JP2014164279A - 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】 濃度検出器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、副方向におけるトナー濃度分布を求める（ステップＳ４２１）。続いて、トナー濃度分布に基づいて、感光体ドラムの回転周期と同じ周期の正弦波を周期パターンとして抽出し（ステップＳ４２５）、濃度補正用周期パターン、パワー補正用周期パターン、パワー補正量パターンを求める。さらにパワー補正量パターンを副方向に関して複数のエリアに分割し、エリア毎にパワー補正量を求める（ステップＳ４３３）。そして、画像形成が行われる際に、副走査対応方向に関して複数の発光部をグループ分けし、パワー補正量を参照してグループ毎に発光パワーを設定する。
【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、感光体の回転位置を検出する機構と、感光体の１周の感度ムラを測定する機構とを有し、非画像形成時に感光体の感度ムラを測定し、その測定結果に応じて感光体の回転位置毎に露光量補正を行うことを特徴とするカラー画像形成装置が開示されている。

また、特許文献３には、副走査方向に間隔を隔てて配列された複数の発光素子を備えた光源と、複数の発光素子内の予め定められた基準発光素子から照射された光ビームにより像保持体上に形成された副走査方向のドットの位置に基づいて定められた補正量に基づいて、複数の発光素子の各々から照射される光ビームの光量を補正する光量補正手段と、補正量が主走査の回数に伴って徐々に変化するように、副走査方向のドットの位置に基づいて補正量が予め定められている場合に、大きさが同じ補正量で光量が補正された光ビームに対応するドットが複数の発光素子の個数以上隣接するように、所定間隔に基づいて、光量補正手段で光量を補正量により補正するタイミングを複数の発光素子の各々毎に制御する補正制御手段と、を含む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３に開示されている画像形成装置では、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、複数の発光部を有する光源を含み、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濃度分布に基づいて、濃度変動を補正するための補正情報を求め、前記複数の発光部を複数のグループに分け、前記補正情報に基づいて、前記複数のグループにおけるグループ毎に発光条件を設定する処理装置とを備え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。 各光学センサによる濃度変動測定用画像の濃度検出結果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副方向の濃度分布を説明するための図である。 抽出された周期パターンを説明するための図である。 濃度補正用周期パターンを説明するための図である。 パワー補正用周期パターンを説明するための図である。 パワー補正量パターンを説明するための図である。 エリア毎のパワー補正量を説明するための図である。 飛越走査方式を説明するための図である。 エリアとパワー補正量を説明するための図である。 複数の発光部のグループ分けを説明するための図である。 図２９（Ａ）は１走査目を説明するための図であり、図２９（Ｂ）は２走査目を説明するための図である。 ３走査目を説明するための図である。 ４走査目を説明するための図である。 抽出される周期パターンの変形例を説明するための図（その１）である。 抽出される周期パターンの変形例を説明するための図（その２）である。 抽出される周期パターンの変形例を説明するための図（その３）である。 エリア分割の変形例を説明するための図である。 図３５の変形例に対応する複数の発光部のグループ分けを説明するための図である。 図３７（Ａ）は図３５の変形例における１走査目を説明するための図であり、図３７（Ｂ）は図３５の変形例における２走査目を説明するための図である。 図３５の変形例における３走査目を説明するための図である。 図３５の変形例における４走査目を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図３１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」と略述する）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、一部を除いて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。

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１９参照）。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。

なお、副方向の周期的な濃度変動は主方向の位置で異なる場合がある。そこで、本実施形態のように、主方向に関して複数の位置でトナー濃度を検出し、それらを平均化することで、主方向に関して偏差があった場合の過補正を抑制することができる。この平均化されたトナー濃度により、副方向における濃度分布を求めることができる（図２０参照）。

次のステップＳ４２５では、ホームポジションセンサ２２４６ａの出力信号に基づいて、平均トナー濃度から感光体ドラム２０３０ａの回転周期と同じ周期の正弦波を周期パターンとして抽出する（図２１参照）。

次のステップＳ４２７では、上記周期パターンを１／２周期シフトさせて、濃度補正用周期パターンを作成する（図２２参照）。

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、濃度補正用周期パターンにおけるトナー濃度を発光パワーに変換し、パワー補正用周期パターンとする（図２３参照）。

次のステップＳ４３１では、上記パワー補正用周期パターンから、パワー補正量パターンを求める（図２４参照）。

次のステップＳ４３３では、一例として図２５に示されるように、上記パワー補正量パターンを副方向に関して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パワー補正量を求める。このとき、隣接する２つのエリア間でのパワー補正量の差が予め設定されている値を超えないようにエリア分割する。また、エリアの幅は、エリア内のドット数が発光部の数の整数倍となるようにする。

例えば、副走査対応方向に関して８個の発光部があり、２回の走査で走査線の間を埋めるいわゆる飛越走査方式を用いる場合（図２６参照）、エリアの幅を８ドット分とすることができる。

