JP4170030B2

JP4170030B2 - 焦点調整方法

Info

Publication number: JP4170030B2
Application number: JP2002186532A
Authority: JP
Inventors: 歩小田; 京介高; 貴晴元山; 教夫冨田; 正一福留; 申生真鍋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: JP2004025679A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の画像形成装置において、画像データに基づいて変調された光を照射して像担持体表面に静電潜像を形成する光書込装置の焦点調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、光書込装置の発光素子からディジタル化された画像データに基づいて変調した光を照射して像担持体表に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤によって顕像化した後に用紙等の記録媒体に転写して画像を形成する。この画像形成装置に用いられる光書込装置には、レーザ方式と固体走査方式との２つのタイプがある。
【０００３】
レーザ方式の光書込装置は、１つのレーザ発光素子から発光されるレーザビームを回転多面鏡等で広角度に偏向するので、光路長の長い光学系が必要となり、画像形成装置の小型化及び低コスト化の実現が困難になる。
【０００４】
一方、固体走査方式の光書込装置は、１ライン分に相当する個数（６００ｄｐｉの解像度のＡ３サイズの画像に対応する場合には約７０００個）のＬＥＤやＥＬ等の発光素子をアレイ状に並べ、各素子の光をセルフォックレンズ等からなるレンズアレイによって集光して像担持体表面に照射する。即ち、固体走査方式の光書込装置は、各発光素子が像担持体に１つの画素を書き込むため、光学系の光路長を短くでき、画像形成装置の小型化及び低コスト化を実現し易い。このため、近年では固体走査方式の光書込装置が主流を占めている。
【０００５】
固体走査方式の光書込装置において光路長を短くし過ぎると、焦点深度が浅くなって焦点ずれ（焦点ボケ）が発生し易いが、この焦点ずれは光書込装置と像担持体との距離を調整することで解消できる。そこで、画像形成装置の組立時に作業者は、画像形成で得られた画像を目視によって観察しつつ光書込装置と像担持体との距離を手動により調整する作業を繰り返し行っていた。
【０００６】
ところが、従来の光書込装置と像担持体との距離の調整作業では、非常に煩雑かつ困難な作業の全てを人手に頼っていたため、調整作業に熟練を要するとともに、作業時間が長時間化する問題がある。
【０００７】
このような焦点調整に関する技術として、例えば、▲１▼特開昭６２−１６６３７２号公報には、発光素子の配列方向について焦点距離が不均一となるように光書込装置を像担持体に対して傾斜させた状態で画像形成を行った後、傾斜角度を保ったまま光書込装置を平行移動させて再度画像形成を行い、２度の画像形成において最も焦点のあった２つの画素位置の情報に基づいて、光書込装置に対する像担持体の傾斜角度及び焦点距離のずれ量を演算するようにした構成が開示されている。
【０００８】
また、▲２▼特開平７−２７０６７３号公報には、焦点距離を変化させながら光書込装置の点灯及び消灯を繰り返して画像パターンを形成し、画像濃度が最も低くなる位置に光書込装置を配置するようにした構成が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼に開示された構成では、焦点調整のために煩雑な演算を行う必要がある。また、上記▲２▼に開示された構成は、２値画像用の像担持体に関するものであり、多値画像用の像担持体に関する焦点調整の技術については、何ら記載されていない。
【００１０】
この発明の目的は、２値画像用であるか多値画像用であるかに拘らず像担持体に対する光書込装置の焦点調整を容易かつ正確に行うことができる焦点調整方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）像担持体の画像形成領域に対向して主走査方向に沿って設けた複数の発光素子から、画像データに基づいて変調した光を像担持体表面に照射する光書込装置の焦点調整方法において、
それぞれが互いに異なる調整量に対応した濃度を有する複数のパターン画像と、各パターン画像に対応した調整量を表す調整量情報と、を記録媒体上に形成するパターン画像形成工程と、
前記記録媒体上に形成された複数のパターン画像の中から選択された一つのパターン画像に対応した調整量のみによって像担持体表面に対する光書込装置の位置を調整する位置調整工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
