JP2008296443A - Optical printing head correcting method, optical printing head, and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真式のプリンタ、ファクシミリ、複写機などに用いられる感光体、あるいは感光紙など感光性媒体を露光するために用いられる光プリントヘッド、その補正方法、および光プリントヘッドを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention includes an optical print head used to expose a photosensitive medium such as an electrophotographic printer, a facsimile machine, a copying machine, or a photosensitive medium such as photosensitive paper, a correction method thereof, and an optical print head. The present invention relates to an image forming apparatus.
従来、電子写真式を採用した画像形成装置では、感光体を露光するための露光手段として光プリントヘッドが用いられることがある。光プリントヘッドは、たとえば回路基板上に直線上に配列された複数の発光素子からの光を、ロッドレンズアレイなどのレンズアレイを介して、複数の光スポットとして感光体の表面に照射・結像させるものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus employing an electrophotographic method, an optical print head is sometimes used as an exposure unit for exposing a photoreceptor. An optical print head, for example, irradiates and images light from a plurality of light emitting elements arranged in a straight line on a circuit board as a plurality of light spots via a lens array such as a rod lens array on the surface of the photosensitive member. It is something to be made.
光プリントヘッドで用いられる複数の発光素子は、半導体製造技術によって製作されており、それらの発光素子の発光特性を均一化するのは困難である。そのため、複数の発光素子に同じ大きさの電力を供給したとしても、発光素子毎に発光量が異なるため、感光体上に形成される光スポットの大きさや照射光量にバラツキが生じ得る。このようなバラツキは、画像にムラが生ずる原因となり、正確に階調表現することが困難となる。 A plurality of light emitting elements used in an optical print head are manufactured by a semiconductor manufacturing technique, and it is difficult to make the light emitting characteristics of these light emitting elements uniform. For this reason, even if the same amount of power is supplied to a plurality of light emitting elements, the amount of emitted light differs from light emitting element to light emitting element, so that the size of the light spot formed on the photoconductor and the amount of irradiation light may vary. Such variations cause unevenness in the image and make it difficult to accurately express gradation.
この課題を解消すべく、個々の発光素子から感光体へ照射する発光量を一定とするように、発光特性に応じて光量を補正するための補正データを作成し、この補正データに基づいて発光素子の駆動時間(電力供給時のパルス幅)を調整することによって発光量を調整する技術が提案されている(たとえば特許文献1参照)。 In order to solve this problem, correction data for correcting the amount of light according to the light emission characteristics is created so that the amount of light emitted from each light emitting element to the photosensitive member is constant, and light emission is performed based on this correction data. A technique for adjusting the light emission amount by adjusting the drive time of the element (pulse width at the time of power supply) has been proposed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、発光量を調整する補正方法では、レンズアレイの製造公差や組み付け公差に起因する光スポットの形状のバラツキを抑えることができないため、印画濃度のムラを十分に抑えることは困難である。 However, in the correction method for adjusting the light emission amount, it is difficult to sufficiently suppress unevenness in the print density because the variation in the shape of the light spot due to the manufacturing tolerance or assembly tolerance of the lens array cannot be suppressed.
また、レンズアレイを構成する複数のレンズの収差により、感光体上の光スポットの形状は、楕円形などの形状となることがある(たとえば特許文献2参照)。このような場合、光スポットの長軸の延びる方向がスクリーン方向に近い(平行に近い)場合と、光スポットの長軸がスクリーン方向と直交する方向に近い場合とで印画濃度が異なったものとなる。そのため、感光体における複数の光スポットの長軸の向きに均一性が無い場合には、これが印画濃度ムラを生じる原因ともなる。 Moreover, the shape of the light spot on the photoconductor may be an ellipse or the like due to the aberration of a plurality of lenses constituting the lens array (see, for example, Patent Document 2). In such a case, the print density differs depending on whether the direction in which the long axis of the light spot extends is close to the screen direction (near parallel) or if the long axis of the light spot is close to the direction perpendicular to the screen direction. Become. For this reason, when there is no uniformity in the direction of the major axis of the plurality of light spots on the photosensitive member, this also causes uneven print density.
本発明は、光プリントヘッドを用いて感光体などの感光体媒体に光を照射することにより印画する場合における印画ムラを抑制することを課題としている。 An object of the present invention is to suppress printing unevenness when printing is performed by irradiating a photosensitive medium such as a photosensitive body with light using an optical print head.
