JP4867673B2 - Light quantity measuring device for exposure apparatus and exposure apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光書き込みを行なう露光装置の光量を計測する光量計測装置等に関する。 The present invention relates to a light quantity measuring device for measuring the light quantity of an exposure apparatus that performs optical writing.
電子写真方式を用いたプリンタや複写機等の画像形成装置では、装置の小型化の要請から、感光体ドラム等の像保持体上を露光する露光装置として、LED等の発光素子を一列に配列した発光素子アレイと、各発光素子から出力された光を像保持体の表面に結像させるレンズアレイとからなるプリントヘッドを用いたものが提案されている。
このようなプリントヘッドでは、各発光素子間に発光光量のバラツキが存在すると、記録用紙上に形成される画像に濃度ムラを生じさせ、高品位な画像の形成を妨げる。特に、カラー画像を形成する際には、各色画像の濃度ムラによる色再現性の低下を招くこととなる。
In image forming apparatuses such as printers and copiers using an electrophotographic system, light emitting elements such as LEDs are arranged in a line as an exposure apparatus that exposes an image carrier such as a photosensitive drum in response to a request for downsizing the apparatus. There has been proposed a print head using a light emitting element array and a lens array that forms an image of light output from each light emitting element on the surface of an image holding member.
In such a print head, if there is a variation in the amount of emitted light between the light emitting elements, density unevenness occurs in the image formed on the recording paper, and the formation of a high-quality image is hindered. In particular, when forming a color image, the color reproducibility is deteriorated due to density unevenness of each color image.
そこで、従来より、光量計測装置を用いて、プリントヘッドの各発光素子から発光される光量の測定を行い、測定された各発光素子の光量分布に基づいて各発光素子に対する光量補正値を求めている(例えば、特許文献1参照)。そして、求められた光量補正値に基づいて、各発光素子の光量補正を行う。 Therefore, conventionally, a light amount measuring device is used to measure the amount of light emitted from each light emitting element of the print head, and a light amount correction value for each light emitting element is obtained based on the measured light amount distribution of each light emitting element. (For example, refer to Patent Document 1). Then, based on the obtained light amount correction value, the light amount of each light emitting element is corrected.
その場合に、各発光素子毎の光量補正を高精度に行うためには、次のような方法が有効である。すなわち、各発光素子の光量を定める点灯パルス幅は、まず基準となる基準パルス幅を定めておき、各発光素子毎に光量補正値に基づいて定める整数値を基準パルス幅に積算することで設定する。その際に、光量補正値から生じる基準パルス幅の1単位に満たない小数点部分(これを「量子化誤差」という)が生じるが、この量子化誤差については次に点灯する発光素子に順に繰り越していき、それらを積算したものが「1」(基準パルス幅の1単位)となった時点で、その1単位を点灯パルス幅に加算させるという方法である(例えば、特許文献2参照)。このような方法を用いれば、量子化誤差が繰り越される所定数の発光素子から構成される領域毎に、光量補正値の分解能に対応した高精度な光量補正を行うことが可能となる。 In that case, the following method is effective in performing light amount correction for each light emitting element with high accuracy. In other words, the lighting pulse width that determines the light amount of each light emitting element is set by first setting a reference pulse width as a reference, and adding an integer value determined based on the light amount correction value for each light emitting element to the reference pulse width. To do. At that time, a decimal point portion (this is referred to as “quantization error”) that is less than one unit of the reference pulse width generated from the light amount correction value is generated. Then, when the sum of them becomes “1” (one unit of the reference pulse width), the unit is added to the lighting pulse width (see, for example, Patent Document 2). By using such a method, it becomes possible to perform light amount correction with high accuracy corresponding to the resolution of the light amount correction value for each region composed of a predetermined number of light emitting elements in which quantization errors are carried forward.
ここで、一般に、光量補正値から生じる各発光素子毎の量子化誤差を有効に利用することで、高精度な光量補正を行うことができるが、そのためには、各発光素子毎に量子化誤差レベルでの高精度な光量補正値を求める必要がある。
しかしながら、量子化誤差は、基準パルス幅の1単位に満たない小数点部分であるため、量子化誤差分の点灯による光量は不安定なものとなる。そのため、安定した状態で量子化誤差分の光量を計測するには、量子化誤差分の光量が少なくとも基準パルス幅の1単位となる回数だけの発光をさせる必要がある。具体的には、例えば量子化誤差が1/128であれば128×N回(N:正の整数)だけ発光素子を発光させ、量子化誤差分の光量が基準パルス幅の少なくとも1単位に積算された状態で光量計測を行う必要がある。その結果、1つの露光装置当たりの計測時間が長くなり、生産性の低下を招くという問題があった。
Here, in general, it is possible to perform high-precision light amount correction by effectively using the quantization error for each light emitting element generated from the light amount correction value. It is necessary to obtain a highly accurate light amount correction value at the level.
However, since the quantization error is a decimal part that is less than one unit of the reference pulse width, the amount of light due to lighting of the quantization error becomes unstable. Therefore, in order to measure the light amount corresponding to the quantization error in a stable state, it is necessary to emit light as many times as the light amount corresponding to the quantization error is at least one unit of the reference pulse width. Specifically, for example, if the quantization error is 1/128, the light emitting element emits
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高精度な光量測定を高速に行うことを可能とすることにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the technical problems as described above, and an object of the present invention is to enable high-precision light quantity measurement at high speed.
かかる目的のもと、本発明の露光装置の光量計測装置は、ライン状に複数配列され、基準となる所定のパルス幅に乗算する係数が設定されることにより照射光量が定まる発光素子に対向して配置されて、発光素子各々の光量を計測する光量計測手段と、発光素子各々の点灯を制御し、光量計測手段の計測動作を制御する制御手段とを備え、光量計測手段は、ライン状に複数配列された受光素子が複数段配置されるとともに、かかる段数が、発光素子にて設定される係数の小数部に正の整数を乗算した場合に、乗算された積の小数部を0とする整数に設定されて構成され、制御手段は、光量計測手段の受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号の周期を、発光素子の発光タイミングを設定する同期信号の周期の正の整数倍に設定することを特徴としている。 For this purpose, the light quantity measuring device of the exposure apparatus of the present invention is arranged in a plurality of lines and faces a light emitting element in which the irradiation light quantity is determined by setting a coefficient for multiplying a predetermined predetermined pulse width. Arranged in a line, and includes a light quantity measuring means for measuring the light quantity of each light emitting element, and a control means for controlling the lighting operation of each light emitting element and controlling the measurement operation of the light quantity measuring means. A plurality of arranged light receiving elements are arranged, and when the number of stages is obtained by multiplying the fractional part of the coefficient set in the light emitting element by a positive integer, the fractional part of the multiplied product is set to 0. The control means is configured to be an integer, and the control means sets the period of the synchronization signal for setting the measurement timing of each stage of the light receiving element of the light quantity measurement means to a positive integer multiple of the period of the synchronization signal for setting the light emission timing of the light emitting element. Set to It is characterized by a door.
ここで、光量計測手段は、光量計測手段の計測分解能をs、受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号の周期をTcとして、発光素子に対する相対移動速度Sが、S=s/Tcに設定されたことを特徴とすることができる。また、光量計測手段は、上記した所定のパルス幅をBASE、a、bを0または整数、Mを正の整数として、発光素子の照射光量がBASE×(a+b/M)にて設定される場合に、受光素子の段数が、Nを正の整数として、M×Nに設定されたことを特徴とすることができる。さらには、光量計測手段は、ライン状に複数配列された受光素子の各々にて計測された光量データが受光素子の移動方向後段に位置する受光素子に順次転送され、転送された光量データと転送された受光素子にて計測された光量データとが順次積算されることを特徴とすることができる。
また、制御手段は、光量計測手段の受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号と、発光素子の発光タイミングを設定する同期信号とを同期させて出力することを特徴とすることもできる。
Here, the light quantity measurement means has a relative resolution speed S with respect to the light emitting element as S = s / Tc, where s is the measurement resolution of the light quantity measurement means, and Tc is the period of the synchronization signal for setting the measurement timing of each stage of the light receiving element. It can be characterized by being set to. Further, the light amount measuring means sets the above-mentioned predetermined pulse width as BASE, a, b is 0 or an integer, M is a positive integer, and the irradiation light amount of the light emitting element is set as BASE × (a + b / M). In addition, the number of stages of the light receiving elements may be set to M × N, where N is a positive integer. Further, the light quantity measuring means sequentially transfers the light quantity data measured by each of the light receiving elements arranged in a plurality of lines to the light receiving elements located downstream in the movement direction of the light receiving elements, and transfers the transferred light quantity data and the transferred light quantity data. The light quantity data measured by the received light receiving elements can be integrated sequentially.
Further, the control means may output the synchronization signal for setting the measurement timing of each stage of the light receiving element of the light quantity measurement means and the synchronization signal for setting the light emission timing of the light emitting element in synchronization with each other. .
本発明の露光装置の光量計測装置は、ライン状に複数配列され、N段階(Nは正の整数)の補正量を設定することによって照射光量が定まる発光素子に対向して配置されて、発光素子各々の光量を計測する光量計測手段と、発光素子各々の点灯を制御し、光量計測手段の計測動作を制御する制御手段とを備え、光量計測手段は、ライン状に複数配列された受光素子が複数段配置されるとともに、段数が、Nの整数倍に設定されて構成され、制御手段は、光量計測手段の受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号の周期を、発光素子の発光タイミングを設定する同期信号の周期の正の整数倍に設定することを特徴としている。 The light quantity measuring device of the exposure apparatus of the present invention is arranged in a plurality of lines, and is arranged facing a light emitting element whose irradiation light quantity is determined by setting N steps (N is a positive integer) correction amount. A light quantity measuring means for measuring the light quantity of each element, and a control means for controlling the lighting operation of each light emitting element and controlling the measurement operation of the light quantity measuring means, the light quantity measuring means being a plurality of light receiving elements arranged in a line Are arranged in a plurality of stages, and the number of stages is set to an integer multiple of N, and the control means sets the period of the synchronization signal for setting the measurement timing of each stage of the light receiving element of the light quantity measuring means to the light emitting element. The light emission timing is set to a positive integer multiple of the period of the synchronization signal.