この構成においては、それぞれが互いに異なる調整量に対応した濃度を有する複数のパターン画像と、各パターン画像に対応した調整量を表す調整量情報と、が記録媒体上に形成される。したがって、記録媒体上におけるパターン画像の形成状態に応じた光書込装置の焦点位置の調整量を、調整量情報を参照することで調整作業者が容易に認識できる。そして、記録媒体上に形成された複数のパターン画像に基づく調整量によって像担持体表面に対する光書込装置の位置が調整される。光書込装置の焦点が像担持体表面と一致しなければ焦点がボケるために各パターン画像の濃度が低下し、像担持体表面に対する光書込装置の焦点の誤差が大きくなるにしたがって濃度の薄いパターン画像から順に記録媒体上に画像が形成されなくなる。したがって、記録媒体上において形成されなかったパターン画像に応じた調整量から、光書込装置を像担持体表面に対して適正な位置に調整するための調整量が容易に認識され、光書込装置の焦点調整作業が容易に行われる。
【００１３】
（２）前記パターン画像形成工程は、複数のパターン画像のそれぞれを画像形成範囲における主走査方向の略全域に連続して形成することを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、光書込装置における主走査方向の略全域に連続したパターン画像の記録媒体上への画像形成状態に基づいて光書込装置の焦点調整作業が行われる。したがって、主走査方向の略全域における光書込装置の適正位置からの誤差が記録媒体上の画像の濃度から認識され、光書込装置が主走査方向の全域にわたって適正位置を基準として片側に偏っている状態であるか、又は、光書込装置の主走査方向の中間部が適正位置に位置している状態であるかが確認され、光書込装置の調整すべき方向が正確に特定される。
【００１５】
（３）前記パターン画像形成工程は、パターン画像の各画素径を濃度に応じて変更することを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、光書込装置の焦点調整作業時に、各画素径を変化させることによって濃度差を与えた複数のパターン画像が形成される。したがって、多値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用されるパターン画像が互いに異なる濃度で適正に形成され、各パターン画像の濃度の差異が記録媒体上に明瞭に表現される。
【００１７】
（４）前記パターン画像形成工程は、パターン画像に含まれる各画素によって濃度に応じた２値パターンを形成することを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、光書込装置の焦点調整作業時に、所定領域内の画素数を変化させることによって濃度差を与えた複数のパターン画像が形成される。したがって、２値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用されるパターン画像が互いに異なる濃度で適正に形成され、各パターン画像の濃度の差異が記録媒体上に明瞭に表現される。
【００１９】
（５）前記パターン画像形成工程は、各パターン画像の濃度に応じて発光素子の発光時間を制御することを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、光書込装置の焦点調整作業時に、各画素径を変化させて濃度差を与えた複数のパターン画像を形成するために光書込装置の各発光素子の発光時間が制御される。したがって、多値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用されるパターン画像が、発光素子の発光時間の制御によって容易に形成される。
【００２１】
（６）前記パターン画像形成工程は、各パターン画像の濃度に応じて発光素子の発光出力を制御することを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、光書込装置の焦点調整作業時に、各画素径を変化させて濃度差を与えた複数のパターン画像を形成するために光書込装置の各発光素子の発光出力が制御される。したがって、多値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用されるパターン画像が、発光素子の発光出力の制御によって容易に形成される。
【００２５】
（７）前記パターン画像形成工程の前に、発光素子の光の焦点が像担持体表面に一致すると予想される位置から像担持体に近接又は離間する方向に変位した位置に光書込装置を取り付ける取付工程を含むことを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、予め発光素子の光の焦点が像担持体表面に一致すると予想される位置から像担持体に近接又は離間する方向に変位した位置に光書込装置をずらせて装着した状態でパターン画像の画像形成が行われる。したがって、光書込装置の位置を適正位置に調整するために光書込装置を移動させるべき方向が予め特定され、パターン画像に基づく画像形成処理結果としての単一の記録媒体上の画像から、光書込装置の位置を適正にするための調整方法が正確に認識される。
【００２７】
（８）前記取付工程は、光書込装置を像担持体の画像形成領域における主走査方向の両端部を調整機構に装着するときに行うことを特徴とする。
【００２８】
