JP7008045B2 - 画像形成装置および露光装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置および露光装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は露光装置を使用して静電潜像を形成する。露光装置には個体差が存在する。そのため、個体ごとの光量の調整値や主走査方向における潜像の書き出しタイミングの調整値は、組み立て工程において取得されて不揮発性のメモリに書き込まれる（特許文献１）。

特開２０１４－２２８６５５号公報

近年、露光装置の共通プラットフォーム化が進められている。つまり、プロセススピードの速い画像形成装置とプロセススピードの遅い画像形成装置とが共通の露光装置を搭載するため、製造コストが削減される。プロセススピードとはトナー画像を形成するための部材の駆動速度に関するパラメータであり、たとえば、感光体の周速度である。

ところで、露光装置の調整値はプロセススピードごとに異なる。複数のプロセススピードのそれぞれについて調整値を取得する工程と、プロセススピードごとの調整値をメモリに書き込む工程とが必要となり、工数が増加する。また、メモリに記憶される調整値の数が増加するために、メモリに関する製造コストも増加してしまう。そこで、本発明は工数や製造コストに関して有利な装置を提供する。

本発明によれば、たとえば、
感光体と、
前記感光体を帯電させる帯電手段と、
第一画像形成装置、または第二画像形成装置に搭載可能で、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段であって、第一プロセススピードで画像を形成する前記第一画像形成装置の仕様と前記第一プロセススピードとは異なる第二プロセススピードで画像を形成する前記第二画像形成装置の仕様とを満たした共通仕様の露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記露光手段の光源を駆動する駆動手段と、
前記光源の光量と前記駆動手段に入力されるＰＷＭ信号のデューティを示す制御値との関係を示すデータであって、前記トナー画像を形成するための部材の駆動速度に関する第一プロセススピードについて組み立て工程において取得された前記データを保持し、前記第二プロセススピードについての前記データを保持していない保持手段と、
前記露光手段が、前記トナー画像を形成するための部材の駆動速度に関するプロセススピードが前記第一プロセススピードである前記第一画像形成装置に搭載された場合、前記保持手段に保持されているデータに基づき、前記光源から第一光量の光を発光するために前記駆動手段に入力される第一制御値を求める第一制御手段と、
前記露光手段が、前記プロセススピードが前記第二プロセススピードである前記第二画像形成装置に搭載された場合、前記保持手段に保持されている前記第一プロセススピードについての前記データを補正し、補正された当該データに基づき、前記光源から前記第一光量の光を発光するために前記駆動手段に入力される第二制御値を求める第二制御手段と、を有し、
前記保持手段は前記露光手段に搭載され、
前記第一制御手段は前記第一画像形成装置に搭載され、前記第一画像形成装置が前記第一プロセススピードで画像を形成することを示す第一情報を保持しており、前記保持手段に保持されている前記データを前記露光手段が搭載された後に取得し、前記データと前記第一情報とに基づき前記第一制御値を求め、
前記第二制御手段は前記第二画像形成装置に搭載され、前記第二画像形成装置が前記第二プロセススピードで画像を形成することを示す第二情報を保持しており、前記保持手段に保持されている前記データを前記露光手段が搭載された後に取得し、前記データと前記第二情報とに基づき前記第二制御値を求め、
前記第一プロセススピードより前記第二プロセススピードの方が速い場合、前記第一制御値より前記第二制御値の方が大きくなり、前記第一プロセススピードより前記第二プロセススピードの方が遅い場合、前記第一制御値より前記第二制御値の方が小さくなることを特徴とする画像形成システムが提供される。

本発明によれば、工数や製造コストに関して有利な装置が提供される。

画像形成装置の概略断面図 露光査装置の概略斜視図 駆動回路を示す図 レーザ光の発光輝度とＰＷＭ信号のデューティとの関係を示す図 光量調整工程を示すフローチャート 主走査位置の測定工程を示すフローチャート 光量と書き出しタイミングの制御方法を示すフローチャート 露光量とデューティとの関係を示す図 ＣＰＵの機能を示す図 ＣＰＵの機能を示す図

［画像形成装置］
図１はフルカラー画像を形成可能な画像形成装置を示しているが、本発明はモノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。図１が示すように、画像形成装置５０はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにそれぞれ対応した四つの画像形成部を有している。図１において参照番号の末尾に付与されているＹＭＣＫの文字はトナー色を示している。感光ドラム５は、感光体であり、静電潜像やトナー画像を担持する像担持体である。帯電器７は感光ドラム５の表面を一様に帯電させる帯電ローラである。露光装置９は画像信号に応じて感光ドラム５の表面に光を照射して静電潜像を形成する光学走査装置である。現像器８はトナーを用いて静電潜像を現像し、トナー画像を形成する。一次転写器１０は感光ドラム５に担持されているトナー画像を中間転写ベルト３に転写する。ここでは、四つの画像形成部がそれぞれ色の異なるトナー画像を位置合わせして重畳させ、フルカラー画像を形成する。

中間転写ベルト３は、中間転写体の一種であり、無端状のベルトである。中間転写ベルト３は駆動ローラ１２、テンションローラ１３、アイドラローラ１７および二次転写対向ローラ１８に懸架され、矢印の方向に回転する。駆動ローラ１２、テンションローラ１３および二次転写対向ローラ１８は、中間転写ベルト３を支持する支持ローラである。

給紙カセット１は、シートＰを収納する収納庫である。給紙ローラ２は給紙カセット１に収納されているシートＰをピックアップして搬送路へ給送する。レジストローラ対６は、中間転写ベルト３により搬送されるトナー画像が二次転写部に到着するタイミングと、シートＰが二次転写部に到着するタイミングとが一致するように、シートＰを搬送する。二次転写部は二次転写ローラ１１と二次転写対向ローラ１８とを有している。二次転写部は、トナー画像をシートＰへ転写する。クリーニングユニット２１は、シートＰに転写されずに中間転写ベルト３上に残ったトナーを除去する。