本発明の第1の側面では、主走査方向に列状に並んだ複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの出射光を感光性媒体に結像させるための結像光学系と、を備えた光プリントヘッドにおいて、光量補正データにより、前記複数の発光素子の光量を補正する方法であって、前記光量補正データは、前記主走査方向でのビームスポットの径のバラツキと、前記主走査方向での印画濃度または前記感光性媒体における露光量のバラツキと、の相関性の高い測定角を基準として作成されたスポット径由来補正データを含んでおり、かつ、前記ビームスポットの径は、前記ビームスポットの中心を通る第1の直線によって前記ビームスポットを切断したときの切断長さであり、前記測定角は、前記ビームスポットの中心を通る第2の直線に対する前記第1の直線の交差角であることを特徴とする、光プリントヘッドの光量補正方法が提供される。 In the first aspect of the present invention, a plurality of light emitting elements arranged in a line in the main scanning direction, and an imaging optical system for imaging light emitted from the plurality of light emitting elements on a photosensitive medium, In the optical print head provided, the light amount of the plurality of light emitting elements is corrected by light amount correction data, wherein the light amount correction data includes a variation in a beam spot diameter in the main scanning direction and the main scanning. Including spot diameter-derived correction data created on the basis of a measurement angle having a high correlation with print density in the direction or variation in exposure amount in the photosensitive medium, and the diameter of the beam spot is A cutting length when the beam spot is cut by a first straight line passing through the center of the beam spot, and the measurement angle is relative to a second straight line passing through the center of the beam spot. Characterized in that it is a crossing angle of the first straight line, the light quantity correcting method for an optical print head is provided.
本発明の第2の側面では主走査方向に列状に並んだ複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの出射光を感光性媒体に結像させるための結像光学系と、前記複数の発光素子の光量を補正するための光量補正データを保持することができるデータ保持手段と、前記光量補正データに基づいて前記複数の発光素子の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた光プリントヘッドであって、前記光量補正データは、前記主走査方向でのビームスポットの径のバラツキと、前記主走査方向での印画濃度または前記感光性媒体における露光量のバラツキと、の相関性の高い測定角を基準として作成されたスポット径由来補正データを含んでおり、かつ、前記ビームスポットの径は、前記ビームスポットの中心を通る第1の直線によって前記ビームスポットを切断したときの切断長さであり、前記測定角は、前記前記ビームスポットの中心を通る第2の直線に対する前記第1の直線の交差角であることを特徴とする、光プリントヘッドが提供される。 In a second aspect of the present invention, a plurality of light emitting elements arranged in a line in the main scanning direction, an imaging optical system for imaging light emitted from the plurality of light emitting elements on a photosensitive medium, and the plurality Light having a data holding means capable of holding light quantity correction data for correcting the light quantity of the light emitting elements, and a drive control means for controlling the driving of the plurality of light emitting elements based on the light quantity correction data In the print head, the light amount correction data has a correlation between a variation in the diameter of the beam spot in the main scanning direction and a variation in the print density in the main scanning direction or the exposure amount in the photosensitive medium. Spot diameter derived correction data created with a high measurement angle as a reference is included, and the diameter of the beam spot is determined by the first straight line passing through the center of the beam spot. An optical print head is provided, wherein the measurement angle is a crossing angle of the first straight line with respect to a second straight line passing through the center of the beam spot. Is done.
本発明の第3の側面では、前記光プリントヘッドを備えたことを特徴とする、画像形成装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the optical print head.
前記第2の直線は、たとえば前記主走査方向に沿って延びる直線である。もちろん、前記第2の直線は、副走査方向に沿って延びる直線であってもよいし、その他の直線であってもよい。 The second straight line is, for example, a straight line extending along the main scanning direction. Of course, the second straight line may be a straight line extending in the sub-scanning direction, or may be another straight line.
前記相関性は、たとえば前記相関性は、前記ビームスポットの径と前記印画濃度または前記露光量との前記主走査方向での共分散を、前記ビームスポットの径のバラツキの標準偏差と前記印画濃度または前記露光量のバラツキの標準偏差の積で割った相関係数である。 The correlation may be, for example, the covariance in the main scanning direction between the beam spot diameter and the print density or the exposure amount, and the standard deviation of the beam spot diameter variation and the print density. Or the correlation coefficient divided by the product of the standard deviation of the variation in the exposure amount.
前記相関係数は、絶対値において0.4以上であるのが好ましく、さらに好ましくは絶対値において0.6以上である。 The correlation coefficient is preferably 0.4 or more in absolute value, and more preferably 0.6 or more in absolute value.
前記光量補正データは、複数のスクリーン角のそれぞれに対応して作成される前記スポット径由来補正データを含んでいるのが好ましい。この場合、駆動制御手段は、前記スクリーン角に応じて作成した前記スポット径由来補正データに基づいて前記複数の発光素子を駆動する。 The light quantity correction data preferably includes the spot diameter-derived correction data created corresponding to each of a plurality of screen angles. In this case, the drive control means drives the plurality of light emitting elements based on the spot diameter-derived correction data created according to the screen angle.
前記結像光学系は、たとえば前記主走査方向に並ぶ複数のロッドレンズを含むものである。前記複数のロッドレンズは、たとえば千鳥状に配置されている。 The imaging optical system includes, for example, a plurality of rod lenses arranged in the main scanning direction. The plurality of rod lenses are arranged in a staggered manner, for example.
前記光量補正データは、前記複数の発光素子からの出射光量を所望の範囲内において均一化するための出射光量由来補正データを含んでいてもよい。 The light quantity correction data may include outgoing light quantity derived correction data for making the emitted light quantity from the plurality of light emitting elements uniform within a desired range.
