(57)【要約】  【課題】  例えば装置のＩＮ側およびＯＵＴ側のガンマの違いを簡易に把握することで、補正値を計算する際の収束性を向上させる。  【解決手段】  スキャナで読み込まれた画像出力から複数濃度の画像について濃度検出する濃度別画像濃度読み取り部８３と、この濃度別画像濃度読み取り部８３により読み取られた濃度を用いて、所定の画素ごとに対応した入力濃度に対する出力画像濃度の変化量を把握するガンマ算出部８４と、このガンマ算出部８４により把握された変化量から、補正値演算時の補正分解能の値を決定する補正分解能変更部８５とを備えた。  【選択図】  図１０
2005260300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が配列される発光アレイと、
入力される画像データに応じ、前記発光アレイの前記複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、
前記点灯信号発生手段に対して濃度むらを補正するための補正値を提供する補正値提供手段とを含み、
前記補正値提供手段によって提供される前記補正値は、所定の画素単位で異なった補正分解能を用いて得られた値であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記補正分解能は、各画素または複数画素ごとに複数濃度の画像出力を読み込んで濃度検出し、検出された濃度に基づいて得られるガンマの違いによって値が変更されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記補正分解能は、前記点灯信号発生手段を介して光量が均一に補正された発光アレイで所定濃度の画像を出力し、出力された当該画像を読み込んで検出された濃度の違いによって補正演算時の値が変更されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
前記所定の画素単位は、前記発光アレイの配列方向における各画素または複数画素の単位であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
像担持体と、
複数の発光素子をアレイ状に配設した発光素子アレイと当該発光素子からの光を結像するレンズアレイとを含み前記像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドと、
前記発光素子アレイの前記複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、
前記点灯信号発生手段に対して濃度むらを補正するための補正値を提供する補正値提供手段とを含み、
前記補正値提供手段によって提供される前記補正値は、各画素または複数画素ごとに異なった補正分解能を用いて得られた値であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記補正値提供手段は、装置のＩＮ側とＯＵＴ側との各画素または複数画素におけるガンマの違いによって補正値演算時の補正分解能の値を決定し、決定された当該補正分解能を用いて得られた前記補正値を前記点灯信号発生手段に提供することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ガンマの違いは、入力濃度に対する出力画像濃度の傾きの違いであり、
前記補正分解能は、前記プリントヘッドに提供される露光エネルギについて、補正値に対する当該露光エネルギの出力変化であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数濃度の画像出力をスキャナで濃度検出する濃度検出手段と、
前記濃度検出手段により検出された濃度を用いて、所定の画素ごとに対応した入力濃度に対する出力画像濃度の変化量を把握する変化量把握手段と、
前記変化量把握手段により把握された前記変化量から、補正値演算時の補正分解能の値を決定する決定手段と
を含む濃度むら補正装置。
【請求項９】
像担持体と当該像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドとを有する画像形成装置における濃度むら補正方法であって、
前記プリントヘッドによる露光量が均一となるように補正された状態にて、当該プリントヘッドを用いて主走査方向には同一濃度となる複数濃度の画像を出力するステップと、
出力された前記複数濃度の画像を各々読み取り、各々読み取られた当該画像の濃度を所定の画素単位で検出するステップと、
前記所定の画素単位で検出された濃度の値から、当該所定の画素単位で補正演算時の補正分解能の値を決定するステップと、
決定された前記補正分解能の値を用いて、前記プリントヘッドの露光時における濃度むらを補正するステップと
を含む画像形成装置の濃度むら補正方法。
【請求項１０】
濃度が検出される前記所定の画素単位は、各画素ごとまたは複数画素ごとであることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置の濃度むら補正方法。
【請求項１１】
