JP2014178466A - 光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置における画像の描画位置の正確性を保ちながら、補正用パターンの描画に係るトナー消費量の低減及び補正動作に要する時間の短縮を実現すること。
【解決手段】トナーによって現像された前記静電潜像が用紙上に転写される転写位置を補正するための補正用パターンがセンサによって検知された検知信号に基づき、転写位置を補正するための補正値を算出する補正値算出部１２４を含み、補正用パターンを形成するためのＬＥＤＡ１３０の発光制御に際して、感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンを含むようにＬＥＤＡ１３０を発光制御することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法に関し、特に、画像の描画位置補正のために描画されるパターンの構成に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光して静電潜像を描画するタイミングと用紙の搬送タイミングとを合わせることにより、用紙の正しい範囲に画像が形成されるように調整が行われる。また、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム式の画像形成装置においては、各色の感光体において現像された画像が正確に重ね合わされるように、各色の感光体における露光タイミングの調整が行われる。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。

上述したような位置ずれ補正を実現するための具体的な方法としては、感光体を露光する光源と感光体との配置関係を調整する機械的な調整方法と、出力するべき画像を位置ずれに応じて調整することにより最終的に好適な位置に画像が形成されるようにする画像処理による方法とがある。この画像処理による方法の場合、補正用のパターンを描画してそれを読み取ることにより、設計上定まるタイミングと実際にパターンが読み取られたタイミングとの差異に基づいて補正が行われ、所望の位置に画像が形成されるようにする。

また、上述したパターンのように実際に顕色剤を消費して行う装置の調整用の動作としては、上述した位置ずれ補正動作の他、顕色剤の強制排出動作や、クリーニング機構の維持動作等がある。顕色剤の強制排出動作とは、顕色剤が長時間現像器内に滞留することを防ぐために現像器内の顕色剤を強制的に排出する動作である。

また、クリーニング機構の維持動作は、感光体ドラムから一時的に顕色剤が転写される一次転写体に顕色剤が存在しない状態が長時間続くことにより、一次転写体に残留している顕色剤をクリーニングするクリーニング機構が劣化することを防ぐために、一次転写体に強制的に顕色剤を転写させ、それをクリーニング機構にクリーニングさせる動作である。

このように顕色剤を消費して行う装置の調整動作を、効率的に実行するため、目的の異なるパターンを主走査方向に複数配列して、異なる目的の動作を並列して行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上述したような顕色剤を消費して行う装置の調整動作については、顕色剤の消費量を可能な限り低減することや、調整動作に要する時間を可能な限り短縮することが望まれる。しかしながら、特許文献１に開示されている方法においては、夫々の目的に応じたパターンを副走査方向に配列して形成するため、顕色剤の消費量や調整に要する時間については考慮されていない。

また、例えば上述した位置ずれ補正動作に際しては、同一のパターンを主走査方向の複数の位置に描画し、夫々のパターンの検知結果に基づいて補正を行うことにより、補正結果の制度を向上することが行われている。また、画像の傾きを補正するためには、主走査方向の複数の位置でパターンを検知する必要がある。これに対して、特許文献１に開示された発明の場合、目的の異なるパターンを主走査方向に配列するため、そのような補正動作が不可能である。

即ち、顕色剤を消費して行う装置の調整動作としては、顕色剤の消費量や調整に要する時間を抑えつつ、且つ調整機能を損なわないような方法が求められる。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、画像形成装置において顕色剤を消費して行う装置の調整動作において、調整機能を損なうことなく顕色剤の消費量や調整に要する時間を短縮することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて光源を発光制御し、前記感光体を露光させる発光制御部と、前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得する検知信号取得部と、顕色剤によって現像された前記静電潜像が用紙上に転写される転写位置を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、前記発光制御部は、前記補正用パターンを形成するための前記光源の発光制御に際して、前記感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンを含むように前記光源を夫々発光制御することを特徴とする。

