JP2016022732A - 光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度補正処理に要する時間を増大させることなく、主走査方向の位置に応じた濃度のバラつきを補正すること。【解決手段】画像の濃度を補正するための補正用パターンとして、異なる複数の色が副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に並列して配置されたパターンが描画されるようにＬＥＤＡ１３０を発光制御し、副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に配置され、同一の濃度が意図されて形成された複数の画像である主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２が夫々センサによって検知された検知信号に基づき、主走査方向の位置の違いに応じた濃度の差異を示す主走査濃度オフセット値を算出し、主走査濃度オフセット値に基づいて主走査方向の位置に応じた補正値を算出することを特徴とする。【選択図】図１１

Description

光書き込み制御装置、画像形成装置及び光書き込み装置の制御方法に関し、特に、画像の描画位置補正のために描画されるパターンの構成に関する。

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、用紙等の記録媒体に転写される画像が意図した通りの濃度になるように、濃度補正処理が行われる。濃度補正処理の具体的な方法としては、出力するべき画像を濃度のずれに応じて調整することにより最終的に好適な濃度の画像が形成されるようにする画像処理による方法がある。

この画像処理による方法の場合、所定濃度の画像のパッチによって構成されたパターンを描画し、それを読み取った読取結果と、夫々のパッチの想定値との差分に基づいて補正値が算出される。

上述したパッチの読取結果に基づく補正では、例えば用紙のページ内の位置に応じた濃度のバラつきを補正することが出来ない。これに対して、帯状のパターンを描画し、その帯状のパターンの位置に応じた読取結果に応じて補正値を算出することにより副走査方向の濃度のバラつきを補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された方法では、副走査方向の濃度のバラつきを補正することは可能であるが、主走査方向の濃度のバラつきを補正することは不可能である。特に、上述したパッチの読取結果に基づく補正の場合、濃度補正処理に要する時間を短縮するため、異なる色のパッチを主走査方向に並列して形成することが行われる。従って、主走査方向の位置に応じた濃度のバラつきを補正することが困難である。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、濃度補正処理に要する時間を増大させることなく、主走査方向の位置に応じた濃度のバラつきを補正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異なる複数の色に対応した複数の感光体上に夫々静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて前記光源を発光制御し、前記感光体を露光させる発光制御部と、前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得する検知信号取得部と、前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像の濃度を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記濃度を補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、前記発光制御部は、前記濃度を補正するための補正用パターンとして、異なる複数の色が副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に並列して配置されたパターンが描画されるように前記光源を発光制御し、前記補正値算出部は、副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に配置され、同一の濃度が意図されて形成された複数の画像である主走査濃度オフセット算出用画像が夫々前記センサによって検知された検知信号に基づき、主走査方向の位置の違いに応じた濃度の差異を示す主走査濃度オフセット値を算出し、前記補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号及び前記主走査濃度オフセット値に基づいて主走査方向の位置に応じた補正値を算出することを特徴とする。

本発明によれば、濃度補正処理に要する時間を増大させることなく、主走査方向の位置に応じた濃度のバラつきを補正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装置の詳細な構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るパターン検知センサの構成を示す側断面図である。 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位置ずれ補正用パターンの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る濃度補正用パターンの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る補正値算出部の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る濃度補正動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る主走査濃度オフセット算出用パッチを含む強制トナー排出画像の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る補正値算出動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るＬＥＤ発光エネルギーとトナー付着量との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係るＬＥＤ発光エネルギーとトナー付着量との関係を示す図である。 本発明の実施形態に係る主走査方向の位置に応じたＬＥＤ発光エネルギーの設定態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る主走査方向の位置に応じたトナー付着量の態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る主走査濃度オフセット算出用パッチを含む強制トナー排出画像の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る濃度補正用パターンの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る主走査方向の位置に応じたＬＥＤ発光エネルギーの設定態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る主走査方向の位置に応じたトナー付着量の態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る主走査濃度オフセット算出用パッチを含む強制トナー排出画像の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る補正値算出部の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る濃度補正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、転写によって形成される画像の濃度を補正するための濃度補正動作において主走査方向の濃度のバラつきの補正を可能とすることに特徴を有する。

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に格納されたプログラムや、ＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体からＲＡＭ１１に読み出されたプログラムに従ってＣＰＵ１０が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、所定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ＨＤＤ１４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ＨＤＤ１４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）１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ（以降、総じて画像形成部１０６とする）が配列されている。

また、給紙トレイ１０１から給紙された用紙１０４は、レジストローラ１０３によって一度止められ、画像形成部１０６における画像形成のタイミングに応じて搬送ベルト１０５からの画像の転写位置に送り出される。

複数の画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋ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１０６Ｋ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１０６Ｙについて具体的に説明するが、他の画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋは画像形成部１０６Ｙと同様であるので、その画像形成部１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの各構成要素については、画像形成部１０６Ｙの各構成要素に付したＹに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｋ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１０６Ｙが、ブラックのトナー画像を転写する。画像形成部１０６Ｙは、感光体としての感光体ドラム１０９Ｙ、この感光体ドラム１０９Ｙの周囲に配置された帯電器１１０Ｙ、光書き込み装置１１１、現像器１１２Ｙ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器１１３Ｙ等から構成されている。光書き込み装置１１１は、夫々の感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ（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１０９Ｙの外周面は、暗中にて帯電器１１０Ｙにより一様に帯電された後、光書き込み装置１１１からのイエロー画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器１１２Ｙは、この静電潜像をイエロートナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム１０９Ｙ上にイエロー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１０９Ｙ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１１５Ｙ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上にイエロー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１０９Ｙ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１１３Ｙ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１０６Ｙにより搬送ベルト１０５上に転写されたイエローのトナー画像は、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１０６Ｙ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イエローの画像に重畳されて転写される。

搬送ベルト１０５上に転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像は、さらに次の画像形成部１０６Ｃ、１０６Ｋ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１０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、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。

また、このような画像形成装置１においては、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの軸間距離の誤差、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの平行度誤差、光書き込み装置１１１内でのＬＥＤＡ１３０の設置誤差、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋへの静電潜像の書き込みタイミング誤差、装置内温度変化や経時劣化による搬送ベルトの伸縮等により、本来重ならなければならない位置に各色のトナー画像が重ならず、各色間で位置ずれが生ずることがある。

また、同様の原因により、転写対象である用紙において本来画像が転写される範囲から外れた範囲に画像が転写されることがある。このような位置ずれの成分としては、主にスキュー、副走査方向のレジストずれ等が知られている。