定着装置１４は、搬送ガイド１９を経由して搬送されてきたシートＰに対してトナー画像を定着させる。定着装置１４は定着ローラ１５と加圧ローラ１６を有しており、トナー画像とシートＰに熱と圧力を加える。排紙ローラ対２０はシートＰを画像形成装置５０の外部へ排出する。

図１が示すように、感光ドラム５は感光体の一例である。帯電器７は感光体を一様に帯電させる帯電手段の一例である。露光装置９は画像信号に応じて感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段の一例である。現像器８はトナーを用いて静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段の一例である。一次転写器１０および中間転写ベルト３はトナー画像をシートＰに転写する転写手段の一例である。定着装置１４はトナー画像をシートＰに定着させる定着手段の一例である。

［光学走査装置］
図２が示すように露光装置９はレーザユニット１０７を有している。駆動回路１３０はレーザユニット１０７を発光させるための駆動電流を供給する。つまり、駆動回路１３０は露光手段の光源を駆動する駆動手段の一例である。

レーザユニット１０７は駆動電流に応じた発光量でレーザ光を発光する。レーザユニット１０７は、光源（発光素子）としてのレーザダイオードＬＤと、受光手段としてのフォトダイオードＰＤを有している。レーザユニット１０７から出力されたレーザ光はコリメータレンズ１３４に入射する。コリメータレンズ１３４は、レーザ光のビーム形状を整形する光学部品である。その後、レーザ光はいくつかの光学部品を通過してポリゴンミラー１３３に入射する。ポリゴンミラー１３３は、レーザ光が感光ドラム５の表面を走査するように、回転しながらレーザ光を偏向する回転多面鏡である。ポリゴンミラー１３３で反射したレーザ光はｆθレンズ１３２を通過し、感光ドラム５上にドット状のスポットとして結像する。ｆθレンズ１３２は、レーザ光が感光ドラム５上を等速度で走査するように、レーザ光を変換する光学部品である。なお、図２においてｈ０は像高が０となる位置を示している。像高は主走査位置と呼ばれてもよい。

ミラー１３１はポリゴンミラー１３３で反射したレーザ光をＢＤセンサ１２１に誘導する光学部品である。ポリゴンミラー１３３が６つのミラー面を有している場合、ポリゴンミラー１３３が一回転する間にＢＤセンサ１２１はレーザ光を６回にわたり検知する。ＢＤはビームディテクションの略称である。ＢＤセンサ１２１がレーザ光を受光したときに出力する検知信号は、レーザ光の主走査方向の書き出し位置を制御するために使用される。

駆動回路１３０は、レーザ光が感光ドラム５上の画像領域を走査している画像期間においてレーザユニット１０７を発光させ、それ以外の期間ではレーザユニット１０７を基本的に消灯させる。ただし、レーザ光がＢＤセンサ１２１に入射する期間においても駆動回路１３０はレーザユニット１０７を強制的に発光させる。駆動回路１３０は、レーザユニット１０７を強制的に発光させている期間において、発光量を調整するＡＰＣ（自動光量制御／Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を実行する。感光ドラム５の消耗度に応じて必要となる発光量（露光量）は異なる。また、レーザユニット１０７の温度が上昇すると、必要となる発光量を得るための駆動電流も変化する。そのため、駆動回路１３０は、フォトダイオードＰＤで受光されたレーザ光の受光量に応じて駆動電流を調整する。

［駆動回路］
図３が示すように、駆動回路１３０はレーザユニット１０７の発光量を調整する調整手段を含む回路である。駆動回路１３０はＡＰＣ部１５０を有している。ＡＰＣ部１５０はフォトダイオードＰＤが出力する信号のレベルが駆動回路１３０に入力された制御値に対応したレベルとなるように、光源に供給する駆動電流を調整する。駆動回路１３０には、レーザユニット１０７、エンジンコントローラ１２２、ビデオコントローラ１２３が接続されている。エンジンコントローラ１２２は、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２及びＥＥＰＲＯＭ３０３を有し、駆動回路１３０に加えて画像形成装置５０の各部を制御する。ＥＥＰＲＯＭは不揮発性メモリの一例であり、他のメモリが採用されてもよい。エンジンコントローラ１２２は、ＶＩＤＥＯ信号を駆動回路１３０に出力するビデオコントローラ１２３を制御する。ＶＩＤＥＯ信号はいわゆる画像信号である。ビデオコントローラ１２３は、イメージリーダーやホストコンピュータ等の外部機器から送られてくるプリントデータに基づきＶＩＤＥＯ信号を生成する。

変換回路１４０はＰＷＭ信号を基準電圧Ｖｒｅｆに変換してＡＰＣ部１５０に設定する回路である。ＣＰＵ３０１は、感光ドラム５の消耗度（感度）に応じた発光量となるようなデューティのＰＷＭ信号を生成して出力する。コンパレータ１０１は、ＡＰＣにおいてフォトダイオードＰＤに流れる電流Ｉｍに対応する検知電圧Ｖｍと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、比較結果をサンプルホールド回路１０３に出力する。可変抵抗１０２は電流Ｉｍを検知電圧Ｖｍに変換する抵抗器である。可変抵抗１０２の抵抗値は製造過程で設定される。サンプルホールド回路１０３にはホールドコンデンサ１０４が接続されている。ＣＰＵ３０１は、ＡＰＣが完了すると、ＳＨ信号を出力する。サンプルホールド回路１０３はＳＨ信号が入力されると、比較結果をホールドコンデンサ１０４に保持させる。これによりＡＰＣにより決定された駆動電流Ｉｄｒｖを達成するための電圧がホールドコンデンサ１０４に保持される。ホールドコンデンサ１０４が保持している電圧はオペアンプ１０５の正極端子（非反転入力端子）に入力される。オペアンプ１０５の負極端子（反転入力端子）にはスイッチング電流を設定するための抵抗１１０とトランジスタ１０６のエミッタ端子が接続されている。オペアンプ１０５の出力はトランジスタ１０６のベース端子に入力されている。トランジスタ１０６のコレクタ端子はスイッチング回路１０８にそれぞれ接続されている。オペアンプ１０５、トランジスタ１０６および抵抗１１０により、サンプルホールド回路１０３の出力電圧に応じた駆動電流Ｉｄｒｖが決定される。スイッチング回路１０８は駆動電流ＩｄｒｖをレーザダイオードＬＤに供給する。

