JP2024055601A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
【課題】発光チップの端部同士の重複範囲の変動に起因する画質の低下を防ぐための改善された仕組みを提供する。【解決手段】画像形成装置の画像形成部は、感光体の回転軸と平行な第1方向に沿って千鳥状に配置される複数の発光チップを有する露光ヘッドを含む。前記露光ヘッドの各発光チップは、前記第1方向に平行に配置される複数の発光素子を含む。隣り合う第1及び第2発光チップは、前記第1発光チップの第1端に位置するK個の発光素子及び前記第2発光チップの第2端に位置するK個の発光素子が前記第1方向において重複するように配置される。前記画像形成装置の制御部は、校正用チャートの読取画像を用いて個数Kを判定し、個数Kの発光素子が発光しないように制御する。前記校正用チャートの画像は、各発光チップにおいて第1発光素子群を第1電流値で、第2発光素子群を第2電流値で駆動することにより形成される。【選択図】図12[Problem] To provide an improved mechanism for preventing degradation of image quality caused by variations in the overlap range between ends of light-emitting chips. [Solution] An image forming section of an image forming device includes an exposure head having a plurality of light-emitting chips arranged in a staggered pattern along a first direction parallel to a rotation axis of a photoconductor. Each light-emitting chip of the exposure head includes a plurality of light-emitting elements arranged parallel to the first direction. Adjacent first and second light-emitting chips are arranged such that K light-emitting elements located at a first end of the first light-emitting chip and K light-emitting elements located at a second end of the second light-emitting chip overlap in the first direction. A control section of the image forming device determines the number K using a read image of a calibration chart and controls so that the number K of light-emitting elements does not emit light. An image of the calibration chart is formed by driving a first light-emitting element group at a first current value and a second light-emitting element group at a second current value in each light-emitting chip. [Selected Figure] Figure 12
Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming device.
電子写真方式の画像形成装置の一種として、レーザ光ではなくLED(例えば、有機EL素子)が発する光で感光ドラムを露光して潜像を形成する、固体露光方式の装置が一般的に知られている。この種の装置の露光ヘッドは、感光ドラムの回転軸と平行に配置される複数の発光素子を含む発光素子群と、発光素子群からの光を感光ドラムの表面上に結像させるロッドレンズアレイとを含む。レーザ走査方式と比較すると、固体露光方式の画像形成装置は、装置の小型化及び低コスト化が容易である点で有利である。 A solid-state exposure type device is commonly known as a type of electrophotographic image forming device, which forms a latent image by exposing a photosensitive drum to light emitted by an LED (e.g., an organic EL element) rather than laser light. The exposure head of this type of device includes a light-emitting element group including multiple light-emitting elements arranged parallel to the rotation axis of the photosensitive drum, and a rod lens array that focuses the light from the light-emitting element group onto the surface of the photosensitive drum. Compared to the laser scanning type, the solid-state exposure type image forming device has the advantage that it is easy to reduce the size and cost of the device.
特許文献1は、固体露光方式の画像形成装置の露光ヘッドにおいて、複数のLEDを各々有する複数の発光チップを、感光ドラムの回転軸と平行な方向に沿って千鳥状に配置する構成を開示している。複数の発光チップを千鳥状に配置する構成は、露光ヘッドのサイズの変更を容易にする点で有利である。特許文献2は、同様の千鳥状の配置を前提とし、隣り合う発光チップ間の光量差に起因する濃度むらを抑制するために、テストチャートの印刷画像を読取って濃度差を測定し、その測定結果に基づいて発光チップごとの光量を補正する技術を開示している。
Patent Document 1 discloses a configuration in which, in an exposure head of a solid-state exposure type image forming device, multiple light-emitting chips, each having multiple LEDs, are arranged in a staggered pattern along a direction parallel to the rotation axis of a photosensitive drum. A configuration in which multiple light-emitting chips are arranged in a staggered pattern is advantageous in that it makes it easy to change the size of the exposure head.
上述した発光チップの千鳥状の配置を採用する場合、感光ドラムの回転軸と平行なラインが隙間なくカバーされるように、隣り合う発光チップの端部同士を回転軸方向において重複させた上で、重複範囲にある発光素子の発光を適切に制御する必要がある。しかしながら、重複範囲の長さは、発光チップの実装のズレに起因して装置ごとに相違し、又は同じ装置であっても温度等の条件の影響を受けて変動し得る。こうした重複範囲の変動に合わせて発光素子の発光が適切に制御されなければ、印刷画像に望ましくないスジが現れるなど、印刷画像の品質低下が引き起こされる。特許文献2に記載されたテストチャートは、隣り合う発光チップの端部同士の重複範囲の変動を考慮したものではなかった。
When adopting the above-mentioned staggered arrangement of light-emitting chips, it is necessary to overlap the ends of adjacent light-emitting chips in the direction of the rotation axis so that the line parallel to the rotation axis of the photosensitive drum is covered without any gaps, and then appropriately control the light emission of the light-emitting elements in the overlapping range. However, the length of the overlapping range differs for each device due to misalignment of the light-emitting chips, or may vary even in the same device due to the influence of conditions such as temperature. If the light emission of the light-emitting elements is not appropriately controlled in accordance with such variations in the overlapping range, undesirable streaks will appear in the printed image, and the quality of the printed image will be reduced. The test chart described in
本発明は、発光チップの端部同士の重複範囲の変動に起因する画質の低下を防ぐための改善された仕組みを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an improved mechanism for preventing degradation of image quality caused by variations in the overlap range between the ends of light-emitting chips.
ある観点によれば、シートに画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部による画像の形成を制御する制御部と、を備え、前記画像形成部は、回転する感光体と、前記感光体の回転軸と平行な第1方向に沿って千鳥状に配置される複数の発光チップを有する露光ヘッドであって、前記複数の発光チップの各々が少なくとも前記第1方向に平行に配置される複数の発光素子を含む、前記露光ヘッドと、を含み、前記複数の発光チップのうちの前記第1方向に隣り合う第1発光チップ及び第2発光チップは、前記第1発光チップの第1端に位置するK個(Kは非負の整数)の発光素子及び前記第2発光チップの第2端に位置するK個の発光素子が前記第1方向において重複するように配置され、前記制御部は、校正用チャートの画像を前記画像形成部に形成させ、形成された当該画像を光学的に読取ることで取得される前記校正用チャートの読取画像を用いて、前記重複する発光素子の個数Kを判定し、前記第1発光チップ及び前記第2発光チップのうちの一方の判定した前記個数Kの発光素子が発光しないように、前記露光ヘッドによる発光を制御し、前記校正用チャートの前記画像は、前記複数の発光チップの各々の前記複数の発光素子のうちで前記第1方向において既知の位置にある第1発光素子群を第1電流値で駆動し、及び、前記第1発光素子群と異なる第2発光素子群を第1電流値と異なる第2電流値で駆動することにより形成される、画像形成装置が提供される。 According to one aspect, a method for manufacturing a sheet-type ... The control unit causes the image forming unit to form an image of a calibration chart, and determines the number K of overlapping light-emitting elements using a read image of the calibration chart obtained by optically reading the formed image, and controls light emission by the exposure head so that the determined number K of light-emitting elements of one of the first light-emitting chip and the second light-emitting chip do not emit light. The image of the calibration chart is formed by driving a first group of light-emitting elements at a known position in the first direction among the multiple light-emitting elements of each of the multiple light-emitting chips with a first current value, and driving a second group of light-emitting elements different from the first group of light-emitting elements with a second current value different from the first current value.
本発明によれば、発光チップの端部同士の重複範囲の変動に起因する画質の低下を防ぐことができる。 The present invention makes it possible to prevent degradation of image quality caused by variations in the overlap range between the ends of the light-emitting chips.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.