本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上記光書き込み制御装置を含むことを特徴とする。

また、本発明の更に他の態様は、感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み装置の制御方法であって、画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて光源を発光制御して前記感光体を露光させることにより、顕色剤によって現像された前記静電潜像が用紙上に転写される転写位置を補正するための用パターンであって、前記感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンを含む補正用パターンの静電潜像を形成し、前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得し、前記補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において顕色剤を消費して行う装置の調整動作において、調整機能を損なうことなく顕色剤の消費量や調整に要する時間を短縮することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み制御部及びＬＥＤＡの構成を示すブロック図である。 従来技術に係る補正用パターンの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る位置ずれ補正用パターンの検知タイミングの例を示す図である。 従来技術に係る補正用パターンの例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、感光体の露光タイミングを補正するための位置ずれ補正動作において描画されるパターンの構成及びそのパターンによって得られる他の効果に特徴を有する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０がそれらのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）１１０、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、それらのプログラムに従ったＣＰＵ１０の演算によって構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づいてプリントエンジン２６を制御し、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ４０等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ４０等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。

次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２により分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以降、総じて画像形成部１０６とする）が配列されている。

また、給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一度止められ、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト１０５からの画像の転写位置に送り出される。

複数の画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６Ｋはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは画像形成部１０６Ｙと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの各構成要素については、画像形成部１０６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６Ｙが、ブラックのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム１０９Ｙ、この感光体ドラム１０９Ｙの周囲に配置された帯電器１１０Ｙ、光書き込み装置２００、現像器１１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３Ｙ等から構成されている。光書き込み装置２００は、夫々の感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置２００からのブラック画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム１０９Ｙと搬送ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１５Ｙの働きにより搬送ベルト１０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト１０５上にイエローのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９Ｙは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３Ｙにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６Ｙにより搬送ベルト１０５上に転写されたイエローのトナー画像は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６Ｙでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたイエローの画像に重畳されて転写される。

搬送ベルト１０５上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。

給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト１０５と接触する位置若しくは最も接近する位置において、搬送ベルト１０５上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙１０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙１０４は更に搬送され、定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

また、このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの軸間距離の誤差、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの平行度誤差、光書き込み装置１１１内でのＬＥＤＡ１３０の設置誤差、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋへの静電潜像の書き込みタイミング誤差等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。

また、同様の原因により、転写対象である用紙において本来画像が転写される範囲から外れた範囲に画像が転写されることがある。このような位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ等が知られている。また、装置内温度変化や経時劣化による搬送ベルトの伸縮が知られている。

このような位置ずれを補正するため、パターン検知センサ１１７が設けられている。パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋによって搬送ベルト１０５上に転写された位置ずれ補正用パターン、及び濃度補正用パターンを読み取るための光学センサであり、搬送ベルト１０５の表面に描画されたパターンを照射するための発光素子及び補正用パターンからの反射光を受光するための受光素子を含む。図３に示すように、パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの下流側において、搬送ベルト１０５の搬送方向と直行する方向に沿って同一の基板上に支持されている。

また、画像形成装置１においては、画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの状態変化や、光書込み装置１１１の状態変化により、用紙１０４上に転写される画像の濃度が変動する可能性がある。このような濃度変動を補正するため、所定のルールに従って形成された濃度補正用パターンを検知し、その検知結果に基づいて画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの駆動パラメータや光書込み装置１１１の駆動パラメータを補正する濃度補正が実行される。

パターン検知センサ１１７は、上述した位置ずれ補正用パターンを検知することによる位置ずれ補正動作の他、濃度補正用パターンの検知にも用いられる。パターン検知センサ１１７の詳細及び位置ずれ補正、濃度補正の態様については、後に詳述する。

このような描画パラメータ補正において搬送ベルト１０５上に描画された補正用パターンのトナーを除去するため、そして通常の画像形成出力においては、用紙に転写されずに搬送ベルト１０５上に残ったトナーを除去するため、ベルトクリーナ１１８が設けられている。ベルトクリーナ１１８は、図３に示すように、搬送ベルト１０５から用紙へトナー像を転写する転写位置の下流側であって、感光体ドラム１０９よりも上流側において搬送ベルト１０５に押し当てられたクリーニングブレードであり、搬送ベルト１０５の表面に付着したトナーを掻きとる顕色剤除去部である。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１について説明する。図４は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１と感光体ドラム１０９との配置関係を示す図である。図４に示すように、各色の感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ夫々に照射される照射光は、光源であるＬＥＤＡ（Ｌｉｇｈｔ‐ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ）１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ（以降、総じてＬＥＤＡ１３０とする）から照射される。

