JP7027759B2

JP7027759B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP7027759B2
Application number: JP2017184079A
Authority: JP
Inventors: 拓真西尾; 嘉信坂上; 進成田; 令佐藤; 孝一室田; 雅史鈴木; 裕章仁科
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2037-09-25
Also published as: US10437188B2; US20190094776A1; JP2019060984A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ヘッドにおいては、各LED素子の形状、特性等にばらつきがあったり、LEDチップの配列に微小なズレがあったり、レンズアレイの光学特性に周期的又は非周期的な変化があったりすると、形成された画像に、LED素子の配列方向に対して直角の方向に延びる縦スジ、縦帯等の濃度ムラが発生し、画像品質が低下してしまう。

またＬＥＤヘッドのテスト用の画像形成装置によって形成された所定の濃度検出用パターンの画像を読取装置によって読み取り、濃度検出用パターンの濃度に基づいて縦スジや縦帯を低減するための補正値を算出し、LEDヘッドの記憶装置に記録し、印刷時に使用することで、ＬＥＤヘッドに起因する縦スジ・縦帯を補正する技術が既に知られている。

特許文献１では、テストチャートをスキャナで読み取らせ、読取結果に基づき、各ＬＥＤの発光光量を間接的に測定する。この測定結果に基づいて各ＬＥＤの光量を補正する補正値を算出し、ＬＥＤの光量制御を行う。

しかし、特許文献１では、例えば読み取り時にテストチャート置く向きを間違えたり、適切な読取位置からずれた、または傾いた状態で置いたりした場合にも、その読取結果に基づき求めた補正値で光量制御を行ってしまう。結果としてより画像品質が低下する可能性もある。

上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、読取台を有し、前記読取台上の記録媒体に形成されたパターンから画像データを生成する画像読取部と、感光体と、前記感光体表面を帯電させる帯電部と、帯電された前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光部と、前記静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を前記記録媒体に転写する転写部と、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部とを有し前記記録媒体上にパターンを形成する画像形成部と、制御部とを有し、前記露光部はさらに、発光素子と、前記発光素子の光量を補正する第一の補正値が記憶された記憶部と、前記記憶部から前記第一の補正値を読出して前記発光素子を駆動する素子駆動部とを有し、前記制御部は、前記画像形成部が形成した記録媒体上の所定のパターンから前記画像読取部が生成した画像データのうち濃度データに基づき、前記発光素子の光量を補正する第二の補正値を算出し、前記第一の補正値と前記第二の補正値から、前記発光素子の光量を補正する第三の補正値を演算する補正値演算を行う画像形成装置であって、前記制御部はさらに、前記補正値演算を行う前に、前記濃度データに基づき前記読取台上の前記記録媒体の配置が正常かどうかを判断する異常判断を行い、前記所定のパターンは、前記所定のパターン形成時の主走査方向に連続した領域を有し、且つ前記所定のパターンが形成される記録媒体のサイズに応じて、前記連続した領域の幅が異なっていて、前記記録媒体は、前記主走査方向の両端部に前記記録媒体のサイズによらず一定間隔であって前記所定のパターンが形成されていないエリアである白エリアが設けられていて、前記制御部は、前記記録媒体が適正位置で読み取られた場合に前記白エリアを有する第一のエリアに対応する濃度データが所定値より大きい場合は、異常と判断する画像形成装置である。

本発明によれば、読み取り時の配置が不適切な状態でテストパターンを読み取ったにも関わらず、その結果に基づいて光源の光量を補正することにより、画像品質が低下するのを防止できる。

図１は、画像読取装置の概略構成図である。図２は、作像ユニット５０とその周辺構成の例を示す概略構成図である。図３は露光部１４の詳細構成の例を示す模式図である。図４は、作像ユニット５０とその周辺構成の別の例を示す概略構成図である。図５は露光部１４の詳細構成の別の例を示す模式図である。図６は、画像形成装置のハードウェア構成図である。図７は、画像形成装置の機能ブロック図である。図８は、濃度取得用パターンを印刷する処理フローである。図９は、濃度取得用パターンから濃度データを取得する処理フローである。図１０は、補正を施した画像形成を行う処理フローである。図１１は、濃度取得用パターンの第一の補正値による出力結果と第三の補正値による出力結果の主走査方向の濃度データ分布である。図１２は、濃度取得用パターンが印刷された記録媒体の模式図である。図１３は、異常判断の処理フローである。図１４は、濃度取得用パターン形成領域と異常判断エリアの例である。図１５は、記録媒体の配置の異常検出フローの例である。図１６は、濃度取得用パターン形成領域と異常判断エリアの別の例である。図１７は、異常判断エリア３および異常判断エリア４周辺の拡大図である。図１８は、記録媒体の配置の異常検出フローの別の例である。図１９は、記録媒体の配置と判断結果を説明する第一の例である。図２０は、記録媒体の配置と判断結果を説明する第二の例である。図２１は、記録媒体の配置と判断結果を説明する第三の例である。図２２は、ショックジッタを考慮した濃度取得用パターンの例である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、画像読取装置の概略構成図である。図１は画像読取装置１００が搭載された画像形成装置１を側面から透視した図である。画像形成装置１は、コピー機能、ＦＡＸ機能、プリント機能、スキャナ機能、また、入力画像（スキャナ機能による用紙等から読み取った原稿の画像や、プリンタ機能あるいはＦＡＸ機能により入力された画像）を保存や配信する機能等を複合して有するＭＦＰ（ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ／Ｐｒｉｎｔｅｒ）と呼ばれる装置である。画像形成装置１は、画像読取装置としての画像読取部１００と、画像形成部２００と、給紙部３００とを備えている。

