JP2008112144A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】走査方向上でレーザの駆動電流に差がある場合に光量の変動によって生じる画像濃度の変動を補正すること。
【解決手段】画像信号生成部２に、主走査の基準信号であるＢＤ信号と、画像データが入力される。変換部３３によって、画像データに対して、主走査座標計測カウンタの出力である主走査座標情報と補正量ＬＵＴ３２に記録された補正量を参照し、適切な量の画像データ変換を実施する。このとき、変換部３３は、主走査座標情報に応じて演算を実施して座標によって異なる補正量の画像データを得る。この補正量は、主走査方向に異なった量の駆動電流に対応した補正量であるので、画像データに応じた光量が得られるレーザ発光制御が実現される。
【選択図】図１

Description

本発明は、感光体に帯電、露光、現像を行って画像を形成するレーザープリンターやデジタル複写機などに利用する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

画像形成装置は、感光体の感光面を一様に帯電する帯電装置、帯電された感光面に記録された情報に応じて静電潜像を形成する潜像形成装置、その静電潜像を現像する現像装置、および、感光面に現像された現像剤を記録紙に転写する転写装置を有する。さらに、画像形成装置は、記録紙上の現像剤を記録紙に定着させる定着装置を有するのが一般的である。

画像形成装置は、感光面を移動させながら逐次的に静電潜像形成を行い、静電潜像に対して現像装置は選択的に現像剤を現像し、前記転写装置によって記録紙に転写するものである。現像剤が転写された記録紙は、前記定着装置によって加圧されながら加熱されることにより現像剤が溶融固着して記録紙に定着される。

前記帯電された感光面に記録情報に応じた静電潜像を形成する手段としては、電子写真方式の画像形成装置の場合、レーザ光を照射する方式が一般的である。また、感光面は感光体ドラムや、感光体ベルトを有し、感光面の移動をさせながらの潜像形成は、ラスタスキャンと呼ばれる方式が一般的である。レーザをビーム状に形成し光学系によって感光面に走査露光する方式である。

従来、走査露光系の光学系は、レーザをドラム面（像担持体上）に走査する方式としてＵＦＳ（Ｕｎｄｅｒ Ｆｉｅｌｄ Ｓｃａｎｎｅｒ）方式（図２参照）が一般的に採用されていた。しかし、更なる高速化の要求に応えるためＵＦＳ方式よりも高速にドラム面を走査する方式としてＯＦＳ（Ｏｖｅｒ Ｆｉｅｌｄ Ｓｃａｎｎｅｒ）方式（図３参照）の光学系を採用するようになってきている。この２つの方式は、ＵＦＳ方式がポリゴンミラー６Ａの反射面よりも小さな光束を照射する方式であるのに対し、ＯＦＳ方式ではポリゴンミラー６Ｂの反射面よりも大きな光束を照射する方式であるという違いがある。このＯＦＳ方式は、走査速度の高速化のため以下に記載する方法を考慮した結果生まれた方式である。
（１）ポリゴンミラーの面数を増やし１回転で描ける走査線の数を増やす。
（２）ポリゴンミラーの回転数を上げる（ポリゴンミラーの小型化）。

このようにすることで騒音、回転数、発熱、立ち上がり速度の点においてＵＦＳ方式よりも有利になったが、主走査方向の照度分布の不均一という問題点が浮上してきた。

この主走査方向照度分布の不均一性は、図４に示すようにポリゴンミラーの反射面の角度が変わることによって起こる反射光量の変化によるものである。

レーザダイオードから出射されるレーザ光は、ＦＦＰ(Far Field Pattern)特性と呼ばれる均一ではない光強度分布特性を有している。ポリゴンミラーの反射面の幅よりも広い光束がポリゴンミラーに入射する場合、図４に示すようにポリゴンミラー反射面の角度によって、光束における光量分布が異なる領域が反射される。従って、主走査における１走査期間内の反射光量は、ＦＦＰ特性に起因する分布ムラによって変動が生じる。

この反射光量の変化により角度の小さい主走査方向中央付近よりも、角度の大きい主走査方向端部付近で光量が落ちることになる。そのため画像を形成した際に、図５に示すように、主走査方向の端部で濃度が低下するという問題が発生する。画像形成装置の高速化に加え、高画質が求められるためこの濃度変化を補正して濃度変化のない一様な画像を形成する必要がある。

また、画像形成装置においては高速化、高画質化のみならず、長寿命（高耐久）であることが求められる。そこで画像を形成する上で必要な感光ドラムとして耐久性の高いアモルファスシリコンドラムが採用されるようになってきた。アモルファスシリコンドラムは従来使用されていたＯＰＣ（有機半導体）ドラムの耐久枚数８万枚程度に対し、約３００万枚という高い耐久性を有するドラムであり、白黒複写機においてすでに実用化されている。

しかし、このアモルファスシリコンドラムは、製造上の問題である感光膜の厚さのバラツキにより感度ムラを有している。この感度ムラは、帯電、露光に影響し、感度ムラが画像の濃度ムラとして生じていた。近年の高画質化の要求により、市場で許容できない問題として浮上しており、この濃度ムラを補正する必要がある。

濃度ムラに関しては、特許文献１に記載のような技術が提案されている。これは、前述のＯＦＳ光学系における主走査方向におけるレーザ光量の端部落ちについて補正を行う。これとともに、特に、解像度変換時の濃度変化に関する補正値を記憶手段に記憶しておき、画像の座標に対応した各種補正値と画像データを積算し補正データとしてレーザ光の発光強度を制御することで画像の濃度を均一にする技術である。

