JP2006205682A - Ｌｅｄアレイ露光装置及びこれを使用する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤアレイチップの配置位置のばらつきを考慮して各ＬＥＤ発光素子の光量を適切に補正できるとともに、感光体の感度や現像バイアスの程度を加味して、濃度むらやスジの発生を大幅に低減することが可能なＬＥＤアレイ露光装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 補正回路４１はプリント制御部４０から画像信号及び感光体感度の送信を受けて、光量補正値記憶部４２に記憶されたＬＥＤ発光素子の光量補正値と、チップ間隔記憶部４３に記憶されたチップ間隔とを用いて光量補正を行い、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７に送出する。これにより、ＬＥＤアレイチップの搭載位置のばらつき及び感光体感度に応じた光量補正が可能となり、ＬＥＤアレイチップの位置精度のばらつきを原因とする画像上の縦スジの発生を効果的に低減することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ＬＥＤアレイ露光装置及びこれを使用する画像形成装置に関し、特に、画素配列とのズレ、感光体の感度ばらつきや感度の温度変化があっても、濃度ムラが極力低減された電子写真式コピーを作成することができるＬＥＤアレイ露光装置及びこれを使用する画像形成装置に関する。

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。
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、現像器で紛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。

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、多面体鏡により感光体ドラム軸方向に走査し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）に配列して露光を行う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。
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。

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（記録しようとする画像データ）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。
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、複数個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。

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。
また、ＬＥＤアレイチップのチップ間隔が基準値より大きすぎても小さすぎても、画像上にシャープな白縦スジ又は黒縦スジとして現れる。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、上記の原因によりＬＥＤアレイチップの搭載位置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や縦スジが顕著に現れる。
さらに、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、チップ間隔が広がる方向のばらつきが大きいほど画像上に白縦スジとして視認され易くなり、逆に感光体の感度が低いと、チップ間隔が狭くなる方向のばらつきが大きいほど画像上に黒縦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。

そこで、各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーを均等化して画像の劣化を防止する方法が種々提案されており、特許文献１には、所定の駆動電流でＬＥＤ発光素子を駆動して発光量を測定し、各ＬＥＤ発光素子の発光量に応じた時間補正ビットを割り付け、駆動電流と時間補正ビットから露光エネルギーを演算する工程を、露光エネルギーが目標値に達するまで繰り返すＬＥＤプリントヘッドの光量補正方法が開示されている。また、特許文献２には、電流値及び通電時間のイニシャルデータを用いてＬＥＤを駆動して印字を行い、白スジ又は黒スジ発生部のＬＥＤ発光データ及びＬＥＤ間の距離に基づいて電流値及び通電時間を補正するＬＥＤプリントヘッドの光量補正方法が開示されている。
特開平８−３９８６０号公報 特開平８−１８３２０２号公報

しかしながら、特許文献１では、ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーが目標値に一致するまでにある程度の時間を要するため、迅速な光量補正を行うことができず、またＬＥＤアレイチップ間の位置精度ばらつきを光量補正に反映させることができない。
また、特許文献２では、ＬＥＤ間の距離に応じた光量補正は可能であるものの、電流値及び通電時間のイニシャルデータを用いて実際に印字を行う必要があり、補正に時間を要する上、白スジ又は黒スジの発生部に対してのみ光量補正が行われるため露光レベルの補正は完全とはいえず、画像ムラの発生を全面的に解決するものではなかった。
また、感光体ドラムの感度は、製造上の問題からロット間或いはロット内においても感度ばらつきを完全に押さえ込むことは困難であり、特許文献１、２の方法では、感光体の感度のばらつきに応じた光量補正は困難であった。
さらに、感光体の感度は、温度によっても変化するものであり、特許文献１、２では、感光体の感度の温度変化に応じた光量補正は困難であった。

そこで、本発明は、各ＬＥＤアレイチップの配置位置のばらつきを考慮して各ＬＥＤ発光素子の光量を適切に補正できるとともに、感光体の感度のばらつきや感度の温度変化を加味して、濃度むらやスジの発生を大幅に低減することが可能なＬＥＤアレイ露光装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段としての第１の本発明は、複数のＬＥＤ発光素子からなる複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて前記ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の駆動値を、前記ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、前記駆動値は、前記ＬＥＤ発光素子の発光量を所定基準値とさせる光量補正データによって補正され、前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の設計値と実際値との差に応じて補正され、前記感光体の感度のばらつき及び感度の温度特性に応じて補正されることを特徴とするＬＥＤアレイ露光装置である。

