JP2017104998A - 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】直線配列した発光素子を複数のグループに分割し、グループ毎にタイミングをずらして１ライン分の発光を行う時分割発光を行う場合に、時分割発光によって感光体上の露光位置が副走査方向に伸びることで引き起こされる画像劣化を防止すること。【解決手段】複数のＬＥＤ素子をグループ毎に順番に発光制御する際に、ＬＥＤ素子の露光エネルギーを各ライン毎に調整することにより、画像形成時の副走査方向の露光強度分布が中央部でピークとなるようにした。【選択図】図８

Description

本発明は、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するものである。

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、感光体を露光する光源として、主走査方向にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が直線状に配列されたＬＥＤＡ（ＬＥＤ Ａｒｒａｙ）のような線状光源が用いられることがある（例えば、特許文献１参照）。このような線状光源においては、各ＬＥＤ素子を複数のグループに分割し、夫々のグループを順番に発光させる時分割駆動が用いられている。

前述した従来技術のように、主走査方向に直線状に配列された各ＬＥＤ素子を複数のグループに分割し、夫々のグループを順番に時分割発光させるようにすると、全ての光源を同タイミングで発光駆動する場合に比べて、一度に必要な電力を低減することができる。しかしながら、露光対象の感光体は常に回転しているため、感光体の回転軸と平行な方向に配列されたＬＥＤ素子を時分割駆動すると、感光体上の露光位置が副走査方向に伸びてしまい、それに伴って画像の劣化を引き起こすという問題がある。

特許文献１に開示された技術は、１画素当たりの諧調表現を行うために、複数のライン上に各ライン単位で異なるエネルギーでドットを形成するというものであり、副走査方向に画像が伸びることによって引き起こされる画像劣化については考慮されていない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、直線配列した発光素子をグループ毎に時分割発光することで引き起こされる画像劣化を防止することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、複数の発光素子が主走査方向に直線状に配列されて構成された光源を複数含む光源装置を発光制御することによって感光体上に静電潜像を形成する光書込み制御装置であって、前記静電潜像として形成すべき画像の情報である画像情報を取得する画像情報取得部と、取得された前記画像情報に基づいて生成された画素の情報に基づき、複数のグループに分けられた前記複数の発光素子を前記グループ毎に順番に発光制御することによって前記光源の１回分の発光制御を行って１ライン分の画像に対応した静電潜像を形成する光源制御部と、を含み、前記光源制御部は、生成された前記画素の情報に基づき、画像形成時の副走査方向の露光強度分布を制御することを特徴としている。

本発明によれば、直線配列した発光素子をグループ毎に時分割発光することで引き起こされる画像劣化を低減することができる。

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ＬＥＤＡプリントヘッドの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る時分割駆動の問題点を示す図である。 本発明の実施形態に係る時分割駆動の問題点を示す図である。 本発明の実施形態に係る露光強度分布の制御例を示す図である。 本発明の実施形態に係るサブライン発光制御例を示す図である。 本発明の実施形態に係るサブライン発光制御時の制御信号を示す図である。 本発明の実施形態に係る光書き込み制御部の機能構成を示す図である。

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光源として主走査方向に発光素子が直線状に配列された線状光源が用いられる。

そして、本実施形態に係る画像形成装置においては、瞬間的な消費電力のピーク値を低減するため、線状光源に含まれる発光素子を複数のグループに分割して時系列に順番に発光駆動する時分割駆動が行われる。この時分割駆動によって発光タイミングがずれることにより、同一ラインに含まれる各画素の露光位置が感光体上で副走査方向に伸びてしまい、この副走査方向の伸びが画像劣化を引き起こす場合がある。このような副走査方向の伸びに起因する画像劣化を抑制することが本実施形態に係る要旨の１つである。

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。すなわち、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、画面上に構成されるタッチパネルや、各種のハードキー等、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したがって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）２１、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。なお、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。したがって、ディスプレイパネル２４は、図１のＬＣＤ１６及び操作部１７によって構成される。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、上述したように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。すなわち、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。すなわち、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。すなわち、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。すなわち、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。なお、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、すなわ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がイエロー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、用紙に転写されずに搬送ベルト１０５上に残留したトナーを除去するため、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か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）プリントヘッド１３０Ｙ、１３０Ｍ、１３０Ｃ、１３０Ｋ（以降、総じてＬＥＤＡプリントヘッド１３０とする）から照射される。このＬＥＤＡプリントヘッド１３０が光源装置として用いられる。