一方、濃度をさらに適正化させる目的で、濃度設定に合わせて印字濃度を補正するためにγカーブを変えて濃度を補正する画像形成装置も提案されている（特許文献２参照）。

濃度ムラに関しては、前述のＯＦＳ光学系における主走査方向におけるレーザ光量の端部落ちは主走査方向のレーザ光量を変えることによって補正されている。レーザ光量を変更する方法としては、大きく２つの方法が存在する。１つは、レンズ、反射ミラー、アパーチャなどの光学部品により感光ドラム面における光量を均一化させるものである。もう１つは、電気的にレーザの発光電流を変化させることにより、感光ドラム面における光量を均一化するものである。前者は、補正量を個別に調整することが困難であるので、個々に特性が異なるレーザチップの特性ばらつきに対しては不利であり、後者の電気的なレーザ発光制御を行う方式が実施される例がある。

電気的なレーザ発光制御を行う方式では、１主走査期間において駆動電流を変化させる。このとき、画像中央部は駆動電流が少なく、光量が落ちる画像端部の駆動電流を多く発光制御を行う。このような制御を行う場合、例えば、通常、図６の（ｂ）に示すように、１主走査期間において一定の駆動電流変化カーブによって補正を行われる。図６の（ａ）はレーザ駆動電流一定の場合の補正の例である。

特開２００５−７００６９号公報 特開２００２−１７２８１７号公報

レーザは、駆動電流の差によって、レーザダイオードの応答性が異なることが知られている。より具体的には、レーザチップは、駆動電流によって影響を受ける微分効率と電流制御フィードバック系の応答性の変化などにより、レーザの駆動電流が小さい場合は応答速度が遅くなる。そして、同じ入力パルスデューティでも、少ない駆動電流で駆動する方がレーザの発光パルスは細くなる、及び／又はより少ない駆動電流で駆動したかような発光パルスになるという特性を示す。このため、レーザダイオードを、オン、オフを行った場合の点灯時間が、駆動電流の差によって異なってくる。このため、前述に説明した駆動電流を主走査期間において変化させる制御を行った場合に、駆動電流の差による点灯時間の違いはレーザの光量の違いとなり、主走査方向の中央部と端部とにおいて、結果として画像濃度の差が生じる。さらに、この現象は、レーザの点灯時間が短い場合に影響が大きいため、パルス幅変調を行っているカラープリンタや複写機などにおいては問題となる。

この問題を、図９を用いて説明する。ＯＦＳ光学系における端部の光量落ちを補正するために１主走査期間内で駆動電流を図９に示すように増減させる補正制御を行っている。この例では、主走査における中央部を８０％電流として、端部を１００％電流となるように補正制御される。

次に示す図１０では、その場合における入力パルスデューティに対する発光光量リニアリティ特性を示す。このリニアリティ特性は、画素に相当する入力パルスを与え連続した出力光量を測定したものである。縦軸は、各電流（図中の８０％、１００％に相当）で駆動した場合に、各入力パルスデューティにおいて、各電流での最大レーザ光量に対して何パーセントのレーザ光量を出力しているかの比率を示している。また、横軸は、入力されたパルスのＯＮ、ＯＦＦの比率を表す。このＯＮ、ＯＦＦの比率は、言い換えれば、入力パルスが最大階調に対して何パーセントの階調に相当するかを示している。例えば、８ｂｉｔ２５６階調における階調１００では、横軸の値＝１００／２５６＊１００（％）となる。なお、横軸が示す値は、実質的に、入力画像の階調に対応するので、入力パルスデューティとは、画像データの階調を示すものと解釈することもできる。

このグラフから、異なる駆動電流の夫々で、同一の入力パルスデューティで駆動した場合でも、実際に出力されるレーザ光量と本来出力されるべきレーザ光量との比率が異なってしまうことがわかる。つまり、ハーフトーンを印字する場合などに用いる、中間濃度となるような入力パルスデューティの条件の場合、次のようになる。即ち、均一な濃度の画像を印字しようとして、同一の入力パルスデューティで発光させようとしても、１００％電流で駆動する端部と８０％電流で駆動する中央部では本来出力されるべきレーザ光量との比率が異なってしまうということである。例えば、１００％電流駆動時で入力パルスデューティが５０の場合に、１００％電流駆動時の最大レーザ光量の５０％のレーザ光量が出力されるはずである。また、８０％電流駆動時で入力パルスデューティが５０の場合に、８０％電流駆動時の最大レーザ光量の５０％のレーザ光量が出力されるはずである。しかし、図１０のグラフによれば、８０％駆動電流時の場合に、入力パルスデューティが５０の場合に８０％電流駆動時の最大レーザ光量の４０％程度しか、レーザ光量が出力されていない。

一方、特性グラフによれば１００％デューティのときには、連続点灯であるため（応答性が関係ない）それぞれの光量は、ほぼ電流比分の差異があるものの、入力パルスデューティによらず理想的な光量出力（％）となる。従って、例えば、前述の図６の駆動電流補正が適正に反映される。

即ち、入力パルスデューティが中間濃度（例えば、入力パルスデューティが５０（％））の場合、端部（１００％電流）は、駆動電流による理想的な光量補正を行える。このため、本発明は、中央部（例えば、８０％電流）では端部に比べ非理想的な光量補正が行われる問題を、解決する。

本発明は、走査方向上でレーザの駆動電流に差がある場合に光量の変動によって生じる画像濃度の変動を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。

