JP6123270B2 - 書き込み制御装置、画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に書き込みを行うために用いられる光源に印加する電流を制御するための書き込み制御装置、その書き込み制御装置を備える画像形成装置、書き込み制御を実行するためのコンピュータ可読なプログラムに関する。

レーザプリンタは、像担持体である感光体にレーザ光を照射し、感光体の表面に潜像を形成することにより書き込みを行う。そして、レーザプリンタは、潜像が形成された感光体の表面にトナーを付着することによって現像を行い、紙に転写および定着することにより印刷を実行する。

一般的に書き込みには、安価で小型である半導体レーザが使用される。このため、レーザプリンタには、半導体レーザとしてのレーザダイオード（ＬＤ）と、そのＬＤを駆動するための駆動回路とが設けられている。

ＬＤの駆動方式には、無バイアス方式とバイアス方式とがある。無バイアス方式は、所望の動作点を設定するために用いられるバイアス電流が０で、入力信号に対応した電流でＬＤを駆動する方式である。これに対し、バイアス方式は、ＬＤに閾値電流よりも小さいバイアス電流を流しつつ、入力信号に対応する電流を加算してＬＤを駆動する方式である。

バイアス方式は、レーザ発振可能な濃度のキャリアが生成されるまでの遅延時間が短く、入力信号に対応する電流を印加してから発光までの時間を短くすることができることから、現在では多用されている。

ここで、図１を参照してＬＤの特性について簡単に説明する。図１は、入力される電流と光出力（光量）との関係を示した図である。ＬＤは、少しずつ電流を増加していくと発光し、その電流量にほぼ比例して緩やかに光量が増加していく。ところが、電流量がある点を超えると急に光出力が増加し、レーザ発振を開始してレーザ光を出力する。この光出力が急激に増加する点における電流は、発振開始電流と呼ばれる。

発振開始電流を超えた後の電流に対する光出力の変化率は、量子微分効率と呼ばれ、ほぼ一定となる。この変化率を傾きとする直線を破線で示すように延ばしていくと、光出力０の直線と交差する。この交差したところの電流値が閾値電流であり、レーザ発振が可能な最小電流である。バイアス電流は、この閾値電流以下の適切な値として決定される。一例では、バイアス電流は、閾値電流×ｋとして決定され、ｋは０．７以上１．０以下の数値とされる。

ＬＤの特性は、上記の閾値電流と量子微分効率とがあり、これらの特性は、温度によって大きく変化することが知られている。また、これらの特性は、ＬＤの連続動作時間によっても変化することが知られている。

通常、これらの特性は、印刷開始直前に、電流量を変化させ、光量を測定して電流と光量との関係を求めることにより検出することができる。検出された特性は、適切な値のバイアス電流を決定するために使用される。決定されたバイアス電流の電流値は、設定値として設定され、ＬＤへ供給するバイアス電流がその設定値になるように制御される。

印刷枚数が１枚だけであれば、このように印刷開始直前にＬＤの特性を検出するだけでも、一定の画像品質を保証することは可能である。しかしながら、連続して複数枚印刷する場合は、ＬＤの温度が上昇し、連続動作時間も長くなるため、直前に検出したＬＤの特性とは大きく変化している場合があり、一定の画像品質を保証することができないという問題があった。

この問題に鑑み、温度変化や連続動作時間を検出し、所定量の変化が見られたときに、これら特性の検出（特性検出）を再度実施する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この技術では、温度変化や連続動作時間を検出するための手段が必要で、所定量の変化が見られない場合、特性検出は実施されない。また、再度の特性検出を実施するためにダウンタイム（印刷が停止する時間）が発生するという問題がある。

そこで、このような手段を必要とせず、所定量の変化が見られない場合においても特性検出を実施することができ、その実施に際してもダウンタイムの発生をなくすことができる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

半導体レーザによる主走査方向への１ライン分の走査は、後述するように感光体の一端より外側から、感光体上を通り、その他端より外側まで実施される。半導体レーザにより１ライン分の走査を行う期間のうち、感光体上を走査する期間は、有効走査期間と呼ばれる。このため、感光体の一端より外側およびその他端より外側を走査する期間（感光体上を走査する期間を除いた期間）は、有効走査期間外とされる。

上記特許文献２に記載の技術では、半導体レーザにより走査するラインが数ラインある紙間において、有効走査期間と有効走査期間外との両方を走査し、特性検出を実施する。そして、その紙間において、検出された結果を反映することにより、ダウンタイムの発生をなくしている。

しかしながら、この技術では、紙間の有効走査期間において、感光体上にレーザ光を照射し、特性検出を実施しているため、感光体上には潜像が形成される。すると、その後現像されて紙に転写されると、横筋が発生するという問題があった。

また、その転写が紙ではなく、紙間となる場合、紙を搬送する転写ベルト上へ転写される。すると、転写ベルト上へ給紙された紙の裏側に転写されることになり、裏移りが生じるという問題もあった。

