(57)【要約】      （修正有）【課題】  ヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋の位置を予め特定し、濃度ムラ補正時にヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋のみを簡単な手順で補正することができる露光装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】破線で囲んだ箇所が特に大きなディップすなわちビーム径変動の大きい箇所で、最大のディップはドット位置＃２０８０近辺であることが解る。そこで＃１５００〜１８００におけるデフォーカス位置を５段階に変化させた際のＭＴＦの変化と、＃２０８０近辺で最も変動の大きかった＃２０８２におけるＭＴＦの変化を示すとドット位置＃２０８２においては＃１５００〜＃１８００と比較してデフォーカスがマイナスになる範囲ではデフォーカス量に対するＭＴＦの変動が極めて大きく、これはビームスポット径の変動を意味するため、出力画像において＃２０８２近辺で濃度変動（筋）が発生することを容易に判断できる。【選択図】図６
2006248185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を同一平面上に配列することで形成される光源部と、
前記光源部から出射された光ビームを露光面上に結像するための複数の結像レンズが配列されたレンズアレイと、を備えた露光ヘッドを備え、
前記露光面上に結像された画像を出力し、読取手段で読み取った前記画像の濃度に応じて前記複数の発光素子から発せられる光ビームの光量を調整し前記画像の濃度ムラを補正する露光装置であって、
予め前記レンズアレイまたは露光ヘッドの特性を別途計測し、取得したデータから補正箇所を特定することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光ヘッドに入力される画像データの光量変化に対する画像濃度の線形性が崩れる位置を予め検出し、補正箇所を特定することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記画像濃度の線形性が崩れる原因は前記露光ヘッドの像面湾曲、ＭＴＦ、光ビーム径、および前記発光素子の発光点位置の何れかひとつまたは複数であることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記読取手段はスキャナであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の露光装置。
【請求項５】
前記濃度ムラの補正はオペレータが実施することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記濃度ムラの補正は自動で実施されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の露光装置。
【請求項７】
前記データはレンズアレイのＭＴＦであることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の露光装置。
【請求項８】
前記データは露光ヘッドのＭＴＦであることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の露光装置。
【請求項９】
前記データを保持するデータ保持手段を前記露光ヘッド内に備え、前記データ保持手段に保持された前記データに外部からアクセス可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れかに記載の露光装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光装置および画像形成装置に関し、特にＬＥＤアレイより発せられた光ビームをセルフォックレンズアレイにて露光面上に結像させ、画像を形成する露光装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体を画像に応じて露光することにより静電潜像を形成し、該静電潜像をトナー現像することにより感光体上に形成されたトナー像を記録用紙に転写することで画像を形成している。
【０００３】
感光体に静電潜像を形成するための光源としては、従来からＬＤ（レーザダイオード）が用いられてきたが、近年ではＬＥＤ（発光ダイオード）素子などの発光素子を各画素に対応して一列に配置した発光素子アレイと、各発光素子から出力された光を感光体表面に結像させるように結像レンズを配置したセルフォックレンズアレイなどの結像素子レンズアレイとを備えた光プリントヘッドが用いられている。
