JP2007062020A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子アレイの各発光素子の光量を初期時及び経過時において均一化する光量調整機構を備えた露光装置を得ること。
【解決手段】制御手段３１は発光素子３ａ〜３ｎのそれぞれに対する発光データと記憶手段３２から読み出した対応する発光素子についての記憶値（発光回数や発光時間）とを加算し更新値を記憶手段３２に書き込む。検出手段３３は制御手段３１が記憶手段３２に書き込む更新値が所定値に達したのを検出する。光量調整手段３４は検出手段３３が検出した発光素子の光量を初期光量を含む一定光量レベルに調整する発光条件（発光時間、駆動電流値、駆動電圧値）を求めデータ設定部３６に与える。また、光量調整手段３４は検出手段３３が検出した発光素子についての次回光量調整性に必要な初期値を求め、それを初期化手段３５が記憶手段３２に設定し当該発光素子についての記憶値を初期化する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真装置の構成要素の一つである露光装置に関し、特に投光部に複数の発光素子をライン状に配置した発光素子アレイを備える露光装置に関するものである。

電子写真装置は、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、感光体上に現像されたトナー像を記録紙に転写、加熱定着して画像を得る装置である。そして、感光体上に静電潜像を形成する露光装置には、発光素子アレイの各発光素子を選択的に発光駆動して感光体上を照射する方式のものと、レーザダイオードの出射光ビームをポリゴンミラーと呼ばれる回転多面鏡を介して感光体上を照射する方式のものとが知られている。

一般に、投光部に発光素子アレイを備える露光装置を使用した電子写真装置では、レーザダイオードを用いる場合のポリゴンミラーのような可動部がないので信頼性が高く、レーザダイオードの出射光を感光体に導く光学系や、光の経路となる大きな光学的空間が不要であるので、装置を小型化することが可能である。

ところで、発光素子アレイを構成する発光素子には、ＬＥＤ（発光ダイオード）や有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などがあるが、有機ＥＬ素子を用いる場合には、その有機ＥＬ素子アレイ内の有機ＥＬ素子毎の光量ばらつきが大きいので、有機ＥＬ素子アレイを用いた露光装置を装備する電子写真装置では、取得する画像に濃度ばらつきが生ずるという問題がある。

また、有機ＥＬ素子には、発光時間の経過とともに光量が著しく低下していくという有機材料の特性に起因する光量変化特性がある。そのため、有機ＥＬ素子アレイを用いた露光装置を装備する電子写真装置では、初期時にはある程度の光量ばらつきの範囲内で各発光素子の光量を調整し、画像に影響がないレベルで使用できたとしても、電子写真の印刷枚数が進むにつれて各発光素子の総発光時間に差が生ずるので、発光素子毎に一様な光量変化（光量低下）とはならず、経時的に画像の濃度ばらつき、筋ムラを発生する等の問題が起こる。

そこで、このような問題への対策として、例えば（特許文献１）では、各発光素子の発光回数を計測し、発光回数が最大の素子と同一となるように、他の各発光素子については非露光期間において発光（所謂ダミー発光）させることで各発光素子の発光回数を同一にし、各発光素子の光量変化を均一化させる露光装置が提案されている。
特開２００１−３６１９２４号公報

しかしながら、上記（特許文献１）に記載の技術では、本来の露光に必要でない発光を無駄に行うので、発光素子の光量変化（光量低下）が加速され、露光装置の寿命が極端に短くなるという問題がある。

また、発光素子間で一様の発光条件を適用した場合、各発光素子の初期時光量には、バラツキがある。つまり、各発光素子の発光条件は、初回の発光時点から異なっているので発光素子毎に１回の発光時の発光時間や電流値等を調整することで各発光素子間の光量バラツキを小さくする必要がある。このような状況下で各発光素子の発光回数が同じになるように制御を行っても、各発光素子の光量変化（光量低下）は発光回数に応じて一様でないので、経時的に発光素子間の光量バラツキが拡大していくという問題もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、発光素子アレイの各発光素子の光量を初期時及び経過時において均一化する光量調整機構を備えた露光装置を得ることを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、複数の発光素子をライン状に配列した発光素子アレイを有する露光装置において、発光素子アレイの各発光素子の光量を個別に調整する機構として、発光素子アレイの各発光素子の発光回数あるいは発光時間を累積する初期値が発光素子毎に記憶されている記憶手段と、発光素子アレイの各発光素子への各発光データと記憶手段から読み出した対応する発光素子の初期値を含む記憶値とに基づき、各発光素子の発光回数あるいは発光時間をそれぞれ発光素子毎に初期値を含む記憶値に累積しながら記憶手段に格納する制御手段と、制御手段が記憶手段に書き込む発光回数あるいは発光時間が所定値に達したことを発光素子毎に検出する検出手段と、検出手段が所定値に達したと検出した発光素子の光量を初期光量を含む一定光量レベルに調整する光量調整データを生成する光量調整手段と、検出手段が所定値に達したと検出した発光素子に対応する記憶手段における記憶値を所定の初期値に初期化する初期化手段とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、アレイ配置される各発光素子の発光回数あるいは発光時間を記憶手段に累積記憶し、記憶手段の記憶値が所定値に達したことを検出したとき、当該発光素子の光量を初期光量を含む一定光量レベルに維持するように当該発光素子の発光条件（発光時間、駆動電流値、駆動電圧値）を調整する。併せて、記憶手段の記憶値が所定値に達したことを検出する度に、記憶手段の対応する発光素子の記憶値を初期値に初期化する。したがって、各発光素子の光量を、初期時及び経過時において、効果的に初期光量を含む一定光量レベルに調整することができ、均一化を図ることができる。