本発明によれば、前記ビームスポットの径のバラツキと、前記感光性媒体における前記主走査方向での印画濃度(露光量)のバラツキと、の相関性が高い測定角を基準として作成されたスポット径由来補正データに基づいて、複数の発光素子の光量を補正するようにしている。そのため、感光体などの感光性媒体における複数の光スポットの形状が楕円形などの非真円形状となり、複数の光スポットの長軸の向きに均一性が無い場合であっても、印画濃度ムラを生じることを抑制することができる。 According to the present invention, a spot created based on a measurement angle having a high correlation between a variation in the diameter of the beam spot and a variation in print density (exposure amount) in the main scanning direction on the photosensitive medium. Based on the diameter-derived correction data, the light amounts of the plurality of light emitting elements are corrected. For this reason, even if the light spots on the photosensitive medium such as the photoconductor are non-circular, such as an ellipse, even if the direction of the major axes of the light spots is not uniform, Can be suppressed.
以下、本発明に係る画像形成装置および光プリントヘッドについて、添付図面を参照しつつ具体的に説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus and an optical print head according to the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
図1に示した画像形成装置Xは、電子写真感光体1、帯電装置2、光プリントヘッド3、現像装置4、転写装置5、定着装置6、クリーニング装置7、および除電装置8を備えたものである。
The image forming apparatus X shown in FIG. 1 includes an electrophotographic
電子写真感光体1は、画像信号に基づいた静電潜像およびトナー像が形成されるものであり、図1の矢印A方向に回転可能とされている。図3に示したように、電子写真感光体1は、円筒状基体10の外周面に、感光層11を形成したものである。
The electrophotographic
円筒状基体10は、少なくとも表面に導電性を有するものであり、たとえばアルミニウムなどにより形成されている。
The
感光層11は、アモルファスシリコンなどの無機半導体や有機半導体から成る光導電層を被着させた構造を有しており、光導電層に光プリントヘッド3からの光が照射されると、光導電層の比抵抗を急激に低下させて、光導電層に所定の潜像を形成するものである。感光層31はまた、円筒状基体10からのキャリアの注入を阻止するためのキャリア注入阻止層や電子写真感光体1の表面を保護するための表面層を備えたものであってもよい。
The
帯電装置2は、電子写真感光体1の表面を、光導電層の種類に応じて、正極性または負極性に一様に帯電させるためのものである。電子写真感光体1の帯電電位は、通常、200〜1000Vとされる。
The charging device 2 is for charging the surface of the
図2および図3に示したように、光プリントヘッド3は、電子写真感光体1の表面に静電潜像を形成するために、画像信号に応じて電子写真感光体1(感光層11)の表面に光を照射するものである。この光プリントヘッド3は、電子写真感光体1に対して、所定の距離だけ離間するようにして略平行に配置されている。光プリントヘッド3は、ケース30、回路基板31、およびロッドレンズアレイ32を備えたものとされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the optical print head 3 is used to form an electrostatic latent image on the surface of the electrophotographic
ケース30は、回路基板31やロッドレンズアレイ32を保持するためのものであり、たとえば黒色樹脂を用いた樹脂成型により形成されている。
The
回路基板31は、絶縁性基板33上に、複数の発光素子アレイチップ34および駆動IC35を列状に実装し、導電性配線を所定のパターンで形成したものである。
The
絶縁性基板33は、ガラスエポキシ樹脂、ガラス、あるいはセラミックスなどの電気絶縁性材料により長矩形状に形成されている。
The
複数の発光素子アレイチップ34は、絶縁性基板33の長手方向(主走査方向)に沿って列状に配置されたものであり、複数の発光素子(図示略)が、たとえば600dpi(dot per inch)の密度で直線状に配列されたものである。発光素子アレイチップ34は、複数の接続パッド(図示略)を備えており、導電性配線(図示略)を介してドライバーIC35に接続されている。
The plurality of light emitting
発光素子は、たとえばGaAlAs系やGaAsP系のLEDなどからなり、p型半導体とn型半導体とをpn接合した構成とされている。各発光素子は、外部より回路配線および接続パッドなどを介して電源電力が印加されると、p型半導体の内部に電子が、n型半導体の内部に正孔がそれぞれ注入され、これらのキャリアをpn接合付近で再結合させ、この結合の際に生じたエネルギーを光に変換することによって所定の輝度で発光するものである。すなわち、各発光素子は、画像データに基づいて外部より所定のエネルギーが印加されることにより、画像データに対応した所定の時間だけ発光する。 The light emitting element is made of, for example, a GaAlAs-based or GaAsP-based LED, and has a configuration in which a p-type semiconductor and an n-type semiconductor are pn-junctioned. When power is applied to each light-emitting element from the outside through circuit wiring, connection pads, etc., electrons are injected into the p-type semiconductor and holes are injected into the n-type semiconductor, respectively. Light is emitted with a predetermined luminance by recombination in the vicinity of the pn junction and converting the energy generated during the coupling into light. That is, each light emitting element emits light for a predetermined time corresponding to the image data by applying predetermined energy from the outside based on the image data.
