JP3598699B2 - Method for measuring gradation characteristics of solid-state scanning optical writing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、PLZT光シャッタアレイやLEDアレイ等を用いて感光体上に画像(潜像)を書き込むための固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術と課題】
従来、銀塩感材を用いた印画紙あるいはフィルムや電子写真用感光体に画像(潜像)を形成するのに、PLZT等からなる光シャッタアレイやLEDアレイを用いて1画素ずつ光をオン/オフ制御する光書込み装置が種々提供されている。そして、この種の固体走査型光書込み装置では、むらのない画像を得るために各光素子の光量を測定し、測定値に基づいて光量補正を行う必要がある。
【0003】
ところで、多階調を再現するためには、駆動パルス幅変調方式が有効であるが、各光素子の階調特性のばらつきが存在するため、正確な光量補正が困難である。階調特性のばらつきは、PLZTチップの加工時の歪や寸法誤差が原因と考えられ、同じ駆動電圧を各光シャッタ素子に印加しても、例えば512画素程度であれば、±15〜±20%程度の光量のばらつきを生じてしまう。さらに、各光シャッタ素子の形状誤差に起因して各素子の最大透過光量となる電圧(半波長電圧)にもばらつきが生じ、駆動パルス幅を変調したときの階調特性が各素子で固有の特性を持ってしまう。
【0004】
従来では、一定の駆動条件(一階調のみ)で全ての光シャッタ素子を点灯させて光量を測定し、補正データを得ていた。しかし、これでは補正データが実際の階調特性から大きく外れてしまい、正確な光量補正が実現できなかった。
【0005】
【発明の目的、要旨及び効果】
そこで、本発明の目的は、測定階調をそれ程増加させることなく、各光素子の階調特性をほぼ正確に検出することのできる固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法を提供することにある。
【0006】
以上の目的を達成するため、第1の発明は、PLZTからなる主走査方向に並べられた多数の光素子を画像データに基づいて、一定電圧下で駆動パルス幅を変化させることにより、多階調でオン、オフ制御する固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法において、少なくとも三つの異なる階調(即ち、異なる光量設定の測定点)での前記各光素子の出力光量を同一のセンサを用いて測定し、該測定値から各光素子の階調特性を複数の直線又は少なくとも2次以上の近似式として算出するようにした。
【0007】
第1の発明においては、3〜5点という少ない階調数での光素子の出力光量測定値から各光素子の階調特性を近似させる。従って、近似された階調特性は実際の階調特性との誤差が極めて小さく、正確な光量補正データを得ることができ、ひいてはむらのない高品質の画像を形成することができる。また、各光素子の階調特性自体をシミュレートするため、駆動電圧が若干ばらついても正確な補正データを得ることができる。さらに、光量測定では少ない階調数で光素子を駆動するため、大規模で高価な回路を付加する必要はなく、2値画像再現用のドライバICに若干の変更を加えることで測定することができる。
【0008】
第1の発明において、出力光量を測定する階調数は、算出する近似式に対応した数であり、例えば、2次式であれば少なくとも3点、3次式であれば少なくとも4点を測定する。また、測定階調を光素子の実際上の階調特性の変曲点近傍に設定すれば、より正確な階調特性を得ることができる。
また、第2の発明は、主走査方向に並べられた多数の光素子を画像データに基づいて多階調でオン、オフ制御する固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法において、少なくとも三つの異なる階調での前記光素子の出力光量をセンサを用いて測定し、前記測定値から各光素子の階調特性を近似式として算出し、階調特性を算出するための光量測定の前に、各光素子を約50%のデューティで駆動して最大光量となる駆動電圧を判別し、この駆動電圧で階調特性を得るために各光素子を点灯させるようにした。それゆえ、全ての光素子に対して誤差の少ない補正データを得ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る固体走査型光書込み装置の階調特性測定方法の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0010】
(光書込みヘッド)
図1は、銀塩感材を用いた印画紙上にフルカラー画像を書き込むための光書込みヘッド20を示す。この光書込みヘッド20は、概略、ハロゲンランプ21、防熱フィルタ22、色補正フィルタ23、拡散筒24、RGBフィルタ25、光ファイバアレイ26、スリット板27、光シャッタモジュール30、結像レンズアレイ35、防塵ガラス36によって構成されている。
【0011】
ハロゲンランプ21から放射された光は、防熱フィルタ22で熱線をカットされ、色補正フィルタ23で光質を印画紙の分光感度特性と合うように調整される。拡散筒24は光の利用効率を向上させ、光量ムラを低減させるためのものである。RGBフィルタ25は以下に説明する光シャッタモジュール30による書込みと同期して回転駆動され、1ラインごとに通過色を変化させる。
【0012】
光ファイバアレイ26は、多数本の光ファイバからなり、一端26aは束ねて前記拡散筒24にRGBフィルタ25を介して対向している。他端26bは矢印Xで示す主走査方向に並べられ、光をライン状に出射する。スリット板27のスリット端面27a,27aは鏡面に仕上げられ、光ファイバアレイ26から出射する光を効率よく光シャッタモジュール30に導く。さらに、スリット板27にPLZTシャッタチップを一定の温度に維持するためのヒータ(図示せず)が設けられており、モジュール30に設けた温度検出素子(図示せず)の検出結果に基づいて温度制御が行われる。
【0013】
光シャッタモジュール30は、セラミック基板のスリット状開口あるいはガラス基板上にPLZTからなる複数の光シャッタチップを設けてアレイを構成し、それと並べてドライバICを設けたものである。各光シャッタチップに形成されている各光シャッタ素子はドライバICによって所定の画素に対応するもののみが駆動される。また、モジュール30の前後には偏光子33及び検光子34が設けられている。PLZTは、よく知られているように、カー定数の大きい電気光学効果を有する透光性を有するセラミックであり、偏光子33で直線偏光された光は、各光シャッタ素子への電圧印加で発生する電界のオン/オフによって偏光面の回転が生じ、検光子34から出射される光がオン/オフされる。
【0014】
検光子34から出射された光は、結像レンズアレイ35及び防塵ガラス36を透過して印画紙上に結像し、潜像を形成する。印画紙は主走査方向Xと直交する方向(副走査方向)に一定の速度で搬送される。
【0015】
前記光書込みヘッド20においては、ドライバIC及び光シャッタモジュール30の基板回路の構成上、各光シャッタ素子は同一の駆動電圧あるいは複数のIC単位又は各IC単位(1個のICには複数個のドライブパッドを有している)で同一の駆動電圧が印加される。このような構成で光シャッタモジュール30を駆動する際、以下に示す式から明らかなように、光シャッタ素子からの出射光量は、入射光波長、電界強度が一定であれば、光路長に依存する。
【0016】
Io/Ii=sin2{−(πn3RLE2)/2λ}
Ii:入射光量
Io:出射光量
n:屈折率
R:カー定数
L:光路長
E:電界強度
λ:光波長
【0017】
