JP2002127489A - 露光装置および露光装置を使用した記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光アレイの素子から照射される露光のため
の光量に比例するより正確な信号を得る受光センサを有
する露光装置とする。 【解決手段】 １次元の発光アレイと、前記発光アレイ
のそれぞれの発光素子近傍に配され、該発光素子の発光
する光を受光する光センサを有し、該光センサを前記発
光素子が形成されている透明基板に形成するとともに、
前記発光アレイの素子から発光された光の前記透明基板
内に照射された直射光の一部を受光するように形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置および露
光装置を使用した記録装置に関し、より詳細には、電子
写真方式の記録装置における露光装置あるいは電子写真
方式の記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来では、電子写真方式の記録装置、す
なわち帯電した感光体を画像情報に応じて露光して、静
電潜像を形成し、トナーにより現像して記録紙に記録す
る記録装置露光装置として、発光ダイオード・アレイか
らなる発光体や、レーザー・ダイオードを光源としたビ
ームをポリゴン・ミラーで反射させて感光体上を走査す
る、いわゆるスキャナを用いる提案がなされていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
ー・ダイオードを光源としたスキャナを用いた場合、ポ
リゴン・ミラーを用いているため、光源と感光体との光
路長を長く必要とする等の寸法の大きな光学系を必要と
し、装置全体が大きくなってしまうというという問題が
ある。

【０００４】同様に、発光ダイオード・アレイからなる
発光体を用いた露光装置の場合、上述したレーザー・ダ
イオードを使用した場合に比べて、少なくとも光学系の
小型化には有利であるが、素子毎の光量ムラ、経年変化
による発光体の発光光量低下のため、濃度ムラの画像と
なってしまうという問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、レーザー・ダイオ
ードを使用した場合に比べて小型化が可能で、発光ダイ
オード・アレイを使用した場合に比べて画素毎の光量む
らを個別に効果的に補正することのできる露光装置、あ
るいは露光装置を使用した記録装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、露光装
置であって、１次元の発光アレイと、該発光アレイのそ
れぞれの発光素子近傍に配され、該発光素子から発光さ
れる光を受光する光センサを有し、該光センサは前記発
光素子が形成されている透明基板に形成されているとと
もに、前記発光素子から発光された光の前記透明基板内
に照射された直射光の一部を受光するように形成されて
いることを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、前記光セ
ンサは、前記発光素子が形成されている基板の面と異な
る面に形成されていることを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、前記光セ
ンサは、前記発光素子に対応して同数設けられているこ
とを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項４に記載の発明は、前記光セ
ンサは、前記発光アレイの隣接する２つの素子毎に対応
して１つ設けられていることを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項５に記載の発明は、前記光セ
ンサのそれぞれは、該光センサに対応する前記各発光素
子との距離がそれぞれ等しい距離に配置されていること
を特徴とするものである。

【００１１】また、前記光センサからの信号を基に、対
応する前記各発光素子の駆動を制御し、該発光素子の露
光のための照射光量を制御することを特徴とするもので
ある。

【００１２】また、請求項７に記載の発明は、前記発光
アレイに配した各発光素子は、有機ＥＬ構造を有する素
子であることを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項８に記載の発明は、記録装置
であって、１次元の発光アレイと、該発光アレイのそれ
ぞれの発光素子近傍に配され、該発光素子から発光され
る光を受光する光センサを有し、該光センサは前記発光
素子が形成されている透明基板に形成されているととも
に、前記発光素子から発光された光の前記透明基板内に
照射された直射光の一部を受光するように形成されてい
る露光装置を使用したことを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項９に記載の発明は、前記光セ
ンサは、前記発光素子が形成されている基板の面と異な
る面に形成されていることを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項１０に記載の発明は、前記光
センサは、前記発光素子に対応して同数設けられている
ことを特徴とするものである。

【００１６】また、請求項１１に記載の発明は、前記光
センサは、前記発光アレイの隣接する２つの素子毎に対
応して１つ設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１７】また、請求項１２に記載の発明は、前記光
センサのそれぞれは、該光センサに対応する前記各発光
素子との距離がそれぞれ等しい距離に配置されているこ
とを特徴とするものである。

【００１８】また、請求項１３に記載の発明は、前記光
センサからの信号を基に、対応する前記各発光素子の駆
動を制御し、該発光素子の露光のための照射光量を制御
することを特徴とするものである。