図５は、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０の構成を示す図である。図５においては、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０に含まれる光源であるＬＥＤＡの照射面を正面から表示している。図５に示すように、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０は、基板１３１上に複数のＬＥＤＡ１３２が直線状に配列されて構成されている。このＬＥＤＡ１３２の配列されている方向が、感光体ドラム１０９の主走査方向に対応する。

夫々のＬＥＤＡ１３２は、各ＬＥＤＡ１３２が配列されている方向と同一の方向に発光素子であるＬＥＤ素子が複数配列されて構成されている発光素子アレイである。夫々のＬＥＤＡ１３２に含まれる各ＬＥＤ素子が１画素分の照射を行う。

また、基板１３１内部には、夫々のＬＥＤＡ１３２を発光駆動する複数の駆動回路１３３が設けられている。夫々の駆動回路１３３は、夫々のＬＥＤＡ１３２と１対１で対応している。

光書き込み装置１１１に含まれる制御部は、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０において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に示すように、１つのＬＥＤＡプリントヘッド１３０は、複数のＬＥＤＡ１３２を含む。ここで、全てのＬＥＤＡ１３２を同時に発光駆動すると、その瞬間に必要な電力量は全ＬＥＤＡ１３２夫々を発光させるために必要な電力量の合計となる。これに対して、夫々のＬＥＤＡ１３２を複数のグループに分割し、グループ毎にタイミングをずらして駆動すれば、一度に必要な電力量を下げることができる。したがって、本実施形態に係る光書き込み装置１１１においては、このような時分割駆動を採用している。

ここで、時分割駆動によって生じる問題について図６と図７を参照して説明する。図６は、複数のＬＥＤＡを４つのグループに分け、これらＬＥＤＡを主走査方向に対して斜めに配列した場合と主走査方向に沿って直線状に配列した場合における、各グループの発光駆動のタイミングを示す図であり、図７は、ＬＥＤＡを斜め配列した場合（図の左側）と直線状配列した場合（図の右側）における、時分割発光した時の感光体ドラム上での露光位置を示す図である。

図６の下段に示すように、グループ毎のＬＥＤＡの発光駆動の周期はストローブ周期ｔ_ｃであり、このストローブ周期ｔ_ｃの間に、ＬＥＤＡを発光駆動するストローブ期間ｔ_ａ及び次の発光までの待機期間であるストローブ間隔ｔ_ｂが含まれる。換言すると、ストローブ期間ｔ_ａが発光時間であり、ｔ_ｂが発光間隔（消灯期間）である。そして、図に示すように夫々のグループ毎に順番に発光制御することによって１回分の発光制御が行われる。

図６の例では、主走査方向において１〜４のグループが順番に繰り返されるように、夫々のＬＥＤＡを１〜４のグループに分けている。このようなグループ分けのもと図６に示すストローブ周期で１〜４のグループのＬＥＤＡを順に点灯制御すると、図７の左側に示すように、ＬＥＤＡを主走査方向に対して斜めに配列した場合は、時分割駆動によって感光体上の露光位置が副走査方向にずれることはない。一方、図７の右側に示すように、ＬＥＤＡを主走査方向に沿って直線状に配列した場合は、隣接するＬＥＤＡによる露光位置が副走査方向にずれた状態となるため、本来主走査方向において直線状態に配列するべきである１ライン分の画素の露光位置が副走査方向に伸びることとなり、この副走査方向の伸びが画像劣化を引き起こすことがある。

したがって、時分割駆動に伴う副走査方向の伸びが発生しないという観点からすると、ＬＥＤＡを斜め配列することが好ましいが、その場合、ＬＥＤＡと画像形成装置本体の向きに制約が発生してしまい、例えば、ＬＥＤＡと画像形成装置本体の向きを逆に取り付けてしまった場合に、感光体上の露光位置が副走査方向に大きくずれてしまうという問題が発生する。これに対して、ＬＥＤＡを主走査方向に沿って直線状に配列した場合は、時分割駆動に伴って感光体上の露光位置が副走査方向にずれてしまうが、ＬＥＤＡと画像形成装置本体の向きに制約がない（どちらの向きに設置しても露光位置は同じ量だけ副走査方向にずれる）という特徴を有するため、部品レイアウトを検討する上で非常に有利となる。

