JP2013028123A - 光量補正方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補正量の飛びを小さくことできめの細かな光量補正を可能とする。
【解決手段】補正範囲内にて光量を補正する光量補正部１００、１１０を用いて、ＬＥＤアレイ４１の各発光素子間の光量差を小さくする光量補正方法であって、前記ＬＥＤアレイ１本当たりの発光素子の輝度分布Ｂｓの幅に対応して前記補正範囲Ｅｓのレンジを設定し、設定したレンジの補正範囲Ｅｓを各ＬＥＤアレイ４１間にて共通使用して、前記各ＬＥＤアレイ４１の発光素子の光量を前記光量補正部１１０により補正することにより、前記各ＬＥＤアレイ単位で各発光素子間の光量差を小さくする。
【選択図】図９

Description

本発明は、ＬＥＤアレイの光量を補正する技術に関する。

下記特許文献１には、本来の補正可能幅に入らない光量ばらつきを持った発光素子が生じた際に、周辺の発光素子を本来の補正目標からずらした目標値に補正し、補正しきれない発光素子と周辺の発光素子間の光量差を低減する技術が開示されている。

特開平１０−１８１０８１公報

発光素子の輝度ばらつきはＬＥＤアレイ単位では小さい。また、同じロットでは、ＬＥＤアレイ間の輝度ばらつきは小さい。しかし、製造上の理由からロットが変わるとＬＥＤアレイ間の輝度ばらつきが大きくなる傾向になる。そのため、通常、生産で生じる全輝度ばらつきをカバーできるように、補正範囲のレンジを広くしてある。一方、光量補正に割り当てられたビット数は通常４ビット程度であることから、光量の調整段数は最大でも１６段階しか設定できない。そのため、補正量の飛びが大きくなり、きめの細かい調整ができなかった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、発光素子の光量の補正量の飛びを小さくことで、きめの細かな光量補正を可能とする技術を提供することを目的とする。

本明細書によって開示される光量補正方法は、補正範囲内にて光量を補正する光量補正部を用いて、ＬＥＤアレイの各発光素子間の光量差を小さくする光量補正方法であって、前記ＬＥＤアレイ１本当たりの発光素子の輝度分布の幅に対応して前記補正範囲のレンジを設定し、設定したレンジの補正範囲を各ＬＥＤアレイ間にて共通使用して、前記各ＬＥＤアレイの発光素子の光量を前記光量補正部により補正することにより、前記各ＬＥＤアレイ単位で各発光素子間の光量差を小さくする。

この構成では、補正範囲のレンジをＬＥＤアレイ１本当たりの輝度分布の幅に対応して設定している。ＬＥＤアレイの輝度分布の幅、すなわち輝度ばらつきは、ロット間を含む全体の輝度ばらつきに比べて格段に小さい。そのため、全体の輝度ばらつきに対応して補正範囲のレンジを設定する場合に比べて、補正範囲を格段に狭くできる。従って、補正量の飛びが小さく、きめの細かな光量補正が可能となる。

本明細書によって開示される光量補正方法は、補正範囲内にて光量を補正する光量補正部を用いて、ＬＥＤアレイを構成する発光チップの各発光素子間の光量差を小さくする光量補正方法であって、前記ＬＥＤアレイを構成する前記発光チップ１本当たりの発光素子の輝度分布の幅に対応して前記補正範囲のレンジを設定し、設定したレンジの補正範囲を各発光チップ間にて共通使用して、前記各発光チップの発光素子の光量を前記光量補正部により補正することにより、前記各発光チップ単位で各発光素子間の光量差を小さくする。

この構成では、補正範囲のレンジを発光チップ１本当たりの輝度分布の幅に対応して設定している。発光チップの輝度分布の幅、すなわち輝度ばらつきは、ロット間を含む全体の輝度ばらつきに比べて格段に小さい。そのため、全体の輝度ばらつきに対応して補正範囲のレンジを設定する場合に比べて、補正範囲を格段に狭くできる。従って、補正量の飛びが小さく、きめの細かな光量調整が可能となる。

上記光量補正方法では、以下とすることが好ましい。
・前記ＬＥＤアレイ１本当たり又は前記発光チップ１本当たりの輝度分布の幅が、前記補正範囲のレンジより広い場合に、前記輝度分布の中央値に前記補正範囲の中心が位置するように前記補正範囲を設定する。

・前記ＬＥＤアレイ１本当たり又は発光チップ１本当たりの輝度分布の幅に対応するレンジを持ち、前記発光素子の発光時間を補正階調に応じて初期値から段階的に変化させる基準テーブルと、前記基準テーブル側の発光時間の初期値と補正対象側の発光時間の初期値との差分を示すオフセット値とを組み合わせて、前記基準テーブルの各発光時間を前記オフセット量だけ値を修正することにより、補正対象となるＬＥＤアレイ１本当たりの輝度分布又は発光チップ１本当たりの輝度分布に対応した補正テーブルを作成する。

