JP2010046916A - 露光ヘッド、露光ヘッドの制御方法、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各バンクに対して複数の発光素子を形成するとともに、同じ領域を露光できる発光素子を切換えて使用可能な露光ヘッドの長寿命化を図ることを可能とする。
【解決手段】複数のバンクそれぞれの内部に複数の発光素子を配設した基板と、発光素子からの光を結像して被露光面を露光する結像光学系と、被露光面の移動方向に平行もしくは略平行に配設された第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子を駆動信号に応じて発光させる制御手段とを備え、第１発光素子および第２発光素子は、互いに異なるバンクの内部に配設されている。
【選択図】図６

Description

この発明は、発光素子からの光により被露光面または潜像担持体を露光する露光ヘッド、当該露光ヘッドの制御方法、および当該露光ヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。

このような露光ヘッドとして、複数の発光素子からの光を結像光学系により結像して、潜像担持体の表面（被露光面）を露光するものが知られている。例えば特許文献１では、主走査方向の異なる位置に複数の発光素子が配置されており、各発光素子からの光が結像光学系により結像されて、主走査方向の異なる位置のそれぞれにスポットが形成される。こうして、主走査方向に１ライン分の潜像が形成される。また、主走査方向に直交する副走査方向への潜像担持体表面の移動に応じたタイミングで各発光素子が発光することで、先ほどの１ライン分の潜像が副走査方向に複数形成されて、２次元潜像が形成される。

また、特許文献２には、上述の発光素子の作製技術について記載されている。この作製技術によると、複数のバンクが基板の表面に形成されるとともに、インクジェット方式のプリントヘッドにより各バンクの内部に発光材料が吐出されることで、基板表面のうちバンクに囲まれた部分に発光材料が塗布される。そして、この発光材料が発光して、発光素子として機能する。

特開２００６−２３１６４９号公報 特開２００３−１９８２６号公報

また、特許文献２では各バンクに対して１個の発光素子が形成されている。しかしながら、より高解像度な露光ヘッドを実現するためには、各発光素子を高密度に配置する必要があり、発光素子毎にバンクを形成することは困難である。そこで、各バンクに対して複数の発光素子を形成することもできる。

ところで、バンクへの発光材料の塗布条件が適切でなくて発光材料の膜厚や濃度が不均一になること等に起因して、ある一部のバンクに形成された発光素子が早期に消耗してしまい、露光ヘッドの寿命が短くなってしまう場合がある。このような問題に対しては、同じ領域を露光できる２個の発光素子を設けておくことが考えられる。つまり、これら２個の発光素子を選択的に切換えて潜像形成に使用することで、一方が早期消耗を起こした場合であっても、他方を用いて潜像形成を実行することができるため、露光ヘッドの寿命を延ばすことができる。

しかしながら、上述のような各バンクに対して複数の発光素子を形成した構成においては、発光素子を切換えても露光ヘッドの寿命を十分に延ばすことができない場合があった。なぜなら、早期消耗を起こす発光素子と同じバンクに形成された発光素子は同様に早期消耗を起こす可能性が高く、切換後の発光素子が切換前の発光素子と同じバンクに形成されたものであると、切換後の発光素子も早期消耗を起こす可能性が高いからである。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、各バンクに対して複数の発光素子を形成するとともに、同じ領域を露光できる発光素子を切換えて使用可能な露光ヘッド、当該露光ヘッドの制御方法および当該露光ヘッドを用いた画像形成装置において、露光ヘッドの長寿命化を図ることを可能とする技術の提供を目的としている。

この発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、バンクの内部に発光素子を配設した基板と、発光素子からの光を結像して被露光面を露光する結像光学系と、被露光面の移動方向に平行もしくは略平行に配設された第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子を駆動信号に応じて発光させる制御手段とを備え、第１発光素子および前記第２発光素子は、異なる前記バンクの内部に配設されていることを特徴としている。

また、この発明にかかる露光ヘッドの制御方法は、上記目的を達成するために、バンクの内部に発光素子を配設した基板と発光素子からの光を結像して被露光面を露光する結像光学系とを有する露光ヘッドに、被露光面の移動方向に平行もしくは略平行で異なるバンクの内部に配設された第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子を駆動信号に応じて発光させることを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、潜像担持体と、バンクの内部に複数の発光素子を配設した基板と、発光素子からの光を結像して潜像担持体を露光する結像光学系とを有する露光ヘッドとを備え、潜像担持体の移動方向に平行もしくは略平行に配設された第１発光素子および第２発光素子が異なるバンクの内部に配設されており、第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子を駆動信号に応じて発光させることを特徴としている。

