JP4532091B2 - 画像記録装置およびその光量補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子アレイを用いて感光材料を露光する画像記録装置に関するものである。

また本発明は、上述のような画像記録装置において、発光素子アレイを構成する複数の発光素子相互間の露光量バラツキを補正する方法に関するものである。

従来、複数の発光素子が主走査方向に配列されてなる発光素子アレイと、この発光素子アレイと感光材料とを、前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対移動させる副走査手段と、階調画像を担持する画像データに基づいて前記複数の発光素子の各々の発光時間（発光パルス幅）を制御する駆動回路とを備えて、前記画像データが示す階調画像を前記感光材料に露光する画像記録装置が公知となっている。特許文献１には、その種の画像記録装置の一例が記載されている。

ところで上記発光素子としては、半導体レーザ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子等が多く用いられているが、そのような発光素子の相互間で発光特性に差が有ると、それらの発光素子が同一の画像データに基づいて駆動されたとき、感光材料が受ける露光量に差が生じることになる。したがって、そのような発光特性の差が、隣接する発光素子間に存在した場合は、記録画像において主走査方向に濃度段差が生じるので、副走査方向に延びる筋状の濃度ムラ（いわゆる筋ムラ）が発生してしまう。

そこで、従来、発光素子アレイを構成する各発光素子を定常状態になるまで連続的に点灯させ、そのときの該発光素子の相互間における発光量偏差を求め、画像記録時にその偏差に基づいて各発光素子の駆動電流を調整する等により、該発光量偏差を補正する方法が提案されている。

また例えば特許文献２には、上述のような補正方法では、複数の発光素子間の応答性（立上り時の過渡特性）の偏差は補正不可能であることを考慮して、この応答性偏差を補正する光量補正方法が提案されている。この特許文献２に示された光量補正方法は、発光素子アレイを構成する各発光素子の発光強度を画像データに基づいて変調して階調画像を記録する画像記録装置において、複数の発光素子を定常状態で点灯させ、そのときの該発光素子の相互間における発光量偏差を求め、この発光量偏差を補正した状態で前記発光素子の各々を実際の印字条件の下に点灯させて、そのときの該発光素子の相互間における応答性偏差を求め、画像記録時に上記発光量偏差および応答性偏差を補正するようにしたものである。

さらに例えば特許文献３には、同じく複数の発光素子からなる発光素子アレイを用いる画像記録装置において、複数の発光素子の各々を複数の階調データに基づいて点灯させて、その各階調毎に発光素子の相互間における露光量偏差を求め、画像記録時に上記露光量偏差を補正するようにした光量補正方法が開示されている。
特開２００１−３５６４２２号公報 特開平６−２３４２３９号公報 特開２００２−７２３６４号公報

上述したように発光素子アレイを構成する各発光素子を定常状態になるまで連続的に点灯させて、そのときの該発光素子の相互間における発光量偏差を求め、画像記録時にその発光量偏差を補正する方法では、特許文献２で指摘されている通り、複数の発光素子間の応答性偏差を補正することはできない。

また特許文献２に示された光量補正方法は、記録光を強度変調することを前提として、複数の発光素子の相互間における応答性偏差を求める際に、該発光素子を実際の印字条件の下に点灯させているものであるが、このような光量補正方法を、発光素子の各々の発光時間（発光パルス幅）を制御する画像記録装置に適用する場合は、上記実際の印字条件の設定次第で、応答性偏差の補正が良好になされないことも起こり得る。この応答性偏差の補正を良好に行うためには、基本的に、設定され得る全パルス幅の各々毎に偏差測定および補正を行えばよいが、そのような作業は極めて煩雑であるので、光量補正に多大な時間とコストが必要となってしまう。

他方、特許文献３に示された光量補正方法は、複数の階調毎に発光素子相互間における露光量偏差を求めるようにしており、上記階調数としては実用上、該特許文献３も実施形態で挙げている４階調程度が最低必要である。したがってこの方法を実施する場合も、偏差測定および補正に多大な時間とコストが必要となってしまう。

本発明は上記の問題に鑑みて、発光素子アレイを構成する発光素子の発光時間を制御して階調画像を記録する画像記録装置において、多大な時間とコストを必要とせずに、前述した筋ムラの発生を防止できる光量補正方法を提供することを目的とする。

また本発明は、そのような光量補正方法を実施することができる画像記録装置を提供することを目的とする。

本発明による画像記録装置の光量補正方法は、
前述したように複数の発光素子が主走査方向に配列されてなる発光素子アレイと、
この発光素子アレイと感光材料とを、前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対移動させる副走査手段と、
階調画像を担持する画像データに基づいて前記複数の発光素子の各々の発光時間を制御する駆動回路とを備えて、
前記画像データが示す階調画像を前記感光材料に露光、記録する画像記録装置において、
前記複数の発光素子を定常状態で点灯させて、そのときの該発光素子の相互間における発光量偏差を求め、
この発光量偏差を補正した状態で前記発光素子の各々を、ほぼ定常状態に入る前の期間パルス状に点灯させて、そのときの該発光素子の相互間における応答性偏差を求め、
前記階調画像を記録する際に、前記発光量偏差および応答性偏差を補正することを特徴とするものである。

一方、本発明による画素記録装置は、
複数の発光素子が主走査方向に配列されてなる発光素子アレイと、
この発光素子アレイと感光材料とを、前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対移動させる副走査手段と、
階調画像を担持する画像データに基づいて前記複数の発光素子の各々の発光時間を制御する駆動回路とを備えて、
前記画像データが示す階調画像を前記感光材料に露光、記録する画像記録装置において、
前記複数の発光素子が定常状態で点灯されたとき、該発光素子の相互間における発光量偏差を求める手段と、
この発光量偏差を補正した状態で前記発光素子の各々が、ほぼ定常状態に入る前の期間パルス状に点灯されたとき、該発光素子の相互間における応答性偏差を求める手段と、
前記階調画像を記録する際に、前記発光量偏差および応答性偏差を補正する手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、上記構成を有する本発明の画像記録装置の光量補正方法においては、複数の発光素子を、応答速度が最低の発光素子の応答時間と近い所定時間だけパルス状に点灯させ、そのときの各発光素子による露光量に基づいて前記応答性偏差を求めることが望ましい。またそのようにする場合、上記露光量は、各発光素子の発光強度の発光時間積分値として求めることが好ましい。

