JP2010224057A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多光源走査による電子写真プリンタは環境変動によって同期タイミングや画素サイズのばらつきによる画像の品質低下が発生する。
【解決手段】環境変動による画像の変動を濃度センサ及び画像センサで読み取り、画素クロックの補正可能とする。あるいは温度センサ、温度推定によって画素クロックの変動値を推定し画素クロックの補正可能とする。
【選択図】 図９

Description

本発明は例えば多光源同時走査による描画システムを有する電子写真式の画像形成装置に関する。

複数の光源を用いた電子写真方式の画像形成装置では、例えば、図１に示すような傾斜配置によって光源間隔の広い素子で走査密度を高める事が出来る。このような傾斜配置の代償として各光源の主走査方向の位置が異なる為に、各光源の駆動信号のタイミングもそれぞれ異なったものとなる。同時に走査されるそれぞれの光源の光束は空間的にも時間的にも狭い範囲に集中しているのでセンサによる同期信号の分離が難しい。そのために感光体上での描画位置を揃える為の光源の同期を個別光源毎に取ることが困難になってくる。

低コストな代替手段として、多光源のうち一光源のみ同期を取り、残りの光源は代替物を使用する方法が有る。例えば、多光源の光源間における走査タイミングのずれは光源の空間配置によって常に一定であるとし、各光源間の走査タイミング差をあらかじめ計測することで、基準となる一光源の走査タイミングから残りの光源の走査タイミングは算出することが出来る。タイミングの遅延量をあらかじめ治具等によって遅延量計測をおこなっておき、一つの光源の同期信号と計測した遅延量とから残りの光源における走査タイミング用の同期信号を生成する（特許文献１参照）。

また、光学系などの物理的構造に起因する走査角度などの違いから発生するずれを補正する為には実際の光学系の走査タイミングとその走査タイミングに対応した感光体上の走査速度とを光源ごとに測定する。そして、光源毎の一画素の描画開始時間と、各光源間の走査タイミングのずれ時間を補正する必要がある。測定方法として、これまでに２点測光を行う方法が提示されている（特許文献２等参照）。

特開２００６−１８７８６８号公報 特開２００６−２０８６９７号公報

しかし、光源の数を増加させる事によって上述したような特許文献１等の方法では光源間の走査タイミングが微細に揃わなくなることがしばしば生じている。特に複数の光源を図１のようにずらして配置すると、感光体までの光路長（光学的距離）が光源毎に相違する。このため、多光源走査では単光源走査とは異なり、光学的距離の変動によって各光源の走査タイミングのずれに変動が生じる。光源数が２程度ではこの現象はあまり目立たないが、光源数が増えるほど、主走査副走査各方向の画素ずれの問題が発生する。また、特許文献２等の方法では複数の走査タイミングの計測手段を持つ方法はコストと体積の面で不利な機械構成となる。

そこで本発明は一感光体あたり一つの走査タイミングの検出手段しか保持していない構成においても、光源間の画素ずれを解消し、画素の描画幅や走査画像の開始位置の揃った複数光源を用いた電子写真式の画像形成装置を提供する。

本発明では上記課題を解決するために以下の構成を有する。潜像描画を複数の光源で行う電子写真方式の画像形成装置であって、
前記光源それぞれに対する潜像描画開始の時間を制御する描画時間制御手段と、
前記光源それぞれに対する走査開始の時間を制御する走査時間制御手段と、
予め定義した画素パターンデータに対応した画素パターンを感光体上に形成するパターン形成手段と、
前記感光体上に形成した前記画素パターンの濃度を検出する濃度検出手段と
を有し、
前記描画時間制御手段及び前記走査時間制御手段は、前記濃度検出手段が検出した濃度の値によって前記光源それぞれの描画開始時間および走査開始時間の制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば高速応答性や分解能の高い高価な光センサを感光体毎に複数用意しなくとも、環境変動による複数光源の画素クロックに対するばらつきや位置ずれを補正して、印字出力品位を保つことが可能になる。

光源アレイが斜めに配置されていることを説明する為の模式図である。 光強度と生成される電位とトナーの付着状態との対応を示す模式図である。 画素パターンの画素イメージと電位レベルとトナー付着状態との対応図である。 画素パターンの画素イメージと電位レベルとトナー付着状態との対応図である。 画素パターンの画素イメージと電位レベルとトナー付着状態との対応図である。 描画位置がずれたときの電位分布の変動を示す模式図である。 本実施形態における濃度測定用パッチパターンの例を示す図である。 第一の実施形態に係るハードウェア構成の概略図である。 第一の実施形態に係る処理のフローチャートである。 第二の実施形態に係るハードウェア構成の概略図である。 第二の実施形態に係る処理のフローチャートである。 第三の実施形態に係るハードウェア構成の概略図である。 第三の実施形態に係る処理のフローチャートである。 本実施形態に係る複写機、複合機等のシステム構成の例を示す図である。 本実施形態に係るキャリブレーションに使用されるパターン例を示す図である。 第三の実施形態に係る処理のフローチャートである。

