JP2007118194A - プリントヘッドの点灯量調整方法、プリントヘッドの点灯量調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリントヘッドを構成する各点灯素子の点灯量調整の精度を高める。
【解決手段】 ＬＰＨは、主走査方向に複数のＬＥＤが配列されたＳＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)を、主走査方向に千鳥状に配列して構成される。各ＬＥＤの光量補正を行うにあたっては、最初に、ＬＰＨ単体で各ＬＥＤの発光光量を直接測定し、この測定結果に基づいて得られた各ＬＥＤの第一の光量補正値ＡをＥＥＰＲＯＭ１０２に書き込む。次に、このＬＰＨをデジタルカラープリンタに装着し、画像形成動作によって得られたテストチャートの読み取り結果に基づき、各ＬＥＤの発光光量を間接的に測定し、この測定結果に基づいて各ＬＥＤの第二の光量補正値Ｂを求める。そして、第一の光量補正値Ａをベースに第二の光量補正値Ｂを参照しつつ修正を行って得られた最終的な第三の光量補正値ＣをＥＥＰＲＯＭ１０２に書き込む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、主走査方向に配列された複数の点灯素子によって画像等の記録を行うプリントヘッドにおいて、各点灯素子の点灯光量を調整するプリントヘッドの点灯量調整方法等に関する。

電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、まず、例えばドラム状に形成された感光体(感光体ドラム)の表面が帯電装置によって一様に帯電される。帯電された感光体ドラムは、画像データに基づいて制御された露光装置により露光され、その表面に静電潜像が形成される。続いて、感光体ドラム上に形成された静電潜像は現像装置により可視像(トナー像)化される。その後、トナー像は感光体ドラムの回転に伴って転写部まで搬送されて、記録紙上に静電転写される。そして、記録紙上に担持されたトナー像は定着処理が施されて、永久像となる。
このような画像形成装置で用いられる露光装置としては、従来よりレーザダイオードとポリゴンミラーとを組み合わせて、主走査方向にレーザ光を走査露光する光走査方式が用いられてきた。しかし、近年では、装置の小型化の要請等から、多数のＬＥＤ(発光ダイオード：Light Emitting Diode)を主走査方向に配列して構成されたＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ：LED Print Head)を用いた露光装置も多く採用されている。

ＬＰＨは、一般に、多数のＬＥＤをライン状に配列したＬＥＤチップを複数配置してなる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ロッド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を駆動させ、感光体へ向けて光を出力し、ロッドレンズ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。

ＬＰＨでは、発光素子であるＬＥＤおよびロッドレンズが主走査方向に複数、並んだ構造であることから、各発光点のばらつきが画像品質に大きな影響を与える。特に、発光点の光量にばらつきがある場合やレンズの特性がばらついた場合には、副走査方向のスジや濃度むらが生じてしまい、画質欠陥となり易い。
そこで、画像形成装置にＬＰＨを装着してハーフトーン画像等を含む補正チャートを出力し、出力された補正チャートをスキャナ等で読み取り、補正チャートの読み取り結果に基づいて各ＬＥＤの光量を補正する技術が存在する(特許文献１、２参照。)。

特開２００１−１４６０３８号公報(第５−７頁、図２) 特開２００５−２５４４９１号公報(第５−６頁、図４)

ところで、上述したような手法で光量補正を行う場合、出力される補正チャートには、ＬＰＨを構成する各ＬＥＤの光量むらに起因する濃度むらに加え、他の要因に起因する濃度むらも重畳される。他の要因としては、例えば感光体ドラム上の感光層の膜厚分布が主走査方向で異なることにより帯電特性に違いが生じる場合が挙げられる。また、例えば現像装置内の現像剤の分布が主走査方向で異なることにより現像むらが生じる場合も挙げられる。したがって、補正チャートの読み取り結果に基づいて各ＬＥＤの光量補正を行った場合には、これら他の要因に起因する変動分も各ＬＥＤの光量で補正されることになってしまう。すると、現像装置内の現像剤分布が経時的に変化したり、あるいは感光体ドラムの交換が行われたりした場合には、各ＬＥＤの光量補正によって濃度むらが引き起こされることになってしまう。

かかる問題に対し、上記特許文献２では、補正チャートを読み取る際に各ＬＥＤの発光分布に起因するＬＰＨ固有の濃度むら(筋)を抽出することで、他の要因に起因する濃度むらについては補正を行わないことを提案している。
しかしながら、特許文献２では、ＬＰＨ固有の濃度むらを抽出するための手順が非常に煩雑であり、また、ＬＰＨ固有の濃度むらを検出する精度を高めることが困難であった。

本発明は、かかる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、プリントヘッドを構成する各点灯素子の点灯量調整の精度を高めることにある。

かかる目的のもと、本発明は、主走査方向に複数の点灯素子が配列された点灯素子チップを、主走査方向に複数配列してなるプリントヘッドの点灯量調整方法であって、複数の点灯素子の点灯量を直接測定するステップと、点灯量を直接測定した結果に基づき、複数の点灯素子に対する点灯量の第一の補正値を取得するステップと、第一の補正値を加味した点灯量にて複数の点灯素子を点灯させて画像形成を行い、出力された補正チャートの読み取り結果に基づいて複数の点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップと、点灯量を間接的に測定した結果に基づき、複数の点灯素子に対する点灯量の第二の補正値を取得するステップと、第一の補正値と第二の補正値との差分に基づいて点灯素子毎の修正値を決定し、決定された修正値を用いて第一の補正値を修正するステップとを含み、第一の補正値を修正するステップでは、第一の補正値が一定以上変化しないよう、修正値を決定することを特徴としている。
ここで、第一の補正値を修正するステップでは、差分が予め決められた閾値を超えた場合に、閾値を修正値とすることができる。

また、他の観点から捉えると、本発明は、主走査方向に複数の点灯素子が配列された点灯素子チップを、主走査方向に複数配列してなるプリントヘッドの点灯量調整方法であって、複数の点灯素子の点灯量を直接測定するステップと、点灯量を直接測定した結果に基づき、複数の点灯素子に対する点灯量の第一の補正値を取得するステップと、第一の補正値を加味した点灯量にて複数の点灯素子を点灯させて画像形成を行い、出力された補正チャートの読み取り結果に基づいて複数の点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップと、
点灯量を間接的に測定した結果に基づき、複数の点灯素子に対する点灯量の第二の補正値を取得するステップとを含み、複数の点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップでは、補正チャートを読み取って得られた濃度データから、点灯素子チップの主走査方向長さとは異なる周期の濃度むらを除去することを特徴としている。
ここで、複数の点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップでは、補正チャートを読み取って得られた濃度データから、点灯素子チップの主走査方向長さの半分以下の周期の濃度むら、および、点灯素子チップの主走査方向長さの５倍以上の周期の濃度むらを除去することができる。