画像読取部１００は、読取台であるコンタクトガラス１１と、読取部１２とを有する。読取部１２はさらに、光源１２－１とミラー１２－２とセンサ１２－３を有する。光源１２－１からの光をコンタクトガラス１１上に置かれた用紙などの記録媒体に照射し、記録媒体からの反射光を、ミラー１２－２によりさらに反射させた反射光をセンサ１２－３で取得し、その結果得られたデータ基づき画像データを生成する。画像読取装置１００はさらに、ＡＤＦ（ＡｕｔｏＤｏｃｕｍｅｎｔＦｅｅｄｅｒ）１３を有していてもよい。ＡＤＦ１３は、給紙ローラの働きにより、コンタクトガラス１１上に自動で記録媒体を搬送する。

画像形成部２００は、露光部１４と、感光体ドラム１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ（以降それぞれについて共通である説明の場合は感光体ドラム１５と記載する）を含む作像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０、５０Ｋ（以降それぞれについて共通である説明の場合は作像ユニット５０と記載する）とを有する。

露光部１４は、画像読取部１００により読み取られた用紙の読取データや、外部装置から受信した印刷指示などに基づいて、感光体ドラム１５上を露光して潜像を形成する。後述するように作像ユニット５０は、潜像に感光体ドラム１５毎に異なる色のトナーを供給して現像する。そして転写ベルト１７が感光体ドラム１５に現像された像を給紙部２００から供給された記録媒体に転写した後、定着装置１８が記録媒体上のトナー画像のトナーを溶融して、記録媒体にカラー画像を定着するようになっている。

給紙部３００は、それぞれにサイズの異なる記録媒体を収納可能な給紙カセット１９、２０と、給紙カセット１９、２０に収納された記録紙を画像形成部２００の画像形成位置まで搬送する各種ローラからなる給紙手段２１とを有している。

図２は、作像ユニット５０と、その周辺構成の例を示す概略構成図である。作像ユニット５０周辺を側面から透視した図である。各作像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０、５０Ｋに共通する動作を、作像ユニット５０Ｙで説明する。

作像ユニット５０Ｙは、感光体としての感光体ドラム１５Ｙと、感光体ドラム１５Ｙの周囲に配置された帯電部５１Ｙと、現像部５２Ｙ、転写部５３Ｙ、クリーニング部５４Ｙ，除電部５５Ｙを有する。感光体ドラム１５Ｙの回転方向に帯電部５１Ｙと現像部５２Ｙの間に、露光部１４が有する光源ユニットとしてのＬＥＤＡヘッド６１Ｙが配置される。ＬＥＤＡヘッド６１Ｙは、感光体ドラム１５Ｙを露光するように構成されている。ＬＥＤＡヘッド６１Ｙも含めて作像ユニット５０Ｙとしてもよい。

画像形成に際し、感光体ドラム１５Ｙの外周面は、暗中にて帯電部５１Ｙにより一様に帯電された後、ＬＥＤＡヘッド６１Ｙからのイエロー画像に対応した照射光により露光され、その結果感光体ドラム１５Ｙの外周面上に静電潜像が形成される。現像部５１Ｙは、この静電潜像をイエローのトナーにより可視像化する。これにより、感光体ドラム１５Ｙ上にイエローのトナー画像が形成される。感光体ドラム１５Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像は、ローラ２２，２３，２４に架け渡されて図の時計回りに回転する転写ベルト１７上に転写される。

作像ユニットＹと同様に、作像ユニット５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋもそれぞれの感光体ドラム１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ上に形成されたトナー画像を、順次転写ベルト１７上に転写することにより、転写ベルト１７上に4色の画像が重ね合わさったカラー画像が形成される。そして、転写ベルト１７上に形成された画像が、矢印で示されるように２次転写ユニット２６に搬送される記録媒体に転写されることで、４色の画像が重ね合わさったカラー画像が記録紙上に形成される。この後、定着部１８によって熱および圧力が加えられ、記録紙上の画像が定着される。画像が定着された記録媒体は、画像形成装置１の外部に排紙される。クリーニング部２５は、画像転写後に転写ベルト１７上に残留する残留トナーを除去する。

図３はＬＥＤアレイヘッド６１とその周辺の斜視図である。ＬＥＤアレイヘッド６１は、ＬＥＤアレイ６２とレンズアレイ６３をユニット化した構成である。ＬＥＤアレイ６２は、基板と、基板上に、記録媒体搬送方向（図３中の白抜き矢印）に対して垂直方向である主走査方向（図３中の黒矢印）に並んで配置された複数のＬＥＤ素子からなる。主走査方向は、感光体ドラム１５の回転方向に対して垂直方向であるとも言える。各ＬＥＤ素子は画像データに応じて駆動され点灯する。複数のレンズからなるレンズアレイ６３のうち、各素子に対応するレンズを通して、感光体ドラム１５上に光が照射される。（図では簡単のために感光体ドラム１５Ｙのみ番号を付している。）

図４は、作像ユニット５０とその周辺構成の別の例を示す概略構成図である。図２と違う点は、露光部１４の構成である。図５は露光部１４の詳細構成の別の例を示す模式図である。なお、図４は、作像ユニット５０とその周辺構成を側面から透視したものであり、図５は、露光部１４を上面から透視したものである。

露光部１４は、ポリゴンミラー７１を用いて、ポリゴンミラー面の上方と下方で異なる色の光ビームを主走査方向に偏向走査させ、更に、ポリゴンミラー７１を中心に対向振分走査させることで、４色分の光ビームが各色の感光体１５上を走査する。

