JP4802657B2 - プリントヘッドおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置の印字ヘッドに用いられるプリントヘッド等に関し、より詳しくは発光素子としてＬＥＤを用いたプリントヘッド等に関する。

近年、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる印字ヘッドとして、自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Self-scanning LED）アレイにより構成されたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ：LED Print Head）が開発されている。かかるＳＬＥＤは、発光素子であるＬＥＤを選択的にオン／オフさせるスイッチング部にサイリスタ構造を採用することにより、スイッチング部とＬＥＤとを同一のチップ上に配置することが可能である。また、スイッチング部に対してＬＥＤをオン／オフ状態に設定するタイミング信号を送信する２本の信号線と、ＬＥＤに画像信号を送信する１本の信号線とによりＬＥＤを駆動させることができるので、配線を簡素化することも可能である。そのため、ＳＬＥＤを用いたＬＰＨは、装置の小型化を図るには極めて効果的な印字ヘッドである。

このようなＳＬＥＤを用いたＬＰＨでは、サイリスタ構造を有するスイッチング部により各ＬＥＤにおける点灯可能状態（オン状態）を次々に転送（走査）させながら、それに同期させてパルス幅変調された画像信号を送信することで各ＬＥＤを点灯させている。そして、画像信号における点灯パルス幅について、ＬＰＨ全体の光量を調整する全体光量制御と、各ＬＥＤ毎の光量のバラツキを調整する光量補正制御とが実行されることで、各ＬＥＤでの発光光量の適正化が図られている。
ここで、全体光量制御は、全ＬＥＤの光量を一律に制御するものである。すなわち、ＬＰＨによって露光される感光体の感度の経時変化や、温湿度等の環境条件に基づいて生じる静電潜像の電位変動、さらには静電潜像を現像する現像装置内の現像剤量の変動等が要因となって、形成される画像には濃度変動が生じる。そこで、全体光量制御は、このような要因による濃度変動を抑えるために実行される。また、光量補正制御は、各ＬＥＤ毎にそれぞれ独立に光量を制御するものである。すなわち、各ＬＥＤの発光特性差や配列位置の誤差等に起因して生じる各ＬＥＤ毎の光量の誤差は、画像上での濃度ムラを生じさせる。そこで、光量補正制御は、このような濃度ムラを抑えるため、すべてのＬＥＤの光量を所定の範囲内に設定するために実行される。

このようなＬＰＨにおける点灯パルス幅の制御に関する従来技術としては、ＬＰＨの全体光量を制御するための点灯時間基準値を設定し、この点灯時間基準値を画像の濃度ムラを補正するための各ＬＥＤ毎の補正量に基づいて補正して、各ＬＥＤ毎の点灯時間（点灯パルス幅）を設定するという技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３６６２８号公報（第５−８頁）

ところで、上記したＬＰＨでは、全体光量の調整領域（全体光量の設定可能領域）には所定数のステップが設定され、かかるステップ数により決定される調整幅を持って全体光量が設定されるように構成されている。そして、画像形成装置により、その中からその時点での最適な１のステップが指定されることで、ＬＰＨの全体光量が設定される。したがって、調整領域でのステップ数が少なく設定されている場合には、調整前後におけるＬＰＨの全体光量差は大きくなるため、調整前後の画像間に明確な濃度差が現れ易くなる。そこで、全体光量の調整幅は細かく設定する必要がある。特に、写真画像等のグラフィックアーツ市場では例えば４８００ｄｐｉといった高精細画像が要求されることから、僅かな濃度差が画像品質に大きな影響を与える。そのため、このような高精細画像についての全体光量の調整は、例えば１０ビット（１０２４）といった微細なステップにより行なう必要がある。

しかしながら、全体光量の調整領域を微細なステップに分解して構成すると、次のような問題が生じる場合がある。すなわち、各ステップでのＬＰＨの全体光量の設定値には、そのステップにおいて本来設定されるべき目標全体光量からのズレ（誤差）が発生する。そのため、調整幅が微細であると、その誤差が隣接するステップにおいて設定される全体光量との差分に対して相対的に大きくなる。それにより、各ステップでの全体光量の設定値が調整領域の一部においてリニアな関係を形成しなくなる。すなわち、例えばステップＮ（Ｎ：整数）で設定される全体光量が本来設定されるべき全体光量よりも誤差の発生によって大きく設定されることにより、ステップＮ＋１で設定される全体光量よりも大きくなる場合がある。そのために、一部の調整領域において全体光量の設定精度が悪化して、調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じる可能性がある。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤプリントヘッドにおいて、全体光量を精度良く調整することにある。

かかる目的のもと、本発明のプリントヘッドは、画像形成装置にて像担持体を露光するプリントヘッドであって、ライン状に配列された複数の発光素子と、画像形成装置本体からの発光素子の全体光量を指示する指示信号に対応して設定される設定値に応じて発振周波数を制御し、発振周波数からなる基準クロック信号を生成可能な基準クロック発生部と、画像形成装置本体からの指示信号に対応させて、全体光量を制御する基準パルス幅をパルス数設定値と基準クロック発生部により生成された基準クロック信号とにより生成する基準信号生成部と、パルス数設定値と基準クロック信号の発振周波数を設定する設定値とが指示信号に対応した１組の組み合わせとして記憶されたメモリとを備えたことを特徴としている。

ここで、メモリは、指示信号に対応して設定されるべき基準パルス幅を目標値として、基準パルス幅の絶対値を目標値に設定する組み合わせを記憶することを特徴とすることができる。さらに、メモリは、隣接する指示信号各々に対応して設定されるべき基準パルス幅相互の差分を目標値として、基準パルス幅の変化量を目標値に設定する組み合わせを記憶することを特徴とすることもできる。
また、基準クロック発生部は、水晶発振周波数を分周することで発振周波数を生成し、メモリは、設定値として水晶発振周波数の分周比を記憶することを特徴とすることもできる。さらに、基準クロック発生部は、水晶発振周波数を発生する水晶発信器と、水晶発信器からの水晶発振周波数を分周する第１の分周器と、入力した信号を分周して出力する第２の分周器と、第１の分周器と第２の分周器とにより生成される信号の位相を比較する位相比較器と、位相比較器からの信号に基づいた周波数の基準クロック信号を生成するとともに、第２の分周器に基準クロック信号を出力する、出力周波数制御が可能な発振器とを含み、メモリは、設定値として第１の分周器の分周比と第２の分周器の分周比とを記憶することを特徴とすることもできる。加えて、メモリは、ルックアップテーブルであることを特徴とすることもできる。
また、発光素子各々の光量を補正するための濃度ムラ補正データに基づいて、基準信号生成部により生成された基準パルス信号を補正して、発光素子各々の点灯パルス幅を設定する信号生成部をさらに備えたことを特徴とすることもできる。

さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体を露光するプリントヘッドと、プリントヘッドの全体光量を指示する指示信号を出力する制御部とを有し、プリントヘッドは、ライン状に配列された複数の発光素子と、発光素子全体の光量を制御するための基準パルス幅を、複数のパラメータを用いて生成する駆動回路とを備え、駆動回路は、制御部からの指示信号に対応させて、パラメータの全部を１組とした組み合わせにより基準パルス幅を設定することを特徴としている。

ここで、プリントヘッドは、制御部からの指示信号に対応して設定された組み合わせを記憶したメモリをさらに備えたことを特徴とすることができる。
また、制御部からの指示信号に対応して設定された組み合わせを記憶したメモリをさらに有することを特徴とすることができる。
さらに、プリントヘッドの駆動回路は、指示信号に対応して設定されるべき基準パルス幅を目標値として、基準パルス幅の絶対値を目標値に設定する組み合わせにより基準パルス幅を設定することを特徴とすることができる。加えて、プリントヘッドの駆動回路は、隣接する指示信号各々に対応して設定されるべき基準パルス幅相互の差分を目標値として、基準パルス幅の変化量を目標値に設定する組み合わせにより基準パルス幅を設定することを特徴とすることもできる。

本発明によれば、ＬＥＤプリントヘッドの全体光量の調整を精度良く行なうことができるので、高精細画像を多数枚連続して形成する際においても、画像濃度の一様性を維持することが可能となる。

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は本実施の形態にて測定対象となるＬＥＤプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ１であり、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部１０、画像形成プロセス部１０を制御する制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置（ＩＩＴ）３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部（ＩＰＳ：Image Processing System）４０を備えている。

画像形成プロセス部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを備えている。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、静電潜像を形成してトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を所定電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光する露光器としてのＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。
さらに、現像器１５の下流側近傍には、感光体ドラム１２に対向して、感光体ドラム１２上に形成されたテスト用パッチ（濃度見本）のトナー像濃度を検出する濃度検出回路１７が備えられている。この濃度検出回路１７は制御部３０に接続され、トナー像濃度検出値を出力する。
ここで、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

また、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト２１、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの各色トナー像を中間転写ベルト２１に順次転写（一次転写）させる一次転写帯電器としての一次転写ロール２２、中間転写ベルト２１上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写帯電器としての二次転写ロール２３、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器２５を備えている。

本実施の形態のデジタルカラープリンタ１では、画像形成プロセス部１０は、制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像データは、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム１２の表面が、画像処理部４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＰＨ１４により露光されて、感光体ドラム１２上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで形成された各色トナー像は、図１の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト２１上に、一次転写ロール２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト２１上に重畳されたトナー像が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト２１の移動に伴って二次転写ロール２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。そして、二次転写部にて二次転写ロール２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２１から剥離され、搬送ベルト２４により定着器２５まで搬送される。定着器２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送される。

図２は、露光器であるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。図２において、ＬＰＨ１４は、支持体としてのハウジング６１、発光部を構成する自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）６３、ＳＬＥＤ６３やＳＬＥＤ６３を駆動する駆動信号発生手段としての駆動回路（信号発生回路）１００（後段の図３参照）等を搭載するＬＥＤ回路基板６２、ＳＬＥＤ６３からの光を感光体ドラム１２表面に結像させる光学部材であるロッドレンズアレイ６４、ロッドレンズアレイ６４を支持するとともにＳＬＥＤ６３を外部から遮蔽するホルダー６５、ハウジング６１をロッドレンズアレイ６４方向に付勢する板バネ６６を備えている。

ハウジング６１は、アルミニウム、ＳＵＳ等のブロックまたは板金で形成され、ＬＥＤ回路基板６２を支持している。また、ホルダー６５は、ハウジング６１およびロッドレンズアレイ６４を支持し、ＳＬＥＤ６３の発光点とロッドレンズアレイ６４の焦点とが一致するように設定している。さらに、ホルダー６５はＳＬＥＤ６３を密閉するように構成されている。そのため、ＳＬＥＤ６３に外部からゴミが付着することを防ぐことができる。一方、板バネ６６は、ＳＬＥＤ６３およびロッドレンズアレイ６４の位置関係を保持するように、ハウジング６１を介してＬＥＤ回路基板６２をロッドレンズアレイ６４方向に付勢している。
このように構成されたＬＰＨ１４は、調整ネジ（図示せず）によってロッドレンズアレイ６４の光軸方向に移動可能に構成され、ロッドレンズアレイ６４の結像位置(焦点面)が感光体ドラム１２表面上に位置するように調整される。

ＬＥＤ回路基板６２には、図３（ＬＥＤ回路基板６２の平面図）に示したように、例えば５８個のＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）からなるＳＬＥＤ６３が、感光体ドラム１２の軸線方向と平行になるように精度良くライン状に配置されている。この場合、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に配置されたＬＥＤアレイの端部境界において、各ＬＥＤアレイがＳＬＥＤチップ同士の連結部で連続的に配列されるように、ＳＬＥＤチップは交互に千鳥状に配置されている。
また、ＬＥＤ回路基板６２には、信号発生回路１００、レベルシフト回路１０４、電源電圧を出力する３端子レギュレータ１０１、ＳＬＥＤ６３における光量補正値データ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１０２、デジタルカラープリンタ１本体との間で信号の送受信を行なうハーネス１０３が備えられている。

次に、ＬＥＤ回路基板６２上の配線構成について説明する。
図４は、ＬＥＤ回路基板６２上に形成されている配線図を示した図である。図４に示したように、ＬＥＤ回路基板６２上には、各ＳＬＥＤチップに電力を供給する＋３．３Ｖの電源ライン１０５および接地（ＧＮＤ）された電源ライン１０６、信号発生回路１００から各ＳＬＥＤチップに対して点灯信号ΦＩ（ΦＩ１〜ΦＩ５８）を送信する信号ライン１０７（１０７_１〜１０７_５８）、転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜１_６）を送信する信号ライン１０８（１０８_１〜１０８_６）、転送信号ＣＫ２（ＣＫ２_１〜２_６）を送信する信号ライン１０９（１０９_１〜１０９_６）が配線されている。
そして、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）には、信号ライン１０７を介して、ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８に対する点灯信号ΦＩが入力される。また、信号ライン１０８を介して転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜１_６）、信号ライン１０９を介して転送信号ＣＫ２（ＣＫ２_１〜２_６）がそれぞれＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８に入力される。