ＬＥＤＡ１３０は、発光素子であるＬＥＤが、感光体ドラム１０９の主走査方向に並べられて構成されている。光書き込み装置１１１に含まれる制御部は、主走査方向に並べられている夫々のＬＥＤの点灯／消灯状態を、コントローラ２０から入力された描画情報に基づいて主走査ライン毎に制御することにより、感光体ドラム１０９の表面を選択的に露光し、静電潜像を形成する。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１の制御ブロックについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を制御する光書き込み装置制御部１２０の機能構成と、ＬＥＤＡ１３０及びパターン検知センサ１１７との接続関係を示す図である。

図５に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、発光制御部１２１、カウント部１２２、センサ制御部１２３、補正値算出部１２４、基準値記憶部１２５及び補正値記憶部１２６を含む。光書き込み装置制御部１２０が、光源であるＬＥＤＡ１３０を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置として機能する。

尚、本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、図１において説明したようなＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２及びＨＤＤ１４等の情報処理機構を含み、図５に示すような光書き込み装置制御部１２０は、画像形成装置１のコントローラ２０と同様に、ＲＯＭ１２若しくはＨＤＤ１４に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ１１にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って動作することにより構成される。

発光制御部１２１は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される画像情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を制御する光源制御部である。即ち、発光制御部１２１が、画素情報取得部としても機能する。発光制御部１２１は、所定のライン周期でＬＥＤＡ１３０を発光させることにより、感光体ドラム１０９への光書き込みを実現する。

発光制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を発光制御するライン周期は画像形成装置１の出力解像度によって定まるが、上述したように用紙の搬送速度との比率に応じて副走査方向に変倍を行う場合、発光制御部１２１がライン周期を調整することによって副走査方向の変倍を行う。

また、発光制御部１２１は、エンジン制御部３１から入力される描画情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を駆動する他、上述した描画パラメータ補正の処理において補正用のパターンを描画するために、ＬＥＤＡ１３０を発光制御する。

図４において説明したように、ＬＥＤＡ１３０は夫々の色に対応して複数設けられる。従って、図５に示すように、発光制御部１２１も、複数のＬＥＤＡ１３０夫々に対応するように複数設けられる。描画パラメータ補正処理のうち位置ずれ補正処理の結果生成される補正値は、図５に示す補正値記憶部１２６に位置ずれ補正値として記憶される。発光制御部１２１は、この補正値記憶部１２６に記憶されている位置ずれ補正値に基づき、ＬＥＤＡ１３０を駆動するタイミングを補正する。

発光制御部１２１によるＬＥＤＡ１３０の駆動タイミングの補正は、具体的には、エンジン制御部３１から入力された描画情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を発光駆動するタイミングをライン周期単位で遅らせる、即ちラインをシフトさせることによって実現される。これに対して、エンジン制御部３１からは、所定の周期に従って次々に描画情報が入力されるため、ラインをシフトさせて発光タイミングを遅らせるためには、入力された描画情報を保持しておき、読み出すタイミングを遅らせる必要がある。

そのため、発光制御部１２１は、主走査ライン毎に入力される描画情報を保持するための記憶媒体であるラインメモリを有し、エンジン制御部３１から入力された描画情報をラインメモリに記憶させることによって保持する。

カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、発光制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を制御して感光体ドラム１０９Ｋの露光を開始すると同時にカウントを開始する。カウント部１２２は、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づいて位置ずれ補正用パターンを検知することにより出力する検知信号を取得する。また、カウント部１２２は、検知信号を取得したタイミングにおけるカウント値を補正値算出部１２４に入力する。即ち、カウント部１２２がパターンの検知タイミングを取得する検知タイミング取得部として機能する。

センサ制御部１２３は、パターン検知センサ１１７を制御する制御部であり、上述したように、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づき、搬送ベルト１０５上に形成された位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ１１７の位置にまで到達したことを判断して検知信号を出力する。即ち、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７によるパターンの検知信号を取得する検知信号取得部として機能する。

