(57)【要約】【課題】  多使用により劣化した発光素子を個別具体的に特定し、劣化による光量のばらつきの影響を軽減することのできる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】  点灯量取得部２２により取得された一部又は全部の各発光素子の累計点灯量の分布に基づき、劣化素子推定部２４が推定した一部又は全部の劣化素子について、点灯量制御部３４が当該劣化素子の点灯量を基準点灯量よりも増やすように制御する。これにより、使用によりＬＥＤヘッド４２の各ＬＥＤに不均一な光量劣化が生じた場合でも、特定の劣化素子について個別に点灯量を増加させることができるため、ＬＥＤヘッド４２の光量を均一化することが可能となる。【選択図】        図１
2007083558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を配列した発光手段を備え、印字すべき画像信号に応じて基準点灯量だけ前記発光手段の前記各発光素子を点灯して感光体上に画像を書き込む画像形成装置において、
一部又は全部の前記各発光素子の累計点灯量の分布を取得する点灯量取得手段と、
前記累計点灯量の分布に基づき一部又は全部の前記発光素子を劣化素子として推定する劣化素子推定手段と、
前記劣化素子の点灯量を前記基準点灯量よりも増やす点灯量制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記基準点灯量は基準電流であり、
前記点灯量制御手段は、前記劣化素子の電流を前記基準電流よりも増やす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】
前記基準点灯量は基準点灯時間であり、
前記点灯量制御手段は、前記劣化素子の点灯時間を前記基準点灯時間よりも長く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】
前記点灯量取得手段は、前記各発光素子の累計点灯量の分布として点灯回数の分布を取得することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記点灯量取得手段は、前記各発光素子の累計点灯量の分布として累計点灯時間の分布を取得することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記劣化素子推定手段において前記累計点灯量の分布に基づき多点灯使用であると判定した回数を前記発光素子毎に記憶する回数記憶手段を更に備え、
前記劣化素子推定手段は、前記回数記憶手段に記憶された回数が所定の閾値以上である前記発光素子を前記劣化素子として推定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記点灯量制御手段は、前記画像形成装置の使用量が所定の閾値以上である場合に、前記劣化素子の点灯量を前記基準点灯量よりも増やすことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の発光素子を配列した発光手段を使用し、印字すべき画像信号に応じて基準点灯量だけ前記発光手段の前記各発光素子を点灯して感光体上に画像を書き込む画像形成方法において、
一部又は全部の前記各発光素子の累計点灯量の分布を取得する点灯量取得ステップと、
前記累計点灯量の分布に基づき一部又は全部の前記発光素子を劣化素子として推定する劣化素子推定ステップと、
前記劣化素子の点灯量を前記基準点灯量よりも増やす点灯制御ステップと、
を備えることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、複数の発光素子を配列した発光手段を使用する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して感光ドラムに潜像を形成し、この潜像をトナーで現像して用紙に転写する画像形成装置が使用されている。このような画像形成装置においては、ＬＥＤが主走査方向（感光ドラムの回転軸方向）に配列されるようにＬＥＤヘッドを配置している。
