(57)【要約】【課題】感光体及びＬＥＤプリントヘッド個々の単品毎の感度特性及び光量特性のバラツキの影響を受けることなく、階調性の良い画像を形成できる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体の感度特性及びＬＥＤプリントヘッドの光量特性から最大階調に適正な最大階調適正露光量を算出し、この最大階調適正露光量に基づいて１階調目を含む階調間の露光量の増分が一定となるよう各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出し、これら適正点灯時間と略等しい各タイミングで自己の基準クロックの基準パルス（ＰＢ）の倍数に一致するとともに増分が一定の階調パルスを有する点灯クロック（ＳＣＬＫ）を形成して設定する。そして、入力された画像データの階調に応じ設定されたＳＣＬＫを入力して階調パルスの数をカウントし、各階調数になるまで各ＬＥＤを点灯させる。【選択図】      図７
2004163497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体の表面を複数の階調に露光可能な多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤプリントヘッドを備えた画像形成装置において、
前記感光体の感度特性及び前記ＬＥＤプリントヘッドの光量特性から最大階調に適正な最大階調適正露光量を算出し、この最大階調適正露光量に基づいて最大階調に適正なＬＥＤの最大階調適正点灯時間とともにその他各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出し、この最大階調適正点灯時間及び各適正点灯時間に略等しい各タイミングで自己の基準クロックの基準パルスの倍数に一致した階調パルスを有する点灯クロックを形成して設定する設定手段と、
入力された画像データの階調に応じ前記設定手段で設定された前記点灯クロックを入力して前記階調パルスの数をカウントし、各階調数になるまで各ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体の表面を複数の階調で露光可能な多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤプリントヘッドを備えた画像形成装置において、
前記感光体の感度特性及び前記ＬＥＤプリントヘッドの光量特性から最大階調に適正な最大階調適正露光量を算出し、この最大階調適正露光量に基づいて１階調目を含む階調間の露光量の増分が一定となるよう各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出し、これら適正点灯時間と略等しい各タイミングで自己の基準クロックの基準パルスの倍数に一致した階調パルスを有する点灯クロックを形成して設定する設定手段と、
入力された画像データの階調に応じ前記設定手段で設定された前記点灯クロックを入力して前記階調パルスの数をカウントし、各階調数になるまで各ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記点灯クロックの前記階調パルス間の増分が一定であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記最大階調適正点灯時間は、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
Ｔ＝（Ｅ・２．５４２・１０６）／（Ｐ・Ｍ・Ｎ）＋ΔＴ
但し、Ｅ＝ａ・Ｅ１／２＝ａ・Ｅ’・（Ｖ０−Ｖ１／２）／（Ｖ０−Ｖ）であって、
Ｔ：最大階調適正点灯時間、ΔＴ：点灯立ち上がりの際のロス時間、
Ｐ：ＬＥＤ１個あたりの平均光量、Ｍ：主走査解像度、Ｎ：副走査解像度、
Ｅ：最大階調適正露光量、ａ：固定係数、Ｅ１／２：半減露光量、
Ｅ’：感光体の感度測定時の露光量、Ｖ０：感光体の暗電位、
Ｖ１／２：半減露光時の明電位、Ｖ：感光体の感度測定時の明電位である。
【請求項５】
前記適正点灯時間は、以下の式を満たすことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
Ｔｎ／ｍ＝［ｎ／（ｍ−１）］・（Ｅ・２．５４２・１０６）／（Ｐ・Ｍ・Ｎ）＋ΔＴ
但し、Ｅ＝ａ・Ｅ１／２＝ａ・Ｅ’・（Ｖ０−Ｖ１／２）／（Ｖ０−Ｖ）であって、