更に、画像形成装置１においては、光書き込み装置１１１に含まれる光源の露光強度のバラつきや、感光体ドラム１０９上に形成された静電潜像を現像する現像器１１２の現像バイアスのバラつきや、感光体ドラム１０９上に現像された画像を転写する際の転写バイアスのバラつきなど、様々な要因によって濃度のバラつきが発生する。この濃度のバラつきは、画像が意図した通りの濃度とは異なる濃度となるバラつきのほか、画像の位置に応じた濃度のバラつき等がある。

このような位置ずれや濃度のバラつきを補正するため、パターン検知センサ１１７が設けられている。パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋによって搬送ベルト１０５上に転写された位置ずれ補正用パターン、及び濃度補正用パターンを読み取るための光学センサであり、搬送ベルト１０５の表面に描画されたパターンを照射するための発光素子及び補正用パターンからの反射光を受光するための受光素子を含む。図３に示すように、パターン検知センサ１１７は、感光体ドラム１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ及び１０９Ｋの下流側に配置されている。

画像形成装置１は、位置ずれ補正のために描画された位置ずれ補正用パターンや、濃度補正のために描画された濃度補正用パターンのパターン検知センサ１１７による読取結果に基づき、画像形成部１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｋの駆動パラメータや光書込み装置１１１の駆動パラメータ及び駆動タイミングを補正する。パターン検知センサ１１７の詳細及び位置ずれ補正、濃度補正の態様については、後に詳述する。

このような描画パラメータ補正において搬送ベルト１０５上に描画された補正用パターンのトナーを除去し、搬送ベルト１０５によって搬送される用紙が汚れないようにするため、ベルトクリーナ１１８が設けられている。ベルトクリーナ１１８は、図３に示すように、駆動ローラ１０７の下流側であって、感光体ドラム１０９よりも上流側において搬送ベルト１０５に押し当てられたクリーニングブレードであり、搬送ベルト１０５の表面に付着したトナーを掻きとる顕色剤除去部である。

次に、本実施形態に係る光書き込み装置１１１について説明する。図４は、本実施形態に係る光書き込み装置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１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ夫々に照射される照射光は、光源であるＬＥＤＡ（Ｌｉｇｈｔ‐ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ）１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ（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。光書き込み装置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。

図５は、ＬＥＤＡ１３０の詳細を示す図である。図５に示すように、１つのＬＥＤＡ１３０は、１つの光源であるＬＥＤ素子１３０ａが主走査方向に配列されて構成されている。そして、ＬＥＤＡ１３０に含まれる夫々のＬＥＤ素子１３０ａから光が照射される方向には、１つの画素に対応した位置に光を導くためのレンズ１３０ｂが配置されている。

図５の例においては、３つのＬＥＤ素子１３０ａの光が１つのレンズ１３０ｂに入射するように構成されている。即ち、本実施形態に係るＬＥＤＡ１３０は、３つのＬＥＤ素子１３０ａによって１画素分の露光を行う。

ここで、図５においては、発光駆動されているＬＥＤ素子１３０ａに斜線を付して示している。図５に示すように、夫々のＬＥＤ素子１３０ａは選択的に発光駆動が可能である。従って、１つの画素に対する露光を行う場合において、３つ全てのＬＥＤ素子１３０ａを選択的に駆動することにより、露光強度を調整することが可能となる。尚、露光強度の調整については、ＬＥＤ素子１３０ａの発光数の他、発光駆動の際の駆動電流の調整によっても可能である。

次に、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７の構成について説明する。図６は、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７の構成を示す側断面図である。図６に示すように、本実施形態に係るパターン検知センサ１１７は、発光素子１１７ａ及び受光素子１１７ｂを含む反射型のセンサである。

発光素子１１７ａは搬送ベルト１０５に対して光を照射し、その検知対象面からの正反射光が受光素子１１７ｂに入射する。これにより、受光素子１１７ｂは、発光素子１１７ａから照射された光が搬送ベルト１０５によって反射された際の正反射光の高強度に応じた信号を出力する。発光素子１１７ａにはＬＥＤ等の光源が用いられ、受光素子１１７ｂにはフォトトランジスタやフォトダイオード等が用いられる。

搬送ベルト１０５の表面は、トナーが転写された部分に比べて光沢が十分に高く、発光素子１１７ａから照射された光はほぼ全反射する。他方、トナーが転写された部分に照射された光は、吸収されたり拡散されたりするため、正反射する割合が低くなる。

この特性の差を利用し、搬送ベルト１０５の表面の反射検知電圧Ｖｓｇとトナーが転写された部分の反射検知電圧Ｖｓｐとの比Ｖｓｐ／Ｖｓｇを算出し、予め記憶している算出テーブルや関数を用いてその算出結果をトナー濃度に変換することが可能である。

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７を参照して説明する。図７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及びパターン検知センサ１１７との接続関係を示す図である。

図７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、発光制御部１２１、カウント部１２２、センサ制御部１２３、補正値算出部１２４、基準値記憶部１２５及び補正値記憶部１２６を含む。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７に示すような光書き込み装置制御部１２０は、画像形成装置１のコントローラ２０と同様に、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。

発光制御部１２１は、コントローラ２０のエンジン制御部３１から入力される画像情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を制御する光源制御部である。即ち、発光制御部１２１が、画素情報取得部としても機能する。発光制御部１２１は、所定のライン周期でＬＥＤＡ１３０を発光させることにより、感光体ドラム１０９への光書き込みを実現する。発光制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を発光制御するライン周期は画像形成装置１の出力解像度によって定まる。

また、発光制御部１２１は、エンジン制御部３１から入力される描画情報に基づいてＬＥＤＡ１３０を駆動する他、上述した描画パラメータ補正の処理において補正用のパターンを描画するために、ＬＥＤＡ１３０を発光制御する。

図４において説明したように、ＬＥＤＡ１３０は夫々の色に対応して複数設けられる。従って、図７に示すように、発光制御部１２１も、複数のＬＥＤＡ１３０夫々に対応するように複数設けられる。描画パラメータ補正処理において算出された補正値は、図７に示す補正値記憶部１２６に記憶される。

発光制御部１２１は、この補正値記憶部１２６に記憶されている補正値に基づき、ＬＥＤＡ１３０を駆動するタイミングや露光光量を補正する。尚、本実施形態においては、描画パラメータ補正処理によって算出された濃度補正値に基づいてＬＥＤＡ１３０の露光光量を補正する場合を例とするが、濃度を補正する場合、現像バイアスや転写バイアスを補正する方法もあり、描画パラメータ補正処理によってそれらのパラメータの補正値を算出しても良い。

