JP2012118407A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真方式を用いた画像処理装置におけるライン間隔ずれを適切に検出し、ライン間隔ズレ量により生じる濃度むらを抑制する。
【解決手段】 電子写真方式による画像形成装置であって、隣り合う二つの主走査ラインを含むパターン画像を形成するパターン画像形成手段と、前記パターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度に基づいて、レーザ光のずれによる前記主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出する第一の算出手段と、前記濃度検出手段による結果と前記第一の算出手段による結果に基づいて、ポリゴンミラーによる前記主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出する第二の算出手段と、前記第一の算出手段による結果と前記第二の算出手段による結果に基づいて、前記主走査ラインと前記ポリゴンミラーに対応づけて補正をする補正手段とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置及びその制御方法に関する。

一般的な電子写真方式による画像形成装置では、画像信号に応じて変調されたレーザ光等を、複数の反射面を持つポリゴンミラーで偏向し感光体（像担持体）を露光することで、静電潜像を形成している。レーザ光が走査する方向を主走査方向といい、主走査方向と直交する副走査方向に感光体を回転させながら、露光走査を進める。そして、静電潜像を現像し、紙に転写、定着することで画像を形成する。

このような画像形成装置では、ポリゴンミラーの面倒れやレーザ光のずれにより、副走査方向のライン間隔にズレが生じることがある。その結果、画像に横すじ状の濃度むらが発生し、画像の品質が著しく損なわれてしまうという問題があった。

そこで、レーザ走査位置付近に設置した位置検出センサ（ＰＳＤ、三角センサ）を用いて、ライン間隔ズレ量を検知し、ライン間隔ズレ量に応じてレーザ光を制御する技術が知られている。（特許文献１）

特開２００８−１７０６４０号公報

しかしながら特許文献１に記載された方法では、専用の位置検出センサを設置する必要があり、コストアップや、位置検出センサを配置するためのスペースの確保が必要である。

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り、ライン間隔ズレ量を適切に検出し、ライン間隔ズレによる濃度ムラを低減できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、電子写真方式による画像形成装置であって、隣り合う二つの主走査ラインを含むパターン画像を形成するパターン画像形成手段と、前記パターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と、前記濃度に基づいて、レーザ光のずれによる前記主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出する第一の算出手段と、前記濃度検出手段による結果と前記第一の算出手段による結果に基づいて、ポリゴンミラーによる前記主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出する第二の算出手段と、前記第一の算出手段による結果と前記第二の算出手段による結果に基づいて、前記主走査ラインと前記ポリゴンミラーに対応づけて補正をする補正手段とを有する。

本発明によれば、ライン間隔ズレ量を適切に検出し、ライン間隔ずれにより生じる濃度むらを低減することができる。

実施例１の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 実施例１のレーザ発振器から出力するマルチビームの光量制御の処理手順を示すフローチャートである。 実施例１のレーザ光およびポリゴン面の組み合わせによる露光の一例を示す図である。 実施例１の濃度とライン間隔ズレ量の関係を示す図である。

以下、本発明に係る実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例にすぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

図１は本実施例に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。

電子写真方式による画像形成装置は、像担持体である感光体ドラム１、静電潜像を形成するための帯電部２と、露光部３及び静電潜像からトナー像を作成するための現像部４を備える。さらに、現像されたトナー像を記録媒体である転写材Ｓに転写する転写部５、転写されたトナー像を転写材Ｓに定着させる定着部７１を備えている。

感光体ドラム１は、金属製のドラム基体の外周面にＯＰＣ（有機半導体）等からなる感光層を有している。感光体ドラム１は、副走査方向に回転し、周囲には、帯電部２、露光部３、現像部４、転写部５、クリーニング部６等を備えている。

帯電部２は、感光体ドラム１の表面上に接触するように配置された帯電ローラと、帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス電線とを有し、感光体ドラム１の表面の電位を一様に帯電させる。

露光部３は、レーザ発振器３１、ポリゴンミラー３２、Ｆθレンズ３３等を有する。まず、入力画像データに基づいてレーザ発振器３１が複数のレーザ光（マルチビーム）を出力する。この複数のレーザ光をポリゴンミラーの１つの反射面に照射すると、複数の主走査ラインが形成される。このポリゴンミラー３２は照射されたレーザ光を偏向する。その後Ｆθレンズ３３を通して走査速度補正したレーザ光が感光体ドラム１上に照射され、静電潜像が形成される。

