JP4736980B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、感光体表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤により顕像化して画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関し、特に、多数の発光素子を列状に配列したラインヘッドを用いて感光体を露光する技術に関するものである。

感光体表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤により顕像化することで画像を形成する電子写真方式の画像形成装置においては、紙などの記録材上の適正な位置に画像を形成するため、また複数色からなる画像の色重ねを精度よく行うために、感光体上における静電潜像の形成位置を調整するように構成されたものがある。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置は、レーザ光により感光体表面を走査露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより顕像化して得た各色のトナー像を中間転写体ベルト上で重ね合わせることによりカラー画像を形成する装置であって、中間転写ベルト上に形成した各色のレジストレーションパターンの位置から各色の位置ずれ量を検出し、その検出結果に基づいて各色ごとに設けられた感光体の回転位相を制御することにより、各トナー色間の位置ずれを補正している。

この装置のように、感光体表面をレーザ光により走査露光する方式（以下、「走査露光方式」という）の画像形成装置では、レーザ光によって感光体表面を走査するための光学ミラー系を設けるとともにその光路を確保する必要があるため、装置の小型化を図ることが難しい。そこで、近年では、さらなる装置の小型化を図るため、感光体表面をレーザ光により走査露光するのに代えて、個別に点灯制御される微小光源を列状に並べたラインヘッドを用いて感光体表面を露光する方式（以下、「ライン露光方式」という）の装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３５５１０６６号公報 特開２００６−１０３３０７号公報

ライン露光方式を採用する装置においても当然に、画像の形成位置を適正に制御することは高品質の画像を形成するために重要な要素技術である。しかしながら、多数の光源を有するライン露光方式の画像形成装置においては、１つの光源からの光ビームを走査露光する走査露光方式の装置にはない固有の問題がある。例えば、ライン露光方式の画像形成装置では、各光源の取り付け位置のばらつきに起因するドット形成位置のばらつきが生じうる。

従来の画像形成位置制御技術においては、このようなライン露光方式特有の問題については考慮されていなかったため、上記のような光源の位置ばらつきに対応することができないという問題がある。そのため、ライン露光方式の装置に好適に適用することのできる画像形成位置制御技術の確立が望まれている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ライン露光方式の画像形成装置および該装置を用いる画像形成方法において、画像形成位置を適正に制御することのできる技術を提供することを目的とする。

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、表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の第１方向に周回移動する像担持体と、感光体と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段とをそれぞれ有し、前記像担持体の移動方向に沿って並ぶように配置されて、前記像担持体表面にトナー像をそれぞれ形成する複数の画像形成ステーションと、前記画像形成ステーションにより前記像担持体表面に形成される位置検出用の基準画像の位置を検出する位置検出手段と、前記各画像形成ステーションごとの前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記各画像形成ステーションによる前記像担持体上へのトナー像の形成位置を制御する制御手段とを備え、前記露光手段は、複数の発光素子を前記第１方向にほぼ直交する第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有しており、前記基準画像のうち前記位置検出手段によりその位置を有効に検出される有効部は、前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものであ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、表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の第１方向に周回移動する像担持体と、感光体、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段および前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段をそれぞれ有し、前記像担持体の移動方向に沿って並ぶように配置されて、前記像担持体表面にトナー像をそれぞれ形成する複数の画像形成ステーションとを備え、前記露光手段が、複数の発光素子を前記第１方向にほぼ直交する第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有する画像形成装置を用いる画像形成方法であって、前記各画像形成ステーションごとに、位置検出用の基準画像を前記像担持体表面に形成する基準画像形成工程と、前記像担持体上において前記基準画像の位置を検出する検出工程と、前記検出結果に基づいて、前記各画像形成ステーションによる前記像担持体上へのトナー像の形成位置を制御する位置制御工程とを備え、しかも、前記基準画像のうち前記検出工程においてその位置を有効に検出される有効部は、前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものであることを特徴としている。

これらの発明では、多数の発光素子を列状に並べてなるラインヘッドのうち、単一の発光モジュールに設けられた発光素子のみを用いて感光体を露光することにより、基準画像に対応する静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を顕像化した基準画像の形成位置の検出結果に基づき静電潜像の形成位置を制御する。なお、基準画像の形成に用いる発光モジュールに設けられた複数の発光素子を全て点灯させることは必ずしも必要でない。

それ自体複数の発光素子を有する発光モジュールを複数個並べた場合には、各発光モジュール内における発光素子の位置ばらつきよりも、各発光モジュール間の相対的な位置ばらつきの方がはるかに大きくなる。したがって、基準画像に対応する静電潜像を形成する場合、複数の発光モジュールに属する発光素子を発光させると、各発光素子の位置ばらつきに起因して基準画像の形状が比較的大きく歪んでしまう可能性がある。このように基準画像そのものが歪みを持って形成されてしまうと、トナー像の形成位置を高精度に制御することが困難である。

これに対して、上記した発明では、単一の発光モジュールに属する発光素子のみによって感光体を露光することで基準画像に対応する静電潜像を形成するので、基準画像の歪みを極めて小さくすることができる。特に、複数の発光モジュールの取り付け位置ばらつきに起因する基準画像の歪みは一切生じない。その結果、本発明によれば、感光体上における静電潜像の形成位置を高精度に制御して、トナー像の形成位置を適正に制御することができる。

なお、本発明においては、基準画像の全体が単一の発光モジュールを用いて形成されることを要するものではない。すなわち、この発明においては、基準画像のうち位置検出手段による位置検出に供される部分（有効部）について、当該部分が単一の発光モジュールを用いて形成されることを要するものであり、基準画像として認識される一体の画像であっても、有効部以外の検出に供されない部分については上記のようにする必要はない。逆に、基準画像に相当する画像が複数の発光モジュールを用いて形成されるように構成したものであっても、実際に位置検出手段により検出される部分が単一の発光モジュールによって形成されている場合には本発明の技術的範囲に含まれるというべきである。

本発明は、例えば、前記各画像形成ステーションが互いに異なるトナー色の単色トナー像を形成し、前記制御手段は、前記各単色トナー像が前記像担持体上の所定位置で互いに重なり合うように、前記各画像形成ステーションによる前記像担持体上へのトナー像の形成位置を制御するように構成された画像形成装置に対して好適に適用することができる。各画像形成ステーションにより形成される単色トナー像を像担持体上で位置精度よく重ね合わせることにより、高画質のカラー画像を形成することができる。

ここで、前記制御手段は、前記各画像形成ステーションに設けられた前記露光手段それぞれの露光タイミングを前記位置検出手段による検出結果に基づいて調整することによって、前記第１方向における前記像担持体へのトナー像の形成位置を制御するように構成されてもよい。像担持体は第１方向に周回移動しているので、各画像形成ステーションにおける露光タイミングを変えることにより、第１方向における像担持体へのトナー像の形成位置を精度よく制御することができる。

また、前記制御手段は、前記各画像形成ステーションの前記露光手段に設けられた前記発光素子のうち静電潜像を形成する際に点灯させる発光素子を前記位置検出手段による検出結果に基づいて設定することによって、前記第２方向における前記像担持体へのトナー像の形成位置を制御するように構成されてもよい。第２方向に沿って配列された発光素子のうちどれを点灯させるかを調整することにより、第２方向における像担持体へのトナー像の形成位置を精度よく制御することができる。

