JP2005007697A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副走査方向の濃度ムラを簡単な構成で且つスクリーン構造に影響を与えることなく補正する。
【解決手段】メインコントロール部では、画像データに基づいてパルス幅変調してＬＤから光ビームを出力させる。このとき、感光体の１回転により１回パルス信号を発生する感光体基準位置検出センサの出力信号の立下りを基準にして、次の感光体基準位置検出センサの出力信号の立下りまでの期間（感光体の１回転分の期間）を１６分割し、分割期間ごとに、テスト画像を出力した際の実際の検出濃度と本来の濃度との濃度差に応じて、ＬＤの光量制御の基準となる光量制御レベルＶｒｅｆを変更する。このように感光体上の副走査方向の位置に応じて光量制御レベルＶｒｅｆを補正することで、形成される画像の副走査位置に応じて光ビームの光量を補正し、副走査方向の濃度ムラを補正する。
【選択図】 図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係わり、特に、光源から出力された光ビームを像担持体に走査させ、且つ前記光ビームの走査方向と直交する副走査方向に、前記光ビームと前記像担持体とを相対移動させることにより画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、画像データに基づいて出力された光ビームを像担持体としての感光体上に走査させて静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して得られたトナー像を用紙等の画像記録媒体上に転写して、画像記録媒体上に画像を形成する画像形成装置がある。このような画像形成装置では、画像記録媒体上に画像を形成したときに、濃度に不均一（濃度ムラ）が生じることが知られている。
【０００３】
このため、従来より、画像形成装置では、各種の方法により主走査方向（光ビームの走査方向）の濃度ムラの補正が行われているが、更なる高画質化のためには、副走査方向（主走査方向に直交する方向）の濃度ムラの補正も必要とされる。
【０００４】
副走査方向の濃度ムラを補正する技術としては、従来より、副走査方向の位置に応じて画像データを補正することによって、光ビームをパルス幅変調する場合には、光ビームの点灯時間（点灯デューティ）を変化させたり、誤差拡散法やディザ法などで２値化信号を生成する場合には、レーザ発光確率を変化させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１２８１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、画像の濃度によって光ビームの点灯時間やレーザ発光確率の補正量が異なり、全画面分の画像データを演算補正するためのメモリや演算処理回路など大規模な回路が必要となり、また処理に時間がかかるという問題があった。また、画像データの補正によって光ビームの点灯時間やレーザ発光確率が変化されると、副走査方向の位置によってはスクリーン構造が変化してしまうという問題もあった。特に２４００ｄｐｉなどの高解像度のカラー画像においては、このスクリーン構造の変化によって、画像処理によるカラーレジ（色ずれ）補正を行った際に、モアレなどの画質上の欠陥が生じる。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、副走査方向の濃度ムラを簡単な構成で且つスクリーン構造に影響を与えることなく補正することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光源から出力された光ビームを像担持体に走査させ、且つ前記光ビームの走査方向と直交する副走査方向に、前記光ビームと前記像担持体とを相対移動させることにより画像を形成する画像形成装置であって、前記画像の前記副走査方向の位置を検出するための副走査位置検出手段と、画像データに基づいて前記光源を点灯制御すると共に、前記副走査位置検出手段による検出結果に基づく副走査方向の位置に応じて、前記副走査方向の濃度ムラが低減されるように前記光ビームの光量を補正する制御手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、制御手段により、画像データに基づいて光源を点灯制御する。これにより、画像データに基づく光ビームが像担持体に走査されて、画像が形成される。このとき形成される画像の濃度は、光ビームの光量（強度）と相関があり、制御手段では、副走査位置検出手段により検出された副走査方向の位置（以下、副走査位置）に応じて、前記副走査方向の濃度ムラが低減されるように光ビームの光量を補正する。このように、副走査方向位置に応じて光量を補正することで、従来技術のように画像データを補正せずとも、副走査方向の濃度ムラを補正することができる。したがって、簡単な構成で且つスクリーン構造に影響を与えることなく副走査方向の濃度ムラを補正することが可能となる。
