JP2014008743A - 光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光ヘッドの個体差を補正すると共に、画像形成出力の解像度によらず濃度が一定な画像を出力する画像形成装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤＡ１３０を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書込み制御部１２０であって、静電潜像の解像度に係る情報を取得し、感光体の単位面積あたりに必要な露光強度及び取得した解像度に係る情報に基づいて、１画素あたりに必要な露光強度である必要光量を求める解像度制御部１２３と、ＬＥＤＡ１３０を所定時間発光させた場合に得られる露光強度である発光効率の情報を取得し、求められた必要光量及び発光効率の情報に基づいて、１ライン周期におけるストローブ時間を求める発光時間制御部１２４と、求められたストローブ時間に基づいてＬＥＤＡ１３０を発光制御する発光制御部１２２とを含む画像形成装置。
【選択図】図５

Description

光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み制御方法に関し、特に、光源の発光時間の制御に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置においては、感光体を露光することにより静電潜像を形成し、トナー等の顕色剤を用いてその静電潜像を現像してトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙に転写することによって紙出力を行う。

このような電子写真方式の画像形成装置においては、出力すべき画像を複数ラインに分割し、光書込み装置が夫々のラインを構成する画素に応じて感光体を選択的に露光することにより、夫々のライン毎に画像形成が行われる。このような光書き込み装置の光源として、ＬＰＨ（Ｌｉｇｈｔ‐ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ）を用いる場合がある。

このような光源の光量が経時的に劣化する場合に、素子の劣化を加速させることなく光量を補正する方法として、発光光量の減少に応じて露光時間を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような技術は、光源の光量劣化に対する措置のみでなく、異なるＬＰＨ間の発光効率のばらつきを補正する目的においても利用することが可能である。ここでいう発光効率とは、所定の露光時間によって得られる露光エネルギー量を示す。

特許文献１においては、露光ヘッドの光量が低下した場合に、露光時間を長くすることによって低下した光量を補うことが開示されており、ライン形成周期内で露光期間を制御することが開示されている。しかしながら、特許文献１においては、解像度の変化が考慮されていない。

形成するべき画像の解像度が変化するということは、感光体上における単位面積あたりのドット数が変化するということである。その結果、解像度によらずに一定の濃度の画像形成出力を行うためには、１ドットに対する露光量も変化させる必要がある。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、露光ヘッドの個体差を補正すると共に、画像形成出力の解像度によらず一定の濃度による画像形成出力を可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書込み制御装置であって、前記静電潜像の解像度に係る情報を取得し、前記感光体の単位面積あたりに必要な露光強度及び取得した前記解像度に係る情報に基づいて、１画素あたりに必要な露光強度である画素あたり露光強度を求める画素あたり露光強度算出部と、前記光源を所定時間発光させた場合に得られる露光強度である発光効率の情報を取得し、求められた前記画素あたり露光強度及び前記発光効率の情報に基づいて、１ライン周期における前記光源の発光時間であるライン周期発光時間を求める発光時間算出部と、求められた前記ライン周期発光時間に基づき、前記光源を発光制御する発光制御部とを含むことを特徴とする。

本発明の他の態様は、画像形成装置であって上述した光書込み制御装置を含むことを特徴とする。

また、本発明の更に他の態様は、感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成する光書込み制御方法であって、前記静電潜像の解像度に係る情報を取得し、前記感光体の単位面積あたりに必要な露光強度及び取得した前記解像度に係る情報に基づいて、１画素あたりに必要な露光強度である画素あたり露光強度を求め、前記光源を所定時間発光させた場合に得られる露光強度である発光効率の情報を取得し、求められた前記画素あたり露光強度及び前記発光効率の情報に基づいて、１ライン周期における前記光源の発光時間であるライン周期発光時間を求め、求められた前記ライン周期発光時間に基づき、前記光源を発光制御することを特徴とする。