ＯＲ回路１２４は、エンジンコントローラ１２２のから出力されるＬｄｒｖ信号とビデオコントローラ１２３から出力されるＶＩＤＥＯ信号との演算結果である出力信号Ｄａｔａをスイッチング回路１０８へ出力する。Ｌｄｒｖ信号はレーザダイオードＬＤを強制発光させるための信号である。ＶＩＤＥＯ信号はバッファ１２５を介してＯＲ回路１２４へ出力される。ＣＰＵ３０１は、Ｖｅｎｂ信号を出力することでバッファ１２５を制御する。たとえば、ＣＰＵ３０１は、主走査方向の書き出しタイミングが到来すると、Ｖｅｎｂ信号を出力することでバッファ１２５からＶＩＤＥＯ信号の出力を開始させる。書き出しタイミングは、レーザダイオードＬＤが発光を開始するタイミングである。

［ＡＰＣ］
上述したようにＣＰＵ３０１は、非画像期間においてレーザダイオードＬＤを強制的に発光させ、感光ドラム５の表面に照射されるレーザ光の光量を目標光量とするための駆動電流Ｉｄｒｖを決定する。ＣＰＵ３０１は、Ｌｄｒｖ信号を出力して、レーザダイオードＬＤを発光させる。ＣＰＵ３０１は感光ドラム５の消耗度に応じたＰＷＭ信号を出力する。コンパレータ１０１は電圧Ｖｍと基準電圧Ｖｒｅｆとの比較結果を出力する。光量が目標光量よりも少なければ、駆動電流Ｉｄｒｖが増加され、光量が目標光量よりも多ければ、駆動電流Ｉｄｒｖが削減される。ＣＰＵ３０１は非画像期間が終了するとＳＨ信号を出力して、駆動電流Ｉｄｒｖを確定させる。このようにして、レーザユニット１０７の光量が目標光量に維持される。

［光量調整工程］
可変抵抗１０２に関して説明されたように、感光ドラム５の表面におけるレーザ光の光量調整工程は露光装置９の製造・組立工程で実施される。光量調整工程では専用の治具上に露光装置９が配置される。治具は受光素子を有している。受光素子が感光ドラム５の像高０に相当する位置ｈ０に位置決めされるように、露光装置９が治具に固定される。つまり、受光素子は、感光ドラム５の表面に照射されるレーザ光と同じ光量のレーザ光を受光する。

●可変抵抗器の調整
図４が示すように、ＰＷＭ信号のデューティと感光ドラム５の表面における光量とは相関している。図４において縦軸はレーザダイオードＬＤの発光輝度を示し、横軸はデューティを示している。

光量調整工程ではＣＰＵ３０１がＰＷＭ信号のデューティを１００％に設定し、駆動回路１３０にＡＰＣを実行させる。治具は受光素子に入射したレーザ光の光量を測定する。調整者または治具は、光量が２５０［μＷ］になるよう、可変抵抗器１１２の抵抗値を調整する。２５０［μＷ］は、感光ドラム５の表面に照射可能な最大光量である。

●デューティと光量との関係を示すデータの取得
図４が示すようにＰＷＭ信号のデューティと感光ドラム５の表面における光量とは相関している。この相関を示すデータがあれば、ＣＰＵ３０１はデータを参照してデューティを可変することで感光ドラム５の表面における光量を目標光量に制御できる。

図５が示すように、Ｓ５００はデータ取得工程であり、露光装置９の製造・組立工程に含まれている。取得対象のデータは、デューティと光量とのペアである。ここでは、二つ以上のペアが取得される。Ｓ５１０はデータ書込み行程であり、画像形成装置５０の製造・組立工程に含まれている。Ｓ５００はＳ５０１～Ｓ５０５を含む。
・Ｓ５０１でＣＰＵ３０１はＰＷＭ信号のデューティをｉ番目のデューティ（例：３０％、９０％）に設定する。
・Ｓ５０２でＣＰＵ３０１は駆動回路１３０にＡＰＣを実行させる。
・Ｓ５０３でＣＰＵ３０１はｉ番目のデューティに対応するｉ番目の光量を治具に測定させる。ｉは１からＮまでの整数である。Ｎは取得対象のデータペアの数を示す。
・Ｓ５０４でＣＰＵ３０１は光量測定回数ｉがＮ（例：２）回に達したかどうかを判定する。光量測定回数ｉがＮ回に達していなければＣＰＵ３０１はｉに１を加算して、Ｓ５０１に戻る。このようにしてＮ個のデータが取得される。たとえば、９０％のデューティに対する光量として２２５［μＷ］が得られる。また、３０％のデューティに対する光量として７０［μＷ］が得られる。光量測定回数ｉがＮ回に達していればＣＰＵ３０１はＳ５０５に進む。
・Ｓ５０５でＣＰＵ３０１は治具を制御し、データを記録媒体に書き込ませる。たとえば、治具はバーコードプリンタを有し、バーコードプリンタに、デューティ（３０％、９０％）と、それに対応する光量（７０［μＷ］、２２５［μＷ］）とを示すバーコードを記録媒体に印刷させる。記録媒体はバーコードラベルと呼ばれてもよい。バーコードラベルは露光装置９に貼り付けられる。さらに本実施例のバーコードは、取得されたデータに対応するプロセススピードを示す情報も含んでいる。ここでのプロセススピードとは、トナー画像を形成するための部材の駆動速度に関する値である。例えば、感光ドラムの周速度や、ポリゴンミラー１３３の回転速度（走査速度）に対応する値である。