<1.画像形成装置の概略的な構成>
図1は、一実施形態に係る画像形成装置1の概略的な構成の一例を示している。画像形成装置1は、読取部100、作像部103、定着部104及び搬送部105を備える。読取部100は、原稿台に置かれた原稿を光学的に読み取って、読取画像データを生成する。作像部103は、例えば、読取部100によって生成された読取画像データに基づき、或いは、ネットワークを介して外部装置から受信される印刷用画像データに基づき、シートに画像を形成する。
1. General configuration of image forming apparatus
1 shows an example of a schematic configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment. The image forming apparatus 1 includes a
作像部103は、画像形成部101a、101b、101c及び101dを有する。画像形成部101a、101b、101c及び101dは、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンのトナー像を形成する。画像形成部101a、101b、101c及び101dの構成は同様であり、以下では、総称して画像形成部101ともいう。画像形成部101の感光体102は、画像形成時、図の時計回り方向に回転駆動される。帯電器107は、感光体102を帯電させる。露光ヘッド106は、画像データに従って感光体102を露光して、感光体102の表面上に静電潜像を形成する。現像器108は、感光体102の表面上の静電潜像をトナーで現像して、トナー像を形成する。感光体102の表面上に形成されたトナー像は、転写ベルト111上を搬送されるシートに転写される。4つの感光体102のトナー像を重ねてシートに転写することで、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンという4つの色成分を含むカラー画像を形成することができる。
The
搬送部105は、シートの給送及び搬送を制御する。具体的には、搬送部105は、内部格納ユニット109a及び109bと、外部格納ユニット109cと、手差しユニット109dと、のうちの指定されたユニットから画像形成装置1の搬送路にシートを給送する。給送されたシートは、レジストレーションローラ110まで搬送される。レジストレーションローラ110は、各感光体102のトナー像がシートに転写されるように、適切なタイミングでシートを転写ベルト111上へ搬送する。上述したように、シートが転写ベルト111上を搬送されている間に、シートにトナー像が転写される。定着部104は、トナー像が転写されたシートを加熱し及び加圧することによりトナー像をシートに定着させる。トナー像の定着後、シートは排出ローラ112によって画像形成装置1の外部に排出される。転写ベルト111の対向位置には、光学センサ113が配置される。光学センサ113は、画像形成部101によって転写ベルト111上に形成されるテスト画像の色成分間の位置ズレ(色ズレ)の検出のために使用される。色ズレが検出された場合、後述する画像コントローラ800による制御の下で、画像形成部101a、101b、101c及び101dの画像形成位置が、検出された色ズレを補償するように修正される。
The
なお、ここでは転写ベルト111上のシートに各感光体102からトナー像が直接的に転写される例を説明したが、トナー像は、各感光体102から中間転写体を介して間接的にシートに転写されてもよい。また、ここでは複数の色のトナーを用いてカラー画像を形成する例を説明したが、本開示に係る技術は、単一の色のトナーを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。
Note that, although an example in which a toner image is directly transferred from each
<2.露光ヘッドの構成例>
図2(A)及び図2(B)は、感光体102及び露光ヘッド106を示している。露光ヘッド106は、発光素子群201と、発光素子群201が実装されるプリント基板202と、ロッドレンズアレイ203と、プリント基板202及びロッドレンズアレイ203を支持するハウジング204と、を有する。感光体102は、円筒状の形状を有する。露光ヘッド106は、その長手方向が感光体102の回転軸と平行となり、ロッドレンズアレイ203が取付けられた面が感光体102の表面に対向するように配置される。感光体102が回転軸の周りに周方向に回転している間に、露光ヘッド106の発光素子群201は光を射出し、ロッドレンズアレイ203がその光を感光体102の表面上に結像させる。本明細書において、感光体102の回転軸と平行な方向を第1方向D1、プリント基板202の表面上で第1方向D1と直交する(感光体102の周方向と略平行な)方向を第2方向D2ともいう。
2. Exposure head configuration example
2A and 2B show the
図3(A)及び図3(B)は、プリント基板202の構成の一例を示している。なお、図3(A)は、コネクタ305が実装されている面を示し、図3(B)は、発光素子群201が実装されている面(コネクタ305が実装されている面とは反対側の面)を示している。本実施形態において、露光ヘッド106のプリント基板202は、第1方向D1に沿って千鳥状に配置される20個の発光チップ400-1~400-20を含む。本明細書では、発光チップ400-1~400-20を互いに区別する必要のない場合には、符号の後半の枝番を省略することにより、これらを発光チップ400と総称する。他の構成要素の符号の枝番についても同様である。図3(B)に示したように、nが奇数である場合の10個の発光チップ400が1列をなし、nが偶数である場合の別の10個の発光チップ400が別の1列をなし、これら2つの列の第2方向D2における位置は異なる。以下の説明では、前者の列の発光チップ400を奇数番目の発光チップ400、後者の列の発光チップ400を偶数番目の発光チップ400ともいう。プリント基板202の各発光チップ400は、コネクタ305を介して、画像コントローラ800(図10参照)に接続される。なお、説明の便宜上、第1方向D1に沿って並ぶ発光チップ400-1~400-20の枝番の小さい側を「左」、枝番の大きい側を「右」と称することがある。例えば、発光チップ400-1は左端の発光チップ400、発光チップ400-20は右端の発光チップである。
3(A) and 3(B) show an example of the configuration of the printed
図4は、発光チップ400、及び発光チップ400内の発光素子602の配列を概略的に示している。各発光チップ400は、少なくとも第1方向D1に平行に配置される複数の発光素子602を含む。具体的には、本実施形態において、各発光チップ400の発光素子配列は、第1方向D1に平行に配置される複数の発光素子602からなる列をM列含む2次元配列であり、図4の例ではM=4である。各列の発光素子602の個数は、例えば748個であってよい。この場合、各発光チップ400は計2992(=748×4)個の発光素子602を有する。20個の発光チップ400からなる発光素子群201の全体では、第1方向D1に14960個の発光素子が並ぶことになる。第1方向D1において隣接する発光素子602のピッチは、1200dpiの解像度に対応する約21.16μmであってよい。この場合、発光素子群201の全体の第1方向D1における長さは約316mm(形成可能な画像の最大幅)、各発光チップ400の第1方向D1における長さは約15.8mmとなる。また、第2方向D2に隣り合うどの2つの発光素子も、4800dpiの解像度に対応する約5μmというシフト量だけ第1方向D1に互いにシフトされ、そのため各発光チップ400の発光素子配列は階段状の配置を示す。ここでのシフト量は、後述するピッチd3に相当する(図7参照)。図4には、上下2つの発光素子のうちの下の発光素子が左へシフトされる例を示しているが、下の発光素子が右へシフトされてもよい。
Figure 4 shows a schematic diagram of the light-emitting
さらに、第1方向D1に隣り合う第1及び第2発光チップ400は、第1発光チップ400の第1端に位置するK個の発光素子及び第2発光チップ400の第2端に位置するK個の発光素子が第1方向D1において重複するように配置される。ここで、Kは非負の整数である。例えば、隣り合う奇数番目の発光チップ400及び偶数番目の発光チップ400のペアに着目すると、前者の右端からK個の発光素子602及び後者の左端からK個の発光素子602の配置は、第1方向D1において重複する。図4では、重複範囲にある発光素子602が網掛けによって示されており、重複範囲にある一方の発光チップ400の発光素子602の個数Kは、K=4である。図4には示していないものの、隣り合う偶数番目の発光チップ400の右端列の発光素子602と奇数番目の発光チップ400の左端列の発光素子602との間の関係も同様である。このように第1方向D1において発光素子配列の配置を重複させておくことで、発光チップの実装のズレ又は基板の熱膨張が生じたとしても、第1方向D1に沿った画像のラインを隙間なく確実にカバーすることができる。2列の発光チップ400の発光素子配列の間の間隔Lyは、例えば約105μmであってよい。
Furthermore, the first and second light-emitting
なお、図4には各発光チップ400において第2方向D2に並ぶ発光素子の列の数MについてM=4である例を示しているが、かかる例に限定されず、Mは1以上の任意の整数であってよい。
Note that FIG. 4 shows an example in which the number M of rows of light-emitting elements arranged in the second direction D2 in each light-emitting
図5は、発光チップ400の概略的な構成を示す平面図である。各発光チップ400の複数の発光素子602は、例えば、シリコン基板である発光基板402の上に形成される。また、発光基板402には、複数の発光素子602を駆動するための回路部406が設けられる。複数のパッド408は、画像コントローラ800と通信するための信号線や、電源に接続するための電源線や、グラウンドに接続するためのグラウンド線を回路部406へ接続するために使用される。信号線や、電源線や、グラウンド線は、例えば、金でできたワイヤであってよい。
Figure 5 is a plan view showing a schematic configuration of the light-emitting
図6は、図5のA-A線での断面の一部を示している。発光基板402上には複数の下部電極504が形成される。下部電極504の上には発光層506が設けられ、発光層506の上には上部電極508が設けられる。上部電極508は、複数の下部電極504に対する1つの共通電極である。下部電極504と上部電極508との間に電圧が印加されると、下部電極504から上部電極508に電流が流れることで発光層506が発光する。したがって、1つの下部電極504と、当該下部電極504に対応する発光層506及び上部電極508の部分領域が1つの発光素子602を構成する。図中のdxは、隣接する2つの下部電極504の間の間隔である。dzは、下部電極504と上部電極508との間の間隔である。dzに対してdxを大きくすることで、隣接する下部電極504の間のリーク電流を抑え、発光すべきでない発光素子602が誤って発光することを防止することができる。
