JP4100287B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の発光素子を直線状に配列した露光ヘッドを搭載した電子写真装置に関するものである。

従来、レーザ光源から照射されたレーザ光線を、回転多面鏡（ポリゴンミラー）を用いて走査し、感光体に潜像を形成する構成や、複数の発光素子を直線状に配置した露光ヘッドを用いて感光体に潜像を形成する構成を有する電子写真装置が知られている。

このうち露光ヘッドを搭載した電子写真装置は、光学系をシンプルに構成できるため小型化に有利であり、また回転多面鏡の回転速度の制約を受けないため、発光素子の光量さえ十分取れれば高速化の点でも有利である。

さて従来の露光ヘッドとして、多数の微小なＬＥＤ素子を直線状に配列したＬＥＤヘッドが実用化されている。ＬＥＤ素子は一般に高輝度を得ることができるが、基本的に半導体プロセスを用いて製造するため、長尺化を図ろうとすると歩留まりが急激に劣化する。このため発光素子の集積度は、例えば１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）の場合で１チップあたり高々５１２画素程度である。このように１チップが短いため長尺の露光ヘッドを実現する際は、多数のチップを一列に精度よく配置する必要がある。またＬＥＤヘッドは、半導体プロセスによって各ＬＥＤ素子毎のＰＮ接合を形成するため、輝度ばらつきが大きいことが知られている（１チップ内で最大±２５％程度）この輝度ばらつきの影響は、濃度ムラとして画像に顕著に表れるため、一般には各ＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子を所定のシーケンスで発光させて予め取得した、光量補正データに基づき、ＬＥＤを駆動する電流値を制御したり、発光時間を制御する方法が知られている。

一方、他の露光ヘッドの例として、複数の発光素子を直線状に配列した有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を利用した露光ヘッドが知られている。

有機ＥＬ素子は発熱量が小さいために、冷却用の放熱フィン等を廃止することができ、露光ヘッドそのものを、たとえば厚み３ｍｍ以下程度に小型化することができる。

なお、特許第３２３０４５０号には、複数の発光素子が千鳥状に配列されたプリントヘッドと、このプリンタヘッドを応用したプリンタが開示されている。そして、本文献に開示されたプリンタでは、印字する画像データに関わらず、常に全ての発光素子を制御して画像を形成するようになっている。
特許第３２３０４５０号公報

ネットワーク等に接続され、パーソナルコンピュータ等からの出力用途を想定したプリンタでは、例えばユーザの指定に基づいて印字解像度を選択可能に構成されており、露光ヘッドを搭載した電子写真装置においても、解像度の高いモードつまり高解像度モードと解像度の低いモードつまり低解像度モードとを使い分けるというニーズに応える必要がある。

一般に、高解像度で印字した方が文字のエッジや階調再現用のスクリーンを細かく制御できるため、高画質な印字ができるが、一方で低解像度で印字した方が画像データの展開
処理に必要なデータ量が減少するため、例えばコンピュータからプリンタに印字データ（通常はＰＤＬ：ページ記述言語）を転送した後、プリンタの印字が完了するまでの時間が短縮される。

ユーザは画質と印字速度のうち要求されるプライオリティに応じて高解像度モード（印字解像度が高く高画質だが印字完了までに時間がかかる）と、低解像度モード（印字解像度は低いが印字完了までの時間が短縮できる）を選択できるようになっている。

ここで、印字解像度を選択可能にすると、ユーザの指定内容によっては、複数の発光素子列の一方しか使用しないようなケースが発生する。具体的には全ての発光素子を使用した場合に１２００ｄｐｉの記録解像度を有する露光ヘッドの場合、高解像度モードでは複数の素子列の全てを使用するが、６００ｄｐｉの低解像度モードでは複数の素子列のうち、例えば２列のうちの１列を使用するようなケースである。

この場合において、千鳥状に配置された複数の素子列間の間隔が大きい場合、選択された素子列が変わると、画像形成位置が副走査方向にシフトしてしまう。

また、露光ヘッドを含む複数の作像ステーションが列状に配置された所謂タンデム構成のカラープリンタの場合、各露光ヘッドの素子列の選択内容によっては、各色の画像形成位置がずれてしまう。

そこで、本発明は、異なる素子列での印字位置を一致させることのできる電子写真装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、カラー印字における色ずれを防止できる電子写真装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の電子写真装置は、発光素子が相互に千鳥状になって複数列に配列された素子列を備え、素子列が各列毎に発光可能とされた露光手段と、露光手段の露光光により静電潜像が形成される感光体と、静電潜像にトナーを供給して感光体上にトナー像を形成する現像手段と、露光手段を制御する制御手段を有し、この制御手段は、高解像度で画像を形成する高解像度モードにおいては、複数列に配列された素子列のうち全部の素子列を選択し、低解像度で画像を形成する低解像度モードにおいては、複数列に配列された素子列のうち一部の素子列を列単位で選択し、更に、この制御手段は、低解像度モードにおいて、素子列の選択された結果に応じて露光手段の駆動開始タイミングを制御するようにしたものである。

これにより、異なる素子列での印字位置を一致させることが可能になる。

また、この課題を解決するために、本発明の電子写真装置は、前述の発明において、露光手段は複数の記録色に対応した複数の作像ステーションにそれぞれ設けられ、制御手段は、低解像度モードにおいて、複数の露光手段のそれぞれに対して複数の素子列のうち一部の素子列を列単位で選択し、この選択された結果に応じて各露光手段の駆動開始タイミングを制御して色ずれ補正を行うものである。

これにより、使用する素子列が各色毎に異なっても各色画像データの書き出し位置が相対的に同一になるので、カラー印字における色ずれを防止することが可能になる。

以上のように、本発明によれば、複数の素子列のうちから印字に使用する素子列を１つ選択し、選択結果に応じて露光手段の駆動開始タイミングを制御するようにしているので、異なる素子列での印字位置を一致させることが可能になるという有効な効果が得られる
。