バーコードラベルが貼りつけられた露光装置９は画像形成装置５０の組み立てを行う、例えば工場に搬送される。ここでデータ書込み行程であるＳ５１０が実行される。Ｓ５１０はＳ５１１とＳ５１２を含む。
・Ｓ５１１でＣＰＵ３０１は露光装置９に設けられた記録媒体からデータとプロセススピードを読み込む。たとえば、ＣＰＵ３０１は、ＣＰＵ３０１に接続された不図示のバーコードリーダーにより、露光装置９に張り付けられたバーコードラベルを読み取らせることで、データとプロセススピードを取得する。
・Ｓ５１２でＣＰＵ３０１はデータとプロセススピードをＥＥＰＲＯＭ３０３に書き込む。

［デューティの設定方法］
ここでは、画像形成装置５０のプロセススピードとＥＥＰＲＯＭ３０３に書き込まれたデータのプロセススピードとが一致している場合について説明される。

上述したようにＰＷＭ信号のデューティはレーザ光の光量に対応している。ＣＰＵ３０１は、感光ドラム５の消耗度（画像形成回数など）を管理しており、消耗度から必要光量を算出する。ＥＥＰＲＯＭ３０３には消耗度を必要光量に変換する関数が保持されていてもよい。

ＣＰＵ３０１は、ＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されているデータを参照し、必要光量に対応するデューティを決定する。ＣＰＵ３０１は、（９０％、２２５［μＷ］）と（３０％、７０［μＷ］）といった二点のデータを用いて一次線形補間を実行し、１００［μＷ］に対応するデューティを算出する。そのために、まず、ＣＰＵ３０１は、デューティと光量との関係を示す一次関数の傾き（例：２．５８３）と切片（例：－７．５）を算出する。傾きと切片が上記のデータの代わりにＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されていてもよい。さらに、ＣＰＵ３０１は次式によりデューティを算出する。

デューティ ＝ （１００［μＷ］ ＋ ７．５［μＷ］）／２．５８３
＝４１．６％ ・・・（１）
本実施例では、２つのデータペアが使用されているが、これはデューティと光量との関係が一次関数により近似されるからである。デューティと光量との関係がより高次の関数により近似される場合、より多くのデータペアが必要となろう。データペアを記憶する記録媒体はバーコードラベルに限定されることはなく、メモリであってもよい。

［主走査位置の測定］
主走査方向における潜像の書き出しタイミングは露光装置９の個体差に応じて調整されなければならない。そのため、この調整値が組み立て工程で取得される。図６が示すように、Ｓ６００は露光装置９の製造・組立工程で実施されるデータ取得工程である。Ｓ６００はＳ６０１～Ｓ６０４を有している。Ｓ６１０は画像形成装置５０の製造・組立工程で実施されるデータ書込み工程である。Ｓ６１０はＳ６１１とＳ６１２を有している。なお、書き出しタイミングのデータを取得するための治具は、上記の治具と共通であってもよい。この場合にも受光素子が位置ｈ０に位置するように露光装置９が治具に固定される。

本実施例では、ＢＤセンサ１２１が検知信号を出力したタイミングから治具に配置された受光素子が検知信号を出力したタイミングまでの時間Ｔｃが測定される。この時間Ｔｃには設計上の理想値Ｔ０が存在する。したがって、理想値Ｔ０と測定された時間Ｔｃとの差分が調整値Ｔｃ’となる。
・Ｓ６０１でＣＰＵ３０１は露光装置９を起動してＡＰＣを実行する。
・Ｓ６０２でＣＰＵ３０１は時間Ｔｃを測定する。たとえば、ＣＰＵ３０１は、ＢＤセンサ１２１が検知信号を出力するとカウンタをスタートさせる。治具に配置された受光素子が検知信号を出力すると、ＣＰＵ３０１は、カウンタを停止させ、カウント値を取得する。このカウント値が時間Ｔｃである。
・Ｓ６０３でＣＰＵ３０１は調整値Ｔｃ’を算出する。たとえば、ＣＰＵ３０１は、理想値Ｔ０から時間Ｔｃを減算することで調整値Ｔｃ’を算出する。
・Ｓ６０４でＣＰＵ３０１は治具を通じて調整値Ｔｃ’とプロセススピードを記録媒体に書き込む。たとえば、調整値Ｔｃ’も上述したバーコードラベルに記録されてもよい。バーコードラベルは露光装置９に貼り付けられる。

バーコードラベルが貼りつけられた露光装置９は画像形成装置５０の組み立て工程に搬送される。ここでデータ書込み行程であるＳ６１０が実行される。
・Ｓ６１１でＣＰＵ３０１は露光装置９に設けられた記録媒体から調整値Ｔｃ’を示すデータとプロセススピードを読み込む。たとえば、ＣＰＵ３０１は、ＣＰＵ３０１に接続された不図示のバーコードリーダーにより、露光装置９に張り付けられたバーコードラベルを読み取らせることで、データとプロセススピードを取得する。
・Ｓ６１２でＣＰＵ３０１はデータとプロセススピードをＥＥＰＲＯＭ３０３に書き込む。

［主走査位置の補正］
ここでは、画像形成装置５０のプロセススピードとＥＥＰＲＯＭ３０３に書き込まれたデータのプロセススピードとが一致している場合について説明される。

ビデオコントローラ１２３はＢＤ信号に同期してＶＩＤＥＯ信号を出力する。ＢＤ信号はＢＤセンサ１２１が光を受光すると出力する検知信号である。ビデオコントローラ１２３は、シートＰのサイズや余白の情報をもとにＶＩＤＥＯ信号の出力タイミングを決定する。ここで、ビデオコントローラ１２３は、ＥＥＰＲＯＭ３０３に書き込まれた調整値Ｔｃ’で出力タイミングを補正し、補正された出力タイミングにしたがってＶＩＤＥＯ信号を出力する。