本発明によれば、補正量の飛びを小さくできるので、きめの細かな光量補正が可能となり、各発光素子間の光量差を小さくすることが可能となる。

一実施形態に係るカラープリンタの要部側断面図 ＬＥＤユニットおよびプロセスカートリッジの拡大図 ＬＥＤユニットを露光面側から見た図 発光制御部及び制御装置のブロック図 生産で生じる発光素子の全輝度分布を示す図 ＬＥＤ１本当たりの輝度分布と補正範囲の関係を示す図 補正値データＸを示す図 基準テーブルと補正テーブルを示す図 ＬＥＤ１本当たりの輝度分布と補正範囲の関係を示す図 基準テーブルと補正テーブルを示す図 各発光素子の輝度と補正範囲の関係を示す図（輝度分布の平均値で合わせた場合） 各発光素子の輝度と補正範囲の関係を示す図（輝度分布の中央値で合わせた場合）

＜実施形態＞
一実施形態について図１から図１１を参照しつつ説明する。
１．カラープリンタの全体構成
図１に示すように、電子写真方式のカラープリンタ１は、本体筐体１０内に、用紙Ｓを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｓに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｓを排出する排紙部９０と、これらの各部の動作を制御する制御装置１００とを備えている。尚、以下の説明において、方向は、カラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

本体筐体１０の上部には本体筐体１０に対し相対的に開閉自在なアッパーカバー１２が、後側に設けられたヒンジ１２Ａを支点として上下に回動自在に設けられている。アッパーカバー１２の上面は、本体筐体１０から排出された用紙Ｓを蓄積する排紙トレイ１３となっており、下方には露光装置であるＬＥＤユニット４０が設けられている。

また、本体筐体１０内には、各プロセスカートリッジ５０を着脱自在に収容するカートリッジドロア１５が設けられている。カートリッジドロア１５は、左右に一対設けられた金属製のサイドプレート１５Ａ（片側のみ図示）と、一対のサイドプレート１５Ａを連結するクロスメンバー１５Ｂが前後に一対設けられている。サイドプレート１５Ａは、ＬＥＤユニット４０が有する露光ヘッドとしてのＬＥＤアレイ４１の左右方向の両側に配置され、感光体ドラム５３を直接的または間接的に支持し、位置決めする部材である。ＬＥＤアレイ４１の発光は、制御装置１００及び発光制御部１１０により制御される。尚、制御装置１００と発光制御部１１０が、本発明の光量補正部の一例である。

給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、本体筐体１０に着脱自在に装着される給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１から用紙Ｓを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２を主に備えている。用紙供給機構２２は、給紙トレイ２１の前側に設けられ、給紙ローラ２３、分離ローラ２４を主に備えている。

このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｓが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、搬送経路２８を通って後ろ向きに方向転換され、画像形成部３０に供給される。

画像形成部３０は４つのＬＥＤユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とを備える。４つのＬＥＤユニット４０、４つのプロセスカートリッジ５０はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色に対応する。

プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１２と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、図２に示すように、ドラムユニット５１と、ドラムユニット５１に対して着脱自在に装着される現像ユニット６１とを備えている。サイドプレート１５Ａは、プロセスカートリッジ５０を支持しており、プロセスカートリッジ５０は、感光体ドラム５３を支持している。尚、各プロセスカートリッジ５０は、現像ユニット６１のトナー収容室６６に収容されるトナーの色が相違するのみであり、構成は同一である。

ドラムユニット５１は、ドラムフレーム５２と、ドラムフレーム５２に回転可能に支持される感光体の一例としての感光体ドラム５３と、スコロトロン型帯電器５４とを主に備えている。

現像ユニット６１は、現像フレーム６２と、現像フレーム６２に回転可能に支持される現像ローラ６３および供給ローラ６４とを備え、トナーを収容するトナー収容室６６を有している。プロセスカートリッジ５０は、現像ユニット６１がドラムユニット５１に装着され、これにより、現像フレーム６２とドラムフレーム５２との間に上方から感光体ドラム５３を臨める露光穴５５が形成される。この露光穴５５には下端にＬＥＤアレイ４１を保持したＬＥＤユニット４０が挿入される。ＬＥＤアレイ４１の詳細については後述する。

転写ユニット７０は、図１に示すように、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間に搬送ベルト７３が張設されている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光体ドラム５３に接している。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光体ドラム５３との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光体ドラム５３に対向して４つ配置されている。この転写ローラ７４には、転写時に定電流制御によって転写バイアスが印加される。