第２の発明は、第１の発明において、前記光量補正データと前記間隔の設計値及び実際値並びに前記感光体の感度のばらつき及び感度の温度特性とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段の出力に基づいて、前記駆動値を計算する計算手段とを備えることを特徴とするＬＥＤアレイ露光装置である。

第３の発明は、複数のＬＥＤ発光素子から成る複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて各ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の基準駆動値を各ＬＥＤ発光素子毎の光量補正データに基づき補正してＬＥＤ発光素子の光量補正を行い、該ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、
前記ＬＥＤアレイチップ内の各ＬＥＤ発光素子についての前記光量補正データと、
前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となる前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、且つ、前記感光体の感度の程度に応じて調節されるチップ間隔補正係数と、を用いて前記基準駆動値を補正し、各ＬＥＤ発光素子の駆動値を決定する際に、前記チップ間のドットの光量補正データに、温度センサの出力値からドラム感度の程度による影響とを前記補正係数に加味して光量補正値としたことを特徴とする。

更に本発明は、請求項１、２若しくは３に記載のＬＥＤアレイ露光装置とともに、温度センサを装置ハウジング内の、搬送ベルトを挟んでＬＥＤアレイ露光装置が組み込まれたプロセス系と反対側の給紙部上方の装置内温度の変動の少ない部位に配設してなるこ画像形成装置である。

第１の発明によれば、光量補正データと、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の設計値と補正対象となるＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、感光体の感度または現像バイアスに応じて大小が調節されるチップ間隔補正係数と、を用いてＬＥＤ発光素子の基準駆動値を補正して光量補正を行うことにより、各ＬＥＤアレイチップの搭載位置のばらつきにより発生する露光エネルギー差を、感光体の感度ばらつきや感度の温度変化を考慮して精度良く解消することができ、画像上の縦スジの発生を効率よく低減するＬＥＤアレイ露光装置を提供することができる。

また、第２の発明によれば、光量補正データと間隔データとを記憶する記憶手段と、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の設計値と補正対象となるチップ間の間隔データとからさらに光量を補正するチップ間隔補正係数を決定し、光量補正データ及びチップ間隔補正係数を用いて基準駆動値を補正し各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御することにより、光量補正データと間隔データとを記憶手段に記憶しておくだけでチップ間隔のばらつきを考慮した光量補正が可能となる。

また、第３の発明によれば、前記ＬＥＤアレイチップ内の各ＬＥＤ発光素子についての前記光量補正データと、
前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となる前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、且つ、前記感光体の感度の程度に応じて調節されるチップ間隔補正係数と、を用いて前記基準駆動値を補正し、各ＬＥＤ発光素子の駆動値を決定する際に、前記チップ間のドットの光量補正データに、温度センサの出力値からドラム感度の程度による影響とを前記補正係数に加味して光量補正値とした為に、前記第１及び第２の発明の効果を円滑に達成しうる。

更に本発明は、請求項１、２若しくは３に記載のＬＥＤアレイ露光装置とともに、温度センサを装置ハウジング内の、搬送ベルトを挟んでＬＥＤアレイ露光装置が組み込まれたプロセス系と反対側の給紙部上方の給紙内温度の変動の少ない部位に配設してなる為に前記濃度むらや縦スジの発生を大幅に低減できる画像形成装置の提供が可能となる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

まず、画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施形態の画像形成装置の概略図である。
画像形成装置において、１は画像形成装置の一例としてのカラープリンタ、２は筐体、３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは各々ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ用の画像形成部で、１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍは、前記各色のトナーホッパーである。また、１２は被記録媒体である用紙１４を収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、９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。又、各色の画像形成部３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは、各々、現像器４、感光体５、主帯電器６、ＬＥＤアレイ露光装置７、クリーニング部２０等から構成されている。
また、５０は温度センサであり、カラープリンタ１の内部に設置され、感光体５の温度をモニタする。
具体的には温度センサ５０を装置ハウジング内の、搬送ベルト８を挟んでＬＥＤアレイ露光装置が組み込まれたプロセスユニット３Ｂと反対側の給紙部上方の装置内温度の変動の少ない部位に配設している。

カラープリンタ１において、主帯電器６によって帯電された感光体５上には、ＬＥＤアレイ露光装置７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。この様なプロセスが、上記ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの各色毎に行われる。給紙カセット１２から送出された用紙１４は、給紙ガイド１３により案内されて、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３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍの直下を通過するときに、転写ローラ９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、用紙１４上でフルカラー画像を形成した４色のトナーは、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。

