JP2001270146A - 光書込みヘッドの光量補正方法 - Google Patents
光書込みヘッドの光量補正方法Info
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Abstract
力のみならず、発光スポットの形状も評価し、補正に盛
り込むようにした光書込みヘッドの光量補正方法を提供
する。 【解決手段】 発光素子アレイの発光点による感光ドラ
ム上の光スポットの径が均一になるように、光出力を補
正した場合の補正係数列CA を求め、発光素子アレイの
発光点の光出力が均一になるように補正した場合の補正
係数列CB を求め、CA およびCB から、rCA ×(1
−r)CB なる補正係数列を定め、この補正係数列によ
り光出力を補正し、これにより画像濃度を均一になるよ
うにする。
Description
光量補正方法、特に、光出力と光スポットの形状との両
方を評価した光書込みヘッドの光量補正方法に関する。
ッド)は、感光ドラムに光を露光させるための光源であ
り、発光素子アレイを有している。光書込みヘッドを備
える光プリンタの原理図を図1に示す。円筒形の感光ド
ラム2の表面に、アモルファスSi等の光導電性を持つ
材料(感光体)が作られている。このドラムはプリント
の速度で回転している。回転しているドラムの感光体表
面を、帯電器4で一様に帯電させる。そして、光書込み
ヘッド6で、印字するドットイメージの光を感光体上に
照射し、光の当たったところの帯電を中和し、潜像を形
成する。続いて、現像器8で感光体上の帯電状態にした
がって、トナーを感光体上につける。そして、転写器1
0でカセット12中から送られてきた用紙14上に、ト
ナーを転写する。用紙は、定着器16にて熱等を加えら
れ定着され、スタッカ18に送られる。一方、転写の終
了したドラムは、消去ランプ20で帯電が全面にわたっ
て中和され、清掃器22で残ったトナーが除去される。
書込みヘッドは発光素子アレイ24とロッドレンズアレ
イ26で構成され、レンズの焦点が感光ドラム2上に結
ぶようになっている。
光素子アレイは、順次点灯させるために、順次点灯機能
を持つドライバ回路に接続するか、あるいは順次点灯機
能を持つドライバを内蔵している。
アレイの各発光点から同じ光電力が感光ドラムに入射し
ても、そのスポット形状によって、形成される潜像濃度
が変わってしまう。このため、補正によって発光点の光
出力を補正しても、得られる画像濃度が均一になるとは
限らなかった。
出力測定時に、光出力のみならず、発光スポットの形状
も評価し、補正に盛り込むようにした光書込みヘッドの
光量補正方法を提供することにある。
発光素子アレイを有する光書込みヘッドの光量補正方法
において、前記発光素子アレイの発光点による感光ドラ
ム上の光スポットの径が均一になるように、光出力を補
正した場合の第1の補正係数列を求め、前記発光素子ア
レイの発光点の光出力が均一になるように補正した場合
の第2の補正係数列を求め、前記第1の補正係数列と前
記第2の補正係数列との中間にある第3の補正係数列を
求め、前記第3の補正係数列により前記発光素子アレイ
の発光点の光出力を補正し、これにより画像濃度が均一
になるようにすることを特徴とする。
ラムのしきい値に相当するスポット径を求め、スポット
径が均一になるように光出力を補正した場合の補正係数
列C A と、単純に光出力が均一になるよう補正した補正
係数列CB を求め、rCA ×(1−r)CB なる補正係
数列を決める。ここで、rは現像条件によって決めら
れ、光スポットの径を出力画像で50%濃度が得られる
等入射エネルギー密度線の直径としたとき、0.01〜
0.99の間で選ばれる定数である。
の温度変動に対して、補正をかけるようにするのが好ま
しい。
例に基づいて説明する。
び、各発光点の発光スポット形状を評価する検査装置で
ある。この装置は、受光ヘッド200を備えている。こ
の受光ヘッド内には、発光素子アレイ80に対向する側
に設けられた結像光学系202と、ハーフミラー203
と、ハーフミラー203を透過した光が結像する部分に
設けられた受光素子アレイ204と、ハーフミラー20
3で反射された光が結像する部分に設けられた光出力モ
ニタ用の受光素子201とが備えられている。図中、2
05は、受光素子201の信号線、206は受光素子ア
レイ204の信号線である。
光は、結合光学系202を通り、ハーフミラー203に
よって、2つの経路に分けられ、一方の光は、受光素子
201に、他方の光は受光素子アレイ204上に結像す
る。これらの発光点像は、発光素子アレイの発光点の位
置が動くにつれて、受光素子201および受光素子アレ
イ204上を移動する。したがって、受光素子201お
よび受光素子アレイ204の受光範囲は、移動する発光
素子アレイの発光点像が収まる面積が必要である。
素ピッチが6ミクロン、画素数が1024ビットの1次
元CCDセンサを用いた。CCDのリフレッシュレート
は、50Hzとした。一方、受光素子201は、10m
m×10mmの受光部分を持つSiフォトダイオードを
用い、その短絡電流を108 V/Aの電流−電圧変換し
て、電圧信号として取り出した。また、結像光学系20