このように構成された発明（露光ヘッド、露光ヘッドの制御方法、画像形成装置）では、被露光面の移動方向に平行もしくは略平行に配設されて、被露光面の同じ（もしくは略同じ）領域を露光できる第１発光素子および第２発光素子が設けられている。そして、これら第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子が、駆動信号に応じて発光して潜像形成を実行する。したがって、第１発光素子および第２発光素子の一方が早期消耗を起こした場合は、他方に切換えて潜像形成を行うことができる。しかも、第１発光素子および第２発光素子は、互いに異なるバンクの内部に配設されている。よって、切換後の発光素子が早期消耗を起こす可能性が抑制されており、露光ヘッドの長寿命化を図ることが可能となっている。

また、第１発光素子および第２発光素子で構成される発光素子列を、被露光面の移動方向に直交もしくは略直交する方向に、配設しても良い。この際、発光素子列を千鳥状に配設するのが好適である。なぜなら、被露光面の移動方向に直交もしくは略直交する方向に隣り合う２個の発光素子の間隔を大きく取って、比較的広いスペースに発光素子を形成することができ、発光素子を簡便に形成することができるからである。

また、有機ＥＬ素子、特に、高分子型の有機ＥＬ素子は、バンクに対して発光素子を形成するインクジェット方式のプリントヘッドを用いた製造方法に適している。そこで、発光素子は、有機ＥＬ素子、特に高分子型の有機ＥＬ素子であっても良い。

図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣがエンジンコントローラＥＣに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラＥＣがエンジン部ＥＧおよびヘッドコントローラＨＣなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。

この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。

各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送される。また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。

帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。

ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに平行もしくは略平行となるように、かつ、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように配置されている。ラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子を備えており、感光体ドラム２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。

図３はラインヘッドの構造を示す斜視図である。同図では、ヘッド基板２９４の裏面側の構成が記載されており、表面側の構成は省略されている。なお、ヘッド基板２９４が有する２面のうち、同図上側の面を表面とし、同図下側の面を裏面とする。また、図４は、ラインヘッドの構造を示す部分断面図である。ラインヘッド２９が有するヘッド基板２９４の裏面には、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子を発光素子Ｅとして複数形成した発光素子アレイ２９３が設けられている。さらに、ヘッド基板２９４の裏面には、各発光素子ＥをビデオデータＶＤに応じて発光させるための発光制御回路２９５（図４では省略）が形成されている。この発光制御回路２９５は、ＴＦＴ（thin film transistor）等で構成することができる。

発光素子Ｅの発光面には、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７が対向配置されており、各発光素子Ｅが射出した光ビームは、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７により正立等倍で結像されて、感光体ドラム２１表面にスポットが形成される。これによって、ビデオデータＶＤに対応する静電潜像が感光体ドラム２１の表面に形成される。

図５は、ヘッド基板裏面に形成される発光素子等の構成を模式的に示した部分断面図である。ヘッド基板２９４の裏面には、発光制御回路２９５のトランジスタＴｒが形成されている。このトランジスタＴｒのゲート、ソースおよびドレインには、ゲート線Ｗg、ソース線Ｗsおよびドレイン線Ｗdがそれぞれ接続されている。ドレイン線Ｗdは透明陽極ＡＮに接続されている。また、透明陽極ＡＮに部分的に重複するようにして絶縁層ＩＬが形成されている。この絶縁層ＩＬの一部は同図矢印方向に開口しているとともに、この開口部ＡＰを介して透明陽極に発光層ＥＭが形成されている。さらに、発光層ＥＭに対して陰極CAが形成されており、言わば、発光層ＥＭは透明陽極ＡＮと陰極CAとで挟まれている。したがって、トランジスタＴｒがオンすると、ソース線Ｗsからドレイン線Ｗdを介して陽極ＡＮに流れ込んだ駆動電流が発光層ＥＭに供給されて、発光層ＥＭが発光するとともに、この発光層ＥＭの光のうち開口部ＡＰを通過した光が同図矢印方向に射出されて、レンズアレイ２９７に入射する。

なお、有機ＥＬ素子、特に、高分子型の有機ＥＬ素子は、インクジェット方式のプリントヘッドを用いた発光素子Ｅの製造方法に適している。そこで、本実施形態では、発光素子Ｅを形成する領域を囲むようにしてバンクＢＫが形成されて、このバンクＢＫの内側に高分子型の有機ＥＬ材料がインクジェット方式のプリントヘッドにより塗布される。こうして、バンクＢＫの内側に発光素子Ｅが形成される。

