JP2009075560A - 画像形成装置、画像検出方法および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】検出画像の検出を安定して行うことを可能とする技術を提供する。
【解決手段】第1方向に配された複数の結像光学系、及び結像光学系により結像される光を発光する複数の発光素子を有する露光ヘッドと、第1方向に直交もしくは略直交する第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、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を備え、検出手段により検出される像は、1の結像光学系により形成される画像の第1方向の幅よりも広い幅で形成する。
【選択図】図23
【解決手段】第1方向に配された複数の結像光学系、及び結像光学系により結像される光を発光する複数の発光素子を有する露光ヘッドと、第1方向に直交もしくは略直交する第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、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を備え、検出手段により検出される像は、1の結像光学系により形成される画像の第1方向の幅よりも広い幅で形成する。
【選択図】図23
Description
この発明は、検出画像の検出結果を安定させることを可能とする技術に関するものである。
従来から、テスト画像(検出画像)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、複数の色についてテスト画像(同文献の「検知用パターン」)を形成して、カラー画像形成に必要な色ずれ情報を得ている。詳述すると、同文献記載の装置は、複数色のトナー像を転写媒体に重ね合わせることで、カラー画像を形成している。そして、このカラー画像を良好に形成するために、各色についてテスト画像が形成される。テスト画像は光学センサにより検出され、この検出結果から該テスト画像の位置が求められる。こうして求められた各色のテスト画像の位置から、色ずれ情報を得ることができる。このように、特許文献1に記載の装置では、テスト画像を形成するとともに該テスト画像の検出結果から、画像形成に関する情報を得ている。
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する。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。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、異なる発光素子グループにより形成され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。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こととなる。その結果、テスト画像の検出結果が安定しない場合があった。
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、上記ばらつきがテスト画像に発生した場合であっても、テスト画像の検出を安定して行う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方向に配された複数の結像光学系、及び結像光学系により結像される光を発光する複数の発光素子を有する露光ヘッドと、第1方向に直交もしくは略直交する第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、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を備え、検出手段により検出される像は、1の結像光学系により形成される画像の第1方向の幅よりも広い幅で形成することを特徴としている。
また、この発明にかかる画像検出方法は、上記目的を達成するために、第1方向に配された複数の結像光学系と、結像光学系に対応して配された複数の発光素子とを有する露光ヘッドにより、第1方向に直交、もしくは略直交する第2方向に移動する潜像担持体に潜像を形成するとともに、潜像を現像して像を形成する画像形成工程と、画像形成工程で形成された像を検出する検出工程とを備え、結像光学系は複数の発光素子からの光を結像して、潜像担持体に潜像を形成し、検出工程で検出される像は、1の結像光学系により形成される像の幅よりも広い幅を第1方向に有す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方向に配された複数の結像光学系と、結像光学系に対応して配された複数の発光素子とを有する露光ヘッドにより、第1方向に直交、もしくは略直交する第2方向に移動する潜像担持体に潜像を形成するとともに、潜像を現像して像を形成する画像形成工程と、画像形成工程で形成された像を検出する検出工程とを備え、結像光学系は複数の発光素子からの光を結像して、潜像担持体に潜像を形成し、検出工程で検出される像は、1の結像光学系により形成される像の幅よりも広い幅を第1方向に有し、画像形成工程では、検出工程の検出結果に基づいて像を形成する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、画像検出方法、画像形成方法)では、像は、1つの結像光学系により形成される画像の幅以上の幅を第1方向に有する。そして、このように構成された像が検出手段により検出される。したがって、像のばらつきが検出結果に与える影響を抑制して、安定した検出結果を得ることが可能となっている。
また、検出手段により検出される像は、2つ以上の結像光学系により形成されるように構成しても良い。このように構成することで、像のばらつきが検出結果に与える影響をより効果的に抑制して、安定した検出結果を得ることが可能となっている。
また、検出手段の検出領域は1つの結像光学系により形成される画像の幅よりも広い幅を第1方向に有するように構成しても良い。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、像に発生したばらつきが検出結果に与える影響をより確実に抑制することが可能となる。その結果、像の検出結果をより安定させることができる。
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、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、露光ヘッドでは、J個(Jは3以上の整数)の結像光学系を第1方向および第2方向にずらして配した結像光学系列を構成しても良い。この際、検出手段により検出される像および検出領域は、第1方向に隣接して露光可能な(J−1)個の結像光学系それぞれが形成する画像の幅の和よりも広い幅を第1方向に有するように構成しても良い。このように像および検出領域の幅を構成することで、検出手段による像の検出結果をより安定化させることができる。
また、像は、第1方向に隣り合うJ個の結像光学系それぞれが形成する画像の幅の和のI倍(Iは正の整数)よりも広い幅を第1方向に有し、検出領域は、第1方向に隣り合うN個の結像光学系が形成する画像の幅の和のI倍の幅を第1方向に有するように構成しても良い。このように、第1方向に隣り合うN個の結像光学系が形成する画像の幅の和のI倍(つまり整数倍)の幅を、検出領域が第1方向に有するように構成することで、検出手段による像の検出結果をより安定化させることができる。
また、第2方向に移動する転写媒体と、露光手段、潜像担持体および現像手段を有する複数の画像形成部と、を有し、複数の画像形成部が形成した像を転写媒体に転写するように構成しても良い。この際、複数の画像形成部が形成したレジストマークが転写媒体に転写され、検出手段は転写媒体に転写されたレジストマークを検出し、検出手段の検出結果から画像形成部が形成した像が転写される位置に関する位置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、レジストマークに上述のようなばらつきが発生した場合であっても、かかるばらつきがレジストマーク検出結果に与える影響を抑制することができ、安定した検出結果を得ることが可能となる。その結果、レジストマークの位置情報を高精度に求めることが可能となる。さらに、複数の画像形成部が形成した像が転写媒体に転写される位置を、位置情報に基づいて制御するように構成しても良い。なぜなら、高精度に求められたレジストマークの位置情報に基づいて転写位置を制御して良好な像形成が実行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、像のばらつきが検出結果に与える影響を抑制して、安定した検出結果を得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されても良い。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像形成に寄与する。換言すれば、結像光学系に入射して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、形成される像が迷光等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、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像を検出することで、像の検出結果を安定させることが可能となっている。