図２は、ＬＥＤアレイ露光装置７の上面図である。
ＬＥＤアレイ露光装置７は、配線を有する基板３０上に一列に配置され、画像データに応じて点灯制御される複数のＬＥＤから構成される複数のＬＥＤアレイチップ３１と、当該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と、ＬＥＤアレイチップ３１を構成する複数の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。ここで、上述の基板３０とレンズアレイ３２等は、図示しない保持部材により保持されている。又、ＬＥＤアレイ露光装置７を駆動制御するＬＥＤアレイ制御部３４が外部に設けられている。

図３は、ＬＥＤアレイ露光装置７をカラープリンタ１に組み込んだ場合の側面図である。
５はドラム形状を有する感光体であり、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、ドラム面上に結像する様子を波線で示している。
次に、画像形成装置の動作について説明する。
まず、カラープリンタ１に外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ、図示せず）等から送信されてくる画像信号に対応して各ＬＥＤ発光素子が駆動され、当該各ＬＥＤ発光素子による発光がレンズアレイ３２を介して、感光体５の面上にドットとして結像される。従来技術において説明したように、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、予め測定した各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーに基づいて周知の方法により、駆動電流値や発光時間或いはその両方を補正するための補正値を算出し、当該補正値を光量補正値として図２で示したＬＥＤアレイ制御部３４やカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７に記憶部を設けて記憶させておく。

次に、ＬＥＤアレイ露光装置７の少なくとも有効走査幅の全てのＬＥＤアレイチップ３１のチップ間隔を予め測定算出して、それぞれの間隔データを、図２で示したＬＥＤアレイ制御部３４や図１で示したカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７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値とＬＥＤアレイチップ間の間隔データを基に、感光体の感度ばらつきや感度の温度変化を加味して濃度むらやスジを低減する。

次に、ＬＥＤアレイ露光装置の制御について説明する。
図４は、ＬＥＤアレイ制御部３４のブロック図である。
４０はプリント制御部であり、４１は各画素毎の発光光量を決定する補正回路であり、各ＬＥＤ素子の駆動値を計算する計算手段を含む。４２は光量補正値を記憶している光量補正値記憶部であり、４３はＬＥＤアレイチップ間の間隔データを記憶するチップ間隔記憶部である。７はＬＥＤアレイ露光装置であり、ＰＣは例えばパソコンのような外部に接続された情報端末装置を示している。

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。次に、プリント制御部４０は例えば１走査ライン毎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７に送出してプリントを開始させる。
補正回路４１はプリント制御部４０からの画像信号とともに予め準備された感光体感度データ（室温での感度ＳＲ及び感度の温度特性ＳＴ）の送信を受け、その画素を露光するＬＥＤ発光素子の光量補正値とチップ間隔を、光量補正値記憶部４２とチップ間隔記憶部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により決定し、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７に送出する。このとき、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７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。

本実施形態においては、ＬＥＤ素子毎の光量補正とともにチップ間隔に対する補正を施し、さらに感光体感度（室温での感度ＳＲの製造ばらつき）及び感度の温度特性（温度変化）ＳＴに応じた補正も行っている。
これにより、画像むらや縦スジなどの画像の劣化をより一層低減することができる。なお、感光体感度データＳＲ、ＳＴ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（図示せず）から入力するようにしてもよいし、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。
図５は、感光体の感度によりＬＥＤ発光素子の発光光量を補正する補正方法のフローチャートである。なお、実際には、１つのＬＥＤアレイチップに搭載されるＬＥＤ発光素子の個数で１つの補正グループが形成されるが、説明の便宜のために、ここではＬＥＤアレイチップには５個のＬＥＤ発光素子が搭載されており、ＬＥＤ発光素子５個で１つの補正グループを形成するものとしている。
まず、ステップＳ１において、補正回路４１にプリントされる画素が取り込まれ、その画素番号Ｎを１から順に割り当てる。ここでは最初の画素番号を１として、画素５までを示している。

次にステップＳ２において、予め入力された感光体感度（室温感度）ＳＲを読み取る。感光体感度（室温感度）ＳＲは、製造工程による感度ばらつきを示すものである。
次にステップＳ３において、各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正値Ｌを光量補正値記憶部４２より取り込む。
次にステップＳ４において、各画素に対応するＬＥＤ発光素子が搭載された補正対象となるＬＥＤアレイチップと、隣接する次のＬＥＤアレイチップとの間のチップ間隔Ａをチップ間隔記憶部４３より取り込む。