Figure 6 shows a part of the cross section taken along line A-A in Figure 5. A plurality of
本実施形態では、各発光素子602は有機EL(Electro-Luminescence)素子として構成されてよい。例えば、発光層506に有機EL膜を使用することができる。他の実施形態において、発光層506に無機EL膜を使用することで、各発光素子602が無機EL素子として構成されてもよい。概して、各発光素子602は任意の種類のLED(Light-Emitting Diode)であってよい。
In this embodiment, each light-emitting
上部電極508は、発光層506の発光波長を透過させるように、例えば、酸化インジウム錫(ITO)などの透明電極で構成される。図6の例では、上部電極508の全体が発光層506の発光波長を透過させているが、必ずしも上部電極508の全体が発光波長を透過させなくてもよい。具体的には、各発光素子602からの光が通過する部分領域が発光波長を透過させればよい。
The
なお、図6では、1つの連続的な発光層506が形成されているが、下部電極504の幅と同等の幅を各々有する複数の発光層506が下部電極504の上にそれぞれ形成されてもよい。また、図6では、上部電極508が複数の下部電極504に対する1つの共通電極として形成されているが、下部電極504の幅と同等の幅を各々有する複数の上部電極508が下部電極504のそれぞれに対応して形成されてもよい。また、各発光チップ400の下部電極504のうち第1の複数の下部電極504が第1の発光層506により覆われ、第2の複数の下部電極504が第2の発光層506により覆われてもよい。同様に、各発光チップ400の下部電極504のうち第1の複数の下部電極504に対応して第1の上部電極508が共通に形成され、第2の複数の下部電極504に対応して第2の上部電極508が共通に形成されてもよい。これらのような構成においても、1つの下部電極504と、当該下部電極504に対応する発光層506及び上部電極508の領域が1つの発光素子602を構成する。
6, one continuous light-emitting
<3.多重露光>
固体露光方式を採用することで、装置の小型化及び低コスト化が容易となる反面、単一の発光素子(例えば、有機EL素子)が発することのできる光量は、所望の濃度の画像を形成するためには不十分となることがある。そこで、本実施形態では、第2方向に並ぶ複数の発光素子602を逐次的に発光させることで感光体102上の各画素領域(スポット領域)を多重的に露光する多重露光技術を取り入れる。
<3. Multiple Exposure>
By adopting the solid-state exposure method, it becomes easy to reduce the size and cost of the device, but the amount of light that a single light-emitting element (e.g., an organic EL element) can emit may be insufficient to form an image of a desired density. Therefore, in this embodiment, a multiple exposure technique is adopted in which each pixel area (spot area) on the
図7は、階段状に配列された発光素子による多重露光についての説明図である。図中のRj_m(j={1,2,...,N}、m={1,2,3,4})は、第1方向に左からj列目、第2方向に下からm行目の発光素子602を表す。図中のW1は第1方向における発光素子602の幅、W2は第2方向における発光素子602の幅を表す。d1は第1方向において隣り合う発光素子602の間の間隔、d2は第2方向において隣り合う発光素子602の間の間隔を表す。d1及びd2は、上述した電極間距離dxを2つの座標軸に分けて表したものであり、いずれも上部電極と下部電極との間の間隔dzより広くなるように決定される。発光素子602の第1方向の最小のピッチd3は、上述したように、約5μm(4800dpi相当)であってよい。
7 is an explanatory diagram of multiple exposure by light-emitting elements arranged in a stepped pattern. R j _m (j={1, 2, ..., N}, m={1, 2, 3, 4}) in the figure represents the light-emitting
図7の例のような階段状の発光素子配列において、第2方向に並ぶ4個の発光素子が感光体102が回転している間に逐次的に発光することにより、各画素位置に対応するスポットが感光体102の表面上に形成される。図7の例では、入力画像データのi番目のラインの左端の画素値が発光オンを示している場合、発光素子R1_1、R1_2、R1_3、R1_4が感光体102の表面上のラインLiにそれぞれ対向するタイミングで逐次的に発光する。その結果、ラインLiの左端のスポット領域が多重的に露光され、対応するスポットSP1が形成される。同様に、入力画像データのi番目のラインの左からj番目の画素値が発光オンを示している場合、発光素子Rj_1、Rj_2、Rj_3、Rj_4が感光体102の表面上のラインLiにそれぞれ対向するタイミングで逐次的に発光する。その結果、ラインLiの左からj番目のスポット領域が多重的に露光され、対応するスポットSPjが形成される。第2方向の発光素子のピッチを約21.16μm、シートの搬送速度を200mm/sとすると、各ラインが1つの発光素子Rj_mにより露光される周期(ライン周期)は、約105.8μsであり得る。このように、20個の発光チップ400の4列の発光素子が適切なタイミングで逐次的に発光することで、感光体102の表面上に、一定のスポット間隔を有し互いに部分的に重複する一連のスポットからなる、滑らかな静電潜像のラインが形成され得る。そして、そうしたラインが周方向に連続的に形成される結果として、2次元の静電潜像が生み出される。
In the stepped light-emitting element array as shown in the example of FIG. 7, four light-emitting elements arranged in the second direction sequentially emit light while the
<4.重複範囲の長さの変動>
図4を用いて説明したように、本実施形態において、第1方向に隣り合うどの2つの発光チップ400のペアも、当該ペアの一方の発光チップ400の一端及び他方の発光チップ400の一端が第1方向において重複するように配置される。その重複範囲の長さは、重複範囲にある発光素子602の個数Kと発光素子602の配置のピッチとの積であり得る。
<4. Change in the length of the overlapping range>
4, in this embodiment, any pair of two adjacent light-emitting
説明の簡明さのために、発光チップ400-1及び発光チップ400-2が1列のみの発光素子602の配列を有する例を図8に示す。発光チップ400-1は複数の発光素子602-1を含み、発光チップ400-2は複数の発光素子602-2を含む。発光チップ400-1の右端(第1端)の2つの発光素子602-1は、発光チップ400-2の左端(第2端)の2つの発光素子602-2と第1方向において重複する。即ち、重複範囲にある発光素子602の個数Kは、K=2である。画像形成時には、例えば発光チップ400-1の右端の2つの発光素子602-1が発光しないように制御され、重複範囲にあたる画素のスポットは発光チップ400-2の左端の2つの発光素子602-2が発光することで形成される。それにより、感光体102への潜像の形成、現像、及びシートへのトナー像の転写を経て、シート700にムラの無い画像を形成することができる。
For the sake of simplicity, FIG. 8 shows an example in which the light-emitting chip 400-1 and the light-emitting chip 400-2 have only one row of light-emitting
しかし、重複範囲の長さは、露光ヘッド106へ発光チップ400を実装する際のズレに起因して、装置ごとに相違し得る。また、重複範囲の長さは、同じ装置であっても温度等の条件の影響を受けて変動し得る。図9は、そうした重複範囲の長さの変動に起因する印刷画像の品質低下について説明するための説明図である。
However, the length of the overlapping range may differ from device to device due to misalignment when mounting the light-emitting
図9(A)の例では、発光チップ400-2の実装位置が左方へずれた結果として(図中矢印Z1)、重複範囲にある発光素子602の個数Kは、K=3となっている。このとき、図8の例と同様に発光チップ400-1の右端の2つの発光素子602-1のみが発光しないように制御されると、シート700に形成される画像において、発光チップ400-2の左端に対応する位置の画素PXaの濃度が過度に高くなる。そして、こうしたラインが第2方向に連続して形成されると、印刷画像には高濃度の(例えば、黒色の)スジが現れる。
In the example of Fig. 9A, as a result of the mounting position of the light-emitting chip 400-2 being shifted to the left (arrow Z1 in the figure), the number K of the light-emitting
図9(B)の例では、発光チップ400-2の実装位置が右方へずれた結果として(図中矢印Z2)、重複範囲にある発光素子602の個数Kは、K=1となっている。このとき、図8の例と同様に発光チップ400-1の右端の2つの発光素子602-1が発光しないように制御されると、シート700に形成される画像において、発光チップ400-2の左端に対応する位置の画素PXbの濃度が過度に低くなる。そして、こうしたラインが第2方向に連続して形成されると、印刷画像には低濃度の(例えば、白色の)スジが現れる。