この発明の別態様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、第1方向の直交、若しくは略直交方向に検出領域を通過するテスト画像を検出する検出手段とを備え、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が設けられた基板を有し、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、テスト潜像は、互いに異なる発光素子グループにより形成された複数の潜像が第1方向に隣接して形成され、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よりも広いことを特徴としている。
この発明の別態様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方向に直交、若しくは略直交する第2方向に移動する潜像担持体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、第1方向の直交、若しくは略直交方向に検出領域を通過するテスト画像を検出する検出工程とを備え、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が設けられた基板を有し、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、テスト潜像は、互いに異なる発光素子グループにより形成された複数の潜像が第1方向に隣接して形成され、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、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よりも広い。したがって、後に詳述するように、上述のテスト画像のばらつきに拘わらず、テスト画像の検出結果を安定的に求めることが可能となっている。
また、テスト潜像を構成する複数の潜像は、第2方向において検出領域よりも広い重複幅で重複するように構成しても良い。かかる構成は、テスト画像の検出結果をより安定させることが可能であり、好適である。
また、ラインヘッドは長手方向が第1方向に対応するとともに幅方向が第2方向に対応して設けられ、基板では、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幅方向に互いにずらして設けたグループ列が長手方向に並んでおり、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)倍よりも広くなるように構成しても良い。かかる構成では、検出領域の幅は、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、テスト画像の検出結果をより安定させることが可能となっている。
また、上述のグループ列が並ぶ装置においては、次のように構成しても良い。つまり、第1方向において、テスト潜像は、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×I倍(Iは整数)よりも広く、第1方向において、検出領域の幅は、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×I倍であるように構成しても良い。かかる構成は、テスト画像の検出結果をより安定することが可能であり、好適である。
また、第1方向における検出領域の幅は、第2方向における検出領域の長さよりも広いように構成しても良い。このように構成することで、テスト画像の検出結果をより安定させることが可能となる。
また、第2方向における検出領域の両端部は、第1方向に平行な直線であるように構成しても良い。かかる構成は、テスト画像の位置検出をより適切に実行することが可能であり、好適である。
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を幅方向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。
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、複数のグループ潜像GL1〜GL3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。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、各発光素子グループ295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。
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、発光素子グループ毎でグループ潜像GL1〜GL3の形成位置がばらつく場合がある。そして、このような発光素子グループ毎での潜像の位置ばらつきが発生すると、例えば、次に説明する色ずれ補正動作等において、テスト画像の検出が安定してできない場合があった。
V.色ずれ補正動作
画像形成装置1が実行する色ずれ補正動作について説明する。つまり、上述のとおり、画像形成装置1は、4色のトナー像を転写ベルト81の表面に重ね合わせるように転写してカラー画像を形成している。しかしながら、このような画像形成装置では、転写ベルト81への転写位置が色毎でずれてしまう場合がある。そして、このような位置ずれは色調の変化(色ずれ)として現れる。そこで、カラー画像を良好に形成するために、画像形成装置1は色ずれ補正動作を実行する。
画像形成装置1が実行する色ずれ補正動作について説明する。つまり、上述のとおり、画像形成装置1は、4色のトナー像を転写ベルト81の表面に重ね合わせるように転写してカラー画像を形成している。しかしながら、このような画像形成装置では、転写ベルト81への転写位置が色毎でずれてしまう場合がある。そして、このような位置ずれは色調の変化(色ずれ)として現れる。そこで、カラー画像を良好に形成するために、画像形成装置1は色ずれ補正動作を実行する。
図16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は、光学センサSCを用いて実行される。具体的には、2つの光学センサSCa,SCb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SCa,SCbのそれぞれは、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18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。
図16に戻って、色ずれ補正動作について説明を続ける。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が形成される(図16)。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19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20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。色ずれ補正動作における処理の理解を容易とするために、ここでは、マゼンタ(M)のみのレジストマークRMの形成位置がずれたとし、その他の色については理想的な位置にレジストマークRMが形成されたとする。図19の「レジストマーク」の欄において、実線で示したレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)は色ずれが無い理想的な場合における各色のレジストマークを表し、破線で示したレジストマークRMs(M)は実際に位置ずれが発生したマゼンタ(M)のレジストマークを表す。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。
