JP2010145585A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度制御用パッチと通常画像形成との二種類の光量制御を紙間で実行して高精度な濃度制御を行う。
【解決手段】感光体に対して発光手段により露光して潜像を形成し、該潜像を現像してトナー像として記録紙に転写する画像形成装置１００であって、前記発光手段の光量を検知して該光量を制御するとともに、前記記録紙に転写しない前記感光体上の非転写領域にパッチを形成して該パッチの濃度検知結果により画像形成条件を制御する制御手段１０１，１１０を備え、前記制御手段は、前記記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間と次の記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間との間の紙間期間において、前記パッチ形成のための光量制御を行って前記パッチを形成し、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、発光手段の光量を検知して該光量を制御する機能と、パッチを形成して該パッチの濃度検知結果により画像形成条件を制御する機能とを備えた画像形成装置に関する。

画像データに基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤（トナー）で現像して顕像（可視像またはトナー像とも呼ぶ）を生成し、さらに、生成したトナー像を転写手段からの転写電流によって像担持体から記録紙（記録紙）に転写し、該記録紙と前記像担持体とを分離手段からの分離電流によって分離し、トナー像が載った記録紙を熱と圧力とによって定着することにより画像形成する画像形成装置が存在している。

このような画像形成装置では、画像形成条件の各種パラメータを制御することで、適切な濃度の画像形成を実行するようにしている。
ここで、画像形成条件としては、帯電、現像、転写などの条件が存在する。たとえば、像担持体および記録紙に対して転写手段から転写電流を与えることで、トナー像が記録紙に転写されており、この転写電流の電流値によって記録紙へ転写されるトナーの割合が変化する。また、この転写効率は、記録紙の大きさ、厚み、材質、温度、湿度、感光体上でのトナーの電荷量、トナーの付着量、転写手段の汚れ、記録紙の含水状態，記録紙と感光体との密着状態，感光体の回転速度，記録紙の搬送速度，などによっても変化することが知られており、これら諸条件を考慮した上で調整する必要があるが、最適な転写電流値に調節することは難しい。

このため、所定の濃度の画像データに応じたパッチのトナー像を感光体上、あるいは、記録紙上に形成し、そのパッチのトナー像の濃度を測定し、画像データから予測される濃度と実測された濃度との相違から各種画像形成条件を補正する技術が存在する。

そして、このようなパッチ形成〜測定〜画像形成条件補正については、従来は専用の時間を設けて実行することが一般的であったが、生産性向上のために画像形成実行中に実行することが望まれている。

すなわち、画像形成実行時において、感光体上の非転写領域、すなわち、転写すべき画像の間（紙間）を利用して、感光体上のパッチをセンサで読み取ることで、画像形成を実行中にリアルタイムに実行することが可能である。これにより、画像形成を停止させる必要が無くなり、生産性が向上する。この種の技術について、特許文献１に記載されている。

また、所定の濃度で画像形成を実行するには、ＬＤなどの発光手段の光量（ＬＤパワー）を検知して光量を制御する必要がある。すなわち、レーザダイオードに供給する電流と光出力の関係は、個別のレーザダイオードによって異なり、しかもレーザダイオード自身の発熱によっても変化するため、定電流制御でレーザを発光させることはできない。そのため、レーザの光出力をモニターして所望の光出力レベルが得られるように制御することが必要である。この制御を自動光量制御（ＡＰＣ（Auto Power Control）と呼ぶ。

この自動光量制御については、以下の特許文献２−３に記載されている。
特開２００５−２８９０３５号公報 特開平７−３６３１２ 特開平７−１７１９９５

記録紙上に記録せずに紙間で濃度制御を実行するには、濃度測定用のパッチのための自動光量制御、濃度測定用パッチによる濃度制御、通常画像用の自動光量制御の一連の作業を紙間において実行することが必要である。

ところが、近年は、生産性を上げることが重視されているため、紙間が狭くなり、時間が短くなってきているため、十分な時間がとれない問題が生じてくる。
以上の特許文献１−３のいずれにあっても、濃度測定用のパッチに対する自動光量制御、通常画像形成用の光量制御の一連の動作については配慮されていない。すなわち、濃度測定用のパッチのための自動光量制御、濃度測定用パッチによる調整、通常画像用の自動光量制御を、紙間において実行することが必要であるが、どのようにして紙間で一連の作業を実現するかについては開示されていない。

また、カラー画像形成装置では、ＹＭＣＫ各色の調整が必要になり、更に短時間での処理が難しくなる。このため、一般的なソフトウェアによる制御では、紙間において、以上の一連の処理が間に合わなくなる恐れがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、紙間期間を利用して濃度制御用パッチと通常画像形成との二種類の光量制御を実行して高精度な濃度制御を行うことが可能な画像形成装置を実現することを目的とする。