＜第一の実施形態＞
印字機構によっては、印字濃度の安定制御を行う為に、像担持体上の２枚の用紙に定着される画像に対応した２つの静電潜像の間あるいは用紙に定着される画像に対応した印字領域外に、濃度読み取り用のパターンを打ち、トナー像として現像させることがある。像担持体である感光体上もしくは転写体上においてこのトナー像の濃度を読み取ることによって印字濃度の制御を行い、トナー像は破棄され出力用紙には転写されない。本実施形態においてはこの濃度の安定制御用に実装させている濃度センサを利用する事によって、光源間の主走査ばらつきの補正を行う。なお、本実施形態では、画像形成装置を印字装置と称して説明する。よって、以下の説明では、「印字」は「画像形成」と読み替えることができる。

＜濃度検出の画素パターン＞
図２のように光源であるレーザー光の光強度はガウス分布を持っており、感光体上に形成される電位もシャープな形状とはならず、裾広がりの電位分布を持つ。トナーが付着するに十分な電荷が存在する領域にトナーが集中して付着し、トナーの付着領域周辺の電位が低い領域はトナーが付着しないわけではないが、トナーを安定して引きつけられずまばらな分布となる。電子写真方式のレーザー光束は画素サイズに対して相対的にシャープなものではなく、画素サイズに対してガウス分布の形状もなだらかな形状となる。ここで、弱い電荷像が生成されている領域が互いにオーバーラップする走査密度で描画されている。複数の光の走査描画が重畳する領域においては周辺の電荷の生成領域が重なり合う事によってトナーを付着させるのに十分な電荷量となり、濃度が上がる。この性質を利用して画素の位置変動を最も敏感に検知し、濃度に変換するような画素パターンを定義する。

例えば図３のように、画素の位置が同じ連続する画素パターンの場合、電荷生成領域がほとんど重なっている。これに対し、図４のように画素が相互に離れている画素パターンの場合では相互の電荷生成領域は一切接していない。図３のように密な配置のとき画素の位置が図６のように小変動しても電位の分布面積はほとんど変わらず、トナーの付着領域は変動しにくい。さらに、図４のような離散パターンでは、画素の位置が小変動しても互いに何の影響も及ぼさないので、トナーの付着量は変化しない。すなわち、これらの画素パターンでは同期および画素幅の変動を濃度に変換して検知する事は出来ない。

そこで、図５に示すように隣接する画素の弱い電荷の生成領域がぎりぎり重なり合う間隔の画素パターンを定義する。図５のような配置の画素パターンの場合、図６に示す疎な配置の電位分布のように、近接する方向に画像が歪んだ場合、トナーが付着する電位に達する領域が増え、濃度の上昇が生じる。同様に、逆方向に歪み個々の画素が離散する方向に動いたときには濃度が下降する事が期待出来る。なお、電子写真方式の特性によっては、濃度の上昇あるいは下降どちらか一方にしか感度が無い場合が有るが、その場合において、歪み方向が逆の場合には左右反転した画素パターンを定義して、再度読み取りを行えば良い。検出に最適なイメージ画像は、電子写真特性によって異なるが、いずれも光源と画像位置の位相をあわせて描画を行う必要が有る。これにより同期および画素幅の変動を濃度に変換して検出する事ができる。抽出した濃度差に合わせて各光源の画素の周期を調整する事によって描画開始タイミングを同期させる。

まず、光源の数がK個のとき画像パターンも光源と合致させK個の画素から構成されるパターンとする。例えば、図５に示す画素パターンはK＝４のときのものである。この基本パターンとして定義した画素パターンを繰り返し、濃度検出を可能にしたのが図７である。図７のような画素パターンを濃度検出センサが読み取り可能な位置に描画し、感光体上もしくは転写体上のトナー像を濃度検出センサで読み取り、制御を行う。複数の画素パターンの読み込みを行う場合は、濃度検出センサの位置に画素パターンを縦にいくつか並べる事になる。なお、画素パターンは画素パターンデータとして当該装置にて保持する。

