JPH0723005B2

JPH0723005B2 - 光書き込み装置の駆動方法

Info

Publication number: JPH0723005B2
Application number: JP10627187A
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: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPS63272570A

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
置の駆動方法に関する。

「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で
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58-7847
6、同60-5387、同60-1471、同60-6472、同60-6473、同6
1-47556、同60-64870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10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11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10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スタ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11
図の例の２倍にしようとすれば、第12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を繰り返さなければならない。
この結果、第12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11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≧Nd/（f_CLK）×Tr） ……（２）また、１主走査書き込み時間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、高画質を安価に実現することの可能な光書き込み装
置の駆動方法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」本発明の方法は、複数の光変調素子を列状に配列した光
変調素子アレイを感光体に対向させ、光変調素子を選択
的に発光させて１主走査分の露光をし、感光体と光変調
素子とを相対的に副走査方向に移動させて再び１主走査
分の露光をするという動作を繰り返してその感光体を記
録画像に対応させて露光する。ここで、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、少なくとも
２以上の区間においてそれぞれ異なる所定の点灯時間を
選定して点灯信号を作成する。このとき、少なくともこ
の点灯時間が最大の点灯信号以外の点灯信号について
は、その点灯信号を均等に分割した複数のパルス状点灯
信号から構成し、このパルス状点灯信号を時間的区間内
の所定の幅の領域に平均的に分散させる。そして、各光
変調素子ごとに、その発光強度に応じた適切な総点灯時
間が得られるよう、点灯させるべく区間を組み合わせて
選択し、その選択した区間のみ光変調素子を点灯させて
１主走査分の露光を行う。

なお、パルス状点灯信号を分散させた領域の幅と点灯時
間が最大の点灯信号の幅とを等しくし、その領域の幅と
点灯時間が最大の点灯信号の幅とを同比率で伸縮すれ
ば、ばらつき補正された各総点灯時間の比率を変えるこ
となく総点灯時間の補正を行うことができる。

「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、これらの発光強度データを演算処理して
求めた各素子ごとのばらつき補正信号を、光変調素子ア
レイ駆動装置に設けた記憶素子等へ書き込んでおく。

光変調素子アレイ駆動装置は、１主走査書き込み時間Tr
をNi個の時間的区間に分割し、各区間ごとにあらかじめ
選定された種々の幅の点灯信号を供給する。例えばNi＝
４としたとき、各区間の点灯時間を8:4:2:1に選定す
る。

ばらつき補正信号は、このそれぞれ幅の異なるこれらの
点灯時間の任意の組み合わせの選択を示すものとする。
これらの幅の異なる点灯時間を組み合わせれば、“1"か
ら“15"までの15種類の総点灯時間を選択することがで
きる。

この総点灯時間Tiは、先に説明したような条件により求
めるとよい。このようにして１主走査書き込み時間を比
較的少ない数に分割して多種の総点灯時間を実現でき
る。

また、点灯時間の最大値、この例では、点灯時間が“8"
の点灯信号を、１主走査書き込み時間Tr内に２回供給す
ることができるようにして、例えば8:8:4:2:1という点
灯時間の選定を行ってもよい。これにより、１主走査書
き込み時間Trに占める総点灯時間の割合（デューティ）
を高め、効率と精度の双方を向上させることができる。

さらに本発明においては、少なくとも最大幅の点灯信号
を除く点灯信号を、均等な多数のパルスに分割して、各
時間的区間内に分散配置している。こうすれば、ばらつ
き補正後の総点灯時間を装置の他の要因による条件に基
づいて、そのまま一率に補正することができる。

「実施例」（自動多点光量測定装置）本発明の方法の実施にあたり、あらかじめ光変調素子ア
レイを構成する各光変調素子の発光強度の測定を行う。

第２図にその作業に適する自動多点光量測定装置のブロ
ック図を示す。

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が取り付け
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17bを作成し、これをROMライタ20を通じてEP
ROM21（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個のシフトレジスタ24
a、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は、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ンタ
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10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2
7a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、ある発光素子は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に
するよう調整する。

（点灯信号の構成）ここで、本発明においては、第１図に示すように、点灯
時間T2、T3、T4の点灯信号を均等な幅の多数のパルスに
分割している。

その部分拡大図を第８図に示した。

その詳細な説明は後で行うが、第８図において、点灯時
間T2の点灯信号は、同図ａに示すように、例えばT2/K
（Ｋは定数）の幅T2′のパルスを等間隔に配列したもの
である。同様に点灯時間T3の点灯信号は、同図ｂに示す
ように、点灯時間T4の点灯信号は同図ｃに示すような構
成とされている。その各パルスの幅の比は、 T2:T3:T4＝T2′:T3′:T4′とされている。なお、この実
施例では、Ｋ＝512とした。

以下この点灯信号を一応分割されていない連続的なもの
として、ばらつき補正信号の内容とその具体的な処理に
ついて説明し、その後点灯信号を分割した場合の作用を
説明する。

（ばらつき補正信号LED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26
a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、N
2、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するから、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_ij＝1:区間Niで発光素子ｊを点灯させる σ_ij＝0: 〃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
の集合Ａ＝｛ni|i＝１、２、３、…Ni｝と、整数ｘの集合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、T
1＋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倍程度であればよい。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可能とな
る。

以上のようにσ_1j（ｉ＝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）さて、以上のように、LEDアレイ16のｊ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s
₁₅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s₁₅ ｋ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、補正前の発光強度が最大のpmaxの補正が可能にな
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
量ばらつきがあったものを補正後±5.4％まで減少させ
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％であった。