【０００４】
このような光プリントヘッドを用いた画像形成装置では、光プリントヘッドの各ＬＥＤ素子を画像データに基づいて駆動して画像データに基づく光を出力させ、結像レンズによって出力された光を感光体表面に結像させることにより、感光体を画像データに基づいて露光すると共に、感光体と光プリントヘッドを副走査方向に相対移動させることにより、露光位置を移動させて感光体上に画像を形成する。
【０００５】
上記のような画像形成装置では副走査方向に走るスジ状のムラが屡々発生する為、出力画像をスキャンし、発光素子アレイの発光量にフィードバックすることでムラを補正する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかし上記の例では手順が煩雑になる上、トナー現像や転写、あるいは定着など様々なプロセスの結果として生じるムラ全体を発光量で補正しようとする構成であり、個々の原因を分離していないため、例えば光プリントヘッドを交換すれば再度ムラが発生し、またムラ補正を行う必要があるなどの欠点がある。
【０００７】
さらにトナー現像や転写、あるいは定着などに起因するムラは径時変動を起こしやすいことがわかっており、光プリントヘッド単体におけるムラ補正の必要がある。
【特許文献１】特開２００１―１４６０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、ヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋の位置を予め特定し、濃度ムラ補正時にヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋のみを簡単な手順で補正することができる露光装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の露光装置は、複数の発光素子を同一平面上に配列することで形成される光源部と、前記光源部から出射された光ビームを露光面上に結像するための複数の結像レンズが配列されたレンズアレイと、を備えた露光ヘッドを備え、前記露光面上に結像された画像を出力し、読取手段で読み取った前記画像の濃度に応じて前記複数の発光素子から発せられる光ビームの光量を調整し前記画像の濃度ムラを補正する露光装置であって、予め前記レンズアレイまたは露光ヘッドの特性を別途計測し、取得したデータから補正箇所を特定することを特徴とする。
【００１０】
上記構成の発明では、ヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋の位置を予め特定し、濃度ムラ補正時にヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋のみを簡単な手順で補正することができる。
【００１１】
請求項２に記載の露光装置は、前記露光ヘッドに入力される画像データの光量変化に対する画像濃度の線形性が崩れる位置を予め検出し、補正箇所を特定することを特徴とする。
【００１２】
上記構成の発明では、ヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋の位置を予め特定し、濃度ムラ補正時にヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋のみを簡単な手順で補正することができる。
【００１３】
請求項３に記載の露光装置は、前記画像濃度の線形性が崩れる原因は前記露光ヘッドの像面湾曲、ＭＴＦ、光ビーム径、および前記発光素子の発光点位置の何れかひとつまたは複数であることを特徴とする。
【００１４】
上記構成の発明では、ヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋の位置を像面湾曲、ＭＴＦ、光ビーム径、および前記発光素子の発光点位置から予め特定し、濃度ムラ補正時にヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋のみを簡単な手順で補正することができる。
【００１５】
請求項４に記載の露光装置は、前記読取手段はスキャナであることを特徴とする。
【００１６】
上記構成の発明では、スキャナを用いて出力画像を読み取ることで、単純な構成で正確に読取を行える。
【００１７】
請求項５に記載の露光装置は、前記濃度ムラの補正はオペレータが実施することを特徴とする。
【００１８】
上記構成の発明では、濃度ムラの補正はオペレータが実施することにより任意のタイミングで補正を行うことができる。
【００１９】
請求項６に記載の露光装置は、前記濃度ムラの補正は自動で実施されることを特徴とする。
