JP6307961B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤプリントヘッドを備える電子写真方式の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）においては、画像データに基づくレーザー光が、一様に帯電した感光体（例えば感光ドラム）に対して照射（露光）されることにより、感光体表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体にトナーが供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、直接又は中間転写体を介して間接的に用紙に転写された後、定着装置で加熱、加圧されることにより、用紙に画像が形成される。

上述した画像形成装置の露光装置は、例えば複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が直線状に配列されたＬＥＤアレイを光源として有するＬＥＤプリントヘッドで構成される。ＬＥＤプリントヘッドは、ＬＥＤアレイを構成する個々のＬＥＤを発光させて感光体を露光するが、各ＬＥＤの発光特性は必ずしも同じではない。すなわち、全てのＬＥＤに同じ駆動電流を流しても、素子間で光量がばらつくため、副走査方向に画像すじや画像むら等が発生する。
そこで、ＬＥＤプリントヘッドは、各ＬＥＤの光量を一定とするための光量補正データを有しており、画像形成時には、この光量補正データを参照して各ＬＥＤの駆動電流が制御される。通常、光量補正データは、画像形成装置に実装される前に、ＬＥＤプリントヘッドにおいて、一定の駆動電流を流してＬＥＤを１つずつ発光させたときの発光特性（光量変動成分、ＬＥＤ間の光量のばらつき）を測定することにより生成される。

また、ＬＥＤプリントヘッドに搭載されるＬＥＤアレイの配置位置のばらつきを考慮して駆動電流を制御することによりＬＥＤの光量を補正する技術や、ＬＥＤプリントヘッドの露光位置ずれ（ピントずれ）を調整する技術も提案されている（例えば特許文献１、２）。

特開２００５−２１２１０５号公報 特開２００４−１４８７４８号公報

上述したように、光量補正データは、ＬＥＤの発光特性が変化しないことを前提として、ＬＥＤプリントヘッドを画像形成装置に実装する前に生成されるが、このときのＬＥＤプリントヘッドの状態は、画像形成装置に実装された状態と必ずしも等価ではない。例えば、ＬＥＤの発光特性は、ＬＥＤプリントヘッドに生じる振動等によって、画像形成装置に実装した後も経時的に変化する。そのため、ＬＥＤプリントヘッドが有する初期の光量補正データを参照して各ＬＥＤの駆動電流を制御しても、ＬＥＤ間で光量がばらつき、画像すじや画像むらが生じることがある。
また、ＬＥＤプリントヘッドを画像形成装置に実装した後に、純粋な光量変動成分を取得する技術は確立されていない。

本発明の目的は、画像形成装置に実装した後のＬＥＤプリントヘッドの光量変動成分を適切に補正でき、さらなる高画質化、高安定化（長期にわたって画質が変わらないこと）を図ることのできる画像形成装置を提供することである。

