(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
目標値に対する光量差を各前記発光点について個々に補正する一次補正値と、前記発光点群毎に割り振られる前記光量補正用の二次補正値を用いて各前記発光点の光量を補正する請求項1に記載の補正方法。
前記光量補正用の前記発光点群を構成する前記発光点の個数を、前記副走査位置補正用の前記発光点群を構成する前記発光点の個数より少なくとも一部は小さくする請求項1又は請求項2に記載の補正方法。
前記光量補正用の補正値が割り振られる前記発光点群のうち主走査方向の一端側に位置する発光点群の前記発光点の個数を、前記副走査位置補正用の補正値が割り振られる前記発光点群の前記発光点の個数より小さくし、
前記光量補正用の補正値が割り振られる前記発光点群のうち主走査方向の他端を除くそれ以外の発光点群の前記発光点の個数を、前記副走査位置補正用の補正値が割り振られる前記発光点群の前記発光点の個数と同数とする請求項1ないし請求項3に記載の補正方法。
【発明を実施するための形態】
【0012】
<実施形態1>
本発明の実施形態1を
図1ないし
図13によって説明する。
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、被記録媒体の一例である用紙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、用紙Sの搬送方向に直交する方向を主走査方向(
図1の紙面直交方向、プリンタの左右方向)とし、主走査方向に直交する方向、すなわち用紙Sの搬送方向を副走査方向(
図1の左右方向、プリンタの前後方向)とする。
【0013】
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。
【0014】
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が本発明の発光制御装置の一例である。また、感光体ドラム31が本発明の感光体の一例である。また、LEDアレイ41が本発明の発光アレイの一例である。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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の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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
2.LEDアレイの構成
LEDアレイ41は、印字データに基づいて感光体ドラム53を露光する機能を果たすものであり、用紙の送り方向(
図3の上下方向)に直交する主走査方向(
図3の左右方向)に複数の発光点Pを配置した構成となっている。
【0029】
LEDアレイ41は、複数のLEDアレイチップCHから分割構成されている。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点Pたる発光ダイオードを一列状に複数形成(一例として256個形成)したものであり、この実施形態では、回路基板CB上に20個のLEDアレイチップCHを副走査方向に位置をずらして千鳥状に配置している。このように、LEDアレイチップCHを千鳥配置しつつ各チップ端を主走査方向に重ねることで、チップ同士の継目における発光点間の距離を基準ピッチに一致させている。尚、
図3はLEDアレイ41の模式図であり、各LEDアレイチップCHに形成された発光点Pの個数を実際より少なく示してある。また、
図9、
図14、
図15も同様に、発光点Pの個数を実際より少なく示してある
【0030】
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、RAM100Bと、ROM100Cとを含む構成となっている。発光制御部110は、制御装置100と共に、LEDアレイ41の各発光点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ASIC120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のASIC120が4組のLEDアレイ41を発光制御する構成となっている。
【0031】
また、各LEDアレイ41には不揮発性の記憶手段としてEEPROM43が設けられている。このEEPROM43には、次に説明する副走査位置の補正や光量補正を行うのに必要なデータがそれぞれ記憶されている。
【0032】
4.千鳥配置補正