なお本実施例では、レーザ発振機３１は２本のレーザ光を独立に変調可能なマルチビームアレイを例に説明する。また、ポリゴンミラー３２は四面の反射面をもつ場合を例に挙げる。しかしながら、レーザー発振機３１およびポリゴンミラー３２は、これらに限定されるものではない。

現像部４は、イエロー（Ｙ）４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）４Ｍ、シアン（Ｃ）４Ｃ、ブラック（Ｋ）４Ｋの４色の現像剤（トナー）を収容した現像器を有する。現像部４は、感光体ドラム１上の静電潜像に各色のトナーを付着させることにより、トナー像を現像する。

転写部５は、円筒状に形成された像担持体である中間転写ドラム５１を有し、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ドラム５１上に一次転写する。

クリーニング部６は、感光体ドラム１に接触するように配置したクリーニングブレードを有し、中間転写ドラムに一次転写されず感光体ドラム１上に残ったトナーを除去する。

中間転写ドラム５１の下方には二次転写ベルト５２が備えてあり、中間転写ドラム５１上に一次転写された４色のトナー像が、転写材Ｓ（本実施例では紙）に一括して二次転写される。

トナー像が二次転写された紙は、定着器７１によって加熱及び加圧される。これによりトナー像は紙上に定着する。

なお、中間転写ドラム５１には、濃度センサ８１が中間転写ドラム５１表面に対向するように配置されており、画像形成装置において画像濃度制御を行う際に、中間転写ドラム５１上に形成された画像の濃度を測定することができる。なお、濃度センサはカラーキャリブレーション等のセンサとしても利用できる。

図２は実施例１における処理手順を示すフローチャートである。なお、この処理はコントローラ１００によって実現される。

まずステップＳ２００において、露光部３が走査露光するレーザ光のうち、使用する２本のレーザを設定する。このときレーザは隣り合う２本が選択される。図１に示す画像形成装置の露光部３は２本のレーザ光で構成されているため、選択できる組み合わせは１つのみである。

ステップＳ２０１において、レーザ光を偏光するポリゴンミラー反射面のうち、使用する反射面を１つ設定する。このとき複数あるポリゴンミラー反射面のうち、どの面を選択してもよい。

ステップＳ２０２において、選択された反射面を用いて、テストパターン画像を形成する。まず露光部３は２本のレーザ光を感光体ドラム１の表面に照射し、静電潜像を形成する。これにより間隔ズレを算出したい２つの主走査ラインが静電潜像として形成される。次に、現像部４は、感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。転写部５は感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ドラム５１に一次転写し、テストパターン画像が形成される。

ステップＳ２０３において、濃度センサ８１はテストパターン画像の濃度を測定する。

ステップＳ２０４は、濃度センサ８１により測定したテストパターン画像の濃度値から２つのレーザ間のライン間隔ズレ量を算出し、メモリに格納する。なお、テストパターン画像の濃度値からライン間隔ズレ量を算出する方法の詳細は後述する。

ステップＳ２０５は、露光部３における複数のレーザ光の全ての隣り合う組み合わせに対して、ステップＳ２００からステップＳ２０４の処理を繰り返す。なお、本実施例では隣り合う２本のレーザの組み合わせは１つのみであるため、繰り返しは行われない。

ライン間隔ずれは、レーザ光のずれに起因するライン間隔ズレ量とポリゴンミラーの面倒れに起因するライン間隔ズレ量がある。これまでの処理は同一のポリゴンミラーの反射面を用いることにより、レーザに起因する副走査方向のライン間隔ズレ量を算出する。次に、ポリゴンミラーの面倒れに起因するライン間隔ずれ量を算出する。

ステップＳ２０６において、露光部３が走査露光するレーザビームのうち、使用する２本のレーザを設定する。このときレーザは隣り合う２本が選択される。

ステップＳ２０７において、露光部３でレーザ光を偏光する４面のポリゴンミラー反射面のうち、使用する２つの反射面を選択する。このとき選択する反射面は隣り合う２つの組み合わせである。ここでは（Ｐ１，Ｐ２），（Ｐ２，Ｐ３），（Ｐ３，Ｐ４）（Ｐ４，Ｐ１）の４組から１組を選択する。

ステップＳ２０８において、ポリゴンミラーに起因する副走査方向のライン間隔ズレ量を測定するためのテストパターン画像を形成する。まず露光部３は、ステップＳ２０６で選択された２本のレーザ光をポリゴンミラー反射面で偏光し、感光体ドラム１表面に照射して、静電潜像を形成する。このとき１つのポリゴンミラー反射面につき１つのレーザを利用するので、２つの主走査ラインが形成される。各ポリゴンミラー反射面とレーザの組み合わせは、隣り合う２ラインを用いる。 次に、現像部４は感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する。転写部５は、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ドラム５１に一次転写し、テストパターン画像が形成される。

