JP2005254491A - 補正装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不具合の原因となるプロセスを特定して補正を施すことで、筋などの画質トラブルを軽減させる。
【解決手段】 複数の記録素子が配列されたＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４と、このＬＰＨ１４を用いて出力した画像を画像読取装置(ＩＩＴ)３で読み取り、読み取られた値に基づいてＬＰＨ１４の各記録素子を調整するスキャナ補正手段、および出力される画像についてＬＰＨ１４以外の要因によって発生する画質不具合を検出する不具合検出手段とを画像出力制御部３０に備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、光書き込みを行うプリントヘッドを備えた画像形成装置等に関する。

電子写真方式を採用したプリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、光記録手段によって光を照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視像化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用いて主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けて、発光素子であるＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を主走査方向に多数、配列してなるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ：LED Print Head)を用いた光記録手段が採用されている。

このＬＰＨは、一般に、多数のＬＥＤをライン状に配列したＬＥＤチップが複数配置されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤから出力された光を感光体(感光体ドラム)表面に結像させるために多数のロッドレンズが配列されたレンズアレイとを含んで構成されている。画像形成装置では、入力される画像データに基づいてＬＰＨの各ＬＥＤを発光制御して駆動させ、感光体へ向けて光を出力し、レンズアレイによって感光体表面に光を結像させる。そして、感光体とＬＰＨとを相対移動させることにより副走査方向に静電潜像を形成している。

ここで、記録ヘッドとしてＬＥＤを用いた画像形成装置では、記録ヘッドのむら(例えば露光むら)がそのまま画像むらとなって現れてしまうので、記録ヘッドのむらを補正する作業が行われている。この記録ヘッドのむらを補正する方法としては、例えば、記録ヘッドにより実際にテストパターンを形成させ、得られたテストパターンをスキャナ等で読み取ることにより、記録ヘッドのむらを補正する技術(所謂スキャナ補正)が従来から存在する。また、ＬＰＨを採用した公報記載の従来技術として、例えば、記録読み取りの倍率誤差を補正することで、より正確な濃度むら補正を行うものが存在する(例えば、特許文献１参照。)。また、記録ヘッド以外が原因で生じる濃度むらも記録ヘッドによって補正することで、画像むらの軽減と、画像変動を与える不安定要因を排除する技術が開示されている(例えば、特許文献２参照。)。

特開２００１−１４６０３８号公報(第５−６頁、図２) 特開平１１−１７７８２４号公報(第５−６頁、図１)

このように、従来から行われているスキャナ補正によれば、濃度むらの他に、記録ヘッド(ＬＰＨ)以外の原因で生じている画質不具合(例えば用紙の搬送方向に生じる縦筋等)をある程度は解消することができる。しかしながら、これらの画質不具合(ディフェクト)の中には、例えばゴミの付着のように、ゴミが離脱した時点で消えてしまうような一時的に発生して直ぐに変化する特性に基づくものも存在する。かかる一時的な要因に基づく特性変化は、ＬＰＨの光量で補正を行うことは好ましくなく、ゴミ自体の除去によって筋を解消する方が、その後の維持性を考えればより望ましい。

また、スキャナ補正を工場出荷時だけに実施する場合、あまりにグレードの大きな補正を施してしまうと、一旦、市場に出た後に消耗品を交換した際、逆に多くの筋むらを生じさせてしまう問題があった。即ち、ＬＰＨ以外のプロセス部分に不具合があって筋を生じている場合に、限度を超えた補正を施すと、出荷後の早い段階で不具合が生じる可能性が高い。そのために、たとえＬＰＨによって補正することが可能であったとしても、無理な補正を施すと、ＬＰＨの補正による画質の維持性が逆に低下してしまう。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、不具合の原因となるプロセスを特定して補正を施すことで、画質トラブルをより軽減させることにある。
また他の目的は、経時的な濃度むらの出現を最小限に抑えることにある。
更に他の目的は、不具合の原因となるプロセスを特定し、そのプロセスに対して根本的な不具合解決策を施すことにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される補正装置は、複数の記録素子が配列された記録ヘッドを用いて画像を出力する際に生じる筋などの画質不具合から、この画質不具合の状態を把握する不具合状態把握手段と、この不具合状態把握手段によって把握される画質不具合の状態から、記録ヘッドに対する各記録素子調整のための補正を実行するか否かを補正箇所ごとに決定する決定手段とを含む。この補正装置は、画像形成装置である場合の他、補正のための治具である場合がある。