露光部１４は、光源ユニットであるＬＤユニット８４－１、８４－２が設けられている。ＬＤユニット８４－１、８４－２はそれぞれレーザー素子を有しており、画像データに応じて各レーザー素子が駆動され、変調されることにより、選択的に光ビームを出射する。

ＬＤユニット８４－１から出射された光ビームは、シリンダレンズ８５－１を通り、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー７１に入射する。なお、ＬＤユニット８４－１は、上部と下部とにＬＤ（Laser Diode）を有しており、上部のＬＤから出射されたＭ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１の上方面に入射し、下部のＬＤから出射されたＹ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１の下方面に入射するようになっている。

ポリゴンミラー７１の上方面に入射したＭ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１が回転することにより偏向され、偏向されたＭ色の光ビームは、ｆθレンズ７２－１を通り、ミラー７３～７５によって折り返され、感光体１５Ｍ上を走査する。また、ポリゴンミラー７１の下方面に入射したＹ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１が回転することにより偏向され、偏向されたＹ色の光ビームは、ｆθレンズ７２－１を通り、ミラー７６によって折り返され、感光体ユニット１５Ｙ上を走査する。

また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方である主走査方向書出し側端部には、同期ミラー８１－１、同期レンズ８２－１、及び同期センサ８３－１が備わっている。ｆθレンズ７２－１を透過したＭ、Ｙ各色の光ビームは、同期ミラー８１－１によって反射され、同期レンズ８２－１によって集光され、同期センサ８３－１に入射する。同期センサ８３－１は、Ｍ、Ｙ各色の光ビームが入射されることで、当該色の主走査の書き出しタイミングを決定するための同期検知信号を出力する。

光源ユニットであるＬＤユニット８４－２から出射された光ビームは、シリンダレンズ８５－２を通り、ポリゴンモータによって回転するポリゴンミラー７１に入射する。なお、ＬＤユニット８４－２は、上部と下部とにＬＤを有しており、上部のＬＤから出射されたＣ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１の上方面に入射し、下部のＬＤから出射されたＫ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１の下方面に入射するようになっている。

ポリゴンミラー７１の上方面に入射したＣ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１が回転することにより偏向され、偏向されたＣ色の光ビームは、ｆθレンズ７２－２を通り、ミラー７７～７９によって折り返され、感光体１５Ｃ上を走査する。また、ポリゴンミラー７１の下方面に入射したＫ色の光ビームは、ポリゴンミラー７１が回転することにより偏向され、偏向されたＫ色の光ビームは、ｆθレンズ７２－２を通り、ミラー８０によって折り返され、感光体ユニット１５Ｋ上を走査する。

また、主走査方向の非画像書き込み領域の画像書き出し位置より前方である主走査方向書出し側端部には、同期ミラー８１－２、同期レンズ８２－２、及び同期センサ８３－２が備わっている。ｆθレンズ７２－２を透過したＣ、Ｋ各色の光ビームは、同期ミラー８１－２によって反射され、同期レンズ８２－２によって集光され、同期センサ８３－２に入射するような構成になっている。同期センサ８３－２は、Ｃ、Ｋ各色の光ビームが入射されることで、当該色の主走査の書き出しタイミングを決定するための同期検知信号を出力する。

図６は、画像形成装置のハードウェア構成の概略図である。図６に示すように、画像形成装置１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３０と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）３１と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）３２と、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）３３と、通信Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３４と、操作パネル３５と、画像読取部１００と、画像形成部２００を少なくとも有し、これらがシステムバス３６を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ３０は、画像形成装置１の動作を制御する。ＣＰＵ３０は、ＲＡＭ３２をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ３１又はＨＤＤ３３に格納されたプログラムを実行することで、画像形成装置１全体の動作を制御し、上述したコピー機能、スキャナ機能、ファクス機能、プリンタ機能などの各種機能を実現する。これらの各種機能の実行した動作（以降ジョブと呼ぶことがある）は、その都度、画像形成装置１の動作ログとしてＨＤＤ３３に保存可能である。

通信Ｉ／Ｆ３４は、外部装置からのジョブを公知のネットワークを介して受け付けたり、画像読取部１００で読み取って形成した読取画像を公知のネットワークを介して外部に送信したりするインターフェイスである。

操作部３５は、操作者の操作に応じた各種の入力を受け付けるとともに、各種の情報（例えば受け付けた操作を示す情報、画像形成装置１の動作状況を示す情報、画像形成装置１の設定状態を示す情報など）を表示する。操作パネル３５は、一例としてタッチパネル機能を搭載した液晶表示装置（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｉｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）で構成されるが、これに限られるものではない。例えばタッチパネル機能が搭載された有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置で構成されてもよい。さらに、これに加えて又はこれに代えて、ハードウェアキー等の操作部やランプ等の表示部を設けることもできる。

画像読取部１００は、前述したとおり、コンタクトガラス１１、読取部１２を有している。

画像形成部２００は、光源ユニット４０を有している。光源ユニット４０は、図２、図３で説明したＬＥＤアレイヘッド６１および図４、図５で説明したＬＤユニット８４－１、ＬＤユニット８４－２に相当する。光源ユニット４０はさらに、光源素子４１、駆動部４２、光源ＲＯＭ４３を有する。

光源素子４１は、図２、図３で説明したＬＥＤアレイヘッド６１内のＬＥＤアレイ素子および図５、図６で説明したＬＤユニット８４－１、ＬＤユニット８４－２それぞれが有するレーザー素子に相当する。駆動部４２は、一例としてドライバＩＣで構成され、光源素子４１を画像データに基づき点灯するように駆動する。光源ＲＯＭ４３は、駆動部４２が光源素子４１を駆動するために必要な情報、設定などを保存する。

