JP4693199B2 - 記録装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の記録素子がライン状に形成された記録素子アレイを用いて記録媒体に記録を行う記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を形成する記録装置として、例えば、記録ヘッドとしてLEDアレイを用いて、電子写真方式によって感光体上に潜像を作成して記録を行う装置がある。
【0003】
このLEDアレイには、自己走査型LEDアレイ(以下、SLEDアレイという)がある。このSLEDアレイは、特開平1−238962号公報、特開平2−208067号公報、特開平2−212170号公報、特開平3−20457号公報、特開平3−194978号公報、特開平4−5872号公報、特開平4−23367号公報、特開平4−296579号公報、特開平5−84971号公報、ジャパンハードコピー’91(A−17)駆動回路を集積した光プリンタ用発光素子アレイの提案、電子情報通信学会(’90.3.5)PNPNサイリスタ構造を用いた自己走査型発光素子(SLED)の提案等において紹介されており、記録用発光素子として注目されている。
【0004】
図13は、SLEDアレイの1例を示す。図14は、SLEDアレイを駆動制御するための各種信号のタイミングを示す。ここでは、全素子を点灯する場合を例に挙げて説明する。
【0005】
図13において、VGAは、SLEDアレイの電源電圧に当たり、ΦSにカスケードに接続されているダイオードDに抵抗rを介して接続されている。
【0006】
SLEDアレイは、転送用サイリスタD1’〜D5’がアレイ状に配列したものと、発光用サイリスタD1〜D5がアレイ状に配列されたものとからなる。転送用および発光用サイリスタのゲートは接続され、1番目のサイリスタのゲートはΦS(スタートパルス)の信号入力部に接続され、2番目のサイリスタのゲートはΦSの端子に接続されたダイオードDのカソードに接続され、3番目のサイリスタのゲートは次のダイオードのカソードに接続され、というようにして構成されている。
【0007】
図14のタイミングチャートに従って、転送および発光について説明する。
【0008】
転送のスタートは、ΦSを0Vから5Vに変化させることによって始まる。ΦSが5Vになることにより、Va=5V,Vb=3.7V(ダイオードの順方向電圧降下を1.3Vとする),Vc=2.4V,Vd=1.1V,Ve以降は0Vとなり、転送用サイリスタD1’とD2’のゲート信号0Vからそれぞれ5V,3.7Vと変化する。
【0009】
この状態でΦ1を5Vから0Vにすることにより、D1’の転送用サイリスタのそれぞれの電位はアノード:5V、カソード:0V、ゲート:3.7Vとなり、サイリスタのON条件となり、転送用サイリスタD1’がオン(ON)する状態でΦSを0Vに変えてもサイリスタD1’がONしているため、Va≒5Vとなる(理由:ΦSは抵抗(図示せず)を介してパルスが印加されている。サイリスタはONすると、アノードとゲートとの間の電位がほぼ等しくなる。)。このため、ΦSを0Vにしても1番目のサイリスタのON条件が保持され、1番目のシフト動作が完了する。
【0010】
この状態で発光用サイリスタのΦI信号を5Vから0Vにすると、転送用サイリスタがONした条件と同じになるため、発光用サイリスタD1がONして、1番目のLEDが点灯することになる。1番目のLEDはΦIを5Vに戻すことにより、発光用サイリスタのアノード・カソード間の電位差が無くなり、サイリスタの最低保持電流を流せなくなるため、発光用サイリスタD1はOFFする。
【0011】
次に、転送用サイリスタD1’からD2’への転送条件について説明する。
【0012】
発光用サイリスタD1がOFFしても、Φ1が0Vのままなので、転送用サイリスタD1’はONのままであり、転送用サイリスタD1’のゲート電圧Va≒5Vとなり、Vb=3.7Vとなる。この状態で、Φ2を5Vから0Vに変化させることにより、転送用サイリスタD2’の電位は、アノード:5V、カソード:0V、ゲート:3.7Vとなり、転送用サイリスタD2’はONする。
【0013】
転送用サイリスタD2’がONした後、Φ1を0Vから5Vに変えることにより、転送用サイリスタD1’は発光用サイリスタD1がOFFしたのと同様に、OFFする。このようにして、転送用サイリスタのON状態は、D1’からD2’に移る。そして、ΦIを5VからOVにすることにより、発光用サイリスタD2がONして発光する。
【0014】
