JP2013193420A - 光書込装置、画像形成装置、および濃度調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで画像濃度ムラを抑制できるようにする。
【解決手段】 ＬＥＤ書込制御回路５０２内の第３の制御部５０ｃは、入力される各ＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ毎の画像データ（２値の画像データ）の黒画素データ（黒を表すデータ）をそれぞれカウントし、その各カウント数（カウントした結果）のいずれかが指定カウント数（所定の閾値）以上になった場合に、その指定カウント数以上になったカウント数に対応するＬＥＤヘッドの各ＬＥＤの発光時間をそのカウント数が指定カウント数未満の間よりも長くするようにその各ＬＥＤの発光時間変更を行う。
【選択図】 図３

Description

この発明は、発光素子の発光（以下「点灯」ともいう）によって像担持体上に画像書き込みを行う光書込装置、その光書込装置を搭載した画像形成装置、およびその画像形成装置における濃度調整方法に関する。

上記のような画像形成装置では、像担持体の周囲に帯電，露光，現像，転写をそれぞれ行う各部を設けた作像ユニットを備え、例えば次のような作像を含む一連の画像形成（以下「印刷」又は「記録」ともいう）処理を行っている。
すなわち、まず副走査方向に移動するドラム状又はベルト状の像担持体を帯電部によって均一に帯電する。なお、ドラム状の像担持体等が副走査方向に移動することを「回転する」又は「回動する」ともいう。また、ベルト状の像担持体等が副走査方向に移動することを「回動する」ともいう。

露光部としての光書込装置では、例えば複数の発光素子が副走査方向に直交する主走査方向（ライン方向）に並べた発光素子アレイを備えているため、その発光素子アレイから像担持体の帯電面に主走査方向のライン（以下単に「ライン」ともいう）単位で画像データに応じた光照射を行うことにより、帯電面を露光する。それによって、像担持体の帯電面に光照射による静電画像（「静電潜像」ともいう）が書き込まれる。そして、その静電画像を現像部からのトナーで現像してトナー画像とし、転写部により、記録媒体に直接転写するか、ベルト状又はドラム状の中間転写体上に転写した後、記録媒体に転写する。そのトナー画像が転写された記録媒体は、定着部を通してそのトナー画像が定着され、機外に排出される。

ところで、このような画像形成処理では、現像部にトナーを補給するトナー補給部を備えているが、例えばグラフィカルな画像や長尺画像を形成する場合、記録媒体の搬送方向の後端部になると、トナー消費が追いつかなくなり、記録媒体に転写されるトナー画像の濃度が薄くなってしまうことがある。
そこで、記録媒体に転写されるトナー画像の濃度（画像濃度）を所定濃度に維持するため、例えば特許文献１に見られるような画像形成装置が提案されている。

この画像形成装置では、画像濃度（トナー濃度）検出用の基準トナー画像を像担持体上の有効画像領域外（画像領域端縁）に形成し、この基準トナー画像の濃度を画像濃度用の光学センサによって検出し、その検出結果に基づいてトナー補給部から現像部へのトナー補給を制御して画像濃度を調整するようにしている。

しかしながら、画像濃度用の基準トナー画像（例えば黒ベタ）を像担持体上の有効画像領域外に形成し、その基準トナー画像を画像濃度検出用の光学センサによって検出するようにすると、画像濃度検出のための複雑な機構が必要となり、コスト高となる。
また、多数枚の画像形成（１ジョブ）を行う場合で、例えばそのいずれか２枚の画像形成間で画像濃度調整を行う場合に、画像濃度用の基準トナー画像を有効画像領域外に形成すると、次のような問題も発生する。つまり、１ジョブが終了するまで、有効画像領域外にトナーをそのまま付着させたままにしておかなければならないため、そのトナーによって像担持体周辺が汚れ、画質の低下につながる。有効画像領域外に付着されているトナーを直ちに除去するには、専用のクリーニング部を設けなければならず、コスト高につながる。
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、低コストで画像濃度ムラを抑制できるようにすることを目的とする。

この発明は、上記の目的を達成するため、以下の（１）〜（３）に示す各手段を備えた光書込装置を提供する。
（１）入力される２値の画像データのうち、黒を表すデータをカウントするカウント手段
（２）上記２値の画像データが入力され、該２値の画像データに基づいて発光する複数の発光素子
（３）上記カウント手段がカウントした結果が所定の閾値以上になった場合に、上記複数の発光素子の発光時間を長くするように該発光素子の発光時間変更を行う発光時間変更手段

この発明の光書込装置によれば、低コストで画像濃度ムラを抑制することができる。

この発明による光書込装置を搭載した画像形成装置の一実施形態である光書込装置を搭載した複写機における制御系の概略構成例を示すブロック図である。 図１に示した複写機の機構部の概略構成例を示す全体図である。 図１のＬＥＤ書込制御回路５０２の構成例を示すブロック図である。 図３のＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃとそれらによる画像出力結果の一例を示す説明図である。 図３の書込制御ＩＣ５０による制御の一例を示すフローチャートである。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明による光書込装置を搭載した画像形成装置の一実施形態である光書込装置を搭載した複写機における制御系の概略構成例を示すブロック図である。
図２は、図１に示した複写機の機構部の概略構成例を示す全体図である。