他方、上述の発光量偏差は、複数の発光素子の発光強度に基づいて求めることが望ましい。

また前記発光量偏差の補正は、各発光素子の駆動電圧、駆動電流および発光時間のうちの少なくとも１つに補正係数を乗算することによって行うことが望ましい。そしてそのようにする場合は、発光素子と上記補正係数とを対応付けてルックアップテーブルに記憶させておき、上記乗算を、各発光素子毎にルックアップテーブルから読み出した補正係数を用いて行うことが望ましい。

一方、前記応答性偏差の補正は、各発光素子の駆動電圧、駆動電流および発光時間のうちの少なくとも１つに補正値を加算することによって行うことが望ましい。そしてそのようにする場合は、発光素子と上記補正値とを対応付けてルックアップテーブルに記憶させておき、上記加算を、各発光素子毎にルックアップテーブルから読み出した補正値を用いて行うことが望ましい。

本発明による画像記録装置の光量補正方法によれば、発光素子アレイを構成する複数の発光素子を定常状態で点灯させて、そのときの該発光素子の相互間における発光量偏差を求め、この発光量偏差を補正した状態で発光素子の各々を、定常状態に入る前の期間パルス状に点灯させて、そのときの該発光素子の相互間における応答性偏差を求め、階調画像を記録する際に上記発光量偏差および応答性偏差を補正するようにしたので、発光素子の相互間における発光量偏差および応答性偏差の双方を補正して、前述した筋ムラの発生を防止することができる。

そして本方法において偏差の測定は、複数の発光素子を定常状態で点灯させて行う発光量偏差の測定および、それらの発光素子を定常状態に入る前の期間パルス状に点灯させて行う応答性偏差の測定の計２回だけで済むので、本方法によれば、光量補正に要する時間とコストを少なく抑えることが可能となる。

なお上記発光量偏差および応答性偏差の測定並びに補正は、画像記録装置の使用形態等に応じて適宜実施すればよいものであり、例えば画像記録装置を工場から出荷する際に行ってもよいし、あるいは画像記録装置がユーザーにおいて実使用されている際に例えば１日、１週または１月に１回等のサイクルで定期的に行ってもよいし、さらには画像記録装置の電源を入れて立ち上げる際に毎回行ってもよい。特に、画像記録装置が実使用されている際にも上記発光量偏差および応答性偏差の測定並びに補正操作を行えば、各発光素子の発光特性の経時変化にも対応できることになる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態による光量補正方法を実施する画像記録装置５の側面形状を示すものである。図示の通りこの画像記録装置５は露光ヘッド１を備え、該露光ヘッド１は、透明基板10と、この透明基板10の上に蒸着により形成された多数の有機ＥＬ素子20と、該有機ＥＬ素子20の発光光による像をカラー感光材料40上に結像させる等倍結像光学系としての屈折率分布型レンズアレイ30（30Ｒ，30Ｇ，30Ｂ）と、上記透明基板10や屈折率分布型レンズアレイ30を支持する支持体50とを備えている。

そして画像記録装置５は、上記露光ヘッド１に加えて、カラー感光材料40を矢印Ｙで示す副走査方向に定速搬送する、例えばニップローラ等からなる副走査手段51を備えて構成されている。

上記有機ＥＬ素子20は、ガラス等からなる透明基板10上に、透明陽極21、発光層を含んで１画素単位にパターニングされた有機化合物層22、および金属陰極23が順次蒸着により積層されてなるものである。この有機ＥＬ素子20を構成する要素は、例えばステンレス製の缶等からなる封止部材25内に配置されている。つまり、この封止部材25の縁部と透明基板10とが接着され、乾燥窒素ガスが充填された封止部材25内に有機ＥＬ素子20が封止されている。

上記構成の有機ＥＬ素子20において、透明陽極21と金属陰極23との間に所定電圧が印加されると、有機化合物層22に含まれる発光層が発光し、発光光が透明陽極21および透明基板10を介して取り出される。このような有機ＥＬ素子20は、波長安定性に優れる特性がある。なお、有機ＥＬ素子20の配列状態については、後に詳しく説明する。

ここで透明陽極21は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５０パーセント以上、好ましくは７０パーセント以上の光透過率を有するものが好ましい。透明陽極21の材料としては、酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等、透明電極材料として従来公知の化合物を適宜用いることができるが、その他、金や白金など仕事関数が大きい金属からなる薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体などの有機化合物を用いることもできる。なお、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー社刊（１９９９年）には、透明導電膜について詳細な記載があり、そこに示されているものを本発明に適用することも可能である。また透明陽極21は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などによって透明基板10上に形成することができる。

一方、有機化合物層22は、発光層のみからなる単層構造であってもよいし、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層等のその他の層を適宜有する積層構造であってもよい。有機化合物層22および電極の具体的な層構成としては、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極とする構成や、陽極／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極とする構成等が挙げられる。また、発光層、ホール輸送層、ホール注入層、電子注入層は、それぞれ複数設けられてもよい。

金属陰極23は、仕事関数の低いＬｉ、Ｋなどのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ土類金属、およびこれらの金属とＡｇやＡｌなどとの合金や混合物等の金属材料から形成されるのが好ましい。陰極における保存安定性と電子注入性とを両立させるために、上記材料で形成した電極を、仕事関数が大きく導電性の高いＡｇ、Ａｌ、Ａｕなどで更に被覆してもよい。なお、金属陰極23も透明陽極21と同様に、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成することができる。

