JP4458910B2

JP4458910B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4458910B2
Application number: JP2004124290A
Authority: JP
Inventors: 伸一鈴木; 穣森川; 征史山田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: JP2005305760A

Description

本発明は、記録媒体に光ビームを照射して画像を記録する画像形成装置に関する。

従来、プリント基板や印刷分野における版下用フィルム又はＣＴＰ等の刷版作成用イメージセッターや電子写真装置などの画像形成装置では、記録媒体に対して記録光である光ビームを照射して記録媒体に画像を記録している。このような画像形成装置の一例を図１１に示す。

画像形成装置３００は、回転駆動され記録媒体３０１を外周面で保持するドラム３０２、ドラム３０２に保持された記録媒体３０１に対して光源によって光ビームを照射する記録部３０３等から構成されている。記録部３０３は、ドラム３０２の回転軸方向に直線状に複数設けられ、ドラム３０２の軸方向に移動自在な図示しない台上に配置されている。

このような構造では、記録部３０３が照射する光ビームは、ドラム３０２の回転によりドラム３０２に貼られた記録媒体３０１の縦方向（主走査方向）への移動が可能となり、台のドラム３０２の軸方向への移動により記録媒体３０１の横方向（副走査方向）への移動が可能となる。このようなドラム３０２の回転と台の移動とにより記録部３０３の光ビームを記録媒体３０１の任意の位置に位置させることができる。そして、記録したい画像原稿データの描画点配置と記録媒体３０１の位置を対応させ、画像原稿データの描画点の濃度情報と光ビームを関連づけ、記録媒体３０１上を記録部３０３により走査すると画像原稿データが記録媒体３０１面の変化として記録される。

なお、記録媒体３０１に画像が記録される速度は、ドラム３０２の回転速度、記録媒体３０１の光に対する感度、光ビームの強さ、画像の記録密度などの項目で決定される。通常、画像が形成される記録媒体３０１が目的物であるから、記録媒体３０１の感度により、他の項目が調整される。記録媒体３０１の感度は、記録媒体３０１の変化の度合いとその時与えた光密度とをあらわす。ドラム３０２の回転速度と記録部３０３の光ビームは記録媒体３０１への光密度として決定される。光ビームの照射光量を一定にしてドラム３０２の回転速度を上げると、その分記録媒体３０１への光密度は下がる。ドラム３０２の回転数を一定にして光ビームを上げると記録媒体３０１への光密度は上がる。

ここで、画像の記録速度を上げる場合には、照射光量を大きくしドラム３０２の回転数を上げる必要がある。照射光量を大きくするためには、光源の最大出力を上げる手段や複数の照射光源を設ける手段等がある。例えば、図１１に示すように、記録部３０３を複数個台に載せる。各々の記録部３０３の光束が記録媒体３０１に照射される。記録部３０３は記録媒体３０１のドラム軸方向を分担する形で画像を記録する。複数の記録部３０３の光束は直線状に配置される。

このとき、記録部３０３を台に固定する際の誤差などにより記録部３０３の配置を完全に直線状に載せることは難しい。また、記録部３０３を台に固定する際の誤差、光束を収束させる位置の誤差、光の発生位置の誤差等により、複数の記録部３０３から射出された複数の光束が正確に直線状に載らないという問題がある。

このような誤差が要因で記録媒体３０１に記録した画像が画像原稿データを反映したものとならなくなる。各記録部３０３が分担した画像原稿データの位置と実際に記録媒体３０１上に記録される画像の位置にずれが生じるためである。このずれは記録部３０３間の画像の重なりや記録部３０３間の画像の境界に間隙が生じる、水平な1本の線が記録部３０３の境界で段をもつ２本の水平な線となるなどの形で認知される。

このような画像のずれを回避するためには、あるひとつの記録部３０３を基準としてずれ量に応じて各記録部３０３の描画開始時間を進めるあるいは遅らす等することにより、同じ水平位置を示す線が記録媒体３０１上でも一直線上に記録されるよう調整される。また、重複して画像が記録される場合は、重複した一方の記録部３０３による画像記録開始を重複した分だけスキップする。このような手段は例えば特許文献１に開示されている。

また、ドラム（回転ドラム）３０２の外周面のうち、記録媒体保持に使用しない空き領域に、記録部（記録ヘッド）３０３から照射される光ビームを検知するヘッド位置検知センサを取り付け、記録開始の際の各記録部３０３の基準位置検知をこのヘッド位置検知センサで行うように構成することにより、位置検知の際に他の記録部３０３を待機させるために要するスペースをドラム３０２の領域に一部オーバーラップさせ、ドラム３０２の端部よりも外側に必要とするスペースを小さくして、装置全体の幅を小さくする。このような手段は例えば特許文献２に開示されている。ここでは、ドラム軸方向の記録部３０３の位置を測定している。

