JP4626272B2

JP4626272B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4626272B2
Application number: JP2004326503A
Authority: JP
Inventors: 雅人三上; 浩二堤; 真吾矢野; 邦裕眞家
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-11-10
Also published as: JP2006138933A

Description

本発明は、電子写真方式を適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、Ａ０サイズやＡ１サイズ等といった大サイズの画像を形成可能な画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式を適用した複写機やプリンタ等の画像形成装置としては、Ａ０サイズやＡ１サイズ等といった大サイズの画像を印刷できる機種が製造されている。大サイズ用の画像形成装置の各構成部品は、Ａ３サイズまで印刷可能な通常の画像形成装置の各構成部品と比較して大型である。例えば、感光体ドラムを露光するＬＥＤプリントヘッド（以下、単にＬＰＨという）は、通常の装置に設けられるＬＰＨの三倍程度の長さが必要である。ところが、大型のＬＰＨは歩留まりや汎用性の問題のために高額な部品となる。よって、低コスト化を実現する場合は、Ａ３サイズの複数のＬＰＨがつなぎ合わされて、幅広い像の露光が行われている。複数のＬＰＨは像の幅方向の露光を分割して行う。このように、複数のＬＰＨで像を分割して露光する場合には、像のつなぎ目部分の画像ずれが問題となる。

複数のＬＰＨは、互いに平行に且つ互いに長手方向にずれるような千鳥状にされて筐体上に配置される。配置の際には、各ＬＰＨの位置合わせが行われており、この段階では画像ずれが発生しない状態にある。しかし、画像形成装置の製造場所と使用場所とでは環境温度が大きく異なる場合がある。また、画像形成装置の使用の際には内部の機器が発熱する。このようなことから、ＬＰＨが温度変化の影響を受けて膨張・収縮する場合がある。すると、隣接するＬＰＨ同士の相対的な位置ずれが生じ、露光不良が発生する。こうした露光不良が発生すると、出力画像に黒すじや白すじが発生する。露光不良を解決する技術として、下記特許文献１が開示されている。

特許文献１では、ＬＥＤの位置ずれを検知するセンサと通電により収縮する形状記憶合金とが用いられている。センサでＬＥＤの位置ずれが検出されると、形状記憶合金に通電され、ＬＰＨのずれが機械的に補正される。
特開２００２−５２７５７号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術は精度面で問題がある。特許文献１の技術によると、温度変化によるＬＰＨの位置ずれ補正のためにＬＰＨはある程度の自由度をもって筐体上に固定される。言い換えると、ＬＰＨは筐体上に強固に固定されない。このため、振動や衝撃によってＬＰＨ自体が取り付け位置からずれる場合がある。したがって、取り付け時の精度が保たれない。また、コスト上昇という問題もある。

