JP2009073179A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】第1方向に連続形成された潜像の位置の第2方向におけるばらつきを、テスト画像の検出結果に反映させる。
【解決手段】第1方向に複数配設した結像光学系と、結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドと、第2方向に移動するとともに、露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された像を検出する検出手段と、結像光学系の1つで潜像担持体に形成される潜像の第1方向の幅L1と、検出手段に検出される像の第1方向の幅L2とが、L2>L1の関係を有するように像の形成を制御する制御手段と、を備える。
【選択図】図38
【解決手段】第1方向に複数配設した結像光学系と、結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドと、第2方向に移動するとともに、露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された像を検出する検出手段と、結像光学系の1つで潜像担持体に形成される潜像の第1方向の幅L1と、検出手段に検出される像の第1方向の幅L2とが、L2>L1の関係を有するように像の形成を制御する制御手段と、を備える。
【選択図】図38
Description
この発明は、適切なテスト画像検出を実行可能とする画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
従来から、テスト画像を形成するとともに該テスト画像を検出して、画像形成に関する画像形成情報を得る画像形成装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の画像形成装置は、複数の色を適切に重ね合わせて良好なカラー画像を形成するために、画像形成情報としての色ずれ情報を得ている。詳述すると、同文献記載の装置は、複数の色についてテスト画像としてのレジストマーク(同文献の「検知用パターン」)を形成する。各色のレジストマークは光学センサにより検出され、この検出結果からレジストマークの位置が求められる。こうして求められた各色のレジストマークの位置から、色ずれ情報を得ることができる。
また、特許文献2或いは特許文献3に記載の画像形成装置では、適切な画像濃度を実現するために、画像形成情報として濃度情報を得ている。詳述すると、同装置は、所定条件の下でテスト画像としてのパッチマーク(特許文献3の「パッチ画像」)を形成するとともに、該パッチマークを光学センサにより検出する。そして、光学センサの検出結果から求められるパッチマークの濃度に基づいて、濃度情報を得ている。
ところで、高解像度の画像形成を実現するために、次のようなラインヘッドにより潜像担持体表面を露光することができる。このラインヘッドは、発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子を有しており、各発光素子グループは、副走査方向に移動する潜像担持体表面に向けて光ビームを射出して、副走査方向に直交する主走査方向において互いに異なる領域を露光可能である。また、主走査方向に連続する領域を露光可能であるN個(Nは2以上の整数)の発光素子グループの各々は、副走査方向に対応する方向に互いにずらして配置されている。そして、テスト画像を形成する場合は、発光素子グループが潜像担持体表面を露光してテスト潜像を形成するとともに、該テスト潜像が現像されてテスト画像が形成される。しかしながら、潜像担持体表面の移動速度の変動に起因して、副走査方向に対応する方向に互いにずらして配置されたN個の発光素子グループの間で、形成する潜像の位置が副走査方向においてばらつく場合がある。換言すれば、主走査方向に連続して形成されたN個の潜像の位置が、副走査方向においてばらつく場合がある。そして、このようなばらつきが発生したテスト潜像を現像して得られるテスト画像においても、同様のばらつきが発生する。したがって、テスト画像を検出するにあたっては、このようなばらつきを検出結果に反映させて、適切にテスト画像を検出することが好適である。
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、主走査方向に連続形成されたN個の潜像の位置の副走査方向におけるばらつきを、テスト画像の検出結果に反映させて、適切にテスト画像を検出することを可能とする技術の提供を目的とする。
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第1方向に複数配設した結像光学系と、結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドと、第2方向に移動するとともに、露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された像を検出する検出手段と、結像光学系の1つで潜像担持体に形成される潜像の第1方向の幅L1と、検出手段に検出される像の第1方向の幅L2とが、L2>L1の関係を有するように像の形成を制御する制御手段と、を備え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装置の第2態様は、上記目的を達成するために、第1方向に複数配設した結像光学系と、結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドと、第2方向に移動するとともに、露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像手段と、現像手段により現像された像を検出する検出手段と、2つ以上の結像光学系により潜像担持体に形成される潜像の第1方向の幅L3と、検出手段に検出される像の第1方向の幅L2とが、L2>L3の関係を有するように像の形成を制御する制御手段と、を備え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は、上記目的を達成するために、第1方向に複数配した結像光学系と、結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドにより、第2方向に移動する潜像担持体に潜像を形成する露光工程と、露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像工程と、結像光学系の1つで潜像担持体に形成される潜像の第1方向の幅L1と、検出手段に検出される像の第1方向の幅L2とが、L2>L1の関係を有するように形成された像を検出する検出工程とを備えたことを特徴としている。
このように本発明では、潜像の第1方向の幅L3(L1)と、検出手段に検出される像の第1方向の幅L2とが、L2>L3(L1)を満たしている。したがって、後述するように像におけるばらつきを当該像の検出結果に反映させて、良好に像検出を実行することが可能となる。
また、第2方向に移動する転写媒体を備え、検出手段は転写媒体に転写された像を検出するように構成することができる。この際、露光ヘッド、潜像担持体および現像手段を複数異なる色に対応して転写媒体に配した上で、さらに次のように構成しても良い。つまり、制御手段は、検出手段の検出結果から像が転写される位置に関する情報を求めるように構成しても良い。このように構成することで、像に発生したばらつきを検出結果に確実に取り込むことが可能となり、良好な像検出を実行することができる。さらに、制御手段は情報に基づいて複数の異なる色ごとの像位置を制御するように構成することで、像に発生したばらつきを十分取り込んだ検出結果に基づいて像位置を制御して、画像を良好に形成することが可能となる。
また、検出手段の転写媒体での検出領域は第1方向に幅L1よりも広いように構成してもよい。なぜなら、後の実施形態で説明するように、このように検出領域の幅を構成することで、検出画像に発生したばらつきをより確実に検出結果に取り込むことが可能となり、良好な像検出を実行するのに有利である。
また、検出手段は、検出領域に光を照射する照射部と、検出領域からの反射光を受光する受光部とを有し、受光部が受光した光に基づいて像を検出するように構成しても良い。この際、照射部と検出領域との間、あるいは、検出領域と受光部との間には、開口絞りが設けられても良い。このような構成の場合、検出画像の検出に供する光量を開口絞りにより制限することができるため、迷光等により検出結果が乱される等の不具合の発生を抑制することができる。
また、検出手段は、像の濃度を検出する構成に対しても本発明を適用することが好適である。なぜなら、像に発生したばらつきを検出濃度結果に反映させて、濃度検出を適切に実行することが可能となるからである。
また、潜像担持体は、回転軸中心に回転する感光体ドラムであっても良い。このような感光体ドラムを用いた構成では、感光体ドラムの回転軸の偏心に起因して、感光体ドラム速度が変動する場合がある。その結果、像に上述のようなばらつきが発生しやすい。したがって、かかる構成に対しては、本発明を適用して、像のばらつきを検出画像に十分反映させることが好適である。
また、露光ヘッドは、複数の発光素子と複数の結像光学系との間に配されるとともに、導光孔が配設された遮光部材を有するように構成しても良い。このような構成では、発光素子から発光された後、遮光部材に設けられた導光孔を通り抜けてきた光が、結像光学系に入射して画像形成に寄与する。換言すれば、結像光学系に入射して画像形成に寄与する光が遮光部材により制限されている。したがって、形成される画像が迷光により乱されるとの不具合が遮光部材により抑制されており、検出画像を良好に形成することができる。そして、このように良好に形成された検出画像を検出することで、検出画像の検出結果を安定させることが可能となっている。
また、発光素子は有機EL素子である構成、とりわけ、有機EL素子はボトムエミッション型である構成では、発光光量が少ない傾向にあるため、遮光部材を設けて迷光等の影響を抑制することが好適である。
また、この発明にかかる画像形成装置の別態様は、上記目的を達成するために、第1方向に直交、若しくは略直交する第2方向に表面が移動する潜像担持体と、発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子を設けたラインヘッドとを有し、潜像担持体の表面をラインヘッドにより露光してテスト潜像を形成するとともに該テスト潜像を現像してテスト画像を形成する画像形成部と、検出領域でテスト画像を検出する検出手段とを備え、各発光素子グループは、潜像担持体表面に向けて光ビームを射出して第1方向において互いに異なる領域を露光可能であり、ラインヘッドでは、第1方向に露光可能であるN個(Nは2以上の整数)の発光素子グループの各々を第2方向に対応する方向に互いにずらして設けたグループ列が、第1方向に対応する方向に並んでおり、第1方向において、テスト潜像および検出領域は、1個の発光素子グループが有する全発光素子により形成される潜像の幅の(N−1)倍よりも広い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別態様は、上記目的を達成するために、第1方向に直交、若しくは直交する第2方向に表面が移動する潜像担持体と、発光素子グループ毎にグループ化された複数の発光素子を設けたラインヘッドとを用いて、潜像担持体の表面をラインヘッドにより露光してテスト潜像を形成するとともに該テスト潜像を現像してテスト画像を形成するテスト画像形成工程と、検出領域でテスト画像を検出する検出工程とを備え、各発光素子グループは、潜像担持体表面に向けて光ビームを射出して第1方向において互いに異なる領域を露光可能であり、ラインヘッドでは、第1方向に露光可能であるN個(Nは2以上の整数)の発光素子グループの各々を第2方向に対応する方向に互いにずらして設けたグループ列が、第1方向に対応する方向に並んでおり、第1方向において、テスト潜像および検出領域は、1個の発光素子グループが有する全発光素子により形成される潜像の幅の(N−1)倍よりも広いことを特徴としている。
このように構成された発明(画像形成装置、画像形成方法)では、テスト潜像および検出領域は、1個の発光素子グループが有する全発光素子により形成される潜像の幅の(N−1)倍よりも広い。したがって、後に詳述するように、上述したN個の潜像のばらつきをテスト画像の検出結果に反映させて、テスト画像を適切に検出することが可能となっている。
また、第1方向において、テスト潜像は、N個以上の発光素子グループによる潜像が第1方向に隣接して形成されるとともに、第1方向に露光可能である少なくともN個の発光素子グループは、各々が有する全発光素子により潜像を形成するように、構成しても良い。このように構成することで、テスト画像をより適切に検出することが可能となる。
このとき、テスト潜像は、N個の発光素子グループにより形成されるように構成してもよい。この場合、テスト潜像を構成するN個の潜像の第1方向における幅は、互いに等しい。その結果、各潜像が検出手段の検出結果に与える影響を、N個の潜像の間で略等しくすることができる。したがって、テスト画像をより適切に検出することが可能となる。
また、第1方向において、検出領域は、1個の発光素子グループが有する全発光素子により形成される潜像の幅のN倍以上であるように構成しても良い。このように構成することで、テスト画像をより適切に検出することが可能となる。
また、検出手段の検出結果に基づいて、画像形成に関する画像形成情報を求めるように構成しても良い。このように構成することで、テスト画像の適切な検出結果に基づいて画像形成情報を求めることが可能となり、その結果、高精度に画像形成情報を求めることが可能となる。
また、画像形成情報に基づいて、画像形成動作を制御するように構成しても良い。このように構成することで、良好な画像形成を実現することが可能となる。
I.画像形成装置の基本構成
図1は本発明を適用可能である画像形成装置の一形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(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するカラーモードと、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モノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図1は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリなどを有するメインコントローラMCに与えられると、このメインコントローラMCはエンジンコントローラECに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータVDをヘッドコントローラHCに与える。また、このヘッドコントローラHCは、メインコントローラMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラECからの垂直同期信号Vsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド29を制御する。これによって、エンジン部EGが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