前記補正分解能の値を決定するステップは、前記所定の画素単位で入力濃度に対する出力画像濃度の傾きを捉え、前記プリントヘッドに提供される露光エネルギについて、補正値に対する当該露光エネルギの出力変化を決定することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置の濃度むら補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、光書き込みを行うプリントヘッドを備えた画像形成装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用したプリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、光記録手段によって光を照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視像化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用いて主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けて、発光素子であるＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を主走査方向に多数、配列してなるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ：LED Print Head)を用いた光記録手段が採用されている。
【０００３】
このＬＰＨは、一般に、多数のＬＥＤをライン状に配列したＬＥＤチップが複数配置されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤから出力された光を感光体(感光体ドラム)表面に結像させるために多数のロッドレンズが配列されたレンズアレイとを含んで構成されている。画像形成装置では、入力される画像データに基づいてＬＰＨの各ＬＥＤを発光制御して駆動させ、感光体へ向けて光を出力し、レンズアレイによって感光体表面に光を結像させる。そして、感光体とＬＰＨとを相対移動させることにより副走査方向に静電潜像を形成している。
【０００４】
ここで、記録ヘッドとしてＬＥＤを用いた画像形成装置では、記録ヘッドのむら(狭義には「露光むら」)がそのまま画像むらとなって現れてしまうので、記録ヘッドのむらを補正する作業が行われている。この記録ヘッドのむらを補正する方法としては、例えば、記録ヘッドにより実際にテストパターンを形成させ、得られたテストパターンをスキャナ等で読み取ることにより、記録ヘッドのむらを補正する技術が従来から存在する。また、ＬＰＨを採用した公報記載の従来技術として、例えば、記録読み取りの倍率誤差を補正することで、より正確な濃度むら補正を行うものが存在する(例えば、特許文献１参照。)。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４６０３８号公報(第５−６頁、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したような電子写真方式を採用した画像形成装置では、例えば製造組立時のばらつきや、メンテナンス時の部品交換時のばらつき等から、主走査方向(感光体の回動軸方向)の間隙が、装置の手前側(ＯＵＴ側)と奥側(ＩＮ側)とで異なる場合がある。ＬＰＨは一般に焦点深度が浅く、感光体とＬＰＨとの距離が微妙に異なっていても、ビーム径が大きく変動してしまう。このビーム径の変動は、入力濃度(Ｃｉｎ)に対する出力濃度の傾き(ガンマ)の異なりとなって現れる。このガンマの異なりがあったままスキャナ補正を行うと、補正の回数が少ない段階では良好な補正値が得られず、補正値を計算する際の収束性が悪かった。すなわち、スキャナで濃度を読み取り、濃度が均一になるように補正演算を行う場合に、目標値に対する濃度偏差を光量補正値にフィードバックする作業が実行されるが、ガンマの違いによって、数度の補正を繰り返さなければ補正値を収束させることができなかった。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ガンマの違いを簡易に把握することで、補正値を計算する際の収束性を向上させることにある。
また他の目的は、把握されたガンマの違いに応じて、補正値演算時の補正分解能を修正することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもと、本発明は、スキャナ読み取り濃度から補正値を演算する際、ＬＰＨのＩＮ−ＯＵＴ位置ずれやその他の画像形成構成要素の位置ずれ等を原因として、例えばＩＮ−ＯＵＴでガンマが異なることに着目し、このガンマの異なりを考慮して補正分解能の値を決定し、決定された補正分解能によって実際の補正を実行する。即ち、本発明が適用される発光装置は、複数の発光素子が配列される発光アレイと、入力される画像データに応じ、この発光アレイの複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、この点灯信号発生手段に対して濃度むらを補正するための補正値を提供する補正値提供手段とを含み、補正値提供手段によって提供される補正値は、所定の画素単位で異なった補正分解能を用いて得られた値であることを特徴としている。
【０００９】
ここで、この補正分解能は、各画素または複数画素ごとに複数濃度の画像出力を読み込んで濃度検出し、検出された濃度に基づいて得られるガンマの違いによって値が変更されることを特徴とすることができる。この複数濃度の画像出力は、発光アレイの配列方向(主走査方向)には同一の濃度となるべく設定された光量にて生成される濃度列を、副走査方向に異なった濃度で数列、並べて配置されることが好ましい。
