(57)【要約】【課題】レーザ光量だけでなく現像高圧値を合わせて変化させることで、これまで修正不可能であったレベルの濃度むらまで補正することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】感光体ドラム１１２と前記感光体ドラムを回転駆動する駆動手段３１６と、前記感光体ドラムに潜像を形成するための露光手段１０８と、前記感光体ドラムを帯電させるための高圧出力を出力するための高圧出力手段４０２を有する画像形成装置３において、前記感光体ドラムの回転位置に応じて、前記露光手段の露光量と前記高圧出力手段の高圧出力を変化させることにより、前記感光体ドラムの感度むらおよび帯電むらを低減させることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2009210697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと
前記感光体ドラムを回転駆動する駆動手段と、
前記感光体ドラムに潜像を形成するための露光手段と、
前記感光体ドラムを帯電させるための高圧出力を出力するための高圧出力手段を有する画像形成装置において、
前記感光体ドラムの回転位置に応じて、前記露光手段の露光量と前記高圧出力手段の高圧出力を変化させることにより、
前記感光体ドラムの感度むらおよび帯電むらを低減させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記感光体ドラム上の潜像から形成されたトナー画像濃度を測定する濃度測定手段を有し、
前記濃度測定手段の測定値が第一のしきい値より小さい場合、もしくは第二のしきい値より大きい場合には前記露光手段の露光量および前記高圧出力手段の高圧出力の両方を変化させ、
前記測定値が前記第一のしきい値より大きく、前記第二のしきい値より小さい場合には前記露光手段の露光量を変化させることによって、
前記感光体ドラムの感度むらおよび帯電むらを低減させ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】
前記濃度測定手段により得られたトナー画像濃度の前記測定値により構成された前記感光体ドラムの副走査方向のプロファイルデータを格納するメモリと、
前記感光体ドラム上のホームポジションマークと、
前記ホームポジションマークを検出するセンサと、
前記感光体ドラムの回転軸上に備えられたエンコーダと、
前記エンコーダの信号をカウントするカウンタと、
前記カウンタを前記センサの検出信号によりリセットするリセット手段を備え、
前記カウンタの出力値に応じて、前記メモリから前記プロファイルデータを呼び出し、該データに応じた高圧出力を前記高圧出力手段が出力することを特徴とする請求項２に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、感光体ドラムの副走査方向の濃度むら低減機能を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、露光手段（レーザなど）に対する感光体ドラムの感度むらおよび高圧電位による帯電を行う際の帯電むらにより副走査（紙送り方向）に濃度むらを生じてしまうという問題がある。特にアモルファスシリコン系のドラムにおいては、蒸着により製造するためこのむらが顕著に現れる。この問題に関し従来はレーザの露光出力（レーザ光量）をむらが低減するように変化させ、むらの低減を行っていた。
【０００３】
なお、例えば特許文献１には、帯電器の帯電むらに起因する濃度むらをなくすことを可能にした画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１７９３６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、レーザ光量を小さくしていくとある領域からリニアリティが得られなくなり制御が効かないという問題があった。またレーザ光量を大きくしていくとレーザ素子の寿命低下につながるという問題もあった。そのためレーザ光量をある範囲内でしか変化させられず、むら低減補正（シェーディング）量を大きくすることが困難であった。その結果新品時からむらの大きな感光体ドラムは使用できず、むら特性の経時変化量が大きな感光体ドラムでは早期交換となりランニングコスト増加につながるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、レーザ光量だけでなく現像高圧値を合わせて変化させることで、これまで修正不可能であったレベルの濃度むらまで補正することが可能な画像形成装置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】
【０００６】
本発明は、上述の目的を達成するため以下、（１）〜（３）の構成を備えるものである。
【０００７】
