JP5321370B2

JP5321370B2 - 光書き込み装置、画像形成装置及び光書き込み装置の位置ずれ補正方法

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Publication number: JP5321370B2
Application number: JP2009208313A
Authority: JP
Inventors: 達也宮寺; 邦敬駒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-09-09
Also published as: JP2011059333A

Description

本発明は、光書き込み装置、画像形成装置及び光書き込み装置の位置ずれ補正方法に関し、特に、光書き込み装置の起動時間の短縮に関する。

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形成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（例えば、特許文献１参照）。以降、これらの調整処理を総じて位置ずれ補正とする。

特許文献１に開示されているような位置ずれ補正においては、感光体の露光及び静電潜像の現像といった通常の動作と同様の動作によりタイミング検知用のパターンを形成して光反射型の光センサで読み取り、感光体の露光を開始してからタイミング検知用の画像パターンが読み取られるまでの期間をカウントする。そして、このようにしてカウントされた期間と予め定められた基準値とを比較することにより、カウントされた期間と基準値との差に基づいて調整処理が行われる。

また、上述したような光センサでパターンを読み取る際に、正反射光成分と拡散反射光成分とがあることに着目し、１つの受光素子で正確にパターンを読み取るための方法が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に開示されている方法においては、正反射光成分と拡散反射光成分との混合成分によって生じる複数のピーク位置を弁別し、この複数のピーク位置の差に応じて検出結果を調整することが開示されている。

上述した位置ずれ補正は、画像形成装置への電源投入時や省電力状態からの復帰時若しくは画像形成出力を実行する前に実行される。この位置ずれ補正に要する期間は、例えば１０秒〜２０秒程度であり、ユーザはこの期間待機する必要がある。即ち、上記位置ずれ補正の期間は、ユーザにとってのダウンタイムとなり、短縮することが望まれる。

ここで、上記位置ずれ補正を実行する際には、タイミング検知用のパターンを読み取るための光センサに含まれる発光素子の照射光量の確認動作が行われる。この照射光量の確認動作は、上記光センサに含まれる発光素子が、何も描画されていない白地の面を照射し、同じく光センサに含まれる受光素子がその反射光を検知し、その検知信号の信号強度が所定の範囲内であるか否かに基づいて判断される。

この照射光量の確認動作は、照射対象が白地であることを前提として実行される。しかしながら、一般的な照射対象である用紙搬送ベルトや中間転写ベルトには細かい傷や汚れがある可能性があり、その傷や汚れを照射した際の反射光は、白地面の反射光とは異なる。従って、上記照射光量の確認動作においては、上述した傷や汚れの部分の反射光を除外するため、ある程度のサンプリング数が必要となる。即ち、何回にも亘って対象面を照射して反射光の検知信号を記憶し、その検知信号の信号強度が、他の多くの信号強度と極端に異なる値は除外する必要がある。

このため、上記照射光量の確認動作は、例えば２秒程度の期間が必要であり、且つ上記位置ずれ補正において最初に実行する必要がある処理であるため、位置ずれ補正の期間が長くなる一因となっている。この照射光量の確認動作をキャンセルすることにより、位置ずれ補正の期間を短縮することも考えられるが、発光素子の照射光量が確認されていないため、位置ずれ補正の信頼性が低下してしまう。

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、主走査方向・副走査方向の画像の位置を調整する調整処理に要する期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、感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書き込み装置であって、前記光ビームを照射する光源と、前記光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、前記静電潜像を現像することによって形成された画像が前記感光体に対して相対的に移動する搬送体によって搬送され、所定の位置に到達したことを検知する画像検知部と、前記光源制御部が前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するためのパターンであって少なくとも有彩色を含むパターンの描画を開始してから前記画像検知部が前記パターンを検知するまでの期間である検知期間をカウントする検知期間カウント部と、前記検知期間の基準となる値である基準値を取得する基準値取得部と、前記カウントされた検知期間及び前記取得された基準値の差に基づいて前記光源に光ビームを照射させるタイミング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、前記画像検知部が、前記搬送体の表面を照射する発光部と、前記搬送体の表面による反射光の光量に応じた信号を出力する受光部と、前記出力された信号に基づいて画像が所定の位置に到達したことを検知する到達判断部と、前記出力された信号に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認する光量確認部とを含むことを特徴とする。

ここで、前記光量確認部が、前記照射光の光量が所定の範囲外であると判断した場合、前記到達判断部は、前記所定の位置に到達したことの検知において、前記範囲外であると判断された信号を除外することができる。

また、前記光量確認部は、前記出力された信号のうち、前記有彩色のパターンによる反射の光量に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認することが好ましい。

また、前記光量確認部は、前記出力された信号のうち、前記有彩色のパターンによる拡散反射光の極大値に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認し、前記発光部が前記搬送体の表面を照射する照射範囲の中心と、前記受光部が搬送体の表面による正反射光を受光する受光範囲の中心とが異なり、前記パターンが搬送されて前記照射範囲の中心に位置することにより前記パターンによる拡散反射光が最大となる場合において、前記パターンが描画された範囲と前記受光範囲とが重複しないことが好ましい。

また、前記パターンは、前記有彩色に加えて黒色を含み、前記光量確認部は、前記出力された信号のうち、前記黒色のパターンによる反射の光量の極小値と前記有彩色のパターンによる反射の光量の極小値との差に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認することが好ましい。

また、前記パターンは、前記静電潜像が現像された画像が転写される用紙における前記画像の位置を調整するために前記光ビームの照射タイミングを調整するためのパターンである開始位置補正用パターンを含み、前記開始位置補正用パターンが、前記有彩色に加えて黒色を含むことが好ましい。