そこで、ダウンタイムの発生をなくしつつ、横筋や裏移りの発生もなくすことができる装置等の提供が望まれていた。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、像担持体上に書き込みを行うために用いられる光源に印加する電流を制御するための書き込み制御装置であって、光源からの光が像担持体上に照射されない有効走査期間外に、入力電流を変えて駆動させた光源の複数の光量を複数の出力結果として取得する取得手段と、取得された複数の出力結果を用いて光源の特性を検出する検出手段と、検出された特性に基づき、光源に印加する電流を補正する補正手段とを含む、書き込み制御装置が提供される。

本発明によれば、有効走査期間外に特性検出を実施するので、横筋や裏移りの発生もなくすことができる。

入力電流と光出力との関係を示した図。 本実施形態の画像形成装置の概略構成を示した図。 図２に示す画像形成装置の制御部のハードウェア構成を例示した図。 図２に示す画像形成部が備える書き込みユニットの概略構成を示した図。 書き込み制御部が特性検出を実施する第１のタイミングを例示した図。 書き込み制御部が特性検出を実施する第２のタイミングを例示した図。 書き込み制御部が特性検出を実施する第３のタイミングを例示した図。 書き込み制御部が特性検出を実施する第４のタイミングを例示した図。 書き込み制御処理の第１実施形態を示したフローチャート。 書き込み制御処理の第２実施形態を示したフローチャート。 書き込み制御処理の第３実施形態を示したフローチャート。 書き込み制御処理の第４実施形態を示したフローチャート。

図２は、本実施形態の画像形成装置の概略構成を示した図である。図２に示す画像形成装置は、プリンタ機能、スキャナ機能、ファックス機能、コピー機能を備えるＭＦＰ(Multi Function Peripheral)とされている。ＭＦＰは、自動原稿搬送装置(ADF)１００と、画像読取部１１０と、給紙部１２０と、画像形成部１３０と、図示しない制御部とを含んで構成されている。ここでは、ＭＦＰとしたが、これに限られるものではなく、画像形成装置はレーザプリンタ等であってもよい。

ＡＤＦ１００は、原稿を給紙するために載せられる原稿給紙トレイ１０１と、原稿を給紙する原稿給紙ローラ１０２と、給紙された原稿が載せられる原稿台１０３とを備える。また、ＡＤＦ１００は、原稿を、原稿台１０３上を搬送させる原稿搬送ベルト１０４と、搬送された原稿を排紙する原稿排紙ローラ１０５と、排紙された原稿が載せられる原稿排紙トレイ１０６とを備える。さらに、ＡＤＦ１００は、原稿の読み取り位置への搬送タイミングを検知する図示しないレジストセンサを備える。

画像読取部１１０は、原稿台１０３を介して原稿へ光を照射する光源１１０ａ、１１０ｂ、原稿からの反射光を所定方向へ反射させる反射ミラー１１２、１１３、１１４、光を集束させる集光レンズ１１５を備えている。また、画像読取部１１０は、集光レンズ１１５により集束した光が入射されるイメージセンサ１１６を備える。

イメージセンサ１１６としては、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサやＣＩＳ(Contact Image Sensor)等が使用される。イメージセンサ１１６は、入射された光を電気信号（アナログ信号）へ光電変換する。イメージセンサ１１６は図示しないセンサ基板に搭載され、センサ基板に実装されたＡ／Ｄ変換回路等により、電気信号をデジタルデータへ変換等して画像形成部１３０へ入力する。

給紙部１２０は、用紙サイズが異なる紙を収納する給紙トレイ１２１、１２２、１２３を備える。また、給紙部１２０は、給紙トレイ１２１、１２２、１２３に収納された紙を画像形成部１３０の画像形成位置へ搬送する搬送手段としての搬送ローラ１２４を備える。

画像形成部１３０は、像担持体としての感光体１３１と、感光体１３１を帯電させる帯電ユニット１３２と、帯電した感光体１３１にレーザ光を使用して書き込みを行う書き込みユニット１３３とを備える。また、画像形成部１３０は、トナーを付着させ、現像を行う現像ユニット１３４と、紙に転写させる転写ユニット１３５と、転写された画像を紙に定着させる定着ユニット１３６とを備える。さらに、画像形成部１３０は、感光体１３１上に残ったトナーを除去するクリーニングユニット１３７を備えている。

図２では、一色のみのトナーが使用され、感光体１３１、帯電ユニット１３２、現像ユニット１３４、転写ユニット１３５、クリーニングユニット１３７が１つずつ設けられている。カラー印刷可能な装置であれば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C）、ブラック(K)といった４色以上の色のトナーを使用し、感光体１３１等をトナーの色数備える構成とされる。

また、図２に示す構成では、画像形成装置は、紙を裏返して給紙する用紙反転ユニット１４０、画像が定着された紙を排紙するための排紙トレイ１４１も備えている。画像形成装置は、用紙反転ユニット１４０を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。

画像形成部１３０において画像形成を行う場合、まず、帯電ユニット１３２が、感光体１３１を帯電させる。その後、書き込みユニット１３３が、画像データに応じて変調されたレーザ光を感光体１３１上に照射し、感光体１３１の表面に静電潜像を形成する。

静電潜像は、静電荷が画像状に分布したもので、現像が行われるまで目に見えないものである。感光体１３１は、一定速度で回転し、現像ユニット１３４によりトナーが付着され、現像される。この現像により、感光体１３１の表面に形成された像が目に見えるようになる。