2は、1倍のものを用いた。ハーフミラー203の分配
率は、50:50のものを使った。このため、発光素子
アレイの600dpiの発光点のピッチは、おおよそC
CD上では7画素分に対応することになる。
内蔵型の発光素子アレイを測定するものとする。まず、
発光素子アレイ80を実際に使用する上限速度で点灯す
ると、発光点の転送動作に異常がないか確かめる。ここ
では、2Mdot/sの転送速度で、全点点灯した。2
Mdot/sで128画素を描くので、発光素子アレイ
が1ラインを描くのに必要な時間は64μsとなる。C
CDのフレーム周波数は50Hzであるので、約300
回分の発光の平均光量分布が受光素子アレイ204に得
られる。この光量分布に対してあるしきい値を設け、こ
のしきい値を越えたピークの数を数え、発光素子の発光
点の数である128個になったときに、正常な転送動作
が行われたと判断する。なお、光学系固有の空間的感度
分布が存在するため、出力信号は空間感度分布関数の逆
関数を数値的に乗じて補正した。評価結果信号の例を図
4に示す。図では、先頭の7発光点分、CCD画素番号
(1〜1024番)のうち、30〜90番の部分を示し
た。縦軸は、受光素子アレイの出力であり、255がフ
ルスケールとなるADコンバータの出力である。
発光点を点灯し、同様の光量分布を測定した。結果を図
5に示す。このように奇数番および偶数番の発光点を分
けて発光させる方法は、特に、ロッドレンズなどの影響
で発光スポットが広がってしまい、隣接する2発光点の
区別が難しくなったときに有効である。
光素子201の出力信号を測定し、各発光点の光出力分
布を求めた。光出力の測定は、目的の発光点が発光を始
めてから、100μs後に測定を開始した。ここで、発
光点の転送速度を1kdot/sと遅くしたのは、電流
−電圧変換の速度はあまり速くないのと、測定精度を上
げるために、繰り返し測定を行うためである。なお、光
学系固有の空間的感度分布が存在するため、出力信号は
空間感度分布関数の逆関数を数値的に乗じて補正した。
評価結果信号の例を図6に示す。縦軸は、ある補正係数
を乗じて、出力電力に換算したものである。
ネルギー密度を調べたところ、今回使用した感光ドラム
では図5の出力値でレベル50に相当していることがわ
かった。そこで、図5から、各発光点のレベル50を切
る幅をスポット径として算出した。計算は、レベル50
を切る前後の2画素の強度から、直線的に補間して求め
た。計算結果を図7に示す。縦軸はスポット(μm)で
ある。
正した場合の補正係数列CA とした場合、スポット径と
補正係数列CA の関係を図8に示す。図8の直線は、実
際にヘッド上のある発光素子の1点を発光させ、光出力
とスポット径の関係をとり、この1次回帰直線として決
めた。yをスポット径(μm)、xを光出力(μW)と
した場合に、この1次回帰直線は、y=2.4x+21
で表される。
ミクロンになるように光出力を調整する補正係数列CA
を求める。結果を図9に示す。図9において、縦軸は補
正値を示す。このような補正値によりスポット径を一定
とする補正結果を図10に示す。スポット径は30±
0.5μmに補正できた。
タ装置に組み込み画像表示させたところ、均一な画像は
得られなかった。これは、同じスポット径でも、スライ
スレベルを超えた光の量によって、潜像の広がり方が変
わるためである。このため最適な補正係数は、スポット
径一定の補正と、光出力一定の補正の中間にあることが
わかる。
列をCB とする場合に、補正係数列CB を求めた。図9
に、光出力を一定にする補正結果も示している。
な補正係数列CA と、単純に光出力が均一になるよう補
正した補正係数列CB とから、rCA ×(1−r)CB
なる補正係数列を決める。この定数rは、現像条件やヘ
ッドとドラムの位置関係によって決まる。今回の実験で
は、r=0.75にしたところ、得られた画像の濃度分
布は最小となった。図11に、補正結果を示す。縦軸
は、画像濃度(相対値)を示す。
なrの範囲を調べた。例えば、現像条件によってスライ
スレベルが変わるが、スライスレベルが低くなると、ス
ポット径一定の補正を行うと、スライスレベルを超える
光の量の差が拡大するため、定数rは小さめに選ぶ必要
がある。また、感光ドラム面がレンズの焦点面からずれ
ていると、光スポットがなまってしまい、等価的にスラ
イスレベルが高めにずれたのと同じ効果となるに従っ
て、定数rは大きめに選ぶ必要がある。
ルの大,中,小)および、ドラム面のレンズ焦点のずれ
3条件(すなわち、+方向のデフォーカス,ジャストフ
ォーカス,−方向のデフォーカス)の組み合わせでの画
像濃度ムラを調べた。結果を図12に示す。縦軸は画像
濃度ムラ(%)、横軸は係数rである。画像ムラの許容
値を2%とすると、0.1<r<0.92の範囲では、
定数rを調整することによって、許容値内に収めること
ができた。なお、デフォーカス+0.2mmというの
は、レンズの焦点面がドラム面よりも0.2mm外側に
あるという意味である。図12より、スライスレベルに
よってr値はかなり大きく変動するが、焦点ずれに対し
てはあまり変化しないことがわかる。
ット径を求めたが、スポット径の変動は、発光点の周期
に比べて長い周期で起こっていることが多いため、必要
