(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＬＺＴからなる主走査方向に並べられた多数の光素子を画像データに基づいて、一定電圧下で駆動パルス幅を変化させることにより、多階調でオン、オフ制御する固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法において、
少なくとも三つの異なる階調での前記各光素子の出力光量を同一のセンサを用いて測定し、
前記測定値から各光素子の階調特性を複数の直線又は少なくとも２次以上の近似式として算出する、
ことを特徴とする階調特性測定方法。
【請求項２】
出力光量を測定する階調数は算出する近似式に応じた数であることを特徴とする請求項１記載の階調特性測定方法。
【請求項３】
出力光量を測定する階調は前記光素子の実際上の階調特性の変曲点近傍であることを特徴とする請求項２記載の階調特性測定方法。
【請求項４】
主走査方向に並べられた多数の光素子を画像データに基づいて多階調でオン、オフ制御する固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法において、
少なくとも三つの異なる階調での前記光素子の出力光量をセンサを用いて測定し、
前記測定値から各光素子の階調特性を近似式として算出し、
階調特性を算出するための光量測定の前に、各光素子を約５０％のデューティで駆動して最大光量となる駆動電圧を判別し、この駆動電圧で階調特性を得るために各光素子を点灯させる、
ことを特徴とする階調特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＬＺＴ光シャッタアレイやＬＥＤアレイ等を用いて感光体上に画像（潜像）を書き込むための固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
従来、銀塩感材を用いた印画紙あるいはフィルムや電子写真用感光体に画像（潜像）を形成するのに、ＰＬＺＴ等からなる光シャッタアレイやＬＥＤアレイを用いて１画素ずつ光をオン／オフ制御する光書込み装置が種々提供されている。そして、この種の固体走査型光書込み装置では、むらのない画像を得るために各光素子の光量を測定し、測定値に基づいて光量補正を行う必要がある。
【０００３】
ところで、多階調を再現するためには、駆動パルス幅変調方式が有効であるが、各光素子の階調特性のばらつきが存在するため、正確な光量補正が困難である。階調特性のばらつきは、ＰＬＺＴチップの加工時の歪や寸法誤差が原因と考えられ、同じ駆動電圧を各光シャッタ素子に印加しても、例えば５１２画素程度であれば、±１５〜±２０％程度の光量のばらつきを生じてしまう。さらに、各光シャッタ素子の形状誤差に起因して各素子の最大透過光量となる電圧（半波長電圧）にもばらつきが生じ、駆動パルス幅を変調したときの階調特性が各素子で固有の特性を持ってしまう。
【０００４】
従来では、一定の駆動条件（一階調のみ）で全ての光シャッタ素子を点灯させて光量を測定し、補正データを得ていた。しかし、これでは補正データが実際の階調特性から大きく外れてしまい、正確な光量補正が実現できなかった。
【０００５】
【発明の目的、要旨及び効果】
そこで、本発明の目的は、測定階調をそれ程増加させることなく、各光素子の階調特性をほぼ正確に検出することのできる固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法を提供することにある。
【０００６】
以上の目的を達成するため、第１の発明は、ＰＬＺＴからなる主走査方向に並べられた多数の光素子を画像データに基づいて、一定電圧下で駆動パルス幅を変化させることにより、多階調でオン、オフ制御する固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法において、少なくとも三つの異なる階調（即ち、異なる光量設定の測定点）での前記各光素子の出力光量を同一のセンサを用いて測定し、該測定値から各光素子の階調特性を複数の直線又は少なくとも２次以上の近似式として算出するようにした。
【０００７】
第１の発明においては、３〜５点という少ない階調数での光素子の出力光量測定値から各光素子の階調特性を近似させる。従って、近似された階調特性は実際の階調特性との誤差が極めて小さく、正確な光量補正データを得ることができ、ひいてはむらのない高品質の画像を形成することができる。また、各光素子の階調特性自体をシミュレートするため、駆動電圧が若干ばらついても正確な補正データを得ることができる。さらに、光量測定では少ない階調数で光素子を駆動するため、大規模で高価な回路を付加する必要はなく、２値画像再現用のドライバＩＣに若干の変更を加えることで測定することができる。
【０００８】
第１の発明において、出力光量を測定する階調数は、算出する近似式に対応した数であり、例えば、２次式であれば少なくとも３点、３次式であれば少なくとも４点を測定する。また、測定階調を光素子の実際上の階調特性の変曲点近傍に設定すれば、より正確な階調特性を得ることができる。