また、前記光量確認部が、前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲外であることを前記開始位置補正用パターンの反射光の光量に応じた信号に基づいて確認した場合、前記光源制御部が、前記光ビームの照射を停止することが好ましい。

また、本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上述したいずれかの光書き込み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、感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書き込み装置の位置ずれ補正方法であって、光源が、前記光ビームを照射して前記感光体上に静電潜像を形成し、搬送体が、前記静電潜像が現像されて転写された画像を搬送し、到達検知部が、前記搬送体の表面による反射光の光量に応じて出力された信号に基づいて前記画像が所定の位置に到達したことを検知し、検知期間カウント部が、前記光源が光ビームを照射するタイミングを調整するためのパターンであって少なくとも有彩色を含むパターンの描画を開始してから前記画像検知部が前記パターンを検知するまでの期間である検知期間をカウントし、光量確認部が、前記出力された信号に基づいて前記搬送体の表面を照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認し、基準値取得部が、前記検知期間の基準となる値である基準値を取得し、補正値算出部が、前記カウントされた検知期間及び前記取得された基準値の差に基づいて前記光源に光ビームを照射させるタイミング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、主走査方向・副走査方向の画像の位置を調整する調整処理に要する期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上面図である。本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す側断面図である。本発明の実施形態に係る光書き込み装置の制御部を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る基準値記憶部に記憶されている情報を示す図である。本発明の実施形態に係る位置ずれ補正動作において描画されるパターンの例を示す図である。本発明の実施形態に係るパターン検知センサの構成を示す図である。本発明の実施形態に係る位置ずれ補正動作において描画されるパターンと、パターン検知センサによる検知信号とを示す図である。本発明の実施形態に係る位置ずれ補正動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態及び従来技術に係る光書き込み装置の起動時の処理のタイミングを示す図である。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プリントエンジンの構成を示す図である。

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：ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ）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、感光体に静電潜像を形成するための光書き込み装置における副走査方向の画像の書込み位置の補正に要する時間の短縮がその要旨である。

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（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）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（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）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（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）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（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）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の制御に従って動作することにより、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（ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｎｔＦｅｅｄｅｒ：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（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）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、ＣＰＵ１０の制御に従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き、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と分離ローラ１０３とにより分離給紙される用紙（記録紙）１０４を搬送する搬送ベルト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）１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙが配列されている。

これら複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙ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１０６ＢＫ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１０６ＢＫについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは画像形成部１０６ＢＫと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの各構成要素については、画像形成部１０６ＢＫの各構成要素に付したＢＫに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙ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、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、静電吸着作用により搬送ベルト１０５に吸着されて回転駆動される搬送ベルト１０５により最初の画像形成部１０６ＢＫに搬送され、ここで、ブラックのトナー画像を転写される。即ち、搬送ベルト１０５が、画像の転写対象である用紙を搬送する搬送体として機能する。

画像形成部１０６ＢＫは、感光体としての感光体ドラム１０９ＢＫ、この感光体ドラム１０９ＢＫの周囲に配置された帯電器１１０ＢＫ、光書き込み装置１１１、現像器１１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３ＢＫ等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙに対してレーザビーム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１０９ＢＫの外周面は、暗中にて帯電器１１０ＢＫにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのブラック画像に対応したレーザビームにより書き込みが行われ、静電潜像を形成される。現像器１１２ＢＫは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９ＢＫ上にブラック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１０９ＢＫと搬送ベルト１０５上の用紙１０４とが当接する位置（転写位置）で、転写器１１５ＢＫの働きにより用紙１０４上に転写される。この転写により、用紙１０４上にブラック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１０９ＢＫ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１１３ＢＫ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１０６ＢＫでブラックのトナー画像を転写された用紙１０４は、搬送ベルト１０５によって次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６ＢＫ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、そのトナー画像が用紙１０４上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

用紙１０４は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｙ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１０９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、用紙１０４上に重畳されて転写される。こうして、用紙１０４上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された用紙１０４は、搬送ベルト１０５から剥離されて定着器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。

このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの軸間距離の誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙの平行度誤差、光書込み装置１１１内での偏向ミラーの設置誤差、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙへの静電潜像の書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、主走査方向の倍率誤差、主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１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙ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補正用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１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｙ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。パターン検知センサ１１７の詳細及び位置ずれ補正の態様については、後に詳述する。

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を上面から見た図である。また、図５は、本実施形態に係る光書き込み装置を側面から見た断面図である。図４、図５に示すように、各色の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙに書き込みを行うレーザビームは光源である光源装置２８１ＢＫ、２８１Ｙ、２８１Ｍ、２８１Ｃ（以降、総じて光源装置２８１とする）から照射される。尚、本実施形態に係る光源装置２８１は、半導体レーザ、コリメータレンズ、スリット、プリズム、シリンダレンズ等で構成されている。

光源装置２８１から照射されたレーザビームは、反射鏡２８０によって反射される。各レーザビームは図示しないｆθレンズ等の光学系によって夫々ミラー２８２ＢＫ、２８２Ｙ、２８２Ｍ２８２Ｃ（以降、総じて２８２とする）に導かれ、更にその先の光学系によって各感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙの表面へと走査される。

反射鏡２８０は６面体のポリゴンミラーであり、回転することによってポリゴンミラー１面につき主走査方向のライン分のレーザビームを走査することができる。本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、４つの光源装置を２８１ＢＫ、２８１Ｙと、２８１Ｍ、２８１Ｃの２色ずつの光源装置に分けて反射鏡２８０の異なる反射面を用いて走査を行うことによって、１つの反射面のみを用いて走査する方式よりコンパクトな構成で、同時に異なる４つの感光体ドラムに書き込むことを可能としている。