【００１０】
なお、上記の画像形成装置においては、光量の補正量は、ユーザが副走査方向の濃度ムラを画像から目視確認して、設定するようにしてもよいが、請求項２に記載されているように、前記画像の濃度を検出する濃度検出手段を更に備え、前記制御手段が、前記濃度検出手段による検出結果に基づいて、前記副走査方向の位置に応じて、前記光ビームの光量の補正量を設定することが好ましい。
【００１１】
また、上記の画像形成装置においては、請求項３に記載されているように、画像形成領域外の走査中の光ビームが入射され、光ビームを受光することで前記光ビームの走査タイミングを検知する走査タイミング検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記走査タイミング検知手段により検知された走査タイミングに同期して、前記画像データに基づく前記光源の点灯制御を行うと共に、前記補正量に応じて、当該点灯制御の開始タイミングを補正するとよい。
【００１２】
また、請求項４に記載されているように、画像形成領域外の走査中の光ビームが入射され、光ビームを受光することで前記光ビームの走査タイミングを検知する走査タイミング検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記走査タイミング検知手段に入射するタイミングでは、前記光ビームの光量を予め定められた所定値にするようにしてもよい。
【００１３】
また、上記の画像形成装置においては、請求項５に記載されているように、前記光源が、複数の光ビームを複数のラインを同時に走査可能に出力し、前記制御手段が、前記複数の光ビームの光量を各々独立して補正する、ようにすることもできる。また、請求項６に記載されているように、前記光源が、複数の光ビームを複数のラインを同時に走査可能に出力し、前記制御手段が、前記複数の光ビームの光量を同一に補正することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。
【００１５】
（全体構成）
図１には、本発明が適用された画像形成装置が示されている。図１に示すように、この画像形成装置１０には、複数の巻きかけローラ１２に張架され、モータ（図示省略）の駆動により矢印Ａ方向に搬送される無端ベルト状の中間転写体ベルト１４と、中間転写体ベルト１４の上面（表面）に接するように設けられた感光体ドラム（以下、「感光体」と称す）１６と、所望の画像データに基づいて光ビームを感光体１６に向けて（矢印Ｂ参照）、主走査しながら照射する光走査装置（ＲＯＳ）１８（詳細後述）を備えている。
【００１６】
また、図１に示すように、感光体１６の周面近傍には帯電器２０が配設されている。帯電器２０は、感光体１６を一様に帯電させる。感光体１６は、ステッピングモータ１７（図３参照）の駆動により、矢印Ｃ方向（副走査方向に対応）に所定速度で回転されるようになっている。帯電器２０により一様に帯電された感光体１６は、このように矢印Ｃ方向に回転することによって、光走査装置１８からの光ビームが照射される。これにより、感光体１６の周面上に潜像が形成される。
【００１７】
また、光走査装置１８による光ビームの照射位置よりも感光体１６の回転方向下流側には、現像器２２が配設されている。感光体１６の周面上に形成された潜像は、現像器２２によりトナーが供給されて現像される。これにより、感光体１６の周面上にトナー像が形成される。
【００１８】
また、現像器２２よりも感光体１６の回転方向下流側である感光体１６の鉛直下方には、中間転写体ベルト１４の下面（裏面）に接触するように第１の転写器２４が設けられている。感光体１６の周面上に形成されたトナー像は、第１の転写器２４により中間転写体ベルト１４の表面に転写される。これにより、中間転写体ベルト１４の表面上にトナー像（未定着像）が形成される。なお、転写後に感光体１６に残留しているトナーは、クリーナ（図示省略）によって除去される。
【００１９】
中間転写体ベルト１４上に形成されたトナー像は、中間転写体ベルト１４の矢印Ａ方向の搬送に伴って移動する。感光体１６よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、対向する２つのローラ２６Ａ、２６Ｂからなる第２の転写器２６が配設されている。中間転写体ベルト１４上に形成されたトナー像は、このローラ２６Ａ、２６Ｂの間に送り込まれる。また、このローラ２６Ａ、２６Ｂの間には、図示しない用紙トレイから取り出された用紙９０も搬送され、中間転写体ベルト１４上に形成されたトナー像は、第２の転写器２６によって用紙９０に転写される。
【００２０】
トナー像が転写された用紙９０は、加圧ローラ２８Ａと加熱ローラ２８Ｂからなる定着器２８に搬送されて定着処理が施される。これにより、用紙９０上のトナー像が定着されて、用紙９０上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙９０は装置外へ排出される。
