JP2008003490A - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】製品コストの増加を抑制して、簡便に濃度ムラを解消することのできる画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】レーザ光源（１０４、２０９）から出射されるレーザ光により感光体ドラム（１０２）上を走査露光してこの感光体ドラム上に画像を形成する画像形成装置であって、感光体ドラム上の画像を媒体（１３０）に転写する印刷部（１０６）と、媒体に転写された出力画像の濃度を走査方向の複数位置について検知して、この検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する濃度検知部（１２０）と、レーザ光量を補正値に基づいて補正する補正部（１０４、２１４）とを備え、濃度検知部が、画像形成装置の媒体を排出する出力部に設けられている画像形成装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品コストの増加を抑制して、簡便に濃度ムラを解消することのできる画像形成装置、画像形成方法及びプログラムに関する。

一般に、光源として半導体レーザ（以下、「レーザ」という。）を用いたデジタル複写機などの画像形成装置では、ＡＰＣ（Auto Power Control）と呼ばれる光量制御方法が用いられている。ＡＰＣは、画像領域のレーザの発光量を、レーザに内蔵されたフォトダイオード、または外部に設けたフォトダイオードによって検知し、その検知信号を用いて、発光量の安定化制御を行う。

上記ＡＰＣ処理は、レーザ光源から照射されるレーザ光量を主に１走査ごとに所定値に制御する処理であるが。しかし、実際の画像形成装置ではレーザ光源から感光体ドラムまでの光路上にレーザ光量を変化させる要因が存在する。例えば光学素子の透過率が主走査方向で異なるため、感光体ドラム表面上での主走査方向のレーザ光量は均一ではない。そして、このレーザ光量の不均一さが印刷画像に濃度ムラとなって現れる。

光学素子の透過率は入射光角度により異なる。光学素子の光軸に沿って光が入射した場合は透過率が大きく、光学素子の光軸に対して光が斜めに入射する場合は透過率が小さくなる。従って、画像形成装置等で用いられる光学素子であるf-θレンズへのレーザ光の入射角度は、f-θレンズの中心付近は垂直に近く、f-θレンズの端に行くほど入射角度は斜めになる。

図１２は、光の主走査方向位置における光学素子の透過率を示す図である。ここで、縦軸の上の方が透過率が大きく、下の方が透過率が小さいことを示している。主走査方向位置によって透過率が異なるため、上記ＡＰＣ処理によってレーザ光源から照射されるレーザ光量を一定に制御したとしても、感光体ドラム表面上での主走査方向のレーザ光量は図１３に示すように、光学素子の透過率の大きい中心部分では、レーザ光量が大きく、光学素子の透過率が小さくなる端の部分ではレーザ光量が小さくなる。更に、この光学素子の透過率は光学素子のメーカーや種類の違いによっても異なる。

このようなレーザ光路中のレーザ光量の変化を補正して、印刷画像の濃度ムラを解消する方法が従来技術として存在する。この技術では、主走査方向の各位置に応じた光量補正値をあらかじめメモリなどの補正値記憶部に設定する。そして、走査中の主走査方向の位置に応じて、光量補正手段が光量補正値を用いてレーザ光量を補正して感光体ドラム上のレーザ光量を一定に制御する。
また、この技術では画像形成装置に搭載された画像読取装置で印刷画像を読み取って濃度を検出する。そして、その濃度データに基づいて、補正値記憶部に設定する光量補正値が決定される（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１１２８０９号公報

特許文献１に記載された技術では、画像形成装置には画像読取装置が搭載されていることを前提としている。ところで、画像形成装置には、プリンタのように、スキャナなどの画像読取装置を搭載していない装置も数多く存在する。
従って、特許文献１に記載された技術を適用して、画像読取装置を搭載していない画像形成装置に画像読取装置を搭載すると、原稿ガラス台、照明ランプ、レンズ・ミラーなどからなる光学系、駆動機構を新たに装備することとなる。その結果、ユーザが画像読取機能を必要としない装置であるにも係らず、製品コストの上昇を招き、また、装置が大型化する問題がある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであって、製品コストの増加を抑制して、簡便に濃度ムラを解消することのできる画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る画像形成装置は、レーザ光源から出射されるレーザ光により感光体ドラム上を走査露光してこの感光体ドラム上に画像を形成する画像形成装置において、前記感光体ドラム上の画像を媒体に転写する印刷部と、前記媒体に転写された出力画像の濃度を走査方向の複数位置について検知して、この検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する濃度検知部と、前記レーザ光量を前記補正値に基づいて補正する補正部とを備え、前記濃度検知部が、前記画像形成装置の前記媒体を排出する出力部に設けられている。