In the example of Fig. 9B, as a result of the mounting position of the light-emitting chip 400-2 being shifted to the right (arrow Z2 in the figure), the number K of the light-emitting
本実施形態において、画像コントローラ800は、上述した印刷画像の品質低下を防ぐために、校正用チャートの画像を画像形成部101-a~101-dに形成させる機能を有する。校正用チャートの画像は、それを読取ることで発光チップ400間の各境界における重複範囲にある発光素子602の個数Kを判定するために使用される。校正用チャートの読取画像を用いて個数Kを判定して発光素子602の発光を適切に制御することで、印刷画像におけるスジの出現を抑制することができる。
In this embodiment, the
<5.画像コントローラの構成>
<5-1.基本的な構成例>
図10は、発光チップ400の発光制御に関連する制御回路の構成の一例を示している。なお、ここでは、説明の簡明さのために、単一の色成分についての処理を説明するが、実際には、同様の処理が4つの色成分について並列的に行われるものとする。
5. Image Controller Configuration
<5-1. Basic configuration example>
10 shows an example of the configuration of a control circuit related to the light emission control of the
図10の左に示した画像コントローラ800は、画像形成部101による画像の形成を制御するための制御部である。画像コントローラ800は、複数の信号線805~809を介して、プリント基板202上の発光チップ400の各々と接続される。チップセレクト信号線805は、画像データの有効範囲を表すチップセレクト信号CSを搬送する。クロック信号線806は、クロック信号CLKを搬送する。データ信号線807は、画像データDATAを搬送する。同期信号線808は、画像データのライン周期を識別するためのライン同期信号Lsyncを搬送する。通信信号線809は、制御信号CTLを搬送する。
The
画像データ生成部801は、読取部100又は外部装置から受信される画像データに対して画像処理を行って、プリント基板202上の発光チップ400の発光素子602の発光のオン・オフを制御するための二値のビットマップ形式の画像データを生成する。ここでの画像処理は、例えば、ラスタ変換、及びハーフトーン処理(例えば、ディザリング)を含み得る。ハーフトーン処理後の画像データは、形成すべき画像を構成する画素位置の各々について、対応するM個の発光素子602を発光させるか否かを示すビットの集合である。ある画素位置のビットが「発光」を示す場合、感光体102の表面上の対応するスポット領域はM個の発光素子602により多重的に露光される。当該ビットが「非発光」を示す場合、対応するスポット領域は露光されない。画像データ生成部801は、生成した画像データを、チップデータ変換部802へ出力する。
The image
チップデータ変換部802は、ライン同期信号Lsyncで識別される各ライン周期において、画像データ生成部801から入力される画像データの対応する読出し範囲内の画素値を読出し、読出した画素値を示す画像データをデータ信号線807へ送出する。画像データDATAは、例えば、20個の発光チップ400の発光素子602にそれぞれ対応する画素値のシーケンスである。チップデータ変換部802は、チップセレクト信号CSによって、画像データDATAの各部分をどの発光チップ400が受け取るべきかを指定する。チップデータ変換部802は、個々の信号値の送受信のタイミングを各発光チップ400と同期させるために、クロック信号CLKを生成して各発光チップ400に供給する。
The chip
同期信号生成部804は、画像データのラインの区切りを判定し、ライン同期信号Lsyncを生成して、生成したライン同期信号Lsyncを同期信号線808へ供給する。
The synchronization
プリント基板202の格納部810は、各発光チップ400による発光を制御するための制御データを記憶するメモリ(例えば、不揮発性メモリ)である。格納部810に格納される制御データは、例えば次のうちの1つ以上を含み得る:
・駆動電流量に関する設定値(例えば、後述する所定の電流値V1,V2)
・発光チップ400間の各境界についての個数Kの判定結果
・個数Kの判定に用いる既知のパラメータ群(例えば、後述する所定の距離L1,L2,...及び所定のピッチP)
The storage unit 810 of the printed
Setting values related to the amount of drive current (for example, predetermined current values V 1 and V 2 described later)
A determination result of the number K for each boundary between the light-emitting chips 400 A group of known parameters used to determine the number K (for example, predetermined distances L 1 , L 2 , . . . and a predetermined pitch P, which will be described later)
各発光チップ400は、ライン同期信号Lsyncにより識別される各ライン周期において、チップデータ変換部802から入力される画像データに従って発光素子602の各々を駆動する。例えば、各発光チップ400は、チップセレクト信号CSが自チップ向けのデータ受信タイミングを示す場合に、データ信号線807を介して画像データDATAのうちの自チップ向けの部分を受信する。そして、各発光チップ400は、受信した画像データに含まれる画素値に従って、発光素子配列の各発光素子602を駆動させる。
Each light-emitting
CPU811は、画像形成装置1の全体を制御する。例えば、CPU811は、通常の画像形成のためのジョブの実行時に、画像データ生成部801に上述した画像データを生成させ、チップデータ変換部802からプリント基板202へ画像データを送出させる。CPU811は、ジョブの実行に先立って、発光チップ400間の各境界について判定された最新の個数Kの値を格納部810から読出す。そして、CPU811は、隣り合う発光チップ400のうちの一方の端部のK個の発光素子602が発光しないように、画像データ生成部801による画像データの生成を制御する(例えば、該当する発光素子602向けに「非発光」を示すビットを挿入させる)。
The
CPU811は、校正機能が呼び出された場合には、校正用チャートの画像を形成するようにプリント基板202を制御する。校正用チャートの画像は、例えば、各発光チップ400の複数の発光素子602のうちの第1発光素子群を第1電流値で駆動し、及び、第1発光素子群と異なる第2発光素子群を第2電流値で駆動することにより形成され得る。第2電流値は第1電流値と異なる値であり、よって、校正用チャートの画像はストライプ状のパターンを示すことになる。第1発光素子群に含まれる発光素子602の個数、及び第1方向D1におけるそれら発光素子602の位置は、予め決定され、既知とされる。したがって、形成された校正用チャートの画像を読取って、各発光チップ400の第1発光素子群により形成された画像領域の位置を検知することで、隣り合う2つの発光チップ400の間の重複範囲の長さを判定することが可能である。第1電流値及び第2電流値は、共に非ゼロであってもよく、又はそれら電流値のうちの一方がゼロであってもよい。一方の電流値をゼロにすることで、校正用チャートの画像のコントラストが明瞭となり、特定の画像領域の位置を検知することが容易となる。
When the calibration function is called, the
図11は、発光チップ400における電流の供給に関連する回路の構成を示すブロック図である。各発光チップ400は、デジタルアナログ変換器(D/A)901、複数の(図11の例では、5個の)基準電流源902-1~902-5、及び複数の発光素子602を含む。各発光素子602は、当該発光素子602の第1方向の位置に依存して、基準電流源902-1~902-5のいずれか1つから電流を供給される。即ち、図11の例では、各発光チップ400の回路は、各々が1つの基準電流源902及び対応する複数の発光素子602を含む複数の回路ブロックに区分される。
Figure 11 is a block diagram showing the configuration of a circuit related to the supply of current in the light-emitting
D/A901は、CPU811によって設定される基準電流のデジタル値をデジタル-アナログ変換して、設定値に応じた電圧を有するアナログ信号を各基準電流源902へ出力する。基準電流の設定値は、上述した格納部810に事前に格納され、CPU811により読出されて、D/A901へ出力される。基準電流源902-1~902-5の各々は、D/A901から入力されるアナログ信号の電圧に応じた基準電流を発光素子602へ供給する。このように、各発光チップ400において回路ブロックごとに駆動電流の供給量(電流値)を制御できる機能を、シェーディング機能という。上述した校正用チャートは、このシェーディング機能を用いて形成されてもよい。この場合、例えば、第1発光素子群は、基準電流源902-3から電流を供給される発光素子602の集合であり、第2発光素子群は、他の基準電流源902から電流を供給される発光素子602の集合であり得る。
The D/
なお、各発光チップ400に設けられる基準電流源902の個数(即ち、回路ブロックの個数)は、上述した例に限定されず、チップ内の配線の長さ又は基準電流源902の駆動能力に依存して任意の数であってよい。
The number of reference current sources 902 (i.e., the number of circuit blocks) provided in each light-emitting
<5-2.校正用チャートの例と個数Kの判定>
図12は、本実施形態においてシートへ形成され得る校正用チャートの画像の一例を示している。図12の例において、校正用チャート610は、第1方向D1に交互に繰り返される第1画像領域611-1、611-2、...及び第2画像領域612-1、612-2を有する。左からi番目の第1画像領域611-iは、i番目の発光チップ400-iの第1発光素子群603-iが第1電流値で駆動されることにより形成される画像領域である。本実施形態では、20個の発光チップ400が存在するため、校正用チャート610は、20個の第1画像領域611を有する。各発光チップ400における第1発光素子群603の位置は既知であり、図12の例では、第1発光素子群603の位置は第1方向D1において発光チップ400の非境界部分にある。左からi番目の第2画像領域612-iは、i-1番目の発光チップ400-(i-1)の右側の第2発光素子群604-(i-1)及びi番目の発光チップ400-iの左側の第2発光素子群604-iが第2電流値で駆動されることにより形成される画像領域である。校正用チャート610は、21個の第2画像領域612を有する。但し、i=1のケースではi-1番目の発光チップ400-(i-1)は存在せず、i=21のケースではi番目の発光チップ400-iは存在しない。