さらに、他の観点から捉えると、本発明は、主走査方向に複数の点灯素子が配列された点灯素子チップを、主走査方向に複数配列してなるプリントヘッドの点灯量調整装置であって、予めメモリに格納された第一の補正値を加味した点灯量にて複数の点灯素子を点灯させて行われた画像形成動作によって出力された補正チャートの読み取りデータを、複数の点灯素子に対応する濃度データに変換する濃度変換部と、濃度変換部から出力される濃度データにフィルタリング処理を施し、点灯素子チップの主走査方向長さとは異なる周期の濃度むらを除去する周波数フィルタ部と、濃度むらが除去された濃度データに基づき、複数の点灯素子に対する点灯量の第二の補正値を演算する補正値演算部と、第一の補正値と補正値演算部から出力される第二の補正値との差分に基づいて点灯素子毎の修正値を決定し、決定された修正値を用いて第一の補正値を修正する修正値設定部と、修正値設定部で第一の補正値を修正値で修正して得られた第三の補正値をメモリに書き込む補正値書き込み部とを含んでいる。

ここで、第一の補正値は、プリントヘッドを構成する複数の点灯素子の点灯量を直接測定した結果に基づいて設定されていることを特徴とすることができる。また、周波数フィルタ部は、点灯素子チップの主走査方向長さの半分以下の周期の濃度むら、および、点灯素子チップの主走査方向長さの５倍以上の周期の濃度むらを除去することができる。さらに、修正値設定部は、第一の補正値が一定以上変化しないよう、修正値を決定することができる。この場合に、修正値設定部は、差分が予め決められた閾値を超えた場合に、閾値を修正値とすることができる。そして、調整対象となるプリントヘッドを構成する複数の点灯素子チップが、千鳥状に配列されていることを特徴とすることができる。

本発明によれば、プリントヘッドを構成する各点灯素子の点灯量調整の精度を高めることができる。

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は本実施の形態にて測定対象となるＬＥＤプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ１である。このデジタルカラープリンタ１は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１０、画像形成プロセス部１０を制御する制御部３０を備えている。また、このデジタルカラープリンタ１は、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。

画像形成プロセス部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを備えている。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、感光体ドラム１２、帯電器１３、ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、現像器１５、クリーナ１６を備える。ここで、感光体ドラム１２は、静電潜像を形成してトナー像を担持する。また、帯電器１３は、感光体ドラム１２の表面を所定電位で一様に帯電する。ＬＰＨ１４は、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。現像器１５は、ＬＰＨ１４によって得られた静電潜像を現像する。クリーナ１６は、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃する。ここで、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いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、それぞれがイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)のトナー像を形成する。
また、画像形成プロセス部１０は、中間転写ベルト２１、一次転写ロール２２、二次転写ロール２３、そして定着器２５を備えている。中間転写ベルト２１には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて形成された各色のトナー像が多重転写される。一次転写ロール２２は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの各色トナー像を中間転写ベルト２１に順次転写(一次転写)させる。二次転写ロール２３は、中間転写ベルト２１上に転写された重畳トナー像を記録材である用紙Ｐに一括転写(二次転写)させる。定着器２５は、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる。

では、このデジタルカラープリンタ１における画像形成動作について説明する。このデジタルカラープリンタ１において、画像形成プロセス部１０は、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画像形成動作を行う。その際に、ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像データは、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。そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により一様に所定電位に帯電された感光体ドラム１２の表面が、画像処理部４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＰＨ１４により露光されて、静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は現像器１５により現像され、イエローのトナー像が形成される。同様に、他の画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで形成された各色トナー像は、図１の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト２１上に、一次転写ロール２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト２１上に重畳されたトナー像が形成される。形成された重畳トナー像は、中間転写ベルト２１の移動に伴って二次転写ロール２３が配設された領域(二次転写部)に搬送される。重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。そして、二次転写部にて二次転写ロール２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２１から剥離され、搬送ベルト２４により定着器２５まで搬送される。定着器２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部(図示せず)に搬送される。

図２は、ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。図２において、ＬＰＨ１４は、ハウジング６１、自己走査型ＬＥＤアレイ(ＳＬＥＤ)６３を備えている。また、ＬＰＨ１４は、ＳＬＥＤ６３やＳＬＥＤ６３を駆動する駆動回路(信号発生回路)１００(後段の図３参照)等を搭載するＬＥＤ回路基板６２、ＳＬＥＤ６３からの光を感光体ドラム１２表面に結像させるロッドレンズアレイ６４を備えている。さらに、ＬＰＨ１４は、ロッドレンズアレイ６４を支持するとともにＳＬＥＤ６３を外部から遮蔽するホルダ６５、ハウジング６１をロッドレンズアレイ６４方向に付勢する板バネ６６を備えている。

ハウジング６１は、アルミニウム、ＳＵＳ等のブロックまたは板金で形成され、ＬＥＤ回路基板６２を支持している。また、ホルダ６５は、ハウジング６１およびロッドレンズアレイ６４を支持し、ＳＬＥＤ６３の発光点とロッドレンズアレイ６４の焦点とが一致するように設定している。さらに、ホルダ６５はＳＬＥＤ６３を密閉するように構成されている。そのため、ＳＬＥＤ６３に外部からゴミが付着することを防ぐことができる。一方、板バネ６６は、ＳＬＥＤ６３およびロッドレンズアレイ６４の位置関係を保持するように、ハウジング６１を介してＬＥＤ回路基板６２をロッドレンズアレイ６４方向に付勢している。
このように構成されたＬＰＨ１４は、調整ネジ(図示せず)によってロッドレンズアレイ６４の光軸方向に移動可能に構成され、ロッドレンズアレイ６４の結像位置(焦点面)が感光体ドラム１２表面上に位置するように調整される。

ＬＥＤ回路基板６２には、図３(ＬＥＤ回路基板６２の平面図)に示したように、例えば５８個の点灯素子チップとしてのＳＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)からなるＳＬＥＤ６３が、感光体ドラム１２の軸線方向と平行になるように精度良く列状に配置されている。この場合、図４(各ＳＬＥＤチップの連結部を説明する図)に示したように、各ＳＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)に配置されたＬＥＤアレイの端部境界において、各ＬＥＤアレイがＳＬＥＤチップ同士の連結部で連続的に配列されるように、ＳＬＥＤチップは交互に千鳥状に配置されている。なお、図４では、一例としてＣｈｉｐ１、Ｃｈｉｐ２およびＣｈｉｐ３の連結部を示している。
また、ＬＥＤ回路基板６２には、信号発生回路１００、レベルシフト回路１０４、出力電圧を安定化させるための３端子レギュレータ１０１、ＳＬＥＤ６３における光量補正値データ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１０２、デジタルカラープリンタ１本体との間で信号の送受信を行うハーネス１０３が備えられている。

