JP2004188855A

JP2004188855A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004188855A
Application number: JP2002360688A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Kondo; 浩人近藤; Hideki Ishida; 英樹石田; Eiji Tatsumi; 英二辰巳
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of enhancing image quality by suppressing unevenness in the density of an image. <P>SOLUTION: An LED array control section 34 performing driving control of an LED print head 7 comprises a section 35 for storing characteristics data consisting of the quantity of light data of respective LED elements constituting an LED array 31, data concerning to a beam and resolution data, an emission time correction data operating section 39, an image signal processing section 42, a control signal generating section 43, and an image data correction operating section 44. The emission time correction data operating section 39 reads out the characteristics data stored in the characteristics data storing section 35 and calculates emission time correction data T according to an operational expression. The image data correction operating section 44 corrects image data delivered from the image signal processing section 42 using the emission time correction data T delivered from the emission time correction data operating section 39. Corrected image data is delivered to the LED print head 7. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式のプリンタやファクシミリ、複写機などの露光手段としてＬＥＤプリントヘッドを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、装置の小型化・簡易化等を図るべく、光書き込み手段としてＬＥＤアレイを用いた電子写真方式の画像形成装置が注目されている。この電子写真方式の画像形成装置において、感光体の露光に用いられるＬＥＤプリントヘッドは、複数のＬＥＤ素子を一列に並べて形成されたＬＥＤアレイを有しており、画像データに基づいて各ＬＥＤ素子を個々に選択的に発光させるようになっている。
【０００３】
しかし、このＬＥＤアレイを形成する複数のＬＥＤ素子に関して、その発光特性が全て均一になる様に製造することは不可能であるため、全てのＬＥＤ素子に対して同じ大きさの電流を印加しても、各ＬＥＤ素子毎に光量が異なってしまい、各ＬＥＤ素子毎に光量のバラツキが生じてしまう。そのため画像濃度にムラが生じてしまうことになる。
【０００４】
そこで、上記光量のバラツキを抑えるとともに、各ＬＥＤ素子の光量を均一にさせる様に補正されたＬＥＤプリントヘッドが提案されており、例えば、ＬＥＤプリンタの発光出力を均一化するとともに、印字品質を高くすることを目的として、レーザ光によるトリミングを行い、抵抗値を調整することによって各ＬＥＤ素子に供給する電流を制御し、光量を一定にするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。又、光量のバラツキのあるヘッドを製品に組み込む際、又は、ＬＥＤプリントヘッドを交換する際の調整作業を不要とすることを目的として、各ＬＥＤ素子の発光量を一定にするような補正データを予め求めておき、ＬＥＤプリントヘッド内に当該補正データを格納したＲＯＭを備え、印画時にその補正データを用いて各ＬＥＤ素子を点灯するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−４３７６号公報（第３−４頁、第６−８図）
【特許文献２】
特開平５−５０６５３号公報（第３−４頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、各ＬＥＤ素子から発光される光画像データはレンズアレイを通じて感光体上に潜像形成されるため、上記従来のＬＥＤプリントヘッドを有する画像形成装置では、各ＬＥＤ素子の光量を一定にしても、当該レンズアレイの光学特性のバラツキ等により、形成されるドット径も各ＬＥＤ素子によって異なり、全ドットの光量分布を均一化することは不可能と言え、その結果、画像上に縦スジが発生してしまうという不都合が生じていた。例えば、図１１に示す様に、ＬＥＤ素子ａ'とＬＥＤ素子ｂ'において、両ＬＥＤ素子の光量が同じであっても、現像閾値における両ＬＥＤ素子のドット径Ｓａ'、Ｓｂ'は異なっているため（Ｓａ'＜Ｓｂ'）、現像閾値におけるドット径の大きいＬＥＤ素子ｂ'の方が、潜像ドットが大きくなってしまい、画像上では濃く表現されてしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決し、画像の濃度ムラを抑えて画質を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、画像データに応じて点灯制御される複数のＬＥＤ素子から構成されるＬＥＤアレイと、前記複数のＬＥＤ素子を駆動する駆動回路とから構成されるＬＥＤプリントヘッドと、前記ＬＥＤプリントヘッドを駆動制御するＬＥＤアレイ制御手段を有する画像形成装置において、前記ＬＥＤアレイ制御手段には、前記複数のＬＥＤ素子の各々に関する光量データ、及び前記複数のＬＥＤ素子の各々が発するビームに関するデータよりなる特性データを記憶する特性データ記憶手段と、前記特性データ記憶手段から前記特性データを読み出すとともに、前記特性データに基づいて前記複数のＬＥＤ素子の各々に対する発光時間補正データを算出する発光時間補正データ演算手段と、が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、画像の濃度ムラの発生要因である、各ＬＥＤ素子の光量データ、及び各ＬＥＤ素子のビームに関するデータよりなる特性データから、各ＬＥＤ素子の発光時間補正データを算出し、これに基づいて各ＬＥＤ素子が点灯されるため、ＬＥＤアレイを構成する複数のＬＥＤ素子間における表示濃度の濃淡差を精度良く解消することができ、画像の濃度ムラを抑えることができる。又、画像上の縦スジの発生を効率よく低減させることができる。
【００１０】
又、本発明においては、画像データに応じて点灯制御される複数のＬＥＤ素子から構成されるＬＥＤアレイと、前記複数のＬＥＤ素子を駆動する駆動回路とから構成されるＬＥＤプリントヘッドと、前記ＬＥＤプリントヘッドを駆動制御するＬＥＤアレイ制御手段を有する画像形成装置において、前記ＬＥＤアレイ制御手段には、前記複数のＬＥＤ素子の各々に関する光量データ、及び前記複数のＬＥＤ素子の各々が発するビームに関するデータ、並びに前記複数のＬＥＤ素子の各々に関する解像度データよりなる特性データを記憶する特性データ記憶手段と、前記特性データ記憶手段から前記特性データを読み出すとともに、前記特性データに基づいて前記複数のＬＥＤ素子の各々に対する発光時間補正データを算出する発光時間補正データ演算手段と、が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によると、画像の濃度ムラの発生要因である、各ＬＥＤ素子の光量データ、及び各ＬＥＤ素子のビームに関するデータ、並びに各ＬＥＤ素子の解像度データよりなる特性データから、各ＬＥＤ素子の発光時間補正データを算出し、これに基づいて各ＬＥＤ素子が点灯されるため、ＬＥＤアレイを構成する複数のＬＥＤ素子間における表示濃度の濃淡差をより精度良く解消することができ、画像の濃度ムラをより抑えることができる。又、画像上の縦スジの発生をより効率よく低減させることができる。
【００１２】
