JP2005352094A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an image forming apparatus using an LED print head as exposure means for an electrophotographic printer, facsimile, copying machine, or the like.
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。 2. Description of the Related Art In recent years, an electrophotographic image forming apparatus using an LED array as an optical writing unit has been attracting attention in order to reduce the size and simplify the apparatus. In this electrophotographic image forming apparatus, an LED print head used for exposure of a photoreceptor has an LED array formed by arranging a plurality of LED elements in a line, and each LED element is arranged based on image data. The light is selectively emitted individually.
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。 However, since it is impossible to manufacture a plurality of LED elements forming this LED array so that their light emission characteristics are all uniform, a current of the same magnitude is applied to all the LED elements. However, the amount of light differs for each LED element, resulting in variations in the amount of light for each LED element. As a result, the image density becomes uneven.
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)。
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15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。 However, since the optical image data emitted from each LED element forms a latent image on the photoreceptor through the lens array, in the image forming apparatus having the conventional LED print head, the light amount of each LED element is made constant. Due to variations in the optical characteristics of the lens array, the formed dot diameter varies depending on each LED element, and it can be said that it is impossible to make the light quantity distribution of all dots uniform, resulting in vertical streaks on the image. There was an inconvenience of doing so. For example, as shown in FIG. 15, in LED element a ′ and 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 LED element b ′ having a larger dot diameter at the development threshold has a larger latent image dot and is expressed darker on the image.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that solves the above problems and can improve image quality by suppressing density unevenness of an image.
上記目的を達成するために、本発明は、感光体に対し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、以下の点を特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises an LED array composed of a plurality of LED elements that are controlled to be lit on a photoconductor according to image data, and a drive circuit that drives the plurality of LED elements. The image forming apparatus having the LED print head to be operated and the LED array control means for driving and controlling the LED print head has the following features.
先ず、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、前記特性データ記憶手段から前記特性データを読み出すとともに、この特性データに基づいて前記複数のLED素子の各々に対する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と、が設けられている。これにより、画像の濃度ムラの発生要因である、各LED素子の光量データ、各LED素子のビームに関するデータ、各LED素子の解像度データといった特性データから、各LED素子の駆動電流補正データを算出し、これに基づいて補正された駆動電流で各LED素子が点灯されるため、LEDアレイを構成する複数のLED素子間における表示濃度の濃淡差を精度良く解消することができ、画像の濃度ムラを抑えることができる。 First, the LED array control means reads a plurality of characteristic data relating to each of the plurality of LED elements, reads the characteristic data from the characteristic data storage means, and based on the characteristic data Drive current correction data calculating means for calculating drive current correction data for each of the plurality of LED elements is provided. As a result, the drive current correction data for each LED element is calculated from the characteristic data such as the light quantity data for each LED element, the data relating to the beam of each LED element, and the resolution data for each LED element, which is the cause of the density unevenness of the image. Since each LED element is lit with the drive current corrected based on this, the difference in display density between the plurality of LED elements constituting the LED array can be eliminated with high accuracy, and the density unevenness of the image can be eliminated. Can be suppressed.
その上で更に、感光体の暗電位と現像バイアス電位の差と、現像バイアス電位と感光体の残留電位の差との比率が常に同じになるように現像バイアス電位及び暗電位を設定する電位設定手段を備えている。これにより、画像全体の濃度補正を行ったとしても、各LED素子のビームに対する現像閾値を一定の状態に維持することができる。 Furthermore, the potential setting for setting the developing bias potential and the dark potential so that the ratio between the difference between the dark potential of the photosensitive member and the developing bias potential and the ratio between the developing bias potential and the residual potential of the photosensitive member is always the same. Means. Thereby, even if the density correction of the entire image is performed, the development threshold for the beam of each LED element can be maintained in a constant state.
本発明の画像形成装置によれば、画像全体の濃度補正を行ったとしても、各LED素子のビームに対する現像閾値を一定の状態に維持することができるため、先の各LED素子への駆動電流の補正を常に有効活用でき、安定して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常に効率よく低減させることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, even if the density correction of the entire image is performed, the development threshold for the beam of each LED element can be maintained in a constant state. Correction can always be effectively used, and density unevenness of the image can be stably suppressed. As a result, the occurrence of vertical stripes on the image can always be efficiently reduced.