また、本発明を露光装置として捉え、本発明の露光装置は、ライン状に配列された複数の発光素子と、発光素子各々の光量を補正するための光量補正データを記憶した記憶手段と、基準となる所定のパルス幅に乗算する係数を記憶手段に記憶された光量補正データに基づいて設定し、上記した所定のパルス幅にかかる係数が乗算された点灯パルス幅により、発光素子の光量を補正して発光させる駆動回路とを備え、記憶手段は、記憶された光量補正データが、ライン状に複数配列された受光素子が複数段配置されるとともに、段数が、発光素子にて設定される係数の小数部に正の整数を乗算した場合に、乗算された積の小数部を0とする整数に設定されて構成された光量計測手段であって、かつ、受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号の周期が、発光素子の発光タイミングを設定する同期信号の周期の整数倍に設定された光量計測手段により計測された光量に基づいて生成されたことを特徴としている。 Further, the present invention is regarded as an exposure apparatus, and the exposure apparatus of the present invention includes a plurality of light emitting elements arranged in a line, storage means for storing light amount correction data for correcting the light amount of each light emitting element, and a reference Is set based on the light quantity correction data stored in the storage means, and the light quantity of the light emitting element is corrected by the lighting pulse width multiplied by the coefficient concerning the predetermined pulse width. And a driving circuit that emits light, and the storage means includes a plurality of light receiving elements in which a plurality of light quantity correction data stored in a line are arranged, and the number of stages is a coefficient set by the light emitting element. Is a light quantity measuring means configured to be an integer in which the fractional part of the multiplied product is set to 0, and the measurement timing of each stage of the light receiving element is Set Cycle phases signals, is characterized in that it is generated based on the measured light quantity by the light quantity measuring means is set to an integral multiple of the period of the synchronizing signal for setting the light emission timing of the light emitting element.
ここで、駆動回路は、発光素子にて設定された係数の小数部を発光素子に隣接する発光素子に繰り越すことを特徴とすることができる。特に、駆動回路は、係数の小数部を発光素子について人間の視覚により濃度ムラが判別困難な範囲に隣接する発光素子に繰り越すことを特徴とすることができる。 Here, the driving circuit may be characterized in that a decimal part of a coefficient set in the light emitting element is carried over to the light emitting element adjacent to the light emitting element. In particular, the drive circuit may be characterized in that the fractional part of the coefficient is carried over to a light emitting element adjacent to a range in which density unevenness is difficult to be determined by human vision for the light emitting element.
本発明の請求項1によれば、高精度な光量測定を高速に行うことが可能となる。
また、本発明の請求項2によれば、光量を計測領域に重複が生じることなく計測することができ、計測時間の短縮化をさらに図ることが可能となる。
また、本発明の請求項1によれば、光量補正データの分解能に対応した高精度な光量計測が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to perform highly accurate light quantity measurement at high speed.
According to the second aspect of the present invention, the light quantity can be measured without causing overlap in the measurement region, and the measurement time can be further shortened.
Further, according to
また、本発明の請求項3によれば、光量計測手段の1回の走査で、複数段で計測された光量の積算値を計測することが可能となり、測定時間のさらなる短縮化を図ることができる。
また、本発明の請求項4によれば、光量計測手段の各段での照射光量が均一となり、正確な光量計測が可能となる。
According to
According to the fourth aspect of the present invention, the amount of irradiation light at each stage of the light amount measuring means is uniform, and accurate light amount measurement is possible.
本発明の請求項5によれば、高精度な光量測定を高速に行うことが可能となる。
また、本発明の請求項6によれば、高精度に光量補正された光量での露光を行うことが可能となる。
また、本発明の請求項5によれば、量子化誤差を繰り越して光量補正を行う方式の露光装置において、量子化誤差と同等レベルで計測された光量に基づいて生成された光量補正データにより、高い精度の光量補正を行うことが可能となる。
また、本発明の請求項5によれば、人間の視覚に判別困難な程度の範囲にて光量補正された光量での露光を行うことが可能となる。
According to claim 5 of the present invention, it is possible to perform highly accurate light quantity measurement at high speed.
Further, according to the sixth aspect of the present invention, it is possible to perform exposure with a light amount whose light amount has been corrected with high accuracy.
According to claim 5 of the present invention, in an exposure apparatus that carries out light amount correction by carrying over a quantization error, light amount correction data generated based on the light amount measured at a level equivalent to the quantization error, It becomes possible to perform light amount correction with high accuracy.
Further, according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to perform exposure with the light amount corrected for the light amount within a range that is difficult for human vision to discriminate.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は本実施の形態の露光装置の一例であるプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。図1に示す画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成部としての画像形成プロセス部10、画像形成装置の動作を制御する制御部30、例えばパーソナルコンピュータ(PC)2や画像読取装置3等の外部装置に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部40を備えている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a view showing the overall configuration of an image forming apparatus using a print head which is an example of an exposure apparatus of the present embodiment. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a so-called tandem digital color printer, and controls the operation of the image forming
画像形成プロセス部10は、一定の間隔を置いて並列的に配置される4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11K(以下、総称して単に「画像形成ユニット11」とも記す)を備えている。各画像形成ユニット11は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体としての感光体ドラム12、感光体ドラム12の表面を所定電位で一様に帯電する帯電器13、帯電器13によって帯電された感光体ドラム12を露光する露光装置としてのLEDプリントヘッド(LPH)14、LPH14によって得られた静電潜像を現像する現像器15、転写後の感光体ドラム12表面を清掃するクリーナ16を備えている。
ここで、各画像形成ユニット11は、現像器15に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、各画像形成ユニット11は、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
The image
Here, each
また、画像形成プロセス部10は、各画像形成ユニット11の感光体ドラム12にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト21、各画像形成ユニット11の各色トナー像を中間転写ベルト21に順次転写(一次転写)させる一次転写ロール22、中間転写ベルト21上に転写された重畳トナー像を記録材(記録紙)である用紙Pに一括転写(二次転写)させる二次転写ロール23、二次転写された画像を用紙P上に定着させる定着器25を備えている。
The image
本実施の形態の画像形成装置では、画像形成プロセス部10は、制御部30から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、PC2や画像読取装置3から入力された画像データは、画像処理部40によって画像処理が施され、インターフェースを介して各画像形成ユニット11に供給される。そして、例えばイエローの画像形成ユニット11Yでは、帯電器13により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム12の表面が、画像処理部40から得られた画像データに基づいて発光するLPH14により露光されて、感光体ドラム12上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器15により現像され、感光体ドラム12上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット11M,11C,11Kにおいても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
In the image forming apparatus of the present embodiment, the image forming
各画像形成ユニット11で形成された各色トナー像は、図1の矢印A方向に回動する中間転写ベルト21上に、一次転写ロール22により順次静電吸引され、中間転写ベルト21上に重畳されたトナー像が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト21の移動に伴って二次転写ロール23が配設された領域(二次転写部)に搬送される。重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Pが二次転写部に供給される。そして、二次転写部にて二次転写ロール23により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙P上に一括して静電転写される。
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Pは、中間転写ベルト21から剥離され、搬送ベルト24により定着器25まで搬送される。定着器25に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着器25によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部(不図示)に搬送される。
Each color toner image formed by each
Thereafter, the sheet P on which the superimposed toner image has been electrostatically transferred is peeled off from the intermediate transfer belt 21 and conveyed to the fixing device 25 by the conveying belt 24. The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing device 25 is fixed on the paper P by being subjected to a fixing process by heat and pressure by the fixing device 25. Then, the paper P on which the fixed image is formed is conveyed to a paper discharge mounting portion (not shown) provided in the discharge portion of the image forming apparatus.
図2は、露光装置であるLEDプリントヘッド(LPH)14の構成を示した図である。図2において、LPH14は、支持体としてのハウジング61、発光部を構成する自己走査型LEDアレイ(SLED)63、SLED63やSLED63を駆動する信号発生回路100(後段の図3参照)等を搭載するLED回路基板62、SLED63からの光を感光体ドラム12表面に結像させる光学部材であるロッドレンズアレイ64、ロッドレンズアレイ64を支持するとともにSLED63を外部から遮蔽するホルダー65、ハウジング61をロッドレンズアレイ64方向に加圧する板バネ66を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an LED print head (LPH) 14 that is an exposure apparatus. In FIG. 2, the
ハウジング61は、アルミニウム、SUS等のブロックまたは板金で形成され、LED回路基板62を支持している。また、ホルダー65は、ハウジング61およびロッドレンズアレイ64を支持し、SLED63の発光点とロッドレンズアレイ64の焦点とが一致するように設定している。さらに、ホルダー65はSLED63を密閉するように構成されている。それにより、SLED63に外部からゴミが付着することを防いでいる。一方、板バネ66は、SLED63およびロッドレンズアレイ64の位置関係を保持するように、ハウジング61を介してLED回路基板62をロッドレンズアレイ64方向に加圧している。
このように構成されたLPH14は、調整ネジ(図示せず)によってロッドレンズアレイ64の光軸方向に移動可能に構成され、ロッドレンズアレイ64の結像位置(焦点面)が感光体ドラム12表面上に位置するように調整される。
The housing 61 is formed of a block or sheet metal such as aluminum or SUS, and supports the LED circuit board 62. The holder 65 supports the housing 61 and the rod lens array 64, and is set so that the light emitting point of the
The
LED回路基板62には、図3(LED回路基板62の平面図)に示したように、例えば58個のSLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)からなるSLED63が、感光体ドラム12の軸線方向と平行になるように精度良くライン状に配置されている。この場合、各SLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)に配置された発光素子(LED)の配列(LEDアレイ)の端部境界において、各LEDアレイがSLEDチップ同士の連結部で連続的に配列されるように、SLEDチップは交互に千鳥状に配置されている。
また、LED回路基板62には、SLED63を駆動する信号(駆動信号)を出力する信号発生回路100およびレベルシフト回路104、電源電圧を出力する3端子レギュレータ101、SLED63の光量補正データ等を記憶するEEPROM102、画像形成装置本体との間で信号の送受信を行うハーネス103が備えられている。
As shown in FIG. 3 (plan view of the LED circuit board 62), the LED circuit board 62 includes, for example,
Further, the LED circuit board 62 stores a signal generation circuit 100 and a
ここで、図4は、LED回路基板62上に形成されている配線の一部を示した図である。図4に示したように、LED回路基板62上には、3端子レギュレータ101から各SLEDチップに電力を供給する+3.3Vの電源ライン105および接地(GND)された電源ライン106、信号発生回路100から各SLEDチップに対して画像処理部40からの画像データに対応した点灯信号ΦI(ΦI1〜ΦI58)を送信する信号ライン107(107_1〜107_58)、さらには、各SLEDチップの各発光点を順次点灯可能状態に遷移させる転送信号CK1(CK1_1〜1_6)および転送信号CK2(CK2_1〜2_6)をそれぞれ送信する信号ライン108(108_1〜108_6)および信号ライン109(109_1〜109_6)が配線されている。
そして、各SLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)には、信号ライン107を介して、CHIP1〜CHIP58に対する点灯信号ΦIが入力される。また、信号ライン108を介して転送信号CK1(CK1_1〜1_6)、信号ライン109を介して転送信号CK2(CK2_1〜2_6)がそれぞれCHIP1〜CHIP58に入力される。
Here, FIG. 4 is a diagram showing a part of the wiring formed on the LED circuit board 62. As shown in FIG. 4, on the LED circuit board 62, a + 3.3
And the lighting signal (PHI) I with respect to CHIP1-CHIP58 is input into each SLED chip (CHIP1-CHIP58) via the signal line 107. FIG. Further, the transfer signal CK1 (CK1_1 to 1_6) is input to the CHIP1 to CHIP58 via the signal line 108, and the transfer signal CK2 (CK2_1 to 2_6) is input to the CHIP1 to CHIP58 via the signal line 109, respectively.