ドライバーIC35は、外部からの画像データに基づいて発光素子の点灯状態を個別に制御するためのものであり、導電性配線を介して、発光素子アレイチップ34に電気的に接続されている。このドライバーIC35は、図4に示したように、階調制御部36、光量補正部37、および複数の定電流電源38を含んでいる。
The driver IC 35 is for individually controlling the lighting state of the light emitting elements based on image data from the outside, and is electrically connected to the light emitting
階調制御部36は、光の階調レベルを制御する外部からの階調画像データをシリアル転送するためのシフトレジスタ、これらの階調画像データを一時的に格納するためのラッチ、およびストローブ信号が供給される間、ラッチ内の階調画像データに基づいて定電流電源38へ所定の出力を発するゲート回路などにより構成されている。この階調制御部36では、たとえばラッチ内の階調画像データに基づいて定電流電源38から発光素子へ供給される電流の通電時間を可変させることにより、発光素子の発光時間により印画濃度の階調制御をおこなう。
The
光量補正部37は、光量補正データをシリアル転送するためのシフトレジスタ、および光量補正データを一時的に格納するためのラッチなどにより構成され、ラッチ内に格納されている光量補正データに基づいて定電流電源38から発光素子に供給される電流の電流値を切り換えることにより、発光素子の発光量を調整する。なお、光量補正データについての詳細は、後述するものとする。
The light
複数の定電流電源38は、発光素子と1対1に対応して設けられており、光量補正部37のラッチ内に格納される光量補正データに基づいて電流値が調整されるものである。
The plurality of constant current power supplies 38 are provided in one-to-one correspondence with the light emitting elements, and the current value is adjusted based on the light amount correction data stored in the latch of the light
一方、ロッドレンズアレイ32は、発光素子からの光を外部の電子写真感光体1に照射・結像させるためのものであり、複数のロッドレンズ32Aをホルダ32Bに保持させたものである。複数のロッドレンズ32Aは、絶縁性基板の長手方向(主走査方向)に千鳥状に並ぶように配置されており、たとえば直径が0.3mm以上1.1mm以下、長さが4mm以上17mm以下の円柱状とされている。
On the other hand, the
図1に示した現像装置4は、電子写真感光体1の静電潜像を現像してトナー像を形成するためのものである。この現像装置4は、現像剤を保持しているとともに、現像スリーブ40を備えている。
The developing device 4 shown in FIG. 1 is for developing an electrostatic latent image on the electrophotographic
現像剤は、電子写真感光体1の表面に形成されるトナー像を構成するためのものであり、現像装置4において摩擦帯電させられる。現像剤としては、磁性キャリアと絶縁性トナーとから成る二成分系現像剤、あるいは磁性トナーから成る一成分系現像剤を使用することができる。
The developer is for constituting a toner image formed on the surface of the
現像スリーブ40は、電子写真感光体2と現像スリーブ40との間の現像領域に現像剤を搬送する役割を果すものである。
The developing
現像装置4においては、現像スリーブ40により摩擦帯電したトナーが一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送され、電子写真感光1と現像スリーブ40との間の現像域において、このトナーによって静電潜像が現像されてトナー像が形成される。トナー像の帯電極性は、正規現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体1の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体1の表面の帯電極性と同極性とされる。
In the developing device 4, the toner frictionally charged by the developing
転写装置5は、電子写真感光体1と転写装置5との間の転写領域に給紙された記録紙Pにトナー像を転写するためのものであり、転写用チャージャ50および分離用チャージヤ51を備えている。この転写装置5では、転写用チャージャ50において記録紙Pの背面(非記録面)がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録紙P上にトナー像が転写される。転写装置5ではさらに、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ51において記録紙Pの背面が交流帯電させられ、記録紙Pが電子写真感光体1の表面から速やかに分離させられる。
The transfer device 5 is for transferring a toner image onto a recording paper P fed to a transfer region between the electrophotographic
なお、転写装置5としては、電子写真感光体1の回転に従動し、かつ電子写真感光体1とは微小間隙(通常、0.5mm以下)を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。この場合の転写ローラは、たとえば直流電源により、電子写真感光体2上のトナー像を記録紙P上に引きつけるような転写電圧を印加するように構成される。このような転写ローラを用いる場合には、分離用チャージャ51のような転写材分離装置は省略することもできる。
As the transfer device 5, it is also possible to use a transfer roller that is driven by the rotation of the electrophotographic
定着装置6は、記録紙Pに転写されたトナー像を定着させるためのものであり、一対の定着ローラ60,61を備えている。この定着装置6では、一対のローラ60,61の間に記録紙Pを通過させることにより、熱、圧力などによって記録紙Pに対してトナー像が定着させられる。
The fixing
クリーニング装置7は、電子写真感光体1の表面に残存するトナーを除去するためのものであり、クリーニングブレード70を備えている。このクリーニング装置7では、クリーニングブレード70によって、電子写真感光体1の表面に残存するトナーが掻き取られて回収される。クリーニング装置7において回収されたトナーは、現像装置4内にリサイクルするようにしてもよい。
The
除電装置8は、電子写真感光体1の表面電荷を除去するためのものである。この除電装置8は、たとえば光照射により、電子写真感光体2の表面電荷を除去するように構成される。
The