また、反射鏡２８０によってレーザビームが走査される範囲の走査開始位置近傍には、水平同期検知センサ２８３が設けられている。光源装置２８１から照射されたレーザビームが水平同期検知センサ２８３に入射することにより、主走査ラインの走査開始位置のタイミングが検知され、光源装置２８１を制御する制御装置と反射鏡２８０との同期がとられる。

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６を参照して説明する。図６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、光源装置２８１、水平同期検知センサ２８３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６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、書込み制御部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。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６に示すような光書込み装置制御部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。

書込み制御部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き、水平同期検知センサ２８３による同期検知信号に応じて光源装置２８１を制御する光源制御部である。また、書込み制御部１２１は、エンジン制御部３１から入力される画像情報に基づいて光源装置２８１を駆動する他、上述した位置ずれ補正処理において位置ずれ補正用のパターンを描画するために、光源装置２８１を駆動する。この位置ずれ補正処理の結果生成される補正値は、図６に示す補正値記憶部１２６に記憶され、書込み制御部１２１は、この補正値記憶部１２６に記憶されている補正値に基づき、光源装置２８１を駆動するタイミングを補正する。

カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部１２１が光源装置２８１を制御して感光体ドラム１０９ＢＫ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パターンを検知することによりカウントを停止する。これにより、カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、書込み制御部１２１が光源装置２８１を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始してから、パターン検知センサ１１７が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの検知期間をカウントする検知期間カウント部として機能する。以降、このカウント値を書込み開始カウント値とする。また、カウント部１２２は、各色のトナー画像のずれを補正するための位置ずれ補正処理においては、連続して描画されたパターンの検知タイミングを夫々カウントする。以降、このカウント値をドラム間隔カウント値とする。

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する到達判断部である。センサ制御部１２３は、上述したように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すると、検知信号をカウント部１２２に入力する。即ち、センサ制御部１２３が、画像検知部として機能する。

更に、センサ制御部１２３は、本実施形態の要旨に係る機能として、パターン検知センサ１１７の出力信号に応じて、パターン検知センサ１１７に含まれる発光素子の照射光量を確認する光量確認部としても機能する。センサ制御部１２３の光量確認部としての機能については、後に詳述する。

補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント結果に基づき、基準値記憶部１２５に記憶された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。図７に、基準値記憶部１２５に記憶されている基準値の例を示す。図７に示すように、基準値記憶部１２５には、書込み開始タイミング基準値及びドラム間隔基準値が記憶されている。

書込み開始タイミング基準値とは、書込み制御部１２１が光源装置２８１を制御して感光体ドラム１０９ＢＫの露光を開始してから、パターン検知センサ１１７が、位置ずれ補正用のパターンを検知するまでの期間の基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント値のうち、書込み開始カウント値と書込み開始タイミング基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。

ドラム間隔基準値とは、上述したように連続して描画されたパターン夫々についての検出タイミングの基準値である。即ち、補正値算出部１２４は、カウント部１２２によるカウント値のうち、ドラム間隔カウント値とドラム間隔基準値とを比較し、両者のずれに基づいて補正値を算出する。このようにして算出された補正値は、上述したように補正値記憶部１２６に記憶される。このように、補正値記憶部１２６に補正値が記憶されることにより、書込み制御部１２１は、その補正値を参照して光源装置２８１を駆動することが可能となる。

次に、本実施形態に係る位置ずれ補正動作について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作において、書込み制御部１２１によって制御された光源装置２８１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８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３つ）並べられて構成されている。尚、図８において、実線が感光体ドラム１０９ＢＫ、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８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３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、光書き込み制御装置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、夫々の平均値を算出することによって位置ずれ補正動作の精度を向上することができる。

図８に示すように、位置ずれ補正用パターン列４０１は、開始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８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。開始位置補正用パターン４１１は、上述した書込み開始カウント値をカウントするために描画されるパターンである。また、開始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。

本実施形態に係る開始位置補正用パターン４１１は、図８に示すように、感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｙ、１０９Ｃ及び１０９Ｍによって描画された線であって主走査方向に平行な線が副走査方向に並べられて構成されている。これが本実施形態に係る要旨の１つとなる。通常、開始位置補正用パターン４１１としては、複数の感光体ドラムのうちいずれか１つのパターンを描画すれば良く、一般的には、感光体ドラム１０９ＢＫ、即ち黒のパターンが用いられる。これは、黒のパターンの場合拡散反射光がなく、光センサであるパターン検知センサ１１７受光素子が受光する光が正反射光のみであるため、検知信号の波形が安定し、ピーク位置を検知し易いからである。

これに対して、本実施形態においては、図８に示すように、感光体ドラム１０９ＢＫのみではなく、全ての感光体ドラムによるパターンを描画する。そして、センサ制御部１２３が、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｃ及び１０９Ｍによるパターン、即ち、有彩色であって拡散反射光があるパターンの検知信号のピークに基づき、パターン検知センサ１１７に含まれる発光素子の光量確認を行うことが本実施形態に係る要旨である。また、位置ずれ補正処理において最初に描画される開始位置補正用パターン４１１に、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｃ及び１０９Ｍによるパターンが含まれることにより、上述したように、センサ制御部１２３がドラム間隔補正用パターン４１２を検知する際の検知タイミングを補正することも可能になる。

尚、開始位置補正用パターン４１１を用いた開始位置補正においては、従来と同様、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、感光体ドラムＢＫによる黒のパターンの読取信号に基づき、書込み開始タイミングの補正動作を行う。即ち、基準値記憶部１２５に記憶される書込み開始タイミング基準値は、光源装置２８１が書込み制御部１２１の制御に従って、開始位置補正用パターン４１１のうち感光体ドラム１０９ＢＫによる黒のパターンの描画を開始してから、描画された黒のパターンがパターン検知センサ１１７によって読み取られ、センサ制御部１２３によって検知されるまでの期間の基準となる値である。

