JP2005271242A - プリントヘッド、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリントヘッドが装着される画像形成装置の種類に関わらず、プリントヘッドより同一のテストパターンを出力可能とする。
【解決手段】 ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４に設けられたＬＰＨ駆動部６１は、画像処理部４０から入力されるビデオデータあるいは内部に設けられた画像データ生成部７１から入力されるテスト画像データを適宜選択して切り替えるセレクタ７２、ＬＰＨ駆動部６１の外部に設けられた光量補正値格納部７３に格納されるＬＥＤ６４の素子毎の光量むらを補正するための補正値に基づいてセレクタ７２から出力される画像データに対する各ＬＥＤ６４の点灯クロック数を計算する点灯クロック数計算部７４を備える。画像データ生成部７１は、テストデータ記憶部７８(ＥＥＰＲＯＭ６５)に格納されるテストデータに基づいて、画像データ生成部７１に対して出力するテスト画像データを作成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、並べて配置された複数の記録素子によって画像等の記録を行うプリントヘッド等に係り、より詳しくは、各記録素子の出力補正に用いられるテストパターンの出力に関する。

電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、画像情報を光記録手段により照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用い、主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けてＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を主走査方向に多数、配列してなる、ＬＥＤプリントヘッド(LED Print Head：ＬＰＨ)を用いた書き込み装置が採用されている。

ＬＰＨは、一般に、多数のＬＥＤが主走査方向に配置されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤから出力された光を感光体(感光体ドラム)表面に結像させるために多数のロッドレンズが配列されたセルフォックレンズとを含んで構成される。画像形成装置では、入力される画像データに基づいてＬＰＨの各ＬＥＤを駆動させ、感光体へ向けて光を出力し、セルフォックレンズによって感光体表面に光を結像させる。そして、感光体とＬＰＨとを相対移動させることにより副走査方向に静電潜像を形成している。

このＬＰＨでは、発光素子およびレンズが主走査方向に複数、並んだ構成であることから、各発光点のばらつきが画像品質に大きな影響を与える。特に、発光点の光量にばらつきがある場合やレンズの特性がばらついた場合には、副走査方向のスジや濃度むらが生じてしまい、画質欠陥となり易い。そこで、従来技術として、ＬＰＨを用いて用紙上に形成、出力したテストパターンを読み取り手段にて読み取り、得られた読み取り結果に基づいてＬＰＨにおける各ＬＥＤの光量補正値を設定する技術が存在する(特許文献１参照。)。

特開平１１−２４０２０２号公報(第３−７頁、図３)

ところで、上述した特許文献１では、例えば外部のホストコンピュータ等より入力されたテスト画像データに基づいてテストパターンの出力を行っている。このため、ＬＰＨの光量補正値を設定する場合に、ＬＰＨが装着される画像形成装置によってテスト画像データに対してなされる画像処理が異なってしまい、同じテストパターンを出力できなくなってしまう。
また、ＬＰＨの光量補正を行うために多値(多階調)のテストパターンを出力したいような場合にも、ＬＰＨが装着される画像形成装置が２値のデータしか出力できない場合には、多値のテストパターンの出力が不可能となってしまう。

なお、このような問題は、ＬＰＨや光シャッタ等の光記録ヘッドを用いた画像形成装置に限られるものではなく、例えば複数のノズルを並列的に配置し、複数のノズルよりインクを吐出させて画像形成を行うインクジェットヘッドを用いた画像形成装置においても同様に生じ得るものである。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、プリントヘッドが装着される画像形成装置の種類に関わらず、プリントヘッドより同一のテストパターンを出力可能とすることにある。
また他の目的は、プリントヘッドが装着される画像形成装置から２値のビデオデータのみが出力される場合にも、多値のテストパターンを出力可能とすることにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるプリントヘッドは、複数の記録素子が配列された記録素子アレイと、複数の記録素子を用いてテストパターンを出力するためのテスト画像データを生成するテスト画像データ生成部と、外部から入力される画像データまたはテスト画像データ生成部にて生成されるテスト画像データに基づいて複数の記録素子の出力量を計算する出力量計算部とを含んでいる。

ここで、複数の記録素子の各々に対する出力量を補正するための出力補正値を格納する出力補正値格納部をさらに含み、出力量計算部は、出力補正値格納部に格納される出力補正値を用いて複数の記録素子の各々に対する出力量を計算することを特徴とすることができる。また、Ｎ×Ｍドット(Ｎ,Ｍは１以上の整数)のスクリーンマトリックス単位にて構成されるテストデータを格納するテストデータ格納部をさらに含み、テスト画像データ生成部は、テストデータ格納部に格納されるテストデータをマトリックス状に並べてテスト画像データを生成することを特徴とすることができる。さらに、テスト画像データ生成部にて生成されるテスト画像データは、外部から入力される画像データとはスクリーン線数が異なることを特徴とすることができる。そして、テスト画像データ生成部にて生成されるテスト画像データは、多値の画像データであることを特徴とすることができる。

