(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々所定発光量で発光しかつ主走査方向に一列に配置された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子の発光により主走査方向に主走査しかつ、前記主走査方向と交差する副走査方向に副走査して前記主走査方向の発光を前記副走査方向に複数行う走査手段と、
前記複数の発光素子の各々について、各発光素子から発光される光の光量が一致するように決定された目標補正データを予め記憶した記憶手段と、
前記副走査するときに、前記副走査の所定回数の回数毎に定める補正データに切り替えて前記各発光素子の光量を補正する光量補正手段と、
前記複数の発光素子の各々について、前記所定回数の回数毎に定める前記補正データの平均が、前記記憶手段に予め記憶される前記目標補正データと一致するように、目標補正データに対して加算処理、丸め処理を行い、前記補正データを各々演算する加算丸め回路と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子の各々について、前記加算丸め回路は、前記目標補正データに所定の乱数を加え、かつ前記所定の下位ビットを切り捨てることにより前記所定回数の回数毎の補正データを各々演算することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
各々所定発光量で発光しかつ主走査方向に一列に配置された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子の発光により主走査方向に主走査しかつ、前記主走査方向と交差する副走査方向に副走査して前記主走査方向の発光を前記副走査方向に複数行う走査手段と、
前記複数の発光素子の各々について、前記副走査の所定回数の回数毎に定める補正データの平均が、各発光素子から発光される光の光量が一致するように決定された目標補正データと一致するように、前記目標補正データに対して加算処理、丸め処理を行った前記補正データを予め記憶した記憶手段と、
前記副走査するときに、前記記憶手段に記憶される前記副走査の所定回数の回数毎に定める前記補正データに切り替えて前記各発光素子の光量を補正する光量補正手段と、
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に係り、特に、ＬＥＤアレイを形成すべき画像に応じて点灯することにより感光体上を露光して画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体を画像に応じて露光することにより静電潜像を形成し、該静電潜像をトナー現像することにより感光体上に形成されたトナー像を記録用紙に転写することで画像を形成している。
【０００３】
感光体に静電潜像を形成するための光源としては、従来からレーザービームが用いられてきたが、近年では、図７に示すように、ＬＥＤ素子１００を各画素に対応して一列に配置したＬＥＤチップ１０２及びＬＥＤドライバ１０４を複数個備えたＬＥＤヘッド１０６が用いられてきている。ＬＥＤドライバ１０４は、各ＬＥＤ素子１００に電流を供給し、画像に応じて点灯させる。
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤヘッド１０６では、製造上の問題から各ＬＥＤの光量のばらつきが±１５％程度発生してしまう場合がある。
【０００５】
この問題を解決するため、ＬＥＤドライバに電流値を制御する機能を持たせ、補正データを使用して各ＬＥＤに流れる電流の電流値を制御することにより各ＬＥＤ素子間の光量のばらつきを補正する技術が提案されている（特開平８−３９８６２号公報参照）。
【０００６】
また、カオス発生器を使用して各ＬＥＤ素子の発光光量を不規則に変化させることにより各ＬＥＤ素子間の発光光量の差を緩和させることにより画像濃度むらを低減する技術が提案されている（特開平８−３１００４４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−３９８６２号公報に記載された技術では、ＬＥＤヘッドの製造上の問題から補正データの精度を上げることが困難である、という問題があった。
【０００８】
また、特開平８−３１００４４号公報に記載された技術では、各ＬＥＤ素子の発光光量を不規則に変化させても各ＬＥＤ素子の平均光量のばらつきはある程度大きいため、画像の筋むらなどを確実に低減することが困難である、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、補正データの精度を上げることなく光量むらを低減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、各々所定発光量で発光しかつ主走査方向に一列に配置された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子の発光により主走査方向に主走査しかつ、前記主走査方向と交差する副走査方向に副走査して前記主走査方向の発光を前記副走査方向に複数行う走査手段と、前記複数の発光素子の各々について、各発光素子から発光される光の光量が一致するように決定された目標補正データを予め記憶した記憶手段と、前記副走査するときに、前記副走査の所定回数の回数毎に定める補正データに切り替えて前記各発光素子の光量を補正する光量補正手段と、前記複数の発光素子の各々について、前記所定回数の回数毎に定める前記補正データの平均が、前記記憶手段に予め記憶される前記目標補正データと一致するように、目標補正データに対して加算処理、丸め処理を行い、前記補正データを各々演算する加算丸め回路と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