【０００３】
上記画像形成装置で図面画像を印字する場合、用紙の周囲には図面枠が描かれているが、この図面枠のうち副走査方向に伸びる縦枠を印字するＬＥＤは、他のＬＥＤよりも点灯頻度が高くなり、劣化が速く進んで、発光光量が減少する。
【０００４】
特に、広幅画像を形成するための広幅機においては、画像出力の多くが図面画像であり、且つ用紙も同一サイズであることが多いので、縦枠を印字するＬＥＤの劣化が著しい。このようなＬＥＤの劣化は、写真画像等を形成する場合に筋斑となり問題となる。
【０００５】
そこで、下記特許文献１には、複数種類記憶された補正データの中から、ＬＥＤヘッド全体への通電時間の経過に応じた補正データを選択し、当該補正データに基づいてＬＥＤヘッドの光量のばらつきを補正する技術が開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、各ＬＥＤの点灯回数をカウントし、最多点灯回数と最少点灯回数との差が設定値以上になったときに、書き込み時以外の時に最少点灯回数のＬＥＤを点灯させ、ＬＥＤの発光量を均一にする技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−１０８５８７号公報
【特許文献２】特開平３−１２００５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１の技術においては、ＬＥＤヘッド全体への通電時間だけを見て補正パターンを選択するため、ＬＥＤの劣化パターンが当該補正パターンからずれると、ＬＥＤヘッドの光量のばらつきを正しく補正できないという問題があった。
【０００８】
一方、上記特許文献２の技術においては、各ＬＥＤの使用頻度をそろえることを目的としているため、ひとたびＬＥＤの劣化パターンに差が生じてしまうと光量のばらつきを補正することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、多使用により劣化した発光素子を個別具体的に特定し、劣化による光量のばらつきの影響を軽減することのできる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、複数の発光素子を配列した発光手段を備え、印字すべき画像信号に応じて基準点灯量だけ前記発光手段の前記各発光素子を点灯して感光体上に画像を書き込む画像形成装置において、一部又は全部の前記各発光素子の累計点灯量の分布を取得する点灯量取得手段と、前記累計点灯量の分布に基づき一部又は全部の前記発光素子を劣化素子として推定する劣化素子推定手段と、前記劣化素子の点灯量を前記基準点灯量よりも増やす点灯量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、多使用により劣化した発光素子を個別具体的に特定するため、劣化による光量のばらつきの影響を軽減することができる。
【００１２】
なお、前記基準点灯量は基準電流であるとし、前記点灯量制御手段は、前記劣化素子の電流を前記基準電流よりも増やしてもよい。
【００１３】
また、前記基準点灯量は基準点灯時間であるとし、前記点灯量制御手段は、前記劣化素子の点灯時間を前記基準点灯時間よりも長くしてもよい。
【００１４】
また、前記点灯量取得手段は、前記各発光素子の累計点灯量の分布として点灯回数の分布を取得してもよい。
【００１５】
また、前記点灯量取得手段は、前記各発光素子の累計点灯量の分布として累計点灯時間の分布を取得してもよい。
【００１６】