（１）感光体ドラムと前記感光体ドラムを回転駆動する駆動手段と、前記感光体ドラムに潜像を形成するための露光手段と、前記感光体ドラムを帯電させるための高圧出力を出力するための高圧出力手段を有する画像形成装置において、前記感光体ドラムの回転位置に応じて、前記露光手段の露光量と前記高圧出力手段の高圧出力を変化させることにより、前記感光体ドラムの感度むらおよび帯電むらを低減させることを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
（２）前記感光体ドラム上の潜像から形成されたトナー画像濃度を測定する濃度測定手段を有し、前記濃度測定手段の測定値が第一のしきい値より小さい場合、もしくは第二のしきい値より大きい場合には前記露光手段の露光量および前記高圧出力手段の高圧出力の両方を変化させ、前記測定値が前記第一のしきい値より大きく、前記第二のしきい値より小さい場合には前記露光手段の露光量を変化させることによって、前記感光体ドラムの感度むらおよび帯電むらを低減させることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
【０００９】
（３）前記濃度測定手段により得られたトナー画像濃度の前記測定値により構成された前記感光体ドラムの副走査方向のプロファイルデータを格納するメモリと、前記感光体ドラム上のホームポジションマークと、前記ホームポジションマークを検出するセンサと、前記感光体ドラムの回転軸上に備えられたエンコーダと、前記エンコーダの信号をカウントするカウンタと、前記カウンタを前記センサの検出信号によりリセットするリセット手段を備え、前記カウンタの出力値に応じて、前記メモリから前記プロファイルデータを呼び出し、該データに応じた高圧出力を前記高圧出力手段が出力することを特徴とする前記（２）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、副走査方向の濃度むら補正に関し、レーザ光量の補正だけではレーザの素子寿命またはリニアリティが取れない領域において、現像高圧値も合わせて変化させることで、これまでは修復不可能であったレベルの濃度むらまで補正することができる。その結果これまで使用できなかったドラムや、早期に交換されていたドラムを使用することができるようになり、ランニングコストの削減がなされた画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００１３】
図５の複写機の正面概略断面図において、複写機３の装置本体４の上部にリーダ部１を、また下部にプリンタ部２を備えている。プリンタ部２内に、シート斜行／横レジずれ矯正搬送装置５が組み込まれている。リーダ部１の構成を説明する。
【００１４】
リーダ部１は、原稿が積載される原稿台ガラス１０１、積載された原稿を上方から押圧する原稿圧板１０２、原稿の画像面を照射する光源１０３、光源１０３を積載し原稿を走査するミラー台１３３を備える。更に、画像面からの反射光を導く複数のミラー１０４およびレンズ１０５、原稿からの反射光をＣＣＤにより光電変換を行い、得られた電気信号に対して種々の画像処理を行う光電変換／画像処理部１０６等も具備している。光電変換／画像処理部１０６は、光電変換された電気信号に対してＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、マスキング補正、変倍、ＬＯＧ変換等を行う画像処理機能を有している。リーダ部１の動作を説明する。
【００１５】
ユーザーは、原稿台ガラス１０１上に原稿を、その画像面が下方を向くようにして原稿台ガラス１０１に積載し、その上から原稿圧板１０２で原稿台ガラス１０１に押さえ付ける。ミラー台１３３は、光源１０３で光を照らしながら移動して、原稿の画像面を走査する。画像面からの反射光像は、複数のミラー１０４およびレンズ１０５を介して、光電変換／画像処理部１０６のＣＣＤ上に結像され、ここで電気信号に光電変換される。電気信号となった画像信号は種々の画像処理が施された後、次のプリンタ部２に送り出される。プリンタ部２の構成を説明する。
【００１６】
プリンタ部２は、リーダ部１からの画像信号を、レーザを駆動するための信号に変換するレーザ駆動部３０４、レーザ素子１０８、感光体ドラム１１２の表面をレーザ光によって走査するポリゴンスキャナ１０９を備える。更に、感光体ドラム１１２を含む画像形成部（画像形成手段）６、および転写材の搬送方向の最下流側に配設された定着器１２０等も具備している。
【００１７】
画像形成部６は、矢印方向に回転自在に支持された感光体ドラム１１２、その回転方向に沿ってほぼ順に配設された、感光体ドラム１１２の表面を一様に帯電する一次帯電器１１３、感光体ドラム１１２上の静電潜像を現像する現像器１１０が設置されている。更に、感光体ドラム１１２上のトナー像を転写材に転写する転写帯電器１１９、転写残トナーを除去するクリーナ１１６、クリーナーブレード１１７、除電を行う補助帯電器１１５、そして残留電荷を除去する前露光ランプ１１４等で構成される。
【００１８】
さらに、現像器１１０には、現像ローラ１１１が配設されている。現像ローラ１１１は、感光体ドラム１１２と反対方向に回転することにより、感光体ドラム１１２上にトナー像を現像するようになっている。定着前ベルト１１８は、トナー像が転写された転写材を定着器１２０に搬送するようになっている。定着器１２０は、定着ローラ１２１、１２２の回転によって、転写材を搬送しながら加熱加圧して、トナー像を転写材に定着するようになっている。搬送ローラ１２３は、定着後の転写材を装置本体４の外部にある排紙トレイ１２６に排出するようになっている。
