JP2014164202A - 画像形成装置、画像形成方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】高価格化を招くことなく高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 走査制御装置は、複数の光学センサの出力信号及びホームポジションセンサの出力信号に基づいて、２次元的なトナー濃度分布を求める（ステップＳ４２５）。続いて、主方向及び副方向に関して、トナー濃度分布におけるトナー濃度の変動が大きい領域ではエリア幅が狭く、トナー濃度の変動が小さい領域ではエリア幅が広くなるようにエリア分割し、エリア毎に、発光パワー補正量を設定する（ステップＳ４３３）。そして、画像形成が行われる際に、発光パワー補正量を参照し、光源の発光パワーを補正する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法、プログラム及び記録媒体に係り、更に詳しくは、光を用いて画像を形成する画像形成装置、画像形成方法、画像形成装置に用いられるプログラム、及び該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

電子写真方式の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置では、感光性を有するドラムの表面をレーザ光で照射し、該ドラムの表面に潜像（静電潜像）を形成している。

例えば、特許文献１には、画像の副走査方向の位置を検出するための副走査位置検出手段と、画像データに基づいて光源を点灯制御すると共に、副走査位置検出手段による検出結果に基づく副走査方向の位置に応じて、副走査方向の濃度ムラが低減されるように光ビームの光量を補正する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、像担持体の周方向の位置を検知する周方向位置検知手段と、周方向位置検知手段の出力信号に応じてテスト画像を形成するテスト画像形成手段と、形成されたテスト画像を読み取り、画像形成部における階調濃度再現特性を検出する濃度特性検出手段と、検出された階調濃度再現特性にもとづき、１画素ごと、またはある領域ごとに画像データ以外の画像形成条件に対して補正を加える補正値を作成する補正値作成手段とを備え、画像データとは別の画像形成条件に対して補正を加えて画像を形成することを特徴とする画像形成装置が開示されている。

また、特許文献３には、像担持体上の電位ムラであって特性の異なる複数種の電位ムラのそれぞれについて、それぞれの電位ムラに関する補正用データを記憶する記憶手段と、それぞれの電位ムラに対し、補正用データに基づきそれぞれの電位ムラを打ち消すように補正する補正手段とを備えることを特徴とする画像形成装置が開示されている。

また、特許文献４には、像担持体の感度ばらつき関する補正値に基づいて、画像形成のために使用されるレーザ光源の発光強度を調整し、形成された画像の濃度ばらつきを補正する画像形成装置が開示されている。

画像形成装置における画像品質に対する要求は、年々高くなってきている。しかしながら、特許文献１〜特許文献４に開示されている画像形成装置では、高価格化を招くことなく要求されるレベルの画像品質を得るのは困難であった。

本発明は、像担持体と、光源を含み、該光源からの光によって前記像担持体に潜像を形成する露光装置と、前記潜像を現像する現像装置と、前記現像装置で現像された画像における２次元的な濃度分布に基づいて、該画像を複数のエリアに分割し、該複数のエリアにおけるエリア毎に前記光源の発光条件を補正する補正データを作成する処理装置とを備え、前記複数のエリアは、第１の方向及び該第１の方向に直交する第２の方向の少なくとも一方に関して、幅が異なるエリアを含んでいることを特徴とする画像形成装置である。

