JP5023648B2 - プリントヘッドおよびプリントヘッドにおける副走査方向ずれ補正値の設定方法 - Google Patents
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Description
<実施の形態1>
図1は本実施の形態が適用されるプリントヘッドを備えた画像形成装置の全体構成を示した図である。図1に示す画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ1である。この画像形成装置は、画像形成プロセス部10、制御部30、および画像処理部(IPS:Image Processing System)40を備えている。これらのうち、画像形成プロセス部10は、各色の画像データに対応して画像形成を行う。また、制御部30は、画像形成プロセス部10の動作を制御する。さらに、IPS40は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置(IIT)3に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施して画像形成プロセス部10に出力する。
また、画像形成プロセス部10は、中間転写ベルト21、一次転写ロール22、二次転写ロール23、定着器25、そして画像センサ26を備えている。中間転写ベルト21には、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12にて形成された各色のトナー像が多重転写される。転写器としての一次転写ロール22は、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの各色トナー像を中間転写ベルト21に順次転写(一次転写)させる。二次転写ロール23は、中間転写ベルト21上に転写された重畳トナー像を記録材である用紙Pに一括転写(二次転写)させる。定着器25は、二次転写された画像を用紙P上に定着させる。画像センサ26は、黒の画像形成ユニット11Kよりも中間転写ベルト21の移動方向下流側に、中間転写ベルト21のトナー像担持面に対向して取り付けられる。この画像センサ26は、例えば反射型光センサ等で構成されており、中間転写ベルト21上に一次転写されたトナー像の濃度やその形成位置などを検出する機能を有している。
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Pは、中間転写ベルト21から剥離され、搬送ベルト24により定着器25まで搬送される。定着器25に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着器25によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部(図示せず)に搬送される。
図2は、LEDプリントヘッド(LPH)14の構成を示した図である。LPH14は、ハウジング61、LED回路基板62、自己走査型LEDアレイ(Self-Scanning Light Emitting Device:SLED)63を備える。またLPH14は、ロッドレンズアレイ64、ホルダ65、および板バネ66をさらに備える。これらのうち、ハウジング61は、LPH14の支持体として機能する。また、LED回路基板62は、SLED63やSLED63を駆動する駆動回路等を搭載する。さらに、SLED63は、発光することにより感光体ドラム12を露光する。ロッドレンズアレイ64は、SLED63からの光を感光体ドラム12表面に結像させる。さらにまた、ホルダ65は、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。そして板バネ66は、ハウジング61をロッドレンズアレイ64方向に付勢する。
このように構成されたLPH14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12表面上に位置するように調整される。
そして、各SLEDチップ(Chip1〜Chip60)には、信号ライン107を介して、Chip1〜Chip60に対する点灯信号ΦI(ΦI1〜ΦI60)が入力される。また、信号ライン108を介して転送信号CK1(CK1_1〜1_6)が、信号ライン109を介して転送信号CK2(CK2_1〜2_6)が、それぞれChip1〜Chip60に入力される。
図6は、SLED63の回路構成を説明する図である。本実施の形態のSLED63は、レベルシフト回路104を介して信号発生回路100に接続されている。レベルシフト回路104は、抵抗R1BとコンデンサC1、および抵抗R2BとコンデンサC2がそれぞれ並列に配置された構成を有し、それぞれの一端がSLED63の入力端子に接続され、他端が信号発生回路100(転送信号発生部130)の出力端子に接続されている。そして、信号発生回路100(転送信号発生部130)から出力される転送信号CK1R,CK1Cおよび転送信号CK2R,CK2Cに基づいて、転送信号CK1および転送信号CK2をSLED63に出力するように構成されている。
