(57)【要約】【課題】  光量指示値に対する各発光素子の光量がリニアとし、かつ画像形成のための各種特性に影響されず、適正な光量指示値に対する複数の発光素子の光量に応じた濃度のオフセット、ゲインを一致させる。【解決手段】  ゲイン補正時のＬＥＤ６０の点灯時間と、オフセット補正時のＬＥＤ６０の点灯時間とが異なる分、プロセス速度を変更し（副走査速度を変更し）、感光体ドラム１２上のトナー像の濃度を所定の範囲としたため、ゲイン補正時と、オフセット補正時の条件が一致し、精度の高いゲイン補正、オフセット補正が可能となる。より具体的には、ＬＥＤ６０の長い点灯時間をｔL（＝ｔ１）、短い点灯時間をｔS（ｔ２）、点灯時間ｔLのときの解像度をＲ１、点灯時間ｔSのときの解像度をＲ２としたとき、ｔ１／ｔ２＝Ｒ２／Ｒ１の関係を成立するようにした。これにより、ゲイン補正時とオフセット補正時の濃度を一致させることができ、他の画像形成プロセスに起因する濃度むらを相殺することができる。【選択図】      図１２
2006239950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が主走査方向に配設された光源ヘッドを、像担持体に対峙させ、前記光源ヘッドと前記像担持体とを副走査方向に相対移動させながら、前記それぞれの発光素子を、光量指示信号に基づいた光量で、点灯信号に基づいて発光させることで前記像担持体へ画像を形成し、当該像担持体上の画像を所定の記録用紙へ転写して、出力する画像形成装置であって、
前記光量指示信号に対する各発光素子の光量の傾きを、前記発光素子の点灯時間が相対的に長い状態で形成される所定範囲の画像濃度判定結果に基づいて補正する第１の補正手段と、
前記光量指示信号に対する各発光素子の光量のオフセット量を、前記発光素子の点灯時間が相対的に短い状態で形成される所定範囲の画像濃度判定結果に基づいて補正する第２の補正手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記発光素子の点灯時間が相対的に長い状態での副走査方向の解像度に対して、前記発光素子の点灯時間が相対的に短い状態での副走査方向の解像度を高くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記発光素子における相対的に長い点灯時間をｔ１、相対的に短い点灯時間をｔ２、点灯時間ｔ１のときの解像度をＲ１、点灯時間ｔ２のときの解像度をＲ２とすると、ｔ１／ｔ２＝Ｒ２／Ｒ１の関係が成立するように、点灯時間ｔ１、ｔ２並びに解像度Ｒ１、Ｒ２を設定することで、前記所定範囲の画像濃度を一致させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記解像度を、前記副走査方向の相対移動速度を変更することで実現することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記解像度を、各発光素子への点灯信号の変調周期を変更することで実現することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記濃度判定用の画像として、前記記録用紙に記録された画像をスキャナによって読み取る、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記濃度判定用の画像として、専用の濃度パッチパターンを用い、前記像担持体から記録用紙までの画像の転写工程中の何れかに選択的に着脱可能な濃度センサを装着して、前記濃度パッチパターンを当該装着された濃度センサによって読み取る、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記濃度センサは、主走査方向に移動するための走査機構を備え、各発光素子により形成された濃度パッチパターンを順次読み取ることを特徴とする請求項７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、複数の発光素子が主走査方向に配設された光源ヘッドを、像担持体に対峙させ、前記光源ヘッドと前記像担持体とを副走査方向に相対移動させながら、前記それぞれの発光素子を、光量指示信号に基づいた光量で、点灯信号に基づいて発光させることで前記像担持体へ画像を形成し、当該像担持体上の画像を所定の記録用紙へ転写して、出力する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機等の画像形成装置は、感光体ドラムの表面を帯電装置によって一様帯電し、当該一様帯電された感光体ドラムに対して、光源部から画像データに基づいて発光する光ビームを照射することで静電潜像を得、この静電潜像に対して現像部においてトナーを供給することで顕像化されたトナー画像を生成し、このトナー画像を転写部において、中間転写体を介して、或いは直接記録用紙へ転写する構成となっている。
【０００３】
上記のような画像形成装置において、近年、光源部として自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Self-scanning LED）アレイを適用したＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ：LED Print Head）が提案されている。
【０００４】
自己走査型のＬＥＤアレイは、選択的に発光点をオン・オフさせるスイッチに相当する部分として、サイリスタ構造を適用しており、このサイリスタ構造を適用することにより、前記スイッチ部を発光点と同一のチップ上に配置することを可能とした発光光源アレイである。
【０００５】
