JP2008221847A - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】濃度ムラを低減する補正値を簡便に設定することができ、少ないテスト印刷で光量を補正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２０９から出射されるレーザ光を偏向走査する走査部２１１と、前記レーザ光を感光体ドラム上に導く光学系と、一走査中のレーザ光量を補正する一連の補正値を与える補正パターンを複数記憶する記憶部９０３と、前記記憶された補正パターンのうちから、少なくとも２種類の補正パターンを含む補正グループを選択する選択部９０２と、前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを所定タイミングで切換える切換部９０５と、前記切換部で切替えられた補正パターンに基づいて走査中のレーザ光量を補正する補正部２１４と、前記それぞれの補正パターンで補正されたレーザ光によって感光体ドラム上に形成された複数の画像を一枚の媒体に印刷する印刷部とを備えた画像形成装置である。
【選択図】 図１２

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。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ため、ｆ−θレンズ端ほど透過率が小さくなる。

図１５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、光学素子を透過した感光体ドラム表面上での主走査方向のレーザ光量は図１６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（特許文献１）。特許文献１に記載された技術では、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、特許文献１に記載された技術では、操作者は補正値記憶部に設定する光量補正値を変更し、出力されたサンプル画像で濃度ムラが解消されたか否かを判断する。そして、この処理ステップを繰り返して実行することで適正な補正値を設定する。
特開平１１−１１２８０９号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術では、適正な補正を行うために、何度も繰り返してテスト印刷を行う必要が生ずる場合があり、またその設定方法も複雑であるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、濃度ムラを低減するための補正値を簡便に設定することができ、少ないテスト印刷で光量を補正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は、レーザ光源から出射されるレーザ光を偏向走査する走査部と、前記レーザ光を感光体ドラム上に導く光学系と、一走査中のレーザ光量を補正する一連の補正値を与える補正パターンを複数記憶する記憶部と、前記記憶された補正パターンのうちから、少なくとも２種類の補正パターンを含む補正グループを選択する選択部と、前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを所定タイミングで切換える切換部と、前記切換部で切替えられた補正パターンに基づいて走査中のレーザ光量を補正する補正部と、前記それぞれの補正パターンで補正されたレーザ光によって感光体ドラム上に形成された複数の画像を一枚の媒体に印刷する印刷部とを備えた画像形成装置である。

また本発明は、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であって、一走査中のレーザ光量を補正する一連の補正値を与える補正パターンを複数記憶する記憶ステップと、前記記憶された補正パターンのうちから、少なくとも２種類の補正パターンを含む補正グループを選択する選択ステップと、前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを所定タイミングで切換える切換ステップと、前記切換ステップで切替えられた補正パターンに基づいて走査中のレーザ光量を補正する補正ステップと、前記それぞれの補正パターンで補正されたレーザ光によって感光体ドラム上に形成された複数の画像を一枚の媒体に印刷する印刷ステップとを備える画像形成方法である。

また本発明は、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で実行される画像形成プログラムであって、一走査中のレーザ光量を補正する一連の補正値を与える補正パターンを複数記憶する記憶ステップと、前記記憶された補正パターンのうちから、少なくとも２種類の補正パターンを含む補正グループを選択する選択ステップと、前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを所定タイミングで切換える切換ステップと、前記切換ステップで切替えられた補正パターンに基づいて走査中のレーザ光量を補正する補正ステップと、前記それぞれの補正パターンで補正されたレーザ光によって感光体ドラム上に形成された複数の画像を一枚の媒体に印刷する印刷ステップとを備えた画像形成プログラムである。

本発明によれば、濃度ムラを低減するための補正値を簡便に設定することができ、少ないテスト印刷で光量を補正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ができる。

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及び排紙トレイ１１４を備えている。

感光体ドラム１０２は、副走査方向（矢印にて図示した感光体ドラム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用いて感光体ドラム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の底部には用紙カセット１１３が設けられている。給紙ローラ１１５は、用紙カセット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、排紙トレイ１１４に画像が印刷された用紙１３０を排出する。
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及び外部通信Ｉ／Ｆ２０７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。