図１に戻って装置構成の説明を続ける。現像部２５は、その表面にトナーを担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。

現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。

また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで一次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。

カラーモード実行時は、図１および図２に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。

さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体ドラム２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体ドラム２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。

また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。

給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。

二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３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１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。

前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。

また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。

なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。

また、この実施形態では、メインコントローラＭＣ、ヘッドコントローラＨＣおよび各ラインヘッド２９がそれぞれ別ブロックとして構成され、これらは互いにシリアル通信線を介して接続されている。各ブロック間でのデータのやりとり動作について、図２を参照しながら説明する。外部装置からメインコントローラＭＣに画像形成指令が与えられると、メインコントローラＭＣは、エンジンコントローラＥＣにエンジン部ＥＧを起動させるための制御信号を送信する。また、メインコントローラＭＣに設けられた画像処理部１００が、画像形成指令に含まれる画像データに対して所定の信号処理を行い、各トナー色ごとのビデオデータＶＤを生成する。

一方、制御信号を受けたエンジンコントローラＥＣは、エンジン部ＥＧ各部の初期化およびウォームアップを開始する。これらが完了して画像形成動作を実行可能な状態になると、エンジンコントローラＥＣは、各ラインヘッド２９を制御するヘッドコントローラＨＣに対し画像形成動作の開始のきっかけとなる同期信号Ｖsyncを出力する。

ヘッドコントローラＨＣには、各ラインヘッドを制御するヘッド制御モジュール４００と、メインコントローラＭＣとのデータ通信を司るヘッド側通信モジュール３００とが設けられている。一方、メインコントローラＭＣにもメイン側通信モジュール２００が設けられている。ヘッド側通信モジュール３００からメイン側通信モジュール２００に向けては、１ページ分の画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱと、該画像を構成するラインのうち１ライン分のビデオデータを要求する水平リクエスト信号ＨＲＥＱとが送信される。一方、メイン側通信モジュール２００からヘッド側通信モジュール３００に向けては、これらのリクエスト信号に応じてビデオデータＶＤが送信される。より詳しくは、画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱを受信した後、水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受信する度に、画像の先頭部分から１ライン分ずつビデオデータＶＤを順次出力する。そして、このビデオデータＶＤに基づいて各発光素子Ｅが発光する。

図６は、ヘッド基板裏面に設けられた発光素子アレイの構成を示す平面図である。図６では、発光素子Ｅと当該発光素子Ｅが形成されたバンクとの関係が模式的に示されており、同じバンクＢＫ（同図破線）で囲まれた発光素子Ｅは、同じバンクＢＫに形成されている。つまり、本実施形態では、１つのバンクＢＫに２つの発光素子Ｅが形成されている。

図６に示すように、この実施形態では、２つの発光素子アレイ２９３−1、２９３−2が幅方向ＬＴＤに並べて配置されている。発光素子アレイ２９３−1、２９３−2のそれぞれでは、複数の発光素子Ｅが２列千鳥で配列されている。また、発光素子アレイ２９３−1の複数の発光素子Ｅ−1と、発光素子アレイ２９３−2の複数の発光素子Ｅ−2とは、一対一の対応関係で配置されており、対応関係にある２つの発光素子Ｅ−1、Ｅ−2は幅方向ＬＴＤに並んで発光素子列ＥＣＬを構成している。このように発光素子列ＥＣＬを構成する２つの発光素子Ｅ−1、Ｅ−2は長手方向ＬＧＤにおける位置Ｐ（Ｅ）が互いに等しいため、感光体ドラム２１表面の同じ領域に対してスポットを形成することができる。そして、次に説明するように、発光素子列ＥＣＬの発光素子Ｅ−1、Ｅ−2のうちの一方が選択的に発光して、潜像形成に供する。

図７は、各発光素子の発光を制御する発光制御回路の構成を示す回路図である。同図に示すように、各発光素子列ＥＣＬに対しては、定電流トランジスタＴｒ−Cおよび２つの選択トランジスタＴｒ−1、Ｔｒ−2等で構成される画素回路が設けられている。定電流トランジスタＴｒ−Cのソースは定電圧を供給する画素電圧ラインに接続されるとともに、定電流トランジスタＴｒ−Cのゲートは、ビデオデータＶＤの入力端子ＩＮvdに接続されている。したがって、定電流トランジスタＴｒ−Cは、ビデオデータＶＤに応じた駆動電流をドレインから出力する。そして、定電流トランジスタＴｒ−Cのドレインは、スイッチとして機能する選択トランジスタＴｒ−1、Ｔｒ−2の入力端子に接続されている。

