JP2004209779A

JP2004209779A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004209779A
Application number: JP2002381243A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Tsujino; 浄士辻野; Yujiro Nomura; 雄二郎野村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】多数の発光素子の画素欠陥の有無をセンサを使用せずに判別し、最適な発光素子列を選択して印字を行うこと。
【解決手段】ラインヘッドには、画像領域の全域を露光可能な発光素子列を設け、露光に必要な第１の発光素子列をＬａ、Ｌｂ、第２の発光素子列である予備列をＬｃとする。（ａ）では発光素子列Ｌａを用いて像担持体上を副走査方向Ｘに走査すると、像担持体には（Ｂ）で示すように印字パターンにはＤｘの白線が現れる。（ｂ）では発光素子列Ｌｂ、（ｃ）では発光素子列Ｌｃを用いて印字パターンを形成する。印字パターンから画素欠陥のある発光素子列を判別し、発光素子列Ｌａの発光を停止させ、発光素子列Ｌｂ、Ｌｃを用いて画像形成を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数列に多数の発光素子が配置されている場合に、画素欠陥の有無をセンサを使用せずに判別し、最適な発光素子列を選択して印字を行う構成とした画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真法を用いる複写機、プリンター、ファックス等の画像形成装置においては、光書き込み手段としてレーザ走査光学系を用いるのが一般的であった。
【０００３】
最近は、光書き込み手段として光記録素子を複数列配列した記録アレイヘッドを用いる画像形成装置が開発されている。例えば、特許文献１には、このような記録アレイヘッドにおいて、画像データを副走査方向にシフトさせて感光体ドラムに照射している。このため、発光出力が低い光記録素子を用いた場合でも、高速に画像形成ができることが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、多数のＥＬ素子を配列したＥＬ素子パネルを用いて、感光体ドラムの移動速度と等しい速度で画像データをＥＬ素子パネルに流し、発光光量を増加させて高速化に対応させることが記載されている。さらに、特許文献３には、２列以上のアレイチップを用いて１画素を多重記録する際に、発光させる発光素子数を変えて階調制御することが記載されている。
【０００５】
このように、複数の発光素子を用いたラインヘッドにおいては、製造工程上の問題に起因して、発光しないか、あるいは発光光量が極めて小さい画素欠陥がある確率で存在している。発光素子を複数列配置する際に、発光素子に欠陥がある確率が仮に２０％あるものとする。表１は、ラインヘッドに発光素子を１〜３列配置する場合で、１列のみの発光素子を発光させることにより必要光量が得られるときの歩留まり計算を示すものである。
【０００６】
【表１】

【０００７】
表１において、ラインヘッドに２列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、０．２Ｘ０．２＝０．０４となり歩留まりは９６％となる。同様に、ラインヘッドに３列の発光素子を配置してその中の１列を発光させる場合には、発光させる発光素子列に画素欠陥が存在する確率は、０．２Ｘ０．２Ｘ０．２＝０．００８となり歩留まりは９９．２％となる。
【０００８】
表２は、欠陥確率が２０％とした場合に、多重露光を行うことにより必要光量を得る例を示すものである。この例では、ラインヘッドに複数列配置された発光素子列の中で２列の発光素子を用いるものである。表２において、ラインヘッドに２列の発光素子を配置した場合には、表１から１列の発光素子列の歩留まりが８０％であるから、この場合の歩留まりは０．８Ｘ０．８＝０．６４、すなわち６４％となる。
【０００９】
【表２】

【００１０】
また、ラインヘッドに複数の発光素子を配置し、３列の発光素子を用いて多重露光を行う場合の歩留まりを表３に示す。この場合には、欠陥確率を２０％として歩留まりは０．８^３＝０．５１２、すなわち５１．２％となる。表１〜表３に示されているように、発光素子列数を増加させればラインヘッドの歩留まりは向上する。
【００１１】
【表３】

【００１２】
【特許文献１】
特開昭６１−１８２９６６号公報
【特許文献２】
特開昭６４−２６４６８号公報
【特許文献３】
特開平１１−１２９５４１号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、発光素子を複数列用いたラインヘッドにおいては、画素数が増加して画素欠陥が存在する確率が高くなる。図１３は、このような画素欠陥の例を示す説明図である。図１３（ａ）において、ラインヘッドに配置した発光素子列Ｌ０の中で、発光素子Ｇｘに画素欠陥があるものとする。このような発光素子列Ｌ０により図１３（ｂ）に示すようにＡａ〜Ａｎの画素列を走査して露光すると、印字画像にはＢｘのような縦方向の白筋が発生して印字品質が著しく低下してしまい、当該ラインヘッド全体が使用不能となる。
【００１４】
