JP2005212105A - Ｌｅｄアレイ露光装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤアレイチップの配置位置のばらつきを考慮して各ＬＥＤ発光素子の光量を適切に補正できるとともに、感光体の感度や現像バイアスの程度を加味して、濃度むらやスジの発生を大幅に低減することが可能なＬＥＤアレイ露光装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 補正回路４１はプリント制御部４０から画像信号及び感光体感度の送信を受けて、光量補正値記憶部４２に記憶されたＬＥＤ発光素子の光量補正値と、チップ間隔記憶部４３に記憶されたチップ間隔とを用いて光量補正を行い、ＬＥＤ発光素子を駆動するための補正済み画像信号として、タイミング用のクロックとともにＬＥＤアレイ露光装置７に送出する。これにより、ＬＥＤアレイチップの搭載位置のばらつき及び感光体感度に応じた光量補正が可能となり、ＬＥＤアレイチップの位置精度のばらつきを原因とする画像上の縦スジの発生を効果的に低減することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子写真法による画像形成時に書き込み用として使用されるＬＥＤアレイ露光装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ及びファクシミリなどの画像形成装置には、被記録媒体である用紙などに直接画像を形成する直接画像形成方式と、感光体などからなる中間媒体に一旦画像を記録し、その画像を最終的な被記録媒体に転写する間接画像形成方式とがある。家庭などにおける小規模な使用を除けば、被記録媒体に普通紙を使用できる間接画像形成方式の画像形成装置が広く使用されている。

また、複写機などの画像形成装置では、従来、アナログ画像情報をアナログ画像形成プロセスを用いて記録形成していたが、最近の情報のデジタル化に伴い、デジタル画像形成プロセスを用いてデジタル情報として処理し、被記録媒体に微小なドットからなる画像を形成することが一般的に行われている。このような画像形成装置では、微小なドットの集合で形成されるデジタル画像情報を、帯電した感光体に微小なドットとして露光して静電潜像を形成する。その後、現像器で紛状のトナーを用いて可視化して、被記録媒体である用紙に転写して画像を形成する。

デジタル画像情報を感光体に露光する装置としては、レーザダイオードなどが発光するレーザ光を利用して露光を行うレーザ露光装置や、デジタル画像の１ドットに対応した微小なＬＥＤ（発光ダイオード）を多数個直線状に配列してアレイ状とし、感光体の軸方向（主走査方向）に配列して露光を行うＬＥＤアレイ露光装置がある。特に最近では、ＬＥＤアレイ露光装置が小型化、低価格化、制御の容易さ、機械的可動部がなく信頼性が高いなどの面で、プリンタやその他の画像形成装置に幅広く使用されている。

このようなＬＥＤアレイ露光装置は、プリント基板と、その上に搭載されるＬＥＤアレイチップと、これに電流を供給して駆動する駆動ＩＣと、ＬＥＤアレイチップの発光面と感光体との間に在ってＬＥＤ発光素子からの光を感光体上にビームとして収束して結像させる複数のレンズの集合体であるレンズアレイと、これらの部品を保持する保持部材などを備えている。

ＬＥＤアレイチップは、少なくとも被記録媒体（用紙）の幅以上の有効走査幅を露光できるよう、基板上に１個または複数個配置されており、帯電した感光体に静電潜像を形成するための露光源をなしている。このＬＥＤアレイチップ上には、ビデオデータ（記録しようとする画像データ）のそれぞれの画素に対応する微小なＬＥＤ発光素子が一列に配置されている。例えば６００ｄｐｉの解像度でＡ４サイズの記録幅に対応する場合、１個または複数個のＬＥＤアレイチップが有するＬＥＤ発光素子の総数は少なくとも５１２０個になる。

駆動ＩＣは、各ＬＥＤ発光素子を駆動して発光させる回路を有しており、前記基板（または外部）に１個または複数個搭載されている。レンズアレイは、複数個のシリンダ状のレンズを束にして配列したものであり、ＬＥＤ発光素子の光を感光体上に収束させてビーム形状のドットとして露光する。