本発明によれば、露光ヘッドの個体差を補正すると共に、画像形成出力の解像度によらず一定の濃度による画像形成出力を可能とすることが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み制御部及びＬＥＤＡの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るＬＥＤＡの発光効率の例を示す図である。 本発明の実施形態に係るＬＥＤＡの発光時間と露光エネルギーとの関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る発光時間制御部の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）としての画像形成装置を例として説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、電子写真方式による画像形成装置であり、感光体を露光するための発光素子を備えた露光ヘッドの個体差を補正することがその要旨である。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０がそれらのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）１１０、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、それらのプログラムに従ったＣＰＵ１０の演算によって構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づいてプリントエンジン２６を制御し、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ４０等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ４０等に格納され若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。

次に、本実施形態に係るプリントエンジン２６の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０５に沿って各色の画像形成部１０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１０１から給紙ローラ１０２と分離ローラ１０３とにより分離給紙される用紙（記録媒体の一例）１０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１０５に沿って、この搬送ベルト１０５の搬送方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙが配列されている。

これら複数の画像形成部１０６ＢＫ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部１０６ＢＫはブラックの画像を、画像形成部１０６Ｍはマゼンタの画像を、画像形成部１０６Ｃはシアンの画像を、画像形成部１０６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、画像形成部１０６ＢＫについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙは画像形成部１０６ＢＫと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｙの各構成要素については、画像形成部１０６ＢＫの各構成要素に付したＢＫに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

搬送ベルト１０５は、回転駆動される駆動ローラ１０７と従動ローラ１０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ１０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ１０７と、従動ローラ１０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト１０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト１０５に対して、最初の画像形成部１０６ＢＫが、ブラックのトナー画像を転写する。画像形成部１０６ＢＫは、感光体としての感光体ドラム１０９ＢＫ、この感光体ドラム１０９ＢＫの周囲に配置された帯電器１１０ＢＫ、光書込み装置２００、現像器１１２ＢＫ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３ＢＫ等から構成されている。光書込み装置２００は、夫々の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ（以降、総じて「感光体ドラム１０９」という）に対して光を照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム１０９ＢＫの外周面は、暗中にて帯電器１１０ＢＫにより一様に帯電された後、光書込み装置２００からのブラック画像に対応した光源からの光により書込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２ＢＫは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９ＢＫ上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム１０９ＢＫと搬送ベルト１０５とが当接若しくは最も接近する位置（転写位置）で、転写器１１５ＢＫの働きにより搬送ベルト１０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト１０５上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム１０９ＢＫは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器１１３ＢＫにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部１０６ＢＫにより搬送ベルト１０５上に転写されたブラックのトナー画像は、搬送ベルト１０５のローラ駆動により次の画像形成部１０６Ｍに搬送される。画像形成部１０６Ｍでは、画像形成部１０６ＢＫでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム１０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

搬送ベルト１０５上に転写されたブラック、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム１０９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体ドラム１０９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト１０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。

給紙トレイ１０１に収納された用紙１０４は最も上のものから順に送り出され、その搬送経路が搬送ベルト１０５と接触する位置若しくは最も接近する位置において、搬送ベルト１０５上に形成された中間転写画像がその紙面上に転写される。これにより、用紙１０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された用紙１０４は更に搬送され、定着器１１６にて画像を定着された後、画像形成装置の外部に排紙される。

次に、本実施形態に係る光書込み装置１１１について説明する。図４は、本実施形態に係る光書込み装置１１１と感光体ドラム１０９との配置関係を示す図である。図４に示すように、各色の感光体ドラム１０９ＢＫ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々に照射される照射光は、光源であるＬＥＤＡ（Ｌｉｇｈｔ‐ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ）１３０ＢＫ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｙ（以降、総じてＬＥＤＡ１３０とする）から照射される。

ＬＥＤＡ１３０は、発光素子であるＬＥＤが、感光体ドラム１０９の主走査方向に並べられて構成されている。光書込み装置１１１に含まれる制御部は、主走査方向に並べられている夫々のＬＥＤの点灯／消灯状態を、コントローラ２０から入力された描画情報に基づいて主走査ライン毎に制御することにより、感光体ドラム１０９の表面を選択的に露光し、静電潜像を形成する。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１の制御ブロックについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１を制御する光書き込み装置制御部１２０の機能構成と、ＬＥＤＡ１３０との接続関係を示す図である。