図７は、画像形成装置の機能ブロック図である。画像形成装置１は、表示制御部１１０と、通信制御部１２０と、制御部１３０と、読出・書込処理部１４０と、記憶部１５０と、補正値記憶部１６０と、入力受付部１７０とを備える。

表示制御部１１０は、ＣＰＵ３０がＲＡＭ３２を作業領域としてＲＯＭ３またはＨＤＤ３４に記憶されたプログラムを実行することで実現され、後述する入力受付部１７０に表示する表示画面を制御する機能を実行する。

通信制御部１２０は、通信Ｉ／Ｆ３４の処理によって実現され、画像情報を外部へメール送信したり、各種設定情報を外部機器から設定可能な場合には、外部装置とネットワーク経由で通信したりする機能を実行する。

制御部１３０は、ＣＰＵ３０がＲＡＭ３２を作業領域としてＲＯＭ３またはＨＤＤ３４を実行することによって実現され、画像形形成装置１全体の機能、一例として、コピー機能、スキャナ機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を実行する。制御部１３０の詳細は、後述の処理フローにて説明する。

読出・書込処理部１４０は、ＣＰＵ３０がＲＡＭ３２を作業領域としてＲＯＭ３またはＨＤＤ３４を実行することによって実現され、記憶部１５０または補正値記憶部１６０に各種データを記憶したり、記憶された各種データを読み出したりする機能を実行する。

記憶部１５０は、ＲＯＭ３０またはＨＤＤ３４の処理によって実行され、プログラムや文書データ、画像形成装置１の動作に必要な各種設定情報、画像形成装置１の動作ログ等を格納する機能を実行する。ＲＡＭ３１の一時的な記憶機能により実行してもよい。

補正値記憶部１６０は、光源ＲＯＭ４３の処理によって実行され、光源素子４１を駆動するのに用いる各種情報、設定を格納する機能を実行する。

入力受付部１７０は、操作部３５の処理によって実現され、操作者に対し操作に必要な情報を表示し、操作者による各種入力を受け付ける機能を実行する。

ここで、画像形成部２００による印刷画像の主走査方向濃度ムラと、濃度ムラの対策としての光源の光量の補正について述べる。

光源素子４１であるＬＥＤ素子は、ＬＥＤヘッドにおける各ＬＥＤ素子の光量にばらつきがあると、プリンタによって形成された画像濃度にばらつきが生じるので、例えばプリンタの出荷前までに各ＬＥＤ素子の光量を補正することがある。

具体的には、装置に搭載される前のＬＥＤヘッドにおいて各ＬＥＤ素子を順次駆動して各ＬＥＤ素子の光量を検出する。そして各ＬＥＤ素子の光量が一定の値になるように、例えば駆動電流や駆動時間などの補正値を光源ユニットのＲＯＭに保存する。装置本体に搭載された状態で各ＬＥＤ素子を駆動する際、ＲＯＭから補正値を読み出して補正値に基づき駆動電流等が調整されることで、画像濃度のばらつきが抑えられる。（以降このあらかじめ光量を測定した結果に基づく補正値を初期補正値と呼ぶことがある。）

光源素子４１としてレーザー素子を用いた場合についても同様にあらかじめ初期補正値を保存することがある。レーザー素子を用いた場合、例えばfθレンズの特性が起因して主走査方向端部において感光体への照射光量が低下することが知られている。

そのため、やはり例えば出荷前、もしくは装置搭載前まで、にレーザー光学系による主走査方向の光量を検出し、感光体に届く光量が一定となるよう補正（シェーディング補正）を行うことがある。その補正の結果である初期補正値を光源ユニットのＲＯＭに保存しておき、装置本体に搭載された状態でレーザー素子を駆動する際には、ＲＯＭから初期補正値を読み出して補正を行う。

ところが、実際に装置プリンタに搭載した場合、上述のような初期補正値だけでは調整しきれない場合がある。装置に搭載した段階で、各素子の特性、形状のばらつきや各素子間の配置のずれによって周期的、非周期的な変化が有った場合である。それらに起因した濃度ムラについては上述の初期補正値だけでは調整しきれない。

そこで、素子が搭載された装置で、あらかじめ決められたパターンを印刷し、このパターンを読み取って取得した濃度データに基づく補正を行う。以降、この補正のために濃度データを取得するためのパターンを濃度取得用パターンと呼ぶことがある。また、濃度データによる補正を濃度補正と呼ぶことがある。

このような濃度補正を行うことで、初期補正値だけは調整しきれない濃度ムラを調整できる。濃度取得用パターンには、装置を構成する構成の内、光学ユニット以外の構成に起因する濃度ムラも現れている。それを読み取って補正するため、光学ユニット以外の構成に起因する濃度ムラも光学ユニットの補正である程度調整し得る。

本実施形態では、さらに、この濃度取得用パターンが印刷された記録媒体を読み取る際の、記録媒体の配置の正常／異常を判断する。

図８は、濃度取得用パターンを印刷する処理フローである。まず、補正値記憶部１６０にはあらかじめ光源素子４１の光量を補正するための補正値が保存されているものとする。つまり例えば出荷時までに、光源ＲＯＭ４３に保存されている。補正値の値自体は０であってもよい。

図８のフローは一例として操作者が濃度取得用パターン印刷を指示した際に実行される。具体的には画像形成装置１の操作者は、操作部５を操作して濃度取得用パターン印刷を指示する。また操作者は、外部装置である公知のＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）などから濃度取得用パターン印刷を指示してもよい。濃度取得用パターンは、一例としてあらかじめ記憶部１５０に保存しておけばよい。また外部装置であるＰＣなどから指示する場合、印刷指示に濃度取得用パターンを含めてもよい。