［画像形成装置のプロセススピードとデータに関連付けられているプロセススピードが異なる場合］
露光装置９の共通プラットフォーム化によって、同一仕様の露光装置９がプロセススピードの異なる複数の画像形成装置５０に搭載されることが想定されるようになってきた。したがって、露光装置９は、複数のプロセススピードそれぞれについて上記のデータを保持しなければならない。つまり、プロセススピードごとに専用のデータが必要である。プロセススピードが異なると、ポリゴンミラー１３３の回転数も異なる。たとえば、ポリゴンミラー１３３の回転数が増加すると、感光ドラム５上のある面積をレーザ光が露光する時間が短くなる。つまり、露光量［μＪ／ｃｍ２］が減少する。さらに、上述した時間Ｔｃも短くなってしまうため、上記の調整値Ｔｃ’をそのまま適用することもできなくなる。しかし、複数のプロセススピードのすべてについてデータを取得すると、工数が増加してしまう。また、メモリの容量も増加し、製造コストが上昇してしまう。

そこで、本実施例では、画像形成装置のプロセススピードとＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されているデータに関連付けられているプロセススピードが異なる場合の工夫が説明される。とりわけ、本実施例では、特定のプロセススピード用のデータに基づき他のプロセススピード用のデータが求められる。つまり、本実施例では、特定のプロセススピード用のデータがＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されており、他のプロセススピード用のデータがＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されていない。特定のプロセススピード用のデータだけが組み立て工程で取得され、他のプロセススピード用のデータは組み立て工程で取得されていない。これにより、工数や製造コストに関して有利な、露光装置９の調整手法が提供される。

本実施例では、第一の画像形成装置５０のプロセススピードは１００［ｍｍ／ｓｅｃ］であり、第二の画像形成装置５０のプロセススピードは１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］であると仮定される。第一の画像形成装置５０と第二の画像形成装置５０にはそれぞれ共通仕様の露光装置９が搭載される。１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］のプロセススピード向けのデータが取得されて、露光装置９の記録媒体に記録されている。

●フローチャート
図７はＣＰＵ３０１が実行する光量調整と書き出しタイミングの調整処理を示している。
・Ｓ７０１でＣＰＵ３０１はＥＥＰＲＯＭ３０３から、光量のデータ、調整値Ｔｃ’およびこれらに関連付けられているプロセススピードを読み出す。
・Ｓ７０２でＣＰＵ３０１は画像形成装置５０のプロセススピードと、ＥＥＰＲＯＭ３０３から読み出されたプロセススピードとが一致しているかどうかを判定する。画像形成装置５０に設定されているプロセススピードが１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］であれば、ＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されているプロセススピードに一致する。両者が一致していれば、ＣＰＵ３０１はＳ７０３に進む。一方で、画像形成装置５０に設定されているプロセススピードが１００［ｍｍ／ｓｅｃ］であれば、ＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されているプロセススピードに一致しない。両者が一致していなければ、ＣＰＵ３０１はＳ７０４に進む。
・Ｓ７０３でＣＰＵ３０１は、ＥＥＰＲＯＭ３０３から読み出したデータを用いて露光装置９の光量と書き出しタイミングを調整する。
・Ｓ７０４でＣＰＵ３０１は、画像形成装置５０に設定されているプロセススピードに応じてＥＥＰＲＯＭ３０３から読み出したデータを補正する。
・Ｓ７０５でＣＰＵ３０１は補正されたデータを用いて露光装置９の光量と書き出しタイミングを調整する。

●データの補正方法
図８は感光ドラム５の表面における露光量［μＪ／ｃｍ２］とデューティの関係を示している。図８が示すようにこの関係はプロセススピードに応じて変化する。プロセススピードが１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］であるときに、露光量として０．５［μＪ／ｃｍ２］が得られるデューティは９０％である。一方で、プロセススピードが１００［ｍｍ／ｓｅｃ］であるときに、露光量として０．５［μＪ／ｃｍ２］が得られるデューティは６０％である。つまり、二つのプロセススピードの比と二つのデューティの比は一致している。ＣＰＵ３０１は、二つのプロセススピードの比に相当する補正係数をデータに乗算することで、ＥＥＰＲＯＭ３０３に保持されているデータを補正してもよい。また、ＣＰＵ３０１は、ＥＥＰＲＯＭ３０３に保持されているデータに基づいて決定されたデューティをプロセススピードに応じて補正してもよい。両者の結果は同じだからである。

なお、時間Ｔｃはプロセススピードと反比例する。したがって、ＣＰＵ３０１は、二つのプロセススピードの比の逆数に相当する補正係数を調整値Ｔｃ’に乗算することで、調整値Ｔｃ’を補正してもよい。

＜まとめ＞
図９、図１０を参照しながらＣＰＵ３０１の機能が説明される。図９はプロセススピードに応じて補正されたデータを用いてデューティや書き出しタイミングが決定されることを示している。図１０はその変形例を示しており、データを用いて決定されたデューティや書き出しタイミングがプロセススピードに応じて補正されることを示している。どちらでも同じ結果が得られる。

