(57)【要約】      （修正有）【課題】画素データに応じて露光するＬＥＤアレイ露光装置において、濃度むらやスジが大幅に低減し、濃度がリニアに変化する画像の形成が可能な装置を提供する。【解決手段】画像を形成するため感光体を露光する複数のＬＥＤ発光素子からなり、各ＬＥＤ発光素子の発光光量のばらつきを補正する光量補正係数４２と、感光体上でのビーム面積のばらつきを補正するビーム面積補正係数４３とを、ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に加味して、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流とすることにより各ＬＥＤ発光素子のばらつきを補正した上で、各ＬＥＤ発光素子に対応する画素の階調性に応じた時間点灯制御されて、感光体を露光するＬＥＤアレイ露光装置１９において、各ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に、光量補正係数４２とビーム面積補正係数４３とを加味し、更に、画像の粒状度の程度に影響を与える感光体応答特性用の補正係数を加味し、ＬＥＤ発光素子の駆動電流とする。【選択図】図４
2004168028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成するため感光体を露光する複数のＬＥＤ発光素子からなり、各ＬＥＤ発光素子の発光光量のばらつきを補正する光量補正係数と、前記感光体上でのビーム面積のばらつきを補正するビーム面積補正係数とを、ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に加味して、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流とすることにより各ＬＥＤ発光素子のばらつきを補正した上で、各ＬＥＤ発光素子に対応する画素の階調性に応じた時間点灯制御されて、感光体を露光するＬＥＤアレイ露光装置において、
前記各ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に、前記光量補正係数と前記ビーム面積補正係数とを加味し、更に、画像の粒状度の程度に影響を与える感光体応答特性用の補正係数を加味し、前記ＬＥＤ発光素子の駆動電流とすることを特徴とするＬＥＤアレイ露光装置。
【請求項２】
前記感光体応答特性は、感光体の感度であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤアレイ露光装置。
【請求項３】
前記感光体応答特性は、感光体の表面温度であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤアレイ露光装置。
【請求項４】
前記ビーム面積補正係数は、補正対象となるＬＥＤ発光素子を含む前後複数個のＬＥＤ発光素子のビーム面積を平均値化し、該平均値と補正対象となるＬＥＤ発光素子のビーム面積の差分の大小に応じて行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＬＥＤアレイ露光装置。
【請求項５】
前記ビーム面積の平均値が移動平均値となるように、移動平均値の対象となる前記前後複数個のＬＥＤ発光素子が、補正対象となるＬＥＤ発光素子とともに移動することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤアレイ露光装置。
【請求項６】
前記前後複数個のＬＥＤ発光素子は、補正対象となるＬＥＤ発光素子を先頭として後続する複数個のＬＥＤ発光素子であることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載のＬＥＤアレイ露光装置。
【請求項７】
前記ＬＥＤアレイ露光装置は、複数個のＬＥＤアレイチップから構成され、前記前後複数個のＬＥＤ発光素子は、補正対象となるＬＥＤ発光素子が含まれる同一のＬＥＤアレイチップ内のＬＥＤ発光素子であることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤアレイ露光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のＬＥＤアレイ露光装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成時に書き込み用として使用されるＬＥＤアレイ露光装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ及びファクシミリなどの画像形成装置には、被記録媒体である用紙などに直接画像を形成する直接画像形成方式と、感光体などからなる中間媒体に一旦画像を記録し、その画像を最終的な被記録媒体に転写する間接画像形成方式とがある。家庭などにおける小規模な使用を除けば、被記録媒体に普通紙を使用できる間接画像形成方式の画像形成装置が広く使用されている。
【０００３】
また、複写機などの画像形成装置では、従来、アナログ画像情報を、アナログ画像形成プロセスを用いて記録形成していたが、最近の情報のデジタル化に伴い、デジタル画像形成プロセスを用いてデジタル情報として処理し、被記録媒体に微小なドットからなる画像を形成することが一般的に行われている。このような画像形成装置では、微小なドットの集合で形成されるデジタル画像情報を、帯電した感光体に微小なドットとして露光して静電潜像を形成する。その後、現像器で粉状のトナーを用いて可視化して、被記録媒体である用紙に転写して画像を形成する。
【０００４】