また本発明に係る画像形成方法は、レーザ光源から出射されるレーザ光により感光体ドラム上を走査露光してこの感光体ドラム上に画像を形成する画像形成装置の画像形成方法において、前記感光体ドラム上の画像を媒体に転写する印刷ステップと、前記媒体に転写された出力画像の濃度を走査方向の複数位置について検知して、この検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する濃度検知ステップと、前記レーザ光量を前記補正値に基づいて補正する補正ステップとを備え、前記濃度検知ステップは、前記画像形成装置から排出される前記媒体の出力画像について実行される。

また本発明に係るプログラムは、レーザ光源から出射されるレーザ光により感光体ドラム上を走査露光してこの感光体ドラム上に画像を形成し前記感光体ドラム上の画像を媒体に転写する画像形成装置の前記媒体を排出する出力部に設けられる濃度検出部で実行されるプログラムであって、前記媒体に転写された出力画像の走査方向の複数位置の濃度を検知する濃度センシングステップと、前記媒体を搬送する速度を制御する速度制御ステップと、前記濃度センシングステップで検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する補正値算出ステップとを備えた。

本発明によれば、製品コストの増加を抑制して、簡便に濃度ムラを解消することのできる画像形成装置、画像形成方法及びプログラムを提供できる。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の画像形成装置の構成を示す図である。

画像形成装置１００は、制御部１０１、感光体ドラム１０２、帯電器１０３、走査露光部１０４、現像器１０５、転写チャージャ１０６、剥離チャージャ１０７、クリーナ１０８、給紙部１０９、用紙搬送部１１０、定着器１１１、排紙部１１２、排紙トレイ１１４及び濃度検知部１２０を備えている。

感光体ドラム１０２は、副走査方向（感光体ドラム１０２の周方向）に回転する。感光体ドラム１０２の周辺近傍には、帯電器１０３が配置される。帯電器１０３は、感光体ドラム１０２の表面を均一に帯電する。走査露光部１０４は、走査露光部１０４内の半導体レーザを走査しながら画像信号に応じて発光／消灯する。この半導体レーザから出射されるレーザ光は、ポリゴンミラーなどの偏向器によって主走査方向（感光体ドラム１０２の回転軸方向）に走査する光となる。そしてレンズ等の光学系によって、レーザ光は感光体ドラム１０２上に照射される。帯電した感光体ドラム１０２にレーザ光が照射されると、照射された部位の電位が低下し、静電潜像が形成される。

現像器１０５は、現像剤を感光体ドラム１０２に塗布することで、感光体ドラム１０２上にトナー像を形成する。一方、画像形成装置１００の底部には用紙トレイ１１３が設けられている。給紙ローラ１１５は、用紙トレイ１１３内の用紙１３０を1枚ずつ分離して、給紙部１０９に送り出す。給紙部１０９は、感光体ドラム１０２の転写位置まで用紙１３０を供給する。転写チャージャ１０６は、供給される用紙１３０にトナー像を転写する。剥離チャージャ１０７は、感光体ドラム１０２から用紙１３０を剥離する。

トナー像が転写された用紙１３０は、用紙搬送部１１０によって搬送される。定着器１１１は、トナー像を用紙１３０に定着させる。排紙部１１２は、濃度検知部１２０を介して排紙トレイ１１４に画像が印刷された用紙１３０を排出する。
濃度検知部１２０は、画像形成装置１００に着脱可能に構成されている。濃度検知部１２０は、所定の条件のときに用紙１３０に転写されたトナー像の濃度を検出して、その濃度値を制御部１０１に送信する。制御部１０１は、濃度値に基いて濃度ムラ補正を実行すると共に上述の各部の動作を制御する。
また、用紙１３０へトナー像の転写が終了した後、感光体ドラム１０２上の残留トナーはクリーナ１０８によって取り除かれる。感光体ドラム１０２は、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
以上のプロセス動作を繰り返すことにより、画像形成動作が連続して行われる。

図２は、画像形成装置１００の制御部１０１と、走査露光部１０４の構成を示す図である。

制御部１０１は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、画像データＩ／Ｆ２０３、ページメモリ２０４及びハードディスク２０５を備えている。
そして、制御部１０１には、指示部２０６、外部通信Ｉ／Ｆ２０７及び濃度検知部１２０が信号接続されている。指示部２０６は、タッチパネルやボタンなどの操作部材を備えている。外部通信Ｉ／Ｆ２０７には、ＬＡＮケーブル、ＵＳＢケーブルなどを接続するための通信インターフェースが設けられている。