図1は本発明を適用可能である画像形成装置の一形態を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(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するカラーモードと、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モノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図1は、カラーモード実行時に対応する図面である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリなどを有するメインコントローラMCに与えられると、このメインコントローラMCはエンジンコントローラECに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータVDをヘッドコントローラHCに与える。また、このヘッドコントローラHCは、メインコントローラMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラECからの垂直同期信号Vsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド29を制御する。これによって、エンジン部EGが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
この画像形成装置が有するハウジング本体3内には、電源回路基板、メインコントローラMC、エンジンコントローラECおよびヘッドコントローラHCを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット7、転写ベルトユニット8および給紙ユニット11もハウジング本体3内に配設されている。また、図1においてハウジング本体3内右側には、2次転写ユニット12、定着ユニット13、シート案内部材15が配設されている。なお、給紙ユニット11は、装置本体1に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット11および転写ベルトユニット8については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
画像形成ユニット7は、複数の異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーションY(イエロー用)、M(マゼンダ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備えている。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kは、主走査方向MDに所定長さの表面を有する円筒形の感光体ドラム21を設けている。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム21の表面に形成する。感光体ドラムは、軸方向が主走査方向MDに略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム21はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム21の表面が、主走査方向MDに直交、若しくは略直交する副走査方向SDに搬送されることとなる。また、感光体ドラム21の周囲には、回転方向に沿って帯電部23、ラインヘッド29、現像部25および感光体クリーナ27が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションY,M,C,Kで形成されたトナー像を転写ベルトユニット8が有する転写ベルト81に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションKで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図1において、画像形成ユニット7の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
帯電部23は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム21の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム21の回転動作に伴って感光体ドラム21に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部23と感光体ドラム21が当接する帯電位置で感光体ドラム21の表面を帯電させる。
ラインヘッド29は、その長手方向が主走査方向MDに対応するとともに、その幅方向が副走査方向SDに対応するように、感光体ドラム21に対して配置されている。したがって、ラインヘッド29の長手方向は、主走査方向MDと略平行である。そして、ラインヘッドは、長手方向に並べて配置された複数の発光素子を備えるとともに、感光体ドラム21から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部23により帯電された感光体ドラム21の表面に対して光を照射して(つまり、露光して)該表面に潜像を形成する。また、各色のラインヘッド29を制御するためにヘッドコントローラHCが設けられ、メインコントローラMCからのビデオデータVDと、エンジンコントローラECからの信号とに基づき各ラインヘッド29を制御している。すなわち、画像形成指令に含まれる画像データがメインコントローラMCの画像処理部51に入力される。そして、該画像データに対して種々の画像処理が施されて各色のビデオデータVDが作成されるとともに、該ビデオデータVDがメイン側通信モジュール52を介してヘッドコントローラHCに与えられる。また、ヘッドコントローラHCでは、ビデオデータVDはヘッド側通信モジュール53を介してヘッド制御モジュール54に与えられる。このヘッド制御モジュール54には、上記したように潜像形成に関連するパラメータ値を示す信号と垂直同期信号VsyncがエンジンコントローラECから与えられている。そして、これらの信号およびビデオデータVDなどに基づきヘッドコントローラHCは各色のラインヘッド29に対して素子駆動を制御するための信号を作成し、各ラインヘッド29に出力する。こうすることで、各ラインヘッド29において発光素子の作動が適切に制御されて画像形成指令に対応する潜像が形成される。
そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム21、帯電部23、現像部25および感光体クリーナ27を感光体カートリッジとしてユニット化している。また、各感光体カートリッジには、該感光体カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラECと各感光体カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各感光体カートリッジに関する情報がエンジンコントローラECに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。
現像部25は、その表面にトナーが担持する現像ローラ251を有する。そして、現像ローラ251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ251に印加される現像バイアスによって、現像ローラ251と感光体ドラム21とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ251から感光体ドラム21に移動してラインヘッド29により形成された静電潜像が顕在化される。
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム21の回転方向D21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト81と各感光体ドラム21が当接する1次転写位置TR1において転写ベルト81に1次転写される。
また、感光体ドラム21の回転方向D21の1次転写位置TR1の下流側で且つ帯電部23の上流側に、感光体ドラム21の表面に当接して感光体クリーナ27が設けられている。この感光体クリーナ27は、感光体ドラムの表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム21の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
転写ベルトユニット8は、駆動ローラ82と、図1において駆動ローラ82の左側に配設される従動ローラ83(ブレード対向ローラ)と、これらのローラに張架される転写ベルト81とを備えている。転写ベルト81の表面は、主走査方向MDに直交する搬送方向D81の方向へ循環駆動される。また、転写ベルトユニット8は、転写ベルト81の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションY,M,C,Kが有する感光体ドラム21各々に対して一対一で対向配置される、4個の1次転写ローラ85Y,85M,85C,85Kを備えている。これらの1次転写ローラ85は、それぞれ1次転写バイアス発生部(図示省略)と電気的に接続される。そして、後に詳述するように、カラーモード実行時は、図1に示すように全ての1次転写ローラ85Y,85M,85C,85Kを画像形成ステーションY,M,C,K側に位置決めすることで、転写ベルト81を画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれが有する感光体ドラム21に押し遣り当接させて、各感光体ドラム21と転写ベルト81との間に1次転写位置TR1を形成する。そして、適当なタイミングで上記1次転写バイアス発生部から1次転写ローラ85に1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してカラー画像を形成する。
一方、モノクロモード実行時は、4個の1次転写ローラ85のうち、カラー1次転写ローラ85Y,85M,85Cをそれぞれが対向する画像形成ステーションY,M,Cから離間させるとともにモノクロ1次転写ローラ85Kのみを画像形成ステーションKに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションKのみを転写ベルト81に当接させる。その結果、モノクロ1次転写ローラ85Kと画像形成ステーションKとの間にのみ1次転写位置TR1が形成される。そして、適当なタイミングで前記1次転写バイアス発生部からモノクロ1次転写ローラ85Kに1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してモノクロ画像を形成する。
さらに、転写ベルトユニット8は、モノクロ1次転写ローラ85Kの下流側で且つ駆動ローラ82の上流側に配設された下流ガイドローラ86を備える。また、この下流ガイドローラ86は、モノクロ1次転写ローラ85Kが画像形成ステーションKの感光体ドラム21に当接して形成する1次転写位置TR1での1次転写ローラ85Kと感光体ドラム21との共通内接線上において、転写ベルト81に当接するように構成されている。
駆動ローラ82は、転写ベルト81を図示矢印D81の方向に循環駆動するとともに、2次転写ローラ121のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ82の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が1000kΩ・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラ121を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ82に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ82と2次転写ローラ121との当接部分(2次転写位置TR2)へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト81に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
給紙ユニット11は、シートを積層保持可能である給紙カセット77と、給紙カセット77からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ79とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ79により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対80において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材15に沿って2次転写位置TR2に給紙される。
2次転写ローラ121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット13は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ131と、この加熱ローラ131を押圧付勢する加圧部132とを有している。そして、その表面に画像が2次転写されたシートは、シート案内部材15により、加熱ローラ131と加圧部132の加圧ベルト1323とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部132は、2つのローラ1321,1322と、これらに張架される加圧ベルト1323とで構成されている。そして、加圧ベルト1323の表面のうち、2つのローラ1321,1322により張られたベルト張面を加熱ローラ131の周面に押し付けることで、加熱ローラ131と加圧ベルト1323とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体3の上面部に設けられた排紙トレイ4に搬送される。
