(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じてアレイ状に配列した複数の発光点のパターンを選択的に発光させる発光手段と、該複数の発光点のパターンを所定面上に入射させる結像素子と、を有するプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置において、
前記結像素子の結像位置、もしくはその近傍に配置されたフォトダイオードと、該発光手段の複数の発光点は該結像素子によって該フォトダイオードの受光面に形成されており、該フォトダイオードで得られる信号により、前記プリンターヘッドの光量ムラを測定する測定手段と、を有しており、
該測定手段は、前記フォトダイオードを固定したまま前記発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを該フォトダイオードで測定し、次いで、該プリンターヘッドと該フォトダイオードとを相対的に該複数の発光点のアレイ方向、又は該結像素子の光軸方向と該複数の発光点のアレイ方向の双方と直交する方向に移動させた後、該フォトダイオードを固定したまま該発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを測定する手段であり、該複数の発光点のパターンは、該プリンターヘッドとフォトダイオードの相対的な移動前後において、フォトダイオードで測定可能な異なる複数の発光点より形成されるものであることを特徴とするプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置。
【請求項２】
前記発光手段は複数の発光点のパターンを有する光アレイチップであり、該光アレイチップのチップ幅をＷ、該フォトダイオードの有効受光幅をＬとしたとき、
Ｌ＞２Ｗ
なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置。
【請求項３】
前記発光手段は複数の発光点のパターンを有する光アレイチップであり、前記フォトダイオードは複数のフォトダイオードより成り、該光アレイチップのチップ幅をＷ、該フォトダイオードの有効受光幅をＬとしたとき、
Ｌ＞２Ｗ
なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置。
【請求項４】
前記結像素子はマルチレンズアレイであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置。
【請求項５】
前記フォトダイオードは第１のフォトダイオード列と第２のフォトダイオード列とを有し、該第１、第２のフォトダイオード列は各々列方向に配列されたフォトダイオード列の隙間を補完するように千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１又は３記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置。
【請求項６】
前記光アレイチップは自己転送型ＬＥＤアレイであることを特徴とする請求項２又は３記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置。
【請求項７】
前記フォトダイオードが有する感度ムラは、その光照射位置に対応させて予め、もしくは定期的に取得記憶され、出力データにシェーディングデータ補正として乗算されることを特徴とする請求項２又は３記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置。
【請求項８】
前記請求項１乃至７のいずれか１項記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置を用いて製作されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
画像信号に応じてアレイ状に配列した複数の発光点のパターンを選択的に発光させる発光手段と、該複数の発光点のパターンを所定面上に入射させる結像素子と、を有するプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定方法において、
前記結像素子の結像位置、もしくはその近傍に配置されたフォトダイオードと、該発光手段の複数の発光点は該結像素子によって該フォトダイオードの受光面に形成されており、該フォトダイオードで得られる信号により、前記プリンターヘッドの光量ムラを測定する測定手段と、を有しており、
該測定手段は、
