JP2008229908A - 露光装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】各露光装置相互間における発光素子の位置合わせを高精度に行う。
【解決手段】列状に配列された複数のLEDが配置されるLED回路基板62の温度を、LEDの配列方向に沿って配置された温度センサ107A,107B,107Cで計測し、温度センサ107A,107B,107Cの各々にて計測された温度に基づいて、LED回路基板62をLEDの配列方向に沿って配置された面状ヒータ108A,108B,108CでLED回路基板62を加熱する。
【選択図】図4

Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置において光書き込みを行う露光装置等に関する。
プリンタや複写機等の電子写真方式のカラー画像形成装置では、各色トナー像を形成する際に用いられる露光装置として、例えばLED等の発光素子を主走査方向に配列して構成されたものが知られている。このような露光装置では、発光素子を点灯させた際に熱が発生することから、発光素子を支持する基板が熱の影響を受けて伸縮する。そのため、発光素子には各露光装置毎に異なる位置ずれが生じ、各色トナー像が合成された際に色ずれが発生する場合がある。
そこで、例えば特許文献1には、発光素子の駆動に伴って発生する熱に対応させて、所定の箇所に予め熱を発生させる予熱手段を配置することで、基板に新たな伸びが生じるのを抑えるための技術が開示されている。
特開2002−370400号公報(第3−4頁)
本発明は、各露光装置相互間における発光素子の位置合わせを高精度に行うことを目的とする。
請求項1に係る発明は、列状に配列された複数の発光素子と、前記複数の発光素子が配置される基板と、前記複数の発光素子の配列方向に沿って配置され、当該複数の発光素子が配置された前記基板の温度を計測する複数の温度計測手段と、前記複数の発光素子の配列方向に沿って配置され、前記温度計測手段の各々にて計測された温度に基づいて前記基板を加熱する複数の加熱手段とを備えたことを特徴とする露光装置である。
請求項2に係る発明は、請求項1記載の露光装置にて、前記複数の温度計測手段は、前記基板の前記複数の発光素子が配置された第1の面に配置され、前記複数の加熱手段は、当該複数の温度計測手段が配置された位置に対応する当該基板の前記第1の面とは反対側の第2の面に配置されたことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1記載の露光装置にて、前記複数の温度計測手段は、前記発光素子の配列方向における前記基板上の異なる領域の温度をそれぞれ計測することを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1記載の露光装置にて、前記複数の加熱手段は、前記複数の温度計測手段の各々にて計測される温度差を小さくするように発熱量がそれぞれ制御されることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、複数の像保持体と、前記複数の像保持体各々に対応して配置され、当該像保持体を露光する列状に配列された複数の発光素子と、前記複数の像保持体各々に対応して配置された前記複数の発光素子が配置される基板と、前記複数の発光素子の配列方向に沿って前記基板の温度を計測する複数の温度計測手段と、前記複数の発光素子の配列方向に沿って前記基板を加熱する複数の加熱手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項6に係る発明は、請求項5記載の画像形成装置にて、前記複数の発光素子が露光した前記像保持体上の露光位置を検出する露光位置検出手段と、前記複数の温度計測手段の各々にて計測された前記基板の温度と前記露光位置検出手段にて検出された前記露光位置とに基づいて、前記複数の加熱手段の各々の発熱量を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項6記載の画像形成装置にて、前記制御手段は、前記基板の温度と前記発光素子の位置変動量との関係を記憶した記憶手段を有し、当該記憶手段に記憶された当該関係を用いて前記複数の加熱手段の各々の発熱量を制御することを特徴とする。
請求項8に係る発明は、請求項5記載の画像形成装置にて、前記複数の温度計測手段の各々にて計測された温度に基づいて前記発光素子の発光光量を設定する光量設定手段をさらに備えたことを特徴とする。
請求項9に係る発明は、請求項8記載の画像形成装置にて、前記光量設定手段は、前記複数の加熱手段が各々配置された領域毎に前記発光素子の発光光量を設定することを特徴とする。
請求項10に係る発明は、請求項5記載の画像形成装置にて、前記複数の温度計測手段は、前記基板の前記複数の発光素子が配置された第1の面に配置され、前記複数の加熱手段は、当該複数の温度計測手段が配置された位置に対応する当該基板の前記第1の面とは反対側の第2の面に配置されたことを特徴とする。
本発明の請求項1によれば、本発明を採用しない場合に比べて、各露光装置相互間における発光素子の位置合わせを高精度に行うことができる。
本発明の請求項2によれば、本発明を採用しない場合に比べて、発光素子が配置された基板の温度を発光素子が配置された各領域毎に高精度に調整することができる。
本発明の請求項3によれば、本発明を採用しない場合に比べて、基板の温度分布に応じて基板の温度を高精度に調整することができる。
本発明の請求項4によれば、本発明を採用しない場合に比べて、基板の温度分布のばらつきを低減することができる。
本発明の請求項5によれば、本発明を採用しない場合に比べて、各露光装置相互間における発光素子の位置合わせを高精度に行うことができる。
本発明の請求項6によれば、各露光装置相互間に存在する発光素子の位置を高精度に調整することができる。
本発明の請求項7によれば、本発明を採用しない場合に比べて、各露光装置相互間に存在する発光素子の位置ずれを短い時間で調整することができる。
本発明の請求項8によれば、本発明を採用しない場合に比べて、各露光装置の発光素子の光量を安定させることができる。
本発明の請求項9によれば、本発明を採用しない場合に比べて、各露光装置の発光素子の光量を基板温度の異なる領域毎に安定させることができる。
本発明の請求項10によれば、本発明を採用しない場合に比べて、発光素子が配置された基板の温度を発光素子が配置された各領域毎に高精度に調整することができる。
[実施の形態1]
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は本実施の形態の画像形成装置が適用される印刷システム1の全体構成を示した図である。図1に示した印刷システム1は、記録媒体の一例として、帯状に連続して形成された連帳紙Pを用い、連帳紙Pの両面に画像を形成するように構成したものである。すなわち、本実施の形態の印刷システム1は、連帳紙Pの搬送方向上流側から下流側に向かって、連帳紙給紙装置300、上流側に配置された画像形成装置の一例としての第1プリンタ100A、バッファユニット200、表裏反転ユニット500、下流側に配置された画像形成装置の一例としての第2プリンタ100B、連帳紙巻取装置400が備えられている。
また、本実施の形態の印刷システム1には、印刷システム1を構成する各装置の動作を制御する制御コンピュータ600が備えられている。そして、制御コンピュータ600は、通信ネットワーク700を介して、連帳紙給紙装置300、第1プリンタ100A、第2プリンタ100B、および連帳紙巻取装置400に接続されている。
連帳紙給紙装置300は、連帳紙Pを巻いた連帳紙ロール310が装着され、連帳紙Pを第1プリンタ100Aに供給する。
第1プリンタ100Aは、連帳紙給紙装置300から供給された連帳紙Pの表面に、制御コンピュータ600から送信された画像データに基づいて画像を印刷する。
バッファユニット200は、第1プリンタ100Aにて表面側への印刷処理が施された連帳紙Pを第2プリンタ100Bへ向けて搬送するに際して、連帳紙Pを規定量だけ保持しながら搬送する。すなわち、バッファユニット200には、搬送ロールとして、上流側張架ロール201、例えば上下方向(矢印方向)に移動可能に設置されて、連帳紙Pに対して所定の張力を付与しながら搬送するテンションロール202、および下流側張架ロール203が配設されている。そして、連帳紙Pが上流側張架ロール201→テンションロール202→下流側張架ロール203の順に搬送されることで、連帳紙Pにはバッファユニット200内に連帳紙Pを規定量だけ保持するループが形成される。