感光体１３１の表面に付着したトナーは、トナー像を形成し、転写ユニット１３５によって給紙部１２０から供給された紙に押し付けられて転写される。感光体１３１に形成されたトナー像が紙に転写された後、感光体１３１上に残ったトナーは、クリーニングユニット１３７により除去される。

転写後の状態は、紙にトナーが載っただけの状態である。このため、定着ユニット１３６により加熱してトナーを溶融し、圧力を加えて紙に定着させる。このようにしてトナーが定着された紙は、排紙トレイ１４１へ排紙される。

図３を参照して、画像形成装置が備える制御部の構成について説明する。制御部は、装置全体の制御を行うＣＰＵ２００と、各種プログラムが格納されるＲＯＭ２０１と、設定値等の格納するＲＡＭ２０２と、ＰＣ等との間の通信を可能にする通信インタフェース２０３とを備えている。

また、制御部は、ＰＣ等において描画処理により展開されたイメージを保持する画像メモリ２０４と、各ハードウェアの動作を制御するエンジン部２０５とを備えている。さらに、制御部は、現在の状態等を表示させる表示部２０６と、ユーザの入力を受け付ける操作部２０７とを備えている。ここでは、記憶装置として、ＲＯＭ２０１、ＲＡＭ２０２、画像メモリ２０４のみを備える構成を例示したが、ＨＤＤ等を別途備えていてもよい。

ＣＰＵ２００は、ＲＯＭ２０１に格納されたプログラムを読み出し実行する。各種プログラムには、後述する書き込み制御を行うためのプログラムが含まれる。ＣＰＵ２００は、操作部２０７が受け付けた入力やＰＣからの印刷要求等に対し、プログラムを実行してＲＡＭ２０２を作業領域として使用し、所定の処理を行う。

画像読取部１１０で読み取られた画像データは、ＣＰＵ２００がプログラムを実行し、ＲＡＭ２０２を使用して圧縮し、画像メモリ２０４に格納する。その画像データを印刷する場合は、ＣＰＵ２００がプログラムを実行し、画像メモリ２０４からその画像データを読み出し、伸長してＲＡＭ２０２に一時的に格納し、その後、エンジン部２０５へ出力する。

エンジン部２０５は、書き込みユニット１３３、現像ユニット１３４、転写ユニット１３５、定着ユニット１３６等の各ユニットが備えるハードウェアの動作を制御する。一例としては、エンジン部２０５は、書き込みユニット１３３が備える光源としてのＬＤを点灯制御するためのデータを生成し、そのデータに従ってＬＤを駆動させ、感光体１３１への書き込みを実行させる。

図４を参照して、書き込みユニット１３３の構成について説明する。この書き込みユニット１３３は、書き込み光学系と、エンジン部２０５の一部である書き込み制御系とから構成される。

書き込み光学系は、光源としてのＬＤ３００と、走査手段としてのポリゴンミラー３０１と、走査速度変換手段としてのＦθレンズ３０２と、感光体１３１への書き込み走査範囲外に設けられた反射ミラー３０３とを備える。また、書き込み光学系は、反射ミラー３０３によって反射された走査光が入力される同期検知板３０４を備える。同期検知板３０４は、感光体１３１上への書き込みが可能となる有効書き込み開始位置を検出し、主走査方向の書き出し位置を一定に制御するものである。

書き込み光学系は、画像形成部１３０への境界に設けられ、画像形成部１３０側への塵埃類の侵入を防止する防塵ガラス３０５も備える。また、書き込み光学系は、ポリゴンミラー３０１を回転駆動するポリゴンモータの駆動制御を行うポリゴン制御部３０６も備える。

書き込み制御系は、書き込み制御装置として構成され、画像制御部３１０と、点灯制御部３１１と、取得手段および検出手段としての特性検出部３１２と、補正手段としての電流補正部３１３とを含んで構成される。画像制御部３１０は、一例として、タイミング制御部と、ＬＤ駆動データ生成部と、画素クロック生成部と、画像処理部とを含む構成とすることができる。

タイミング制御部は、主走査カウンタおよび副走査カウンタを備えており、これらのカウンタにより主走査方向および副走査方向への画像形成タイミングを制御する。画素クロック生成部は、同期検知板３０４の出力信号に同期した画素クロックを生成し、画像処理部とＬＤ駆動データ生成部に与える。画像処理部は、画素クロックを基準に画像データを生成し、また、タイミング制御部からのタイミング信号によりプロセスパターンを生成する。

ＬＤ駆動データ生成部は、画像処理部から入力された画像データについて、画素クロック生成部が生成した画素クロックを基準にレーザ駆動データ（変調データ）を生成し、点灯制御部３１１を介してＬＤ３００を駆動する。

画像制御部３１０は、レーザ駆動データを画像情報として点灯制御部３１１へ送るとともに、画像形成が実行中であること、または終了したことを示すＦＧＡＴＥ信号も送る。なお、タイミング制御部は、このＦＧＡＴＥ信号のネゲート（立ち上がり）により同期検知信号をカウントする副走査カウンタを動作させ、副走査方向の画像形成タイミングを制御する。

