JP2010214681A - Method for regulating light quantity of exposure head and method for forming image - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子の光量調整時間を短縮した露光ヘッドの光量調整方法および画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure head light amount adjustment method and an image forming method in which a light amount adjustment time of a light emitting element is shortened.
露光ヘッドを用いた光プリンタとしては、LEDヘッドを用いた電子写真プリンタや、液晶ラインヘッドを用いた電子写真プリンタが存在している。前記プリンタ(画像形成装置)として、LEDなどの発光素子を複数個主走査方向(第1方向)に配列し、発光素子から出射された光を結像光学系のレンズで結像して感光体(潜像担持体)上に潜像スポットを形成する露光ヘッドが知られている。 As an optical printer using an exposure head, there are an electrophotographic printer using an LED head and an electrophotographic printer using a liquid crystal line head. As the printer (image forming apparatus), a plurality of light emitting elements such as LEDs are arranged in the main scanning direction (first direction), and light emitted from the light emitting elements is imaged by a lens of an image forming optical system to be a photosensitive member. An exposure head for forming a latent image spot on a (latent image carrier) is known.
これらのプリンタは、前記第1方向および第1方向と直交する第2方向(副走査方向)に複数の結像光学系を配置することがある。このような結像光学系のレンズとして光学倍率がマイナスのレンズ(倒立系の結像光学系)を用いる場合と、光学倍率がプラスのレンズ(正立系の結像光学系)を用いる場合がある。特許文献1には、光学倍率がマイナスのレンズ(倒立系の結像光学系)を用いた画像形成装置の例が記載されている。
In these printers, a plurality of imaging optical systems may be arranged in the first direction and a second direction (sub-scanning direction) orthogonal to the first direction. A lens with a negative optical magnification (an inverted imaging optical system) or a lens with a positive optical magnification (an upright imaging optical system) may be used as such an imaging optical system lens. is there.
LEDや有機EL素子などの発光素子は、使用時間の経過とともに光量が減少し露光ヘッドの露光ムラを引き起こす。このため、光量劣化を調整する制御が必要となる。特許文献2には、このような光量劣化を調整する制御として、最初に工場出荷時に各素子の光量値を測定し、メモリに保持しておく。次に、製品使用時の光量を調整する制御時には、ヘッド基板上に設けたセンサを用いて、光量を測定し、出荷時の光量と比較し、発光素子光量の調整をおこなう事で、露光ヘッドの露光ムラを解消する光量調整方法が提案されている。
In a light emitting element such as an LED or an organic EL element, the amount of light decreases with the lapse of usage time, causing exposure unevenness of the exposure head. For this reason, the control which adjusts light quantity deterioration is needed. In
図18、図19は特許文献2に記載の発光素子の光量検出を示す回路図と特性図である。図18は、光電流/電圧変換を用いた光量センサと光量検出回路を示している。発光素
子の出力光を受光する光量センサとしての受光素子(フォトダイオード)Pdに、オペアンプ(差動増幅器)Op、コンデンサCf、抵抗Rfを接続する。出力端子Voutに得られる電圧信号で光量を検出する。図18に示すように、オペアンプOpが発振して誤作動しないようにするために、コンデンサCfを用いて信号の帯域を制限している。
18 and 19 are a circuit diagram and a characteristic diagram showing the light amount detection of the light emitting element described in
図19は、光量検出回路の出力電圧値と時間の関係を示す特性図である。図18で説明したように、コンデンサCfにより光量検出回路の帯域を制限しているため、又は光量検出回路自身のスルーレートのため、出力電圧が誤差範囲に収斂するまでの時間(一定値Zに到達するまでの時間)Ta、すなわちセトリングタイム(settling time)が存在して
いる。Ta経過後のTbは、発光素子の光量検出のための時間を示している。
FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the output voltage value of the light amount detection circuit and time. As described with reference to FIG. 18, the time until the output voltage converges within the error range (to a constant value Z) because the band of the light amount detection circuit is limited by the capacitor Cf or because of the slew rate of the light amount detection circuit itself. Time to reach) Ta, that is, a settling time exists. Tb after the lapse of Ta indicates a time for detecting the light amount of the light emitting element.
このように、セトリングタイムTa中の出力値は、誤差原因となるので、検出結果を取り込まない、又は無視する必要がある。基板に発光素子が多数配置されている露光ヘッド
においては、すべての発光素子の光量を検出するには時間を要するため、検出時間をできるだけ短縮したいという要請がある。例えば、発光素子の光量検出順序を考慮することも考えられるが、特許文献2には、ヘッド画素検出順序(発光素子の光量出力値検出順序)は言及されていない。したがって、ある発光素子の光量検出の出力値を得てから次の発光素子の光量を検出するには、次の発光素子の出力値が前記一定値Zに上昇するまでのセトリングタイムが存在する。このため、すべての発光素子の光量を検出するためにはセトリングタイムが累積され、光量検出時間が長くなるという問題があった。
Thus, since the output value during the settling time Ta causes an error, it is necessary not to capture the detection result or to ignore it. In an exposure head in which a large number of light emitting elements are arranged on a substrate, it takes time to detect the amount of light of all the light emitting elements, and there is a demand for reducing the detection time as much as possible. For example, it is conceivable to consider the light quantity detection order of the light emitting elements, but
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の発光素子が配置された露光ヘッドにおける発光素子の光量調整時間を短縮した露光ヘッドの光量調整方法および画像形成方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to adjust the light amount of an exposure head by shortening the light amount adjustment time of the light emitting element in the exposure head in which a plurality of light emitting elements are arranged. And providing an image forming method.