即ち、PLZTをチップに加工する際の加工誤差によって各素子に光路長誤差を生じ、素子ごとにその出射光量が最大になる電圧(半波長電圧)にばらつきが生じる。一定電圧下で駆動パルスの印加時間(パルス幅)を変化させた場合における光シャッタ素子の光出力波形を図2に示す。なお、駆動パルスの印加時間を変化させることは、パルス幅変調において階調を変化させることに相当する。図2中において、(A),(B),(C)は異なる光シャッタ素子におけるそれぞれの光出力波形を示す。具体的には、(A)は駆動電圧Vdがその素子における半波長電圧よりも低い場合、(B)は駆動電圧Vdがその素子における半波長電圧と等しい場合、(C)は駆動電圧Vdがその素子における半波長電圧よりも高い場合を示す。図3は、図2中各素子の階調特性をグラフ化したものである。具体的には、図3中(A),(B),(C)は、それぞれ図2中の(A),(B),(C)で使用した素子に対応する。
【0018】
図3から明らかなように、各光シャッタ素子で最適な駆動電圧Vdが異なるため、階調特性のカーブに差異が生じる。実験によれば、階調特性は“Vd<半波長電圧”のときに凹状、“Vd=半波長電圧”のときに略直線状、“Vd>半波長電圧”のときに凸状となる。従来では、一つの階調での出射光量を測定して補正データを得ていた。例えば、第128階調の1点でのみ測定すると、補正データとしては図3中二点鎖線で示す近似式が得られる。しかし、この近似式では測定階調以外の帯域が近似式から大きく外れてしまい、最適な光量補正ができず、画像にむらが発生してしまうことになる。
【0019】
そこで、本実施形態では、図4〜図11に示すように、複数の階調で全ての光シャッタ素子の光量を測定し、各光シャッタ素子ごとに測定値を複数の直線、あるいは少なくとも2次以上の曲線で近似させ、極めて小さな誤差での階調特性(補正データ)を得るようにした。図4は3点(0,48,240の各階調)で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図5は4点(0,48,160,240の各階調)で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図6は5点(0,48,128,192,240の各階調)で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図7は4点(0,48,128,240の各階調)で測定し、直線分割で近似させた例を示す。図8は3点(0,128,240の各階調)で測定し、2次曲線で近似させた例を示す。図9は4点(0,48,160,240の各階調)で測定し、3次曲線で近似させた例を示す。図10は5点(0,48,128,192,240の各階調)で測定し、3次曲線で近似させた例を示す。図11は4点(0,48,128,240の各階調)で測定し、3次曲線で近似させた例を示す。
【0020】
各図4〜図11において、各階調ごとのプロットを結んだ曲線が実際の階調特性であり、丸印を付した各測定値を基準として結んだ曲線が近似曲線(補正データ)である。図4〜図11において、近似曲線は実際の階調特性と極めて近接している。測定階調数は算出する近似式に応じた数である。例えば、2次式であれば3点以上、3次式であれば4点以上とする。さらに、近似式を算出する際の階調は光シャッタ素子の実際の階調特性(曲線)の変曲点近傍とすることが、より正確な補正データを得るために好ましい。特に、階調レンジが0〜255の場合、0,48,160,240の4点で測定すると、誤差の小さい近似曲線を得ることができる。また、各光シャッタ素子のうち、半波長電圧が平均的なチップに着目し、使用階調レンジの中間階調時(デューティが50%)に最大光量となる電圧を駆動電圧とする。これにて、比較的直線に近い階調特性を示す素子が多くなり、全ての素子において最も補正誤差が小さくなる。また、3次式での近似は最小自乗法で求めれば、誤差が小さくなる。
【0021】
(光量測定装置と測定方法)
図12は前記光書込みヘッド20の各光シャッタ素子の光量を測定する測定装置70を示す。
【0022】
この測定装置70は、光電変換センサ72と工具顕微鏡77を有する測定ユニット71をガイド棒76にスライド可能に取り付けたものである。ガイド棒76は前記光シャッタモジュール30による主走査方向(矢印X方向)と平行に設置され、測定ユニット71はセンサ72が前記光シャッタ素子の直上に位置した状態で矢印X方向に定速で往復移動する。詳しくは、図21に示すように、一方のガイド棒76aは外周面に雄ねじが形成され、この雄ねじに測定ユニット71に設けた図示しないナットが螺着している。従って、測定ユニット71はガイド棒76aの正逆回転に伴って往復移動する。
【0023】
センサ72の入射側にはスリット板73と光拡散板74が設置されている。スリット板73は1画素の幅寸法の25〜400%(好ましくは、50〜200%)の間口幅を有するスリット73aを有し、前記結像レンズアレイ35のピント面F上に位置している。センサ72はその分光感度特性が記録媒体の分光感度特性と略同等か広い範囲のものが使用されている。
【0024】
工具顕微鏡77はCCDカメラ78と一体的に設けられている。前記光シャッタ素子は工具顕微鏡77を介してCCDカメラ78で撮影され、モニタテレビ79に映し出される。測定者はモニタテレビ79の画像を見て光書込みヘッド20の位置を光シャッタ素子の両端部で微調整(ピント及び位置調整)する。即ち、光書込みヘッド20はセンサ72に対して、図示しない載置台によって、高さ、傾き、センサ72との距離等が調整可能に取り付けられている。
【0025】
以上の構成からなる光量測定装置70と光書込みヘッド20はシーケンサで制御され、測定ユニット71の往復動及び光量測定のタイミング等が制御される。光書込みヘッド20は予めプログラムされている駆動モード(駆動周波数、点灯デューティ、点滅データ)で駆動される。測定装置70はこの駆動に同期して各光シャッタ素子の光量の積分値を得るように構成されている。通常は、駆動周波数とセンサ72の駆動速度との関係で、1素子当り10数回のサンプリング及びホールドを行うように設定される。センサ72の出力はA/D変換され、制御部に転送し、必要な処理を行う。
【0026】
光書込みヘッド20の駆動モードは実機の駆動条件に合わせて設定する。光書込みヘッド20が400dpi(1インチ当りのドット数)の印字密度であり、1kHzで駆動するプリンタ、即ち、システム速度が63.5mm/sであるプリンタに搭載する場合を例に説明する。
【0027】
まず、光シャッタ素子の奇数番目を繰り返して点灯させ、センサ72を光シャッタ素子の走査領域外の初期位置から往動させる。そして、1ライン区間(1msec)のセンサ出力を積分し、その積分値をサンプリング/ホールドしてA/D変換を行い、制御部に取り込ませる。センサ72を1mm/sの速度で移動させると、400dpi(63.5μm)の場合、1素子(1画素)当り63.5回のサンプリング/ホールドを行うことになる。センサ72を主走査長さよりも若干長く移動させた後、制御部へのデータの取り込みを停止させ、センサ72を初期位置へ復動させる。次に、偶数番目の光シャッタ素子を点灯させながら前記同様に光量を測定し、データの取り込みを行う。これにて、全ての光シャッタ素子の光量測定が完了する。勿論、偶数番目の光シャッタ素子の光量測定をセンサ72の復動時に行ってもよく、この方が能率的である。
【0028】
光量補正を考慮した有効な測定方法としては、前述の如く各光シャッタ素子について四つの異なる光量で測定値を得ることである。点灯デューティを、高、中、低とし、消灯(オフ)を加えた駆動モードで光書込みヘッド20を動作させる。この場合、1素子当りのサンプリング/ホールドは約16回で4段階の光量での測定値を1回の走査で得ることができる。勿論、4段階の光量を2〜4回の走査に分けて測定してもよい。また、4段階の光量測定であることに拘泥する必要はない。
【0029】
1素子当りのサンプリング/ホールド数はセンサ72の移動速度を低下させるか、あるいは駆動周波数を高めれば増やすことができる。駆動周波数に起因する光量変化は皆無ではないが、実用上許容できるレベルに収まる。また、駆動周波数と光量変化の相関関係を予め明確に把握しておけば、補正係数を導入することで対応可能である。