前記フォトダイオードを固定したまま前記発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを該フォトダイオードで測定し、次いで、該プリンターヘッドと該フォトダイオードとを相対的に該複数の発光点のアレイ方向、又は該結像素子の光軸方向と該複数の発光点のアレイ方向の双方と直交する方向に移動させた後、該フォトダイオードを固定したまま該発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを測定するとき、該複数の発光点のパターンは、該プリンターヘッドとフォトダイオードの相対的な移動前後において、フォトダイオードで測定可能な異なる複数の発光点より形成されるものであることを特徴とするプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定方法。
【請求項１０】
前記発光手段は複数の発光点のパターンを有する光アレイチップであり、該光アレイチップのチップ幅をＷ、該フォトダイオードの有効受光幅をＬとしたとき、
Ｌ＞２Ｗ
なる条件を満足することを特徴とする請求項９記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定方法。
【請求項１１】
前記結像素子はマルチレンズアレイであることを特徴とする請求項９又は１０記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査により高密度化が可能なプリンターヘッドの光量ムラを画素単位で正確に、かつ高速に測定することができるプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置及びそれを用いて品質が保証された、例えば光プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりＬＥＤアレイや液晶を高密度に実装させ、発光パターンに応じて感光体面に画像情報を書き込みを行うプリンターヘッドが種々と提案されている。
【０００３】
この種のプリンターヘッドにおいて、該プリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置としては、例えば図５に示すように光アレイチップ（ＬＥＤアレイ）５２の各発光点（ＬＥＤ素子）を全点灯状態にしておき、それを結像素子（マルチレンズアレイ）５３の結像点において解像力に対応した細いスリット５６を移動手段５９を用いてスキャンし、該スリット５６を通過した光束を光検出器としてのフォトダイオード（以下「ＰＤ」とも記す。）５４で受光することによって、プリンターヘッド５１の光量ムラを測定している。
【０００４】
しかしながら近年、プリンターの高画質化に伴い、文字ばかりではなく、ピクトリアルな画像に関しても、ムラの少ない高品位な画像が得られる装置が要求されるようになってきている。
【０００５】
このような要求に応えるためには、例えば２つの技術的な課題に取り組んでいかなければならない。１つは２値画像の滑らかさを追求するためのドットの高精細化であり、近年では６００（ｄｐｉ）  や１２００（ｄｐｉ）  等といった高精細なプリンターヘッドが登場してきている。これによって光アレイチップ５２の発光点をドライバーと接続するための金ワイヤーが高密度化してきており、技術的限界が見えつつある状況に至っている。
【０００６】
もう１つは中間調画像でのムラを目立たなくするための補正技術であり、それに付随して、その補正対象であるムラ自身の正確で、かつ高速な測定技術が要求されてきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
金ワイヤーを低密度に実装する技術として発光点を選択的に発光させる技術が知られている。例えば文献ＥＩＤ９１−１９（電子情報通信学会）に示されているような、自己走査型のＬＥＤなどを採用することにより、これらの問題点は解決可能である。
【０００８】
しかしながら、このように選択的に発光点を発光をさせることで金ワイヤーの密度を低下させる技術の代償として、前述の各発光点を全点灯をさせてムラを測定する方法がそのままでは採用できなくなってしまうという問題点が発生してしまう。
【０００９】
本発明は光走査という選択的な発光モードしか有することのできないプリンターヘッドの光量ムラを正確に、かつ高速に測定可能な測定装置を提供することにより、高品位な性能が保証されたプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置は、画像信号に応じてアレイ状に配列した複数の発光点のパターンを選択的に発光させる発光手段と、該複数の発光点のパターンを所定面上に入射させる結像素子と、を有するプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置において、
前記結像素子の結像位置、もしくはその近傍に配置されたフォトダイオードと、該発光手段の複数の発光点は該結像素子によって該フォトダイオードの受光面に形成されており、該フォトダイオードで得られる信号により、前記プリンターヘッドの光量ムラを測定する測定手段と、を有しており、
