(57)【要約】【課題】光学レンズの特性のバラツキや個々の発光素子のビーム形状のバラツキにかかわらず、露光ムラ等の画像形成不良の発生を抑制可能な発光素子の光量補正方法およびこの方法が適用される画像形成装置を提供する。【解決手段】  ディジタル複写機１に搭載される光書込装置２２７の各ＬＥＤ１１について、まず、各ＬＥＤ１１毎のＭＴＦ値を求める（Ｓ１）。続いて、各ＬＥＤ１１毎の小区間ＭＴＦ値Ａを求める（Ｓ２）。続いて、各ＬＥＤ１１毎の大区間ＭＴＦ値Ｂを求める（Ｓ３）。続いて、小区間ＭＴＦ値Ａと大区間ＭＴＦ値Ｂとの差分を示す差分ＭＴＦ値（Ａ−Ｂ）を各ＬＥＤ１１毎に求める（Ｓ５）。続いて、差分ＭＴＦ値（Ａ−Ｂ）に基づいて、適切な光量補正量Ｄを求める。そして、得られた光量補正量Ｄを用いて各ＬＥＤ１毎の発光量を補正する（Ｓ６）。【選択図】図１１
2005138307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から出された光を、前記軸方向に配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させ、前記感光体ドラムを露光する露光装置に用いられる発光素子の光量補正方法であって、
前記複数の発光素子のビーム特性を測定し、各発光素子毎に対応するＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、自身が含まれる限定区間でＭＴＦ値の平均化を行い平均ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、前記各発光素子毎のＭＴＦ値と前記平均ＭＴＦ値との差分を示す差分ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記差分ＭＴＦ値に基づいて、ビーム特性を加味した各発光素子毎の発光量が均一化するように各発光素子毎の発光量を補正するステップと、
を含むことを特徴とする発光素子の光量補正方法。
【請求項２】
感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から出された光を、前記軸方向に所定のピッチで配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させ、前記感光体ドラムを露光する露光装置に用いられる発光素子の光量補正方法であって、
前記複数の発光素子のビーム特性を測定し、各発光素子毎に対応するＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、前記ピッチより小さい小区間でＭＴＦ値の平均化を行い小区間ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、少なくとも前記ピッチより大きい限定区間でＭＴＦ値の平均化を行い大区間ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、前記小区間ＭＴＦ値と前記大区間ＭＴＦ値との差分を示す差分ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記差分ＭＴＦ値に基づいて、ビーム特性を加味した各発光素子毎の発光量が均一化するように各発光素子毎の発光量を補正するステップと、
を含むことを特徴とする発光素子の光量補正方法。
【請求項３】
前記小区間は、２以上の発光素子の配列長さよりも大きく前記ピッチより小さいことを特徴とする請求項２に記載の発光素子の光量補正方法。
【請求項４】
前記発光素子は所定数毎に１チップとして形成されており、
前記限定区間は、少なくとも前記所定数の発光素子の配列長さよりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の発光素子の光量補正方法。
【請求項５】
前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａを小区間ＭＴＦ値、Ｂを大区間ＭＴＦ値、Ｃをビーム特性を加味しない単純光量補正量としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋（Ａ−Ｂ）］
であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の発光素子の光量補正方法。
【請求項６】
前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａを小区間ＭＴＦ値、Ｂを大区間ＭＴＦ値、Ｃをビーム特性を加味しない単純光量補正量、ｋを露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）］
であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の発光素子の光量補正方法。
【請求項７】
前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａを小区間ＭＴＦ値、Ｂを大区間ＭＴＦ値、Ｃをビーム特性を加味しない単純光量補正量、ｋを露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数、ｎを感光体ドラムの特性に応じて変化する任意の係数としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）n ］
であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の発光素子の光量補正方法。
【請求項８】
感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から出された光を、前記軸方向に所定のピッチで配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させ、前記感光体ドラムを露光する露光装置に用いられる発光素子の光量補正方法であって、
