JP2586482B2

JP2586482B2 - 光書き込み装置

Info

Publication number: JP2586482B2
Application number: JP10626887A
Authority: JP
Inventors: 徹岡本; 和雄丸山; 康二足立
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1987-05-01
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPS63272568A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は感光体上に光を照射して露光する光書き込み
装置に関する。

「従来の技術」近年オフィスオートメーションのめざましい進展に伴
い、高画質、高速、低価格なノンインパクトプリンタの
需要が高まっている。また、医療分野でも、医療機器に
使用される高画質ビデオプリンタやフォトプリンタの出
現が望まれている。

これらの分野では、このような要求を満たすために、
レーザプリンタが最も広く用いられているが、小型、高
速、高画質、高信頼、低価格という要求を高いレベルへ
満たし、これらを両立させるほどには至っていない。

さてこのような光書き込み装置の駆動方法としてLED
（発光ダイオード）アレイプリンタ、レーザダイオード
アレイプリンタ、EL（エレクトロルミネセンス）アレイ
プリンタ、液晶光シャッタプリンタ、螢光表示管プリン
タ等のように、発光部が列状に並べられたいわゆる光変
調素子アレイを用いた電子写真プリンタやフォトプリン
タが、その高信頼、高速適性から注目されている。

これらのプリンタは、発光素子を選択的に発光させる
ことにより、レーザプリンタと同様に、感光体上に光を
照射して静電潜像を形成し、それを現像していわゆる電
子写真方式により記録画像を得ている。また、あるいは
この光変調素子アレイを用いて銀塩のフィルム上に光を
照射して、これを露光し、通常の写真と同様のネガフィ
ルムを得てプリントを行うこともできる。

ところが、これらも従来、高画質の要求を十分満足で
きずにいた。とりわけLEDアレイによる電子写真プリン
タは製造上のばらつきによって、各発光素子間に発光強
度のばらつきが生じ、これが画質の低下を招いて、その
卓越した高速適性を生かせずにいる。従来、こうした光
書き込み装置の各発光素子の発光強度のばらつきを補正
するために、各種の提案がなされている（特開昭58−78
476、同60−5387、同60−6471、同60−6472、同60−647
3、同61−47556、同60−67870号公報）。

すなわち、一般の光書き込み装置に使用されるLEDア
レイは、第８図のような制御回路が組み込まれて構成さ
れている。

この回路は、多数のLED1が一列に配列され、これらに
対して、シフトレジスタ２に格納された明滅データが、
ラッチ回路３、アンドゲート４、およびドライバ５を介
して供給される構成になっている。

この回路において、シフトレジスタ２に１ライン分の
明滅データ2aが転送クロック2bにタイミングを合わせて
入力すると、ラッチ信号3aがラッチ３回路に入力して、
その明滅データが保持される。次に点灯信号4aが一定時
間アンドゲート４に供給されると、ラッチ回路３に保持
された明滅データが対応するLED1を点灯させる内容のも
のであれば、そのLED1が点灯信号の供給された時間だけ
点灯する。

ところで、これではかくLEDはすべて等しい一定の点
灯時間だけ点灯することになる。そこでLEDアレイの１
主走査分の光書き込み時間内に、各発光素子を複数回に
分けて点灯させ、その総点灯時間に差をつけて補正を行
う。

具体的には、第９図に示すように、１主走査分の時間
Trを例えば３つの時間的区間に分割し、それぞれ一定の
幅の点灯時間ｔを選定する。その一方で、各発光素子ご
とに、あらかじめその発光強度に応じた適切な総点灯時
間を定めておく。この例では各発光素子の総点灯時間
は、ｔ、2t、3tの３種類の点灯時間を選択することがで
きる。もちろん、露光不要の場合は、点灯時間は０であ
る。ここで、発光強度が平均値に近い発光素子は総点灯
時間を2tとし、発光強度が平均値の50％に近いものを総
点灯時間3tとし、発光強度が平均値の150％に近いもの
を総点灯時間ｔとなるようにする。これで時間Trの間に
点灯すべき発光素子からはほぼ均一な光エネルギが感光
体に照射されることになる。

第８図の回路によれば、まず１回目の明滅データ2aを
転送クロック2bに同期させてシフトレジタ２に入力す
る。その後、ラッチ信号3aをラッチ回路３に供給してそ
のラッチ回路３に明滅データを保持する。そして、アン
ドゲート４にこの明滅データと点灯信号4aを供給すれ
ば、明滅データが“1"の発光素子のみが点灯する。この
動作を３回繰り返し、シフトレジスタ２中の明滅データ
をそのつど入れ換える。３回分の明滅データがすべて
“1"ならばその発光素子の総点灯時間は3tとなる。２回
分が“1"で残りの１回は“0"ならば総点灯時間は2tとな
る。