本発明の画像形成装置によれば、高価格化を招くことなく高品質の画像を形成することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。 ホームポジションセンサの出力信号を説明するための図である。 図１における濃度検出器を説明するための図である。 各光学センサの構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その２）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その３）である。 図１における光走査装置を説明するための図（その４）である。 走査制御装置を説明するためのブロック図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ感光体ドラムの偏心、形状誤差の影響を説明するための図である。 補正情報取得処理を説明するためのフローチャートである。 濃度チャート画像を説明するための図である。 濃度チャート画像と各光学センサとの位置関係を説明するための図である。 補正情報取得処理において、各光学センサから射出された検出用光の軌跡を説明するための図である。 図１５（Ａ）は、検出用光の照明対象物が転写ベルトのときの正反射光及び拡散反射光を説明するための図であり、図１５（Ｂ）は、検出用光の照明対象物がトナー画像のときの正反射光及び拡散反射光を説明するための図である。 トナー濃度と発光パワーとの関係を説明するための図である。 濃度変動測定用画像を説明するための図である。 濃度変動測定用画像に対する各光学センサから射出された検出用光の軌跡を説明するための図である。 副方向に関するトナー濃度の検出位置を説明するための図である。 各光学センサで検出されたトナー濃度の一例を説明するための図である。 主方向に関するトナー濃度の補間を説明するための図である。 濃度変動測定用画像におけるトナー濃度の取得位置を説明するための図である。 濃度変動測定用画像におけるトナー濃度の変動が大きい領域を説明するための図である。 濃度変動測定用画像におけるエリア分割を説明するための図である。 エリア分割の具体例を説明するための図（その１）である。 エリア分割の具体例を説明するための図（その２）である。 図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）は、それぞれエリア毎の発光パワー補正量を説明するための図（その１）である。 図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）は、それぞれエリア毎の発光パワー補正量を説明するための図（その２）である。 主方向に関するトナー濃度の補間の変形例を説明するための図である。 図３０（Ａ）及び図３０（Ｂ）は、それぞれサブエリア毎の発光パワー補正量を説明するための図（その１）である。 図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）は、それぞれサブエリア毎の発光パワー補正量を説明するための図（その２）である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２８（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、濃度検出器２２４５、４つのホームポジションセンサ（２２４６ａ、２２４６ｂ、２２４６ｃ、２２４６ｄ）、温湿度センサ（図示省略）、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データなどが格納されているメモリ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、ホームポジションセンサ２２４６ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｂ、ホームポジションセンサ２２４６ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｃ、ホームポジションセンサ２２４６ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラム２０３０ｄ、ホームポジションセンサ２２４６ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて色毎に変調された光によって、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。

ところで、各感光体ドラムにおいて、画像情報が書き込まれる領域は、「有効走査領域」、「画像形成領域」、「有効画像領域」などと呼ばれている。また、各感光体ドラムにおける回転軸に平行な方向は「主走査方向」と呼ばれ、感光体ドラムの回転方向は「副走査方向」と呼ばれている。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ（不図示）からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここでカラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここでトナーが定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

各ホームポジションセンサは、対応する感光体ドラムにおける回転のホームポジションを検出するのに用いられる。各ホームポジションセンサは、一例として図２に示されるように、対応する感光体ドラムの回転周期（以下では、「ドラム周期」ともいう。）と同じ周期で矩形パルスを発生する。各ホームポジションセンサの出力信号は、光走査装置２０１０に送られる。

濃度検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置され、転写ベルト２０４０上のトナー画像のトナー濃度を検出するのに用いられる。この濃度検出器２２４５は、一例として図３に示されるように、３つの光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。なお、転写ベルト２０４０において、トナー画像の移動方向を「副方向」ともいい、転写ベルト２０４０における副方向に直交する方向を「主方向」（ここでは、Ｙ軸方向と同じ）ともいう。

光学センサ２２４５ａは、転写ベルト２０４０における有効画像領域内の−Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置され、光学センサ２２４５ｃは、転写ベルト２０４０における有効画像領域内の＋Ｙ側端部近傍に対向する位置に配置され、光学センサ２２４５ｂは、Ｙ軸方向に関して、光学センサ２２４５ａと光学センサ２２４５ｃのほぼ中央位置に配置されている。ここでは、Ｙ軸方向に関して、光学センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、光学センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２、光学センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３とする。

各光学センサは、いずれも一例として図４に示されるように、転写ベルト２０４０に向けて光（以下、「検出用光」ともいう）を射出するＬＥＤ光源１１、転写ベルト２０４０あるいは転写ベルト２０４０上のトナーからの正反射光を受光する第１受光素子１２、転写ベルト２０４０あるいは転写ベルト２０４０上のトナーからの拡散反射光を受光する第２受光素子１３を有している。各受光素子は、いずれも受光量に応じた信号（光電変換信号）を光走査装置２０１０に出力する。また、ＬＥＤ光源１１は、光走査装置２０１０によって点灯及び消灯される。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

光走査装置２０１０は、一例として図５〜図８に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、６枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｂ、２１０８ｃ）、及び走査制御装置３０２２（図５〜図８では図示省略、図９参照）などを備えている。