また、複数の露光手段のそれぞれに対して複数の素子列のうちから印字に使用する素子列を１つ選択し、選択結果に応じて各露光手段の駆動開始タイミングを制御して色ずれ補正を行うようにしているので、使用する素子列が各色毎に異なっても各色画像データの書き出し位置が相対的に同一になり、カラー印字における色ずれを防止することが可能になるという有効な効果が得られる。

本発明の請求項１に記載の発明は、発光素子が相互に千鳥状になって複数列に配列された素子列を備え、素子列が各列毎に発光可能とされた露光手段と、露光手段の露光光により静電潜像が形成される感光体と、静電潜像にトナーを供給して感光体上にトナー像を形成する現像手段と、露光手段を制御する制御手段を有し、この制御手段は、高解像度で画像を形成する高解像度モードにおいては、複数列に配列された素子列のうち全部の素子列を選択し、低解像度で画像を形成する低解像度モードにおいては、複数列に配列された素子列のうち一部の素子列を列単位で選択し、更に、この制御手段は、低解像度モードにおいて、素子列の選択された結果に応じて露光手段の駆動開始タイミングを制御するようにした電子写真装置であり、異なる素子列での印字位置を一致させることが可能になるという作用を有する。

本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、露光手段は複数の記録色に対応した複数の作像ステーションにそれぞれ設けられ、制御手段は、低解像度モードにおいて、複数の露光手段のそれぞれに対して複数の素子列のうち一部の素子列を列単位で選択し、この選択された結果に応じて各露光手段の駆動開始タイミングを制御して色ずれ補正を行う電子写真装置であり、選択された素子列が各色毎に異なっても各色画像データの書き出し位置が相対的に同一になるので、カラー印字における色ずれを防止することが可能になるという作用を有する。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項２記載の発明において、制御手段は、複数の素子列の何れか一つの素子列で色ずれ検出パターンを作成し、当該色ずれ検出パターンの検出タイミングに基づいて各色毎に第１の露光開始タイミングを生成し、この第１の露光開始タイミングで当該素子列を用いて印字を行う電子写真装置であり、使用する素子列が各色毎に異なっても各色画像データの書き出し位置が相対的に同一になるので、カラー印字における色ずれを防止することが可能になるという作用を有する。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２または３記載の発明において、制御手段は、複数の素子列の間隔と画像形成速度とから決定される定数を第１の露光開始タイミングに加算あるいは減算して第２の露光開始タイミングを生成し、この第２の露光開始タイミングで色ずれ検出パターンの作成に用いた素子列以外の素子列を用いて印字する電子写真装置であり、使用する素子列が各色毎に異なっても各色画像データの書き出し位置が相対的に同一になるので、カラー印字における色ずれを防止することが可能になるという作用を有する。
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１の発明において、複数列の素子列を、相互に千鳥状に配列された発光素子で構成した電子写真装置であり、複数の素子列を同時に駆動する高解像度モードと、１つの素子列のみを駆動する低解像度モードとを実現することが可能になるという作用を有する。

以下、本発明の実施例について、図１から図１０を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。

図１は本発明の一実施例である電子写真装置の構成を示す概略図、図２は図１の電子写真装置における作像ステーションを示す説明図、図３は図１の電子写真装置における露光ヘッドの内部構造を示す説明図、図４は図３の露光ヘッドに備えられた露光光源としての有機ＥＬ素子の配列を示す説明図、図５は図１の電子写真装置におけるコントローラの構成を示すブロック図、図６は図１の電子写真装置におけるエンジン制御部の構成を示すブ
ロック図、図７は図１の電子写真装置における各色露光ヘッドの素子列の位置を示す説明図、図８は図１の電子写真装置における画像形成タイミングの制御シーケンスを示すフローチャート、図９は図６のヘッド制御部の構成を示すブロック図、図１０は露光ヘッドおよびヘッド制御部の詳細な構成を示す回路図である。

図１において、電子写真装置４０は、装置内にイエロー作像ステーション４１Ｙ、マゼンタ作像ステーション４１Ｍ、シアン作像ステーション４１Ｃ、ブラック作像ステーション４１Ｋの４色分の作像ステーションを縦方向に階段状に配列し、その上方には記録紙４２が収容される給紙トレイ４３を配設すると共に、各作像ステーション（４１Ｙ〜４１Ｋ）に対応した箇所には給紙トレイ４３から供給された記録紙４２の搬送路となる記録紙搬送路４４を上方から下方の縦方向に配置したものである。

作像ステーション（４１Ｙ〜４１Ｋ）は、記録紙搬送路４４の上流側から順に、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成するものであり、感光体（４７Ｙ〜４７Ｋ）、現像スリーブ（図示せず）、帯電器（図示せず）等、一連の電子写真方式における現像プロセスを実現する部材の集合体である。

さて、ここで作像ステーション４１について図２を用いて詳細に説明する。図２は作像ステーションの周辺の構造を示す図である。作像ステーション４１Ｙ〜４１Ｋは充填された現像剤の色が異なっているが、構成は現像色に関わらず同一であるので、簡単のため特に色は明示せずに説明する。

図２において、作像ステーション４１の内部にはキャリアとトナーの混合物である現像剤４５が充填されている。４６ａ、４６ｂは現像剤４５を攪拌する攪拌パドルであり、攪拌パドル４６ａと４６ｂの回転によって現像剤４５中のトナーは摩擦によって所定の電位に帯電されると共に、作像ステーション４１内部を巡回することでトナーとキャリアが十分に攪拌混合される。４７は感光体であり図示しない駆動源によって方向Ｄ３に回転する。４８は帯電器であり感光体４７の表面を所定の電位に帯電する。４９は現像スリーブ（現像手段）、５０は薄層化ブレードである。現像スリーブ４９は内部に複数の磁極が形成されたマグロール５１を有している。薄層化ブレード５０によって、現像スリーブ４９の表面に供給される現像剤４５の層厚が規制されると共に、現像スリーブ４９は図示しない駆動源によって方向Ｄ４に回転し、この回転およびマグロール５１の磁極の作用によって現像剤４５は現像スリーブ４９の表面に供給され、感光体４７に転写されなかった現像剤は作像ステーション４１の内部に回収される。

