JP2010208024A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電位ムラ情報を用いて画像の濃度ムラを減少させ、均一な画像を得る場合に、電位ムラ補正データの生成時間を短縮することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体１０７における電位ムラ情報を記憶する電位ムラ情報記憶部２０８と、画像データの白領域を検知する画像データ白領域検知部２１０と、感光体１０７の走査位置を検知する走査位置検知部２０６とを備える。また、電位ムラ情報と白領域判別信号と走査位置信号とから半導体レーザ１０１のレーザ光量を補正するための補正データを生成する補正データ生成部２１１を備える。また、補正データ生成部２１１の補正データを基に半導体レーザ１０１のレーザ光量を制御するレーザ光量制御部２１２を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式により画像形成処理を行う、レーザプリンタや複写機等の画像形成装置に関する。

近年、デジタル技術の進歩に伴い、画像形成装置においての出力画像の高品質化が急速に進んでいる。そして、出力画像の高品質化の手法として、出力画像の画像濃度を一定にするために、感光体の電位ムラを測定し、その電位ムラ情報に基づいて、電位ムラに起因する画像の濃度ムラを補正する手法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−７００６８号公報

しかしながら、感光体の電位ムラを精度良く補正するには、多くの電位ムラ情報を持つ必要があり、補正データの生成に時間を要する。

本発明の目的は、電位ムラ情報を用いて画像の濃度ムラを減少させ、均一な画像を得る場合に、電位ムラ補正データの生成時間を短縮することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、画像データに基づいてレーザ光を照射する光源と、前記レーザ光で走査される感光体と、前記感光体上の位置に応じた電位ムラに関する情報を記憶する記憶手段と、前記画像データの種類に応じて、前記記憶手段に記憶された情報に基づいたレーザ光量の補正を実行するか否かを決定し、前記決定に基づいて、前記感光体上の走査位置に応じてレーザ光量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、電位ムラ情報を用いて画像の濃度ムラを減少させ、均一な画像を得る場合に、電位ムラ補正データの生成時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。 図１の画像形成装置における露光制御部の構成図である。 図１の画像形成装置における露光制御部のブロック図である。 図１における感光体の電位ムラを示す図である。 図１における感光体の電位ムラ情報を示す図である。 図３における電位ムラ情報選択部の動作を説明する図である。 画像データの白領域を示す図である。 図３の露光制御部で実行される露光制御処理の手順を示すフローチャートである。 図８のステップＳ１０２で実行される感光体の副走査位置の検知処理の手順を示すフローチャートである。 図８のステップＳ１０２で実行される感光体の主走査位置の検知処理の手順を示すフローチャートである。 図８のステップＳ１０５で実行される電位ムラの補正データ生成処理の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。以下、その構成を動作と併せて説明する。画像形成装置は、画像形成部１００、原稿読取部１２０、原稿搬送部１３０、給紙段１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、後処理装置１０を有している。

原稿搬送部１３０は以下のように構成されている。原稿置き台１３１にセットされた原稿は、給紙ローラ１３２によって１枚ずつ搬送される。原稿は、モータ１３６によって駆動される原稿搬送ベルト１３７により原稿読取位置まで搬送され、原稿の読取動作が原稿読取部１２０にてなされる。原稿の読取動作後は、フラッパ１３５にて搬送経路が変更され、モータ１３６を逆転することで、原稿が排出ローラ１３４により排出トレイ１３８に排出される。

原稿読取部１２０は以下のように構成されている。露光ランプ１２２は、蛍光灯、ハロゲンランプ等からなり、その長手方向に対して垂直方向に移動しながら、原稿載置ガラス（原稿台）１２６上の原稿を照射する。露光ランプ１２２の照射による原稿からの散乱光は、モータ１２５で稼動する第１、第２ミラー台１２１、１２３に反射され、レンズ１２４に到達する。原稿上の像は、第１、第２ミラー台１２１、１２３、レンズ１２４を介して、数千個の受光素子がライン配列された図示せぬＣＣＤラインセンサの受光部上に結像し、ＣＣＤラインセンサにより逐次、ライン単位で光電変換される。光電変換された信号は、図示せぬ信号処理部で処理され、画像形成部１００の備える露光制御部に出力される。