前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａ′を微少区間での光学レンズ径の平均値、Ｂ′を大区間での光学レンズ径の平均値、Ｃ′をビーム特性を加味しない単純光量補正量、ｋを露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数、ｎを感光体ドラムの特性に応じて変化する任意の係数としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ′−Ｂ′）n ］
であることを特徴とする発光素子の光量補正方法。
【請求項９】
感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から発せられた光を、前記軸方向に所定のピッチで配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させる露光装置を備えた画像形成装置において、
請求項１〜８のいずれかに記載の発光素子の光量補正方法が適用された露光装置を備え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】
この発明は、露光装置における各発光素子毎の露光量の均一化を図るための発光素子の光量補正方法、およびこの方法が適用される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置のうち事務分野で使用される画像形成装置では、小型化、静音化、および省電力化を考えて、ＬＥＤやＥＬ等の発光素子をアレイ上に並べた光書込装置が露光装置として使用されることが多い。発光素子をアレイ上に並べた光書込装置を露光装置として用いることにより、光学系の光路長を短くして装置のコンパクト化を図ること、および回転動作する機構をなくすことにより静音化を図ることができる。
【０００３】
ところが、発光素子をアレイ上に並べた光書込装置では、各発光素子毎の特性の相違等により感光体の軸方向において露光量のムラが生じることがあった。
【０００４】
そこで、従来技術では、感光体の軸方向において露光量の均一化を図るために、各発光素子から発せられる光量と発光時間との積が均一になるように各発光素子の発光動作を制御する手法が採られることがあった。
【０００５】
また、従来技術ではレンズ解像度である振幅伝達関数（ＭＴＦ）を測定し、光書込装置における光量補正に用いるものがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１３８５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、各発光素子から発せられる光量を均一化をしても出力画像に露光ムラが生じることがあった。同様に、ＭＴＦの全体的なバラツキを均一化しても露光ムラが生じることがあった。この露光ムラが生じる原因として、セルフォックレンズ等の光学レンズの特性のバラツキ、発光素子を搭載するチップ単位での光量のバラツキ、各発光素子から発せられるビーム形状のバラツキが挙げられる。これらのバラツキは、各発光素子から発せられる光量の均一化を図る補正を行っても解消することが困難であった。
【０００７】
この発明の目的は、光学レンズの特性のバラツキや個々の発光素子のビーム形状のバラツキにかかわらず、露光ムラ等の画像形成不良の発生を抑制可能な発光素子の光量補正方法、およびこの方法が適用される画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は以下の構成を備えている。
【０００９】
（１）感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から出された光を、前記軸方向に配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させ、前記感光体ドラムを露光する露光装置に用いられる発光素子の光量補正方法であって、
前記複数の発光素子のビーム特性を測定し、各発光素子毎に対応するＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、自身が含まれる限定区間でＭＴＦ値の平均化を行い平均ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、前記各発光素子毎のＭＴＦ値と前記平均ＭＴＦ値との差分を示す差分ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記差分ＭＴＦ値に基づいて、ビーム特性を加味した各発光素子毎の発光量が均一化するように各発光素子毎の発光量を補正するステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
この構成においては、各発光素子毎に対応するＭＴＦ値と、自身が含まれる限定区間でＭＴＦ値の平均化を行って得られた平均ＭＴＦ値との差分が、光量補正量を決定する際に利用される。なお、限定区間は、全発光素子の配列の一部を構成する。
【００１１】
差分ＭＴＦ値を用いれば、各発光素子毎に対応するＭＴＦ値のズレ具合が把握される。このため、差分ＭＴＦ値を基づいて得られる光量補正量によって、各発光素子毎に適応される単純光量補正値をさらに補正する。そして、得られた値を、各発光素子毎に適用される光量補正値にすることで、各発光素子毎にビーム特性が加味された光量補正が適用される。
【００１２】
ここで、各発光素子毎に対応するＭＴＦ値とは、各発光素子から感光体ドラムの周面に至る経路のＭＴＦ値を意味する。また、自身が含まれる限定区間の代表例としては、ビーム特性が測定される発光素子を中心として配列方向に拡がった所定範囲の区間が挙げられる。さらに、ビーム特性とは、結像レンズ等の光学レンズの特性や、発光素子を搭載するチップ単位での光量や、各発光素子から出されるビーム形状等を総合して得られるビームの性質である。
【００１３】