カウント部１２２は、上記位置ずれ補正処理において、発光制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を制御して感光体ドラム１０９Ｋの露光を開始すると同時にカウントを開始する。カウント部１２２は、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づいて位置ずれ補正用パターンを検知することにより出力する検知信号を取得する。また、カウント部１２２は、検知信号を取得したタイミングにおけるカウント値を補正値算出部１２４に入力する。即ち、カウント部１２２がパターンの検知タイミングを取得する検知タイミング取得部として機能する。

センサ制御部１２３は、パターン検知センサ１１７を制御する制御部であり、上述したように、パターン検知センサ１１７の出力信号に基づき、搬送ベルト１０５上に形成された位置ずれ補正用パターンが、パターン検知センサ１１７の位置にまで到達したことを判断して検知信号を出力する。即ち、センサ制御部１２３が、パターン検知センサ１１７によるパターンの検知信号を取得する検知信号取得部として機能する。

また、センサ制御部１２３は、濃度補正用パターンによる濃度補正に際しては、パターン検知センサ１１７の出力信号の信号強度を取得し、補正値算出部１２４に入力する。更にセンサ制御部１２３は、位置ずれ補正用パターンの検知結果に応じて、濃度補正用パターンの検知タイミングを調整する。

補正値算出部１２４は、カウント部１２２から取得したカウント値や、センサ制御部１２３から取得した濃度補正用パターンの検知結果の信号強度に基づき、基準値記憶部１２５に記憶された位置ずれ補正用及び濃度補正用の基準値に基づいて補正値を算出する。

次に、位置ずれ補正用パターンを用いた位置ずれ補正動作について説明する。図８は、本実施形態に係る位置ずれ補正動作において描画され得る補正用パターンであり、発光制御部１２１によって制御されたＬＥＤＡ１３０によって感光体ドラム１０９が露光され、搬送ベルト１０５上に転写されるマーク（以降、「位置ずれ補正用マーク」とする）を示す図である。

図８に示すように、位置ずれ補正用マーク４００は、副走査方向に様々なパターンが並べられている位置ずれ補正用パターン列４０１が、主走査方向に複数（本実施形態においては２つ）並べられて構成されている。尚、図８において、実線が感光体ドラム１０９Ｋ、点線は感光体ドラム１０９Ｙ、破線は感光体ドラム１０９Ｃ、一点鎖線は感光体ドラム１０９Ｍによって夫々描画されたパターンを示す。

図８に示すように、パターン検知センサ１１７は、主走査方向に複数（本実施形態においては２つ）のセンサ素子１７０を有し、夫々の位置ずれ補正用パターン列４０１は、夫々のセンサ素子１７０に対応した位置に描画されている。これにより、光書き込み装置制御部１２０は、主走査方向の複数の位置でパターンの検出を行うことが可能となり、描画される画像のスキューを補正することが可能となる。また、複数のセンサ素子１７０に基づく検知結果を平均することにより、補正精度を向上することができる。

図８に示すように、位置ずれ補正用パターン列４０１は、全体位置補正用パターン４１１とドラム間隔補正用パターン４１２を含む。また、図８に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、繰り返し描画されている。

全体位置補正用パターン４１１は、図８に示すように、感光体ドラム１０９Ｙによって描画された線であって主走査方向に平行な線である。全体位置補正用パターン４１１は、画像の全体の副走査方向のずれ、即ち用紙に対する画像の転写位置、即ち描画位置を補正するためのカウント値を得るために描画されるパターンである。また、全体位置補正用パターン４１１は、センサ制御部１２３が、ドラム間隔補正用パターン４１２や、後述する濃度補正用のパターンを検知する際の検知タイミングを補正するためにも用いられる。

全体位置補正用パターン４１１を用いた全体位置補正においては、光書き込み装置制御部１２０が、パターン検知センサ１１７による全体位置補正用パターン４１１の読取信号に基づき、書き込み開始タイミングの補正動作を行う。

ドラム間隔補正用パターン４１２は、各色の感光体ドラム１０９における描画タイミングのずれ、即ち、各色の画像が重ね合わせられる重ね合わせ位置としての描画位置を補正するためのカウント値を得るために描画されるパターンである。図８に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４を含む。図８に示すように、ドラム間隔補正用パターン４１２は、ＣＭＹＫ各色のパターンが一組となって構成される副走査方向補正用パターン４１３及び主走査方向補正用パターン４１４が繰り返されることによって構成される。

光書き込み装置制御部１２０は、パターン検知センサ１１７による、副走査方向補正用パターン４１３の読取信号に基づき、感光体ドラム１０９Ｋ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々の副走査方向の位置ずれ補正を行い、主走査方向補正用パターン４１４の読取信号に基づき、上記各感光体ドラムの主走査方向の位置ずれ補正を行う。

次に、本実施形態に係る濃度補正動作について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る濃度補正動作において、発光制御部１２１によって制御されたＬＥＤＡ１３０によって搬送ベルト１０５上に描画されるマーク（以降、濃度補正用マークとする）を示す図である。図９に示すように、本実施形態に係る濃度補正用マーク５００は、ブラック階調パターン５０１、シアン階調パターン５０２、マゼンタ階調パターン５０３及びイエロー階調パターン５０４を含む。

濃度補正用マーク５００に含まれる各色の階調パターンは、本実施形態においては濃度の異なる４つの方形状のパターンによって構成されており、この方形状のパターンが、濃度の順に副走査方向に並べられて構成されている。そして、各色の階調パターンは、ブラック及びマゼンタと、シアン及びイエローとで左右に分けて描画されている。図９においては、各方形状のパターンに施されているハッチングの数によって、各パターンの濃度が示されている。

図９に示す濃度補正用マーク５００を用いた濃度補正においては、補正値算出部１２４が、パターン検知センサ１１７による各色の階調パターンの読み取り信号の強度に基づいた濃度を示す情報をセンサ制御部１２３から取得し、ＬＥＤＡ１３０を発光制御する際のパラメータの補正値を算出する。即ち、基準値記憶部１２５に記憶される基準値のうち、濃度補正に用いられる基準値は、各色の階調パターンに含まれる濃度の異なる４つのパターン夫々の濃度の基準となる値である。

図９に示す濃度補正用マーク５００を用いて濃度補正を行う場合、ブラック、マゼンタは左側のセンサ素子１７０による検知結果に基づいて補正値が算出され、シアン、イエローは右側のセンサ素子１７０による検知結果に基づいて補正値が算出される。