表裏反転ユニット500は、連帳紙Pの表裏を反転させて、連帳紙Pを第2プリンタ100Bへ供給する。すなわち、表裏反転ユニット500には、連帳紙Pの搬送方向に対して45°傾いて配置された表裏反転ロール510が設けられており、連帳紙Pを表裏反転ロール510に張架して搬送することで、連帳紙Pの表裏を反転させる。そのため、表裏反転ユニット500を通過した連帳紙Pの搬送方向は、90°向きを変えることとなる。したがって、第2プリンタ100Bは、第1プリンタ100Aとは90°変位した方向に向いて配置される。
第2プリンタ100Bは、第1プリンタ100Aと同様に構成され、第1プリンタ100Aにて表面への印刷処理を終えた連帳紙Pの裏面に、制御コンピュータ600から送信された画像データに基づいて画像を印刷する。
連帳紙巻取装置400は、第2プリンタ100Bにて裏面への印刷処理を終えた連帳紙Pを巻取ロール410に巻き取る。
なお、本実施の形態の印刷システム1では、第1プリンタ100Aが連帳紙Pの表面に、また第2プリンタ100Bが連帳紙Pの裏面にそれぞれ画像を形成するが、第1プリンタ100Aが連帳紙Pの裏面に、また第2プリンタ100Bが連帳紙Pの表面にそれぞれ画像を形成するように構成してもよい。
制御コンピュータ600は、通信ネットワーク700を介して第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bに対して、それぞれ表面側に印刷する画像データおよび裏面側に印刷する画像データを所定のタイミングで出力する。また、第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bの動作を制御する制御信号をそれぞれに出力する。
また、通信ネットワーク700は、通信回線やケーブルを利用して双方向に通信可能に構成され、例えばLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等のネットワークにて構成されたものであってもよい。
本実施の形態の印刷システム1では、制御コンピュータ600の制御の下で、第1プリンタ100Aは、連帳紙給紙装置300から供給される連帳紙Pの表面側にフルカラー画像を印刷する。そして、第1プリンタ100Aにて表面側にフルカラー画像が印刷された連帳紙Pは、バッファユニット200に搬送され、バッファユニット200にて連帳紙Pが規定量だけ保持されながら、表裏反転ユニット500に搬送される。表裏反転ユニット500は、搬送された連帳紙Pの表裏を反転させて、連帳紙Pを第2プリンタ100Bへ搬送する。
そして、表裏を反転された連帳紙Pが搬送された第2プリンタ100Bは、第1プリンタ100Aにて表面側に印刷された画像に対するページ位置合わせを行いながら、連帳紙Pの裏面側にフルカラー画像を印刷する。それにより、連帳紙Pの両面にフルカラー画像が形成される。第2プリンタ100Bでの印刷処理が完了した連帳紙Pは、連帳紙巻取装置400に送られ、巻取ロール410に巻き取られる。
次に、本実施の形態の第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bについて説明する。本実施の形態では、第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bは同様の構成を有している。
図2は、本実施の形態の第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100B(以下、単に「プリンタ100」とも称する)の構成を示した図である。図2に示したプリンタ100は、例えば電子写真方式の画像形成装置であって、連帳紙Pの搬送方向(図中矢印)上流側から下流側に向かって、連帳紙Pを搬送駆動する用紙搬送ユニット20、4つの画像形成ユニット、すなわち、連帳紙Pに黒(K)色のトナー像を形成するK色画像形成ユニット30K、シアン(C)色のトナー像を形成するC色画像形成ユニット30C、マゼンタ(M)色のトナー像を形成するM色画像形成ユニット30M、イエロー(Y)色のトナー像を形成するY色画像形成ユニット30Y、さらには、各色トナー像を定着する定着ユニット40を備えている。
用紙搬送ユニット20は、連帳紙Pの搬送方向上流側から下流側に沿って、バックテンションロール24、アライニングロール22、メインドライブロール21、用紙搬送方向転換ロール25が配設されている。
メインドライブロール21は、連帳紙Pを所定の圧力でニップして、用紙搬送ユニット20に配置された不図示のメインモータからの駆動を受けて、所定の搬送速度で連帳紙Pを送り出す機能を有する。アライニングロール22は、メインドライブロール21よりも上流側にて、部分円筒状の案内部材23と協働して連帳紙Pの搬送経路を一定に保持する機能を有する。バックテンションロール24は、メインドライブロール21よりも上流側においてメインドライブロール21よりも低速で回転して、連帳紙Pに張力を付与する機能を有する。用紙搬送方向転換ロール25は、連帳紙Pが巻き掛けられて従動する従動ロールであって、メインドライブロール21から送り出された連帳紙Pの搬送方向を、K色画像形成ユニット30Kに向かう方向に変換する機能を有する。
K色画像形成ユニット30K、C色画像形成ユニット30C、M色画像形成ユニット30M、Y色画像形成ユニット30Y(以下、これらを「各色画像形成ユニット30」とも総称する)のそれぞれは、像保持体としての感光体ドラム31、感光体ドラム31表面を所定の電位に帯電する帯電器32、感光体ドラム31表面を画像データに基づいて露光する露光装置の一例としてのLEDプリントヘッド(LPH)33、感光体ドラム31表面に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器34、感光体ドラム31表面に形成されたトナー像を連帳紙Pに転写する転写器35、転写器35の上流側と下流側とにそれぞれ配置され、連帳紙Pを感光体ドラム31に押圧する1対の転写案内ロール36,37を備えている。
さらに、K色画像形成ユニット30Kは、連帳紙Pの表面または裏面、または表面および裏面の双方に形成されたページ位置合わせのためのページレジストマーク(後段参照)を読み取ってタイミング信号を出力するページレジストマーク読取部38Kを備えている。また、K色画像形成ユニット30K、C色画像形成ユニット30C、M色画像形成ユニット30M、Y色画像形成ユニット30Yのそれぞれは、連帳紙Pの表面に形成された各色カラー画像の位置合わせのためのカラーレジストマーク(後段参照)を読み取ってタイミング信号や読取位置データを出力する露光位置検出手段の一例としてのカラーレジストマーク読取部39K,39C,39M,39Yを備えている。
定着ユニット40は、連帳紙Pに形成された各色トナー像をフラッシュランプ等の発光体により連帳紙Pに対して非接触状態で定着するフラッシュ定着器41、フラッシュ定着器41の下流側にて連帳紙Pに張力を付与する張力付与ロール部材42、張力付与ロール部材42の下流側にて連帳紙Pの経路を幅方向に補正するアライニング部材43、出口近傍にて連帳紙Pをニップし、連帳紙Pの搬送速度よりも速い周速で回転して連帳紙Pに張力を付与するテンションロール44を備えている。
さらに、プリンタ100は、プリンタ100全体の動作を制御する制御手段の一例としての総合制御部50、用紙搬送ユニット20を制御する用紙搬送制御部60、K色画像形成ユニット30Kの動作を制御する制御手段の一例としてのK色画像形成制御部70K、C色画像形成ユニット30Cの動作を制御する制御手段の一例としてのC色画像形成制御部70C、M色画像形成ユニット30Mの動作を制御する制御手段の一例としてのM色画像形成制御部70M、Y色画像形成ユニット30Yの動作を制御する制御手段の一例としてのY色画像形成制御部70Y、および定着ユニット40の動作を制御する定着制御部80を備えている。
そして、用紙搬送制御部60、K色画像形成制御部70K、C色画像形成制御部70C、M色画像形成制御部70M、Y色画像形成制御部70Y、および定着制御部80は、総合制御部50によって総合的に制御される。
