画像形成装置、及びプログラム
【課題】複数の発光素子アレイユニットのオーバーラップ部をつなぎ目とした光書き込み装置において、簡単かつ安価な手段によりつなぎ目位置の調整を可能にする。
【解決手段】プリントヘッド２、３は、オーバーラップ部分２１、３１の発光素子をつなぎ目として分割露光を行う。プリントヘッド２、３に複数の異なるテストパターンデータを順次書き込み、感光体ドラム９上に複数の異なるテストパターン画像１１を順次形成する。プリントヘッド２は各テストパターンデータにより所定数毎に交互に点灯及び消灯する。プリントヘッド３は各テストパターンデータにより所定数毎に交互に点灯及び消灯するとともに、点灯及び消灯位置がテストパターンデータ毎に１画素ずつずれる。濃度センサ１０により、複数のテストパターン画像の濃度の推移を検出することで、オーバーラップ部分の画素数を判定し、その結果を基につなぎ目位置を調整する。
【解決手段】プリントヘッド２、３は、オーバーラップ部分２１、３１の発光素子をつなぎ目として分割露光を行う。プリントヘッド２、３に複数の異なるテストパターンデータを順次書き込み、感光体ドラム９上に複数の異なるテストパターン画像１１を順次形成する。プリントヘッド２は各テストパターンデータにより所定数毎に交互に点灯及び消灯する。プリントヘッド３は各テストパターンデータにより所定数毎に交互に点灯及び消灯するとともに、点灯及び消灯位置がテストパターンデータ毎に１画素ずつずれる。濃度センサ１０により、複数のテストパターン画像の濃度の推移を検出することで、オーバーラップ部分の画素数を判定し、その結果を基につなぎ目位置を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主走査方向を分割露光する複数の発光素子アレイユニットからなる光書き込み装置を有する画像形成装置、及びその発光素子アレイユニットのつなぎ目位置を調整するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を適用した広幅複写機や広幅プリンタなどの画像形成装置では、安価なＡ３又はＡ４サイズ幅の発光素子アレイユニット、例えば発光素子がＬＥＤ（発光ダイオード）である複数個のＬＥＤプリントヘッドを主走査方向に配置し、分割露光することで広幅サイズの書き込みに対応する光書き込み装置が使用されている。
【０００３】
ここで、主走査方向に隣り合うＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の所定の発光素子をつなぎ目として、画像を主走査方向につなぎ合わせている。
【０００４】
例えば第１のＬＥＤプリントヘッドと第２のＬＥＤプリントヘッドがこの順に主走査方向の開始端側から隣り合うように配置されており、かつオーバーラップ画素数が１０の場合、例えば第１のＬＥＤプリントヘッドにおける主走査方向開始端側より５番目のオーバーラップ画素及び第２のＬＥＤプリントヘッドにおける主走査方向開始端側より６番目のオーバーラップ画素をつなぎ目としてつなぎ合わせる。
【０００５】
このため、ＬＥＤプリントヘッドの組み付けの精度や物理的なバラツキにより、隣り合うＬＥＤプリントヘッド間の位置関係がずれてしまうと、オーバーラップ画素数が増減して、つなぎ目位置が予定の位置（理論位置）からずれることで、主走査方向で画像が重なってしまったり、その逆に離れてしまったりする場合がある。
【０００６】
この問題に対処した装置として、主走査方向に千鳥状に配置されたＬＥＤプリントヘッドの発光出力をＣＣＤカメラなどの受光素子により検出し、コンピュータで処理することにより、ＬＥＤプリントヘッドのつなぎ目位置のずれ量の検出を行い、隣り合うＬＥＤプリントヘッドのうちの一方のＬＥＤプリントヘッドのドット点灯位置をずれ量分移動することにより、つなぎ目位置の調整を可能にした発光素子アレイ位置検出装置がある（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、この発光素子アレイ位置検出装置では、光書き込み装置とは異なる外部装置（冶具）で調整を行うため、出荷された後に一部のＬＥＤプリントヘッドの故障による交換や経時変化でつなぎ目にずれが生じてしまった場合には市場で調整を行わなければならない。そのため、調整が困難であり工数がかかるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、画像形成装置本体に簡単かつ安価な手段を搭載することで、出荷後の市場でも容易につなぎ目位置を調整できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、主走査方向に隣り合う二個の発光素子アレイユニットの少なくとも前記端部の発光素子に複数のテストパターンデータを順次書き込むことで感光体上に複数のテストパターンの潜像を順次形成するプリントヘッド制御手段と、現像装置を動作させて前記複数のテストパターンの潜像を現像することで前記感光体上に複数のテストパターン画像を順次形成するテストパターン画像形成手段と、濃度センサを動作させて前記複数のテストパターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記複数のテストパターン画像間の濃度の推移に基づいて、前記端部でオーバーラップしている発光素子の数を判定するオーバーラップ画素数判定手段と、前記オーバーラップ画素数判定手段の判定結果に基づいて、前記二個の発光素子アレイユニットのつなぎ目の画素を決定するつなぎ目画素決定手段とを有し、前記複数のテストパターンデータは、一方の発光素子アレイユニットの発光素子を所定数毎に交互に点灯及び消灯させるとともに、他方の発光素子アレイユニットの発光素子を前記所定数毎に交互に点灯及び消灯させ、かつ当該他方の発光素子アレイユニットの発光素子の点灯及び消灯位置をテストパターン毎に順次ずらすことを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明のプログラムは、コンピュータを本発明の画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、画像形成装置本体に簡単かつ安価な手段を搭載することで、出荷後の市場でも容易につなぎ目位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の要部を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の画像形成装置が備える制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の画像形成装置において、主走査方向に隣り合う二個のプリントヘッドと、感光体ドラム上に形成されるテストパターンと、濃度センサとの関係を示す図である。
【図５】図５Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第１のテストパターン画像を示す図であり、図５Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図６】図６Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第２のテストパターン画像を示す図であり、図６Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図７】図７Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第３のテストパターン画像を示す図であり、図７Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図８】図８Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第１１のテストパターン画像を示す図であり、図８Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図９】オーバーラップ画素数が１００の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係を示す図である。
【図１０】図１０Ａはオーバーラップ画素数が９９の場合に感光体ドラム上に形成する第１のテストパターン画像を示す図であり、図１０Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図１１】図１１Ａはオーバーラップ画素数が９９の場合に感光体ドラム上に形成する第２のテストパターン画像を示す図であり、図１１Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図１２】図１２Ａはオーバーラップ画素数が９９の場合に感光体ドラム上に形成する第１１のテストパターン画像を示す図であり、図１２Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図１３】オーバーラップ画素数が９９の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係を示す図である。