定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の奥側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。

このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光体ドラム５３の表面（感光面５３Ａ）が、スコロトロン型帯電器５４により一様に帯電された後、各ＬＥＤアレイ４１から照射されるＬＥＤ光により露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、各感光体ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される。

また、トナー収容室６６内のトナーが、供給ローラ６４の回転により現像ローラ６３に供給され担持される。現像ローラ６３上に担持されたトナーは、現像ローラ６３が感光体ドラム５３に対向して接触するときに、感光体ドラム５３上に形成された静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム５３上でトナーが選択的に担持されて静電潜像が可視像化され、反転現像によりトナー像が形成される。

次に、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｓが各感光体ドラム５３と搬送ベルト７３の内側に配置される各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光体ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｓ上に転写される。そして、用紙Ｓが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過することで、用紙Ｓ上に転写されたトナー像が熱定着される。

排紙部９０は、定着ユニット８０の出口から上方に向かって延び、手前側に反転するように形成された排紙側搬送経路９１と、用紙Ｓを搬送する複数対の搬送ローラ９２を主に備えている。トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ９２によって排紙側搬送経路９１を搬送され、本体筐体１０の外部に排出されて排紙トレイ１３に蓄積される。

２．ＬＥＤアレイの構成
図３に示すように、ＬＥＤアレイ４１は、用紙の送り方向に直交する主走査方向に複数の発光素子Ｐを配置したものである。具体的には、回路基板ＣＢ上に２０個のＬＥＤアレイチップＣＨを千鳥状に配置した構成となっている。各ＬＥＤアレイチップＣＨは半導体プロセスにより、半導体基板上に発光素子Ｐたる発光ダイオードを複数形成したものである。このＬＥＤアレイ４１は、後述する発光制御部１１０により発光の信号が入力されることで、主走査方向の走査開始側（例えば、図３の左側）から走査終了側（例えば、図３の右側）へ向けて発光し、感光体ドラム５３を露光する機能を果たす。尚、この実施形態では、ＬＥＤアレイ４１を構成する各発光素子Ｐは、ＬＥＤアレイチップＣＨ内では順次点灯され、各ＬＥＤアレイチップＣＨ間では同時点灯される。

また、この例では図７にて示すように、回路基板ＣＢ上に各ＬＥＤアレイチップＣＨを主走査方向に直交する副走査方向にずらして千鳥配置しているが、これは製造上、発光素子Ｐをチップ縁まで形成できないからである。

３．制御装置１００と発光制御部１１０の説明
制御装置１００はカラープリンタ１の全体を制御するものであり、ＣＰＵなどから構成される演算制御部１００ＡとＥＥＰＲＯＭ１００Ｂとを含む構成となっている。発光制御部１１０は、制御装置１１０と共に、ＬＥＤアレイ４１の各発光素子Ｐを発光制御するものである。発光制御部１１０は、図４に示すようにＲＡＭ１２０、ＡＳＩＣ１３０、発振回路１４０を備える構成となっている。発光制御部１１０には、４組のＬＥＤアレイ４１が共通接続されており、発光制御部１１０が４組のＬＥＤアレイ４１を一括して発光制御する構成となっている。

また、各ＬＥＤアレイ４１には、不揮発性記憶手段としてＥＥＰＲＯＭ４３がそれぞれ設けられている。ＥＥＰＲＯＭ４３には、発光制御部１１０にて、各発光素子Ｐの発光制御を行うのに必要な次のデータが書き込まれている。

（Ａ）補正値データＸ
（Ｂ）オフセット量Ｚ

４．ＬＥＤアレイ４１の発光制御
ＬＥＤアレイ４１の各発光素子Ｐは輝度ばらつきを持っており、発光時間や電流値などの条件を一律同じにして点灯させると、光量に差が生じる結果、露光むらが発生し画品質に影響を及ぼす。そのため、発光時間や電流値を、発光素子Ｐごとに、値を補正して各発光素子Ｐの輝度ばらつきを補い、光量が均一になるように制御する必要がある。ここで、光量を均一化するにあたり、生産で生じる全輝度分布Ｂａがカバーされるように補正範囲Ｅのレンジを設定すると、補正範囲Ｅａが広範になる。そのため、補正範囲Ｅａを４ビット、１６段階など所定の段数で区切ると、１階調当たりの補正量、すなわち図５中のＵが大きくなる。そのため、とびが大きくなり、各発光素子間の光量差を小さくできない。尚、１階調当たりとは１段当たりという意味である。