さらに、無駄なトナー消費を伴ったり、高精度なトナーマーク検出器を必要としたりすることなく、カラー画像の画像重ね合せずれを高精度に検出して補正し、簡単な構成で高品質なカラー画像を高速に形成できるカラー画像形成装置も提供されている。このような手段は例えば特許文献３に開示されている。ここでは、複数の書き込み光ビームの書き込みタイミングを変えている。

特許第０３０６７９４２号公報特開平８−２３０２２８号公報特開２０００−１５８７１５公報

光を走査し画像を記録する方式の場合、光の照射位置が記録する画像の品質に大きく影響する。装置の製造時のずれは、製造時に測定することでその場で補正することが可能であるが、出荷後もいろいろな要因で光ビームの位置はずれてしまう。例えば記録部３０３に設けられた光学素子のずれ、機械部品の磨耗による各部の設置位置ずれ、材料の内部応力の経時的変化による各部の位置関係の変化、温度変化による膨張・収縮などで起こり得る。

出荷された画像形成装置３００が顧客の下に渡るとこのような光ビームの位置変動を知ることが難しく、記録画像品質の悪化による顧客からの苦情という形で判明することが多い。

このようなことを防ぐため光ビームの位置ずれを検出する手段を実現するには、高品質な画像を記録する光ビームの位置精度はとても高いために、位置ずれ検出のためのコストも高くなり、画像形成装置３００の価格が上昇してしまうという問題がある。

本発明の目的は、光ビームの位置ずれを低コストで精度良く検出できるようにすることである。

請求項１記載の発明の画像形成装置は、記録媒体を保持して所定方向に移動させる回転ドラムと、移動する前記記録媒体に対して光ビームをそれぞれ照射し、前記記録媒体の移動方向に対して略直交する副走査方向に並び原画像を構成する複数の分割画像を前記記録媒体上にそれぞれ記録する複数の記録部と、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの前記光ビームの光点位置を検出する光点位置検出部と、前記光点位置検出部により検出された前記光ビームの光点位置を記憶するための記憶部と、前記記憶部に記憶されたそれぞれの前記光ビームの光点位置から位置ずれ量を求める手段と、を備え、複数の前記記録部のうちある１つの記録部は、前記副走査方向に並んだ複数の前記分割画像のうちの１つに対応しており、前記回転ドラムが１回転する毎に複数の前記記録部がそれぞれ前記副走査方向へ１走査分移動して、前記分割画像の幅分だけ移動することで各分割画像が記録されるとともに、前記位置ずれ量を求める手段は、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界において、複数の前記記録部のうちある１つの記録部が記録する分割画像の最初の光点位置と、該ある１つの記録部に隣接する記録部が記録する分割画像の最後の光点位置と、を比較することにより、位置ずれ量を算出することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、さらに、前記光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持して、該光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第１移動部と、複数の前記記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持し、該記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第２移動部と、を備え、前記第１移動部を駆動制御して、前記光点位置検出部を、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの光ビームの光点位置を検出する検出位置に移動させた後、前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最初の位置に移動させて、前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶するとともに、前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最後の位置に移動させて、前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記回転ドラムに設けられ前記光ビームを反射させるための光反射部を備え、前記光点位置検出部は、前記光反射部により反射した前記光ビームの光点位置を検出する。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記光反射部は、前記記録媒体が保持されない部分に設けられている。

請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の画像形成装置において、前記光反射部は、前記光点位置検出部により検出可能な目盛を有している。

請求項６記載の発明は、請求項３、４、又は５記載の画像形成装置において、前記光反射部は、前記光ビームに反応する蛍光材料で形成された蛍光層を有している。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか一記載の画像形成装置において、前記位置ずれ量に基づいて前記分割画像の位置補正を行う補正手段を備える。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか一記載の画像形成装置において、前記位置ずれ量の情報を送信する送信手段を備える。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の画像形成装置において、送信した前記位置ずれ量の情報に基づいて位置補正が行われた前記分割画像の情報を受信する受信手段を備え、複数の前記記録部は、受信した前記分割画像の情報に基づいて前記記録媒体上に前記分割画像をそれぞれ記録する。