まず、その複写機の概要について、図１を参照して説明する。
この実施形態の複写機は、図１に示すように、原稿の画像を読み取る画像読取手段としての原稿読取部１００と、その原稿読取部１００によって読み取られた原稿の画像情報を記憶する記憶手段としての画像情報記憶部３００とを備えている。また、画像情報記憶部３００に記憶された画像情報を記録媒体である転写紙に複写（画像形成）するための書込部５００と、一連のプロセスを実行制御するシステム制御装置３０２と、このシステム制御装置３０２にキー入力を行う操作手段としての操作部４００とを備えている。なお、書込部５００が光書込装置に相当する。

次に、原稿読取部１００の構成について、図１および図２を参照して説明する。
オペレータが原稿を図２の挿入口１１０から挿入すると、その原稿は、ローラ１の回転に応じて密着センサ２と白色ローラ３との間を搬送される。
その搬送中の原稿には、密着センサ２に取り付いている発光素子であるＬＥＤ（以下「ＬＥＤ素子」ともいう）により光が照射され、その反射光が密着センサ２に結像されて原稿画像情報が読み取られる。

密着センサ２（図１のセンサ１０１に相当する）上への光の結像によって読み取られた原稿画像情報は、電気信号であるアナログ画像信号に変換され、このアナログ画像信号は、図１の画像増幅回路１０２によって増幅される。
図１のＡ／Ｄ変換回路１０３は、画像増幅回路１０２によって増幅されたアナログ画像信号を画素毎の多値デジタル画像信号（「デジタル画像信号」，「画像信号」，又は「画像データ」ともいう）に変換する。

Ａ／Ｄ変換回路１０３によって変換されたデジタル画像信号は、同期制御回路１０６から出力される同期信号クロックに同期して出力され、シェーデング補正回路１０４により、光量ムラや、図示しないコンタクトガラスの汚れ、センサ１０１の感度ムラ等による歪が補正される。
この補正されたデジタル画像信号は、画像処理回路１０５によってデジタル記録画像情報としての画像データ（「画像信号」ともいう）に変換された後、画像情報記憶部３００内の画像メモリ部３０１に書き込まれる。

次に、図１の画像メモリ部３０１に書き込まれた画像データを可視画像として転写紙に画像形成するための一連のプロセスを制御しているシステム制御装置３０２と書込部５００の構成について説明する。

システム制御装置３０２は、この複写機全体の制御を行う機能を有しており、読取制御回路１０７、同期制御回路１０６、画像メモリ部３０１、および書込部５００内のＬＥＤ書込制御回路５０２での画像データの転送制御を行う。
また、駆動制御回路５０４により、スキャナ駆動装置１０８およびプリンタ駆動装置５０５を介して各種モータ等の駆動部を駆動させ、読み取り原稿および転写紙の搬送を円滑に制御させている。

ここで、上記各種モータには、後述するトナーが収容されている図２のトナーボトル３０から現像ユニット７へのトナー補給を行うためのトナー補給モータが含まれている。そのため、システム制御装置３０２が、駆動制御回路５０４によりプリンタ駆動装置５０５経由でトナー補給モータの回転駆動を制御させることにより、上記トナー補給を制御してトナー画像の濃度（画像濃度）を調整することができる。
書込部５００は、画像メモリ部３０１から同期信号クロックに同期して転送された画像データが入力される。同期信号クロックには、後述する転送基準クロック等の基準クロックが含まれている。

その画像データの流れは、画像メモリ部３０１から画素密度６００ｄｐｉで１画素２値の画像データが、偶数画素（ＥＶＥＮ）、奇数画素（ＯＤＤ）の２値の画像データとして同時に転送基準クロックでＬＥＤ書込制御回路５０２に送られる。
ＬＥＤ書込制御回路５０２は、２画素パラレルで送られてきた画像データを、内部で一旦１ラインの画像データに合成し、６００ｄｐｉで１画素の画像データを１２００ｄｐｉで４画素の画像データに多値化した後、３分割して３つのＬＥＤヘッド（以下「ＬＰＨ」ともいう）５０３（５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ）に割り当て、その各ＬＥＤヘッド５０３へ４画素同時に転送する。
なお、画像情報記憶部３００までのシステムは、従来機より確立しており、書込部５００への入力後、ＬＥＤ書込制御回路５０２内で繋ぎ目処理を行うことで、汎用性をもたせることができ、更にコストメリットもある。

次に、転写紙に画像が形成されるまでのプロセスについて、図２を参照して説明する。
図２において、帯電手段である帯電装置４は、像担持体である感光体ドラム５の表面を１２００Ｖに一様に帯電させるグリッド付きのスコロトロンチャージャと呼ばれる帯電装置である。
発光素子アレイユニット６は、複数の発光素子であるＬＥＤをアレー状に並べ（つまり主走査方向に並べ）、屈折率分布型レンズを用いたセルフォックレンズアレイ（「セルフォック」は登録商標）を介して感光体ドラム５の表面に光を照射する。この発光素子アレイユニット６は、図１の各ＬＥＤヘッド５０３に相当する。