デジタル画像情報を感光体に露光する装置としては、レーザダイオードなどが発光するレーザ光を利用して露光を行うレーザ露光装置や、デジタル画像の１ドットに対応した微小なＬＥＤ（発光ダイオード）を多数個直線状に配列してアレイ状とし、感光体の軸方向（主走査方向）に配置して露光を行うＬＥＤアレイ露光装置がある。特に最近では、ＬＥＤアレイ露光装置が小型化、低価格化、制御の容易さ、機械的可動部がなく信頼性が高いなどの面で、プリンタやその他の画像形成装置に幅広く使用されている。
【０００５】
このようなＬＥＤアレイ露光装置は、プリント基板と、その上に搭載されるＬＥＤアレイチップと、これに電流を供給して駆動する駆動ＩＣと、ＬＥＤアレイチップの発光面と感光体との間に在ってＬＥＤ発光素子からの光を感光体上にビームとして収束して結像させる複数のレンズの集合体であるレンズアレイと、これらの部品を保持する保持部材などを備えている。
【０００６】
ＬＥＤアレイチップは、少なくとも被記録媒体（用紙）の幅以上の有効走査幅を露光できるよう、基板上に１個または複数個配置されており、帯電した感光体に静電潜像を形成するための露光源をなしている。このＬＥＤアレイチップ上には、ビデオデータ（画像データ）のそれぞれの画素に対応する微小なＬＥＤ発光素子が一列に配置されている。例えば６００ｄｐｉの解像度でＡ４サイズの記録幅に対応する場合、１個または複数個のＬＥＤアレイチップが有するＬＥＤ発光素子の総数は少なくとも５１２０個になる。
【０００７】
駆動ＩＣは、各ＬＥＤ発光素子を駆動して発光させる回路を有しており、前記基板（または外部）に１個または複数個搭載されている。レンズアレイは、複数のシリンダ状のレンズを束にして配列したものであり、ＬＥＤ発光素子の光を感光体上に収束させてビーム形状のドットとして露光する。
【０００８】
しかし、各ＬＥＤ発光素子の発光強度にはばらつきがあり、そのばらつきが被記録媒体上の可視化された画像で、濃度のむらやスジとなってあらわれ、記録品質の劣化を引き起こす。そのため、従来のＬＥＤアレイ露光装置では、各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーが一定になるように補正する光量補正データを、ＬＥＤ発光素子個々に対して予め準備しておき、この光量補正データに従って、各ＬＥＤ発光素子が発光するときの露光エネルギーのばらつきを補正していた。
【０００９】
また、レンズアレイの不均一な配列などにより解像力にばらつきがあったり、レンズアレイの取り付け誤差によりＬＥＤ発光素子からの光の焦点位置がずれたりすると、感光体上に結像するドットが歪んだり、解像力がばらついたりする。各ＬＥＤ発光素子の発光強度のばらつきを±２％程度に収まるように補正したとしても、上記の原因でレンズアレイによる解像力にばらつきが発生すると、可視化された画像では濃度むらが顕著にあらわれる。
【００１０】
更に、使用する感光体の感度によっても濃度むらが顕著になる傾向が確認されている。つまり、感光体の感度が高いと、ＬＥＤ発光素子の光量やビーム面積のばらつきに対して感光体が敏感に反応するため、ばらつきが増幅されるように濃度むらやスジとして視認され易くなる。特に、複数の画像形成部を使用して異なる色の画像を同時に形成するタンデム方式のカラー画像形成装置では、各色ごとに画像が形成される感光体が異なり、その感度のばらつきを補正しないと濃度むらの程度が色ごとに異なり、色の再現性に大きな影響を及ぼす。
【００１１】
前記感光体の感度の問題を解決するため、感度がほぼ同一の感光体を使用することも可能であるが、その場合、感光体の表面温度の変化によって各感光体の感度がばらついてくる。特に前記タンデム方式のカラー画像形成装置では、異なる位置に複数の感光体を配して使用する構成をとっているため、各感光体の温度変化が感光体ごとに異なってくる。そうすると、同様に、濃度むらの程度が色ごとに異なり、色の再現性に大きな影響を及ぼすことになる。
【００１２】
このような問題に対処するため、特許文献１によると、ＬＥＤ発光素子個々の発光をセンサ部で受光測定し、ＬＥＤ発光素子の光とセンサ部の走査距離との関係を求めて、感光体の感度をしきい値としたときに、受光した光出力が目標値になるようにＬＥＤ発光素子の光出力を調整する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−６７３７２号公報（第４〜６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、このように測定した光出力を、感光体の感度をしきい値に置き換えて、それに基づき理論上のビーム径に換算し、そのビーム径が均一になるように光出力を調整する方法では、個々のビーム径は理論的には揃ってくるものの、感光体の感度と濃度むらの発生度合いとの関係は明らかでなく、従って、その濃度むらを低減する補正を施しているわけではない。また、このようはＬＥＤアレイ露光装置では、センサ部の取り付けスペースが必要になるとともにコストも上昇することになる。
【００１４】
本発明は、斯かる実状に鑑みなされたものであり、１画素の濃度が多階調で表現される画素データに応じて露光するＬＥＤアレイ露光装置において、光量とビーム面積のばらつきに対する補正を行うとともに、感光体特性が画像の粒状度に与える影響に対して補正を行うことによって、濃度むらやスジが大幅に低減し、濃度がリニアに変化する画像の形成が可能なＬＥＤアレイ露光装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明では、画像を形成するため感光体を露光する複数のＬＥＤ発光素子からなり、各ＬＥＤ発光素子の発光光量のばらつきを補正する光量補正係数と、前記感光体上でのビーム面積のばらつきを補正するビーム面積補正係数とを、ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に加味して、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流とすることにより各ＬＥＤ発光素子のばらつきを補正した上で、各ＬＥＤ発光素子に対応する画素の階調性に応じた時間点灯制御されて、感光体を露光するＬＥＤアレイ露光装置において、前記各ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に、前記光量補正係数と前記ビーム面積補正係数とを加味し、更に、画像の粒状度の程度に影響を与える感光体応答特性用の補正係数を加味し、前記ＬＥＤ発光素子の駆動電流とする。
