JP2006231836A

JP2006231836A - 画像形成装置

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Publication number: JP2006231836A
Application number: JP2005052899A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Abe; 寛阿部
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: JP4236643B2

Abstract

【課題】本発明は、上記の問題点に鑑み、新たなセンサを追加することなく、ＬＰＨのＬＥＤ素子毎の発光によるその温度差に伴って発生するＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを低減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】本発明に係る複写機１は、ＬＰＨデータ制御回路部１５８に入力された画像データから、所定の単位時間あたりのＬＥＤ素子毎に対応した画素のデータ量がモニタされ、ＬＥＤ素子に対応した画素毎に画素とその画素を除く画素のデータ量が比較された差が、更に所定の閾値と比較されて、その比較結果に応じて初期補正データあるいは初期補正データにＬＥＤ素子毎の光量バラツキを低減させる所定の補正データ分が加算されたＬＥＤ素子毎の新規補正データが光量補正回路部１６０ａに入力され、初期補正データあるいは新規補正データに基づいてＬＥＤ素子毎の駆動電流値が補正される構成である。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、特に、複数の発光ダイオード素子が配列された発光ダイオードプリンタヘッドにおける各発光ダイオード素子の点灯の制御技術に関するものである。

発光ダイオードプリンタヘッド（以下、ＬＰＨ[LED Print head]と呼ぶ）を備えた画像形成装置におけるＬＰＨは、複数の発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤ[Light Emitting Diode]素子と呼ぶ）がアレイ状に配列された構成あり、画像データに基づいてＬＥＤ素子毎にその点灯が制御され、感光体ドラム上に照射されたＬＥＤ光によりその表面に潜像を書き込む機器である。

ＬＰＨを備えた画像形成装置は、そのＬＰＨが複数のＬＥＤ素子を備えた構造であるため、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキによって画像データに基づいて書き込まれる感光体ドラム上の潜像にムラを発生させてしまい、最終的に用紙上へ形成されるトナー像の画像に濃度ムラを発生させてしまうことがある。そのため、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑える補正方法が提案されている。

その１つに、各ＬＥＤ素子の発光光量をモニタすることにより、発光光量を動的に制御する方法がある（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）。例えば、各ＬＥＤ素子の発光光量をフォトダイオードやＣＣＤでモニタして、各ＬＥＤ素子の発光光量が所定値になるようにフィードバック制御を行い、ＬＥＤ素子の経時変化による発光光量のバラツキを補正することが可能なＬＥＤ書き込み装置が開示・提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、上記と異なる制御方法も兼ね備えた装置として、例えば、露光ヘッドの発光素子毎の点灯回数を累積し、累積された点灯回数が最も多い発光素子以外の発光素子に対して、追加点灯を行うことで、全ての発光素子の劣化状態を均一化することが可能であるとともに、露光ヘッドから照射された光の強度を検出することで、発光素子の駆動電圧あるいは駆動電流を制御することで露光ヘッドの光量を常に一定にすることが可能な露光ヘッドの制御方法および露光ヘッドを搭載した電子写真装置が開示・提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

また、現在、一般的なＬＰＨのＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑える補正方法として、ある時点（例えば、ＬＰＨの工場出荷時等）にＬＰＨのＬＥＤ素子毎の発光光量が測定され、その測定データに基づいて各ＬＥＤ素子の駆動電流や駆動時間の調整を行う補正制御方法が用いられている。
特開平９−３０９２２３公報特開２００３−３３４９９０公報

確かに、特許文献１に開示されたＬＥＤ書き込み装置であれば、ＬＰＨのＬＥＤ素子毎にその発光光量がモニタされて動的に制御が行われるため、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能である。

また、特許文献２に開示された露光ヘッドの制御方法および露光ヘッドを搭載した電子写真装置であれば、ＬＰＨを備えた画像形成装置に適用した場合には、ＬＥＤ素子毎の点灯回数を累積し、累積された点灯回数が最も多いＬＥＤ素子以外のＬＥＤ素子に対して追加点灯を行うことおよびＬＰＨから照射された光の強度を検出してＬＥＤ素子毎の駆動電流の制御を行うことで、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能である。

また、予めＬＰＨのＬＥＤ素子毎の発光光量が測定され、その測定データに基づいて各ＬＥＤ素子の駆動電流や駆動時間の調整により補正制御を行うことが可能な従来のＬＰＨを備えた画像形成装置であれば、その測定データに基づいてＬＥＤ素子毎の制御が行われるため、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能である。