また、センサ制御部１２３は、濃度補正用パターンによる濃度補正に際しては、パターン検知センサ１１７の出力信号の信号強度を取得し、補正値算出部１２４に入力する。更にセンサ制御部１２３は、位置ずれ補正用パターンの検知結果に応じて、濃度補正用パターンの検知タイミングを調整する。

補正値算出部１２４は、カウント部１２２から取得したカウント値や、センサ制御部１２３から取得した濃度補正用パターンの検知結果の信号強度に基づき、基準値記憶部１２５に記憶された位置ずれ補正用及び濃度補正用の基準値に基づいて補正値を算出する。即ち、補正値算出部１２４が、基準値取得部及び補正値算出部として機能する。基準値記憶部１２５には、このような計算に用いるための基準値が格納されている。

次に、位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正動作について説明する。先ず、図６は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作において、発光制御部１２１によって制御されたＬＥＤＡ１３０によって搬送ベルト１０５上に描画されるマーク（以降、位置ずれ補正用マークとする）を示す図である。

図６に示すように、本実施形態に係る位置ずれ補正用マーク４００は、副走査方向に様々なパターンが並べられている位置ずれ補正用パターン列４０１が、主走査方向に複数（本実施形態においては２つ）並べられて構成されている。尚、図６において、実線が感光体ドラム１０９Ｋ、点線は感光体ドラム１０９Ｙ、破線は感光体ドラム１０９Ｃ、一点鎖線は感光体ドラム１０９Ｍによって夫々描画されたパターンを示す。

図６に示すように、パターン検知センサ１１７は、主走査方向に複数（本実施形態においては２つ）のセンサ素子１７０を有し、夫々の位置ずれ補正用パターン列４０１は、夫々のセンサ素子１７０に対応した位置に描画されている。これにより、光書き込み制御部１２０は、主走査方向の複数の位置でパターンの検出を行うことが可能となり、描画される画像のスキューを補正することが可能となる。また、複数のセンサ素子１７０に基づく検知結果を平均することにより、補正精度を向上することができる。

図６に示すように、位置ずれ補正用パターン列４０１は、全体位置補正用パターン４１１とドラム間隔補正用パターン４１２を含む。また、図６に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、繰り返し描画されている。

本実施形態に係る全体位置補正用パターン４１１は、図６に示すように、感光体ドラム１０９Ｋによって描画された線であって主走査方向に平行な線である。また、全体位置補正用パターン４１１は、複数のセンサ素子１７０による検知位置に対応して描画されたドラム間隔補正用パターン４１２とは異なり、光書き込み装置１１１が感光体ドラム１０９を露光して画像を形成することが可能な主走査方向の範囲全体にわたって形成されている。この全体位置補正用パターン４１１の態様が、本実施形態に係る要旨の１つである。

全体位置補正用パターン４１１は、画像の全体の副走査方向のずれ、即ち用紙に対する画像の転写位置を補正するためのカウント値を得るために描画されるパターンである。また、全体位置補正用パターン４１１は、センサ制御部１２３が、ドラム間隔補正用パターン４１２や、後述する濃度補正用のパターンを検知する際の検知タイミングを補正するためにも用いられる。

全体位置補正用パターン４１１を用いた全体位置補正においては、光書き込み装置制御部１２０が、パターン検知センサ１１７による全体位置補正用パターン４１１の読取信号に基づき、書き込み開始タイミングの補正動作を行う。

ドラム間隔補正用パターン４１２は、各色の感光体ドラム１０９における描画タイミングのずれ、即ち、各色の画像が重ね合わせられる重ね合わせ位置を補正するためのカウント値を得るために描画されるパターンである。図６に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４を含む。図６に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、ＣＭＹＫ各色のパターンが一組となって構成される副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４が繰り返されることによって構成される。

光書き込み装置制御部１２０は、パターン検知センサ１１７による、副走査方向補正用パターン４１３の読取信号に基づき、感光体ドラム１０９Ｋ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々の副走査方向の位置ずれ補正を行い、主走査方向補正用パターン４１４の読取信号に基づき、上記各感光体ドラムの主走査方向の位置ずれ補正を行う。