このように、異なる色の階調パターンを主走査方向に並列して配置し、主走査方向に並べて設けられたセンサ素子１７０によって検知して補正値を算出することにより、濃度補正動作に要する時間を短縮することが出来る。しかしながら、図５において説明した複数のＬＥＤ素子１３０ａは個体差を含む可能性があり、同一条件で駆動したとしても同一の発光強度になるとは限らず、主走査方向に濃度のバラつきが生じてしまう可能性がある。

このような主走査方向の濃度のバラつきを完全に解消するためには、主走査方向の全体にわたって上述したような濃度補正を行う必要がある。しかしながら、その場合には主走査方向の全体にわたってパターン検知センサのセンサ素子を設ける必要があり効率的ではない。

また、各色の階調パターンを主走査方向の全体にわたって描画する必要があり、上述したような異なる色の階調パターンを主走査方向に並列して配置することによる時間短縮が不可能となってしまう。本実施形態に係る画像形成装置１においては、このような主走査方向の濃度のバラつきを効率的に解消することをその要旨とする。

そのため、本実施形態に係る画像形成装置１は、図８や図９に示すように主走査方向において複数設けられたセンサ素子１７０により、同一条件で描画された画像パッチを夫々検知し、その検知信号に基づいて主走査方向の濃度のオフセット（以降、「主走査濃度オフセット値」とする）を算出する。そのようにして算出されたオフセット値を用いて、階調パターンが検知されていない主走査位置における濃度補正値を求めることにより、主走査方向の濃度のバラつきを解消する。

図１０は、補正値算出部１２４において濃度補正処理に関する機能構成を示す図である。図１０に示すように、補正値算出部１２４は、濃度補正処理に関する機能として、検知信号取得部１２４ａ、主走査オフセット算出部１２４ｂ、差分値計算部１２４ｃ及び主走査位置別補正値計算部１２４ｄを含む。

検知信号取得部１２４ａは、センサ制御部１２３が出力するパターン検知センサ１１７の出力信号の信号強度の情報を取得する。濃度補正動作において取得される信号強度の情報は、図９において説明した濃度補正用マーク５００の検知信号の信号強度に加えて、主走査濃度オフセット値を算出すためのパッチの検知信号の信号強度の情報である。

主走査オフセット算出部１２４ｂは、検知信号取得部１２４ｂが取得した主走査濃度オフセット値を算出するためのパッチの検知信号に基づいて上述した主走査濃度オフセット値を算出する。詳細については後述する。

差分値計算部１２４ｃは、検知信号取得部１２４ｂが取得した濃度補正用マーク５００の検知信号に基づいて上述した濃度補正値を算出する。本実施形態に係る濃度補正値は、発光制御部１２１がＬＥＤＡ１３０を発光制御する際の光量調整値として用いられる。

本実施形態に係る差分値計算部１２４ｃは、主走査オフセット算出部１２４ｂによって求められた主走査濃度オフセット値を用いて、主走査方向における複数の位置について濃度補正値を算出する。そして、主走査位置別補正値計算部１２４ｄは、そのように算出された複数の主走査位置の濃度補正値に基づき、主走査方向の位置に応じた濃度補正値を算出する。

次に、本実施形態に係る濃度補正動作について説明する。本実施形態に係る濃度補正動作は、主走査濃度オフセット値の算出処理と、濃度補正値の算出処理とに分けられる。本実施形態において、主走査濃度オフセット値の算出処理は、現像器１１２内のトナーの品質を保つために現像器１１２から強制的にトナーを排出させるトナー強制排出処理と共に実行される。

そのため、画像形成装置１の主制御部３０は、図１１に示すように、トナー強制排出処理のタイミングとなった場合（Ｓ１１０１／ＹＥＳ）、上述したようなトナー強制排出のための露光を、エンジン制御部３１を介して光書き込み装置制御部１２０に実行させる。これにより、発光制御部１２１が、トナー強制排出のためにＬＥＤＡ１３０を発光制御し、主走査濃度オフセット値を算出するためのパッチを含むトナー強制排出処理用の画像が出力される（Ｓ１１０２）。

Ｓ１１０１におけるトナー強制排出処理のタイミングとしては、既存の一般的なタイミングと同一であり、ＣＭＹＫ各色の時間経過に対するトナー消費量が所定の基準値よりも少ない場合等である。

トナー強制排出処理は、ＬＥＤＡ１３０が、所定の副走査方向の範囲に渡って主走査方向の全範囲に対して露光を行うことにより、感光体ドラム１０９表面の広範囲にわたってトナー像を形成することによって実行される。その際、図９の濃度補正用マーク５００のように、パターン検知センサ１１７のセンサ素子１７０に対応する位置に主走査濃度オフセット値を算出するための画像パッチが形成される。

図１２は、本実施形態に係るトナー強制排出処理において出力されるトナー画像（以降、「強制トナー排出画像」とする）の例を示す図である。図１２においては、シアンの強制トナー排出画像を例としている。図１２に示すように、強制トナー排出画像は、基本的に排出するべきトナー色が主走査方向の全範囲に渡って所定の副走査方向範囲にべた塗り状に出力された画像である。

ただし、本実施形態に係る特徴的な点として、センサ素子１７０が配置された主走査方向の位置に対応する位置に、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２が設けられている。主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１及び６０２は、同一の濃度で形成されたパッチである。

図１２に示すような強制トナー排出画像が出力されると、パターン検知センサ１１７のセンサ素子１７０が、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２を夫々検知し、検知信号取得部１２４ａがその検知結果を取得する（Ｓ１１０３）。そのようにして取得された主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２夫々の検知結果に基づき、主走査オフセット算出部１２４ｂが主走査濃度オフセット値を算出する（Ｓ１１０４）。

Ｓ１１０４において、主走査オフセット算出部１２４ｂは、上述した搬送ベルト１０５の表面の反射検知電圧Ｖｓｇとトナーが転写された部分の反射検知電圧Ｖｓｐとの比Ｖｓｐ／Ｖｓｇに基づき、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１の部分のトナー付着量Ｐ_６０１、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０２の部分のトナー付着量Ｐ_６０２を夫々算出する。

主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２夫々の部分のトナー付着量を算出した主走査オフセット算出部１２４ｂは、一方のトナー付着量を基準値側として、他方のトナー付着量の基準値側との差異を算出する。本実施形態においては、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０２が形成された主走査位置を基準値側とし、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０２が形成された主走査位置をオフセット側とする。従って、主走査オフセット算出部１２４ｂは、以下の式（１）により、主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}を算出する。

このようにして算出された主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}は、差分値計算部１２４ｃに入力され、差分値計算部１２４ｃによって記憶される。このような処理により、主走査濃度オフセット値の算出処理が完了する。