次に、光プリントヘッド3の補正方法について、ドライバーIC35のラッチに格納する光量補正データを作成するための補正パラメータの決定方法とともに説明する。
Next, a correction method of the optical print head 3 will be described together with a determination method of correction parameters for creating light amount correction data to be stored in the latch of the
まず、光プリントヘッド3を画像形成装置1に組み込む前に、発光素子アレイ34における各発光素子の発光出力を測定し、この測定結果に基づいて、各発光素子の発光出力を所要の範囲内にて均一化するための第1の補正パラメータを作成する。第1の補正パラメータは、たとえば図5に示したビーム測定装置9を用いて測定される各発光素子の光量に基づいて作成することができる。
First, before assembling the optical print head 3 into the
ビーム測定装置9は、光プリントヘッド3における発光素子からの光を、ロッドレンズアレイ32を介してCCDカメラ90によって観察するように構成されたものである。CCDカメラ90は、駆動系によって発光素子の列に沿って移動可能とされている。CCDカメラ90において撮像された画像は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置91において画像処理される。情報処理装置91では、複数の発光素子の強度分布に基づいて、各発光素子の発光出力とこれらの平均値(基準値)との差を埋めるために必要な所定の電力値を求め、この値に対応させて第1の補正パラメータを作成する。
The beam measuring device 9 is configured to observe light from a light emitting element in the optical print head 3 with a
この第1の補正パラメータにより光量補正を行う場合の補正目標値は、たとえば電子写真感光体1の光感度や印字の速度などを考慮して、補正可能な範囲内において決定される。補正目標値は、通常、補正前の複数の発光素子の光量の平均値付近、たとえば各発光素子3における発光出力のバラツキが±15%以内、好ましくは±7%の範囲となるように設定される。
The correction target value when the light amount correction is performed using the first correction parameter is determined within a correctable range in consideration of, for example, the photosensitivity of the electrophotographic
このような範囲に補正目標値を設定するのは、発光出力のバラツキが大きすぎると、後述する第2の補正パラメータを作成する際に、各発光素子の発光強度分布の形状が大きくバラツキ、これにより、第2の補正パラメータにおける補正値を大きく変動させることになって、高精度の補正ができなくなることがあるからである。 The correction target value is set in such a range when the variation in the light emission output is too large, the shape of the light emission intensity distribution of each light emitting element varies greatly when creating the second correction parameter described later. This is because the correction value in the second correction parameter is greatly changed, and high-accuracy correction may not be possible.
ここで、一色につき16段階の階調表現を行なう場合には1ドットにつき4ビット(24=16)の補正パラメータが必要となり、一色につき64段階の階調表現を行なう場合には1ドットにつき6ビット(26=64)の光量補正データが必要となる。階調表現は、たとえば印加電力の大きさ(たとえば電流値もしくは印加時間)により行なうことができる。この場合、16段階(4ビット/ドット)の階調を表現する場合には、たとえば3%の電力幅で各階調を調整することにより約45%の幅の電力調整で行なうことができる。一方、64段階(6ビット/ドット)の階調を表現する場合は、たとえば1.2%の電力幅で各階調を調整することにより約75%の幅の電力調整で行なうことができる。なお、各階調の電力調整幅の刻みは、たとえば発光素子やICの設計により決定すればよく、必ずしも上述した刻み幅には限定されない。 Here, when 16-level gradation expression is performed for each color, a correction parameter of 4 bits (2 4 = 16) is required for each dot, and when 64-level gradation expression is performed for each color, one dot is required. 6-bit (2 6 = 64) light quantity correction data is required. The gradation expression can be performed by, for example, the magnitude of applied power (for example, current value or application time). In this case, when expressing gradation of 16 steps (4 bits / dot), for example, by adjusting each gradation with a power width of 3%, it is possible to perform power adjustment with a width of about 45%. On the other hand, when expressing gradations of 64 levels (6 bits / dot), for example, by adjusting each gradation with a power width of 1.2%, it is possible to perform power adjustment with a width of about 75%. Note that the increment of the power adjustment width of each gradation may be determined by, for example, the design of the light emitting element or IC, and is not necessarily limited to the above-described increment width.