しかし、各ＬＥＤ発光素子の発光強度にはばらつきがあり、そのばらつきが被記録媒体上の可視化された画像で、濃度のむらやスジとなってあらわれ、記録品質の劣化を引き起こす。そのため、従来のＬＥＤアレイ露光装置では、各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーが一定になるように補正する光量補正データを、ＬＥＤ発光素子個々に予め準備しておき、この光量補正データに従って、各ＬＥＤ発光素子が発光するときの露光エネルギーのばらつきを補正していた。

また、ＬＥＤアレイチップのチップ間隔が基準値より大きすぎても小さすぎても、画像上にシャープな白縦スジ又は黒縦スジとして現れる。各ＬＥＤ発光素子の発光強度のばらつきを±２％程度に収まるように補正したとしても、上記の原因によりＬＥＤアレイチップの搭載位置にばらつきが発生すると、可視化された画像では濃度むらや縦スジが顕著に現れる。

また、潜像画像を現像して可視化する現像プロセスにおいて、現像ロ−ラに与える現像バイアス（電圧）の程度によっても、濃度むらが顕著になる傾向が確認されている。現像バイアスは、感光体上の静電潜像が帯電したトナーを引きつける際の所謂しきい値として作用するため、高い現像バイアスでは、チップ間隔が広がる方向のばらつきが大きいほど画像上に白縦スジとして視認され易くなり、逆に低い現像バイアスでは、チップ間隔が狭くなる方向のばらつきが大きいほど画像上に黒縦スジとして視認され易くなる。

特に、複数の画像形成部を使用して異なる色の画像を同時に形成するタンデム方式のカラー画像形成装置では、各色ごとにトナーの特性が違うために、印加する現像バイアスも異なる場合がある。また、単一の画像形成部を備えた白黒画像形成装置であっても、部材のばらつきや装置間のばらつきにより、現像バイアスを個々調整することもあり、現像バイアスの違いが画像の濃度むらやスジの発生に与える影響も無視できない。

さらに、使用する感光体の感度によっても濃度むらが顕著になる傾向が確認されている。つまり、感光体の感度が高いと、チップ間隔が広がる方向のばらつきが大きいほど画像上に白縦スジとして視認され易くなり、逆に感光体の感度が低いと、チップ間隔が狭くなる方向のばらつきが大きいほど画像上に黒縦スジとして視認され易くなる。特に、複数の画像形成部を使用して異なる色の画像を同時に形成するタンデム方式のカラー画像形成装置では、各色ごとに画像が形成される感光体が異なり、その感度のばらつきを補正しないと濃度むらの程度が色ごとに異なり、色の再現性に大きな影響を及ぼす。

そこで、各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーを均等化して画像の劣化を防止する方法が種々提案されており、特許文献１には、所定の駆動電流でＬＥＤ発光素子を駆動して発光量を測定し、各ＬＥＤ発光素子の発光量に応じた時間補正ビットを割り付け、駆動電流と時間補正ビットから露光エネルギーを演算する工程を、露光エネルギーが目標値に達するまで繰り返すＬＥＤプリントヘッドの光量補正方法が開示されている。また、特許文献２には、電流値及び通電時間のイニシャルデータを用いてＬＥＤを駆動して印字を行い、白スジ又は黒スジ発生部のＬＥＤ発光データ及びＬＥＤ間の距離に基づいて電流値及び通電時間を補正するＬＥＤプリントヘッドの光量補正方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法では、ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーが目標値に一致するまでにある程度の時間を要するため、迅速な光量補正を行うことができず、またＬＥＤアレイチップ間の位置精度ばらつきを光量補正に反映させることができない。また、特許文献２の方法では、ＬＥＤ間の距離に応じた光量補正は可能であるものの、電流値及び通電時間のイニシャルデータを用いて実際に印字を行う必要があり、補正に時間を要する上、白スジ又は黒スジの発生部に対してのみ光量補正が行われるため露光レベルの補正は完全とはいえず、画像ムラの発生を全面的に解決するものではなかった。