尚、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２は、人間による目視によって濃度の変動が目立つ中間調濃度のハーフトーン階調のパッチとすることが好ましい。この場合、強制トナー排出画像全体をハーフトーン階調の濃度とすることも考えられるが、その場合、現像器１１２から排出されるトナーの量が少なくなり、強制トナー排出の効果が損なわれてしまうため、図１２に示すように、べた塗り濃度の画像内にハーフトーン階調のパッチを設けることが好ましい。

他方、濃度補正値の算出処理に際しては、画像形成装置１の主制御部３０が、濃度補正値算出処理のタイミングとなった場合（Ｓ１１０５／ＹＥＳ）、エンジン制御部３１を介して光書き込み装置制御部１２０に濃度補正処理の実行を命令する。これにより、発光制御部１２１が、濃度補正用マーク５００の描画のためにＬＥＤＡ１３０を発光制御し、図９において説明した濃度補正用マーク５００が出力される（Ｓ１１０６）。

Ｓ１１０５における濃度補正処理のタイミングとしては、既存の一般的なタイミングと同一であり、最後に濃度補正処理を実行してから所定期間が経過した場合や、所定枚数の画像形成出力を実行した場合等である。

図９に示すような濃度補正用マーク５００が出力されると、パターン検知センサ１１７のセンサ素子１７０が、ブラック階調パターン５０１、シアン階調パターン５０２、マゼンタ階調パターン５０３及びイエロー階調パターン５０４を夫々検知し、検知信号取得部１２４ａがその検知結果を取得する（Ｓ１１０７）。そのようにして取得された各パターンの検知結果と基準値記憶部１２５に記憶されている基準値とに基づき、差分値計算部１２４ｃは、各色の濃度補正値を算出する（Ｓ１１０８）。

Ｓ１１０８における詳細な処理について、図１３を参照して説明する。濃度補正値の算出に際して、差分値計算部１２４ｃは、まずＣＭＹＫのうち計算対象とする色を選択する（Ｓ１３０１）。色を選択すると、続いて差分値計算部１２４ｃは、選択した色の階調パターンの読み取り結果に基づき、上述したＶｓｐ／Ｖｓｇを計算して階調パターンに含まれる夫々のパッチ部分のトナー付着量を算出する（Ｓ１３０２）。

トナー付着量を算出すると、差分値計算部１２４ｃは、夫々のパッチ部分を描画するためにＬＥＤＡ１３０が感光体ドラム１０９を露光した際の発光エネルギーと、実際のトナー付着量との関係式を、図１４に実線で示すように求める（Ｓ１３０３）。

これに対して、基準値記憶部１２５は、図１４に破線で示すような、発光エネルギーとトナー付着量との関係の基準値を記憶している。図１４においては、階調パターンに含まれる夫々のパッチの検知結果を黒点のａ、ｂ、ｃ、ｄで示している。例えば、ｄの点に着目すると、対応するパッチ部分を描画するためのＬＥＤＡ１３０の発光エネルギーはＥｄであり、検知結果より算出されたトナー付着量はＰ_ｄである。

これに対して、図中に破線で示すように、基準値記憶部１２５に記憶されている基準となるトナー付着量はＰ_ｄ´である。ここで、図中の実線、即ち、実際の検知結果に対応する発光エネルギーとトナー付着量との関係においてトナー付着量がＰ_ｄ´となる場合を考慮すると、図中のｄ´の黒点となる。

図に示すように、ｄ´の点におけるＬＥＤ発行エネルギーはＥ_ｄ´である。従って、差分値計算部１２４ｃは、ｄのパッチに対応する濃度の画像を描画するためのＬＥＤ発行エネルギーの補正値ΔＥ_ｄを、以下の式（２）によって求める（Ｓ１３０４）。このような基準値との差分値計算が、補正値算出の基本である。

これに対して、本実施形態に係る要旨は、上述した主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}を考慮して、各色について階調パターンが設けられていない主走査方向の他の位置の濃度補正値を算出することにある。差分値計算部１２４ｃは、Ｓ１３０４の処理により階調パターンを検知した位置での濃度補正値を算出すると、次に、２つのセンサ素子１７０の反対側の位置、即ち階調パターンの未検知位置での濃度補正値を算出する（Ｓ１３０５）。

上述したように、本実施形態においては、シアン、イエローが基準値側であり、ブラック、マゼンタがオフセット側である。従って、Ｓ１３０５において、差分値計算部１２４ｃは、シアン、イエローを計算中の場合にはオフセット側の濃度補正値を計算し、ブラック、マゼンタを計算中の場合には基準値側の濃度補正値を計算する。Ｓ１３０５の処理について、図１５を参照して説明する。

図１５において、図１４と同様にｄの点に着目すると、対応するパッチ部分を描画するためのＬＥＤＡ１３０の発光エネルギーはＥｄであり、検知結果より算出されたトナー付着量はＰ_ｄである。これに対して、図中に破線で示すように、基準値記憶部１２５に記憶されている基準となるトナー付着量はＰ_ｄ´である。

ここで、図１５において破線で示す基準値の関係式は、階調パターンの検知結果に基づいたものであり、上述した主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}が考慮されていない。そのため、差分値計算部１２４ｃは、基準となるトナー付着量Ｐｄ´に対して主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}を算入し、修正後の基準となるトナー付着量Ｐ_ｄ´´を算出する。

尚、図１５の例においては、主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}を差し引く方向に計算しているが、主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}を差し引くか、足し合わせるかは、計算中の色の階調パターンが描画されている位置が基準値側であるか、オフセット側であるかに応じて切り替えられる。

基準となるトナー付着量Ｐ_ｄ´´の修正後の値に基づき、実際の検知結果に対応する発光エネルギーとトナー付着量との関係を参照すると、トナー付着量がＰ_ｄ´´となる場合は図中のｄ´´の黒点となる。

図に示すように、ｄ´´の点におけるＬＥＤ発行エネルギーはＥ_ｄ´´である。従って、図１５の例においては、ｄのパッチに対応する濃度の画像を描画するためのＬＥＤ発行エネルギーの補正値ΔＥ_ｄは、以下の式（３）によって求められる。

このように、本実施形態に係る濃度補正値の算出処理において、差分値計算部１２４ｃは、主走査方向における階調パターンの未検知位置での濃度補正値を算出する。そのため、差分値計算部１２４ｃは、基準値記憶部１２５に記憶されているＬＥＤ発光エネルギーとトナー付着量との関係式より得られる基準となるトナー付着量を、主走査濃度オフセット値Ｐ_{ｏｆｆｓｅｔ}を用いて修正する。