請求項１０記載の発明は、記録媒体を保持して所定方向に移動させる回転ドラムと、移動する前記記録媒体に対して光ビームをそれぞれ照射し、前記記録媒体の移動方向に対して略直交する副走査方向に並び原画像を構成する複数の分割画像を前記記録媒体上にそれぞれ記録する複数の記録部と、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの前記光ビームの光点位置を検出する光点位置検出部と、前記光点位置検出部により検出された前記光ビームの光点位置を記憶するための記憶部と、前記光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持して、該光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第１移動部と、複数の前記記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持し、該記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第２移動部と、を備え、複数の前記記録部のうちある１つの記録部は、前記副走査方向に並んだ複数の前記分割画像のうちの１つに対応しており、前記回転ドラムが１回転する毎に複数の前記記録部がそれぞれ前記副走査方向へ１走査分移動して、前記分割画像の幅分だけ移動することで各分割画像が記録される画像形成装置における、光ビームの位置ずれ量算出方法であって、前記第１移動部を駆動制御して、前記光点位置検出部を、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの光ビームの光点位置を検出する検出位置に移動させる第１ステップと、前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最初の位置に移動させる第２ステップと、前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶する第３ステップと、前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最後の位置に移動させる第４ステップと、前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶する第５ステップと、前記第３ステップで前記記憶部に記憶した前記光ビームの光点位置と、前記第５ステップで前記記憶部に記憶した前記光ビームの光点位置と、を比較することにより、位置ずれ量を算出する第６ステップと、を有することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、隣接する記録部のそれぞれの光ビームの光点位置がそれぞれの記録範囲の境界で検出されるため、光ビームの位置ずれを低コストで精度良く検出することができる。

請求項２記載の発明によれば、光点位置検出部が移動することによって、一つの光点位置検出部で複数の記録部の光ビームの光点位置を各記録範囲の境界で検出することができる。又、隣接する記録部の光ビームの光点位置を検出する際に光点位置検出部を移動させないで済むため、光点位置検出部の移動に伴う位置再現性の精度を高める必要性は少なく済み、光ビームの位置ずれを低コストで精度良く検出することができる。

請求項３記載の発明によれば、光ビームが光反射部で確実に反射するため、光ビームの光点位置を精度良く検出することができる。

請求項４記載の発明によれば、記録媒体が記録媒体保持部に保持された状態でも、光ビームが光反射部で確実に反射するため、光ビームの光点位置を精度良く検出することができる。

請求項５記載の発明によれば、光点位置検出部の投影縮尺の誤差を目盛から補正することが可能となり、容易に正確な光点位置を求めることができる。

請求項６記載の発明によれば、光ビームの波長に対する光点位置検出部の感度が悪い場合、蛍光材料を用いることは有効である。また、光ビームが人間の可視波長以外である時に、蛍光材料の使用により光ビームを可視化することで目視可能とすると、光ビームの不点灯の故障診断や光ビームの光点位置の大きなずれ等を迅速に確認することができる。

請求項７記載の発明によれば、長期間安定した品質の画像記録を行うことができる。

請求項８記載の発明によれば、光ビームの位置ずれの状態を知ることが可能となり、装置の品質の管理や維持が容易となる。特に、電話回線や情報ネットワーク等を介して位置ずれ量の情報を送信することで、遠隔地において記録部の品質管理や画像品質を保つための補正情報として利用することができる。

請求項９記載の発明によれば、位置ずれ量の情報を送信し、その位置ずれ量の情報に基づいて位置補正が行われた分割画像の情報を受信することで、分割画像の位置ずれがない原画像を記録することが可能になるため、長期間安定した品質の画像記録を行うことができる。

請求項１０記載の発明によれば、光点位置検出部が移動することによって、一つの光点位置検出部で複数の記録部の光ビームの光点位置を各記録範囲の境界で検出することができる。又、隣接する記録部の光ビームの光点位置を検出する際に光点位置検出部を移動させないで済むため、光点位置検出部の移動に伴う位置再現性の精度を高める必要性は少なく済み、光ビームの位置ずれを低コストで精度良く検出することができる。

本発明を実施するための最良の一形態を図１ないし図１０に基づいて説明する。図１は本実施の形態の画像形成装置１を示す側面図、図２は画像形成装置１を示す斜視図、図３は画像形成装置１が備える各部の電気的接続を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の画像形成装置１は、記録媒体２を保持するための記録媒体保持部であるドラム３、ドラム３に担持された記録媒体２に対して記録光である光ビームをそれぞれ照射し記録媒体２に画像記録を行う複数の記録部４、ドラム３上に設けられ光ビームを反射させる光反射部５、光ビームの光点位置を検出する光点位置検出部６、及び、記録媒体２をドラム３に供給する記録媒体供給部７等を具備する。

ドラム３は円筒状のドラムであり、回転軸８を中心として駆動源であるモータ９（図３参照）により回転駆動される。ドラム３には、記録媒体２を着脱自在に保持するための周知のクランプ機構（図示せず）が設けられている。記録媒体２は、クランプ機構によりドラム３に巻き付けられて固定される。このようなドラム３は、記録媒体２を保持して所定方向、ここでは回転方向に移動させる。