また、第２の発明は、主走査方向に並べられた多数の光素子を画像データに基づいて多階調でオン、オフ制御する固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法において、少なくとも三つの異なる階調での前記光素子の出力光量をセンサを用いて測定し、前記測定値から各光素子の階調特性を近似式として算出し、階調特性を算出するための光量測定の前に、各光素子を約５０％のデューティで駆動して最大光量となる駆動電圧を判別し、この駆動電圧で階調特性を得るために各光素子を点灯させるようにした。それゆえ、全ての光素子に対して誤差の少ない補正データを得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
（光書込みヘッド）
図１は、銀塩感材を用いた印画紙上にフルカラー画像を書き込むための光書込みヘッド２０を示す。この光書込みヘッド２０は、概略、ハロゲンランプ２１、防熱フィルタ２２、色補正フィルタ２３、拡散筒２４、ＲＧＢフィルタ２５、光ファイバアレイ２６、スリット板２７、光シャッタモジュール３０、結像レンズアレイ３５、防塵ガラス３６によって構成されている。
【００１１】
ハロゲンランプ２１から放射された光は、防熱フィルタ２２で熱線をカットされ、色補正フィルタ２３で光質を印画紙の分光感度特性と合うように調整される。拡散筒２４は光の利用効率を向上させ、光量ムラを低減させるためのものである。ＲＧＢフィルタ２５は以下に説明する光シャッタモジュール３０による書込みと同期して回転駆動され、１ラインごとに通過色を変化させる。
【００１２】
光ファイバアレイ２６は、多数本の光ファイバからなり、一端２６ａは束ねて前記拡散筒２４にＲＧＢフィルタ２５を介して対向している。他端２６ｂは矢印Ｘで示す主走査方向に並べられ、光をライン状に出射する。スリット板２７のスリット端面２７ａ，２７ａは鏡面に仕上げられ、光ファイバアレイ２６から出射する光を効率よく光シャッタモジュール３０に導く。さらに、スリット板２７にＰＬＺＴシャッタチップを一定の温度に維持するためのヒータ（図示せず）が設けられており、モジュール３０に設けた温度検出素子（図示せず）の検出結果に基づいて温度制御が行われる。
【００１３】
光シャッタモジュール３０は、セラミック基板のスリット状開口あるいはガラス基板上にＰＬＺＴからなる複数の光シャッタチップを設けてアレイを構成し、それと並べてドライバＩＣを設けたものである。各光シャッタチップに形成されている各光シャッタ素子はドライバＩＣによって所定の画素に対応するもののみが駆動される。また、モジュール３０の前後には偏光子３３及び検光子３４が設けられている。ＰＬＺＴは、よく知られているように、カー定数の大きい電気光学効果を有する透光性を有するセラミックであり、偏光子３３で直線偏光された光は、各光シャッタ素子への電圧印加で発生する電界のオン／オフによって偏光面の回転が生じ、検光子３４から出射される光がオン／オフされる。
【００１４】
検光子３４から出射された光は、結像レンズアレイ３５及び防塵ガラス３６を透過して印画紙上に結像し、潜像を形成する。印画紙は主走査方向Ｘと直交する方向（副走査方向）に一定の速度で搬送される。
【００１５】
前記光書込みヘッド２０においては、ドライバＩＣ及び光シャッタモジュール３０の基板回路の構成上、各光シャッタ素子は同一の駆動電圧あるいは複数のＩＣ単位又は各ＩＣ単位（１個のＩＣには複数個のドライブパッドを有している）で同一の駆動電圧が印加される。このような構成で光シャッタモジュール３０を駆動する際、以下に示す式から明らかなように、光シャッタ素子からの出射光量は、入射光波長、電界強度が一定であれば、光路長に依存する。
【００１６】
Ｉｏ／Ｉｉ＝ｓｉｎ２｛−（πｎ３ＲＬＥ２）／２λ｝
Ｉｉ：入射光量
Ｉｏ：出射光量
ｎ：屈折率
Ｒ：カー定数
Ｌ：光路長
Ｅ：電界強度
λ：光波長
【００１７】
即ち、ＰＬＺＴをチップに加工する際の加工誤差によって各素子に光路長誤差を生じ、素子ごとにその出射光量が最大になる電圧（半波長電圧）にばらつきが生じる。一定電圧下で駆動パルスの印加時間（パルス幅）を変化させた場合における光シャッタ素子の光出力波形を図２に示す。なお、駆動パルスの印加時間を変化させることは、パルス幅変調において階調を変化させることに相当する。図２中において、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は異なる光シャッタ素子におけるそれぞれの光出力波形を示す。具体的には、（Ａ）は駆動電圧Ｖｄがその素子における半波長電圧よりも低い場合、（Ｂ）は駆動電圧Ｖｄがその素子における半波長電圧と等しい場合、（Ｃ）は駆動電圧Ｖｄがその素子における半波長電圧よりも高い場合を示す。図３は、図２中各素子の階調特性をグラフ化したものである。具体的には、図３中（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ図２中の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）で使用した素子に対応する。
【００１８】
図３から明らかなように、各光シャッタ素子で最適な駆動電圧Ｖｄが異なるため、階調特性のカーブに差異が生じる。実験によれば、階調特性は“Ｖｄ＜半波長電圧”のときに凹状、“Ｖｄ＝半波長電圧”のときに略直線状、“Ｖｄ＞半波長電圧”のときに凸状となる。従来では、一つの階調での出射光量を測定して補正データを得ていた。例えば、第１２８階調の１点でのみ測定すると、補正データとしては図３中二点鎖線で示す近似式が得られる。しかし、この近似式では測定階調以外の帯域が近似式から大きく外れてしまい、最適な光量補正ができず、画像にむらが発生してしまうことになる。