なお、以下では、便宜上、各光学部材における主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源２２００ａとカップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａと走査レンズ２１０５ａと折り返しミラー２１０６ａは、感光体ドラム２０３０ａに潜像を形成するための光学部材である。

光源２２００ｂとカップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂと走査レンズ２１０５ｂと折り返しミラー２１０６ｂと折り返しミラー２１０８ｂは、感光体ドラム２０３０ｂに潜像を形成するための光学部材である。

光源２２００ｃとカップリングレンズ２２０１ｃと開口板２２０２ｃとシリンドリカルレンズ２２０４ｃと走査レンズ２１０５ｃと折り返しミラー２１０６ｃと折り返しミラー２１０８ｃは、感光体ドラム２０３０ｃに潜像を形成するための光学部材である。

光源２２００ｄとカップリングレンズ２２０１ｄと開口板２２０２ｄとシリンドリカルレンズ２２０４ｄと走査レンズ２１０５ｄと折り返しミラー２１０６ｄは、感光体ドラム２０３０ｄに潜像を形成するための光学部材である。

各光源は、複数の発光部が２次元配列されている面発光レーザアレイを含んでいる。該複数の発光部は、すべての発光部を副走査対応方向に伸びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等間隔となるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。そして、複数の発光部は、走査制御装置３０２２によって個別に点灯及び消灯される。

各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。

各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＹ軸方向に関して結像する。

各光源とポリゴンミラー２１０４との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。

ポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸に平行な軸まわりに回転する２段構造の４面鏡を有し、各鏡面がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。

各走査レンズはそれぞれ、対応する感光体ドラム近傍に光束を集光する光学的パワー、及びポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するような光学的パワーを有している。

各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。

ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、走査レンズ２１０５ａ、及び折り返しミラー２１０６ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに導光される。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、走査レンズ２１０５ｂ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）を介して、感光体ドラム２０３０ｂに導光される。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、走査レンズ２１０５ｃ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）を介して、感光体ドラム２０３０ｃに導光される。

また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、走査レンズ２１０５ｄ、及び折り返しミラー２１０６ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに導光される。

各感光体ドラム表面の光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向（主走査方向）に沿って移動する。

ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。なお、各走査光学系において、走査レンズが複数のレンズから構成されていても良い。

走査制御装置３０２２は、一例として図９に示されるように、ＣＰＵ３２１０、ＲＯＭ３２１１、ＲＡＭ３２１２、ＩＦ（インターフェース）３２１４、画素クロック生成回路３２１５、画像処理回路３２１６、書込制御回路３２１９、光源駆動回路３２２１、Ａ／Ｄ変換回路３２２２、Ｄ／Ａ変換回路３２２３などを有している。なお、図９における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

ＩＦ（インターフェース）３２１４は、プリンタ制御装置２０９０との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像情報は、ＩＦ（インターフェース）３２１４を介して送られてくる。

画素クロック生成回路３２１５は、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック信号は、１／８クロックの分解能で位相変調が可能である。

画像処理回路３２１６は、ＣＰＵ３２１０によって色毎にラスター展開された画像データに所定の中間調処理などを行った後、各光源の発光部毎のドットデータを作成する。

書込制御回路３２１９は、画像形成ステーション毎に、不図示の同期検知センサの出力信号に基づいて書込開始のタイミングを求める。そして、書込開始のタイミングに合わせて、各発光部のドットデータを画素クロック生成回路３２１５からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを作成する。

光源駆動回路３２２１は、書込制御回路３２１９からの各変調データに応じて、各光源に各発光部の駆動信号を出力する。

Ａ／Ｄ変換回路３２２２は、各光学センサにおける第１受光素子１２及び第２受光素子１３の出力信号をデジタル信号に変換する。Ｄ／Ａ変換回路３２２３は、各光学センサにおけるＬＥＤ光源１１の駆動信号をアナログ信号に変換する。

ＲＯＭ３２１１には、ＣＰＵ３２１０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、及びプログラムの実行に必要な各種データが格納されている。

ＲＡＭ３２１２は、作業用のメモリである。

ＣＰＵ３２１０は、ＲＯＭ３２１１に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置２０１０の全体を制御する。