しかしながら、特許文献１に開示されたＬＥＤ書き込み装置は、ＬＥＤ素子毎の発光光量をモニタするためのセンサが別途必要になるため、装置の製造コストが増加してしまう。

また、特許文献２に開示された露光ヘッドの制御方法および露光ヘッドを搭載した電子写真装置は、累積された点灯回数が最も多いＬＥＤ素子以外のＬＥＤ素子に対して、追加点灯が行われるため、ＬＥＤ素子の劣化が早められてしまう。また、ＬＥＤ素子の発光光量をモニタするためのセンサが別途必要になるため、装置の製造コストが増加してしまう。

また、予めＬＰＨのＬＥＤ素子毎の発光光量が測定され、その測定データに基づいて各ＬＥＤ素子の駆動電流や駆動時間の調整により補正制御を行うことが可能な従来のＬＰＨを備えた画像形成装置は、ＬＰＨの経時変化やＬＰＨ周りの環境変化によるＬＥＤ素子毎の発光光量の変化をモニタする手段がないため、それらによるＬＥＤ素子毎の発光光量の変化の補正を行うことができず、ＬＰＨの経時変化やＬＰＨ周りの環境変化によってＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキが発生してしまう。

その従来のＬＰＨを備えた画像形成装置においてＬＰＨ周りの環境変化により発生するＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキの主原因は、ＬＥＤ素子の温度変化によるものである。

一般的にＬＥＤ素子の温度特性は、１度上昇毎に光量が１％低下、発光中心波長が約０．３ｎｍ延びる方向に変化すると言われている。また、用紙への印刷後の画像の濃度ムラは、光量差に５〜６％程度の差が有れば肉眼でも認識できる。また、使用する感光体ドラムの分光感度特性がフラットでなければ、５ｎｍ程度の発光波長のシフトによってもトナー画像の濃度ムラが発生することが知られている。

ＬＰＨ全体がＬＥＤ素子の発光により温度が上昇する場合には、全ＬＥＤ素子の光量・波長変化が発生するだけで、ＬＥＤ素子毎の光量・波長バラツキが大きくなることによる画像の濃度ムラが発生するという可能性は少ない。

しかしながら、ある画素のみ印字を繰り返すと、その印字に使用しているＬＥＤ素子のみが発熱し、それ以外のＬＥＤ素子の温度はさほど上昇しないという状態が発生する。このような状況が続くと、印字に使用されているＬＥＤ素子と、それ以外のＬＥＤ素子との間で温度差が発生し、発光光量のバラツキが初期の状態と大きく異なってしまうため、印画時に画像の濃度ムラとなって、画像品質を損なってしまうことがある。

本発明は、上記の問題点に鑑み、新たなセンサを追加することなく、ＬＰＨのＬＥＤ素子毎の発光によるその温度差に伴って発生するＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを低減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。

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、複数の発光ダイオード素子がアレイ状に配列された発光ダイオード素子アレイと、画像データおよび補正データに基づいて、該発光ダイオード素子毎に駆動電流値を補正して、該発光ダイオード素子毎に補正された駆動電流を供給し、該駆動電流がその補正された駆動電流値を保つように制御を行う光量補正手段と、該画像データに基づいて、前記発光ダイオード素子毎の点灯時間を制御する諧調制御手段と、前記発光ダイオード素子毎の光量の測定データを記憶する光量補正用データ記憶手段と、該光量補正用データ記憶手段に記憶された該測定データに基づいて、前記発光ダイオード素子毎の駆動電流値を補正するための補正データを生成する補正データ処理手段と、を有して成り、所定の時間毎に単数または複数の画像データから前記発光ダイオード素子毎に対応した画素のデータ量を集計する加算手段と、該加算手段により集計された該画素のデータ量を該画素毎に記憶する集計データ記憶手段と、該集計データ記憶手段に記憶された該画素毎のデータ量につき、画素とその画素を除く所定の画素のデータ量の差を比較して出力する周辺比較手段と、前記画素毎の前記データ量の差と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記補正データあるいは該補正データに所定のデータを追加した新しい補正データを生成して出力する補正データ演算手段と、を有して成る構成とされている。このような構成とすることにより、新たなセンサを追加することなく、用紙への画像形成が連続的に行われても、発光ダイオード素子間の温度差を低減することができるため、発光ダイオード素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能となり、用紙上に濃度ムラのない画像を得ることが可能となる。