該測定手段は、前記フォトダイオードを固定したまま前記発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを該フォトダイオードで測定し、次いで、該プリンターヘッドと該フォトダイオードとを相対的に該複数の発光点のアレイ方向、又は該結像素子の光軸方向と該複数の発光点のアレイ方向の双方と直交する方向に移動させた後、該フォトダイオードを固定したまま該発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを測定する手段であり、該複数の発光点のパターンは、該プリンターヘッドとフォトダイオードの相対的な移動前後において、フォトダイオードで測定可能な異なる複数の発光点より形成されるものであることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記発光手段は複数の発光点のパターンを有する光アレイチップであり、該光アレイチップのチップ幅をＷ、該フォトダイオードの有効受光幅をＬとしたとき、
Ｌ＞２Ｗ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１２】
請求項３の発明は請求項１の発明において、前記発光手段は複数の発光点のパターンを有する光アレイチップであり、前記フォトダイオードは複数のフォトダイオードより成り、該光アレイチップのチップ幅をＷ、該フォトダイオードの有効受光幅をＬとしたとき、
Ｌ＞２Ｗ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、前記結像素子はマルチレンズアレイであることを特徴としている。
【００１４】
請求項５の発明は請求項１又は３の発明において、前記フォトダイオードは第１のフォトダイオード列と第２のフォトダイオード列とを有し、該第１、第２のフォトダイオード列は各々列方向に配列されたフォトダイオード列の隙間を補完するように千鳥状に配列されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６の発明は請求項２又は３の発明において、前記光アレイチップは自己転送型ＬＥＤアレイであることを特徴としている。
【００１６】
請求項７の発明は請求項２又は３の発明において、前記フォトダイオードが有する感度ムラは、その光照射位置に対応させて予め、もしくは定期的に取得記憶され、出力データにシェーディングデータ補正として乗算されることを特徴としている。
【００１７】
請求項８の発明の画像形成装置は、前記請求項１乃至７のいずれか１項記載のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置を用いて製作されることを特徴としている。
【００１８】
請求項９の発明のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置は、画像信号に応じてアレイ状に配列した複数の発光点のパターンを選択的に発光させる発光手段と、該複数の発光点のパターンを所定面上に入射させる結像素子と、を有するプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定方法において、
前記結像素子の結像位置、もしくはその近傍に配置されたフォトダイオードと、該発光手段の複数の発光点は該結像素子によって該フォトダイオードの受光面に形成されており、該フォトダイオードで得られる信号により、前記プリンターヘッドの光量ムラを測定する測定手段と、を有しており、
該測定手段は、
前記フォトダイオードを固定したまま前記発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを該フォトダイオードで測定し、次いで、該プリンターヘッドと該フォトダイオードとを相対的に該複数の発光点のアレイ方向、又は該結像素子の光軸方向と該複数の発光点のアレイ方向の双方と直交する方向に移動させた後、該フォトダイオードを固定したまま該発光手段の複数の発光点のパターンを選択的に発光させることで、該プリンターヘッドの光量ムラを測定するとき、該複数の発光点のパターンは、該プリンターヘッドとフォトダイオードの相対的な移動前後において、フォトダイオードで測定可能な異なる複数の発光点より形成されるものであることを特徴としている。
【００１９】
請求項１０の発明は請求項９の発明において、前記発光手段は複数の発光点のパターンを有する光アレイチップであり、該光アレイチップのチップ幅をＷ、該フォトダイオードの有効受光幅をＬとしたとき、
Ｌ＞２Ｗ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２０】
請求項１１の発明は請求項９又は１０の発明において、前記結像素子はマルチレンズアレイであることを特徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置の要部断面図である。
【００２８】
