JPH0747710A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結像光学系がレンズアレイにより構成されて
いる固体走査型光書込みヘッドにおいても、再現性の良
好な中間調の画像記録を行なうことが可能な画像記録装
置を提供することを目的とする。 【構成】 光学記録素子群から出射されてレンズアレイ
からなる結像光学系を介して像担持体上に露光される光
の強度分布を、各光学記録素子毎に予め測定して記憶し
た露光強度分布記憶手段と、前記露光強度分布記憶手段
に記憶された各光学記録素子の光強度分布に応じて、前
記各光学記録素子により画像露光を行なう際に露光強度
の補正を施す露光強度補正手段とを具備するように構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、プリンタ或
いはファクシミリ等に使用される電子写真方式の画像記
録装置に関し、特に固体走査型光書込みヘッドを用いて
中間調の画像記録を行う画像記録装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記画像記録装置としては、画像
露光手段として発光ダイオードアレイ（以下、ＬＥＤア
レイと称する）や、光源からの光を液晶シャッターアレ
イ（以下、ＬＣＳアレイと称する）によって透光或いは
遮光を制御するような所謂固体走査型の光書込みヘッド
を用いたものがある。そして、このような画像記録装置
は、固体走査型光書込みヘッドにより感光体ドラム上に
画像データに応じた露光を行って静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像して画像の記録を行うように構成され
ている。

【０００３】この種の画像記録装置は、固体走査型光書
込みヘッドによって画像の露光を行うか否かの２値記録
により、主に文字や図形等の線画像の記録を行う目的で
使用されている。

【０００４】しかし、最近の画像情報に要求される多様
化・高度情報化に伴って、文字や図形等の線画像ばかり
ではなく、写真画像のように記録画像に階調性を表現す
る所謂中間調画像の記録に対する要請が高まってきてい
る。

【０００５】そこで、固体走査型光書込みヘッドを用い
た画像記録装置において、画素毎に中間調の画像記録を
可能とする方法としては、特開平３−１９６０７０号公
報、特開平４−２７６４６７号公報、特開昭６３−８７
０７８号公報、特開平２−９６５２号公報等に開示され
たものが既に提案されている。

【０００６】上記特開平３−１９６０７０号公報や特開
平４−２７６４６７号公報等に開示された技術は、各光
学記録素子を駆動するドライバＩＣにより各光学記録素
子の駆動時間を階調データに応じて設定することによっ
て、中間調の画像記録を行うように構成したものであ
る。

【０００７】また、上記特開昭６３−８７０７８号公報
や特開平２−９６５２号公報等に開示された技術は、１
画素当たりｎビットからなる２ⁿ 階調レベルを有する１
ラインの階調イメージデータに対し、１ライン当たりｎ
回に、従ってｎ本のサブラインに分割して記録するとと
もに、各サブラインの走査にあたっては、各回毎の記録
の重みを露光時間幅により２⁰ 、２¹ 、２² …２ⁿ と
し、その組み合わせにより、２ⁿ レベルの中間調画像を
得るように構成したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上述した提案に係る技術の場合には、各光学記録素
子の出力光を感光体（像担持体）上に結像させる結像光
学系として、レンズアレイを用いた固体走査型光書込み
ヘッドを電子写真方式の画像記録装置に適用し、中間調
画像を記録する場合には、十分な光出力の補正を施した
場合でも、副走査方向に沿った縦筋状の濃度ムラが発生
するという問題点があった。

【０００９】上記画像に発生する濃度ムラは、レンズア
レイの反り等による部分的なディフォーカス、あるいは
レンズアレイを構成する各レンズの特性バラツキに起因
する像担持体上の光強度分布の違いなどにより、露光エ
ネルギーと画像濃度の関係が異なるために発生するもの
である。

【００１０】図１１は光学記録素子としてＬＥＤアレイ
を用い、結像光学系として固体走査型光書込みヘッドの
結像光学系に一般に使用されている自己集束型レンズア
レイ（商品名セルフォックレンズ 日本板硝子社製）を
用いた固体走査型光書込みヘッドにおいて、ディフォー
カス量をパラメータとした場合の階調データと画像濃度
の関係の例を示すものである。図１１において、ディフ
ォーカス量の変化に伴う出力特性の変化が観察される。
この出力特性の変化は、ディフォーカス量の増大に伴っ
て像担持体上の光強度分布の先鋭度が低下しブロードに
なるため、低露光エネルギーでは現像されにくくなり、
逆に中高露光エネルギーでは現像される面積が増加する
ことで説明できる。そのため、レンズアレイに部分的な
ディフォーカス等が存在すると、図１１から明らかなよ
うに、同じ階調データでも画像濃度に差が生じてしま
い、この画像濃度の差は、ディフォーカス量が大きくな
るに従って大きくなるため、画像上に副走査方向に沿っ
た縦筋状の濃度ムラとして現れる。図１０に、図１１の
例におけるディフォーカス量と主走査方向別のスポット
径（半値幅）との関係を示す。この図１０からもディフ
ォーカス量が大きくなるに従って、スポット径（半値
幅）が次第に大きくなり、画像濃度の不本意な上昇等を
招くことがわかる。