<5-2. Examples of calibration charts and determining the number K>
FIG. 12 shows an example of an image of a calibration chart that can be formed on a sheet in this embodiment. In the example of FIG. 12, the
一例として、第1電流値は非ゼロであり、第2電流値はゼロであってもよい。この例において、電流値ゼロで駆動される第2発光素子群604は発光しないため、第2画像領域612は空白領域となる。この場合、第1電流値で駆動される発光素子602が少ないとすれば第1画像領域611のトナー像が不明瞭となり、第1画像領域611の位置の検出の精度が低下し得る。そのため、各発光チップ400の第1発光素子群603に十分な数の発光素子602を含めることが望ましい。
As an example, the first current value may be non-zero and the second current value may be zero. In this example, the second light-emitting element group 604 driven with a current value of zero does not emit light, and the second image area 612 becomes a blank area. In this case, if there are few light-emitting
図13は、校正用チャート610の読取画像を用いて重複範囲にある発光素子602の個数Kを判定する方法について説明するための説明図である。なお、ここでは、隣り合う1番目の発光チップ400-1と2番目の発光チップ400-2との間の関係に着目する。以下の説明は、任意の隣り合う2つの発光チップ400の間の関係に当てはまる。
Figure 13 is an explanatory diagram for explaining a method for determining the number K of light-emitting
例えば、CPU811は、校正の実行が画像形成装置1のユーザインタフェースを介して指示されたことに応答して、画像形成部101に校正用チャート610の画像をシートに形成させる。ユーザ又はエンジニアは、校正用チャート610の画像が形成されたシートを読取部100にセットして、画像の読取りを指示する。読取部100は、校正用チャート610の画像を光学的に読取って、読取画像を生成する。CPU811は、この校正用チャート610の読取画像を読取部100から取得する。この読取画像が、発光チップ400間の各境界における個数Kを判定するための入力となる。
For example, in response to an instruction to perform calibration being given via the user interface of the image forming device 1, the
CPU811は、校正用チャート610の読取画像において、1番目の発光チップ400-1の第1発光素子群603-1により形成された第1画像領域611-1の第1方向D1における位置を検知する。また、CPU811は、2番目の発光チップ400-2の第1発光素子群603-2により形成された第1画像領域611-2の第1方向D1における位置を検知する。各第1画像領域611の検知位置は、例えば、当該画像領域の幾何学的な重心点の位置であってよい。CPU811は、第1方向D1における第1画像領域611-1の検知位置と第1画像領域611-2の検知位置との間の間隔LMESを測定する。ここで、1番目の発光チップ400-1の右端と当該発光チップの第1発光素子群603-1の代表位置(例えば、第1方向D1における中央)との間の第1距離L1は、設計によって決まる既知の値である。同様に、2番目の発光チップ400-2の左端と当該発光チップの第1発光素子群603-2の代表位置との間の第2距離L2もまた、設計によって決まる既知の値である。これら値は、例えば、予め格納部810に格納される。CPU811は、校正用チャート610の読取画像において測定した間隔LMES、並びに第1距離L1及び第2距離L2に基づいて、1番目の発光チップ400-1と2番目の発光チップ400-2との間の重複範囲にある発光素子602の個数Kを判定する。例えば、CPU811は、1番目の発光チップ400-1と2番目の発光チップ400-2との間の重複範囲の長さLOVを、次の式(1)に従って算出することができる:
LOV=(L1+L2)-LMES (1)
式(1)は、重複範囲の長さLOVが第1距離L1と第2距離L2との和から検知位置の間の間隔LMESを減算した差に等しいことを意味する。次いで、CPU811は、各発光チップ400の発光素子602のうち重複範囲にある発光素子602の個数Kを、次の式(2)に従って算出することができる:
K=round(LOV/P) (2)
ここで、Pは、第1方向D1における発光素子602の配置のピッチを表す。また、round()は、引数を四捨五入して整数値を返す関数である。図7を用いて説明した階段状の発光素子配列が採用される場合には、ピッチPはシフト量d3に等しくてよい。即ち、個数Kは、重複範囲の長さLOVをピッチPで除算することにより判定される。ピッチP又はシフト量d3もまた、設計によって決まる既知の値であり、予め格納部810に格納される。第1距離L1、第2距離L2及びピッチPはいずれも、半導体プロセスによって各発光チップ400を設計/製造する際に厳密に定まることから、間隔LMESを精度良く測定できれば、個数Kを良好な精度で算出することができる。
The
LOV = ( L1 + L2 ) - LME (1)
Equation (1) means that the length L OV of the overlapping range is equal to the difference between the sum of the first distance L 1 and the second distance L 2 minus the interval L MES between the detection positions. Then, the
K = round (L OV / P) (2)
Here, P represents the pitch of the arrangement of the light-emitting
読取部100の特性(例えば、イメージセンサの構成)によっては、高濃度の画像領域を検知するよりも低濃度の画像領域を検知する方が高い読取精度を達成できることがある。その場合、図12及び図13を用いて説明した校正用チャート610の代わりに、図14に示す校正用チャート620が使用されてもよい。図14の例において、校正用チャート620は、第1方向D1に交互に繰り返される第1画像領域621-1、621-2、...及び第2画像領域622-1、622-2を有する。左からi番目の第1画像領域621-iは、i番目の発光チップ400-iの第1発光素子群が第1電流値で駆動されることにより形成される画像領域である。左からi番目の第2画像領域622-iは、i-1番目の発光チップ400-(i-1)の右側の第2発光素子群及びi番目の発光チップ400-iの左側の第2発光素子群が第2電流値で駆動されることにより形成される画像領域である。
Depending on the characteristics of the reading unit 100 (e.g., the configuration of the image sensor), it may be possible to achieve higher reading accuracy by detecting a low-density image area rather than detecting a high-density image area. In that case, instead of the
一例として、第2電流値は非ゼロであり、第1電流値はゼロであってもよい。この例において、電流値ゼロで駆動される第1発光素子群は発光しないため、第1画像領域621は空白領域となる。この場合、第2電流値で駆動される発光素子602が少ないとすれば第2画像領域622のトナー像が不明瞭となり、第2画像領域622の位置の検出の精度が低下し得る。そのため、各発光チップ400の第2発光素子群に十分な数の発光素子602を含めることが望ましい。
As an example, the second current value may be non-zero and the first current value may be zero. In this example, the first light-emitting element group driven with a current value of zero does not emit light, and the first image area 621 becomes a blank area. In this case, if there are few light-emitting
校正用チャート620が採用される場合にも、1番目及び2番目の発光チップ400の間の重複範囲にある発光素子602の個数Kは、距離L1、L2及びピッチPの既知の値、並びに測定される間隔LMESに基づき、式(1)及び(2)を通じて判定され得る。
Even when the
なお、上では画像領域の検知位置として画像領域の幾何学的な重心点の位置を検知する例を説明したが、重心点の代わりに(左右のうち一方の側の)端点の位置が検知されてもよい。また、上では各発光チップ400のシェーディング機能を用いて第1発光素子群と第2発光素子群との間で駆動電流値を相違させる例を説明したが、シェーディング機能を用いることなく、発光素子ごとに発光/非発光の状態が切替えられてもよい。但し、シェーディング機能によって回路ブロックごとに駆動電流値を制御する方が、回路規模の小型化が容易であり、製造コストの面で有利である。
In the above, an example was described in which the position of the geometric center of gravity of the image area was detected as the detection position of the image area, but the position of an end point (on one of the left and right sides) may be detected instead of the center of gravity. Also, in the above, an example was described in which the shading function of each light-emitting