また、他の観点から捉えると、本発明が適用されるプリントヘッドは、複数の記録素子が配列された複数の記録チップを千鳥状に配列してなる記録素子アレイと、複数の記録素子を用いてテストパターンを出力するためのテスト画像データを生成するテスト画像データ生成部と、複数の記録チップの千鳥段差を複数の記録素子に対する記録タイミングを調整することによって補正する段差補正部と、外部から入力される画像データまたはテスト画像データ生成部により生成されるテスト画像データに基づいて複数の記録素子の出力量を計算する出力量計算部とを含んでいる。
ここで、複数の記録チップに対して千鳥段差を補正するための段差補正値を格納する段差補正値格納部をさらに含み、段差補正部は、段差補正値格納部に格納される段差補正値を用いて複数の記録チップの千鳥段差を補正することを特徴とすることができる。

さらに、本発明が適用される画像形成装置は、画像データを処理してビデオデータを作成する画像処理部と、画像処理部にて作成されたビデオデータに基づいて画像を出力するプリントヘッドとを有し、プリントヘッドは、複数の記録素子が配列された記録素子アレイと、複数の記録素子を用いてテストパターンを出力するためのテスト画像データを生成するテスト画像データ生成部と、画像処理部から入力されるビデオデータまたはテスト画像データ生成部にて生成されたテスト画像データを選択的に出力する選択出力部と、選択出力部から入力されるビデオデータまたはテスト画像データ生成部にて生成されるテスト画像データに基づいて複数の記録素子の出力量を計算する出力量計算部とを備えている。

ここで、プリントヘッドは、複数の記録素子の各々に対する出力量を補正するための出力補正値を格納する出力補正値格納部をさらに備え、出力量計算部は、出力補正値格納部に格納される出力補正値を用いて複数の記録素子の各々に対する出力量を計算することを特徴とすることができる。また、出力補正値格納部に格納される出力補正値は、テスト画像データ生成部にて生成されたテスト画像データを用いて複数の記録素子より出力されたテストパターンに基づいて作成されることを特徴とすることができる。さらに、画像処理部は２値のビデオデータを作成し、テスト画像データ生成部は、多値のテスト画像データを作成することを特徴とすることができる。また、プリントヘッドは、画像処理部から入力される２値のビデオデータを多値のテスト画像データと同じ階調数のデータ幅に変換するデータ幅変換部をさらに備えることを特徴とすることができる。そして、選択出力部は、複数の記録素子を用いてテストパターンを出力する場合に、テスト画像データ生成部で生成されたテスト画像データを出力量計算部に出力することを特徴とすることができる。

本発明によれば、プリントヘッドが装着される画像形成装置の種類に関わらず、プリントヘッドより同一のテストパターンを出力することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型の画像形成装置を示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)２や画像読取装置(ＩＩＴ)３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部(ＩＰＳ: Image Processing System)４０を備えている。

画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなる画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋから構成されており、夫々、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体(感光体)である感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光する発光装置であるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた潜像を現像する現像器１５を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写ロール２３を備えている。

各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収納されたトナーを除き、ほぼ同様な構成を備えている。ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像信号は、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。画像プロセス系１０は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部４０から得られた画像信号に基づき、ＬＰＨ１４によって静電潜像を形成する。形成された静電潜像に対して現像器１５によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各々の感光体ドラム１２上に形成され、用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて多重転写される。多重転写された記録用紙上のトナー像は、定着器２４に搬送されて、熱および圧力によって記録用紙に定着される。

図２は、ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。ＬＰＨ１４は、記録素子として多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイ５１、ＬＥＤアレイ５１を支持すると共にＬＥＤアレイ５１の駆動を制御するための回路が形成されたプリント基板５２、各ＬＥＤから出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させるセルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ：登録商標)５３を備え、プリント基板５２およびセルフォックレンズアレイ５３は、ハウジング５４に保持されている。ＬＥＤアレイ５１は、ＬＥＤが主走査方向に画素数分、配列されたものからなる。例えば、Ａ３サイズの短手(２９７ｍｍ)を主走査方向とする場合、６００ｄｐｉの解像度では、約４２.３μｍ毎に７０４０個のＬＥＤが配列されることになる。尚、本実施の形態では、ＬＥＤが一直線上に並べられており、実際にはサイドレジずれ等を考慮して７６８０個のＬＥＤが配列されている。