走査手段は、主走査方向に一列に配置された複数の発光素子を備えている。発光素子は、例えばＬＥＤを用いることができ、形成すべき画像の解像度に応じた個数設けることができる。また、これらの発光素子は各々所定光量で発光する。この所定光量は、例えば各発光素子のばらつき等により各々異なる場合がある。
【００１２】
そして、走査手段は、複数の発光素子を発光させることにより、例えば感光体上を主走査方向に主走査する。そして、感光体を回転させることにより、主走査方向と交差する副走査方向に副走査して主走査方向の発光を副走査方向に複数行う。すなわち、１ラインずつ副走査することにより、例えば感光体上に画像に対応する潜像を形成することができる。
【００１３】
記憶手段は、複数の発光素子の各々について、各発光素子から発光される光の光量が一致するように決定された目標補正データを予め記憶する。
【００１４】
光量補正手段は、副走査するときに、所定回数の回数毎に定めた補正データを切り替えて各発光素子の光量を補正する。この各々の補正データは、所定発光量からの変動量、すなわち光量補正値を表しており、所定回数だけ副走査したときの総発光量が、各々の発光素子について略一致するように定められる。なお、所定回数は、その数が多ければ高精度で前記総発光量を各々の発光素子について略一致させることができ、前記総発光量が各々の発光素子について完全に一致するように設定することが好ましい。これにより、各発光素子の所定回数毎の総発光量が略一致する。
【００１５】
すなわち、光量補正手段による補正の精度が低い場合のように、各発光素子について各回の発光量を一致させることができなくても、全体の発光量を略一致させることができる。従って、画像全体では高精度の光量補正を行うことができ、低コストで画像の縦筋などを低減することができる。
【００１６】
なお、請求項３に記載の発明のように、複数の発光素子の各々について、所定回数の回数毎に定めた補正データを、予め記憶手段に記憶させておいてもよい。これにより、簡単な構成で光量補正を行うことができる。
【００１８】
加算丸め回路は、複数の発光素子の各々について、所定回数の回数毎に定めた補正データの平均が予め定めた目標補正データと一致するように所定回数の回数毎の補正データを各々演算する。この演算は例えば以下のようにして行うことができる。
【００１９】
まず、目標補正データのビット数をｎ（ｎは整数）、光量補正手段による補正データのビット数をｍ（ｍは整数、ｎ＞ｍ）とした場合、所定回数を２(n-m)とする。そして、ｎビットの目標補正データにライン番号の下位（ｎ−ｍ）ビットで示される値を２(n-m)で除算した値を加え、さらに下位（ｎ−ｍ）ビットを切り捨てた補正データを２(n-m)個生成する。このようにして生成した複数の補正データの平均値は目標補正データと一致する。
【００２０】
このように、所定回数の回数毎の補正データを各々演算して求めるため、各補正データを予め記憶手段に記憶していなくても、目標補正データのみを記憶手段に記憶しておけばよいため、記憶手段の記憶容量を少なくすることができる。
【００２１】
また、加算丸め回路は、請求項２にも記載したように、目標補正データに所定の乱数を加え、かつ所定の下位ビットを切り捨てることにより前記所定回数の回数毎の補正データを各々演算するようにしてもよい。
【００２２】
乱数は、例えばライン番号の下位（ｎ−ｍ）ビットで示される値を２(n-m)で除算した値が一様に発生するような乱数を用いる。これにより、生成した複数の補正データの平均値を目標補正データと一致させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
【００２４】
図１には、画像形成装置１０の全体構成が示されている。図１に示すように、画像形成装置１０は、形成すべき画像のデジタル画像データに応じた潜像を形成するための感光体ドラム１２を備えている。感光体ドラム１２は、図１において矢印Ａ方向に回転する。
【００２５】
感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２を一様に帯電させるための帯電器（図示省略）、画像に応じて感光体ドラム１２を露光することにより感光体ドラム１２上に静電潜像を形成するためのＬＥＤヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像をトナー現像するためのロータリー現像装置１６、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像が一次的に転写される中間転写ベルト１８等が設置されている。