続いて、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する。
図５は、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する図である。本実施の形態のＳＬＥＤ６３は、レベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続されている。レベルシフト回路１０４は、抵抗Ｒ１ＢとコンデンサＣ１、および抵抗Ｒ２ＢとコンデンサＣ２がそれぞれ並列に配置された構成を有し、それぞれの一端がＳＬＥＤ６３の入力端子に接続され、他端が信号発生回路１００の出力端子に接続されている。そして、信号発生回路１００から出力される転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃに基づいて、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２をＳＬＥＤ６３に出力するように構成されている。
なお、本実施の形態のＳＬＥＤ６３には、５８個のＳＬＥＤチップが直列に配列されているが、図５では、１つのＳＬＥＤチップだけを示している。そして、以下の説明では、便宜上ＳＬＥＤチップをＳＬＥＤ６３と称することとする。

図５に示したように、ＳＬＥＤ６３は、スイッチ素子としての１２８個のサイリスタＳ１〜Ｓ１２８、発光素子としての１２８個のＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８、１２８個のダイオードＤ１〜Ｄ１２８、１２８個の抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８、さらには信号ラインΦ１、Φ２に過剰な電流が流れるのを防止する転送電流制限抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａで構成されている。
なお、ここでは、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８への電流の供給を制御するサイリスタＳ１〜Ｓ１２８とダイオードＤ１〜Ｄ１２８とで主に構成される部分を転送部と呼ぶ。

本実施の形態のＳＬＥＤ６３では、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のアノード端子（入力端）Ａ１〜Ａ１２８は電源ライン１０５に接続されている。この電源ライン１０５には電源電圧ＶＤＤ（＝＋３．３Ｖ）が供給される。
奇数番目サイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７のカソード端子（出力端）Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して転送信号ＣＫ１が送信される。
また、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８のカソード端子（出力端）Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して転送信号ＣＫ２が送信される。

一方、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子（制御端）Ｇ１〜Ｇ１２８は、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられた抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８を介して電源ライン１０６に各々接続されている。なお、電源ライン１０６は接地（ＧＮＤ）されている。
また、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８と、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられたＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のゲート端子とは各々接続される。
さらに、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８には、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８のカソード端子が接続されている。そして、サイリスタＳ１〜Ｓ１２７のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７には、次段のダイオードＤ２〜Ｄ１２８のアノード端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオードＤ１〜Ｄ１２８はゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７を挟んで直列接続されている。
ダイオードＤ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ２Ａおよびレベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続され、転送信号ＣＫ２が送信される。また、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のカソード端子は、信号発生回路１００に接続されて、点灯信号ΦＩが送信される。

さらには、ＳＬＥＤ６３には、転送部においてサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８を覆うように遮光マスク５０を配置している。これは、画像形成動作中に、オン状態にあって電流が流れている状態におけるサイリスタＳ１〜Ｓ１２８や、電流が流れている状態におけるダイオードＤ１〜Ｄ１２８からの発光を遮断し、不要光が感光体ドラム１２を露光することを抑制するために設けられている。

次に、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力されるＳＬＥＤ６３を駆動する信号（駆動信号）について説明する。
図６は、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。なお、図６に示すタイミングチャートでは、すべてのＬＥＤが光書き込みを行う（発光する）場合について表記している。
（１）まず、画像形成装置から信号発生回路１００にリセット信号（ＲＳＴ）が入力されることによって、信号発生回路１００では、転送信号ＣＫ１Ｃをハイレベル（以下、「Ｈ」と記す。）、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１が「Ｈ」に設定され、また、転送信号ＣＫ２Ｃをローレベル（以下、「Ｌ」と記す。）、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として、転送信号ＣＫ２がローレベル（「Ｌ」）に設定されて、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフの状態に設定される（図６（ａ））。
（２）リセット信号（ＲＳＴ）に続いて、信号発生回路１００から出力されるライン同期信号Ｌｓｙｎｃが「Ｈ」になり（図６（Ａ））、ＳＬＥＤ６３の動作を開始する。そして、このライン同期信号Ｌｓｙｎｃに同期して、図６（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）に示すように、転送信号ＣＫ２Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ２を「Ｈ」とする（図６（ｂ））。
（３）次に、図６（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｌ」にする（図６（ｃ））。

（４）これに続いて、図６（Ｂ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃを「Ｌ」にする（図６（ｄ））。
この状態においては、サイリスタＳ１のゲート電流が流れ始める。その際に、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒをハイインピーダンス（Ｈｉｚ）にすることで、電流の逆流防止を行う。
その後、サイリスタＳ１のゲート電流により、サイリスタＳ１がオンし始め、ゲート電流が徐々に上昇する。それとともに、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に電流が流れ込むことで、転送信号ＣＫ１の電位も徐々に上昇する。

（５）所定時間（転送信号ＣＫ１電位がＧＮＤ近傍になる時間）の経過後、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒを「Ｌ」にする（図６（ｅ））。そうすると、ゲートＧ１電位が上昇することによって信号ラインΦ１電位の上昇および転送信号ＣＫ１電位の上昇が生じ、それに伴いレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂ側に電流が流れ始める。その一方で、転送信号ＣＫ１電位が上昇するのに従い、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に流れ込む電流は徐々に減少する。
そして、サイリスタＳ１が完全にオンし、定常状態になると、サイリスタＳ１のオン状態を保持するための電流がレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂに流れるが、コンデンサＣ１には流れない。
なお、このとき、図６（Ｂ）に示すように、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｃをハイインピーダンス（Ｈｉｚ）に設定する（図６（ｅ））。

（６）サイリスタＳ１が完全にオンした状態で、図６（Ｈ）に示すように、点灯信号ΦＩを「Ｌ」にする（図６（ｆ））。このとき、ゲートＧ１電位＞ゲートＧ２電位であるため、サイリスタ構造のＬＥＤ Ｌ１のほうが早くオンし、点灯する。ＬＥＤ Ｌ１がオンするのに伴って、信号ラインΦ１の電位が上昇するため、ＬＥＤ Ｌ２以降のＬＥＤはオンすることはない。すなわち、ＬＥＤ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、…は、最もゲート電圧の高いＬＥＤ Ｌ１のみがオン（点灯）することになる。

（７）次に、図６（Ｆ）に示すように、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」にすると（図６（ｇ））、図６（ｃ）の場合と同様に電流が流れ、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ２の両端に電圧が発生する。
（８）図６（Ｅ）に示すように、この状態で転送信号ＣＫ２Ｃを「Ｌ」にすると（図６（ｈ））、サイリスタスイッチＳ２がターンオンする。
（９）そして、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを同時に「Ｈ」にすると（図６（ｉ））、サイリスタスイッチＳ１はターンオフし、抵抗Ｒ１を通って放電することによってゲートＧ１電位は除々に下降する。その際、サイリスタスイッチＳ２は完全にオンする。したがって、点灯信号端子ＩＤからの画像データに対応した点灯信号ΦＩを「Ｌ」／「Ｈ」することで、ＬＥＤ Ｌ２を点灯／非点灯させることが可能となる。なお、この場合ゲートＧ１の電位はすでにゲートＧ２の電位より低くなっているため、ＬＥＤ Ｌ１がオンすることはない。