５２は露光ヘッド（露光手段）である。本実施例における露光ヘッド５２は、有機ＥＬ素子を相互に千鳥状に配置して２つの素子列を構成したもので、感光体上に最大Ａ４サイズの静電潜像を形成する。この静電潜像部分に現像スリーブ４９の表面に供給された現像剤４５のうちトナーのみが付着し、静電潜像が顕画化される。なお、露光ヘッド５２の構造および有機ＥＬ素子の配列についての詳細は後述する。

５３は露光ヘッド５２を支持する支持部材である。５４はホトトランジスタ等で構成された受光センサであり、露光ヘッド５２から照射され、感光体４７の表面で反射された光が直接入射する角度に配設されている。受光センサ５４の光が入射する面には、図示しない散乱板が配設されており、例えば感光体４７の偏芯等によって、光の入射位置が多少変化しても、受光光量が大きく変化しないようになっている。また受光センサ５４は受光光量に対して出力電流がリニアに変化する特性を有するもので、受光センサ５４の出力を参照することで、露光ヘッド５２の所定位置の発光素子（有機ＥＬ素子）の発光光量を検出することができる。

感光体４７に対し記録紙搬送路４４と対向する位置には転写ローラ５５が設けられており、図示しない駆動源により方向Ｄ５に回転する。転写ローラ５５には所定の転写バイアスが印加されており、感光体４７上に形成されたトナー像を、記録紙搬送路４４を搬送されてきた記録紙に転写する。

以降、図１に戻って説明を続ける。

５６はトナーボトルであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが格納されている。トナーボトル５６から各作像ステーション（４１Ｙ〜４１Ｋ）には、図示しないトナー搬送用のパイプが配設され、作像ステーション（４１Ｙ〜４１Ｋ）にトナーを供給する。

５７は給紙ローラであり、図示しない電磁クラッチを制御することで方向Ｄ１に回転し、給紙トレイ４３に装填された記録紙４２を記録紙搬送路４４に送り出す。

給紙ローラ５７と最上流のイエロー作像ステーション４１Ｙの転写部位との間に位置する記録紙搬送路４４には、入口側のニップ搬送手段としてレジストローラ５８、ピンチローラ５９対が設けられている。レジストローラ５８、ピンチローラ５９対は、給紙ローラ５７により搬送された記録紙４２を一時的に停止させ、所定のタイミングでイエロー作像ステーション４１Ｙの方向に搬送する。この一時停止によって記録紙４２の先端がレジストローラ５８、ピンチローラ５９対の軸方向と平行に規制され、記録紙４２の斜行を防止する。

６０は記録紙通過センサである。記録紙通過センサ６０は反射型センサ（フォトリフレクタ）によって構成され、反射光の有無で記録紙の先端および後端を検出する。

さて、レジストローラ５８の回転を開始すると（図示しない電磁クラッチによって動力伝達を制御し、回転ＯＮ／ＯＦＦを行う）記録紙４２は記録紙搬送路４４に沿ってイエロー作像ステーション４１Ｙの方向に搬送されるが、レジストローラ５８の回転開始タイミングを起点として、各作像ステーション（４１Ｙ〜４１Ｋ）に搭載した露光ヘッド（図２の符号５２を参照）による静電潜像の書き込みタイミングが独立して制御される。

最下流のブラック作像ステーション４１Ｋの更に下流側に位置する記録紙搬送路４４には出口側のニップ搬送手段として定着器６２が設けられている。定着器６２は加熱ローラ６３と加圧ローラ６４から構成されている。加熱ローラ６３は表面から近い順に、発熱ベルト、ゴムローラ、芯材（共に図示せず）から構成されている多層構造のローラである。このうち発熱ベルトは更に３層構造を有するベルトであり、表面に近い方から離型層、シリコンゴム層、基材層（共に図示せず）から構成される。離型層は厚み約２０〜３０μｍのフッ素樹脂からなり、加熱ローラ６３に離型性を付与する。シリコンゴム層は約１７０μｍのシリコンゴムで構成され、加圧ローラに適度な弾性を与える。基材層は鉄・ニッケル・クロム等の合金である磁性材料によって構成されている。

６５は励磁コイルが内包された背面コアである。背面コア６５の内部には表面が絶縁された銅製の線材（図示せず）を所定本数束ねた励磁コイルを、加熱ローラ６３の回転軸方向に延伸し、かつ加熱ローラ６３の両端部において、加熱ローラ６３の周方向に沿って周回して形成されている。励磁コイルに半共振型インバータである励磁回路（図示せず）から約３０ｋＨｚの交流電流を印加すると、背面コア６５と加熱ローラ６３の基材層によって構成される磁路に磁束が生じる。この磁束によって加熱ローラ６３の発熱ベルトの基材層に渦電流が形成され、基材層が発熱する。基材層で生じた熱はシリコンゴム層を経て離型層まで伝達され、加熱ローラ６３の表面が発熱する。

６６は加熱ローラ６３の温度検出手段として設けられているサーミスタ（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）である。サーミスタは金属酸化物を主原料とし、高温で焼結して得られるセラミック半導体であり、温度に応じて負荷抵抗が変化することを応用して、接触した対象物の温度を計測することができる。サーミスタ６６の出力は図示しない制御装置に入力され、制御装置はサーミスタ６６の出力に基づいて背面コア６５内部の励磁コイルに出力する電力を制御し、加熱ローラ６３の表面温度が約１７０゜Ｃとなるよう制御する。

この温度制御がなされた加熱ローラ６３と加圧ローラ６４によって形成されるニップ部に、トナー像が形成された記録紙４２を通紙すると、記録紙４２上のトナー像は、加熱ローラ６３と加圧ローラ６４によって加熱／加圧され、定着画像を得ることができる。