本実施の形態の印刷システム1では、印刷システム1が起動されると、制御コンピュータ600から通信ネットワーク700を介して各プリンタ100の総合制御部50に対して、それぞれ表面側の画像データと裏面側の画像データとが入力される。総合制御部50は、入力されたそれぞれの画像データをK色、C色、M色、Y色それぞれに対応する画像データに分解して、K色画像データをK色画像形成制御部70K、C色画像データをC色画像形成制御部70C、M色画像データをM色画像形成制御部70M、Y色画像データをY色画像形成制御部70Yにそれぞれ送信する。
また、総合制御部50に画像データが入力されるのに同期して、総合制御部50は、用紙搬送制御部60を介して用紙搬送ユニット20を制御し、さらには定着制御部80を介して定着ユニット40を制御して、連帳紙Pに所定の張力を付与しながら、連帳紙Pを所定の搬送速度で搬送させる。
そして、総合制御部50の制御の下で、K色画像形成制御部70K、C色画像形成制御部70C、M色画像形成制御部70M、およびY色画像形成制御部70Y(以下、これらを「各色画像形成制御部70」とも総称する)は、各色画像形成ユニット30での各色トナー像の形成を制御する。
すなわち、各色画像形成ユニット30では、各色画像形成制御部70による制御の下で、感光体ドラム31が回転を開始し、感光体ドラム31表面が帯電器32によって所定の電位(例えば、−500V)に帯電される。さらに、各色画像データに基づいて発光するLPH33により露光されて静電潜像が形成される。感光体ドラム31上の静電潜像は現像器34により各色トナーにより現像されて各色トナー像が形成される。感光体ドラム31表面に形成された各色トナー像は、転写器35および転写案内ロール36,37によって連帳紙Pに転写される。
そして、連帳紙Pは、K色画像形成ユニット30K→C色画像形成ユニット30C→M色画像形成ユニット30M→Y色画像形成ユニット30Yの順に搬送される。それにより、各色トナー像は重畳されて、連帳紙P上にフルカラーのトナー像が形成される。
その後、フルカラーのトナー像が形成された連帳紙Pは、定着ユニット40に搬入されて、フラッシュ定着器41より連帳紙Pにトナー像が定着される。それにより、第1プリンタ100Aでは連帳紙Pの表面側にフルカラー画像が形成される。また同様に、第2プリンタ100Bでは連帳紙Pの裏面側にフルカラー画像が形成される。
続いて、本実施の形態の第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bに備えられたLEDプリントヘッド(LPH)33について説明する。
図3は、LEDプリントヘッド(LPH)33の構成を示した断面構成図である。図3において、LPH33は、支持体としての基体(ベース)61、自己走査型LEDアレイ(SLED)63、SLED63やSLED63を駆動する信号生成回路110等を搭載するLED回路基板62、SLED63から出射された光を感光体ドラム31表面に結像させるロッドレンズアレイ64、ロッドレンズアレイ64を支持するとともにSLED63を外部から遮蔽するホルダー65、ベース61をロッドレンズアレイ64方向に加圧する板バネ66を備えている。
また、LED回路基板62の裏面側(ベース61側)にLED回路基板62と接触するように配置された加熱手段の一例としての3個の面状ヒータ108A,108B,108C(以下、これらを「面状ヒータ108」とも総称する)、面状ヒータ108とベース61との間を電気的に絶縁する熱伝導性の高い材質で構成された絶縁シート109、LED回路基板62の表面側(ロッドレンズアレイ64側)に配置され、LED回路基板62の温度を計測する温度計測手段の一例としての3個の温度センサ107A,107B,107C(以下、これらを「温度センサ107」とも総称する)を備えている。
ベース61は、アルミニウム、SUS等の金属のブロックまたは板金で形成され、LED回路基板62を支持している。また、ホルダー65は、ベース61およびロッドレンズアレイ64を支持し、SLED63とロッドレンズアレイ64とが所定の光学的な位置関係を保持するように設定している。さらに、ホルダー65はSLED63を密閉するように構成されている。それにより、SLED63に外部からゴミが付着することを防いでいる。一方、板バネ66は、SLED63とロッドレンズアレイ64との光学的な位置関係を保持するように、SLED63を搭載するLED回路基板62をベース61を介してロッドレンズアレイ64方向に加圧している。
このように構成されたLPH33は、調整ネジ(図示せず)によってロッドレンズアレイ64の光軸方向に移動可能に構成され、ロッドレンズアレイ64の結像位置(焦点面)が感光体ドラム31表面上に位置するように調整される。
ここで図4は、LED回路基板62の平面図であり、(a)がLED回路基板62の表面側(ロッドレンズアレイ64側)、(b)が裏面側(ベース61側)を示したものである。
図4(a)に示したように、LED回路基板62の表面側には、例えば58個のSLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)からなるSLED63が、感光体ドラム31の軸線方向と平行になるように精度良くライン状に配置される。この場合、各SLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)に配置された発光素子(LED)の配列(LEDアレイ)の端部境界において、各LEDアレイがSLEDチップ同士の連結部で連続的に配列されるように、各SLEDチップは交互に千鳥状に配置されている。
また、LED回路基板62の表面側には、SLED63を駆動する信号を生成する信号生成回路110、所定の電圧を出力する3端子レギュレータ101、各LED毎の光量補正データ等を記憶するEEPROM102、各色画像形成制御部70との間での信号の送受信や電力の供給等が行われるハーネス103が備えられている。
さらに、LED回路基板62の表面側には、SLED63の配列方向に沿って3個の温度センサ107A,107B,107Cが等間隔に配置されている。すなわち、SLED63の一方の端部と他方の端部との間を3等分した領域それぞれの中央部に、温度センサ107A,107B,107Cが配置されている。
そして、温度センサ107A,107B,107Cそれぞれは、LED回路基板62の温度を計測する。具体的には、温度センサ107Aは、上記した領域の中の信号生成回路110側に位置する端部領域の基板温度を計測する。温度センサ107Bは、中央部領域の基板温度を計測する。温度センサ107Cは、信号生成回路110側とは反対側の端部領域の基板温度を計測する。そして、温度センサ107A,107B,107Cは、それぞれの温度計測値を各色画像形成制御部70に送信する。
一方、図4(b)に示したように、LED回路基板62の裏面側には、表面側のSLED63の配置位置に対応させて、LED回路基板62の裏面と接触するように、SLED63の配列方向に3個の面状ヒータ108A,108B,108Cが等間隔に配置されている。すなわち、SLED63の一方の端部と他方の端部との間を3等分した領域それぞれに、面状ヒータ108A,108B,108Cが配置されている。
そのため、温度センサ107A,107B,107Cと、面状ヒータ108A,108B,108Cとはそれぞれ表裏で互いに対応した位置に配置される。それにより、面状ヒータ108Aは、温度センサ107Aにより計測される信号生成回路110側の端部領域のLED回路基板62を加熱する。面状ヒータ108Bは、温度センサ107Bにより計測される中央部領域のLED回路基板62を加熱する。また、面状ヒータ108Cは、温度センサ107Cにより計測される信号生成回路110側とは反対側の端部領域のLED回路基板62を加熱する。
ここで、面状ヒータ108A,108B,108Cは、例えば発熱体である薄層ステンレスの両面をポリイミドで被覆した構造を有し、厚さ0.2mm程度で形成されている。
なお、本実施の形態のLPH33は、3個の温度センサと3個の面状ヒータとを配置した構成であるが、温度センサ107と面状ヒータ108の個数は、複数であればLPH33の構造に応じて適宜設定してもよい。