Ｔｎ／ｍ：ｎ階調目の適正点灯時間、ΔＴ：点灯立ち上がりの際のロス時間、
ｍ：階調数、ｎ：ｎ階調目（＝０，１，・・・，ｍ−１）、
Ｐ：ＬＥＤ１個あたりの平均光量、Ｍ：主走査解像度、Ｎ：副走査解像度、
Ｅ：最大階調適正露光量、ａ：固定係数、Ｅ１／２：半減露光量、
Ｅ’：感光体の感度測定時の露光量、Ｖ０：感光体の暗電位、
Ｖ１／２：半減露光時の明電位、Ｖ：感光体の感度測定時の明電位である。
【請求項６】
前記適正点灯時間は、以下の式を満たすことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
Ｔｎ／ｍ＝［ｎ／（ｍ−１）］・（Ｅ・２．５４２・１０６）／（Ｐ・Ｍ・Ｎ）・（１＋０．０１・β１）／［１＋０．０１・α１・（Ｋ’−Ｋ）］＋ΔＴ・（１＋０．０１・β２）／［１＋０．０１・α２・（Ｋ’−Ｋ）］
但し、Ｅ＝ａ・Ｅ１／２＝ａ・Ｅ’・（Ｖ０−Ｖ１／２）／（Ｖ０−Ｖ）であって、
Ｔｎ／ｍ：ｎ階調目の適正点灯時間、ΔＴ：点灯立ち上がりの際のロス時間、
ｍ：階調数、ｎ：ｎ階調目（＝０，１，・・・，ｍ−１）、
Ｋ：温度センサの検知温度、Ｋ’：基本設定温度、
α１：有効点灯時間における温度補正係数、
α２：点灯立ち上がりの際のロス時間における温度補正係数、
β１：有効点灯時間における画像濃度補正係数、
β２：点灯立ち上がりの際のロス時間における画像濃度補正係数、
Ｐ：ＬＥＤ１個あたりの平均光量、Ｍ：主走査解像度、Ｎ：副走査解像度、
Ｅ：最大階調適正露光量、ａ：固定係数、Ｅ１／２：半減露光量、
Ｅ’：感光体の感度測定時の露光量、Ｖ０：感光体の暗電位、
Ｖ１／２：半減露光時の明電位、Ｖ：感光体の感度測定時の明電位である。
【請求項７】
前記ａが２〜３．５であることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記感光体の感度特性が感度測定時の明電位であり、前記ＬＥＤプリントヘッドの光量特性がＬＥＤ１個あたりの平均光量であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記感光体の表層がアモルファス−シリコンであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記感光体、前記ＬＥＤプリントヘッド、前記設定手段、及び前記ＬＥＤ駆動手段からなる作像ユニットを複数備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、感光体の表面を複数の階調に露光可能なＬＥＤプリントヘッドを備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に画像形成装置は、入力された画像データの階調に応じた光量の光をＬＥＤプリントヘッドから感光体に向けて照射し、これにより感光体の表面を露光して入力画像の静電潜像を形成するようになっている。ＬＥＤプリントヘッドは、ドラム状の感光体の表面に所定間隔をあけて対向し、感光体の軸方向に延在しており、解像度に合わせて例えば７０００個程度のＬＥＤが一直線上に配列されている。
【０００３】
このＬＥＤプリントヘッドの各ＬＥＤは、予め設定されている点灯クロックの階調パルスによってその点灯時間が制御されて画像データの階調に対応するよう変化される。例えば、高階調では、点灯時間を長くして、これにほぼ比例する感光体表面の露光量を増し、他方低階調では、点灯時間を短くして、感光体表面の露光量を減らす。その結果、前者の高階調では、露光領域に付着するトナー量が増加して濃度の濃い画像が現像でき、他方後者の低階調では、露光領域に付着するトナー量が減少して薄い画像が現像できるわけである。
【０００４】
ここで、従来の上記点灯クロックは、階調間の点灯時間の増分が一定となるように、階調間の階調パルスの増分が一定に固定されていた。ところが、ＬＥＤの点灯時間すなわち感光体表面の露光量と、その露光領域に付着するトナー量（トナー画像濃度（ＩＤ））との関係は、一律に線形ではなく、初期及び終期段階で非線形な部分がある（図１０参照）。従って、入力画像データの階調に比例して、点灯時間を直線的に増加すなわち光量的にリニアにさせても、入力画像データの階調と形成されるトナー画像濃度との関係が直線的な対応関係にならず、特に低階調及び高階調において、トナー画像濃度と入力画像データの濃度とが微妙に異なってくるという不都合が生じていた。