【００１１】上記の例は、ＬＥＤアレイからなる固体走
査型光書込みヘッドにおける例であるが、同様の現象は
結像光学系がレンズアレイより構成されている他の固体
走査型光書込みヘッドにおいても同様に発生すると考え
られる。

【００１２】従って、結像光学系がレンズアレイより構
成されている固体走査型光書込みヘッドにおいて、上述
した技術に種々提案されているように、露光エネルギー
のみを理想的な状態に制御したとしても、良好な階調制
御を行なうことができないという問題点が未解決の課題
として残っている。

【００１３】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、結像光学系がレンズアレイにより構成されてい
る固体走査型光書込みヘッドにおいても、再現性の良好
な中間調の画像記録を行なうことが可能な画像記録装置
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明の請
求項第１項記載の画像記録装置は、像担持体の移動方向
である副走査方向と交差する主走査方向に沿って多数配
列された光学記録素子群と、前記光学記録素子群の出力
光を前記像担持体上に結像させるレンズアレイからなる
結像光学系と、前記像担持体に中間調画像記録を行なう
ための階調データに応じて前記光学記録素子群を駆動す
る駆動回路とを備えた画像記録装置において、前記光学
記録素子群から出射されてレンズアレイからなる結像光
学系を介して像担持体上に露光される光の強度分布を、
各光学記録素子毎に予め測定して記憶した露光強度分布
記憶手段と、前記露光強度分布記憶手段に記憶された各
光学記録素子の光強度分布に応じて、前記各光学記録素
子により画像露光を行なう際に露光強度の補正を施す露
光強度補正手段とを具備するように構成されている。

【００１５】ここで、前記光学記録素子群から出射され
てレンズアレイからなる結像光学系を介して像担持体上
に露光される光の強度分布としては、例えば、前記各光
学記録素子のスポット径が用いられる。

【００１６】また、上記光学記録素子群としては、例え
ば、ＬＥＤ素子を直線状に多数配列したものが用いられ
るが、これに限定されるわけではなく、光源からの光を
ＬＣＳアレイによって透光或いは遮光制御するものなど
を用いても良い。

【００１７】

【作用】この発明に係る画像記録装置においては、光学
記録素子群から出射されてレンズアレイからなる結像光
学系を介して像担持体上に露光される光の強度情報を、
各光学記録素子毎に記憶した露光強度分布記憶手段と、
前記露光強度分布記憶手段に記憶された各光学記録素子
の光強度分布に応じて、前記各光学記録素子により画像
露光を行なう際に補正を施す露光強度補正手段とを具備
するように構成されているので、前記像担持体に中間調
画像記録を行なうための階調データに応じて前記光学記
録素子群を駆動する際に、露光強度補正手段によって、
露光強度分布記憶手段に記憶された各光学記録素子の光
強度分布に応じて露光強度の補正を施すことにより、レ
ンズアレイからなる結像光学系にディフォーカス等があ
る場合であっても、再現性の良好な中間調の画像記録を
行なうことができる。

【００１８】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００１９】図２はこの発明に係る画像記録装置の装置
構成の一実施例を示すものである。図２において、１は
感光体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム１と
しては、例えば負帯電極性の有機光導電体（ＯＰＣ）を
用いた感光体ドラムが使用される。また、上記感光体ド
ラム１は、図示しない駆動機構によって矢印方向に所定
のプロセス速度（例えば、８０ｍｍ／ｓ）で回転駆動さ
れるようになっている。さらに、上記感光体ドラム１の
表面は、次に述べる画像露光に先立ち、コロトロンから
なる一次帯電器２によって、所定の電位（例えば、約−
６５０Ｖ）に一様に帯電される。上記感光体ドラム１の
外周には、一次帯電器２のドラム回転方向下流側に隣接
して、ドラム表面に画像データに応じた露光を行う固体
走査型光書き込みヘッドとしてのＬＥＤヘッド３が配置
されている。

