(57)【要約】【課題】感光ドラムの感度ムラをレーザ発光強度を変更して補正する画像形成装置において、感光ドラムの感度ムラ情報を記憶した記憶手段を感光ドラム自体に内蔵し、その情報を基に補正を行う。【解決手段】感光ドラムの製造時に感光ドラムに内蔵した記憶装置に感度ムラ情報を記録し、その感度ムラ情報を以下に記載する方法で本体制御用コントローラに転送し、その情報を基にレーザ発光強度を変更して画像の濃度ムラをなくすように補正を行う。１．ドラムの回転軸及びドラム筐体に電源層、ＧＮＤ層、信号層などの導電層を設け、それらの層を利用してメモリ用の回路パターンを作成し、シリアル通信を行う。２．ドラムの回転軸及びドラム筐体に電源層、ＧＮＤ層の導電層を設け、メモリ回路に電源の供給を行い、データの通信にはスペクトラム拡散通信を用いる。３．特別な導電層は設けることもなくメモリとして非接触メモリを用いる。【選択図】        図１
2005070068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体としての感光体に所定の電位を付与する帯電手段と、前記所定の電位を付与された前記感光体に画像情報に応じた光ビームを走査して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された前記静電潜像をトナー現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写体または記録用紙に転写して転写像を形成する転写手段を有し、前記像担持体の感度ばらつき関する補正値に基づいて、前記画像形成のために使用されるレーザ光源の発光強度を調整し、形成された画像の濃度ばらつきを補正する画像形成装置において、前記像担持体の感度ばらつきデータ情報を記憶しておくための記憶手段を前記像担持体内部に有し、該記憶手段と画像形成装置のコントローラとの間のデータ通信用の通信手段を用いてデータの受け渡しを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体に内蔵された記憶手段と画像形成装置のコントローラ間のデータ通信は、該像担持体の回転軸および像担持体自体に内臓記憶手段用の電源、ＧＮＤおよび通信ライン用のパターン層を形成し、そのパターンを通して該記憶手段への電源供給および通信を行う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】
前記前記像担持体に内蔵された記憶手段と画像形成装置のコントローラ間のデータ通信をシリアル通信とす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】
前記像担持体に内蔵された記憶手段と画像形成装置のコントローラ間のデータ通信は、該像担持体の回転軸および像担持体自体に内臓記憶手段用の電源およびＧＮＤ用のパターン層を形成し、そのパターンを通して該記憶手段への電源供給を行い、該記憶手段とコントローラ間のデータ通信としてスペクトラム拡散通信方式を用い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】
前記像担持体の非潜像形成部に非接触メモリを配置し、前記像担持体が回転して該非接触メモリが画像形成装置のメモリデータ通信手段の配置された位置にきた時に前記像担持体内のデータ情報を画像形成装置のコントローラに転送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】
電源投入時に、前記非接触メモリが前記画像形成装置のメモリデータ通信手段の位置にくるまで該像担持体を回転し、該メモリデータ通信手段の位置に到達したところで回転動作を止め、データの通信を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記データ通信は電源の立ち上げ時などの画像形成とは関係のないタイミングで行うことを特徴とする請求項１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】
本発明は感光体に帯電、露光、現像を繰り返して画像を形成するレーザープリンタやデジタル複写機などに利用する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置は感光体の感光面を一様に帯電する帯電装置、帯電された感光面に記録情報に応じた静電潜像を形成する潜像形成装置、その静電潜像を現像する現像装置、および、現像された潜像を記録紙に転写する転写装置を備えてなり、感光面を移動させながら逐次的に画像形成処理を行っている。