なお、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）とは、任意の空間周波数における発光ビームの発光出力の最大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮによって算出される値であり、ＭＴＦ＝（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）で表される。
【００１４】
（２）感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から出された光を、前記軸方向に所定のピッチで配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させ、前記感光体ドラムを露光する露光装置に用いられる発光素子の光量補正方法であって、
前記複数の発光素子のビーム特性を測定し、各発光素子毎に対応するＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、前記ピッチより小さい小区間でＭＴＦ値の平均化を行い小区間ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、少なくとも前記ピッチより大きい限定区間でＭＴＦ値の平均化を行い大区間ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれについて、前記小区間ＭＴＦ値と前記大区間ＭＴＦ値との差分を示す差分ＭＴＦ値を求めるステップと、
前記差分ＭＴＦ値に基づいて、ビーム特性を加味した各発光素子毎の発光量が均一化するように各発光素子毎の発光量を補正するステップと、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
この構成においては、小区間ＭＴＦ値と大区間ＭＴＦ値との差分を示す差分ＭＴＦ値を用いて各発光素子毎の光量補正値が求められ、この光量補正値によって各発光素子の発光量が補正される。なお、限定区間は、全発光素子の配列の一部を構成する。
【００１６】
つまり、光学レンズの素線ピッチを原因とするノイズの影響を受けにくいＭＴＦ値と、光学レンズの素線ピッチを原因とするノイズの影響を確実に受けるＭＴＦ値との差分をとることで、光学レンズの素線ピッチを原因とするノイズが各発光素子毎のＭＴＦ値にどのような影響を与えるかが把握されやすくなる。このため、差分ＭＴＦ値に基づけば、光学レンズの素線ピッチを原因とするノイズを加味した発光量を均一化するための光量補正量が算出される。
【００１７】
（３）前記小区間は、２以上の発光素子の配列長さよりも大きく前記ピッチより小さいことを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、前記小区間が、２以上の発光素子の配列長さよりも大きく、かつ、光学レンズのピッチより小さくなる範囲に設定される。ここで、小区間の範囲の下限を２以上の発光素子の配列長さとしたのは、ＭＴＦ測定時におけるノイズの影響を低減するためである。
【００１９】
（４）前記発光素子は所定数毎に１チップとして形成されており、
前記限定区間は、少なくとも前記所定数の発光素子の配列長さよりも大きいことを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、大区間ＭＴＦ値やこれに基づいて算出される差分ＭＴＦ値に、所定数の発光素子を搭載するチップ毎の光量のバラツキが表れる。
【００２１】
（５）前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａを小区間ＭＴＦ値、Ｂを大区間ＭＴＦ値、Ｃをビーム特性を加味しない単純光量補正量としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋（Ａ−Ｂ）］
であることを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、Ｄ＝Ｃ［１＋（Ａ−Ｂ）］という簡易な計算式によって算出される。ここで、単純光量補正量Ｃとは、例えば、光学レンズ等を介さずに行われる光量測定で得られた各発光素子毎の光量補正量を意味する。
【００２３】
（６）前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａを小区間ＭＴＦ値、Ｂを大区間ＭＴＦ値、Ｃをビーム特性を加味しない単純光量補正量、ｋを露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）］
であることを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）］という簡易な計算式によって算出される。ここで、ｋは、露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数である。補正量Ｄは、ｋの値に比例して増減するため、画像形成装置におけるプロセス条件によってこのｋの値を変化させることにより、複数種類のプロセス条件に対応した補正量Ｄが得られる。
【００２５】
（７）前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａを小区間ＭＴＦ値、Ｂを大区間ＭＴＦ値、Ｃをビーム特性を加味しない単純光量補正量、ｋを露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数、ｎを感光体ドラムの特性に応じて変化する任意の係数としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）n ］
であることを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）n ］という簡易な計算式によって算出される。ここで、ｎは、感光体ドラムの特性に応じて変化する任意の係数である。感光体ドラムの特性の代表例として、感光体ドラムの感度等が挙げられる。例えば、差分ＭＴＦ値（Ａ−Ｂ）が正の場合には、ｎを１を越える値にすることで光量補正が強調され、ｎを１未満の値にすることで光量補正が緩やかになる。
【００２７】