（１０）上記した動作を順次行い、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させる。そして、終端のＬＥＤ Ｌ１２８が消灯した図６中の「転送動作期間」の後においては、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ１を「Ｈ」とし、さらに転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ２を「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保つ（図６中、「転送サイリスタをオフ」）。それによって、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフする。したがって、この状態においては、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８に電流が流れることはないので、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８は消灯（非点灯）の状態に保持される。

（１１）さらに、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保った後、転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として転送信号ＣＫ２を「Ｌ」とする（図６中、「転送部に電流を流さない期間」）。これによって、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることがないので、すべてのダイオードＤ１〜Ｄ１２８も非点灯の状態が保持される。
それにより、点灯信号ΦＩが出力されて画像形成が終了した後の、感光体ドラム１２（図１参照）が回転を停止した状態を含んだ非定常動作時においては、ＳＬＥＤ６３の転送部に対して電流が印加されない。そのため、感光体１２が回転を停止している状態では、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８とともに、転送部に配置されたサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることはなく、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８から光が出射されることがないので、感光体ドラム１２が不要に露光されることが抑えられている。

続いて、信号発生回路１００の構成を詳細に説明する。
図７は、信号発生回路１００の構成を示すブロック図である。信号発生回路１００は、画像データ展開部１１０、濃度ムラ補正データ部１１２、タイミング信号発生部１１４、基準クロック発生部１１６、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に対応して設けられた点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８により主要部が構成されている。
画像データ展開部１１０には、画像処理部（ＩＰＳ）４０から画像データがシリアルに送信されてくる。画像データ展開部１１０は、送信された画像データを１〜１２８ドット目、１２９〜２５６ドット目、…、７２９７〜７４２４ドット目と各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）毎の画像データに分割する。画像データ展開部１１０は点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８と接続されており、分割した画像データを各々対応する点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。

濃度ムラ補正データ部１１２は、ＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤ毎の光量のバラツキ等に起因する画像形成時の画像濃度ムラを修正するための濃度ムラ補正データＣｏｒｒが記憶されている。そして、濃度ムラ補正データ部１１２からのデータ読出し信号に同期して、濃度ムラ補正データを点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。この濃度ムラ補正データＣｏｒｒは、各ＬＥＤ毎に、各ＬＥＤによる光量のバラツキ等に応じて設定されたデータであって、本実施の形態では８ビット（０〜２５５）のデータとして形成される。
ＥＥＰＲＯＭ１０２には、各ＬＥＤ毎の光量補正値データが格納されている。そして、マシン電源投入時に、ＥＥＰＲＯＭ１０２から濃度ムラ補正データ部１１２に対して、各ＬＥＤ毎の光量補正値データがダウンロードされる。それにより、濃度ムラ補正データ部１１２には、光量補正値データが濃度ムラ補正データＣｏｒｒとして記憶される。

基準クロック発生部１１６は、本体の制御部３０、タイミング信号発生部１１４、および点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８と接続されている。
図８（基準クロック発生部１１６の構成を説明するブロック図）に示したように、基準クロック発生部１１６は、水晶発振器１４０、第２の分周器である分周器１／Ｍ１４２、第１の分周器である分周器１／Ｎ１４４、位相比較器１４６、および発振器である電圧制御発振器１４８からなるＰＬＬ回路１３４と、メモリであるルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３２とを含んで構成されている。
ＬＵＴ１３２には、後段で詳述するように、制御部３０から出力される光量調整データ（ＬＰＨ１４の全体光量を指示する指示信号）に対応して設定されたパルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせが、光量調整データに対応した１組のデータとしてテーブルに記憶されている。そして、ＬＵＴ１３２は、制御部３０からの光量調整データに基づいて、かかる光量調整データに対応する組み合わせの中のパルス数設定値ｗｉｄｔｈを点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。また、ＬＵＴ１３２は、かかる光量調整データに対応する組み合わせの中の分周比Ｍ、ＮをＰＬＬ回路１３４に出力する。

ＰＬＬ回路１３４では、水晶発振器１４０は分周器１／Ｎ１４４と接続されており、所定の周波数（水晶発振器周波数Ｆｃｌｋ_ｉ）で発振し、発振した信号を分周器１／Ｎ１４４へと出力する。分周器１／Ｎ１４４はＬＵＴ１３２および位相比較器１４６と接続されており、ＬＵＴ１３２からの分周比Ｎに基づいて水晶発振器１４０で発振された信号を分周する。位相比較器１４６は、分周器１／Ｍ１４２、分周器１／Ｎ１４４、および電圧制御発振器１４８と接続されており、分周器１／Ｍ１４２からの出力信号と、分周器１／Ｎ１４４からの出力信号とを比較する。この位相比較器１４６による比較結果（位相差）に応じて、電圧制御発振器１４８に供給するコントロール電圧が制御される。電圧制御発振器１４８はコントロール電圧に基づく発振周波数で、基準クロック信号を出力する。本実施の形態では、点灯可能期間を２５６に分割する発振周波数に相当するコントロール電圧が供給され、この発振周波数の基準クロック信号を生成して、すべての点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８へ出力する。また、電圧制御発振器１４８は分周器１／Ｍ１４２とも接続されており、電圧制御発振器１４８から出力された基準クロック信号は、分周器１／Ｍ１４２にも分岐されて入力される。分周器１／Ｍ１４２は、ＬＵＴ１３２からの分周比Ｍに基づいて、電圧制御発振器１４８からフィードバックされたクロック信号を分周する。

タイミング信号発生部１１４は、制御部３０および基準クロック発生部１１６と接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からの水平同期信号（Ｌｓｙｎｃ）と同期して、転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃを生成する。転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃは、レベルシフト回路１０４を介することにより転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２となってＬＰＨ１４に出力される。
また、タイミング信号発生部１１４は、濃度ムラ補正データ部１１２および画像データ展開部１１０と接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からのＬｓｙｎｃ信号と同期して、画像データ展開部１１０から各画素（各ＬＥＤ）に対応した画像データを読み出すためのデータ読出し信号、および濃度ムラ補正データ部１１２から各画素に対応した濃度ムラ補正データを読み出すためのデータ読出し信号を各々に対して出力している。さらに、タイミング信号発生部１１４は、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８とも接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からのＬｓｙｎｃ信号と同期して、ＳＬＥＤ６３の点灯開始のトリガ信号を出力している。