課題を解決する本発明は、以下のように構成されたものである。
（１）請求項１記載の発明は、感光体に対して発光手段により露光して潜像を形成し、該潜像を現像してトナー像として記録紙に転写する画像形成装置であって、前記発光手段の光量を検知して該光量を制御するとともに、前記記録紙に転写しない前記感光体上の非転写領域にパッチを形成して該パッチの濃度検知結果により画像形成条件を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間と次の記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間との間の紙間期間において、前記パッチ形成のための光量制御を行って前記パッチを形成し、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御を行う、ことを特徴とする画像形成装置である。

（２）請求項２記載の発明は、前記制御手段は、前記パッチ形成のための光量制御を少なくとも１回行うとともに、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御を１回行う、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

（３）請求項３記載の発明は、前記制御手段は、前記パッチ形成のための光量制御と、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とを、前記紙間期間に含まれてパッチ形成の領域を示すパッチ領域信号の開始と終了とを参照して実行する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置である。

（４）請求項４記載の発明は、前記パッチ形成のための光量制御と、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とのために、それぞれのパラメータを保持するレジスタを備え、前記発光手段は、出力により該発光手段の光量が設定されるＤ-Ａ変換器を備え、前記制御手段は、前記それぞれのレジスタに保持された値を参照して、前記パッチ形成のための光量制御と前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御との設定値を前記Ｄ-Ａ変換器に与える、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置である。

（５）請求項５記載の発明は、前記パッチ形成のための光量制御の目標値データが格納されるパッチ用光量制御レジスタを、画像形成に使用する記録材の色毎に備え、該パッチ用光量制御レジスタには、複数頁の前記紙間期間におけるパッチ用の光量制御目標値データが格納され、前記制御手段は、前記パッチ用光量制御レジスタに格納された値を参照して、前記複数頁の前記紙間期間において、前記パッチ形成のための光量制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

（６）請求項６記載の発明は、通常の画像形成のための光量制御の目標値データが格納される通常画像用光量制御レジスタを、画像形成に使用する記録材の色毎に備え、該通常画像用光量制御レジスタには、複数頁の前記紙間期間における通常画像用の光量制御目標値データが格納され、前記制御手段は、前記通常画像用光量制御レジスタに格納された値を参照して、前記複数頁の前記紙間期間において、前記通常画像形成のための光量制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

（７）請求項７記載の発明は、感光体に対して発光手段により露光して潜像を形成し、該潜像を現像してトナー像として記録紙に転写する画像形成装置であって、出力により前記発光手段の光量が設定されるＤ-Ａ変換器と、前記発光手段の光量を検知して該光量を制御するとともに、前記記録紙に転写しない前記感光体上の非転写領域にパッチを形成して該パッチの濃度検知結果により画像形成条件を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記紙間期間に含まれてパッチ形成の領域を示すパッチ領域信号の開始で発光手段の発光を停止させて前記パッチ形成のための光量制御の設定値を前記Ｄ-Ａ変換器に与え、その後に初期自動光量制御と露光１走査毎の領域外の自動光量制御とを行って前記パッチを形成し、前記パッチ領域信号の終了で発光手段の発光を停止させて前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御の設定値を前記Ｄ-Ａ変換器に与え、その後に初期自動光量制御と露光１走査毎の領域外の自動光量制御とを行う、ことを特徴とする画像形成装置である。

（８）請求項８記載の発明は、前記パッチ形成のための光量制御と、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とのために、それぞれのパラメータを保持するレジスタを備える、ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置である。

本発明によれば、以下のような効果が得られる。
（１）請求項１記載の画像形成装置の発明では、発光手段の光量を検知して該光量を制御するとともに、記録紙に転写しない感光体上の非転写領域にパッチを形成して該パッチの濃度検知結果により画像形成条件を制御するものであり、記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間と次の記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間との間の紙間期間において、パッチ形成のための光量制御を行ってパッチを形成し、さらに、記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御を行うようにしている。

これにより、紙間期間を利用して濃度制御用パッチと通常画像形成との二種類の光量制御を実行して高精度な濃度制御を行うことが可能になる。
（２）請求項２記載の画像形成装置の発明では、紙間期間において、パッチ形成のための光量制御を該パッチ形成に合わせて少なくとも１回行うとともに、記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御を１回行うようにしている。

これにより、紙間期間を利用して濃度制御用パッチのための光量制御を実行できるとともに、通常画像形成のための光量制御を実行でき、高精度な濃度制御を行うことが可能になる。したがって、濃度制御を行う対象の色数が増えても、紙間期間における調整が可能になる。

（３）請求項３記載の画像形成装置の発明では、パッチ形成のための光量制御と、記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とを、紙間期間に含まれてパッチ形成の領域を示すパッチ領域信号の開始と終了とを参照して実行するため、インデックス信号が発生していない紙間期間においても二種類の光量制御を実行して高精度な濃度制御を行うことが可能になる。