ドラム間隔補正用パターン４１２は、その名の通り、上述したドラム間隔カウント値をカウントするために描画されるパターンである。図８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。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１０９ＢＫ、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。

即ち、基準値記憶部１２５に記憶されているドラム間隔基準値は、光源装置２８１が書込み制御部１２１の制御に従って、ドラム間隔補正用パターン４１２の描画を開始してから、描画されたドラム間隔補正用パターン４１２に含まれる各線がパターン検知センサ１１７によって読み取られ、センサ制御部１２３によって検知されるまでの期間の基準となる値である。

尚、本実施形態において、センサ制御部１２３は、開始位置補正用パターン４１１の検知信号のみではなく、ドラム間隔補正用パターン４１２に含まれる感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｃ及び１０９Ｍによるパターンの検知信号をも、パターン検知センサ１１７に含まれる発光素子の光量確認に用いる。これにより、光書込み装置制御部１２０が、図８に示すようなパターンを描画して位置ずれ補正を実行している間は、常に上記発光素子の光量確認が行われることとなり、光量確認の信頼性を向上することができる。

また、画像形成装１への電源投入直後や、省電力状態からの復帰直後における位置ずれ補正動作においては、パターン検知センサ１１７に含まれる発光素子も発光開始した直後であるため、光量が安定しない場合がある。これに対しても、上述したように位置ずれ補正を実行している間、繰り返し光量確認を実行している間に発光素子の光量が安定するため、発光素子の光量を安定させるための待機時間を設ける必要がなく、位置ずれ補正に要する期間を短縮することができる。

次に、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７に含まれる発光素子の光量確認の詳細について説明する。図９は、本実施形態に係るセンサ素子１７０の構成及びセンサ素子１７０がパターンを検知する際の状態を模式的に示す側断面図である。図９は、主走査方向に垂直な面であって且つセンサ素子１７０を含む面における断面図である。

図９に示すように、本実施形態に係るセンサ素子１７０は、発光素子１７１、正反射光受光素子１７２及び拡散反射光受光素子１７３を含む。発光素子１７１は、本実施形態における照射光量の確認対象の光源である。本実施形態に係る発光素子１７１は、光ビームを照射するＬＥＤ光源によって構成されている。

正反射光受光素子１７２は、発光素子１７１から照射されて搬送ベルト１０５によって反射された光を受光する受光部の１つであり、図９に破線で示すように、発光素子１７１から照射されて搬送ベルト１０５において反射された光のうち、正反射光が入射する位置及び角度において設けられている。尚、図９の破線においては、正反射光受光素子１７２に正反射光のみが入射しているように示されているが、拡散反射光の影響をキャンセルすることは難しい。従って、実際には、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光が正反射光受光素子１７２に入射する。これにより、正反射光受光素子１７２は、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光の光量に応じた信号を出力する。

拡散反射光受光素子１７３は、発光素子１７１から照射された搬送ベルト１０５によって反射された光を受光する受光素子の１つであり、図９に連続する弧で示すように、発光素子１７１から照射された搬送ベルト１０５において反射された光のうち、拡散反射光を検出可能な位置に設けられている。拡散反射光受光素子１７３は、受光した拡散反射光の光量に応じた信号を出力する。

このような構成により、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７は、正反射光成分及び拡散反射光成分を含む光の検知信号と、拡散反射光成分のみからなる光の検知信号とを出力することが可能である。次に、本実施形態に係る位置ずれ補正用パターンと、パターン検知センサ１１７が出力する検知信号との関係及び光量確認の態様について、図１０（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

図１０（ａ）は、搬送ベルト１０５の上面図であり、感光体ドラム１０９ＢＫによる黒のパターン４１５及び感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｃ、１０９Ｍのいずれかによる有彩色のパターン４１６が描画された状態を示している。更に、図１０（ａ）においては、発光素子１７１によって照射されるレーザビームのスポットＱと、正反射光受光素子１７２が受光する反射光のスポットＲとが破線の縁で示されている。

図１０（ｂ）には、拡散反射光受光素子１７３の出力信号、即ち、拡散反射光成分の光量に応じた信号が示されている。図１０（ｂ）に示すように、黒のパターン４１５の場合、白地と同様に拡散反射が起こらないため、信号はフラットのままである。有彩色のパターン４１６の場合、パターンが搬送されてスポットＱに差し掛かった時点で拡散反射が起こり、図１０（ｂ）に示すように、信号強度が上がり始める。そして、パターンの中心がスポットＱの中心に到達したタイミングにおいてパターンの被照射範囲が最大となり、信号強度がピーク、即ち極大値となる。

図１０（ｃ）には、仮に正反射光成分のみを検出した場合の信号強度が示されている。図１０（ｃ）に示すように、白地が照射されている間は、正反射光が検出されるため、信号拒度はフラットである。パターンがスポットＲに到達した時点で正反射光成分が減少し始めるため、信号強度が落ち込み始める。そして、パターンの中心がスポットＲの中心に到達したタイミングにおいて、正反射光成分が最低となり、パターンの落ち込みがピーク、即ち極小値となる。

図１０（ｄ）には、正反射光受光素子１７２の出力信号、即ち、正反射光成分と拡散反射光成分とを含む光の光量に応じた信号が示されている。図１０（ｄ）に示すように、正反射光受光素子１７２の出力信号は、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）とを合成した信号となる。