点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８は、各画素（各ＬＥＤ）の点灯時間を濃度ムラ補正データおよび遅延選択データに基づいて補正し、ＳＬＥＤ６３の各画素を点灯するための制御信号（点灯信号）ΦＩ１〜ΦＩ５８を生成する。
具体的には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８は、図９（点灯時間制御・駆動部１１８の構成を説明するブロック図）に示したように、基準信号生成部の一例としてのプリセッタブルデジタルワンショットマルチバイブレータ（ＰＤＯＭＶ）１６０、直線性補正部１６２、ＡＮＤ回路１７０を含んで構成されている。
ＡＮＤ回路１７０は、画像データ展開部１１０およびタイミング信号発生部１１４と接続されており、画像データ展開部１１０からの画像データが１（ＯＮ）のときには、タイミング信号発生部１１４からのトリガ信号（ＴＲＧ）をＰＤＯＭＶ１６０に出力し、画像データが０（ＯＦＦ）のときには、トリガ信号を出力しないように設定されている。ＰＤＯＭＶ１６０は、ＡＮＤ回路１７０、ＯＲ回路１６８、濃度ムラ補正データ部１１２、および基準クロック発生部１１６と接続されており、ＡＮＤ回路１７０からのトリガ信号に同期して濃度ムラ補正データＣｏｒｒに応じたクロック数の点灯パルスを発生する。

直線性補正部１６２は、ＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤでの発光開始時間のバラツキを補正するために、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号を補正して出力する。具体的には、直線性補正部１６２は、複数の遅延回路１６４（本実施の形態では、１６４−０〜１６４−７の８個）、遅延選択レジスタ１６６、遅延信号選択部１６５、ＡＮＤ回路１６７、ＯＲ回路１６８、点灯信号選択部１６９を含んで構成されている。
遅延回路１６４−０〜１６４−７は、ＰＤＯＭＶ１６０と接続されており、各々がＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号を遅延させるための異なる時間が設定されている。遅延選択レジスタ１６６は遅延信号選択部１６５および点灯信号選択部１６９と接続されており、遅延選択レジスタ１６６には、ＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤ毎の遅延選択データＯｆｆｓｅｔ、および点灯信号選択データが格納されている。各ＬＥＤ毎の遅延選択データＯｆｆｓｅｔおよび点灯信号選択データは予め測定され、ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている。ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納された遅延選択データＯｆｆｓｅｔおよび点灯信号選択データは、マシン電源投入時に濃度ムラ補正データ部１１２を介して遅延選択レジスタ１６６にダウンロードされる。なお、格納手段としてフラッシュＲＯＭを用いることもでき、その場合には、フラッシュＲＯＭ自体を遅延選択レジスタ１６６として機能させることができる。

ここで、ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている遅延選択データＯｆｆｓｅｔについて説明する。図１０は、ＬＥＤを点灯させる点灯信号ΦＩの点灯パルス幅とＬＥＤの光量との関係を示した図である。図１０（ａ）では、実線は、ＳＬＥＤ６３内の任意の１のＬＥＤについて、点灯信号ΦＩの点灯パルス幅（例えば、図６の（Ｈ）のＬ１の長さ）を変化させた際に、ＬＥＤからロッドレンズアレイ６４（図２参照）を介して出射された光の光量測定値である。また、破線は、かかるＬＥＤが実際に駆動する際に要求される目標となる光量特性（目標光量特性）である。
図１０（ａ）に示したように、ＬＥＤから実際に光が出射される際には、点灯信号ΦＩの出力波形が完全な矩形とはならないこと等から、発光開始時間に遅延が生じ、その遅延時間も通常３〜１５ｎｓｅｃ程度のバラツキを持ったものとなる。そこで、本実施の形態のＬＰＨ１４では、直線性補正部１６２により、画像形成装置で使用される点灯パルス幅領域において、ＬＥＤからの光の光量特性が目標光量特性とほぼ一致するように、点灯信号ΦＩの点灯パルス幅をオフセットさせている。
図１０（ｂ）は、ＬＥＤへの点灯信号ΦＩの点灯パルス幅にオフセット補正を行なった場合のＬＥＤの光量特性（実線）を示したものである。図１０（ｂ）では、使用される点灯パルス幅領域の下限の点灯パルス幅（オフセット補正位置）にて、ＬＥＤの光量が目標光量と一致するように、オフセット量を定めている。そして、オフセット量は、このような方法で各ＬＥＤ毎に測定され、遅延選択データＯｆｆｓｅｔとしてＥＥＰＲＯＭ１０２に格納される。

遅延信号選択部１６５は、ＡＮＤ回路１６７およびＯＲ回路１６８と接続されており、遅延選択レジスタ１６６に格納された遅延選択データＯｆｆｓｅｔに基づいて、遅延回路１６４−０〜１６４−７からの出力のいずれか１つを選択する。ＡＮＤ回路１６７は、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号と遅延信号選択部１６５により選択された遅延点灯パルス信号の論理積、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号との両方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。ＯＲ回路１６８は、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号と遅延信号選択部１６５により選択された遅延点灯パルス信号の論理和、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号の少なくとも一方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。
点灯信号選択部１６９は、遅延選択レジスタ１６６に格納された点灯選択データに基づいて、ＡＮＤ回路１６７またはＯＲ回路１６８からの出力のいずれか一方を選択する。そして、選択された点灯パルスが点灯信号ΦＩとしてＭＯＳＦＥＴ１７２を介してＬＰＨ１４へと出力される。

ところで、上述したように、ＰＤＯＭＶ１６０は、ＡＮＤ回路１７０からのトリガ信号に同期して濃度ムラ補正データＣｏｒｒに応じたクロック数の点灯パルスを発生して、ＡＮＤ回路１６７およびＯＲ回路１６８に出力する。したがって、直線性補正部１６２に入力される点灯パルスは、ＰＤＯＭＶ１６０において濃度ムラ補正データＣｏｒｒによる補正処理がすでに施されている。このように、ＰＤＯＭＶ１６０は、ゲイン補正された点灯パルスを生成する信号生成部としての機能も有している。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１７２を介してＬＰＨ１４へ出力される点灯パルスは、濃度ムラ補正（ゲイン補正）およびオフセット補正が行なわれた状態で出力される。
図１１は、ゲイン補正およびオフセット補正が施されたＬＥＤの光量特性を示した図である。図１１では、一例として、画像形成装置で使用される点灯パルス幅領域の中央位置（ゲイン補正位置）を基準としてゲイン補正を行なった場合を示している。
このように、本実施の形態の点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８では、各画素（各ＬＥＤ）の点灯パルスを濃度ムラ補正データＣｏｒｒおよび遅延選択データＯｆｆｓｅｔに基づいて補正することで、画像形成装置で使用される点灯パルス幅領域での光量特性を目標光量特性とほぼ一致させて、ＬＰＨ１４に出力している。それにより、使用パルス幅領域において、すべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるように設定している。

