JP2009093151A - 画像形成装置、画像形成方法および画像検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ばらつきが検出画像に発生した場合であっても、各検出手段の間における検出特性の差異を抑制する技術の提供をする。
【解決手段】第1の方向に移動する潜像担持体と、第1の方向と異なる第2の方向に結像光学系を配設した結像光学系行を第1の方向に2行以上配設し、結像光学系は発光素子が発光する光を潜像担持体に結像する露光ヘッドと、露光ヘッドにより潜像担持体に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2の検出手段と、
を2の検出手段は同一の結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出する。
【選択図】図24
【解決手段】第1の方向に移動する潜像担持体と、第1の方向と異なる第2の方向に結像光学系を配設した結像光学系行を第1の方向に2行以上配設し、結像光学系は発光素子が発光する光を潜像担持体に結像する露光ヘッドと、露光ヘッドにより潜像担持体に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2の検出手段と、
を2の検出手段は同一の結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出する。
【選択図】図24
Description
この発明は、検出画像を形成して、当該検出画像を複数の検出手段により検出する技術に関するものである。
このような画像形成装置として、露光器により感光体表面を露光して潜像を形成するとともに、この潜像を現像して画像を形成する画像形成装置が知られている。例えば、特許文献1または2に記載の画像形成装置は、感光体ドラムの表面を所定の移動方向に移動させつつ、この移動方向に略直交する方向に伸びるライン状の潜像を露光器により順次形成することで、所望の画像を形成している。また、同文献記載の装置では、上述のようにして形成された複数色の画像が重ね合わされて、カラー画像が形成される。
このような画像形成装置は、複数の検出手段を設けるとともに検出手段毎に検出画像を形成して、これら複数の検出手段による検出画像の検出結果から、画像形成に関する情報を求める場合がある。例えば、特許文献1記載の画像形成装置は、互いに異なる複数色について検出画像(特許文献1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、この装置は、互いに異なる色のトナー像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、各色について検出画像を形成している。検出画像は光学センサにより検出され、この検出結果から該検出画像の位置が求められる。そして、このように求められた各色の検出画像の位置から、色ずれ情報が得られる。しかも、特許文献1記載の装置は、光学センサを2個備えており、光学センサ毎に検出画像を形成している。そして、2個の光学センサによる検出画像の検出結果から、色ずれ情報が求められている。
また、特許文献2記載の画像形成装置は、感光体ドラムに対する露光器の傾き(スキュー)に起因した色ずれに関する情報を求めるために、検出画像(特許文献2の「レジストマーク」)を形成している。具体的には、ドラム表面の移動方向に直交する方向に2つの光学センサが並べて配置されており、光学センサ毎に検出画像が形成される。そして、各光学センサの検出結果からスキュー起因の色ずれに関する情報が求められる。
このように、特許文献1、2に記載の装置では、複数の検出手段を設けるとともに検出手段毎に検出画像を形成して、これら複数の検出手段による検出画像の検出結果から、画像形成に関する情報を求めている。
ところで、上述のように複数の検出手段により画像形成に関する情報を得る装置においては、各検出手段による検出手段の検出特性は、等しいことが望ましい。しかしながら、次に示すようなラインヘッドを露光器として用いた場合、潜像担持体(感光体ドラム)の移動速度の変動に起因して、各検出手段の検出特性に差異が発生する場合があった。
詳述すると、このラインヘッドでは、高解像度の画像形成を実現するために、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、所定の移動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、移動方向に直交する直交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、検出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潜像を形成するとともに、この潜像が現像されて検出画像が形成される。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潜像を現像して得られる検出画像においても、同様のばらつきが発生することとなる。その結果、後述するように、各検出手段の検出特性(センシングプロファイル)に差異が発生する場合があった。
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、上記ばらつきが検出画像に発生した場合であっても、各検出手段の間における検出特性の差異を抑制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の方向に移動する潜像担持体と、第1の方向と異なる第2の方向に結像光学系を配設した結像光学系行を第1の方向に2行以上配設し、結像光学系は発光素子が発光する光を潜像担持体に結像する露光ヘッドと、露光ヘッドにより潜像担持体に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2の検出手段と、を2の検出手段は同一の結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出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の方向に移動する潜像担持体を、第1の方向と異なる第2の方向に結像光学系を配設した結像光学系行を第1の方向に2行以上配設し、発光素子が発光する光を結像光学系により潜像担持体に結像する露光ヘッドにより該潜像担持体を露光する露光工程と、露光ヘッドにより、潜像担持体に形成された潜像を現像して像を形成する現像工程と、現像工程で現像された像のうち、同一の結像光学系行により形成された潜像を現像した像を2の検出手段により検出する検出工程と、を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検出方法は、上記目的を達成するために、第1の方向に移動する潜像担持体を、第1の方向と異なる第2の方向に複数の結像光学系を配設した結像光学系行を第1の方向に配設して複数の発光素子が発光する光を結像光学系により結像する露光ヘッドにより露光する露光工程と、露光ヘッドにより形成された潜像を現像して像を形成する現像工程と、現像工程で現像された像のうち、同一の結像光学系行で形成された潜像を現像した像を2の検出手段により検出する検出工程と、を有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、画像形成方法、画像検出方法)では、2の検出手段は、同一の結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出する。したがって、後述するように、各検出手段の間における検出特性の差異を抑制することが可能となっている。
また、2の検出手段は、1行の結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出するように構成しても良い。あるいは、2検出手段は、2行以上の結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出するように構成しても良い。このように構成することで、後述するように、2の検出手段の間における検出特性の差異を抑制することが可能となっている。
また、潜像担持体から像が転写される転写媒体を備え、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しても良い。この際、露光ヘッドおよび現像手段が配設された潜像担持体を2以上転写媒体に配しても良い。そして、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制御手段を備えるように構成しても良く、かかる構成に対しては本発明を適用することが好適である。なぜなら、本発明を適用することで、2の検出手段の検出特性の差を抑制しつつ、像検出を良好に行って像が転写される位置に関する情報を適切に求めることができるからである。さらには、制御手段は、この情報に基づいて、複数の異なる色ごとの像の位置を制御することで、良好にカラー画像を形成することが可能となる。
また、2の検出手段の転写媒体での検出領域は、同一の形状と大きさを有するように構成することで、2の検出手段が同じ結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出するように簡便に構成することができ、2の検出手段の間における検出特性の差異を抑制することが可能となる。
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するように構成しても良い。このとき、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、開口絞りを配設しても良い。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。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も良い。このような構成は、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るため、良好な像検出を実行するのに有利である。
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、各検出手段の間における検出特性の差異を抑制することが好適である。
