JP2018134820A - 光書込み装置およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光書込みにおけるプロファイル崩れを補正することのできる光書込み装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体に対して光書込みを行う光書込み装置は、主走査方向Ｍ１と副走査方向Ｍ２との２次元に発光素子４１を配列してなる発光素子群４０と、発光素子群４０からの光を感光体に集光するレンズアレイ３２と、発光素子群４０とレンズアレイとの副走査方向の相対位置の変化に応じて、発光素子群４０のうちの一部の発光素子４１を光書込みに使用する書込み光源４１ｓとして選択する発光素子選択部と、選択された書込み光源４１ｓのそれぞれの発光のタイミングを、主走査方向Ｍ１に並ぶ当該書込み光源４１ｓどうしの間で感光体における副走査方向Ｍ２の集光位置が揃うよう調整するタイミング調整部と、を有する。【選択図】図８

Description

本発明は、光書込み装置およびそれを備える画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置において、感光体を露光する光書込み装置（プリントヘッド）は、レーザ光を偏向する光走査型から発光素子をライン状に配置した光源を用いるライン光学型（ライン光源型）に切り替わりつつある。

ライン光学型の光書込み装置としては、発光素子として発光ダイオード（light emitting diode: LED ）を用いるＬＥＤプリントヘッドがある。ＬＥＤプリントヘッドでは、ＬＥＤアレイとＬＥＤを個々に発光させるための駆動回路を設ける基板とが別体になる。このため、コストの低減が難しい。

そこで、有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode: OLED)を発光素子として用いるＯＬＥＤプリントヘッドが提案されている。ＯＬＥＤプリントヘッドでは、ＯＬＥＤを配列した基板上に駆動用の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor: TFT) を形成することができる。このため、ＬＥＤプリントヘッドと比べてコストを低減しやすい。

ところで、ライン光学型のプリントヘッドは、発光素子アレイからの光を感光体に集光するロッドレンズアレイを備えている。ロッドレンズアレイは、発光素子アレイを設けた光源パネルとともにハウジングに収められて発光素子アレイと一体化される。

このように構成されるライン光学型のプリントヘッドにおいては、光源パネルとロッドレンズアレイとで線膨張係数が異なることから、光源パネルの面方向における発光素子とロッドレンズアレイとの相対位置が、温度の変化にともなって変化する。そして、その変化量は、一般に発光素子どうしの間で不均一となる。

プリントヘッドの製造時には、基準温度（例えば、２０℃）においてレンズの結像効率が最良となるよう相対位置が定められる。したがって、使用時の温度が基準温度と異なる場合には、相対位置の変化に応じて結像効率が低下する。このため、感光体に対する１ラインの光書込みにおける露光量がライン内で不均一になってしまう。つまり、露光むらが生じて印刷の画質が低下する。

温度変化に伴う相対位置の変化による露光むらを低減するための先行技術として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、発光素子ごとに設定された補正値を用いて発光素子ごとの発光量を補正する補正部と、温度に応じて当該補正値を設定する設定部とを有するＬＥＤプリントヘッドが開示されている。

特開２００８−１５５４５８号公報

特許文献１に記載の技術によると、感光体における露光量を均一化することができる。しかし、発光素子とレンズとの相対位置の変化自体は補正されない。つまり、発光素子から感光体までの間における集光の条件が相対位置の変化前の状態での条件と異なる、いわゆるプロファイル崩れが発生したままとなる。このため、プロファイル崩れに因る集光位置のずれおよび集光のぼけなどが改善されない、という問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、光書込みにおけるプロファイル崩れを補正することのできる光書込み装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る光書込み装置は、感光体に対して光書込みを行う光書込み装置であって、主走査方向と副走査方向との２次元に発光素子を配列してなる発光素子群と、前記発光素子群からの光を前記感光体に集光するレンズアレイと、前記発光素子群と前記レンズアレイとの副走査方向の相対位置の変化に応じて、前記発光素子群のうちの一部の発光素子を前記光書込みに使用する書込み光源として選択する発光素子選択部と、選択された前記書込み光源のそれぞれの発光のタイミングを、主走査方向に並ぶ当該書込み光源どうしの間で前記感光体における副走査方向の集光位置が揃うよう調整するタイミング調整部と、を有する。

本発明によると、光書込みにおけるプロファイル崩れを補正することができる。

本発明の一実施形態に係るプリントヘッドを備えた画像形成装置の構成の概要を示す図である。 プリントヘッドの構成の概要を示す図である。 プリントヘッドにおけるＯＬＥＤパネルの構成を示す図である。 ＯＬＥＤパネルに設けられる回路の一部分の構成を示す図である。 発光素子の駆動シーケンスの例を示す図である。 ＴＦＴ基板における発光素子の配列を模式的に示す図である。 プリントヘッドにおける発光の制御に関わる要部の機能的構成を示す図である。 発光素子の選択の例を模式的に示す図である。 書込みデータの転送のタイミングを示す図である。 発光素子の選択の他の例を模式的に示す図である。 プリントヘッドにおける発光の制御に関わる要部の機能的構成の他の例を示す図である。 発光素子の位置とロッドレンズアレイの結像効率との関係を示す図である。 相対位置の変化の前および後のそれぞれの露光量を示す図である。