図５に示すように、本実施形態に係る光書き込み装置制御部１２０は、描画情報取得部１２１、発光制御部１２２、発光時間制御部１２３及び解像度制御部１２４を含み、光源であるＬＥＤＡ１３０を制御する光書き込み制御装置として機能する。また、図５に示すように、ＬＥＤＡ１３０にはデータ記憶部１３１が設けられている。データ記憶部１３１には、夫々のＬＥＤＡ１３０の発光効率を示す情報（以降、「発光効率情報」とする）が記憶されている。

尚、ここでいう発光効率とは、ＬＥＤＡ１３０を所定時間発光させた場合に得られる露光強度、即ち、所定の露光時間の露光によって得られる露光エネルギー量であり、本実施形態においては、（Ｗ）の単位で示す。

尚、本実施形態に係る光書き込み装置１１１は、図１において説明したようなＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１、ＲＯＭ１２及びＨＤＤ１４等の情報処理機構を含み、図５に示すような光書込み装置制御部１２０は、画像形成装置１のコントローラ２０と同様に、ＲＯＭ１２若しくはＨＤＤ１４に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ１１にロードされ、そのプログラムに従ってＣＰＵ１０が演算を行うことにより構成される。

描画情報取得部１２１は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される描画情報、即ち、画像形成出力を実行するべき画像を構成する各画素の情報を取得する。発光制御部１２２は、描画情報取得部１２１が取得した描画情報に基づき、エンジン制御部３１から入力されるライン周期を示す信号（以降、「水平同期信号」とする）に従って、ライン周期毎にＬＥＤＡ１３０を発光制御する。

解像度制御部１２３は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される制御信号に基づき、光書込み装置制御部１２０がＬＥＤＡ１３０を制御して感光体上に静電潜像を形成する際の解像度を認識する。解像度を認識することにより、解像度制御部１２３は、認識した解像度に応じて１ライン周期あたりの発光光量（以降、「必要光量」とする）を決定する。また、解像度制御部１２３は、認識した解像度に基づいて、１ライン周期の期間を判断する。

発光時間制御部１２４は、発光制御部１２２がＬＥＤＡ１３０を発光制御する際の発光時間を制御する。発光時間制御部１２３は、解像度制御部１２３によって決定された必要光量と、ＬＥＤＡ１３０に含まれるデータ記憶部１３１から取得した発光効率情報に基づき、１ライン周期におけるＬＥＤＡ１３０の発光期間、即ちストローブ時間を制御する。この解像度制御部１２３及び発光時間制御部１２４の機能が、本実施形態に係る要旨の１つである。

また、発光時間制御部１２４は、解像度制御部１２３によって判断された１ライン周期の期間に基づき、１ライン周期において許容されるストローブ時間の限界値を判断する。光書込み装置１１１においては、ライン周期毎にＬＥＤＡ１３０を発光させて１ライン分の画像に応じた静電潜像を形成する。そのため、１ライン周期におけるストローブ時間は、１ライン周期の期間内以下となる必要がある。

これに対して、データ記憶部１３１から取得した発光効率情報が示す発光効率が非常に低い場合、解像度制御部１２３によって決定された発光光量を満たすためには、非常に長いストローブ時間を要することとなり、計算により得られたストローブ時間が１ライン周期の期間を超えてしまう場合もあり得る。本実施形態に係る発光時間制御部１２４は、そのような不正な状態を検知することが可能である。

ここで、ＬＥＤＡ１３０の発光効率について説明する。図６は、異なるＬＥＤＡ１３０において許容される発光効率の差異の範囲と、一のＬＥＤＡ１３０に含まれる複数の発光素子において許容される発光効率の差異の範囲とを示す図である。

図６に示すように、本実施形態において、異なるＬＥＤＡ間で許容される発光効率の差異の範囲は、１．０（Ｗ）〜３．０（Ｗ）の範囲である。これに対して、一のＬＥＤＡ１３０に含まれる複数の発光素子において許容される発光効率の差異の範囲は±３％の範囲である。図６の例においては、ＬＥＤＡ−Ａに含まれる各発光素子の発光効率が２．５（Ｗ）の近辺において±３％の範囲で分布しており、ＬＥＤＡ−Ｂに含まれる各発光素子の発光効率が１．５（Ｗ）の近辺において±３％の範囲で分布している。