本発明に係る画像形成装置は、
帯電している感光体に光を照射して静電潜像を形成し、現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化し、顕像化されたトナー像を用紙に転写し、定着する電子写真方式の画像形成装置であって、
複数の発光ダイオードが直線状に配列されたＬＥＤアレイを光源として有するＬＥＤプリントヘッドと、
像担持体上に形成されたパターン画像を検出する画像検出部と、
光量補正データを参照して、前記複数の発光ダイオードの駆動電流を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記画像検出部によって検出された異なる第１のパターン画像及び第２のパターン画像の検出結果に基づいて、前記発光ダイオードごとに光量変動成分を抽出し、前記光量補正データを生成し、
前記第１のパターン画像は、前記複数の発光ダイオードのうち有効画像領域外の２つの発光ダイオードを露光させることにより得られるマーカー部を有し、
前記制御部は、前記２つの発光ダイオード間の距離と、前記２つのマーカー部間の距離を比較して、主走査方向の画素位置と当該画素を形成するのに使用された発光ダイオードとを対応付けることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、
帯電している感光体に光を照射して静電潜像を形成し、現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化し、顕像化されたトナー像を用紙に転写し、定着する電子写真方式の画像形成装置であって、
複数の発光ダイオードが直線状に配列されたＬＥＤアレイを光源として有するＬＥＤプリントヘッドと、
像担持体上に形成されたパターン画像を検出する画像検出部と、
光量補正データを参照して、前記複数の発光ダイオードの駆動電流を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記画像検出部によって検出された異なる第１のパターン画像及び第２のパターン画像の検出結果に基づいて、前記発光ダイオードごとに光量変動成分を抽出し、前記光量補正データを生成し、
前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を異なる用紙に形成する第１のモードと、前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を同じ用紙に形成する第２のモードと、を有することを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、
帯電している感光体に光を照射して静電潜像を形成し、現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化し、顕像化されたトナー像を用紙に転写し、定着する電子写真方式の画像形成装置であって、
複数の発光ダイオードが直線状に配列されたＬＥＤアレイを光源として有するＬＥＤプリントヘッドと、
像担持体上に形成されたパターン画像を検出する画像検出部と、
光量補正データを参照して、前記複数の発光ダイオードの駆動電流を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記画像検出部によって検出された異なる第１のパターン画像及び第２のパターン画像の検出結果に基づいて、前記発光ダイオードごとに光量変動成分を抽出し、前記光量補正データを生成し、
前記第１のパターン画像は、前記複数の発光ダイオードのうち有効画像領域外の２つの発光ダイオードを露光させることにより得られるマーカー部を有し、
前記制御部は、前記２つの発光ダイオード間の距離と、前記２つのマーカー部間の距離を比較して、主走査方向の画素位置と当該画素を形成するのに使用された発光ダイオードとを対応付け、
前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を異なる用紙に形成する第１のモードと、前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を同じ用紙に形成する第２のモードと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置に実装した後のＬＥＤプリントヘッドの純粋な光量変動成分を把握することができるので、適切な光量補正データを生成することができる。したがって、画像形成装置のさらなる高画質化、高安定化を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 パターン画像の一例を示す図である。 主走査方向の画素位置と対応するＬＥＤの関係を示す図である。 パターン画像の他の一例を示す図である。 光量補正データ更新処理の一例を示すフローチャートである。 パターン画像の検出結果の一例を示す図である。 露光装置の光量変動成分の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す図である。図２は、実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。
図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向（鉛直方向）に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。
すなわち、画像形成装置１は、感光ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に二次転写することにより、画像を形成する。

図１、２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２又は記憶部７２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。

記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。記憶部７２には、例えば各ブロックの動作を制御する際に参照されるルックアップテーブル等が格納される。

また、制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピュータ）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信されたページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）による画像データ（入力画像データ）を受信し、これに基づいて用紙に画像を形成させる。通信部７１は、例えばＮＩＣ（Network Interface Card）、ＭＯＤＥＭ（MOdulator-DEModulator）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の各種インターフェースを有する。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備える。
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像（両面を含む）を連続して読み取ることが可能となる。
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。
ユーザーは、操作表示部２０を操作して、原稿設定、画質設定、倍率設定、応用設定、出力設定、片面／両面設定、及び用紙設定などの画像形成に関する設定を行うことができる。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う（画像濃度制御）。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１及び中間転写ユニット４２等を備える。

画像形成ユニット４１は、Ｙ成分用、Ｍ成分用、Ｃ成分用、Ｋ成分用の４つの画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋで構成される。画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有するので、図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素についての符号は省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。
電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネート樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

帯電装置４１４は、例えばスコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置４１４は、コロナ放電によって感光ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、いわゆるＬＥＤプリントヘッドで構成される。露光装置４１１は、複数のＬＥＤが直線状に配列されたＬＥＤアレイ８１、個々のＬＥＤを駆動するためのＬＰＨ駆動部（ドライバーＩＣ）８２、及びＬＥＤアレイ８１からの放射光を感光ドラム４１３上に結像させるレンズアレイ８３等を有する。ＬＥＤアレイ８１の１つのＬＥＤが、画像の１画素に対応する。
制御部１００がＬＰＨ駆動部８２を制御することにより、ＬＥＤアレイ８１に所定の駆動電流が流され、特定のＬＥＤが発光する。ＬＰＨ駆動部８２は、光量補正テーブルＬＣＴ（光量補正データ）を参照して、各ＬＥＤの駆動電流を制御する。本実施の形態では、この光量補正テーブルＬＣＴが、画像形成装置１への露光装置４１１の実装直後等の所定のタイミングで更新される。