【００１９】
そこで、本実施形態では、図４〜図１１に示すように、複数の階調で全ての光シャッタ素子の光量を測定し、各光シャッタ素子ごとに測定値を複数の直線、あるいは少なくとも２次以上の曲線で近似させ、極めて小さな誤差での階調特性（補正データ）を得るようにした。図４は３点（０，４８，２４０の各階調）で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図５は４点（０，４８，１６０，２４０の各階調）で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図６は５点（０，４８，１２８，１９２，２４０の各階調）で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図７は４点（０，４８，１２８，２４０の各階調）で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図８は３点（０，１２８，２４０の各階調）で測定し、２次曲線で近似させた例を示す。図９は４点（０，４８，１６０，２４０の各階調）で測定し、３次曲線で近似させた例を示す。図１０は５点（０，４８，１２８，１９２，２４０の各階調）で測定し、３次曲線で近似させた例を示す。図１１は４点（０，４８，１２８，２４０の各階調）で測定し、３次曲線で近似させた例を示す。
【００２０】
各図４〜図１１において、各階調ごとのプロットを結んだ曲線が実際の階調特性であり、丸印を付した各測定値を基準として結んだ曲線が近似曲線（補正データ）である。図４〜図１１において、近似曲線は実際の階調特性と極めて近接している。測定階調数は算出する近似式に応じた数である。例えば、２次式であれば３点以上、３次式であれば４点以上とする。さらに、近似式を算出する際の階調は光シャッタ素子の実際の階調特性（曲線）の変曲点近傍とすることが、より正確な補正データを得るために好ましい。特に、階調レンジが０〜２５５の場合、０，４８，１６０，２４０の４点で測定すると、誤差の小さい近似曲線を得ることができる。また、各光シャッタ素子のうち、半波長電圧が平均的なチップに着目し、使用階調レンジの中間階調時（デューティが５０％）に最大光量となる電圧を駆動電圧とする。これにて、比較的直線に近い階調特性を示す素子が多くなり、全ての素子において最も補正誤差が小さくなる。また、３次式での近似は最小自乗法で求めれば、誤差が小さくなる。
【００２１】
（光量測定装置と測定方法）
図１２は前記光書込みヘッド２０の各光シャッタ素子の光量を測定する測定装置７０を示す。
【００２２】
この測定装置７０は、光電変換センサ７２と工具顕微鏡７７を有する測定ユニット７１をガイド棒７６にスライド可能に取り付けたものである。ガイド棒７６は前記光シャッタモジュール３０による主走査方向（矢印Ｘ方向）と平行に設置され、測定ユニット７１はセンサ７２が前記光シャッタ素子の直上に位置した状態で矢印Ｘ方向に定速で往復移動する。詳しくは、図２１に示すように、一方のガイド棒７６ａは外周面に雄ねじが形成され、この雄ねじに測定ユニット７１に設けた図示しないナットが螺着している。従って、測定ユニット７１はガイド棒７６ａの正逆回転に伴って往復移動する。
【００２３】
センサ７２の入射側にはスリット板７３と光拡散板７４が設置されている。スリット板７３は１画素の幅寸法の２５〜４００％（好ましくは、５０〜２００％）の間口幅を有するスリット７３ａを有し、前記結像レンズアレイ３５のピント面Ｆ上に位置している。センサ７２はその分光感度特性が記録媒体の分光感度特性と略同等か広い範囲のものが使用されている。
【００２４】
工具顕微鏡７７はＣＣＤカメラ７８と一体的に設けられている。前記光シャッタ素子は工具顕微鏡７７を介してＣＣＤカメラ７８で撮影され、モニタテレビ７９に映し出される。測定者はモニタテレビ７９の画像を見て光書込みヘッド２０の位置を光シャッタ素子の両端部で微調整（ピント及び位置調整）する。即ち、光書込みヘッド２０はセンサ７２に対して、図示しない載置台によって、高さ、傾き、センサ７２との距離等が調整可能に取り付けられている。
【００２５】
以上の構成からなる光量測定装置７０と光書込みヘッド２０はシーケンサで制御され、測定ユニット７１の往復動及び光量測定のタイミング等が制御される。光書込みヘッド２０は予めプログラムされている駆動モード（駆動周波数、点灯デューティ、点滅データ）で駆動される。測定装置７０はこの駆動に同期して各光シャッタ素子の光量の積分値を得るように構成されている。通常は、駆動周波数とセンサ７２の駆動速度との関係で、１素子当り１０数回のサンプリング及びホールドを行うように設定される。センサ７２の出力はＡ／Ｄ変換され、制御部に転送し、必要な処理を行う。
【００２６】
光書込みヘッド２０の駆動モードは実機の駆動条件に合わせて設定する。光書込みヘッド２０が４００ｄｐｉ（１インチ当りのドット数）の印字密度であり、１ｋＨｚで駆動するプリンタ、即ち、システム速度が６３．５ｍｍ／ｓであるプリンタに搭載する場合を例に説明する。
【００２７】