【００１９】
給紙搬送部１２４は、転写材の搬送路を有し、下段給紙カセット１２７、上段給紙カセット１２８、下段給紙ローラ１２９、上段給紙ローラ１３０、搬送ローラ１３１、１３２等で構成されている。プリンタ部２の動作を説明する。
【００２０】
給紙搬送部１２４は、カセット１２７、１２８から転写材Ｐを後述するシート斜行／横レジずれ矯正搬送装置５に供給する。シート斜行／横レジずれ矯正搬送装置５の上流シート搬送ローラ対１４１ａ、１４１ｂ、斜行補正ローラ対１４２ａ，１４２ｂおよび横レジずれ補正ローラ対は、転写材Ｐを画像形成部６へ搬送する。
【００２１】
画像形成部６の感光体ドラム１１２と転写帯電器１１９は、感光体ドラム上に形成されたトナー像を真っ直ぐに矯正された転写材に転写する。定着前ベルト１１８は、トナー像が転写された転写材を定着器１２０に送り込む。定着器１２０は、トナー像を転写材に定着する。最後に、搬送ローラ１２３は、トナー像が定着された転写材を排紙トレイ１２６に排出する。複写機３の制御関係を説明する。
【００２２】
図２の制御ブロック図において、本複写機３は、すべて、ＣＰＵ３０６によって統括的にコントロールされるようになっている。
【００２３】
ＣＰＵ３０６は、主に、複写機３内の各負荷の駆動制御、センサ類の情報収集解析、および前述した画像処理部１０７、レーザ駆動部３０４に加えて、操作部３０５、すなわちユーザーインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。
【００２４】
さらに、ＣＰＵ３０６には、上述した画像形成シーケンスに係わる様々なシーケンスを実行するためのプログラムが格納された図示しないＲＯＭや、一時的または恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納するためのＲＡＭが接続されている。上記ＲＡＭには、例えば高圧制御部への高圧設定値、各種データ、操作部３０５からの画像形成指令情報が保存されるようになっている。
【００２５】
操作部３０５は、ユーザーにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得ることに加えて、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザーに示すためのデータを送り出すようになっている。
【００２６】
また、ＣＰＵ３０６は、複写機内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析を行うようになっている。装置内部の各所には、モータ３１６、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷３１７、およびフォトインタラプタやマイクロスイッチなどの各種センサ３１５が配置されている。つまり、モータ３１６の駆動や各ＤＣ負荷３１７を適宜駆動させることで、転写材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を監視しているものが各種センサ３１５である。
【００２７】
そこで、ＣＰＵ３０６は各種センサ３１５の信号をもとに、モータ制御部によりモータドライバ３０７を介し各モータ３１６を制御すると同時に、ＤＣ負荷制御部３１１により、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷３１７を動作させ画像形成を円滑に進めている。
【００２８】
また、ＣＰＵ３０６は図示しない高圧制御部に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニットを構成する各種帯電器である一次帯電器１１３、補助帯電器１１５、転写帯電器１１９、現像ローラ１１１に適切な高圧を印加させている。
【００２９】
さらに、ＣＰＵ３０６は、定着器１２０内部のサーミスタの出力信号を入力して定着ヒータの駆動制御を行い、定着器１２０がトナー像の定着に必要な最適な温度になるように、定着器１２０の温度管理も行っている。
【００３０】
次に本実施例の画像形成装置に特徴的な副走査方向のシェーディングに関し説明する。
【００３１】
図１において４００はドラム上のテスト濃度パターンのトナー画像濃度を測定する濃度測定手段である濃度センサ、４０１はその測定値を格納するメモリ、３０６は前記ＣＰＵであり、メモリ内の濃度に応じて高圧出力装置４０２及びレーザ４０６を調節する。４０７はドラムのホームポジションを示すホームポジションマーク、４０５は該ポジションを検出するホームポジションセンサ、４０４はドラムの回転量を検出するための回転軸上に備えられたエンコーダ、４０３はエンコーダ信号をカウントするカウンタである。
【００３２】