【００１６】
請求項２によるＬＥＤアレイ露光装置では、前記感光体応答特性は、感光体の感度である。
【００１７】
或いは、請求項３によるＬＥＤアレイ露光装置では、前記感光体応答特性は、感光体の表面温度である。
【００１８】
更に、請求項４によるＬＥＤアレイ露光装置では、前記ビーム面積補正係数は、補正対象となるＬＥＤ発光素子を含む前後複数個のＬＥＤ発光素子のビーム面積を平均値化し、該平均値と補正対象となるＬＥＤ発光素子のビーム面積の差分の大小に応じて行うことを特徴とする。
【００１９】
或いは、請求項５によるＬＥＤアレイ露光装置では、請求項４によるＬＥＤアレイ露光装置で、ビーム面積の平均値が移動平均値となるように、移動平均値の対象となる前記前後複数個のＬＥＤ発光素子が、補正対象となるＬＥＤ発光素子とともに移動することを特徴とする。
【００２０】
更に、請求項６によるＬＥＤアレイ露光装置では、前記前後複数個のＬＥＤ発光素子は、補正対象となるＬＥＤ発光素子を先頭として後続する複数個のＬＥＤ発光素子であることを特徴とする。
【００２１】
請求項７によるＬＥＤアレイ露光装置は、複数個のＬＥＤアレイチップから構成され、前記前後複数個のＬＥＤ発光素子が、補正対象となるＬＥＤ発光素子が含まれる同一のＬＥＤアレイチップ内のＬＥＤ発光素子である。
【００２２】
更に、本発明に係わる画像形成装置は、上記のいずれかに記載のＬＥＤアレイ露光装置を備えている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１によるＬＥＤアレイ露光装置を使用すると、従来のように光量補正やビーム面積補正のみでは効率的に抑制できなかった、特に画像の濃度むらやスジを大幅に低減できるという優れた効果を奏するとともに、濃度むらやスジが発生しやすい応答特性を有する感光体使用時や、感光体の交換時においても、濃度むらやスジが低減するような補正が可能となる。
【００２４】
請求項２によるＬＥＤアレイ露光装置では、感光体応答特性として、特に濃度むらやスジの発生に影響を与える感光体感度に対する補正を取り入れているため、複数の感光体を同時に使用するタンデム型のカラー画像形成方式であっても、それぞれ異なる感度を有する感光体を使用することが可能になる。また、それらの感光体のいずれかが交換されても、交換された感光体の感度に対して補正が有効になるため、同様に濃度むらやスジの発生を低減させることが可能になる。
【００２５】
請求項３によるＬＥＤアレイ露光装置では、感光体の応答特性として、感光体の表面温度を利用しており、温度が変化すると特に濃度むらやスジの発生に影響を与える感光体感度が変化する。複数の感光体を同時に使用するタンデム型のカラー画像形成方式の場合、ほぼ同一の感度を有する感光体を使用していても、それぞれの感光体の表面温度が変化すると感光体感度も変化して、濃度むらやスジが発生しやすくなる。そのため、感光体表面温度が逐次変化しても、濃度むらやスジが発生しにくくなるように制御することが可能になる。
【００２６】
請求項４によるＬＥＤアレイ露光装置では、補正対象となるＬＥＤ発光素子を含む前後複数個のＬＥＤ発光素子のビーム面積を平均値化し、該平均値と補正対象となるＬＥＤ発光素子のビーム面積の差分の大小に応じて行う構成にしているため、段階的に急激に行われる補正による弊害が起こりにくい構成になっている。そのため、補正による画像の濃淡の急激な変化も起こりにくく、更に濃度むらやスジが発生しにくくなる。
【００２７】
更に、請求項５によるＬＥＤアレイ露光装置では、前記ビーム面積の平均値が移動平均値となるように、移動平均値の対象となる前記前後複数個のＬＥＤ発光素子が、補正対象となるＬＥＤ発光素子とともに移動する構成としているため、補正が緩やかに行われ、補正の境界が認識されにくくなり、更に濃度むらやスジが発生しにくくなる。
【００２８】
請求項６によるＬＥＤアレイ露光装置では、前記ビーム面積の平均値をとる複数のＬＥＤ発光素子が、補正対象となるＬＥＤ発光素子を先頭として後続のＬＥＤ発光素子であるため、制御のプロセスが簡単になる。
【００２９】
請求項７によるＬＥＤアレイ露光装置では、前記ビーム面積の平均値をとる複数のＬＥＤ発光素子が、補正対象となるＬＥＤ発光素子が含まれる同一ＬＥＤアレイチップにあるため、チップごとに補正制御が行え、ソフト或いは回路による制御のプロセスが簡単になる。
【００３０】
更に、請求項８による画像形成装置は、このようなＬＥＤアレイ露光装置を使用するため、各色ごとに感光体が異なるタンデム方式のカラー画像形成装置においても、色ごとの濃度むらの発生を抑制するため、画質の向上に大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の詳細を添付図面に基づいて説明する。先ず、本発明に係るＬＥＤアレイ露光装置を使用した画像形成装置としてカラープリンタを例にとり、その概略構成について図１に基づき説明する。図１は、本発明に係るＬＥＤアレイ露光装置を使用したカラープリンタの概略を模式的に示す正面図である。
【００３２】
