JP2022053039A - 発光装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子列を複数のグループに分け、グループごとに第１の補正方法により光量の補正を行う方法を用いない場合に比較して、濃度むらを補正する際に、各発光素子に与えられる発光時間を確保しつつ、高速に走査させることが可能な発光装置等を提供する。【解決手段】主走査方向に列状に配される発光素子からなる発光素子列と、発光素子の光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子と、発光素子列の発光を制御する制御手段と、を備え、発光素子列は、複数のグループに分けられ、制御手段は、各グループごとに、各グループに含まれる発光素子に対し、電圧の増減により一律に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらを補正する発光装置。【選択図】図１１

Description

本発明は、発光装置、画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用した、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、帯電された感光体上に、画像情報を光記録手段によって照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録媒体上に転写して定着することによって画像形成が行なわれる。かかる光記録手段として、レーザを用いて主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、ＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)等の発光素子を主走査方向に多数、配列してなる発光装置を用いた光記録手段が採用されている。

特許文献１には、画像形成装置が、開示されている。この画像形成装置で、スキャン部は、画像形成部が記録媒体に形成したテストチャートを読み取る。制御部は、スキャン部が読み取ったテストチャートの画像において、露光装置のＬＰＨ（LED Print Head）のチップに対応した領域の濃度をチップ毎に特定する。制御部は、ＬＰＨのチップが発する光の光量の補正量をテストチャートの画像の濃度から特定する。制御部は、チップが発する光の光量を特定した補正量に応じて補正する。光量が補正されたＬＰＨで再度テストチャートの画像を形成し、形成された画像をスキャン部で読み取る。制御部は、ＬＰＨのチップが発する光の光量の補正量をテストチャートの画像の濃度から特定し、特定した補正量と前回の補正量とを用いて、補正量を調整する係数を変更する。

特開２０１７－３７２１７号公報

しかしながら、各発光素子には、光量のばらつきがあり、光量を補正しない場合、形成される画像に濃度むらが生じる。そして、光量を補正するには、例えば、発光時間を調整することで行われる。一方、近年、幅が広い記録媒体に対応するために発光装置の幅広化や高速化が求められている。この場合、各発光素子に与えられる発光時間が短くなり、光量を補正するために発光時間を長くする調整が困難になることがある。
本発明は、発光素子列を複数のグループに分け、グループごとに第１の補正方法により光量の補正を行う方法を用いない場合に比較して、濃度むらを補正する際に、各発光素子に与えられる発光時間を確保しつつ、高速に走査させることが可能な発光装置等を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、主走査方向に列状に配される発光素子からなる発光素子列と、発光素子の光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子と、前記発光素子列の発光を制御する制御手段と、を備え、前記発光素子列は、複数のグループに分けられ、前記制御手段は、各グループごとに、各グループに含まれる発光素子に対し、第１の補正方法により一律に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらを補正する発光装置である。
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記第１の補正方法とともに、各グループに含まれる発光素子のそれぞれに対し、第２の補正方法により個別に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらをさらに補正することを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。
請求項３に記載の発明は、前記第１の補正方法は、各グループに含まれる発光素子の平均光量を調整する方法であり、前記第２の補正方法は、発光素子の発光時間を調整する方法であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置である。
請求項４に記載の発明は、前記第１の補正方法は、前記平均光量を発光素子に付与する電圧を変化させることで調整する方法であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置である。
請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、各グループに含まれる発光素子のうち予め定められた位置の発光素子により形成された画像の濃度を基に、主走査方向における濃度むらを補正する補正量を決めることを特徴とする請求項２に記載の発光装置である。
請求項６に記載の発明は、前記制御手段は、予め定められた位置の発光素子として、各グループの両端の発光素子についての補正量のうち大きい方の補正量にて、前記第１の補正方法により補正することを特徴とする請求項５に記載の発光装置である。
請求項７に記載の発明は、前記制御手段は、各グループに含まれる発光素子のうち両端の発光素子以外の発光素子の補正量を、両端の発光素子の補正量による補間により求め、前記第２の補正方法により補正することを特徴とする請求項６に記載の発光装置である。
請求項８に記載の発明は、前記制御手段は、各グループごとに、さらに副走査方向における周期的な濃度むらを補正することを特徴とする請求項２に記載の発光装置である。
請求項９に記載の発明は、前記制御手段は、周期的な濃度むらの直流成分を前記第１の補正方法により補正し、交流成分を前記第２の補正方法により補正することを特徴とする請求項８に記載の発光装置である。
請求項１０に記載の発明は、主走査方向に列状に配される発光素子からなる発光素子列と、当該発光素子の光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子と、を用いて、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写した前記トナー像を定着し、画像を形成する定着手段と、前記発光素子列の発光を制御する制御手段と、を備え、前記発光素子列は、複数のグループに分けられ、前記制御手段は、各グループに含まれる発光素子に対し、第１の補正方法により一律に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらを補正する画像形成装置である。
請求項１１に記載の発明は、前記第１の補正方法とともに、各グループに含まれる発光素子のそれぞれに対し、第２の補正方法により個別に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらをさらに補正することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置である。

請求項１の発明によれば、発光素子列を複数のグループに分け、グループごとに第１の補正方法により光量の補正を行う方法を用いない場合に比較して、濃度むらを補正する際に、各発光素子に与えられる発光時間を確保しつつ、高速に走査させることが可能な発光装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、発光素子の光量のばらつきが大きい場合でも、濃度むらを抑制することができる。
請求項３の発明によれば、光量の調整方法として、第１の補正方法および第２の補正方法に適した方法を採用することができる。
請求項４の発明によれば、第１の補正方法を行うために、より簡便な方法を採用することができる。
請求項５の発明によれば、補正量の算出がより容易になる。
請求項６の発明によれば、発光装置をより高速化できる。
請求項７の発明によれば、第２の補正方法による補正量の算出がより容易になる。
請求項８の発明によれば、濃度むらをさらに抑制することができる。
請求項９の発明によれば、副走査方向における光量の調整方法として、第１の補正方法および第２の補正方法に適した方法を採用することができる。
請求項１０の発明によれば、発光素子列を複数のグループに分け、グループごとに第１の補正方法により光量の補正を行う方法を用いない場合に比較して、濃度むらを補正する際に、各発光素子に与えられる発光時間を確保しつつ、高速に走査させることが可能な画像形成装置を提供できる。
請求項１１の発明によれば、発光素子の光量のばらつきが大きい場合でも、濃度むらを抑制することができる。

