JP2005138297A - 画像形成装置および画像形成装置制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の受光部を有する測定体で、光出射エレメントの正確な測定を行う。
【解決手段】 露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に配置された露光ヘッドと、前記光出射エレメントの主走査方向と略直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、を備え、受光部の幅をＸ、受光部の長さをＹ、測定体の移動速度をＶ、測定体が単一の光出射エレメントからの光を取り込んでいる時間をＴとしたとき、前記測定体はＶＴ＝Ｙcosθを満たす傾斜角θだけ、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向から平行に近づく方向に傾いて配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置される露光ヘッドを有する画像形成装置について、前記光出射エレメントの光出射光量を測定し、露光ヘッドの動作条件調整を実行する画像形成装置およびその制御方法に関する。

この種の画像形成装置としては、画像形成すべき画像データに基づいて主走査方向に複数配置した光出射エレメントを個別に光出射駆動して、感光材料上に露光画像を形成するものが存在している。

このような場合、露光ヘッドの各光出射エレメントは同一の駆動入力に対して同一の光量の光を出射するのが理想的であるが、現実には、製造ばらつき等により各光出射エレメントに同一の駆動入力を付与しても出射する光量がばらつく。

このため、光出射エレメントからの光出射光量を測定し、その測定結果に基づいて各光出射エレメントの露光駆動条件を調整することが行われている。

この光出射エレメントの露光駆動条件の調整手法としては、従来、全ての光出射エレメントを光出射状態に設定し、光センサを光出射エレメントの配置方向に走査しながら光出射光量を測定して、その測定結果に基づいて光出射光量の分布が所望通りの分布（一般には均一な分布）となるように露光駆動条件を調整するという手法がとられていた。

このような状況で、以下の特許文献１記載の発明では、光出射エレメントを発光させ、その状態を光センサで受けて測光補正のための補正値を得るように制御していた。
特開平６−３４７９２３号公報（第１頁、図１）

ところで、以上のような光出射エレメントの光量測定は、光出射エレメントの主走査方向と略直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体（ＣＣＤ撮像素子など）を用い、該測定体を前記主走査方向に移動させることによって行うことが一般的に行われている。

この場合、測定体が有する複数の受光部同士でも感度の違いが存在することが知られている。このような複数の受光部同士の感度差が存在していると、光出射エレメントの正確な光量測定を行うことが困難になる。

このため、複数の受光部の感度差を有する測定体を用いた場合でも、光出射エレメントの正確な光量測定を行うことが課題となっていた。

そのために、従来は、専用のキャリブレーション光源を用意して受光部の感度差を補正することも知られているが、装置が大がかりになり、高価になるという問題も有していた。

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであって、複数の受光部を有する測定体を用いた場合でも、光出射エレメントの正確な測定を行い、露光ヘッドの光出射光量調整が可能な画像形成装置制御方法および画像形成装置を実現することを目的とする。

すなわち、課題を解決する手段としての本発明は以下に説明するようなものである。

なお、本件出願の明細書および特許請求の範囲において、積を表すための＊または×については特に誤解を生じない部分については省略しており、ＶＴとあればＶとＴとの積を意味し、ＹcosθとあればcosθのＹ倍を意味しているものとする。

（１）請求項１記載の発明は、露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、前記光出射エレメントの主走査方向と略直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、を備え、受光部の幅をＸ、受光部の長さをＹ、測定体の移動速度をＶ、測定体が単一の光出射エレメントからの光を取り込んでいる時間（蓄積時間）をＴ、としたときに、前記測定体の受光部配列方向は、ＶＴ＝Ｙcosθを満たす傾斜角θだけ、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向から平行に近づく方向に傾いて配置される、ことを特徴とする画像形成装置である。

（２）請求項２記載の発明は、露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、を備え、測定体の全長をＬ1、測定体の幅をＬ2、発光光源の幅をＬ3, 受光部の長さをＬ4、Ｌ＝Ｌ3＋Ｌ4、とし、θ1＝arctan[(Ｌ1Ｌ3+Ｌ2√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ1√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、θ2＝arctan[(ＬＬ3+Ｌ2√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、としたときに、前記測定体は、光出射エレメント主走査方向と測定体受光部配列方向との交差角θ′が、θ1≦θ′＜θ2となるように配置される、ことを特徴とする画像形成装置である。

（３）請求項３記載の発明は、前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部同士の受光感度レベル補正を行う、ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置である。

（４）請求項４記載の発明は、前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部の個々の受光感度レベル差としての高周波成分と、高周波成分を除いた受光感度レベル差の全体的な変動としての低周波成分とを分離し、該低周波成分についてのみ受光感度レベル補正を行う、ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置制御方法である。

（５）請求項５記載の発明は、前記測定体は、カラー画像を読み取るために複数色に対応した受光部で構成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置である。