図１０（ｄ）に示すように、正反射光受光素子１７２の出力信号には、閾値Ｓが設けられている。この閾値Ｓは、センサ制御部１２３が記憶している。そして、センサ制御部１２３は、位置ずれ補正においてパターンを検知する際、正反射光受光素子１７２の出力信号が閾値Ｓとなるタイミングを２つ検知し、そのタイミングの平均値に基づいてパターンの到達タイミングを検知する。

例えば、図１０（ｄ）において黒のパターン４１５を検知する場合、センサ制御部１２３は、タイミングｔ_Ｓ１及びｔ_Ｓ２の平均値に基づき、黒のパターン４１５の到達タイミングを検知する。尚、閾値Ｓを用いる場合の他、図１０（ｄ）に示すｔ_Ｐ１、ｔ_Ｐ２のように、信号の落ち込みがピークとなるタイミングを、パターンの到達タイミングとしても良い。

尚、有彩色のパターン４１６は、上述したように、正反射光成分と拡散反射光成分との合成であるため、ｔ_Ｓ３とｔ_Ｓ４との平均値からは、パターンの到達タイミングが正確に求められない可能性もある。有彩色パターンの到着タイミングをできるだけ正確に検出するために、パターンの副走査方向の幅Ｌ_１は、スポットＲの直径と同一若しくはそれ以下に設定されている。これは、パターンを可能な限り細く描画することにより、到着タイミングの幅を狭くし、検知誤差を低減するためである。また、隣接するパターンの間隔Ｌ_２は、スポットＱの直径よりも大きく設定されている。これにより、２つの異なるパターンが同時に照射され、２つのパターンから同時に拡散反射光が反射され、検知信号の信号強度が予期しない値となることを防ぐことができる。

このような検知信号においてセンサ制御部１２３は、図１０（ｄ）に示すＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３のようなピーク時の信号強度に基づいて、発光素子１７１の光量を確認する。上述したように、図１０（ｄ）に示す信号は、発光素子１７１によって照射された面の反射光を受光した正反射光受光素子１７２によって出力される信号であるため、その信号強度は発光素子１７１の照射光量に応じて変化する。即ち、図１０（ｄ）に示すＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３のようなピーク時の信号強度が、予め定められた所定の範囲内の値であるか否かを確認することにより、発光素子１７１の光量が正常な範囲内であるか否かを確認することができる。

ここで、有彩色のパターン４１６の読み取り信号に着目すると、図１０（ｂ）と図１０（ｃ）とを比較して判明するように、図１０（ｂ）に示す拡散反射光のピークタイミングは、図１０（ｃ）に示す正反射光の落ち込みが終了してフラットな状態に戻ったタイミング以降である。従って、図１０（ｄ）に示す合成成分のピークＰ_３の値は、図１０（ｂ）に示す拡散反射光成分のみの場合のピーク値と、図１０（ｃ）に示す正反射光の信号がフラットな状態との合成値である。

尚、上述したように、図１０（ｄ）に示す合成成分のピークＰ_３の値はスポットＱとスポットＲのアライメントによって変化する。このとき、Ｐ_３は、拡散反射光の光量の極大値であることが望ましいので、正反射光の落ち込みの影響を排除する必要がある。そのため、図１０（ｂ）に示す拡散反射光のピークタイミングを、図１０（ｃ）に示す正反射光の落ち込みが終了してフラットな状態に戻ったタイミング以降とする必要がある。このためには、図１０（ａ）に示すように、スポットＱの中心とスポットＲの中心とが所定間隔離間して設定すれば良い。より具体的には、有彩色のパターン４１６が、スポットＱの中心に位置した場合において、スポットＲが有彩色のパターン４１６と重複しないように、スポットＱ及びスポットＲの位置及び範囲を設定すれば良い。

本実施形態に係る正反射光受光素子１７２は、受光強度に応じた電圧を出力する。従って、センサ制御部１２３は、図１０（ｄ）に示すＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３のようなピーク時の信号強度に対して、電圧の範囲を指定する情報を保持しており、正反射光受光素子１７２の出力電圧が、上記保持している電圧の範囲内であるか否かを確認する。尚、図１０（ｄ）に示すＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３のようなピーク時の信号強度の好適な値は、正反射光受光素子１７２の感度や、ゲイン並びにセンサ制御部１２３のゲイン等によって異なるため、上記電圧の範囲は、夫々の場合に応じて適宜設定される。

図１０（ｄ）に示すＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３を用いた発光素子１７１の照射光量の確認態様としては、まずはＰ_３の値が用いられる。Ｐ_３は、上述したように、拡散反射光の光量の極大値を示している。従って、Ｐ_３を用いることにより、拡散反射光のみの成分に基づいて発光素子１７１の照射光量を判断することができるため好ましい。センサ制御部１２３は、上述したように、ピークＰ_３を検知すると、その値が予め定められた所定の範囲内の値であるか否か確認し、所定の範囲内であれば発光素子１７１の光量が正常であると判断する。他方、Ｐ_３の値が上記所定の範囲内の値ではない場合、センサ制御部１２３は、発光素子１７１の光量が異常であると判断する。

また、Ｐ_１、Ｐ_２を用いて発光素子１７１の照射光量の確認を行う場合、センサ制御部１２３は、黒のパターン４１５の検知信号の落ち込みのピークＰ_１の値と、有彩色のパターン４１６の検知信号の落ち込みのピークＰ_２の値との差Ｇに基づき、発光素子１７１の照射光量を判断する。即ち、正反射光成分と拡散反射光成分との混合成分の極小値の差に基づいて判断する。以下、その原理について説明する。