（４）請求項４記載の画像形成装置の発明では、パッチ形成のための光量制御と、記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とのために、それぞれのパラメータを保持するレジスタを備えているため、該レジスタの値を読み出して用いることができるようになり、ソフトウェアによる書き換えでは間に合わないような短時間の紙間期間においても、二種類の光量制御を実行して高精度な濃度制御を行うことが可能になる。

（５）請求項５記載の画像形成装置の発明では、画像形成に使用する記録材の色毎に備えられたパッチ用光量制御レジスタには複数頁の紙間期間におけるパッチ用の光量制御目標値データが格納され、パッチ用光量制御レジスタに格納された値を参照して制御手段が複数頁の紙間期間において、パッチ形成のための光量制御を行うため、該パッチ用光量制御レジスタの値を読み出してパッチ形成のための光量制御ができるようになり、かつ、各頁間隔でレジスタ書き換えをしなくて済むようになり、短時間の紙間期間においても高精度な濃度制御を行うことが可能になる。

（６）請求項６記載の画像形成装置の発明では、画像形成に使用する記録材の色毎に備えられた通常画像用光量制御レジスタには複数頁の紙間期間における通常画像用の光量制御目標値データが格納され、通常画像用光量制御レジスタに格納された値を参照して制御手段が複数頁の紙間期間において、通常画像形成のための光量制御を行うため、該通常画像用光量制御レジスタの値を読み出して通常画像形成のための光量制御ができるようになり、かつ、各頁間隔でレジスタ書き換えをしなくて済むようになり、短時間の紙間期間においても高精度な濃度制御を行うことが可能になる。

（７）請求項７記載の画像形成装置の発明では、紙間期間に含まれてパッチ形成の領域を示すパッチ領域信号の開始で発光手段の発光を停止させてパッチ形成のための光量制御の設定値をＤ-Ａ変換器に与え、その後に初期自動光量制御と露光１走査毎の領域外の自動光量制御とを行ってパッチを形成し、パッチ領域信号の終了で発光手段の発光を停止させて記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御の設定値をＤ-Ａ変換器に与え、その後に初期自動光量制御と露光１走査毎の領域外の自動光量制御とを行うようにしている。

これにより、紙間期間を利用して濃度制御用パッチと通常画像形成との二種類の光量制御を実行して高精度な濃度制御を行うことが可能になる。
また、パッチ形成のための光量制御と、記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とを、紙間期間に含まれてパッチ形成の領域を示すパッチ領域信号の開始と終了とを参照して実行するため、インデックス信号が発生していない紙間期間においても二種類の光量制御を実行して高精度な濃度制御を行うことが可能になる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（実施形態）を詳細に説明する。
〔第一実施形態の構成〕
ここで、第一実施形態の画像形成装置１００の構成を、図１（ブロック図）に基づいて詳細に説明する。

なお、画像形成装置として既知であって、本実施形態の特徴的な動作や制御に直接に関係しない一般的な部分についての説明は省略してある。
なお、この実施形態においては、像担持体を移動させ、あるいは、記録紙を搬送する方向を副走査方向と呼ぶ。そして、この副走査方向に直交する方向を主走査方向と呼ぶ。記録紙を副走査方向に搬送しつつ、像担持体を副走査方向に移動させつつ、該像担持体上への主走査方向の露光によって、二次元の画像を形成し、この像担持体上の画像を記録紙に転写することで、記録紙上に所望の画像を形成する。

また、この実施形態において、主走査方向画像領域信号と副走査方向画像領域信号との少なくとも一方が非アクティブ状態である像担持体上の領域が、画像が記録紙に転写されない「非転写領域」を意味する。

また、この実施形態において、副走査方向画像領域信号の有効期間と、次の副走査方向画像領域信号の有効期間との間の非転写領域を、「紙間期間」と呼ぶ。
画像形成装置１００において、制御部１０１は画像形成装置１００の各部を制御するためにＣＰＵなどで構成されている。

操作部１０３は画像形成装置の操作者が各種操作入力を行うもので、各種スイッチやキーなどが設けられている。
記憶部１０５は各種データを記憶する記憶手段であり、この実施形態では、画像条件を制御する際に用いられるパッチの濃度やパターン、パッチ形成位置、制御時における各種データなどを有する。

画像領域信号生成部１０７は、像担持体上において画像形成領域（転写領域）の副走査方向を示す副走査方向画像領域信号（V-Valid）と、像担持体上において画像形成領域（転写領域）の主走査方向を示す主走査方向画像領域信号（H-Valid）と、紙間の非転写領域においてパッチを形成すべきパッチ領域を示すパッチ領域信号（P-Valid）を生成する。