本発明における画像形成装置は、レーザ駆動電流及び画像データに応じたレーザ駆動信号によりレーザ発光を行うレーザ発光部を有する画像形成装置であって、主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を一定の強度で発光した場合に生じる像担持体上での光量むらを抑制すべく、主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を連続的に変化させ前記レーザ発光を補正するレーザ駆動電流制御手段と、前記像担持体上での光量むらを抑制すべく、前記連続的に変化させたレーザ駆動電流に加え、前記レーザ駆動信号を調整することで更にレーザ発光を補正するレーザ駆動信号調整手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、走査方向上でレーザの駆動電流に差がある場合に光量の変動によって生じる画像濃度の変動を補正することができる画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下に示されている実施例は、あくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
本発明の実施例１について説明する。本実施例は、画像形成装置の代表例としてカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」と呼ぶ。）を用いて説明を行う（以下の各実施例でも同様）。しかし、本発明は電子写真技術を応用したファクシミリ、複写機などにも同様に適用できる。

図７は、本実施例１（各実施例共通）におけるプリンタの走査光学系の概略を示す。図７において、符号１は、半導体レーザ（レーザ発光部）を指し、符号２は、画像信号生成部を指し、符号３は、レーザ駆動制御部を指し、符号４は、補正手段を指し、符号５は、コリメートレンズを指し、符号６は、ポリゴンミラー（回転多面鏡）を指す。また、図７において、符号７は、ｆθレンズを指し、符号８は、ミラーを指し、符号９は、主走査同期手段を指し、符号１０は、感光体を指し、符号１１は、レーザ光量検出手段を指す。半導体レーザ１は、レーザ駆動電流（単に駆動電流と呼ぶこともある）及び画像データに応じたレーザ発光信号（レーザ駆動信号と呼ぶこともある）によるレーザ発光を行う。また、画像信号生成部２をレーザ駆動信号におけるパルスデューティを調整する機能を有するという意味で、レーザ駆動信号調整手段と呼ぶこともある。

本発明の光学系は、例えば、前述のＯＦＳ光学系であり、コリメートレンズ透過後の平行光ａの光束幅は、ポリゴンミラー６の１つの反射ミラー面の幅よりも広い光束幅となっている。

本プリンタは、コントローラまたはホストコンピュータから描画データ及び各種制御データを含む印字コマンド（印刷画像と呼ぶこともある）を受けると、画像形成を開始する。

まず、レーザ駆動制御部３は、半導体レーザ１を駆動し、半導体レーザ１はレーザ光を出射する。主走査同期手段９は、ポリゴンミラー６に反射したレーザ光を受光することにより主走査同期信号を生成する。これをＢＤ信号ｄと呼ぶ。レーザ光量検出手段１１は、半導体レーザ１が出射するレーザ光をモニタ光ｅとして受光検出する。これをＰＤ信号ｈとする。モニタ光ｅを、半導体レーザのリアビーム光として検出する方法が一般的であるが、モニタ光ｅを、フロントビーム光をスプリッタやハーフミラーなどで分離検出しても良い。レーザ駆動制御部３は、ＰＤ信号ｈによってＡｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ制御（以下ＡＰＣと呼ぶ）を行い、半導体レーザ１の出射光量を一定に制御する。

主走査同期手段９で生成されたＢＤ信号ｄは、レーザ駆動制御部３、画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）、レーザ駆動電流を変化させるレーザ駆動電流制御部として機能する補正手段４に出力される。

画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）は、画像データ（画像階調）に相関のあるレーザ発光信号（レーザ駆動信号とも呼ぶ）を生成する。これを画像信号ｂとよぶ。画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）は、ＢＤ信号ｄに同期して画像信号ｂをレーザ駆動制御部３へ出力する。

補正手段４は、レーザ駆動制御部３において半導体レーザ１の駆動電流を補正制御するために用いる補正データｃを生成する。この補正データｃにより、主走査方向にドラム面主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を一定の強度で発光した場合に生じる像担持体上での光量むらを抑制すべく、主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を連続的に変化させレーザ発光を適正に補正できる。なお、本発明では、このレーザ駆動電流の調整に加えて更に画像信号ｂによってもレーザ駆動信号を調整する点に特徴を有する。また、この補正データｃは、主走査方向の座標位置データと各座標位置における駆動電流値に関するデータであるが、補正電流そのものでも良い。そして、補正手段４は、ＢＤ信号ｄに同期して補正データｃをレーザ駆動制御部３へ出力し画像データｂと共にレーザ駆動信号を調整する。

レーザ駆動制御部３は、画像信号ｂに基づいたパルスデューティ（発光時間）、及び補正データｃに基づくレーザ駆動電流で半導体レーザ１を発光制御する。

半導体レーザ１から照射されたレーザ光は、コリメートレンズ５により平行光ａに変換される。平行光ａは、ポリゴンミラー６により主走査方向に走査する走査光ｇに変換され、ｆθレンズ７により面倒れ等の光学的な歪みと走査速度を補正する。ｆθレンズ７によって光学補正された走査光ｇは、ミラー８により反射した後、感光体１０の表面に照射され、そこに静電潜像を形成する。

本実施例における電子写真方式のプリンタは、このように感光体上に得られた静電潜像に対して、現像剤を選択的に付着させ、記録紙に転写した後に、記録紙と現像剤を加熱して定着させて印刷を行うものである。

次に、本発明の特徴である、画像信号生成部（レーザ駆動信号調整手段）における補正方法を説明する。

前述の従来例で説明したように、本発明は、図１０に示すような、入力パルスデューティの違いによって端部と中央部の光量比が変わるという問題を解決するものである。即ち、入力パルスデューティが中間濃度（例えば、入力パルスデューティが５０（％））の場合、端部（１００％電流）は駆動電流による理想的な光量補正を行える。このため、本発明は、中央部（例えば、８０％電流）では端部に比べ非理想的な光量補正が行われる問題を解決する。