（６）請求項６記載の発明は、露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、前記光出射エレメントの主走査方向と略直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置を制御する画像形成装置制御方法であって、受光部の幅をＸ、受光部の長さをＹ、測定体の移動速度をＶ、測定体が単一の光出射エレメントからの光を取り込んでいる時間（蓄積時間）をＴ、としたときに、前記測定体の受光部配列方向は、ＶＴ＝Ｙcosθを満たす傾斜角θだけ、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向から平行に近づく方向に傾いて配置されており、上記条件を満たすように測定体を移動させつつ光量測定を行う、ことを特徴とする画像形成装置制御方法である。

（７）請求項７記載の発明は、露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置を制御する画像形成装置制御方法であって、測定体の全長をＬ1、測定体の幅をＬ2、発光光源の幅をＬ3, 受光部の長さをＬ4、Ｌ＝Ｌ3＋Ｌ4、とし、θ1＝arctan[(Ｌ1Ｌ3+Ｌ2√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ1√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、θ2＝arctan[(ＬＬ3+Ｌ2√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、としたときに、前記測定体は、光出射エレメント主走査方向と測定体受光部配列方向との交差角θ′が、θ1≦θ′＜θ2となるように配置されており、上記条件を満たすように測定体が配置された状態で該測定体を移動させつつ光量測定を行う、ことを特徴とする画像形成装置制御方法である。

（８）請求項８記載の発明は、前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部の個々の受光感度レベル差としての高周波成分と、前記高周波成分を除いた受光感度レベル差の全体的な変動としての低周波成分とを分離し、該低周波成分についてのみ受光感度レベル補正を行う、ことを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の画像形成装置制御方法である。

（９）請求項９記載の発明は、前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部の個々の受光感度レベル差としての高周波成分と、前記高周波成分を除いた受光感度レベル差の全体的な変動としての低周波成分とを分離し、該低周波成分についてのみ受光感度レベル補正を行う、ことを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の画像形成装置制御方法である。

（１０）請求項１０記載の発明は、前記測定体はカラー画像を読み取るために複数色に対応した受光部で構成されており、前記測定体に含まれる複数色の受光部の受光感度レベル補正を行う、ことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の画像形成装置制御方法である。

以上、説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。

（１）本願発明では、受光部の幅をＸ、受光部の長さをＹ、測定体の移動速度をＶ、測定体が単一の光出射エレメントからの光を取り込んでいる時間（蓄積時間）をＴ、としたときに、測定体の受光部配列方向は、ＶＴ＝Ｙcosθを満たす傾斜角θだけ、光出射エレメントの主走査方向と直交する方向から平行に近づく方向に傾いて配置されており、該条件を満たすように測定体を移動させつつ光量測定を行うようにしている。

このため、蓄積時間Ｔで受光部によって測定される領域は、測定体移動速度Ｖの変更にかかわらず、正方形領域となり、主走査方向精度と副走査方向精度とを一致させることができ、光出射エレメントの光量測定精度を向上させることができる。この結果、複数の受光部を有する測定体を用いた場合でも、光出射エレメントの正確な測定を行い、露光ヘッドの光出射光量調整が可能になる。

（２）本願発明では、測定体の全長をＬ1、測定体の幅をＬ2、発光光源の幅をＬ3, 受光部の長さをＬ4、Ｌ＝Ｌ3＋Ｌ4、とし、θ1＝arctan[(Ｌ1Ｌ3+Ｌ2√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ1√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、θ2＝arctan[(ＬＬ3+Ｌ2√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、としたときに、前記測定体は、光出射エレメント主走査方向と測定体受光部配列方向との交差角θ′が、θ1≦θ′＜θ2となるように配置されており、上記条件を満たすように測定体が配置された状態で該測定体を移動させつつ光量測定を行うようにしている。

このように測定体を傾斜配置するため、全長Ｌ1の測定体が有する複数の受光部の多数（直交配置より多くの受光部）を用いて測定することになり、一の光出射エレメント（発光素子）の測定に関与する受光部の数が増える。すなわち測定データ数が増えるので、複数の受光部同士に受光感度ムラがあっても平均化処理により真の値に近づけられる。すなわち、キャリブレーション光源を用いた受光部のキャリブレーションは不要になる。また受光部の移動速度にムラがあっても平均化処理により真の値に近づけられる。この結果、複数の受光部を有する測定体を用いた場合でも、光出射エレメントの正確な測定を行い、露光ヘッドの光出射光量調整が可能になる。

以下、図面を参照して本発明の実施をするための最良の形態を詳細に説明する。

本発明の実施をするための最良の形態の画像形成装置について、図面を参照しつつ説明を行なう。

ここでは、本発明の実施をするための最良の形態である画像形成装置をデジタルミニラボ機などのデジタルプリントシステムに適用した場合の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態で例示するデジタルプリントシステムＤＰＳは、いわゆるデジタルミニラボ機として一般に広く知られているものである。