補正値取得部１３１は補正値記憶部１６０から第一の補正値を取得する（Ｓ１）。画像形成装置１が出荷直後であれば、出荷前に設定された初期補正値が取得される。次に補正値転送部１３２は、取得した第一の補正値を、駆動部４２であるドライバＩＣに送信する（Ｓ２）。パターン処理部１３３は、濃度取得用パターンに基づく光源の駆動データ生成する処理を行う（Ｓ３）。制御部１３０の制御により、第一の補正値で補正され、記録媒体に濃度取得用パターンの印刷が実行される（Ｓ４）。

図９は、濃度取得用パターンから濃度データを取得する処理フローである。まず、操作者は濃度取得用パターンが印刷された記憶媒体をコンタクトガラス１１に配置する。そして操作者は、操作部５から濃度取得用パターンの読み取りであることを画像形成装置１に指示することで読取が行われる。また濃度取得用パターンであることを画像形成装置１が判断してもよい。

図９に示すように、まずコンタクトガラス１１に置かれた記録媒体から画像濃度取得部１３５が、濃度データを取得する（Ｓ５）。この濃度データを第一の濃度データとする。次に制御部１３０は、第一の濃度データを記憶部１５０に記憶する（Ｓ６）。次にこの第一の濃度データが取得されたときの記録媒体の配置が正常か異常かを判断する（Ｓ７）。判断の結果、配置が正常である場合は、本フローを終了する。

一方、ステップＳ７で配置が異常と判断した場合は、制御部１３０の処理により、操作者に対し、読取に異常があったことを通知する（Ｓ８）。異常の通知は一例として、制御部１３０と表示制御部１４０の処理により、操作部５にメッセージを表示すればよい。異常を通知された操作者は、記録媒体を適切に配置し、再度異常判断（Ｓ５）が行われる。本フローによって、記憶部１５０に、適切な配置で読み取られた濃度取得用パターンデータが記憶される。なお異常判断ステップＳ７における判断方法ついては後述する。

図１０は補正に基づく画像形成を行う処理フローである。この処理は、一例として、画像形成装置１が外部装置等から通常の印刷ジョブを受け付けた際に実行される。まず補正値算出部１３６は、記憶部１５０に保存された第一の画像データを読出し（Ｓ９）に基づき、縦スジなどの原因となる画像濃度ムラが発生しないように光源の発光量を調整する第二の補正値である濃度補正値を算出する（Ｓ１０）。

補正値演算部１３７は、補正値取得部１３１が取得した第一の補正値と、補正値算出１３６が算出した第二の補正値から、第三の補正値を演算する（Ｓ１１）。第三の補正値は一例として出荷後最初の濃度ムラ補正の場合は、初期補正値と濃度補正値を加算した値を有するがこれに限られない。

補正値転送部１３２は、第三の補正値を駆動部４２に送信する（Ｓ１３）ことにより、光源４０の発光量について、第三の補正値による補正が行われ、印刷が実行される（Ｓ１４）。この結果、縦スジなどの濃度ムラのない印刷画像を得ることができる。以降の印刷では、図８、図９、図１０のフローを実行しなくても、補正値転送部が第三の補正値を駆動部４２へ送信して印刷することで、濃度ムラのない画像を得ることができる。

なお、図９で実施した第一の濃度データの記憶を行った後に、一度画像形成装置１の電源をＯＦＦした後、再度ＯＮして印刷を行う場合がある。この時、電源ＯＮ後、最初の印刷時に図１０のフローを実行することで、装置の経時変化や環境変化によらず濃度ムラのない画像を得ることができる。その場合、すでに第一の濃度データは取得し、記憶してあるため、図８、図９のフローを再度実行する必要は無い。

なお、特に画像形成部２００内の部品交換などが行われた場合は、図８、図９、図１０のフローを再度実施することにより濃度ムラの無い画像を得ることが出来る。この際は、第一の補正値として、やはり初期補正値を用いるとよい。例えばその時点で用いている第三の補正値で出力した濃度補正用パターンで第一の濃度データを決定すると、交換前後の部品で濃度ムラに影響がある特性が逆方向にばらついていた場合、補正幅が大きくなり、補正精度が低下する可能性を減らすためである。

濃度ムラの補正が必要ない場合や、補正しても濃度ムラに改善が見られないもしくは悪化する場合は、補正演算部１３７による処理を行わないことで第一の補正値での駆動が可能である。また記憶部１５０の第一の濃度データをリセットすることでも第一の補正値での駆動が可能である。

図１１は、濃度取得用パターンの第一の補正値による出力結果と第三の補正値による出力結果の主走査方向の濃度データ分布である。一例として、光源としてＬＥＤアレイを用いた場合の例である。図１１（ａ）が第一の補正値で印刷した結果、図１１（ｂ）が第三の補正値で印刷した結果である。

図１１（ａ）において実線が濃度データ、二点鎖線は、濃度データの平均値を示している。平均値に対して実線の濃度データの方は、ばらつきが大きいことがわかる。各ＬＥＤ素子が発光する光量差を起因とするばらつきを完全に均一化できていないのに加え、感光体ドラムや転写ベルトなどの画像形成部２００の各装置を起因とする濃度ムラには補正を行っていないためである。それに対し図１１（ｂ）は、各ＬＥＤ素子の光量ばらつきと、画像形成部２００の各装置を起因とする濃度ムラの両方に対応している為、濃度ムラのない均一な画像を得ている。

