(57)【要約】【課題】  従来、光走査装置の個体差に拘わらず光学シェーディング補正に割り当てる光量レンジが固定されていた。そのため、ドラムシェーディング補正に割り当てる光量レンジも必然的に限定されていた。【解決手段】  光学シェーディング補正データによって規定される補正光量レンジに応じてドラムシェーディング補正データによる補正光量レンジを切り替えることを可能とすることによって、ドラムシェーディング補正における補正光量レンジを拡張可能とした画像形成装置。【選択図】  図９
2020011424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される感光ドラムと、
前記感光ドラムに静電潜像を形成するためのレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光が前記感光ドラムを走査するように前記レーザ光を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向されたレーザ光を前記感光ドラム上に導く光学部材と、前記レーザ光の光量を補正するためのデータであって、前記レーザ光の走査方向における複数の領域にそれぞれ対応付けられた複数のデータを含む第１の補正データを記憶する、不揮発性メモリである第１のメモリと、を備える光走査装置と、
前記レーザ光の光量を補正するためのデータであって、前記レーザ光の走査方向における前記感光ドラム上の複数の領域と前記感光ドラムの回転方向における前記感光ドラム上の複数の領域との両方に対応付けられた複数のデータを含む第２の補正データを記憶し、前記第２の補正データを書き換え可能な第２のメモリと、
前記第１の補正データと前記第２の補正データとに基づいて第３の補正データを生成し、前記第３の補正データに基づいて前記レーザ光を露光位置に応じた光量に補正する制御手段と、を備え、
前記半導体レーザの定格光量に対して割り当てられる量子化ビット数が固定されているとともに、前記半導体レーザの定格光量に対して割り当てられた量子化ビット数の範囲内で前記第３の補正データに対して割り当てられる量子化ビット数は固定されており、
前記制御手段は、前記第１の補正データによって規定される補正光量レンジに基づいて、前記第２の補正データによって補正可能な補正光量レンジを切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の補正データに含まれるデータによって規定される補正光量の最大値と最小値との差分に基づいて前記第２の補正データによって補正可能な補正光量レンジを決定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の補正データに含まれるデータによって規定される補正光量の最大値と最小値との差分が所定値以下の光走査装置が取り付けられた場合に、前記第２の補正データによって補正可能な補正光量レンジを拡張する処理を実行することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置は記録媒体上にトナーパターンを形成する画像形成装置であって、
オペレータからの前記トナーパターンの濃度に基づく入力を受け付ける操作部を備え、
前記制御手段は、操作部への入力に基づいて前記トナーパターンの濃度に応じて前記第２の補正データを変更することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転する感光ドラムを帯電装置により帯電し、帯電された感光体を光走査装置により露光することで感光ドラムに静電潜像を形成し、静電潜像をトナーで現像したトナー画像を記録材に転写することで画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置が知られている。
【０００３】
特許文献１は、光走査装置の光学部材に起因する画像の濃度ムラを補正するためにレーザ光の光量をレーザ光の走査方向における露光位置に応じて補正する光学シェーディングと、感光ドラムの光に対する感度ムラに起因する画像の濃度ムラを補正するためにレーザ光の光量を感光ドラム表面の位置に応じて補正するドラムシェーディングと、を実行する画像形成装置を開示している。特許文献１の画像形成装置は、光学シェーディングを実行するための補正データとドラムシェーディングを実行するための補正データを合算してレーザ光の露光位置に応じた光量補正を実行する。光学シェーディングを実行するための補正データは、レーザ光の走査方向における光量変動を示す光量変動データに基づいて生成される。光量変動データは光走査装置組立時に各光走査装置毎に生成され、補正データは当該生成された光量変動データに基づいて光走査装置の不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶されている。
【０００４】