図１には本発明の一実施形態に係るプリントヘッド１３を備えた画像形成装置１の構成の概要が示されている。

画像形成装置１は、電子写真式のカラープリンタであって、タンデム型のプリンタエンジン１Ａ、給紙カセット１Ｂ、制御部１Ｃ、および電源１Ｄを備えている。画像形成装置１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して入力されたジョブに応じて、カラーまたはモノクロの画像を用紙５に形成する。

プリンタエンジン１Ａは、４個のイメージングステーション１０ｋ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｙを中心に構成される。

イメージングステーション１０ｋは、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。イメージングステーション１０ｋは、筒状の感光体１１、帯電チャージャ１２、プリントヘッド１３、現像器１４、およびクリーナ１５などを有している。

イメージングステーション１０ｍは、マゼンダ（Ｍ）のトナー像を、イメージングステーション１０ｃは、シアン（Ｃ）のトナー像を、イメージングステーション１０ｙは、イエロー（Ｙ）のトナー像を、それぞれ形成する。これらのイメージングステーション１０ｍ，１０ｃ，１０ｙの構成は、イメージングステーション１０ｋの構成と同様である。つまり、プリンタエンジン１Ａは、４個のプリントヘッド１３を備えている。プリントヘッド１３は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を発光素子として用いるＯＬＥＤプリントヘッドである。

感光体１１は、副走査方向（図では時計回り方向）に回転駆動される。感光体１１の周面のうち、帯電チャージャ１２と対向した部分が一様に帯電する。帯電した感光体１１に対して、画像に応じたパターンの露光がプリントヘッド１３により光書込みとして行われる。露光された部分の帯電荷が消失して感光体１１に静電潜像が形成される。静電潜像が現像器１４により現像されてトナー像となる。

トナー像は、感光体１１から転写ベルト１６に１次転写される。カラー印刷では、この１次転写により４色のトナー像が正しく重なるよう、ＹＭＣＫの各色の光書込みがタイミングをずらして行われる。

１次転写されたトナー像は、２次転写ローラ１９Ｃのニップ部で、用紙カセット１Ｂから給紙ローラ１９Ａによって引き出されて搬送されてきた用紙５に２次転写される。２次転写の後、用紙５は定着器１７の内部を通って上部の排紙トレイ１８へ送り出される。定着器１７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像が用紙５に定着する。

制御部１Ｃは、画像形成装置１の全体的な制御を受け持つ。ジョブの実行に際して、制御部１Ｃは、ジョブに含まれる印刷対象の画像データに基づいて、ＹＭＣＫの各色の光書込みの内容を示す書込みデータＤ１３を生成する。生成された書込みデータＤ１３は、対応する色のイメージングステーション１０ｋ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｙのプリントヘッド１３に与えられる。

図２にはプリントヘッド１３の構成の概要が、図３にはプリントヘッド１３におけるＯＬＥＤパネル３１の構成が、それぞれ示されている。

図２に示すように、プリントヘッド１３は、ＯＬＥＤパネル３０、ロッドレンズアレイ３２、およびこれらを収容して支持するハウジング３４などを備える。ＯＬＥＤパネル３０およびロッドレンズアレイ３２は、塵埃などが付着しないよう図示しないホルダにより覆われている。また、制御部１Ｃおよび電源１Ｄなどの画像形成装置１内の他の装置と電気的に接続するためのケーブルを含め、光書込み動作に必要な構成要素がプリントヘッド１３に備わっている。

プリントヘッド１３は、ロッドレンズアレイ３２の光射出面３２２が感光体１１の周面と対向するよう感光体１１の近傍に配置される。ＯＬＥＤパネル３０において発光した光Ｌがロッドレンズアレイ３２に入射する。ロッドレンズアレイ３２は、入射した光Ｌを感光体１１に集光する。

図３においては、ＯＬＥＤパネル３０の平面視の構成と合わせて、平面図のＢ−Ｂ矢視断面およびＣ−Ｃ矢視断面のそれぞれの構成が示されている。

ＯＬＥＤパネル３０は、ＴＦＴ基板３０１、封止板３０２、スペーサ３０３、およびソース回路チップ３０４などを有する。

ＴＦＴ基板３０１は、発光素子群４０を片面に配置した細長いガラス板である。ＴＦＴ基板３０１には、発光素子群４０とともに、発光素子群４０を構成する多数の発光素子４１を個別に発光させる駆動回路群、およびソース回路チップ３０４からの輝度信号の値を保持する保持回路群などが薄膜プロセスにより形成されている。ＴＦＴ基板３０１における発光素子群４０を配置した面とは反対の面３０１Ｓから発光素子群４０による光Ｌが射出する。

封止板３０２は、例えばガラス板であり、スペーサ３０３を介してＴＦＴ基板３０１と対向する。封止板３０２は、ＴＦＴ基板３０１と同様に細長いが、その長さはＴＦＴ基板３０１よりも短い。

スペーサ３０３は、ＴＦＴ基板３０１における発光素子群４０の配置領域を囲む形状に形成されている。ＴＦＴ基板３０１と封止板３０２とスペーサ３０３とにより、発光素子群４０の配置領域が外気に触れないように封止される。密閉された内部空間に乾燥剤３０５が配置されている。