本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、振動や衝撃の影響を受けずに、温度変化に伴う露光体の収縮・膨張に起因する露光不良を高精度に補正する画像形成装置を提供することを解決課題とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、円筒状又は円柱状の部材の周面に感光材を有し自身の軸心を中心にして回転する感光体と、前記感光体側に向く複数の画像露光素子を自身の長手方向と平行に配列した状態で内包する複数の露光体と、を備え、前記感光体の軸心と前記長手方向とが略平行であって且つ隣接する前記露光体同士を前記長手方向にずれた状態で固定しつつ前記感光体を回転させて、前記感光材を前記各露光体で分割して露光し、前記長手方向に幅広な画像を形成する画像形成装置において、環境温度または前記複数の露光体近傍の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段で測定した温度に応じて、画像の分割部分に割り当てられる画像露光素子を露光体毎に特定し、またそれら画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御し、温度変化に伴う前記各露光体の収縮・膨張に起因する露光不良を補正する露光補正手段とを備え、前記露光補正手段は、画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御する際に、画像の分割部分に割り当てられる二つの画像露光素子のうち、一方の画像露光素子の光量が上限に達した場合に他方の画像露光素子の光量を増加させることによって前記分割部分の光量不足を補い、さらに他方の画像露光素子の光量を増加させても前記分割部分の光量不足を補えない場合に一方又は他方の画像露光素子に隣接する非発光の画像露光素子を発光させることによって前記分割部分の光量不足を補うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、円筒状又は円柱状の部材の周面に感光材を有し自身の軸心を中心にして回転する感光体と、前記感光体側に向く複数の画像露光素子を自身の長手方向と平行に配列した状態で内包する複数の露光体と、を備え、前記感光体の軸心と前記長手方向とが略平行であって且つ隣接する前記露光体同士を前記長手方向にずれた状態で固定しつつ前記感光体を回転させて、前記感光材を前記各露光体で分割して露光し、前記長手方向に幅広な画像を形成する画像形成装置において、温度変化に伴い隣接する前記露光体間で発生する前記長手方向への相対的な位置ずれ量を検知する位置ずれ検知手段と、前記位置ずれ検知手段で測定した位置ずれ量に応じて、画像の分割部分に割り当てられる画像露光素子を露光体毎に特定し、またそれら画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御し、温度変化に伴う前記各露光体の収縮・膨張に起因する露光不良を補正する露光補正手段とを備え、前記露光補正手段は、画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御する際に、画像の分割部分に割り当てられる二つの画像露光素子のうち、一方の画像露光素子の光量が上限に達した場合に他方の画像露光素子の光量を増加させることによって前記分割部分の光量不足を補い、さらに他方の画像露光素子の光量を増加させても前記分割部分の光量不足を補えない場合に一方又は他方の画像露光素子に隣接する非発光の画像露光素子を発光させることによって前記分割部分の光量不足を補うことを特徴とする。

本発明によれば、ＬＰＨの位置ずれ補正が機械的手段ではなく、ＬＥＤ素子の発光・非発光及び光量制御のみで行われる。機械的手段が用いられていないため、ＬＰＨは筐体に強固に固定される。したがって、振動や衝撃の影響を受けずに、温度変化に伴う露光体の収縮・膨張に起因する露光不良を高精度に補正できる。また、ＬＥＤ素子の発光・非発光及び光量制御は自由に設定できるため、広範囲かつ緻密な調整が可能であり、長期的な信頼性も高い。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

第１の実施形態は、露光器内部の温度を測定し、その結果に応じてＬＥＤ素子のドットシフト及びＬＥＤ素子の光量を制御することで、露光不良を低減し出力画像に発生する黒すじ・白すじを目立たなくするものである。

図１は画像形成装置の内部構成を示す図である。

図１において、画像形成装置１は、大きくは、画像形成部２と、給紙部３と、制御回路や予備の給紙ロール等を収納した収納部４とから構成される。画像形成部２では、感光体ドラム５の周面に沿って帯電ロール６、露光器７、現像装置８、転写ロール１２、除電器１３の順で配置される。

感光体ドラム５は、図示しない駆動手段によって自身の軸心を中心として矢印Ａ方向に所定の回転速度で回転駆動される。感光体ドラム５としては、例えば、ＯＰＣ等からなる感光体を用いた直径１００ｍｍ程度のものが使用される。帯電ロール６は、感光体ドラム５の表面を所定の電位に一様に帯電させる。感光体ドラム５の表面を帯電する手段としては、帯電ロール６に限定されるものではなく、スコロトロン等の帯電器でも良い。露光器７には、複数の露光体が設置される。図１には、露光体として第１ＬＰＨ７ａと、第２ＬＰＨ７ｂと、第３ＬＰＨ７ｃと、が示されている。第１〜第３ＬＰＨ７ａ、７ｂ、７ｃは、感光体ドラム５の表面に画像を露光し、画像情報に応じた静電潜像を形成する。現像装置８は、感光体ドラム５の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像とする。現像装置８の現像方式としては一成分現像方式やトナーとキャリアとからなる二成分現像方式等がある。転写ロール１２は、感光体ドラム５の表面に形成されたトナー像を給紙部３から給紙されたロール紙１１上に転写する。除電器１３は、除電作用によって感光体ドラム５の表面からトナー像を分離する。