図１４は、画素欠陥の他の例を示す説明図である。図１４（ａ）に示す例では、ラインヘッドにＬａ〜Ｌｃの発光素子列を配置した場合に、発光素子列Ｌｂの発光素子Ｇｙに画素欠陥が存在するものとする。図１４（ｂ）の矢視Ｙ方向は主走査方向、Ｘ方向は副走査方向とする。図１４（ａ）のラインヘッドを用いて像担持体を副走査方向に移動させながら多重露光すると、図１４（ｂ）のＢｙに示すように印字画像に他の領域よりも薄い部分が形成され、画像品質が劣化する。なお、図１４（ａ）のように複数列の発光素子列を配列したラインヘッドは、多重露光に限定されず像担持体を露光する手段として一般に用いることができる。
【００１５】
このように、複数の発光素子を用いたラインヘッドにおいては、画素欠陥による歩留まり悪化で印字品質が劣化することが大きな問題となっている。また、使用中の耐久劣化により画素欠陥が発生した場合も、同様に印字品質が著しく低下してしまい、当該ラインヘッド全体を交換しなければならないという問題が生じていた。
【００１６】
特に、多重露光方式が適用される画像形成装置においては、通常の方式と比較して発光素子数が多く、画素欠陥が存在する確率が高まることになる。このため、さらに歩留まりが悪化したり、耐久劣化によるラインヘッドの交換が増加するという問題があった。多重露光方式の場合には、多少の発光のバラツキは平均化されて相殺される。しかしながら、画素欠陥のように他の発光素子とは大きく発光光量が異なる場合には、許容できない印字品質の劣化が発生する。
【００１７】
このように、複数列の発光素子列び多数の発光素子を配置した場合には、ある確率で発光素子に画素欠陥が生ずる事態が避けられない。このため、工場出荷時や設置個所で使用する際のオンマシン上で発光素子の画素欠陥の検査が必要となる。しかしながら、すべての発光素子に対して画素欠陥の有無を検出するためには、性能の良いセンサを設けなければならないのでコストが高くなり、時間もかかるという問題があった。
【００１８】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数列に多数の発光素子が配置されている場合に、画素欠陥の有無をセンサを使用せずに判別し、最適な発光素子列を選択して印字を行う構成とした画像形成装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、画像領域の全域を露光可能な複数列の発光素子列を有する画像形成装置であって、
画像領域の全域を露光可能な複数列の発光素子列を副走査方向に配列したラインヘッドを有し、前記発光素子列は、像担持体の露光に必要な第１の発光素子列と、予備の第２の発光素子列とを含み、前記各発光素子列毎の検査パターンを印字する制御手段を設け、当該検査パターンにより画素欠陥のある発光素子の位置を特定することを特徴とする。このため、多数の発光素子を配列したラインヘッドにおいて、発光素子の画素欠陥の有無をセンサを使用せずに判別することができ、コストを低減することができる。また、画素欠陥の有無の検出を迅速に行うことができる。
【００２０】
また、本発明は、前記検査パターンに基づき、最適な印字パターンを選択する選択手段を設けたことを特徴とする。このため、露光量が不足して画像品質が劣化することを防止し、印字むらが少ない画像形成装置が得られる。
【００２１】
また、本発明は、前記画素欠陥がある発光素子の位置を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする。このため、画素欠陥がある発光素子の位置を繰り返して確認でき、記憶情報に基づいて最適な露光制御を行うことができる。
【００２２】
また、本発明は、前記第１の発光素子列の中の発光素子に画素欠陥がある場合には、当該画素欠陥のある発光素子を含む発光素子列の発光を停止し、前記第２の発光素子列の全ての発光素子を発光させることを特徴とする。このため、発光素子列毎に、発光の停止と発光の開始の制御を行うので記憶手段の容量が少なくても対応できる。また、制御部の構成が簡略化される。
【００２３】
また、本発明は、前記第１の発光素子列の中の発光素子に画素欠陥がある場合には、当該画素欠陥のある発光素子の発光を停止し、前記画素欠陥のある発光素子と同じ発光素子群に含まれる前記第２の発光素子列の発光素子を選択して発光させることを特徴とする。このため、画素欠陥のある発光素子の位置が確実に把握され、複数の発光素子に画素欠陥があった場合でも対応できる。したがって、画像形成の信頼性を増大させることができる。
【００２４】
また、本発明は、前記画素欠陥がある発光素子の位置を記憶する記憶手段をラインヘッドに設けたことを特徴とする。このため、制御部の構成を簡略化でき、配線長を短かくすることができる。
【００２５】
また、本発明は、前記ラインヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにした画像形成装置を構成したことを特徴とする。このため、画質の劣化のない画像形成装置を提供することができる。
【００２６】
また、本発明は、前記記憶手段を前記カートリッジに設けたことを特徴とする。このため、カートリッジの交換とともに、新しいラインヘッドの画素欠陥に対応した記憶部に交換することができる。
【００２７】
また、本発明は、前記記憶手段を本体側に設けたことを特徴とする。このため、ラインヘッドを小型化できるとともに、ラインヘッドの構成を簡略化できるという利点がある。
【００２８】
また、本発明は、前記複数列の発光素子列を用いて多重露光を行うことを特徴とする。このため、多様な画像形成に対応することができる。
【００２９】