また、この装置では、ブレード対向ローラ83に対向してクリーナ部71が配設されている。クリーナ部71は、クリーナブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナブレード711は、その先端部を転写ベルト81を介してブレード対向ローラ83に当接することで、2次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス713に回収される。また、クリーナブレード711及び廃トナーボックス713は、ブレード対向ローラ83と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ83が移動する場合は、ブレード対向ローラ83と一緒にクリーナブレード711及び廃トナーボックス713も移動することとなる。
II.ラインヘッドの構成
図3は、ラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図4は、図3に示したラインヘッドの幅方向断面図である。上述の通り、その長手方向LGDが主走査方向MDに対応するとともに、その幅方向LTDが副走査方向SDに対応するように、ラインヘッド29は感光体ドラム21に対して配置されている。なお、長手方向LGDと幅方向LTDは、互いに直交もしくは略直交する。したがって、長手方向LGDは主走査方向MDに平行もしくは略平行であるとともに、幅方向LTDは副走査方向SDに平行もしくは略平行である。ラインヘッド29は、ケース291を備えるとともに、かかるケース291の長手方向LGDの両端には、位置決めピン2911とねじ挿入孔2912が設けられている。そして、かかる位置決めピン2911を、感光体ドラム21を覆うとともに感光体ドラム21に対して位置決めされた感光体カバー(図示省略)に穿設された位置決め孔(図示省略)に嵌め込むことで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔2912を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔(図示省略)にねじ込んで固定することで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決め固定される。
図3は、ラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図4は、図3に示したラインヘッドの幅方向断面図である。上述の通り、その長手方向LGDが主走査方向MDに対応するとともに、その幅方向LTDが副走査方向SDに対応するように、ラインヘッド29は感光体ドラム21に対して配置されている。なお、長手方向LGDと幅方向LTDは、互いに直交もしくは略直交する。したがって、長手方向LGDは主走査方向MDに平行もしくは略平行であるとともに、幅方向LTDは副走査方向SDに平行もしくは略平行である。ラインヘッド29は、ケース291を備えるとともに、かかるケース291の長手方向LGDの両端には、位置決めピン2911とねじ挿入孔2912が設けられている。そして、かかる位置決めピン2911を、感光体ドラム21を覆うとともに感光体ドラム21に対して位置決めされた感光体カバー(図示省略)に穿設された位置決め孔(図示省略)に嵌め込むことで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔2912を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔(図示省略)にねじ込んで固定することで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決め固定される。
ケース291は、感光体ドラム21の表面に対向する位置にレンズアレイ299を保持するとともに、その内部に、該レンズアレイ299に近い順番で、遮光部材297及びヘッド基板293を備えている。ヘッド基板293は、光ビームを透過可能な材料(例えばガラス)により形成されている。また、ヘッド基板293の裏面(ヘッド基板293が有する2つの面のうちレンズアレイ299と逆側の面)には、複数の発光素子グループ295が設けられている。即ち、複数の発光素子グループ295は、ヘッド基板293の裏面に、長手方向LGD及び幅方向LTDに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に配置されている。ここで、複数の発光素子グループ295の各々は、複数の発光素子を2次元的に配列して構成されるが、これについては後に説明する。また、発光素子としてボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子が用いられる。つまり、ヘッド基板293の裏面に有機EL素子が発光素子として配置されている。これにより、全ての発光素子2951は、同一平面(ヘッド基板293の裏面)の上に配置される。そして、同ヘッド基板293に形成された駆動回路によって各発光素子が駆動されると、該発光素子から感光体ドラム21の方向に光ビームが射出される。この光ビームは、ヘッド基板293の裏面から表面に透過して、遮光部材297へ向う。
遮光部材297には、複数の発光素子グループ295に対して一対一で複数の導光孔2971が穿設されている。また、かかる導光孔2971は、ヘッド基板293の法線と平行な線を中心軸として遮光部材297を貫通する略円柱状の孔として穿設されている。したがって、発光素子グループ295から射出された光ビームのうち、該発光素子グループ295に対応する導光孔2971以外に向う光ビームは、遮光部材297により遮光される。こうして、1つの発光素子グループ295から出た光は全て同一の導光孔2971を介してレンズアレイ299へ向うとともに、異なる発光素子グループ295から出た光ビーム同士の干渉が遮光部材297により防止される。そして、遮光部材297に穿設された導光孔2971を通過した光ビームは、レンズアレイ299により、感光体ドラム21の表面にスポットとして結像されることとなる。
このように本実施形態では、発光素子2951から発光された後、遮光部材297に設けられた導光孔2971を通り抜けてきた光が、レンズLSに入射して画像形成に寄与する。換言すれば、レンズLSに入射して画像形成に寄与する光が遮光部材297により制限されている。したがって、形成される画像が迷光等により乱されるとの不具合が遮光部材297により抑制されており、後述するレジストマークRM等の検出画像を良好に形成することができる。そして、このように良好に形成された検出画像を検出することで、検出画像の検出結果を安定させることが可能となっている。
図4に示すように、固定器具2914によって、裏蓋2913がヘッド基板293を介してケース291に押圧されている。つまり、固定器具2914は、裏蓋2913をケース291側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋を押圧することで、ケース291の内部を光密に(つまり、ケース291内部から光が漏れないように、及び、ケース291の外部から光が侵入しないように)密閉している。なお、固定器具2914は、ケース291の長手方向に複数箇所設けられている。また、発光素子グループ295は、封止部材294により覆われている。
図5は、レンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図6は、レンズアレイの長手方向LGDの断面図である。レンズアレイ299は、レンズ基板2991を有する。そして、該レンズ基板2991の裏面2991BにレンズLSの第1面LSFfが形成されるとともに、レンズ基板2991の表面2991AにレンズLSの第2面LSFsが形成される。そして、互いに対向するレンズの第1面LSFfと第2面LSFsと、これら2面に挟まれるレンズ基板2991とで、1つのレンズLSとして機能する。なお、レンズLSの第1面LSFfおよび第2面LSFsは、例えば樹脂により形成することができる。
そして、レンズアレイ299は、複数のレンズLSをそれぞれの光軸OAが互いに略平行となるように配置している。また、レンズアレイ299は、レンズLSの光軸OAがヘッド基板293の裏面(発光素子2951が配置されている面)に略直交するように配置されている。このとき、これら複数のレンズLSは、複数の発光素子グループ295に一対一で配置されている。つまり、複数のレンズLSは、後述する発光素子グループ295の配置に対応して、長手方向LGD及び幅方向LTDに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に配置されており、各レンズLSは対応する発光素子グループ295からの光を結像して、感光体ドラム21の表面を露光する。これら各レンズLSの配置態様は次の通りである。つまり、長手方向LGDに複数のレンズLSを並べてなるレンズ行LSRが、幅方向LTDに複数行並べられており、この実施形態では3行のレンズ行LSR1、LSR2、LSR3が幅方向LTDに並べられている。また、3行のレンズ行LSR1〜LSR3は、長手方向に互いに所定のレンズピッチPlsだけ互いにずれて配置されており、長手方向LGDにおいて各レンズLSの位置が異なっている。これにより、各レンズLSが主走査方向MDにおいて互いに異なる領域を露光できるようになっている。
図7はラインヘッドにおける発光素子グループの配置を示す図である。図8は、各発光素子グループにおける発光素子の配置を示す図である。以下、これらの図を用いて、各発光素子グループの構成について説明する。各発光素子グループ295において、長手方向LGDに8個の発光素子2951が所定の素子ピッチPelで並べられている。また、各発光素子グループ295は、長手方向LGDに4個の発光素子2951を所定間隔(素子ピッチPelの2倍の間隔)で並べてなる発光素子行2951Rを、幅方向LTDに素子行ピッチPelrだけ間隔を空けて2行配置している。この結果、各発光素子グループ295において、8個の発光素子2951が千鳥状に配置されることとなる。そして、複数の発光素子グループ295は次のように配置されている。
つまり、3個の発光素子グループ295を幅方向LTDおよび長手方向LGDに相互にずらして設けた発光素子グループ列295Cが、長手方向LGDに複数並ぶように、複数の発光素子グループ295は配置されている。また、かかる発光素子グループの配置に対応してレンズアレイ299では、3個のレンズLSが幅方向LTDおよび長手方向LGDに相互にずらして設けたレンズ列LSCが、長手方向LGDに複数並んでいる。各発光素子グループ295の長手方向位置は互いに異なり、各発光素子グループ295は主走査方向MDにおいて互いに異なる領域を露光可能である。また、長手方向LGDに並ぶ複数の発光素子グループ295(換言すれば、同じ幅方向位置に配置された複数の発光素子グループ295)を、特に発光素子グループ行295Rと定義しておく。なお、本明細書では、発光素子2951の幾何重心を発光素子2951の位置とするとともに、同一の発光素子グループ295に属する全ての発光素子位置の幾何重心を発光素子グループ295の位置とする。また、長手方向位置及び幅方向位置とはそれぞれ注目する位置の長手方向成分及び幅方向成分を意味する。
そして、発光素子グループ295、導光孔2971およびレンズLS相互の詳細な関係は次のようになっている。つまり、発光素子グループ295の配置に対応して、遮光部材297に導光孔2971が穿設されるとともに、レンズLSが配置される。このとき、発光素子グループ295の重心位置と、導光孔2971の中心軸と、レンズLSの光軸OAとは、略一致するように構成されている。したがって、発光素子グループ295の発光素子2951から射出された光ビームは、導光孔2971を介してレンズアレイ299のレンズLSに入射する。この入射光ビームがレンズLSにより結像されることで、感光体ドラム21の表面(感光体表面)に形成されるスポットにより、感光体表面が露光される。そして、こうして露光された部分に潜像が形成される。
III.ラインヘッドで用いる用語
図9および図10は、本明細書で用いる用語の説明図である。ここで、これらの図を用いて本明細書において用いる用語について整理する。本明細書では、上述の通り、感光体ドラム21の表面(像面IP)の搬送方向を副走査方向SDと定義し、該副走査方向SDに略直交する方向を主走査方向MDと定義している。また、ラインヘッド29は、その長手方向LGDが主走査方向MDに対応し、その幅方向LTDが副走査方向SDに対応するように、感光体ドラム21の表面(像面IP)に対して配置されている。
図9および図10は、本明細書で用いる用語の説明図である。ここで、これらの図を用いて本明細書において用いる用語について整理する。本明細書では、上述の通り、感光体ドラム21の表面(像面IP)の搬送方向を副走査方向SDと定義し、該副走査方向SDに略直交する方向を主走査方向MDと定義している。また、ラインヘッド29は、その長手方向LGDが主走査方向MDに対応し、その幅方向LTDが副走査方向SDに対応するように、感光体ドラム21の表面(像面IP)に対して配置されている。
レンズアレイ299が有する複数のレンズLSに一対一の対応関係でヘッド基板293に配置された、複数(図9、図10においては8個)の発光素子2951の集合を、発光素子グループ295と定義する。つまり、ヘッド基板293において、複数の発光素子2951からなる発光素子グループ295は、複数のレンズLSのそれぞれに対して配置されている。また、発光素子グループ295からの光ビームを該発光素子グループ295に対応するレンズLSにより像面IPに向けて結像することで、像面IPに形成される複数のスポットSPの集合を、スポットグループSGと定義する。つまり、複数の発光素子グループ295に一対一で対応して、複数のスポットグループSGを形成することができる。また、各スポットグループSGにおいて、主走査方向MDおよび副走査方向SDに最上流のスポットを、特に第1のスポットと定義する。そして、第1のスポットに対応する発光素子2951を、特に第1の発光素子と定義する。レンズLSは負の光学倍率を有しており、対応する発光素子グループ295からの光ビームを反転させてスポットグループSGを形成する。
また、図10の「像面上」の欄に示すように、スポットグループ行SGR、スポットグループ列SGCを定義する。つまり、主走査方向MDに並ぶ複数のスポットグループSGをスポットグループ行SGRと定義する。そして、複数行のスポットグループ行SGRは、所定のスポットグループ行ピッチPsgrで副走査方向SDに並んで配置される。また、副走査方向SDにスポットグループ行ピッチPsgrで且つ主走査方向MDにスポットグループピッチPsgで並ぶ複数(同図においては3個)のスポットグループSGをスポットグループ列SGCと定義する。なお、スポットグループ行ピッチPsgrは、同ピッチで並ぶ2つのスポットグループ行SGRそれぞれの幾何重心の、副走査方向SDにおける距離である。また、スポットグループピッチPsgは、同ピッチで並ぶ2つのスポットグループSGそれぞれの幾何重心の、主走査方向MDにおける距離である。