また指示部２０６は、ユーザの操作に基づいて濃度補正値を指定する。制御部１０１は、指定された濃度補正値に基いて濃度ムラ補正動作を実行する。この動作については後述する。

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２０８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、レーザ２０９に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または外部のフォトダイオード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の電位を制御してレーザ光源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の電位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す。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クロックごとである必要はなく、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。
本発明の実施の形態では、予め設けられた複数種類の濃度補正値に従って複数のテストパターンが印刷される。ユーザは印刷された複数のテストパターンをチェックして濃度ムラの少ないテストパターンを選択する。あるいは、ユーザは更に詳細な調整を行うためのテストパターンであるサブパターンを指定する。そして、ユーザは印刷された複数のサブパターンをチェックして濃度ムラの少ないサブパターンを選択する。これによって適正な濃度補正値を容易に得ることができる。

図６は、指示部２０６の構成を示す図である。ユーザは、指示部２０６からテストパターンを印刷するための種々の設定を行う。
指示部２０６には、表示部５０１、決定ボタン５０２、キャンセルボタン５０３、上側ボタン５０４、下側ボタン５０５、左側ボタン５０６及び右側ボタン５０７が設けられている。

図７、図８は、テストパターンを印刷する概略の手順を示すフロー図である。なお、ここに示した処理手順はメモリ２０２に格納されており、ＣＰＵ２０１によって実行される。

ステップＳ６０１において、ユーザが項目選択ボタンである上側ボタン５０４や下側ボタン５０５を押すと、ＣＰＵ２０１は、指示部２０６を選択項目受け付け状態とする。続いてユーザが上側ボタン５０４や下側ボタン５０５を押す毎に新たな設定項目が表示される。この操作で濃度設定や用紙設定などの種々の設定項目を選択することができる。
ステップＳ６０２でＹｅｓの場合、即ち表示部５０１に設定項目である『濃度設定』を表示して決定ボタン５０２を押すと、出力するテストパターン番号が表示される。ユーザは、上側ボタンや５０４や下側ボタン５０５を操作して、テストパターンを選択する。
ステップＳ６０３でＹｅｓの場合、即ち表示部５０１に『テストパターン〔１〕出力』と表示されている状態で、ユーザが決定ボタン５０２を押すと、ステップＳ６０４において、テストパターン〔１〕を印刷する。

図９は、テストパターン〔１〕の対象となる複数の濃度ムラ画像の一例を示し、図１０は、それぞれの濃度ムラを補正するための補正値を示す。図９と図１０を参照して、テストパターンとその補正値について説明する。

図９の画像〔１〕は、フラットな明るさを表している。濃度ムラが生じていないため、対応する図１０の補正パターン〔１〕もフラットであり、補正は行われない。図９の画像〔２〕は、中央部が明るく両端部が暗い。即ち、中央部ではレーザ光の強度が強く、両端部ではレーザ光の強度が弱い。従って、対応する図１０の補正パターン〔２〕では、主走査方向の両端部でレーザ光の強度を強くするように補正を行っている。

図９の画像〔３〕は、右端部が明るく左端部に向かって暗くなっている。即ち、右端部ではレーザ光の強度が強く、左端部に向かってレーザ光の強度が弱くなっている。従って、対応する図１０の補正パターン〔３〕では、主走査方向の左端部でレーザ光の強度を強くし、右端部に向かってレーザ光の強度が減少するように補正を行っている。図９の画像〔４〕は、右端部が暗く左端部に向かって明るくなっている。即ち、右端部ではレーザ光の強度が弱く、左端部に向かってレーザ光の強度が強くなっている。従って、対応する図１０の補正パターン〔４〕では、主走査方向の左端部でレーザ光の強度を弱くし、右端部に向かってレーザ光の強度が増加するように補正を行っている。