この構成においては、画像形成装置にセットする前の光書込装置の調整機構への装着時に、光書込装置の位置が適正位置を基準として所定側にずらせた状態にされる。したがって、予め光書込装置における主走査方向の両端部を適正位置から同一方向にずらす作業が容易に行われる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係る焦点調整方法が利用される固体走査方式の光書込装置を備えたディジタル画像形成装置の構成を示す図である。ディジタル画像形成装置１の上面には、透明ガラスからなる原稿台１１１が配置されている。原稿台１１１の上面は、自動原稿搬送装置１１２によって開閉自在に被覆されている。自動原稿搬送装置１１２は、原稿セットトレイ上にセットされた原稿を１枚ずつ自動的に原稿台１１１上へ給送する装置である。
【００３０】
ディジタル画像形成装置１の内部において、原稿台１１１の下方には、原稿読取部１１０が配置されている。原稿読取部１１０は、第１の走査ユニット１１３、第２の走査ユニット１１４、光学レンズ１１５及び光電変換素子（ＣＣＤラインセンサ）１１６を備えている。走査ユニット１１３には、原稿画像面を露光する露光ランプユニット、及び、原稿画像面における反射光を所定の方向に反射する第１ミラーが搭載されている。走査ユニット１１４には、第１ミラーを経由した原稿画像面における反射光をＣＣＤラインセンサ１１６に導く第２ミラー及び第３ミラーが搭載されている。光学レンズ１１５は、原稿画像面における反射光をＣＣＤラインセンサ１１６上に結像する。原稿読取部１１０は、自動原稿搬送装置１１２との関連した動作により、自動原稿搬送装置１１２によって原稿台１１１上に給送された原稿の給装自動搬送される原稿の画像を所定の露光位置において読み取る。
【００３１】
原稿読取部１１０によって読み取られた原稿の画像は、画像データとして図示しない画像処理部へ送られ、所定の画像処理が施された後にメモリに格納される。メモリ内の画像データは、出力指示に応じて制御部２００によって画像形成部２１０の固体走査型の光書込装置であるＬＥＤヘッド２２７に転送される。
【００３２】
ＬＥＤヘッド２２７は、制御部２００により、メモリに格納されている画像データ、又は、外部の装置から転送されてきた画像データの供給を受ける。ＬＥＤヘッド２２７は、供給された画像データに応じて点灯する発光素子アレイ、及び、発光素子アレイから照射された光を像担持体である感光体ドラム２２２上に結像させるセルフォックレンズ等のレンズアレイを備え、後述する帯電器２２３によって所定の電位に均一に帯電した感光体ドラム２２２の表面を画像データに基づいて変調された光によって露光し、感光体ドラム２２２の表面に静電潜像を形成する。
【００３３】
画像形成部２１０には、感光体ドラム２２２の周囲に、感光体ドラム２２２の表面を所定の電位に帯電させる帯電器２２３、感光体ドラム２２２の表面にトナーを供給して静電潜像をトナー像に顕像化する現像器２２４、感光体ドラム２２２の表面に形成されたトナー像を記録媒体である用紙に転写するローラ方式やブラシ方式や図に示すチャージャ方式の転写器２２５、用紙を除電して感光体ドラム２２２の表面から剥離し易くする除電器２２９、及び、感光体ドラム２２２の表面に残留したトナーを回収するクリーニング器２２６等が備えられている。
【００３４】
画像形成部２１０においてトナー像が転写された用紙は、定着ユニット２１７に搬送されて加熱及び加圧を受ける。これによって、用紙上に転写されたトナー像が、一旦溶融した後に用紙上に堅牢に定着して画像を形成する。
【００３５】
ディジタル画像形成装置１の内部の用紙搬送方向における画像形成部２１０の下流側には、定着ユニット２１７の他に、用紙の裏面に再度画像を形成するために用紙の前後端を反転させた後に両面ユニット２５５に導くスイッチバック搬送路２２１、画像が形成された用紙に対するステープル処理等を行う後処理機構、及び、用紙の収納枚数に応じて上下に移動する昇降トレイ２６１を有する後処理装置２６０を備えている。定着ユニット２１７を通過してトナー像が定着された用紙は、必要に応じて選択的にスイッチバック搬送路２２１から両面ユニット２５５を経由して画像形成部２１０及び定着ユニット２１７を再度通過した後、排紙ローラ２１９によって後処理装置２６０内に導かれ、所定の後処理が施された後に昇降トレイ２６１上に排出される。
【００３６】
ディジタル画像形成装置１内において画像形成部２１０の下方には、給紙部２５０が配置されている。給紙部２５０は、用紙トレイ２５１〜２５３、手差トレイ２５４、両面ユニット２５５、及び、これらトレイ２５１〜２５４又は両面ユニット２５５から繰り出された用紙を画像形成部２１０に搬送する用紙搬送路２５６を備えている。両面ユニット２５５は、スイッチバック搬送路２２１において前後端を反転された用紙を一時収納する。両面ユニット２５５は、用紙トレイ２５１〜２５３と同様の通常の用紙トレイと交換可能にされている。
【００３７】