そのため、本実施形態に光書き込み装置においては、部品レイアウト上で有利なＬＥＤＡを主走査方向に沿って直線状に配列するという構成を採用しつつ、時分割駆動に伴って発生する副走査方向の伸びに起因する画質劣化を、画像形成時の副走査方向の露光強度分布を制御することで低減可能とした。図８は、１画素を形成する複数のライン（サブライン数２）の各ライン毎にＬＥＤＡを異なるエネルギーで露光して、画像形成時の副走査方向の露光強度分布を制御するようにした形態を示している。

図８の上段に示すように、１〜４のグループに分けたＬＥＤＡを全て同じエネルギーで露光するのではなく、ＬＥＤＡを各ライン毎に異なる高露光エネルギー（図中のハッチングを施した部分）と低露光エネルギー（図中のドットを施した部分）で露光することにより、図８の下段に示すように、複数のサブラインで形成される１画素の副走査方向の中央部に露光強度分布のピークが位置するように制御している。

ここで、従来から一般的に採用されている露光エネルギーＥの値を１００としたとき、高露光エネルギーＥ：１２０、低露光エネルギーＥ：８０とすれば、複数のサブラインで形成される１画素の光量の総和が従来の基準値（Ｅ１００×４＝４００）と同じ（Ｅ１２０×２＋Ｅ８０×２＝４００）となるため、感光体への露光量をわざわざ再調整する必要がなくなる。また、露光エネルギーを変化させる際において、露光エネルギーの上限値と下限値を設定することも有効であり、例えば、高露光エネルギーの値として１ドット再現が飽和するエネルギーを上限とし、低露光エネルギーの値として１ドット再現できる露光エネルギーを下限としておけば好ましい。

このように、本実施形態に係る光書き込み装置１１１においては、主走査方向に沿って直線状に配列された発光素子を複数のグループに分割し、グループ毎にタイミングをずらして１回分の発光を行う時分割駆動を行う場合に、発光素子を各ライン毎に異なるエネルギーで露光することにより、１画素の副走査方向の中央部に露光強度分布のピークが位置するように制御したので、副走査方向の画像の伸びを縮めて画像劣化を低減することができる。

図８に示す形態例では、発光素子を各ライン毎に異なるエネルギーで露光することにより、画像形成時の副走査方向の露光強度分布を制御するようにしているが、図９と図１０に示す形態のように、発光素子の発光時間を各ライン毎に調整することにより、画像形成時の副走査方向の露光強度分布を制御するようにしても良い。

図９の左側と図１０の上段はサブライン数２における発光時間制御信号と高／低発光ドットの関係を示し、図９の右側と図１０の下段はサブライン数４における発光時間制御信号と高／低発光ドットの関係を示している。これらの図に示す形態例では、１〜４のグループに分けたＬＥＤＡを全て同じ発光時間（図６のストローブ期間ｔ_ａ）で発光させるのではなく、発光時間の長い高発光ドットと発光時間の短い低発光ドットで発光させることにより、複数のサブラインで形成される１画素の副走査方向の中央部に露光強度分布のピークが位置するように制御している。

このように、グループ分けした発光素子の発光時間を制御して発光量を調整することにより、１画素の副走査方向の中央部に露光強度分布のピークが位置するように制御したので、図８に示す形態例と同様に、副走査方向の画像の伸びを縮めて画像劣化を低減することができる。なお、本実施形態では、サブライン数２とサブライン数４における発光制御を例示したが、本発明は、サブライン数の数によらず同様の効果を発揮することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光書き込み装置によれば、主走査方向に沿って直線状に配列された発光素子を複数のグループに分割し、グループ毎にタイミングをずらして１回分の発光を行う時分割駆動を行う場合に、画像形成時の副走査方向の中央部に露光強度分布のピークが位置するように制御したので、副走査方向の画像長さを縮めて画像劣化を低減することができる。