図3に示すように、LEDアレイチップCHは、用紙の搬送方向である副走査方向に位置がずれて配置されている。そのため、各LEDアレイチップCHの発光点Pを同じタイミングで発光して感光体ドラム53を露光すると、各LEDアレイチップCHのLED光による露光ラインの位置が副走査方向にずれる。そのため、各LEDアレイチップCH間で、発光タイミングを調整することにより、副走査方向の位置ずれを補正している。具体的には、感光体ドラム53の回転方向前側に位置するLEDアレイチップCHの発光タイミングを、感光体53ドラムの回転方向後側に位置するLEDアレイチップCHの発光タイングに対して、所定時間T遅くしている。この千鳥配置補正を行うことで、各LEDアレイチップCHを、副走査方向の段差がないものとしてデータ上扱うことが可能となる。
【0033】
T=D/V
D:チップ間の副走査方向の位置ずれ量D(
図5参照)
V:感光体ドラムの回転速度
【0034】
5.副走査位置補正と光量補正
しかしながら、
図6に示すように、各LEDアレイチップCHにはそれぞれ配置誤差があるので、千鳥配置補正後であっても、各発光点Pは副走査方向に位置ずれがあり、データ上一列に並んだ状態にはならない。そのため、プリンタ1の製造前に、LEDアレイチップCHの配置誤差(この実施例では傾き)を測定器(図略)にて測定し、得られた配置誤差のデータから各発光点の副走査方向の位置ずれ量を求める。そして、副走査方向の副走査位置が一致するように、求めた位置ずれ量に応じて、発光点Pの発光タイミングを変える副走査位置補正を行う必要がある。
【0035】
また、各発光点Pは輝度のバラツキがあることから、各発光点Pで、発光時間を同じに長さに設定すると、各発光点Pの光量に差が出来て露光むらとなる。そのため、プリンタ1の製造前に、LEDアレイチップCHを構成する発光点Pの輝度を、測定器(図略)にて測定し、得られた輝度に応じて発光時間を変える光量補正を行う必要がある。すなわち、輝度と発光時間から光量を求め、更に、求めた光量の目標値に対する光量差を求める。そして、求めた光量差を発光時間に換算することで、各発光点Pの光量を目標値に補正出来る。
【0036】
しかし、上記した副走査補正と光量補正を各発光点Pについて個々に行うと、補正用に記憶しておくデータが多くなる。そのため、本実施形態では、複数の発光点Pからなる発光点群を1単位として、副走査位置補正と光量補正を行う。
【0037】
例えば、4つの発光点Pを1単位(発光点群A)とした場合、
図8に示すように、発光点群Aを構成する4つの発光点Pの副走査方向の位置ずれ量から平均値dを求め、求めた位置ずれ量の平均値dに応じて、発光タイミングの補正値Xaを決定する。そして、決定した補正値Xaを4つの発光点Pに割り振り、4つの発光点Pの発光タイミングを、同じ補正値Xaを用いて補正する。
【0038】
また、同様、4つの発光点Pを1単位(発光点群B)とした場合、
図9に示すように、発光点群Bを構成する4つの発光点Pの輝度と発光時間から4つの発光点Pの光量をそれぞれ求める。そして、求めた各発光点Pの光量から平均値を求め、更に、平均光量の目標値に対する光量差を求める。そして、求めた光量差を発光時間に換算することで、補正値Xbを決定する。そして、決定した補正値Xbを4つの発光点Pに割り振り、4つの発光点Pの発光時間を、同じ補正値Xbを用いて補正する。
【0039】
このように発光点群Aを構成する複数の発光点Pに1つの補正値Xaを割り当て、発光点群Bを構成する複数の発光点Pに1つの補正値Xbを割り当てることで、補正用に記憶しておくデータ数を削減することが可能となる。
【0040】
6.発光点群Aと発光点群Bの境界
また、本実施形態では、副走査位置補正用の発光点群Aの境界Laの位置と、光量補正用の発光点群Bの境界Lbの位置が、主走査方向で重ならないように、各発光点群A、Bの発光点Pの個数や配列を設計段階で決めている。
【0041】
例えば、
図7に示すように、副走査位置補正用の発光点群Aは発光点Pの個数を4個とし、チップ左端から連続する4つの発光点Pを各々発光点群Aとしている。一方、光量補正用の発光点群Bは、発光点Pの個数がチップ端のみ2個で、それ以外では発光点Pの個数を4個とし、チップ端の2個を除いて、連続する4つの発光点Pを各々発光点群Bとしている。
【0042】
このように、一方の発光点群Bの発光点Pの個数をチップ端のみ少なくし、それ以外では発光点の個数を、他方側の発光点群Aの発光点の個数と同数にすることで、発光点群Aの境界Laと発光点群Bの境界Lbの位置が主走査方向でずれる。そのため、2つの境界La、Lbが重ならない関係となる。
【0043】
尚、この実施形態では、各LEDアレイチップCHはP1〜P256の256個の発光点Pより構成されているので、上記の方法に従って、発光点群Aと発光点群Bを設定すると、256個の発光点Pは、64個の発光点群Aと、65個の発光点群Bに分割されることになる。以上のことから、この実施形態では、