ここで、図９で行うこととなる画素の変動量に対する推定演算及び補正値の算出について述べておく。本処理はパターンの向きと濃度の変動方向の組み合わせによって画像の伸縮（補正値）を判定する。例えば、図７における濃度を検出した際に、走査方向に向かってパターンの濃度の上昇を検知したとする。この場合、画素密度が走査線の先端に向けて高まっていることから、画像の縮みとして判定できる。画像の縮みと判定された場合において、光源毎の走査を補正するためには下の光源における画素クロックを低周波数に補正するか、上の光源を高周波数に補正するかの制御が必要となる。濃度の下降が検知された場合は逆の制御が必要となる。また、印字出力の同期を画像の左側で取っている場合、濃度の変動があったとしても画像の右側と左側において濃度が同じである場合には同期信号がずれていると判定する。以上により、濃度の変動に基づいて補正値を推定することとなる。なお、検出したずれの値と補正値との対応は装置毎に異なる。画素クロックの補正は、例えばＶＣＯ（電圧制御発振器）などを用いることによって実現できる。

＜ハードウェア構成＞
本実施形態におけるハードウェア構成の概略を図８に示す。ここで、光源数をｋと表現する。ページメモリ１００は、画像形成部（不図示）において形成された印字イメージのビットマップが格納される。ページメモリ１００上のビットイメージはｋ列幅で読み出され、ｋ個のラインバッファ１５０〜１５０＋（ｋ−１）に送出される。ラインバッファ１５０は印字メカニズムの動作にデジタルデータによる描画タイミングを同期して出力させる。潜像描画開始の時間は同期センサ信号に基づいて生成された読み出し開始信号によって決定される。クロック発生回路１９０〜１９０＋（ｋ−１）は光源毎に用意され、タイミング発生回路２００が指示するクロックのタイミングによって画素列が読み出され、レーザーダイオード１７０〜１７０＋（ｋ−１）を駆動する。クロック発生回路１９０〜１９０＋（ｋ−１）により描画開始時間を制御する描画時間制御を実現し、タイミング発生回路２００により走査対象への走査開始時間を制御する走査時間制御を実現する。なお、ラインバッファのビットイメージ列は同期センサ２０４の入力を基準とし、個々のラインバッファの送付タイミングに合わせた遅延量を加えられて個別バッファの読み出し開始タイミング信号となる。各ラインバッファのビットイメージ列は個々のラインバッファ毎の動作クロックで送出され、駆動信号としてレーザーダイオード１７０〜１７０＋（ｋ−１）に入力される。タイミング発生回路２００は、実同期信号に対する各光源のタイミング情報と、各光源の駆動クロック情報を保有する。そして、同期センサ２０４から得られる実際の同期信号と、設定されている各光源のタイミング情報から各レーザー光源を駆動する画像信号の送出しタイミングを決定し、レーザー駆動を行う。

濃度センサ２０１は、感光体上のトナー像の濃度を読み取る。なお、濃度センサ２０１は、主走査方向に沿った濃度勾配を検出するために、主走査方向に移動可能か、もしくは、主走査方向について、濃度勾配を検出できる程度の長さを有することが望ましい。Ａ／Ｄコンバータ２０２はセンサ出力をデジタル数値に変換する。制御機構２０３は、濃度センサ２０１の出力からクロック発生回路１９０の発振周波数の調整及びタイミング信号の調整を行う。ポリゴンミラー３００は、レーザーダイオード群の出力する光束を感光体上で走査させる。光学系３０１は、ポリゴンミラー３００における等角走査を感光体上の等速走査に変換する。感光体３０２上では光源群の描画によって光描画が行われ、光描画がトナー像として現像され、用紙に転写される。現像器３０３は、トナーを感光体上の潜像に供給し潜像をトナー像として実像化する。転写機構３０４は、感光体３０２上のトナー像を用紙３０５に転写する。用紙３０５に転写されたトナー像は定着機構（不図示）において熱と圧力で用紙に固定され、印字出力となる。以上により潜像描画を行うこととなる。なお、後述する各種動作は制御機構２０３が印字装置内または印字装置に接続された外部記憶装置の記憶領域（不図示）に保持したプログラムを実行することにより実現される。