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、マゼンタ用の画像形成部で、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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In the image forming apparatus shown in FIG. 1, 1 is a color printer as an example of the image forming apparatus, 2 is a housing, 3B, 3Y, 3C, and 3M are image forming sections for black, yellow, cyan, and magenta, respectively.
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によって露光されて静電潜像が形成され、この露光された静電潜像が現像器4により現像されて可視画像が形成される。この様な反転現像プロセスが、上記ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ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。
In the
次に、図2を参照して、上述のカラープリンタ1に設けられているLEDプリントヘッド7について説明する。図2は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるLEDアレイプリントヘッドの概略構成を示す模式図である。図2において、LEDプリントヘッド7は、配線を有する基板30上に一列に配置され、画像データに応じて点灯制御される複数のLEDから構成されるLEDアレイ31と、当該LEDアレイ31の上方に配されて正立等倍の像を結像するレンズアレイ32と、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子を駆動する駆動回路33とから構成されている。ここで、上述の基板30とレンズアレイ32等は、図示しない保持部材により保持されている。又、LEDプリントヘッド7を駆動制御するLEDアレイ制御部34が外部に設けられている。
Next, the
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。
FIG. 3 is a schematic diagram when the
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。
As described above, each LED element is driven in response to an image signal transmitted to the
次に、図4及び図5を参照して、LEDアレイ制御部の動作、及びLEDプリントヘッドの駆動回路の動作について説明する。図4は本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるLEDアレイ制御部の構成を示すブロック図であり、図5は本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるLEDプリントヘッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。 Next, the operation of the LED array control unit and the operation of the LED print head drive circuit will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the LED array controller in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the configuration of the drive circuit of the LED print head in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG.
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。
The LED
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、マゼンタ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。
The image
特性データ記憶部35は、LEDアレイ31を構成する複数のLED素子の各々に関し、予め測定された複数の特性データを記憶するための手段であり、図4に示す様に、各LED素子に関する光量データを特性データとして記憶する光量データ記憶部36、各LED素子が発するビームに関するデータ、例えば、ビーム径やビーム面積に関するデータを特性データとして記憶するビームデータ記憶部37、各LED素子に関する解像度を示すデータ、例えば、MTF(Modulation Transfer Function)データを特性データとして記憶する解像度データ記憶部38により構成されている。尚、この特性データ記憶部35は、例えば、ROM(リードオンリーメモリ)により構成されているが、個々のLED素子の特性変化に対応させるために、書き換え可能なPROM(例えば、データの消去を紫外線で行うEPROMや、データの消去を電気的に行うEEPROM)を用いる構成としても良い。
The characteristic
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。
A drive current correction
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、1番目のドット(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、n番目のドット(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。
The drive current correction data P is data used when changing the exposure intensity of the individual LED elements by changing the drive current of the individual LED elements constituting the
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を用いて、画像信号処理部42により出力された画像データの補正を行うものである。即ち、画像データ補正演算部44は、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。
The image data
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
The
格納部52は、シフトレジスタとラッチ回路を有しており、入力される補正後の画像データを変換するために、LEDアレイ31の発光に必要なデータの一時的な格納を行う。ここで、LEDプリントヘッドを構成する各LED素子の駆動方法には、一度に全LED素子の点消灯制御を行うスタティック駆動方式と、LEDを複数ブロックに分けてブロック毎に点消灯制御を行うダイナミック駆動方式とがあるが、スタティック駆動方式を採用する場合は全LED素子分、ダイナミック駆動方式を採用する場合は1ブロック分のデータの一時的な格納を行う。
The
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。
The
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5の露光が行われる。
When the
図6は、LED素子の点灯制御の手順を示すフローチャートである。この制御手順では、まず、総ライン数Nのうち、1ライン目を対象とさせるためにn=1に設定する(ステップS1)。次に、特性データ記憶部35から各LED素子の特性データを読み出し(ステップS2)、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S6)、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)。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of lighting control of the LED element. In this control procedure, first, n = 1 is set in order to target the first line out of the total number of lines N (step S1). Next, the characteristic data of each LED element is read from the characteristic data storage unit 35 (step S2), and the driving current correction