【００２６】
図２に示すように、ＬＥＤヘッド１４は、感光体ドラム１２の回転方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に沿って１列に配置された複数のＬＥＤ素子（図示省略）が配置されたＬＥＤチップ６０を複数個含んで構成されている。
【００２７】
ＬＥＤ素子は、主走査方向の解像度（例えば６００ｄｐｉ）に応じた画素（ドット）数分設けられており、ＬＥＤドライバ６２により駆動される。このＬＥＤドライバ６２には、画像処理回路６４で画像処理された画像データが入力される。
【００２８】
ＬＥＤドライバ６２は、画像処理回路６４から出力された画像データに応じてＬＥＤチップ６０内の各ＬＥＤ素子を点灯させる。これにより、図３に示すように１ラインづつ感光体ドラム１２上が露光され、画像に応じた静電潜像が形成される。
【００２９】
また、ＬＥＤドライバ６２には、タイミングジェネレータ６６、加算・丸め回路６８が接続されている。ＬＥＤドライバ６２は、例えば加算・丸め回路６８から出力されるｍビット（例えば４ビット）の光量補正データにより各ＬＥＤ素子に供給する電流を１６ステップで制御することができる。
【００３０】
また、１ステップ当たりの電流補正量（補正分解能）は例えば２％である。すなわち、光量補正データが４ビット構成の場合は、各ＬＥＤ素子は、例えば表１に示すように、−１６％から＋１４％の範囲を２％ステップで光量補正される。
【００３１】
【表１】
0003820819.tif 000002
【００３２】
タイミングジェネレータ６６は、加算・丸め回路６８と接続されている。加算・丸め回路６８は、ＲＯＭ７０と接続されている。タイミングジェネレータ６６は、各ＬＥＤドライバ６２にクロック信号やライン同期信号、ＬＥＤ発光信号を出力すると共に、加算・丸め回路６８に、書き込みを行うラインのライン番号を示すライン信号を出力する。
【００３３】
ＲＯＭ７０には、各ＬＥＤ素子の予め定めたｎビット（ｎ＞ｍ，例えば６ビット）の光量補正データ（最適値）が予め記憶されている。この光量補正データは、各ＬＥＤ素子から発光される光の光量が一致するように決定される。一例として６ビットの光量補正データの例を以下に示す。
【００３４】
【表２】
0003820819.tif 000003
【００３５】
加算・丸め回路６８は、ＲＯＭ７０から読み出した各ＬＥＤ素子の光量補正データに、タイミングジェネレータ６６から出力されたライン番号の下位（ｎ−ｍ）ビット（例えば２ビット）で示される値を２(n-m)で除算した値を加え、さらに下位（ｎ−ｍ）ビットを切り捨てることによりｍビットの光量補正データを生成する。すなわち、ｎビットの補正データを丸めてｍビットの補正データを生成する。
【００３６】
各ＬＥＤドライバ６２は、この光量補正データにより補正された電流値の電流をＬＥＤ素子に供給する。なお、加算・丸め回路６８、ＲＯＭ７０は、ＬＥＤヘッド１４の内部に設けてもよい。
【００３７】
ｍ＝４、ｎ＝６の場合における加算・丸め回路６８により丸められた光量補正データの例を以下に示す。
【００３８】
【表３】
0003820819.tif 000004
【００３９】
表３に示すように、例えばＲＯＭ７０に記憶された第１画素の６ビットの光量補正データ（最適値）が９．７５だった場合、補正量は＋３．５％である。そして、この６ビットの光量補正データにライン番号の下位２ビットで示される値を２(n-m)で除算した値を加算すると、Ｍライン目の光量補正データは９．７５、Ｍ＋１ライン目の光量補正データは１０．００、Ｍ＋２ライン目の光量補正データは１０．２５、Ｍ＋３ライン目の光量補正データは１０．５０となり、さらに下位２ビットを切り捨てることにより、Ｍライン目の光量補正データは９（補正量＝＋２％）、Ｍ＋１、Ｍ＋２、Ｍ＋３ライン目の光量補正データは１０（補正量＝＋４％）となり、それぞれ４ビットの光量補正データに丸められる。
【００４０】
そして、これらの光量補正データの平均は９．７５（補正量＝＋３．５％）となる。すなわち、２(n-m)ラインを１グループとしたときのグループ内の平均光量が最適な補正データと一致する。
【００４１】
なお、各ＬＥＤの補正データの数は、以下のようにして定める。例えば、一般に、人間の目は、０．２ｍｍピッチ以下の濃度変化には非常に鈍感であると言われているため、補正データの繰り返し周期が画像上で０．２ｍｍ以下となるようにすればよい。
【００４２】
例えば、副走査方向の解像度が上記のように６００ｄｐｉの場合、ライン間隔が約０．０４２ｍｍになるため、０．２ｍｍ÷０．０４２ｍｍ＝４．７６となり、補正データの繰り返し周期が４ライン以下となるようにすればよい。
【００４３】
１ライン毎の光量変動は上記の例では最大２％であるが、副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの場合は、０．０４２ｍｍピッチの濃度変動となるので人間の目にはわかりにくくなる。