露光装置４１１は、感光ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応する光を照射する。感光ドラム４１３の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。これにより、感光ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤）を収容しており、感光ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像剤担持体（現像ローラー）に現像バイアス電圧が印加され、感光ドラム４１３の表面と現像剤担持体との電位差によって現像剤担持体上の帯電トナーが感光ドラム４１３の表面の露光された部分に移動し、付着する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置される支持ローラー４２３が駆動ローラーであることが好ましい。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光ドラム４１３に圧接されることにより、感光ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、複数の支持ローラー４２３のうちの一つに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１に対向して配置される支持ローラー４２３はバックアップローラーと呼ばれる。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラーに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙へトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙が二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙に二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙の裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙に静電的に転写される。トナー像が転写された用紙は定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

なお、中間転写ユニット４２において、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用してもよい。

定着部６０は、用紙の定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６１、用紙の裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６２、及び定着面側部材を加熱する加熱源６３等を備える。

上側定着部６１がベルト加熱方式である場合（図１参照）は定着ベルトが定着面側部材となり、ローラー加熱方式である場合は定着ローラーが定着面側部材となる。また、下側定着部６２がローラー加圧方式である場合（図１参照）は加圧ローラーが裏面側支持部材となり、ベルト加圧方式である場合は加圧ベルトが裏面側支持部材となる。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙を狭持して搬送する定着ニップが形成される。トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙は、定着ニップを通過する際に加熱、加圧される。これにより、用紙にトナー像が定着する。また、定着部６０は、定着面側部材又は裏面側支持部材に対して送風を行い、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙を分離する分離エアー送風部を備えていてもよい。

定着部６０の用紙搬送方向下流側には、定着後のパターン画像を検出するパターン画像検出部８５が配置される（いわゆるインラインセンサー）。画像検出部８５は、露光装置４１１の光量補正データを生成する際に使用される。画像検出部８５としては、例えば書込み解像度以上の分解能を有するラインセンサーが好適である。

画像検出部８５で検出されるパターン画像は、露光装置４１１の純粋な光量変動成分（ＬＥＤ間の光量のばらつき）を把握するための画像であり、異なる２種類のパターン画像で構成される。パターン画像の一例を図３に示す。

図３Ａに示すパターン画像Ｐ１は、有効画像領域におけるすべてのＬＥＤに所定の駆動電流を流して露光させることにより得られる第１のパターン画像（露光画像）である。第１のパターン画像Ｐ１には、露光装置４１１の光量変動成分と、画像形成ユニット４１に含まれる露光装置４１１以外のプロセスユニット（例えば現像装置４１２）に起因するプロセス変動成分が反映される。ＬＥＤ間の光量がばらついている場合、図３Ａに示すように第１のパターン画像Ｐ１には画像すじや画像むらが発生する。

また、第１のパターン画像Ｐ１の有効画像領域外（ここでは主走査方向両側）には、基準ＬＥＤ８１１、８１２に対応する画素位置特定用のマーカー部Ｍ１、Ｍ２が形成されるのが好ましい（図４参照）。基準ＬＥＤ８１１、８１２間の距離ａ（不変）と、２つのマーカー部Ｍ１、Ｍ２間の距離ｂ１（用紙の伸縮によって可変）を比較することで、有効画像領域の主走査方向における画素位置と個々のＬＥＤを精度良く対応付けることができる。

図３Ｂに示すパターン画像Ｐ２は、すべてのＬＥＤを露光させずに、現像バイアス電圧を調整することによりトナーを強制的に感光体に付着させて得られる第２のパターン画像である。第２のパターン画像Ｐ２の平均濃度が、第１のパターン画像Ｐ１の平均濃度と同等となるように、第２のパターン画像Ｐ２を形成するときの現像バイアス電圧が調整される。第２のパターン画像Ｐ２には、プロセス変動成分のみが反映され、露光装置４１１の光量変動成分は含まれない。

第１のパターン画像Ｐ１及び第２のパターン画像Ｐ２を画像検出部８５によって検出し、差分を算出することにより、露光装置４１１の純粋な光量変動成分を取得することができる。