また、本発明は、前記発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする。このため、発光素子をガラス基板上に容易に作成することができる。したがって、発光素子の形状を任意の形にできるため、低価格化が図れる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図５は、本発明に使用される発光素子の特性を示す特性図である。図５は、像担持体の露光部と非露光部の表面電位Ｖｓの分布を示している。Ｖｄは、現像バイアス電圧である。発光素子を、現像バイアス電圧以上の電圧で動作させることにより、露光に必要な光量が得られる。
【００３１】
図６は、像担持体のＰＩＤＣ特性（光減衰特性）を示す特性図である。図６の縦軸には像担持体の表面電位Ｖｓ（負電位）を、横軸には露光エネルギーが示されている。本発明においては、ラインヘッドに複数列の光学素子を配列した際に、同一画像領域を露光する光学素子の副走査方向の配列を発光素子群、主走査方向の配列を発光素子列と称する。
【００３２】
本発明の実施形態においては、このように像担持体の表面電位Ｖｓ｜Ｖ｜と現像バイアス電圧Ｖｄ｜Ｖ｜との差Ｆｘ（図６）の変化量を１０％以内としている。このことは、図６の特性図においてＰＩＤＣ曲線の漸近線Ｈｘ付近で発光素子を動作させていることを意味している。漸近線Ｈｘの付近では、露光エネルギーが増大しても像担持体の表面電位の変動が少なくなり安定した露光を行うことができる。なお、図５の例では、像担持体の帯電電位をー５５０Ｖ、現像バイアス電圧をー２００Ｖ、漸近線Ｈｘ付近の像担持体の表面電位をＶｓａとしている。
【００３３】
具体的には、画素欠陥のない発光素子群で露光したときに、Ｖｓ＝Ｖｓ１、Ｖ１＝Ｖｓ１−Ｖｄとする。また、画素欠陥のある発光素子群で露光したときに、Ｖｓ＝Ｖｓ２、Ｖ２＝Ｖｓ２−Ｖｄとする。このように、像担持体の表面電位Ｖｓと現像バイアス電圧Ｖｄを設定した際に、次の条件、｜（Ｖ１−Ｖ２／Ｖ１）｜≦０．１、を満足させるようにしている。
【００３４】
図７は、ラインヘッドにＬｐ、Ｌｑ、Ｌｒの複数列の発光素子を配列して、像担持体を露光する場合の露光エネルギーの分布を示す説明図である。図７（ａ）では、発光素子列Ｌｑの発光素子Ｇｚに画素欠陥があるものとする。この場合の副走査方向のＸａ方向の露光エネルギー分布、すなわち、各発光素子群の露光エネルギー分布を示している。
【００３５】
図７（ａ）の例では、像担持体の露光には発光素子列Ｌｐ、Ｌｑを使用し、発光素子列Ｌｒは予備列として予め形成されている。発光素子列Ｌｑの発光素子Ｇｚに画素欠陥がある場合には、発光素子列Ｌｑの発光素子を発光させず、代わりに予備列の発光素子列Ｌｒの発光素子を発光させる。
【００３６】
または、発光素子列Ｌｑの中で画素欠陥のある発光素子Ｇｚのみを使用せず、代わりに発光素子列Ｌｒの対応する発光素子群である発光素子Ｇｃを発光させる。このように、正常な発光素子１個の露光エネルギーを１とすると、画素欠陥のある発光素子Ｇｚが発生した場合でも、すべての発光素子群の露光エネルギーＥｘは２となる。
【００３７】
本発明においては、前記図６で説明したようにＰＩＤＣ曲線の漸近線Ｈｘ付近で発光素子を動作させている。すなわち、像担持体の露光に必要な光量が得られる領域で発光素子を動作させている。そして、いずれかの発光素子に画素欠陥が生じた場合には予め設定されている予備列の発光素子を発光させている。このため、印字画像の品質劣化がなく信頼性のある画像形成がなされる。なお、図７（ａ）の構成で多重露光を行うこともできる。この場合には、像担持体を矢視Ｘａ方向に移動させながら画像形成を行う。このように、本発明は多重露光にも適用できるので、多様な画像形成に対応することができる。
【００３８】
図７（ｂ）は、発光素子列Ｌｓの発光素子Ｇｕと発光素子列Ｌｗの発光素子Ｇｖに画素欠陥がある例を示している。この場合には、発光素子列Ｌｔを予め形成されている予備列として選定する。発光素子Ｇｕの発光素子群に含まれる発光素子列Ｌｔの発光素子Ｇｄを動作させる。また、発光素子Ｇｖの発光素子群に含まれる発光素子列Ｌｔの発光素子Ｇｅを動作させる。このため、各発光素子群の露光エネルギーは２となる。図７（ｂ）においても、像担持体を矢視Ｘａ方向に移動させながら画像形成を行う多重露光方式を適用することができる。
【００３９】
本発明においては、ある確率で画素欠陥が生じた発光素子が存在する場合であっても、前記のように各発光素子群は像担持体の同一ドットの画素を露光する際に必要な光量が得られるように特性を設定している。このため、ラインヘッドに複数列の発光素子を配列して露光を行う際に、発光素子の画素欠陥の影響を受けずにむらのない画像を形成することができる。また、画素欠陥があった場合でもラインヘッドの交換が不要であり、ラインヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００４０】
また、本発明においては、例えば図７（ａ）、（ｂ）のようにラインヘッドに複数列の発光素子列を配置し、予備列を設けた場合に、画素欠陥のある発光素子列の発光素子を発光させず、予備列の発光素子を発光させるものである。すなわち、発光素子列毎の制御を行うので制御部の構成が簡略化される。
【００４１】
図１、図２は、本発明の実施形態の説明図である。図１において、（Ａ）には発光素子列の発光状態を示し、（Ｂ）には像担持体上に印字される検査パターンを示している。ラインヘッドには発光素子列Ｌａ〜Ｌｃが設けられている。露光に必要な発光素子列は２列であり、残りの１列は予めラインヘッドに作製されている予備列である。この中で、発光素子列Ｌａに含まれる発光素子Ｇａに画素欠陥があるものとする。（Ｂ）のＸは副走査方向、Ｙは主走査方向を示している。
【００４２】