また、ＬＤ書込制御部１１０は、ＬＤドライバ駆動信号を生成するＬＤドライバ制御部１１１と、Ｄ−Ａ変換器に対するリファレンス電圧Ｖrefを生成するＤ−Ａ変換制御部１１２と、画像データに応じたレーザ駆動ＰＷＭデータを生成するＰＷＭ制御部１１３と、画像領域信号とパッチ領域信号とに基づいてＬＤの発光タイミングに必要なタイミング信号を生成するタイミング制御部１１４と、通常画像形成用ＡＰＣデータ（通常の画像形成のための光量制御の目標値データ）が保持される通常画像用ＡＰＣレジスタ１１５ａと、パッチ用ＡＰＣデータ（パッチ用の光量制御の目標値データ）が保持されるパッチ用ＡＰＣレジスタ１１５ｂと、を備えて構成され、主にＬＤの発光による露光についての制御を行う。

そして、この制御部１０１と、ＬＤ書込制御部１１０とが、本実施形態と請求項とにおける制御手段を構成している。
そして、この制御手段（制御部１０１とＬＤ書込制御部１１０）は、記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間と次の記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間との間の紙間期間において、
（ａ）パッチ形成のための光源光量制御（パッチ用ＡＰＣ）、
（ｂ）パッチ形成と読み取り結果による画像形成条件調整の濃度制御、
（ｃ）次の記録紙に転写すべき画像形成のための光源光量制御（通常画像用ＡＰＣ）、
を少なくとも行うものである。

パッチ画像データを生成部１２０はパッチ領域信号に応じて非転写領域（紙間期間）にパッチ画像データを生成するものであり、パッチ画像データを後述する画像処理部１３０に供給する。

なお、パッチ生成部１２０は、濃度制御のための濃度パッチ、レジスト調整のためのレジストパッチ、トナー帯パッチなど各種のパッチを生成するものであるが、この実施形態では、少なくとも濃度パッチを生成する。

画像処理部１３０は画像形成すべき画像データやパッチを、画像形成に適した状態にするための画像処理を実行し、処理された画像データをＬＤ書込制御部１１０内のＰＷＭ制御部１１３に供給する。

プロセスユニット１７０は記録紙に画像（トナー像）を形成する各種動作を実行する手段であり、図１においては、感光体に形成されたパッチの濃度を検知する濃度センサ１７０ｓと、露光部１７２とを備えている。

この露光部１７２では、Ｄ−Ａ変換制御部１１２からの出力を受けてリファレンス電圧Ｖrefを生成するＤ−Ａ変換器１７２１と、ＰＷＭ制御部１１３からのレーザ駆動ＰＷＭデータとＤ−Ａ変換器１７２１からのリファレンス電圧ＶrefとＬＤドライバ制御部１１１からの制御信号とを生成を受けてＬＤ駆動信号を生成するＬＤドライバ１７２２、ＬＤドライバ１７２２からのＬＤ駆動信号を受けて発光するレーザダイオード（ＬＤ）１７２３、ポリゴンミラー（不図示）により走査されるＬＤ１７２３からの光を受けてインデックス信号を生成するインデックスセンサ１７２９と、を少なくとも備えて構成されている。なお、ＬＤ１７２３は、素子ユニットの内部に発光強度をモニタ出力する回路を備えて構成されており、モニタ出力はＬＤドライバ制御部１１１に供給される。なお、プロセスユニット１７０のその他の構成については、図２で詳細に説明する。

なお、この図１の構成は、カラー画像形成装置であれば、いずれか１色分の構成を示している。たとえば、ＹＭＣＫの４色の画像形成装置であれば、ＬＤ書込制御部１１０とプロセスユニット１７０とが、各色に対応して４組配置される。また、各色で、複数レーザビームの露光を行う場合には、露光部１７２をレーザビーム数に合わせて、複数組、あるいは、複数チャンネル分配置すればよい。

次に、図２を参照して画像形成装置１００の機械的構成について説明する。
給紙部１５０は、複数の給紙トレイ１５０Ｔに載置された記録紙を給紙ローラによって画像形成位置まで送り出す給紙手段である。

搬送部１６０は、給紙部１５０から送り出された記録紙を所定の搬送速度で搬送する搬送手段であり、レジストローラやその他各種の搬送ローラ、搬送ベルトなどを備えて構成されている。さらに、搬送部１６０の各部の所定位置には、記録紙の先端を検知する先端検知センサなどの搬送センサ１６０ｓが配置されている。