図３は、本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４のハードウェア構成図であり、本実施の形態では、スイッチ素子としてサイリスタを用いた自己走査型発光素子(ＳＬＥＤ)方式を採用している。ＬＰＨ１４は、ＩＰＳ４０(図１参照)からのビデオデータ(Video Data)を受けて記録素子アレイとしてのＬＥＤアレイ５１を構成する各ＬＥＤチップ６３に点灯信号を供給するＬＰＨ駆動部６１、画像出力制御部３０(図１参照)からのクロックおよび同期信号を受けて転送信号を発生する転送信号発生部６２を備えている。本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４は、１２８個のＬＥＤ６４(図４参照)を有する記録チップとしてのＬＥＤチップ６３が例えば６０個設けられており、各ＬＥＤチップ６３で１２８ドット、ＬＰＨ１４全体で７６８０ドットのＬＥＤ６４を発光させることが可能である。ＬＰＨ駆動部６１は、６０個のＬＥＤチップ６３に対する６０本の点灯信号(CKI1〜CKI60)を発生する。転送信号発生部６２は、６本の転送信号(CKS_1〜CKS_6)、６組毎の転送信号(CK1_1〜CK1_6、CK2_1〜CK2_6)を生成している。例えば図３に示す例では、各ＬＥＤチップ６３の素子数(ドット数)により、１主走査ラインにて１２８回の点灯を順番に行って順次点灯しており、１走査ラインにおける１回の同時点灯数は６０を最大としている。また、ＬＰＨ駆動部６１には、後述する各ＬＥＤ６４の光量を補正するための出力補正値としての補正データや、補正データを作成するために用いられるテストパターンを作成するための基本となるテストデータを記憶するＥＥＰＲＯＭ６５が接続されている。

図４は、本実施の形態におけるＬＰＨ駆動部６１の構成を示したブロック図である。ＬＰＨ駆動部６１は、画像処理部４０から入力されるビデオデータあるいは内部に設けられた画像データ生成部７１から入力されるテスト画像データを適宜選択して切り替える選択出力部としてのセレクタ７２、ＬＰＨ駆動部６１の外部に設けられた出力補正値格納部としての光量補正値格納部７３に格納されるＬＥＤ６４の素子毎の光量むらを補正するための補正値に基づいてセレクタ７２から出力される画像データ(ビデオデータまたはテスト画像データ)に対する各ＬＥＤ６４の点灯時間(点灯クロック数)を計算する出力量計算部としての点灯クロック数計算部７４、計算された点灯クロック数をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部７５、パラレル変換された各信号に対しパルス幅変調して光量を変えて各点灯信号を発生するパルス発生部７６、画像出力制御部３０によって制御され、セレクタ７２からの出力をビデオデータまたはテスト画像データに切り替える画像データ切り替え信号生成部７７を備えている。また、画像データ生成部７１は、ＬＰＨ駆動部６１の外部に設けられたテストデータ記憶部(テストデータ格納部)７８に格納されるテストデータに基づいて、画像データ生成部７１に対して出力するテスト画像データを作成する。なお、光量補正値格納部７３およびテストデータ記憶部７８は、図３に示すＥＥＰＲＯＭ６５によって実現されている。

次に、上述した光量補正値格納部７３に書き込まれる補正データを生成するための治具として用いられる補正データ生成装置９０について説明する。図５は、補正データ生成装置９０の機能構成を示すブロック図である。この補正データ生成装置９０は、記録用紙に形成された画像を画像データとして読み取る読み取り手段としての読み取り部９１と、読み取り部９１にて読み取られた画像データに基づいて所定の演算を行う画像データ演算部９２と、画像データ演算部９２にて演算された画像データにおける濃度むらデータを求める濃度むら演算部９３と、濃度むら演算部９３にて演算された濃度むらデータに基づいてこの濃度むらを抑制するための補正データを演算する補正データ演算部９４と、補正データ演算部９４における演算結果に基づいて画像形成装置に格納するための補正データを生成する補正データ生成部９５と、補正データ生成部９５にて生成された補正データをＬＰＨ１４のプリント基板５２に設けられたＥＥＰＲＯＭ６５(光量補正値格納部７３)に書き込むドライバ９６とを備える。このドライバ９６は、ＬＰＨ１４に備えられたＥＥＰＲＯＭ６５と、例えば所定のケーブルおよびインタフェース(共に図示せず)を介して接続される。そして、記録用紙に形成されたテストパターンの濃度情報に基づいて補正データ生成装置９０にて形成された補正データは、上述したケーブルおよびインタフェースを介してＥＥＰＲＯＭ６５に書き込まれる。

読み取り部９１は、画像形成装置から出力された所定の出力画像(以下、テストパターンとよぶ)を画像データとして読み取り、画像データ演算部９２へと出力する。この読み取り部９１としては、例えば画像形成装置に設けられたＩＩＴ３を利用することもできる。
画像データ演算部９２は、記録用紙上に形成されたテストパターンを読み取り部９１で読み取ることによって得られた画像データの傾きを検知して、この傾きの補正を行う。そして、傾きが補正された画像データは、濃度むら演算部９３へと出力される。
濃度むら演算部９３は、画像データ演算部９２より入力された画像データから、ＬＥＤ６４毎にその濃度データを主走査方向、副走査方向に平均化することにより濃度むらデータを求める。また、主走査方向(テストパターン形成時の主走査方向)に一次元的に変倍処理(拡大または縮小)を施すことにより倍率補正を行い、濃度むらデータの画素数とテストパターンを形成したＬＥＤ６４の数とを一致させ、各ＬＥＤ６４の位置との対応付けを行う。これにより、画像形成装置で形成した画像上に生じている主走査方向の濃度分布を求め、その結果を濃度むらデータとして補正データ演算部９４に出力する。

