JP2004188856A - Image forming apparatus - Google Patents

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浩人 近藤
Hideki Ishida
英樹 石田
Eiji Tatsumi
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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 characteristics data storing section 35, a driving current correction data operating section 39, an image processing section 42, a control signal generating section 43, and an image data correction operating section 44. The characteristics data storing section 35 stores a plurality of characteristics data measured previously for individual LED elements constituting an LED array 31. The driving current correction data operating section 39 reads out the characteristics data stored in the characteristics data storing section 35 and calculates driving current correction data P. The image data correction operating section 44 corrects image data delivered from the image processing section 42 using the driving current correction data P delivered from the driving current 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16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、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、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、LEDアレイ制御手段には、複数のLED素子の各々に関する複数の特性データを記憶する特性データ記憶手段と、複数の特性データのうち、所定のLED素子に関する特性データと所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データを特性データ記憶手段から読み出すとともに、所定のLED素子に関する特性データと所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データに基づいて所定のLED素子に対する駆動電流補正データを算出する駆動電流補正データ演算手段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、駆動電流補正データ演算手段において駆動電流補正データを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データも用いるため、精度の高い駆動電流補正データを得ることが可能になり、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。
【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、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、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、LEDアレイ制御手段には、複数のLED素子の各々に関する複数の特性データを記憶する特性データ記憶手段と、複数の特性データのうち、所定のLED素子に関する特性データと所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データを特性データ記憶手段から読み出すとともに、所定のLED素子に関する特性データと所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データに基づいて所定のLED素子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、発光時間補正データ演算手段において発光時間補正データを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データも用いるため、精度の高い発光時間補正データを得ることが可能になり、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。
【0012】
尚、本発明においては、LEDアレイ制御手段に、駆動電流補正データ演算手段から駆動電流補正データを読み出すとともに、駆動電流補正データを記憶する駆動電流補正データ記憶手段、又は、発光時間補正データ演算手段から発光時間補正データを読み出すとともに、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を更に設ける構成としても良い。
【0013】
この構成によると、駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)の演算に長時間かかる場合であっても、予め演算した駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)が駆動電流補正データ記憶手段(又は、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。
【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、本発明の第1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、本発明の第1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〜図7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は本発明の第1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、図5は本発明の第1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、図6、図7は本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置における駆動電流補正データの演算過程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、駆動電流補正データ演算部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、例えば、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、駆動電流補正データ演算部39が接続されている。この駆動電流補正データ演算部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、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駆動電流補正データPを特性データに基づいて算出するためのものである。駆動電流補正データ演算部39により算出された駆動電流補正データPは、画像データ補正演算部44に出力される。
【0024】
この駆動電流補正データPは、後述のごとく、LEDアレイ31を構成する個々のLED素子の駆動電流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、ドット1(LED素子のNo.1)の駆動電流を補正する場合には、駆動電流補正データP1が用いられ、ドットn(LED素子のNo.n)の駆動電流を補正する場合には、駆動電流補正データPnが使用される。
【0025】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置における駆動電流補正データ演算部39は、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データも用いて駆動電流補正データを算出する。
【0026】
即ち、図6に示す様に、例えば、ドットn(LED素子のNo.n)の駆動電流を補正するための駆動電流補正データPnを算出する場合であって、ドットnの前後に配列された100個のLED素子(即ち、ドットn−1からドットn−50までの50個のLED素子と、ドットn+1からドットn+50までの50個のLED素子)に関する特性データを使用する場合は、駆動電流補正データ演算部39は、特性データ記憶部35に記憶された複数の特性データのうち、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に記憶されたドットnに関する特性データ(光量データan、ビームデータbn、解像度データcn)、ドットn−1からドットn−50に関する特性データ(光量データan-1〜an-50、ビームデータbn-1〜bn-50、解像度データcn-1〜cn-50)、及び、ドットn+1からドットn+50に関する特性データ(光量データan+1〜an+50、ビームデータbn+1〜bn+50、解像度データcn+1〜cn+50)を特性データ記憶部35から読み出し、次いで、所定の演算式に従い、これらの読み出された所定のLED素子(即ち、ドットn)に関する特性データと当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子(即ち、ドットn−1からドットn−50までの50個のLED素子と、ドットn+1からドットn+50までの50個のLED素子)の各々に関する特性データに基づいて、ドットnに対する駆動電流補正データPnを算出する。次いで、図6に示す様に駆動電流補正データ演算部39により算出された駆動電流補正データPnは、画像データ補正演算部44により読み出される。
【0027】
以上に説明した様に、駆動電流補正データ演算部39において駆動電流補正データPを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データも用いることにより、精度の高い駆動電流補正データPを得ることが可能になり、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。
【0028】
又、駆動電流補正データ演算部39により駆動電流補正データPを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値、又は、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値も用いて駆動電流補正データを算出しても良い。
【0029】
この場合、図7に示す様に、光量データ記憶部36には、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する光量データの平均値Aと補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する光量データの平均値(例えば、ドット1についてはA1、ドットnについてはAn)から構成されるAaveが、ビームデータ記憶部37には、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関するビームデータの平均値Bと補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関するビームデータの平均値(例えば、ドット1についてはB1、ドットnについてはBn)から構成されるBaveが、解像度データ記憶部38には、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する解像度データの平均値Cと補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する解像度データの平均値(例えば、ドット1についてはC1、ドットnについてはCn)から構成されるCaveが予め記憶されている。
【0030】
ここで、LEDプリントヘッド31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、例えば、ダイナミック駆動方式を使用する場合であって、ドットn(LED素子のNo.n)の駆動電流を補正するための駆動電流補正データPnを算出する場合は、図7に示す様に、駆動電流補正データ演算部39は、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のうち、ドットnに関する特性データ(光量データan、ビームデータbn、解像度データcn)と補正の対象となるドットnを含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値(An、Bn、及びCn)を読み出し、次いで、所定の演算式に従って、これらの読み出された所定のLED素子(即ち、ドットn)に関する特性データと当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値に基づいて、ドットnに対する駆動電流補正データPnを算出する。次いで、図7に示す様に駆動電流補正データ演算部39により算出された駆動電流補正データPnは、画像データ補正演算部44により読み出される。
【0031】
一方、スタティック駆動方式を使用する場合であって、ドットn(LED素子のNo.n)の駆動電流を補正するための駆動電流補正データPnを算出する場合は、駆動電流補正データ演算部39は、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のうち、ドットnに関する特性データ(光量データan、ビームデータbn、解像度データcn)とLEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値(A、B、及びC)を読み出し、所定の演算式に従って、これらの読み出された所定のLED素子(即ち、ドットn)に関する特性データとLEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値に基づいて、ドットnに対する駆動電流補正データPnを算出する。次いで、図7に示す様に駆動電流補正データ演算部39により算出された駆動電流補正データPnは、画像データ補正演算部44により読み出される。
【0032】