まず、光シャッタ素子の奇数番目を繰り返して点灯させ、センサ７２を光シャッタ素子の走査領域外の初期位置から往動させる。そして、１ライン区間（１ｍｓｅｃ）のセンサ出力を積分し、その積分値をサンプリング／ホールドしてＡ／Ｄ変換を行い、制御部に取り込ませる。センサ７２を１ｍｍ／ｓの速度で移動させると、４００ｄｐｉ（６３．５μｍ）の場合、１素子（１画素）当り６３．５回のサンプリング／ホールドを行うことになる。センサ７２を主走査長さよりも若干長く移動させた後、制御部へのデータの取り込みを停止させ、センサ７２を初期位置へ復動させる。次に、偶数番目の光シャッタ素子を点灯させながら前記同様に光量を測定し、データの取り込みを行う。これにて、全ての光シャッタ素子の光量測定が完了する。勿論、偶数番目の光シャッタ素子の光量測定をセンサ７２の復動時に行ってもよく、この方が能率的である。
【００２８】
光量補正を考慮した有効な測定方法としては、前述の如く各光シャッタ素子について四つの異なる光量で測定値を得ることである。点灯デューティを、高、中、低とし、消灯（オフ）を加えた駆動モードで光書込みヘッド２０を動作させる。この場合、１素子当りのサンプリング／ホールドは約１６回で４段階の光量での測定値を１回の走査で得ることができる。勿論、４段階の光量を２〜４回の走査に分けて測定してもよい。また、４段階の光量測定であることに拘泥する必要はない。
【００２９】
１素子当りのサンプリング／ホールド数はセンサ７２の移動速度を低下させるか、あるいは駆動周波数を高めれば増やすことができる。駆動周波数に起因する光量変化は皆無ではないが、実用上許容できるレベルに収まる。また、駆動周波数と光量変化の相関関係を予め明確に把握しておけば、補正係数を導入することで対応可能である。
【００３０】
また、光書込みヘッド２０がカラープリント対応である場合、各光源色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に分けて測定することが必要になってくる。従って、前述の測定工程は、ＲＧＢフィルタ２５を切り換えながら各色ごとに計３回実行することになる。制御部では取り込んだ測定データのピーク値から光シャッタ素子の同定（アドレス）及び最大値、最小値を算出する。これらの値から各光シャッタ素子の光量を算出し、４点での測定光量を３次曲線で近似し、各光量値（例えば、０〜２５５段の多階調）の補正係数を決定するのは前述のとおりである。
【００３１】
次に、光量測定の原理を図１３、図１４を参照して説明する。
まず、光シャッタ素子の奇数番目に駆動信号Ａを印加する。駆動信号Ａは実機での駆動条件と同じか近い値の周波数及びデューティとされている。各光シャッタ素子からは光出力Ｂが出射され、主走査方向Ｘに往動する前記センサ７２から同波形が出力される。この出力は積分され、オン期間終了時にサンプリング／ホールドしてＡ／Ｄ変換される。
【００３２】
光量測定において、素子幅と略同寸法のスリット７３ａを主走査方向Ｘに１素子当たり複数回の点灯を行う速度で走査しているので、Ａ／Ｄ変換された出力は図１４に示すようになる。センサ７２が光シャッタ素子３１と対面する位置で最大光量となり、素子３１間で最小光量となる。従って、この出力光量のピーク検出を行うことで素子位置を同定（アドレス）することができる。素子３１間の最小光量は結像レンズのＭＴＦ、スリット幅等で変化する。最小光量位置の同定は、最大光量と同様にピーク検出を行うことで可能であるが、最大光量間の１／２時点の値を採用することもできる。
【００３３】
次に、光シャッタ素子の偶数番目に前記駆動信号Ａを印加し、センサ７２を復動させつつ前記同様に光量を測定する。測定結果を奇数番目の測定結果と重ねることで全ての素子３１の出力光量特性が判明する。
【００３４】
以上の光量測定において、素子位置は出力光量から算出しているため、エンコーダ及びセンサ７２の初期位置の検出等は不要である。また、本実施形態では、オン時光量とオフ時光量とを同時に測定しており、駆動信号はオン期間とオフ期間を交互に測定するように構成されている。
【００３５】
オフ時光量（漏れ光量）もオン時光量と同様に、オフ期間のセンサ出力を積分し、オフ期間終了時にサンプリング／ホールドしてＡ／Ｄ変換する。素子位置の同定はオン時と同様にピーク検出でも何でも可能であるが、出力信号が微弱であることから、オン時のピークと同時期の光量をオフ時光量としている。オン時最小光量の決定に関しては、実験的に下式で補正するのが好ましい。
【００３６】
特定素子光量＝特定素子最大光量＋（回り込み光量−漏れ光量）×補正係数
【００３７】
補正係数は点灯パターン及びスリット７３ａの幅寸法に依存し、０．２〜１．０である。また、ライン／網点画の場合は、特定光素子のピーク値のみを用いて補正を行っても十分であり、１ドットの再現（特定のライン／網点画）の場合には、特定光素子のピーク値のみによる補正のほうが好ましい。
前記測定方法は、奇数番目、偶数番目ごとに点灯させる例で説明したが、点灯パターンは種々のものが考えられる。
【００３８】
ここで、光量積分回路８０を図１５に示し、そのタイミングチャートを図１６に示す。
この光量積分回路８０は高、中、低の３種のデューティとオフとの計４段階の光量を測定するためのもので、４系統（図１５では２系統のみを図示する）で構成されている。センサ７２からの光電圧信号は極性反転アンプ８１を介して各積分器８２へ入力され、さらにサンプルホールドアンプ８４を介してＡ／Ｄ変換される。光電圧信号は各アナログスイッチ８３が信号ＡＳ−１〜４でオンされている間積分器８２で積分され、信号ＳＨ−１〜４の立ち下がりタイミングでサンプルホールドアンプ８４で保持され、図示しないＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換される。