プロセスユニット１７０は、記録紙に画像を形成する各種動作を実行する手段であり、感光体１７３に所定の帯電をさせる帯電部１７１、感光体部を画像データに応じて露光する露光部１７２、露光により静電潜像が形成される像担持体としての感光体１７３、感光体１７３の静電潜像を現像してトナー像に変換する現像部１７４、感光体１７３上のトナー像が転写されてトナー像を担持する像担持体としての中間転写体１７５、転写ローラ１７６ａと転写ローラ１７６ｂとを有する転写部１７６とを備えている。

なお、画像形成装置が複数色のトナー像を合成するカラー画像形成装置の場合には、図２に示されるように、プロセスユニット１７０において、帯電部１７１、露光部１７２、感光体１７３、現像部１７４が各色に対応して設けられており、中間転写体１７５上で各色のトナー像が重ね合わされて、最終的に記録紙に転写される構成になっている。

また、像担持体としての感光体１７３Ｙ，１７３Ｍ，１７３Ｃ，１７３Ｋのそれぞれには、非転写領域に形成されるパッチを検知するセンサ１７０ｓＹ，１７３ｓＭ，１７３ｓＣ，１７３ｓＫのそれぞれが配置されている。なお、ここでは、各感光体部にセンサを設けたが、中間転写体１７５上でパッチの検知を行っても良い。

定着部１８０は、トナー像が転写された記録紙を挟持搬送しつつ、加熱と加圧とにより定着を実行してトナー像を記録紙上で安定した状態にする。
〔第一実施形態の動作〕
以下、図３〜図５の説明図を参照して第一実施形態の画像形成装置についての動作説明を行う。

濃度制御の際には、露光部１７２によって感光体１７３上に所定の濃度のパッチを形成し、該パッチをセンサ１７０ｓで読み取り、その読み取り結果に応じて制御部１０１が画像形成条件を設定するようにしている。

そのために、所定の正しい濃度のパッチを形成するために、まず、ＬＤ１７２３が所定のデータに応じて所望の光出力レベルで発光するように、自動光量制御（ＡＰＣ）を実行する必要がある。

このためには、ＭＰＣ（ＡＰＣ目標値設定）動作、起動ＡＰＣ動作、通常ＡＰＣ動作、の順番で、Ｄ−Ａ変換制御部１１２とＤ−Ａ変換器１７２１の間でシリアル通信によって一連の処理を行う必要がある。

ここで、まずＭＰＣ開始トリガ信号MPC_TRIGを、Ｄ−Ａ変換制御部１１２が発生する（図３（ａ））。このＭＰＣ開始トリガ信号の入力を受けて、ＭＰＣ設定フラグMPC_FLAGがオン（Ｈレベル）する（図３（ｂ））。

さらに、このＭＰＣ設定フラグMPC_FLAGのオン（Ｈ）を受けて、ＬＤドライバ制御部１１１から分周クロックMPC_CLK0が出力を開始する（図３（ｃ））。
さらに、この分周クロックMPC_CLK0の立ち下がりに同期して、ＬＤドライバ制御部１１１からＤ−Ａ変換器１７２１に対して、データ出力が開始される（図３（ｄ））。

そして、データ出力が１クロックサイクル時間停止した時点でＭＰＣロード信号MPC_LD0のパルスが出力され、このパルスの立ち下がりでＭＰＣ設定フラグMPC_FLAGがオフ（Ｌ）になる。

このようにして、Ｄ−Ａ変換制御部１１２からＤ−Ａ変換器１７２１に対して、ＭＰＣ（ＡＰＣ目標値設定）動作がなされる。そして、目標値が設定されたＤ−Ａ変換器１７２１は設定された光量で発光し、その発光時のモニタ出力がＬＤドライバ制御部１１１に通知される。これにより、ＬＤドライバ制御部１１１は、所望の光量でＬＤを発光させるように補正係数を求める。そして、この補正係数をＬＤドライバ１７２２あるいはＰＷＭ制御部１１３に通知し、パッチ形成時や画像形成時に、データの値に応じた所望の光量が得られるように制御する。なお、この自動光量制御の動作は、後述する紙間期間でパッチや通常画像のために実行したり、通常画像形成時には主走査方向の領域外で実行する。

つぎに、本実施形態の特徴部分である紙間処理について説明する。
ここでは、先行する記録紙に対して転写する通常画像形成が終わり、次の記録紙に対する通常画像形成が始まるまでの期間（図４（ａ）の「紙間期間」）参照）において、画像領域信号生成部１０７からのパッチ領域信号PTVVIのオン（Ｈ）の開始（立ち上がりPTVV_RT（図４（ｃ）））を検知したタイミング制御部１１４は、ＬＤドライバ制御部１１１に対して、ＬＤ１７２３の発光停止を指示すべく、LDENBIをオン（Ｈ）とする（図４（ｅ）の１回目の「発光停止」）。