夫々の発光素子は半導体プロセスによって形成されるため、発光効率のバラツキを抑えることが難しく、図６に示すような１．０（Ｗ）〜３．０（Ｗ）の範囲で発光効率のバラツキが発生してしまう。一のＬＥＤＡ１３０に含まれる発光素子の発光効率の差異が大きいと、それは形成される画像の濃度ムラとなって現れてしまうため、図６に示すように、一のＬＥＤＡ１３０に含まれる発光素子の発光効率の差異は±３％の範囲に収められている。

これに対して、異なるＬＥＤＡ１３０に含まれる発光素子の発光効率を、同様に±３％の範囲で合わせようとすると、部品の選定等が必要となり、製造コストの上昇や歩留まりの低下を招く。そのため、異なるＬＥＤＡ１３０に含まれる発光素子の発光効率は、図６に示すような１．０（Ｗ）〜３．０（Ｗ）の範囲に分布してしまう。

図７は、発光効率の異なる２つのＬＥＤＡ１３０について、発光時間に応じて得られる露光エネルギーを示すグラフである。図７においては、図６に示す発光効率の許容範囲の上限である３．０（Ｗ）及び下限である１．０（Ｗ）の場合のグラフを示している。ここで、所望の露光エネルギーＱを得るためのストローブ時間Ｔは、発光効率Ｘを用いて以下の式（１）によって求められる。

従って、発光効率が“１．０”である場合において所望の露光エネルギーＹを得るためのストローブ時間Ｔ_１は、以下の式（２）によって表される。

また、発光効率が“３．０”である場合において所望の露光エネルギーＹを得るためのストローブ時間Ｔ_２は、以下の式（３）によって表される。

このように、異なるＬＥＤＡ１３０間において発光効率がバラついている場合であっても、ストローブ時間を制御することにより、同様の露光エネルギーを得ることが可能となる。即ち、発光時間制御部１２４は、解像度制御部１２３から取得した必要光量を上記露光エネルギーＹとし、データ記憶部１３１から取得した発光効率情報を上記発光効率として、ストローブ時間Ｔを求める。

ここで、上述したように、発光制御部１２２は、エンジン制御部３１から入力される水平同期信号に従ってライン周期を認識し、ライン周期毎に発光制御を行う。そして、その水平同期信号は、形成するべき画像の解像度に応じた周期となっている。従って、発光時間制御部１２４が発光制御部１２２の１ラインあたりのストローブ時間を制御するために与える情報は、解像度に応じた光量を得るためのストローブ時間を示す情報である。

このため、上述したように、本実施形態に係る解像度制御部１２３は、エンジン制御部３１から入力される制御信号に基づいて画像形成出力に係る解像度を認識し、その解像度に応じて必要光量を決定する。その具体的な処理について説明する。

感光体ドラム１０９には、解像度に関わらず、所望の濃度を得るために単位面積あたりに必要な露光強度、即ち露光エネルギーＱ_Ｖを定めることが可能である。この単位面積を１（ｃｍ^２）とし、画像形成出力に係る解像度をＤ_ｘ×Ｄ_ｙ（ｄｐｉ）とし、１ドットあたりに必要な露光エネルギーをＱ_Ｄとすると、以下の式（４）が成り立つ。

この１ドットあたりの露光エネルギーＱ_Ｄが、１ライン周期毎に夫々の発光素子毎に必要な露光エネルギーであり、画素あたり露光強度として用いられ、解像度制御部１２３が画素あたり露光強度算出部として機能する。従って、式（４）のＱ_Ｄを式（１）のＱに代入することにより、所望の露光エネルギーを得るためのストローブ時間Ｔは、以下の式（５）によって求めることができる。

本実施形態に係る解像度制御部１２３は、上記式（４）に従い、エンジン制御部３１から取得したＤ_ｘ、Ｄ_ｙの値及び予め定められたＱ_Ｖの値を用いて１ドットあたりの露光エネルギーＱ_Ｄを必要光量として計算し、その計算結果を発光時間制御部１２４に入力する。