そして、差分値計算部１２４ｃは、そのようにして修正した基準となるトナー付着量に基づき、ＬＥＤ発光エネルギーの補正値を算出する。このような処理により、図９に示すように各色の階調パターンを主走査方向の特定の位置のみに描画した場合であっても、主走査方向の複数の位置における濃度補正値を得ることが可能となる。

Ｓ１３０５の処理によりパターンの検知位置と未検知位置の両方における濃度補正値の算出が完了すると、差分値計算部１２４ｃは全ての色について処理が完了するまでＳ１３０１からの処理を繰り返し（Ｓ１３０６／ＮＯ）、全色について処理が完了すると（Ｓ１３０６／ＹＥＳ）、処理を終了する。このような処理により、図１１のＳ１１０８における濃度補正値の算出処理が完了する。

差分値計算部１２４ｃがパターンの検知位置及び未検知位置の主走査方向の２つの位置における濃度補正値を算出すると、主走査位置別補正値計算部１２４ｄは、その２つの濃度補正値に基づき、主走査位置に応じた濃度補正値を算出する（Ｓ１１０９）。図１６、図１７を参照して、Ｓ１１０９の処理について説明する。

図１６は、主走査位置に応じたＬＥＤ発光エネルギーの値を示す図であり、Ｘ_６０１、Ｘ_６０２は、夫々主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２が描画される位置、即ち、左右のセンサ素子１７０の位置である。また、Ｅ_６０１、Ｅ_６０２は、夫々主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２が描画される位置について算出された濃度補正値を適用したＬＥＤ発光エネルギーの適正値を示す。

従って、図中ｅ、ｆで示す黒点が、差分値計算部１２４ｃによって求められた濃度補正値を加味した夫々の主走査位置における適正値である。主走査位置別補正値計算部１２４ｄは、ｅ、ｆの点に基づいて線形補完を行うことにより、主走査位置に応じた発光エネルギーの適正値を図中に実線で示すように求める。尚、図１６の例においては線形補完による直線近似を用いているが、これは一例であり、ＬＥＤＡ１３０の特性に応じて曲線近似を用いても良い。

これに対して、階調パターンが検知された位置の濃度補正値を主走査方向の全域にわたって用いる場合のＬＥＤ発光エネルギーが図中に破線で示されている。図中に破線で示すように、階調パターンが検知された位置の濃度補正値を主走査方向の全域にわたって用いる場合、ＬＥＤ発光エネルギーは主走査方向の位置に関わらず一定となる。

図１７は、図１６に示すように求められた主走査位置別の発光エネルギーの適正値を用いて画像形成出力を行った場合の、主走査位置別のトナー付着量の適正値Ｐ_０からのずれを示す図である。図１７に実線で示すように、主走査位置に応じたＬＥＤ発光エネルギーが設定される場合、主走査位置別のトナー付着量の適正値Ｐ_０からのずれは主走査方向全体にわたって小さく抑えられる。

これに対して、階調パターンが検知された位置の濃度補正値を主走査方向の全域にわたって用い、ＬＥＤ発光エネルギーが主走査方向の位置に関わらず一定である場合の例を図中に破線で示している。図１７に破線で示すように、ＬＥＤ発光エネルギーが主走査方向の位置に関わらず一定とする場合、主走査方向において階調パターンを検知した位置から遠くなるほど、トナー付着量の適正値からのずれが大きくなる。

このように、本実施形態に係る濃度補正処理によれば、濃度補正用マーク５００において、異なる色の階調パターンを主走査方向に並列して配置し、１つの色の階調パターンの検知を主走査方向の一地点において行うのみでも、主走査方向の位置に応じた濃度補正を実現することが可能である。従って、濃度補正処理に要する時間を増大させることなく、主走査方向の位置に応じた濃度のバラつきを補正することが可能となる。

尚、図１７においては、主走査方向の位置に応じたＬＥＤ発光エネルギーを示している。これに対して、補正値記憶部１２６に記憶される補正値としては、主走査方向の各画素に対応したＬＥＤ発光エネルギーを定める値であり、例えば、ＬＥＤ素子１３０ａの発光数や駆動電流である。これらの補正値は、ＬＥＤ素子１３０ａの発光数や駆動電流を直接指定する値であっても良いし、基準値に対する調整値であっても良い。

また、上記実施形態においては、パターン検知センサ１１７においてセンサ素子１７０が２つ設けられている場合を例として説明した。これは一例であり、例えばセンサ素子が３つ設けられている場合もあり得る。そのような場合の例を図１８に示す。

図１８に示すように、パターン検知センサ１１７においてセンサ素子１７０が主走査方向に３つ設けられている場合、強制トナー排出画像においては、３つのセンサ素子１７０夫々に対応する主走査位置に主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２、６０３が描画される。

補正値算出部１２４は、図１８に示すような強制トナー排出画像の検知結果に基づき、図１１のＳ１１０２〜Ｓ１１０４と同様の処理を実行するが、Ｓ１１０４においては、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１、６０２、６０３夫々の位置のいずれか１つを基準とし、他の２つをオフセットとして、２つのオフセットに対して夫々主走査濃度オフセット値を算出する。

濃度補正値の算出処理においては、図１９に示すように、夫々のセンサ素子１７０の位置に合うように濃度補正用マーク５００の階調パターンが再配置される。そして、図１１のＳ１１０６〜Ｓ１１０９と同様に処理が実行される。但し、図１３のＳ１３０５においては、上述したように２つ算出された主走査濃度オフセット値に基づき、検知位置以外の２つの主走査位置についての補正値が算出される。結果的に、図１８の態様の場合、主走査方向において異なる３つの位置について濃度補正値が算出され、ＬＥＤ発光エネルギーの適正値が求められる。

図２０は、そのようにして３つの位置について濃度補正値が算出された場合の、主走査位置に応じた濃度補正値の算出態様を示す図であり、主走査位置に応じたＬＥＤ発光エネルギーの値を示す図である。Ｘ_６０１、Ｘ_６０２は、図１６と同様であり、Ｘ_６０３は、夫々主走査濃度オフセット算出用パッチ６０３が描画される位置、即ち、中央のセンサ素子１７０の位置である。また、Ｅ_６０１、Ｅ_６０２は図１６と同様であり、Ｅ_６０３は、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０３が描画される位置について算出された濃度補正値を適用したＬＥＤ発光エネルギーの適正値を示す。