図１２は濃度取得用パターンが印刷された記録媒体の模式図である。濃度取得用パターンは、記録媒体搬送方向（副走査方向）を短辺、搬送方向に直交する方向（主走査方向）を長辺とする略長方形内に連続的に印刷されている。副走査方向、主走査方向の全てに均一なハーフトーン画像を、第一の補正値による補正を行い、印刷した結果である。第一の補正値による補正では、装置に搭載した結果のLEDヘッドの主走査方向の光学的なばらつきや、画像形成部２００の各構成が持つ固有のばらつきに起因する縦スジや縦帯等の濃度ムラは補正しきれず、均一なハーフトーンに、濃度ムラが発生している画像を模式的に示している。

図１２を用いて、第一の濃度データの取得方法を説明する。濃度は、主走査方向に図中X、副走査方向にYで示されるdotの領域を最小の分解能として、任意の幅の濃度データを取得することが出来る。取得した濃度データは領域毎にメモリに格納されており、読み出し時に濃度を取得したい領域を指定することで、任意の領域の濃度データを読み出すことが出来る。

図１３は、異常判断の処理フローである。図９のステップＳ７を詳細に説明するフローである。まず記録媒体の位置、向きの異常判断を行い（Ｓ７１）、その後、傾きについて判断（Ｓ７２）を行う。

図１４は、濃度取得用パターン形成領域と異常判断エリアの例である。

記録媒体である用紙Ａと用紙Ｂは、互いに用紙サイズが異なり用紙Ｂの方が大きい。図１４では用紙Ｂの濃度取得パターンの方が、主走査方向にＬだけ長くなっている。このように濃度取得用パターンの主走査方向の幅は、用紙サイズに応じて設定される。これは主走査方向により長く印刷した方が、より広い光源の照射範囲にわたって濃度データを取得することができるからである。例えばＬＥＤアレイであれば、より多くの光源素子について濃度データを取得して、濃度ムラ補正を行うことができる。

ただしどちらの用紙についても主走査方向の両端部には、一定間隔の白エリア（トリムエリアと呼ぶことがある。）Ｔを設ける。用紙の端まであるパターンは、印刷の位置が少しでもずれてしまったときに、用紙に転写されるべきトナーの一部が画像形成部２００を汚す可能性があるからである。

また、濃度取得用パターン（以降パターンと呼ぶことがある。）は、どちらの用紙も、記録媒体の副走査方向の中心に対して非対称に、具体的には中心から副走査方向にずらして形成している。理由は後述する。

図１４において、異常判断エリア１（以降エリア１と呼ぶことがある）および異常判断エリア２（以降エリア２と呼ぶことがある）は、記憶部１５０に保存された第一の濃度データのうち、これらのエリアから読取装置１００に入力された濃度データを用いて記録媒体である用紙の配置の異常を判断するエリアを示す。

図１４の説明を続ける。ここで、図１の読取部１２は読取装置１００の装置構成を基準としてコンタクトガラス１１上の同じエリアの濃度データを読み取る。それに対し、用紙は操作者の設置ミスやＡＤＦ１３の不具合等によって、コンタクトガラス１１上に不適切な向きや、傾きで配置されることがある。図１４は、用紙がコンタクトガラス１１上に適正に配置された場合に、各エリアが濃度データを取得する、濃度取得用パターンが印刷された用紙上の位置を示している。用紙が図１４に示される配置からずれると、各エリアには用紙上において、図１４からずれた位置の濃度データが取得されることになる。

つまり、用紙がコンタクトガラス１１上に適切に配置されていれば、図１４に示されるように、エリア１からはパターンに対応する値を持つ濃度データが、エリア２からはパターンと、パターンの無いすなわち白エリアに対応する値を持つ濃度データが得られるはずである。

したがって、エリア１から取得される濃度データがパターンに対応する値を持たない場合は、記録媒体の読み取り配置が大きくずれていると推定できる。エリア２から取得される濃度データが白エリアに対応する値を持たない場合も、やはり記録媒体の読み取り配置が大きくずれていると推定できる。

なお、前述したように濃度取得用パターンは用紙によって異なる。そこで、例えば最後に濃度取得用パターンを印刷した用紙サイズと対応する異常判断エリアが選択されるように設定してもよい。そうすることで異なる用紙サイズに対応する濃度取得用パターンで補正を実施することを防ぐことができる。

一例として、用紙サイズに応じた異常判断エリアの設定を記憶部１５０に保存しておく。そして画像形成装置１の動作ログ中から最後に濃度取得用パターンを印刷した際の用紙設定などを参照して、最後に濃度取得用パターンを印刷した用紙のサイズに対応した異常判断エリアを選択するようにすればよい。

図１５は、記録媒体の配置の異常検出フローの例である。主に異常判断部１３４が実施するフローである。

まず、画像形成部２００で最後に濃度取得用パターンを印刷した用紙の用紙設定情報を記憶部１５０等から読出し、その用紙の種類に応じたエリア１、エリア２を選択する（Ｓ７１－１）。

選択したエリア１において取得された濃度データを取得し（Ｓ７１－２）、濃度データからパターンの有無を判断する（Ｓ７１－３）。パターンの有無を確認するためには、適宜濃度データのしきい値を設定するなどすればよい。

エリア１にパターンが有る場合は、エリア２の濃度データを取得する（Ｓ７１－４）。エリア１にパターンが無い場合は、位置や向きが適切でないとして、検出結果を”異常”とする（Ｓ７１－５）。