選択トランジスタＴｒ−1のゲートには素子選択ライン1が接続されており、選択トランジスタＴｒ−2のゲートには素子選択ライン2が接続されている。素子選択ライン1および素子選択ライン2のそれぞれはスイッチＳＷを介して定電圧源に接続されており、スイッチＳＷを切換えることで、素子選択ライン1および素子選択ライン2のいずれか一方が定電圧源からＯＮ電圧の供給を受ける。しかも、選択トランジスタＴｒ−1の出力端子は発光素子Ｅ−1に接続されており、選択トランジスタＴｒ−2の出力端子は発光素子Ｅ−2に接続されている。したがって、素子選択ライン1にＯＮ電圧Ｖonが供給された状態で、選択トランジスタＴｒ−1がオンすることで、発光素子Ｅ−1に駆動電流が供給される。一方、素子選択ライン2にＯＮ電圧Ｖonが供給された状態で、選択トランジスタＴｒ−2がオンすることで、発光素子Ｅ−2に駆動電流が供給される。

スイッチＳＷの切換はヘッドコントローラＨＣにより実行される。つまり、ヘッドコントローラＨＣは、発光素子Ｅ−1、Ｅ−2のいずれを発光させるかについて判断する。具体的には、次のようにしてスイッチＳＷの切換が実行される。

図８は、ヘッドコントローラが実行するスイッチ切換動作の一例を示すフローチャートである。同図が示すように、ラインヘッド２９が新品の状態から潜像形成を実行する場合は、発光素子Ｅ−1が選択されて潜像形成に供する（ステップＳ１０１)。また、潜像形成の実行の度に、潜像形成時間が累積加算される（ステップＳ１０２)。そして、累積潜像形成時間が所定時間以上となった場合（ステップＳ１０３で「ＹＥＳ」の場合）は、発光素子Ｅ−1の消耗が進んだと判断されて、スイッチＳＷが切換えられる（ステップＳ１０４）。こうして、発光素子Ｅ−2が選択されて潜像形成に供する。

このように、本実施形態では、発光素子Ｅ−1、Ｅ−2のうち選択された発光素子ＥがビデオデータＶＤに応じて発光して潜像を形成する一方、選択されなかった発光素子Ｅは発光せず潜像を形成しない。したがって、発光素子Ｅ−1で潜像形成を繰り返し行った結果、発光素子Ｅ−1が消耗した場合であっても、発光素子Ｅ−2を選択して当該発光素子Ｅ−2で潜像形成を続けて行うことができる。しかも、発光素子Ｅ−1、Ｅ−2は、互いに異なるバンクＢＫの内部に形成されている（図６）。よって、切換後の発光素子Ｅ−2が早期消耗を起こす可能性が抑制されており、ラインヘッド２９の長寿命化を図ることが可能となっている。

また、図６に示すように、複数の発光素子列ＥＣＬが幅方向ＬＴＤに千鳥状に並んでいるため、各発光素子アレイ２９３−1、２９３−2においては複数の発光素子Ｅが千鳥状に並んでいる。よって、幅方向ＬＴＤに隣り合う２個の発光素子Ｅの間隔を大きく取って、比較的広いスペースに発光素子Ｅを形成することができ、発光素子Ｅを簡便に形成することが可能となっている。

また、本実施形態では、発光制御回路２９５は、ビデオデータＶＤに応じた駆動電流を出力する定電流トランジスタＴｒ−Cと、ヘッドコントローラＨＣが選択した発光素子Ｅに駆動電流を供給する一方、ヘッドコントローラＨＣが選択しなかった発光素子Ｅに駆動電流を供給しない電流供給先切替回路（スイッチＳＷ、選択トランジスタＴｒ−1、Ｔｒ−2）とを有するように構成されている。このような構成では、電流供給先切替回路による駆動電流の供給先を切換えるだけで、発光させる発光素子Ｅを簡便に切換えることができるため、発光素子Ｅの発光制御の簡素化が可能となっている。