【０００５】
このような不都合に対し、従来の改良技術として、トナー画像濃度と点灯時間との相関関係に基づいて、階調間のトナー画像濃度の増分が一定となるように、各階調に適正な適正点灯時間を非線形に定め、これら適正点灯時間と略等しい各タイミングで自己の基準クロックの基準パルスの倍数に一致した階調パルスを有する点灯クロックを形成して設定する設定手段と、入力された画像データの階調に応じ設定手段で設定された点灯クロックを入力して階調パルスの数をカウントし、各階調数になるまで各ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動手段と、を備えた画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような改良技術の画像形成装置によれば、入力画像データの階調にほぼ応じたトナー画像濃度となるように、低階調及び高階調では、点灯時間すなわち階調パルスの増分が大きく設定され、中間階調ではそれよりも小さく設定されて、ＬＥＤが点灯するため、階調全域に亘ってトナー画像濃度と入力画像データの濃度とが同等となり、上記した不都合に関しては一応解決できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２４８８０８号公報（第２−７頁、第８、９図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、感光体表面の感度特性は、個々の単品毎にある程度のバラツキがあり、またＬＥＤプリントヘッドのＬＥＤの光量特性も、個々の単品毎に、（同一点灯時間の光量においての最大値／最小値）＞２程度のバラツキがある。そのため、画像形成装置に搭載される感光体とＬＥＤプリントヘッドとの組合せによって、画像形成装置間での露光性能が変動する。そうすると、従来の点灯クロックでは、階調間の階調パルスの増分が一定に固定されているため、その変動量を許容することができず、画像形成装置間でのトナー画像濃度は、中間階調から高階調に亘って徐々に著しく異なったものとなる。
【０００８】
また、上記従来の改良技術の場合は、点灯クロックを基準クロックから形成するため、各画像形成装置に適合するよう点灯クロックの階調パルスを一応自在に設定できるが、感光体表面の感度特性を十分に考慮したものではないため、画像形成装置間での露光性能の変動に対して対応できるとは言い難い。
【０００９】
なお、この改良技術において、仮に感光体の感度特性及びＬＥＤの光量特性のバラツキと各階調の適正点灯時間Ｔ１／１６，Ｔ２／１６，・・・，Ｔ１５／１６の関係を検討すると、感光体感度特性及びＬＥＤ光量特性がともに最小値の場合は、図１１に示すように、適正点灯時間の増分が小さい中間階調であっても、階調パルスの増分幅を十分確保できる。しかし、感光体感度特性及びＬＥＤ光量特性がともに最大値の場合は、図１２に示すように、中間階調における適正点灯時間の増分幅が極めて小さくなって、階調パルスの増分幅の確保が困難となる。何故ならば、階調パルスの増分幅は、適正点灯時間の増分幅と略等しいタイミングで基準クロックの基準パルスの倍数に一致するものであるが、実際には基準パルスの取り得る最小幅の制約を受けてしまうからである。従って、この改良技術は、実用性に関して課題が残るものである。
【００１０】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、感光体及びＬＥＤプリントヘッド個々の単品毎の感度特性及び光量特性のバラツキの影響を受けることなく、階調性の良い画像を形成できる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による画像形成装置は、感光体の表面を複数の階調に露光可能な多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤプリントヘッドを備えた画像形成装置において、前記感光体の感度特性及び前記ＬＥＤプリントヘッドの光量特性から最大階調に適正な最大階調適正露光量を算出し、この最大階調適正露光量に基づいて最大階調に適正なＬＥＤの最大階調適正点灯時間とともにその他各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出し、この最大階調適正点灯時間及び各適正点灯時間に略等しい各タイミングで自己の基準クロックの基準パルスの倍数に一致した階調パルスを有する点灯クロックを形成して設定する設定手段と、入力された画像データの階調に応じ前記設定手段で設定された前記点灯クロックを入力して前記階調パルスの数をカウントし、各階調数になるまで各ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動手段と、を備えている。