このような自己走査型ＬＥＤアレイは、特許文献１に記載のように、配線端子電極をチップ配列方向に端部に配置することによって、チップを小型化（薄型化）、高解像度化している。
【０００６】
また、各チップを交互に千鳥配列することで、プリント幅のＬＰＨを形成している。千鳥配列の配列間隔は、発光点間隔の整数倍としており、画像データ（ドット単位）で直線化補正することが開示されている。なお、配列段差は、０．２mm以内としている。
【０００７】
すなわち、特許文献１では、発光素子の解像度は、１２００ｄｐｉ程度にまで実現可能であるが、発光素子を一直線上に並べて一定幅の露光を実現させようとすると、チップ端部の発光点からチップ外形までの距離を非常に短くしなければならず、チップをウエハから切り出すときに端部の発光点のチッピングが発生し易くなり、歩留まりの低下を招くため、端部の発光点とチップの切り出し面との距離にマージンを持たせ、かつ発光素子を配列方向に千鳥状に配置することでその問題を解決している。
【０００８】
また、特許文献１に記載の技術では、千鳥配列の段差を主走査方向の解像度ピッチの整数倍の位置に実装し、さらに画像データの出力タイミングを解像度のライン単位で調整することで画像ずれを補正している。
【０００９】
一方、特許文献２では、隣接する発光素子を互い違いに相補滴にｎ列並べ、第１列と第２列のだいどーどの距離と感光体の速度に応じて発光タイミングを遅延させて露光する露光装置が開示されている。
【００１０】
ここで、上記ＬＰＨを用いた画像形成装置では、各ＬＥＤ毎に発光開始時間にばらつきがある（オフセット）。また、光量指示情報に基づく、各ＬＥＤ毎の発光量が異なる場合がある（ゲイン）。このため、各ＬＥＤの点灯時間を変更することにより、露光量を調整するようにしても、単純に（一律に）一定の割合で点灯時間を変化させたのでは、元の露光量に対する変化後の露光量の割合が、各ＬＥＤごとに異なってしまうため、最適な補正ができない。このため、各ＬＥＤのオフセットとゲインは相対的にばらつきがあるため、光量むらによる画像筋が発生する。
【００１１】
そこで、特許文献３では、濃度調整データを記憶し、ＬＰＨの点灯制御を行う露光制御信号によって制御される光源の露光量と露光時間との関係がリニアになるように、前記露光制御信号の電流、電圧、及び露光時間の少なくとも１つを補正するようにしている。これにより、高精度に濃度むらを補正し、かつ露光量調整を行うことが可能となる。
【特許文献１】特開平８−２１６４４８号公報
【特許文献２】特開昭５７−１０１６２号公報
【特許文献３】特開２００３−１８２１４３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献３では、光量測定手段としてフォトダイオード等の光センサ出力に基づいて光量分布を均一にするようにしているが、光感度や周波数特性、現像特性、転写特性等の違いによって、感光体を用いた画像形成装置の濃度は必ずしも均一にならない。言い換えれば、補正のためにＬＥＤの点灯時間を変えて露光量のゲイン、オフセットを補正する場合に、点灯時間が異なることで異なる濃度範囲で補正を行っていることになり、前記画像形成のための各種特性が顕著に表れることになる。
【００１３】
本発明は上記事実を考慮し、光量指示値に対する各発光素子の光量がリニアとし、かつ画像形成のための各種特性に影響されず、適正な光量指示値に対する複数の発光素子の光量に応じた濃度のオフセット、ゲインを一致させることができる画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、複数の発光素子が主走査方向に配設された光源ヘッドを、像担持体に対峙させ、前記光源ヘッドと前記像担持体とを副走査方向に相対移動させながら、前記それぞれの発光素子を、光量指示信号に基づいた光量で、点灯信号に基づいて発光させることで前記像担持体へ画像を形成し、当該像担持体上の画像を所定の記録用紙へ転写して、出力する画像形成装置であって、前記光量指示信号に対する各発光素子の光量の傾きを、前記発光素子の点灯時間が相対的に長い状態で形成される所定範囲の画像濃度判定結果に基づいて補正する第１の補正手段と、前記光量指示信号に対する各発光素子の光量のオフセット量を、前記発光素子の点灯時間が相対的に短い状態で形成される所定範囲の画像濃度判定結果に基づいて補正する第２の補正手段と、を有している。
【００１５】
本発明によれば、第１の補正手段では、光量指示信号に対する各発光素子の光量の傾きを、前記発光素子の点灯時間が相対的に長い状態で形成される所定範囲の画像濃度判定結果に基づいて補正する。
【００１６】
一方、第２の補正手段では、光量指示信号に対する各発光素子の光量のオフセット量を、前記発光素子の点灯時間が相対的に短い状態で形成される所定範囲の画像濃度判定結果に基づいて補正する。
【００１７】
すなわち、第１の補正手段と第２の補正手段とにおいて、点灯時間が異なるが形成される画像濃度は所定範囲としているため、最終的に記録用紙に形成される画像濃度に忠実な補正が可能となる。すなわち、濃度が近似していれば、画像形成のための各種特性が相殺されるため、結果として記録用紙に記録される濃度に対して精度の高い補正が可能となる。
【００１８】
また、本発明において、前記発光素子の点灯時間が相対的に長い状態での副走査方向の解像度に対して、前記発光素子の点灯時間が相対的に短い状態での副走査方向の解像度を高くすることを特徴としている。
【００１９】
さらに、前記発光素子における相対的に長い点灯時間をｔ１、相対的に短い点灯時間をｔ２、点灯時間ｔ１のときの解像度をＲ１、点灯時間ｔ２のときの解像度をＲ２とすると、ｔ１／ｔ２＝Ｒ２／Ｒ１の関係が成立するように、点灯時間ｔ１、ｔ２並びに解像度Ｒ１、Ｒ２を設定することで、前記所定範囲の画像濃度を一致させることを特徴としている。