また、前記各画像形成ステーションは、前記第２方向に互いに位置を異ならせて複数の前記基準画像を形成し、前記位置検出手段は、前記複数の基準画像のそれぞれに対応して設けられてもよい。こうすることで、基準画像の位置検出精度および像担持体へのトナー像の形成位置制御の精度を向上させることができる。また、像担持体上におけるトナー像の傾きの程度、すなわちスキュー量を検出してこれを補正することも可能となる。

また、前記位置検出手段は、前記像担持体に対向配置されており、所定の基準時から前記基準画像が前記位置検出手段との対向位置に到達するまでの時間に基づいて前記基準画像の位置を検出するように構成されてもよい。像担持体の移動速度は既知であるので、基準画像の位置を、当該基準画像が位置検出手段との対向位置に到達するのに要する時間に置き換えて求めることができる。この場合において、基準画像として例えば第２方向に沿って延びる帯状の画像を形成すると、位置検出手段により第１方向における基準画像の位置を検出することができる。また、基準画像として例えば第１および第２方向に対し斜め方向に延びる帯状の画像を形成すると、位置検出手段により第２方向における基準画像の位置を検出することができる。そして、これらを組み合わせることで、第１および第２方向のいずれについても基準画像の位置を検出することができ、その検出結果に基づき、像担持体上において第１および第２方向のトナー像の位置を適正に制御することができる。

また、前記各画像形成ステーションにおいて、前記感光体表面のうち、前記基準画像の形成に使用する発光モジュールのみによって露光可能な表面領域を露光可能領域と、前記像担持体表面のうち、前記感光体の前記露光可能領域に臨む前記第２方向に一定の幅を有する表面領域を当該画像形成ステーションについての基準画像形成可能領域と、前記像担持体表面のうち前記位置検出手段に臨み前記位置検出手段により検出可能な表面領域を検出領域と、それぞれ定義したとき、前記各画像形成ステーションの全てに対して前記検出領域が当該画像形成ステーションについての前記基準画像形成可能領域の内部に含まれるように、前記各画像形成ステーション、前記像担持体および前記位置検出手段を配置してもよい。

各画像形成ステーションについての基準画像形成可能領域とは、言い換えれば、当該画像形成ステーションに設けられた発光モジュールのうち、基準画像の形成に使用する発光モジュールのみを用いてトナー像を形成することが可能な像担持体上の表面領域全体である。この領域は、第２方向において一定の幅、つまり基準画像の形成に使用する発光モジュールの幅に対応する幅を有し第１方向に沿って延びる帯状の領域である。すなわち、本発明における基準画像は、この基準画像形成可能領域内に形成される。単一の発光モジュールにより形成される基準画像の位置が正確に検出されるためには、位置検出手段による検出領域は、この基準画像形成可能領域の内部に包含されていることが望ましい。さらに、この関係が各画像形成ステーションの全てについて成立することが望ましい。こうすることで、位置検出手段によって検出される基準画像の有効部が単一の発光モジュールにより形成されたものであることが確実に担保されることとなる。

また、前記各画像形成ステーションにおける前記各発光モジュール間の前記第１方向における相対的な取り付け位置のずれ量に対応する位置情報を記憶する記憶手段をさらに備え、前記制御手段は、前記各発光素子の点灯タイミングを前記位置情報に基づいて前記発光モジュールごとに制御することにより、前記第１方向における前記各発光モジュール間の相対的な取り付け位置のずれを補正する取り付け位置補正制御をさらに行うように構成されてもよい。上記したように、複数の発光モジュールを並べた場合、各モジュール間の相対的な位置ずれが問題となるが、この位置ずれ量はラインヘッドの組み立て段階で固定されたものであり測定が可能な量である。したがって、この位置ずれ量に対応する位置情報を予め求め記憶しておくことで、この位置ずれに起因する画像の歪みを補正することもできる。

また、前記各発光素子は、半導体レーザ、発光ダイオードおよびエレクトロルミネセンス素子のいずれかとすることができる。本発明における発光素子は、極めて小型で互いに発光特性の揃ったものを必要とするが、ここに列記した素子は、いずれも本発明の発光素子として好適に使用することができるものである。

なお、上記各発明において、複数の発光素子を「列状に配列する」との語は、発光素子を一列に並べることのみを指すものではなく、二列以上に並べてもよく、またいわゆる「千鳥配置」により発光素子を並べることをも包含する。

図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の制御系を示すブロック図である。この装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（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したり、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画像形成装置である。この画像形成装置１は、ローラ８２，８３に掛け渡されて所定の方向Ｄ2に周回移動する中間転写ベルト８１に沿って、４組の画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋが配列された、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置である。各画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色のトナーを内部に貯留して当該トナー色の単色トナー像を形成する。各画像形成ステーションの構造については後に詳述する。

各画像形成ステーションにより形成された各色の単色トナー像は、中間転写ベルト８１上で互いに重ね合わされ、これにより中間転写ベルト８１上にカラー画像が形成される。こうして形成されたカラー画像は、カセット７７からピックアップローラ７９の回転により１枚ずつ取り出されて二次転写ローラ８４１と中間転写ベルト８１とのニップ部である二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる紙、透明シートなどの記録材上に転写される。画像を転写された記録材は定着ユニット１３を経て装置上部の排紙トレイ４に排出される。

二次転写ローラ８４１はローラ支持アーム８４に回転自在に装着されており、必要に応じ該アーム８４が所定の遥動軸中心に遥動することにより、中間転写ベルト８１表面に対し離当接移動する。

また、ローラ８３の近傍には、中間転写ベルト８１の回転位相を検出するための垂直同期センサ２６が設けられている。垂直同期センサ２６は例えばフォトインタラプタからなり、中間転写ベルト８１の周縁部の一部に設けられた突起部または切り欠き部（図示省略）の通過を検出する。すなわち、垂直同期センサ２６は、中間転写ベルト８１の回転周期に同期した垂直同期信号Ｖsync（後述）を出力する。

また、ローラ８３に巻き掛けられた中間転写ベルト８１の表面に向けて、２つの位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒがローラ８３の軸方向（紙面に垂直な方向）に互いに位置を異ならせて配置されている。位置検出センサ２５は例えば反射型フォトセンサからなり、中間転写ベルト８１との対向位置において、中間転写ベルト８１表面の反射率の変化から、中間転写ベルト８１上に担持されたトナー像の通過の有無を検出する。

さらに、中間転写ベルト８１の移動方向において位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒの下流側には、クリーナ７１が設けられており、中間転写ベルト８１上に残留付着するトナーがクリーナ７１により清掃除去される。

図３は画像形成ステーションの構成を示す図である。ここでは、イエロートナー色に対応する画像形成ステーション１０Ｙを例にとって説明するが、他の画像形成ステーション１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋにおいても、内蔵するトナーの色が異なることを除いてその構造は同じである。画像形成ステーション１０Ｙでは、感光体２１が図３に示す回転方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、感光体２１の周囲には、その回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２２、露光ユニット２３、現像ユニット２４、一次転写ローラ２７１、除電用光源２８およびクリーナ２９が設けられている。