図３で調整モードについて説明する。調整モードとはドラム上に濃度検出用のパターンを印字し、図示しない光学式の濃度センサによりドラムの副走査方向における各位置での濃度プロファイルデータを測定し、各回転位置でのレーザ光量（露光量）および現像高圧値を設定するものである。本実施例においてエンコーダのコードホイールには１周で８００パルスを出力するものを使用している。ドラム上の副走査むら補正は、ドラム１周を８０分割した領域ごとに補正するため、エンコーダパルス１０発ごとにプロファイルを取得するものである。
【００３３】
Ｆ２１で調整モードをスタートする。Ｆ２２でドラムを回転駆動すると同時にドラムホームポジションの検出を開始する。Ｆ２３でドラムのホームポジションを検出するとＦ２４で濃度パターンの印字を開始する。同時にＦ２５でエンコーダの出力値Ｅｃをリセットし、Ｆ２６でエンコーダのカウントを開始する。またＦ２７で自然数ｍに０を入力する。Ｆ２８でエンコーダカウント値Ｅｃとｍ＊１０を比較し同値であればＦ２９に進む。最初はｍ＝０で一致するので領域０の設定値を導くためＦ２９に進む。領域とはドラムの副走査方向に８０分割した領域のことで０〜７９領域まである。Ｆ２９では領域０のパターンの濃度を測定する。Ｆ３０で測定濃度の比較を行う。本複写機では最大ベタ濃度が１．６である。また印字パターン濃度は０．８としている。Ｆ３０で濃度が１．２（第二の閾値）より高い、つまり濃度が非常に濃いと判断すると、Ｆ３１で（１．２−０．８）＊Ａだけレーザ光量を下げるように領域０のレーザ光量値を設定する。このときのレーザ光量よりも下げていくと、レーザのリニアリティが失われる領域になる。ここでＡは装置固有の定数である。次にレーザ光量だけでは補えない分をＦ３２で補正する。すなわち、レーザ光量と現像高圧値の両方を変化させて補正を行う。Ｆ３２では濃度１．２を超えた値に定数Ｂを乗じた量だけ現像高圧値を下げるように領域０の高圧値を設定する。Ｆ３３で濃度が０．４（第一の閾値）より低いと判断した場合にはＦ３４で（０．８−０．４）＊Ａだけレーザ光量を増やすように設定する。このときのレーザ光量よりも増やしていくとレーザの寿命が本体寿命より短くなってしまう。その後Ｆ３５で（０．４−測定濃度）＊Ｂだけ現像高圧値を増やすよう設定値を決める。測定濃度が０．４以上、１．２以下の場合にはＦ３６でレーザの光量のみ設定値を変更する。次にＦ３７でｍが７９になったかどうかを検出する。７９未満の場合はＦ３８でｍにｍ＋１を代入しＦ２８からＦ３７の制御を繰り返す。７９になった場合にはＦ３９で調整モードを終了する。上述した調整モードによりドラム上の０〜７９までのレーザおよび高圧設定値が決定される。
【００３４】
次にこの値を用いて通常プリントを行う際の制御について図４を用いて説明する。Ｆ１でプリント動作を開始する。Ｆ２でドラムを回転駆動しはじめると同時にドラムホームポジションの検出を行う。Ｆ３でドラムホームポジション検出をするとその検出信号によりＦ４でエンコーダカウント値Ｅｃをリセットし、Ｆ５でエンコーダのカウントを開始する。Ｆ６で自然数ｎに０を代入する。ｎは前述したｍと同じ領域を表す数字である。Ｆ７エンコーダカウント値Ｅｃとｎ＊１０を比較し同値の場合には、Ｆ８で領域ｎに対するレーザ光量および現像高圧値により露光および高圧出力を行う。Ｆ９でｎ＝７９でない場合はＦ１０でｎにｎ＋１を代入しＦ７からＦ９の制御を繰り返す。Ｆ９でｎ＝７９となった場合にはＦ１１で印字終了かどうか判断し印字が終了していない場合はＦ３からＦ１１の制御を繰り返す。印字終了の場合にはＦ１２で印字を終了する。
【００３５】
上記制御を行うことで、副走査方向の濃度むら補正を広範囲にわたり行うことが可能な画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例の画像形成装置に係る構成図
【図２】実施例の画像形成装置に係る制御ブロック図
【図３】実施例の画像形成装置の調整モード時における印刷濃度制御のフローチャート
【図４】実施例の画像形成装置の通常プリントモード時における印刷濃度制御のフローチャート
【図５】実施例の画像形成装置の概略断面図
【符号の説明】
【００３７】
１      リーダ部
２      プリンタ部
３      複写機
４      装置本体
６      画像形成部
１０３  光源
１０６  光電変換／画像処理部
１０７  画像処理部
１０８  レーザ素子（露光手段に対応）
１１０  現像器
１１２  感光体ドラム
１１３  一次帯電器
１１６  クリーナ
１２０  定着器
３０４  レーザ駆動部
３０５  操作部
３０６  ＣＰＵ
３０７  モータドライバ
３１１  ＤＣ負荷制御部
３１５  各種センサ
３１６  モータ（駆動手段に対応）
３１７  クラッチ／ソレノイド
３２０  厚紙検知部
４００  濃度センサ
４０１  メモリ
４０２  高圧出力装置（高圧出力手段に対応）
４０３  カウンタ
４０４  エンコーダ
４０５  ＨＰセンサ
４０６  レーザ
４０７  ホームポジション
【図１】
2009210697.tif 000003
【図２】
2009210697.tif 000004
【図３】
2009210697.tif 000005
【図４】
2009210697.tif 000006
【図５】
2009210697.tif 000007