【００１０】
また、この補正分解能は、点灯信号発生手段を介して光量が均一に補正された発光アレイで所定濃度の画像を出力し、出力された画像を読み込んで検出された濃度の違いによって補正演算時の値が変更される。更に、この所定の画素単位は、発光アレイの配列方向における各画素または複数画素の単位であることを特徴とすることができる。
【００１１】
一方、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、複数の発光素子をアレイ状に配設した発光素子アレイと発光素子からの光を結像するレンズアレイとを含み像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドと、発光素子アレイの複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、点灯信号発生手段に対して濃度むらを補正するための補正値を提供する補正値提供手段とを含み、この補正値提供手段によって提供される補正値は、各画素または複数画素ごとに異なった補正分解能を用いて得られた値であることを特徴とすることができる。
【００１２】
ここで、この補正値提供手段は、装置のＩＮ側とＯＵＴ側との各画素または複数画素におけるガンマの違いによって補正値演算時の補正分解能の値を決定し、決定された補正分解能を用いて得られた補正値を点灯信号発生手段に提供することを特徴とすることができる。また、このガンマの違いは、入力濃度に対する出力画像濃度の傾きの違いであり、補正分解能は、プリントヘッドに提供される露光エネルギについて、補正値に対する露光エネルギの出力変化であることを特徴とすることができる。
【００１３】
更に本発明は、治具等で形成される濃度むら補正装置として捉えることができる。即ち、本発明が適用される濃度むら補正装置は、複数濃度の画像出力をスキャナで濃度検出する濃度検出手段と、この濃度検出手段により検出された濃度を用いて、所定の画素ごとに対応した入力濃度に対する出力画像濃度の変化量を把握する変化量把握手段と、この変化量把握手段により把握された変化量から、補正値演算時の補正分解能の値を決定する決定手段とを含む。
【００１４】
また、本発明は、像担持体とこの像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドとを有する画像形成装置における濃度むら補正方法であって、プリントヘッドによる露光量が均一となるように補正された状態にて、プリントヘッドを用いて主走査方向には同一濃度となる複数濃度の画像を出力するステップと、出力された複数濃度の画像を各々読み取り、各々読み取られた画像の濃度を所定の画素単位で検出するステップと、所定の画素単位で検出された濃度の値から、所定の画素単位で補正演算時の補正分解能の値を決定するステップと、決定された補正分解能の値を用いて、プリントヘッドの露光時における濃度むらを補正するステップとを含む。
【００１５】
ここで、濃度が検出される所定の画素単位は、各画素ごとまたは複数画素ごとであることを特徴とすることができる。また、この補正分解能の値を決定するステップは、所定の画素単位で入力濃度に対する出力画像濃度の傾きを捉え、プリントヘッドに提供される露光エネルギについて、補正値に対する露光エネルギの出力変化を決定することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば、スキャナ補正を行う際に、補正値を少ない回数で収束させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)２や画像読取装置(ＩＩＴ)３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部(ＩＰＳ：Image Processing System)４０を備えている。
【００１８】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなる画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで構成されている。これらの画像形成ユニット１１(１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ)は、夫々、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体(感光体)である感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光するプリントヘッドであるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた潜像を現像する現像器１５を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写ロール２３を備えている。
【００１９】