以上のようにして各発光素子の発光強度のばらつき補
正を行っていた。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、以上のような装置では、１主走査分の露光
を行う時間を複数の時間的区間に分割して発光時間の補
正を行っているので、その補正の精度を上げるには分割
数を増やさなければならない。例えば、補正の精度を第
９図の例の２倍にしようとすれば、第10図に示すよう
に、同一１主走査分の露光を行う時間内に２倍すなわち
６回の明滅データ転送と点灯とを繰り返さなければなら
ない。この結果、第10図の場合には、６種類の総点灯時
間を選択することができる。

ここで、第９図において、１主走査分の明滅データの
露光を行う時間をTr（以下１主走査書き込み時間と呼
ぶ）とし、明滅データ2aの転送クロック2bの周波数をf
_CLKとし、シフトレジスタ２に格納される全明滅データ
数をNdとし、時間的区間数をNiとすると、これらの間に
は次式の関係が成立しなければならない。

Ni≦Tr/｛（1/f_CLK）×Nd｝ ……（１）ここで、｛（1/f_CLK）×Nd｝は１ライン分の明滅信号
の転送時間に相当する。

このように、分割数Niには一定の上限があるために、
補正精度をある程度以上向上させることができない。

なお、補正誤差Ecは次式で表わすことができる。

Ec＝1/Ni≧gNd/（f_CLK×Tr） ……（２）また、１主考査書き込み時間Trは、記録画像に要求さ
れる副走査方向のドット密度dsとプロセス速度Upによっ
てきまる。

Tr＝1/（Up×ds） ……（３）（１）式を（２）式に代入すると下式が得られる。

Ec＝Nd×ds×Up/f_CLK つまり従来の方法によって高速（Up→大）高画質（ds
→大かつEc→小）を実現するには、シフトレジスタへ明
滅データを転送するためのシリアル信号線の数を増やし
てパラレル転送を行い、１回分のシリアルデータ転送数
Ndを小さくするか、高速データ転送が可能なシフトレジ
スタ１やラッチ２を使用し、データ転送周波数f_CLKを上
げるかしなくてはならない。しかし、シリアル信号線を
増加させることは装置コストの増大、信頼性の低下をき
たし好ましくない。また、高速素子を用いることはそれ
自体でコストアップとなるし、また、高周波のノイズ対
策は高価であってこれも好ましくない。

本発明は以上の点を解決するためになされたもので、
高速、高画質を高価に実現することの可能な光書き込み
装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」本発明の光書き込み装置は、（イ）感光体と、（ロ）
複数の光変調素子を列状に配列した光変調素子アレイ
と、（ハ）Ｍ個（Ｍは正の整数）の点灯時間Ｔと、Ｎ個
の点灯時間T/2^K（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−1;Nは２以上の
整数）という総計Ｎ＋Ｍ個の点灯時間の時間あるいは不
使用を、使用する点灯時間の和が同一強度の記録画像を
感光体上に生成させるために必要な時間となるように、
光変調素子アレイを構成する複数の光変調素子それぞれ
に対して規定した情報である補正情報が記憶された補正
情報記憶手段と、（ニ）一主走査分の画像信号を記憶す
る画像記憶手段と、（ホ）Ｎ＋Ｍ個の点灯時間のそれぞ
れに対して、画像信号記憶手段に記憶された画像信号と
補正情報記憶手段内に記憶されている補正情報とを基
に、画像信号のうち、対象としている点灯時間に関する
補正情報が不使用を規定するものとなっている画素を非
表示に変更した信号で光変調素子アレイを、対応する点
灯時間分点灯させることによって、一主走査分の画像信
号に応じた記録画像を感光体上へ露光する露光手段とを
具備する。

「作用」本発明においては、まず、光変調素子アレイを光書き
込み装置に組み込む以前に、自動多点光量測定装置等を
用いて、光変調素子アレイの各素子の発光強度を測定し
ておく。そして、測定した発光強度データを基に、素子
ごとに、同一強度の記録画像を感光体上に生成させるた
めに必要な時間を算出するとともに、Ｍ個（Ｍは正の整
数）の点灯時間Ｔと、Ｎ個の点灯時間T/2^K（Ｋ＝０、
１、…、Ｎ−1;Nは２以上の整数）という総計Ｎ＋Ｍ個
の点灯時間から、点灯時間の総和が最も算出した時間に
近くなる点灯時間の組み合わせを見いだして、その組み
合わせ（各点灯時間の使用、不使用）を、補正情報とし
て光書き込み装置内に記憶させておく。