同図の「レンズアレイ」の欄に示すように、レンズ行LSR、レンズ列LSCを定義する。つまり、長手方向LGDに並ぶ複数のレンズLSをレンズ行LSRと定義する。そして、複数行のレンズ行LSRは、所定のレンズ行ピッチPlsrで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDにレンズ行ピッチPlsrで且つ長手方向LGDにレンズピッチPlsで並ぶ複数(同図においては3個)のレンズLSをレンズ列LSCと定義する。なお、レンズ行ピッチPlsrは、同ピッチで並ぶ2つのレンズ行LSRそれぞれの幾何重心の、幅方向LTDにおける距離である。また、レンズピッチPlsは、同ピッチで並ぶ2つのレンズLSそれぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。
同図の「ヘッド基板」の欄に示すように、発光素子グループ行295R、発光素子グループ列295Cを定義する。つまり、長手方向LGDに並ぶ複数の発光素子グループ295を発光素子グループ行295Rと定義する。そして、複数行の発光素子グループ行295Rは、所定の発光素子グループ行ピッチPegrで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDに発光素子グループ行ピッチPegrで且つ長手方向LGDに発光素子グループピッチPegで並ぶ複数(同図においては3個)の発光素子グループ295を発光素子グループ列295Cと定義する。なお、発光素子グループ行ピッチPegrは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子グループ行295Rそれぞれの幾何重心の、幅方向LTDにおける距離である。また、発光素子グループピッチPegは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子グループ295それぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。
同図の「発光素子グループ」の欄に示すように、発光素子行2951R、発光素子列2951Cを定義する。つまり、各発光素子グループ295において、長手方向LGDに並ぶ複数の発光素子2951を発光素子行2951Rと定義する。そして、複数行の発光素子行2951Rは、所定の発光素子行ピッチPelrで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDに発光素子行ピッチPelrで且つ長手方向LGDに発光素子ピッチPelで並ぶ複数(同図においては2個)の発光素子2951を発光素子列2951Cと定義する。なお、発光素子行ピッチPelrは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子行2951Rそれぞれの幾何重心の、幅方向LTDにおける距離である。また、発光素子ピッチPelは、同ピッチで並ぶ2つの発光素子2951それぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。
同図の「スポットグループ」の欄に示すように、スポット行SPR、スポット列SPCを定義する。つまり、各スポットグループSGにおいて、長手方向LGDに並ぶ複数のスポットSPをスポット行SPRと定義する。そして、複数行のスポット行SPRは、所定のスポット行ピッチPsprで幅方向LTDに並んで配置される。また、幅方向LTDにスポットピッチPsprで且つ長手方向LGDにスポットピッチPspで並ぶ複数(同図においては2個)のスポットをスポット列SPCと定義する。なお、スポット行ピッチPsprは、同ピッチで並ぶ2つのスポット行SPRそれぞれの幾何重心の、副走査方向SDにおける距離である。また、スポットピッチPspは、同ピッチで並ぶ2つのスポットSPそれぞれの幾何重心の、長手方向LGDにおける距離である。
IV.ラインヘッドによる露光動作
図11はラインヘッドによる露光動作を示す斜視図である。上述の通り、露光動作は発光素子グループ295の光をレンズLSが結像して実行されるものであるが、同図においてはレンズアレイの記載は省略されている。また、次に説明するスポットグループSGは、発光素子グループ295の光がレンズLSにより結像されることで感光体表面に形成されるものであるが、以下では露光動作の理解の容易のために、必要に応じてレンズLSの結像動作を省略して、単に「発光素子グループ295がスポットグループSGを形成する」と説明する。同図が示すように、各発光素子グループ295は互いに異なる領域ER(ER1〜ER6)を露光可能である。例えば発光素子グループ295_1は、各発光素子2951から光ビームを射出することで、副走査方向SD(移動方向D21)に移動する感光体表面にスポットグループSG_1を形成する。これにより、発光素子グループ295_1は、主走査方向MDに所定幅の領域ER_1を露光することができる。同様にして、発光素子グループ295_2〜295_6は、領域ER_2〜ER_6を露光することができる。
図11はラインヘッドによる露光動作を示す斜視図である。上述の通り、露光動作は発光素子グループ295の光をレンズLSが結像して実行されるものであるが、同図においてはレンズアレイの記載は省略されている。また、次に説明するスポットグループSGは、発光素子グループ295の光がレンズLSにより結像されることで感光体表面に形成されるものであるが、以下では露光動作の理解の容易のために、必要に応じてレンズLSの結像動作を省略して、単に「発光素子グループ295がスポットグループSGを形成する」と説明する。同図が示すように、各発光素子グループ295は互いに異なる領域ER(ER1〜ER6)を露光可能である。例えば発光素子グループ295_1は、各発光素子2951から光ビームを射出することで、副走査方向SD(移動方向D21)に移動する感光体表面にスポットグループSG_1を形成する。これにより、発光素子グループ295_1は、主走査方向MDに所定幅の領域ER_1を露光することができる。同様にして、発光素子グループ295_2〜295_6は、領域ER_2〜ER_6を露光することができる。
ところで、ラインヘッド29では、3個の発光素子グループ295を幅方向LTDおよび長手方向LGDに相互にずらして、発光素子グループ列295Cが構成されている。例えば、図11に示すように、発光素子グループ列295Cを構成する発光素子グループ295_1〜295_3は、幅方向LTDに互いにずらして配置されている。そして、この発光素子グループ列295Cを構成する3個の発光素子グループ295は、主走査方向MDに連続する3個の露光領域ERを露光する。このように、主走査方向MDに連続する3個の露光領域ERを露光する発光素子グループ295を幅方向LTDに相互にずらして、発光素子グループ列295Cが構成されている。そして、このように発光素子グループ295が幅方向LTDにずらして配置されていることに対応して、発光素子グループ295が形成するスポットグループSGの位置も副走査方向SDにおいて異なる。
図12はラインヘッドによる露光動作を示す側面図である。以下では、図11および図12を用いてラインヘッドによる露光動作について説明する。これらの図に示すように、同じ発光素子グループ行295Rに属する発光素子グループ295同士は、副走査方向SD(移動方向D21)において略同じ位置にスポットグループSGを形成する。一方、互いに異なる発光素子グループ行295Rに属する発光素子グループ同士は、副走査方向SD(移動方向D21)において互いに異なる位置にスポットグループSGを形成する。つまり、幅方向LTDに数えて1行目の発光素子グループ行295R_1は、副走査方向SDの最上流にスポットグループSG_1,SG_4を形成する。これらスポットグループSG_1,SG_4から距離dだけ下流側の位置に、2行目の発光素子グループ行295R_2がスポットグループSG_2,SG_5を形成する。さらに、スポットグループSG_2,SG_5から距離dだけ下流側の位置に、3行目の発光素子グループ行295R_3がスポットグループSG_3,SG_6を形成する。
このように、発光素子グループ295によって、副走査方向SDにおけるスポットグループSGの形成位置が異なる。したがって、例えば主走査方向MDに伸びる潜像を形成するような場合、各発光素子グループ行295Rは互いに異なるタイミングで発光して、スポットグループSGを形成する。
図13はラインヘッドによる潜像形成動作の一例を示す模式図である。以下では、図11〜図13を用いてラインヘッドによる潜像形成動作の一例について説明する。まず、1行目の発光素子グループ行295R_1が、所定時間スポットグループSGを形成する。これにより、副走査方向SDに所定幅のグループ潜像GL1が、領域ER_1,ER_4,…に形成される。ここで、グループ潜像GLは、1個の発光素子グループ295により形成される潜像である。次に、発光素子グループ行295R_1によるグループ潜像GL1が距離dだけ副走査方向SDに搬送されるタイミングで、2行目の発光素子グループ行295R_2が所定時間スポットグループSGを形成する。これにより、副走査方向SDに所定幅のグループ潜像GL2が、領域ER_2,ER_5,…に形成される。さらに、発光素子グループ行295R_1,295R_2による潜像が距離dだけ副走査方向SDに搬送されるタイミングで、3行目の発光素子グループ行295R_3が所定時間スポットグループSGを形成する。これにより、副走査方向SDに所定幅のグループ潜像GL3が、領域ER_3,ER_6,…に形成される。
なお、本明細書において、発光素子グループ行295R_1(換言すれば、レンズ行LSR1)により形成されるグループ潜像をグループ潜像GL1と称するとともに、当該グループ潜像GL1を現像して得られるグループトナー像をグループトナー像GM1と称することとする。また、発光素子グループ行295R_2(換言すれば、レンズ行LSR2)により形成されるグループ潜像をグループ潜像GL2と称するとともに、当該グループ潜像GL2を現像して得られるグループトナー像をグループトナー像GM2と称することとする。さらに、発光素子グループ行295R_3(換言すれば、レンズ行LSR3)により形成されるグループ潜像をグループ潜像GL3と称するとともに、当該グループ潜像GL3を現像して得られるグループトナー像をグループトナー像GM3と称することとする。
このように、各発光素子グループ行295Rが異なるタイミングで発光することで、各発光素子グループ295により形成されるグループ潜像GLの副走査方向SDにおける位置が互いに一致する。そして、副走査方向SDにおける位置が互いに一致しているグループ潜像GLが主走査方向MDに連続形成されて、主走査方向MDに伸びる潜像LIが形成される(図13)。
しかしながら、感光体ドラムの偏心等に起因して、感光体表面の移動速度は、例えば図14に示すような速度変動を有する場合がある。ここで、図14は、感光体表面の移動速度の速度変動と時間との関係を示す図である。その結果、発光素子グループ295_1〜295_3により形成されるグループ潜像GL1〜GL3の位置が、副走査方向SDにばらつく場合がある。つまり、主走査方向MDに連続して形成される3個のグループ潜像GL1〜GL3の位置が、副走査方向SDにおいてばらつく場合がある。
図15は潜像において発生し得る位置ばらつきを示す図である。図13に示す場合と同様に、まず1行目の発光素子グループ行295R_1がスポットグループSGを所定時間形成して、グループ潜像GL1が形成される。次に、2行目の発光素子グループ行295R_2がスポットグループSGを所定時間形成して、グループ潜像GL2が形成される。このとき感光体表面の移動速度の変動により、副走査方向SDにおいて、グループ潜像GL2はグループ潜像GL1に対して距離ΔGL12だけずれて形成されている。さらに、3行目の発光素子グループ行295R_3がスポットグループSGを所定時間形成して、グループ潜像GL3が形成される。この場合も、感光体表面の移動速度の変動により、副走査方向SDにおいて、グループ潜像GL3はグループ潜像GL2に対して距離ΔGL23だけずれて形成されている。このように、感光体表面の移動速度変動により、主走査方向MDに連続して形成される3個のグループ潜像GL(GL1〜GL3)の位置が、副走査方向SDにおいてばらつく場合がある。
以上をまとめると、上記ラインヘッド29では、主走査方向MDに連続する領域を露光可能であるN個の発光素子グループ295の各々を副走査方向SDに対応する幅方向LTDに互いにずらしてグループ列295Cが構成されている。ここで、本明細書において、Nは1つの発光素子グループ列295Cを構成する発光素子グループ295の個数であり(換言すれば、発光素子グループ行295Rの行数であり)、上記ラインヘッド29ではN=3である。上述の通り、このようなラインヘッド29により潜像を形成した場合、主走査方向MDに連続して形成されたN個のグループ潜像GLの位置が、副走査方向SDにおいてばらつく場合がある。その結果、このような潜像を現像して得られる画像においても、同様のばらつきが発生することとなる。
ところで、画像形成動作を良好に実行するために、上記画像形成装置1は、予め画像形成に関する画像形成情報を求める場合がある。詳しくは後に説明するが、かかる画像形成情報としては、色ずれ情報、濃度情報、或いは、上述のN個のグループ潜像GLの位置ばらつきに関する情報がある。これらの画像形成情報は次のようにして求められる。すなわち、テスト画像が形成されて該テスト画像が光学センサで検出されるとともに、この検出結果から画像形成情報が求められる。そして、かかるテスト画像検出動作を適切に実行するとの観点からは、上述のようなN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを、テスト画像の検出結果に反映させることが好適である。そこで、以下の「V−1.テスト画像検出動作の第1例」〜「V−3.テスト画像検出動作の第3例」でに示すように、本発明の実施形態では、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきをテスト画像の検出結果に反映させて、テスト画像検出動作が適切に実行される。
V−1.テスト画像検出動作の第1例
図16は、テスト画像検出動作を実行する構成を示す図であり、鉛直下方(図1における下側)から見た場合に相当する。このテスト画像検出動作は、光学センサSCを用いて実行される。具体的には、光学センサSCが、転写ベルト81の駆動ローラ82への巻き掛け部に対向して配置されている。同図に示すように、光学センサSCは、主走査方向MDの端部に設けられている。
図16は、テスト画像検出動作を実行する構成を示す図であり、鉛直下方(図1における下側)から見た場合に相当する。このテスト画像検出動作は、光学センサSCを用いて実行される。具体的には、光学センサSCが、転写ベルト81の駆動ローラ82への巻き掛け部に対向して配置されている。同図に示すように、光学センサSCは、主走査方向MDの端部に設けられている。