【0030】
また、光書込みヘッド20がカラープリント対応である場合、各光源色(R,G,B)に分けて測定することが必要になってくる。従って、前述の測定工程は、RGBフィルタ25を切り換えながら各色ごとに計3回実行することになる。制御部では取り込んだ測定データのピーク値から光シャッタ素子の同定(アドレス)及び最大値、最小値を算出する。これらの値から各光シャッタ素子の光量を算出し、4点での測定光量を3次曲線で近似し、各光量値(例えば、0〜255段の多階調)の補正係数を決定するのは前述のとおりである。
【0031】
次に、光量測定の原理を図13、図14を参照して説明する。
まず、光シャッタ素子の奇数番目に駆動信号Aを印加する。駆動信号Aは実機での駆動条件と同じか近い値の周波数及びデューティとされている。各光シャッタ素子からは光出力Bが出射され、主走査方向Xに往動する前記センサ72から同波形が出力される。この出力は積分され、オン期間終了時にサンプリング/ホールドしてA/D変換される。
【0032】
光量測定において、素子幅と略同寸法のスリット73aを主走査方向Xに1素子当たり複数回の点灯を行う速度で走査しているので、A/D変換された出力は図14に示すようになる。センサ72が光シャッタ素子31と対面する位置で最大光量となり、素子31間で最小光量となる。従って、この出力光量のピーク検出を行うことで素子位置を同定(アドレス)することができる。素子31間の最小光量は結像レンズのMTF、スリット幅等で変化する。最小光量位置の同定は、最大光量と同様にピーク検出を行うことで可能であるが、最大光量間の1/2時点の値を採用することもできる。
【0033】
次に、光シャッタ素子の偶数番目に前記駆動信号Aを印加し、センサ72を復動させつつ前記同様に光量を測定する。測定結果を奇数番目の測定結果と重ねることで全ての素子31の出力光量特性が判明する。
【0034】
以上の光量測定において、素子位置は出力光量から算出しているため、エンコーダ及びセンサ72の初期位置の検出等は不要である。また、本実施形態では、オン時光量とオフ時光量とを同時に測定しており、駆動信号はオン期間とオフ期間を交互に測定するように構成されている。
【0035】
オフ時光量(漏れ光量)もオン時光量と同様に、オフ期間のセンサ出力を積分し、オフ期間終了時にサンプリング/ホールドしてA/D変換する。素子位置の同定はオン時と同様にピーク検出でも何でも可能であるが、出力信号が微弱であることから、オン時のピークと同時期の光量をオフ時光量としている。オン時最小光量の決定に関しては、実験的に下式で補正するのが好ましい。
【0036】
特定素子光量=特定素子最大光量+(回り込み光量−漏れ光量)×補正係数
【0037】
補正係数は点灯パターン及びスリット73aの幅寸法に依存し、0.2〜1.0である。また、ライン/網点画の場合は、特定光素子のピーク値のみを用いて補正を行っても十分であり、1ドットの再現(特定のライン/網点画)の場合には、特定光素子のピーク値のみによる補正のほうが好ましい。
前記測定方法は、奇数番目、偶数番目ごとに点灯させる例で説明したが、点灯パターンは種々のものが考えられる。
【0038】
ここで、光量積分回路80を図15に示し、そのタイミングチャートを図16に示す。
この光量積分回路80は高、中、低の3種のデューティとオフとの計4段階の光量を測定するためのもので、4系統(図15では2系統のみを図示する)で構成されている。センサ72からの光電圧信号は極性反転アンプ81を介して各積分器82へ入力され、さらにサンプルホールドアンプ84を介してA/D変換される。光電圧信号は各アナログスイッチ83が信号AS−1〜4でオンされている間積分器82で積分され、信号SH−1〜4の立ち下がりタイミングでサンプルホールドアンプ84で保持され、図示しないA/Dコンバータでデジタル信号に変換される。
【0039】
前記積分回路80によれば、1回の走査で4値の光量を測定することができる。これらの測定値に基づいて前述の如く階調特性の近似式を算出し、光量補正テーブルを作成することにより、階調再現用の良好な光量補正が可能となる。
【0040】
(ドライバICの構成と動作)
次に、前記光量測定装置70によって光量測定する際に光書込みヘッド20を駆動するためのドライバICについて説明する。
光シャッタ素子の光量測定時に実行される間引き点灯は、CPUから必要なデータを転送して光書込みヘッド20を駆動すれば実現可能であるが、その機能をドライバICに付加することもできる。
【0041】
図17はドライバICとして2値画像再現用のものを使用した場合の構成を示す。このドライバIC60は、n個のICをラダーチェーンで接続して使用するのであるが、各ICは64ドットを駆動するように構成され、シフトレジスタ61、ラッチ回路62、ゲート回路63、レベルシフト回路64、ドライバ回路65からなる。
【0042】
画像データDATA(A),(B)はシフト信号R/Lに基づいてシフトクロック信号S−CLKに同期してシフトレジスタ61へ転送され、ストローブ信号STBでラッチ回路62にラッチされる。ゲート信号GATEがゲート回路63に入力されると、信号D1〜D64がレベルシフト回路64を介してドライバ回路65に転送される。ドライバ回路65には駆動電圧Vdが印加されており、レベルシフト回路64からの信号D1〜D64に基づいて出力HV1〜HV64が光シャッタ素子に印加される。
【0043】
このドライバIC60において、光量測定モードが指令されると、データ信号DATAはシフトクロック信号S−CLKに同期してシフトレジスタ61へ転送され、ストローブ信号STBでラッチ回路62にラッチされる。そして、ゲート信号GATEを所定のデューティで駆動すれば、所定の光量で光シャッタ素子を動作させることができる。間引き点灯は、データ信号DATAとシフトクロック信号S−CLKを分周した信号とをアンド条件で動作させることで実現できる。1/2分周すれば1オン/1オフとなる。間引き点灯用の信号は繰り返し信号であり、複数のデューティのゲート信号GATEを用意しておけば、プリンタコントローラがなくても光量測定モードを実行できる。光シャッタ素子が奇数列と偶数列に分割されている場合は、片列のDATAを“H”にして、少なくとも片列に対して素子数以上のDATAをシフトレジスタ61へ転送した後、ストローブ信号STBでラッチし、前述の制御を行えば、1オン/1オフをさらに容易に実現できる。また、ゲート回路63にTEST入力端子を設けてゲート回路63を強制的にオンする機能を付加し、この端子に所定のデューティ信号を転送すれば、容易に光量測定モードを実行可能である。
【0044】
より詳しくは、図18、図19に示すように、発振器66から発振された基本クロック信号CLKは分周器67で適当な周波数に変換され、シフトクロック信号S−CLK、カウンタ計数信号となる。ライン周期カウンタ68は、ライン周期をカウントするもので、ストローブ信号STBを生成する。即ち、カウントアップで1ショットマルチバイブレータを動作させてストローブ信号STBを生成し、同時にカウンタ68のリセットが行われるので、ストローブ信号STBは一定周期で出力されることになる。このカウンタ68の規定値を選択可能とすることでデューティを変更することができる。シフト量カウンタ69は、前記シフトレジスタ61へ転送するデータ数を決定するもので、カウント中は出力を発生するため、クロック信号CLKとアンド条件で動作させてシフトクロック信号S−CLKを生成する。
【0045】
データ信号DATAは、クロック信号CLKから種々のパターンを生成することが可能であり、1/2分周したものを使用すれば、1オン/1オフの間引き点灯用の信号を生成できる。他のパターンも簡単なロジック回路で生成可能である。光シャッタ素子が奇数列と偶数列に分割されている構成では、シフト量カウンタ69は不要であり、回路はさらに簡単になる。即ち、データ信号DATAを常時“H”にしてシフトクロック信号S−CLKを連続的に出力すればよい。