そして、その補正情報と露光を行うべき画像信号とを
基に、補正情報に応じて内容が修正されたＮ＋Ｍ個の画
像信号が作成され、それらＮ＋Ｍ個の画像信号を用い
て、光変調素子アレイが、それぞれ対応する点灯時間分
点灯されることによって、一走査分の露光が行われる。

「実施例」（自動多点光量測定装置）本発明の光書き込み装置に使用される光変調素子アレ
イは、予め、第２図に示すような自動多点光量測定装置
によって、各光変調素子の発光強度の測定が行われる。

この装置は、光学センサ10が矢印Ａ方向に移動可能に
取り付けられ、その下に、LEDアレイユニット15が設置
されたものである。光学センサ10は、固定台11の両端に
立設された軸受12にかけ渡された２本のピン13、13′に
支持されている。２本のピン13、13′のうち一方のピン
13の外周には雄ネジが切られており、駆動モータ14によ
り回転されるようになっている。この駆動モータ14に
は、５相ステッピングモータを使用した。光学センサ10
の上部には、ピン13の雄ネジにはまり合う雌ネジを取り
付けられており、駆動モータ14によりピン13が回転する
と光学センサ10が矢印Ａ方向に移動するよう構成されて
いる。

一方、固定台11上のLEDアレイユニット15は、LEDアレ
イ16と光収束性ロッドレンズアレイ15aとブラケット15b
とから構成されている。

一方、この装置の動作を制御する制御装置17は、図示
しないマイクロプロセッサとその動作用プログラムを格
納したメモリ素子と信号一時記憶用の記録装置等から成
る。この制御装置17は、光学センサ10を矢印Ａ方向に移
動させて位置決めするコマンドと、LEDアレイ16のどの
発光素子を点灯させるかのLEDアドレス情報に相当する
コマンドとを、駆動装置制御信号17aとして駆動装置18
へ送出する回路である。駆動装置18は、これらのコマン
ドを解釈し、LEDの点灯制御信号18aと光学センサ微動信
号18bを作成し、それぞれLEDアレイ16と光学センサ微動
用モータ14に印加する回路である。この駆動装置18に
は、デコーダやドライバ等から成るいわゆるパーソナル
コンピュータ用のディジタル出力ボードを使用する。

光学パワーメータ19は、光学センサ10の出力した信号
をアナログディジタル（A/D）変換してディジタル発光
強度信号19aを得て、これを制御装置17に向けて出力す
る回路である。この光学パワーメータ19は、A/D変換回
路等から成り、制御装置17との間のインターフェイスに
は、GPIB（IEEE488準拠）を使用した。

以上の自動多点光量測定装置は次のように動作する。

まず、制御装置17から出力されるコマンド17aに基づ
いて、駆動装置18が点灯制御信号18aと光学センサ微動
信号18bを出力すると、LEDアレイ16の各発光素子が左か
ら順に１つずつ光強度測定に十分な時間点灯する。そし
て、光学センサ10はそのつど点灯した光学素子（LED）
の直上に移動して、その光を受光し光電変換する。

この光学センサ10の出力信号は、光学パワーメータ19
で、ディジタル発光強度信号19aとなり、制御装置17に
入力する。制御装置17は、その信号を内蔵する記憶装置
に一時格納する。この手順は、LEDアレイ16を構成する
すべての発光素子について実行され、全発光素子に対応
する発光強度信号が記憶装置に記憶される。

この実施例においては、この記憶装置に一時格納され
た発光強度信号に基づいて、全発光素子に対応するばら
つき補正信号を17bを作成し、これをROMライタ20を通じ
てEPROM21（エレクトリカル・プログラマブル・リード
・オンリ・メモリ）に書き込む。このEPROM21がLEDアレ
イユニット15と共に後述する電子写真プリンタに組み込
まれ、そのLEDアレイ16の各発光素子の発光強度のばら
つきを補正するために使用される。