ここで、基準値記憶部１２５に記憶されている各色タイミング基準値について、図７を参照して説明する。図７は、全体位置補正用パターン４１１及びドラム間隔補正用パターン４１２の検知タイミングを示す図である。図７に示すように、全体位置補正用パターン４１１の検知期間ｔ_Ｋ０は、感光体ドラム１０９Ｋによって描画された夫々の線が読み取られる手前のタイミングである検知開始タイミングｔ_０からの検知期間である。

また、ドラム間隔補正用パターン４１２に含まれる副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４の検知期間ｔ_Ｙ、ｔ_Ｋ、ｔ_Ｍ、ｔ_Ｃは、一組のパターンが読み取られる手前のタイミングである検知開始タイミングｔ_１、ｔ_２からの検知期間である。

基準値記憶部１２５には、図７に示す全体位置補正用パターン４１１の検知期間ｔ_Ｋ０や、副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４の検知期間ｔ_Ｙ、ｔ_Ｋ、ｔ_Ｍ、ｔ_Ｃに対する基準値である。換言すると、基準値記憶部１２５には、画像形成装置各部の詳細な構成が設計通りである場合の全体位置補正用パターン４１１の検知期間ｔ_Ｋ０や、副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４の検知期間ｔ_Ｙ、ｔ_Ｋ、ｔ_Ｍ、ｔ_Ｃの理論値が基準値として格納されている。

即ち、補正値算出部１２４は、基準値記憶部１２５に記憶されている夫々の基準値と、図７に示す検知期間ｔ_Ｋ０、ｔ_Ｙ、ｔ_Ｋ、ｔ_Ｍ、ｔ_Ｃとの差異を計算することにより、自身が搭載されている画像形成装置の設計値からのずれを求め、そのずれに基づいてＬＥＤＡ１３０の発光タイミングを補正するための補正値を算出する。

また、全体位置補正用パターン４１１の検知期間ｔ_Ｋ０に対する基準値は、図７に示す検知開始タイミングｔ_１、ｔ_２のタイミングを補正するためにも用いられる。即ち、補正値算出部１２４は、全体位置補正用パターン４１１の検知期間ｔ_Ｋ０と、それに対する基準値との差異に基づき、図７に示す検知開始タイミングｔ_１、ｔ_２のタイミングを補正するための補正値を算出する。これにより、ドラム間隔補正用パターン４１２の検知期間の精度を向上することが可能である。

図６に示す位置ずれ補正用マーク４００を用いることにより、図７において説明したように、画像の主走査方向及び副走査方向の位置ずれ補正が実現される。更に、位置ずれ補正用マーク４００に含まれる全体位置補正用パターン４１１により、他の機能が実現される。

上述したように、プリントエンジン２６には、搬送ベルト１０５上のトナーを除去するベルトクリーナ１１８が設けられている。このベルトクリーナ１１８は上述したように搬送ベルト１０５に押し当てられたクリーニングブレードであるが、そのクリーニングブレードは、搬送ベルト１０５との接触部分に存在するトナーが少ない状態が継続すると、搬送ベルト１０５との摩擦などにより劣化してしまい、トナー除去機能が低下することがある。

これに対して、濃度の低い画像の出力が続くと、搬送ベルト１０５上に形成されたトナー画像が用紙に転写された後に残留するトナーの量が少ないため、クリーニングブレードによって除去するべきトナーの量が少なくなる。その結果、上述したように、クリーニングブレードと搬送ベルト１０５との接触部分に存在するトナーが少ない状態となってしまう。

このような弊害を回避するため、画像形成出力とは無関係なトナー像を搬送ベルト１０５の主走査方向全体にわたって形成し、ベルトクリーナ１１８のクリーニングブレードにトナーを供給して、クリーニング機能を維持する動作（以降、「クリーナ維持動作」とする）が行われる。このようなクリーナ維持動作の実現のためには、搬送ベルト１０５においてトナー像が形成され得る主走査方向の全域にわたってトナー像を形成することにより、ベルトクリーナ１１８の主走査方向の全域にわたってトナー像を供給する必要がある。

全体位置補正用パターン４１１の位置ずれ補正動作における機能を実現するためには、ドラム間隔補正用パターン４１２と同様に、センサ素子１７０による検知位置に対応する範囲にのみパターンを形成すれば良い。これに対して、本実施形態に係る画像形成装置１においては、図６に示すように、全体位置補正用パターン４１１を主走査方向の全域にわたって形成している。