図９の画像〔５〕は、中央部及び両端部が暗くその各部の間が明るくなっている。即ち、中央部及び両端部ではレーザ光の強度が弱く、その各部の間のレーザ光の強度が強くなっている。従って、対応する図１０の補正パターン〔５〕では、主走査方向の中央部及び両端部でレーザ光の強度を強くし、その各部の間ではレーザ光の強度が減少するように補正を行っている。

なお、テストパターン〔１〕に含まれる主走査方向の濃度が独立に異なる複数の補正パターンの画像と、それぞれの補正パターン画像に対応する補正値はメモリ２０２、あるいはハードディスク２０５にあらかじめ設定されているものとする。
また、テストパターン〔１〕では、補正パターンの例として補正パターン〔１〕から補正パターン〔５〕の５種類を示しているが、補正パターンは、少なくとも異なる２パターン以上であれば、いくつでもよい。

また、補正パターンは上述の例に限らず、フラット形状、凹形状、凸形状、右上がり形状、右下がり形状、Ｗ形状を含む形状、Ｍ形状を含む形状を用いても良い。

図７に戻り、ステップＳ６０５において、ユーザは出力されたテストパターン〔１〕の濃度ムラを、目視、あるいは濃度計を用いて判別する。
ステップＳ６０５でＹｅｓの場合、即ち出力されたテストパターン〔１〕の中に濃度ムラの少ない画像があれば、ステップＳ６０６において、その画像に対応する補正パターンを選択する。このように、複数の画像をそれぞれ比較することができるため、濃度ムラの少ない画像を簡単に判別することができる。
ステップＳ６０５でＮｏの場合、即ち出力されたテストパターン〔１〕の中に濃度ムラの少ない画像がなければ、Ｓ６０３に戻る。そして、テストパターンを改めて選択する。なお、テストパターンを選択する際、左側ボタン５０６、右側ボタン５０７で選択し、決定ボタン５０２で決定する。

ステップＳ６０６で濃度ムラの少ない補正パターンを選択すると、ステップＳ６０７において、表示部５０１に『サブパターン出力』と表示される。ユーザは、サブパターンを出力するかどうかを選択する。サブパターンとは、ステップＳ６０６で選択した補正パターンと同様のパターンであるが濃度が異なるパターンや、濃度の変化率が少し異なるパターンなどである。図１１は、サブパターンの例を示す図である。この例では、補正パターンをＸＹ座標で表したとき、比較する補正パターン同士がＸ軸もしくはＹ軸に沿って平行移動した関係にある。また、同じ主走査方向位置における一方の補正値と他方の補正値との比率が一定値となっている。なお、このサブパターン画像にも少なくとも２種類以上の複数の補正パターンが設定されている。

図７のステップＳ６０７でＹｅｓの場合、即ち、ユーザがサブパターン出力を選択し、決定ボタン５０２を押したときは、ステップ６０８でサブパターンを印刷する。そして、サブパターンが出力された後、再度、ユーザが目視、あるいは濃度計を用いて画像の濃度ムラを判別する。ステップＳ６０９において、出力された画像の中に濃度ムラの少ない画像があれば、その画像に対応した補正サブパターンを選択する。このように、複数の画像をそれぞれ比較することができるため、濃度ムラの少ない画像を簡単に判別することができる。
一方、ステップＳ６０７でＮｏの場合、即ちユーザがサブパターン出力を選択しなかった場合は、ステップＳ６０６で選択された補正パターンが有効となっている。

ステップＳ６１１において、表示部５０１には『濃度設定終了』と表示される。
ステップＳ６１１でＮｏの場合、即ちユーザがキャンセルボタン５０３を押したときは、ステップＳ６０３に戻り、上述の処理を繰り返す。
ステップＳ６１１でＹｅｓの場合、即ちユーザが決定ボタン５０２を押したときは、ステップＳ６１２において、選択した補正パターンあるいは補正サブパターンに対応する補正値を補正値設定部２１５に保存し処理を終了する。