図17は光学センサの一例を示す図である。光学センサSCは、照射光Lemを転写ベルト81の表面に向けて射出する発光部Eemと、転写ベルト81で反射された反射光Lrfを受光する受光部Erfとを有する。さらに、光学センサSCは、発光部Eemから射出された照射光Lemを集光する集光レンズCLemと、転写ベルト81の表面で反射された反射光Lrfを集光する集光レンズCLrfを有する。したがって、発光部Eemから射出された射出光Lemは集光レンズCLemにより転写ベルト81の表面に集光される。これにより、転写ベルト81の表面にセンサスポットSSが形成される。そして、センサスポットSSの領域で反射された反射光Lrfが、集光レンズCLrfにより集光されて、受光部Erfにより検出される。このようにして、光学センサSCは、センサスポットSSにある対象物を検出する。なお、光学センサSCとしては、従来から提案されている様々なものを使用可能であり、いわゆる距離限定式反射型光電センサBGS(Back Ground Suppression)等を用いてもよい。このようなBGSとしては、例えば、オムロン株式会社製の形E3Z−LL61−F80 5M等がある。このBGSは、光ビームをセンサスポットとして投光し、センサスポットの内側にある対象物を検出する。
図18は、センサスポットの説明図である。図18の座標の横軸は、転写ベルト81表面上の主走査方向MDにおける位置を示している。また、同座標の縦軸は、転写ベルト81表面上の横軸に示される位置で反射された反射光のうち、受光部Erfで受光された(検出された)光の光量を示している。そして、転写ベルト81表面における位置に対して、当該位置での反射光のうち受光部Erfで検出された検出光量をプロットすると、図17に示すセンサプロファイルが得られる。このセンサプロファイルは、プロファイル中心CTをピークとした略左右対称の分布を有する。そして、センサプロファイルを、ピーク値を1として正規化した場合に、検出光量が1/e2(eは自然対数の底)以上となる範囲がセンサスポットSSである。したがって、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmは同図に示す矢印の長さに相当する。このように、本実施形態では、センサスポットSS(検出領域)は、転写ベルト81表面での光量分布から決まるのではなく、受光部Erfでの検出光量分布から決まる。なお、ここでは、主走査方向MDにおいてセンサスポットSSの説明を行なったが、副走査方向SDにおいてもセンサスポットSSの内容は同様である。
テスト画像検出動作においては、テスト画像TMが転写ベルト81の表面に形成される(図16)。具体的には、感光体ドラム21の表面にテスト潜像が形成されるとともに、このテスト潜像がトナー現像されてテスト画像TMが形成される(テスト画像形成工程)。このテスト画像TMは、転写ベルト81の表面に転写される。こうして転写ベルト81に形成されたテスト画像TMは、搬送方向D81に搬送されて光学センサSCにより検出される(テスト画像検出工程)。
図19は、本発明の実施形態におけるテスト画像検出動作の第1例を示す図であり、N=3の場合に対応する。テスト画像検出動作の第1例では、発光素子グループ列295Cを構成する発光素子グループ295の個数N、換言すればレンズ列LSCを構成するレンズLSの個数Nに応じて、テスト潜像TLI、テスト画像TMおよびセンサスポットSSの主走査方向MDにおける幅が設定される。つまり、主走査方向MDに隣接して露光可能な(N−1)個のレンズLSそれぞれが形成する画像(例えば、グループトナー像GM1、GM2あるいはグループトナー像GM2、GM3等)の主走査方向MDにおける幅の和(=Wlm+Wlm)よりも広い幅を、テスト潜像TLI、テスト画像TMおよびセンサスポットSSは主走査方向MDに有する。具体的には次の通りである。上述の通り、テスト画像検出動作では、まずテスト潜像TLIが形成される。同図に示す第1例では、このテスト潜像TLIは、主走査方向MDに連続するN個以上のグループ潜像GLが隣接して構成されている。これらのグループ潜像GLの各々は1個の発光素子グループ295が有する全ての発光素子2951により形成されており、主走査方向MDにおいて、テスト潜像TLIは単位幅WlmのN倍以上の幅を有する。ここで、単位幅Wlmは、1個の発光素子グループ295が有する全発光素子2951によりグループ潜像GLを形成した場合における、該グループ潜像GLの主走査方向MDにおける幅である。より具体的には、同図では、テスト潜像TLIは、8個のグループ潜像GLが主走査方向MDに連続して構成されており、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの8倍の幅(幅L2)を有する。
テスト潜像TLIを構成するグループ潜像GL1〜GL3は、現像されてグループトナー像GM1〜GM3が形成される。このようにして、テスト潜像TLIが現像されてテスト画像TMが形成される。かかるテスト画像TMも主走査方向MDにおいて幅L2を有する。このテスト画像TMは、搬送方向D81に搬送されて、センサスポットSSにおいて検出される。そして、同図に示す第1例では、センサスポットSSは、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広い主走査スポット径Dsmを有する。具体的には、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmは、単位幅Wlmの2倍より広い。
このように、同図に示す第1例では、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmは、単位幅Wlmの(N−1)倍の幅(=幅L3)よりも広い。したがって、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、テスト画像TMの検出動作を適切に実行することが可能となっている。この理由は次の通りである。
図20は、センサスポットの主走査スポット径Dsm’が単位幅Wlmの(N−1)倍以下である場合を示す図である。なお、図19の場合と同様に、図20はN=3の場合に対応する。同図のセンサスポットSS’の主走査スポット径Dsm’は、単位幅Wlmの(N−1)倍以下である。センサスポットSS’を有する光学センサSCは、搬送方向D81に搬送されるテスト画像TMのうち該センサスポットSS’を通過する部分を検出する。具体的には、同図においてセンサスポットSS’を挟む2本の破線の間にあるテスト画像TMが検出される。なお、以下の説明においても、センサスポットにより検出される部分を図示する場合は、センサスポットを挟む2本の破線を用いて同様に表すものとする。
図20が示すように、センサスポットSS’の主走査スポット径Dsm’は単位幅Wlmの(N−1)倍以下である。その結果、センサスポットSS’により検出されるグループトナー像GMは(N−1)個のグループトナー像GM2,GM3のみであり、センサスポットSS’によってはグループトナー像GM1は検出されない。したがって、センサスポットSS’によるテスト画像TMの検出結果には、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GL(GL1〜GL3)の位置ばらつきが反映されない。このように、センサスポットの主走査スポット径が単位幅Wlmの(N−1)倍以下である場合は、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GL(GL1〜GL3)の位置ばらつきが反映されない場合がある。
これに対して、図19に示すように、本実施形態におけるセンサスポットSS1の主走査スポット径Dsmは、単位幅Wlmの(N−1)倍より広い。したがって、図19の破線に示すように、センサスポットSSにより、主走査方向MDに連続するN個のグループトナー像GM(GM1〜GM3)を確実に検出することが可能となる。よって、図19に示すセンサスポットSSは、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、テスト画像TMの検出が実行することが可能となっており、好適である。
V−2.テスト画像検出動作の第2例
図21は、本発明の実施形態におけるテスト画像検出動作の第2例を示す図であり、N=3の場合に対応する。第2例と上述の第1例との差異点は、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmの幅のみであるので、以下の説明では、主に差異点について説明し、共通点については説明を省略する。
図21は、本発明の実施形態におけるテスト画像検出動作の第2例を示す図であり、N=3の場合に対応する。第2例と上述の第1例との差異点は、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmの幅のみであるので、以下の説明では、主に差異点について説明し、共通点については説明を省略する。
第2例においても、主走査方向MDに隣接して露光可能な(N−1)個のレンズLSそれぞれが形成する画像(例えば、グループトナー像GM1、GM2あるいはグループトナー像GM2、GM3等)の主走査方向MDにおける幅の和(=Wlm+Wlm)よりも広い幅を、テスト潜像TLI、テスト画像TMおよびセンサスポットSSは主走査方向MDに有する。特に第2例では、センサスポットSSは、主走査方向MDにおいて、単位幅WlmのN倍よりも広い主走査スポット径Dsmを有する。したがって、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GL(GL1〜GL3)の位置ばらつきを、テスト画像TMの検出結果に十分に反映させて、より適切にテスト画像TMの検出が実行することが可能となっている。この理由について、図19および図21を用いて説明する。
図19および図21において、主走査方向MDに連続して形成されたN個のグループトナー像GM1〜GM3は、いずれも主走査方向MDにおいて幅Wlmを有する。しかしながら、図19に示した第1例においては、グループトナー像GM2については主走査方向MDの幅Wlmの全部がセンサスポットSSを通過するものの、グループトナー像GM1,GM3については主走査方向MDの幅Wlmの一部のみがセンサスポットSSを通過する。これに対して、図21に示した第2例においては、グループトナー像GM1〜GM3の全てについて、主走査方向MDの幅Wlmの全部がセンサスポットSSを通過する。したがって、図21に示す第2例は、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GL(GL1〜GL3)の位置ばらつきを、テスト画像TMの検出結果に十分に反映させて、より適切にテスト画像TMの検出が実行することが可能となっており、好適である。
V−3.テスト画像検出動作の第3例
図22は、本発明の実施形態におけるテスト画像検出動作の第3例を示す図であり、N=3の場合に対応する。第3例と上述の第2例との差異点は、テスト潜像およびテスト画像の構成のみであるので、以下の説明では、主に差異点について説明し、共通点については説明を省略する。
図22は、本発明の実施形態におけるテスト画像検出動作の第3例を示す図であり、N=3の場合に対応する。第3例と上述の第2例との差異点は、テスト潜像およびテスト画像の構成のみであるので、以下の説明では、主に差異点について説明し、共通点については説明を省略する。
第3例においても、主走査方向MDに隣接して露光可能な(N−1)個のレンズLSそれぞれが形成する画像(例えば、グループトナー像GM1、GM2あるいはグループトナー像GM2、GM3等)の主走査方向MDにおける幅の和(=Wlm+Wlm)よりも広い幅を、テスト潜像TLI、テスト画像TMおよびセンサスポットSSは主走査方向MDに有する。特に図22に示す第3例では、テスト潜像TLIは、主走査方向MDにおいて単位幅WlmのN倍の広さを有する。このテスト潜像TLIは、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GL1〜GL3により構成されており、N個のグループ潜像GL1〜GL3の各々は1個の発光素子グループ295が有する全発光素子2951により形成されている。換言すれば、図22は、テスト潜像TLIは、それぞれ単位幅Wlmを有するN個のグループ潜像GL1〜GL3が主走査方向MDに並んで形成されている。そして、このテスト潜像TLIが現像されてテスト画像TMが形成されるとともに、該テスト画像TMがセンサスポットSSにより検出される。
このように、図22に示す第3例では、N個のグループ潜像GL1〜GL3の主走査方向MDにおける幅は、いずれも単位幅Wlmで等しい。したがって、グループ潜像GL1〜GL3が光学センサSCの検出結果に与える影響を、N個のグループ潜像GL1〜GL3の間で略等しくすることができる。したがって、テスト画像TMをより適切に検出することが可能となっている。
VI−1.色ずれ補正動作
上述のようにテスト画像検出動作を実行することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、テスト画像TMを適切に検出することが出来る。したがって、上述のテスト画像検出動作を、色ずれ補正動作に適用することで、かかる色ずれ補正動作を良好に実行することが可能となる。そこで、上述のテスト画像検出動作を、色ずれ補正動作に適用した場合について、以下に説明する。特に以下では、テスト画像検出動作の第1例を色ずれ補正動作に適用した場合について説明する。
上述のようにテスト画像検出動作を実行することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、テスト画像TMを適切に検出することが出来る。したがって、上述のテスト画像検出動作を、色ずれ補正動作に適用することで、かかる色ずれ補正動作を良好に実行することが可能となる。そこで、上述のテスト画像検出動作を、色ずれ補正動作に適用した場合について、以下に説明する。特に以下では、テスト画像検出動作の第1例を色ずれ補正動作に適用した場合について説明する。
図23は、色ずれ補正動作を実行する構成を示す図であり、鉛直下方(図1における下側)から見た場合に相当する。この色ずれ補正動作においては、各トナー色のレジストマークRMが、テスト画像TMとして形成される。具体的には、画像形成ステーションY,M,C,Kが、それぞれが有する感光体ドラム21の表面にテスト潜像を形成するとともに、このテスト潜像を各トナー色で現像してテスト画像としてのレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)を形成する。これらのレジストマークRMは、転写ベルト81の表面に搬送方向D81に並んで転写される。こうして転写ベルト81に形成されたレジストマークRMは、搬送方向D81に搬送されて光学センサSCにより検出される。