【００２０】
所定範囲の画像濃度判定を行うため、発光素子の点灯時間が相対的に長い状態での副走査方向の解像度に対して、前記発光素子の点灯時間が相対的に短い状態での副走査方向の解像度を高くする。より好ましくは、発光素子における相対的に長い点灯時間をｔ１、相対的に短い点灯時間をｔ２、点灯時間ｔ１のときの解像度をＲ１、点灯時間ｔ２のときの解像度をＲ２とすると、ｔ１／ｔ２＝Ｒ２／Ｒ１の関係が成立するように、点灯時間ｔ１、ｔ２並びに解像度Ｒ１、Ｒ２を設定することで、前記所定範囲の画像濃度を一致させることができる。
【００２１】
また、前記解像度を、前記副走査方向の相対移動速度を変更することで実現することを特徴としている。
【００２２】
さらに、前記解像度を、各発光素子への点灯信号の変調周期を変更することで実現することを特徴としている。
【００２３】
解像度の変更の実施形態として、副走査方向の相対移動速度を変更することで実現可能である。
【００２４】
他の解像度の変更の実施形態として、前記解像度を、各発光素子への点灯信号の変調周期を変更することで実現可能である。
【００２５】
また、本発明において、前記濃度判定用の画像として、前記記録用紙に記録された画像をスキャナによって読み取る、ことを特徴としている。
【００２６】
最も、一般的な濃度判定は、記録用紙に記録された画像をスキャナによって読み取り、この読み取った濃度データに基づいて判定すればよい。
【００２７】
さらに、本発明において、前記濃度判定用の画像として、専用の濃度パッチパターンを用い、前記像担持体から記録用紙までの画像の転写工程中の何れかに選択的に着脱可能な濃度センサを装着して、前記濃度パッチパターンを当該装着された濃度センサによって読み取る、ことを特徴としている。
【００２８】
前記濃度センサは、主走査方向に移動するための走査機構を備え、各発光素子により形成された濃度パッチパターンを順次読み取ることを特徴としている。
【００２９】
濃度判定用の画像として、専用の濃度パッチパターンを用いる。この専用の濃度パッチパターンとしては、例えばプロセスコントロールに適用される数１００μｍ×数１００μｍという極めて小さい濃度パッチパターンを適用可能である。この濃度パッチパターンを形成すると共に、像担持体から記録用紙までの画像の転写工程中の何れかに選択的に着脱可能な濃度センサを装着して、前記濃度パッチパターンを当該装着された濃度センサによって読み取る。
【００３０】
また、濃度センサを主走査方向に移動させる走査機構を設けることで、各発光素子により形成された濃度パッチパターンを順次読み取ることができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明した如く本発明では、光量指示値に対する各発光素子の光量がリニアとし、かつ画像形成のための各種特性に影響されず、適正な光量指示値に対する複数の発光素子の光量に応じた濃度のオフセット、ゲインを一致させることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（全体構成）
図１には本発明が適用された画像形成装置のエンジン部１２における全体構成概略図が示されている。図１に示すように、エンジン部１０は、矢印Ａ方向に定速回転する感光体ドラム１２を備えている。
【００３３】
この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向に沿って、帯電器１４、ＬＥＤプリンタヘッド（ＬＰＨ）１６、現像器１８、転写ローラ２０、クリーナ２２、イレーズランプ２４が順に配設されている。
【００３４】
すなわち、感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、ＬＰＨ１６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。なお、ＬＰＨ１６はＬＰＨ駆動部２６と接続されており、ＬＰＨ駆動部２６によって点灯制御されて、画像データに基づいて光ビームを出射するようになっている。
【００３５】
形成された潜像には、現像器１８によってトナーが供給されて、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。感光体ドラム１２上のトナー像は、転写ローラ２０によって、図示しない用紙トレイから搬送されてきた用紙２８に転写される。転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナ２２によって除去され、イレーズランプ２４によって除電された後、再び帯電器１４によって帯電されて、同様の処理を繰り返す。
【００３６】
一方、トナー像が転写された用紙２８は、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂからなる定着器３０に搬送されて定着処理が施される。これにより、トナー像が定着されて、用紙２８上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙２８は装置外へ排出される。
また、感光体ドラム１２の周囲で、且つ現像器１８と転写ローラ２０の間には、感光体ドラム１２に対向して濃度検出回路３２が備えられている。濃度検出回路３２は、例えば濃度パッチパターン（濃度見本）を形成した際に、感光体ドラム１２上のトナー像の濃度を検出するようになっている。この濃度検出回路３２の出力は、露光コントロール部１６２に接続され、露光コントロール部１６２は、ＬＰＨ１６を駆動するためのＬＰＨ駆動部２６と接続され、ＬＰＨ駆動部２６はＬＰＨ１６と接続されている。
【００３７】