ここで、この不具合状態把握手段は、記録ヘッド以外の要因によって生じている画質不具合を検出することを特徴としている。また、この不具合状態把握手段により記録ヘッド以外の要因によって生じている画質不具合が検出された場合に、その旨の情報を出力する出力手段を更に備えたことを特徴とすれば、作業者やユーザ、サービス担当者に対して補正箇所の特定が容易となる点で好ましい。更に、この不具合状態把握手段は、記録ヘッドを用いて出力した画像を読み取った際に、この記録ヘッドに固有な画質不具合の発生状況を把握し、決定手段は、この記録ヘッドに固有な画質不具合については記録素子調整のための補正を実行することを特徴とすることができる。

一方、本発明が適用される画像形成装置は、複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、この記録ヘッドを用いて出力した画像を読取り手段で読み取り、読み取られた値に基づいて各記録素子を調整するスキャナ補正手段と、出力される画像について、記録ヘッド以外の要因によって発生する画質不具合を検出する不具合検出手段とを備えたことを特徴としている。この読取り手段は、画像形成装置の内部に設けられている場合の他、例えば、測定装置としての治具に含まれる読取り装置であっても構わない。

ここで、この不具合検出手段により把握される画質不具合が所定の値を超えていない場合には、この画質不具合を含めてスキャナ補正手段によりスキャナ補正を実行することを特徴とすることができる。また、この所定の値は、記録ヘッドに対する補正により画質不具合に対応できるレベルとして予め定められた値であることを特徴としており、例えば画像形成装置に設けられるメモリに格納されている。この対応できるレベルは、使用する記録ヘッドの種類、装置の使用態様などに応じて変わるものである。

しかして、この不具合検出手段は、記録ヘッドに固有な幅、記録ヘッドに固有な位置、および記録ヘッドに固有な周波数の少なくとも何れか１つを用いて、対象となる画質不具合が記録ヘッド以外の要因か否かを検出することを特徴とすることができる。
また、この不具合検出手段は、事前に冶具等によって、光量検出手段により検出された記録ヘッドの光量検出結果から、推測される濃度むら量を超える濃度差が読取り手段により読み取られた場合に、対象となる画質不具合が記録ヘッド以外の要因であると検出することを特徴とすることができる。この光量検出手段としては、例えばフォトダイオード等が挙げられる。

更に、この不具合検出手段は、例えばタンデムのフルカラー機にて出力される複数の色の画像について、全体で共通する画質不具合については記録ヘッド以外の要因であると把握することを特徴とすることができる。
また更に、この不具合検出手段は、記録ヘッドによる露光を実施せずに画像を形成するバイアス現像によって形成された画像の濃度を取得し、記録ヘッド以外の要因によって発生する画質不具合を検出することを特徴とすることができる。
また、この不具合検出手段は、記録ヘッドを用いて複数濃度の画像を出力し、読取り手段による濃度検出から主走査位置に対応したガンマを求め、求めたガンマの比較により記録ヘッド以外の画質不具合を検出することを特徴とすることができる。より詳しくは、ガンマの値が、記録ヘッドによる通常の変動範囲である所定の値を超え、極端に大きくまたは小さくなった場合に、記録ヘッド以外の画質不具合であると検出することができる。

本発明によれば、例えば、経時的な濃度むらの出現を最小限に抑えることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)２や画像読取装置(ＩＩＴ)３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部(ＩＰＳ：Image Processing System)４０を備えている。

画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなる画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで構成されている。これらの画像形成ユニット１１(１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ)は、夫々、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体(感光体)である感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光するプリントヘッドであるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた潜像を現像する現像器１５を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写ロール２３を備えている。

