JP2006349570A - 光量検出装置及び光量検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スポット光の角度依存性を考慮した光量検出を行うことができる光量検出装置及び光量検出方法を提供する。
【解決手段】 ＬＰＨ１６から射出されるスポット光の光量を相対的に検出するに際し、ＬＰＨ１６とラインＣＣＤ８０Ａとの間に設けられた透過拡散板８０Ｃによりスポット光を拡散させ、拡散された光を拡大レンズ８０Ｂにより集光してラインＣＣＤ８０Ａの受光面に結像させて、受光面に入射した光の光量を検出する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、光電変換素子を用いて光量を検出する光量検出装置及び光量検出方法に関する。

プリンタ、複写機、及びファクシミリ等の画像形成装置のプリントヘッドとして、複数の記録素子をライン状に配列したプリントヘッドがある。その代表的なものに、電子写真方式の画像形成装置に使用され、記録素子としてＬＥＤを用いたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ：LED Print Head）が挙げられる。

ＬＥＤプリントヘッドは、一般に、多数のＬＥＤをライン状に配列したＬＥＤチップが複数配置されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤから出力された光を感光体表面に結像させるために、複数のロッドレンズを配列したセルフォックレンズと、を含んで構成されている。画像形成装置では、画像データに基づいてＬＥＤプリントヘッドの各ＬＥＤを駆動させて、感光体へ向けて光を出力させ、セルフォックレンズによって出力された光を感光体表面に結像させることにより、感光体の画像データに基づく露光を行うと共に、感光体とＬＥＤプリントヘッドを相対移動させる（この移動方向を「副走査方向」という）ことにより、露光位置を移動させて感光体上に画像を形成する。

このようＬＥＤプリントヘッドを用いた画像形成装置では、出力エネルギ量のばらつきが露光エネルギ分布のムラとなり、これが副走査方向のすじとなって画像上にあらわれ、画質を低下させる原因となる。

従来、出力エネルギ量のばらつきを補正するために、例えば、特許文献１には、ライン記録ヘッドにおいて、画像濃度を画素毎に測定し、基準濃度と比較して各記録素子毎の補正データを求めてメモリに記憶しておき、各記録素子を対応する補正データに基づいて駆動する技術が提案されている。より具体的には、補正データには、駆動条件（パルス幅）や階調補正（ＴＲＣ）を用い、実際の補正は該当記録素子に対する濃度信号によってのみ補正している。

また、特許文献２には、ＬＥＤプリントヘッドにおいて、各発光素子のビームプロファイル（出力光量分布）を測定し、当該ビームプロファイルで所定の閾値を上回っている発光量が一定になるように、各発光素子の出力を制御する技術が提案されている。この技術では、ビームスポットの裾部分を除外して発光量を決定することで、各発光点の露光エネルギの均一化を図っている。

特許文献３には、隣接する発光素子は除いて複数の発光素子を点灯させ、ＰＤ（Photo Diode）によって点灯させた各発光素子の発光強度分布（出力光量分布）を測定し、発光強度分布に基づいて特徴点、具体的には、ピーク位置の変位量、ピーク値の変化、発光径の変化、発光径、光量、発光面積を導出し、当該特徴点に基づいて各発光素子の発光強度を補正する技術が提案されている。

また、特許文献４には、互いに影響及ぼし合う点（周辺ドット）を考慮して、注目ドット毎に、周辺ドットに基づいて注目ドットの光エネルギ（出力光量）を制御する技術が提案されている。具体的には、周辺ドットからの距離に応じて、光エネルギを制御しており、このとき、予め、周辺ドットからの影響分をマトリクスとして保持しておき、周辺ドットからの影響分を画像データから算出している。

ここで、複数の記録素子をライン状に配列したプリントヘッドにおける出力露光エネルギ分布のムラの要因には、各記録素子の出力エネルギ量の他にも、各記録素子からの出力エネルギの広がり、その位置、及び近接画素間の出力エネルギの重畳といった各特性値のばらつきが挙げられる。

さらに、本出願人は、種々の実験を重ねた結果、ＬＰＨの光量を補正する際にロッドレンズアレイを通過した光の光量を測定するセンサによって、ＬＰＨの光量が正確に測定できていないことが明らかになった。

ロッドレンズは、端面に入射した光を入射した座標に応じて異なる光路をとって焦点に集光するものであり、ロッドレンズの中心に入射した光はロッドレンズの光軸に沿ってほぼ直進して焦点に到達するが、ロッドレンズの中心から離れた位置に入射した光ほど、ロッドレンズの光軸に対して角度をもって焦点に到達することになる。一般的なＬＰＨでは、ロッドレンズ径よりもＬＥＤ発光点のピッチの方が狭いため、ＬＥＤから射出された光の中で最も光強度の高い成分が必ずしもロッドレンズの中心を通過するとは限らない。

一方、光量を測定するセンサの感度には、角度依存性があるため、ロッドレンズによって集光された光量を測定すると、許容できないレベルの誤差が発生する場合がある。
特開平２−３６９６２号公報 特開平１１−３４２６５０号公報 特開平１１−２２７２５４号公報 特開２０００−１９８２３３公報

しかしながら、上記特許文献１乃至特許文献４に記載の技術では、何れも、センサの角度依存性については考慮されておらず、測定値に許容できないレベルの誤差を持ったまま光量の補正が行われてしまう、という問題点があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、スポット光の角度依存性を考慮した光量検出を行うことができる光量検出装置及び光量検出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、光源から射出されるスポット光の光量を相対的に検出する光量検出装置であって、光電変換素子を用いて受光面に入射した光の光量を検出する検出手段と、前記光源と前記検出手段との間に設けられ、前記スポット光を拡散させる拡散板と、前記拡散板により拡散された光を集光して前記検出手段の受光面に結像させる光学ユニットと、を備えている。

請求項１記載の発明によれば、光源と検出手段との間に拡散板を配置してスポット光を拡散させることによりスポット光の相対的な光量に応じた光を光学ユニットに入射させることができる。この拡散された光量を光学ユニットにより集光して検出手段の受光面に入射して検出することで、角度依存性が排除された相対的な光量が検出されることになり、スポット光の角度依存性を考慮した光量検出を行うことができる。

本発明は、請求項２記載のように、前記拡散板を、透過型の拡散板とすることが好ましい。

また、本発明は、請求項３記載のように、前記拡散板を、前記スポット光の光路と直交すると共に、当該スポット光の結像位置に配設することが好ましい。

さらに、本発明は、請求項４記載のように、前記光学ユニットを、入射した光を拡大させて前記検出手段の受光面に結像させる拡大レンズとすることが好ましい。

また、本発明は、請求項５記載のように、前記光源と前記光学ユニット及び前記検出手段とを相対的に移動させる移動機構をさらに備え、前記光源から射出されるスポット光の光量のプロファイルを走査するようにしてもよい。

本発明は、請求項６記載のように、複数の発光素子がライン状に配列された発光素子アレイから射出された光を集光してスポット光とするレンズユニットを含んで構成された光源の光量の検出に用いるものとし、前記光電変換素子は、前記発光素子アレイにおける発光素子の配列方向と直交する方向に複数の画素が配列されたラインセンサであり、前記移動機構は、前記発光素子アレイの発光素子の配列方向に前記光学ユニット及び前記検出手段を移動させることもできる。

また、本発明は、請求項７記載のように、複数の発光素子がライン状に配列された発光素子アレイから射出された光を集光してスポット光とするレンズユニットを含んで構成された光源の光量検出に用いるものとし、前記光電変換素子は、複数の画素がライン状に配列されたラインセンサであり、前記移動機構は、前記発光素子アレイの発光素子の配列方向と複数の画素の配列方向とのなす角が常に所定の角度となるように前記光学ユニット及び前記検出手段を移動させることもできる。

さらに、本発明は、請求項８記載のように、前記レンズユニットが、屈折率分布型のロッドレンズが複数配列されて構成されたセルフォックレンズアレイとされた光源の光量の検出に用いることもできる。

一方、上記課題を解決するために、請求項９記載の発明は、光源から射出されるスポット光の光量を相対的に検出する光量検出方法であって、前記スポット光を拡散板により拡散させ、前記拡散板により拡散された光を集光し、結像位置に配設された光電変換素子により入射した光の光量を検出することを特徴としている。

請求項９記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、センサの角度依存性を考慮して光量を検出することができる。

以上説明した如く本発明は、センサの角度依存性を考慮して光量を検出することができる光量検出装置及び光量検出方法を提供することができる、という優れた効果を有する。

次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。

[画像形成装置の全体構成]
図１には、本発明が適用された画像形成装置１０の全体構成が示されている。図１に示すように、画像形成装置１０は、矢印Ａ方向に定速回転する感光体ドラム１２を備えている。なお、この感光体ドラム１２の回転方向（矢印Ａ）が副走査方向に対応する。