次に、有機ＥＬ素子20の配列状態について詳しく説明する。図２は、露光ヘッド１における透明陽極21および金属陰極23の配置状態を示すものである。図示のように透明陽極21は、ほぼ副走査方向に長く延びる所定形状にパターニングされて、この方向に配列される有機ＥＬ素子20についての共通電極とされている。本例ではこれらの透明陽極21が、主走査方向に４８０×８＝３８４０本並べて配設されている。他方、金属陰極23は、主走査方向に直線状に延びる形状を有するもので、この方向に配列される有機ＥＬ素子20についての共通電極とされている。本例ではこれらの金属陰極23が、副走査方向に６４本並べて配設されている。

上記透明陽極21および金属陰極23はそれぞれ、いわゆるコラム(列)電極、ロウ(行)電極とされており、図１に示す駆動回路80により、画像データに応じて選択された透明陽極21と金属陰極23との間に所定の電圧が印加される。すると、電圧印加している透明陽極21と金属陰極23との交差部分に積層されている有機化合物層22に含まれる発光層が発光し、この発光光が透明基板10側から取り出される。つまり本実施形態では、透明陽極21と金属陰極23との交差部分単位で１つの有機ＥＬ素子20が構成されており、該有機ＥＬ素子20が複数主走査方向に所定ピッチで配設されてライン状発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状発光素子アレイが副走査方向に複数配設されて面状発光素子アレイが構成されている。

なお本実施形態では、上述の通り、いわゆるパッシブマトリクス(passive matrix)駆動方式を採用しており、その駆動については後に詳しく説明する。駆動回路80の前段に設けられている制御部60および偏差補正演算部70についても、後に詳述する。また、このようなパッシブマトリクス駆動方式に限らず、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス(active matrix)」駆動方式を採用することも可能である。

ここで本実施形態の露光ヘッド１は、例えばハロゲン化銀カラーペーパー等のカラー感光材料40に、フルカラー画像を露光可能に形成されている。以下、そのための構成を詳しく説明する。

有機ＥＬ素子20はより詳しくは、有機化合物層22に含まれる発光層の組成に応じて赤色光を発するもの、緑色光を発するもの、および青色光を発するものからなり、以下、それらを区別して説明する場合は各々、有機ＥＬ素子20Ｒ、有機ＥＬ素子20Ｇ、および有機ＥＬ素子20Ｂと称することとする。

有機ＥＬ素子20Ｒは、図２に示すＲ領域に配置されており、主走査方向に並ぶ３８４０個で１つのライン状赤色発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状赤色発光素子アレイが副走査方向に３２個並設されて面状赤色発光素子アレイ６Ｒが構成されている。

有機ＥＬ素子20Ｇは、図２に示すＧ領域に配置されており、主走査方向に並ぶ３８４０個で１つのライン状緑色発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状緑色発光素子アレイが副走査方向に１６個並設されて面状緑色発光素子アレイ６Ｇが構成されている。

有機ＥＬ素子20Ｂは、図２に示すＢ領域に配置されており、主走査方向に並ぶ３８４０個で１つのライン状青色発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状青色発光素子アレイが副走査方向に１６個並設されて面状青色発光素子アレイ６Ｂが構成されている。

なお図１では、面状赤色発光素子アレイ６Ｒ、面状緑色発光素子アレイ６Ｇおよび面状青色発光素子アレイ６Ｂを構成する各ライン状発光素子アレイの個数は便宜的にそれぞれ６個として示してある。

図１に示す画像記録装置５において、カラー感光材料40に画像露光する際には、露光ヘッド１の面状赤色発光素子アレイ６Ｒ、面状緑色発光素子アレイ６Ｇおよび面状青色発光素子アレイ６Ｂが、それぞれ前記駆動回路80により赤色画像データ、緑色画像データおよび青色画像データに基づいて駆動され、それとともに副走査手段51によってカラー感光材料40が矢印Ｙで示す副走査方向に定速搬送される。

このとき、面状赤色発光素子アレイ６Ｒの３２個のライン状赤色発光素子アレイからの赤色光による像、面状緑色発光素子アレイ６Ｇの１６個のライン状緑色発光素子からの緑色光による像、および面状青色発光素子アレイ６Ｂの１６個のライン状青色発光素子アレイからの青色光による像が、それぞれ屈折率分布型レンズアレイ30Ｒ，30Ｇ，30Ｂによってカラー感光材料40上に等倍で結像される。それにより、３２個のライン状赤色発光素子アレイからの赤色光で露光された部分が、次いで１６個のライン状緑色発光素子アレイからの緑色光で露光され、さらに１６個のライン状青色発光素子アレイからの青色光で露光される。そして、このようにして形成されるフルカラーの主走査ラインが、カラー感光材料40の搬送に伴って副走査方向に順次並んで形成され、カラー感光材料40に２次元のフルカラー画像が露光される。

なお、上記屈折率分布型レンズアレイ30Ｒとしては、例えばセルフォックレンズ（登録商標）からなる屈折率分布型レンズを、１つの有機ＥＬ素子20Ｒに対して１個ずつ配してなるもの等を用いることができる。他の屈折率分布型レンズアレイ30Ｇ，30Ｂも同様である。

次に、面状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂについてさらに詳しく説明する。まず、図３に示す面状赤色発光素子アレイ６Ｒについて説明する。ここでは、該面状赤色発光素子アレイ６Ｒを構成する３２個のライン状赤色発光素子アレイを副走査方向に順次Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・Ｒ32と称し、それらの配置状態を示してある。図示の通り各ライン状赤色発光素子アレイＲ１〜Ｒ32を構成する有機ＥＬ素子20Ｒの主、副走査方向サイズはそれぞれすべて共通のａ、ｂであり、また主、副走査方向の配設ピッチもそれぞれすべて共通のＰ１、Ｐ２である。

