(57)【要約】【課題】      画像データに基づくドットの大きさやドットの形成位置がばらつかない安定した画像形成を可能にすること。【解決手段】  レーザ光源を駆動する入力信号に基づいて、レーザ光源から照射した照射光により像担持体を露光して画像形成を行う画像形成装置は、生成した補正パターンに基づいて、前記レーザ光源を駆動する点灯または消灯のタイミングを制御するための補正量を算出する補正量算出部と、補正量算出部により算出された補正量と、画像データとに基づいて、点灯または消灯のタイミングを制御して画像データを形成するために、レーザ光源を駆動する入力信号を補正した補正信号を生成する信号生成部とを備える。【選択図】  図６
2006150846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源を駆動する入力信号に基づいて、当該レーザ光源から照射した照射光により像担持体を露光して画像形成を行う画像形成装置であって、
生成した補正パターンに基づいて、前記レーザ光源を駆動する点灯または消灯のタイミングを制御するための補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された補正量と、画像データとに基づいて、点灯または消灯のタイミングを制御して当該画像データを形成するために、前記レーザ光源を駆動する入力信号を補正した補正信号を生成する信号生成手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正量算出手段は、前記レーザ光源の点灯または消灯のタイミングの遅延を、当該レーザ光源の連続点灯時間または連続消灯時間に基づき補正するための補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記信号生成手段は、前記レーザ光源を、前記画像データを形成するための目標位置で点灯または消灯させるために、前記レーザ光源を駆動する入力信号を補正した前記補正信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記信号生成手段は、前記画像データに基づき、前記レーザ光源の連続点灯時間または連続消灯時間を求め、当該連続点灯時間または連続消灯時間に応じた補正量に基づいて、前記補正信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記信号生成手段は、前記レーザ光源を駆動する入力信号の時間と、前記補正信号に基づいて駆動する前記レーザ光源における所定のレーザ強度を確保する時間と、を等しくするように当該補正信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記信号生成手段は、前記入力信号、前記画像データに基づく前記レーザ光源の連続点灯時間、連続消灯時間から、前記レーザ光源を点灯するための立ち上がり時間の補正、または当該レーザ光源を消灯するための立ち下がり時間の補正、あるいは、当該立ち上がり時間及び当該立ち下がり時間の補正のいずれかにより、前記補正信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記補正量算出手段は、前記レーザ光源の連続消灯時間に応じ、当該連続消灯状態の開始点である前記レーザ光源の消灯タイミングまたは、当該連続消灯状態の終了点である当該レーザ光源の点灯タイミングのうち、少なくともいずれか一方のタイミングを補正するための補正量を算出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８】
前記補正量算出手段は、前記レーザ光源の連続点灯時間に応じ、当該連続点灯状態の開始点である前記レーザ光源の点灯タイミングまたは、当該連続消灯状態の終了点である当該レーザ光源の消灯タイミングのうち、少なくともいずれか一方のタイミングを補正するための補正量を算出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９】
前記生成した補正パターンを読み取るための読取手段を更に備え、
前記補正量算出手段は、前記読取手段により読み取られた補正パターンに基づき、前記補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記読取手段が、転写ベルト上または前記像担持体としての感光ドラムに形成された補正パターンを読み取ることが可能であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
レーザ光源を駆動する入力信号に基づいて、当該レーザ光源から照射した照射光により像担持体を露光して画像形成を行う画像形成装置における画像形成方法であって、
生成した補正パターンを入力する入力工程と、
前記補正パターンに基づいて、前記レーザ光源を駆動する点灯または消灯のタイミングを制御するための補正量を算出する補正量算出工程と、
前記補正量算出工程により算出された補正量と、画像データとに基づいて、点灯または消灯のタイミングを制御して当該画像データを形成するために、前記レーザ光源を駆動する入力信号を補正した補正信号を生成する信号生成工程と
を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザビームプリンタ等や複写機等の電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、レーザ光源から照射される光変調されたレーザ光を感光体や、静電記録媒体等の像担持体面上に導光して、その面上に静電画像からなる画像情報を形成する。この際、レーザ光は画像データに基づいたレーザ光源を駆動するためのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、発光または消灯状態に制御される。
【０００３】