次に、本実施の形態の第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bにおける各ページに形成される画像の位置合わせについて説明する。画像の位置合わせには、各プリンタ100内で行われる各色トナー像の位置合わせと、第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bにて行われる表裏に形成される画像のページ位置を合わせるページ位置合わせとがある。さらには、各プリンタ100内で行われる各色トナー像の位置合わせには、副走査方向(連帳紙Pの進行方向)における位置合わせと、主走査方向(感光体ドラム31の軸線方向)における位置合わせとがある。本実施の形態での副走査方向における位置合わせは、LPH33での画像露光の開始タイミングが調整される。また、主走査方向における位置合わせは、LPH33のLED回路基板62の温度を制御することによって長さを調整することにより行われる。そして、各色トナー像の位置合わせは、カラーレジストマーク(ROC)を基準として行われ、ページ位置合わせは、ページレジストマーク(ROF)を基準として行われる。
まず、本実施の形態の印刷システム1では、第1プリンタ100Aの最上流側に位置するK色画像形成ユニット30Kが、第2プリンタ100Bで形成される画像のページ位置合わせの基準となるページレジストマーク(ROF)を形成する。また、各プリンタ100の各色画像形成ユニット30が、それぞれの画像形成ユニットで形成される各色トナー像の位置合わせの基準となるカラーレジストマーク(ROC)を形成する。なお、ページレジストマーク(ROF)が予め印刷されたプレプリント紙を用いることもでき、その場合には、K色画像形成ユニット30Kはページレジストマーク(ROF)を形成しない。
図5は、連帳紙Pに形成されるページレジストマーク(ROF)およびカラーレジストマーク(ROC)の一例を示した図である。図5に示したページレジストマーク(ROF)およびカラーレジストマーク(ROC)は、連帳紙P上の画像が形成される画像領域よりも両端部側に位置する非画像領域にて各ページ毎に形成される。なお、図5では、カラーレジストマーク(ROC)を一方の非画像領域に形成した場合を示しているが、両端部の非画像領域に形成してもよい。その場合には、カラーレジストマーク読取部39K,39C,39M,39Yを主走査方向両端部の2箇所に設けることとなる。
各プリンタ100にて行われる各ページ毎の各色トナー像の位置合わせは、次のように行われる。副走査方向の位置合わせに関しては、第1プリンタ100AのK色画像形成ユニット30KにてK色のカラーレジストマーク(ROC_K1)が形成され、その下流側のC色画像形成ユニット30Cにて所定のタイミングでC色のカラーレジストマーク(ROC_C1)が形成される。そして、C色画像形成ユニット30Cの転写器35下流側に配置されたカラーレジストマーク読取部39Cは、K色のカラーレジストマーク(ROC_K1)が通過したタイミングを示すタイミング信号と、C色のカラーレジストマーク(ROC_C1)が通過したタイミングを示すタイミング信号とを生成し、C色画像形成制御部70Cに送る。C色画像形成制御部70Cは、各タイミング信号の時間差に基づいて、C色画像形成ユニット30Cにて画像形成を行う際の副走査方向に関する位置合わせ補正データ(副走査位置補正データ)を生成する。
そして、C色画像形成制御部70Cは、副走査位置補正データを生成する基準としたカラーレジストマーク(ROC)が形成されたページの次のページの画像形成時において、生成した副走査位置補正データと、次に述べるK色画像形成ユニット30Kでのページタイミング信号とに基づいて、副走査方向の画像形成開始タイミングを設定する。
すなわち、図5に示したように、カラーレジストマーク(ROC)はページ内に形成されているため、そのページのカラーレジストマーク(ROC)を基準として、そのページについての各色画像形成ユニット30での画像形成開始タイミングを設定することはできない。ところが、連帳紙Pは連続的に搬送されるため、画像形成開始タイミングを設定する基準となるカラーレジストマーク(ROC)が形成されたページと、その次のページとは、搬送速度が殆ど変化していないと見なせる。そこで、各色画像形成制御部70では、各ページでの画像形成開始タイミングをその前のページに形成された各カラーレジストマーク(ROC)の通過タイミングに基づいて設定している。
後段で述べるページレジストマーク(ROF)に関しても同様である。したがって、先頭ページの画像形成時には、それに先立って、先頭ページでのページ位置合わせおよび各色カラー像の位置合わせの基準となるページレジストマーク(ROF)およびカラーレジストマーク(ROC)のみが形成された空ページが印刷される。
なお、上記したのと同様に、M色画像形成ユニット30Mでは、K色のカラーレジストマーク(ROC_K1)とM色のカラーレジストマーク(ROC_M1)とに基づいて生成された副走査位置補正データと、次に述べるK色画像形成ユニット30Kでのページタイミング信号とに基づいて、次のページでの副走査方向の画像形成開始タイミングが設定される。また、Y色画像形成ユニット30Yでは、K色のカラーレジストマーク(ROC_K1)とY色のカラーレジストマーク(ROC_Y1)とに基づいて生成された副走査位置補正データと、次に述べるK色画像形成ユニット30Kでのページタイミング信号とに基づいて、次のページでの副走査方向の画像形成開始タイミングが設定される。
それにより、第1プリンタ100Aにて形成される各色トナー像の副走査方向の位置合わせが高精度に行われる。第2プリンタ100Bにおいても、同様である。
一方、主走査方向の位置合わせに関しては、第1プリンタ100AのK色画像形成ユニット30KにてK色のカラーレジストマーク(ROC_K2)が形成されると、カラーレジストマーク読取部39Kは、K色のカラーレジストマーク(ROC_K2)の読取位置データを生成し、K色画像形成制御部70Kに送る。K色画像形成制御部70Kは、K色のカラーレジストマーク(ROC_K2)の読取位置データを予め設定されている基準位置データと比較し、K色画像形成制御部70Kにて画像形成を行う際の主走査方向に関する位置合わせ補正データ(主走査位置補正データ)を生成する。すなわち、主走査位置補正データは、LED回路基板62のLEDにおける所定の基準位置からの位置ずれ量を示すデータである。そして、主走査位置補正データに基づき後述するLPH33のLED回路基板62の温度を制御して、LED回路基板62の長さを調整する。
同様に、C色画像形成ユニット30Cでは、C色のカラーレジストマーク(ROC_C2)から生成された主走査位置補正データに基づき後述するLPH33のLED回路基板62の温度を制御して、LED回路基板62の長さを調整する。M色画像形成ユニット30Mでは、M色のカラーレジストマーク(ROC_M2)から生成された主走査位置補正データに基づき後述するLPH33のLED回路基板62の温度を制御して、LED回路基板62の長さを調整する。さらに、Y色画像形成ユニット30Yでは、Y色のカラーレジストマーク(ROC_Y2)から生成された主走査位置補正データに基づき、後述するLPH33のLED回路基板62の温度を制御して、LED回路基板62の長さを調整する。
それにより、第1プリンタ100Aにて形成される各色トナー像の主走査方向の位置合わせ(以下、これを「印字幅補正」という)が行われる。第2プリンタ100Bにおいても、同様である。
また、第1プリンタ100Aにて形成される画像と第2プリンタ100Bにて形成される画像とのページ位置合わせは、次のように行われる。上記したように、第1プリンタ100Aの最上流側に位置するK色画像形成ユニット30Kは、連帳紙P上の各ページにページレジストマーク(ROF)を形成する(図5参照)。そして、第2プリンタ100BのK色画像形成ユニット30Kに配置されたページレジストマーク読取部38Kは、各ページのページレジストマーク(ROF)を読み取り、ページレジストマーク(ROF)がページレジストマーク読取部38Kを通過するタイミングを示すページタイミング信号を生成する。生成されたページタイミング信号は、K色画像形成制御部70Kに送られる。
第2プリンタ100Bにおいて、K色画像形成制御部70Kは、取得したページタイミング信号に基づいて、K色画像形成ユニット30Kでの画像形成タイミングを設定する。そして、設定された画像形成タイミングに基づいて、K色画像形成制御部70Kは、LPH33による露光を開始する。
また、K色画像形成制御部70Kは、ページタイミング信号を総合制御部50に送信し、総合制御部50は、K色画像形成ユニット30K以外の各色画像形成ユニット30の画像形成制御部70に対し、ページタイミング信号を送信する。そして、各色画像形成ユニット30の画像形成制御部70は、取得したページタイミング信号と、上記した副走査位置補正データとに基づき画像形成開始タイミングを設定して、LPH33による露光を開始する。