一方、ＬＥＤアレイチップＣＨは半導体技術により製造されることから、ＬＥＤアレイ１本の中では、同一ウエハから切り出されたＬＥＤアレイチップＣＨが搭載されることが多く、生産で生じる全ての輝度ばらつきに比べて、低い輝度ばらつきに抑えられる傾向にある。

そこで、本実施形態では、ＬＥＤアレイ１本の輝度分布Ｂｓに対応して補正範囲Ｅｓのレンジ、すなわち補正範囲Ｅｓの幅を指定する。これにより、生産で生じる全ての輝度分布Ｂａに対応して補正範囲Ｅａのレンジを指定する場合に比べて、補正範囲Ｅｓのレンジが狭くなる。そのため、補正段数、すなわち補正階調数を１６段階に維持した場合、１階調あたりの補正量すなわち図６中のＵが小さくなる。以上のことから、高精度で緻密な光量補正が可能となる。そのため、各発光素子間の光量差が小さくなり、画品質が高まる。

以下、各発光素子Ｐの光量補正の具体例を説明する。尚、発光素子Ｐの光量補正は、発光時間の調整により行うものとし、また、発光時間の計時は、発光制御部１１０に設けられた発振回路１４０の出力するクロック数をカウントすることにより行うものとする。

いま、ＬＥＤアレイ１本あたりの発光素子Ｐの輝度ばらつきである輝度分布Ｂｓの全体を、カバーするのに必要な発光時間の全補正量が、統計上のデータから「６４」ｎｓであるとする。本実施形態では、補正範囲Ｅｓのレンジを「６４」ｎｓに設定し、「６４」ｎｓのレンジを持つ補正範囲Ｅｓを、各ＬＥＤアレイ４１間にて共通使用して各発光素子Ｐの光量補正を行う。

具体的に説明すると、補正階調数が４ビット、すなわち「０」〜「１５」の１６段に制約されているとすると、クロック周期Ｔを「４」ｎｓに設定すれば、「４」ｎｓ×１６段で「６４」ｎｓとなり、補正範囲ＥｓとしてＬＥＤアレイ１本あたりの輝度分布Ｂｓを、ちょうどカバーできるレンジとなる。そのため、クロック周期Ｔを「４」ｎｓとする。

（ａ）補正階調数は「０」〜「１５」の全１６段とする。
（ｂ）クロック周期Ｔは「４」ｎｓとする。

以下、ＬＥＤアレイ４１の各発光素子Ｐの発光時間の補正に必要となる補正データＸや、基準テーブル、補正テーブルなどの作成要領を、順を追って説明する。尚、補正データＸとは、補正対象となるＬＥＤアレイの各発光素子Ｐと、補正階調とを関連付けたデータである（図７参照）。尚、図７の下側に図示した枠内の数字、例えば「２」、「１」、「３」等は補正階調を示している。また、補正テーブルとは、各補正階調「０」〜「１５」と、発光時間をカウントするためのクロック数を関連付けたテーブルである（図８参照）。

（１）基準発光時間を決定する。
（２）補正対象となるＬＥＤアレイ４１の輝度分布Ｂｓを算出する。
（３）オフセット量Ｚを算出する。
（４）補正対象となるＬＥＤアレイ４１の各発光素子Ｐの補正データＸを算出する。
（５）基準テーブルを作成する。
（６）補正テーブルを作成する。

（１）基準発光時間の決定について
本実施形態では、生産で生じる全輝度分布Ｂａを対象としたとき、発光素子Ｐを目標値に発光させるのに少なくとも必要な最小発光時間を基準発光時間としている。具体的に説明すると、発光時間と輝度の積が光量である。そのため、発光素子Ｐの光量を目標値にするのに必要な発光時間は、輝度がプラス側にばらつく発光素子Ｐでは短くなる。従って、生産で生じる全輝度分布Ｂａにおける最大輝度Ｐｍａｘ１の発光素子を目標値に発光させる発光時間が最小で、基準発光時間となる。以下、基準発光時間は「８８」ｎｓとして説明を行う。

（２）ＬＥＤアレイ１本あたり輝度分布Ｂｓについて
本実施形態では、プリンタ１の製造段階で、ＬＥＤアレイ４１の各発光素子Ｐを順に点灯させて、各発光素子Ｐの輝度を計測器（図略）にて計測することにより、ＬＥＤアレイ１本当たりの輝度分布Ｂｓを得る。輝度分布Ｂｓを得たら、輝度分布Ｂｓの幅と補正範囲Ｅｓのレンジを比較する。尚、補正範囲Ｅｓは時間換算すると「６４」ｎｓであるから、輝度分布Ｂｓと比較する場合には「６４」ｎｓを輝度に換算して比較すればよい。