一方、ステップＳ６０３でＮｏの場合、即ちユーザがキャンセルボタン５０３を押すと、表示部５０１には『テストパターン〔２〕出力』と表示される。図８のステップＳ６１３でＹｅｓの場合、即ち表示部５０１に『テストパターン〔２〕出力』と表示されている状態で、ユーザが決定ボタン５０２を押すと、ステップＳ６０４において、テストパターン〔２〕を印刷する。

ステップＳ６１４〜Ｓ６１９におけるテストパターン〔２〕についての処理は、上述のステップＳ６０４〜Ｓ６０９のテストパターン〔１〕についての処理と同様であるためその詳細の説明は省略する。
なお、本実施の形態では、テストパターン〔１〕及びテストパターン〔２〕を用いているが、さらに精度よく補正するために、テストパターンの種類を増やしてもよい。あるいは同様にサブパターンの種類も増やしてもよい。

次に、上述の補正値設定処理を実現するための補正値設定部２１５の構成について説明する。図１２は、補正値設定部２１５の構成と関連する回路の接続を示す図である。
補正値設定部２１５は、水平同期信号カウンタ９０１、アドレス選択部９０２、補正値記憶部９０３、画像クロックカウンタ９０４、デジタル／アナログ（ＤＡ）変換タイミング信号発生部９０５及びＤＡ変換部９０６を備えている。

水平同期信号カウンタ９０１は、水平同期信号をカウントする。補正値記憶部９０３は、一水平走査期間中の時系列補正値を複数パターン記憶する。アドレス選択部９０２は、水平同期信号のカウント値に対応して、補正値が格納されている補正値記憶部９０３内のアドレスを指定する。画像クロックカウンタ９０４は、水平同期信号を入力タイミングから新たに画像クロック信号をカウントする。ＤＡ変換タイミング信号発生部９０５は、補正値を更新するタイミング信号を発生する。ＤＡ変換部９０６は、指定されたタイミングで補正値を更新してアナログ信号に変換して保持する。

続いて、補正値設定部２１５の動作について説明する。
ビーム検知センサ２１３は、内部の検知回路によって走査されたレーザ光を検知すると、主走査方向の１走査の基準となる水平同期信号を発生する。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。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。補正値設定部３１７内の画像クロックカウンタ９０４は、水平同期信号と同期した画像クロック信号を入力して画像クロック数をカウントする。

また、補正値設定部３１７内の水平同期信号カウンタ９０１は、ビーム検出センサ２１３から出力される水平同期信号を入力して水平同期信号の数をカウントする。アドレス選択部９０２は、そのカウント値を入力する。アドレス選択部９０２は、この水平同期信号のカウント数を基に補正値記憶部９０３に記憶された補正値のアドレスを選択する。そしてアドレス選択部９０２は、そのアドレスを補正値記憶部９０３に出力する。補正値記憶部９０３は、このアドレスに基いて水平同期信号のカウント値に応じた補正値をＤＡ変換部９０６に出力することができる。

一方、画像クロックカウンタ９０４のカウンタ値は補正値記憶部９０３にも出力される。補正値記憶部９０３は、画像クロックカウンタ９０４のカウンタ値に応じた１走査中の補正値をＤＡ変換部９０６に出力する。また、画像クロックカウンタ９０４の所定のカウンタ値ごとに、ＤＡ変換タイミング信号発生部９０５はＤＡ変換タイミング信号をＤＡ変換部９０６に出力する。このＤＡ変換タイミング信号によって、ＤＡ変換部９０６から出力される補正値が切り替わる。なお、画像クロックカウンタ９０４のカウンタ値はビーム検知センサ２１３からの水平同期信号によってリセットされる。

ＤＡ変換部９０６から出力されたアナログ電圧は、電圧補正部２１４を介して、ホールドコンデンサ３０４に蓄積される。レーザ制御回路２０８は、ホールドコンデンサ３０４の電圧によってレーザ２０９のレーザ光量を補正して調節する。