上記目的を達成する本発明の露光ヘッドの光量調整方法は、
第1の結像光学系と、
前記第1の結像光学系の第1の方向に配設された第2の結像光学系と、
前記第1の方向と直交する第2の方向側に配設された第3の結像光学系と、
前記第3の結像光学系からの距離が前記第1の結像光学系からの距離よりも小さい位置に設けた前記各発光素子の発光光量の検出手段と、
を有し、
前記第1の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記第3の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記各発光素子の初期値の発光光量と前記検出された各発光素子の発光光量とを比較する工程と、
前記比較結果に基づいて前記各発光素子の発光光量を調整する工程と、を有することを特徴とする。
The light amount adjustment method of the exposure head of the present invention that achieves the above object is
A first imaging optical system;
A second imaging optical system disposed in a first direction of the first imaging optical system;
A third imaging optical system disposed on a second direction side orthogonal to the first direction;
A means for detecting the amount of emitted light of each light emitting element provided at a position where the distance from the third imaging optical system is smaller than the distance from the first imaging optical system;
Have
Detecting a light emission amount of a light emitting element imaged by the first imaging optical system;
Detecting a light emission amount of a light emitting element imaged by the third imaging optical system;
Comparing the initial light emission amount of each light emitting element with the detected light emission amount of each light emitting element;
And a step of adjusting a light emission amount of each light emitting element based on the comparison result.
また、本発明の露光ヘッドの光量調整方法は、
前記第1の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程を、前記第3の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程よりも先に行う。
Further, the light amount adjustment method of the exposure head of the present invention,
The step of detecting the amount of emitted light of the light emitting element imaged by the first imaging optical system is performed prior to the step of detecting the amount of emitted light of the light emitting element imaged by the third imaging optical system. Do.
また、本発明の露光ヘッドの光量調整方法は、
前記第1の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程を、前記第3の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程よりも後に行う。
Further, the light amount adjustment method of the exposure head of the present invention,
The step of detecting the emitted light amount of the light emitting element imaged by the first imaging optical system is performed after the step of detecting the emitted light amount of the light emitting element imaged by the third imaging optical system. .
また、本発明の露光ヘッドの光量調整方法は、前記各結像光学系に対応して、前記第1の方向に複数配置される前記発光素子で形成される発光素子列が前記第2の方向に複数列配設されており、
前記第1の結像光学系で、前記発光光量の検出手段からの距離が大きい前記発光素子列の発光素子の発光光量を先に検出し、前記距離が小さい発光素子列の発光素子の発光光量を後に検出する工程を有する。
In the exposure head light amount adjustment method of the present invention, the light emitting element array formed by the plurality of light emitting elements arranged in the first direction corresponds to the image forming optical system in the second direction. Are arranged in multiple rows,
The first imaging optical system first detects the light emission amount of the light emitting element in the light emitting element row having a large distance from the light emission amount detecting means, and the light emission amount of the light emitting element in the light emitting element row having the small distance. A step of detecting
また、本発明の露光ヘッドの光量調整方法は、前記第1の結像光学系に対応する各発光素子の発光光量の検出後に前記第2の結像光学系に対応する各発光素子の発光光量を検出する工程を有する。 In the exposure head light amount adjustment method of the present invention, the light emission amount of each light emitting element corresponding to the second imaging optical system after detection of the light emission amount of each light emitting element corresponding to the first imaging optical system is provided. A step of detecting.
また、本発明の露光ヘッドの光量調整方法は、前記第1の結像光学系および第2の結像光学系に対応する前記各発光素子列で、前記発光光量の検出手段からの距離が大きい前記発光素子列の発光素子の発光光量を先に検出し、前記距離が小さい発光素子列の発光素子の発光光量を後に検出する工程を有する。 In the exposure head light amount adjustment method of the present invention, the distance from the light emission amount detection means is large in each of the light emitting element arrays corresponding to the first imaging optical system and the second imaging optical system. A step of detecting the light emission amount of the light emitting element in the light emitting element row first and detecting the light emission amount of the light emitting element in the light emitting element row having the small distance later.
また、本発明の露光ヘッドの光量調整方法は、前記結像光学系は光学倍率がマイナスである。 In the exposure head light amount adjusting method of the present invention, the imaging optical system has a negative optical magnification.