発光時間制御部１２４は、上記式（１）に従い、解像度制御部１２３から入力されたＱ_Ｄ及びデータ記憶部１３１から取得したＸの値を用いて、発光制御部１２２に入力するべきストローブ時間Ｔを計算する。即ち、発光時間制御部１２４が、１ライン周期におけるＬＥＤＡ１３０の発光時間であるライン周期発光時間を求める発光時間算出部として機能する。

このような計算は、感光体ドラム１０９が１本のみ含まれるモノクロ印刷用の画像形成装置であれば、１本の感光体ドラム１０９に対応して設けられている１つのＬＥＤＡ１３０についてデータ記憶部１３１から読み出された発光効率情報に基づいて実行される。

これに対して、図４に示すように、複数の感光体ドラム１０９を含むフルカラー対応の画像形成装置の場合、夫々の感光体ドラム１０９に対応して設けられている夫々のＬＥＤＡ１３０についてデータ記憶部１３１から読み出された発光効率情報に基づいて夫々実行される。これにより、各色間の濃度の誤差を補正することが可能であり、画像形成出力結果の画質の低下を防ぐことが可能である。

以上説明したように、本実施形態に係る光書込み装置制御部１２０においては、画像形成出力に係る解像度に関わらず、ＬＥＤＡ１３０の発光効率の誤差を補正した好適な濃度の画像形成出力を実行することが可能である。

尚、上記実施形態においては、解像度制御部１２３が式（４）に従って必要光量を求め、発光時間制御部１２４が式（２）に従ってストローブ時間を求める場合を例として説明した。この他、解像度制御部１２３及び発光時間制御部１２４の両方の機能を備えるモジュールが、単位面積あたりに必要な露光エネルギーＱＶ、解像度及び発光効率情報Ｘに基づき、式（５）に従って直接ストローブ時間を求めても良い。

また、上記実施形態においては、発光時間制御部１２４が算出したストローブ時間に従って発光制御部１２２がＬＥＤＡ１３０を発光制御する場合を例として説明した。しかしながら、上述したように、データ記憶部１３１から取得した発光効率情報が示す発光効率が非常に低い場合、計算により得られたストローブ時間が１ライン周期の期間を超えてしまう、即ち許容範囲を超えてしまう場合もあり得る。また、発光効率が非常に高い場合、計算により得られたストローブ時間が、ＬＥＤＡ１３０を点灯制御可能な最も短い期間よりも短くなってしまう場合もあり得る。

そのような場合、上述したモノクロの画像形成装置の場合においては、１ライン周期の範囲内において許容される最も長いストローブ時間や、ＬＥＤＡ１３０を点灯制御可能な最も短い期間をストローブ時間として用いることにより、可能な限り濃度の誤差を小さくすることができる。

他方、フルカラーの画像形成装置の場合、発光時間制御部１２４は、各色に対応して設けられているＬＥＤＡ１３０のうち１つでも、算出したストローブ時間が許容範囲を超えた場合、解像度制御部１２３によって算出された必要光量を調整することにより、各色間の濃度を合わせる。そのような処理に付いて図８のフローチャートを参照して説明する。

図８は、上述したような必要光量の量を調整行う場合において、解像度制御部１２３から必要光量を取得した発光時間制御部１２４の動作を示すフローチャートである。尚、図８の動作の前提として、解像度制御部１２３は、式（４）に従って算出した必要光量Ｑ_Ｄと共に、エンジン制御部３１から通知された解像度の情報に従って算出したライン周期を発光時間制御部１２４に通知する。ライン周期は、感光体ドラム１０９の回転による表面の移動速度と解像度とに基づいて
に基づいて計算することが可能である。

図８に示すように、発光時間制御部１２４は、各色のＬＥＤＡ１３０から１つを選択し（Ｓ８０１）、そのＬＥＤＡ１３０についてデータ記憶部１３１から発光効率情報を読み出してストローブ時間を算出する（Ｓ８０２）。ストローブ時間を算出すると、発光時間制御部１２４は、算出したストローブ時間が許容範囲内であるか否か判断する（Ｓ８０３）。