各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収納されたトナーを除き、ほぼ同様な構成要素を備えている。ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像信号は、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。画像プロセス系１０は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部４０から得られた画像信号に基づき、ＬＰＨ１４によって静電潜像を形成する。その静電潜像に対して現像器１５によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各々の感光体ドラム１２上に形成され、用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて多重転写される。多重転写された記録用紙上のトナー像は、定着器２４に搬送されて、熱および圧力によって記録用紙に定着される。

図２は、記録ヘッドであるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。ＬＰＨ１４は、記録素子(発光素子)として多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイ５１、ＬＥＤアレイ５１を支持すると共にＬＥＤアレイ５１の駆動を制御するための回路が形成されたプリント基板５２、各ＬＥＤから出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させるセルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)(商標)５３を備え、プリント基板５２およびセルフォックレンズアレイ５３は、ハウジング５４に保持されている。ＬＥＤアレイ５１では、ＬＥＤが例えば画素数分、主走査方向に配列されている。例えば、Ａ３サイズの短手(２９７ｍｍ)を主走査方向とする場合、６００ｄｐｉの解像度では、約４２.３μｍ毎に少なくとも７０４０個のＬＥＤを配列させる必要がある。尚、配列は、一列に並んでいる場合の他、千鳥状に配列される場合がある。プリント基板５２は、本実施の形態が適用される露光量測定方法によって得られた補正値に関するデータ(補正値から演算された光量補正データである場合もある)が格納されたメモリ(ＲＯＭ等)を備えており、かかるメモリに格納されたデータに基づいて、ＬＥＤアレイ５１を構成するＬＥＤの光量が補正される。

図３は、本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４のハードウェア構成図であり、サイリスタ構造による自己走査型発光素子(ＳＬＥＤ)方式を採用している。ＬＰＨ１４は、例えば画像処理部(ＩＰＳ)４０からのビデオデータ(Video Data)を受けて各ＬＥＤチップ６３に点灯信号を供給する点灯信号発生部６１、画像出力制御部３０からのクロックおよび同期信号を受けて転送信号を発生する転送信号発生部６２を備えている。本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４は、１２８個のＬＥＤを有するＬＥＤチップ６３が例えば５８個、設けられており、各ＬＥＤチップ６３で１２８ドット、ＬＰＨ１４全体で７４２４ドットの素子を発光させることが可能である。点灯信号発生部６１は、５８個のＬＥＤチップ６３に対する５８本の点灯信号(CKI1〜CKI58)を発生する。転送信号発生部６２は、６本の転送信号(CKS_1〜CKS_6)、６組ごとの転送信号(CK1_1〜CK1_6、CK2_1〜CK2_6)を生成している。例えば、図３に示す例では、各ＬＥＤチップ６３のドット数により、１主走査ラインにて１２８回の点灯を順番に行って順次点灯しており、１走査ラインにおける１回の同時点灯数は５８を最大としている。

図４は、点灯信号発生部６１の構成を示したブロック図であり、本実施の形態が適用される第１の構成例を示している。点灯信号発生部６１は、入力されるラスターデータであるビデオデータを発光順に並び替える並び替え部７１、光量むらを補正するための光量むら補正値(濃度むら補正値)を提供する光量むら補正部７２を有している。また、光量むら補正部７２から得られる光量むら補正値を用いて、並び替え部７１にて発光順に並び替えられたビデオデータに対する点灯クロック数を計算する点灯クロック数計算部７３、計算された点灯クロック数をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部７４、パラレル変換された各信号に対し、パルス幅変調を施して光量を変え各点灯信号を発生するパルス幅変調部(ＰＷＭ：Pulse Width Modulation)７５を備えている。

図５は、点灯クロック数計算部７３にて実行される処理の概要を説明するための図である。点灯クロック数計算部７３は、発光順に並び替えられたビデオデータａと、光量むら補正部７２に格納されている光量むら補正値ｂとを入力し、点灯クロック数ｙを出力している。このとき、点灯クロック数ｙは、例えば、
ｙ＝ａ・（１＋ｂ/２５５）
で表すことができる。上式において、光量むら補正値ｂは０〜２５５まで変化し、その結果、点灯クロック数計算部７３から出力される点灯クロック数ｙはａ〜２ａまで変化する。