（ａ）では、発光素子列Ｌａを選択して副走査方向に走査する。発光素子列Ｌｂ、Ｌｃの各発光素子は発光させない。この場合には、像担持体に画素欠陥がある発光素子Ｇａに対応した位置のＤｘに画像が形成されず、白い筋が出現する。すなわち、像担持体上に印字された検査パターンを目視することにより、発光素子列Ｌａの発光素子Ｇａに画素欠陥があることが判断できる。したがって、工場出荷時やオンマシンにおいて、センサを用いることなく、画素欠陥がある発光素子を検出することができる。
【００４３】
（ｂ）では、発光素子列Ｌｂを選択して副走査方向に走査する。発光素子列Ｌａ、Ｌｃの各発光素子は発光させない。この場合には、像担持体に正常に印字された検査パターンが形成される。また、（ｃ）では、発光素子列Ｌｃを選択して副走査方向に走査する。発光素子列Ｌａ、Ｌｂの各発光素子は発光させない。この場合にも、像担持体には正常に印字された検査パターンが形成される。
【００４４】
このようにして、像担持体に印字された検査パターンを目視することにより判明した画素欠陥の情報を記憶手段に記憶させ、正常な発光素子列の発光素子を発光させるように制御している。図１では、発光素子列Ｌｂ、Ｌｃを選択し、発光素子列Ｌａを除外して露光を行う。すなわち、図１の例では、露光に必要な第１の発光素子列をＬａ、Ｌｂ、第２の発光素子列である予備列をＬｃとすると、実際の画像形成は、発光素子列Ｌｂ、Ｌｃの発光素子を用いて行う。このように、最適な印字を行う発光素子列の組み合わせパターンを選択して露光を行うので、露光量が不足して画像品質が劣化することを防止し、印字むらが少ない画像形成装置が得られる。
【００４５】
図２は、ラインヘッドに発光素子列Ｌｘ〜Ｌｗを配列した例である。露光に必要な発光素子列は３列であり、残りの１列は予めラインヘッドに作製されている予備列である。この例では、発光素子列Ｌｙに含まれる発光素子Ｇｙに画素欠陥があるものとする。（ａ）では、発光素子列Ｌｘ〜Ｌｚの発光素子を使用し、発光素子列Ｌｗの発光素子は使用しない。このラインヘッドで、（Ｂ）に示すように副走査方向のＸ方向に走査して多重露光を行う。
【００４６】
この場合には、像担持体上にはＤｙで示すように検査パターンに薄い縦線が形成される。したがって、発光素子列Ｌｘ〜Ｌｚのいずれかに、Ｄｙに対応した位置の発光素子に画素欠陥があることが判断できる。（ｂ）では、発光素子列Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｗの発光素子を使用し、発光素子列Ｌｚの発光素子は使用しない。このラインヘッドで、副走査方向のＸ方向に走査して多重露光を行うと、この場合にも像担持体上の検査パターンにはＤｙで示すように薄い縦線が形成される。（ｂ）の検査を行うことにより、発光素子列Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｗのいずれかに含まれる発光素子に画素欠陥があることが判断できる。
【００４７】
（ｃ）では、発光素子列Ｌｘ、Ｌｚ、Ｌｗの発光素子を使用し、発光素子列Ｌｗの発光素子は使用しない。このラインヘッドで、副走査方向のＸ方向に走査して多重露光を行うと、この場合には像担持体に印字された検査パターンは正常に形成される。したがって、発光素子列Ｌｘ、Ｌｚ、Ｌｗの発光素子は異常がないことがわかる。（ａ）〜（ｃ）の検査により、画素欠陥がある発光素子を含む発光素子列は、Ｌｙであることが判明する。
【００４８】
（ｄ）は、画素欠陥の確認のために行う検査である。発光素子列Ｌｙ〜Ｌｗの発光素子を使用し、発光素子列Ｌｘの発光素子は使用しない。このラインヘッドで副走査方向のＸ方向に走査して多重露光を行うと、検査パターンにはＤｙの位置に薄い縦筋が形成される。（ｃ）で、発光素子列Ｌｚ、Ｌｗには異常がないことが判明しているので、画素欠陥のある発光素子を含む発光素子列はＬｙであることが確認できる。
【００４９】
図２の例では、露光に必要な第１の発光素子列をＬｘ、Ｌｙ、Ｌｚ、予備列である第２の発光素子列をＬｗとした場合に、実際の画像形成は、発光素子列Ｌｘ、Ｌｚ、Ｌｗに含まれる発光素子により行う。図２においても、最適な印字を行う発光素子列の組み合わせパターンである（Ｂ）の（ｃ）パターンを選択するので、露光量が不足して画像品質が劣化することを防止し、印字むらが少ない画像形成装置が得られる。
【００５０】
このように、本発明においては、ラインヘッドには露光に必要な第１の発光素子列と、補償用の予備列とを設けている。そして、像担持体に印字された検査パターンを目視して、検査結果を記憶手段に記憶させておき、第１の発光素子列に画素欠陥がある発光素子が含まれているときには、予備列の発光素子を発光させるようにしている。
【００５１】
図３の例では、ラインヘッドには発光素子列Ｌｅ〜Ｌｈが設けられている。この例では、露光に必要な第１の発光素子列はＬｆ〜Ｌｈで、予め設けられている第２の発光素子列（予備列）はＬｅである。この例では、第１の発光素子列に含まれる発光素子列Ｌｆの発光素子Ｇｑと発光素子列Ｌｇの発光素子Ｇｗに画素欠陥が存在している。このことは、前記した像担持体に印字された検査パターンにより判明しているものとする。
【００５２】
この場合には、画素欠陥がある発光素子の位置の情報が記憶手段に記憶される。そして、予備列Ｌｅの発光素子の中で、前記画素欠陥がある発光素子と同じ発光素子群に含まれる発光素子Ｇａ、Ｇｂを選択して発光させる。このように、図３の例では複数の発光素子に画素欠陥があった場合でも対応でき、画像形成の信頼性を増大させることができる。なお、図３の例は、多重露光用のラインヘッドとしても用いることができる。
【００５３】