このように、本実施の形態の第2プリンタ100Bでは、連帳紙P上に形成されたページレジストマーク(ROF)がK色画像形成ユニット30Kのページレジストマーク読取部38Kを通過するタイミングに基づいて、各色画像形成ユニット30での画像形成タイミングが設定されるように構成されている。
すなわち、本実施の形態の印刷システム1においては、連帳紙P上でのページレジストマーク(ROF)の位置を基準として各画像形成ユニット30の露光開始タイミングを設定することで、第1プリンタ100Aにて表面に形成された画像と、第2プリンタ100Bにて裏面に形成された画像との各ページの位置合わせを行う。
続いて、本実施の形態のプリンタ100における各色トナー像の主走査方向の位置合わせ(印字幅補正)について説明する。
上記したように、印字幅補正は、各色画像形成ユニット30に配置されたLPH33のLED回路基板62における温度を制御して、LED回路基板62の長さを調整することにより行われる。
LED回路基板62上に配置されるSLED63には、製造時に配置位置のばらつきが発生することから、各色画像形成ユニット30相互間には、LEDの配置位置に本来的なずれが生じている。
また、SLED63を構成するLEDは、比較的発熱量が小さい発光素子ではあるが、例えば解像度600dpi(dot per inch)の全長500mmのLPH33に配置されるLEDの数は約12000個程度となることから、LED回路基板62を膨張させる程度の大きな熱量を発生させる。それによっても、LED回路基板62上のLEDに配置位置のずれが発生する。
一般に、LED回路基板62を構成するプリント基板の熱膨張率は、例えば500mmで約10μm/℃程度である。そのため、上記した500mmサイズ600dpiのLPH33では、全長で300μm程度の長さ変動が生じる。それにより、各色画像形成ユニット30毎にLEDの点灯率が異なる場合等には、LED回路基板62の熱膨張量に差が生じ、画像に看過できない色ずれが生じる場合がある。特に、K色画像形成ユニット30Kでの点灯率が高くなる場合が多いため、LED回路基板62の熱膨張量は大きくなる傾向が強い。
また、画像領域によってLEDの点灯率が異なる場合には、LED回路基板62の長手方向に温度分布が生じて、LED回路基板62に歪みや反りが発生することもある。その場合には、LEDからの光が感光体ドラム31上に結像されず、画像不良が発生する場合もある。
それに対して、各色画像形成ユニット30には、LPH33を冷却するファン等の冷却手段(不図示)が設けられている。しかし、冷却手段を設けることによっても、点灯率の相違等を回避することはできないからLPH33の温度分布が均一となるように冷却することは難しい。特に、熱の発散量が多いLPH33の両端部では温度が相対的に低く、熱の発散が起こりにくい中央部では温度が相対的に高くなる傾向を解消することは難しい。また、本実施の形態のプリンタ100のように、各色画像形成ユニット30がそれぞれの枠体内に構成されている場合には、内部温度がそれぞれ異なるため、冷却手段によりそれぞれのLPH33の温度を同程度に調整することは困難である。
そこで、本実施の形態のプリンタ100では、各色画像形成ユニット30に配置されたLPH33のLED回路基板62における温度を制御して、LED回路基板62の熱膨張量を調整している。それにより、各色画像形成ユニット30に配置されたLPH33のLED回路基板62上でのLEDの位置ずれ量をほぼ同じとなるように制御することで印字幅補正を行っている。
また、SLED63の配列方向に沿って3個の温度センサ107A,107B,107Cと、その配置位置に対応して、3個の面状ヒータ108A,108B,108Cとを設け、それらが配置された領域での基板温度をそれぞれ独立して制御している。それにより、LED回路基板62全体としての温度調整を行いながら、長手方向の温度分布がほぼ一定となるように調整している。
図6は、本実施の形態のプリンタ100における印字幅補正を行う機能構成部を説明する図である。図6に示したように、印字幅補正は、各色画像形成制御部70および総合制御部50による制御の下で行われる。なお、図6では、K色画像形成ユニット30Kを例に説明する。
印字幅補正を行う機能構成部として、K色画像形成制御部70Kには、第1温度検出部711、第2温度検出部712、第3温度検出部713、主走査位置補正データ算出部721、ヒータ制御部731、第1ヒータ駆動部741、第2ヒータ駆動部742、第3ヒータ駆動部743を備えている。また、総合制御部50には、補正量算出部501、記憶部502を備えている。
さらに、印字幅補正に関連してLPH33の光量の設定を行う機能部として、光量設定手段の一例としての光量設定部751を備えている。
なお、K色画像形成制御部70Kの図示しないCPUが、第1温度検出部711、第2温度検出部712、第3温度検出部713、主走査位置補正データ算出部721、ヒータ制御部731、第1ヒータ駆動部741、第2ヒータ駆動部742、第3ヒータ駆動部743、光量設定部751の各機能を実現するプログラムを主記憶部(不図示)からK色画像形成制御部70K内のRAM等に読み込んで各種処理を行う。
K色画像形成制御部70Kにおいて、第1温度検出部711は、LED回路基板62上の温度センサ107Aから温度計測値を取得する。それにより、LED回路基板62における信号生成回路110側に位置する端部領域の基板温度を検出し、信号生成回路110側端部領域の温度データとしてヒータ制御部731に送信する。第2温度検出部712は、LED回路基板62上の温度センサ107Bから温度計測値を取得する。それにより、LED回路基板62におけるSLED63の配列の中央部領域の基板温度を検出し、中央部領域の温度データとしてヒータ制御部731に送信する。第3温度検出部713は、LED回路基板62上の温度センサ107Cから温度計測値を取得する。それにより、LED回路基板62におけるSLED63の信号生成回路110側とは反対側の端部領域の基板温度を検出し、反対側端部領域の温度データとしてヒータ制御部731に送信する。
主走査位置補正データ算出部721は、上記したように、カラーレジストマーク読取部39Kにて生成されたK色のカラーレジストマーク(ROC_K2)の読取位置データを予め設定された基準位置データと比較し、主走査位置補正データを生成する。この主走査位置補正データは、K色画像形成ユニット30KにおけるLEDの所定の基準位置からの位置ずれ量を表すものである。そして、生成された主走査位置補正データを総合制御部50に送る。
ヒータ制御部731は、第1温度検出部711と第2温度検出部712と第3温度検出部713とから取得した各領域の温度データと、総合制御部50の補正量算出部501にて算出された補正量(後段参照)とに基づいて、LED回路基板62の裏面側に配置された3個の面状ヒータ108A,108B,108Cそれぞれへの供給電力量を設定する。
すなわち、ヒータ制御部731は、LPH33における基板温度とLEDの位置変動量との対応関係を記憶手段の一例としての例えばROM(不図示)等にテーブルとして記憶している。例えばLED回路基板62の長手方向のサイズとLED回路基板62を構成する材質の熱膨張率とから、LPH33の基板温度とLEDの位置変動量との対応関係は求まる。そして、このテーブルを用いて各領域の温度データと補正量とから、各領域での目標温度値を設定し、各領域での温度を設定された目標温度値に調整する面状ヒータ108A,108B,108Cそれぞれへの供給電力量を設定する。
また、ヒータ制御部731は、LED回路基板62の各領域にて設定された目標温度値に関するデータ(目標設定温度データ)を光量設定部751に送る。
第1ヒータ駆動部741は、ヒータ制御部731にて設定された電力を面状ヒータ108Aに供給する。第2ヒータ駆動部742は、ヒータ制御部731にて設定された電力を面状ヒータ108Bに供給する。第3ヒータ駆動部743は、ヒータ制御部731にて設定された電力を面状ヒータ108Cに供給する。
光量設定部751は、ヒータ制御部731から取得した各領域における目標設定温度データに基づいて、LPH33での光量値を設定する。光量値の設定に関しては、後段で説明する。
また、総合制御部50においては、記憶部502は、各画像形成ユニット30に搭載されるLPH33毎の主走査方向におけるLEDの初期位置ずれ量を記憶している。ここでの初期位置ずれ量は、製造時において例えば設計値に対する位置ずれ量として予め所定の温度(例えば、20℃)の下で測定されたものである。そして、各画像形成ユニット30に搭載されるLPH33毎の初期位置ずれ量は、プリンタ100の製造時に例えば4ビットデータとして記憶部502に記憶される。