【００３９】
前記積分回路８０によれば、１回の走査で４値の光量を測定することができる。これらの測定値に基づいて前述の如く階調特性の近似式を算出し、光量補正テーブルを作成することにより、階調再現用の良好な光量補正が可能となる。
【００４０】
（ドライバＩＣの構成と動作）
次に、前記光量測定装置７０によって光量測定する際に光書込みヘッド２０を駆動するためのドライバＩＣについて説明する。
光シャッタ素子の光量測定時に実行される間引き点灯は、ＣＰＵから必要なデータを転送して光書込みヘッド２０を駆動すれば実現可能であるが、その機能をドライバＩＣに付加することもできる。
【００４１】
図１７はドライバＩＣとして２値画像再現用のものを使用した場合の構成を示す。このドライバＩＣ６０は、ｎ個のＩＣをラダーチェーンで接続して使用するのであるが、各ＩＣは６４ドットを駆動するように構成され、シフトレジスタ６１、ラッチ回路６２、ゲート回路６３、レベルシフト回路６４、ドライバ回路６５からなる。
【００４２】
画像データＤＡＴＡ（Ａ），（Ｂ）はシフト信号Ｒ／Ｌに基づいてシフトクロック信号Ｓ−ＣＬＫに同期してシフトレジスタ６１へ転送され、ストローブ信号ＳＴＢでラッチ回路６２にラッチされる。ゲート信号ＧＡＴＥがゲート回路６３に入力されると、信号Ｄ１〜Ｄ６４がレベルシフト回路６４を介してドライバ回路６５に転送される。ドライバ回路６５には駆動電圧Ｖｄが印加されており、レベルシフト回路６４からの信号Ｄ１〜Ｄ６４に基づいて出力ＨＶ１〜ＨＶ６４が光シャッタ素子に印加される。
【００４３】
このドライバＩＣ６０において、光量測定モードが指令されると、データ信号ＤＡＴＡはシフトクロック信号Ｓ−ＣＬＫに同期してシフトレジスタ６１へ転送され、ストローブ信号ＳＴＢでラッチ回路６２にラッチされる。そして、ゲート信号ＧＡＴＥを所定のデューティで駆動すれば、所定の光量で光シャッタ素子を動作させることができる。間引き点灯は、データ信号ＤＡＴＡとシフトクロック信号Ｓ−ＣＬＫを分周した信号とをアンド条件で動作させることで実現できる。１／２分周すれば１オン／１オフとなる。間引き点灯用の信号は繰り返し信号であり、複数のデューティのゲート信号ＧＡＴＥを用意しておけば、プリンタコントローラがなくても光量測定モードを実行できる。光シャッタ素子が奇数列と偶数列に分割されている場合は、片列のＤＡＴＡを“Ｈ”にして、少なくとも片列に対して素子数以上のＤＡＴＡをシフトレジスタ６１へ転送した後、ストローブ信号ＳＴＢでラッチし、前述の制御を行えば、１オン／１オフをさらに容易に実現できる。また、ゲート回路６３にＴＥＳＴ入力端子を設けてゲート回路６３を強制的にオンする機能を付加し、この端子に所定のデューティ信号を転送すれば、容易に光量測定モードを実行可能である。
【００４４】
より詳しくは、図１８、図１９に示すように、発振器６６から発振された基本クロック信号ＣＬＫは分周器６７で適当な周波数に変換され、シフトクロック信号Ｓ−ＣＬＫ、カウンタ計数信号となる。ライン周期カウンタ６８は、ライン周期をカウントするもので、ストローブ信号ＳＴＢを生成する。即ち、カウントアップで１ショットマルチバイブレータを動作させてストローブ信号ＳＴＢを生成し、同時にカウンタ６８のリセットが行われるので、ストローブ信号ＳＴＢは一定周期で出力されることになる。このカウンタ６８の規定値を選択可能とすることでデューティを変更することができる。シフト量カウンタ６９は、前記シフトレジスタ６１へ転送するデータ数を決定するもので、カウント中は出力を発生するため、クロック信号ＣＬＫとアンド条件で動作させてシフトクロック信号Ｓ−ＣＬＫを生成する。
【００４５】
データ信号ＤＡＴＡは、クロック信号ＣＬＫから種々のパターンを生成することが可能であり、１／２分周したものを使用すれば、１オン／１オフの間引き点灯用の信号を生成できる。他のパターンも簡単なロジック回路で生成可能である。光シャッタ素子が奇数列と偶数列に分割されている構成では、シフト量カウンタ６９は不要であり、回路はさらに簡単になる。即ち、データ信号ＤＡＴＡを常時“Ｈ”にしてシフトクロック信号Ｓ−ＣＬＫを連続的に出力すればよい。
【００４６】
（カラープリンタ）
図２０は写真焼付け用のカラープリンタの概略構成を示す。このカラープリンタは、印画紙収容部１と、作像部２と、処理部３とからなる。印画紙４は収容部１にロール状に収容されている。作像部２には、図１に示した光書込みヘッド２０、図１２に示した測定ユニット７１（但し、工具顕微鏡７７、ＣＣＤカメラ７８は省かれている）が搭載されている。さらに、作像部２には、印画紙４の搬送ローラ対５，６，７、カッタ８及び搬送ガイド板１１，１２が設置されている。
【００４７】
印画紙４は、感光面を下方に向けて、搬送ローラ対５から作像部２に導入され、規定長さ送り込まれた時点でローラ対５の回転を停止すると共にカッタ８を動作させることでカットされる。カットされた印画紙４はローラ対６，７によって一定の速度で搬送される。印画紙４は光書込みヘッド２０上を通過するとき、ガイド板１１に形成した開口を通じて露光され画像（潜像）を形成される。露光後の印画紙４は処理部３で現像、乾燥され、トレイ１５上へ排出される。
【００４８】