また、前述したようにフルカラー画像などの出力においては、感光体の感度ばらつきや現像ロ−ラに与える現像バイアス（電圧）の程度が画像の劣化に大きく影響する。感光体ドラムの場合においては、製造上の問題からロット間或いはロット内においても感度ばらつきを完全に押さえ込むことは困難とされている。従って、各ＬＥＤ発光素子の発光量や位置精度のばらつきに応じて光量補正データを作成したとしても、上記理由により感光体の感度ばらつきや現像バイアスの程度によって画質の良否が決定されてしまうが、特許文献１、２の方法では感光体の感度や現像バイアスに応じた光量補正は困難であった。
特開平８−３９８６０号公報 特開平８−１８３２０２号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、各ＬＥＤアレイチップの配置位置のばらつきを考慮して各ＬＥＤ発光素子の光量を適切に補正できるとともに、感光体の感度や現像バイアスの程度を加味して、濃度むらやスジの発生を大幅に低減することが可能なＬＥＤアレイ露光装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、複数のＬＥＤ発光素子から成る複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて各ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の基準駆動値を各ＬＥＤ発光素子毎の光量補正データに基づき補正してＬＥＤ発光素子の光量補正を行い、該ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、前記ＬＥＤアレイチップ内の各ＬＥＤ発光素子についての前記光量補正データと、前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となる前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、且つ、前記感光体の感度または現像バイアスの程度に応じて調節されるチップ間隔補正係数と、を用いて前記基準駆動値を補正し、各ＬＥＤ発光素子の駆動値を決定することを特徴としている。

また本発明は、上記構成のＬＥＤアレイ露光装置において、前記光量補正データと前記間隔データとを記憶する記憶手段と、前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となる前記ＬＥＤアレイチップ間の前記間隔データとから前記チップ間隔補正係数を決定し、前記光量補正データ及び前記チップ間隔補正係数を用いて前記基準駆動値を補正することにより各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のＬＥＤアレイ露光装置において、前記光量補正データと前記チップ間隔補正係数とを記憶する記憶手段と、前記光量補正データ及び前記チップ間隔補正係数を用いて前記基準駆動値を補正することにより各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。

また本発明は、上記構成のＬＥＤアレイ露光装置を備えた画像形成装置であることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、光量補正データと、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となるＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、感光体の感度または現像バイアスに応じて大小が調節されるチップ間隔補正係数と、を用いてＬＥＤ発光素子の基準駆動値を補正して光量補正を行うことにより、各ＬＥＤアレイチップの搭載位置のばらつきにより発生する露光エネルギー差を、感光体の感度ばらつきや現像バイアスの程度を考慮して精度良く解消することができ、画像上の縦スジの発生を効率よく低減するＬＥＤアレイ露光装置を提供することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のＬＥＤアレイ露光装置において、光量補正データと間隔データとを記憶する記憶手段と、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となるチップ間の間隔データとからチップ間隔補正係数を決定し、光量補正データ及びチップ間隔補正係数を用いて基準駆動値を補正し各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことにより、光量補正データと間隔データとを記憶手段に記憶しておくだけでチップ間隔のばらつきを考慮した光量補正が可能となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成のＬＥＤアレイ露光装置において、光量補正データとチップ間隔補正係数とを記憶する記憶手段と、光量補正データ及びチップ間隔補正係数を用いて基準駆動値を補正し各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことにより、予め算出しておいたチップ間隔補正係数を用いて各ＬＥＤ発光素子の光量補正を行うことができ、光量補正に要する時間がより短縮可能となる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成のＬＥＤアレイ露光装置を搭載することにより、濃度むらや縦スジの発生を大幅に低減できる画像形成装置の提供が可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１に示された画像形成装置において、１は画像形成装置の一例としてのカラープリンタ、２は筐体、３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは各々ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ用の画像形成部で、１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍは、前記各色のトナーホッパーである。又、１２は被記録媒体である用紙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アレイ露光装置７、クリーニング部２０等から構成されている。

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アレイ露光装置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の直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。このように、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。

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アレイ露光装置７について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるＬＥＤアレイ露光装置の概略構成を示す模式図である。図２において、ＬＥＤアレイ露光装置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アレイチップ３１と、当該ＬＥＤアレイチップ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アレイチップ３１を構成する複数のＬＥＤ発光素子を駆動する回路を収めた１個または複数個の駆動ＩＣ３３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アレイ露光装置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。