【図１４】表３のオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の濃度センサの出力変化のパターンの例を示す図である。
【図１５】表３のオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態の画像形成装置において、オーバーラップ画素数を判定し、つなぎ目位置の調整を行う手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置の要部を概略的に示す図である。
この画像形成装置Ｇは、図示のように、ドラム状に形成された感光体である感光体ドラム９と、感光体ドラム９を軸線回りに所定速度で回転させる回転駆動装置（図示せず）とを備えている。また、画像形成装置Ｇは、感光体ドラム９を囲んで、その回転方向（副走査方向：矢印参照）に順に配置された、帯電チャージャ１、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３、現像装置４、濃度検知手段である濃度センサ１０、転写チャージャ５、分離チャージャ６、クリーニングユニット７、及び、除電ランプ８を備えている。
【００１３】
分離チャージャ６は、転写紙を感光体ドラム９から分離させる。クリーニングユニット７は、感光体ドラム９の表面に残った転写残トナーを清掃する。除電ランプ８は、清掃後の感光体ドラム９上の残留電位を除電して一様に取り払う。濃度センサ１０は、感光体ドラム９に形成された画像の濃度（トナー濃度）を測定（検知）するためのセンサ、例えば、反射型フォトセンサ等のセンサであり、後述するように、第１と第２のプリントヘッド２、３のオーバーラップ画素数を判定するために、感光体ドラム９上に形成したテストパターン画像の濃度を検出するときに使用される。
【００１４】
ここで、第１と第２のプリントヘッド２、３は、それぞれ感光体ドラム９の幅方向（主走査方向）に沿って、かつ、感光体ドラム９の回転方向（副走査方向）に所定間隔を開けて配置されている。併せて、第１と第２のプリントヘッド２、３は、感光体ドラム９に設定された主走査方向の異なる範囲に配置されるとともに、一部の配置範囲がオーバーラップするように、配置範囲の境界側で、それぞれの端部を主走査方向に重複させて配置されている。これにより、第１と第２のプリントヘッド２、３は、感光体ドラム９の主走査方向に沿って、互いのつなぎ目（配置範囲の境界）をオーバーラップさせて、感光体ドラム９を幅方向に分割した範囲に配置される。また、第１と第２のプリントヘッド２、３は、それぞれの一部（端部）を主走査方向に重複させて、感光体ドラム９の主走査方向の全感光範囲に亘り配置される。
【００１５】
この第１と第２のプリントヘッド２、３は、複数の発光素子を一次元状に配列させたアレイ状（列状）の発光素子からなり、ここでは、ＬＥＤを発光素子としたＬＥＤプリントヘッドにより構成される。これら第１と第２のプリントヘッド２、３は、各発光素子が点灯したときに発生する光を感光体ドラム９に照射して、感光体ドラム９の表面に静電潜像を形成する。その際、画像形成装置Ｇは、第１と第２のプリントヘッド２、３により、感光体ドラム９の主走査方向を分割して露光し、それらを主走査方向につなぎ合わせて１つの静電潜像を形成した後、静電潜像を現像装置４のトナーにより現像する。
【００１６】
図２は、この画像形成装置Ｇの概略構成を示すブロック図であり、図３は、画像形成装置Ｇが備える制御装置の内部構成を示すブロック図である。なお、図面ではプリントヘッドをＬＰＨと表す。
【００１７】
画像形成装置Ｇは、図２に示すように、原稿を読み取る手段である読取部１００、読み取られた原稿の画像（画像情報）に画像処理を施す画像処理部２００、及び、原稿を複写するときに画像を書き込む書込部５００を有する。また、画像形成装置Ｇは、装置全体を制御する制御装置３００、制御装置３００にキー入力などを行う操作手段である操作部４００を有し、制御装置３００に上記した濃度センサ１０が接続されている。
【００１８】
制御装置３００は、図３に示すように、各種の演算処理を実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＣＰＵ３０１により使用される各種設定情報、プログラム、データ等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、及び、ＣＰＵ３０１が直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）３０３を有するコンピュータからなる。なお、本実施形態では、上記コンピュータでプログラムを実行させることにより本発明の各手段を実現する。
【００１９】
書込部５００（図２参照）は、画像処理部２００から転送された画像データの信号をプリントヘッド制御回路５０１で１画素単位ビットに変換し、第１と第２のプリントヘッド２、３で光（ここでは、赤外光）に変換して出力する。その際、プリントヘッド制御回路５０１は、画像を感光体ドラム９の幅方向に対応する方向に分割して、分割された各画像のデータを、第１のプリントヘッド２と第２のプリントヘッド３に並行して転送する。また、第２のプリントヘッド３は、第１のプリントヘッド２よりも感光体ドラム９の回転方向の下流に配置されている。そのため、プリントヘッド制御回路５０１は、第２のプリントヘッド３に対し、遅延回路を通して、第１のプリントヘッド２と第２のプリントヘッド３の副走査線方向の間隔、及び、感光体ドラム９の周速により決定される遅延時間だけ遅延させてデータを転送する。これにより、感光体ドラム９上で、第２のプリントヘッド３が書き込む画像を、第１のプリントヘッド２が書き込んだ画像に１ラインに合成させる。
【００２０】
ここで、画像形成装置Ｇでは、第１と第２のプリントヘッド２、３の組み付けの精度や物理的なバラツキに起因してそれらの主走査方向の位置がずれてしまうと、オーバーラップ画素数が予め定めた数から増減する結果、つなぎ目位置が予定の位置（理論位置）からずれることで、主走査方向で画像が重なってしまったり、その逆に離れてしまったりする場合がある。
【００２１】
オーバーラップ画素数が判れば、つなぎ目位置を決定できる。そこで、本実施形態では、図４に示すように、第１と第２のプリントヘッド２、３の端部のオーバーラップ部分２１、３１をテストパターンデータにより駆動することで、感光体ドラム９上にオーバーラップ画素数検出用のテストパターン画像１１を形成し、その濃度を濃度センサ１０で検出することで、オーバーラップ画素数Ｎを判定し、その判定結果を用いて、第１と第２のプリントヘッド２、３のつなぎ目位置を決定する。なお、この図では、トナーの消費を抑えるため、オーバーラップした部分のみにテストパターン画像１１を形成しているが、オーバーラップした部分よりも広い範囲、例えば第１と第２のプリントヘッド２、３の主走査方向全体にテストパターン画像１１を形成することもできる。ただし、濃度センサ１０の検出範囲はオーバーラップした部分のみとする。
【００２２】
以下、オーバーラップ画素数Ｎの検出方法（アルゴリズム）について説明する。
まずオーバーラップ画素数を１００とした場合の検出例を示す。理論上のオーバーラップ画素数を１００とした場合でも、取り付け精度誤差などから±０．２mm程度のずれが生じるものとすると、ほぼ±５画素（６００ｄｐｉ換算）のずれが生じ、オーバーラップ領域はおよそ９５〜１０５画素の間にあるものと推測できる。ここで、ずれのバラツキ範囲は上記の値以下であることを前提条件としている。また、本実施形態では第１と第２のプリントヘッド２、３のドットの位置は、本実施形態には記載しない公知のドット位置ずれ合わせ方法により合っていることを前提としている。
【００２３】
図５〜図９は、オーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム９上に形成する異なるテストパターン画像と、そのテストパターン画像を濃度センサ１０で検出した出力を示す図である。以下、順に説明する。
【００２４】
まず図５Ａは第１のテストパターン画像を示し、図５Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサ１０で検出した出力を示す。図５Ａにおいて、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ部分２１の１００画素（オーバーラップ画素）には、右端から順に“ｎ”乃至“ｎ−９９”の番号を付し、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ部分３１の１００画素（オーバーラップ画素）には、左端から順に“１”乃至“１００”の番号を付した。そして、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ画素には、ｎ番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち右端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。また、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ画素には、１番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち左端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。図において、黒が点灯しているドット、白が消灯しているドットを表す。これらが第１のテストパターンデータである。