（３）オフセット量Ｚの算出について
オフセット量Ｚは、各ＬＥＤアレイ４１の輝度分布Ｂｓに補正範囲Ｅｓを位置合わせする調整値である。輝度分布Ｂｓに対する補正範囲Ｅｓの位置の合わせ方は、輝度分布Ｂｓと補正範囲Ｅｓの大小関係により２パターンある。そのため、以下ＬＥＤアレイ４１の輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより狭い場合と、広い場合に分けて、オフセット量Ｚの算出の仕方を説明する。尚、輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより広くなる場合が生じるのは、補正範囲ＥｓはあくまでＬＥＤアレイ１本あたりの統計的な輝度分布Ｂｓの幅に対応して定めたものであるからである。

＜輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより狭い場合＞
輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより狭い場合、輝度分布Ｂｓの最大輝度に、範囲の端が一致するように補正範囲Ｅｓを位置合わせすることから、オフセット量Ｚを次のように算出する。

具体的には、全輝度分布ＢａとＬＥＤアレイ１本当たりの輝度分布Ｂｓのそれぞれについて、最大輝度の発光素子に対応する発光時間を求める。そして、求めた２つの発光時間から時間差を求め、それをクロック周期Ｔで割ることで、オフセット量Ｚを求める。

例えば、ＬＥＤアレイ１本あたりの輝度分布Ｂｓの最大輝度Ｐｍａｘ２に対応する発光時間が「８０」ｎｓである場合、全輝度分布Ｂａの最大輝度Ｐｍａｘ１に対応する発光時間は「８８」ｎｓであるから、発光時間差は「８」ｎｓとなる（図６参照）。そして、クロック周期Ｔは「４」ｎｓであるから、オフセット量Ｚは「２」となる。

尚、全輝度分布Ｂａの最大輝度Ｐｍａｘ１に対応する発光時間である「８８」ｎｓが、本発明の「基準テーブル側の発光時間の初期値」に相当する。また、ＬＥＤアレイ１本あたりの輝度分布Ｂｓの最大輝度Ｐｍａｘ２に対応する発光時間である「８０」ｎｓが本発明の「補正対象側の発光時間の初期値」に相当する。

そして、算出されたオフセット量Ｚは、各ＬＥＤアレイ４１のＥＥＰＲＯＭ４３に予め記憶される。尚、ＬＥＤアレイ４１が異なれば、輝度分布Ｂｓは異なるので、オフセット量Ｚは各ＬＥＤアレイ４１についてそれぞれ算出する必要がある。

（４）補正値データＸについて
本実施形態では、補正階調が「０」〜「１５」に１段増加するに連れ、「４」ｎｓずつ発光時間を長くして光量を補正する。補正値データＸは、各発光素子Ｐについて「０」〜「１５」の１６段階のどの補正階調を選択して発光時間を調整するか、その対応関係を定めるものである。補正値データＸを求めるには、まず、（２）で求めたＬＥＤアレイ１本当たりの輝度分布Ｂｓを１階調当たりの発光補正時間である「４」ｎｓに対応する輝度幅Ｄで分割する。

そして、輝度幅Ｄで分割した各区間Ｆに、補正値データＸを輝度の明るい側から順に「０」、「１」、「２」・・「１４」、「１５」と割り振ってゆく。これにて、各発光素子Ｐの補正値データＸを決定できる。すなわち、図６に示す区間Ｆ０に含まれる発光素子Ｐの補正値データＸは、補正階調「０」となり、その左隣りの区間Ｆ１に含まれる発光素子の補正値データＸは補正階調「１」となる。その左隣りの区間Ｆ２に含まれる発光素子の補正値データＸは補正階調「２」となる。このように、どの区分に属するかを分類する事で、各発光素子Ｐの補正階調たる補正値データＸを求めることが出来る（図７参照）。尚、この補正値データＸは、各ＬＥＤアレイ４１についてそれぞれ算出され、各ＬＥＤアレイ４１のＥＥＰＲＯＭ４３に予め記憶される。

（５）基準テーブルの作成について
基準テーブルは、補正範囲Ｅｓのレンジを定めるものである。具体的には、「０」〜「１５」の全１６段の補正階調とクロックのカウント数を対応付けした構造となっている。この例では、１クロックが「４」ｎｓであることから、全１６段で、発光時間として「６４」ｎｓ調整することができる。尚、各補正階調のクロック数は、その補正階調に区分される発光素子を目標光量にするための発光時間を定めるものである。

また、基準テーブルは、クロック数の初期値として基準発光時間に対応するクロック数を用いている。この実施形態では、基準発光時間が「８８」ｎｓであることから、これをクロックのカウント数に換算すると「２２」回となる。従って、基準テーブルは、図８の上段に示すように、補正階調の「０」段のクロック数、すなわちクロック数の初期値が「２２」となり、それから「１段」増えるごとに、クロック数が「１」ずつ増える関係となる。尚、この基準テーブルは製造段階で作成され、制御装置１００のＥＥＰＲＯＭ１００Ｂ内に予め記憶される。