補正データ演算部９４は、濃度むら演算部９３から入力された濃度むらデータに基づいて、主走査方向の濃度分布を略平坦にするための補正データ(補正データＢとする)を算出する。つまり、この補正データＢは、画像形成装置の各ＬＥＤ６４により形成される画像の各画素の濃度が一様となるように、各ＬＥＤ６４における発光強度を補正するための補正値である。
補正データ生成部９５は、ドライバ９６を介してＥＥＰＲＯＭ６５(光量補正値格納部７３)にアクセス可能とされており、ＥＥＰＲＯＭ６５に予め格納された補正データ(補正データＡとする)を補正データ演算部９４から入力された補正データＢと合成することにより、新たな補正データ(補正データＣとする)を生成し、この補正データＣを、ドライバ９６を介してＥＥＰＲＯＭ６５に書き込む。これにより、補正データ生成装置９０にて生成された出力補正データとしての補正データＣがＬＰＨ１４のＥＥＰＲＯＭ６５に格納され、その後、画像形成装置の各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋでは、この補正データＣに基づいた画像形成処理が行われる。

次に、上述した補正データの生成に用いられるテストパターンの作成および読み取りについて詳細に説明する。このテストパターンは、画像形成装置によって記録用紙上に形成され、補正データ生成装置９０の読み取り部９１によって読み取られる。
図６は、ＬＥＤアレイ５１と記録用紙Ｐに形成されるテストパターンとの関係を模式的に示したものである。ＬＥＤアレイ５１は、主走査方向に並列配置された複数の記録素子としての７６８０個のＬＥＤ６４、具体的には、Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３,・・・を有している。そして、テストパターンを形成する際には、その長手方向が主走査方向となるようにＡ４サイズの記録用紙Ｐをセットし、各ＬＰＨ１４の各ＬＥＤ６４を用いて、副走査方向にテストパターンとして異なる色で同一の濃度の画像、例えば、イエローの２５％濃度のテスト画像Ｙ(Ｃin25)、シアンの２５％濃度のテスト画像Ｃ(Ｃin25)、マゼンタの２５％濃度のテスト画像Ｍ(Ｃin25)、黒の２５％濃度のテスト画像Ｋ(Ｃin25)となるような静電潜像を形成している。

一方、図７は、補正データ生成装置９０の読み取り部９１に設けられたラインセンサ９７と記録用紙Ｐに形成されるテストパターンとの関係を模式的に示す図である。ラインセンサ９７は、主走査方向に配列配置された７０２０個のセンサＳ１,Ｓ２,Ｓ３・・・を有しており、その解像度は６００dpiである。そして、テストパターンを読み取る際には、その短手方向が主走査方向となるように、すなわち、上述したテストパターンの作成時とは主走査方向、副走査方向を入れ替えた状態でＡ４サイズの記録用紙Ｐをセットし、記録用紙Ｐ上に作成されたイエローの２５％濃度のテスト画像Ｙ(Ｃin25)、シアンの２５％濃度のテスト画像Ｃ(Ｃin25)、マゼンタの２５％濃度のテスト画像Ｍ(Ｃin25)、黒の２５％濃度のテスト画像Ｋ(Ｃin25)をラインセンサ９７で読み取る。この手法を用いることにより、同一色のテスト画像(例えば黒の２５％濃度のテスト画像Ｋ(Ｃin25))を同じセンサ(例えばセンサＳ１,Ｓ２,Ｓ３)で読み取ることが可能となり、読み取るセンサが異なることによって生じる誤差の影響を低減することができる。また、ラインセンサ９７により１ライン分を読み取る毎に各ＬＥＤ Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３,・・・に略対応する画像データを取得できるという利点もある。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置において行われる、補正データを設定するための手順について、図８を参照しながら説明する。図８は補正データの設定手順を示すフローチャートである。なお、この説明では、ＬＰＨ１４に内蔵されたＥＥＰＲＯＭ６５に、過去に作成された補正データ(補正データＡ)が保持されているものとする。

まず、補正データ設定用のテストパターンの出力が行われるか否かが判断され(ステップ１０１)、テストパターンの出力が行われると判断された場合には、テスト画像データ出力モードに切り替えを行う(ステップ１０２)。これは、画像出力制御部３０より画像データ切り替え信号生成部７７を介してセレクタ７２より出力する画像データを画像データ生成部７１側に切り替えることによってなされる。なお、テストパターンの出力が行われない場合は、ステップ１０１へと戻る。
次に、画像データ生成部７１は、テストデータ記憶部７８に格納されたテストデータに基づいてテスト画像データを作成し、ＬＰＨ１４の各ＬＥＤ６４では、このテスト画像データを用い、補正データＡに基づいて光量が補正された発光が行われ、この発光により感光体ドラム１２上に静電潜像が形成され、記録用紙Ｐ上には、図６に示すように、副走査方向にそれぞれ所定の長さにてイエローの２５％濃度のテスト画像Ｙ(Ｃin25)、シアンの２５％濃度のテスト画像Ｃ(Ｃin25)、マゼンタの２５％濃度のテスト画像Ｍ(Ｃin25)、黒の２５％濃度のテスト画像Ｋ(Ｃin25)からなるテストパターンが出力される(ステップ１０３)。なお、テストデータ記憶部７８に格納されるテストデータの内容およびテストパターンの詳細については後述する。この記録用紙Ｐ上に形成された画像に基づき、補正データ生成装置９０にて、濃度むらを抑制するための補正データが生成される。そのために、画像形成装置の本体１と補正データ生成装置９０とが接続される。