なお、上記濃度パッチパタ−ンとしては、数１００μｍ×数１００μｍ程度の極めて小さいサイズのパッチパターンを用いることができる。この技術は、特開２００３−１５６９２９公報により周知であるため、詳細な説明は省略するが、この濃度パッチパターンを用いることで、用紙２８に濃度パッチパターンをプリントせず、感光体ドラム１２に対峙された濃度検出センサ３２によって検出することができる。また、濃度検出回路３２は、主走査方向に移動可能な移動機構に取り付けられており、主走査方向にわたる濃度パッチパターンの濃度を検出することができる。
（エンジン部制御系）
図２は、エンジン部１０における画像形成のための制御系のブロック図である。
【００３８】
メイン電源管理部１５０には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。
【００３９】
メインコントローラ１５２には、ユーザインターフェイス１５４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。
【００４０】
また、このメインコントローラ１５２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。
【００４１】
画像データが入力されると、メインコントローラ１５２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１０に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵの一部を構成する画像形成処理制御部１５６へ画像データを送出する。
【００４２】
画像形成処理制御部１５６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部１５６と共に、それぞれＭＣＵを構成する駆動系コントロール部１５８、帯電コントロール部１６０、露光コントロール部１６２、転写コントロール部１６６、定着コントロール部１６８、除電コントロール部１７０、クリーナコントロール部１７２、現像コントロール部１６４のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。
【００４３】
前記ＬＰＨ１６は、前記露光コントロール部１６２によって制御されるようになっている。
【００４４】
画像形成処理制御部１５６には、状態管理部１７６が接続されており、エンジン部１０の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部１７６で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ１５２へ送出されるようになっている。
【００４５】
また、前記メイン電源管理部１５０には、電源投入監視センサ１７８が接続され、この電源投入監視センサ１７８によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報を状態管理部１７６を介してメインコントローラ５２へ送出するようになっている。
【００４６】
さらに、メインコントローラ１５２には、温度センサ１８０、湿度センサ１８２等が接続されている。この温度センサ１８０、湿度センサ１８２では、エンジン部１０内の環境温度・湿度を検出する。
【００４７】
（ＬＰＨの詳細構成）
次に、ＬＰＨ１６の構成を詳細に説明する。ＬＰＨ１６は、図３に示すように、ＬＥＤアレイ５０と、ＬＥＤアレイ５０を支持するとともに、ＬＥＤアレイ５０の駆動を制御する各種信号を供給するための回路とが形成されたプリント基板５２と、セルフォックスレンズアレイ（ＳＬＡ）５４を備えている。
【００４８】
プリント基板５２は、ＬＥＤアレイ５０の取り付け面を感光体ドラム１２に対向させて、ハウジング５６内に配設され、板バネ５８によって支持されている。
【００４９】
ＬＥＤアレイ５０は、図４に示すように、感光体ドラム１２の軸線方向に沿って複数のＬＥＤ６０が配列されて構成されたＳＬＥＤチップ６２が、さらに所謂千鳥状に配列して構成されており、感光体ドラム１２の軸線方向に、所定の解像度で光ビームを照射することができるようになっている。
【００５０】
ＳＬＡ５４は、図３に示すように、ＳＬＡホルダー６４によって支持されており、各ＬＥＤ６０から出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させる。
（ＳＬＥＤ駆動回路）
次に、図５を参照して、ＳＬＥＤチップ６２の各ＬＥＤ６０を駆動するために設けられたＳＬＥＤチップ６２内部の回路構成について説明する。
【００５１】
ＳＬＥＤチップ６２では、当該ＳＬＥＤ６２内に配列されている複数（例えば、１２８個）のＬＥＤ６０の各々に対して、サイリスタ９０が設けられており、各サイリスタ９０のアノード側はＳＵＢ端子８０と接続されている。
【００５２】
初段のサイリスタ９０のゲート側と接続する点Ｐ（１〜１２８／点Ｐに続く数字は、複数配列されたＬＥＤ６０の順番を示す）は、ΦＳ入力端子８８と接続されており、ＳＬＥＤチップ６２のＬＥＤ６０を点灯させるトリガとして、スタート信号ΦＳ（電圧）が点Ｐ（１〜１２８）に印加されるようになっている。
【００５３】
また、各段のサイリスタ９０のゲート側と接続する点Ｐ（１〜１２８）は、ダイオード９２を介して直列接続されている。また、各段の点Ｐ（１〜１２８）は、それぞれ抵抗９４を介して、ＶＧＡ端子７８と接続するベース線９６に接続されている。ベース線９６は、初段で所定の電圧を維持し、各段に行くに従い、所定電位（Ｖｆ）ずつ低下するようになっている。
【００５４】
また、点Ｐ（１〜１２８）は、ＬＥＤ６０のアノード側に接続されており、ＬＥＤ６０のカソード側は、各段の点灯制御信号となるパルス波を出力する点灯制御信号線９８を介してΦＩ入力端子８２に接続されている。この点灯制御信号がローレベル（Ｌ）のときに、点Ｐ（１〜１２８）をゲートとするサイリスタ９０がＯＮしていれば、ＬＥＤ６０は点灯する。