なお、本実施の形態のSLED63には、58個のSLEDチップが直列に配列されているが、図6では、1つのSLEDチップだけを示している。そして、以下の説明では、便宜上SLEDチップをSLED63と称することとする。
なお、ここでは、LED L1〜L128への電流の供給を制御するサイリスタS1〜S128とダイオードD1〜D128とで主に構成される部分を転送部と呼ぶ。
奇数番目サイリスタS1、S3、…、S127のカソード端子(出力端)K1、K3、…、K127には、信号発生回路100からレベルシフト回路104および転送電流制限抵抗R1Aを介して転送信号CK1が送信される。
また、偶数番目のサイリスタS2、S4、…、S128のカソード端子(出力端)K2、K4、…、K128には、信号発生回路100からレベルシフト回路104および転送電流制限抵抗R2Aを介して転送信号CK2が送信される。
また、各サイリスタS1〜S128のゲート端子G1〜G128と、各サイリスタS1〜S128に対応して設けられたLED L1〜L128のゲート端子とは各々接続される。
さらに、各サイリスタS1〜S128のゲート端子G1〜G128には、ダイオードD1〜D128のカソード端子が接続されている。そして、サイリスタS1〜S127のゲート端子G1〜G127には、次段のダイオードD2〜D128のアノード端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオードD1〜D128はゲート端子G1〜G127を挟んで直列接続されている。
ダイオードD1のアノード端子は転送電流制限抵抗R2Aおよびレベルシフト回路104を介して信号発生回路100に接続され、転送信号CK2が送信される。また、LEDL1〜L128のカソード端子は、駆動電流設定抵抗RIDを介して信号発生回路100(点灯信号発生部110)に接続されて、点灯信号ΦIが送信される。
図7は、信号発生回路100およびレベルシフト回路104から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。なお、図7に示すタイミングチャートでは、すべてのLEDが光書き込みを行う(発光する)場合について表記している。
(1)まず、画像形成装置から信号発生回路100にリセット信号(RST)が入力されることによって、信号発生回路100では、転送信号CK1Cをハイレベル(以下、「H」と記す。)、転送信号CK1Rを「H」として、転送信号CK1が「H」に設定され、また、転送信号CK2Cをローレベル(以下、「L」と記す。)、転送信号CK2Rを「L」として、転送信号CK2がローレベル(「L」)に設定されて、すべてのサイリスタS1〜S128がオフの状態に設定される(図7(a))。
(2)リセット信号(RST)に続いて、信号発生回路100から出力されるライン同期信号Lsyncが「H」になり(図7(A))、SLED63の動作を開始する。そして、このライン同期信号Lsyncに同期して、図7(E)、(F)、(G)に示すように、転送信号CK2Cおよび転送信号CK2Rを「H」として、転送信号CK2を「H」とする(図7(b))。
(3)次に、図7(C)に示すように、転送信号CK1Rを「L」にする(図7(c))。
この状態においては、サイリスタS1のゲート電流が流れ始める。その際に、信号発生回路100のトライステートバッファB1Rをハイインピーダンス(Hiz)にすることで、電流の逆流防止を行う。
その後、サイリスタS1のゲート電流により、サイリスタS1がオンし始め、ゲート電流が徐々に上昇する。それとともに、レベルシフト回路104のコンデンサC1に電流が流れ込むことで、転送信号CK1の電位も徐々に上昇する。
そして、サイリスタS1が完全にオンし、定常状態になると、サイリスタS1のオン状態を保持するための電流がレベルシフト回路104の抵抗R1Bに流れるが、コンデンサC1には流れない。
なお、このとき、図7(B)に示すように、信号発生回路100のトライステートバッファB1Cをハイインピーダンス(Hiz)に設定する(図7(e))。
(8)図7(E)に示すように、この状態で転送信号CK2Cを「L」にすると(図7(h))、サイリスタスイッチS2がターンオンする。
(9)そして、図7(B)、(C)に示すように、転送信号CK1C、CK1Rを同時に「H」にすると(図7(i))、サイリスタスイッチS1はターンオフし、抵抗R1を通って放電することによってゲートG1電位は除々に下降する。その際、サイリスタスイッチS2は完全にオンする。したがって、点灯信号端子IDからの画像データに対応した点灯信号ΦIを「L」/「H」することで、LED L2を点灯/非点灯させることが可能となる。