ステップ１０３で記録用紙Ｐ上に形成された画像は、図７に示すように、画像形成時の主走査方向と副走査方向とを入れ替えた状態で補正データ生成装置９０の読み取り部９１において読み取られ(ステップ１０４)、この画像に含まれるテストパターンは画像データとして取得される。そして、画像データ演算部９２では、読み取られた画像データに基づいて、画像データのスキュー補正が行われる(ステップ１０５)。ここで、このスキュー補正は、図７に示すように、例えばイエローの２５％濃度のテスト画像Ｙ(Ｃin25)における記録用紙Ｐ後端側の外側端部ａおよび黒の２５％濃度のテスト画像Ｋ(Ｃin25)における記録用紙Ｐ後端側の外側端部ｂの位置情報を検出し、これら外側端部ａおよび外側端部ｂの位置情報から画像データ全体の傾きを算出し、この傾きを補正することによって実現される。なお、外側端部ａおよび外側端部ｂはステップ１０３において同一のＬＥＤ６４によって形成されているため、検出される位置精度を高めることができる。これにより、記録用紙Ｐ上に実際に形成されたテストパターンと、読み取り部９１にて読み取られた画像データとの間の傾き誤差成分が除去される。

ステップ１０５においてスキュー補正が施された画像データは、濃度むら演算部９３において、主走査方向、副走査方向に濃度が平均化され、ノイズ分が除去される(ステップ１０６)。また、濃度むら演算部９３において、主走査方向(テストパターン形成時における主走査方向)に対する倍率補正が行われることにより、ＬＥＤ６４の数(７６８０個)と一致するように主走査方向の画素数補正がなされる(ステップ１０７)。

ステップ１０７において画素数補正がなされた画像データは、補正データ演算部９４において色毎の平均濃度が算出され(ステップ１０８)、ステップ１０７で求められた色毎の平均濃度と各色の入力濃度Ｃinにおける各ＬＥＤ６４の出力濃度との偏差が演算される(ステップ１０９)。そして、入力濃度毎且つＬＥＤ６４毎に得られた偏差を補正分解能で割ることによって補正データ(補正データＢ)が算出される(ステップ１１０)。さらに、この補正データ演算部９４で算出された補正データＢと、光量補正値格納部７３に格納される補正データＡとを、補正データ生成部９５において合成することにより、濃度むらのない画像を形成するための補正データ(補正データＣ)が生成される。

そして、上述のようにして生成された補正データＣは、光量補正値格納部７３に書き込まれる(ステップ１１１)。この補正データＣが光量補正値格納部７３に格納されることにより、補正データの設定が完了する。そして、補正データの設定が完了した後に、ビデオデータ出力モードに切り替えを行う(ステップ１１２)。これは、画像出力制御部３０より画像データ切り替え信号生成部７７を介してセレクタ７２より出力する画像データを画像処理部４０側に切り替えることによってなされる。

これにより、画像形成装置で実際の画像形成を行う場合には、ＬＰＨ１４においてこの補正データを用いて各ＬＥＤ６４光量補正を行いながら画像を形成することが可能になる。これにより、濃度むらが抑制された良好な画像を形成することができる。

次に、図４に示すテストデータ記憶部７８およびＬＰＨ駆動部６１に設けられた画像データ生成部７１について詳細に説明する。図９は、テストデータ記憶部７８に格納されるテストデータおよびこのテストデータに基づいて画像データ作成部７１で作成されるテスト画像データを説明するための図である。なお、図９は、スクリーン角度４５°の場合における２５％濃度の画像を例示している。