次のステップＳ４３５では、上記各エリアの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。

具体例として、上記例のように、副走査対応方向に関して８個の発光部があり、エリアの幅が８ドット分であり、２回の走査で走査線の間を埋める飛越走査方式を用いる場合について説明する。

そして、図２７に示されるように、エリアａのパワー補正量はΔｐ１であり、エリアｂのパワー補正量はΔｐ２であり、エリアｃのパワー補正量はΔｐ３であるものとする。

この場合、８個の発光部を、副走査対応方向の一側にある４個の発光部からなる第１グループと、他側にある４個の発光部からなる第２グループと分ける（図２８参照）。なお、第１グループと第２グループの境界を挟む２つの発光部の副走査対応方向に関する発光部間隔は、他の発光部間隔と異なっている。

１走査目は、第１グループ及び第２グループの両方を、すなわち８個の発光部のすべてをパワー補正量Δｐ１で補正する（図２９（Ａ）参照）。

２走査目は、第１グループをパワー補正量Δｐ１で補正し、第２グループをパワー補正量Δｐ２で補正する（図２９（Ｂ）参照）。これにより、エリアａに形成される８つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ１で補正されている。

３走査目は、第１グループをパワー補正量Δｐ２で補正し、第２グループをパワー補正量Δｐ３で補正する（図３０参照）。これにより、エリアｂに形成される８つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ２で補正されている。

４走査目は、第１グループをパワー補正量Δｐ３で補正し、第２グループをパワー補正量Δｐ４で補正する（図３１参照）。これにより、エリアｃに形成される８つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ３で補正されている。

ところで、上記特許文献３に開示されている画像形成装置では、発光部毎にタイミングを制御しなければならず、面発光レーザアレイのように発光部の数が多いと、制御が非常に難しい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、複数の発光部をグループ分けし、グループ単位で発光パワーを補正しているので、制御が容易である。

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、副方向における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、トナー濃度分布に基づいて、感光体ドラムの回転周期と同じ周期の正弦波を周期パターンとして抽出し、濃度補正用周期パターン、パワー補正用周期パターン、パワー補正量パターンを求める。さらに、走査制御装置３０２２は、ステーション毎に、パワー補正量パターンを副方向に関して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パワー補正量を求める。

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、副走査対応方向に関して複数の発光部をグループ分けし、パワー補正量を参照し、グループ単位で発光パワーを補正する。

この場合は、出力画像における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、上記実施形態では、前記周期パターンとして正弦波を抽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い。例えば、図３２に示されるように、上記正弦波に近づけた台形波を周期パターンとして抽出しても良い。この周期パターンは、一例として図３３に示されるように、インクリメント時間Ｔ１と、ピーク時間Ｔ２と、デクリメント時間Ｔ３と、補正範囲量と、ドラム周期に対する位相シフト時間（Ｔ４とする。図３４参照）とが分かっていれば生成が可能であり、正弦波よりもデータ量を少なくすることができる。

インクリメント時間Ｔ１は、センサ出力レベルの時間変化から求められる。ピーク時間Ｔ２は、センサ出力レベルの時間変化から求めても良いが、Ｔ１／２から求めても良い。デクリメント時間Ｔ３は、基本的にＴ１と等しい値である。位相シフト時間Ｔ４は、感光体ドラムの周期と書込開始のタイミングとの位相の調整に用いられる。なお、感光体ドラムの回転が１回転目のときは、予め設定されているデフォルト値の周期で規定される。

台形波は、ピーク位置での濃度変動が小さいという特徴がある。また、台形波は、ドラム周期が変動しても、つなぎ目がないため補正が可能であるという特徴がある（図３４参照）。

また、前記周期パターンとして高次の高調波を抽出しても良い。

また、上記実施形態では、エリアの幅が８ドット分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、エリアの幅が４ドット分の場合について説明する。

そして、図３５に示されるように、エリア１のパワー補正量はΔｐ１であり、エリア２のパワー補正量はΔｐ２であり、エリア３のパワー補正量はΔｐ３であり、エリア４のパワー補正量はΔｐ４であり、エリア５のパワー補正量はΔｐ５であり、エリア６のパワー補正量はΔｐ６であるものとする。

この場合、８個の発光部を、隣り合う２個の発光部を１グループとする（図３６参照）。そして、副走査方向に関して、発光部間隔は不均一である。

１走査目は、第１グループ〜第３グループをパワー補正量Δｐ１で補正し、第４グループをパワー補正量Δｐ２で補正する（図３７（Ａ）参照）。

２走査目は、第１グループをパワー補正量Δｐ１で補正し、第２グループをパワー補正量Δｐ２で補正し、第３グループをパワー補正量Δｐ３で補正し、第４グループをパワー補正量Δｐ４で補正する（図３７（Ｂ）参照）。これにより、エリア１に形成される４つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ１で補正され、エリア２に形成される４つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ２で補正されている。