【００２５】
このとき、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３の双方により感光体ドラム９上に形成されるテストパターンの潜像を現像することで形成されるテストパターン画像（第１のテストパターン画像）１１＿１は黒ベタ画像となる。また、図５Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値はＶmin値となる。この出力値ＶminをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。なお、濃度センサ１０が感光体ドラム９のトナーが付いていない部分を検出したときに反射光量が最大となるため、そのときに濃度センサ１０の出力値（図５Ｂのドラム面濃度）は最大値をとる。
【００２６】
次に、図６Ａに示すように、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第２のテストパターンデータを書き込み、感光体ドラム９上に第２のテストパターン画像１１＿２を形成する。第２のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを１画素右方（主走査の終端方向）にシフトしたものである。第２のテストパターン画像１１＿２は、１ドット幅でトナーがのらない部分１１＿２aを有する画像となり、図６Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値はＶa（Ｖa＞Ｖmin）となる。このときの濃度センサ出力値ＶaをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００２７】
次に、図７Ａに示すように、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第３のテストパターンデータを書き込み、感光体ドラム９上に第３のテストパターン画像１１＿３を形成する。第３のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを２画素右方にシフトしたものである。第３のテストパターン画像１１＿３は、２ドット幅でトナーがのらない部分１１＿３aを有する画像となり、図７Ｂに示すように、そのときの濃度センサの出力値はＶb（Ｖb＞Ｖa）となる。
【００２８】
以降、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第４乃至第１１のテストパターンデータを順次書き込み、感光体ドラム９上に第４乃至第１１のテストパターン画像を形成する。第４乃至第１１のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを３画素乃至１０画素右方にシフトしたものである。図８Ａには第１１のテストパターン画像１１＿１１を示している。第１１のテストパターン画像１１＿１１は、１０ドット幅でトナーがのらない部分１１＿１１aを有する濃度の最も薄い画像となり、図８Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値は最高のＶmaxとなる。第４乃至第１１のテストパターン画像１１＿４乃至１１＿１１を濃度センサ１０で検出したときの出力値をＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００２９】
以上のように、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを順次変化させた場合の濃度センサ出力は下記表１のようになる。この表において、「Ｖmin＜Ｖa＜Ｖb＜Ｖc＜Ｖd＜Ｖe＜Ｖf＜Ｖg＜Ｖh＜Ｖi＜Ｖmax」である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
この表より、オーバーラップ画素数Ｎが１００の場合には、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを右方へ順次１乃至１０画素シフトさせたときの濃度センサ出力は、図９に示すように、Ｖmin→Ｖmaxへと右肩上がりに変化することがわかる。
【００３２】
次に、オーバーラップ画素数Ｎを９９とした場合に感光体ドラム９上に形成する異なるテストパターン画像と、そのテストパターン画像を濃度センサ１０で検出した出力について説明する。
【００３３】
図１０Ａにおいて、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ部分２１の９９画素（オーバーラップ画素）には、右端から順に“ｎ”乃至“ｎ−９８”の番号を付し、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ部分３１の９９画素（オーバーラップ画素）には、左端から順に“１”乃至“９９”の番号を付した。そして、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ部分２１には、ｎ番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち右端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。また、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ部分３１には、１番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち左端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。図において、黒が点灯しているドット、白が消灯しているドットを表す。これらが第１のテストパターンデータである。
【００３４】
このとき、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３の双方により感光体ドラム９上に形成されるテストパターンの潜像を現像することで形成されるテストパターン画像（第１のテストパターン画像）１２＿１は、１ドット幅でトナーがのらない部分１２＿１aを有する画像となり、図１０Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値はＶaとなる。このときの濃度センサ出力値ＶaをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００３５】
次に、図１１Ａに示すように、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第２のテストパターンデータを書き込み、感光体ドラム９上に第２のテストパターン画像１２＿２を形成する。第２のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを１画素右方にシフトしたものである。第２のテストパターン画像１２＿２は、２ドット幅でトナーがのらない部分１２＿２aを有する画像となり、図１１Ｂに示すように、そのときの濃度センサの出力値はＶb（Ｖb＞Ｖa）となる。このときの濃度センサ出力値ＶｂをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００３６】
以降、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第３乃至第１１のテストパターンデータを順次書き込み、感光体ドラム９上に第３乃至第１１のテストパターン画像を形成する。第３乃至第１１のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを２画素乃至１０画素右方にシフトしたものである。図１２Ａには第１１のテストパターン画像１２＿１１を示している。第１１のテストパターン画像１２＿１１では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３により形成される画像が重なり合い、９ドット幅でトナーがのらない部分１２＿１１ａを有するものとなり、そのときの濃度センサの出力値はＶｉ（Ｖｉ＞Ｖｂ）となる。第３乃至第１１のテストパターン画像１１＿３乃至１１＿１１を濃度センサ１０で検出したときの出力値をＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００３７】