以上に説明した様に、駆動電流補正データ演算部39において駆動電流補正データPを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値、又は、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値も用いることにより、駆動方式に対応した精度の高い駆動電流補正データPを得ることが可能になり、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。
【0033】
画像データ補正演算部44は、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が、本実施形態においては、駆動電流補正データ演算部39により出力された駆動電流補正データP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駆動電流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、駆動電流補正データ演算部39により出力された駆動電流補正データP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素子に関する駆動電流を示す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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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、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。
【0037】
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。
【0038】
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に格納された駆動電流補正データPに基づく駆動電流が、格納部52に格納された画像データに基づく発光時間だけ流され、感光体ドラム5の露光が行われる。
【0039】
図8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から駆動電流補正データPの演算に必要な特性データを読み出し(ステップS2)、駆動電流補正データ演算部39において、各LED素子に対する駆動電流補正データPの演算を行う(ステップS3)。次に、算出された駆動電流補正データP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)。
【0040】
尚、本実施形態では、駆動電流補正データPが駆動電流補正データ演算部39により算出された後、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、本実施形態の変形例として、図9に示す様に、駆動電流補正データ演算部39において算出された駆動電流補正データPを記憶する駆動電流補正データ記憶部40を別途設け、当該駆動電流補正データ記憶部40を駆動電流補正データ演算部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。
【0041】
この場合、図9に示す様に、駆動電流補正データ記憶部40は、図6、図7において説明した駆動電流補正データ演算部39により演算された駆動電流補正データPを駆動電流補正データ演算部39から読み出すとともに、当該駆動電流補正データPを記憶し、画像データ補正演算部44へ当該駆動電流補正データPを出力する。尚、個々のLED素子の特性変化に基づく駆動電流補正データPの変更に対応させるために、この駆動電流補正データ記憶部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。尚、その他の各部の機能については、前述の第1の実施形態と同様なので、ここでは詳細な説明を省略する。
【0042】
この様な構成にすることにより、駆動電流補正データPの演算に長時間かかる場合であっても、予め演算した駆動電流補正データPが駆動電流補正データ記憶部40に記憶されているため、画像データ補正演算部44において速やかに駆動電流補正データP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。
【0043】
又、この場合のLED素子の点灯制御の手順は、図10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から駆動電流補正データPの演算に必要な特性データを読み出し(ステップS101)、駆動電流補正データ演算部39において、各LED素子に対する駆動電流補正データPの演算を行う(ステップS102)。次に、算出された駆動電流補正データPを駆動電流補正データ記憶部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、駆動電流補正データ記憶部40にて駆動電流補正データPの記憶を行う(ステップS101〜S105)。
【0044】
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、駆動電流補正データ記憶部40にて記憶された駆動電流補正データP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)。
【0045】
次に、図11〜図13を参照して、本発明の第2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11は本発明の第2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、図12、図13は本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置における駆動電流補正データの演算過程を示すブロック図である。尚、画像形成装置の全体構成、LEDアレイプリントヘッドの概略構成、LEDプリントヘッドの駆動回路の構成、及びそれらの機能に関しては、上述の第1の実施形態と同様であるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【0046】
本実施形態では、図4に示した駆動電流補正データ演算部39の代わりに、発光時間補正データ演算部139が設けられている点以外は第1の実施形態と全く同様の構成となっている。従って、その他の各部の機能については、前述の第1の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【0047】
この発光時間補正データ演算部139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、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139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。
【0048】
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、ドット1(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、ドットn(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Tnが使用される。
【0049】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置における発光時間補正データ演算部139は、第1の実施形態において説明した駆動電流補正データ演算部39と同様に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データも用いて発光時間補正データを算出する。
【0050】
即ち、図12に示す様に、例えば、ドットn(LED素子のNo.n)の発光時間を補正するための発光時間補正データTnを算出する場合であって、ドットnの前後に配列された100個のLED素子(即ち、ドットn−1からドットn−50までの50個のLED素子と、ドットn+1からドットn+50までの50個のLED素子)に関する特性データを使用する場合は、発光時間補正データ演算部139は、特性データ記憶部35に記憶された複数の特性データのうち、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に記憶されたドットnに関する特性データ(光量データan、ビームデータbn、解像度データcn)、ドットn−1からドットn−50に関する特性データ(光量データan-1〜an-50、ビームデータbn-1〜bn-50、解像度データcn-1〜cn-50)、及び、ドットn+1からドットn+50に関する特性データ(光量データan+1〜an+50、ビームデータbn+1〜bn+50、解像度データcn+1〜cn+50)を読み出し、次いで、所定の演算式に従って、これらの読み出された所定のLED素子(即ち、ドットn)に関する特性データと当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子(即ち、ドットn−1からドットn−50までの50個のLED素子と、ドットn+1からドットn+50までの50個のLED素子)の各々に関する特性データに基づいて、ドットnに対する発光時間補正データTnを算出する。次いで、図12に示す様に、発光時間補正データ演算部139により算出された発光時間補正データTnは、画像データ補正演算部44により読み出される。
【0051】
以上に説明した様に、発光時間補正データ演算部139において発光時間補正データTを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データも用いることにより、精度の高い発光時間補正データTを得ることが可能になり、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。
【0052】
又、第1の実施形態において説明した駆動電流補正データ演算部39と同様に、発光時間補正データ演算部139により発光時間補正データPを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値、又は、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値も用いて発光時間補正データを算出しても良い。
【0053】
この場合、図13に示す様に、光量データ記憶部36には、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する光量データの平均値Aと補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する光量データの平均値(例えば、ドット1についてはA1、ドットnについてはAn)から構成されるAaveが、ビームデータ記憶部37には、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関するビームデータの平均値Bと補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関するビームデータの平均値(例えば、ドット1についてはB1、ドットnについてはBn)から構成されるBaveが、解像度データ記憶部38には、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する解像度データの平均値Cと補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する解像度データの平均値(例えば、ドット1についてはC1、ドットnについてはCn)から構成されるCaveが予め記憶されている。
【0054】
ここで、例えば、ダイナミック駆動方式を使用する場合であって、ドットn(LED素子のNo.n)の発光時間を補正するための発光時間補正データTnを算出する場合は、図13に示す様に、発光時間補正データ演算部139は、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のうち、ドットnに関する特性データ(光量データan、ビームデータbn、解像度データcn)と補正の対象となるドットnを含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値(An、Bn、及びCn)を読み出し、次いで、所定の演算式に従って、これらの読み出された所定のLED素子(即ち、ドットn)に関する特性データと当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値に基づいて、ドットnに対する発光時間補正データTnを算出する。次いで、図13に示す様に発光時間補正データ演算部139により算出された発光時間補正データTnは、画像データ補正演算部44により読み出される。
【0055】
一方、スタティック駆動方式を使用する場合であって、ドットn(LED素子のNo.n)の発光時間を補正するための発光時間補正データTnを算出する場合は、発光時間補正データ演算部139は、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のうち、ドットnに関する特性データ(光量データan、ビームデータbn、解像度データcn)とLEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値(A、B、及びC)を読み出し、所定の演算式に従って、これらの読み出された所定のLED素子(即ち、ドットn)に関する特性データとLEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値に基づいて、ドットnに対する発光時間補正データTnを算出する。次いで、図13に示す様に、発光時間補正データ演算部139により算出された発光時間補正データTnは、画像データ補正演算部44により読み出される。
【0056】
以上に説明した様に、発光時間補正データ演算部139において発光時間補正データTを演算する際に、補正の対象となる所定のLED素子に関する特性データのみならず、LEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値、又は、当該補正の対象となる所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値も用いることにより、駆動方式に対応した精度の高い発光時間補正データTを得ることが可能になり、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。
【0057】
画像データ補正演算部44は、上述のごとく、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が、本実施形態においては、発光時間補正データ演算部139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発光時間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139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11に示す様に、LEDプリントヘッド7へと出力される。