また、露光ヘッドは、発光素子と、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、発光素子から発酵された後、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の方向に回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、各発光素子グループは潜像担持体表面に光ビームを射出して第1の方向と異なる第2の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2の方向に露光可能である1〜I番までのI個(Iは2以上の自然数)の発光素子グループの各々を第1の方向に対応する方向に互いにずらしたグループ列が、第2の方向に対応する配列方向に沿って複数並んだ画像形成部と、第1の方向に搬送される検出画像を検出する検出手段を、第2の方向の互いに異なる位置に複数設けた検出ユニットとを備え、画像形成部は、潜像担持体表面をラインヘッドにより露光して得た潜像を現像することで、検出画像を検出手段毎に形成し、1個の発光素子グループが形成した潜像を現像して形成される画像をグループ画像としたとき、検出画像は少なくとも1個のグループ画像から構成され、各検出手段による検出画像の検出は、同一番号の発光素子グループにより形成された1個のグループ画像、あるいは、同一番号の発光素子グループから配列方向に同一個数の発光素子グループにより形成された複数のグループ画像を検出して行われる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の方向に回動する潜像担持体表面を、ラインヘッドが有する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により、露光して得た潜像を現像して検出画像を形成する検出画像形成工程と、第1の方向に搬送される検出画像を検出手段により検出する画像検出工程とを備え、各発光素子グループは潜像担持体表面に光ビームを射出して第1の方向と異なる第2の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2の方向に露光可能である1〜I番までのI個(Iは2以上の自然数)の発光素子グループの各々を第1の方向に対応する方向に互いにずらしたグループ列が、第2の方向に対応する配列方向に沿って複数並び、検出手段は第2の方向の互いに異なる位置に複数設けられ、検出画像形成工程では、1個の発光素子グループが形成した潜像を現像して形成される画像をグループ画像としたとき、少なくとも1個のグループ画像から構成される検出画像が、検出手段毎に形成され、画像検出工程では、各検出手段による検出画像の検出は、同一番号の発光素子グループにより形成された1個のグループ画像、あるいは、同一番号の発光素子グループから配列方向に同一個数の発光素子グループにより形成された複数のグループ画像を検出して行われ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、画像形成方法)では、各検出手段による検出画像の検出は、同一番号の発光素子グループにより形成された1個のグループ画像、あるいは、同一番号の発光素子グループから配列方向に同一個数の発光素子グループにより形成された複数のグループ画像を検出して行われる。したがって、後述するように、各検出手段の間における検出特性の差異を抑制することが可能となっている。
また、検出手段は検出領域を第1の方向に通過する検出画像を検出する画像形成装置にあっては、各検出手段の検出領域は同一の形状および大きさを有するように構成しても良い。このように、各検出手段の検出領域を同一の形状および大きさとすることで、各検出手段の間における検出特性の差異を簡便に抑制することができる。
また、複数のグループ列は配列方向に沿ってグループ列ピッチで並んでいる画像形成装置にあっては、第2の方向において隣り合う検出手段の検出領域それぞれの間の第2の方向におけるピッチは、グループ列ピッチの整数倍であるように構成しても良い。なんとなれば、このように構成することで、各検出手段の間における検出特性の差異を簡便に抑制することが可能となるからである。
各検出手段の検出領域の第1の方向における位置は同一であるように構成しても良い。なんとなれば、後述するように、このように構成することで、例えば検出手段の検出結果から画像形成に関する条件を求めるような場合に、各検出手段の検出領域の第1の方向における位置を考慮する必要が無いため、装置構成の簡素化が可能となるからである。
また、各検出手段の構成は同一であるように構成しても良い。このように構成した場合、各検出手段の間における検出特性の差異を簡便に抑制することができる。
また、発光素子を有機EL素子により構成しても良い。なんとなれば、有機EL素子は、半導体のプロセスで形成されるために位置精度が高く、各検出手段の間における検出特性の差異を抑制するのに有利に働くからからである。
また、複数のローラに張架されて第1の方向に搬送される転写ベルトを有し、検出画像は、画像形成部により形成された後に転写ベルトに転写されて、検出手段の検出領域に搬送される画像形成装置にあっては、検出手段の検出領域は、転写ベルトのローラへの巻き掛け部にあるように構成しても良い。このように構成することで、検出手段は検出結果を安定して求め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。つまり、この画像形成装置はいわゆるタンデム型の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。つまり、この画像形成装置はいわゆるタンデム型の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の表面が軸中心に回動して、該表面は主走査方向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。
1番から3番までの番号が付された3個の発光素子グループ295(1),295(2),295(3)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に沿ってグループ列ピッチDrで複数並ぶように、複数の発光素子グループ295は配置されている。各発光素子グループ295の長手方向位置は互いに異なり、後述するように、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。なお、このグループ列ピッチDrは、長手方向LGDに隣り合う2つの発光素子グループ295間のピッチであり、長手方向LGDに隣り合う2つのレンズLS間のピッチと等しい。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。
こうして、図7が示すように、各発光素子グループ295は長手方向LGDの互いに異なる位置に配されており、長手方向LGD(配列方向)における位置が発光素子グループ295(1)、295(2)、295(3)、295(1)、295(2)、…の順となるように、各発光素子グループ295は配されている。換言すれば、各発光素子グループ295は、長手方向LGD(配列方向)に発光素子グループ295(1)、295(2)、295(3)、295(1)、295(2)、…の順で配されている。
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。つまり、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(第1の方向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(第1の方向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(第1の方向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(第1の方向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、発光素子グループ295(1)、あるいはレンズ行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、発光素子グループ295(2)、あるいはレンズ行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、発光素子グループ295(3)、あるいはレンズ行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、次に説明する色ずれ補正動作が適切に実行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。つまり、各色での転写タイミングが互いに異なったり、或いは、感光体ドラム21に対するラインヘッド29のスキューが色毎で異なる等に起因して、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。つまり、各色での転写タイミングが互いに異なったり、或いは、感光体ドラム21に対するラインヘッド29のスキューが色毎で異なる等に起因して、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。特に、上述のスキュー起因の色ずれをも効果的に抑制するために、この色ずれ補正動作は、2つの光学センサSCa,SCbを用いて実行される。これら2つの光学センサSCa,SCbは、主走査方向MDの互いに異なる位置に(同図では、主走査方向MDの両端部に)、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。
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Drsm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。
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検出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。しかも、図16に示すように、このレジストマークRMは、光学センサSCa,SCb毎に形成される(検出画像形成工程)。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SCa,SCbにより検出される(画像検出工程)。
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検出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(検出画像)においても、同様の位置ばらつきが発生することとなる。その結果、レジストマークRMの検出特性において、光学センサSCa,SCbの間で差異が発生して、適切に色ずれ補正が実行できない場合があった。
図21は位置ばらつきが発生したレジストマークの光学センサSCa,SCbによる検出結果の一例を示す図であり、図22は形成されるレジストマークの一例を示す図である。図21の「センサSCaに対するレジストマーク」および「センサSCbに対するレジストマーク」の欄に示すように、光学センサSCa,SCbのそれぞれに対して、レジストマークRMが形成される。このレジストマークRMは、主走査方向MDに連続する複数(8個)のグループトナー像GM(GM1〜GM3)が隣接して構成されている。ここで、グループトナー像GM1〜GM3はグループ潜像GL1〜GL3を現像して得られるトナー像である。つまり、グループトナー像GM1は番号1の発光素子グループ295(1)により形成されたグループトナー像であり、グループトナー像GM2は番号2の発光素子グループ295(2)により形成されたグループトナー像であり、グループトナー像GM3は番号3の発光素子グループ295(3)により形成されたグループトナー像である。
また、各グループトナー像GMは、発光素子グループ295が有する全発光素子2951により形成されており、主走査方向MDにおいて単位幅Wlmを有する(図22)。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により形成されたグループ潜像GLを現像してグループトナー像GMを形成した場合における、該グループトナー像GMの主走査方向MDにおける幅である。また、同図に示すように、感光体ドラム21の表面速度の変動に起因して、レジストマークRMを構成するグループトナー像GMの副走査方向SDにおける位置がばらついている。
図21に示す例では、主走査方向MDにおいて各色のラインヘッド29の位置は等しく、同一の光学センサSCに対して形成される各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の主走査方向MDにおける位置PMは互いに等しい。例えば、光学センサSCaに対して形成された各色のレジストマークRM(Y)a,RM(M)a,RM(C)a,RM(K)aの主走査方向MDにおける位置はいずれも位置PM(a)である。ここで、主走査方向MDにおけるレジストマークRMの位置PMは、主走査方向MDにおけるレジストマークRMの幅Wmrの二等分線の位置である(図22)。