続いて、LED回路基板62に設けられた信号発生回路100について説明する。
図5は、信号発生回路100の構成を示すブロック図である。信号発生回路100は、画像データ展開部110、濃度ムラ補正データ部112、タイミング信号発生部114、基準クロック発生部116、各SLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)に対応して設けられた点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58により主要部が構成されている。
画像データ展開部110には、画像処理部(IPS)40から画像データがシリアルに送信される。画像データ展開部110は、送信された画像データを1〜128ドット目、129〜256ドット目、…、7297〜7424ドット目と各SLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)毎の画像データに分割する。画像データ展開部110は点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58と接続されており、分割した画像データを各々対応する点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58に出力する。
Next, the signal generation circuit 100 provided on the LED circuit board 62 will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the signal generation circuit 100. The signal generation circuit 100 includes an image
Image data is serially transmitted from the image processing unit (IPS) 40 to the image
濃度ムラ補正データ部112は、SLED63内の各LED毎の出射光量のバラツキ等を修正するための濃度ムラ補正データCorrが記憶されている。そして、タイミング信号発生部114からのデータ読み出し信号に同期して、濃度ムラ補正データCorrを点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58に出力する。この濃度ムラ補正データCorrは、各LED毎に設定されたデータであって、本実施の形態では8ビット(0〜255)のデータとして形成される。
EEPROM102には、後段で説明する光プロファイル測定装置200により測定され、算出された各LED毎の光量補正データCorr_Iや、必要に応じて、その他の濃度ムラ補正のためのデータが格納されている。そして、マシン電源投入時に、EEPROM102から濃度ムラ補正データ部112に対して、各LED毎の光量補正データCorr_I等がダウンロードされる。濃度ムラ補正データ部112は、取得した各LED毎の光量補正データCorr_Iに基づいて、さらには、必要に応じて光量補正データCorr_Iとその他のデータとに基づいて、濃度ムラ補正データCorrを生成し、それを点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58に出力する。
The density unevenness
The
基準クロック発生部116は、本体の制御部30、タイミング信号発生部114、および点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58と接続されている。
図6(基準クロック発生部116の構成を説明するブロック図)に示したように、基準クロック発生部116は、水晶発振器140、分周器1/M142、分周器1/N144、位相比較器146、および電圧制御発振器148からなるPLL回路134と、ルックアップテーブル(LUT)132とを含んで構成されている。LUT132には制御部30からの光量調節データに基づいて分周比M、Nを決定するためのテーブルが記憶されている。水晶発振器140は分周器1/N144と接続されており、所定の周波数で発振し、発振した信号を分周器1/N144へと出力する。分周器1/N144はLUT132および位相比較器146と接続されており、LUT132からの光量調節データにより決定された分周比Nに基づいて水晶発振器140で発振された信号を分周する。位相比較器146は、分周器1/M142、分周器1/N144、および電圧制御発振器148と接続されており、分周器1/M142からの出力信号と、分周器1/N144からの出力信号とを比較する。この位相比較器146による比較結果(位相差)に応じて、電圧制御発振器148に供給するコントロール電圧が制御される。電圧制御発振器148はコントロール電圧に基づく周波数で、クロック信号を出力する。本実施の形態では、点灯可能期間を256に分割する周波数に相当するコントロール電圧が供給され、この周波数のクロック信号(基準クロック信号)を生成して、タイミング信号発生部114とすべての点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58とに出力する。また、電圧制御発振器148は分周器1/M142とも接続されており、電圧制御発振器148から出力されたクロック信号は、分周器1/M142にも分岐されて入力される。分周器1/M142は、LUT132からの光量調節データにより決定された分周比Mに基づいて、電圧制御発振器148からフィードバックされたクロック信号を分周する。
The reference
As shown in FIG. 6 (a block diagram illustrating the configuration of the reference clock generation unit 116), the reference
タイミング信号発生部114は、制御部30および基準クロック発生部116と接続されており、基準クロック発生部116からの基準クロック信号を基に、制御部30からの水平同期信号(HSYNC)と同期して、転送信号CK1R,CK1Cおよび転送信号CK2R,CK2Cを生成する。転送信号CK1R,CK1Cおよび転送信号CK2R,CK2Cは、レベルシフト回路104を介することにより転送信号CK1および転送信号CK2となってLPH14に出力される。
また、タイミング信号発生部114は、濃度ムラ補正データ部112および画像データ展開部110と接続されており、基準クロック発生部116からの基準クロック信号を基に、制御部30からのHSYNC信号と同期して、画像データ展開部110から各画素に対応した画像データを読み出すためのデータ読み出し信号、および濃度ムラ補正データ部112から各画素(各LED)に対応した濃度ムラ補正データを読み出すためのデータ読み出し信号を各々に対して出力している。さらに、タイミング信号発生部114は、点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58とも接続されており、基準クロック発生部116からの基準クロック信号を基に、SLED63の点灯開始のトリガ信号(TRG)を出力している。
The timing
The timing
点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58は、各画素(各LED)の点灯時間を濃度ムラ補正データCorrに基づいて補正し、SLED63の各画素を点灯するための制御信号CKI(=点灯信号ΦI)を生成する。
具体的には、点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58は、図7(点灯時間制御・駆動部118の構成を説明するブロック図)に示したように、プリセッタブルデジタルワンショットマルチバイブレータ(PDOMV)160、直線性補正部162、AND回路170、補正演算部180を含んで構成されている。AND回路170は、画像データ展開部110およびタイミング信号発生部114と接続されており、画像データ展開部110からの画像データが1(ON)の場合には、タイミング信号発生部114からのトリガ信号(TRG)をPDOMV160に出力し、画像データが0(OFF)の場合には、トリガ信号(TRG)を出力しないように設定されている。
The lighting time control / drive units 118-1 to 118-58 correct the lighting time of each pixel (each LED) based on the density unevenness correction data Corr, and control signal CKI (=) for lighting each pixel of the
Specifically, the lighting time control / drive units 118-1 to 118-58 are presettable digital one-shot multi, as shown in FIG. 7 (block diagram for explaining the configuration of the lighting time control / drive unit 118). A vibrator (PDOMV) 160, a
補正演算部180は、濃度ムラ補正データCorrおよび画像データが入力され、濃度ムラ補正データCorrと近傍画素から繰り越された量子化誤差(後段参照)とに基づいて算出された濃度ムラ補正量を表すデータ信号を生成する。そして、補正演算部180にて生成されたデータ信号は、PDOMV160(SETDATA端子)に入力される。
本実施の形態の補正演算部180においては、補正精度は4ビット(0〜15)に設定され、各画素について8ビットの濃度ムラ補正データCorrのうちの上位4ビット分に相当する補正量による補正を行う。また、補正分解能よりも高い分解能の補正量、すなわち残りの下位4ビット分の補正量(これを「量子化誤差」という)については、近傍の画素に繰り越す補正量として扱う(後段参照)。
The
In the
PDOMV160は、AND回路170、補正演算部180、基準クロック発生部116、および直線性補正部162と接続されており、AND回路170からのトリガ信号(TRG)に同期して、補正演算部180から出力されたデータ信号に応じたクロック数の点灯パルス信号を発生する。
The
直線性補正部162は、SLED63内の各LEDでの発光開始時間のバラツキを補正するために、PDOMV160からの点灯パルス信号を補正して出力する。具体的には、直線性補正部162は、複数の遅延回路164(本実施の形態では、164−0〜164−7の8個)、遅延選択レジスタ166、遅延信号選択部165、AND回路167、OR回路168、点灯信号選択部169を含んで構成されている。遅延回路164−0〜164−7は、PDOMV160と接続されており、各々がPDOMV160からの点灯パルス信号を遅延させるための異なる時間が設定されている。遅延選択レジスタ166は遅延信号選択部165および点灯信号選択部169と接続されており、遅延選択レジスタ166には、SLED63内の各LED毎の遅延選択データ、および点灯信号選択データが格納されている。各LED毎の遅延選択データおよび点灯信号選択データは予め計測され、EEPROM102に格納されている。EEPROM102に格納された遅延選択データおよび点灯信号選択データは、マシン電源投入時に遅延選択レジスタ166にダウンロードされる。なお、格納手段としてフラッシュROMを用いることもでき、その場合には、フラッシュROM自体を遅延選択レジスタ166として機能させることができる。
The
遅延信号選択部165は、AND回路167およびOR回路168と接続されており、遅延選択レジスタ166に格納された遅延選択データに基づいて、遅延回路164−0〜164−7からの出力のいずれか1つを選択する。AND回路167は、PDOMV160からの点灯パルス信号と遅延信号選択部165により選択された遅延点灯パルス信号の論理積、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号の両方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。OR回路168は、PDOMV160からの点灯パルス信号と遅延信号選択部165により選択された遅延点灯パルス信号の論理和、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号の少なくとも一方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。
点灯信号選択部169は、遅延選択レジスタ166に格納された点灯選択データに基づいて、AND回路167またはOR回路168からの出力のいずれか一方を選択する。そして、選択された点灯パルス信号が制御信号CKIとしてMOSFET172を介してLPH16へと出力される。
The delay
The lighting
なお、図5に示したように、LPH14には3端子レギュレータ101が接続され、LPH14に対して3端子レギュレータ101から安定した+3.3Vの電圧が供給されている。
As shown in FIG. 5, a three-
ここで、本実施の形態の点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58に配置された補正演算部180について説明する。
本実施の形態の補正演算部180は、図8(補正演算部180の構成を説明するブロック図)に示したように、AND回路181、量子化誤差繰越用メモリ182、加算器183、バッファ184を含んで構成されている。なお、以下では、各部に入力されるデータ信号のビットを[n:m]で記した。すなわち、例えば[7:0]で記した場合には、0ビット目から7ビット目までの信号を表している。
Here, the
As shown in FIG. 8 (a block diagram for explaining the configuration of the correction calculation unit 180), the