【００２０】図３にＬＥＤヘッド３の主走査方向の断面
図を示す。このＬＥＤヘッド３は、図３に示すように、
アルミニウム等からなる基板１４上に固着された多数の
光学記録素子を配列したＬＥＤアレイ１５を備えてお
り、このＬＥＤアレイ１５は、紙面に垂直な方向に沿っ
て直線状に配列されている。また、ＬＥＤアレイ１５の
片側又は両側（図示例では片側）には、同アレイ１５を
駆動するためのドライバＩＣ１６が固着されているとと
もに、ＬＥＤアレイ１５とドライバＩＣ１６とは、ボン
ディングワイヤ１７によって互いに電気的に接続されて
いる。さらに、上記基板１４の上方には、ＬＥＤアレイ
１５と所定の距離をおいて対向するように結像光学系を
構成するレンズアレイ１８が固定配置されており、この
レンズアレイ１８は、画像データに応じて発光するＬＥ
Ｄアレイ１５によって形成される光画像を感光体ドラム
１上に結像するためのものである。上記レンズアレイ１
８としては、例えば、セルフォックレンズ（日本板硝子
（株）社：商品名）が用いられる。なお、図中、１９は
基板１４の熱を放出するヒートシンクを示している。

【００２１】そして、上記のごとく構成されるＬＥＤヘ
ッド３によって、一様に帯電された感光体ドラム１上
に、画像部のみを露光して背景部は露光しない所謂イメ
ージライティングによって画像露光を行うことにより、
感光体ドラム１上に図４に示すように入力画像データに
応じた静電潜像を形成する。

【００２２】上記感光体ドラム１上に形成された静電潜
像は、図２に示すように、現像器４によって現像され、
トナー像となる。この現像器４としては、例えばキャリ
アとトナーとからなる二成分の現像剤を用い、現像ロー
ルに現像バイアスＶB （図４参照）を印加して反転現像
を行うものが使用される。この実施例では、上記現像バ
イアスは、約−５５０Ｖに設定されている。また、上記
キャリアとしては、例えば、直径が１００μｍ程度のポ
リマー系のキャリアが用いられる。さらに、トナーとし
ては、例えば、直径が１０μｍ程度の負帯電極性の黒色
トナーが用いられる。

【００２３】上記感光体ドラム１上に形成されたトナー
像は、図２に示すように、用紙カセット５から給紙ロー
ラ６によって供給され、レジストローラ７によって感光
体ドラム１の回転と同期してドラム表面へと供給される
記録用紙８上に、転写帯電器９の帯電によって転写され
る。その後、トナー像が転写された記録用紙８は、定着
器１０によって熱及び圧力によって定着処理を受け、用
紙スタッカ１１上に排出され、一連の画像記録工程を終
了する。

【００２４】なお、トナー像の転写工程が終了した感光
体ドラム１の表面は、ファーブラシを有するクリーナー
１２によって残留トナーや紙粉等が除去されるととも
に、発光波長が例えば６３０ｎｍのＬＥＤアレイからな
るイレーズランプ１３により一様に露光を受けて残留電
荷が消去され、次の画像記録工程に備える。

【００２５】ところで、この実施例では、光学記録素子
群から出射されてレンズアレイからなる結像光学系を介
して像担持体上に露光される光の強度分布を、各光学記
録素子毎に予め測定して記憶した露光強度分布記憶手段
と、前記露光強度分布記憶手段に記憶された各光学記録
素子の光強度分布に応じて、前記各光学記録素子により
画像露光を行なう際に露光強度の補正を施す露光強度補
正手段とを具備するように構成されている。

【００２６】図１はこの実施例に係る画像記録装置の主
要部の概要を示すものである。中間調画像記録を行なう
ための階調データ８６は、この発明の露光強度補正に先
立って、必要に応じて各光学記録素子の光出力補正が行
われる。すなわち、階調画像データは、画素毎に光出力
補正テーブル選択手段８２より出力される光出力補正テ
ーブル選択信号８８に基づき、光出力補正テーブル８１
において、光出力補正を含む階調画像データ８９に変換
される。

【００２７】次に、上記光出力補正が施された階調画像
データ８９は、画素毎に光強度分布補正テーブル選択手
段８４より出力される露光強度分布補正テーブル選択信
号９０に基づき、光強度分布補正テーブル８３におい
て、各光学記録素子へ出力される階調画像データ９１に
変換される。

【００２８】そして、上記各光学記録素子を備えた固体
走査型光書き込みヘッドであるＬＥＤヘッド３では、補
正後の階調画像データ９１に対応して、各光学記録素子
が画素毎に駆動され、感光体ドラム１上へ画像露光を行
なうものである。