本発明の画像形成方法は、潜像担持体と、第1の結像光学系と、前記第1の結像光学系の第1の方向に配設された第2の結像光学系と、前記第1の方向と直交する第2の方向側に配設された第3の結像光学系と、前記第3の結像光学系からの距離が前記第1の結像光学系からの距離よりも小さい位置に設けた前記各発光素子の発光光量の検出手段と、を有し、
前記第1の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記第3の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記各発光素子の初期値の発光光量と前記検出された発光素子の発光光量とを比較する工程と、
前記比較結果に基づいて前記各発光素子の発光光量を調整する工程と、
前記発光光量を調整した後の発光素子の出力光により潜像担持体に潜像を形成する工程と、を有することを特徴とする。
The image forming method of the present invention includes a latent image carrier, a first imaging optical system, a second imaging optical system disposed in a first direction of the first imaging optical system, A distance from the third imaging optical system disposed on the second direction side orthogonal to the first direction and the third imaging optical system is a distance from the first imaging optical system. And means for detecting the amount of emitted light of each light emitting element provided at a position smaller than,
Detecting a light emission amount of a light emitting element imaged by the first imaging optical system;
Detecting a light emission amount of a light emitting element imaged by the third imaging optical system;
A step of comparing the initial light emission amount of each light emitting element with the detected light emission amount of the light emitting element;
Adjusting the amount of emitted light of each light emitting element based on the comparison result;
And a step of forming a latent image on the latent image carrier by the output light of the light emitting element after adjusting the amount of emitted light.
本発明の実施形態につき説明する。図15〜図17は本発明の前提技術を示す説明図である。図15は、光学倍率がマイナスのレンズ(ML)と、発光素子(ドット)との配置関係を示している。図15において、ML4には、感光体の軸方向(X方向、第1方向)と感光体の回動方向(Y方向、第2方向)に2以上の発光素子2が配されており、これらの発光素子により感光体には潜像が形成される。発光素子2には、便宜上「1〜N」の番号を付している。
An embodiment of the present invention will be described. 15-17 is explanatory drawing which shows the premise technique of this invention. FIG. 15 shows an arrangement relationship between a lens (ML) having a negative optical magnification and a light emitting element (dot). In FIG. 15, ML4 has two or more
Y方向の図示1列目の発光素子行3aは、X方向の図示左側から右側に「2、4、・・・N」の発光素子が配設されている。Y方向の2列目に配された発光素子行3bは、1、3・・・の発光素子が配設されている。ここで、レンズ4は、X方向に2以上配されてレ
ンズアレイ(MLA)を構成する。また、レンズをX方向とY方向に2以上配してレンズアレイを構成することができる。
The light emitting
図16は、光学倍率がマイナスのレンズアレイを用いた露光ヘッドの説明図である。感光体の軸方向に1ラインの潜像を形成するための発光素子数(ドット数)が増加すると、感光体の軸方向に長いレンズアレイが必要となる。このような場合には、一定の長さの複数のレンズアレイを連結させる事で、長い露光ヘッドを形成することが可能である。図16(a)は、長い露光ヘッド10の概略の全体構成を示しており、5nは長い露光ヘッドの一部のレンズアレイである。図16(b)は、レンズアレイの5nを拡大して示す図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of an exposure head using a lens array having a negative optical magnification. When the number of light emitting elements (number of dots) for forming a one-line latent image in the axial direction of the photosensitive member increases, a lens array that is long in the axial direction of the photosensitive member is required. In such a case, a long exposure head can be formed by connecting a plurality of lens arrays having a certain length. FIG. 16A shows a schematic overall configuration of the
図16(b)において、露光ヘッドは、基板1に2以上の発光素子2を配している。3は、1つのレンズ4に配される2以上の発光素子からなる発光素子グループである。発光素子グループ3は、発光素子を感光体の軸方向Xと感光体の回動方向Yに2以上配している。4はレンズで、感光体の軸方向(主走査方向、第1方向)Xと、感光体の回動方向(副走査方向、第2方向)Yに2以上配されて、レンズアレイを構成している。
In FIG. 16B, the exposure head has two or more
図16(a)に示したように、複数のレンズを感光体の軸方向に連結させる場合には、レンズアレイの製造組み立て精度が低下すると、潜像担持体に形成される潜像スポットの位置ずれが発生して画質が劣化することがあった。この外に、レンズアレイ同士の連結部のピッチ間のバラツキや、レジストずれ(位置ずれ)が発生することもある。 As shown in FIG. 16A, in the case where a plurality of lenses are connected in the axial direction of the photosensitive member, the position of the latent image spot formed on the latent image carrier when the manufacturing and assembly accuracy of the lens array decreases. The image quality may be deteriorated due to the deviation. In addition, variations between the pitches of the connecting portions of the lens arrays and registration displacement (positional displacement) may occur.