搬送ベルト１４は、上流側の感光体ドラム５から下流側の定着器１５へロール紙１１を紙送りする。定着器１５は、ロール紙１１に熱及び圧力を加えてトナー像の定着処理を行う。トナー像が定着したロール紙１１は、必要に応じて、Ａ０サイズ等の所定のサイズに裁断された後に、画像形成装置本体１の外部に配置された図示しない排紙トレイ上に排出される。

図２は露光器の構成を示す図であり、図１の感光体ドラム５側から見た露光器７を示す図である。

露光器７は、大きくは、外部の筐体２１と第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃとから構成される。第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃは感光体ドラム５側に向いた状態にされて筐体２１に固定される。第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃとしては、例えば、長さ１２インチのＡ３サイズに対応したものが用いられる。第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃはそれぞれの長手方向が感光体ドラム５の軸心と略平行となるように、且つそれぞれが感光体ドラム５の周面と同一距離だけ離隔するように配置される。このため、第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃは感光体ドラム５の周面に沿った状態で互いに平行になる。また、第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃは、第１ＬＰＨ７ａ、第２ＬＰＨ７ｂ、第３ＬＰＨ７ｃの順に互いに長手方向にずれた状態で配置され、さらに第１ＬＰＨ７ａと第３ＬＰＨ７ｃは同一直線上に配置される。つまり、第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃの配列は千鳥状であって、第２ＬＰＨ７ｂが第１ＬＰＨ７ａ及び第３ＬＰＨ７ｃに隣接する。筐体２１部分における感光体ドラム５の回転方向の下流側から見た場合に、第２ＬＰＨ７ｂの両端がそれぞれ第１ＬＰＨ７ａ及び第３ＬＰＨ７ｃの一端側と重なるように、第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃは配置される。なお、ＬＰＨの数は二つであっても良いし、四つ以上でも良い。

このように、感光体ドラム５の軸心方向の全画像幅にわたって隙間が生じることなく配置された複数の第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃによって、感光体ドラム５の軸心方向の画像領域が分割されている。そして、第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃが個々の領域を露光することで、感光体ドラム５の全画像幅が画像露光される。なお、第１ＬＰＨ７ａと第３ＬＰＨ７ｃは同一直線上にあるが、第２ＬＰＨ７ｂは第１ＬＰＨ７ａ及び第３ＬＰＨ７ｃの下流側に位置する。そこで、感光体ドラム５の回転速度に応じて第２ＬＰＨ７ｂの露光開始時間を第１ＬＰＨ７ａと第３ＬＰＨ７ｃの露光開始時間よりも遅延させることで、感光体ドラム５周面の軸心方向の同一ラインが露光される。なお、第１ＬＰＨ７ａと第３ＬＰＨ７ｃは必ずしも同一直線上にある必要はない。露光開始の遅延時間を適正にすれば、第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃで同一ラインを露光することができる。

図３はＬＰＨの断面を示す図である。第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃの構造は同一であるため、ここでは第１ＬＰＨ７ａを代表して説明する。

第１ＬＰＨ７ａは、大きくは、ＬＰＨ筐体３１と複数の集光レンズ３２と絶縁基板３３と複数のＬＥＤ素子３４と駆動回路３５とから構成される。ＬＰＨ筐体３１の内部には絶縁基板３３が設置される。絶縁基板３３には、複数のＬＥＤ素子３４が第１ＬＰＨ７ａの長手方向すなわち図３の紙面に垂直な方向に所定の配列密度（例えば６００ｄｐｉ）で配列される。また、絶縁基板３３には、ＬＥＤ素子３４を駆動する駆動回路３５が設けられる。個々のＬＥＤ素子３４の光照射方向には、集光レンズ３２がＬＰＨ筐体３１を貫通するようにして設けられる。この集光レンズ３２は、対向するＬＥＤ素子３４から出射された光を集光して、焦点距離に相当する結像位置をドット状に露光する。通常はこの結像位置に感光体ドラム５の周面が位置するように、第１ＬＰＨ７ａの位置が設定される。