図２は、上記ディジタル画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。ディジタル画像形成装置１の制御部２００は、ＲＯＭ２０２及びＲＡＭ２０３を備えたＣＰＵ２０１にパターンデータ記憶部２０４、画像データ記憶部２０５及び画像データ入力部２０６を接続して構成されている。ＣＰＵ２００には、操作部３０１、定着部３０２、給紙部３０３、帯電部３０４、現像部３０５、転写部３０６及びＬＥＤヘッド２２７等の入出力機器が接続されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に予め書き込まれたプログラムに基づいて各入出力機器を統括して制御する。この間に入出力されるデータがＲＡＭ２０３に一時格納される。
【００３８】
パターンデータ記憶部２０４は、後述するパターン画像の画像データを記憶している。画像データ記憶部２０５は、画像処理後の画像データを記憶する。画像データ入力部２０６は、外部のスキャナ等の装置からの画像データの入力を受け付ける。操作部３０１は、ＣＰＵ２０１から供給される表示データに基づいて図示しない操作パネル内のディスプレイを駆動するとともに、オペレータによる操作パネル内のキー操作の内容をＣＰＵ２０１に入力する。定着部３０２は、ＣＰＵ２０１から供給される制御データに基づいて定着ユニット２１７のヒータを駆動する。
【００３９】
給紙部３０３は、ＣＰＵ２０１から供給される制御データに基づいてトレイ２５１〜２５４又は両面ユニット２５５に配置されている給紙ローラや用紙搬送路２５６内の搬送ローラ等に回転力を供給するモータやクラッチを駆動する。帯電部３０４は、ＣＰＵ２０１から供給される制御データに基づいて帯電器２２３の電源部を駆動する。現像部３０５は、ＣＰＵ２０１から供給される制御データに基づいて現像器２２４の現像バイアス電源やモータを駆動する。転写部３０６は、ＣＰＵ２０１から供給される制御データに基づいて転写器２２５の電源部を駆動する。
【００４０】
図３は、上記ディジタル画像形成装置におけるＬＥＤヘッドと感光体ドラムとの位置関係を示す図である。ＬＥＤヘッド２２７は、ＬＥＤアレイ基板１２とレンズアレイ１３とを備えている。ＬＥＤアレイ基板１２には、複数のＬＥＤ（発光素子）１１が感光体ドラム２２２表面の回転軸方向（主走査方向）の略全域にわたってアレイ状に並設されている。各ＬＥＤ１１は、感光体ドラム２２２の表面を介して用紙Ｐ上に形成すべき画像の主走査方向における各画素に対応している。レンズアレイ１３は、ＬＥＤアレイ基板１２上の各ＬＥＤ１１に対向する複数のレンズによって構成されている。
【００４１】
ＬＥＤヘッド２２７が感光体ドラム２２２の表面に対して適正な距離に位置にしている状態で、画像データに基づいて各ＬＥＤ１１から照射された光が、レンズアレイ１３によって感光体ドラム２２２の表面に結像する。したがって、用紙Ｐ上に画像データの内容が忠実に再現された画像を形成するためには、感光体ドラム２２２に対するＬＥＤヘッド２２７の距離が主走査方向の全域にわたって適正な値となるようにディジタル画像形成装置１内にＬＥＤヘッド２２７を取り付ける必要がある。
【００４２】
図４は、調整機構を含む上記ＬＥＤヘッドの外観図である。ＬＥＤヘッド２２７は、調整機構２を介してディジタル画像形成装置１内の所定の位置に取り付けられる。調整機構２は、ディジタル画像形成装置１の前面側フレーム３１及び背面側フレーム３２、並びに、ＬＥＤヘッド２２７を支持するフレーム３０内に設けられている。ＬＥＤヘッド２２７の長手方向（主走査方向）の両端は、フレーム３０の両端から突出した支持軸２１によって調整ねじ２２を介して前面側フレーム３１及び背面側フレーム３２に支持されている。
【００４３】
調整ねじ２２を回転させることにより、ＬＥＤヘッド２２７の両端の感光体ドラム２２２に対する距離が変化する。ＬＥＤヘッド２２７をディジタル画像形成装置１内の所定位置に装着した後、調整ねじを回転させてＬＥＤヘッド２２７の両端と感光体ドラム２２２との距離を変化させることにより、ＬＥＤヘッド２２７の焦点調整を行う。
【００４４】
図５は、上記調整機構の構成を示す図である。また、図６は、同調整機構における調整動作を示す図である。ＬＥＤヘッド２２７の両端部には、ヘッド支持部２２７ａが延出して形成されている。ヘッド支持部２２７ａには、ＬＥＤヘッド２２７の長手方向（図中、矢印Ｘで示す主走査方向）に直交する垂直方向（図中、矢印Ｙで示す方向）に突出した当接ピン２３及び支持ピン２４が設けられている。
【００４５】
ヘッド支持部２２７ａから上方に突出した当接ピン２３の上端は、支持軸２１の一部に摺動自在に外嵌した移動部材２５の傾斜面２５ａに下方から当接する。ヘッド支持部２２７ａから下方に突出した支持ピン２３の下端は、フレーム３０に形成されたＵ字状の長孔３０ａに係止される。ＬＥＤヘッド２２７は、一端がフレーム３０に係止されたスプリング２６の他端に係止されており、スプリング２６の弾性力によって常に上方に付勢されている。
【００４６】
ＬＥＤヘッド２２７の上方には、前面側フレーム３１と背面側フレーム３２との間に架け渡された支持軸２１が位置している。支持軸２１の両端部には、スプリング２７が外嵌している。スプリング２７の一端は支持軸２１の周面から突出したフランジ部２１ａに当接し、スプリング２７の他端は支持軸２１に外嵌した移動部材２５の内側面に当接している。したがって、移動部材２５はスプリング２７の弾性力によって支持軸２１の端部方向に付勢されている。
【００４７】