ソース回路チップ３０４は、集積回路（ＩＣ）であって、ＴＦＴ基板３０１における発光素子群４０を配置した面のうちの封止板３０２と対向しない一端側の領域に実装されている。ソース回路チップ３０４には、制御部１Ｃのデータ出力部５１からフレキシブルケーブル５５およびＴＦＴ基板３０１上の配線パターンを介して書込みデータＤ１３（図１参照）が入力される。ソース回路チップ３０４は、デジタルの書込みデータＤ１３をアナログの輝度信号に変換するデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）および輝度信号を複数の発光素子に順次に入力するためのシフトレジスタなどを有する。

また、ソース回路チップ３０４は、温度センサ３５０を内蔵している。温度センサ３５０による温度検出値は、発光素子群４０の環境温度の検出値として用いることができる。

このように構成されるＯＬＥＤパネル３０は、その長尺方向が感光体１１の回転軸と平行になるよう位置決めされる。ＯＬＥＤパネル３０の長尺方向が、プリントヘッド１３による光書込みの主走査方向となり、短尺方向が副走査方向となる。

図４にはＯＬＥＤパネル３１に設けられる回路の一部分の構成が、図５には発光素子４１の駆動シーケンスの例が、それぞれ示されている。

図４において、主走査方向Ｍ１に配列された複数の発光素子４１のそれぞれに対して、駆動回路４５、および保持回路（Ｓ／Ｈ回路）４６が設けられている。

保持回路４６は、ソース回路チップ３０４からの輝度信号Ｓ１３の値を記憶するメモリ部４７と、メモリ部４７に対する輝度信号Ｓ１３の入力経路を開閉するスイッチ４８とを有する。メモリ部４７は、メモリ素子として例えばコンデンサを有している。スイッチ４８が閉状態（オン）のときに、輝度信号Ｓ１３によりコンデンサがチャージされ、輝度信号Ｓ１３の電圧値に応じた量の電荷がコンデンサに蓄積する。

駆動回路４５は、メモリ部４７のコンデンサの両端電圧に応じた電流を発光素子４１に流す。これにより、発光素子４１が発光し、その発光量は輝度信号Ｓ１３の値、すなわち書込みデータＤ１３の値に対応した量となる。

プリントヘッド１３においては、例えば１２００ｄｐｉの高解像度でＡ３サイズ幅（２９７ｍｍ）の光書込みが可能なように、主走査方向Ｍ１の１列あたりの発光素子４１の個数Ｎは、１４０００以上とされている。多数の発光素子４１のそれぞれに１つずつＤＡＣを設けると、ソース回路チップ３０４の回路規模が大きくなってコストが高くなってしまう。

そこで、発光素子４１を複数個ずつグループ分けし、グループごとにＤＡＣを設ける手法が採用されている。各グループの発光素子４１をｎとすると、主走査方向の１列あたりの必要なＤＡＣ３４１ａ，３４１ｂ，…３４１ｍの個数Ｍは、発光素子４１の個数Ｎのｎ分の１となる。

Ｎ個のメモリ部４７の対する輝度信号Ｄ１３による書込み（チャージ）は、Ｍ個のグループごとにｎ個のスイッチ４８を順次に切り替えるアクティブ型駆動シーケンス（いわゆるローリング駆動）により行われる。各スイッチ４８のオン／オフは、ソース回路チップ３０４のシフトレジスタ３４０からの切替え信号Ｓ４８により制御される。

図５に示すように、チャージ期間ＴＣにおいて書き込まれた輝度信号Ｓ１３の値は、主走査期間（Ｈｓｙｎｃ）が経過した後の次のチャージ期間ＴＣまでのホールド期間ＴＨにわたって保持される。輝度信号Ｓ１３の値が非発光を示す値（例えば「０」）でない場合には、ホールド期間ＴＨにわたって発光素子４１が発光し続ける。

なお、図５のシーケンスに限らず、例えば１番目からｎ番目までの書込みが終了した後に所定長さの発光期間を設け、発光すべき発光素子４１を発光期間に一斉に発光させるようにしてもよい。その場合には、１番目から（ｎ−１）番目までの発光素子４１については、それそれのチャージ期間ＴＣの終了から発光期間の開始までは発光が禁止される。

さて、本実施形態のプリントヘッド１３は、発光素子群４０とロッドレンズアレイ３２との相対位置の変化に応じて、変化の生じる以前と同様の品質の光書込みが可能となるよう、発光素子群４０のうちの実際に光書込みに用いる発光素子４１を変更する機能を有している。以下、この機能を中心にプリントヘッド１３の構成および動作をさらに述べる。

図６にはＴＦＴ基板３０１における発光素子４１の配列が模式的に示されている。

図６（Ａ）に示すように、発光素子群４０は、発光面が同じ大きさの発光素子４１を主走査方向Ｍ１と副走査方向Ｍ２との２次元に配列してなる。副走査方向Ｍ２の配列数は７である。すなわち、発光素子群４０は、それぞれが主走査方向Ｍ１に延びかつ互いに平行に並ぶ７列の発光素子列４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７から構成される。発光素子列４０１〜４０７のそれぞれは、Ｎ個の発光素子４１から構成される。７列の発光素子列４０１〜４０７において、発光素子４１の主走査方向Ｍ１の配置位置は同じである。発光素子群４０における各発光素子４１の幾何中心が発光点となる。

主走査方向Ｍ１における発光素子４１の配列ピッチ（発光点間隔）ｐ１は、光書込みの解像度の仕様に基づいて決定されている。例えば、解像度が１２００ｄｐｉの場合では、配列ピッチｐ１は約２１．１７μｍとされる。