またライン状赤色発光素子アレイＲ１に対して、ライン状赤色発光素子アレイＲ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ主走査方向に所定距離ｄ、２ｄ、３ｄずつずらして配置されている。そして次のライン状赤色発光素子アレイＲ５は、ライン状赤色発光素子アレイＲ１と主走査方向位置を揃えて配置され、以下、上述のように互いに主走査方向にずれた配置状態が４個のライン状赤色発光素子アレイ毎に繰り返すようになっている。そこで、カラー感光材料40において赤色光により露光される主走査ラインは、図中にＬＲで示すように、有機ＥＬ素子20Ｒの主走査方向配設ピッチＰ１の１／４のピッチで並ぶ複数画素からなるものとなる。

以上から明らかな通り、主走査ラインＬＲの１番目の画素はライン状赤色発光素子アレイＲ１、Ｒ５、Ｒ９、Ｒ13、Ｒ17、Ｒ21、Ｒ25、Ｒ29の１番目の有機ＥＬ素子20Ｒによって露光され、２番目の画素はライン状赤色発光素子アレイＲ２、Ｒ６、Ｒ10、Ｒ14、Ｒ18、Ｒ22、Ｒ26、Ｒ30の１番目の有機ＥＬ素子20Ｒによって露光され、３番目の画素はライン状赤色発光素子アレイＲ３、Ｒ７、Ｒ11、Ｒ15、Ｒ19、Ｒ23、Ｒ27、Ｒ31の１番目の有機ＥＬ素子20Ｒによって露光され、４番目の画素はライン状赤色発光素子アレイＲ４、Ｒ８、Ｒ12、Ｒ16、Ｒ20、Ｒ24、Ｒ28、Ｒ32の１番目の有機ＥＬ素子20Ｒによって露光され、５番目の画素はライン状赤色発光素子アレイＲ１、Ｒ５、Ｒ９、Ｒ13、Ｒ17、Ｒ21、Ｒ25、Ｒ29の２番目の有機ＥＬ素子20Ｒによって露光され、以下同様にして、該主走査ラインＬＲの１つの画素が各々８個の有機ＥＬ素子20Ｒによって露光される。そして、それら各８個の有機ＥＬ素子20Ｒをパルス状に発光させ、そのパルス幅を制御することにより、各画素毎に階調を出して、カラー感光材料40に連続調画像を露光可能となる。

なお、カラー感光材料40が有機ＥＬ素子20Ｒから受ける露光量は、該素子20Ｒの中心に対向する部分で最大となり、該素子20Ｒの端部に対向する部分ではそれより少ないものとなる。したがって、仮に１つのライン状赤色発光素子アレイによって１本の主走査ラインを露光するようにした場合は、主走査方向に沿った露光量が、有機ＥＬ素子20Ｒの配設ピッチに対応して周期的に大きく変動することになる。このような露光量の周期的変動（リップル）が顕著な場合は、主走査方向に露光ムラが発生するおそれがある。

この問題に対処するために本実施形態においては、前述した通りライン状赤色発光素子アレイが、互いの有機ＥＬ素子20Ｒが主走査方向に少なくとも一部が重なってずれた状態に配設されている。つまりこの構成においては、複数のライン状赤色発光素子アレイにより多重露光される１本の主走査ラインにおいて、あるライン状赤色発光素子アレイによる露光量の周期的変動特性と、それに隣接するライン状赤色発光素子アレイによる露光量の周期的変動特性とが互いに主走査方向にずれて重なる状態になる。そこで、あるライン状赤色発光素子アレイによる露光量が少な目になる部分が、それに隣接するライン状赤色発光素子アレイによって多めの露光量を受けるようになるので、全体で露光量の変動が相殺されて、主走査方向に露光ムラが発生することを防止できる。なお、このようにして露光量の周期的変動を抑制する技術については、前述の特許文献１に詳しい記述がなされている。

次に、面状緑色発光素子アレイ６Ｇについて、図４を参照してさらに詳しく説明する。ここでは、該面状緑色発光素子アレイ６Ｇを構成する１６個のライン状緑色発光素子アレイを副走査方向に順次Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇ16と称し、それらの配置状態を示してある。図示の通り各ライン状緑色発光素子アレイＧ１〜Ｇ16を構成する有機ＥＬ素子20Ｇの主、副走査方向サイズはそれぞれすべて共通のａ、ｂであり、また主、副走査方向の配設ピッチもそれぞれすべて共通のＰ１、Ｐ２である。つまりこれらの素子サイズおよび素子配設ピッチは、上述の有機ＥＬ素子20Ｒと同じである。

またライン状緑色発光素子アレイＧ１に対して、ライン状緑色発光素子アレイＧ２、Ｇ３、Ｇ４はそれぞれ主走査方向に所定距離ｄ、２ｄ、３ｄずつずらして配置されている。そして次のライン状緑色発光素子アレイＧ５は、ライン状緑色発光素子アレイＧ１と主走査方向位置を揃えて配置され、以下、上述のように互いに主走査方向にずれた配置状態が４個のライン状緑色発光素子アレイ毎に繰り返すようになっている。そこで、カラー感光材料40において緑色光により露光される主走査ラインは、図中にＬＧで示すように、有機ＥＬ素子20Ｇの主走査方向配設ピッチＰ１の１／４のピッチで並ぶ複数画素からなるものとなる。

以上から明らかな通り、主走査ラインＬＧの１番目の画素はライン状緑色発光素子アレイＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ13の１番目の有機ＥＬ素子20Ｇによって露光され、２番目の画素はライン状緑色発光素子アレイＧ２、Ｇ６、Ｇ10、Ｇ14の１番目の有機ＥＬ素子20Ｇによって露光され、３番目の画素はライン状緑色発光素子アレイＧ３、Ｇ７、Ｇ11、Ｇ15の１番目の有機ＥＬ素子20Ｇによって露光され、４番目の画素はライン状緑色発光素子アレイＧ４、Ｇ８、Ｇ12、Ｇ16の１番目の有機ＥＬ素子20Ｇによって露光され、５番目の画素はライン状緑色発光素子アレイＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ13の２番目の有機ＥＬ素子20Ｇによって露光され、以下同様にして、該主走査ラインＬＧの１つの画素が各々４個の有機ＥＬ素子20Ｇによって露光される。