（電子写真プリンタ）第３図に、本発明の実施に適する電子写真プリンタの
ブロック図を示した。

この装置は、感光体23に対向配置したLEDアレイ16
と、光収束性レンズアレイ15aと、このLEDアレイ16の点
灯を制御する回路から構成される。この回路は２ライン
バッファメモリ24と、カウンタ回路25と、メモリ制御回
路26と、アンドゲート27と、点灯信号生成回路とから構
成されている。

２ラインバッファメモリ24は、２個のシフトレジタタ
24a、24bとから成り、一方は、１ライン分の画像信号30
を格納し、他方はすでに格納済みの画像信号24dを出力
するために設けられ、これらの両端に、両者と入出力端
子を接続する切換スイッチ24cが付加されている。

カウンタ回路25は、入力する基準クロック31とライン
同期信号32とを受け入れて、２ラインバッファ24に、画
像信号入力用の基準クロック25aと、画像信号出力用の
転送クロック25bと、スイッチ切換用の切換パルス25cを
供給する回路である。この回路は、図示しないカウンタ
や分周回路から構成されている。また、この回路は、メ
モリ制御回路26に対して、メモリ読み出しのためのアド
レス信号25dを供給し、点灯信号生成回路28に対して
も、その制御信号作成用のライン同期信号25eを転送ク
ロック25bに供給する。さらにLEDアレイ16に対して、明
滅データ用のシフトクロック25fとラッチ信号25gとを供
給する。

メモリ制御回路26に、LEDアレイ16について先に作成
されたばらつき補正信号が格納されたEPROM21を装着し
た演算回路である。この回路は、カウンタ回路25から入
力するアドレス信号25dに対応するばらつき補正信号26a
を、アンドゲート27に向かって出力する回路である。

点灯信号生成回路28は、あらかじめ設定された幅の点
灯信号28aを、一定の順で繰り返しLEDアレイ16に向けて
出力する回路である。この回路は、カウンタ回路25から
入力するライン同期信号25eによりリセットされ、転送
クロック25bをカウントするカウンタ28bと、このカウン
タ28bのカウント値を受け入れてハイレベルあるいはロ
ウレベルの点灯信号を出力するデコーダ28cとから構成
されている。

（電子写真プリンタの動作）以上の構成の電子写真プリンタは、図示しない画像出
力装置から画像信号30と基準クロック31とライン同期信
号32とを受け入れて、その画像に対応する静電潜像を感
光体23上に形成する。画像出力装置とこの電子写真プリ
ンタの間には、紙送り、帯電、現像、転写、クリーニン
グ、定着等の各公知の電子写真工程を制御するプロセス
制御コマンドおよび、紙詰まり、定着器温度が適温か否
かを示すレディー／ノットレディーを告知するプリタス
テータスのやり取りが行われるが、本発明とは関係がな
いのでその説明を省略してある。

さて、画像信号30は、２ラインバッファ24に入力され
て、いずれか一方のシフトレジスタ24a、24bに記憶され
てから、交互に読み出される。画像信号30に同期したパ
ルスで与えられる基準クロック31は、カウンタ回路25に
入力される。カウンタ回路25は、上記２ラインバッファ
24に対して切換パルス25cを出力し、２ラインバッファ2
4内のスイッチ24cの接続を交互に切り換えて、読み／書
きを同時進行させる。この手法はよく知られた手法であ
る。

これと同時にカウンタ回路25は、ばらつき補正信号を
読み出すためのアドレス信号25dを、メモリ制御回路26
に出力する。各ばらつき補正信号は、２ラインバッファ
24から出力される画像信号24dに対応している。メモリ
制御回路26からは、そのアドレス信号25dに基づいてば
らつき補正信号26aが出力される。アンドゲートの27で
は、画像信号24dとこのばらつき補正信号26aとの論理積
をとって明滅データ27aを作成し、LEDアレイ16に向けて
出力する。

第１図に、LEDアレイ16への明滅データ27aの転送と点
灯信号のようすを示すタイムチャートを図示した。

なお、このLEDアレイ16には、第８図に示したシフト
レジスタ２等の回路が組み込まれている。ここで、第１
図において、明滅データ27aがLEDアレイ16のシフトレジ
スタ２に入力する（第１図ａ）。この明滅データ27aの
転送はシフトクロック25fに同期して行われる。明滅デ
ータ27aの転送が完了すると、カウンタ回路25からラッ
チ信号25gが入力し、この明滅データ27aがラッチ回路３
に保持される。