CPU811は、隣り合う2つの発光チップ400の間の各境界についてこのようにして判定される個数Kの値を格納部810に格納する。その後に画像形成のためのジョブが実行される際には、上述したように、CPU811は、最新の個数Kの値を格納部810から読出す。そして、CPU811は、各境界において一方の発光チップ400の端部のK個の発光素子602が発光しないように、露光ヘッド106における発光素子602の発光を制御する。
The
なお、式(2)における四捨五入の演算は、重複範囲の調整の分解能がピッチPに制約されることを意味する。しかし、ピッチPが、例えば上述した多重露光のための階段状の発光素子配列におけるシフト量d3=約5μmに等しい場合、重複範囲の調整後に印刷画像に現れる可能性のあるスジの幅は5μmを超えない。そして、5μm未満のスジは、人間の視覚によりほとんど感知不能であることが分かっている。そのため、この場合の調整の分解能は、主観的な画質の低下を防ぐ観点において十分である。 The rounding operation in equation (2) means that the resolution of the overlap range adjustment is limited by the pitch P. However, when the pitch P is equal to the shift amount d3 = approximately 5 μm in the stepped light-emitting element array for the above-mentioned multiple exposure, for example, the width of streaks that may appear in the printed image after the overlap range adjustment does not exceed 5 μm. It is known that streaks less than 5 μm are almost imperceptible to the human eye. Therefore, the adjustment resolution in this case is sufficient from the perspective of preventing a subjective deterioration in image quality.
ここで、通常の画像形成ジョブの実行時には、デジタル領域で表現される入力画像データを露光ヘッドへ出力されるデータ信号へ変換する際に、重複範囲にあるK個の発光素子は無視される(発光しないように制御される)。これに対し、上述した校正用チャートは、重複範囲にある発光素子の個数Kを未知の変数として判定するためのものであるから、通常の画像形成ジョブと同様の画像データからデータ信号への変換には適さない。そのため、本実施形態では、特許文献2に記載されているテストチャートのように校正用チャートをデジタル領域の画像データとして与えるのではなく、各発光チップ400の発光素子群を所定の電流値で駆動することで校正用チャートの画像を形成する。それにより、発光チップ400間の実際の物理的な位置関係に即した間隔LMESの正確な測定が可能となる。
Here, when a normal image forming job is executed, when the input image data expressed in the digital domain is converted into a data signal to be output to the exposure head, the K light emitting elements in the overlapping range are ignored (controlled not to emit light). In contrast, the above-mentioned calibration chart is for determining the number K of light emitting elements in the overlapping range as an unknown variable, and is therefore not suitable for converting image data into a data signal in the same manner as a normal image forming job. Therefore, in this embodiment, instead of providing the calibration chart as image data in the digital domain like the test chart described in
<6.校正処理の流れ>
図15は、本実施形態において実行され得る校正処理の流れの一例を示すフローチャートである。図15に示した校正処理は、例えば画像形成装置1のユーザインタフェースを介してユーザにより校正の実行が指示された場合に開始される。
<6. Calibration process flow>
15 is a flowchart showing an example of the flow of a calibration process that can be executed in this embodiment. The calibration process shown in FIG. 15 is started when, for example, a user issues an instruction to execute calibration via a user interface of the image forming apparatus 1.
まず、S11で、画像コントローラ800のCPU811は、校正用チャート610の画像を画像形成部101に形成させる。具体的には、CPU811による制御の下で、各発光チップ400の発光素子602のうちの第1発光素子群603が第1電流値V1で、第2発光素子群604が第2電流値V2で駆動され、その結果、シートに校正用チャート610の画像が形成される。
First, in S11, the
次いで、S12で、CPU811は、校正用チャート610の画像の読取りの指示を待受ける。校正用チャート610の画像が形成されたシートを読取部100にセットしたユーザ又はエンジニアから読取りが指示されると、処理はS13へ進む。
Next, in S12, the
S13で、CPU811は、読取部100に校正用チャート610の画像の読取りを行わせる。具体的には、読取部100は、原稿台に置かれたシートを光学的に読み取って、校正用チャート610の読取画像を生成し、生成した読取画像をCPU811へ出力する。
In S13, the
次いで、S14で、CPU811は、校正用チャート610の読取画像において、各発光チップ400の第1発光素子群603により形成された第1画像領域611の位置を検知し、各検知位置と隣りの検知位置との間の間隔LMESを測定する。
Next, in S14, the
次いで、S15で、CPU811は、隣り合う2つの発光チップ400の各ペアについて、S14で測定した間隔LMES、並びに既知のパラメータ(例えば、距離L1,L2,...及びピッチP)に基づいて、重複範囲にある発光素子602の個数Kを判定する。
Next, in S15, the
次いで、S16で、CPU811は、隣り合う2つの発光チップ400の各ペアについてS15で判定した個数Kの値を、発光制御用の制御データとして格納部810に格納する。
Next, in S16, the
<7.まとめ>
ここまで、図1~図15を用いて、様々な実施形態について詳細に説明した。上述した実施形態によれば、固体露光方式を採用した露光ヘッドの発光チップの千鳥状配置における発光チップ間の重複範囲にある発光素子の個数Kが、校正用チャートの読取画像を用いて判定される。その校正用チャートの画像は、各発光チップの複数の発光素子のうちで既知の位置にある第1発光素子群を第1電流値で駆動し、及び第1発光素子群と異なる第2発光素子群を第1電流値と異なる第2電流値で駆動することにより形成される。したがって、発光チップの実装のズレ又は温度等の条件の影響から重複範囲が変動したとしても、変動後の重複範囲にある発光素子の個数Kを正確に判定して、印刷画像の品質が低下しないように露光ヘッドによる発光を制御することができる。
<7. Summary>
Various embodiments have been described in detail above with reference to Figs. 1 to 15. According to the above-described embodiment, the number K of light-emitting elements in the overlapping range between the light-emitting chips in the staggered arrangement of the light-emitting chips of the exposure head employing the solid-state exposure method is determined using the read image of the calibration chart. The image of the calibration chart is formed by driving a first light-emitting element group at a known position among the multiple light-emitting elements of each light-emitting chip with a first current value, and driving a second light-emitting element group different from the first light-emitting element group with a second current value different from the first current value. Therefore, even if the overlapping range fluctuates due to the influence of the mounting misalignment of the light-emitting chips or conditions such as temperature, the number K of light-emitting elements in the overlapping range after the fluctuation can be accurately determined, and the light emission by the exposure head can be controlled so that the quality of the printed image does not deteriorate.