【００１２】
また本発明の画像形成装置は、感光体の表面を複数の階調で露光可能な多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤプリントヘッドを備えた画像形成装置において、前記感光体の感度特性及び前記ＬＥＤプリントヘッドの光量特性から最大階調に適正な最大階調適正露光量を算出し、この最大階調適正露光量に基づいて１階調目を含む階調間の露光量の増分が一定となるよう各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出し、これら適正点灯時間と略等しい各タイミングで自己の基準クロックの基準パルスの倍数に一致した階調パルスを有する点灯クロックを形成して設定する設定手段と、入力された画像データの階調に応じ前記設定手段で設定された前記点灯クロックを入力して前記階調パルスの数をカウントし、各階調数になるまで各ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動手段と、を備えている。
【００１３】
これにより、画像形成装置間の露光性能の変動要素である感光体の感度特性及びＬＥＤプリントヘッドの光量特性のバラツキを踏まえ、最大階調に適正な最大階調適正露光量を算出して、各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出し、その上で各階調の最終的な点灯時間を設定できる。そして、入力画像データの階調に応じそれら設定された点灯時間でＬＥＤが点灯するため、感光体の感度特性及びＬＥＤプリントヘッドの光量特性のバラツキがあっても、階調全域に亘って各階調に対応した階調性の良い画像を形成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳述する。先ず、本発明の第１実施形態の画像形成装置の一例であるプリンタについて説明する。図１は第１実施形態の画像形成装置における感光体とＬＥＤプリントヘッドの配置関係を示す外観図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は感光体の軸方向から見た図である。図２はその画像形成装置の構成を示すブロック図である。なお、図中で同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の符号を付している。
【００１５】
先ず、画像形成装置１における感光体２及びＬＥＤプリントヘッド３について述べる。図１に示すように、感光体２は、軸方向に長手の筒状体すなわちドラム状であり、その表層にアモルファス−シリコン（ａ−Ｓｉ）の感光体層を有している。この感光体層は、軸回転とともに放電器（不図示）によって所定の電位に均一に帯電される。
【００１６】
ＬＥＤプリントヘッド３は、感光体２の表面に所定間隔をあけて対向し、感光体２の軸方向に延在している。具体的には、例えば日本工業規格Ａ列３番の用紙に解像度６００［ｄｐｉ］の画像形成が可能な画像形成装置の場合、７０００個程度のＬＥＤが感光体２の軸方向に一直線上に配列されたＬＥＤヘッド３１が、感光体３の表面と対向配置されている。更に各ＬＥＤには、それぞれの点灯を制御するドライバが接続されており、各ＬＥＤは、詳細は後述する点灯クロック（以下「ＳＣＬＫ」と記すことがある）の階調パルスによって、入力画像データの階調に対応するよう点灯／消灯すなわち点灯時間が変化される。例えば、高階調では、点灯時間を長くして、これにほぼ比例する感光体表面の露光量を増し、他方低階調では、点灯時間を短くして、感光体表面の露光量を減らす。
【００１７】
このような感光体２及びＬＥＤプリントヘッド３を備えた画像形成装置１は、図２に示すように、主として、ＣＰＵ４、ＳＣＬＫを設定するための設定式が格納されているＲＯＭ５、ＳＣＬＫが格納されるＲＡＭ６、各ＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動手段７、ネットワークインタフェース８、内部バス９を備えている。画像データは、例えばネットワークケーブル１０を介して接続されたパソコン１１から入力される。