以上のように、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを順次変化させた場合の濃度センサ出力は下記表２のようになる。この表において、「（Ｖmin）＜Ｖa＜Ｖb＜Ｖc＜Ｖd＜Ｖe＜Ｖf＜Ｖg＜Ｖh＜Ｖi＜Ｖmax」である。
【００３８】
【表２】
【００３９】
この表より、オーバーラップ画素数Ｎが９９の場合には、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを右方へ順次１乃至１０画素シフトさせたときの濃度センサ出力は、図１３に示すように、Ｖa→Ｖmaxへと右肩上がりに変化した後にＶiに低下することがわかる。
【００４０】
オーバーラップ画素数が９０乃至９８及び１０１乃至１１０についても同様に第１乃至第１１のテストパターン画像を形成し、濃度センサ１０により濃度を検出することで、下記表３に示すデータが得られる。
【００４１】
【表３】
【００４２】
表３より、濃度センサ１０の出力変化はオーバーラップ画素数に応じて異なるため、濃度センサ１０の出力がどのように変化しているかを確認することによってオーバーラップ画素数を判定することができる。即ち、例えばセンサ変化がＶmin→Ｖmaxの場合にはオーバーラップ画素数が１００であると判定する。
【００４３】
ここで、オーバーラップ画素数が９０以下と１１０以上については、濃度センサ１０の出力変化が重複するため、１０ドット幅のテストパターンデータの場合は、±９ドットまでのオーバーラップ領域変動量の検出が可能である。オーバーラップ画素数のバラツキが大きい場合または小さい場合には、このパターン幅を変更することにより、検出可能なオーバーラップ領域を変えることができる。
【００４４】
表３の濃度センサ１０の出力変化のパターンの一部を図１４に示す。図の左側から順番にオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の出力変化のパターンを例示した。また、図１５は、表３のオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係をグラフ化したものである。
【００４５】
以上説明した手順でオーバーラップ画素数を判定し、その判定結果を用いてつなぎ目位置の調整を行う処理について、図１６に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１では、感光体ドラム９を回転させ、濃度センサ１０で感光体ドラム９の濃度を読み取り、Ｖsg調整（キャリブレーション）を実行する。
【００４６】
ステップＳ２では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に出力するテストパターンデータのパターン番号ｎを初期化（ｎ＝１）する。
ステップＳ３では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第ｎのテストパターンデータを書き込む。ここではｎ＝１であるから、第１のテストパターンデータ、即ち第１のプリントヘッド２にはオーバーラップ部分２１の右側より１０ドット幅１０ドット間隔の点灯データを、第２のプリントヘッド３にはオーバーラップ部分３１左側より１０ドット幅１０ドット間隔の点灯データを書き込む。これにより、感光体ドラム９上に第１のテストパターンの潜像が形成される。この潜像を現像装置４で現像することにより、感光体ドラム９上に第１のテストパターン画像が形成される。
【００４７】
ステップＳ４では、濃度センサ１０で第ｎのテストパターンの画像濃度を測定し、ＲＡＭ３０３に蓄積しておく。
【００４８】
ステップＳ５では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に所定のテストパターンデータ（ここでは、第１乃至第１１のテストパターンデータ）を全て書き込んだか否かを判断する。
【００４９】
判断の結果、書き込みが終了していなければ（ステップＳ５：No）、パターン番号ｎを１インクリメントし（ステップＳ８）、ステップＳ３に戻る。一方、第１１のテストパターンデータまでの書き込みが終了していた場合は（ステップＳ５：Yes）、ステップＳ６に進む。
【００５０】
ステップＳ６では、ＲＡＭ３０３に蓄積しておいた各テストパターン画像の濃度データを読み出し、このデータをＣＰＵ３０１により比較処理して、データの変化推移を確認した結果から、オーバーラップ画素数を判定する。
【００５１】
最後のステップＳ７では、ステップＳ６で判定したオーバーラップ画素数より、つなぎ目位置を決定する。即ち、例えばオーバーラップ画素数が１００であった場合には、第１のプリントヘッド２のつなぎ目画素を「ｎ−５０」番の画素とし、第２のプリントヘッド３のつなぎ目画素を５１番の画素と設定する。
【００５２】
以上詳細に説明したように、本実施形態の画形成装置によれば、装置本体に簡単かつ安価な手段（濃度センサ１０、図１６に示す手順を実行するためのプログラム等）を搭載することで、出荷後の市場でも容易につなぎ目位置を調整することができる。
【００５３】
なお、以上の実施形態では、濃度センサ１０の主走査方向の検出範囲はオーバーラップ部分のみとしたが、オーバーラップ部分を濃度センサ１０の検出範囲より広い（濃度センサ１０の検出範囲がオーバーラップした部分より狭い）構成としてもよい。これにより、濃度センサ１０の取り付け誤差の影響を受けずに、オーバーラップ部分のテストパターン画像の濃度を読み取ることができる。
【００５４】
また、感光体ドラム９上に形成されるテストパターン画像はトナーによる現像で太るため、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３の光量を調整（抑制）することで、テストパターン画像の線幅を調整して、濃度センサ１０の出力特性を向上させることが好適である。
【００５５】
また、以上の実施形態は２個のプリントヘッドにより主走査方向を分割して露光する画像形成装置を対象としているが、３個以上のプリントヘッドにより主走査方向を分割して露光する画像形成装置に対しても、隣り合う２個のプリントヘッドに対して、図１６に示す手順を順次又は同時に実行することで、それぞれのオーバーラップ部分のつなぎ目位置を調整することができる。
【００５６】
また、以上の実施形態では、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを順次１画素ずつ右方にシフトさせているが、最初は複数画素ずつシフトさせ、おおよその位置が分かってから、１画素ずつシフトさせてもよい。これにより、例えばずれ量が大きいため、１画素ずつシフトさせると無駄なトナー量が多くなる場合に無駄なトナー量を低減することができる。
【符号の説明】
【００５７】
２…第１のプリントヘッド、３…第２のプリントヘッド、４…現像装置、９…感光体ドラム、１０…濃度センサ、３００…制御装置、３０１…ＣＰＵ、３０２…ＲＯＭ、３０３…ＲＡＭ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００５−８８３７１号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主走査方向を分割露光する複数の発光素子アレイユニットからなる光書き込み装置を有する画像形成装置、及びその発光素子アレイユニットのつなぎ目位置を調整するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を適用した広幅複写機や広幅プリンタなどの画像形成装置では、安価なＡ３又はＡ４サイズ幅の発光素子アレイユニット、例えば発光素子がＬＥＤ（発光ダイオード）である複数個のＬＥＤプリントヘッドを主走査方向に配置し、分割露光することで広幅サイズの書き込みに対応する光書き込み装置が使用されている。
【０００３】
ここで、主走査方向に隣り合うＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の所定の発光素子をつなぎ目として、画像を主走査方向につなぎ合わせている。
【０００４】
例えば第１のＬＥＤプリントヘッドと第２のＬＥＤプリントヘッドがこの順に主走査方向の開始端側から隣り合うように配置されており、かつオーバーラップ画素数が１０の場合、例えば第１のＬＥＤプリントヘッドにおける主走査方向開始端側より５番目のオーバーラップ画素及び第２のＬＥＤプリントヘッドにおける主走査方向開始端側より６番目のオーバーラップ画素をつなぎ目としてつなぎ合わせる。
【０００５】
このため、ＬＥＤプリントヘッドの組み付けの精度や物理的なバラツキにより、隣り合うＬＥＤプリントヘッド間の位置関係がずれてしまうと、オーバーラップ画素数が増減して、つなぎ目位置が予定の位置（理論位置）からずれることで、主走査方向で画像が重なってしまったり、その逆に離れてしまったりする場合がある。