例えばこの実施例では、１主走査分の時間Trを４つの
時間的区間N1〜N4に分割している。また、同一の画像信
号30が２ラインバッファ24（第３図）に格納されている
１主走査書き込み時間Trの間、その画像信号は４回繰り
返して読み出される。従って転送クロック25bとシフト
クロック25fとはいずれも、基準クロック31の４倍の周
波数となっている。

そして、第１番目の区間N1の明滅データ27aの転送を
終了すると、点灯時間T1の点灯信号28aが点灯信号生成
回路28（第３図）からLEDアレイ16に供給される。次に
２番目の区間用N2の明滅データ27aが転送される。第２
番目の区間N2については点灯時間T2の点灯信号28aが供
給される。以下同様に、第４番目の区間N4まで、点灯時
間T3、T4の点灯信号が供給されて１主走査分の露光が完
了する。その後２ラインバッファ24では、次の画像信号
の出力のためにスイッチ24cが切り換えられる。

このように、LEDアレイ16の１つの発光素子に着目し
てみると、ある発光素子は１主走査書き込み時間Trの間
にT1＋T2＋T3＋T4時間点灯し、ある発光素子T1＋T4時間
点灯する。すなわち、この４種の幅の点灯信号を組み合
わせて各発光素子の点灯時間を選択する。第１図の実施
例では、T1:T2:T3:T4を8:4:2:1に設定した。こうして発
光強度が小さい発光素子は長時間点灯し、発光強度が大
きい発光素子は短時間点灯して、１主走査書き込み時間
内に感光体23に照射するトータル光エネルギーを均等す
るよう調整する。

（ばらつき補正信号例１）各発光素子がいずれの区間で点灯するかは、ばらつき
補正信号26a（第３図）の内容により決定される。

第１表は第１図の実施例についてのばらつき補正信号
26aの内容の一例を示したものである。

この第１表には、ばらつき補正信号の種類が16種類
（まったく点灯しない場合を含めて）の場合を示した。
各発光素子に対し、これらのばらつき補正信号のいずれ
かが用意され、メモリ制御回路26中にEPROM21に格納さ
れる。この表の中で、d_jをデューティと呼び、これは、
１主走査書き込み時間Tuに対する各発光素子の総点灯時
間を表わしている。例えば、第１図において、ある発光
素子がT1＋T3時間点灯する場合、そのデューティd_jは
（T1＋T3）/Trとなる。

T1:T2:T3:T4が8:4:2:1だから最小総点灯時間はT4で、
そのときのデューティはT4/Trとなる。また、最大総点
灯時間はT1＋T2＋T3＋T4だから、最大デューティは（T1
＋T2＋T3＋T4）/Trとなる。

第１表中、σ_1j、σ_2j…σ_4jは、それぞれ各区間N1、
N2、N3、N4で発光素子を点灯するか否かを示す内容のデ
ータである。ここで、ｊは発光素子の番号を示すものと
する。σ_1jが“1"ならば、区間N1で点灯時間T1だけ点灯
することを示し、“0"ならばその区間N1で点灯しないこ
とを示す。σ_1j（ｉ＝１〜４）がすべて“0"の場合は、
発光素子が全く点灯しないことを意味してから、これを
除外するとステップs₁〜s₁₅まで15種類の総点灯時間を
用意することができる。

なお、デューティを一般式であらわせば下式のように
なる。

i:区間番号（上式は区間数をNiとしている） j:発光素子番号 Tr:1主走査書き込み時間 σ_1j＝1:区間Niで発光ｊを点灯させる σ_1j＝0:区間Niで発光ｊをさせない Ti:区間ｉの点灯信号の幅すなわち、１主走査分の露光を行う時間を複数の時間
的区間Niに分割し、各区間Niにおける点灯時間をTi（ｉ
＝１、２、３、…Ni）、単位点灯時間をＴ、１からＮま
での任意の整数をni（ｉ＝１、２、３、…Ni）とし、こ
のniの最小値をmin（ni）、最大値をmax（ni）として、
niの場合Ａ＝｛ni|i＝１、２、３、…Ni｝と、整数ｘの場合Ｂ＝｛X|min（ni）≦ｘ≦max（ni）｝とを定義したと
き、Ａ＝ＢもしくはＡ⊃Ｂの関係にあるniを選定して、
上記点灯時間Tiを、Ti＝2ⁿⁱTを満足するようにする。