【００１８】
ここで、ＳＣＬＫの設定手法について詳述する。ＳＣＬＫは、画像形成装置１毎に、その装置に搭載されている感光体２及びＬＥＤプリントヘッド３の感度特性及び光量特性に応じて設定されるわけであるが、先ず、その感度特性に基づく次式（１）によって、最大階調に適正な最大階調適正露光量Ｅ［μＪ／ｃｍ２］を算出する。
Ｅ＝ａ・Ｅ１／２＝ａ・Ｅ’・（Ｖ０−Ｖ１／２）／（Ｖ０−Ｖ）    ・・・式（１）
但し、ａ：固定係数、Ｅ１／２：半減露光量［μＪ／ｃｍ２］、Ｅ’：感光体の感度測定時の露光量、Ｖ０：感光体の暗電位［Ｖ］、Ｖ１／２：半減露光時の明電位［Ｖ］である。Ｖは、感光体の感度測定時すなわちＥ’の露光量で露光したときの明電位［Ｖ］であって、露光性能の変動要素である感光体２の感度特性に相当する。
【００１９】
本実施形態では、ａとして２〜３．５、Ｅ’としては半減露光量に近いと想定される０．１５［μＪ／ｃｍ２］、Ｖ０として３００［Ｖ］、Ｖ１／２として１６０［Ｖ］を適用する。
【００２０】
続いて、式（１）で算出した最大階調適正露光量Ｅ及びＬＥＤ光量特性に基づく次式（２）によって、各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間Ｔｎ／ｍを算出する。
Ｔｎ／ｍ＝［ｎ／（ｍ−１）］・（Ｅ・２．５４２・１０６）／（Ｐ・Ｍ・Ｎ）＋ΔＴ  ・・・式（２）
但し、Ｔｎ／ｍ：ｎ階調目の適正点灯時間［μｓ］、ΔＴ：点灯立ち上がりの際のロス時間［μｓ］、ｍ：階調数、ｎ：ｎ階調目（＝０，１，・・・，ｍ−１）、Ｍ：主走査解像度［ｄｐｉ］、Ｎ：副走査解像度［ｄｐｉ］である。Ｐは、ＬＥＤ１個あたりの平均光量［μＷ／ｄｏｔ］であって、露光性能の変動要素であるＬＥＤプリントヘッドの光量特性に相当する。
【００２１】
つまり、式（２）により、最大階調適正露光量Ｅに基づいて１階調目を含む階調間の露光量の増分が一定となるよう適正点灯時間Ｔｎ／ｍを算出するわけである。本実施形態では、ΔＴとして０．２［μｓ］、Ｍとして６００［ｄｐｉ］、Ｎとして６００［ｄｐｉ］又は１８００［ｄｐｉ］、ｍとしてはＮが６００［ｄｐｉ］の場合１６、１８００［ｄｐｉ］の場合６を適用する。
【００２２】
ここで、ロス時間ΔＴについて、図３及び図４を参照しながら述べておく。一般に、ＬＥＤの点灯時間と感光体表面の露光量との相関関係は、計算上では比例関係であるが、実際には、点灯立ち上がり直後に露光がなされないロス時間が生じる（図３参照）。これは、ＬＥＤの点灯時間と出力との相関関係（図４参照）から明らかなように、点灯直後、次第に出力が立ち上がって出力１００％の定常状態に達するからである。従って、式（２）に示すように、実質的に露光がなされないロス時間ΔＴを加算して、各階調の適正点灯時間Ｔｎ／ｍとするわけである。なお、図３及び図４では、約０．４［μｓ］で定常状態に達し、ロス時間ΔＴが０．２［μｓ］の状態を示している。
【００２３】
このように式（２）で算出した適正点灯時間Ｔｎ／ｍと、感光体の明電位及びトナー画像濃度（ＩＤ）との関係の一例（ｍ＝１６、ｎ＝０，１，・・・，１５の場合）を、図５及び図６に示す。図５は感光体感度特性及びＬＥＤ光量特性がともに最小値である、露光性能が変動下限の場合を示し、他方図６は感光体感度特性及びＬＥＤ光量特性がともに最大値である、露光性能が変動上限の場合を示す。いずれの場合も、１階調目を含む階調間の露光量の増分、すなわち適正点灯時間Ｔｎ／ｍ（Ｔ１／１６，Ｔ２／１６，・・・，Ｔ１５／１６）の増分が一定となっている。なお、０階調目の適正点灯時間Ｔ０／１６は消灯のままである０（ゼロ）［μｓ］を意味する。
【００２４】
引き続き、これら適正点灯時間Ｔｎ／ｍに基づいて形成されるＳＣＬＫについて、図７を参照しながら述べる。図７は基準クロックとＳＣＬＫの関係を示す模式図である。
【００２５】