次にステップ５において、チップ間隔記憶部４３等に予め記憶させておいたチップ間隔設計値Ｒを読み出す。
次にステップＳ６において、チップ間隔の設計値Ｒに対するチップ間隔Ａの差分Ｄ（Ａ−Ｒ）を算出する。
次にステップＳ７において、設計値Ｒに対する差分Ｄの割合Ｐ（＝Ｄ／Ｒ）を算出する。
このように算出された割合Ｐの絶対値が大きいほど、対応するＬＥＤアレイチップ間隔が、設計値から大きくばらついていることになる。
そのため、次のステップＳ８において、上記のように得られた割合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補正に必要な係数を別途実験などで算出しておき、チップ毎にチップ間隔補正係数Ｂを計算する。
次のステップＳ９において、室温感度ＳＲのばらつきと感度の温度変化を考慮して、チップ間隔補正係数Ｂをさらに補正した補正係数Ｃを算出しておく。そのため、チップ間隔補正係数Ｂに対して、常温感度ＳＲの製造ばらつきの重みと感度の温度変化ＳＴの重みとを乗算した値を、補正係数Ｃとする。
最後にステップＳ１０において、ＬＥＤ発光素子の基準駆動値に対して、各画素の光量補正値Ｌを乗算し、更に補正係数Ｃを乗算し、常温感度ＳＲの製造ばらつきの重みを乗算し、感度の温度変化ＳＴの重みを乗算した値を、各ＬＥＤ素子の（各画素に対する）駆動値Ｉとする。
なお、このフローチャートを実行するために、ＬＥＤアレイチップのチップ間隔Ａ、チップ間隔設計値Ｒ及び室温感度Ｓより予めチップ間隔補正係数Ｂ及び補正係数Ｃを算出しておき、チップ間隔データに代えてＬＥＤアレイ制御部３４や図１で示したカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７に記憶部を設けて記憶させておくこともできる。この場合、チップ間隔補正係数Ｂをその都度算出する必要がないため、光量補正に要する時間を短縮することができる。

次に、上述した補正係数Ｃの決定方法について説明する。
図６は、チップ間隔補正係数Ｂに対して乗算すべき常温感度ＳＲの製造ばらつきの重み（α、α´、α´´）及び感度の温度変化ＳＴの重み（β、β´）を示すダイヤグラムの一例である。
常温感度ＳＲの製造ばらつきは、感光体感度電位（感光体感度の製造ばらつき）により、例えば、３領域（１５０Ｖ以下の領域、１５０Ｖより大きく２５０Ｖより小さい領域、２５０Ｖ以上の領域）に分割される。また、感光体の感度の温度変化ＳＴは、感光体温度により、例えば、３領域（１０℃以下の領域、１０℃より大きく３０℃より小さい領域、３０℃以上の領域）に分割される。
そして、常温感度ＳＲの製造ばらつきの重みは、１５０Ｖ以下の領域、１５０Ｖより大きく２５０Ｖより小さい領域、２５０Ｖ以上の領域に対して、それぞれ、α´´、α、α´とされる。また、感度の温度変化ＳＴの重みは、３領域（１０℃以下の領域、１０℃より大きく３０℃より小さい領域、３０℃ｃ以上の領域）に対して、それぞれβ´、１、βとされる。

まず、（α、α´、α´´）の決定について、具体的に説明する。
室温感度ＳＲが１５０Ｖより大きく、２５０Ｖより小さい時を、基準として、常温感度ＳＲの重みをαとする。
次に、経験則によれば、室温感度ＳＲが２５０Ｖ以上では、チップ間隔差分Ｄのばらつきが大きく且つチップ間隔Ａの大きい部分ほど画像上に白縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、チップ間隔差分Ｄが９μｍ、１１μｍの場合は、室温感度ＳＲの重みをα´とする。なお、チップ間隔差分Ｄが５μｍ、７μｍの場合は、室温感度ＳＲの重みをαとする。
一方、経験則によれば、室温感度ＳＲが１５０Ｖ以下では差分Ｄのばらつきが大きく、チップ間隔Ａの小さい部分ほど画像上に黒縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、チップ間隔差分Ｄが−９μｍ、−１１μｍの場合は、室温感度ＳＲの重みをα´´とする。なお、チップ間隔差分Ｄが−５μｍ、−７μｍの場合は、室温感度ＳＲの重みをαとする。また、室温感度ＳＲが１５０Ｖより大きく、チップ間隔差分Ｄが−９μｍより大きい場合は、室温感度ＳＲの重みをαとする。
なお、α、α´、α´´は、予め実験的に求めておき、補正回路４１のメモリ中に、各場合毎のルックアップテーブルとして格納しておく。