図３は、ＬＥＤアレイ露光装置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。

以上に説明したように、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発光素子が駆動され、当該各ＬＥＤ発光素子による発光がレンズアレイ３２（図２、図３参照）を介して、感光体５の面上にドットとして結像される。従来技術において説明したように、各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーのばらつきを補正するには、予め測定した各ＬＥＤ発光素子の露光エネルギーに基づいて周知の方法により、駆動電流値や発光時間或いはその両方を補正するための補正値を算出し、当該補正値を光量補正値として図２で示したＬＥＤアレイ制御部３４や図１で示したカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７に記憶部を設けて記憶させておく。

次に、ＬＥＤアレイ露光装置７の少なくとも有効走査幅の全てのＬＥＤアレイチップ３１のチップ間隔を予め測定算出して、それぞれの間隔データを、図２で示したＬＥＤアレイ制御部３４や図１で示したカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７に記憶部を設けて記憶させておく。

このようにして、上記の記憶部に記憶された各ＬＥＤ発光素子の光量補正値とＬＥＤアレイチップ間の間隔データを基に、感光体の感度ばらつきを加味して濃度むらやスジがより低減できる補正方法を図４を参照して説明する。図４は本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ発光素子を補正して駆動するＬＥＤアレイ制御部の構成を示すブロック図である。４０はプリント制御部であり、４１は前記した補正を行う補正回路である。４２は光量補正値を記憶している光量補正値記憶部であり、４３はＬＥＤアレイチップ間の間隔データを記憶するチップ間隔記憶部である。７はＬＥＤアレイ露光装置であり、ＰＣは例えばパソコンのような外部に接続された情報端末装置を示している。

図４の構成では、まず、ＰＣからプリントドライバによりラスター処理された（画素に分解された）プリントデータがプリント制御信号とともにプリント制御部４０に送信される。次に、プリント制御部４０は例えば１走査ライン毎の画像信号を補正回路４１に送出すると同時に、プリント駆動信号をＬＥＤアレイ露光装置７に送出してプリントを開始させる。

補正回路４１はプリント制御部４０からの画像信号とともに予め準備された感光体感度データの送信を受け、その画素を露光するＬＥＤ発光素子の光量補正値とチップ間隔を、光量補正値記憶部４２とチップ間隔記憶部４３とからそれぞれ読み込み、感光体感度データとともに後述する方法により補正を行い、ＬＥＤ発光素子を駆動するための補正済み画像信号として、タイミング用のクロックとともにＬＥＤアレイ露光装置７に送出する。このとき、送出する補正済み画像信号の量は、１走査ライン分またはそれを複数個に分割した１走査ブロック分であり、この分量のデータをＬＥＤアレイ露光装置７がラッチして同時発光させるためのラッチ信号も送出する。

本実施形態においては、従来の光量補正とともにチップ間隔に対する補正を施し、さらに感光体感度に応じた補正も行っている。この構成とすることにより、ＬＥＤアレイチップの位置精度のばらつきを原因とする画像上の縦スジの発生を効果的に低減するとともに、感光体の感度ばらつきを考慮した光量補正が可能となるため、画像むらや縦スジなどの画像の劣化をより一層低減することができる。なお、感光体感度データは感光体の組み付け時や交換時にカラープリンタ１の操作部（図示せず）から入力するようにしても良いし、ＰＣのプリントドライバから与えられるようにＰＣで入力して記憶させておくことも可能である。次に、このような補正の方法につき、図４を参照しながら図５により詳細に説明する。

図５は、本実施形態に係るＬＥＤアレイ露光装置の各ＬＥＤ発光素子を駆動する際に使用する補正方法を図式化したものである。なお、実際には、１つのＬＥＤアレイチップに搭載されるＬＥＤ発光素子の個数で１つの補正グループが形成されるが、説明の便宜のために、ここではＬＥＤアレイチップには５個のＬＥＤ発光素子が搭載されており、ＬＥＤ発光素子５個で１つの補正グループを形成するように説明している。