補正量算出部501は、記憶部502に記憶された各LPH33の初期位置ずれ量から、例えば各画像形成ユニット30のLPH33の中で初期位置ずれ量が最も大きなLPH33を抽出する。そして、初期位置ずれ量が最も大きなLPH33を基準として、他の画像形成ユニット30のLPH33における補正量を算出する。すなわち、基準となるLPH33における主走査位置補正データ(位置ずれ量)を基準として、他の各画像形成ユニット30のLPH33における主走査位置補正データ(位置ずれ量)との差分を算出する。そして、その差分を補正量として、各色画像形成制御部70のヒータ制御部731に送信する。ここで算出される補正量は、各画像形成ユニット30のLPH33の位置ずれ量を、基準となるLPH33の位置ずれ量と同値とするLED回路基板62の長さ調整量である。
続いて、本実施の形態のプリンタ100において印字幅補正を行う際の処理の手順を述べる。図7は、印字幅補正を行う際の処理の手順の一例を示したフローチャートである。かかる処理は、上記したように、各色画像形成制御部70および総合制御部50による制御の下で行われる。ここでは図6に示した構成を用いて説明する。
図7に示したように、まず、第1温度検出部711、第2温度検出部712および第3温度検出部713は、それぞれ温度センサ107A、温度センサ107Bおよび温度センサ107Cから温度計測値を取得する(S101)。そして、取得した温度計測値から各領域の温度データを生成して、ヒータ制御部731に送信する(S102)。
また、主走査位置補正データ算出部721は、カラーレジストマーク読取部39Kから取得したK色のカラーレジストマーク(ROC_K2)の読取位置データに基づいて主走査位置補正データを生成し、総合制御部50に送信する(S103)。
総合制御部50の補正量算出部501は、各色画像形成制御部70から主走査位置補正データを取得する(S104)。また、記憶部502から各画像形成ユニット30のLPH33毎の初期位置ずれ量データを取得する(S105)。そして、各画像形成ユニット30のLPH33の中で最も大きな初期位置ずれ量を有するLPH33を基準として、基準となるLPH33における主走査位置補正データと、他の各画像形成ユニット30のLPH33における主走査位置補正データとの差分を算出する(S106)。そして、補正量算出部501は、算出された差分を各LPH33での補正量として、各色画像形成制御部70のヒータ制御部731に送信する(S107)。
ヒータ制御部731は、第1温度検出部711と第2温度検出部712と第3温度検出部713とから取得した温度データと、総合制御部50から取得した補正量データとに基づいて、各面状ヒータ108A,108B,108Cそれぞれへの供給電力量を設定する(S108)。すなわち、取得した各領域の温度データと、総合制御部50から取得した補正量データとに基づき、LED回路基板62上でのLEDの位置ずれ量が、基準となるLPH33のLED回路基板62上でのLEDの位置ずれ量とほぼ一致し、かつ、LED回路基板62での長手方向の温度分布が均一化されるように、LED回路基板62の各領域での目標温度値を設定する。そして、各領域での温度を設定された目標温度値に調整する面状ヒータ108A,108B,108Cそれぞれへの供給電力量を設定する。
そして、ヒータ制御部731は、設定された面状ヒータ108A,108B,108Cへの供給電力量を、第1ヒータ駆動部741、第2ヒータ駆動部742および第3ヒータ駆動部743のそれぞれに送る。そして、第1ヒータ駆動部741、第2ヒータ駆動部742および第3ヒータ駆動部743は、それぞれ設定された供給電力量で面状ヒータ108A,108B,108Cを駆動する(S109)。
本実施の形態のLPH33においては、SLED63の配置位置に沿って、SLED63の配列方向に3個の面状ヒータ108A,108B,108Cが配置されている。そして、LED回路基板62に生じた温度分布に対応させて、面状ヒータ108A,108B,108Cの設定温度をそれぞれ調整している。それにより、LED回路基板62上でのLEDの位置ずれ量をLED回路基板62の長手方向に分割された複数の領域毎に制御している。
図8は、本実施の形態のLPH33におけるLED回路基板62の温度分布と、面状ヒータ108A,108B,108Cが配置されない従来のLED回路基板の温度分布とを比較した図である。図8に示したように、本実施の形態のLPH33では、LED回路基板62の温度をほぼ均一に設定している。
このように、本実施の形態のLPH33では、SLED63の配列方向に配置された3個の面状ヒータ108A,108B,108Cにより、各画像形成ユニット30のLPH33のLED回路基板62の長さをLEDの位置ずれ量が一定となるように設定し、かつ、各LPH33のLED回路基板62の温度分布をほぼ均一に設定する。それにより、各LPH33の各LEDは、相互に位置合わせされる。
次に、本実施の形態の光量設定部751について述べる。光量設定部751は、各領域に配置されたLEDの光量を一律に制御する各領域毎の光量制御を行う際の光量値を設定する。すなわち、LPH33のSLED63を構成するLEDは、温度によってその発光光量が変動する。そこで、光量設定部751は、LEDの温度変動に対応させて光量値を設定する。ここで、光量設定部751は、予め計測されたLEDの温度と発光光量との関係をテーブルとして記憶している。そして、光量設定部751は、ヒータ制御部731から取得したLED回路基板62の各領域の目標設定温度データと、テーブルに記憶されたLEDの温度と発光光量との関係とから各領域での光量値を設定する。
なお、各LED毎の光量を制御する光量補正制御は、LED回路基板62のEEPROM102に記憶された光量補正データに基づいて設定される。
以上説明したように、本実施の形態のプリンタ100においては、SLED63の配列方向に沿って3個の温度センサ107A,107B,107Cと、3個の面状ヒータ108A,108B,108Cとをそれぞれ表裏で互いに対応した位置に配置し、LED回路基板62の温度を各領域毎に制御している。
それにより、各LPH33相互間の各LEDの位置合わせが行われる。また、各LPH33の各領域毎に設定された温度に対応してLEDの発光光量が各領域毎に調整される。
[実施の形態2]
実施の形態1の印刷システム1では、連帳紙Pの両面にそれぞれフルカラー画像を形成する第1プリンタ100Aおよび第2プリンタ100Bを配置した構成について説明した。本実施の形態の印刷システム2では、連帳紙Pの片面に各色トナー像を形成する4つのプリンタを配置する構成について説明する。なお、実施の形態1と同様な構成については同様な符号を用い、その詳細な説明を省略する。
図9は本実施の形態の印刷システム2の全体構成を示した図である。図9に示した印刷システム2は、連帳紙Pの一方の面に各色カラー画像を形成する画像形成装置の一例としてのプリンタが4台連結されて構成されたものである。そして、連帳紙Pの搬送方向上流側から下流側に向かって、連帳紙給紙装置300、連帳紙Pに黒(K)色のトナー像を形成する画像形成手段の一例としてのK色印刷プリンタ150K、第1バッファユニット200A、連帳紙Pにシアン(C)色のトナー像を形成する画像形成手段の一例としてのC色印刷プリンタ150C、第2バッファユニット200B、連帳紙Pにマゼンタ(M)色のトナー像を形成する画像形成手段の一例としてのM色印刷プリンタ150M、第3バッファユニット200C、連帳紙Pにイエロー(Y)色のトナー像を形成する画像形成手段の一例としてのY色印刷プリンタ150Y、および連帳紙巻取装置400を備えている。
また、本実施の形態の印刷システム2には、K色印刷プリンタ150K、C色印刷プリンタ150C、M色印刷プリンタ150M、およびY色印刷プリンタ150Yの動作を制御する制御コンピュータ600が通信ネットワーク700を介してK色印刷プリンタ150K、C色印刷プリンタ150C、M色印刷プリンタ150M、およびY色印刷プリンタ150Yに接続されている。
なお、以下にて、K色印刷プリンタ150K、C色印刷プリンタ150C、M色印刷プリンタ150M、およびY色印刷プリンタ150Yを、各色印刷プリンタ150とも総称する。