また、前記劣化素子推定手段において前記累計点灯量の分布に基づき多点灯使用であると判定した回数を前記発光素子毎に記憶する回数記憶手段を更に備え、前記劣化素子推定手段は、前記回数記憶手段に記憶された回数が所定の閾値以上である前記発光素子を前記劣化素子として推定してもよい。
【００１７】
また、前記点灯量制御手段は、前記画像形成装置の使用量が所定の閾値以上である場合に前記劣化素子の点灯量を前記基準点灯量よりも増やしてもよい。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成方法は、複数の発光素子を配列した発光手段を使用し、印字すべき画像信号に応じて基準点灯量だけ前記発光手段の前記各発光素子を点灯して感光体上に画像を書き込む画像形成方法において、一部又は全部の前記各発光素子の累計点灯量の分布を取得する点灯量取得ステップと、前記累計点灯量の分布に基づき一部又は全部の前記発光素子を劣化素子として推定する劣化素子推定ステップと、前記劣化素子の点灯量を前記基準点灯量よりも増やす点灯制御ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための一形態（以下、実施形態という）を、図に従って説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態の構成図である。なお、本実施形態においては、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した例を説明するが、本発明はこれに限定されない。各構成要素の詳細は後述する。
【００２１】
図２（ａ）は、ＬＥＤヘッド４２、及び画像形成装置１０により形成される図面画像の例を示す図である。ＬＥＤヘッド４２には主走査方向に複数のＬＥＤが配置されている。図２（ａ）において、図面画像には、図面枠５０が描かれている。
【００２２】
図２（ｂ）は、点灯量取得部２２が図２（ａ）に示された図面枠５０を有する画像データから取得した、ＬＥＤヘッド４２に含まれる各ＬＥＤの点灯回数の分布を示す図である。図面枠５０のうち副走査方向に伸びる縦枠を印字するＬＥＤ４２ｂは、他のＬＥＤ４２ａに比べ点灯回数が極端に多い。このため、ＬＥＤ４２ｂは他のＬＥＤ４２ａと比べて劣化が速く進み、発光光量が減少する。
【００２３】
劣化素子推定部２４は、点灯量取得部２２で取得された各ＬＥＤの点灯回数の分布に基づき、他のＬＥＤに比べて点灯回数の極端に多いＬＥＤ４２ｂ（以下、多点灯使用ＬＥＤと呼ぶ）を特定する。そして、多点灯使用ＬＥＤ４２ｂの一部又は全部を劣化により光量の減少したＬＥＤ（以下、劣化ＬＥＤと呼ぶ）であると推定する。
【００２４】
劣化素子推定部２４により劣化ＬＥＤが推定されると、当該劣化ＬＥＤを特定する情報が画像形成装置制御部２８のＣＰＵ３０を経由して点灯制御部３２に送られる。点灯量制御部３４は、光量補正データＲＯＭ３８に記憶された工場出荷時の光量補正データをＲＡＭ３６に書き込んだ後、前記劣化ＬＥＤについて、ＲＡＭ３６の前記光量補正データを適宜変更して、劣化した光量を補う制御をする。
【００２５】
画像形成部４０のＬＥＤヘッド４２は、画像データとＲＡＭ３６に書き込まれた変更後の光量補正データに基づき、ＬＥＤヘッド４２内の各ＬＥＤを点灯させる。劣化ＬＥＤについては、他の非劣化ＬＥＤと比べて多くの電流が供給されるため、ＬＥＤヘッド４２全体として劣化によるばらつきのない均一な光量が照射されることになる。
【００２６】
上記の通り、本実施形態によれば、各ＬＥＤの点灯頻度の違いによりＬＥＤヘッド４２の光量にばらつきが生じた場合でも、光量の減少した劣化ＬＥＤの位置を個別具体的に推定し、劣化ＬＥＤの点灯量を他の非劣化ＬＥＤのそれよりも増やすことにより、ＬＥＤヘッド４２の光量のばらつきを補正することができる。
【００２７】
以下、図１における各構成要素の機能を具体的に説明する。
【００２８】
画像形成装置１０は、コントローラ部２０、画像形成装置制御部２８、点灯制御部３２、画像形成部４０を含んで構成される。