このレーザ光の発光時間（レーザ発光時間）は、レーザ光源を駆動するためのＯＮ／ＯＦＦ信号に対して常に一定時間となることが望ましい。しかしながら、現実的には、同一のタイミングでレーザ光源を制御するためのレーザＯＮ／ＯＦＦ信号に対して、レーザ光源を駆動する回路の時定数により、電流の立ち上がり・立下りにばらつきがあったり、レーザ発光の駆動閾値や電流−出力光特性のばらつきにより、レーザ発光の応答性が異なるため、レーザ光源から出力されるレーザ光のレーザ発光時間は一定とならない問題がある。
【０００４】
一般に、１ドットあたりの画像を形成するためにレーザ光源のＯＮ/ＯＦＦを制御する時間（レーザＯＮ／ＯＦＦ時間）は、画像形成装置の解像度と速度が高まるほど短くなる。たとえば、解像度が６００ｄｐｉの画像形成装置の場合、１００ｎｓ程度である。これと同じプロセススピードのまま、解像度を２倍の１２００ｄｐｉとすると、レーザのＯＮ／ＯＦＦ時間は２５ｎｓと短くしなければならない。解像度６００ｄｐｉでスピードを２倍にすると、レーザのＯＮ／ＯＦＦ時間は５０ｎｓと短くなる。
【０００５】
つまり、画像形成装置における高解像度化、高速化が進んでくると、レーザ発光時間の変動幅は無視できないものとなり、得られるドットの大きさのばらつきや、所望の位置にドットを形成できないといった問題が生じる。
【０００６】
ここでレーザＯＮ／ＯＦＦ時間、電流、光ビームの強度の関係について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号と時間（ｎｓ）との関係を示す図であり、図３（ｂ）はレーザ光源を駆動する回路に流れる電流（ｍＡ）（以下、「レーザ電流」、ともいう。）と時間（ｎｓ）の関係を示す図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示した電流によりレーザ光源から放射される光ビームの強度（ｍＷ）と時間（ｎｓ）の関係を示す図である。
【０００７】
レーザＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＮとなったとき、レーザ電流が（ｂ）に示す傾き時定数をもって徐々に増加する。このレーザ電流が閾値電流Ｉｔｈに達すると、（ｃ）に示すごとくレーザ光源が発光を開始する。
【０００８】
一方、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号がＯＦＦになると（図３（ａ））、レーザ電流が（ｂ）に示すごとき傾き時定数をもって徐々に減少し、閾値電流Ｉｔｈより小さくなるとレーザ光源の発光は停止する（図３（ｃ））。このような波形を示す場合、レーザ発光時間ＴＬを、図３（ｃ）に示すように時間−光出力波形振幅の半値幅（光ビームの強度５０％を確保する時間）と定義する。
【０００９】
図３（ｂ）に示すように、レーザ電流にはレーザＯＮ信号を受けてからＩｏｐに達するまでに立ち上がり時間Ｔｒ、およびＩｏｐから０になるまでの遅れ時間Ｔｆが存在する。これら立ち上がり時間Ｔｒ、遅れ時間Ｔｆは、レーザ光源を駆動する回路の時定数等によって決まる。
【００１０】
これら立ち上がり時間Ｔｒ、遅れ時間Ｔｆによるレーザ発光時間のばらつきを補正する手法として、画像を生成する前に、予め、立ち上がり時間Ｔｒ、遅れ時間Ｔｆを画像形成装置の製造時あるいは画像形成装置の調整動作中において測定し、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号に対して、これら立ち上がり時間Ｔｒ、遅れ時間Ｔｆに応じた量だけ補正する技術がある。
【００１１】
図４は、この補正について示した図であり、図４（ａ）は、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号と時間の関係を示す図であり、図４（ｂ）は、補正されたレーザＯＮ／ＯＦＦ信号と時間の関係を示す図であり、図４（ｃ）は、補正されたレーザＯＮ／ＯＦＦ信号によってＯＮしたレーザ光源を駆動する回路に流れる電流（ｍＡ）と時間の関係を示す図であり、図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示した電流によりレーザ光源から放射される光ビームの強度（ｍＷ）と時間（ｎｓ）の関係を示す図である。
【００１２】
この例では、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ時間Ｔｗ（図４（ａ））と、レーザの発光幅ＴＬ（図４（ｄ））を等しくする補正を行うものである。
【００１３】
まず、予め、立ち上がり時間Ｔｒを測定し、この立ち上がり時間Ｔｒに応じて、図４（ａ）に示すレーザのＯＮ信号を、図４（ｂ）に示すようにＴｒｃｏｒ時間だけ早める補正を行い、同様に、予め遅れ時間Ｔｆを測定し、この遅れ時間Ｔｆに応じて、図４（ａ）に示すレーザのＯＦＦ信号を、図４（ｂ）に示すようにＴｆｃｏｒ時間だけ早める補正を行うことで、ＴｗとＴＬを同じ幅に補正している。
【００１４】
また、別の方法として、立ち上がり時間Ｔｒに応じたレーザの発光遅延を補正するために、ＯＮ/ＯＦＦ信号のＯＦＦタイミングをＴｒｃｏｒ時間だけ遅くし、同様に遅れ時間Ｔｆに応じたレーザの消灯遅延を補正するために、ＯＮ/ＯＦＦ信号のＯＮをＴｆｃｏｒだけ遅くすることによって、ＴｗとＴＬを同じ幅にしたり、また、ＴｒとＴｒｃｏｒ、Ｔｆ、Ｔｆｃｏｒとがそれぞれ一定の関係を保つようにして、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号に対するレーザの発光時間が一定の関係となるように補正する技術が開示されている。
【００１５】
上述の従来技術として、例えば、特許文献１に示されるものがある。
【特許文献１】特開2002-154236号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記の従来例ではレーザの立ち上がり時間Ｔｒ、および立ち下がり時間Ｔｆに対する補正量を、画像データに関わらず常に一定の量として補正していたため、図５、図６に示すように、Ｔｒ、Ｔｆが変動することによりレーザ発光時間がばらつくという問題を有していた。
【００１７】