画像形成部１００は以下のように構成されている。露光制御部１９０は、信号処理部の出力であるＰＷＭ変調した画像信号に基づいて半導体レーザ（光源）１０１を駆動して光ビームを射出し、光ビームを定速回転している感光体（像担持体）１０７の表面に照射する。この時、ドラム状の感光体１０７の軸方向（主走査方向）にモータ１０３で回転しているポリゴンミラー１０２を用いて光ビームを偏向走査する。尚、感光体１０７は、光ビームを照射する前に、図示せぬ前露光ランプにより感光体上の残量電荷が除電され、図示せぬ１次帯電器によりその表面が均一に帯電されている。従って、感光体１０７は、回転しながら光ビームを受けることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、現像器１０４により、感光体表面の静電潜像を所定色の現像剤（トナー）で可視化（現像）する。

後述する給紙段１４０、１５０、１６０、１７０、１８０から搬送された転写紙は、レジストローラ１０６まで搬送される。レジストローラ１０６は、センサ１０５を用いて転写紙の到達を検知し、感光体１０７上で現像されたトナー像の先端と、転写紙の先端のタイミングを合わせて転写位置に転写紙を給紙する。

転写帯電器１０８は、感光体１０７上の現像されたトナー像を、給送された転写紙に転写する。転写後、感光体１０７は、図示せぬクリーナーにより、残ったトナーが除去される。分離された転写紙は、定着部１０９に送られトナーが定着される。定着部１０９は、セラミック・ヒータ１１０、及びフィルム１１１、加圧ローラで構成され、セラミック・ヒータ１１０の熱は、薄いフィルム１１１を介して効率よく転写紙に伝達される。

方向フラッパ１１２は、被転写紙の排出先を動作モードに応じてトレイ１１４と搬送ユニット１９０とに切り替える。搬送ユニット１９０は、転写紙を後述する後処理装置１０まで搬送するためのユニットで、搬送ローラ１９１にて転写紙を搬送している。

給紙段１４０、１５０、１６０、１７０は画像形成部１００に転写紙を給紙する本体給紙段であり同じ機構で構成されている。給紙段１８０は、画像形成部１００に転写紙を給紙する給紙段１４０、１５０、１６０、１７０より大量の転写紙を紙庫１８１に蓄積できるデッキ給紙段である。

後処理装置１０は、画像形成部１００からの転写紙をローラ１１にて内部に受け取る。受け取られた転写紙の出力先として、通常処理中に割り込んで行う処理の排出先等にはテンポラリとして使用するトレイ１４、通常排出用のトレイとしてトレイ１８とトレイ１９、製本時に使用する排出トレイ２７を選択する。

図２は、図１の画像形成装置における露光制御部の構成図である。以下、その構成を動作と併せて説明する。レーザ駆動制御部２０２は、画像信号生成部２０１から画像信号を受け取り、半導体レーザ１０１を駆動させるレーザ駆動信号を生成する。そして、レーザ駆動信号を基に半導体レーザ１０１によりレーザ光が照射される。ここで、半導体レーザ１０１は、シングルビームを照射する半導体レーザだけではなく、マルチビームを照射可能な半導体レーザも含む。

半導体レーザ１０１により照射されたレーザ光は拡散放射されるため、コリメータレンズ２０３を介して平行光にされ、ポリゴンミラー１０２に入射される。ポリゴンミラー１０２は、矢印方向に等角速度で回転しており、ポリゴンミラー１０２に入射したレーザ光は、角度を変えながら反射光となる。この反射光は、ｆ−θレンズ２０４を介して走査速度を等角速度から等速度に補正され、感光体１０７を等速度で主走査方向に走査する。尚、ＢＤ（ビームディテクト）センサ２０５は、ポリゴンミラー１０２からの反射光を検知するセンサであり、反射光を検知したときに、ポリゴンミラー１０２の回転と画像データの書き込みの同期を取るための水平同期信号を生成する。

図３は、図１の画像形成装置における露光制御部のブロック図である。以下、その構成を動作と併せて説明する。ＨＰ（ホームポジション）センサ２０７は、感光体１０７に設けられたＨＰ（ホームポジション）２１７を検知してＨＰ検知信号を出力する。走査位置検知部２０６では、ＨＰ（ホームポジション）センサ２０７で出力されるＨＰ検知信号とＢＤセンサ２０５からのＢＤ信号を基に、主走査位置及び副走査位置を特定し、主走査位置信号及び副走査位置信号を生成する。