【０００３】
画像形成装置における感光体である例えばアモルファスシリコンドラムは、従来一般的に使われている有機半導体ドラムよりも高い耐久性を有するドラムであり、白黒複写機ではすでに実用化されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−０３１３３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このアモルファスシリコンドラムは製造上の問題である感光膜の厚さのバラツキにより感度ムラを有している。この感度ムラは帯電、露光に影響し、感度ムラが画像の濃度ムラとして生じていた。従来はこの濃度ムラは問題のないレベルであったが、近年の高画質化の要求により、市場で許容できない問題として浮上してきた。そこでこの濃度ムラを、レーザビームの発光強度を変えて感光体上に描かれた静電潜像の電位を安定させ、印刷された画像の濃度ムラをなくすような方式が取られるようになってきている。この場合、感光ドラムの感度ばらつきを補正するためにある程度決められた補正値をメモリに蓄え、その補正値を基にビーム発光強度を変えているが、多少の傾向はあると思われるが感光ドラムごとに感度ばらつきは異なっており、精密に補正することが難しくなる。また、ドラムを交換した際に、同一の感度ムラであるという保証はない。
【０００６】
そこで本発明では上記のような画像再現性のばらつきを電気的な手段で補正するための補正値を簡単に各感光ドラム毎に対応させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、本発明では、像担持体としての感光体に所定の電位を付与する帯電手段と、前記所定の電位を付与された前記感光体に画像情報に応じた光ビームを走査して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された前記静電潜像をトナー現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を転写体または記録用紙に転写して転写像を形成する転写手段を有し、前記像担持体の感度ばらつき関する補正値に基づいて、前記画像形成のために使用されるレーザ光源の発光強度を調整し、形成された画像の濃度ばらつきを補正する画像形成装置において、前記像担持体の感度ばらつきデータ情報を記憶しておくための記憶手段を前記像担持体内部に有し、該記憶手段と画像形成装置のコントローラとの間のデータ通信用の通信手段を用いてデータの受け渡しを行うことを特徴とする。
【０００８】
また、前記像担持体に内蔵された記憶手段と画像形成装置のコントローラ間のデータ通信は、該像担持体の回転軸および像担持体自体に内臓記憶手段用の電源、ＧＮＤおよび通信ライン用のパターン層を形成し、そのパターンを通して該記憶手段への電源供給および通信を行うことを特徴とし、前記前記像担持体に内蔵された記憶手段と画像形成装置のコントローラ間のデータ通信をシリアル通信とすることを特徴とする。
【０００９】
ほかに、前記像担持体に内蔵された記憶手段と画像形成装置のコントローラ間のデータ通信は、該像担持体の回転軸および像担持体自体に内臓記憶手段用の電源およびＧＮＤ用のパターン層を形成し、そのパターンを通して該記憶手段への電源供給を行い、該記憶手段とコントローラ間のデータ通信としてスペクトラム拡散通信方式を用いることを特徴とする。
【００１０】
ほかに、前記像担持体の非潜像形成部に非接触メモリを配置し、前記像担持体が回転して該非接触メモリが画像形成装置のメモリデータ通信手段の配置された位置にきた時に前記像担持体内のデータ情報を画像形成装置のコントローラに転送することを特徴し、電源投入時に、前記非接触メモリが前記画像形成装置のメモリデータ通信手段の位置にくるまで該像担持体を回転し、該メモリデータ通信手段の位置に到達したところで回転動作を止め、データの通信を行うことを特徴とする。
【００１１】