図６に外観を示すように、現像処理済みの銀塩写真ポジフィルムあるいは銀塩写真ネガフィルム（以下、単に「フィルム」と略称する）やメモリーカード，ＭＯディスクあるいはＣＤ−Ｒディスク等の記憶媒体から写真プリントを作製するための画像データを入力する画像入力装置ＩＲと、画像入力装置ＩＲにて入力された画像データを写真感光材料である印画紙２に露光処理する露光・現像装置ＥＰとから構成されている。

なお、画像入力装置ＩＲと露光・現像装置ＥＰとは図６に示されるように接続ケーブルで接続されていてもよいし、また、画像入力装置ＩＲと露光・現像装置ＥＰとは一体に構成されていてもよいし、さらに、ネットワーク接続によって互いに離れた位置に設定されていてもよい。

〈画像入力装置ＩＲの概略構成〉
画像入力装置ＩＲには、フィルム１のコマ画像を読み取るフィルムスキャナ３と、メモリーリーダ，ＭＯドライブ及びＣＤ−Ｒドライブ等を備えた外部入出力装置４と、汎用小型コンピュータシステムにて構成されて、フィルムスキャナ３や外部入出力装置４の制御のほかデジタルプリントシステムＤＰＳ全体の管理を実行する主制御装置６とが備えられている。

更に、主制御装置６には、仕上がりプリント画像をシミュレートしたシミュレート画像や各種の制御用の情報を表示するモニタ６ａと、露光条件の手動設定等や制御情報の入力操作をするための操作卓６ｂとが接続されている。

〈露光・現像装置ＥＰの概略構成〉
露光・現像装置ＥＰは、筐体内部に、プリンタ部ＥＸと、プリンタ部ＥＸにて露光された印画紙２を現像処理する現像処理部２２と、現像処理部２２内の印画紙搬送系の制御や現像処理液の管理を行う現像制御装置２３と、露光・現像装置ＥＰ全体を制御するプリンタ制御装置２４と、筐体上面に配置された印画紙マガジン８から引き出された印画紙２を多数の搬送ローラ２５等にて現像処理部２２へ搬送する印画紙搬送系ＰＴとが設けられている（図７参照）。

露光・現像装置ＥＰの筐体外部には、現像処理部２２にて現像処理及び乾燥処理された印画紙２をオーダ毎に分類するためのソータ２６と、が設けられている。更に、印画紙搬送系ＰＴの搬送経路の途中には、印画紙マガジン８から引き出された長尺の印画紙２を設定プリントサイズに切断するカッタ２８が備えられている。

〈プリンタ部ＥＸの構成〉
ここで、プリンタ部ＥＸは、ＰＬＺＴ光シャッタ方式を採用した露光ユニット２０と、露光ユニット２０を制御する露光制御装置２１とを主要部として構成されている。

露光ユニット２０は、図８に示すように、ＲＧＢなどの発光を行う光源としてのＬＥＤ発光部２０ａと、ＬＥＤ発光部２０ａからの光を伝える光ファイバー束２０ｂと、光ファイバー束２０ｂの先端に接続された露光ヘッドとしてのＰＬＺＴプリントヘッド２０ｃと、シャッタ制御回路２０ｄとが備えられている。

なお、シャッタ制御回路２０ｄは、後述するように、露光制御装置２１と測光制御装置５１とにより制御されている。

一方、ＰＬＺＴプリントヘッド２０ｃには、図９にブロック図として示すように数百個程度のＰＬＺＴ素子４０をライン状に並べて１チップに集積したＰＬＺＴチップ４１を１０個程度配置し、数千個のＰＬＺＴ素子４０からなる露光ラインが備えられており、ＰＬＺＴ素子４０の並び方向がＰＬＺＴプリントヘッド２０ｃの主走査方向となっている。

但し、ＰＬＺＴ素子４０は主走査方向に単一の列を構成していてもよいし、偶数番目のＰＬＺＴ素子４０（「偶数列」）と奇数番目のＰＬＺＴ素子４０（「奇数列」）とが主走査方向と直交する副走査方向に位置ずれした状態で配置されていてもよい。なお、複数列の場合には、奇数列のＰＬＺＴ素子４０と偶数列のＰＬＺＴ素子４０とは、主走査方向に互いに補い合う位置に、いわゆる千鳥配置として配置されていることが望ましい。

このように配置された各ＰＬＺＴ素子４０の光路の両側には、図示されていない偏光板が配置され、更に、各ＰＬＺＴ素子の透過光を印画紙２上に結像するための図示されない導光手段として、たとえば、セルフォックレンズアレイ（日本板硝子株式会社の商品名）あるいは同等な手段が備えられている。