本実施の形態の画像形成装置の概要を示す図である。 本実施の形態が適用される発光素子ヘッドの構成を示した図である。 （ａ）は、発光素子ヘッドにおける回路基板および発光部の斜視図である。（ｂ）は、発光部を、（ａ）のＩＩＩｂ方向から見た図であり、発光部の一部を拡大した図である。 （ａ）～（ｂ）は、本実施の形態が適用される発光チップの構造を説明した図である。 発光チップとして自己走査型発光素子アレイチップを採用した場合の信号発生回路の構成および回路基板の配線構成を示した図である。 発光チップの回路構成を説明するための図である。 （ａ）～（ｄ）は、用紙に形成した画像に生じる濃度むらについて示した図である。 （ａ）～（ｂ）は、発光チップが点灯する様子について示した図である。（ｃ）は、このとき用紙に印刷される画像について示した図である。 （ａ）～（ｃ）は、従来行っていた濃度むらを補正する方法であり、ＬＥＤの発光時間の調整だけで補正する方法について示した図である。 ＬＥＤの光量補正を行う光学素子ヘッドの構成例として、従来の例を示した概念図である。 ＬＥＤを、複数のグループに分ける方法の第１の例について示した図である。 ＬＥＤを、複数のグループに分ける方法の第２の例について示した図である。 主走査方向に生じる濃度むらを補正する具体的な方法について示した図である。 副走査方向に生じる濃度むらを補正する具体的な方法について示した図である。 本実施形態における信号発生回路の機能構成例を表すブロック図である。 濃度むらを補正する補正量を求める際の画像形成装置の動作について説明したフローチャートである。 発光装置の他の例を示した図である。 発光装置のさらに他の例を示した図である。

＜画像形成装置の全体構成の説明＞
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の画像形成装置１の概要を示す図である。
この画像形成装置１は、一般にタンデム型と呼ばれる画像形成装置である。画像形成装置１は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成部１０を備える。また、この画像形成装置１は、各画像形成ユニット１１で形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）保持させる中間転写ベルト２０を具備する。さらに、この画像形成装置１は、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像を、記録媒体の一例である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置３０を備える。さらにまた、この画像形成装置１は、用紙Ｐに二次転写されたトナー像を定着し、画像を形成する定着手段の一例である定着装置５０を有している。さらに、画像形成装置１は、画像形成装置１の各機構部を制御するとともに、画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像出力制御部２００を備える。

画像形成部１０は、例えば、電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数（本実施の形態では４つ）の画像形成ユニット１１（具体的には１１Ｙ（イエロー）、１１Ｍ（マゼンタ）、１１Ｃ（シアン）、１１Ｋ（黒））を備える。画像形成ユニット１１は、トナー像を形成するトナー像形成手段の一例である。

各画像形成ユニット１１（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）は、使用されるトナーの色を除き、同じ構成を有している。そこで、イエローの画像形成ユニット１１Ｙを例に説明を行う。イエローの画像形成ユニット１１Ｙは、図示しない感光層を有し、矢印Ａ方向に回転可能に配設される感光体ドラム１２を具備している。この感光体ドラム１２の周囲には、帯電ロール１３、発光素子ヘッド１４、現像器１５、一次転写ロール１６、およびドラムクリーナ１７が配設される。これらのうち、帯電ロール１３は、回転可能に感光体ドラム１２に接触配置され、感光体ドラム１２を予め定められた電位に帯電する。発光素子ヘッド１４は、帯電ロール１３によって予め定められた電位に帯電された感光体ドラム１２に、光を照射し、静電潜像を書き込む。現像器１５は、対応する色成分トナー（イエローの画像形成ユニット１１Ｙではイエローのトナー）を収容し、このトナーによって感光体ドラム１２上の静電潜像を現像する。一次転写ロール１６は、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写する。ドラムクリーナ１７は、一次転写後の感光体ドラム１２上の残留物（トナー等）を除去する。

感光体ドラム１２は、像を保持する像保持体として機能する。また、帯電ロール１３は、感光体ドラム１２の表面を帯電させる帯電手段として機能し、発光素子ヘッド１４は、感光体ドラム１２を露光し、静電潜像を形成させる静電潜像形成手段（発光装置）として機能する。さらに、現像器１５は、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段として機能する。

像転写体としての中間転写ベルト２０は、複数（本実施の形態では５つ）の支持ロールに回転可能に張架支持される。これらの支持ロールのうち、駆動ロール２１は、中間転写ベルト２０を張架するとともに中間転写ベルト２０を駆動して回転させる。また、張架ロール２２および２５は、中間転写ベルト２０を張架するとともに駆動ロール２１によって駆動される中間転写ベルト２０に従って回転する。補正ロール２３は、中間転写ベルト２０を張架するとともに中間転写ベルト２０の搬送方向に略直交する方向の蛇行を規制するステアリングロール（軸方向一端部を支点として傾動自在に配設される）として機能する。さらに、バックアップロール２４は、中間転写ベルト２０を張架するとともに後述する二次転写装置３０の構成部材として機能する。
また、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する部位には、二次転写後の中間転写ベルト２０上の残留物（トナー等）を除去するベルトクリーナ２６が配設されている。

詳しくは後述するが、本実施の形態において、画像形成ユニット１１は、画像の濃度を補正するための予め定められた濃度による濃度補正用画像（基準パッチ、濃度補正用トナー像）を形成する。この濃度補正用画像は、装置の状態を調整する画像の一例である。

二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像保持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２４とを備えている。このバックアップロール２４には、トナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアスを印加する給電ロール３２が接触して配置されている。一方、二次転写ロール３１は接地されている。
本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール１６、および二次転写ロール３１により、トナー像を用紙Ｐに転写する転写手段が構成される。

また、用紙搬送系は、用紙トレイ４０、搬送ロール４１、レジストレーションロール４２、搬送ベルト４３、および排出ロール４４を備える。用紙搬送系では、用紙トレイ４０に積載された用紙Ｐを搬送ロール４１にて搬送した後、レジストレーションロール４２で一旦停止させ、その後予め定められたタイミングで二次転写装置３０の二次転写位置へと送り込む。また、二次転写後の用紙Ｐを、搬送ベルト４３を介して定着装置５０へと搬送し、定着装置５０から排出された用紙Ｐを排出ロール４４によって機外へと送り出す。

次に、この画像形成装置１の基本的な作像プロセスについて説明する。今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、予め定められた作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置１をプリンタとして構成する場合には、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等、外部から入力される画像データを画像出力制御部２００が、まず受信する。受信された画像データは、画像出力制御部２００によって画像処理が施され、画像形成ユニット１１に供給される。そして、画像形成ユニット１１は、各色のトナー像形成を行う。すなわち、各色のデジタル画像信号に応じて各画像形成ユニット１１（具体的には１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）をそれぞれ駆動する。次に、各画像形成ユニット１１では、帯電ロール１３により帯電された感光体ドラム１２に、発光素子ヘッド（ＬＰＨ）１４によりデジタル画像信号に応じた光を照射することで、静電潜像を形成する。そして、感光体ドラム１２に形成された静電潜像を現像器１５により現像し、各色のトナー像を形成させる。なお、この画像形成装置１を複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をスキャナで読み取り、得られた読み取り信号を処理回路によりデジタル画像信号に変換した後、上記と同様にして各色のトナー像の形成を行うようにすればよい。

その後、各感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１２と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で、一次転写ロール１６によって中間転写ベルト２０の表面に順次一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１２上に残存するトナーは、ドラムクリーナ１７によってクリーニングされる。

このようにして、中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト２０上で重ね合わされ、中間転写ベルト２０の回転に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは予め定められたタイミングで二次転写位置へと搬送され、バックアップロール２４に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐを挟持する。

そして、二次転写位置において、二次転写ロール３１とバックアップロール２４との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト４３により定着装置５０へと搬送される。定着装置５０では、用紙Ｐ上のトナー像が加熱・加圧定着され、その後、機外に設けられた排紙トレイ（図示せず）に送り出される。一方、二次転写後に中間転写ベルト２０に残存するトナーは、ベルトクリーナ２６によってクリーニングされる。