図１３は、テストパターン出力のタイミングチャートを示す図である。図１２と図１３を参照しつつテストパターン出力動作について説明する。
指示部２０６を介してテストパターン〔１〕が選択されると、ＣＰＵ２０１は、アドレス選択部９０２に対してテストパターン〔１〕に含まれる５種類の補正値を指定するように指示する。

ビーム検知センサ２１３が、最初の水平同期信号を出力すると、上述の補正値設定部２１５の動作によって補正パターン〔１〕の補正値が出力される。このときの、補正電圧のパターンはフラットな形状である。補正パターン〔１〕による補正は、その後も水平同期信号が入力される毎に繰り返して継続する。従って、補正パターン〔１〕による帯状の画像が印刷される。

水平同期信号が所定回数発生すると、アドレス選択部９０２は、補正パターン〔２〕の補正値が記憶されているアドレスを出力する。これによって、補正電圧のパターンは、凹の形状となる。補正パターン〔２〕による補正は、その後も水平同期信号が入力される毎に繰り返して継続する。従って、補正パターン〔２〕による帯状の画像が印刷される。
同様にして、補正パターン〔３〕から補正パターン〔５〕による補正電圧が出力され、それぞれの補正電圧による帯状の画像が印刷される。

図１４は、テストパターン〔１〕によって濃度ムラが補正される様子を表す図である。
図１４の上段に示す補正前の濃度ムラに対して、図１４の中段に示す各補正パターンの補正電圧を与えた場合、補正された後の濃度は図１４の下段に示すように変化する。
ユーザは、出力された画像を見ることで、他の画像と比較して、補正パターン〔２〕が濃度ムラを低減するのに効果があると判断することができる。

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。
本実施の形態では、複数の補正パターンによる画像を印刷して提供する。
従って、１補正パターン毎に出力して補正パターンが効果的かどうかを判断する方式に比較すると、相互に比較できる複数のパターンを提供しているため、適切なパターンを容易に選択することができる。
また、選択した補正パターンに関連したサブパターンを使用できるようにしているため、更に濃度ムラをきめ細かく解消することが可能となる。このサブパターンによる画像も複数印刷するように構成しているため、上述の効果と同様に適切なパターンを容易に選択することができる。
この結果、製品コストの増加を抑制して適切なパターンを容易に選択することができる。

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。 指示部の構成を示す図。 テストパターンを印刷する概略の手順を示すフロー図。 テストパターンを印刷する概略の手順を示すフロー図。 テストパターンの対象となる複数の濃度ムラ画像の一例を示す図。 それぞれの濃度ムラを補正するための補正値を示す図。 サブパターンの例を示す図。 補正値設定部の構成と関連する回路の接続を示す図。 テストパターン出力のタイミングチャートを示す図。 テストパターンによって濃度ムラが補正される様子を表す図。 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…走査露光部、２０１…ＣＰＵ、２０６…指示部、２０８…レーザ制御回路、２０９…レーザ、２１１…ポリゴンミラー、２１２…ｆ−θレンズ、２１３…ビーム検知センサ、２１４…電圧補正部、２１５…補正値設定部、３０１…レーザ光源、３０５…ＡＰＣ基準電圧回路、３０７…ＡＰＣ回路、３０８…画像クロック発生器、３０９…同期回路、３１０…レーザスイッチング回路、３１７…補正値設定部、９０２…アドレス選択部、９０３…補正値記憶部、９０４…画像クロックカウンタ、９０５…Ｄ／Ａ変換タイミング発生部。

Claims (18)