【００２９】すなわち、この実施例に係る画像記録装置
の画像処理回路は、図５及び図６に示すように構成され
ている。

【００３０】図５は前記ＬＥＤヘッド３の等価回路を示
すものである。図５において、２８は各画素を記録する
光学記録素子としての各ＬＥＤ素子を示しており、これ
らのＬＥＤ素子２８、２８…は、１つのＬＥＤチップ当
たり複数個（この実施例では、６４個）が１組となって
一体的に形成されており、さらにＬＥＤチップが直線状
に多数（この実施例では、４０個）配列されてＬＥＤア
レイ１５を構成している。なお、上記１つのＬＥＤチッ
プは、８個のＬＥＤ素子２８を１つの単位としてものが
８つ設けられており、１つのＬＥＤチップは、合計して
６４個のＬＥＤ素子２８、２８…からなっている。ま
た、ＬＥＤアレイ１５の材料としては、例えばＧａＡｓ
Ｐが用いられ、その発光波長としては、例えば７４０ｎ
ｍのものが用いられる。さらに、ＬＥＤアレイ１５の記
録幅は、例えば２１７ｍｍ、その記録密度は、例えば３
００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）である。

【００３１】これらのＬＥＤ素子２８、２８…は、一つ
ずつ駆動回路（ドライバＩＣ１６）によって駆動される
ようになっている。また、ドライバＩＣ１６は１個につ
き、６４個のＬＥＤ素子２８を駆動し、４０個のＬＥＤ
チップに対しては、４０個のドライバＩＣ１６が設けら
れている。

【００３２】以下、図５に基づいて、ドライバＩＣ１６
内の駆動回路について説明する。

【００３３】上記各ＬＥＤ素子２８の一端は、図５に示
すように、電源ライン３７を介して図示しない電源回路
に接続されており、各ＬＥＤ素子２８の一端には、図示
しない電源回路にから電源ライン２７を介して所定の電
圧が順方向に印加される。また、上記各ＬＥＤ素子２８
の他端には、ゲート回路２７が接続されており、上記各
ＬＥＤ素子２８の他端は、ゲート回路２７が閉状態のと
きに、グランドライン３６を介してグランドに接続さ
れ、当該ＬＥＤ素子２８が点灯するようになっている。
従って、上記各ＬＥＤ素子２８は、ゲート回路２７の開
閉によって点灯あるいは消灯するように駆動される。

【００３４】次に、８ビット（２５６階調）の階調デー
タ２９に対応したストローブ・パルス４１をゲート回路
２７に出力するためのシフトレジスタ２１、ラッチ回路
２２、データセレクタ２３、カウンタ２４、コンパレー
タ２５及びデマルチプレクサ２６の構成について説明す
る。

【００３５】まず、上記シフトレジスタ２１には、８ビ
ットの階調データ２９及び、シフトレジスタＣｌｏｃｋ
３０の各信号が入力されている。このシフトレジスタ２
１は、１つのドライバＩＣ１６において、８ビットの階
調データ２９に対応して８ビットのレジスタを、駆動す
る１つのＬＥＤチップに対応したＬＥＤ素子２８（６４
個）の数だけ備え、シリアルに入力される８ビットの階
調データ２９をシフトレジスタＣｌｏｃｋ３０により順
次次段のレジスタに転送するものである。また、各ドラ
イバＩＣ１６のシフトレジスタ出力と次段のドライバＩ
Ｃ１６のシフトレジスタ入力は接続されており、１ライ
ン分の８ビットの階調データ２９は、全てのＬＥＤ素子
２９の数に対応した２５６０個のシフトレジスタＣｌｏ
ｃｋ３０により、各レジスタにセットされる。さらに、
ラッチ・パルス３１により次段のラッチ回路２２に１ラ
イン分の階調データ３８がラッチされた後、このシフト
レジスタ２１には、再び次ラインの階調データ２９が順
次転送される。

【００３６】また、上記ラッチ回路２２は、上述したよ
うにシフトレジスタ２１から送られてくる８ビット階調
データ３８をラッチ・パルス３１のタイミングでラッチ
するものであり、１ライン分の記録が終了するまで８ビ
ット階調データ３８を保持している。また、１つのドラ
イバＩＣ１６は、シフトレジスタ２１と同様に６４個の
ラッチ回路２２を備えている。

【００３７】次に、上記データセレクタ２３は、ラッチ
回路２２に保持されている８ビット階調データ３９を、
３ビットのセレクト信号３２により８画素分の８ビット
階調データ３９も各ＬＥＤ素子２８に対応して１ライン
の記録時間の間に順次選択し、次段のコンパレータ２５
に出力するものである。

【００３８】さらに、上記カウンタ２４及びコンパレー
タ２５は、８ビット階調データ３９をストローブ・パル
ス４１のパルス幅に変換するためのものであり、８個の
ＬＥＤ素子２８毎に１組が備えられている。即ち、この
実施例の１つのドライバＩＣ１６においては、８組のカ
ウンタ２４及びコンパレータ２５が備えられている。カ
ウンタ２４には、カウンタＣｌｏｃｋ３３の入力によ
り、８ビットのカウンタ出力のアップを制御している。
カウンタ出力４０は、データセレクタ２３で１つの８ビ
ット階調データ３９が選択されている間に０〜２５５ま
で出力され、コンパレータ２５で８ビット階調データ３
９とカウンタ出力の大小比較が行われる。即ち、８ビッ
ト階調データ３９がカウンタ出力４０より、大きい時ま
ではストローブ・パルス４１はアクテイブになり、等し
くなった時及び小さくなった時にストローブ・パルス４
１はノンアクテイブになる。