この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向に沿って、帯電器１４、ＬＥＤプリントヘッド（以下、「ＬＰＨ」という）１６、現像器１８、転写ローラ２０、クリーナ（図示省略）、イレーズランプ（図示省略）が順に配設されている。

すなわち、感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、ＬＰＨ１６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。なお、ＬＰＨ１６は、不図示の制御装置等と接続されており、この制御装置等により制御されて画像データに基づいて光ビームを出力する。

感光体ドラム１２上に形成された潜像には、現像器１８によってトナーが供給されて現像され、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。感光体ドラム１２上のトナー像は、転写ローラ２０によって、用紙トレイ２４から１枚ずつ取出されて、用紙搬送ベルト２６によって搬送されてきた用紙２８に転写される。転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナ（図示省略）によって除去され、イレーズランプ（図示省略）によって除電された後、再び帯電器１４によって帯電されて、同様の処理を繰り返す。

一方、トナー像が転写された用紙２８は、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂからなる定着器３０に搬送されて定着処理が施される。これにより、トナー像が定着されて、用紙２８上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙２８は装置外へ排出される。

[ＬＰＨの詳細構成]
次に、ＬＰＨ１６の構成を詳しく説明する。図２にＬＰＨ１６の断面図を示す。図２に示すように、ＬＰＨ１６は、ＬＥＤアレイ４０と、ＬＥＤアレイ４０を支持するとともに、ＬＥＤアレイ４０の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されたプリント基板４２と、ＬＥＤアレイ４０から出射した光を感光体ドラム１２上に結像させるためのセルフォックレンズアレイ４４と、を備えている。

ＬＥＤアレイ４０は、複数のＳＬＥＤ（自己走査型ＬＥＤ：Self-Scanning LED）４６が一列に配置された複数のＳＬＥＤチップ４８により構成されており（図３（Ａ）参照）、ＬＥＤアレイ４０全体では、ＳＬＥＤ４６は、解像度に応じた画素（ドット）数分、例えば、Ａ３サイズ（４２０ｍｍ×２９７ｍｍ）の用紙まで対応し、主走査方向について６００ｄｐｉで印刷する場合には、約７０２０個設けられている。

また、セルフォックレンズアレイ４４は、結像レンズとして、屈折率分布型のロッドレンズ４５が解像度に応じた各画素（ドット）に対応したピッチＰ２（図４（Ｂ）参照）で配列されて構成されており、各ＬＥＤ４６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。なお、ロッドレンズの材質は、ガラス又はプラスチックであるが、温度・湿度の影響を受け難いガラスを用いるのが一般的である。

ここで、図４（Ａ）には、セルフォックレンズアレイ４４のロッドレンズ４５とＳＬＥＤチップ４８の位置関係が示されている。同図に示されるように、ＬＥＤチップ４４の各ＬＥＤ４６から射出された光がセルフォックレンズアレイ４４のロッドレンズ４５に入射するようになっている。

また、図４（Ｂ）には、ロッドレンズ４５とＬＥＤ４６との位置関係が示されており、同図に示されるように、ＬＥＤ４６のピッチＰ１よりもロッドレンズ４５のレンズ径ピッチＰ２の方が大きく、複数のＬＥＤ４６から射出された光がロッドレンズ４５により集光される。

また、同図に示されるように、ＳＬＥＤチップ４８は、各々のＬＥＤ４６の配列方向を主走査方向に一致させて、複数のＳＬＥＤチップ４８を副走査方向の位置を所定のピッチＰ３だけ交互にずらして主走査方向に並べられ（千鳥配置：図６参照）、プリント基板４２に取りつけられている。このように千鳥配置したことにより、主走査方向に隣接するチップのＬＥＤ４６が配設されていない部位を重複配置することができ、高解像度化に伴いＳＬＥＤ４６間ピッチＰ１が狭くなっても、この重複寸法Ｑを調節することで、ＳＬＥＤ４６を所定ピッチＰ１で主走査方向に配列可能となっている。

なお、本実施の形態では、複数のＳＬＥＤチップ４８を千鳥配列する形態（図６及び図４参照）について説明したが、図５（Ａ）に示されるように、各々のＬＥＤ４６の配列方向を主走査方向に一致させて、ＳＬＥＤチップ４８を主走査方向に一列状に配置してもよい。この場合も、図５（Ｂ）に示されるように、複数のＬＥＤ４６から射出された光がロッドレンズ４５により集光される。

[ＳＬＥＤの回路構成]
次に、各ＳＬＥＤチップ４８の回路構成について説明する。 なお、本実施の形態では、自己走査型のＳＬＥＤチップ４８を用いる場合を例に説明するが、本発明は、自己走査型でなくてもよい。また、図３では、説明を簡略化するために、ＳＬＥＤチップ４８の個数を４個として説明する。また、以下では、各ＳＬＥＤチップ４８を区別する場合は、１〜４のチップ番号を付与して説明する。

図３（Ａ）に示すように、各ＳＬＥＤチップ４８には、ＬＰＨ駆動部１００から、各ＳＬＥＤチップ４８に対する点灯制御信号ΦＩ（１〜４：チップ番号）、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２、及びスタート信号ＣＫＳが入力されるようになっている。

また、図３（Ｂ）に示すように、ＳＬＥＤチップ４８には、電源ライン１２０及びＧＮＤ（グランド）ライン１２２が設けられており、電源装置（図示省略）から所定電圧ＶＤＤ（５Ｖ）が供給される。

なお、図３（Ｂ）では、各ＳＬＥＤチップ４８を区別するために、符号末尾の（）内に１〜４のチップ番号を示しており、以下の説明でもこれに従う。また、ＳＬＥＤチップ４８毎に設けられた部材及び生成された信号についても、同様に符号末尾の（）内にチップ番号を示して説明する。また、図３（Ｂ）では、各ＳＬＥＤチップ４８（１〜４）の構成は同様であるため、ＳＬＥＤチップ４８（１）のみ詳細にその構成を示し、残りのＳＬＥＤチップ（２〜４）については省略して示している。

ＳＬＥＤチップ４８は、当該ＳＬＥＤチップ４８内に配列されている複数のＬＥＤ４６の各々に対してサイリスタ１２４を備えており、サイリスタ１２４は、オフのときにトリガをハイレベルにすると、電流Ｉｔｒが点Ｇに流れ、同時に点ＧからトランジスタＱ２のベースへ電流Ｉｂ２が流れる（Ｉｔｒ≒Ｉｂ２）。これにより、トランジスタＱ２がオンし、このトランジスタＱ２のコレクタ電流が流れる。すなわち、トランジスタＱ１のベース電流Ｉｂ１が流れることになり、トランジスタＱ１もオンとなる。

トランジスタＱ１がオンとなると、トランジスタＱ１のコレクタ電流ＩＣ１が流れ、点Ｐの電圧が上昇し、電流Ｉｔｒが流れなくなる。しかし、トランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉｃ１がトランジスタＱ２のベースへ流れるため（電流Ｉｂ２）、トランジスタＱ２はオン状態が維持される。

これにより、トリガがローレベルとなっても、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ２はオン状態を維持する。この状態で電圧ＶＤＤが保持され、ＬＥＤは点灯可能であり、パルス幅変調を行うことで、所定の光量を得ることができる。

図３（Ｂ）に示すように、各サイリスタ１２４のアノード側は電源ライン１２０と接続されており所定電圧ＶＤＤが供給される。初段のサイリスタ１２４は、ゲート側に接続する点Ｇ１（点Ｇに続く数字は、複数配列されたＬＥＤ４６の順番を示す）から、ＳＬＥＤチップ４８のＬＥＤ４６を点灯させるトリガとして、スタート信号ＣＫＳ（電圧）が印加されるようになっている。また、各段のサイリスタ１２４のゲート側と接続する点Ｇ（１〜１２８）は、ダイオード１２６を介して直列接続されている。また、各段の点Ｇ（１〜１２８）は、それぞれ抵抗１２８介して、ＧＮＤライン１２２に接続されている。ＧＮＤライン１２２は、初段で所定の電圧を維持し、各段に行くに従い、所定電位ずつ低下するようになっている。

また、点Ｇ（１〜１２８）は、ＬＥＤ４６のアノード側に接続されており、ＬＥＤ４６のカソード側は、ＬＰＨ駆動部１００からの点灯制御信号ΦＩ（１〜４：チップ番号）が供給されるように接続されている。この点灯制御信号ΦＩがローレベル（Ｌ）のときに、点Ｇ（１〜１２８）をゲートとするサイリスタ１２４がＯＮしていれば、ＬＥＤ４６は点灯する。