また、上述した実施形態では、校正用チャートの読取画像における第1発光チップの第1発光素子群に対応する画像領域の検知位置と第2発光チップの第1発光素子群に対応する画像領域の検知位置との間の間隔に基づいて、個数Kが判定される。この場合、読取画像において測定を要するのは、ストライプ状のパターンにおいて反復する画像領域の間の間隔だけである。そのため、発光チップ間の各境界について、上述した個数Kを少ない演算量で迅速に判定することができる。とりわけ、上述した実施形態では、第1発光素子群は、各発光チップの非境界部分に位置する。この場合、隣り合う2つの発光チップの第1発光素子群に対応する画像領域の間には1つの境界しか存在しないことから、各境界について上述した個数Kを判定するための演算をより単純化することができる。 In the above-described embodiment, the number K is determined based on the distance between the detection position of the image area corresponding to the first light-emitting element group of the first light-emitting chip and the detection position of the image area corresponding to the first light-emitting element group of the second light-emitting chip in the read image of the calibration chart. In this case, what needs to be measured in the read image is only the distance between the image areas repeated in the stripe pattern. Therefore, the above-mentioned number K can be determined quickly with a small amount of calculation for each boundary between the light-emitting chips. In particular, in the above-described embodiment, the first light-emitting element group is located in the non-boundary portion of each light-emitting chip. In this case, since there is only one boundary between the image areas corresponding to the first light-emitting element groups of two adjacent light-emitting chips, the calculation for determining the above-mentioned number K for each boundary can be further simplified.
上記実施形態においては、説明のために具体的な数値を用いたが、これら具体的な数値は例示であり、本発明は実施形態に用いられた具体的な数値に限定されない。具体的には、1つのプリント基板に設けられる発光チップの数は20個に限定されず、1つ以上の任意の数とすることができる。また、各発光チップ400の発光素子配列のサイズは、4×748に限定されず、他の任意のサイズであってよい。また、発光素子の周方向のピッチ及び軸方向のピッチは、約21.16μm及び約5μmに限定されず、他の任意の値であってよい。
In the above embodiment, specific numerical values are used for the purpose of explanation, but these specific numerical values are merely examples, and the present invention is not limited to the specific numerical values used in the embodiment. Specifically, the number of light-emitting chips provided on one printed circuit board is not limited to 20, and can be any number greater than or equal to 1. Furthermore, the size of the light-emitting element array of each light-emitting
<8.その他の実施形態>
上記実施形態は、1つ以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出して実行する処理の形式でも実現可能である。また、1つ以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
8. Other embodiments
The above-described embodiment can also be realized in the form of a process in which a program for implementing one or more functions is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. Also, the embodiment can be realized by a circuit (e.g., ASIC) for implementing one or more functions.
上記実施形態は、少なくとも以下の画像形成装置を含む。
(項目1)
シートに画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部による画像の形成を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成部は、
回転する感光体と、
前記感光体の回転軸と平行な第1方向に沿って千鳥状に配置される複数の発光チップを有する露光ヘッドであって、前記複数の発光チップの各々が少なくとも前記第1方向に平行に配置される複数の発光素子を含む、前記露光ヘッドと、
を含み、
前記複数の発光チップのうちの前記第1方向に隣り合う第1発光チップ及び第2発光チップは、前記第1発光チップの第1端に位置するK個(Kは非負の整数)の発光素子及び前記第2発光チップの第2端に位置するK個の発光素子が前記第1方向において重複するように配置され、
前記制御部は、
校正用チャートの画像を前記画像形成部に形成させ、
形成された当該画像を光学的に読取ることで取得される前記校正用チャートの読取画像を用いて、前記重複する発光素子の個数Kを判定し、
前記第1発光チップ及び前記第2発光チップのうちの一方の判定した前記個数Kの発光素子が発光しないように、前記露光ヘッドによる発光を制御し、
前記校正用チャートの前記画像は、前記複数の発光チップの各々の前記複数の発光素子のうちで前記第1方向において既知の位置にある第1発光素子群を第1電流値で駆動し、及び、前記第1発光素子群と異なる第2発光素子群を第1電流値と異なる第2電流値で駆動することにより形成される、
画像形成装置。
(項目2)
前記制御部は、前記校正用チャートの前記読取画像における、前記第1発光チップの前記第1発光素子群により形成された画像領域の検知位置と、前記第2発光チップの前記第1発光素子群により形成された画像領域の検知位置との間の間隔に基づいて、前記重複する発光素子の前記個数Kを判定する、項目1に記載の画像形成装置。
(項目3)
前記第1発光素子群の前記既知の位置は、前記第1方向において各発光チップの非境界部分にある、項目2に記載の画像形成装置。
(項目4)
前記制御部は、前記第1発光チップの前記第1端と前記第1発光チップの前記第1発光素子群の代表位置との間の第1距離、前記第2発光チップの前記第2端と前記第2発光チップの前記第1発光素子群の代表位置との間の第2距離、及び前記校正用チャートの前記読取画像における前記検知位置の間の前記間隔に基づいて、前記重複する発光素子の前記個数Kを判定する、項目3に記載の画像形成装置。
(項目5)
前記個数Kは、前記第1距離と前記第2距離との和から前記検知位置の間の前記間隔を減算した差を前記複数の発光素子の所定のピッチで除算することにより判定される、項目4に記載の画像形成装置。
(項目6)
前記複数の発光チップの各々は、前記第1方向と直交する第2方向に並ぶM列(Mは1以上の整数)の発光素子を含み、
前記第2方向に隣り合うどの2つの発光素子も、前記第1方向に所定のシフト量だけ互いにシフトされ、
前記所定のピッチは、前記所定のシフト量に等しい、
項目5に記載の画像形成装置。
(項目7)
前記校正用チャートの前記読取画像における、各発光チップの前記第1発光素子群により形成された前記画像領域の前記検知位置は、当該画像領域の幾何学的な重心点に対応する、項目2~6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(項目8)
前記第1電流値及び前記第2電流値のうちの一方は、ゼロである、項目1~7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(項目9)
各発光チップにおいて、前記第1発光素子群及び前記第2発光素子群は、互いに異なる回路ブロックに属し、
各発光チップは、回路ブロックごとに発光素子の駆動電流を制御できるように構成される、
項目1~8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(項目10)
前記複数の発光素子の各々は、有機EL(Electro Luminescence)素子である、項目1~9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(項目11)
前記画像形成装置は、
前記画像形成部により形成された前記校正用チャートの前記画像を光学的に読取って、前記校正用チャートの前記読取画像を生成する読取部、
をさらに備える、項目1~10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The above embodiment includes at least the following image forming apparatus.
(Item 1)
an image forming unit that forms an image on a sheet;
A control unit that controls the formation of an image by the image forming unit;
Equipped with
The image forming unit includes:
A rotating photoconductor;
an exposure head having a plurality of light-emitting chips arranged in a staggered pattern along a first direction parallel to a rotation axis of the photosensitive member, the exposure head including a plurality of light-emitting chips each including a plurality of light-emitting elements arranged at least parallel to the first direction;
Including,
A first light emitting chip and a second light emitting chip adjacent to each other in the first direction among the plurality of light emitting chips are arranged such that K light emitting elements (K is a non-negative integer) located at a first end of the first light emitting chip and K light emitting elements located at a second end of the second light emitting chip overlap each other in the first direction,
The control unit is
forming an image of a calibration chart on the image forming unit;
determining the number K of the overlapping light-emitting elements using a read image of the calibration chart obtained by optically reading the formed image;
controlling light emission by the exposure head so that the determined number K of light emitting elements of one of the first light emitting chips and the second light emitting chips does not emit light;
the image of the calibration chart is formed by driving a first group of light-emitting elements at a known position in the first direction among the plurality of light-emitting elements of each of the plurality of light-emitting chips with a first current value, and driving a second group of light-emitting elements different from the first group of light-emitting elements with a second current value different from the first current value;
Image forming device.