副走査方向Ｍ２における発光素子４１の配列ピッチｐ２は、配線に引き回しなどの制約が許す範囲内でより小さい値とされる。配列ピッチｐ２が小さいほど、ロッドレンズアレイ３２との相対位置の変化によるプロファイル崩れの補正の精度を高めることができる。

図６（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板３０１には、複数の発光ブロック４２が設けられる。各発光ブロック４２は、ＴＦＴ基板３０１のうち、主走査方向Ｍ１の同じ位置に配置された７個の発光素子４１と、これら７個の発光素子４１のそれぞれに対応する上述の回路（駆動回路４５および保持回路４６）とを含む部分である。発光ブロック４２の総数はＮである。

図６（Ｃ）に示すように、発光素子群４０は、ロッドレンズアレイ３２と対向する。ロッドレンズアレイ３２は、主走査方向Ｍ１に真っ直ぐに延びるよう千鳥状に配列されて一体化された多数の円柱状のロッドレンズから構成される。個々のロッドレンズの直径φは、例えば６０μｍ程度である。

なお、図６（Ｃ）の例では発光素子群４０の配置領域の幅ｗ４０と比べてロッドレンズアレイ３２の幅ｗ３２が小さいが、幅ｗ４０と幅ｗ３２とが等しくてもよいし、幅ｗ３２が幅ｗ４０よりも大きくてもよい。

プリントヘッド１３を製造するときに、発光素子群４０およびロッドレンズアレイ３２は、副走査方向Ｍ２の中心線どうしが一致するように位置決めされる。以下、このように中心線どうしが一致しまたはそれに近い状態を「初期状態」ということがある。つまり、例えば、製造時または出荷時、補正用のテーブル３１２Ｔにおいて標準温度または基準温度として設定された温度の状態である。

発光素子群４０を構成するＮ×７個の発光素子４１のうち、プリントヘッド１３による光書込みに使用するのは、主走査方向Ｍ１の配置位置が互いに異なるＮ個の発光素子４１である。

初期状態においては、７列の発光素子列４０１〜４０７のうちの副走査方向Ｍ２の中央の発光素子列４０１が、光書込みに使用される。すなわち、製造時の設定では、発光素子列４０１を構成するＮ個の発光素子４１が、光書込みに使用する書込み光源４１ｓとして定められる。

ロッドレンズアレイ３２の結像効率（レンズ効率）は、ロッドレンズアレイ３２と発光素子４１との相対位置により決まる。したがって、初期状態の書込み光源群となる発光素子列４０１については、主走査方向Ｍ１の相対位置にかかわらず感光体１１での露光量が等しくなるよう各発光素子４１に対する光量調整が行われている。つまり、結像効率が低い位置の発光素子４１に与える輝度信号Ｓ１３の値を大きめにするというデータ補正をソース回路チップ３０４において行うようになっている。

また、残りの６列の発光素子列４０１〜４０３，４０４〜４０７については、発光素子列４０１の各発光素子４１と主走査方向Ｍ１の位置が同じである発光素子４１の発光量を発光素子列４０１の発光素子４１の発光量と等しくする光量調整が行われている。つまり、副走査方向Ｍ２に並ぶ７個の発光素子４１の発光量を揃えるというデータ補正をソース回路チップ３０４において行うようになっている。

図７にはプリントヘッド１３における発光の制御に関わる要部の機能的構成が示されている。

プリントヘッド１３は、複数の第１切替えスイッチ４３、複数の第２切替えスイッチ４４、発光素子選択部３１２、およびタイミング調整部３１４を備えている。

第１切替えスイッチ４３は、Ｎ個の発光ブロック４２のそれぞれに対して１個ずつ設けられている。同様に、第２切替えスイッチ４４は、各発光ブロック４２に対して１個ずつ設けられている。第１切替えスイッチ４３および第２切替えスイッチ４４の一方または両方をこれらに対応する発光ブロック４２の近傍に設けてもよいし、ソース回路チップ３０４に設けてもよい。

図７に示すように、各発光ブロック４２は、７個の発光部４２１から構成される。７個の発光部４２１は、図６に示した７個の発光素子列４０１〜４０７に１対１に対応する。各発光部４２１は、１個の発光素子４１、およびそれに対応する１個の駆動回路４５と１個の保持回路４６との組を含む。

第１切替えスイッチ４３は、発光素子選択部３１２からの選択信号Ｓ４２に従って、７個の発光部４２１のうちのいずれか１個と電源１Ｄとを接続する。電源１Ｄと接続された発光部４２１の発光素子４１のみが、電源１Ｄから供給される電流により発光することができる。

第２切替えスイッチ４４は、発光素子選択部３１２からの選択信号Ｓ４２に従って、７個の発光部４２１のうちのいずれか１個とタイミング調整部３１４とを接続する。タイミング調整部３１４と接続された発光部４２１のみに、タイミング調整部３１４から上に述べた輝度信号Ｓ１３が入力される。輝度信号Ｓ１３の入力により、上に述べた通り、輝度信号Ｓ１３の値に応じたチャージが行われ、発光量が定まる。