（８）感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から出された光を、前記軸方向に所定のピッチで配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させ、前記感光体ドラムを露光する露光装置に用いられる発光素子の光量補正方法であって、
前記各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、
Ａ′を微少区間での光学レンズ径の平均値、Ｂ′を大区間での光学レンズ径の平均値、Ｃをビーム特性を加味しない単純光量補正量、ｋを露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数、ｎを感光体ドラムの特性に応じて変化する任意の係数としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ′−Ｂ′）n ］
であることを特徴とする。
【００２８】
この構成においては、各発光素子の光量補正に適用する補正量Ｄが、Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ′−Ｂ′）n ］という簡易な計算式によって算出される。つまり、光学レンズの径のバラツキが表れ易い光量補正量と、光学レンズの径のバラツキが表れにくい光量補正量と、の差分に基づいて、各発光素子毎に適用される光量補正量が算出される。
【００２９】
（９）感光体ドラムの軸方向に配列された複数の発光素子から発せられた光を、前記軸方向に所定のピッチで配列された複数の光学レンズを介して前記感光体ドラムの周面に収束させる露光装置を備えた画像形成装置において、
（１）〜（８）のいずれかに記載の発光素子の光量補正方法が適用された露光装置を備えたことを特徴とする。
【００３０】
この構成においては、画像形成装置が、適正な光量補正がされた露光装置を備えている。
【発明の効果】
【００３１】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３２】
（１）光学レンズを含む各発光素子から感光体ドラムまでの経路の光の伝達特性を反映させた光量補正値を得ることができる。つまり、この伝達特性によって光学レンズによる発光ビームの収束状態が変化した場合でも、この収束状態の変化を含むビーム特性を加味した光量の補正を行い、露光ムラの発生を抑制することが可能になる。
【００３３】
（２）光学レンズの特性のバラツキ等が考慮された光量補正量を各発光素子毎に適用することができるため、光学レンズの特性のバラツキ等にかかわらず、露光ムラの発生を抑制することが可能になる。
【００３４】
（３）小区間ＭＴＦ値や、これに基づいて算出される差分ＭＴＦ値がＭＴＦ測定器のノイズ等の影響を受けにくくなるため、より正確な光量補正値を各発光素子に適用することが可能になる。
【００３５】
（４）差分ＭＴＦ値に基づいて得られる光量補正値によって、光学レンズの特性のバラツキやチップ毎の光量のバラツキを加味した各発光素子毎の発光量を均一化することが可能になる。
【００３６】
（５）差分ＭＴＦ値を用いて、各発光素子毎に適用すべき光量補正量を迅速かつ容易に得ることができる。
【００３７】
（６）画像形成処理のプロセス条件にかかわらず適正な光量補正を各発光素子に適用することが可能になる。
【００３８】
（７）感光体ドラムの感度等に応じて最適な光量補正を各発光素子に適用することが可能になる。
【００３９】
（８）光学レンズの径のバラツキにかかわらず各発光素子に適正な光量補正を各発光素子に適用することが可能になる。
【００４０】
（９）露光装置における露光ムラの発生を抑制することができるため、再現性の高い出力画像を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図を用いて本発明の実施の形態として、本発明の光書込装置を備えたディジタル複写機を説明する。なお、以下の説明において用紙とは、シート材、記録紙、転写紙等をすべて含んだ意味に解釈するものとする。
【００４２】
図１は、本発明に係る光書込装置が備えられたディジタル複写機１の概略構成を示す。同図に示すように、ディジタル複写機１は、原稿読取部１１０、画像形成部２１０、多段給紙デスク３００、および後処理装置２６０を備えている。
【００４３】
原稿読取部１１０は、透明ガラスからなる原稿台１１１、原稿読取部１１０の上方に配置される自動原稿搬送装置１１２、および原稿台１１１の原稿の画像を読み取る光学系ユニットを備えている。
【００４４】
自動原稿搬送装置１１２は、原稿セットトレイ上にセットされた複数枚の原稿を１枚ずつ自動的に原稿台１１１上へ給送する装置である。光学系ユニットは、原稿台１１１の下方に配置され、原稿台１１１上に載置された原稿の画像を走査して読み取る。この光学系ユニットは、第１の走査ユニット１１３、第２の走査ユニット１１４、光学レンズ１１５、および光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ１１６を有している。
【００４５】
第１の走査ユニット１１３は、原稿面上を露光する露光ランプユニット、原稿からの反射光像を所定の方向に反射させる第１ミラー等を備えている。第２の走査ユニット１１４は、第１ミラーから反射されてくる原稿からの反射光をＣＣＤラインセンサ１１６に導く第２ミラーおよび第３ミラーを備えている。光学レンズ１１５は、原稿からの反射光をＣＣＤラインセンサ１１６上に結像させる。
【００４６】
また、原稿読取部１１０は、自動原稿搬送装置１１２との関連した動作により、自動原稿搬送装置１１２によって自動搬送される原稿の画像を、所定の原稿読取位置にて読み取る。原稿読取部１１０にて読み取られた原稿の画像は、画像データとして図示しない画像データ入力部へと送られる。続いて、この画像データは、所定の画像処理が施された後、画像処理部のメモリに一旦記憶される。
【００４７】
このメモリに記憶されている画像データは、出力指示に応じて読み出され画像形成部２１０の固体走査方式であるＬＥＤ書込ヘッド等から構成される後述の光書込装置２２７に転送される。
【００４８】