図17は、図15の変形例を示す説明図である。図17の構成では、結像光学系のレンズ4a内に第2の方向に4列の発光素子列3a〜3dを配している。このように、単一のレンズ内の発光素子2の総数や発光素子列の列数は任意に設定することができる。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a modification of FIG. In the configuration of FIG. 17, four light emitting
図7は、本発明の露光ヘッドの光量調整方法が適用される露光ヘッドの構成例を示す説明図である。図7において、基板1には、結像光学系のレンズ4と、光量検出器11〜13が設けられている。各レンズ4に対応して多数の発光素子2が基板上に実装されている。レンズ4は、第1方向(X方向、主走査方向)に、4a、4d、・・・4nが複数配置されている。また、レンズ4は、第2方向(Y方向、副走査方向)に、4a、4b、4cが複数配置されている。
FIG. 7 is an explanatory view showing a configuration example of an exposure head to which the exposure head light amount adjusting method of the present invention is applied. In FIG. 7, the
図8は、本発明の実施形態を示す説明図、図9は図8の構成における光量出力値を示す特性図である。図8において、Eaは光量検出器11からレンズ4aまでの距離、Ebは光量検出器11からレンズ4bまでの距離、Ecは光量検出器11からレンズ4bまでの距離を示している。
各レンズ内には第1方向(X方向)、第2方向(Y方向)に多数の発光素子2が配置されている。例えばレンズ4c内には、第2方向に発光素子列3a〜3dが配置されている。発光素子列3aの第1方向に、発光素子A、B、C・・・Nが設けられている。この構成は、第2方向(Y方向)に4列の発光素子列が配置されていることになる。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a characteristic diagram showing a light amount output value in the configuration of FIG. In FIG. 8, Ea represents the distance from the
A large number of
図9(a)は図8の構成を再掲しており、図9(b)が光量出力値の特性図である。図9(b)の特性Daは距離Eaの発光素子の光量に対応し、特性Dbは距離Ebの発光素子の光量に対応し、特性Dcは距離Ecの発光素子の光量に対応している。特性Daでは点灯後時間Kaが経過すると光量出力値は一定値Zaに収斂する。特性Dbでは点灯後時間Kbが経過すると光量出力値は一定値Zbに収斂する。特性Dcでは点灯後時間Kcが経過すると光量出力値は一定値Zcに収斂する。図9(b)に示すように、発光素子の光量出力値の大きさは、光量検出器11からの距離に反比例している。本発明は、このような光量出力値の特性を用いて発光素子の光量検出順位を定めている。すなわち光量検出器
からの距離が同等な発光素子の光量を順次検出する。この場合は、それぞれの発光素子の光量出力値はほぼ一定となり、順次検出する上で、出力値の変動が少ないためにセトリングタイムを短縮する事が可能となる。このような順序で光量検出を行えば、多数の発光素子を備えた露光ヘッドの全体の光量検出時間を短縮することができる。
FIG. 9A shows the configuration of FIG. 8 again, and FIG. 9B is a characteristic diagram of the light amount output value. The characteristic Da in FIG. 9B corresponds to the light quantity of the light emitting element at the distance Ea, the characteristic Db corresponds to the light quantity of the light emitting element at the distance Eb, and the characteristic Dc corresponds to the light quantity of the light emitting element at the distance Ec. In the characteristic Da, the light output value converges to a constant value Za when the time Ka after lighting elapses. In the characteristic Db, the light output value converges to a constant value Zb when the time Kb after lighting elapses. In the characteristic Dc, the light output value converges to a constant value Zc when the time Kc after lighting elapses. As shown in FIG. 9B, the magnitude of the light amount output value of the light emitting element is inversely proportional to the distance from the
このように、発光素子の光量値検出において、光量検出器の出力値は光量検出器と発光素子の距離によって入射光量が異なり、光量検出器の出力値が異なる。結像光学系のレンズの形状は球形であるのに対して、光量検出器の幅が主走査方向(第1方向)に長い場合、光量検出器で検出される光量値は、主走査方向の距離よりも、副走査方向(第2方向)の距離に強く依存する。したがって、レンズ内又はヘッド配置の主走査方向(第1方向)に同列の画素(発光素子)では、光量検出時にほぼ同等の光量検出器の出力値が得られる事になる。 As described above, in the detection of the light amount value of the light emitting element, the output value of the light amount detector differs depending on the distance between the light amount detector and the light emitting element, and the output value of the light amount detector differs. When the lens of the imaging optical system is spherical, when the width of the light amount detector is long in the main scanning direction (first direction), the light amount value detected by the light amount detector is the same as that in the main scanning direction. It depends more strongly on the distance in the sub-scanning direction (second direction) than on the distance. Therefore, in the same row of pixels (light emitting elements) in the main scanning direction (first direction) of the lens or in the head arrangement, almost the same output value of the light amount detector can be obtained when detecting the light amount.