図１において、符号１は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタである。その主要構成部品として、２は筐体、３Ｋと３Ｙと３Ｃと３Ｍは、それぞれブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の画像形成部で、１０Ｋと１０Ｙと１０Ｃと１０Ｍは、それぞれ前記の色のトナーホッパーで、１２は被記録媒体である用紙１４を格納する給紙カセット、１３は給紙ガイド、１１ａと１１ｂは搬送ベルト駆動ローラ、８は搬送ベルト、２１は転写ローラ、１７は定着部、１５は排紙ガイド、１６は排紙部である。また、各色の画像形成部３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは、それぞれ、現像器４、感光体１８、主帯電器６、ＬＥＤアレイ露光装置１９、クリーニング部２０などから構成されている。
【００３３】
カラープリンタ１において、主帯電器６によって帯電した感光体１８上には、ＬＥＤアレイ露光装置１９によって静電潜像が形成され、現像器４により現像されて可視画像が形成される。このようなプロセスが各色ごとに行われる。給紙カセット１２から給紙された用紙１４は給紙ガイド１３により案内されて、図中、反時計方向に回転している搬送ベルト８の上面に吸着されて、各色の画像形成部３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍの直下を通過するときに、転写ローラ２１によって各色の画像が用紙１４に順次転写される。このように４色のトナーで用紙１４上に形成されたフルカラー画像は、用紙１４が定着部１７を通過する際に定着される。その後、用紙１４は排紙ガイド１５により排紙部１６に排出案内される。
【００３４】
次に、上記のようなカラープリンタ１が備えているＬＥＤアレイ露光装置１９について、その詳細を図２と図３に基づき説明する。図２は、本発明に係わるＬＥＤアレイ露光装置１９の上面概略模式図である。図３は、ＬＥＤアレイ露光装置１９を画像形成装置に組み込んだ状態を模式的に示す部分正面図である。ＬＥＤアレイ露光装置１９は、配線を有する基板３０上に一列に配置された１個または複数個のＬＥＤアレイチップ３１と、そのＬＥＤアレイチップ３１の上方に配されて正立等倍の像を結像するレンズアレイ３２（例えば、日本板硝子社製の商品名「セルフォック・レンズ・アレイ」）と、ＬＥＤアレイチップ３１の各ＬＥＤ発光素子を駆動する回路を収めた１個または複数個の駆動ＩＣ３３とから構成されている。実際には、上記の基板３０とレンズアレイ３２などは図示しない保持部材により保持されている。また、各ＬＥＤ発光素子の発光を補正するなどの制御を行う制御部３４を外部に設ける場合もある。ドラム状の感光体１８は、矢印で図示した方向に回転しており、レンズアレイ３２がＬＥＤ発光素子の発光を受光して屈折透過させ、感光体面上に結像する様子を図３に破線で示している。
【００３５】
このように、図１のカラープリンタ１に、外部のＰＣ（不図示）などから送信されてくるプリントデータの各画素に対応してＬＥＤ発光素子が駆動され、その発光がレンズアレイ３２（図２と図３参照）を介して、感光体１８にドットとして結像する。従来技術に関して説明したように、各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーのばらつきを補正するには、事前に測定した各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーに基づいて周知の方法で、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流値を補正するための補正係数を算出して、その補正係数を光量補正係数として図２で示した制御部３４や、図１で示したカラープリンタ１の制御部(不図示)、或いはＬＥＤアレイ露光装置１９に記憶部を設けて記憶させておく。
【００３６】
次に、ＬＥＤアレイ露光装置１９の少なくとも有効走査幅の全てのＬＥＤ発光素子が、レンズアレイ３２を介して結像するビーム面積を、ＬＥＤ発光素子個々に予め測定算出して、それぞれのビーム面積を、図２で示した制御部３４や、図１で示したカラープリンタ１の制御部(不図示)、或いはＬＥＤアレイ露光装置１９に記憶部を設けて記憶させておく。このようにして、上記の記憶部に記憶された各ＬＥＤ発光素子の光量補正係数とビーム面積のデータを基に、濃度むらやスジが更に低減可能で、濃度がリニアに変化する画像の形成が可能な、画像の粒状度に影響を与える感光体応答特性を加味した補正方法を、２つの実施形態に分けて説明する。
【００３７】
第１実施形態は、感光体の応答特性として感光体の感度を利用し、それぞれ感度が異なる複数の感光体を同時に使用する場合、或いは感度が異なる感光体に交換する場合である。第２実施形態は、ほぼ同一の感度を有する複数の感光体を同時に使用する場合、或いはほぼ同一の感度を有する感光体に交換する場合であって、それらの感光体感度の温度依存性が高い場合、すなわち、温度によって感度が比較的大きく変化する場合である。
【第１実施形態】
【００３８】
本発明の第１実施形態を、図４〜図７を参照して具体的に説明する。第１実施形態では、前記したように使用される個々の感光体の感度にばらつきがある場合、それに対する補正も考慮している。図４は、ＬＥＤ発光素子を補正して駆動するカラープリンタ１の概略回路ブロック図である。参照符号４０はプリント制御部で、４１は補正回路で、４２はＬＥＤ発光素子個々の光量補正係数を記憶している光量補正係数記憶部で、４３はＬＥＤ発光素子個々のビーム面積を記憶しているビーム面積記憶部で、１９はＬＥＤアレイ露光装置である。また、ＰＣは外部に接続された情報端末装置であり、例えばパソコンをあらわしている。
【００３９】