図６は、ＬＥＤチップ６３の構成を説明するための回路図であり、ここでは１つめのアレイチップであるＣｈｉｐ１を例に挙げている。入力される転送信号と点灯信号は異なるものの、Ｃｈｉｐ２〜Ｃｈｉｐ５８も同様な構成を備えている。ＬＥＤチップ６３は、１２８個のサイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)、１２８個のＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)、１２７個のダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)、１２８個の抵抗(Ｒ１〜Ｒ１２８)、更には信号線に過剰な電流が流れるのを防止する転送電流制限抵抗(Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａ)で構成されている。
各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)の入力端であるアノード端子(Ａ１〜Ａ１２８)は、電源ライン６５に接続されている。この電源ライン６５には電源電圧ＶＤＤ(ＶＤＤ＝５．０Ｖ)が供給される。奇数番目サイリスタ(Ｓ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７)の出力端であるカソード端子(Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７)には、転送信号発生部６２からの転送信号ＣＫ１が転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して供給される。また、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８)の出力端であるカソード端子(Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８)には、転送信号発生部６２からの転送信号ＣＫ２が転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して供給される。

一方、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)の制御端であるゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)は、各サイリスタに対応して設けられた抵抗(Ｒ１〜Ｒ１２８)を介して電源ライン６６に各々接続されており、電源ライン６６は接地(ＧＮＤ)されている。また、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)に対応して設けられたＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のゲート端子は、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)のゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)に各々接続されている。更に、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)のゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)には、ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)のアノード端子が接続されている。ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)のカソード端子は、次段のサイリスタのゲート端子に各々接続されている。即ち、各ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)は直列接続されている。ダイオードＣＲ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ３Ａを介して転送信号発生部６２に接続され、転送信号ＣＫＳを受信する。また、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のカソード端子は、点灯信号発生部６１から、点灯信号ＣＫＩ１を受信している。

次に、このようなＬＥＤチップ６３の動作について、図７に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
まず、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１に対して動作の開始を指示する場合、転送信号発生部６２から図７(Ａ)に示すようなハイレベルの転送信号ＣＫＳが供給される。即ち、図６に示したサイリスタＳ１のゲート端子Ｇ１にハイレベルが入力される。転送信号ＣＫＳがハイレベルの時に、図７(Ｂ)に示すように転送信号発生部６２から出力された転送信号ＣＫ１がローレベルになると、サイリスタＳ１がターンオンする。

このように、転送信号ＣＫＳがハイレベルにて、転送信号ＣＫ１が供給される奇数番目のサイリスタ(Ｓ１、Ｓ３、…)のうち、ゲート端子の電位が最も高い、即ちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ１がターンオンする。また、このとき、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２はハイレベルなので、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)のカソード端子(Ｋ２、Ｋ４、…)の電位は高いままとなり、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)はオフの状態が維持される。さらに、点灯信号ＣＫＩ１は図７(Ｄ)に示すようにハイレベルなので、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のカソード端子の電位が高く、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)は点灯しない。そして、点灯信号ＣＫＩ１が図７(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ１のカソード端子の電位が低くなり、ＬＥＤ１が点灯する。

次に、サイリスタＳ１がオンの時に、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がローレベルになり、点灯信号ＣＫＩ１がハイレベルになると、転送信号ＣＫ２が供給される偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)のうち、ゲート端子の電位が最も高い、即ちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ２がターンオンするとともに、ＬＥＤ１が非点灯になる。そして、図７(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１がハイレベルになると、サイリスタＳ１はターンオフし、ゲート端子Ｇ１の電位が抵抗Ｒ１によって徐々に低下するとともに、ゲート端子Ｇ２の電位は上昇する。また、これに伴ってゲート端子Ｇ３、Ｇ４の電位も上昇する。
その後、点灯信号ＣＫＩ１が図７(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ２が点灯する。同様に、サイリスタＳ２がオンの時に、図７(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１が再びローレベルになり、点灯信号ＣＫＩ１がハイレベルになると、サイリスタＳ３がターンオンするとともに、ＬＥＤ２が非点灯になる。そして、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がハイレベルになると、サイリスタＳ２はターンオフする。