【００２０】
上記構成の発明では、濃度ムラの補正は自動で実施されることにより、オペレータの負担を軽減し補正忘れを防ぐ事ができる。
【００２１】
請求項７に記載の露光装置は、前記データはレンズアレイのＭＴＦであることを特徴とする。
【００２２】
上記構成の発明では、レンズアレイのＭＴＦをデータとすることにより、レンズアレイの段階で不良品を除外し、露光ヘッドのアセンブリ時の歩留まりをよくすることができる。
【００２３】
請求項８に記載の露光装置は、前記データは露光ヘッドのＭＴＦであることを特徴とする。
【００２４】
上記構成の発明では、露光ヘッドのＭＴＦをデータとすることにより、アセンブリ後のより製品に近い状態でデータ取得が行える。
【００２５】
請求項９に記載の露光装置は、前記データを保持するデータ保持手段を前記露光ヘッド内に備え、前記データ保持手段に保持された前記データに外部からアクセス可能であることを特徴とする。
【００２６】
上記構成の発明では、データを保持するデータ保持手段を露光ヘッド内に備えたことにより、露光ヘッドのアセンブリ時に濃度ムラのデータを持たせ、製品においては補正だけを行い、かつ露光ヘッド交換時にも濃度ムラを正しく補正できる。
【００２７】
請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項９の何れかに記載の露光装置を用いたことを特徴とする。
【００２８】
上記構成の発明では、ヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋の位置を予め特定し、濃度ムラ補正時にヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋のみを簡単な手順で補正することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は上記構成としたので、ヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋の位置を予め特定し、濃度ムラ補正時にヘッドあるいはレンズアレイに起因する筋のみを簡単な手順で補正することができる露光装置および画像形成装置とすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
＜画像形成装置＞
図１には本発明の第１実施形態に係る画像形成装置が示されている。
【００３１】
図１に示すように、画像形成装置装置１０は矢印方向に定速回転する感光体ドラム１２を備えている。この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向に沿って、帯電器１４、ＬＰＨ（ＬＥＤプリントヘッド）１６、現像器１８、転写ローラ２０、クリーナ３２、イレーズランプ（図示せず）が順に配設されている。
【００３２】
すなわち、感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、ＬＰＨ１６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。なお、ＬＰＨ１６は制御装置（図示せず）と接続されており、この制御装置に制御され画像データに基づいて光ビームを出力する。
【００３３】
感光体ドラム１２上に形成された潜像には、現像器１８によってトナーが供給されトナー現像され、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。感光体ドラム１２上のトナー像は、用紙トレイ２４から１枚ずつ取出され用紙搬送ベルト２６によって搬送されてきた用紙２８上にに転写ローラ２０によって転写される。
【００３４】
転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナ３２によって除去され、イレーズランプ（図示せず）によって除電された後、再び帯電器１４によって帯電されて、上記のプロセスを繰り返すことで画像形成を行う。
【００３５】
トナー像が転写された用紙２８は、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂからなる定着器３０に搬送されて定着処理が施される。これによりトナー像は用紙２８上に定着され、所望の画像が形成される。画像が形成された用紙２８は装置外へ排出される。
＜露光装置＞
図２には本発明の第１実施形態に係る露光装置が示されている。
【００３６】
図２に示すように、ＬＰＨ１６はＬＥＤアレイ４０と、ＬＥＤアレイ４０を支持するとともに、ＬＥＤアレイ４０の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されたプリント基板４２と、ＬＥＤアレイ４０から出射した光を感光体ドラム１２上に結像させるためのロッドレンズアレイ４４と、を備えている。