走査露光部１０４は、レーザ制御回路２０８、半導体レーザ（以下、「レーザ」という。）２０９、ポリゴンモータドライバ２１０、ポリゴンミラー２１１、ｆ−θレンズ２１２、ビーム検知センサ２１３、電圧補正部２１４及び補正値設定部２１５を備えている。

制御部１０１は、画像形成装置１００の各部を統括して制御する。指示部２０６、あるいは外部通信Ｉ／Ｆ２０７からの画像データの印刷要求に対し、ＣＰＵ２０１は、印刷が要求された画像データを、複数部印刷などの必要に応じてページメモリ２０４やハードディスク２０５に格納する。この処理は、画像データＩ／Ｆ２０３を介して実行される。この処理では、メモリ２０２は一時的なデータ格納バッファとして機能する。なお、印刷する画像データは、図示しないスキャナなどの画像読取装置から取り込んでもよい。

ＣＰＵ２０１は、ページメモリ２０４に格納された画像データを画像データＩ／Ｆ２０３を介して、走査露光部１０４内のレーザ制御回路２０８に送信する。レーザ制御回路２０８は、送信された画像データに応じてレーザ２０９をＯＮ／ＯＦＦさせる。レーザ２０９から出射されるレーザ光は、図示しないコリメータレンズや集光レンズなどの光学系によって集光され、ポリゴンモータドライバ２１０によって駆動させられるポリゴンミラー２１１によって走査する光となる。そして、レーザ光は、ｆ−θレンズ２１２を通して、１走査ラインごとに、図示しない感光体ドラム１０２上に照射される。

また、走査露光部１０４では、感光体ドラム１０２の近傍に配されたビーム検知センサ２１３が走査するレーザ光を検知する。不図示のビーム検知回路が、検知信号に基いて、主走査方向の１走査の基準となる水平同期信号を発生させる。電圧補正部２１４は、主走査方向のレーザ光量を補正するための補正電圧をレーザ制御回路２０９に付加する。この補正電圧値は、補正値設定部２１５にあらかじめ設定されている。

図３は、レーザ光量の補正に関する回路の構成を示す図である。
図３を参照しつつ、レーザ制御回路２０８によって制御される上述のレーザ光量安定化制御（ＡＰＣ）を説明する。
ＡＰＣでは、レーザ光源（ＬＤ）３０１のレーザ光量を、内蔵されたフォトダイオード（ＰＤ）３０２、または外部に設けたフォトダイオード（不図示）によって検出し、そのフォトダイオード３０２の検出電流に応じてレーザ２０９を所望の光量で発光させる。

具体的には、まず、所定のレーザ駆動電流をレーザ２０９に供給し、レーザ光源３０１を発光する。レーザ光源３０１の発光量をフォトダイオード３０２で検出する。この検出した電流を調整抵抗Ｒｐｄ３０３によって電圧に変換する。変換後の電圧値である検出電圧Ｖｍと所望の発光量に対する電圧値である基準電圧Ｖｒｅｆとをコンパレータ３０６によって比較する。検出電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆより大きければホールドコンデンサ３０４の電荷を放電してレーザ光源３０１の発光量を少なくする。検出電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆより小さければホールドコンデンサ３０４の電荷を充電してレーザ光源３０１の発光量を大きくする。このように、ホールドコンデンサ３０４の充電・放電を制御して検出電圧Ｖｍが基準電圧Ｖｒｅｆと等しくなるように調整する。この処理によってレーザ光源３０１のレーザ光量を一定に保つことができる。ここで、基準電圧Ｖｒｅｆは、ＡＰＣ基準電圧回路３０５から供給しているが、外部から供給するようにしてもよい。

なお、このＡＰＣ処理が行われるのは、ＡＰＣ回路３０７がアクティブのときである。ＡＰＣ回路が非アクティブのとき、コンパレータ３０６は切り離され、検出電圧Ｖｍと基準電圧Ｖｒｅｆによらず、アクティブのときに設定されたホールドコンデンサ３０４の電荷に相当する電圧でレーザ光源３０１を点灯させる。