＜処理フロー＞
続いて、図９を用いて本実施形態における制御機構２０３での処理を説明する。なお、タイミング補正の為の濃度測定は、上述したように担持体上の位置に図７のパターンを形成し、測定することで行われる。通常印字の終了に伴って、本処理が実施される。Ｓ１００１にて、次の通常印字までの間に、濃度測定用の画素パターン形成が行われる。なお、ここでの画素パターンは複雑ではないパターンの繰り返しなので、ページメモリ１００上に形成しても良いし、直接ＲＯＭ等の記憶素子上のイメージを繰り返しラインバッファに送っても良い。その後、Ｓ１００２にて形成された画素パターンはトナー像に現像される。現像された画素パターンは濃度センサ２０１で測色され、Ａ／Ｄコンバータ２０２で測定値に変換される。ここで測定済みの画素パターンは通常印字のように用紙に転写される事無く、残トナーのクリーナー（不図示）によって除去される。Ｓ１００３では、一つ以上の画素パターンの濃度が測定される。その後、Ｓ１００４にて現状の設定値における濃度の変動量すなわち、勾配が推定される。なお、同じ濃度差が検出されても既に設定されている現時点の設定値によって修正すべき補正値は異なる。次にＳ１００５にて、現時点での各光源における画素クロックの設定値と同期信号の遅延量の設定値とに基づく補正情報が読み出される。なお、補正値は本実施形態を実現する装置毎に変動するため、装置毎に予め定義した値をタイミング発生回路２００にて保持し参照することとなる。補正値は例えば、予め試行錯誤的に決定される。補正値は例えば、現在の画素クロックの周波数に対する補正量を示す値である。続いて、Ｓ１００６にて、取得した変化量の推定値と現時点での設定値とから補正値を算出する。続いて、Ｓ１００７にて、算出した補正値を各光源の画素クロックと同期信号の遅延量とに反映し、描画開始時間と走査開始時間の設定が行われる。その後、通常の印字シーケンスに戻る。

以上により、画素パターンを用いて、感光体上の画素ずれ、画素クロックの変動を濃度変位による既存の濃度読み取り手段でこれを検出することができる。また、特定パターンとして、これらの変動に敏感な画像パターンを用意し、光源列と同期した描画を行う事によって変動量の情報を検出し、補正を行うことが可能となる。更には、既存の印字装置において、濃度センサは既実装である構成が多くことからも、兼用が可能で、コストを抑えることができる。

＜第二の実施形態＞
印字装置内における環境変動の要素は幾つか存在するが、光学系に対する主要な環境変動の要素として、まず温度が挙げられる。特にレーザープリンタにおいては非球面レンズによる光学系を採用している事が多く、樹脂レンズを採用している場合は温度による変動が大きい。本実施形態においては光学系の温度を検知する事によって画像の変動量を推定し補正を行う。

予め光学系の温度変動による特性の変動を測定し、各光源の画素クロック、位相同期タイミングのパラメータとして保存しておく。例えば、温度センサの出力結果を直接用いるか、あるいは温度センサの出力と実際の光学系の熱変形にタイムラグが存在するときには、出力の変動曲線に基づいてパラメータの選択を行い制御する。

＜ハードウェア構成＞
図１０に本実施形態におけるハードウェア構成の概略を示す。大部分が第一の実施形態と同様であるため、ここでは差分のみ説明する。本構成では、温度センサ２１０を有する。温度センサ２１０は、温度センサの画素位置おける光学系の環境温度を検知する。Ａ／Ｄコンバータ２１１は、温度センサ２１０の出力をデジタル数値に変換する。光学系の温度に対応した各光源の画素クロックと同期信号遅延量を紙間ないしジョブ間において設定する。本実施形態においては現時点での設定値に対する相対補正ではなく、単純に温度センサの値に対応する補正値を用いることとする。ここでは補正値を保持する補正値保持手段としてルックアップテーブルを有し、そのテーブルから補正値を取得し、設定する。

＜処理フロー＞
続いて、図１１を用いて本実施形態の処理の流れを示す。本処理の実施タイミングについては特に限定しないが、例えば、通常印字の終了に伴って、本処理が実施されることが想定される。まず、処理開始後、Ｓ１１０１にて温度センサ２１０は環境温度測定を実施する。続いて、Ｓ１１０２にてＡ／Ｄコンバータ２１１は測定した温度値を取得する。続いて、Ｓ１１０３では、取得した温度値を元に、予め定義したルックアップテーブルから各光源における画素クロックと同期信号の遅延量をそれぞれ取得する。続いて、Ｓ１１０４では、Ｓ１１０３にて取得した値に基づいて、タイミング発生回路２００およびクロック発生回路１９０〜１９０＋（ｋ−１）への描画開始時間と走査開始時間の設定を行う。

以上、温度変化によって発生する画素のずれなどの品質低下を補正する制御方法を提示した。これにより、温度変化によって発生した変動量を鑑み、描画開始時間と走査開始時間を補正することができる。