また、図７に示したように、ＬＰＨ１４には３端子レギュレータ１０１が接続され、ＬＰＨ１４に対して３端子レギュレータ１０１から安定した＋３．３Ｖの電圧が供給されている。

続いて、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８からＬＰＨ１４に出力される点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８の点灯パルス幅について説明する。
上記したように、各ＬＥＤの点灯パルス幅は、濃度ムラ補正データＣｏｒｒおよび遅延選択データＯｆｆｓｅｔに基づいて補正されて設定されている。すなわち、各ＬＥＤの点灯パルス幅は、例えば次の（１）式で表される。
点灯パルス幅＝ＢＡＳＥ・（１＋Ｃｏｒｒ／１２８）＋Ｏｆｆｓｅｔ ……（１）
なお、（１）式において、「ＢＡＳＥ」はＬＥＤの光量を設定する基準となる基準パルス幅である。また、本実施の形態の濃度ムラ補正データＣｏｒｒは８ビットデータ（０〜２５５）であることから、（１）式では、濃度ムラ補正（ゲイン補正）に関する光量補正幅を最大補正値／最小補正値＝３に設定した場合を示している。
このように、（１）式により点灯パルス幅が設定されることで、図１１に示したように、画像形成装置で使用される点灯パルス幅領域での光量特性は目標光量特性とほぼ一致することとなり、使用パルス幅領域でのＬＥＤの光量は所定の範囲内に収まるように設定される。

ところで、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（図１参照）では、所定のタイミングで感光体ドラム１２上にテスト用パッチ（濃度見本）が形成され、濃度検出回路１７はそのトナー像濃度を検出する。濃度検出回路１７で検出されたトナー像濃度データは、制御部３０に出力され、制御部３０では、入力されたトナー像濃度データからＬＰＨ１４での光量を演算して光量調整データを生成する。そして、生成された光量調整データは、基準クロック発生部１１６へ出力される。
光量調整データは、例えば感光体ドラム１２の感度の変動、潜像電位（暗部電位Ｖ_Ｈや明部電位Ｖ_Ｌ）の変動、さらには現像器１５内の現像剤量の変動等が要因となってトナー像濃度に変動が生じることから、これを一定に維持するために、ＬＰＨ１４での全体光量（ＬＰＨ１４内のＬＥＤ全体の光量）を調整するために用いるデータである。そのため、光量調整データは、ＬＰＨ１４のＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤの光量を一律に調整するための指示信号として出力される。すなわち、光量調整データは、（１）式の基準パルス幅ＢＡＳＥの設定値を指示するデータ（指示値）である。本実施の形態のＬＰＨ１４では、光量調整データ（指示値）は、１０ビット（０〜１０２３）のデータとして形成されている。

ここで、基準パルス幅ＢＡＳＥは、基準パルスのパルス数設定値（基準パルス数設定値）をｗｉｄｔｈ、基準クロック発生部１１６内のＰＬＬ回路１３４から出力される基準クロック周波数をＦｃｌｋｐｗｍとして、次の（２）式で表される。
ＢＡＳＥ＝ｗｉｄｔｈ／Ｆｃｌｋｐｗｍ ……（２）
すなわち、ＢＡＳＥは、基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと基準クロック周波数Ｆｃｌｋｐｗｍとで設定される。
また、基準クロック周波数Ｆｃｌｋｐｗｍは、ＰＬＬ回路１３４の水晶発振器１４０によって発振される水晶発振周波数Ｆｃｌｋ_ｉ、ＰＬＬ回路１３４の分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎ、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍを用いて、次の（３）式で表される。
Ｆｃｌｋｐｗｍ＝Ｍ・（Ｆｃｌｋ_ｉ／Ｎ） ……（３）
したがって、基準パルス幅ＢＡＳＥは、パラメータとしての基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍとの組み合わせで決定され、これらを組み合わせることによりデジタル的にＢＡＳＥを設定することができる。

ところが、基準パルス幅ＢＡＳＥは、このような複数（３つ）のパラメータの組み合わせにより決まるものであるために、光量調整データによって指示される目標基準パルス幅ＢＡＳＥ（目標値：光量調整データに対応して設定されるべき基準パルス幅ＢＡＳＥ）に最も近い基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する各パラメータ値を解析的に求めることはできない。すなわち、光量調整データからは、光量調整データに対応する基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍとを一義的に算出することはできない。
そこで、本実施の形態のＬＰＨ１４では、事前に、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するパラメータである基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとを組み合わせて基準パルス幅ＢＡＳＥを計算しておく。そして、各光量調整データに対応する目標基準パルス幅ＢＡＳＥ毎に、その計算値がかかる目標基準パルス幅ＢＡＳＥ（ここでは、その絶対値）に最も近い値を生成する基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを選択する。そして、この基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせをそれぞれ光量調整データに対応付けて、基準クロック発生部１１６内のＬＵＴ１３２にテーブルとして記憶する。
すなわち、ＬＵＴ１３２では、制御部３０から入力される光量調整データに対応させて、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するすべてのパラメータ、すなわち基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとが各光量調整データ毎の組み合わせとしてテーブルに保持されている。

そして、基準クロック発生部１１６では、制御部３０から光量調整データを入力すると、ＬＵＴ１３２において光量調整データがこの光量調整データに対応した基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈ、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎ、および分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍに変換される。そして、ＬＵＴ１３２から分周比Ｎおよび分周比Ｍを入力したＰＬＬ回路１３４では、Ｍ×Ｆｃｌｋ_ｉ／Ｎ（＝Ｆｃｌｋｐｗｍ）となる周波数（基準クロック周波数）で基準クロック信号を点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。
一方、光量調整データを入力したＬＵＴ１３２は、光量調整データに対応した基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈを点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。
基準クロック周波数Ｆｃｌｋｐｗｍの基準クロック信号および基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈを入力した点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８では、ＰＤＯＭＶ１６０において上記した（２）式の演算が行なわれて基準パルス幅ＢＡＳＥが設定される。加えて、ＰＤＯＭＶ１６０および直線性補正部１６２により（１）式の演算が行なわれて、点灯パルス幅が設定される。