このように、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１では、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２が共にローレベルとなる重なり期間(図７に示すＴａの期間)を設けつつ、交互にハイレベル、ローレベルを切り替えることにより、サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)を順次オンさせるとともに、これに同期して点灯信号ＣＫＩ１を順次ローレベルにすることにより、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)を順次点灯させることができる。したがって、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１に接続する信号線としては、転送信号ＣＫＳ、ＣＫ１、ＣＫ２のための３本、点灯信号ＣＫＩ１のための１本、そして２本の電源線(そのうち１本は接地)の合計６本が必要であり、この６本の信号線だけで駆動することが可能である。
尚、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ２、Ｃｈｉｐ３、…、Ｃｈｉｐ５８に関しても同様であり、転送信号ＣＫＳ、ＣＫ１、ＣＫ２、そしてそれぞれ点灯信号ＣＫＩ２〜ＣＫＩ５８によってＬＥＤが順次点灯される。

次に、本実施の形態における特徴的な構成として、筋などの画質不具合(ディフェクト)に対する要因の分析処理と、その結果による対応処理について説明する。
図８は、画質ディフェクトの分析処理と対応処理を説明するための図である。図８ではステップ１０１〜ステップ１０５の分析処理をフローチャートで示しているが、これらは全ての実施が必須ではなく、少なくとも１つの処理にてステップ１０６の判断ができればよい。尚、これらの処理は、図１に示す画像出力制御部３０等で実施される場合の他、例えば、製造出荷前の検査にて用いられる測定装置(治具)の制御部にて実施される形態が考えられる。

まず、分析の第１の方法として、画質に現れる筋の幅、筋の位置、周波数が検出される(ステップ１０１)。図３を用いて説明したＬＥＤチップ６３は、約４２.３μｍ毎に１２８ドットが形成され、１つのＬＥＤチップ６３の幅は約５.４ｍｍとなる。このＬＥＤチップ６３が一列、または千鳥状に配列されることから、ＬＥＤチップ６３の幅(約５.４ｍｍ)またはこの整数倍の周期にて筋が観測される場合には、ＬＥＤチップ６３の配列誤差によって生じる継ぎ目での白筋や黒筋と考えられる。また、ＬＥＤチップ６３を１/２ずつ駆動するドライバを採用する場合には、ドライバ周期である約２.７ｍｍ幅またはこの整数倍の筋であれば、ＬＰＨ１４による筋と考えられる。更に、例えば図２に示すセルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)５３として、例えばφ０.４５ｍｍのセルフォックレンズを用いた場合に、このセルフォックレンズの半径(０.２２５ｍｍ)周期とその整数倍である場合にも、ＬＰＨ１４を要因とする筋である可能性が高い。同様に、ＬＥＤチップ６３の製造上の問題、マスク精度などによって生じる周期的な筋であればＬＰＨ１４であると考えられる。即ち、線の幅や線の位置、周波数を観測し、ＬＰＨ１４に固有な周波数であるか否かを判断することで、ＬＰＨ１４に起因する画質ディフェクトかそれ以外かをかなりの高い精度で検出することが可能である。尚、画質に現れる筋は、必ずしも周期的ではなく、単発で現れる場合もある。かかる場合には、幅および出現位置によってＬＰＨ１４固有の筋であるか否かの判別が可能である。

また、分析の第２の方法として、ＬＰＨ１４の各ＬＥＤにおける発光光量を測定するためのフォトダイオード(ＰＤ)等の光量検出手段で光量補正を施した結果から、濃度むらを推測することができる(ステップ１０２)。例えば、スキャナ補正前に、フォトダイオード(ＰＤ)等で光量の粗調整を施し、出現する濃度むらを推測しておき、その値を超えた筋はＬＰＨ１４以外が原因であると判定することが可能である。このフォトダイオード(ＰＤ)等の光量検出手段は、ＬＰＨ１４に装着して設けられる治具等で構成される。