図５は、ドライバとしての信号発生回路１００の構成およびＬＥＤ回路基板６２の配線構成を示した図である。図５に示すように、信号発生回路１００は、各ＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)に対して点灯信号ΦＩ(Φ１〜ΦＩ５８)を出力する点灯信号発生部１１０を備えている。また、信号発生回路１００は、各ＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)を六組に分け、それぞれの組に対して転送信号ＣＫ１(ＣＫ１_１〜ＣＫ１_６)および転送信号ＣＫ２(ＣＫ２_１〜ＣＫ２_６)を出力する転送信号発生部１３０を備えている。

また、ＬＥＤ回路基板６２上には、各ＳＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)に電力を供給する＋３．３Ｖの電源ライン１０５および接地(ＧＮＤ)された電源ライン１０６が設けられている。また、信号発生回路１００から各ＳＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)に対して点灯信号ΦＩ(ΦＩ１〜ΦＩ５８)を送信する信号ライン１０７(１０７_１〜１０７_５８)も設けられている。さらに、転送信号ＣＫ１(ＣＫ１_１〜１_６)を送信する信号ライン１０８(１０８_１〜１０８_６)も設けられている。さらにまた、転送信号ＣＫ２(ＣＫ２_１〜２_６)を送信する信号ライン１０９(１０９_１〜１０９_６)も設けられている。
そして、各ＳＬＥＤチップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)には、信号ライン１０７を介して、Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８に対する点灯信号ΦＩ(ΦＩ１〜ΦＩ５８)が入力される。また、信号ライン１０８を介して転送信号ＣＫ１(ＣＫ１_１〜１_６)が、信号ライン１０９を介して転送信号ＣＫ２(ＣＫ２_１〜２_６)が、それぞれＣｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８に入力される。

続いて、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する。
図６は、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する図である。本実施の形態のＳＬＥＤ６３は、レベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続されている。レベルシフト回路１０４は、抵抗Ｒ１ＢとコンデンサＣ１、および抵抗Ｒ２ＢとコンデンサＣ２がそれぞれ並列に配置された構成を有し、それぞれの一端がＳＬＥＤ６３の入力端子に接続され、他端が信号発生回路１００(転送信号発生部１３０)の出力端子に接続されている。そして、信号発生回路１００(転送信号発生部１３０)から出力される転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃに基づいて、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２をＳＬＥＤ６３に出力するように構成されている。
なお、本実施の形態のＳＬＥＤ６３には、５８個のＳＬＥＤチップが直列に配列されているが、図６では、１つのＳＬＥＤチップだけを示している。そして、以下の説明では、便宜上ＳＬＥＤチップをＳＬＥＤ６３と称することとする。

図６に示したように、ＳＬＥＤ６３は、スイッチ素子としての１２８個のサイリスタＳ１〜Ｓ１２８、点灯素子としての１２８個のＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８、１２８個のダイオードＤ１〜Ｄ１２８、１２８個の抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８、さらには信号ライン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で構成されている。
なお、ここでは、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８への電流の供給を制御するサイリスタＳ１〜Ｓ１２８とダイオードＤ１〜Ｄ１２８とで主に構成される部分を転送部と呼ぶ。

本実施の形態のＳＬＥＤ６３では、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のアノード端子(入力端)Ａ１〜Ａ１２８は電源ライン１０５に接続されている。この電源ライン１０５には電源電圧Ｖｃｃ(Ｖｃｃ＝＋３.３Ｖ)が供給される。
奇数番目サイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７のカソード端子(出力端)Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して転送信号ＣＫ１が送信される。
また、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８のカソード端子(出力端)Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して転送信号ＣＫ２が送信される。

一方、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子(制御端)Ｇ１〜Ｇ１２８は、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられた抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８を介して電源ライン１０６に各々接続されている。なお、電源ライン１０６は接地(ＧＮＤ)されている。
また、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８と、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられたＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のゲート端子とは各々接続される。
さらに、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８には、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８のカソード端子が接続されている。そして、サイリスタＳ１〜Ｓ１２７のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７には、次段のダイオードＤ２〜Ｄ１２８のアノード端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオードＤ１〜Ｄ１２８はゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７を挟んで直列接続されている。
ダイオードＤ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ２Ａおよびレベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続され、転送信号ＣＫ２が送信される。また、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のカソード端子は、駆動電流設定抵抗ＲＩＤを介して信号発生回路１００(点灯信号発生部１１０)に接続されて、点灯信号ΦＩが送信される。

さらには、ＳＬＥＤ６３には、転送部においてサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８を覆うように遮光マスク５０を配置している。これは、画像形成動作中に、オン状態にあって電流が流れている状態におけるサイリスタＳ１〜Ｓ１２８や、電流が流れている状態におけるダイオードＤ１〜Ｄ１２８からの発光を遮断し、不要光が感光体ドラム１２を露光することを抑制するために設けられている。

次に、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力されるＳＬＥＤ６３を駆動する信号(駆動信号)について説明する。
図７は、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。なお、図７に示すタイミングチャートでは、すべてのＬＥＤが光書き込みを行う(発光する)場合について表記している。
(１)まず、画像形成装置から信号発生回路１００にリセット信号(ＲＳＴ)が入力されることによって、信号発生回路１００では、転送信号ＣＫ１Ｃをハイレベル(以下、「Ｈ」と記す。)、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１が「Ｈ」に設定され、また、転送信号ＣＫ２Ｃをローレベル(以下、「Ｌ」と記す。)、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として、転送信号ＣＫ２がローレベル(「Ｌ」)に設定されて、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフの状態に設定される(図７(ａ))。
(２)リセット信号(ＲＳＴ)に続いて、信号発生回路１００から出力されるライン同期信号Ｌｓｙｎｃが「Ｈ」になり(図７(Ａ))、ＳＬＥＤ６３の動作を開始する。そして、このライン同期信号Ｌｓｙｎｃに同期して、図７(Ｅ)、(Ｆ)、(Ｇ)に示すように、転送信号ＣＫ２Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ２を「Ｈ」とする(図７(ｂ))。
(３)次に、図７(Ｃ)に示すように、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｌ」にする(図７(ｃ))。

(４)これに続いて、図７(Ｂ)に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃを「Ｌ」にする(図７(ｄ))。
この状態においては、サイリスタＳ１のゲート電流が流れ始める。その際に、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒをハイインピーダンス(Ｈｉｚ)にすることで、電流の逆流防止を行う。
その後、サイリスタＳ１のゲート電流により、サイリスタＳ１がオンし始め、ゲート電流が徐々に上昇する。それとともに、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に電流が流れ込むことで、転送信号ＣＫ１の電位も徐々に上昇する。