図４の構成では、まず、ＰＣからプリントドライバによりラスター処理された（画素に分解された）プリントデータが、プリント制御信号とともにプリント制御部４０に送信される。また、予め準備された感光体感度データは補正回路４１に与えられる。この感光体感度データは感光体の組み付け時や交換時に、カラープリンタ１の操作部（不図示）から入力しておいてもよいし、ＰＣのプリントドライバから与えられるようにＰＣで入力して記憶させておくことも可能である。
【００４０】
次に、プリント制御部４０は例えば１走査ラインごとの画像信号を補正回路４１に送出すると同時に、プリント駆動信号をＬＥＤアレイ露光装置１９に送出してプリントを開始させる。補正回路４１は前記画像信号と感光体感度データを受けて、画像信号に含まれる画素を露光するＬＥＤ発光素子の光量補正係数とビーム面積を、光量補正係数記憶部４２とビーム面積記憶部４３とからそれぞれ読み込み、感光体感度データとともに後述する方法で補正を行い、ＬＥＤ発光素子を駆動するための補正済み画像信号として、タイミング用のクロックとともにＬＥＤアレイ露光装置１９に送出する。この時、送出する補正済み画像信号の量は、１走査ライン分またはそれを複数個に分割した１走査ブロック分であり、この分量のデータをＬＥＤアレイ露光装置１９がラッチして同時発光させるためのラッチ信号も送出する。
【００４１】
上記の説明のように、本実施形態では、従来の光量補正とともにビーム面積に対する補正を施し、さらに感光体感度に応じた補正も行っている。図５は、感光体感度に係わる補正が、プリントされた画像の粒状度に与える影響を表した図である。図の縦軸は粒状度を、横軸は感光体の感度を表している。また、符号ａ１〜ｄ１の曲線は、それぞれ補正強度３、５、７、９による粒状度と感光体感度との関係を示しており、この数値が大きいほど補正度が高いことになる。
【００４２】
粒状度の数値が高いとプリントされた画像は荒くなり、数値が低いと、きめ細かな画像になる。そのため、プリントされた画像の濃度むらやスジは、粒状度が高いと顕著になると同時に視認しやすくなるという性質がある。図５によると、感光体感度が大きいものほど、補正強度を強くしないと粒状度が大きくなって、濃度むらや筋が発生しやすくなる。反対に、感光体感度が小さいものは補正強度を強くすると粒状度が大きくなって、同様の問題が発生し易くなることがわかる。言い換えれば、大きな感度を有する感光体でプリントされた画素は、濃度むらやスジが現われ易くなる。そのため、本実施形態の補正においては、感光体感度も考慮した補正を行っている。
【００４３】
次に、図６を参照して具体的な補正方法を説明する。図６は、第１実施形態に係わる補正方法を図式化したものである。なお、説明の簡略化のために、ＬＥＤ発光素子は５個で１つの補正グループを形成するように説明しているが、実際には、１つのＬＥＤアレイチップ単位で、あるいは３２個〜２５６個単位のＬＥＤ発光素子で１つの補正グループを形成するようにするとよい。
【００４４】
図６において、最初のステップＳ１で、プリントされる画素が補正回路４１（図４）取り込まれる。最初の画素の番号を１とし、特定の画素の番号をｎとして、画素５までを示している。次に、Ｓ２で、感光体感度Ｓを読み取る。Ｓ３で、それぞれの画素１〜５に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌを取り込み、Ｓ４で、それぞれの画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積Ａを取り込む。Ｓ５で、画素１〜５に対応するビーム面積の平均値Ｍを算出して、Ｓ６で、平均値Ｍに対して、各画素に対応するビーム面積Ａの差分Ｄ（Ｍ−Ａ）を算出する。さらに、Ｓ７で、平均値Ｍに対するそれぞれの差分Ｄの割合Ｐ（Ｄ／Ｍ）を算出する。
【００４５】
このように算出された割合Ｐの絶対値が大きいほど、その画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積が、グループ平均から大きくばらついていることになる。そのため、Ｓ８で、得られた割合Ｐに対して、補正のランク付けを行い、そのランクに対応する係数を別途実験などで算出しておき、ビーム面積補正係数Ｂとする。次のＳ９では、感光体感度Ｓを判断し、前記したように大きな感光体感度であれば強い補正がかかるように、小さな感光体感度であれば弱い補正がかかるように、感光体感度Ｓによる重み付け（感光体感度に対する補正係数）をビーム面積補正係数Ｂに乗じて、最終的な補正係数Ｃを得る。最後にＳ１０で、ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌを乗じ、更に上記で得られた補正係数Ｃを乗ずることにより、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流Ｉを算出する。
【００４６】
上記のような方法で、ＬＥＤアレイ露光装置１９のＬＥＤ発光素子を、レンズアレイ３２の影響も考慮して、光量、ビーム面積、感光体感度による画像視認具合のばらつきに対して補正を行うため、濃度むらやスジの発生を大幅に低減させることが可能になる。上記の例では、ＬＥＤ発光素子５個を１つのグループとして平均化して、各素子をグループ内でのばらつきに対して補正するようにしているため、グループごとのばらつきがほぼ均一である場合は、プリントされた画素も平均化されるが、グループごとにばらつきがある場合には、以下に説明する方法を採用すると、より一層の効果を上げることができる。
【００４７】
図７は、第１実施形態に係わる別の補正方法を図式化したものである。なお、説明の簡略化のために、ＬＥＤ発光素子は５個で１つの補正グループを形成するように説明しているが、実際には、１つのＬＥＤアレイチップ単位で、あるいは３２個〜２５６個単位のＬＥＤ発光素子で１つの補正グループを形成するようにするとよい。
【００４８】