ディジタル画像形成装置１の前面側フレーム３１及び背面側フレーム３２には、調整ねじ２２が螺合するねじ孔３１ａ，３２ａが形成されている。ねじ孔３１ａ，３２ａに前面側フレーム３１及び背面側フレーム３２の外側から螺合した調整ねじ２２の先端は、移動部材２５の側面に当接する。したがって、調整ねじ２２を回転させることにより、移動部材２５がスプリング２７の弾性力により、又は、この弾性力に抗して支持軸２１の軸方向（主走査方向）である矢印Ｘ方向に変位する。
【００４８】
移動部材２５が矢印Ｘ方向に変位すると、移動部材２５の傾斜面２５ａにおける当接ピン２３の上端の当接位置が矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に変化する。移動部材２５の傾斜面２５ａにおける当接ピン２３の上端の当接位置が印Ｙ方向に変化することにより、スプリング２６によって上方に付勢されているＬＥＤヘッド２２７がスプリング２６の弾性力により、又は、この弾性力に抗して上下方向に変位する。
【００４９】
即ち、図６に示すように、調整ねじ２２を回転操作してスプリング２７から作用する矢印Ｆｏ方向の弾性力によって移動体２５を矢印Ｘ１方向に後退させると、移動体２５の傾斜面２５ａにおいて当接ピン２３の上端が当接する位置が上方に変位し、図示しないスプリング２６から作用する矢印Ｆｕ方向の弾性力によってＬＥＤヘッド２２７が矢印Ｙ１方向に変位する。また、スプリング２７から作用する矢印Ｆｏ方向の弾性力に抗して調整ねじ２２を反対方向に回転操作して移動体２５を矢印Ｘ２方向に前進させると、移動体２５の傾斜面２５ａにおいて当接ピン２３の上端が当接する位置が下方に変位し、図示しないスプリング２６から作用する矢印Ｆｕ方向の弾性力に抗してＬＥＤヘッド２２７が矢印Ｙ２方向に変位する。
【００５０】
このようにして、調整ねじ２２の回転操作によってＬＥＤヘッド２２７が矢印Ｙ１又はＹ２方向に変位し、ＬＥＤヘッド２２７と感光体ドラム２２２の表面との距離Ｈを調整することができる。図５に示したように、調整機構２はＬＥＤヘッド２２７の主走査方向（Ｘ方向）の両端において同一の構成を備えているため、ＬＥＤヘッド２２７と感光体ドラム２２２の表面との距離ＨをＬＥＤヘッド２２７の主走査方向の両端において個別に調整することができる。また、移動体２５の矢印Ｘ方向の移動量は調整ねじ２２の回転量に１次関数的に比例するとともに、当接ピン２３の上端が当接する移動体２５の傾斜面は移動体２５及びＬＥＤヘッド２２７の変位方向を含む平面において直線によって構成されているため、ＬＥＤヘッド２２７の変位量は調整ねじ２２の回転量に１次関数的に比例する。即ち、ＬＥＤヘッド２２７と感光体ドラム２２２の表面との距離Ｈは、調整ねじ２２の回転量に応じて一定の割合で変化する。
【００５１】
図７は、上記ディジタル画像形成装置におけるＬＥＤヘッドの焦点調整時に使用されるパターン画像を示す平面図である。ディジタル画像形成装置１においてＬＥＤヘッド２２７と感光体ドラム２２２の表面との距離を適正にして画像データの内容を用紙Ｐ上に正確に再現するために行われる焦点調整作業では、図７に示すパターン画像Ｇについて用紙Ｐ上に画像が形成され、この画像形成結果に基づいて調整ねじ２２が操作される。
【００５２】
このパターン画像Ｇは、互いに濃度の異なる一例として９個のパターンＧ１〜Ｇ９、前面側及び背面側を示す「Ｆ」及び「Ｒ」の文字、並びに、各パターンＧ１〜Ｇ９の濃度に応じた調整量を表す数値（この発明の調整量情報である。）によって構成されている。各パターンＧ１〜Ｇ９は、主走査方向の略全域に匹敵する長さの帯状を呈している。各パターンＧ１〜Ｇ９の濃度は、ＬＥＤヘッド２２７から照射された光が感光体ドラム２２２の表面に結像する合焦位置にＬＥＤヘッド２２７が位置している状態から、調整ねじ２２を所定方向（例えば、ＬＥＤヘッド２２７が感光体ドラム２２２から離間する方向）に一定量ずつ（例えば、１回転ずつ）８回繰り返して回転操作することにより、ＬＥＤヘッド２２７を感光体ドラム２２２の表面に対する合焦位置から徐々に離間させた９段階の各状態で画像形成を行った際のそれぞれの濃度にされている。
【００５３】
各パターンＧ１〜Ｇ９の右側に付された数値は、濃度に応じた調整量を表しており、調整ねじ２２の回転数を表している。例えば、最も濃度の薄いパターンＧ１に付されている数値“１”は、焦点調整作業時における画像形成において用紙Ｐ上に最も濃度の薄いパターンＧ１が形成されなかった場合には、調整ねじ２２を１回転させることによってＬＥＤヘッド２２７を感光体ドラム２２２の表面に対する合焦位置まで移動させることができることを表している。この数値は、１回転刻みである必要はなく、２回転刻み、０．５回転刻み又は０．２５回転刻み等、各はターンの濃度と調整ねじ２２のピッチ等との関係に応じて作業者が操作可能な回転数とすることができる。
【００５４】
なお、パターン画像Ｇは、多数のディジタル画像形成装置１において、ＬＥＤヘッド２２７を感光体ドラム２２２の表面に対する合焦位置から徐々に離間させた９段階の各状態で画像形成を行った結果に基づいて作成することにより、ＬＥＤヘッド２２７の個体差による調整不良の発生を抑えることができる。
【００５５】