＜第三の実施形態＞
画素の描画幅を変動させる情報を読み取る環境センサや濃度センサを備えていない印字出力環境も存在する。本実施形態においては、前記の環境においては通電履歴および動作頻度から環境温度を推定し、推定温度に合わせた環境温度を推定し、各光源の画素クロックや同期タイミングを制御する。カレンダー情報、時刻情報、直近の通電情報、前回の使用履歴情報など温度の推定に有効な情報を集め、これから通電直後の光学系の温度を推算する。そこに通電時間および各ユニットの動作による温度上昇率を推定し、現時点における光学系の推定温度を算出、推定温度に基づく制御を行う。

図１２に本実施形態におけるハードウェア構成の概略図を示す。ここでは、印字メカニズムにおいて、環境の状態を計測する機構を備えていない。

続いて、図１３に本実施形態におけるアルゴリズムを示す。レーザープリンタや複写機における通常の画像形成部の構成によって管理され、環境状況を推定が可能な係数としては次の例が挙げられる。トータルの印字枚数、各印字ジョブの印字枚数と印字時間、計時手段、等である。主とした温度決定要因としては光学ユニットそれ自身の発熱である。レーザー光の散乱が外部に漏れないように光学ユニットは密閉されている。ポリゴンモータ自身の発熱は印字装置における他の系の発熱量と比較すると小さいが、ポリゴンモータは光学系の近傍にある発熱体であり、密閉された空間にあることからも、温度の主要推定要素としては重要である。そこで、ポリゴンモータの駆動時間は印字枚数や印字ジョブのタイミングから推定する方法が有効である。また、光学系の第一の外部環境は印字機構それ自身の発熱である。例えば、定着機構は非常に大きな熱源であり、搬送機構もポリゴンモータから比較すると大きな電力を消費し、多くの熱量を発生する。また、画像読み取りユニットの光源も熱源として作用する。これらの印字機構自身の熱量はごく一部が光学ユニットまで伝わったとしても大きな影響を及ぼす。これらの要素は通電時間、定着器の制御タイミング、動作時間によって推定する。

＜処理フロー＞
図１３に遠方と近傍、２つの熱源を想定した本実施形態の制御手順を示す。なお、本実施形態において熱源の動作開始時間と動作終了時間は検知可能である。例えば定着器であれば、オン／オフ処理において、動作状況フラグを用意して実動作に合わせてオン／オフする。更にフラグに対応するカウンタを用意しておく。一定時間毎に発生するタイマー割り込み処理の中でフラグをチェックして、オンの時にカウンタを更新する処理を行えば、動作時間の検知が可能である。また、熱源の数は２つに限らず、例えば印字装置が有する熱源となりうる機構ごとに定義しても良い。

Ｓ１２００にて処理が開始された後（通電ないしスリープからの復帰後）、Ｓ１２０１にて諸係数の初期化処理を行う。初期化処理において、各熱源が動作状況か否かを示すフラグの更新と、連続動作時間を計測する為のカウンタの初期化を行う。また、初期環境温度の推定が完了するまで、仮値にて環境温度を設定する。なお、ここで推定上困難なのはスリープ状態の長さや通電前の電源遮断時間の長さである。これらの停止時間が長い場合は、印字機構内の温度が常温に戻っていると推定できるため、各熱源からの影響による温度上昇は常温を基準として良い。しかし、停止時間が短い場合は、まだ印字機構内に十分な余熱が残っている可能性がある。よって、定着器加熱時間の長さから間接的に温度を推定する。そのため、Ｓ１２０２にて定着器の動作開始時間を設定する。

その後、Ｓ１２０３にて、一定時間毎のタイマー割り込みの待ち状態に入る。タイマー割り込みが発生するとＳ１２０４へ進む。Ｓ１２０４にて、定着器が動作温度に達したか否かを判定する。初期定着器動作温度に達していれば、Ｓ１２０５へ進み、達していなければＳ１２０３へ戻る。なお、ここでの温度の検知は通常印字装置が備えている温度センサにて検知する。よって、第二の実施形態にて用いた温度センサ２１０とは異なる。また、初期定着器動作温度及び仮の環境温度及び、初期定着器動作温度に達するまでの基準時間は予め定義しておくものとする。

Ｓ１２０５にて、復帰後における定着器の動作温度までの到達時間を取得し、Ｓ１２０６へ進む。ここでの動作温度到達時間とはＳ１２０２にて設定した開始時間と初期定器動作温度に到達した時間との差を指す。Ｓ１２０６では取得した動作温度到達時間に基づいて、時間の長短から印字機構内における初期環境温度の高低を推定する。推定方法としては、求めた動作温度達成時間に基づいて、予め定義されたＬＵＴから補正値を求め、仮の環境温度に適用する。これにより、仮の環境温度に対し、時間のずれに基づいた補正を行い正確な環境温度を推定する。なお、ここで動作温度達成時間が基準時間より短ければ、補正値はプラスとなり、環境温度は仮の環境温度よりも高いと推定される。反対に長ければ、補正値はマイナスとなり、環境温度は仮の環境温度よりも低いと推定される。すなわち、環境温度推定は以下の算出式に基づいて行う。なお、ここで用いるＬＵＴは予め実現する機器に合わせて定義しておくものとする。そして、現在の環境温度をここで推定した環境温度の値に更新し、Ｓ１２０７へ進む。