同じ発光ブロック４２に対応する第１切替えスイッチ４３と第２切替えスイッチ４４とには、同じ値の選択信号Ｓ４２が与えられる。これにより、第１切替えスイッチ４３により電源１Ｄと接続される発光部４２１は、第２切替えスイッチ４４によりタイミング調整部３１４とも接続される。したがって、当該発光部４２１の発光素子４１は、輝度信号Ｓ１３に応じて発光することができる。

発光素子選択部３１２は、発光素子群４０とロッドレンズアレイ３２との副走査方向Ｍ２の相対位置の変化に応じて、発光素子群４０のうちの一部の発光素子４１を光書込みに使用する書込み光源４１Ｓとして選択する。詳しくは次の通りである。

発光素子選択部３１２には、発光素子群４０とロッドレンズアレイ３２との相対位置の変化を示す位置変化情報Ｄ３５０が入力される。位置変化情報Ｄ３５０は、例えばソース回路チップ３０４に内蔵されている上述の温度センサ３５０による温度検出値である。

発光素子選択部３１２は、テーブル３１２Ｔを参照する。テーブル３１２Ｔは、位置変化情報Ｄ３５０の示す値と書込み光源４１Ｓとして選択するべき発光素子４１の識別子とを対応づけるルックアップテーブルであり、あらかじめ作成されて不揮発性メモリに記憶されている。

テーブル３１２Ｔの内容は、例えば実験の結果に基づいて定められている。実験は、例えば温度が異なる複数の状態のそれぞれにおいて、発光素子列４０１〜４０７を順に発光させて、最良の露光結果の得られる発光素子４１をＮ個の発光ブロック４２ごとに選ぶものである。

書込み光源４１ｓとロッドレンズアレイ３２との副走査方向Ｍ２の位置関係が初期状態の位置関係に近くなるよう、すなわち書込み光源４１ｓによる感光体１１における露光量が初期露光量に近くなるよう、テーブル３１２Ｔの内容が定められる。初期露光量は初期状態での露光量である。

発光素子選択部３１２は、位置変化情報Ｄ３５０の示す値に応じた選択するべき発光素子４１の識別子を発光素子４１テーブル３１２Ｔから読み出し、読み出した識別子に応じてＮ個の発光ブロック４２ごとに選択信号Ｓ４２の値を決定する。そして、Ｎ個の発光ブロック４２のそれぞれに対して選択信号Ｓ４２を出力する。これにより、各発光ブロック４２において書込み光源４２ｓが選択される。

書込み光源４２ｓの選択は、例えば印刷ジョブごと、すなわち画像の形成を開始するときごとに行われる。測定された環境温度と初期設定温度（例えば２０℃）との差である温度変化量がしきい値（１０℃）以上である場合に書込み光源４２ｓを選択してもよい。または、温度変化量がしきい値以上であると推定される状態になったときに行ってもよい。例えば、複数枚の用紙５を使用する連続印刷ジョブにおいて、光書込みの回数がしきい値（例えば５０）を超えたときに、書込み光源を選択し直す。

タイミング調整部３１４は、選択されたＮ個の書込み光源４１のそれぞれの発光のタイミングを、主走査方向Ｍ１に並ぶ当該書込み光源４１ｓどうしの間で感光体１１における副走査方向Ｍ２の集光位置が揃うよう調整する。詳しくは、タイミングを調整する処理として、Ｎ個の書込み光源４１ｓのそれぞれの発光量を示す書込みデータＤ１３の転送を当該書込み光源４１ｓの副走査方向Ｍ２の位置に応じて遅延させる。遅延は、例えばソース回路チップ３０４において、制御部１Ｃから入力された書込みデータＤ１３をＤＡＣ３４１ａ，３４１ｂ，…３４１ｍに入力するまでのデータ転送の過程で行うことができる。

図８には発光素子４１の選択の例が模式的に示され、図９には書込みデータＤ１３の転送のタイミングが示されている。図８では、書込み光源４１ｓに斜線を付して他の発光素子４１と区別している。また、図８および図９では、各発光素子４１の主走査方向Ｍ１の配置位置を「Ａ」〜「Ｙ」のアルファベットで示している。

図８（Ａ）において、発光素子群４０とロッドレンズアレイ３２との相対位置は初期状態である。初期状態では、上に述べた通り発光素子列４０４を構成するＮ個の発光素子４１が書込み光源４１ｓとして選択される。この場合には、図９（Ａ）に示す書込みデータＤ１３が図９（Ｂ）に示すタイミングで転送される。

図９（Ｂ）のタイミングは、主走査方向Ｍ１の位置（Ａ〜Ｙ）にかかわらず、副走査方向Ｍ２に同じ位置の書込みデータＤ１３を一斉に転送するものである。

図８（Ｂ）においては、発光素子群４０に対して相対的に、ロッドレンズアレイ３２が副走査方向Ｍ２の下流側に凸となるように湾曲している。なお、図示の位置関係は一例であり、波打つように湾曲したり、ほぼ真っ直ぐのまま発光素子群４０に対して傾斜したりという他の位置関係もあり得る。

図８（Ｂ）の場合には、主走査方向Ｍ１のＡ〜ＣおよびＷ〜Ｙの位置については、発光素子列４０３の発光素子４１が書込み光源４１ｓとして選択される。Ｄ〜ＪおよびＯ〜Ｖの位置については、初期状態の場合と同じく発光素子列４０４の発光素子４１が書込み光源４１ｓとして選択される。そして、Ｋ〜Ｎの位置については、発光素子列４０５の発光素子４１が書込み光源４１ｓとして選択される。