特許文献２は、光源が出射可能な光量レンジに対して８ビットの量子化データを割り当て、割り当てられた量子化データの範囲内でレーザ光の光量を定格光量の範囲内で可変制御する画像形成装置を開示している。
【０００５】
従来、半導体レーザの定格光量に対して画像形成に必要な基準光量のレンジが設定されている。つまり、環境状態、および感光ドラム、帯電装置、現像装置などのプロセスユニット（画像形成部）の状態の経時変化に対して出力画像に濃度変動が生じないように画像形成時のレーザ光の基準光量を調整するが、想定される環境状態の変化量やプロセスユニットの状態の経時変化量を光量して基準光量の調整レンジが設定される。そして、定格光量と基準光量の調整レンジの差分が光学シェーディング補正およびドラムシェーディング補正のシェーディング補正に用いることができる光量レンジとして割り当てられている。シェーディング補正に用いることができる光量レンジには定格光量に対して割り当てられた量子化ビット数の一部が割り当てられており、従来その量子化ビット数は固定であった。画像形成装置のコントローラは、光学シェーディング補正用の補正データとドラムシェーディング補正用の補正データとを演算処理によって合算してシェーディング補正データを生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６２４８５号公報
【特許文献２】特開２００８−１５２０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来、コントローラの演算処理の設計を簡易にするために、光学シェーディング補正に割り当てる光量レンジと、ドラムシェーディング補正に割り当てる光量レンジを固定にしていたため、次のような課題が生じていた。光走査装置の中には光量変動が小さい個体があり、その個体に対しては光学シェーディング補正に割り当てる光量レンジは小さくて良いが、従来、光走査装置の個体差に拘わらず光学シェーディング補正に割り当てる光量レンジが固定されていた。そのため、ドラムシェーディング補正に割り当てる光量レンジも必然的に限定されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、回転駆動される感光ドラムと、前記感光ドラムに静電潜像を形成するためのレーザ光を出射する半導体レーザと、前記レーザ光が前記感光ドラムを走査するように前記レーザ光を偏向する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向されたレーザ光を前記感光ドラム上に導く光学部材と、前記レーザ光の光量を補正するためのデータであって、前記レーザ光の走査方向における複数の領域にそれぞれ対応付けられた複数のデータを含む第１の補正データを記憶する、不揮発性メモリである第１のメモリと、を備える光走査装置と、前記レーザ光の光量を補正するためのデータであって、前記レーザ光の走査方向における前記感光ドラム上の複数の領域と前記感光ドラムの回転方向における前記感光ドラム上の複数の領域との両方に対応付けられた複数のデータを含む第２の補正データを記憶し、前記第２の補正データを書き換え可能な第２のメモリと、前記第１の補正データと前記第２の補正データとに基づいて第３の補正データを生成し、前記第３の補正データに基づいて前記レーザ光を露光位置に応じた光量に補正する制御手段と、を備え、前記半導体レーザの定格光量に対して割り当てられる量子化ビット数が固定されているとともに、前記半導体レーザの定格光量に対して割り当てられた量子化ビット数の範囲内で前記第３の補正データに対して割り当てられる量子化ビット数は固定されており、前記制御手段は、前記第１の補正データによって規定される補正光量レンジに基づいて、前記第２の補正データによって補正可能な補正光量レンジを切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の補正データ（光学シェーディング補正データ）によって規定される補正光量レンジに応じて第２の補正データ（ドラムシェーディング補正データ）による補正光量レンジを切り替えることを可能とすることによって、ドラムシェーディング補正における補正光量レンジを拡張可能することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施例における画像形成装置を示す図
【図２】本実施例における光走査装置を示す図
【図３】本実施例における光走査装置の制御ブロック図
【図４】本実施例における１走査周期中中光量制御のタイムチャート
【図５】本実施例における光学シェーディング補正の一例を示す図
【図６】本実施例におけるドラムシェーディング補正の一例を示す図
【図７】本実施例におけるドラムシェーディング設定の操作部画面一例を示す図
【図８】本実施例におけるシェーディング補正値の一例を示す図