なお、本発明は、副走査方向の中央部に露光強度分布のピークが位置するように制御する場合だけに限定されず、サブライン毎に発光量を調整して副走査方向の露光強度分布を適宜変更することが可能である。例えば、横方向細線が再現できない場合などは、副走査方向の両端部に露光強度分布のピークが位置するように制御すれば良く、このようにすると、副走査方向の画像を意図的に伸ばして細線の再現が可能となる。あるいは、副走査方向のいずれか一方の端部に露光強度分布のピークが位置するように制御しても良く、その場合も、副走査方向の画像を伸ばして細線の再現が可能となる。

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１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係る光書き込み装置１１１においてＬＥＤＡプリントヘッド１３０を制御する光書き込み制御部２０１の機能構成と、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０及びコントローラ２０との接続関係を示す図である。

図１１に示すように、本実施形態に係る光書き込み制御部２０１は、光書き込み装置１１１全体の動作を制御するＣＰＵ２０２、主記憶装置としてのＲＡＭ２０３、ラインメモリ２０４、２０５及びＬＥＤ書き込み制御回路２１０を含む。また、ＬＥＤ書き込み制御回路２１０は、周波数変換部２１１、画像処理部２１２、スキュー補正部２１３及びＬＥＤＡ制御部２１４を含む。

このように、本実施形態に係る光書き込み制御部２０１は、図１において説明したハードウェア構成と同様に、記憶媒体に記憶されている制御プログラムがＲＡＭ２０３にロードされ、ＣＰＵ２０２がそのプログラムに従って演算を行うことにより構成される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構成される。

また、以降の説明においては、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０に対する光書き込み制御部２０１の構成及び機能について説明するが、図３、図４において説明したように、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０は感光体ドラム１０９Ｋ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｙ夫々に対応して設けられている。したがって、光書き込み制御部２０１は、各色のＬＥＤＡプリントヘッド１３０及び感光体ドラム１０９毎に制御を行う機能を有する。

ＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０は、コントローラ２０から入力される描画情報に基づいてＬＥＤＡプリントヘッド１３０の発光を制御する制御回路であり、集積回路等のハードウェアによって構成され、ＣＰＵ２０２の制御に従って動作する。周波数変換部２１１は、コントローラ２０から入力される描画情報をＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０の動作周波数に対応させて出力する。そのため、周波数変換部２１１は、コントローラ２０から入力される描画情報を、周波数変換用に設けられたラインメモリ２０４に一次的に格納し、ＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０の動作周波数にしたがって出力する。周波数変換部２１１は、コントローラ２０から入力される画像情報を取得する画像情報取得部としても機能する。

画像処理部２１２は、周波数変換されて出力された画像データに対して、諸々の画像処理を行う。画像処理部２１２が行う画像処理としては、画像サイズの変更やトリミング処理並びに内部パターンの付加等がある。また、次段の処理モジュールであるスキュー補正部２１３への画像データの出力タイミングを制御することにより、コントローラ２０から入力された解像度単位での主走査方向の位置ずれ補正を行う。この主走査方向の位置ずれ補正は、ＣＰＵ２０２によるＬＥＤＡ書き込み制御回路２１０へのレジスタ設定に従って行われる。

さらに、画像処理部２１２は、周波数変換部２１１から多階調の画像情報として入力される描画情報を、有色／無色の二階調に変換し、最終的にＬＥＤＡプリントヘッド１３０を発光制御するための画素情報を生成する二値化処理を行う。本実施形態に係る二値化処理において、画像処理部２１２は、周波数変換部２１１から入力される４ビットの画素データに基づき、予め生成されて光書き込み制御部２０１内の記憶媒体に格納された階調変換テーブルを参照し、最終的にＬＥＤＡプリントヘッド１３０を発光制御するための画素情報を生成する。なお、本実施形態においては、コントローラ２０から４ビットの画素データが入力される場合を例とするが、これは一例であり、例えば、８ビット等の更に多階調のデータや、２ビットのような少階調のデータであっても良い。