図７に示すように、基準クロックは、上記したＣＰＵ４が基本的に有するものであって、一定の増分で繰り返し出力される基準パルスＰＢからなる。そして、各階調の適正点灯時間Ｔ１／１６，Ｔ２／１６，・・・，Ｔ１５／１６と略等しい各タイミングで、基準パルスＰＢの倍数に一致した階調パルスＰ１／１６，Ｐ２／１６，・・・，Ｐ１５／１６を形成し、これらからなる点灯クロックＳＣＬＫを形成する。図７では、基準パルスＰＢの増分が４０［ｎｓ］（１パルス分）であって、ＳＣＬＫについては、１階調目の適正点灯時間Ｔ１／１６がほぼ２８０［ｎｓ］（基準パルスＰＢ７パルス分），２階調目の適正点灯時間Ｔ２／１６がほぼ３６０［ｎｓ］（基準パルスＰＢ９パルス分），３階調目の適正点灯時間Ｔ３／１６がほぼ４４０［ｎｓ］（基準パルスＰＢ１１パルス分），・・・，１５階調目の適正点灯時間Ｔ１５／１６がほぼ１４００［ｎｓ］（基準パルスＰＢ３５パルス分）である場合の、それぞれに対応する各階調パルスＰ１／１６，Ｐ２／１６，・・・，Ｐ１５／１６が生成されている。ここで、階調パルスＰ１／１６，Ｐ２／１６，・・・，Ｐ１５／１６間の増分は８０［ｎｓ］（基準パルスＰＢ２パルス分）と一定であり、また、各適正点灯時間Ｔ１／１６，Ｔ２／１６，・・・，Ｔ１５／１６には、ＬＥＤ点灯立ち上がりのロス時間ΔＴが２００［ｎｓ］（基準パルスＰＢ５パルス分）が含まれている。
【００２６】
また、このようなＳＣＬＫの別例を図８に模式的に示す。図８中、（ａ）は図６に対応し露光性能が変動上限の場合の一例（実質的には図７と同一）、（ｂ）は図５に対応し露光性能が変動下限の場合の一例である。（ａ）、（ｂ）いずれの場合も、ロス時間ΔＴが２００［ｎｓ］（図７での基準パルスＰＢ５パルス分）である。一方、最大階調である１５階調目の適正点灯時間Ｔ１５／１６にほぼ対応する階調パルスＰ１５／１６ついては、（ａ）の場合１４００［ｎｓ］（図７でのＰＢ３５パルス分）に対応するものであるのに対し、（ｂ）の場合４４００［ｎｓ］（図７でのＰＢ１００パルス分）に対応するものである。また、階調パルスＰ１／１６，Ｐ２／１６，・・・，Ｐ１５／１６間の増分については、（ａ）の場合８０［ｎｓ］（図７でのＰＢ２パルス分）であるのに対し、（ｂ）の場合２８０［ｎｓ］（図７でのＰＢ７パルス分）である。従って、例えば１階調目の適正点灯時間Ｔ１／１６にほぼ対応する階調パルスＰ１／１６については、（ａ）の場合２８０［ｎｓ］（図７での基準パルスＰＢ７パルス分）に対応するものであるのに対し、（ｂ）の場合４８０［ｎｓ］（図７でのＰＢ１２パルス分）に対応するものである。
【００２７】
このようにして形成された階調パルスＰ１／１６，Ｐ２／１６，・・・，Ｐ１５／１６を有するＳＣＬＫは、ＲＡＭ６に格納される。なお、本実施形態では、上記した式（１）及び式（２）がＲＯＭ５に格納されており、ＣＰＵ４は入力された各種パラメータに応じて自動的にＳＣＬＫを算出、形成して設定するようになっている。
【００２８】
次に、各ＬＥＤの点灯動作について述べる。画像データが入力されると、ＣＰＵ４は、その画像データにおける各画素の階調数とともに、ＲＡＭ６から抽出したＳＣＬＫをＬＥＤ駆動手段７に送出する。次いでＬＥＤ駆動手段７は、ＳＣＬＫの入力に応じ各ＬＥＤを点灯開始させ（但し、０階調の場合は点灯しない）、そのＳＣＬＫが有する階調パルスＰ１／１６，Ｐ２／１６，・・・，Ｐ１５／１６の数を順にカウントしていく。そして、このカウント数が入力の階調数になると同時に、各ＬＥＤを消灯させる。例えば、入力の階調数が２（２階調）の場合、１つ目の階調パルスＰ１／１６をカウントした後、２つ目の階調パルスＰ２／１６がカウントされると同時に、ＬＥＤを消灯する。つまりこの場合、階調パルスＰ２／１６にほぼ対応する２階調目の適正点灯時間Ｔ２／１６の間、ＬＥＤが点灯することになる。
【００２９】
従って、本実施形態の画像形成装置は、入力画像データの各階調に応じた光量的にリニアな適正点灯時間とほぼ等しい点灯時間で各ＬＥＤの点灯が可能となるため、階調全域に亘って各階調に対応した階調性の良い画像を形成できる。しかも、その点灯時間には、感光体の感度特性及びＬＥＤプリントヘッドの光量特性が加味されていることから、露光性能の変動要素であるそれら特性のバラツキに悪影響されることはない。
【００３０】
また、本実施形態では、各階調の適正点灯時間として、１階調目を含む階調間の露光量の増分が一定となるように算出するため、入力画像データの階調に比例して点灯時間が直線的に増加するが、各階調の適正点灯時間の算出にあたり常に画像形成装置毎の最大階調適正露光量に準じていることから、従来の点灯クロックのように階調パルスの増分が一定に固定であるものと比較して、低階調及び高階調におけるトナー画像濃度と入力画像データの濃度とに、明瞭な差が生じるわけではない。