画像形成部２１０の下部には、手差しトレイ２５４、用紙カセット２５１、および両面ユニット２５５が備えられている。さらに、下方には用紙カセット２５２、２５３を有する多段給紙デスク３００が備えられている。
【００４９】
用紙カセット２５１〜２５３、および手差しトレイ２５４のそれぞれから、後述する画像形成位置を経由して後処理装置２６０までの間に用紙搬送路が形成される。また、用紙カセット２５１〜２５３、または手差しトレイ２５４や両面ユニット２５５から給紙された用紙は搬送ローラを有する搬送ユニット２５０により画像形成部２１０に供給される。
【００５０】
両面ユニット２５５は、用紙を反転させるスイッチバック路２２１に通じており、用紙の両面に画像形成を行う時に用いられる。なお、両面ユニット２５５は通常の用紙カセットと交換可能な構成となっており、両面ユニット２５５を通常の用紙カセットに置き換えて構成することも可能となっている。
【００５１】
画像形成部２１０は、用紙搬送路に沿って上流側から順番に画像形成ユニット、定着ユニット２１７、および排紙ローラ２１９を備えている。画像形成ユニットは、像担持体としての感光体ドラム２２２、露光装置としての光書込装置２２７、感光体ドラム２２２を所定の電位に帯電させる帯電器２２３、感光体ドラム２２２上に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像器２２４、感光体ドラム２２２表面に形成されたトナー像を用紙に転写するチャージャ方式の転写器２２５、用紙を除電し像担持体２２２から剥離し易くする除電器２２９、余分なトナーを回収するクリーニング器２２６を備えている。
【００５２】
上述の感光体ドラム２２２の周囲において、帯電器２２３、光書込装置２２７、現像器２２４、転写器２２５、除電器２２９、およびクリーニング器２２６によって、帯電処理、露光処理、現像処理、転写処理、および清掃処理が行われる。感光体ドラム２２２および転写器２２５の間に位置する画像形成位置において、画像データに基づいた未定着の現像剤像が用紙の表面に転写される。その後、用紙搬送路における画像形成位置の下流側に配置されている定着ユニット２１７に導かれ、定着ユニット２１７によって、用紙上の未定着の現像剤像が加熱および加圧され、用紙に前記現像剤像が定着する。
【００５３】
定着ユニット２１７の下流側において用紙搬送路は２方向に分岐しており、一方が、用紙の裏面に再度画像を形成するために用紙の前後を反転させるスイッチバック路２２１に通じており、他方が、画像が形成された用紙に対してステープル処理等の後処理を行い昇降トレイ２６１上に用紙を排出する後処理装置２６０に通じている。なお、本実施の形態では、単色の画像形成装置について説明しているが、多色の画像形成装置でも後述する本発明の光量補正方法を適用することができる。
【００５４】
図２は、光書込装置２２７の構成を示している。光書込装置２２７は、複数のＬＥＤ１１、ＬＥＤアレイ基板１２、レンズアレイ１３、および後述する記憶部を備えている。光書込装置２２７は、感光体ドラム２２２の周面に対向するようにディジタル複写機１における所定位置に配置される。光書込装置２２７は、感光体ドラム２２２の周面に静電潜像を形成する露光装置として機能する。
【００５５】
ＬＥＤ１１は、感光体ドラム２２２の軸方向（主走査方向）に配列される。なお、本実施形態で配列方向とは、感光体ドラム２２２の軸方向を意味する。各ＬＥＤ１１は、入力される画像データに基づいて点滅し、感光体ドラム２２２の周面に１ラインずつの露光を行う。ＬＥＤ１１の個数は、ディジタル複写機１によって形成される画像の解像度に対応している。例えば、解像度が６００ｄｐｉのＡ３幅の場合には約７０００個のＬＥＤ１１が用いられる。
【００５６】
ＬＥＤアレイ基板１２は、図示しない駆動回路を備えている。この駆動回路は、各ＬＥＤ１１の点灯動作を制御する。
【００５７】
レンズアレイ１３は、ＬＥＤ１１と感光体ドラム２２２との間に配置される。このとき、レンズアレイ１３、ＬＥＤ１１、および感光体ドラム２２２が、それぞれ互いに平行になるように、レンズアレイ１３が配置される。レンズアレイ１３は、各ＬＥＤ１１の点滅情報を感光体ドラム２２２の周面に収束させる。本実施形態では、レンズアレイ１３は所定のピッチで配列された所定の径を有する複数のセルフォックレンズで構成される。
【００５８】
記憶部は、光書込装置２２７に装着された書き換え可能な不揮発性のメモリである。この記憶部は、後述する複数の測定位置におけるＬＥＤ１１からの光量の測定結果を記憶する。本実施形態では、光書込装置２２７に記憶部を設けているが、この記憶部を光書込装置２２７とは別個に設けることもできる。記憶部を光書込装置２２７とは別個に設ける場合には、ディジタル複写機１に光書込装置２２７を装着する際に、必ず記憶部を光書込装置２２７に装着するようにすればよい。
【００５９】
上述の構成において、光書込装置２２７は、画像データに基づいて各ＬＥＤ１１が点滅動作をライン単位で繰り返す。この際、ＬＥＤ１１から出力された光がレンズアレイ１３を通過して感光体ドラム２２２の周面に収束する。この結果、感光体ドラム２２２の周面に画像データに基づいた露光が１ラインずつ行われ静電潜像が形成される。
【００６０】
ここで、感光体ドラム２２２に静電潜像を形成する際に、各ＬＥＤ１１の発光量の相違や、ＬＥＤ１１とレンズアレイ１３とのピッチの相違によって感光体ドラム２２２に到達する光量にムラが生じることがある。この光量のムラにより静電潜像にもムラが生じ、用紙に形成される画像の画質が低下するという不都合があった。
【００６１】
そこで、本実施形態では、本発明独特の発光素子の光量補正方法を用いて感光体ドラム２２２に到達する光量の均一化を図っている。以下、本発明の発光素子の光量補正方法を詳細に説明する。
【００６２】
図３は、光量検出器２０を用いた光量測定の処理を示している。同図に示すように、光書込装置２２７は、光量測定の処理において光量検出器２０に装着される。光量検出器２０は、ＣＣＤカメラ２１、自動ステージ２２、モータ２３を備えている。また、光量検出器２０は、パーソナルコンピュータ５０に接続されており、パーソナルコンピュータ５０からの信号に応じて自動的に必要な測定処理を行う。なお、同図において、Ｌ１は、全ＬＥＤ１１の配列長さを示している。また、Ｌ２は各ＬＥＤ１１から出された光の像のピッチを示しており、Ｌ３はこの光の像の直径を示している。本実施形態では、Ｌ１は、約３００ｍｍ（Ａ３幅）、Ｌ２は約４２．３μｍ、Ｌ３は６０μｍである。