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
フから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＝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
せることができる。

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％であった。

（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びにリセットされる（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24d
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、その論
理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
点灯信号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CMOS
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。

（点灯信号を分割した場合の作用）以上説明したように、本発明の方法によれば、光変調素
子アレイを構成する各光変調素子の発光強度のばらつき
を、個々に高精度に補正する点灯信号の供給が可能であ
る。

一方、光書き込み装置には、環境変動、経時変化、感光
体を現像する現像剤例えばトナーの濃度変動等、記録画
像の画質を変化させる種々の他の要因が存在する。

これらの要因に基づく画質変動を防止し、画質の安定化
を図るために、種々の安定化制御装置が設けられてい
る。

ここで、記録画像の濃度が全体として濃くなりすぎるよ
うな場合、光変調素子による露光時間を延長し、反対に
記録画像の濃度が全体として淡くなりすぎるような場
合、光変調素子による露光時間を短縮するようにすれば
よい。

これは、例えば先の実施例により得られた点灯信号T1、
T2、T3、T4、T5をそれぞれ同率で伸縮することにより実
施が可能である。

ところが、ばらつき補正信号処理のための回路にさらに
他の補正要因に呼応する回路を組み込むことは、回路を
いたずらに複雑化し好ましくない。

そこで本発明においては、このばらつき補正回路におい
て、少なくとも最大幅の点灯信号を除く点灯信号を第８
図に示すように、均等な多数のパルスに分割して各時間
的区分内に分散配置した。

そして、例えばすべての時間的区間において、第８図に
示すように、点灯信号を供給する時間T_LIMを他の補正要
因に対応させて一率に伸縮する。

こうすれば、実質的に点灯信号幅の相違する各時間的区
間について、各点灯信号を同比率で伸縮することが可能
である。

この点灯信号供給時間T_LIMの伸縮は、例えば点灯信号供
給回路に挿入したゲートを、補正用の信号で開閉するこ
とにより実施される。またあるいは、第３図に示したカ
ウンタ回路25から、各時間的区間ごとに、点灯信号カッ
ト用の信号25kを供給する。カウンタ回路25には、この
点灯信号カット用信号25kの出力タイミングを図るため
に、図示しない補正回路から所定の補正信号25hが入力
する。

なお、この補正信号は、光書き込み装置全体のプロセス
コントロールを行う回路から供給されるほか、コンソー
ルパネル上の所定のキーをオペレータが操作して入力さ
れるようにしてもよい。

第９図は、本発明の別の実施例を示し、点灯信号を第８
図同様に分割する場合、分割後のパルス幅をすべて一定
の幅にしたことを特徴とする。

この場合、図のように、点灯信号の幅の比がT2:T3:T4を
4:2:1としたとき、分割されたパルス数の比が4:2:1とな
るようにする。例えば第９図ａにおいて、T2/T2′＝Ｎ
（Ｎは整数）としたときの一単位の時間T2′の範囲をみ
れば、点灯信号がT2のものは４パルス（同図ａ）、T3の
ものは２パルス（同図ｂ）、T4のものは１パルスで構成
される（同図ｃ）。

T2′:T3′:T4′＝T2:T3:T4であることはいうまでもな
い。この場合は、各パルスは必ずしも等間隔で配置され
てはいないが、多数のパルスに分割されている限り、均
一な補正が可能である。もちろんすべて等間隔に均等配
置されていてもさしつかえない。

以上いずれの場合にも、第３図におけるカウンタ回路や
点灯信号生成回路の構成の複雑化を防止しつつ、点灯信
号全体としての伸縮補正を行うことができる。

「発明の効果」以上説明した本発明の光書き込み装置の駆動方法によれ
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駆動方法の実施例を
示すタイムチャート、第２図は本発明の方法の実施に適
する自動多点光量測定装置のブロック図、第３図は本発
明の方法の実施に使用する電子写真プリンタのブロック
図、第４図は本発明の方法の別の実施例を示すタイムチ
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図と第９図
は本発明の総点灯時間の補正動作の説明図、第10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11図と第12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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光変調素子を列状に配列した光変調
素子アレイを感光体に対向させ、前記光変調素子を選択
的に発光させて１主走査分の露光をし、前記感光体と前
記光変調素子とを相対的に副走査方向に移動させて再び
１主走査分の露光をするという動作を繰り返してその感
光体を記録画像に対応させて露光する光書き込み装置に
おいて、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、少なくとも２以上の区間においてそれぞれ
異なる所定の点灯時間を選定して点灯信号を作成し、少
なくともこの点灯時間が最大の点灯信号以外の点灯信号
については、その点灯信号を均等に分割した複数のパル
ス状点灯信号から構成し、このパルス状点灯信号を前記
時間的区間内の所定の幅の領域に平均的に分散させ、前
記各光変調素子ごとに、その発光強度に応じた適切な総
点灯時間が得られるよう、点灯させるべき区間を組み合
わせて選択し、その選択した区間のみ前記光変調素子を
点灯させて１主走査分の露光を行うことを特徴とする光
書き込み装置の駆動方法。
【請求項２】前記パルス状点灯信号を分散させた領域の
幅と前記点灯時間が最大の点灯信号の幅とを等しくし、
前記領域の幅と前記点灯時間が最大の点灯信号の幅とを
同比率で伸縮して総点灯時間の補正を行うことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光書き込み装置の駆動
方法。