＜発光素子ヘッド１４の説明＞
図２は、本実施の形態が適用される発光素子ヘッド１４の構成を示した図である。
この発光素子ヘッド１４は、発光装置の一例であり、ハウジング６１と、発光素子として複数のＬＥＤを備えた発光部６３と、発光部６３や信号発生回路１００（後述の図３参照）等を搭載する回路基板６２と、ＬＥＤから出射された光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子の一例としてのロッドレンズ（径方向屈折率分布型レンズ）アレイ６４とを備えている。

ハウジング６１は、例えば金属で形成され、回路基板６２およびロッドレンズアレイ６４を支持し、発光部６３の発光点とロッドレンズアレイ６４の焦点面とが一致するように設定されている。また、ロッドレンズアレイ６４は、感光体ドラム１２の軸方向（主走査方向）に沿って配置されている。

＜発光部６３の説明＞
図３（ａ）は、発光素子ヘッド１４における回路基板６２および発光部６３の斜視図である。
図３（ａ）に示すように、発光部６３は、ＬＰＨバー６３１ａ～６３１ｃと、焦点調整ピン６３２ａ～６３２ｂと、ＬＥＤの発光を制御する制御手段の一例である信号発生回路１００とを備える。

ＬＰＨバー６３１ａ～６３１ｃは、回路基板６２上に、主走査方向に千鳥状になるように配置される。そして、ＬＰＨバー６３１ａ～６３１ｃのうち主走査方向に隣り合う２つが、副走査方向でその一部が重なるように配置され、継ぎ目部６３３ａ～６３３ｂを形成する。この場合、継ぎ目部６３３ａは、ＬＰＨバー６３１ａとＬＰＨバー６３１ｂとが、副走査方向に重なるように配置されることで形成され、継ぎ目部６３３ｂは、ＬＰＨバー６３１ｂとＬＰＨバー６３１ｃとが、副走査方向に重なるように配置されることで形成される。

なお、ＬＰＨバー６３１ａ～６３１ｃをそれぞれ区別しない場合は、以後、単に、ＬＰＨバー６３１と言うことがある。また、焦点調整ピン６３２ａ～６３２ｂをそれぞれ区別しない場合は、以後、単に、焦点調整ピン６３２と言うことがある。さらに、継ぎ目部６３３ａ～６３３ｂをそれぞれ区別しない場合は、以後、単に、継ぎ目部６３３と言うことがある。

図３（ｂ）は、発光部６３を、図３（ａ）のＩＩＩｂ方向から見た図であり、発光部６３の一部を拡大した図である。図３（ｂ）では、ＬＰＨバー６３１ａとＬＰＨバー６３１ｂとの継ぎ目部６３３ａについて図示している。
図３（ｂ）に示すように、ＬＰＨバー６３１ａおよびＬＰＨバー６３１ｂには、発光素子アレイチップの一例としての発光チップＣが、配される。発光チップＣは、主走査方向に沿い、二列に向かい合わせて千鳥状に配置する。発光チップＣは、ＬＰＨバー６３１ａやＬＰＨバー６３１ｂのそれぞれに、例えば、６０個配される。なお以後、これら６０個の発光チップＣを、発光チップＣ１～Ｃ６０と言うことがある。また、図示するように、発光チップＣには、ＬＥＤ７１が配される。つまり、この場合、ＬＥＤ７１は、予め定められた個数毎に発光チップＣに搭載されるとともに、主走査方向に沿って配列する。また、ＬＥＤ７１は、発光チップＣ毎に主走査方向または主走査方向とは逆方向に向けて順次点灯する。
なお、ここでは図示していないが、ＬＰＨバー６３１ｃも、ＬＰＨバー６３１ａおよびＬＰＨバー６３１ｂと同様の構成を有する。そして、継ぎ目部６３３ｂも、継ぎ目部６３３ａと同様の構成を有する。

以上説明した構成によれば、ＬＰＨバー６３１ａ～ＬＰＨバー６３１ｃに配される複数のＬＥＤ７１は、主走査方向に列状に配されるＬＥＤ７１からなる発光素子列であると捉えることができる。

また、継ぎ目部６３３ａ～６３３ｂでは、この箇所の何れかの箇所に設けられた切換箇所Ｋｐで、第１の発光素子列と第２の発光素子列とを切り換えて発光させる。つまり、この切換箇所Ｋｐで、点灯させるＬＰＨバー６３１を、切り換える。この場合、ＬＥＤ７１を点灯させるＬＰＨバー６３１は、ＬＰＨバー６３１ａ→ＬＰＨバー６３１ｂ→ＬＰＨバー６３１ｃの順になる。

図３（ｂ）では、白丸で図示されたＬＥＤ７１が点灯し、黒丸で図示されたＬＥＤ７１は、点灯しない。即ち、図３（ｂ）では、切換箇所Ｋｐで、ＬＰＨバー６３１ａのＬＥＤ７１からＬＰＨバー６３１ｂのＬＥＤ７１に点灯が切り換えられることを示している。そして、切換箇所Ｋｐの図中左側では、ＬＰＨバー６３１ａのＬＥＤ７１が点灯し、切換箇所Ｋｐの図中右側では、ＬＰＨバー６３１ｂのＬＥＤ７１が点灯する。
切換箇所Ｋｐは、継ぎ目部６３３ａ～６３３ｂの中で自由に設定することができ、切換の制御は、信号発生回路１００が行う。

焦点調整ピン６３２ａ～６３２ｂにより、回路基板６２は、図３（ａ）で両矢印方向で示す上下方向に移動させることができる。つまり、回路基板６２を昇降させることができる。そして、回路基板６２を昇降させることで、発光部６３と感光体との距離を変更することができる。これにより、ＬＰＨバー６３１ａ～６３１ｃと、感光体との距離が変更され、ＬＥＤ７１から出射され、感光体に結像する光出力の焦点を調整することができる。なお、焦点調整ピン６３２ａ～６３２ｂにより、回路基板６２を、焦点調整ピン６３２ａ側および焦点調整ピン６３２ｂ側の双方を上方向に移動させることができる。また、焦点調整ピン６３２ａ側および焦点調整ピン６３２ｂ側の双方を下方向に移動させることもできる。さらに、焦点調整ピン６３２ａ側および焦点調整ピン６３２ｂ側の何れか一方を上方向に移動させ、他方を下方向に移動させることもできる。焦点調整ピン６３２ａ～６３２ｂは、信号発生回路１００の制御により、動作するようにしてもよく、手動により動作するようにしてもよい。

＜発光素子アレイチップの説明＞
図４（ａ）～（ｂ）は、本実施の形態が適用される発光チップＣの構造を説明した図である。
図４（ａ）は、発光チップＣをＬＥＤの光が出射する方向から見た図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ－ＩＶｂ断面図である。
発光チップＣには、発光素子アレイの一例として主走査方向に列状に配される複数のＬＥＤ７１が等間隔で配されている。また、基板７０の両側に発光素子アレイを駆動する信号を入出力するための電極部の一例としてのボンディングパッド７２が発光素子アレイを挟むようにして配されている。そして、それぞれのＬＥＤ７１には光が出射する側にマイクロレンズ７３が形成されている。このマイクロレンズ７３により、ＬＥＤ７１から出射した光は集光され、感光体ドラム１２（図２参照）に対して、効率よく光を入射させることができる。
このマイクロレンズ７３は、光硬化性樹脂等の透明樹脂からなり、より効率よく光を集光するためその表面は非球面形状をとることが好ましい。また、マイクロレンズ７３の大きさ、厚さ、焦点距離等は、使用されるＬＥＤ７１の波長、使用される光硬化性樹脂の屈折率等により決定される。