そして、図３で既に説明した手順に従って、Ｄ−Ａ変換制御部１１２が第一のＭＰＣ開始トリガ信号MPC_TRIG1を発生する（図３（ａ）、図４（ｆ））。そして、図３で説明した手順により、ＡＰＣ目標設定値のデータをＤ−Ａ変換器１７２１に送信する。ここでは、パッチ用のＡＰＣ目標設定値のデータをＤ−Ａ変換器１７２１に送信する。

ここでは、第一のパッチ用ＡＰＣ目標設定値のデータ送信が完了して、ＭＰＣロード信号MPC_LD0のパルス（図４（ｇ））が出力された時点で、同じ手順に従い、第二のパッチ用ＡＰＣ目標設定値のデータ送信を行う（図４（ｊ）のＰＭＰＣ＃１とＰＭＰＣ＃２）。

そして、この第二のパッチ用ＡＰＣ目標設定値のデータ送信が完了して、ＭＰＣロード信号MPC_LD0のパルス（図４（ｇ））が出力された時点で、ＬＤドライバ制御部１１１はLDENBIをオフ（Ｌ）として、ＬＤ１７２３の発光停止を解除し、ＬＤ１７２３の発光を許可状態にする（図４（ｅ）１回目の「発光停止」後の「発光許可」）。

ここで、パッチ用ＡＰＣ目標設定値のデータは、パッチを形成するトナー濃度において、ＬＤ１７２３が所望の光量で発光できるようにするための、パッチ用自動光量制御である。

また、このパッチ用ＡＰＣ目標設定値のデータは、パッチ用ＡＰＣレジスタ１１５ｂに予め格納されているデータをＬＤドライバ制御部１１１が読み出してＤ−Ａ変換制御部１１２に与える。このように、予め用意されているデータをレジスタから読み出すことで、紙間期間において迅速な処理が可能になる。

この状態において、ＬＤ１７２３は、設定された値に従って、パッチ用のＡＰＣを実行開始する。ここでは、パッチ用のＡＰＣとして、ＰＭＰＣ＃１とＰＭＰＣ＃２とのデータ設定に続いて、徐々にＬＤ１７２３の光量を上げていく起動ＡＰＣと、それに続くパッチ用の通常ＡＰＣである（図４（ｊ））。

そして、このパッチ用の通常ＡＰＣと並行して、感光体１７３上の非転写領域にパッチを形成し、このパッチを濃度センサ１７０ｓで読み取り、所望の濃度の画像形成が実行できるように、制御部１０１が画像形成条件を決定する。

この実施形態の場合、パッチ用に自動光量制御を実行して濃度制御用のパッチを形成しているので、極めて正確なパッチを形成することができ、結果として正確な濃度制御を実現することができる。

ここでは、先行する記録紙に対して転写する通常画像形成が終わり、次の記録紙に対する通常画像形成が始まるまでの期間（図４（ａ）の「紙間期間」）参照）において、画像領域信号生成部１０７からのパッチ領域信号PTVVIの終了（オフ（Ｌ）：立ち下がりPTVV_FT（図４（ｄ）））を検知したタイミング制御部１１４は、ＬＤドライバ制御部１１１に対して、ＬＤ１７２３の発光停止を指示すべく、LDENBIをオン（Ｈ）とする（図４（ｅ）の２回目の「発光停止」）。

そして、図３で既に説明した手順に従って、Ｄ−Ａ変換制御部１１２が第二のＭＰＣ開始トリガ信号MPC_TRIG2を発生する（図３（ａ）、図４（ｉ））。そして、図３で説明した手順により、ＡＰＣ目標設定値のデータをＤ−Ａ変換器１７２１に送信する。ここでは、後続の転写紙の画像のための通常画像用のＡＰＣ目標設定値のデータをＤ−Ａ変換器１７２１に送信する。

ここでは、第一の通常画像用ＡＰＣ目標設定値のデータ送信が完了して、ＭＰＣロード信号MPC_LD0のパルス（図４（ｇ））が出力された時点で、同じ手順に従い、第二の通常画像用ＡＰＣ目標設定値のデータ送信を行う（図４（ｊ）のＭＰＣ＃１とＭＰＣ＃２）。

そして、この第二の通常画像用ＡＰＣ目標設定値のデータ送信が完了して、ＭＰＣロード信号MPC_LD0のパルス（図４（ｇ））が出力された時点で、ＬＤドライバ制御部１１１はLDENBIをオフ（Ｌ）として、ＬＤ１７２３の発光停止を解除し、ＬＤ１７２３の発光を許可状態にする（図４（ｅ）２回目の「発光停止」後の「発光許可」）。

ここで、通常画像用ＡＰＣ目標設定値のデータは、通常画像を形成するトナー濃度において、ＬＤ１７２３が所望の光量で発光できるようにするための、通常画像用自動光量制御である。