【００３１】
更に、本実施形態では、感光体感度特性及びＬＥＤ光量特性を踏まえて適正点灯時間の増分が一定であるため、それら特性のバラツキを問わず、階調パルスの増分幅を十分確保でき、従来の改良技術と比較して実用性に優れると言える。
【００３２】
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態の特徴は、第１実施形態における式（２）を変形し、使用環境特に温度変化や、それに伴うトナー画像濃度の変化に対応し得るように図った点にある。つまり、ＳＣＬＫの設定手法において、式（２）に代え次式（３）によって、各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間Ｔｎ／ｍ［μｓ］を算出する。
Ｔｎ／ｍ＝［ｎ／（ｍ−１）］・（Ｅ・２．５４２・１０６）／（Ｐ・Ｍ・Ｎ）・（１＋０．０１・β１）／［１＋０．０１・α１・（Ｋ’−Ｋ）］＋ΔＴ・（１＋０．０１・β２）／［１＋０．０１・α２・（Ｋ’−Ｋ）］  ・・・式（３）
但し、ｍ、ｎ、Ｅ、ΔＴ、Ｍ、Ｎ、Ｐについては、上記したものと同様であって、Ｋ：温度センサの検知温度［℃］、Ｋ’：基本設定温度［℃］、α１：有効点灯時間における温度補正係数［％／℃］、α２：点灯立ち上がりの際のロス時間における温度補正係数［％／℃］、β１：有効点灯時間における画像濃度補正係数［％］、β２：点灯立ち上がりの際のロス時間における画像濃度補正係数［％］である。
【００３３】
本実施形態では、Ｋ’として２３［℃］、α１として−０．６［％／℃］、α２として０［％／℃］を適用する。そして、算出された各適正点灯時間に基づいて、第１実施形態と同様の手法でＳＣＬＫを形成する。
【００３４】
従って、本実施形態の画像形成装置は、第１実施形態と比較して、使用環境に準じて適正点灯時間を補正することが可能となるため、使用環境に拘束されることなく、安定的に階調性の良い画像を形成できる。
【００３５】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態の特徴は、第１実施形態における式（２）を変形した点にある。つまり、ＳＣＬＫの設定手法において、式（２）に代え次式（４）によって、最大階調に適正なＬＥＤの最大階調適正点灯時間Ｔ［μｓ］を算出する。
Ｔ＝（Ｅ・２．５４２・１０６）／（Ｐ・Ｍ・Ｎ）＋ΔＴ  ・・・式（４）
但し、Ｅ、ΔＴ、Ｍ、Ｎ、Ｐについては、上記したものと同様である。なお、この最大階調適正点灯時間Ｔは、第１実施形態での一例（図５及び図６参照）における１５階調目の適正点灯時間Ｔ１５／１６に合致するものである。
【００３６】
この算出とともに、その他の各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出するわけであるが、その際、第１実施形態と同様に各階調に応じて光量的にリニアな適正点灯時間を算出してもよいし、従来の改良技術と同様にトナー画像濃度的にリニアな適正点灯時間を算出してもよい。そして、算出された各適正点灯時間に基づいて、第１実施形態と同様の手法でＳＣＬＫを形成する。
【００３７】
従って、本実施形態の画像形成装置は、第１実施形態と比較して、最大階調適正点灯時間以外の適正点灯時間を算出する際、機動的に優れたものと言える。
【００３８】
次に、本発明の第４実施形態について、図９を参照しながら説明する。図９は第４実施形態における基準クロックとＳＣＬＫの関係を示す模式図である。なお、図９中、第１実施形態で示した図面と同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
本第４実施形態の特徴は、第１実施形態におけるＳＣＬＫが有する階調パルスの増分を不均等ではあるものの略一定にし、実用性が高まるように図った点にある。これは、ＳＣＬＫを形成する際、各階調の適正点灯時間Ｔ１／１６，Ｔ２／１６，・・・，Ｔ１５／１６と略等しい各タイミングで、基準パルスＰＢの倍数に一致した階調パルスＰ１／１６，Ｐ２／１６，・・・，Ｐ１５／１６を形成するわけであるが、基準パルスＰＢの増分幅との関係から、適正点灯時間のタイミングと階調パルスが大幅にずれてしまう階調があるからである。
【００４０】