前記印画紙４は、光書込みヘッド２０の書出し開始と印画紙４上の画像書出し開始位置が同期するように露光部へ搬送され、書込み期間中は連続して所定の速度で搬送される。但し、露光部での搬送は、連続的でなくとも副走査方向の密度に対応したピッチで間欠的に搬送してもよい。
【００４９】
印画紙４のカットは露光中に実行されると同期ずれの原因になりやすい。このような不具合を排除するには、露光前に印画紙４を適当な量だけ湾曲させてカットするか、あるいは搬送経路が若干長くなるがストレートな状態でカットした後に露光を開始する構成を採用することが好ましい。印画紙がロール状の場合、カット時に露光されないように光源ランプ２１をオフ状態とするか、光書込みヘッド２０をメカニカルなシャッタ手段で遮光することが必要である。
【００５０】
測定ユニット７１は、図２１に示すように、光書込みヘッド２０に対向した位置で駆動用ガイド棒７６ａの正逆回転に伴って主走査方向Ｘに往復動可能に設置されている。測定ユニット７１は印画紙４への露光に先立って光書込みヘッド２０の各光シャッタ素子の光量を前述の如く測定する。この測定ユニット７１は光量測定時以外は搬送される印画紙４に干渉しないように印画紙４の搬送経路外で待避している（図２１中二点鎖線参照）。
【００５１】
ガイド板１１はガイド面１１’が光書込みヘッド２０のピント面Ｆ（図２２（Ａ）参照）と一致するように設定されており、印画紙の厚みが異なってもピントずれが生じない。また、搬送ローラ対６，７は図示しないパルスモータで等速制御され、副走査速度の一定化が図られている。上ガイド板１２は印画紙の浮き上がりを防止するためのもので、自重であるいはばね等で印画紙上に圧接するように構成されている。
測定ユニット７１に設置されているスリット板７３はピント面Ｆと同一面に設定されているが、前述の如く、光量測定時以外は印画紙の搬送経路から待避している。
【００５２】
光量測定時において、光書込みヘッド２０から出射された光はガイド板１１，１２の開口を通じてセンサ７２へ入射する。ガイド板１１は全体あるいは光通過部をガラス、アクリル等の透光性材料で形成すれば、開口を設ける必要はない。開口がなくなれば、印画紙のガイド機能が向上する。上ガイド板１２に関しては、開口を設けることなく、光量測定時にはガイド位置から退避するように構成してもよい。
【００５３】
一方、図２２（Ｂ）に示すように、結像レンズアレイ３５とスリット板７３との間にレンズ７５を介在させてもよい。レンズ７５を配置することで、測定ユニット７１をピント面Ｆから離すことができ、露光時に測定ユニット７１を待避させる必要がなくなり、装置の小型化に寄与する。この場合、上ガイド板１２は透光性材料で形成することが可能となる。
【００５４】
本カラープリンタにあっては、光書込みヘッド２０のＲＧＢフィルタ２５を回転させて光源色を高速で切り換え、１ラインごとにＲ，Ｂ，Ｇの画像をＰＬＺＴ光シャッタ素子をオン／オフさせて書き込む。本プリンタは、通常、タイマによって電源が投入され、現像液の温度制御等が実行される。このウォームアップ期間に光シャッタ素子の光量測定とその補正（キャリブレーション）が行われる。キャリブレーションは、前述の如く、露光と略同等の条件で光書込みヘッド２０を駆動し、その出力光量に基づいて光量補正を行う工程であり、むらのない良好な階調画像が得られる。
【００５５】
フルカラー機の場合、まず、奇数素子のみを規定の周波数（副走査方向の画素密度で決まる）及び光量（デューティあるいは強度）で駆動し、それに同期させて光源色を切り換える。同時に、測定ユニット７１を往動させ、ＲＧＢ光量及び複数階調での光量を測定する。復動時には同様に偶数素子のＲＧＢ光量及び複数階調での光量を測定する。
【００５６】
光量補正を適切に行うには、オフ光量（漏れ光量）を含む４段階での測定が有効であり、光源色切換え速度を実使用時の測定段数分の１（１／４）に低下させ、１色当たり四つの光量段数で測定する。即ち、１素子当たり１２点（ＲＧＢ×４）の光量を１回の走査で測定する。センサ７２の光電圧出力の積分値をサンプリング／ホールドしてＡ／Ｄ変換後、制御部で４点の光量値から出力光量特性の近似曲線を算出し、光量補正を行う。光量補正は最も測定光量の小さい光シャッタ素子を基準として行う。光量補正のデータはルックアップテーブル用のメモリ素子（例えば、フラッシュＲＯＭなど）に格納する。
【００５７】
なお、光源色の切換え速度を実使用時と略同一としてもよい。この場合には、駆動周波数を高めて各色ごとに複数の光量測定を行う。駆動周波数も実使用時と同じであれば、複数回の走査で複数の光量を測定すればよい。
【００５８】
図２３は制御部の構成を示す。光量検出センサ７２の出力は増幅器９１で増幅され、積分回路８０（図１５参照）で積分され、４チャンネルのマルチプレクサ９２、Ａ／Ｄコンバータ９３を介してＣＰＵ９４へ入力され、補正データが生成される。
【００５９】
一方、フィルムスキャナ９５で読み取られた画像データは画像メモリ９６のビットマップメモリ上に展開される。ビットマップメモリ上の情報は、ＣＰＵ９４によって前記光量補正データを格納したルックアップテーブル９７を参照し、入力された画像データに補正を加えた状態で光シャッタモジュール３０のドライバＩＣ４０へ転送され、所定の速度で切り換えられる光源色で元の画像と同等の濃度で再現される。
【００６０】
次に、図２４を参照して光量測定の制御手順について説明する。