このＡＰＣ回路３０７のアクティブ／非アクティブは、ＣＰＵ２０１から入力されるＡＰＣ信号によって切り替えられる。このＡＰＣ回路のアクティブ／非アクティブのタイミングについて説明する。通常、ＡＰＣをアクティブにするのは走査レーザ光が画像領域外の一部分にあるときで、走査レーザ光が画像領域内にあるときはＡＰＣを非アクティブにする。

走査されたレーザ光を画像領域外に設けたビーム検知センサ２１３によって検知する。そして、その検知信号に基いて、主走査方向の１走査の基準となる水平同期信号を発生させる。一方、画像クロック発生器３０８は画像データ信号の基準となる画像クロック信号を発生する。そして、同期回路３０９は、この水平同期信号に画像クロック信号を同期させる。ＣＰＵ２０１は、内部のカウンタで水平同期信号と同期した画像クロック信号のクロック数をカウントする。ＣＰＵ２０１は、そのカウント数に応じて、ＡＰＣ回路３０７にアクティブ／非アクティブを切り替えるＡＰＣ信号を出力する。

レーザ制御回路２０８は、ＡＰＣによってレーザ光源３０１の光量を一定に制御すると共に、ＣＰＵ２０１から送られてくる画像データ信号に応じて、レーザ光源３０１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。レーザ光源３０１のＯＮ／ＯＦＦ制御は、レーザスイッチング回路３１０が実行する。

レーザスイッチング回路３１０には、レーザ駆動電流リミッタ抵抗（ＲＳ）３１１が接続されている。このレーザ駆動電流リミッタ抵抗（ＲＳ）３１１の抵抗値を変更することによって、最大レーザ駆動電流を設定でき、レーザ駆動電流が既定値より大きくならないように制御できる。

また、レーザ光源３０１のＯＮ／ＯＦＦ動作の応答特性を良くするために、バイアス電圧回路３１２、バイアス電流回路３１３によって、バイアス電流をレーザ光源３０１に加えてもよい。バイアス電流はバイアス電流設定抵抗（ＲＢ）３１４を変更することによって調整できる。また、バイアス電流のかわりに、レーザ光源３０１のしきい値からのオフセット電流を設定するようにしてもよい。

以上説明したＡＰＣ処理では、１走査ごとにレーザ光量の制御が行われる。しかしながら、このＡＰＣ処理では、上述したように１走査中のレンズの透過率の違いなどによる、画像領域走査中の光量の変化を補正することはできない。
そこで、画像領域走査中には、電圧補正部２１４がレーザ光量の変化を補正する。即ち、ホールドコンデンサ３０４に電圧補正部２１４を接続し、ホールドコンデンサ３０４の電荷に補正電圧を加えレーザ光源３０１の光量を補正できるようにする。これは、レーザ光量が、ホールドコンデンサ３０４の電荷によって調整できることを考慮したものである。

具体的には、電圧補正部２１４は、ボールテージフォロワ３１６によって、補正値設定部２１５から入力される補正電圧を保持する。一方、この補正電圧は数Ｖのオーダなので、抵抗３１８、抵抗３１９によって分圧することで数十ｍＶのオーダに調整して、ホールドコンデンサ３０４に付加する。ここで、補正値設定部２１５には、レーザ光量補正量としての補正電圧があらかじめ格納されているものとする。また、抵抗３１９と並列にコンデンサ３２０を接続して、電圧補正変化時にノイズが発生しにくいようにしても良い。

図４、図５は、１走査中の光量補正処理のタイミングチャートである。
図４の横軸は経過時間を表し、縦軸はそれぞれ画像クロック信号（図４(ａ)）、画像クロックカウント値（図４(ｂ)）、ＡＰＣ信号タイミング（図４(ｃ)）、水平同期信号タイミング（図４(ｄ)）を表している。
図５の横軸はレーザ主走査方向位置を表し、縦軸はそれぞれ光学素子（ｆ−θレンズ）の透過率（図５(ｅ)）、光量補正前の感光体ドラム上のレーザ光量（図５(ｆ)）、電圧補正部によって付加される補正電圧（図５(ｇ)）、光量補正後のレーザ光源上でのレーザ光量（図５(ｈ)）、光量補正後の感光体ドラム上のレーザ光量（図５(ｉ)）を示している。
なお、図４の横軸の経過時間は、図５の横軸のレーザ主走査方向位置と対応して表している。