尚、上記の発光時間補正データの算出に当たっては、所定の演算式を予め設定しておくとよい。
【００１３】
更に前記ＬＥＤアレイ制御手段には、前記発光時間補正データ演算手段から前記発光時間補正データを読み出すとともに、前記発光時間補正データを記憶する発光時間補正データ記憶手段が設けられることが好ましい。何故ならば、発光時間補正データ演算手段による発光時間補正データの演算に長時間を要する場合であっても、予め演算した発光時間補正データが発光時間補正データ記憶手段に記憶されているため、画像データの補正をより高速に行うことが可能になるからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１に示された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。又、１２は用紙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プリントヘッド７、クリーニング部２０等から構成されている。
【００１５】
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プリントヘッド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の真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。この様に、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。
【００１６】
次に、図２を参照して、上述のカラープリンタ１に設けられているＬＥＤプリントヘッド７について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤアレイプリントヘッドの概略構成を示す模式図である。図２において、ＬＥＤプリントヘッド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ＬＥＤアレイ３１と、当該ＬＥＤアレイ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３１を構成する複数のＬＥＤ素子を駆動する駆動回路３３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プリントヘッド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。
【００１７】
図３は、ＬＥＤプリントヘッド７を画像形成装置に組み込んだ場合の模式図である。図３において、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。
【００１８】
以上に説明した様に、図１のカラープリンタ１に外部の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素子が駆動され、当該各ＬＥＤ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。尚、本実施形態の画像形成装置は、感光体５上の露光エネルギー（又は、ＬＥＤ素子発光エネルギー）が大きい画素ほど高濃度となるように形成されており、この露光エネルギー（又は、ＬＥＤ素子発光エネルギー）は、ＬＥＤ素子の発光強度（＝駆動電流）×発光時間（＝駆動電流供給時間）により表される。
【００１９】
次に、図４、及び図５を参照して、ＬＥＤアレイ制御部の動作、及びＬＥＤプリントヘッドの駆動回路の動作について説明する。図４は本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤアレイ制御部の構成を示すブロック図であり、図５は本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤプリントヘッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【００２０】
ＬＥＤアレイ制御部３４は、ＬＥＤプリントヘッド７を駆動制御するものであり、特性データ記憶部３５、発光時間補正データ演算部３９、画像信号処理部４２、制御信号生成部４３、画像データ補正演算部４４により構成されている。
【００２１】
画像信号処理部４２は、外部装置、例えば、フレームメモリやスキャナ等からＬＥＤアレイ制御部３４に送られてきた画像信号４１に対し、階調処理等の画像処理を適宜行い、画像信号４１を画像データに変換する手段である。この画像データは、上記ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの各色毎に分離された画素濃度を示すためのデータであり、ＬＥＤ素子の駆動電流（発光強度）と発光時間（駆動電流供給時間）を示すｍビットディジタルデータである。画像信号処理部４２により処理された画像データは、画像データ補正演算部４４に出力される。
【００２２】
特性データ記憶部３５は、ＬＥＤアレイ３１を構成する複数のＬＥＤ素子の各々に関し、予め測定された複数の特性データを記憶するための手段であり、図４に示す様に、各ＬＥＤ素子に関する光量データを特性データとして記憶する光量データ記憶部３６、各ＬＥＤ素子が発するビームに関するデータ、例えば、ビーム径やビーム面積に関するデータを特性データとして記憶するビームデータ記憶部３７、各ＬＥＤ素子に関する解像度を示すデータ、例えば、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）データを特性データとして記憶する解像度データ記憶部３８により構成されている。尚、この特性データ記憶部３５は、例えば、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）により構成されているが、個々のＬＥＤ素子の特性変化に対応させるために、書き換え可能なＰＲＯＭ（例えば、データの消去を紫外線で行うＥＰＲＯＭや、データの消去を電気的に行うＥＥＰＲＯＭ）を用いる構成としても良い。
【００２３】
当該特性データ記憶部３５には、発光時間補正データ演算部３９が接続されている。この発光時間補正データ演算部３９は、前述の特性データ記憶部３５に設けられた光量データ記憶部３６、ビームデータ記憶部３７、及び、解像度データ記憶部３８に記憶された各特性データを読み出し、後述する所定の演算式に従って、ＬＥＤアレイ３１を構成する複数のＬＥＤ素子の各々に対する発光時間補正データＴを特性データに基づいて算出するためのものである。発光時間補正データ演算部３９により算出された発光時間補正データＴは、画像データ補正演算部４４に出力される。
【００２４】
この発光時間補正データＴは、後述のごとく、ＬＥＤアレイ３１を構成する個々のＬＥＤ素子の発光時間を変化させることにより、個々のＬＥＤ素子の露光強度を変化させる際に使用されるデータであり、例えば、１番目のドット（ＬＥＤ素子のＮｏ.１）の発光時間を補正する場合には、発光時間補正データＴ₁が用いられ、ｎ番目のドット（ＬＥＤ素子のＮｏ.ｎ）の発光時間を補正する場合には、発光時間補正データＴ_nが使用される。
【００２５】
ここで、発光時間補正データＴは、算出精度の安定化を目的として、発光時間補正データ演算部３９において、次式(１)の演算式に従って算出される。
Ｔ_n＝ａ_n＋α・(ｂ_n−ｂ_ave)/ｂ_ave＋β・(ｃ_n−ｃ_ave)/ｃ_ave ・・・(１)
但し、Ｔ_nは、ｎ番目のＬＥＤ素子の発光時間補正データである。ａ_nは、各ＬＥＤ素子毎の光量を略一定にするｎ番目のＬＥＤ素子の発光時間基準データであって、光量データ記憶部３６に記憶されている。ｂ_nは、ｎ番目のＬＥＤ素子のビームに関するデータ（例えば、ビーム径やビーム面積）であって、ビームデータ記憶部３７に記憶されている。ｃ_nは、ｎ番目のＬＥＤ素子の解像度データであって、解像度データ記憶部３８に記憶されている。又、αはビームに関する演算係数、βは解像度に関する演算係数である。尚、ｂ_aveは、全てのＬＥＤ素子のビームに関するデータの平均値、又はｎ番目のＬＥＤ素子を含む所定区間内（例えば、ｎ番目のＬＥＤ素子を中心とする前後５０個のＬＥＤ素子）における複数のＬＥＤ素子のビームに関するデータの平均値であって、発光時間補正データ演算部３９による演算の際に算出される。ｃ_aveも、ｂ_aveと同様、全てのＬＥＤ素子の解像度データの平均値、又はｎ番目のＬＥＤ素子を含む所定区間内における複数のＬＥＤ素子の解像度データの平均値であって、発光時間補正データ演算部３９による演算の際に算出される。
【００２６】
又、発光時間補正データＴは、次式(２)の演算式に従って算出されてもよい。
Ｔ_n＝ａ_n＋α・(ｂ_n−ｂ_ave)/ｂ_ave ・・・(２)
但し、Ｔ_n、ａ_n、ｂ_n、α、ｂ_aveは上記と同様である。この式(２)は、ＬＥＤ素子の解像度データについて特段配慮する必要がない場合に有用であり、この場合、解像度データ記憶部３８が不要となることから、式(１)の場合と比較して構成を簡素化できるという利点がある。
【００２７】