【００６３】
ＣＣＤカメラ２１は、各ＬＥＤ１１からの発光ビームを測定する。自動ステージ２２は、ＣＣＤカメラ２１を搭載する。モータ２３は、ＬＥＤ１１対して接近または離間する方向（図中矢印Ｚ方向）およびＬＥＤ１１の配列方向（図中Ｙ方向）に自動ステージ２２を移動させる。
【００６４】
光量測定の処理において、各ＬＥＤ１１とＣＣＤカメラ２１とが互いに対向するように配置される。ＣＣＤカメラ２１は、モータ２３の駆動を受けた自動ステージ２２によってＺ方向に移動する。このとき、ＣＣＤカメラ２１は、各ＬＥＤ１１から所定の距離の位置で停止する。この所定の距離は、光書込装置２２７と感光体ドラム２２２の周面との距離に相当する。本実施形態では、このときのＣＣＤカメラ２１の位置（図中に矢印Ｂで示す位置）を基準位置とする。
【００６５】
続いて、ＣＣＤカメラ２１に焦点を結ぶＬＥＤ１１のうちの１つに所定の電流を所定の時間だけ印加する。これによりＬＥＤ１１は所定の点灯時間だけ点灯し、このＬＥＤ１１からの発光ビームがＣＣＤカメラ２１によって測定される。このＬＥＤ１１の測定が終了すると、自動ステージ２２がＹ方向に移動する。そして、ＣＣＤカメラ２１に焦点を結ぶ次のＬＥＤ１１の発光ビームの測定がされる。
【００６６】
なお、基準位置Ｂにおいて全ＬＥＤ１１の発光ビームの測定がされた後には、必要に応じてＣＣＤカメラ２１とＬＥＤ１１との距離を変えて発光ビームの測定を行うとよい。この場合、ＣＣＤカメラ２１はＺ方向に移動し、測定位置Ａまたは測定位置Ｃにおいて、全ＬＥＤ１１の発光ビームを測定する。
【００６７】
このように、通常、自動ステージ２２をＹ方向に移動させつつ、基準位置Ｂにおける各ＬＥＤ１１の発光ビームの測定が行われる。基準位置Ｂにおける各ＬＥＤ１１の発光ビームの測定は、隣接するＬＥＤ１１の発光ビームとの干渉が生じないように、ＬＥＤ１１を１個ずつ順に点灯させて行われる。
【００６８】
本実施形態ではＬＥＤ１１を１個ずつ順に点灯させているが、ＣＣＤカメラ２１が十分に広い視野を有している場合には複数のＬＥＤ１１を同図に点灯させて測定を行うことも可能である。この場合、あるＬＥＤ１１の発光ビームを測定しているときに、他のＬＥＤ１１からのビームが干渉することを防止するために、一列に配列されたＬＥＤ１１を３〜６つおきに１つの間隔で点灯させる等の工夫をすればよい。これにより、光量検出器２０による発光ビーム測定の作業時間を短縮することができる。
【００６９】
光量検出器２０によってＬＥＤ１１のビーム特性を測定する際に、そのビーム形状に基づいて、各ＬＥＤ１１のＣＣＤカメラ２１に入力された入力光量が検出される。この入力光量は、光書込装置２２７がディジタル複写機１に装着された際に、感光体ドラム２２２の周面を露光する露光量に相当する。ＣＣＤカメラ２１によって検出された入力光量は、光書込装置２２７に備えられた記憶部に記憶される。
【００７０】
図４は、ＣＣＤカメラ２１によって測定された発光ビームのビーム形状を示している。ＣＣＤカメラ２１によって測定されたビーム形状は、同図に示すように３次元のビーム形状にて表される。ここでは、一列に配列されたＬＥＤ１１を６つおきに１つの間隔で点灯させて測定した例を示している。同図に示す３次元のビーム形状の体積を算出することにより、各ＬＥＤ１１からＣＣＤカメラ２１に入力される入力光量が得られる。この入力光量により、感光体ドラム２２２の周面に露光される光量が求められる。このように３次元のビーム形状を測定して露光量を測定することにより、感光体ドラム２２２の周面に露光される光量が高い精度で求められるため、感光体ドラム２２２の感度特性が高い場合に有効である。
【００７１】
一方、感光体ドラム２２２の感度が低い場合には、３次元のビーム形状を測定せず、２次元のビーム形状を簡易に測定するとよい。
【００７２】
図５は、２次元のビーム形状の測定結果を示している。同図に示すように、２次元のビーム形状の面積を算出することにより、感光体ドラム２２２の周面に露光される光量を求めることができる。この場合、ＣＣＤカメラ２１に入力された３次元の発光ビームを２次元の発光ビームに置き換えているため露光量の測定精度がわずかに低下する。ただし、３次元の発光ビームを２次元の発光ビームに置き換えることにより、測定時間の短縮など処理の高速化を図ることができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、光量測定の処理において求められた各ＬＥＤ１１毎の発光量と所定の基準発光量との差に基づいて、後述する単純光量補正値Ｃが求められる。
【００７４】
各ＬＥＤ１１から出された光は、レンズアレイ１３を含む所定の経路を介して感光体ドラム２２２の周面（像面）に到達する。このため、本実施形態では、各ＬＥＤ１１から感光体ドラム２２２の周面に至るビーム特性を定量的に表わすために各ＬＥＤ１１毎に対応するＭＴＦ値を測定する。ここで、各ＬＥＤ１１毎に対応するＭＴＦ値とは、各ＬＥＤ１１に対応する位置に形成される光の伝達経路におけるＭＴＦ値を意味する。このＭＴＦ値により、各ＬＥＤ１１から出された光を感光体ドラム２２２の周面に伝達するレンズアレイ１３がどのような特性を持っているかを表現することができる。
【００７５】
ここで、ＭＴＦ値は、Ｖmax およびＶmin を任意の空間周波数における隣接したＬＥＤ１１の入力光量の最大値および最小値としたときに、
ＭＴＦ値＝［（Ｖmax −Ｖmin ）／（Ｖmax ＋Ｖmin ）］
で表される。また、ＭＴＦ値を百分率で表記する場合には、
ＭＴＦ値（％）＝［（Ｖmax −Ｖmin ）／（Ｖmax ＋Ｖmin ）］×１００
となる。この値により像面におけるコントラストの低下量が分かる。
【００７６】