更に、分析の第３の方法として、全ての色で共通する筋を把握するものが挙げられる(ステップ１０３)。例えば、図１に示すような所謂タンデム型のデジタルカラープリンタにおいて、全ての色で共通する筋がある場合には、ＬＰＨ１４以外の要因による筋と判断できる。共通する筋としては、図１に示すような構造の場合には、例えば定着器２４による筋が候補として挙げられる。また、他のタンデム構造として、例えば中間転写体(中間転写ベルト等)の上に各色のトナー像を重ねて一次転写し、その後、用紙に対して一度に二次転写する方式を採用する装置では、全ての色で共通する画質ディフェクトは、例えば中間転写体(中間転写ベルト等)の表面の傷、二次転写の際の不良等が要因と考えられる。

また、上述したタンデム構造以外に、図１とは異なる機構として、例えば像担持体(感光体ドラム)や中間転写ベルトを４回転させ、４色のトナー像を重ねてフルカラーの画像を形成する、所謂４サイクル機がある。かかる４サイクル機において、全色で共通する筋が発生している場合には、共通のプロセスである帯電、または/およびＬＰＨ、または/および一次転写に供する装置に対して、その発生原因があると推定できる。この機構の場合には、帯電、ＬＰＨ、および一次転写の間の切り分けはできない。即ち、これだけではＬＰＨとそれ以外の切り分けはできないが、上述したステップ１０１等と組み合わせて、判定精度を上げるために用いることが可能である。

更に、分析の第４の方法として、ガンマの違いを把握するものがある(ステップ１０４)。ここで「ガンマ」とは、入力濃度に対する出力画像濃度の変化量(傾き)である。
図９(ａ)〜(ｃ)は、ガンマの違いによる切り分け処理を説明するための図である。図９(ａ)は、ある主走査位置におけるガンマの値をプロットした図である。横軸に入力濃度(Ｃin)、縦軸にスキャナ検出濃度が示されている。このようなガンマ値を取得するためには、まず、例えば２０％、３０％、５０％等の複数の入力濃度からなる画像を、主走査方向に帯状に形成し、ＬＰＨ１４を用いて出力する。そして、出力された画像を画像読取装置(ＩＩＴ)３等のスキャナを用いて読み込み、濃度を検出する。検出された濃度をプロットすることで、図９(ａ)に示すような値が得られる。

図９(ｂ)および図９(ｃ)は、主走査位置に応じたガンマの値を示す図であり、図９(ｂ)は入力濃度(Ｃin)が２０から３０まで変化したときの出力濃度の変化(傾き)、図９(ｃ)は入力濃度(Ｃin)が３０から５０まで変化したときの出力濃度の変化(傾き)の値が示されている。各々横軸に主走査位置を、縦軸にガンマをとっている。ある程度のガンマの違いは、ＬＰＨ１４の変動範囲として、ＬＰＨ１４のスキャナ補正で対応することが可能である。しかしながら、例えば現像器１５で現像剤がつまった場合などでは入力濃度を上げても出力濃度が全く変わらなくなる。即ち、主走査方向の位置によっては、把握されたガンマの値(傾き)が通常の値(他の走査方向の位置にて把握された値)とは大きく異なる場合がある。そこで、ＬＰＨ１４の変動範囲として予め所定の値を決定しておき、この値を超えている場合には、ＬＰＨ１４以外を要因とするものと考えることができる。

また更に、分析の第５の方法として、現像器１５のバイアスの調整による筋を把握するものがある(ステップ１０５)。現像バイアスの調整によって、ＬＰＨ１４を用いた露光を実施せずともトナー像が形成できる条件で画像を出力する。この出力画像を観察し、生じている筋は、ＬＰＨ１４以外が原因であると判定することが可能である。