複数の発光ダイオード素子がアレイ状に配列された発光ダイオード素子アレイと、画像データおよび補正データに基づいて、該発光ダイオード素子毎に駆動電流値を補正して、該発光ダイオード素子毎に補正された駆動電流を供給し、該駆動電流がその補正された駆動電流値を保つように制御を行う光量補正手段と、該画像データに基づいて、前記発光ダイオード素子毎の点灯時間を制御する諧調制御手段と、前記発光ダイオード素子毎の駆動電流値の補正データを記憶する光量補正用データ記憶手段と、を有して成り、所定の時間毎に単数または複数の画像データから前記発光ダイオード素子毎に対応した画素のデータ量を集計する加算手段と、該加算手段により集計された該画素のデータ量を該画素毎に記憶する集計データ記憶手段と、該集計データ記憶手段に記憶された該画素毎のデータ量につき、画素とその画素を除く所定の画素のデータ量の差を比較して出力する周辺比較手段と、前記画素毎の前記データ量の差と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記補正データあるいは前記補正データに所定のデータを追加した新しい補正データを生成して出力する補正データ演算手段と、を有して成る構成とされている。このような構成とすることにより、新たなセンサを追加することなく、用紙への画像形成が連続的に行われても、発光ダイオード素子間の温度差を低減することができるため、発光ダイオード素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能となり、用紙上に濃度ムラのない画像を得ることが可能となる。また、光量補正用データ記憶手段に予め発光ダイオード素子毎の駆動電流値の補正データが記憶されているため、予め測定された発光ダイオード素子毎の発光光量の測定データからその駆動電流値の補正データを生成する機能を新たに搭載する必要がないため、製造コストを低減することができる。

上記したように、本発明に係る画像形成装置であれば、新たなセンサを追加することなく、発光ダイオードにより感光体ドラムの表面に潜像が形成されても、発光ダイオード素子間の温度差を低減させることができるため、発光ダイオード素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能となる。

以下では、本発明を複写機に適用した場合を例に挙げて説明を行う。図１は本発明に係る複写機の要部構成を示すブロック図であり、図２は本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。両図に示すように、本実施形態の複写機１は、装置全体の動作を制御する中央演算処理装置１０（以下、ＣＰＵ［Central Processing Unit］１０と呼ぶ）と、原稿を自動搬送する原稿搬送部１１と、原稿搬送部１１から搬送された原稿を取り込んで画像データを生成する原稿取込部１２と、操作手段（テンキーやタッチパネルなど）と表示手段（液晶ディスプレイなど）から成る操作表示部１３と、画像データに基づいて用紙へのトナー像の画像形成を行う画像形成部１５と、画像形成部１５で得られたトナー像を用紙に定着させる定着部１６と、画像形成部１５に給紙を行う給紙部１４と、各種制御プログラム、後述の光量補正用データ、画像データおよび各種データが記憶されるとともに、ワーク領域として用いられるメモリ部１７と、用紙の排紙先となる排紙部１８と、を有して成る。

ＣＰＵ１０は、装置全体の動作を制御するほか、後ほど詳細に説明するＬＰＨにおけるＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑えるための補正制御全体に関する処理を行う。

給紙部１４は、画像形成部１５への給紙元となる複数段（本実施形態では３段）の用紙収納部１４１ａ〜１４１ｃと、各用紙収納部１４１ａ〜１４１ｃから画像形成部１５への共通した用紙搬送経路となる用紙搬送部１４２と、を有して成る。

メモリ部１７は、各種制御プログラム等が格納されたＲＯＭ［Read Only Memory］１７１と、ワーク領域として用いられるＲＡＭ［Random Access Memory］１７２と、不揮発性のメモリからなり、後述のＬＰＨにおけるある時点(例えば、初期状態)でのＬＥＤ素子毎の発光光量バラツキが予め測定された測定データが格納された光量補正用データ記憶部１７３と、を有して成る。

また、画像形成部１５について以下に説明する。図３は、ＬＰＨおよびＬＰＨデータ制御回路の要部構成部を示す図である。画像形成部１５は、図２および図３に示すように、画像データに基づいてトナー像がドラム表面に形成される像端持体の感光体ドラム１５１と、感光体ドラム１５１の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電器１５４と、後述するように複数のＬＥＤ素子が主走査方向（すなわち、用紙搬送方向に対して垂直方向）に感光体ドラム１５１の幅分（すなわち、印刷可能幅分）に一列に並べられたＬＥＤアレイを光源とし、画像データおよび補正データ等に基づいてＬＥＤ光を照射して潜像を感光体ドラム１５１の表面に形成するＬＰＨ１５３と、感光体ドラム１５１の表面の静電潜像からトナー像を感光体ドラム１５１の表面に形成する現像器１５２と、感光体ドラム１５１の表面に形成されたトナー像を搬送されてきた用紙に静電的に転写する転写ローラ１５７と、感光体ドラム１５１の表面に残留するトナーの回収を行うクリーニング部１５６と、感光体ドラム１５１の表面の除電を行う除電器１５５と、ＬＰＨ１５３に備えなれた各ＬＥＤ素子の駆動電流値の補正処理を行うための補正データおよびＬＰＨ１５３へ転送するために画像データの変換処理を行ってからＬＰＨ１５３に転送するＬＰＨデータ制御回路部１５８と、を有して成る。