ステップＳ２０９において、濃度センサ８１はテストパターン画像の濃度を測定する。

ステップＳ２１０において、濃度センサ８１により測定したテストパターン画像の濃度値と、利用した２つのレーザ間のライン間隔ズレ量とから、ポリゴンミラーに起因するライン間隔ズレ量を算出し、メモリに格納する。なお、テストパターン画像の濃度値からライン間隔ズレ量を算出する方法の詳細は後述する。

その後ステップＳ２１１において、ポリゴンミラーの全ての反射面について、利用する反射面の組み合わせを切り替え、ステップＳ２０６からステップＳ２１０の処理を繰り返す。全ての反射面の組み合わせについて、ステップＳ２０６からＳ２１０の処理がなされたら、終了する。ここでは反射面の組み合わせは４組なので、Ｓ２０６からＳ２１０の処理を４回繰り返すことになる。

最後にステップＳ２１２は、レーザ間のライン間隔ズレ量と、ポリゴンミラー面倒れによるライン間隔ズレ量とから、各レーザおよびポリゴンミラー反射面を利用した場合のレーザ光量補正量を算出し、レーザ光量を制御する。具体的には、ライン間隔ズレ量がマイナスである（隣り合うラインが近い）場合は、レーザ光量を下げ、ライン間隔ズレ量がプラスである（隣り合うラインが離れている）場合は、レーザ光量を上げる。

以上のように、濃度センサを用いてライン間隔ズレ量を検出し、レーザ光の強度を制御することで現像後の濃度変化を減らし、その結果、濃度ムラを抑えることが可能となる。

また、本実施例によればレーザに起因するライン間隔ズレ量とポリゴンミラーの面倒れによるライン間隔ズレ量を各々検出できる。従ってレーザとポリゴン面に応じた補正を行うこともできる。

なお実施例１では、中間転写ドラム５１に一次転写されたトナー像であるテストパターンを濃度センサ８１により測定を行う構成を示しているが、転写材Ｓに転写した後の画像をテストパターン画像として濃度を測定しても良い。

図３、図４を参照して、本実施例によるライン間隔ズレ量算出処理を詳細に説明する。実施例１ではレーザ数が２（主走査方向）、ポリゴンミラーの反射面を４面としているが、任意のレーザ数およびポリゴンミラー反射面数の画像形成装置に適用可能である。

図３は、ステップＳ２０２およびステップＳ２０８において、テストパターン画像を生成するために走査露光した結果を示した図である。レーザ番号３００は、露光に使用したレーザ光を示し、Ｌ１またはＬ２いずれかのレーザ光が選択されている。また、ポリゴンミラー反射面番号３０１は、露光に使用した反射面を示し、ここでは４つの反射面Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のいずれかが選択されている。

ステップＳ２０２では露光結果３０３が、ステップＳ２０８では露光結果５０３〜５０６が得られる。各露光結果は、照射する２本のレーザと、使用するポリゴンミラー反射面との組合せにより感光体ドラム上に走査露光される位置を示している。

ステップＳ２０２において、レーザ間の副走査方向のライン間隔ズレ量を算出するため、同一のポリゴンミラー反射面上で異なる２つの隣り合うレーザを露光する。露光結果３０３は、Ｌ１のレーザとＬ２のレーザをポリゴンミラー反射面Ｐ１で偏光した場合の結果である。同一反射面上を用いた異なるレーザＬ１とＬ２による２つの主走査ラインが形成されている。この２本のラインを含むようにテストパターン画像を生成する。この露光結果３００をもとに生成されたテストパターン画像の平均濃度を濃度センサで測定し、算出したライン間隔ズレ量は、レーザ光に起因するライン間隔ズレ量である。ここで算出される２つのレーザ光に起因するライン間隔ズレ量をΔＴ１とする。