Ｓ１２０７にて遠方熱源の動作に係る動作フラグを取得する。次にＳ１２０８にて、取得した遠方熱源動作に対応するフラグの値を判定する。動作フラグがオンであればＳ１２０９へ進み、オフであればＳ１２１０へ進む。Ｓ１２０９において、動作オンカウンタを更新する。その後、Ｓ１２１１にて動作オフカウンタをリセットする。その後、Ｓ１２１３へ進む。Ｓ１２１０において、動作オフカウンタを更新する。その後、Ｓ１２１２にて動作オンカウンタをリセットする。その後、Ｓ１２１３へ進む。

同様に近傍熱源についてもＳ１２１３〜Ｓ１２１８にて動作フラグ及び動作カウンタへの処理を行う。Ｓ１２１３にて近傍熱源の動作に係る動作フラグを取得する。次にＳ１２１４にて、取得した近傍熱源の動作に係るフラグの値を判定する。動作フラグがオンであればＳ１２１５へ進み、オフであればＳ１２１６へ進む。Ｓ１２１５において、動作オンカウンタを更新する。その後、Ｓ１２１７にて動作オフカウンタをリセットする。その後、Ｓ１２１９へ進む。Ｓ１２１６において、動作オフカウンタを更新する。その後、Ｓ１２１８にて動作オンカウンタをリセットする。その後、Ｓ１２１９へ進む。熱源による温度の上昇または下降は継続時間に対し、単純な変化係数は取らないため、Ｓ１２１９において、ルックアップテーブル参照により遠方熱源におけるカウンタに基づいて、加算温度（遠方）を決定する。続いて、Ｓ１２２０にて、遠方熱源と同様に近傍熱源における継続時間と動作状況フラグと環境温度を引数としてルックアップテーブルを参照し、加算温度（近傍）を取得する。なお、ルックアップテーブルは動作フラグが立っている状況は加熱温度として正の数、動作フラグが立っていない状況では放熱状況として加熱温度は負の値になるように登録されている。

続いて、Ｓ１２２１にてそれぞれの熱源の加算温度を環境温度に加算して環境温度を更新する。すなわち、以下の算出式に基づいて、環境温度を求める。
環境温度＝基本環境温度＋加算温度（遠方）＋加算温度（近傍）
その後、Ｓ１２２２へ進む。Ｓ１２２２にて、更新された環境温度に対応する光源の画素クロックの設定値と同期信号の遅延量の設定値をクロック発生回路及びタイミング発生回路からそれぞれ取得する。続いて、Ｓ１２２３にて取得した値に基づいて、タイミング発生回路２００およびクロック発生回路１９０〜１９０＋（ｋ−１）の各光源における画素クロックの設定値と同期信号の遅延量の設定値を設定する。その後、Ｓ１２０４へ進み、一定時間毎のタイマー割り込みの待ち状態に入る。タイマー割り込みが発生するとＳ１２０７へ進む。印字機構の動作中において、以降の処理を継続する。

以上、環境センサや濃度センサを備えていない印字出力環境においても温度変化に伴う印字出力への影響を推定し、補正することで出力への品質を保持可能とする。

＜第四の実施形態＞
複写機機能を含む印字装置は印刷物に対する高品質の入力機構をその構成の中に含んでいる。本実施形態においてはこのような画像入力機構を利用し、画素クロックおよび同期位置の校正を行う。複写機等にみられる画像読み取りのためのスキャナ機能を入力機構として使用した場合、単純な濃度情報だけでなく、濃度分布のパターンとして読み取る事が出来る。画素クロックの変動で変化する干渉模様等を印字させ、干渉の変化を見る事によって、画素幅の変動を検出する事が出来る。画素パターン出力手段として、濃度検出パターン、または干渉パターンの印字出力を行い、その出力画像を画像読み取りスキャナで読み取り、変位量を検出する。使用された画素パターンが濃度検出パターンの場合は、印字される画素パターンは基本的に第一の実施形態と同様である。ただし用紙の印字範囲全面が読み取り可能である画像読み取りスキャナにおいては複数の画素パターンが使用することが可能である。各パターンの配置の数と自由度は高まるので、多数の画素パターンを配置し校正精度を上げる事が出来る。