図５において、最初のステップＳ１で、補正回路４１にプリントされる画素が取り込まれ、その画素番号Ｎを１から順に割り当てる。ここでは最初の画素番号を１として、画素５までを示している。次のステップＳ２で、予め入力された感光体感度Ｓを読み取る。ステップＳ３で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正値Ｌを光量補正値記憶部４２より取り込み、ステップＳ４で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子が搭載された補正対象となるＬＥＤアレイチップと、隣接する次のＬＥＤアレイチップとの間のチップ間隔Ａをチップ間隔記憶部４３より取り込む。ステップ５で、チップ間隔記憶部４３等に予め記憶させておいたチップ間隔理論値Ｒを読み出し、ステップＳ６で、チップ間隔の理論値Ｒに対するチップ間隔Ａの差分Ｄ（Ａ−Ｒ）を算出する。さらに、ステップＳ７で、理論値Ｒに対する差分Ｄの割合Ｐ（Ｄ／Ｒ）を算出する。

このように算出された割合Ｐの絶対値が大きいほど、対応するＬＥＤアレイチップ間隔が、理論値から大きくばらついていることになる。そのため、ステップＳ８で、上記のように得られた割合Ｐに対して補正のランク付けを行い、そのランクに対応する補正に必要な係数を別途実験などで算出しておき、チップ間隔補正係数Ｂとする。次のステップＳ９では、感光体感度Ｓの大きさに応じてチップ間隔補正係数Ｂをさらに補正した補正係数Ｃを算出しておく。最後にステップＳ１０で、ＬＥＤ発光素子の基準駆動値に各画素の光量補正値Ｌを乗じ、更にチップ間隔Ａの差分Ｄに応じて上記チップ間隔補正係数Ｂ若しくは補正係数Ｃを乗ずることにより、各ＬＥＤ発光素子の駆動値Ｉを算出する。

また、ＬＥＤアレイチップのチップ間隔Ａ、チップ間隔理論値Ｒ及び感光体感度Ｓより予めチップ間隔補正係数Ｂ及び補正係数Ｃを算出しておき、チップ間隔データに代えてＬＥＤアレイ制御部３４や図１で示したカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７に記憶部を設けて記憶させておくこともできる。この場合、チップ間隔補正係数Ｂをその都度算出する必要がないため、光量補正に要する時間を短縮することができる。

図５に示した補正方法を用いてＬＥＤアレイチップ間隔の精度に応じた光量補正を行った場合の補正前後における画像むらレベルを図６、図７に示した。図中、×は縦スジの目立つレベル、△は縦スジをどうにか識別できるレベル、○は縦スジの見えないレベルを示している。図６は感光体感度が２５０（Ｖ）以上での補正前後の画像むらレベルを示しており、図７は感光体感度が１５０（Ｖ）以下での補正前後の画像むらレベルを示している。ここで、感光体感度は半減露光量０．２３μＪ／ｃｍ²の感光体表面電位である。

感光体感度が２５０（Ｖ）以上ではチップ間隔精度（図５の差分Ｄ）のばらつきが大きく、チップ間隔の大きい部分ほど画像上に白縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、図５におけるチップ間隔補正係数Ｂの値をαとすると、チップ間隔精度が９μｍ以上の部分においては、補正係数Ｂ（＝α）をさらに補正した補正係数Ｃ（＝α´）を光量補正値Ｌに乗じて補正し、その他の部分においては補正係数Ｂ（＝α）を光量補正値Ｌに乗じて補正を行い、基準駆動値よりＬＥＤ発光素子の駆動値Ｉを算出する。

一方、感光体感度が１５０（Ｖ）以下ではチップ間隔精度（図５の差分Ｄ）のばらつきが大きく、チップ間隔の小さい部分ほど画像上に黒縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、チップ間隔精度が−９μｍ以下の部分においては、補正係数Ｂ（＝α）をさらに補正した補正係数Ｃ（＝α´´）を光量補正値Ｌに乗じて補正し、その他の部分においては補正係数Ｂ（＝α）を光量補正値Ｌに乗じて光量補正を行い、基準駆動値よりＬＥＤ発光素子の駆動値Ｉを算出する。