図４は、本発明の制御部の構成を示す概略のブロック図である。図４において、ラインヘッド７０には、前記ＴＦＴなどで構成される制御部が設けられている。７５は制御回路、７６はＸドライバ、７７はＹドライバ、７８はメモリ、６１は有機ＥＬ素子である。有機ＥＬ素子６１は、前記Ｘドライバ７６およびＹドライバ７７の出力線の交点にマトリクス状に接続されている。
【００５４】
８０は制御部と接続される本体コントローラである。ラインヘッド７０に設けた制御部と本体コントローラ８０間では、必要な信号やデータの授受を行う。メモリ７８をラインヘッド７０に実装しているので制御部の構成を簡略化でき、メモリ７８と制御回路７５を接続する配線の配線長を短かくすることができる。
【００５５】
メモリ７８には、画素欠陥がある発光素子列の情報や、画素欠陥がある発光素子がどの位置にあるかの情報が記憶される。制御回路７５は、メモリ７８に記憶されている発光素子の画素欠陥情報に基づき、Ｘドライバ７６およびＹドライバ７７に制御信号を出力する。図１の例では、制御回路７５で形成された制御信号に基づいて、Ｙドライバ７７から出力される信号で発光素子列Ｌａの発光素子の発光を停止し、発光素子列ＬｂとＬｃの発光素子の発光を開始させる制御を行う。前記制御回路７５への発光素子の画素欠陥情報は、検査パターンの結果に基づき取得する。
【００５６】
次に、図２の例について、制御回路７５の動作について説明する。この場合には、メモリ７８に記憶されている画素欠陥の情報に基づいて、Ｙドライバ７７から出力される信号で発光素子列Ｌｘ、Ｌｚ、Ｌｗを選択する。また、Ｙドライバ７７から出力される信号で発光素子列Ｌｙの発光素子の発光を停止させる。
【００５７】
図３の例では、Ｘドライバ７６から出力される信号で、画素欠陥がある発光素子Ｇｑを含む発光素子群を選択する。また、Ｙドライバ７７から出力される信号で発光素子列Ｌｆを選択する。このようにして、発光素子Ｇｑを選択し、発光を停止させる。同様にして、Ｘドライバ７６およびＹドライバ７７から出力される信号で、画素欠陥のある発光素子Ｇｗの発光を停止させる。また、予備列の発光素子列Ｌｅを選択し、発光素子Ｇｑ、Ｇｗと同じ発光素子群に含まれる発光素子Ｇｂ、Ｇｃを選択して発光させる。
【００５８】
このように、本発明の制御部は、ラインヘッドに複数列配列された発光素子列の各発光素子にマトリクス状に信号線を接続しているので、画素欠陥のある発光素子列の発光素子の発光を停止させて、予備列の発光素子列の発光素子を発光させることができる。また、個別の発光素子を選択して発光の停止や発光の開始の制御を行うことができる。
【００５９】
なお、前記メモリ７８をラインヘッドに設けることに代えて、ラインヘッドを含むカートリッジに設けても良い。この場合には、カートリッジの交換とともに、新しいラインヘッドの画素欠陥に対応した記憶部に交換することができる。また、前記メモリ７８を画像形成装置本体に設ける構成とすることもできる。この場合には、ラインヘッドを小型化できるとともに、ラインヘッドの構成を簡略化できるという利点がある
【００６０】
図８は、本発明が適用される画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。本実施例は、転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。図８において、画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有している。さらに、第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３’を備え、開閉蓋３’は第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能にされている。
【００６１】
ハウジング本体２内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が配設されている。画像形成ユニット６及び給紙ユニット１０内の消耗品は、本体に対して着脱可能な構成であり、その場合には、転写ベルトユニット９を含めて取り外して修理又は交換を行うことが可能な構成になっている。
【００６２】
ハウジング本体２の前面下部の両側には、回動軸３ｂを介して第１の開閉部材３がハウジング本体２に開閉自在に装着されている。転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に離当接されるクリーニング手段１７とを備えている。
【００６３】
従動ローラ１５及び中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより、中間転写ベルト１６駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１６ａが下方に位置するようにされている。上記駆動ローラ１４及び従動ローラ１５は、支持フレーム９ａに回転自在に支持され、支持フレーム９ａの下端には回動部９ｂが形成されている。この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合され、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在に装着されている。
【００６４】