図３乃至図５を参照しつつタイミングチャートを説明する。
画像クロック発生器３０８は、図４（ａ）に示す画像データ信号の基準となる画像クロック信号を発生する。そして、ＣＰＵ２０１は、内部のカウンタで水平同期信号を基準としてこの画像クロック信号のクロック数をカウントする。図４（ｂ）に画像クロックカウント値を示す。このクロックカウンタ数によって主走査方向位置、つまり主走査方向の感光体ドラム上の位置が決定される。
従って、ＣＰＵ２０１は、そのクロックカウント数に応じて、ＡＰＣ回路３０７にアクティブ／非アクティブを切り替えるＡＰＣ信号を出力する。図４（ｃ）のＡＰＣ信号でＬＯＷレベルとなっている期間がＡＰＣがアクティブとなっている状態である。

図４(ｃ)のＡＰＣの行われている最中に、走査されたレーザ光がビーム検知センサ２１３によって検知されると、図４（ｄ）に示す水平同期信号が発生する。同期回路３０９は、１走査ごとにこの水平同期信号に画像クロック信号を同期させる。図４（ｄ）では、例として水平同期信号図４（ｄ）の立ち下りで同期させている。

感光体ドラム１０２上の画像領域において、光学素子の透過率は、図５(ｅ)に示すように、主走査方向位置の中心部分が大きく端のほうになるにつれ小さくなっている。このため、感光体ドラム１０２上のレーザ光量は図５(ｆ)に示すように、点線で示しているＡＰＣ制御によって所定値に設定されたレーザ光量に比べ、端のほうになるにつれ減衰している。
この主走査方向位置のレーザ光量の減衰に応じて、電圧補正部２１４によって図５(ｇ)に示す補正電圧を付加する。この補正電圧の付加は、主走査方向位置に対応するクロックカウンタ数に対応したタイミングで行われる。

図５（ｈ）は、光量補正後のレーザ光パワーを示している。レーザ光量があまり減衰していない中心部分の補正電圧は小さく、レーザ光量が大きく減衰している端のほうの補正電圧は大きく設定している。このように、主走査方向位置に応じて補正電圧を付加することで感光体ドラム１０２上のレーザ光量を図５(ｉ)に示すように一定にする。
なお、図５（ｇ）の補正電圧を変化させるタイミングは、画像クロック信号１クロックごとに行う必要はなく、数クロックごとに補正電圧を変化させてもよい。適宜のクロック数で補正電圧を更新出力しても良い。

次に、補正値を設定する方法について説明する。
上述のように、主走査方向の光量補正を行うためには、あらかじめ補正値設定部２１５に補正値を設定しておく必要がある。この補正値は、ｆ−θレンズ２１２の個体差などによって画像形成装置毎に設定する必要がある。また、一度補正値を設定した後も、経時変化などによって補正値を変更する必要が生ずる。従って、この補正値の設定が簡単に行えることが求められる。
本実施の形態では、濃度検知部１２０が補正値を自動的に算出して、補正値を画像形成装置１００に転送し、補正値設定部２１５に格納する。濃度検知部１２０は、画像形成装置１００の排紙側（用紙出力側）に着脱自在に取り付けられる。

図６は、濃度検知部１２０の構成を示す図である。
濃度検知部１２０は、濃度センサ制御部５０１、濃度センサ５０２ａ〜 ５０２ｐ、濃度データ一時格納部５０３、外部Ｉ／Ｆ５０４、給紙ローラモータ５０５及び給紙ローラ５０６を備えている。
そして、濃度センサ制御部５０１には、内部メモリ５１０が設けられ、その内部メモリ５１０には、目標濃度値５１１及び濃度―光量変換表５１２を記憶している。
なお、目標濃度値５１１及び濃度−光量変換表５１２は、画像形成装置１００側に記憶させておいてもよい。また、外部Ｉ／Ｆ５０４はＵＳＢＩ／Ｆなどの汎用Ｉ／Ｆを使用することによって、接続に汎用性を持たせられるようにしてもよい。

給紙ローラモータ５０５は、給紙ローラ５０６を駆動して回転させる。給紙ローラ５０６は、画像形成装置１００から送られてくる用紙１３０を搬送する。濃度センサ５０２ａ，・・・，５０２ｐは、用紙１３０上のトナー濃度を検出するラインセンサである。濃度データ一時格納部５０３は、検出したトナー濃度を記憶するバッファメモリである。外部Ｉ／Ｆ５０４は、画像形成装置１００のＣＰＵ２０１との間で情報の授受を行う通信インターフェースである。
濃度センサ制御部５０１は、濃度検知部１２０の各部の動作を統括して制御する。例えば、濃度センサ制御部５０１は、給紙ローラモータ５０５の動作を制御する。また、濃度センサ制御部５０１は、濃度データ一時格納部５０３から濃度データを読み取り、目標濃度値５１１、濃度−光量変換表５１２に基いて補正値を算出する。さらに、濃度センサ制御部５０１は、ＣＰＵ２０１と外部Ｉ／Ｆ５０４を介して情報の授受を行う。