補正演算部180では、入力された濃度ムラ補正データCorrは、AND回路181に送られる。また、入力された画像データは、AND回路181およびバッファ184に送られる。そして、AND回路181は、入力された濃度ムラ補正データCorr(8ビット)と画像データ(1ビット)とをAND演算し、演算結果として8ビットのデータ信号[7:0]を出力する。すなわち、画像データが1(ON)の場合には、濃度ムラ補正データCorrの値が演算結果として生成され、画像データが0(OFF)の場合には、“0”が演算結果として生成される。このデータ信号[7:0]は、後段の加算器183に入力される。
In the
加算器183には、AND回路181からのデータ信号[7:0]と、量子化誤差繰越用メモリ182からの、繰り越された量子化誤差を表す4ビットの量子化誤差データ[3:0]とが入力される。そして、加算器183は、AND回路181および量子化誤差繰越用メモリ182から入力されたデータ信号を加算し、演算結果として8ビットのデータ信号Y0[7:0]を生成する。
加算器183では、8ビットのデータ信号Y0[7:0]は、上位4ビットであるデータ信号Y1[7:4]と、下位4ビットであるデータ信号Y2[3:0]とに分割されて生成される。そして、データ信号Y1[7:4]およびデータ信号Y2[3:0]の各々は、データ信号Y1[7:4]用の信号線と、データ信号Y2[3:0]用の信号線とに分かれて出力される。データ信号Y1[7:4]用の信号線は、バッファ184によりタイミングを合わせて出力された画像データ(1ビット)を表すデータ信号の信号線と合流され、データ信号Y1[7:4]に画像データが最上位の5ビット目として合成されたデータ信号Y[8:4]が生成される。そして、生成されたデータ信号Y[8:4]が新たな濃度ムラ補正データCorr_Mとして補正演算部180から出力される。すなわち、5ビットのデータ信号Y[8:4]のうちの上位1ビットは画像データを表し、下位4ビットは濃度ムラ補正データと近傍画素から繰り越された量子化誤差とに基づいて算出された濃度ムラ補正データCorr_Mを表している。
The
In the
一方、下位4ビットのデータ信号Y2[3:0]用の信号線は、量子化誤差繰越用メモリ182に接続されており、データ信号Y2[3:0]、すなわち量子化誤差は、近傍の画素への繰越量として量子化誤差繰越用メモリ182に記憶される。
ここで、データ信号Y2[3:0]の近傍画素への繰り越しは、量子化誤差繰越用メモリ182にデータを入出力する際のアドレス制御により定めることができる。すなわち、LPH14のSLED63の各画素(LED)を点灯するための制御信号CKIを生成する際に、補正演算部180にて量子化誤差繰越用メモリ182のアクセスアドレスを定める(アドレス制御)。そして、量子化誤差繰越用メモリ182から点灯対象の画素(LED)に対して繰り越された量子化誤差を読み出し、濃度ムラ補正データCorrと量子化誤差とに基づいて、点灯対象の画素の点灯パルス幅を補正する濃度ムラ補正データCorr_M(Y[8:4]の下位4ビット)を生成する。
On the other hand, the signal lines for the lower 4 bits of the data signal Y2 [3: 0] are connected to the quantization error carry-over
Here, the carry-over of the data signal Y2 [3: 0] to neighboring pixels can be determined by address control when data is input / output to / from the quantization error carry-over
そして、その場合に補正演算部180の補正分解能(4ビット)よりも濃度ムラ補正データCorr(8ビット)の分解能の方が高いため、点灯パルス幅の補正により、補正演算部180で補正しきれずに残った量子化誤差については、近傍の画素へ繰り越す量子化誤差として量子化誤差繰越用メモリ182に記憶される。
このように、本実施の形態のLPH14では、補正演算部180の補正分解能(4ビット)が、濃度ムラ補正データの分解能(8ビット)よりも小さくても、補正しきれない分は量子化誤差として近傍の画素へ繰り越され、それによる光量補正が行われる。そのため、量子化誤差が繰り越される画素の領域毎に、濃度ムラ補正データCorrの分解能を維持した高精度な光量補正が可能となる。
In this case, since the resolution of the density unevenness correction data Corr (8 bits) is higher than the correction resolution (4 bits) of the
As described above, in the
PDOMV160では、AND回路170からのトリガ信号(TRG)に同期して、補正演算部180にて生成された濃度ムラ補正データCorr_Mに応じて補正されたクロック数の点灯パルス信号を発生して、直線性補正部162に出力する。そして、直線性補正部162において遅延選択データOffsetによるオフセット補正が行われる。
具体的には、本実施の形態の点灯時間制御・駆動部118−1〜118−58では、次の(1)式に示したように、各LEDの点灯パルス幅を濃度ムラ補正データCorr_Mおよび遅延選択データOffsetに基づいて点灯パルス幅を設定することで、画像形成装置で使用される点灯パルス幅領域での光量特性を目標光量特性と略一致させて、LPH14に出力している。
点灯パルス幅=BASE・(1+Corr_M/128)+Offset ……(1)
なお、(1)式において、「BASE」はLEDの光量を設定する基準となる基準パルス幅である。また、本実施の形態の濃度ムラ補正データCorr_Mは8ビットデータ(0〜255)の濃度ムラ補正データCorrの上位4ビットで構成されるものであることから、(1)式では、濃度ムラ補正に関する光量補正幅を最大補正値/最小補正値=3に設定した場合を示している。
このように、(1)式により点灯パルス幅が設定されることで、画像形成装置で使用される点灯パルス幅領域での光量特性は目標光量特性と略一致することとなり、使用パルス幅領域でのLEDの光量は所定の範囲内に収まるように設定される。
In the
Specifically, in the lighting time control / drive units 118-1 to 118-58 of the present embodiment, as shown in the following equation (1), the lighting pulse width of each LED is set to the density unevenness correction data Corr_M and By setting the lighting pulse width based on the delay selection data Offset, the light quantity characteristic in the lighting pulse width region used in the image forming apparatus is substantially matched with the target light quantity characteristic, and is output to the
Lighting pulse width = BASE. (1 + Corr_M / 128) + Offset (1)
In the expression (1), “BASE” is a reference pulse width that is a reference for setting the light quantity of the LED. Further, the density unevenness correction data Corr_M of the present embodiment is composed of the upper 4 bits of the density unevenness correction data Corr of 8 bit data (0 to 255). This shows a case where the light amount correction width is set to maximum correction value / minimum correction value = 3.
In this way, by setting the lighting pulse width according to the equation (1), the light quantity characteristic in the lighting pulse width area used in the image forming apparatus substantially matches the target light quantity characteristic. The light quantity of the LED is set to fall within a predetermined range.
一方、量子化誤差は、量子化誤差繰越用メモリ182に一旦記憶されるが、上記したように、近傍の画素へ繰り越される。
ここで、図9は、量子化誤差が近傍の画素へ繰り越される形態の一例を示した図である。図9では、LPH14のSLEDチップ63における主走査方向に配列されたLEDを順にLED(1),LED(2),LED(3),LED(4),…、濃度ムラ補正データ部112からの濃度ムラ補正データCorrで定められる各LED(1),LED(2),LED(3),LED(4),…に対する補正値をA1,A2,A3,A4,…とする。
本実施の形態のLPH14では、隣接する4つのLED間、すなわちLED(1)とLED(2)との間、LED(2)とLED(3)との間、LED(3)とLED(4)との間、そしてLED(4)とLED(1)との間において、量子化誤差を繰り越すようにアドレス制御される。その際には、まず、LED(1)が点灯(画像データが1)されるが、そのときLED(1)では、補正値A1の整数部m1(A1の上位4ビットに相当)に基づいて、上記した(1)式の第1項により点灯パルス幅を補正する一方で、小数部n1(A1の下位4ビットに相当)については量子化誤差として隣のLED(2)へ繰り越される。そして、LED(1)の点灯が終わると、LED(2)が点灯され、LED(2)では、補正値A2とLED(1)から繰り越されたn1とを加算し、加算結果の整数部m2に基づいて、上記した(1)式の第1項により点灯パルス幅を補正する一方で、加算結果の小数部n2については、量子化誤差として隣のLED(3)へ繰り越される。
On the other hand, the quantization error is temporarily stored in the quantization error carry-over
Here, FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a form in which the quantization error is carried over to neighboring pixels. In FIG. 9, the LEDs arranged in the main scanning direction in the
In the
同様に、LED(2)の点灯が終わると、LED(3)が点灯され、LED(3)では、補正値A3とLED(2)から繰り越されたn2とを加算し、加算結果の整数部m3に基づいて、上記した(1)式の第1項により点灯パルス幅を補正する一方で、加算結果の小数部n3については、量子化誤差として隣のLED(4)へ繰り越される。LED(3)の点灯が終わると、次のLED(4)では、補正値A4とLED(3)から繰り越されたn3とを加算し、加算結果の整数部m4に基づいて、上記した(1)式の第1項により点灯パルス幅を補正する一方で、加算結果の小数部n4については、量子化誤差として隣のLED(1)の次の点灯時、すなわち、次のラインでのLED(1)の点灯時に繰り越される。 Similarly, when the LED (2) is turned on, the LED (3) is turned on. The LED (3) adds the correction value A3 and n2 carried over from the LED (2), and the integer part of the addition result On the basis of m3, while the lighting pulse width is corrected by the first term of the above-described equation (1), the decimal part n3 of the addition result is carried over to the adjacent LED (4) as a quantization error. When the lighting of the LED (3) is finished, the next LED (4) adds the correction value A4 and n3 carried over from the LED (3), and based on the integer part m4 of the addition result (1 While the lighting pulse width is corrected by the first term of the equation (1), the fractional part n4 of the addition result is the next time the next LED (1) is turned on as a quantization error, that is, the LED ( Carry over when 1) lights up.