なお、この場合ゲートG1の電位はすでにゲートG2の電位より低くなっているため、LED L1がオンすることはない。
そして、終端のLED L128が消灯した図7中の「転送動作期間」の後においては
、転送信号CK1C、CK1Rを「H」として転送信号CK1を「H」とし、さらに転送信号CK2C、CK2Rを「H」として転送信号CK2を「H」として、転送信号CK1および転送信号CK2を共に所定の時間だけ「H」の状態に保つ(図7中、「転送サイリスタをオフ」)。これによって、すべてのサイリスタS1〜S128がオフする。したがって、この状態においては、すべてのサイリスタS1〜S128に電流が流れることはないので、サイリスタS1〜S128は消灯(非点灯)の状態に保持される。
それにより、点灯信号ΦIが出力されて画像形成が終了した後の、感光体ドラム12(図1参照)が回転を停止した状態を含んだ非定常動作時においては、SLED63の転送部に対して電流が印加されない。そのため、感光体12が回転を停止している状態では、LED L1〜L128とともに、転送部に配置されたサイリスタS1〜S128およびダイオードD1〜D128にも電流が流れることはなく、サイリスタS1〜S128およびダイオードD1〜D128から光が出射されることがないので、感光体ドラム12が不要に露光されることが抑えられている。
第一の副走査方向ずれ補正部としての千鳥配列補正部111には、IPS40から画像データが入力される。そして、千鳥配列補正部111は、IPS40から入力されてくる画像データをSLED63毎(256ドット毎のデータ群)に分けている。そして、千鳥配列補正部111は、奇数番目のSLED63(Chip1、Chip3、…、Chip59)に対応するデータ群および偶数番目のSLED63(Chip2、Chip4、…、Chip60)に対応するデータ群の出力タイミングを異ならせて、スキュー補正部112に出力している。具体的には、副走査方向下流側に配置される偶数番目のSLED63の発光タイミングが、副走査方向上流側に配置される奇数番目のSLED63の発光タイミングよりも所定時間だけ遅れるように設定を行う。これにより、奇数番目のSLED63により感光体ドラム12上に形成される静電潜像と偶数番目のSLED63により感光体ドラム12上に形成される静電潜像との位置を合わせることが可能になる。
図9(a)は、感光体ドラム12の軸方向に対してLPH14が平行に装着されている場合に、LPH14によって感光体ドラム12上に形成される静電潜像を示している。なお、図中において、横方向は主走査方向、縦方向は副走査方向であり、●はLEDを点灯させることによって形成される静電潜像(画像部)、○はLEDを点灯させないことによって形成される静電潜像(背景部)をそれぞれ示している(以下で説明する図9(b)および図9(c)においても同様)。
この場合は、入力されてくる画像データに基づき、副走査方向の第mライン目において主走査方向1ライン分のLEDを点灯させることで、感光体ドラム12上に、主走査方向に平行な静電潜像(画像部)が形成される。
この場合は、副走査方向の第mライン目において主走査方向1ライン分のLEDを点灯させると、感光体ドラム12上に、LPH14の配置状態に対応して、副走査方向に傾斜した(スキューした)静電潜像が形成される。つまり、本来形成すべき静電潜像とは異なる静電潜像が形成されることになってしまう。
すると、感光体ドラム12上には、図9(c)に示すような静電潜像が形成されることになる。ここで、図9(b)に示すスキュー補正を施さない場合の静電潜像と図9(c)に示すスキュー補正を施した場合の静電潜像とを比較すると、スキュー補正を施すことにより、形成される静電潜像が図9(a)に示す状態に近づくことが理解される。
図10(a)は、図9(c)のうち、分割位置Xa付近を抜き出したものである。この例では、分割位置Xaよりも左側のブロックSaでは副走査方向の第mライン目においてこのブロックSaに対応するLEDを点灯させ、分割位置Xaよりも右側のブロックSa+1では副走査方向の第m+1ライン目においてこのブロックSa+1に対応するLEDを点灯させている。
このプロセスでは、まず、デジタルカラープリンタ1を用いてスキュー補正用画像の作成を行う(ステップ101)。すなわち、所定の画像データに対応する静電潜像を、LPH14を用いて感光体ドラム12上に形成し、これをトナーで現像した後、中間転写ベルト21上に一次転写する。このとき、LPH14では、主走査方向両端に設けられるSLED63(Chip1およびChip60)を用い、同一の主走査方向ラインにおいて静電潜像の形成を行う。その結果、中間転写ベルト21上には、例えば図13に示すように、SLED63(Chip1)で作成された静電潜像によって形成された第一のトナー像T1およびSLED63(Chip60)で作成された静電潜像によって形成された第二のトナー像T2が転写される。このとき、感光体ドラム12に対してLPH14が斜めに装着されていると、中間転写ベルト21上のスキュー補正用画像すなわち第一のトナー像T1および第二のトナー像T2には、傾きに対応する副走査方向のずれ(スキュー量)が発生する。