転送用サイリスタがONしている発光用サイリスタのみ発光できる理由は、転送用サイリスタがONしていない場合、ONしているサイリスタの隣のサイリスタを除いてゲート電圧がOVであるためサイリスタのON条件とならない。隣のサイリスタについても、発光用サイリスタがONすることにより、ΦIの電位は3.4V(発光用サイリスタの順方向電圧降下分)となるため、隣のサイリスタは、ゲート・カソード間の電位差がないため、ONすることができない。
【0015】
なお、ΦIを0Vにすることにより、発光用サイリスタがONとなり、発光すると述べたが、実際のプリント動作においては当然、そのタイミングで実際に発光させるか、させないかを画像データに対応させて制御する必要がある。図14において、画像データ、ΦDは、その制御を示す信号で、SLEDアレイのΦI端子には、外部においてΦIと画像信号との論理和をとり、画像データが0Vの場合のみ、実際にSLEDアレイのΦI端子が0Vになって発光し、画像データが5Vの場合はSLEDのΦI端子が5Vのままとなって発光しない。
【0016】
SLEDアレイを構成する1個のチップ(SLEDチップ)は、例えば128個の発光用サイリスタを有し、転送用サイリスタにより選択的に順次点灯制御される。
【0017】
図15は、発光用サイリスタ(発光素子)の駆動時の等価回路を示す。
【0018】
駆動電流は電源電圧から発光用サイリスタの発光ダイオード部の順方向電圧降下分を差し引いた電圧を外部の電流制限抵抗値およびサイリスタ内部抵抗値の和で割ったものとなる。
【0019】
従って、1つのSLEDチップ内でも、各発光素子の順方向電圧降下量および内部抵抗値がばらつけば、その分、駆動電流も変動することとなる。ただし、1個のSLEDチップにおける順方向電圧降下量、内部抵抗値の発光素子間のバラツキは、SLEDチップ間の順方向電圧降下量平均値、内部抵抗平均値のバラツキに比べれば、一般的に低くなる。このバラツキの様子を、図16および図17に示す。
【0020】
図16は、複数個のSLEDチップのそれぞれのΦIを駆動するドライバーの出力に全て同一のRaΩの電流制限抵抗をつけた場合の各画素の駆動電流を示す。横軸が各チップの各発光画素の並びを示し、縦軸はそれらに対応した駆動電流である。
【0021】
図17は、各SLEDチップの各発光素子の電流制限抵抗の逆数と駆動電流の関係を示す。
【0022】
一方、SLEDチップの駆動電流と発光量との関係も同様に、1つのSLEDチップ内における各画素間でのバラツキは、SLEDチップ間の平均値のバラツキよりも一般に低くなる。このバラツキの様子を、図18および図19に示す。
【0023】
図18は、複数のSLEDチップのそれぞれのΦIを理想的な定電流回路(電流値Ia)で駆動した場合の各発光素子の発光量を示す。横軸が各チップの各発光素子の並びを示し、縦軸はそれらに対応した発光量を示す。
【0024】
図19は、各SLEDチップの各発光素子の駆動電流と発光量との関係を示す。
【0025】
これにより、1つのLEDヘッドに搭載される各SLEDチップには、それぞれの平均駆動電流対平均光量、および平均駆動電流対外部抵抗値の関係にしたがって、まず、所定の目標平均光量L目標が得られる平均駆動電流が演算され、次に、その平均駆動電流が得られるような外部抵抗値が演算され、24系列、96系列等の市販の公称抵抗値から最近接のものが選択され実装される。
【0026】
これによって、各SLEDチップ間で平均光量の差が所定の範囲内に抑えられたLEDヘッドが作成されることとなる。この様子を図20および図21に示す。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、各SLEDチップの平均光量は精密に均一化され、ヘッド全体でほぼ均一な露光が行われる。
【0028】
しかしながら、SLEDチップは内部の配線インピーダンス、熱抵抗の物理的なアンバランスや、エッチングなどの半導体製造プロセス上の問題に起因するチップ内の諸物理特性分布により、各チップ共通のチップ内発光むら、すなわち光量ムラが発生する場合がある。
【0029】
このようなチップ内光量ムラに対して、1画素の発光時間を各発光素子の発光特性(光量ムラ)に合わせて、適当に変調し、均一な露光を確保するという光量補正が行われている。
【0030】
ここで、従来における光量補正の1例として、SLEDチップに共通のチップ内発光むらに対する光量補正を、図22〜図24に基づいて説明する。
【0031】
図22は、各SLEDチップが、独立して同時走査が可能な例である。
【0032】