主走査方向に隣接する例えばLED(1)〜LED(4)の4画素間で互いに量子化誤差を繰り越しながら点灯パルス幅を補正して、SLED63の各SLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)において1ライン分の各LEDの点灯が終了し、1ライン分の画像を形成し終えると、次のラインの画像を形成するための各LEDの点灯が開始される。次のラインでは、まず、LED(1)が点灯されるが、LED(1)では補正値A1とLED(4)から前ライン点灯時に繰り越されたn4とを加算し、加算結果の整数部m5に基づいて、上記した(1)式の第1項により点灯パルス幅を補正する。その一方で、加算結果の小数部n5については、量子化誤差として隣のLED(2)に繰り越す。LED(1)の点灯が終わると、LED(2)が点灯され、LED(2)では、補正値A2とLED(1)から繰り越されたn5とを加算し、加算結果の整数部m6に基づいて、上記した(1)式の第1項により点灯パルス幅を補正する一方で、加算結果の小数部n6については、量子化誤差として隣のLED(3)へと繰り越される。
The lighting pulse width is corrected while carrying forward the quantization error between the four pixels, for example, LED (1) to LED (4) adjacent to each other in the main scanning direction, and each SLED chip (CHIP1 to CHIP58) of the
次のLED(3)において画像データが0(OFF)である場合には、補正値A3の入力がなく、LED(2)から繰り越された小数部n6だけでは整数部が表れない。そのため、LED(3)は点灯されず、この小数部n6はそのまま隣のLED(4)へ繰り越される。すなわち、LEDが点灯されない場合には、その時点で当該LED(ここでは、LED(3))に対して繰り越されていた量子化誤差(ここでは、小数部n6)は、隣のLED(ここでは、LED(4))に繰り越されるようになっている。そのため、補正誤差の発生を防止することができる。そして、次のLED(4)は画像データが1(ON)であり、点灯が行われるが、そのとき、LED(4)では、補正値A4とLED(3)からそのまま繰り越されたn6とを加算し、加算結果の整数部m7に基づいて、上記した(1)式の第1項により点灯パルス幅を補正する。さらに、その一方で、加算結果の小数部n7については、量子化誤差として、LED(1)の次のラインの点灯時へと繰り越される。 When the image data is 0 (OFF) in the next LED (3), the correction value A3 is not input, and the integer part does not appear only by the decimal part n6 carried over from the LED (2). Therefore, the LED (3) is not turned on, and this fractional part n6 is carried over to the adjacent LED (4) as it is. That is, when an LED is not turned on, the quantization error (here, fractional part n6) carried over to the LED at this point (here, LED (3)) is the adjacent LED (here, fractional part n6). , LED (4)) is carried over. Therefore, it is possible to prevent occurrence of correction errors. The next LED (4) has the image data 1 (ON) and is lit. At that time, the LED (4) uses the correction value A4 and n6 carried forward from the LED (3) as it is. Based on the integer part m7 of the addition result, the lighting pulse width is corrected by the first term of the above equation (1). On the other hand, the decimal part n7 of the addition result is carried over to the time of lighting of the next line of LED (1) as a quantization error.
なお、図9では、主走査方向に隣接する4画素間で量子化誤差を繰り越す場合を例に示したが、量子化誤差を繰り越す近傍画素は、繰越元の画素から所定の範囲内(例えば、視覚により出力ムラを判別できるピッチ以下)にある画素であればよく、主走査方向に隣接する例えば2画素間で量子化誤差を繰り越す場合のような各種の繰越パターンで繰り越すことが可能である。 Although FIG. 9 shows an example in which the quantization error is carried over between four pixels adjacent in the main scanning direction, neighboring pixels carrying over the quantization error are within a predetermined range from the carry-over source pixel (for example, Any pixel can be used as long as it is below the pitch at which output unevenness can be visually discerned, and can be carried over with various carry-over patterns such as carrying over quantization error between two pixels adjacent in the main scanning direction.
次に、EEPROM102に格納されるLPH14の光量補正データCorr_Iの測定・算出方法について説明する。上記したように、光量補正データCorr_Iは、画像形成時のSLED63内の各LED毎に生じる光量のバラツキを補正するためのデータであって、濃度ムラ補正データ部112において濃度ムラ補正データCorrを生成する際に使用されるデータである。
まず、LPH14の露光エネルギ分布(光プロファイル)を測定するための光量計測装置としての光プロファイル測定装置200について述べる。図10は、光プロファイル測定装置200の構成を示した図である。図10に示したように、光プロファイル測定装置200は、光量計測センサの一例として、受光面がLPH14の発光部(SLED63)に対向して設けられ、複数のCCD(Charge Coupled Device)がライン状に配列されたものが多段に配置されたTDI−CCD(Time Delay Integration-CCD)261、このTDI−CCD261を備えるとともにTDI−CCD261からの出力を用いてLPH14からの光量分布を測定するCCDボード270、LPH14の発光部(SLED63)からの光をTDI−CCD261面に拡大して結像させる拡大光学系260を備えている。
Next, a method for measuring and calculating the light quantity correction data Corr_I of the
First, an optical profile measuring apparatus 200 as a light quantity measuring apparatus for measuring the exposure energy distribution (optical profile) of the
また、光プロファイル測定装置200は、LPH14のSLED63が配列された方向(主走査方向)を移動方向としてCCDボード270を移動させる移動ステージ262、移動ステージ262を等速移動させるステージドライバ263、LPH14に対して各種動作信号を出力して各SLED63を点灯させるLPHドライバIFボード264を備えている。
また、得られたデータ信号の処理や、移動ステージ262の移動制御、LPHドライバIFボード264の動作制御等は、処理部であるパーソナルコンピュータ(PC)266にて実行される。すなわち、PC266は、光量データ信号等を取り込むためのフレームグラバーボード265、ステージドライバ263の駆動を制御するX,Y,Zモータコントローラ267、CCDボード270、LPHドライバIFボード264を制御している。
移動ステージ262は、例えば、エア軸受とリニアモータを使用した非接触構造を備えており、X,Y,Zモータコントローラ267により、リニアエンコーダからのフィードバックによるPLL制御が行なわれ、CCDボード270の等速移動制御を実現している。
そして、光プロファイル測定装置200は、TDI−CCD261を有するCCDボード270を主走査方向に等速移動させながら、フレームグラバーボード265を介して、計測された光量データをデジタル値に変換してPC266に取り込んでいる。
Further, the optical profile measuring apparatus 200 uses the moving
Processing of the obtained data signal, movement control of the moving
The moving
Then, the optical profile measuring apparatus 200 converts the measured light quantity data into a digital value via the
拡大光学系260は、LPH14のSLED63から出射される光の波長(780nm)に関して、両側テレセントリックとなる光学系(両側テレセントリック光学系、またはアフォーカル光学系)により構成されている。
図11は、拡大光学系260の構成を説明する図である。図11に示したように、拡大光学系260では、鏡筒K内にて、焦点距離f1の物側レンズLen1と、焦点距離f2の像側レンズLen2とが、光軸に沿って、物側レンズLen1の像側焦点F1′と像側レンズLen2の物側焦点F2とが一致するように配置されている。そして、物側レンズLen1の像側焦点F1′と像側レンズLen2の物側焦点F2とが一致する位置に、第1絞りS1が配設されている。
また、物側レンズLen1の物側焦点F1は、LPH14のロッドレンズアレイ64の焦点面Q1(焦点距離f)と一致するように配置されている。そして、物側レンズLen1の物側焦点F1(ロッドレンズアレイ64の焦点面Q1)位置に、第2絞りS2が配設されている。
さらに、TDI−CCD261のセンサ面は、像側レンズLen2の像側焦点F2′位置における光軸と直交する面と一致するように配置されている。なお、像側レンズLen2の像側焦点F2′位置における光軸と直交する面は、拡大光学系260の焦点面Q2となる。
The magnifying optical system 260 is composed of an optical system (both telecentric optical system or afocal optical system) that is telecentric on both sides with respect to the wavelength (780 nm) of light emitted from the
FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the magnifying optical system 260. As shown in FIG. 11, the enlarging optical system 260 at the barrel K, the object-side lens Len1 focal length f 1, and the image side lens Len2 focal length f 2, along the optical axis, The image-side focal point F 1 ′ of the object-side lens Len1 and the object-side focal point F 2 of the image-side lens Len2 are arranged so as to coincide with each other. The first diaphragm S1 is disposed at a position where the image side focal point F 1 ′ of the object side lens Len1 and the object side focal point F 2 of the image side lens Len2 coincide.
The object-side focal point F1 of the object-side lens Len1 is disposed so as to coincide with the focal plane Q1 (focal length f) of the rod lens array 64 of the LPH 14 . A second diaphragm S2 is disposed at the object-side focal point F 1 (focal plane Q1 of the rod lens array 64) of the object-side lens Len1.