＜自己走査型発光素子アレイチップの説明＞
なお、本実施の形態では、発光チップＣとして例示した発光素子アレイチップとして自己走査型発光素子アレイ（ＳＬＥＤ：Self-Scanning Light Emitting Device）チップを使用するのが好ましい。自己走査型発光素子アレイチップは、発光素子アレイチップの構成要素としてｐｎｐｎ構造を持つ発光サイリスタを用い、発光素子の自己走査が実現できるように構成したものである。

図５は、発光チップＣとして自己走査型発光素子アレイチップを採用した場合の信号発生回路１００の構成および回路基板６２の配線構成を示した図である。
信号発生回路１００には、画像出力制御部２００（図１参照）より、ライン同期信号Ｌｓｙｎｃ、画像データＶｄａｔａ、クロック信号ｃｌｋ、およびリセット信号ＲＳＴ等の各種制御信号が入力されるようになっている。そして、信号発生回路１００は、外部から入力されてくる各種制御信号に基づいて、例えば画像データＶｄａｔａの並べ替えや出力値の補正等を行い、各発光チップＣ（Ｃ１～Ｃ６０）のそれぞれに対して発光信号φＩ（φＩ１～φＩ６０）を出力する。なお、本実施の形態では、各発光チップＣ（Ｃ１～Ｃ６０）のそれぞれに、１個ずつ発光信号φＩ（φＩ１～φＩ６０）が供給されるようになっている。

また、信号発生回路１００は、外部から入力されてくる各種制御信号に基づき、各発光チップＣ１～Ｃ６０に対してスタート転送信号φＳ、第１転送信号φ１および第２転送信号φ２を出力する。

回路基板６２には、各発光チップＣ１～Ｃ６０のＶｃｃ端子に接続される電力供給用のＶｃｃ＝－５．０Ｖの電源ライン１０１およびＧＮＤ端子に接続される接地用の電源ライン１０２が設けられている。また、回路基板６２には、信号発生回路１００のスタート転送信号φＳ、第１転送信号φ１、第２転送信号φ２を送信するスタート転送信号ライン１０３、第１転送信号ライン１０４、第２転送信号ライン１０５も設けられている。さらに、回路基板６２には、信号発生回路１００のから各発光チップＣ（Ｃ１～Ｃ６０）に対して発光信号φＩ（φＩ１～φＩ６０）を出力する６０本の発光信号ライン１０６（１０６_１～１０６_６０）も設けられている。なお、回路基板６２には、６０本の発光信号ライン１０６（１０６_１～１０６_６０）に過剰な電流が流れるのを防止するための６０個の発光電流制限抵抗ＲＩＤが設けられている。また、発光信号φＩ１～φＩ６０は、それぞれ、後述するようにハイレベル（Ｈ）およびローレベル（Ｌ）の２状態を取りうる。そして、ローレベルは－５．０Ｖの電位、ハイレベルは±０．０Ｖの電位となっている。

図６は、発光チップＣ（Ｃ１～Ｃ６０）の回路構成を説明するための図である。
発光チップＣは、６０個の転送サイリスタＳ１～Ｓ６０、６０個の発光サイリスタＬ１～Ｌ６０を備えている。なお、発光サイリスタＬ１～Ｌ６０は、転送サイリスタＳ１～Ｓ６０と同様のｐｎｐｎ接続を有しており、その中のｐｎ接続を利用することで発光ダイオード（ＬＥＤ）としても機能するようになっている。また、発光チップＣは、５９個のダイオードＤ１～Ｄ５９および６０個の抵抗Ｒ１～Ｒ６０を備えている。さらに、発光チップＣは、第１転送信号φ１、第２転送信号φ２、そして、スタート転送信号φＳが供給される信号線に、過剰な電流が流れるのを防止するための転送電流制限抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａを有している。なお、発光素子アレイ８１を構成する発光サイリスタＬ１～Ｌ６０は、図中左側からＬ１、Ｌ２、…、Ｌ５９、Ｌ６０の順で配列され、発光素子列を形成している。また、転送サイリスタＳ１～Ｓ６０も、図中左側からＳ１、Ｓ２、…、Ｓ５９、Ｓ６０の順で配列され、スイッチ素子列すなわちスイッチ素子アレイ８２を形成している。さらに、ダイオードＤ１～Ｄ５９も、図中左からＤ１、Ｄ２、…、Ｄ５８、Ｄ５９の順で配列されている。さらにまた、抵抗Ｒ１～Ｒ６０も、図中左からＲ１、Ｒ２、…Ｒ５９、Ｒ６０の順で配列されている。

次に、発光チップＣにおける各素子の電気的な接続について説明する。
各転送サイリスタＳ１～Ｓ６０のアノード端子は、ＧＮＤ端子に接続されている。このＧＮＤ端子には、電源ライン１０２（図５参照）が接続され、接地される。

また、奇数番目の転送サイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ５９のカソード端子は、転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介してφ１端子に接続されている。このφ１端子には、第１転送信号ライン１０４（図５参照）が接続され、第１転送信号φ１が供給される。

一方、偶数番目の転送サイリスタＳ２、Ｓ４、…、Ｓ６０のカソード端子は、転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介してφ２端子に接続されている。このφ２端子には、第２転送信号ライン１０５（図５参照）が接続され、第２転送信号φ２が供給される。

また、各転送サイリスタＳ１～Ｓ６０のゲート端子Ｇ１～Ｇ６０は、各転送サイリスタＳ１～Ｓ６０に対応して設けられた抵抗Ｒ１～Ｒ６０をそれぞれ介してＶｃｃ端子に接続されている。このＶｃｃ端子には、電源ライン１０１（図５参照）が接続され、電源電圧Ｖｃｃ（－５．０Ｖ）が供給される。

さらに、各転送サイリスタＳ１～Ｓ６０のゲート端子Ｇ１～Ｇ６０は、対応する同番号の発光サイリスタＬ１～Ｌ６０のゲート端子に、１対１でそれぞれ接続されている。

また、各転送サイリスタＳ１～Ｓ５９のゲート端子Ｇ１～Ｇ５９には、ダイオードＤ１～Ｄ５９のアノード端子が接続されており、これらダイオードＤ１～Ｄ５９のカソード端子は、それぞれに隣接する次段の転送サイリスタＳ２～Ｓ６０のゲート端子Ｇ２～Ｇ６０に接続されている。すなわち、各ダイオードＤ１～Ｄ５９は、転送サイリスタＳ１～Ｓ６０のゲート端子Ｇ１～Ｇ６０を挟んで直列接続されている。

そして、ダイオードＤ１のアノード端子すなわち転送サイリスタＳ１のゲート端子Ｇ１は、転送電流制限抵抗Ｒ３Ａを介してφＳ端子に接続されている。このφＳ端子には、スタート転送信号ライン１０３（図５参照）を介してスタート転送信号φＳが供給される。