この面状緑色発光素子アレイ６Ｇにおいて、各画素毎に階調を出すための有機ＥＬ素子20Ｇの駆動、並びに主走査方向に亘る露光量の周期的変動（リップル）を抑制する点に関しては、前述した面状赤色発光素子アレイ６Ｒにおけるのと同様である。

次に、面状青色発光素子アレイ６Ｂについて、図５を参照してさらに詳しく説明する。ここでは、該面状青色発光素子アレイ６Ｂを構成する１６個のライン状青色発光素子アレイを副走査方向に順次Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・Ｂ16と称し、それらの配置状態を示してある。図示の通り各ライン状青色発光素子アレイＢ１〜Ｂ16を構成する有機ＥＬ素子20Ｂの主、副走査方向サイズはそれぞれすべて共通のａ、ｂであり、また主、副走査方向の配設ピッチもそれぞれすべて共通のＰ１、Ｐ２である。つまりこれらの素子サイズおよび素子配設ピッチは、上述の有機ＥＬ素子20Ｒ、20Ｇと同じである。

またライン状青色発光素子アレイＢ１に対して、ライン状青色発光素子アレイＢ２、Ｂ３、Ｂ４はそれぞれ主走査方向に所定距離ｄ、２ｄ、３ｄずつずらして配置されている。そして次のライン状青色発光素子アレイＢ５は、ライン状青色発光素子アレイＢ１と主走査方向位置を揃えて配置され、以下、上述のように互いに主走査方向にずれた配置状態が４個のライン状青色発光素子アレイ毎に繰り返すようになっている。そこで、カラー感光材料40において青色光により露光される主走査ラインは、図中にＬＢで示すように、有機ＥＬ素子20Ｂの主走査方向配設ピッチＰ１の１／４のピッチで並ぶ複数画素からなるものとなる。

以上から明らかな通り、主走査ラインＬＢの１番目の画素はライン状青色発光素子アレイＢ１、Ｂ５、Ｂ９、Ｂ13の１番目の有機ＥＬ素子20Ｂによって露光され、２番目の画素はライン状青色発光素子アレイＢ２、Ｂ６、Ｂ10、Ｂ14の１番目の有機ＥＬ素子20Ｂによって露光され、３番目の画素はライン状青色発光素子アレイＢ３、Ｂ７、Ｂ11、Ｂ15の１番目の有機ＥＬ素子20Ｂによって露光され、４番目の画素はライン状青色発光素子アレイＢ４、Ｂ８、Ｂ12、Ｂ16の１番目の有機ＥＬ素子20Ｂによって露光され、５番目の画素はライン状青色発光素子アレイＢ１、Ｂ５、Ｂ９、Ｂ13の２番目の有機ＥＬ素子20Ｂによって露光され、以下同様にして、該主走査ラインＬＢの１つの画素が各々４個の有機ＥＬ素子20Ｂによって露光される。

この面状青色発光素子アレイ６Ｂにおいて、各画素毎に階調を出すための有機ＥＬ素子20Ｂの駆動、並びに主走査方向に亘る露光量の周期的変動（リップル）を抑制する点に関しては、前述した面状赤色発光素子アレイ６Ｒにおけるのと同様である。

次に図６および図７を参照して、駆動回路80による露光ヘッド１の駆動についてさらに詳しく説明する。図６は駆動回路80の構成を示すブロック図であり、また図７（１）〜（９）は駆動回路80における各種信号の波形を示し、図７（１０）は上記信号の波形に対応した有機ＥＬ素子20の発光特性を示している。なお図６において、１Ｐが露光ヘッド１を構成する有機ＥＬパネルを示しており、その他の部分が駆動回路80を構成する要素である。またこの図６では便宜的に、有機ＥＬパネル１Ｐが４８０本の透明陽極21と、第（Ｎ−１）、Ｎおよび（Ｎ＋１）の３本の金属陰極23とからなるものとして、その等価回路を示してあり、以下の説明もこの図示の構成に準じて行う。

駆動回路80のタイミング発生およびＤＡＣライトコントロール部81には、ＤＡＣ選択信号ADR、ＤＡＣライト信号WR、シフトクロックShift CLKおよびラインクロックLine CLKが入力され、それらの信号に基づいて該コントロール部81が電流電圧設定用ＤＡＣ（Ｄ／Ａコンバータ）82およびシフトレジスタ83の動作を制御する。シフトレジスタ83にはコントロール部81から、ラインクロックLine CLKと同期したシリアルロード信号SRLDが入力されるとともに、上記シフトクロックShift CLK並びに12ビットの画像データDataが入力される。

上記画像データDataは、１主走査ラインつまり４８０画素に関するデータ毎にシフトレジスタ83にシリアル入力され、該シフトレジスタ83はシリアルロード信号SRLDが入力される毎に、それら４８０画素に関する画像データDataを、シフトクロックShift CLKによって規定されるタイミングでPWM（パルス幅変調）部84にパラレル転送する。なお図７の（１）、（２）および（３）にそれぞれ、上記シリアルロード信号SRLD、シフトクロックShift CLKおよび画像データDataの波形を示す。

なお上記画像データDataは、偏差補正演算部70において光量補正が施された状態で駆動回路80に入力されるが、この光量補正については後述する。

PWM部84は、ラインクロックLine CLKと同期したクロックPWM CLKが入力される毎に、上記４８０画素に関する画像データDataの各々に対応したパルス幅の電圧信号PWMoutを出力して、陽極ドライバー85に入力させる。すなわち、上記４８０画素に関する画像データDataのうちの１つ、例えば１主走査ラインの第Ｍ番目の画素に関する画像データPWM Dataが図７の（４）に示すようなものであるとすると、PWM部84は同図（５）に示すように、その画像データPWM Dataに対応したパルス幅の電圧信号PWMoutを出力する。