【図９】本実施例における光源の光量割り当て量を示す図
【図１０】本実施例におけるドラムシェーディング補正光量の割当決定フロー
【図１１】本実施例における光量補正データの一例
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施例１］
（装置全体の構成）
図１は、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルフルカラープリンター（カラー画像形成装置）の概略断面図である。図２は、図１に示すデジタルフルカラー複写機に備えられるレーザ光出射装置であるところの光走査装置の斜視図である。
【００１２】
まず、図１を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部（画像形成手段）１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが備えられている。ここでのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。
【００１３】
画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、感光体であるところの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが備えている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋにはそれぞれ不図示のホームポジションマークが設けられている。また、画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りに、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ、光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋを備えている。また、画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りに、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋを備えている。
【００１４】
感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト（以降ＩＴＢ）１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印Ｂ方向に回転する。また、ＩＴＢ１０７を介して、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向する位置には一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。また、本実施形態の画像形成装置１００は、ＩＴＢ１０７上のトナー像を記録媒体Ｓに転写するための２次転写装置１１２、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を備える。なお、上記転写装置を画像形成部と区別して記載しているが、転写装置が画像形成装置の一部を構成すると考えても良い。
【００１５】
ここで、かかる構成を有する画像形成装置１００の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における当該画像形成プロセスは同一であるため、画像形成プロセスについて画像形成部１０１Ｙを例にして説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。
【００１６】
まず画像形成部１０１Ｙの帯電装置１０３Ｙにより回転駆動される感光ドラム１０２Ｙを帯電する。帯電された感光ドラム１０２Ｙは、光走査装置１０４Ｙから出射されるレーザ光によって露光される。これにより、回転する感光体１０２Ｙ上に静電潜像が形成される。その後、該静電潜像は現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像が形成される。
【００１７】
以下、転写工程以降の画像形成プロセスについて説明をする。一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１ＢｋがＩＴＢ１０７に転写バイアスを印加することによって各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれＩＴＢ１０７に転写される。これによってＩＴＢ１０７上で各色のトナー像が重ね合わされる。
【００１８】
ＩＴＢ１０７に４色のトナー像が転写されると、ＩＴＢ１０７上に転写された４色トナー像は２次転写装置１１２にて、手差し給送カセット１１４または給紙カセット１１５から搬送されてきた記録媒体Ｓ上に再び転写（２次転写）される。そして、記録媒体Ｓ上のトナー像は定着装置１１３で加熱定着され、排紙部１１６に排紙され、記録媒体Ｓ上にフルカラー画像が得られる。