図５は、レーザ点灯時（ＯＮ時）におけるレーザ光源を駆動する回路に流れる電流の立ち上がり時間のばらつきについて示した図であり、図５（ａ）、図５（ｃ）は、それぞれレーザＯＮ／ＯＦＦ信号と時間（ｎｓ）との関係を示す図であり、図５（ｂ）、図５（ｄ）は、それぞれのレーザＯＮ／ＯＦＦ信号によってレーザ光源を駆動する回路に流れる電流と時間（ｎｓ）の関係を示す図である。
【００１８】
図５（ａ）に示したように、レーザをＯＮからＯＦＦに切り替える場合において、その直前でのレーザの消灯時間Ｔｏｆｆが長いと、レーザの立ち上がり時間Ｔｒが長時間となる傾向にある。これは、レーザ駆動素子に残留している電荷の影響であり、この現象を図７を用いて説明する。図７において６０８はレーザ駆動ユニット６０６の出力部の駆動素子を示しており、駆動素子部６０８のベース部の電荷６０９は、レーザ光源を点灯するＯＮ時において、図示しない前段の回路によってチャージされ、ベース―エミッタ間に電流が流れる。そして、駆動素子部６０８の出力部（コレクタ）には、レーザを駆動する電流が流れはじめる。ここでレーザの消灯時間Ｔｏｆｆが図５（ａ）のように長時間、ＯＦＦの状態の場合、電荷６０９がほぼ完全に無くなった状態から再びチャージされることとなり、駆動素子部６０８がＯＮしてレーザ光源を駆動する回路に電流が流れはじめるまでの時間、すなわち立ち上がり時間Ｔｒは長時間を要するものとなる。
【００１９】
一方、図５（ｃ）のように、ＯＮ、ＯＦＦの時間間隔が短いと、電荷６０９がまだ残っている状態から再びチャージされるので、立ち上がり時間Ｔｒは、図５（ａ）の場合に比べて短時間となる（図５（ｄ））。
【００２０】
以上は、立ち上がり時間Ｔｒについての説明であるが、立ち下がり時間Ｔｆについても同様の現象が発生する。図６はレーザ消灯時（ＯＦＦ時）におけるレーザ光源を駆動する回路に流れる電流の立ち下がり時間のばらつきについて示した図であり、図６（ａ）、図６（ｃ）は、それぞれレーザＯＮ／ＯＦＦ信号と時間との関係を示す図であり、図６（ｂ）、図６（ｄ）は、それぞれのレーザＯＮ／ＯＦＦ信号によってレーザ光源を駆動する回路に流れる電流と時間（ｎｓ）の関係を示す図である。
【００２１】
図６（ａ）に示したように、レーザがＯＦＦするまでにレーザ光源が点灯していた時間Ｔｏｎが長いと、レーザ電流の立ち下がり時間Ｔｆが大きくなる傾向となる。これも前述の図５（ａ）〜（ｄ）と同じくレーザ駆動素子６０８に残留している電荷の影響によるもので、図６（ａ）に示すように、レーザの点灯時間Ｔｏｎが長いほど、電荷６０９の残留時間が延びて、レーザがＯＦＦ（レーザが消灯）するまでの時間、すなわちＴｆは長時間を要するものとなる。
【００２２】
また、図６（ｃ）のように、ＯＮ状態の時間が短いと、レーザ駆動素子６０８に残留している電荷の影響は、図６（ａ）の状態に比べて小さくなるので、レーザがＯＦＦ（レーザが消灯）するまでの時間は、図６（ａ）に比べて短時間となる（図６（ｄ））。
【００２３】
すなわち、レーザの立ち上がり時間Ｔｒ、および立ち下がり時間Ｔｆに対する補正量を、画像データに関わらず常に一定の量として補正する従来の方法では、レーザをＯＦＦからＯＮ、またはＯＮからＯＦＦにする直前の状態の継続時間に応じて生じるレーザ発光時間のばらつきを十分に補正することができないという問題があった。
【００２４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、画像データに起因する直前の状態の継続時間によらず、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号と、レーザの立ち上がり時間Ｔｒ（以下、Ｔｒを「立ち上がり遅延時間」ともいう。）、および立ち下がり時間Ｔｆ（以下、Ｔｆを「立ち下がり遅延時間」ともいう。）を含むレーザの実質的な発光時間と、の関係を一定に補正して、画像データに基づくドットの大きさやドットの形成位置がばらつかない安定した画像形成を可能にする画像形成技術、すなわち、レーザ発光時間のばらつきを、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号のタイミングを補正することで抑え、画像形成の際のドットの大きさやドット形成位置の安定化を可能にする画像形成技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の問題を解決するべく、本発明にかかる画像形成装置は、主として以下の構成を備えることを特徴とする。
【００２６】
すなわち、レーザ光源を駆動する入力信号に基づいて、当該レーザ光源から照射した照射光により像担持体を露光して画像形成を行う画像形成装置は、
生成した補正パターンに基づいて、前記レーザ光源を駆動する点灯または消灯のタイミングを制御するための補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出された補正量と、画像データとに基づいて、点灯または消灯のタイミングを制御して当該画像データを形成するために、前記レーザ光源を駆動する入力信号を補正した補正信号を生成する信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、レーザ発光時間のばらつきを、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号のタイミングを補正することで抑えることができ、画像形成の際のドットの大きさやドット形成位置の安定化を可能にする画像形成技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の実施形態にかかるカラー画像形成装置の構成を説明する概略構成図である。同図を参照して、まず画像形成動作について説明する。１は転写ベルトであり、パルスモータ１５の駆動が駆動ローラ４２に伝達されることによって所定速度で移動する。２〜５は像担持体としての感光ドラムで、順にマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）に対応する感光ドラム２〜５はそれぞれドラムモータ１１〜１４により回転駆動され、図示しない帯電ユニットにより一様に帯電される。各色の感光ドラムに対応するレーザビームＬＭ（Ｌ１），ＬＣ（Ｌ２），ＬＹ（Ｌ３），ＬＢＫ（Ｌ４）は、それぞれレーザユニット６００（Ｍ），６００（Ｃ），６００（Ｙ），６００（ＢＫ）から発せられ、レーザビームＬＭ（Ｌ１），ＬＣ（Ｌ２），ＬＹ（Ｌ３），ＬＢＫ（Ｌ４）の走査により形成された静電潜像が図示しない現像器に収容されたトナーにより可視化される。