また、画像制御部３１０は、このタイミング制御において、濃度補正用パターンや位置ずれ補正用パターン等のＬＤ駆動データを生成し、点灯制御部３１１を介してＬＤ３００を駆動させ、各パターンも生成させる。さらに、画像制御部３１０は、ＬＤ３００の特性検出用のデータも生成し、そのデータを点灯制御部３１１へ送り、ＬＤ３００をそのデータに従って駆動させる。

点灯制御部３１１は、ＬＤ３００を駆動する駆動回路部を備える。点灯制御部３１１は、受け取ったＦＧＡＴＥ信号のアサート（立ち下がり）に合わせてＬＤ３００を点灯させ、画像情報に基づき感光体１３１上への書き込みを実行させる。ＦＧＡＴＥ信号は、１つの画像形成、例えば１ページ分の印刷を開始するときに立ち下がり、それが終了したときに立ち上がる。

点灯制御部３１１は、有効走査期間外に、上記データに従って入力電流を変えてＬＤ３００を駆動させる。一例として、点灯制御部３１１は、連続して複数の画像形成を行う際の１つの画像形成の開始から次の画像形成の開始までの間であって、複数の有効走査期間外において、入力電流を変えてＬＤ３００を駆動させる。具体的には、複数ページの文書を印刷する際のあるページの印刷開始から次のページの印刷開始までの間の複数の有効走査期間外である。

ここで、有効走査期間は、感光体１３１上にレーザ光を照射して主走査方向へ書き込みを行うことができる期間である。これに対し、有効走査期間外は、ＬＤ３００からのレーザ光が感光体１３１上に照射されない期間である。

具体的に説明すると、光源であるＬＤ３００からの光は、ポリゴンミラー３０１により反射され、感光体１３１へ向けて照射される。ポリゴンミラー３０１による１ライン分の走査は、感光体１３１の一端より外側から開始され、感光体１３１の他端より外側にて終了する。このときの感光体１３１上を走査する期間が上記の有効走査期間であり、感光体１３１上ではなく、その両側を走査する期間が上記の有効走査期間外である。

この有効走査期間外においては、主走査基準位置、すなわち主走査方向への書き込み開始位置を検出するために同期点灯が行われる。同期点灯は、同期検知板３０４を用いて行われる。また、自動光量制御(APC)のための点灯も行われる。点灯時には、バイアス電流と点灯電流を加算した電流を流し、必要な光量を得ることから、ＡＰＣでは、点灯電流を固定し、バイアス電流を走査ライン毎に変更し、設定光量に制御する処理が行われる。このため、実際には、有効走査期間外の、これらの同期点灯およびＡＰＣのための点灯を除いた期間において、特性検出が行われる。

特性検出を行うタイミングとしては、一例として、ＡＰＣのための点灯が終了したことをトリガとして同期点灯を行い、その同期点灯が終了したことをトリガとして特性検出を実行することができる。これは、一例であるので、これ以外のタイミングで特性検出を実行することも可能である。

特性検出部３１２は、取得手段として機能し、その有効走査期間外に、各入力電流に対応してＬＤ３００が出力する複数の光出力（光量）を複数の出力結果として取得する。そして、特性検出部３１２は、検出手段として機能し、取得した複数の出力結果を用いてＬＤ３００の特性を検出する。特性検出部３１２は、図１に示した関係を構築するためのデータ（入力電流および光出力）を一度に全部取得するができるのであれば、全部してもよいが、いくつかに分けて離散的に取得することもできる。また、特性検出部３１２は、離散的に取得したデータを結合して上記関係を構築することができる。特性検出部３１２は、この構築された関係から、ＬＤ３００の特性の１つである閾値電流を検出する。

閾値電流の検出は、まず、入力電流および取得された光出力を用い、光出力が急激に増加を開始する発振開始電流を求める。次に、発振開始電流を超える入力電流とそれに対応する光出力を用いて関係式を求める。関係式は、概ね一次式で表すことができ、その一次式の傾きは、量子微分効率として求められる。最後に、その関係式を用い、光出力が０となる電流を求めることにより閾値電流を検出する。

入力電流は、１つの有効走査期間外において、任意の電流値となる電流を入力してもよいし、一定範囲の電流値、例えば０〜１Ａのように電流値を連続して変化させたものであってもよい。このため、取得される出力結果は、１つの電流値に対しては１つの光量、連続して変化する電流値に対しては、連続して変化する光量となる。

電流補正部３１３は、検出された特性に基づき、ＬＤ３００に印加する電流としてのバイアス電流を補正する。一例として、電流補正部３１３は、次の画像形成を開始するまで（次のページの印刷を開始するまで）に、検出された閾値電流に基づき、ＬＤ３００に印加するバイアス電流を決定する。そして、電流補正部３１３は、バイアス電流の電流値として既に設定されている設定値を、その決定したバイアス電流の電流値に変更することにより、そのバイアス電流を補正する。

これら画像制御部３１０、点灯制御部３１１、特性検出部３１２、電流補正部３１３はいずれも、ＣＰＵ２００がＲＯＭ２０１に格納された書き込み制御を行うためのプログラムを実行することにより実現される。

実際に、本実施形態の書き込み制御装置を用いて、有効走査期間外に特性検出を行うタイミングについて、図５〜図８を参照して説明する。図５〜図８は、そのタイミングの第１実施形態から第４実施形態を示した図である。なお、図５〜図８には、ＦＧＡＴＥ信号も示されている。