感光体ドラム５は、画像データに応じたＬＥＤ光が表面に照射されると、光導電現象で感光体表面の電荷が感光体ドラム５のアースに流れて消滅する。
ここで、原稿画像の濃度の淡い部分に対応するＬＥＤは発光させないようにし、原稿画像の濃度の濃い部分に対応するＬＥＤは発光させる。これにより、感光体ドラム５のＬＥＤ光の被照射部には、画像の濃淡に対応する静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像ユニット７によって現像される。

現像ユニット７内のトナーは、撹拌により負に帯電されており、バイアス電圧として７００Ｖが印加されているため、ＬＥＤ光照射部分だけにトナーが付着する。
一方、感光体ドラム５等からなる書込部５００の下方には、それぞれ主走査方向の長さ（幅）が異なるロール状に巻かれた記録媒体である転写紙が収容された３つの給紙部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）が備えられている。

その各給紙部２１のうち、例えば図２の挿入口１１０から挿入された原稿と主走査方向の長さが一致する転写紙が収容されている給紙部２１が選択され、その給紙部２１内の転写紙が給紙ローラ対２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）によって給紙される。そして、その給紙された転写紙は、上記挿入された原稿の副走査方向の長さに応じて図示しないカッタによりカットされ、感光体ドラム５の転写位置側に搬送される。なお、上記挿入された原稿は、図示しないセンサによってサイズ（主走査方向と副走査方向の長さ）を検出することができる。

給紙された転写紙は、レジストローラ対８により所定のタイミングで感光体ドラム５の下側の転写位置を通過し、その際に転写手段である転写チャージャ９によりトナー画像が転写される。
トナー画像が転写された転写紙は、感光体ドラム５から分離手段である分離チャージャ１０により分離されて搬送タンク１１により搬送されて定着手段である定着ユニット１２に送られ、この定着ユニット１２でトナー画像が転写紙に定着される。
トナー画像が定着された転写紙は、排紙ローラ対１３又は１４により機外の前後に送られて排紙される。

次に、図１のＬＥＤ書込制御回路５０２について、図３を参照して説明する。
図３は、ＬＥＤ書込制御回路５０２の構成例を示すブロック図である。
まず、画像データ入力部５１について説明する。
偶数画素（ＥＶＥＮ）、奇数画素（ＯＤＤ）の２値の画像データ、およびタイミング信号は、画像データメモリ部３０１から図示しない低電圧作動信号素子ＬＶＤＳドライバを使用してパラレルからシリアルに変換され、シリアル信号（画像データを含む）がＬＥＤ書込制御回路５０２に基準クロック周波数で送られてくる。

ＬＥＤ書込制御回路５０２では、ＬＶＤＳレシーバにより構成される画像データ入力部５１が、画像データメモリ部３０１から送られてくるシリアル信号を受け取って、その受け取ったシリアル信号からパラレル信号に変換し、ＰＫＤＥ、ＰＫＤＯ、ＣＬＫＡ、ＬＳＹＮＣ＿Ｎ、ＬＧＡＴＥ＿Ｎ、ＦＧＡＴＥＩＰＵ＿Ｎの各データ又は信号として書込制御ＩＣ５０の第１の制御部５０ａに入力する。

次に、画像データＲＡＭ部６０について説明する。
書込制御ＩＣ５０内の第１の制御部５０ａから２画素単位で出力されたＤＥＯ［１：０］データである画像データは、基準クロックＣＬＫＡに同期しながら１ラインずつ画像データＲＡＭ部６０のＳＲＡＭ６１から順に格納される。そして、ＳＲＡＭ６１〜６３までの３ライン分の画像データが格納され、４ライン目の画像データをＳＲＡＭ６４に転送している間に、他のＳＲＡＭ６５，６６，６１，６２，６３の画像データをアドレス順に読み出して書込制御ＩＣ５０内の第２の制御部５０ｂへ転送する。

書込制御ＩＣ５０内の第２の制御部５０ｂは、転送された画像データのうち、ＳＲＡＭ６１の１ライン目の画像データに注目し、その画像データ（注目ラインデータ）を取り巻く主走査方向と副走査方向の各画像データ（以下「主・副の画像データ」ともいう）と比較し、２値の画像データを次段へ転送する。更に、２ライン目の画像データの処理は、５ライン目の画像データをＳＲＡＭ６５に転送している間に、他のＳＲＡＭ６６，６１，６２，６３，６４の画像データをアドレス順に読み出して２ライン目の画像データ（注目ラインデータ）を主・副の画像データと比較し、次段へ転送する。

このように、ＳＲＡＭ６１〜６６を順番にトグルさせて、１ライン分の画像データを格納させながら、格納していない他の５個のＳＲＡＭの画像データをアドレス順に同時に読み出す。

次に、画像データＲＡＭ部７０について説明する。
書込制御ＩＣ５０内の第２の制御部５０ｂは、転送された画像データを注目ラインデータに対して主・副のマトリクスパタ−ンとして認識し、プリント時の密度変換制御や細線化処理等のためにクロック周波数を上げて８画素（８ビット）の画像データＳＲＡＭＤＩ［７：０］とする。そして、その画像データＳＲＡＭＤＩ［７：０］を、ＳＲＡＭアドレス信号ＡＤＲＡおよびＡＤＲＢにより、画像データＲＡＭ部７０を構成するＡ群３個のＳＲＡＭ７１ａ〜７３ａおよびＢ群３個のＳＲＡＭ７１ｂ〜７３ｂに転送して書き込む（格納する）。

ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃへは１ライン分（最初は１ライン目）の画像データを転送するが、Ａ群のＳＲＡＭ７１ａにはＬＥＤヘッド５０３ａへの画像データを、ＳＲＡＭ７２ａにはＬＥＤヘッド５０３ｂへの画像データを、ＳＲＡＭ７３ａにはＬＥＤヘッド５０３ｃの画像データをそれぞれ書き込む。
Ａ群３個のＳＲＡＭ７１ａ〜７３ａに順次書き込んだ１ライン目の画像データは、次の２ライン目の画像データの書き込み時にＡ群３個のＳＲＡＭ７１ａ〜７３ａから同時に読み出し、書込制御ＩＣ５０内の第３の制御部５０ｃへ入力させる。

ＬＥＤヘッド制御の都合上、画像データＲＡＭ部７０からの画像データの読み出しは、２回繰り返す。
２ライン目の画像データは、Ａ群３個のＳＲＡＭ７１ａ〜７３ａへの１ライン目の画像データの書き込みと同様に、Ｂ群３個のＳＲＡＭ７１ｂ〜７３ｂに順次書き込む。

このように、１ライン毎の画像データを、出力先のＬＥＤヘッドに相当する本数、つまり３本のＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃに対して分割する制御を行う。また、Ａ群３個のＳＲＡＭ７１ａ〜７３ａとＢ群３個のＳＲＡＭ７１ｂ〜７３ｂに対する画像データの書き込みと読み出しをトグル動作させている。
よって、第２の制御部５０ｂおよび画像データＲＡＭ部７０が、分割制御手段としての機能を果す。

書込制御ＩＣ５０内の第３の制御部５０ｃは、カウント手段としての機能を有しており、画像データＲＡＭ部７０から入力された画像データ（２値画像データ）のうち、黒画素“１”のデータ（黒を表すデータ）をカウントする。そして、そのカウント数（カウントした結果）を記憶手段である点灯時間レジスタ（内部メモリ）に書き込む。但し、画像データＲＡＭ部７０からの同一画像データの読み出しの１回目のみ、黒画素“１”のデータのカウントを行う。
さらに、８画素（８ビット）の画像データのうち、１回目の読み出しでは偶数画素の画像データのみを取り出し、２回目の読み出しでは奇数画素の画像データのみを取り出す。

画像データは、８画素（８ビット）、仮に０〜７画素目の場合は、０，２，４，６画素目のデータを選択することになり、このデータの単位を「１ブロック」とする。
さらに、１ブロックを２ブロック単位毎にまとめる。これは、蓄積メモリ８１〜８３のメモリ領域を有効的に使用するためである。
よって、２ブロック分（８画素，８ビット）の画像データを蓄積メモリ８１〜８３に各ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃ毎に転送する。

次に、画像データ遅延部８０について説明する。
この画像データ遅延部８０を構成する蓄積メモリ８１〜８３は、３本のＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃによる図２の感光体ドラム５上への副走査方向の書き込み位置を合わせるために使用される。つまり、各ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃ別の各画像データを感光体ドラム５の回動方向に結像させる位置をずらした分だけ時間的にずらして各ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃへ転送させるため、その転送タイミングを選択的に遅延させるために使用される。

蓄積メモリ８１はＬＥＤヘッド５０３ａに、蓄積メモリ８２はＬＥＤヘッド５０３ｂに、蓄積メモリ８３はＬＥＤヘッド５０３ｃにそれぞれ対応する。
３本のＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃは、感光体ドラム５の軸線方向（主走査方向）に沿って千鳥状に配列し、且つ感光体ドラム５の回動方向に結像させる位置をずらして配列している。

すなわち、３本のＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃを千鳥配置にしているため、ＬＥＤヘッド５０３ａを基準とし、ＬＥＤヘッド５０３ｂはメカレイアウト上、副走査方向に１７．５ｍｍずらして取り付けている。
このため、Ａ群３個のＳＲＡＭ７１ａ〜７３ａおよびＢ郡３個のＳＲＡＭ７１ｂ〜７３ｂから出力された画像データを同時に処理し、ＬＥＤヘッド５０３ｂへ転送すると、ＬＥＤヘッド５０３ａに対してＬＥＤヘッド５０３ｂは副走査方向に１７．５ｍｍずれて印刷してしまう。このメカ的なずれを補正するために、蓄積メモリ８１〜８３を備えている。

また、ＬＥＤヘッド５０３ｃはメカレイアウト上、副走査方向に０．５ｍｍずらして取り付けている。
よって、第３の制御部５０ｃおよび画像データ遅延部８０が、転送タイミング制御手段としての機能を果す。

次に、画像データ出力部９０について説明する。
画像データは、書込制御ＩＣ５０内の第３の制御部５０ｃによって１画素１ビットに変換され、４画素４ビットとして、ＬＰＨ制御信号と共に出力され、ドライバ９１〜９３を介し、各ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃに転送される。このとき、クロックの立ち上がり、立ち下がりエッジでデータが確定される。