【００１９】
なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋは、ドラムクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋによって残留トナーを除去され、その後、上記の画像形成プロセスが引き続き行われる。
【００２０】
（光走査装置）
次に、図２を用いて光走査装置１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｂｋの構成を説明する。なお、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略する。光走査装置１０４内部には以下で説明する構成による露光制御を行う。
【００２１】
まず、レーザ光を発生するレーザ光源２０１と、レーザ光を平行光に整形するコリメータレンズ２０２と、コリメータレンズ２０２を通過したレーザ光を副走査方向（感光体の回転方向に対応する方向）へ集光するシリンドリカルレンズ２０３と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２０４を備える。また、光走査装置１０４は、ポリゴンモータ２０８によって回転駆動されるポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光（走査光）が入射する走査レンズＡ２０５と、走査レンズＢ２０６を備える。さらに、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光を検知し、レーザ光の検知に応じて水平同期信号（以下、ＢＤ信号）を出力する信号生成手段であるところの光検出センサ（以下、ＢＤセンサ）２０７を備える。また、ポリゴンモータ２０８は回転に伴って出力されるＦＧパルスがＰＬＬ回路２０９に入力され、不図示のＣＰＵから入力される基準クロックと比較した結果を、ポリゴンモータ２０８を駆動するモータ駆動回路２１０へ伝達し、モータ駆動回路２１０はポリゴンモータ２０８へ駆動電流を供給し、ポリゴンモータ２０８は一定の速度に回転駆動される。レーザ光は、ポリゴンミラー２０２によって偏向され、走査レンズを通過することによって感光ドラム上に導かれ、感光ドラム上を感光ドラムの回転軸線方向に略沿った方向に走査する。
【００２２】
レーザ光源２０１は定格光量が規定されている。本実施例のレーザ光源２０１の定格光量を３０ｍＷとする。即ち、本実施例のレーザ光源２０１は３０ｍＷを超えない範囲（０ｍＷ〜３０ｍＷ）で制御される必要がある。
【００２３】
（制御ブロック図）
次に、光走査装置による画像形成及び光量制御について説明する。図３は、光走査装置１０４及び制御部３００の構成を示した制御ブロック図である。制御部３００は、ＣＰＵ３０１、画像処理部３０２、ＲＯＭ３０３、ＲＡＭ３０４、操作部３０５、メモリ３０６から構成される。ＲＯＭ３０３は、ＣＰＵ３０１で使用する、画像形成装置１００の画像形成動作に関する制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ３０４は、ＣＰＵ３０１の動作に必要な一時データを格納する。画像処理部３０２は、外部Ｉ／Ｆを経由してコンピュータ等から入力された画像データを変換してラスターデータに変換し、画像信号を生成する。メモリ３０６は、後述する光量補正で使用するドラムシェーディング補正データが格納されており、ドラムシェーディング補正データは書き換え可能である。
【００２４】
画像形成装置１００は、ホームポジションセンサ３０７（ＨＰセンサ）、濃度センサ３０８、環境センサ３０９、読取装置３１０を備える。ＨＰセンサ３０７は、複数の感光ドラム１０２それぞれに対して設けられている。ＨＰセンサ３０７は、感光ドラム１０２の回転中においてＨＰマークを検出したことに応じてＨＰ信号を生成し、ＣＰＵ３０１に出力する。濃度センサ３０８は、感光ドラム１０２表面に対向する位置またはＩＴＢ１０７表面に対向する位置に配置されている。濃度センサ３０８は、画像の濃度を補正するためのトナーパターンを検出し、トナーパターンの濃度に応じた濃度信号をＣＰＵ３０１に出力する。ＣＰＵ３０１は、濃度信号に応じて出力画像の濃度を調整すべくレーザ光の光量を制御する。環境センサ３０９は、少なくとも画像形成装置内部の温度を検出し、検出結果をＣＰＵ３０１に出力する。ＣＰＵ３０１は、温度検知結果に応じて出力画像の濃度を調整すべくレーザ光の光量を制御する。環境センサ３０９は、湿度を検出可能な構成としても良い。読取装置３０２は、原稿画像を読み取るリーダスキャナである。読取装置３０２は記録媒体上に形成されたトナーパターンを読み取り可能であり、トナーパターンの濃度に応じた信号をＣＰＵ３０１に出力する。