また、スキューは発生しておらず、光学センサSCのそれぞれに対して形成されるレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の副走査方向SDにおける形成位置PS(Y),PS(M),PS(C),PS(K)は互いに等しい。例えば、光学センサSCaに対して形成されたイエロー(Y)のレジストマークRM(Y)aと、光学センサSCbに対して形成されたイエロー(Y)のレジストマークRM(Y)bとの副走査方向SDにおける位置は、何れもPS(Y)であり等しい。ここで、副走査方向SDにおけるレジストマークRMの位置PSは、副走査方向SDにおけるレジストマークRMの幅Wsrの二等分線の位置である(図22)。
このように図21に示す例では、スキューは発生しておらず、各光学センサSCに対して形成されるレジストマークRMの副走査方向SDにおける位置は、いずれも等しい。しかしながら、同図では、光学センサSSaと光学センサSSbとで、レジストマークRMの検出特性(センシングプロファイル)が異なっており、その結果、スキューが発生していないにも拘わらず、スキューが発生しているかのように誤検出してしまう場合がある。
つまり、光学センサSCaは、センサスポットSSaを挟む破線の間にあるレジストマークRMを検出し、具体的には、レジストマークRMを構成するグループトナー像GM2を検出する。一方、光学センサSCbは、センサスポットSSbを挟む破線の間にあるレジストマークRMを検出し、具体的には、レジストマークRMを構成するグループトナー像GM1,GM2を検出する。ここで、センサスポットSSにより検出される領域を、センサスポットSSを挟む2本の破線により示したが、以下においてもセンサスポットSSにより検出される領域を2本の破線を用いて同様に示すこととする。
このように、光学センサSCaは2番の発光素子グループ295(2)で形成されたグループトナー像GM2のみを検出する一方、光学センサSCbは、2番の発光素子グループ295(2)で形成されたグループトナー像GM2と、3番の発光素子グループ295(3)で形成されたグループトナー像GM3とを検出する。その結果、図21の「センシングプロファイル」の欄に示すように、光学センサSCa,SCbの検出結果(検出特性)が異なることとなる。ここで、同欄の実線は光学センサSCaの検出波形PR(Y)a,PR(M)a,PR(C)a,PR(K)aであり、同欄の破線は光学センサSCbの検出波形PR(Y)b,PR(M)b,PR(C)b,PR(K)bである。そして、同図の「二値化後」の欄に示すように、このような検出結果を二値化して得られる二値信号も、光学センサSCa,SCbとの間で異なることとなる。ここで、同欄の実線は光学センサSCaの二値信号BS(Y)a,BS(M)a,BS(C)a,BS(K)aであり、同欄の破線は光学センサSCbの二値信号BS(Y)b,BS(M)b,BS(C)b,BS(K)bである。その結果、実際にはスキューが発生していないにも拘らず、スキューが発生していると誤検出してしまい、色ずれ補正動作が適切に実行できない場合があった。そこで、本発明にかかる実施形態は、以下に示すような構成を備えている。
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配置を示す図である。第1実施形態では、図23に示すように、センサスポットSSaとセンサスポットSSbとの主走査方向MDにおけるスポット間ピッチDsがグループ列ピッチDrの整数倍となるように、光学センサSCa,SCbは配置されている。また、第1実施形態では、光学センサSCa,SCbは互いに同一構成を有しているため、例えば、光学センサSCaの主走査方向MDの下流側端部Eaと、光学センサSCbの主走査方向MDの下流側端部Ebとのピッチが、スポット間ピッチDsと等しくなる。また、センサスポットSSaとセンサスポットSSbとは、同一の形状および大きさを有しており、副走査方向SDにおける位置(PS(SS))も互いに等しい。
図23は、第1実施形態における光学センサの配置を示す図である。第1実施形態では、図23に示すように、センサスポットSSaとセンサスポットSSbとの主走査方向MDにおけるスポット間ピッチDsがグループ列ピッチDrの整数倍となるように、光学センサSCa,SCbは配置されている。また、第1実施形態では、光学センサSCa,SCbは互いに同一構成を有しているため、例えば、光学センサSCaの主走査方向MDの下流側端部Eaと、光学センサSCbの主走査方向MDの下流側端部Ebとのピッチが、スポット間ピッチDsと等しくなる。また、センサスポットSSaとセンサスポットSSbとは、同一の形状および大きさを有しており、副走査方向SDにおける位置(PS(SS))も互いに等しい。
図24は、第1実施形態におけるレジストマーク検出動作を示す図である。第1実施形態のレジストマーク検出動作においては、レジストマークRMは図21に示したレジストマークRMと同様の構成を有する。つまり、レジストマークRMは、主走査方向MDに連続する複数(8個)のグループトナー像GMが隣接して構成されている。また、センサスポットSSa,SSbの主走査方向MDにおける主走査幅Drsmは、単位幅Wlmよりも狭い。そして、第1実施形態において注目すべきは、レジストマーク検出動作において、センサスポットSSa,SSbを通過するグループトナー像は、互いに同一番号(3番)の発光素子グループ295(295(3))により形成された1個のグループトナー像GM(GM3)である点である。換言すれば、各光学センサSCa,SCbによるレジストマークRMの検出は、同一番号の発光素子グループ295により形成された1個のグループトナー像を検出して行われている。したがって、同図の「センシングプロファイル」の欄に示すように、光学センサSCaの検出波形PR(Y)a,PR(M)a,PR(C)a,PR(K)aと、光学センサSCbの検出波形PR(Y)b,PR(M)b,PR(C)b,PR(K)bは互いに等しくなる。そして、同図の「二値化後」の欄に示すように、かかる検出波形を二値化して得られる二値信号も、光学センサSCa,SCbとの間で等しい。
このように第1実施形態では、長手方向LGDにおいて隣り合う光学センサSCa,SCbそれぞれの間のピッチDsは、グループ列ピッチDrの整数倍であり、しかもこれら光学センサSCのセンサスポットSSa,SSbの主走査幅Drsmは、単位幅Wlmよりも狭い。したがって、各光学センサSCa,SCbによるレジストマークRMの検出は、同一番号の発光素子グループ295により形成された1個のグループトナー像GMを検出して行われ、その結果、各光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異が抑制されている。そして、このような検出特性が略等しい光学センサSCa,SCbによりレジストマークRMの検出を行うことで、スキュー誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
つまり、図24に示すように、光学センサSCのセンサスポットSSa,SSbの主走査幅Drsmは単位幅Wlmよりも狭いため、各光学センサSCは1つのグループトナー像GMを検出することができる。そして、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像GMは、主走査方向MDに周期的(周期Dr)に形成可能であり、しかも、光学センサSCa,SCbのセンサスポットSSa、SSbそれぞれの間のピッチDsは、グループ列ピッチDrの整数倍であるため、各光学センサSCa、SCbは共通するレンズ行LSR3のレンズLSにより形成されたグループトナー像GM3を検出する(換言すれば、光学センサSCaが3番目の発光素子グループ295(3)により形成されたグループトナー像GM3を検出する場合、光学センサSCbも3番目の発光素子グループ295(3)により形成されたグループトナー像GM3を検出する)。
そして、図15等から判るように、同じレンズ行LSRにより形成されるグループ潜像GL(換言すれば、同じ番号の発光素子グループ295により形成される各グループ潜像GL)は略同じタイミングで形成される。したがって、感光体の速度変動に依らず、同じレンズ行LSRにより形成されるグループ潜像GLは、副走査方向SDにおける位置が略等しい(つまり、ばらつかない)。したがって、レンズ行LSR3で形成された各グループ潜像GL3の副走査方向SDの位置は互いに等しく、これらグループ潜像GL3を現像して得られる各グループトナー像GM3の副走査方向SDにおける位置も互いに等しい。よって、図24の「センシングプロファイル」の欄に示すように、光学センサSCaのセンシングプロファイル(検出特性)と光学センサSCbのセンシングプロファイル(検出特性)との差が抑制されて略等しくなっている。すなわち、第1実施形態では、各光学センサSSa,SSbは、共通する(つまり、同一の)1個のレンズ行LSR3で形成されたグループトナー像GMを検出するため、各光学センサSSa,SSbのセンシングプロファイル(検出特性)の差が抑制されて略等しくなっており、スキューの誤検出が抑制されている。
また、第1実施形態では、各光学センサSCa,SCbのセンサスポットSSa,SSbは同一の形状および大きさを有しているため、光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異を簡便に抑制することが可能となっている。
つまり、形状あるいは大きさにおいてセンサスポットSSa,SSbが互いに違う場合、各光学センサSSa,SSbが共通するレンズ行LSRのレンズLSにより形成されたグループトナー像GMを検出しているにも拘わらず(換言すれば、各光学センサSCa,SCbが同一番号の発光素子グループ295により形成されたグループトナー像GMを検出しているにも拘らず)、光学センサSCa,SCbのセンシングプロファイルが異なるとの問題が生じる可能性がある。しかしながら、第1実施形態では、各光学センサSCa,SCbのセンサスポットSSa,SSbは同一の形状および大きさを有するため、センサスポットSSの形状・大きさに起因する問題を考慮すること無く、簡便に光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異を抑制することが可能となっている。
また、第1実施形態では、各光学センサSCa,SCbのセンサスポットSSa,SSbの副走査方向SD(搬送方向D81)における位置PS(SS)は同一である。したがって、各光学センサSCa,SCbの検出領域SSa,SSbの副走査方向SDにおける位置を考慮することなく色ずれ補正を実行できる。よって、センサスポットSSa,SSbの副走査方向SD(搬送方向D81)における位置の差を調整するための機能を別途設けること無く、色ずれ補正が実行でき、装置構成の簡素化が可能となっている。
つまり、センサスポットSSa,SSbの副走査方向SD(搬送方向D81)における位置が異なる場合、各光学センサSCa,SCbが同一番号の発光素子グループ295により形成されたグループトナー像GMを検出しているにも拘らず(換言すれば、同じレンズ行LSRのレンズLSにより形成されたグループトナー像GMを検出しているにも拘わらず)、検出信号PRの立ち上がりタイミングが異なってしまい、スキューを誤検出してしまう可能性がある。しかしながら、第1実施形態では、各光学センサSCa,SCbのセンサスポットSSa,SSbの副走査方向SDにおける位置は同一である。したがって、センサスポットSSの副走査方向SDにおける位置に起因する問題を考慮すること無く、簡便に光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異を抑制することが可能となっている。