図８は、多値画像感光材料を用いたディジタル画像形成装置における焦点調整作業に使用されるパターン画像の形成方法を示す図である。多値画像感光材料によって感光体ドラム２２２が構成されている場合、主走査方向及び副走査方向ともに、ｎドット間隔（図ではｎ＝５）の点画像によって各パターンＧ１〜Ｇ９が形成される。ｎは画像形成特性に応じて設定すればよく、点画像の位置も縦横共に同一でなく千鳥配列にしてもよい。各画素に対応したＬＥＤヘッド２２７のＬＥＤ１１の発光時間又は発光出力を画像データに応じて変化させて各パターンＧ１〜Ｇ９の濃度を再現する。濃度が高い場合には各ＬＥＤ１１の発光時間を長く又は発光出力を大きくして図８（Ａ）に示すように各ドット径を大きし、濃度が低い場合には各ＬＥＤ１１の発光時間を短く又は発光出力を小さくして図８（Ｃ）に示すように各ドット径を小さくする。
【００５６】
図９は、２値画像感光材料を用いたディジタル画像形成装置における焦点調整作業に使用されるパターン画像の形成方法を示す図である。２値画像感光材料によって感光体ドラム２２２が構成されている場合、各ドット径を変化させることができない。そこで、ＬＥＤヘッド２２７のＬＥＤ１１のうち発光させるＬＥＤ１１の数を変化させて各パターンＧ１〜Ｇ９の濃度を再現する。濃度が高い場合には発光させるＬＥＤ１１の数を多くして図９（Ａ）に示すように黒画素を増加し、濃度が低い場合には発光させるＬＥＤ１１の数を少なくして図９（Ｃ）に示すように黒画素を減らす。
【００５７】
図１１は、上記の焦点調整方法の処理手順を示すフローチャートである。まず、光書込装置であるＬＥＤヘッド２２７の組立を行い（ｓ１）、組み立てたＬＥＤヘッド２２７を調整機構２に装着する（ｓ２）。次いで、調整機構２の調整ねじ２２を操作し、合焦位置Ｈから所定の方向にずらした位置にＬＥＤヘッド２２７をセットする（ｓ３）。このようにして調整機構２にセットしたＬＥＤヘッド２２７をディジタル画像形成装置１に装着し（ｓ４）、パターン画像Ｇに基づく画像形成処理を実行する（ｓ５）。画像形成処理によって用紙Ｐ上に形成された画像Ｇ′を参照して調整ねじ２２を回転操作し、ＬＥＤヘッド２２７を合焦位置Ｈに位置させる（ｓ６）。この状態で、再度画像形成処理を行い、ＬＥＤヘッド２２７が合焦位置に位置していることを確認する（ｓ７）。なお、ｓ７の処理は省略することができる。このようにして、１回のパターン画像Ｇに基づく画像形成処理のみを行うことにより、ＬＥＤヘッド２２７の焦点調整作業を完了することができる。上記の処理において、ｓ５がこの発明のパターン画像形成工程に相当し、ｓ６が同じく位置調整工程に相当する。
【００５８】
以上のようにして、焦点調整作業時には、図７に示したパターン画像Ｇに基づく画像形成処理を行い、用紙Ｐ上における画像の形成状態に応じて調整機構２に含まれる調整ねじ２２の回転操作を行うことにより、感光体ドラム２２２の表面に対するＬＥＤヘッド２２７の距離を適正にすることができる。例えば、図７のパターン画像Ｇに基づく画像形成処理の結果、図１０に示す画像Ｇ′が用紙Ｐ上に形成された場合、前面側においてパターンＧ１′及びＧ２′が形成されておらず、背面側においてパターンＧ１′〜Ｇ４′が形成されていないことから、前面側の調整ねじ２２をパターンＧ２′に付記されている数値“２”に応じて２回転させ、背面側の調整ねじをパターンＧ４′に付記されている数値“４”に応じて４回転させれば、主走査方向の前面側及び背面側の両端部において感光体ドラム２２２の表面に対するＬＥＤヘッド２２７の距離を適正にすることができる。
【００５９】
このようにして主走査方向の前面側及び背面側におけるＬＥＤヘッド２２７の感光体ドラム２２２の表面に対する適正位置（合焦位置）からの現在位置のずれ量が調整ねじ２２の回転数として容易に認識ることができる。しかし、ＬＥＤヘッド２２７の両端部が適正位置を基準として感光体ドラム２２２に近づき過ぎているのか、離れ過ぎているのかを認識することはできない。例えば、図７のパターン画像Ｇに基づく画像形成処理の結果、図１０に示す画像Ｇ′が用紙Ｐ上に形成された場合、ＬＥＤヘッド２２７と感光体ドラム２２２との現在の位置関係として図１２（Ａ）又は（Ｂ）に示す状態が考えられる。
【００６０】
ＬＥＤヘッド２２７の全体を合焦位置Ｈに位置させるためには、図１２（Ａ）に示す状態であれば、ＬＥＤヘッド２２７の前面側では調整ねじ２２を時計方向に２回転させてＬＥＤヘッド２２７の位置を下げ、背面側では調整ねじ２２を時計方向に４回転してＬＥＤヘッド２２７の位置を下げる必要がある。また、図１２（Ｂ）に示す状態であれば、ＬＥＤヘッド２２７の前面側では調整ねじ２２を反時計方向に２回転させてＬＥＤヘッド２２７の位置を上げ、背面側では調整ねじ２２を反時計方向に４回転してＬＥＤヘッド２２７の位置を上げる必要がある。
【００６１】
このように、パターン画像Ｇに基づく１回の画像形成処理結果のみからは調整ねじ２２の回転方向を特定することができないため、このままでは、調整ねじ２２を所定方向に回転させた後に、再度パターン画像Ｇに基づく画像形成処理を行い、２回分の画像形成処理結果から調整ねじ２２の回転方向を決定する必要が生じてしまう。
【００６２】