図10に示すように、副走査位置補正用の補正値Xaとして、Xa1〜Xa64の64個の補正値を、LEDアレイチップCHの各発光点Pに対応付けてEEPROM43に予め記憶している。また、光量補正用の補正値Xbとして、Xb1〜Xb65の65個の補正値をLEDアレイチップCHの各発光点Pに対応付けてEEPROM43に予め記憶している。
【0044】
そして、印字指令に基づいて、データを印刷する際に、EEPROM43から各補正値Xa、Xbを読み出して、発光制御部110が各発光点Pの発光タイミングと発光時間を調整する。これにより、LEDアレイチップCHを構成する各発光点Pの副走査位置のずれを補正することができると共に、各発光点Pの光量を均一化できる。
【0045】
7.効果説明
本実施形態では、発光点群Aの境界Laの位置と発光点群Bの境界Lbの位置を、主走査方向でずらしている。そのため、以下説明するように、画質を高めることが可能となる。
【0046】
もし、副走査位置補正用の発光点群Aの境界Laと光量補正用の発光点群Bの境界Lbが主走査方向で重なると、
図11にて破線の枠で示すように、直線のパターンUを印字したときに、副走査方向の位置の段差に濃度の段差が重なるので、筋が目立つ易くなり、また色むらが強調される。
【0047】
この点、本実施形態では、発光点群Aの境界Laと発光点群Bの境界Lbの位置が主走査方向で重ならない設定にしてあるので、
図12にて破線の枠で示すように、副走査方向の位置の段差と濃度の段差とが主走査方向でずれる。そのため、筋が目立ち難くなり、また色むらの強調を抑えことが可能となる。よって、2つの境界La、Lbが重なる場合に比べて、画質を高めることが可能となる。
【0048】
また、本実施形態では、発光点群Bを構成する発光点Pの個数をチップ端で2個としており、発光点群A側の発光点Pの個数4個に比べて小さな値に設定している。このような設定にすることで、以下の効果が得られる。
【0049】
図13に示すように、LEDアレイチップCHの傾き角の大きさは概ね「0.2」度程度に抑えることが出来る。この時の発光点Pの副走査方向のずれの大きさは最大でも40μmとなり、比較的小さい。その一方、光量は基準値「1」とした場合に「±0.5」程度の誤差が想定され、バラツキが大きい。そのため、副走査位置補正用の発光点群Aよりも、光量補正側の発光点群Bを優先して発光点Pの個数(発光点群の構成数)を少なくしておけば、光量の緻密な補正が可能となる。特に、この実施形態では、LEDアレイチップCHのチップ端の発光点群Aを2個の発光点Pで構成しているので、光量のばらつきが目立ち易く画質への影響度が大きいチップ端の光量を、目標値に近づけることが可能となり、画質の低下を抑制することが出来る。
【0050】
<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2を
図14ないし
図16によって説明する。
実施形態1で説明したように、光量のばらつきは比較的大きい。そのため、実施形態1のように、4つの発光点Pを1単位にして、4つの発光点Pを一律同じ補正値Xbで光量補正すると、光量補正後であっても、一部の発光点Pでは、目標値に対する光量差が大きくなる恐れがある。例えば、
図14に示す発光点P5は、当初の光量が、平均光量に比べてかなり小さいので、補正後であっても、光量が目標値よりかなり少ない。また、発光点P14は、当初の光量が、平均光量に比べてかなり大きいので、補正後の光量は目標値よりかなり大きくなる。
【0051】
そこで、実施形態2では、輝度と発光時間から各発光点Pの光量をそれぞれ求め、求めた光量が目標値に一致するように、発光時間の一次補正値Xcを、各発光点Pごとに決定する。
【0052】
そして、更に、各発光点群Bを構成する4つの発光点Pごとに、一次光量補正値Xcを適用した後の平均光量を求める。その後、求めた平均光量に基づいて、各発光点群Bの発光時間の補正値Xbを決定する。そして、これら2つの補正値Xc、Xbを各発光点Pに対応付けてEEPROM43に記憶しておく(
図16参照)。
【0053】
そして、印字指令に基づいて、データを印刷する際に、EEPROM43から各補正値Xc、Xbを読み出して、各発光点Pの発光時間を2つの補正値Xc、Xbに基づいて調整する。無論、補正値Xaについても読み出して発光タイミングの補正も併せて行う。
【0054】
このように、実施形態2では、一次補正値Xcと二次補正値Xbの2つの補正値を用いて、各発光点Pの発光時間を補正するので、二次補正値Xbだけで補正を行う場合に比べて、目標値に対する各発光点Pの光量誤差を小さくすることが可能となる。尚、一次補正値Xcに加えて二次補正値Xbを用いているのは、一次補正値適用後に残る各発光点Pの目標値に対する光量差を、二次補正値Xbにより補正することで、目標値に対する各発光点Pの光量誤差を一層小さくすることが出来るからである。
【0055】