【００３７】
ＬＥＤアレイ４０は、複数のＬＥＤが一列に配置された複数のＬＥＤチップにより構成されており、ＬＥＤアレイ４０全体ではＬＥＤは、解像度に応じた画素（ドット）数分、例えば、Ａ3サイズ（420ｍｍ×297ｍｍ）の用紙まで対応し、主走査方向について６００ｄｐｉで印刷する場合であれば、約７０２０個設けられている。
＜ロッドレンズアレイ＞
図３には本発明の第１実施形態に係るロッドレンズアレイが示されている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、ロッドレンズアレイ４４は、結像レンズとして、屈折率分布型のプラスチックロッドレンズであるロッドレンズ４６が解像度に応じた各画素（ドット）に対応して配列されて構成されており、ＬＥＤアレイ４０上の各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。
【００３９】
屈折率分布型とは、この場合を例に取れば中心から周辺に向かって同心円状に屈折率を変化させた円筒形状のプラスチックロッドをレンズとして用いたもので、形状ではなく屈折率の分布で入射光を結像させるものである。
【００４０】
このときロッドレンズ４６は図３（ｂ）のように光軸方向を揃え、所定の間隔で規則正しく配列されている。
【００４１】
しかし、ロッドレンズアレイ４４を構成するロッドレンズ４６のうち一本あるいは複数が何らかの理由で図４（ａ）（ｂ）に示すように所定の位置や角度を外れ、本来の光学性能を発揮しない場合が考えられる。
【００４２】
すなわち、図４（ａ）（ｂ）に示すようにロッドレンズ４６が４６Ｂのように傾いて（倒れて）いた場合、ロッドレンズ４６Ｂを通過する光ビームは本来の位置に結像せず、図中Ｗの位置は光ビームが結像したドット密度が本来よりも密になるため白スジが発生し、図中Ｂの位置では逆にドット密度が本来よりも疎になるため黒スジが発生する。これによりレンズ倒れが発生したロッドレンズ４６Ｂの直下近傍ではスジムラが発生してしまう。
【００４３】
あるいは、ロッドレンズ４６が物理的に位置・角度変動を起こしていない場合でも、ロッドレンズ４６内部の屈折率分布がバラつき、所望の値から外れた場合は光学的に規格性能を満たしていないことになり、上記の場合と同様に筋ムラが発生する。
【００４４】
従来、上記のような理由で発生したムラであっても、スキャナ等の濃度検出手段を使用して出力画像から読み取った画像濃度分布よりＬＰＨ１６の光量補正値にフィードバックすることで濃度ムラの補正を行っている。
【００４５】
この場合、露光以降のプロセス、すなわち現像、転写、定着などがに起因する濃度ムラをも同時に補正することになり、例えばＬＰＨ１６交換時には（逆にそれまで使用していたＬＰＨ１６による濃度ムラと相殺していた濃度ムラなどの）濃度ムラが発生することになる。
【００４６】
本発明においては、事前にＬＰＨ１６（又はロッドレンズアレイ４４）の特性を計測しておくことによって、筋が発生しやすい個所を特定しておき、対応する個所に発生した筋のみを、補正の対象とする。これにより様々な原因で発生する筋（濃度ムラ）を要素毎の原因に分離し、個々に対応することで部品交換などの影響を抑え、あるいは予め特定された筋の発生箇所について自動で濃度補正するなど、手順の簡略化も図る事ができる。
【００４７】
図５にはロッドレンズアレイのデフォーカス位置とビーム径の関係が示されている。
【００４８】
ここでいうデフォーカス（De-focus）とは光学系において集光状態の最も良い位置を探すために、光軸方向にいくつか設定した評価面での性能を比較評価することを言う。
【００４９】
ロッドレンズアレイ４４は、ロッドレンズ４６の倒れや屈折率分布のばらつき等が原因で、図５に示すようにビームウエスト位置に局所的なばらつきを生じる。すなわち、Ｄｏｔ＃１〜９００では破線のような特性を示すロッドレンズアレイ４４において、Ｄｏｔ＃１０００が実線のような特性を示すことがある。
【００５０】
この現象はロッドレンズ４６を束ねた構造であるロッドレンズアレイ４４の中で、特定の１本あるいは複数のロッドレンズ４６が、前述した図４の倒れなどを起こすことなどによって生じるため、その特定の１本あるいは複数のロッドレンズ４６を通過する光のみに局所的に生じ、通常ほとんどの個所においてはほぼ揃った特性となる。あるいは前述のように、ロッドレンズ４６が物理的に位置・角度変動を起こしていない場合でも、ロッドレンズ４６内部の屈折率分布がバラつき、所望の値から外れた場合は光学的に規格性能を満たしていないことになり、上記の場合と同様に筋ムラが発生する。