また、第1実施形態では、光学センサSCa,SCbの構成は同一であるように構成しているため、光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異を簡便に抑制することが可能となっている。つまり、第1実施形態では、光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異を抑制するために、スポット間ピッチDsがグループ列ピッチDrの整数倍となるように、光学センサSCa,SCbが配置されている。しかしながら、センサスポット間のピッチDsを直接測定しながら光学センサSCa,SCbの位置を調整することは、必ずしも容易ではない。これに対して、第1実施形態では、光学センサSCa,SCbの構成は同一である。したがって、例えば、光学センサSCaの端部Eaと光学センサSCbの端部Ebとのピッチが、グループ列ピッチDrの整数倍となるように、光学センサSCa,SCbを配置するだけで、簡便にスポット間ピッチDsをグループ列ピッチDrの整数倍とすることが可能となっている。
また、第1実施形態では、発光素子2951を有機EL素子により構成しており好適である。なんとなれば、有機EL素子は、半導体のプロセスで形成されるために位置精度が高く、光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異を抑制するのに有利に働くからからである。
また、第1実施形態では、光学センサSCa,SCbのセンサスポットSSa,SSbは、転写ベルト81のローラへの巻き掛け部にある。したがって、転写ベルト81のばたつきの影響を受けること無く、光学センサSSa,SSbは検出結果を安定して求めることが可能となっている。
VI−2.第2実施形態
図25は、第2実施形態におけるレジストマーク検出動作を示す図である。第2実施形態は、センサスポットSSa,SSbの大きさについてのみ第1実施形態と異なり、他の構成については同じである。つまり、第2実施形態では、センサスポットSSa,SSbの主走査幅Drsmは単位幅Wlmよりも広く、その結果、レジストマーク検出動作において、複数のグループトナー像GMが各センサスポットSSa,SSbを通過することとなる。
図25は、第2実施形態におけるレジストマーク検出動作を示す図である。第2実施形態は、センサスポットSSa,SSbの大きさについてのみ第1実施形態と異なり、他の構成については同じである。つまり、第2実施形態では、センサスポットSSa,SSbの主走査幅Drsmは単位幅Wlmよりも広く、その結果、レジストマーク検出動作において、複数のグループトナー像GMが各センサスポットSSa,SSbを通過することとなる。
そして、第2実施形態においても、センサスポットSSaとセンサスポットSSbとの形状および大きさは同一であるとともに、センサスポットSSaとセンサスポットSSbとの主走査方向MDにおけるスポット間ピッチDsが、グループ列ピッチの整数倍となるように、光学センサSCa,SCbは配置されている。したがって、光学センサSCa,SCbによるレジストマークRMの検出は、同一番号(1番)の発光素子グループ295(295(1))から長手方向LGDに同一個数(5個)の発光素子グループ295(つまり、長手方向LGDの上流側から295(1),295(2),295(3),295(1),295(2))により形成された複数(5個)のグループトナー像GM(主走査方向MDの上流側からGM1,GM2,GM3,GM1,GM2)を検出して行われる。したがって、光学センサSCaの検出波形と、光学センサSCbの検出波形とは互いに等しくなる。その結果、かかる検出波形を二値化して得られる二値信号も、光学センサSCa,SCbとの間で等しくなる。
このように、第2実施形態では、長手方向LGDにおいて隣り合う光学センサSCa,SCbそれぞれの間のピッチDsは、グループ列ピッチDrの整数倍である。また、これら光学センサSCのセンサスポットSSa,SSbの主走査幅Drsmは、単位幅Wlmよりも広い。したがって、各光学センサSCa,SCbによるレジストマークRMの検出は、同一番号の発光素子グループ295から長手方向LGDに同一個数の発光素子グループ295により形成された複数のグループトナー像GMを検出して行われ、その結果、各光学センサSCの間における検出特性の差異が抑制されている。そして、このような検出特性が略等しい光学センサSCによりレジストマークRMの検出が実行されることで、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
つまり、図25に示すように、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像GMは、主走査方向MDに周期的(周期Dr)に形成可能であり、しかも、センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍に設定されるとともに主走査方向MDにおいて各センサスポットSSa、SSbは互いに等しい径Drsmを有している。したがって、光学センサSCaが主走査方向MDに連続して並ぶ5個のグループトナー像GM1,GM2,GM3,GM1,GM2を検出する場合、光学センサSCbも主走査方向MDに連続して並ぶ5個のグループトナー像GM1,GM2,GM3,GM1,GM2を検出する。このように第2実施形態では、各光学センサSCa、SCbは共通する(つまり、同一の)複数のレンズ行LSR1、LSR2、LSR3により形成されたトナー像を検出しており、図21に示したような光学センサSCbのみがレンズ行LSR3で形成されたトナー像(グループトナー像GM3)を検出するとの状況の発生が抑制されている。なお、この明細書では、「各光学センサSCa、SCbは共通する複数のレンズ行LSR1、LSR2、LSR3により形成されたトナー像を検出し」と言う場合と、「各光学センサSCa、SCbは同一の複数のレンズ行LSR1、LSR2、LSR3により形成されたトナー像を検出し」という場合とがあるが、これらの意味するところは同じである。
そして、図15から判るように、同じレンズ行LSRにより形成されるグループ潜像GL(換言すれば、同じ番号の発光素子グループ295により形成される各グループ潜像GL)は、略同じタイミングで形成される。したがって、感光体の速度変動に依らず、同じレンズ行LSRにより形成されるグループ潜像GLは、副走査方向SDにおける位置が略等しい(つまり、ばらつかない)。このように、同じレンズ行LSRで形成されたグループ潜像GLの副走査方向SDの位置は互いに等しく、これらグループ潜像GLを現像して得られる各グループトナー像GMの副走査方向SDにおける位置も互いに等しい。
よって、第2実施形態に示したように、各光学センサSSa,SSbが共通する複数のレンズ行LSR1、LSR2、LSR3により形成されたトナー像を検出することで、光学センサSCaのセンシングプロファイル(検出特性)と光学センサSCbのセンシングプロファイル(検出特性)との差を抑制することができる。その結果、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
また、第2実施形態では、何れの光学センサSCa、SCbも、レンズ行LSR1で形成された2個のグループトナー像GM1と、レンズ行LSR2で形成された2個のグループトナー像GM2と、レンズ行LSR3で形成された1個のグループトナー像GM3とを検出している。つまり、各光学センサSCa、SCbは、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像を同じ個数ずつ検出する。よって、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差をより効果的に抑制することができ、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
また、図7に示したように、長手方向LGDの位置が発光素子グループ295(1),295(2),295(3),295(1),295(2),…の順番となるように、各発光素子グループ295が配されている。そして、各光学センサSCa、SCbは、同一番号(1番)の発光素子グループ295(295(1))から長手方向LGDに同一個数(5個)の発光素子グループ295(長手方向LGDにおける位置の順番で数えて同一個数の発光素子グループ295(1),295(2),295(3),295(1),295(2))により形成された、主走査方向MDに連続する複数(5個)のグループトナー像GMを検出している。つまり、各光学センサSCa、SCbはいずれも、主走査方向MDにこの順番で連続して並ぶ5個のグループトナー像GM1,GM2,GM3,GM1,GM2を検出する。よって、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差を極めて効果的に抑制することができ、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。なお、「同一番号の発光素子グループ295から長手方向LGDに同一個数の発光素子グループ295」とは、「同一番号の発光素子グループ295から当該発光素子グループ295を含み長手方向LGDにおける位置の順番で数えて同一個数の発光素子グループ295」を示す。
このように、上記第1・第2実施形態では、副走査方向SDが本発明の「第1の方向」に相当し、主走査方向MDが本発明の「第2の方向」に相当しており、第2の方向は第1の方向と直交もしくは略直交する方向である。また、長手方向LGDおよび主走査方向MDが本発明の「配列方向」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および転写ベルト81(転写媒体)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、光学センサSC,SCa,SCbが本発明の「検出手段」に相当し、センサスポットSS,SSa,SSbが本発明の「検出領域」に相当する。また、2つの光学センサSCa,SCbにより本発明の「検出ユニット」が構成されている。また、グループトナー像GM,GM1,GM2,GM3が本発明の「グループ画像」に相当する。また、発光素子グループ列295Cが本発明の「グループ列」に相当する。また、センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチDsは、例えば、各センサスポットSSa、SSbのプロファイル中心CT(図18)間の主走査方向MDにおける距離として求めることができる。また、レンズLSが本発明の「結像光学系」に相当し、レンズ行LSRが本発明の「結像光学系行」に相当する。また、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当する。
VI−3.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・第2実施形態では、主走査方向MDにおいて各色のラインヘッド29の位置は等しく、同一の光学センサSCに対して形成される各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の主走査方向MDにおける位置PMは互いに等しい。しかしながら、同一の光学センサSCに対して形成される各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の主走査方向MDにおける位置が互いに異なる構成に対しても、本発明を適用することができる。