図７は、濃度センサ５０２の構成と濃度読み取り方法を示す図である。
濃度センサ５０２は、ＬＥＤなどの発光素子６０１、フォトダイオードなどの受光素子６０２及び集光レンズ６０３、６０４を有している。発光素子６０１は、濃度センサ制御部５０１によって、ＯＮ／ＯＦＦされる。発光素子６０１から出射された光は、集光レンズ６０３で集光され、用紙１３０を照射する。光は、用紙１３０、あるいは用紙１３０上のトナー６０６によって反射される。反射光は、集光レンズ６０４によって集光され、受光素子６０２で受光される。この受光量から用紙上のトナー濃度を検出することができる。濃度センサ５０２によって検出された濃度は、濃度データ一時格納部５０３に格納される。そしてその後、濃度センサ制御部５０１は濃度データから光量補正値を算出する補正処理を実行する。

図８は、濃度検知部１２０の概略の濃度補正手順を示すフロー図である。この処理は濃度センサ制御部５０１によって実行される。

ユーザが指示部２０６などから濃度テストパターン印刷を要求すると、ステップＳ７０１において、濃度センサ制御部５０１は、その要求を外部Ｉ／Ｆ５０４を介して受信する。この後、ステップＳ７０２において、画像形成装置１００が用紙１３０に濃度テストパターンを印刷するまで待機する。

図９は、濃度テストパターンの一例を示す図である。
この濃度テストパターンでは、５０％ハーフトーンの帯状の図形が５つ印刷されている。即ち、同じ濃度の帯状の図形が５回繰り返して用紙１３０に印刷される。なお、この濃度テストパターンは、Ｋ（黒色）で印刷されているが、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）で印刷しても良い。また、Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｋを組み合わせて印刷しても良い。さらに、濃度テストパターンは図９に示すものに限定されず、種々の図形を組み合わせて形成しても良い。なお、これらの濃度テストパターンは、メモリ２０２や、ハードディスク２０５などに格納され、ユーザが任意に指定できるものとする。

図８に戻り、濃度テスト印刷パターン印刷要求後、ある一定時間後に、濃度テストパターンが画像形成装置１００から出力される。この一定時間はあらかじめ内部メモリ５１０に記憶されている。そこで、ステップＳ７０３において、テストパターンの濃度をあらかじめ設定されているタイミングで検出する（１回目の濃度検出）。
即ち、用紙１３０が搬送されてくるタイミングに同期して、給紙ローラモータ５０５を回転させて、用紙１３０を所定の速度で濃度センサ５０２に搬送する。次に、発光素子６０１をＯＮとして、反射光を受光素子６０２で受光する。すると、用紙１３０の幅方向の所定位置における濃度データが得られる。この濃度データの所定のタイミングでの検出した値を第１回目の検出濃度として濃度データ一時格納部に格納する。
なお、所定のタイミングにおいて測定した濃度を検出濃度としたが、例えば、濃度センサ５０２の測定出力をサンプリングし、その時系列波形から検出濃度を求めても良い。

ステップＳ７０３〜Ｓ７０７において、上述の濃度検出を例えば、５回繰り返す。そして、この測定値に基いて補正の要否を判断する。
図１０は、濃度検出データと目標濃度値の一例を示す図である。図１０を参照しつつ、補正の要否判断手順を説明する。

図８のステップＳ７０８において、５回の濃度検出値の平均値を算出する。ステップＳ７０９において、算出した平均値と、内部メモリ５１０に格納されている目標濃度値５１１と比較し、補正濃度を算出する。補正濃度は、濃度検出値の平均値と目標濃度値との差とすることができる。ステップＳ７１０でＹｅｓの場合、即ち、この補正濃度が±０．０２以下なら、濃度ムラは小さいと判断し処理を終了する。ステップＳ７１０でＮｏの場合、即ち、この補正濃度が±０．０２よりも大きいなら補正値送信処理を実行する。