なお、図３に示すように、第１のパターン画像Ｐ１と第２のパターン画像Ｐ２を異なる用紙に形成してもよいし、図５に示すように、第１のパターン画像Ｐ１と第２のパターン画像Ｐ２を同じ用紙に形成するようにしてもよい。第１のパターン画像Ｐ１と第２のパターン画像Ｐ２を異なる用紙に形成するモードを「通常モード」と称し、第１のパターン画像Ｐ１と第２のパターン画像Ｐ２を同じ用紙に形成するモードを「用紙削減モード」と称する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、第１の搬送部５３〜第４の搬送部５６、及び搬送経路切替部５７等を備える。
給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１１〜５１３には、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された紙種ごとに収容される。

第１の搬送部５３は、中間搬送ローラー部、ループローラー部、及びレジストローラー部を含む複数の搬送ローラー部を備え、給紙部５１又は外部給紙装置（図示略）から給紙された用紙を画像形成部４０（二次転写部）に搬送する。

第２の搬送部５４は、画像形成部４０において第１面（表面）に画像が形成された用紙を第３の搬送部５５に搬送する。また、第２の搬送部５４は、第３の搬送部５５でスイッチバックされて送出されてきた用紙を排紙部５２に搬送する。

第３の搬送部５５は、第２の搬送部５４から送出された用紙を一旦停止させ、搬送方向を逆転させる（スイッチバック）。第３の搬送部５５は、スイッチバックさせた用紙を第２の搬送部５４又は第４の搬送部５６に搬送する。

第４の搬送部５６は、第３の搬送部５５でスイッチバックされて送出された用紙を第１の搬送部５３（ループローラー部の上流）に搬送する循環経路である。第１の搬送部５３には、第２面（裏面）が上面となった用紙が通紙されることになる。

搬送経路切替部５７は、定着部６０から送出された用紙をそのままの状態で排紙するか、反転させて排紙するかによって搬送経路を切り替える。具体的には、制御部１００が、画像形成処理の処理内容（片面／両面印刷、フェイスアップ排紙、フェイスダウン排紙等）に基づいて、搬送経路切替部５７の動作を制御する。

給紙部５１又は外部給紙装置（図示略）から給紙された用紙は、第１の搬送部５３によって画像形成部４０に搬送される。そして、用紙が二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙の第１面（定着面）に一括して二次転写され、定着部６０において定着処理が施される。画像が形成された用紙は、排紙ローラー等を備えた排紙部５２により機外に排紙される。用紙の両面に画像を形成する場合、第１面に画像が形成された用紙は第２の搬送部５４に送出され、第３の搬送部５５及び第４の搬送部５６で反転された後に第２面に画像が形成される。

このように、画像形成装置１は、複数の発光ダイオードが直線状に配列されたＬＥＤアレイ（８１）を光源として有するＬＥＤプリントヘッド（露光装置４１１）と、像担持体上に形成されたパターン画像（用紙上に形成された定着後のパターン画像）を検出する画像検出部（８５）と、光量補正データ（光量補正テーブルＬＣＴ）を参照して、ＬＥＤアレイを構成する個々の発光ダイオードの駆動電流を制御する制御部（制御部１００及びＬＰＨ駆動部８２）と、を備える。

図６は、露光装置４１１の光量補正テーブルを更新するための光量補正テーブル更新処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば画像形成装置１において所定の更新タイミングに到達することに伴い（例えば１０００枚の画像形成ごと）、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。なお、光量補正テーブル更新処理における利用モード（通常モード又は用紙削減モード）は、予め設定されているものとする。例えば、操作表示部２０の操作によって、利用者は所望の利用モードを選択して設定することができる。