記録部４は、光ビームを出射する光源であるレーザ発振器１０（図３参照）及び収束光学系としてのレンズ（図示せず）等を有している。この記録部４は、レンズで光ビームを集光し、記録媒体２の記録面での光エネルギー密度を向上させる。このような複数の記録部４は、回転軸８の軸方向に等間隔に一列に設けられており、その軸方向に移動自在にガイド部材１１で支持されている。これらの記録部４は、駆動源であるモータ１２（図３参照）によりガイド部材１１に沿って往復移動する。複数の記録部４は同時に移動する。なお、ガイド部材１１及びモータ１２が第２移動部を構成している。ここで、図２では、記録部４が３個設けられている画像形成装置１を例示している。

光反射部５は光ビームを反射・散乱させる部材であり、照射された光ビームの光点を映し出す。この光反射部５はドラム３上に固定され設けられている。光反射部５は、その表面が、ドラム３に担持された記録媒体２の記録面と略同一面上に位置するように固定されている。このような光反射部５は光ビームを乱反射させることで、光点位置検出部６が光ビームの光点位置を確実に捉えることを可能にする。

光点位置検出部６は、回転軸８の軸方向に移動自在にガイド部材１３により支持されている。この光点位置検出部６は、駆動源であるモータ１４（図３参照）によりガイド部材１３に沿って往復移動する。なお、ガイド部材１３及びモータ１４が第１移動部を構成している。光点位置検出部６としては、例えば２次元イメージセンサであるＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）やフォトダイオード等を２次元配列したＣ−ＭＯＳイメージセンサが用いられる。このような光点位置検出部６は、光ビームの光点位置を２次元映像として検出する。なお、光点位置検出部６としてＣＣＤイメージセンサを用いることで、小型化を実現し、さらに電力消費を抑えることができる。また、光点位置検出部６としてＣ−ＭＯＳイメージセンサを用いることで、ＣＣＤイメージセンサを用いた場合に比べ、強い光ビームに対しても正確に光点位置を検出することができる。

ここで、ドラム３の回転方向が主走査方向であり、その回転軸８の軸方向、すなわち記録部４と光点位置検出部６との移動方向が副走査方向である。

記録媒体供給部７は、記録媒体トレイ１５に積層された記録媒体２を、上層に位置する記録媒体２から順次、給紙ローラ１６により引き出して搬送ローラ１７を介してドラム３に受け渡すように構成されている。これらの給紙ローラ１６及び搬送ローラ１７は、駆動源であるモータ９により回転駆動される。

記録媒体２は、光モードで書き込める媒体でも、熱モードで書き込める媒体でも良く、すなわち、銀塩拡散転写方式の版や銀塩方式の媒体、銀塩ハイブリッド版、電子写真用感光／感熱媒体、高感度フォトポリマーを用いた印刷版等の光モード媒体の他、サーマルＣＴＰやサーマルアブレーション方式印刷版、ロイコ染料を用いた感熱発色材料による媒体といった種々熱モードの媒体等、光ビームで画像が記録できる媒体であれば、どのような媒体でも良い。

光反射部５は、記録部４の光ビームにより蛍光する蛍光材料や光ビームの波長を光点位置検出部６に適した波長に変換する波長変換材料等を用いることで構成されている。光ビームの波長に対する光点位置検出部６の感度が悪い場合には、蛍光材料や波長変換材料を用いることは有効である。また、光ビームが人間の可視波長以外である場合には、蛍光材料や波長変換材料の使用により光ビームを可視化することで目視可能とすると、光ビームの不点灯の故障診断、光ビームの照射位置の大きなずれを迅速に確認することができる。なお、光反射部５は、反射層・蛍光層・波長変換層の２つ以上の材料層を有していても良い。

図３に示すように、画像形成装置１はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２０を備えており、このマイコン２０が各部を駆動制御する。マイコン２０は、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２１にバスライン２２を介して、コンピュータプログラム等の固定的データを予め記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）２３と各種データを書き換え自在に記憶するワークエリア等として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）２４と、日付や時刻を計時するタイマ２５とが接続されて構成されている。

また、ＣＰＵ２１に接続されたバスライン２２には、レーザ発振器１０、光点位置検出部６、モータ９，１２，１４等が接続されている。これにより、ＣＰＵ２１による各部の制御が可能となる。さらに、バスライン２２には、データを書き換え自在に記憶する記憶部である不揮発性メモリ２６、外部装置とのデータ通信を行う通信インタフェース２７（図中では通信Ｉ／Ｆと記載する）が接続されている。不揮発性メモリ２６には、各種データ等が記憶される。なお、記録部４及び光点位置検出部６では、高精度の位置制御が必要とされるため、モータ９，１２，１４の回転位置を制御する必要がある。したがって、モータ９，１２，１４としては、ステッピングモータやサーボモータ等が用いられる。