図５は、各有効走査期間外のすべてにおいて特性検出を行い、画像形成間でその結果を反映している例を示した図である。特性検出は、電流をＬＤ３００へ流し、ＬＤ３００の光出力を得、特性の１つである量子微分効率を検出し、その量子微分効率から、もう１つの特性である閾値電流を検出する処理である。画像形成間は、ＦＧＡＴＥ信号がネゲート中である期間であり、紙間や、紙と転写ベルト上の各補正用のトナーパターンとの間等が挙げられる。その結果を反映とは、閾値電流からバイアス電流を決定し、そのバイアス電流の電流値に設定値を変更することにより、そのバイアス電流を補正する処理である。

１ページにつき４０ラインを走査するとき、有効走査期間は４０期間あり、各有効走査期間の前または後には、有効走査期間外の期間が存在する。また、画像形成間が３ライン分である場合、有効走査期間は３期間あり、それらの期間の前または後に有効走査期間外の期間が存在する。これらの有効走査期間外の少なくともいくつかにおいて、特性検出が実施される。なお、１ラインの有効走査期間後の有効走査期間外の期間と、次のラインの有効走査期間前の有効走査期間外の期間は、連続した期間である。

ここで、３つの入力電流を入力し、３つの出力結果を得、これらを統合した結果から、量子微分効率を検出し、さらに閾値電流を検出する場合について考える。図５のＡで示される期間では、第１の入力電流を入力した場合の出力結果を得る。Ｂで示される期間では、第２の入力電流を入力した場合の出力結果を得る。Ｃで示される期間では、第３の入力電流を入力した場合の出力結果を得る。これらの出力結果は、一時的に記憶するための記憶装置に記憶される。

その次のＤで示される期間では、再び第１の入力電流を入力した場合の出力結果を得、先に得られ記憶されている第１の入力電流を入力した場合の出力結果を上書きする。Ｅ、Ｆで示される期間も同様、再び第２、第３の入力電流を入力した場合の出力結果を得、それぞれ上書きする。これを繰り返し、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートになった後の有効走査期間外においても出力結果を得、最終的に記憶装置に記憶されている３つの出力結果を結合する。

量子微分効率は、一例として、図１に示すようなグラフにおける光出力が急激に増加する直線の関係式を求め、その傾きから検出する。閾値電流は、その関係式における光出力が０となる電流値から検出する。このようにして特性検出が終了したところで、閾値電流からバイアス電流の電流値を決定し、その電流値にバイアス電流の設定値を変更することにより、そのバイアス電流の補正を行う。

ここでは説明のために３つの入力電流としたが、２つまたは４つ以上の入力電流とすることも可能である。各有効走査期間外においては、１つの電流値となる電流を入力電流として与えることができるが、２つ以上の電流値となる電流を入力電流として与えることも可能である。また、電流範囲をいくつかの範囲に分け、各範囲において連続的に電流値を変化させ、その変化させた範囲に対応する光出力の範囲を出力結果として取得することも可能である。

このように有効走査期間外でＬＤ３００の点灯を行い、１ページ分の画像形成が終了した後の有効走査期間においては点灯を行わないようにすることで、横筋や裏移りの発生をなくすことができる。また、次の画像形成、例えば次のページの印刷の開始までに結果を反映させることができるので、ダウンタイムの発生をなくすことができる。

図６は、画像形成間において特性検出を行わないようにしたときの例を示した図である。画像形成間において特性検出を行わないことから、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートする前までに特性検出が終了するように構成される。例えば、６つの入力電流を入力する例で言えば、６つの出力結果を得るために３ライン分必要であるため、３９ライン目で最後の出力結果を得、その後、閾値電流を検出する。

この実施形態では、ＦＧＡＴＥ信号がアサートしている間に特性検出を終了させることができるので、ＦＧＡＴＥ信号がネゲート中には、結果を反映させるのみとなる。このようにネゲート中に結果を反映させることで、１ページ毎に最適なバイアス電流を適用することができる。

また、ＦＧＡＴＥ信号がアサート中（印刷途中）に検出結果を反映すると、バイアス電流値の変化により色味に変化が生じる可能性があるが、このようにネゲート中に反映させることで、この問題も解決することができる。さらに、ネゲート中に結果を反映させるのみであるため、画像形成間の距離が短いシステムに適用することが可能となる。

図５および図６に示した実施形態では、先に得られた出力結果は、後に得られた出力結果により上書きされるようにして、特性を検出するために最新の出力結果のみを使用している。しかしながら、最後に得られた出力結果が、何らかの要因で予想される結果から大きくずれている場合もあり得る。そこで、各入力電流に対する出力結果をいくつか保持しておき、その中から適切な結果を採用するように構成することも可能である。

例えば、予想される結果から一定値以上ずれているかどうかを判定し、ずれている場合、最後に得られた出力結果の１つ前の出力結果、その出力結果もずれている場合はさらに１つ前の出力結果を採用するように構成することができる。予想される結果は、予め実験を行う等して得られた値を採用することができる。