本発明によれば、発光素子アレイの各発光素子の光量を初期時及び経過時において均一化する光量調整機構を備えた露光装置を得ることができる。

以下に図面を参照して、本発明にかかる露光装置が備える光量調整機構の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明を適用する露光装置の投光開口部を示す正面図である。図２は、図１に示す露光装置の投光開口部の断面構成を示すＡ線断面図である。図３は、図２に示す発光素子の詳細構成を示す断面図である。図４は、図１に示す露光装置を装備する電子写真装置の一例を示す概念図である。

図１において、符号１は、露光装置の投光開口部であり、長方形状に開口している。この投光開口部１の内側壁のほぼ中央には、透明なガラス基板２が当該投光開口部１を塞ぐように固定支持されている。ガラス基板２の当該開口部１内奥側に面した片面（図１では紙表面側の面）には、発光素子アレイを構成する多数の発光素子３ａ〜３ｎが当該開口部１の長手方向に適宜間隔を置いて配置されている。

また、ガラス基板２の当該投光開口部１の外側に面した片面（図１では紙背面側の面）には、レンズアレイ４が発光素子３ａ〜３ｎの全てを跨いで配置されている。

各発光素子３は、具体的は、図３に詳示するように、ガラス基板２上にＩＴＯ等の材料を用いた透明な制御電極５を形成し、この制御電極５上に有機材料である有機層６を形成し、この有機層６の上にＡｌ等による共通電極７を形成した有機ＥＬ素子である。なお、共通電極７は、反射板の役目も有している。

したがって、図２に示す発光素子３には、示してないが共通電極７が含まれている。多数の発光素子３ａ〜３ｎをアレイ配置するときは、この共通電極７は、発光素子３ａ〜３ｎの各有機層６の上辺を連接して形成される共通電極となる。

要するに、図１に示す発光素子３ａ〜３ｎは、ガラス基板２上に適宜間隔を置いて配置される制御電極５と、各制御電極５上に設ける有機層６と、各有機層６の上辺を連接して形成される共通電極７とで構成されている。

通常、発光素子３ａ〜３ｎの一つひとつが１画素の発光素子であり、例えば、長手方向の幅が２１０ｍｍ幅（Ａ４サイズの用紙幅相当）であるとき、解像度６００ｄｐｉの露光装置では発光素子が約５０００個配置されている。

発光動作を概略説明する。制御電極５と共通電極７間に所定電圧を印加し、有機層６に電流を流すと、有機層６が励起され、その励起状態から基底状態に戻るときのエネルギーが光となって放出される。共通電極７が反射板となり、有機層６から発した光は、主に透明な制御電極５及びガラス基板２を透過し、図２に示すように、レンズアレイ４を介して当該投光開口部１から外側に放出される。

当該投光開口部１の外側には、図４に示すように、電子写真装置の感光体１１が配置されている。即ち、発光素子３ａ〜３ｎは、画像データの各ビットの論理値に従って個別に発光・非発光の発光制御が行われるが、発光素子３ａ〜３ｎの発する光がレンズアレイ４によって電子写真装置の感光体１１上に結像することで、感光体１１上に静電潜像が形成される。

図４に示す電子写真装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を順次感光体１１上に形成し、感光体１１上にフルカラー像を形成後、記録紙２１に転写する構成である。フルカラー画像形成の色順番は、第１色目がイエロー、第２色目がマゼンタ、第３色目がシアン、第４色目がブラックとなっている。

図４において、感光体１１は、導電性基体の上に、有機系あるいはアモルファスＳｉなどの無機系の感光層を設けたドラム状の回転体である。この感光体１１に対し、帯電器１２が配置されている。帯電器１２は、感光体１１を一様な電位に帯電させる手段であり、周知のコロナ帯電器（コロトロン帯電器あるいはスコロトロン帯電器）を用いている。