次に、光量補正ＲＡＭ部５２について説明する。
各ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃには、それぞれ各ＬＥＤ素子の光量バラツキを補正するために、ＬＥＤ素子毎の光量補正データおよびＬＥＤアレイチップ毎の光量補正データを格納している光量補正ＲＡＭを搭載している。それらの光量補正データは、電源投入時に、各ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃに転送される。

すなわち、電源投入時に、書込制御ＩＣ５０が、まずＬＥＤヘッド５０３ａの光量補正データを読み出してシリアル／パラレル変換し、８ビット単位の光量補正データＨＯＳＥＩＤ［７：０］として、アドレスＨＯＳＥＩＡＤ［１２：０］によりＳＲＡＭからなる光量補正ＲＡＭ部５２に格納する。そして、全ての光量補正データＨＯＳＥＩＤ［７：０］を格納した後、今度は、光量補正ＲＡＭ部５２から光量補正データＨＯＳＥＩＤ［７：０］を読み出し、パラレル／シリアル変換した光量補正データとしてＬＥＤヘッド５０３ａへ転送させる。それによって、ＬＥＤヘッド５０３ａの光量補正が行われる。

この処理は、ＬＥＤヘッド５０３ｂ，５０３ｃに対しても順次行われる。
転送された光量補正データは、ＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃの電源がオフにならない限り、それぞれのＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃの内部に保持されるようになっている。

次に、システム駆動装置３０２について説明する。
ＬＥＤ書込制御回路５０２への書き込み条件の設定は、システム制御装置３０２からの制御信号入力データバスＬＤＡＴＡ［７：０］、アドレスバスＬＡＤＲ［５：０］、ラッチ信号ＶＤＢＣＳ、Ｐセンサパタ−ン信号ＳＧＡＴＥ_Ｎを書込制御ＩＣ５０に入力することにより、制御される。

これまで説明してきたＬＥＤ書込制御回路５０２を含む各部により構成されるこの実施形態の複写機における具体的な制御方法について、以下で記載する。
図４は、３本の発光素子アレイユニットであるＬＥＤヘッド５０３ａ〜５０３ｃとそれらによる画像出力結果の一例を示す説明図である。

例えば、図４に示すように、ＬＥＤヘッド（ＬＥＤアレイ）５０３ａの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域への形成画像を画像濃度が濃い黒ベタとする。また、ＬＥＤヘッド５０３ｂの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域への形成画像の右側を画像濃度が濃い黒ベタとする。更に、ＬＥＤヘッド５０３ｃの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域への形成画像を細線とする。

この場合、複写機で長尺画像を出力すると、通常、ＬＥＤヘッド５０３ａの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域では、副走査方向に形成される画像が薄くなってくる。なお、長尺画像は、主走査方向に対する副走査方向の長さが定型サイズよりも長い画像であり、ロール状に巻かれた転写紙（ロール紙）を用いて出力される。

そこで、従来のように、画像形成（１ジョブ）毎に感光体ドラム５上の有効画像領域に基準トナー画像を形成し、その画像濃度を濃度検出用の光学センサである画像濃度検出センサによって検出して、その検出した画像濃度が低ければトナー補給を実施して、画像濃度を上げる制御を行うと、次のような問題が発生する。
すなわち、例えば通常サイズ（例えばＡ０）の画像であれば、その画像濃度も極端に低下することなく安定した濃度で画像出力を行えるが、長尺サイズの画像となると、１コピー中は、感光体ドラム５上の有効画像領域に基準トナー画像を形成できないため、その画像濃度を検出できない。よって、トナー補給を行えず、画像濃度が低下してしまう。

ＬＥＤヘッド５０３ｂでは、図４に示すように、ＬＥＤヘッド５０３ａよりも画像面積が少ないため、ＬＥＤヘッド５０３ａの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域に形成する画像が薄くなった時点でも、ＬＥＤヘッド５０３ｂの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域に形成する画像では、まだその画像濃度の極端な低下はみられない。ＬＥＤヘッド５０３ｃの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域では、細線画像が形成されるため、その画像濃度の低下はほとんどない。

この実施形態のようにＬＥＤヘッドを主走査方向に３本取り付けるような場合、上記のような画像であると、印刷率が異なり、現像のトナー濃度が均一でも画像としては濃度の差が発生してしまう。
そこで、この実施形態では、長尺画像を出力すると、その画像濃度が薄くなってしまうことを利用し、図１のシステム制御装置３０２が、次のような制御を行う。つまり、図４に示すように、ＬＥＤヘッド５０３ａの初期点灯時間（点灯デューティ）が９％になるようにＬＥＤ書込制御回路５０２に指示し、ＬＥＤヘッド５０３ａの画像有効幅に対応する感光体ドラム５上の有効画像領域を使用して印刷を行う。