図５および図６に示す実施形態では各有効走査期間外において特性検出を行ったが、先に得られた出力結果は、上書きされてしまい、無駄になってしまう。上記の６つの入力電流を入力する例では、これらに対する６つの出力結果が得られれば充分であるため、３ライン分の有効走査期間外において特性検出を行えば良い。この特性検出は、有効走査期間外であれば、どこで行っても構わない。

ＦＧＡＴＥ信号がアサートになった直後に特性検出を行った場合、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートするまで点灯／消灯を繰り返すことから、その間にＬＤ３００の状態が変化する可能性がある。このため、特性検出は、結果を反映する直前に行うことが望ましい。

図７は、結果を反映する直前で特性検出を行い、画像形成間でその結果を反映している例を示した図である。先の例を用いて説明すると、１〜３７ライン目の有効走査期間外には、特性検出を実施しない。その後、残りの３つのラインである３８〜４０ライン目の有効走査期間外において、特性検出を行う。これは、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートする前であって、ネゲートする時点に最も近い時点に特性検出が終了するように特性検出を実行するものである。

この実施形態では、１〜３７ライン目を走査している間、それらの有効走査期間外において同期点灯やＡＰＣのための点灯以外はＬＤ３００を点灯させなくてもよいため、ＬＤ３００の寿命を延ばすことが可能となる。また、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートする前に特性検出が終了しているため、ＦＧＡＴＥ信号のネゲート中、結果を反映させるだけである。このため、画像形成間の距離が短いシステムに適用することが可能となる。

この場合も、最後に得られた結果が、何らかの要因で予想される結果から大きくずれる場合もあり得ることから、各電流値についての結果をいくつか保持しておき、その中から適切な結果を採用するように構成することも可能である。

図７に示す実施形態は、ネゲート期間が短い場合に適用可能であるが、ネゲート期間が比較的長い場合には、図８に示すようなタイミングで特性検出を行うことができる。図８では、１ページ分の画像形成を行っている間は、特性検出を行わず、画像形成間において特性検出および結果反映を行っている。これは、特性検出をＦＧＡＴＥ信号がアサート中に行うと、特性検出を行う直前の画像情報の有無によってＬＤ３００の自己発熱が変化することから、結果にも影響が及ぶためである。

このように画像形成間の距離が充分にある場合は、ネゲート中の有効走査期間外において特性検出を行い、ネゲート中に結果を反映させることにより、横筋や裏移りの発生をなくすとともに、発熱の影響をなくして安定した環境で特性検出を行うことが可能となる。

図９を参照して、書き込み制御部により実施される書き込み制御処理について説明する。この図９は、図５に示した実施形態における書き込み制御処理の流れを示したものである。書き込み制御処理は、例えば、操作部２０７からの操作入力を受け付けたことによって、ステップ９００から開始する。ＣＰＵ２００は、この操作入力に応じて画像メモリ２０４に保持された画像データを読み出し、伸長等の所定の処理を行い、ＲＡＭ２０２に書き込む。そして、ＣＰＵ２００は、ＲＡＭ２０２に書き込まれた画像データを書き込み制御部へ送り出す。

ステップ９０５では、書き込み制御部が画像データを受け取ると、画像制御部３１０へ渡す。画像制御部３１０は、複数ページの画像情報を生成し、１ページ分ずつＦＧＡＴＥ信号とともに点灯制御部３１１へ出力する。

ＦＧＡＴＥ信号がアサートした後、ステップ９１０では、例えば同期点灯が終了したことをトリガとして特性検出を実行する。特性検出は、任意の電流値となる入力電流を与えてＬＤ３００を駆動させ、特性検出部３１２により特性を検出することにより行われる。

ステップ９１５では、画像情報に基づき主走査方向への書き込みを開始する際、まず、特性検出部３１２による特性検出を停止する。その後、点灯制御部３１１によりＬＤ３００の点灯／消灯を制御して主走査方向への１ライン分の書き込みを行う。ここでは、特性検出を行った後に１ライン分の書き込みを行っているが、その反対の、１ライン分の書き込みを行った後に、特性検出を行うことも可能である。

ステップ９２０では、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートし、１ページ分の書き込みが終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、ステップ９１０へ戻り、次のラインにおいて、続きの特性検出および書き込みを行う。

これに対し、終了した場合は、ステップ９２５において、まだ特性検出が必要かどうかを判定する。必要がある場合、ステップ９３０で続きの特性検出を実行する。例えば、３つの入力電流を入力して３つの出力結果を得る場合において、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートしたときに、残り２つの入力電流に対する出力結果を取得する必要がある場合は、残りの１ライン分の有効走査期間外において続きの特性検出を行う。

ステップ９２５で特性検出が必要ではないと判定した場合、またはステップ９３０で必要な特性検出が終了した場合、ステップ９３５で検出された特性に基づき、ＬＤ３００に印加するバイアス電流を補正する。

ステップ９４０では、すべての書き込みが終了したかどうかを判定する。ＦＧＡＴＥ信号や画像情報が出力されている場合は、まだすべてのページの書き込みが終了していないと判定することができる。このため、ステップ９１０へ戻り、次のページの特性検出および書き込みを実行する。これに対し、すべての書き込みが終了した場合、ステップ９４５へ進み、書き込み制御処理を終了する。