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・第2実施形態では、主走査方向MDにおいて各色のラインヘッド29の位置は等しく、同一の光学センサSCに対して形成される各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の主走査方向MDにおける位置PMは互いに等しい。しかしながら、同一の光学センサSCに対して形成される各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の主走査方向MDにおける位置が互いに異なる構成に対しても、本発明を適用することができる。
図26は、同一の光学センサSCに対して形成される各色のレジストマークRM(Y),RM(M),RM(C),RM(K)の主走査方向MDにおける位置が互いに異なる構成に対して、本発明を適用した場合を示す図である。図26に示す実施形態と、第1実施形態との構成は、レジストマークRMの主走査方向MDにおける位置のみであり、他の構成は等しい。同図に示すように、イエロー(Y)のレジストマークRM(Y)を検出するにあたり、光学センサSSaおよび光学センサSSbは、同一番号(3番)の発光素子グループ295(295(3))により形成された1個のグループトナー像GM(GM3)を検出している。したがって、同図の「センシングプロファイル」の欄に示すように、光学センサSCaの検出波形PR(Y)aと、光学センサSCbの検出波形PR(Y)bは互いに等しくなる。そして、同図の「二値化後」の欄に示すように、かかる検出波形を二値化して得られる二値信号BS(Y)a,BS(Y)bも、光学センサSCa,SCbとの間で等しい。
また、マゼンタ(M)のレジストマークRM(M)を検出するにあたり、光学センサSSaおよび光学センサSSbは、同一番号(3番)の発光素子グループ295(295(3))から同一個数(2個)の発光素子グループ295(295(3),295(1))により形成された2個のグループトナー像GM(GM3,GM1)を検出している。したがって、同図の「センシングプロファイル」の欄に示すように、光学センサSCaの検出波形PR(M)aと、光学センサSCbの検出波形PR(M)bは互いに等しくなる。そして、同図の「二値化後」の欄に示すように、かかる検出波形を二値化して得られる二値信号BS(M)a,BS(M)bも、光学センサSCa,SCbとの間で等しい。その他の色についても同様である。こうして図26に示す実施形態においても、各光学センサSCa,SCbの間における検出特性の差異が抑制されている。そして、このような検出特性が略等しい光学センサSCa,SCbによりレジストマークRMの検出を行うことで、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
また、第1・第2実施形態は、各色についてレジストマークRMを形成して、各色のレジストマークRMの副走査方向SDにおける位置ずれを検出している。そして、この位置ずれ検出の際にスキューを検出するために、主走査方向MDの異なる位置に複数の光学センサSCa、SCbが設けられている。つまり、光学センサSCa、SCbそれぞれに対してレジストマークRMが形成されて、各光学センサSCa、SCbのレジストマークRMの検出タイミングが異なればスキューがあると判断される。そして、第1・第2実施形態では、上述したようなスキューの誤検出を抑制するために、各光学センサSCa、SCbは共通するレンズ行LSRにより形成された潜像を現像した像を検出している。
しかしながら、スキュー誤検出の問題は、第1・第2実施形態のように、副走査方向SDにおける位置ずれ検出の際にスキュー検出を行う場合だけでなく、例えば、主走査方向MDへの色ずれを検出する際にスキュー検出を行う場合についても発生しうる。したがって、主走査方向MDへの色ずれを検出する際にスキュー検出を行う場合に対しても、本発明を適用することが好適である。以下、これについて説明する。
図27は、主走査方向への色ずれを検出する際に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、図27に示す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、図27に示す実施形態と上述した実施形態との間で異なっている。つまり、図27に示す実施形態では、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28は、主走査方向への色ずれを検出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28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、こ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29は、主走査方向へ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),BSa(M),BSb(M)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S81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。
図27に示す実施形態では、主走査方向MDの異なる位置に設けらた複数の光学センサSCa、SCbについて、この色ずれ補正動作が実行される。図27に示すように、各光学センサSCa、SCbのセンサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍に設定されるとともに、センサスポットSSa、SSbの副走査方向SDの位置は、位置PS(SS)であり互いに等しい。また、センサスポットSSa、SSbは同一の形状(円形)および大きさを有しており、主走査方向MDにおいて各センサスポットSSa、SSbは互いに等しい径Drsm(図30)を有する。
そして、各光学センサSCa、SCbに対してレジストマークRMが形成されて、図28、図29を用いて説明した主走査方向MDへの位置ずれ検出が実行される。また、かかる位置ずれ検出の際に、横線部Rbの検出結果からスキュー検出を実行することができる。つまり、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対してスキューしている場合には、光学センサSCaに対して形成されたレジストマークRMaと、光学センサSCbに対して形成されたレジストマークRMbとの形成位置が副走査方向SDにずれるため、各光学センサSCa、SCbがレジストマークRMの横線部Rbを検出するタイミングがずれる。したがって、図27に示す実施形態では、各光学センサSCa、SCbによるレジストマークRMの横線部Rbの検出結果からスキューを検出することができる。
しかしながら、感光体ドラム21の速度変動等に起因して、図27、図28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。その結果、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルに差異が発生して、スキュー誤検出が発生する場合がある。これに対しては、センサスポットSSa、SSbと、レジストマークRMとを次のように構成することが好適である。
図30は、図27に示す実施形態におけるセンサスポットとレジストマークとの関係を示す図であり、スキューが無い場合に対応している。なお、同図では、発明の理解の容易のため、各光学センサSCa、SCbに設けられた2つのレジストマークRMに対して符号RMa、RMbを付するとともに、レジストマークRMa、RMbを主走査方向MDに並べて図示しているが、図示の都合上、主走査方向MDにおけるレジストマークRMa、RMbの間は一部省略して記載されている。図30に示すように、レジストマークRMa、RMbは同一の形状を有している。また、レジストマークRMa、RMbはいずれも、主走査方向MDに連続する同一個数(8個)のグループトナー像GMから構成され、しかも、主走査方向MDにおけるレジストマークRMa、RMbのピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍(=センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチDs)となっている。よって、レジストマークRMa、RMbは、同じレンズ行LSR1(換言すれば、同じ番号(番号1)の発光素子グループ295)で形成されたグループトナー像GM1)から主走査方向MDに連続する同一個数(8個)のグループトナー像GMによって構成される。
つまり、同じレンズ行LSRによるグループトナー像GMは主走査方向MDにグループ列ピッチDrを周期として周期的に形成され、例えば図30に示すように、レンズ行LSR1で形成されたグループトナー像GM1は、主走査方向MDに周期Drで周期的に形成される。したがって、主走査方向MDにおけるレジストマークRMa、RMbのピッチをグループ列ピッチDrの整数倍とした場合、図30に示すように、レジストマークRMa、RMbはいずれも、同じレンズ行LSR1(同じ番号(番号1)の発光素子グループ295)で形成されたグループトナー像GM1を端部に有する。そして、各レジストマークRMa、RMbを同一個数のグループトナー像GMで構成することで、レジストマークRMa、RMbはいずれも、同じレンズ行LSR1(同じ番号(番号1)の発光素子グループ295)で形成されたグループトナー像GM1から主走査方向MDに連続する同一個数(8個)のグループトナー像GMによって構成されることとなる。
また、光学センサSCa、SCbのセンサスポットSSa、SSbは次のように構成されている。つまり、センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍に設定されるとともに、主走査方向MDにおいて各センサスポットSSa、SSbは互いに等しい径Drsmを有する。しかも上述の通り、同じレンズ行LSRによるグループトナー像GMは主走査方向MDに周期Drで周期的に形成される。したがって、光学センサSCaが主走査方向MDに並ぶ2個のグループトナー像GM3,GM1を検出する場合、光学センサSCbは、光学センサSCaが検出するグループトナー像GM3,GM1から主走査方向MDにグループ列ピッチDrの整数倍(=Ds)だけ離れた位置にあるグループトナー像GM3,GM1を検出する。換言すれば、何れの光学センサSCa、SCbも、レンズ行LSR3で形成された1個のグループトナー像GM3と、レンズ行LSR1で形成された1個のグループトナー像GM1とを検出しており、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像を同じ個数ずつ検出する。
このように、各光学センサSCa、SCbは共通する複数のレンズ行LSR3、LSR1により形成されたトナー像を検出する。そして、上述の通り、スキューが無い状態では、感光体の速度変動に依らず同じレンズ行LSRで形成された各グループトナー像GMの副走査方向SDにおける位置は互いに等しい。よって、各光学センサSCa、SCbが共通する複数のレンズ行LSR3、LSR1により形成されたトナー像を検出することで、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差を抑制することができる。その結果、スキューが発生していないにも拘わらずスキューがあると誤検出されるとの問題の発生が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となる。
また、何れの光学センサSCa、SCbも、レンズ行LSR3で形成された1個のグループトナー像GM3と、レンズ行LSR1で形成された1個のグループトナー像GM1とを検出しており、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像を同じ個数ずつ検出する。よって、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差をより効果的に抑制することができ、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