【００３９】次に、デマルチプレクサ２６は、コンパレ
ータ２５より出力されたストローブ・パルス４１を、３
ビットのセレクト信号３５によりゲート回路２７を選択
し、出力するものである。また、３ビットのセレクト信
号３５により選択されない時、ゲート回路２７に接続さ
れたデマルチプレクサ２６の他の出力はノンアクテイブ
になる。

【００４０】以上説明したように、データセレクタ２３
からデマルチプレクサ２６の間で１ラインの記録時間の
間に、ゲート回路２７及び対応するＬＥＤ素子２８は８
分割の時分割駆動が行われる。また、データセレクタ２
３、カウンタ２４及びデマルチプレクサ２６に入力され
ているＣｌｅａｒ信号３４は、ラッチ・パルス３１によ
りラッチ回路２２のレジスタデータ３８を切り換える
間、時分割駆動を停止するための信号である。

【００４１】以下に、この実施例のタイミングデータを
まとめて示す。 １ラインの走査周期 １．０５８ｍｓ 時分割の１周期 １２８μｓ シフトレジスタＣｌｏｃｋ ２．５ＭＨｚ カウンタＣｌｏｃｋ ２０ＭＨｚ

【００４２】次に、この実施例におけるＬＥＤアレイ１
５の各ＬＥＤ素子３８の配列について説明する。図７
は、ＬＥＤアレイ１５のＬＥＤ素子２８及び電極を感光
体ドラム１側から見た図である。図７において、３００
ｄｐｉの記録ピッチ約８４．７μｍに対し、各ＬＥＤ素
子２８の発光部サイズは主走査方向５０μｍ、副走査方
向６５μｍであり、各ＬＥＤ素子２８は８個毎に、副走
査方向の記録ピッチの１／８、即ち約１０．６μｍづつ
変位している。従って、上記した時分割の１回記録が行
われている間に感光体ドラム１が副走査方向に移動する
位置ずれ、即ち１０．２４μｍ（＝８０ｍｍ×１２８μ
ｓ）の位置ずれをほぼ補償している。したがって、多数
のＬＥＤ素子２８が直線状に配列されたＬＥＤチップ
を、８個のＬＥＤ素子２８を単位として時分割駆動した
場合でも、多数のＬＥＤ素子２８を時分割する間の感光
体ドラム１の移動に伴う位置ずれを補償することがで
き、直線状に多数配列されたＬＥＤ素子２８によって直
線状の画像を精度良く記録することが可能となる。

【００４３】次に、この実施例におけるＬＥＤアレイ１
５の光出力補正、及びＬＥＤアレイ１５から出射される
光をレンズアレイ１８を介して感光体ドラム１（像担持
体）上に露光する場合の光強度分布補正について説明す
る。

【００４４】図６は補正回路の構成を示すものである。
この補正回路は、ＬＥＤアレイ１５のドライバＩＣ１６
に８ビットの階調データ２９を出力する前に、画像処理
装置やホストコンピュータ等から出力される８ビットの
階調データ５５に対して、光出力補正及び光強度分布補
正を行うものである。上記補正回路は、入力される８ビ
ットの階調データ５５と５ビットの光出力バラツキデー
タ５６とにより光出力補正演算を行なう光出力補正テー
ブルＲＯＭ５０と、階調データ５５の画素位置に対応し
た１２ビットの画素位置アドレス５７により光出力バラ
ツキデータ５６を出力する光出力バラツキデータＲＯＭ
５１と、光出力補正された階調データ５９を４ビットの
ビーム径データ６１と３ビットの現像特性補正データ５
８とにより選択されたテーブルにしたがって階調データ
変換を行なう光強度分布補正テーブルＲＯＭ５２と、階
調データの画素位置に対応した１２ビットの画素位置ア
ドレス５７により４ビットビーム径データ６１を出力す
るビーム径データＲＯＭ５３とから構成されている。こ
こで、上記光出力補正テーブルＲＯＭ５０は、例えば
８，１９２×８構成の６４ＫビットＴＴＬ ＰＲＯＭか
らなり、光出力バラツキデータＲＯＭ５１は、４，０９
６×８構成の３２ＫビットＴＴＬ ＰＲＯＭからなり、
光強度分布補正テーブルＲＯＭ５２は、３２，７６８×
８構成の２５６ＫビットＥＰＲＯＭからなり、ビーム径
データＲＯＭ５３は、例えば４，０９６×８構成の３２
ＫビットＴＴＬ ＰＲＯＭからなるものである。