従って、図中ｅ、ｆ、ｇで示す黒点が、差分値計算部１２４ｃによって求められた濃度補正値を加味した夫々の主走査位置における適正値である。主走査位置別補正値計算部１２４ｄは、ｅ、ｆ、ｇの点に基づき、最小二乗法による直線近似を行うことにより、主走査位置に応じた発光エネルギーの適正値を図中に実線で示すように求める。

尚、図１６の例においては直線近似を用いているが、これは一例であり、ＬＥＤＡ１３０の特性に応じて曲線近似を用いても良い。また、階調パターンが検知された位置の濃度補正値を主走査方向の全域にわたって用いる場合のＬＥＤ発光エネルギーが、主走査方向の位置に関わらず一定となることは図１６と同様である。

図２１は、図２０に示すように求められた主走査位置別の発光エネルギーの適正値を用いて画像形成出力を行った場合の、主走査位置別のトナー付着量の適正値からのずれを示す図である。図２１に実線で示すように、主走査位置に応じたＬＥＤ発光エネルギーが設定される場合、主走査位置別のトナー付着量の適正値Ｐからのずれは主走査方向全体にわたって小さく抑えられる。

また、主走査方向におけるセンサ素子１７０の数が増えたことにより、図１７の態様に比べて、主走査位置別のトナー付着量の適正値Ｐ_０からのずれは主走査方向全体にわたって更に小さく抑えられる。

また、上記実施形態においては、図１２において説明したように、夫々の色の強制トナー排出画像が形成される際に、夫々の色の主走査濃度オフセット算出用パッチを形成する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、例えば、図２２に示すように、シアンの強制トナー排出画像において、ＣＭＹＫ各色の主走査濃度オフセット算出用パッチを形成するようにしても良い。

図２２においては、ブラックのパッチとして、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１Ｋ、６０２Ｋ、シアンのパッチとして、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１Ｃ、６０２Ｃ、マゼンタのパッチとして、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１Ｍ、６０２Ｍ、イエローのパッチとして、主走査濃度オフセット算出用パッチ６０１Ｙ、６０２Ｙが形成される。

これにより、いずれか１色についてトナー排出画像が形成される際に、全色についての主走査濃度オフセット算出用パッチが形成されるため、より短いスパンで主走査濃度オフセット値が更新されることとなる。その結果、濃度補正動作が実行される際には、より正確な主走査濃度オフセット値が用いられることとなり、主走査方向の濃度のバラつきをより好適に低減することが出来る。

また、上記実施形態においては、図１１及び図１２において説明したように、トナー強制排出処理が実行される際に、強制トナー排出画像中に主走査濃度オフセット算出用パッチを描画することによって、主走査濃度オフセット値の算出処理を行う場合を例として説明した。しかしながらこれは一例である。主走査濃度オフセット値の算出処理において必要なのは、主走査方向の異なる位置に並列して、同一の濃度が意図された画像パッチを形成し、夫々のパッチを読み取った読取結果におけるトナー付着量の差を算出することである。

従って、例えば図８に示す位置ずれ補正用マーク４００を用いても同一の効果を得ることが可能である。図８に示すように、位置ずれ補正用マーク４００においては、パターン検知センサ１１７において主走査方向に異なる位置に複数設けられたセンサ素子１７０に対応する主走査位置に夫々位置ずれ補正用パターン列４０１が形成されている。

従って、位置ずれ補正用マーク４００に含まれるパターンは、上述した、主走査方向の異なる位置に並列して、同一の濃度が意図された画像パッチを形成するという条件を満たしている。即ち、位置ずれ補正用マーク４００を用いる位置ずれ補正動作において、位置ずれ補正用マーク４００を主走査濃度オフセット算出用画像として用い、パターンが検知されたタイミングに基づいて位置ずれ補正値を算出するのみでなく、パターンのトナー濃度を算出してＣＭＹＫ各色についての主走査濃度オフセット値を算出することが可能である。

また、上記実施形態においては、図１１において説明したように、Ｓ１１０２〜Ｓ１１０４までの主走査濃度オフセット値の算出処理において算出された主走査濃度オフセット値を、Ｓ１１０６〜Ｓ１１０９の濃度補正値の算出処理においてのみ用いる場合を例として説明した。しかしながら、主走査濃度オフセット値と閾値との比較結果に基づいて装置の異常判断を行っても良い。そのような例について以下に説明する。

図２３は、主走査濃度オフセット値に基づいて装置の異常判断を行う場合の補正値算出部１２４の機能構成を示す図である。図２３に示すように、補正値算出部１２４の機能構成は図１０において説明した構成と概ね同様であるが、主走査オフセット異常判断部１２４ｅが設けられている点が異なる。主走査オフセット異常判断部１２４ｅは、主走査オフセット算出部１２４ｂが算出した主走査濃度オフセット値に基づいて装置の異常を判断する。

図２４は、主走査濃度オフセット値に基づいて装置の異常判断を行う場合の動作を示すフローチャートである。図２４に示すように、主走査濃度オフセット値の算出処理は図１１のＳ１１０１〜Ｓ１１０４と同様に実行される。Ｓ１１０４において主走査濃度オフセット値が算出されると、主走査オフセット異常判断部１２４ｅは、算出された主走査濃度オフセット値が所定の閾値以内であるか否か判断する（Ｓ２４０１）。

Ｓ２４０１の判断の結果、主走査濃度オフセット値が所定の閾値以内であった場合（Ｓ２４０１／ＹＥＳ）、主走査オフセット異常判断部１２４ｅは装置に異常はないと判断する。それ以降、図１１のＳ１１０５〜Ｓ１１０９と同様に濃度補正値の算出処理が実行される。

他方、主走査濃度オフセット値が所定の閾値を超えていた場合（Ｓ２４０１／ＮＯ）、主走査オフセット異常判断部１２４ｅは装置に異常があると判断し、異常検知信号を出力する。この異常検知信号はエンジン制御部３１を介して主制御部３０に通知される。これにより、主制御部３０が画像形成装置１の動作を異常停止させ、ディスプレイパネル２４への表示やネットワークＩ／Ｆ２８を介した外部への通知によりエラー通知を行う（Ｓ２４０２）。

主走査濃度オフセット値がある程度の範囲であれば、それは、ＬＥＤ素子１３０ａの個体差によるものであり、上述したようなＬＥＤ発光エネルギーの調整により濃度のバラつきを抑制することが可能である。しかしながら、主走査濃度オフセット値が、ＬＥＤ素子１３０ａの個体差によって生じる程度を超えている場合、それはＬＥＤＡ１３０によって感光体ドラム１０９を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して顕色剤画像を形成するまでの機能や、それを転写するため機能に異常が発生している可能性がある。