【００２５】
（レーザ光量制御）
次に、レーザ光量制御について説明する。レーザ光源２０１から出力されたレーザ光の一部が受光素子２１１に入射する。受光素子２１１には逆バイアス電圧が印加され、レーザ光の入射光量に応じた電流Ｉｐｄが出力される。電流Ｉｐｄは電流電圧変換回路２１２で電圧Ｖｐｄに変換され、比較器２１３に入力される。比較器２１３は入力された電圧Ｖｐｄと目標光量を示す基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較し、比較結果に基づく制御電圧Ｖａｐｃをサンプル／ホールド（以降Ｓ／Ｈ）回路２１４に入力する。Ｓ／Ｈ回路２１４はＣＰＵ３０１からのＳ／Ｈ信号に応じて制御電圧Ｖａｐｃのサンプル動作及びホールド動作を行う。Ｓ／Ｈ回路２１４の出力であるＶａｐｃ’はＤ／Ａコンバータ２１５（Ｄｅｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇコンバータ、以降ＤＡＣとする。）の基準電圧入力端子Ｖｒｅｆに入力される。ＤＡＣ２１５はＲＡＭ２１７で決定される設定値に応じて基準電圧Ｖｒｅｆを減じさせた電圧Ｖｄａｃを生成し、出力する。
【００２６】
ここで、濃度センサ３０８、環境センサ３０９の出力結果に基づいてレーザ光の目標光量が制御される。本実施例の画像形成装置では、濃度センサ３０８、環境センサ３０９の出力結果によって目標光量を示す基準電圧が制御されるものとする。
【００２７】
ＤＡＣ２１５の出力電圧Ｖｄａｃに基づき、電圧電流変換回路２１６はレーザ駆動電流Ｉを出力する。レーザ駆動電流Ｉはスイッチング素子２１８を通してレーザ光源２０１へ供給される。ＣＰＵ３０１からの発光信号もしくは画像処理部３０２からの画像信号がＯＲゲート２２０へ入り、ＯＲゲート２２０の出力信号によりスイッチング素子２１８がＯＮ／ＯＦＦされ、レーザ光源２０１を発光および消灯させる。
【００２８】
上記の光量制御を図４のタイムチャートで説明する。図中の制御モード「１．ＡＰＣ」はＣＰＵ３０１が光量を決定する動作である。ＣＰＵ３０１は発光信号「ＯＮ」、Ｓ／Ｈ信号「ＳＡＭＰＬＥ」を出力する。ＣＰＵ３０１はＲＡＭ２１７を通じてＤＡＣ２１５をＶｄａｃ＝Ｖａｐｃ’となる光量補正値をＲＡＭ２１７に出力する。以上の制御信号により、レーザ光源２０１は点灯し、Ｖｒｅｆで決定される光量に制御される。また、その時の制御電圧ＶａｐｃがＳ／Ｈ回路でサンプルされる。
【００２９】
以上の状態において、ポリゴンミラーの回転によりレーザ光がＢＤセンサに入射すると、ＲＡＭ２１７はＢＤ信号が入力されることにより読出しアドレスがリセットされる。ＢＤ信号がＣＰＵに入力され、ＣＰＵは制御モード「２．露光」に移行する。ＣＰＵ３０１は発光信号「ＯＦＦ」、Ｓ／Ｈ信号「ＨＯＬＤ」を出力する。これによりＳ／Ｈ回路２１４は前述の制御モード「１．ＡＰＣ」で決定したＶａｐｃ’を保持し、ＤＡＣ２１５に入力する。一方、ＲＡＭ２１７にはＣＰＵ３０１が供給する光量補正データが格納されている。ＲＡＭ２１７はＢＤ信号により読出しアドレスがリセットされ、その後クロックにより順次読出しアドレスがインクリメントされることにより、図１０のレーザ光走査位置に応じた光量補正データが読み出され、ＤＡＣ２１５に入力される。ＤＡＣ２１５は、図４の「Ａ．光量補正電圧」で示される電圧波形を生成し、Ｖ／Ｉ変換回路２１６に供給する。Ｖ／Ｉ変換回路２１６にはＤＡＣ２１６の出力Ｖｄａｃ＝Ｖａｐｃ’が入力され、画像処理部からの画像信号がＯＲゲート２２０を通してスイッチング素子２１８に入力され、画像信号に応じてスイッチング素子がＯＮ／ＯＦＦされ、レーザ光源２０１を発光／消灯する。「Ｂ．補正光量」で示される走査位置に応じた光量となる。
【００３０】
以上のように制御モード「１．ＡＰＣ」で所望の光量となるＶａｐｃを決定し、制御モード「２．露光」で保持されたＶａｐｃを光量補正データに基づき、走査位置に応じてＶａｐｃを減衰させた信号で駆動電流Ｉを制御することにより、画像処理部からの画像信号に応じスイッチング駆動するレーザ光源２０１の光量は走査位置に応じた光量に制御され、感光ドラム１０２を露光することが可能となる。そして、ＣＰＵ３０１はＢＤ信号を基準としたクロック数をカウント後、再度制御モード「１．ＡＰＣ」に移行する。
【００３１】
（シェーディング補正）
次に、シェーディング補正について説明する。ここでいうシェーディングとは記録媒体Ｓに形成される画像の主走査方向の濃度ムラであり、本実施例では光学シェーディングとドラムシェーディングの２つに分ける。
【００３２】
