本発明の「第１方向」に相当する一方、これと直交するＸ方向が本発明の「第２方向」に相当している。

また、図１６に示した画像形成装置においては、中間転写ベルト８１が本発明の「中間点転写体」として機能している。また、「位置検出手段」たる位置検出センサ２５９Ｌ，２５９Ｒは、中間転写ベルト８１上において本発明の「基準画像」に相当するレジストマーク画像ＩyL，ＩyR等の位置を検出している。したがって、この装置においては、中間転写ベルト８１が本発明の「被検出像担持体」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、レジストマーク画像の形状については上記したものに限定されるわけではない。

また、上記の説明に用いたラインヘッドにおいては、露光用の光源としてＬＥＤ素子を用いているが、電子写真装置における露光用の光源としては、これ以外にも例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子を用いるもの、半導体レーザを用いるものなどが知られており、本発明においてもこれらを光源として使用することができる。

また、上記した装置では、装置本体に設けられたＲＡＭ１０２に各発光モジュールの取り付け位置に関する情報を記憶するようにしているが、例えば図１６に示す装置のように、複数の画像形成ステーションを備える装置や、露光ユニットが装置本体に対し取り外すことができるように構成された装置においては、各画像形成ステーションや露光ユニット自体にこの情報を記憶するためのメモリを設けておき、必要に応じ装置本体側からこの情報を読み出して補正に使用するようにしてもよい。

また、上記実施形態は、各色の画像形成ステーションが一列に並べられた、いわゆるタンデム方式の画像形成装置であるが、本発明の適用対象となるのはこのような装置に限定されるものではなく、これ以外にも、例えば複数の現像ユニットを順番に中間転写ベルトとの対向位置に移動させて各色のトナー像を形成するロータリー現像方式の画像形成装置や、１つの感光体の周囲に複数の露光ユニットを配置し、感光体上で各トナー色によるトナー像を重ね合わせてゆくように構成された装置（例えば、いわゆる背面露光方式の画像形成装置）に対しても、本発明を適用することが可能である。

本発明を好適に適用することのできる画像形成装置の一例を示す図。 図１の画像形成装置の制御系を示すブロック図。 露光ユニットに設けられたラインヘッドの構造を示す図。 ＬＥＤアレイの細部を示す図。 位置ずれ補正の原理を説明するための図。 レジストマーク画像のパターンを示す図。 感光体上におけるレジストマーク画像の形成位置を示す図。 Ｘ方向の位置ずれ補正を説明するための図。 位置ずれ補正処理の流れを示すフローチャート。 スキュー補正の原理を説明するための図。 感光体上におけるレジストマーク画像の形成位置を示す図。 スキュー補正の原理を示す図。 スキュー補正処理の流れを示すフローチャート。 発光モジュールの取り付け位置ずれに起因する画像の乱れを示す図。 発光モジュールの取り付け位置ずれ補正を説明するための図。 本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 レジスト制御処理の流れを示すフローチャート。 レジストマーク画像を示す図。

符号の説明

２１…感光体（感光体、被検出像担持体）、 ２３…露光ユニット（露光手段）、 ２４…現像ユニット（現像手段）、 ２５，２５Ｌ，２５Ｒ，２５９Ｌ，２５９Ｒ…位置検出センサ（位置検出手段）、 ８１…中間転写ベルト（中間転写体、被検出像担持体）、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 １０２…ＲＡＭ（記憶手段）

Claims (11)