一定速度で回転する感光体２１の表面には、その表面が弾性ゴムにより構成されて、感光体２１の回転に応じて従動回転するように構成された帯電ローラ２２２が当接されている。帯電ローラ２２２には帯電バイアス制御部２２１から所定の帯電バイアスを印加されており、これにより感光体２１の表面は一定の表面電位に帯電される。こうして帯電された感光体２１の表面に、露光ユニット２３からの光ビームＬが照射されて静電潜像が形成される。露光ユニット２３の構造については後に詳述する。

現像ユニット２４は、図示を省略するトナー貯留部から供給されるトナーを表面に担持しながら図１の矢印方向に回転する現像ローラ２４２と、該現像ローラ２４２に交流現像バイアスを印加する現像バイアス制御部２４１とを備えている。そして、所定の現像バイアスを印加された現像ローラ２４２から感光体表面にトナーが付与されて、静電潜像がトナー像として顕像化される。

感光体２１の回転方向に沿って現像ユニット２４の下流側では、感光体２１と一次転写ローラ２７１との間に中間転写ベルト８１が通されている。感光体２１上に担持されたトナー像は、感光体２１と中間転写ベルト８１とのニップ部である一次転写領域ＴＲ1において、感光体２１から中間転写ベルト８１に一次転写される。一次転写ローラ２７１は、メカ制御部２７により制御される図示しない電磁クラッチにより、感光体２１表面に対し近接／離間移動する。

感光体２１の回転方向Ｄ1において一次転写領域ＴＲ1の下流側では、除電用光源２８からの照射光Ｌeが感光体２１表面に照射され、これにより感光体２１表面に残る電荷が中和され、感光体２１表面が除電される。さらに下流側では、クリーナブレード２９が感光体２１表面に当接するように配置されており、これにより感光体２１表面の残留トナーが除去される。そして、感光体２１は、再び帯電ローラ２２２により帯電されて次の画像形成に供される。

図２において、符号１０１は装置各部の動作を制御するＣＰＵであり、符号１０２はＣＰＵ１０１における演算結果や各種の制御用データ等を一時的に記憶するＲＡＭである。また、符号１０３はＣＰＵ１０１において実行される制御プログラムや固定パラメータ等を記憶しておくＲＯＭである。

なお、以下の説明においては、図１の紙面奥から手前側に向かう方向をＸ方向とする。すなわち、Ｘ方向は、感光体２１の回転軸に平行な方向であり、かつ感光体２１表面の移動方向Ｄ1に直交する方向である。

図４は露光ユニットに設けられたラインヘッドの構造を示す図である。露光ユニット２３は、Ｘ方向に沿って多数並べたＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするラインヘッド２３２と、これらのＬＥＤを点灯制御する露光制御部２３１とを備えている。ラインヘッド２３２では、複数のＬＥＤ素子がＸ方向に配列されてなるＬＥＤアレイ２３３が長尺のハウジング中に保持されている。ベース基板２３４上のＬＥＤアレイ２３３は、同じベース基板２３４上に形成されたドライバＩＣ２３５により駆動される。すなわち、露光制御部２３１から画像信号が与えられると、該画像信号に基づきドライバＩＣ２３５が作動してＬＥＤアレイ２３３に設けられたＬＥＤ素子が点灯する。屈折率分布型ロッドレンズアレイ２３６は結像光学系を構成し、ＬＥＤ素子の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ２３７を俵積みしている。ハウジングは、ベース基板２３４の周囲を覆い、感光体２１に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ２３７から感光体２１に光線を射出する。これによって、画像信号に対応して感光体２１に潜像が形成される。

図５はＬＥＤアレイの細部を示す図である。ベース基板２３４上のＬＥＤアレイ２３３は、図５（ａ）に示すように、Ｍ個の発光モジュール２３３１，２３３２，…がＸ方向に沿って並べられたものである。さらに、図５（ｂ）に示すように、それぞれの発光素子モジュール２３３１等では、Ｎ個のＬＥＤ素子がＸ方向に一列に並べられている。１つのＬＥＤ素子は画像を構成する１ドットに対応しており、例えば画像の解像度を６００ｄｐｉ（dots per inch）とすると、これらのＬＥＤ素子のピッチは約４２μｍである。形成すべき画像の最大幅を２９０ｍｍ（日本工業規格Ａ３版サイズの短辺に相当）程度とすると、約７０００ドットが必要となる。この装置のラインヘッド２３２では、１９２個のＬＥＤ素子が配列された発光モジュールを３７個並べることにより、約３００ｍｍの長さを有するＬＥＤアレイ２３３を構成している。すなわち、Ｍ＝３７、Ｎ＝１９２である。ＬＥＤ素子のピッチ、各発光モジュールにおける個数および発光モジュールの個数についてはこれに限定されない。

なお、各発光モジュールにおけるＬＥＤ素子の配列は、上記した１列に限定されず２列以上であってもよい。また、図５（ｃ）に示すように、２列以上のＬＥＤ素子の列をＸ方向に互いに位置をずらせて配置した、いわゆる千鳥状の配置としてもよい。

次に、上記のように構成された画像形成装置１におけるレジスト制御処理について説明する。図１の装置において、画像品質の良好なカラー画像を形成するためには、各色の単色トナー像を中間転写ベルト８１上において互いに重ね合わせる際の位置を精度よく揃える必要がある。各単色トナー像の中間転写ベルト８１への形成位置ずれとしては、中間転写ベルト８１の移動方向Ｄ2に沿った位置ずれ、これに直交するＸ方向に沿った位置ずれおよび画像の傾き（画像スキュー）などがある。この実施形態では、以下に説明するレジスト制御処理を実行することによってこれらのずれを補正し、これにより各色のトナー像を位置精度よく重ね合わせて高品質のカラー画像を得られるようにしている。

図６はこの実施形態におけるレジスト制御処理の原理を示す図である。位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒは、中間転写ベルト８１表面に向けて光を照射する発光部２５１と、該照射光が中間転写ベルト８１表面で反射されたときの反射光を受光する受光部２５２とを備えている。中間転写ベルト８１にトナー像が形成されていると、当該トナー像が位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置を通過するときに中間転写ベルト８１からの反射光量が変化するので、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒの出力が変化する。したがって、このセンサ出力の変化からトナー像の通過の有無を検出することができる。

ここで、図６に示すように、Ｘ方向およびＤ2方向に対し斜めに延びる腕部Ｉaと、Ｘ方向に沿って延びる腕部Ｉbとを有するレジストマーク画像Ｉregを形成した場合を考える。このレジストマーク画像Ｉregの中間転写ベルト８１上における位置は、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒのセンサ出力の変化から求めることができる。例えば、レジストマーク画像Ｉregの位置がＸ方向に沿って変化すると、レジストマーク画像ＩregのうちＸ方向に延びる腕部Ｉbが位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置に到達するタイミングは変わらない。しかしながら、斜め方向に延びる腕部Ｉaについては、位置の変化に応じてセンサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置に到達するタイミングが変化することになる。より具体的には、図６においてレジストマーク画像Ｉregの形成位置が右方向にずれたとき、腕部Ｉaはより遅くセンサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置に到達することになる。