ところで、一例として図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に誇張して示されるように、感光体ドラムに偏心や形状誤差があると、感光体ドラムの回転位置（回転角）によって現像ローラとの間の間隔（ギャップ）が異なるため、副方向に関して画像濃度が変動するおそれがある。また、感光体ドラムに帯電ムラがあると、面内で、すなわち２次元的に画像濃度が変動するおそれがある。

そこで、ＣＰＵ３２１０は、所定のタイミングで、不要な濃度変動を抑制するための補正情報を取得する。以下では、この補正情報を取得する処理を「補正情報取得処理」と略述する。

なお、上記所定のタイミングとして、電源投入時には、（１）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（２）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、（３）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているとき、印刷時には、（４）プリント枚数が所定の枚数に達したとき、（５）現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、（６）転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどに、補正情報取得処理が行われる。

ここで、補正情報取得処理について、図１１を用いて説明する。図１１のフローチャートは、補正情報取得処理の際に、ＣＰＵ３２１０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。なお、補正情報取得処理は、ステーション毎に行われるが、各ステーションで同様にして行われるので、ここでは、代表として、Ｋステーションでの補正情報取得処理について説明する。

また、各光学センサについて、各受光素子の出力信号をトナー濃度に変換するためのテーブルが予め得られており、ＲＯＭ３２１１に格納されている。

最初のステップＳ４０１では、一例として図１２に示されるように、互いにトナー濃度が異なる複数の領域を有する濃度チャート画像を形成する。各領域の主方向に関する長さは、有効画像領域の長さと同じである。そして、この濃度チャート画像は、一例として図１３に示されるように、Ｙ軸方向に関して中心位置がＹ２と略一致するように形成される。

ここでは、濃度チャート画像は、一例として１０種類の濃度（ｎ１〜ｎ１０）領域を有している。そして、濃度ｎ１が最も低濃度であり、濃度ｎ１０が最も高濃度である。なお、濃度チャート画像を形成する際には、発光部の点灯時間は濃度に関係なく一定とし、発光パワーのみを濃度に応じて異ならしている。

次のステップＳ４０３では、各光学センサのＬＥＤ光源１１を点灯させる。ＬＥＤ光源１１からの光（以下では、「検出用光」ともいう）は、転写ベルト２０４０が回転するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、濃度チャート画像における濃度ｎ１の領域から濃度ｎ１０の領域までを順次照射する（図１４参照）。

次のステップＳ４０５では、濃度チャート画像における濃度領域毎に、各光学センサの第１受光素子１２及び第２受光素子１３の出力信号を取得する。

次のステップＳ４０７では、各光学センサのＬＥＤ光源１１を消灯させる。

次のステップＳ４０９では、光学センサ毎に、濃度チャート画像における濃度領域毎に、各受光素子の出力信号からトナー濃度を求める（例えば、特開２００４―３５４６２４号公報参照）。

ところで、転写ベルト２０４０にトナーが付着していない場合には、転写ベルト２０４０で反射された検出用光は、正反射光成分が拡散反射光成分に比べて多い（図１５（Ａ）参照）。このとき、第１受光素子１２には多くの光が入射するが、第２受光素子１３にはほとんど光が入射しない。

一方、転写ベルト２０４０にトナーが付着していると、トナーが付着していない場合と比較して、正反射光成分は減少し、拡散反射光成分は増加する（図１５（Ｂ）参照）。そして、付着しているトナー量が多くなるにつれて、第１受光素子１２に入射する光は減少し、第２受光素子１３に入射する光は増加する。

次のステップＳ４１１では、発光パワーとトナー濃度との相関関係を求める（図１６参照）。ここでは、該相関関係を多項式で近似し、該多項式をＲＡＭ３２１２に格納する。

次のステップＳ４１３では、濃度変動測定用画像を形成する。ここでは、濃度変動測定用画像のサイズは、主方向に関しては有効画像領域の長さと同じで、副方向に関しては感光体ドラムの外周と同じである（図１７参照）。濃度変動測定用画像は、濃度ｎ８であり、一様な発光パワーで潜像が形成される。

次のステップＳ４１５では、各光学センサのＬＥＤ光源１１を点灯させる。各ＬＥＤ光源１１からの検出用光は、転写ベルト２０４０が回転するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、濃度変動測定用画像を副方向に沿って照明する（図１８参照）。