陽極ドライバー85は、４８０本の透明陽極21の各々に個別に接続するプリチャージ用スイッチング部85ａ、PWM用スイッチング部85ｂおよび電源部85ｃを有し、PWM用スイッチング部85ｂが受ける電圧信号PWMoutがＨレベルになっている期間、透明陽極21を電源部85ｃに接続する。このときの、第Ｍ番目の透明陽極21の駆動波形を図７の（６）に示す。なおこの陽極ドライバー85における駆動電流並びに後述する陰極ドライバー86におけるオフ電圧は、電流電圧設定用Ｄ／Ａコンバータ82からの出力に基づいて設定される。

一方金属陰極23は、陰極ドライバー86によって、線順次駆動するように制御される。この陰極ドライバー86は、３本の金属陰極23の各々に個別に接続するスイッチング部86ａを有し、またこの陰極ドライバー86には、前記ラインクロックLine CLKおよびラインクリア信号Line CLRを受けるラインカウンタ・デコーダ87が接続されている。そして、ラインカウンタ・デコーダ87から上記スイッチング部86ａに入力される電圧信号Line SelがＬレベルになっている期間、金属陰極23がグランドに接続されて、透明陽極21との交差部分に電流を流し得る状態となる。このときの、第（Ｎ−１）、Ｎおよび（Ｎ＋１）の金属陰極23の駆動波形を、それぞれ図７の（７）、（８）および（９）に示す。つまり本例では、第Ｎの金属陰極23が駆動状態にある。そしてこのときの、第Ｎの金属陰極23と第Ｍ番目の透明陽極21との交差部分からなる有機ＥＬ素子20の発光波形を、図７の（１０）に示す。

なお図７において、その（１）中のＴ１で示すシリアルロード信号SRLDによりタイミングが規定されて、第Ｎの金属陰極23が駆動選択されるとともに、それと交差する４８０本の透明陽極21が各々同図（６）に示すように駆動している期間に、シフトレジスタ83からPWM部84にパラレル転送される画像データDataは、次の第（Ｎ＋１）の金属陰極23と交差する４８０本の透明陽極21を駆動させるためのものである。

図７の（１０）に波形を示した有機ＥＬ素子20の発光特性は、各素子間で共通ではなく、バラツキが認められるのが通常である。この発光特性のバラツキとしては、有機ＥＬ素子20が定常状態で点灯している際の発光強度（同図Ａ）が異なることによる発光量偏差と、応答性（同図Ｂで示す立上り時の過渡特性）の偏差とがある。この点について、図９を参照して詳しく説明する。この図９は、１つの有機ＥＬ素子20を連続点灯させた場合の発光時間と発光強度（相対値）との関係の一例を示すものである。有機ＥＬ素子20の発光量は発光強度の時間積分値となるが、各有機ＥＬ素子20の発光強度が異なれば、同じ時間点灯させても発光量が異なる。またカラー感光材料40が実際に受ける露光量は、単純に（発光強度×発光時間）ではなく、有機ＥＬ素子20の立上り時の過渡特性により、図９の網がけ部分を（発光強度×発光時間）から減じた量となる。そしてこの過渡特性も、各有機ＥＬ素子20毎に異なるのが一般的である。

複数の有機ＥＬ素子20間に上述のような発光量偏差や応答性偏差が存在すると、それらの有機ＥＬ素子20が同一の画像データDataに基づいて駆動されたとき、カラー感光材料40が受ける露光量に差が生じることになる。したがって、そのような発光特性の差が、隣接する有機ＥＬ素子20間に存在した場合は、記録画像において主走査方向に濃度段差が生じるので、副走査に延びる筋状の濃度ムラ（いわゆる筋ムラ）が発生してしまう。

以下、この筋ムラの発生を防止する点について説明する。図８は、上記筋ムラの発生を防止するための光量補正方法を実施する装置構成を示すブロック図である。この装置は、図１にも示した制御部60および偏差補正演算部70に加えて、露光ヘッド１の各有機ＥＬ素子20の発光量を測定する光量測定センサー61と、この光量測定センサー61を主、副走査方向に移動させるセンサー移動ステージ62を設けて構成されている。上記偏差補正演算部70は、制御部60から駆動回路80への画像データDataの転送経路に設けられた露光／測光切替部71、乗算部72および加算部73に加えて、測光制御部74と、乗算部72に接続された発光量偏差補正テーブル75と、加算部73に接続された応答性偏差補正テーブル76とを有している。

以下、光量補正の手順について説明する。まず、露光ヘッド１の全ての有機ＥＬ素子20を同一の駆動条件で所定時間（応答時間を十分に超える時間とする）連続点灯させる。この場合、有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ１は測光制御部74から与えられ、露光／測光切替部71を画像データDataの転送経路から切り離して該測光制御部74に接続することにより、有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ１が駆動回路80に供給される。そして、このときの有機ＥＬ素子20の発光強度を、センサー移動ステージ62により光量測定センサー61を移動させながら、全素子20について該光量測定センサー61によって測定する。

なおセンサー移動ステージ62の移動は、制御部60から制御信号Ｓ２を受ける測光制御部74によって制御される。また、光量測定センサー61が出力する光量測定信号Ｓ３は、測光制御部74を介して制御部60に入力される。

制御部60は、入力された光量測定信号Ｓ３に基づいて、有機ＥＬ素子20の発光強度を均一化させるための補正係数を、各有機ＥＬ素子20毎に求める。具体的には、各有機ＥＬ素子20の発光強度＝Ｅn（ｎは素子番号）とすると、所定の目標値Ｅmaxに基づいて、各有機ＥＬ素子20毎の補正係数をＥmax／Ｅnと決定する。制御部60は、こうして求めた補正係数Ｅmax／Ｅnを、素子番号すなわち画素アドレスと対応付けて、発光量偏差補正テーブル75として偏差補正演算部70内に記憶させる。