次に、このような画像形成装置１が行う光ビーム走査を簡単に説明する。画像形成装置１は、１つの原画像を分割（分担）して、複数の記録部４により各分割画像を形成する。原画像は記録媒体２の移動方向に略直交する方向、すなわち副走査方向（回転軸８の軸方向）に分割されている。したがって、複数の分割画像は副走査方向に並んでいる。画像形成装置１は、ドラム３を１回転させる毎に複数の記録部４をそれぞれ副走査方向へ１走査分、すなわち１画素分移動させる。ドラム３の１回転で主走査方向の１画素幅の画像が、記録媒体２に順次記録される。各記録部４が分割画像の幅分だけ副走査方向に移動すると、各分割画像が完成し、各分割画像で構成される原画像が記録媒体２上に完成する。なお、各記録部４は副走査方向に移動して分割画像をそれぞれ記録する。

このとき、記録部４又は光点位置検出部６が主走査方向のどの位置に位置しているかは、ドラム３を回転駆動するモータ９の制御値で把握可能である。制御値とは、例えば、モータ９としてステッピングモータを用いる場合には、ステッピングモータへ送るパルス数とドラム３の回転基準位置とから取得するドラム３の回転角度で表される値である。または、ドラム３の回転を検出するロータリエンコーダを設けた場合には、ロータリエンコーダの出力するドラム３の回転角度である。または、ドラム３の回転速度を一定としたときのドラム３の基準位置通過時からの経過時間である。なお、ドラム３の回転には、ホームポジションが設定されており、ホームポジションが回転角度の基準位置となる。また、ホームポジションと光反射部５との位置は予め関連付けて設定されており、光ビームが光反射部５に照射される位置にドラム３を停止させることができる。

一方、記録部４又は光点位置検出部６が副走査方向のどの位置に位置しているかは、記録部４又は光点位置検出部６を駆動するモータ１２，１４の制御値で把握可能である。制御値とは、モータ１２，１４の回転角度である。このモータ１２，１４の回転角度は、モータ１２，１４への回転信号や、モータ１２，１４の回転を検出するロータリエンコーダを設けることにより取得可能である。また、制御値としては、記録部４又は光点位置検出部６の移動を検出するリニアエンコーダを設けこのリニアエンコーダの出力値を採用しても良い。

ここで、光ビームの光点位置と光点位置検出部６の検出範囲Ａ，Ｂとの関係について図４及び図５を参照して説明する。

図４は記録媒体２の記録面での光ビームの理想的な光点位置を示す模式図である。図４では、走査範囲Ａ、走査範囲Ｂ及び走査範囲Ｃがそれぞれ３つの記録部４の走査範囲、すなわち記録範囲である。また、図４では、上下方向が主走査方向を示し、左右方向は副走査方向を示す。走査範囲Ａ、走査範囲Ｂ及び走査範囲Ｃの副走査方向の幅は同じである。●（丸）は一回目の副走査位置（分割画像を記録する最初の位置）での光ビームの光点を示している。３つの記録部４は、１つの画像を分担して、すなわち分割画像をそれぞれ記録する。光ビームの走査線の間隔は各記録部４にわたって同じである。

図４に示すように、●は副走査方向の同一直線状に位置しており、隣り合う記録部４における光ビームの走査線も等間隔に並んでいる。しかしながら、実際には、記録部４の間隔の誤差や光ビームの照射方向の誤差等があり、図４に示すような理想的な状態で光ビームを走査することは困難である。

この誤差がある場合の模式図を図５に示す。図５は記録媒体２の記録面での光ビームの実際の光点位置を示す模式図である。図５では、■（四角）が各記録部４の画像最後の副走査位置（分割画像を記録する最後の位置）での光点を示している。

図５に示すように、両端の記録部４に比べ中央の記録部４の光点位置が右下方向へずれている。隣接する記録部４において、●と■との位置は、副走査方向に均等では無く、主走査方向にもずれている。このような状態で画像記録を行うと、走査範囲Ａと走査範囲Ｂとの境界（分割画像の境界）、すなわち画像の繋ぎ目では、間隙が発生してしまい、走査範囲Ｂと走査範囲Ｃとの境界（分割画像の境界）、すなわち画像の繋ぎ目では、重なりが発生してしまう。また、走査範囲Ｂでは、走査範囲Ａと走査範囲Ｂとに比べ、画像の水平方向に段差が生じている。