このようにして、本実施の形態のＬＰＨ１４では、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するパラメータとしての基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍとを組み合わせて、事前に基準パルス幅ＢＡＳＥを計算しておく。さらには、その計算値が目標基準パルス幅ＢＡＳＥに最も近い値を示す基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを選択して、ＬＵＴ１３２に記憶しておく。そして、ＬＰＨ１４の全体光量を指示する光量調整データを制御部３０から入力した際には、入力した光量調整データに対応した目標基準パルス幅ＢＡＳＥに最も近い値を形成する基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを用いて、基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する。

そのため、ＬＰＨ１４の全体光量の調整を例えば１０ビット（１０２４ステップ）といった微細なステップにより行なう場合においても、各ステップ毎に設定されている全体光量の設定基準となる基準パルス幅ＢＡＳＥを精度高く設定することが可能となる。それにより、各ステップに設定される基準パルス幅ＢＡＳＥに生じる誤差を隣接するステップで設定される基準パルス幅ＢＡＳＥとの差分に対しても充分に小さくすることができるので、各ステップに対する基準パルス幅ＢＡＳＥの設定値がすべての使用パルス幅領域においてリニアな関係となるように設定すること可能となる。そのために、写真画像等のグラフィックアーツ市場で要求される例えば４８００ｄｐｉといった高精細画像を形成する場合においても、すべての使用パルス幅領域において光量調整データ（指示値）に対応したＬＰＨ１４の全体光量の設定を精度高く行なうことができ、全体光量の調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じることを抑制することが可能となる。

以下、実施例に基づき本実施の形態のＬＰＨ１４において、基準パルス幅ＢＡＳＥを設定するパラメータの組み合わせを具体的に説明する。なお、本実施の形態の基準パルス幅ＢＡＳＥを設定するパラメータの組み合わせは実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
本実施では、デジタルカラープリンタ（画像形成装置）１のプロセススピードが１６７ｍｍ／ｓｅｃ、副走査方向の画素密度が４８００ｄｐｉ、水晶発振器１４０の水晶発振器周波数Ｆｃｌｋ_ｉ＝３２．４１１１５０Ｈｚ、基準クロック周波数Ｆｃｌｋｐｗｍの調整幅が２７０〜３３０Ｈｚに設定され、さらに、制御部３０からの光量調整データによる光量調整幅レンジは、１０ビット（１〜１０２４）のステップが用いられ、指示値が２５０〜１０２４（最大指示値／最小指示値＝４）の範囲に設定されるケースを想定する。

このような条件で、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するパラメータとして、基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍとを用いて、目標値との誤差が最も小さな基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する組み合わせを算出した。その算出された組み合わせを表したものが、図１２である。さらに、このような組み合わせを用いて設定された基準パルス幅ＢＡＳＥにおける目標値との誤差（１０ビット誤差）を示したものが、図１３である。この場合には、図１３から明らかなように、すべての光量調整領域で、誤差の絶対値を１以内に収めることが可能となった。
そのため、各ステップにおける点基準パルス幅ＢＡＳＥの設定値がすべての使用パルス幅領域においてリニアな関係となるように設定すること可能となる。それにより、図１４（指示値とＬＰＨ１４の露光エネルギとの関係を示した図）に示したように、指示値とＬＰＨ１４の露光エネルギとのリニアな関係を設定することができる。その結果、４８００ｄｐｉといった高精細画像を形成する場合においても、すべての使用パルス幅領域において光量調整データに対応したＬＰＨ１４の全体光量の設定を精度高く行なうことができ、全体光量の調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じることを抑制することが可能となる。

（実施例２）
本実施では、実施例１と同様の条件で、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するパラメータとして、基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎとを用いて、目標値との誤差が最も小さな基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する組み合わせを算出するが、ここでは分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎは固定値とした。その算出された組み合わせを表したものが、図１５である。さらに、このような組み合わせを用いて設定された基準パルス幅ＢＡＳＥにおける目標値との誤差（１０ビット誤差）を示したものが、図１６である。この場合には、図１６から明らかなように、すべての光量調整領域で、誤差の絶対値を２以内に収めることが可能となった。

本実施では、実施例１の場合と比較して精度は若干劣化するものの、実用的な範囲で、各ステップにおける点基準パルス幅ＢＡＳＥの設定値がすべての使用パルス幅領域においてリニアな関係となるように設定すること可能となる。その結果、４８００ｄｐｉといった高精細画像を形成する場合においても、すべての使用パルス幅領域において光量調整データに対応したＬＰＨ１４の全体光量の設定を精度高く行なうことができ、全体光量の調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じることを抑制することが可能となる。
また、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するパラメータの内の分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎは固定値とするので、基準クロック発生部１１６内のＬＵＴ１３２を低コスト化するメリットがある。

このように、本実施の形態のＬＰＨ１４では、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するパラメータとして、基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍとの中からいずれか２つの要素を変数とし、他の要素を固定値として扱うことによっても、目標値との誤差が小さな基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する組み合わせを形成することもできる。

なお、本実施の形態のＬＰＨ１４では、目標基準パルス幅ＢＡＳＥの絶対値に最も近い値を示す基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを選択した。これに代えて、ＬＰＨ１４の全体光量の調整を行なうステップ毎に設定される基準パルス幅ＢＡＳＥの変化量（＝ステップＮ＋１での基準パルス幅ＢＡＳＥ−ステップＮでの基準パルス幅ＢＡＳＥ）が目標値（隣接する光量調整データ（指示値）各々に対応して設定されるべき基準パルス幅ＢＡＳＥ相互の差分）に最も近い値を示す基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを選択することも有効である。この場合には、各ステップに対する基準パルス幅ＢＡＳＥの設定値がすべての使用パルス幅領域においてより確実にリニアな関係を設定することが可能となる。
また、基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを外部メモリ、例えばＥＥＰＲＯＭに記憶しておくこともできる。そして、マシン電源投入時に、ＥＥＰＲＯＭ１０２からＬＵＴ１３２に対して、光量調整データ（指示値）毎の基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせがダウンロードされるように構成することもできる。

以上説明したように、本実施の形態のＬＰＨ１４では、基準パルス幅ＢＡＳＥを決定するすべてのパラメータ、すなわち基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍとを組み合わせて、事前に基準パルス幅ＢＡＳＥを計算しておく。さらには、その計算値が目標基準パルス幅ＢＡＳＥに最も近い値を示す基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを選択して、ＬＵＴ１３２に記憶しておく。そして、ＬＰＨ１４の全体光量を指示する光量調整データを制御部３０から入力した際には、入力した光量調整データに対応した目標基準パルス幅ＢＡＳＥに最も近い値を形成する基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周比Ｍ、Ｎとの組み合わせを用いて、基準パルス幅ＢＡＳＥを設定する。
なお、この場合、基準パルス数設定値ｗｉｄｔｈと、分周器１／Ｎ１４４の分周比Ｎと、分周器１／Ｍ１４２の分周比Ｍとのいずれか１のパラメータを固定値とし、他のパラメータを変数とすることもできる。