さらにこれらのデータ通信は電源の立ち上げ時などの画像形成とは関係のないタイミングで行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１における画像形成装置について、図を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は実施例１の画像形成装置の構成を示すものである。図１において図中１は半導体レーザ、２は画像信号生成部、３はレーザ駆動制御手段、４は補正手段、５はコリメートレンズ、６は回転多面鏡、７はｆθレンズ、８はミラー、９は感光体、１０は現像器、１１はビームディテクト（以下ＢＤ）手段、１２はホームポジション（以下ＨＰ）指示手段、１３はＨＰ検知手段である。まず、ＢＤ手段から出力されるＢＤ信号ｅに同期し画像信号生成部２により生成された画像信号ａと、ＢＤ手段１１から出力されるＢＤ信号ｅとＨＰ検知手段１２から出力されるＨＰ信号ｆに同期し補正手段４から出力される感光体表面の状態に応じた補正信号ｂに従って、レーザ駆動制御部３で半導体レーザ１の発光電流ｃの電流値または時間を制御する。
このときの電流制御方法は電流の絶対値を制御しても、電流を流す時間を制御しても、その両方でもよい。半導体レーザ１から照射されたレーザ光ｄはコリメートレンズ５により平行光にされる。平行光に変換されたレーザ光ｄは、回転多面鏡６により主走査を行い、ｆθレンズ７により面倒れ等の光学的な歪みを補正され、ミラー８により反射し、感光体９の表面に照射され静電潜像を形成する。感光体９上に形成された静電潜像は現像器１０により現像され、公知電子写真プロセスにより転写、定着される。
【００１４】
図２は実施例１における補正値を模式的に表す図である。９は感光体、１６は感光体全面に対応する補正値を示す。この図では補正値の大きさを色の濃さで表している。この補正値は、ひとつの画素または複数画素に一つ対応する。補正手段４はＢＤ信号ｅと、ＨＰ信号ｆにより検知されたレーザ光が感光体を照射するタイミングにより対応する補正値をレーザ駆動制御部３に出力する。
【００１５】
図３は実施例１におけるタイミングチャート図である。補正信号ｂはクロックｇに同期して出力される。ＢＤ信号ｅが入力されると、次の主走査線に対応する補正値をＢＤ信号ｅに同期して出力する。ＨＰ信号ｆが入力されると、１番目の主走査線に対応する補正値から読み出し始める。
【００１６】
図４は感光体であるα−Ｓｉドラムに対して、ハーフトーンを形成するレーザ光量で照射したときの主走査方向の電位むらを表す図である。副走査方向の位置により絶対量は違うものの、主走査方向の電位むら分布の概形は副走査方向に対して同じような形になっている。
【００１７】
図５は感光体であるα−Ｓｉドラムに対して、ハーフトーンを形成するレーザ光量で照射したときの副走査方向の電位むらを表す図である。主走査方向の位置により絶対量は違うものの、副走査方向の電位むら分布の概形は主走査方向に対して同じような形になっている。
【００１８】
図６は実施例１における別の補正値を模式的に表した図である。９は感光体、１４は主走査方向に対する補正値、１５は副走査方向に対する補正値、１６は感光体全面に対する補正値を示す。図４と図５より、感光体電位むらは面上の位置に対して不規則に分布しているわけではなく、主走査方向、副走査方向に対してそれぞれ規則性を持って分布していることから、帯電むらの補正値も主走査方向、副走査方向に対して、最低一ライン分づつの補正値を用意すれば感光体面上のすべての領域に対応できる。この図では、主走査方向の補正値と副走査方向の補正値を演算することにより感光体表面位置に対応する補正値を作成する様子をあらわしている。主走査方向、副走査方向の補正値は１ラインごとまたは複数ラインごとに一つの補正値を持つ。
【００１９】
以下に、本発明の特徴である感光ドラムの感度ムラデータの読み出し方について説明する。図７に、感光ドラムの内部にメモリを配置し、感光ドラムの回転軸部に内蔵メモリ用の電源およびＧＮＤ、データ転送用クロックライン、転送データライン、データ転送開始トリガ信号ライン用の電気導通層部を形成した状態を示す。このようにドラム内部にそれらの導通層を利用した回路パターンを形成してそこにメモリを実装する形態をとる。
【００２０】
前記メモリ情報には、先に説明したドラム一面分の感度ムラに対応する情報または、主走査、副走査方向に対して最低１ライン分の情報が含まれている。この感度ムラ情報は、感光ドラム作成時に感度ムラを測定し、その情報を各感光ドラムに内蔵されたメモリにその場で書き込まれる。
【００２１】
ドラム軸上に形成された電源、ＧＮＤおよび各信号ラインに対応する導電層に対応した溝に電極を接触させることで、電源の供給および本体制御用のコントローラとの通信を行う。
【００２２】
図８はドラム内メモリと本体制御用コントローラとの通信タイミングを示したタイミング図である。本実施例では、通信の一例としてシリアル通信を示している。