これは、図１０で説明したように、入力パルスデューティの違いによって生じる問題であるため、入力パルスデューティに対応する画像信号ｂ（レーザ駆動信号）の上流部で補正する方式を実施する。本発明の概念図を図１１に示す。

グラフの横軸は、入力パルスデューティである。入力パルスデューティがほぼ５０％付近を例に説明する。固定の５０％入力パルスデューティでレーザ発光をさせた場合に、１００％電流の場合は実線に示すレーザの発光量が得られる。しかし、８０％電流の場合はレーザの光量が、粗い点線で示すグラフの光量となってしまうため、５０％の光量を得たい条件において結果が異なってしまう。そこで、入力パルスデューティを矢印で示すように８０％電流の条件の場合に、入力パルスデューティを大きい値にする補正を行う。グラフから補正した入力パルスデューティで発光させることにより、８０％駆動電流のグラフ上でも、１００％電流の出力光量比（％）とほぼ等しい光量比（％）を得られることができる。その結果、入力パルスデューティを基準にすれば、細かい点線で描いたグラフのように８０％電流駆動グラフが左にシフトするように補正される。

図１５にレーザ駆動電流に応じたレーザ発光特性の差異に応じた補正を行うための補正値のテーブルの一例を示す。図１５中の駆動電流補正量は、図８で説明したように、ドラム面（像担持体面）における主走査方向の位置が右端部から中央部、中央部から左端部と移っていくことに連動し連続的に変化される補正電流である。また、Ｄａｔａ補正量は、各駆動電流補正値に対応するものであり、入力画像データをそれだけ調整（増加）するかを示す値である。なお、図１５中の駆動電流補正値―Ｄａｔａ補正量との関係は、露光走査における主走査方向位置―Ｄａｔａ補正量との関係を示すものでもあり、主走査方向位置が図１５中の左側に示されている。また、ＢＤ信号ｄの検知を基準にしたタイミングとＤａｔａ補正量との関係示すものとも解釈できる。

また、駆動電流補正値の変化のさせかたについて図１５に示される６段階よりもよりも多くの段階の補正値を設けるようにしても良い。また、駆動電流の変化のさせかたについて「連続的に」にいう文言を用いて説明を行うが、デジタル処理を行う場合には、実際には「段階的に」という文言が正確な表現である。しかし、デジタル処理における「連続的に」の意味が、「段階的に」に相当することは、当業者にとっては、容易に理解することができよう。以下、本実施例においては駆動電流補正量に応じた入力パルスデューティを補正するために、入力画像データを所定の値だけ加算してパルス幅を変更補正する方式とする。

検証の結果、単純に補正量固定で左にシフトさせた場合、例えば、入力パルスデューティが大きい領域では発光が連続点灯の１００％発光になってしまう位置も左にシフトする。このため、完全に１００％電流駆動時と一致しない入力パルスデューティ条件があることがわかっている。つまり、補正量の最適値は入力パルスデューティ別で異なる値である。従って、性能を最大に高めたい場合は、それぞれの入力パルスデューティごとに補正量を定めて補正することが望ましい。

この場合の実施例として、図１６に入力画像データ（入力パルスデューティ）から補正量を決定するテーブルを示す。図１６は、入力される画像データにおパルスデューティと、前記レーザ駆動電流量と、に応じたレーザ駆動信号の調整を行うためのテーブルとしてのレーザ駆動信号調整手段を示す。また、図１５と同様、図１６中でも、駆動電流補正値―Ｄａｔａ補正量との関係は、露光走査における主走査方向位置―Ｄａｔａ補正量との関係を示すものでもあり、主走査方向位置が図１６中の下側に示されている。また、ＢＤ信号ｄの検知を基準にしたタイミングとＤａｔａ補正量との関係示すものとも解釈できる。

しかしながら、入力パルスデューティごとに補正量を可変にする制御回路は、複雑な演算処理が必要であるため、コストアップが大きいので図１５に示すように固定の補正値であっても良い。

以上の通り、画像信号生成部（レーザ駆動信号調整手段）は、レーザの発光時間を、露光走査に関連する情報に基づいた補正量で補正する発光時間補正手段として機能する。ここで、露光走査に関連する情報とは、例えば、露光走査方向（主走査方向）に異なった駆動電流で発光部を駆動する際の１走査期間内の走査位置情報である。また、例えば、露光走査方向（主走査方向）に異なった駆動電流で発光部を駆動する際の駆動電流量情報である。また、例えば、ＢＤ信号ｄの検知を基準にしたタイミング情報である。１操作区間内での走査位置情報とＢＤ信号ｄの検知を基準にしたタイミングは、同期しているのでこのタイミング情報を採用することができる。

このように様々な露光走査に関連する情報を用いることで、連続変化させたレーザ駆動電流に加え、更にレーザ駆動信号を調整し、ドラム面上の光量ムラを抑制すべく、露光走査における主走査方向の位置に応じた補正量でレーザ発光部を補正できる。なお、ドラム面上の光量ムラを抑制するためには、様々な光量ムラ要因を制御する必要があることが想定される。従って、ここでのドラム面上の光量ムラを抑制するとは、少なくとも、レーザ駆動信号を調整しないことに起因し、結果としてドラム面上に表れる光量ムラを抑制することを指すものとする。