画像データ補正演算部４４は、発光時間補正データ演算部３９により出力された発光時間補正データＴを用いて、画像信号処理部４２により出力された画像データの補正を行うものである。即ち、画像データ補正演算部４４は、発光時間補正データ演算部３９により出力された発光時間補正データＴに従い、画像信号処理部４２により出力された画像データのうち、ＬＥＤアレイ３１を構成する個々のＬＥＤ素子に関する発光時間を示すｍビットディジタルデータの補正を行う。当該補正が行われた画像データは、図４に示す様に、ＬＥＤプリントヘッド７へと出力される。
【００２８】
ＬＥＤプリントヘッド７の駆動回路３３は、図５に示す様に、クロック信号ＣＬＫをカウントするＣＬＫカウンタ５０と、ストローブクロック信号ＳＣＬＫをカウントするＳＣＬＫカウンタ５１と、画素濃度を示す補正後の画像データを一時的に格納する格納部５２と、出力時間制御信号ＳＴＲＯＢＥのロジックに応じて開閉するゲート部５３と、ＬＥＤアレイ３１の駆動電流を生成する定電流生成部５４とを有している。
【００２９】
上記構成から成るＬＥＤプリントヘッド７の駆動回路３３は、制御信号生成部４３から入力される水平同期信号ＨＳＹＮＣの立ち下がりにより初期化され、同じく制御信号生成部４３から入力されるクロック信号ＣＬＫと、クロック信号ＣＬＫに同期して入力される補正後の画像データの受け取りを開始する。
【００３０】
格納部５２は、シフトレジスタとラッチ回路を有しており、入力される補正後の画像データを変換するために、ＬＥＤアレイ３１の発光に必要なデータの一時的な格納を行う。ここで、ＬＥＤプリントヘッドを構成する各ＬＥＤ素子の駆動方法には、一度に全ＬＥＤ素子の点消灯制御を行うスタティック駆動方式と、ＬＥＤを複数ブロックに分けてブロック毎に点消灯制御を行うダイナミック駆動方式とがあるが、スタティック駆動方式を採用する場合は全ＬＥＤ素子分、ダイナミック駆動方式を採用する場合は１ブロック分のデータの一時的な格納を行う。
【００３１】
ＣＬＫカウンタ５０は、クロック信号ＣＬＫのカウント数に基づいて、格納部５２における画像データの一時格納が完了したか否かを判断し、完了したと判断した時点で発光準備が整ったことを示す発光タイミング制御信号ＳＴＲＥＱを制御信号生成部４３に出力する。
【００３２】
発光タイミング制御信号ＳＴＲＥＱを受け取った制御信号生成部４３によって、出力時間制御信号ＳＴＲＯＢＥがアクティブレベル（ローレベル）とされ、ストローブクロック信号ＳＣＬＫが入力され始めるとＳＣＬＫカウンタ５１はストローブクロック信号ＳＣＬＫのカウントを開始し、ゲート部５３が開放される。従って、ＬＥＤアレイ３１を構成する各ＬＥＤ素子には、格納部５２に格納された画像データに基づく駆動電流が、格納部５２に格納された発光時間補正データＴに基づく発光時間だけ流され、感光体５の露光が行われる。
【００３３】
図６は、ＬＥＤ素子の点灯制御の手順を示すフローチャートである。この制御手順では、まず、総ライン数Ｎのうち、１ライン目を対象とさせるためにｎ＝１に設定する（ステップＳ１）。次に、特性データ記憶部３５から各ＬＥＤ素子の特性データを読み出し（ステップＳ２）、発光時間補正データ演算部３９において、演算式に従って各ＬＥＤ素子に対する発光時間補正データＴの演算を行う（ステップＳ３）。次に、算出された発光時間補正データＴを画像データ補正演算部４４に出力し（ステップＳ４）、画像データ補正演算部４４において画像データの補正を行う（ステップＳ５）。次に、補正された画像データをＬＥＤプリントヘッド７に出力し（ステップ６）、各ＬＥＤ素子を補正された画像データに従って点灯する（ステップＳ７）。更に、次のラインｎを対象とさせるために、ｎを＋１だけインクリメントし（ステップＳ８）、当該ｎが、印字する総ライン数Ｎを越えていないかをチェックし（ステップＳ９）、越えていなければ、ラインｎについて上記処理を同様に繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ９）。
【００３４】
尚、上述の実施形態では、発光時間補正データＴが発光時間補正データ演算部３９により演算式に従って算出された後、直接、画像データ補正演算部４４に出力される構成としたが、図７に示す様に、発光時間補正データ演算部３９において算出された発光時間補正データＴを記憶する発光時間補正データ記憶部４０を別途設け、当該発光時間補正データ記憶部４０を発光時間補正データ演算部３９、及び画像データ補正演算部４４に接続する構成としても良い。
【００３５】
この場合、発光時間補正データ記憶部４０は、発光時間補正データ演算部３９から発光時間補正データＴを読み出すとともに、当該発光時間補正データＴを記憶し、画像データ補正演算部４４へ当該発光時間補正データＴを出力する。尚、個々のＬＥＤ素子の特性変化に基づく発光時間補正データＴの変更に対応させるために、この発光時間補正データ記憶部４０には、例えば、書き換え可能なＰＲＯＭ（例えば、データの消去を紫外線で行うＥＰＲＯＭや、データの消去を電気的に行うＥＥＰＲＯＭ）等が用いられる。
【００３６】
この様な構成にすることにより、発光時間補正データＴの演算に長時間かかる場合であっても、予め演算した発光時間補正データＴが発光時間補正データ記憶部４０に記憶されているため、画像データ補正演算部４４において速やかに発光時間補正データＴを読み出すことができ、その結果、画像データ補正演算部４４による画像データの補正をより高速に行うことが可能になる。
【００３７】
又、この場合のＬＥＤ素子の点灯制御の手順は、図８に示したフローチャートに従って行われる。即ち、まず、総ライン数Ｎのうち、１ライン目を対象とさせるためにｎ＝１に設定する（ステップＳ１００）。次に、特性データ記憶部３５から各ＬＥＤ素子の特性データを読み出し（ステップＳ１０１）、発光時間補正データ演算部３９において、演算式に従って各ＬＥＤ素子に対する発光時間補正データＴの演算を行う（ステップＳ１０２）。次に、算出された発光時間補正データＴを発光時間補正データ記憶部４０にて記憶する（ステップ１０３）。更に、次のラインｎを対象とさせるために、ｎを＋１だけインクリメントし（ステップＳ１０４）、当該ｎが、印字する総ライン数Ｎを越えていないかをチェックし（ステップＳ１０５）、越えていなければ、ラインｎについて上記処理を同様に繰り返し、全てのラインに対して、発光時間補正データ記憶部４０にて発光時間補正データＴの記憶を行う（ステップＳ１０１〜Ｓ１０５）。
【００３８】
次に、総ライン数Ｎのうち、１ライン目を対象とさせるために、再びｎ＝１に設定する（ステップＳ１０６）。次に、発光時間補正データ記憶部４０にて記憶された発光時間補正データＴを画像データ補正演算部４４へ出力し（ステップＳ１０７）、画像データ補正演算部４４において画像データの補正を行う（ステップＳ１０８）。次に、補正された画像データをＬＥＤプリントヘッド７に出力し（ステップ１０９）、各ＬＥＤ素子を補正された画像データに従って点灯する（ステップＳ１１０）。更に、次のラインｎを対象とさせるために、ｎを＋１だけインクリメントし（ステップＳ１１１）、当該ｎが、印字する総ライン数Ｎを越えていないかをチェックし（ステップＳ１１２）、越えていなければ、ラインｎについて上記処理を同様に繰り返す（ステップＳ１０７〜Ｓ１１２）。
【００３９】
図９は、ＬＥＤ素子の露光強度と現像閾値のビーム径の関係を示したものである。ここで、図９（ａ）は、画像データを補正する前のＬＥＤ素子の露光強度と現像閾値のビーム径の関係を示したものであり、図９（ｂ）は、画像データを補正した後のＬＥＤ素子の露光強度と現像閾値のビーム径の関係を示したものである。図９（ａ）に示す様に、ＬＥＤ素子ａとＬＥＤ素子ｂにおいて、高濃度部、低濃度部のいずれの場合も、発光光量（図中のピーク面積）は同程度であるが、ビーム径（このビーム径は、一般的にピーク光量の１３.５％の範囲で規定されるものである）が異なっている。即ち、高濃度部、低濃度部のいずれの場合も、発光素子ｂのビーム径は、発光素子ａのビーム径よりも大きくなっている（Ｄ_b＞Ｄ_a、ｄ_b＞ｄ_a）。
【００４０】
しかしながら、図９（ａ）に示す様に、高濃度部においては、ＬＥＤ素子ｂの現像閾値におけるドット径Ｓ_bが、ＬＥＤ素子ａのドット径Ｓ_aよりも大きくなっているが、低濃度部においては、高濃度部の場合とは逆に、ＬＥＤ素子ａの現像閾値におけるドット径S_aが、ＬＥＤ素子ｂのドット径S_bよりも大きくなっている。つまり、ＬＥＤ素子ａとＬＥＤ素子ｂの現像閾値におけるドット径の大小関係は、上記ビーム径の大小関係には依存せず、ＬＥＤ素子の表示濃度に依存する。従って、この状態下では、高濃度部においては、現像閾値におけるドット径の大きいＬＥＤ素子ｂの方が、低濃度部においては、現像閾値におけるドット径の大きいＬＥＤ素子ａの方が、潜像ドットが大きくなってしまい、画像上では濃く表現されてしまう。
【００４１】
そこで、ＬＥＤ素子ａとＬＥＤ素子ｂの各表示濃度部におけるビーム径を特性データとして予め記憶しておき、当該ビーム径に関する特性データを用いて演算式に従って発光時間の補正データを作成し、各表示濃度部におけるＬＥＤ素子ａとＬＥＤ素子ｂの表示濃度の濃淡差の解消を行う。
【００４２】