図９、図１０が示すようにＥＥＰＲＯＭ３０３は光源の光量（例：発光輝度）と駆動回路１３０に入力される制御値（例：デューティ）との関係を示す第一データ（例：データ９３２）を保持する保持手段の一例である。データ９３２などは、特定のプロセススピード用のデータであり、画像形成装置５０のプロセススピードと一致していることもあれば、一致していないこともある。データ９３２は、たとえば、発光輝度［ｍＷ］とデューティ［％］とを有するデータペアである。光量決定部９０１は感光ドラム５の消耗度９３１に応じてレーザユニット１０７の目標光量（例：発光輝度）を決定し、デューティ決定部９０２に出力する。感光ドラム５の消耗度９３１は一例であり、他のパラメータに基づいて目標光量が決定されてもよい。補正部９０４ａはプロセススピードに応じてデータ９３２を補正し、補正されたデータ９３２をデューティ決定部９０２に供給する。デューティ決定部９０２は補正されたデータ９３２に基づき目標光量に対応するデューティを決定する。補正部９０４ａはプロセススピードに応じてＥＥＰＲＯＭ３０３に保持されているデータを補正する補正手段として機能する。デューティ決定部９０２は光源の光量を所定光量に制御するために駆動回路１３０に入力される制御値を、補正されたデータ９３２に基づき決定する第一決定手段の一例である。信号生成部９０３ａはデューティ決定部９０２により決定されたデューティのＰＷＭ信号を生成して駆動回路１３０に出力する。このようにＣＰＵ３０１はトナー画像や静電潜像を形成するための部材の駆動速度に関するプロセススピードとデータに基づき、駆動手段に入力される制御値を求める制御手段として機能する。したがって、本実施例によれば、少なくとも一つのプロセススピード用のデータ９３２が取得されて、ＥＥＰＲＯＭ３０３に保持されていれば、他のプロセススピード用のデータが演算により求められる。そのため、工数や製造コストに関して有利な画像形成装置が提供される。なお、ここでは一例としてエンジンコントローラ１２２における制御手段としてのＣＰＵ３０１による制御を説明した。しかし、これに限られるものではなく、露光装置９に制御手段としてのＣＰＵが備えられている場合は、露光装置９のＣＰＵにより制御を行うことも可能である。

スピード判定部９０５は、画像形成装置５０のプロセススピードとスピード情報９３３に格納されているプロセススピードとが一致しているかどうかを判定する。スピード判定部９０５は判定結果を補正部９０４ａ、９０４ｂに出力する。補正部９０４ａはトナー画像の形成速度であるプロセススピードに応じてデータ９３２を補正して、デューティ決定部９０２に出力する第一補正手段の一例である。図９においてデータ９３２や調整値Ｔｃ’に関連付けられているプロセススピードはスピード情報９３３に格納されている。なお、画像形成装置５０のプロセススピードとスピード情報９３３に格納されているプロセススピードとが一致している場合、補正部９０４ａ、９０４ｂは補正を実行しなくてよい。補正部９０４ａは、データ９３２を補正せずに、デューティ決定部９０２に供給する。また、補正部９０４ｂは、調整値Ｔｃ’を補正せずに、タイミング決定部９０６に供給する。

図９が示すようにＥＥＰＲＯＭ３０３は、データ９３２に関連付けられているプロセススピードを示すスピード情報９３３を保持している。補正部９０４ａは、画像形成装置５０のプロセススピードとデータ９３２に関連付けられているプロセススピードとの比に応じた補正係数を用いてデータ９３２を補正してもよい。

図４が示すように、光源の光量は、感光体の表面における光の輝度を示していてもよい。また、本実施形態における光源の光量は、一例として感光体の表面のうち像高が０である位置ｈ０における光の輝度を示している。データ９３２は、第一制御値（例：９０％）と第一光量（例：２５０）とのペアと、第二制御値（例：３０）と第二光量（例：７０）とのペアとを含んでもよい。この場合、補正部９０４ａは、プロセススピードに応じてデータ９３２に含まれている第一制御値と第二制御値とを補正する。デューティ決定部９０２は、補正されたデータ９３２を用いて制御値と光源の光量との関係を表す関数を求め、当該関数を用いて所定光量に対応する制御値を決定する。

一方で、データ９３２は、制御値と光源の光量との関係を表す一次関数の傾きと切片とを含んでもよい。この場合に、補正部９０４ａは、プロセススピードに応じて傾きと切片を補正する。デューティ決定部９０２は、補正された傾きと切片により定義された関数を用いて所定光量に対応する制御値を決定する。

フォトダイオードＰＤは、光源が出力した光を受光する受光手段の一例である。ＡＰＣ部１５０はフォトダイオードＰＤが出力する信号に基づき光源の光量を調整する調整手段の一例である。ＡＰＣ部１５０は受光手段が出力する信号のレベルが駆動回路１３０に入力された制御値に対応したレベルとなるように、光源に供給する駆動電流Ｉｄｒｖを調整する。

ＥＥＰＲＯＭ３０３は光源が発光を開始するタイミングを調整する第二データである調整値Ｔｃ’を保持する保持手段である。図９が示すようにプロセススピードに応じて調整値Ｔｃ’が補正部９０４ｂにより補正されてもよい。つまり、補正部９０４ｂはプロセススピードに応じてデータ（例：調整値Ｔｃ’）を補正する補正手段の一例である。タイミング決定部９０６は、補正部９０４ｂにより補正されたデータに応じて画像信号を駆動回路１３０に出力するタイミングを決定する決定手段の一例である。信号生成部９０３ｂは、補正部９０４ｂにより決定されたタイミングでＶｅｎｂ信号を出力する。バッファ１２５はＶｅｎｂ信号が入力されるとＶＩＤＥＯ信号の出力を開始する。このように、ＣＰＵ３０１はトナー画像（静電潜像）を形成するための部材の駆動速度に関するプロセススピードまたはトナー画像（静電潜像）の解像度とデータに基づき光源が発光を開始するタイミングを求める制御手段として機能する。本実施例によれば、少なくとも一つのプロセススピード用の調整値Ｔｃ’が取得されて、ＥＥＰＲＯＭ３０３に保持されていれば、他のプロセススピード用の調整値Ｔｃ’が演算により求められる。そのため、工数や製造コストに関して有利な画像形成装置や露光装置が提供される。なお、ここでは一例としてエンジンコントローラ１２２における制御手段としてのＣＰＵ３０１による制御を説明した。しかし、これに限られるものではなく、露光装置９に制御手段としてのＣＰＵが備えられている場合は、露光装置９のＣＰＵにより制御を行うことも可能である。