各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収納されたトナーを除き、ほぼ同様な構成要素を備えている。ＰＣ２や画像読取装置３から入力された画像信号は、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。画像プロセス系１０は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部４０から得られた画像信号に基づき、ＬＰＨ１４によって静電潜像を形成する。その静電潜像に対して現像器１５によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各々の感光体ドラム１２上に形成され、用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて多重転写される。多重転写された記録用紙上のトナー像は、定着器２４に搬送されて、熱および圧力によって記録用紙に定着される。
【００２０】
図２は、発光装置であるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。ＬＰＨ１４は、発光素子として多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイ５１、ＬＥＤアレイ５１を支持すると共にＬＥＤアレイ５１の駆動を制御するための回路が形成されたプリント基板５２、各ＬＥＤから出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させるセルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)(商標)５３を備え、プリント基板５２およびセルフォックレンズアレイ５３は、ハウジング５４に保持されている。ＬＥＤアレイ５１は、主走査方向にＬＥＤが例えば画素数分、配列されている。例えば、Ａ３サイズの短手(２９７ｍｍ)を主走査方向とする場合、６００ｄｐｉの解像度では、約４２.３μｍ毎に少なくとも７０４０個のＬＥＤを配列させる必要がある。尚、配列は、一列に並んでいる場合の他、千鳥状に配列される場合がある。プリント基板５２は、本実施の形態が適用される露光量測定方法によって得られた補正値に関するデータ(補正値から演算された光量補正データである場合もある)が格納されたメモリ(ＲＯＭ等)を備えており、かかるメモリに格納されたデータに基づいて、ＬＥＤアレイ５１を構成するＬＥＤの光量が補正される。
尚、本実施の形態で用いる「配列方向」は、千鳥状の方向ではなく、主走査方向の配列方向を意味している。
【００２１】
図３は、本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４のハードウェア構成図であり、サイリスタ構造による自己走査型発光素子(ＳＬＥＤ)方式を採用している。ＬＰＨ１４は、例えば画像処理部(ＩＰＳ)４０からのビデオデータ(Video Data)を受けて各ＬＥＤチップ６３に点灯信号を供給する点灯信号発生部６１、画像出力制御部３０からのクロックおよび同期信号を受けて転送信号を発生する転送信号発生部６２を備えている。本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４は、１２８個のＬＥＤを有するＬＥＤチップ６３が例えば５８個、設けられており、各ＬＥＤチップ６３で１２８ドット、ＬＰＨ１４全体で７４２４ドットの素子を発光させることが可能である。点灯信号発生部６１は、５８個のＬＥＤチップ６３に対する５８本の点灯信号(CKI1〜CKI58)を発生する。転送信号発生部６２は、６本の転送信号(CKS_1〜CKS_6)、６組ごとの転送信号(CK1_1〜CK1_6、CK2_1〜CK2_6)を生成している。例えば、図３に示す例では、各ＬＥＤチップ６３のドット数により、１主走査ラインにて１２８回の点灯を順番に行って順次点灯しており、１走査ラインにおける１回の同時点灯数は５８を最大としている。
【００２２】
図４は、点灯信号発生部６１の構成を示したブロック図であり、本実施の形態が適用される第１の構成例を示している。点灯信号発生部６１は、入力されるラスターデータであるビデオデータを発光順に並び替える並び替え部７１、光量むらを補正するための光量むら補正値(濃度むら補正値)が格納された光量むら補正部７２を有している。また、光量むら補正部７２から得られる光量むら補正値を用いて、並び替え部７１にて発光順に並び替えられたビデオデータに対する点灯クロック数を計算する点灯クロック数計算部７３、計算された点灯クロック数をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部７４、パラレル変換された各信号に対し、パルス幅変調して光量を変えて各点灯信号を発生するパルス幅変調部(ＰＷＭ：Pulse Width Modulation)７５を備えている。
【００２３】
図５は、点灯クロック数計算部７３にて実行される処理の概要を説明するための図である。点灯クロック数計算部７３は、発光順に並び替えられたビデオデータａと、光量むら補正部７２に格納されている光量むら補正値ｂとを入力し、点灯クロック数ｙを出力している。このとき、点灯クロック数ｙは、例えば、
ｙ＝ａ・（１＋ｂ/２５５）
で表すことができる。上式において、光量むら補正値ｂは０〜２５５まで変化し、その結果、点灯クロック数計算部７３から出力される点灯クロック数ｙはａ〜２ａまで変化する。
【００２４】