ＬＰＨ１５３は、図３に示すように、画像データの主走査方向における１ライン分の１〜ｎ画素目の各画素に１つのＬＥＤ素子が対応したＬＥＤ素子が一列にアレイ状に配列されたＬＥＤアレイ１５９と、ＬＥＤアレイ１５９のＬＥＤ素子毎と電気的に接続され、更にＬＥＤ素子毎の駆動電流値の補正データおよび画像データに基づいて、ＣＰＵ１０から入力されるＬＥＤ素子の駆動電流値Ｓ１を補正してＬＥＤ素子毎に補正された駆動電流を供給するとともに、ＬＥＤアレイ１５９のＬＥＤ素子毎の点灯を制御するＬＥＤ駆動ＩＣ[Integrated Circuit]１６０と、を有して成る。

そのＬＥＤ駆動ＩＣ１６０は、図３に示すように、ＬＰＨデータ制御回路部１５８から入力された各ＬＥＤ素子の駆動電流値の補正データおよびＬＥＤ駆動ＩＣ１６０への入力のために変換された画像データに基づいて、ＣＰＵ１０から入力されたＬＥＤ素子の駆動電流値Ｓ１を補正して、ＬＥＤ素子毎にその補正された駆動電流を供給するとともに、ＬＥＤ素子毎の駆動電流がその補正された駆動電流値を保つように制御を行う光量補正回路部１６０ａと、ＬＥＤ駆動ＩＣ１６０への入力のために変換された画像データに基づいてＬＥＤアレイ１５９の各ＬＥＤ素子の点灯時間を制御する諧調補正回路部１６０ｂと、を有して成る。なお、ＬＥＤ駆動ＩＣ１６０には、各ＬＥＤ素子を点灯させるために、電源（不図示）から電力が供給されている。

ＬＰＨデータ制御回路部１５８は、図３に示すように、光量データ補正用データ記憶部１７３からＬＰＨ１５３におけるある時点(例えば、初期状態)でのＬＥＤ素子毎の発光光量バラツキが予め測定された測定データを読み込んで、ＬＥＤ素子毎の駆動電流値の補正を行うための補正データ（以下、初期補正データと呼ぶ）に変換する補正データ処理回路部１５８ａと、所定の単位時間の間にＣＰＵ１０により入力された画像データから、主走査方向の先頭から１ラインごとに、ＬＥＤ素子毎に対応した１画素目〜ｎ画素目のデータ量を画素毎に集計し、そのデータ量を画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データに変換して、順次、画像データ全てに亘って加算して集計する単位時間加算回路部１５８ｂと、単位時間加算回路部１５８ｂにより集計された画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データを格納する集計データ格納メモリ部１５８ｃと、集計データ格納メモリ部１５８ｃに記憶された画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データにつき、ある画素とその近傍の画素に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データを比較して、画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差を出力する周辺データ比較回路部１５８ｄと、周辺データ比較回路部１５８ｄによる画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差と所定の閾値との比較に基づいて、初期補正データにＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを低減するための所定の補正データ分を加算して画素毎に対応するＬＥＤ素子の補正データ（以下、新規補正データと呼ぶ）を新たに生成する補正データ演算回路部１５８ｅと、ＬＥＤ駆動ＩＣ１６０に入力するために初期補正データあるいは新規補正データを変換してＬＥＤ駆動ＩＣ１６０へ入力する補正データ転送回路部１５８ｆと、ＣＰＵ１０により入力された画像データをＬＥＤ駆動ＩＣ部１６０に入力するために変換（例えば、画像データの各画素に対応して点灯されるＬＥＤ素子およびその点灯されるＬＥＤ素子毎の点灯時間のデータに変換）してＬＥＤ駆動ＩＣ部１６０に転送する画像データ転送回路部１５８ｇと、を有して成る。

次に、上記構成から成る複写機１における原稿複写動作の一例について説明する。本実施形態の複写機１における原稿複写動作では、まず原稿搬送部１１から原稿取込部１２に原稿が搬送され、原稿取込部１２による該原稿画像の取り込みが行われた後、画像データが生成される。生成された画像データは、ＣＰＵ１０により、一旦ＲＡＭ１７２に格納された後、再び読み出されて画像形成部１５に送出される。

続いて、帯電器１５４により所定の電位に均一に帯電された感光体ドラム１５１の表面に、画像データおよびＬＥＤ素子毎の駆動電流値の補正データに基づいて、後述のようにＬＥＤ素子毎の駆動電流値の補正が行われたＬＰＨ１５３によって潜像が作られ、現像器１５２によりこの潜像からトナー像が感光体ドラム１５１の表面に形成される。感光体ドラム１５１の表面に形成されたトナー像は、給紙部１４から搬送されてきた用紙に転写ローラ１５７によりトナー像が転写される。