尚、上述の実施形態では、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、図7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。
In the above-described embodiment, the drive current correction data P is calculated by the drive current correction
この場合、駆動電流補正データ記憶部40は、駆動電流補正データ演算部39から駆動電流補正データPを読み出すとともに、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。
In this case, the drive current correction
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を読み出すことができ、その結果、画像データ補正演算部44による画像データの補正をより高速に行うことが可能になる。
With this configuration, even when the calculation of the drive current correction data P takes a long time, since the drive current correction data P calculated in advance is stored in the drive current correction
又、この場合のLED素子の点灯制御の手順は、図8に示したフローチャートに従って行われる。即ち、まず、総ライン数Nのうち、1ライン目を対象とさせるためにn=1に設定する(ステップS100)。次に、特性データ記憶部35から各LED素子の特性データを読み出し(ステップS101)、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S103)。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)。
In this case, the LED element lighting control procedure is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, first, n = 1 is set to target the first line out of the total number N of lines (step S100). Next, the characteristic data of each LED element is read from the characteristic data storage unit 35 (step S101), and the drive current correction
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S109)、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)。
Next, in order to make the first line out of the total number of lines N, n = 1 is set again (step S106). Next, the drive current correction data P stored in the drive current correction
図9は、LED素子の露光強度と現像閾値のビーム径の関係を示したものである。ここで、図9(a)は、画像データを補正する前のLED素子の露光強度と現像閾値のビーム径の関係を示したものであり、図9(b)は、画像データを補正した後のLED素子の露光強度と現像閾値のビーム径の関係を示したものである。図9(a)に示す様に、LED素子aとLED素子bにおいて、高濃度部、低濃度部のいずれの場合も、発光光量(図中のピーク面積)は同程度であるが、ビーム径(このビーム径は、一般的にピーク光量の13.5%の範囲で規定されるものである)が異なっている。即ち、高濃度部、低濃度部のいずれの場合も、発光素子bのビーム径は、発光素子aのビーム径よりも大きくなっている(Db>Da、db>da)。 FIG. 9 shows the relationship between the exposure intensity of the LED element and the beam diameter of the development threshold. Here, FIG. 9A shows the relationship between the exposure intensity of the LED element before correcting the image data and the beam diameter of the development threshold, and FIG. 9B shows the state after correcting the image data. This 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 the same in both the high density part and the low density part, but the beam diameter (This beam diameter is generally defined in the range of 13.5% of the peak light amount). That is, in both the high density portion and the low density portion, the beam diameter of the light emitting element b is larger than the beam diameter of the light emitting element a (Db> Da, db> da).
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しない。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、低濃度部においても、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。 However, as shown in FIG. 9A, in the high density part, the dot diameter Sb at the development threshold of the LED element b is larger than the dot diameter Sa of the LED element a, but in the low density part. Contrary to the case of the high density portion, the dot diameter sa at the development threshold of the LED element a is larger than the dot diameter sb of the LED element b. That is, the magnitude relationship between the dot diameters in the development threshold values of the LED element a and the LED element b does not depend on the magnitude relation between the beam diameters. Therefore, under this condition, the LED element b having a larger dot diameter at the development threshold is higher in the high density portion, and the LED element a having a larger dot diameter at the development threshold is lower in the low density portion. Becomes larger, and is expressed deeply on the image.
そこで、LED素子aとLED素子bの各現像閾値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。 Therefore, the beam diameter at each development threshold value of the LED element a and the LED element b is stored in advance as characteristic data, and correction data for the drive current is created using the characteristic data relating to the beam diameter, and the LED in each display density unit. The difference in display density between the element a and the LED element b is eliminated.