図６を用いて、ＭＴＦ値（％）を計算方法を説明する。同図には、２次元形状で表された発光ビームＡ，および発光ビームＢが示されている。ここで、発光ビームＡのＶmax は「６０」であり、Ｖmin は「２０」である。このため、発光ビームＡのＭＴＦ値（％）は、５０％になる。一方、発光ビームＢのＶmax は「４５」であり、Ｖmin は「１５」である。このため、発光ビームＢのＭＴＦ値（％）は、５０％になる。
【００７７】
本実施形態では、このＭＴＦ値を測定する際にＬＥＤ１１を２つ毎に１つの間隔で点灯している。なお、ＭＴＦ値を測定する際にＬＥＤ１１を３つ毎に１つの間隔で点灯してもよい。
【００７８】
本実施形態において、ＭＴＦ値の測定を行う際には、隣り合うＬＥＤ１１を発光させることにより、隣り合うＬＥＤ１１から出された光について干渉が生じた状態を形成している。この場合、Ｖmax は、干渉が生じていない状態と同等の値になる。ところが、Ｖmin は、干渉が生じていない状態とは大きく異なった値になる。
【００７９】
ここで、光量補正データの作成方法を説明する。まず、全てのＬＥＤ１１を１つ毎に順次発光させ光量測定器２０によりその入力光量を測定する。このとき、全ての発光素子を一括して発光させてもよい。
【００８０】
図７は、各ＬＥＤ１１毎に対応するＭＴＦ値を示している。同図において、感光体ドラム２２２の軸方向に配列されたＬＥＤ１１に対応する位置を横軸で示しており、各ＬＥＤ１１に対応するＭＴＦ値（％）を縦軸で示している。
【００８１】
同図において上方向または下方向に突出しているＭＴＦ測定値は、ＭＴＦ測定装置のノイズｎを示している。ここでは、細かい周期で表れるノイズや大きな周期で表れるノイズ等、様々なノイズがＭＴＦ測定値に含まれている。
【００８２】
続いて、ＭＴＦ測定装置により測定されたＭＴＦデータにおけるノイズを除去するために比較的少ないデータ数で順次平均化を行う。ここでは、測定されるＬＥＤ１１が含まれる比較的小さい範囲に含まれるＬＥＤ１１についてＭＴＦ値の平均化を行っている。この平均化によって求められる値が本発明の小区間ＭＴＦ値となる。
【００８３】
図８は、本発明の小区間ＭＴＦ値の一例を示している。ノイズの少ないＭＴＦ測定装置であれば平均化する必要はない。ところが、ＭＴＦ測定装置のノイズが多いときには平均化することが有効である。つまり、小区間でのＭＴＦ値の平均化を行うことにより、ＭＴＦ測定値にノイズの影響が表れにくくなる。このため、同図では、図７のように上方向または下方向に突出しているＭＴＦ測定値が表れていない。
【００８４】
この小区間の範囲は、ＬＥＤヘッドの特性に合わせて設定される。本実施形態において、小区間とは２０個のＬＥＤ１１の配列方向の長さに相当する範囲をいう。これは、本実施形態では、レンズアレイ１３におけるレンズピッチの素線ピッチ筋を補正することを目的としているからである。すなわち、２０個のＬＥＤ１１の配列方向の長さを超えた範囲を小区間として設定すると、小区間の幅がレンズ素線ピッチを越えてしまう。この結果、レンズピッチの筋の影響を受けにくいＭＴＦ値を得ることができなくなるという不都合がある。
【００８５】
なお、小区間ＭＴＦ値を得る際には、配列方向のＬＥＤ１１の個数は、その配列長さがセルフォックレンズの素線ピッチ以下になるように設定される。例えば、本実施形態では、セルフォックレンズの１繊維が１ｍｍ、ＬＥＤ１１（６００ｄｐｉ）が１素子４２．３μｍであるため、小区間の範囲を約２２個のＬＥＤ１１の配列長さより小さくすればよい。
【００８６】
なお、小区間の範囲は、本実施形態に限定されることはなく、レンズアレイ１３におけるレンズピッチの素線ピッチ筋の大きさに応じて任意に設定することが可能である。小区間の範囲は、原則として、ノイズの影響を除去できる範囲で可能な限り小さくすることが望ましい。
【００８７】
このように小区間の範囲を設定することより、セルフォックレンズの各繊維の境界に発生し易いレンズピッチムラが反映された光量補正値を得ることが可能になる。
【００８８】
続いて、比較的大きな大区間でＭＴＦ値の平均化を行い大区間ＭＴＦ値を求める。
【００８９】
図９は、本発明の大区間ＭＴＦ値の一例を示している。大区間での平均をとることにより、大きな周期の露光ムラの補正が可能になる。上述の小区間と同様に、ＬＥＤアレイ基板１２の特性に合わせて大区間の範囲が設定される。本実施形態において、大区間とは５１２画素分である。これは、本実施形態ではＬＥＤ発光素子が配列される各チップ単位（１２８素子）の露光量ムラの影響を補正することを目的としているからである。すなわち、大区間を５１２以下に設定すると、各チップ単位のＬＥＤ１１の発生量の相違によって生じる露光ムラを消すことができなくなるという不都合がある。
【００９０】
大区間に相当するＬＥＤ１１の配列長さは、１チップに搭載されるＬＥＤ１１の数に応じて設定される。例えば、１チップに２５６個のＬＥＤ１１が配置される場合には、大区間の幅が２５６個のＬＥＤ１１の配列長さ以上に設定するとよい。
【００９１】
このように、大区間の範囲を設定することにより、チップ単位の光量またはビーム形状のバラツキを残したままノイズや測定誤差を打ち消したＭＴＦ値を求めることができる。
【００９２】
続いて、小区間ＭＴＦ値と大区間ＭＴＦ値との差分をとり、各ＬＥＤ１１毎に対応する差分ＭＴＦ値を求める。
【００９３】
図１０は、本発明の差分ＭＴＦ値の一例を示している。この差分ＭＴＦ値により、中心を０としたＭＴＦ値のバラツキをデータ化することができる。つまり、差分ＭＴＦ値は光量補正時に反映させ易いデータになる。このため、差分ＭＴＦ値を求めることにより、小さい周期および大きい周期の両方の露光ムラを補正することが可能になる。
【００９４】
具体的には、小区間ＭＴＦ値をＡ、大区間ＭＴＦ値をＢ、差分ＭＴＦ値を「Ａ−Ｂ」とした場合に、各ＬＥＤ１１のビーム特性を加味した本発明の特有の光量補正値Ｄが、
Ｄ＝Ｃ［１＋（Ａ−Ｂ）］
で表される。
【００９５】
ここで、小区間ＭＴＦ値Ａおよび大区間ＭＴＦ値Ｂは、それぞれ０〜１．０までの値をとる。また、Ｃは、各ＬＥＤ１１のビーム特性を考慮しない単純光量補正値である。この単純光量補正値Ｃは、各ＬＥＤ１１のビーム特性を考慮しない場合に各ＬＥＤ１１の発光量を均一化するために従来用いられていた光量補正値である。この単純光量補正値Ｃは、一般的に、ビーム形状の体積、面積、またはＭＴＦ値を測定して求められる。本実施形態では、図３に示すの光量測定の処理で得られた単純光量補正値Ｃを用いている。