その後、その有効画像領域の画像が薄くなってきたら、ＬＥＤヘッド５０３ａの点灯デューティを１０％に上げるようにＬＥＤ書込制御回路５０２に指示する。
さらに、画像濃度が低下したら、ＬＥＤヘッド５０３ａの点灯デューティを１１％に上げるようにＬＥＤ書込制御回路５０２に指示する。
それによって、形成画像の濃度が薄くならずに済み、３本のＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃの各画像有効幅にそれぞれ対応する感光体ドラム５上の各有効画像領域に形成される各画像の濃度差もなくすことができる。

図５は、図３の書込制御ＩＣ５０による制御の一例を示すフローチャートである。
この制御は、画像濃度低下の抑制として、画像の黒画素“１”をカウントしてＬＥＤヘッドの点灯時間を制御することである。
書込制御ＩＣ５０は、システム制御装置３０２から書き込み制御の指示を受けると、図５の制御ルーチンを開始し、まずステップＳ１で長尺コピーか否かを判断する。
ここで、システム制御装置３０２は、画像形成（１ジョブ）を開始すると、使用する転写紙のサイズを書込制御ＩＣ５０に指示する。

書込制御ＩＣ５０は、システム制御装置３０２から使用する転写紙のサイズの指示を受けるので、その指示された転写紙サイズから長尺コピーか否かを判断することができる。
次のステップＳ２では、上記指示された転写紙サイズが定型サイズの場合、長尺コピーでないと判断しているため、定型コピーを行うための通常制御モードに移行する。
上記指示された転写紙サイズが、長尺サイズの場合には、長尺コピーであると判断するため、ステップＳ３以降の制御を行う。なお、長尺サイズとは、例えば副走査方向の長さがＡ０Ｔサイズより長いサイズとする。

次のステップＳ３では、画像メモリ部３０１からの画像データを入力する。その入力した画像データは書込制御ＩＣ５０内の第１の制御部５０ａから第２の制御部５０ｂへ転送される。
次のステップＳ４では、トナーセーブ機能の設定の有無を判断し、判断結果に応じた画像処理を第２の制御部５０ｂに行わせる。第２の制御部５０ｂは、トナーセーブ機能が設定されている場合には、入力した画像データを間引きし、その間引きした画像データを主走査方向に配列した各ＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ毎に分割する。トナーセーブ機能が設定されていない場合には、入力した画像データをそのまま各ＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ毎に分割する。よって、第２の制御部５０ｂが間引手段としての機能を果す。

この実施形態の複写機では、外部からの指示、例えば図１の操作部４００からの指示により、トナーセーブ機能（トナー節約モード）を含む各種サービス機能のオン又はオフを個別に設定することができる。トナーセーブ機能とは、画像形成に使用するトナーを節約するトナー節約モードのことであり、操作部４００からシステム制御装置３０２等を介しての指示によって第２の制御部５０ｂに設定することができる。よって、第２の制御部５０ｂがモード設定手段としての機能を果す。

次のステップＳ５では、分割された各画像データが第３の制御部５０ｃに転送されるため、第３の制御部５０ｃに黒画素“１”のデータ（黒画素データ）のカウントを開始させる。第３の制御部５０ｃは、分割された各画像データが入力されると、その各画像データ毎に画像データのうちの黒画素データをカウントする。
以下、その後の制御については、説明の便宜上、主にＬＥＤヘッド５０３ａを例に説明するが、他のＬＥＤヘッド５０３ｂ，５０３ｃに対する制御も同様である。

ステップＳ６〜Ｓ８では、第３の制御部５０ｃが、入力された画像データのうちの黒画素データのカウントが開始されたため、そのカウント数（カウントした結果）が予め指定されたカウント数（所定の閾値）になったかどうかをチェックする。そして、上記カウント数が指定されたカウント数（以下「指定カウント数」という）になったと判断した場合には、ＬＥＤヘッド５０３ａの各ＬＥＤの点灯時間を予め設定された指定カウント数テーブルに従って変更する。つまり、各ＬＥＤの点灯時間を黒画素データのカウント数が指定カウント数未満の点灯時間よりも長くするようにその各ＬＥＤの点灯時間（発光時間）変更を行う。よって、第３の制御部５０ｃが発光時間変更手段としての機能を果す。

ここで、指定カウント数は、例えば図１の操作部４００からシステム制御装置３０２等を介しての指示によって変更可能に設定することができる。よって、第３の制御部５０ｃが閾値変更手段としての機能を果す。
また、この指定カウント数は、図２の現像ユニット７の機能と濃度制御を考慮し、例えば基本サイズ（Ａ０サイズ）の画像データの画素数とすればよい。この場合、８４１ｍｍ＊１１８９ｍｍの画像範囲の中で、６００ｄｐｉであれば、およそ５億カウント数となる。但し、１ドット（ｄｏｔ）を０．０４２３ｍｍとする。

ステップＳ６で黒画素データのカウント数が指定カウント数になったと判断された後、ステップＳ７では、黒画素データのカウント数が指定カウント数（Ａ０サイズの画像データの画素数）になった回数をチェックして、指定カウント数になったのが何回目であるか判断する。
そして、指定カウント数になったのが１回目であれば、指定カウント数テーブルより、ＬＥＤヘッド５０３ａ用の点灯時間レジスタに保持されている点灯時間（点灯デューティ）の設定を９％から１０％に変更する。それによって、数十ライン目より、変更した点灯デューティである１０％にて印刷が行われる。