図24は光学センサの検出結果に対して実行される処理を示す図であり、図25は光学センサの検出結果に対して処理を実行する電気的構成を示す図である。上述したとおり、各色のレジストマークRMは、搬送方向D81に並んで形成されるとともに、搬送方向D81に搬送されてセンサスポットSSを通過する。こうして、各色のレジストマークRMが光学センサSCにより検出される。このレジストマークRMの検出動作は、上述の「V−1.テスト画像検出動作の第1例」に示したテスト画像検出動作と同様に実行される。
図24の「センシングプロファイル」の欄は、光学センサSCの検出結果を示している。レジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)がセンサスポットSSを通過すると、光学センサSCは各レジストマークに対応した検出波形PR(Y),PR(M),PR(C),PR(K)を、位置ずれ演算器55に出力する。この検出波形は電圧信号として出力される。なお、この位置ずれ演算器55および後述の発光タイミング演算器56は、いずれもエンジンコントローラECに設けられている。
位置ずれ演算器55では、光学センサSCから出力された検出波形PR(Y),PR(M),PR(C),PR(K)が、閾値電圧Vthにより二値化されて、図24の「二値化後」の欄に示すような二値信号BS(Y),BS(M),BS(C),BS(K)が得られる。そして、基準となるイエロー(Y)の二値信号BS(Y)の立ち上がりエッジと、マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)各色の二値信号BS(M),BS(C),BS(K)の立ち上がりエッジとの時間間隔T1,T2,T3から、各色のレジストマークRMの形成位置のずれが、演算により求められる。つまり、マゼンタ(M)を代表して説明すると、
Dm:レジストマークRM(Y)に対するレジストマークRM(M)の位置ずれ
S81:転写ベルト表面の搬送速度
T1:時間間隔の実測値
T1rf:マゼンタについて位置ずれが無い場合の時間間隔
としたとき次式
Dm=S81×(T1−T1rf)
からマゼンタ(M)についての位置ずれDmが求められる。かかる演算は、シアン(C),ブラック(K)についても行なわれて、各トナー色についての位置ずれ(色ずれ情報)が求められる。このようにして求められた色ずれ情報は発光タイミング演算器56に出力されるとともに、発光タイミング演算器56は色ずれ情報に基づいて最適な発光タイミングを求める。こうして求められた発光タイミングによりラインヘッド29の発光が制御されて、トナー像の転写位置が制御され、色ずれが補正される。
Dm:レジストマークRM(Y)に対するレジストマークRM(M)の位置ずれ
S81:転写ベルト表面の搬送速度
T1:時間間隔の実測値
T1rf:マゼンタについて位置ずれが無い場合の時間間隔
としたとき次式
Dm=S81×(T1−T1rf)
からマゼンタ(M)についての位置ずれDmが求められる。かかる演算は、シアン(C),ブラック(K)についても行なわれて、各トナー色についての位置ずれ(色ずれ情報)が求められる。このようにして求められた色ずれ情報は発光タイミング演算器56に出力されるとともに、発光タイミング演算器56は色ずれ情報に基づいて最適な発光タイミングを求める。こうして求められた発光タイミングによりラインヘッド29の発光が制御されて、トナー像の転写位置が制御され、色ずれが補正される。
このように、この色ずれ補正動作では、テスト画像TMとしてレジストマークRMが形成されるとともに、上記テスト画像検出動作と同様にしてレジストマークRMの検出動作が実行される。したがって、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、レジストマークRMの検出を適切に実行することが可能となっている。その結果、高精度に色ずれ情報を求めることができる。そして、このように高精度に求められた色ずれ情報に基づいてラインヘッド29の発光が制御されて、カラー画像形成動作が実行される。よって、良好なカラー画像形成を実現することが可能なっている。
また、ここでは、テスト画像検出動作の第1例を色ずれ補正動作に適用した場合について説明した。しかしながら、上述したテスト画像検出動作の第2例、第3例を色ずれ補正動作に適用することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを、色ずれ補正動作における検出結果に反映させて、レジストマークRMの検出を適切に実行することが可能となる。その結果、高精度に色ずれ情報を求めることができるとともに、このように高精度に求められた色ずれ情報に基づいてラインヘッド29の発光が制御することで、良好なカラー画像形成を実現することが可能なる。
VI−2.濃度補正動作
上述のようにテスト画像検出動作を実行することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、テスト画像TMを適切に検出することが出来る。したがって、上述のテスト画像検出動作を、濃度補正動作に適用することで、かかる濃度補正動作を良好に実行することが可能となる。そこで、上述のテスト画像検出動作を、濃度補正動作に適用した場合について、以下に説明する。特に以下では、テスト画像検出動作の第1例を色ずれ補正動作に適用した場合について説明する。
上述のようにテスト画像検出動作を実行することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、テスト画像TMを適切に検出することが出来る。したがって、上述のテスト画像検出動作を、濃度補正動作に適用することで、かかる濃度補正動作を良好に実行することが可能となる。そこで、上述のテスト画像検出動作を、濃度補正動作に適用した場合について、以下に説明する。特に以下では、テスト画像検出動作の第1例を色ずれ補正動作に適用した場合について説明する。
濃度補正動作においては、各トナー色のパッチマークPMが、テスト画像TMとして形成される。具体的には、画像形成ステーションY,M,C,Kは、それぞれが有する感光体ドラム21の表面にテスト潜像を形成するとともに、このテスト潜像を各トナー色で現像してテスト画像としてのパッチマークPM(Y),PM(M),PM(C),PM(K)を形成する。これらのパッチマークPMは、転写ベルト81の表面に搬送方向D81に並んで転写される。こうして転写ベルト81に形成されたパッチマークPMは、搬送方向D81に搬送されて光学センサSCにより検出される。
図26は光学センサの検出結果に対して実行される処理を示す図であり、図27は光学センサの検出結果に対して処理を実行する電気的構成を示す図である。上述したとおり、各色のパッチマークPMは、搬送方向D81に並んで形成されるとともに、搬送方向D81に搬送されてセンサスポットSSを通過する。こうして、各色のパッチマークPMが光学センサSCにより検出される。このパッチマークPMの検出動作は、上述の「V−1.テスト画像検出動作の第1例」に示したテスト画像検出動作と同様に実行される。
図26の「センシングプロファイル」の欄は、光学センサSCの検出結果を示している。パッチマークPM(Y),PM(M),PM(C),PM(K)がセンサスポットSSを通過すると、光学センサSCは各パッチマークに対応した検出波形PR(Y),PR(M),PR(C),PR(K)を、エンジンコントローラECに出力する。エンジンコントローラECは、検出電圧演算器571、電圧ずれ演算器572、基準値記憶部573および現像バイアス制御部574を備える。検出波形PR(Y),PR(M),PR(C),PR(K)は、検出電圧演算器571に電圧信号として入力される。
検出電圧演算器571では、光学センサSCから出力された検出波形PR(Y),PR(M),PR(C),PR(K)のピーク電圧V1〜V4が求められるとともに、これらピーク電圧V1〜V4は電圧ずれ演算器572に入力される。電圧ずれ演算器572は、ピーク電圧V1〜V4のそれぞれを、基準値記憶部573に記憶されている基準電圧と比較して、各色について濃度ずれに関する濃度情報を求める。そして、かかる濃度情報から濃度ずれがあると判断される場合は、ピーク電圧と基準電圧とが略一致するように、濃度補正動作が実行される。具体的には、濃度情報に基づいて、ヘッドコントローラHCはラインヘッド29の露光タイミングを補正する。また、濃度情報に基づいて、現像バイアス制御部574は、現像バイアス発生部252の現像バイアス値を補正する。こうして補正された画像濃度に基づいて、画像形成動作が実行される。
このように、この濃度補正動作では、テスト画像TMとしてパッチマークPMが形成されるとともに、上記テスト画像検出動作と同様にしてパッチマークPMの検出動作が実行される。したがって、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、パッチマークPMの検出を適切に実行することが可能となっている。その結果、高精度に濃度情報を求めることができる。そして、このように高精度に求められた濃度情報に基づいて補正された画像濃度により、画像形成動作が実行される。よって、良好な画像形成を実現することが可能なっている。
また、ここでは、テスト画像検出動作の第1例を濃度補正動作に適用した場合について説明した。しかしながら、上述したテスト画像検出動作の第2例、第3例を濃度補正動作に適用することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを、濃度補正動作における検出結果に反映させて、パッチマークPMの検出を適切に実行することが可能となる。その結果、高精度に濃度情報を求めることができるとともに、このように高精度に求められた濃度情報に基づいて補正された画像濃度により、画像形成動作が実行されて、良好な画像形成を実現することが可能なる。
VI−3.ばらつき補正動作
上述のようにテスト画像検出動作を実行することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを、テスト画像TMの検出結果に反映させることが出来る。つまり、テスト画像TMの検出結果は、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきが反映されている。そこで、以下に説明するばらつき補正動作は、このような検出結果を用いて、グループ潜像GLの位置ばらつきを補正する。特に以下では、テスト画像検出動作の第1例をばらつき補正動作に適用した場合について説明する。
上述のようにテスト画像検出動作を実行することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを、テスト画像TMの検出結果に反映させることが出来る。つまり、テスト画像TMの検出結果は、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきが反映されている。そこで、以下に説明するばらつき補正動作は、このような検出結果を用いて、グループ潜像GLの位置ばらつきを補正する。特に以下では、テスト画像検出動作の第1例をばらつき補正動作に適用した場合について説明する。
ばらつき補正動作においては、テスト画像TMとして、ばらつき検出マークDMが形成される(検出マーク形成処理)。具体的には、感光体ドラム21の表面にテスト潜像TLIが形成されるとともに、該テスト潜像が現像されてばらつき検出マークDMが形成される。このばらつき検出マークDMは、転写ベルト81の表面に転写されて搬送方向D81に搬送された後。光学センサSCにより検出される(検出マーク検出処理)。このばらつき検出マークDMの検出動作は、上述の「V−1.テスト画像検出動作の第1例」に示したテスト画像検出動作と同様に実行される。
図28は光学センサの検出結果に対して実行される処理を示す図であり、図29は光学センサの検出結果に対して処理を実行する電気的構成を示す図である。図28の「ばらつき検出マーク」の欄は、実際に形成されたばらつき検出マークDMを示している。図28の「基準マーク」の欄は、副走査方向SDにおけるグループトナー像GMの位置ばらつきが無い理想的なマーク、すなわち基準マークDMrを示している。図28の「センシングプロファイル」の欄において、実線波形は、センサスポットSSにより基準マークDMrを検出した場合の検出波形に相当する基準波形PR(DMr)であり、破線波形は、センサスポットSSによるばらつき検出マークDMの検出波形PR(DM)である。
光学センサSCは、ばらつき検出マークDMの検出波形PR(DM)をエンジンコントローラECに出力する。エンジンコントローラECは、時間ずれ演算器581、基準時間記憶部582、位置ずれ演算器583および発光タイミング演算器584を備える。この検出波形PR(DM)は、時間ずれ演算器581に入力される。時間ずれ演算器581は、検出波形PR(DM)の立ち上がりが、低閾値電圧Vlowを通過してから高閾値電圧Vhigを通過するまでの時間間隔Tdを求める。そして、時間ずれ演算器581は、この時間間隔Tdと、基準時間記憶部582に記憶されている基準時間間隔Tdrとの差分ΔT=Td−Tdrを求める。この基準時間間隔Tdrは、基準波形PR(DMr)の立ち上がりが、低閾値電圧Vlowを通過してから高閾値電圧Vhighを通過するまでの時間間隔であり、予め基準時間記憶部582に記憶されている。
時間ずれ演算器581は、この差分ΔTと感光体ドラム21の周速度S21から、グループトナー像GMの位置ばらつきΔDgmを算出するとともに、この位置ばらつきΔDgmを発光タイミング演算器584に出力する。発光タイミング演算器584は、ラインヘッド29の発光タイミングを位置ばらつきΔDgmに基づいて求める(タイミング算出処理)。具体的には、この発光タイミングは、位置ばらつきΔDgmが減少するように算出される。そして、このようにして求められた発光タイミングに基づいて、ヘッドコントローラ29はラインヘッド29の発光を制御する(発光制御処理)。位置ばらつきΔDgmが所定値以下となるまで、検出マーク形成処理、検出マーク検出処理、タイミング算出処理および発光制御処理が繰り返し実行される。これにより、位置ばらつきΔDgmが抑制されて、グループ潜像GLの位置ばらつきを補正される。そして、このように位置ばらつきが補正された状態で画像形成動作を実行する。
このように、このばらつき補正動作では、テスト画像TMとしてばらつき検出マークDMが形成されるとともに、上記テスト画像検出動作と同様にしてばらつき検出マークDMの検出動作が実行される。したがって、ばらつき検出マークDMの検出結果に、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを反映させることが可能となっている。そして、かかる検出結果を用いて、グループ潜像GLの位置ばらつきが補正されるとともに、位置ばらつきが補正された状態で画像形成動作を実行されている。したがって、良好な画像形成が実現されている。
また、ここでは、テスト画像検出動作の第1例をばらつき補正動作に適用した場合について説明した。しかしながら、上述したテスト画像検出動作の第2例、第3例をばらつき補正動作に適用することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを、ばらつき検出マークDMの検出結果に反映させることが可能となる。そして、かかる検出結果を用いて、グループ潜像GLの位置ばらつきが補正されるとともに、位置ばらつきが補正された状態で画像形成動作を実行されることで、良好な画像形成が実現される。