(５)所定時間(転送信号ＣＫ１電位がＧＮＤ近傍になる時間)の経過後、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒを「Ｌ」にする(図７(ｅ))。そうすると、ゲートＧ１電位が上昇することによって信号ラインΦ１電位の上昇および転送信号ＣＫ１電位の上昇が生じ、それに伴いレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂ側に電流が流れ始める。その一方で、転送信号ＣＫ１電位が上昇するのに従い、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に流れ込む電流は徐々に減少する。
そして、サイリスタＳ１が完全にオンし、定常状態になると、サイリスタＳ１のオン状態を保持するための電流がレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂに流れるが、コンデンサＣ１には流れない。
なお、このとき、図７(Ｂ)に示すように、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｃをハイインピーダンス(Ｈｉｚ)に設定する(図７(ｅ))。

(６)サイリスタＳ１が完全にオンした状態で、図７(Ｈ)に示すように、点灯信号ΦＩを「Ｌ」にする(図７(ｆ))。このとき、ゲートＧ１電位＞ゲートＧ２電位であるため、サイリスタ構造のＬＥＤ Ｌ１のほうが早くオンし、点灯する。ＬＥＤ Ｌ１がオンするのに伴って、信号ラインΦ１の電位が上昇するため、ＬＥＤ Ｌ２以降のＬＥＤはオンすることはない。すなわち、ＬＥＤ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、…は、最もゲート電圧の高いＬＥＤ Ｌ１のみがオン(点灯)することになる。

(７)次に、図７(Ｆ)に示すように、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」にすると(図７(ｇ))、図７(ｃ)の場合と同様に電流が流れ、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ２の両端に電圧が発生する。
(８)図７(Ｅ)に示すように、この状態で転送信号ＣＫ２Ｃを「Ｌ」にすると(図７(ｈ))、サイリスタスイッチＳ２がターンオンする。
(９)そして、図７(Ｂ)、(Ｃ)に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを同時に「Ｈ」にすると(図７(ｉ))、サイリスタスイッチＳ１はターンオフし、抵抗Ｒ１を通って放電することによってゲートＧ１電位は除々に下降する。その際、サイリスタスイッチＳ２は完全にオンする。したがって、点灯信号端子ＩＤからの画像データに対応した点灯信号ΦＩを「Ｌ」／「Ｈ」することで、ＬＥＤ Ｌ２を点灯／非点灯させることが可能となる。なお、この場合ゲートＧ１の電位はすでにゲートＧ２の電位より低くなっているため、ＬＥＤ Ｌ１がオンすることはない。

(１０)上記した動作を順次行い、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させる。
そして、終端のＬＥＤ Ｌ１２８が消灯した図７中の「転送動作期間」の後においては、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ１を「Ｈ」とし、さらに転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ２を「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保つ(図７中、「転送サイリスタをオフ」)。これによって、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフする。したがって、この状態においては、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８に電流が流れることはないので、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８は消灯(非点灯)の状態に保持される。

(１１)さらに、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保った後、転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として転送信号ＣＫ２を「Ｌ」とする(図７中、「転送部に電流を流さない期間」)。これによって、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることがないので、すべてのダイオードＤ１〜Ｄ１２８も非点灯の状態が保持される。
それにより、点灯信号ΦＩが出力されて画像形成が終了した後の、感光体ドラム１２(図１参照)が回転を停止した状態を含んだ非定常動作時においては、ＳＬＥＤ６３の転送部に対して電流が印加されない。そのため、感光体１２が回転を停止している状態では、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８とともに、転送部に配置されたサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることはなく、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８から光が出射されることがないので、感光体ドラム１２が不要に露光されることが抑えられている。

続いて、図８を参照しながら、図６に示す信号発生回路１００における点灯信号発生部１１０の構成を詳細に説明する。この点灯信号発生部１１０は、ＬＰＨ１４を構成する各ＳＬＥＤ６３(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)に点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８を供給している。また、点灯信号発生部１１０は、千鳥状に配列された各ＳＬＥＤ６３の点灯タイミングを補正する機能も有している。さらに、点灯信号発生部１１０は、各ＳＬＥＤ６３に点灯信号を供給する際に、これら各ＳＬＥＤ６３を構成する各ＬＥＤの光量むらを補正する機能も有している。そして、本実施の形態では、点灯信号発生部１１０が、ＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出した光量補正値データに基づき、各ＬＥＤの点灯時間の長さ(点灯クロック数)を調整することで、各ＬＥＤにおける光量むらの補正を行っている。

点灯信号発生部１１０には、画像処理部(ＩＰＳ)４０から送られてくる画像データおよび制御部３０から送られてくるライン同期信号Ｌｓｙｎｃが入力される。また、点灯信号発生部１１０には、ＥＥＰＲＯＭ１０２から、各ＬＥＤに対応する光量補正値データも入力される。一方、点灯信号発生部１１０は、ＬＰＨ１４を構成する５８個のＳＬＥＤチップに点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８を出力している。

図８に示すように、点灯信号発生部１１０は、千鳥配列補正部１１１、点灯時間計算部１１２、シリアルパラレル変換部１１３、パルス発生器１１４(１１４_１〜１１４_５８)を備えている。
千鳥配列補正部１１１には、画像処理部(ＩＰＳ)４０から画像データが入力される。そして、千鳥配列補正部１１１は、画像処理部(ＩＰＳ)４０から入力されてくる画像データをＳＬＥＤチップ単位毎(１２８ドット毎のデータ群)に分けている。そして、千鳥配列補正部１１１は、奇数番目のＳＬＥＤ６３に対応するデータ群および偶数番目のＳＬＥＤ６３に対応するデータ群の出力タイミングを異ならせて、点灯時間計算部１１２に出力している。具体的には、副走査方向下流側に配置される偶数番目のＳＬＥＤ６３の発光タイミングが、副走査方向上流側に配置される奇数番目のＳＬＥＤ６３の発光タイミングよりも所定時間だけ遅れるように設定を行う。これにより、副走査方向上流側に配置される奇数番目のＳＬＥＤ６３により形成される静電潜像と副走査方向下流側に配置される偶数番目のＳＬＥＤ６３により形成される静電潜像との位置を合わせることが可能になる。

点灯時間計算部１１２には、制御部３０から送られてくるライン同期信号ＬｓｙｎｃおよびＥＥＰＲＯＭ１０２から送られてくる光量補正値データが入力される。また、点灯時間計算部１１２には、千鳥配列補正部１１１より千鳥配列補正済みの画像データも入力される。この光量補正値データは、ＬＰＨ１４を構成する７４２４個のＬＥＤに対応して設定されている。点灯時間計算部１１２は、ライン同期信号Ｌｓｙｎｃに同期しつつ、千鳥配列補正部１１１から送られてくる千鳥配列補正済みの画像データと、ＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出された各ＬＥＤの光量補正値とを用いて、各ＬＥＤの点灯時間(点灯クロック数)を計算する。より具体的に説明すると、点灯時間計算部１１２は、千鳥補正済みの画像データに光量補正値を加味して、光量補正値の大きさに比例して点灯時間が長くなるよう、該当するＬＥＤの点灯クロック数を計算する。