図10は、本発明の前提技術を示す特性図である。特性Duは、例えば図8の例で、同一レンズ4a内の発光素子を第1方向に順番に光量を検出する場合の特性である。この場合には、各発光素子は光量検出器11からレンズ4bまでの距離がほぼ等しくされている。また、特性Dvは、例えば図8の例で、レンズ4c内の発光素子(1番目の発光素子)に続いて、レンズ4b内の発光素子(2番目の発光素子)というように、異なるレンズ内の発光素子の光量を順次検出する場合の特性である。この場合には、1番目の発光素子と2番目の発光素子の光量検出器11からの距離が異なる。このため、特性Drのように一旦光量出力値は低下してからDvのように上昇し、検出時間が長くなる。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the prerequisite technology of the present invention. The characteristic Du is, for example, the characteristic in the case of detecting the light amount in order in the first direction for the light emitting elements in the
図11は、本発明の実施形態を示す説明図である。図8に示されているように、レンズ4c内に配置されている発光素子列の第1の方向に発光素子A、B、C・・・Nが設けられているものとする。この例で、発光素子A、B、Cの光量を順次検出する場合の出力値は特性Dwで示される。Gaは発光素子Aを点灯するタイミング、Gbは発光素子Aを消灯し発光素子Bを点灯するタイミング、Gcは発光素子Bを消灯し発光素子Cを点灯するタイミングである。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, it is assumed that light emitting elements A, B, C... N are provided in the first direction of the light emitting element array arranged in the
Faは発光素子Aの光量検出値取得開始のタイミングで、時間Trで発光素子Aの光量検出が終了する。Fbは発光素子Bの光量検出値取得開始のタイミングで、時間Tsで発光素子Bの光量検出が終了する。Txは発光素子Aの点灯から消灯までの時間、Tyは発光素子Bの点灯から消灯までの時間である。図8で説明したように、発光素子A、B、C・・・は同一のレンズに配置されており、光量検出器までの距離はほぼ等しい。したがって、光量検出時にほぼ同等の光量検出器の出力値が得られる事になる。このため前記コンデンサの放電時間を短くして次の発光素子の光量を検出しても誤差が少ない。結果としてセトリングタイムは短時間になり、ある発光素子の光量検出終了から次の発光素子の光量検出までの時間は短縮されることになる。 Fa is the timing of starting the acquisition of the light amount detection value of the light emitting element A, and the light amount detection of the light emitting element A is completed at time Tr. Fb is the timing of starting the acquisition of the light amount detection value of the light emitting element B, and the light amount detection of the light emitting element B is completed at time Ts. Tx is the time from the lighting of the light emitting element A to the extinguishing, and Ty is the time from the lighting of the light emitting element B to the extinguishing. As described with reference to FIG. 8, the light emitting elements A, B, C... Are arranged on the same lens, and the distances to the light amount detectors are substantially equal. Therefore, almost the same output value of the light amount detector can be obtained at the time of detecting the light amount. For this reason, even if the discharge time of the capacitor is shortened and the light quantity of the next light emitting element is detected, there is little error. As a result, the settling time is short, and the time from the end of the light amount detection of one light emitting element to the detection of the light amount of the next light emitting element is shortened.
図11で説明したように、1 番目の素子点灯→セトリングタイム時間待機→検出値取り込み開始→検出値取り込み終了→1 番目の素子消灯→2 番目の素子点灯・・・を繰り返し、露光ヘッド全素子の光量を検出する事となる。図11のタイミングチャートのような制御で、各素子1個ずつ順次点灯、消灯を繰り返していくと、光量検出器の出力値は、タイ
ミングチャートの特性Dwのようになる。つまり、光量を検出する素子の検出順番を実施例のように設定する事で、N番目の素子とN+1 番目の素子の出力値を同程度とする事が
可能となる。前記のように、光量検出時にはN番目素子からN+1 番目素子への検出出力
値がほぼ変わらない。このため、セトリングタイムを短縮させる事が可能となり、結果、全素子の総検出時間が短縮可能となる。
As described with reference to FIG. 11, the first element is turned on, the settling time is waited, the detection value acquisition starts, the detection value acquisition is completed, the first element is turned off, the second element is turned on, and so on. The amount of light will be detected. In the control as in the timing chart of FIG. 11, when each element is sequentially turned on and off repeatedly, the output value of the light quantity detector becomes like the characteristic Dw of the timing chart. That is, by setting the detection order of the elements for detecting the light amount as in the embodiment, the output values of the Nth element and the (N + 1) th element can be set to the same level. As described above, the detected output value from the Nth element to the (N + 1) th element does not substantially change when detecting the amount of light. For this reason, the settling time can be shortened, and as a result, the total detection time of all elements can be shortened.
有機EL素子(OPH)の点灯/消灯応答時間、制御時間や、受光素子のフォトダイオー
ドの光/電流変換時間は、光量検出回路の応答速度と比較して十分に短い。このため、光量検出時間は、ほぼ光量検出回路の応答時間によるセトリングタイムと検出取り込み時間で決まる。図18のようなOPアンプを用いた検出回路、または光量検出回路の後段にLPF(ローパスフィルター)を接続した回路の出力は、LPFの特性を示すので、
*V=E×[1-exp(-t/CR)]
の式より、N番目の素子出力から、N+1 番目の素子出力へのセトリング時間を決定でき
る。ここで、*V=出力電圧、E=入力電圧である。各検出素子毎に最適化されたセトリング時間を決定する事で総検出時間が短縮される。
The ON / OFF response time and control time of the organic EL element (OPH) and the light / current conversion time of the photodiode of the light receiving element are sufficiently short compared with the response speed of the light quantity detection circuit. For this reason, the light amount detection time is substantially determined by the settling time and the detection capture time based on the response time of the light amount detection circuit. Since the output of a detection circuit using an OP amplifier as shown in FIG. 18 or a circuit in which an LPF (low-pass filter) is connected downstream of the light amount detection circuit shows the characteristics of the LPF.
* V = E × [1-exp (-t / CR)]
From the above equation, the settling time from the Nth element output to the (N + 1) th element output can be determined. Here, * V = output voltage and E = input voltage. By determining the settling time optimized for each detection element, the total detection time is shortened.