【0046】
(カラープリンタ)
図20は写真焼付け用のカラープリンタの概略構成を示す。このカラープリンタは、印画紙収容部1と、作像部2と、処理部3とからなる。印画紙4は収容部1にロール状に収容されている。作像部2には、図1に示した光書込みヘッド20、図12に示した測定ユニット71(但し、工具顕微鏡77、CCDカメラ78は省かれている)が搭載されている。さらに、作像部2には、印画紙4の搬送ローラ対5,6,7、カッタ8及び搬送ガイド板11,12が設置されている。
【0047】
印画紙4は、感光面を下方に向けて、搬送ローラ対5から作像部2に導入され、規定長さ送り込まれた時点でローラ対5の回転を停止すると共にカッタ8を動作させることでカットされる。カットされた印画紙4はローラ対6,7によって一定の速度で搬送される。印画紙4は光書込みヘッド20上を通過するとき、ガイド板11に形成した開口を通じて露光され画像(潜像)を形成される。露光後の印画紙4は処理部3で現像、乾燥され、トレイ15上へ排出される。
【0048】
前記印画紙4は、光書込みヘッド20の書出し開始と印画紙4上の画像書出し開始位置が同期するように露光部へ搬送され、書込み期間中は連続して所定の速度で搬送される。但し、露光部での搬送は、連続的でなくとも副走査方向の密度に対応したピッチで間欠的に搬送してもよい。
【0049】
印画紙4のカットは露光中に実行されると同期ずれの原因になりやすい。このような不具合を排除するには、露光前に印画紙4を適当な量だけ湾曲させてカットするか、あるいは搬送経路が若干長くなるがストレートな状態でカットした後に露光を開始する構成を採用することが好ましい。印画紙がロール状の場合、カット時に露光されないように光源ランプ21をオフ状態とするか、光書込みヘッド20をメカニカルなシャッタ手段で遮光することが必要である。
【0050】
測定ユニット71は、図21に示すように、光書込みヘッド20に対向した位置で駆動用ガイド棒76aの正逆回転に伴って主走査方向Xに往復動可能に設置されている。測定ユニット71は印画紙4への露光に先立って光書込みヘッド20の各光シャッタ素子の光量を前述の如く測定する。この測定ユニット71は光量測定時以外は搬送される印画紙4に干渉しないように印画紙4の搬送経路外で待避している(図21中二点鎖線参照)。
【0051】
ガイド板11はガイド面11’が光書込みヘッド20のピント面F(図22(A)参照)と一致するように設定されており、印画紙の厚みが異なってもピントずれが生じない。また、搬送ローラ対6,7は図示しないパルスモータで等速制御され、副走査速度の一定化が図られている。上ガイド板12は印画紙の浮き上がりを防止するためのもので、自重であるいはばね等で印画紙上に圧接するように構成されている。
測定ユニット71に設置されているスリット板73はピント面Fと同一面に設定されているが、前述の如く、光量測定時以外は印画紙の搬送経路から待避している。
【0052】
光量測定時において、光書込みヘッド20から出射された光はガイド板11,12の開口を通じてセンサ72へ入射する。ガイド板11は全体あるいは光通過部をガラス、アクリル等の透光性材料で形成すれば、開口を設ける必要はない。開口がなくなれば、印画紙のガイド機能が向上する。上ガイド板12に関しては、開口を設けることなく、光量測定時にはガイド位置から退避するように構成してもよい。
【0053】
一方、図22(B)に示すように、結像レンズアレイ35とスリット板73との間にレンズ75を介在させてもよい。レンズ75を配置することで、測定ユニット71をピント面Fから離すことができ、露光時に測定ユニット71を待避させる必要がなくなり、装置の小型化に寄与する。この場合、上ガイド板12は透光性材料で形成することが可能となる。
【0054】
本カラープリンタにあっては、光書込みヘッド20のRGBフィルタ25を回転させて光源色を高速で切り換え、1ラインごとにR,B,Gの画像をPLZT光シャッタ素子をオン/オフさせて書き込む。本プリンタは、通常、タイマによって電源が投入され、現像液の温度制御等が実行される。このウォームアップ期間に光シャッタ素子の光量測定とその補正(キャリブレーション)が行われる。キャリブレーションは、前述の如く、露光と略同等の条件で光書込みヘッド20を駆動し、その出力光量に基づいて光量補正を行う工程であり、むらのない良好な階調画像が得られる。
【0055】
フルカラー機の場合、まず、奇数素子のみを規定の周波数(副走査方向の画素密度で決まる)及び光量(デューティあるいは強度)で駆動し、それに同期させて光源色を切り換える。同時に、測定ユニット71を往動させ、RGB光量及び複数階調での光量を測定する。復動時には同様に偶数素子のRGB光量及び複数階調での光量を測定する。
【0056】
光量補正を適切に行うには、オフ光量(漏れ光量)を含む4段階での測定が有効であり、光源色切換え速度を実使用時の測定段数分の1(1/4)に低下させ、1色当たり四つの光量段数で測定する。即ち、1素子当たり12点(RGB×4)の光量を1回の走査で測定する。センサ72の光電圧出力の積分値をサンプリング/ホールドしてA/D変換後、制御部で4点の光量値から出力光量特性の近似曲線を算出し、光量補正を行う。光量補正は最も測定光量の小さい光シャッタ素子を基準として行う。光量補正のデータはルックアップテーブル用のメモリ素子(例えば、フラッシュROMなど)に格納する。
【0057】
なお、光源色の切換え速度を実使用時と略同一としてもよい。この場合には、駆動周波数を高めて各色ごとに複数の光量測定を行う。駆動周波数も実使用時と同じであれば、複数回の走査で複数の光量を測定すればよい。
【0058】
図23は制御部の構成を示す。光量検出センサ72の出力は増幅器91で増幅され、積分回路80(図15参照)で積分され、4チャンネルのマルチプレクサ92、A/Dコンバータ93を介してCPU94へ入力され、補正データが生成される。
【0059】
一方、フィルムスキャナ95で読み取られた画像データは画像メモリ96のビットマップメモリ上に展開される。ビットマップメモリ上の情報は、CPU94によって前記光量補正データを格納したルックアップテーブル97を参照し、入力された画像データに補正を加えた状態で光シャッタモジュール30のドライバIC40へ転送され、所定の速度で切り換えられる光源色で元の画像と同等の濃度で再現される。
【0060】
次に、図24を参照して光量測定の制御手順について説明する。
光量測定の制御ルーチンはプリンタの電源投入に基づいて実行される。まず、ステップS1でRGBフィルタ25を所定の色に切り換え、ステップS2でデューティ50%で全ての光シャッタ素子を同時に駆動する。そして、ステップS3で複数の光シャッタ素子をまとめて最大光量となる駆動電圧をサーチし、その駆動電圧を設定する。次に、ステップS4で4階調(0,48,160,240の各階調)を繰り返して光シャッタ素子を駆動し、同時にステップS5で光量検出センサ72を走査させ、光量を測定する。さらに、ステップS6で測定データから光シャッタ素子ごとの階調特性(補正データ)を計算し、ステップS7でルックアップテーブル97に補正データを格納する。次に、ステップS8で3色の測定が終了したか否かを判定し、終了していなければステップS1へ戻る。
【0061】
ところで、本実施形態では、1往復の走査で全ての素子の光量測定を完了している。しかし、階調ごとにあるいは光源色ごとに分割測定することも可能である。この場合には、走査回数が増加するため、時間的には若干不利であるが、光量積分回路が簡略化できる等の利点を有する。
【0062】
光量測定の階調数は光シャッタ素子の出力特性に依存する。リニアリティが良好であれば、2点測定でも実用化が可能である。さらに、漏れ光量が零であれば、1点測定でも可能である。しかし、通常、光シャッタ素子の出力特性は理想的なリニアリティと一致しないため、4点で測定すればどのような素子にも対応可能である。光源色に関しても、各色に対する出力特性が同じであれば、1色の測定で補正を行うことが可能である。また、若干の特性差が存在しても、画像上で許容できるのであれば、グリーン1色あるいは白色の測定で補正を行ってもよい。