したがって、ある基準時刻、例えば中間転写ベルト８１の周縁部の一部に設けた突起部８１ａが垂直同期センサ２６を通過するときに出力される垂直同期信号Ｖsyncの立ち上がりから、レジストマーク画像Ｉregの腕部ＩaおよびＩbの到達が位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒにより検出されるまでの時間ｔ1およびｔ2をそれぞれ計測し、その結果を予め定められた基準時間と比較することで、画像がＸ方向およびＤ2方向にそれぞれどの程度ずれているかを求めることができる。このように、レジストマーク画像のセンサ対向位置への到達タイミングから、中間転写ベルト８１上におけるレジストマーク画像の位置を、Ｘ方向およびＤ2方向のそれぞれについて求めることができる。

また、Ｘ方向に位置を異ならせて複数のレジストマーク画像を形成し、それぞれに対応して位置検出センサを設けて位置検出を行い、それらの結果を比較することにより、中間転写ベルト８１上における画像の傾きの程度、すなわちスキュー量を求めることも可能となる。

このように、各画像形成ステーションごとにレジストマーク画像の位置ずれ量を求め、それらの結果に基づいて、中間転写ベルト８１上への各トナー色ごとの画像形成位置を制御することで、位置ずれを補正することができる。この場合において、カラー画像の画像品質を高めるという点では、少なくとも各トナー色間の相対的な位置ずれを抑えるようにすればよい。さらに、各色のトナー像の形成位置を、中間転写ベルト８１上において定めた所定の基準位置に合わせ込むようにすれば、最終的に記録材に転写される画像の位置についてもより高精度に制御することが可能になる。

図７はレジストマーク画像のパターンを示す図である。この装置において位置ずれ補正のために形成するレジストマーク画像Ｉregの形状は、図７（ａ）に示すように、Ｘ方向およびＤ2方向に対し斜めに延びる腕部Ｉaと、Ｘ方向に延びる腕部Ｉbとを組み合わせたものである。このようなレジストマーク画像Ｉregを感光体２１上に形成し、これが位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置を通過するタイミングを検出することにより、中間転写ベルト８１上におけるレジストマーク画像Ｉregの形成位置がわかり、これから本来の位置に対するレジストマーク画像Ｉregの位置ずれ量を、Ｘ方向、Ｄ2方向のそれぞれについて求めることができる。

しかしながら、前述したように、この装置のラインヘッド２３２を構成するＬＥＤアレイ２３３は、複数の発光モジュールをＸ方向に継ぎ合わせることによって形成されている。このような構成のＬＥＤアレイ２３３では、各発光モジュール同士の位置のずれを完全になくすことは製造上非常に困難であり、発光モジュール間の継ぎ目に若干の段差を生じることが避けられない。このような段差は、感光体２１上に形成される静電潜像のドット位置のずれとして表れる。したがって、レジストマーク画像Ｉregを形成するに際して、これに対応する静電潜像を形成するときに発光モジュールの継ぎ目をまたいで点在する一連の発光素子により感光体２１を露光すると、図７（ｂ）に示すように、この静電潜像をトナー現像した結果として形成されるレジストマーク画像Ｉregの形状に歪みを生じることになる。このようにレジストマーク画像Ｉreg自体が歪んでしまうと、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒにおける出力波形の変化が不明瞭となるため、これに基づいて求めるレジストマーク画像の位置ずれ量の検出精度が大きく低下してしまい、結果的に、画像の位置ずれ補正を精度よく行うことができなくなってしまう。

このような問題を解消するため、ここでは、図７（ｃ）に示すように、レジストマーク画像ＩregのＸ方向における幅Ｗrが発光モジュールの幅Ｗmよりも小さくなるようにするとともに、レジストマーク画像Ｉregに対応する静電潜像は、ラインヘッド２３２を構成する複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュール２３３２に設けられた発光素子のみを点灯させて形成するようにする。こうすれば、発光モジュールの継ぎ目に起因するレジストマーク画像Ｉregの歪みは一切発生せず、より高精度に画像の位置ずれ量を検出することができる。

なお、１つの発光モジュール内における各発光素子の位置ばらつきは、発光モジュール間の取り付け位置ばらつきよりも遥かに小さい。例えば、同一のウェハー上に形成した複数のＬＥＤ素子を互いに切り離すことなく発光モジュールに取り付けている場合、各ＬＥＤ素子の位置ばらつきはサブミクロンオーダーとすることができる。

図８は中間転写ベルト上におけるレジストマーク画像の形成位置を示す図である。前記したように、レジストマーク画像Ｉregに対応する静電潜像は、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュールのうち単一の発光モジュールのみを用いて形成される。レジストマーク画像は、通常の画像形成に及ぼす影響を少なくするために感光体２１の端部付近に形成されることが望ましい。この装置では、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュールのうち、左右両端からそれぞれ２つ目に位置する発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２Ｒを用いてレジストマーク画像ＩregL，ＩregRを形成する。このようにする理由は次の通りである。

レジストマーク画像に対応する静電潜像は、現像ローラ２４２表面に担持されたトナーにより顕像化されるが、現像ローラ２４２表面のトナー層２４２１は、現像ローラ２４２の端部いっぱいにまで形成されているわけではなく、また端部付近では必ずしも均一な層となっていない。そのため、トナー層２４２１の端部付近のトナーを用いて現像されたレジストマーク画像ではトナー付着量が安定しないおそれがある。また、Ｘ方向におけるラインヘッド２３２、現像ローラ２４２および感光体２１の位置ばらつきにより、感光体２１の端部付近に形成した静電潜像の一部が不完全であったり、現像されないというおそれもある。このようなレジストマーク画像の欠陥は位置ずれ補正の検出精度を低下させてしまう。この問題を回避するため、最も外側に位置する発光モジュール２３３１Ｌ，２３３１Ｒではなく、その内側隣接位置に位置する発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２Ｒを使用する。

このように、レジストマーク画像に対応する静電潜像は、ＬＥＤアレイ２３３を構成する発光モジュールのうち端部から２つ目に位置する発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２Ｒのみを用いて形成する。したがって、レジストマーク画像ＩregL，ＩregRのＸ方向における幅Ｗrは、当然に発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２Ｒの幅Ｗmよりは小さくなるようにする。具体的には、１９２ドット分に相当する発光モジュール幅Ｗm（６００ｄｐｉであれば約８ｍｍ）よりは小さくする。また、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒにより確実に検出するため、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒのセンシング幅Ｗs（代表的には２ｍｍ程度）よりは大きくする。レジストマーク画像とセンサとの相対位置のばらつきを考慮すると、レジストマーク画像の幅Ｗrは５ｍｍ程度（約１２０ドット分）が好ましい。

感光体２１表面のうち、レジストマーク画像の形成に使用する発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２Ｒによって露光することができるのは、当該発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２Ｒと対向する表面領域、つまり図８に示す領域Ａ1L，Ａ1Rである。この領域を「露光可能領域」と称することとする。露光可能領域Ａ1L，Ａ1RのＸ方向における幅は、発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２ＲのＸ方向における幅Ｗmとほぼ同じである。

また、中間転写ベルト８１表面のうち、当該発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２Ｒを点灯させることによって形成したトナー像を担持させることのできる領域は、上記した露光可能領域Ａ1L，Ａ1Rと対向する表面領域Ａ2L，Ａ2Rである。本実施形態におけるレジストマーク画像はこの領域内に形成することができるので、この領域を「基準画像形成可能領域」と称することとする。基準画像形成可能領域Ａ2L，Ａ2RのＸ方向における幅も、発光モジュール２３３２Ｌ，２３３２ＲのＸ方向における幅Ｗmとほぼ同じである。