各ＰＬＺＴ素子４０の夫々とこれら偏光板及びセルフォックレンズアレイ等によって構成される光シャッタを備えて光出射エレメントＬＥが構成されている。すなわち、ＰＬＺＴプリントヘッド２０ｃは、露光する画像データの画素に対応する光出射エレメントＬＥ（ＰＬＺＴ素子４０）を前記主走査方向に配置して構成されている。

なお、本願明細書において、各ＰＬＺＴ素子４０の発光（光出射）に関して述べる際には、光出射エレメントＬＥと言うことにする。また、ＰＬＺＴチップ４１については、ライン状光源と呼ぶことにする。

そして、各ＰＬＺＴ素子４０の夫々に電源電圧を印加するか否かを切り替える半導体スイッチ４２を１チップに集積したスイッチアレイ回路４３と、各半導体スイッチ４２を開閉駆動するシャッタ制御回路２０ｄとが備えられ、シャッタ制御回路２０ｄによって各半導体スイッチ４２を開閉駆動することで、各ＰＬＺＴ素子４０に形成されている一対の電極にパルス電圧が印加される。

この一対の電極に電圧が印加されるとＰＬＺＴ素子４０を通過した光が出射されて光出射状態となり、前記電極に電圧が印加されないと光の通過を遮断して光出射停止状態となる。

シャッタ制御回路２０ｄは、画像形成時には、露光制御装置２１から各画素のデジタル濃度データとしてプリントする画像の画像信号値を受け取ると、各画素の画像信号値に応じたパルス幅のパルス電圧が、その画素に対応するＰＬＺＴ素子４０に印加されるように、各半導体スイッチ４２を駆動する。

〈プリンタ部ＥＸの調整〉
次に、上記構成のプリンタ部ＥＸの調整について説明する。ここで説明するプリンタ部ＥＸの調整は、個々の光出射エレメントＬＥの光出射光量のばらつきを補正するためのものである。なお、、デジタルプリントシステムＤＰＳの工場出荷時あるいはデジタルプリントシステムＤＰＳの設置作業時に行われる調整と、日々のプリント作業の稼働開始前にセットアップ作業として実行される調整とがある。

この調整のために、プリンタ部ＥＸには、光出射エレメントＬＥの光出射光量を測定する測定手段ＬＭとして図１に示す測光装置６０が備えられ、測定手段の一部として機能すると共に、測光装置６０の測定結果に基づいて各光出射エレメントＬＥの露光駆動条件を設定する動作条件設定手段としても機能する測光制御装置５１が備えられている。

そして、この測光制御装置５１と露光制御装置２１とにより、シャッタ制御回路２０ｄが制御される。さらに、このシャッタ制御回路２０ｄにより、ライン状光源４１の光出射が制御される。

なお、本実施をするための最良の形態においては、光量測定時における、ライン状光源４１の光出射エレメントと、光センサ６２ａの受光部との関係は、図１（ｂ）のようになっている。なお、光出射エレメントと光センサ６２ａとの間に導光手段などの光学的部材が配置されていたとしても、光学的にこのような対向する位置（本願明細書では「光学的に対向する位置」とよぶ）にあれば、この図１（ｂ）の関係を満たしているものとする。

なお、印画紙２に露光された画像を現像処理したプリントの画像を読み取る画像読取り装置が設けられていてもよい。

ここで、本実施の形態では、画像形成時には、受け取った各画素の画像信号値をＰＬＺＴ素子４０に印加するパルス電圧のパルス幅に変換するときの変換比率を露光駆動条件としており、光出射光量が調整目標の標準値より大きい光出射エレメントＬＥについては前記標準値からの偏差に応じてこの変換比率を小さくし、光出射光量が前記標準値より小さい光出射エレメントＬＥについては前記標準値からの偏差に応じてこの変換比率を大きくする。

測光装置６０は、光出射エレメントＬＥの光出射光量を測定するための測光ヘッド６２と、その測光ヘッド６２を光出射エレメントＬＥの配置方向（主走査方向）に移動させるための移動手段としてボールネジ式の一軸駆動装置６１とを主要部として構成され、プリンタ部ＥＸの調整時にＰＬＺＴプリントヘッド２０ｃに対向する位置に図示を省略する機構によってセットされる。

測光ヘッド６２に備えられた光センサ６２ａの受光面上には、たとえば、図１（ｂ）のように光出射エレメントより小さい面積の受光部が複数設けられている。そして、一軸駆動装置６１は、モータ６１ａがネジ軸６１ｂを回転駆動することで、移動ステージ６１ｃに取り付けられた測光ヘッド６２を前記主走査方向に移動させる。