VI−4.主走査方向色ずれ補正動作
ところで、上記実施形態では、副走査方向SDへの色ずれを抑制するための色ずれ補正動作に本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明の適用対象はこれに限られず、例えば、主走査方向MDへの色ずれを抑制するための色ずれ補正動作に本発明を適用することもできる。以下、これについて説明する。
ところで、上記実施形態では、副走査方向SDへの色ずれを抑制するための色ずれ補正動作に本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明の適用対象はこれに限られず、例えば、主走査方向MDへの色ずれを抑制するための色ずれ補正動作に本発明を適用することもできる。以下、これについて説明する。
図30は、主走査方向色ずれ補正動作において形成されるレジストマークを示す図である。各色Y,M,C,KについてレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)が副走査方向SDに並んで形成される点では、主走査方向色ずれ補正動作と上述の色ずれ補正動作は共通する。しかしながら、各レジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の構成が、主走査方向色ずれ補正動作と上述の色ずれ補正動作との間で異なっている。つまり、主走査方向色ずれ補正動作では、レジストマークRM(Y)等は、主走査方向MDに対して斜めな斜線部Raと、主走査方向MDに略平行な横線部Rbとから構成されている。そして、この斜線部Raと横線部Rbとから成るレジストマークRM(Y)等を光学センサSCで検出することで、主走査方向MDへのレジストマークRM(Y)等の位置ずれが検出できる。
図31は、主走査方向色ずれ補正動作の原理を示す模式図である。同図の実線で表されたレジストマークRa、Rbは位置ずれを起こしていない場合のレジストマークに相当し、同図の破線で示したレジストマークRa’、Rb’は位置ずれを起こした場合のレジストマークに相当する。
まず、位置ずれを起こしてないレジストマークRa、Rbの検出動作について説明する。上述の通り転写ベルト81は移動方向D81に移動するため、この転写ベルト81の移動に伴ってレジストマークRa、Rbも移動方向D81に移動する。そして、レジストマークRa、Rbは光学センサSCのセンサスポット(同図では省略)を通過して、光学センサSCにより検出される。換言すれば、図31に示す矢印Dsc方向にセンサスポットがレジストマークRa、Rb上を通過してレジストマークRa、Rbを検出する。したがって、光学センサSCは、先ず斜線部Raの移動方向D81下流側のエッジを検出した後、横線部Rbの移動方向D81の下流側エッジを検出する。このとき、矢印Dsc上における斜線部Raの下流側エッジと、横線部Rbの下流側エッジとのエッジ間隔は間隔IVとなる。したがって、斜線部Raのエッジ検出から横線部Rbのエッジ検出までのエッジ検出時間Tivは、式(IV/S81)で求められる。ここで、符号S81は、転写ベルト81の搬送速度である。
一方、同図に示す例では、レジストマークRa’、Rb’は、レジストマークRa、Rbに対して同図上側に位置ずれを起こしている。その結果、このような位置ずれを起こしたレジストマークRa’、Rb’においては、矢印Dsc上における斜線部Ra’と横線部Rb’との下流側エッジ間隔IV’が、位置ずれの無い場合と比較して短くなっている(つまり、IV’<IV)。したがって、斜線部Ra’のエッジ検出から横線部Rb’のエッジ検出までのエッジ検出時間Tiv’(=IV’/S81)も、位置ずれが無い場合のエッジ検出時間Tivと比較して短くなる(つまり、Tiv’<Tiv)。なお、同図に示す例とは逆に、レジストマークRa’、Rb’が、レジストマークRa、Rbに対して同図下側に位置ずれを起こしたような場合は、エッジ検出時間Tiv’はエッジ検出時間Tivよりも長くなる(つまり、Tiv’>Tiv)。このように、レジストマークRM(Y)等が位置ずれを起こすと、斜線部Raの下流側エッジ検出から横線部Rbの下流側エッジ検出までのエッジ検出時間Tivが変動する。そこで、第4実施形態での色ずれ補正動作は、主走査方向MDへの各色間での位置ずれを、このエッジ検出時間Tivから求めている。
図32は、主走査方向色ずれ補正動作を示す図である。同図は、イエロー(Y)とマゼンタ(M)との間で発生した主走査方向MDにおける位置ずれを求める場合を示している。同図の「センシングプロファイル」の欄は、光学センサSCがレジストマークRM(Y)等を検出して出力する信号を表しており、同図の「二値化後」の欄は、センシングプロファイルに示す信号を閾値電圧Vthで二値化した信号である。センシングプロファイルに示すように、まず、イエロー(Y)のレジストマークRM(Y)の斜線部Raが検出されてプロファイル信号PRa(Y)が得られるのに続いて、同色(Y)のレジストマークRM(Y)の横線部Rbが検出されてプロファイル信号PRb(Y)が得られる。次に、マゼンタ(M)のレジストマークRM(M)の斜線部Raが検出されてプロファイル信号PRa(M)が得られるのに続いて、同色(M)のレジストマークRM(M)の横線部Rbが検出されてプロファイル信号PRb(M)が得られる。
こうして得られた各プロファイル信号PRa(Y),PRb(Y),PRa(M),PRb(M)が二値化されて、二値信号BSa(Y),BSb(Y),BSa(M),BSb(M)が得られる。そして、二値信号BSa(Y),BSb(Y)それぞれの立ち上がりエッジ間隔から、各色についてのエッジ検出時間Tivが求められる。具体的には、二値信号BSa(Y),BSb(Y)の立ち上がりエッジから、イエロー(Y)についてのエッジ検出時間Tiv(Y)が求められるとともに、二値信号BSa(M),BSb(M)の立ち上がりエッジから、マゼンタ(M)についてのエッジ検出時間Tiv(M)が求められる。そして、各色のエッジ検出時間Tivの差(=Tiv(Y)−Tiv(M))に転写ベルト81の移動速度D81を乗じることで、レジストマークRM(Y)とレジストマークRM(M)との主走査方向MDへのずれ量が求められる。
そして、この主走査方向色ずれ補正動作に対しても、上述したテスト画像検出動作を適用することができる。特に以下では、テスト画像検出動作の第1例を色ずれ補正動作に適用した場合について説明する。
図33は、主走査方向色ずれ補正動作における光学センサのセンサスポットおよびレジストマークとの関係を示す図である。同図に示すように、センサスポットSS1の主走査スポット径Dsmは、単位幅Wlmの(N−1)倍より広い。したがって、図33の破線に示すように、センサスポットSSにより、主走査方向MDに連続するN個のグループトナー像GM(GM1〜GM3)を確実に検出することが可能となる。よって、図33に示すセンサスポットSSは、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、レジストマークRMの検出を実行することが可能となっており、好適である。
VI−4.副走査倍率に起因した色ずれ補正動作
また、上記色ずれ補正動作は、互いに異なる色の間における位置ずれを、レジストマークRMを検出することで求めていた。しかしながら、互いに異なる色間での位置ずれ以外に、1つの色について副走査倍率ずれと称される位置ずれが発生する場合がある。具体的には、例えばある色について、感光体ドラム21の速度が所望よりも速かったりあるいは遅かったりすることで、転写ベルト81に転写される画像が縮んだりあるいは伸びたりして、あたかも副走査方向SDにおいて転写ベルト81に転写された画像の倍率がずれたかのように(副走査倍率ずれが発生したかのように)見える場合がある。そして、次に説明するように、このような副走査倍率ずれもレジストマークRMを検出することで求めることができる。
また、上記色ずれ補正動作は、互いに異なる色の間における位置ずれを、レジストマークRMを検出することで求めていた。しかしながら、互いに異なる色間での位置ずれ以外に、1つの色について副走査倍率ずれと称される位置ずれが発生する場合がある。具体的には、例えばある色について、感光体ドラム21の速度が所望よりも速かったりあるいは遅かったりすることで、転写ベルト81に転写される画像が縮んだりあるいは伸びたりして、あたかも副走査方向SDにおいて転写ベルト81に転写された画像の倍率がずれたかのように(副走査倍率ずれが発生したかのように)見える場合がある。そして、次に説明するように、このような副走査倍率ずれもレジストマークRMを検出することで求めることができる。
図34は、副走査倍率ずれ補正動作において形成されるレジストマークを示す図である。図34に示すように、各色Y,M,C,Kについて2つのレジストマークRMが副走査方向SDに離間して形成されている。例えば、イエロー(Y)については、レジストマークRM(Y)_1とレジストマークRM(Y)_2とが副走査方向SDに離間して形成されている。そして、この2つのレジストマークRM(Y)_1、RM(Y)_2が光学センサSCにより検出されて、イエロー(Y)についての副走査倍率ずれが求められる。
図35は、副走査倍率ずれ補正動作を示す図であり、イエロー(Y)について副走査倍率ずれを求める場合に相当する。同図の「センシングプロファイル」の欄は、光学センサSCがレジストマークRM(Y)_1、RM(Y)_2を検出して出力する信号を表しており、同図の「二値化後」の欄は、センシングプロファイルに示す信号を閾値電圧Vthで二値化した信号である。センシングプロファイルに示すように、まず、転写ベルト81の移動方向D81の下流側のレジストマークRM(Y)_1が検出されてプロファイル信号PR(Y)_1が得られるのに続いて、移動方向D81の上流側のレジストマークRM(Y)_2が検出されてプロファイル信号PR(Y)_2が得られる。
こうして得られた各プロファイル信号PR(Y)_1、PR(Y)_2が二値化されて、二値信号BS(Y)_1、BS(Y)_2が得られる。これら二値信号BSa(Y),BSb(Y)それぞれの立ち上がりエッジ間隔からは、エッジ検出時間T1が求められるとともに、このエッジ検出時間T1に転写ベルト81の搬送速度S81を乗じることで、副走査方向SDにおけるレジストマークRM(Y)_1、RM(Y)_2の位置間隔が求められる。そして、こうして求められたレジストマークRM(Y)_1、RM(Y)_2の位置間隔が所望の値からどの程度ずれているかを求めることで、イエロー(Y)についての副走査倍率ずれを求めることができる。なお、イエロー(Y)以外の色についても、同様にして、副走査倍率ずれをもとめることができる。また、このように求められた副走査倍率ずれに基づいて、例えば発光素子2951の発光タイミングを制御することで、転写ベルト81に転写される画像の副走査方向SDにおける長さを適切なものとすることができる。
そして、副走査倍率に起因した色ずれ補正動作に対しても、上述した本発明にかかるテスト画像検出動作を適用することで、レジストマークRMの検出結果に、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを反映させることが可能となっている。そして、かかる検出結果を用いて色ずれ補正動作が実行されることで、副走査倍率に起因した色ずれが適切に補正されて、良好な画像形成が実現される。
VII.光学センサの変形例
図36は、光学センサSCの変形例を模式的に示す図である。この変形例にかかる光学センサSCは、開口絞りDIAを有している点以外は図17に示した光学センサSCと共通する。そこで、以下では、開口絞りDIAの構成を中心に説明する。この開口絞りDIAは、センサスポットSSと受光部Erfの間に設けられている。したがって、転写ベルト81で反射された光のうち、開口絞りDIAを通過した光のみが受光部Erfに到達することができる。しかも、開口絞りDIAの開口部の面積Sdiaは可変に構成されており、開口面積Sdiaを調整することで、受光部Erfに到達する光の光量を制御することができる。つまり、この光学センサSCでは、開口面積Sdiaを変更することで、センサスポットSSの大きさや形状を調整することが可能となっている。なお、このようなセンサスポットSSの調整機能は、開口絞りDIAを発光部EemとセンサスポットSSとの間に設けることでも実現できる。つまり、この場合、発光部Eemから発光された光のうち、開口絞りDIAを通過した光のみが転写ベルト81で反射されて、受光部Erfに到達することができる。したがって、開口面積Sdiaを調整することで、受光部Erfに到達する光の光量を制御することができる、センサスポットSSの大きさや形状を調整することが可能となっている。
図36は、光学センサSCの変形例を模式的に示す図である。この変形例にかかる光学センサSCは、開口絞りDIAを有している点以外は図17に示した光学センサSCと共通する。そこで、以下では、開口絞りDIAの構成を中心に説明する。この開口絞りDIAは、センサスポットSSと受光部Erfの間に設けられている。したがって、転写ベルト81で反射された光のうち、開口絞りDIAを通過した光のみが受光部Erfに到達することができる。しかも、開口絞りDIAの開口部の面積Sdiaは可変に構成されており、開口面積Sdiaを調整することで、受光部Erfに到達する光の光量を制御することができる。つまり、この光学センサSCでは、開口面積Sdiaを変更することで、センサスポットSSの大きさや形状を調整することが可能となっている。なお、このようなセンサスポットSSの調整機能は、開口絞りDIAを発光部EemとセンサスポットSSとの間に設けることでも実現できる。つまり、この場合、発光部Eemから発光された光のうち、開口絞りDIAを通過した光のみが転写ベルト81で反射されて、受光部Erfに到達することができる。したがって、開口面積Sdiaを調整することで、受光部Erfに到達する光の光量を制御することができる、センサスポットSSの大きさや形状を調整することが可能となっている。
このように図36では、開口絞りDIAが設けられており、検出画像の検出に供する光量を開口絞りにより制限することができる。その結果、例えば迷光等により検出結果が乱される等の不具合の発生を抑制することができる。さらに、開口絞りは、当該開口絞りを通過する光量が可変であるように構成されているため、検出画像の検出に供する光量を必要に応じて調整することができ、換言すれば、センサスポットSSの大きさや形状を調整することが可能となっている。したがって、センサスポットSSの径を上述してきた実施形態のように設定することが簡便に実行可能である。