また、各光学センサSCa、SCbは、同一番号(3番)の発光素子グループ295(295(3))から長手方向LGDに同一個数(2個)の発光素子グループ295(長手方向LGDにおける位置の順番で数えて同一個数の発光素子グループ295(3),295(1))により形成された複数(2個)のグループトナー像GMを検出している。つまり、各光学センサSCa、SCbはいずれも、主走査方向MDにこの順番で並ぶ2個のグループトナー像GM3,GM1を検出する。よって、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差を極めて効果的に抑制することができ、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
ところで、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31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31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32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。
また、図31に示す実施形態では、複数の光学センサSCa、SCbが主走査方向MDの異なる位置に設けられている。各光学センサSCa、SCbのセンサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍に設定されるとともに、センサスポットSSa、SSbの副走査方向SDの位置は、位置PS(SS)であり互いに等しい。また、センサスポットSSa、SSbは同一の形状(円形)および大きさを有しており、主走査方向MDにおいて各センサスポットSSa、SSbは互いに等しい径Drsm(図33、図34)を有する。
そして、各光学センサSCa、SCbについてレジストマークRMが形成されて、図31、図32に示した主走査方向MDへの位置ずれ検出が実行されるとともに、スキュー検出もあわせて実行される。つまり、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対してスキューしている場合には、光学センサSCaに対して形成されたレジストマークRMと、光学センサSCbに対して形成されたレジストマークRMとの形成位置が副走査方向SDにずれるため、各光学センサSCa、SCbがレジストマークRMを検出するタイミングがずれる。例を挙げると、光学センサSCaがレジストマークRM(Y)の横線部Rbを検出するタイミングと、光学センサSCbがレジストマークRM(Y)の横線部Rbを検出するタイミングとが異なる。したがって、図31に示す実施形態においても、各光学センサSCa、SCbがレジストマークRMを検出するタイミングからスキューを検出することができる。
しかしながら、感光体ドラム21の速度変動等に起因して、図31、図32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。その結果、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルに差異が発生して、スキュー誤検出が発生する場合がある。これに対して、長手方向LGD(主走査方向MD)において隣り合う光学センサSCa,SCbそれぞれの間のピッチDsは、グループ列ピッチDrの整数倍となっている。したがって、第1実施形態で図24に示したように構成(つまり、後の図33に示すように構成)したり、第2実施形態で図25に示したように構成(つまり、後の図34に示すように構成)したりすることで、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差異を抑制して、スキュー誤検出を抑制することが可能となっている。具体的に説明すると、次の通りである。
図33は、副走査方向ずれ補正動作でのレジストマークとセンサスポットとの関係の一例を示す図であり、スキューがない場合に相当する。なお、同図では、発明の理解の容易のため、各光学センサSCa、SCbに設けられたレジストマークRM(例えば、RM(Y)a、RM(Y)b)を主走査方向MDに並べて図示しているが、図示の都合上、主走査方向MDにおける各レジストマーク(RM(Y)a、RM(Y)b)の間は一部省略して記載されている。図33に示すように、各レジストマークはいずれも、主走査方向MDに連続する同一個数(8個)のグループトナー像GMから構成され、しかも、主走査方向MDにおけるレジストマークRM(例えば、RM(Y)a、RM(Y)b)のピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍(=センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチDs)となっている。よって、レジストマークRMa、RMbは、同じレンズ行LSR2(同じ番号(番号2)の発光素子グループ295)で形成されたグループトナー像GM2から主走査方向MDに連続する同一個数(8個)のグループトナー像GMによって構成される。
そして、図33に示す実施形態においても、センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍に設定されるとともに、主走査方向MDにおいて各センサスポットSSa、SSbは互いに等しい径Drsmを有する。したがって、光学センサSCaがグループトナー像GM3を検出する場合、光学センサSCbは、光学センサSCaが検出するグループトナー像GM3から主走査方向MDにグループ列ピッチDrの整数倍(=Ds)だけ離れた位置にあるグループトナー像GM3を検出する。換言すれば、各光学センサSCa、SCbも、共通するレンズ行LSR3で形成された1個のグループトナー像GM3を検出しており、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像をする。しかも、上述の通り、スキューが無い場合には同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像GMの副走査方向SDにおける位置は略等しい。よって、光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの差異を抑制して、スキュー誤検出を抑制することが可能となっている。
図34は、副走査方向ずれ補正動作でのレジストマークとセンサスポットとの関係の別の例を示す図である。なお、同図では、発明の理解の容易のため、各光学センサSCa、SCbに設けられたレジストマークRM(例えば、RM(Y)a、RM(Y)b)を主走査方向MDに並べて図示しているが、図示の都合上、主走査方向MDにおける各レジストマーク(RM(Y)a、RM(Y)b)の間は一部省略して記載されている。図34に示すように、各レジストマークはいずれも、主走査方向MDに連続する同一個数(8個)のグループトナー像GMから構成され、しかも、主走査方向MDにおけるレジストマークRM(例えば、RM(Y)a、RM(Y)b)のピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍(=センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチDs)となっている。よって、レジストマークRMa、RMbは、同じレンズ行LSR2(同じ番号(番号2)の発光素子グループ295)で形成されたグループトナー像GM2から主走査方向MDに連続する同一個数(8個)のグループトナー像GMによって構成される。
そして、図34に示す実施形態においても、センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおけるピッチは、グループ列ピッチDrの整数倍に設定されるとともに、主走査方向MDにおいて各センサスポットSSa、SSbは互いに等しい径Drsmを有する。したがって、光学センサSCaが主走査方向MDに並ぶ5個のグループトナー像GM1,GM2,GM3,GM1,GM2を検出する場合、光学センサSCbは、光学センサSCaが検出する5個のグループトナー像から主走査方向MDにグループ列ピッチDrの整数倍(=Ds)だけ離れた位置にある5個のグループトナー像GM1,GM2,GM3,GM1,GM2を検出する。換言すれば、何れの光学センサSCa、SCbも、レンズ行LSR1で形成された2個のグループトナー像GM1と、レンズ行LSR2で形成された2個のグループトナー像GM2と、レンズ行LSR3で形成された1個のグループトナー像GM3とを検出しており、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像を同じ個数ずつ検出する。
このように、この実施形態においても、各光学センサSCa、SCbは共通する複数のレンズ行LSR1、LSR2、LSR3で形成されたトナー像を検出している。したがって、光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの差異を抑制して、スキュー誤検出を抑制することが可能となっている。
また、何れの光学センサSCa、SCbも、レンズ行LSR1で形成された2個のグループトナー像GM1と、レンズ行LSR2で形成された2個のグループトナー像GM2と、レンズ行LSR3で形成された1個のグループトナー像GM3とを検出しており、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像を同じ個数ずつ検出する。よって、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差をより効果的に抑制することができ、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
また、各光学センサSCa、SCbは、同一番号(1番)の発光素子グループ295(295(1))から長手方向LGDに同一個数(5個)の発光素子グループ295(長手方向LGDにおける位置の順番で数えて同一個数(5個)の発光素子グループ295(1),295(2),295(3),295(1),295(2))により形成された複数(5個)のグループトナー像GMを検出している。つまり、各光学センサSCa、SCbはいずれも、主走査方向MDにこの順番で並ぶ5個のグループトナー像GM1,GM2,GM3,GM1,GM2を検出する。よって、各光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイル(検出特性)の差を極めて効果的に抑制することができ、上述のスキューの誤検出が抑制されて、良好な色ずれ補正動作が実行可能となっている。
また、上記実施形態では、レジストマークRMは8個のグループトナー像GMで構成されるが、レジストマークRM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、レジストマークRMは少なくとも1個のグループトナー像GMにより構成されれば良い。
また、上記実施形態では、レジストマークRMを構成する1個のグループトナー像GM(つまり、レジストマークRMを構成する各グループトナー像GM)は、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が、該グループトナー像GMは、発光素子グループ295が有する一部の発光素子2951により形成されても良い。