つまり、発光素子群４０とロッドレンズアレイ３２との位置関係が初期状態の関係とは異なる関係に変化したときには、Ｎ個の書込み光源４１ｓが、副走査方向Ｍ２の配置位置が互いに異なる発光素子４１を含むことになる。

書込み光源４１ｓの副走査方向Ｍ２の配置位置が一律でないので、もしも図９（Ｂ）のタイミングで書込みデータＤ１３を転送して光書込みを行うと、形成される画像にいわゆるＢＯＷ（直線が曲がる乱れ）が発生する。そこで、書込みデータＤ１３の示す画像を再現する正しい光書込みを行うために、書込みデータＤ１３の転送のタイミングを調整する必要がある。

図８（Ｂ）の場合には、図９（Ｃ）に示すタイミングで書込みデータＤ１３が転送される。すなわち、Ｎ個の書込み光源４１ｓの中で副走査方向Ｍ２の最も下流側の書込み光源４１ｓを基準とし、他の書込み光源４１ｓについての転送を遅延させる。詳しくは、まずＫ〜Ｎの位置のデータを転送し、１転送周期遅らせてＤ〜ＪおよびＯ〜Ｖの位置のデータを転送し、さらに１転送周期遅らせてＡ〜ＣおよびＷ〜Ｙの位置のデータを転送する。

次に、書込みデータＤ１３の示す量の露光を複数回に分ける多重露光方式の光書込みを行う場合について説明する。

図１０には発光素子４１の選択の他の例が模式的に示されている。図１０では、図８と同様に書込み光源４１ｓに斜線を付して他の発光素子４１と区別するとともに、各発光素子４１の主走査方向Ｍ１の配置位置を「Ａ」〜「Ｙ」のアルファベットで示している。

図１０（Ａ）および（Ｂ）において、発光素子群４０ｂは、８列の発光素子列４０１，４０２，４０３，４０４，４０５，４０６，４０７，４０８から構成される。発光素子群４０ｂは、上述の発光素子群４０に発光素子列４０８を追加したものに相当する。発光素子列４０８も他の発光素子列４０１〜４０７と同様に、Ｎ個の発光素子４１を主走査方向Ｍ１に配列してなる。

発光素子群４０ｂを構成するＮ×８個の発光素子４１のうち、例えばＮ×２個の発光素子４１を用いて多重露光を行う。つまり、感光体１１の同じ書込み位置に対して露光を２回行う。その際に、主走査方向Ｍ１のＡ〜Ｙの位置のそれぞれについて、副走査方向Ｍ２に互いに隣合って並ぶ発光素子４１を書込み光源４１ｓとして用いる。

図１０（Ａ）に示すように、初期状態においては、発光素子列４０１〜４０８のうちの副走査方向Ｍ２の中央付近の発光素子列４０４，４０５を構成する発光素子４１が、書込み光源４１ｓとされる。

図１０（Ｂ）においては、発光素子群４０ｂに対して相対的に、ロッドレンズアレイ３２が副走査方向Ｍ２の下流側に凸となるように湾曲している。この場合には、主走査方向Ｍ１のＡ〜ＦおよびＴ〜Ｙの位置については、発光素子列４０４，４０５の発光素子４１が書込み光源４１ｓとして選択される。Ｇ〜Ｓの位置については、発光素子列４０５，４０６の発光素子４１が書込み光源４１ｓとして選択される。

図１１にはプリントヘッド１３ｂにおける発光の制御に関わる要部の機能的構成の他の例が示されている。

プリントヘッド１３ｂは、多重露光を行う場合において、プリントヘッド１３に代えて画像形成装置１に設けられる。プリントヘッド１３ｂは、発光素子選択部３１２ｂ、およびタイミング調整部３１４ｂを備えている。プリントヘッド１３ｂにおいて、Ｎ個の発光ブロック４２ｂは、それぞれ８個の発光部４２１から構成される。

発光素子選択部３１２ｂは、位置変化情報Ｄ３５０に応じて、発光素子４１の主走査方Ｍ１向の配置位置（Ａ〜Ｙ）のそれぞれについて、テーブル３１２Ｔｂに基づいて、副走査方向Ｍ２に隣接する複数の発光素子４１を書込み光源４１ｓとして選択する。テーブル３１２Ｔｂは、選択するべき発光素子４１を示すルックアップテーブルである。発光素子選択部３１２ｂは、選択した書込み光源４１ｓの副走査方向Ｍ２の位置を示す選択信号Ｓ４２ｂをタイミング調整部３１４ｂに入力する。

タイミング調整部３１４ｂは、多重露光式の光書込みを正しく行うよう選択信号Ｓ４２ｂが示す書込み光源４１ｓの発光のタイミングを調整する。すなわち、選択された書込み光源４１ｓの副走査方向Ｍ２の位置に応じて、初期状態である場合の書込み光源４１ｓの発光量を示す書込みデータＤ１３を修正することにより、選択された書込み光源４１ｓの発光量を示す輝度信号Ｓ１３を作成して出力する。