なお、調整値Ｔｃ’は露光装置９から出力される光の走査方向における潜像の書き出し位置を補正するデータである。補正部９０４ｂは画像形成装置５０のプロセススピードとＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶されている調整値Ｔｃ’に関連付けられているプロセススピードとの比に応じた補正係数を用いて調整値Ｔｃ’を補正してもよい。

図１０は本実施例の変形例を示している。図１０において図９と共通する事項の説明は省略される。図９に示された補正手法が事前補正に相当し、図１０に示された補正手法は事後補正に相当する。デューティ決定部９０２は光源の光量を所定光量に制御するために駆動回路１３０に入力される制御値を、ＥＥＰＲＯＭ３０３に保持されているデータ（例：消耗度９３１）に基づき決定する第一決定手段の一例である。補正部９０４ａはデューティ決定部９０２により決定された制御値（例：デューティ）を、プロセススピードに応じて補正して、駆動回路１３０に出力する第一補正手段の一例である。信号生成部９０３ａは補正部９０４ａにより補正されたデューティのＰＷＭ信号を生成して駆動回路１３０に出力する。なお、スピード判定部９０５が画像形成装置５０のプロセススピードとスピード情報９３３に格納されているプロセススピードとが一致していると判定することがある。この場合に、補正部９０４ａは、デューティ決定部９０２により決定された制御値を補正せずに、信号生成部９０３ａへ供給してもよい。

デューティ決定部９０２は、データ９３２を用いて制御値と光源の光量との関係を表す関数を求め、当該関数を用いて所定光量に対応する制御値を決定する。補正部９０４ａは、デューティ決定部９０２により決定された制御値をプロセススピードに応じて補正する。データ９３２は、制御値と光源の光量との関係を表す一次関数の傾きと切片とを含んでもよい。この場合に、デューティ決定部９０２は、データ９３２を用いて制御値と光源の光量との関係を表す関数を求め、当該関数を用いて所定光量に対応する制御値を決定する。関数は、補正された傾きと切片により定義される一次関数であってもよい。補正部９０４ａは、画像形成装置５０のプロセススピードとデータ９３２に関連付けられているプロセススピードとの比に応じた係数を用いて制御値を補正してもよい。

図１０においてタイミング決定部９０６は保持手段に保持されているデータ（例：調整値Ｔｃ’）に応じて調整されたタイミングで画像信号を駆動手段に出力するタイミングを決定する第二決定手段の一例である。補正部９０４ｂはプロセススピードに応じてタイミングを補正する第二補正手段の一例である。補正部９０４ｂは調整値Ｔｃ’に基づいて決定されたタイミングを補正する。信号生成部９０３ｂは、補正部９０４ｂにより補正されたタイミングでＶｅｎｂ信号を出力する。補正部９０４ｂは画像形成装置５０のプロセススピードと調整値Ｔｃ’に関連付けられているプロセススピードとの比に応じた補正係数を用いてタイミングを補正してもよい。補正部９０４ｂは画像形成装置５０のプロセススピードと調整値Ｔｃ’に関連付けられているプロセススピードとが一致している場合、タイミングを補正しない。

本実施例においては、組み立て工程でＥＥＰＲＯＭに記憶させていたデータは、測定したデータとプロセススピードの２種類であったが、測定したデータのみであっても同様の補正は可能である。その場合は、ＣＰＵ３０１の補正部９０４における測定したデータに対する演算処理方法を、画像形成装置５０のプロセススピードごとに設ければよい。

また、主走査方向における静電潜像の書き出しタイミングは、画像の解像度とも相関関係がある。具体的には、時間Ｔｃは解像度と反比例する。したがって、ＣＰＵ３０１は、二つの解像度の比の逆数に相当する補正係数を調整値Ｔｃ’に乗算することで、調整値Ｔｃ’を補正してもよい。

５０…画像形成装置、７…帯電器、９…露光装置、８…現像器、３…中間転写ベルト、１４…定着器、１３０…駆動回路、３０３…ＥＥＰＲＯＭ、３０１…ＣＰＵ

Claims (13)