上述した例では、テストパターンを出力する際に２５％濃度のテストパターンを作成している。このテストパターンの元となるテスト画像データをビットマップ形式で保存しようとすると、例えばＡ４サイズの画像データでは１０Ｍｂ以上と非常に大きなものとなってしまう(解像度１２００×１２００dpiの場合)。しかし、補正データを得るためのテストパターンは、上述したように一定濃度の画像、つまり、所定間隔毎に所定大きさの網点が形成された画像であり、図９に示すように小さな基本パターンＡをマトリクス化することで作成可能なものである。そこで、本実施の形態では、４×８＝３２ドットの基本パターンＡ(スクリーンマトリクス)をテストデータ記憶部７８に格納しておき、テストパターンの出力指示があった場合に、画像データ生成部７１においてテストデータ記憶部７８から読み出した基本パターンＡをシフト量４でマトリクス化することにより、テストパターンとして出力するためのテスト画像データを作成するようにした。これにより、巨大なテスト画像データ全体を格納しておく必要がなくなり、必要なメモリ容量を小さくすることができる。なお、この説明では、スクリーン角度４５°の場合における２５％濃度画像を例としているが、他のスクリーン角度あるいは他の濃度であってもよいことは勿論である。また、作成するテストパターンを他のスクリーン角度あるいは他の濃度とする場合には、基本パターンＡを構成するドット数が異なっていてもよい。

また、テストパターンを作成する際のテスト画像データのスクリーン線数は、実際に画像を形成する際のスクリーン線数と異ならせることができる。例えば、テスト画像データのスクリーン線数をビデオデータのスクリーン線数よりも大きく設定した場合には、各ＬＥＤ６４に対して得られる補正データの値をより正確なものとすることが可能になる。

本実施の形態では、ＬＰＨ１４のプリント基板５２に設けられたＬＰＨ駆動部６１およびＥＥＰＲＯＭ６５を用いて、補正データを設定するためのテストパターンの元となるテスト画像データを作成するようにした。つまり、ＬＰＨ１４内でテスト画像データを作成することが可能となった。従来の画像形成装置では、例えばＰＣ２等からこのテスト画像データの入力を行っているため、画像処理部４０でテスト画像データに対して施される画像処理が画像形成装置毎に異なり、同じ条件でテストパターンを作成することが困難であった。これに対し、本実施の形態では、ＬＰＨ１４内でテスト画像データの作成を行っているため、ＬＰＨ１４が異なる画像形成装置に装着されるような場合にも、同じ条件でテストパターンを作成することが容易になり、ＬＰＨ１４に汎用性を持たせることが可能となる。

また、画像形成装置に何らかのトラブルが発生し、画像不良が生じるような場合においても、ＬＰＨ１４単体でテストパターンの出力を行うことが可能となるため、トラブルの発生箇所の切り分け作業が容易になるという利点もある。
さらに、本実施の形態では、ＬＰＨ１４を用いて作成するテストパターンの元となるテスト画像データとして、テストデータ記憶部７８に格納される小さな基本パターンＡを、画像データ生成部７１においてマトリクス化することによって生成するようにしたので、テスト画像データ全体を記憶しておく必要がなくなり、ＥＥＰＲＯＭ６５のメモリ容量を小さくすることができる。

―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、図１０に示すように、ＬＥＤチップ６３間におけるＬＥＤ６４のギャップをなくす目的で、ＬＰＨ１４に設けられるＬＥＤチップ６３を千鳥状に配列するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、奇数番目のＬＥＤチップ６３および偶数番目のＬＥＤチップ６３を副走査方向にずらして配置しているため、各ＬＥＤチップ６３の各ＬＥＤ６４をそのまま点灯させると、ＬＥＤチップ６３毎に副走査方向のずれが生じた状態で画像を出力することになってしまう。そこで、ＬＥＤチップ６３を千鳥状に配列してなるＬＰＨ１４では、ＬＥＤチップ６３毎の副走査方向の位置ずれを補正する必要がある。なお、以下の説明では、このような補正を千鳥補正と呼ぶことにする。

図１１は、本実施の形態におけるＬＰＨ駆動部６１の構成を示したブロック図である。本実施の形態におけるＬＰＨ駆動部６１の基本構成は、実施の形態１のものと略同じであるが、セレクタ７２と点灯クロック数計算部７４との間に、上述した千鳥補正を行う段差補正部としての千鳥配列補正部７９が設けられている点が異なる。この千鳥配列補正部７９は、ＬＰＨ駆動部６１の外部に設けられた段差補正値格納部８０に格納される段差補正データに基づいて、各ＬＥＤチップ６３の段差を補正する。具体的には、副走査方向上流側のＬＥＤチップ６３における各ＬＥＤ６４の発光タイミング遅らせることで、千鳥段差の補正を行っている。なお、この段差補正値格納部８０も、上述した光量補正値格納部７３やテストデータ記憶部７８と同様に、図３に示すＥＥＰＲＯＭ６５によって実現されている。

本実施の形態では、実施の形態１と同様に、ＬＰＨ１４のプリント基板５２に設けられたＬＰＨ駆動部６１およびＥＥＰＲＯＭ６５を用いて、補正データを設定するためのテストパターンの元となるテスト画像データを作成している。したがって、従来の画像形成装置のように画像処理部４０において段差補正を行ったのでは、テストパターンを出力する場合に記録される画像にＬＥＤチップ６３の配置に対応した段差が生じてしまい、補正データの作成が困難になってしまう。
このような問題に対し、本実施の形態では、ＬＰＨ１４に設けられたＬＰＨ駆動部６１およびＥＥＰＲＯＭ６５を用いて、ＬＰＨ１４内で段差補正を行うようにした。これにより、ＬＥＤチップ６３を千鳥状に配列して構成したＬＰＨ１４を用いた場合にも、千鳥配列に伴う段差のないテストパターンを出力することが可能となり、補正データの作成も容易になる。