図１０（ｃ）に示すように、いずれのパターンを検知する場合においても、正反射光は同様の落ち込みとなる。従って、有彩色のパターン４１６のピークの落ち込み量が差Ｇだけ変化するのは、図１０（ｂ）に示すように、拡散反射光の影響による。従って、図１０（ｄ）に示す差Ｇに基づいて、拡散反射光の影響の度合いを参照することにより、発光素子１７１の照射光量を判断することができる。具体的には、上述したピークＰ_１の値の場合と同様に、差Ｇの値が、予め定められた所定の範囲内であるか否かを確認する。

次に、本実施形態に係る発光素子１７１の光量確認動作を含む位置ずれ補正動作について説明する。図１１は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作を示すフローチャートである。位置ずれ補正動作が開始されると、まず、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７に含まれる発光素子１７１を起動する（Ｓ１１０１）。これにより、発光素子１７１に電源が供給され、発光素子１７１の光量が上昇し始める。同時に、反射鏡２８０が回転を始める。

次に、光書き込み装置制御部１２０の書込み制御部１２１は、図８に示す位置ずれ補正用マーク４００を描画するように、光源装置２８１を制御すると共に、カウント部１２２がカウントを開始する（Ｓ１１０２）。そして、センサ制御部１２３は、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マーク４００に含まれるパターンを検知すると（Ｓ１１０３）、上記説明したように、発光素子１７１の光量が所定範囲内か否かの判断を行う（Ｓ１１０４）。

Ｓ１１０４の判断の結果、発光素子１７１の光量が所定範囲内ではない場合（Ｓ１１０４／ＮＯ）、光書き込み装置制御部１２０は、エラー処理を実行する（Ｓ１１０５）。Ｓ１１０５のエラー処理については後述する。Ｓ１１０４の判断の結果、発光素子１７１の光量が所定範囲内であった場合（Ｓ１１０４／ＹＥＳ）、カウント部１２２は、その検知結果に基づき、上述したカウント値を取得し（Ｓ１１０６）、補正値算出部１２４に入力する。尚、Ｓ１１０６において、カウント部１２２は、複数のセンサ素子１７０夫々についてのカウント値を取得し、補正値算出部１２４に入力する。

補正値算出部１２４は、カウント部１２２から複数のカウント値を取得すると、それらの平均値を求め（Ｓ１１０７）、更にその平均値及び上述した基準値に基づいて補正値を算出して補正値記憶部１２６に記憶させる（Ｓ１１０８）。Ｓ１１０８の処理が終了すると、センサ制御部１２３は、位置ずれ補正用マーク４００のパターンが終了したか否か判断し（Ｓ１１０９）、終了していなければ（Ｓ１１０９／ＮＯ）、Ｓ１１０３からの処理を繰り返す。そして、位置ずれ補正用マーク４００のパターンが全て終了したら（Ｓ１１０９／ＹＥＳ）、光書き込み装置制御部１２０は、処理を終了する。このような処理により、本実施形態に係る位置ずれ補正動作が完了する。

次に、Ｓ１１０５のエラー処理の内容について説明する。本実施形態に係るエラー処理の内容は、発光素子の照射光量が正常範囲外であると判定されたタイミングによって異なる。例えば、開始位置補正用パターン４１１の読み取りにおいて照射光量が正常範囲外であると判定された場合、画像の開始位置補正が不正確である可能性があるため、実行中の位置ずれ補正をキャンセルし、Ｓ１１０２から処理をやり直す。この場合、書込み制御部１２１は、ドラム間隔補正用パターン４１２を描画するために光源装置２８１を制御して光ビームを照射させていると考えられるが、その光ビームの照射を停止させ、再度開始位置補正用パターン４１１を描画するために光源装置２８１を駆動する。

Ｓ１１０２から処理をやり直す際、検知された発光素子の照射光量に応じて、発光素子１７１の駆動電力を調整することにより、照射光量を正常な範囲内にすることができる。また、開始位置補正用パターン４１１は、図８に示すように、位置ずれ補正用マーク４００の先頭に描画されるパターンであり、最も早くパターン検知センサ１１７の検知位置に到達する。従って、発光素子１７１が起動された後、照射光量が安定する前に開始位置補正用パターン４１１がパターン検知センサ１１７の検知位置に到達することが考えられる。従って、発光素子１７１の駆動電力を変更することなく、上述したようにＳ１１０２から処理をやり直しても良い。

他方、ドラム間隔補正用パターン４１２の読み取りにおいて照射光量が正常範囲外であると判定された場合、上述したように、発光素子１７１の安定化が原因であることが考えられる。図８に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、複数回繰り返されるため、光書き込み装置制御部１２０は、パターン検知センサ１１７の出力信号のうち、照射光量が正常範囲外であると判定された出力信号は無視し、Ｓ１１０３に戻って引き続きパターンの検知を続ける。即ち、センサ制御部１２３は、位置ずれ補正用パターンの到達判断において、照射光量が正常範囲外であると判定された出力信号を除外する。これにより、発光素子１７１の照射光量が安定化し、位置ずれ補正を正確に実行することができる。

上述したように、パターンの検知を継続した場合であっても、連続して照射光量が正常範囲外であると判定された場合、発光素子１７１の安定化以外の原因があると考えられる。この場合、センサ制御部１２３は、発光素子１７１の駆動電力を調整し、発光素子１７１の照射光量を調整する。そして、Ｓ１１０２に戻り、再度パターンの描画及びパターンの検知を行う。

これらのエラー処理を経ても尚、発光素子１７１の照射光量が正常な範囲外である場合、光書込み制御部１２０は、コントローラ２０にエラーを通知し、コントローラ２０がディスプレイパネル２４に発光素子１７１が異常であることを表示させる。これにより、ユーザが、発光素子１７１に異常が発生していることを認識することができる。

次に、本実施形態に係る位置ずれ補正動作を実行することによる効果について、図１２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図１２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作を実行した場合及び従来技術に係る位置ずれ補正動作を実行した場合における各処理のタイミングを示す図である。