また、奇数段のサイリスタ１２４のカソード側は転送信号ＣＫ１、偶数段のサイリスタ１２４のカソード側は転送信号ＣＫ２が供給されるように接続されている。この転送信号ＣＫ１、ＣＫに従って、前記点Ｇ（１〜１２８）の電位が所定電位ずつ上昇されるようになっている。すなわち、点Ｇの電位が、初段の点Ｇ１から後段へと順に、ＬＥＤ４６を点灯可能な所定電位に到達し、ＳＬＥＤチップ４８の自己走査が可能となる。

ＬＰＨ駆動部１００は、スクリーン処理された画像データ及びＴａｇデータに基づいて、ＳＬＥＤチップ４８を駆動するための駆動信号を生成し、ＳＬＥＤチップ４８へ出力する。ＳＬＥＤチップ４８は、この駆動信号に基づいて駆動する、すなわちＬＥＤ４６が点灯される。より詳しくは、ＬＥＤ４６からは、スクリーン処理された画像データに基づいてパルス変調され、且つＴａｇデータに基づいて選択された低濃度用補正データ又は高濃度用補正データに基づいて強度変調された光が出力される。

また、ＬＰＨ駆動部１００は、図３（Ｂ）に示すように、駆動信号生成部１４０、３つのフリップフロップ１４２Ａ１〜Ａ３、及び３つのフリップフロップ１４２Ｂ１〜Ｂ３を備えている。また、ＬＰＨ駆動部１００は、ＬＰＨ１６に備えられているＳＬＥＤチップ４８（１〜４）の各々に対して、本発明の記憶手段としての補正メモリ１４４（１〜４）、フリップフロップ１４６Ａ（１〜４）、１４６Ｂ（１〜４）、本発明の補正手段としての機能を担う駆動素子部１４８（１〜４）を備えている。

フリップフロップ１４２Ａ１〜Ａ３、フリップフロップ１４２Ｂ１〜Ｂ３、補正メモリ１４４（１〜４）、フリップフロップ１４６Ａ（１〜４）、１４６Ｂ（１〜４）、駆動素子部１４８（１〜４）は、それぞれ駆動信号生成部１４０と接続され、駆動信号生成部１４０で生成された信号が供給されるようになっている。

駆動信号生成部１４０には、タイミング信号生成部（図示省略）からのライン同期信号ＬＳ及び転送クロックＳＣＬＫが入力される。

駆動信号生成部１４０は、ライン同期信号ＬＳ及び転送クロックＳＣＬＫと同期した所定のタイミングで、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２、及びスタート信号ＣＫＳを生成して各ＳＬＥＤチップ４８（１〜４）へ出力すると共に、各ＬＥＤ４６の点灯可能期間を示す点灯ストローブ信号ＳＴＢを生成して各駆動素子部１４８（１〜４）へ出力する。

また、駆動信号生成部１４０は、ライン同期信号ＬＳ及び転送クロックＳＣＬＫと同期した所定のタイミングで、セレクト信号ＳＣＫ１、ＳＣＫ２、ＳＣＫ３を各々生成し、セレクト信号ＳＣＫ１はフリップフロップ１４２Ａ１、１４２Ｂ１のクロック端子（ＣＫ）へ、セレクト信号ＳＣＫ２はフリップフロップ１４２Ａ２、１４２Ｂ２のクロック端子へ、セレクト信号ＳＣＫ３はフリップフロップ１４２Ａ３、１４２Ｂ３のクロック端子へ出力する。

また、駆動信号生成部１４０は、ライン同期信号ＬＳ及び転送クロックＳＣＬＫと同期した所定のタイミングで、ラッチ信号ＬＣＨを生成し、フリップフロップ１４６Ａ（１〜４）、及びフリップフロップ１４６Ｂ（１〜４）へそれぞれ出力する。また、駆動信号生成部１４０は、アドレスを指定するための７ビットのアドレス信号ＡＤＬを生成し、補正メモリ１４４（１〜４）へ出力する。

フリップフロップ１４２Ａ１〜Ａ３の入力端子（Ｄ）には、点灯データＶＤＡＴＡが各々に分岐されて入力される。フリップフロップ１４２Ａ１〜Ａ３の出力端子（Ｑ）は、それぞれフリップフロップ１４６Ａ（１〜３）の入力端子（Ｄ）に接続されており、入力された点灯データＶＤＡＴＡはフリップフロップ１４６Ａ（１〜３）へ出力される。フリップフロップ１４６Ａ（４）の入力端子（Ｄ）には、点灯データＶＤＡＴＡがそのまま入力される。フリップフロップ１４６Ａ（１〜４）の出力端子（Ｑ）は、各々対応する駆動素子部１４８（１〜４）に接続されている。

これらフリップフロップ１４２Ａ１〜Ａ３は、それぞれのクロック端子から入力されたセレクト信号ＳＣＫ１、ＳＣＫ２、ＳＣＫ３に基づいて信号を出力し、フリップフロップ１４６Ａ（１〜４）は、クロック端子から入力されたラッチ信号ＬＣＨに基づいて信号を入出力する。これにより、駆動素子部１４８（１〜４）には、フリップフロップ１４６Ａ（１〜４）から各々対応するＳＥＬＤチップ４８（１〜４）の点灯信号ＶＤ（１〜４）が入力されるようになっている。

一方、フリップフロップ１４２Ｂ１〜Ｂ３の入力端子（Ｄ）には、ＴＡＧデータが各々に分岐されて入力される。フリップフロップ１４２Ｂ１〜Ｂ３の出力端子（Ｑ）は、それぞれ補正メモリ１４４（１〜３）に接続されており、入力されたＴＡＧデータは補正メモリ１４４（１〜３）へ出力される。補正メモリ１４４（４）には、ＴＡＧデータがそのまま入力される。

補正メモリ１４４（１〜４）には、各々対応するＳＬＥＤチップ４８（１〜４）が備えている１２８個のＬＥＤ４６各々の低濃度用補正データ及び高濃度用補正データが記憶される。この記憶は、例えば、電源投入時等に、プリント基板４２に設けられ、ＬＰＨ駆動部１００と接続されたＥＥＰＲＯＭ６６（図示省略、図８参照）から読み出して行われる（詳細は後述する）。なお、本実施の形態では、この補正メモリ１４４における各補正データの格納場所は８ビットのアドレスで指定され、上位１ビットが低／高濃度を示し、下位７ビットがＬＥＤ補正データを示す。

補正メモリ１４４（１〜４）は、ＴＡＧデータを上位１ビット、アドレス信号ＡＤＬを下位７ビットとして指定されたアドレスに格納されているデータを補正信号ＣＯＲ（１〜４）として、各々対応するフリップフロップ１４６Ｂ（１〜４）に出力する。すなわち、アドレス信号ＡＤＬによって、ＳＬＥＤチップ４８に備えられているＬＥＤ４６のうち何番目のＬＥＤ４６に対応する補正データを読み出すのか指定され、ＴＡＧデータによって、低濃度用補正データと高濃度用補正データの何れを読み出すのか指定される。フリップフロップ１４６Ｂ（１〜４）の出力（Ｑ）は、各々対応する駆動素子部１４８（１〜４）に接続されている。

これらフリップフロップ１４２Ｂ１〜Ｂ３は、それぞれのクロック端子から入力されたセレクト信号ＳＣＫ１、ＳＣＫ２、ＳＣＫ３に基づいて信号を入出力し、フリップフロップ１４６Ｂ（１〜４）は、それぞれのクロック端子から入力されたラッチ信号ＬＣＨに基づいて信号を入出力する。これにより、駆動素子部１４８（１〜４）には、各々対応するＳＥＬＤチップ４８（１〜４）の補正信号ＣＯＲ（１〜４）が補正メモリ１４４（１〜４）から読み出されて、フリップフロップ１４６Ｂ（１〜４）から入力されるようになっている。

各駆動素子部１４８（１〜４）では、図７に示すように、４ビットカウンタ１５０と、比較器１５２と、ＡＮＤ回路１５４Ａ、１５４Ｂ、１５４Ｃ、１５４Ｄと、トランジスタ（ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴ）１５６、１５８Ａ、１５８Ｂ、１５８Ｃ、１５８Ｄを備えている。

４ビットカウンタ１５０は、クロック端子（ＣＬＫ）には、点灯ストローブ信号ＳＴＢが示す各ＬＥＤ４６の点灯可能期間を１６分割するパルス変調用クロックＰＷＭＣＬＫが入力され、クリア端子（ＣＬＲ）には駆動信号生成部１４０からのストローブ信号ＳＴＢが入力される。４ビットカウンタ１５０は、入力されたパルス変調用クロックＰＷＭＣＬＫのパルス数をカウントして、そのカウント値ＣＤを出力すると共に、ストローブ信号ＳＴＢが入力されたらカウント値ＣＤをリセットする。