また、この通常画像用ＡＰＣ目標設定値のデータは、通常画像用ＡＰＣレジスタ１１５ａに予め格納されているデータをＬＤドライバ制御部１１１が読み出してＤ−Ａ変換制御部１１２に与える。このように、予め用意されているデータをレジスタから読み出すことで、紙間期間において迅速な処理が可能になる。

この状態において、ＬＤ１７２３は、設定された値に従って、通常画像用のＡＰＣを実行開始する。ここでは、通常画像用のＡＰＣとして、ＭＰＣ＃１とＭＰＣ＃２とのデータ設定に続いて、徐々にＬＤ１７２３の光量を上げていく起動ＡＰＣと、それに続く通常画像用の通常ＡＰＣである（図４（ｊ））。

このように、紙間期間においてパッチ領域のパッチ用自動光量制御とパッチによる濃度制御を行った後の、次の画像形成開始までの空き時間を利用して、次の画像形成における自動光量制御を開始することで、次の画像形成の開始部分から画像形成に適したトナー濃度を得るための光量制御が実行される。

この実施形態の場合、パッチ用に自動光量制御を実行して濃度制御用のパッチを形成しているので、極めて正確なパッチを形成することができ、結果として正確な濃度制御を実現することができる。

なお、図４において、起動ＡＰＣを実施する時点（図４（ｅ）・図５（ａ）ＬＤＥＮＢＩの前半部分）ではＬＤ１７２３のレーザビームの走査がなされておらずインデックス信号が存在していない（図５（ｃ）前半）。そこで、タイミング制御部１１４がタイミング信号LDSMLB0とLDBASB0（図５（ｄ）（ｅ））とを生成してＬＤドライバ制御部１１１に供給すればよい。

図６は本実施形態による濃度制御の様子を模式的に示す説明図である。ここでは、１−６枚の画像形成の際に、１−６各画像形成時および各紙間（１−２間，２−３間，３−４間，４−５間，５−６間，）でどのような目標設定値に基づいてパッチ用ＡＰＣ通常画像用ＡＰＣを実行しているかの、一例を示している。

ここに示す例では、データが０−２５５の２５６段階である場合、比較的高濃度であって、かつ、最高濃度で飽和してしまう前の比較的リニアリティの良い領域を用いることにしており、１−５枚目の画像形成における紙間期間において、１−２間と２−３間では、データ値２００でパッチ用ＡＰＣとパッチ形成とを行っている。そして、３−４間と４−５間では、データ値１５０でパッチ用ＡＰＣとパッチ形成とを行っている。

この場合、パッチ用ＡＰＣの設定値は、パッチ用ＡＰＣレジスタ１１５ｂの格納値から、適した値を読み出すだけでよい。
これにより、１−５枚目までの紙間のパッチ形成・測定により、制御部１０１が、画像形成装置１００で所望の濃度を得るための各部の画像形成条件を算出する。

そして、この場合に、濃度制御によって求められた画像形成条件で、通常の画像形成時のＬＤ１７２３のパワーを、それまでよりも６枚目以降の画像形成で若干上昇させたとする。

この場合に、制御部１０１は、画像形成時の水平方向領域外での発光による自動光量制御の目標設定値のデータを、それまでの値（１８０）よりも上昇させた値（１９０）と設定する。これにより、通常画像形成時のＡＰＣも画像形成条件に即した値になり、より適した状態で正確な光量でＬＤ１７２３を発光駆動することが可能になる。この場合、自動光量制御の設定値は、通常画像用ＡＰＣレジスタ１１５ａの格納値を書き換えるだけでよい。

以上のように、複数の紙間で複数条件のパッチ形成を行い、測定した結果から演算を行うことで、直近の画像形成濃度に基づいて、最低な濃度制御が可能になる。この際に、パッチ用にも自動光量制御を行っているので、正しい濃度のパッチを用いた適切な濃度制御が可能になる。

また、この濃度制御に基づいて画像形成条件が変更された場合には、それに応じて画像形成時の自動光量制御の設定値を変更することで、適切な自動光量制御を行うことが可能になる。

また、以上の処理については、通常画像用ＡＰＣレジスタ１１５ａにおいて、複数の紙間期間にわたる通常画像形成用ＡＰＣデータ（または、上述した通常画像用のＡＰＣに関連する複数頁にわたる各種データ）が保持されることが望ましい。このようにすることで、各頁間隔毎にレジスタを書き換える必要がなくなり、より迅速な処理が可能となり、高速な画像形成や短い紙間期間の画像形成の場合にも、通常画像についてのＡＰＣが可能になる。

同様に、以上の処理については、パッチ用ＡＰＣレジスタ１１５ｂにおいて、複数の紙間期間にわたるパッチ用ＡＰＣデータ（または、上述したパッチ用のＡＰＣに関連する複数頁にわたる各種データ）が保持されることが望ましい。このようにすることで、各頁間隔毎にレジスタを書き換える必要がなくなり、より迅速な処理が可能となり、高速な画像形成や短い紙間期間の画像形成の場合にも、パッチについてのＡＰＣが可能になる。