そして、感光体１１に対し、この帯電器１２から感光体１１の回転方向下流側に向かって、露光装置１、イエロー現像器１３、マゼンタ現像器１４、シアン現像器１５、ブラック現像器１６、転写手段１７及びクリーナ２０が配置されている。

露光装置１は、図１に示した投光開口部を感光体１１の表面に向けて配置されている。露光装置１は、感光体１１の表面が帯電器１２よって一様な電位に帯電された後、発光データ（画像データ）に対応して各発光素子を選択的に発光させることで、感光体１１の表面に画像データに対応した静電潜像を形成する。

イエロー現像器１３、マゼンタ現像器１４、シアン現像器１５及びブラック現像器１６は、それぞれ、感光体１１上に形成された静電潜像を現像器内の各色のトナーによって現像し、感光体１１上に各色のトナー像を形成する。

転写手段１７は、中間転写ローラ（中間転写体）１８と、この中間転写ローラ１８に記録紙２１を押し付ける加圧ローラ１９とで構成されている。この構成によって、感光体１１上のトナー像が記録紙２１に転写される。

クリーナ２０は、転写手段１７によって記録紙２１にトナー像を転写した後に、感光体１１上に残ったトナーを回収するクリーニング手段である。

以上のような構成の電子写真装置の画像形成過程を簡単に説明する。まず、帯電器１２によって、感光体１１上を一様な電位（例えば−７００Ｖ）に帯電する。その後、第１色目のイエローの発光データ（画像データ）に対応して、露光装置１の各発光素子が選択的に発光し、発光点に対応した感光体１１では、露光された部位の表面電位が低下する（例えば−１００Ｖ）。

これによって感光体１１上に、−７００Ｖと−１００Ｖの電位勾配による静電潜像が形成される。そして、イエロー現像器１３の現像ローラ（現像のためのトナー層形成部）に所定の電圧（例えば−３００Ｖ）を印加すると、感光体１１と現像ローラ間に働く電界により、露光装置１によって感光体１１の露光された部位に現像ローラからトナーが選択的に付着し、感光体１１にイエローのトナー像が形成される。

以降、２色目のマゼンタ、３色目のシアン、４色目のブラックの各トナー像を、各色の現像器（１４〜１６）を用いて順次感光体１１上に形成し、感光体１１上にフルカラーのトナー像を形成する。その後、感光体１１上に形成されたトナー像を転写手段１７によって記録紙２１に一括転写する。

転写手段１７によってトナー像を転写された記録紙２１は、図示しない定着器によって加熱定着される。その後、フルカラーのトナー像の転写を終えた感光体１１上の残存トナーはクリーナ２０によって除去される。

なお、図４では、中間転写ローラ１８を介して記録紙２１に一括転写する構成例を示すが、直接記録紙２１に一括転写する構成でもよい。感光体１１から中間転写ローラ１８への転写、及び中間転写ローラ１８から記録紙２１への転写においては、いずれも電界による転写、あるいは圧力による転写（オフセット転写）を用いることができる。

ここで、図１に示す露光装置１は、アレイ配置される発光素子３ａ〜３ｎの各光量を個別に調整する光量調整機構を備えている。以下、図５〜図８を参照して、図１に示す露光装置１が備える光量調整機構について説明する。図５は、図１に示す露光装置が備える本発明の実施の形態１による光量調整機構の構成を示すブロック図である。図６は、図５に示す記憶手段の記憶内容を説明する図である。図７は、図５に示す制御手段の記憶手段への発光回数の累積動作を説明するタイムチャートである。図８は、発光素子の累積発光時間に対する光量変化特性と光量調整時期との関係、記憶手段に設定する初期値を説明する図である。

図５に示すように、アレイ配置される発光素子３ａ〜３ｎの各光量を個別に調整する光量調整機構は、制御手段３１と、記憶手段（メモリ）３２と、検出手段３３と、光量調整手段３４と、初期化手段３５と、データ設定部３６と、発光素子３ａ〜３ｎと１対１の関係で設けられる駆動部３７ａ〜３７ｎとを備えている。制御手段３１は、メモリ制御部３１ａとラッチ回路３１ｂと加算器３１ｃとを備えている。

発光素子の光量調整方法としては、大きく２つに大別できる。一つは、１回あたりの発光時間を制御するＰＷＭ制御であり、もう一つは、１回あたりの電流値を制御するＰＡＭ制御である。ＰＡＭ制御においては、電圧を変化させることで結果的に電流を制御することも考えられるが、有機ＥＬ材料を用いた発光素子においては、定電流駆動によって発光素子を駆動し、その駆動電流値を発光素子毎に調整する方法が主である。以下に説明する本発明による光量調整法は、ＰＷＭ制御であるか、ＰＡＭ制御であるかを問わず適用できるものである。