４ビットカウンタ１５０の出力端子（Ｑ）は、比較器１５２のマイナス側入力端子と接続されており、比較器１５２には、パルス変調用クロックＰＷＭＣＬＫのパルス数のカウント値が入力される。この比較器１５２のプラス側入力端子には、対応するフリップフロップ１４６Ａ（１〜４）から駆動素子部１４８に入力された点灯信号ＶＤ（１〜４）が入力される。

比較器１５２は、入力されたカウント値と点灯信号ＶＤを比較して、その比較結果として、「カウント値ＣＤ≦ＶＤ」の場合は「１」、「カウント値ＣＤ＞ＶＤ」の場合は「０」を出力する。この比較器１５２の出力は、ＡＮＤ回路１５４Ａ〜Ｄと、トランジスタ１５６のゲート側とに分岐されて各々に入力される。

ＡＮＤ回路１５４Ａ〜Ｄには、対応するフリップフロップ１４６Ｂ（１〜４）から入力された４ビットの補正信号ＣＯＲ（１〜４）が、各ビット（ＣＯＲ０〜３）に分岐されて入力される。ＡＮＤ回路１５４Ａ〜Ｄの出力は、トランジスタ１５８Ａ〜Ｄのゲート側に接続されており、ＡＮＤ回路１５４Ａ〜Ｄは、比較器１５２の出力と、補正信号ＣＯＲの各ビット値（ＣＯＲ０〜３）とのＡＮＤ演算を行って、その結果がトランジスタ１５８Ａ〜Ｄのゲート側に入力される。

トランジスタ１５６、１５８Ａ〜Ｄは、それぞれソース側は接地されており、ドレイン側は抵抗Ｒ、ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤを介して並列接続されている。この抵抗Ｒ、ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤの接続点Ｐの電位が点灯制御信号ΦＩ（１〜４）として、当該駆動素子部１４８から各々対応するＳＬＥＤチップ４８（１〜４）へ供給される。

ところで、補正メモリ１４４（１〜４）に記憶されるＬＥＤ４６から発光される光量を補正するための低濃度用補正データ及び高濃度用補正データ（以下、補正データという）は、予め求められて上述したプリント基板４２に設けられたＥＥＰＲＯＭ６６に格納されている。

図８に示すように、このＥＥＰＲＯＭ６６は、ＬＰＨ１６の光強度分布を測定して、該光強度分布に基づいた補正データを生成する測定装置７０（詳細後述）と、実際に該画像形成装置１０で形成した画像濃度に基づいてＥＥＰＲＯＭ６６の補正データを補正する補正データ生成装置７２（詳細後述）との各々と接続可能に構成されており、測定装置７０により補正データ６８が書き込み可能であり、補正データ生成装置７２によりＥＥＰＲＯＭ６６に書き込まれている補正データ６８が書き換えられるようになっている。

この測定装置７０及び補正データ生成装置７２の各々は、画像形成装置１０とは物理的に異なる装置として構成され、必要時に所定のケーブルなどで接続して用いられるようになっている。なお、補正データ生成装置７２は、画像形成装置１０に内蔵してもよい。

本実施の形態では、一例として、画像形成装置１０にＬＰＨ１６を搭載する前に、測定装置７０により該ＬＰＨ１６の光強度分布を出力特性として測定して、第１の補正データとして、該光強度分布に基づいた補正データ６８（以下、補正データ６８Ａと称す）がＥＥＰＲＯＭ６６に書き込まれるようになっている。また、画像形成装置１０の組み立て後の工場出荷前に、補正データ生成装置７２と画像形成装置１０と接続されて、補正データ生成装置７２により、第２の補正データとして、実際に該画像形成装置１０で形成した画像濃度に基づいて補正データ６８（以下、補正データ６８Ｂと称す）が算出され、ＥＥＰＲＯＭ６６から補正データ６８Ａを読出して、第３の補正データとして、この補正データ６８Ｂと合成した補正データ６８（補正データ６８Ｃと称す）を生成して、ＥＥＰＲＯＭ６６に書き戻されるようになっている。画像形成装置１０は、補正データ生成装置７２により補正データがＥＥＰＲＯＭ６６に書き戻された後、出荷される。

[測定装置の詳細構成]
測定装置７０は、従来公知のものでよく、本実施の形態では、一例として、図９に示す測定装置７０によりプリントヘッドの露光エネルギ分布を測定する。

図９に示すように、測定装置７０は、複数のＬＥＤが矢印Ｂ方向（主走査方向）にライン状に配列されたＬＥＤアレイ４０と、セルフォックレンズアレイ（ＳＬＡ）４４とを備えて構成されたＬＰＨ１６による露光エネルギ分布を測定するためのセンサ８０が設けられている。なお、ＬＰＨ１６は、図示しないホルダー部材によって、所定位置にセットされる。

センサ８０は、複数のＣＣＤ（Charge Coupled Device）がライン状に配列されたラインＣＣＤ８０Ａの受光面側に拡大レンズ（本実施の形態では、×１０の倍率）８０Ｂ及び透過拡散板８０Ｃが取り付けられて構成されている。また、センサ８０は、ラインＣＣＤ８０Ａの受光面をＬＰＨ１６の光出力方向に対向させて、且つ矢印Ｂに示す主走査方向に対して、ＣＣＤの配列方向が直交するようにして、主走査方向に等速移動可能なセンサ移動ステージ８２上に設置されている。

すなわち、図１０に示されるように、センサ８０は、主走査方向（ＬＥＤの配列方向）に等速移動しながら、ラインＣＣＤ８０Ａの各ＣＣＤによって各々の受光面に入射した光を受光し、当該受光量に応じた電気信号を出力する（本実施の形態では、８ビットデータとして出力される）ことで、ＬＥＤの配列方向と直交する方向（以下、「副走査方向」という）のＬＰＨ１６の露光エネルギ分布を測定可能となっている。

ここで、図１１に示されるように、透過拡散板８０Ｃは、ＬＥＤアレイ４０から射出された光がセルフォックレンズアレイ４４により集光されるＬＰＨ１６の焦点位置に配設されている。

これにより、ＬＰＨ１６からの光は一様に拡散されて拡大レンズ８０Ｂ方向に向かい拡大されるので、ＬＰＨ１６の焦点における入射角に左右されない相対的な光量がラインＣＣＤ８０Ａに入射される。これにより、ＬＰＨ主走査方向における正規化された相対的な露光エネルギ分布を測定することができる。なお、透過拡散板８０Ｃは、完全拡散により近くて薄いものを用いることが好ましい。

このセンサ８０は、ドライバ８４を介して、パソコン（ＰＣ）８６と接続されており、パソコン８６は、ドライバ８４を介して、ＬＰＨ１６とも接続されている。また、パソコン８６は、センサ移動ステージ８２の駆動部（図示省略）とも接続されている。

パソコン８６は、ドライバ８４を介して、ＬＰＨ１６へ点灯データを出力し、ＬＰＨ１６の各ＬＥＤの点灯を制御すると共に、センサ移動ステージ８２の駆動部（図示省略）へ移動ステージ制御信号を出力し、センサ移動ステージ８２の駆動を制御して、センサ８０を主走査方向に等速移動させ、且つ、センサ８０へ計測タイミング信号を出力し、センサ８０による露光エネルギ測定をＯＮ／ＯＦＦ制御する。

センサ８０の出力は、演算処理部８８に接続され、演算処理部８８には、センサ８０からラインＣＣＤ８０Ａによる測定結果、すなわち各ＣＣＤの受光量に応じた電気信号（８ビットデータ）がシリアルに入力される。

ところで、画像形成装置１０のように一様に帯電された感光体ドラム１２を露光して静電潜像を形成し、その後現像を行う所謂電子写真プロセスでは、一般に、露光エネルギと現像された画像濃度と間に図１３（Ａ）に示すような関係（現像特性）があり、この現像特性を利用して露光エネルギを調整することで所望の画像濃度を得ることができる。この現像特性を簡略化すると、図１３（Ｂ）に示すように、露光エネルギ量と画像濃度とが略比例する線形領域と、線形領域よりも低露光エネルギ側の、露光しても画像濃度が出ない（現像されない）不感帯と、線形領域よりも高露光エネルギ側の露光量を上げても画像濃度が高くならない飽和領域とに区分される。すなわち、画像の濃度は線形領域の露光エネルギと相関があり、不感帯及び飽和領域の露光量にはほとんど影響されない。

ここで、理想的には各濃度毎の実際の点灯パターンに応じて、主走査方向及び副走査方向の重なりを考慮した上で、光プロファイルを濃度に変換して補正データを求めることが望ましい。しかし、あらゆる点灯パターンに対して補正データを計算することは、計算に必要とするリソースを考慮すると現実的ではない。