本実施例１では、補正量を最も最適化できる前記補正方法で前記問題の改善を図るものとする。

本実施例の特徴である補正手段４で用いられる補正方法を、図８を用いて詳細に説明する。

図８において、主走査座標計測カウンタ２１は、ＢＤ信号ｄに基づいて走査方向の座標位置をカウントし座標情報を出力する。主走査座標計測カウンタ２１のカウント信号を各機能ブロック（例えば、補正データ生成部２５）に入力することで、各機能ブロックはレーザ発光が行われている主走査方向の座標を特定できる。また、補正データｃや、ＢＤ信号ｄの検出タイミングからのタイマー値を検出することで、間接的に主走査方向の位置を特定することもでき、主走査方向の位置に連動して連続的に変化されるレーザ駆動電流に応じた補正量でレーザ発光を調整することが出来る。また、図８において、符号２２は、基準電圧生成部を指し、符号２３は、メモリ部を指し、メモリ部２３は、不揮発メモリ部２４を含む。また、符号２５は、補正データ生成部を指す。

補正データ生成部２５は、主走査座標計測カウンタ２１の座標情報と、基準電圧生成部２２による制御電圧と、さらにメモリ部２３から出力される補正情報とを演算し、レーザ駆動制御部３におけるレーザの駆動電流制御を行う。この場合、例えば、図９に示す特性のレーザ駆動電流制御が行われる。図９に示されるように、補正データ生成部２５により、主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を一定の強度で発光した場合に生じる像担持体上での光量むらを抑制すべく、レーザ駆動電流を連続的に変化させレーザ駆動信号を調整することによりレーザ発光を補正する。

メモリ部２３は、不揮発メモリ部２４を内部に有し、図８に示す制御信号を通じてデータアクセス可能である。また、あらかじめ固定値を記憶させるか、または、工場出荷時などにおいて感光体１０に照射される光量が均一になるように個別に補正データｃを記憶させることもできる。なお、本実施例での「光量が均一になるように」とは、レーザ発光部の電流―光出力特性（レーザ発光特性）が理想的であればという前提であり、実際には、駆動電流が小さくなる場合に対応して、更なるレーザ駆動信号の補正が必要となる。

レーザ駆動信号調整手段としての画像信号生成部２は、主走査座標計測カウンタ２１と、補正量ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２と、変換部３３と、パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４とを有する。本実施例において、上記の補正を行う画像信号生成部（レーザ駆動信号調整手段）は、プリンタ内のＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）内にハードウエアモジュールとして設けることによって実現される。

補正量ＬＵＴ３２には、補正量（例えば、図１５，１６参照）が記憶されており、露光走査における主走査方向の位置に応じた補正量でレーザ発光を補正することができる。本実施例では、ＲＡＭに補正量が記憶されており、補正量は変更可能である。また、ＲＡＭに記憶されている補正量は、あらかじめ決められたＲＯＭの制御パラメータによって決められても良い。また、不図示の不揮発メモリなどの値をＬＯＡＤして、補正量が決められても良い。

画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）には、主走査の基準信号であるＢＤ信号と、画像データが入力される。そして、変換部３３によって、画像データに対して、主走査座標計測カウンタ２１の出力である主走査座標情報と補正量ＬＵＴ３２に記録された補正量を参照し、適切な量の画像データ変換を実施する。このとき、変換部３３は、主走査座標情報に応じて演算を実施して座標によって異なる補正量の画像データを得る。この補正量は、主走査方向に異なった量の駆動電流に対応した補正量である。画像信号生成部２内には、パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４を有し、補正された画像データからレーザの駆動信号を生成するものである。レーザ駆動信号は、レーザ駆動制御部３に送られレーザ発光制御が行われるものである。なお、レーザ駆動制御部３に出力されるレーザ駆動信号が、更に補正データｃによっても調整されることは上に述べた通りであり、ここでは詳しい説明を省略する。

以上説明したように、本実施例によってレーザ駆動電流を小さくすることに起因する光量変動を抑制することができる。

レーザ発光制御により感光体１０に所望の静電潜像が形成される。本実施例では静電潜像形成以外の、プリンタの動作は、従来例と同じであるため説明を省略する。

次に、画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）の部分について、図１２を用いて具体的に説明する。本実施例において、上記の補正を行う画像信号生成部は、プリンタ内のＡＳＩＣ内にハードウエアモジュールとして設けることによって実現される。無論、プログラミングを行い、ＣＰＵに当該プログラムを実行させることで実現しても良い。

図１２に示すように画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）は、主走査座標計測カウンタ２１と、補正量ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２と、加算回路３５と、パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４とを有する。

画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）は、主走査の基準信号であるＢＤ信号と、画像データが入力され、レーザ駆動信号を出力する制御部である。補正量ＬＵＴ３２は、補正量が記憶されている。本実施例では、補正量は、ＲＡＭに記憶されており、補正量は変更可能である。また、ＲＡＭに記憶されている補正量は、あらかじめ決められたＲＯＭの制御パラメータによって決められても良い。また、不図示の不揮発メモリの値をＬＯＡＤして、補正量が決められても良い。

主走査座標計測カウンタ２１は、ＢＤ信号に基づいて、主走査の座標情報を出力する。この出力データは、後段の補正量ＬＵＴ３２のアドレス部に入力され、ＬＵＴ内の補正量を選択する。加算回路３５は、補正量ＬＵＴ３２の出力である補正量情報と、入力される画像データとを加算する演算を行う。

画像信号生成部２内には、パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４を有し、補正された画像データからレーザの駆動信号を生成するものである。レーザ駆動信号は、レーザ駆動制御部３に送られレーザ発光制御が行われるものである。なお、レーザ駆動制御部３に出力されるレーザ駆動信号が、更に補正データｃによっても調整されることは上に述べた通りであり、ここでは詳しい説明を省略する。