【００２３】
本体コントローラ側から、あるタイミングでドラム内蔵メモリへ通信を要求するデータ転送開始トリガ信号を送る。その信号をトリガにして、内蔵メモリは転送クロックおよび転送データを８ビットずつ本体制御コントローラに転送する。
本体制御用コントローラは８ビット分のデータを受け取ったところで、次の８ビット分のデータを受け取るためにトリガ信号を送る。このシーケンスを繰り返すことでメモリ内のデータをすべて読み出す。
【００２４】
一例として８ビットデータの転送方法について記載したが、１６ビットを１パケットとして転送してもよい。本実施例では読み出しのみについて記述してみたが、書き込む構成をとることも可能である。
【００２５】
内臓データは、電源立ち上げ時、もしくはドラムが交換された後の前多回転時等の画像形成時とは異なるタイミングでコントローラに転送され、コントローラ側で補正データの演算を行う。
【００２６】
このようにドラム自体にメモリを内蔵する構成をとることで、ドラム一面分の大量のデータをドラムごとに対応させることが可能となる。ドラム自体にメモリを有し、ドラム毎の感度むらがメモリに記録してあるので、ドラムが交換されても即座にそのドラムに対応した補正値を求め、レーザ強度を変更して精細な画像を得ることが可能となる。
【００２７】
また、本実施例では特に記載しなかったが、耐久が進むにつれて変化していくドラム表面の感度むらデータを画像形成装置本体で測定しメモリの内容を書き換えていく構成をとることも可能である。
【００２８】
（その他の実施の形態）
（実施例２）
本実施例に特徴的な点について、図９、図１０、図１１を用いて説明する。
【００２９】
基本的な構成は、実施例１と同じであるので、異なる点についてのみ明記する。
【００３０】
本実施例では、図９に記載するように、ドラム軸およびドラム筐体に形成する導電層は電源およびＧＮＤのみとし、データ通信にはスペクトラム拡散通信を用いることを特徴としている。
【００３１】
次にデータ伝送手段に用いるＢｌｕｅ−ｔｏｏｔｈに代表されるスペクトラム拡散通信を行う方法について説明する。
【００３２】
ここでまずスペクトラム拡散方式のひとつであるＤＳ（直接拡散）方式について説明する。
【００３３】
図１０はスペクトラム拡散方式のひとつであるＤＳ（直接拡散）方式を表すブロック図である。図１１はＤＳ方式で拡散の際に使われるＰＮ系列の一例である。
【００３４】
図１０に示すように、まず送信すべきデジタル情報は適当な狭帯域変調方式により１次変調がかけられる。続いて２次変調として拡散を行うが、ＤＳ方式ではＰＮ系列発生器によって生成されるＰＮ系列と呼ばれる特殊な波形を乗積し、拡散された信号を発信器により送信する。
【００３５】
ＰＮ系列は図７に示すように±１のレベルの値をランダムにとるような矩形波の集まりになっている。
【００３６】
ＰＮ系列を構成するランダムな矩形波の集まりの変化速度Ｔｃは、それによって変調を受ける１次変調信号のシンボル切替速度Ｔに比べてはるかに速い速度で切り替わるように設定される。このＴとＴｃとの比、すなわちＴ／Ｔｃを拡散率と呼び、通常１０〜１００００程度の値が想定される。
【００３７】
送られてきた広帯域の信号はＢＰＦで不要周波数帯域からの混信を除去し、送信側の拡散回路と同様の逆拡散回路を通って元の１次変調信号に戻される。つまり送信側のＰＮ系列発生器と全く同じＰＮ系列を発生するＰＮ系列発生器により、もとの狭帯域変調信号に戻され、その後通常の検波回路を通してベースバンド波形の再生が行われる。つまり高圧リークなどによって発生する不定期なノイズは除去され、確実に送信したいデータのみが送受信されることとなる。
【００３８】
そこで感光ドラムの製造時に、測定した感度むらデータを特定のＰＮ系列によって拡散された変調信号により送信し、感光ドラム内の復調回路および検波回路により復元された感度むらデータをメモリに記憶する。実際にその感光ドラムが画像形成装置本体に取り付けられた際には、メモリ内の感度むらデータが、内蔵のＰＮ系列により拡散データとして本体制御用コントローラに送信され、本体制御用コントローラの復調回路および検波回路によりもとの感度むらデータが再生される。受け取った感度むらデータに基づいてレーザ発光強度を変更し、画像のむらを補正するような構成をとる。
【００３９】
感光ドラム製造時に行ったデータ書き込み操作を本体制御用コントローラでもできるような構成をとれば、耐久が進むにつれて変化していくドラム表面の感度むらデータを画像形成装置本体で測定しメモリの内容を書き換えることも可能である。