図６のステップＳ１０１において、制御部１００は、特定の更新タイミングであるか否かを判定する。「特定の更新タイミング」には、例えば露光装置４１１を画像形成装置１に実装した直後の他、露光装置４１１以外のプロセスユニットの交換時、一定枚数（例えば１０００枚）の画像形成ごと等、プロセス変動成分の変化が見込まれる場合が含まれる。特定の更新タイミングである場合（ステップＳ１０１で“ＹＥＳ”）、処理はステップＳ１０２に移行し、特定の更新タイミング出ない場合（ステップＳ１０１で“ＮＯ”）、処理はステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０２において、制御部１００は、設定されている利用モードが用紙削減モードであるか否かを判定する。利用モードが用紙削減モードである場合（ステップＳ１０２で“ＹＥＳ”）、処理はステップＳ１０３に移行し、利用モードが用紙削減モードでない場合（ステップＳ１０２で“ＮＯ”）、すなわち通常モードの場合、処理はステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０３において、制御部１００は、第１のパターン画像Ｐ１及び第２のパターン画像Ｐ２を同じ用紙に形成させる（図４参照）。用紙削減モードでは、光量補正データを生成するのに消費される用紙枚数を低減できるとともに、現像剤の消費量を低減することができる。

ステップＳ１０４において、制御部１００は、第１のパターン画像Ｐ１と第２のパターン画像Ｐ２を異なる用紙に形成させる（図３参照）。通常モードでは、用紙削減モードに比較して副走査方向における画素数、すなわち主走査方向における画素位置の平均濃度を算出する際のデータ数が多くなるので、光量補正データの精度が向上する。

ステップＳ１０５において、制御部１００は、第１のパターン画像Ｐ１のみを用紙に形成させる。特定の更新タイミングでない場合、すなわちプロセス変動成分の変化が見込まれない場合には、第２のパターン画像Ｐ２の検出結果は前回の光量補正テーブル更新処理のときに得られるものと同様になると考えられるので、第１のパターン画像Ｐ１の検出結果だけが新たに取得され、第２のパターン画像Ｐ２については前回の検出結果が使用される。これにより、光量補正データを生成する際の現像剤の消費量を低減することができる。

ステップＳ１０６において、制御部１００は、画像検出部８５による検出結果、すなわち第１のパターン画像Ｐ１及び第２のパターン画像Ｐ２（ステップＳ１０５の後に実行されるステップＳ１０６では第１のパターン画像Ｐ１のみ）における画素ごとの濃度を取得する。

ステップＳ１０７において、制御部１００は、画像検出部８５による検出結果に基づいて、第１のパターン画像Ｐ１及び第２のパターン画像Ｐ２（ステップＳ１０５の後に実行されるステップＳ１０７では第１のパターン画像Ｐ１のみ）における有効画像領域の平均濃度を算出する。

ステップＳ１０８において、制御部１００は、ステップＳ１０７で算出された平均濃度に基づいて、パターン画像が適正であるか否かを判定する。例えば、第１のパターン画像Ｐ１の平均濃度と第２のパターン画像Ｐ２の平均濃度が同程度である場合に、パターン画像は適正ということになる。パターン画像が適正である場合（ステップＳ１０８で“ＹＥＳ”）、処理はステップＳ１０９に移行し、パターン画像が適正でない場合（ステップＳ１０８で“ＮＯ”）、処理はステップＳ１０１に移行する。

つまり、画像形成装置１の電源投入直後など、プロセスユニットの動作が安定していないときは、パターン画像Ｐ１、Ｐ２に光量変動成分やプロセス変動成分が正確に反映されないため、光量補正データを生成するためのパターン画像として適切ではない。そこで、改めてパターン画像を形成し、適正なパターン画像に基づいて光量補正データが生成されるようにしている。

ステップＳ１０９において、制御部１００は、第１のパターン画像Ｐ１及び第２のパターン画像Ｐ２（ステップＳ１０５の後に実行されるステップＳ１０９では第１のパターン画像Ｐ１のみ）における副走査方向の濃度を平均化して、主走査方向における画素位置に対する濃度を算出する。

第１のパターン画像Ｐ１についての主走査方向における画素位置と平均濃度の関係を図７Ａに示し、第２のパターン画像Ｐ２についての主走査方向における画素位置と平均濃度の関係を図７Ｂに示す。図７Ａ、図７Ｂでは、平均濃度を正規化して示している。
図７Ａに示す第１のパターン画像Ｐ１の検出結果には、露光装置４１１の光量変動成分と、露光装置４１１以外のプロセスユニットに起因するプロセス変動成分が反映される。一方、図７Ｂに示す第２のパターン画像Ｐ２の検出結果には、プロセス変動成分のみが反映され、露光装置４１１の光量変動成分は含まれない。