次に、本実施の形態のK色印刷プリンタ150Kについて説明する。図10は本実施の形態のK色印刷プリンタ150Kの構成を示した図である。図10に示したK色印刷プリンタ150Kは、例えば電子写真方式の画像形成装置であって、像保持体としての感光体ドラム31、感光体ドラム31表面を所定の電位に帯電する帯電器32、感光体ドラム31表面を画像データに基づいて露光するLEDプリントヘッド(LPH)33、感光体ドラム31表面に形成された静電潜像をK色トナーにより現像する現像器34、感光体ドラム31表面に形成されたトナー像を連帳紙Pに転写する転写器35、転写器35の上流側と下流側とにそれぞれ配置され、連帳紙Pを感光体ドラム31に押圧する1対の転写案内ロール36,37、連帳紙Pに形成されたトナー像をフラッシュ定着するフラッシュ定着器41を備えている。
加えて、連帳紙Pの表面または裏面、または表面および裏面の双方に形成されたページレジストマークを読み取ってタイミング信号を出力するページレジストマーク読取部38K、連帳紙Pの表面に形成されたK色カラー画像の位置合わせのためのカラーレジストマークを読み取って読取位置データを出力する露光位置検出手段の一例としてのカラーレジストマーク読取部39Kを備えている。
また、給紙搬送系として、バックテンションロール24、不図示のメインモータからの駆動を受けるメインドライブロール21、搬送ベルト部材26を備えている。また、排紙搬送系として、連帳紙Pに張力を付与する張力付与ロール部材42、出口近傍にて連帳紙Pをニップし、連帳紙Pの搬送速度よりも速い周速で回転して連帳紙Pに張力を付与するテンションロール44を備えている。
さらに、K色印刷プリンタ150K全体の動作を制御するK色印刷制御部90Kを備えている。
なお、C色印刷プリンタ150C、M色印刷プリンタ150M、およびY色印刷プリンタ150Yも、K色印刷プリンタ150Kと同様に構成されている。
また、K色印刷プリンタ150K全体の動作を制御する制御手段の一例としてのK色印刷制御部90K、C色印刷プリンタ150C全体の動作を制御する制御手段の一例としてのC色印刷制御部90C、M色印刷プリンタ150M全体の動作を制御する制御手段の一例としてのM色印刷制御部90M、およびY色印刷プリンタ150Y全体の動作を制御する制御手段の一例としてのY色印刷制御部90Yは、実施の形態1のプリンタ100の総合制御部50や各色画像形成制御部70と同様の機能を有し、制御コンピュータ600と通信ネットワーク700を介して接続されている。
本実施の形態のK色印刷プリンタ150Kは、K色印刷制御部90Kの制御の下で、連帳紙給紙装置300から供給される連帳紙PにK色画像を印刷する。
具体的には、本実施の形態の印刷システム2が起動されると、制御コンピュータ600から通信ネットワーク700を介してK色印刷プリンタ150KのK色印刷制御部90KにK色画像データが入力される。また、K色印刷制御部90KにK色の画像データが入力されるのに同期して、連帳紙Pが所定の搬送速度で搬送を開始し、感光体ドラム31が回転を開始する。そして、感光体ドラム31表面が帯電器32によって所定の電位(例えば、−500V)に帯電され、LPH33によってK色画像データに対応した静電潜像が形成される。そして、現像器34により感光体ドラム31の静電潜像がK色トナーにより現像されてK色トナー像が形成される。感光体ドラム31表面に形成された各色トナー像は、転写器35および転写案内ロール36,37によって連帳紙Pに転写される。それにより、K色トナー像が連帳紙P上に形成される。
その後、K色トナー像が形成された連帳紙Pは、フラッシュ定着器41より連帳紙PにK色画像が定着される。
そして、K色印刷プリンタ150KにてK色画像が印刷された連帳紙Pは、第1バッファユニット200Aに搬送され、第1バッファユニット200Aにて規定の設定量の連帳紙Pが保持されながら、C色印刷プリンタ150Cに搬送される。
C色印刷プリンタ150Cは、同様のプロセスにより、K色印刷プリンタ150Kにて印刷されたK色画像に対するページ位置合わせを行いながら、第1バッファユニット200Aから供給される連帳紙PにC色画像を印刷する。そして、C色印刷プリンタ150CにてK色画像に重畳してC色画像が印刷された連帳紙Pは、第2バッファユニット200Bに搬送され、第2バッファユニット200Bにて規定の設定量の連帳紙Pが保持されながら、M色印刷プリンタ150Mに搬送される。
M色印刷プリンタ150Mは、同様のプロセスにより、K色印刷プリンタ150Kにて印刷されたK色画像に対するページ位置合わせを行いながら、第2バッファユニット200Bから供給される連帳紙PにM色画像を印刷する。そして、M色印刷プリンタ150MにてK色画像およびC色画像に重畳してM色画像が印刷された連帳紙Pは、第3バッファユニット200Cに搬送され、第3バッファユニット200Cにて規定の設定量の連帳紙Pが保持されながら、Y色印刷プリンタ150Yに搬送される。
Y色印刷プリンタ150Yは、同様のプロセスにより、K色印刷プリンタ150Kにて印刷されたK色画像に対するページ位置合わせを行いながら、第3バッファユニット200Cから供給される連帳紙PにY色画像を印刷する。そして、Y色印刷プリンタ150YにてK色画像、C色画像、M色画像およびY色画像が重畳されて印刷され、フルカラー画像が形成された連帳紙Pは、連帳紙巻取装置400に送られ、巻取ロール410に巻き取られる。
また、最上流側に配置されたK色印刷プリンタ150Kは、下流側に配置されたC色印刷プリンタ150C、M色印刷プリンタ150M、およびY色印刷プリンタ150Yにおける画像形成時のページ位置基準となるページレジストマーク(ROF)を印刷する(図5参照)。そして、C色印刷プリンタ150C、M色印刷プリンタ150M、およびY色印刷プリンタ150Yでは、このページレジストマーク(ROF)を基準として、K色印刷プリンタ150Kにて印刷されたK色画像に対するページ位置合わせを行うべく、それぞれC色画像、M色画像、およびY色画像の画像形成タイミングが設定される。ここで、本実施の形態の印刷システム2では、連帳紙Pの片面に各色トナー像を形成するので、ページ位置合わせは副走査方向(連帳紙Pの進行方向)に関する位置合わせを意味する。
一方、K色印刷プリンタ150Kにおける主走査方向に関する位置合わせに関しては、次のように行われる。すなわち、K色印刷プリンタ150KにてK色のカラーレジストマーク(例えば図5のROC_K2)が形成されると、カラーレジストマーク読取部39Kは、K色のカラーレジストマークの読取位置データを生成し、K色印刷制御部90Kに送る。K色印刷制御部90Kは、K色のカラーレジストマークの読取位置データを予め設定されている基準位置データと比較し、K色印刷制御部90Kにて画像形成を行う際の主走査方向(感光体ドラム31の軸線方向)に関する位置合わせ補正データ(主走査位置補正データ)を生成する。すなわち、主走査位置補正データは、LED回路基板62のLEDにおける所定の基準位置からの位置ずれ量を示すデータである。そして、主走査位置補正データに基づき後述するLPH33のLED回路基板62の温度を制御して、LED回路基板62の長さを調整する。
それにより、K色印刷プリンタ150Kにて形成されるK色トナー像の主走査方向の位置合わせ(印字幅補正)が行われる。C色印刷プリンタ150C、M色印刷プリンタ150M、およびY色印刷プリンタ150Yにおいても、同様である。
図11は、本実施の形態のK色印刷プリンタ150Kにおける印字幅補正を行う機能構成部を説明する図である。図11に示したように、印字幅補正は、K色印刷制御部90Kによる制御の下で行われる。
印字幅補正を行う機能構成部として、K色印刷制御部90Kには、第1温度検出部711、第2温度検出部712、第3温度検出部713、主走査位置補正データ算出部721、ヒータ制御部731、第1ヒータ駆動部741、第2ヒータ駆動部742、第3ヒータ駆動部743、および補正量算出部761を備えている。また、実施の形態1にてLPH33毎の主走査方向におけるLEDの初期位置ずれ量を記憶する記憶部(不図示)は、制御コンピュータ600に備えられている。
さらに、印字幅補正に関連してLPH33の光量の設定を行う機能部として、光量設定手段の一例としての光量設定部751を備えている。
本実施の形態のK色印刷プリンタ150Kにおいては、次のように印字幅補正を行う。
まず、第1温度検出部711、第2温度検出部712および第3温度検出部713は、LPH33の温度センサ107A、温度センサ107Bおよび温度センサ107Cから温度計測値を取得する。そして、取得した温度計測値から各領域の温度データを生成して、ヒータ制御部731に送信する。