図４は第１の実施形態に係る露光器の制御系統を示す機能ブロック図である。

温度センサ４３は露光器７内あるいは露光器７近傍の温度を測定する。主に環境温度によって画像ずれ量が支配されるならば、例えば給紙部３など機内発熱の影響を受けにくい場所に温度センサ４３を置いてもよい。温度センサ４３としては、サーミスタが用いられる。温度センサ４３の測定データはアナログデータとしてコントローラ４１に出力される。コントローラ４１では測定データがＡ／Ｄ変換され、結果として露光器７内の温度がデジタルデータで認識される。コントローラ４１は、図示しない画像データ出力装置から出力された１ライン分の画像データを、第１ＬＰＨ７ａ用のデータ、第２ＬＰＨ７ｂ用のデータ、第３ＬＰＨ７ｃ用のデータに分割し、さらに温度データを加味したうえで、第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃの各ＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量を指示する指令信号をインターフェース４２に出力する。インターフェース４２は指令信号を第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃに出力する。第１〜第３ＬＰＨ７ａ〜７ｃの各駆動回路３５は、指令信号に応じてＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量を調整する。

ライン単位で制御するのは処理速度上困難であり、また温度変化も微小なので、実際には各用紙毎または出力動作毎などに制御するのが普通である。

次に、画像の分割部分に対応するＬＥＤ素子の発光・非発光及び光量の制御に関する説明をする。

図５は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。

図５で示される状態において、第１ＬＰＨ７ａでは１００８番目以前のＬＥＤ素子３４が使用され、第２ＬＰＨ７ｂでは２１０番目以降のＬＥＤ素子３４から使用される。よって、第１ＬＰＨ７ａの１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと第２ＬＰＨ７ｂの２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂが画像のつなぎ目、すなわち分割部分に割り当てられる。なお、本明細書で示される各ＬＥＤ素子３４の番号は説明の便宜のために使用したものであり、実際に第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂに設けられるＬＥＤ素子の数とは必ずしも一致しない。

図５で示されるように、第１ＬＰＨ７ａ、第２ＬＰＨ７ｂは共に図面右方向の端部が筐体に固定されている。一方、図示しない手段によって、図面上下方向及び紙面前後方向への移動が不可とされ、左方向への移動が可とされるように固定されている。したがって、温度変化によって、第１ＬＰＨ７ａ、第２ＬＰＨ７ｂは図面右端が固定された状態で主走査方向、すなわち長手方向（図面左右方向）に収縮・膨張する。第１ＬＰＨ７ａのＬＥＤ素子３４ａは、第１ＬＰＨ７ａの固定位置に近いため、膨張・収縮が生じても殆ど変位しない。一方、第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子３４ｂは、第２ＬＰＨ７ｂの固定位置とは遠いため、膨張・収縮が生じると変位する。したがって、図５で示されるような固定方法によると、ＬＥＤ素子３４ａとＬＥＤ素子３４ｂとの相対位置関係が変化し、画像分割部分のドット間隔が変化する。すると出力画像に画像不良が生ずる。

本実施形態では、ドット間隔の変化に起因する画像不良を低減するために、ＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量の制御が行われる。コントローラ４１には測定温度に応じたＬＥＤ素子の制御方法が予め設定される。例えば、下記表１に示されるようなテーブルが設定される。

表１では、温度センサ４３で測定される温度と、第１ＬＰＨ７ａにおけるＬＥＤ素子３４ａのドットシフトと、第１ＬＰＨ７ａにおけるＬＥＤ素子３４ａ及び第２ＬＰＨ７ｂにおけるＬＥＤ素子３４ｂの光量と、が対応付けられている。コントローラ４１は、表１に基づいて画像の分割部分に対応するＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量の制御をする。具体例を図５〜図１１を用いて順に説明する。

図５と同様に図６〜図１１は、画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。

図５には、第１ＬＰＨ７ａと第２ＬＰＨ７ｂの位置関係の初期状態（常温時の状態）が示されている。テーブルには、所定温度を中心にした一定の温度範囲が常温（基準）として設定される。表１では、２５℃以上３０℃未満が常温として設定されている。