現実的に考慮すべき特徴としては、以下の点が挙げられる。
（１） 高解像度露光（例えば１２００×２４００ｄｐｉ×２ｂｉｔ）においては、注目発光点（ＬＥＤ４６）の露光エネルギ分布に対する隣接発光点（注目発光点と隣り合う発光点）による露光エネルギ分布の重なりが非常に大きく、露光エネルギ分布形状には隣接発光点の露光エネルギの重なりが大きく影響する。隣接発光点以外の近傍発光点による露光エネルギの重なりは、露光エネルギ分布形状に対しては寄与が小さく、露光エネルギの平均レベルに対して大きく影響する。
（２） ＬＰＨの近接発光点からの光ビームは、セルフォックレンズ内でも極近傍の位置を通るため、露光エネルギ分布の形状には突発的な変化が少ない。
（３） 周囲に点灯個所がない完全な孤立点は現像の限界により安定した解像度が得られず、複数点の発光が重なって、初めて現像が安定的に行うことができ、低濃度域でも隣接発光点が点灯される。従って、低濃度域でも高濃度域でも同様に近接発光点同士の露光エネルギ分布の重なりを考慮しなければならない。

なお、同一のＬＥＤチップ４８では、近接するＬＥＤ４６間の露光エネルギはほぼ同じであり、例えば２ｏｎ２ｏｆｆの点灯パターン（ＬＰＨ１６のＬＥＤ４６を２つずつ交互に点灯させる）では、No.１、２、５、６、９、１０…のＬＥＤ４６を点灯した場合と、No.３，４，７，８，１１，１２…のＬＥＤ４６が点灯した場合とで、露光エネルギ分布形状にほとんど差がない。

また、図１４には、点灯パターンを２ｏｎ２ｏｆｆとした場合の露光エネルギ分布が示されている。なお、（ａ）は低濃度書き込み時の露光エネルギ分布、（ｂ）は高濃度書き込み時の露光エネルギ分布を示している。同図に示されるように、低濃度書き込み時と高濃度書き込み時とでは、露光エネルギの平均レベルが異なる。この平均レベルの差を考慮して上記の現像特性を各濃度毎にスケール変換して適用するのが現実的である。

さらに、図１５には、露光エネルギ分布の副走査方向断面が模式的に示されている。図１５（Ａ）に示されるように、露光エネルギ分布の副走査方向断面に迷光の影響が含まれている場合に、副走査方向に所定間隔ずつずらして加算することによって、図１５（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるような迷光の影響を考慮した副走査方向断面が得られる。ただし、上述したように、閾値以上であって飽和値までの露光エネルギ量が画像濃度に影響するので、図１５（Ｄ）の斜線部分のエネルギ量が画像濃度に影響することになる。

以上の特徴により、光プロファイルの測定は、２ｏｎ２ｏｆｆや４ｏｎ４ｏｆｆなど、隣接発光点を点灯させる点灯パターンで行うと共に、現像特性を低濃度域及び高濃度域毎にスケール変換する。

そこで、演算処理部８８は、図１２に示すように、メモリ３２と、副走査方向重ねあわせ計算器３１と、相対的低濃度及び高濃度の各濃度毎に、メモリ３４、比較器３６、及び加算器３８とを備えている。なお、以下では、低濃度用と高濃度用とを区別して説明する場合は、低濃度用のメモリ３４、比較器３６、加算器３８には各々の符号末尾に「Ａ」、高濃度用のメモリ３４、比較器３６、加算器３８には、各々の符号末尾に「Ｂ」を付与して説明する。

副走査方向重ね合わせ計算器３１では、ラインＣＣＤ８０Ａの各ＣＣＤの測定結果が副走査方向に所定間隔ずつずらして加算される。なお、上記所定間隔は、画像形成装置の副走査方向の書き込み解像度に応じて設定することができる。

また、メモリ３４Ａには、予め設定された所定の低濃度用閾値ＴＨ（ｌｏｗ）が格納されており、メモリ３４Ｂには、予め設定された所定の高濃度用閾値ＴＨ（ｈｉｇｈ）及び画像濃度が飽和する露光量に相当する高濃度用飽和値ＳＡＴ（ｈｉｇｈ）が格納されている。なお、上記低濃度用閾値及び高濃度用閾値は、低濃度及び高濃度の各々の画像濃度を得るための最低限必要な露光量に相当する値である。

比較器３６Ａ、３６Ｂ各々には、ラインＣＣＤ８０Ａから入力された各ＣＣＤの測定結果が入力される。比較器３６Ａは、各ＣＣＤの測定結果とメモリ３４Ａに格納されている低濃度用閾値とを比較し、比較結果として低濃度用閾値の超過分を示すデータを出力する。また、比較器３６Ｂは、各ＣＣＤの測定結果とメモリ３４Ｂに格納されている高濃度用閾値及び高濃度用飽和値とを比較し、比較結果として高濃度用飽和値までの高濃度用閾値の超過分を示すデータを高濃度閾値の超過分を示すデータを出力する。

加算器３８Ａ、３８Ｂは、それぞれ比較器３６Ａ、３６Ｂからの出力データを加算する。すなわち、加算器３８Ａ、３８Ｂは、ラインＣＣＤ８０Ａの各ＣＣＤの測定結果のうち、画像濃度に影響を与える低濃度用閾値又は高濃度用閾値を超えた分（高濃度用飽和値を超えた部分を除く）を加算していき、ラインＣＣＤ８０Ａの１ライン分のＣＣＤからの出力データについて当該加算を行った後、加算結果をメモリ３２に格納し、加算値をリセットする。

これにより、メモリ３２には、ラインＣＣＤ８０Ａによる測定毎に、当該ラインＣＣＤ１ライン分の所定の低濃度用閾値及び高濃度用閾値を超える露光エネルギ量の加算（積分）値に対応するデータが順次格納されていき、プリントヘッドの主走査方向に渡って測定がなされると、当該データの低濃度用及び高濃度用の主走査方向のプロファイル（以下、「低濃度用の光プロファイル」、「高濃度用の光プロファイル」という）が各々得られる。すなわち、画像濃度に影響する露光エネルギ分のみを抽出して加算することにより画像濃度に相関のある特性値を求め、間接的に画像濃度を測定するようになっている。

演算処理部８８は、ドライバ８４を介してパソコン８６と接続されており、メモリ３２に格納された低濃度用の光プロファイル、及び高濃度用の光プロファイルが各々転送される。パソコン８６は、低濃度用の光プロファイルに基づいて、低濃度用の補正データを算出し、高濃度用の光プロファイルに基づいて、高濃度用の補正データを算出する（詳細は後述の作用の項で説明する）。

[補正データ生成装置の詳細構成]
次に、補正データ生成装置７２の構成を詳しく説明する。図８に示すように、補正データ生成装置７２は、読取装置９０と、濃度プロファイル導出回路９２と、補正データ演算回路９４と、ＥＥＰＲＯＭ６６に書き込むデータを生成するデータ生成回路９６と、該補正データ生成装置７２が画像形成装置１０と接続された場合に、ＥＥＰＲＯＭ６６にデータを読み書きするためのドライバ９８とを備えている。

読取装置９０は、画像形成装置１０から出力された出力画像（テストパターン）の濃度を読み取ることができれば、従来公知のものでよい。例えば、図２０に示されるように、出力画像濃度の読取は、図２０のように、原稿台ガラス３５０の下方に、読取素子としてＣＣＤ３５２が一列に配列され、且つ原稿台ガラス３５０に下方から光を照射し、原稿台ガラス３５０上に載置された原稿からの反射光を結像させてＣＣＤ３５０に入射させる光学系３５４が収容されたキャリッジ３５６とを備えた読取装置３５８により、テストパターンが記録された用紙３６０を、該テストパターンを記録したＬＰＨ１６のＬＥＤアレイ４０の配列方向がＣＣＤ３５２の画素配列方向と直交するようにして位置決め部３６２で定められた原稿台ガラス３５０上の所定位置に置き、キャリッジ３５６を該配列方向と直交する方向（矢印Ｖで示す方向）に移動しながら、ＣＣＤ３５２によりテストパターンの濃度を読み取ることで行われるものを適用することができる。

この読取装置９０は、濃度プロファイル導出回路９２に読取装置９０で読取った読取結果（濃度データ）が入力されるようになっている。なお、読取装置９０は、必ずしも補正データ生成装置７２に内蔵されている必要はなく、必要時に所定のケーブルなどで接続して用いるようにしてもよい。また、例えば、画像形成装置１０がスキャナ機能を備えているものであれば、該スキャナ機能を読取装置９０として利用することもできる。