図５において、外部入力の発光データは、アレイ配置される発光素子３ａ〜３ｎの発光・非発光を発光素子毎に指定するビット列であり、発光素子３ａ〜３ｎの個数分からなる対応ビットで構成される。発光素子３ａ〜３ｎの全数についての発光・非発光の発光制御が行われる時間が感光体１１の１ライン分を露光する時間であるが、発光データの各対応ビットは、この露光時間内に、１素子毎に順に入力される。

つまり、外部入力の発光データは、感光体１１の１ライン分の走査データであり、アレイ配置される発光素子３ａ〜３ｎは、感光体１１の１ライン分を露光する時間内に発光素子３ａから発光素子３ｎまでの各素子が１素子毎に順に対応ビットに従って発光・非発光の状態に制御される。例えば、発光データのあるビットが“１”であれば対応する発光素子は発光駆動され、そのビットが“０”であれば対応する発光素子は非発光状態になる。この露光動作が感光体１１の１ライン毎に繰り返されることで、感光体１１に前記した静電潜像が形成される。

この発光データは、制御手段３１内のメモリ制御部３１ａ及び加算器３１ｃと、データ設定部３６とに入力される。

上記したように、発光素子３ａ〜３ｎは、発光データの対応ビットが“１”であれば発光駆動されるので、“１”であるビットの入力回数は、対応する発光素子の発光回数を示している。

そこで、制御手段３１では、発光素子３ａ〜３ｎの全てへの対応ビットで構成される発光データ毎に、つまり、感光体１１の１ライン走査毎に、発光素子３ａ〜３ｎ個々の発光回数をカウントし、記憶手段３２に格納する動作を行う。記憶手段３２は、図６（ａ）に示すように、発光素子毎に所定ビット数の記憶領域を有するアドレスが割り付けられている。図６（ａ）では、一例として、発光素子数が１０２４で、各アドレスの記憶領域が１６ビットで構成される場合が示されている。つまり、記憶手段３２の各アドレスには、１６ビット長の発光回数データが格納されるとしている。なお、記憶手段３２の各アドレスには初期値が予め設定されているが、その内容及び設定方法については後述する。

メモリ制御部３１ａでは、発光データの対応ビットが入力する度に、記憶手段３２の対応する「アドレス」と、その「アドレス」への書込み及び読み出しの動作を制御する「制御信号」とを生成し、記憶手段３２に与える。即ち、「制御信号」は、ライトイネーブルとリードイネーブル（出力イネーブル）とからなる。

「制御信号」が出力イネーブルであるとき記憶手段３２の読み出しデータ（当該発光素子の直前までの発光回数データ）がラッチ回路３１ｂにて保持される。加算器３１ｃは、発光データの対応ビットが入力する度に、その対応ビットの論理値とラッチ回路３１ｂが保持出力する当該発光素子の直前までの発光回数データとを加算し、「制御信号」がライトイネーブルであるとき、加算結果を記憶手段３２への書込みデータとする。

この場合の書込みデータは、発光データの対応ビットが“１”であれば当該発光素子の直前までの発光回数に「＋１」した更新発光回数データとなり、発光データの対応ビットが“０”であれば当該発光素子の直前までの発光回数そのままの未更新発光回数データとなる。

図７を参照して、制御手段３１による発光回数の更新動作を具体的に説明する。図７において、発光データとして、発光素子の第Ｎ素子に対応するデータビットＮから第Ｎ＋３素子に対応するデータビットＮ＋３までが示され、それに対応する記憶手段３２のアドレスとして、Ａ〜Ａ＋３が示されている。

メモリ制御部３１ａは、第Ｎ素子への発光データＮが送られてくるタイミングで、記憶手段３２へのアドレスをアドレスＡに切り替えるとともに、記憶手段３２への出力イネーブルをアクティブ（例えば“Ｌ”レベル）にし、記憶手段３２から第Ｎ素子の発光回数データＤＮを読み出す。読み出された第Ｎ素子の発光回数データＤＮは、所定のタイミングでラッチ回路３１ｂに保持される。

加算器３１ｃは、ラッチ回路３１ｂが保持した第Ｎ素子の発光回数データＤＮとこのときの第Ｎ素子への発光データＮとを加算し、それを記憶手段３２への書込みデータＤＮ’とする。メモリ制御部３１ａは、加算器３１ｃが出力する書込みデータＤＮ’をライトイネーブル信号の立ち上がりタイミングで記憶手段３２のアドレスＮに書き込む。