光学シェーディングは、光走査装置１０４の光学特性に起因する画像の濃度ムラである。光走査装置１０４は、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光を感光ドラム１０２上に導くレンズやミラーなどの光学部材を備える。レンズの光透過率、走査角、ミラーの反射率がレーザ光の走査方向において完全に一定ではない。そのため、レーザ光源２０１を一定光量で点灯させた場合、上記光学部材を通過して感光ドラム１０２の表面上に到達するレーザ光の光量は走査位置に応じて変動する。感光ドラム面上における光量を略均一にするために、レーザ光の走査位置に応じて光量を補正する制御が光学シェーディング補正である。
【００３３】
一方、ドラムシェーディングは少なくとも感光ドラム１０２の表面の位置毎の光に対する感度を示す特性を含む。表面の位置毎の光に対する感度ムラは、感光ドラムの製造時における感光層の厚みムラに起因する。このような感度ムラに起因して画像に濃度ムラが生じる。レーザ光源２０１を一定光量で点灯させた場合、感度ムラによって帯電装置による帯電部電位と露光部電位とのコントラストが感光ドラム表面の位置毎に異なってしまう。これらの感光ドラム１０２の感度ムラに起因する濃度ムラの発生を補正するために、感光ドラム１０２上におけるレーザ光の走査位置（露光位置）に応じて光量を補正する制御がドラムシェーディング補正である。感度ムラを測定したデータは、ドラムカートリッジ（あるいはドラムユニット）に設けられたメモリ（タグ）に記憶されており、ＣＰＵ３０１はドラムカートリッジのメモリから感度ムラデータを読み出し、読み出したデータをドラムシェーディング補正データを作成するためのパラメータとする。なお、感度ムラの定義には、帯電装置１０３の帯電に対する感光ドラム１０２の表面の感度ムラ、現像装置１０５の現像ムラ、一次転写装置１１１と２次転写装置１１２の転写ムラのパラメータが含まれても良い。
【００３４】
以下、光学シェーディング補正とドラムシェーディング補正について詳しく説明する。
【００３５】
（光学シェーディング補正）
光学シェーディング分布の一例を図５（ａ）に示す。横軸は主走査方向の走査位置を表し、縦軸は光走査装置１４が感光ドラム面上における光量ムラを表す。中央の走査位置である走査位置０［ｍｍ］を光量１００［％］とした場合、そこから離れるに従い光量が低下し、走査位置−１５０［ｍｍ］の光量は９６％となり、光量低下は最大４［％］である。光学シェーディング補正を実行しない場合、この光学シェーディング特性を有する光走査装置により露光された感光ドラム上には図５（ｂ）で表される電位の潜像が形成される。表面電位が低いほど、現像時にトナーが感光ドラムに多く付着する。この潜像を現像・転写することにより、記録媒体Ｓに形成される画像の濃度分布は、図５（ｃ）のようになる。
【００３６】
次に、この光量ムラ特性を有する光走査装置において、光学シェーディング補正を行う方法を以下に述べる。本実施例においては光量補正データに基づき光量を減衰させる補正を行うため、光量低下が最大となる走査位置を光量の基準として、各走査位置の光量を一定となる様に補正する。具体的な方法を以下に説明する。
【００３７】
あらかじめ、光走査装置の組み立て時に図５（ａ）の光学シェーディング特性を不図示の測定装置によって測定する。測定装置は、例えば、レーザ光の走査方向の複数の領域に光学部材によって導かれたレーザ光を受光する受光センサを備えており、受光センサの結果に基づいて図５（ａ）のような光学シェーディング特性を得る。そして、測定装置は、図５（ａ）の光学シェーディング特性に基づいて図５（ｄ）の光量補正データを生成し、不揮発性メモリ２１９に格納しておく。画像形成時は、ＣＰＵ３０１が図３の光走査装置１０４に搭載される不揮発性メモリ２１９に格納されている走査位置ごとあるいは走査領域ごとに対応付けられた光学補正データをＲＡＭ２１７に格納し、１走査周期内においてＢＤ信号を起点としてクロックごとに走査位置に対応した光学補正データをＤＡＣ２１７に供給することで、走査位置に応じてレーザ光源２０１の光量を図５（ｅ）のように減衰させる（光学シェーディング補正）。この結果、感光ドラムを照射する光量のムラは図５（ｆ）のように補正され、感光ドラム上には理想的には図５（ｇ）で表されるフラットな電位の潜像が形成される。この潜像を現像・転写することにより、図５（ｈ）のように濃度ムラを抑えた画像形成が可能となる。
【００３８】
図５（ｄ）の光量補正データについて更に詳しく説明する。図５（ｄ）に示される「走査位置」は主走査方向の位置を示している。上記複数の領域は「走査位置」の間の領域を指す。つまり、図５（ｄ）において「走査位置」を１１ポイント設けているため、「走査領域」は１０領域に分割されていることになる。各走査領域における補正データは、それを挟む走査位置の補正データから線形補間することによって生成される。具体的には、ＣＰＵ３０１がＢＤ信号を起点に内部カウンタを動作させる。ＣＰＵ３０１は、カウンタ値に応じて線形補間の重みづけを変更する。
【００３９】
（ドラムシェーディング補正）