【0063】
また、PLZTからなる光シャッタ素子は駆動電圧に起因して分光透過特性が変化する。そのため、光量測定時と実写時の駆動電圧波形を同一に設定することが好ましい。その手段の一つが、青色露光時の最適電圧を駆動電圧として、他の色(赤、緑)も同じ電圧で駆動して光量を測定することである。他の手段としては、各光源色の最適電圧で駆動して光量を測定することである。本実施形態にあっては、高速で駆動電圧を変化させる必要があり、駆動電圧の波形になまり等が発生するので、同一の特性を有する(同一の)電源を使用して測定及び実写を実行することが好ましい。
【0064】
以上説明した光量測定方法によれば、図14を参照して説明したように、各光シャッタ素子のアドレスを決定する特別な装置を必要とすることなく出力光量のピーク値からアドレスを決定するため、ピークとピークとの間のサンプリング回数をカウントすることにより、検査装置として使用した場合には、光書込みヘッド20の異常(ピッチ誤差、アライメント不良等)の検出が可能である。また、測定ユニット71を実機に搭載した場合には、測定ユニット71の移動不良を検出することができる。この場合は、異常を表示/警告してプリンタの動作を停止させる。さらに、光シャッタ素子の経時的な劣化に対応した光量補正が可能となる。
【0065】
なお、光量の測定、補正は、プリンタのウォーミングアップ時に以外にも任意の時期に実行することも可能である。
【0066】
(ドライバICの構成と動作)
次に、多値再現用ドライバIC40の構成とタイミングチャートを図25、図26に示す。ドライバIC40は、n個のICをラダーチェーンで連続して使用するのであるが、各ICは64ドットを駆動するように構成され、6ビットのシフトレジスタ41、6ビットのラッチ回路42、6ビットのコンパレータ43、6ビットのカウンタ44、ゲート回路45、ドライバ回路46からなる。
【0067】
画像データDATA(A),(B)はシフト信号R/Lに基づいてシフトクロック信号S−CLKに同期してシフトレジスタ41へ転送され、ストローブ信号STBでラッチ回路42にラッチされる。これによって、各画素の階調数がセットされる。クロック信号C−CLKはカウンタ44でカウントされ、コンパレータ43はラッチされた値とカウンタ値とを比較し、ゲート回路45は両者が一致した時点で出力を停止する。また、カウンタ44はクリア信号CLによってクリアされる。
【0068】
ドライバ回路46には駆動電圧Vdが印加されており、ゲート回路45からの信号D1〜D64に基づいて出力HV1〜HV64が光シャッタ素子に印加されることになる。即ち、各画素は画像データDATAに応じた時間(パルス幅)だけ光シャッタ素子をオンさせることになる。
【0069】
以上の構成からなる多値再現用ドライバIC40で光量測定モードを実行する場合も、前述の2値再現用ドライバIC60と基本的には同様の制御を行う。所定の光量はデータ信号DATA(ディプスイッチ等)で指定し、シフトレジスタ41へ転送後、ストローブ信号STBでラッチし、データ信号DATAに応じたデューティをコンパレータ43等で生成し、ゲート信号GATEによって所定の光シャッタ素子を所定の光量で動作させる。このような間引き点灯用の信号は繰り返し信号であり、比較的簡単な回路で実現できる。
【0070】
また、光シャッタ素子が奇数列と偶数列に分割されている場合には、片列のDATAを“H”にしておけば、間引き点灯を容易に実現でき、制御はさらに簡単になる。光量を可変するには、ディップスイッチ等の設定を変更すればよい。
【0071】
(他の実施形態)
なお、本発明に係る階調特性測定方法は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、第2の発明において、光書込みに使用する固体走査型の素子としては、PLZT以外に、LED(Light Emitting Diode)、LCS(Liquid Crystal Shutter)、DMD(Deformable Mirror Device)、FLD(Fluorescent Device)等を用いることができる。
【0072】
また、本発明は銀塩感材を用いた印画紙への画像書込み装置以外にも、銀塩フィルムや電子写真用感光体への画像書込み装置あるいはディスプレイ上への画像投影装置に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る階調特性測定方法に用いられる光書込みヘッドを示す斜視図。
【図2】駆動パルス幅に対応する光シャッタ素子の光出力波形を示すチャート図。
【図3】光シャッタ素子の階調特性を示すグラフ。
【図4】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、3点測定、直線分割の例である。
【図5】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、4点測定、直線分割の例である。
【図6】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、5点測定、直線分割の例である。
【図7】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、4点測定、直線分割の例である。
【図8】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、3点測定、2次近似曲線とした例である。
【図9】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、4点測定、3次近似曲線とした例である。
【図10】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、5点測定、3次近似曲線とした例である。
【図11】本発明に係る階調特性測定方法で得られた近似曲線と実際の階調特性曲線を示すグラフ、4点測定、3次近似曲線とした例である。
【図12】光量測定装置を示す概略構成図。
【図13】光量測定時のアナログ信号の波形図。
【図14】光量測定時のデジタル信号の波形図。
【図15】光量測定に用いられる積分回路のブロック図。
【図16】前記積分回路の動作を示すタイミングチャート図。
【図17】2値画像再現用ドライバICを示すブロック図。
【図18】前記2値画像再現用ドライバICへ転送される信号の生成回路を示すブロック図。
【図19】前記信号生成回路の動作を示すタイミングチャート図。
【図20】本発明に係る光書込みヘッドを備えたカラープリンタを示す概略構成図。
【図21】前記カラープリンタに搭載されている光量測定ユニットを示す斜視図。
【図22】光書込みヘッドと光量測定ユニットとの位置関係を示す説明図。
【図23】前記カラープリンタの制御部を示すブロック図。
【図24】前記制御部による光量測定の制御手順を示すフローチャート図。
【図25】多値画像再現用ドライバICを示すブロック図。
【図26】前記多値画像再現用ドライバICの動作を示すタイミングチャート図。
【符号の説明】
20…光書込みヘッド
30…光シャッタモジュール
31…光シャッタ素子
40,60…ドライバIC
70…光量測定装置
71…測定ユニット
72…光電変換センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for measuring a gradation characteristic of a solid-state scanning optical writing device for writing an image (latent image) on a photoconductor using a PLZT optical shutter array, an LED array, or the like.