このような光ビームの位置ずれは、光ビームの光点位置を検出しその位置ずれ量を求めることで補正される。本実施の形態では、光点位置検出部６により光ビームの光点位置を検出する。光点位置検出部６は、走査範囲Ａと走査範囲Ｂとの境界（分割画像の境界）及び走査範囲Ｂと走査範囲Ｃとの境界（分割画像の境界）を映し出すように移動して停止する。光点位置検出部６は、図５に示すように、検出範囲Ａ及び検出範囲Ｂを映し出すように光学的に設計されている。ここでは、イメージセンサの解像度が記録走査分解能を識別可能な光学系が用いられている。なお、量子化のサンプリング定理を考慮し、記録走査分解能の２倍以上のイメージ解像度があることが望ましい。

ここで、図６は光反射部５を示す平面図である。図６に示すように、光点位置検出部６の検出範囲Ａ，Ｂ内に位置する光反射部５の一部分には、光点位置検出部６により検出可能な目盛３０が設けられている。この目盛３０は、例えば、図６に示すような検出範囲Ａ，Ｂの端部に設けられる。これにより、光点位置検出部６のイメージにこの目盛３０が映し出されることで、光点位置検出部６の投影縮尺の誤差を目盛３０から補正することが可能となり、正確な光点位置を求めることができる。

次に、ＣＰＵ２１がコンピュータプログラムに基づいて実行する光ビームの位置ずれ補正の処理を各部の動作とともに図７を参照して説明する。この処理により各種の手段が実行される。図７は光ビームの位置ずれ補正の処理の流れを示すフローチャートである。

図７に示すように、まず、ドラム３を光ビームが光反射部５に照射される位置、すなわち複数の記録部４が光反射部５に対向する位置まで回転させる（ステップＳ１）。次いで、分割画像の境界を写すように光点位置検出部６を移動させる（ステップＳ２）。例えば、光点位置検出部６は、図５に示すような検出範囲Ａを映し出す。

分割画像を記録する最初の副走査位置に複数の記録部４を移動させる（ステップＳ３）。例えば、光ビームの光点位置が図５の●の位置になるように記録部４を移動させる。次いで、光ビームを照射し、そのときの光点位置検出部６のイメージ１を不揮発性メモリ２６に記憶する（ステップＳ４）。これにより、イメージ１には走査範囲Ｂの●の光点が記録される。

次に、分割画像を記録する最後の副走査位置に複数の記録部４を移動させる（ステップＳ５）。例えば、光ビームの光点位置が図５の■の位置になるように記録部４を移動させる。次いで、光ビームを照射し、そのときの光点位置検出部６のイメージ２を不揮発性メモリ２６に記憶する（ステップＳ６）。これにより、イメージ２には走査範囲Ａの■の光点が記録される。

このとき、光点位置検出部６はイメージ１とイメージ２で移動していないので、それぞれの光点位置を比較することで分割画像の位置ずれ量を算出することができる。すなわち、イメージ１とイメージ２から光点位置の位置ずれ量を算出し、位置ずれ情報（位置誤差）として不揮発性メモリ２６に記憶する（ステップＳ７）。

その後、次の分割画像の境界を測定するか否かを判断し（ステップＳ８）、測定する場合には（ステップＳ８のＹ）、次の分割画像の境界に対向する位置に光点位置検出部６を移動させる（ステップＳ９）。例えば、光点位置検出部６は、図５に示すような検出範囲Ｂを映し出す。そして、前述と同様に、走査範囲Ｃの●の光点位置と走査範囲Ｂの■の光点位置を検出し、光点位置の位置ずれ量を算出する（ステップＳ３〜ステップＳ８）。他の分割画像の境界を測定しない場合には（ステップＳ８のＮ）、処理を終了させる。

このようにして光ビームの位置ずれ量を求めた後に、その位置ずれ量に基づいて分割画像の位置補正を行う（補正手段）。なお、図８に示すように、画像形成装置１には、前述したようなビーム位置検出手段５０と、位置ずれ量に基づいて分割画像の補正を行う画像補正手段５１とが搭載されている。画像形成装置１は、求めた位置ずれ量の情報に基づいて位置補正を行ってから画像記録を行う。すなわち、複数の記録部４は、位置ずれ量に基づいて光ビームを位置補正して出射させることになる。これにより、温度変化、振動や経時劣化等による光ビームの光点位置の変化による画像劣化に対応することができる。なお、画像補正手段は、位置ずれ量に基づいて分割画像の補正を行う手段であれば、どのような手段でも良い。

以上説明したように、本実施の形態では、隣接する記録部４のそれぞれの光ビームの光点位置がそれぞれの走査範囲Ａ，Ｂ，Ｃの境界で検出されるため、光ビームの位置ずれを低コストで精度良く検出することができる。特に、隣接する記録部４の光ビームの光点位置を検出する際に光点位置検出部６を移動させないため、光点位置検出部６の移動に伴う位置再現性の精度を高める必要性は少なく済み、光ビームの位置ずれを低コストで精度良く検出することができる。