次のステップＳ４１７では、光学センサ毎に、所定の時間間隔で第１受光素子１２及び第２受光素子１３の出力信号を取得する（図１９参照）。

次のステップＳ４１９では、各光学センサのＬＥＤ光源１１を消灯させる。

次のステップＳ４２１では、光学センサ毎に、各受光素子の出力信号からトナー濃度を求める（図２０参照）。これにより、副方向における濃度分布を求めることができる。

次のステップＳ４２５では、濃度変動測定用画像における２次元的なトナー濃度分布を求める。

ここでは、主方向に関しては、一例として図２１に示されるように、３つの光学センサで得られたトナー濃度を高次関数で近似（フィッティング）することによって、光学センサ間の位置（図２２参照）におけるトナー濃度を求める。これにより、濃度変動測定用画像における２次元的なトナー濃度分布を求めることができる。なお、以下では、トナー濃度を求める位置を「検出位置」ともいう。

次のステップＳ４２７では、上記２次元的なトナー濃度分布に基づいて、トナー濃度の変動が大きい領域を求める（図２３参照）。

次のステップＳ４２９では、ＲＡＭ３２１２に格納されている発光パワーとトナー濃度との相関関係を示す多項式を参照し、発光パワー補正量を求める。

次のステップＳ４３１では、発光パワー補正量に基づいて、濃度変動測定用画像を主方向及び副方向に関してエリア分割する（図２４参照）。このとき、発光パワー補正量が大きく変化しないようにするため、隣接するエリア間の発光パワー補正量の変化量が予め設定されている量を超えないようにする。なお、該設定されている量は、ＲＯＭ３２１１に格納されている。ここでは、一例として、該設定されている量は、目視で差がでないレベルである、通常光量の±０．５％としている。

例えば、図２５に示されるように、トナー付着量の変動が０．０１ｍｇ／ｃｍ^２であって、トナー濃度の変動が大きいとされた領域の幅が５ｃｍのとき、発光パワー補正量が＋３．５％であれば、該領域は８つのエリアに分割される（図２６参照）。

そこで、トナー濃度の変動が大きい領域ではエリア幅が狭く、トナー濃度の変動が小さい領域ではエリア幅が広くなるように主方向及び副方向に関してエリア分割されることとなる。

次のステップＳ４３３では、エリア毎に発光パワー補正量を設定する図２７（Ａ）〜図２８（Ｂ）参照）。

次のステップＳ４３５では、エリア毎に設定された発光パワー補正量を発光パワー補正情報としてＲＡＭ３２１２に保存する。そして、補正情報取得処理を終了する。

ＣＰＵ３２１０は、画像形成が行われる際に、ステーション毎に、ＲＡＭ３２１２に保存されている発光パワー補正情報を参照し、ホームポジションセンサの出力信号と、不図示の同期検知センサの出力信号から得られる書込開始のタイミングとに基づいて、発光パワーを補正する。

ところで、上記特許文献１に開示されている画像形成装置では、急峻な濃度変化があると、補正精度が低下するという不都合があった。また、主方向の濃度ムラについては何ら考慮されていなかった。

また、上記特許文献２に開示されている画像形成装置では、テストプリントの印刷及び読み取りが必要であり、画像形成装置のユーザ使用が制限されるという不都合があった。

また、上記特許文献３に開示されている画像形成装置では、補正量を保持するための大容量のメモリが必要であり、高価格化を招くという不都合があった。さらに、補正量の演算に多大な時間がかかるという不都合があった。

また、上記特許文献４に開示されている画像形成装置では、補正量を保持するための大容量のメモリが必要であり、高価格化を招くという不都合があった。さらに、データの作成に多大な時間がかかるという不都合があった。

一方、本実施形態に係るカラープリンタ２０００では、トナー濃度の変動が大きい領域ではエリアを狭くし、トナー濃度の変動が小さい領域ではエリアを広く設定しているため、特許文献３及び特許文献４に開示されている画像形成装置よりも、補正情報の演算時間が短縮できるとともに、必要なメモリ容量も小さくすることができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、ＣＰＵ３２１０によって行われる図１１のフローチャートで示される処理がプログラムとしてＲＯＭ（記録媒体）３２１１に格納されている。