図19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。図19に示す例では、マゼンタ(M)のレジストマークが位置ずれを起こしている。したがって、実際には光学センサSCは、破線で示すレジストマークRMs(M)を検出して検出波形PRs(M)を出力する。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19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。図19に示す例では、マゼンタ(M)のレジストマークが位置ずれを起こしている。したがって、実際には位置ずれ演算器55は、検出波形PRs(M)を二値化して破線で示す二値信号BSs(M)を生成する。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)の二値信号BSの立ち上がりエッジとの時間間隔(時間間隔Tym)から、マゼンタ(M)のレジストマークRMs(M)の形成位置のずれが、演算により求められる。つまり、
Dm:レジストマークRM(Y)に対するレジストマークRMs(M)の位置ずれ
S81:転写ベルト表面の搬送速度
T1:位置ずれが無い場合の時間間隔Tym
T1’:位置ずれがある場合の時間間隔Tym
としたとき次式
Dm=S81×(T1−T1’)
からマゼンタ(M)についての位置ずれDmが求められる。このようにして求められた位置ずれDm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は位置ずれDm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、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RMs(M)の位置ずれ
S81:転写ベルト表面の搬送速度
T1:位置ずれが無い場合の時間間隔Tym
T1’:位置ずれがある場合の時間間隔Tym
としたとき次式
Dm=S81×(T1−T1’)
からマゼンタ(M)についての位置ずれDmが求められる。このようにして求められた位置ずれDm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は位置ずれDm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、色ずれが補正される。
このように色ずれ補正動作は、感光体表面に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としてのレジストマークRMを転写ベルト表面に形成する。そして、光学センサSCによりレジストマークRMを検出して、該検出値に基づいて色ずれ補正が実行される。ところで、図15等を用いて上述したように、感光体表面の移動速度の変動に起因して、発光素子グループ毎で潜像の位置ばらつきが発生する場合がある。したがって、色ずれ補正において形成されるテスト潜像においても、このような位置ばらつきが発生する場合がある。そして、このような位置ばらつきが発生したテスト潜像を現像して得られるレジストマークRM(テスト画像)においても、同様のばらつきが発生することとなる。つまり、後の図21に示すように、発光素子グループ毎にトナー像の位置がばらついて、光学センサSCによるレジストマークRMの検出結果が安定しない場合があった。
図21は、発光素子グループ毎に位置ばらつきが発生したレジストマークの光学センサによる検出結果の一例を示す図である。同図の「レジストマーク」の欄において、横長の長方形は、グループ潜像GLを現像して得られるグループトナー像GMを示す。同欄に示すように、各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)のいずれにおいても、発光素子グループ毎にグループトナー像GMの位置が搬送方向D81(副走査方向SD)にばらついている。ここで、このようなレジストマークRMを、センサスポットSS1で検出する場合と、センサスポットSS2で検出する場合とを比較する。そして、この比較を通じて、光学センサSCの検出結果が安定しない理由について説明する。
各レジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)は、搬送方向D81に搬送されて、センサスポットSS1,SS2を通過する。このとき、同図の「レジストマーク」の欄に示すように、センサスポットSS2を通過するのは、主走査方向MDに隣接する2つのグループトナー像GMの境界部分BDである。一方、センサスポットSS1に対しては、かかる境界部分BDが通過することは無く、1つのグループトナー像GMの略中央部分が通過する。その結果、各センサスポットSS1,SS2による検出結果は、同図の「センシングプロファイル」欄に示すようになる。つまり、センサスポットSS1による各レジストマークRMの検出波形PR1(Y),PR1(M),PR1(C),PR1(K)は略同じ形状であり、安定している。一方で、センサスポットSS2による各レジストマークRMの検出波形PR2(Y),PR2(M),PR2(C),PR2(K)(破線)は、互いに異なる形状を有する。これは、境界部分BDの影響を受けてセンサスポットSS2による検出波形PR2が歪んでしまったことによる。このように、センサスポットSS2による検出波形PR2(検出結果)は、境界部分BDの影響を受けて歪んでしまい、安定しない。その結果、色ずれ補正動作が適切に実行できない場合があった。
このような問題の発生を抑制する方法の1つとして、境界部分BDを検出しないようにセンサスポットの位置を調整することも考えられる。しかしながら、上述のような、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)を転写ベルト81に沿って配置したいわゆるタンデム型の画像形成装置では、感光体ドラム21に対するラインヘッド29の取り付け位置が、画像形成ステーション毎でばらつく場合がある。その結果、図22に示すように、各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の形成位置が主走査方向MDにずれる可能性がある。ここで、図22は、各レジストマークの形成位置が主走査方向にずれた場合を示す図である。したがって、境界部分BDを検出しないようにセンサスポットの位置を調整する方法が、必ずしも適切で無い場合がある。
そこで、本発明の実施形態は、光学センサSCのセンサスポットSSを以下に説明するように構成している。
VI−1.第1実施形態
図23は、第1実施形態における光学センサのセンサスポットと、テスト潜像およびレジストマークとの関係を示す図である。以下では、色ずれ補正動作の説明を通じて、センサスポットと、テスト潜像およびレジストマークの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、まずテスト潜像TLIが形成される。第1実施形態では、このテスト潜像TLIは、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmよりも広い幅でもって形成される。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。具体的には、テスト潜像TLIは、主走査方向MDに連続する8個のグループ潜像GLが隣接して構成されており、しかも、各グループ潜像GLは主走査方向MDに単位幅Wlmで形成されている。したがって、テスト潜像TLIは単位幅Wlmの8倍の幅を主走査方向MDに有することとなる。また、同図に示すように、このテスト潜像TLIは、主走査方向MDにおいてセンサスポットSSよりも広い。この8個のグループ潜像GLは、副走査方向SDにばらついて形成されているとともに、副走査方向SDにおいて重複幅Wolで重複している。なお、第1実施形態では、これら8個のグループ潜像GLのそれぞれは、1個の発光素子グループ295が有する全ての発光素子2951により形成されている。
図23は、第1実施形態における光学センサのセンサスポットと、テスト潜像およびレジストマークとの関係を示す図である。以下では、色ずれ補正動作の説明を通じて、センサスポットと、テスト潜像およびレジストマークの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、まずテスト潜像TLIが形成される。第1実施形態では、このテスト潜像TLIは、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmよりも広い幅でもって形成される。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。具体的には、テスト潜像TLIは、主走査方向MDに連続する8個のグループ潜像GLが隣接して構成されており、しかも、各グループ潜像GLは主走査方向MDに単位幅Wlmで形成されている。したがって、テスト潜像TLIは単位幅Wlmの8倍の幅を主走査方向MDに有することとなる。また、同図に示すように、このテスト潜像TLIは、主走査方向MDにおいてセンサスポットSSよりも広い。この8個のグループ潜像GLは、副走査方向SDにばらついて形成されているとともに、副走査方向SDにおいて重複幅Wolで重複している。なお、第1実施形態では、これら8個のグループ潜像GLのそれぞれは、1個の発光素子グループ295が有する全ての発光素子2951により形成されている。