シリアルパラレル変換部１１３は、点灯時間計算部１１２において計算された各ＬＥＤに対する点灯クロック数をパラレルデータに変換する。またパルス発生器１１４(１１４_１〜１１４_５８)は、シリアルパラレル変換部１１３にてパラレル変換された各信号に対し、パルス幅変調にて光量を変えて各点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８を発生する。そして、パルス発生器１１４(１１４_１〜１１４_５８)は、発生した各点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８を、ＬＰＨ１４のＳＬＥＤ６３(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)にそれぞれ出力する。これにより、ＬＰＨ１４の各ＳＬＥＤ６３では、点灯対象となるＬＥＤが、設定された点灯時間だけ点灯することになる。

では、次に、ＬＰＨ１４における各ＬＥＤの光量補正値の設定について説明する。本実施の形態では、最初に、ＬＰＨ１４単体で各ＬＥＤの発光光量を直接測定し、この測定結果に基づいて各ＬＥＤの光量補正値(以下の説明では第一の光量補正値Ａと呼ぶ)の設定を行う。次いで、このＬＰＨ１４を図１に示すデジタルカラープリンタ１に装着し、画像形成動作によって得られたテストチャートの読み取り結果に基づき、各ＬＥＤの発光光量を間接的に測定し、この測定結果に基づいて各ＬＥＤの光量補正値(以下の説明では第二の光量補正値Ｂと呼ぶ)を求める。そして、第一の光量補正値Ａをベースに第二の光量補正値Ｂを参照しつつ修正を行い、最終的な光量補正値(以下の説明では第三の光量補正値Ｃと呼ぶ)を得る。なお、以下の説明では、前者のＬＰＨ１４単体での光量補正を直接光量補正と呼び、後者のデジタルカラープリンタ１を用いた光量補正を間接光量補正と呼ぶことにする。

図９は、直接光量補正に用いられる光量補正装置７０を示す図である。光量補正装置７０は、ＬＰＨ１４の主走査方向に沿ってＬＰＨ１４に対向配置される移動ステージ７１、この移動ステージ７１上に矢印方向にスライド自在に配置され、ＬＰＨ１４から照射される光を受光するセンサ７２を備えている。ここで、センサ７２は、図示しない駆動機構により移動ステージ７１上をスライドするように構成されている。また、スライド動作を開始する前の初期状態では、センサ７２の受光面７２ａが図中実線で示すように１ｄｏｔ目のＬＥＤ(Ｃｈｉｐ１に搭載される)と対向する位置に置かれる。一方、センサ７２は、スライド動作を終了した後の最終状態では、センサ７２の受光面７２ａが図中破線で示すように７４２４ｄｏｔ目のＬＥＤ(Ｃｈｉｐ５８に搭載される)と対向する位置に置かれる。つまり、この光量補正装置７０では、センサ７２が、移動ステージ７１上を移動することに伴ってすべてのＬＥＤ(１ｄｏｔ目〜７４２４ｄｏｔ目)からの光を受光できるようになっている。ここで、センサ７２は、ＰＤ(Photo Detector)やＣＣＤ(Charge Coupled Device)にて構成することができる。
また、光量補正装置７０は、センサ７２による受光結果に基づいて各ＬＥＤに対応する第一の光量補正値Ａ(第一の補正値)を演算する補正値演算部７３を備える。さらに。光量補正装置７０は、補正値演算部７３にて求められた第一の光量補正値ＡをＬＰＨ１４に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０２に書き込む補正値書き込み部７４を備える。

一方、図１０は、間接光量補正で用いられる測定系(スキャナ補正測定系)を示す図である。このスキャナ補正測定系は、直接光量補正済みのＬＰＨ１４が装着されたデジタルカラープリンタ１を用いて出力されたテストパターン(補正チャート)を読み取るスキャナ１６０を有している。また、スキャナ補正測定系は、スキャナ１６０にて読み取られた画像データに基づいて得られた第二の光量補正値Ｂを用いて第一の光量補正値Ａを修正し、ＬＰＨ１４に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０２(図３参照)に第三の光量補正値Ｃとして書き込む補正値修正部１７０を有している。なお、スキャナ１６０については、図１に示すＩＩＴ３をそのまま用いてもよいし、他のものを用いてもよい。また、補正値修正部１７０としては、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)を用いることができる。

さらに、図１１は、点灯量調整装置としての補正値修正部１７０の機能ブロックを示している。この補正値修正部１７０は、濃度変換部１７１、周波数フィルタ１７２、補正値演算部１７３、修正値設定部１７４、および補正値書き込み部１７５を有している。
濃度変換部１７１は、スキャナ１６０にて補正チャートを読み取ることによって得られた読み取りデータを、各ＬＥＤに対応する濃度データに変換する。周波数フィルタ１７２は、各ＬＥＤに対応する濃度データにフィルタリング処理を施す。ここで、周波数フィルタ１７２としてはバンドパスフィルタが用いられる。これにより、周波数フィルタ１７２では、濃度データに含まれる濃度むらのうち、ＳＬＥＤ６３(図９参照)の主走査方向長さよりも短い濃度むらおよびきわめて長い濃度むらを除去している。なお、この理由およびその詳細については後述する。補正値演算部１７３は、フィルタリング処理された濃度データに基づいて各ＬＥＤの第二の光量補正値Ｂ(第二の補正値)を演算する。修正値設定部１７４では、補正値演算部１７４から送られてくる第二の光量補正値Ｂと、ＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出された第一の光量補正値ＡとをＬＥＤ毎にそれぞれ比較する。そして、修正値設定部１７４は、得られた比較結果に基づいて各ＬＥＤの第一の光量補正値Ａに対する修正値を設定するとともに、この修正値を用いて各ＬＥＤに対する第三の光量補正値Ｃ(第三の補正値)を決定する。補正値書き込み部１７５は、修正値決定部１７４から送られてくる各ＬＥＤの第三の光量補正値ＣをＬＰＨ１４に設けられたメモリとしてのＥＥＰＲＯＭ１０２に書き込む。