一方ステップＳ２０８では、ポリゴンミラーの面倒れによるライン間隔ズレ量を算出するため、隣り合うポリゴンミラーの反射面を用いた露光結果からライン間隔ズレ量を算出する。ライン間隔ズレ量を算出する２つの主走査ラインは、隣り合っている必要がある。そのためレーザ光は、ポリゴンミラーの反射面が切り替わる前後のレーザ光を選択する。露光結果５０３は、Ｌ２のレーザ光をＰ１の反射面で偏向してできる主走査ラインと、Ｌ１のレーザ光をＰ２の反射面で偏向してできる主走査ラインが形成されている。この２本のラインを含むテストパターン画像の平均濃度を測定し、ライン間隔ズレ量を算出する。ここで算出されるライン間隔ズレ量をΔＴとする。ライン間隔ズレ量ΔＴは、ポリゴンミラーの面倒れによるライン間隔ズレ量だけではなく、レーザ光によるライン間隔ズレ量も含んでいる。そこでこのΔＴから、ステップＳ２０５で取得したＬ１とＬ２のレーザ光によるライン間隔ズレ量ΔＴ１を差し引いて、ポリゴンミラーの面倒れによるライン間隔ズレ量ΔＴ２を算出できる。同様に、ステップＳ２０６からステップＳ２１０を繰り返し、露光結果５０４、５０５、５０６に基づいて形成されたテストパターン画像からもライン間隔ズレ量を算出する。

Ｓ２０４とＳ２１０において図４をもとにライン間隔ズレ量を算出する。図４は、ライン間隔ズレ量とテストパターン画像の平均濃度の関係を示している。横軸はライン間隔ズレ量を、縦軸は平均濃度を示す。ライン間隔ズレ量が０である場合の濃度が基準となる。ライン間隔ズレ量がマイナスならラインは互いに近付いており、プラスならラインが離れていると言える。また図４は、電子写真方式によるプリンタで６００ｄｐｉの例で、このとき１ラインの幅は約４０μｍである。つまりライン間隔ズレ量が−４０の時２ラインはほぼ重なっており、ライン間隔ズレ量が＋４０の時２つのラインはほぼ１ライン分間隔が離れているということになる。

図４によれば、ライン間隔が離れるほど濃度が高くなっていく。このグラフにより、テストパターン画像の平均濃度からライン間隔ズレ量を求めることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、各レーザおよびポリゴンミラー反射面の組み合わせによって得られる主走査ラインを含む画像の濃度を用いて、副走査方向のライン間隔ズレ量を算出することができる。また、ライン間隔ズレ量に基づいてレーザ強度を制御することにより、副走査方向のライン間隔ずれにより生じる濃度むらを補正することができる。なお、本実施例ではレーザ強度を制御することによりライン間隔を補正したが、これに限られない。例えば、ＰＷＭ制御により露光幅を制御したり、入力画像データそのものに補正をすることによっても本実施例と同様の効果が得られる。

さらに本実施例によれば、レーザ光に起因するライン間隔ズレ量とポリゴンミラーの面倒れによるライン間隔ズレ量それぞれを算出する。そのため、全ての隣り合うライン間隔ズレ量を算出することなく、使用したレーザ光とポリゴン面の組み合わせによって、ライン間隔ズレ量を求めることができる。従って、全ての隣り合うライン間隔のズレ量を算出する必要がなく、効率的に補正を行うことができる。

以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

また、コンピュータが読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施例の機能が実現される。また、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行なうことによっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

Claims (6)

1. 電子写真方式による画像形成装置であって、
   隣り合う二つの主走査ラインを含むパターン画像を形成するパターン画像形成手段と、
   前記パターン画像の濃度を検出する濃度検出手段と、
   前記濃度に基づいて、レーザ光のずれによる前記主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出する第一の算出手段と、
   前記濃度検出手段による結果と前記第一の算出手段による結果に基づいて、ポリゴンミラーによる前記主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出する第二の算出手段と、
   前記第一の算出手段による結果と前記第二の算出手段による結果に基づいて、前記主走査ラインと前記ポリゴンミラーに対応づけて補正をする補正手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一の算出手段は、同一のポリゴンミラーの反射面に異なるレーザ光を露光してできる主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第二の算出手段は、異なるポリゴンミラーの反射面にレーザ光を露光してできる主走査ラインのライン間隔ズレ量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記補正手段は、レーザ光の強度を制御することにより前記主走査ラインを補正することを特徴とする請求項１乃至３に記載の画像処理装置。
5. 電子写真方式による画像形成方法であって、
   隣り合う二つの主走査ラインを含むパターン画像を形成するパターン画像形成工程と、
   前記パターン画像の濃度を検出する濃度検出工程と、
   前記濃度に基づいて、レーザ光のずれによる前記主走査ラインの間隔ズレ量を算出する第一の算出工程と、
   前記濃度検出工程による結果と前記第一の算出工程による結果に基づいて、ポリゴンミラーによる前記主走査ラインの間隔ズレ量を算出する第二の算出工程と、
   前記第一の算出工程による結果と前記第二の算出工程による結果に基づいて、補正をする補正工程と
   を有することを特徴とする画像形成方法。
6. 請求項１または請求項４に記載の画像処理装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。

Images