【００１９】また、請求項１４に記載の発明は、前記発
光アレイに配した各発光素子は、有機ＥＬ構造を有する
素子であることを特徴とするものである。

【００２０】上記構成の露光装置あるいは記録装置にあ
っては、レーザー・ダイオードを光源とするスキャナを
用いた場合と異なり装置の小型化を実現することがで
き、また、発光ダイオードを用いた露光装置の様に濃度
ムラのない画像を提供するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。

【００２２】図１は、本発明を適用した記録装置の一実
施形態を示す図で、この記録装置は、本発明による露光
装置としての発光アレイ１０３を示し、ロッド・レンズ
・アレイ７０３、感光ドラム７０８を備えている。

【００２３】発光アレイ１０３は、符号１０１ａ〜１０
１ｎとして示している発光点、符号１０２ａ〜１０２ｎ
として示しているガラス基板１０４の端部に配置された
受光センサを有している。

【００２４】このような構成により、発光点１０１ａ〜
１０１ｎから射出した光は、透明なガラス基板を通過
し、ロッド・レンズ・アレイを経由して感光ドラム７０
８上に照射される。ここで、発光点１０１ａ〜１０１ｎ
から射出した直射光の一部は近傍に配され、それぞれの
発光点に１：１で対応する形で配され、それぞれ対応す
る発光点から等距離に配置されている受光センサに効率
良く入射する。受光センサは、発光点からロッド・レン
ズ・アレイに向かう光軸の側方に位置し、光軸から離れ
て照射される直射光を受光する。

【００２５】図２は、露光装置の制御系を示す図であ
る。符号２０２は露光装置２０１に内蔵され、露光装置
の制御を行うＣＰＵ、符号２０３はＲＯＭ、符号２０４
はＲＡＭ、符号２０５はそれぞれの発光点を駆動するド
ライバ、符号２０６は受光センサに接続された入力部、
符号２０８はデータ、アドレス等のインタフェース・ラ
イン、符号２０９ａ〜２０９ｎは発光点とドライバの接
続ライン、２１０ａ〜２１０ｎは受光センサと同入力部
を接続するラインを示している。

【００２６】ＣＰＵ２０２、ＲＯＭ２０３、そしてＲＡ
Ｍ２０４は、後述するように、ドライバ２０５を駆動し
て、発光点（１０１ａ〜１０１ｎ）を個別に点灯させ、
点灯させた発光点に対応する受光センサ（１０２ａ〜１
０２ｎ）からの信号を受けて、発光点それぞれから照射
される露光光の光量が同一になるように後述するドライ
バの駆動を制御する制御装置の機能を有している。その
機能としてのプログラムはＲＯＭ２０３に内蔵される。
また、受光センサのそれぞれに特性バラツキがある場合
は、その補正をするためのデータをこのＲＯＭに記憶さ
せておき、受光センサからの信号をそれによって補正す
ることも可能である。ＲＡＭには、上述したプログラム
を実行する際の一次記憶データやデータが保存される。
ドライバ２０５のそれぞれの駆動の大きさを制御するた
めのデータを含む各種のを制御画像形成装置として画像
データを受けてドライバ２０５を駆動する部分、あるい
は画像形成装置としてのＣＰＵ制御装置との間のインタ
ーフェースについては図示していない。

【００２７】図２において示したような構成を有するこ
とで、発光部と受光部を有する発光アレイ１０３を含む
のみで、すなわち発光アレイ１０３を中心とした狭い範
囲で、後述するような、発光アレイのそれぞれの発光点
から射出される露光光を均一とした露光装置が構成可能
であることを示している。

【００２８】なお、図１、図２において発光アレイを１
つのアレイとして描いているが、複数のアレイとして構
成することも可能である。

【００２９】図３は、図２に示した発光部１０１ａ〜１
０１ｎとドライバ２０５の接続の例を示す図で、符号２
０５ａ，符号２０５ｂのドライバとそれぞれの発光素子
との間の結線を削減した接続例を示している。当然なが
ら、発光体１０１ａ〜１０１ｎは電子スキャンされる。

【００３０】図４は、本発明の発光部の構造を示す図で
あり、有機ＥＬの発光部を示している。符号４０１はガ
ラス基板、符号４０２は陽極（透明電極）、符号４０３
は有機層、符号４０４は電源、符号４０５は金属陰極を
示している。発光は有機層４０３の部分で行われ、発光
した光は、透明電極の陽極４０２とやはり透明なガラス
基板４０１の層を通って、図面の下方に照射される。