1. 感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電手段と、
   第一画像形成装置、または第二画像形成装置に搭載可能で、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段であって、第一プロセススピードで画像を形成する前記第一画像形成装置の仕様と前記第一プロセススピードとは異なる第二プロセススピードで画像を形成する前記第二画像形成装置の仕様とを満たした共通仕様の露光手段と、
   前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
   前記露光手段の光源を駆動する駆動手段と、
   前記光源の光量と前記駆動手段に入力されるＰＷＭ信号のデューティを示す制御値との関係を示すデータであって、前記トナー画像を形成するための部材の駆動速度に関する第一プロセススピードについて組み立て工程において取得された前記データを保持し、前記第二プロセススピードについての前記データを保持していない保持手段と、
   前記露光手段が、前記トナー画像を形成するための部材の駆動速度に関するプロセススピードが前記第一プロセススピードである前記第一画像形成装置に搭載された場合、前記保持手段に保持されているデータに基づき、前記光源から第一光量の光を発光するために前記駆動手段に入力される第一制御値を求める第一制御手段と、
   前記露光手段が、前記プロセススピードが前記第二プロセススピードである前記第二画像形成装置に搭載された場合、前記保持手段に保持されている前記第一プロセススピードについての前記データを補正し、補正された当該データに基づき、前記光源から前記第一光量の光を発光するために前記駆動手段に入力される第二制御値を求める第二制御手段と、を有し、
   前記保持手段は前記露光手段に搭載され、
   前記第一制御手段は前記第一画像形成装置に搭載され、前記第一画像形成装置が前記第一プロセススピードで画像を形成することを示す第一情報を保持しており、前記保持手段に保持されている前記データを前記露光手段が搭載された後に取得し、前記データと前記第一情報とに基づき前記第一制御値を求め、
   前記第二制御手段は前記第二画像形成装置に搭載され、前記第二画像形成装置が前記第二プロセススピードで画像を形成することを示す第二情報を保持しており、前記保持手段に保持されている前記データを前記露光手段が搭載された後に取得し、前記データと前記第二情報とに基づき前記第二制御値を求め、
   前記第一プロセススピードより前記第二プロセススピードの方が速い場合、前記第一制御値より前記第二制御値の方が大きくなり、前記第一プロセススピードより前記第二プロセススピードの方が遅い場合、前記第一制御値より前記第二制御値の方が小さくなることを特徴とする画像形成システム。
2. 前記部材は前記感光体であり、前記プロセススピードは前記感光体の周速度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
3. 前記部材は前記露光手段であり、前記プロセススピードは前記露光手段の走査速度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
4. 前記第二制御手段は、
   前記プロセススピードが前記第二プロセススピードである場合、前記保持手段に保持されている前記第一プロセススピードについての前記データを補正する補正手段と、
   前記プロセススピードが前記第二プロセススピードである場合、前記光源の光量を所定光量に制御するために前記駆動手段に入力される前記制御値を、前記補正手段により補正されたデータに基づき決定して、前記駆動手段に入力する決定手段と、を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成システム。
5. 前記保持手段は、前記データに関連付けられているプロセススピードを示すスピード情報を保持しており、
   前記補正手段は、搭載された画像形成装置のプロセススピードと前記データに関連付けられているプロセススピードとの比に応じた係数を用いて前記データを補正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成システム。
6. 前記保持手段は、前記データに関連付けられているプロセススピードを示すスピード情報を保持しており、
   前記補正手段は、搭載された画像形成装置のプロセススピードと前記データに関連付けられているプロセススピードとが一致している場合、前記データを補正せずに前記決定手段に供給することを特徴とする請求項４に記載の画像形成システム。
7. 前記光源の光量は、前記感光体の表面における光の輝度を示していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の画像形成システム。
8. 前記光源の光量は、前記感光体の表面のうち像高が０である位置における光の輝度を示していることを特徴とする請求項７に記載の画像形成システム。
9. 前記データは、第三制御値と第二光量とのペアと、第四制御値と第三光量とのペアとを含み、
   前記補正手段は、前記プロセススピードに応じて前記データに含まれている前記第三制御値と前記第四制御値とを補正し、
   前記決定手段は、前記補正されたデータを用いて制御値と前記光源の光量との関係を表す関数を求め、当該関数を用いて前記所定光量に対応する制御値を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成システム。
10. 前記データは、前記制御値と前記光源の光量との関係を表す一次関数の傾きと切片とを含み、
    前記補正手段は、前記プロセススピードに応じて前記傾きと前記切片を補正し、
    前記決定手段は、前記補正されたデータを用いて制御値と前記光源の光量との関係を表す関数を求め、当該関数を用いて前記所定光量に対応する制御値を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成システム。
11. 前記決定手段は、前記感光体の消耗度に応じて前記所定光量を決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成システム。
12. 前記露光手段は、前記光源が出力した光を受光する受光手段を有し、
    前記駆動手段は、前記受光手段が出力する信号に基づき前記光源の光量を調整する調整手段を有し、
    前記調整手段は、前記受光手段が出力する信号のレベルが前記駆動手段に入力された制御値に対応したレベルとなるように、前記光源に供給する駆動電流を調整することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成システム。
13. 第一画像形成装置、または第二画像形成装置に搭載可能で、感光体を露光して静電潜像を形成する露光システムであって、第一プロセススピードで画像を形成する前記第一画像形成装置の仕様と前記第一プロセススピードとは異なる第二プロセススピードで画像を形成する前記第二画像形成装置の仕様とを満たした共通仕様の露光システムであって、
    静電潜像を形成するための光を発光する光源と、
    前記光源を駆動する駆動手段と、
    前記光源の光量と前記駆動手段に入力されるＰＷＭ信号のデューティを示す制御値との関係を示すデータであって、前記静電潜像を形成するための部材の駆動速度に関する第一プロセススピードについて組み立て工程において取得された前記データを保持し、前記第二プロセススピードについての前記データを保持していない保持手段と、
    前記静電潜像を形成するための部材の駆動速度に関するプロセススピードが前記第一プロセススピードである前記第一画像形成装置に搭載された場合、前記保持手段に保持されているデータに基づき、前記光源から第一光量の光を発光するために前記駆動手段に入力される第一制御値を求め、前記プロセススピードが前記第二プロセススピードである前記第二画像形成装置に搭載された場合、前記保持手段に保持されている前記第一プロセススピードについての前記データを補正し、補正された当該データに基づき、前記光源から前記第一光量の光を発光するために前記駆動手段に入力される第二制御値を求める制御手段と、を有し、
    前記保持手段及び前記制御手段は、前記露光システムに搭載され、
    前記第一画像形成装置は、前記第一画像形成装置が前記第一プロセススピードで画像を形成することを示す第一情報を保持しており、前記露光システムが搭載された後に前記第一情報を前記制御手段に送信し、前記制御手段は前記第一情報に応じて補正されていない前記データに基づき前記第一制御値を求め、
    前記第二画像形成装置は、前記第二画像形成装置が前記第二プロセススピードで画像を形成することを示す第二情報を保持しており、前記露光システムが搭載された後に前記第二情報を前記制御手段に送信し、前記制御手段は前記第二情報に応じて前記補正されたデータに基づき前記第二制御値を求め、
    前記第一プロセススピードより前記第二プロセススピードの方が速い場合、前記第一制御値より前記第二制御値の方が大きくなり、前記第一プロセススピードより前記第二プロセススピードの方が遅い場合、前記第一制御値より前記第二制御値の方が小さくなることを特徴とする露光システム。

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