図６は、ＬＥＤチップ６３の構成を説明するための回路図であり、ここでは１つめのアレイチップであるＣｈｉｐ１を例に挙げている。入力される転送信号と点灯信号は異なるものの、Ｃｈｉｐ２〜Ｃｈｉｐ５８も同様な構成を備えている。ＬＥＤチップ６３は、１２８個のサイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)、１２８個のＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)、１２７個のダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)、１２８個の抵抗(Ｒ１〜Ｒ１２８)、更には信号線に過剰な電流が流れるのを防止する転送電流制限抵抗(Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａ)で構成されている。
各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)の入力端であるアノード端子(Ａ１〜Ａ１２８)は、電源ライン６５に接続されている。この電源ライン６５には電源電圧ＶＤＤ(ＶＤＤ＝５．０Ｖ)が供給される。奇数番目サイリスタ(Ｓ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７)の出力端であるカソード端子(Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７)には、転送信号発生部６２からの転送信号ＣＫ１が転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して供給される。また、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８)の出力端であるカソード端子(Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８)には、転送信号発生部６２からの転送信号ＣＫ２が転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して供給される。
【００２５】
一方、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)の制御端であるゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)は、各サイリスタに対応して設けられた抵抗(Ｒ１〜Ｒ１２８)を介して電源ライン６６に各々接続されており、電源ライン６６は接地(ＧＮＤ)されている。また、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)に対応して設けられたＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のゲート端子は、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)のゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)に各々接続されている。更に、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)のゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)には、ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)のアノード端子が接続されている。ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)のカソード端子は、次段のサイリスタのゲート端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)は直列接続されている。ダイオードＣＲ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ３Ａを介して転送信号発生部６２に接続され、転送信号ＣＫＳを受信する。また、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のカソード端子は、点灯信号発生部６１から、点灯信号ＣＫＩ１を受信している。
【００２６】
次に、このようなＬＥＤチップ６３の動作について、図７に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
まず、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１に対して動作の開始を指示する場合、転送信号発生部６２から図７(Ａ)に示すようなハイレベルの転送信号ＣＫＳが供給される。即ち、図６に示したサイリスタＳ１のゲート端子Ｇ１にハイレベルが入力される。転送信号ＣＫＳがハイレベルの時に、図７(Ｂ)に示すように転送信号発生部６２から出力された転送信号ＣＫ１がローレベルになると、サイリスタＳ１がターンオンする。
【００２７】