（６）補正テーブルの作成について
補正テーブルは、基準テーブルに対してクロック数をオフセット量Ｚだけシフト、すなわち値を修正したものである。基準テーブルをオフセット量Ｚシフトさせるのは、基準テーブルは、最小発光時間となる最大輝度の発光素子Ｐｍａｘ１を基準としたテーブルであることから、これをＬＥＤアレイ４１の輝度分布Ｂｓに合わせ込む必要があるからである。

今、図８に示すように、基準テーブルは「０」段に対応するクロック数が「２２」であり、「１」段に対応するクロック数が「２３」であり、「２」段に対応するクロック数が「２４」である。従って、補正テーブルは、各段のクロック数が２ずつシフトして、「０」段に対応するクロック数が「２４」、「１」段に対応するクロック数が「２５」、「２」段に対応するクロック数が「２６」となり、それ以外の段も、基準テーブルのクロック数に対して、クロック数が２ずつ増加した関係となる。

このように、基準テーブルを構成する各段の各クロック数にオフセット量Ｚを加算することで、図６に示すように、全輝度分布Ｂａの最大輝度Ｐｍａｘ１を基準とした基準テーブルをオフセット量だけずらすことができるので、ＬＥＤアレイの輝度分布Ｂｓの最大輝度Ｐｍａｘ２に、エリア端が一致するように補正範囲Ｅｓを位置合わせできる。

そして、本実施形態では補正テーブルを参照しつつ、各発光素子Ｐの発光時間が、補正値データＸに従って次のように制御される。具体的に説明すると、制御装置１００は印刷指令を受けると、発光制御部１１０を通じて、各ＬＥＤアレイ４１のＥＥＰＲＯＭ４３から各発光素子Ｐの補正値データＸとオフセット量Ｚを読み出す。そして、読み出したオフセット量ＺとＥＥＰＲＡＭ１００Ｂに記憶された基準データから上記した補正テーブルを、各ＬＥＤアレイ４１についてそれぞれ作成する。

そして、作成された補正テーブルのデータは、発光制御部１１０に送られ、ＲＡＭ１２０に記憶される。あとは、補正テーブルを参照しつつ、ＬＥＤアレイ４１に搭載された各発光素子Ｐの発光時間が、補正値データＸに従って、発光制御部１１０にて制御される。例えば、補正値データＸが「１」である発光素子Ｐの発光時間は、クロック２５回カウント分となり（図８の補正テーブルを参照）、その発光素子Ｐは、発光制御部１１０のＡＳＩＣ１３０により、発光時間が「１００」ｎｓに制御される。

また、補正値データＸが「２」である発光素子Ｐの発光時間は、クロック２６回カウント分となり、その発光素子Ｐは発光制御部１１０のＡＳＩＣ１３０により、発光時間が「１０４」ｎｓに制御される。このように本実施形態では、補正値データＸに従って、各発光素子Ｐの発光時間を制御することで、各発光素子Ｐの光量を目標値に制御できる。

と言うのも、先に説明したように、基準発光時間は、全輝度分布Ｂａにおける最大輝度Ｐｍａｘ１の発光素子を目標値に発光させる発光時間であるため、発光素子Ｐの輝度が、最大輝度Ｐｍａｘ１から輝度幅Ｄだけ小さくなるたびに、発光時間を１クロック分だけ長くすれば、輝度のばらつきを補うことが可能で、各発光素子Ｐの光量を目標値にすることが可能となる。

この例では、輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより狭いので、ＬＥＤアレイ４１に搭載された全ての発光素子Ｐの光量を目標値にするような補正が可能である。そのため、ＬＥＤアレイ１本あたりについて、補正後の光量差を補正幅Ｕ以内に抑えることが可能である。そして、この実施形態では、ＬＥＤアレイ４１が４本設けられていることから、各ＬＥＤアレイ４１について光量補正が独立して行われることになる。

尚、輝度分布ＢｓはＬＥＤアレイ４１によりそれぞれ図６上の左右方向の位置、すなわち輝度中心が異なるが、オフセット量Ｚが、各ＬＥＤアレイ４１の輝度分布Ｂｓに補正範囲Ｅｓを合わせる役割を果たすので、各ＬＥＤアレイ４１間にて、ＬＥＤアレイ１本分の輝度分布Ｂｓに対応したレンジの補正範囲Ｅｓを共通使用出来る。