【００２１】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置１０においては、感光体１６の１回転により１回パルス信号を発生する感光体基準位置検出センサ３０が本発明の副走査位置検出手段として設けられている。この感光体基準位置検出センサ３０の出力信号により、感光体１６の回転位置を把握可能となり、画像の副走査方向の位置を特定することができる。なお、図１は、感光体基準位置検出センサ３０を感光体１６の周面近傍に設けた場合を示しているが、感光体基準位置検出センサ３０の配設位置はこれに特に限定されるものではない。
【００２２】
なお、この感光体基準位置検出センサ３０の代わりに、副走査位置検出手段として、現像器２２、中間転写体ベルト１４、或いは定着器２８の１回転により１回パルス信号を発生するセンサを設け、このセンサの出力信号により、現像器、中間転写体ベルト、或いは定着器の回転位置を把握して、画像の副走査方向の位置を特定するようにしてもよい。
【００２３】
また、感光体１６よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側で、且つ第２の転写器２６よりも上流側には、中間転写体ベルトの幅方向に沿って、ラインセンサ（以下、画像濃度検出センサ）３２が本発明の濃度検出手段として設けられている。画像濃度検出センサ３２では、中間転写体ベルト１４上に形成されたトナー像（未定着画像）の濃度を検出する。このとき、中間転写体ベルト１４の搬送によってトナー像が移動されることによって、画像濃度検出センサ３２による濃度検出では、副走査方向の画像の濃度分布を得ることができる。
【００２４】
なお、この画像濃度検出センサ３２の代わりに、濃度検出手段として、感光体１６上の静電潜像（電位）、感光体１６上のトナー像、或いは定着器２８から出力された用紙上の定着画像から画像濃度を検出するようにしてもよい。
【００２５】
（光走査装置の構成）
図２に示すように、光走査装置１８は、光源として半導体レーザ（以下、ＬＤ）４０と、ＬＤ４０から出力された光ビームを反射して、感光体１６に光ビームを照射するポリゴンミラー４２とを備えている。
【００２６】
また、光走査装置１８は、ＬＤ４０を駆動するための回路であるＬＤ駆動部４４（図３参照）を備えており、ＬＤ４０は、ＬＤ駆動部４４に接続されている。ＬＤ４０は、このＬＤ駆動部４４によって点灯制御されることによって、所定強度の光ビームを画像データに基づいて出力する。ＬＤ４０から出力された光ビームは、コリメータレンズ４６により平行光線化された後、ポリゴンミラー４２に入射される。
【００２７】
ポリゴンミラー４２は、側面に複数の反射面４２Ａが設けられた正多角形状（本実施の形態では正六角形）に形成されており、入射された光ビームはこの反射面４２Ａに収束するようになっている。
【００２８】
また、ポリゴンミラー４２は、モータ（図示省略）の駆動によって、矢印Ｄ方向に所定の回転数（所定の速度）で回転される。この回転によって、各反射面４２Ａへの光ビームの入射角は連続的に変化し、偏向される。これにより、感光体１６の軸線方向（矢印Ｅ参照、以下「主走査方向」という）に走査して、光ビームが感光体１６に照射される。
【００２９】
ポリゴンミラー４２により反射された光ビームの進行方向には、ｆθレンズ４８が配置されており、ポリゴンミラー４２により反射された光ビームは、ｆθレンズ４８を透過してから、感光体１６に照射される。このｆθレンズ４８により、光ビームは感光体１６の周面上で結像点を結び、且つ感光体１６上での走査速度が等速度になる。
【００３０】
ｆθレンズ４８よりも光ビームの進行方向下流で、且つ感光体１６よりも光ビームの走査方向上流側には、本発明の走査タイミング検知手段として、フォトディテクタ等からなるＳＯＳセンサ５０（詳細後述）が配置されている。ＳＯＳセンサ５０には、光ビームが感光体１６をその軸線方向に走査するごとに、感光体１６の手前、すなわち走査方向上流側の画像形成領域外の光ビームが入射される。これにより、ＳＯＳセンサ５０は、光走査装置１８による感光体１６への１走査ごとの走査開始タイミングを検知し、その結果をＳＯＳ信号として出力する。
【００３１】
（制御系の構成）
次に、図３を参照して、画像形成装置１０の制御系の構成を説明する。
【００３２】
図３に示すように、画像形成装置１０は、該画像形成装置１０全体の動作を司るメインコントロール部６０を備えている。このメインコントロール部６０は、本発明の制御手段として機能するものであり、点灯制御部６０Ａと、補正量設定部６０Ｂと、補正量を記憶するためのメモリ６０Ｃとを備えている。なお、メインコントロール部６０は、点灯制御部６０Ａ、補正量設定部６０Ｂ、メモリ６０Ｃとしての回路を基板上に設けて構成することもできるが、本実施形態では、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えた所謂マイコンとし、プログラムの実行により、ソフトウェア的に、点灯制御部６０Ａ、補正量設定部６０Ｂ、メモリ６０Ｃの機能が構築されるようになっている。