次に測光制御部74は、露光ヘッド１の各有機ＥＬ素子20を均一に点灯させる有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４を出力し、露光／測光切替部71を介して駆動回路80に入力させる。この有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４は、予想される最も応答の遅い有機ＥＬ素子20の応答時間（過渡期間）よりもやや長い時間、各有機ＥＬ素子20をパルス状に点灯させるものである。

このとき有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４には、乗算部72において、各画素アドレスの信号毎に、該アドレスと対応付けて発光量偏差補正テーブル75に記憶されている補正係数Ｅmax／Ｅnが乗算される。この補正係数Ｅmax／Ｅnが乗算された有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４に基づいて駆動される各有機ＥＬ素子20による露光量について、図１０および図１１を参照して概略的に説明する。なおここでは、３つの有機ＥＬ素子20の各々による露光量について説明する。またこの図１０の横軸は、上記有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４やあるいは画像データData等、その値に応じて有機ＥＬ素子20の発光時間をリニアに変化させるデータの値を示しており、縦軸はカラー感光材料40に与えられる露光量を相対値で示している（以下の図１１および図１２も同様）。

上記３つの有機ＥＬ素子20の各々による露光量が、無補正時には図１０に示すように互いに異なる変調特性を示すものとする。そこで、それらの有機ＥＬ素子20が、一定の有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４に上記補正係数Ｅmax／Ｅnが乗算された信号に基づいて駆動されると、そのときの変調特性は図１１に示すようなものとなる。なお本実施形態では、有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４に上記補正係数Ｅmax／Ｅnが乗算されることにより、駆動条件の一つである有機ＥＬ素子20の発光パルス幅が補正される。しかしそれに限らず、上記補正係数Ｅmax／Ｅnの乗算により、有機ＥＬ素子20の駆動電流や駆動電圧、さらに階調変換を行う場合はその階調変換特性を補正するようにしても構わない。

こうして有機ＥＬ素子20がパルス状に点灯されるとき、該有機ＥＬ素子20の発光強度が、センサー移動ステージ62により光量測定センサー61を移動させながら、全素子20について該光量測定センサー61により測定される。このとき光量測定センサー61が出力する光量測定信号Ｓ３は、測光制御部74を介して制御部60に入力される。

制御部60は、入力された光量測定信号Ｓ３に基づいて、有機ＥＬ素子20の応答性を補正するための補正値を、各有機ＥＬ素子20毎に求める。具体的には、各有機ＥＬ素子20毎に発光強度の時間積分値を求め、全素子20の中で最も積分値が大きい（つまり応答時間が最小の）有機ＥＬ素子20の積分値Ｓmaxに対する、各有機ＥＬ素子20の積分値Ｓn（ｎは素子番号）の差分Ｓmax−Ｓnを算出して、それを補正値とする。制御部60は、こうして求めた補正値Ｓmax−Ｓnを、素子番号すなわち画素アドレスと対応付けて、応答性偏差補正テーブル76として偏差補正演算部70内に記憶させる。

なお、有機ＥＬ素子駆動信号Ｓ４によって規定される有機ＥＬ素子20のパルス状点灯時間は、余りに長すぎると、上記発光強度の時間積分値に占める応答性偏差の影響が相対的に小さくなるので、できるだけ、有機ＥＬ素子20の最大応答時間に近い値とするのが望ましい。

以上の操作が終了すると、光量測定センサー61およびセンサー移動ステージ62が露光ヘッド１から切り離され、画像記録装置５が前述した通りの実使用に供される。なお、以上のように補正係数Ｅmax／Ｅnおよび補正値Ｓmax−Ｓnを求めて、それを各々発光量偏差補正テーブル75、応答性偏差補正テーブル76に記憶させる操作は、例えば画像記録装置５を工場から出荷する際に行ってもよいし、あるいは画像記録装置５がユーザーにおいて実使用されている際に例えば１日、１週または１月に１回等のサイクルで定期的に行ってもよいし、さらには画像記録装置５の電源を入れて立ち上げる際に毎回行ってもよい。特に、画像記録装置５が実使用されている際にも上記操作を行えば、各有機ＥＬ素子20の発光特性の経時変化にも対応できることになる。

画像記録装置５が実使用に供される際には、図８の露光／測光切替部71が測光制御部74から切り離されて、制御部60に接続される。このとき制御部60から駆動回路80に転送される画像データには、乗算部72において前記補正係数Ｅmax／Ｅnが乗算されるとともに、次いで加算部73において前記補正値Ｓmax−Ｓnが加算される。なお本実施形態では特に、上記前記補正値Ｓmax−Ｓnに測定系の所定の感度係数αを乗じたものが加算される。つまり、制御部60から送出される画像データをData’とすると、駆動回路80に入力される画像データDataは、
Data＝Data’×Ｅmax／Ｅn＋（Ｓmax−Ｓn）×α
となる。

以上のようにして、発光量偏差補正と応答性偏差補正がなされることにより、実際の画像記録時の変調特性は図１２に示すようなものとなる。つまり、図１１に示した特性に対して、さらに応答性偏差補正もなされるので、各有機ＥＬ素子20の変調特性は、発光領域の略全域に亘って互いに均一化される。したがって、隣接する有機ＥＬ素子20に発光特性の差が存在して、それらが同じ画像データData’によって駆動される際にも、主走査方向に濃度段差が生じることがなく、よって、前述した筋ムラの発生が確実に抑制される。

また本実施形態の方法において、偏差の測定は、複数の有機ＥＬ素子20を定常状態で点灯させて行う発光量偏差の測定および、それらの有機ＥＬ素子20を定常状態に入る前の期間パルス状に点灯させて行う応答性偏差の測定の計２回だけで済むので、本方法によれば、光量補正に要する時間とコストを少なく抑えることが可能となる。