図１２（ａ）は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作を実行した場合の動作タイミングを示す図である。図１２（ａ）に示すように、ｔ_０において位置ずれ補正動作が開始されると、まず、ｔ_１までの期間で、パターン検知センサ１１７の起動及び発光素子１７１の照射光量の安定化が行われる。この間に、反射鏡２８０の回転開始等、光書き込み装置１１１側の起動も行われる。その後、上述したように、図８に示す位置ずれ補正用マーク４００の描画及びその検知による位置ずれ補正処理と、検知信号に基づいた照射光量の確認処理とが平行して行われる。

尚、光書き込み装置１１１が感光体ドラム１０９を露光して描画を開始してから、描画されたパターンがパターン検知センサ１１７の検知位置に到達するまでには間隔があるため、光書き込み装置１１１は、タイミングｔ_１よりも前に、感光体ドラム１０９の露光を開始しても良い。

図１２（ｂ）は、従来技術に係る位置ずれ補正動作を実行した場合の動作タイミングを示す図である。図１２（ｂ）に示すように、従来技術に係る位置ずれ補正動作においては、タイミングｔ_１の後、パターンの描画されていない搬送ベルト１０５の白地の面を照射してその反射光量を検知して照射光量を調整する光量調整を行った後に、タイミングｔ_２において位置ずれ補正を開始する。

このように、本実施形態に係る位置ずれ補正においては、従来技術に係る光量調整の期間分、位置ずれ補正の開始タイミングを早めることができ、その結果、画像形成出力が実行されるまでの時間を短縮することができる。また、パターンを検知しながら、その反射光の光量に基づいて発光素子１７１の照射光量を確認するため、発光素子１７１の照射光量が正常範囲内であることを確認することにより、位置ずれ補正の信頼性を保つことができる。

尚、図１２（ａ）、（ｂ）に示すタイミングｔ_１は、一般的に、発光素子１７１の照射光量の安定化のために、ある程度の余裕を含めたタイミングとして設定されている。従って、タイミングｔ_１を更に早めても、発光素子１７１の照射光量は既に安定化しており、問題にはならないことが考えられる。従って、図１２（ｃ）に示すように、発光素子１７１の安定化のための期間を含めたタイミングｔ_１ではなく、パターン検知センサ１１７が起動すると共に、光書き込み装置１１１によるパターンの描画が可能になるタイミングｔ_３において、位置ずれ補正及び光量確認を開始しても良い。これにより、画像形成出力が実行されるまでの時間を更に短縮することができる。

図１２（ｃ）の場合において、発光素子１７１の照射光量が安定化しておらず、照射光量が所定の範囲外であると判定された場合であっても、上記エラー処理において説明したように、不正な検知信号を無視して処理を続行することにより、処理を続行することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１は、位置ずれ補正動作を実行する際、パターンの読み取りを開始する前に白地を照射し、その反射光に基づいてパターン検知センサの光量を調整するのではなく、パターンの読み取りにおける反射光の光量に基づいてパターン検知センサの光量を確認する。これにより、光量調整を行うことなく位置ずれ補正動作を開始しながらも、光量が正常範囲内であることが確認される。従って、位置ずれ補正の信頼性を損なうことなく、位置ずれ補正動作におけるパターンの読み取り開始タイミングを早めることができる。

また、従来技術に係る光量調整の場合、搬送ベルト１０５の表面である白地面を照射してその反射光を受光することにより調整を行うため、搬送ベルト１０５の表面に付着した汚れや傷の影響を除外する必要がある。これに対して、本実施形態においては、搬送ベルト１０５の表面にパターンを描画するため、表面の汚れや傷は、描画されたパターンによって被覆される。従って、上述したように汚れや傷の影響を除外する処理を実行する必要がなく、処理を簡略化すると共に、光量確認の精度を向上することができる。

尚、上記実施形態においては、図３に示すように、搬送ベルト１０５によって搬送される用紙の紙面上に感光体ドラム１０９から直接画像を転写する方式を例として説明した。即ち、搬送体としての搬送ベルト１０５が、用紙を搬送する場合を例として説明した。

この他、図１３に示すように、感光体ドラム１０９から搬送ベルト１０５上に転写されて形成された画像を更に用紙の紙面上に転写する中間転写方式であっても、上記実施形態を適用することが可能であり、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、中間転写ベルトである搬送ベルト１０５は、搬送体として画像を搬送する。

また、上記実施形態においては、図８に示すように、開始位置補正用パターン４１１に全ての感光体ドラム１０９のパターンを含める場合を例として説明した。しかしながら、上記実施形態において最低限必要なのは、図１０に示すように、開始位置補正を行うための黒のパターン４１５及び光量確認を行うための有彩色のパターン４１６であり、全ての感光体ドラム１０９のパターンを含める必要はない。即ち、感光体ドラム１０９ＢＫのパターンに加えて、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃのうちいずれかのパターンを開始位置補正用パターン４１１に含めれば良い。

また、上述したように、開始位置補正は、拡散反射光の影響を受けないこと等の理由から、黒のパターン４１５を用いて行うことが好ましいが、有彩色のパターン４１６によっても実行可能である。従って、開始位置補正用パターン４１１に、有彩色のパターン４１６のみを含めるようにしても良い。

また、上記実施形態においては、開始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の両方において光量確認を行うため、本来黒のパターン４１５のみでも良い開始位置縫製用パターン４１１において有彩色のパターン４１６を含めるようにしている。しかしながら、本実施形態に係る要旨は、発光素子１７１を予め所定の電力で起動して位置ずれ補正動作を開始した上で、事後的に発光素子１７１の照射光量が正常な範囲内であることを確認することである。従って、必ずしも開始位置補正用パターン４１１において照射光量の確認を行う必要はなく、ドラム間隔補正用パターン４１２においてのみ、照射光量の確認を行っても良い。