次に、各発光サイリスタＬ１～Ｌ６０のアノード端子は、各転送サイリスタＳ１～Ｓ６０のアノード端子と同様に、ＧＮＤ端子に接続されている。

また、各発光サイリスタＬ１～Ｌ６０のカソード端子は、φＩ端子に接続されている。このφＩ端子には、発光信号ライン１０６（発光チップＣ１の場合は発光信号ライン１０６_１：図５参照）が接続され、発光信号φＩ（発光チップＣ１の場合は発光信号φＩ１）が供給される。なお、他の発光チップＣ２～Ｃ６０には、それぞれ、対応する発光信号φＩ２～φＩ６０が供給される。

＜画像に生じる濃度むらの説明＞
近年、例えば、Ｂ２サイズのような幅広の用紙Ｐに印刷を行う画像形成装置１の市場台数が増加している。そして、幅広かつ高速化に対応するためには、画像形成装置１を構成する部材の大型化が必要になる。しかし、部材の大型化による部品精度の悪化、高速化による制御誤差の増加により、１次元、２次元的な濃度むらが悪化し画質が劣化する。

図７（ａ）～（ｄ）は、用紙Ｐに形成した画像に生じる濃度むらについて示した図である。
このうち、図７（ａ）～（ｂ）は、副走査方向に濃度むらが発生した場合を示している。そして、図７（ａ）は、用紙Ｐの大きさがＡ３の場合に、副走査方向に濃度むらが発生した場合を示している。また、図７（ｂ）は、用紙Ｐの大きさがＢ２の場合に、副走査方向に濃度むらが発生した場合を示している。図示するように、副走査方向に向かい、濃度が濃い領域と薄い領域とが存在する。

また、図７（ｃ）～（ｄ）は、主走査方向に濃度むらが発生した場合を示している。そして、図７（ｃ）は、用紙Ｐの大きさがＡ３の場合に、主走査方向に濃度むらが発生した場合を示している。また、図７（ｄ）は、用紙Ｐの大きさがＢ２の場合に、主走査方向に濃度むらが発生した場合を示している。図示するように、主走査方向に向かい、濃度が濃い領域と薄い領域とが存在する。

図７（ａ）と図７（ｂ）、および図７（ｃ）と図７（ｄ）を比較すると、Ａ３の用紙Ｐよりも、Ｂ２の用紙Ｐの方が、濃度むらが、より顕著である。即ち、用紙Ｐがより大きくなると、濃度むらの問題が生じやすくなる。なお、副走査方向および主走査方向の双方に濃度むらが発生する場合もある。

一方、画像形成装置１に発光素子ヘッド１４を利用し、濃度むらを打ち消すように光量を調整することが可能である。しかし、濃度むらを補正するには、広い光量調整範囲を確保する必要がある。即ち、発光素子ヘッド１４の光量調整方法として、発光時間を変更する方式が考えられるが、広い光量範囲を確保しようとする場合、各ＬＥＤ７１を点灯させるための時間を長く確保する必要があり、高速駆動が困難になる。この問題は、以下に説明するように、図５～６で説明した発光チップＣを使用した場合、特に問題になりやすい。

図８（ａ）～（ｂ）は、発光チップＣが点灯する様子について示した図である。また、図８（ｃ）は、このとき用紙Ｐに印刷される画像について示した図である。
図８（ａ）に図示するように、発光チップＣのＬＥＤ７１は、転送方向に対し、順に点灯する。即ち、発光チップＣのＬＥＤ７１は、時分割駆動方式で転送開始方向から転送終了方向に向けて順番に点灯する。ここでは、発光チップＣに配されるＬＥＤ７１として、０～ｘの番号が付されたＬＥＤ７１が順に点灯していくことを示している。この場合、時間軸で表すと、発光チップＣのＬＥＤ７１は、同時には発光していない。
そして、感光体ドラム１２は、回転するため、図８（ｂ）に図示するように、時間の経過に従い、副走査方向にずれて、点灯していき、感光体上に静電潜像が形成される。またその結果、用紙Ｐに形成される画像も、副走査方向にずれて形成される。
また、転送方向は、隣り合う発光チップＣごとに、逆方向になる。図８（ｃ）の上方には、この様子を矢印にて図示している。そしてその結果、図８（ｃ）の下方に示すように、用紙Ｐに形成される画像は、ジグザグ形状となる。

図５～６で説明した発光チップＣでは、複数のＬＥＤ７１を同じ信号線で制御できるため、信号縁数を大幅に削減できる。一方、ＬＥＤ７１ごとの点灯可能時間は、同時に発光する場合に比較して、減少するため、各ＬＥＤ７１を点灯させるための時間を長く確保するのが困難になりやすく、また、高速駆動が困難になりやすい。

図９（ａ）～（ｃ）は、従来行っていた濃度むらを補正する方法であり、ＬＥＤ７１の発光時間の調整だけで補正する方法について示した図である。
このうち、図９（ａ）は、補正前の濃度について示している。ここで、横軸は、主走査方向の位置を表し、縦軸は、画像の濃度を表す。ここでは、主走査方向に対し、濃度が変動し、濃度むらが生じていることを示している。

図９（ｂ）は、図９（ａ）に示したような濃度むらが生じているときに、ＬＥＤ７１に必要な補正量を表す。この補正は、ＬＥＤ７１に設定する光量の補正により行う。そして、この光量は、発光時間にて調整する。よって、横軸は、主走査方向の位置を表し、縦軸は、発光時間を表す、とも言える。
この場合、図９に示すように、濃度が小さい箇所は、ＬＥＤ７１の発光時間を長くし、濃度が大きい箇所は、ＬＥＤ７１の発光時間を短くする。

図９（ｃ）は、補正後の濃度について示している。ここで、横軸は、主走査方向の位置を表し、縦軸は、画像の濃度を表す。
図９（ｂ）に示したような光量の補正の結果、濃度むらを相殺することができる。そして、その結果、図９（ｃ）に示すように、主走査方向に対する濃度の変動が消滅し、濃度むらが補正されたことを示している。
この場合、ＬＰＨヘッド１４全体の平均光量をＬＥＤ７１の駆動電圧の増減で調整し、ＬＥＤ７１の光量を、発光時間の増減で調整する。

図１０は、ＬＥＤ７１の光量補正を行う光学素子ヘッド１４の構成例として、従来の例を示した概念図である。
ここでは、ＬＰＨヘッド１４全体の平均光量をＬＥＤ７１の駆動電圧で調整する。
そして、ＬＰＨヘッド１４に備えられた１つのドライバにより、各ＬＥＤ７１の光量を、発光時間だけで調整する。ドライバは、ＬＥＤ７１について、光量の補正を含む発光の制御を行う。ドライバは、信号発生回路１００の機能の１つとすることができる。

＜濃度むらを補正する方法の説明＞
そこで、本実施の形態では、以下に説明する方法を用いることで、各ＬＥＤ７１の発光時間を確保しつつ、高速に走査させることができるようにしている。
本実施の形態では、ＬＥＤ７１は、複数のグループに分けられ、ドライバは、各グループごとに、各グループに含まれるＬＥＤ７１に対し、第１の補正方法により一律に光量の補正を行うことで主走査方向における濃度むらを補正する。
この場合、第１の補正方法は、各グループに含まれるＬＥＤ７１の平均光量を調整する方法である、さらに具体的には、平均光量を調整する方法は、平均光量をＬＥＤ７１に付与する電圧を変化させることで調整する方法である。なお、平均光量を調整する方法は、平均光量をＬＥＤ７１に付与する電流を変化させることで調整する方法とすることもできる。