図７は、製造工程に起因した感光体感度が温度センサで１０℃以下でドラム感度が２００Ｖである場合のＬＥＤ素子発光光量補正を行った場合の画像むらレベルを示す表である。
また、図８は、製造工程に起因した感光体感度が温度センサで３０℃以上で２００Ｖで
ある場合のＬＥＤ素子発光光量補正を行った場合の画像むらレベルを示す表である。
次に、（β、β´）の決定について、具体的に説明する。
室温が１０℃より高く３０℃より低い場合を基準として、感度の温度特性（温度変化）ＳＴの重みを”１”とする。
次に、経験則によれば、感光体温度が１０℃以下では、チップ間隔差分Ｄのばらつきが大きく且つチップ間隔Ａの大きい部分ほど画像上に白縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、チップ間隔差分Ｄが９μｍ、１１μｍの場合は、温度特性ＳＴの重みをβ´とする。なお、チップ間隔差分Ｄが５μｍ、７μｍの場合は、温度特性の重みを”１”とする。
一方、経験則によれば、感光体温度が３０℃以上では差分Ｄのばらつきが大きく且つチップ間隔Ａの小さい部分ほど画像上に黒縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、チップ間隔差分Ｄが−９μｍ、−１１μｍの場合は、温度特性ＳＴの重みをβとする。なお、チップ間隔差分Ｄが−５μｍ、−７μｍの場合は、温度特性の重みを”１”とする。
なお、β、β´は、予め実験的に求めておき、補正回路４１のメモリ中に、各場合毎のルックアップテーブルとして格納しておく。
これにより、補正後の縦スジレベルは見えなくなる。
以上、本実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されることなく、いくつかの変形を加えることが可能である。
例えば、感光体感度の製造ばらつきと感度の温度特性に加えて、現像バイアスにより、ＬＥＤ素子の発光光量を補正してもよい。現像バイアスが３００Ｖ以下ではチップ間隔差分Ｄのばらつきが大きく、チップ間隔の大きい部分ほど画像上に白縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、補正係数Ｃは、チップ間隔補正係数Ｂにγ´を乗算した値とする。一方、現像バイアスが４００Ｖ以上ではチップ間隔差分Ｄのばらつきが大きく、チップ間隔の小さい部分ほど画像上に黒縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、補正係数Ｃは、チップ間隔補正係数Ｂにγ´´を乗算した値とする。

また、ＬＥＤアレイチップのチップ間隔Ａ、チップ間隔設計値Ｒ及び感光体感度Ｓより予めチップ間隔補正係数Ｂ及び補正係数Ｃを算出しておき、チップ間隔データに代えてＬＥＤアレイ制御部３４や図１で示したカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７に記憶部を設けて記憶させておくこともできる。また、補正係数Ｃの計算を、ＬＥＤアレイ露光装置７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。

また、本実施形態では、光量補正値とチップ間隔データとを、光量補正値記憶部４２とチップ間隔記憶部４３とに別個に記憶させていたが、同一の記憶部に記憶させておくことも可能である。また、光量補正値は各ＬＥＤ発光素子について予め測定したデータを記憶させておく代わりに、各ＬＥＤ発光素子の光量を検出する光量検出手段を設け、光量検出手段の検出結果に基づいて適宜書き換え可能としておけば、ＬＥＤ発光素子の経時劣化等に伴う光量変化に応じた光量補正値を用いることができる。
また、画像形成装置としては、タンデム方式のカラープリンタについてのみ説明したが、本発明は、モノクロデジタル複合機等の他のタイプの複写機、或いはファクシミリやスキャナ、プリンタ等の他の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

本発明は、複数のＬＥＤ発光素子から成る複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて各ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の基準駆動値を各ＬＥＤ発光素子毎の光量補正データに基づき補正してＬＥＤ発光素子の光量補正を行い、該ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、ＬＥＤアレイチップ内の各ＬＥＤ発光素子についての光量補正データと、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の設計値と補正対象となるＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、且つ、感光体の感度または現像バイアスの程度に応じて調節されるチップ間隔補正係数と、を用いて基準駆動値を補正し、各ＬＥＤ発光素子の駆動値を決定することとしている。これにより、各ＬＥＤアレイチップの搭載位置のばらつきにより発生する露光エネルギー差を、感光体の感度ばらつきや現像バイアスの程度を加味して精度良く解消することができ、画像上の白縦スジや黒縦スジの発生を効率よく低減するＬＥＤアレイ露光装置の提供が可能となる。