尚、実施形態2では、2つの補正値Xb、Xcを記憶しておく必要があるので、データ数が増えるというデメリットがある。そのため、発光点群Bを構成する発光点Pの個数を例えば「4」個から「8」個や「12」個に増やして、発光点群Bの分割数を小さくすることで、補正値Xbのデータ数を減らすことができる。
【0056】
<実施形態3>
次に、本発明の実施形態3を説明する。実施形態1では、副走査位置補正用の発光点群Aの配列を、チップ端から「4−4−4・・・4−4」とし、光量補正用の発光点群Bの配列をチップ端から「2−4−4・・・4−2」の配列として、双方の境界La、Lbが重ならないように、設計上決めておいた。そして、各発光点群A、Bに割り振られる補正値Xa、Xbについても、EEPROM43に予め記憶しておくようにした。
【0057】
実施形態3では、各LEDアレイ41のEEPROM43に対して、次の(1)〜(5)のデータだけを記憶しておき、各発光点群A、Bの具体的な配列や、各発光点群A、Bに対して割り振られる補正値Xa、Xbを、演算制御部100A側で決定するようにしたものである。
【0058】
(1)各LEDアレイチップCHの発光点Pの全個数(一例として256個)
(2)発光点群Aを構成する発光点Pの個数N(一例として8個)
(3)発光点群Bを構成する発光点Pの個数M(一例としてチップ端のみ4個、それ以外は8個)
(4)発光点Pの輝度分布の測定データ
(5)各発光点Pの副走査方向の位置ずれ量の測定データ
【0059】
上記例では、LEDアレイチップCHの総発光点数が「256」で、発光点群Aを構成する発光点の個数Nは「8」個である。この場合、発光点Pの分割数は「256」/「8」で「32」になるので、「256」個の発光点Pをチップ端から8個ずつ分割することで、発光点群Aの配列を演算制御部100Aにて決定することができる。
【0060】
あとは、8個に分割された発光点Pの副走査方向の位置ずれ量から平均値dを求め、求めた位置ずれ量の平均値dに基づいて、各発光点群Aに割り振られる補正値Xaを決定できる。
【0061】
一方、発光点群Bは、発光点の個数がチップ端のみ4個で、それ以外は8個である。そのため、チップ端に位置する左右4個の発光点Pを除く、残り「248」個の発光点の分割数は「248」/「8」で「31」になる。そのため、「248」個の発光点Pを8個ずつ「31」に分割することで、各発光点群Bの配列を決定することができる。
【0062】
あとは、発光点Pの輝度分布と発光時間から、各発光点群Bを構成する各発光点Pの平均光量を求め、更に、求めた平均光量の目標値に対する光量差を求める。そして、求めた光量差を発光時間に換算することで、各発光点群Bに割り振られる補正値Xbを決定することができる。
【0063】
この場合、副走査位置補正用の発光点群Aの配列を、チップ端から「8−8−8・・・8−8」となり、光量補正用の発光点群Bの配列は、チップ端から「4−8−8・・・8−4」となるので、双方の境界La、Lbが重ならなることはない。
【0064】
このように、各LEDアレイ41のEEPROM43に対して、(1)〜(5)のデータを記憶しておけば、境界La、Lbの重なりを避ける発光点群A、Bの配列や、各発光点群A、Bに対して割り振られる補正値Xa、Xbを演算制御部100Aにて決定することが出来る。
【0065】
尚、決定されて発光点群A、Bの配列のデータや、各発光点群A、Bに対して割り振られる補正値Xa、Xbは、制御装置100のRAM100Bに書き込まれる。そして、印字指令に基づいて、データを印刷する際に、RAM100Bから各補正値Xa、Xbを読み出して、発光制御部110が各発光点Pの発光タイミングと発光時間を調整する。これにより、LEDアレイチップCHを構成する各発光点Pの副走査位置のずれを補正することができると共に、各発光点Pの光量を均一化できる。
【0066】
<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。
【0067】
(1)実施形態1では、副走査位置補正用の発光点群AをLEDアレイチップCHのチップ端から「4−4−4・・・4−4」の配列とし、光量補正用の発光点群BをLEDアレイチップCHのチップ端から「2−4−4・・・4−2」の配列とした。
発光点群A、Bは、両発光点群A、Bの境界La、Lbの位置が主走査方向においてずれていればよく、実施形態1の配列に限定されない。例えば、副走査位置補正用の発光点群AをLEDアレイチップCHのチップ端から「2−2−2・・・2−2」の配列とし、光量補正用の発光点群BをLEDアレイチップCHのチップ端から「1−2−2・・・2−1」の配列としてもよい。
【0068】
(2)上記実施形態では、発光アレイの一例として、発光素子に発光ダイオードを用いたLEDアレイを例示したが、発光素子に有機EL(エレクトロルミネセンス)素子を用いた有機ELアレイを用いることも可能である。