一方、中間転写ベルト８１表面のうち、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒによってトナー像の有無を検出することができる領域は、その周回移動により位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置を通過する幅Ｗsの表面領域Ａ3L，Ａ3Rである。この領域を「検出領域」と称することとする。

このような定義の下では、図８に示すように、検出領域Ａ3L，Ａ3Rが基準画像形成可能領域Ａ2L，Ａ2Rの内部に包含されることが望ましい。これとは逆に検出領域が基準画像形成可能領域の外側の領域を含んでいる場合、レジストマーク画像が確実に検出領域に含まれるようにするためには、隣り合う２つ以上の発光モジュールにまたがって点灯させる必要があり、上記したレジストマーク画像の歪みの問題が生じるからである。この関係は、４つの画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋのそれぞれについて成り立つことが望ましい。すなわち、各画像形成ステーションごとに定まる基準画像形成可能領域Ａ2L，Ａ2Rが中間転写ベルト８１上において互いに重なり合い、しかも、その重なり合う領域の内部に、検出領域Ａ3L，Ａ3Rが含まれるように望ましい。このような関係が満たされるように、Ｘ方向における各画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ，中間転写ベルト８１および位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒの配置を決めるとよい。こうすることにより、それぞれ単一の発光モジュールにより形成した各トナー色のレジストマーク画像の位置を位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒで確実に検出して、各色のトナー像の位置合わせを精度よく行うことができる。

また、このような配置とすることにより、レジストマーク画像自体は複数の発光モジュールにより形成されたものであったとしても、そのうち位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒにより検出されるのは単一の発光モジュールにより形成された部分のみとなることが確実となり、レジストマーク画像の画像パターン設定の自由度が高くなる。したがって、例えばレジスト制御以外の他の目的のためにＸ方向に延びるパッチ画像を形成するような場合において、そのパッチ画像のうち位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒと対向する部分のみをレジスト制御処理に適した形状とすることによって、それぞれの目的に応じたトナー像を同時に形成することができる。このような「他の目的」としては、例えば中間転写ベルト８１に付着させたトナーをクリーナ７１に掻き取らせることで中間転写ベルト８１とクリーナ７１との当接部に少量のトナーを堆積させ、該堆積トナーを潤滑剤として機能させることが挙げられる。

また、検出精度を高めるため、レジストマーク画像ＩregL，ＩregRについてはＤ2方向に沿って複数個形成し、位置検出センサ２５による検出結果を平均化することが望ましい。

レジストマーク画像ＩregL，ＩregRについての位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒによる検出結果に基づいて行うレジスト制御処理についてさらに詳しく説明する。まず、中間転写ベルト８１の移動方向Ｄ2に沿った位置ずれについては、感光体２１を露光するときの各ＬＥＤ素子の点灯タイミングを調整することで補正することができる。ラインヘッド２３２と感光体２１とはＤ1方向に相対移動しながら静電潜像を形成してゆくため、点灯タイミングを変えることでＤ1方向における潜像の形成位置を変化させることができ、結果的にトナー像が中間転写ベルト８１上に転写される位置をＤ2方向に変化させることができるからである。具体的には、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒにより検出された、レジストマーク画像ＩregL，ＩregRのうちＸ方向に延びる部分が位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置を通過する通過時刻が基準時刻よりも早かった場合には、その時刻差に応じて点灯タイミングを遅くすることで画像の形成位置を図８の下方向に移動させる。逆に、検出された通過時刻が基準時刻よりも遅かった場合には、点灯タイミングを早めることにより画像の形成位置を図８の上方向に移動させる。一方、Ｘ方向の位置ずれについては次のようにして補正することができる。

図９はＸ方向の位置ずれ補正を説明するための図である。前記したように、現像ローラ２４２の端部付近ではトナー層の均一性が問題となり、またラインヘッド２３２、感光体２１および現像ローラ２４２の間に相対的な位置ずれがあるので、ラインヘッド２３２、感光体２１および現像ローラ２４２のいずれについても、その端部いっぱいまで画像形成に使用することは好ましくなく、それぞれの端部については画像形成に使用しない無効領域とするべきである。ラインヘッド２３２について言えば、ＬＥＤアレイ２３３に設けられたＬＥＤ素子を全て点灯させるのではなく、両端部を除く中央部分に存するＬＥＤ素子のみを点灯させるようにする。

つまり、感光体２１を露光する際には、形成すべき画像の幅に応じた感光体２１上の画像形成領域の幅に相当する所定の点灯範囲内にあるＬＥＤ素子のみを点灯させる。点灯範囲の外側にもＬＥＤ素子が配置されているので、必要に応じて点灯範囲をＸ方向にシフトさせることができ、これによりＸ方向の画像位置ずれを補正することができる。具体的には、レジストマーク画像ＩregL，ＩregRのうち斜め方向に延びる部分が位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒとの対向位置を通過する通過時刻が予め定められた基準時刻よりも早かった場合には、レジストマーク画像ＩregL，ＩregRが基準位置よりも図９において左方向にずれていることを表しているので、その時刻差に応じてＬＥＤ素子の点灯範囲を右方向にシフトさせる。逆に、検出された通過時刻が基準時刻よりも遅かった場合には、点灯範囲を左方向にシフトさせる。

図９（ａ）に示すように、レジストマーク画像に位置ずれがなかった場合と、図９（ｂ）に示すように、レジストマーク画像の位置がＸ方向にΔＸだけずれていた場合とでは、ＬＥＤ素子の点灯範囲もΔＸだけ異なることとなる。これによって、結果的に中間転写ベルト８１上における画像の形成位置を一定に維持することができる。
つ精度よく求めることができる。

次に、画像スキュー、すなわち基準方向に対する画像の傾きを補正する方法について説明する。図８に示す左右のレジスト画像ＩregL，ＩregRを同じタイミングで形成した場合、画像スキューがなければ、２つのレジスト画像の中間転写ベルト８１上における形成位置はＤ2方向において互いに同じとなるはずである。このことから、これらの位置を検出する位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒからの出力タイミングが一致しない場合、画像スキューが生じていると判断することができる。逆に、本来同時刻に形成すべきドットの形成タイミングをスキュー量に応じて変化させることによって、画像スキューを補正することができる。

なお、中間転写ベルト８１の両端に形成する２つのレジストマーク画像は、必ずしも「Ｄ2方向において同一位置」としなくてもよく、少なくともＤ2方向における互いの距離が既知であればよい。また、スキュー補正の目的からは、Ｘ方向に互いに位置の異なる少なくとも２箇所について、Ｄ2方向における画像の位置ずれ量がわかればよく、この観点からは、スキュー補正のための基準画像として形成するスキュー補正用レジストマーク画像はＸ方向に延びる腕部を少なくとも有していればよい。

図１０はスキュー補正の原理を示す図である。図１０（ａ）に示すように、各発光モジュール２３３１，２３３２，…は複数のＬＥＤ素子（ここでは各モジュール８個とする）２３９を備えている。また、露光制御部２３１（図２参照）は、各ＬＥＤ素子を点灯させるか否かを制御するオン・オフ制御回路２３１ａおよび各ＬＥＤ素子の点灯タイミング（点灯開始時期および点灯持続期間）を制御するタイミング制御回路２３１ｂを備えている。