ステップＳ１１０において、制御部１００は、第１のパターン画像Ｐ１の検出結果（図７Ａ参照）と第２のパターン画像Ｐ２の検出結果（図７Ｂ参照）の差分を算出し、主走査方向における画素位置ごとの光量変動成分を抽出する。ステップＳ１０５の後に実行されるステップＳ１１０では、第２のパターン画像Ｐ２の検出結果として、前回の光量補正テーブル更新処理で得られた検出結果が使用される。主走査方向における画素位置と光量変動成分の関係を図８に示す。

ステップＳ１１１において、制御部１００は、主走査方向における画素位置と、当該画素を形成するのに使用されたＬＥＤの位置を対応付ける。
例えば、図４Ａに示すように、用紙の伸縮がない場合、基準ＬＥＤ８１１、８１２間の距離ａと、２つのマーカー部Ｍ１、Ｍ２間の距離ｂ１は同じになるため、主走査方向の画素位置と、その画素を形成するのに使用されたＬＥＤの位置が一致するので、そのまま対応付けることができる。
一方、図４Ｂに示すように、用紙が縮小することにより、基準ＬＥＤ８１１、８１２間の距離ａよりも、２つのマーカー部Ｍ１、Ｍ２間の距離ｂ２の方が短くなっている場合、主走査方向の画素位置と、その画素を形成するのに使用されたＬＥＤの位置は一致しない。この場合、主走査方向の画素位置を適宜変倍して、主走査方向の画素位置と、その画素を形成するのに使用されたＬＥＤの位置を一致させることにより、主走査方向における画素位置と個々のＬＥＤを正確に対応付けることができる。

ステップＳ１１２において、制御部１００は、光量補正テーブルＬＣＴを更新する。具体的には、図８において、それぞれの画素位置に対応する濃度と理想濃度との差分に基づいて、対応するＬＥＤの光量補正データが設定される。それぞれのＬＥＤには、新たに設定された光量補正データによって補正された駆動電流が流れることとなる。

このように、画像形成装置１において、制御部１００は、画像検出部８５によって検出された２種類のパターン画像の検出結果に基づいて、ＬＥＤごとに光量変動成分を抽出し、光量補正テーブル（光量補正データ）を生成する。
具体的には、複数のＬＥＤのうち有効画像領域に対応するすべてのＬＥＤに所定の駆動電流を流して露光させることにより得られる第１のパターン画像Ｐ１と、複数のＬＥＤを発光させずに得られる第２のパターン画像Ｐ２を用いて、第１のパターン画像Ｐ１の検出結果と第２のパターン画像Ｐ２の検出結果の差分を算出することにより、光量変動成分を抽出する。

これにより、画像形成装置１に実装した後の露光装置４１１の純粋な光量変動成分を把握することができるので、適切な光量補正データを生成することができる。露光装置４１１の光量変動成分が経時的に変化する場合にも対応できる。したがって、露光装置４１１におけるＬＥＤ間の光量のばらつきに起因する画像すじや画像むらが発生するのを防止でき、画像形成装置１のさらなる高画質化、高安定化を図ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、実施の形態では、プロセス変動成分の変化が見込まれない場合には第１のパターン画像Ｐ１の検出結果のみを新たに取得するが（図６のステップＳ１０１→Ｓ１０５）、この場合にも第１のパターン画像Ｐ１及び第２のパターン画像Ｐ２の検出結果の両方を新たに取得するようにしてもよい。

また例えば、実施の形態では、用紙に形成された定着後のパターン画像の検出結果に基づいて光量補正データを生成するが、用紙に形成された未定着のパターン画像を画像検出部によって読み取り、この検出結果に基づいて光量補正データを生成するようにしてもよい。さらには、中間転写ベルト４２１に形成されたパターン画像を画像検出部によって読み取り、この検出結果に基づいて光量補正データを生成することも考えられる。すなわち、画像検出部は、用紙や中間転写ベルトを含む像担持体上に形成されたパターン画像を検出する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
４１ 画像形成ユニット（プロセスユニット）
４２ 中間転写ユニット（プロセスユニット）
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
７１ 記憶部
７２ 通信部
８１ ＬＥＤアレイ
８２ ＬＰＨ駆動部
８３ レンズアレイ
８５ 画像検出部
１００ 制御部
４１１ 露光装置（ＬＥＤプリントヘッド）
８１１、８１２ 基準ＬＥＤ
８１３ 有効画像領域におけるＬＥＤ