以上説明したように、本実施例によってドラム面上（像担持体上）の主走査方向において光量変動のないレーザ発光制御が実現される。

（実施例２）
本発明の実施例２について説明する。本実施例は、画像信号生成部２（レーザ駆動信号調整手段）と、補正手段４の部分として前述の例とは異なる実施形を提案するものである。他の部分は実施例１記載の画像形成装置と同等であるため説明を省略する。

図１３は、本実施例２における画像信号生成部（レーザ駆動信号調整手段）による補正方法を説明する。本実施例において、上記の補正を行う画像信号生成部（レーザ駆動信号調整手段）は、プリンタ内のＡＳＩＣ内にハードウエアモジュールとして設けることによって実現される。

画像信号生成部２で画像信号ｂ（レーザ駆動信号）に対して行っている補正と、補正手段４によって行われるレーザの駆動電流の補正とを、１つの装置にて実現される実施例である。

画像信号生成部２と補正手段４の機能モジュールを統合し、補正データ生成部２５として１箇所で補正変換を行う方式を説明する。

図１３に、本実施例の補正機能を実現する装置が示されている。本実施例の補正機能は、主走査座標計測カウンタ２１と、補正量ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２と、不揮発メモリ部２４を内蔵するメモリ部２３と、パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４と、補正データ生成部２５とにより実現される。

メモリ部２３は、不揮発メモリ部２４を内部に有し、図１３に示す制御信号を通じてデータアクセス可能である。また、不揮発メモリ部２４は、あらかじめ固定値を記憶させるか、または、工場出荷時などにおいて感光体１０に照射される光量が均一になるように個別に補正情報を記憶させることもできる。メモリ部２３は、補正データ生成部２５に対して補正量情報を出力する。

主走査座標計測カウンタ２１には、主走査の基準信号であるＢＤ信号が入力され、主走査座標計測カウンタ２１は、補正データ生成部に対して主走査の座標情報を出力する。

補正量ＬＵＴ３２は、補正量が記憶されており、本実施例では、記憶媒体としてＲＡＭが用いられている。したがって、モジュール外部からの制御信号によりＲＡＭに記憶されている補正量は、変更可能である。ＲＡＭに記憶されている補正量はあらかじめ決められたＲＯＭの制御パラメータによって決められても良い。また、不図示の不揮発メモリなどの値をＬＯＡＤして、補正量が決められても良い。

主走査座標計測カウンタ２１は、ＢＤ信号に基づいて、主走査の座標情報を出力する。この出力データは、後段の補正データ生成部２５に入力される。

補正データ生成部２５は、補正量ＬＵＴ３２を参照し、主走査の座標情報に応じて画像データに対して異なる補正量を与える。さらに、補正データ生成部２５は、メモリ部２３の情報に基づいて、主走査の座標情報に応じて画像データに対して異なる補正量を与える。詳細は後述するが、このとき実施例１と異なり、レーザの駆動電流が変化せず、その代わりに画像データに対してデータ変換補正が行われる。即ち、レーザ駆動電流は、主走査方向に一定であり、前述した主走査方向におけるレーザ駆動電流特性（例えば、図９）に対応する変化特性を画像データのパルスデューティに与える。これによって、例えば、図９の特性と同等の効果をレーザ発光に関して得ることができる。

パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４は、補正された画像データからレーザの駆動信号を生成する。生成されたレーザ駆動信号は、レーザ駆動制御部３に送られレーザ発光制御が行われるものである。なお、レーザ駆動制御部３に出力されるレーザ駆動信号が、更に補正データｃによっても調整されることは上に述べた通りであり、ここでは詳しい説明を省略する。

本実施例は、２種類の補正を補正データ生成部２５で行うことにより、レーザ駆動電流の補正は行わない実施例である。ここで、２種類の補正結果は、両方の補正がレーザのパルス幅変調結果に補正反映されたものとなる。

先に説明したメモリ部２３に記憶されている情報に基づく第１の補正であるＯＦＳ光学系の特性補正では、画像中央部では端部よりも駆動電流を下げて、光量を低下させて出力する。すなわち、画像中央部では画像データに対してパルスデューティは小さく（幅が狭い）する補正がかかる。

第２の補正である駆動電流の違いによるリニアリティの差異の補正は行う必要がない。なぜなら、画像データだけの補正であれば駆動電流の違いによるリニアリティの差異が発生しないためである。ここで、補正量ＬＵＴ３２は、次のような補正情報となる。主走査画像の中央部と、端部において、供に１００％デューティの発光信号を生成すると、これが連続する画素データであった場合に、主走査画像の中央部と、端部の両方が連続発光になってしまい、ＯＦＳ光学系の問題である、光量の差が発生してしまう。従って、補正量ＬＵＴ３２は、画像中央部では最大パルスデューティが制限されるテーブルとなっている。

補正量ＬＵＴ３２は、一般に、レーザの個体差によらずパルスデューティをシフトするために用いるのが簡便である。一方、不揮発メモリ部２４を内蔵するメモリ部２３に記憶されている補正は、レーザの個体差に合わせて補正値を個別に書き込むことができるため個体差ばらつきを吸収するのに好適である。

以上説明したように、本実施例によって光量変動のないレーザ発光制御が実現される。

その他の制御は、前述の実施例１と同じであるため説明を省略する。

（実施例３）
本発明の実施例３について説明する。本実施例は、画像信号生成部２について他の実施例とは異なるものを提案する。画像信号生成部２以外の他の部分は、実施例１記載の画像形成装置と同等であるため説明を省略する。