なお、以上の処理は、画像形成を複数色で行うカラー画像形成装置の場合には、記録材毎の各複数色について実行する。また、以上の処理については、複数色について、それぞれ独立な値で制御することも可能である。

〔その他の実施形態の動作〕
以上の実施形態の説明では露光部の発光手段としてレーザダイオードＬＤを用いてきたが、これに限定されるものではない。たとえば、ＬＥＤを用いたＬＰＨユニットについても、以上の説明と同様の光量制御や濃度制御が可能になる。

また、以上の画像形成装置としては、複写機やプリンタを想定しているが、事務用の画像形成装置に限定されず、医療用のプリンタ、ＤＰＥ用途の写真プリンタに適用することも可能である。

また、以上の説明では、単体の画像形成装置を具体例に説明してきたが、制御部１０１およびＬＤ書込制御部１１０の部分と、プロセスユニット１７０（画像形成ユニットあるいはプリントエンジン）とが分離した画像形成システムであっても、上述した実施形態を適用することがかのうである。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態の画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態の画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態の画像形成装置の動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１００ 画像形成装置
１０１ 制御部
１０３ 操作部
１０５ 記憶部
１０７ 画像領域信号生成部
１１０ ＬＤ書込制御部
１２０ パッチ生成部
１３０ 画像処理部
１７０ プロセスユニット
１８０ 定着部

Claims (8)

1. 感光体に対して発光手段により露光して潜像を形成し、該潜像を現像してトナー像として記録紙に転写する画像形成装置であって、
   前記発光手段の光量を検知して該光量を制御するとともに、前記記録紙に転写しない前記感光体上の非転写領域にパッチを形成して該パッチの濃度検知結果により画像形成条件を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間と次の記録紙に転写すべき画像を形成する画像形成期間との間の紙間期間において、
   前記パッチ形成のための光量制御を行って前記パッチを形成し、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御を行う、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記紙間期間において、前記パッチ形成のための光量制御を少なくとも１回行うとともに、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御を１回行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、
   前記パッチ形成のための光量制御と、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とを、前記紙間期間に含まれてパッチ形成の領域を示すパッチ領域信号の開始と終了とを参照して実行する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記パッチ形成のための光量制御と、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とのために、それぞれのパラメータを保持するレジスタを備え、
   前記発光手段は、出力により該発光手段の光量が設定されるＤ-Ａ変換器を備え、
   前記制御手段は、
   前記それぞれのレジスタに保持された値を参照して、前記パッチ形成のための光量制御と前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御との設定値を前記Ｄ-Ａ変換器に与える、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記パッチ形成のための光量制御の目標値データが格納されるパッチ用光量制御レジスタを、画像形成に使用する記録材の色毎に備え、該パッチ用光量制御レジスタには、複数頁の前記紙間期間におけるパッチ用の光量制御目標値データが格納され、
   前記制御手段は、前記パッチ用光量制御レジスタに格納された値を参照して、前記複数頁の前記紙間期間において、前記パッチ形成のための光量制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 通常の画像形成のための光量制御の目標値データが格納される通常画像用光量制御レジスタを、画像形成に使用する記録材の色毎に備え、該通常画像用光量制御レジスタには、複数頁の前記紙間期間における通常画像用の光量制御目標値データが格納され、
   前記制御手段は、前記通常画像用光量制御レジスタに格納された値を参照して、前記複数頁の前記紙間期間において、前記通常画像形成のための光量制御を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 感光体に対して発光手段により露光して潜像を形成し、該潜像を現像してトナー像として記録紙に転写する画像形成装置であって、
   出力により前記発光手段の光量が設定されるＤ-Ａ変換器と、
   前記発光手段の光量を検知して該光量を制御するとともに、前記記録紙に転写しない前記感光体上の非転写領域にパッチを形成して該パッチの濃度検知結果により画像形成条件を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   紙間期間に含まれてパッチ形成の領域を示すパッチ領域信号の開始で発光手段の発光を停止させて前記パッチ形成のための光量制御の設定値を前記Ｄ-Ａ変換器に与え、その後に初期自動光量制御と露光１走査毎の領域外の自動光量制御とを行って前記パッチを形成し、
   前記パッチ領域信号の終了で発光手段の発光を停止させて前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御の設定値を前記Ｄ-Ａ変換器に与え、その後に初期自動光量制御と露光１走査毎の領域外の自動光量制御とを行う、
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記パッチ形成のための光量制御と、前記記録紙に転写すべき画像形成のための光量制御とのために、それぞれのパラメータを保持するレジスタを備える、
   ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。

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