図７に示すような画素パターン、あるいは左右対称のパターンと垂直線、水平線のように光学系の変動の影響でにくい基準濃度パターンを並べて差分比較を行う。印字メカニズム自体の構成は第三の実施形態と同様である。図１４に本実施形態における複合機のハードウェア構成を示す。画像出力機構４０４は、ラインバッファ１５０〜１５０＋（ｋ−１）、クロック発生回路１９０〜１９０＋（ｋ−１）等を含む。光走査機構４０８は、レーザーダイオード１７０〜１７０＋（ｋ＋１）、ポリゴンミラー３００、光学系３０１、転写機構３０４等を含む。現像機構４０９は現像器３０３を含む。さらにハードウェア構成として、画像入力機構４００、通信手段４０１、演算手段４０２、記憶手段４０３、一時記憶手段４０５、入出力４０６、用紙搬送機構４０７、定着機構４１０を有する。

また、図７に示すような画素パターン以外に特徴抽出用の画素パターンデータを用意して特徴抽出による変動抽出を行っても良い。特徴抽出用の画素パターンとしては画素塊のない細線パターンの方が微細な画素変動を抽出しやすい。ここで、特徴抽出パターンの画像の周期自体は光源の数ｋと一致させる必要は無く、位相も合わせる必要は無い。すなわち、光源の数ｋに対して、特徴抽出パターンの画像の周期は整数倍でも良いし、非整数倍でも良い。なお、非整数倍の画像を扱った際において、画素ずれが発生した場合には整数倍の干渉縞が発生すると想定されるため、これに基づいて検出をしても良い。また、特徴抽出は読み取った画像をＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理して２方向の周波数分布を抽出しても良い。その他にも画素間の距離による相関関数をとって特徴の抽出を行っても良い。

例えば、図１５の「Ａ．正常な画像」に示されるドットパターンを入力に対して読み込まれた画像が「Ｂ．画素ずれ画像」の場合、ライン間の距離と角度が変わっている為にライン間隔の周波数ピークにずれが生じ、検出が可能になる。周波数ピークのずれを参照値とし、補正値テーブルを用意すれば、画素クロックの補正が可能になる。

続いて、図１６に本実施形態のフローチャートを示す。Ｓ１３００にてキャリブレーションを行うために本処理を開始し、Ｓ１３０１にて画素パターンを形成する。その後、Ｓ１３０２にて、形成した画素パターンを用紙上に出力する。その後、Ｓ１３０３にて出力した印字パターンの画像を画像入力機構４００によって読み込む。その後、Ｓ１３０４にて読み取った情報を解析する。ここで、画像の濃度情報として読み取った情報は濃度差を算出する。つまり、特徴抽出用の画素パターンに対し特徴抽出処理を行い、画像に歪みが生じていないときのパラメータと現時点のパラメータとを比較して変動量を算出する。この値によりずれの量を推定する。なお、同じ濃度差が検出されても既に設定されている現時点の設定値によってずれに対する修正すべき補正値は異なる。次にＳ１３０５にて現時点における各光源の画素クロックの設定値と同期信号の遅延量の設定値が読み出す。その後Ｓ１３０６にて、ずれの量の推定値と現時点の設定値とから補正値算出を行う。この補正値より環境温度補正を実施する。次にＳ１３０７にて、補正値を各光源の画素クロックと同期信号遅延量に対し設定を行う。そして、Ｓ１３０８にてキャリブレーション動作を終了する。

以上により、複数のパターンを用いて変動量を推定することによって、環境変動により影響を受けた画像の補正を可能とし、品質の高い出力画像を実現することができる。

＜その他の実施形態＞
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムをコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が読出し実行することによっても、達成される。この場合、プログラムは図示したフローの手順を実現するためのものを含むこととなる。

Claims (10)