続いて、エリア２の濃度データ内に、白エリアに対応する濃度データの有無を判断する（Ｓ７１－５）。有る場合は、検出結果を”正常”とし（Ｓ７１－６）、無い場合は、検出結果を”異常”として終了（Ｓ７１－７）とする。

さらに、Ｓ７１－４において、エリア２に、濃度データおよび白データ両方を含むかを判断してもよい。その場合、エリア２が濃度取得用パターンの端部に該当しているかを判断できる。また、本フローは位置・向きの異常判断に限ったものではなく、濃度取得用パターンとエリア１、エリア２の選択によって、本フローにおいて傾きを推定して判断することも可能である。

図１６は、濃度取得用パターン形成領域と異常判断エリアの別の例である。

図１６には記録媒体の傾きを判断するための、異常判断エリア３（以降エリア３と呼ぶことがある。）と異常判断エリア４（以降エリア４と呼ぶことがある）を示している。

エリア３とエリア４はどちらも略長方形で、それぞれの主走査方向の幅、副走査方向の位置および幅は略同じである。副走査方向の幅は、どちらも濃度取得用パターン上端の少し上の位置、濃度取得用パターンが形成されていない領域から、濃度取得用パターンを含む領域まで副走査方向に延びている。

一方、エリア３とエリア４の主走査方向の位置は異なっており、それぞれ濃度取得用パターンの端部付近と、反対側の端部付近に位置している。濃度取得用パターンの端部からの距離は、略同じ位置である。

なお前述したとおり、濃度取得用パターンは用紙サイズによって異なるため、エリア３、エリア４も用紙サイズに応じて設定される

図１７は、異常判断エリア３および異常判断エリア４周辺の拡大図である。エリア３およびエリア４は、主走査方向Ｘと副走査方向Ｙで示される濃度取得できる最小単位ブロックに分割される。分割されたブロックは、各エリア内で基準点に近い順に、副走査方向に一例としてβ１～β１２の番号を割り当てる。

図１８は、記録媒体の配置の異常検出フローの別の例である。主に異常判断部１３４が実施し、記録媒体の配置のうち、特に傾きを判断可能なフローである。

まず、図１７におけるエリア３の濃度データをβ１より順に取得し、濃度取得用パターンが存在する最初のβをβaとする（Ｓ７２－１）。エリア４についても同様に、濃度取得用パターンが存在する最初のβをβbとする（Ｓ７２－２）。パターン領域とパターン領域外との境界位置を示すaとbの差が一定以上、一例として３以上であった場合（Ｓ７２－３）、傾きについての判定結果を異常とし（Ｓ７２－４）、それ以外は正常としている（Ｓ７２－５）。

なお、エリア３およびエリア４は、先に実施している図１５のステップＳ７１－１でエリア１、エリア２とともに選択されているものとする。ただし、本フローを図１５のフローとは別に単独で実施する場合や、図１５のフローの前に実施する場合には、本フローのステップＳ７２－１の前に図１５のステップＳ７１－１に相当する処理を実行すればよい。

次に図１９～図２１を用いて、記録媒体である用紙上のパターンおよびコンタクトガラス１１上の配置の例と、各例の処理フローによる判断結果を説明する。なお、図１９～２１共通して、「用紙Ａ」「用紙Ｂ」は用紙サイズが異なり、用紙Ｂの方が用紙Ａよりもサイズが大きい。

図１９は、記録媒体の配置と判断結果を説明する第一の説明例である。具体的には、記録媒体が、適切な位置に対し副走査方向に逆向きに配置されている例である。

図１９（ａ）の用紙Ａ、図１９（ｂ）の用紙Ｂには、どちらもそれぞれ用紙サイズに応じて適切な濃度取得用パターンが印刷されている。また、どちらの用紙上のパターンも、それぞれの用紙の副走査方向の中心から、副走査方向にずらして形成されている。この時、図１９に示すように、副走査方向に対し逆向きに配置された状態では、エリア１の濃度データの値は白エリアに対応するものになる。したがって図１９（ａ）（ｂ）のどちらの場合も判定結果は”異常”となる。

図２０は、記録媒体の配置と判断結果を説明する第二の説明例である。前述のように、最後に濃度取得用パターンが印刷された用紙サイズに基づきエリアが決定される。しかし、例えば操作者のミスで、最後にパターンが印刷された用紙ではなく、別なタイミングで印刷した別のサイズの配置してしまうことがあり、本例はその場合を想定している。

図２０（ａ）は用紙Ａに印刷する前の濃度補正の為に、濃度補正用パターンが印刷された用紙Ｂを配置した場合、図２０（ｂ）は用紙Ｂに印刷する前の濃度補正の為に、濃度補正用パターンが印刷された用紙Ａを配置した場合である。図２０（ａ）（ｂ）はどちらも副走査方向でパターンの位置とエリアの位置が異なることから、判定エリア１にあるべきパターンが無く、したがって、判定結果は異常となる。

図２１は、記録媒体の配置と判断結果を説明する第三の説明例である。図２１（ａ）（ｂ）は、どちらも濃度取得用パターンを印刷する記憶媒体のサイズを誤った場合を想定している。具体的には、図２１（ａ）は用紙Ｂに印刷すべきパターンを用紙Ａに印刷し、図２１（ｂ）は、用紙Ａに印刷すべきパターンを用紙Ｂに印刷している。例えば、画像形成装置１に行った設定ミス等により、用紙トレイの設定と、実際に用紙トレイに格納されている用紙のサイズが異なった状態でパターンを印刷した場合を想定している。図２１（ａ）判断結果が”異常”となり、図２１（ｂ）は、判断結果が”正常”となる。以下それぞれについて説明する。