即ち、図９（ｂ）に示す様に、高濃度部においては、ビーム径の大きい（ドット径の大きい）ＬＥＤ素子ｂの発光時間を短くし、ビーム径の小さい（ドット径の小さい）ＬＥＤ素子ａの発光時間を長くするように、発光時間補正データをビーム径に関する特性データを用いて作成し、低濃度部においては、ビーム径の大きい（ドット径の小さい）ＬＥＤ素子ｂの発光時間を長くし、ビーム径の小さい（ドット径の大きい）ＬＥＤ素子ａの発光時間を短くするように、発光時間補正データをビーム径に関する特性データを用いて作成することにより、各表示濃度部にの現像閾値におけるＬＥＤ素子ａとＬＥＤ素子ｂのドット径が同じになるため、各表示濃度部において、ＬＥＤ素子ａとＬＥＤ素子ｂの表示濃度の濃淡差を解消することができることになる。
【００４３】
ここで、発光時間補正データは演算式に従って作成されるわけであるが、その一例について図１０を参照しながら述べておく。本一例は、０〜１５階調という多値階調の画像形成に用いられるものであって、演算式として上記の式(２)を適用するとともに、ビームに関するデータｂ_nとしてＬＥＤ素子のビーム径を採用し、高濃度部（１５階調目）と低濃度部（５階調目）の２つの階調でそれぞれ適正な演算係数αを設定したものである。尚、その他の階調の演算係数αは補間で算出して設定される。
【００４４】
高濃度部では、図１０（ａ）に示す様に、ビーム径ｂ_nが大きくなるにつれて発光時間補正データＴ_nが小さく、他方の低濃度部では、図１０（ｂ）に示す様に、ビーム径ｂ_nが大きくなるにつれて発光時間補正データＴ_nが大きくなっており、上記した図９（ｂ）に示す態様が実現される。但し、図１０では、ビーム径ｂ_nの平均値ｂ_aveが８０μｍであって、発光時間基準データａ_nは高濃度部で４．４０μｓｅｃ．、低濃度部で１．４７μｓｅｃ．であり、演算係数αとしては、高濃度部において、弱い補正（同図（ａ）中の実線参照）の選定が必要な場合−（マイナス）０．０７７、強い補正（同図（ａ）中の破線参照）の選定が必要な場合−（マイナス）０．１２５が設定され、他方の低濃度部において、弱い補正（同図（ｂ）中の実線参照）の選定が必要な場合０．１１１、強い補正（同図（ｂ）中の破線参照）の選定が必要な場合０．３３３が設定されたものが示されている。
【００４５】
このように本一例では、代表的な２つの階調でそれぞれ演算係数を設定するとともに、その他の階調では補間で算出した演算係数を設定しているが、これに限らず、例えば、最も画像の濃度ムラの目立つ１つの階調で適正な演算係数を設定するとともに、この演算係数を全ての階調に適用すべく設定したり、或いは、全ての階調でそれぞれ適正な演算係数を設定したりしても構わない。
【００４６】
尚、図９及び図１０においては、ＬＥＤ素子の特性データとしてビーム径を用いて発光時間補正データを作成する場合を示したが、上述のごとく、各ＬＥＤ素子についての光量データやビーム面積に関するデータ、及びＭＴＦデータ等の解像度を示すデータを個々に、又は複数組み合わせたデータを特性データとして用いて、発光時間補正データを作成することもできる。
【００４７】
以上より、本実施形態においては、ＬＥＤアレイ３１を構成する個々のＬＥＤ素子に関し、予め測定され画像の濃度ムラの発生要因である、各ＬＥＤ素子の光量データ、及び各ＬＥＤ素子のビームに関するデータ、場合によっては各ＬＥＤ素子の解像度データを含む特性データを記憶するための特性データ記憶部３５を設けるとともに、特性データ記憶部３５に記憶された特性データを読み出し、ＬＥＤアレイ３１を構成する個々のＬＥＤ素子に関する発光時間補正データＴを算出する発光時間補正データ演算部３９を設け、画像データに基づく駆動電流が、発光時間補正データＴに基づく発光時間だけＬＥＤアレイ３１を構成する各ＬＥＤ素子に流れる構成としているため、各ＬＥＤ素子間の表示濃度の濃淡差を精度良く解消することができ、画像の濃度ムラを抑えることができる。その結果、画像上の縦スジの発生を効率よく低減させることができる。
【００４８】
又、本実施形態においては、特性データ記憶部３５に書き換え可能なＰＲＯＭを使用できる構成としているため、個々のＬＥＤ素子の特性に変化が生じた場合であっても、各ＬＥＤ素子の特性データの書き換えをスムーズに行うことができる。従って、発光時間補正データＴを演算する際に、各ＬＥＤ素子に対する発光時間補正データの演算を精度良く行うことが可能になるため、結果として、画像データの補正を高精度で行うことが可能になる。
【００４９】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて各部の構造等を適宜変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００５０】
例えば、上記実施形態では、感光体をドラム形状としたが、当該ドラム形状に限らず、例えば、ベルト状の感光体を用いても良い。
【００５１】
又、上記実施形態では、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダのトナー像によりカラー画像を得る構成としたが、本発明は、その他の互いに異なる色のトナーを２色以上用いるカラー画像形成装置にも適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上、説明した様に、本発明に係る画像形成装置においては、画像データに基づく駆動電流が、画像の濃度ムラの発生要因である、各ＬＥＤ素子の光量データ、及び各ＬＥＤ素子のビームに関するデータ、場合によっては各ＬＥＤ素子の解像度データを含む特性データを用いて作成された発光時間補正データＴに基づく発光時間だけ各ＬＥＤ素子に流れる構成としているため、画像の濃度ムラを抑えて画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤアレイ露光装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】は、ＬＥＤアレイ露光装置を画像形成装置に組み込んだ場合の模式図である。
【図４】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤアレイ制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤプリントヘッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図６】は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤ素子の点灯制御の手順を示すフローチャートである。
【図７】は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤアレイ制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤ素子の点灯制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】は、本発明の実施形態に係る画像処理装置におけるＬＥＤ素子の露光強度と現像閾値のビーム径の関係を示した図である。
【図１０】は、本発明の実施形態に係る画像処理装置において算出されたＬＥＤ素子のビーム径と発光時間補正データの関係を示した図である。
【図１１】は、従来の画像処理装置におけるＬＥＤ素子の濃淡と現像閾値のビーム径の関係を示した図である。
【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
７ＬＥＤプリントヘッド
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
３１ＬＥＤアレイ
３２レンズアレイ
３３駆動回路
３４ＬＥＤアレイ制御部
３５特性データ記憶部
３９発光時間補正データ演算部
４０発光時間補正データ記憶部
４１画像信号
４２画像信号処理部
４３制御信号生成部
４４画像データ補正演算部
５０ＣＬＫカウンタ
５１ＳＣＬＫカウンタ
５２格納部
５３ゲート部
５４定電流生成部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an LED print head as exposure means for an electrophotographic printer, a facsimile, a copying machine, or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an electrophotographic image forming apparatus using an LED array as an optical writing unit has attracted attention in order to reduce the size and simplify the apparatus. In this electrophotographic image forming apparatus, the LED print head used for exposing the photoreceptor has an LED array formed by arranging a plurality of LED elements in a line, and controls each LED element based on image data. Light is selectively emitted individually.