なお、このスキュー補正値の設定は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに設けられる各LPH14において、それぞれ独立して行われる。
このLPH14では、LEDアレイの主走査方向長さが上述したように324mmである。また、副走査方向の解像度は2400dpiであることから、副走査方向のドットの間隔は10.58μmである。したがって、スキュー量が0.5mmであった場合、0.5/0.01058≒47.2となり、副走査方向に48ステップ分のスキュー補正を行うことが必要になる。これはすなわち、ステップ104で得られるブロック分割数n+1が48であることを意味する。すると、LEDは主走査方向長さ324mm内に15360ドット分のLEDが存在することから、15360/48=320となり、ステップ104で得られる分割位置X1〜X47が320ドット間隔すなわち320ドット目、640ドット目、960ドット目・・・、15040ドット目になる。したがって、スキュー補正値演算部142からは、これらブロック分割数48および分割位置X1〜X47がスキュー補正値として出力されることになる。
(d)では、Chip5およびChip6のLEDアレイ端部境界とブロック分割位置X4とが一致し、また、Chip10およびChip11のLEDアレイ端部境界とブロック分割位置X8とが一致している。一方、(e)では、上述した手順でスキュー補正値に修正を施すことでこれら分割位置X4およびX8を64ドット分だけ上流側にシフトさせている。このため、(e)では、LEDアレイ端部境界とブロックの分割位置とが一致する部位は主走査方向全域にわたって存在しない。
実施の形態1では、ブロックの分割位置とLEDアレイ端部境界とが一致した場合に、必ずブロックの分割位置をシフトさせていた。これに対し本実施の形態では、特定の条件を満たす場合には、ブロックの分割位置とLEDアレイのLED端部境界とが一致していても、ブロックの分割位置をシフトさせずにそのままとするようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
一方、図16(b)は、Chip1とChip2とが副走査方向に対し離間する方向にずれた状態で配列された例を示している。このとき、Chip1のLEDアレイおよびChip2のLEDアレイは、副走査方向距離D>基準距離D0だけ離間して配置される。
他方、図16(c)は、Chip1とChip2とが副走査方向に対し近接する方向にずれた状態で配列された例を示している。このとき、Chip2のLEDアレイおよびChip3のLEDアレイは、副走査方向距離D<基準距離D0だけ離間して配置される。
このプロセスでは、まず、デジタルカラープリンタ1を用いてスキュー補正用画像の作成を行う(ステップ201)。すなわち、所定の画像データに対応する静電潜像を、LPH14を用いて感光体ドラム12上に形成し、これをトナーで現像した後、中間転写ベルト21上に一次転写する。このとき、LPH14では、主走査方向両端に設けられるSLED63(Chip1およびChip60)を用い、同一の主走査方向ラインにおいて静電潜像の形成を行う。その結果、中間転写ベルト21上には、例えば図13に示すように、SLED63(Chip1)で作成された静電潜像によって形成された第一のトナー像T1およびSLED63(Chip60)で作成された静電潜像によって形成された第二のトナー像T2が転写される。このとき、感光体ドラム12に対してLPH14が斜めに装着されていると、中間転写ベルト21上のスキュー補正用画像すなわち第一のトナー像T1および第二のトナー像T2には、傾きに対応する副走査方向のずれ(スキュー量)が発生する。
なお、このスキュー補正値の設定は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに設けられる各LPH14において、それぞれ独立して行われる。
一方、LEDアレイ境界位置と分割位置Xnとが一致する場合であっても、対応するチップ間ずれ量Yの値が0より下の負の値である場合には、分割位置Xnをシフトさせることなく、そのままEEPROM102に格納している。
(d)では、Chip5およびChip6のLEDアレイ端部境界とブロック分割位置X4とが一致し、また、Chip10およびChip11のLEDアレイ端部境界とブロック分割位置X8とが一致している。一方、(e)では、上述した手順でスキュー補正値に修正を施すことで、分割位置X4を64ドット分だけ上流側にシフトさせている。ただし、分割位置X8はChip10およびChip11のLEDアレイ端部境界からシフトさせていない。