そこで本実施形態では、図９に示すように、適正点灯時間のタイミングと階調パルスが大幅にずれてしまう階調において、そのズレ量を補正するように最終的な階調パルスを形成するようになっている。図９では、４階調目、９階調目及び１４階調目の各階調パルスＰ４／１６，Ｐ９／１６，Ｐ１４／１６が補正されており、これら各々の直前の各階調パルスＰ３／１６，Ｐ８／１６，Ｐ１３／１６の増分が基準パルスＰＢ２パルス分となっている。これら以外の各階調パルスの増分は、基準パルスＰＢ３パルス分となっている。
【００４１】
このような階調パルスを有するＳＣＬＫによれば、入力画像データの各階調に応じた光量的にリニアな適正点灯時間に階調全域に亘ってほぼ一致する点灯時間で、各ＬＥＤの点灯が可能となるため、より実用性が高まると言える。
【００４２】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本第５実施形態の特徴は、第１〜第４実施形態を効果的に活用した点にある。つまり、本実施形態の画像形成装置は、主としてカラー印刷用の複写機に好適なものであり、上記の感光体２やＬＥＤプリントヘッド３、帯電器、現像部、転写部、除電部等より構成される作像ユニットを複数備えている。各作像ユニットは、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンダの４色の画像をそれぞれ１色ずつ個別に形成するものであり、この場合の作像ユニットは４つ配設される。そして、各作像ユニットにおけるＬＥＤプリントヘッド３の各ＬＥＤは、各作像ユニットに搭載された感光体２及びＬＥＤプリントヘッド３毎に適正なＳＣＬＫが設定され、各ＳＣＬＫにより各色の画像の階調に応じた点灯がなされる。
【００４３】
その他本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の画像形成装置によれば、画像形成装置間の露光性能の変動要素である感光体の感度特性及びＬＥＤプリントヘッドの光量特性のバラツキを踏まえ、最大階調に適正な最大階調適正露光量を算出して、各階調に適正なＬＥＤの適正点灯時間を算出し、その上で各階調の最終的な点灯時間を設定できる。そして、入力画像データの階調に応じそれら設定された点灯時間でＬＥＤが点灯するため、感光体の感度特性及びＬＥＤプリントヘッドの光量特性のバラツキがあっても、階調全域に亘って各階調に対応した階調性の良い画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の画像形成装置における感光体とＬＥＤプリントヘッドの配置関係を示す外観図である。
【図２】第１実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＬＥＤの点灯時間と感光体表面の露光量との相関関係を表す図である。
【図４】ＬＥＤの点灯時間と出力との相関関係を表す図である。
【図５】第１実施形態の画像形成装置における露光性能が変動下限の場合の適正点灯時間と感光体の明電位及びトナー画像濃度との関係を表す図である。
【図６】第１実施形態の画像形成装置における露光性能が変動上限の場合の適正点灯時間と感光体の明電位及びトナー画像濃度との関係を表す図である。
【図７】第１実施形態の画像形成装置における基準クロックとＳＣＬＫの関係を示す模式図である。
【図８】第１実施形態の画像形成装置における種々のＳＣＬＫを示す模式図である。
【図９】第４実施形態の画像形成装置における基準クロックとＳＣＬＫの関係を示す模式図である。
【図１０】従来一般的な感光体表面の露光量とトナー画像濃度との相関関係を表す図である。
【図１１】従来の画像形成装置における露光性能が変動下限の場合の適正点灯時間と感光体の明電位及びトナー画像濃度との関係を表す図である。
【図１２】従来の画像形成装置における露光性能が変動上限の場合の適正点灯時間と感光体の明電位及びトナー画像濃度との関係を表す図である。
【符号の説明】
１    画像形成装置
２    感光体
３    ＬＥＤプリントヘッド
４    ＣＰＵ
５    ＲＯＭ
６    ＲＡＭ
７    ＬＥＤ駆動手段
３１    ＬＥＤヘッド
【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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【図１２】
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