Ｓ８０３の判断の結果、ストローブ時間がライン周期以下であれば（Ｓ８０３／ＹＥＳ）、発光時間制御部１２４は、全色についてのＬＥＤＡ１３０について処理を完了したか判断し（Ｓ８０４）、完了していれば（Ｓ８０４／ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。その結果、発光時間制御部１２４は、求めたストローブ時間を発光制御部１２２に通知する。また、完了していなければ、他のＬＥＤＡ１３０についてＳ８０１からの処理を繰り返す。

他方、Ｓ８０３の判断の結果、ストローブ時間がライン周期を超えていた場合（Ｓ８０３／ＮＯ）、発光時間制御部１２４は、式（１）に従い、ストローブ時間が許容範囲内に収まるようにＱ_Ｄの値を調整する（Ｓ８０５）。Ｓ８０５の処理において、発光時間制御部１２４は、算出したストローブ時間が許容範囲の上限値を超えていた場合、ストローブ時間が許容範囲の上限値となるように、式（１）に従ってＱ_Ｄを設定する。他方、算出したストローブ時間が許容範囲の加減値を下回っていた場合、ストローブ時間が許容範囲の下限値となるように、式（１）に従ってＱ_Ｄを設定する。

Ｓ８０５の処理を完了すると、発光時間制御部１２４は、それまでの処理によって算出された各色のＬＥＤＡ１３０についてのストローブ時間の計算結果をリセットし（Ｓ８０６）、各色のＬＥＤＡ１３０についてＳ８０１からの処理をやり直す。

このように、図８の処理において、発光時間制御部１２４は、各色に対応する複数のＬＥＤＡ１３０のうち少なくとも１つについて求めたストローブ時間が許容範囲外であった場合、許容範囲内となるように必要光量Ｑ_Ｄを調整し、調整後の必要光量Ｑ_Ｄに基づいて他のＬＥＤＡ１３０についてのストローブ時間を算出する。

図８に示すような処理により、フルカラーの画像形成装置において、１つでもストローブ時間の許容範囲を外れたものがあった場合、そのＬＥＤＡ１３０に合わせて必要光量が調整されたうえで各色のＬＥＤＡ１３０のストローブ時間が調整される。そのため、フルカラーを構成する各色のうち、１色だけ色が薄かったり濃かったりするような状態を回避することが可能となる。

通常、光書込み装置制御部１２０に対しては、水平同期信号が入力されることによってライン周期が判断されるため、解像度を示す情報やライン周期を示す情報は入力されない。これに対して、本実施形態においては、解像度制御部１２３がエンジン制御部３１から解像度の情報を取得するため、その情報に基づいてライン周期を計算することが可能であり、その結果図８に示すような処理が可能となる。

ここで、図８の説明においては、ストローブ時間の許容範囲の例として、ＬＥＤＡ１３０を点灯制御可能な最小の時間からライン周期までの範囲を用いる場合を説明した。これは一例であり、例えば、ライン周期に対する余裕を持たせるため、ストローブ時間の上限値をライン周期よりも短い時間としても良い。この場合、ライン周期の９７％、９５％、９０％など、ライン周期に対するパーセンテージで示すことも可能であるし、（ライン周期）−（所定期間）のように固定値を差し引いても良い。

また、発光時間制御部１２４は、算出したストローブ時間が上述したように許容範囲外であった場合、ストローブ時間をゼロに設定してＬＥＤＡ１３０を発光させないように制御しても良い。これにより、設定されるパラメータが不正な値となるような不正な制御を回避することが可能となる。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤＡ１３０のデータ記憶部１３１に格納されている発光効率情報が、夫々のＬＥＤＡ１３０の発光効率を示す情報であることを説明した。ここで、ＬＥＤＡ１３０には、上述したように複数の発光素子が含まれている。そして、図６において説明したように、一のＬＥＤＡ１３０に含まれる複数の発光素子は、最大で±３％の発光効率の誤差を有する。

従って、データ記憶部１３１に格納されている発光効率情報には様々な態様が考えられる。例えば、データ記憶部１３１には、そのＬＥＤＡ１３０に含まれる複数の発光素子夫々の発光効率を統計処理した代表値が格納されている態様が考えられる。この場合、発光時間制御部１２４は、その代表値をそのまま上記式（１）の計算に用いることが可能である。