また、光ビームが光反射部５で確実に反射するため、光ビームの光点位置を精度良く検出することができる。さらに、記録媒体２がドラム３に保持された状態でも、光ビームが光反射部５で確実に反射するため、光ビームの光点位置を精度良く検出することができる。また、光点位置検出部６の投影縮尺の誤差を目盛３０から補正することが可能となり、容易に正確な光点位置を求めることができる。さらに、光点位置検出部６が移動することによって、一つの光点位置検出部６で複数の記録部４の光ビームの光点位置を各走査範囲Ａ，Ｂ，Ｃの境界で検出することができる。

なお、ここでは、最初の画像走査位置で測定した後、最後の画像走査位置の測定を行っているが、この順番は逆でも良い。また、繰返し測定毎に順番を変えても良い。このようにすると前回の測定での副走査位置を引き継ぐことができ、記録部４の副走査方向への移動距離を短くできる。これにより、測定時間が短縮される。

ここで、本実施の形態の変形例１として、図９に示すように、光点位置検出部６は複数設けられても良い。光点位置検出部６を複数設けた場合には、それぞれが境界を分担して測定することで、図７のループ回数（ステップＳ３〜ステップＳ８）を減らし、検出時間を短くすることができる。なお、光点位置検出部６の数で副走査方向を等分することによって、担当境界が設定される。記録部４が等間隔に配置される場合には、境界も略等間隔になるので、複数の光点位置検出部６は副走査方向へ同時に同じように動かすことで、それぞれの境界位置へ移動することができる。境界１箇所に一つの光点位置検出部６を設ければ、図７でのループを行うことなく１回で測定が完了する。なお、光点位置検出部６は、原画像の分割数、すなわち分割画像の数に対応させて設けられている。このように複数の光点位置検出部６を設けることで、複数の記録部４の光ビームの光点位置を各走査範囲Ａ，Ｂ，Ｃの境界で同時に検出することが可能になり、光ビームの位置ずれを検出する検出時間を短くすることができる。

また、本実施の形態の変形例２として、光ビームの位置ずれ情報を管理する外部装置に位置ずれ情報を送信するようにしても良い（送信手段）。これは、通信インタフェース２７に外部装置を接続してその外部装置に位置ずれ情報を出力することにより実現される。これにより、光ビームの位置ずれ状態を知ることができ、装置の品質の管理や維持を容易にすることができる。すなわち、位置ずれ情報は、外部装置に電話回線や情報ネットワークを介して送信されることで、遠隔地において記録部４の品質管理や画像品質を保つための補正情報として利用される。電話回線や情報ネットワークを介して位置ずれ情報を送信することで、遠隔地において記録部４の品質管理や画像品質を保つための補正情報として利用することができる。

さらに、本実施の形態の変形例３として、図１０に示すように、画像補正手段５１を有する外部装置５３に位置ずれ情報を送信し、その位置ずれ情報に基づいて外部装置５３により位置補正が行われた分割画像の情報を受信するようにしても良い（送信手段、受信手段）。画像形成装置１には、外部装置５３が通信インタフェース２７を介して接続されている。外部装置５３は、位置ずれ量に基づいて分割画像の補正を行う画像補正手段５１を有している。この外部装置５３は、画像形成装置１が送信した位置ずれ情報を受信し、その位置ずれ情報に基づいて分割画像の位置を補正し、補正した分割画像の情報を画像形成装置１に送信する。画像形成装置１は、その分割画像の情報を受信し、受信した分割画像の情報に基づいて複数の記録部４により記録媒体２上に画像を形成する。なお、外部装置５３は、例えばＲＩＰ（ラスターイメージプロセッサ）であり、光ビームの位置ずれ量に対応するラスタデータを生成することで、品質の高い画像記録を実現することができる。このようにして分割画像の位置ずれがない原画像を記録することが可能になるため、長期間安定した品質の画像記録を行うことができる。

本発明の実施の一形態の画像形成装置を示す側面図である。画像形成装置を示す斜視図である。画像形成装置が備える各部の電気的接続を示すブロック図である。記録媒体の記録面での光ビームの理想的な光点位置を示す模式図である。記録媒体の記録面での光ビームの実際の光点位置を示す模式図である。光反射部を示す平面図である。光ビームの位置ずれ補正の処理の流れを示すフローチャートである。本発明の実施の一形態の画像形成装置を示すブロック図である。本発明の実施の形態の変形例１の画像形成装置を示す斜視図である。本発明の実施の形態の変形例３の画像形成装置を示すブロック図である。従来の画像形成装置を示す斜視図である。

符号の説明

１画像形成装置
２記録媒体
３記録媒体保持部（ドラム）
４記録部
５光反射部
６光点位置検出部
１１，１２第２移動部（ガイド部材、モータ）
１３，１４第１移動部（ガイド部材、モータ）
２６記憶部（不揮発性メモリ）
３０目盛
Ａ，Ｂ，Ｃ記録範囲（走査範囲）