これによって、記憶手段３２のアドレスＮには、第Ｎ素子への発光データＮが“１”レベルの場合、前回までの発光回数を＋１した発光回数が格納される一方、第Ｎ素子への発光データＮが“０”レベルの場合、前回までの発光回数が更新されることなくそのまま格納される。他の発光素子（図７におけるＮ＋１等）についても同様に、当該素子への発光データの論理値に応じた発光回数データが記憶手段３２の所定のアドレスに更新されていく。

なお、発光素子が非発光のときには、発光回数は変わらないので、この場合には記憶手段３２へのデータ書込みを行わなくてもよい。具体的には、メモリ制御部３１ａは、発光データの論理値に応じ記憶手段３２へのライトイネーブル信号のオン／オフを制御する。即ち、ある素子への発光データが“０”の場合はライトイネーブル信号をアクティブにせず、発光データが“１”の場合にライトイネーブル信号をアクティブにするのである。この動作によって、記憶手段３２に各素子の更新した発光回数データのみを格納することができる。

このように、制御手段３１によって、記憶手段３２のデータ読み出し、データ書込みの動作が、随時送られてくるライン毎の発光データにおける各ビットに対応してリアルタイムに実施され、記憶手段３２がアドレス毎にカウンタのように動作するので、各発光素子の発光回数を正確に累積記憶することができる。

したがって、例えば、記憶手段３２をＳＲＡＭのような高速ランダムアクセスが可能なメモリにすることで、このようにリアルタイムに発光回数をカウントしていくことが容易になる。また、発光データの転送周波数が遅い、あるいは、メモリを複数有する等の条件によっては、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような不揮発性メモリを使用することも可能であるので、前述のように各発光素子への発光データビット（対応ビット）の論理値に応じてメモリへの書込み有無を制御すれば、アクセス回数低減によってメモリ耐用期間も長くすることができ、データ保持性とコストダウンに有利である。

次に、検出手段３３は、メモリ制御部３１ａが生成する「アドレス」と加算器３１ｃが出力する「書込みデータ」とに基づき、どの発光素子の発光回数が所定の回数に到達したかを検知する。具体的には、加算器３１ｃが出力する「書込みデータ」は、図６（ａ）にて説明した例では、１６ビット長であるが、図１６（ｂ）に示すように、その１６ビット長「書込みデータ」の最上位ビット（ＭＳＢ）を検出フラグとし、その最上位ビット（ＭＳＢ）ビットが“１”になった時点を、「アドレス」を持つ発光素子の光量調節時期と判断し、その発光素子を特定する当該「アドレス」を光量調整手段３４と初期化手段３５とに保持出力（通知）する。

光量調整手段３４は、検出手段３３から光量調節時期に達した発光素子の「アドレス」通知を受けて、後述するように当該発光素子に対する光量調整データを生成してデータ設定部３６に与えるとともに、発光回数初期値データを生成して初期化手段３５に与える。

初期化手段３５は、検出手段３３から光量調節時期に達した発光素子の「アドレス」通知を受けて記憶手段３２の当該「アドレス」に格納されている発光回数データをリセットし、光量調整手段３４から光量調整完了通知と発光回数初期値データの通知とを受けて記憶手段３２の当該「アドレス」に発光回数初期値データを書き込むことで初期化する。

要するに、検出手段３３が光量調節時期に達した発光素子を検出すると、光量調整手段３４が当該発光素子の光量調整を行い、初期化手段３５が記憶手段３２の当該発光素子の発光回数データを初期化するようになっている。図８を参照して、発光素子の光量変化と検出手段３３，光量調整手段３４及び初期化手段３５との動作関係、記憶手段３２に設定する初期値データについて説明する。

発光素子（有機ＥＬ素子）の光量は、発光条件が常に同じであると仮定すると、基本的に図８に示すようにトータルの発光時間（累積発光時間）に応じて低下していく。図８では、光量が初期光量Ｌ０から、光量Ｌａに低下する経過時間Ｔａ、光量Ｌｂに低下する経過時間Ｔｂ、光量Ｌｃに低下する経過時間Ｔｃ、・・、光量Ｌｚに低下する経過時間Ｔｚがそれぞれ示されている。素子間で光量値が同じになる経過時間は、素子毎に異なる。

各発光素子の１回の発光時間は所定値Ｗａであるので、初期光量Ｌ０から光量Ｌａに低下する経過時間Ｔａの期間内での発光回数Ｖａは、Ｖａ＝Ｌａ／Ｗａと算出することができる。そして、このように算出した発光回数分カウントすると最上位ビットが“１”となるような発光回数初期値データも算出することができる。その後の各経過時間においても同様である。例えば、経過時間Ｔｂの時点に対しては“Ｔｂ−Ｔａ”とその期間における１回あたりの発光時間とから発光回数を計算することができる。