Furthermore, the sensor surface of the TDI-
このように、拡大光学系260を両側テレセントリック光学系で構成することにより、LPH14のSLED63から照射された光がロッドレンズアレイ64により集光される際に、焦点面Q1へ入射角θで入射する光は、焦点面Q1での像高hに拠らず、拡大光学系260の焦点面Q2、すなわちTDI−CCD261のセンサ面に対して、入射角αθ(=θ′:αは定数)で入射する。すなわち、焦点面Q1への入射角θとTDI−CCD261のセンサ面への入射角θ′との間に、θ′=αθという一義的な関係を形成することが可能となる。ここで、入射角とは、光線が光軸となす角度をいう(以下、同様である。)。
In this way, by configuring the magnifying optical system 260 as a double-sided telecentric optical system, when the light emitted from the
ところで、図12は、SLED63の異なる発光点(LED)から出射された光B1と光B2の光路をそれぞれ表した図である。図12に示したように、発光点からロッドレンズアレイ64に向けて垂直に照射された2つの光B1,B2であっても、ロッドレンズアレイ64がその中心軸の周りに屈折率分布を持つように構成されていることから、ロッドレンズアレイ64の入射面のどの部分に入射するかにより、その光路は異なる経路を辿ることになる。そのために、光B1と光B2とでは、ロッドレンズアレイ64の焦点面Q1に入射する際の入射角に異なりが生じる。例えば、図12に示した例では、光B1は焦点面Q1に対して垂直に入射するのに対し、光B2は焦点面Q1に対して入射角γで入射する。
なお、SLED63の発光点(LED)から出射される光は、実際には図12の点線で示したような広がりを持って出射され、複数のロッドレンズを通って焦点面Q1に結像される。しかし、図12では、理解を容易にするため、光強度の最も強い部分(実線)で説明し、光路の違いを明確化した。したがって、焦点面Q1での実際の集光光は、実線の部分が最も光強度が強く、周辺に従って弱くなるような光量分布を有している。
By the way, FIG. 12 is a diagram illustrating the optical paths of the light B1 and the light B2 emitted from different light emitting points (LEDs) of the
Note that the light emitted from the light emitting point (LED) of the
一方、画像形成ユニット11(図1参照)に設けられた感光体ドラム12と、TDI−CCD261とでは、光に対する感度(以下、単に「感度」とも記す。)が、入射する光の入射角によって変化するという感度特性(入射光角度依存性)を有している。したがって、同じ光量に設定された光が感光体ドラム12とTDI−CCD261とに照射された場合であっても、その照射される光の入射角が異なれば、感光体ドラム12と、TDI−CCD261とでは異なる感度を持つこととなる。
On the other hand, in the
そのため、本実施の形態の光プロファイル測定装置200では、両側テレセントリック光学系で構成された拡大光学系260を用いている。上記したように、ロッドレンズアレイ64の焦点面Q1に入射する光は、その焦点面Q1での像高hに拠らず、いずれの入射角θについても、TDI−CCD261のセンサ面において一律に所定の倍率α(定数)で圧縮された入射角αθ(=θ′)に変換される。そのため、感光体ドラム12に入射する光の入射角θと、TDI−CCD261のセンサ面に入射する光の入射角θ′とを、一義的に対応付けることが可能となる。
そこで、感光体の感度およびTDI−CCD261の感度と、それぞれに入射する光の入射角との関係を示した図13から容易に理解できるように、拡大光学系260において、焦点面Q1に入射された入射角θ(−M°≦θ≦M°)の光が、TDI−CCD261のセンサ面において入射角θ′(−m°≦θ≦m°)に変換されるように倍率αを設定すれば、入射角−M°≦θ≦M°の範囲の光に関して、感光体ドラム(感光体)12の感度と、TDI−CCD(センサ)261の感度とを略一致させることが可能となる。
For this reason, the optical profile measurement apparatus 200 of the present embodiment uses the magnifying optical system 260 configured with a double-side telecentric optical system. As described above, the light incident on the focal plane Q1 of the rod lens array 64 does not depend on the image height h at the focal plane Q1, and is uniform on the sensor plane of the TDI-
Therefore, as can be easily understood from FIG. 13 showing the relationship between the sensitivity of the photosensitive member and the sensitivity of the TDI-
具体的には、感光体ドラム12にM°で入射する光は、拡大光学系260によりTDI−CCD261のセンサ面においてm°で入射する。したがって、感光体ドラム12での入射角|θ|=M°の感度と、ラインCCD261での入射角|θ′|=m°の感度とは、図13より、ともにqとなり一致する。
また、入射角−M°<θ<M°の範囲においても、θ′=αθのリニアな関係があるため、感光体ドラム12の感度とTDI−CCD261の感度とは略一致することとなる。
したがって、この場合、α=m/M、すなわち、上記したようにα=1/βであって、βはβ=f2/f1であるから、f2/f1=M/mとなるような関係を有する、焦点距離f1の物側レンズLen1と、焦点距離f2の像側レンズLen2とを用いた両側テレセントリックな拡大光学系260により、入射角−M°≦θ≦M°の範囲の光に関して、感光体ドラム(感光体)12の感度特性(入射光角度依存性)と、TDI−CCD(センサ)261の感度特性とを略一致させることができることとなる。
なお、実際の画像形成装置において感光体ドラム12に入射する光の入射角θの最大値θMAXは、θMAX=23°であるので、M=23°に設定することが好ましい。
Specifically, the light incident on the
Even in the range of the incident angle −M ° <θ <M °, since there is a linear relationship of θ ′ = αθ, the sensitivity of the
Therefore, in this case, α = m / M, that is, α = 1 / β and β is β = f 2 / f 1 as described above, so that f 2 / f 1 = M / m. have a relationship as, the object-side lens Len1 focal length f 1, a double telecentric magnifying optical system 260 with the image-side lens Len2 focal length f 2, the incident angle -M ° ≦ θ ≦ M in ° With respect to the light in the range, the sensitivity characteristic (incident light angle dependency) of the photosensitive drum (photosensitive member) 12 and the sensitivity characteristic of the TDI-CCD (sensor) 261 can be substantially matched.
In the actual image forming apparatus, since the maximum value θ MAX of the incident angle θ of the light incident on the
これにより、本実施の形態の光プロファイル測定装置200では、感光体ドラム12の感度特性に対応した光量補正データCorr_Iを生成することが可能となる。特に、各SLEDチップ(CHIP1〜CHIP58)が交互に千鳥状に配置されているLPH14においても、感光体ドラム12の感度特性に対応した光量補正データCorr_Iを生成することができる。
そのため、かかる光量補正データCorr_IによりLPH14の光量が補正されることで、実際の画像形成装置において感光体ドラム12がLPH14により露光されて静電潜像が形成される際において、所定の潜像電位を得るために想定される光量と実際にLPH14から照射される光量とを略一致させることができる。その結果、所定の光量に対して所望の潜像電位を得ることができ、適正な画像濃度および画像階調性を実現することが可能となる。
As a result, the light profile measuring apparatus 200 of the present embodiment can generate light amount correction data Corr_I corresponding to the sensitivity characteristic of the
Therefore, when the light quantity of the
次に、本実施の形態の光プロファイル測定装置200に用いられるTDI−CCD261について説明する。図14は、(a)がTDI−CCD261の構造を説明する平面図であり、(b)が光量測定時の動作を説明する図である。
図14(a)に示したように、TDI−CCD261は、センサ部と水平レジスタ部とで主要部が構成され、センサ部は、例えば長手方向に1024pixel、短手方向に128pixelのCCDチップが配列された平面構造を有している。そして、光プロファイル測定装置200の移動ステージ262の移動に従って、短手方向がLPH14の主走査方向に向けて移動しながら、LPH14の各発光点(LED)の光プロファイルを計測する。
Next, the TDI-
As shown in FIG. 14A, the TDI-
したがって、TDI−CCD261は、LPH14の主走査方向に128段並んだ副走査方向1024pixelのCCDが各発光点(LED)の光プロファイルを計測することとなる。その際に、TDI−CCD261は、図14(b)に示したように、(1)まず第1段目の1024pixelのCCD各々がLPH14からの光を受光して、領域Rの光量を計測すると、(2)第1段目のCCDにより計測された光量データは、第2段目のCCDに転送される。そして、(3)第2段目の1024pixelのCCD各々が、再び、第1段目のCCDが計測した領域Rの光量を計測する。したがって、第2段目のCCDでは、第1段目のCCDにより計測された光量データに、第2段目のCCDにより計測された光量データが積算された光量データが生成される。
Therefore, in the TDI-
引き続いて、(4)第1段目の光量データと第2段目の光量データとが積算された光量データは、第3段目のCCDに転送される。そして、さらに、(5)第3段目の1024pixelのCCD各々が、再び領域Rの光量を計測する。したがって、第3段目のCCDには、第1段目の光量データと第2段目の光量データとが積算された光量データに、第3段目のCCDにより計測された光量データが積算された光量データが生成される。そして、(6)第1段目〜第3段目の光量データが積算された光量データは、第4段目のCCDに転送される。
このようにして、128段目の副走査方向に並んだ1024pixel各々には、128段の光量データが積算された光量データが生成される。そして、副走査方向の1024pixel各々での128段積算された光量データは、水平レジスタ部に送られ、水平レジスタ部から順にCCDボード270に送信される。
Subsequently, (4) the light quantity data obtained by integrating the first-stage light quantity data and the second-stage light quantity data is transferred to the third-stage CCD. Further, (5) each of the third-
In this way, the light amount data obtained by integrating the 128-step light amount data is generated for each 1024 pixels arranged in the sub-scanning direction of the 128th step. Then, the 128-stage integrated light quantity data in each of the 1024 pixels in the sub-scanning direction is sent to the horizontal register unit, and is sequentially transmitted from the horizontal register unit to the CCD board 270.
このように、本実施の形態のTDI−CCD261は、主走査方向の各領域(例えば、図14(b)での領域R)について、主走査方向に形成された段数(ここでは、128段)の回数だけの光量計測を行うこととなる。それにより、本実施の形態のように、点灯時間制御・駆動部118において、上記した(1)式により補正しきれない補正量分(小数部)を量子化誤差として近傍の画素へ繰り越し、それによる光量補正によって、濃度ムラ補正データCorrの分解能を維持した高精度な光量補正を可能とするLPH14について、濃度ムラ補正データCorrの分解能と同じ精度で、かつ高速に各LEDの光量を計測することが可能となる。以下、この点について説明する。
As described above, the TDI-
光プロファイル測定装置200では、光量補正データCorr_Iが設定された場合には、例えば次の(2)式に示した点灯パルス幅(計測時点灯パルス幅)がLEDに設定された際の光量が計測される。
計測時点灯パルス幅=BASE・(1+Corr_I/128) ……(2)
ここで仮に、例えば光量補正データCorr_I=120が設定されたとする。そうすると、(2)式は、次の(2′)式となる。
計測時点灯パルス幅=BASE・(1+120/128) ……(2′)
(2′)式では、(1+120/128)=1.9375であるので、BASE(基準パルス幅)の1単位に満たない小数部(0.9375の部分)の点灯は不安定であること等から、1.9375×BASEの点灯パルス幅での光量を1回の点灯で正確に計測することは難しい。
ところが、これを例えば128回点灯させて計測すれば、
BASE・(1+120/128)×128=BASE・(128+120)
となり、BASEの整数倍の点灯パルス幅での光量を計測することとなる。そのため、安定した点灯を実現でき、光量補正データCorr_I=120での正確な光量を計測することができる。
In the light profile measuring apparatus 200, when the light amount correction data Corr_I is set, for example, the light amount when the lighting pulse width (lighting pulse width at measurement) shown in the following equation (2) is set to the LED is measured. Is done.
Measurement pulse width = BASE · (1 + Corr_I / 128) (2)
Here, it is assumed that, for example, light amount correction data Corr_I = 120 is set. Then, equation (2) becomes the following equation (2 ′).
Measurement pulse width = BASE · (1 + 120/128) (2 ')
In the equation (2 ′), (1 + 120/128) = 1.9375, so that the lighting of the fractional part (0.9375 part) less than one unit of BASE (reference pulse width) is unstable. Therefore, it is difficult to accurately measure the amount of light with a lighting pulse width of 1.9375 × BASE with one lighting.