【００３３】
メインコントロール部６０は、ステッピングモータ１７や、図示は省略するが、中間転写体ベルト１４を搬送させるためのモータや用紙９０を搬送するためのモータなどと接続されており、画像形成時には、これらのモータを駆動させるようになっている。
【００３４】
なお、本実施の形態では、一例として、感光体１６の１回転分のパルス数が、１６×ｎ（ｎは正の整数）パルスとなるステッピングモータ１７を用いている。メインコントロール部６０は、所定周波数のパルス信号（駆動パルス）をステッピングモータ１７へ出力することで、ステッピングモータ１７を駆動させて感光体１６を矢印Ｃ方向に所定速度で回転させるようになっている。
【００３５】
メインコントロール部６０は、図示は省略するが、スキャナやコンピュータ、さらにはネットワークを介したクライアント（コンピュータ）などが接続され、ユーザにより画像形成が指示された中間調画像（階調画像）あるいは文字画像を表す画像データが入力されるようになっている。
【００３６】
また、このメインコントロール部６０には、前述したＬＤ駆動部４４、ＳＯＳセンサ５０が接続されている。メインコントロール部６０には、ＳＯＳセンサ５０からＳＯＳ信号が入力される。メインコントロール部６０は、点灯制御部６０Ａにおいて、入力されたＳＯＳ信号と同期させて、ＬＤ４０の点灯をＯＮ／ＯＦＦする点灯信号ＶＤＡＴＡ、ＬＤ４０の出力光量を制御する際の基準となる光量制御レベルＶｒｅｆ、及びＬＤ４０の出力光量の制御タイミングを指示する光量制御タイミング信号ＰＣＯＮＴを生成して、ＬＤ駆動部４４へ供給するようになっている。
【００３７】
なお、点灯信号ＶＤＡＴＡは、画像データに基づくＬＤ４０の点灯は勿論のこと、光量制御のための点灯、ＳＯＳセンサ５０に光ビームを入射させるための点灯（以下、ＳＯＳ前点灯）を指示するものである。メインコントロール部６０では、特に、画像データに基づくＬＤ４０の点灯の際には、１画素当たりＯＮ／ＯＦＦデューティを画像データに基づいて変化させて、所謂パルス幅変調を行うようになっている。
【００３８】
ＬＤ駆動部４４は、メインコントロール部６０から供給された点灯信号ＶＤＡＴＡに基づいてＬＤ４０を点灯させると共に、光量制御タイミング信号ＰＣＯＮＴで出力光量の制御が指示されたら、光量制御レベルＶｒｅｆに応じた光量となるようにＬＤ４０の出力光量を制御する。また、光量制御後は、制御後の光量（すなわち光量制御レベルＶｒｅｆに応じた光量）を維持して、点灯信号ＶＤＡＴＡに基づいてＬＤ４０を点灯させる。
【００３９】
また、メインコントロール部６０には、前述した画像濃度検出センサ３２、及び感光体基準位置検出センサ３０も接続されており、画像濃度検出センサ３２の出力信号、及び感光体基準位置検出センサ３０の出力信号（濃度検出結果）が入力される。
【００４０】
メインコントロール部６０は、感光体基準位置検出センサ３０からの出力信号で示されるタイミングと同期して、画像濃度検出センサ３２による濃度検出結果を取り込む。これにより、メインコントロール部６０は、感光体１６上における副走査位置に応じた画像の濃度分布を得ることができる。
【００４１】
メインコントロール部６０は、補正量設定部６０Ｂにおいて、この濃度分布に基づいて、副走査方向の濃度ムラが低減されるように、光量制御レベルＶｒｅｆの補正量を設定するようになっている。詳しくは、濃度分布に基づいて、感光体１６上における副走査方向の各位置について、実際の検出濃度と本来の濃度との差（濃度差）を求め、該濃度差を解消するための光量に変換する。一般に、画像の濃度と光量は、一般に図４に示すような関係にあり、この関係を表す関係式が予め求められてＲＯＭの所定記憶領域に予め記憶されている。メインコントロール部６０は、この関係式を用いて、副走査方向の各位置の濃度差を解消するための光量に変換することができ、変換結果をＲＡＭの所定記憶領域をメモリ６０Ｃとして、当該メモリ６０Ｃに記憶しておく。画像形成時には、感光体基準位置検出センサ３０からの出力信号で示されるタイミングにより副走査位置を把握し、該副走査位置に対応する変換光量に基づいて光量制御レベルＶｒｅｆを増減させる。
【００４２】
（作用）
次に、本実施の形態の作用を説明する。まず、図５のタイミングチャートを参照して、画像形成処理時のメインコントロール部６０の点灯制御を説明する。
【００４３】
図５に示すように、メインコントロール部６０では、画像形成処理中は、光量制御レベルＶｒｅｆとＬＤ駆動部４４へ供給している。メインコントロール部６０は、ＳＯＳセンサ５０に光ビームが入射するタイミングの少し前から、点灯信号ＶＤＡＴＡをＨにして、ＬＤ４０を点灯させる（ＳＯＳ前点灯）。このＬＤ４０の点灯により、ＳＯＳセンサ５０に光ビームが入射すると、ＳＯＳセンサ５０からＳＯＳ信号が出力される。
【００４４】