６７は記録紙後端検出センサであり、記録紙４２の排出状況を監視するものである。７１はトナー像検出センサである。トナー像検出センサ７１は発光スペクトルの異なる複数の発光素子（共に可視光）と単一の受光素子を用いた反射型センサユニットであり、記録紙４２の地肌と画像形成部分とで、画像色に応じて吸収スペクトルが異なることを利用して画像濃度を検出するものである。またトナー像検出センサ７１は画像濃度のみならず、画像形成位置も検出できるため、本実施例における電子写真装置では、トナー像検出センサ７１を装置の幅方向に２ヶ所設け、記録紙４２上に形成した画像位置ずれ量検出パターンの検出位置に基づき、画像形成タイミングを制御している。

７２は記録紙搬送ドラムである。記録紙搬送ドラム７２は表面を２００μｍ程度の厚さのゴムで被覆した金属製ローラであり、定着後の記録紙４２は記録紙搬送ドラムに沿って方向Ｄ２に搬送される。このとき記録紙４２は記録紙搬送ドラム７２によって冷却されると共に、画像形成面と逆方向に曲げられて搬送される。これによって高濃度な画像を記録紙全面に形成した場合などで発生するカールを大幅に軽減することができる。その後、記録紙４２は蹴り出しローラ７４によって方向Ｄ６に搬送され、排紙トレイ７８に排出される。

７３はフェイスダウン排紙部である。フェイスダウン排紙部７３は支持部材７５を中心に回動可能に構成され、フェイスダウン排紙部７３を開状態にすると、記録紙４２は方向Ｄ７に排紙される。このフェイスダウン排紙部７３は閉状態では記録紙搬送ドラム７２と共に記録紙４２の搬送をガイドするように、背面に搬送経路に沿ったリブ７６が形成されている。

７７は駆動源であり本実施例ではステッピングモータを採用している。駆動源７７によって、給紙ローラ５７、レジストローラ５８、ピンチローラ５９、感光体（４７Ｙ〜４７Ｋ）と転写ローラ（５５Ｙ〜５５Ｋ）を含む各作像ステーション（４１Ｙ〜４１Ｋ）の周辺部、定着器６２、記録紙搬送ドラム７２、蹴り出しローラ７４の駆動を行っている。

８０はコントローラであり、外部のネットワークを介して図示しないコンピュータ等からの画像データを受信し、プリント可能な画像データを生成する。

８１はエンジン制御部である。エンジン制御部８１は電子写真装置４０のハードウェアやメカニズムを制御し、コントローラ８０から転送された画像データに基いて記録紙４２にカラー画像を形成すると共に、電子写真装置の制御全般を行っている。

８２は電源部である。電源部８２は、駆動源７６、コントローラ８０、エンジン制御部８１へ所定電圧の電力供給を行うと共に、定着器６２の加熱ローラ６３への電力供給を行
っている。また感光体４７表面の帯電、現像スリーブ（図２、符号４９）に印加する現像バイアス、転写ローラ５５に印加する転写バイアス等のいわゆる高圧電源は、この電源部に含まれている。

また電源部８２には電源監視部８３が含まれ、少なくともエンジン制御部８１に供給される電源電圧をモニタできるようになっている。このモニタ信号はエンジン制御部８１おいて検出され、電源スイッチのオフや、停電等の際の電源電圧の低下を検出している。

次に、露光ヘッドの構成について、図３を用いて説明する。

図３に示すように、露光ヘッド５２は、露光ヘッドを支持するヘッド支持部材５３を有している。そして、露光ヘッド５２は、基材８４に実装されてヘッド支持部材５３上に設けられた封止材８５で気密封止された光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）８６と、基材８４上に設けられて画像データに対応した電圧を有機ＥＬ素子８６に給電してこれを発光させるドライバ８７とからなる。さらに、基材８４上には、有機ＥＬ素子８からの照射光を反射して光路を９０°変換するプリズム８８、プリズム８８からの光を伝送かつ集光するファイバアレイ８９、ファイバアレイ８９からの光を副走査方向に絞り込むシリンドリカルレンズ９０が搭載されている。

そして、有機ＥＬ素子８６は、図４に示すように、相互に千鳥状に配置され、２つの素子列、つまり第１の素子列８６ａと第２の素子列８６ｂとが形成されている。そして、これらの素子列８６ａ，８６ｂは各列毎に点灯制御可能となっており、双方の素子列を同時に駆動する解像度の高いモードつまり高解像度モードと、１つの素子列のみを駆動する解像度の低いモードつまり低解像度モードとが実現されるようになっている。

すなわち、本実施例において、主走査方向における１つの素子列での有機ＥＬ素子のピッチは１／６００ｉｎｃｈ、同じく主走査方向における２つの素子列を合わせた場合での有機ＥＬ素子のピッチは１／１２００ｉｎｃｈ、第１の素子列８６ａと第２の素子列８６ｂとのピッチは４／１２００ｉｎｃｈとなっている。そして、ユーザの指定した印字条件の印字解像度が１２００ｄｐｉ（高解像度モード）の場合は、第１の素子列８６ａと第２の素子列８６ｂの両方を駆動して画像を形成する。また、６００ｄｐｉ（低解像度モード）の場合は、第１の素子列８６ａまたは第２の素子列８６ｂの何れか一方を選択的に駆動して画像を形成する。そして、これにより露光ヘッド５２に有機ＥＬ素子８６が用いられた電子写真装置の印字解像度が調整される。

なお、以下に説明する場合を含めて、有機ＥＬ素子８６の駆動制御は後述するＣＰＵ１１１が行う。

ここで、本実施例のピッチ等の数値は一例であり、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。また、素子列は、本実施例では２列であるが、３列以上であってもよい。