(Item 2)
The control unit determines the number K of overlapping light-emitting elements based on the distance between the detection position of an image area formed by the first group of light-emitting elements of the first light-emitting chip and the detection position of an image area formed by the first group of light-emitting elements of the second light-emitting chip in the read image of the calibration chart.
(Item 3)
3. The image forming apparatus of
(Item 4)
The image forming apparatus described in item 3, wherein the control unit determines the number K of overlapping light-emitting elements based on a first distance between the first end of the first light-emitting chip and a representative position of the first light-emitting element group of the first light-emitting chip, a second distance between the second end of the second light-emitting chip and a representative position of the first light-emitting element group of the second light-emitting chip, and the interval between the detection positions in the read image of the calibration chart.
(Item 5)
5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the number K is determined by dividing the difference obtained by subtracting the interval between the detection positions from the sum of the first distance and the second distance by a predetermined pitch of the plurality of light-emitting elements.
(Item 6)
Each of the plurality of light emitting chips includes M rows (M is an integer equal to or greater than 1) of light emitting elements arranged in a second direction perpendicular to the first direction,
Any two light emitting elements adjacent to each other in the second direction are shifted from each other by a predetermined shift amount in the first direction;
The predetermined pitch is equal to the predetermined shift amount.
Item 6. The image forming apparatus according to item 5.
(Item 7)
An image forming device described in any one of
(Item 8)
8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein one of the first current value and the second current value is zero.
(Item 9)
In each light emitting chip, the first light emitting element group and the second light emitting element group belong to different circuit blocks;
Each light emitting chip is configured to be able to control the drive current of the light emitting element for each circuit block.
9. The image forming apparatus according to any one of items 1 to 8.
(Item 10)
10. The image forming apparatus according to any one of items 1 to 9, wherein each of the plurality of light-emitting elements is an organic EL (Electro Luminescence) element.
(Item 11)
The image forming apparatus includes:
a reading unit that optically reads the image of the calibration chart formed by the image forming unit and generates the read image of the calibration chart;
11. The image forming apparatus according to any one of items 1 to 10, further comprising:
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are appended to disclose the scope of the invention.
1:画像形成装置、101(101-a~101-d):画像形成部、102:感光体、106:露光ヘッド、201:発光素子群、202:プリント基板、203:ロッドレンズアレイ、204:ハウジング、400(400-1~400-20):発光チップ、602:発光素子、603(603-1,603-2,...):第1発光素子群、604(604-1,604-2,...):第2発光素子群、610:校正用チャート、611(611-1,611-2,...):第1画像領域、612(612-1,612-2,...):第2画像領域、620:校正用チャート、621(621-1,621-2,...):第1画像領域、622(622-1,622-2,...):第2画像領域、800:画像コントローラ(制御部)、D1:第1方向、D2:第2方向、L1:第1距離、L2:第2距離、LMES:間隔、LOV:重複範囲の長さ 1: image forming apparatus, 101 (101-a to 101-d): image forming section, 102: photoconductor, 106: exposure head, 201: light emitting element group, 202: printed circuit board, 203: rod lens array, 204: housing, 400 (400-1 to 400-20): light emitting chip, 602: light emitting element, 603 (603-1, 603-2, ...): first light emitting element group, 604 (604-1, 604-2, ...): Second light-emitting element group, 610: calibration chart, 611 (611-1, 611-2, ...): first image area, 612 (612-1, 612-2, ...): second image area, 620: calibration chart, 621 (621-1, 621-2, ...): first image area, 622 (622-1, 622-2, ...): second image area, 800: image controller (control unit), D1: first direction, D2: second direction, L 1 : first distance, L 2 : second distance, L MES : interval, L OV : length of overlapping range
Claims (11)
前記画像形成部による画像の形成を制御する制御部と、
を備え、
前記画像形成部は、
回転する感光体と、
前記感光体の回転軸と平行な第1方向に沿って千鳥状に配置される複数の発光チップを有する露光ヘッドであって、前記複数の発光チップの各々が少なくとも前記第1方向に平行に配置される複数の発光素子を含む、前記露光ヘッドと、
を含み、
前記複数の発光チップのうちの前記第1方向に隣り合う第1発光チップ及び第2発光チップは、前記第1発光チップの第1端に位置するK個(Kは非負の整数)の発光素子及び前記第2発光チップの第2端に位置するK個の発光素子が前記第1方向において重複するように配置され、
前記制御部は、
校正用チャートの画像を前記画像形成部に形成させ、
形成された当該画像を光学的に読取ることで取得される前記校正用チャートの読取画像を用いて、前記重複する発光素子の個数Kを判定し、
前記第1発光チップ及び前記第2発光チップのうちの一方の判定した前記個数Kの発光素子が発光しないように、前記露光ヘッドによる発光を制御し、
前記校正用チャートの前記画像は、前記複数の発光チップの各々の前記複数の発光素子のうちで前記第1方向において既知の位置にある第1発光素子群を第1電流値で駆動し、及び、前記第1発光素子群と異なる第2発光素子群を第1電流値と異なる第2電流値で駆動することにより形成される、
画像形成装置。 an image forming unit that forms an image on a sheet;
A control unit that controls the formation of an image by the image forming unit;
Equipped with
The image forming unit includes:
A rotating photoconductor;
an exposure head having a plurality of light-emitting chips arranged in a staggered pattern along a first direction parallel to a rotation axis of the photosensitive member, the exposure head including a plurality of light-emitting chips each including a plurality of light-emitting elements arranged at least parallel to the first direction;
Including,
A first light emitting chip and a second light emitting chip adjacent to each other in the first direction among the plurality of light emitting chips are arranged such that K light emitting elements (K is a non-negative integer) located at a first end of the first light emitting chip and K light emitting elements located at a second end of the second light emitting chip overlap each other in the first direction,
The control unit is
forming an image of a calibration chart on the image forming unit;
determining the number K of the overlapping light-emitting elements using a read image of the calibration chart obtained by optically reading the formed image;
controlling light emission by the exposure head so that the determined number K of light emitting elements of one of the first light emitting chips and the second light emitting chips does not emit light;
the image of the calibration chart is formed by driving a first group of light-emitting elements at a known position in the first direction among the plurality of light-emitting elements of each of the plurality of light-emitting chips with a first current value, and driving a second group of light-emitting elements different from the first group of light-emitting elements with a second current value different from the first current value;
Image forming device.
前記第2方向に隣り合うどの2つの発光素子も、前記第1方向に所定のシフト量だけ互いにシフトされ、
前記所定のピッチは、前記所定のシフト量に等しい、
請求項5に記載の画像形成装置。 Each of the plurality of light emitting chips includes M rows (M is an integer equal to or greater than 1) of light emitting elements arranged in a second direction perpendicular to the first direction,
Any two light emitting elements adjacent to each other in the second direction are shifted from each other in the first direction by a predetermined shift amount,
The predetermined pitch is equal to the predetermined shift amount.
The image forming apparatus according to claim 5 .
各発光チップは、回路ブロックごとに発光素子の駆動電流を制御できるように構成される、
請求項1に記載の画像形成装置。 In each light emitting chip, the first light emitting element group and the second light emitting element group belong to different circuit blocks;
Each light emitting chip is configured to be able to control the drive current of the light emitting element for each circuit block.
The image forming apparatus according to claim 1 .
前記画像形成部により形成された前記校正用チャートの前記画像を光学的に読取って、前記校正用チャートの前記読取画像を生成する読取部、
をさらに備える、請求項1~10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus includes:
a reading unit that optically reads the image of the calibration chart formed by the image forming unit and generates the read image of the calibration chart;
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022162665A JP2024055601A (en) | 2022-10-07 | 2022-10-07 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024055601A true JP2024055601A (en) | 2024-04-18 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024055601A (en) |
-
2022
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