【０００６】
この問題に対処した装置として、主走査方向に千鳥状に配置されたＬＥＤプリントヘッドの発光出力をＣＣＤカメラなどの受光素子により検出し、コンピュータで処理することにより、ＬＥＤプリントヘッドのつなぎ目位置のずれ量の検出を行い、隣り合うＬＥＤプリントヘッドのうちの一方のＬＥＤプリントヘッドのドット点灯位置をずれ量分移動することにより、つなぎ目位置の調整を可能にした発光素子アレイ位置検出装置がある（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、この発光素子アレイ位置検出装置では、光書き込み装置とは異なる外部装置（冶具）で調整を行うため、出荷された後に一部のＬＥＤプリントヘッドの故障による交換や経時変化でつなぎ目にずれが生じてしまった場合には市場で調整を行わなければならない。そのため、調整が困難であり工数がかかるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、画像形成装置本体に簡単かつ安価な手段を搭載することで、出荷後の市場でも容易につなぎ目位置を調整できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、主走査方向に隣り合う二個の発光素子アレイユニットの少なくとも前記端部の発光素子に複数のテストパターンデータを順次書き込むことで感光体上に複数のテストパターンの潜像を順次形成するプリントヘッド制御手段と、現像装置を動作させて前記複数のテストパターンの潜像を現像することで前記感光体上に複数のテストパターン画像を順次形成するテストパターン画像形成手段と、濃度センサを動作させて前記複数のテストパターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記複数のテストパターン画像間の濃度の推移に基づいて、前記端部でオーバーラップしている発光素子の数を判定するオーバーラップ画素数判定手段と、前記オーバーラップ画素数判定手段の判定結果に基づいて、前記二個の発光素子アレイユニットのつなぎ目の画素を決定するつなぎ目画素決定手段とを有し、前記複数のテストパターンデータは、一方の発光素子アレイユニットの発光素子を所定数毎に交互に点灯及び消灯させるとともに、他方の発光素子アレイユニットの発光素子を前記所定数毎に交互に点灯及び消灯させ、かつ当該他方の発光素子アレイユニットの発光素子の点灯及び消灯位置をテストパターン毎に順次ずらすことを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明のプログラムは、コンピュータを本発明の画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、画像形成装置本体に簡単かつ安価な手段を搭載することで、出荷後の市場でも容易につなぎ目位置を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の要部を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の画像形成装置が備える制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の画像形成装置において、主走査方向に隣り合う二個のプリントヘッドと、感光体ドラム上に形成されるテストパターンと、濃度センサとの関係を示す図である。
【図５】図５Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第１のテストパターン画像を示す図であり、図５Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図６】図６Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第２のテストパターン画像を示す図であり、図６Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図７】図７Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第３のテストパターン画像を示す図であり、図７Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図８】図８Ａはオーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム上に形成する第１１のテストパターン画像を示す図であり、図８Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図９】オーバーラップ画素数が１００の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係を示す図である。
【図１０】図１０Ａはオーバーラップ画素数が９９の場合に感光体ドラム上に形成する第１のテストパターン画像を示す図であり、図１０Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図１１】図１１Ａはオーバーラップ画素数が９９の場合に感光体ドラム上に形成する第２のテストパターン画像を示す図であり、図１１Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図１２】図１２Ａはオーバーラップ画素数が９９の場合に感光体ドラム上に形成する第１１のテストパターン画像を示す図であり、図１２Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサで検出した出力を示す図である。
【図１３】オーバーラップ画素数が９９の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係を示す図である。
【図１４】表３のオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の濃度センサの出力変化のパターンの例を示す図である。
【図１５】表３のオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態の画像形成装置において、オーバーラップ画素数を判定し、つなぎ目位置の調整を行う手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置の要部を概略的に示す図である。
この画像形成装置Ｇは、図示のように、ドラム状に形成された感光体である感光体ドラム９と、感光体ドラム９を軸線回りに所定速度で回転させる回転駆動装置（図示せず）とを備えている。また、画像形成装置Ｇは、感光体ドラム９を囲んで、その回転方向（副走査方向：矢印参照）に順に配置された、帯電チャージャ１、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３、現像装置４、濃度検知手段である濃度センサ１０、転写チャージャ５、分離チャージャ６、クリーニングユニット７、及び、除電ランプ８を備えている。
【００１３】
分離チャージャ６は、転写紙を感光体ドラム９から分離させる。クリーニングユニット７は、感光体ドラム９の表面に残った転写残トナーを清掃する。除電ランプ８は、清掃後の感光体ドラム９上の残留電位を除電して一様に取り払う。濃度センサ１０は、感光体ドラム９に形成された画像の濃度（トナー濃度）を測定（検知）するためのセンサ、例えば、反射型フォトセンサ等のセンサであり、後述するように、第１と第２のプリントヘッド２、３のオーバーラップ画素数を判定するために、感光体ドラム９上に形成したテストパターン画像の濃度を検出するときに使用される。
【００１４】
ここで、第１と第２のプリントヘッド２、３は、それぞれ感光体ドラム９の幅方向（主走査方向）に沿って、かつ、感光体ドラム９の回転方向（副走査方向）に所定間隔を開けて配置されている。併せて、第１と第２のプリントヘッド２、３は、感光体ドラム９に設定された主走査方向の異なる範囲に配置されるとともに、一部の配置範囲がオーバーラップするように、配置範囲の境界側で、それぞれの端部を主走査方向に重複させて配置されている。これにより、第１と第２のプリントヘッド２、３は、感光体ドラム９の主走査方向に沿って、互いのつなぎ目（配置範囲の境界）をオーバーラップさせて、感光体ドラム９を幅方向に分割した範囲に配置される。また、第１と第２のプリントヘッド２、３は、それぞれの一部（端部）を主走査方向に重複させて、感光体ドラム９の主走査方向の全感光範囲に亘り配置される。
【００１５】
この第１と第２のプリントヘッド２、３は、複数の発光素子を一次元状に配列させたアレイ状（列状）の発光素子からなり、ここでは、ＬＥＤを発光素子としたＬＥＤプリントヘッドにより構成される。これら第１と第２のプリントヘッド２、３は、各発光素子が点灯したときに発生する光を感光体ドラム９に照射して、感光体ドラム９の表面に静電潜像を形成する。その際、画像形成装置Ｇは、第１と第２のプリントヘッド２、３により、感光体ドラム９の主走査方向を分割して露光し、それらを主走査方向につなぎ合わせて１つの静電潜像を形成した後、静電潜像を現像装置４のトナーにより現像する。