図１４を用いて、本実施例３における画像信号生成部の補正方法を説明する。

画像形成装置の内部は、コントローラ部５０と画像形成部５１の大きく２つに分けられる。コントローラ部５０は、外部から印刷画像を入力し、印刷画像に基づき画像データを画像形成部５１に出力する。画像形成部５１は、コントローラ部５０が印刷画像に基づき出力する画像データを入力する。コントローラ部５０は、ホストコンピュータ、または、ネットワークなどと接続するインターフェースを有し、印刷画像を受信して、画像データからレーザ駆動信号を生成する機能を有する。すなわち、コントローラ部５０は、画像データ生成部を有し、画像データの生成および画像処理を含む画像データ変換を行うことができる。

画像形成部５１は、実際の印刷機能を有し、コントローラ５０から送られるレーザ駆動信号に基づいて印刷画像形成を行う。画像形成部５１の主な機能は、印刷用紙の搬送制御、光学系の制御、現像剤の現像、転写、定着制御などである。

画像データの変換は、コントローラ部５０で行われる。本補正を行う画像信号生成部は、プリンタ内のＡＳＩＣ内にハードウエアモジュールとして設けることによって実現される。

画像信号生成部における画像データの補正は、図１２を用いて説明した実施例１と同様に行われる。画像信号生成部２は、主走査座標計測カウンタ２１と、補正量ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２と、加算回路３５と、パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４とを有する。補正量ＬＵＴ３２のデータは、画像形成部５１の補正データ生成部２５から送られる駆動電流補正情報に基づいて生成される。即ち、テーブル内データは、図示しないコントローラ部のＣＰＵによって、駆動電流の補正量に合わせて適正値を算出して形成されるものであり、主走査方向の位置に連動して連続的に変化されるレーザ駆動電流に応じた補正量となっている。本実施例では、図１６で説明したように、駆動電流の補正量と、画像データに対してそれぞれの画像データ補正量を決定し、補正量ＬＵＴ３２に格納する方式である。

従って、本実施例においては、画像形成部５１における駆動電流補正量（駆動電流補正値）或いはそれを示す情報を、補正データ生成部２５からコントローラ部５０へ情報として転送（報知）する。補正データ生成部２５は、補正量情報を画像データ生成部に報知する手段を有する。ここで、補正量情報とは図１５や図１６に示すような補正レーザ駆動電流量を指すが、その補正レーザ駆動電流量をコントローラ部５０が特定できる情報であれば、様々な形態の情報が適用できることはいうまでもない。

なお、コントローラ部５０では、画像処理や、色補正、現像剤の特性にあわせたγ補正などの画像データ補正変換を行っている。本実施例では、これら各種画像データ補正変換を実施した後の最終データに対して、本発明で説明した駆動電流補正量にあわせた画像データ変換（画像データ調整）が行われる。この画像データ変換処理により、より正確なレーザ光量補正を行うことができる。なお、画像データ調整については上述の実施例で述べた通りである。

画像形成部５１は、レーザ駆動電流の補正を行う。画像形成部５１は、主走査同期手段９と、レーザ駆動制御部３と補正データ生成部２５を有する。主走査同期手段９のＢＤ信号は、補正データ生成部２５と、コントローラ部５０内の画像信号生成部２に出力される。

補正データ生成部２５における、駆動電流補正信号の生成については、前述の各実施例の補正手段４における補正データ生成部２５と同等であるため詳細な説明を省く。

一方、前述の画像信号生成部２内のパルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４は、画像データ変換とは直接関係がないため、画像形成部５１内にあっても良い。この場合、図１４におけるレーザ駆動信号は、パルス幅変調される前のデータであるので、８bitのデータバスで送信することで実現できる。パルス幅変調（ＰＷＭ）生成部３４が画像形成部５１内にある場合でも、本実施例で説明したコントローラ部５０において画像データ変換を行う技術を適用できる。

以上説明したように、本実施例では、レーザ駆動信号を生成する、コントローラ部５０で画像データ変換の補正が行われ、画像形成部５１でレーザの駆動電流を補正が行われることにより、レーザ駆動信号が調整される。

本実施例によってドラム面上（像担持体上）の主走査方向において光量変動のないレーザ発光制御が実現される。

その他のプリンタとしての動作は、前述の従来例および上述の各実施例と同じであるため説明を省略する。

（実施例４）
上述の実施例１、３では、図１０、１１における入力パルスデューティが中間濃度の場合に、言い換えれば駆動電流補正値が大きければ大きいほどレーザ駆動信号を増加し、駆動電流補正値が０の場合には、レーザ駆動信号を補正しない調整方法を説明してきた。しかし、本発明は更に別の実施形態にも適用することができる。下記で、そのことについて詳しく説明する。

駆動電流により主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を一定の強度で発光した場合に生じる像担持体上での光量むらを抑制する場合に、駆動電流値を事前に図１５におけるＤａｔａ補正を加味した分だけ増加させておくようにしても良い。但し、この場合には、図１０における入力パルスデューティが大きい部分については、光量が必要以上に大きくなってしまう。従って、この部分について、画像信号生成部２によりレーザ駆動信号を調整しレーザ発光を補正する必要がある。

具体的には、レーザ光量比率が１００％に対応する入力インプットデューティの場合には、下げたい光量％分だけパルスをＯＦＦにする面積諧調濃度調整方式採用すればよい。例えば、１００パルスにつき５パルス分ＯＦＦにすれば、濃度を約５％低減させることができる。こうすることで、レーザ駆動信号の調整に係る回路をより簡素化できるという効果を得ることが出来る。