その後、未定着のトナー像を担持した用紙は、定着部１６へと送られ、定着部１６によりにより加熱および加圧されてトナー像が用紙に定着された後、排紙部１８に排出される。

なお、本実施形態の複写機１は、ＬＰＨ１５３にアレイ状に配列された複数のＬＥＤ素子が、ＬＥＤ素子毎に温度差が発生することによって引き起こされるＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑えるために、所定の単位時間毎に単数あるいは複数の画像データからＬＥＤ素子毎の点灯時間をモニタすることにより、各ＬＥＤ素子の発光光量変化を予測し、それに基づいてＬＥＤ素子毎の駆動電流値に補正処理が逐次的に行われる補正制御に特徴を有している。

そこで、以下では、図４のフローチャートを参照しながら、本実施形態の複写機１における所定の単位時間毎に単数あるいは複数の画像データからＬＥＤ素子毎の点灯時間をモニタすることにより、各ＬＥＤ素子の発光光量変化を予測し、それに基づいてＬＥＤ素子毎の駆動電流値に補正処理が逐次的に行われる補正制御に特徴についての詳細な説明を行う。

本実施形態の複写機１では、ステップＳ４−１で、図３および図４に示すように、原稿取込部１２で生成された画像データが、ＣＰＵ１０により単位時間加算回路部１５８ｂに入力される。そして、単位時間加算回路部１５８ｂにより、画像データから、主走査方向の先頭から１ラインごとに、ＬＥＤ素子毎に対応した１画素目〜ｎ画素目のデータ量が集計され、更にそのデータ量が画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データに変換されて、順次、画像データ全てに亘って加算して集計される。例えば、画像データの１画素目が５／１６値のデータであれば、その１画素目に対応したＬＥＤ素子の点灯時間として５μｓｅｃと変換されて加算して集計される。

続いて、ステップＳ４−２で、単位時間加算回路部１５８ｂにより、画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データの集計開始から所定の単位時間以内の間に、画像データが入力される場合には（Ｓ４−２ＹＥＳ）、その集計開始から所定の単位時間以内の時間経過であれば、画像データがＬＰＨ１５３に入力されて点灯されたＬＥＤ素子毎の温度は低下しないため、ステップＳ４−１に戻り、前述したように画像データから画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データが加算して集計される。

また、ステップＳ４−２で、単位時間加算回路部１５８ｂにより、画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データの集計開始から所定の単位時間以内の間に、画像データが入力されない場合には（Ｓ４−２ＮＯ）、画像データが入力されずに点灯したＬＥＤ素子の温度が低下してしまうため、ステップＳ４−３で、単位時間加算回路部１５８ｂに集計された画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データが、画素毎に集計データ格納メモリ部１５８ｃに転送されて格納される。

なお、所定の単位時間は、画像形成部１５による用紙へのトナー像の形成完了毎に発生される副走査方向同期信号あるいは予め設定された副走査方向のライン数枚に発生する信号が、制御タイミング発生部（不図示）から単位時間加算回路部１５８ｂに入力されて、単位時間加算回路部１７６ｂにより制御された時間をいう。なお、副走査方向は、用紙の搬送方向である。

続いて、ステップＳ４−４で、周辺データ比較回路部１５８ｄにより、集計データ格納メモリ部１５８ｃに格納された画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データが読み込まれる。そして、ＬＥＤ素子に対応した画素毎に、ある画素とその画素の近傍にある画素（例えば、ある画素の隣の画素あるいは両隣の画素等）に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データが比較されて、画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差が出力されて補正データ演算回路部１５８ｅに入力される。なお、ＬＥＤ素子に対応した画素毎に、ある画素と比較される画素は、ある画素の近傍に限定されるものではなく、ある画素とその画素を除く所定の画素であればよい。

続いて、ステップＳ４−５で、補正データ演算回路部１５８ｅにより、画素毎の近傍の画素に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差が、画素毎に所定の閾値（例えば、５００μｓｅｃ）と比較される。そして、補正データ演算回路部１５８ｅにより、画素毎の近傍の画素に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差が、所定の閾値以上であると判定される場合には（Ｓ４−５ＹＥＳ）、ステップＳ４−６で、各ＬＥＤ素子間の温度差は大きく発光光量のバラツキは大きいと予測されるため、補正データ処理回路部１５８ａにより、光量補正用データ記憶部１７３から、ある時点(例えば、初期状態)でのＬＥＤ素子毎の発光光量バラツキが予め測定された測定データが読み込まれて初期補正データに変換された後、初期補正データにＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを低減させる所定の補正データ分が加算されたＬＥＤ素子毎の駆動電流値の新規補正データ（例えば、新規補正データは、初期補正データに初期補正データの１％が加算された補正データ）が出力され、補正データ転送回路部１５８ｆに入力される。