図１０は、図６に示した実施形態における書き込み制御処理の流れを示した図である。ステップ１０００からこの処理を開始し、ステップ１００５では、ステップ９０５と同様、画像制御部３１０がＦＧＡＴＥ信号や画像情報を点灯制御部３１１へ出力する。

ステップ１０１０では、特性検出を実行する。ステップ１０１５では、画像情報に基づき主走査方向への書き込みを開始する際、まず、特性検出を停止し、その後、主走査方向への１ライン分の書き込みを行う。この場合も、１ライン分の書き込みを行った後に、特性検出を行うことが可能である。

ステップ１０２０では、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートするタイミングを考慮し、特性検出の実行を終了するかどうかを判定する。上記の６つの入力電流を入力する例で言えば、特性検出のための６つの出力結果を取得する必要があるが、ネゲートするまでに書き込みが終了していないラインが３ライン以上ある場合は終了しないと判定し、３ライン未満である場合は終了すると判定する。ＦＧＡＴＥ信号がアサート中に特性検出を終了させるためである。

特性検出を終了しない場合は、ステップ１０１０へ戻り、再び特性検出を実行する。特性検出を終了する場合は、ステップ１０２５へ進み、次のラインにおいて特性検出は実行せず、画像情報に基づき書き込みを行う。ステップ１０３０においてＦＧＡＴＥ信号がネゲートし、１ページ分の書き込みが終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、ステップ１０２５へ戻り、さらに次のラインの書き込みを行う。

終了した場合は、ステップ１０３５へ進み、検出された特性に基づき、ＬＤ３００に印加するバイアス電流を補正する。ステップ１０４０では、すべての書き込みが終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、ステップ１０１０へ戻り、次のページの特性検出および書き込みを実行する。これに対し、すべての書き込みが終了した場合、ステップ１０４５へ進み、書き込み制御処理を終了する。

図１１は、図７に示した実施形態における書き込み制御処理の流れを示した図である。ステップ１１００からこの処理を開始し、ステップ１１０５では、ステップ９０５やステップ１００５と同様、画像制御部３１０がＦＧＡＴＥ信号や画像情報を点灯制御部３１１へ出力する。

ステップ１１１０では、特性検出を実行するタイミングを示す信号を生成する。例えば、特性検出に３ライン分必要で、１ページが４０ラインある場合、３８ライン目から特性検出を開始する信号を生成する。この信号は、例えば、画像制御部３１０が生成し、点灯制御部３１１および特性検出部３１２に渡すことができる。点灯制御部３１１および特性検出部３１２はその信号に基づき特性検出のために動作する。

ステップ１１１５では、画像情報に基づき主走査方向への１ライン分の書き込みを行う。ステップ１１２０では、書き込みが終了したライン数をカウントし、特性検出を実行するタイミングに達したかどうかを判定する。ライン数のカウントは、例えば、画像制御部３１０が、ＦＧＡＴＥ信号がアサートしてから同期検知板３０４が検出した有効書き込み開始位置の数をカウントすることにより実現することができる。

達していない場合は、ステップ１１１５へ戻り、次のラインの書き込みを行う。達した場合は、ステップ１１２５へ進み、有効走査期間外において特性検出を行う。そして、ステップ１１３０では、有効走査期間においてそのラインの書き込みを行う。この場合も、１ライン分の書き込みを行った後に、特性検出を行うことが可能である。

ステップ１１３５では、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートし、１ページ分の書き込みが終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、ステップ１１２５へ戻り、続きの特性検出および次のラインの書き込みを行う。

終了した場合は、ステップ１１４０へ進み、検出された特性に基づき、ＬＤ３００に印加するバイアス電流を補正する。ステップ１１４５では、すべての書き込みが終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、ステップ１１１０へ戻り、次のページの特性検出を実行する。これに対し、すべての書き込みが終了した場合、ステップ１１５０へ進み、書き込み制御処理を終了する。

図１２は、図８に示した実施形態における書き込み制御処理の流れを示した図である。ステップ１２００からこの処理を開始し、ステップ１２０５では、ステップ９０５、ステップ１００５およびステップ１１０５と同様、画像制御部３１０がＦＧＡＴＥ信号や画像情報を点灯制御部３１１へ出力する。

ステップ１２１０では、画像情報に基づき主走査方向への１ライン分の書き込みを行う。ステップ１２１５では、ＦＧＡＴＥ信号がネゲートし、１ページ分の書き込みが終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、ステップ１２１０へ戻り、次のラインの書き込みを行う。

終了した場合は、ステップ１２２０へ進み、有効走査期間外において特性検出を行う。ステップ１２２５では、特性検出の実行が終了したかどうかを判定する。特性検出に３ライン分の期間が必要である場合、３ライン分の期間が終了したかどうかにより判定することができる。

終了していない場合は、ステップ１２２０へ戻り、次のラインにおいて続きの特性検出を行う。終了した場合、ステップ１２３０へ進み、検出された特性に基づき、ＬＤ３００に印加するバイアス電流を補正する。

ステップ１２３５では、すべての書き込みが終了したかどうかを判定する。終了していない場合は、ステップ１２１０へ戻り、次のページの書き込みを実行する。これに対し、すべての書き込みが終了した場合、ステップ１２４０へ進み、書き込み制御処理を終了する。