濃度プロファイル導出回路９２は補正データ演算回路９４とも接続されており、読取装置９０から入力された濃度データに基づいて、画像形成装置１０で形成した画像上に生じている濃度プロファイルを導出して補正データ演算回路９４へ出力する。

補正データ演算回路９４は、データ生成回路９６とも接続されており、濃度プロファイル導出回路９２から入力された濃度プロファイルに基づいて補正データ６８Ｂを算出し、その結果をデータ生成回路９６へ出力する。

また、データ生成回路９６は、ドライバ９８を介してＥＥＰＲＯＭ６６にアクセス可能とされており、ＥＥＰＲＯＭ６６に記憶されている補正データ６８Ａを読み込み、読み込んだ補正データ６８Ａを補正データ演算回路９４から入力された補正データ６８Ｂと合成して補正データ６８Ｃを生成し、この補正データ６８Ｃをドライバ９８を介してＥＥＰＲＯＭ６６に書き戻す。

[作用]
次に、本実施の形態の作用を説明する。

[補正データ算出処理]
まず、パソコン８６による補正データ算出処理について説明する。図１６には、パソコン８６で実行される補正データ算出処理の制御ルーチンが示されている。なお、補正データ算出処理を行うに際して、予め、測定装置７０に、画像形成装置１０に使用するＬＰＨ１６がホルダー部材（図示省略）によって保持されて、所定位置にセットされる。

パソコン８６は、まず、図１６のステップ２００において、ＬＰＨ１６へ２ｏｎ２ｏｆｆの点灯パターンでの点灯を指示する点灯データを出力する。これにより、ＬＰＨ１６は、この点灯データを受けて、当該ＬＰＨ１６のＬＥＤ４６を２ｏｎ２ｏｆｆ点灯させる。

次のステップ２０２で、パソコン８６は、センサ移動ステージ８２の駆動部（図示省略）へ移動ステージ信号を出力して、センサ移動ステージ８２にセンサ８０を主走査方向に等速移動させる。また、次のステップ２０４で、センサ８０へ計測タイミング信号を出力して、センサ８０にＬＰＨ１６の露光エネルギ分布の副走査方向断面を測定させる。

そして、センサ８０の主走査方向の移動が終了するまで、ステップ２０６からステップ２０８に移行し、所定時間経過毎にステップ２０８からステップ２０４に戻り、再び、計測タイミング信号を出力する。これにより、センサ８０の主走査方向の移動が終了するまで、所定時間毎に、センサ８０によってＬＰＨ１６の露光エネルギ分布の副走査方向断面が測定される。

言い換えると、本実施の形態では、パソコン８６は、ＬＰＨ１６のＬＥＤ４６を２ｏｎ２ｏｆｆで点灯させ、且つセンサ８０が主走査方向に等速移動しながらＬＰＨ１６の露光エネルギ分布の副走査方向断面を所定時間周期で測定するように、点灯信号、移動ステージ制御信号、及び計測タイミング信号を出力している。なお、所定時間周期は、センサ８０の測定結果が数μｍ程度の分解能を有するように決定される。

このとき、センサ８０による測定結果、すなわちセンサ８０のラインＣＣＤ８０Ａに備えられている各ＣＣＤ出力は、演算処理部８８に入力され、ラインＣＣＤ８０Ａの１ライン分の各ＣＣＤ出力が副走査方向に所定間隔ずつずらして加算されることにより重ね合わせ計算が行われ、重ね合わせ計算後の測定結果のうち、低濃度用閾値を超えた分がそれぞれ加算され、当該加算とは別に、高濃度用閾値を超えた分（高濃度用飽和値を超える部分を除く）がそれぞれ加算される。すなわち、測定結果のうち、低濃度用閾値以下を切り捨てた積分値と、高濃度用閾値以下の部分と高濃度用飽和値を越える部分とを切り捨てた積分値とがそれぞれ計算される。この計算結果は、メモリ３２に記憶される。

これにより、センサ８０が主走査方向へ等速移動しながら所定周期間隔での測定が繰返し行われ、演算処理部８８の演算が行われて、メモリ３２に上記積分値が順次格納されていく。最終的には（センサ８０の主走査方向の移動が終了したら）、低濃度用閾値を超える露光エネルギ量の主走査方向のプロファイル（低濃度用の光プロファイル）、及び高濃度用閾値を超える露光エネルギ量の主走査方向のプロファイル（高濃度用の光プロファイル）が各々得られる。

そして、センサ８０の主走査方向の移動が終了したら、ステップ２０６からステップ２１０に移行する。ステップ２１０では、パソコン８６は、メモリ３２に格納された低濃度用及び高濃度用の光プロファイルをそれぞれ読出し、次のステップ２１２において、当該読み出した低濃度用及び高濃度用の光プロファイル各々を略平坦化するように、低濃度用の補正データ、高濃度用の補正データをそれぞれ算出する。

以下、補正データの算出について説明する。

図１７は、点灯制御信号ΦＩのパルス幅を変化させたときのｎ番目のＬＥＤ４６（図中Ｌｎ）及びｎ＋１番目のＬＥＤ４６（図中Ｌｎ＋１）の特性値（≒光量）を示す図である。

同図に示されるように、ＬＥＤには、パルス幅を０から変化させて大きくしていった場合に、パルスを入れても発光しない領域（以下、オフセットという）が存在し、このオフセットは各ＬＥＤ毎に異なる。

また、同図に示されるように、点灯制御信号ΦＩのパルス幅の変化に応じたＬＥＤの特性値の変化量（図１７における各ＬＥＤの特性の傾き）は各ＬＥＤに固有であり、各ＬＥＤ毎に異なる。なお、同図に点線で示すＬｎ＋１´は、オフセットのみを補正した場合のＬｎ＋１の特性値を示している。露光エネルギ量を調整するためには、このＬＥＤ毎の傾きのばらつきも考慮する必要があり、この傾きのばらつきを補正するための補正値を設定可能としている。また、図１７においては直線に近似されているが、厳密には若干曲線となっており、直線との誤差によって決まる係数を、補正分解能係数Ｋとする。

また、図１８には、ＬＰＨを２ｏｎ２ｏｆｆパターンで点灯した場合に取得される光プロファイルの一例が示されている。補正値は、８ｂｉｔで表される１〜２５６までの整数として導出され、センサ８０により取得された同図に示すような光プロファイルからピーク（谷）の検出を行い、該光プロファイルにおける谷から谷までの露光エネルギ量を積分し、この積分値Ｓｎを谷から谷までの距離Ｌｎで割ることで各谷間の露光エネルギ密度Ｅｎを求める。このようにして求められた各谷間の露光エネルギ密度Ｅｎを各発光点の特性値として用い、この特性値を所定の目標値に合わせるように該目標値との誤差分に応じて補正値を設定し、露光量を増減することで平坦化を行っている。このような平坦化を相対的低濃度及び高濃度の各濃度毎に行うことにより、それぞれの濃度に応じた複数の補正データを算出することができる。

なお、上記所定の目標値は、測定時におけるＬＰＨの点灯パターン（ここでは、２ｏｎ２ｏｆｆ）に応じた濃度（ここでは、５０％の濃度）を得るための理想の特性値を用いてもよいし、隣接する特性値を用いてもよい。

以上を考慮すると、各ＬＥＤの設定パルス幅は、予め設定された基準パルス幅を用いて以下の（１）式で表すことができる。
パルス幅＝Ｋ×基準パルス幅×（１＋（補正値／２５６））＋オフセットのばらつき
…（１）
ここで、（１）式では、Ｋ×基準パルス幅〜Ｋ×基準パルス幅の２倍の範囲でパルス幅を調整している。すなわち、基準パルス幅は諸条件を考慮して設定されたものであり、パルス幅があまりに短くなるとＬＥＤの点灯が不安定になるのでパルス幅はＫ×基準パルス幅以下とならないことが好ましい。Ｋが１よりも小さい値をとることも考慮して基準パルス幅にはマージンを確保することも必要である。マージン量はデバイスの性能に応じた設計事項となる。また、（１）式に示されるように、補正分解能係数Ｋを各発光素子毎に導出しておくことにより、補正値の１ビットの変化によるパルス幅の変化量が各発光素子毎に調整されることになる。なお、オフセットのばらつきは、各ＬＥＤのオフセットのばらつきを示すものであり、予め測定して設定しておくことが必要である。

まず、上記（１）式を用いて、各ＬＥＤ毎の補正分解能係数Ｋを導出するために、仮にすべてのＬＥＤの補正分解能係数Ｋ＝１、補正値＝１２８として測定装置７０による光量比測定及び仮の補正値の導出を行う。その後、この仮の補正値を用いて各ＬＥＤ制御して、再び測定装置７０による測定を行い、補正分解能係数Ｋを導出する。