[0003]
However, since it is impossible to manufacture the plurality of LED elements forming the LED array so that the light emission characteristics are all uniform, a current of the same magnitude is applied to all the LED elements. Also, the light amount differs for each LED element, and the light amount varies for each LED element. Therefore, the image density becomes uneven.
[0004]
Therefore, an LED print head has been proposed in which the above-described variation in the light amount is suppressed and the light amount of each LED element is corrected to be uniform. For example, the light emission output of the LED printer is made uniform and the printing quality is improved. For this purpose, a technique has been proposed in which trimming by laser light is performed and the current supplied to each LED element is controlled by adjusting the resistance value so as to make the light amount constant (for example, see Patent Document 1). . In addition, in order to eliminate the need for adjustment work when assembling a head with a variation in the amount of light into a product or replacing an LED print head, correction data for keeping the amount of light emitted from each LED element constant is required. There has been proposed an LED print head which has been obtained in advance and has a ROM in which the correction data is stored, and which turns on each LED element using the correction data at the time of printing (for example, see Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-4376 (page 3-4, FIG. 6-8)
[Patent Document 2]
JP-A-5-50653 (page 3-4, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since optical image data emitted from each LED element is formed on a photosensitive member through a lens array, a latent image is formed on the photoreceptor. Due to variations in the optical characteristics of the lens array, the diameter of the formed dots also differs for each LED element, and it cannot be said that it is impossible to equalize the light amount distribution of all the dots. As a result, vertical stripes appear on the image. The inconvenience of doing so occurred. For example, as shown in FIG. 11, in the LED element a 'and the LED element b', the dot diameters Sa 'and Sb' of the two LED elements at the development threshold are different even if the light amounts of both LED elements are the same. For this reason (Sa '<Sb'), the latent image dot is larger in the LED element b 'having a larger dot diameter at the development threshold, and is expressed densely on the image.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide an image forming apparatus capable of suppressing image density unevenness and improving image quality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an LED print comprising: an LED array including a plurality of LED elements whose lighting is controlled according to image data; and a driving circuit for driving the plurality of LED elements. In an image forming apparatus having a head and an LED array control unit for driving and controlling the LED print head, the LED array control unit includes light amount data relating to each of the plurality of LED elements, and each of the plurality of LED elements. Characteristic data storage means for storing characteristic data composed of data relating to the emitted beam; reading the characteristic data from the characteristic data storage means; and calculating light emission time correction data for each of the plurality of LED elements based on the characteristic data And a light emission time correction data calculating means that performs To.
[0009]
According to this configuration, the light emission time correction data of each LED element is calculated from the light amount data of each LED element and the characteristic data including the data on the beam of each LED element, which are the causes of the density unevenness of the image. Since each LED element is turned on based on this, it is possible to accurately eliminate the difference in display density between a plurality of LED elements constituting the LED array, and to suppress unevenness in image density. Further, the occurrence of vertical stripes on an image can be efficiently reduced.
[0010]
Further, according to the present invention, an LED array including a plurality of LED elements whose lighting is controlled in accordance with image data, an LED print head including a driving circuit for driving the plurality of LED elements, In an image forming apparatus having an LED array control unit for driving and controlling a print head, the LED array control unit includes light amount data relating to each of the plurality of LED elements, and data relating to a beam emitted from each of the plurality of LED elements. And characteristic data storage means for storing characteristic data comprising resolution data relating to each of the plurality of LED elements; and reading out the characteristic data from the characteristic data storage means, and each of the plurality of LED elements based on the characteristic data. Emission time correction data for calculating the emission time correction data for Calculating means, characterized in that is provided.
[0011]
According to this configuration, the light emission time of each LED element is determined from the light quantity data of each LED element, the data related to the beam of each LED element, and the characteristic data including the resolution data of each LED element, which are the causes of the density unevenness of the image. Since the correction data is calculated and each LED element is turned on based on the correction data, the difference in the display density between the plurality of LED elements constituting the LED array can be more accurately eliminated, and the density unevenness of the image can be reduced. More can be suppressed. Further, the occurrence of vertical stripes on an image can be more efficiently reduced.
[0012]
In calculating the above light emission time correction data, a predetermined arithmetic expression may be set in advance.
[0013]
Further, it is preferable that the LED array control means is provided with a light emission time correction data storage means for reading the light emission time correction data from the light emission time correction data calculation means and for storing the light emission time correction data. This is because even if the calculation of the light emission time correction data by the light emission time correction data calculation means requires a long time, the light emission time correction data calculated in advance is stored in the light emission time correction data storage means, This is because data can be corrected at higher speed.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the image forming apparatus shown in FIG. 1, 1 is a color printer as an example of the image forming apparatus, 2 is a housing, 3B, 3Y, 3C, and 3M are image forming sections for black, yellow, cyan, and magenta, respectively. Reference numerals 10B, 10Y, 10C, and 10M denote toner hoppers for the respective colors. Reference numeral 12 denotes a paper feed cassette for storing paper 14, 13 denotes a paper feed guide, 11a and 11b denote conveyance belt driving rollers, 8 denotes a conveyance belt, 9 denotes a transfer roller, 17 denotes a fixing unit, 15 denotes a paper discharge guide, 16 Denotes a paper discharge unit. Each of the image forming units 3B, 3Y, 3C, and 3M for each color includes a developing unit 4, a photoconductor 5, a main charger 6, an LED print head 7, a cleaning unit 20, and the like.
[0015]
In the color printer 1, an electrostatic latent image is formed by the LED print head 7 on the photoconductor 5 charged by the main charger 6, and is developed by the developing device 4 to form a visible image. Such a process is performed for each of the black, yellow, cyan, and magenta colors. The paper 14 sent from the paper feed cassette 12 is guided by the paper feed guide 13 and is attracted to the upper surface of the conveyor belt 8 rotating counterclockwise, so that the image forming units 3B, 3Y, 3C, The image of each color is sequentially transferred to the paper 14 by the transfer roller 9 when passing immediately below 3M. As described above, the four color toners that have formed the full-color image on the paper 14 are fixed when the paper 14 passes through the fixing unit 17. Thereafter, the paper 14 is guided to be discharged to the paper discharge unit 16 by the paper discharge guide 15.