図1、図2は、本発明の実施形態を示す説明図である。図2は、図7の構成を一部拡大してレンズ4a〜4fとその内部に配置される発光素子、および光量検出器11との対応関係を示している。図1(a)は図2の構成を再掲している。ここでレンズ4d〜4f内の発光素子の光量を検出するものとする。この例では、最初にレンズ4d内のすべての発光素子の光量検出を行い、次にレンズ4e内のすべての発光素子の光量検出を行う。続いてレンズ4f内のすべての発光素子の光量検出を行う。
1 and 2 are explanatory views showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of the configuration of FIG. 7 and shows the correspondence relationship between the
図1(b)は、光量検出の出力値を示している。この場合の光量検出の出力値は、4d、4e、4fの順序で出力値が低い特性から出力値が高い特性に表すことができる。この例では、最初に光量検出器11からの距離が最も長いレンズ4d内のすべての発光素子の光量検出を行うことで、レンズ内の4d内の出力はほぼ同等である。次に、レンズ4e、4f内のすべての発光素子の光量検出を順次行う事により、光量検出器の出力変動が抑えられ、セトリングタイムは短縮される。このような光量検出により、全体としての光量検出時間を短縮することができる。
FIG. 1B shows the output value of the light amount detection. In this case, the output value of the light quantity detection can be expressed from a characteristic with a low output value to a characteristic with a high output value in the order of 4d, 4e, and 4f. In this example, by first detecting the light amount of all the light emitting elements in the
図3は、単一のレンズ4内に配置される発光素子2の詳細例を示す説明図である。図3において、レンズ4内には第2の方向(Y方向)に4列の発光素子列3a〜3dが設けられている。発光素子列3aには、発光素子1〜Nが実装されている。以下、発光素子列3bには発光素子N+1〜M、発光素子列3cには発光素子M+1〜L、発光素子列3dには発光素子L+1〜Pが実装されている。この例では、例えば発光素子列3aの発光素子の光量検出を行い、次に発光素子列3b、3c、3dの発光素子の光量検出を順次行う。この場合も、光量検出器からの距離がほぼ等しい発光素子列に含まれている発光素子の光量検出を行っている。
FIG. 3 is an explanatory view showing a detailed example of the
図4は、本発明の異なる実施形態を示す説明図である。図4(a)の例では、レンズ4d内に図3で説明したように第2方向に4列の発光素子列3a〜3dが設けられているものとする。この例では、光量検出器11からの距離は、発光素子列3a、3b、3c、3dの順序で大きくなっている。このため、光量検出の順序は、3a、3b、3c、3d毎(順不同)に検出する事で出力変動が抑えられる。この場合にも、図1(b)で説明したようにセトリングタイムの特性を考慮した検出順序となり、光量検出の時間を短縮することができる。
FIG. 4 is an explanatory view showing a different embodiment of the present invention. In the example of FIG. 4A, it is assumed that four rows of light emitting
図5は、本発明の異なる実施形態を示す説明図である。図5の例においては、図7で説明したようにレンズと発光素子、および光量検出器11、12が配置されているものとする。すなわち、レンズは第2方向(Y方向)の図示上段側に第1方向(X方向)に4a、4d、・・・4nが配列されている。また、第2方向(Y方向)の図示中段側にレンズ4b、4e、・・・4n+1が配列されている。さらに、第2方向(Y方向)の図示下段側にレンズ4c、4f、・・・4n+2が配列されている。
FIG. 5 is an explanatory view showing a different embodiment of the present invention. In the example of FIG. 5, it is assumed that the lens, the light emitting element, and the
図5の例では、最初に第2方向の図示上段側で第1方向に配置されたレンズ4a、4d、・・・4n内の全ての発光素子の光量を検出する。すなわち、光量検出器11、12か
らの距離が一番大きいレンズ4a、4d、・・・4nについて、第1方向に矢視Rの方向で順次レンズ内の全ての発光素子の光量を検出する。次に、図示中段側のレンズ4b、4e、・・・4n+1について、第1方向に矢視Sの方向でレンズ内の全ての発光素子の光量を検出する。最後に図示下段側のレンズ4c、4f、・・・4n+2について、第1方向に矢視Tの方向でレンズ内の全ての発光素子の光量を検出する。このため、セトリングタイムの特性を考慮した検出順序となり、光量検出の時間を短縮することができる。
In the example of FIG. 5, first, the light amounts of all the light emitting elements in the
図6は、本発明の異なる実施形態を示す説明図である。図6の例においては、第1方向に複数配置されたレンズ4c、4f内の発光素子の光量検出は、最初にレンズ4c、4f、・・・内の発光素子列3a、3fの発光素子を矢視u方向で実施する。次に発光素子列3b、3fの発光素子を矢視v方向で実施する。続いて発光素子列3c、3gの発光素子を矢視w方向で実施する。最後に発光素子列3d、3hの発光素子を矢視z方向で実施する。このため、セトリングタイムの特性を考慮した検出順序となり、光量検出の時間を短縮することができる。
FIG. 6 is an explanatory view showing a different embodiment of the present invention. In the example of FIG. 6, the light amount detection of the light emitting elements in the
図12は、本発明の実施形態を示すブロック図である。図12において、発光制御モジュール71には、制御回路72、メモリ73、光量検出回路74、光量センサ75、発光素子2の駆動回路76が設けられている。ヘッドコントローラ70は、制御回路72に発光素子2の駆動指令などの制御信号を送信する。メモリ73には、露光ヘッドに配設されたすべての発光素子2の工場出荷時の光量(初期値)が記憶されている。制御回路72は、光量センサ75、検出回路74で検出された露光ヘッド使用時の各発光素子の光量と、メモリ73に記憶されている初期値の各発光素子の光量を比較し、各発光素子2の光量を調整する制御信号を形成する。この光量調整後の制御信号を駆動回路76に送り、各発光素子の駆動を制御する。
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 12, the light
図13は、本発明の実施形態を示すフローチャートである。図1で説明した構成において、単一のレンズM内に複数の発光素子1〜Nを配置し、レンズMは第2方向に複数配置した例で図13の処理手順を説明する。
S1:光量測定の開始。
S2:Mを1に初期設定する。
S3:Nを1に初期設定する。
S4:レンズM内の発光素子1を点灯する。
S5:セトリングタイム期間、光量検出の待機。
S6:光量値検出取り込み開始。