これにより、図６、７に示すようにチップ間隔及び感光体感度に応じて光量補正を行う本実施形態のＬＥＤアレイ露光装置では、感光体感度の大きさによらず画像むらが大幅に改良されることが確認された。なお、ここでは理論値に対するチップ間隔の差分Ｄが９μｍ以上若しくは−９μｍ以下の場合に補正係数Ｃを用いることとしたが、補正係数Ｃを用いるチップ間隔の差分Ｄはこれに限られるものではなく、感光体感度や画像むらの程度に応じて適宜設定可能である。

図８は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤアレイ制御部の構成を示すブロック図である。図４と共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態においては、補正回路４１にはプリント制御部４０からの画像信号とともに、現像器４に与えられている現像バイアスのデータがプリントエンジン制御回路４４より送信され、その画素を露光するＬＥＤ発光素子の光量補正値とチップ間隔を、光量補正値記憶部４２とチップ間隔記憶部４３とからそれぞれ読み込み、現像バイアスデータとともに後述する方法により補正を行い、ＬＥＤ発光素子を駆動するための補正済み画像信号として、タイミング用のクロックとともにＬＥＤアレイ露光装置７に送出する。

本実施形態においては、従来の光量補正とともにチップ間隔に対する補正を施し、さらに現像バイアスに応じた補正も行っている。この構成とすることにより、ＬＥＤアレイチップの位置精度のばらつきを原因とする画像上の縦スジの発生を効果的に低減するとともに、現像バイアスの程度を考慮した光量補正が可能となるため、画像むらや縦スジなどの画像の劣化をより一層低減することができる。なお、現像バイアスデータはカラープリンタ１の組み立て時に設定される場合もあれば、図示しない濃度センサで画像濃度を検出し、プリントエンジン制御回路４４が自動で調整する場合もある。

次に、このような補正方法を、図８を参照しながら図９により詳細に説明する。図９は、本実施形態に係るＬＥＤアレイ露光装置の各ＬＥＤ発光素子を駆動する際に使用する補正方法を図式化したものである。図５と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図９において、最初のステップＳ１で、プリントされる画素が補正回路４１に取り込まれ、その画素番号Ｎを１から順に割り当てる。ここでは最初の画素番号を１として、画素５までを示している。

次のステップＳ２で、プリントエンジン制御回路４４より送信される現像バイアスＳを読み取る。ステップＳ３で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子の光量補正値Ｌを光量補正値記憶部４２より取り込み、ステップＳ４で、各画素に対応するＬＥＤ発光素子が搭載された補正対象となるＬＥＤアレイチップと、隣接する次のＬＥＤアレイチップとの間のチップ間隔Ａをチップ間隔記憶部４３より取り込む。ステップ５で、チップ間隔記憶部４３等に予め記憶させておいたチップ間隔理論値Ｒを読み出し、ステップＳ６で、チップ間隔の理論値Ｒに対するチップ間隔Ａの差分Ｄ（Ａ−Ｒ）を算出する。さらに、ステップＳ７で、理論値Ｒに対する差分Ｄの割合Ｐ（Ｄ／Ｒ）を算出する。

このように算出された割合Ｐの絶対値が大きいほど、対応するＬＥＤアレイチップ間隔が、理論値から大きくばらついていることになる。そのため、ステップＳ８で、上記のように得られた割合Ｐに対して補正のランク付けを行い、そのランクに対応する補正に必要な係数を別途実験などで算出しておき、チップ間隔補正係数Ｂとする。次のステップＳ９では、現像バイアスＳの大きさに応じてチップ間隔補正係数Ｂをさらに補正した補正係数Ｃを算出しておく。最後にステップＳ１０で、ＬＥＤ発光素子の基準駆動値に各画素の光量補正値Ｌを乗じ、更にチップ間隔Ａの差分Ｄに応じて上記チップ間隔補正係数Ｂ若しくはＣを乗ずることにより、各ＬＥＤ発光素子の駆動値Ｉを算出する。

図９に示した補正方法を用いてＬＥＤアレイチップ間隔の精度に応じた光量補正を行った場合の補正前後における画像むらレベルを図１０、図１１に示した。図中、×、△、○は図６、７と同様に縦スジのレベルを表す。図１０は現像バイアスが３００（Ｖ）以下での補正前後の画像むらレベルを示しており、図１１は現像バイアスが４００（Ｖ）以上での補正前後の画像むらレベルを示している。