次に、種々の測定角における主走査方向におけるビームスポットの径のバラツキと印画濃度のバラツキとの相関性に基づいて、第2の補正パラメータを作成する。第2の補正パラメータは、発光素子アレイチップ34の各発光素子を、第1の補正パラメータに基づいて略等しい輝度で発光させたときにビームスポットを、CCDカメラ90を移動させつつ撮像した画像を処理することにより作成することができる。
Next, a second correction parameter is created based on the correlation between the variation in the beam spot diameter and the variation in the print density in the main scanning direction at various measurement angles. The second correction parameter is an image obtained by moving the
より具体的には、情報処理装置91において、CCDカメラ90において撮像された画像を処理することにより、各発光素子のビームスポットの径および発光強度を演算する。
More specifically, the
図6に示したように、各発光素子のビームスポットBsは、ロッドレンズアレイ32を複数のロッドレンズ32Aが千鳥状に配列された構成とした場合には、各ロッドレンズ32Aの収差(結像位置とロッドレンズの中心までの距離の差)に起因して楕円状となるとともに、図7に示したようにビームスポットBsの主軸Lの傾きθ1が連続的に変化する。ここで、図8に示したように、主軸Lの傾きθ1とは、主走査方向(ロッドレンズ32Aの配列方向)に対するビームスポットBsの長軸の傾きを意味し、図示した例では反時計周り方向が正方向とされている。
As shown in FIG. 6, the beam spot Bs of each light emitting element has an aberration (image formation) of each
図9(a)および図9(b)に示したように、ビームスポットBsの径Dは、ビームスポットBsの中心を通る直線(切断線)SにおいてビームスポットBsを切断したときの断面における切断長さとして定義される。測定角θ2は、主走査方向に対する直線(切断線)Sの傾きとして定義される。図示した例では、測定角θ2は、時計周り方向が正方向とされている。また、ビームスポットBsの径Dを測定するためのビームスポットBsは、たとえば図9(b)に示したように、光量分布におけるピークを100%としたとき、2%以上25%の範囲、好ましくは2%以上10%以下の範囲から選択される位置でのビームスポットBsとされる。 As shown in FIGS. 9A and 9B, the diameter D of the beam spot Bs is a cut in a cross section when the beam spot Bs is cut along a straight line (cut line) S passing through the center of the beam spot Bs. Defined as length. The measurement angle θ2 is defined as the slope of a straight line (cut line) S with respect to the main scanning direction. In the illustrated example, the clockwise direction of the measurement angle θ2 is a positive direction. Further, the beam spot Bs for measuring the diameter D of the beam spot Bs is preferably in the range of 2% to 25%, for example, as shown in FIG. Is a beam spot Bs at a position selected from a range of 2% to 10%.
ここで、図10に示したように、たとえば奇数列については奇数行にドットを形成する一方で、偶数列については偶数行にドット形成する印画を行なう場合(スクリーン角θ3=45°)、たとえばビームスポットBsの主軸Lの傾きθ1が連続的に変化することに起因して主走査方向について印画濃度が連続的に変化しうる。 Here, as shown in FIG. 10, for example, when dots are formed in odd rows for odd columns, while dots are formed in even rows for even columns (screen angle θ3 = 45 °), for example, Due to the continuous change in the inclination θ1 of the main axis L of the beam spot Bs, the print density can change continuously in the main scanning direction.
そこで、本発明者は、主走査方向における印画濃度の変化に相関しうるパラメータについて鋭意検討した結果、主走査方向において、印画濃度の変化が特定の測定角でのビームスポットBsの径の変化に相関性があることを見出した。 Therefore, as a result of intensive studies on parameters that can correlate with changes in the print density in the main scanning direction, the present inventor has found that changes in the print density change in the diameter of the beam spot Bs at a specific measurement angle in the main scanning direction. We found that there is a correlation.
図11に示したように、スクリーン角が45°のとき、測定角θ2(図9(a)参照)が0°では、主走査方向における印画濃度の変化とビームスポットBsの径の変化に相関性が見受けられなかった。その一方で、測定角θ2(図9(a)参照)が105°では、主走査方向における印画濃度の変化とビームスポットBsの径の変化に高い相関性が見受けられた。 As shown in FIG. 11, when the screen angle is 45 ° and the measurement angle θ2 (see FIG. 9A) is 0 °, there is a correlation between the change in the print density in the main scanning direction and the change in the diameter of the beam spot Bs. Sex was not seen. On the other hand, when the measurement angle θ2 (see FIG. 9A) is 105 °, a high correlation was observed between the change in the print density in the main scanning direction and the change in the diameter of the beam spot Bs.
なお、図11においては、縦軸を印画濃度の変化(バラツキ)として示したが、たとえば縦軸を電子写真感光体1に対する露光量としても同様な傾向が見受けられる。
In FIG. 11, the vertical axis is shown as a change (variation) in print density, but for example, the same tendency can be seen when the vertical axis is the exposure amount for the electrophotographic
そこで、種々の測定角θ2(図9(a)参照)について、主走査方向における印画濃度の変化とビームスポットBsの径Dの変化に相関性を検討したところ、図12に示したような結果が得られた。図12においては、相関性を相関係数として示してある。ここで、図12における相関係数とは、ビームスポットBsの径Dと印画濃度の共分散を、ビームスポットBsの径Dのバラツキの標準偏差と印画濃度のバラツキの標準偏差との積で割ったものである。 Therefore, the correlation between the change in the print density in the main scanning direction and the change in the diameter D of the beam spot Bs with respect to various measurement angles θ2 (see FIG. 9A) was examined. The result shown in FIG. was gotten. In FIG. 12, the correlation is shown as a correlation coefficient. Here, the correlation coefficient in FIG. 12 is obtained by dividing the covariance between the diameter D of the beam spot Bs and the print density by the product of the standard deviation of the variation in the diameter D of the beam spot Bs and the standard deviation of the variation in the print density. It is a thing.