[0002]
[Prior art and problems]
Conventionally, photographic paper using silver halide photosensitive materialOrPLZT, etc. to form an image (latent image) on a film or photoconductor for electrophotographyUsing a light shutter array or LED arrayThere are provided various optical writing devices for controlling ON / OFF of the optical writing. In this type of solid-state scanning optical writing device, each light source is used to obtain an even image.elementIt is necessary to measure the light amount of the light and to correct the light amount based on the measured value.
[0003]
By the way, the drive pulse width modulation method is effective to reproduce multiple gradations.elementIt is difficult to accurately correct the light amount because of the variation in the gradation characteristics. Variations in gradation characteristics are considered to be caused by distortion and dimensional errors during processing of the PLZT chip.element, For example, if the number of pixels is about 512 pixels, a variation in light amount of about ± 15 to ± 20% occurs. In addition, each optical shutterelementDue to the shape error of eachelementThe voltage (half-wavelength voltage) at which the maximum transmitted light amount of the pixel varies also, and the gradation characteristics when the drive pulse width is modulated are different.elementHas unique characteristics.
[0004]
Conventionally, all the optical shutters under a certain driving condition (only one gradation)elementWas turned on to measure the amount of light to obtain correction data. However, with this, the correction data greatly deviates from the actual gradation characteristics, and accurate light quantity correction cannot be realized.
[0005]
Object, Summary and Effect of the Invention
Therefore, an object of the present invention is to provide a light source for each light without significantly increasing the measured gradation.elementIt is an object of the present invention to provide a method for measuring a gradation characteristic of a solid-state scanning optical writing device, which can detect the gradation characteristic of the solid-state image almost accurately.
[0006]
In order to achieve the above object, the first invention isConsists of PLZTA large number of optical elements arranged in the main scanning direction areBy changing the drive pulse width under a constant voltage,In the gradation characteristic measuring method for a solid-state scanning optical writing device in which on / off control is performed in multiple gradations, the output light amount of each of the optical elements at at least three different gradations (ie, measurement points with different light amount settings) is the same. And the gradation characteristics of each optical element are determined from the measured values.Multiple straight lines or at least quadraticIt was calculated as an approximate expression.
[0007]
FirstIn the invention, the gradation characteristics of each optical element are approximated from the measured values of the output light amounts of the optical elements at a small number of gradations of 3 to 5 points. Therefore, the approximated gradation characteristic has an extremely small error from the actual gradation characteristic, so that accurate light amount correction data can be obtained, and a high-quality image with no unevenness can be formed. In addition, since the gradation characteristic itself of each optical element is simulated, accurate correction data can be obtained even if the drive voltage slightly varies. Furthermore, in the light quantity measurement, since the optical element is driven with a small number of gradations, it is not necessary to add a large-scale and expensive circuit. it can.
[0008]
FirstIn the present invention, the number of gradations for measuring the output light amount is a number corresponding to the approximate expression to be calculated. For example, at least three points are measured for a quadratic expression, and at least four points are measured for a tertiary expression. If the measured gradation is set near the inflection point of the actual gradation characteristic of the optical element, more accurate gradation characteristics can be obtained.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a gradation characteristic of a solid-scanning optical writing device for controlling on / off of a plurality of optical elements arranged in a main scanning direction in multiple gradations based on image data. The output light amount of the optical element at three different gradations is measured using a sensor, and the gradation characteristic of each optical element is calculated from the measured value as an approximate expression,Before the light quantity measurement for calculating the gradation characteristics, each optical element is driven at a duty of about 50% to determine a drive voltage at which the maximum light quantity is obtained.To obtain gradation characteristicsTurn on each light elementIt was to so. therefore,Correction data with small errors can be obtained for all optical elements.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a gradation characteristic measuring method for a solid-state scanning optical writing device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0010]
(Optical writing head)
FIG. 1 shows an
[0011]
The light emitted from the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The light emitted from the
[0015]
In the
[0016]
Io/ Ii= Sin2{-(Πn3RLE2) / 2λ}
Ii: Incident light amount
Io: Light output
n: refractive index
R: Kerr constant
L: Optical path length
E: electric field strength
λ: light wavelength
[0017]
That is, due to the processing error when processing PLZT into chips,elementCauses an optical path length error,elementEvery time, a voltage (half-wavelength voltage) at which the amount of emitted light becomes maximum varies. Changed drive pulse application time (pulse width) under constant voltageShutter element in caseFIG. 2 shows the light output waveform of the first embodiment.Note that changing the application time of the drive pulse corresponds to changing the gradation in pulse width modulation. In FIG. 2, (A), (B), and (C) show respective optical output waveforms in different optical shutter elements. In particular,(A) shows that the drive voltage Vd isIn that elementIf the voltage is lower than the half-wave voltage, (B)The driving voltage Vd is equal to the half-wavelength voltage of the device.If equal, (C) isThe driving voltage Vd is higher than the half-wavelength voltage of the device.If highShow. Figure 3, Each element in FIG.This is a graph of gradation characteristics.Specifically, (A), (B), and (C) in FIG. 3 correspond to the elements used in (A), (B), and (C) in FIG. 2, respectively.
[0018]
As is clear from FIG.element, The optimum drive voltage Vd is different, resulting in a difference in the gradation characteristic curve. According to the experiment, the gradation characteristic is concave when “Vd <half-wavelength voltage”, substantially linear when “Vd = half-wavelength voltage”, and convex when “Vd> half-wavelength voltage”. Conventionally, correction data is obtained by measuring the amount of emitted light at one gradation. For example, when measurement is performed only at one point of the 128th gradation, an approximate expression indicated by a two-dot chain line in FIG. 3 is obtained as correction data. However, in this approximation formula, the band other than the measured gradation greatly deviates from the approximation formula, so that the optimal light amount correction cannot be performed and the image becomes uneven.