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、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。他方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、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。これにより、各表示濃度部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。 That is, as shown in FIG. 9B, in the high density portion, the LED element b having a large beam diameter (large dot diameter) has a small driving current, and the LED element has a small beam diameter (small dot diameter). The drive current correction data is created using the characteristic data relating to the beam diameter so as to increase the drive current of a. On the other hand, in the low density portion, the driving current of the LED element b having a large beam diameter (small dot diameter) is increased, and the driving current of the LED element a having a small beam diameter (large dot diameter) is decreased. Current correction data is created using characteristic data relating to the beam diameter. Thereby, since the dot diameters of the LED element a and the LED element b at the development threshold value of each display density portion are the same, the difference in display density between the LED element a and the LED element b is eliminated in each display density portion. Will be able to.
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用いて、駆動電流補正データを作成することもできる。 Although FIG. 9 shows the case where the drive current correction data is created using the beam diameter as the characteristic data of the LED element, as described above, the light amount data and the data regarding the beam area for each LED element, and the MTF. The drive current correction data can also be created using data indicating resolution such as data individually or a combination of a plurality of data as characteristic data.
以上より、本実施形態においては、LEDアレイ31を構成する個々のLED素子に関し、予め測定され画像の濃度ムラの発生要因である、各LED素子の光量データ、及び各LED素子のビームに関するデータ、場合によっては各LED素子の解像度データを含む特性データを記憶するための特性データ記憶部35を設けるとともに、特性データ記憶部35に記憶された特性データを読み出し、LEDアレイ31を構成する個々のLED素子に関する駆動電流補正データPを算出する駆動電流補正データ演算部39を設け、駆動電流補正データPに基づいて補正された駆動電流が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。
As described above, in the present embodiment, with respect to the individual LED elements constituting the
又、本実施形態においては、特性データ記憶部35に書き換え可能なPROMを使用できる構成としているため、個々のLED素子の特性に変化が生じた場合であっても、各LED素子の特性データの書き換えをスムーズに行うことができる。従って、駆動電流補正データPを演算する際に、各LED素子に対する駆動電流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。
In the present embodiment, since the rewritable PROM can be used for the characteristic
ところで、上記した各LED素子への駆動電流の補正は、そもそも現像閾値が一定の状態にあることをその前提条件としているが、画像全体の濃度補正を行うべく、単に現像器4からの現像バイアス電位VDBを変化させて調整された場合、これに追従して現像閾値が変動してしまうため、折角補正した各LED素子への駆動電流の補正が無効になってしまうことがあった。つまり、図9(b)に示す様に、所定の現像閾値において同じにされたLED素子a、bのドット径Sa、Sb(又はsa、sb)が、現像閾値の上昇(図9(b)中の現像閾値が上方へ平行移動)に伴ってSa>Sb(又はsa>sb)となり、逆に現像閾値の降下(図9(b)中の現像閾値が下方へ平行移動)に伴ってSb>Sa(又はsb>sa)となるからである。
By the way, the above-described correction of the drive current to each LED element is based on the precondition that the development threshold is in a constant state. However, in order to correct the density of the entire image, the development bias from the developing
そこで本実施形態では、画像全体の濃度補正を行う上で、現像バイアス電位VDBと共に主帯電器6によって帯電された感光体5の露光されていない現像位置表面電位すなわち暗電位V0を調整するようにし、その際、暗電位V0と現像バイアス電位VDBの差V1(=V0−VDB)と、現像バイアス電位VDBと現像位置露光後表面電位すなわち残留電位VLの差V2(=VDB−VL)との比率V1/V2(=(V0−VDB)/(VDB−VL))が常に同じになるように現像バイアス電位VDB及び暗電位V0を設定することで、各LED素子のビームに対する現像閾値を一定の状態に維持するように図っている。
Therefore, in the present embodiment, in correcting the density of the entire image, the development position surface potential of the
その濃度補正の手法について、図10〜図14を参照しながら説明する。図10は現像バイアス電位VDB、暗電位V0、及び残留電位VLの関係を示す模式図、図11は本実施形態の画像形成装置における画像全体の濃度補正に用いられるテストパターンの形成・検出状況を示す要部斜視図、図12はその要部側面図、図13はそのテストパターンの形成条件の一例を示す図、図14はその濃度補正の手順を示すフローチャートである。 The density correction method will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between the developing bias potential V DB , the dark potential V 0 , and the residual potential V L , and FIG. 11 shows the formation of a test pattern used for density correction of the entire image in the image forming apparatus of this embodiment. FIG. 12 is a side view of the main part, FIG. 13 is a diagram showing an example of the test pattern formation conditions, and FIG. 14 is a flowchart showing the density correction procedure.