なお、図１２の特性のうちの２つを一部拡大して示す図１３に表われているように、有機ＥＬ素子20の立上り付近では、少ないながらも露光量の差（図中の網がけ部分）が残る。しかし、ネガ型感光材料、ポジ型感光材料のセンシトメトリー特性例を図１４の（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す通り、一般的な感光材料は、微小な露光量域では露光量変化に対する濃度変化が極めて小さいので、上述のように残る露光量の差は、通常、視認可能な筋ムラを発生させるものとはならない。

以上、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた画像記録装置に適用された実施形態について説明したが、本発明はその他の発光素子、例えばＬＥＤアレイや無機ＥＬ素子等を用いる画像記録装置に対しても適用可能であり、その場合も同様の効果を奏するものである。

また以上の実施形態における露光ヘッドは、赤色、緑色、青色の光で感光材料を露光するものであるが、感光材料の特性に応じた他の色、例えばシアン、マゼンダ、イエローの光で露光するように構成することも可能である。さらに、露光色の数も３色に限られるものではなく、フルカラー画像を露光する場合は４色にしてもよいし、フルカラーではないカラー画像を露光する場合は２色にしてもよいし、モノクロ画像を露光する場合は単色にしてもよい。

本発明が適用される画像記録装置の一例を示す側面図 上記画像記録装置における露光ヘッドの概略平面図 上記露光ヘッドにおける赤色発光素子の配列状態を示す概略図 上記露光ヘッドにおける緑色発光素子の配列状態を示す概略図 上記露光ヘッドにおける青色発光素子の配列状態を示す概略図 上記画像記録装置の発光素子駆動回路を示すブロック図 上記発光素子駆動回路における信号波形を示す波形図 本発明の一実施形態による光量補正方法を実行する装置例を示すブロック図 有機ＥＬ素子の発光特性を示す概略図 上記有機ＥＬ素子の光量補正前の変調特性を示す概略図 上記有機ＥＬ素子の発光量偏差補正後の変調特性を示す概略図 上記有機ＥＬ素子の発光量偏差および応答性偏差補正後の変調特性を示す概略図 図１２の特性を一部拡大して示す図 感光材料のセンシトメトリー特性例を示す概略図

符号の説明

１ 露光ヘッド
５ 画像記録装置
６Ｒ 面状赤色発光素子アレイ
６Ｇ 面状緑色発光素子アレイ
６Ｂ 面状青色発光素子アレイ
10 透明基板
20Ｒ 赤色有機ＥＬ素子
20Ｇ 緑色有機ＥＬ素子
20Ｂ 青色有機ＥＬ素子
30Ｒ，30Ｇ，30Ｂ 屈折率分布型レンズアレイ
40 カラー感光材料
51 副走査手段
60 制御部
61 光量測定センサー
62 センサー移動ステージ
70 偏差補正演算部
71 露光／測光切替部
72 乗算部
73 加算部
74 測光制御部
75 発光量偏差補正テーブル
76 応答性偏差補正テーブル
80 駆動回路

Claims (8)

1. 複数の発光素子が主走査方向に配列されてなる発光素子アレイと、
   この発光素子アレイと発光材料とを、前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対移動させる副走査手段と、
   階調画像を担持する画像データに基づいて前記複数の発光素子の各々の発光時間を制御する駆動回路とを備えて、
   前記画像データが示す階調画像を前記感光材料に露光、記録する画像記録装置において、
   前記複数の発光素子を定常状態で点灯させて、そのときの該発光素子の相互間における発光量偏差を求め、
   この発光量偏差を補正した状態で前記発光素子の各々を、ほぼ定常状態に入る前の期間応答速度が最低の発光素子の応答時間と近い所定時間だけパルス状に点灯させて、そのときの各発光素子による露光量に基づいて該発光素子の相互間における応答性偏差を求め、
   前記階調画像を記録する際に、前記発光量偏差および応答性偏差を補正することを特徴とする画像記録装置の光量補正方法。
2. 前記露光量を、各発光素子の発光強度の発光時間積分値として求めることを特徴とする請求項１記載の画像記録装置の光量補正方法。
3. 前記発光量偏差を、前記複数の発光素子の発光強度に基づいて求めることを特徴とする請求項１または２いずれか１項記載の画像記録装置の光量補正方法。
4. 前記光量偏差の補正を、各発光素子の駆動電圧、駆動電流および発光時間のうち少なくとも１つに補正係数を乗算することによって行うことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像記録装置の光量補正方法。
5. 前記発光素子と前記補正係数とを対応付けてルックアップテーブルに記憶させておき、前記乗算を、各発光素子毎に前記ルックアップテーブルから読みだした補正係数を用いて行うことを特徴とする請求項４記載の画像記録装置の光量補正方法。
6. 前記応答性偏差の補正を、各発光素子の駆動電圧、駆動連流および発光時間のうちの少なくとも１つに補正値を加算することによって行うことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の画像記録装置の光量補正方法。
7. 前記発光素子と前記補正値とを対応付けてルックアップテーブルに記憶させておき、前記加算を、各発光素子毎に前記ルックアップテーブルから読みだした補正値を用いて行うことを特徴とする請求項６記載の画像記憶装置の光量補正方法。
8. 複数の発光素子が主走査方向に配列されてなる発光素子アレイと、
   この発光素子アレイと感光材料とを、前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対移動させる副走査手段と、
   階調画像を担持する画像データに基づいて前記複数の発光素子の各々の発光時間を制御する駆動回路とを備えて、
   前記画像データが示す階調画像を前記感光材料に露光、記録する画像記録装置において、
   前記複数の発光素子が定常状態で点灯されたとき、該発光素子の相互間における発光量偏差を求める手段と、
   この発光量偏差を補正した状態で前記発光素子の各々が、ほぼ定常状態に入る前の期間応答速度が最低の発光素子の応答時間と近い所定時間だけパルス状に点灯されたとき、そのときの各発光素子による露光量に基づいて該発光素子の相互間における応答性偏差を求める手段と、
   前記階調画像を記録する際に、前記発光量偏差および応答性偏差を補正する手段とを備えたことを特徴とする画像記録装置。

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