【００１６】
図２は、この画像形成装置Ｇの概略構成を示すブロック図であり、図３は、画像形成装置Ｇが備える制御装置の内部構成を示すブロック図である。なお、図面ではプリントヘッドをＬＰＨと表す。
【００１７】
画像形成装置Ｇは、図２に示すように、原稿を読み取る手段である読取部１００、読み取られた原稿の画像（画像情報）に画像処理を施す画像処理部２００、及び、原稿を複写するときに画像を書き込む書込部５００を有する。また、画像形成装置Ｇは、装置全体を制御する制御装置３００、制御装置３００にキー入力などを行う操作手段である操作部４００を有し、制御装置３００に上記した濃度センサ１０が接続されている。
【００１８】
制御装置３００は、図３に示すように、各種の演算処理を実行するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＣＰＵ３０１により使用される各種設定情報、プログラム、データ等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、及び、ＣＰＵ３０１が直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）３０３を有するコンピュータからなる。なお、本実施形態では、上記コンピュータでプログラムを実行させることにより本発明の各手段を実現する。
【００１９】
書込部５００（図２参照）は、画像処理部２００から転送された画像データの信号をプリントヘッド制御回路５０１で１画素単位ビットに変換し、第１と第２のプリントヘッド２、３で光（ここでは、赤外光）に変換して出力する。その際、プリントヘッド制御回路５０１は、画像を感光体ドラム９の幅方向に対応する方向に分割して、分割された各画像のデータを、第１のプリントヘッド２と第２のプリントヘッド３に並行して転送する。また、第２のプリントヘッド３は、第１のプリントヘッド２よりも感光体ドラム９の回転方向の下流に配置されている。そのため、プリントヘッド制御回路５０１は、第２のプリントヘッド３に対し、遅延回路を通して、第１のプリントヘッド２と第２のプリントヘッド３の副走査線方向の間隔、及び、感光体ドラム９の周速により決定される遅延時間だけ遅延させてデータを転送する。これにより、感光体ドラム９上で、第２のプリントヘッド３が書き込む画像を、第１のプリントヘッド２が書き込んだ画像に１ラインに合成させる。
【００２０】
ここで、画像形成装置Ｇでは、第１と第２のプリントヘッド２、３の組み付けの精度や物理的なバラツキに起因してそれらの主走査方向の位置がずれてしまうと、オーバーラップ画素数が予め定めた数から増減する結果、つなぎ目位置が予定の位置（理論位置）からずれることで、主走査方向で画像が重なってしまったり、その逆に離れてしまったりする場合がある。
【００２１】
オーバーラップ画素数が判れば、つなぎ目位置を決定できる。そこで、本実施形態では、図４に示すように、第１と第２のプリントヘッド２、３の端部のオーバーラップ部分２１、３１をテストパターンデータにより駆動することで、感光体ドラム９上にオーバーラップ画素数検出用のテストパターン画像１１を形成し、その濃度を濃度センサ１０で検出することで、オーバーラップ画素数Ｎを判定し、その判定結果を用いて、第１と第２のプリントヘッド２、３のつなぎ目位置を決定する。なお、この図では、トナーの消費を抑えるため、オーバーラップした部分のみにテストパターン画像１１を形成しているが、オーバーラップした部分よりも広い範囲、例えば第１と第２のプリントヘッド２、３の主走査方向全体にテストパターン画像１１を形成することもできる。ただし、濃度センサ１０の検出範囲はオーバーラップした部分のみとする。
【００２２】
以下、オーバーラップ画素数Ｎの検出方法（アルゴリズム）について説明する。
まずオーバーラップ画素数を１００とした場合の検出例を示す。理論上のオーバーラップ画素数を１００とした場合でも、取り付け精度誤差などから±０．２mm程度のずれが生じるものとすると、ほぼ±５画素（６００ｄｐｉ換算）のずれが生じ、オーバーラップ領域はおよそ９５〜１０５画素の間にあるものと推測できる。ここで、ずれのバラツキ範囲は上記の値以下であることを前提条件としている。また、本実施形態では第１と第２のプリントヘッド２、３のドットの位置は、本実施形態には記載しない公知のドット位置ずれ合わせ方法により合っていることを前提としている。
【００２３】
図５〜図９は、オーバーラップ画素数が１００の場合に感光体ドラム９上に形成する異なるテストパターン画像と、そのテストパターン画像を濃度センサ１０で検出した出力を示す図である。以下、順に説明する。
【００２４】
まず図５Ａは第１のテストパターン画像を示し、図５Ｂはそのテストパターン画像を濃度センサ１０で検出した出力を示す。図５Ａにおいて、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ部分２１の１００画素（オーバーラップ画素）には、右端から順に“ｎ”乃至“ｎ−９９”の番号を付し、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ部分３１の１００画素（オーバーラップ画素）には、左端から順に“１”乃至“１００”の番号を付した。そして、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ画素には、ｎ番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち右端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。また、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ画素には、１番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち左端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。図において、黒が点灯しているドット、白が消灯しているドットを表す。これらが第１のテストパターンデータである。
【００２５】
このとき、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３の双方により感光体ドラム９上に形成されるテストパターンの潜像を現像することで形成されるテストパターン画像（第１のテストパターン画像）１１＿１は黒ベタ画像となる。また、図５Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値はＶmin値となる。この出力値ＶminをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。なお、濃度センサ１０が感光体ドラム９のトナーが付いていない部分を検出したときに反射光量が最大となるため、そのときに濃度センサ１０の出力値（図５Ｂのドラム面濃度）は最大値をとる。
【００２６】
次に、図６Ａに示すように、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第２のテストパターンデータを書き込み、感光体ドラム９上に第２のテストパターン画像１１＿２を形成する。第２のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを１画素右方（主走査の終端方向）にシフトしたものである。第２のテストパターン画像１１＿２は、１ドット幅でトナーがのらない部分１１＿２aを有する画像となり、図６Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値はＶa（Ｖa＞Ｖmin）となる。このときの濃度センサ出力値ＶaをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００２７】
次に、図７Ａに示すように、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第３のテストパターンデータを書き込み、感光体ドラム９上に第３のテストパターン画像１１＿３を形成する。第３のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを２画素右方にシフトしたものである。第３のテストパターン画像１１＿３は、２ドット幅でトナーがのらない部分１１＿３aを有する画像となり、図７Ｂに示すように、そのときの濃度センサの出力値はＶb（Ｖb＞Ｖa）となる。
【００２８】