【００３０】
感光ドラム２〜５上に形成された画像は、図示しない給紙ユニットから給紙され、転写ベルト１上に静電吸着された転写紙上に所定のタイミングで転写され、パルスモータ１５の駆動により図中の矢印方向に搬送され、図示しない定着ユニットを介して定着，排紙される。このようにして、転写紙上に画像が形成される。
【００３１】
本画像形成装置は、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）の画像を重ね合わせるためのレジストレーション補正手段を有している。この補正手段は読取りユニット（例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)センサ,あるいはコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）、以下、単に「ＣＣＤセンサ等」という）１０や、その制御を行うコントローラ部５１等からなり、本実施形態ではこの読み取りユニットを用いて、後述する立ち上がり時間および、立ち下り時間の補正量を決定する。
【００３２】
まずは、レジストレーションの補正手法について説明する。マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）のレジストレーション補正用パターンは、転写ベルト１の搬送方向（ベルト移動方向）に直交する幅方向の所定位置に対向するように１対形成される。
【００３３】
読取り手段（ＣＣＤセンサ等）１０は、転写ベルト１の搬送方向に直交して１対設けられるが、双方とも同様の照明ランプ６，７，集光レンズ８，反射ミラー９を備え、ＣＣＤセンサ等で構成されるセンサ１０ａ，１０ｂ等を有し、パルスモータ１５の駆動に従って移動する転写ベルト１上に形成されたレジストレーション補正用パターン（例えば所定幅を有する十字マーク）を照明して得られる反射光をセンサ１０ａ，１０ｂに結像させることにより、レジストレーション補正用パターンの読み取りを行う。
【００３４】
５１はコントローラ部で、レジストレーション補正用パターンの読み取りを制御するとともに、読み取ったパターンより各色のレジストレーションのずれ量を演算する。この演算結果を基にして、主走査（ベルトの移動方向に直交する方向）と副走査（ベルトの移動方向に対応する方向）の電気的な画像書き出しタイミングと、レーザの光路長変化および光路変化の補正量を算出する。主走査の位置補正データは後述する主走査位置補正ユニット６０２に送出し、また副走査の位置補正データは後述するレーザＯＮ／ＯＦＦ信号生成ユニット６０５に送出する。またレーザの光路長変化および光路変化を補正するための光路中に設けられた反射ミラーを駆動制御する不図示のパルスモータのパルスデータを、不図示のパルスモータドライバに供給する。このようにしてマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（ＢＫ）の画像を重ね合わせるためのレジストレーション補正が行われる。
【００３５】
次に、レーザユニット６００について、図２を用いて説明する。
【００３６】
図２において、６０１は主走査同期検出ユニットであり、６０３は原発クロックを発生するクロック発生ユニットである。６０２は主走査同期検出ユニット６０１が出力した主走査同期信号Ｓ６０１を、コントローラ部５１から指示される位置補正量指定信号Ｓ６０２に従った遅延量だけ補正する補正回路である。カラー複写機では、図２に示すレーザユニットを、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のそれぞれに１ユニットずつ、計４ユニットを搭載する。そして、各色の主走査方向の相対的なずれ量を図１におけるコントローラ部５１が演算し、各色に応じた位置補正量を各色の主走査位置補正ユニット６０２に入力することで、各色の主走査方向の１画素単位のずれを補正している。
【００３７】
６０４は主走査位置補正ユニット６０２から出力される補正された主走査同期信号Ｓ６０３と、クロック発生ユニット６０３から出力される原発クロックＳ６０４と、を入力して、補正された主走査同期信号Ｓ６０３に同期した画素クロックＳ６０５を出力する主走査同期クロック生成ユニットである。
【００３８】
６０５は主走査同期クロック生成ユニット６０４から出力される画素クロックＳ６０５と、不図示の画像処理部から入力される画像データＳ６０７、および各色のレジストレーション補正を行うコントローラ部５１から入力される副走査位置補正データＳ６０８、そして後述する補正量算出ユニット６０８から入力されるレーザのＯＮデューティー補正データＳ６０９に従って、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ６０６（補正信号）を生成するレーザＯＮ／ＯＦＦ信号生成ユニットである。
【００３９】
６０６はレーザＯＮ／ＯＦＦ信号生成ユニット６０５から出力されたレーザＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ６０６に従ってレーザ６０７を駆動するレーザ駆動ユニットである。
【００４０】
ここで、レーザ駆動ユニット６０６におけるレーザ電流の立ち上がり・立ち下り時間のばらつきや（例えば、レーザ駆動ユニットを構成する各回路素子の特性に起因する時定数のばらつき）、レーザの駆動閾値や電流−出力光特性のばらつきにより、レーザ発光の応答性が異なるため、レーザのＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ６０６と、レーザ６０７の発光時間とは一定の関係にならない。
【００４１】