そこで、ディジタル画像形成装置１に取り付ける際にＬＥＤヘッド２２７を予め合焦位置Ｈよりも感光体ドラム２２２に近接した側、又は、感光体ドラム２２２から離間した側の何れかに位置させておき、この状態でパターン画像Ｇに基づく画像形成処理を行う。これによって、感光体ドラム２２２の表面に対するＬＥＤ２２７の現在の位置関係が、図１２（Ａ）の状態、又は、図１２（Ｂ）の状態の何れかに限定され、調整ねじ２２を回転操作すべき方向が容易に認識できる。
【００６３】
但し、例えば、ＬＥＤヘッド２２７を予め前面側を上側にして傾斜させた状態でディジタル画像形成装置１に取り付けた場合、図１２（Ｂ）の状態だけでなく図１２（Ｃ）の状態となる可能性がある。この場合、ＬＥＤヘッド２２７の前面側では調整ねじ２２を時計方向に２回転させてＬＥＤヘッド２２７の位置を下げ、背面側では調整ねじ２２を反時計方向に４回転してＬＥＤヘッド２２７の位置を上げる必要がある。
【００６４】
ここで、パターン画像Ｇを、主走査方向の中央部分を省いた両端部分のみのパターンで形成し、焦点調整作業時に消費される現像剤（トナー）を節約することも考えられる。しかし、主走査方向の中央部分を省いてパターン画像Ｇを形成すると、図１２（Ｂ）の状態であるか図１２（Ｃ）の状態であるかを判定できない。このため、主走査方向についてできるだけ広い範囲に連続するパターン画像を形成することが好ましい。この場合、各パターンＧ１〜Ｇｎを主走査方向の長さが短い複数個のパターンを主走査方向に並べて構成することもできる。
【００６５】
なお、上記の実施形態では単一のＬＥＤヘッド２２７を備えた白黒（モノクロ）のディジタル画像形成装置１を例に挙げて説明したが、複数個のＬＥＤヘッド２２７を配置した多色ディジタル画像形成装置においてもこの発明を同様に実施することができ、これによって特に大きな効果が得られる。また、光書込装置としてはＬＥＤヘッド２２７のみならず、ＥＬ等を発光素子とする他の個体走査方式の光書込装置を用いることもできる。
【００６６】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００６７】
（１）それぞれが互いに異なる調整量に対応した濃度を有する複数のパターン画像を記録媒体上に形成し、記録媒体上に形成した複数のパターン画像の濃度に応じた調整量によって像担持体表面に対する光書込装置の位置を調整できるようにすることにより、記録媒体上において形成されなかったパターン画像の濃度に応じた調整量から、光書込装置を像担持体表面に対して適正な位置に調整するための調整量を容易に認識させることができ、２値画像用であるか多値画像用であるかに拘らず像担持体に対する光書込装置の焦点調整を容易かつ正確に行うことができる。
【００６８】
（２）光書込装置における主走査方向の略全域に連続したパターン画像の記録媒体上への画像形成状態に基づいて光書込装置の焦点調整作業を行うことるにより、主走査方向の略全域における光書込装置の適正位置からの誤差を記録媒体上の画像の濃度から認識することができ、光書込装置が主走査方向の全域にわたって適正位置を基準として片側に偏っている状態であるか、又は、光書込装置の主走査方向の中間部が適正位置に位置している状態であるかが正確に確認されるようにすることができる。これによって、光書込装置の調整すべき方向を正確に特定することができ、焦点調整作業を簡略化することができる。
【００６９】
（３）光書込装置の焦点調整作業時に、各画素径を変化させて濃度差を与えた複数のパターン画像を形成することにより、多値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用されるパターン画像を互いに異なる濃度で適正に形成することができ、各パターン画像の濃度の差異を記録媒体上に明瞭に表現できる。これによって、記録媒体上における画像の形成状態に基づいて光書込装置の焦点調整作業が積各に行われるようにすることができる。
【００７０】
（４）光書込装置の焦点調整作業時に、所定領域内の画素数を変化させて濃度差を与えた複数のパターン画像を形成することにより、２値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用されるパターン画像を互いに異なる濃度で適正に形成することができ、各パターン画像の濃度の差異を記録媒体上に明瞭に表現できる。これによって、記録媒体上における画像の形成状態に基づいて光書込装置の焦点調整作業が積各に行われるようにすることができる。
【００７１】
（５）光書込装置の焦点調整作業時に、各画素径を変化させて濃度差を与えた複数のパターン画像を形成するために光書込装置の各発光素子の発光時間を制御することにより、多値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用される複数のパターン画像をそれぞれの濃度に差異を与えた状態で容易に形成することができる。
【００７２】
（６）光書込装置の焦点調整作業時に、各画素径を変化させて濃度差を与えた複数のパターン画像を形成するために光書込装置の各発光素子の発光出力を制御することにより、多値画像感光材料によって構成された像担持体を用いる画像形成装置における光書込装置の焦点調整作業時に調整量の決定に使用される複数のパターン画像をそれぞれの濃度に差異を与えた状態で容易に形成することができる。