（実施例５）
上述の実施例１、３、４では、駆動電流補正値が大きい場合に、レーザ駆動信号のデューティパルスを調整することで、レーザ駆動電流に応じたレーザ発光特性の差異に応じた補正を行う形態を説明してきた。しかし、この形態には限定されない。実施例１乃至３における駆動電流補正値が大きい部分に対して、レーザ駆動信号のデューティパルス調整ではなく、実施例４で説明したような、面積諧調濃度調整方式を採用しても良い。こうすることで、レーザ駆動信号の調整に係る回路をより簡素化できるという効果を得ることが出来る。

（実施例６）
上述の実施例１乃至５では、図９に示されるように、図４に示すようにポリゴンミラーの反射面の角度が変わることによって起こる反射光量の変化を抽出し、主走査方向照度分布の不均一性の問題に対処する仕組みを説明してきた。しかし、本発明はこの他の形態に適用することができる。例えば、レーザ発光部とドラム面上の距離との起因するドラム面上での光量ムラがあった場合に、ドラム面上への距離が遠いほどレーザ発光部の発光強度を強くする場合が想定される。そのようなドラム面上との距離の要因と、実施例１乃至５におけるドラム面上の光量むらの要因の双方を鑑み、レーザ駆動電流を連続的に変化させる場合にも、本願発明におけるレーザ駆動信号の調整手段を適用することができる。

その場合には、複数の光量ムラ要因を鑑みたレーザ駆動電流の補正量にあわせて、図１５、１６と同様の補正テーブルを設け、レーザ駆動信号を調整すれば良い。但し、駆動電流補正値（量）がもっとも大きくなる主走査方向の位置は主走査方向中央部とは限らない。しかし、この場合にも、Ｄａｔａ補正量は、駆動電流補正値が最も大きい部分で大きい値をとることに変わりはない。

（実施例７）
ＯＦＳ方式以外のレーザ発光制御でも、レーザ走査系において駆動電流を変化させる系においては同様の効果を期待できる。例えば、レンズを用いた場合の走査内の光量ムラを補正する場合や、ガルバノミラーやレゾナントスキャナを用いた走査系の光量のムラを第１乃至６の実施例のように駆動電流で補正する場合においても有効である。

本発明における実施例１の説明図である。 ＵＦＳ光学系の図である。 ＯＦＳ光学系の図である。 ＯＦＳ光学系の光量変動説明図である。 ＯＦＳ光学系の光量変動説明図である。 光量変動補正方法の説明図である。 駆動電流補正の図である。 駆動電流補正のブロック図である。 駆動電流補正の説明図である。 駆動電流補正における光量リニアリティの一例を説明する図である。 光量リニアリティ補正方法の一例を説明するための図である。 実施例１における画像信号生成部２を説明するための図である。 本発明における実施例２における画像信号生成部２を説明するための図である。 本発明における実施例３における画像信号生成部２を説明するための図である。 補正量の算出表を示す図である。 入力データ別補正量の算出テーブルを示す図である。

符号の説明

１ 半導体レーザ
２ 画像信号生成部
３ レーザ駆動制御部
４ 補正手段
５ コリメートレンズ
６ ポリゴンミラー
７ ｆθレンズ
８ ミラー
９ 主走査同期手段
１０ 感光体

Claims (10)

1. レーザ駆動電流及び画像データに応じたレーザ駆動信号によりレーザ発光を行うレーザ発光部を有する画像形成装置であって、
   主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を一定の強度で発光した場合に生じる像担持体上での光量むらを抑制すべく、主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を連続的に変化させ前記レーザ発光を補正するレーザ駆動電流制御手段と、
   前記像担持体上での光量むらを抑制すべく、前記連続的に変化させたレーザ駆動電流に加え、前記レーザ駆動信号を調整することで更にレーザ発光を補正するレーザ駆動信号調整手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レーザ駆動信号調整手段は、レーザ駆動電流に応じたレーザ発光特性の差異に応じた補正を行うべく前記レーザ駆動信号を調整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. 前記レーザ駆動信号調整手段は、前記レーザ駆動信号を大きく或いは小さくするように調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記レーザ駆動信号調整手段は、入力される画像データのパルスデューティと、前記レーザ駆動電流と、に応じたレーザ駆動信号の調整を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記レーザ駆動信号調整手段は、前記画像データのパルスデューティを調整することでレーザ駆動信号を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 外部から印刷画像を入力するコントローラ部と、前記コントローラ部が前記印刷画像に基づき出力する画像データを入力する画像形成部をさらに備え、
   前記レーザ駆動信号調整手段は、前記コントローラ部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成部は、前記コントローラ部に設けられた前記レーザ駆動信号調整手段に、前記連続的に変化させる主走査方向に沿った各補正レーザ駆動電流量或いはそれを示す情報を報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 回転多面鏡を有する露光手段であって前記レーザ発光部からの光を前記回転多面鏡に反射させて露光走査し前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段をさらに備え、
   前記レーザ駆動信号調整手段は、前記露光走査における主走査方向の位置に応じた補正量で前記レーザ発光を補正することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記主走査方向の位置に応じた補正量は、主走査方向の位置に連動して連続的に変化されるレーザ駆動電流に応じた補正量であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. レーザ駆動電流を変化させるレーザ駆動電流制御部と、前記レーザ駆動電流及び画像データに応じたレーザ駆動信号によりレーザ発光を行うレーザ発光部とを有する画像形成装置における制御方法であって、
    主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を一定の強度で発光した場合に生じる像担持体上での光量むらを抑制すべく、主走査方向に沿ってレーザ駆動電流を連続的に変化させ前記レーザ発光を補正するレーザ駆動電流制御工程と、
    前記像担持体上での光量むらを抑制すべく、前記連続的に変化させたレーザ駆動電流に加え、前記レーザ駆動信号を調整することで更にレーザ発光を補正するレーザ駆動信号調整工程とを備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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