即ち、この実施の形態では、図８に示すような光量変化特性を持つ発光素子（有機ＥＬ素子）に対して、記憶手段３２には、各発光素子について、初回の経過時間Ｔａに対する発光回数初期値データを上記のように算出して予め設定しておく。そして、２回目以降の各経過時間に対する発光回数初期値データは光量調節手段３４が発光素子毎に生成して初期化手段３５に与え、初期化手段３５が記憶手段３２に設定して初期化する。

これによって、検出手段３３が、光量が初期光量Ｌ０から、光量Ｌａに低下する経過時間Ｔａ、光量Ｌｂに低下する経過時間Ｔｂ、光量Ｌｃに低下する経過時間Ｔｃ、・・、光量Ｌｚに低下する経過時間Ｔｚをそれぞれ光量調整時期として検出し、それぞれの光量調整時期において、光量調節手段３４が光量を一定レベル（例えば初期光量Ｌ０）となるように調整し、初期化手段３５が記憶手段３２に累積した対応する発光素子の発光回数データを初期化することができる。

次に、光量調節手段３４は、発光素子毎に図８に示すような光量変化特性の情報を予め記憶しておくメモリと、トータルの発光時間の経過に合わせてどのタイミングで発光素子の駆動条件をどのように変えるかを判断する処理部（ＣＰＵ）とを備えている。

ＣＰＵは、検出手段３３からの検知フラグと「アドレス」通知とによって光量調整が必要な発光素子が生じたことを認識すると、１回の発光時間と当該発光素子の光量変化特性から求めた次の光量調整時期までの累積発光時間とに基づき、調整対象である発光素子の駆動条件（発光時間、電流値、電圧値）を、初期光量を含む一定光量レベルが得られる条件に変更調整する光量調整データを生成し、その生成した光量調整データをデータ設定部３６に設定する光量調整を行う。

このとき、ＣＰＵは、生成した光量調整データをデータ設定部３６に設定して光量調整を終了した時点で検出手段３３の検知フラグをネゲートする。即ち、検出手段３３は、光量調節手段３４のＣＰＵからネゲート指示があるまで検知フラグのアクティブを維持し、アドレス情報を保持している。

このような構成にすることで、同時期に光量調整を要する発光素子が複数に及ぶときも検出手段３３が複数のアドレス情報を保持しておくことで問題なく処理できる。そして、光量調整をリアルタイムに行うか、例えば非露光期間（待機中や用紙間等、画像形成を行わない期間）に行うかを適宜選択できるので、光量調整の容易化が図れる。つまり、発光回数を正確かつリアルタイムに検知することと、光量調整時期のフレキシブル性とを両立させることができる構成になっている。

データ設定部３６では、初期設定された発光素子３ａ〜３ｎそれぞれの初期光量データ及びその後に光量調節手段３４から入力する発光素子毎の光量調整データと、外部から入力する発光データの各対応ビットとに基づき発光素子３ａ〜３ｎそれぞれの発光条件を設定する。具体的には、発光素子３ａ〜３ｎと１対１の関係で設けられる駆動部３７ａ〜３７ｎの駆動方式が、ＰＷＭ制御であれば１回の発光における発光時間を設定し、ＰＡＭ制御であれば１回の発光における電流値や電圧値を設定する。このように設定した発光素子毎の発光条件を駆動部３７ａ〜３７ｎに与えることで、発光素子３ａ〜３ｎの各光量を個別に制御することができる。

データ設定部３６に初期設定される発光素子３ａ〜３ｎそれぞれの初期光量データは、初期光量が素子間でバラツキを小さくするように定められている。したがって、実施の形態１によれば、発光素子アレイの各発光素子の光量を初期時及び経過時において一定レベルに均一化する光量調整が行える。

（実施の形態２）
図９は、図１に示す露光装置が備える本発明の実施の形態２による光量調整機構の構成を示すブロック図である。なお、図９では、実施の形態１の図１に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

実施の形態１では、外部から入力する発光データが１発光素子に対して１ビット（２値）を対応させたビット列である場合の構成例を示したが、この実施の形態２では、外部から入力する発光データが１発光素子に対して複数ビット（多値）を対応させたビット列である場合の構成例を示す。

この場合には、発光回数をカウントするのではなく、発光時間を累積加算することになるが、発光時間と発光データである複数ビットとの関係がリニアであれば、発光データであるその複数ビットを実施の形態１で言う１対応ビットとしてそのまま累積していけばよいので、実施の形態１と同様の考えで対応することができる。