【００３１】図５は、図３に示したドライバ部２０５ｂ
の各ドライバ素子の詳細を示す図である。符号５０１，
５０２はＴＦＴであり、ＴＦＴ５０１により発光体５０
３を駆動し、ＴＦＴ５０２は、ＴＦＴ５０１のゲート入
力に接続され、端子ｂに供給される電位に従ってＴＦＴ
５０１を駆動するゲート電圧を規定する。この図と図４
との対応に説明すると、図５に示した発光体５０３を除
く部分の回路が５回路あり、それぞれのＴＦＴのアノー
ドが共通になって、図３のライン２０９ａに接続される
ようになっている。したがって、電子スキャンされるこ
とを想定すると、図５に示したように発光体の発光光量
を制御するドライバと発光体とは、それぞれ１：１で対
応する。

【００３２】図６は、ＴＦＴ５０１のゲート電圧と発光
量の関係を示す図である。

【００３３】図７は、本発明による露光装置の経年変化
（総駆動時間、時間軸で表す）に対する光量とドライバ
駆動電圧の関係を示す図である。図から理解されるよう
に、発光部１０１ａから１０１ｎに順に、すなわち電子
スキャンさせる構成を取っている。

【００３４】図８は、本発明の露光装置を記録装置に搭
載した例を示す図で、符号２０１ａ〜２０１２ｄは露光
装置、７０１ａ〜７０１ｄは現像手段、７０２ａ〜７０
２ｄは帯電手段、７０３ａ〜７０３ｄはロッド・レンズ
・アレイ、７０４ａ〜７０４ｄは転写手段、７０５は用
紙搬送手段、７０６ａ，７０６ｂは用紙給紙手段、７０
７は記録用紙、７０８ａ〜７０８ｄは感光ドラムであ
る。

【００３５】上記構成において動作を説明すると、露光
装置に入力された画像データはＣＰＵ２０２によりそれ
ぞれ対応するドライバに送られる。たとえば、発光点１
０１ａを発光させる場合には、図３のライン２０９ａお
よび２０９ｎを駆動するドライバ２０５ａ、２０５ｂの
それぞれに信号が送られる。

【００３６】図６に示すとおり、一般的にこの種の発光
部は経年変化に伴い、発光する光量の変化が起こるた
め、一定の駆動に対して６０１のラインに示す様に光量
が低下する。一方、所望する露光量に必要な光量は６０
３に示すとおり一定である。

【００３７】したがって、所望する露光量を得るため
に、発光アレイのガラス基板端部に配置された受光セン
サ１０２ａにより発光点１０１ａの射出する光を受光
し、現在時点で発光点から射出している露光光の一部光
量に比例した信号を得る。この信号を基にして図５に示
すｂ点に加える電圧を変化させることにより発光点５０
３にかかる電圧を制御することができる。ａ点はこのＴ
ＦＴを選択する駆動点である。図５に示すｂ点の電位
を、たとえば受光センサからの信号が所定の値を示すよ
うに設定することにより、発光素子の発光特性の経年変
化にも関わらずに常に一定の光量を露光することが可能
となる。同一の信号を図５に示すａ点に加えたときに、
最終的に全ての発光点の露光光量があらかじめ定めた値
になるようにそれぞれのドライバのｂ点の電位を設定制
御する。

【００３８】なお、図５のドライバを、図３に示すドラ
イバ２０５Ｂの部分に適用する場合について前述した
が、他の方法として、図５の端子ａとｂそしてＴＦＴ５
０２は５回路となり、それぞれのＴＦＴ５０２は、ＴＦ
Ｔ５０１のゲートに接続する構成とすることも可能であ
る。この場合ＴＦＴ５０２のそれぞれは、ＴＦＴ５０１
に接続される発光点それぞれに対応して制御されること
になる。