図７において、最初のステップＳ２１で、１走査ラインあるいは１走査ブロック（例えば、ＬＥＤアレイチップ単位）ごとにプリントされるＮ個の画素が補正回路４１（図４）に取り込まれ、その画素の番号を１からＮとし、特定の画素の番号をｎとする。図７では、最初の画素の番号を１として、画素９までを図示している。次のＳ２２で、感光体感度Ｓを取り込む。Ｓ２３で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌを取り込み、Ｓ２４で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積Ａを取り込む。Ｓ２５−１で、画素１に注目して、画素１〜５に対応するビーム面積の平均値Ｍ１を算出し、Ｓ２５−２で、画素２に注目して、画素２〜６に対応するビーム面積の平均値Ｍ２を算出し、Ｓ２５−３で、画素３に注目して、画素３〜７に対応するビーム面積の平均値Ｍ３を算出し、Ｓ２５−４で、画素４に注目して、画素４〜８に対応するビーム面積の平均値Ｍ４を算出し、Ｓ２５−５で、画素５に注目して、画素５〜９に対応するビーム面積の平均値Ｍ５を算出する。
【００４９】
以降、同様に、最後の画素Ｎまで、画素ｎに注目して、画素ｎ〜画素ｎ＋１に対応する平均値Ｍｎを求める。実際の使用例では、有効走査幅の外側にもＬＥＤ発光素子が配列されており、有効走査幅の最後の画素Ｎに注目して平均値Ｍを求める場合は、これらの有効走査幅の外側にあるＬＥＤ発光素子を利用しても良い。または、最後の画素の領域では平均値を求めるサンプル数を減らして行っても良い。次に、Ｓ２６で、注目した画素ｎの平均値Ｍｎに対応するビーム面積Ａｎの差分Ｄｎ（Ｍｎ−Ａｎ）を算出する。さらに、Ｓ２７で、平均値Ｍｎに対する差分Ｄｎの割合Ｐｎ（Ｄｎ／Ｍｎ）を算出する。
【００５０】
このように算出された割合Ｐｎの絶対値が大きいほど、その画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積が、グループ平均から大きくばらついていることになる。そのため、Ｓ２８で、上記のように得られた割合Ｐｎに対して、補正のランク付けを行い、そのランクに対応する係数を別途実験などで算出しておき、ビーム面積補正係数Ｂｎとする。次のＳ２９では、感光体感度Ｓを判断し、前記したように大きな感光体感度であれば強い補正がかかるように、小さな感光体感度であれば弱い補正がかかるように、感光体感度Ｓに対応した重み付け（感光体感度に対する補正係数）をビーム面積補正係数Ｂｎに乗じて、最終的な補正係数Ｃｎを得る。最後にＳ３０で、ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に、各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌｎを乗じ、更に上記で得られた補正係数Ｃｎを乗ずることにより、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流Ｉｎを算出する。
【００５１】
上記の方法では、注目画素ごとに移動するグループの平均値（移動平均）を使用するため、レンズアレイ３２による影響を考慮しつつ、ＬＥＤ発光素子を、光量やビーム面積、且つ感光体感度による画像視認具合のばらつきに対して補正を行う。その補正が、更に移動平均に基づくため、緩やかに連続した補正を行うことが可能となり、濃度むらやスジの発生を一層低減させることができる。
【第２実施形態】
【００５２】
次に、本発明の第２実施形態を、図８〜図１１を参照して具体的に説明する。尚、第１実施形態の説明に利用した図面と同一の符号を附しているものは、同一の作用や機能を有しているため、その詳細な説明は省略する。第２実施形態では、前記したように使用される感光体の感度はほぼ同一であるものの、その感度の温度依存性が高い場合であって、それに対する補正も考慮している。図８は、ＬＥＤ発光素子を補正して駆動するカラープリンタ１の概略回路ブロック図である。
【００５３】
図８の構成は、以下を除いて図５の構成と同一であるため詳説はしない。第２実施形態では、感光体感度に代わり、感光体の表面温度が、制御パラメータとして補正回路４１に入力される。例えば、図１に示した各感光体１８の表面に近接して温度センサ（不図示）を配設して、その出力を補正回路４１に入力するとよい。又、各感光体１８の位置によって、複数の感光体１８の表面温度が同じように変化する場合もある。例えば、図１に示す定着部１７に近接している画像形成部３Ｍの感光体１８の表面温度変化と、その他の画像形成部３Ｃ、３Ｙ、３Ｋの感光体の表面温度変化は異なり、画像形成部３Ｃ、３Ｙ、３Ｋの感光体の表面温度変化はほぼ同一になることも考えられる。その場合は、ほぼ同じように温度が変化する複数の感光体の温度センサを共通とすることも可能である。
【００５４】
上記の説明のように、本実施形態では、従来の光量補正とともにビーム面積に対する補正を施し、さらに感光体表面温度に応じた補正も行っている。図９は、感光体表面温度に係わる補正が、プリントされた画像の粒状度に与える影響を表した図である。図の縦軸は粒状度を、横軸は感光体表面温度を表している。また、符号ａ１〜ｄ１の曲線は、それぞれ補正強度３、５、７、９による粒状度と感光体表面温度との関係を示しており、この数値が大きいほど補正度が高いことになる。
【００５５】
粒状度の数値が高いとプリントされた画像は荒くなり、数値が低いと、きめ細かな画像になる。そのため、プリントされた画像の濃度むらやスジは、粒状度が高いと顕著になると同時に視認しやすくなるという性質がある。図９によると、感光体表面温度が高いものほど、補正強度を強くしないと粒状度が大きくなって、濃度むらや筋が発生しやすくなる。反対に、感光体表面温度が低いものは補正強度を強くすると粒状度が大きくなって、同様の問題が発生し易くなることがわかる。言い換えれば、感光体表面温度が高い場合、プリントされた画素は、濃度むらやスジが現われ易くなる。そのため、本実施形態の補正においては、感光体表面温度も考慮した補正を行っている。