同図において１はプリンターヘッドであり、画像信号に応じて複数の発光点（ＬＥＤ素子）のパターン（ＬＥＤ素子に基づく光束）を選択的に発光させる発光手段２と、その複数の発光点のパターンを所定面（感光体面）上に結像させる結像素子３とを有している。発光手段２は光アレイチップより成り、該光アレイチップ２は自己転送型ＬＥＤアレイより成っている。結像素子３はマルチレンズアレイより成っている。４は光検出器であり、主走査方向に長尺のフォトダイオード（ＰＤ）より成り、結像素子３の結像位置、もしくはその近傍に配置されている。本実施形態では被測定対象の発光点のパターンをプリンターヘッド１から直接フォトダイオード４に入射（結像）させ、該フォトダイオード４で得られる信号により、プリンターヘッド１の光量ムラを後述する測定手段２１で測定するようにしている。
【００２９】
５はＡ／Ｄ変換器であり、フォトダイオード４からの信号をデジタル信号に変換している。６は乗算器であり、デジタル化された生データにフォトダイオード４の受光場所による感度ムラのデータを補正するためのシェーディング補正データをメモリー８から呼出し、測定場所に応じて補正データを乗算している。７は演算回路であり、乗算器６からのデータ（光量ムラのデータ）を必要に応じて処理している。８はメモリであり、シェーティング補正データを記憶している。９は移動手段であり、プリンターヘッド１とフォトダイオード４とを相対的にＬＥＤアレイ方向（走査方向）に移動させている。尚、Ａ／Ｄ変換器５、乗算器６、演算回路７、メモリー８、そして移動手段９等の各要素は測定手段２１の一要素を構成している。
【００３０】
本実施形態において光アレイチップ２のチップ幅をＷ、フォトダイオード４の有効受光幅をＬとしたとき、
Ｌ＞２Ｗ
なる条件を満足させ、これにより１つのフォトダイオード４でプリンタヘッド１の光量ムラを測定できるように構成している。
【００３１】
本実施形態においては所定の光アレイチップ２のチップ群が測定し終わったらプリンターヘッド１とフォトダイオード４とを移動手段９を用い、相対的にＬＥＤアレイ方向（走査方向）に移動させることにより、順次、高速にプリンターヘッドの光量ムラを測定している。
【００３２】
即ち、本実施形態ではまず、同一の発光点を使用してフォトダイオード４の感度ムラを予め測定、もしくは定期的に測定し、フォトダイオード４が持っている感度ムラのデータを補正するようなデータを予め、メモリー８に入力しておく。次に光アレイチップ２の光量ムラを測定する際には１画素ずつ発光信号を入力し、該発光信号に同期して出力データをサンプリングして、このアナログデータをＡＤ変換器５によってデジタル化する。
【００３３】
このデジタル化された生データにフォトダイオード４の受光場所による感度ムラのデータを補正するためのシェーディング補正データをメモリー８から呼出し、測定場所に応じて補正データを乗算し、これを光量ムラのデータとする。この光量ムラの生データを必要に応じて演算回路７で処理し、注目データを取得する。例えば本出願人が先に提案した特開平１０−１６２９１号公報ではロッドレンズアレイのロッドピッチムラ周波数成分をＦＦＴ処理によって抽出して母線の軸出し調整を行う操作や、あるいはまたＬＥＤ素子の光量出力にフィードバックをかけて、ムラが軽減されるような発光データに置き換えたりするような措置を講じるためのデータを得ることが可能になる。そしてプリンターヘッド１とフォトダイオード４とを相対的にＬＥＤアレイ方向に移動させることにより、該プリンターヘッド１全体の光量ムラの測定を完了させることができる。
【００３４】
尚、本実施形態において、例えばフォトダイオード４を一定間隔を隔てて走査方向に複数配置すれば並列処理が可能となり、これにより１回の走査方向の移動により、プリンターヘッド１本分のデータを測定することができる。加えて本実施形態を行なうことによって、例えばＬＥＤ素子のボンディング精度にばらつきがあっても、正確なる補正データを取得することが可能となる。
【００３５】
このように本実施形態では上述の如くマルチレンズアレイ３の結像位置、もしくはその近傍に配された有効受光幅の十分に大きな長尺のフォトダイオード４に被測定対象の発光点のパターンをプリンターヘッド１から直接入射させ、その発光タイミングに応じてサンプリングされた出力信号をＡＤ変換し、そのデータに所定の演算処理を施して光量ムラを算出することにより、プリンターヘッド１の光量ムラを正確に、かつ高速に測定することができる。
【００３６】
（実施形態２）
図２は本発明の実施形態２のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置の要部断面図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００３７】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は光検出器４を第１、第２の２つのフォトダイオード列４１，４２から構成し、該第１、第２のフォトダイオード列４１，４２でプリンターヘッド１全体の光量ムラを測定したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【００３８】