301は、56個の各SLEDチップ200の画像データを記憶するメモリである。SLEDチップ200は、各チップが1画素目の発光点から128画素目までの発光点を順次選択しながら動作するため、このメモリ301は、毎回、56個のチップ分の画像データをラッチする。
【0033】
302は、入力側が56ビットメモリ301に接続され、出力側が各SLEDチップに接続されたゲート回路である。
【0034】
このゲート回路302は、56チップの各画像データ(2値駆動の場合は、56ビット)を入力し、ΦI駆動タイミング信号とANDをとり、画像データがONのチップのみ、そのチップの駆動出力にΦIの駆動信号を出力する。
【0035】
画像データがOFFのチップについては、そのチップの駆動出力を発光しないレベル(SLEDチップの場合は、ハイレベル=H)に固定したままである。
【0036】
各SLEDチップ200には、128個の発光素子があり、1画素目から128画素目まで順次、この動作を繰り返すことになる。なお、各チップの発光画素の選択走査は、前述したように、ΦS、Φ1、Φ2によって全チップ共通に直接制御される。
【0037】
そして、各発光素子の駆動時間は、56チップ共通のΦIによって規定される。ΦS,Φ1,Φ2も全チップ共通のタイミングとすれば、全チップ同時に1ビットから128ビットまで走査する。
【0038】
従って、1ビット目から128ビット目までチップ内の傾向性光量ムラに対応して、各発光素子の発光期間となるΦIのL期間の長さを変調することにより、傾向性光量ムラが補正されることになる。
【0039】
図23(a)は、各発光素子毎の補正データ、および、該補正データに基づいて算出された各発光素子の発光時間を示す。図23(b)は、算出された発光時間に基づいて制御される各発光素子に対する駆動波形を示す。
【0040】
図24は、各発光素子を駆動制御する補正用の発光制御信号ΦIを作成するための従来の制御システムを示す。
【0041】
図24の制御システム350において、まず、画素番号を指定するための画素番号指定カウンタ351から画素番号を補正値メモリ352に出力する。この画像番号指定カウンタ351は、各走査ラインにおいて、0から127まで発光点の移動毎にカウントアップされる。0のときは、補正値メモリ352から+3の補正値Kが読み出される。
【0042】
そして、この補正値メモリ352から読み出された補正値Kは、減算器354によって、発光時間の基準値を示す設定レジスタ353の値である発光時間基準値Sから差し引かれる。ここでは、発光時間基準値Sは32であるため、補正値Kが3のときは、発光時間基準値S−補正値K=32−3=29となる。
【0043】
一方、発光駆動信号発生用の6bitカウンタ355が発光点移動と共に、0からカウントアップされる。この6bitカウンタ355は、画像形成装置の制御システムの基本クロックをアレイヘッド内に入力したクロック又はアレイヘッド内に備える発振器(図示せず)から供給され、6ビットのカウンタ355が1周する64カウントで1回の発光点移動が行われるように、ここでは論理設計されている。
【0044】
この6bitカウンタ355の値と、引き算されたカウンタロード値(=発光時間基準値S−補正値K)とが、逐次、比較器356によって比較される。この比較により、前者≧後者、例えば前例では29以上になった期間のみ発光制御信号ΦIがローレベル(=L)となり、図23(b)に示すような発光駆動が行われる。以下、2番目の発光素子以降も同様にして、補正値Kに応じて、発光時間の補正が実行される。
【0045】
しかしながら、このような各発光タイミング毎の発光デューティ補正では、その発光デューティ補正回路のもつシステムクロックによって、その最小補正の分解能が決まってしまう。
【0046】
例えば、図25に示すような出力波形において、1発光繰り返し周期が1.1μs、その中の実際の発光期間(ΦI=L)が700ns程度の場合、図24に示す制御システムの基本となるシステムクロックが45MHZとすると、発光期間の変調分解能は22nsとなり、1補正単位で3%(=22/700)程度の発光量変化がおきる。
【0047】
このような光量補正の分解能では、画像形成条件によっては十分に満足できる補正を行うことができない。
【0048】
そこで、本発明では、システムクロックを変更することなく、光量補正の分解能を高めて光量ムラを無くし、画像品質を向上させることが可能な記録装置および記録方法を提供することにある。