【００３９】以上のように設定されたドライバを使用し
て、発光点１０１ａ〜１０１ｎより発光された光は、ロ
ッド・レンズ・アレイ（７０３ａ〜７０３ｄ）により感
光ドラム（７０８ａ〜７０８ｄ）に露光され、現像手段
（７０１ａ〜７０１ｄ）により現像され転写手段（７０
４ａ〜７０４ｄ）により記録用紙７０７に転写される。
その後、定着手段（不図示）により定着され、一連の電
子写真方式の記録が終了する。ここで得られた記録は、
経年変化がなく、また発光アレイ個々のバラツキの影響
も無い、均一な濃度を有するものとなっている。

【００４０】ここで、受光センサと発光点について説明
する。上述したように発光点それぞれは、発光タイミン
グをずらしながら点灯するように駆動、すなわち電子ス
キャンされている。したがって同時に２つの発光点が点
灯することはなく、１つの発光点が発光した場合、図１
に示すように、その最も近傍の、その発光点に対応して
配置されている受光センサでその発光点からの直射光を
受光することで、それぞれの発光点の射出光を同一の条
件（発光点から同一の距離で）で受光することが可能に
なっている。したがって、基本的には、全ての発光点が
順次発光するように電子スキャンされる場合、この発光
に同期して発光点それぞれに対応する受光センサからの
信号を順次得ることができる。したがって、図２に示す
それぞれの処理が十分に高速であるならば、画像記録中
においても、図５に示すｂ点の電位の再設定を行うこと
は可能である。

【００４１】以上説明したとおり、各発光点からの直射
光を受光センサで受光し、この受光して得た信号に基づ
いて、各発光点を駆動する駆動電圧を制御するようにし
たことにより、各発光部の露光光量を均一にし、かつ経
年変化による光量変化を伴なう特性変化についても同時
に補正を行うことができるので、常に高品質の画像を提
供することができる。特に、本実施例にて説明したタン
デム方式の電子写真記録装置においては、それぞれの色
用の露光装置間の露光特性を均一にすることができるの
で、経年変化により色変化を防ぐ上でより有効な手段と
なる。

【００４２】各発光点の光量測定は、上述したように、
実際の記録データ入力時に行う必要もなく、待機時に行
うことも可能である。また、各発光点を駆動する駆動電
流、駆動パルス幅を制御することにより同様の効果を得
ることは明らかである。

【００４３】（第２実施例）図９は、本発明による露光
装置としての第２の実施形態を示す図である。１０１a
〜１０１nは発光点、８０２a〜８０２nはガラス基板端
部の面に配置された受光センサ、８０１は発光アレイ１
０４はガラス基板である。符号１０１ａおよび１０１a+
1の発光点から射出された直射光が、それぞれの発光点
から等距離に配置され、ガラス基板端部の面に配置され
ている受光センサ８０２ａによりそれぞれ受光される。
順次、発光点から照射されるの露光光の一部は同様に受
光センサにより測定される。発光点を１点ずつ、順次点
灯し、これに同期して、対応する受光センサの出力を得
ることにより、隣接する発光点のクロストークによる誤
測定を防止できる。すなわち、１つの受光素子により、
そこから等距離にある発光素子から発光された直射光
を、クロストークを生じないで、個別に受光することが
可能である。

【００４４】この個別受光については、画像形成におい
て発光素子を電子スキャンすることをしない場合でも、
画像形成をしない待機状態において、各素子の露光状態
を検査して光量補正動作を確認する場合にのみ、電子ス
キャンさせることで可能になる。

【００４５】以降の光量補正動作および画像形成動作に
ついては第１実施例と同様である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
次元の発光アレイと、該発光アレイのそれぞれの発光素
子近傍に配され、該発光素子から発光された光を受光す
るセンサを有し、該センサは前記発光素子が形成されて
いる透明基板に形成されるとともに、前記発光アレイの
素子から発光された光の前記透明基板内に照射された直
射光の一部を受光するように形成したので、発光アレイ
の素子から照射される露光のための光量に比例する信号
を精度良く得ることができ、したがって、より精度を高
くした発光アレイ素子の発光量制御を行うことができる
露光装置、あるいは記録装置を提供することが可能にな
る。

【００４７】さらに、本発明の発光アレイを用いた露光
装置を用いることにより、露光装置内の各発光部を全て
均一な露光光量とすることができるので、高品位な記録
画像を提供できる。また、経年変化で各発光部の発光特
性が変化しても本発明の補正を行うことにより、初期と
同様な露光特性を得ることができる。したがって、複数
の露光装置よりなる記録装置（タンデム方式等）におい
ても、複数の露光装置間で同一の露光特性とすることが
できるため、均一な画像を提供できる。