以上説明したように、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、転写ベルト２０４０、濃度検出器２２４５、４つのホームポジションセンサ（２２４６ａ、２２４６ｂ、２２４６ｃ、２２４６ｄ）などを備えている。

光走査装置２０１０は、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つの偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、４つの走査光学系、及び走査制御装置３０２２などを備えている。

走査制御装置３０２２は、所定のタイミングで、ステーション毎に、濃度検出器２２４５の出力信号及び対応するホームポジションセンサの出力信号に基づいて、２次元的なトナー濃度分布を求める。続いて、走査制御装置３０２２は、ステーション毎に、２次元的なトナー濃度分布を、トナー濃度の変動が大きい領域ではエリア幅が狭く、トナー濃度の変動が小さい領域ではエリア幅が広くなるように主方向及び副方向に関してエリア分割し、エリア毎に、発光パワー補正量を設定する。そして、走査制御装置３０２２は、画像形成が行われる際に、ステーション毎に、対応する発光パワー補正量を参照し、対応する光源の発光パワーを補正する。

この場合は、出力画像における主方向及び副方向の濃度ムラを低減することができる。その結果、カラープリンタ２０００は、高品質の画像を形成することができる。

なお、上記実施形態において、補正情報取得処理のステップＳ４２５では、一例として図２９に示されるように、光学センサ間の位置におけるトナー濃度を線形補間で求めても良い。この場合は、計算時間をさらに短縮することができる。

また、上記実施形態において、一例として図３０（Ａ）〜図３１（Ｂ）に示されるように、前記各エリアをさらに複数のサブエリアに分割し、補正情報取得処理のステップＳ４２９では、サブエリア毎に、発光パワー補正量を設定しても良い。この場合は、発光パワー補正量の段差をさらに小さくすることができる。

また、上記実施形態では、濃度ムラを補正する補正データとして発光パワー補正量を設定する場合について説明したが、これに限定されるものではない。発光パワーに代えて、あるいは発光パワーとともに発光時間を補正する補正データであっても良い。要するに、露光条件が補正されるデータであれば良い。

また、上記実施形態では、主方向と副方向の両方の濃度ムラを補正する場合について説明したが、主方向又は副方向の濃度ムラのみを補正しても良い。

また、上記実施形態では、濃度検出器２２４５が３つの光学センサを有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態において、ＣＰＵ３２１０での処理の少なくとも一部を、プリンタ制御装置２０９０が行っても良い。

また、上記実施形態において、ＣＰＵ３２１０によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。

また、上記実施形態では、濃度検出器２２４５が、転写ベルト２０４０上のトナーを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラム表面のトナーを検出しても良い。なお、感光体ドラムの表面は、転写ベルト２０４０と同様に正反射体に近い。

また、上記実施形態において、トナー画像を記録紙に転写し、該記録紙上のトナーを濃度検出器２２４５で検出しても良い。

また、上記実施形態では、光走査装置が一体的に構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成ステーション毎に光走査装置が設けられても良いし、２つの画像形成ステーション毎に光走査装置が設けられても良い。

また、上記実施形態では、感光体ドラムが４つある場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムを５つあるいは６つ備えていても良い。

また、上記実施形態では、露光装置として光走査装置の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、プリントヘッドであっても良い。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、単色のプリンタであっても良い。

また、画像形成装置として、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。

１１…ＬＥＤ光源、１２…第１受光素子、１３…第２受光素子、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置（露光装置）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０３３ａ〜２０３３ｄ…現像ローラ、２０４０…転写ベルト、２０９０…プリンタ制御装置、２２００ａ〜２２００ｄ…光源、２２４５…濃度検出器、２２４５ａ…光学センサ（濃度センサ）、２２４５ｂ…光学センサ（濃度センサ）、２２４５ｃ…光学センサ（濃度センサ）、２２４６ａ〜２２４６ｄ…ホームポジションセンサ（周期検出センサ）、３０２２…走査制御装置（処理装置）、３２１０…ＣＰＵ（制御用コンピュータ）、３２１１…ＲＯＭ（記録媒体）、３２１５…画素クロック生成回路、３２１６…画像処理回路、３２１９…書込制御回路、３２２１…光源駆動回路。