そして、基準テーブルのクロック数をオフセット量Ｚに基づいて数値補正するという簡単な処理で、補正範囲Ｅｓを補正対象の輝度分布Ｂｓに合わせることが出来るので、制御装置１００の処理負担にならない、という効果も得られる。

＜輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより広い場合＞
輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより広い場合は、ＬＥＤアレイ１本当たりの輝度分布Ｂｓの中央値Ｌに、補正範囲Ｅｓの中心が一致するように、オフセット量Ｚを決定する。尚、輝度分布Ｂｓの中央値Ｌとは、下記式に示されるように、輝度分布Ｂｓの最大輝度「Ｐｍａｘ２」と最小輝度「Ｐｍｉｎ２」の平均値である。

輝度分布Ｂｓの中央値Ｌ＝（Ｐｍａｘ２＋Ｐｍｉｍ２）／２
Ｐｍａｘ２・・・輝度分布Ｂｓの最大輝度（図９参照）
Ｐｍｉｎ２・・・輝度分布Ｂｓの最小輝度（図９参照）

図９の例では、輝度分布Ｂｓの中央値Ｌに中心を一致させるように補正範囲Ｅｓを重ねると、輝度分布Ｂｓのうち補正範囲Ｅｓの図９中右端に対応するＧ点の輝度値Ｐｇに対応する発光時間は「４８」ｎｓとなる。一方、全輝度分布Ｂａの最大輝度Ｐｍａｘ１に対応する発光時間は「８８」ｎｓであることから、発光時間差は「４０」ｎｓとなる。従って、図９の例であれば、発光時間差である「４０」ｎｓをクロック周期Ｔである「４」ｎｓで割った値、すなわち「１０」がオフセット量Ｚとなる。

尚、全輝度分布Ｂａの最大輝度Ｐｍａｘ１に対応する発光時間である「８８」ｎｓが、
本発明の「基準テーブル側の発光時間の初期値」に相当する。また、ＬＥＤアレイ１本あたりの輝度分布Ｂｓの輝度Ｐｇに対応する発光時間である「４８」ｎｓが本発明の「補正対象側の発光時間の初期値」に相当する。

そして、輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより広い場合も、狭い場合と同様に、基準テーブルにオフセット量Ｚを加えて各段のクロック数を書き換えることで、補正テーブルが作成される。あとは、作成した補正テーブルを参照しつつ、補正値データＸに従って、ＬＥＤアレイ４１に搭載された各発光素子Ｐの発光時間を制御することで、各発光素子Ｐの光量を目標値にできる。

ただし、この場合、輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより広いことから、輝度分布Ｂｓの両端の区間は、補正範囲Ｅｓからはみ出すことになる。このはみ出した区間については、それに隣接する区間と同じ補正値データＸを適用して発光時間を制御する。すなわち、補正区間Ｅｓからはみ出した図９中の右側の区間Ｙ１に含まれる発光素子Ｐであれば、区間Ｙ１の左隣りにあたる区間Ｆ０と同じ補正値データ「０」を適用して発光時間が制御され、補正区間Ｅｓからはみ出した図９中の左側の区間Ｙ２に含まれる発光素子Ｐであれば、区間Ｙ２の右隣りにあたる区間Ｆ１５と同じ補正値データ「１５」を適用して発光時間が制御される。

以上説明したように輝度分布Ｂｓが補正範囲Ｅｓより広い場合に、補正範囲Ｅｓの中心を輝度分布Ｂｓの中央値Ｌに合わせるようにすれば、輝度分布Ｂｓの平均値に合わせる場合に比べて、画品質を高くすることが可能となる。

というのも、補正範囲Ｅｓの中心を輝度分布Ｂｓの平均値に合わせた場合、より多くの発光素子Ｐを補正範囲Ｅｓに含めることが可能となり、補正範囲Ｅｓ外となる発光素子の数は最小となる。図１１Ａの例であれば、発光素子Ｐ１を除く全ての発光素子が補正範囲Ｅｓ内となる。しかしながら、補正範囲Ｅｓに対する発光素子Ｐ１の飛び出し量Ｒが大きくなる。そのため、発光素子Ｐ１の光量は、目標値から大きく外れることになるので、印刷を行うと、その部分の画像が濃くなって１本のラインが出来たり、或いは画像が薄くなって白抜けしたラインができる場合がある。

この点、本実施形態では、補正範囲Ｅｓの中心を輝度分布Ｂｓの中央値Ｌに合わせているので、平均値に合わせる場合に比べて、補正範囲Ｅｓ外となる発光素子の数は増えるものの、図１１Ｂに示すように、補正範囲Ｅｓに対する発光素子Ｐ１の飛び出し量Ｒは小さくなる。そのため、光量が目標値から大きく外れた発光素子が発生しないので、印刷を行っても、人の目に付くようなラインが出来ない。そのため、輝度分布Ｂｓの平均値に合わせる場合に比べて、画品質を高くすることが可能となる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、各発光素子Ｐの発光時間を調整することで光量を補正するようにしたが、各発光素子Ｐに流す電流値を調整すること、すなわち輝度を調整することで光量を補正してもよい。尚、電流値を調整方法の一例として抵抗値を変更する方法がある。