【００４８】さらに、露光光の一部直射光を受光するセ
ンサを感光体露光方向外に配置できるため、装置設計の
自由度が増加する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施形態の発光アレイ
を含む記録装置を示し、ロッド・レンズと感光ドラムと
の関係を示す図である。

【図２】図１に示す露光装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】図２に示すドライバと発光部の接続を示す図で
ある。

【図４】本発明による発光アレイの構造を示す図であ
る。

【図５】発光部を駆動するドライバの詳細構成を示す図
である。

【図６】図５のＴＦＴのゲート電圧と発光量の関係を示
す図である。

【図７】露光装置の光量と総駆動時間、ドライバ駆動電
圧の関係を示す図である。

【図８】本発明の露光装置を搭載した記録装置の構成を
示す図である。

【図９】第２の実施形態の発光アレイの構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０１ａ，１０１ｎ 発光点 １０２ａ，１０２ｎ 受光センサ １０３ 発光アレイ １０４ ガラス基板 ２０１ 露光装置 ２０２ ＣＰＵ ２０３ ＲＯＭ ２０４ ＲＡＭ ２０５ ドライバ ４０１ ガラス基板 ４０２ 透明陽極 ４０３ 有機ＥＬ ４０４ 電源 ４０５ 金属陰極 ５０１，５０２ ＴＦＴ ８０２ａ，８０２ｎ 受光センサ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次元の発光アレイと、該発光アレイの
   それぞれの発光素子近傍に配され、該発光素子から発光
   される光を受光する光センサを有し、 該光センサは前記発光素子が形成されている透明基板に
   形成されているとともに、前記発光素子から発光された
   光の前記透明基板内に照射された直射光の一部を受光す
   るように形成されていることを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記光センサは、前記発光素子が形成さ
   れている基板の面と異なる面に形成されていることを特
   徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記光センサは、前記発光素子に対応し
   て同数設けられていることを特徴とする請求項１又は２
   に記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記光センサは、前記発光アレイの隣接
   する２つの素子毎に対応して１つ設けられていることを
   特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
5. 【請求項５】 前記光センサのそれぞれは、該光センサ
   に対応する前記各発光素子との距離がそれぞれ等しい距
   離に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれかの項に記載の露光装置。
6. 【請求項６】 前記光センサからの信号を基に、対応す
   る前記各発光素子の駆動を制御し、該発光素子の露光の
   ための照射光量を制御することを特徴とする請求項１乃
   至５のいずれかの項に記載の露光装置。
7. 【請求項７】 前記発光アレイに配した各発光素子は、
   有機ＥＬ構造を有する素子であることを特徴とする請求
   項１乃至６のいずれかの項に記載の露光装置。
8. 【請求項８】 １次元の発光アレイと、該発光アレイの
   それぞれの発光素子近傍に配され、該発光素子から発光
   される光を受光する光センサを有し、 該光センサは前記発光素子が形成されている透明基板に
   形成されているとともに、前記発光素子から発光された
   光の前記透明基板内に照射された直射光の一部を受光す
   るように形成されている露光装置を使用したことを特徴
   とする記録装置。
9. 【請求項９】 前記光センサは、前記発光素子が形成さ
   れている基板の面と異なる面に形成されていることを特
   徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 【請求項１０】 前記光センサは、前記発光素子に対応
    して同数設けられていることを特徴とする請求項８又は
    ９に記載の記録装置。
11. 【請求項１１】 前記光センサは、前記発光アレイの隣
    接する２つの素子毎に対応して１つ設けられていること
    を特徴とする請求項８又は９に記載の記録装置。
12. 【請求項１２】 前記光センサのそれぞれは、該光セン
    サに対応する前記各発光素子との距離がそれぞれ等しい
    距離に配置されていることを特徴とする請求項８乃至１
    １のいずれかの項に記載の記録装置。
13. 【請求項１３】 前記光センサからの信号を基に、対応
    する前記各発光素子の駆動を制御し、該発光素子の露光
    のための照射光量を制御することを特徴とする請求項８
    乃至１２のいずれかの項に記載の記録装置。
14. 【請求項１４】 前記発光アレイに配した各発光素子
    は、有機ＥＬ構造を有する素子であることを特徴とする
    請求項８乃至１３のいずれかの項に記載の記録装置。