現像バイアスが３００（ｖ）以下ではチップ間隔精度（図９の差分Ｄ）のばらつきが大きく、チップ間隔の大きい部分ほど画像上に白縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、図９におけるチップ間隔補正係数Ｂの値をβとすると、チップ間隔精度が９μｍ以上の部分においては、チップ間隔補正係数Ｂ（＝β）をさらに補正した補正係数Ｃ（＝β´）を光量補正値Ｌに乗じて補正し、その他の部分においては補正係数Ｂ（＝β）を光量補正値Ｌに乗じて補正を行い、基準駆動値よりＬＥＤ発光素子の駆動値Ｉを算出する。

一方、現像バイアスが４００（ｖ）以上ではチップ間隔精度（図９の差分Ｄ）のばらつきが大きく、チップ間隔の小さい部分ほど画像上に黒縦スジとして顕著に現れてくる。そこで、チップ間隔精度が−９μｍ以下の部分においては、チップ間隔補正係数Ｂ（＝β）をさらに補正した補正係数Ｃ（＝β´´）を光量補正値Ｌに乗じて補正し、その他の部分においては補正係数Ｂ（＝β）を光量補正値Ｌに乗じて光量補正を行い、基準駆動値よりＬＥＤ発光素子の駆動値Ｉを算出する。

これにより、図１０、１１に示すようにチップ間隔及び感光体感度に応じて光量補正を行う本実施形態のＬＥＤアレイ露光装置では、現像バイアスの程度によらず画像むらが大幅に改良されることが確認された。なお、図６、７と同様に、補正係数Ｃを用いるチップ間隔の差分Ｄは上記数値に限られるものではなく、現像バイアスや画像むらの程度に応じて適宜設定可能である。

また、ＬＥＤアレイチップのチップ間隔Ａ、チップ間隔理論値Ｒ及び現像バイアスＳより予めチップ間隔補正係数Ｂ及び補正係数Ｃを算出しておき、チップ間隔データに代えてＬＥＤアレイ制御部３４や図１で示したカラープリンタ１の制御部（図示せず）或いはＬＥＤアレイ露光装置７に記憶部を設けて記憶させておくこともできる。

また、図５、図９で説明した補正を、ＬＥＤアレイ露光装置７内に制御部を設けて、その制御部で行ってもよいし、図２、図４、図８で示したような外部の制御部や、カラープリンタ１の制御回路に含ませてもよい。また、このような補正制御を演算で行ってもよいし、ＡＳＩＣなどに統合して回路で行うことも可能である。さらに、図５、図９の補正を組み合わせて、感光体感度及び現像バイアスの両方を考慮した光量補正とすることもできる。

なお、上記各実施形態においては、光量補正値とチップ間隔データとを、光量補正値記憶部４２とチップ間隔記憶部４３とに別個に記憶させているが、同一の記憶部に記憶させておくことも可能である。また、光量補正値は各ＬＥＤ発光素子について予め測定したデータを記憶させておく代わりに、各ＬＥＤ発光素子の光量を検出する光量検出手段を設け、光量検出手段の検出結果に基づいて適宜書き換え可能としておけば、ＬＥＤ発光素子の経時劣化等に伴う光量変化に応じた光量補正値を用いることができる。

また、画像形成装置としては、タンデム方式のカラープリンタについてのみ説明したが、本発明は、モノクロデジタル複合機等の他のタイプの複写機、或いはファクシミリやスキャナ、プリンタ等の他の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。

本発明は、複数のＬＥＤ発光素子から成る複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて各ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の基準駆動値を各ＬＥＤ発光素子毎の光量補正データに基づき補正してＬＥＤ発光素子の光量補正を行い、該ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、ＬＥＤアレイチップ内の各ＬＥＤ発光素子についての光量補正データと、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となるＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、且つ、感光体の感度または現像バイアスの程度に応じて調節されるチップ間隔補正係数と、を用いて基準駆動値を補正し、各ＬＥＤ発光素子の駆動値を決定することとしている。これにより、各ＬＥＤアレイチップの搭載位置のばらつきにより発生する露光エネルギー差を、感光体の感度ばらつきや現像バイアスの程度を加味して精度良く解消することができ、画像上の白縦スジや黒縦スジの発生を効率よく低減するＬＥＤアレイ露光装置を提供する。