そのため、ＬＰＨ１４の全体光量の調整を例えば１０ビット（１０２４ステップ）といった微細なステップにより行なう場合においても、各ステップ毎に設定されている全体光量の設定基準となる基準パルス幅ＢＡＳＥを精度高く設定することが可能となる。それにより、各ステップに設定される基準パルス幅ＢＡＳＥに生じる誤差を隣接するステップで設定される基準パルス幅ＢＡＳＥとの差分に対しても充分に小さくすることができるので、各ステップに対する基準パルス幅ＢＡＳＥの設定値がすべての使用パルス幅領域においてリニアな関係となるように設定することが可能となる。そのために、写真画像等のグラフィックアーツ市場で要求される例えば４８００ｄｐｉといった高精細画像を形成する場合においても、すべての使用パルス幅領域において光量調整データに対応したＬＰＨ１４の全体光量の設定を精度高く行なうことができ、全体光量の調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じることを抑制することが可能となる。

本実施の形態のＬＥＤプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。 ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)の構成を示した図である。 ＬＥＤ回路基板の平面図である。 ＬＥＤ回路基板上に形成されている配線図を示した図である。 ＳＬＥＤの回路構成を説明する図である。 信号発生回路およびレベルシフト回路から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。 信号発生回路の構成を示すブロック図である。 基準クロック発生部の構成を説明するブロック図である。 点灯時間制御・駆動部の構成を説明するブロック図である。 ＬＥＤを点灯させる点灯信号ΦＩの点灯パルス幅とＬＥＤの光量との関係を示した図である。 ゲイン補正およびオフセット補正が施されたＬＥＤの光量特性を示した図である。 目標点灯パルス幅との誤差が最も小さな点灯パルス幅を設定する組み合わせを表した図である。 点灯パルス幅における目標点灯パルス幅との誤差（１０ビット誤差）を示した図である。 指示値とＬＰＨの露光エネルギとの関係を示した図である。 目標点灯パルス幅との誤差が最も小さな点灯パルス幅を設定する組み合わせを表した図である。 点灯パルス幅における目標点灯パルス幅との誤差（１０ビット誤差）を示した図である。

符号の説明

１…デジタルカラープリンタ、１０…画像形成プロセス部、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、３０…制御部、４０…画像処理部（ＩＰＳ）、６２…ＬＥＤ回路基板、６３…自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）、６４…ロッドレンズアレイ、１００…駆動回路（信号発生回路）、１０１…３端子レギュレータ、１０２…ＥＥＰＲＯＭ、１０４…レベルシフト回路、１１０…画像データ展開部、１１２…濃度ムラ補正データ部、１１４…タイミング信号発生部、１１６…基準クロック発生部、１１８−１〜１１８−５８…点灯時間制御・駆動部、１３２…ルックアップテーブル（ＬＵＴ）

Claims (12)

1. 画像形成装置にて像担持体を露光するプリントヘッドであって、
   ライン状に配列された複数の発光素子と、
   前記画像形成装置本体からの前記発光素子の全体光量を指示する指示信号に対応して設定される設定値に応じて発振周波数を制御し、当該発振周波数からなる基準クロック信号を生成可能な基準クロック発生部と、
   前記画像形成装置本体からの前記指示信号に対応させて、当該全体光量を制御する基準パルス幅をパルス数設定値と前記基準クロック発生部により生成された前記基準クロック信号とにより生成する基準信号生成部と、
   前記パルス数設定値と前記基準クロック信号の発振周波数を設定する前記設定値とが前記指示信号に対応した１組の組み合わせとして記憶されたメモリとを備えたことを特徴とするプリントヘッド。
2. 前記メモリは、前記指示信号に対応して設定されるべき前記基準パルス幅を目標値として、前記基準パルス幅の絶対値を当該目標値に設定する前記組み合わせを記憶することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
3. 前記メモリは、隣接する前記指示信号各々に対応して設定されるべき前記基準パルス幅相互の差分を目標値として、前記基準パルス幅の変化量を当該目標値に設定する前記組み合わせを記憶することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
4. 前記基準クロック発生部は、水晶発振周波数を分周することで前記発振周波数を生成し、前記メモリは、前記設定値として当該水晶発振周波数の分周比を記憶することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
5. 前記基準クロック発生部は、水晶発振周波数を発生する水晶発信器と、当該水晶発信器からの水晶発振周波数を分周する第１の分周器と、入力した信号を分周して出力する第２の分周器と、当該第１の分周器と当該第２の分周器とにより生成される信号の位相を比較する位相比較器と、当該位相比較器からの信号に基づいた周波数の前記基準クロック信号を生成するとともに、当該第２の分周器に当該基準クロック信号を出力する、出力周波数制御が可能な発振器とを含み、前記メモリは、前記設定値として当該第１の分周器の分周比と当該第２の分周器の分周比とを記憶することを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
6. 前記メモリは、ルックアップテーブルであることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
7. 前記発光素子各々の光量を補正するための濃度ムラ補正データに基づいて、前記基準信号生成部により生成された前記基準パルス信号を補正して、前記発光素子各々の点灯パルス幅を設定する信号生成部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
8. 感光体と、
   前記感光体を露光するプリントヘッドと、
   前記プリントヘッドの全体光量を指示する指示信号を出力する制御部とを有し、
   前記プリントヘッドは、
   ライン状に配列された複数の発光素子と、
   前記発光素子全体の光量を制御するための基準パルス幅を、複数のパラメータを用いて生成する駆動回路とを備え、
   前記駆動回路は、前記制御部からの前記指示信号に対応させて、前記パラメータの全部を１組とした組み合わせにより前記基準パルス幅を設定することを特徴とする画像形成装置。
9. 前記プリントヘッドは、前記制御部からの前記指示信号に対応して設定された前記組み合わせを記憶したメモリをさらに備えたことを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記制御部からの前記指示信号に対応して設定された前記組み合わせを記憶したメモリをさらに有することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
11. 前記プリントヘッドの前記駆動回路は、前記指示信号に対応して設定されるべき前記基準パルス幅を目標値として、前記基準パルス幅の絶対値を当該目標値に設定する前記組み合わせにより前記基準パルス幅を設定することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
12. 前記プリントヘッドの前記駆動回路は、隣接する前記指示信号各々に対応して設定されるべき前記基準パルス幅相互の差分を目標値として、前記基準パルス幅の変化量を当該目標値に設定する前記組み合わせにより前記基準パルス幅を設定することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。

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