画像形成装置の高速化、高解像度化に従って１ドットの発光時間が短くなり、このレーザの電流の立ち上がり・立下りのばらつきが無視できないものとなっている。以下に、上記レーザ発光特性のばらつきを補正し、安定した画像を得るための画像形成装置の構成及びその処理方法について詳しく説明する。前述のように、レーザをＯＦＦからＯＮ状態に切り替える時に生ずるレーザ電流の立ち上がり時間の遅延は、その直前のレーザの連続消灯時間に応じて変化する。また、レーザをＯＮからＯＦＦ状態に切り替える時に生ずるレーザ電流の立ち下がり時間の遅延は、その直前のレーザの連続点灯時間に応じて変化する。
【００４２】
従って、レーザの連続消灯時間をＴｏｆｆ、レーザ電流の立ち上がり時間をＴｒ、レーザのＯＮタイミング補正時間をＴｒｃｏｒとし、レーザの連続点灯時間をＴｏｎ、レーザ電流の立ち下がり時間をＴｆ、レーザのＯＦＦタイミング補正時間をＴｆｃｏｒとして、これらの関係および補正時間を以下のようにして求める。
【００４３】
まずは、レーザの連続消灯時間をＴｏｆｆ、レーザ電流の立ち上がり時間をＴｒ、レーザのＯＮタイミング補正時間Ｔｒｃｏｒの関係と、補正時間の算出方法について説明する。
【００４４】
図９（ａ）は転写ベルト１において、読み取りユニット１０による読み取りエリアＡ付近を上面から見た図である。ベルトの移動方向と直交するベルト上のライン群は、ベルト上に生成される補正パターンの模式図であり、実線部はレーザをＯＮすることによって画像が生成されてトナーが載っている部分であり、点線部はレーザをＯＦＦしてトナーが載らない部分を示す。図９（ａ）においては、５種類の補正パターンを示しているが、本発明の趣旨は、この例に限定されるものではなく、更に複数種の補正パターンを考慮することも可能である。
【００４５】
図９（ａ）に示すＴｏｆｆ１〜Ｔｏｆｆ５・・・のように、レーザＯＦＦの継続期間を多段階に割り振り、各レーザＯＦＦの継続期間に対応して、それぞれレーザをＯＮするタイミングを常に一定の主走査位置とするような補正なしのパターンを形成する。この場合、読み取りユニット１０による読み取り結果は、図９（ｂ）に示すようなものとなる。図９（ｂ）における0点は、レーザをＯＮして補正パターン画像の先端を形成しようとするターゲット位置である。この位置は、レーザ光源が画像データを形成するためにレーザ光を照射する目標位置となる。すなわち、画像の先端が0点と一致した状態は、レーザがＯＮするタイミングに遅延がない状態を示すことになる。
【００４６】
レーザＯＦＦの継続時間Ｔｏｆｆを長くすると、レーザ電流の立ち上がり時間Ｔｒもこれに従って長くなる（遅延する）ために、ＣＣＤセンサ等よりなる読み取りユニット１０で読み取られるパターン画像の先端画素位置が、図９（ｂ）のようにＣＣＤセンサ等の読み取りセルの後ろ側（図面上では右端側）へとずれていく。このずれを0点のターゲット位置に合わせるように補正する。
【００４７】
ＣＣＤセンサ等より画像先端が読み取られたセルの位置に相当する、ベルト上の各パターンの先頭位置を、レーザの主走査方向の走査速度で割ると、立ち上がり時間Ｔｒを求めることができる。ここで求めたレーザ電流の立ち上がり時間ＴｒとＴｏｆｆとの関係は、例えば、図１１（ａ）に示すような関係となる。
【００４８】
図１１（ａ）に示すように、Ｔｏｆｆ１〜Ｔｏｆｆ５で示す範囲のように、レーザのＯＦＦ時間の変化とともに、立ち上がり時間が長くなる（遅延する）範囲と、レーザのＯＦＦ時間が長くなっても、立ち上がり時間が飽和する範囲とがある。このレーザＯＦＦの継続時間Ｔｏｆｆと、レーザ電流の立ち上がり時間Ｔｒとの関係は、レーザ駆動素子の個々の特性に大きく左右されるので、データ数やデータ間隔は、その装置に応じて適宜決定すれば良い。
【００４９】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すレーザＯＦＦの継続時間Ｔｏｆｆと、レーザ電流の立ち上がり時間Ｔｒとの関係を基に生成した、レーザＯＦＦの継続時間Ｔｏｆｆに対するレーザのＯＮ信号のタイミング補正量Ｔｒｃｏｒとの関係を示す図である。本実施形態ではＴｒ＝Ｔｒｃｏｒとして、レーザ電流の立ち上がり時間と同じ時間だけ、レーザのＯＮタイミングを早めるようにしている。このようにして、レーザＯＦＦの継続時間に対するレーザ電流の立ち上がり時間の関係、およびこれを補正するレーザＯＮタイミングの補正時間を求めることができる。
【００５０】
次に、レーザの連続点灯時間をＴｏｎ、レーザ電流の立ち下がり時間をＴｆ、レーザのＯＦＦタイミング補正時間Ｔｆｃｏｒの関係と補正時間の算出方法について説明する。
【００５１】
図１０（ａ）は図９（ａ）と同様に、転写ベルト１において、読み取りユニット１０による読み取りエリアＡ付近を上面から見た図であり、ベルト上の実線部のラインはレーザをＯＮすることによって画像が生成されてトナーが載っている部分であり、点線部のラインはレーザをＯＦＦしてトナーが載らない部分を示す。図１０（ａ）においても、図９（ａ）と同様に５種類の補正パターンを示しているが、本発明の趣旨は、この例に限定されるものではなく、更に複数種の補正パターンを考慮することも可能である。
【００５２】
図１０（ａ）に示すＴｏｎ１〜Ｔｏｎ５・・・のように、レーザＯＮの継続期間を多段階に割り振り、各レーザＯＮの継続期間に対応して、それぞれレーザをＯＦＦするタイミングを常に一定の主走査位置とするような補正なしのパターンを形成する。この場合、読み取りユニット１０による読み取り結果は、図１０（ｂ）に示すようなものとなる。図１０（ｂ）における0点は、レーザをＯＦＦして補正パターン画像の後端とするターゲット位置である。この位置は、レーザ光源が画像データを形成するためにレーザ光の照射を停止する目標位置となる。すなわち、画像の後端が0点と一致した状態は、レーザがＯＦＦするタイミングに遅延がない状態を示すことになる。
【００５３】
レーザＯＮの継続時間Ｔｏｎを長くすると、レーザ電流の立ち下がり時間Ｔｆもこれに従って長くなる（遅延する）ために、ＣＣＤセンサ等よりなる読み取りユニット１０で読み取られるパターン画像の後端画素位置が、図１０（ｂ）のようにＣＣＤセンサ等の読み取りセルの後ろ側（図面上では右端側）へとずれていく。このずれを0点のターゲット位置に合わせるように補正する。