光量測定の制御ルーチンはプリンタの電源投入に基づいて実行される。まず、ステップＳ１でＲＧＢフィルタ２５を所定の色に切り換え、ステップＳ２でデューティ５０％で全ての光シャッタ素子を同時に駆動する。そして、ステップＳ３で複数の光シャッタ素子をまとめて最大光量となる駆動電圧をサーチし、その駆動電圧を設定する。次に、ステップＳ４で４階調（０，４８，１６０，２４０の各階調）を繰り返して光シャッタ素子を駆動し、同時にステップＳ５で光量検出センサ７２を走査させ、光量を測定する。さらに、ステップＳ６で測定データから光シャッタ素子ごとの階調特性（補正データ）を計算し、ステップＳ７でルックアップテーブル９７に補正データを格納する。次に、ステップＳ８で３色の測定が終了したか否かを判定し、終了していなければステップＳ１へ戻る。
【００６１】
ところで、本実施形態では、１往復の走査で全ての素子の光量測定を完了している。しかし、階調ごとにあるいは光源色ごとに分割測定することも可能である。この場合には、走査回数が増加するため、時間的には若干不利であるが、光量積分回路が簡略化できる等の利点を有する。
【００６２】
光量測定の階調数は光シャッタ素子の出力特性に依存する。リニアリティが良好であれば、２点測定でも実用化が可能である。さらに、漏れ光量が零であれば、１点測定でも可能である。しかし、通常、光シャッタ素子の出力特性は理想的なリニアリティと一致しないため、４点で測定すればどのような素子にも対応可能である。光源色に関しても、各色に対する出力特性が同じであれば、１色の測定で補正を行うことが可能である。また、若干の特性差が存在しても、画像上で許容できるのであれば、グリーン１色あるいは白色の測定で補正を行ってもよい。
【００６３】
また、ＰＬＺＴからなる光シャッタ素子は駆動電圧に起因して分光透過特性が変化する。そのため、光量測定時と実写時の駆動電圧波形を同一に設定することが好ましい。その手段の一つが、青色露光時の最適電圧を駆動電圧として、他の色（赤、緑）も同じ電圧で駆動して光量を測定することである。他の手段としては、各光源色の最適電圧で駆動して光量を測定することである。本実施形態にあっては、高速で駆動電圧を変化させる必要があり、駆動電圧の波形になまり等が発生するので、同一の特性を有する（同一の）電源を使用して測定及び実写を実行することが好ましい。
【００６４】
以上説明した光量測定方法によれば、図１４を参照して説明したように、各光シャッタ素子のアドレスを決定する特別な装置を必要とすることなく出力光量のピーク値からアドレスを決定するため、ピークとピークとの間のサンプリング回数をカウントすることにより、検査装置として使用した場合には、光書込みヘッド２０の異常（ピッチ誤差、アライメント不良等）の検出が可能である。また、測定ユニット７１を実機に搭載した場合には、測定ユニット７１の移動不良を検出することができる。この場合は、異常を表示／警告してプリンタの動作を停止させる。さらに、光シャッタ素子の経時的な劣化に対応した光量補正が可能となる。
【００６５】
なお、光量の測定、補正は、プリンタのウォーミングアップ時に以外にも任意の時期に実行することも可能である。
【００６６】
（ドライバＩＣの構成と動作）
次に、多値再現用ドライバＩＣ４０の構成とタイミングチャートを図２５、図２６に示す。ドライバＩＣ４０は、ｎ個のＩＣをラダーチェーンで連続して使用するのであるが、各ＩＣは６４ドットを駆動するように構成され、６ビットのシフトレジスタ４１、６ビットのラッチ回路４２、６ビットのコンパレータ４３、６ビットのカウンタ４４、ゲート回路４５、ドライバ回路４６からなる。
【００６７】
画像データＤＡＴＡ（Ａ），（Ｂ）はシフト信号Ｒ／Ｌに基づいてシフトクロック信号Ｓ−ＣＬＫに同期してシフトレジスタ４１へ転送され、ストローブ信号ＳＴＢでラッチ回路４２にラッチされる。これによって、各画素の階調数がセットされる。クロック信号Ｃ−ＣＬＫはカウンタ４４でカウントされ、コンパレータ４３はラッチされた値とカウンタ値とを比較し、ゲート回路４５は両者が一致した時点で出力を停止する。また、カウンタ４４はクリア信号ＣＬによってクリアされる。
【００６８】
ドライバ回路４６には駆動電圧Ｖｄが印加されており、ゲート回路４５からの信号Ｄ１〜Ｄ６４に基づいて出力ＨＶ１〜ＨＶ６４が光シャッタ素子に印加されることになる。即ち、各画素は画像データＤＡＴＡに応じた時間（パルス幅）だけ光シャッタ素子をオンさせることになる。
【００６９】
以上の構成からなる多値再現用ドライバＩＣ４０で光量測定モードを実行する場合も、前述の２値再現用ドライバＩＣ６０と基本的には同様の制御を行う。所定の光量はデータ信号ＤＡＴＡ（ディプスイッチ等）で指定し、シフトレジスタ４１へ転送後、ストローブ信号ＳＴＢでラッチし、データ信号ＤＡＴＡに応じたデューティをコンパレータ４３等で生成し、ゲート信号ＧＡＴＥによって所定の光シャッタ素子を所定の光量で動作させる。このような間引き点灯用の信号は繰り返し信号であり、比較的簡単な回路で実現できる。
【００７０】
また、光シャッタ素子が奇数列と偶数列に分割されている場合には、片列のＤＡＴＡを“Ｈ”にしておけば、間引き点灯を容易に実現でき、制御はさらに簡単になる。光量を可変するには、ディップスイッチ等の設定を変更すればよい。