【0058】
次いで、図5において説明したLEDプリントヘッド7の駆動回路33により、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、特性データを用いて作成された発光時間補正データに基づく発光時間だけ流され、感光体ドラム5の露光が行われる。
【0059】
尚、本実施形態におけるLED素子の点灯制御の手順は、図8において説明した第1の実施形態におけるLED素子の点灯制御の手順と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【0060】
又、本実施形態では、発光時間補正データTが発光時間補正データ演算部139により算出された後、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、上述の第1の実施形態の変形例と同様に、発光時間補正データ演算部139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140を別途設け、当該発光時間補正データ記憶部140を発光時間補正データ演算部139、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。
【0061】
この場合、図14に示す様に、発光時間補正データ記憶部140は、図12、図13において説明した発光時間補正データ演算部139により演算された発光時間補正データTを発光時間補正データ演算部139から読み出すとともに、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、図9において説明した駆動電流補正データ記憶部40と同様に、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140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。尚、その他の各部の機能は前述の第2の実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。
【0062】
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140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。
【0063】
尚、この場合におけるLED素子の点灯制御の手順は、図10において説明したLED素子の点灯制御の手順と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【0064】
図15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(Db>Da、db>da)。
【0065】
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Sbが、LED素子aのドット径Sa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Saが、LED素子bのドット径Sb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。
【0066】
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駆動電流(又は、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。
【0067】
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の駆動電流を小さくし(又は、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の駆動電流を大きくする(又は、発光時間を長くする)ように、駆動電流補正データ(又は、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の駆動電流を大きくし(又は、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の駆動電流を小さくする(又は、発光時間を短くする)ように、駆動電流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。
【0068】
尚、図9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駆動電流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、あるいは、これらのデータに、補正の対象となるLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関するデータやLEDアレイ31を構成する全てのLED素子に関する各種特性データの平均値、又は、当該補正の対象となるLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する各種特性データの平均値を組み合わせて、駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)を作成できることは言うまでもない。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
【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、LEDアレイを構成する個々のLED素子に関し、予め測定された複数の特性データを記憶するための特性データ記憶部を設けるとともに、特性データ記憶部に設けられた特性データを読み出し、LEDアレイを構成する個々のLED素子に関する駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)を算出する駆動電流補正データ演算部(又は、発光時間補正データ演算部)を設け、駆動電流補正データに基づく駆動電流がLEDアレイを構成する各LED素子に流れる構成(又は、画像データに基づく駆動電流が、発光時間補正データ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。
【0073】
又、本発明に係る画像形成装置においては、駆動電流補正データ演算部において駆動電流補正データを演算する際に(又は、発光時間補正データ演算部において発光時間補正データを演算する際に)、補正の対象となるLED素子に関する特性データのみならず、当該補正の対象となるLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データも用いる構成としているため、精度の高い駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)を得ることが可能になり、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。従って、駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)を演算する際に、各LED素子に対する駆動電流補正データ(又は、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、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。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。
【0074】
又、本発明に係る画像形成装置においては、駆動電流補正データ演算部において駆動電流補正データを演算する際に(又は、発光時間補正データ演算部において発光時間補正データを演算する際に)、補正の対象となるLED素子に関する特性データのみならず、LEDアレイを構成する全てのLED素子に関する特性データの平均値、又は、当該補正の対象となるLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子に関する特性データの平均値も用いることにより、駆動方式に対応した精度の高い駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)を得ることが可能になるため、画像データの補正を高精度で行うことができ、結果として、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。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。
【0075】
又、本実施形態においては、特性データ記憶部に書き換え可能な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、駆動電流補正データ(又は、発光時間補正データ)を演算する際に、各LED素子に対する駆動電流補正データ(又は、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の第1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、本発明の第1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、本発明の第1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、本発明の第1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、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置における駆動電流補正データの演算過程を示すブロック図である。
【図7】は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置における駆動電流補正データの演算過程を示すブロック図である。
【図8】は、本発明の第1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、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の変形例を示すブロック図である。
【図10】は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の変形例における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11】は、本発明の第2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12】は、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置における駆動電流補正データの演算過程を示すブロック図である。
【図13】は、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置における駆動電流補正データの演算過程を示すブロック図である。
【図14】は、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の変形例を示すブロック図である。
【図15】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16】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
7 LED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
31 LEDアレイ
32 レンズアレイ
33 駆動回路
34 LEDアレイ制御部
35 特性データ記憶部
39 駆動電流補正データ演算部
40 駆動電流補正データ記憶部
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
50 CLKカウンタ
51 SCLKカウンタ
52 格納部
53 ゲート部
54 定電流生成部
139 発光時間補正データ演算部
140 発光時間補正データ記憶部
[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. 16, in the LED element a ′ and the LED element b ′, even if the light amounts of both LED elements are the same, the dot diameters Sa ′ and Sb ′ of both LED elements at the development threshold are different. 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 head including an LED array including a plurality of LED elements whose lighting is controlled according to image data, and a drive circuit for driving the plurality of LED elements. And an image forming apparatus having an LED array control unit for driving and controlling the LED print head, wherein the LED array control unit includes: a characteristic data storage unit for storing a plurality of characteristic data for each of the plurality of LED elements; Among the data, the characteristic data relating to the predetermined LED element and the characteristic data relating to each of the plurality of LED elements in the predetermined section including the predetermined LED element are read out from the characteristic data storage means, and the characteristic data relating to the predetermined LED element and the predetermined section are read. Predetermined based on the characteristic data of each of the plurality of LED elements Drive current correction data calculation means for calculating a drive current correction data for the LED element, characterized in that is provided.