以降、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第４乃至第１１のテストパターンデータを順次書き込み、感光体ドラム９上に第４乃至第１１のテストパターン画像を形成する。第４乃至第１１のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを３画素乃至１０画素右方にシフトしたものである。図８Ａには第１１のテストパターン画像１１＿１１を示している。第１１のテストパターン画像１１＿１１は、１０ドット幅でトナーがのらない部分１１＿１１aを有する濃度の最も薄い画像となり、図８Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値は最高のＶmaxとなる。第４乃至第１１のテストパターン画像１１＿４乃至１１＿１１を濃度センサ１０で検出したときの出力値をＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００２９】
以上のように、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを順次変化させた場合の濃度センサ出力は下記表１のようになる。この表において、「Ｖmin＜Ｖa＜Ｖb＜Ｖc＜Ｖd＜Ｖe＜Ｖf＜Ｖg＜Ｖh＜Ｖi＜Ｖmax」である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
この表より、オーバーラップ画素数Ｎが１００の場合には、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを右方へ順次１乃至１０画素シフトさせたときの濃度センサ出力は、図９に示すように、Ｖmin→Ｖmaxへと右肩上がりに変化することがわかる。
【００３２】
次に、オーバーラップ画素数Ｎを９９とした場合に感光体ドラム９上に形成する異なるテストパターン画像と、そのテストパターン画像を濃度センサ１０で検出した出力について説明する。
【００３３】
図１０Ａにおいて、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ部分２１の９９画素（オーバーラップ画素）には、右端から順に“ｎ”乃至“ｎ−９８”の番号を付し、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ部分３１の９９画素（オーバーラップ画素）には、左端から順に“１”乃至“９９”の番号を付した。そして、第１のプリントヘッド２のオーバーラップ部分２１には、ｎ番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち右端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。また、第２のプリントヘッド３のオーバーラップ部分３１には、１番の画素から１０ドット毎にテストパターンデータを書き込む。即ち左端から交互に１０ドット点灯、１０ドット消灯を繰り返す。図において、黒が点灯しているドット、白が消灯しているドットを表す。これらが第１のテストパターンデータである。
【００３４】
このとき、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３の双方により感光体ドラム９上に形成されるテストパターンの潜像を現像することで形成されるテストパターン画像（第１のテストパターン画像）１２＿１は、１ドット幅でトナーがのらない部分１２＿１aを有する画像となり、図１０Ｂに示すように、そのときの濃度センサ１０の出力値はＶaとなる。このときの濃度センサ出力値ＶaをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００３５】
次に、図１１Ａに示すように、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第２のテストパターンデータを書き込み、感光体ドラム９上に第２のテストパターン画像１２＿２を形成する。第２のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを１画素右方にシフトしたものである。第２のテストパターン画像１２＿２は、２ドット幅でトナーがのらない部分１２＿２aを有する画像となり、図１１Ｂに示すように、そのときの濃度センサの出力値はＶb（Ｖb＞Ｖa）となる。このときの濃度センサ出力値ＶｂをＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００３６】
以降、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第３乃至第１１のテストパターンデータを順次書き込み、感光体ドラム９上に第３乃至第１１のテストパターン画像を形成する。第３乃至第１１のテストパターンデータは、第１のテストパターンデータに対し、第１のプリントヘッド２に書き込むデータを同一とし、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを２画素乃至１０画素右方にシフトしたものである。図１２Ａには第１１のテストパターン画像１２＿１１を示している。第１１のテストパターン画像１２＿１１では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３により形成される画像が重なり合い、９ドット幅でトナーがのらない部分１２＿１１ａを有するものとなり、そのときの濃度センサの出力値はＶｉ（Ｖｉ＞Ｖｂ）となる。第３乃至第１１のテストパターン画像１１＿３乃至１１＿１１を濃度センサ１０で検出したときの出力値をＲＡＭ３０３などに記憶しておく。
【００３７】
以上のように、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを順次変化させた場合の濃度センサ出力は下記表２のようになる。この表において、「（Ｖmin）＜Ｖa＜Ｖb＜Ｖc＜Ｖd＜Ｖe＜Ｖf＜Ｖg＜Ｖh＜Ｖi＜Ｖmax」である。
【００３８】
【表２】
【００３９】
この表より、オーバーラップ画素数Ｎが９９の場合には、第２のプリントヘッド３に書き込むテストパターンデータを右方へ順次１乃至１０画素シフトさせたときの濃度センサ出力は、図１３に示すように、Ｖa→Ｖmaxへと右肩上がりに変化した後にＶiに低下することがわかる。
【００４０】
オーバーラップ画素数が９０乃至９８及び１０１乃至１１０についても同様に第１乃至第１１のテストパターン画像を形成し、濃度センサ１０により濃度を検出することで、下記表３に示すデータが得られる。
【００４１】
【表３】
【００４２】
表３より、濃度センサ１０の出力変化はオーバーラップ画素数に応じて異なるため、濃度センサ１０の出力がどのように変化しているかを確認することによってオーバーラップ画素数を判定することができる。即ち、例えばセンサ変化がＶmin→Ｖmaxの場合にはオーバーラップ画素数が１００であると判定する。
【００４３】
ここで、オーバーラップ画素数が９０以下と１１０以上については、濃度センサ１０の出力変化が重複するため、１０ドット幅のテストパターンデータの場合は、±９ドットまでのオーバーラップ領域変動量の検出が可能である。オーバーラップ画素数のバラツキが大きい場合または小さい場合には、このパターン幅を変更することにより、検出可能なオーバーラップ領域を変えることができる。
【００４４】
表３の濃度センサ１０の出力変化のパターンの一部を図１４に示す。図の左側から順番にオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の出力変化のパターンを例示した。また、図１５は、表３のオーバーラップ画素数が９５乃至１０５の場合の第１乃至第１１のテストパターン画像と濃度センサで検出した出力との関係をグラフ化したものである。
【００４５】
以上説明した手順でオーバーラップ画素数を判定し、その判定結果を用いてつなぎ目位置の調整を行う処理について、図１６に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１では、感光体ドラム９を回転させ、濃度センサ１０で感光体ドラム９の濃度を読み取り、Ｖsg調整（キャリブレーション）を実行する。
【００４６】
ステップＳ２では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に出力するテストパターンデータのパターン番号ｎを初期化（ｎ＝１）する。
ステップＳ３では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に第ｎのテストパターンデータを書き込む。ここではｎ＝１であるから、第１のテストパターンデータ、即ち第１のプリントヘッド２にはオーバーラップ部分２１の右側より１０ドット幅１０ドット間隔の点灯データを、第２のプリントヘッド３にはオーバーラップ部分３１左側より１０ドット幅１０ドット間隔の点灯データを書き込む。これにより、感光体ドラム９上に第１のテストパターンの潜像が形成される。この潜像を現像装置４で現像することにより、感光体ドラム９上に第１のテストパターン画像が形成される。
【００４７】
ステップＳ４では、濃度センサ１０で第ｎのテストパターンの画像濃度を測定し、ＲＡＭ３０３に蓄積しておく。