また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、ロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。クリーニング手段１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられている。中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０に対向して板バネ電極からなる一次転写部材２１がその弾性力で当接され、一次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。
【００６５】
転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。画像形成ユニット６は、複数（本実施例では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体２０と、像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４を有している。
【００６６】
帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４は、画像形成ステーションＹのみに図番を付けており、他の画像形成ステーションについては構成が同一のため、図番を省略する。また、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は任意である。そして、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。像担持体２０は、図示矢印に示すように中間転写ベルト１６の搬送方向に回転駆動される。
【００６７】
帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体である像担持体２０に対して、逆方向で、かつ、２〜３倍の周速度で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。また、本実施例のように、クリーナレス構成の画像形成装置にこのような導電性ブラシローラを用いる場合には、非画像形成時にブラシローラへトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加することで、ブラシローラに付着した転写残りトナーを像担持体２０に放出させ、一次転写部で中間転写ベルト１６上に転写して、中間転写ベルト１６のクリーニング手段１７で回収する構成とすることができる。
【００６８】
像書込手段２３は、有機ＥＬ発光素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッドを用いている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。各画像形成ステーションのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、帯電手段２２及び像書込手段２３を１つの像担持体ユニット２５としてユニット化している。
【００６９】
そして、転写ベルトユニット９と共に支持フレーム９ａに交換可能にすることにより、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの像担持体２０に対する位置決めを保持する構成としている。また、像担持体ユニット２５の交換時には有機ＥＬアレイ露光ヘッドを含めて交換する構成としている。
【００７０】
次に、現像手段２４の詳細について、画像形成ステーションＫを例として説明する。現像手段２４は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０を有している。
【００７１】
また、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１及び像担持体２０に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とが設けられている。像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転される。また、現像ローラ３３及び供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体２０の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。
【００７２】
トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体２０へと搬送される。このトナー層は、現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。
【００７３】
給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４及び中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送手段１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００７４】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有している。記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
【００７５】
図９は、図８の像担持体２０近傍の部分的な断面図である。像担持体ユニット２５は、中間転写ベルト１６に接する側が開口した不透明な金属板等からなるケース５０中に、相互に離間して平行に画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４本の像担持体（感光体ドラム）２０が回転可能に支持されている。