【0054】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録装置であって、記録媒体に記録を行うための複数個の記録素子が所定の方向に沿って1列に配列された記録素子アレイを少なくとも1つ有する記録ヘッドと、画像データに基づいた駆動時間、複数個の記録素子それぞれを駆動する記録素子駆動手段と、駆動時間を補正するために、複数個の記録素子それぞれの駆動特性に基づいて設定される補正データを記憶する記憶手段と、基本クロックを出力するクロック発生手段とを有し、記録素子駆動手段は、発光時間の基準値を示す駆動時間基準値と、記憶手段に記憶される補正データと、基本クロックとに基づいて複数個の記録素子毎の駆動時間に対応するデータを算出し、算出された駆動時間に対応するデータと前記画像データとに基づいて記録素子を駆動し、駆動時間に対応するデータは、駆動時間基準値から補正データを減算し、減算された値と前記基本クロックとの積に基づいて算出することを特徴とする。
【0056】
【発明の実施の形態】
[概要]
まず、本発明の概要について説明する。
【0057】
図6は、本発明に適用可能な記録ヘッドとしてのSLEDアレイヘッド100の構成を示す。なお、このヘッドの回路構成およびその動作は、前述した図13および図14と同様であり、その説明は省略する。
【0058】
200は、SLED半導体チップ(以下、SLEDチップという)である。1個のSLEDチップ200には、図13に示したような複数個の発光サイリスタが直線状に形成されている。ここでは、例として、128個の発光サイリスタが形成されているものとする。
【0059】
212は、SLEDチップ200を搭載するべース基板であり、ガラスエポキシ材、セラミック材などのプリント配線板によって作製される。このベース基板212上には、複数個のSLEDチップ200が主走査方向Xに沿って直線状に配設されている。ここでは、例として、56個のSLEDチップ200が設けられているものとする。
【0060】
213は、外部からの制御信号、電源を受けとるコネクタである。214は、外部からの制御信号を受け取り、SLEDチップ200の点灯制御信号を発生する点灯制御回路(ドライバーIC)である。215は、ドライバIC214からの出力信号Φ1,Φ2,ΦS,ΦIおよび負極側電源入力(本例では、GND)をそれぞれ、SLEDチップ200に接続するためのボンディングワイヤである。216は、べース基板に引かれた正極側電源パターン(本例では、+5V)。217は、べース基板に引かれた正極側電源パターンとSLEDチップ211の裏面電極との間の電気的導電をとり、かつ、接着固定するための銀ペーストである。
【0061】
図7は、SLEDチップ200の内部構成を示す。
【0062】
チップ端部の入力側には、ボンディングワイヤ215と接続するためのボンディングパッド201が設けられている。このボンディングパッド201を介して、信号Φ1,Φ2,ΦS,ΦI,VGAが入力される。また、チップ端部の出力側には、発光部(すなわち、図13の発光用サイリスタ)202が設けられている。
【0063】
そして、このようなSLEDチップ200を搭載したSLEDアレイヘッド100においては、図8に示すような共通の発光むらがしばしば発生する。チップ端部で急峻に発光量が低下している原因としては、SLEDチップ200の熱抵抗がチップ端部になるにつれ急激に上昇し、昇温によって発光効率が低下することに起因するからである。
【0064】
SLEDチップ200の中央から両端にゆるやかに発光量が低下しているのは、図7に示すようにチップ中央部に配置された駆動信号ΦI入力用のボンディングパッド215から、駆動電流の導通路となるアルミ配線パターンのインピーダンスがチップの両周辺部に向かって伸びていることに起因する。
【0065】
さらに、各ワイヤーボンディング周辺部で光量が若干下がっているのは、このワイヤーボンディング周辺部はアルミ配線の面積が他に比べて少ないために、その周辺部はより多くのアルミをパターンエッチング時にエッチングすることになり、エッチングレートが相対的に低下し、これにより、発光部のアルミ配線幅がごくわずかながら太ることになり、膜内発光部からの発光に対する開口面積が下がることに起因する。
【0066】
また、以上のようなチップ間で共通な傾向をもつ光量ムラ以外にも、ランダムに発生する光量ムラもちろん発生することがある。
【0067】
そこで、本発明では、以上述べたような光量ムラを解決するための手段を提供する。すなわち、各チップ内の発光部202の発光特性を画素単位で補正する画素補正データを画像データの複数ライン分用意し、この複数ライン分の画素補正データからなる光量補正テーブルに基づいて、各チップ内の発光部202の発光駆動時間を画素単位で変調するような制御処理を実行することを特徴とするものである。