また、本実施形態では、電流供給先切換回路は、入力端子に入力される駆動電流を発光素子Ｅ−1に接続された出力端子からオンの間出力する第１スイッチ（選択トランジスタＴｒ−1）と、入力端子に入力される駆動電流を発光素子Ｅ−2に接続された出力端子からオンの間出力する第２スイッチ（選択トランジスタＴｒ−2）と、第１スイッチおよび第２スイッチ（選択トランジスタＴｒ−1および選択トランジスタＴｒ−2）のうち、ヘッドコントローラＨＣが選択した発光素子Ｅに接続されたスイッチをオンさせる一方、ヘッドコントローラＨＣが選択しなかった発光素子Ｅに接続されたスイッチをオフさせるオンオフ切換回路（スイッチＳＷ）とを有するように構成している。このような構成では、オンオフ切換回路（スイッチＳＷ）により第１スイッチおよび第２スイッチ（選択トランジスタＴｒ−1および選択トランジスタＴｒ−2）のオンオフを切換えるだけで、電流の供給先を簡便に切換えることができ、発光素子Ｅの切換制御の簡素化が可能となっている。

また、本実施形態では、発光素子Ｅ−1、Ｅ−2に供給する駆動電流が１個の定電流トランジスタＴｒ−Cだけで簡便に生成することができ、構成の簡素化がなされており、好適である。

また、本実施形態では、発光制御回路２９５がヘッド基板２９４に配設されている。したがって、発光素子Ｅと発光制御回路２９５とを比較的近くに配設して、ラインヘッド２９の小型化を図ることができ、好適である。

以上のように、本実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７が本発明の「結像光学系」に相当し、発光制御回路２９５が本発明の「制御手段」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、感光体ドラム２１表面が本発明の「被露光面」に相当し、発光素子Ｅ−1が本発明の「第１発光素子（あるいは第２発光素子)」に相当し、発光素子Ｅ−2が本発明の「第２発光素子（あるいは第１発光素子）」に相当し、ビデオデータＶＤが本発明の「駆動信号」に相当している。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、累積潜像形成時間に基づいて、潜像形成に供する発光素子Ｅを切換えていたが、発光素子Ｅの切換動作はこれに限られない。

図９は、ヘッドコントローラが実行するスイッチ切換動作の別の例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１に示すように、ラインヘッド２９が新品の状態から潜像形成を実行する場合は、発光素子Ｅ−1が選択されて潜像形成に供する点では、上記実施形態と図９に示す実施形態は共通する。しかしながら、以下に説明する点でこれらの実施形態は異なる。図９に示す実施形態では、潜像形成の合間等の潜像形成を実行しないタイミングにおいて、ステップＳ２０２が実行される。このステップＳ２０２では、発光素子Ｅ−1が順次発光されて、各発光光量が光センサにより検出される。この光センサは、ヘッド基板２９４の表面に設けておくことができる。そして、例えば、ある発光素子Ｅ−1の光量が所定値以下となったような場合は、発光素子Ｅ−1の消耗が進んだと判断されて、スイッチＳＷが切換えられる（ステップＳ２０３）。こうして、発光素子Ｅ−2が選択されて潜像形成に供する。

また、上記実施形態では、１つのバンクＢＫに２つの発光素子Ｅが形成されているが、１つのバンクＢＫに形成される発光素子Ｅの個数はこれに限られず、２個以上であれば良い。つまり、例えば図１０のように構成しても良い。ここで、図１０は、ヘッド基板裏面に設けられた発光素子アレイの別の構成を示す平面図である。図１０では、１つのバンクＢＫに８個の発光素子Ｅが形成されている。しかも、発光素子列ＥＣＬを構成して、互いに選択的に切換えて使用される発光素子Ｅ−1、Ｅ−2は互いに異なるバンクＢＫに形成されている。よって、切換後の発光素子Ｅ−2が早期消耗を起こす可能性が抑制されており、ラインヘッド２９の長寿命化を図ることが可能となっている。

また、上記実施形態では、各発光素子アレイ２９３において、複数の発光素子Ｅは２列千鳥で配列されているが、複数の発光素子Ｅは３列以上の千鳥で配列されても良いし、あるいは、１列で並べて配列されても良い。

また、上記実施形態では、２つの発光素子アレイ２９３が幅方向ＬＴＤに配列されており、各発光素子列ＥＣＬは２つの発光素子Ｅから構成されている。しかしながら、発光素子列ＥＣＬを３個以上の発光素子Ｅから構成して、これら３個以上の発光素子Ｅのうちの１個の発光素子Ｅを選択的に切換えて潜像形成に用いても良い。この際、切換前の発光素子Ｅと切換後の発光素子を互いに異なるバンクＢＫに形成しておくことで、切換後の発光素子Ｅが早期消耗を起こす可能性が抑制されており、ラインヘッド２９の長寿命化を図ることが可能となっている。