ここで、発明を実施するための最良の形態の第１の特徴部分について説明する。

図２（ａ）にはライン状光源４１と、光出射エレメント４１ａとを示している。ここで、ライン状光源４１には、複数の光出射エレメント４１ａが主走査方向に多数配置されている。ここで、光出射エレメント４１ａの主走査方向長さをＷ、副走査方向長さをＤとする。

また、図２（ｂ）に示すように、光センサ（測定体）６２ａを構成する受光部の幅（主走査方向長さ）をＸ、受光部の長さ（副走査方向長さ）をＹとする。

そして、光センサ６２ａの測定時の移動速度をＶ、光センサ６２ａが単一の光出射エレメントからの光を取り込んでいる時間（蓄積時間）をＴ（図２（ｄ）参照）、としたときに、測定結果を画像に変換したときの画像１ピクセルは、主走査方向がＶＴ、副走査方向がＹに相当する大きさになる（図２（ｃ）参照）。

従って、一つの光出射エレメントの寸法が主走査方向にＷ、副走査方向にＤであるとすると、測定結果の変換後画像は、主走査方向がＷ／(ＶＴ)ピクセル、副走査方向がＤ／Ｙピクセルで表現される。

ここでＷ，Ｄ，Ｙは使用する発光素子や受光部により一義的に決まるが、Ｖ，Ｔはシステム上の制約の範囲内で所望の測定精度に応じて可変としうる。

そこで測定精度を上げるためにＶＴの値を小さくし、測定画像上での主走査方向ピクセル数を増やすことが考えられるが、一方副走査方向はＤ／Ｙの一定ピクセルであるから、ＶＴの値を小さくしても主走査方向の細分化が進むだけで副走査方向は精度向上に寄与しない。

主走査方向の発光素子の位置座標を算出するにはＶＴの値を小さくすることが有効であるが、本出願のように２次元の測定画像から発光素子の光量を算出するには主走査方向の精度と副走査方向の精度が同一であることが必要である。言い換えれば発光素子の形状ＷＤと、これを測定画像上に表現したＷ／(ＶＴ)ピクセル×Ｄ／Ｙピクセルで分割された形状とは、相似であることが望ましい。

しかしながらＤ／Ｙは測定系によって一義的に定まるから、図１（ｂ）のような光出射エレメント列と光センサ６２の直交配置では、２次元の測定画像から発光素子の光量を算出するという意味では精度は一定となってしまう。

そこで、この発明を実施するための最良の形態では、受光部の寸法Ｙを見かけ上小さくすることにより課題を解決している。

すなわち、この発明を実施するための最良の形態では、光センサ６２の受光部６２ａ配列方向は、
ＶＴ＝Ｙcosθ、
を満たす傾斜角θだけ、光出射エレメントの主走査方向と直交する方向（副走査方向）から平行に近づく方向（主走査方向側）に傾いて配置されるようにしている（図３（ａ）参照）。

この条件を満たすような角度に光センサ６２を配置して、測定を行うことにより、画像１ピクセルは実質正方形領域を表現することになり（図３（ｂ）→（ｃ））、主走査方向の精度と副走査方向の精度が同一となり、無駄なく効率よく光量算出精度を向上させることが可能になる。

なお、以上のように傾斜させる傾斜角θについては、装置上の種々の誤差を考慮に入れると計算上のθと同一にはならないし、また、計算上のθのときに最も測定精度が上がるということであって、θには若干の許容幅が存在している。

すなわち以上のような受光部形状で、移動速度、蓄積時間といった制約のなかで効率よく測定精度を上げるために、以上のように傾斜角θで測定体である光センサ６２を傾けることにより望ましい結果を得ることができる。

この測定画像形状の違いが光量算出精度にどう影響するかについて、発明者は、精度の基準として濃測補正結果を用いて実験を行って検証した。

すなわち同一の発光条件で濃測補正した結果と測光補正した結果が近いほど測光補正の精度が高いとする。実験に用いた受光部の形状はＸ＝Ｙ＝７μm、蓄積時間Ｔ＝1.8μsec,測定体移動速度は4mm/secと1mm/secの2通りとした。

前者の場合、画像１ピクセルの主走査方向長さは4×1.8=7.2μmに相当するのでほぼ正方形領域を示していることになる。後者の場合、画像１ピクセルの主走査方向長さは1×1.8=1.8μmに相当するので、正方形とはかけ離れた形状を示していることになる。

この両者の測定結果と濃測補正結果との差のばらつき(標準偏差)は両者とも約５％であった。ここで、精度が高いということは測光補正の結果が限りなく濃測補正結果に近づくことであり、標準偏差の値は小さいほど高精度であることを示している。

ここで、測定体移動速度1mm/secで正方形の受光ピクセルとなるように、測定体を傾けた場合(上式からθ＝34.5゜)は、標準偏差が１．３％まで減少した。すなわち、発明を実施するための最良の形態によって高精度な結果を得ることができることが実験によっても確認された。