ここで、補正分解能係数Ｋの導出についてより詳細に説明する。

まず、（１）式を変形して（２）式を定義する。
有効パルス幅＝パルス幅−オフセットのばらつき
＝Ｋ×基準パルス幅×（１＋（補正値／２５６）） …（２）
ここで、有効パルス幅と光量比の関係はゼロを通る一次式になる。言い換えれば、光量比と有効パルス幅の比は定数になる。よって、測定装置７０により測定された任意のＬＥＤ光量比が所望の光量比よりも１０％小さければ、有効パルス幅を１０％長くすれば所望の光量比になるはずである。

最初の測定ではＫ＝１、補正値＝１２８であるから、求まる補正値Ｃｏｒｒは、
１＋（Ｃｏｒｒ／２５６）＝１．１×（１＋（１２８／２５６））
より、Ｃｏｒｒ＝１６６となる。

ところが、前述のとおり、有効パルス幅と光量比の関係が厳密には一次式の関係ではないため、誤差が出ている。誤差量は補正値１６６に設定して再度測定することで測定され、そのときの平均値との比から補正分解能係数Ｋを算出する。

得られた補正分解能係数Ｋを用いて、再度補正値を導出することにより、補正分解能係数を考慮した補正値が得られ、各ＬＥＤの上記特性値がフラットになる。

なお、測定時のＬＰＨの点灯パターンが２ｏｎ２ｏｆｆなら、補正値及び補正分解能係数Ｋは、４つのＬＥＤ４６で１つの値となる（ただし、２ｏｎ２ｏｆｆするＬＥＤを変えて２回処理を行えば、２つのＬＥＤで１つの補正値が得られる）。また、ＬＥＤチップ単位では補正分解能係数に大きな差がないことから、補正分解能係数Ｋは同一のＬＥＤチップ４８に設けられたＬＥＤ４６間で共通とすることもできる（これにより各ＬＥＤに応じた補正分解能係数Ｋを記憶するＬＵＴの容量を少なくできる）。

このようにして、高濃度領域と低濃度領域各々について、良好にむら補正を行うことができる補正データが決定されたら、パソコン８６は、図１６のステップ２１４において、当該補正データをＬＰＨ１６のＥＥＰＲＯＭ６６に記憶して処理を終了する。

その後、ＬＰＨ１６は画像形成装置１０に装填され、画像形成装置１０による画像形成に使用される。すなわち、画像形成装置１０では、帯電器１４によって表面が一様に帯電された感光体ドラム１２へ向けて、この決定された補正データに基づいて光量調整しながら画像データに応じた光をＬＰＨ１６から照射し、感光体ドラム１２上に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像器１８によって現像され、転写ローラ２０によって用紙２８に転写される。このようにして、トナー像が転写された用紙２８は、定着器３０によって定着処理が施された後、装置外へ排出される。

なお、上記では、複数のＳＬＥＤ６８が副走査方向に位置をずらして千鳥配列状に配置され、図１９に示すように測定時の露光エネルギ分布の副走査方向断面（Ａ）と、画像形成時の露光エネルギ分布の副走査方向断面（Ｂ）とが異なるが、上記で説明したように、測定された露光エネルギ分布の副走査方向断面を副走査方向にずらして足し合わせ、副走査方向の重なりを考慮した露光エネルギ分布の副走査方向断面を求めることで、（Ｃ）（Ｄ）に示すように、画像形成時の露光エネルギ分布と略等価の露光エネルギ分布を得ることができる。すなわち、副走査方向の重なりを考慮することで、複数のＳＬＥＤ６８が副走査方向に位置をずらして配置されている場合にも本発明を適用可能である。

次に、補正データ生成装置７２による処理について説明する。

補正データ生成装置７２が画像形成装置１０と接続され、画像形成装置１０によりテストパターンが印字されて排出された用紙２８を補正データ生成装置７２の読取装置９０にセットし、該用紙２８に記録されているテストパターンの濃度を測定する。

補正データ生成装置７２では、予め測定装置７０によって導出されてＥＥＰＲＯＭ６６に記憶された補正分解能係数Ｋを用いて、測定したテストパターンの濃度をフラットにするように補正データＢを導出する。

また、補正データ生成装置７２では、ＥＥＰＲＯＭ６６から記憶された補正データ６８Ａを読み出して、補正データ６８Ａに入力された補正データ６８Ｂを乗算または加算するなどして、両者を合成した補正データ６８Ｃを生成する。すなわち、この補正データ６８Ｃは、補正データ６８Ａと、補正データ６８Ａでは補正できない濃度むらを補正する補正データ６８Ｂとをマージしたデータである。

そして、最後に、この補正データ６８Ｃを新たな補正データ６８としてＥＥＰＲＯＭ６６に書き込み（補正データ６８Ａに上書き）、補正データの設定は終了する。これにより、補正データの設定が終了する。

すなわち画像形成装置１０は、ＥＥＰＲＯＭ６６に補正データ６８Ｃが格納された状態で出荷されるので、出荷後のユーザによる使用時は、画像形成装置１０では、ＬＰＨ１６においてこの補正データ６８Ｃを用いて光量補正を行ないながら、画像を印字する。

補正データ生成装置７２は画像形成装置１０と着脱可能に構成し、出荷前やメンテナンス時等に接続して補正データを調整するようにしてもよいが、画像形成装置１０に補正データ生成装置７２を内蔵し、出荷後の経時変化にも対応できるように構成してもよい。なお、補正分解能係数Ｋには、経時変化がほとんど無いので、補正値のみを補正する。

このように補正データ６８Ａと補正データ６８Ｂをマージした補正データ６８Ｃにより光量補正を行うことにより、補正データ６８Ａを用いた補正の後、さらに補正データ６８Ｂを用いた補正を行う補正した場合と等しくなる。すなわち、画像形成装置１０では、光プリントヘッド１６の高周波成分の出力むらについては、補正データ６８Ｃに含まれる光プリントヘッド１６の光強度分布に基づいて求めた補正データ６８Ａ成分で補正し、その他の出力むら、すなわち低周波成分の出力むらについては、補正データ６８Ｃに含まれる画像形成装置１０による実際の出力結果の濃度分布に基づいて求めた補正データ６８Ｂ成分で補正することができ、従来よりも濃度むらの少ない高画質の画像を得ることができる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、ＬＰＨ１６から射出されるスポット光の光量を相対的に検出するに際し、ＬＰＨ１６とラインＣＣＤ８０Ａとの間に設けられた透過拡散板８０Ｃによりスポット光を拡散させ、拡散された光を拡大レンズ８０Ｂにより集光してラインＣＣＤ８０Ａの受光面に結像させて、受光面に入射した光の光量を検出するので、スポット光の角度依存性を考慮した光量検出を行うことができる。

なお、本実施の形態では、センサ８０を、ＬＰＨ１６のＬＥＤ４６の配列方向とラインＣＣＤ８０ＡのＣＣＤの配列方向とが直交するように配設し、ＬＰＨ１６の幅方向に等速移動させてＬＰＨ１６の露光エネルギ分布を測定する形態（図１０参照）について説明したが、図２１に示されるように、ラインＣＣＤ８０ＡのＣＣＤの配列方向が、ＬＥＤ４６の配列方向に対して斜めになるように配設して、ラインＣＣＤ８０ＡのＣＣＤの配列方向とＬＥＤ４６の配列方向とのなす角度を維持してＬＰＨ１６の幅方向に等速移動させてＬＰＨ１６の露光エネルギ分布を測定するようにしてもよい。このように構成することにより、互いに直交する配列とした場合と比較して、より多くのＣＣＤによりＬＥＤ４６からの発光光が受光されることになり、解像度が向上して精度よくＬＰＨ１６の光量補正を行うことができる。像側の解像度は、拡大レンズ８０Ｂの倍率によっても設定可能であるが、レンズの倍率を大きくするとラインＣＣＤ８０Ａの一画素あたりに入射する光量が減少することで、Ｓ／Ｎ比が悪化する。このため、解像度向上については、ラインＣＣＤ８０ＡのＣＣＤ配列方向が、ＬＥＤ４６の配列方向に対して斜めに配設するほうが有効な手段である。

また、ラインＣＣＤ８０ＡのＣＣＤの配列方向とＬＥＤ４６の配列方向とのなす角度は、要求される解像度に応じて適宜調整することができる。例えば、配列ピッチが６００ｄｐｉのＬＰＨ１６であれば、なす角を６０度にした場合、解像度を１２００ｄｐｉとすることができる。ただし、ＣＣＤから出力される画像は長方形を平行四辺形に歪ませた形になるため、補正値の算出時には、画像の歪みを補正する処理が必要となる。この場合、量子化誤差が問題になる場合があるため、キュービックコンボリューションやバイリニア等適切な補完処理を行う必要がある。