このＳＯＳ信号の立ち下がりを基準にして、メインコントロール部６０では、画像領域の開始／終了タイミング（区間Ｑ）と、光量制御（所謂ＡＰＣ）の開始／終了タイミング（区間Ｒ）と、次のＳＯＳ前点灯、すなわち次のＳＯＳ信号を取得するためのＳＯＳセンサ５０入射手前からのＬＤ４０点灯開始／終了タイミング（区間Ｓ）とを決定する。この決定されたタイミングに基づいて、メインコントロール部６０からＬＤ駆動部４４へ供給する各信号のＨ／Ｌが切り替えられることになる。また、詳細は後述するが、ＳＯＳ信号の立ち下がりエッジを基準にして、光量制御レベルＶｒｅｆの変更タイミングＰも決定する。
【００４５】
メインコントロール部６０では、画像領域の開始タイミングになると、画像データに基づいてＯＮ／ＯＦＦデューティを変化させた画像１ライン分の点灯信号ＶＤＡＴＡを生成して、ＬＤ駆動部４４へ供給する。ＬＤ駆動部４４では、この点灯信号ＶＤＡＴＡに従って、ＬＤ４０の点灯をＯＮ／ＯＦＦする。これにより、ＬＤ４０が画像データに基づいて点灯制御（パルス幅変調制御）され、画像データに基づいてパルス幅変調された光ビームが出射され、感光体１６に画像が１ライン分書き込まれる。
【００４６】
画像領域の終了後は、光量制御開始タイミングとなり、点灯信号ＶＤＡＴＡ及び光量制御タイミング信号ＰＣＯＮＴが共にＨにされる。ＬＤ駆動部４４は、点灯信号ＶＤＡＴＡがＨになることによってＬＤ４０の点灯を開始し、光量制御タイミング信号ＰＣＯＮＴがＨであるので、光量制御レベルＶｒｅｆの値に応じた光量になるように、ＬＤ４０の駆動電流値を調整して、ＬＤ４０の出力光量を制御する。光量制御終了タイミングになると、点灯信号ＶＤＡＴＡ及び光量制御タイミング信号ＰＣＯＮＴはＬに戻される。
【００４７】
光量制御終了後は、ＳＯＳ前点灯開始タイミングとなり、点灯信号ＶＤＡＴＡがＨにされる。これにより、ＳＯＳセンサ５０に光ビームが入射するタイミングの少し前からＬＤ４０が点灯され、ＳＯＳセンサ５０に光ビームが入射すると、ＳＯＳセンサ５０からＳＯＳ信号が出力される。このＳＯＳ信号の立ち下がりエッジを基準にして、次のラインのための、画像領域の開始／終了タイミング（区間Ｑ）と、光量制御（所謂ＡＰＣ）の開始／終了タイミング（区間Ｒ）と、次のＳＯＳ前点灯開始／終了タイミング（区間Ｓ）と、光量制御レベルＶｒｅｆの変更タイミングが決定される。
【００４８】
画像領域の開始タイミングとなったら、次の画像１ライン分の点灯信号ＶＤＡＴＡを生成して、ＬＤ駆動部４４へ供給する。ＬＤ駆動部４４では、この点灯信号ＶＤＡＴＡに従って、ＬＤ４０の点灯をＯＮ／ＯＦＦする。このときのＬＤ４０の出力光量は、前述の光量制御による制御後の光量が保持される。
【００４９】
すなわち、上記のようなメインコントロール部６０の制御により、光走査装置１８では、ライン毎に光量制御レベルＶｒｅｆに応じた光量となるように光量制御が行われて、当該光量制御後の光量の光ビームを画像データに基づいてパルス幅変調して、感光体１６に照射して感光体１６に画像を書き込むようになっている。
【００５０】
このようにして感光体１６に書き込まれた画像（潜像）は、現像器２２により現像されて、第１の転写器２４により中間転写体ベルト１４に転写され、第２の転写器２６によって中間転写体ベルト１４から用紙９０に転写される。画像が転写された用紙９０は、定着器２８によって定着処理が施された後、装置外へ排出される。
【００５１】
ここで、本実施形態においては、メインコントロール部６０では、副走査方向の濃度ムラが低減されるように、光量制御レベルＶｒｅｆの値を補正するようになっている。図６に、メインコントロール部６０で実行される光量制御レベルＶｒｅｆの補正量設定処理を示す。
【００５２】
なお、この補正量設定処理は、画像形成装置１０の電源投入直後、所定枚数出力毎、ユーザにより当該補正量設定処理の実行指示が入力された時など、予め定められた所定タイミングに実行される。
【００５３】
図６に示すように、メインコントロール部６０では、まずステップ１００において、感光体基準位置検出センサ３０の出力信号に同期させて、光量制御レベルＶｒｅｆを予め定められた所定値に一定にした状態で、テスト画像を出力する。
【００５４】
具体的には、図５に示したような点灯制御により、テスト画像として、図７に示すような全面一様の濃度のハーフトーン画像を感光体１６の全画像形成範囲に書き込む。感光体１６に書き込まれたハーフトーン画像は、現像器２２で現像されて、中間転写体ベルト１４に転写される。これにより、中間転写体ベルト１４上には、全面一様の濃度のハーフトーン画像が形成されるのが理想的ではあるが、実際には、形成された画像には濃度ムラが生じている。図８に、副走査方向の濃度ムラのパターン例を示す。このような濃度ムラは、濃度が２０〜３０％程度のハイライト領域で発生し易いことが一般に知られているため、本実施形態では、一例として、図６のステップ１００では、濃度２０％のハーフトーン画像をテスト画像として出力する。
【００５５】