【００７１】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る階調特性測定方法は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、第２の発明において、光書込みに使用する固体走査型の素子としては、ＰＬＺＴ以外に、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）、ＬＣＳ（Liquid  Crystal  Shutter）、ＤＭＤ（Deformable  Mirror  Device）、ＦＬＤ（Fluorescent  Device）等を用いることができる。
【００７２】
また、本発明は銀塩感材を用いた印画紙への画像書込み装置以外にも、銀塩フィルムや電子写真用感光体への画像書込み装置あるいはディスプレイ上への画像投影装置に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る階調特性測定方法に用いられる光書込みヘッドを示す斜視図。
【図２】駆動パルス幅に対応する光シャッタ素子の光出力波形を示すチャート図。
【図３】光シャッタ素子の階調特性を示すグラフ。
【図４】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、３点測定、直線分割の例である。
【図５】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、４点測定、直線分割の例である。
【図６】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、５点測定、直線分割の例である。
【図７】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、４点測定、直線分割の例である。
【図８】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、３点測定、２次近似曲線とした例である。
【図９】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、４点測定、３次近似曲線とした例である。
【図１０】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、５点測定、３次近似曲線とした例である。
【図１１】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、４点測定、３次近似曲線とした例である。
【図１２】光量測定装置を示す概略構成図。
【図１３】光量測定時のアナログ信号の波形図。
【図１４】光量測定時のデジタル信号の波形図。
【図１５】光量測定に用いられる積分回路のブロック図。
【図１６】前記積分回路の動作を示すタイミングチャート図。
【図１７】２値画像再現用ドライバＩＣを示すブロック図。
【図１８】前記２値画像再現用ドライバＩＣへ転送される信号の生成回路を示すブロック図。
【図１９】前記信号生成回路の動作を示すタイミングチャート図。
【図２０】本発明に係る光書込みヘッドを備えたカラープリンタを示す概略構成図。
【図２１】前記カラープリンタに搭載されている光量測定ユニットを示す斜視図。
【図２２】光書込みヘッドと光量測定ユニットとの位置関係を示す説明図。
【図２３】前記カラープリンタの制御部を示すブロック図。
【図２４】前記制御部による光量測定の制御手順を示すフローチャート図。
【図２５】多値画像再現用ドライバＩＣを示すブロック図。
【図２６】前記多値画像再現用ドライバＩＣの動作を示すタイミングチャート図。
【符号の説明】
２０…光書込みヘッド
３０…光シャッタモジュール
３１…光シャッタ素子
４０，６０…ドライバＩＣ
７０…光量測定装置
７１…測定ユニット
７２…光電変換センサ
【図１】
0003598699.tif 000002
【図２】
0003598699.tif 000003
【図３】
0003598699.tif 000004
【図４】
0003598699.tif 000005
【図５】
0003598699.tif 000006
【図６】
0003598699.tif 000007
【図７】
0003598699.tif 000008
【図８】
0003598699.tif 000009
【図９】
0003598699.tif 000010
【図１０】
0003598699.tif 000011
【図１１】
0003598699.tif 000012
【図１２】
0003598699.tif 000013
【図１３】
0003598699.tif 000014
【図１４】
0003598699.tif 000015
【図１５】
0003598699.tif 000016
【図１６】
0003598699.tif 000017
【図１７】
0003598699.tif 000018
【図１８】
0003598699.tif 000019
【図１９】
0003598699.tif 000020
【図２０】
0003598699.tif 000021
【図２１】
0003598699.tif 000022
【図２２】
0003598699.tif 000023
【図２３】
0003598699.tif 000024
【図２４】
0003598699.tif 000025
【図２５】
0003598699.tif 000026
【図２６】
0003598699.tif 000027