また、ドライバは、第１の補正方法とともに、各グループに含まれるＬＥＤ７１のそれぞれに対し、第２の補正方法により個別に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらをさらに補正する。
この場合、第２の補正方法は、ＬＥＤ７１の発光時間を調整する方法とする。

図１１は、ＬＥＤ７１を、複数のグループに分ける方法の第１の例について示した図である。
ここでは、ＬＥＤ７１を６個のグループに分ける場合を示している。図では、この６個のグループをグループ１～６として図示している。そして、各グループごとに、ドライバＡ～Ｆが設けられ、それぞれのグループに属するＬＥＤ７１を発光させる制御を行う。
そしてこのとき、ドライバＡ～Ｆは、まず、各グループ１～６に含まれるＬＥＤ７１の電圧を調整することで、一律に光量の補正を行う。これは、各グループ１～６に含まれるＬＥＤ７１の電圧を調整することで、各グループに属するＬＥＤ７１の平均光量を調整する、と言うこともできる。さらに、ドライバＡ～Ｆは、各グループＡ～Ｆに含まれるＬＥＤ７１のそれぞれに対し、発光時間を調整することで、個別に光量の補正を行う。
つまり、ドライバＡ～Ｆは、各グループ１～６に含まれるＬＥＤ７１の電圧を調整し、一律に光量の補正を行うことで、ＬＥＤ７１の光量の粗調整を行う。さらに、ドライバＡ～Ｆは、各グループ１～６に含まれるＬＥＤ７１の発光時間を調整し、個別に光量の補正を行うことで、ＬＥＤ７１の光量の微調整を行う。

この場合、ＬＰＨバー６３１ａのＬＥＤ７１を、主走査方向の中間を境界にして、前半部分をグループ１とし、後半部分をグループ２とする。同様に、ＬＰＨバー６３１ｂのＬＥＤ７１を、主走査方向の中間を境界にして、前半部分をグループ３とし、後半部分をグループ４とする。さらに、ＬＰＨバー６３１ｃのＬＥＤ７１を、主走査方向の中間を境界にして、前半部分をグループ５とし、後半部分をグループ６とする。

図１２は、ＬＥＤ７１を、複数のグループに分ける方法の第２の例について示した図である。
ここでは、ＬＥＤ７１を３個のグループに分ける場合を示している。図では、この３個のグループをグループ１～３として図示している。そして、グループ１には、ドライバＡ、Ｂ、グループ２には、ドライバＣ、Ｄ、グループ３には、ドライバＥ、Ｆがそれぞれ設けられ、それぞれのグループに属するＬＥＤ７１を発光させる制御を行う。
この例では、ドライバＡ～Ｆは、まず、各グループ１～３に含まれるＬＥＤ７１の電圧を調整することで、一律に光量の補正を行う。このとき、電圧は、ドライバＡとドライバＢとで同じになる。また、電圧は、ドライバＣとドライバＤ、ドライバＥとドライバＦとで同じになる。さらに、ドライバＡ～Ｆは、各グループ１～３に含まれるＬＥＤ７１のそれぞれに対し、発光時間を調整することで、個別に光量の補正を行う。

この場合、ＬＰＨバー６３１ａのＬＥＤ７１を、グループＡとする。同様に、ＬＰＨバー６３１ｂのＬＥＤ７１を、グループＢとし、ＬＰＨバー６３１ｃのＬＥＤ７１を、グループＣとする。

＜主走査方向に生じる濃度むらの補正の説明＞
次に、濃度むらを補正する方法についてさらに詳細に説明を行う。ここではまず、主走査方向に生じる濃度むらの補正について説明する。つまり、図７（ａ）で示したような濃度むらを補正する場合について説明する。

図１３は、主走査方向に生じる濃度むらを補正する具体的な方法について示した図である。ここで、横軸は、主走査方向の位置を表し、縦軸は、ＬＥＤ７１に必要な光量補正量を表す。また、主走査方向で、ＬＥＤ７１は、９個のグループに分けられ、それぞれのグループを、グループ１～９として図示している。
ドライバは、各グループに含まれるＬＥＤ７１のうち予め定められた位置のＬＥＤ７１により形成された画像の濃度を基に、主走査方向における濃度むらを補正する補正量を決める。予め定められた位置は、例えば、各グループの両端となる。図では、この位置を、Ｐ１～Ｐ１０として図示している。つまり、ドライバは、主走査方向に配列するＬＥＤ７１のうち、始点と終点および各グループの境界に位置するＬＥＤ７１についての濃度を基に、光量補正量を決める、

さらに具体的には、ドライバは、予め定められた位置のＬＥＤ７１として、各グループの両端のＬＥＤ７１についての補正量のうち大きい方の補正量にて、第１の補正方法である電圧を調整する方法により補正する。

図１３では、グループ１の両端のＬＥＤ７１の光量補正量は、位置Ｐ１の０％および位置Ｐ２の１２％である。このとき、光量補正量が大きい方は、位置Ｐ２の１２％である。そして、ドライバは、第１の補正方法として、グループ１に対し、電圧を一律に１２％増加させる補正を行う。これにより、グループ１に属する全てのＬＥＤ７１の光量が一律に１２％増加する。そして、グループ１に属するＬＥＤ７１の平均光量も１２％増加する。
この場合、発光時間を調整する第２の補正方法により、位置Ｐ２のＬＥＤ７１以外の他のＬＥＤ７１に対し発光時間を調整する補正を行うときに、発光時間を短くする補正を行えばよい。例えば、位置Ｐ１のＬＥＤ７１に対しては、発光時間を－１２％とする。この場合、発光時間を長くする補正が少なくなるので、高速駆動がより容易になる。
同様に、グループ２～９については、第１の補正方法による電圧の補正量は、それぞれ１５％、１５％、１３％、５％、－４％、－１２％、２％、２％となる。

ただし、０％と１２％の間の値を採用することもできる。この場合、例えば、０％と１２％の平均である６％を光量補正量とし、電圧を調整することで、平均光量を６％増加させる。そして、例えば、１２％の補正を必要する位置Ｐ２のＬＥＤ７１に対しては、残りの３％を、発光時間を長くすることで調整する方法でもよい。上記方法では、発光時間が短くなるため、ドライバは、高速にＬＥＤ７１をＯＮ／ＯＦＦする制御が必要となる。高速にＬＥＤ７１をＯＮ／ＯＦＦする制御には、限界があり、発光時間をむやみに短くすることはできない。よって、発光時間が短くなりすぎる場合は、例えば、０％と１２％の平均である６％の光量補正量を採用する方がよい。

そして、ドライバは、各グループに含まれるＬＥＤ７１のうち両端のＬＥＤ７１以外のＬＥＤ７１の補正量を、両端のＬＥＤ７１の補正量による補間により求め、第２の補正方法である発光時間を調整する方法により補正する。補間の方法は、例えば、線形補間とすることができる。この場合、例えば、グループ１の中点に位置するＬＥＤ７１に対する光量補正量は、（０％＋１２％）／２＝６％となる。そして、上記第１の方法により、１２％の電圧の補正量で補正をした場合、第２の方法による発光時間の補正量は、６％－１２％＝－６％となる。なお、補間の方法は、線形補間に限られるものではく、多項式補間など他の方法でもよい。