図２１（ａ）は、濃度取得用パターンが、濃度ムラ補正を行う用紙サイズよりも小さな用紙サイズに印刷された例を示す。エリア１にはパターンが有るが、エリア２に白エリアが無いため、エリア２の濃度データの判断により”異常”となる。用紙Ｂの印刷用に第一の濃度データを取得すべきところ、用紙Ａは小さいため、パターンの両端が印刷されていない。用紙Ｂの濃度ムラ補正に必要な第一の濃度データをすべて取得できないため、異常を通知すべき例である。

一方図２１（ｂ）は、濃度取得用パターンが、濃度ムラ補正を行う用紙サイズよりも大きな用紙サイズに印刷された例を示す。エリア１にはパターンがあり、エリア２には白エリアが有るため、判断結果は”正常”となる。濃度取得用パターンは主走査方向にすべて印刷されており、補正に必要な第一の濃度データをすべて得ることができるため、異常は通知せずに第一の濃度データの取得を進める例である。

図１９～図２１で説明したように、画像読取装置１００で用いられる可能性のある用紙サイズを互いに区別して異常判定できるように、それぞれの濃度補正用パターンと、異常判定エリアを設定すればよい。

図２２は、ショックジッタを考慮した濃度取得用パターンの例である。図１９～２１と同様、「用紙Ａ」「用紙Ｂ」は用紙サイズが異なり、用紙Ｂの方が用紙Ａよりもサイズが大きい。

ショックジッタとは、転写ベルトに速度ムラが生じ、１次転写のタイミングがずれることで発生する画像の位置ずれである。このショックジッタが発生する領域ではパターンに位置ずれが発生している可能性有り、正確な濃度データが取得できない。

ショックジッタの発生位置は用紙のサイズ、厚みによって異なる。画像読取装置１００で用いられる可能性のある用紙ごとにショックジッタが発生する領域を事前に把握し、そこを避ける位置に濃度取得用パターンを設定すればよい。

１画像形成装置
１００画像読取装置
２００画像形成装置
１１コンタクトガラス
１２読取部
４１光源素子
４２駆動部
１３４異常判断部

特開２００７－１１８１９４

Claims

読取台を有し、前記読取台上の記録媒体に形成されたパターンから画像データを生成する画像読取部と、
感光体と、
前記感光体表面を帯電させる帯電部と、
帯電された前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光部と、
前記静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する現像部と、
前記トナー像を前記記録媒体に転写する転写部と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部とを有し前記記録媒体上にパターンを形成する画像形成部と、
制御部とを有し、
前記露光部はさらに、発光素子と、前記発光素子の光量を補正する第一の補正値が記憶された記憶部と、前記記憶部から前記第一の補正値を読出して前記発光素子を駆動する素子駆動部とを有し、
前記制御部は、前記画像形成部が形成した記録媒体上の所定のパターンから前記画像読取部が生成した画像データのうち濃度データに基づき、前記発光素子の光量を補正する第二の補正値を算出し、前記第一の補正値と前記第二の補正値から、前記発光素子の光量を補正する第三の補正値を演算する補正値演算を行う画像形成装置であって、
前記制御部はさらに、前記補正値演算を行う前に、前記濃度データに基づき前記読取台上の前記記録媒体の配置が正常かどうかを判断する異常判断を行い、
前記所定のパターンは、前記所定のパターン形成時の主走査方向に連続した領域を有し、且つ前記所定のパターンが形成される記録媒体のサイズに応じて、前記連続した領域の幅が異なっていて、
前記記録媒体は、前記主走査方向の両端部に前記記録媒体のサイズによらず一定間隔であって前記所定のパターンが形成されていないエリアである白エリアが設けられていて、
前記制御部は、前記記録媒体が適正位置で読み取られた場合に前記白エリアを有する第一のエリアに対応する濃度データが所定値より大きい場合は、異常と判断することを特徴とする画像形成装置。
前記制御部は、前記所定のパターンを形成した記録媒体のサイズに対応する異常判断エリアに基づき、前記異常判断を行う請求項１の画像形成装置。
前記制御部は、前記異常判断の結果が異常の場合には、前記補正値演算を行わない請求項１または２の画像形成装置。
前記画像形成装置はさらに表示部を有し、
前記制御部は、前記異常判断の結果が異常の場合には、前記表示部に異常を示す表示を行う請求項１ないし３の画像形成装置。
前記所定のパターンは、前記所定のパターン形成時の副走査方向の中心に対して非対称である請求項１ないし４の画像形成装置。
前記所定のパターンは、前記所定のパターン形成時にショックジッタが発生しない位置に形成される請求項１ないし５の画像形成装置。
前記制御部は、前記記録媒体が適正位置で読み取られた場合に前記所定のパターンが存在するエリアである第二のエリアに対応する濃度データが所定値より小さい場合は、異常と判断する請求項１ないし６の画像形成装置。
前記所定のパターンは、前記所定のパターン形成時の主走査方向と並行に延びる前記所定のパターンが存在しない領域との境界を有し、
前記制御部は、前記記録媒体が適正位置で読み取られた場合に前記境界を含むエリアである第三のエリアに対応し複数画素の濃度データを含む第三エリア濃度データと、前記第三のエリアに対し前記所定のパターン形成時の主走査方向に異なり、副走査方向に同じ位置である第四のエリアに対応し複数画素の濃度データを含む第四エリア濃度データとを取得し、第三エリア濃度データと、第四エリア濃度データそれぞれで濃度データが変化する画素の位置を算出して、算出したそれぞれの前記変化する画素の位置を比較して、位置の違いが所定範囲を超えている場合に、異常と判断する請求項１ないし７の画像形成装置。