なお、本実施の形態では、読取装置９０により用紙上に形成された画像（テストパターン）を読み取って濃度むらを算出したが、本発明はこれに限定されるものではない。画像形成装置１０内に、例えば、図１に点線で示すように、感光体ドラム１２上の潜像電位を測定するセンサ２００を取り付け、このセンサ２００により測定された電位むらが小さくなるように補正データ６８Ｂを算出してもよいし、感光体ドラム１２上のトナー量（トナー像の濃度）を測定するセンサ２０２を取り付け、このセンサ２０２により測定された濃度むらが小さくなるように補正データ６８Ｂを算出してもよい。

また、本実施の形態では、補正データ６８Ａと補正データ６８Ｂを合成した補正データ６８ＣをＥＥＰＲＯＭ６６に記憶しておく場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。補正データ６８Ａと補正データ６８ＢをＥＥＰＲＯＭ６６に記憶しておき、ドライバ６４へ補正データを転送する際に、補正データ６８Ａと補正データ６８Ｂとを合成して補正データ６８Ｃを生成して、ドライバ６４へ転送するようにしてもよい。ただし、この場合は、画像形成装置に補正データ６８Ａと補正データ６８Ｂを合成する手段が必要になり、また、補正データの転送の度に合成処理を行う必要があるため、上記本実施の形態の如く、予め補正データ６８ＣをＥＥＰＲＯＭ６６に記憶しておく方が好ましい。

また、本実施の形態では、工場出荷前に補正データの設定を行う場合を例に説明したが、出荷後にも行われるようにしてもよい。例えば、装置設置後の感光体ドラム１２を交換した時に、テストパターンを出力して、交換後の濃度むらを補正するための補正データ６８Ｂを算出し、補正データ６８Ｃを更新するようにしてもよい。

この場合、交換前の補正データ６８Ｃと補正データ６８Ｂを合成して、新たな補正データ６８Ｃを生成してＥＥＰＲＯＭ６６に書き込んでもよいが、より好ましくは、ＥＥＰＲＯＭ６６に、工場出荷前に算出された補正データ６８Ａを上書きせずに残しておき、この補正データ６８Ａと交換後に算出した補正データ６８Ｂとを合成して、新たな補正データ６８Ｃを生成して、ＥＥＰＲＯＭ６６に書き込むようにするとよい。これは、交換前の補正データ６８Ｃには、光プリントヘッド１６に対する測定装置７０での光強度の測定位置と、画像形成装置での交換前の感光体ドラム１２の位置とのずれによる成分が含まれているためである。

また、本実施の形態では、測定装置７０による測定時のＬＰＨの点灯パターンを２ｏｎ２ｏｆｆとした場合について説明したが、４ｏｎ４ｏｆｆ等、半分の光源が点灯しており、谷が検出しやすい状態であればよい。この点灯パターンは、拡散板による拡散の度合い等により適宜設定し得る。

なお、本実施の形態における画像形成装置１０の構成（図１乃至図１２、図２０参照）及び処理の流れ（図１６参照）は一例であり、適宜変更可能であることは言うまでもない。

実施の形態に係る画像形成装置の全体構成が示されている。 実施の形態に係るＬＥＤプリントヘッドの断面図を示す。 （Ａ）はプリント基板からＳＬＥＤへの入力信号を示す図、（Ｂ）はＳＬＥＤ及びＬＰＨ駆動部の詳細構成を示す回路図である。 実施の形態に係るセルフォックレンズアレイのロッドレンズとＳＬＥＤチップの位置関係を示す図である。 他のセルフォックレンズアレイのロッドレンズとＳＬＥＤチップの位置関係を示す図である。 実施の形態に係るＬＥＤチップの配置（千鳥配置）を示す図である。 ＳＬＥＤ内のＬＥＤ単体の駆動回路図である。 実施の形態に係る補正データの設定に係る部分及び補正データ生成装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る測定装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態にかかるＬＰＨとセンサとの相対的な移動方向を示す図である。 実施の形態に係る測定装置の詳細な構成を示す説明図である。 実施の形態に係る演算処理部の詳細構成を示すブロック図である。 Ａ）は一般的な現像特性、（Ｂ）は（Ａ）を簡略化した現像特性を示す図である。 点灯パターンを２ｏｎ２ｏｆｆとした場合の露光エネルギ分布が示されている。 露光エネルギ分布の副走査方向断面が模式的に示されている。 補正データ算出処理の制御ルーチンが示されている。 点灯制御信号ΦＩのパルス幅を変化させたときのＬＥＤの特性値（≒光量）を示す図である。 ＬＰＨを２ｏｎ２ｏｆｆパターンで点灯した場合に取得される光プロファイルの一例が示されている。 （Ａ）は測定時の露光エネルギ分布の副走査方向断面を、（Ｂ）は画像形成時の露光エネルギ分布の副走査方向断面を、それぞれ示す図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は印刷時及び測定時の露光エネルギ分布をそれぞれ示す図である。 実施の形態に係る補正データ生成装置の構成を示す図である。 他のＬＰＨとセンサとの相対的な移動方向を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム
１４ 帯電器
１６ ＬＥＤプリントヘッド
１８ 現像器
２０ 転写ローラ
２４ 用紙トレイ
２６ 用紙搬送ベルト
２８ 用紙
３０Ａ 加圧ローラ
３０Ｂ 加熱ローラ
３０ 定着器
３１ 副走査方向重ね合わせ計算器
３２ メモリ
３４ メモリ
３６ 比較器
３８ 加算器
４０ ＬＥＤアレイ
４２ プリント基板
４４ セルフォックレンズアレイ（光源、レンズユニット）
４６ ＬＥＤ（発光素子）
４８ ＬＥＤチップ（光源、発光素子アレイ）
６４ ドライバ
６６ ＥＥＰＲＯＭ
６８ 補正データ
７０ 測定装置
７２ 補正データ生成装置（取得手段、更新手段）
８０ センサ
８０Ａ ラインＣＣＤ（検出手段）
８０Ｂ 拡大レンズ（光学ユニット）
８０Ｃ 透過拡散板（拡散板）
８２ センサ移動ステージ（移動機構）
８４ ドライバ
８６ パソコン
８８ 演算処理部
１００ 駆動部

Claims (9)

1. 光源から射出されるスポット光の光量を相対的に検出する光量検出装置であって、
   光電変換素子を用いて受光面に入射した光の光量を検出する検出手段と、
   前記光源と前記検出手段との間に設けられ、前記スポット光を拡散させる拡散板と、
   前記拡散板により拡散された光を集光して前記検出手段の受光面に結像させる光学ユニットと、
   を備えた光量検出装置。
2. 前記拡散板は、透過型の拡散板であることを特徴とする請求項１記載の光量検出装置。
3. 前記拡散板は、前記スポット光の光路と直交すると共に、当該スポット光の結像位置に配設されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光量検出装置。
4. 前記光学ユニットは、入射した光を拡大させて前記検出手段の受光面に結像させる拡大レンズであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の光量検出装置。
5. 前記光源と前記光学ユニット及び前記検出手段とを相対的に移動させる移動機構をさらに備え、
   前記光源から射出されるスポット光の光量のプロファイルを走査することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の光量検出装置。
6. 前記光源は、複数の発光素子がライン状に配列された発光素子アレイから射出された光を集光してスポット光とするレンズユニットを含んで構成され、
   前記光電変換素子は、前記発光素子アレイにおける発光素子の配列方向と直交する方向に複数の画素が配列されたラインセンサであり、
   前記移動機構は、前記発光素子アレイの発光素子の配列方向に前記光学ユニット及び前記検出手段を移動させることを特徴とする請求項５記載の光量検出装置。
7. 前記光源は、複数の発光素子がライン状に配列された発光素子アレイから射出された光を集光してスポット光とするレンズユニットを含んで構成され、
   前記光電変換素子は、複数の画素がライン状に配列されたラインセンサであり、
   前記移動機構は、前記発光素子アレイの発光素子の配列方向と複数の画素の配列方向とのなす角が常に所定の角度となるように前記光学ユニット及び前記検出手段を移動させることを特徴とする請求項５記載の光量検出装置。
8. 前記レンズユニットは、屈折率分布型のロッドレンズが複数配列されて構成されたセルフォックレンズアレイであることを特徴とする請求項６又は請求項７記載の光量検出装置。
9. 光源から射出されるスポット光の光量を相対的に検出する光量検出方法であって、
   前記スポット光を拡散板により拡散させ、
   前記拡散板により拡散された光を集光し、
   結像位置に配設された光電変換素子により入射した光の光量を検出する
   光量検出方法。

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