中間転写体ベルト１４上に形成されたテスト画像は、中間転写体ベルト１４が搬送されることによって、画像濃度検出センサ３２の検出位置に到達し、図６の次のステップ１０２では、画像濃度検出センサ３２により、中間転写体ベルト１４上に形成されたテスト画像の濃度を検出し、その結果をメモリ６０Ｃに記憶する。このとき、中間転写体ベルト１４の搬送に伴って、画像濃度検出センサ３２によるテスト画像上の濃度検出位置が変化するので、メインコントロール部６０では、所定時間毎に画像濃度検出センサ３２から濃度検出結果を取り込んで記憶していくことで、感光体１６上における副走査位置に応じた画像の濃度分布を得ることができる。
【００５６】
次のステップ１０４では、取得した画像の濃度分布に基づいて、副走査位置毎に、実際の検出濃度と、本来の濃度（本実施の形態では濃度２０％）との濃度差を求める。
【００５７】
具体的に、本実施の形態では、感光体１６上の画像形成範囲を副走査方向に１６分割し、各分割範囲を副走査位置として、分割範囲ごとに濃度差を求めるようになっている。なお、感光体１６上の画像形成範囲を副走査方向に１６分割するのは、感光体１６を回転させるために、感光体１６１回転分のパルス数が１６×ｎパルスとなるステッピングモータ１７を使用しているためであり、使用するモータに応じて適宜分割数は変更可能である。また、各分割範囲の実際の検出濃度としては、当該分割範囲内の検出濃度の平均値を用いてもよいし、当該分割範囲内の所定位置の検出濃度を用いてもよい。所定位置の検出濃度を用いる場合には、画像濃度検出センサ３２では、当該位置の濃度のみ検出するようにしてもよい。
【００５８】
次のステップ１０６で、各副走査位置について、求めた濃度差を解消するための光量に変換する。そして、最後にステップ１０８で、変換結果（変換光量）を光量制御レベルＶｒｅｆの補正量とし、副走査位置と対応付けてメモリ６０Ｃに記憶する。具体的には、各分割範囲に対応するステッピングモータ１７のパルス数と対応付けて変換光量を記憶する。この場合、各分割範囲に対応するステッピングモータ１７のパルス数とは、感光体基準位置検出センサ３０の信号出力タイミングを基点として、副走査方向最上流の分割範囲はパルス数１〜ｎ、副走査方向上流側から２つ目の分割範囲はパルス数（ｎ＋１）〜２ｎ、…、１６個目の分割範囲はパルス数（１５ｎ＋１）〜１６ｎとなる。このように変換光量を記憶したら、図６の補正量設定処理は終了される。
【００５９】
メインコントロール部６０では、画像形成時には、上記の補正量設定処理で設定された補正量を用いて、副走査方向の濃度ムラを補正している。図９に、メインコントロール部６０で実行される補正処理を示す。
【００６０】
図９に示すように、メインコントロール部６０では、ステップ１５０で、感光体基準位置検出センサ３０の出力信号に基づいて副走査位置を検出し、次のステップ１５２で、検出した副走査位置に対応する補正量（変換光量）をメモリ６０Ｃから読み出して、光量制御レベルＶｒｅｆの値を補正する。具体的には、感光体基準位置検出センサ３０の出力信号を基準としたステッピングモータ１７へのパルス数に対応する光量制御レベルＶｒｅｆの補正量をメモリ６０Ｃから読み出して、読み出した補正量に応じて光量制御レベルＶｒｅｆの値を予め定められた所定値から増減させる。
【００６１】
画像形成が終了するまで、次のステップ１５４からステップ１５０に戻り、上記処理を繰り返し、画像形成が終了したら図９の補正処理は終了される。
【００６２】
これにより、例えば、図１０に示すように、感光体基準位置検出センサ３０の出力信号の立下りを基準にして、次の感光体基準位置検出センサ３０の出力信号の立下りまでの期間、すなわち感光体１６の１回転分の期間が１６分割されて、分割期間ごとに、実際の検出濃度と本来の濃度との濃度差に応じて光量制御レベルＶｒｅｆが変更される。ＬＤ４０では、光量制御レベルＶｒｅｆに応じた光量で光ビームを出力し、図４に示したように光量と濃度には相関があるため、光量制御レベルＶｒｅｆを変化させることで、濃度ムラを低減させることができる。
【００６３】
なお、光量制御レベルＶｒｅｆの変更は、画像形成領域（区間Ｑ）外で且つ光量制御期間（区間Ｒ）外に行う必要があり、本実施の形態では、図５に示したように、ＳＯＳ信号後、画像形成の開始タイミングになる手前の所定タイミングＴで光量制御レベルＶｒｅｆを変更するようになっている。
【００６４】
このように、本実施の形態では、感光体１６上の副走査位置に応じて、光量制御の基準となる光量制御レベルＶｒｅｆを補正することで、形成される画像の副走査位置に応じて光ビームの光量を補正し、副走査方向の濃度ムラを補正するようになっている。すなわち、画像データを補正せずに、副走査方向の濃度ムラを補正できるので、従来技術で必要とされた、全画面分の画像データを演算補正するためのメモリや演算処理回路など大規模な回路が不要であると共に、スクリーン構造を変化させることもない。また、光量制御レベルＶｒｅｆを増減するという簡単な加減算のみでよいので、処理に時間もかからない。
【００６５】