３走査目は、第１グループをパワー補正量Δｐ３で補正し、第２グループをパワー補正量Δｐ４で補正し、第３グループをパワー補正量Δｐ５で補正し、第４グループをパワー補正量Δｐ６で補正する（図３８参照）。これにより、エリア３に形成される４つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ３で補正され、エリア４に形成される４つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ４で補正されている。

４走査目は、第１グループをパワー補正量Δｐ５で補正し、第２グループをパワー補正量Δｐ６で補正し、第３グループをパワー補正量Δｐ７で補正し、第４グループをパワー補正量Δｐ８で補正する（図３９参照）。これにより、エリア５に形成される４つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ５で補正され、エリア６に形成される４つのドットは、いずれもパワー補正量Δｐ６で補正されている。

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、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２０００−１６２８３４号公報 特許第４９８４６６３号公報

Claims (19)

1. 像担持体と、
   複数の発光部を有する光源を含み、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濃度分布に基づいて、濃度変動を補正するための補正情報を求め、前記複数の発光部を複数のグループに分け、前記補正情報に基づいて、前記複数のグループにおけるグループ毎に発光条件を設定する処理装置とを備える画像形成装置。
2. 前記露光装置は、複数回の光走査で前記潜像を形成し、
   １回の光走査での走査線間隔は、前記潜像のドット間隔の２倍であり、２回目の光走査で前記走査線の間を光走査することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記潜像は、前記露光装置による複数回の光走査で形成され、
   前記処理装置は、前記複数回の光走査における連続する２回の光走査では、前記発光条件の変化が予め設定されている値を超えないように、前記グループ毎に発光条件を設定する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. 前記濃度分布は第１の方向に関する濃度分布であり、
   前記第１の方向に沿って前記画像の濃度を検出する濃度センサを備え、
   前記処理装置は、前記濃度センサの出力信号に基づいて、前記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. 前記像担持体は、前記第１の方向に直交する第２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、前記濃度分布と前記周期検出センサの出力信号に基づいて、前記濃度変動に対応する周期パターンを求め、該周期パターンから前記補正情報を求めることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記周期パターンは、正弦波パターンであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記周期パターンは、高次の高調波パターンであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記周期パターンは、台形波パターンであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
9. 前記複数の発光部は、前記第１の方向に関して間隔が不均一であることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記処理装置は、前記画像を複数のエリアに分割し、前記複数のエリアにおけるエリア毎に前記補正情報を求めることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記複数のエリアにおける各エリアに含まれる走査線数は２Ｎ個、前記複数の発光部の数は２Ｎ個であり、
    前記光源駆動装置は、前記複数の発光部をＮ個ずつの２つのグループに分け、第１のグループが第１のエリアを露光し、第２のグループが第２のエリアを露光する際に、前記第１のエリアの補正条件に基づいて前記第１のグループの発光条件を設定し、前記第２のエリアの補正条件に基づいて前記第２のグループの発光条件を設定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記複数のエリアにおける各エリアに含まれる走査線数は２Ｎ個、前記複数の発光部の数は４Ｎ個であり、
    前記光源駆動装置は、前記複数の発光部をＮ個ずつの４つのグループに分け、第１のグループが第１のエリアを露光し、第２のグループが第２のエリアを露光し、第３のグループが第３のエリアを露光し、第４のグループが第４のエリアを露光する際に、前記第１のエリアの補正条件に基づいて前記第１のグループの発光条件を設定し、前記第２のエリアの補正条件に基づいて前記第２のグループの発光条件を設定し、前記第３のエリアの補正条件に基づいて前記第３のグループの発光条件を設定し、前記第４のエリアの補正条件に基づいて前記第４のグループの発光条件を設定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記発光条件は、発光パワー及び発光時間の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 前記光源は、面発光レーザアレイであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
15. 複数の発光部を有する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濃度分布を求める工程と、
    前記濃度分布に基づいて、濃度変動を補正するための補正情報を求める工程と、
    前記複数の発光部を複数のグループに分割し、前記補正情報に基づいて、前記複数のグループにおけるグループ毎に発光条件を設定する工程とを含む画像形成方法。
16. 前記潜像を形成する工程では、前記潜像は、複数回の光走査で形成され、１回の光走査での走査線間隔は、前記潜像のドット間隔の２倍であり、２回目の光走査で前記走査線の間が光走査されることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成方法。
17. 画像形成装置に用いられるプログラムであって、
    複数の発光部を有する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濃度分布を求める手順と、
    前記濃度分布に基づいて、濃度変動を補正するための補正情報を求める手順と、
    前記複数の発光部を複数のグループに分割し、前記補正情報に基づいて、前記複数のグループにおけるグループ毎に発光条件を設定する手順と、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。
18. 前記潜像を形成する手順では、前記潜像は、複数回の光走査で形成され、１回の光走査での走査線間隔は、前記潜像のドット間隔の２倍であり、２回目の光走査で前記走査線の間が光走査されることを特徴とする請求項１７に記載のプログラム。
19. 請求項１７又は１８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。