上記補正方法では、グループ分けをすることで、グループ内のＬＥＤ７１に対し、第１の補正方法である電圧の調整により、平均光量を補正する。さらに、第２の補正方法である発光時間の調整により、個別のＬＥＤ７１に対する濃度の補正を行う。これにより、発光時間による光量の調整量が小さくてすむ。即ち、図１３の場合、発光時間だけで光量を補正するには、±１５％の幅で、発光時間を増減する必要がある。対して、本実施の形態では、発光時間の増減の幅はこれより小さくてすむ。これにより、発光チップＣのＬＥＤ７１を高速駆動することができる。よって、発光素子ヘッド１４の高速化が実現できる。

＜副走査方向に生じる濃度むらの補正の説明＞
次に、副走査方向に生じる濃度むらの補正について説明する。つまり、図７（ｂ）で示したような濃度むらを補正する場合について説明する。

図１４は、副走査方向に生じる濃度むらを補正する具体的な方法について示した図である。ここで、横軸は、副走査方向の位置を表し、縦軸は、ＬＥＤ７１に必要な光量補正量を表す。図１４では、１ラインごとの光量補正量を、Ｎライン目、Ｎ＋１ライン目、Ｎ＋２ライン目、… のように、図示している。
本実施の形態では、ドライバは、各グループごとに副走査方向における周期的な濃度むらを補正する。副走査方向の濃度むらは、例えば、感光体ドラム１２や現像器１５の内部に配される磁石ロールの回転周期に応じた濃度むらが副走査方向に生じる。図では、この周期を１周期として図示している。また他の要因で、副走査方向に濃度むらが生じる場合も、周期性を有する場合が多い。よって、副走査方向における濃度むらを補正するのに、周期的な濃度むらに着目して補正するのは、有効である。

本実施の形態では、ドライバは、周期的な濃度むらの直流成分（ＤＣ成分）を第１の補正方法である電圧の調整により補正し、交流成分（ＡＣ成分）を第２の補正方法である発光時間の調整により補正する。
副走査方向の濃度むらを上記補正方法により補正することで、発光時間による光量の調整量がさらに小さくてすみ、さらなる高速駆動を実現できる。
また、第１の補正方法である電圧の調整を、Ｎライン目、Ｎ＋１ライン目、Ｎ＋２ライン目、… で示したラインごとに変更し、太線で示した光量補正量を、第１の補正方法である電圧の調整により補正してもよい。つまりこの場合、直流成分（ＤＣ成分）および交流成分（ＡＣ成分）の双方を、電圧にて調整する。この場合、第２の補正方法である発光時間の調整を行うのは、主走査方向だけでよく、ＬＥＤ７１の発光時間の増減の幅をさらに低減することができる。

＜信号発生回路１００の機能構成の説明＞
次に、信号発生回路１００の機能構成について説明する。
図１５は、本実施形態における信号発生回路１００の機能構成例を表すブロック図である。なお、図１５では、信号発生回路１００が有する種々の機能のうち本実施形態に関係するものを選択して図示している。
図示するように、信号発生回路１００は、画像データ等を取得する情報取得部１１１と、濃度むらを補正する補正量を求める補正量取得部１１２と、駆動信号を生成する駆動信号生成部１１３と、補正データを記憶する記憶部１１４とを備える。

情報取得部１１１は、画像出力制御部２００から画像データを受け取る。この画像データは、上述の通り、ＰＣ等の外部から入力された画像データを、画像出力制御部２００において画像処理等が施され、画像形成ユニット１１で画像を形成するのに使用可能とされたものである。画像処理は、具体的には、例えば、ラスタライズ処理、色変換処理、パイルハイト処理、スクリーン処理等である。
また、情報取得部１１１は、補正むらを算出するための濃度むら測定チャートの読み取り結果である画像データを取得する。

補正量取得部１１２は、情報取得部１１１が取得した濃度むら測定チャートの画像データを基に、濃度むらを補正する補正量を求める。この補正量は、上記第１の補正方法による電圧の補正量、および上記第２の補正方法によるＬＥＤ７１の発光時間の補正量を含む。

駆動信号生成部１１３は、ＬＥＤ７１を点灯させるための駆動波形を生成し、駆動信号として出力する。具体的には、例えば、上述した発光信号φＩ、スタート転送信号φＳ、第１転送信号φ１および第２転送信号φ２の駆動波形を生成し駆動信号として出力する。このとき、駆動信号生成部１１３は、電圧の補正量およびＬＥＤ７１の発光時間の補正量に応じた駆動信号を出力する。

記憶部１１４は、補正量取得部１１２が算出した補正量として、グループごとに決まる電圧の補正量および各ＬＥＤ７１ごとに決まる発光時間の補正量を記憶する。

＜画像形成装置１の動作の説明＞
次に、濃度むらを補正する補正量を求める際の画像形成装置１の動作について説明する。
図１６は、濃度むらを補正する補正量を求める際の画像形成装置１の動作について説明したフローチャートである。
まず、画像形成装置１により、濃度むら測定チャートを印刷する（ステップ１０１）。濃度むら測定チャートは、例えば、一様な濃度を有する画像であり、画像形成装置１で使用するトナーの色ごとに印刷される。
次に、情報取得部１１１が、濃度むら測定チャートを読み取った画像データを取得する（ステップ１０２）。濃度むら測定チャートの読み取りは、例えば、スキャナなどにより行う。また、定着装置５０により、トナー像が用紙Ｐに定着された後の画像を読み取るセンサにより、読み取ることもできる。このセンサは、インラインセンサとも呼ばれる。
そして、補正量取得部１１２が、濃度むら測定チャートを読み取った画像データを基に、濃度むらを算出する（ステップ１０３）。

さらに、補正量取得部１１２は、算出した濃度むらを、予め定められた計算式により、ＬＥＤ７１の光量補正量に変換する。
このとき、補正量取得部１１２は、まず、各グループの両端に位置するＬＥＤ７１について、濃度むらを補正する光量補正量を算出し、このうち大きい方を実際に補正する光量補正量とする。そしてこの光量補正量に対応する電圧の補正量を求める（ステップ１０４）。これにより、各グループに対する電圧の補正量が求まる。
そして、各グループの両端に位置するＬＥＤ７１についての光量補正量を補間し、両端のＬＥＤ７１の間のＬＥＤ７１についての光量補正量を求める。そしてこの光量補正量に対応する発光時間の補正量を求める（ステップ１０５）。これにより、各ＬＥＤ７１に対する発光時間の補正量が求まる。

そして、記憶部１１４は、補正量取得部１１２が算出した補正量として、グループごとに決まる電圧の補正量、および各ＬＥＤ７１ごとに決まる発光時間の補正量を補正データとして記憶する（ステップ１０６）。
実際に印刷を行う際は、駆動信号生成部１１３が、記憶部１１４を参照し、グループごとに決まる電圧の補正量、および各ＬＥＤ７１ごとに決まる発光時間の補正量の２つの補正量に基づき駆動信号を作成し、出力する。これにより、濃度むらを補正した印刷が行われる。