[0009]
According to this configuration, when the drive current correction data calculation means calculates the drive current correction data, the drive current correction data calculation means includes not only the characteristic data relating to the predetermined LED element to be corrected but also the predetermined LED element to be corrected Since characteristic data relating to a plurality of LED elements in a predetermined section is also used, highly accurate drive current correction data can be obtained, and as a result, image data can be corrected with high accuracy.
[0010]
Further, according to the present invention, an LED print head including an LED array including a plurality of LED elements whose lighting is controlled in accordance with image data, a drive circuit for driving the plurality of LED elements, and an LED print head In the image forming apparatus having an LED array control unit for driving and controlling the LED array control unit, the LED array control unit includes: a characteristic data storage unit that stores a plurality of characteristic data relating to each of the plurality of LED elements; The characteristic data relating to the LED element and the characteristic data relating to each of the plurality of LED elements in the predetermined section including the predetermined LED element are read out from the characteristic data storage means, and the characteristic data relating to the predetermined LED element and the plurality of LEDs in the predetermined section are read out. Based on characteristic data on each of the elements Light emission time correction data calculation means for calculating a light emission time correction data, characterized in that is provided.
[0011]
According to this configuration, when the light emission time correction data calculation means calculates the light emission time correction data, the light emission time correction data calculation means includes not only the characteristic data on the predetermined LED element to be corrected but also the predetermined LED element to be corrected Since characteristic data relating to a plurality of LED elements in a predetermined section is also used, highly accurate emission time correction data can be obtained, and as a result, image data can be corrected with high accuracy.
[0012]
In the present invention, the drive current correction data storage means for reading the drive current correction data from the drive current correction data calculation means and storing the drive current correction data to the LED array control means, or the emission time correction data calculation means. It is also possible to read out the light emission time correction data from the memory and further provide a light emission time correction data storage means for storing the light emission time correction data.
[0013]
According to this configuration, even if it takes a long time to calculate the drive current correction data (or the light emission time correction data), the drive current correction data (or the light emission time correction data) calculated in advance stores the drive current correction data. Since the image data is stored in the means (or the light emission time correction data storage means), the image 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 entire configuration of an image forming apparatus according to a first 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 ejection guide, 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 illustrating a schematic configuration of the LED array print head in the image forming apparatus according to the first 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, the operation of the LED array control unit and the operation of the drive 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 first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram illustrating driving of an LED print head in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 6 and 7 are block diagrams showing a circuit configuration, and FIGS. 6 and 7 are block diagrams showing a process of calculating drive current correction data in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[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 drive current 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 means for storing a plurality of characteristic data measured in advance for each of the plurality of LED elements constituting the LED array 31. For example, as shown in FIG. Light amount data storage unit 36 for storing light amount data relating to light emitted from 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 resolution relating to each LED element. , 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 drive current correction data calculation unit 39 is connected to the characteristic data storage unit 35. The drive current 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 drive current correction data P for each of the plurality of LED elements constituting the LED array 31 based on the characteristic data according to a predetermined arithmetic expression. The drive current correction data P calculated by the drive current correction data calculation unit 39 is output to the image data correction calculation unit 44.
[0024]
The drive current correction data P is data used when changing the exposure intensity of each LED element by changing the drive current of each LED element constituting the LED array 31, as described later. For example, when correcting the drive current of dot 1 (No. 1 of the LED element), the drive current correction data P 1 Is used to correct the drive current of the dot n (No. n of the LED element), the drive current correction data P n Is used.
[0025]
Here, the drive current correction data calculation unit 39 in the image forming apparatus according to the present embodiment includes not only the characteristic data relating to the predetermined LED element to be corrected but also the predetermined data including the predetermined LED element to be corrected. The driving current correction data is calculated using the characteristic data on each of the plurality of LED elements in the section.
[0026]
That is, as shown in FIG. 6, for example, in a case where the drive current correction data Pn for correcting the drive current of the dot n (No. n of the LED element) is calculated, it is arranged before and after the dot n. When the characteristic data on 100 LED elements (ie, 50 LED elements from dot n-1 to dot n-50 and 50 LED elements from dot n + 1 to dot n + 50) is used, drive current The correction data calculation unit 39 is configured to output the light quantity data storage unit 36, the beam data storage unit 37, and the characteristic related to the dot n stored in the resolution data storage unit 38 from among the plurality of characteristic data stored in the characteristic data storage unit 35. Data (light amount data a n , Beam data b n , Resolution data c n ), Characteristic data relating to dots n-1 to n-50 (light amount data a n-1 ~ A n-50 , Beam data b n-1 ~ B n-50 , Resolution data c n-1 ~ C n-50 ) And characteristic data relating to dots n + 1 to n + 50 (light amount data a n + 1 ~ A n + 50 , Beam data b n + 1 ~ B n + 50 , Resolution data c n + 1 ~ C n + 50 ) Is read from the characteristic data storage unit 35, and then, in accordance with a predetermined arithmetic expression, includes the read characteristic data on the predetermined LED elements (that is, dots n) and the predetermined LED elements to be corrected. Based on characteristic data on each of a plurality of LED elements (that is, 50 LED elements from dot n-1 to dot n-50 and 50 LED elements from dot n + 1 to dot n + 50) in a predetermined section. , The drive current correction data Pn for the dot n is calculated. Next, as shown in FIG. 6, the drive current correction data Pn calculated by the drive current correction data calculator 39 is read by the image data correction calculator 44.