そこで、この実施の形態２では、発光時間と発光データである複数ビットとの関係がリニアでない場合について示す。即ち、図９に示すように、この実施の形態２による光量調整機構では、実施の形態１の図１に示した制御手段３１に代えた制御手段４０が設けられる。制御手段４０では、メモリ制御部３１ａに代えたメモリ制御部４０ａが設けられ、ルックアップテーブル４０ｂが追加されている。

メモリ制御部４０ａは、外部から入力する１発光素子に対して複数ビットを対応させたビット列である発光データを受けて、１発光素子に対する複数ビットが入力する度に、対応する「アドレス」と「制御信号」とを生成し、「アドレス」はルックアップテーブル４０ｂと記憶手段３２と検出手段３３とに与え、「制御信号」は記憶手段３２に与える。記憶手段３２には、発光素子毎に発光時間データが記憶される。

ルックアップテーブル４０ｂは、外部から入力する１発光素子に対して複数ビットを対応させたビット列である発光データから各発光素子の発光時間を参照できるようにするため、発光素子毎に発光時間と発光データである複数ビットとの関係が設定されている。

即ち、メモリ制御部４０ａが「アドレス」をルックアップテーブル４０ｂに与えることで、ルックアップテーブル４０ｂから対応する発光素子の発光時間が加算器３２ｃに与えられ、ラッチ回路３１ｂがラッチ出力する前回までの発光時間が加算されるので、記憶手段３２には、発光駆動される発光素子の発光時間がリアルタイムに累積して記憶される。検出手段３３以降は、実施の形態１と同様の動作を行う。

したがって、１発光素子に対して複数ビットが対応し発光時間と発光データである複数ビットとの関係がリニアでない場合でも、実施の形態１と同様に、各発光素子の光量を初期時及び経過時において一定レベルに均一化する光量調整が行える。

以上のように、実施の形態１，２によれば、アレイ配置される各発光素子の発光回数あるいは発光時間を記憶手段に累積記憶し、記憶手段の記憶値が所定値に達したことを検出したとき、当該発光素子の光量を初期光量を含む一定光量レベルに維持するように当該発光素子の発光条件（発光時間、駆動電流値、駆動電圧値）を調整する。併せて、記憶手段の記憶値が所定値に達したことを検出する度に、記憶手段の対応する発光素子の記憶値を初期値に初期化するので、各発光素子の光量を、初期時及び経過時において、効果的に初期光量を含む一定光量レベルに調整することができ、均一化を図ることができる。

そして、検出対象となる所定値は、当該発光素子の光量変化特性に基づき定めた光量調整時期に該当する所定値と定めることができるので、発光時間の経過とともに光量が著しく低下する特性を有する有機ＥＬ素子でも発光素子間の光量バラツキを低減することができる。

また、記憶手段としてＳＲＡＭのような高速に読み出し書込みができるメモリを使用する場合には、各発光素子の発光回数あるいは発光時間を、実際の露光時にリアルタイムに記憶手段から記憶値を読み出し、更新値を書き込むことができるので、各発光素子の正確な発光回数あるいは発光時間の管理を行うことができる。

さらに、記憶手段の記憶値を読み出した後、当該発光素子が非発光の場合は記憶手段への書込みを行わないように制御することができるので、記憶手段としてＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのように書換え回数の保証が他のメモリよりも低く規定されるメモリを使用する場合には、当該メモリへのアクセス頻度低減により耐用期間を延ばすことができ、露光装置自体の製品寿命の長命化やコスト低減が図れる。

加えて、記憶手段の記憶値が所定値に達したことの検出情報は適宜期間保持することができるので、光量調整はリアルタイムに実施する以外に非露光期間等でも実施するなど、実際の光量調整時期を柔軟に定めることができ、光量調整の容易化が図れる。

このように、実施の形態１，２に示す光量調整機構を備える露光装置では、アレイ配置される各発光素子の光量を初期時及び経過時において調整し光量の均一化が図れるので、このような露光装置を装備する電子写真装置では、感光体上の静電潜像形成を安定的に行うことができ、画像の濃度ばらつきや筋ムラが発生する等の問題を抑制し、長期に渡り高画質な画像を形成することができる。

以上のように、本発明にかかる露光装置は、一次元的にアレイ配置される各発光素子の光量を初期時及び経過時において均一化するのに有用であり、特に、電子写真装置において長期に渡り高画質な画像を形成するのに好適である。