【0068】
[具体例]
以下、具体例を挙げて説明する。
【0069】
(システム構成)
まず、本システムの全体構成を、図1および図2に基づいて説明する。
【0070】
図1は、本システムの概略構成を示す。本例では、発光部202の発光駆動時間を画素単位で変調するための制御部400がもうけられている。この制御部400から発光駆動時間が変調された発光制御信号ΦIが出力される。
【0071】
発光制御信号ΦIは、コネクタ部303、ゲート回路302を介して各SLEDチップ200(図7参照)に入力される。なお、このゲート回路302および56ビットメモリ301の構成は、前述した図22と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【0072】
ここで、56ビットメモリ301には、画像データ600の1ライン分のデータのみが順次入力されるものとする。
【0073】
56ビットメモリ301には、アドレス1に、1チップ目1ビット,2チップ目1ビット,…,56チップ目1ビットの合計56個の画像データ600の1ライン分データが記憶され、また、アドレス2に、1チップ目2ビット,2チップ目2ビット,…,56チップ目2ビットの合計56個の1ライン分データが記憶され、以下同様にして、アドレス126までに各1ライン分データが記憶されているものとする。
【0074】
図2は、各発光部202を駆動制御する補正用の発光制御信号ΦIを作成する制御部400の構成を示す。
【0075】
401は、複数ライン分の画素補正データ501,502からなる光量補正テーブル500を記憶する補正メモリである。
【0076】
402は、補正メモリ401に記憶された画素補正データ501,502の補正列(2n,2n+1)を指定する補正列指定カウンタである。
【0077】
光量補正テーブル500は、図3に示すように、補正例2nに対応した3,3,2,2,2,0,…,の画素補正データ501と、補正列2n+1に対応した3,2,2,1,0,2…,の画素補正データ502とから構成される。
【0078】
なお、画素番号指定カウンタ351、発光時間基準値設定レジスタ353、減算器354、6bitカウンタ354、比較器356の構成は、前述した図24と基本的に同一であるため、ここでの説明は省略する。
【0079】
(システム動作)
以下、本システムの動作について説明する。
【0080】
(発光駆動時間の制御)
まず、発光制御信号ΦIの発光駆動時間を制御する処理を、図2に基づいて説明する。
【0081】
補正値メモリ352から所望とする画素補正データを取り出すために、画素番号指定カウンタ351から画素番号が、補正列指定カウンタ402から補正列がそれぞれ出力される。画像番号指定カウンタ351は、各走査ラインにおいて、0から127まで発光点の移動毎にカウントアップされる。
【0082】
画素番号および補正列に基づいて補正値メモリ352から読み出された補正値Kが、発光時間の基準値を示す設定レジスタ353の値である発光時間基準値Sから差し引かれる。発光時間基準値Sを32とすると、補正値Kが3のときは、発光時間基準値S−補正値K=32−3=29となる。
【0083】
一方、発光駆動信号発生用の6bitカウンタ354が発光点移動と共に、0からカウントアップされる。この6bitカウンタ354は、画像形成装置の制御システムの基本クロックをアレイヘッド内に入力したクロック又はアレイヘッド内に備える発振器(図示せず)から供給され、6ビットのカウンタ354が1周する64カウントで1回の発光点移動が行われるように、ここでは論理設計されている。
【0084】
この6bitカウンタ354の値と、引き算されたカウンタロード値(=発光時間基準値S−補正値K)とが、逐次、比較器355によって比較される。この比較により、前者≧後者、例えば前例では29以上になった期間のみ発光制御信号ΦIがローレベル(=L)となり、前述した図23(b)に示すような発光駆動が行われる。以下、2番目の発光素子以降も同様にして、補正値Kに応じて、発光時間の補正が実行される。
【0085】
(画像データの補正処理)
次に、発光駆動時間が制御された発光制御信号ΦIを用いて、実際の画像データを補正する処理を、図4および図5に基づいて説明する。
【0086】
図4は、補正値メモリ352から所望とする画素補正データ501,502を取り出し、画像データ600に補正する処理を示す。
【0087】