例えば、上述の発光素子グループ295は複数の発光素子行2951Rを有している。そこで、例えば、複数の発光素子行2951R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の発光素子行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レジストマークRMを検出するように構成しても良い。
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、上記実施形態では、発光素子グループ295は2行の発光素子行2951Rにより構成されているが、発光素子グループ295を構成する発光素子行2951Rの行数はこれに限られない。図35は、発光素子グループの別の構成を示す図である。同図示す例では、各発光素子グループ295において、4行の発光素子行2951Rが幅方向LTDに並んでいる。発光素子行2951Rは、長手方向LGDに9個の発光素子2951を並べて構成されている。また、各発光素子行2951Rは長手方向LGDに相互にずらして配置されており、その結果、長手方向LGDにおいて各発光素子2951の位置は異なっている。
また、同図においても、1番から3番までの番号が付された3個の発光素子グループ295(1),295(2),295(3)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に沿ってグループ列ピッチDrで複数並ぶように、複数の発光素子グループ295は配置されている。また、このグループ列ピッチDrは、長手方向LGDに隣り合う2つの発光素子グループ295間のピッチであり、長手方向LGDに隣り合う2つのレンズLS間のピッチと等しい。そして、発光素子グループ295がこのように構成された装置において、光学センサSCa,SCbのスポット間ピッチをグループ列ピッチDrの整数倍とすることで、光学センサSCa,SCb間の検出特性の差異を抑制することができる。
また、上記実施形態では、2個の光学センサSCa,SCbによりレジストマークRMの検出動作が実行されているが、光学センサSCの個数は2個に限られず、2個以上であれば良い。要は、主走査方向MDにおいて隣り合う光学センサSCのセンサスポットSSそれぞれの間の主走査方向MDにおけるピッチが、グループ列ピッチDrの整数倍であるように構成することで、複数の光学センサSCの間における検出特性の差異を抑制することが可能である。
また、上記実施形態は、1番から3番までの番号が付された3個の発光素子グループ295(1),295(2),295(3)を幅方向LTDおよび長手方向LGDに相互にずらして設けることで、発光素子グループ列295Cを構成しており、つまり、本発明における「I」が3の場合に相当する。しかしながら、「I」の値はこれに限られず2以上の自然数であれば良い。
ところで、光学センサSCa、SCbは、図17に示したもの以外に、次のようなものであっても良い。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の光学センサでは、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。
また、上記実施形態では、各光学センサSCa、SCbのセンサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおける径は互いに等しいが、センサスポットSSa、SSbの主走査方向MDにおける径は異なっていても良い。要するに、各光学センサSSa,SSbが同じレンズ行LSRでグループトナー像GMを検出するように、各センサスポットSSa、SSbが構成されていれば、各光学センサSSa,SSbのセンシングプロファイル(検出特性)との際を抑制することができる。
また、上記実施形態では、センサスポットSSの形状は円形であるが、センサスポットSSの形状はこれに限られず図37に示すような形状であっても良い。ここで、図37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「長方形状」の欄に示すように、長方形状であっても良い。長方形状センサスポットSSrにおいては、主走査スポット径Drsmおよび副走査スポット径Drssは同図に示すように定義できる。つまり、長方形状センサスポットSSrの主走査方向MDにおける幅が主走査スポット径Drsmとなり、長方形状センサスポットSSrの副走査方向SDにおける幅が副走査スポット径Drss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、扁平形状センサスポットSSf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、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、レジストマークRMを構成する各グループトナー像GMは、単位幅Wlmを有しているが、各グループトナー像GMの幅はこれに限られず、単位幅Wlmよりも短くても良い。
ところで、上記実施形態では、複数(上記では8個)の発光素子2951が発光素子グループ295としてグループ化されて配置されている。しかしながら、複数の発光素子2951をグループ化せずに、次のように配置することもできる。
図38は、発光素子の別の配置態様を示す平面図である。以下では、同図を用いてレンズLSの配置態様を説明するのに続いて、発光素子2951の配置態様を説明する。同図が示すように、各レンズLSの配置態様は上述してきた実施形態と同様である。つまり、3行のレンズ行LSR1〜LSR3が幅方向LTDに並んでおり、各レンズ行LSRにおいて長手方向LGDに隣り合う2つのレンズLS間のピッチは上述のグループ列ピッチDrに等しい。また、各レンズ行LSRは長手方向LGDに相互にずれている。その結果、各レンズLSの長手方向LGDの位置は互いに異なっており、各レンズLSは長手方向LGDにレンズピッチPlsで配設されている。また、発光素子2951の配置態様は次の通りである。つまり、長手方向LGDに複数の発光素子2951を並べて発光素子ライン2951LNが構成されている。この発光素子ライン2951LNは1つのレンズ行LCRに対して2つづつ設けられており、同じレンズ行LCRに対して設けられた2つの発光素子ライン2951LNは長手方向LGDに相互にずらして配置されている。その結果、同じレンズ行LCRに対して設けられた各発光素子2951の位置は長手方向LGDにおいて互いに異なっている。なお、1つのレンズ行LCRに対して設けられる発光素子ライン2951LNの数は2つに限られず、1つであっても3つ以上であっても良いが、複数の発光素子ライン2951LNを設ける場合は、同じレンズ行LCRに対して設けられた各発光素子2951の位置が長手方向LGDにおいて互いに異なるように、各発光素子ライン2951LNは長手方向LGDに相互にずらして配置される。
図39は、図38のラインヘッドを備えた画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。エンジン部EGには、図36で示したような、開口面積Sdiaを調整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である光学センサSCa、SCbが主走査方向MDの異なる位置に設けられており、各光学センサSCa、SCbによりレジストマークRMa、RMbが検出される。一方、このエンジン部EGを制御するエンジンコントローラECには、位置ずれ演算器301、LUT(ルックアップテーブル)302および検出領域調整機構303が設けられている。位置ずれ演算器301では、光学センサSCから入力されるレジストマークRMa、RMbの検出結果とLUT302の記憶内容とに基づいて位置ずれが求められる。つまり、LUT302には、光学センサSCの検出結果と位置ずれとが対応付けて記憶されており、位置ずれ演算器301は、レジストマーク検出結果とLUT302の記憶内容とを比較して、位置ずれを求める。そして、位置ずれ演算器301により求められた位置ずれは、ヘッドコントローラHCに出力されて、ラインヘッド29の発光素子の発光制御に用いられる。
ヘッドコントローラHCには、入力された位置ずれに基づいて、発光素子2951の発光タイミングの補正量を求めるレジスト補正部203が設けられている。さらにヘッドコントローラHCには、このレジスト補正部203の他に、発光素子判別部201、LUT202および発光制御モジュール204が設けられている。LUT202にはレンズLSとレンズLSに対応する発光素子2951とが記憶されており、発光素子判別部201はLUT202を参照して、各レンズLSに対応する発光素子2951を判別する。こうして判別された発光素子が図38においてハッチングが施された使用発光素子SLであり、レンズLSと、当該レンズLSを示す二点鎖線円内にある8個の使用発光素子SLとが互いに対応している。そして、使用発光素子SLが発光した光は対応するレンズLSにより結像されて、感光体ドラム21表面に潜像が形成される。発光制御モジュール204は、使用発光素子SLの発光タイミングをレジスト補正部203で求めた補正量により補正しながら、各使用発光素子SLを発光させる。つまり、この実施形態では、1個のレンズLSに対応する8個の使用発光素子SLが上述の発光素子グループ295の如く機能して、グループ潜像GL、グループトナー像GMを形成する。
図40は、図38および図39で示した画像形成装置で実行されるレジストマーク検出動作を示すフローチャートである。ステップS201では、ヘッドコントローラHCの発光素子判別部201が、LUT202(ルックアップテーブル202)を参照して、各レンズLS毎に使用発光素子SLを選定する。ステップS202では、各光学センサSCa、SCbに対して形成するレジストマークRMa、RMbの構成が決定される。つまり、この実施形態では、図41に示す複数の組合せパターンから選択された組み合わせパターンに対応するレジストマークRMが、各光学センサSCa、SCbに対して形成される。
ここで、図41は、各光学センサに対して形成するレジストマークの構成を模式的に示した図である。図41は実際に形成されたレジストマークを示しているのではなく、形成しようとするレジストマークを構成するグループトナー像の組合せを示しているに過ぎない。したがって、感光体ドラム21の周速変動に起因したグループトナー像の副走査方向SDへの位置ばらつきは同図には反映されない。
同図において、番号が付された長方形はグループトナー像GMを表しており、各番号はグループトナー像GMを形成するレンズ行LSRを示している。つまり、番号1が付されたグループトナー像GMはレンズ行LSR1で形成されるグループトナー像GM1であり、番号2が付されたグループトナー像GMはレンズ行LSR2で形成されるグループトナー像GM2であり、番号3が付されたグループトナー像GMはレンズ行LSR3で形成されるグループトナー像GM3である。
よって、例えば組合せNo「3」が選択された場合、光学センサSCaに対するレジストマークRMaは、レンズ行LSR1で形成された2個のグループトナー像GM1と、レンズ行LSR2で形成された1個のグループトナー像GM2と、レンズ行LSR3で形成された1個のグループトナー像GM3とから構成されている。しかも、このレジストマークRMは主走査方向MDに連続しておらず、例えば、同図の右から2つのグループトナー像GM(つまり、グループトナー像GM3とグループトナー像GM1)とは離れている。一方、光学センサSCbに対するレジストマークRMbは、各レンズ行LSR1〜LSR3が1つずつ形成したグループトナー像GM1〜GM3から構成されており、これら3個のグループトナー像GM1〜GM3は主走査方向MDに連続している。