【００７３】
（７）光書込装置の焦点調整作業時に記録媒体上に形成される各パターン画像に、そのパターン画像の濃度に対応した調整量を表す調整量情報を付加して形成することにより、記録媒体上におけるパターン画像の形成状態に応じた光書込装置の焦点位置の調整量が調整量情報を参照して容易に認識されるようにすることができる。これによって、記録媒体上におけるパターン画像の形成状態に基づいて光書込装置の調整量を容易に認識できるようにすることができる。
【００７４】
（８）予め発光素子の光の焦点が像担持体表面に一致すると予想される位置から像担持体に近接又は離間する方向に変位した位置に光書込装置をずらせて装着した状態でパターン画像の画像形成を行うことにより、光書込装置の位置を適正位置に調整するために光書込装置を移動させるべき方向を予め特定しておくことができ、パターン画像に基づく画像形成処理結果としての単一の記録媒体上の画像から、光書込装置の位置を適正にするための調整方法が正確に認識されるようにすることができる。
【００７５】
（９）画像形成装置にセットする前の光書込装置の調整機構への装着時に、光書込装置の位置を適正位置を基準として所定側にずらせた状態にすることにより、予め光書込装置における主走査方向の両端部を適正位置から同一方向にずらす作業が容易に行われるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る焦点調整方法が利用される固体走査方式の光書込装置を備えたディジタル画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】上記ディジタル画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】上記ディジタル画像形成装置におけるＬＥＤヘッドと感光体ドラムとの位置関係を示す図である。
【図４】調整機構を含む上記ＬＥＤヘッドの外観図である。
【図５】上記調整機構の構成を示す図である。
【図６】同調整機構における調整動作を示す図である。
【図７】上記ディジタル画像形成装置におけるＬＥＤヘッドの焦点調整時に使用されるパターン画像を示す平面図である。
【図８】多値画像感光材料を用いたディジタル画像形成装置における焦点調整作業に使用されるパターン画像の形成方法を示す図である。
【図９】２値画像感光材料を用いたディジタル画像形成装置における焦点調整作業に使用されるパターン画像の形成方法を示す図である。
【図１０】上記焦点調整作業時における用紙上のパターン画像の形成状態の一例を示す平面図である。
【図１１】上記の焦点調整方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】上記焦点調整作業時における調整前の感光体ドラムに対するＬＥＤヘッドの取付状態を示す図である。
【符号の説明】
１−ディジタル画像形成装置（画像形成装置）
２−調整機構
２２−調整ねじ
２２２−感光体ドラム（像担持体）
２２７−ＬＥＤヘッド（光書込装置）
Ｇ−パターン画像
Ｈ−適正位置（合焦位置）
Ｐ−用紙（記録媒体）

Claims

像担持体の画像形成領域に対向して主走査方向に沿って設けた複数の発光素子から、画像データに基づいて変調した光を像担持体表面に照射する光書込装置の焦点調整方法において、
それぞれが互いに異なる調整量に対応した濃度を有する複数のパターン画像と、各パターン画像に対応した調整量を表す調整量情報と、を記録媒体上に形成するパターン画像形成工程と、
前記記録媒体上に形成された複数のパターン画像の中から選択された一つのパターン画像に対応した調整量のみによって像担持体表面に対する光書込装置の位置を調整する位置調整工程と、を含むことを特徴とする焦点調整方法。
前記パターン画像形成工程は、複数のパターン画像のそれぞれを画像形成範囲における主走査方向の略全域に連続して形成することを特徴とする請求項１に記載の焦点調整方法。
前記パターン画像形成工程は、パターン画像の各画素径を濃度に応じて変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点調整方法。
前記パターン画像形成工程は、パターン画像に含まれる各画素によって濃度に応じた２値パターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点調整方法。
前記パターン画像形成工程は、各パターン画像の濃度に応じて発光素子の発光時間を制御することを特徴とする請求項３に記載の焦点調整方法。
前記パターン画像形成工程は、各パターン画像の濃度に応じて発光素子の発光出力を制御することを特徴とする請求項３に記載の焦点調整方法。
前記パターン画像形成工程の前に、発光素子の光の焦点が像担持体表面に一致すると予想される位置から像担持体に近接又は離間する方向に変位した位置に光書込装置を取り付ける取付工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の焦点調整方法。
前記取付工程は、光書込装置を像担持体の画像形成領域における主走査方向の両端部を調整機構に装着するときに行うことを特徴とする請求項７に記載の焦点調整方法。