図１２は、図９に示す光量補正装置７０における直接光量補正の手順を説明するためのフローチャートである。なお、初期状態において、センサ７２は１ドット目のＬＥＤの直下に置かれているものとする。
直接光量補正においては、まず初めに測定を行うべきＬＥＤの番号すなわちドット番号Ｎが１に設定され(ステップ１０１)、この状態で、Ｎドット目(最初は１ドット目)のＬＥＤの点灯が行われる。このとき、対象となるＬＥＤには、補正を施さない状態、すなわち、基準クロック数(例えば２５６)のみの点灯信号が供給される。そして、センサ７２はＮドット目のＬＥＤから照射される光の光量を測定する(ステップ１０２)。次いで、Ｎドット目のＬＥＤの光量測定結果に基づき、補正値演算部７３において、Ｎドット目のＬＥＤに対応する光量補正値Ａを演算する(ステップ１０３)。このとき、補正値演算部７３は、予め決められた基準となる光量とセンサ７２による測定光量とを比較する。この比較結果に基づき、第一の光量補正値Ａとして、基準クロック数である２５６に対し例えば６ビット(０〜６３)の範囲から選択される補正クロック数を決定する。次に、得られたＮドット目のＬＥＤに対応する第一の光量補正値Ａを、補正値書き込み部７４によってＬＰＨ１４のＥＥＰＲＯＭ１０２に書き込む(ステップ１０４)。その後、ドット番号ＮをＮ＋１に設定し(ステップ１０５)、センサ７２を隣接する次のＬＥＤの直下の位置に移動させる。そして、ドット番号Ｎが７４２５となったか否かを判断する(ステップ１０６)。ここで、ドット番号Ｎが７４２５に到達していない場合はステップ１０２に戻って、さらにＮドット目のＬＥＤに対応する第一の光量補正値Ａの演算およびＥＥＰＲＯＭ１０２への書き込みを続行する。一方、ステップ１０６において、ドット番号Ｎが７４２５になった場合、すなわち、センサ７２が７４２４ドット目(最後)のＬＥＤの光量測定を終了している場合は、このプロセスを終了する。以上により、１ドット目から７４２４ドット目までのＬＥＤに対応する第一の光量補正値ＡがＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されることになる。

また、図１３は、図１０に示すスキャナ補正測定系における間接光量補正の手順を説明するためのフローチャートである。なお、初期状態において、デジタルカラープリンタ１には、ＥＥＰＲＯＭ１０２に第一の光量補正値Ａを格納したＬＰＨ１４が装着されているものとする。
間接光量補正においては、まず、第一の光量補正値Ａを用いてＬＰＨ１４による露光動作を行わせることにより補正チャートの出力が行われる(ステップ２０１)。これを、図１を参照しつつ具体的に説明すると、まず各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいて、帯電、露光、現像、および一次転写が行われることにより、中間転写ベルト２１上に各色のトナー像が形成される。これら各色のトナー像は、主走査方向全域にわたって形成される一定濃度のハーフトーン画像である。そして、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像は用紙Ｐ上に二次転写され、定着器２５によってトナー像が定着されて、補正チャートとして出力されることになる。

その際、各ＬＰＨ１４の点灯信号発生部１１０(図８参照)には、画像処理部(ＩＰＳ)４０より主走査方向全域に一定濃度のハーフトーン画像の形成を指示する画像データが送られてくる。また、点灯信号発生部１１０の点灯時間計算部１１２では、千鳥配列補正部１１１によって千鳥補正されたハーフトーン画像用の画像データを、ＥＥＰＲＯＭ１０２から読み出された第一の光量補正値Ａを用いてＬＥＤ毎に光量補正する。そして、シリアルパラレル変換部１１３およびパルス発生器１１４(１１４_１〜１１４_５８)を介して各ＳＬＥＤ６３(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)に点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８をそれぞれ出力する。したがって、ＬＰＨ１４を構成する各ＬＥＤは、基準クロック数にＬＥＤ毎に設定された補正クロック数を加えた点灯クロック数にて点灯し、感光体ドラム１２を露光することになる。

次に、出力された補正チャートは、スキャナ１６０にセットされ、スキャナ１６０により補正チャートの読み取りが行われる(ステップ２０２)。そして、スキャナ１６０による読み取りデータは、補正値修正部１７０に向けて出力される。
補正値修正部１７０において、濃度変換部１７１は、スキャナ１６０から入力されてくる読み取りデータを濃度データに変換する(ステップ２０３)。次いで、周波数フィルタ１７２は、濃度変換部１７１から入力されてくる濃度データにフィルタリング処理を施す(ステップ２０４)。さらに、補正値演算部１７３は、フィルタリング処理された濃度データに基づき、各ＬＥＤに対応する第二の光量補正値Ｂを演算する(ステップ２０５)。次に、修正値設定部１７４は、ＬＰＨ１４のＥＥＰＲＯＭ１０２に格納された第一の光量補正値Ａを読み出す(ステップ２０６)。さらに、修正値設定部１７４は、ステップ２０５で求められた第二の光量補正値Ｂとステップ２０６で読み出された第一の光量補正値Ａとの差分をＬＥＤ毎に計算する(ステップ２０７)。そして、ステップ２０７で得られたＬＥＤ毎の光量補正値の差分に基づいて、第一の光量補正値Ａに対する修正値をＬＥＤ毎に計算する(ステップ２０８)。そして、第一の光量補正値Ａに対し、ステップ２０８で得られた修正値をＬＥＤ毎に加味した第三の光量補正値Ｃを計算する(ステップ２０９)。その後、得られた第三の光量補正値Ｃを、補正値書き込み部７４によってＬＰＨ１４のＥＥＰＲＯＭ１０２に書き込む(ステップ２１０)。なお、第三の光量補正値Ｃは、第一の光量補正値Ａを上書きする形でＥＥＰＲＯＭ１０２に書き込まれる。

ではここで、ＬＰＨ１４を構成する各ＬＥＤの光量補正値を決定するに際して、直接光量補正と間接光量補正とを組み合わせている理由について説明する。
図１４は、図９に示した光量補正装置７０における直接光量補正の様子を示した図である。本実施の形態では、ＬＰＨ１４を構成するＳＬＥＤ６３が千鳥状に配置されている。このため、センサ７２の受光面７２ａは、副走査方向上流側および副走査方向下流側に配置されるＳＬＥＤ６３から照射される光をともに受光できるよう、両者に対向する形状を有している。

しかしながら、センサ７２の受光面７２ａの感度(光に対する感度)は全領域で一定であるとは限らない。つまり、図中右側に示すように、副走査方向上流側に配置されるＳＬＥＤ６３と対向する領域では比較的高い感度を有し、一方、副走査方向下流側に配置されるＳＬＥＤ６３と対向する領域では比較的低い感度を有する、といったことが生じ得る。この場合、副走査方向上流側に配置されるＳＬＥＤ６３を構成する各ＬＥＤと比較して、副走査方向下流側に配置されるＳＬＥＤ６３を構成する各ＬＥＤは一律に発光光量が少ないと判断されてしまう。すると、補正値演算部７３では、副走査方向上流側に配置されるＳＬＥＤ６３を構成する各ＬＥＤの第一の光量補正値Ａに対し、副走査方向下流側に配置されるＳＬＥＤ６３を構成する各ＬＥＤの第一の光量補正値Ａを一律に大きく設定してしまう。