【００２９】
コントローラ部２０は、点灯量取得部２２、劣化素子推定部２４、回数記憶部２６を含み、画像形成装置制御部２８からの指示により、パソコン、ワークステーション、スキャナー等から画像データを取得する。
【００３０】
点灯量取得部２２は、ＬＥＤヘッド４２の一部又は全部の各発光素子の累計点灯量の分布を取得する。具体的には、前記画像データに基づき、ＬＥＤヘッド４２に配列された全ＬＥＤについて、各ＬＥＤの点灯回数の分布を取得する。例えば、図２（ａ）に示される図面枠５０を有する図面画像を印字する場合、画像データの副走査方向の画素数をカウントし、それぞれを対応する各ＬＥＤの点灯回数として、図２（ｂ）に示されるような各ＬＥＤの点灯回数のヒストグラムを取得する。各ＬＥＤの累計点灯量の分布として、点灯回数の代わりに累計点灯時間の分布を取得してもよい。
【００３１】
劣化素子推定部２４は、前記各発光素子の累計点灯量の分布に基づき、一部又は全部のＬＥＤを劣化素子として推定する。具体的には、まず、図２（ｂ）に示される各ＬＥＤの点灯回数の分布に基づき、他のＬＥＤに比べて点灯回数の極端に多いＬＥＤ４２ｂを多点灯使用ＬＥＤであると判定する。劣化素子推定部２４は、この多点灯使用ＬＥＤをそのまま多点灯により光量の劣化した劣化ＬＥＤとして推定してもよいし、多点灯使用ＬＥＤと判定された累計回数を多点灯使用回数として記憶し、その回数の多いＬＥＤを劣化ＬＥＤとして推定してもよい。なお、多点灯使用であるか否かの判定は、図２（ｂ）に示される各ＬＥＤの点灯回数の分布において、点灯回数が所定の閾値以上であるか否か、あるいは、点灯回数の平均値からの偏差が所定の閾値以上であるか否か等を条件に行う方法が考えられる。
【００３２】
上記において、多点灯使用回数を用いて劣化ＬＥＤの推定を行う場合には、回数記憶部２６を更に用いる。回数記憶部２６は、劣化素子推定部２４において多点灯使用であると判定された回数をＬＥＤ毎に記憶する。図３に回数記憶部２６における各ＬＥＤの多点灯使用回数の例を示す。すなわち、回数記憶部２６には、各ＬＥＤを特定するための発光素子番号に関連付けて、多点灯使用と判定された回数が記憶されている。劣化素子推定部２４は、前記点灯回数の分布から多点灯使用ＬＥＤを特定する度に、対応する発光素子番号の多点灯使用回数を１加算する。劣化素子推定手段２４は、多点灯使用回数がある所定の閾値以上であるＬＥＤを劣化ＬＥＤとして推定する。このように、回数記憶部２６を用いれば、各ＬＥＤの過去の使用実績も考慮したより正確な劣化ＬＥＤの推定が可能となる。
【００３３】
なお、図面画像の場合、図面枠の位置はある程度の範囲に決まっている。このように、多点灯使用ＬＥＤの位置が予め想定できる場合には、点灯量取得部２２が、ＬＥＤヘッド４２のある特定範囲のＬＥＤに限定して累計点灯量の分布をするように構成してもよい。限定すれば、上記回数記憶部２６の記憶容量を節約することが可能となる。
【００３４】
画像形成装置制御部２８は、画像形成装置１０の中央処理部であり、ＣＰＵ３０を含み、コントローラ部２０や点灯制御部３２の処理手順及びデータの流れを制御する。劣化素子推定部２４にて劣化ＬＥＤであると推定されたＬＥＤについては、その発光素子番号がＣＰＵ３０を介して点灯制御部３２に転送される。
【００３５】
点灯制御部３２は、点灯量制御部３４、ＲＡＭ３６、光量補正データＲＯＭ３８を含み、コントローラ部２０及び画像形成装置制御部２８からの指示により、画像形成部４０のＬＥＤヘッド４２に配列された各ＬＥＤの点灯、消灯を制御する。
【００３６】
ＲＡＭ３６は、点灯制御部３２がＬＥＤヘッド４２の点灯制御する際に使用する各ＬＥＤの点灯量に関する制御パラメータを記憶する。なお、この制御パラメータは、光量補正データＲＯＭ３８に記憶されている工場出荷時に設定された光量補正データを初期値として、これを適宜変更した値である。制御パラメータの詳細は後述する。