[0016]
Next, the LED print head 7 provided in the above-described color printer 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the LED array print head in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the LED print heads 7 are arranged in a row on a substrate 30 having wiring, and an LED array 31 including a plurality of LEDs whose lighting is controlled in accordance with image data, and an LED array 31 above the LED array 31. The LED array 31 includes a lens array 32 that is arranged to form an erect image of the same magnification, and a drive circuit 33 that drives a plurality of LED elements constituting the LED array 31. Here, the above-described substrate 30, the lens array 32, and the like are held by a holding member (not shown). Further, an LED array control unit 34 for driving and controlling the LED print head 7 is provided outside.
[0017]
FIG. 3 is a schematic diagram when the LED print head 7 is incorporated in an image forming apparatus. In FIG. 3, reference numeral 5 denotes a photosensitive member having a drum shape, and a dashed line indicates that the lens array 32 receives the light emitted from the LED light emitting element, refracts and transmits the light, and forms an image on the drum surface.
[0018]
As described above, each LED element is driven in response to an image signal transmitted from an external PC (not shown) or the like to the color printer 1 of FIG. Via 32, an image is formed as a dot on the surface of the photoconductor 5. Note that the image forming apparatus of the present embodiment is formed so that pixels having higher exposure energy (or LED element emission energy) on the photoreceptor 5 have a higher density, and the exposure energy (or LED element emission) is higher. Energy) is represented by light emission intensity (= drive current) × light emission time (= drive current supply time) of the LED element.
[0019]
Next, an operation of the LED array control unit and an operation of the driving circuit of the LED print head will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an LED array control unit in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a driving circuit of the LED print head in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. It is a block diagram shown.
[0020]
The LED array control unit 34 controls the driving of the LED print head 7, and includes a characteristic data storage unit 35, a light emission time correction data calculation unit 39, an image signal processing unit 42, a control signal generation unit 43, and an image data correction calculation unit. 44.
[0021]
The image signal processing unit 42 appropriately performs image processing such as gradation processing on the image signal 41 sent from an external device, for example, a frame memory or a scanner to the LED array control unit 34, and converts the image signal 41 into an image. It is a means to convert to data. This image data is data for indicating pixel densities separated for each of the black, yellow, cyan, and magenta colors, and indicates a drive current (light emission intensity) and a light emission time (drive current supply time) of the LED element. This is m-bit digital data. The image data processed by the image signal processing unit 42 is output to the image data correction calculation unit 44.
[0022]
The characteristic data storage unit 35 is a means for storing a plurality of characteristic data measured in advance for each of the plurality of LED elements constituting the LED array 31, and as shown in FIG. A light quantity data storage unit 36 for storing data as characteristic data, a data relating to a beam emitted by each LED element, for example, a beam data storage unit 37 for storing data relating to a beam diameter and a beam area as characteristic data, and a resolution for each LED element. The resolution data storage unit 38 stores data, for example, MTF (Modulation Transfer Function) data as characteristic data. The characteristic data storage unit 35 is constituted by, for example, a ROM (Read Only Memory). However, in order to cope with the characteristic change of each LED element, a rewritable PROM (for example, data Or an EEPROM that electrically erases data).
[0023]
The emission time correction data calculation unit 39 is connected to the characteristic data storage unit 35. The light emission time correction data calculation unit 39 reads out each characteristic data stored in the light amount data storage unit 36, the beam data storage unit 37, and the resolution data storage unit 38 provided in the above-described characteristic data storage unit 35, This is for calculating the light emission time correction data T for each of the plurality of LED elements constituting the LED array 31 based on the characteristic data according to a predetermined arithmetic expression described later. The light emission time correction data T calculated by the light emission time correction data calculation unit 39 is output to the image data correction calculation unit 44.
[0024]
The emission time correction data T is data used when the exposure intensity of each LED element is changed by changing the emission time of each LED element constituting the LED array 31, as described later. for example, in the case of correcting the light emission time of the first dot (No.1 of LED element), the light emission time correction data T ₁ is used, the light emission time of the n-th dot (No.n of LED elements) In the case of correction, the light emission time correction data _Tn is used.
[0025]
Here, the emission time correction data T is calculated by the emission time correction data calculation unit 39 in accordance with the following equation (1) for the purpose of stabilizing the calculation accuracy.
_{_{T n = a n + α ·}} (b n -b ave) / b ave + β · (c n -c ave) / c ave ··· (1)
Here, T _n is emission time correction data of the n-th LED element. _An is light emission time reference data of the n-th LED element that makes the light quantity of each LED element substantially constant, and is stored in the light quantity data storage unit 36. b _n is data (for example, a beam diameter or a beam area) relating to the beam of the n-th LED element, and is stored in the beam data storage unit 37. c _n is the resolution data of the n-th LED element and is stored in the resolution data storage unit 38. Α is an operation coefficient relating to the beam, and β is an operation coefficient relating to the resolution. Note that b _ave is an average value of the data regarding the beams of all the LED elements, or a plurality of values in a predetermined section including the n-th LED element (for example, 50 LED elements before and after the n-th LED element). The average value of the data related to the beams of the LED elements is calculated at the time of calculation by the emission time correction data calculation unit 39. Similarly to b _ave , c _ave is an average value of the resolution data of all the LED elements or an average value of the resolution data of a plurality of LED elements in a predetermined section including the n-th LED element. It is calculated at the time of calculation by the calculation unit 39.
[0026]
The emission time correction data T may be calculated according to the following equation (2).
_{_{T n = a n + α ·}} (b n -b ave) / b ave ··· (2)
_{_{However, T n, a n, b}} n, α, b ave are as defined above. This equation (2) is useful when it is not necessary to pay special attention to the resolution data of the LED element. In this case, the resolution data storage unit 38 is not required, and therefore, the equation (2) is compared with the equation (1). There is an advantage that the configuration can be simplified.
[0027]
The image data correction operation unit 44 corrects the image data output by the image signal processing unit 42 using the emission time correction data T output by the emission time correction data operation unit 39. In other words, the image data correction calculation unit 44, in accordance with the light emission time correction data T output by the light emission time correction data calculation unit 39, among the image data output by the image signal processing unit 42, The m-bit digital data indicating the light emission time for the LED element is corrected. The corrected image data is output to the LED print head 7, as shown in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 5, the drive circuit 33 of the LED print head 7 includes a CLK counter 50 for counting the clock signal CLK, an SCLK counter 51 for counting the strobe clock signal SCLK, and a corrected image data indicating the pixel density. It has a storage unit 52 for temporarily storing, a gate unit 53 that opens and closes according to the logic of the output time control signal STROBE, and a constant current generation unit 54 that generates a drive current for the LED array 31.
[0029]
The driving circuit 33 of the LED print head 7 having the above configuration is initialized by the falling of the horizontal synchronization signal HSYNC input from the control signal generation unit 43, and also receives the clock signal CLK input from the control signal generation unit 43, The reception of the corrected image data input in synchronization with the clock signal CLK is started.
[0030]
The storage unit 52 includes a shift register and a latch circuit, and temporarily stores data necessary for light emission of the LED array 31 in order to convert input corrected image data. Here, the driving method of each LED element constituting the LED print head includes a static driving method of controlling turning on and off of all the LED elements at once, and a dynamic driving method of controlling the turning on and off of each LED by dividing the LED into a plurality of blocks. There is a driving method. When the static driving method is used, data for all the LED elements is temporarily stored. When the dynamic driving method is used, data for one block is temporarily stored.