【００５１】
また、図５のようなフォーカス位置の変動がある場所では、形成された画像上で濃度むらを発生しやすく、特に取り付け時のデフォーカス位置のずれによって濃度差が顕著になっていく。
【００５２】
従って、ＬＰＨ１６の製造時に上記のような特性を予め測定しておくことで、濃度むらが発生しやすいロッドレンズ４６の個所を特定しておくことができる。特に前述のようにスキャナで出力画像の濃度分布を計測し、光量補正値にフィードバックして濃度むらを消す方法においては、露光以降の現像、転写、定着などの各プロセスが原因となって生じる濃度ムラを補正によって消してしまうと、その原因系であるユニットを交換した際、逆に多くの筋を発生してしまうことになるため、ＬＰＨ１６に起因するもの以外の筋を除外して濃度補正を行う必要がある場合があり、本発明の方法は非常に有効である。
【００５３】
また、上記特性は、ＬＰＨ１６の製造後でなくとも、ロッドレンズアレイ４４単体で測定した値を用いてもよい。つまりＬＰＨ１６として組立前の、ロッドレンズアレイ４４の状態で上記特性を計測し、筋の発生箇所が所定の値よりも多い場合は不良品として除外し、アセンブリしないことで、ＬＰＨ１６として組上がった時点での歩留まりを向上させることができる。
【００５４】
さらに、上記ビーム径のデフォーカス特性は図６、図７に示すようにデフォーカス時のＭＴＦ変化として見ることもできる。すなわち、図６に示すようにドット位置を横軸に、ＭＴＦを縦軸にとり、デフォーカス位置を５段階に変化させてドット位置におけるＭＴＦの変化を見ることで、ビーム径変動の大きい箇所、すなわちＭＴＦが急激に変動するディップの箇所を特定する事ができる。
【００５５】
図６では破線で囲んだ箇所が特に大きなディップすなわちビーム径変動の大きい箇所で、最大のディップはドット位置＃２０８０近辺であることが解る。
【００５６】
そこで＃１５００〜１８００におけるデフォーカス位置を５段階に変化させた際のＭＴＦの変化と、＃２０８０近辺で最も変動の大きかった＃２０８２におけるＭＴＦの変化を示したのが図７である。図７からも解るように、ドット位置＃２０８２においては＃１５００〜＃１８００と比較してデフォーカスがマイナスになる範囲ではデフォーカス量に対するＭＴＦの変動が極めて大きく、これはビームスポット径の変動を意味するため、出力画像において＃２０８２近辺で濃度変動（筋）が発生することは容易に判断できる。
【００５７】
上記のようにビーム径でなくＭＴＦ変動として筋の発生箇所を特定する方法は、実際の運用上においてＭＴＦ計測の方がビーム径計測よりも容易である利点がある。
【００５８】
また、上記特性値を固有のデータとしてＬＰＨ１６内部に設けたＲＯＭやフラッシュメモリなどの記憶手段（図示せず）に記録・保持しておき、市場にて画像形成装置全体の濃度ムラ補正時に当該データを読み出して、補正実施個所を特定するために使用することもできる。
【００５９】
この方法では予め取得した補正実施箇所および補正量などのデータをＬＰＨ１６の内部に保持しておくことで、画像形成装置全体の濃度ムラ補正時には当該データを読み出し自動的に補正させることもできる。これにより補正作業自体も簡略化され、オペレータの負担や操作ミスの可能性を減らす事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１形態に係る画像形成装置を示す図である。
【図２】本発明の第１形態に係る露光装置を示す図である。
【図３】本発明の第１形態に係る露光装置のレンズアレイを示す図である。
【図４】露光装置のレンズアレイにおけるレンズ倒れを示す図である。
【図５】露光装置のレンズアレイにおけるデフォーカス位置とビームスポット径の関係を示す図である。
【図６】露光装置のレンズアレイにおけるデフォーカス位置とＭＴＦの関係を示す図である。
【図７】露光装置のレンズアレイにおけるデフォーカス位置とＭＴＦの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０    画像形成装置
１２    感光体ドラム
１４    帯電器
１６    ＬＰＨ
１８    現像器
２０    転写ローラ
４０    ＬＥＤアレイ
４２    基板
４４    ロッドレンズアレイ
４６    ロッドレンズ
【図１】
2006248185.tif 000003
【図２】
2006248185.tif 000004
【図３】
2006248185.tif 000005
【図４】
2006248185.tif 000006
【図５】
2006248185.tif 000007
【図６】
2006248185.tif 000008
【図７】
2006248185.tif 000009