また、光量補正データと間隔データとを記憶する記憶手段と、ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となるチップ間の間隔データとからチップ間隔補正係数を決定し、光量補正データ及びチップ間隔補正係数を用いて基準駆動値を補正し各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことにより、光量補正データと間隔データとを記憶手段に記憶しておくだけでチップ間隔のばらつきを考慮した光量補正が可能となる。

また、チップ間の間隔データに代えて予め算出しておいたチップ間隔補正係数を記憶しておくことにより、光量補正に要する時間がより短縮可能となる。

また、本発明のＬＥＤアレイ露光装置を搭載することにより、濃度むらや縦スジの発生を大幅に低減でき、高画質な画像を形成する優れた画像形成装置の提供が可能となる。

は、本発明に係るＬＥＤアレイ露光装置を使用した画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 は、本発明に係るＬＥＤアレイ露光装置の概略構成を示す模式図である。 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 は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ発光素子を補正して駆動するＬＥＤアレイ制御部の概略回路ブロック図である。 は、第１実施形態における各ＬＥＤ発光素子の駆動補正方法を図式化したものである。 は、第１実施形態の光量補正を行った場合の補正前後における画像むらレベルを示す図（感光体感度が２５０（Ｖ）以上）である。 は、第１実施形態の光量補正を行った場合の補正前後における画像むらレベルを示す図（感光体感度が１５０（Ｖ）以下）である。 は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ発光素子を補正して駆動するＬＥＤアレイ制御部の概略回路ブロック図である。 は、第２実施形態における各ＬＥＤ発光素子の駆動補正方法を図式化したものである。 は、第２実施形態の光量補正を行った場合の補正前後における画像むらレベルを示す図（現像バイアスが３００（Ｖ）以下）である。 は、第２実施形態の光量補正を行った場合の補正前後における画像むらレベルを示す図（現像バイアスが４００（Ｖ）以上）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アレイ露光装置
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アレイチップ
３２ レンズアレイ
３３ 駆動ＩＣ
３４ ＬＥＤアレイ制御部
４０ プリント制御部
４１ 補正回路
４２ 光量補正値記憶部
４３ チップ間隔記憶部
４４ プリントエンジン制御回路

Claims (4)

1. 複数のＬＥＤ発光素子から成る複数のＬＥＤアレイチップがライン状に配設され、画素データに応じて各ＬＥＤ発光素子に対して定められる点灯用の基準駆動値を各ＬＥＤ発光素子毎の光量補正データに基づき補正してＬＥＤ発光素子の光量補正を行い、該ＬＥＤ発光素子の発光をレンズアレイを介して結像させて感光体の露光を行うＬＥＤアレイ露光装置において、
   前記ＬＥＤアレイチップ内の各ＬＥＤ発光素子についての前記光量補正データと、
   前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となる前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔データとの差に応じて決定され、且つ、前記感光体の感度または現像バイアスの程度に応じて調節されるチップ間隔補正係数と、を用いて前記基準駆動値を補正し、各ＬＥＤ発光素子の駆動値を決定することを特徴とするＬＥＤアレイ露光装置。
2. 前記光量補正データと前記間隔データとを記憶する記憶手段と、前記ＬＥＤアレイチップ間の間隔の理論値と補正対象となる前記ＬＥＤアレイチップ間の前記間隔データとから前記チップ間隔補正係数を決定し、前記光量補正データ及び前記チップ間隔補正係数を用いて前記基準駆動値を補正することにより各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤアレイ露光装置。
3. 前記光量補正データと前記チップ間隔補正係数とを記憶する記憶手段と、前記光量補正データ及び前記チップ間隔補正係数を用いて前記基準駆動値を補正することにより各ＬＥＤ発光素子の駆動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤアレイ露光装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＬＥＤアレイ露光装置を備えた画像形成装置。

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