【００７６】
各像担持体２０の所定位置で当接回転するように帯電手段２２の導電性ブラシローラが支持されており、帯電手段２２の下流側に各々有機ＥＬアレイ露光ヘッドからなる像書込手段２３が各像担持体２０に位置決めしてそれに平行に支持されている。像書込手段２３の下流側のケース５０の壁面には、各像担持体２０に対応して現像手段２４の現像ローラ３３を当接させる開口５１が設けられている。各開口５１と像書込手段２３の間には、ケース５０の遮蔽部分５２が残されており、また、帯電手段２２と像書込手段２３の間にケース５０の遮蔽部分５３が残されている。
【００７７】
この遮蔽部分５２、５３、特に、開口５１と像書込手段２３の間の遮蔽部分５２が像書込手段２３中の有機ＥＬ材料からなる発光部へ外から紫外線が達するのを防いでいる。７２は、有機ＥＬ発光素子アレイ５６を前面から覆う屈折率分布型ロッドレンズアレイ５５が汚れた場合に、拭き取りを行うクリーニングパッドである。クリーニングパッド７２は、図示を省略した把手により往復動される。６１は有機ＥＬ発光素子アレイ、６５は屈折率分布型ロッドレンズアレイである。
【００７８】
図１０は、像書込手段２３を拡大して示す概略の斜視図である。図１０においては、像書込手段２３に設けるラインヘッドの細部が示されている。像担持体ユニット２５に取り付けられた各像担持体（感光体ドラム）２０に対して、像書込手段２３を正確に位置決めするための機構が示されている。像担持体２０は、図８、図９に示されているように、その軸で像担持体ユニット２５のケース５０内に回転可能に取り付けられている。
【００７９】
一方、有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、長尺のハウジング６０中に保持されている。長尺のハウジング６０の両端に設けた位置決めピン６９をケース５０の対向する位置決め穴に嵌入させる。また、長尺のハウジング６０の両端に設けたねじ挿入孔６８を通して固定ねじをケース５０のねじ穴にねじ込んで固定することにより、各像書込手段２３が所定位置に固定される。
【００８０】
像書込手段２３は、ガラス基板６２上に有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部を載置し、同じガラス基板６２上に形成されたＴＦＴ７１により駆動される。屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５は結像光学系を構成し、発光部の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ６５’を俵積みしている。ハウジング６０は、ガラス基板６２の周囲を覆い、像担持体２０に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ６５’から像担持体２０に光線を射出する。ハウジング６０のガラス基板６２の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。
【００８１】
図１１は、像書込手段２３の副走査方向の断面図である。像書込手段２３には、ハウジング６０中の屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５の後面に面して取り付けられた有機ＥＬ発光素子アレイ６１と、ハウジング６０の背面からその中の有機ＥＬ発光素子アレイ６１を遮蔽する不透明なカバー６６とが設けられている。
【００８２】
また、固定板バネ６７によりハウジング６０背面に対してカバー６６を押圧して、ハウジング６０内を光密に密閉する。すなわち、ガラス基板６２は、固定板バネ６７によりハウジング６０で光学的に密閉されている。このため、ガラス基板６２の端面における全反射を防止し、効率良く光を吸収することができる。固定板バネ６７は、ハウジング６０の長手方向に複数個所設けられている（図１０では図示を省略している）。
【００８３】
図１１において、不透明部材からなるハウジング６０は、光を吸収する材質、例えば黒色ポリスチレンなどの合成樹脂や、アルマイト処理したアルミニュームなどが用いられる。また、ガラス基板６２の両側の厚さ方向端面、すなわち、副走査方向における厚さ方向端面と対向するハウジング６０の面には黒色塗料を塗布して、光吸収特性を高めている。
【００８４】
このように、本発明においては発光素子として有機ＥＬ素子を用いている。このため、発光素子をガラス基板上に容易に作成することができる。したがって、発光素子の形状を任意の形にできるため、低価格化が図れる。また、前記ラインヘッドを画像形成装置に用いているので、画像劣化が少ない画像形成装置を提供することができる。
【００８５】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図１２は、本発明が適用される画像形成装置の構成図である。図１２において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段１６７、中間転写ベルト１６９、定着器の加熱ローラ１７２、用紙搬送路１７４、給紙トレイ１７８が設けられている。
【００８６】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【００８７】
１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書き込み手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。
【００８８】