図示するように、有機ＥＬ素子８６は副走査方向に長くなっており、第１の素子列８６ａおよび第２の素子列８６ｂの有機ＥＬ素子８６が発する光は、単一のシリンドリカルレンズ９０で副走査方向に絞り込まれる。本来ファイバレンズアレイ８９によって、有機ＥＬ素子８６から照射された光は、感光体４７の像面に正立等倍像を結像するが、シリンドリカルレンズ９０は副走査方向のみパワーを有しており、主走査側と副走査側の焦点距離が異なるため、感光体４７上の光スポットは副走査方向が縮み、主走査方向は広がる（即ち、副走査方向は、ファイバレンズアレイ８９のパワーとシリンドリカルレンズ９０のパワーによって、感光体４７の像面に合焦するが、主走査方向は意図的に合焦位置をずらすようにしている）。したがって、結果的に感光体４７の像面では略正方形の光スポットが
得られるように設計されている。

更に、このときの主走査方向の個々の光スポットは、互いに接するように設計されているため、一方の素子列のみを用いても、主走査方向の潜像は間欠状態となることはない。

次に、本実施例の電子写真装置におけるコントローラの構成と動作について、図５を用いて説明する。

図５において、１００はコンピュータである。コンピュータ１００はネットワーク１０１経由でコントローラ８０に画像データやプリントジョブ情報を転送する。１０２はネットワークインタフェースである。コントローラ８０はネットワークインタフェース１０２を介して、コンピュータ１００から転送されてきた画像データやプリントジョブ情報を受信したり、逆に電子写真装置のエラー状況などのいわゆるステータス情報をコンピュータ１００に送信する。

１０３はＣＰＵ（制御手段）であり、ＲＯＭ１０４に格納されたプログラムに基きコントローラ８０の動作を制御している。

１０５はＲＡＭであり、ＣＰＵ１０３のワークエリアとして使用されると共に、ネットワークインタフェース１０２で受信された画像データやプリントジョブ情報、およびページ単位に展開されたプリント可能な画像データ等が、一時的に記憶される。

１０６は画像処理部である。画像処理部１０６ではコンピュータ１００から転送された画像データとプリントジョブ情報（共に一時的にＲＡＭ１０５に格納されている）に基き、ページ単位に画像処理（プリンタ言語からラスタデータへの変換処理、色補正、エッジ補正、スクリーン生成等）を行って印字に供する画像データを生成し、これを再度ＲＡＭ１０５に格納する。

１０７はプリンタインタフェースであり、ＲＡＭ１０５に格納されたページ単位の画像データは、プリンタインタフェース１０７を介してエンジン制御部８１に転送される。

次に、エンジン制御部の構成と動作について、図６に図１を併用して説明する。

図６において１１０はコントローラインタフェースである。コントローラインタフェース１１０は、コントローラ８０から転送されるページ単位の画像データ、およびプリントモード情報を受信する。

１１１はＣＰＵ（制御手段）であり、ＲＯＭ１１２に格納されたプログラムに基きプリンタエンジンの動作を制御している。１１３はＲＡＭであり、ＣＰＵ１１１が動作する際のワークエリアとして使用される。１１４はＥＥＰＲＯＭ等の所謂書き換え可能な不揮発性メモリである。不揮発性メモリ１１４には、例えば電子写真装置の感光体４７の回転時間、定着器６２の動作時間等の寿命情報や、後に詳細に説明する発光素子の点灯累積値を格納する。１１５はシリアルインタフェースである。記録紙通紙センサ６０や記録紙後端検出センサ６７、および光量センサ５４（図２、符号５４参照）などのセンサ群からの情報、電源監視部８３（電源電圧の低下を検出し、ＣＰＵ１１１動作が停止する前に、露光ヘッドの各発光素子の点灯回数の累積値を不揮発性メモリ１１４に格納する。）の出力は、図示しないシリアル変換手段によって、所定の周期のシリアル信号に変換され、シリアルインタフェース１１５で受信される。シリアルインタフェース１１５で受信されたシリアル信号は、パラレル信号に変換された後にＣＰＵ１１１に読取られる。一方、給紙ローラ５７、感光体（４７Ｙ〜４７Ｋ）、定着器の加熱ローラ６３、記録紙搬送ドラム７２等
を駆動する駆動源７７の起動／停止や、給紙ローラ５７およびレジストローラ５８に対する駆動力伝達を制御する電磁クラッチ（図示せず）等のアクチュエータへの制御信号や、現像バイアス／転写バイアス／帯電電位などの高圧電源の電位設定のための制御信号などは、パラレル信号としてシリアルインタフェース１１５に送られる。シリアルインタフェース１１５では、このパラレル信号をシリアル信号に変換して、アクチュエータ群に出力する。本実施例では、高速に検出する必要のないセンサ入力やアクチュエータ制御信号の出力は、全てシリアルインタフェース１１５を介して行っている。

一方、高速なサンプリングが要求される、トナー像検出センサ７１（画像位置ずれ量検出パターンは１０μｍ程度の検出分解能が必要である）からの入力はＣＰＵ１１１の入力端子に直接接続されている。

１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋは各印字色に対応した露光ヘッド（図２、符号５２参照）の駆動を制御するヘッド制御部である。ヘッド制御部（１２０Ｙ〜１２０Ｋ）には露光ヘッド５２の露光タイミング制御と、露光ヘッド（５２Ｙ〜５２Ｋ）に搭載された有機ＥＬ素子の駆動電圧制御を行う機能が含まれている。１２１Ｙ，１２１Ｍ，１２１Ｃ，１２１Ｋは数ライン分の容量を有するバッファメモリである。コントローラインタフェース１１０を介して転送された画像データは、各印字色毎に独立して設けられたバッファメモリ（１２１Ｙ〜１２１Ｋ）に一時的に格納される。バッファメモリ（１２１Ｙ〜１２１Ｋ）に格納された画像データは、図示しないＤＭＡ回路によって各印字色に対応した露光ヘッド（５２Ｙ〜５２Ｋ）に転送される。なおバッファメモリ（１２１Ｙ〜１２１Ｋ）はデュアルポートＲＡＭで構成されており、図示しないパスを介してＣＰＵ１１１による読取りと書き込みが可能となっている。