このように、転送信号ＣＫＳがハイレベルにて、転送信号ＣＫ１が供給される奇数番目のサイリスタ(Ｓ１、Ｓ３、…)のうち、ゲート端子の電位が最も高い、即ちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ１がターンオンする。また、このとき、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２はハイレベルなので、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)のカソード端子(Ｋ２、Ｋ４、…)の電位は高いままとなり、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)はオフの状態が維持される。さらに、点灯信号ＣＫＩ１は図７(Ｄ)に示すようにハイレベルなので、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のカソード端子の電位が高く、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)は点灯しない。そして、点灯信号ＣＫＩ１が図７(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ１のカソード端子の電位が低くなり、ＬＥＤ１が点灯する。
【００２８】
次に、サイリスタＳ１がオンの時に、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がローレベルになり、点灯信号ＣＫＩ１がハイレベルになると、転送信号ＣＫ２が供給される偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)のうち、ゲート端子の電位が最も高い、即ちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ２がターンオンするとともに、ＬＥＤ１が非点灯になる。そして、図７(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１がハイレベルになると、サイリスタＳ１はターンオフし、ゲート端子Ｇ１の電位が抵抗Ｒ１によって徐々に低下するとともに、ゲート端子Ｇ２の電位は上昇する。また、これに伴ってゲート端子Ｇ３、Ｇ４の電位も上昇する。
【００２９】
その後、点灯信号ＣＫＩ１が図７(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ２が点灯する。同様に、サイリスタＳ２がオンの時に、図７(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１が再びローレベルになり、点灯信号ＣＫＩ１がハイレベルになると、サイリスタＳ３がターンオンするとともに、ＬＥＤ２が非点灯になる。そして、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がハイレベルになると、サイリスタＳ２はターンオフする。
【００３０】
このように、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１では、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２が共にローレベルとなる重なり期間(図７に示すＴａの期間)を設けつつ、交互にハイレベル、ローレベルを切り替えることにより、サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)を順次オンさせるとともに、これに同期して点灯信号ＣＫＩ１を順次ローレベルにすることにより、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)を順次点灯させることができる。したがって、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１に接続する信号線としては、転送信号ＣＫＳ、ＣＫ１、ＣＫ２のための３本、点灯信号ＣＫＩ１のための１本、そして２本の電源線(そのうち１本は接地)の合計６本が必要であり、この６本の信号線だけで駆動することが可能である。
尚、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ２、Ｃｈｉｐ３、…、Ｃｈｉｐ５８に関しても同様であり、転送信号ＣＫＳ、ＣＫ１、ＣＫ２、そしてそれぞれ点灯信号ＣＫＩ２〜ＣＫＩ５８によってＬＥＤが順次点灯される。
【００３１】
次に、本実施の形態における特徴的な構成として、複数濃度の画像出力をスキャナ(画像読取装置３)で濃度検出し、ガンマの違いによって補正値演算時の補正分解能の値を変更する構成について説明する。ここで「ガンマ」とは、入力濃度に対する出力画像濃度の変化量(傾き)とすることができる。また、「補正分解能」は、ＬＰＨ１４だけの原因ではなく画像形成に携わる各構成要素を起因とする濃度むらを、ＬＰＨ１４の光学特性によって補正するためのものであるが、狭義には「補正値に対する露光エネルギの出力変化」として捉えることができる。
【００３２】
図８(ａ),(ｂ)は、補正値と出力露光エネルギ量との関係(図８(ａ))、および感光体ドラム１２上のビーム径の違いによるガンマの差(図８(ｂ))を説明するための図である。