各ＬＥＤ素子のアノード側端子は個別の信号線を介してオン・オフ制御回路２３１ａに接続されている。オン・オフ制御回路２３１ａは、点灯させる必要のあるＬＥＤ素子に繋がる信号線に対してはＨレベルの駆動信号を出力する一方、点灯させないＬＥＤ素子に対してはＬレベルを出力することで、各ＬＥＤ素子のオン・オフを個別に制御する。

一方、各ＬＥＤ素子のカソード側はモジュールごとに互いに接続されたカソードコモン接続となっており、各コモン信号線は、タイミング制御回路２３１ｂに各発光素子に対応して設けられたコモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…に接続されている。タイミング制御回路２３１ｂは、ＬＥＤ素子を点灯させる期間だけ、コモン端子をローインピーダンス状態に維持する一方、これ以外の期間にはハイインピーダンス状態に維持する。コモン端子がローインピーダンス状態にあるとき、これに接続されたＬＥＤ素子のうちアノード側にＨレベルが印加されたものには電流が流れ、当該ＬＥＤ素子が点灯する。すなわち、タイミング制御回路２３１ｂは、各コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…のインピーダンス状態を個別に制御することによって、各ＬＥＤ素子の点灯タイミングを発光モジュールごとに個別に制御することができる。

ラインヘッド２３２の配列方向と感光体２１との回転軸との間にずれがある場合、図１０（ｂ）に示すように、各コモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…のインピーダンス状態を同時に変化させると、上記ずれに起因して感光体２１上のドット配列がその回転軸方向（一点鎖線で示す）に対してずれ、画像スキューとなる。そこで、図１０（ｃ）に示すように、上記ずれ量に対応させて各コモン端子を異なるタイミングで変化させると、各発光モジュールごとにＬＥＤ素子の点灯タイミングが変化し、これによりドット配列の方向を感光体２１の回転軸方向に近づけることができる。例えば、位置検出センサ２５Ｌの出力よりも位置検出センサ２５Ｒの出力が遅れて変化しているような場合には、図８において画像の右側が下がった、つまり画像が時計方向にスキューしていると考えられる。このような場合には、右側にある発光モジュールほど点灯タイミングを早くする、あるいはその逆に左側にある発光モジュールほど点灯タイミングを遅らせることにより、スキューを補正することができる。

ところで、前述したように、ラインヘッド２３２においては不可避的に各発光モジュールの取り付け位置ずれがある。ただし、この位置ずれについてはラインヘッドの組み立て時点で固定されるものであり、この時点で各モジュールごとの位置を把握しておけば、以下に説明するように補正が可能なものである。

図１１は発光モジュールの取り付け位置ずれに起因する画像の乱れを示す図である。ＬＥＤアレイ２３３においては、各発光モジュールの配列が所定の基準線に揃っていることが理想であるが、図１１（ａ）に示すように、実際には、各発光モジュール＃１，＃２，…の取り付け位置が基準線（一点鎖線）に対しＸ方向に直交するＹ方向にばらつく可能性がある。したがって、図１１（ｂ）に示すように、各発光モジュールに繋がるコモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…のインピーダンス状態を同時に変化させ各ＬＥＤ素子を同時に点灯させたのでは、感光体２１上に形成されるドットの配列には発光モジュールの位置ばらつきに起因する乱れが生じる。

図１２は発光モジュールの取り付け位置ずれ補正を説明するための図である。各発光モジュール＃１，＃２，…の基準線からの取り付け位置ずれ量は、上記したようにラインヘッド２３２の組み立て時点で決まっている。そこで、図１２（ａ）に示すように、各発光モジュールごとに、基準線に対するＹ方向の取り付け位置ずれ量を予め求めておき、この情報を、ラインヘッド２３２の装置への組み込み時点でＲＡＭ１０２に記憶させておく。そして、この情報に基づいて、図１２（ｂ）に示すように、各モジュールに対応するコモン端子の変化タイミングを微調整することにより、基準線に対しきれいにドットを整列させることができる。すなわち、各発光モジュールの位置ずれを補正することができる。

なお、前記したレジストマーク画像による位置ずれ補正およびスキュー補正においても、中間転写ベルト８１上におけるレジストマーク画像の形成位置には、当該レジストマーク画像の形成に使用した発光モジュールの位置ずれが影響を及ぼしている。すなわち、レジストマーク画像を形成するときに用いる発光モジュールが基準線からずれた位置に取り付けられていると、たとえラインヘッド２３２と感光体２１との間に位置ずれがなかったとしても、中間転写ベルト８１におけるレジストマーク画像の位置は本来の位置とは異なったものとなる。前記した位置ずれ補正およびスキュー補正においてはこの点に注意する必要がある。この場合、２つの考え方があり、いずれの考え方によってもよい。

その第１は、レジストマーク画像を形成する時点で、発光モジュールの位置ずれ量に対応する補正を加えておくという考え方である。すなわち、レジストマーク画像を形成するために発光モジュールを点灯させるとき、当該発光モジュールの取り付け位置ずれ量に応じて点灯タイミングを調整する。こうすれば、感光体２１上に形成されたレジストマーク画像には発光モジュールの取り付け位置ずれの影響は含まれないこととなる。第２の考え方は、レジストマーク画像の形成時点では何らの補正を加えず、位置検出結果から位置ずれ量あるいはスキュー量を算出するときに発光モジュールの取り付け位置ずれによる寄与分を差し引く、というものである。

次に、上記した各種の補正を盛り込んだレジスト制御処理のより具体的な処理内容について説明する。本実施形態の画像形成装置１においては、前述した各種の位置ずれ補正、すなわち、中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2およびこれに直交するＸ方向に沿った画像の位置ずれに対する補正、スキュー補正、各画像形成ステーションに設けられた露光用のラインヘッドにおける発光モジュールの位置ずれに対する補正を実行することによって、中間転写ベルト８１における各色トナー像の色重ねを精度よく行うレジスト制御処理を実行する。こうすることによって、色再現性がよく分解能が高い、高画質の画像を形成することができる。以下、この画像形成装置におけるレジスト制御処理について説明する。

図１３はレジスト制御処理の流れを示すフローチャートである。このレジスト制御処理は、上記した各補正処理を一括して行うものであり、各要素技術については既に説明しているので、ここでは全体の処理の流れを主に説明する。

まず、レジストマーク画像の二次転写ローラ８４１への移行を防止するために、二次転写ローラ８４１を離間位置に保持する（ステップＳ１０１）。そして、各画像形成ステーションを動作させて、各トナー色でレジストマーク画像を形成し中間転写ベルト８１に一次転写する（ステップＳ１０２）。なお、ここでは、レジストマーク画像を形成する際に発光モジュールの取り付け位置ずれ補正は行わないものとする。