第１図についてみれば、Tiは次のようになる。

T1＝2³T4 T2＝2²T4 T3＝2¹T4 なお、この例ではTr/40をT4に選定した。

こうしてd_jを求めると先に示した第１表が得られる。

（ばらつき補正信号例２）第４図には、１主走査分の時間を５つの区間N1〜N5に
分割した例を示した。この例では、T1:T2:T3:T4:T5を8:
8:4:2:1に選定した。この場合の最大総点灯時間は、T1
＋T2＋T3＋T4＋T5となる。この実施例におけるばらつき
補正信号を第２表に示す。

この第２表には、ばらつき補正信号の種類が16種類
（まったく点灯しない場合を含まない）の場合を示し
た。

この例では、T1:T2:T3:T4:T5が8:8:4:2:1だから最小
総点灯時間はT5で、そのときのデューティはT5/Trとな
る。

最大総点灯時間はT1＋T2＋T3＋T4＋T5だから、最大デ
ューティは（T1＋T2＋T3＋T4＋T5）/Trとなる。

そして、各区間の点灯時間Tiは次のようになる。

T1＝T2＝2³T5 T3＝2²T5 T4＝2¹T5 なお、この例ではTr/50をT5に選定する。

なお、第１表において、σ_1jをすべて“1"としている
のは、発光素子の発光強度のばらつきは、一般に少ない
デバイスで平均値に対して±５％程度、多いデバイスで
も平均値に対して±40％程度である。補正のために必要
となるデューティの範囲は最小値に対する最大値の比を
とれば2.4倍程度である。従ってこの場合σ_1jは制御す
る必要はなく、常に１であればよい。また、この点灯時
間が最大の区分を２つ以上設けることによりデューティ
の最大値を大きくすることができ、ひいては補正後の光
量を大きくし、さらには高速光書き込みが必要となる。

以上のようにσ_ij（ｉ＝１、２、３、４、５）を各素
子に対して制御することにより、この実施例の場合にも
2⁴＝16通りのデューティが得られる。

（ばらつきの補正）され、以上のように、LEDアレイ16のｉ番目の発光素
子による露光量P_wj（総点灯時間に相当する）は下式で
表わされる。

P_wj＝d_jTrp_j p_j:補正前の光強度このp_jに合わせて第１表あるいは第２表のd_j（σ_ijの
組み合わせ）を選択することにより光量ばらつき（p_jの
ばらつき）補正を行える。さらに、画像出力装置が多値
画像を出力するような場合、すなわち画像信号が２値で
なく多値になる場合には、積極的に露光量を多値化する
ことも可能である。この場合も同様にしてばらつき補正
を行うことができる。

本実施例では、補正前光量p_jに対して次のようにσ_ij
を決定し、そのばらつき補正を行った。

まずp_jの最小値pminを求める。この最小発光強度の素
子に対して最大デューティd_jを適用すれば、LEDアレイ
全体のばらつき補正後の光量を最大とすることができる
ので、pminに対して第１表に示した最大のステップ番号
s₁₅を適用する。

第５図は横軸に補正前の各発光素子の発光強度をと
り、縦軸に補正後の総発光エネルギすなわち露光量をと
った補正線図ある。各素子の補正前の光強度は製造上の
ばらつき等によりpminからpmaxの間でばらついている。
上述の通りpminの素子に対して最大デューティを適用す
るから、その補正後の露光量Pminは下式で求められる。

Pmin＝d₁₅ Tr pmin このd₁₅はステップ番号s₁₅kデューティである。第１
表よりd₁₅＝15/40＝3/8であるからこれを代入すると下
式が求められる。

この基準露光量に他の素子の露光量を合わせるように
すれば、すべての素子の露光量の均一化を図ることがで
きる。

この基準露光量を下限の閾値に設定して、第５図のグ
ラフを左から右方へ順に見ていくと、まず、第１表のス
テップs_j＝15のデューティを使用するのは、補正前の発
光強度がpminからpxまでの間で、pxを越えると、ステッ
プs_j＝14のデューティを使用した方が補正後の値が基準
露光量Pminに近くなる。こうして、より適切なデューテ
ィの選択を繰り返していき、ステップs_j＝８のデューテ
ィで、補正前の発光強度の最大のpmaxの補正が可能にな
る。この結果、補正後の電圧量はPminからPmaxまでの範
囲に抑えられる。

paを補正前の各素子の発光強度の平均値としたとき、 pmin/pa≒0.7 pmax/pa≒1.3 程度のばらつきがあるとした場合、本実施例の方法によ
って、補正後の露光量は Pmin/pa≒0.946 Pmax/pa≒1.054 というように改善される。すなわち、補正前±30％の光
量のばらつきがあったものを補正後±5.4％まで減少さ
れることができる。