ここで、ＬＰＨ１４を用いた一般の画像形成装置では、発光点配列方向の光量むらや、光学特性のむら等が原因となり、形成された画像に対して、副走査方向(プロセス方向)に筋が生じる場合がある。従来では、出力した画像の濃度を、例えば画像読取装置３や治具(図示せず)等のスキャナ(濃度読取装置)で読み取り、補正値を決定し、決定された補正値によってＬＰＨ１４を駆動する、所謂「スキャナ補正」を繰り返し行って、かかる問題に対処していた。図８(ａ)は、例えば図５で算出される補正値を横軸に、ＬＰＨ１４の出力露光エネルギ量を縦軸に示しており、補正値に対する露光エネルギ出力の変化は、ＬＰＨ１４の各ＬＥＤにおける全発光点で同一である。この補正値に対する露光エネルギ出力の変化で表される傾きが補正分解能になる。このように、理想的には、スキャナで濃度を読み取り、１つの補正分解能によって濃度が均一になるように補正値を一意に決定することで、露光エネルギを決定し、均一な画像を出力することが可能である。
【００３３】
しかしながら、ＬＰＨ１４は焦点深度が浅く、取り付け時の誤差等が原因でドラム軸のＩＮ−ＯＵＴ方向に対してビーム径変動が生じる可能性が非常に高い。例えば、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの各々がメンテナンス時等に交換されたような場合に、装置のＩＮ側とＯＵＴ側とで感光体ドラム１２に対するＬＰＨ１４の距離が異なり、装置のＩＮ側とＯＵＴ側とでビーム径が異なる場合が生じる。
図８(ｂ)では、濃度むらの代表的なものとして露光むらの影響を取り上げており、入力濃度(Ｃin)に対する出力画像濃度の傾き(ガンマ)が、ビーム径によって異なる状態が示されている。図８(ｂ)に示す例では、装置のＩＮ側でビーム径が小さく、装置のＯＵＴ側でビーム径が大きい場合が例に挙げられている。例えば、ビーム径が小さい場合に入力濃度(Ｃin)に対する出力画像濃度の傾き(ガンマ)がほぼ直線状の線形であったものが、ビーム径が大きくなることによってガンマが異なり、線形性も失われてくる。このとき、特定のＣinによってスキャナ補正を施し、目標濃度を得ようとする場合の補正量が、ガンマの違いによって異なってくる。このような傾きの差が原因で、補正値を計算する際の収束性が非常に悪くなり、数度の補正を繰り返すことが要求されていた。
【００３４】
また、装置のＩＮ側とＯＵＴ側にて出力される画像濃度の特性は、感光体ドラム１２に対するＬＰＨ１４の位置だけの問題ではなく、帯電器１３や現像器１５等の各画像形成ユニット１１を構成する各要素ごとの違いや用紙に対する転写効率等の特性にも左右される。
本実施の形態では、数種類の濃度で出力した画像の濃度を読み取り、傾きを算出することで、ガンマの違いに応じて補正演算時の補正分解能を修正している。そして、このようにして修正される補正分解能に基づいて実際のスキャナ補正を施すことで、ガンマの違いによる濃度の変化を迅速に捉え、補正の収束性を向上させている。尚、図８(ａ)に示すグラフを用いた場合には、補正分解能が異なると、傾きが異なる線が引かれることとなる。
【００３５】
図９は、スキャナ補正時に利用されるチャート例を示した図である。図９に示す例では、第１の濃度として濃度５０％、第２の濃度として濃度３０％、第３の濃度として濃度２０％の３種類の濃度からなるチャートを出力し、出力されたチャートをスキャナで読み込む。このときの数種類の濃度は、主走査方向(ＬＰＨ１４のＬＥＤ配列方向)に伸びて同一の濃度を出力/読み込みできるように構成されている。そして、副走査方向に移動することにより異なった濃度の変化を装置のＩＮ側とＯＵＴ側とで同様に捉えることができる。このようなチャートを用いることで、装置のＩＮ側とＯＵＴ側とで、濃度の違いによるガンマの違いを把握することが可能となる。
【００３６】
図１０は、本実施の形態が適用される補正値の書き込み処理を実行する機能を示したブロック図である。図１０に示す補正値演算機能８０による処理結果は、図４に示す光量むら補正部７２に補正値として提供される。この補正値演算機能８０は、図９に示すような濃度差チャートを出力するチャート出力部８１、補正分解能の値を変更する対象となる修正位置を決定する補正分解能修正位置決定部８２を備えている。この補正分解能修正位置決定部８２によって指定される修正位置としては、各画素ごと、複数画素ごと等がある。補正分解能修正位置決定部８２は、例えば黒筋等の画質ディフェクトが生じた場合や、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの特定のユニットの交換時等、ユーザやメンテナンス者によるコントロールパネルからの入力等に基づいて、修正位置が決定される。
【００３７】
また、補正値演算機能８０は、スキャナで読み取られた濃度差チャートの情報を入力し、補正分解能修正位置決定部８２からの指示に基づいて濃度別画像濃度を読み取る濃度別画像濃度読み取り部８３、読み取られた各濃度別の画像濃度から、例えば図８(ｂ)に示すようなガンマ(入力濃度(Ｃin)に対する出力画像濃度の傾き)を算出するガンマ算出部８４、算出されたガンマに基づいて、例えば各画素ごとや複数画素ごと等の修正位置について補正分解能を変更する補正分解能変更部８５、変更された補正分解能に基づいて補正値を演算する補正値演算部８６、演算された補正値を濃度むら補正値(光量むら補正値)として格納する濃度むら補正値格納部８７を備えている。この濃度むら補正値格納部８７に格納された濃度むら補正値は、図４に示す光量むら補正部７２に出力されて、点灯信号に変換される。
【００３８】