補正例として、例えば、n=0のときを考える。このとき、補正列は、0(=2n)と、1(=2n+1)となる。補正列0は画像データ600の偶数ラインに相当し、補正列1は画像データ600の奇数ラインに相当する。
【0088】
そこで、光量補正テーブル500において、まず、画像データ600の偶数ラインに相当する画素補正データ501に注目する。
【0089】
そして、偶数ラインに相当する補正列0の1画素目の補正値3を取り出す。この取り出した補正値3を、56ビットメモリ301に記憶された1ライン分の1画素目のデータに対して処理する。例えば、1ライン分のデータが、1チップ目1ビット,2チップ目1ビット,…,56チップ目1ビットのデータであるとすると、この1画素目のデータ全てに対して、補正値3を用いて補正を行う。
【0090】
次に、偶数ラインに相当する補正列0の2画素目の補正値3を取り出す。この2画素目の補正値3を用いて、56ビットメモリ301に記憶された1ライン分の2画素目のデータである、1チップ目2ビット,2チップ目2ビット,…,56チップ目2ビットのデータ全てに対して補正を行う。
【0091】
以下、同様にして補正を行っていき、偶数ラインに相当する補正列0の最後の128画素目の補正値2を取り出す。この128画素目の補正値2を用いて、56ビットメモリ301に記憶された1ライン分の128画素目のデータである、1チップ目128ビット,2チップ目128ビット,…,56チップ目128ビットのデータ全てに対して補正を行う。これにより、偶数ラインに相当する補正列0の補正が全て終了する。
【0092】
次に、画像データ600の奇数ラインに相当する補正列1の補正を同様にして行う。すなわち、光量補正テーブル500において、まず、奇数ラインに相当する画素補正データ502に注目する。
【0093】
そして、奇数ラインに相当する補正列1の1画素目の補正値3を取り出して、56ビットメモリ301に記憶された1ライン分の1画素目のデータである、1チップ目1ビット,2チップ目1ビット,…,56チップ目1ビットのデータ全てに対して補正を行う。
【0094】
次に、奇数ラインに相当する補正列1の2画素目の補正値2を取り出して、56ビットメモリ301に記憶された1ライン分の2画素目のデータである、1チップ目2ビット,2チップ目2ビット,…,56チップ目2ビットのデータ全てに対して補正を行う。
【0095】
以下、同様にして補正を行っていき、奇数ラインに相当する補正列1の最後の128画素目の補正値4を取り出す。この128画素目の補正値4を用いて、56ビットメモリ301に記憶された1ライン分の128画素目のデータである、1チップ目128ビット,2チップ目128ビット,…,56チップ目128ビットのデータ全てに対して補正を行う。これにより、奇数ラインに相当する補正列1の補正が全て終了する。
【0096】
以上の補正処理は、n=0の場合の例であるが、n=1,2,…
(ただし、nは画像領域分の数に相当する)というように増加させた場合でも、図5に示すように、画像データ600の偶数ライン、奇数ラインを交互に補正することが可能である。
【0097】
(補正分解能)
次に、発光制御信号ΦIの発光駆動時間の補正分解能を、図3に基づいて説明する。
【0098】
図3の仮想平均値510は、光量補正テーブル500の画素補正データ501と画素補正データ502との平均値を示すものである。この仮想平均値510は、実際の補正処理に用いられる値ではないが、補正分解能の考え方の面で参考となる値である。
【0099】
例えば、補正値として1画素目では、仮想平均値は3で、このときの発光時間パルス数は35パルスである。前述した図25を参照して、システムクロックの分解能が22nsとすると、発光時間は、35×22=770nsとなる。
【0100】
また、2画素目では、仮想平均値は2.5であり、発光時間パルス数は34.5パルスであるため、発光時間は、34.5×22=759nsとなる。従って、補正分解能は、
770−759ns=11ns(0.5パルス分) …(1)
となる。
【0101】
これに対して、前述した従来例では、図23に示したように、1画素目での発光時間は35パルス×22=770nsであり、2画素目での発光時間は34パルス×22=748nsである。従って、補正分解能は、
770−748ns=22ns(1パルス分) …(2)
となる。
【0102】
(1)式、(2)式を比較してわかるように、本発明による補正分解能が、従来例に比べて半減(1/2)していることがわかる。
【0103】