【００３７】
図４は、光量補正データＲＯＭ３８における各ＬＥＤの基準点灯量の一例を示す図である。基準点灯量とは、工場出荷時点から存在するＬＥＤの特性の差に起因する各ＬＥＤ間の光量差を補正するためのパラメータであって、例えば、基準電流値、基準点灯時間等が想定される。図４に例示される通り、光量補正データＲＯＭ３８には、各ＬＥＤの発光素子番号に関連付けて、基準電流値が記憶されている。ＬＥＤヘッド４２の各ＬＥＤに劣化が生じ始めるまでの間であれば、各ＬＥＤに当該基準電流値にて電流を与えることにより、ＬＥＤヘッド４２の光量を均一に保つことができる。
【００３８】
点灯量制御部３４は、劣化素子推定部２４にて推定された劣化ＬＥＤの点灯量を前記基準点灯量よりも増やす制御を行う。すなわち、点灯量制御部３４は、光量補正データＲＯＭ３８から、点灯量を制御するパラメータの初期値として基準電流値を読み出し、ＲＡＭ３６に記憶させる。次に、点灯量制御部３４は、当該劣化ＬＥＤの電流値を、基準電流値に所定値を加えた値に更新する。図５に、各ＬＥＤの補正後の電流値の例を示す。ＲＡＭ３６には、各ＬＥＤの発光素子番号に関連付けて、補正後の電流値が記憶されている。図５の例では、劣化ＬＥＤと推定された発光素子番号２，４のＬＥＤの電流値が、基準電流値ｉ2，ｉ4からそれぞれｉ2＋Δｉ2，ｉ4＋Δｉ4に更新されていることを示している。なお、他のＬＥＤについては、光量補正データの基準電流値をそのまま使用する。このようにして決定された電流値により各ＬＥＤの点灯制御を行うと、劣化ＬＥＤについて点灯量を基準点灯量よりも増やすことができる。
【００３９】
上記例では、点灯量制御部３４が直接ＲＡＭ３６内の電流値を更新する構成をとったが、ＣＰＵ３０が直接ＲＡＭ３６にアクセスして当該電流値を書き換えるように構成してもよいし、ＣＰＵ３０と点灯量制御部３４の間にレジスタを設け、そのレジスタを介して点灯量制御部３４がＲＡＭ３６の光量補正データを書き換えるように構成してもよい。
【００４０】
また、点灯量制御部３４は、劣化ＬＥＤの電流値を増やす制御に代えて、劣化ＬＥＤの点灯時間を長くする制御を行ってもよい。図６に、各ＬＥＤの補正後の点灯時間の例を示す。ＲＡＭ３６には、各ＬＥＤの発光素子番号に関連付けて、補正後の点灯時間が記憶されている。すなわち、図５の例では、劣化ＬＥＤと推定された発光素子番号２，４のＬＥＤの点灯時間が、基準点等時間ｔ0からそれぞれｔ0＋Δｔ2，ｔ0＋Δｔ4に更新されていることを示している。
【００４１】
画像形成部４０は、ＬＥＤヘッド４２及び感光体４４を含み、画像データを所定の用紙に画像として形成する。ＬＥＤヘッド４２は、点灯制御部３２からの指示に従い、点灯量制御部３４にて補正されたＲＡＭ３６内の点灯量制御パラメータに基づいて、各ＬＥＤを点灯させる。これにより、ＬＥＤヘッド４２は光量ばらつきのない均一な光を照射することができる。この光は、集光レンズで集光され、感光体４４の表面に集光スポットが形成される。
【００４２】
なお、図面を印字する場合には光量補正をせず、写真を印字する場合には光量補正をするように構成にしてもよい。
【００４３】
以下、図７のフローチャートに従って、簡単に画像形成装置１０の画像形成手順を説明する。まず、コントローラ部２０は、パソコン、ワークステーション、スキャナー等から取得した画像データを格納する（Ｓ１００）。
【００４４】
点灯量取得部２２はＳ１００にて取得した画像データに基づき、ＬＥＤヘッド４２に配列された各ＬＥＤ毎の点灯量の分布を取得する（Ｓ１０４）。
【００４５】