1. 潜像描画を複数の光源で行う電子写真方式の画像形成装置であって、
   前記光源それぞれに対する潜像描画開始の時間を制御する描画時間制御手段と、
   前記光源それぞれに対する走査開始の時間を制御する走査時間制御手段と、
   予め定義した画素パターンデータに対応した画素パターンを感光体上に形成するパターン形成手段と、
   前記感光体上に形成した前記画素パターンの濃度を検出する濃度検出手段と
   を有し、
   前記描画時間制御手段及び前記走査時間制御手段は、前記濃度検出手段が検出した濃度の値によって前記光源それぞれの描画開始時間および走査開始時間の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画素パターンは、前記複数の光源により形成される画素が主走査方向に対して斜め方向に接する位置に配置された画素パターンであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記描画時間制御手段及び前記走査時間制御手段は、
   前記濃度検出手段が検出した前記画素パターンの濃度の値が上昇していれば、画像の縮みとして判定し、画素クロックを現在の値よりも低周波数に補正する制御を行い、
   前記濃度検出手段が検出した前記画素パターンの濃度の値が下降していれば、画像の伸びとして判定し、前記画素クロックを現在の値よりも高周波数に補正する制御を行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 潜像描画を複数の光源で行う電子写真方式の画像形成装置であって、
   前記光源それぞれに対する潜像描画開始の時間を制御する描画時間制御手段と、
   前記光源それぞれに対する走査開始の時間を制御する走査時間制御手段と、
   光学系に対する環境温度を測定する環境温度測定手段と、
   前記環境温度に対応する補正値を保持する補正値保持手段と
   を有し、
   前記描画時間制御手段及び前記走査時間制御手段は、前記環境温度測定手段の測定した温度に対応する前記補正値に基づいて、前記光源それぞれの描画開始時間および走査開始時間の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
5. 潜像描画を複数の光源で行う電子写真方式の画像形成装置であって、
   前記光源それぞれに対する潜像描画開始の時間を制御する描画時間制御手段と、
   前記光源それぞれに対する走査開始の時間を制御する走査時間制御手段と、
   一定の時間毎に動作状況を示す複数のパラメータから環境温度を推定する環境温度推定手段と、
   前記環境温度に対応する補正値を保持する補正値保持手段と
   を有し、
   前記描画時間制御手段及び前記走査時間制御手段は、前記環境温度推定手段が推定した前記環境温度に対応する前記補正値に基づいて、前記光源ぞれぞれの描画開始時間および走査開始時間の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 潜像描画を複数の光源で行う電子写真方式の画像形成装置であって、
   印刷物を読み取るためのスキャナ機能を有し、
   前記光源それぞれに対する潜像描画開始の時間を制御する描画時間制御手段と、
   前記光源それぞれに対する走査開始の時間を制御する走査時間制御手段と、
   予め定義した画素パターンデータに対応した複数の画素パターンを形成して出力する画素パターン出力手段と、
   前記画素パターン出力手段が出力した前記複数の画素パターンを、前記スキャナ機能で読み取り、補正値を算出する補正値算出手段と
   を有し、
   前記描画時間制御手段及び前記走査時間制御手段は、前記補正値算出手段にて算出した前記補正値に基づいて、前記光源それぞれの描画開始時間および走査開始時間の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記画素パターンは前記光源の数に対し整数倍の周期を有し、
   前記画素パターンにおける特定の行と前記光源における特定の光源とが常に対応して描画が行われる画像出力の同期を行う同期手段を更に有することを特徴とする請求項１または６に記載の画像形成装置。
8. 前記画素パターンは前記光源の数に対し非整数倍の周期を有し、
   前記補正値算出手段は、画素ずれが発生した場合には発生した干渉縞を前記スキャナ機能にて読み取り、前記干渉縞のずれの量に基づいて算出することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
9. 潜像描画を複数の光源で行う電子写真方式の画像形成装置の制御方法であって、
   前記画像形成装置の描画時間制御手段が、前記光源それぞれに対する潜像描画開始の時間を制御する描画時間制御工程と、
   前記画像形成装置の走査時間制御手段が、前記光源それぞれに対する走査開始の時間を制御する走査時間制御工程と、
   前記画像形成装置のパターン形成手段が、予め定義した画素パターンデータに対応した画素パターンを感光体上に形成するパターン形成工程と、
   前記画像形成装置の濃度検出手段が、前記感光体上に形成した前記画素パターンの濃度を検出する濃度検出工程と
   を有し、
   前記描画時間制御工程及び前記走査時間制御工程は、前記濃度検出工程にて検出した濃度の値によって前記光源それぞれの描画開始時間および走査開始時間の制御を行うことを特徴とする制御方法。
10. 複数の光源を有する電子写真方式の画像形成装置を、
    前記光源それぞれに対する潜像描画開始の時間を制御する描画時間制御手段と、
    前記光源それぞれに対する走査開始の時間を制御する走査時間制御手段と、
    予め定義した画素パターンデータに対応した画素パターンを感光体上に形成するパターン形成手段と、
    前記感光体上に形成した前記画素パターンの濃度を検出する濃度検出手段と
    して機能させ、
    前記描画時間制御手段及び前記走査時間制御手段は、前記濃度検出手段が検出した濃度の値によって前記光源それぞれの描画開始時間および走査開始時間の制御を行うことを特徴とするプログラム。