実際には、自動多点光量測定装置で測定したp_jの測定
誤差等が、補正後のP_wjのばらつきを多少大きくする。
上記実施例の場合、補正後のP_wjを１素子ごとに実測し
たところそのばらつきは±5.9％あった。

第２表の実施例の場合の補正線図を第６図に示した。

この場合にも、その補正後の露光量Pminは下式で求め
られる。

Pmin＝d₁₅ Tr pmin 第２表よりd₁₅＝0.46であるからこれを代入すると下
式が求められる。

Pmin＝0.46 Tr pmin この基準露光量に、他の素子の露光量を合わせるよう
にすればすべての素子の露光量の均一化を図ることがで
きる。

この基準露光量を下限の閾値に設定して、第６図のグ
ラフを左から右方へ順にみていくと、まず、第１表のス
テップs_j＝15のデューティを使用するのは、補正前の発
光強度がpminからpxmまでの間で、pxを越えると、ステ
ップs_j＝14のデューティを使用した方が補正後の値が基
準露光量Pminに近くなる。こうして、より適切なデュー
ティの選択を繰り返していき、ステップs_j＝３で、補正
前の発光強度が最大のpmaxまで補正が可能になる。この
結果補正後の露光量はPminからPmaxまでの範囲に抑えら
れる。

paを補正前の各素子の光強度の平均値としたとき pmin/pa≒0.6 pmax/pa≒1.4 程度のばらつきがあるとした場合、本実施例の方法によ
って、補正後の露光量は Pmin/pa≒0.945 Pmax/pa≒1.055 というように改善される。すなわち、補正前±40％の光
量のばらつきがあったものを補正後±5.5％まで減少さ
れることができる。

実際には、自動多点測定装置で測定したP_wjの測定誤
差等が、補正後のP_wjのばらつきを多少大きくする。上
記実施例の場合、補正後のP_wjを１素子ごとに実測した
ところそのばらつきは±5.9％あった。

（具体的な信号処理）再び第３図にもどって、以上のばらつき補正信号を使
用したより具体的な回路動作を、この第３図と第７図の
タイムチャートを用いて説明する。

まず、基準クロック31に同期して画像信号30が２ライ
ンバッファメモリ24に入力する（第７図ａ、ｃ）。この
場合、カウンタ回路25は、基準クロック信号25aを２ラ
インバッファメモリ24に供給し、入力タイミングを図
る。また、１ライン分の画像信号25aの始端の同期をと
るため、ライン同期信号32が合わせてカウンタ回路に入
力する（第７図ｂ）。

カウンタ回路25からは、切換信号25cが２ラインバッ
ファメモリ24に入力し、スイッチ24cにより、入力用シ
フトレジスタ24aと出力用シフトレジスタ24bとの切り換
えが行われる（第７図ｄ）。

一方、出力用シフトレジスタ24bには、画像信号転送
クロック25bが出力される（第７図ｅ）。

この実施例の装置が第１図のように１主走査書き込み
時間を４つの時間区間に区切るよう動作するものとすれ
ば、画像信号転送クロック25bは基準クロックの４倍の
周波数となる。そして、出力用のシフトレジスタ24bに
１ライン分の同一の画像信号が格納されている間に、４
回繰り返してその読み出しが行われる。

一方、カウンタ回路25は、メモリ制御回路26に対し
て、アドレス信号25dを供給する。このアドレス信号25d
は、２ラインバッファメモリ24からの画像信号24dの出
力と同一のタイミングで出力され、これにより、メモリ
制御回路26からばらつき補正信号26aが出力される（第
７図ｉ）。このアドレス信号25dは、カウンタ回路25内
で、ライン同期信号が入力するためにリセットされる
（第７図ｈ）。

２ラインバッファメモリ24から出力された画像信号24
dと、メモリ制御回路26から出力されたばらつき補正信
号26aとが、同時にアンドゲート27に入力すると、その
理論和がとられて明滅データ27aが得られ、LEDアレイ16
に向けて供給される。

ラッチ信号25gは、１ライン分の明滅データ27aがLED
アレイに入力するたびに１回出力される（第７図ｆ）。

画像信号24dは、点灯すべき発光素子に対しては、常
にその内容が“1"となる。

一方、ばらつき補正信号27aは、各区間ごとに、“0"
または“1"のいずれかの値が第１表に示したような要領
で選択されて出力される。すなわち、第１図に示した区
間N1ではσ_1j、N2ではσ_2j…という順で出力されるか
ら、両者の論理積をとれば、発光素子の発光強度に応じ
た明滅を行わせることができる。その後の動作は、第１
図を用いて説明したとおりである。