ステップＳ７１１において、補正濃度が±０．０２より大きいなら、濃度―光量変換表５１２から、ステップＳ７０９で算出された補正濃度に対応する光量を決定する。

図１１は、濃度−光量変換表５１２の内容を表す図である。この対応表に基いて、補正濃度から補正光量を求める。
そして、ステップＳ７１２において、画像形成装置１００のＣＰＵ２０１へ、補正濃度に対応する光量補正値を外部Ｉ／Ｆ５０４を介して転送する。転送された補正値は、補正値設定部２１５に設定される。ここで、転送された補正値は、ＣＰＵ２０１などによって電圧値に変換されて補正値設定部２１５に設定される。
そして、再度濃度テストパターンの印刷を開始し、ステップＳ７０２以下の処理を繰り返して実行する。この処理を補正濃度が十分小さい±０．０２以下になるまで繰り返すことによって、濃度ムラを自動で補正することができる。

なお、濃度検出回数は５回に限定されず、濃度センサ５０２の検出応答時間などに応じて決めることができる。また、所定回数繰り返して濃度補正を行っても補正濃度が±０．０２よりも大きい場合は、エラー情報を出力しても良い。

〔実施の形態の効果〕
以上説明したように、本実施の形態の画像形成方法によれば、種々の効果を奏することができる。

主走査方向の補正値を設定する際、補正値の設定方法を簡単に行えることができる。また、濃度検知部１２０を取り付けることによって、テストパターンをスキャナのような画像読み取り装置に移動させることなく、全自動で補正値を設定し、濃度ムラを解消できる。また、画像形成装置１００と濃度検知部１２０の接続部分を共通化することで、異なる機種においても、濃度検知部１２０を共通に使用できる。

濃度検知部１２０は、画像形成装置１００の用紙出力側に着脱自在に構成されている。従って、普段は濃度検知部１２０を装備せず、必要時に装着して調整することができる。また、濃度検知部１２０と画像形成装置１００の互いの接続部分を共通化することで、機械的なインターフェースをとることができる。
また濃度検知部１２０には、動作タイミングを内部で判断する機能を備えている。従って、画像形成装置１００とは、濃度テストパターン印刷要求があったタイミングの入力と、補正値の出力のみの信号授受で良い。電気的には、濃度検知部１２０とＣＰＵ２０１との通信インターフェースを設けることで対応することができる。従って、画像形成装置１００のコスト増加を抑制することができる。

この発明は、例えば、画像形成装置１００の製造プロセスにおける濃度調整工程に適用することができる。また定期的なメンテナンス作業における濃度調整作業に適用することができる。そして、これにより作業の効率化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、濃度検知部１２０が用紙１３０に印刷された画像の濃度を検知したが、濃度検知部１２０がＯＨＰ用紙、Ｆａｘ用紙などの媒体に印刷された画像の濃度を検知しても良い。

なお、上述の実施の形態で説明した各機能は、ハードウエアを用いて構成しても良く、また、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現しても良い。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

更に、各機能は図示しない記録媒体に格納したプログラムをコンピュータに読み込ませることで実現させることもできる。ここで本実施の形態における記録媒体は、プログラムを記録でき、かつコンピュータが読み取り可能な記録媒体であれば、その記録形式は何れの形態であってもよい。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

画像形成装置の構成を示す図。 画像形成装置の制御部と、走査露光部の構成を示す図。 レーザ光量の補正に関する回路の構成を示す図。 １走査中の光量補正のタイミングチャート。 １走査中の光量補正のタイミングチャート。 濃度検知部の構成を示す図。 濃度センサの構成と濃度読み取り方法を示す図。 濃度検知部の概略の濃度補正手順を示すフロー図。 濃度テストパターンを示す図。 濃度検出データと目標濃度値の一例を示す図。 濃度−光量変換表の内容を表す図。 光の主走査方向位置における光学素子の透過率を示す図。 感光体ドラム表面上での主走査方向のレーザ光量を示す図。

符号の説明

１００…画像形成装置、１０１…制御部、１０２…感光体ドラム、１０４…露光制御部、１０６…転写チャージャ、１２０…濃度検知部、１３０…用紙、２０８…レーザ制御回路、２１４…電圧補正部、２１５…補正値設定部、５０１…濃度センサ制御部、５０２…濃度センサ、５０４…外部インターフェース、５０６…給紙ローラ。

Claims (17)