図１１は、図１０に示す補正値演算機能８０によって実行される補正分解能変更処理を示したフローチャートである。まず、画像読取装置３や治具等のスキャナにて濃度差チャートが読み込まれる(ステップ１０１)。このとき、濃度別画像濃度読み取り部８３では、補正分解能修正位置決定部８２からの指示に基づき、決定された修正位置について、濃度別の画像濃度が取得される(ステップ１０２)。例えば補正分解能修正位置決定部８２からの指示にて装置のＩＮ側とＯＵＴ側の調整が指示されている場合には、ＩＮ側とＯＵＴ側の、主走査方向における複数画素に対して、濃度別の画像濃度が取得される。また、各画素ごとに濃度別の画像濃度が取得されてもよい。濃度別の画像濃度の取得では、例えば図９に示すチャートによって読み取る場合には、濃度が５０％と３０％、および２０％の３点について入力濃度(Ｃin)に対する出力画像濃度の値が得られる。
【００３９】
ガンマ算出部８４では、濃度別画像濃度読み取り部８３にて読み取られた濃度別の画像濃度を用いて、ガンマ(入力濃度(Ｃin)に対する出力画像濃度の傾き)が算出される(ステップ１０３)。ＩＮ側とＯＵＴ側について調整する必要がある場合には、例えば図８(ｂ)に示すようなガンマが算出される。補正分解能変更部８５では、ガンマ算出部８４にて算出されたガンマを用いて、予め決定されている補正分解能の基準値が変更される(ステップ１０４)。この予め決定されている補正分解能は、画像形成装置の出荷時等に調整された値として、所定のメモリに格納されている。その後、変更された補正分解能の値を用いて、補正値演算部８６にて実際の光量むら補正が実行される(ステップ１０５)。このときの光量むら補正(スキャナ補正)に用いられるチャートは、補正分解能の変更に用いた濃度差チャートが用いられてもよく、また、他のチャートが再度、読み込まれ、利用されても構わない。補正値演算部８６にて演算された補正値は、濃度むら補正値格納部８７に格納されて(ステップ１０６)、光量むら補正部７２に提供される。このようにして補正分解能の値が変更されることで、スキャナ補正を繰り返し何度も行わない場合であっても、良好な濃度むら補正を行うことが可能となる。
【００４０】
このように、従来、スキャナ読み取り濃度から補正値を演算する際、装置のＩＮ側とＯＵＴ側とでガンマが異なることから、同じ補正分解能を使って補正計算をすると、一回では補正を収束させることが困難であった。しかしながら、本実施の形態によれば、数種類の濃度で出力した画像を読み取り、傾きを算出することで、ガンマの違いに応じて補正演算時の補正分解能を修正した。そして、この修正した補正分解能を用いてスキャナ補正を行うことで、少ない回数で補正を収束させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の活用例として、例えば、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、また、この画像形成装置における例えば感光体ドラムを露光して静電潜像を形成するプリントヘッドに適用することができる。更に、濃度むらを補正する治具としての補正装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)の構成を示した図である。
【図３】本実施の形態が適用されるＬＰＨのハードウェア構成図である。
【図４】点灯信号発生部の構成を示したブロック図である。
【図５】点灯クロック数計算部にて実行される処理の概要を説明するための図である。
【図６】ＬＥＤチップの構成を説明するための回路図である。
【図７】ＬＥＤチップの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】(ａ),(ｂ)は、補正値と出力露光エネルギ量との関係、および感光体ドラム上のビーム径の違いによるガンマの差を説明するための図である。
【図９】スキャナ補正時に利用されるチャート例を示した図である。
【図１０】本実施の形態が適用される補正値の書き込み処理を実行する機能を示したブロック図である。
【図１１】補正値演算機能によって実行される補正分解能変更処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０…画像プロセス系、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、１５…現像器、５１…ＬＥＤアレイ、５２…プリント基板、５３…セルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)、６１…点灯信号発生部、６２…転送信号発生部、６３…ＬＥＤチップ、７１…並び替え部、７２…光量むら補正部、７３…点灯クロック数計算部、７４…シリアルパラレル変換部、８０…補正値演算機能、８１…チャート出力部、８２…補正分解能修正位置決定部、８３…濃度別画像濃度読み取り部、８４…ガンマ算出部、８５…補正分解能変更部、８６…補正値演算部、８７…濃度むら補正値格納部
【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】
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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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