ところで、光量制御レベルＶｒｅｆを補正して光ビームの光量が大きく変化すると、この変化に伴ってＳＯＳセンサ５０からのＳＯＳ信号の出力タイミングがずれて、画像形成の開始タイミング、すなわち主走査方向の画像の書き出しタイミングがずれてしまう恐れがある。これを防止するためには、図１１に示すように、補正した光量制御レベルＶｒｅｆのレベルに応じて、ＳＯＳ信号の立ち上がりからの画像形成の開始タイミング、すなわち画像データに基づいて光ビームをパルス幅変調するパルス幅制御の開始タイミングをＴ→Ｔ＋ΔＴと補正するとよい。或いは、図１２に示すように、ＳＯＳ前点灯時の出力光量は、光量制御レベルＶｒｅｆの補正に関わらず一定にするようにしてもよい。
【００６６】
なお、本実施の形態では、光走査装置１８が１本の光ビームによって感光体１６を走査する場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の光ビームにより感光体１６上の複数ラインを同時に走査したり、１ラインを複数の光ビームにより分割走査してもよい。例えば、光源として、光走査装置１８の光源としてＬＤ４０の代わりに、図１３に示すように複数の発光点８０が二次元配列（図１３では４×４）された面発光レーザを用いれば、複数の光ビームで同時に複数ラインを同時に走査することができる。この場合、光量を細かく補正したい場合には、各光ビームの光量を別々に補正するようにしてもよいし、面発光レーザを点灯駆動するための回路を簡略するためには、複数の光ビーム（例えば同時に走査する光ビームなど）をまとめて同一に光量となるように補正してもよい。
【００６７】
なお、本実施の形態では、単色画像を形成する画像形成装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スクリーン構造を変化させないことからカラー画像を形成する画像形成装置に適用することも有効である。図１４に、カラー画像を形成する画像形成装置１０Ａの一例を示す。なお、図１４では、図１と同様の部材には、同一の部材番号を付与して示している。
【００６８】
詳しくは、図１４に示す画像形成装置１０Ａは、中間転写体ベルト１４の搬送方向に沿って、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色毎の感光体１６を備えており、各感光体１６に対して、光走査装置１８が設けられている。また、各感光体１６の周囲には、帯電器２０、現像器２２、第１の転写器２４が備えられている。各感光体１６にはそれぞれ対応する光走査装置１８から画像データに基づく光ビームが照射されて潜像が形成され、それぞれ対応する現像器２２によって潜像が現像されて対応する色のトナー像が形成される。各感光体１６上に形成されたトナー像は、中間転写体ベルト１４のベルト面上で、互いに重なり合うように中間転写体ベルト１４に各々転写される。これにより、中間転写体ベルト１４上にカラーのトナー像が形成され、このカラーのトナー像が第２の転写器２６によって用紙に転写される。
【００６９】
また、各感光体１６に対応して、感光体基準位置検出センサ３０が設けられている。メインコントロール部６０では、それぞれの感光体基準位置検出センサ３０の信号出力タイミングを基点として、感光体１６上の画像形成範囲を副走査方向に１６分割した分割範囲ごとに、各色毎に光量制御レベルＶｒｅｆの補正量を上記と同様に求めてメモリ６０Ｃに記憶しておき、画像形成時には、各感光体基準位置検出センサ３０の信号出力タイミングを基点として、各々対応する色の光量制御レベルＶｒｅｆの補正量に基づいて、各光走査装置１８へ供給する光量制御レベルＶｒｅｆを補正して、各色の副走査方向の濃度ムラを補正すればよい。
【００７０】
このように光量制御レベルＶｒｅｆを補正することで、各色の副走査方向の濃度ムラを補正すれば、画像処理によるカラーレジ（色ずれ）補正を行ったとしても、モアレなどの画質上の欠陥が生じさせる心配がない。
【００７１】
なお、カラー画像を形成する場合は、主走査方向の書き出しタイミングがずれると、形成した画像上に色ずれとなって現れるため、図１１、１２に示したように補正した光量制御レベルＶｒｅｆのレベルに応じて、ＳＯＳ信号の立ち上がりからの画像形成の開始タイミングを補正したり、ＳＯＳ前点灯時の出力光量を光量制御レベルＶｒｅｆの補正に関わらず一定になるようにすることがより好ましい。
【００７２】
また、本実施の形態では、画像濃度検出センサ３２を濃度検出手段として設け、実際に形成された画像の濃度を検出し、該検出した濃度に基づいて光量制御レベルＶｒｅｆの補正量を設定するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。ユーザが、目視により画像の出力結果を確認して濃度ムラを判別し、判別した濃度ムラを表す情報を入力或いは、補正量を表す情報が入力されるようにしてもよい。但し、本実施形態の如くセンサにより画像の濃度を検出して補正量を設定する方が、より高精度に濃度ムラを補正できると共に、濃度ムラ補正の全工程を自動化できるため好ましい。
【００７３】
また、上記では、画像データに基づいて光ビームをパルス幅変調する画像形成装置を例に説明したが、誤差拡散法やディザ法などで２値化信号を生成する画像形成装置にも本発明は適用可能である。