[0027]
As described above, when calculating the drive current correction data P in the drive current correction data calculation unit 39, not only the characteristic data relating to the predetermined LED element to be corrected but also the predetermined data to be corrected. By using the characteristic data on the plurality of LED elements in the predetermined section including the LED elements, it is possible to obtain highly accurate drive current correction data P, and as a result, it is possible to perform the correction of the image data with high accuracy. Will be possible.
[0028]
When calculating the drive current correction data P by the drive current correction data calculation unit 39, not only the characteristic data on the predetermined LED elements to be corrected but also the characteristic data on all the LED elements constituting the LED array 31. Alternatively, the driving current correction data may be calculated using the average value of the characteristic data of the plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected.
[0029]
In this case, as shown in FIG. 7, the light amount data storage unit 36 stores an average value A of the light amount data for all the LED elements constituting the LED array 31 and a predetermined section including a predetermined LED element to be corrected. Average value of the light quantity data for a plurality of LED elements at 1 A for dot n n A) ave However, the beam data storage unit 37 stores the average value B of the beam data for all the LED elements constituting the LED array 31 and the beam data for a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected. (For example, for dot 1, B 1 B for dot n n B) ave However, the resolution data storage unit 38 stores the average value C of the resolution data for all the LED elements constituting the LED array 31 and the resolution data for a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected. (For example, for dot 1, C 1 For dot n, C n C) ave Is stored in advance.
[0030]
Here, the driving method of each LED element constituting the LED print head 31 includes a static driving method of turning on and off all the LED elements at once, and turning on and off control of each block by dividing the LED into a plurality of blocks. There is a dynamic driving method. For example, when the dynamic driving method is used and the driving current correction data Pn for correcting the driving current of the dot n (No. n of the LED element) is calculated, As shown in FIG. 7, the drive current correction data calculation unit 39 is configured to store the light amount data storage unit 36, the beam data storage unit 37, and the characteristic data relating to the dot n among the characteristic data stored in the resolution data storage unit 38. (Light amount data a n , Beam data b n , Resolution data c n ) And the average value (A) of the characteristic data of the plurality of LED elements in a predetermined section including the dot n to be corrected. n , B n , And C n ), And then, in accordance with a predetermined arithmetic expression, a plurality of characteristic data relating to the read predetermined LED elements (that is, dots n) and a plurality of data in a predetermined section including the predetermined LED elements to be corrected. The driving current correction data Pn for the dot n is calculated based on the average value of the characteristic data on the LED element. Next, as shown in FIG. 7, the drive current correction data Pn calculated by the drive current correction data calculator 39 is read by the image data correction calculator 44.
[0031]
On the other hand, when the static drive method is used and the drive current correction data Pn for correcting the drive current of the dot n (No. n of the LED element) is calculated, the drive current correction data calculation unit 39 Among the characteristic data stored in the light amount data storage unit 36, the beam data storage unit 37, and the resolution data storage unit 38, the characteristic data relating to the dot n (light amount data a n , Beam data b n , Resolution data c n ) And the average values (A, B, and C) of the characteristic data for all the LED elements constituting the LED array 31 and read out the read out predetermined LED elements (that is, the dot n) in accordance with a predetermined arithmetic expression. The drive current correction data Pn for the dot n is calculated based on the characteristic data regarding the dot n) and the average value of the characteristic data regarding all the LED elements constituting the LED array 31. Next, as shown in FIG. 7, the drive current correction data Pn calculated by the drive current correction data calculator 39 is read by the image data correction calculator 44.
[0032]
As described above, when calculating the drive current correction data P in the drive current correction data calculation unit 39, not only the characteristic data relating to the predetermined LED element to be corrected but also all the constituents of the LED array 31 By using the average value of the characteristic data relating to the LED elements or the average value of the characteristic data relating to a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected, high accuracy corresponding to the driving method is used. The drive current correction data P can be obtained, and as a result, image data can be corrected with high accuracy.
[0033]
The image data correction calculator 44 corrects the image data output from the image signal processor 42. In the present embodiment, the image data correction calculator 44 calculates the drive current correction data P output from the drive current correction data calculator 39. Is used to correct the drive current of the image data output by the image signal processing unit 42. That is, the image data correction operation unit 44 is configured to output the image data output from the image signal processing unit 42 to each of the LED arrays 31 according to the drive current correction data P output from the drive current correction data operation unit 39. The m-bit digital data indicating the drive current for the LED element is corrected. The corrected image data is output to the LED print head 7, as shown in FIG.
[0034]
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.
[0035]
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.
[0036]
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, when the static driving method is used, data for all the LED elements is temporarily stored, and when the dynamic driving method is used, data for one block is temporarily stored.
[0037]
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.
[0038]
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 drive current correction data P stored in the storage unit 52 is applied to each LED element included in the LED array 31 for a light emission time based on the image data stored in the storage unit 52, and the photosensitive element is exposed to light. The exposure of the body drum 5 is performed.
[0039]
FIG. 8 is a flowchart showing 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, characteristic data necessary for calculating the drive current correction data P is read from the characteristic data storage unit 35 (step S2), and the drive current correction data calculation unit 39 calculates the drive current correction data P for each LED element. (Step S3). Next, the calculated drive current correction data P 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).
[0040]
In the present embodiment, the drive current correction data P is calculated by the drive current correction data calculator 39 and then output directly to the image data correction calculator 44. However, as a modification of the present embodiment, As shown in FIG. 9, a drive current correction data storage section 40 for storing the drive current correction data P calculated by the drive current correction data calculation section 39 is separately provided, and the drive current correction data storage section 40 is provided with a drive current correction data storage section. It may be configured to be connected to the data calculation unit 39 and the image data correction calculation unit 44.