以下で、表１に基づくコントローラ４１の制御を説明する。説明で用いされる「膨張・収縮」とは、常温下における第２ＬＰＨ７ｂを基準とした膨張・収縮という意味である。また、「ＬＥＤ素子３４ａとＬＥＤ素子３４ｂの間隔」とは、ＬＥＤ素子３４ａの右端に接し且つＬＰＨ７ａ、７ｂに直交する第１の直線と、ＬＥＤ素子３４ｂの左端に接しＬＰＨ７ａ、７ｂに直交する第２の直線と、を想定した場合の二直線の間隔を意味する
［１．常温範囲（表１のＮｏ．５）の場合］
図５で示されるように、常温範囲下では、第２ＬＰＨ７ｂに収縮・膨張はほとんどなく、１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂの間隔は殆ど変化しない。よって、表１で示されるように、ＬＥＤ素子３４のドットシフトや光量調整が行われなくても、良好な画像が得られる。常温下では、第１ＬＰＨ７ａにおける１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと、第２ＬＰＨ７ｂにおける２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂが、画像の分割部分に割り当てられる。

［２．第１の低温範囲（表１のＮｏ．４）の場合］
図６には、常温範囲の下限温度からｔ℃以下だけ低い第１低温範囲下（表１では２０℃以上２５℃未満の場合）における第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量が示されている。

図６で示されるように、第１の低温範囲下では、第２ＬＰＨ７ｂに小程度の収縮（図面右方向への移動）が発生し、１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔が少し小さく広がる。この状態で各ＬＥＤ素子３４が初期設定時と同様に発光されると、出力画像の分割部分には白すじが表れる。そこで、第１ＬＰＨ７ａにおける１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと、第２ＬＰＨ７ｂにおける２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとが、画像の分割部分に割り当てられ、さらに表１で示されるように、ＬＥＤ素子３４ａ、３４ｂが明るく発光するように光量調整が行われる。このような制御によって出力画像に現れる白すじが目立たなくなる。結果として、良好な画像が得られる。

［３．第２の低温範囲（表１のＮｏ．３）の場合］
図７には、第１の低温範囲の下限温度からｔ℃以下だけ低い第２の低温範囲下（表１では１５℃以上２０℃未満の場合）における第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量が示されている。

図７で示されるように、第２の低温範囲下では、第２ＬＰＨ７ｂに中程度の収縮（図面右方向への移動）が発生し、１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔が広がる。この状態で各ＬＥＤ素子３４が初期設定時と同様に発光されると、出力画像の分割部分には白すじが表れる。そこで、表１で示されるように、第１ＬＰＨ７ａ側で＋側のドットシフトが行われる。すると、第１ＬＰＨ７ａにおける１００９番目のＬＥＤ素子３４ａと、第２ＬＰＨ７ｂにおける２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとが、画像の分割部分に割り当てられる。ところが、１００９番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔は狭い。よって、この状態で各ＬＥＤ素子３４が発光されると、出力画像の分割部分には黒すじが表れる。そこで、表１で示されるように、ＬＥＤ素子３４ａ、３４ｂが暗く発光するように光量調整が行われる。このような制御によって出力画像に現れる白すじ・黒すじが目立たなくなる。結果として、良好な画像が得られる。

［４．第３の低温範囲（表１のＮｏ．２）の場合］
図８には、第２の低温範囲の下限温度からｔ℃以下だけ低い第３の低温範囲下（表１では１０℃以上１５℃未満の場合）における第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量が示されている。

図８で示されるように、第３の低温範囲下では、第２ＬＰＨ７ｂに大程度の収縮（図面右方向への移動）が発生し、１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔が大きく広がる。この状態で各ＬＥＤ素子３４が初期設定時と同様に発光されると、出力画像の分割部分には白すじが表れる。そこで、表１で示されるように、第１ＬＰＨ７ａ側で＋側のドットシフトが行われる。すると、第１ＬＰＨ７ａにおける１００９番目のＬＥＤ素子３４ａと、第２ＬＰＨ７ｂにおける２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとが、画像の分割部分に割り当てられる。１００９番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂの間隔は、第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂに設けられた各ＬＥＤ素子３４の間隔と略同一である。このような制御によって出力画像に現れる白すじが目立たなくなる。結果として、良好な画像が得られる。