このようにして第一の光量補正値Ａが設定されてしまうと、このＬＰＨ１４を用いて例えば一定濃度のハーフトーン画像の形成を行った場合に、次のような問題が生じる。すなわち、副走査方向上流側に配置されるＳＬＥＤ６３と副走査方向下流側に配置されるＳＬＥＤ６３とで第一の光量補正値Ａのレベルが異なるため、図１４に例示したように、形成される静電潜像(トナー像)に、各ＳＬＥＤ６３のＬＥＤアレイの主走査方向長さＸを周期とする濃淡が生じてしまう。

また、ＳＬＥＤ６３毎にＬＥＤの発光波長が異なっているような場合にも、各ＳＬＥＤ６３のＬＥＤアレイの主走査方向長さを周期とする濃淡が生じることがある。これは、センサ７２の感度が、光の波長依存性を有していることによるものである。ＳＬＥＤ６３は、半導体ウェハ上に形成され、その後半導体ウェハから切り出すことによって得られるものである。このとき、ＬＰＨ１４を構成する各ＳＬＥＤ６３の中に異なるロットから採取されたものが混入していると、半導体層厚さの微妙な違い等により、一部のＳＬＥＤ６３においてＬＥＤの発光波長(本実施の形態では７８０ｎｍ)が微妙にずれてしまう。また、同じロットから採取したＳＬＥＤ６３を用いてＬＰＨ１４を構成したとしても、半導体ウェハからの採取位置が異なっていると、半導体層厚さの微妙な違い等により、ＳＬＥＤ６３毎にＬＥＤの発光波長が微妙にずれてしまうこともある。なお、この問題は、ＳＬＥＤ６３を千鳥配置せず、主走査方向に一列に配列した場合にも、同様に生じ得る。

このように、直接光量補正では、第一の光量補正値ＡがＳＬＥＤ６３(１２８個のＬＥＤ)を単位として増減し、濃度むらを除外しきれない場合がある。このため、本実施の形態では、直接光量補正を行った後、さらに間接光量補正を行うことにより、このようなＳＬＥＤ６３を単位とする濃度むらを除外している。ただし、間接光量補正では、ＬＰＨ１４に起因する濃度むらの他、図１に示す感光体ドラム１２、帯電器１３、および現像器１５に起因する濃度むらや、一次転写および二次転写に起因する濃度むら(以下、これらをまとめて作像時の濃度むらと呼ぶ)を含んだ状態で補正チャートが得られることになる。

そこで、間接光量補正では、補正チャートを読み取って得られた各ＬＥＤの濃度データに、周波数フィルタ１７２を用いてフィルタリング処理を施すことにより、ＳＬＥＤ６３の配列に起因する濃度むらを抽出している(図１３に示すステップ２０２〜２０４参照)。換言すれば、補正チャートを読み取って得られた各ＬＥＤの濃度データにフィルタリング処理を施すことにより、作像時の濃度むらを除去している。

本実施の形態において、各ＳＬＥＤ６３の主走査方向長さは５.４ｍｍである。このため、ＳＬＥＤ６３の配列に起因する濃度むらは、約５ｍｍを周期として現れる。これは、逆の観点からいえば、５ｍｍよりも短い周期で現れる濃度むら、および５ｍｍよりも長い周期で現れる濃度むらは、ＳＬＥＤ６３以外に起因する濃度むらすなわち作像時の濃度むらであるものと思量される。そこで、周波数フィルタ１７２では、２ｍｍ以下(ＳＬＥＤ６３の主走査方向長さの半分以下)の周期で現れる濃度むらおよび３０ｍｍ以上(ＳＬＥＤ６３の主走査方向長さの５倍以上)の周期で現れる濃度むらを除外するよう、パラメータの設定を行っている。ここで、３０ｍｍ以上の周期で現れる濃度むらは、感光体ドラム１２に設けられた感光層の膜厚分布むらに起因するものと考えられる。

図１５(ａ)は、ＬＥＤのドット番号を横軸とし、周波数フィルタ１７２によるフィルタリング処理前後の濃度データを縦軸としたグラフ図である。なお、図１５(ａ)はＬＥＤのドット番号３８４０〜５１２０(１０チップ分のＳＬＥＤ６３に対応)の範囲を示している。このように、濃度データにバンドパスのフィルタリング処理を施すことにより、ＳＬＥＤ６３毎の光量(濃度)の増減が抽出されていることが理解される。
そして、本実施の形態では、フィルタリング処理が施された濃度データに基づいて第二の光量補正値Ｂを演算している(図１３に示すステップ２０５参照)。これにより、ＳＬＥＤ６３の配列に起因する濃度むらをも考慮した状態で、第二の光量補正値Ｂを得ることが可能になる。

ただし、濃度データにフィルタリング処理を施すだけでは、作像時の濃度むらの影響を完全に除去することは困難である。また、スキャナ１６０の読み取り精度や濃度変換部１７１における濃度変換精度等にも限界がある。このため、第二の光量補正値Ｂには、これらに起因する誤差が混入している可能性がある。そこで、間接光量補正では、まず、得られた第二の光量補正値Ｂと直接光量補正によって得られた第一の光量補正値Ａとの差分をＬＥＤ毎(ドット番号毎)に計算している(図１３に示すステップ２０７参照)。そして、得られた差分に基づいて第一の光量補正値Ａに対するＬＥＤ毎の修正値を求める際、差分が閾値以下の部位については、差分の値をそのまま修正値としている。一方、差分が閾値よりも大きい部位については、閾値を修正値としている(図１３に示すステップ２０８参照)。これは、各ＬＥＤの光量を直接測定する直接光量補正の方が、各ＬＥＤの光量をトナー像を介して間接的に測定する間接光量補正と比較して誤差が混入しにくい、という前提に基づくものである。

図１５(ｂ)は、ＬＥＤのドット番号を横軸とし、修正値設定部１７４における修正値設定前後の差分(修正値)を縦軸としたグラフ図である。なお、図１５(ｂ)は図１５(ａ)と同様、ＬＥＤのドット番号３８４０〜５１２０(１０チップ分のＳＬＥＤ６３に対応)の範囲を示している。この例では、閾値が３に設定されており、差分が＋３を超える場合には修正値を３に、差分が−３を超える場合には修正値を−３に、それぞれ設定するようにしている。

そして、第一の光量補正値Ａに対し得られた修正値をＬＥＤ毎に加味し、第三の光量補正値Ｃを計算し(図１３に示すステップ２０９参照)、得られた第三の光量補正値ＣをＥＥＰＲＯＭ１０２に格納する(図１３に示すステップ２１０参照)。これにより、実際に画像形成を行う際には、第三の光量補正値Ｃに基づく光量補正が行われることになり、各ＬＥＤの光量むらが十分に補正され、且つ、ＳＬＥＤ６３単位の光量むらも補正された状態で、ＬＰＨ１４における点灯動作を行うことができる。

なお、本実施の形態では、点灯素子としてＬＥＤを用いた場合について説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば液晶シャッタを用いたプリントヘッドや有機ＥＬ素子を用いたプリントヘッドなど、点光源の集合体からなるプリントヘッドに対して、同様に適用することができる。