また、光量補正データと間隔データとを記憶する記憶手段と、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の設計値と補正対象となるチップ間の間隔データとからチップ間隔補正係数を決定し、光量補正データ及びチップ間隔補正係数を用いて基準駆動値を補正し各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことにより、光量補正データと間隔データとを記憶手段に記憶しておくだけでチップ間隔のばらつきを考慮した光量補正が可能となる。
また、チップ間の間隔データに代えて予め算出しておいたチップ間隔補正係数を記憶しておくことにより、光量補正に要する時間がより短縮可能となる。

また、本発明のＬＥＤアレイ露光装置を搭載することにより、濃度むらや縦スジの発生を大幅に低減でき、高画質な画像を形成する優れた画像形成装置の提供が可能となる。

本実施形態の画像形成装置１の概略図である。 ＬＥＤアレイ露光装置７の上面図である。 ＬＥＤアレイ露光装置７の側面図である。 ＬＥＤアレイ制御部３４のブロック図である。 感光体の感度によりＬＥＤ発光素子の発光光量を補正する補正方法のフローチャートである。 チップ間隔補正係数Ｂに対して乗算すべき常温感度ＳＲの製造ばらつきの重み（α、α´、α´´）及び感度の温度変化ＳＴの重み（β、β´）を示すダイヤグラムの一例である。 製造工程に起因した感光体感度が２５０Ｖ以上である場合のＬＥＤ素子発光光量補正を行った場合の画像むらレベルを示す表である。 製造工程に起因した感光体感度が１５０Ｖ以下である場合のＬＥＤ素子発光光量補正を行った場合の画像むらレベルを示す表である。

符号の説明

１ カラープリンタ
２ 筐体
３Ｂ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ 画像形成部
４ 現像器
５ 感光体
６ 主帯電器
７ ＬＥＤアレイ露光装置
８ 搬送ベルト
９ 転写ローラ
１０Ｂ、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
２０ クリーニング部
３０ 基板
３１ ＬＥＤアレイチップ
３２ レンズアレイ
３３ 駆動ＩＣ
３４ ＬＥＤアレイ制御部
４０ プリント制御部
４１ 補正回路
４２ 光量補正値記憶部
４３ チップ間隔記憶部
５０ 温度センサ

Claims (4)

1. 複数のＬＥＤ発光素子からなる複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて前記ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の駆動値を補正し、前記ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、
   前記駆動値は、
   前記ＬＥＤ発光素子の発光量を所定基準値とさせる光量補正データによって補正され、
   前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の設計値と実際値との差に応じて補正され、
   前記感光体の感度のばらつき及び感度の温度特性に応じて補正されることを特徴とするＬＥＤアレイ露光装置。
2. 請求項１において、前記光量補正データと前記間隔の設計値及び実際値並びに前記感光体の感度のばらつき及び感度の温度特性とを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段の出力に基づいて前記駆動値を計算する計算手段とを備えることを特徴とするＬＥＤアレイ露光装置。
3. 複数のＬＥＤ発光素子から成る複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて各ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の基準駆動値を各ＬＥＤ発光素子毎の光量補正データに基づき補正してＬＥＤ発光素子の光量補正を行い、該ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、
   前記ＬＥＤアレイチップ内の各ＬＥＤ発光素子についての前記光量補正データと、
   前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となる前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、且つ、前記感光体の感度の程度に応じて調節されるチップ間隔補正係数と、を用いて前記基準駆動値を補正し、各ＬＥＤ発光素子の駆動値を決定する際に、前記チップ間のドットの光量補正データに、温度センサの出力値からドラム感度の程度による影響とを前記補正係数に加味して光量補正値としたことを特徴とするＬＥＤアレイ露光装置。
4. 請求項１、２若しくは３に記載のＬＥＤアレイ露光装置とともに、温度センサを装置ハウジング内の、搬送ベルトを挟んでＬＥＤアレイ露光装置が組み込まれたプロセス系と反対側の給紙部上方の給紙内温度の変動の少ない部位に配設してなることを特徴とする画像形成装置。

Images