【００４８】
ステップＳ５では、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３に所定のテストパターンデータ（ここでは、第１乃至第１１のテストパターンデータ）を全て書き込んだか否かを判断する。
【００４９】
判断の結果、書き込みが終了していなければ（ステップＳ５：No）、パターン番号ｎを１インクリメントし（ステップＳ８）、ステップＳ３に戻る。一方、第１１のテストパターンデータまでの書き込みが終了していた場合は（ステップＳ５：Yes）、ステップＳ６に進む。
【００５０】
ステップＳ６では、ＲＡＭ３０３に蓄積しておいた各テストパターン画像の濃度データを読み出し、このデータをＣＰＵ３０１により比較処理して、データの変化推移を確認した結果から、オーバーラップ画素数を判定する。
【００５１】
最後のステップＳ７では、ステップＳ６で判定したオーバーラップ画素数より、つなぎ目位置を決定する。即ち、例えばオーバーラップ画素数が１００であった場合には、第１のプリントヘッド２のつなぎ目画素を「ｎ−５０」番の画素とし、第２のプリントヘッド３のつなぎ目画素を５１番の画素と設定する。
【００５２】
以上詳細に説明したように、本実施形態の画形成装置によれば、装置本体に簡単かつ安価な手段（濃度センサ１０、図１６に示す手順を実行するためのプログラム等）を搭載することで、出荷後の市場でも容易につなぎ目位置を調整することができる。
【００５３】
なお、以上の実施形態では、濃度センサ１０の主走査方向の検出範囲はオーバーラップ部分のみとしたが、オーバーラップ部分を濃度センサ１０の検出範囲より広い（濃度センサ１０の検出範囲がオーバーラップした部分より狭い）構成としてもよい。これにより、濃度センサ１０の取り付け誤差の影響を受けずに、オーバーラップ部分のテストパターン画像の濃度を読み取ることができる。
【００５４】
また、感光体ドラム９上に形成されるテストパターン画像はトナーによる現像で太るため、第１のプリントヘッド２、第２のプリントヘッド３の光量を調整（抑制）することで、テストパターン画像の線幅を調整して、濃度センサ１０の出力特性を向上させることが好適である。
【００５５】
また、以上の実施形態は２個のプリントヘッドにより主走査方向を分割して露光する画像形成装置を対象としているが、３個以上のプリントヘッドにより主走査方向を分割して露光する画像形成装置に対しても、隣り合う２個のプリントヘッドに対して、図１６に示す手順を順次又は同時に実行することで、それぞれのオーバーラップ部分のつなぎ目位置を調整することができる。
【００５６】
また、以上の実施形態では、第２のプリントヘッド３に書き込むデータを順次１画素ずつ右方にシフトさせているが、最初は複数画素ずつシフトさせ、おおよその位置が分かってから、１画素ずつシフトさせてもよい。これにより、例えばずれ量が大きいため、１画素ずつシフトさせると無駄なトナー量が多くなる場合に無駄なトナー量を低減することができる。
【符号の説明】
【００５７】
２…第１のプリントヘッド、３…第２のプリントヘッド、４…現像装置、９…感光体ドラム、１０…濃度センサ、３００…制御装置、３０１…ＣＰＵ、３０２…ＲＯＭ、３０３…ＲＡＭ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５８】
【特許文献１】特開２００５−８８３７１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、
主走査方向に隣り合う二個の発光素子アレイユニットの少なくとも前記端部の発光素子に複数のテストパターンデータを順次書き込むことで感光体上に複数のテストパターンの潜像を順次形成するプリントヘッド制御手段と、
現像装置を動作させて前記複数のテストパターンの潜像を現像することで前記感光体上に複数のテストパターン画像を順次形成するテストパターン画像形成手段と、
濃度センサを動作させて前記複数のテストパターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記複数のテストパターン画像間の濃度の推移に基づいて、前記端部でオーバーラップしている発光素子の数を判定するオーバーラップ画素数判定手段と、
前記オーバーラップ画素数判定手段の判定結果に基づいて、前記二個の発光素子アレイユニットのつなぎ目の画素を決定するつなぎ目画素決定手段とを有し、
前記複数のテストパターンデータは、一方の発光素子アレイユニットの発光素子を所定数毎に交互に点灯及び消灯させるとともに、他方の発光素子アレイユニットの発光素子を前記所定数毎に交互に点灯及び消灯させ、かつ当該他方の発光素子アレイユニットの発光素子の点灯及び消灯位置をテストパターン毎に順次ずらすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記所定数を変更する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
前記発光素子の光量を調整する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記端部のオーバーラップ部分の主走査方向長が前記濃度センサの検出範囲の主走査方向長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記プリントヘッド制御手段は、前記二個の発光素子アレイユニットの端部のみの発光素子に前記複数のテストパターンデータを書き込むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記テストパターン毎に順次１画素ずらすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
コンピュータを請求項１乃至６のいずれかに記載された画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
複数の発光素子アレイユニットの副走査方向の位置を異ならせるとともに、端部を主走査方向にオーバーラップさせ、この端部の発光素子をつなぎ目とした光書き込み装置を有する画像形成装置において、
主走査方向に隣り合う二個の発光素子アレイユニットの少なくとも前記端部の発光素子に複数のテストパターンデータを順次書き込むことで感光体上に複数のテストパターンの潜像を順次形成するプリントヘッド制御手段と、
現像装置を動作させて前記複数のテストパターンの潜像を現像することで前記感光体上に複数のテストパターン画像を順次形成するテストパターン画像形成手段と、
濃度センサを動作させて前記複数のテストパターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と、
前記複数のテストパターン画像間の濃度の推移に基づいて、前記端部でオーバーラップしている発光素子の数を判定するオーバーラップ画素数判定手段と、
前記オーバーラップ画素数判定手段の判定結果に基づいて、前記二個の発光素子アレイユニットのつなぎ目の画素を決定するつなぎ目画素決定手段とを有し、
前記複数のテストパターンデータは、一方の発光素子アレイユニットの発光素子を所定数毎に交互に点灯及び消灯させるとともに、他方の発光素子アレイユニットの発光素子を前記所定数毎に交互に点灯及び消灯させ、かつ当該他方の発光素子アレイユニットの発光素子の点灯及び消灯位置をテストパターン毎に順次ずらすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置において、
前記所定数を変更する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
前記発光素子の光量を調整する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記端部のオーバーラップ部分の主走査方向長が前記濃度センサの検出範囲の主走査方向長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記プリントヘッド制御手段は、前記二個の発光素子アレイユニットの端部のみの発光素子に前記複数のテストパターンデータを書き込むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された画像形成装置において、
前記テストパターン毎に順次１画素ずらすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
コンピュータを請求項１乃至６のいずれかに記載された画像形成装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−６１６９５（Ｐ２０１２−６１６９５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０７２３０（Ｐ２０１０−２０７２３０）
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]