図１４は中間転写ベルト上のレジストマーク画像を示す図である。レジストマーク画像は、図１４に示すように、Ｘ方向における中間転写ベルト８１の左側端部近傍、右側端部近傍の双方に形成される。個々のレジストマーク画像の形状は、図７（ａ）に示すものと同じである。ステップＳ１０２では、まずイエロー色に対応する画像形成ステーション１０Ｙが駆動されて、中間転写ベルト８１の表面にイエロー色レジストマーク画像ＩyL，ＩyRがＤ2方向に所定の間隔を空けながら繰り返し形成される。このとき、画像ＩyL，ＩyRのそれぞれに対応する静電潜像は、画像形成ステーション１０Ｙに設けられたＬＥＤアレイ２３３を構成する複数の発光モジュールのうちそれぞれ単一の発光モジュールに属するＬＥＤ素子を点灯させることにより形成される。また、検出精度を高めるために、イエロー色レジストマーク画像ＩyL，ＩyRは、Ｄ2方向に位置を異ならせて複数個形成される。

すなわち、中間転写ベルト８１の左端近傍に形成されるレジストマーク画像ＩyLは、画像形成ステーション１０Ｙに設けられたラインヘッド２３３を構成する発光モジュールのうち、左端から２番目に位置する発光モジュール２３３２Ｌに設けられたＬＥＤ素子を発光させて形成した静電潜像をトナー現像することにより得られる。同様に、中間転写ベルト８１の右端近傍に形成されるレジストマーク画像ＩyRは、画像形成ステーション１０Ｙに設けられたラインヘッド２３３を構成する発光モジュールのうち、右端から２番目に位置する発光モジュール２３３２Ｒに設けられたＬＥＤ素子を発光させて形成した静電潜像をトナー現像したものである。

同様にして、マゼンタ色、シアン色およびブラック色に対応する画像形成ステーション１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋが順次駆動されて、マゼンタ色のレジストマーク画像ＩmL，ＩmR、シアン色のレジストマーク画像ＩcL，ＩcRおよびブラック色のレジストマーク画像ＩkL，ＩkRが順次中間転写ベルト８１上に形成される。なお、ここでは、後述する補正処理の手順の都合から、中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2において各色のレジストマーク画像の配置をブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順としたが、この順序に限定されるものではない。このようにした結果、図１４に示すように、中間転写ベルト８１の左端には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のレジストマーク画像ＩkL，ＩcL，ＩmL，ＩyL，ＩkL，…が中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2に沿って順番に並ぶこととなる。また、中間転写ベルト８１の右端には、各色のレジストマーク画像ＩkR，ＩcR，ＩmR，ＩyR，ＩkR，…が中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2に沿って順番に並ぶ。

こうして形成した各色のレジストマーク画像については中間転写ベルト８１の周回移動によって下流側へ搬送し、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒによってその到達タイミングを検出する（ステップＳ１０３）。より具体的には、垂直同期センサ２６から出力される垂直同期信号Ｖsyncを基準として、各レジストマーク画像が位置検出センサと対向位置に到達するまでの時間が測定される。なお、各画像形成ステーションごとに中間転写ベルト８１に対する相対的な位置ずれがあるので、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒについては、このような画像形成ステーションの位置ずれによらず各色のレジストマーク画像を確実に検出することができるように、センシング幅および取り付け位置が選ばれる必要がある。

続いて、各レジストマーク画像についての測定結果から、各トナー色ごとに、画像の位置ずれ量を算出する（ステップＳ１０４）。より詳しくは、レジストマーク画像のＸ方向に延びる腕および斜め方向に延びる腕それぞれの到達タイミングから、Ｄ2方向およびＸ方向の位置ずれ量を求める。また、左右のレジストマーク画像の到達時間差から、画像スキュー量を算出する。

次に、こうして求めた画像の位置ずれ量に基づき、静電潜像の位置ずれ補正量を決定する（ステップＳ１０５〜Ｓ１０８）。すなわち、求められたＸ方向の画像位置ずれ量に基づいて、ＬＥＤ素子の点灯範囲を各トナー色ごとに決定する（ステップＳ１０５）。また、Ｄ2方向の画像位置ずれ量に基づいて、これを補正するための点灯タイミングの補正量を決定する（ステップＳ１０６）。また、画像スキュー量に基づいて、スキュー補正のための点灯タイミングの補正量を決定する（ステップＳ１０７）。さらに、こうして求めたＤ2方向の位置ずれ補正量、スキュー補正量および発光モジュールの取り付け位置ずれ量に対応する補正量を全て合算して、各発光モジュールごとの点灯タイミングを最終的に決定する（ステップＳ１０８）。

こうすることにより、各色のトナー像が中間転写ベルト８１上の適正な位置にそれぞれ一次転写されるように、各画像形成ステーションにおける静電潜像の形成位置が調整される。その結果、中間転写ベルト８１上では各色のトナー像が精度よく重ね合わされて、画質の優れたカラー画像を形成することができる。なお、画像の位置については、中間転写ベルト８１上の所定の位置に正しく形成すべきとする考え方と、各色間の相対的な位置さえ合っていれば中間転写ベルト８１上における絶対的な位置については多少のずれを許容するとの考え方とがある。前者の場合には、各色のトナー像について上記した補正を行うようにすればよく、また後者の場合には、いずれか１つのトナー色を基準として、他の色をこれに合わせ込むように補正を行えばよい。

すなわち、画像品質の優れたカラー画像を形成するために各色のトナー像を精度よく重ね合わせる、というレジスト制御処理の目的からは、各色のトナー像が互いにぴったりと重なるようにすれば足り、それらのトナー像の中間転写ベルト８１上における絶対的な位置についてはさほど重要ではない。このような絶対的な位置ずれは紙などの記録材上における画像の位置ずれとなって表れるが、そのずれ量は最大でも２〜３ｍｍ程度であり実用上問題となることは少ないからである。これに比べて、各色間の相対的な位置ずれは、数十μｍ程度のずれであっても特に色再現性の点で大きな問題となりうる。

そこで、この実施形態では、次のようにしてレジスト制御処理を行うことによって、各色間の相対的な位置ずれを抑えながら、処理内容を簡素化してＣＰＵ１０１への負担を低減するようにしている。すなわち、この実施形態では、ブラック色についてはスキュー補正および発光モジュールの取り付け位置ずれ補正のみを行い、Ｘ方向およびＤ2方向の位置ずれについては補正を行わない。他方、他のトナー色については全ての補正、すなわちＸ方向およびＤ2方向の位置ずれ補正、スキュー補正および発光モジュールの取り付け位置ずれ補正を行うが、このとき、Ｘ方向およびＤ2方向の位置ずれについては、ブラック色トナー像の位置を基準としたときの相対的な位置ずれ量に応じた補正量を求めて補正を行う。これにより、イエロー、マゼンタ、シアン各色のトナー像の位置はブラックトナー像の位置と一致するように制御されることとなる。

以上のように、この実施形態では、各トナー色について、中間転写ベルト８１の搬送方向Ｄ2に直交するＸ方向に延びる腕と、斜め方向に延びる腕とを有するレジストマーク画像を形成してこれを位置検出センサにより検出し、その検出結果からＸ方向およびＤ2方向について個別に求めた位置ずれ量に基づいて、感光体上における静電潜像の形成位置を制御する。こうすることによって、画像の形成位置を適正に制御することができる。また、Ｘ方向の２箇所にレジストマーク画像を形成しているので、それらの検出結果から画像スキューを補正することができる。