［５．第４の低温範囲（表１のＮｏ．１）の場合］
第４の低温範囲下では、第１の低温範囲下で行われる制御（光量明るく）と、第３の低温範囲下で行われる制御（ドットシフト）を組み合わせた制御が行われる。よって、ここではその説明を省略する。

［６．第１の高温範囲（表１のＮｏ．６）の場合］
図９には、常温範囲の上限温度からｔ℃以下だけ高い第１の高温範囲下（表１では３０℃以上３５℃未満の場合）における第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量が示されている。

図９で示されるように、第１の高温範囲下では、第２ＬＰＨ７ｂに小程度の膨張（図面左方向への移動）が発生し、１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔が少し小さく狭まる。この状態で各ＬＥＤ素子３４が初期設定時と同様に発光されると、出力画像の分割部分には黒すじが表れる。そこで、第１ＬＰＨ７ａにおける１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと、第２ＬＰＨ７ｂにおける２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとが、画像の分割部分に割り当てられ、さらに表１で示されるように、ＬＥＤ素子３４ａ、３４ｂが暗く発光するように光量調整が行われる。このような制御によって出力画像に現れる黒すじが目立たなくなる。結果として、良好な画像が得られる。

［７．第２の高温範囲（表１のＮｏ．７）の場合］
図１０には、第１の高温範囲の上限温度からｔ℃以下だけ高い第２の高温範囲下（表１では３５℃以上４０℃未満の場合）における第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量が示されている。

図１０で示されるように、第２の高温範囲下では、第２ＬＰＨ７ｂに中程度の膨張（図面左方向への移動）が発生し、１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔が狭まる。この状態で各ＬＥＤ素子３４が初期設定時と同様に発光されると、出力画像の分割部分には黒すじが表れる。そこで、表１で示されるように、第１ＬＰＨ７ａ側で−側のドットシフトが行われる。すると、第１ＬＰＨ７ａにおける１００７番目のＬＥＤ素子３４ａと、第２ＬＰＨ７ｂにおける２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとが、画像の分割部分に割り当てられる。ところが、１００７番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔は広い。よって、この状態で各ＬＥＤ素子３４が発光されると、出力画像の分割部分には白すじが表れる。そこで、表１で示されるように、ＬＥＤ素子３４ａ、３４ｂが明るく発光するように光量調整が行われる。このような制御によって出力画像に現れる白すじ・黒すじが目立たなくなる。結果として、良好な画像が得られる。

［８．第３の高温範囲（表１のＮｏ．８）の場合］
図１１には、第２の高温範囲の上限温度からｔ℃以下だけ高い第３の高温範囲下（表１では４０℃以上４５℃未満の場合）における第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子３４の発光・非発光及び光量が示されている。

図１１で示されるように、第３の高温範囲下では、第２ＬＰＨ７ｂに大程度の膨張（図面左方向への移動）が発生し、１００８番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとの間隔が大きく広がる。この状態で各ＬＥＤ素子３４が初期設定時と同様に発光されると、出力画像の分割部分には黒すじが表れる。そこで、表１で示されるように、第１ＬＰＨ７ａ側で−側のドットシフトが行われる。すると、第１ＬＰＨ７ａにおける１００７番目のＬＥＤ素子３４ａと、第２ＬＰＨ７ｂにおける２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂとが、画像の分割部分に割り当てられる。１００７番目のＬＥＤ素子３４ａと２１０番目のＬＥＤ素子３４ｂの間隔は、第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂに設けられた各ＬＥＤ素子３４の間隔と略同一である。このような制御によって出力画像に現れる黒すじが目立たなくなる。結果として、良好な画像が得られる。

［９．第４の高温範囲（表１のＮｏ．９）の場合］
第４の高温範囲下では、第１の高温範囲下で行われる制御（光量暗く）と、第３の高温範囲下で行われる制御（ドットシフト）を組み合わせた制御が行われる。よって、ここではその説明を省略する。