[0041]
In this case, as shown in FIG. 9, the drive current correction data storage unit 40 stores the drive current correction data P calculated by the drive current correction data calculation unit 39 described with reference to FIGS. At the same time, the drive current correction data P is read from the memory 39, and the drive current correction data P is stored in the image data correction calculation unit 44. In order to cope with a change in the drive current correction data P based on a change in the characteristics of each LED element, the drive current correction data storage unit 40 includes, for example, a rewritable PROM (for example, data is erased by ultraviolet light). For example, an EPROM for performing data erasing and an EEPROM for electrically erasing data are used. The functions of the other units are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
[0042]
With such a configuration, even when the calculation of the drive current correction data P takes a long time, the drive current correction data P calculated in advance is stored in the drive current correction data storage unit 40. The drive current correction data P 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.
[0043]
Further, the lighting control procedure of the LED element in this case 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 necessary for calculating the drive current correction data P is read from the characteristic data storage unit 35 (step S101), and the drive current correction data calculation unit 39 calculates the drive current correction data P for each LED element. (Step S102). Next, the calculated drive current correction data P is stored in the drive current 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 for line n in the same manner, and the drive current correction data storage unit 40 stores the drive current correction data P for all lines (steps S101 to S105).
[0044]
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 drive current correction data P stored in the drive current 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).
[0045]
Next, the operation of the LED array control unit and the operation of the LED print head drive circuit in the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an LED array control unit in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIGS. 12 and 13 are driving currents in the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram illustrating a calculation process of correction data. Note that the overall configuration of the image forming apparatus, the schematic configuration of the LED array printhead, the configuration of the drive circuit of the LED printhead, and their functions are the same as those in the first embodiment described above. Is omitted.
[0046]
In the present embodiment, the configuration is exactly the same as that of the first embodiment except that a light emission time correction data calculation unit 139 is provided instead of the drive current correction data calculation unit 39 shown in FIG. . Therefore, the functions of the other units are the same as those in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
[0047]
The light emission time correction data calculation unit 139 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. The light emission time correction data T calculated by the light emission time correction data calculation unit 139 is output to the image data correction calculation unit 44.
[0048]
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, when correcting the emission time of the dot 1 (No. 1 of the LED element), the emission time correction data T 1 Is used to correct the emission time of the dot n (No. n of the LED element), the emission time correction data T n Is used.
[0049]
Here, the light emission time correction data calculation unit 139 in the image forming apparatus according to the present embodiment relates to a predetermined LED element to be corrected, similarly to the drive current correction data calculation unit 39 described in the first embodiment. The emission time correction data is calculated using not only the characteristic data but also the characteristic data on a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected.
[0050]
That is, as shown in FIG. 12, for example, the light emission time correction data Tn for correcting the light emission time of the dot n (No. n of the LED element) is calculated, and is arranged before and after the dot n. When the characteristic data for 100 LED elements (ie, 50 LED elements from dot n-1 to dot n-50 and 50 LED elements from dot n + 1 to dot n + 50) is used, the emission time The correction data calculation unit 139 is configured to output the light quantity data storage unit 36, the beam data storage unit 37, and the characteristic regarding the dot n stored in the resolution data storage unit 38 from among the plurality of characteristic data stored in the characteristic data storage unit 35. Data (light amount data a n , Beam data b n , Resolution data c n ), Characteristic data relating to dots n-1 to n-50 (light amount data a n-1 ~ A n-50 , Beam data b n-1 ~ B n-50 , Resolution data c n-1 ~ C n-50 ) And characteristic data relating to dots n + 1 to n + 50 (light amount data a n + 1 ~ A n + 50 , Beam data b n + 1 ~ B n + 50 , Resolution data c n + 1 ~ C n + 50 ), And then, in accordance with a predetermined arithmetic expression, a plurality of characteristic data relating to the read predetermined LED elements (that is, dots n) and a plurality of data in a predetermined section including the predetermined LED elements to be corrected. Based on the characteristic data for each of the LED elements (ie, 50 LED elements from dot n-1 to dot n-50 and 50 LED elements from dot n + 1 to dot n + 50), the light emission time for dot n The correction data Tn is calculated. Next, as shown in FIG. 12, the light emission time correction data Tn calculated by the light emission time correction data calculation unit 139 is read out by the image data correction calculation unit 44.
[0051]
As described above, when calculating the light emission time correction data T in the light emission time correction data calculation unit 139, not only the characteristic data on the predetermined LED element to be corrected but also the predetermined light By using the characteristic data on a plurality of LED elements in a predetermined section including the LED elements, it is possible to obtain highly accurate emission time correction data T, and as a result, it is possible to perform correction of image data with high accuracy. Will be possible.
[0052]
Similarly to the drive current correction data calculation section 39 described in the first embodiment, when the light emission time correction data calculation section 139 calculates the light emission time correction data P, the predetermined LED element to be corrected is used. Not only the characteristic data but also the average value of the characteristic data of all the LED elements constituting the LED array 31 or the average of the characteristic data of a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected. The light emission time correction data may be calculated using the value.
[0053]
In this case, as shown in FIG. 13, the light amount data storage unit 36 stores an average value A of the light amount data for all the LED elements constituting the LED array 31 and a predetermined section including a predetermined LED element to be corrected. Average value of the light quantity data for a plurality of LED elements at 1 A for dot n n A) ave However, the beam data storage unit 37 stores the average value B of the beam data for all the LED elements constituting the LED array 31 and the beam data for a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected. (For example, for dot 1, B 1 B for dot n n B) ave However, the resolution data storage unit 38 stores the average value C of the resolution data for all the LED elements constituting the LED array 31 and the resolution data for a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected. (For example, for dot 1, C 1 For dot n, C n C) ave Is stored in advance.