また、データ記憶部１３１には、そのＬＥＤＡ１３０に含まれる複数の発光そして夫々の発光効率の値が全て格納されている態様も考えられる。この場合、発光時間制御部１２４は、全ての発光効率の値を統計処理若しくは平均処理することにより求めた値を、上記式（１）のＸの値として用いることが可能である。

他方、ＬＥＤＡ１３０に含まれる複数の発光素子を夫々別個に発光制御可能な場合、発光時間制御部１２４は、データ記憶部１３１に含まれる全ての発光素子に毎の発光効率の情報に基づいてストローブ時間を算出し、全ての発光素子夫々に対応したストローブ時間を発光制御部１２２に通知することも可能である。

更に、ＬＥＤＡ１３０に含まれる複数の発光素子を、複数のグループに分割してグループ毎に発光制御可能な場合、発光時間制御部１２４は、上記夫々のグループ毎に、グループに含まれる発光素子の発光効率の情報を統計処理若しくは平均処理することにより求めた値を、上記式（１）のＸの値として用いることが可能である。これにより、発光時間制御部１２４は、上記グループ毎に最適なストローブ時間を発光制御部１２２に通知することが可能である。

このように、ＬＥＤＡ１３０のデータ記憶部１３１に格納されている発光効率情報の形式や、発光制御部１２２によるＬＥＤＡ１３０の発光制御態様に応じて、ストローブ時間の算出態様を最適化することにより、より好適な発光時間制御を行うことが可能となる。

また、上記実施形態において、発光時間制御部１２４は、解像度制御部１２３から通知された必要光量及びデータ記憶部１３１から取得した発光効率情報に基づいてストローブ時間を算出する場合を例として説明した。このほか、ストローブ時間の制御に際しては、ＬＥＤＡ１３０の経時劣化に応じた調整制御が行われる場合もあり得る。従って、発光時間制御部１２４は、そのような経時劣化の調整制御も含めてストローブ時間を算出しても良い。

ＬＥＤＡ１３０の経時劣化をストローブ時間の調整制御に反映させる場合、発光時間制御部１２４は、上述した式（１）において、発光効率が低下している状態を反映するように、式（１）におけるＸを調整する。これにより、経時劣化に応じた調整知が反映されたストローブ時間を算出することが可能となる。この他、発光時間制御部１２４が算出したストローブ時間を経時劣化に応じて調整する他のモジュールを光書込み装置制御部１２０に設けても良い。

また、上記実施形態においては、感光体ドラム１０９を露光する光源として、発光素子にＬＥＤを用いたＬＥＤＡを用いる場合を例として説明した。これは一例であり、ＬＥＤ以外の光源を用いた露光ヘッドであっても、データ記憶部１３１に格納されている発光効率データが得られる露光ヘッドであれば同様に適用可能である。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤＡ１３０にデータ記憶部１３１が設けられている場合を例として説明した。しかしながら、夫々のＬＥＤＡ１３０についての発光効率情報が得られれば上述した構成及び処理を実施することは可能であり、夫々のＬＥＤＡ１３０に対応した発光効率情報がエンジン制御部３１側から入力される場合や、光書込み装置制御部１２０に設けられた記憶倍に格納しておく場合などの態様も可能である。

また、上記実施形態において、解像度制御部１２３は、エンジン制御部３１からＤ_ｘ×Ｄ_ｙ（ｄｐｉ）の形式の解像度の情報を取得する場合を例として説明した。この解像度の情報は、上記式（４）及び図８におけるライン周期の算出のために用いられる。即ち、上記式（４）及びライン周期の算出が可能となる情報であれば良く、例えば１（ｃｍ^２）あたりのドット数を示す情報や、１ドットのサイズを示す情報でも良い。上記いずれの形式であっても、それは画像形成出力の解像度に係る情報である。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ エンジン
１４ ＨＤＤ
１５ Ｉ／Ｆ
１６ ＬＣＤ
１７ 操作部
１８ バス
２０ コントローラ
２１ ＡＤＦ
２２ スキャナユニット
２３ 排紙トレイ
２４ ディスプレイパネル
２５ 給紙テーブル
２６ プリントエンジン
２７ 排紙トレイ
２８ ネットワークＩ／Ｆ
３０ 主制御部
３１ エンジン制御部
３２ 入出力制御部
３３ 画像処理部
３４ 操作表示制御部
１０１ 給紙トレイ
１０２ 給紙ローラ
１０３ 分離ローラ
１０４ 用紙
１０５ 搬送ベルト
１０６ＢＫ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ 画像形成部
１０７ 駆動ローラ
１０８ 従動ローラ
１０９ＢＫ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ 感光体ドラム
１１０ＢＫ 帯電器
１１１光書き込み装置
１１２ＢＫ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ 現像器
１１３ＢＫ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ 除電器
１１５ＢＫ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ 転写器
１１６ 定着器
１２０ 光書き込み装置制御部
１２１ 画像情報取得
１２２ 発光制御部
１２３ 解像度制御部
１２４ 発光時間制御部
１３０、１３０ＢＫ、１３０Ｃ、１３０Ｍ、１３０Ｙ ＬＥＤＡ