従って、全体位置補正用パターン４１１として形成されたパターンが、ベルトクリーナ１１８によるクリーニング位置に到達することにより、ベルトクリーナの主走査方向の全域にわたってトナーが供給されることとなり、上述したクリーナ維持機能が実現される。

このような全体位置補正用パターン４１１の態様によれば、クリーナ維持動作のためのパターンを、位置ずれ補正動作のための位置ずれ補正用マーク４００とは別個に形成する必要がないため、調整動作全体の時間短縮を図ることが可能である。また、全体位置補正用パターン４１１を形成するために消費するトナー量は、センサ素子１７０による検知位置に対応する範囲にのみパターンを形成場合に比べて増加するが、クリーナ調整動作のためのパターンを別途形成する必要がないため、トータルのトナー消費量を低減することができる。

図８は、本実施形態に係る位置ずれ補正用マーク４００の他の態様を示す図である。図６の例の場合、位置ずれ補正動作のための機能及びクリーナ維持動作のための機能を１つのパターンに持たせる場合を例としている。これに対して、図８の態様は、更にトナーの品質を維持するための動作（以降、「トナー品質維持動作」とする）の機能を持たせる場合の態様である。

現像器１１２内のトナーは、画像形成出力動作に際して撹拌されて感光体ドラム１０９に供給される。トナーの撹拌は感光体ドラム１０９上に形成された静電潜像に対して、単位面積当たりのトナー濃度を意図した状態とするために必要である。しかしながら、例えばモノクロ印刷が続くことにより、ＣＭＹ各色のトナーが消費されない状態が続くと、現像器１１２内に滞留して長期間撹拌され続けるトナーが発生する。

長期間撹拌され続けたトナーは、帯電状態の変化等により、現像のために感光体ドラム１０９上に供給された際に、意図した濃度とは異なる濃度となってしまう可能性がある。このような弊害を回避するために、所定期間毎に現像器１１２内のトナーを強制的に排出し、現像に用いられるトナーの状態を維持する動作がトナー品質維持動作である。

図６において説明したように、位置ずれ補正用マーク４００にはＣＭＹＫ各色のパターンが含まれるため、少なくともセンサ素子１７０による検知位置に対応する主走査方向の範囲においては、所定期間毎にトナーが排出されることとなる。しかしながら、現像器１１２内のトナーは、画像形成範囲の主走査方向全域にわたって現像器１１２内に収容されており、図６に示すように、センサ素子１７０による検知位置に対応した範囲のみのパターンの形成では、他の範囲のトナーが排出されない。

これに対して、図８の態様によれば、副走査方向に複数回繰り返し描画されるドラム間隔補正用パターン４１２に含まれる副走査方向補正用パターン４１３のうち、少なくとも１つのパターンが、画像形成範囲の主走査方向全域にわたって形成される。

上述したように、副走査方向補正用パターン４１３には、ＣＭＹＫ各色のパターンが含まれる。そのため、図８に示すような位置ずれ補正用マーク４００を用いることにより、所定期間毎にＣＭＹＫ各色のパターンが主走査方向の全域にわたって形成されることとなり、上述したトナー品質維持動作を実現することが可能となる。

また、パターンが主走査方向の全域にわたって形成されるため、図６においては、全体位置補正用パターン４１１によって実現されていたクリーナ維持動作も同様に実現されることとなる。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１に含まれる光書き込み装置制御部１２０によれば、位置ずれ補正動作のために形成されるパターンが、画像形成範囲の主走査方向全域にわたって形成されるパターンを含むため、位置ずれ補正動作のために形成されるパターンを、クリーナ維持動作やトナー品質維持動作のためのパターンとしても用いることができる。その結果、画像形成装置において顕色剤を消費して行う装置の調整動作において、調整機能を損なうことなく顕色剤の消費量や調整に要する時間を短縮することができる。