[0054]
Here, for example, when the dynamic driving method is used and the light emission time correction data Tn for correcting the light emission time of the dot n (No. n of the LED element) is calculated, as shown in FIG. In addition, the emission time correction data calculation unit 139 outputs the characteristic data relating to the dot n (the light amount data a n , Beam data b n , Resolution data c n ) And the average value (A) of the characteristic data of the plurality of LED elements in a predetermined section including the dot n to be corrected. n , B n , And C n ), And then, in accordance with a predetermined arithmetic expression, a plurality of characteristic data relating to the read predetermined LED elements (that is, the dots n) and a plurality of data in a predetermined section including the predetermined LED elements to be corrected. Light emission time correction data Tn for the dot n is calculated based on the average value of the characteristic data on the LED elements. Next, as shown in FIG. 13, the light emission time correction data Tn calculated by the light emission time correction data calculation unit 139 is read out by the image data correction calculation unit 44.
[0055]
On the other hand, in the case of using the static drive method and calculating the light emission time correction data Tn for correcting the light emission time of the dot n (No. n of the LED element), the light emission time correction data calculation unit 139 Out of the characteristic data stored in the light amount data storage unit 36, the beam data storage unit 37, and the resolution data storage unit 38, the characteristic data relating to the dot n (light amount data a n , Beam data b n , Resolution data c n ) And the average values (A, B, and C) of the characteristic data for all the LED elements constituting the LED array 31 and read out the read out predetermined LED elements (that is, the dot n) in accordance with a predetermined arithmetic expression. The light emission time correction data Tn for the dot n is calculated based on the characteristic data for the dot n) and the average value of the characteristic data for all the LED elements constituting the LED array 31. Next, as shown in FIG. 13, the light emission time correction data Tn calculated by the light emission time correction data calculation unit 139 is read by the image data correction calculation unit 44.
[0056]
As described above, when calculating the light emission time correction data T in the light emission time correction data calculation unit 139, not only the characteristic data relating to the predetermined LED element to be corrected but also all the light components constituting the LED array 31 By using the average value of the characteristic data relating to the LED elements or the average value of the characteristic data relating to a plurality of LED elements in a predetermined section including the predetermined LED element to be corrected, high accuracy corresponding to the driving method is used. The emission time correction data T can be obtained, and as a result, image data can be corrected with high accuracy.
[0057]
As described above, the image data correction calculation unit 44 corrects the image data output from the image signal processing unit 42. In the present embodiment, the light emission time correction data calculation unit 139 outputs the light emission. Using the time correction data T, the light emission time of the image data output by the image signal processing unit 42 is corrected. 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 139, 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.
[0058]
Next, a drive current based on the image data stored in the storage unit 52 is generated by the drive circuit 33 of the LED print head 7 described with reference to FIG. The light is emitted for the light emission time based on the corrected light emission time correction data, and the photosensitive drum 5 is exposed.
[0059]
Note that the procedure for controlling the lighting of the LED elements in the present embodiment is the same as the procedure for controlling the lighting of the LED elements in the first embodiment described with reference to FIG. 8, and therefore a detailed description thereof will be omitted here.
[0060]
In the present embodiment, the light emission time correction data T is calculated by the light emission time correction data calculation unit 139 and then output directly to the image data correction calculation unit 44. However, in the first embodiment described above. In the same manner as in the modification of the first embodiment, a light emission time correction data storage unit 140 for storing the light emission time correction data T calculated by the light emission time correction data calculation unit 139 is separately provided. It may be configured to be connected to the calculation unit 139 and the image data correction calculation unit 44.
[0061]
In this case, as shown in FIG. 14, the light emission time correction data storage unit 140 stores the light emission time correction data T calculated by the light emission time correction data calculation unit 139 described with reference to FIGS. 139, the light emission time correction data T is stored, and the light emission time correction data T is output to the image data correction calculation unit 44. Note that, like the drive current correction data storage unit 40 described with reference to FIG. 9, the light emission time correction data storage unit 140 is provided in order to correspond to the change in the light emission time correction data T based on the characteristic change of each LED element. For example, a rewritable PROM (for example, an EPROM for erasing data with ultraviolet rays and an EEPROM for electrically erasing data) is used. Note that the functions of the other units are the same as those of the above-described second embodiment, and a description thereof will not be repeated.
[0062]
With such a configuration, even when the calculation of the emission time correction data T takes a long time, the emission time correction data T calculated in advance is stored in the emission time correction data storage unit 140. The light emission time correction data T can be quickly read out by the data correction calculation unit 44. As a result, the image data correction by the image data correction calculation unit 44 can be performed at higher speed.
[0063]
The procedure for controlling the lighting of the LED elements in this case is the same as the procedure for controlling the lighting of the LED elements described with reference to FIG. 10, and a detailed description thereof will be omitted.
[0064]
FIG. 15 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, in both the high-density part and the low-density part, 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 ).
[0065]
However, as shown in FIG. 9A, in the high density portion, the dot diameter S at the development threshold value of the LED element b is used. b Is the dot diameter S of the LED element a. a In the low density area, the dot diameter S at the development threshold of the LED element a is opposite to that in the high density area. a Is the dot diameter S of the LED element b. b Is larger than. 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.
[0066]
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 drive current (or light emission time) is created using the characteristic data on the beam diameter. In addition, the difference in the display density between the LED element a and the LED element b in each display density section is eliminated.
[0067]
That is, as shown in FIG. 9B, in the high density portion, the drive current of the LED element b having a large beam diameter (large dot diameter) is reduced (or the light emission time is shortened), and the beam diameter is reduced. Drive current correction data (or emission time correction data) is created using the characteristic data related to the beam diameter so as to increase the drive current (or increase the emission time) of the small (small dot diameter) LED element a. In the low density portion, the driving current of the LED element b having a large beam diameter (small dot diameter) is increased (or the light emission time is lengthened), and the LED element a having a small beam diameter (large dot diameter) is used. By using the characteristic data related to the beam diameter to generate the drive current correction data so as to reduce the drive current (or to shorten the light emission time), the development threshold for each display density portion can be reduced. Since the dot diameter of the LED elements a and LED element b are the same, in each display density part, it becomes possible to have to eliminate the shading difference in display density of LED elements a and LED element b.
[0068]
Note that FIG. 9 shows a case where the drive current correction data is created using the beam diameter as the characteristic data of the LED elements. However, as described above, the light quantity data and the data on the beam area for each LED element and the MTF Data indicating resolution such as data individually or as a combination of a plurality of data as characteristic data, or these data may include data relating to a plurality of LED elements in a predetermined section including an LED element to be corrected or an LED array. The drive current correction is performed by combining an average value of various characteristic data of all the LED elements constituting the LED element 31 or an average value of various characteristic data of a plurality of LED elements in a predetermined section including the LED element to be corrected. It goes without saying that data (or emission time correction data) can be created.