[0031]
The CLK counter 50 determines whether or not the temporary storage of the image data in the storage unit 52 is completed based on the count number of the clock signal CLK. It outputs the timing control signal STREQ to the control signal generator 43.
[0032]
When the output time control signal STROBE is set to the active level (low level) by the control signal generation unit 43 that has received the light emission timing control signal STREQ, and the strobe clock signal SCLK starts to be input, the SCLK counter 51 starts counting the strobe clock signal SCLK. Starting, the gate 53 is opened. Therefore, a drive current based on the image data stored in the storage unit 52 is supplied to each LED element included in the LED array 31 for a light emission time based on the light emission time correction data T stored in the storage unit 52, and the light sensitivity is increased. Exposure of body 5 is performed.
[0033]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of lighting control of the LED element. In this control procedure, first, n = 1 is set to target the first line out of the total line number N (step S1). Next, the characteristic data of each LED element is read out from the characteristic data storage unit 35 (step S2), and the light emission time correction data calculation unit 39 calculates the light emission time correction data T for each LED element according to the calculation formula (step S3). ). Next, the calculated emission time correction data T is output to the image data correction calculation unit 44 (step S4), and the image data correction calculation unit 44 corrects the image data (step S5). Next, the corrected image data is output to the LED print head 7 (Step 6), and each LED element is turned on according to the corrected image data (Step S7). Further, in order to target the next line n, n is incremented by +1 (step S8), and it is checked whether or not n exceeds the total number N of lines to be printed (step S9). For example, the above process is repeated for line n in the same manner (steps S2 to S9).
[0034]
In the above-described embodiment, the light emission time correction data T is calculated by the light emission time correction data calculation unit 39 according to the calculation formula, and is then directly output to the image data correction calculation unit 44. As shown, a light emission time correction data storage unit 40 for storing the light emission time correction data T calculated by the light emission time correction data calculation unit 39 is separately provided, and the light emission time correction data storage unit 40 is stored in the light emission time correction data calculation unit 39. , And the image data correction calculation unit 44.
[0035]
In this case, the emission time correction data storage unit 40 reads the emission time correction data T from the emission time correction data calculation unit 39, stores the emission time correction data T, and sends the emission time correction data to the image data correction calculation unit 44. The data T is output. In order to cope with the change of the light emission time correction data T based on the characteristic change of each LED element, the light emission time correction data storage unit 40 includes, for example, a rewritable PROM (for example, data is erased by ultraviolet rays). For example, an EPROM for performing data erasing and an EEPROM for electrically erasing data are used.
[0036]
With such a configuration, even when the calculation of the light emission time correction data T takes a long time, the light emission time correction data T calculated in advance is stored in the light emission time correction data storage unit 40. The light emission time correction data T can be quickly read out by the data correction calculation unit 44, and as a result, the image data correction by the image data correction calculation unit 44 can be performed at higher speed.
[0037]
In this case, the lighting control procedure of the LED element is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, first, n = 1 is set to target the first line out of the total number N of lines (step S100). Next, the characteristic data of each LED element is read from the characteristic data storage unit 35 (step S101), and the light emission time correction data calculation unit 39 calculates the light emission time correction data T for each LED element according to the arithmetic expression (step S102). ). Next, the calculated light emission time correction data T is stored in the light emission time correction data storage unit 40 (step 103). Further, in order to target the next line n, n is incremented by +1 (step S104), and it is checked whether or not the number n exceeds the total number N of lines to be printed (step S105). For example, the above processing is repeated in the same manner for line n, and the emission time correction data T is stored in the emission time correction data storage unit 40 for all lines (steps S101 to S105).
[0038]
Next, in order to target the first line out of the total number N of lines, n = 1 is set again (step S106). Next, the light emission time correction data T stored in the light emission time correction data storage unit 40 is output to the image data correction calculation unit 44 (Step S107), and the image data correction calculation unit 44 corrects the image data (Step S107). S108). Next, the corrected image data is output to the LED print head 7 (Step 109), and each LED element is turned on according to the corrected image data (Step S110). Further, in order to target the next line n, n is incremented by +1 (step S111), and it is checked whether or not the number n exceeds the total number N of lines to be printed (step S112). For example, the above processing is repeated for line n in the same manner (steps S107 to S112).
[0039]
FIG. 9 shows the relationship between the exposure intensity of the LED element and the beam diameter of the development threshold. Here, FIG. 9A shows the relationship between the exposure intensity of the LED element and the beam diameter of the development threshold before the image data is corrected, and FIG. 9B shows the relationship after the image data is corrected. 3 shows the relationship between the exposure intensity of the LED element and the beam diameter of the development threshold. As shown in FIG. 9A, in the LED element a and the LED element b, the light emission amount (peak area in the figure) is almost the same in both the high-density part and the low-density part. (This beam diameter is generally specified in a range of 13.5% of the peak light amount). That is, the high density portion, in either case of the low density portion, the beam diameter of the light-emitting element b is larger than the beam diameter of the light-emitting element _{_{a (D b> D a,}} d b> d a).
[0040]
However, as shown in FIG. 9 (a), in the high density portion, dot diameter S _b at the development threshold of the LED element b is, although larger than the dot diameter S _a of the LED elements a, low density part in the contrary to the case of the high density portion, dot diameter S _a at the development threshold of the LED element a is larger than the dot diameter S _b of the LED element b. That is, the size relationship between the dot diameters at the development threshold of the LED element a and the LED element b does not depend on the size relationship of the beam diameter, but depends on the display density of the LED element. Therefore, in this state, in the high density portion, the LED element b having the larger dot diameter at the development threshold is lower, and in the lower density portion, the LED element a having the larger dot diameter at the development threshold is smaller than the latent image dot. Becomes large, and is expressed darkly on the image.
[0041]
Therefore, the beam diameter of each of the display density portions of the LED element a and the LED element b is stored in advance as characteristic data, and correction data of the light emission time is created in accordance with an arithmetic expression using the characteristic data on the beam diameter, and each display The density difference between the display densities of the LED element a and the LED element b in the density part is eliminated.
[0042]
That is, as shown in FIG. 9B, in the high density portion, the light emitting time of the LED element b having a large beam diameter (large dot diameter) is shortened, and the LED element having a small beam diameter (small dot diameter) is reduced. The emission time correction data is created by using the characteristic data on the beam diameter so as to extend the emission time of a, and in the low density portion, the emission time of the LED element b having a large beam diameter (small dot diameter) is increased. Then, the light emission time correction data is created using the characteristic data related to the beam diameter so as to shorten the light emission time of the LED element a having a small beam diameter (large dot diameter). Since the dot diameters of the LED element a and the LED element b are the same in each of the above, it is possible to eliminate the difference in the display density between the LED element a and the LED element b in each display density section. It becomes door.
[0043]
Here, the light emission time correction data is created in accordance with an arithmetic expression, and an example thereof will be described with reference to FIG. This example is, which is used in the image forming multilevel gradation of 0 to 15 gradations, with applying the above equation (2) as an arithmetic expression, the beam diameter of the LED elements as the data b _n on Beam And an appropriate calculation coefficient α is set for each of two gradations of a high-density portion (15th gradation) and a low-density portion (5th gradation). Note that the operation coefficients α of the other gradations are calculated and set by interpolation.