【００４５】図８は、上記光出力補正テーブルＲＯＭ５
０に格納されている光出力補正テーブルの特性の例を示
すものである。図８に示す様に対応する画素におけるＬ
ＥＤ素子２８の光出力の大小に応じて、入力階調データ
５５は、乗算演算により変換される。また、５ビットの
光出力バラツキデータ５６は、例えば＋１６％〜−１５
％まで１％間隔の光出力バラツキに対応しており、光出
力補正テーブルＲＯＭ５１には、３２種類のテーブルが
格納されている。

【００４６】図９は、光強度分布補正テーブルＲＯＭ５
２に格納されている光強度分布補正テーブルの特性の例
を示すものである。この実施例では、光強度分布変化の
大きさを示すパラメータとして主走査方向のビーム径
（半値幅）を用いている。これは、図１０において、デ
ィフォーカスによる光強度分布変化とビーム半値幅変化
が一意的に対応しており、且つ副走査方向より主走査方
向の変化が大きいためである。また、出力特性の変動に
対して、パルス幅の増加につれて光像の重なり部分が増
加する副走査方向より主走査方向の方がより直接的に影
響していると考えられる。光強度分布補正テーブルＲＯ
Ｍ５２に入力される４ビットのビーム径データ６１は、
例えば６６μｍから９６μｍまで２μｍ間隔のビーム径
に対応している。また、３ビットの現像特性補正データ
５８は、トナー濃度の変化・トナー帯電性の変化等、現
像特性の変化に対応している。

【００４７】従って、この実施例では、光強度分布補正
テーブルＲＯＭ５２には１６×８＝１２８種類のテーブ
ルが備えられている。また、この実施例の光強度分布補
正テーブル５２は、一般的にトーン補正と称される入力
階調データと出力濃度がリニアな関係になるような補正
も兼ねている。図９において、実線は図９のディフォー
カス０．０ｍｍの出力特性の補正に対応し、破線はディ
フォーカスが増加した出力特性の補正に対応している。

【００４８】次に、光出力バラツキデータ及びビーム径
データの作成方法について説明する。光出力バラツキデ
ータは、ＬＥＤ素子２８を１画素づつ順次駆動し、光セ
ンサ、増幅回路、サンプルホールド回路、Ａ／Ｄ変換回
路を介して、光出力データをデジタル値として計算機に
取り込み、平均化・ランク分け（例えば、３２ランク）
のデータ処理（比例演算等）を施し作成する。また、光
センサとして、例えばＰＩＮシリコンフォトダイオード
が用いられるが、当該光センサは、ＬＥＤ素子の順次駆
動に伴い、主走査方向に移動可能なように自動ステージ
に設置されている。

【００４９】一方、ビーム径データは、ＬＥＤ素子２８
を１画素づつ順次移動し、リニアイメージセンサ、増幅
回路、Ａ／Ｄ変換回路を介して、光強度分布データを計
算機に取り込み、半値幅算出・ランク分けのデータ処理
を施して作成する。また、上記リニアイメージセンサと
して、例えば画素ピッチ７μｍ（５０００画素）のＣＣ
Ｄイメージセンサが用いられるが、感光体ドラム１上の
結像位置に対応した位置に正確に設置され、且つＬＥＤ
素子２８の順次駆動に伴い、主走査方向に移動するよう
自動ステージに装着されている。また、主走査方向のビ
ーム径（半値幅）を測定するため、各ＬＥＤ素子２８の
１画素ずつの順次駆動毎に、副走査方向にも走査するよ
う自動ステージは構成されている。

【００５０】以上の構成において、この実施例に係る画
像記録装置では、次のようにして中間調の画像記録が良
好に行われる。すなわち、感光体ドラム１の表面は、図
２に示すように、画像露光に先立って一次帯電器によっ
て予定の電位（約−６５０Ｖ）に一様に帯電される。そ
の後、感光体ドラム１の表面には、次のように出力補正
が施されるＬＥＤヘッド３によって入力画像データに応
じた画像露光が行われ、静電潜像が形成される。

【００５１】ところで、この実施例では、次のような処
理を施して上記ＬＥＤヘッド３による中間調画像露光が
行われる。

【００５２】まず、図６に示すように、図示しない画像
処理装置やホストコンピュータ等から、８ビットの階調
データ５５が送られてくるが、この階調データ５５は、
対応する画素の光出力バラツキデータに基づき光出力補
正テーブルＲＯＭ５０により、各ＬＥＤ素子２８の出力
バラツキ補正を含む階調データ５９に変換される。