[0069]
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. .
[0070]
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.
[0071]
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.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming apparatus according to the present invention, for each of the LED elements constituting the LED array, a characteristic data storage unit for storing a plurality of previously measured characteristic data is provided. A drive current correction data calculation unit (or light emission time correction data) for reading characteristic data provided in the data storage unit and calculating drive current correction data (or light emission time correction data) for each LED element constituting the LED array. A configuration in which a driving current based on the driving current correction data flows through each LED element forming the LED array (or a driving current based on the image data causes the LED array 31 to emit light for the emission time based on the emission time correction data). (A configuration that flows through each of the constituent LED elements). Can be eliminated, unevenness in image density can be suppressed. As a result, it is possible to efficiently reduce the occurrence of vertical stripes on the image.
[0073]
Further, in the image forming apparatus according to the present invention, when the drive current correction data calculation unit calculates the drive current correction data (or when the light emission time correction data calculation unit calculates the light emission time correction data), the correction is performed. Since not only the characteristic data on the LED element to be corrected but also the characteristic data on a plurality of LED elements in a predetermined section including the LED element to be corrected are used, highly accurate drive current correction data (or , Emission time correction data), and as a result, image data can be corrected with high accuracy. Therefore, when calculating the drive current correction data (or the light emission time correction data), the drive current correction data (or the light emission time correction data) for each LED element can be calculated with high accuracy. As a result, it is possible to accurately eliminate the difference in the display density between the LED elements, and to suppress unevenness in the density of an image. Further, the occurrence of vertical stripes on an image can be efficiently reduced.
[0074]
Further, in the image forming apparatus according to the present invention, when the drive current correction data calculation unit calculates the drive current correction data (or when the light emission time correction data calculation unit calculates the light emission time correction data), the correction is performed. Not only the characteristic data of the LED elements to be corrected, but also the average value of the characteristic data of all the LED elements constituting the LED array, or the plurality of LED elements in a predetermined section including the LED elements to be corrected. By using the average value of the characteristic data, it is possible to obtain high-precision drive current correction data (or light emission time correction data) corresponding to the driving method, so that image data can be corrected with high precision. As a result, the difference in display density between the LED elements can be eliminated with high accuracy, and uneven image density can be suppressed. Can. Further, the occurrence of vertical stripes on an image can be efficiently reduced.
[0075]
Further, in the present embodiment, since the rewritable PROM can be used for the characteristic data storage unit, even if the characteristics of the individual LED elements change, the characteristic data of each LED element is rewritten. Can be performed smoothly. Therefore, when calculating the drive current correction data (or the light emission time correction data), the drive current correction data (or the light emission time correction data) for each LED element can be calculated with high accuracy. As a result, image data can be corrected with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an entire configuration of an image forming apparatus according to a first 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 first 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 first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a drive circuit of the LED print head in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a process of calculating drive current correction data in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a process of calculating drive current correction data in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of lighting control of an LED element in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a modification of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of lighting control of an LED element in a modification of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an LED array control unit in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a process of calculating drive current correction data in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a process of calculating drive current correction data in an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram illustrating a modification of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 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. 16 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]
1 color printer
2 Case
3B, 3C, 3M, 3Y image forming unit
4 Developing device
5 Photoconductor
6 main charger
7 LED print head
8 Conveyor belt
9 Transfer roller
10B, 10C, 10M, 10Y Toner hopper
11a, 11b transport belt drive roller,
12 Paper cassette
13 Paper feed guide
14 paper
15 Paper ejection guide
16 Paper output unit
17 Fixing unit
20 Cleaning unit
30 substrates
31 LED array
32 lens array
33 drive circuit
34 LED array controller
35 Characteristic data storage
39 Drive current correction data calculation unit
40 Drive current correction data storage unit
41 Image signal
42 Image signal processing unit
43 control signal generator
44 Image data correction calculation unit
50 CLK counter
51 SCLK counter
52 Storage
53 Gate
54 Constant current generator
139 Lighting time correction data calculation unit
140 Lighting time correction data storage unit

Claims (4)

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複数の特性データを記憶する特性データ記憶手段と、前記複数の特性データのうち、所定のLED素子に関する特性データと前記所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データを前記特性データ記憶手段から読み出すとともに、前記所定のLED素子に関する特性データと前記所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データに基づいて前記所定のLED素子に対する駆動電流補正データを算出する駆動電流補正データ演算手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
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 unit includes: a characteristic data storage unit configured to store a plurality of characteristic data relating to each of the plurality of LED elements; a characteristic data relating to a predetermined LED element among the plurality of characteristic data; Reading the characteristic data relating to each of the plurality of LED elements in the predetermined section from the characteristic data storage means, based on the characteristic data relating to the predetermined LED element and the characteristic data relating to each of the plurality of LED elements within the predetermined section. And a driving current correction data calculating means for calculating driving current correction data for the predetermined LED element.
前記LEDアレイ制御手段には、前記駆動電流補正データ演算手段から前記駆動電流補正データを読み出すとともに、前記駆動電流補正データを記憶する駆動電流補正データ記憶手段が更に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The LED array control unit further includes a drive current correction data storage unit that reads the drive current correction data from the drive current correction data calculation unit and stores the drive current correction data. The image forming apparatus according to claim 1. 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複数の特性データを記憶する特性データ記憶手段と、前記複数の特性データのうち、所定のLED素子に関する特性データと前記所定のLED素子を含む所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データを前記特性データ記憶手段から読み出すとともに、前記所定のLED素子に関する特性データと前記所定区間内における複数のLED素子の各々に関する特性データに基づいて前記所定のLED素子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が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
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 unit includes: a characteristic data storage unit configured to store a plurality of characteristic data relating to each of the plurality of LED elements; a characteristic data relating to a predetermined LED element among the plurality of characteristic data; Reading the characteristic data relating to each of the plurality of LED elements in the predetermined section from the characteristic data storage means, based on the characteristic data relating to the predetermined LED element and the characteristic data relating to each of the plurality of LED elements within the predetermined section. And an emission time correction data calculating means for calculating emission time correction data for the predetermined LED element.
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更に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。The LED array control means is further 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 3.
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