多重露光では副走査方向Ｍ２に隣接する複数の発光素子４１を同時に発光させる必要がある。すなわち、各発光ブロック４２ｂについて１個の発光部４２１を選択するのではなく、８個の発光部４２１に対して同時に発光制御を行う必要がある。ここでいう発光制御は、８個のうちの２個を発光させるかまたは８個全部を発光させない制御である。この制御のために、８個の発光部４２１に対してそれぞれに対応する輝度信号Ｓ１３を同時に入力する。タイミング調整部３１４ｂは、発光部４２１の総数と同数の８×４通りの輝度信号Ｓ１３を主走査期間Ｈｓｙｎｃごとに出力する。

図１２には発光素子４１の位置とロッドレンズアレイ３２の結像効率との関係が、図１３には相対位置の変化の前および後のそれぞれの露光量が、それぞれ示されている。

図１２において、発光点α，βは、主走査方向Ｍ１の位置が同じで副走査方向Ｍ２に隣接する２個の発光素子４１に相当する。図中に太い実線Ｋ１は、発光点α，βとロッドレンズアレイ３２との相対位置が変化する前（初期状態）における当該相対位置と結像効率との関係を示し、破線は、相対位置が変化した後の当該関係を示している。

相対位置が変化する前においては、発光点αからの光の結像効率は「１００」であり、発光点βからの光の結像効率は「９０」である。これに対して、相対位置が変化した後においては、発光点αからの光の結像効率は「９３」であり、発光点βからの光の結像効率は「９７」である。

まず、図８に示したように主走査方向Ｍ１の位置（Ａ〜Ｙ）ごとに１個の書込み光源４１ｓを定める場合（発光点を１点とする場合）について述べる。

初期状態においては、発光点α，βの発光量は共に「１００」に調整されているものとする。発光点α，βのうち、結像効率に優れる発光点αを書込み光源４１ｓとする。図１３に示すとおり、感光体１１での露光量は、発光量：１００および結像効率：１００％より、１００×１＝１００となる。

相対位置の変化により、結像効率が１００から９３に低下する。つまり、プロファイル崩れが生じる。そこで、プロファイル崩れを補正するために、発光点αに代えて、発光点βを書込み光源４１ｓとする。これにより、結像効率が９３から９７に増加する。つまり、プロファイル崩れが改善される。露光量は１００×０．９７＝９７となるが、この程度の低下は画質への影響の上で許容することができる。また、必要ならば露光量が元の１００になるよう発光量を調整することも容易である。

次に、図１０に示したように主走査方向Ｍ１の位置（Ａ〜Ｙ）ごとに２個の書込み光源４１ｓを定める場合（発光点を２点とする多重露光の場合）について述べる。

初期状態においては、発光点α，βの発光量は共に「５０」に調整されているものとする。発光点α，βを共に書込み光源４１ｓとする。図１３に示すとおり、発光点αによる露光量は、発光量：５０および結像効率：１００％より、５０×１＝１００となる。また、発光点βによる露光量は、発光量：５０および結像効率：９０％より、５０×９０＝４５となる。したがって、これらを合計した露光量は、５０＋４５＝９５となる。

相対位置が変化した後も、発光点α，βを書込み光源４１ｓとする。図１３に示すとおり、発光点αによる露光量は、発光量：５０および結像効率：９３％より、５０×０．９３＝４６．５となる。また、発光点βによる露光量は、発光量：５０および結像効率：９７％より、５０×０．９７＝４８．５となる。したがって、これらを合計した露光量は、４６．５＋４８．５＝９５であって、相対位置が変化する前の露光量と等しい。

このように多重露光では、変化前と変化後とで結像効率が変化しても、露光量の変化を小さく抑えることが可能となる。なお、書込み光源４１ｓとして選択する複数の発光素子４１は、必ずしも副走査方向Ｍ２に連続して並んでいる必要はなく、露光量が等しくなるように選択すればよい。ただし、副走査方向Ｍ２の相対位置のずれが大きくなるとプロファイル崩れが大きくなることから、なるべくずれが小さくなるように選択することが望ましい。

以上の実施形態によると、発光素子群４０，４０ｂとロッドレンズアレイ３２との副走査方向Ｍ２の相対位置の変化によるプロファイル崩れを補正することができる。画像形成のための光書込みにおけるプロファイル崩れを補正することで画質の低下を低減することができる。

発光素子群４０，４０ｂにおける各発光ブロック４２，４２ｂの発光素子４１について発光量をあらかじめ等しい値に揃える光量調整を行っておくので、これらの発光素子４１のいずれを書込み光源４１ｓとして選択しても発光量が変わらない。これにより、相対位置が変化したときの露光量を変化前の露光量と等しくしやすい。

上に述べた実施形態において、位置変化情報Ｄ３５０は、温度の検出値に限らない。例えば、プリントヘッド１３，１３ｂに圧電素子などのセンサを設け、ハウジング３４の基準面とロッドレンズアレイ３２との距離ｄ（図２参照）を測定した結果を位置変化情報Ｄ３５０とすることができる。その場合には、主走査方向Ｍ１の中央部および両端部などの複数箇所にセンサを設けるのがよい。また、位置変化情報Ｄ３５０として、累積印刷枚数、システム時計による年月日などの経年変化を示す情報を用いることができる。

上に述べた実施形態においては、あらかじめ内容を定めたテーブル３１２Ｔ，３１２Ｔｂに基づいて書込み光源４１ｓを選択するものとして説明したが、テーブル３１２Ｔ，３１２Ｔｂによらずに書込み光源４１ｓを選択することができる。例えば、書込み光源４１ｓを切り替えて濃度むらを検出するテスト印刷を定期的に行い、その結果に基づいて書込み光源４１Ｓを選択することができる。すなわち、濃度むらの最も少ないＮ個の発光素子４１の組み合わせを求め、そのＮ個の発光素子４１を次のテスト印刷まで書込み光源４１Ｓとする。