―実施の形態３―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、画像処理部４０からＬＰＨ１４に対して２値(１bit)のビデオデータが出力されるのに対し、ＬＰＨ１４のＬＰＨ駆動部６１に設けられた画像データ生成部７１において、多値(４bit：１６階調)のテスト画像データを生成できるようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施の形態では、上述したように、画像処理部４０から入力されるビデオデータのビット数と画像データ生成部７１で生成されるテスト画像データのビット数とが異なるため、そのままでは、どちらか一方のデータ(ビデオデータまたはテスト画像データ)でしか各ＬＥＤチップ６３の各ＬＥＤ６４を駆動することができない。そこで、本実施の形態では、画像処理部４０より入力されるビデオデータを４ビットのデータに変換することで、テスト画像データとビット数を合わせるようにしている。

図１２は、本実施の形態におけるＬＰＨ駆動部６１の構成を示したブロック図である。本実施の形態におけるＬＰＨ駆動部６１の基本構成は、実施の形態１のものと略同じであるが、画像処理部４０から入力されるビデオデータが、セレクタ７２に入力される前にデータバス幅変換部(データ幅変換部)８１に入力されている点が異なる。また、本実施の形態では、テストデータ記憶部７８が設けられておらず、画像データ生成部７１内で独自の多階調のテスト画像を作成している点が異なっている。

図１３(ａ)は、上述したデータバス幅変換部８１の構成を示したブロック図である。データバス幅変換部８１は、画像処理部４０から入力される１bitの入力ビデオデータVidataを四つのパスに並列に分散し、４ビットのデータ幅を持つ出力データVdata(0), Vdata(1), Vdata(2), Vdata(3)に変換する機能を有している。なお、各パスには、それぞれバッファ８２,８３,８４,８５が設けられている。また、出力データVdata(0), Vdata(1), Vdata(2), Vdata(3)はセレクタ７２に入力されるビデオデータとなる。
図１３(ｂ)は画像処理部４０からデータバス幅変換部８１に入力される入力ビデオデータVidataの値と、データバス幅変換部８１から出力される出力データVdata(0), Vdata(1), Vdata(2), Vdata(3)の値との関係を示している。このデータバス幅変換部８１では、上述した構成を採用することにより、入力ビデオデータVidataが０の場合には出力データVdata(0), Vdata(1), Vdata(2), Vdata(3)がすべて０となる一方、入力ビデオデータVidataが１の場合には出力データVdata(0), Vdata(1), Vdata(2), Vdata(3)がすべて１となる。つまり、１bitのデータがデータバス幅変換部８１を通過することにより、４bitのデータに変換されることになる。

一般的に、ＬＰＨ１４を用いた画像形成装置では、各ＬＥＤ６４によってその発光特性が異なり、例えば各ＬＥＤ６４に対して同じタイミングで点灯信号を入力しても、実際に点灯を開始するまでの時間にずれが発生する。このため、各ＬＥＤ６４の発光開始までのラグを考慮して点灯クロック数を計算する必要がある。このようなラグを検知するためには、同じＬＥＤ６４に対し、複数の異なる画像濃度となるような点灯信号を供給してテストパターンを形成させ、得られたテストパターンを用いて各ＬＥＤ６４の点灯クロック数を決定しなければならない。
本実施の形態では、画像データ生成部７１において多階調(４bit)でテスト画像データを作成できることから、このようなテストパターンを作成することが可能となっている。これに対し、画像処理部４０は、１bitでビデオデータを出力していることから、ＬＰＨ１４内において１bitのビデオデータを４bitに変換することで、同じＬＰＨ１４を用いて１bitのビデオデータおよび４bitのテスト画像データを出力することが可能になる。

画像形成装置の全体構成を示す図である。 ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)の構成を示した図である。 ＬＰＨのハードウェア構成図である。 実施の形態１におけるＬＰＨ駆動部の構成を示したブロック図である。 補正データ生成装置の機能構成を示すブロック図である。 ＬＥＤアレイと記録用紙上に形成されるテストパターンとの関係を模式的に示す図である。 読み取り部に設けられたラインセンサと記録用紙上に形成されるテストパターンとの関係を模式的に示す図である。 補正データの設定手順を示すフローチャートである。 テストデータ記憶部に格納されるテストデータおよびこのテストデータに基づいて画像データ作成部で作成されるテスト画像データを説明するための図である。 実施の形態２に係るＬＥＤチップの配列を説明するための図である。 実施の形態２におけるＬＰＨ駆動部の構成を示したブロック図である。 実施の形態３におけるＬＰＨ駆動部の構成を示したブロック図である。 (ａ)はデータバス幅変換部の構成を示したブロック図、(ｂ)は入力される入力ビデオデータVidataと、出力される出力データVdata(0), Vdata(1), Vdata(2), Vdata(3)のとの関係を示す図表である。