図４は、感光体の有する電位ムラ情報をHP基準に展開して立体的に表した図である。電位ムラ情報記憶部２０８には、図４に示すように、感光体１０７の主走査方向と副走査方向に２次元配列状に電位ムラ情報が格納されている。図５に示すように、電位ムラ情報は、感光体１０７上で主走査方向にある一定間隔（Ｌｘ）、副走査方向にある一定間隔（Ｌｙ）で存在する。交点に表された丸印の位置の電位ムラ情報を備える。

電位ムラ情報選択部２０９では、電位ムラ情報記憶部２０８からの電位ムラ情報を基に、電位ムラ情報選択信号を生成する。ここで、電位ムラ情報選択部２０９は、図６に示すように、例えば、電位ムラの一番大きい点を基準として、画像濃度に影響を及ぼさない電位差（ΔＶ＜５Ｖ）で、上記電位ムラ情報をレベル分けし、等電位線上に存在する電位ムラ情報を選択する。画像データ白領域検知部２１０では、図７に示すように、画像信号生成部２０１からの画像信号を基に、白領域を検知する。ここで、白領域とは現像剤が載らない領域を意味する。また、画像データ白領域検知部２１０では、画像サイズも同時に検知し、画像データ以外の領域を白領域として扱い、白領域判別信号を生成する。

補正データ生成部２１１では、以下の各信号の選択結果から補正データを生成する。即ち、走査位置検知部２０６からの走査位置信号と、電位ムラ情報記憶部２０８からの電位ムラ情報と、電位ムラ情報選択部２０９からの電位ムラ情報選択信号と、画像データ白領域検知部２１０からの白領域判別信号である。

レーザ駆動制御部２０２からのレーザ駆動信号と、補正データ生成部２１１の補正データは、レーザ光量制御部２１２に入力され、レーザ光量制御部２１２により、半導体レーザ１０１のレーザ光量が制御される。ここで、電位ムラ情報記憶部２０８は、電位ムラ情報を感光体１０７の表面の各箇所に対応付け、２次元配列状に記憶する。また、感光体１０７は、周方向においてのＨＰ（基準位置）を有し、走査位置検知部２０６は、ＨＰセンサ２０７からのＨＰ検知信号とＢＤセンサ２０５から出力されるＢＤ信号とから相対位置を特定する。

レーザ光量制御部２１２は、画像データの種類に応じて、記憶部に記憶された情報に基づいたレーザ光量の補正を実行するか否かを決定し、決定に基づいて、感光体１０７上の走査位置に応じてレーザ光量を制御する。

図８は、上記構成された画像形成装置において、露光制御（レーザ光量制御）処理の手順を示すフローチャートで、図３の露光制御部で実行される処理であり、図１の画像形成装置が備えるＣＰＵにより制御される。図８において、まず、ホストコンピュータや画像形成装置が備える操作部からプリント要求が入ると（ステップＳ１０１）、走査位置検知部２０６は、感光体１０７の走査位置の検知処理を実行し（ステップＳ１０２）、作像処理が開始される（ステップＳ１０３）。ここで走査位置とは、主走査位置と副走査位置の両方を指す。

補正データ生成部２１１は、走査位置検知部２０６から走査位置信号を取得し（ステップＳ１０４）、電位ムラ情報記憶部２０８に格納されている電位ムラ情報から補正データの生成処理を実行する（ステップＳ１０５）。レーザ光量制御部２１２は、補正データ生成部２１１から補正データを受け取り（ステップＳ１０６）、走査位置に応じた補正データに基づいてレーザ光量を制御し（ステップＳ１０７）、半導体レーザ１０１から感光体１０７に向けてレーザ光を照射する（ステップＳ１０８）。そして、本処理を終了する。

図９は、図８のステップＳ１０２で実行される感光体の副走査位置の検知処理の手順を示すフローチャートである。図９において、感光体１０７が回転を始め、感光体１０７の速度が安定すると（ステップＳ２０１）、ＨＰセンサ２０７が、感光体１０７のＨＰ２１７を検知する（ステップＳ２０２）。

感光体１０７の走査位置検知部２０６において、ＨＰからの相対位置を表す副走査位置カウンタを初期化する（ステップＳ２０３）。予め設定された所定時間が経過すると（ステップＳ２０４）、走査位置検知部２０６は、副走査位置カウンタをカウントアップさせ（ステップＳ２０５）、感光体１０７の副走査位置を検知する（ステップＳ２０６）。そして、走査位置検知部２０６は、副走査位置信号を出力する（ステップＳ２０７）。再び感光体１０７のＨＰが検知されるまで、ステップＳ２０３〜Ｓ２０７の工程を繰り返し、再び感光体１０７のＨＰが検知されるとステップＳ２０２に移る。