１２２Ｙ，１２２Ｍ，１２２Ｃ，１２２Ｋはドライバであり、ヘッド制御部（１２０Ｙ〜１２０Ｋ）から出力される制御信号と、バッファメモリ（１２１Ｙ〜１２１Ｋ）から転送された画像データに基づいて、有機ＥＬ素子である発光素子（１２３Ｙ〜１２３Ｋ）を駆動する。

ここで、ＣＰＵ１１１による露光ヘッド５２の発光制御について説明する。

低解像度モードにおいて、常に一方の素子列を選択して駆動させると、その素子列の有機ＥＬ素子の劣化が他の素子列の有機ＥＬ素子よりも進むため、ＣＰＵ１１１により、低解像度モードでは２つの素子列８６ａ，８６ｂの相互間の発光期間が略均等になるように制御される。すなわち、具体的には、印刷が行われるページ単位で駆動する素子列が切り替えられるようになっている。但し、１ページを最小単位として、複数ページ単位あるいはジョブ単位で素子列を切り替えても、有機ＥＬ素子の劣化を列単位で均一化することができる。

なお、ページ単位で素子列を切り替える場合には、前回のジョブの最後に使用された素子列とは異なる素子列（たとえば、前回のジョブの最後に使用されたのが第１の素子列８６ａの場合には、第２の素子列８６ｂ）を今回のジョブの最初のページに使用するようにすれば、常に２つの素子列が交互に使用されるようになり、有機ＥＬ素子の劣化が列単位でより均一化されるので望ましい。

また、既に説明した電源監視部８３によって、電源電圧が所定の範囲を越えて低下したことが検出された場合、ＣＰＵ１１１が最後の印字ページにどちらの素子列が使用されたかをＥＥＰＲＯＭ１１４に格納することで、正常に電源ＯＦＦが行われた時のみならず停電時であっても、次に使用すべき素子列を正しく選択することができる。

ここで、相互に異なる素子列の副走査方向の印字開始位置つまりトップマージンが異なると、第１の素子列８６ａでの印字位置と第２の素子列８６ｂでの印字位置が僅かに異なることになる。すなわち、たとえば黒の単色画像を形成するモノクロモードにおいて低解像度で印字を行う場合、黒を印字する作像ステーションにおいて使用する素子列をページ単位で切り替えると、ページ間で印字位置が異なる。

そこで、これを防止するために、ＣＰＵ１１１は、１つの素子列のみで印字を行う低解像度モードでは、相互に異なる素子列のトップマージンが同一になるように露光開始タイミングを制御している。つまり、素子列相互間の距離と印字速度とに応じてトップマージンの設定を変えている。

また、本実施例のように露光ヘッド５２、感光体４７および現像スリーブ４９が各色トナーに対応して複数設けられたタンデム型の電子写真装置でフルカラー印字を行う場合は、各色の素子列の選択状態によっては、全ての色において、同一の素子列が選択されない場合が発生する。つまり、図７において、たとえばイエロー、マゼンタ、シアンの使用する素子列が第１の素子列８６ａ、ブラックの使用する素子列が第２の素子列８６ｂという具合に印字色によって駆動する素子列を変えると、各色の書き出し位置が異なるため、素子列８６ａ，８６ｂの間隔分の色ずれが発生してしまうことになる。たとえば本実施例の場合では、第１の素子列８６ａと第２の素子列８６ｂとは４／１２００ｉｎｃｈ離れているため、低解像度モードで互いに異なる素子列を選択した場合、４／１２００ｉｎｃｈの色ずれが発生する。

そこで、このようなカラー印字における色ずれを防止するために、ＣＰＵ１１１は、１つの素子列のみで印字を行う低解像度モードでは、各露光ヘッド５２のそれぞれに対して印字に使用する何れかの素子列８６ａ（８６ｂ）を１つ選択し、その選択結果に応じて露光ヘッド５２の駆動開始タイミングを制御して色ずれ補正を行っている。

つまり、タンデム構成のカラー電子写真装置の場合、全色の露光ヘッド５２について同じ素子列（例えば第１の素子列８６ａ）を用いて色ずれ検出パターンを印字（本実施例の場合は記録紙上に色ずれパターンを形成）し、これをトナー像検出センサ７１で検出することで、第１の素子列８６ａを用いた場合の各色の画像形成開始タイミング、つまり第１の露光開始タイミング（Ｔ１〜Ｔ４）を生成する。また、第１の素子列８６ａと第２の素子列８６ｂとの間隔は素子形成時のマスク精度に依存し、通常サブミクロンの位置あわせ精度を有するため、記録紙の搬送速度と素子列間の間隔によって定まる定数を第１の露光開始タイミング（Ｔ１〜Ｔ４）に加算あるいは減算することにより、第２の素子列８６ｂを用いた場合の画像形成開始タイミング、つまり第２の露光開始タイミング（Ｔ１＋ΔＴ〜Ｔ４＋ΔＴ）を生成する。

低解像度モード／高解像度モードの指定はコンピュータ１００から行われ、コントローラ８０は指定に応じてエンジン制御部８１にコマンドを発行する。そして、エンジン制御部８１では、コントローラ８０から送られたコマンドがコントローラＩ／Ｆ１１０を介してＣＰＵ１１１に渡される。ＣＰＵ１１１では、コマンドを解釈し、現在の印字モードが素子列の一方を用いて印字を実行する低解像度モードである場合は、次ページの印字に用いる各色の素子列をチェックし、ヘッド制御部１２０に露光ヘッド５２の起動タイミングを設定する。そして、図８に示すように、第１の素子列８６ａを用いた印字では第１の露光開始タイミング（Ｔ１〜Ｔ４）で印字し、色ずれ検出パターンの作成に用いた第１の素子列８６ａ以外の素子列である第２の素子列８６ｂを用いた印字では第２の露光開始タイミング（Ｔ１＋ΔＴ〜Ｔ４＋ΔＴ）で印字することで、色ずれ補正が行われる。なお、高解像度モードでは全ての素子列を使用するために、各色は第１の露光開始タイミング（Ｔ１〜Ｔ４）で印字される。