S7:光量値検出取り込み終了。
S8:発光素子1の消灯。
S9:レンズM内の全発光素子の光量検出終了か否かを判定。
S10:S9の判定結果がNOの場合には、発光素子の番号を1インクリメントして2とし、S4以下の処理を繰り返す。
S11:S9の判定結果がYESの場合には、全レンズ内の発光素子の光量検出が終了したかどうかを判定する。
S12:S11の判定結果がNOの場合には、レンズの番号を1インクリメントして2とし、S2以下の処理を繰り返す。
S13:S11の判定結果がYESの場合には、光量測定を終了する。
FIG. 13 is a flowchart showing an embodiment of the present invention. In the configuration described with reference to FIG. 1, the processing procedure of FIG. 13 will be described using an example in which a plurality of
S1: Start of light quantity measurement.
S2: M is initialized to 1.
S3: N is initialized to 1.
S4: The
S5: Settling time period, waiting for light amount detection.
S6: Start of taking in the light amount detection.
S7: Completion of light amount detection.
S8: The
S9: It is determined whether or not the light amount detection of all the light emitting elements in the lens M is completed.
S10: If the determination result in S9 is NO, the number of the light emitting element is incremented by 1 to 2, and the processing from S4 onward is repeated.
S11: If the determination result in S9 is YES, it is determined whether or not the light amount detection of the light emitting elements in all the lenses has been completed.
S12: If the determination result in S11 is NO, the lens number is incremented by 1 to 2, and the processing from S2 is repeated.
S13: If the determination result in S11 is YES, the light quantity measurement is terminated.
本発明の実施形態においては、4つの感光体に4つの露光ヘッドで露光し、4色の画像を同時に形成し、1つの無端状中間転写ベルト(中間転写媒体)に転写する、タンデム式カラープリンタ(画像形成装置)に用いる露光ヘッドを対象としている。 In an embodiment of the present invention, a tandem color printer that exposes four photosensitive members with four exposure heads, simultaneously forms four color images, and transfers them to one endless intermediate transfer belt (intermediate transfer medium). The target is an exposure head used in (image forming apparatus).
図14は、発光素子として有機EL素子を用いたタンデム式画像形成装置の一例を示す
縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の4個の露光ヘッド101K、101C、101M、101Yを、対応する同様な構成である4個の感光体(潜像担持体)41K、41C、41M、41Yの露光位置にそれぞれ配置したものである。
FIG. 14 is a vertical side view showing an example of a tandem image forming apparatus using an organic EL element as a light emitting element. This image forming apparatus includes four exposure heads 101K, 101C, 101M, and 101Y having the same configuration and corresponding four photosensitive members (latent image carriers) 41K, 41C, 41M, and 41Y having the same configuration. They are arranged at the exposure positions.
図14に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ51、従動ローラ52、テンションローラ53が設けられており、テンションローラ53により図示矢印方向(反時計方向)へ循環駆動される中間転写ベルト50を備えている。この中間転写ベルト50に対して、所定間隔で感光体41K、41C、41M、41Yが配置される。前記符号の後に付加されたK、C、M、Yはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味している。感光体41K〜41Yは、中間転写ベルト50の駆動と同期して図示矢印方向(時計方向)へ回転駆動される。各感光体41(K、C、M、Y)の周囲には、帯電手段42(K、C、M、Y)と、露光ヘッド101(K、C、M、Y)が設けられている。
As shown in FIG. 14, this image forming apparatus is provided with a driving
また、露光ヘッド101(K、C、M、Y)で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像とする現像装置44(K、C、M、Y)と、一次転写ローラ45(K、C、M、Y)と、クリーニング装置46(K、C、M、Y)とを有している。各ラインヘッド101(K、C、M、Y)の発光エネルギーピーク波長と、感光体41(K、C、M、Y)の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。 Further, a developing device 44 (K, C, M, Y) that applies a toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the exposure head 101 (K, C, M, Y) to form a visible image; The primary transfer roller 45 (K, C, M, Y) and the cleaning device 46 (K, C, M, Y) are included. The emission energy peak wavelength of each line head 101 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) are set to substantially coincide.