なお、上記で説明したように補正データ演算回路部１５８ｅにより、画素毎の近傍の画素に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差に基づいて、初期補正データに、所定の補正分が加算されて画素毎に対応したＬＥＤ素子の新規補正データが出力される構成であるが、補正データ演算回路部１５８ｅにより、所定の関数に画素毎の近傍の画素に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差および初期補正データが入力されることにより、新規補正データが生成されてもよい。例えば、補正データ演算回路部１５８ｅにより、関数「新規補正データ＝初期補正データ×（１＋（点灯時間の差／係数））」が用いられて新規補正データが生成されてもよい。

続いて、ステップＳ４−７で、補正データ転送回路部１５８ｆにより新規補正データがＬＰＨ１５３への入力のために、新規補正データのデータ変換が行われた後に、光量補正回路部１６０ａに入力される。そして、光量補正回路部１６０ａにより、ＬＥＤ素子毎の新規補正データに基づいて、ＣＰＵ１０から入力されたＬＥＤ素子の駆動電流値Ｓ１が補正される。

続いて、ステップＳ４−８で、ＣＰＵ１０から画像データ転送回路部１５８ｇに入力された画像データが画像データ転送回路部１５８ｇにより変換され、ＬＥＤ駆動ＩＣ１６０に入力される。そして、入力された変換済みの画像データおよび補正されたＬＥＤ素子毎の駆動電流値に基づいて、光量補正回路部１６０ａによりＬＥＤ素子毎に補正された駆動電流値を保つように駆動電流が各ＬＥＤ素子に供給されて制御が行われ、かつ諧調補正回路部１６０ａにより各ＬＥＤ素子の点灯時間が制御される。これにより、ＬＥＤ素子毎が発光光量のバラツキなく点灯される。

また、ステップＳ４−５で、補正データ演算回路部１５８ｅにより、画素毎の近傍の画素に対応したＬＥＤ素子の点灯時間の差が、所定の閾値（例えば、５００μｓｅｃ）より小さいと判定される場合には（Ｓ４−５ＮＯ）、ステップＳ４−９で、各ＬＥＤ素子間の温度差は小さく発光光量のバラツキは小さいため、補正データ処理回路部１５８ａにより、光量補正用データ記憶部１７３からある時点(例えば、初期状態)でのＬＥＤ素子毎の発光光量バラツキが予め測定された測定データが読み込まれて初期補正データに変換された後に、その初期補正データが補正データ転送回路部１５８ｆに入力される。

続いて、ステップＳ４−１０で、補正データ転送回路部１５８ｆにより初期補正データがＬＰＨ１５３への入力のために、初期補正データのデータ変換が行われた後に、光量補正回路部１６０ａに入力される。そして、光量補正回路部１６０ａにより、ＬＥＤ素子毎の初期補正データに基づいて、ＣＰＵ１０から入力されたＬＥＤ素子の駆動電流値Ｓ１が補正される。

続いて、ステップＳ４−１１で、ＣＰＵ１０から画像データ転送回路部１５８ｇに入力された画像データが画像データ転送回路部１５８ｇにより変換され、ＬＥＤ駆動ＩＣ１６０に入力される。そして、入力された変換済みの画像データおよび補正されたＬＥＤ素子毎の駆動電流値に基づいて、光量補正回路部１６０ａによりＬＥＤ素子毎に補正された駆動電流値を保つように駆動電流が各ＬＥＤ素子に供給されて制御が行われ、かつ諧調補正回路部１６０ａにより各ＬＥＤ素子の点灯時間が制御される。これにより、ＬＥＤ素子毎が発光光量のバラツキなく点灯される。

なお、光量補正用データ記憶部１７３には、ＬＰＨ１５３におけるある時点(例えば、初期状態)でのＬＥＤ素子毎の発光光量バラツキが予め測定された測定データが格納されている構成であったが、この測定データの代わりに、この測定データから求められたＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑える補正データが光量補正用データ記憶部１７３に格納され、補正データ処理回路１５８ａによりその補正データが読み込まれて補正データ演算回路１５８ｅに入力されるあるいは光量補正用データ記憶部１７３からこの補正データが直接、補正データ演算回路１５８ｅに読み込まれた後に、上記で説明したように、ＬＥＤ素子毎の駆動電流値の補正がおこなわれて、入力された変換済みの画像データおよび補正されたＬＥＤ素子毎の駆動電流値に基づいて、光量補正回路部１６０ａによりＬＥＤ素子毎に補正された駆動電流値を保つように駆動電流が各ＬＥＤ素子に供給されて制御が行われ、かつ諧調補正回路部１６０ａにより各ＬＥＤ素子の点灯時間が制御されてもよい。これにより、ＬＥＤ素子毎が発光光量のバラツキなく点灯される。また、光量補正用データ記憶部１７３からこの補正データが直接、補正データ演算回路１５８ｅに読み込まれる構成の場合には、ＬＰＨデータ制御回路部１５８を簡略化できるため、製造コストを低減することができる。