【００５５】
また、奇数段のサイリスタ９０のカソード側は第１の転送線１００に接続され、偶数段のサイリスタ９０のカソード側は第２の転送線１０２に接続されており、各々転送信号ＣＫ１、ＣＫ２が供給される。この転送信号ＣＫ１、ＣＫ２に従って、前記点Ｐ（１〜１２８）の電位が所定電位（Ｖｆ）ずつ上昇されるようになっている。すなわち、点Ｐの電位が、初段の点Ｐ１から後段へと順に、ＬＥＤ６０を点灯可能な所定電位に到達し、ＳＬＥＤチップ６２の自己走査が可能となる。
【００５６】
（ＬＰＨのゲイン補正、オフセット補正）
ここで、図２に示す露光コントロール部１６２には、ＬＰＨ１６を構成する複数のＳＬＥＤチップ６２における各ＬＥＤ６０に対するオフセット補正及びゲイン補正を行うための、補正制御部２００（図６参照）が設けられている（図２では図示省略）。
【００５７】
この補正制御部２００では、濃度検出回路３２（図１参照）によって検出した濃度分布データに基づいて、光量指示値に対する発光光量（濃度）の特性を、一致（近似）させるためのオフセット補正データ及びゲイン補正データを生成するようにしている。
【００５８】
図６は、この補正制御部２００を主体とした、オフセット補正及びゲイン補正のための制御を実行するための機能ブロック図を示している。
【００５９】
補正開始指示部２０２には、メインコントローラ１５２から画像形成処理制御部１５６を介して、補正開始指示信号が入力されるようになっており、補正開始指示部２０２では、この補正開始指示信号の入力に基づいて、補正対象選択部２０４へ補正開始を指示する。
【００６０】
補正対象選択部２０４では、第１にゲイン補正を実行するべく、ゲイン補正実行部２０６を起動し、第２にオフセット補正を実行するべく、オフセット補正実行部２０８を起動する。
【００６１】
ゲイン補正実行部２０６及びオフセット補正実行部２０８は、それぞれ点灯時間切替部２１０、補正用画像データ出力部２１２、プリント開始信号出力部２１４、副走査速度変更部２１６に接続されている。
【００６２】
補正用画像データ出力部２１２及びプリント開始信号出力部２１４に対しては、ゲイン補正実行部２０６及びオフセット補正実行部２０８から共通の実行を指示する信号を出力する。
【００６３】
また、ゲイン補正実行部２０６からは、点灯時間切替部２１０に対して点灯時間ｔL（長）を指示する信号を出力し、副走査速度変更部２１６に対して副走査速度「高速」を指示する信号を出力する。一方、オフセット補正実行部２０８からは、点灯時間切替部２１０に対して点灯時間ｔS（短）を指示する信号を出力し、副走査速度変更部２１６に対して副走査速度「低速」を指示する信号を出力する。
【００６４】
点灯時間ｔLは、点灯時間ｔSの２倍であり、また、副走査速度の低速は、高速の１／２である。
【００６５】
ここで、点灯時間設定信号は、露光こんとろーる部に入力され、通常プリント時に点灯時間を設定する光量指示信号に対する係数として演算され、点灯時間を増減することができる。
【００６６】
また、ゲイン補正実行部２０６からは、点灯時間切替部２１０に対して点灯時間ｔL（長）を指示する信号を出力し、副走査解像度変更部２１６に対して点灯周期「長時間」を指示する信号を出力する。一方、オフセット補正実行部２０８からは、点灯時間切替部２１０に対して点灯時間ｔS（短）を指示する信号を出力し、副走査解像度変更部２１６に対して点灯周期「短時間」指示する信号を出力する。
【００６７】
点灯時間ｔLは、点灯時間ｔSの２倍であり、また、点灯周期の短時間は、長時間の１／２である。
【００６８】
前記点灯時間切替部２１０及び補正用画像データ出力部２１２は、それぞれ露光コントロール部１６２に接続されている。露光コントロール部１６２へは、点灯時間切替部２１０は点灯時間設定信号を出力し、補正用画像データ出力部２１２からは補正用画像に基づくビデオ信号を出力する。
【００６９】
一方、プリント開始信号出力部２１４及び副走査速度変更部２１６は、それぞれ画像形成処理制御部１５６に接続されている。画像形成処理制御部１５６へは、プリント開始信号出力部２１４からプリント開始信号を出力し、副走査速度変更部２１６からはプロセス速度指示信号を出力する。
【００７０】
画像形成処理制御部１５６では、プロセス速度指示信号に基づいて感光体ドラム１２を回転させ、プリント開始信号に基づいて印字タイミング信号を露光コントロール部１６２へ送出する。
【００７１】
これにより、露光コントロール部１６２では、ＬＰＨ１６のＬＥＤドライバ１６Ａを制御して、ゲイン補正のための露光（図７（Ａ）に示す、濃度パッチパターンの生成）と、オフセット補正のための露光（図７（Ｂ）に示す、濃度パッチデータの生成）と、を実行する。
【００７２】
上記のような点灯時間と副走査速度（解像度）を変更することで、ゲイン補正時とオフセット補正時とで、所定範囲の濃度を一定とすることができる。
【００７３】
すなわち、ＬＥＤ６０の長い点灯時間をｔL（＝ｔ１）、短い点灯時間をｔS（ｔ２）、点灯時間ｔLのときの解像度をＲ１、点灯時間ｔSのときの解像度をＲ２とすると、ｔ１／ｔ２＝Ｒ２／Ｒ１の関係が成立しており、結果として所定範囲の濃度が一致する（図８参照）。
【００７４】
同一の濃度において、点灯時間の違う状態（すなわち、異なる光量指示信号）での濃度特性を、他の濃度に影響する要因が相殺された（同一の）条件で得ることが可能となる。
【００７５】
生成された濃度パッチパターンは、濃度データ取込部２１８により濃度検出回路３２によって検出したデータを取り込むようになっている。
【００７６】