このような4色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ45(K、C、M、Y)に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト50上に順次一次転写され、中間転写ベルト50上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ66において用紙等の記録媒体Pに二次転写され、定着部である定着ローラ対61を通ることで記録媒体P上に定着され、排紙ローラ対62によって、装置上部に形成された排紙トレイ68上へ排出される。
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). The toner image, which is sequentially primary transferred onto the
63は多数枚の記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット、64は給紙カセット63から記録媒体Pを一枚ずつ給送するピックアップローラ、67は二次転写ローラ66の二次転写部への記録媒体Pの供給タイミングを規定するゲートローラ対、66は中間転写ベルト50との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、69は二次転写後に中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレードである。
63 is a paper feed cassette in which a large number of recording media P are stacked and held, 64 is a pickup roller for feeding the recording media P from the
以上、本発明の発光素子の光量調整時間を短縮した露光ヘッドの光量調整方法および画像形成方法をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。 As described above, the light amount adjustment method and the image forming method of the exposure head in which the light amount adjustment time of the light emitting element of the present invention is shortened have been described based on the principle and the examples, but the present invention is not limited to these examples and various Deformation is possible.
1・・・基板、2・・・発光素子、3・・・発光素子グループ(スポットグループ)、3a〜3h・・・発光素子列、4・・レンズ、5n・・・レンズアレイ、11〜13・・・光量検出器、41(Y、M、C、K)・・・感光体、50・・・中間転写ベルト、70・・・ヘッドコントローラ、71・・・発光制御モジュール、72・・・制御回路、73・・・メモリ、74・・・光量検出回路、75・・・光量センサ、76・・・駆動回路、101(Y、M、C、K)・・・露光ヘッド、J・・・受光素子、Cf・・・コンデンサ、Op・・・オペアンプ(差動増幅器)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1の結像光学系の第1の方向に配設された第2の結像光学系と、
前記第1の方向と直交する第2の方向側に配設された第3の結像光学系と、
前記第3の結像光学系からの距離が前記第1の結像光学系からの距離よりも小さい位置に設けた前記各発光素子の発光光量の検出手段と、
を有し、
前記第1の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記第3の結像光学系で結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記各発光素子の初期値の発光光量と前記検出された各発光素子の発光光量とを比較する工程と、
前記比較結果に基づいて前記各発光素子の発光光量を調整する工程と、を有することを特徴とする露光ヘッドの光量調整方法。 A first imaging optical system;
A second imaging optical system disposed in a first direction of the first imaging optical system;
A third imaging optical system disposed on a second direction side orthogonal to the first direction;
A means for detecting the amount of emitted light of each light emitting element provided at a position where the distance from the third imaging optical system is smaller than the distance from the first imaging optical system;
Have
Detecting a light emission amount of a light emitting element imaged by the first imaging optical system;
Detecting a light emission amount of a light emitting element imaged by the third imaging optical system;
Comparing the initial light emission amount of each light emitting element with the detected light emission amount of each light emitting element;
Adjusting the amount of light emitted from each of the light emitting elements based on the comparison result.
前記第1の結像光学系で、前記発光光量の検出手段からの距離が大きい前記発光素子列の発光素子の発光光量を先に検出し、前記発光光量の検出手段からの距離が小さい発光素子列の発光素子の発光光量を後に検出する工程を有する請求項1に記載の露光ヘッドの光量調整方法。 Corresponding to a single imaging optical system in each imaging optical system, a plurality of light emitting element arrays formed by the light emitting elements arranged in the first direction are arranged in the second direction. Has been
In the first imaging optical system, the light emission amount of the light emitting element of the light emitting element array having a large distance from the light emission amount detection unit is detected first, and the light emission element having a small distance from the light emission amount detection unit 2. The exposure head light amount adjustment method according to claim 1, further comprising a step of detecting the light emission amount of the light emitting elements in the row later.
前記第1の結像光学系で潜像担持体に結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記第3の結像光学系で潜像担持体に結像される発光素子の発光光量を検出する工程と、
前記各発光素子の初期値の発光光量と前記検出された各発光素子の発光光量とを比較する工程と、
前記比較結果に基づいて前記各発光素子の発光光量を調整する工程と、
前記発光光量を調整した後の発光素子の出力光により潜像担持体に潜像を形成する工程と、を有することを特徴とする画像形成方法。 A latent image carrier, a first imaging optical system, a second imaging optical system disposed in a first direction of the first imaging optical system, and orthogonal to the first direction A third imaging optical system disposed on the second direction side, and the distance from the third imaging optical system provided at a position smaller than the distance from the first imaging optical system; A means for detecting the amount of light emitted from each light emitting element,
Detecting the amount of light emitted from the light emitting element formed on the latent image carrier by the first imaging optical system;
Detecting the amount of light emitted from the light emitting element formed on the latent image carrier by the third imaging optical system;
Comparing the initial light emission amount of each light emitting element with the detected light emission amount of each light emitting element;
Adjusting the amount of emitted light of each light emitting element based on the comparison result;
And a step of forming a latent image on the latent image carrier with the output light of the light emitting element after adjusting the amount of emitted light.
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