に応じて、測定を間引いても良い。
た。これはプリンタ装置内温度が30℃のときに決定さ
れた値である。光書込みヘッドを駆動して連続印刷動作
を行っているうちに、装置内温度が上昇すると、画像濃
度にムラが再び現れるようになった。これは温度上昇に
よるレンズの膨脹などによるものである。そこで装置内
温度の変動に対して定数rの値を変更し、定数rの働き
を、温度変動があっても維持できるようにする次のよう
な方法を考案した。
を決定しておく。装置内温度Tを常時監視し、T0 との
温度差(T−T0 )に比例して、rを補正する。すなわ
ち、rを次式に従って常時変動する。
T0 =30℃でr0 =0.75が得られた装置ではθr
=0.001を選ぶとプリンタ装置の温度上昇の影響に
よる濃度ムラはほとんど検知できなくなった。なお、θ
r の値は、プロセス条件やヘッドの構造などに依存す
る。
ッドレンズ透過後の光出力測定時に、光出力のみなら
ず、発光スポットの形状も評価し、補正に盛り込むこと
にしたので、より均一な画像濃度を実現することができ
る。
示す図である。
し、測定した光量分布を示す図である。
して算出した結果を示す図である。
ある。
ある。
点のずれ3条件の組み合わせでの画像濃度ムラを調べた
結果を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】順次点灯する発光素子アレイを有する光書
込みヘッドの光量補正方法において、 前記発光素子アレイの発光点による感光ドラム上の光ス
ポットの径が均一になるように、光出力を補正した場合
の第1の補正係数列を求め、 前記発光素子アレイの発光点の光出力が均一になるよう
に補正した場合の第2の補正係数列を求め、 前記第1の補正係数列と前記第2の補正係数列との中間
にある第3の補正係数列を求め、 前記第3の補正係数列により前記発光素子アレイの発光
点の光出力を補正し、 これにより画像濃度が均一になるようにすることを特徴
とする光書込みヘッドの光量補正方法。 - 【請求項2】順次点灯する発光素子アレイを有する光書
込みヘッドの光量補正方法において、 前記発光素子アレイの発光点による感光ドラム上の光ス
ポットの径が均一になるように、光出力を補正した場合
の補正係数列CA を求め、 前記発光素子アレイの発光点の光出力が均一になるよう
に補正した場合の補正係数列CB を求め、 前記CA およびCB から、 【数1】rCA ×(1−r)CB 但し、rは定数なる補正係数列を定め、この補正係数列
により光出力を補正し、 これにより画像濃度を均一になるようにすることを特徴
とする光書込みヘッドの光量補正方法。 - 【請求項3】光スポットの径を出力画像で50%濃度が
得られる等入射エネルギー密度線の直径としたとき、前
記定数rは、0.01〜0.99であることを特徴とす
る請求項2記載の光書込みヘッドの光量補正方法。 - 【請求項4】光スポットの径を出力画像で50%濃度が
得られる等入射エネルギー密度線の直径としたとき、前
記定数rは、0.1〜0.92であることを特徴とする
請求項2記載の光書込みヘッドの光量補正方法。 - 【請求項5】予め定めた一定温度において決定した前記
定数rを、常時監視する装置内温度と前記予め定めた温
度との温度差に対応して常時、温度補正することを特徴
とする請求項2,3または4記載の光書込みヘッドの光
量補正方法。 - 【請求項6】前記予め定めた温度をT0 、温度T0 で決
定された定数をr0 、前記常時監視する装置内温度を
T、定数rの温度補正係数をθr とすると、前記定数r
の温度補正は、次式 【数2】r=r0 +(T−T0 )×θr に基づいて行うことを特徴とする請求項5記載の光書込
みヘッドの光量補正方法。
Priority Applications (1)
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JP2000085777A JP4360002B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 光書込みヘッドの光量補正方法 |
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ID=18602042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000085777A Expired - Lifetime JP4360002B2 (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 光書込みヘッドの光量補正方法 |
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US11966173B2 (en) | 2022-09-09 | 2024-04-23 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000085777A patent/JP4360002B2/ja not_active Expired - Lifetime
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