以上の電子写真プリンタを用いて印字したところ、文
字・図形はもとより、中間調画像についてもムラの少な
い高画質な印字画像が得られた。中間調画像で画面上に
わずかな一次元ノイズが残ったが、これは光量のばらつ
きによるものではなく、LEDアレイの各発光素子の並べ
精度の悪さに対応していることが確かめられた。電子写
真プリンタはAs−Se系感光体を使用し、プロセススピー
ド（感光体移動速度）140mm/sec、LEDアレイはGaAsP系
の発光素子を使用し発光波長はピーク波長で約680nm、
ドット密度（LED配列密度）240SPi（spot per inch（１
インチは2.54cm））で、LED順方向電流は5mA/dotの定電
流駆動とし、セルフォックレンズアレイとして開口角20
゜日本板硝子社製SLA−20を用いた。

なお、上記実施例において、１主走査書き込み時間内
に点灯時間を長いものから順に割り当てて供給するよう
にしたが、この順序はもちろん、任意の順でさしつかえ
ない。

また、自動多点光量測定装置で測定した各発光素子の
発光強度データを電子写真プリンタに転送し、このデー
タをもとに電子写真プリンタの側でばらつき補正信号を
生成するようにしてもよい。この場合電子写真プリンタ
には、このばらつき補正信号を格納するバッテリバック
アップされたいわゆる不揮発性ランダム・アクセス・メ
モリ（RAM）を用意しておく。例えばリチウム電池とCMO
S低消費電力RAMを組み合わせ、設計寿命６年が達成可能
である。

また、感光体として、銀塩フィルム等を使用してもさ
しつかえない。

「発明の効果」以上説明した本発明の光書き込み装置によれば、高速
に高精度に各発光素子ごとの発光強度のばらつきを補正
できるので、光書き込みの効率が高まり高画質の記録を
行うことができる。さらに、低コストで保守も容易であ
り、高周波ノイズの発生という問題もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光書き込み装置の動作手順を説明する
ためのタイムチャート、第２図は光変調素子アレイの発
光強度の測定に適する自動多点光量測定装置のブロック
図、第３図は本発明を適用した電子写真プリンタのブロ
ック図、第４図は５種の点灯時間が設定された場合の光
書き込み装置の動作手順を説明するためのタイムチャー
ト、第５図はそのばらつき補正の効果を示すグラフ、第
６図はばらつき補正の他の実施例の効果を示すグラフ、
第７図は電子写真プリンタによる実際のばらつき補正の
動作を説明するタイムチャート、第８図は一般の光書き
込み装置に使用されるLEDアレイの駆動回路の説明図、
第９図と第10図とは従来の光書き込み装置の駆動方法を
示すタイムチャートである。 16……光変調素子アレイ、 23……感光体、 25g……ラッチ信号、 27a……明滅信号、 N1〜N5……時間的区間、 Tr……１主走査分の時間、 T1〜T5……点灯時間。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−78476（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−87078（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−71642（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、複数の光変調素子を列状に配列した光変調素子アレイ
と、Ｍ個（Ｍは正の整数）の点灯時間Ｔと、Ｎ個の点灯時間
T/2^K（Ｋ＝０、１、…、Ｎ−1;Nは２以上の整数）とい
う総計Ｎ＋Ｍ個の点灯時間の使用あるいは不使用を、使
用する点灯時間の和が同一強度の記録画像を前記感光体
上に生成させるために必要な時間となるように、前記光
変調素子アレイを構成する複数の光変調素子それぞれに
対して規定した情報である補正情報が記憶された補正情
報記憶手段と、一主走査分の画像信号を記憶する画像信号記憶手段と、前記Ｎ＋Ｍ個の点灯時間のそれぞれに対して、前記画像
信号記憶手段に記憶された画像信号と前記補正情報記憶
手段内に記憶されている補正情報とを基に、前記画像信
号のうち対象としている点灯時間に関する補正情報が不
使用を規定するものとなっている画素を非表示に変更し
た信号で前記光変調素子アレイを、対応する点灯時間分
点灯させることによって、前記一主走査分の画像信号に
応じた記録画像を前記感光体上へ露光する露光手段とを具備することを特徴とする光書き込み装置。