このテスト潜像TLIはトナー現像されて、テスト画像としてのレジストマークRMが形成される(テスト画像形成工程、画像形成工程)。かかるレジストマークRMは、テスト潜像TLIと略同様の形状を有する。つまり、レジストマークRMは、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmよりも広く、且つ、センサスポットSSよりも広い。そして、レジストマークRMを構成する8個のグループトナー像GMは、副走査方向SDにばらつくとともに、副走査方向SDにおいて重複幅Wolで重複している。このレジストマークRMは、副走査方向SD(搬送方向D81)にセンサスポットSSを通過して、光学センサSCにより検出されることとなる(検出工程)。センサスポットSSの形状は略長方形であり、副走査方向SDにおけるセンサスポットSSの両端部SSeは主走査方向MDに平行もしくは略平行な直線である。センサスポットSSは、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmよりも広い主走査スポット径Dsmを有するとともに、副走査方向SDにおいて重複幅Wolよりも狭い副走査スポット径Dssを有する。また、第1実施形態では、主走査スポット径Dsmは、副走査スポット径Dssよりも広く設定されている。
このように第1実施形態では、センサスポットSSは、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmよりも広い主走査スポット径Dssを有している。したがって、各グループトナー像GMの形成位置がばらついている場合であっても、センサスポットSSによるレジストマークRMの検出結果を安定させることが可能となっている。この理由について説明する。
図21を用いて説明したように、隣接するグループトナー像GMの境界部分BDの影響を受けて、センサスポットSS2による検出結果が安定しない場合があった。この境界部分BDの影響により検出結果が不安定になる原因は、主にセンサスポットSS2の主走査方向MDにおけるスポット径が十分でないことにある。つまり、センサスポットSS2のスポット径が短いために、センサスポットSS2による検出結果が境界部分BDの影響を受けやすく、その結果、検出結果が不安定となっていた。
これに対して、図23に示すように第1実施形態では、センサスポットSSは、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmよりも広い主走査スポット径Dsmを有している。このようなセンサスポットSSは、主走査方向MDに単位幅Wlmで直線的に延びる平坦部分FLを、単位幅Wlmよりも広い範囲に渡って確実に検出することができる。つまり、同図に示すセンサスポットSSを有する光学センサSCでは、このような平坦部分FLを検出結果に十分に取り込んで、境界部分BDの影響を相対的に減少させることが可能となっている。よって、第1実施形態における光学センサSCは、レジストマークRMを安定して検出することが可能であり、好適である。
また、第1実施形態では、テスト潜像TLIを構成する複数のグループ潜像GLは、副走査方向SDにおいて重複幅Wolで重複して形成され、その結果、レジストマークRMを構成するグループトナー像GMも同様に副走査方向SDにおいて重複幅Wolで重複している。また、センサスポットSSは、副走査方向SDにおいて重複幅Wolよりも短い副走査スポット径Dssを有する。したがって、第1実施形態では、光学センサSCの検出信号をより安定させることが可能となっている。この理由について次に説明する。
図24は、グループトナー像(グループ潜像)の重複幅が光学センサSCに与える影響を示す図である。同図の「重複無し」の欄は、レジストマークRMにおいてグループトナー像GMが重複していない場合を示す(同欄の上段「レジストマーク」参照)。この場合、同欄の下段「出力波形」に示すように、光学センサSCの出力波形は、ふたこぶ波形となり、閾値電圧Vthを4回も通過することとなる。したがって、かかる出力波形は適切に二値化されない。
同図の「重複有りA」の欄は、レジストマークRMにおいて複数のグループトナー像GMが副走査方向SDにおいて重複幅Wolで重複している場合を示す(同欄の上段「レジストマーク」参照)。この場合は、同欄の下段「出力波形」に示すように、光学センサSCの出力波形がふたこぶ波形になるという問題が解消されている。但し、同欄においては、重複幅WolはセンサスポットSSの副走査スポット径Dssより短い。その結果、出力波形の振幅が比較的小さい。
同図の「重複有りB」の欄は、レジストマークRMにおいて複数のグループトナー像GMが副走査方向SDにおいて重複幅Wolで重複している場合を示す(同欄の上段「レジストマーク」参照)。従って、同欄の下段「出力波形」に示すように、光学センサSCの出力波形がふたこぶ波形になるという問題が解消されている。しかも、同欄に示す例では、重複幅WolはセンサスポットSSの副走査スポット径Dssより広い。したがって、センサスポットSSは、レジストマークRMにすっぽりと収まることができる。この結果、出力波形の振幅が比較的大きい値(「重複有りA」の欄に示す出力波形の振幅と比較して大きい値)を有する。
このように、レジストマークRMを構成するグループトナー像GMが副走査スポット径Dssよりも広い重複幅Wolで重複することで、光学センサSCの出力波形振幅が大きくなり例えばノイズの影響等を受け難くなるため、検出信号がより安定する。したがって、かかる構成を有する上記第1実施形態は、好適である。
また、第1実施形態では、主走査スポット径Dsmは、副走査スポット径Dssよりも広く設定されている。したがって、センサスポットSSをレジストマークRMに対して十分な余裕を持ってすっぽりと収めることが可能となっている。したがって、光学センサSCの検出結果をより安定させることが可能となっている。
また、第1実施形態では、副走査方向SDにおけるセンサスポットSSの両端部SSeは主走査方向MDに平行もしくは略平行な直線である。したがって、副走査方向SDにおいて同じ位置にあるトナー像は、略同じタイミングでセンサスポットSSの端部SSeに到達して光学センサSCにより検出される。したがって、光学センサSCによるレジストマークRMの位置検出をより適切に行うことが可能となっている。
VI−2.第2実施形態
図25は、第2実施形態における光学センサのセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークとの関係を示す図である。第2実施形態では、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J、換言すればレンズ列LSCを構成するレンズLSの個数Jに応じてテスト潜像TLI、レジストマークRM、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ている。ここで、Jは3以上の整数である。つまり、主走査方向MDに隣接して露光可能な(J−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、レジストマークRMおよびセンサスポットSSは主走査方向MDに有する。別の言い方をすると、次に説明するように、センサスポット、テスト潜像およびレジストマークの幅は、単位幅Wlmの整数倍で決まる幅に対して設定されているとも言える。以下では、色ずれ補正動作の説明を通じて、このようなセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、まずテスト潜像TLIが形成される。第2実施形態では、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おり、しかも、各グループ潜像GLが主走査方向MDに単位幅Wlmを有するように構成されている。したがって、このテスト潜像TLIは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広い幅を有する。ここで、Nは2以上の整数であり、発光素子グループ行295Rの行数、あるいは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の個数に相当する(換言すれば、Nはレンズ行LSRの行数、あるいは1つのレンズ列LSCを構成するレンズLSの個数に相当する)。具体的には、同実施形態では、発光素子グループ行295Rは3行であることに対応して、テスト潜像TLIは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの2倍より広い(単位幅Wlmの8倍である)。そして、このテスト潜像TLIが現像されてレジストマークRMが形成され、このレジストマークRMがセンサスポットSSにおいて検出される。