ここで、発明を実施するための最良の形態の第２の特徴部分について説明する。

図４（ａ）にはライン状光源４１（複数の光出射エレメント４１ａ）と、光センサ６２ａとの配置の一例を示している。ここで、ライン状光源４１には、複数の光出射エレメント４１ａが主走査方向に多数配置されている。また、光センサ６２ａにも多数の受光部が配置されている。

ここで、図４（ａ）に示すように、光センサ６２ａの全長をＬ1、光センサ６２ａの幅をＬ2、光出射エレメント４１ａの幅をＬ3、受光部の長さ（直径）をＬ4、Ｌ＝Ｌ3＋Ｌ4、とする。

また、光出射エレメント４１ａが２列配置の場合には、図４（ｂ）に示すように、２列の光出射エレメントを含む幅をＬ3とする。なお、３列以上の配置の場合にも、同様に全ての光出射エレメントを含む幅をＬ3とする。

さらに、光出射エレメント４１ａが湾曲している場合には、図４（ｃ）に示すように、光出射エレメントを全て含む幅をＬ3とする。この図４（ｃ）では、２列の光出射エレメントが湾曲している例を示したが、１列あるいは３列以上で湾曲している場合も同様である。

以上のような条件の下で、ライン状光源が２列であったり湾曲している場合であっても光源幅Ｌ3内に存在する全ての発光素子光量を測定可能で、かつ発明を実施するための最良の形態の主眼である測定に関与する受光部の数を最大とする発光体と測定体の配置関係は、図４（ｃ）のように測定体の一端Ａと対辺上の他端Ｃが光源幅Ｌ3の両端上に位置するときである。

このときの交差角(ライン状光源の長手方向（主走査方向）と光センサ６２ａの長手方向とがなす角度)をθ1とする。

なお、この交差角は光センサ６２ａと主走査方向とのなす角であり、光センサ６２ａと副走査方向とのなす角である傾斜角とは基準が９０度異なっている。

直角三角形ＡＢＣにおいて∠ＣＡＢ＝αとすると∠ＡＣＥ＝90−α−∠ＤＣＢであり、∠ＤＣＢ＝９０−θ1であるから、∠ＡＣＥ＝θ1−αとなる。

故に、tan(θ1−α)＝(tanθ1−tanα)／(1＋tanθ1＊tanα)＝Ｌ3／辺ＥＣ、となる。

ここで、tanα＝Ｌ2／Ｌ1であり、辺ＥＣ＝√(Ｌ1²＋Ｌ2²−Ｌ3²)であるから、
(tanθ1−Ｌ2／Ｌ1)／(1＋tanθ1＊Ｌ2／Ｌ1)＝Ｌ3／ √(Ｌ1²＋Ｌ2²−Ｌ3²)となる。

これを変形して、
tanθ1＝(Ｌ1Ｌ3＋Ｌ2√(Ｌ1²＋Ｌ2²−Ｌ3²))／(Ｌ1√(Ｌ1²＋Ｌ2²−Ｌ3²)−Ｌ2Ｌ3))となる。

これが、受光部の数を最大に用いる発光体と測定体の配置関係を表す式である。すなわち、このθ1が、最小交差角となる。

また、発明を実施するための最良の形態は、ライン状光源と測定体を直角に配置したときに測定に関与する受光部数に対して、測定体の傾斜配置によって受光部数を一つでも多く増やすことが主眼である。直角配置の場合の測定関与受光部数は一つの素子長をＬ4としてＬ3／Ｌ4となる。

従って受光部数を一つ加算した場合の測定関与受光部長Ｌは、
Ｌ＝(Ｌ3／Ｌ4＋1)Ｌ4＝Ｌ3＋Ｌ4となる。

よって、以上のθ1の式について、θ1をθ2に置き換え、かつ、Ｌ1をＬ（＝Ｌ3＋Ｌ4）に置き換えた式が、少なくとも１つの受光部を増加させる交差角の場合における式である。すなわち、このθ2が最大交差角となる。

したがって、以上のような条件としたときに、測定体は、光出射エレメント主走査方向と測定体受光部配列方向との交差角θ′が、θ1≦θ′＜θ2となるように配置され、上記条件を満たすように測定体が配置された状態で該測定体を移動させつつ光量測定を行う、ことにより、全長Ｌ1の測定体が有する複数の受光部の多数を用いて測定することになり、一の光出射エレメント（発光素子）の測定に関与する受光部の数が増える。

これにより、測定データ数が増えるので、複数の受光部同士に受光感度ムラがあっても平均化処理により真の値に近づけられる。すなわち、専用のキャリブレーション光源を用いた受光部のキャリブレーションは不要になる。