次にドラムシェーディングの一例を図６（ｉ）に示す。光学シェーディング補正を行った状態で濃度が一様の画像データで画像形成し、記録媒体Ｓに形成される画像の濃度分布が図６（ｉ）のようになる場合、レーザ露光以外の画像形成プロセスによる濃度ムラが発生している。この記録媒体Ｓの濃度分布を図６（ａ）で示す。走査位置−１５０［ｍｍ］を光量１００［％］とした場合、そこから離れるに従い濃度が低下し、走査位置＋１５０［ｍｍ］の濃度は９６［％］となり、４［％］の濃度低下を表している。このドラムシェーディング特性を有する画像形成プロセスにより、感光ドラム上には図６（ｂ）で表される電位の潜像が形成される。
【００４０】
次に、この濃度ムラ特性を有する画像形成プロセスにおいて、ドラムシェーディング補正を行う方法を以下に述べる。あらかじめ、ドラムシェーディング特性より光量補正データを生成し、不揮発性メモリ３０６に格納しておく。この光量補正データの生成方法を以下に説明する。
【００４１】
前述の光学シェーディング補正を適用した状態で、図６（ｃ）のような濃度ムラ測定のための濃度が一様な画像（トナーパターン）を記録媒体Ｓに画像形成する。画像形成した記録媒体Ｓは図６（ｄ）のような濃度分布になる。オペレータは、これを不図示の濃度計等で測定するか、目視などによって濃度ムラを把握する。そして、オペレータは、図３の操作部３０５に不図示のテンキー等で図７のように測定結果を入力する。ＣＰＵ３０１が図６（ｅ）のように走査領域ごとの光量補正データを生成し、不揮発性メモリ３０６に格納する。画像形成時、ＣＰＵはメモリ３０６のデータをＲＡＭ２１７に格納し、ＢＤ信号を起点としてクロックごとにＤＡＣ２１７に供給することで、走査位置に応じてレーザ光源２０１の光量を図６（ｆ）のように減衰させ、ドラムシェーディング補正を行う。この結果、感光ドラム上には図６（ｈ）で表されるフラットな電位の潜像が形成される。この潜像を現像・転写することにより、図６（ｊ）のように濃度ムラを抑えた画像形成が可能となる。なお、トナーパターンをリーダスキャナ（読取装置）によって読み取り、読取結果に基づいてＣＰＵ３０１がドラムシェーディング特性を取得するようにしても良い。
【００４２】
図６（ｆ）の光量補正データについて更に詳しく説明する。図６（ｆ）に示される「走査位置」は主走査方向の位置を示している。上記複数の領域は「走査位置」の間の領域を指す。つまり、図６（ｆ）において「走査位置」を１１ポイント設けているため、「走査領域」は１０領域に分割されていることになる。各走査領域における補正データは、それを挟む走査位置の補正データから線形補間することによって生成される。具体的には、ＣＰＵ３０１がＢＤ信号を起点に内部カウンタ（主走査カウンタ）を動作させる。ＣＰＵ３０１は、主走査カウンタのカウンタ値に応じて線形補間の重みづけを変更する。
【００４３】
感光ドラム１０２上の表面は主走査方向だけでなく、感光ドラムの回転方向（副走査方向）にも複数の領域に分割されている。本実施例では、副走査方向において感光ドラムの表面が１０の領域に分割されているものとする。したがって、ドラムシェーディング補正データはマトリックス状の１００領域（１０領域×１０領域）のそれぞれに対して補正データが設定されている。ＣＰＵ３０１は、ホームポジション信号を起点に内部カウンタ（副走査カウンタ）を動作させる。ＣＰＵ３０１は、主走査カウンタと副走査カウンタのカウント値に基づいて、それぞれのカウント値によって規定される領域の補正データを読み出す。
【００４４】
本実施例では、図５（ｄ）と図６（ｆ）に示す走査位置が一致している装置を例示したが、補正精度を光量して走査位置はそれぞれ任意に設定して良い。
【００４５】
ここで、本実施例の画像形成装置において、レーザ光源２０１の定格光量３０ｍＷに対して１０ｂｉｔのメモリ容量（量子化ビット数）が割り当てられている。即ち、１０ｂｉｔのメモリ容量を割り当てることによって１０２４段階の光量制御が可能となり、１段階あたりの光量制御量（補正量）は０．０２９３ｍＷとなる。なお、定格光量に対して割り当てられるメモリ容量は、１０ｂｉｔに限定されるものではなく、８ｂｉｔ以上であれば良い。
【００４６】
図９に示すように、本実施例において基準光量には定格光量の９０％が割り当てられる。即ち、基準光量を１０２４段階のうち９２２段階に制御することができる。図３に示すＶｒｅｆは、９２２段階で制御される。そして、残りの１０％の光量（１０２段階）がシェーディング補正に割り当てられる。
【００４７】
光走査装置１０４の不揮発性メモリ２１９に記憶された光学シェーディング補正データに基づく光量補正量は光走査装置の個体に応じて異なる。最も光学シェーディング補正の光量レンジを広くとる必要がある個体の光学シェーディング特性における光量差が４％であるとする。この光走査装置は１．２ｍＷのレンジでレーザ光の走査方向において光量を変動させる必要がある。そして、１．２ｍＷのレンジを補正するためには光学シェーディング補正データに基づく光量補正が４１段階でなされる必要がある。そして、残りの６１段階がドラムシェーディング補正データに基づく光量補正レンジに割り当てられる。従来、最も光学シェーディング補正の光量レンジを広くとる必要がある個体の光学シェーディング特性に合わせて、すべての個体に対する光量補正レンジに対して４１段階を割り当てていた。