上述したように、画像データの複数ラインのうち、偶数ラインについては2n列の補正値を用い、奇数ラインについては2n+1列の補正値を用いて、各発光素子の発光時間の補正を2ライン毎に繰り返して行うことにより、補正値の最小分解能は2ラインで1回だけ1クロック変調を行う場合の0.5クロックと実質的にみなすことができ、これにより、よりなめらかで、細かい補正を行うことが可能となる。
【0104】
本例では、2ライン補正データを持つ例を示したが、さらに多くの補正データを備えることにより、より分解能の高い補正を行うことが可能である。
【0105】
なお、図8に示した光量ムラの基準となる”光量”とは、1ビットから128ビットまでの各ビットの光量を示すが、この光量は、製造されるチップの全体としての各ビット平均値を想定してもよい。この場合には、記録ヘッドによらず、常に一定のパターンの補正テーブルを備えることになる。
【0106】
また、光量は、1つのウエハから取れる全チップにおける各ビット平均を想定してもよい。この場合には、所定のウエハロットのチップから作製された記録ヘッド毎に最適な補正テーブルを設定することができる。
【0107】
また、1つの記録ヘッド毎の全チップにおける各ビット平均を想定してもよい。この場合には、記録ヘッド毎により最適な補正テーブルを設定することができる。
【0108】
(実験例)
次に、光量ムラに対する光量補正の実験例を、図9〜図11に基づいて説明する。ここでは、従来例と比較して述べる。
【0109】
図11は、従来の光量補正テーブル600を示す。ビット番号は、図8の画素番号に対応する。光量は、各ビット単位で検出される。補正値は、図23の補正値に対応する。
【0110】
そして、1周期を64カウント、デフォルトの発光時間を32カウントとし、1から128ビットの全平均光量(=95.125)に対する各ビットの光量の比率に従って、理想的な発光カウント値を線形計算し、個の値を四捨五入により整数としての実カウント値を決定する。しかし、このような補正の仕方では、原理的に32カウントの中央値に対して、1カウント刻みで補正値を決定せざるを得ず、原理的に1/32×nのステップ比でしか、補正ができない。
【0111】
図12は、各ビットの光量が1クロック分のステップ変動(変動量=約3.1%)をしている箇所があることがわかる。光量変動と出力画像との関係によっては、出力画像にスジなどの影響が発生する。
【0112】
図9は、本発明に基づく、副走査方向Yに2列分の補正値を備えた補正テーブル610の例を示す。
【0113】
ΦIの周期、発光時間デフォルト値は、従来と同じで、それぞれ64カウント、32カウントである。2n補正値、2n+1補正値は、図3の補正値に対応する。
【0114】
そして、連続する2n,2n+1ライン毎に補正テーブルを切り替えて使用し、2ライン(偶数、奇数ライン)で平均的に補正を行うことにより、実質的に0.5クロック刻みの補正を実現することができる。
【0115】
図10は、補正値の2列平均値と、補正後の残留光量誤差(%)とをグラフ化したものである。前述した従来例の図12と比較して、変動量は1.5%と減少していることがわかり、これにより、従来のように出力画像にスジなどの影響が発生するようなこともない。
【0116】
なお、本発明に係る発光素子の発光時間の制御方法は、電子写真式の記録装置の記録ヘッドのみならず、他のヘッド、例えばインクジェット式の記録ヘッドの駆動制御に適用できるものである。
【0117】
また、本発明は、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど)から構成されるシステムに適用しても、1つの機器(例えば、複写機、ファクシミリ装置)からなる装置に適用してもよい。
【0118】
また、本発明は、システム或いは装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。そして、本発明を達成するためのソフトウェアによって表されるプログラムを格納した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明の効果を享受することが可能となる。
【0119】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【0120】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM(マスクROM、フラッシュEEPROMなど)などを用いることができる。