本実施の形態にて測定対象となるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)を搭載した画像形成装置の全体構成を示した図である。 ＬＰＨの構成を示した図である。 ＬＥＤ回路基板の平面図である。 各ＳＬＥＤチップの連結部を説明する図である。 ＬＥＤ回路基板上に形成されている配線図を示した図である。 ＳＬＥＤチップ(ＳＬＥＤ)の構成を説明するための回路図である。 画像形成動作におけるＬＰＨの駆動(点灯動作)を説明するためのタイミングチャートである。 点灯信号発生部の構成を説明する図である。 ＬＰＨの直接光量補正に用いられる光量補正装置を示す図である。 ＬＰＨの間接光量補正で用いられるスキャナ補正測定系を示す図である。 補正値修正部の構成を示す機能ブロック図である。 直接光量補正による光量補正値設定の手順を説明するフローチャートである。 間接光量補正による光量補正値修正の手順を説明するフローチャートである。 ＳＬＥＤの主走査方向長さを周期とする濃度むらが発生する原因を説明するための図である。 (ａ)はＬＥＤのドット番号を横軸とし、間接光量補正におけるフィルタリング処理前後の濃度データを縦軸としたグラフ図であり、(ｂ)はＬＥＤのドット番号を横軸とし、修正値設定部における修正値設定前後の差分(修正値)を縦軸としたグラフ図である。

符号の説明

１…デジタルカラープリンタ、１０…画像形成プロセス部、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…ＬＰＨ、１５…現像器、３０…制御部、４０…画像処理部(ＩＰＳ)、６２…ＬＥＤ回路基板、６３…ＳＬＥＤ、６４…ロッドレンズアレイ、７０…光量補正装置、７１…移動ステージ、７２…センサ、７２ａ…受光面、７３…補正値演算部、７４…補正値書き込み部、１００…信号発生回路、１０２…ＥＥＰＲＯＭ、１１０…点灯信号発生部、１１１…千鳥配列補正部、１１２…点灯時間計算部、１６０…スキャナ、１７０…補正値修正部、１７１…濃度変換部、１７２…周波数フィルタ、１７３…補正値演算部、１７４…修正値設定部、１７５…補正値書き込み部

Claims (10)

1. 主走査方向に複数の点灯素子が配列された点灯素子チップを、主走査方向に複数配列してなるプリントヘッドの点灯量調整方法であって、
   複数の前記点灯素子の点灯量を直接測定するステップと、
   前記点灯量を直接測定した結果に基づき、複数の前記点灯素子に対する点灯量の第一の補正値を取得するステップと、
   前記第一の補正値を加味した点灯量にて複数の前記点灯素子を点灯させて画像形成を行い、出力された補正チャートの読み取り結果に基づいて複数の当該点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップと、
   前記点灯量を間接的に測定した結果に基づき、複数の前記点灯素子に対する点灯量の第二の補正値を取得するステップと、
   前記第一の補正値と前記第二の補正値との差分に基づいて前記点灯素子毎の修正値を決定し、決定された当該修正値を用いて当該第一の補正値を修正するステップとを含み、
   前記第一の補正値を修正するステップでは、当該第一の補正値が一定以上変化しないよう、前記修正値を決定することを特徴とするプリントヘッドの点灯量調整方法。
2. 前記第一の補正値を修正するステップでは、前記差分が予め決められた閾値を超えた場合に、当該閾値を前記修正値とすることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッドの点灯量調整方法。
3. 主走査方向に複数の点灯素子が配列された点灯素子チップを、主走査方向に複数配列してなるプリントヘッドの点灯量調整方法であって、
   複数の前記点灯素子の点灯量を直接測定するステップと、
   前記点灯量を直接測定した結果に基づき、複数の前記点灯素子に対する点灯量の第一の補正値を取得するステップと、
   前記第一の補正値を加味した点灯量にて複数の前記点灯素子を点灯させて画像形成を行い、出力された補正チャートの読み取り結果に基づいて複数の当該点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップと、
   前記点灯量を間接的に測定した結果に基づき、複数の前記点灯素子に対する点灯量の第二の補正値を取得するステップとを含み、
   複数の前記点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップでは、前記補正チャートを読み取って得られた濃度データから、前記点灯素子チップの主走査方向長さとは異なる周期の濃度むらを除去することを特徴とするプリントヘッドの点灯量調整方法。
4. 複数の前記点灯素子の点灯量を間接的に測定するステップでは、前記補正チャートを読み取って得られた濃度データから、前記点灯素子チップの主走査方向長さの半分以下の周期の濃度むら、および、当該点灯素子チップの主走査方向長さの５倍以上の周期の濃度むらを除去することを特徴とする請求項３記載のプリントヘッドの点灯量調整方法。
5. 主走査方向に複数の点灯素子が配列された点灯素子チップを、主走査方向に複数配列してなるプリントヘッドの点灯量調整装置であって、
   予めメモリに格納された第一の補正値を加味した点灯量にて複数の前記点灯素子を点灯させて行われた画像形成動作によって出力された補正チャートの読み取りデータを、複数の前記点灯素子に対応する濃度データに変換する濃度変換部と、
   前記濃度変換部から出力される濃度データにフィルタリング処理を施し、前記点灯素子チップの主走査方向長さとは異なる周期の濃度むらを除去する周波数フィルタ部と、
   前記濃度むらが除去された濃度データに基づき、複数の前記点灯素子に対する点灯量の第二の補正値を演算する補正値演算部と、
   前記第一の補正値と前記補正値演算部から出力される前記第二の補正値との差分に基づいて前記点灯素子毎の修正値を決定し、決定された当該修正値を用いて当該第一の補正値を修正する修正値設定部と、
   前記修正値設定部で前記第一の補正値を前記修正値で修正して得られた第三の補正値を前記メモリに書き込む補正値書き込み部と
   を含むプリントヘッドの点灯量調整装置。
6. 前記第一の補正値は、前記プリントヘッドを構成する複数の前記点灯素子の点灯量を直接測定した結果に基づいて設定されていることを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドの点灯量調整装置。
7. 前記周波数フィルタ部は、前記点灯素子チップの主走査方向長さの半分以下の周期の濃度むら、および、当該点灯素子チップの主走査方向長さの５倍以上の周期の濃度むらを除去することを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドの点灯量調整装置。
8. 前記修正値設定部は、前記第一の補正値が一定以上変化しないよう、前記修正値を決定することを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドの点灯量調整装置。
9. 前記修正値設定部は、前記差分が予め決められた閾値を超えた場合に、当該閾値を前記修正値とすることを特徴とする請求項８記載のプリントヘッドの点灯量調整装置。
10. 調整対象となる前記プリントヘッドを構成する複数の前記点灯素子チップが、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドの点灯量調整装置。

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