１画像形成装置、
１０ＣＰＵ、
１１ＲＡＭ、
１２ＲＯＭ、
１３エンジン、
１４ＨＤＤ、
１５Ｉ／Ｆ、
１６ＬＣＤ、
１７操作部、
１８バス、
２０コントローラ、
２１ＡＤＦ、
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分離ローラ、
１０４用紙、
１０５搬送ベルト、
１０６ＢＫ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ画像形成部、
１０７駆動ローラ、
１０８従動ローラ、
１０９ＢＫ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ感光体ドラム、
１１０ＢＫ帯電器、
１１１光書き込み装置、
１１２ＢＫ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ現像器、
１１３ＢＫ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ除電器、
１１５ＢＫ、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書込み制御部、
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、
１７０センサ素子、
１７１発光素子、
１７２正反射光受光素子、
１７３拡散反射光受光素子、
２８０反射鏡、
２８１、２８１ＢＫ、２８１Ｙ、２８１Ｍ、２８１Ｃ光源装置、
２８２、２８２ＢＫ、２８２Ｙ、２８２Ｍ、２８２Ｃミラー
２８３水平同期検知センサ
４００位置ずれ補正用マーク、
４０１位置ずれ補正用パターン列、
４１１開始位置補正用パターン、
４１２ドラム間隔補正用パターン、
４１３副走査方向補正用パターン、
４１４主走査方向補正用パターン

特開２００８−２９９３１１号公報特開２００８−１８０９４６号公報

Claims

感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書き込み装置であって、
前記光ビームを照射する光源と、
前記光源を制御して光ビームを照射させる光源制御部と、
前記静電潜像を現像することによって形成された画像が前記感光体に対して相対的に移動する搬送体によって搬送され、所定の位置に到達したことを検知する画像検知部と、
前記光源制御部が前記光源に光ビームを照射させるタイミングを調整するためのパターンであって少なくとも有彩色を含むパターンの描画を開始してから前記画像検知部が前記パターンを検知するまでの期間である検知期間をカウントする検知期間カウント部と、
前記検知期間の基準となる値である基準値を取得する基準値取得部と、
前記カウントされた検知期間及び前記取得された基準値の差に基づいて前記光源に光ビームを照射させるタイミング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、
前記画像検知部が、
前記搬送体の表面を照射する発光部と、
前記搬送体の表面による反射光の光量に応じた信号を出力する受光部と、
前記出力された信号に基づいて画像が所定の位置に到達したことを検知する到達判断部と、
前記出力された信号に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認する光量確認部とを含むことを特徴とする光書き込み装置。
前記光量確認部が、前記照射光の光量が所定の範囲外であると判断した場合、前記到達判断部は、前記所定の位置に到達したことの検知において、前記範囲外であると判断された信号を除外することを特徴とする請求項１に記載の光書き込み装置。
前記光量確認部は、前記出力された信号のうち、前記有彩色のパターンによる反射の光量に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認することを特徴とする請求項１または２に記載の光書き込み装置。
前記光量確認部は、前記出力された信号のうち、前記有彩色のパターンによる拡散反射光の極大値に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認し、
前記発光部が前記搬送体の表面を照射する照射範囲の中心と、前記受光部が搬送体の表面による正反射光を受光する受光範囲の中心とが異なり、前記パターンが搬送されて前記照射範囲の中心に位置することにより前記パターンによる拡散反射光が最大となる場合において、前記パターンが描画された範囲と前記受光範囲とが重複しないことを特徴とする請求項３に記載の光書き込み装置。
前記パターンは、前記有彩色に加えて黒色を含み、
前記光量確認部は、前記出力された信号のうち、前記黒色のパターンによる反射の光量の極小値と前記有彩色のパターンによる反射の光量の極小値との差に基づいて前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の光書き込み装置。
前記パターンは、前記静電潜像が現像された画像が転写される用紙における前記画像の位置を調整するために前記光ビームの照射タイミングを調整するためのパターンである開始位置補正用パターンを含み、
前記開始位置補正用パターンが、前記有彩色に加えて黒色を含むことを特徴とする請求項５に記載の光書き込み装置。
前記光量確認部が、前記発光部が照射する照射光の光量が所定の範囲外であることを前記開始位置補正用パターンの反射光の光量に応じた信号に基づいて確認した場合、
前記光源制御部が、前記光ビームの照射を停止することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の光書込み装置。
請求項１乃至７いずれか１項に記載の光書き込み装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
感光体に対して光ビームを照射して静電潜像を形成する光書き込み装置の位置ずれ補正方法であって、
光源が、前記光ビームを照射して前記感光体上に静電潜像を形成し、
搬送体が、前記静電潜像が現像されて転写された画像を搬送し、
到達検知部が、前記搬送体の表面による反射光の光量に応じて出力された信号に基づいて前記画像が所定の位置に到達したことを検知し、
検知期間カウント部が、前記光源が光ビームを照射するタイミングを調整するためのパターンであって少なくとも有彩色を含むパターンの描画を開始してから前記画像検知部が前記パターンを検知するまでの期間である検知期間をカウントし、
光量確認部が、前記出力された信号に基づいて前記搬送体の表面を照射する照射光の光量が所定の範囲内であることを確認し、
基準値取得部が、前記検知期間の基準となる値である基準値を取得し、
補正値算出部が、前記カウントされた検知期間及び前記取得された基準値の差に基づいて前記光源に光ビームを照射させるタイミング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位置ずれ補正方法。