図25は、第2実施形態における光学センサのセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークとの関係を示す図である。第2実施形態では、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J、換言すればレンズ列LSCを構成するレンズLSの個数Jに応じてテスト潜像TLI、レジストマークRM、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ている。ここで、Jは3以上の整数である。つまり、主走査方向MDに隣接して露光可能な(J−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、レジストマークRMおよびセンサスポットSSは主走査方向MDに有する。別の言い方をすると、次に説明するように、センサスポット、テスト潜像およびレジストマークの幅は、単位幅Wlmの整数倍で決まる幅に対して設定されているとも言える。以下では、色ずれ補正動作の説明を通じて、このようなセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、まずテスト潜像TLIが形成される。第2実施形態では、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おり、しかも、各グループ潜像GLが主走査方向MDに単位幅Wlmを有するように構成されている。したがって、このテスト潜像TLIは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広い幅を有する。ここで、Nは2以上の整数であり、発光素子グループ行295Rの行数、あるいは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の個数に相当する(換言すれば、Nはレンズ行LSRの行数、あるいは1つのレンズ列LSCを構成するレンズLSの個数に相当する)。具体的には、同実施形態では、発光素子グループ行295Rは3行であることに対応して、テスト潜像TLIは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの2倍より広い(単位幅Wlmの8倍である)。そして、このテスト潜像TLIが現像されてレジストマークRMが形成され、このレジストマークRMがセンサスポットSSにおいて検出される。
同図に示すように、第2実施形態では、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)倍よりも広い。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。したがって、センサスポットSSによるレジストマークRMの検出結果をより安定させることが可能となっている。この理由について次に説明する。
テスト潜像TLIを構成する複数のグループ潜像GLの形成位置が互いに異なるのは、上述の通り、感光体表面の速度変動が主な原因である。つまり、上記ラインヘッド29では、3行の発光素子グループ行295Rのそれぞれが所定のタイミングでグループ潜像GLを形成して、主走査方向MDに伸びるテスト潜像TLIを形成する。したがって、ある発光素子グループ行295Rがグループ潜像GLを形成してから、次の発光素子グループ行295Rがグループ潜像GLを形成するまでの間に感光体表面の速度が変動すると、異なる発光素子グループ行295Rで形成されたグループ潜像GLの位置が相互にずれる。例えば、図25に示すように、3行の発光素子グループ行295R_1,295R_2,295R_3が形成したグループ潜像GL1,GL2,GL3の形成位置PL1,PL2,PL3は、副走査方向SDに相互にずれている。一方、同じ発光素子グループ行295Rにより形成されるグループ潜像GLの間では、このような位置ばらつきは殆んど無い。つまり、同図において、1行目の発光素子グループ行295R_1により形成された複数のグループ潜像GL1の形成位置は、いずれも位置PL1で揃っている。また、他の発光素子グループ行295R_2,295R_3についても同様である。
そして、かかるテスト潜像TLIを現像して得られるレジストマークRMにおいても、グループトナー像GMの間で同様の位置ばらつきが発生する。つまり、互いに異なる発光素子グループ行295Rにより形成されるグループトナー像GMの間では、位置ばらつきが発生する一方、同じ発光素子グループ行295Rにより形成されるグループトナー像GMの間では、位置ばらつきが殆んど発生しない。具体的には、図25の「レジストマーク」の欄に示すように、3行の発光素子グループ行295R_1,295R_2,295R_3が形成したグループトナー像GM1,GM2,GM3の形成位置PG1,PG2,PG3は、副走査方向SDに相互にずれている。
このように、グループトナー像GMの位置ずれは、異なる発光素子グループ行295Rの間で主に発生している。したがって、例えば発光素子グループ行295RをN行有するラインヘッド29では、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmが単位幅Wlmの(N−1)倍より狭いと、次の図26示すような状況が発生する可能性がある。
図26は、主走査スポット径が単位幅の(N−1)倍より狭い場合を示した図である。この場合、レジストマークRMに対するセンサスポットの位置により、光学センサSCの検出結果が異なる可能性がある。例えば、同欄のセンサスポットSS3によりレジストマークRMを検出する場合は、グループトナー像GM1が最初にセンサスポットSS3に到達する。一方、同欄のセンサスポットSS4によりレジストマークRMを検出する場合は、グループトナー像GM1より搬送方向D81に下流側のグループトナー像GM2が最初にセンサスポットSS4に到達する。したがって、センサスポットSS3とセンサスポットSS4とでは、検出信号の立ち上がりタイミングが異なることとなる。
これに対して、図25に示したセンサスポットSSの主走査スポット径Dsmは、単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広い。つまり、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。したがって、センサスポットSSの位置がレジストマークRMに対してずれたとしても、グループトナー像GM1が最初にセンサスポットSSに到達するため、センサスポットSSの位置に依らず検出信号の立ち上がりタイミングを安定させることができる。よって、図25に示すセンサスポットSSを有する光学センサSCは、図26に示したセンサスポットを有する光学センサSCよりも、より安定した検出信号を出力することが可能となっており、好適である。
VI−3.第3実施形態
図27は、第3実施形態における光学センサのセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークとの関係を示す図である。第3実施形態では、主走査方向MDに隣接して露光可能なN個のレンズLSそれぞれが形成する画像(グループトナー像GM1、GM2、GM3)の主走査方向MDにおける幅の和(=Wlm+Wlm+Wlm)よりも広い幅を、テスト潜像TLIおよびレジストマークRMは主走査方向MDに有する。また、センサスポットSSは、当該幅の和(=Wlm+Wlm+Wlm)と等しい幅を主走査方向MDに有する。別の言い方をすると、次に説明するように、センサスポット、テスト潜像およびレジストマークの幅は、単位幅Wlmの整数倍で決まる幅に対して設定されているとも言える。以下では、色ずれ補正動作の説明を通じて、このようなセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、まずテスト潜像TLIが形成される。第3実施形態では、このテスト潜像TLIは、主走査方向MDに連続するN×I個以上のグループ潜像GLが隣接して構成されており、しかも、各グループ潜像GLは主走査方向MDに単位幅Wlmで形成されている。しがたって、テスト潜像TLIは主走査方向MDにおいて単位幅WlmのN×I倍よりも広い幅を有する。ここでIは整数である。そして、このテスト潜像TLIが現像されてレジストマークRMが形成され、このレジストマークRMがセンサスポットSSにおいて検出される。このセンサスポットSSの主走査スポット径Dsmは、単位幅WlmのN×I倍に等しい。図27はN=3かつI=1の場合に相当し、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmは単位幅Wlmの3倍に等しい。したがって、第3実施形態は、センサスポットSSのずれによらず、光学センサSCの検出結果を略一定とすることが可能となっている。この理由について次に説明する。