また、主走査位置補正データ算出部721は、カラーレジストマーク読取部39Kから取得したK色のカラーレジストマーク(例えば図5のROC_K2)の読取位置データに基づいて主走査位置補正データを生成し、制御コンピュータ600および補正量算出部761に送る。制御コンピュータ600へは通信ネットワーク700を介して主走査位置補正データを送信する。
制御コンピュータ600は、各色印刷プリンタ150から主走査位置補正データを取得する。また、記憶部に記憶された各LPH33の初期位置ずれ量から、例えば各色印刷プリンタ150のLPH33の中で初期位置ずれ量が最も大きなLPH33を抽出する。そして、抽出した初期位置ずれ量が最も大きなLPH33における主走査位置補正データに基づいて、主走査方向の位置合わせの基準となる基準値を設定する。すなわち、最も位置ずれ量の大きなLPH33に関しての基準位置からの位置ずれ量を基準とする。そして、制御コンピュータ600は設定した基準値を各色印刷プリンタ150の補正量算出部761に送信する。
補正量算出部761は、主走査位置補正データ算出部721から取得した主走査位置補正データと、制御コンピュータ600から取得した基準値との差分を算出する。そして、補正量算出部761は、算出された差分を補正量としてヒータ制御部731に送る。
ヒータ制御部731は、第1温度検出部711と第2温度検出部712と第3温度検出部713とから取得した温度データと、補正量算出部761から取得した補正量データとに基づいて、3個の面状ヒータ108A,108B,108Cへの供給電力量を設定する。すなわち、ヒータ制御部731は、LPH33における基板温度とLEDの位置変動量との対応関係を記憶手段の一例としての例えばROM(不図示)等にテーブルとして記憶している。例えばLED回路基板62の長手方向のサイズとLED回路基板62を構成する材質の熱膨張率とから、LPH33の基板温度とLEDの位置変動量との対応関係は求まる。そして、このテーブルを用いて各領域の温度データと補正量とから、各領域での目標温度値を設定し、各領域での温度を設定された目標温度値に調整する面状ヒータ108A,108B,108Cそれぞれへの供給電力量を設定する。
そして、ヒータ制御部731は、設定された面状ヒータ108A,108B,108Cへの供給電力量を、第1ヒータ駆動部741、第2ヒータ駆動部742および第3ヒータ駆動部743のそれぞれに送る。そして、第1ヒータ駆動部741、第2ヒータ駆動部742および第3ヒータ駆動部743は、それぞれ設定された供給電力量で面状ヒータ108A,108B,108Cを駆動する。
本実施の形態のLPH33においても、SLED63の配列方向に沿って、3個の温度センサ107A,107B,107Cと、3個の面状ヒータ108A,108B,108Cとをそれぞれ表裏で互いに対応した位置に配置し、LED回路基板62の温度を各領域毎に制御している。それにより、各LPH33相互間の各LEDの位置合わせが行われる。
また、実施の形態1と同様に、各LPH33の各領域毎に設定された温度に対応してLEDの発光光量を各領域毎に調整される。
本発明の一実施の形態である印刷システムの全体構成を示した図である。 第1プリンタおよび第2プリンタの構成を示した図である。 LEDプリントヘッド(LPH)の構成を示した断面構成図である。 LED回路基板の平面図である。 連帳紙Pに形成されるページレジストマーク(ROF)およびカラーレジストマーク(ROC)の一例を示した図である。 印字幅補正を行う機能構成部を説明する図である。 印字幅補正を行う際の処理の手順の一例を示したフローチャートである。 本発明のLPHにおけるLED回路基板の温度分布と、面状ヒータが配置されない従来のLED回路基板の温度分布とを比較した図である。 本発明の他の実施の形態である印刷システムの全体構成を示した図である。 K色印刷プリンタの構成を示した図である。 印字幅補正を行う機能構成部を説明する図である。
符号の説明
1,2…印刷システム、33…LEDプリントヘッド(LPH)、39K,39C,39M,39Y…カラーレジストマーク読取部、100A…第1プリンタ、100B…第2プリンタ、107A,107B,107C…温度センサ、108A,108B,108C…面状ヒータ、150K…K色印刷プリンタ、150C…C色印刷プリンタ、150M…M色印刷プリンタ、150Y…Y色印刷プリンタ、501,761…補正量算出部、502…記憶部、600…制御コンピュータ、700…通信ネットワーク、711…第1温度検出部、712…第2温度検出部、713…第3温度検出部、721…主走査位置補正データ算出部、731…ヒータ制御部、741…第1ヒータ駆動部、742…第2ヒータ駆動部、743…第3ヒータ駆動部、751…光量設定部

Claims (10)

  1. 列状に配列された複数の発光素子と、
    前記複数の発光素子が配置される基板と、
    前記複数の発光素子の配列方向に沿って配置され、当該複数の発光素子が配置された前記基板の温度を計測する複数の温度計測手段と、
    前記複数の発光素子の配列方向に沿って配置され、前記温度計測手段の各々にて計測された温度に基づいて前記基板を加熱する複数の加熱手段と
    を備えたことを特徴とする露光装置。
  2. 前記複数の温度計測手段は、前記基板の前記複数の発光素子が配置された第1の面に配置され、前記複数の加熱手段は、当該複数の温度計測手段が配置された位置に対応する当該基板の前記第1の面とは反対側の第2の面に配置されたことを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  3. 前記複数の温度計測手段は、前記発光素子の配列方向における前記基板上の異なる領域の温度をそれぞれ計測することを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  4. 前記複数の加熱手段は、前記複数の温度計測手段の各々にて計測される温度差を小さくするように発熱量がそれぞれ制御されることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  5. 複数の像保持体と、
    前記複数の像保持体各々に対応して配置され、当該像保持体を露光する列状に配列された複数の発光素子と、
    前記複数の像保持体各々に対応して配置された前記複数の発光素子が配置される基板と、
    前記複数の発光素子の配列方向に沿って前記基板の温度を計測する複数の温度計測手段と、
    前記複数の発光素子の配列方向に沿って前記基板を加熱する複数の加熱手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  6. 前記複数の発光素子が露光した前記像保持体上の露光位置を検出する露光位置検出手段と、
    前記複数の温度計測手段の各々にて計測された前記基板の温度と前記露光位置検出手段にて検出された前記露光位置とに基づいて、前記複数の加熱手段の各々の発熱量を制御する制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
  7. 前記制御手段は、前記基板の温度と前記発光素子の位置変動量との関係を記憶した記憶手段を有し、当該記憶手段に記憶された当該関係を用いて前記複数の加熱手段の各々の発熱量を制御することを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
  8. 前記複数の温度計測手段の各々にて計測された温度に基づいて前記発光素子の発光光量を設定する光量設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
  9. 前記光量設定手段は、前記複数の加熱手段が各々配置された領域毎に前記発光素子の発光光量を設定することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置。
  10. 前記複数の温度計測手段は、前記基板の前記複数の発光素子が配置された第1の面に配置され、前記複数の加熱手段は、当該複数の温度計測手段が配置された位置に対応する当該基板の前記第1の面とは反対側の第2の面に配置されたことを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。
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