この濃度データ取込部２１８には、前記補正対象選択部２０４からの補正対象選択信号が入力されており、取り込むべき濃度データの種類（ゲイン補正用かオフセット補正用か）を認識できるようになっている。
【００７７】
このため、認識した種類に応じて、取り込んだ濃度データを、ゲイン補正データ解析部２２０又はオフセット補正データ解析部２２２へ送出する。
【００７８】
また、濃度データ取込部２１８は、補正処理状況管理部２２４に接続されている。この補正処理状況管理部２２４では、濃度データの取り込み状況を認識し、当該認識結果を補正対象選択部２０４へ送出する。この認識結果は、補正対象選択部２０４における、補正対象の切替時期とすることができる。
【００７９】
前記ゲイン補正データ解析部２２０では、ＬＰＨ１６に設けられたゲイン／オフセット補正データメモリ１６Ｂからゲイン補正データ入出力部２２６を介して既設定のゲイン補正データが読み出され、検出した濃度データに基づいて新たなゲイン補正データを生成する。生成された新たなゲイン補正データは、ゲイン補正データ入出力部２２６を介してゲイン／オフセット補正データメモリ１６Ｂに更新登録される。
【００８０】
また、前記オフセット補正データ解析部２２２では、ＬＰＨ１６に設けられたゲイン／オフセット補正データメモリ１６Ｂからオフセット補正データ入出力部２２８を介して既設定のオフセット補正データが読み出され、検出した濃度データに基づいて新たなオフセット補正データを生成する。生成された新たなオフセット補正データは、オフセット補正データ入出力部２２８を介してゲイン／オフセット補正データメモリ１６Ｂに更新登録される。
【００８１】
以下に本実施の形態の作用を説明する。
【００８２】
（画像形成動作）
感光体ドラム１２の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。
【００８３】
まず、感光体ドラム１２はそれぞれ所定の回転速度で回転駆動される。
【００８４】
そして、感光体ドラム１２の表面は、図１に示すように、帯電器１４により所定の帯電レベルの直流電圧（或いは、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧）を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。
【００８５】
次に、一様な表面電位とされた感光体ドラム１４の表面に、ＬＰＨ１６によってＬＥＤ６０からの光ビームが照射され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム１２の光ビームによる露光部位の表面電位は所定レベルにまで変位する。
【００８６】
そして、感光体ドラム１４の表面に形成された静電潜像は対応する現像器１８によって現像され、感光体ドラム１２上にトナー像として可視化される。
【００８７】
すなわち、現像器１８では、現像カートリッジから二成分現像剤を持ち出し、静電潜像に対して、現像ロールからトナーを飛翔させ感光体ドラム１２の表面に付着させる。
【００８８】
このときの現像は、トナーを搬送する役目を有するキャリアは現像ロールに残り、トナーのみが感光体ドラム１２へ転移する。
【００８９】
次に、各感光体ドラム１２上に形成された各色のトナー像は、転写ローラ２０によって用紙搬送路を通る用紙２８に転写される。当該用紙２８は、転写の後、用紙２８上に形成されたトナー像が、定着器３０によって加熱、加圧搬送されることで、トナーが溶融、凝固して記録用紙Ｐに定着される。また、定着後、記録用紙Ｐは、排紙ロールによって排紙され、画像形成プロセスが終了する。
【００９０】
次に、図９及び図１０のタイミングチャートを参照して、ＬＰＨ１６のＳＬＥＤチップ６２の動作について説明する。
【００９１】
図９及び図１０に示されるように、スタート信号ΦＳ（ＣＫＳ）をハイレベル（Ｈ）とすることで、点Ｐ１電位がＨとなり、点Ｐ１からダイオード９２を通じて接続されている点Ｐ２の電位は、Ｐ２＝Φｓ−Ｖｆ（ＬＥＤの電圧降下による）となる。同様に、点Ｐ３の電位は、Ｐ３＝Ｐ２−Ｖｆ、点Ｐ４の電位は、Ｐ４＝Ｐ３−Ｖｆ、…、点ＰＮの電位は、ＰＮ＝Ｐ（Ｎ−１）−Ｖｆとなる。但し、Φｇａ電位で飽和するため、Φｇａ以下には下がらない。
【００９２】
ここで、ＣＫ１がＬになると、Ｐ１のサイリスタ９０がオンし、このとき、点Ｐ１の電位はΦＳ→０Ｖ、ＣＫ１の電位はΦ１→−Ｖｆとなる。ここで、点Ｐ１と同等、すなわち奇数段目の点Ｐは、２Ｖｆ単位で電位が下がっているため、オンしない。
【００９３】
この状態でΦＩをＨ→Ｌとすることで、１段目のＬＥＤ６０を点灯することができる。また、ΦＩをＬ→Ｈとすることで、１段目のＬＥＤ６０は消灯し、このとき、ΦＩの電位は−Ｖｆとなる。
【００９４】
次に、ＣＫ２をＬにすることで、Ｐ２のサイリスタ９０がオンし、Ｐ２＝０Ｖ、Ｐ３＝−Ｖｆ、Ｐ４＝−２Ｖｆとなる。このとき、ＣＫ２の電位Φ２が−Ｖｆとなるため、Ｐ４以降の偶数段目のサイリスタ９０はオンしない。
【００９５】
Ｐ２のサイリスタ９０がオンしたところで、ＣＫ１→Ｈとすることで、次のデータ信号で１段目のＬＥＤ６０が点灯しないように、Ｐ１のサイリスタ９０をオフする。
【００９６】
この状態で、ΦＩをＨ→Ｌとすることで、２段目のＬＥＤ６０が点灯する。このとき、ΦＩの電位は−Ｖｆとなる。その後、ΦＩをＬ→Ｈとすることで、２段目のＬＥＤ６０が消灯する（ΦＩの電位が０Ｖ）。
【００９７】
以下、ＣＫ１は奇数段目のサイリスタ９０（及びＬＥＤ６０）のオン（点灯）を制御し、ＣＫ２は偶数段目のサイリスタ９０（ＬＥＤ６０）のオン（点灯）を制御するとともに、点灯制御信号ΦＩによって各ＬＥＤ６０による露光量を制御することができる。
【００９８】
（ゲイン補正、オフセット補正）