【００４４】
また、４ライン単位での光量変動を考えた場合、０．０４２ｍｍ×４＝０．１６８ｍｍピッチの濃度むらになり、人間の目に見えやすい０．２ｍｍピッチに近くなるが、光量のばらつきが０．５％以下になるため、１つの補正データで各画素を光量補正した場合と比較して人間の目にはわかりにくくなる。
【００４５】
ＬＥＤヘッド１４により感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、ロータリー現像装置１６により現像される。
【００４６】
ロータリー現像装置１６には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー現像を行うためのイエロー現像装置３４、マゼンタ現像装置３６、シアン現像装置３８、ブラック現像装置４０が設けられており、ロータリー現像装置１６が図１において矢印Ｂ方向に９０度ずつ回転することで、各色の現像処理を行う現像装置が切り替えられる。
【００４７】
中間転写ベルト１８は無端ベルトであり、駆動ロール４２の駆動力で所定の周回経路を所定方向（図１において矢印Ｃ方向）に周回する。また、中間転写ベルト１８は、感光体ドラム１２と当接しており、その当接部分には、転写ロール４７が設けられている。さらに、中間転写ベルト１８の周囲には、転写装置４４、クリーナー装置（図示省略）等が設置されており、図１において転写装置４４の左側には、定着装置４６が設置されている。
【００４８】
画像形成装置１０の底部には用紙トレイ４８が設けられている。用紙トレイ４８に載置された用紙５０は、搬送経路Ｒに送り出され、搬送ロール５２によって搬送経路Ｒに沿って搬送される。この搬送中に用紙５０は、転写装置４４の転写位置に搬送され、中間転写ベルト１８に転写されたトナー像が用紙５０に転写される。
【００４９】
画像が転写された用紙５０は定着装置４６まで搬送されて定着処理が施される。定着処理により表面に画像が定着した用紙５０は、搬送ロール５４によって搬送経路Ｒに沿って搬送され、外部に排出される。
【００５０】
次に、第１実施形態の作用を説明する。
【００５１】
図１において矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム２０は帯電装置によりー様に帯電され、ＬＥＤヘッド１４によりまず第１色目（例えばイエロー）の静電潜像が感光体ドラム１２上に形成される。
【００５２】
具体的には、画像処理回路６４から画像データが各ＬＥＤドライバ６２に出力される。また、タイミングジェネレータ６６からは、ライン番号を示すライン信号が加算・丸め回路６８に出力される。加算・丸め回路６８では、各ＬＥＤ素子（各画素）のｎビット（例えば６ビット）の光量補正データをＲＯＭ７０から読み込み、該読み込んだ光量補正データにタイミングジェネレータ６６から出力されたライン信号の下位（ｎ−ｍ）ビット（例えば２ビット）で示される値を２(n-m)で除算した値を加算し、さらに下位（ｎ−ｍ）ビットを切り捨てる。
【００５３】
すなわち、ＲＯＭ７０に記憶されたｎビットの光量補正データを丸めてｍビットの光量補正データを生成する。そして、このｍビットの光量補正データを、対応するＬＥＤドライバ６２へ出力する。
【００５４】
ｍ＝４，ｎ＝６の場合において上記のようにして計算したＮ画素目の補正データの例を以下に示す。
【００５５】
【表４】
0003820819.tif 000005
【００５６】
表４に示すように、元補正データ（最適値）が１３．２５の場合、これに下位２ビットで示される値を２(n-m)で除算した値を加え、さらに下位２ビットを切り捨てることにより生成した４個の補正データの平均は元補正データと同じ値となる。すなわち、ＬＥＤドライバ６２の補正精度が低い場合でも、全体の光量を高精度で補正することができる。
【００５７】
各ＬＥＤドライバ６２は、このようにして生成した補正データ１〜４を図４に示すように順次繰り返し切り替え、該切り替えた補正データで補正した電流値の電流を各ＬＥＤ素子に供給する。
【００５８】
図４には、一例としてＮ画素目の補正データを切り替える場合について示されている。図４に示すように、ＬＥＤドライバ６２は、タイミングジェネレータ６６からライン同期信号が出力されると補正データを切り替える。そして、ＬＥＤ発光信号がタイミングジェネレータ６６から出力されると、補正データで補正した電流値の電流を各ＬＥＤに供給して各ＬＥＤを点灯させる。
【００５９】
ところで、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー現像装置３４によってイエロートナーで現像される。現像されたイエロートナー像は、転写ロール４７により中間転写ベルト１８に転写される。感光体ドラム１２上に転写されずに残ったトナー像はクリーナー装置により除去され、感光体ドラム１２は図示しない除電ランプにより除電される。
【００６０】
そして、感光体ドラム１２は再び帯電装置によりー様に帯電され第２色目（例えばマゼンダ）の画像形成が続いて行われる。このようにして第３色目（例えばシアン）、第４色目（例えばブラック）まで計４色のトナー像が中間転写ベルト１８に順次転写される。４色のトナー像の中間転写ベルト１８への転写が完了した時点で、中間転写ベルト１８の表面にカラー画像が形成される。