ところで、有機ＥＬ素子の製造には蒸着プロセスが用いられるため、隣接画素間の輝度ばらつきは一般的に小さく抑えることができる。しかしながら、副走査方向の距離（つまり、素子列間の距離）は主走査方向の画素ピッチよりも大きいため、素子列毎に主走査方向の光量分布は異なる。そこで、各素子列に対応した光量ばらつき補正を行って光量の均一化を図るために、ＣＰＵ１１１は、低解像度モードでは、選択された素子列に応じて異なる光量補正データを用いて素子列を発光させるのが望ましい。

次に、ヘッド制御部１２０の構成を、図９を用いて詳細に説明する。なお、図６で示したように、実際にはヘッド制御部は印字色毎に４つ存在するが、以降簡単のため１つのヘッド制御部を対象として説明する。

図９において１３０はヘッド駆動タイミング制御部である。ヘッド駆動タイミング制御部１３０は、露光ヘッド５２に搭載された第１の素子列８６ａに対応した第１のドライバ１２２ａおよび第２の素子列８６ｂに対応した第２のドライバ１２２ｂに対して、バッファメモリ１２１から送られた画像データの１ライン分の保持に関する制御および第１および第２の素子列８６ａ，８６ｂの駆動タイミングを生成する。ヘッド駆動タイミング制御部１３０はバッファメモリ１２１に対して画像データ転送用のクロック信号（ＣＬＫ）およびアドレス生成部１３０ａで生成されたアドレス（ＡＤＤＲＥＳＳ）を供給する。また、ヘッド駆動タイミング制御部１３０は、ドライバ１２２ａ，１２２ｂに対してクロック信号（ＣＬＫ）およびその他のドライバ制御信号を出力する。

次に、図１０を用いて露光ヘッド５２の駆動について詳細に説明する。

図１０において、１５０はライン方向に直線状に配置された３９個のドライバチップである。１５１はドライバチップ１５０単位に設けられた２５６ビットのシフトレジスタ、１５２はシフトレジスタ１５１に対応して配置された２５６ビットのラッチ、１５３はラッチ１５２の出力信号及びストローブ信号（ＳＴＢ）１〜１３を受けて動作するゲート、１５４はゲート１５３の出力信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦの状態をとるドライバトランジスタ、１２３はドライバトランジスタ１５４によって駆動される電流に基づいて発光する有機ＥＬ素子である。

バッファメモリ１２１から出力された画像データ（ＤＡＴＡ）は、クロック信号（ＣＬＫ）に同期してシフトレジスタ１５１内部をビット単位に転送され、２５６ビット分の転送が完了すると隣接するシフトレジスタ１５１に出力される。すべてのシフトレジスタ１５１に画像データ（ＤＡＴＡ）が送られると、ロード信号（ＬＯＡＤ）がラッチ１５２に入力され、シフトレジスタ１５１内の画像データ（ＤＡＴＡ）は一括してラッチに保持される。

画像データがラッチされると、ストローブ信号（ＳＴＢ）１〜１３が順に出力され、既にラッチに保持されている画像データ（ＤＡＴＡ）とストローブ信号（ＳＴＢ）１〜１３は、ゲート１５３においてＡＮＤ演算され、ストローブ信号（ＳＴＢ）１〜１３が予め定められたロジック（例えばＨｉｇｈ状態）となると、ラッチされた画像データに従ってドライバトランジスタがＯＮ状態になって有機ＥＬ素子１２３に駆動電流が供給されて有機ＥＬ素子が点灯する。

次にヘッド駆動電圧設定部１３３について説明する。ヘッド駆動電圧設定部１３３において、１５６はＤＡコンバータ、１５７はヘッド電源であり、ＣＰＵ１１１からＤＡコンバータ１５６に値を設定することでドライバトランジスタ１５４全体に供給される電源電圧が決定される。１５８はドライバ電流設定部であり、各ドライバチップ１５０毎に独立
して設けられている。ドライバ電流設定部１５８にはライン同期信号（ＬＳＹＮＣ）とクロック信号（ＣＬＫ）が入力されており、画像データの転送と同期して各ドライバチップ１５０単位に供給される電流値を設定できる構成となっている。

次に、第１の素子列８６ａおよび第２の素子列８６ｂの選択について説明する。

ＣＰＵ１１１による素子列の選択には２つの手順がある。

すなわち、第１の手順は、先ず、コントローラが解像度情報（高解像度モードまたは低解像度モード）を含むコマンドを転送すると、これをＣＰＵ１１１が受信して解析する。ここでは、コントローラは解像度変換処理を行い、解像度に応じた画像データを出力する。次に、ＣＰＵ１１１はヘッド制御部１２０のヘッド駆動タイミング制御部１３０のレジスタを操作し、データ転送モード設定する。そして、高解像度（たとえば１２００ｄｐｉ）が指定された場合は、ヘッド駆動タイミング制御部１３０はアドレス生成部１３０ａを制御し、偶数アドレスの画像データを第１のドライバ１２２ａに、奇数アドレスの画像データを第２のドライバ１２２ｂに転送する（ＤＭＡ転送する）。また、低解像度（たとえば６００ｄｐｉ）が指定された場合は、ヘッド駆動タイミング制御部１３０はアドレス生成部１３０ａを制御し、全てのアドレスの画像データを第１のドライバ１２２ａもしくは第２のドライバ１２２ｂに転送する。

このように第１の手順では、コントローラが解像度に応じた画像データを準備するものである。したがって、千鳥状に２列の素子列８６ａ，８６ｂが配置されている場合、前述のように、低解像度モードでは、一方の素子列にのみ印字データが入力される。また、高解像度モードでは、画像データが偶数アドレスと奇数アドレストとに分割されて各素子列に入力される。そして、この手順ではヘッド制御部１２０における処理は複雑化するものの、解像度が低い場合は、処理すべき画素数が減少するため、コントローラが展開処理を始めてから印字完了するまでの時間が短縮されるという利点がある。