【００５３】その際、上記光出力補正テーブルＲＯＭ５
０は、８ビットの階調データ５５と共に送られてくる１
２ビットのＬＥＤ画素位置アドレス５７に基づいて、光
出力バラツキデータＲＯＭ５１を参照して得られる５ビ
ットの光出力バラツキデータ５６によって、図８に示す
ように、適宜使用する光出力補正テーブルを選択する。
上記光出力バラツキデータＲＯＭ５０には、ＬＥＤアレ
イ１５の各ＬＥＤ素子２８に対応した光出力バラツキデ
ータ５６が例えば３２のランクに区分されて記憶されて
おり、所定のＬＥＤ画素２８の出力が平均的な出力に対
して、＋１６％〜−１５％まで１％間隔の光出力バラツ
キのいずれに該当するかの値が記憶されている。そし
て、例えば、第１番目のＬＥＤ画素２８の光出力バラツ
キが０％、つまり光出力バラツキがない場合には、この
光出力バラツキデータＲＯＭ５１から出力される５ビッ
トの光出力バラツキデータ５６に基づいて、光出力補正
テーブルＲＯＭ５０の光出力バラツキが０％に対応した
テーブル（図８の実線で示す特性に対応したテーブル）
が選択される。その結果、上記光出力補正テーブルＲＯ
Ｍ５０に入力した８ビットの階調データ５５は、例え
ば、図８の実線で示す特性に対応したテーブルに従って
光出力補正がなされる。

【００５４】続いて、上記の如く出力バラツキ補正が施
された８ビットの階調データ５９は、対応する画素のビ
ーム径データ６１と現像特性の変動を示す現像特性補正
データ５８に基づき光強度分布補正テーブルＲＯＭ５２
により、ＬＥＤヘッド３のドライバＩＣ１６における８
ビットの入力階調データ２９に変換される。

【００５５】その際、上記光強度分布補正テーブルＲＯ
Ｍ５２は、８ビットの階調データ５９と共に送られてく
る１２ビットのＬＥＤ画素位置アドレス５７に基づい
て、ビーム径データＲＯＭ５３を参照して得られる４ビ
ットのビーム径データ６１と、３ビット現像特性補正デ
ータ５８によって、図９に示すように、適宜使用する光
強度分布補正テーブルＲＯＭ５２を選択する。上記ビー
ム径データＲＯＭ５３には、ＬＥＤアレイ１５の各ＬＥ
Ｄ素子２８に対応したビーム径のデータが、例えば６６
μｍ〜９６μｍまで２μｍ間隔で区分して記憶されてい
る。そして、例えば、第１番目のＬＥＤ画素２８のビー
ム径が中央値（例えば、８２μｍ）である場合には、こ
の光強度分布補正テーブルＲＯＭ５２は、ビーム径デー
タＲＯＭ５３から出力される４ビットのビーム径データ
６１と、現像特性の変動を示す現像特性補正データ５８
に基づいて、光強度分布補正テーブルＲＯＭ５２のビー
ム径の値及び現像特性等に対応したテーブル（図９に示
す特性曲線のいずれかに対応したテーブル）が選択され
る。その結果、上記光強度分布補正テーブルＲＯＭ５２
に入力した８ビットの階調データ５９は、例えば、図９
に示す特性曲線のいずれかに対応したテーブルによって
光強度分布補正がなされる。

【００５６】その後、上記の如く補正回路によって補正
されたドライバＩＣ１６の８ビットの入力階調データ２
９は、図５に示すように、ＬＥＤヘッド３のシフトレジ
スタ２１に書き込まれる。このシフトレジスタ２１にお
ける階調データ２９の書込みは、シフトレジスタ２１に
入力するシフトレジスタＣｌｏｃｋ３０に同期して行わ
れる。この実施例では、ＬＥＤヘッド３が１個のデータ
入力端子を有し、２５６０個のＬＥＤ素子２８を備えて
いるため、１ライン走査におけるデータセットは、２５
６０個のシフトレジスタＣｌｏｃｋ３０で終了する。

【００５７】シフトレジスタ２１に書き込まれた２５６
０個の階調データ２９は、ラッチ・パルス３１でラッチ
回路２２にラッチされ、ラッチ回路２２からの出力信号
３９は、データセレクタ２３に入力される。

【００５８】データセレクタ２３では、３ビットのセレ
クト信号３２により、データセレクタ２３に入力されて
いる８組の８ビット階調データ３９の中から、１組目の
階調データ３９を選択し、コンパレータ２５へ出力す
る。コンパレータ２５では、０．５μｓ毎にアップする
カウンタ２４の８ビット出力４０との大小比較により、
ストローブ・パルス４１をデマルチプレクサ２６に出力
する。なお、ストローブ・パルス４１のパルス幅は、例
えば、階調データ２９が１の時は０．５μｓ、階調デー
タ２９が１２８の時は６４μｓとなる。