【００６１】
中間転写ベルト１８の表面に形成されたカラー画像は、用紙トレイ４８から搬送経路Ｒに沿って搬送された用紙５０に、転写装置４４によって転写される。カラー画像が転写された用紙５０は、定着装置４４に搬送され、所定の定着温度に加熱された加熱ロール５６と加圧ロール５８とで挟持搬送されて、カラー画像が用紙５０に定着する。これにより、目的とするカラー画像が用紙５０に形成される。
【００６２】
このように、ＬＥＤドライバ６２の補正精度が低い場合でも、各画素の光量補正を、平均した場合に目標とする補正データと一致する複数の補正データを切り替えて行うため、全体で高精度の補正を行うことができる。
［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。
【００６３】
図５には、第２実施形態に係る画像形成装置１０’の概略構成が示されている。なお、図２に示す画像形成装置１０と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
図５に示すように、画像形成装置１０’は、乱数発生回路７２を備えている。この乱数発生回路７２は、以下に示すような乱数を発生し、加算・丸め回路６８へ出力する。
【００６５】
【表５】
0003820819.tif 000006
【００６６】
すなわち、乱数発生回路７２は、第１実施形態で説明したようにタイミングジェネレータ６６からライン番号を出力する代わりに、例えばライン番号の下位２ビットで示される値を２(n-m)で除算した値が一様に出現する乱数を発生する。
【００６７】
これにより、第１実施形態と同様に、２(n-m)ライン毎の補正データの平均は元補正データと同じ値となる。すなわち、ＬＥＤドライバ６２の補正精度が低い場合でも、全体の光量を高精度で補正することができる。
【００６８】
従って、ＬＥＤドライバ６２の補正精度が低い場合でも、各画素の光量補正を、平均した場合に目標とする補正データと一致する複数の補正データを切り替えて行うため、全体で高精度の補正を行うことができる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６９】
図６には、第３実施形態に係る画像形成装置１０”の概略構成が示されている。なお、図２に示す画像形成装置１０と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
図２に示す画像形成装置１０と図６に示す画像形成装置１０”とが異なる点は、図６に示す画像形成装置１０”は、加算・丸め回路６８がない点である。すなわち、ＲＯＭ７０からＬＥＤドライバ６２に補正データが出力されるようになっている。
【００７１】
このＲＯＭ７０には、表３に示した複数の補正データ、すなわち平均した場合に目標とする補正データと一致する複数の補正データが予め記憶されており、この補正データを直接ＬＥＤドライバ６２に出力する。このため、簡単な構成で高精度の光量補正を行うことが可能となる。
【００７２】
なお、上記実施の形態では、各ＬＥＤについて、複数の補正データを、その平均値が目標補正データと一致するように定める場合について説明したが、各ＬＥＤについて複数回発光したときの総光量が一致するようにしてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光量補正手段による光量補正の補正データの精度が低い場合でも、副走査の回数に応じて補正データを切り替えて各発光素子の光量を補正するように構成したので、全体の補正精度を高くすることができ、低コストで画像の縦筋等を低減することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る画像形成装置の概略ブロック図である。
【図３】画像形成について説明するための図である。
【図４】補正データの切り替えについて説明するためのタイミングチャートである。
【図５】第２実施形態に係る画像形成装置の概略ブロック図である。
【図６】第３実施形態に係る画像形成装置の概略ブロック図である。
【図７】ＬＥＤヘッドの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０    画像形成装置
１２    感光体ドラム
１４    ＬＥＤヘッド
１６    ロータリー現像装置
１８    中間転写ベルト
６０    ＬＥＤチップ
６２    ＬＥＤドライバ
６４    画像処理回路
６６    タイミングジェネレータ
６８    加算・丸め回路
７０    ＲＯＭ
７２    乱数発生回路
【図１】
0003820819.tif 000007
【図２】
0003820819.tif 000008
【図３】
0003820819.tif 000009
【図４】
0003820819.tif 000010
【図５】
0003820819.tif 000011
【図６】
0003820819.tif 000012
【図７】
0003820819.tif 000013