【0121】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0122】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ポードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0123】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録ヘッドの各発光素子の発光特性を画素単位で補正する画素補正データを、画像データの複数ライン分備えた光量補正テーブルを作成し、この複数ライン分の画素補正テーブルを有する光量補正テーブルに基づいて、各発光素子の発光駆動時間を画素単位で変調するようにしたので、各発光素子の光量補正分解能は発光時間制御回路のシステムクロック周期に限定されず、より高分解能で光量補正を行うことが可能となり、しかも、補正レベルの変化点や過補正部等でみられる濃度の不連続性、違和感を緩和することが可能となり、これにより、一段となめらかで、高精細な出力画像を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である記録装置の光量制御系の構成を示すブロック図である。
【図2】光量制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図3】補正データの構成を示す説明図である。
【図4】光量の補正処理を示す説明図である。
【図5】画像データの転送処理を示す説明図である。
【図6】記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図7】SLEDチップの内部構成を示す構成図である。
【図8】チップ内の光量ムラを示す説明図である。
【図9】本発明の補正テーブルを示す説明図である。
【図10】図9の補正データをグラフ化して示す波形図である。
【図11】従来の補正テーブルを示す説明図である。
【図12】図11の補正データをグラフ化して示す波形図である。
【図13】駆動回路の構成を示す回路図である。
【図14】駆動回路に入力される各種信号を示す波形図である。
【図15】発光サイリスタの等価回路を示す回路図である。
【図16】チップに対する駆動電流の変化を示す特性図である。
【図17】電流制限抵抗に対する駆動電流の変化を示す特性図である。
【図18】チップに対する発光量の変化を示す特性図である。
【図19】駆動電流に対する発光量の変化を示す特性図である。
【図20】平均駆動電流に対する平均光量の変化を示す特性図である。
【図21】外部抵抗値に対する平均駆動電流の変化を示す特性図である。
【図22】従来における記録装置の光量制御系の構成を示すブロック図である。
【図23】従来の補正データの構成を示す説明図である。
【図24】従来の光量制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図25】発光期間を示す波形図である。
【符号の説明】
100 SLEDアレイヘッド
200 SLEDチップ
301 56ビットメモリ
302 ゲート回路
351 画素番号指定カウンタ
352 補正値メモリ
353 発光時間基準値設定レジスタ
354 減算器
355 6bitカウンタ
356 比較器
400 制御部
401 補正値メモリ
402 補正列指定カウンタ
500 光量補正テーブル
501,502 画素補正データ
510 仮想平均値
600 画像データ

Claims (1)

  1. 記録媒体に記録を行うための複数個の記録素子が所定の方向に沿って1列に配列された記録素子アレイを少なくとも1つ有する記録ヘッドと、
    画像データに基づいた駆動時間、前記複数個の記録素子それぞれを駆動する記録素子駆動手段と、
    記駆動時間を補正するために、前記複数個の記録素子それぞれの記録駆動特性に基づいて設定される補正データを記憶する記憶手段と、
    基本クロックを出力するクロック発生手段と
    を有し、前記記録素子駆動手段は、
    発光時間の基準値を示す駆動時間基準値と、前記記憶手段に記憶される前記補正データと、前記基本クロックとに基づいて前記複数個の記録素子毎の駆動時間に対応するデータを算出し、算出された駆動時間に対応するデータと前記画像データとに基づいて前記記録素子を駆動し、
    前記駆動時間に対応するデータは、前記駆動時間基準値から前記補正データを減算し、減算された値と前記基本クロックとの積に基づいて算出することを特徴とする記録装置。
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