【００５９】デマルチプレクサ２６では、接続されてい
る８個のゲート回路２７の内、３ビットのセレクト信号
３５により、１番目のゲート回路２７が選択され、スト
ローブ・パルス４１がアクテイブの間ゲート回路２７を
閉状態とし、１番目のＬＥＤ素子２８が点灯される。

【００６０】上記の工程が８回の時分割毎に繰り返さ
れ、１ラインの画像露光が終了する。

【００６１】一方、８回の時分割露光が繰り返されてい
る間、光出力補正、光強度分布補正が施された２ライン
目の階調データ２９が順次シフトレジスタ２１に書き込
まれる。続いて、８回の時分割露光の後、データセレク
タ２３からデマルチプレクサ２６がＣｌｅａｒ信号３４
により停止されている間にシフトレジスタ２１に書き込
まれた２５６０個の階調データ２９は、ラッチ・パルス
３１でラッチ回路２２にラッチされる。以降、同様に１
ページ分の階調データ２９が終了まで、画像露光が行わ
れる。

【００６２】そして、上記ＬＥＤヘッド３によって階調
データに応じた中間調画像の画像露光が、感光体ドラム
１に対して行われ、静電潜像が形成される。この静電潜
像は、現像器４によって現像され、中間調画像の画像記
録が行われる。

【００６３】この実施例の結果、レンズアレイ１８の反
り等による部分的なディフォーカス、あるいはレンズア
レイ１８を構成する各レンズの特性バラツキに起因する
感光体ドラム１上の光強度分布の違いによる出力特性の
変動を全画素に対して補正するため、副走査方向に発生
する縦筋状の濃度ムラを低減することができる。

【００６４】また、上記レンズアレイ１８は、６４個の
ＬＥＤ素子２８からなるＬＥＤチップを４０組備えてい
るとともに、各ＬＥＤチップは、さらに８個のＬＥＤ素
子２８を単位として分割されており、各ＬＥＤチップの
８個のＬＥＤ素子２８が順次１つずつ時分割されて点灯
されるようになっている。そのため、補正回路によって
光出力補正及び光強度分布補正のための演算を行う際
に、時分割点灯されるＬＥＤ素子２８に対応した階調デ
ータ２９の演算を順次行っていけばよいため、同時に演
算する量が、全ての２５６０個のＬＥＤ素子２８に対し
てその１／８で済むように構成することもでき、補正演
算に伴うＬＥＤ素子２８の駆動の遅れを小さく抑えるこ
とが可能となる。

【００６５】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、結像光学系がレンズアレイにより構成されて
いる固体走査型光書込みヘッドにおいても、再現性の良
好な中間調の画像記録を行なうことが可能な画像記録装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る画像記録装置の一実施
例を示す補正回路の概念図である。

【図２】 図２はこの発明に係る画像記録装置の一実施
例を示す構成図である。

【図３】 図３はＬＥＤヘッドを示す断面構成図であ
る。

【図４】 図４は静電潜像を示すグラフである。

【図５】 図５はＬＥＤヘッドの駆動回路を示すブロッ
ク図である。

【図６】 図６は補正回路を示すブロック図である。

【図７】 図７はＬＥＤ素子の配列状態を示す説明図で
ある。

【図８】 図８は入力階調データと光出力補正階調デー
タとの関係を示すグラフである。

【図９】 図９は入力階調データと光強度分布補正階調
データとの関係を示すグラフである。

【図１０】 図１０はディフォーカス量とビーム半値幅
との関係を示すグラフである。

【図１１】 図１１は階調データと画像濃度との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム、３ ＬＥＤヘッド、２８ ＬＥＤ素
子、８３ 光強度分布補正テーブルＲＯＭ、 ８４ 光
強度分布補正テーブル選択手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の移動方向である副走査方向と
   交差する主走査方向に沿って多数配列された光学記録素
   子群と、前記光学記録素子群の出力光を前記像担持体上
   に結像させるレンズアレイからなる結像光学系と、前記
   像担持体に中間調画像記録を行なうための階調データに
   応じて前記光学記録素子群を駆動する駆動回路とを備え
   た画像記録装置において、 前記光学記録素子群から出射されてレンズアレイからな
   る結像光学系を介して像担持体上に露光される光の強度
   分布を、各光学記録素子毎に予め測定して記憶した露光
   強度分布記憶手段と、前記露光強度分布記憶手段に記憶
   された各光学記録素子の光強度分布に応じて、前記各光
   学記録素子により画像露光を行なう際に露光強度の補正
   を施す露光強度補正手段とを具備したことを特徴とする
   画像記録装置。
2. 【請求項２】 前記光学記録素子群から出射されてレン
   ズアレイからなる結像光学系を介して像担持体上に露光
   される光の強度分布が、前記各光学記録素子のスポット
   径であることを特徴とする請求項第１項記載の画像記録
   装置。