【００５６】
次に、図１０を参照して具体的な補正方法を説明する。図１０は、第２実施形態に係わる補正方法を図式化したものである。なお、説明の簡略化のために、ＬＥＤ発光素子は５個で１つの補正グループを形成するように説明しているが、実際には、１つのＬＥＤアレイチップ単位で、あるいは３２個〜２５６個単位のＬＥＤ発光素子で１つの補正グループを形成するようにするとよい。
【００５７】
図１０において、最初のステップＳ４１で、プリントされる画素が補正回路４１（図８）に取り込まれる。最初の画素の番号を１とし、特定の画素の番号をｎとして、画素５までを示している。次に、Ｓ４２で、感光体表面温度Ｔを読み取る。Ｓ４３で、それぞれの画素１〜５に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌを取り込み、Ｓ４４で、それぞれの画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積Ａを取り込む。Ｓ４５で、画素１〜５に対応するビーム面積の平均値Ｍを算出して、Ｓ４６で、平均値Ｍに対して、各画素に対応するビーム面積Ａの差分Ｄ（Ｍ−Ａ）を算出する。さらに、Ｓ４７で、平均値Ｍに対するそれぞれの差分Ｄの割合Ｐ（Ｄ／Ｍ）を算出する。
【００５８】
このように算出された割合Ｐの絶対値が大きいほど、その画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積が、グループ平均から大きくばらついていることになる。そのため、Ｓ４８で、得られた割合Ｐに対して、補正のランク付けを行い、そのランクに対応する係数を別途実験などで算出しておき、ビーム面積補正係数Ｂとする。次のＳ４９では、感光体表面温度Ｔを判断し、前記したように感光体表面温度が高い場合は、強い補正がかかるように、感光体表面温度が低い場合は、弱い補正がかかるように、感光体表面温度Ｔによる重み付け（感光体表面温度に対する補正係数）をビーム面積補正係数Ｂに乗じて、最終的な補正係数Ｃを得る。最後にＳ５０で、ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌを乗じ、更に上記で得られた補正係数Ｃを乗ずることにより、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流Ｉを算出する。
【００５９】
上記のような方法で、ＬＥＤアレイ露光装置１９のＬＥＤ発光素子を、レンズアレイ３２の影響も考慮して、光量、ビーム面積、感光体表面温度による画像視認具合のばらつきに対して補正を行うため、濃度むらやスジの発生を大幅に低減させることが可能になる。上記の例では、ＬＥＤ発光素子５個を１つのグループとして平均化して、各素子をグループ内でのばらつきに対して補正するようにしているため、グループごとのばらつきがほぼ均一である場合は、プリントされた画素も平均化されるが、グループごとにばらつきがある場合には、以下に説明する方法を採用すると、より一層の効果を上げることができる。
【００６０】
図１１は、第２実施形態に係わる別の補正方法を図式化したものである。なお、説明の簡略化のために、ＬＥＤ発光素子は５個で１つの補正グループを形成するように説明しているが、実際には、１つのＬＥＤアレイチップ単位で、あるいは３２個〜２５６個単位のＬＥＤ発光素子で１つの補正グループを形成するようにするとよい。
【００６１】
図１１において、最初のステップＳ６１で、１走査ラインあるいは１走査ブロック（例えば、ＬＥＤアレイチップ単位）ごとにプリントされるＮ個の画素が、補正回路４１（図８）に取り込まれ、その画素の番号を１からＮとし、特定の画素の番号をｎとする。図１１では、最初の画素の番号を１として、画素９までを図示している。次のＳ６２で、感光体表面温度Ｔを取り込む。Ｓ６３で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌを取り込み、Ｓ６４で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積Ａを取り込む。Ｓ６５−１で、画素１に注目して、画素１〜５に対応するビーム面積の平均値Ｍ１を算出し、Ｓ６５−２で、画素２に注目して、画素２〜６に対応するビーム面積の平均値Ｍ２を算出し、Ｓ６５−３で、画素３に注目して、画素３〜７に対応するビーム面積の平均値Ｍ３を算出し、Ｓ６５−４で、画素４に注目して、画素４〜８に対応するビーム面積の平均値Ｍ４を算出し、Ｓ６５−５で、画素５に注目して、画素５〜９に対応するビーム面積の平均値Ｍ５を算出する。
【００６２】
以降、同様に、最後の画素Ｎまで、画素ｎに注目して、画素ｎ〜画素ｎ＋４に対応する平均値Ｍｎを求める。実際の使用例では、有効走査幅の外側にもＬＥＤ発光素子が配列されており、有効走査幅の最後の画素Ｎに注目して平均値Ｍを求める場合は、これらの有効走査幅の外側にあるＬＥＤ発光素子を利用しても良い。または、最後の画素の領域では平均値を求めるサンプル数を減らして行っても良い。次に、Ｓ６６で、注目した画素ｎの平均値Ｍｎに対するビーム面積Ａｎの差分Ｄｎ（Ｍｎ−Ａｎ）を算出する。さらに、Ｓ６７で、平均値Ｍｎに対する差分Ｄｎの割合Ｐｎ（Ｄｎ／Ｍｎ）を算出する。
【００６３】