図１０は、図８のステップＳ１０２で実行される感光体上での主走査位置の検知処理の手順を示すフローチャートである。図１０において、感光体１０７が回転を始め、感光体１０７の速度が安定すると（ステップＳ３０１）、半導体レーザ１０１よりレーザ光を照射し、ポリゴンミラー１０２で反射・走査されたレーザ光をＢＤセンサ２０５で検知してＢＤ信号を出力する（ステップＳ３０２）。

感光体１０７の走査位置検知部２０６において、ＢＤ信号を検出したタイミングからの主走査方向の相対位置を表す主走査位置カウンタを初期化する（ステップＳ３０３）。予め設定された所定時間が経過すると（ステップＳ３０４）、走査位置検知部２０６は、主走査位置カウンタをカウントアップさせ（ステップＳ３０５）、感光体１０７の主走査位置を検知し（ステップＳ３０６）、主走査位置信号を出力する（ステップＳ３０７）。再びＨＰが検知されるまで、ステップＳ３０３〜Ｓ３０７の工程を繰り返し、再びＨＰが検知されるとステップＳ３０２に移る。

図１１は、図８のステップＳ１０５で実行される電位ムラの補正データ生成処理の手順を示すフローチャートである。図１１において、走査位置検知部２０６は、主走査及び副走査の走査位置を取得する（ステップＳ４０１）。画像データ白領域検知部２１０は、画像データが白領域かどうかの判別を行う（ステップＳ４０２）。ここで、画像データが白領域と判別された場合、電位ムラ情報記憶部２０８から電位ムラ情報を読み出すことなく処理は終了する。

一方、画像データが白領域以外と判別された場合、電位ムラ情報選択部２０９からの電位ムラ情報選択信号にて、補正データ生成部２１１は、電位ムラ情報を使用するか判別を行う（ステップＳ４０３）。ここで、電位ムラ情報を使用しないと判別された場合、電位ムラ情報記憶部２０８から電位ムラ情報を読み出すことなく処理は終了する。

一方、電位ムラ情報を使用すると判別された場合、補正データ生成部２１１は、電位ムラ情報記憶部２０８から電位ムラ情報を読み出し（ステップＳ４０４）、補正データを生成する（ステップＳ４０５）。

以上のように、本実施の形態により、画像の濃度ムラを低下させ、均一な画像を提供しつつ、感光体の表面電位の電位ムラについて、電位ムラ補正に要する設定時間を短縮することが可能となる。

１０１ 半導体レーザ
１０７ 感光体
２０６ 走査位置検知部
２０８ 電位ムラ情報記憶部
２０９ 電位ムラ情報選択部
２１０ 画像データ白領域検知部
２１１ 補正データ生成部

Claims (5)

1. 画像データに基づいてレーザ光を照射する光源と、
   前記レーザ光で走査される感光体と、
   前記感光体上の位置に応じた電位ムラに関する情報を記憶する記憶手段と、
   前記画像データの種類に応じて、前記記憶手段に記憶された情報に基づいたレーザ光量の補正を実行するか否かを決定し、前記決定に基づいて、前記感光体上の走査位置に応じてレーザ光量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像データの種類を判別する判別手段と、
   前記感光体上の走査位置を示す位置信号を出力する検知手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記検知手段から出力される位置信号と前記記憶手段に記憶された電位ムラに関する情報と前記判別手段で判別される画像データの種類とに基づいて、前記感光体上の走査位置に応じてレーザ光量を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記検知手段から出力される位置信号と前記記憶手段に記憶された電位ムラに関する情報と前記判別手段で判別される画像データの種類とに基づいてレーザ光量を補正するための補正データを出力する生成手段を更に有し、
   前記制御手段は前記生成手段から出力される補正データに基づいて、前記感光体上の走査位置に応じてレーザ光量を制御することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記判別手段で判別される画像データの種類に応じて前記記憶手段に記憶された電位ムラに関する情報を使用するか否かを選択する選択手段を更に備え、
   前記生成手段は、前記検知手段から出力される位置信号と前記記憶手段に記憶された電位ムラに関する情報と前記判別手段で判別される画像データの種類と前記選択手段での選択結果に基づいてレーザ光量を補正するための補正データを出力することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記判別手段は、現像剤が転写されない白領域の画像データであるか否を判別することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。