【００４０】
このようにデータの通信をスペクトラム拡散通信を用いて行えば、感光ドラムの回転軸および筐体に持たせる導電層を電源およびＧＮＤ層のみにすることができ、静電気などによる通信データの転送ミスを防止することが可能となる。
【００４１】
（実施例３）
本実施例に特徴的な点について、図１２を用いて説明する。
【００４２】
基本的な構成は、実施例１と同じであるので、異なる点についてのみ明記する。
【００４３】
本実施例では、ドラム内臓のメモリとして非接触メモリを使用し、その非接触メモリを感光ドラムの非画像領域（側面）に配置することを特徴とする。
【００４４】
非接触メモリの読み取り部は本体にドラムを挿入した時の筐体の突き当たり部分に配置し、その読み取り部上に非接触メモリが来た時にデータの送受信を行う。
【００４５】
例えば、電源投入後メモリ読み取り部が非接触メモリと通信を行える位置までドラムを回転させ、通信が行える位置にきたところでドラムの回転を停止し、その場でデータの送受信を行う。
【００４６】
特に記載はしなかったが、感光ドラムにホームポジションを設け、その位置をホームポジションセンサで検知しホームポジションに来た時に、非接触メモリがメモリ読み取り部の位置にくるように配置することも可能である。
【００４７】
他の実施例でも記載したように、データの送受信を行うことが可能であるので、耐久が進むにつれて変化していくドラム表面の感度むらデータを画像形成装置本体で測定しメモリの内容を書き換えることが可能であるのはいうまでもない。
【００４８】
このような構成をとることで、感光ドラムに特別な電源、信号層を作成しなくても現状のドラム構成においても簡単に実現することが可能となる。
【００４９】
本実施例ではα−Ｓｉドラムを例として示したが、本発明がα−Ｓｉドラムの電位むら補正に限定されるものではない。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明では感光体表面の感度ムラ情報を感光ドラムの製造時に測定し、そのデータを感光ドラム内に内蔵されたメモリ内に記録しておき、感光ドラムが本体に装着された時点でデータ通信により、本体コントローラがその情報を読み出すことで、ドラム毎の感度ムラを的確に補正することができ、ドラムの交換が行われてもすぐに補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本特許の１例を示す画像形成装置
【図２】実施例１におけるドラム面補正値の模式図
【図３】実施例１におけるタイミングチャート図
【図４】主走査方向の電位分布
【図５】副走査方向の電位分布
【図６】実施例１における別のドラム面補正値の模式図
【図７】実施例１における感光ドラムの構成図
【図８】実施例１におけるシリアル通信タイミング図
【図９】実施例２における感光ドラムの構成図
【図１０】実施例２におけるスペクトラム拡散通信方式（ＤＳ方式）のブロック図
【図１１】実施例２におけるＤＳ方式で使用されるＰＮ系列の一例
【図１２】実施例３における感光ドラムの構成図
【符号の説明】
１  半導体レーザ
２  画像信号生成部
３  レーザ駆動制御部
４  補正手段
５  コリメートレンズ
６  ポリゴンミラー
７  ｆθレンズ
８  ミラー
９  感光体ドラム
１０  現像器
１１  ＢＤ手段
１２  ＨＰ指示手段
１３  ＨＰ検知手段
１４  主走査方向補正値
１５  副走査方向補正値
１６  感光体全面の補正値
１７  主走査方向補正値記憶手段
１８  副走査方向補正値記憶手段
１９  演算手段
ａ  画像信号
ｂ  補正信号
ｃ  発光電流
ｄ  レーザ光
ｅ  ＢＤ信号
ｆ  ＨＰ信号
ｇ  主走査方向補生信号
ｈ  副走査方向補正信号
Ｉ  クロック
【図１】
2005070068.tif 000003
【図２】
2005070068.tif 000004
【図３】
2005070068.tif 000005
【図４】
2005070068.tif 000006
【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】
2005070068.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005070068.tif 000013
【図１２】
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