図12から分るように、相関係数は、測定角θ2(図9(a)参照)に応じて変化し、測定角θ2が60°付近および105°付近において絶対値が大きくなった。相関係数は、絶対値が1に近いほど高い相関性を示すものであるため、測定角θ2が60°付近および105°付近では、主走査方向における印画濃度の変化とビームスポットBsの径Dの変化の相関性が高いことを示している。したがって、図12に示した例では、測定角θ2が60°付近および105°付近、たとえば相関係数が絶対値において0.4以上、好ましくは0.6以上である測定角θ2における主走査方向でのビームスポットBsの径Dの変化に応じて、各発光素子の駆動を制御してビームスポットの径Dを調整することにより、主走査方向での印画濃度のバラツキを抑制できることが分かる。すなわち、第2の補正パラメータは、主走査方向における印画濃度の変化とビームスポットBsの径Dの変化の相関性が高い測定角θ2でのビームスポットBsの径Dの変化に対応させ、各ビームスポットBsの径Dのバラツキを均一化するものとして作成される。たとえば、ビームスポットBsの径Dの径を対応する発光素子に印加する電力により調整する場合には、第2の補正パラメータは、各発光素子に対応するビームスポットBsの径Dとこれらの平均値(基準値)との差を埋めるために必要な所定の電力値を求め、この値に対応させたものとして作成される。 As can be seen from FIG. 12, the correlation coefficient changed according to the measurement angle θ2 (see FIG. 9A), and the absolute value increased when the measurement angle θ2 was around 60 ° and around 105 °. Since the correlation coefficient is higher as the absolute value is closer to 1, the correlation density changes in the main scanning direction and the diameter D of the beam spot Bs when the measurement angle θ2 is around 60 ° and around 105 °. It shows that the correlation of the change is high. Therefore, in the example shown in FIG. 12, the measurement angle θ2 is in the vicinity of 60 ° and 105 °, for example, the main scanning direction at the measurement angle θ2 in which the correlation coefficient is 0.4 or more, preferably 0.6 or more in absolute value. It can be seen that variation in the print density in the main scanning direction can be suppressed by controlling the driving of each light emitting element and adjusting the diameter D of the beam spot according to the change in the diameter D of the beam spot Bs. That is, the second correction parameter corresponds to the change in the diameter D of the beam spot Bs at the measurement angle θ2 where the change in the print density in the main scanning direction and the change in the diameter D of the beam spot Bs are highly correlated. It is created to make the variation in the diameter D of the spot Bs uniform. For example, when the diameter D of the beam spot Bs is adjusted by the power applied to the corresponding light emitting element, the second correction parameter is the diameter D of the beam spot Bs corresponding to each light emitting element and the average value thereof. A predetermined power value required to fill the difference from the (reference value) is obtained, and is created as a value corresponding to this value.
このようにして作成された第1および第2の補正パラメータは、光プリントヘッド3における発光特性あるいは印画特性を反映したものである。光プリントヘッド3では、第1の補正パラメータに基づいて作成される出射光量由来補正データ、および第2の補正パラメータに基づいて作成されたスポット径由来補正データに基づいて印画時において複数の定電流電源38の電流値や印加時間を制御することにより発光素子の発光状態が制御される。これにより、光プリントヘッド3を用いて画像形成を行なう場合には印画濃度のバラツキが抑制される。また、印画濃度のバラツキを抑制することにより、適切な階調表現が可能となる。
The first and second correction parameters created in this manner reflect the light emission characteristics or print characteristics of the optical print head 3. In the optical print head 3, a plurality of constant currents are printed at the time of printing based on the emission light amount-derived correction data created based on the first correction parameter and the spot diameter-derived correction data created based on the second correction parameter. The light emission state of the light emitting element is controlled by controlling the current value of the
なお、第1および第2の補正パラメータは、ドライバーIC35に記憶させてもよく、ドライバーIC35とは別のメモリに記憶させ、それを回路基板33に実装しておいてもよく、また光プリントヘッド3の外部に設けられたメモリに記憶させてもよい。また、第1および第2の補正パラメータに基づく出射光量由来補正データおよびスポット径由来補正データの作成は、光プリントヘッド3において行ってもよいし、光プリントヘッド3の外部において行ってもよい。後者の場合、出射光量由来補正データおよびスポット径由来補正データは、光プリントヘッド3を画像形成装置に組み込む前に予め作成しておき、光プリントヘッド3のドライバーICやメモリに記憶させておいてもよい。
The first and second correction parameters may be stored in the
本発明は、上述した実施の形態には限定されず、種々に変更可能である。たとえば図11および図12においては、スクリーン角θ3が45°(図10参照)のときの例を示したが、スクリーン角θ3が45°以外のときについても、先に説明したのと同様な手法により第2の補正パラメータを作成することができる。また、複数のスクリーン角について第2の補正パラメータを作成しておき、印画時におけるスクリーン角に応じて、それに対応する第2の補正パラメータに基づいてスポット径由来補正データを作成して発光素子の光量を補正するようにすることもできる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be variously modified. For example, FIGS. 11 and 12 show an example in which the screen angle θ3 is 45 ° (see FIG. 10), but the same method as described above is also used when the screen angle θ3 is other than 45 °. Thus, the second correction parameter can be created. In addition, second correction parameters are generated for a plurality of screen angles, and spot diameter-derived correction data is generated based on the second correction parameters corresponding to the screen angles at the time of printing, and It is also possible to correct the amount of light.