以上、表１を用いたコントローラ４１の制御について説明した。

なお、表１の温度範囲は自由に設定可能である。また、表１のドットシフト及び光量も自由に設定可能である。表１では、「暗い・普通・明るい」といった三段階の光量が設定されるているが、二段階又は四段階以上でもよい。また例えば、画像の分割部分に割り当てられるＬＥＤ素子３４ａを明るくしようとしたものの、このＬＥＤ素子３４ａの発光量が限界値に達している場合などは、他方のＬＥＤ素子３４ｂを明るくして、ＬＥＤ素子３４ａの光量不足をＬＥＤ素子３４ｂで補えばよい。さらに、ＬＥＤ素子３４ａの光量不足をＬＥＤ素子３４ｂで補えない場合は、ドットシフトすればよい。要は、画像の分割部分の白すじ・黒すじが目立たなくなればよいのであって、ドットシフトと光量調整の組み合わせは適宜定めればよい。

また、表１の制御例は、第１ＬＰＨ７ａによって形成される画像と第２ＬＰＨ７ｂによって形成される画像のつなぎ目部分を補正するものであるが、他のＬＰＨによって形成される画像のつなぎ目部分を補正するものとしても適用可能である。また複数のつなぎ目部分を補正するものとしても適用可能である。この場合は、つなぎ目部分毎に温度設定を変えることも可能である。

露光器７内の温度は均一でないので、温度センサ４３の設置位置は、画像ずれ量と最も相関がとれる部分の温度を選択するのがよい。ＬＥＤ素子３４の発熱によるずれが支配的ならば、ＬＥＤ素子３４ａ、３４ｂ近傍がよい。機内温度上昇によるずれが支配的ならば、露光器７近くがよい。環境温度変化によるずれが支配的ならば、定着器１５などの発熱に影響されない部分がよい。

また、第１ＬＰＨ７ａでドットシフトが行われるのではなく、第２ＬＰＨ７ｂドットシフトが行われてもよい。

また、第１ＬＰＨ７ａ、第２ＬＰＨ７ｂの固定位置が、図５〜図１１に示されるように右端であるのではなく、左端であっても本発明は適用可能であり、また、一方のＬＰＨの固定位置が右端で、他方のＬＰＨの固定位置が左端であっても本発明は適用可能である。

第２の実施形態は、複数本のＬＰＨをつなぎ合わせることによって、幅が広い感光体の全画像幅を分割して露光するように構成した画像形成装置のつなぎ目補正技術に関するものであって、露光器内部の温度変化によって発生するＬＥＤ素子のずれ量を測定し、その結果によって、画像データのドットシフト及びＬＥＤの光量補正を制御することで、出力画像に発生する黒すじ・白すじを目立たなくするものである。

第１の実施形態が、露光器内部の温度を測定し、ＬＰＨの膨張・収縮状態を判別するものであるのに対して、第２の実施形態は、ＬＰＨの膨張・収縮量を直接測定するものである。

図４は第２の実施形態に係る露光器の制御系統を示す機能ブロック図である。

第１の実施形態と異なるのは、温度センサの代わりに位置センサ５３が設けられるところである。位置センサ５３としては、フォトダイオードが用いられる。フォトダイオード５３は、第２ＬＰＨ７ｂに設けられた複数ＬＥＤ素子３４のうち、露光に使用されないＬＥＤ素子と対向する。ここでいう露光に使用されないＬＥＤ素子とは、第２ＬＰＨ７ｂの固定位置と反対の方向に位置するＬＥＤ素子である必要がある。図１２では、第２ＬＰＨ７ｂの左端近傍のＬＥＤ素子である。本実施形態において、露光に使用されないＬＥＤ素子は、露光用としてではなく位置測定用として発光される。位置センサ５３は常時または必要時にＬＥＤ素子の光が検出され、初期状態からの位置ずれ量が測定される。

本実施形態の場合は、表１に示される「温度範囲」を「位置ずれ量の範囲」に置き換えれば、第１の実施形態の制御内容をそのまま使用できる。

第１、第２の実施形態によれば、ＬＰＨの位置ずれ補正が機械的手段ではなく、ＬＥＤ素子の発光・非発光及び光量制御のみで行われる。機械的手段が用いられていないため、ＬＰＨは基板に強固に固定される。したがって、振動や衝撃の影響を受けずに、温度変化に伴う露光体の収縮・膨張に起因する露光不良を高精度に補正できる。また、ＬＥＤ素子の発光・非発光及び光量制御は自由に設定できるため、広範囲かつ緻密な調整が可能であり、長期的な信頼性も高い。