図27は、第3実施形態における光学センサのセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークとの関係を示す図である。第3実施形態では、主走査方向MDに隣接して露光可能なN個のレンズLSそれぞれが形成する画像(グループトナー像GM1、GM2、GM3)の主走査方向MDにおける幅の和(=Wlm+Wlm+Wlm)よりも広い幅を、テスト潜像TLIおよびレジストマークRMは主走査方向MDに有する。また、センサスポットSSは、当該幅の和(=Wlm+Wlm+Wlm)と等しい幅を主走査方向MDに有する。別の言い方をすると、次に説明するように、センサスポット、テスト潜像およびレジストマークの幅は、単位幅Wlmの整数倍で決まる幅に対して設定されているとも言える。以下では、色ずれ補正動作の説明を通じて、このようなセンサスポット、テスト潜像およびレジストマークの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、まずテスト潜像TLIが形成される。第3実施形態では、このテスト潜像TLIは、主走査方向MDに連続するN×I個以上のグループ潜像GLが隣接して構成されており、しかも、各グループ潜像GLは主走査方向MDに単位幅Wlmで形成されている。しがたって、テスト潜像TLIは主走査方向MDにおいて単位幅WlmのN×I倍よりも広い幅を有する。ここでIは整数である。そして、このテスト潜像TLIが現像されてレジストマークRMが形成され、このレジストマークRMがセンサスポットSSにおいて検出される。このセンサスポットSSの主走査スポット径Dsmは、単位幅WlmのN×I倍に等しい。図27はN=3かつI=1の場合に相当し、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmは単位幅Wlmの3倍に等しい。したがって、第3実施形態は、センサスポットSSのずれによらず、光学センサSCの検出結果を略一定とすることが可能となっている。この理由について次に説明する。
図28は、主走査方向におけるセンサスポットのずれと光学センサの検出結果との関係を示す図である。同図の欄「センサスポットSS5」,「センサスポットSS6」は、レジストマークRMがセンサスポットSS5,SS6に到達して、光学センサSCの検出信号が立ち上がり始めた場合に相当する。同図に示すように、センサスポットSS5とセンサスポットSS6は、主走査方向MDに距離ΔSSだけずれている。しかしながら、何れのセンサスポットSS5,SS6も、単位幅WlmのN×I倍に等しい(単位幅Wlmの3倍に等しい)主走査スポット径Dsmを有している。したがって、レジストマークRMのうち、センサスポットSS5に到達した範囲を範囲AR1,AR2とし、レジストマークRMのうち、センサスポットSS6に到達した範囲を範囲AR2,AR2としたとき、次の関係が成立する。すなわち、次式、
(範囲AR1の面積)+(範囲AR2の面積)=(範囲AR3の面積)+(範囲AR4の面積)
が成立する。よって、センサスポットSS5による検出結果とセンサスポットSS6による検出結果は、略等しくなる。このように、第3実施形態は、センサスポットSSの位置ずれに依らず、光学センサSCの検出結果を略一定とすることが可能となっており、好適である。
(範囲AR1の面積)+(範囲AR2の面積)=(範囲AR3の面積)+(範囲AR4の面積)
が成立する。よって、センサスポットSS5による検出結果とセンサスポットSS6による検出結果は、略等しくなる。このように、第3実施形態は、センサスポットSSの位置ずれに依らず、光学センサSCの検出結果を略一定とすることが可能となっており、好適である。
VI−4.第4実施形態
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29は、第4実施形態での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、第4実施形態と上述していた実施形態は共通する。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、第4実施形態と上述していた実施形態との間で異なっている。つまり、第4実施形態では、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30は、第4実施形態での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30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31は、第4実施形態での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。
ところで、感光体ドラム21の速度変動等に起因して、図29、図30に示したレジストマークRMにおいても、グループトナー像GMの位置ばらつきが発生する場合がある。そこで、次のように、レジストマークRMおよびセンサスポットSSを構成しても良い。
図32は、第4実施形態におけるレジストマークとセンサスポットとの構成を示す図である。同図に示すように、レジストマークRMの斜線部Raおよび横線部Rbのそれぞれは、主走査方向MDに並ぶ8個のグループトナー像GM(GM1、GM2、GM3)で構成されている。斜線部Raおよび横線部Rbのそれぞれにおいて、グループトナー像GM1、GM2、GM3は副走査方向SDに互いに位置ずれを起こしており、グループトナー像GM1、GM2、GM3の境界部分において段差BPが発生している。各グループトナー像GM1、GM2、GM3は、主走査方向MDに単位幅Wlmと同じ幅で形成されており、レジストマークRMは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの8倍の幅を有している。
一方、センサスポットSSの主走査スポット径Dsmは、単位幅Wlmよりも広い幅を有するように構成されている。したがって、第4実施形態においても、センサスポットSSは、レジストマークRM(の斜線部Ra、横線部Rb)の段差BPの無い平坦部分FLを単位幅Wlmよりも広い幅に渡って取り込んで、レジストマークRMの検出結果に反映させることが可能となっており、段差BPが光学センサSCの検出結果に与える影響を抑制している。その結果、光学センサSCの検出結果を安定させることが可能となっている。
VI−5.第5実施形態
図33は、第5実施形態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。第5実施形態では、上記第2実施形態と同様に、発光素子グループ列295Cを構成する発光素子グループ295の個数J、換言すればレンズ列LSCのを構成するレンズLSの個数Jに応じてレジストマークRM、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ている。ここで、Jは3以上の整数である。つまり、主走査方向MDに隣接して露光可能な(J−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、レジストマークRMおよびセンサスポットSSは主走査方向MDに有する。別の言い方をすると、次に説明するように、センサスポット、テスト潜像およびレジストマークの幅は、単位幅Wlmの整数倍で決まる幅に対して設定されているとも言える。以下では、主走査方向への色ずれ補正動作の説明を通じて、このようなセンサスポットSS、レジストマークRMの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、レジストマークRMが形成される。第5実施形態では、このレジストマークRMは主走査方向MDに連続するN個以上のグループトナー像GMが隣接して構成されており、しかも、各グループトナー像GMは主走査方向MDに単位幅Wlmを有するように構成されている。したがって、このレジストマークRMは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広い幅を有する。ここで、Nは2以上の整数であり、発光素子グループ行295Rの行数、あるいは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の個数に相当する(換言すれば、Nはレンズ行LSRの行数、あるいは1つのレンズ列LSCを構成するレンズLSの個数に相当する)。具体的には、同実施形態では、発光素子グループ行295Rは3行であることに対応して、レジストマークRMは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの2倍より広い(単位幅Wlmの8倍である)。そして、このレジストマークRMがセンサスポットSSにおいて検出される。