このように紙間等の画像形成間において検出結果を反映させることができるので、ダウンタイムの発生をなくすことができる。また、有効走査期間外で特性検出を行うことで、感光体１３１上で特性検出のためのＬＤ３００の点灯がなくなり、横筋や裏移りの発生を防止することができる。

また、各ページにつき、特性検出を行い、その結果を反映しているので、特性が変化したことを検出する手段を設ける必要がなく、常に最適なバイアス電流を流すことができ、常に一定の画像品質の印刷物を出力することが可能となる。

これまで本発明を、書き込み制御装置、画像形成装置およびプログラムとして上述した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。したがって、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１００…ＡＤＦ、１０１…原稿給紙トレイ、１０２…原稿給紙ローラ、１０３…原稿台、１０４…原稿搬送ベルト、１０５…原稿排紙ローラ、１０６…原稿排紙トレイ、１１０…画像読取部、１１１ａ、１１１ｂ…光源、１１２、１１３、１１４…反射ミラー、１１５…集光レンズ、１１６…イメージセンサ、１２０…給紙部、１２１、１２２、１２３…給紙トレイ、１２４…搬送ローラ、１３０…画像形成部、１３１…感光体、１３２…帯電ユニット、１３３…書き込みユニット、１３４…現像ユニット、１３５…転写ユニット、１３６…定着ユニット、１３７…クリーニングユニット、１４０…用紙反転ユニット、１４１…排紙トレイ、２００…ＣＰＵ、２０１…ＲＯＭ、２０２…ＲＡＭ、２０３…通信インタフェース、２０４…画像メモリ、２０５…エンジン部、２０６…表示部、２０７…操作部、３００…ＬＤ、３０１…ポリゴンミラー、３０２…Ｆθレンズ、３０３…反射ミラー、３０４…同期検知板、３０５…防塵ガラス、３０６…ポリゴン制御部、３１０…画像制御部、３１１…点灯制御部、３１２…特性検出部、３１３…電流補正部

特開２０００−２９４８７１号公報 特開２００７−１１８５２１号公報

Claims (10)

1. 像担持体上に書き込みを行うために用いられる光源に印加する電流を制御するための書き込み制御装置であって、
   前記光源からの光が前記像担持体上に照射されない有効走査期間外で、かつ書き込み開始位置を検出するための同期点灯および自動光量制御のための点灯を除いた期間に、入力電流を変えて駆動させた前記光源の複数の光量を複数の出力結果として取得する取得手段と、
   取得した前記複数の出力結果を用いて前記光源の特性を検出する検出手段と、
   検出された前記特性に基づき、前記光源に印加する前記電流を補正する補正手段とを含む、書き込み制御装置。
2. 画像形成が実行中であること、または終了したことを示すＦＧＡＴＥ信号を出力する信号出力手段をさらに含み、
   前記補正手段は、前記ＦＧＡＴＥ信号が、前記画像形成が終了したことを示すネゲートしている間に、前記電流を補正する、請求項１に記載の書き込み制御装置。
3. 前記検出手段は、前記ＦＧＡＴＥ信号がネゲートする前であって、前記ネゲートする時点に最も近い時点に前記特性の検出が終了するように該特性の検出を実行する、請求項２に記載の書き込み制御装置。
4. 前記検出手段は、前記ＦＧＡＴＥ信号がネゲートしたことに応答して、前記特性の検出を実行する、請求項２に記載の書き込み制御装置。
5. 前記検出手段は、各前記有効走査期間外で各前記出力結果を取得し、各前記出力結果を用いて前記特性としての閾値電流を検出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の書き込み制御装置。
6. 像担持体と、前記像担持体上に書き込みを行うために光を照射する光源と、前記光源に印加する電流を制御するための請求項１〜５のいずれか１項に記載の書き込み制御装置とを含む、画像形成装置。
7. 像担持体上に書き込みを行うために用いられる光源に印加する電流を制御する処理を実行するためのコンピュータ可読なプログラムであって、
   前記光源からの光が前記像担持体上に照射されない有効走査期間外で、かつ書き込み開始位置を検出するための同期点灯および自動光量制御のための点灯を除いた期間に、入力電流を変えて駆動させた前記光源の複数の光量を複数の出力結果として取得するステップと、
   取得した前記複数の出力結果を用いて前記光源の特性を検出するステップと、
   検出された前記特性に基づき、前記光源に印加する前記電流を補正するステップとを実行させる、プログラム。
8. 画像形成が実行中であること、または終了したことを示すＦＧＡＴＥ信号を出力するステップをさらに実行させ、
   前記補正するステップでは、前記ＦＧＡＴＥ信号が、前記画像形成が終了したことを示すネゲートしている間に、前記電流を補正する、請求項７に記載のプログラム。
9. 前記検出するステップでは、前記ＦＧＡＴＥ信号がネゲートする前であって、前記ネゲートする時点に最も近い時点に前記特性の検出が終了するように該特性の検出を実行する、請求項８に記載のプログラム。
10. 前記検出するステップでは、前記ＦＧＡＴＥ信号がネゲートしたことに応答して、前記特性の検出を実行する、請求項８に記載のプログラム。