以上のステップ１０１〜ステップ１０５の少なくとも何れか１つによって、ＬＰＨ１４以外を要因とする筋(画質ディフェクト)が所定の値を超えているか否かが判断される(ステップ１０６)。画質ディフェクトが予め定められた所定の値を超えていない場合には、ＬＰＨ１４に対するスキャナ補正が実行され(ステップ１０７)、処理が終了する。所定の値を超えている場合には、画質ディフェクトの状況を例えばコントロールパネルやＬＣＤディスプレイ等に表示し、画質ディフェクトをユーザに通知(警告)して(ステップ１０８)、処理が終了する。ステップ１０６で判断基準となる「所定の値」は、記録ヘッドであるＬＰＨ１４に対する補正によって画質不具合に対応できるレベルとして予め定められている値であり、例えば、図９(ｂ),(ｃ)に示す例では、破線の範囲であるＬＰＨ変動範囲が所定の値となる。同様に、「所定の値」は、例えば濃度むらのグレードの中で、ＬＰＨ１４に対する補正によって対応できる度合い(レベル)の濃度むらグレードを定めることができる。これらの「所定の値」は、例えば図１に示す画像出力制御部３０に設けられた各種メモリや、図２に示すプリント基板５２に設けられた各種メモリに格納される。

また、図８に示すような処理は、記録ヘッド(ＬＰＨ１４)の複数の記録素子(ＬＥＤ)ごとに、補正を実行するか否かを判断することができる。即ち、把握される画像不具合の状態から、記録素子ごとにスキャナ補正で対応するか否かを決定し、例えば、不具合が大きく記録ヘッドのスキャナ補正だけでは不具合が解消されない場合や、ゴミ等の一時的な特性の変化分については補正を施さない。これによって、スキャナ補正の有効な箇所だけについてスキャナ補正を施すことが可能となり、あまりにグレードの高い補正を加えることによる問題点を解消することができる。尚、図８の説明では、ステップ１０６にてＬＰＨ１４に固有なものについて対応したが、例えば濃度むらや筋等の画質ディフェクトが予め定められた所定の値を超えているか否かだけの判断で以降の処理を決定することも可能である。スキャナ補正によって対応可能となる軽微な不具合であれば、ＬＰＨ１４に対する補正だけで対応することが有利な場合があるためである。

以上、詳述したように、本実施の形態によれば、スキャナ補正を行うための濃度検出時に、例えば筋の状況等が所定の値を超えているか否か等によって、ＬＰＨ１４と、その他のプロセスとの間の原因系の切り分けを行うことができる。また、この原因系の切り分けを行うことで、ＬＰＨ１４によって無理やり補正を行う従来の問題を解消し、ＬＰＨ１４による補正を適正化することができる。これによって、スキャナ補正による画質の維持性を向上させることが可能となる。更に、このスキャナ補正を行うか否かの切り分けは、市場での補正時に行うことも可能であり、また、製造時に行うことも可能である。また更に、装置内で行うことも有効であり、装置外の治具で行うこともできる。

但し、不具合のレベルによっては緊急性が薄い場合もある。応急処置としてスキャナ補正を行うことはトラブル対応のスピードアップという観点から大きな効果が得られる。従って、図８に示した処理のように、原因系を切り分けた結果、ＬＰＨ１４以外のプロセスが原因であることが特定された場合であっても、スキャナ補正で筋補正が可能なレベルであれば、補正を実施した上でプロセスが原因であることだけを通知する方法もある。逆に、スキャナ補正が不可能なレベルと判断されたならば、補正を実施せず、プロセスが原因であることを通知するだけでも好ましい。尚、本実施の形態では、ＬＥＤが配列されたＬＰＨ１４を用いて説明したが、それ以外に記録素子が配列された記録ヘッドに対しても同様に機能させることが可能である。

このように、本実施の形態では、市場で補正を行う際に、記録ヘッド以外が原因で起きている筋等の画質不具合(ディフェクト)を容易に特定することができる。また、工場出荷時の補正だけで、経時的な濃度むらの出現を抑制することが可能となる。更に、消耗品交換時のスキャナ補正を不要とすることもできる。