本発明を適用する露光装置の投光開口部を示す正面図 図１に示す露光装置の投光開口部の断面構成を示すＡ線断面図 図２に示す発光素子の詳細構成を示す断面図 図１に示す露光装置を装備する電子写真装置の一例を示す概念図 図１に示す露光装置が備える本発明の実施の形態１による光量調整機構の構成を示すブロック図 図５に示す記憶手段の記憶内容を説明する図 図５に示す制御手段の記憶手段への発光回数の累積動作を説明するタイムチャート 発光素子の累積発光時間に対する光量変化特性と光量調整時期との関係、記憶手段に設定する初期値を説明する図 図１に示す露光装置が備える本発明の実施の形態２による光量調整機構の構成を示すブロック図

符号の説明

１ 露光装置（投光開口部）
２ ガラス基板
３，３ａ〜３ｎ 有機層
７ 共通電極
１１ 感光体
１２ 帯電器
１３ イエロー現像器
１４ マゼンタ現像器
１５ シアン現像器
１６ ブラック現像器
１７ 転写手段
１８ 中間転写ローラ（中間転写体）
１９ 加圧ローラ
２０ クリーナ
２１ 記録紙
３１，４０ 制御手段
３１ａ，４０ａ メモリ制御部
３１ｂ ラッチ回路
３１ｃ 加算器
３２ 記憶手段（メモリ）
３３ 検出手段
３４ 光量調整手段
３５ 初期化手段
３６ データ設定部
３７ａ〜３７ｎ 駆動部
４０ｂ ルックアップテーブル

Claims (10)

1. 複数の発光素子をライン状に配列した発光素子アレイを有する露光装置において、
   前記発光素子アレイの各発光素子の光量を個別に調整する機構として、
   前記発光素子アレイの各発光素子の発光回数あるいは発光時間を累積する初期値が発光素子毎に記憶されている記憶手段と、
   前記発光素子アレイの各発光素子への各発光データと前記記憶手段から読み出した対応する発光素子の前記初期値を含む記憶値とに基づき、各発光素子の発光回数あるいは発光時間をそれぞれ発光素子毎に前記初期値を含む記憶値に累積しながら前記記憶手段に格納する制御手段と、
   前記制御手段が前記記憶手段に書き込む発光回数あるいは発光時間が所定値に達したことを発光素子毎に検出する検出手段と、
   前記検出手段が前記所定値に達したと検出した発光素子の光量を初期光量を含む一定光量レベルに調整する光量調整データを生成する光量調整手段と、
   前記検出手段が前記所定値に達したと検出した発光素子に対応する前記記憶手段における記憶値を所定の初期値に初期化する初期化手段と、
   を備えていることを特徴とする露光装置。
2. 前記制御手段は、入力される発光素子毎の発光データのうち、ある発光素子への発光データが当該発光素子を非発光状態にする論理値であるときは、当該発光素子についての前記記憶手段への書き込みは行わないことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記記憶手段は、書き込み回数の保証値が低いメモリであることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記制御手段は、入力される発光素子毎の発光データに同期して、前記記憶手段から対応する発光素子の前記初期値を含む記憶値を読み出し、更新した発光回数あるいは発光時間を前記記憶手段に書き込む動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
5. 前記記憶手段は、高速に書換え可能なメモリであることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記記憶手段の各アドレスの記憶領域は、所定ビット長で構成され、前記検出手段は、当該所定ビット長における特定ビットの論理値によって前記所定値に達したか否かの判断を行うことを特徴とする請求項１，２，４のいずれか一つに記載の露光装置。
7. 前記発光素子は有機ＥＬ素子であり、前記記憶手段には前記各発光素子がそれぞれ有する光量変化特性で定まる初回の光量調整に必要な前記初期値が予め格納され、前記光量調整手段は、前記光量調整データを生成する際に、調整対象の発光素子が有する光量変化特性で定まる次回の光量調整に必要な初期値を求め、それを前記所定の初期値として前記初期化手段に与えることを特徴とする請求項１，２，４のいずれか一つに記載の露光装置。
8. 前記検出手段は、前記所定値に達したと検出した発光素子に関する情報を、前記光量調整手段が前記光量調整データの生成を完了するまで保持出力することを特徴とする請求項１，２，４のいずれか一つに記載の露光装置。
9. 前記光量調整手段は、前記光量調整データの生成を非露光期間等において実施することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 感光体の外周囲に、当該感光体表面を帯電する帯電装置、帯電した感光体表面を画像情報に応じて露光し静電潜像を形成する露光装置、前記静電潜像をトナーにより顕像化したトナー像を形成する現像装置、前記トナー像を記録用紙に転写する転写装置等を配置した電子写真装置において、前記露光装置は、請求項１〜９のいずれか一つに記載の露光装置であることを特徴とする電子写真装置。

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