Claims (5)

1. 帯電している感光体に光を照射して静電潜像を形成し、現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化し、顕像化されたトナー像を用紙に転写し、定着する電子写真方式の画像形成装置であって、
   複数の発光ダイオードが直線状に配列されたＬＥＤアレイを光源として有するＬＥＤプリントヘッドと、
   像担持体上に形成されたパターン画像を検出する画像検出部と、
   光量補正データを参照して、前記複数の発光ダイオードの駆動電流を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記画像検出部によって検出された異なる第１のパターン画像及び第２のパターン画像の検出結果に基づいて、前記発光ダイオードごとに光量変動成分を抽出し、前記光量補正データを生成し、
   前記第１のパターン画像は、前記複数の発光ダイオードのうち有効画像領域外の２つの発光ダイオードを露光させることにより得られるマーカー部を有し、
   前記制御部は、前記２つの発光ダイオード間の距離と、前記２つのマーカー部間の距離を比較して、主走査方向の画素位置と当該画素を形成するのに使用された発光ダイオードとを対応付けることを特徴とする画像形成装置。
2. 帯電している感光体に光を照射して静電潜像を形成し、現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化し、顕像化されたトナー像を用紙に転写し、定着する電子写真方式の画像形成装置であって、
   複数の発光ダイオードが直線状に配列されたＬＥＤアレイを光源として有するＬＥＤプリントヘッドと、
   像担持体上に形成されたパターン画像を検出する画像検出部と、
   光量補正データを参照して、前記複数の発光ダイオードの駆動電流を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記画像検出部によって検出された異なる第１のパターン画像及び第２のパターン画像の検出結果に基づいて、前記発光ダイオードごとに光量変動成分を抽出し、前記光量補正データを生成し、
   前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を異なる用紙に形成する第１のモードと、前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を同じ用紙に形成する第２のモードと、を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 帯電している感光体に光を照射して静電潜像を形成し、現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化し、顕像化されたトナー像を用紙に転写し、定着する電子写真方式の画像形成装置であって、
   複数の発光ダイオードが直線状に配列されたＬＥＤアレイを光源として有するＬＥＤプリントヘッドと、
   像担持体上に形成されたパターン画像を検出する画像検出部と、
   光量補正データを参照して、前記複数の発光ダイオードの駆動電流を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記画像検出部によって検出された異なる第１のパターン画像及び第２のパターン画像の検出結果に基づいて、前記発光ダイオードごとに光量変動成分を抽出し、前記光量補正データを生成し、
   前記第１のパターン画像は、前記複数の発光ダイオードのうち有効画像領域外の２つの発光ダイオードを露光させることにより得られるマーカー部を有し、
   前記制御部は、前記２つの発光ダイオード間の距離と、前記２つのマーカー部間の距離を比較して、主走査方向の画素位置と当該画素を形成するのに使用された発光ダイオードとを対応付け、
   前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を異なる用紙に形成する第１のモードと、前記第１のパターン画像と前記第２のパターン画像を同じ用紙に形成する第２のモードと、を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記第１の画像パターンは、前記複数の発光ダイオードのうち有効画像領域におけるすべての発光ダイオードに所定の駆動電流を流して露光させることにより得られる画像であり、
   前記第２の画像パターンは、前記複数の発光ダイオードを露光させずに得られる画像であり、
   前記制御部は、前記第１のパターン画像の検出結果と前記第２のパターン画像の検出結果の差分を算出することにより、前記光量変動成分を抽出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記ＬＥＤプリントヘッド以外のプロセスユニットに起因するプロセス変動成分の変化が見込まれるか否かを判定し、前記プロセス変動成分の変化が見込まれる場合には前記第２のパターン画像の検出結果を新たに取得し、前記プロセス変動成分の変化が見込まれない場合には前記第２のパターン画像の既に取得されている検出結果を使用することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。