以上説明した形態によれば、各ＬＥＤ７１に与えられる発光時間を確保しつつ、高速に走査させることが可能な発光素子ヘッドや画像形成装置を提供することができる。

なお、上述した例では、第１の補正方法および第２の補正方法の双方を行っていたが、ＬＥＤ７１の光量のばらつきが少ない場合は、第１の補正方法だけで、濃度むらが補正できる場合がある。よって、第２の補正方法を行うのは、必須ではない。
また、上述した例では、補正データは、記憶部１１４が記憶し、印刷を行う際には、補正データを記憶部１１４から取得していた。実際には、ドライバに、補正データを予め設定しておく。ただし、これに限られるものではなく、例えば、補正データを、発光素子ヘッド１４の外部に設けられた外部コントローラから送るようにしてもよい。この場合、印刷を行う画像データに同期して、補正データがリアルタイムで送られる。外部コントローラは、例えば、画像出力制御部２００の機能の１つとすることができる。
さらに、上述した例では、ＬＰＨバー６３１ａ～６３１ｃの３つのＬＰＨバー６３１を使用していたが、その数は、問わない。例えば、１つのＬＰＨバー６３１で、必要なＬＥＤ７１を配することができれば、１つとすることもできる。

また、上述した例では、発光装置として画像形成装置１に備えられた発光素子ヘッド１４について説明したが、これに限られるものではない。
図１７は、発光装置の他の例を示した図である。
図示する発光装置は、平面状の露光面に対し、露光を行う露光ヘッド３１０について示した図である。この露光ヘッド３１０は、露光装置３００に備えられる。
露光装置３００は、例えば、プリント配線基板（ＰＷＢ：Printed Wiring Boar）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ：Dry Film Resist）の露光、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）の製造工程におけるカラーフィルタの形成、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）の製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光に用いられる。

露光装置３００は、露光ヘッド３１０の他に、基板３５０を載せる露光テーブル３２０と、露光ヘッド３１０を移動させる移動機構３３０とを備える。

露光ヘッド３１０は、上述した発光素子ヘッド１４と同様の構成を有する。即ち、複数のＬＥＤ７１を備えた発光部６３と、発光部６３や信号発生回路１００等を搭載する回路基板６２と、ＬＥＤから出射された光出力を結像させるロッドレンズアレイ６４とを備える。また、発光部６３は、ＬＰＨバー６３１と、焦点調整ピン６３２と、信号発生回路１００とを備える。

露光テーブル３２０は、露光を行う対象である基板３５０を載せる載置台である。基板３５０は、上述したＤＦＲを載せ、露光を行う。
移動機構３３０は、露光ヘッド３１０を、図示するように、副走査方向に沿った両矢印方向Ｒ１で往復移動させる。これにより、主走査方向は、露光ヘッド３１０により走査し、副走査方向は、露光ヘッド３１０を移動させることで、ＤＦＲ等を露光する。
なお、ここでは、露光ヘッド３１０を移動させたが、露光テーブル３２０を副走査方向に移動させることで露光を行ってもよい。

図１８は、発光装置のさらに他の例を示した図である。
図示する発光装置は、曲面状の露光面に対し、露光を行う露光ヘッド４１０について示した図である。この露光ヘッド４１０は、画像記録装置４００に備えられる。
画像記録装置４００は、例えば、記録材に直接画像記録を行うＣＴＰ（Computer to Plate）出力装置である。

画像記録装置４００は、露光ヘッド４１０の他に、記録材４５０を保持する回転ドラム４２０と、露光ヘッド４１０を移動させる移動機構４３０と、回転ドラム４２０を回転させる回転機構４４０とを備える。

露光ヘッド４１０は、上述した発光素子ヘッド１４と同様の構成を有する。
回転ドラム４２０は、これを回転させることで、記録材４５０をともに回転させる。
移動機構４３０は、露光ヘッド４１０を主走査方向に沿った両矢印方向Ｒ２で往復移動させ、これにより主走査方向で走査を行う。移動機構４３０は、例えば、リニアモータである。
また、回転機構４４０は、回転ドラム４２０を回転させ、これにより副走査方向に記録材４５０を移動させ、記録材４５０を露光する。
なお、ここでは、露光ヘッド４１０は、１つであるが、複数備えられ、主走査方向の操作を分担するようにしてもよい。

以上、本実施の形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、種々の変更または改良を加えたものも、本発明の技術的範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…画像形成装置、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１４…発光素子ヘッド、１６…一次転写ロール、２０…中間転写ベルト、３１…二次転写ロール、５０…定着装置、６３…発光部、６４…ロッドレンズアレイ、７１…ＬＥＤ、１００…信号発生回路、２００…画像出力制御部、３００露光装置、３１０、４１０…露光ヘッド、４００…画像記録装置、６３１ａ～６３１ｃ…ＬＰＨバー、６３２ａ～６３２ｂ…焦点調整ピン、６３３ａ～６３３ｂ…継ぎ目部、Ｃ１～Ｃ６０…発光チップ

Claims (11)

1. 主走査方向に列状に配される発光素子からなる発光素子列と、
   発光素子の光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子と、
   前記発光素子列の発光を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記発光素子列は、複数のグループに分けられ、
   前記制御手段は、各グループごとに、各グループに含まれる発光素子に対し、第１の補正方法により一律に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらを補正する発光装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の補正方法とともに、各グループに含まれる発光素子のそれぞれに対し、第２の補正方法により個別に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらをさらに補正することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１の補正方法は、各グループに含まれる発光素子の平均光量を調整する方法であり、前記第２の補正方法は、発光素子の発光時間を調整する方法であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 前記第１の補正方法は、前記平均光量を発光素子に付与する電圧を変化させることで調整する方法であることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
5. 前記制御手段は、各グループに含まれる発光素子のうち予め定められた位置の発光素子により形成された画像の濃度を基に、主走査方向における濃度むらを補正する補正量を決めることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
6. 前記制御手段は、予め定められた位置の発光素子として、各グループの両端の発光素子についての補正量のうち大きい方の補正量にて、前記第１の補正方法により補正することを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
7. 前記制御手段は、各グループに含まれる発光素子のうち両端の発光素子以外の発光素子の補正量を、両端の発光素子の補正量による補間により求め、前記第２の補正方法により補正することを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
8. 前記制御手段は、各グループごとに、さらに副走査方向における周期的な濃度むらを補正することを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
9. 前記制御手段は、周期的な濃度むらの直流成分を前記第１の補正方法により補正し、交流成分を前記第２の補正方法により補正することを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
10. 主走査方向に列状に配される発光素子からなる発光素子列と、当該発光素子の光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子と、を用いて、トナー像を形成するトナー像形成手段と、
    前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
    記録媒体に転写した前記トナー像を定着し、画像を形成する定着手段と、
    前記発光素子列の発光を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記発光素子列は、複数のグループに分けられ、
    前記制御手段は、各グループに含まれる発光素子に対し、第１の補正方法により一律に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらを補正する画像形成装置。
11. 前記第１の補正方法とともに、各グループに含まれる発光素子のそれぞれに対し、第２の補正方法により個別に光量の補正を行うことで、主走査方向における濃度むらをさらに補正することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

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