ここで、本実施の形態では、各ＳＬＥＤチップ６２のＬＥＤ６０の点灯指示信号−濃度特性が一致するように，ゲイン補正とオフセット補正を行っている。この場合、従来は、ＬＥＤ６０の発光光量をＰＤ（フォトディテクタ）等の光センサで測定していたため、単純に点灯時間のみを変更していたため、実際の用紙２８に記録される画像濃度が反映されない場合があった。
【００９９】
そこで、本実施の形態では、トナー現像された画像の濃度を直接測定すると共に、ゲイン補正用とオフセット補正用とで異なる点灯時間であっても、濃度が一定となるようにプロセス速度（副走査速度）を変更するようにした。
【０１００】
以下、図１１のフローチャートに従い、ゲイン／オフセット補正制御の手順を説明する。
【０１０１】
ステップ２５０では、補正指示があったか否かが判断され、否定判定の場合にはこのルーチンは終了する。
【０１０２】
また、ステップ２５０で肯定判定されると、ステップ２５２へ移行して、補正対象としてゲイン補正を選択し、次いでステップ２５４へ移行して、上記ゲイン補正選択を受けて、点灯時間を「大」に設定する（ｔ←ｔL）。なお、この点灯時間ｔLは、後述する点灯時間ｔSの２倍に相当する。
【０１０３】
次のステップ２５６では、副走査速度を解像度１２００ｄｐｉとなるように設定し、ステップ２５８へ移行する。
【０１０４】
ステップ２５８では、補正実行用の画像データ（ビデオ信号）を出力し、次いでステップ２６０へ移行して画像形成装置に対して、プリント開始を指示する。
【０１０５】
プリント開始が指示されると、エンジン部１０では、前述の画像形成工程を経て画像が記録されることになる。
【０１０６】
次のステップ２６２では、濃度データの取込時期か否かが判断され、肯定判定されると、ステップ２６４へ移行して、濃度検出回路３２によって濃度データと検出し、濃度取込部２１８でこの検出された濃度データを取り込む。
【０１０７】
次のステップ２６６では、既に設定されているゲイン補正データを読み出す。なお、初期の場合は、補正範囲（例えば、中間が０とした場合の±１２８段階）の内の中間値となる。
【０１０８】
次のステップ２６８では、読み出した既設定ゲイン補正データと、取り込んだ濃度データに基づいて、光量指示値−濃度特性の傾きを補正する補正値を新たなゲイン補正値を設定する。
【０１０９】
すなわち、図１２（Ａ）には、２種類（図１２（Ａ）の特性Ａと特性Ｂ）のＬＥＤ６０の特性図が示されている。それぞれ、傾きが異なっており、これを、理想値（図１２（Ａ）の鎖線参照）のゲイン補正点を通過するように傾きを調整する（図１２（Ｂ）参照）。
【０１１０】
新たに設定されたゲイン補正データ（新ゲイン補正データ）は、ステップ２７０において、ＬＰＨ１６のゲイン／オフセット補正データメモリ１６Ｂに更新登録され、ステップ２７２へ移行する。
【０１１１】
ステップ２７２では、上記工程を何度か繰り返して、精度よくゲイン補正を行うか否かが判断される。この判断は、オペレータの設定で１回でもよく、２回以上繰り返せば、その分、ゲイン補正の精度が向上する。
【０１１２】
ステップ２７２で肯定判定された場合には、ステップ２５８へ戻り、上記工程を繰り返す。また、ステップ２７２で否定判定された場合には、ゲイン補正は終了したと判断し、ステップ２７４へ移行する。
【０１１３】
ステップ２７４では、補正対象としてオフセット補正を選択し、次いでステップ２７６へ移行して、上記オフセット補正選択を受けて、点灯時間を「小」に設定する（ｔ←ｔS）。なお、この点灯時間ｔSは、前述の点灯時間ｔLの１／２倍に相当する。
【０１１４】
次のステップ２７８では、副走査速度を解像度２４００ｄｐｉとなるように設定し、ステップ２８０へ移行する。
【０１１５】
ステップ２８０では、補正実行用の画像データ（ビデオ信号）を出力し、次いでステップ２８２へ移行して画像形成装置に対して、プリント開始を指示する。
【０１１６】
プリント開始が指示されると、エンジン部１０では、前述の画像形成工程を経て画像が記録されることになる。
【０１１７】
次のステップ２８４では、濃度データの取込時期か否かが判断され、肯定判定されると、ステップ２８６へ移行して、濃度検出回路３２によって濃度データと検出し、濃度取込部２１８でこの検出された濃度データを取り込む。
【０１１８】
次のステップ２８８では、既に設定されているオフセット補正データを読み出す。なお、初期の場合は、補正範囲（例えば、中間が０とした場合の±１２８段階）の内の中間値となる。
【０１１９】
次のステップ２９０では、読み出した既設定オフセット補正データと、取り込んだ濃度データに基づいて、光量指示値−濃度特性の係数値（シフト量）を補正する補正値を新たなオフセット補正値を設定する。
【０１２０】
すなわち、図１２（Ｂ）において、ゲイン補正が終了した２種類（図１２（Ｂ）の特性Ａと特性Ｂ）のＬＥＤ６０の特性図において、それぞれ、理想値（図１２（Ｂ）の鎖線参照）のオフセット補正点を通過するようにシフト量を調整する（図１２（Ｃ）参照）。
【０１２１】
新たに設定されたオフセット補正データ（新オフセット補正データ）は、ステップ２９２において、ＬＰＨ１６のゲイン／オフセット補正データメモリ１６Ｂに更新登録され、ステップ２９４へ移行する。
【０１２２】
ステップ２９４では、上記工程を何度か繰り返して、精度よくオフセット補正を行うか否かが判断される。この判断は、オペレータの設定で１回でもよく、２回以上繰り返せば、その分、オフセット補正の精度が向上する。
【０１２３】
ステップ２９４で肯定判定された場合には、ステップ２８０へ戻り、上記工程を繰り返す。また、ステップ２９４で否定判定された場合には、オフセット補正は終了したと判断し、このルーチンは終了する。
【０１２４】