尚、上述したような位置ずれ補正動作は、装置の通常動作時の他、保守点検時、修理・解析作業時、出荷前の調整作業時等にも実行されることがある。そのような場合、上述したクリーナ維持動作やトナー品質維持動作は不要である。従って、光書き込み装置制御部１２０は、装置の通常の運用状態のみ図６、図８に示すパターンを形成し、上述した保守点検時等の場合には、全てのパターンをセンサ素子１７０による検知位置に対応する範囲のみに形成するようにしても良い。これにより、トナーの無駄な消費を抑えることができる。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ エンジン
１４ ＨＤＤ
１５ Ｉ／Ｆ
１６ ＬＣＤ
１７ 操作部
１８ バス
２０ コントローラ
２１ ＡＤＦ
２２ スキャナユニット
２３ 排紙トレイ
２４ ディスプレイパネル
２５ 給紙テーブル
２６ プリントエンジン
２７ 排紙トレイ
２８ ネットワークＩ／Ｆ
３０ 主制御部
３１ エンジン制御部
３２ 入出力制御部
３３ 画像処理部
３４ 操作表示制御部
１０１ 給紙トレイ
１０２ 給紙ローラ
１０３ レジストローラ
１０４ 用紙
１０５ 搬送ベルト
１０６Ｋ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ 画像形成部
１０７ 駆動ローラ
１０８ 従動ローラ
１０９Ｋ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ 感光体ドラム
１１０Ｋ 帯電器
１１１光書き込み装置
１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ 現像器
１１３Ｋ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ 除電器
１１５Ｋ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ 転写器
１１６ 定着器
１１７ パターン検知センサ
１２０ 光書き込み装置制御部
１２１ 発光制御部
１２２ カウント部
１２３ センサ制御部
１２４ 補正値算出部
１２５ 基準値記憶部
１２６ 補正値記憶部
１３０、１３０Ｋ、１３０Ｃ、１３０Ｍ、１３０Ｙ ＬＥＤＡ
１７０ センサ素子

特開２００４−１０９４７５号公報

Claims (6)

1. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、
   画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて光源を発光制御し、前記感光体を露光させる発光制御部と、
   前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得する検知信号取得部と、
   顕色剤によって現像された前記静電潜像が用紙上に転写される転写位置を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、
   前記発光制御部は、前記補正用パターンを形成するための前記光源の発光制御に際して、前記感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンを含むように前記光源を夫々発光制御することを特徴とする光書き込み制御装置。
2. 前記発光制御部は、
   異なる色毎に設けられた複数の光源を、画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて夫々発光制御することにより異なる色毎に設けられた複数の前記感光体を露光させ、
   顕色剤によって現像された前記静電潜像が用紙上に転写される転写位置及び前記複数の感光体上に夫々形成された静電潜像が現像された異なる色の顕色剤画像が重ね合わせられる重ね合わせ位置を夫々補正するための前記補正用パターンを形成するために前記光源を夫々発行制御し、
   前記転写位置を補正するためのパターンが、前記感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンとなるように前記光源を発行制御することを特徴とする請求項１に記載の光書き込み制御装置。
3. 前記発光制御部は、
   異なる色毎に設けられた複数の光源を、画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて夫々発光制御することにより異なる色毎に設けられた複数の前記感光体を露光させ、
   顕色剤によって現像された前記静電潜像が用紙上に転写される転写位置及び前記複数の感光体上に夫々形成された静電潜像が現像された異なる色の顕色剤画像が重ね合わせられる重ね合わせ位置を夫々補正するための前記補正用パターンを形成するために前記光源を夫々発行制御し、
   前記重ね合わせ位置を補正するためのパターンに含まれる前記異なる色夫々のパターンが、前記感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンとなるように前記光源を発行制御することを特徴とする請求項１に記載の光書き込み制御装置。
4. 前記発光制御部は、装置の通常動作時における前記補正用パターンを形成するための前記光源の発光制御に際してのみ、前記感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンを含むように前記光源を夫々発光制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の光書き込み制御装置。
5. 請求項１乃至４いずれか１項に記載の光書き込み制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
6. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書き込み装置の制御方法であって、
   画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて光源を発光制御して前記感光体を露光させることにより、顕色剤によって現像された前記静電潜像が用紙上に転写される転写位置を補正するための用パターンであって、前記感光体上における主走査方向の画像形成範囲の全体にわたって形成されるパターンを含む補正用パターンの静電潜像を形成し、
   前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得し、
   前記補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記転写位置を補正するための補正値を算出することを特徴とする光書き込み装置の制御方法。

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