次に、劣化素子推定部２４は、点灯量取得部２２にて得られた前記累計点灯量の分布に基づいて、他のＬＥＤに比べて累計点灯量が極端に多い多点灯使用ＬＥＤを特定する（Ｓ１０６）。次に、劣化素子推定部２４は、Ｓ１０６にて特定された多点灯使用ＬＥＤをそのまま劣化ＬＥＤであると推定してもよいし、多点灯使用ＬＥＤと判定された累計回数を回数記憶部２６に記憶し（Ｓ１０８）、多点灯使用回数が所定の閾値以上の素子があるか否かの判断を行い、ない場合には印字動作にスキップし、ある場合には当該素子を劣化ＬＥＤであると推定してもよい（Ｓ１１０）。
【００４６】
劣化素子推定部２４にて劣化ＬＥＤが推定されると、当該劣化ＬＥＤの発光素子番号がＣＰＵ３０を介して点灯制御部３２に転送される。点灯量制御部３４は、光量補正データＲＯＭ３８から各ＬＥＤの基準点灯量を点灯量制御パラメータの初期値として読み出し、ＲＡＭ３６に記憶させる。次に、点灯量制御部３４は、ＲＡＭ３６に記憶された劣化ＬＥＤの点灯量制御パラメータを、前記基準点灯量に所定値を加えた値に更新する（Ｓ１１２）。
【００４７】
ＬＥＤヘッド４２は、点灯制御部３２からの指示に従い、Ｓ１１２において決定された補正後の制御パラメータにて各ＬＥＤを点灯する。最後に、感光体４４上に形成された潜像をトナーで現像し、用紙に転写して印字処理が完了する（Ｓ１１４）。このようにして補正した点灯量制御パラメータにより各ＬＥＤの点灯制御を行えば、多使用により劣化したＬＥＤについて個別に光量を増やす制御を行うことができ、ＬＥＤヘッド４２の光量を均一化することができる。
【００４８】
以上に述べた画像形成装置１０によれば、各ＬＥＤの点灯頻度のばらつきによりＬＥＤヘッド４２の光量にばらつきが生じた場合でも、光量の減少した劣化ＬＥＤの位置を個別具体的に推定し、劣化ＬＥＤの点灯量を他の非劣化ＬＥＤのそれよりも増やすことにより、ＬＥＤヘッド４２の光量のばらつきを補正することができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５０】
例えば、以上に述べた実施形態では、画像形成装置１０のコントローラ部２０にて劣化ＬＥＤの推定を行う構成を示したが、パソコンのプリンタドライバ等でも同様の推定処理は可能であり、当該推定した結果情報を画像形成装置１０に送る又は画像データそのものの階調や濃度等を書き換えて画像形成装置１０に送る構成をとることもできる。すなわち、画像形成装置１０のコントローラ部２０に相当する構成を、パソコン、ワークステーション、スキャナー等に持たせる構成をとることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態の構成図である。
【図２】（ａ）は、ＬＥＤヘッド、及び画像形成装置により形成される図面画像の例を示す図であり、（ｂ）は、点灯量取得部が（ａ）に示された図面枠を有する画像データから取得した、各ＬＥＤの点灯回数の分布を示す図である。
【図３】回数記憶部における各ＬＥＤの多点灯使用回数の例を示す図である。
【図４】光量補正データＲＯＭにおける各ＬＥＤの基準点灯量の一例を示す図である。
【図５】各ＬＥＤの補正後の電流値の例を示す図である。
【図６】各ＬＥＤの補正後の点灯時間の例を示す図である。
【図７】画像形成手順の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０  画像形成装置、２０  コントローラ部、２２  点灯量取得部、２４  劣化素子推定部、２６  回数記憶部、２８  画像形成装置制御部、３０  ＣＰＵ、３２  点灯制御部、３４  点灯量制御部、３６  ＲＡＭ、３８  光量補正データＲＯＭ、４０  画像形成部、４２  ＬＥＤヘッド、４４  感光体、５０  図面枠。
【図１】
2007083558.tif 000003
【図２】
2007083558.tif 000004
【図３】
2007083558.tif 000005
【図４】
2007083558.tif 000006
【図５】
2007083558.tif 000007
【図６】
2007083558.tif 000008
【図７】
2007083558.tif 000009