1. 所定の第１方向に移動する感光体と、
   前記第１方向に直交する第２方向に沿って発光素子を列状に配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に所定の基準画像に対応する静電潜像を形成する露光手段と、
   前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、
   前記感光体、または前記静電潜像が前記感光体上で顕像化されてなる基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御する制御手段と
   を備え、
   前記ラインヘッドは、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列することによって構成されており、
   前記基準画像は、前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化した画像である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記被検出像担持体は、前記基準画像を担持して前記第２方向に直交する搬送方向に搬送するように構成されており、
   前記基準画像は、前記搬送方向に対し斜め方向に延びる帯状画像部を含み、
   前記位置検出手段は、前記被検出像担持体に対向配置されて、前記帯状画像部が前記位置検出手段との対向位置を通過するタイミングに基づき前記第２方向における前記基準画像の位置を検出する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記露光手段は、前記複数の発光素子のうち、形成すべき静電潜像の前記第２方向における長さに対応する有効範囲内に存する発光素子のみを発光させることによって所定幅の静電潜像を形成するように構成され、
   前記制御手段は、前記有効範囲を前記第２方向にシフトさせることによって、静電潜像の前記第２方向における形成位置を制御する
   請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記被検出像担持体は、前記基準画像を担持して前記第２方向に直交する搬送方向に搬送するように構成されており、
   前記基準画像は、前記第２方向に沿って延びる帯状画像部を含み、
   前記位置検出手段は、前記被検出像担持体に対向配置されて、前記帯状画像部が前記位置検出手段との対向位置を通過するタイミングに基づき前記搬送方向における前記基準画像の位置を検出する
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記各発光素子それぞれの点灯タイミングを制御することにより、静電潜像の前記第１方向における形成位置を制御する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 所定の第１方向に移動する感光体と、
   前記第１方向に直交する第２方向に沿って発光素子を列状に配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に所定の基準画像に対応する静電潜像を形成する露光手段と、
   前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、
   前記静電潜像が顕像化されてなる基準画像を転写される中間転写体と、
   前記感光体、または前記静電潜像が前記感光体上で顕像化されてなる基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御する制御手段と
   を備え、
   前記ラインヘッドは、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列することによって構成されており、
   前記基準画像は、前記第２方向に互いに位置を異ならせた複数の基準画像片から成り、しかも、
   前記基準画像片の各々は、前記複数の発光モジュールのうち各々単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものである
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記位置検出手段による検出結果に基づいて前記各発光素子それぞれの点灯タイミングを制御することにより前記被検出像担持体上における画像スキューを補正する請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記各発光モジュール間の前記第１方向における相対的な取り付け位置のずれ量に対応する位置情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記各発光素子の点灯タイミングを前記位置情報に基づいて前記発光モジュールごとに制御することにより、前記第１方向における前記各発光モジュール間の相対的な取り付け位置のずれを補正する取り付け位置補正制御をさらに行う
   請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記各発光素子は、半導体レーザ、発光ダイオードまたはエレクトロルミネセンス素子である請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 所定の第１方向に移動する感光体と、
    前記第１方向に直交する第２方向に沿って、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、
    前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と
    を備える画像形成装置を用いる画像形成方法において、
    前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して所定の基準画像に対応する静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を前記現像手段により顕像化して前記基準画像を形成し、
    前記感光体、または前記基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出し、
    その検出結果に基づいて、前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御する
    ことを特徴とする画像形成方法。
11. 所定の第１方向に移動する感光体と、
    前記第１方向に直交する第２方向に沿って、複数の発光素子を前記第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光することにより前記感光体表面に静電潜像を形成する露光手段と、
    前記静電潜像を現像剤により顕像化する現像手段と
    を備える画像形成装置を用いる画像形成方法において、
    前記露光手段により前記感光体を露光して所定の基準画像に対応する静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を前記現像手段により顕像化して前記基準画像を形成し、
    前記感光体、または前記基準画像を前記感光体から転写される中間転写体を被検出像担持体として、該被検出像担持体上における前記基準画像の形成位置を検出し、
    その検出結果に基づいて前記感光体表面への静電潜像の形成位置を制御し、しかも、
    前記基準画像は、前記第２方向に互いに位置を異ならせた複数の基準画像片から成っており、前記基準画像片の各々は、前記複数の発光モジュールのうち各々単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものである
    ことを特徴とする画像形成方法。

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