なお、周辺比較データ比較回路１５８ｄにより、あるＬＥＤ素子の周辺のＬＥＤ素子発熱のよる影響度を考慮して判断させる処理、あるいはＬＰＨ１５３の構造的に、ある一部のみ放熱性が悪いあるいは発熱しやすい部材があるＬＥＤ素子の周辺にあるといった理由で、特定のＬＥＤ素子の単位時間あたりの累積点灯時間と温度変化変化率が異なる場合は、予めそれを考慮して、画素毎に対応したＬＥＤ素子に異なる設定値でＬＥＤ素子の点灯時間差を比較する処理が行われてもよい。

以上で説明したように、本実施形態の複写機１は、ＬＰＨデータ制御回路部１５８に入力された画像データから、所定の単位時間あたりのＬＥＤ素子毎に対応した画素のデータ量がモニタされ、そのデータ量がＬＥＤ素子毎の点灯時間に変換されて、画素毎に、画素とその画素を除く画素のＬＥＤ素子の点灯時間が比較された差が、所定の閾値と比較されて、その比較結果に応じて、ＬＥＤ素子毎に対応した初期補正データあるいはＬＥＤ素子毎に対応した初期補正データにＬＥＤ素子毎の光量バラツキを低減させる所定の補正データ分が加算されたＬＥＤ素子毎の新規補正データが、光量補正回路部１６０ａに入力され、初期補正データあるいは新規補正データに基づいてＬＥＤ素子毎に駆動電流値が補正され、更に、入力された変換済みの画像データおよび補正されたＬＥＤ素子毎の駆動電流値に基づいて、光量補正回路部１６０ａによりＬＥＤ素子毎に補正された駆動電流値を保つように駆動電流が各ＬＥＤ素子に供給されて制御が行われる構成であるため、新たなセンサを追加することなく、用紙への画像形成が連続的に行われても、ＬＥＤ素子間の温度差を低減することができるため、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能となる。よって、用紙上に濃度ムラのない画像を得ることができる。

なお、上記で説明したように、本実施形態の複写機１における単位時間加算回路部１５７ｂによって、画像データから、主走査方向の先頭から１ラインごとに、ＬＥＤ素子毎に対応した１画素目〜ｎ画素目のデータ量が集計され、更にそのデータ量が画素毎に対応したＬＥＤ素子の点灯時間データに変換されて、順次、画像データ全てに亘って加算して集計されて、その後、周辺データ比較回路１５８ｂで、画素毎にある画素とその近傍の画素間におけるＬＥＤ素子の点灯時間データが比較される構成であったが、単位時間加算回路部１５７ｂにより集計されるデータ量はＬＥＤ素子の点灯時間データに対応しているため、単位時間加算回路部１５７ｂにより画素毎のデータ量が集計された後に、周辺データ比較回路１５８ｂにより、ＬＥＤ素子毎に対応した画素毎に、ある画素とその近傍の画素間におけるデータ量が比較されて得られたＬＥＤ素子毎に対応した画素毎のデータ量の差が用いられて、前述のように補正データ演算回路部１５８ｅにより、所定の閾値（例えば、ＬＥＤ素子の点灯時間５００μｓｅｃに相当するデータ量）との比較が行われて、初期補正データあるいは新規補正データが求められてもよい。これにより、前述した構成と同様に、新たなセンサを追加することなく、用紙への画像形成が連続的に行われても、ＬＥＤ素子間の温度差を低減することができるため、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキを抑えることが可能となり、用紙上に濃度ムラのない画像を得ることができる。

また、上記で説明したように本実施形態の複写機１は、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキためを抑えるために、ＬＰＨデータ制御回路部１５８からＬＥＤ素子毎の駆動電流値の初期補正データおよび新規補正データのうちのいずれかが光量補正回路部１６０ａに入力される構成であったが、ＬＰＨデータ制御回路部１５８の補正データ転送回路部１５８ｆから諧調補正回路部１６０ｂに補正データが入力されて、補正データおよび画像データに基づいて諧調補正回路部１６０ｂによるＬＥＤ素子毎の点灯時間を補正してＬＥＤ素子毎の発光光量バラツキが低減されてもよい。