また、各レジストマーク画像はいずれも単一の発光モジュールに存するＬＥＤ素子で感光体２１を露光することによって形成しているので、発光モジュールの取り付け位置ずれに起因するレジストマーク画像の歪みがなく、その検出結果に基づく画像形成位置の制御を精度よく行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の画像形成装置においては、ラインヘッド２３３を備える露光ユニット２３および現像ユニット２４がそれぞれ本発明の「露光手段」および「現像手段」として機能している。また、ＣＰＵ１０１が本発明の「制御手段」として機能している。また、図８におけるレジストマーク画像ＩregL，ＩregRが本発明の「基準画像」に相当している。また、本実施形態においては、位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒが本発明の「位置検出手段」として機能しており、また中間転写ベルト８１が本発明の「像担持体」として機能している。

また、図１２（ａ）に示す、各発光モジュールの取り付け位置ずれ量に関する情報が本発明の「位置情報」に相当し、これを記憶しておくＲＡＭ１０２が本発明の「記憶手段」として機能している。また、中間転写ベルト８１の移動方向Ｄ2が本発明の「第１方向」に相当する一方、これと直交するＸ方向が本発明の「第２方向」に相当している。

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、レジストマーク画像の形状については上記したものに限定されるわけではない。

また、上記の説明に用いたラインヘッドにおいては、露光用の光源としてＬＥＤ素子を用いているが、電子写真装置における露光用の光源としては、これ以外にも例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子を用いるもの、半導体レーザを用いるものなどが知られており、本発明においてもこれらを光源として使用することができる。

また、上記した装置では、装置本体に設けられたＲＡＭ１０２に各発光モジュールの取り付け位置に関する情報を記憶するようにしているが、複数の画像形成ステーションを個別に装置本体に対し着脱することのできる装置や、露光ユニットが装置本体に対し取り外すことができるように構成された装置においては、各画像形成ステーションや露光ユニット自体にこの情報を記憶するためのメモリを設けておき、必要に応じ装置本体側からこの情報を読み出して補正に使用するようにしてもよい。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の制御系を示すブロック図。 画像形成ステーションの構成を示す図。 露光ユニットに設けられたラインヘッドの構造を示す図。 ＬＥＤアレイの細部を示す図。 この実施形態におけるレジスト制御処理の原理を示す図。 レジストマーク画像のパターンを示す図。 中間転写ベルト上におけるレジストマーク画像の形成位置を示す図。 Ｘ方向の位置ずれ補正を説明するための図。 スキュー補正の原理を示す図。 発光モジュールの取り付け位置ずれに起因する画像の乱れを示す図。 発光モジュールの取り付け位置ずれ補正を説明するための図。 レジスト制御処理の流れを示すフローチャート。 中間転写ベルト上のレジストマーク画像を示す図。

符号の説明

２１…感光体、 ２３…露光ユニット（露光手段）、 ２４…現像ユニット（現像手段）、 ２５Ｌ，２５Ｒ…位置検出センサ（位置検出手段）、 ８１…中間転写ベルト（像担持体）、 １０１…ＣＰＵ（制御手段）、 １０２…ＲＡＭ（記憶手段）、 ２３２…ラインヘッド、 ２３３…ＬＥＤアレイ、 ２３３１，２３３２…発光モジュール

Claims (10)

1. 表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の第１方向に周回移動する像担持体と、
   感光体と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段とをそれぞれ有し、前記像担持体の移動方向に沿って並ぶように配置されて、前記像担持体表面にトナー像をそれぞれ形成する複数の画像形成ステーションと、
   前記画像形成ステーションにより前記像担持体表面に形成される位置検出用の基準画像の位置を検出する位置検出手段と、
   前記各画像形成ステーションごとの前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記各画像形成ステーションによる前記像担持体上へのトナー像の形成位置を制御する制御手段と
   を備え、
   前記露光手段は、複数の発光素子を前記第１方向にほぼ直交する第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有しており、
   前記基準画像のうち前記位置検出手段によりその位置を有効に検出される有効部は、前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものである
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記各画像形成ステーションは、互いに異なるトナー色の単色トナー像を形成し、
   前記制御手段は、前記各単色トナー像が前記像担持体上の所定位置で互いに重なり合うように、前記各画像形成ステーションによる前記像担持体上へのトナー像の形成位置を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記各画像形成ステーションに設けられた前記露光手段それぞれの露光タイミングを前記位置検出手段による検出結果に基づいて調整することによって、前記第１方向における前記像担持体へのトナー像の形成位置を制御する請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記各画像形成ステーションの前記露光手段に設けられた前記発光素子のうち静電潜像を形成する際に点灯させる発光素子を前記位置検出手段による検出結果に基づいて設定することによって、前記第２方向における前記像担持体へのトナー像の形成位置を制御する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記各画像形成ステーションは、前記第２方向に互いに位置を異ならせて複数の前記基準画像を形成し、前記位置検出手段は、前記複数の基準画像のそれぞれに対応して設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記位置検出手段は、前記像担持体に対向配置されており、所定の基準時から前記基準画像が前記位置検出手段との対向位置に到達するまでの時間に基づいて前記基準画像の位置を検出する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記各画像形成ステーションにおいて、前記感光体表面のうち、前記基準画像の形成に使用する発光モジュールのみによって露光可能な表面領域を露光可能領域と、前記像担持体表面のうち、前記感光体の前記露光可能領域に臨む前記第２方向に一定の幅を有する表面領域を当該画像形成ステーションについての基準画像形成可能領域と、前記像担持体表面のうち前記位置検出手段に臨み前記位置検出手段により検出可能な表面領域を検出領域と、それぞれ定義したとき、
   前記各画像形成ステーションの全てに対して前記検出領域が当該画像形成ステーションについての前記基準画像形成可能領域の内部に含まれるように、前記各画像形成ステーション、前記像担持体および前記位置検出手段を配置した請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記各画像形成ステーションにおける前記各発光モジュール間の前記第１方向における相対的な取り付け位置のずれ量に対応する位置情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記各発光素子の点灯タイミングを前記位置情報に基づいて前記発光モジュールごとに制御することにより、前記第１方向における前記各発光モジュール間の相対的な取り付け位置のずれを補正する取り付け位置補正制御をさらに行う
   請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記各発光素子は、半導体レーザ、発光ダイオードまたはエレクトロルミネセンス素子である請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 表面にトナー像を担持可能に構成され、所定の第１方向に周回移動する像担持体と、
    感光体と、該感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段とをそれぞれ有し、前記像担持体の移動方向に沿って並ぶように配置されて、前記像担持体表面にトナー像をそれぞれ形成する複数の画像形成ステーションと
    を備え、前記露光手段が、複数の発光素子を前記第１方向にほぼ直交する第２方向に列状に配列してなる発光モジュールを前記第２方向に沿って複数個配列したラインヘッドを有する画像形成装置を用いる画像形成方法において、
    前記各画像形成ステーションごとに、位置検出用の基準画像を前記像担持体表面に形成する基準画像形成工程と、
    前記像担持体上において前記基準画像の位置を検出する検出工程と、
    前記検出結果に基づいて、前記各画像形成ステーションによる前記像担持体上へのトナー像の形成位置を制御する位置制御工程と
    を備え、しかも、
    前記基準画像のうち前記検出工程においてその位置を有効に検出される有効部は、前記複数の発光モジュールのうち単一の発光モジュールにより前記感光体を露光して形成した静電潜像を前記現像手段により顕像化したものである
    ことを特徴とする画像形成方法。

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