【００７４】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、副走査方向の濃度ムラを簡単な構成で且つスクリーン構造に影響を与えることなく補正することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る光走査装置の詳細構成図である。
【図３】本実施の形態に係る画像形成装置の電気系の構成を示すブロック図である。
【図４】光量と濃度との関係を示すグラフである。
【図５】本実施の形態に係るメインコントロール部で行われる点灯制御を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本実施の形態に係るメインコントロール部で行われる補正量設定処理を示すフローチャートである。
【図７】テスト画像の一例である。
【図８】図７のテスト画像を出力した時に発生する濃度ムラの一例である。
【図９】本実施の形態に係るメインコントロール部で行われる補正処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９の補正処理により行われる光量制御レベルの補正例である。
【図１１】メインコントロール部で行われる点灯制御の別の例を説明するためのタイミングチャートである。。
【図１２】メインコントロール部で行われる点灯制御の別の例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】面発光レーザを示す図である。
【図１４】カラー画像を形成する画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置
１４ 中間転写体ベルト
１６ 感光体
１７ ステッピングモータ
１８ 光走査装置
２０ 帯電器
２２ 現像器
２４ 第１の転写器
２６ 第２の転写器
２８ 定着器
３０ 感光体基準位置検出センサ
３２ 画像濃度検出センサ
４０ ＬＤ
４２ ポリゴンミラー
４４ ＬＤ駆動部
４６ コリメータレンズ
５０ ＳＯＳセンサ
６０ メインコントロール部
８０ 発光点
ＰＣＯＮＴ 光量制御タイミング信号
ＶＤＡＴＡ 点灯信号
Ｖｒｅｆ 光量制御レベル

Claims (6)

1. 光源から出力された光ビームを像担持体に走査させ、且つ前記光ビームの走査方向と直交する副走査方向に、前記光ビームと前記像担持体とを相対移動させることにより画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像の副走査方向の位置を検出するための副走査位置検出手段と、
   画像データに基づいて前記光源を点灯制御すると共に、前記副走査位置検出手段による検出結果に基づく副走査方向の位置に応じて、前記副走査方向の濃度ムラが低減されるように前記光ビームの光量を補正する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像の濃度を検出する濃度検出手段を更に備え、
   前記制御手段が、前記濃度検出手段による検出結果に基づいて、前記副走査方向の位置に応じて、前記光ビームの光量の補正量を設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成領域外の走査中の光ビームが入射され、光ビームを受光することで前記光ビームの走査タイミングを検知する走査タイミング検知手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記走査タイミング検知手段により検知された走査タイミングに同期して、前記画像データに基づく前記光源の点灯制御を行うと共に、前記補正量に応じて、当該点灯制御の開始タイミングを補正する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成領域外の走査中の光ビームが入射され、光ビームを受光することで前記光ビームの走査タイミングを検知する走査タイミング検知手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記走査タイミング検知手段に入射するタイミングでは、前記光ビームの光量を予め定められた所定値にする、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記光源が、複数の光ビームを複数のラインを同時に走査可能に出力し、
   前記制御手段が、前記複数の光ビームの光量を各々独立して補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記光源が、複数の光ビームを複数のラインを同時に走査可能に出力し、
   前記制御手段が、前記複数の光ビームの光量を同一に補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像形成装置。

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