1. レーザ光源から出射されるレーザ光を偏向走査する走査部と、
   前記レーザ光を感光体ドラム上に導く光学系と、
   一走査中のレーザ光量を補正する一連の補正値を与える補正パターンを複数記憶する記憶部と、
   前記記憶された補正パターンのうちから、少なくとも２種類の補正パターンを含む補正グループを選択する選択部と、
   前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを所定タイミングで切換える切換部と、
   前記切換部で切替えられた補正パターンに基づいて走査中のレーザ光量を補正する補正部と、
   前記それぞれの補正パターンで補正されたレーザ光によって感光体ドラム上に形成された複数の画像を一枚の媒体に印刷する印刷部と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記切換部は、水平同期信号の入力回数に基づいて前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを切換えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記選択されたグループに属する複数の補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、フラット形状、凹形状、凸形状、右上がり形状、右下がり形状、Ｗ形状を含む形状、Ｍ形状を含む形状のうち少なくとも２つを有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. 前記選択されたグループに属する複数の補正パターンの内１つを指定する指定部を更に有し、
   前記選択部は、前記指定された補正パターンに対応付けられた新たな複数の補正パターンを含むサブグループを選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記選択されたサブグループに属する補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、互いにＸ軸方向あるいはＹ軸方向にシフトしたパターンであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記選択されたサブグループに属する補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、同一主走査方向位置での一方の補正値と他方の補正値との比率が同じであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
7. 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であって、
   一走査中のレーザ光量を補正する一連の補正値を与える補正パターンを複数記憶する記憶ステップと、
   前記記憶された補正パターンのうちから、少なくとも２種類の補正パターンを含む補正グループを選択する選択ステップと、
   前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを所定タイミングで切換える切換ステップと、
   前記切換ステップで切替えられた補正パターンに基づいて走査中のレーザ光量を補正する補正ステップと、
   前記それぞれの補正パターンで補正されたレーザ光によって感光体ドラム上に形成された複数の画像を一枚の媒体に印刷する印刷ステップと
   を備えることを特徴とする画像形成方法。
8. 前記切換ステップは、水平同期信号の入力回数に基づいて前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを切換えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
9. 前記選択されたグループに属する複数の補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、フラット形状、凹形状、凸形状、右上がり形状、右下がり形状、Ｗ形状を含む形状、Ｍ形状を含む形状のうち少なくとも２つを有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
10. 前記選択されたグループに属する複数の補正パターンの内１つを指定する指定ステップを更に有し、
    前記選択ステップは、前記指定された補正パターンに対応付けられた新たな複数の補正パターンを含むサブグループを選択することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
11. 前記選択されたサブグループに属する補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、互いにＸ軸方向あるいはＹ軸方向にシフトしたパターンであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
12. 前記選択されたサブグループに属する補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、同一主走査方向位置での一方の補正値と他方の補正値との比率が同じであることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
13. 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で実行される画像形成プログラムであって、
    一走査中のレーザ光量を補正する一連の補正値を与える補正パターンを複数記憶する記憶ステップと、
    前記記憶された補正パターンのうちから、少なくとも２種類の補正パターンを含む補正グループを選択する選択ステップと、
    前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを所定タイミングで切換える切換ステップと、
    前記切換ステップで切替えられた補正パターンに基づいて走査中のレーザ光量を補正する補正ステップと、
    前記それぞれの補正パターンで補正されたレーザ光によって感光体ドラム上に形成された複数の画像を一枚の媒体に印刷する印刷ステップと
    を備えることを特徴とする画像形成プログラム。
14. 前記切換ステップは、水平同期信号の入力回数に基づいて前記選択されたグループに属する少なくとも２種類の補正パターンを切換えることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成プログラム。
15. 前記選択されたグループに属する複数の補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、フラット形状、凹形状、凸形状、右上がり形状、右下がり形状、Ｗ形状を含む形状、Ｍ形状を含む形状のうち少なくとも２つを有することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成プログラム。
16. 前記選択されたグループに属する複数の補正パターンの内１つを指定する指定ステップを更に有し、
    前記選択ステップは、前記指定された補正パターンに対応付けられた新たな複数の補正パターンを含むサブグループを選択することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成プログラム。
17. 前記選択されたサブグループに属する補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、互いにＸ軸方向あるいはＹ軸方向にシフトしたパターンであることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成プログラム。
18. 前記選択されたサブグループに属する補正パターンは、Ｘ軸に主走査方向位置をとり、Ｙ軸に補正量をとった２次元で表したときに、同一主走査方向位置での一方の補正値と他方の補正値との比率が同じであることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成プログラム。

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