1. レーザ光源から出射されるレーザ光により感光体ドラム上を走査露光してこの感光体ドラム上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記感光体ドラム上の画像を媒体に転写する印刷部と、
   前記媒体に転写された出力画像の濃度を走査方向の複数位置について検知して、この検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する濃度検知部と、
   前記レーザ光量を前記補正値に基づいて補正する補正部とを備え、
   前記濃度検知部が、前記画像形成装置の前記媒体を排出する出力部に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度検知部は前記画像形成装置に着脱可能になされたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記濃度検知部は、
   前記出力画像の走査方向の複数位置の濃度を検知する濃度センサと、
   前記媒体を搬送する速度を制御する速度制御手段と、
   前記濃度センサが検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する補正値算出手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記濃度検知部は、目標濃度値を保存する記憶部を更に備え、
   前記補正値算出部は、前記濃度センサが検知した濃度と前記目標濃度値とから前記レーザ光量の補正値を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記濃度検知部は、前記出力画像の濃度の検知を複数回行い、
   前記補正値算出部は、前記複数回検知した濃度値を統計処理した値と目標濃度値とから前記レーザ光量の補正値を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記濃度検知部は、前記出力画像の濃度を検知する動作の開始タイミングを判断するタイミング判断部を更に有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記印刷部、前記濃度検知部、前記補正部の動作を前記走査方向の複数位置についての補正値が所定値範囲以内になるまで繰り返して実行させる実行制御部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. レーザ光源から出射されるレーザ光により感光体ドラム上を走査露光してこの感光体ドラム上に画像を形成する画像形成装置の画像形成方法において、
   前記感光体ドラム上の画像を媒体に転写する印刷ステップと、
   前記媒体に転写された出力画像の濃度を走査方向の複数位置について検知して、この検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する濃度検知ステップと、
   前記レーザ光量を前記補正値に基づいて補正する補正ステップとを備え、
   前記濃度検知ステップは、前記画像形成装置から排出される前記媒体の出力画像について実行されることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記濃度検知ステップは、
   前記出力画像の走査方向の複数位置の濃度を検知する濃度センシングステップと、
   前記媒体を搬送する速度を制御する速度制御ステップと、
   前記濃度センシングステップで検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する補正値算出ステップと
   を備えたことを特徴とする請求項８に記載の画像形成方法。
10. 前記濃度検知ステップは、目標濃度値を保存する記憶ステップを更に備え、
    前記補正値算出ステップは、前記濃度センシングステップで検知した濃度と前記目標濃度値とから前記レーザ光量の補正値を算出することを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
11. 前記濃度検知ステップは、前記出力画像の濃度の検知を複数回行い、
    前記補正値算出ステップは、前記複数回検知した濃度値を統計処理した値と目標濃度値とから前記レーザ光量の補正値を算出することを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
12. 前記濃度検知ステップは、前記出力画像の濃度を検知する動作の開始タイミングを判断するタイミング判断ステップを更に有することを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
13. 前記印刷ステップ、前記濃度検知ステップ、前記補正ステップを前記走査方向の複数位置についての補正値が所定値範囲以内になるまで繰り返して実行させる実行制御ステップを更に備えたことを特徴とする請求項８に記載の画像形成方法。
14. レーザ光源から出射されるレーザ光により感光体ドラム上を走査露光してこの感光体ドラム上に画像を形成し前記感光体ドラム上の画像を媒体に転写する画像形成装置の前記媒体を排出する出力部に設けられる濃度検出部で実行されるプログラムであって、
    前記媒体に転写された出力画像の走査方向の複数位置の濃度を検知する濃度センシングステップと、
    前記媒体を搬送する速度を制御する速度制御ステップと、
    前記濃度センシングステップで検知した濃度から走査方向の複数位置についてのレーザ光量の補正値を算出する補正値算出ステップと
    を備えたことを特徴とするプログラム。
15. 前記プログラムは、目標濃度値を保存する記憶ステップを更に備え、
    前記補正値算出ステップでは、前記濃度センシングステップで検知した濃度と前記目標濃度値とから前記レーザ光量の補正値を算出することを特徴とする請求項１４に記載のプログラム。
16. 前記プログラムは、前記出力画像の濃度の検知を複数回実行する複数濃度検知ステップを更に有し、
    前記補正値算出ステップでは、前記複数回検知した濃度値を統計処理した値と目標濃度値とから前記レーザ光量の補正値を算出することを特徴とする請求項１４に記載のプログラム。
17. 前記プログラムは、前記出力画像の濃度を検知する動作の開始タイミングを判断するタイミング判断ステップを更に有することを特徴とする請求項１４に記載のプログラム。

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