（２）上記実施形態では、ＬＥＤアレイ１本当たりの発光素子Ｐの輝度分布Ｂｓに対応して補正範囲Ｅｓのレンジを設定したが、ＬＥＤアレイチップ（発光チップ）１本の発光素子の輝度分布Ｂｓに対応して補正範囲Ｅｓのレンジを設定してもよい。この場合、ＬＥＤアレイチップ単位で光量補正を行うことになるので、各ＬＥＤアレイチップＣＨについてそれぞれ補正値データＸとオフセット量Ｚを決定する必要がある。

（３）上記実施形態では、生産で生じるＬＥＤアレイの全輝度分布Ｂａの最大輝度Ｐｍａｘ１を基準に基準テーブルを作成したが、全輝度分布Ｂａの最小輝度Ｐｍｉｎ１を基準に基準テーブルを作成してもよい。尚、最小輝度Ｐｍｉｎ１を基準に基準テーブルを作成する場合、補正階調が１段増加するに連れ、クロック数を減らすようにすればよい。

（４）上記実施形態では、発光制御部１１０に設けた発振回路１４０のクロックをカウントすることにより発光時間を計時する構成とした。発振回路１４０は必須ではなく、制御装置１００の演算制御部１００Ａ用に設けられた水晶発振器などの原振クロックから所定周波数のクロックを生成して、発光時間を計時するようにしてもよい。

１…プリンタ
３０…画像形成ユニット
４０…ＬＥＤユニット
４１…ＬＥＤアレイ
１００…制御装置（本発明の「光量補正部」の一例）
１１０…発光制御部（本発明の「光量補正部」の一例）
Ｂａ…全輝度分布
Ｂｓ…ＬＥＤアレイ１本当たりの発光素子の輝度分布
ＣＨ…ＬＥＤアレイチップ（本発明の「発光チップ」の一例）
Ｅａ…補正範囲（生産で生じる全輝度分布に対応）
Ｅｓ…補正範囲（ＬＥＤアレイ１本当たりに対応）
Ｐ…発光素子
Ｘ…補正値データ

Claims (5)

1. 補正範囲内にて光量を補正する光量補正部を用いて、ＬＥＤアレイの各発光素子間の光量差を小さくする光量補正方法であって、
   前記ＬＥＤアレイ１本当たりの発光素子の輝度分布の幅に対応して前記補正範囲のレンジを設定し、
   設定したレンジの補正範囲を各ＬＥＤアレイ間にて共通使用して、前記各ＬＥＤアレイの発光素子の光量を前記光量補正部により補正することにより、前記各ＬＥＤアレイ単位で各発光素子間の光量差を小さくする光量補正方法。
2. 補正範囲内にて光量を補正する光量補正部を用いて、ＬＥＤアレイを構成する発光チップの各発光素子間の光量差を小さくする光量補正方法であって、
   前記ＬＥＤアレイを構成する前記発光チップ１本当たりの発光素子の輝度分布の幅に対応して前記補正範囲のレンジを設定し、
   設定したレンジの補正範囲を各発光チップ間にて共通使用して、前記各発光チップの発光素子の光量を前記光量補正部により補正することにより、前記各発光チップ単位で各発光素子間の光量差を小さくする光量補正方法。
3. 前記ＬＥＤアレイ１本当たり又は前記発光チップ１本当たりの輝度分布の幅が、前記補正範囲のレンジより広い場合に、前記輝度分布の中央値に前記補正範囲の中心が位置するように前記補正範囲を設定する請求項１又は請求項２に記載の光量補正方法。
4. 前記ＬＥＤアレイ１本当たり又は発光チップ１本当たりの輝度分布の幅に対応するレンジを持ち、前記発光素子の発光時間を補正階調に応じて初期値から段階的に変化させる基準テーブルと、
   前記基準テーブル側の発光時間の初期値と補正対象側の発光時間の初期値との差分を示すオフセット値とを組み合わせて、
   前記基準テーブルの各発光時間を前記オフセット量だけ値を修正することにより、補正対象となるＬＥＤアレイ１本当たりの輝度分布又は発光チップ１本当たりの輝度分布に対応した、前記補正範囲としての補正テーブルを作成する請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の光量補正方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項の光量補正方法により光量を補正されるＬＥＤアレイを露光装置として備える画像形成装置。

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