スキュー補正部２１３は、ＬＥＤＡプリントヘッド１３０と感光体ドラム１０９との配置による誤差等、様々な要因によって生じる画像のスキューを補正する。スキュー補正に関するパラメータ値は光書き込み制御部２０１に含まれる記憶装置に記憶されており、ＣＰＵ２０２の制御によってスキュー補正部２１３に設定される。スキュー補正部２１３は、画像処理部２１２から入力された画像データをラインメモリ２０５に主走査ライン毎に格納し、設定されたパラメータ値にしたがってラインメモリ２０５から画像データを読み出すことによりスキュー補正を実行する。

スキュー補正部２１３は、ラインメモリ２０５に複数の主走査ライン分の画素データが格納された状態において、補正するべき画像の傾きに応じて、主走査ライン上の所定の位置において画素データを読み出すラインをシフトする。例えば、１ライン目から画素データを読み出していた場合において、主走査ライン上の所定の位置において、画素データを読み出す主走査ラインを２ライン目に切り替える。このような処理により、画像の傾きを補正することが可能となる。

ＬＥＤＡ制御部２１４は、スキュー補正部２１３から出力される画素情報に基づき、動作周波数に従ってＬＥＤＡプリントヘッド１３０の発光を制御する。すなわち、ＬＥＤＡ制御部２１４が光源制御部として機能する。ＬＥＤＡ制御部２１４は、上述したように画像形成時の副走査方向の露光強度分布を制御する。

以上説明したように、本実施形態に係る光書き込み装置が搭載された画像形成装置によれば、主走査方向に沿って直線状に配列された発光素子を複数のグループに分割し、グループ毎にタイミングをずらして１ライン分の発光を行う時分割発光を行う場合に、副走査方向の露光強度分布を制御することで、感光体上の露光位置が副走査方向に伸びてしまうことで引き起こされる画像劣化を低減することが可能となる。

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
１３１ 基板
１３２ ＬＥＤＡ
１３３ 駆動回路
１３４ 画像データ入力部
１３５ 発光信号入力部
２０１ 光書き込み制御部
２０２ ＣＰＵ
２０３ ＲＡＭ
２０４、２０５ ラインメモリ
２１０ ＬＥＤＡ書き込み制御回路
２１１ 周波数変換部
２１２ 画像処理部
２１３ スキュー補正部
２１４ ＬＥＤＡ制御部

特許第４７２３６６３号公報

Claims (8)

1. 複数の発光素子が主走査方向に直線状に配列されて構成された光源を複数含む光源装置を発光制御することによって感光体上に静電潜像を形成する光書込み制御装置であって、
   前記静電潜像として形成すべき画像の情報である画像情報を取得する画像情報取得部と、
   取得された前記画像情報に基づいて生成された画素の情報に基づき、複数のグループに分けられた前記複数の発光素子を前記グループ毎に順番に発光制御することによって前記光源の１回分の発光制御を行って１ライン分の画像に対応した静電潜像を形成する光源制御部と、
   を含み、
   前記光源制御部は、生成された前記画素の情報に基づき、画像形成時の副走査方向の露光強度分布を制御することを特徴とする光書き込み制御装置。
2. 前記光源制御部は、前記発光素子の露光エネルギーを各ライン毎に調整することによって副走査方向の露光強度分布を制御する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. 前記光源制御部は、前記発光素子の発光時間を各ライン毎に調整することによって副走査方向の露光強度分布を制御する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。
4. 前記光源制御部は、副走査方向の中央部に露光強度分布のピークが位置するように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光書き込み制御装置。
5. 前記光源制御部は、副走査方向の両端部に露光強度分布のピークが位置するように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光書き込み制御装置。
6. 前記光源制御部は、複数のサブラインで形成される１画素の光量の総和が予め定められた基準値と同じになるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光書き込み制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光書き込み制御装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 複数の発光素子が主走査方向に直線状に配列されて構成された光源を複数含む光源装置を発光制御することによっ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、
   前記静電潜像として形成すべき画像の情報である画像情報を取得し、
   取得された前記画像情報に基づいて生成された画素の情報に基づき、複数のグループに分けられた前記複数の発光素子を前記グループ毎に順番に発光制御することによって前記光源の１回分の発光制御を行って１ライン分の画像に対応した静電潜像を形成し、
   生成された前記画素の情報に基づき、副走査方向の露光強度分布を制御することを特徴とする光書き込み制御方法。