Claims

記録媒体を保持して所定方向に移動させる回転ドラムと、
移動する前記記録媒体に対して光ビームをそれぞれ照射し、前記記録媒体の移動方向に対して略直交する副走査方向に並び原画像を構成する複数の分割画像を前記記録媒体上にそれぞれ記録する複数の記録部と、
隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの前記光ビームの光点位置を検出する光点位置検出部と、
前記光点位置検出部により検出された前記光ビームの光点位置を記憶するための記憶部と、
前記記憶部に記憶されたそれぞれの前記光ビームの光点位置から位置ずれ量を求める手段と、を備え、
複数の前記記録部のうちある１つの記録部は、前記副走査方向に並んだ複数の前記分割画像のうちの１つに対応しており、前記回転ドラムが１回転する毎に複数の前記記録部がそれぞれ前記副走査方向へ１走査分移動して、前記分割画像の幅分だけ移動することで各分割画像が記録されるとともに、
前記位置ずれ量を求める手段は、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界において、複数の前記記録部のうちある１つの記録部が記録する分割画像の最初の光点位置と、該ある１つの記録部に隣接する記録部が記録する分割画像の最後の光点位置と、を比較することにより、位置ずれ量を算出することを特徴とする画像形成装置。
さらに、前記光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持して、該光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第１移動部と、
複数の前記記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持し、該記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第２移動部と、を備え、
前記第１移動部を駆動制御して、前記光点位置検出部を、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの光ビームの光点位置を検出する検出位置に移動させた後、前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最初の位置に移動させて、前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶するとともに、前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最後の位置に移動させて、前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記回転ドラムに設けられ前記光ビームを反射させるための光反射部を備え、
前記光点位置検出部は、前記光反射部により反射した前記光ビームの光点位置を検出する、請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記光反射部は、前記記録媒体が保持されない部分に設けられている、請求項３記載の画像形成装置。
前記光反射部は、前記光点位置検出部により検出可能な目盛を有している、請求項３又は４記載の画像形成装置。
前記光反射部は、前記光ビームに反応する蛍光材料で形成された蛍光層を有している、請求項３、４又は５記載の画像形成装置。
前記位置ずれ量に基づいて前記分割画像の位置補正を行う補正手段を備える、請求項１ないし６のいずれか一記載の画像形成装置。
前記位置ずれ量の情報を送信する送信手段を備える、請求項１ないし７のいずれか一記載の画像形成装置。
送信した前記位置ずれ量の情報に基づいて位置補正が行われた前記分割画像の情報を受信する受信手段を備え、
複数の前記記録部は、受信した前記分割画像の情報に基づいて前記記録媒体上に前記分割画像をそれぞれ記録する、請求項８記載の画像形成装置。
記録媒体を保持して所定方向に移動させる回転ドラムと、
移動する前記記録媒体に対して光ビームをそれぞれ照射し、前記記録媒体の移動方向に対して略直交する副走査方向に並び原画像を構成する複数の分割画像を前記記録媒体上にそれぞれ記録する複数の記録部と、
隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの前記光ビームの光点位置を検出する光点位置検出部と、
前記光点位置検出部により検出された前記光ビームの光点位置を記憶するための記憶部と、
前記光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持して、該光点位置検出部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第１移動部と、
複数の前記記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動自在に支持し、該記録部を前記記録媒体の移動方向に対して略直交する方向に移動させる第２移動部と、を備え、
複数の前記記録部のうちある１つの記録部は、前記副走査方向に並んだ複数の前記分割画像のうちの１つに対応しており、前記回転ドラムが１回転する毎に複数の前記記録部がそれぞれ前記副走査方向へ１走査分移動して、前記分割画像の幅分だけ移動することで各分割画像が記録される画像形成装置における、光ビームの位置ずれ量算出方法であって、
前記第１移動部を駆動制御して、前記光点位置検出部を、隣接する前記記録部のそれぞれの記録範囲の境界でそれぞれの光ビームの光点位置を検出する検出位置に移動させる第１ステップと、
前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最初の位置に移動させる第２ステップと、
前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶する第３ステップと、
前記第２移動部を駆動制御して、複数の前記記録部を、前記分割画像を記録する最後の位置に移動させる第４ステップと、
前記光ビームの光点位置を前記光点位置検出部に検出させて前記記憶部に記憶する第５ステップと、
前記第３ステップで前記記憶部に記憶した前記光ビームの光点位置と、前記第５ステップで前記記憶部に記憶した前記光ビームの光点位置と、を比較することにより、位置ずれ量を算出する第６ステップと、を有することを特徴とする光ビームの位置ずれ量算出方法。