このように、上記実施形態では、主走査方向MDが本発明の「第1方向」に相当し、副走査方向SDが本発明の「第2方向」に相当する。また、上記実施形態では、画像形成ステーションY,M,C,Kのそれぞれが本発明の「画像形成部」に相当し、感光体ドラム21が本発明の「潜像担持体」相当し、発光素子グループ列295Cが本発明の「グループ列」に相当し、光学センサSCが本発明の「検出手段」に相当し、センサスポットSSが本発明の「検出領域」に相当する。また、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当し、レンズLSが本発明の「結像光学系」に相当し、発光素子グループ295が本発明の「複数の発光素子」に相当し、主走査方向MDにおけるテスト画像TMの幅が本発明の「検出手段に検出される像の第1方向の幅L2」に相当し、主走査方向MDにおける単位幅Wlmの(N−1)倍の幅が、本発明の「2つ以上の結像光学系により潜像担持体に形成される潜像の第1方向の幅L3」に相当する。また、上述のテスト潜像TLIの形成動作はメインコントローラMCおよびヘッドコントローラHCの制御により実行され、メインコントローラMCおよびヘッドコントローラHCが本発明の「制御手段」として機能している。
IX.その他
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、「V−1.テスト画像検出動作の第1例」では、主走査方向MDにおいて、テスト潜像TLIは単位幅WlmのN倍以上の幅を有する。しかしながら、主走査方向MDにおけるテスト潜像TLIの幅は、これに限られず、単位幅Wlmの(N−1)倍より広ければよい。したがって、図37に示すようにテスト潜像TLIを構成することもできる。ここで、図37は、テスト潜像の別の構成を示す図であり、N=3の場合に対応する。同図が示すように、テスト潜像TLIは、N個のグループ潜像GL1〜GL3が主走査方向MDに連続して形成されている。主走査方向MDにおいて、グループ潜像GL2は単位幅Wlmの広さを有する一方、グループ潜像GL1,GL3の幅Wlm’は、単位幅Wlmよりも短い。これは、グループ潜像GL1,GL3を形成した各発光素子グループ295が、それぞれが有する8個の発光素子2951のうちの一部のみを用いてグループ潜像GLを形成したことによる。その結果、主走査方向MDにおいて、テスト潜像TLIは、単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広く、単位幅WlmのN倍よりも狭い。
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、「V−1.テスト画像検出動作の第1例」では、主走査方向MDにおいて、テスト潜像TLIは単位幅WlmのN倍以上の幅を有する。しかしながら、主走査方向MDにおけるテスト潜像TLIの幅は、これに限られず、単位幅Wlmの(N−1)倍より広ければよい。したがって、図37に示すようにテスト潜像TLIを構成することもできる。ここで、図37は、テスト潜像の別の構成を示す図であり、N=3の場合に対応する。同図が示すように、テスト潜像TLIは、N個のグループ潜像GL1〜GL3が主走査方向MDに連続して形成されている。主走査方向MDにおいて、グループ潜像GL2は単位幅Wlmの広さを有する一方、グループ潜像GL1,GL3の幅Wlm’は、単位幅Wlmよりも短い。これは、グループ潜像GL1,GL3を形成した各発光素子グループ295が、それぞれが有する8個の発光素子2951のうちの一部のみを用いてグループ潜像GLを形成したことによる。その結果、主走査方向MDにおいて、テスト潜像TLIは、単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広く、単位幅WlmのN倍よりも狭い。
また、「V−2.テスト画像検出動作の第2例」では、テスト潜像TLIは、8個の発光素子グループ295によるグループ潜像GLが主走査方向MDに連続して形成されている。そして、これら8個の発光素子グループ295の全ては、それぞれが有する全発光素子2951によりグループ潜像GLを形成している。しかしながら、テスト潜像TLIを形成するグループ潜像GLの全てが、発光素子グループ295が有する全発光素子2951により形成される必要は無く、例えば、N個の発光素子グループ295のみが、各々が有する全発光素子2951によりグループ潜像GLを形成してもよい。
また、上記実施形態では、N個の発光素子グループ295のそれぞれが全発光素子2951を発光させて、グループ潜像がGLが形成されているが、各発光素子グループ295の一部の発光素子2951のみを発光させてグループ潜像を形成しても良い。例えば、発光素子グループ295は複数の発光素子列2951を有している。そこで、例えば、複数の発光素子列2951のうちの1列のみを発光させて、テスト潜像TLIを構成する各グループ潜像GLを形成しても良い。つまり、図8の発光素子列2951R_1のみを発光させて各グループ潜像GLを形成しても良い。そして、このように構成されたテスト潜像TLIを現像して得られた検出画像を検出するように構成しても良い。
また、上記実施形態は、1つの発光素子グループ列295Cを3個の発光素子グループ295で構成した場合に相当し、すなわち、N=3の場合に相当する。しかしながら、1つの発光素子グループ列295Cを構成する発光素子グループ295の個数は3に限られず、2個以上であれば良い(すなわち、Nは2以上の整数であれば良い)。
例えば、図38に示すように、N=2の場合は、光学センサSCにより検出されるテスト画像の主走査方向MDにおける幅L2が単位幅Wlmの(N−1)=1倍よりも広ければ良い。ここで、図38はN=2の場合のテスト画像検出動作を示す図である。つまり、光学センサSCにより検出されるテスト画像の主走査方向MDにおける幅L2が、結像光学系の1つで潜像担持体に形成される潜像の主走査方向MDにおける幅L1(=単位幅Wlm)とが、次式
L2>L1
の関係を満たすようにテスト画像を形成すれば良い。さらにセンサスポットSSの主走査スポット径Dsmも単位幅Wlmの(N−1)=1倍よりも広く構成することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、適切にレジストマークRMの検出を実行することが可能となる。
L2>L1
の関係を満たすようにテスト画像を形成すれば良い。さらにセンサスポットSSの主走査スポット径Dsmも単位幅Wlmの(N−1)=1倍よりも広く構成することで、主走査方向MDに連続するN個のグループ潜像GLの位置ばらつきを検出結果に反映させて、適切にレジストマークRMの検出を実行することが可能となる。
また、上記実施形態では、発光素子グループ295は8個の発光素子2951を有する。しかしながら、発光素子グループ295が有する発光素子2951の個数はこれに限られず、2個以上であれば良い。
また、上記実施形態は、発光素子2951として有機EL素子を用いている。しかしながら、発光素子2951として使用可能である素子は有機EL素子に限られず、LED(Light Emitting Diode)を発光素子2951として用いることもできる。
なお、発光素子2951として有機EL素子、特にボトムエミッション型の有機EL素子を用いた場合は、発光光量が少なくなる傾向にあり、形成される画像が迷光等の影響を受けやすい。そこで、このような場合には、図4等を用いて説明した遮光部材297を設けて、迷光の影響を抑制することが好適である。
また、上記実施形態では、いわゆるタンデム型の画像形成装置に本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明を適用可能である画像形成装置はタンデム型に限られない。例えば、特開2002−132007号公報には、感光体と露光ユニットとを1つずつ備えるとともに、この露光ユニットを用いて各色に対応する潜像を感光体表面に順次形成する、いわゆるロータリ型の画像形成装置が記載されている。かかるロータリ方の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。
また、上述してきた実施形態では、センサスポットSSとレジストマークRMの具体的なサイズについては特に説明しなかったが、これらのサイズを次のように設定しても良い。図39は、センサスポットおよびレジストマークのサイズの一例を示す図である。同図に示すように、レジストマークRMは、3個のグループトナー像GM1、GM2、GM3から構成されており、しかも、グループトナー像GM1、GM2、GM3のそれぞれは主走査方向MDに単位幅Wlm(=0.5mm)で形成されている。したがって、レジストマークRMは、主走査方向MDに1.5mmの幅を有している。また、これらグループトナー像GM1、GM2、GM3は、副走査方向SDに重複幅Wol=2.0mmで重複している。一方、センサスポットSSは円形状を有しており、主走査スポット径Dsmは1.5mmである。このようにセンサスポットSSは、単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広く構成されているため、光学センサSCによる検出を適切に実行することが可能となっている。なお、図39のサイズは一例に過ぎず、センサスポットおよびレジストマークのサイズを必要に応じて変更できることはいうまでも無い。
Y,M,C,K…画像形成ステーション(画像形成部)、 21Y、21K…感光体ドラム(潜像担持体)、 29…ラインヘッド(露光ヘッド)、 295…発光素子グループ、 295C…発光素子グループ列(グループ列)、 295R…発光素子グループ行、 2951…発光素子、 293…ヘッド基板、 299…レンズアレイ、 MD…主走査方向(第1方向), SD…副走査方向(第2方向)、 LGD…長手方向、 LTD…幅方向、 SC…光学センサ(検出手段)、 SS…センサスポット(検出領域)、 TLI…テスト潜像、 TM…テスト画像、 RM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)…レジストマーク(テスト画像)、 PM(Y),PM(M),PM(C),PM(K)…パッチマーク(テスト画像)、 DM…ばらつき検出マーク(テスト画像)
Claims (15)
- 第1方向に複数配設した結像光学系と、前記結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドと、
第2方向に移動するとともに、前記露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、
前記露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段により現像された像を検出する検出手段と、
前記結像光学系の1つで前記潜像担持体に形成される潜像の前記第1方向の幅L1と、前記検出手段に検出される像の前記第1方向の幅L2とが、
L2>L1
の関係を有するように像の形成を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記像が転写される転写媒体を備え、前記検出手段は前記転写媒体に転写された前記像を検出する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記露光ヘッド、前記潜像担持体および前記現像手段を複数異なる色に対応して前記転写媒体に配した請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記検出手段の検出結果から前記像が転写される位置に関する情報を求める請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記情報に基づいて前記複数の異なる色ごとの像位置を制御する請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段の前記転写媒体での検出領域は前記第1方向に幅L1よりも広い請求項2ないし5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、前記検出領域に光を照射する照射部と、前記検出領域からの反射光を受光する受光部とを有し、前記受光部が受光した光に基づいて前記像を検出する請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記照射部と前記検出領域との間、あるいは、前記検出領域と前記受光部との間に、開口絞りを設ける請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段は、前記像の濃度を検出する請求項1ないし8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記潜像担持体は、回転軸中心に回転する感光体ドラムである請求項1ないし9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記露光ヘッドは、前記複数の発光素子と前記複数の結像光学系との間に配されるとともに、導光孔が配設された遮光部材を有する請求項1ないし10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記発光素子は有機EL素子である請求項1ないし11のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記有機EL素子はボトムエミッション型である請求項12記載の画像形成装置。
- 第1方向に複数配設した結像光学系と、前記結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドと、
第2方向に移動するとともに、前記露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、
前記露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段により現像された像を検出する検出手段と、
2つ以上の前記結像光学系により前記潜像担持体に形成される潜像の前記第1方向の幅L3と、前記検出手段に検出される像の前記第1方向の幅L2とが、
L2>L3
の関係を有するように像の形成を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 第1方向に複数配した結像光学系と、前記結像光学系で結像される光を発光する複数の発光素子とを有する露光ヘッドにより、第2方向に移動する潜像担持体に潜像を形成する露光工程と、
前記露光ヘッドにより形成された潜像を現像する現像工程と、
前記結像光学系の1つで前記潜像担持体に形成される潜像の前記第1方向の幅L1と、前記検出手段に検出される像の前記第1方向の幅L2とが、
L2>L1
の関係を有するように形成された像を検出する検出工程と
を備えたことを特徴とする画像形成方法。
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JP (1) | JP2009073179A (ja) |
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