第２の手順は、先ず、コントローラが解像度情報を含むコマンドを転送すると、これをＣＰＵ１１１が受信して解析する。ここでは、コントローラは画像データの解像度変換処理は行わず、常に最大解像度に応じた画像データ（たとえば１２００ｄｐｉ）を出力する。次に、ＣＰＵ１１１はヘッド制御部１２０のヘッド駆動タイミング制御部１３０のレジスタを操作し、データ転送モード設定する。そして、高解像度（たとえば１２００ｄｐｉ）が指定された場合は、ヘッド駆動タイミング制御部１３０はアドレス生成部１３０ａを制御し、偶数アドレスの画像データを第１のドライバ１２２ａに、奇数アドレスの画像データを第２のドライバ１２２ｂに転送（ＤＭＡ転送）し、どちらのドライバも動作させる。また、低解像度（たとえば６００ｄｐｉ）が指定された場合は、ヘッド駆動タイミング制御部１３０はアドレス生成部１３０ａを制御し、偶数アドレスの画像データを第１のドライバ１２２ａに、奇数アドレスの画像データを第２のドライバ１２２ｂにＤＭＡ転送する。このとき、ヘッド駆動タイミング制御部１３０がＳＴＲＯＢＥ信号の供給を制御することで、動作させるドライバを選択する。

このように第２の手順では、コントローラは常に最大解像度のデータを解像度情報とともに出力し、ＳＴＲＯＢＥ信号でドライバの選択を行うものである。したがって、千鳥状に２列の素子列８６ａ，８６ｂが配置されている場合、低解像度モードでは、一方の素子列を駆動するドライバの動作が禁止される。また、高解像度モードでは、両方の素子列を駆動するドライバの動作が許可される。そして、この手順では、第１の手順とは逆に、ヘッド制御部１２０の処理は簡単になるが、コントローラは常に最大解像度の画像データを生成するため、画像データの展開処理は印字解像度に依存せず、最大解像度の時と同じになる（印字解像度が低くなっても印字速度は変わらない）。

以上の説明においては、本発明をカラー電子写真装置に適用した場合について説明したが、たとえばブラックなど単色の電子写真装置に適用することもできる。また、カラー電子写真装置に適用した場合、現像色はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色に限定されるものではない。

本発明に係る電子写真装置は、複数の素子列のうちから印字に使用する素子列を１つ選択し、選択結果に応じて露光手段の駆動開始タイミングを制御するようにしているので、異なる素子列での印字位置を一致させることが可能になるという有効な効果を有し、複数の発光素子を直線状に配列した露光ヘッドの用途に有用である。

本発明の一実施例である電子写真装置の構成を示す概略図 図１の電子写真装置における作像ステーションを示す説明図 図１の電子写真装置における露光ヘッドの内部構造を示す説明図 図３の露光ヘッドに備えられた露光光源としての有機ＥＬ素子の配列を示す説明図 図１の電子写真装置におけるコントローラの構成を示すブロック図 図１の電子写真装置におけるエンジン制御部の構成を示すブロック図 図１の電子写真装置における各色露光ヘッドの素子列の位置を示す説明図 図１の電子写真装置における画像形成タイミングの制御シーケンスを示すフローチャート 図６のヘッド制御部の構成を示すブロック図 露光ヘッドおよびヘッド制御部の詳細な構成を示す回路図

符号の説明

４７Ｙ，４７Ｍ，４７Ｃ，４７Ｋ 感光体
４９ 現像スリーブ（現像手段）
５２ 露光ヘッド（露光手段）
８６ 有機ＥＬ素子
８６ａ 第１の素子列
８６ｂ 第２の素子列
１１１ ＣＰＵ（制御手段）
１２３Ｙ，１２３Ｍ，１２３Ｃ，１２３Ｋ 発光素子（有機ＥＬ素子）

Claims (4)

1. 発光素子が相互に千鳥状になって複数列に配列された素子列を備え、前記素子列が各列毎に発光可能とされた露光手段と、
   前記露光手段の露光光により静電潜像が形成される感光体と、
   前記静電潜像にトナーを供給して前記感光体上にトナー像を形成する現像手段と、
   前記露光手段を制御する制御手段を有し、
   この制御手段は、
   高解像度で画像を形成する高解像度モードにおいては、前記複数列に配列された素子列のうち全部の素子列を選択し、
   低解像度で画像を形成する低解像度モードにおいては、前記複数列に配列された素子列のうち一部の素子列を列単位で選択し、
   更に、前記制御手段は、
   前記低解像度モードにおいて、前記素子列の選択された結果に応じて前記露光手段の駆動開始タイミングを制御することを特徴とする電子写真装置。
2. 前記露光手段は複数の記録色に対応した複数の作像ステーションにそれぞれ設けられ、
   前記制御手段は、前記低解像度モードにおいて、複数の前記露光手段のそれぞれに対して前記複数の素子列のうち一部の素子列を列単位で選択し、この選択された結果に応じて各露光手段の駆動開始タイミングを制御して色ずれ補正を行うことを特徴とする請求項１記載の電子写真装置。
3. 前記制御手段は、複数の前記素子列の何れか一つの素子列で色ずれ検出パターンを作成し、この色ずれ検出パターンの検出タイミングに基づいて各色毎に第１の露光開始タイミングを生成し、この第１の露光開始タイミングで前記素子列を用いて印字を行うことを特徴とする請求項２記載の電子写真装置。
4. 前記制御手段は、複数の前記素子列の間隔と画像形成速度とから決定される定数を前記第１の露光開始タイミングに加算あるいは減算して第２の露光開始タイミングを生成し、この第２の露光開始タイミングで前記色ずれ検出パターンの作成に用いた前記素子列以外の素子列を用いて印字することを特徴とする請求項３記載の電子写真装置。

Images