また受光部の移動速度にムラがあっても平均化処理により真の値に近づけられる。この結果、複数の受光部を有する測定体を用いた場合でも、光出射エレメントの正確な測定を行い、露光ヘッドの光出射光量調整が可能になる。

以上のような交差角θ′によって、測定体内の受光部の測定に関与する数がどのように変化するかについて、実験を行って検証した。

株式会社東芝製のＣＣＤリニアイメージセンサＴＣＤ２５５８Ｄを光センサ６２ａとして使用する。この光センサ６２ａでは、各受光部は７μm ×７μm であり、素子数は５３４０個である。このため、光センサ６２ａの全長Ｌ１は７μm ×５３４０個＝３７３８０μm となる。この光センサ６２ａの幅Ｌ２はＲＧＢ３列の素子が２８μm の間隔で配置されているので、Ｌ２＝３×７＋２×２８＝７７μm となる。

一方、ライン状光源としてはＰＬＺＴチップを使用し、光出射エレメントは２列構成であり、１つの大きさは４５μm 、列間隔は中心間距離で３１７．５μm である。従って、ライン状光源の幅Ｌ３は３１７．５＋４５＝３６２．５μm となる。

これらを以上の式に代入すると、最小交差角θ1＝０．６０５degと求まる。この場合では、ＣＣＤリニアイメージセンサの全素子でＰＬＺＴチップ４１の２列分をカバーしているので、１列分にかかる全受光部数は、４５／（sin（０．６０５）×７）＝６０９個となる。

これに対し、従来のように交差角＝９０度で直交する配置では、１つの光出射エレメントにかかる受光部は７個弱となる。

発明を実施するための最良の形態では、このようにして光出射エレメント（発光素子）の測定に関与する受光部の数を増やすことが可能になる。

図５（ａ）は、ある光出射エレメントを測定して得た光センサ６２ａの各受光部の受光量を示している。

ある光出射エレメントの測定を担当する一部のＣＣＤの受光部の番号を図５（ａ）のように、…,n−2,n−1,n,n＋1,n＋2,…とし、各光出射エレメントによる実際の受光測定量を…, Ｒn−2, Ｒn−1,Ｒn, Ｒn＋1, Ｒn＋2,…とする。

これらの測定値から正規分布曲線を近似し、この曲線から得られる各ＣＣＤ受光部相当位置の受光量を…,Ｓn−2, Ｓn−1, Ｓn, Ｓn+1, Ｓn＋2,…とすると、各ＣＣＤ受光部毎のS／Rが当該受光部の受光感度レベル補正値である（図５（ｂ）参照）。

例えば図５（ａ）で素子番号ｎの測定値は近似曲線を上回っている。これはｎの感度が高すぎることを意味するので、実際の測定量にＳn／Ｒnを乗じることにより、測定値を補正することが可能になる。

なお、発明を実施するための最良の形態の別の例として、測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部の個々の受光感度レベル差としての高周波成分と、前記高周波成分を除いた受光感度レベル差の全体的な変動としての低周波成分とを分離し、該低周波成分についてのみ受光感度レベル補正を行う、ことも可能である。この低周波成分のみの受光感度レベル補正は、既に説明した発明を実施するための最良の形態の第１の特徴部分と第２の特徴部分の両方に適用することが可能である。

この低周波成分は、光出射エレメントから受光部までの距離や角度などの違い、あるいは、受光部を１チップではなく複数チップで構成している場合のチップ毎の変動などによって、測定体の全体にわたるような大きな周期のうねりとして引き起こされている。この低周波成分のみを補正する場合、専用の光源を必要とせず、光出射エレメントを発光させることなく、受光部に入射する外光を遮った状態で黒色画像などを測定するだけで、容易に低周波成分のシェーディング補正が可能になる。

なお、以上の各説明においてライン状光源がカラーの場合には、測定体もカラーに対応して、各色毎に複数の受光部からなる複数の受光部列で構成される。たとえば、ライン状光源がＲＧＢで構成されている場合には、このＲＧＢを読み取るために、ＲＧＢそれぞれの受光部を有する測定体を配置する。また、ＲＧＢ以外の他の色の場合も同様である。そして、以上の各発明を実施するための最良の形態はカラーの装置に対しても適用することが可能である。

本発明の実施をする最良の形態の電気的構成を示す構成図である。 本発明の実施をする最良の形態の特徴部分の詳細な構成の一例を示す説明図である。 本発明の実施をする最良の形態の説明のための主要部の説明図である。 本発明の実施をする最良の形態の説明のための主要部の説明図である。 本発明の実施をする最良の形態の説明のための主要部の説明図である。 本発明の実施をする最良の形態である画像形成装置をデジタルミニラボ機などのデジタルプリントシステムに適用した場合の外観を示す説明図である。 本発明の実施をする最良の形態である画像形成装置をデジタルミニラボ機などのデジタルプリントシステムに適用した場合の主要部の構成を示す説明図である。 本発明の実施をする最良の形態である画像形成装置をデジタルミニラボ機などのデジタルプリントシステムに適用した場合の主要部の構成を示す説明図である。 本発明の実施をする最良の形態である画像形成装置をデジタルミニラボ機などのデジタルプリントシステムに適用した場合の主要部の構成を示す説明図である。