本発明の活用例として、例えば、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用できる。また、この画像形成装置においてスキャナ補正を行い、濃度むらを補正する治具としての補正装置に適用することも可能である。また、記録素子の概念を拡張して、インクジェットプリンタ等の記録素子が配列された記録ヘッドを有する装置に対しても適用することが可能である。

本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。 ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)の構成を示した図である。 本実施の形態が適用されるＬＰＨのハードウェア構成図である。 点灯信号発生部の構成を示したブロック図である。 点灯クロック数計算部にて実行される処理の概要を説明するための図である。 ＬＥＤチップの構成を説明するための回路図である。 ＬＥＤチップの動作を説明するためのタイミングチャートである。 画質ディフェクトの分析処理と対応処理を説明するための図である。 (ａ)〜(ｃ)は、ガンマの違いによる切り分け処理を説明するための図である。

符号の説明

１０…画像プロセス系、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、１５…現像器、５１…ＬＥＤアレイ、５２…プリント基板、５３…セルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)、６１…点灯信号発生部、６２…転送信号発生部、６３…ＬＥＤチップ、７１…並び替え部、７２…光量むら補正部、７３…点灯クロック数計算部、７４…シリアルパラレル変換部

Claims (12)

1. 複数の記録素子が配列された記録ヘッドを用いて画像を出力する際に生じる画質不具合から、当該画質不具合の状態を把握する不具合状態把握手段と、
   前記不具合状態把握手段によって把握される前記画質不具合の状態から、前記記録ヘッドに対する各記録素子調整のための補正を実行するか否かを補正箇所ごとに決定する決定手段と
   を含む補正装置。
2. 前記不具合状態把握手段は、前記記録ヘッド以外の要因によって生じている画質不具合を検出することを特徴とする請求項１記載の補正装置。
3. 前記不具合状態把握手段により前記記録ヘッド以外の要因によって生じている画質不具合が検出された場合に、その旨の情報を出力する出力手段を更に備えたことを特徴とする請求項２記載の補正装置。
4. 前記不具合状態把握手段は、前記記録ヘッドを用いて出力した画像を読み取った際に、当該記録ヘッドに固有な画質不具合の発生状況を把握し、
   前記決定手段は、前記記録ヘッドに固有な画質不具合については前記記録素子調整のための補正を実行することを特徴とする請求項１記載の補正装置。
5. 複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを用いて出力した画像を読取り手段で読み取り、読み取られた値に基づいて各記録素子を調整するスキャナ補正手段と、
   出力される画像について、前記記録ヘッド以外の要因によって発生する画質不具合を検出する不具合検出手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記不具合検出手段により把握される前記画質不具合が所定の値を超えていない場合には、当該画質不具合を含めて前記スキャナ補正手段によりスキャナ補正を実行することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記所定の値は、前記記録ヘッドに対する補正により前記画質不具合に対応できるレベルとして予め定められた値であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記不具合検出手段は、前記記録ヘッドに固有な幅、当該記録ヘッドに固有な位置、および当該記録ヘッドに固有な周波数の少なくとも何れか１つを用いて、対象となる画質不具合が当該記録ヘッド以外の要因か否かを検出することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
9. 前記不具合検出手段は、光量検出手段により検出された前記記録ヘッドの光量検出結果から、推測される濃度むら量を超える濃度差が前記読取り手段により読み取られた場合に、対象となる画質不具合が当該記録ヘッド以外の要因であると検出することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
10. 前記不具合検出手段は、出力される複数の色の画像について、全体で共通する画質不具合については前記記録ヘッド以外の要因であると把握することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
11. 前記不具合検出手段は、前記記録ヘッドによる露光を実施せずに画像を形成するバイアス現像によって形成された画像の濃度を取得し、前記記録ヘッド以外の要因によって発生する画質不具合を検出することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
12. 前記不具合検出手段は、前記記録ヘッドを用いて複数濃度の画像を出力し、前記読取り手段による濃度検出から主走査位置に対応したガンマを求め、求めた当該ガンマの比較により当該記録ヘッド以外の画質不具合を検出することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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