However, if this is measured, for example, by lighting it 128 times,
BASE · (1 + 120/128) × 128 = BASE · (128 + 120)
Thus, the amount of light at the lighting pulse width that is an integral multiple of BASE is measured. Therefore, stable lighting can be realized, and an accurate light amount with the light amount correction data Corr_I = 120 can be measured.
一般に、(2)式による計測時点灯パルス幅で128回だけLEDを点灯させた場合には、計測される光量は、設定された光量補正データCorr_Iについて、点灯パルス幅BASE・(128+Corr_I)に設定されたLEDによる光量となる。ここで、128・BASEは一定であるから、計測された光量から点灯パルス幅128・BASE分の光量を差し引いた光量、すなわち点灯パルス幅BASE・Corr_I分の光量が容易に求められる。したがって、128回だけLEDを点灯させることで、光量補正データCorr_Iの分解能での光量計測を行うことが可能となる。
このように、光量補正データCorr_Iの分解能での光量計測を行うには、BASE(基準パルス幅)の1単位に満たない小数部(量子化誤差)が生じない回数の点灯、すなわち、量子化誤差分の光量が基準パルス幅の少なくとも1単位に積算された状態で光量計測を行う必要がある。
本実施の形態のLPH14において、光量補正データCorr_Iとして0〜255(8ビット)の値が設定されるとすれば、(1+Corr_I/128)を必ず整数とする128×N(N:正の整数)回の点灯を行わせることで、8ビットの分解能で光量を計測することができることとなる。
Generally, when the LED is lit 128 times with the measurement lighting pulse width according to equation (2), the measured light quantity is set to the lighting pulse width BASE · (128 + Corr_I) for the set light quantity correction data Corr_I. It becomes the light quantity by the LED which is done. Here, since 128 · BASE is constant, the light amount obtained by subtracting the light amount corresponding to the
As described above, in order to measure the light amount with the resolution of the light amount correction data Corr_I, the number of times that the fractional part (quantization error) less than one unit of BASE (reference pulse width) does not occur, that is, the quantization error It is necessary to measure the amount of light in a state where the amount of the minute light is integrated to at least one unit of the reference pulse width.
In the
上記のように、光量補正データCorr_Iと同等レベルの分解能での高精度な光量計測を行うには、(2)式で点灯パルス幅が規定される場合には、上記したように、128×N回LEDを点灯させただけの光量を計測する必要が生じることとなる。ところが、光量計測センサとして、CCDが1段だけ配列された通常のラインCCDセンサを用いると仮定した場合には、CCDが1段であるラインCCDセンサの受光面毎に、LPH14のSLED63の各LEDを128×N回点灯させる必要がある。その場合には、CCD1段のチップサイズをL、LPH14におけるSLED63を点灯する際の水平同期信号(HSYNC)の周期をT、N=1とすると、ラインCCDセンサの移動速度は、次の(3)式のようになる。
ラインCCDセンサの移動速度=L/(T×128) ……(3)
As described above, in order to perform highly accurate light amount measurement with the same level of resolution as the light amount correction data Corr_I, when the lighting pulse width is defined by the equation (2), as described above, 128 × N Therefore, it is necessary to measure the amount of light that has just been turned on. However, if it is assumed that a normal line CCD sensor in which only one CCD is arranged as the light quantity measurement sensor, each LED of the
Moving speed of line CCD sensor = L / (T × 128) (3)
これに対して、本実施の形態のTDI−CCD261を用いれば、CCDが128段であるTDI−CCD261の受光面毎に、LPH14のSLED63の各LEDを128×N回点灯させればよい。この場合には、TDI−CCD261のチップサイズは128Lとなる。そのため、本実施の形態のTDI−CCD261の移動速度は、次の(4)式のようになる。
TDI−CCD261の移動速度=128L/(T×128) ……(4)
したがって、(3)式および(4)式より、
TDI−CCD261の移動速度/ラインCCDセンサの移動速度=128
となり、TDI−CCD261を用いることにより、通常のラインCCDセンサの128倍、すなわちTDI−CCD261の主走査方向に配置されたLEDの段数倍で、高速に光量計測を行うことができる。
具体的には、L=13μm、T=50μsecとして、(4)式より、TDI−CCD261の移動速度は、26mm/secとなる。したがって、A3サイズのLPH14(長さ320mm)を計測するには、12.3秒で済むこととなる。
このように、TDI−CCD261を用いることで、光量補正データCorr_Iと同等レベルの分解能での高精度な光量計測を、格段に高速に行うことができる。
On the other hand, if the TDI-
Movement speed of TDI-
Therefore, from the equations (3) and (4),
Movement speed of TDI-
Thus, by using the TDI-
Specifically, assuming that L = 13 μm and T = 50 μsec, the moving speed of the TDI-
As described above, by using the TDI-
ここで、本実施の形態の光プロファイル測定装置200において、上記した高精度かつ高速な光量計測を可能とするには、次の条件を満たすことが必要となる。すなわち、
(i)TDI−CCD261の主走査方向に配置されたLEDの段数は、LEDに設定される点灯パルス幅に量子化誤差を生じさせないような点灯回数と一致させる。具体的には、本実施の形態のLPH14においては、(1+Corr_I/128)を必ず整数とする128×N(N:正の整数)の点灯回数と一致させる。それにより、各LEDの光量を計測する際に、TDI−CCD261を移動させながら、各LEDの光プロファイルの各領域(例えば、図14(b)での領域R)毎に、必ず128×N回の点灯分の光量を計測するので、各LED毎に128×N回の点灯分の光量を計測することができる。
(ii)TDI−CCD261の水平同期信号の周期は、LHP14のSLED63の水平同期信号の周期のN倍(N:正の整数)に設定する。それにより、TDI−CCD261の各段での光量計測時に、LEDが必ずN回だけ点灯することとなるので、各段での照射光量が均一となり、正確な光量計測が可能となる。
この場合に、TDI−CCD261の水平同期信号と、LHP14のSLED63の水平同期信号とを同期させる。
Here, in the optical profile measuring apparatus 200 of the present embodiment, in order to enable the above-described high-precision and high-speed light amount measurement, the following conditions must be satisfied. That is,
(I) The number of LED stages arranged in the main scanning direction of the TDI-
(Ii) The period of the horizontal synchronization signal of the TDI-
In this case, the horizontal synchronizing signal of the TDI-
また、TDI−CCD261の各段が、TDI−CCD261の水平同期信号の1周期中に、LEDの位置に対して相対的に1段だけ移動するように設定すれば、各LEDの光プロファイルを重複なく計測することができる。それにより、計測時間の短縮化がさらに図れる。そのため、LPH14とTDI−CCD261との相対移動速度Sは、TDI−CCD261の計測分解能をs、TDI−CCD261の水平同期信号の周期をTcとして、S=s/Tcに設定するのが好ましい。
Further, if each stage of the TDI-
続いて、本実施の形態の光プロファイル測定装置200により、光量補正データCorr_Iを生成する際の処理について述べる。図15は、光量補正データCorr_Iを生成する際の処理の全体の流れを示すフローチャートである。なお、光量補正データ生成処理を行うに際して、予め、光プロファイル測定装置200に、画像形成装置に使用するLPH14がホルダー部材(図示省略)によって保持されて、所定位置にセットされる。
Subsequently, a process when the light amount correction data Corr_I is generated by the light profile measuring apparatus 200 of the present embodiment will be described. FIG. 15 is a flowchart showing the overall flow of processing when the light amount correction data Corr_I is generated. When performing the light amount correction data generation process, the
図15に示したように、まず、光プロファイル測定装置200では、TDI−CCD261に関するシェーディング補正が行われる(S101)。このシェーディング補正では、積分球が用いられる。すなわち、積分球をOFFした状態で、TDI−CCD261の出力値を計測し、その計測値からブラックレベル補正値を演算して、ブラックレベル補正値を求める。次に、拡大光学系260に対して積分球から光を入射させる。そして、TDI−CCD261の出力値を計測し、その計測値からシェーディング補正を演算して、シェーディング補正を求める。この場合の積分球に用いる光源としては、LPH14に配設されたSLED63のLEDと同一のLED(波長780nm)が使用される。また、積分球から拡大光学系260に入射される光の入射角の最大値は、実際の光プロファイル測定装置200において、LPH14から拡大光学系260に入射される入射角の最大値である23°となるように設定される。
As shown in FIG. 15, first, in the optical profile measuring apparatus 200, shading correction relating to the TDI-
次に、LPH14を4on4offで点灯させた状態での光量補正データCorr_I1を生成する(S102)。
ここで、4on4off点灯とは、図16に示したように、LPH14のSLED63に配列されたLEDアレイにおいて、隣り合う連続した4つのLEDを点灯し、さらにそれに連続する隣り合う4つのLEDを消灯させる点灯形態をいう。このように、LPH14を4on4off点灯するのは、全灯させると、全体の光量が大きくなり過ぎるために、各LEDによる光量のピークと谷の座標点を正確に測定し難いからである。なお、各LEDの点灯/消灯が交互に設定された形態であれば、4on4off点灯のほか、2on2off点灯等を用いることもできる。
このステップ102での光量補正データCorr_I1を生成するに際しては、(2)式に設定する光量補正データCorr_Iとして、128を用いる。すなわち、計測時点灯パルス幅を2・BASE(基準パルス幅の2倍の点灯パルス幅)と設定して、各LEDを点灯させる。
Next, light amount correction data Corr_I1 in a state where the
Here, 4on4off lighting means that, as shown in FIG. 16, in the LED array arranged in the
When generating the light amount correction data Corr_I1 in
引き続いて、ステップ102で生成された光量補正データCorr_I1を用いて、再度4on4offで点灯させた状態で、光量補正データCorr_I2を生成する(S103)。これは、ステップ102による1度だけで求めた光量補正データCorr_I1では、正確に光量補正を行うことができない場合もあることから、ステップ102で生成された光量補正データCorr_I1を微調整する意味合いを有するステップである。
したがって、(2)式により設定される計測時点灯パルス幅は、以下の(5)式で表される。
計測時点灯パルス幅=BASE・(1+Corr_I1/128) ……(5)
この場合には、上記したように、BASEの1単位に満たない小数部(Corr_I1/128の小数部)の点灯は不安定であること等から、正確な光量を計測するために、(1+Corr_I1/128)を必ず整数とする128×N(N:正の整数)回の点灯を行わせた状態の積算光量を計測する。ここでは、128回の点灯を行うものとする。
このように、128回の点灯を行いながら光量を計測する場合にも、上記したように、TDI−CCD261を用いることによって高速に光量計測することができる。
Subsequently, the light amount correction data Corr_I2 is generated using the light amount correction data Corr_I1 generated in
Therefore, the measurement lighting pulse width set by the equation (2) is expressed by the following equation (5).