図14に示す様に、先ずステップS200において、濃度補正の対象となる画像形成部例えばブラック用の画像形成部10Bにより、複数のテストパターンT(例えばデューティー100%のパターン)が感光体5上に順に形成され、搬送ベルト8にそれぞれ転写される(図11参照)。ここで、各テストパターンTの形成にあたっては、予め登録された互いに異なる条件、例えば図13に示す5つの条件が設定される。特に本実施形態においては、各条件での現像バイアス電位VDB及び暗電位V0は、暗電位V0と現像バイアス電位VDBの差V1と、現像バイアス電位VDBと残留電位VLの差V2との比率V1/V2が一定値(例えば図13に示す0.5)となる関係になっている。尚、各LED素子の発光時間は、各条件間のコントラスト電位(V0−VL)の増分に比例して増分されたものが設定される。
As shown in FIG. 14, first, in step S200, a plurality of test patterns T (for example, patterns with a duty of 100%) are formed on the
次いでステップS201において、搬送ベルト8上の各テストパターンTの乗せ量(被覆率)を発光部及び受光部より成る反射式検知センサー60によって順に検出する(図11及び図12参照)。続いてステップS202において、各検出被覆率と予め登録されている目標被覆率とを照合する。ここでは、目標被覆率が互いの間に存する2つの検出被覆率と共に、その検出被覆率でのテストパターン形成条件が決定される。
Next, in step S201, the amount (coverage) of each test pattern T on the
そしてステップS203において、その決定のテストパターン形成条件での各現像バイアス電位VDBより、その決定の検出被覆率間における目標被覆率の配分で比例計算して、目標被覆率に対応する現像バイアス電位VDBを算出し、続いてその算出の現像バイアス電位VDBより、上記の比率V1/V2の関係を満足するように暗電位V0を算出する。又、これと併せて、その決定のテストパターン形成条件での各発光時間より、その決定の検出被覆率間における目標被覆率の配分で比例計算し、目標被覆率に対応する発光時間を算出する。 In step S203, the development bias potential corresponding to the target coverage is calculated from each development bias potential V DB under the determined test pattern forming condition by proportional distribution with the distribution of the target coverage between the determined detected coverages. V DB is calculated, and then the dark potential V 0 is calculated from the calculated developing bias potential V DB so as to satisfy the relationship of the ratio V 1 / V 2 . At the same time, from each light emission time under the determined test pattern formation conditions, a proportional calculation is made by the distribution of the target coverage between the detected coverages of the determination, and the light emission time corresponding to the target coverage is calculated. .
例えば、図13に示す様に、第2条件で形成されたテストパターンTの検出被覆率が86%で、第3条件で形成されたテストパターンTの検出被覆率が90%であり、これらの間に目標被覆率である88%が存する場合、第2条件の現像バイアス電位VDBである200[V]と第3条件の現像バイアス電位VDBである220[V]より、目標被覆率に対応する現像バイアス電位VDBとして210[V]が算出される。この210[V]より、比率V1/V2である0.5の関係を満足するように、目標被覆率に対応する暗電位305[V]が算出される。ちなみに、第2条件での発光時間が2.7[μs]で、第3条件での発光時間が3.0[μs]である場合、目標被覆率に対応する発光時間として2.85[μs]が算出される。 For example, as shown in FIG. 13, the detection coverage of the test pattern T formed under the second condition is 86%, and the detection coverage of the test pattern T formed under the third condition is 90%. When the target coverage ratio of 88% exists between the development bias potential V DB of the second condition of 200 [V] and the development bias potential V DB of the third condition of 220 [V], the target coverage ratio is reached. 210 [V] is calculated as the corresponding development bias potential V DB . From this 210 [V], the dark potential 305 [V] corresponding to the target coverage is calculated so as to satisfy the relationship of 0.5, which is the ratio V 1 / V 2 . Incidentally, when the light emission time under the second condition is 2.7 [μs] and the light emission time under the third condition is 3.0 [μs], the light emission time corresponding to the target coverage is 2.85 [μs]. ] Is calculated.