また、上記実施形態では、発光素子の切換の際には、全発光素子列ＥＣＬについて潜像形成に使用する発光素子Ｅを発光素子Ｅ−1から発光素子Ｅ−2に切換えている。しかしながら、例えば、図９のステップＳ２０２において、特定の発光素子列ＥＣＬの発光素子Ｅ−1の光量が低下していると判明した場合には、この特定の発光素子列ＥＣＬについてのみ、潜像形成に使用する発光素子Ｅを発光素子Ｅ−1から発光素子Ｅ−2に切換えても良い。

また、上記実施形態では、ラインヘッド２９が新品の状態から潜像形成を実行する場合は、発光素子Ｅ−1により潜像形成を行うとともに、発光素子Ｅ−1が消耗すると潜像形成に使用する発光素子Ｅを発光素子Ｅ−2に切換える。しかしながら、発光素子Ｅの切換順序はこれに限られない。つまり、ラインヘッド２９が新品の状態から潜像形成を実行する場合は、発光素子Ｅ−2により潜像形成を行うとともに、発光素子Ｅ−2が消耗すると潜像形成に使用する発光素子を発光素子Ｅ−1に切換えても良い。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。 ラインヘッドの構造を示す斜視図。 ラインヘッドの構造を示す部分断面図。 ヘッド基板裏面に形成される発光素子等の構成を模式的に示した部分断面図。 ヘッド基板裏面に設けられた発光素子アレイの構成を示す平面図。 各発光素子の発光を制御する発光制御回路の構成を示す回路図。 ヘッドコントローラが実行するスイッチ切換動作を示すフローチャート。 ヘッドコントローラが実行するスイッチ切換動作を示すフローチャート。 ヘッド基板裏面に設けられた発光素子アレイの別の構成を示す平面図。

符号の説明

２１…感光体ドラム、 ２３…帯電部、 ２５…現像部、 ２９…ラインヘッド、 ２９３…発光素子アレイ、 ２９４…ヘッド基板、 ２９５…発光制御回路、 ２９７…屈折率分布型ロッドレンズアレイ Ｅ…発光素子、 ＥＣＬ…発光素子列、 ＨＣ…ヘッドコントローラ、 ＬＧＤ…長手方向 ＬＴＤ…幅方向ＬＴＤ、 ＭＤ…主走査方向、 ＳＤ…副走査方向、 ＳＷ…スイッチ、 Ｔｒ−1、Ｔｒ−2…選択トランジスタ、 Ｔｒ−C…定電流トランジスタ、 ＶＤ…ビデオデータ

Claims (7)

1. バンクの内部に発光素子を配設した基板と、
   前記発光素子からの光を結像して被露光面を露光する結像光学系と、
   前記被露光面の移動方向に平行もしくは略平行に配設された第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子を駆動信号に応じて発光させる制御手段と
   を備え、
   前記第１発光素子および前記第２発光素子は、異なる前記バンクの内部に配設されていることを特徴とする露光ヘッド。
2. 前記第１発光素子および前記第２発光素子で構成される発光素子列が、前記被露光面の移動方向に直交もしくは略直交する方向に、配設されている請求項１に記載の露光ヘッド。
3. 前記発光素子列は千鳥状に配設されている請求項２に記載の露光ヘッド。
4. 前記発光素子は有機ＥＬ素子である請求項１ないし３のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
5. 前記有機ＥＬ素子は高分子型である請求項４に記載の露光ヘッド。
6. バンクの内部に発光素子を配設した基板と前記発光素子からの光を結像して被露光面を露光する結像光学系とを有する露光ヘッドに、前記被露光面の移動方向に平行もしくは略平行で異なる前記バンクの内部に配設された第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子を駆動信号に応じて発光させることを特徴とする露光ヘッドの制御方法。
7. 潜像担持体と、
   バンクの内部に発光素子を配設した基板と、前記発光素子からの光を結像して前記潜像担持体を露光する結像光学系とを有する露光ヘッドと
   を備え、
   前記潜像担持体の移動方向に平行もしくは略平行に配設された第１発光素子および第２発光素子が異なる前記バンクの内部に配設されており、前記第１発光素子および第２発光素子のうち１個の発光素子を駆動信号に応じて発光させることを特徴とする画像形成装置。

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