【００９６】
さらに、画像形成装置毎の特性を考慮して可変な値ｋを上式にさらに追加することにより、光量補正値を求める式は、Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）］となる。この式を用いることにより、複数種類の画像形成装置に対して本発明を適用することが可能になる。係数ｋを、画像形成装置の耐用期間（ライフ）や環境等を考慮した関数にしておくと、装置を選ばない、動作環境の変化に対応することが可能である。
【００９７】
この差分ＭＴＦ値に対しプロセス条件を考慮しつつ任意の係数ｋをかけて光量補正用データに反映させる。３％刻みで光量補正を行う場合には、０〜３％で補正値を１段階変化させ、４〜６％で補正値を２段階変化させる。
【００９８】
また、プロセス条件は、ディジタル複写機１や光書込装置２２７の使用状態によっても変化する。例えば、長期にわたり使用を続けた場合には感光体ドラム２２２の感度が低下する。そこで、プロセス条件の劣化を考慮して、プロセス条件に応じて係数ｋの値を変化自在にしておけば、使用状況に応じて最適なＭＴＦ補正が可能になる。
【００９９】
さらに、感光体の感度を考慮した補正量が、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）n ］
で求められる。
【０１００】
この式を用いることにより、感光体の感度を考慮した補正量に変更できる。ここで、ｎ＞１とすればＭＴＦ測定を強調でき、ｎ＜１とすればＭＴＦ補正を緩和できる。
【０１０１】
このように、Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ−Ｂ）n ］を用いて光量補正量Ｄを求め、この光量補正量Ｄに基づいて、各ＬＥＤ１１に供給する電力や電力の供給時間を調整することにより、ビーム特性を加味した各発光素子毎の発光量を均一化することが可能になる。このため、レンズアレイ１３の精度に関係なく露光ムラ等の画像形成不良が生じることを防止することが可能になる。
【０１０２】
本実施形態では、レンズピッチまたはチップの大きさによって小区間および大区間の範囲を設定しているが、小区間および大区間の範囲の設定が本実施形態に限定されることはない。例えば、ノイズの少ない高性能測定器によってＭＴＦ値を測定する場合には、小区間の範囲を「０」にすることも可能である。また、１チップに搭載されるＬＥＤ１１の数が増加すれば、大区間の範囲を拡大することができる。このように、小区間および大区間は、使用状況に応じて最適な値を選択して設定することができる。
【０１０３】
感光体ドラム２２２の感度は、経時的に劣化するものであるため、使用期間によって差分ＭＴＦ値が変化できるように、光量補正量を求める上述の式をデータを使用期間の関数にすることも有効である。
【０１０４】
さらに、プロセス条件による係数であるが、各ディジタル複写機１毎のプロセス条件または使用状況に応じて係数ｋを変化させるとよい。各ディジタル複写機１毎のプロセス条件または使用状況に応じて最適なｋの値を記憶部に記憶することにより使用機種または使用環境を選ばない光書込装置２２７にすることが可能になる。
【０１０５】
図１１は、本発明の光量補正方法を示すフローチャートである。ディジタル複写機１に搭載される光書込装置２２７の各ＬＥＤ１１について、まず、各ＬＥＤ１１毎のＭＴＦ値を求める（Ｓ１）。続いて、各ＬＥＤ１１毎の小区間ＭＴＦ値を求める（Ｓ２）。続いて、各ＬＥＤ１１毎の大区間ＭＴＦ値を求める（Ｓ３）。続いて、小区間ＭＴＦ値と大区間ＭＴＦ値との差分を示す差分ＭＴＦ値を各ＬＥＤ１１毎に求める（Ｓ５）。続いて、差分ＭＴＦ値に基づいて、適切な光量補正量Ｄを求める。そして、得られた光量補正量を用いて各ＬＥＤ１毎の発光量を補正する（Ｓ６）。
【０１０６】
最後に、光量補正量Ｄのバリエーションを示す。光量補正量Ｄは、Ａ′を小区間での光学レンズ径の平均値、Ｂ′を大区間での光学レンズ径の平均値、Ｃ′を単純光量補正量、ｋを露光装置の使用状態に応じて変化する任意の係数、ｎを感光体ドラムの特性に応じて変化する任意の係数としたときに、
Ｄ＝Ｃ［１＋ｋ（Ａ′−Ｂ′）n ］
という式を用いて求めることもできる。
【０１０７】
この場合、小区間の範囲や大区間の範囲は、使用状況に応じて任意に範囲に設定することができる。例えば、小区間は、５０個のＬＥＤ１１の配列長さ等光学レンズの径のバラツキが表れ易い範囲にし、大区間は、１０００個以上のＬＥＤ１１の配列長さ等光学レンズの径のバラツキが表れにくい範囲にするとよい。もちろん、小区間および大区間は、使用状況に応じて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明が適用されるディジタル複写機の概略構成を示す図である。
【図２】本発明が適用される光書込装置の構成を示す図である。
【図３】光量測定器を用いた光量測定処理を示す図である。
【図４】ＬＥＤから出された光を３次元のビーム形状で示す図である。
【図５】ＬＥＤから出された光を２次元のビーム形状で示す図である。
【図６】ＬＥＤから出された光を２次元のビーム形状で示す図である。
【図７】各ＬＥＤ毎に対応するＭＴＦ測定器を示す図である。
【図８】本発明の小区間ＭＴＦ値を示す図である。
【図９】本発明の大区間ＭＴＦ値を示す図である。
【図１０】本発明の差分ＭＴＦ値を示す図である。
【図１１】光量補正方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０９】
１−ディジタル複写機
１１−ＬＥＤ
１２−ＬＥＤアレイ基板
１３−レンズアレイ
２１０−画像形成部
２２２−感光体ドラム
２２７−光書込装置
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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