符号の説明

２０ｃ ＰＬＺＴプリントヘッド
２０ｄ シャッタ制御回路
２１ 露光制御装置
４１ ＰＬＺＴチップ
５１ 測光制御装置

Claims (10)

1. 露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、
   前記光出射エレメントの主走査方向と略直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、
   測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、
   を備え、
   受光部の幅をＸ、受光部の長さをＹ、測定体の移動速度をＶ、測定体が単一の光出射エレメントからの光を取り込んでいる時間（蓄積時間）をＴ、としたときに、
   前記測定体の受光部配列方向は、ＶＴ＝Ｙcosθを満たす傾斜角θだけ、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向から平行に近づく方向に傾いて配置される、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、
   前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、
   測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、
   を備え、
   測定体の全長をＬ1、測定体の幅をＬ2、発光光源の幅をＬ3, 受光部の長さをＬ4、Ｌ＝Ｌ3＋Ｌ4、とし、
   θ1＝arctan[(Ｌ1Ｌ3+Ｌ2√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ1√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、
   θ2＝arctan[(ＬＬ3+Ｌ2√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、
   としたときに、
   前記測定体は、光出射エレメント主走査方向と測定体受光部配列方向との交差角θ′が、θ1≦θ′＜θ2となるように配置される、
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部同士の受光感度レベル補正を行う、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部の個々の受光感度レベル差としての高周波成分と、前記高周波成分を除いた受光感度レベル差の全体的な変動としての低周波成分とを分離し、該低周波成分についてのみ受光感度レベル補正を行う、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記測定体は、カラー画像を読み取るために複数色に対応した受光部で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、前記光出射エレメントの主走査方向と略直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置を制御する画像形成装置制御方法であって、
   受光部の幅をＸ、受光部の長さをＹ、測定体の移動速度をＶ、測定体が単一の光出射エレメントからの光を取り込んでいる時間（蓄積時間）をＴ、としたときに、
   前記測定体の受光部配列方向は、ＶＴ＝Ｙcosθを満たす傾斜角θだけ、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向から平行に近づく方向に傾いて配置されており、
   上記条件を満たすように測定体を移動させつつ光量測定を行う、
   ことを特徴とする画像形成装置制御方法。
7. 露光する画像データの画素に対応する複数個の光出射エレメントが主走査方向に光出射エレメント列として配置されており、該光出射エレメントは光源からの光を露光駆動条件に応じて通過させる露光ヘッドと、前記光出射エレメントの主走査方向と直交する方向に配列された複数の受光部を含む測定体を有し、該測定体を前記主走査方向に移動させ、前記測定体の受光部で受けた前記光出射エレメントの光出射光量を測定する光量測定手段と、測定時における前記光量測定手段での測定結果に基づいて、画像形成時の各光出射エレメントの露光駆動条件を制御する制御手段と、を備えた画像形成装置を制御する画像形成装置制御方法であって、
   測定体の全長をＬ1、測定体の幅をＬ2、発光光源の幅をＬ3, 受光部の長さをＬ4、Ｌ＝Ｌ3＋Ｌ4、とし、
   θ1＝arctan[(Ｌ1Ｌ3+Ｌ2√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ1√(Ｌ1²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、
   θ2＝arctan[(ＬＬ3+Ｌ2√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)／(Ｌ√(Ｌ²+Ｌ2²-Ｌ3²)-Ｌ2Ｌ3))、
   としたときに、
   前記測定体は、光出射エレメント主走査方向と測定体受光部配列方向との交差角θ′が、θ1≦θ′＜θ2となるように配置されており、
   上記条件を満たすように測定体が配置された状態で該測定体を移動させつつ光量測定を行う、
   ことを特徴とする画像形成装置制御方法。
8. 前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部同士の受光感度レベル補正を行う、
   ことを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の画像形成装置制御方法。
9. 前記制御手段は、前記測定体が各光出射エレメントを通過した際の各受光部の受光結果から、該測定体に含まれる複数の受光部の個々の受光感度レベル差としての高周波成分と、前記高周波成分を除いた受光感度レベル差の全体的な変動としての低周波成分とを分離し、該低周波成分についてのみ受光感度レベル補正を行う、
   ことを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の画像形成装置制御方法。
10. 前記測定体はカラー画像を読み取るために複数色に対応した受光部で構成されており、
    前記測定体に含まれる複数色の受光部の受光感度レベル補正を行う、
    ことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の画像形成装置制御方法。

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