[0019]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS.elementMeasure the light intensity of each light shutterelementEach time, the measured value was approximated by a plurality of straight lines or at least a quadratic or higher-order curve to obtain a gradation characteristic (correction data) with an extremely small error. FIG. 4 shows an example in which measurement is performed at three points (each gradation of 0, 48, and 240) and approximated by linear division. FIG. 5 shows an example in which measurement is performed at four points (each gradation of 0, 48, 160, and 240) and approximated by linear division. FIG. 6 shows an example of measurement at five points (each gradation of 0, 48, 128, 192, and 240) and approximation by linear division. FIG. 7 shows an example in which measurement is performed at four points (each gradation of 0, 48, 128, and 240) and approximated by linear division. FIG. 8 shows the measurement at three points (each gradation of 0, 128 and 240).SecondaryAn example of approximation with a curve is shown. FIG. 9 shows an example of measurement at four points (each gradation of 0, 48, 160, and 240) and approximation by a cubic curve. FIG. 10 shows an example of measurement at five points (each gradation of 0, 48, 128, 192, and 240) and approximation by a cubic curve. FIG. 11 shows an example of measurement at four points (each gradation of 0, 48, 128, and 240) and approximation by a cubic curve.
[0020]
In each of FIGS. 4 to 11, a curve connecting plots for each gradation is an actual gradation characteristic, and a curve connecting based on each measurement value with a circle is an approximate curve (correction data). 4 to 11, the approximate curves are very close to the actual gradation characteristics. The measured gradation number is a number corresponding to the approximate expression to be calculated. For example, a quadratic expression has three or more points, and a tertiary expression has four or more points. Furthermore, when calculating the approximate expression, the gradationelementIs preferably near the inflection point of the actual gradation characteristic (curve) of FIG. In particular, when the gradation range is 0 to 255, an approximate curve with a small error can be obtained by measuring at four points of 0, 48, 160, and 240. In addition, each optical shutterelementOf these, attention is paid to a chip whose half-wave voltage is average, and the voltage at which the maximum light amount is obtained at the time of the middle gradation (duty is 50%) of the used gradation range is set as the driving voltage. With this, it shows a gradation characteristic relatively close to a straight line.elementIncreases and allelement, The correction error is the smallest. If the approximation by the cubic equation is obtained by the least square method, the error becomes small.
[0021]
(Light quantity measuring device and measuring method)
FIG. 12 shows each optical shutter of the optical writing head 20.element1 shows a measuring
[0022]
This measuring
[0023]
A
[0024]
The
[0025]
The light
[0026]
The drive mode of the
[0027]
First, the optical shutterelementIs turned on repeatedly, and the
[0028]
As an effective measuring method considering the light quantity correction, as described above, each optical shutterelementIs to obtain measurements at four different amounts of light. The lighting duty is set to high, medium, and low, and the
[0029]
1elementThe number of samplings / holds per hit can be increased by lowering the moving speed of the
[0030]
In addition, when the
[0031]
Next, the principle of light quantity measurement will be described with reference to FIGS.
First, the optical shutterelementThe drive signal A is applied to the odd-numbered. The driving signal A has a frequency and a duty that are the same or close to the driving conditions in the actual machine. Each optical shutterelement, An optical output B is emitted, and the same waveform is output from the
[0032]
In light intensity measurement,elementA slit 73a having substantially the same size as the widthelementSince scanning is performed at a speed at which lighting is performed a plurality of times, the A / D converted output is as shown in FIG.
[0033]
Next, the optical shutterelement, The drive signal A is applied to the even number, and the light amount is measured in the same manner as described above while moving the
[0034]
In the above light quantity measurement,elementSince the position is calculated from the output light amount, detection of the initial position of the encoder and the
[0035]
The off-time light quantity (leakage light quantity) also integrates the sensor output during the off-period, and performs A / D conversion by sampling / holding at the end of the off-period, similarly to the on-light quantity.elementThe position can be identified by any peak detection as in the case of the on-state. However, since the output signal is weak, the light amount at the same time as the on-time peak is used as the off-time light amount. Regarding the determination of the minimum light amount at the time of ON, it is preferable to experimentally correct by the following equation.
[0036]
specificelementLight intensity = specificelementMaximum light amount + (wraparound light amount-leakage light amount) x correction coefficient
[0037]
The correction coefficient depends on the lighting pattern and the width of the
The measurement method has been described with an example in which the light is turned on every odd-numbered and even-numbered numbers. However, various lighting patterns can be considered.
[0038]
Here, the light
The light
[0039]
According to the
[0040]
(Configuration and operation of driver IC)
Next, a driver IC for driving the
Optical shutterelementThe thinning-out lighting executed at the time of measuring the amount of light can be realized by transferring necessary data from the CPU and driving the
[0041]
FIG. 17 shows a configuration when a driver IC for reproducing a binary image is used. The
[0042]
The image data DATA (A) and (B) are transferred to the
[0043]
In the
[0044]
More specifically, as shown in FIGS. 18 and 19, the basic clock signal CLK oscillated from the
[0045]
As the data signal DATA, various patterns can be generated from the clock signal CLK. If the data signal DATA is used by dividing the frequency by 1 /, a signal for thinning 1ON / 1OFF can be generated. Other patterns can be generated by a simple logic circuit. Optical shutterelementIs divided into odd columns and even columns, the
[0046]
(Color printer)
FIG. 20 shows a schematic configuration of a color printer for photographic printing. This color printer comprises a photographic
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
If the cutting of the
[0050]
As shown in FIG. 21, the measuring
[0051]
The
Although the
[0052]
At the time of measuring the amount of light, the light emitted from the
[0053]
On the other hand, as shown in FIG. 22B, a
[0054]
In this color printer, the
[0055]
For full-color machines, first, the odd numberselementOnly the light source is driven at a specified frequency (determined by the pixel density in the sub-scanning direction) and light amount (duty or intensity), and the light source color is switched in synchronization with the driving. At the same time, the
[0056]
In order to properly perform light quantity correction, measurement in four steps including the off light quantity (leakage light quantity) is effective, and the light source color switching speed is reduced to one-fourth (1 /) the number of measurement steps in actual use. The measurement is performed at four light levels per color. That is, 1elementThe amount of light per twelve points (RGB × 4) is measured in one scan. After sampling / holding the integrated value of the light voltage output of the
[0057]
Note that the light source color switching speed may be substantially the same as in actual use. In this case, the drive frequency is increased and a plurality of light quantity measurements are performed for each color. If the driving frequency is the same as that in actual use, a plurality of light amounts may be measured by a plurality of scans.
[0058]
FIG. 23 shows the configuration of the control unit. The output of the light
[0059]
On the other hand, image data read by the
[0060]
Next, a control procedure of the light quantity measurement will be described with reference to FIG.
The control routine of the light quantity measurement is executed when the power of the printer is turned on. First, in step S1, the
[0061]
By the way, in this embodiment, all the scans in one reciprocation are performed.elementHas been completed. However, it is also possible to separately measure each gradation or each light source color. In this case, although the number of scans increases, this is slightly disadvantageous in terms of time, but has advantages such as simplification of the light amount integration circuit.
[0062]
Light shutter for light intensity measurementelementOutput characteristics. If the linearity is good, practical use is possible even with two-point measurement. Furthermore, if the amount of leaked light is zero, one-point measurement is possible. However, usually the light shutterelementOutput characteristics do not match the ideal linearity,elementIs also possible. As for the light source color, if the output characteristics for each color are the same, correction can be performed by measuring one color. In addition, even if there is a slight difference in characteristics, the correction may be performed by measuring one color of green or white as long as it can be tolerated on the image.