書込制御ＩＣ５０は、第３の制御部５０ｃによって点灯時間の設定を変更させた後、ステップＳ９で画像形成が終了（１ジョブが完了）したか否かをチェックし、まだ画像形成が終了していないと判断した場合には、ステップＳ６へ戻って上述と同様の制御を行う。
すなわち、第３の制御部５０ｃが主走査方向の画像データのうちの黒画素データをカウントし続けているため、ステップＳ６では再び黒画素データのカウント数が指定カウント数になったかどうかのチェックを行っている。

そして、黒画素データのカウント数が指定カウント数になったと判断した場合に、ステップＳ７で黒画素データのカウント数が指定カウント数になった回数をチェックして、指定カウント数になったのが何回目であるか判断する。そして、指定回数になったのが２回目の場合（２回目の指定カウントアップ時）には、次のステップＳ８でＬＥＤヘッド５０３ａの点灯時間を再び変更するが、その前に次のような制御も行う。

すなわち、Ａ０サイズの画像データ分でもいいが、現像機能の濃度も少しずつ低下しているので、指定カウント数を、黒画素データのカウント数が指定カウント数になった１回目のＡ０サイズの画像データの画素数からＡ１サイズの画像データの画素数にすることで、より濃度低下に対して効果を上げることができる。
そこで、指定カウント数テーブルは、黒画素データのカウント数が指定カウント数になる回数と、その回数毎に異なる指定カウント数との関係を示すものであればよい。

よって、第３の制御部５０ｃが、主走査方向のＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ毎に分割した１ライン分の画像データの黒画素データを各ＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ毎にカウントし、その各カウント数のいずれかが指定カウント数以上になった場合の対応するＬＥＤヘッドの各ＬＥＤの点灯時間を変更することができる。
書込制御ＩＣ５０は、図１の画像メモリ部３０１からの１ジョブ用の画像データの出力が完了し、画像メモリ部３０１からジョブ終了の通知を受けると、ステップＳ９で画像形成の終了を判断し、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０では、点灯時間を変更したＬＥＤヘッドの各ＬＥＤの点灯時間（ここではＬＥＤヘッド５０３ａ用の点灯時間レジスタに保持されている点灯時間）を予め設定された初期点灯時間に戻す。つまり、システム制御装置３０２とのシリアル通信により、システム制御装置３０２から点灯時間を変更したＬＥＤヘッドの各ＬＥＤの点灯時間を示すデータ（再設定用データ）が転送されてくるため、そのデータから点灯時間を変更したＬＥＤヘッドの各ＬＥＤの点灯時間を初期点灯時間に戻す。

次のステップＳ１１では、書込制御ＩＣ５０が、システム制御装置３０２からの制御指示により通常制御モードに戻り、駆動制御回路５０４およびプリンタ駆動装置５０５と共に図２のトナーボトル３０から現像ユニット７へのトナー補給動作を行う。つまり、感光体ドラム５上に所定のトナー画像（基準トナー画像）を形成させ、感光体ドラム５の有効画像領域と対向する位置に設けられている画像濃度センサにて基準トナー画像の濃度を検出させる。そして、その検出結果に基づいてトナー補給モータの回転駆動を制御することにより、トナー補給部から現像部へのトナー補給を制御し、画像濃度を調整する。
このステップＳ１１の制御が終了すると、図５の制御を終了する。

なお、ステップＳ１１で次のような制御を行ってもよい。つまり、上述したＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ毎の各黒画素データのカウント数を第３の制御部５０ｃから取得し、その各カウント数から消費トナー量を算出し、その算出結果をシステム制御装置３０２へ通知する。その通知を受けたシステム制御装置３０２は、上記算出結果に応じて駆動制御回路５０４によりプリンタ駆動装置５０５経由でトナー補給モータの回転駆動を制御させ、現像ユニット７へトナー補給を行わせる。このようにすれば、画像濃度検出センサが不要になる。

また、この実施形態では、長尺コピーを行う場合のみ、ＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ毎の各黒画素データをカウントしたが、長尺コピー以外のコピー（定型コピー）時にも同様のカウントを行って、対応する指定カウント数と比較するなど、上述と同様の処理を行うこともできる。
さらに、この実施形態では、複数のＬＥＤヘッド５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃを備えたが、１つのＬＥＤヘッドのみを備え、そのＬＥＤヘッドへ転送する画像データの黒画素データをカウントして、指定カウント数と比較するなど、上述と同様の処理を行うこともできる。

このように、この実施形態の複写機によれば、以下の（ａ）〜（ｄ）に示す作用効果を得ることができる。
（ａ）書込部５００のＬＥＤ書込制御回路５０２内の第３の制御部５０ｃが、入力される各ＬＥＤヘッド毎の画像データ（２値の画像データ）の黒画素データ（黒を表すデータ）をそれぞれカウントし、その各カウント数のいずれかが指定カウント数以上になった場合に、その指定カウント数以上になったカウント数に対応するＬＥＤヘッドの各ＬＥＤの発光時間をそのカウント数が指定カウント数未満の間よりも長くするようにその各ＬＥＤの発光時間変更を行うことにより濃度調整を行う。
したがって、複雑な画像濃度検出機構を設けずに済み、メカ機構が簡素化するので、複数のＬＥＤヘッドの分割書き込みによる画像濃度ムラを低コストで抑制することができる。