[0044]
The high density portion, as shown in FIG. 10 (a), the light-emitting time as the beam diameter b _n increases correction data T _n is small, on the other hand the low density portion, as shown in FIG. 10 (b), the beam diameter b _n and the light emission time correction data T _n becomes larger as increases, embodiments shown in FIG. 9 (b) described above can be realized. However, in FIG. 10, an average value b _ave is 80μm beam diameter b _n, the light emission time reference data a _n is a high density portion 4.40Myusec. , 1.47 μsec. The calculation coefficient α is-(minus) 0.077 when it is necessary to select a weak correction (see the solid line in FIG. 4A) in the high density portion, and a strong correction (in FIG. 4A). -(Minus) 0.125 is set when it is necessary to select a weak correction (see the solid line in FIG. 13B) in the other low density portion. In the case where it is necessary to select a strong correction (see the broken line in FIG. 3B), 0.333 is set.
[0045]
As described above, in this example, the calculation coefficient is set for each of the two representative gradations, and the calculation coefficient calculated by interpolation is set for the other gradations. However, the present invention is not limited to this. In addition to setting an appropriate operation coefficient for one gradation in which the density unevenness is conspicuous, setting the operation coefficient to apply to all gradations, or setting an appropriate operation coefficient for all gradations Or you can do it.
[0046]
9 and 10 show the case where the light emission time correction data is created using the beam diameter as the characteristic data of the LED elements, but as described above, the light quantity data and the data regarding the beam area for each LED element. The emission time correction data can also be created by using data indicating resolution, such as MTF data and MTF data, individually or in combination with a plurality of data as characteristic data.
[0047]
As described above, in the present embodiment, with respect to the individual LED elements constituting the LED array 31, the light quantity data of each LED element and the data relating to the beam of each LED element, which are measured in advance and are causes of the density unevenness of the image, In some cases, a characteristic data storage unit 35 for storing characteristic data including resolution data of each LED element is provided, and the characteristic data stored in the characteristic data storage unit 35 is read out, and individual LEDs constituting the LED array 31 are read. A configuration is provided in which a light emission time correction data calculation unit 39 for calculating light emission time correction data T relating to elements is provided, and a drive current based on image data flows through each LED element constituting the LED array 31 for a light emission time based on the light emission time correction data T. , It is possible to accurately eliminate the difference in display density between the LED elements. , It is possible to suppress the density unevenness of the image. As a result, it is possible to efficiently reduce the occurrence of vertical stripes on the image.
[0048]
Further, in the present embodiment, a rewritable PROM can be used for the characteristic data storage unit 35. Therefore, even if the characteristic of each LED element changes, the characteristic data of each LED element can be stored. Rewriting can be performed smoothly. Therefore, when calculating the light emission time correction data T, the light emission time correction data for each LED element can be calculated with high accuracy, and as a result, the image data can be corrected with high accuracy. Become.
[0049]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and it is possible to appropriately change the structure and the like of each part based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention. .
[0050]
For example, in the above-described embodiment, the photosensitive member has a drum shape. However, the present invention is not limited to the drum shape. For example, a belt-like photosensitive member may be used.
[0051]
In the above embodiment, a color image is obtained by using black, yellow, cyan, and magenta toner images. However, the present invention is also applicable to a color image forming apparatus using two or more different color toners. can do.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming apparatus according to the present invention, in the image forming apparatus, the drive current based on the image data is the light amount data of each LED element and the data related to the beam of each LED element, which are the causes of the density unevenness of the image. In some cases, the structure is such that the light emission time based on the light emission time correction data T created using the characteristic data including the resolution data of each LED element flows through each LED element, so that image density unevenness is suppressed and image quality is improved. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an LED array exposure apparatus in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram when an LED array exposure apparatus is incorporated in an image forming apparatus.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an LED array control unit in the image forming apparatus according to the embodiment of the present disclosure.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a drive circuit of an LED print head in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of lighting control of an LED element in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an LED array control unit in an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of lighting control of an LED element in an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between an exposure intensity of an LED element and a beam diameter of a development threshold in the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a beam diameter of an LED element and emission time correction data calculated in the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the density of an LED element and the beam diameter of a development threshold in a conventional image processing apparatus.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 color printer 2 housing 3B, 3C, 3M, 3Y image forming unit 4 developing unit 5 photoreceptor 6 main charger 7 LED print head 8 transport belt 9 transfer rollers 10B, 10C, 10M, 10Y toner hopper 11a, 11b transport belt Drive roller 12 Paper feed cassette 13 Paper feed guide 14 Paper 15 Paper discharge guide 16 Paper discharge unit 17 Fixing unit 20 Cleaning unit 30 Substrate 31 LED array 32 Lens array 33 Drive circuit 34 LED array control unit 35 Characteristic data storage unit 39 Light emission time Correction data calculation unit 40 Light emission time correction data storage unit 41 Image signal 42 Image signal processing unit 43 Control signal generation unit 44 Image data correction calculation unit 50 CLK counter 51 SCLK counter 52 Storage unit 53 Gate unit 54 Constant current generation unit

Claims

An LED array including a plurality of LED elements whose lighting is controlled in accordance with image data, an LED print head including a drive circuit for driving the plurality of LED elements, and an LED for driving and controlling the LED print head In an image forming apparatus having an array control unit,
The LED array control means includes:
Light quantity data relating to each of the plurality of LED elements, and characteristic data storage means for storing characteristic data composed of data relating to beams emitted from each of the plurality of LED elements,
Reading the characteristic data from the characteristic data storage means, and calculating the light emission time correction data for each of the plurality of LED elements based on the characteristic data;
An image forming apparatus, comprising:

An LED array including a plurality of LED elements whose lighting is controlled in accordance with image data, an LED print head including a drive circuit for driving the plurality of LED elements, and an LED for driving and controlling the LED print head In an image forming apparatus having an array control unit,
The LED array control means includes:
Light amount data relating to each of the plurality of LED elements, data relating to a beam emitted by each of the plurality of LED elements, and characteristic data storage means for storing characteristic data including resolution data relating to each of the plurality of LED elements;
Reading the characteristic data from the characteristic data storage means, and calculating the light emission time correction data for each of the plurality of LED elements based on the characteristic data;
An image forming apparatus, comprising:

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the emission time correction data satisfies the following equation.
_{_{T n = a n + α ·}} (b n -b ave) / b ave
Here, T _n : emission time correction data of the n-th LED element,
a _n : light-emission time reference data of the n-th LED element for making the light amount of each LED element substantially constant;
b _n : data on the beam of the n-th LED element
b _ave : the average value of the data regarding the beams of all the LED elements, or the average value of the data regarding the beams of a plurality of LED elements in a predetermined section including the n-th LED element;
α: Operation coefficient for the beam.

The image forming apparatus according to claim 2, wherein the emission time correction data satisfies the following expression.
_{_{T n = a n + α ·}} (b n -b ave) / b ave + β · (c n -c ave) / c ave
Here, T _n : emission time correction data of the n-th LED element,
a _n : light-emission time reference data of the n-th LED element for making the light amount of each LED element substantially constant;
b _n : data on the beam of the n-th LED element
b _ave : the average value of the data regarding the beams of all the LED elements, or the average value of the data regarding the beams of a plurality of LED elements in a predetermined section including the n-th LED element;
α: calculation coefficient for beam,
c _n : resolution data of the n-th LED element
c _ave : the average value of the resolution data of all the LED elements, or the average value of the resolution data of a plurality of LED elements in a predetermined section including the n-th LED element;
β: Operation coefficient related to resolution.

Further, the LED array control means is provided with a light emission time correction data storage means for reading the light emission time correction data from the light emission time correction data calculation means and for storing the light emission time correction data. The image forming apparatus according to claim 1.