中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００８９】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【００９０】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレー、１７９は給紙トレー１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００９１】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。図１２の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ１６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。
【００９２】
中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。
【００９３】
給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。
【００９４】
以上、本発明のラインヘッドを用いた画像形成装置をいくつかの実施例に基づいて説明した。本発明によれば画質の劣化のない画像形成装置を提供することができる。本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発光素子列の配列例を示す説明図である。
【図２】発光素子列の配列例を示す説明図である。
【図３】発光素子列の配列例を示す説明図である。
【図４】制御部のブロック図である。
【図５】露光エネルギーの分布を示す説明図である。
【図６】担持体のＰＩＤＣ特性（光減衰特性）を示す特性図である。
【図７】発光素子列の配列例を示す説明図である。
【図８】画像形成装置の全体構成を示す模式的断面図である。
【図９】図８の一部を拡大して示す断面図である。
【図１０】ラインヘッドの一例を示す斜視図である。
【図１１】像書込手段の副走査方向の断面図である。
【図１２】本発明が適用される画像形成装置の構成図である。
【図１３】従来例の説明図である。
【図１４】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…ハウジング本体、６…画像形成ユニット、２０…像担持体、２３…像書込手段、２４…現像手段、２５…像担持体ユニット（像担持体カートリッジ）、６１…有機ＥＬ発光素子アレイ、６２…ガラス基板、７０…ラインヘッド、７１…ＴＦＴ、７５…制御回路、７６…Ｘドライバ、７７…Ｙドライバ、７８…メモリ、８０…本体コントローラ、１６０…画像形成装置、１６１…現像装置、１６５…感光体ドラム、１６７…像書き込み手段

Claims

画像領域の全域を露光可能な複数列の発光素子列を副走査方向に配列したラインヘッドを有し、前記発光素子列は、像担持体の露光に必要な第１の発光素子列と、予備の第２の発光素子列とを含み、前記各発光素子列毎の検査パターンを印字する制御手段を設け、当該検査パターンにより画素欠陥のある発光素子の位置を特定することを特徴とする、画像形成装置。
前記検査パターンに基づき、最適な印字を行う発光素子列の組み合わせパターンを選択する選択手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
前記画素欠陥がある発光素子の位置を記憶する記憶手段を設けたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１の発光素子列の中の発光素子に画素欠陥がある場合には、当該画素欠陥のある発光素子を含む発光素子列の発光を停止し、前記第２の発光素子列の全ての発光素子を発光させることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
前記第１の発光素子列の中の発光素子に画素欠陥がある場合には、当該画素欠陥のある発光素子の発光を停止し、前記画素欠陥のある発光素子と同じ発光素子群に含まれる前記第２の発光素子列の発光素子を選択して発光させることを特徴とする、請求項３記載の画像形成装置。
前記画素欠陥がある発光素子の位置を記憶する記憶手段をラインヘッドに設けたことを特徴とする、請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
請求項１から６のいずれか１項記載の画像形成装置に設けたラインヘッドを像担持体カートリッジに装着して、前記像担持体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を配した状態で、前記像担持体上に形成されたトナー像を転写媒体に転写させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
前記記憶手段を前記カートリッジに設けたことを特徴とする、請求項３ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
前記記憶手段を本体側に設けたことを特徴とする、請求項３ないし請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
前記複数列の発光素子列を用いて多重露光を行うことを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のラインヘッド。
前記発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。