最後にステップS204において、それらの算出された現像バイアス電位VDB及び暗電位V0を最適な条件として設定する。但し、このような一連の過程は制御部からの指令のもと自動で行われる。暗電位V0の設定は、例えば、主帯電器6に印加する電圧と暗電位V0の関係を求めておくことにより行うことができる。
Finally, in step S204, the calculated development bias potential V DB and dark potential V 0 are set as optimum conditions. However, such a series of processes is automatically performed under a command from the control unit. The dark potential V 0 can be set, for example, by obtaining the relationship between the voltage applied to the
こういった過程を他のイエロー、シアン、マゼンタ用の画像形成部10Y、10C、10Mについて順に経ることで、画像全体の濃度補正を行う。
This process is sequentially performed for the other yellow, cyan, and magenta
このようにして画像全体の濃度補正を行えば、暗電位V0と現像バイアス電位VDBの差V1と、現像バイアス電位VDBと残留電位VLの差V2との比率V1/V2が常に同じになるように、現像バイアス電位VDB及び暗電位V0が設定されるため、各LED素子のビームに対する現像閾値を一定の状態に維持することができる。そうすると、先の各LED素子への駆動電流の補正を常に有効活用でき、濃度補正を行ったとしても画像の濃度ムラを抑えることができる。 By performing this way entire image density correction, and dark potential V 0 which the difference V 1 of the developing bias potential V DB, the ratio V 1 / V of the developing bias potential V DB the difference V 2 of the residual potential V L Since the development bias potential V DB and the dark potential V 0 are set so that 2 is always the same, the development threshold for the beam of each LED element can be kept constant. Then, the correction of the drive current to each LED element can always be effectively used, and even if the density correction is performed, the density unevenness of the image can be suppressed.
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Based on the meaning of this invention, it is possible to change suitably the structure of each part, etc., and they are not excluded from the scope of the present invention. .
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。 For example, in the above-described embodiment, the photoconductor is a drum shape. However, the photoconductor is not limited to the drum shape. For example, a belt-like photoconductor may be used.
又、上記実施形態では、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ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。 In the above embodiment, a color image is obtained from black, yellow, cyan, and magenta toner images. However, the present invention is also applicable to a color image forming apparatus that uses two or more different colors of toner. can do.
その他本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
本発明は、LEDプリントヘッドを用いた画像形成装置に有用である。 The present invention is useful for an image forming apparatus using an LED print head.
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
60 反射式検知センサー
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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、前記特性データ記憶手段から前記特性データを読み出すとともに、この特性データに基づいて前記複数のLED素子の各々に対する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と、が設けられており、
更に、感光体の暗電位と現像バイアス電位の差と、現像バイアス電位と感光体の残留電位の差との比率が常に同じになるように現像バイアス電位及び暗電位を設定する電位設定手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An LED print head composed of an LED array composed of a plurality of LED elements that are controlled to be lighted in accordance with image data with respect to the photoconductor, a drive circuit that drives the plurality of LED elements, and the LED print head. In an image forming apparatus having LED array control means for driving control,
The LED array control means reads characteristic data storage means for storing a plurality of characteristic data for each of the plurality of LED elements, reads the characteristic data from the characteristic data storage means, and sets the plurality of characteristics data based on the characteristic data. Drive current correction data calculating means for calculating drive current correction data for each of the LED elements, and
Further, there is provided a potential setting means for setting the developing bias potential and the dark potential so that the ratio between the difference between the dark potential of the photosensitive member and the developing bias potential and the ratio between the developing bias potential and the residual potential of the photosensitive member are always the same. An image forming apparatus.
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- 2004-06-10 JP JP2004172096A patent/JP2005352094A/en active Pending
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