量演算部、142…スキュー補正値演算部、143…スキュー補正値修正部、X1〜Xn…分割位置、T1…第一のトナー像、T2…第二のトナー像
Claims (11)
- 主走査方向に複数の記録素子が配列された記録チップを、主走査方向に複数配列してなる記録素子アレイと、
主走査方向に設定された所定のブロック毎に、副走査方向に画像データをシフトさせることにより、副走査方向ずれを補正する副走査方向ずれ補正部とを備えたプリントヘッドにおいて、
前記副走査方向ずれ補正部は、隣接する前記記録チップにおける前記記録素子同士の境界位置に対し分割位置をずらして設定可能な前記ブロックを用いて、記録マークの副走査方向ずれを補正することを特徴とするプリントヘッド。 - 前記副走査方向ずれ補正部は、異なる主走査方向長さとなるように設定された前記ブロックを用いて、前記記録マークの副走査ずれを補正することを特徴とする請求項1記載のプリントヘッド。
- 前記記録素子アレイを構成する前記記録チップが千鳥状に配列され、
前記記録素子アレイを構成する各記録チップに対する記録信号の供給タイミングを、所定の記録チップ列を基準として記録チップ列毎に変えることにより、当該記録素子アレイによって記録される記録マークの副走査方向ずれを補正する千鳥配列補正部をさらに含むことを特徴とする請求項1記載のプリントヘッド。 - 前記分割位置を設定する設定部と、
前記設定部にて設定された前記分割位置と隣接する記録チップ同士の境界位置とが一致する場合に、当該分割位置を当該境界位置から移動させる修正部と
をさらに含むことを特徴とする請求項1記載のプリントヘッド。 - 前記修正部は、前記分割位置と前記境界位置とが一致する場合であって、当該境界位置に対応する記録チップ同士の副走査方向の位置ずれが当該境界位置にて記録素子により記録される像の副走査方向ずれを打ち消す方向である場合に、当該分割位置を当該境界位置から移動させないことを特徴とする請求項4記載のプリントヘッド。
- 主走査方向に複数の記録素子が配列された記録チップを、主走査方向に複数配列してなる記録素子アレイと、
前記記録素子アレイを構成する前記記録チップの配置に起因する副走査方向ずれを、各記録素子に対する記録信号の供給タイミングを調整することによって補正する第一の副走査方向ずれ補正部と、
前記記録素子アレイを構成する前記記録チップの配置以外に起因する副走査方向ずれを、副走査方向に画像データをシフトさせることによって補正する第二の副走査方向ずれ補正部とを含み、
前記第一の副走査方向ずれ補正部は、隣接する前記記録チップにおける前記記録素子の境界位置から隣接する境界位置までを1ブロックとして、各記録素子に対する前記記録信号の供給タイミングを調整し、
前記第二の副走査方向ずれ補正部は、前記境界位置から主走査方向にシフトした位置に設定される分割位置から隣接する分割位置までを1ブロックとして、副走査方向に前記画像データをシフトさせることを特徴とするプリントヘッド。 - 複数の前記記録チップが千鳥状に配列され、
前記第一の副走査方向ずれ補正部は、前記記録チップの千鳥配列補正を行うことを特徴とする請求項6記載のプリントヘッド。 - 前記第二の副走査方向ずれ補正部は、被記録体に対し前記記録素子アレイが傾斜配置されることにより生じるスキュー、あるいは、当該被記録体に対し当該記録素子アレイが湾曲配置されることにより生じるボウを補正することを特徴とする請求項6記載のプリントヘッド。
- 主走査方向に複数の記録素子が配列された記録チップを、主走査方向に複数配列してなる記録素子アレイを備えたプリントヘッドにおける副走査方向ずれ補正値の設定方法であって、
前記記録素子アレイによって記録される記録マークの副走査方向ずれ量を取得するステップと、
取得された前記副走査方向ずれ量に基づき、前記記録素子アレイにおける主走査方向のブロックの分割数および各ブロックの分割位置を演算するステップと、
演算により求められた前記分割位置が隣接する記録チップにおける前記記録素子の境界位置と一致する場合に、当該分割位置を当該境界位置に対して主走査方向にシフトさせるステップと
を含むプリントヘッドにおける副走査方向ずれ補正値の設定方法。 - 前記記録マークの副走査方向ずれ量を取得するステップでは、
前記記録素子アレイを用いて、記録材上に記録マークを形成し、
前記記録材上に形成された前記記録マークを読み取り、
前記記録マークの読み取り結果に基づき、当該記録マークにおける副走査方向ずれ量を取得することを特徴とする請求項9記載のプリントヘッドにおける副走査方向ずれ補正値の設定方法。 - 前記シフトさせるステップの後、前記分割位置をメモリに格納するステップをさらに含むことを特徴とする請求項9記載のプリントヘッドにおける副走査方向ずれ補正値の設定方法。
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