また、ＬＥＤ素子毎の発光光量のバラツキためを抑えるために、ＬＰＨデータ制御回路部１５８からＬＥＤ素子毎の駆動電流値の初期補正データおよび新規補正データのうちのいずれかが光量補正回路部１６０ａに入力され、かつＬＰＨデータ制御回路部１５８から上記で説明した補正データが諧調補正回路部１６０ｂに入力されて、補正データおよび画像データに基づいて、光量補正回路部１６０ａおよび諧調補正回路部１６０ｂによって制御が行われてＬＥＤ素子毎の発光光量バラツキが低減されてもよい。

本発明は、複写機の他にも、プリンタやファクシミリなどの画像形成装置全般に広く適用が可能であり、発光ダイオードプリントヘッドが備えられた画像形成装置における画像の濃度ムラの低減に有用な技術である。

は、本発明に係る複写機の要部構成を示すブロック図である。は、本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。は、ＬＰＨおよびＬＰＨデータ制御回路の要部構成部を示す図である。は、本実施形態の複写機１におけるＬＥＤ素子毎の駆動電流値の補正制御の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１複写機
１０中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１１原稿搬送部
１２原稿取込部
１３操作表示部
１４給紙部
１４１ａ〜１４１ｃ用紙収納部
１４２用紙搬送部
１５画像形成部
１５１感光体ドラム
１５２現像器
１５３発光ダイオードプリントヘッド（ＬＰＨ）
１５４帯電器
１５５除電器
１５６クリーニング部
１５７転写ローラ
１５８ＬＰＨデータ制御回路部
１５８ａ補正データ処理回路部
１５８ｂ単位時間加算回路部
１５８ｃ集計データ格納メモリ部
１５８ｄ周辺データ比較回路部
１５８ｅ補正データ演算回路部
１５８ｆ補正データ転送回路部
１５８ｇ画像データ転送回路部
１５９発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）
１６０ＬＥＤ駆動ＩＣ
１６０ａ光量補正回路部
１６０ｂ諧調補正回路部
１６定着部
１７メモリ部
１８排紙部

Claims

複数の発光ダイオード素子がアレイ状に配列された発光ダイオード素子アレイと、画像データおよび補正データに基づいて、該発光ダイオード素子毎に駆動電流値を補正して、該発光ダイオード素子毎に補正された駆動電流を供給し、該駆動電流がその補正された駆動電流値を保つように制御を行う光量補正手段と、該画像データに基づいて、前記発光ダイオード素子毎の点灯時間を制御する諧調制御手段と、前記発光ダイオード素子毎の光量の測定データを記憶する光量補正用データ記憶手段と、該光量補正用データ記憶手段に記憶された該測定データに基づいて、前記発光ダイオード素子毎の駆動電流値を補正するための補正データを生成する補正データ処理手段と、を有して成る画像形成装置において、
所定の時間毎に単数または複数の画像データから前記発光ダイオード素子毎に対応した画素毎のデータ量を集計する加算手段と、該加算手段により集計された該画素毎のデータ量を記憶する集計データ記憶手段と、該集計データ記憶手段に記憶された該画素毎のデータ量につき、画素とその画素を除く所定の画素のデータ量の差を比較して出力する周辺比較手段と、前記画素毎の前記データ量の差と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記補正データあるいは該補正データに所定のデータを追加した新しい補正データを生成して出力する補正データ演算手段と、を有して成ることを特徴とする画像形成装置。
複数の発光ダイオード素子がアレイ状に配列された発光ダイオード素子アレイと、画像データおよび補正データに基づいて、該発光ダイオード素子毎に駆動電流値を補正して、該発光ダイオード素子毎に補正された駆動電流を供給し、該駆動電流がその補正された駆動電流値を保つように制御を行う光量補正手段と、該画像データに基づいて、前記発光ダイオード素子毎の点灯時間を制御する諧調制御手段と、前記発光ダイオード素子毎の駆動電流値の補正データを記憶する光量補正用データ記憶手段と、を有して成る画像形成装置において、
所定の時間毎に単数または複数の画像データから前記発光ダイオード素子毎に対応した画素のデータ量を集計する加算手段と、該加算手段により集計された該画素のデータ量を該画素毎に記憶する集計データ記憶手段と、該集計データ記憶手段に記憶された該画素毎のデータ量につき、画素とその画素を除く所定の画素のデータ量の差を比較して出力する周辺比較手段と、前記画素毎の前記データ量の差と所定の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記補正データあるいは前記補正データに所定のデータを追加した新しい補正データを生成して出力する補正データ演算手段と、を有して成ることを特徴とする画像形成装置。