以上説明したように本実施の形態では、ゲイン補正時のＬＥＤ６０の点灯時間と、オフセット補正時のＬＥＤ６０の点灯時間とが異なる分、プロセス速度を変更し（副走査速度を変更し）、感光体ドラム１２上のトナー像の濃度を所定の範囲としたため、ゲイン補正時と、オフセット補正時の条件が一致し、精度の高いゲイン補正、オフセット補正が可能となる。より具体的には、ＬＥＤ６０の長い点灯時間をｔL（＝ｔ１）、短い点灯時間をｔS（ｔ２）、点灯時間ｔLのときの解像度をＲ１、点灯時間ｔSのときの解像度をＲ２としたとき、ｔ１／ｔ２＝Ｒ２／Ｒ１の関係を成立するようにした。これにより、ゲイン補正時とオフセット補正時の濃度を一致させることができ、他の画像形成プロセスに起因する濃度むらを相殺することができる。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、感光体ドラム１２に、濃度検出回路３２を対峙させたが、図１３に示されるように、感光体ドラム１２から用紙２８への転写の際に中間転写ベルト１９を介在させる構成のエンジン部１０Ａの場合、中間転写ベルト１９に対峙させるようにしてもよい。
【０１２６】
また、定着器３０の下流側に濃度検出回路３２を配設し、この定着器３２を通過した後の用紙２８の濃度を検出するようにしてもよい。
【０１２７】
なお、図１３では、濃度検出回路３２を感光体ドラム１２、中間転写ベルト１９、定着器３０の下流側の全て配設したように図示したが、この内の１箇所に設置すればよい。
【０１２８】
また、濃度検出回路３２としては、主走査方向に移動する機構を具備し、この移動機構と共に適宜箇所に着脱可能であることが好ましい。特に、量産機においては、出荷前に個別にゲイン／オフセット補正を行うことで、出荷時には取り外すことが可能となる。また、出荷後に著しく濃度筋が発生した場合には、サービスマンが持参して着脱することも可能である。
【０１２９】
さらに、用紙２８に記録された画像（濃度パッチパターン）を別途スキャナで読み取って、前記濃度取込部２１８によって補正制御部２００に取り込むようしてもよい。
【０１３０】
これまで、ＬＰＨの光源としてＳＬＥＤを前提に説明したが、本発明は光源をＳＬＥＤに限定するものではなく、通常のＬＥＤや有機ＥＬ等の発光素子アレイであれば適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置のエンジン部の概略構成図である。
【図２】エンジン部１０における画像形成のための制御系のブロック図である。
【図３】ＬＰＨの内部構造を示す拡大図である。
【図４】ＳＬＥＤの配列構成を示す平面図である。
【図５】ＳＬＥＤの点灯制御回路図である。
【図６】補正制御部２００を主体とした、オフセット補正及びゲイン補正のための制御を実行するための機能ブロック図である。
【図７】（Ａ）はゲイン補正時の転送ピッチを示す概略図、（Ｂ）はオフセット補正時の転送ピッチを示す概略図である。
【図８】実濃度に応じたセンサ検出出力の特性図である。
【図９】ＬＰＨのＳＬＥＤチップの動作タイミングチャートである。
【図１０】ＬＰＨのＳＬＥＤチップの動作タイミングチャートである。
【図１１】ゲイン／オフセット補正制御の手順を示す制御フローチャートである。
【図１２】ゲイン補正、オフセット補正の段階的補正状態を示す特性図である。
【図１３】変形例に係る画像形成装置のエンジン部（中間転写ベルト有り）の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０    エンジン部（画像形成装置）
１２    感光体ドラム（像担持体）
１４    帯電器
１６    ＬＥＤプリンタヘッド（光源ヘッド）
１６Ａ    ＬＰＨドライバ
１６Ｂ    ゲイン／オフセット補正データメモリ
１８    現像器
２０    転写ローラ
２２    クリーナ
２４    イレーズランプ
２６    ＬＰＨ駆動部
２８    用紙（記録用紙）
３０    定着器
３２    濃度検出回路（第１の補正手段、第２の補正手段）
５０    ＬＥＤアレイ
６０    ＬＥＤ（発光素子）
６２    ＳＬＥＤチップ
１５２    メインコントローラ
１５６    画像形成処理制御部
１６２    露光コントロール部
２００    補正制御部
２０２    補正開始指示部
２０４    補正対象選択部
２０６    ゲイン補正実行部（第１の補正手段）
２０８    オフセット補正実行部（第２の補正手段）
２１０    点灯時間切替部（第１の補正手段、第２の補正手段）
２１２    補正用画像データ出力部
２１４    プリント開始信号出力部
２１６    副走査速度変更部（第１の補正手段、第２の補正手段）
２１８    濃度データ取込部
２２０    ゲイン補正データ解析部（第１の補正手段）
２２２    オフセット補正データ解析部（第２の補正手段）
２２４    補正処理状況管理部
２２６    ゲイン補正データ入出力部
２２８    オフセット補正データ入出力部
【図１】
2006239950.tif 000003
【図２】
2006239950.tif 000004
【図３】
2006239950.tif 000005
【図４】
2006239950.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2006239950.tif 000009
【図８】
2006239950.tif 000010
【図９】
2006239950.tif 000011
【図１０】
2006239950.tif 000012
【図１１】
2006239950.tif 000013
【図１２】
2006239950.tif 000014
【図１３】
2006239950.tif 000015