Measurement pulse width = BASE · (1 +
In this case, as described above, since the lighting of the decimal part (a decimal part of Corr_I1 / 128) that is less than one unit of BASE is unstable, for example, (1 + Corr_I1 / The integrated light quantity is measured in a state where 128 × N (N: positive integer) lighting is always performed with 128) being an integer. Here, the lighting is performed 128 times.
As described above, even when the light amount is measured while lighting 128 times, the light amount can be measured at high speed by using the TDI-
次に、LPH14を4off4onで点灯させた状態での光量補正データCorr_I3を生成する(S104)。
さらに、ステップ103と同様の趣旨で、ステップ104で生成された光量補正データCorr_I3を用いて、再度4off4onで点灯させた状態で、光量補正データCorr_I4を生成する(S105)。
そして、ステップ103にて生成された光量補正データCorr_I2と、ステップ105にて生成された光量補正データCorr_I4とをLPH14におけるLEDの配列順序に合わせた並べ替えを行って、LPH14のすべてのLEDの光量補正データCorr_Iとして合成する。そして、これをLPH14の光量補正データCorr_Iとしてメモリ(EEPROM102)に記憶する(S106)。
Next, light amount correction data Corr_I3 in a state where the
Further, for the same purpose as in step 103, the light amount correction data Corr_I4 is generated using the light amount correction data Corr_I3 generated in
Then, the light amount correction data Corr_I2 generated in step 103 and the light amount correction data Corr_I4 generated in
続いて、ステップ102〜ステップ105の各ステップでの光量補正データCorr_Iの生成処理について述べる。図17は、一例としてステップ103における光量補正データCorr_I2を生成する際の処理の流れを示すフローチャートである。
PC266は、LPHドライバIFボード264に対し、LPH14を4on4offで点灯するように指示する制御信号を出力する。それにより、LPHドライバIFボード264は、LPH14を4on4offで点灯させる(S201)。
ここで、LPHドライバIFボード264は、光量補正データとして、ステップ102で生成された光量補正データCorr_I1を送る。また、基準パルス幅BASEを生成するための基準クロック信号、LPH14の点灯タイミングを制御する水平同期信号(HSYNC)を送信する。
Subsequently, the generation processing of the light amount correction data Corr_I in each of
The
Here, the LPH driver IF board 264 sends the light amount correction data Corr_I1 generated in
次に、PC266は、X,Y,Zモータコントローラ267を介してステージドライバ263に対して、移動ステージ262を移動させるための制御信号を出力して、CCDボード270および拡大光学系260をSLED63の配列方向(主走査方向)に等速移動させる(S202)。
さらに、PC266は、CCDボード270に対してLPH14の光量分布の測定を指示する制御信号を出力する。そして、CCDボード270は、TDI−CCD261によってLPH14の光量分布を計測する(S203)。その際に、TDI−CCD261は、LPHドライバIFボード264からLPH14に送信される水平同期信号(HSYNC)を同時に受け取り、TDI−CCD261の計測タイミングとLPH14の点灯タイミングとの同期が図られる。すなわち、ここでは、上記した(ii)の条件のN=1と設定している。
Next, the
Further, the
次に、PC266は、CCDボード270から、ステップ203で計測された光量分布データを取得する。そして、図18に示したように、光量分布データに関して、主走査方向の各座標位置(x)における副走査方向(y)の積分値を算出し、主走査方向(x)での光量分布(光プロファイル)を得る(S204)。
Next, the
続いて、PC266は、ステップ204で算出された光プロファイルについて、主走査方向(x)のピーク位置と谷位置とを検出する。そして、光プロファイルにおける谷から谷までの光量を積分し、この積分値を谷から谷までの距離で割算することで谷と谷との間の領域の光量(露光エネルギ)密度を算出する。このようにして求められた各領域の露光エネルギ密度を各発光点(LED)の補正特性値(%)(図19参照)とする(S205)。
さらに、PC266は、この補正特性値を所定の目標値に合わせるように、目標値との誤差分に応じて光量を増減することで、すべての領域における補正特性値(%)がフラット(平坦)になるようにする。このような平坦化処理により、各領域毎の光量補正値、すなわち各LEDについての光量補正値が算出される(S206)。
そして、PC266は、算出された各LEDについての光量補正値を光量補正データCorr_Iとして生成する(S207)。
Subsequently, the
Further, the
Then, the
以上説明したように、本実施の形態の光プロファイル測定装置200では、光量計測センサとしてTDI−CCD261を用い、TDI−CCD261の主走査方向に配置されたLEDの段数は、量子化誤差が生じない点灯回数と一致させている。また、TDI−CCD261の水平同期信号の周期は、LHP14のSLED63の水平同期信号の周期のN倍(N:正の整数)に設定している。それにより、各LEDの光量を濃度ムラ補正データCorrの分解能と同じ精度で、かつ高速に光量計測を行うことが可能となる。
As described above, in the optical profile measurement apparatus 200 of the present embodiment, the TDI-
10…画像形成プロセス部、11(11Y,11M,11C,11K)…画像形成ユニット、12…感光体ドラム、14…LEDプリントヘッド(LPH)、30…制御部、40…画像処理部、62…LED回路基板、63…自己走査型LEDアレイ(SLED)、64…ロッドレンズアレイ、100…信号発生回路、102…EEPROM、110…画像データ展開部、112…濃度ムラ補正データ部、114…タイミング信号発生部、116…基準クロック発生部、118−1〜118−58…点灯時間制御・駆動部、180…補正演算部、182…量子化誤差繰越用メモリ、200…光プロファイル測定装置、260…拡大光学系、261…TDI−CCD
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記発光素子各々の点灯を制御し、前記光量計測手段の計測動作を制御する制御手段とを備え、
前記光量計測手段は、ライン状に複数配列された受光素子が複数段配置されるとともに、前記基準パルス幅をBASE、a、bを0または整数として、前記発光素子の照射光量がBASE×(a+b/M)にて設定される場合に、当該受光素子の段数が、nを正の整数として、M×nに設定されて構成され、
前記制御手段は、前記光量計測手段の前記受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号の周期を、前記発光素子の発光タイミングを設定する同期信号の周期の正の整数倍に設定することを特徴とする光量計測装置。 A plurality of lines are arranged and arranged so as to face the light emitting elements determined by correcting the irradiation light quantity at 1 / M steps (M is a positive integer) of the reference pulse width which is a reference of the irradiation light quantity , A light amount measuring means for measuring the light amount of each of the light emitting elements;
Control means for controlling the lighting of each of the light emitting elements, and for controlling the measuring operation of the light quantity measuring means,
The light amount measuring means includes a plurality of light receiving elements arranged in a line, and the reference pulse width is set to BASE, a and b are set to 0 or an integer, and the irradiation light amount of the light emitting element is set to BASE × (a + b / M), the number of stages of the light receiving element is set to M × n, where n is a positive integer ,
The control means sets the cycle of the synchronization signal that sets the measurement timing of each stage of the light receiving element of the light quantity measurement means to a positive integer multiple of the cycle of the synchronization signal that sets the light emission timing of the light emitting element. A light quantity measuring device characterized by
S=s/Tc
に設定されたことを特徴とする請求項1記載の光量計測装置。 The light quantity measuring means has a relative resolution speed S with respect to the light emitting element, where s is a measurement resolution of the light quantity measuring means, and Tc is a period of a synchronization signal for setting a measurement timing of each stage of the light receiving element.
S = s / Tc
The light quantity measuring device according to claim 1, wherein
前記発光素子各々の点灯を制御し、前記光量計測手段の計測動作を制御する制御手段とを備え、
前記光量計測手段は、ライン状に複数配列された受光素子が複数段配置されるとともに、当該段数が、前記Nの整数倍に設定されて構成され、
前記制御手段は、前記光量計測手段の前記受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号の周期を、前記発光素子の発光タイミングを設定する同期信号の周期の正の整数倍に設定することを特徴とする光量計測装置。 A light quantity measuring means that is arranged in a plurality of lines and is arranged opposite to a light emitting element in which the amount of irradiation light is determined by setting N-stage (N is a positive integer) correction amount, and measures the light quantity of each light emitting element. When,
Control means for controlling the lighting of each of the light emitting elements, and for controlling the measuring operation of the light quantity measuring means,
The light quantity measuring means is configured such that a plurality of light receiving elements arranged in a line are arranged in a plurality of stages, and the number of stages is set to an integral multiple of the N,
The control means sets the cycle of the synchronization signal that sets the measurement timing of each stage of the light receiving element of the light quantity measurement means to a positive integer multiple of the cycle of the synchronization signal that sets the light emission timing of the light emitting element. A light quantity measuring device characterized by
前記発光素子各々の光量を補正するための光量補正データを記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記光量補正データに基づいて前記補正量が設定され、当該補正量によって前記発光素子各々の光量を補正して、当該発光素子各々を発光させる駆動回路とを備え、
前記記憶手段は、記憶された前記光量補正データが、ライン状に複数配列された受光素子が複数段配置されるとともに、当該受光素子の段数が、前記Nの整数倍に設定されて構成された光量計測手段であって、かつ、当該受光素子の各段の計測タイミングを設定する同期信号の周期が、当該発光素子の発光タイミングを設定する同期信号の周期の整数倍に設定された当該光量計測手段により計測された光量に基づいて生成されたことを特徴とする露光装置。 A plurality of light emitting elements that are arranged in a line and whose irradiation light quantity is determined by setting correction amounts in N stages (N is a positive integer) ;
Storage means for storing light amount correction data for correcting the light amount of each of the light emitting elements;
A drive circuit that sets the correction amount based on the light amount correction data stored in the storage unit, corrects the light amount of each light emitting element by the correction amount, and causes each light emitting element to emit light ;
The storage means is configured such that the stored light quantity correction data includes a plurality of stages of light receiving elements arranged in a line, and the number of stages of the light receiving elements is set to an integer multiple of N. The light quantity measurement means, which is a light quantity measurement means, and the period of the synchronization signal that sets the measurement timing of each stage of the light receiving element is set to an integral multiple of the period of the synchronization signal that sets the light emission timing of the light emitting element. An exposure apparatus generated based on a light amount measured by a means.
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