（ｂ）第３の制御部５０ｃが、指定カウント数を外部からの指示によって変更可能に設定することにより、画像濃度の低下を確実に回避することが可能になる。
（ｃ）第３の制御部５０ｃが、画像データの黒画素データのカウント数が指定カウント数以上になった回数をカウントし、その回数に応じて指定カウント数を変更することにより、画像濃度の低下をより確実に回避することが可能になる。

（ｄ）第２の制御部５０ｂが、画像形成に使用するトナーを節約するトナー節約モードを設定された場合に、入力される画像データを間引く。第３の制御部５０ｃは、第２の制御部５０ｂによって間引いた後の各ＬＥＤヘッド毎の画像データの黒画素データをそれぞれカウントする。それによって、トナーの節約を図ることもできる。

以上、複写機に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、プリンタ、複合機，ファクシミリ装置等の他の画像形成装置にも適用可能である。
また、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜他の機能を追加したり、一部の機能を省略したりすることができる。

５：感光体ドラム ６：発光素子アレイユニット ７：現像ユニット
３０：トナーボトル ５０：書込制御ＩＣ ５０ａ：第１の制御部
５０ｂ：第２の制御部 ５０ｃ：第３の制御部 ５１：画像データ入力部
５２：光量補正ＲＡＭ部 ６０，７０：画像データＲＡＭ部
６１〜６５，７１ａ〜７３ａ，７１ｂ〜７３ｂ：ＳＲＡＭ ８０：画像データ遅延部
８１〜８３：蓄積メモリ ９０：画像データ出力部 ９１〜９３：ドライバ
１００：原稿読取部 １０１：センサ １０２：画像増幅回路
１０３：Ａ／Ｄ変換回路 １０４：シェーディング補正回路 １０５：画像処理回路
１０６：同期制御回路 １０７：読取制御回路 １０８：スキャナ駆動装置
３００：画像情報記憶部 ３０１：画像メモリ部 ３０２：システム制御装置
４００：操作部 ５００：書込部 ５０２：ＬＥＤ書込制御回路
５０３（５０３ａ〜５０３ｃ）：ＬＥＤヘッド ５０４：駆動制御回路
５０５：プリンタ駆動装置

特開平５−６６６３９号公報

Claims (9)

1. 入力される２値の画像データのうち、黒を表すデータをカウントするカウント手段と、
   前記２値の画像データが入力され、該２値の画像データに基づいて発光する複数の発光素子と、
   前記カウント手段がカウントした結果が所定の閾値以上になった場合に、前記複数の発光素子の発光時間を長くするように該発光素子の発光時間変更を行う発光時間変更手段と
   を備えることを特徴とする光書込装置。
2. 請求項１に記載の光書込装置において、
   前記カウントした結果と比較する前記所定の閾値を変更する閾値変更手段を設けたことを特徴とする光書込装置。
3. 前記閾値変更手段は、前記カウントした結果が前記所定の閾値以上になった回数をカウントし、その回数に応じて該所定の閾値を変更することを特徴とする請求項２に記載の光書込装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光書込装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   画像形成に使用するトナーを節約するトナー節約モードを設定するモード設定手段と、
   該モード設定手段によって前記トナー節約モードが設定された場合に、前記入力される２値の画像データを間引く間引手段とを設け、
   前記カウント手段は、前記間引手段によって間引いた後の２値の画像データのうち、黒を表すデータをカウントすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４又は５に記載の画像形成装置において、
   前記光書込装置に、前記複数の発光素子を主走査方向に並べた発光素子アレイを備え、
   前記光書込装置を、前記発光素子アレイとして、像担持体の軸線方向に沿って千鳥状に配列し、且つ前記像担持体の回動方向に結像させる位置をずらして配列した複数個の発光素子アレイによって構成し、
   その各発光素子アレイユニットへ転送すべき前記２値の画像データをその各発光素子アレイ毎に分割する分割制御手段と、該分割制御手段によって分割した各画像データを前記像担持体の回動方向に結像させる位置をずらした分だけ時間的にずらして前記各発光素子アレイへ転送させる転送タイミング制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記カウント手段は、前記分割制御手段によって分割した各画像データ毎に前記黒を表すデータをカウントする手段であり、
   前記発光時間変更手段は、前記カウント手段が前記各画像データ毎にカウントした結果のいずれかが前記閾値以上になった場合に、前記各発光素子アレイのうちの対応する発光素子アレイの前記複数の発光素子の発光時間を長くするように該発光素子の発光時間変更を行うことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 当該画像形成装置は、長尺画像の出力に対応することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. ２値の画像データが入力され、該２値の画像データに基づいて発光する複数の発光素子を有する光書込装置における濃度調整方法であって、
   前記入力される２値の画像データのうち、黒を表すデータをカウントし、そのカウントした結果が所定の閾値以上になった場合に、前記複数の発光素子の発光時間を長くするように該発光素子の発光時間変更を行うことにより濃度調整を行うことを特徴とする濃度調整方法。