特開２００５−７６９７号公報 特開２００５−１７５１４号公報 特開２００７−１８７８２９号公報 特開２００５−７００６８号公報

Claims (16)

1. 像担持体と、
   光源を含み、該光源からの光によって前記像担持体に潜像を形成する露光装置と、
   前記潜像を現像する現像装置と、
   前記現像装置で現像された画像における２次元的な濃度分布に基づいて、該画像を複数のエリアに分割し、該複数のエリアにおけるエリア毎に前記光源の発光条件を補正する補正データを作成する処理装置とを備え、
   前記複数のエリアは、第１の方向及び該第１の方向に直交する第２の方向の少なくとも一方に関して、幅が異なるエリアを含んでいることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくとも一方に関して、濃度変化が大きい領域にあるエリアは、濃度変化が小さい領域にあるエリアよりも幅が狭いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記複数のエリアにおける隣接する２つのエリア間の前記補正データの変化量は、予め設定されている量を超えないことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の方向に関して互いに異なる位置に配置され、前記第２の方向に沿って前記画像の濃度を検出する複数の濃度センサを備え、
   前記処理装置は、前記第１の方向に関して、前記複数の濃度センサの検出結果を線形補間して、前記第１の方向に関する濃度分布を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の方向に関して互いに異なる位置に配置され、前記第２の方向に沿って前記画像の濃度を検出する複数の濃度センサを備え、
   前記処理装置は、前記第１の方向に関して、前記複数の濃度センサの検出結果を高次関数でフィッティングし、前記第１の方向に関する濃度分布を求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体は、前記第１の方向に平行な軸まわりに回転するドラム状部材であり、
   前記潜像の前記第２の方向（副方向）に関する長さは、前記像担持体の外周の長さの整数倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記像担持体の回転周期を検出する周期検出センサを備え、
   前記処理装置は、前記周期検出センサの出力信号に基づいて、前記像担持体での露光位置と前記補正データとを関連付けることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記補正データは、前記光源の発光パワー及び発光時間の少なくとも一方の補正データであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記光源は面発光レーザを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 光源からの光によって像担持体に潜像を形成する工程と、
    前記潜像を現像する工程と、
    前記現像された画像における２次元的な濃度分布を求める工程と、
    前記２次元的な濃度分布に基づいて、前記画像を第１の方向及び該第１の方向に直交する第２の方向の少なくとも一方に関して幅が異なるエリアを含む複数のエリアに分割する工程と、
    前記２次元的な濃度分布に基づいて、前記複数のエリアにおけるエリア毎に前記光源の発光条件を補正する補正データを作成する工程とを含む画像形成方法。
11. 前記分割する工程では、前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくとも一方に関して、濃度変化が大きい領域にあるエリアの幅が、濃度変化が小さい領域にあるエリアの幅よりも狭くなるように前記画像を分割することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
12. 前記補正データを作成する工程では、前記複数のエリアにおける隣接する２つのエリア間の前記補正データの変化量を予め設定されている量を超えないようにすることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成方法。
13. 画像形成装置に用いられるプログラムであって、
    光源からの光によって像担持体に潜像を形成する手順と、
    前記潜像を現像する手順と、
    前記現像された画像における２次元的な濃度分布を求める手順と、
    前記２次元的な濃度分布に基づいて、前記画像を第１の方向及び該第１の方向に直交する第２の方向の少なくとも一方に関して長さが異なるエリアを含む複数のエリアに分割する手順と、
    前記２次元的な濃度分布に基づいて、前記複数のエリアにおけるエリア毎に前記光源の発光条件を補正する補正データを作成する手順とを前記画像形成装置の制御用コンピュータに実行させるプログラム。
14. 前記分割する手順では、前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくとも一方に関して、濃度変化が大きい領域にあるエリアの幅が、濃度変化が小さい領域にあるエリアの幅よりも狭くなるように前記画像を分割することを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
15. 前記補正データを作成する手順では、前記複数のエリアにおける隣接する２つのエリア間の前記補正データの変化量を予め設定されている量を超えないようにすることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のプログラム。
16. 請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。