【００５４】
ＣＣＤセンサ等より画像後端が読み取られたセルの位置に相当する、ベルト上の各パターンの後端位置を、レーザの主走査方向の走査速度で割ると、立ち下がり時間Ｔｆを求めることができる。ここで求めたレーザ電流の立ち下がり時間ＴｆとＴｏｎとの関係は、例えば、図１２（ａ）に示すような関係となる。
【００５５】
図１２（ａ）に示すように、Ｔｏｎ１〜Ｔｏｎ５で示す範囲のように、レーザのＯＮ時間の変化とともに、立ち下がり時間が長くなる（遅延する）範囲と、レーザのＯＮ時間が長くなっても、立ち下がり時間が飽和する範囲とがある。このレーザＯＮの継続時間Ｔｏｎと、レーザ電流の立ち下がり時間Ｔｆとの関係も、レーザ駆動素子の個々の特性に大きく左右されるので、データ数やデータ間隔は、その装置に応じて適宜決定すれば良い。
【００５６】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示すレーザＯＮの継続時間Ｔｏｎと、レーザ電流の立ち下がり時間Ｔｆとの関係を基に生成した、レーザＯＮの継続時間Ｔｏｎに対するレーザのＯＦＦ信号のタイミング補正量Ｔｆｃｏｒとの関係を示す図である。本実施形態ではＴｆ＝Ｔｆｃｏｒとして、レーザ電流の立ち下がり時間と同じ時間だけ、レーザのＯＦＦタイミングを早めるようにしている。このようにして、レーザＯＮの継続時間に対するレーザ電流の立ち下がり時間、およびこれを補正するレーザＯＦＦタイミングの補正量を求めることができる。
【００５７】
以上説明した補正量算出までの一連の処理は、図２における補正量算出ユニット６０８によって制御される。補正量算出ユニット６０８は、求めた補正データＳ６０９を、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号生成ユニット６０５に送出する。
【００５８】
図８はレーザＯＮ／ＯＦＦ信号生成ユニット６０５の構成を示すブロック図である。６２４は、不図示の画像処理部から入力される画像データＳ６０７を一時格納する画像データ一時格納ユニットであり、６２３は、補正量算出ユニット６０８から入力されるレーザのＯＮ／ＯＦＦ信号の補正データＳ６０９を格納する補正データ格納ユニットである。画像データ補正ユニット６２５はこれら各ユニット（６２３、６２４）に接続されており、画像データ一時格納ユニット６２４から順次読み出した画像データに、補正データ格納ユニット６２３に格納されている補正データを付加しながら、後段のＰＷＭ変調回路６２６に補正した画像形成タイミングを加味した画像データを出力する。
【００５９】
画像データ補正ユニット６２５は、画像データ一時格納ユニット６２４に格納されている画像データから、レーザＯＦＦの継続時間および、レーザＯＮの継続時間を求める。そしてレーザＯＦＦの継続時間に応じて、補正データ格納ユニット６２３内に格納されている補正データを付加する。同様に、レーザＯＮの継続時間に応じて、補正データ格納ユニット６２３内に格納されている補正データを付加する。
【００６０】
レーザのＯＮ／ＯＦＦタイミングが補正された画像データＳ６１０は、後段のＰＷＭ変調回路６２６に出力される。６２０はレーザのＯＮ時間、またはＯＦＦ時間が補正された画像データＳ６１０をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器である。６２１は三角波発生器であり、積分器等で構成され、主走査同期クロック生成ユニット６０４から出力される画素クロックＳ６０５によって駆動されて、画素クロックＳ６０５と同周期の三角波を発生する。
【００６１】
６２２は比較器であり、Ｄ／Ａ変換器６２０から出力された画像データに応じたアナログ信号Ｓ６２０と、三角波発生器６２１から出力された三角波Ｓ６２１と、を比較する。三角波発生器６２１と比較器６２２により、レーザのＯＮ／ＯＦＦタイミングが補正された画像データＳ６１０に応じたレーザのＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ６０６が生成される。
【００６２】
図１３は、以上説明してきた補正によってレーザＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ６０６における各画素のＯＮ／ＯＦＦ時間幅（継続時間）と、レーザ発光／消灯時間幅（継続時間）とが一定となる処理を例示した図である。図１３（ａ）は、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号と時間（ns)との関係を示す図であり、図１３（ｂ）は、補正されたレーザＯＮ／ＯＦＦ信号と時間(ns)との関係を示す図であり、図１３（ｃ）は、補正されたレーザＯＮ／ＯＦＦ信号によってＯＮしたレーザ光源を駆動する回路に流れるレーザ電流と時間(ns)との関係を示す図であり、図１３（ｄ）は、図１３（ｃ）に示したレーザ電流によりレーザから放射される光ビームの強度と時間(ns)の関係を示す波形図である。
【００６３】
レーザＯＮのタイミング補正は、ｔ０において、直前のレーザＯＦＦの継続時間Ｔｏｆｆが、Ｔｏｆｆ＞Ｔｏｆｆ５（「Ｔｏｆｆ５」は、補正パターンを説明する図９（ａ）を参照）であることより、レーザ電流の立ち上がり時間は、Ｔｒｃｏｒ＝Ｔｒ５だけ早められる。この関係は、補正量として予め、図１１（ａ），図１１（ｂ）の関係により補正量算出ユニット６０８が求めることがでできる。
【００６４】
同様に、図１３（ａ）のｔ２において直前のレーザＯＦＦの継続時間Ｔｏｆｆが、Ｔｏｆｆ＝Ｔｏｆｆ３（「Ｔｏｆｆ３」は、補正パターンを説明する図９（ａ）を参照）であることより、レーザ電流の立ち上がり時間はＴｒｃｏｒ＝Ｔｒ３だけ早められる（図１１）。このようにして図１３（ａ）に示す時刻ｔ０とｔ２におけるレーザのＯＮタイミングは、図１３（ｂ）に示す時刻ｔ０'とｔ２'に補正される。
【００６５】