[0063]
Also, PLZTConsists ofOptical shutterelementChanges the spectral transmission characteristics due to the driving voltage. Therefore, it is preferable to set the same drive voltage waveform at the time of light quantity measurement and at the time of actual shooting. One of the means is to measure the amount of light by driving the other colors (red and green) with the same voltage while using the optimum voltage at the time of blue exposure as a driving voltage. Another means is to measure the amount of light by driving with the optimum voltage of each light source color. In the present embodiment, it is necessary to change the drive voltage at a high speed, and the waveform of the drive voltage may be distorted. Therefore, the measurement and the actual photographing are performed using the (same) power supply having the same characteristics. Is preferred.
[0064]
According to the light quantity measuring method described above, as described with reference to FIG.elementIn order to determine the address from the peak value of the output light amount without requiring a special device for determining the address of the device, by counting the number of samplings between the peaks, when used as an inspection device, It is possible to detect abnormalities (pitch errors, poor alignment, etc.) of the
[0065]
Note that the measurement and correction of the light amount can be executed at any time other than when the printer is warmed up.
[0066]
(Configuration and operation of driver IC)
Next, a configuration and a timing chart of the multi-value reproducing
[0067]
The image data DATA (A) and (B) are transferred to the
[0068]
The drive voltage Vd is applied to the
[0069]
Even when the light quantity measurement mode is executed by the multi-value reproducing
[0070]
Also, optical shutterelementIs divided into an odd-numbered column and an even-numbered column, the thinning-out lighting can be easily realized by setting the DATA of one column to "H", and the control is further simplified. In order to change the light amount, the setting of a dip switch or the like may be changed.
[0071]
(Other embodiments)
According to the present invention,Gradation characteristicsThe measuring method is not limited to the above embodiment, and can be variously changed within the scope of the gist.
In particular,In the second invention,As a solid-scanning element used for optical writing, besides PLZT, an LED (Light Emitting Diode), an LCS (Liquid Crystal Shutter), a DMD (Deformable Mirror Device), an FLD (Fluorescent Device), or the like can be used.
[0072]
Further, the present invention is applicable not only to an image writing apparatus for printing paper using a silver halide photosensitive material, but also to an image writing apparatus for a silver halide film or an electrophotographic photosensitive member or an image projection apparatus on a display. It is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an optical writing head used in a gradation characteristic measuring method according to the present invention.
FIG. 2 is an optical shutter corresponding to a drive pulse width.elementFIG. 3 is a chart showing an optical output waveform of FIG.
FIG. 3Optical shutter element5 is a graph showing the gradation characteristics of FIG.
FIG. 4 is a graph showing an approximate curve obtained by a gradation characteristic measuring method according to the present invention and an actual gradation characteristic curve, an example of three-point measurement, and straight line division.
FIG. 5 is a graph showing an approximate curve obtained by the gradation characteristic measuring method according to the present invention and an actual gradation characteristic curve, an example of four-point measurement, and straight line division.
FIG. 6 is a graph showing an approximate curve obtained by the gradation characteristic measuring method according to the present invention and an actual gradation characteristic curve, and is an example of five-point measurement and linear division.
FIG. 7 is a graph showing an approximate curve obtained by the gradation characteristic measuring method according to the present invention and an actual gradation characteristic curve, and is an example of four-point measurement and linear division.
FIG. 8 is a graph showing an approximate curve obtained by the gradation characteristic measuring method according to the present invention and an actual gradation characteristic curve, three-point measurement,2This is an example of a next approximation curve.
FIG. 9 is a graph showing an approximate curve obtained by the tone characteristic measuring method according to the present invention and an actual tone characteristic curve, a four-point measurement, and a cubic approximate curve.
FIG. 10 is a graph showing an approximate curve obtained by the tone characteristic measuring method according to the present invention and an actual tone characteristic curve, a five-point measurement, and an example of a tertiary approximate curve.
FIG. 11 is a graph showing an approximate curve obtained by the tone characteristic measuring method according to the present invention and an actual tone characteristic curve, a four-point measurement, and a cubic approximate curve.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a light quantity measuring device.
FIG. 13 is a waveform chart of an analog signal at the time of light quantity measurement.
FIG. 14 is a waveform diagram of a digital signal at the time of light quantity measurement.
FIG. 15 is a block diagram of an integration circuit used for light quantity measurement.
FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the integration circuit.
FIG. 17 is a block diagram showing a binary image reproduction driver IC.
FIG. 18 is a block diagram showing a circuit for generating a signal transferred to the binary image reproduction driver IC.
FIG. 19 is a timing chart showing the operation of the signal generation circuit.
FIG. 20 is a schematic configuration diagram illustrating a color printer including an optical writing head according to the invention.
FIG. 21 is a perspective view showing a light amount measurement unit mounted on the color printer.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an optical writing head and a light quantity measuring unit.
FIG. 23 is a block diagram showing a control unit of the color printer.
FIG. 24 is a flowchart showing a control procedure of light quantity measurement by the control unit.
FIG. 25 is a block diagram showing a multivalued image reproduction driver IC.
FIG. 26 is a timing chart showing the operation of the multivalued image reproduction driver IC.
[Explanation of symbols]
20 Optical writing head
30 ... Optical shutter module
31 ... Optical shutterelement
40, 60 ... Driver IC
70: Light intensity measuring device
71… Measuring unit
72 Photoelectric conversion sensor
Claims (4)
少なくとも三つの異なる階調での前記各光素子の出力光量を同一のセンサを用いて測定し、
前記測定値から各光素子の階調特性を複数の直線又は少なくとも2次以上の近似式として算出する、
ことを特徴とする階調特性測定方法。A solid-scanning optical writing device that controls ON / OFF in multiple gradations by changing a drive pulse width under constant voltage on a large number of optical elements arranged in the main scanning direction composed of PLZT based on image data. In the gradation characteristic measuring method,
The output light quantity of each of the optical elements at at least three different gradations is measured using the same sensor,
Calculating the gradation characteristics of each optical element from the measured values as a plurality of straight lines or an approximate expression of at least second order ,
A gradation characteristic measuring method characterized in that:
少なくとも三つの異なる階調での前記光素子の出力光量をセンサを用いて測定し、
前記測定値から各光素子の階調特性を近似式として算出し、
階調特性を算出するための光量測定の前に、各光素子を約50%のデューティで駆動して最大光量となる駆動電圧を判別し、この駆動電圧で階調特性を得るために各光素子を点灯させる、
ことを特徴とする階調特性測定方法。In a gradation characteristic measuring method of a solid-state scanning type optical writing device for controlling a large number of optical elements arranged in the main scanning direction at multiple gradations based on image data,
The output light amount of the optical element at at least three different gradations is measured using a sensor,
Calculate the gradation characteristics of each optical element as an approximate expression from the measured values,
Before measuring the light quantity for calculating the gradation characteristics, each optical element is driven at a duty of about 50% to determine a driving voltage at which the maximum light quantity is obtained. Turn on the element,
A gradation characteristic measuring method characterized in that:
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