また、組合せNo「9」が選択された場合、光学センサSCaに対するレジストマークRMbは、互いに離れて形成された、レンズ行LSR1によるグループトナー像GM1とレンズ行LSR3によるグループトナー像GM3とから構成されている。一方、光学センサSCbに対するレジストマークRMは、主走査方向MDに連続して形成された、レンズ行LSR1によるグループトナー像GM1とレンズ行LSR3によるグループトナー像GM3とから構成されている。なお、この実施形態では、各光学センサSCa、SCbのセンサスポットは、いずれも検出対象であるレジストマークRMa、RMbよりも主走査方向MDに広い幅を有しており、レジストマークRMa、RMbの全体が対応するセンサスポットの内部を通過する(つまり、各光学センサSCにより検出される)。
ところで、第2実施形態等では、各光学センサSCa、SCbは、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像GMを同じ個数ずつ検出しており、しかも、これらのグループトナー像GMは主走査方向MDに連続して形成される。これに対して、図41に示す各組合せでは、各光学センサSCa、SCbは、同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像GMを同じ個数ずつ検出するわけでは必ずしもなく、各グループトナー像GMは主走査方向MDに連続して形成されるわけでは必ずしもない。つまり、各光学センサSCa、SCbが同じレンズ行LSRで形成されたグループトナー像GMを同じ個数ずつ検出することは本発明に必須ではなく、また、各光学センサSCa、SCbが主走査方向MDに連続するグループトナー像GMを検出することも本発明に必須ではない。要するに、各光学センサSCa、SCbが、共通するレンズ行LSR(結像光学系行)により形成されたグループトナー像GMを検出することで、各光学センサSCa、SCbの検出特性の差を抑制することが可能である。この理由は次の通りである。
図42は、各光学センサの検出特性の差を抑制することができる理由の説明図であり、組合せNo「9」が選択された場合に実際に形成され得るレジストマークRMa、RMbを示している。レジストマークRMaは光学センサSCaに対して形成されるレジストマークであり、レジストマークRMbは光学センサSCbに対して形成されるレジストマークである。そして、同図が示すように、光学センサSCaのセンサスポットSSaの主走査方向MDの径Drsm_aは、レジストマークRMaの主走査方向幅Wmr_aよりも広く、レジストマークRMaの全体が光学センサSCaにより検出される。また同様に、光学センサSCbのセンサスポットSSbの主走査方向MDの径Drsm_bは、レジストマークRMbの主走査方向幅Wmr_bよりも広く、レジストマークRMbの全体が光学センサSCbにより検出される。
また、同図では、グループトナー像GM3がグループトナー像GM1よりも副走査方向SDの下流側に形成される「ばらつきパターン1」と、これとは逆に、グループトナー像GM1がグループトナー像GM3よりも副走査方向SDの下流側に形成される「ばらつきパターン2」とが示されている。以下では、各光学センサSCa、SCbが共通するレンズ行LSRにより形成されたグループトナー像GMを検出することで、ばらつきパターンに依らずに各光学センサSCa、SCbの検出特性の差を抑制することができることを説明する。
「ばらつきパターン1」に示すばらつきが発生した場合、各光学センサSCa、SCbはいずれも先ずグループトナー像GM3の副走査方向SDの下流側エッジを検出する。しかも、感光体ドラム21の周速変動に依らず、各グループトナー像GM3の当該エッジの副走査方向SDにおける位置は、位置P(de3)で互いに等しい。よって、「ばらつきパターン1」に示すばらつきが発生したとしても、光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの立ち上がりタイミングは略等しくなる。
また、「ばらつきパターン2」に示すばらつきが発生した場合、各光学センサSCa、SCbはいずれも先ずグループトナー像GM1の副走査方向SDの下流側エッジを検出する。しかも、感光体ドラム21の周速変動に依らず、各グループトナー像GM1の当該エッジの副走査方向SDにおける位置は、位置P(de1)で互いに等しい。よって、「ばらつきパターン2」に示すばらつきが発生した場合であっても、光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの立ち上がりタイミングは略等しくなる。
このように、図42に示す例では、各光学センサSCa、SCbは共通するレンズ行LSR1、LSR3により形成されたグループトナー像GMを検出する。したがって、いずれのばらつきパターンが発生したとしても、光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの立ち上がりタイミングは等しくなる。
詳述すると、例えば、光学センサSCaに対してレンズ行LSR1によるグループトナー像GM1を形成しなかった場合に「ばらつきパターン2」が発生すると、光学センサSCaのセンシングプロファイルの立ち上がりのタイミングは、グループトナー像GM3の副走査方向SDの下流側エッジを検出するタイミングとなってしまい、光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの立ち上がりタイミングが異なってしまう。これに対して、図42に示す例では、各光学センサSCa、SCbは共通するレンズ行LSR1、LSR3により形成されたグループトナー像GMを検出しているため、ばらつきパターンに依らずに光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの立ち上がりタイミングが等しくなり、各光学センサSCa、SCbの検出特性の差を抑制することが可能となっている。そこで、この実施形態では、図41の組合せに基づいてレジストマークRMを構成することとしている。
図40に戻って説明を続ける。ステップS202では、形成するレジストマークの組合せは、LUT206(ルックアップテーブル206)を参照して決定される。つまり、LUT206には、組合せNoと、当該組合せNoに対応するレジストマークの構成とが記憶されている。そして、ステップS203、S204では、ステップS202で決定された組合せNoに対応するレジストマークRMが、各光学センサSCa、SCbに対して形成される。つまり、各グループトナー像GMに対応するグループ潜像GLを形成するレンズLSの使用発光素子SLが発光してグループ潜像GLが形成される。このグループ潜像GLが現像されてグループトナー像GMとなり、レジストマークRMが形成される。なお、この際、副走査方向SDの色ずれ補正動作、主走査方向MDへの色ずれ補正動作、副走査方向倍率の補正動作のうち、実行する補正動作に対応するレジストマークが形成される。
そして、各光学センサSCa、SCbによるレジストマークRMの検出結果とLUT302の記憶内容から位置ずれが求められるとともに(ステップS205)、この位置ずれをもとに発光素子の発光タイミングの補正量が求められる(ステップS206)。そして、かかる位置ずれ検出にともなって、スキュー検出を実行することができる。上述の通り、この実施形態では、各光学センサSCa、SCbは共通するレンズ行LSR(結像光学系行)により形成されたグループトナー像GMを検出しているため、光学センサSCa、SCbのセンシングプロファイルの立ち上がりタイミングが等しくなり、スキュー誤検出の発生を抑制することが可能となっている。
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、 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、 81…転写ベルト、 D81…搬送方向、 MD…主走査方向(第2の方向), SD…副走査方向(第1の方向)、 LGD…長手方向(配列方向)、 LTD…幅方向、 SC,SCa,SCb…光学センサ(検出手段、検出ユニット)、 SS…センサスポット(検出領域)、 RM…レジストマーク(検出画像)、 Dr…グループ列ピッチ
Claims (15)
- 第1の方向に移動する潜像担持体と、
前記第1の方向と異なる第2の方向に結像光学系を配設した結像光学系行を前記第1の方向に2行以上配設し、前記結像光学系は発光素子が発光する光を前記潜像担持体に結像する露光ヘッドと、
前記露光ヘッドにより前記潜像担持体に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2の検出手段と、
を前記2の検出手段は同一の前記結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出することを特徴とする画像形成装置。 - 前記2の検出手段は、1行の前記結像光学系行により形成された潜像を現像し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2の検出手段は、2行以上の前記結像光学系行により形成された潜像を現像した像を検出する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記潜像担持体から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ないし3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記露光ヘッド及び前記現像手段が配設された前記潜像担持体を2以上前記転写媒体に配する請求項4に記載の画像形成装置。
- 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制御手段を備えた請求項5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潜像担持体から前記転写媒体に転写された像の位置を制御する請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記2の検出手段の前記転写媒体での検出領域は、同一の形状と領域面積を有する請求項4ないし7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する請求項8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9に記載の画像形成装置。
- 前記開口絞りは、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、前記発光素子と、前記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の方向に移動する潜像担持体を、前記第1の方向と異なる第2の方向に結像光学系を配設した結像光学系行を前記第1の方向に2行以上配設し、発光素子が発光する光を前記結像光学系により前記潜像担持体に結像する露光ヘッドにより該潜像担持体を露光する露光工程と、
前記露光ヘッドにより、前記潜像担持体に形成された潜像を現像して像を形成する現像工程と、
前記現像工程で現像された前記像のうち、同一の結像光学系行により形成された潜像を現像した前記像を2の検出手段により検出する検出工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。 - 第1の方向に移動する潜像担持体を、前記第1の方向と異なる第2の方向に複数の結像光学系を配設した結像光学系行を前記第1の方向に配設して複数の発光素子が発光する光を前記結像光学系により結像する露光ヘッドにより露光する露光工程と、
前記露光ヘッドにより形成された潜像を現像して像を形成する現像工程と、
前記現像工程で現像された前記像のうち、同一の前記結像光学系行で形成された潜像を現像した像を2の検出手段により検出する検出工程と、
を有することを特徴とする画像検出方法。
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