一方、レーザＯＦＦのタイミング補正は、図１３（ａ）の時刻ｔ１において直前のレーザＯＮの継続時間Ｔｏｎが、Ｔｏｎ＝Ｔｏｎ２（「Ｔｏｎ２」は、補正パターンを説明する図１０（ａ）を参照）であることより、レーザ電流の立ち下がり時間はＴｆｃｏｒ＝Ｔｆ２だけ早められる（図１２）。同様に時刻ｔ３において、直前のレーザＯＮの継続時間Ｔｏｎが、Ｔｏｎ＝Ｔｏｎ３（「Ｔｏｎ３」は、補正パターンを説明する図１０（ａ）を参照）であることより、レーザ電流の立ち下がり時間はＴｆｃｏｒ＝Ｔｆ３だけ早められる（図１２）。このようにして図１３（ａ）に示す時刻ｔ１とｔ３におけるレーザ電流のＯＦＦのタイミングは、図１３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１'とｔ３'に補正される。
【００６６】
そして、補正されたレーザのＯＮ／ＯＦＦ信号（図１３（ｂ））によって、レーザ電流が図１３（ｃ）に示すごとき傾き時定数をもって徐々に増加し、減少する波形として求められる。このレーザ電流が閾値電流Ｉｔｈに達すると、図１３（ｄ）に示すごとくレーザが発光を開始し、一方、閾値電流Ｉｔｈより小さくなるとレーザの発光が停止する。この時定数はレーザ光源を駆動する回路等によって決まる。
【００６７】
図１３（ｄ）において示すように、補正されたレーザＯＮ/ＯＦＦ信号に基づくレーザ出力の半値幅（光ビームの強度５０％を確保する時間）で示したレーザの発光時間ＴＬ１およびＴＬ２は、図１３（ａ）に示す補正前のレーザＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ時間であるＴｗ１およびＴｗ２とそれぞれ一致する。
【００６８】
図１５は、本発明の実施形態にかかる補正処理の流れを説明するフローチャートである。まず、ステップＳ１５０１において、図９（ａ）に示すような補正パターンを生成し、ステップＳ１５０２において、補正量算出ユニット６０８が、補正パターンに基づいて補正量を算出する。ステップＳ１５０３において、レーザＯＮ/ＯＦＦ信号生成ユニット６０５が、画像データ及び先のステップＳ１５０２において算出された補正量に基づいて、レーザＯＮ/ＯＦＦ信号を生成する。そして、ステップＳ１５０４において、先のステップＳ１５０３で生成されたレーザＯＮ/ＯＦＦ信号に基づいて、レーザ駆動ユニット６０６はレーザ光源を駆動する。
【００６９】
ステップＳ１５０１において生成された補正パターンは、本実施形態の場合、転写ベルト１上で、読取りユニット１０が読み取る構成にしていたが、後に説明する第２実施形態のように、感光ドラムの周辺に設けた読み取りユニット２０〜２３を利用して、本フローチャートの工程を実行することも可能である。
【００７０】
本実施形態では、レーザの連続消灯時間に応じて、その連続消灯時間の終了点となるレーザのＯＮタイミングを早めるように補正し、またレーザの連続点灯時間に応じて、その連続点灯時間の終了点であるレーザのＯＦＦタイミングを早めるように補正することにより、レーザのＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ時間Ｔｗと、レーザの発光時間ＴＬが遅延することなく、所定のレーザ発光時間（ＴＬ１、ＴＬ２）を確保する例を示した。
【００７１】
補正量算出ユニット６０８が補正する処理としては、上述の処理に限らず、レーザの連続消灯時間に応じて、その連続消灯の開始点であるレーザＯＦＦタイミングを遅くするように補正し、また、レーザの連続点灯時間に応じて、その連続点灯の開始点であるレーザＯＮタイミングを遅くするように補正することによって、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号のＯＮ時間Ｔｗと、レーザ発光時間ＴＬとを等しくするようにしても構わない。
【００７２】
また本実施形態では、レーザＯＮタイミングの補正量（補正時間）Ｔｒｃｏｒを、レーザ電流の立ち上がり時間Ｔｒと同じ量に設定し、またレーザＯＦＦタイミングの補正量（補正時間）Ｔｆｃｏｒを、レーザ電流の立ち下がり時間Ｔｆと等しくなるように設定する例を示したが、ＴｒｃｏｒとＴｒおよび、ＴｆｃｏｒとＴｆの関係はこれに限られるものではなく、補正量算出ユニット６０８は、画像形成装置における画像形成条件、光源種類、光源の駆動回路の特性などに応じて決定することができる。
【００７３】
また、補正量算出ユニット６０８は、レーザ電流の立ち下がり時間ＴｆがＴｗ（レーザＯＮとなる時間幅）に対して相対的に十分無視できるレベルであれば、レーザ電流の立ち下がり時間Ｔｆの補正は実施せずに、立ち上がり時間Ｔｒのみの補正だけでも構わない。
【００７４】
更に、補正量算出ユニット６０８は、レーザ電流の立ち上がり時間ＴｒがＴｗ（レーザＯＮとなる時間幅）に対して相対的に十分無視できるレベルであれば、レーザ電流の立ち上がり時間Ｔｒの補正は実施せずに、立ち下がり時間Ｔｆのみの補正だけでもよい。
【００７５】
レーザＯＮ/ＯＦＦ信号生成ユニット６０５は、レーザＯＮとなる時間ＴＷや、連続点灯時間Ｔｏｎｉ(ｉ=１、２、…ｎ）、連続消灯時間Ｔｏｆｆｉ(ｉ=１、２、…ｎ）の関係から、所望のレーザ発光時間（レーザ光源における所定のレーザ強度を確保する時間）ＴＬを実現するために、レーザ電流の立ち上がり時間及び立ち下がり時間、立ち上がり時間単独、あるいは立ち下がり時間単独、のいずれかでレーザＯＮ/ＯＦＦ信号を補正するかについて選択的に決定することができるものとする。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、レーザ発光時間のばらつきを、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号のタイミングを補正することで抑えることができ、画像形成の際のドットの大きさやドット形成位置の安定化を可能にする画像形成技術を提供することができる。
【００７７】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態が先の第１実施形態と異なるのは、レーザ電流の立ち上がり時間、立ち下がり時間を求めるための補正パターンを、転写ベルト１に形成するのではなく、感光ドラム上に形成し、感光ドラム２〜５の周辺にこの補正パターンを読み取るための読み取りユニットを設けた点である。