また、カラー印画を行なう場合には、たとえば発光強度のピーク波長が異なる複数種の発光素子を用いるとともに、ピーク波長の異なる複数種の発光素子のそれぞれについて、個別に第1および第2の補正パラメータを作成すればよい。 When performing color printing, for example, a plurality of types of light emitting elements having different peak wavelengths of emission intensity are used, and the first and second correction parameters are individually set for each of the plurality of types of light emitting elements having different peak wavelengths. Should be created.
本発明はさらに、複数のロッドレンズが千鳥状に配列されたロッドレンズアレイを使用した光プリントヘッドに限らず、複数のロッドレンズが一列に配列されたロッドレンズアレイを使用した光プリントヘッド、あるいはロッドレンズに変えて、凸レンズを使用した光プリントヘッドにも適用することができる。 The present invention is not limited to an optical print head using a rod lens array in which a plurality of rod lenses are arranged in a staggered manner, or an optical print head using a rod lens array in which a plurality of rod lenses are arranged in a row, or It can be applied to an optical print head using a convex lens instead of the rod lens.
本発明はまた、電子写真方式を採用した画像形成装置に限らず、たとえば感光紙などの感光性媒体に光を照射して感光性媒体に画像形成する画像形成装置に対しても適用することができる。 The present invention is not limited to an image forming apparatus that employs an electrophotographic method, and may be applied to an image forming apparatus that forms an image on a photosensitive medium by irradiating a photosensitive medium such as photosensitive paper with light. it can.
X 画像形成装置
1 電子写真感光体(感光性媒体)
3 光プリントヘッド
32 ロッドレンズアレイ(結像光学系)
32A ロッドレンズ
35 ドライバーIC(データ保持手段、駆動制御手段)
Bs ビームスポット
D ビームスポットの径
θ2 測定角
θ3 スクリーン角
X
3
Bs Beam spot D Beam spot diameter θ2 Measurement angle θ3 Screen angle
Claims (17)
前記光量補正データは、前記主走査方向でのビームスポットの径のバラツキと、前記主走査方向での印画濃度または前記感光性媒体における露光量のバラツキと、の相関性の高い測定角を基準として作成されたスポット径由来補正データを含んでおり、かつ、
前記ビームスポットの径は、前記ビームスポットの中心を通る第1の直線によって前記ビームスポットを切断したときの切断長さであり、
前記測定角は、前記ビームスポットの中心を通る第2の直線に対する前記第1の直線の交差角であることを特徴とする、光プリントヘッドの光量補正方法。 Light quantity correction in an optical printhead comprising a plurality of light emitting elements arranged in a line in the main scanning direction and an imaging optical system for imaging light emitted from the plurality of light emitting elements on a photosensitive medium According to data, a method of correcting the light quantity of the plurality of light emitting elements,
The light amount correction data is based on a measurement angle having a high correlation between the variation in the diameter of the beam spot in the main scanning direction and the variation in the print density in the main scanning direction or the exposure amount in the photosensitive medium. Contains the created spot diameter-derived correction data, and
The diameter of the beam spot is a cutting length when the beam spot is cut by a first straight line passing through the center of the beam spot,
The method according to claim 1, wherein the measurement angle is an intersection angle of the first straight line with respect to a second straight line passing through the center of the beam spot.
前記光量補正データは、前記主走査方向でのビームスポットの径のバラツキと、前記主走査方向での印画濃度または前記感光性媒体における露光量のバラツキと、の相関性の高い測定角を基準として作成されたスポット径由来補正データを含んでおり、かつ、
前記ビームスポットの径は、前記ビームスポットの中心を通る第1の直線によって前記ビームスポットを切断したときの切断長さであり、
前記測定角は、前記前記ビームスポットの中心を通る第2の直線に対する前記第1の直線の交差角であることを特徴とする、光プリントヘッド。 A plurality of light emitting elements arranged in a line in the main scanning direction, an imaging optical system for forming an image of light emitted from the plurality of light emitting elements on a photosensitive medium, and a light amount of the plurality of light emitting elements are corrected. An optical print head comprising: data holding means capable of holding light quantity correction data for driving; and drive control means for controlling driving of the plurality of light emitting elements based on the light quantity correction data,
The light amount correction data is based on a measurement angle having a high correlation between the variation in the diameter of the beam spot in the main scanning direction and the variation in the print density in the main scanning direction or the exposure amount in the photosensitive medium. Contains the created spot diameter-derived correction data, and
The diameter of the beam spot is a cutting length when the beam spot is cut by a first straight line passing through the center of the beam spot,
The optical print head according to claim 1, wherein the measurement angle is an intersection angle of the first straight line with respect to a second straight line passing through a center of the beam spot.
前記駆動制御手段は、前記スクリーン角に応じて作成した前記スポット径由来補正データに基づいて前記複数の発光素子を駆動する、請求項9ないし12のいずれかに記載の光プリントヘッド。 The light amount correction data includes the spot diameter-derived correction data created corresponding to each of a plurality of screen angles,
The optical print head according to claim 9, wherein the drive control unit drives the plurality of light emitting elements based on the spot diameter-derived correction data created according to the screen angle.
An image forming apparatus comprising the optical print head according to claim 9.
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