図33は、第5実施形態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。第5実施形態では、上記第2実施形態と同様に、発光素子グループ列295Cを構成する発光素子グループ295の個数J、換言すればレンズ列LSCのを構成するレンズLSの個数Jに応じてレジストマークRM、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ている。ここで、Jは3以上の整数である。つまり、主走査方向MDに隣接して露光可能な(J−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、レジストマークRMおよびセンサスポットSSは主走査方向MDに有する。別の言い方をすると、次に説明するように、センサスポット、テスト潜像およびレジストマークの幅は、単位幅Wlmの整数倍で決まる幅に対して設定されているとも言える。以下では、主走査方向への色ずれ補正動作の説明を通じて、このようなセンサスポットSS、レジストマークRMの構成を説明する。上述の通り、色ずれ補正動作では、レジストマークRMが形成される。第5実施形態では、このレジストマークRMは主走査方向MDに連続するN個以上のグループトナー像GMが隣接して構成されており、しかも、各グループトナー像GMは主走査方向MDに単位幅Wlmを有するように構成されている。したがって、このレジストマークRMは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの(N−1)倍よりも広い幅を有する。ここで、Nは2以上の整数であり、発光素子グループ行295Rの行数、あるいは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の個数に相当する(換言すれば、Nはレンズ行LSRの行数、あるいは1つのレンズ列LSCを構成するレンズLSの個数に相当する)。具体的には、同実施形態では、発光素子グループ行295Rは3行であることに対応して、レジストマークRMは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの2倍より広い(単位幅Wlmの8倍である)。そして、このレジストマークRMがセンサスポットSSにおいて検出される。
そして、同図に示すように第2実施形態では、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)倍よりも広い。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。したがって、第2実施形態において図26を用いて説明したとおり、センサスポットSSの位置に依らず検出信号の立ち上がりタイミングを安定させることができる。よって、光学センサSCの検出結果を安定させることが可能となる。
VI−6.第6実施形態
また、上記実施形態は、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、上記実施形態は、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、第6実施形態での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、第6実施形態での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。
ところで、感光体ドラム21の速度変動等に起因して、図34に示したレジストマークRMにおいても、グループトナー像GMの位置ばらつきが発生する場合がある。そこで、副走査倍率ずれを求めるためにレジストマークRMを検出する場合においても、レジストマークRMおよびセンサスポットSSを上述した第1〜第5実施形態のように構成することで、グループトナー像GMのばらつきに依らず光学センサSCの検出結果を安定させることが好適である。
VI−7.第7実施形態
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。
このように第7実施形態では、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り、光学センサSCの検出結果を安定させることができる。
VI−8
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」に相当し、ヘッド基板293が本発明の「基板」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、レンズLSが本発明の「結像光学系」に相当し、レンズ列LSCが本発明の「結像光学系列」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、単位幅Wlmが本発明の「1の結像光学系により形成される画像の幅」に相当し、レジストマークRMが本発明の「検出画像」に相当している。また、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当する。
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」に相当し、ヘッド基板293が本発明の「基板」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、レンズLSが本発明の「結像光学系」に相当し、レンズ列LSCが本発明の「結像光学系列」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、単位幅Wlmが本発明の「1の結像光学系により形成される画像の幅」に相当し、レジストマークRMが本発明の「検出画像」に相当している。また、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当する。
VI−9.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、第1実施形態では、テスト潜像TLIは8個のグループ潜像GLで構成されるが、テスト潜像TLIをこのように構成することは本発明に必須ではない。要は、主走査方向MDにおいて、テスト潜像TLIが、1個の発光素子グループ295が有する全発光素子2951により形成される潜像より広ければよい。すなわち、テスト潜像TLIが主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広ければ良い。そして、このテスト潜像TLIを現像することで、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広い幅を有する検出画像を得ることができる。
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、第1実施形態では、テスト潜像TLIは8個のグループ潜像GLで構成されるが、テスト潜像TLIをこのように構成することは本発明に必須ではない。要は、主走査方向MDにおいて、テスト潜像TLIが、1個の発光素子グループ295が有する全発光素子2951により形成される潜像より広ければよい。すなわち、テスト潜像TLIが主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広ければ良い。そして、このテスト潜像TLIを現像することで、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広い幅を有する検出画像を得ることができる。
また、第1実施形態では、テスト潜像TLIを構成するグループ潜像GLのそれぞれは、1個の発光素子グループ295が有する全ての発光素子2951により形成されている。その結果、テスト潜像TLIを構成する全てのグループ潜像GLが、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmを有する。しかしながら、テスト潜像TLIをこのように構成することは本発明に必須ではなく、要は、テスト潜像TLIが主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広ければ良い。したがって、例えば、次のように構成することも出来る。