符号の説明

１…本体、２…パーソナルコンピュータ(ＰＣ)、３…画像読取装置(ＩＩＴ)、１０…画像プロセス系、１１(１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ)…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…ＬＰＨ、１５…現像器、３０…画像出力制御部、４０…画像処理部(ＩＰＳ)、５１…ＬＥＤアレイ、５２…プリント基板、５３…セルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)、５４…ハウジング、６１…ＬＰＨ駆動部、６２…転送信号発生部、６３…ＬＥＤチップ、６４…ＬＥＤ、６５…ＥＥＰＲＯＭ、７１…画像データ生成部、７２…セレクタ、７３…光量補正値格納部、７４…点灯クロック数計算部、７５…シリアルパラレル変換部、７６…パルス発生部、７７…画像データ切り替え信号生成部、７８…テストデータ記憶部、７９…千鳥配列補正部、８０…段差補正値格納部、８１…データバス幅変換部、９０…補正データ生成装置

Claims (13)

1. 複数の記録素子が配列された記録素子アレイと、
   前記複数の記録素子を用いてテストパターンを出力するためのテスト画像データを生成するテスト画像データ生成部と、
   外部から入力される画像データまたは前記テスト画像データ生成部にて生成されるテスト画像データに基づいて前記複数の記録素子の出力量を計算する出力量計算部と
   を含むプリントヘッド。
2. 前記複数の記録素子の各々に対する出力量を補正するための出力補正値を格納する出力補正値格納部をさらに含み、
   前記出力量計算部は、前記出力補正値格納部に格納される前記出力補正値を用いて前記複数の記録素子の各々に対する出力量を計算することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
3. Ｎ×Ｍドット(Ｎ,Ｍは１以上の整数)のスクリーンマトリックス単位にて構成されるテストデータを格納するテストデータ格納部をさらに含み、
   前記テスト画像データ生成部は、前記テストデータ格納部に格納される前記テストデータをマトリックス状に並べて前記テスト画像データを生成することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
4. 前記テスト画像データ生成部にて生成される前記テスト画像データは、外部から入力される前記画像データとはスクリーン線数が異なることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
5. 前記テスト画像データ生成部にて生成される前記テスト画像データは、多値の画像データであることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
6. 複数の記録素子が配列された複数の記録チップを千鳥状に配列してなる記録素子アレイと、
   前記複数の記録素子を用いてテストパターンを出力するためのテスト画像データを生成するテスト画像データ生成部と、
   前記複数の記録チップの千鳥段差を前記複数の記録素子に対する記録タイミングを調整することによって補正する段差補正部と、
   外部から入力される画像データまたは前記テスト画像データ生成部により生成されるテスト画像データに基づいて前記複数の記録素子の出力量を計算する出力量計算部と
   を含むプリントヘッド。
7. 前記複数の記録チップに対して前記千鳥段差を補正するための段差補正値を格納する段差補正値格納部をさらに含み、
   前記段差補正部は、前記段差補正値格納部に格納される前記段差補正値を用いて前記複数の記録チップの千鳥段差を補正することを特徴とする請求項６記載のプリントヘッド。
8. 画像データを処理してビデオデータを作成する画像処理部と、
   前記画像処理部にて作成されたビデオデータに基づいて画像を出力するプリントヘッドとを有し、
   前記プリントヘッドは、
   複数の記録素子が配列された記録素子アレイと、
   前記複数の記録素子を用いてテストパターンを出力するためのテスト画像データを生成するテスト画像データ生成部と、
   前記画像処理部から入力されるビデオデータまたは前記テスト画像データ生成部にて生成されたテスト画像データを選択的に出力する選択出力部と、
   前記選択出力部から入力されるビデオデータまたは前記テスト画像データ生成部にて生成されるテスト画像データに基づいて前記複数の記録素子の出力量を計算する出力量計算部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記プリントヘッドは、前記複数の記録素子の各々に対する出力量を補正するための出力補正値を格納する出力補正値格納部をさらに備え、
   前記出力量計算部は、前記出力補正値格納部に格納される前記出力補正値を用いて前記複数の記録素子の各々に対する出力量を計算することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記出力補正値格納部に格納される前記出力補正値は、前記テスト画像データ生成部にて生成された前記テスト画像データを用いて前記複数の記録素子より出力された前記テストパターンに基づいて作成されることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
11. 前記画像処理部は２値のビデオデータを作成し、
    前記テスト画像データ生成部は、多値のテスト画像データを作成することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
12. 前記プリントヘッドは、前記画像処理部から入力される前記２値のビデオデータを前記多値のテスト画像データと同じ階調数のデータ幅に変換するデータ幅変換部をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記選択出力部は、前記複数の記録素子を用いて前記テストパターンを出力する場合に、前記テスト画像データ生成部で生成された前記テスト画像データを前記出力量計算部に出力することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。

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