テスト印刷の結果に基づいて選択する方法によると、初期の書込み光源４１ｓの一部または全部の発光が何らかの要因で不良になる故障が発生した場合に、初期の書込み光源以外の発光素子４１を書込み光源４１ｓに選択して正常な光書込みを行うことができる。つまり、プリントヘッド１３，１３ｂを交換せずに画像形成装置１の使用を続けることができる。

上に述べた実施形態において、発光素子選択部３１２，３１２ｂおよびタイミング調整部３１４，３１４ｂの一方または両方をＯＬＥＤパネル３０に固定的に設ける必要はなく、別の基板などに設けてもよい。

上に述べた実施形態において、感光体１１の同じ書込み位置に対する露光の回数を３以上とした多重露光を行うようにしてもよい。

その他、画像形成装置１およびプリントヘッド１３，１３ｂのそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

１ 画像形成装置
５ 用紙
１１ 感光体
１３，１３ｂ プリントヘッド（光書込み装置）
３２ ロッドレンズアレイ（レンズアレイ）
４０，４０ｂ 発光素子群
４１ 発光素子
４１ｓ 書込み光源
３１２，３１２ｂ 発光素子選択部
３１４，３１４ｂ タイミング調整部
３７０ 温度センサ（温度測定部）
Ｄ１３ 書込みデータ
Ｍ１ 主走査方向
Ｍ２ 副走査方向
Ｓ１３ 輝度信号（信号）

Claims (11)

1. 感光体に対して光書込みを行う光書込み装置であって、
   主走査方向と副走査方向との２次元に発光素子を配列してなる発光素子群と、
   前記発光素子群からの光を前記感光体に集光するレンズアレイと、
   前記発光素子群と前記レンズアレイとの副走査方向の相対位置の変化に応じて、前記発光素子群のうちの一部の発光素子を前記光書込みに使用する書込み光源として選択する発光素子選択部と、
   選択された前記書込み光源のそれぞれの発光のタイミングを、主走査方向に並ぶ当該書込み光源どうしの間で前記感光体における副走査方向の集光位置が揃うよう調整するタイミング調整部と、を有する、
   ことを特徴とする光書込み装置。
2. 前記発光素子選択部は、前記書込み光源と前記レンズアレイとの副走査方向の位置関係が初期の位置関係に近くなるよう、当該書込み光源を選択する、
   請求項１記載の光書込み装置。
3. 前記発光素子選択部は、前記書込み光源による前記感光体における露光量が初期の露光量に近くなるよう当該書込み光源を選択する、
   請求項２記載の光書込み装置。
4. 発光素子群における同じ主走査方向の位置に配置された複数の発光素子どうしは、発光量が等しい、
   請求項３記載の光書込み装置。
5. 前記タイミング調整部は、前記タイミングを調整する処理として、前記書込み光源の発光量を示す書込みデータの転送を当該書込み光源の副走査方向の位置に応じて遅延させる、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の光書込み装置。
6. 前記タイミング調整部は、前記タイミングを調整する処理として、前記相対位置が初期値である場合の前記書込み光源の発光量を示す書込みデータを選択された前記書込み光源の副走査方向の位置に応じて修正することにより、選択された当該書込み光源の発光量を示す信号を生成する、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の光書込み装置。
7. 前記発光素子選択部は、前記発光素子の主走査方向の配置位置のそれぞれについて、副走査方向に並ぶ複数の前記発光素子を前記書込み光源として選択し、
   前記タイミング調整部は、副走査方向の位置が異なる前記書込み光源を順に発光させる多重露光式の光書込みを行うよう前記タイミングを調整する、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の光書込み装置。
8. 用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
   感光体と、
   前記感光体に前記画像に対応した静電潜像を形成する光書込みを行う光書込み装置と、を備え、
   前記光書込み装置は、
   主走査方向と副走査方向との２次元に発光素子を配列してなる発光素子群と、
   前記発光素子群からの光を前記感光体に集光するレンズアレイと、
   前記発光素子群と前記レンズアレイとの副走査方向の相対位置の変化に応じて、前記発光素子群のうちの一部の発光素子を前記光書込みに使用する書込み光源として選択する発光素子選択部と、
   選択された前記書込み光源のそれぞれの発光のタイミングを、主走査方向に並ぶ当該書込み光源どうしの間で前記感光体における副走査方向の集光位置が揃うよう調整するタイミング調整部と、を有する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 前記画像の形成を開始するときに、前記発光素子選択部が前記書込み光源を選択するとともに、前記タイミング調整部が前記タイミングを調整する、
   請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記発光素子選択部は、複数枚の前記用紙を使用する連続印刷ジョブにおいて、前記光書込みの回数がしきい値を超えたときに、前記書込み光源を選択する、
    請求項８または９記載の画像形成装置。
11. 前記発光素子群の環境温度を測定する温度測定部を有し、
    前記発光素子選択部は、測定された前記環境温度と初期の設定温度との差である温度変化量がしきい値以上である場合に、前記書込み光源を選択する、
    請求項８ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。

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