即ち、本実施形態における光検出器４は第１のフォトダイオード列４１と第２のフォトダイオード列４２とを有し、該第１、第２のフォトダイオード列４１，４２はアレイ方向に各々のフォトダイオード列の隙間を補完するように千鳥状に配列されており、プリンターヘッド１の光量ムラを第１のフォトダイオード列４１で測定した後に、プリンターヘッド１と該光検出器４とを紙面垂直方向（結像素子３の光軸方向と発光手段２の複数の発光点のアレイ方向の双方と直交する方向）に移動手段９を用いて相対的に移動させ、第２のフォトダイオード列４２で、第１のフォトダイオード列４１では測定できなかったプリンターヘッド１の光量ムラを測定することにより、プリンターヘッド１全体の測定が完了できるようにしている。
【００３９】
この測定方法によれば移動方向がプリンターヘッドを測定器から待避させる方向に設定できるため連続的にプリンターヘッドを装填し、１つ前のプリンターヘッドを第２のフォトダイオード列４２で測定しているそのときに、既に次のプリンターヘッドを第１のフォトダイオード列４１で測定することができ、これにより更に高速な連続操業を実施することができる。
【００４０】
（実施形態３）
図３は本発明の実施形態３のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置の要部断面図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００４１】
前述の各実施形態１、２においては固体プリンターヘッドと呼ばれる、発光点（ＬＥＤ素子）と結像素子（レンズ）とが１対１対応の等倍系の光プリンターについて述べてきたが、本実施形態ではレーザーダイオード（以下「ＬＤ」と記す。）とコリメーターレンズとを有するからＬＤユニット１１から発した平行光束を光偏向器１０を介して結像光学系としての長尺の結像レンズ３３により感光体面上に光ドットを書き込むレーザースキャナー型のプリンターヘッド３１に本発明を適用している。その他の構成及び光学的作用は前述の実施形態１と略同様である。
【００４２】
即ち、本実施形態ではＬＤユニット１１から発した平行光束を光偏向器１０を介して結像レンズ３３により光検出器（フォトダイオード）４に直接入射させ、該光検出器４で得られる信号により、該プリンターヘッド３１の光量ムラを測定手段２１により測定している。
【００４３】
このように本実施形態ではレーザースキャナー型のプリンターヘッド３１に対しても前述の実施形態と同様に適用することができ、これにより同様な効果を得ている。
【００４４】
［画像形成装置］
図４は本発明の光量ムラを測定する測定装置により品質を保証されたプリンターヘッドを使用して校正される画像形成装置としての光プリンターの要部概略図である。
【００４５】
本実施形態におけるプリンターヘッド１は発光信号（画像信号）に応じて複数の発光点のパターン（ドット）を発光することにより、感光ドラム１２面上を照射し、該感光ドラム１２面上に潜像を形成する。この光照射によって得られた潜像パターンに現像ユニット１３によってトナーが付くことで顕像化され、該トナーは搬送されてきたプリンター用紙１６に転写器１４で転写され、熱又は圧力による定着器１５で紙に定着され排紙される。この際、プリンターヘッド１は高精度に測定された光量ムラのデータに基づき、光量補正を行っているため、高品位な画像を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く光走査により高密度化が可能になったプリンターヘッドの光量ムラを画素単位で正確に、かつ高速に測定することができる高品位な性能が保証されたプリンターヘッドを製作することができ、これにより解像力の高いムラの少ない高画質な画像を得ることができるプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の要部断面図
【図２】本発明の実施形態２の要部断面図
【図３】本発明の実施形態３の要部断面図
【図４】プリンターヘッドを使用したプリンターの要部概略図
【図５】従来のプリンターヘッドの光量ムラを測定する測定装置の要部概略図
【符号の説明】
１，３１    プリンターヘッド
２    ＬＥＤチップ
３    結像素子
４    光検出器（フォトダイオード）
５    ＡＤ変換器
６    乗算器
７    演算回路
８    シェーディング補正データメモリー
９    移動手段
１０    光偏向器
１１    ＬＤユニット
１２    感光ドラム
１３    現像ユニット
１４    転写器
１５    定着器
１６    プリンター用紙
２１    測定手段
３１    結像光学系
【図１】
0003542533.tif 000002
【図２】
0003542533.tif 000003
【図３】
0003542533.tif 000004
【図４】
0003542533.tif 000005
【図５】
0003542533.tif 000006