このように算出された割合Ｐｎの絶対値が大きいほど、その画素に対応するＬＥＤ発光素子のビーム面積が、グループ平均から大きくばらついていることになる。そのため、Ｓ６８で、上記のように得られた割合Ｐｎに対して、補正のランク付けを行い、そのランクに対応する係数を別途実験などで算出しておき、ビーム補正係数Ｂｎとする。次のＳ６９では、感光体表面温度Ｔを判断し、前記したように感光体表面温度が高い場合は、強い補正がかかるように、感光体表面温度が低い場合は、弱い補正がかかるように、感光体表面温度Ｔに対応した重み付け（感光体表面温度に対する補正係数）をビーム面積補正係数Ｂｎに乗じて、最終的な補正係数Ｃｎを得る。最後にＳ７０で、ＬＥＤ発光素子の基準駆動電流に、各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正係数Ｌｎを乗じ、更に上記で得られた補正係数Ｃｎを乗ずることにより、各ＬＥＤ発光素子の駆動電流Ｉｎを算出する。
【００６４】
上記の方法では、注目画素ごとに移動するグループの平均値（移動平均）を使用するため、レンズアレイ３２による影響を考慮しつつ、ＬＥＤ発光素子を、光量やビーム面積、且つ感光体感度による画像視認具合のばらつきに対して補正を行う。その補正が、更に移動平均に基づくため、緩やかに連続した補正を行うことが可能となり、濃度むらやスジの発生を一層低減させることができる。
【００６５】
尚、感光体表面温度Ｔは、実際の温度変化に即した、例えば数秒〜数分ごとの所定のインターバルで、前述した温度センサから入力されるようにすると、細かい補正制御が可能になる。或いは、カラープリンタ１のスタンバイ時（非プリント時）には、そのインターバルを長くするか或いは補正制御を停止し、温度が変化しやすく、画像が形成されるプリント動作時にはインターバルを短くすることも可能である。
【００６６】
上記の方法では、注目画素ごとに移動するグループの平均値（移動平均）を使用するため、レンズアレイ３２の影響による考慮しつつ、ＬＥＤアレイ露光装置１９のＬＥＤ発光素子を、光量やビーム面積、且つ感光体表面温度による画像視認具合のばらつきに対して補正を行う。その補正が移動平均に基づくため、緩やかに連続した補正を行うことが可能となり、濃度むらやスジの発生を更に低減させることができる。
【００６７】
尚、第１実施形態の図６と図７とを参照して説明した補正方法、或いは第２実施形態の図１０と図１１とを参照して説明した補正方法では、平均値Ｍを求める画素のグループを、注目画素に後続する５個の画素で説明したが、画素グループは注目画素に後続する複数の画素に限らず、注目画素の前後の連続する画素であってもよい。更に、画素グループは連続する必要はなく、２画素おきに選択するような不連続画素であってもよい。また、前記したようにグループを形成する画素は５個に限定されないことは言うまでもない。同時に、図６、図７、図１０、及び図１１で使用した数値は理解を助けるための数値であり、この数値に本発明の実施形態が限定されるものではない。
【００６８】
また、第１と第２実施形態では、１画素を１６階調(４ビット)とし、ＬＥＤ発光素子の駆動電流を６４段階（６ビット）に分割した例を挙げて説明したが、本発明の主旨に沿う限り、これらの数字には限定されない。さらに、図６、図７、図１０、及び図１１を使用して説明した補正を、ＬＥＤアレイ露光装置１９内に制御部を設けて、その制御部で行ってもよいし、図２で示したようなＬＥＤアレイ露光装置１９の外部の制御部や、カラープリンタ１の制御回路に含ませてもよい。また、このような補正制御を演算で行ってもよいし、ＡＳＩＣなどに統合して回路で行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るＬＥＤアレイ露光装置を使用したカラープリンタの概略を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明に係わるＬＥＤアレイ露光装置１９の上面概略模式図である。
【図３】ＬＥＤアレイ露光装置１９を画像形成装置に組み込んだ状態を模式的に示す部分正面図である。
【図４】ＬＥＤ発光素子を補正して駆動するカラープリンタ１の概略回路ブロック図である。
【図５】感光体感度に係わる補正が、プリントされた画像の粒状度に与える影響を表した図である。
【図６】第１実施形態に係わる補正方法を図式化したものである。
【図７】第１実施形態に係わる別の補正方法を図式化したものである。
【図８】ＬＥＤ発光素子を補正して駆動するカラープリンタ１の概略回路ブロック図である。
【図９】感光体表面温度に係わる補正が、プリントされた画像の粒状度に与える影響を表した図である。
【図１０】第２実施形態に係わる補正方法を図式化したものである。
【図１１】第２実施形態に係わる別の補正方法を図式化したものである。
【符号の説明】
【００７０】
１    カラープリンタ
２    筐体
３Ｋ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ  画像形成部
４    現像器
６    主帯電器
８    搬送ベルト
１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ  トナーホッパー
１１ａ、１１ｂ  搬送ベルト駆動ローラ
１２  給紙カセット
１３  給紙ガイド
１４  用紙
１５  排紙ガイド
１６  排紙部
１７  定着部
１８  感光体
１９  ＬＥＤアレイ露光装置
２０  クリーニング部
２１  転写ローラ
３０  基板
３１  ＬＥＤアレイチップ
３２  レンズアレイ
３３  駆動ＩＣ
３４  制御部
４０  プリント制御部
４１  補正回路
４２  光量補正係数記憶部
４３  ビーム面積記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004168028.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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