従って、Ｓ２４０１において比較対象となる閾値は、ＬＥＤ素子１３０ａの個体差によって生じ得る程度の主走査濃度オフセット値として設定される。そして、算出された主走査濃度オフセット値が閾値を超えている場合、図２５に示すように、装置動作の停止やエラー通知を行うことにより、画質の悪い無駄な画像形成出力が実行されてしまうことを防ぎ、ユーザに対して早期にエラーを通知することが可能となる。

尚、主走査濃度オフセット値が閾値を超えてしまうような要因としては、例えば、現像器１１２におけるトナーの供給不良や、トナーの帯電不良等の現像系の異常の他、ＬＥＤ素子１３０ａの点灯不良、感光体ドラム１０９の劣化等が考えられる。

上記実施形態においては、画像の濃度補正の態様として、ＬＥＤ発光エネルギーを補正する場合を例として説明したが、現像バイアスや転写バイアスを補正する態様も可能であることは上述した通りである。但し、ＬＥＤ発光エネルギーを補正する場合、図５において説明したように、主走査方向に配列されたＬＥＤ素子１３０ａの発光数や駆動電力等で用意に補正が可能であるという利点がある。

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 レジストローラ
１０４ 用紙
１０５ 搬送ベルト
１０６Ｋ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ 画像形成部
１０７ 駆動ローラ
１０８ 従動ローラ
１０９Ｋ、１０９Ｃ、１０９Ｍ、１０９Ｙ 感光体ドラム
１１０Ｋ 帯電器
１１１光書き込み装置
１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙ 現像器
１１３Ｋ、１１３Ｃ、１１３Ｍ、１１３Ｙ 除電器
１１５Ｋ、１１５Ｃ、１１５Ｍ、１１５Ｙ 転写器
１１６ 定着器
１１７ パターン検知センサ
１２０ 光書き込み装置制御部
１２１ 発光制御部
１２２ カウント部
１２３ センサ制御部
１２４ 補正値算出部
１２４ａ 検知信号取得部
１２４ｂ 主走査オフセット算出部
１２４ｃ 差分値計算部
１２４ｄ 主走査位置別補正値計算部
１２４ｅ 主走査オフセット異常判断部
１２５ 基準値記憶部
１２６ 補正値記憶部
１３０、１３０Ｋ、１３０Ｃ、１３０Ｍ、１３０Ｙ ＬＥＤＡ
１７０ センサ素子

特開２００４−０６９７６７号公報

Claims (10)

1. 感光体を露光する光源を制御して異なる複数の色に対応した複数の感光体上に夫々静電潜像を形成させる光書き込み制御装置であって、
   画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて前記光源を発光制御し、前記感光体を露光させる発光制御部と、
   前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得する検知信号取得部と、
   前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像の濃度を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記濃度を補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、
   前記発光制御部は、
   前記濃度を補正するための補正用パターンとして、異なる複数の色が副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に並列して配置されたパターンが描画されるように前記光源を発光制御し、
   前記補正値算出部は、
   副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に配置され、同一の濃度が意図されて形成された複数の画像である主走査濃度オフセット算出用画像が夫々前記センサによって検知された検知信号に基づき、主走査方向の位置の違いに応じた濃度の差異を示す主走査濃度オフセット値を算出し、
   前記補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号及び前記主走査濃度オフセット値に基づいて主走査方向の位置に応じた補正値を算出することを特徴とする光書込み制御装置。
2. 前記補正値算出部は、
   異なる複数の色の夫々について、前記補正用パターンが主走査方向における第１の位置において検知された検知信号に基づいて前記第１の位置に対応した補正値を算出し、前記第１の位置において検知された検知信号及び前記主走査濃度オフセット値を用いて、前記第１の位置とは異なる第２の位置に対応した補正値を算出し、前記第１の位置に対応した補正値及び前記第２の位置に対応した補正値に基づいて主走査方向の補完を行うことにより、主走査方向の位置に応じた補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の光書込み制御装置。
3. 前記発光制御部は、前記静電潜像を現像するための現像器から強制的に顕色剤を排出させるための露光を行う際に、前記主走査濃度オフセット算出用画像が形成されるように前記光源を発光制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光書き込み制御装置。
4. 前記発光制御部は、１つの色の前記現像器から強制的に顕色剤を排出させるための露光を行う際に、異なる複数の色の前記主走査濃度オフセット算出用画像が形成されるように前記光源を発光制御することを特徴とする請求項３に記載の光書き込み制御装置。
5. 前記発光制御部は、前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像の描画位置を補正するための補正用パターンとして、前記主走査濃度オフセット算出用画像が形成されるように前記光源を発光制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光書き込み制御装置。
6. 前記主走査濃度オフセット算出用画像において意図されている濃度が中間調濃度であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の光書込み制御装置。
7. 前記補正値算出部は、算出した前記主走査濃度オフセット値と所定の濃度との比較結果に基づき、前記感光体の露光によって形成された静電潜像が現像されて前記搬送経路に転写されるまでの機能の異常を判断することを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の光書込み制御装置。
8. 前記補正値算出部は、前記濃度を補正するための補正値として、前記光源の発光制御におけるパラメータを算出することを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の光書込み制御装置。
9. 請求項１乃至８いずれか１項に記載の光書き込み制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
10. 感光体を露光する光源を制御して異なる複数の色に対応した複数の感光体上に夫々静電潜像を形成させる光書き込み装置の制御方法であって、
    前記光書込み装置は、
    画像形成出力するべき画像を構成する画素の情報に基づいて前記光源を発光制御し、前記感光体を露光させる発光制御部と、
    前記感光体上に形成された静電潜像が現像された画像が転写されて搬送される搬送経路において前記画像を検知するセンサの検知信号を取得する検知信号取得部と、
    前記感光体上に形成された静電潜像が現像された顕色剤画像の濃度を補正するための補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号に基づき、前記濃度を補正するための補正値を算出する補正値算出部とを含み、
    前記濃度を補正するための補正用パターンとして、異なる複数の色が副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に並列して配置されたパターンが描画されるように前記光源を発光制御し、
    副走査方向において同一の位置であって主走査方向に異なる位置に配置され、同一の濃度が意図されて形成された複数の画像である主走査濃度オフセット算出用画像が夫々前記センサによって検知された検知信号に基づき、主走査方向の位置の違いに応じた濃度の差異を示す主走査濃度オフセット値を算出し、
    前記補正用パターンが前記センサによって検知された検知信号及び前記主走査濃度オフセット値に基づいて主走査方向の位置に応じた補正値を算出することを特徴とする光書込み装置の制御方法。