本発明は、回転式感光体と露光器を用いる画像形成装置であれば、一般のプリンタ、プロッタ、および紙幣、証券などの紙用類の用紙に画像をする形成する装置等、その他の様々な画像形成装置に有効に活用できる。

図１は画像形成装置の内部構成を示す図である。図２は露光器の構成を示す図である。図３はＬＰＨの断面を示す図である。図４は第１の実施形態に係る露光器の制御系統を示す機能ブロック図である。図５は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。図６は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。図７は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。図８は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。図９は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。図１０は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。図１１は画像の分割部分近傍に割り当てられる第１ＬＰＨ７ａ及び第２ＬＰＨ７ｂのＬＥＤ素子を簡略的に示す図である。図１２は第２の実施形態に係る露光器の制御系統を示す機能ブロック図である。

符号の説明

７…露光器、７ａ…第１ＬＰＨ、７ｂ…第２ＬＰＨ、７ｃ…第３ＬＰＨ、４１…コントローラ、４２…インターフェイス、４３…温度センサ

Claims

円筒状又は円柱状の部材の周面に感光材を有し自身の軸心を中心にして回転する感光体と、
前記感光体側に向く複数の画像露光素子を自身の長手方向と平行に配列した状態で内包する複数の露光体と、
を備え、前記感光体の軸心と前記長手方向とが略平行であって且つ隣接する前記露光体同士を前記長手方向にずれた状態で固定しつつ前記感光体を回転させて、前記感光材を前記各露光体で分割して露光し、前記長手方向に幅広な画像を形成する画像形成装置において、
環境温度または前記複数の露光体近傍の温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段で測定した温度に応じて、画像の分割部分に割り当てられる画像露光素子を露光体毎に特定し、またそれら画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御し、温度変化に伴う前記各露光体の収縮・膨張に起因する露光不良を補正する露光補正手段と
を備え、
前記露光補正手段は、画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御する際に、画像の分割部分に割り当てられる二つの画像露光素子のうち、一方の画像露光素子の光量が上限に達した場合に他方の画像露光素子の光量を増加させることによって前記分割部分の光量不足を補い、さらに他方の画像露光素子の光量を増加させても前記分割部分の光量不足を補えない場合に一方又は他方の画像露光素子に隣接する非発光の画像露光素子を発光させることによって前記分割部分の光量不足を補うことを特徴とする画像形成装置。
円筒状又は円柱状の部材の周面に感光材を有し自身の軸心を中心にして回転する感光体と、
前記感光体側に向く複数の画像露光素子を自身の長手方向と平行に配列した状態で内包する複数の露光体と、
を備え、前記感光体の軸心と前記長手方向とが略平行であって且つ隣接する前記露光体同士を前記長手方向にずれた状態で固定しつつ前記感光体を回転させて、前記感光材を前記各露光体で分割して露光し、前記長手方向に幅広な画像を形成する画像形成装置において、
温度変化に伴い隣接する前記露光体間で発生する前記長手方向への相対的な位置ずれ量を検知する位置ずれ検知手段と、
前記位置ずれ検知手段で測定した位置ずれ量に応じて、画像の分割部分に割り当てられる画像露光素子を露光体毎に特定し、またそれら画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御し、温度変化に伴う前記各露光体の収縮・膨張に起因する露光不良を補正する露光補正手段と
を備え、
前記露光補正手段は、画像露光素子の発光・非発光及び光量を制御する際に、画像の分割部分に割り当てられる二つの画像露光素子のうち、一方の画像露光素子の光量が上限に達した場合に他方の画像露光素子の光量を増加させることによって前記分割部分の光量不足を補い、さらに他方の画像露光素子の光量を増加させても前記分割部分の光量不足を補えない場合に一方又は他方の画像露光素子に隣接する非発光の画像露光素子を発光させることによって前記分割部分の光量不足を補うことを特徴とする画像形成装置。