【００７８】
図１４は、第２の実施形態におけるカラー画像形成装置の構成を説明するブロック図である。本実施形態においては、レーザ電流の立ち上がり時間、立ち下がり時間を求めるための補正パターンを読み取るための読み取りユニット２０〜２３を、各色の感光ドラム２〜５の周辺に設けている。これにより、図９、図１０で説明したパターンを、転写ベルトではなく、感光ドラム上に形成して読み取るので、画像パターンの転写精度や、転写ベルトの揺動などによる影響を受けることがなく、その読み取り精度の向上を図ることが可能になる。
【００７９】
本実施形態では複数の感光ドラム２〜５を有するカラー画像形成装置を例にしているため、読み取りユニットは感光ドラム２〜５ごとに合計４つ必要となるが、１ドラム系の複写機においては読み取りユニットは１つだけ感光ドラムの周辺に設けるようにすればよい。
【００８０】
本実施形態によれば、画像パターンの転写精度や、転写ベルトの揺動などによる影響を受けることがなく、画像データに対するレーザの立ち上がり時間、立ち下がり時間の特性のばらつきによるレーザ発光時間のばらつきを、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号のタイミングを補正することで抑えることができ、画像形成の際のドットの大きさやドット形成位置の安定化を図ることが可能になる。
【００８１】
[第３実施形態]
なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、画像形成装置に供給し、その装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。プログラムコードの格納は、クライアントコンピュータに限定されるものではなく、例えば、サーバとして機能するコンピュータに記憶されておくことも可能である。
【００８２】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８３】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ、磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８４】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８５】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８６】
本実施形態により提供されるプログラム及びそのプログラムを格納するコンピュータ可読の記憶媒体により、画像データに対するレーザの立ち上がり時間、立ち下がり時間の特性のばらつきによるレーザ発光時間のばらつきを、レーザＯＮ／ＯＦＦ信号のタイミングを補正することで抑えることができ、画像形成の際のドットの大きさやドット形成位置の安定化を図るための画像形成処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置のレーザユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】従来例におけるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号、レーザに流れる電流、レーザ発光時間の関係を示す図である。
【図４】従来例におけるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号、補正後のレーザＯＮ／ＯＦＦ信号、レーザに流れる電流、レーザ発光時間の関係を示す図である。
【図５】従来例におけるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号のパターンに応じて、レーザに流れる電流の立ち上がり方が変化する状態を示す図である。
【図６】従来例におけるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号のパターンに応じて、レーザに流れる電流の立ち下がり方が変化する状態を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置におけるレーザ駆動素子を説明する図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置におけるレーザＯＮ／ＯＦＦ信号生成ユニット６０５の構成を示すブロック図である。
【図９】転写ベルトに転写された補正パターンを説明する図である。
【図１０】転写ベルトに転写された補正パターンを説明する図である。
【図１１】レーザＯＦＦの継続時間（Ｔｏｆｆ）と、レーザ電流の立ち上がり時間（Ｔｒ）および、レーザＯＮ信号のタイミング補正量の関係を示す図である。
【図１２】レーザＯＮの継続時間（Ｔｏｎ）と、レーザ電流の立ち下がり時間（Ｔｆ）および、レーザＯＦＦ信号のタイミング補正量の関係を示す図である。
【図１３】レーザＯＮ／ＯＦＦ信号、補正後のレーザＯＮ／ＯＦＦ信号、補正後のレーザＯＮ／ＯＦＦ信号に基づくレーザ電流及びレーザ発光時間の関係を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す概略構成図である。
【図１５】本発明の実施形態にかかる補正処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１】
2006150846.tif 000003
【図２】
2006150846.tif 000004
【図３】
2006150846.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006150846.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006150846.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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