【００４８】
しかしながら、光走査装置の個体の中には光学シェーディング特性における光量差が小さいものも含まれている。例えば、光学シェーディング特性における光量差が２％の光走査装置は０．６ｍＷのレンジでレーザ光の走査方向において光量を変動させる必要がある。そして、０．６ｍＷのレンジを補正するためには光学シェーディング補正データに基づく光量補正レンジは２１段階設ければ十分である。光学シェーディング特性は経時変化しない前提であるため、光学シェーディング補正に割り当てられた４１段階の中の２０段階の光量補正レンジは従来使用されていなかった。
【００４９】
そこで、本実施例の画像形成装置におけるＣＰＵ３０１は、光学シェーディング補正に対して不要となった残りの２０段階の光量補正レンジをドラムシェーディング補正の光量補正レンジに割り当てる。具体的には、光学シェーディング特性における光量差が２％の光走査装置が取り付けられた画像形成装置のＣＰＵ３０１は、ドラムシェーディング補正に対して８１段階での光量補正レンジを割り当てる。一方、光学シェーディング特性における光量差が４％の光走査装置が取り付けられた画像形成装置のＣＰＵ３０１は、ドラムシェーディング補正に対して４１段階での光量補正レンジを割り当てる。そのため、光学シェーディング補正の補正光量レンジが最大値未満の光走査装置におけるドラムシェーディング補正の補正光量レンジを拡張することができ、感光ドラムを延命して使用することが可能となる。なお、光学シェーディング補正の補正光量レンジはレーザ光の走査方向における最大光量（最大値）と最小光量（最小値）との差分によって規定される。
【００５０】
ＣＰＵ３０１は、光学シェーディング補正に割り当てられる光量レンジの最大値に対して光学シェーディング補正の光量レンジの幅が５０％以下（所定値以下）の光走査装置が取り付けられた画像形成装置に対して、ドラムシェーディング補正に割り当てる補正光量レンジの拡張処理を実行する。
【００５１】
（光学シェーディング補正とドラムシェーディング補正）
以上のようにして得られた図５（ｄ）の光学シェーディング補正値と図６（ｅ）のドラムシェーディング補正値を走査位置ごとに加算した総合シェーディング補正値（図８）を生成し、ＲＡＭ２１７に格納して光量補正を行うことで、光学シェーディングとドラムシェーディングによる濃度ムラのない画像形成が可能となる。
【００５２】
図１０はドラムシェーディング補正光量の割り当て決定フローである。まずＣＰＵ３０１が光走査装置光学１０４の不揮発性メモリ２１９に予め格納されている光学シェーディング補正に用いる補正データを読み込む（Ｓ００１）。次に、光学シェーディング補正の補正光量レンジとして、レーザ光の走査方向における各位置のうち最大光量と最小光量との差分Ｘ（Ｓ００２）を検出する。次に、ドラムシェーディング補正の補正光量レンジＹをＹ＝Ｌ−Ｘより求める（Ｓ００３）。
【００５３】
以上のように構成することで、シェーディング補正に割り当てられた光量と光学シェーディング補正に用いる補正光量レンジに応じてドラムシェーディング補正に割り当てる補正光量レンジを変更することが可能となり、ドラムシェーディング補正が感光ドラムの使用が進んで位置毎の光に対する感度差が増加しても、ドラムシェーディングによる濃度ムラの発生を補正することができる。
【００５４】
なお、本実施例においてドラムシェーディングが６［％］を超過したとき、すなわちＸ＋Ｙ＞１０［％］となった場合はレーザ露光以外の画像形成プロセス、すなわち帯電装置１０３、感光ドラム１０２、現像装置１０５、一次転写装置１１１と２次転写装置１１２のうち１つ以上が寿命に達したとＣＰＵ３０１は判断し、操作部３０５の画面に交換を促す表示を行う。
【符号の説明】
【００５５】
１０２  感光ドラム
１０４  光走査装置
２０１  レーザ光源
２１１  受光素子
２０４  ポリゴンミラー
２０８  ポリゴンモータ
２０９  ＰＬＬ回路
２１０  モータ駆動回路
２１１  受光素子
２１２  電流電圧変換回路
２１３  比較器
２１４  サンプル／ホールド回路
２１５  Ｄ／Ａコンバータ
２１６  電圧電流変換回路
２１７  ＲＡＭ（光量補正データ）
２１８  スイッチング素子
２１９  不揮発性メモリ
３０１  ＣＰＵ
３０２  画像処理部
３０３  ＲＯＭ
３０４  ＲＡＭ
３０５  操作部
３０６  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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