図37は、テスト潜像の別の構成を示す図である。同図が示すように、テスト潜像TLIは、3個のグループ潜像GLにより構成されており、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの2倍の幅を有する。ここで注目すべきは、主走査方向両端部のグループ潜像GLのそれぞれは、1個の発光素子グループ295が有する全発光素子2951のうちの半分の発光素子2951により形成されており、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmの半分の幅を有する。このように構成することによっても、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広い幅のテスト潜像TLIを構成することができる。そして、このテスト潜像TLIを現像することで、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広い幅を有する検出画像を得ることができる。
また、上記実施形態では、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。要するに、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmより広い幅をレジストマーク等の検出画像が有していれば良い。
また、第2・第3実施形態においても、テスト潜像TLIを構成する全てのグループ潜像GLは主走査方向MDにおいて単位幅Wlmを有する。しかしながら、全てのグループ潜像GLが主走査方向MDにおいて単位幅Wlmを有することは、必須ではない。
また、上記実施形態では、センサスポットSSは、副走査方向SDにおいて重複幅Wolよりも短い副走査スポット径Dssを有する。しかしながら、センサスポットSSの副走査スポット径Dssが重複幅Wolよりも広くなるように、構成することも可能である。
また、上記実施形態では、センサスポットSSの形状は長方形であるが、センサスポットSSの形状はこれに限られず図38に示すような形状であっても良い。ここで、図38はセンサスポットの形状の変形例を示す図である。センサスポットSSは、同図の「円形状」の欄に示すように、円形状であっても良い。円形状センサスポットSScにおいては、主走査スポット径Dcsmおよび副走査スポット径Dcssは同図に示すように定義できる。つまり、円形状センサスポットSScの主走査方向MDにおける幅が主走査スポット径Dcsmとなり、円形状センサスポットSScの副走査方向SDにおける幅が副走査スポット径Dcssとなり。また、センサスポットSSは、同図の「扁平形状」の欄に示すように、扁平形状であっても良い。扁平形状センサスポットSSfにおいては、主走査スポット径Dfsmおよび副走査スポット径Dfssは同図に示すように定義できる。つまり、扁平形状センサスポットSSfの主走査方向MDにおける幅が主走査スポット径Dfsmとなり、円形状センサスポットSScの副走査方向SDにおける幅が副走査スポット径Dfssとなる。
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、本発明の「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)。
また、上記第3実施形態では、本発明の「I」=1の場合について説明したが、「I」の値はこれに限られず2以上であっても良い。
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。
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よりも広く構成されているため、光学センサSCの検出結果を安定させ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、 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(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、 RM…レジストマーク(テスト画像、検出画像)
Claims (15)
- 第1方向に配された複数の結像光学系、及び前記結像光学系により結像される光を発光する複数の発光素子を有する露光ヘッドと、
前記第1方向に直交もしくは略直交する第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
を備え、
前記検出手段により検出される像は、1の結像光学系により形成される画像の前記第1方向の幅よりも広い幅で形成することを特徴とする画像形成装置。 - 前記検出手段により検出される像は、2つ以上の前記結像光学系により形成されている請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段の検出領域は1つの前記結像光学系により形成される画像の幅よりも広い幅を前記第1方向に有する請求項1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検出画像を検出する請求項3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、開口絞りを配設する請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記露光ヘッドは、J個(Jは2以上の整数)の前記結像光学系を前記第1方向および前記第2方向にずらして配設した結像光学系列を構成する請求項3〜5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段により検出される像および前記検出領域は、前記第1方向に隣接して露光可能な(J−1)個の結像光学系それぞれが形成する画像の幅の和よりも広い幅を前記第1方向に有する請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記検出手段により検出される像は、前記第1方向に隣り合うJ個の結像光学系が形成する画像の幅の和のI倍(Iは正の整数)よりも広い幅を前記第1方向に有し、
前記検出領域は、前記第1方向に隣り合うN個の結像光学系が形成する画像の幅の和のI倍の幅を前記第1方向に有する請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記第2方向に移動する転写媒体と、前記露光手段、前記潜像担持体および前記現像手段を有する複数の画像形成部と、を有し、
前記複数の画像形成部が形成した像を前記転写媒体に転写する請求項1ないし8のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記複数の画像形成部が形成したレジストマークが前記転写媒体に転写され、
前記検出手段は前記転写媒体に転写された前記レジストマークを検出し、
前記検出手段の検出結果から前記画像形成部が形成した像が転写される位置に関する位置情報を求める請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記複数の画像形成部が形成した前記像が前記転写媒体に転写される位置を、前記位置情報に基づいて制御する請求項10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11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12のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 第1方向に配された複数の結像光学系と、前記結像光学系に対応して配された複数の発光素子とを有する露光ヘッドにより、前記第1方向に直交、もしくは略直交する第2方向に移動する潜像担持体に潜像を形成するとともに、前記潜像を現像して像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程で形成された前記像を検出する検出工程と
を備え、
前記結像光学系は前記複数の発光素子からの光を結像して、前記潜像担持体に前記潜像を形成し、
前記検出工程で検出される像は、1の結像光学系により形成される像の幅よりも広い幅を前記第1方向に有することを特徴とする画像検出方法。 - 第1方向に配された複数の結像光学系と、前記結像光学系に対応して配された複数の発光素子とを有する露光ヘッドにより、前記第1方向に直交、もしくは略直交する第2方向に移動する潜像担持体に潜像を形成するとともに、前記潜像を現像して像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程で形成された前記像を検出する検出工程と
を備え、
前記結像光学系は前記複数の発光素子からの光を結像して、前記潜像担持体に前記潜像を形成し、
前記検出工程で検出される像は、1の結像光学系により形成される像の幅よりも広い幅を前記第1方向に有し、
前記画像形成工程では、前記検出工程の検出結果に基づいて前記像を形成することを特徴とする画像形成方法。
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2008
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