特開２００４−１９１４５９号公報

Claims (9)

1. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成させる光書込み制御装置であって、
   前記静電潜像の解像度に係る情報を取得し、前記感光体の単位面積あたりに必要な露光強度及び取得した前記解像度に係る情報に基づいて、１画素あたりに必要な露光強度である画素あたり露光強度を求める画素あたり露光強度算出部と、
   前記光源を所定時間発光させた場合に得られる露光強度である発光効率の情報を取得し、求められた前記画素あたり露光強度及び前記発光効率の情報に基づいて、１ライン周期における前記光源の発光時間であるライン周期発光時間を求める発光時間算出部と、
   求められた前記ライン周期発光時間に基づき、前記光源を発光制御する発光制御部とを含むことを特徴とする光書込み制御装置。
2. 前記発光時間算出部は、求めた前記ライン周期発光時間が、前記解像度に係る情報に応じて定められる前記光源の発光時間の許容範囲内であるか否かを判断し、許容範囲内であった場合、前記ライン周期発光時間を前記発光制御部に通知し、許容範囲外であった場合、所定の処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の光書き込み制御装置。
3. 前記発光制御部は、異なる色によって現像される静電潜像を夫々形成するための複数の感光体夫々に対応して設けられた複数の光源を発光制御し、
   前記発光時間算出部は、前記複数の光源のうち少なくとも１つについて求めた前記ライン周期発光時間が前記許容範囲外であった場合、前記ライン周期発光時間が前記許容範囲内となるように、前記画素あたり露光強度を調整し、調整後の前記画素あたり露光強度に基づいて他の光源についてのライン周期発光時間を求めることを特徴とする請求項２に記載の光書き込み制御装置。
4. 前記発光時間算出部は、求めた前記ライン周期発光時間が前記許容範囲外であった場合、前記許容範囲内の値のうち求めた前記ライン周期発光時間に最も近い値を前記ライン周期発光時間として前記発光制御部に通知することを特徴とする請求項２に記載の光書込み装置。
5. 前記発光時間算出部は、求めた前記ライン周期発光時間が前記許容範囲外であった場合、発光時間がゼロであることを示す前記ライン周期発光時間を前記発光制御部に通知することを特徴とする請求項２に記載の光書込み装置。
6. 前記許容範囲の上限は、前記解像度に係る情報に応じて定められるライン周期であることを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項に記載の光書込み制御装置。
7. 前記許容範囲の上限は、前記解像度に係る情報に応じて定められるライン周期よりも短い期間であることを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項に記載の光書込み制御装置。
8. 請求項１乃至７いずれか１項に記載の光書込み制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
9. 感光体を露光する光源を制御して感光体上に静電潜像を形成する光書込み制御方法であって、
   前記静電潜像の解像度に係る情報を取得し、
   前記感光体の単位面積あたりに必要な露光強度及び取得した前記解像度に係る情報に基づいて、１画素あたりに必要な露光強度である画素あたり露光強度を求め、
   前記光源を所定時間発光させた場合に得られる露光強度である発光効率の情報を取得し、
   求められた前記画素あたり露光強度及び前記発光効率の情報に基づいて、１ライン周期における前記光源の発光時間であるライン周期発光時間を求め、
   求められた前記ライン周期発光時間に基づき、前記光源を発光制御することを特徴とする光書込み制御方法。

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