JP5200360B2 - 露光装置および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置において光書き込みを行なう露光装置等に関する。
電子写真方式を用いたプリンタや複写機等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像保持体上を露光する露光装置として、ＬＥＤ等の発光素子をライン状に配列した発光素子アレイを用いたものが提案されている。
このような露光装置には、例えば複数の発光素子アレイと発光素子アレイを駆動する駆動回路とを回路基板上に配置し、回路基板上に形成された配線パターンやボンディングワイヤにより接続された駆動回路からの駆動信号を受けて、各発光素子アレイが点灯制御されるように構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、一般に、電源部から露光装置に電力を供給する送電線は、それ自体がインピーダンスを有している。そのため、かかる送電線のインピーダンスが要因となって、露光装置にて消費される電流量が変化した際に露光装置に供給される電圧が変化し、発光素子の発光光量が変動する。
特開２０００−１８３４０３号公報（第４−６頁、図１）
本発明は、送電線の影響による電圧変化によって発生する発光光量の変動が生じにくい露光装置を提供することを目的とする。
かかる目的のもと、本発明の露光装置は、複数の発光素子と、当該複数の発光素子各々に対応して設けられ、当該複数の発光素子各々を順次点灯可能状態に設定する複数のサイリスタとを有する自己走査型ＬＥＤアレイと、前記自己走査型ＬＥＤアレイを定電圧駆動する駆動電圧であって、前記複数のサイリスタの入力端に共通に供給される電源電圧を当該自己走査型ＬＥＤアレイに供給するＤＣＤＣコンバータと、前記駆動電圧であって、前記入力端に供給される前記電源電圧の値を、前記自己走査型ＬＥＤアレイの経年劣化の程度に応じた値に切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段は、前記電源電圧の値を、切り替え前よりも高い値であって、前記サイリスタの転送不良が発生しない値に切り替える、ことを特徴としている。
ここで、駆動電圧の値を設定する、負帰還電圧用の分圧抵抗を備え、切替手段は、分圧抵抗の値を切り替えることで、駆動電圧の値を、切り替え前よりも高い値に切り替えることを特徴とすることができる。
また、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、複数の像保持体と、前記複数の像保持体の各々に対応して設けられ、当該像保持体の各々を露光する複数の露光手段と、前記複数の露光手段の各々に電力を供給する電力供給手段とを備え、前記露光手段は、複数の発光素子と、当該複数の発光素子各々に対応して設けられ、当該複数の発光素子各々を順次点灯可能状態に設定する複数のサイリスタとを有する自己走査型ＬＥＤアレイと、前記自己走査型ＬＥＤアレイを定電圧駆動する駆動電圧であって、前記複数のサイリスタの入力端に共通に供給される電源電圧を当該自己走査型ＬＥＤアレイに供給するＤＣＤＣコンバータと、前記駆動電圧であって、前記入力端に供給される前記電源電圧の値を、前記自己走査型ＬＥＤアレイの経年劣化の程度に応じた値に切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段は、前記電源電圧の値を、切り替え前よりも高い値であって、前記サイリスタの転送不良が発生しない値に切り替える、ことを特徴としている。
本発明の請求項１〜２によれば、本発明を採用しない場合に比べ、各ＬＥＤプリントヘッド毎に個別に自己走査型ＬＥＤアレイチップの経年劣化に対応することができる露光装置を提供することができる。
本発明の請求項３によれば、本発明を採用しない場合に比べ、各ＬＥＤプリントヘッド毎に個別に自己走査型ＬＥＤアレイチップの経年劣化に対応することができる画像形成装置を提供することができる。
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は本実施の形態の露光装置の一例である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であり、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としての画像形成プロセス部１０、画像形成装置の動作を制御する制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置３等の外部装置に接続され、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４０、各部に電力を供給する電力供給手段の一例としての主電源７０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（以下、総称して単に「画像形成ユニット１１」とも記す）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保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を画像データに基づいて露光する露光装置（露光手段）として発光ダイオードを用いたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１４、感光体ドラム１２上に形成さ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。
ここで、各画像形成ユニット１１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、各画像形成ユニット１１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１１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１１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。
本実施の形態の画像形成装置では、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や画像読取装置３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、インターフェースを介して各画像形成ユニット１１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点灯する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（Ｙ）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（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色トナー像が形成される。
各画像形成ユニット１１で形成された各色トナー像は、図１の矢印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、露光装置である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、発光素子部材の一例としての自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）６３、ＳＬＥＤ６３やＳＬＥＤ６３を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成手段の一例としての信号生成回路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方向に加圧する板バネ６６を備えている。
ハウジング６１は、熱伝導性の良好なアルミニウム、ＳＵＳ等の金属のブロックまたは板金で形成され、ＬＥＤ回路基板６２からの熱を放熱しながら、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。それにより、ＳＬＥＤ６３に外部からゴミが付着することを防いでいる。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方向に加圧している。
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ている。
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。本実施の形態のＬＰＨ１４では、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に配置された発光素子（ＬＥＤ）の配列（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、信号生成回路１００およびレベルシフト回路１０８、主電源７０から電力を送電する送電線の一例としての電源ハーネス１０１を接続する電源コネクタ１０３、制御部３０および画像処理部４０との間で信号の送受信を行う信号ハーネス１０２を接続する信号コネクタ１０４、電流のノイズを低減するノイズ低減手段の一例としてのコモンモードチョークコイル１０５、電源ハーネス１０１から供給される例えば５Ｖの電圧を例えば３．３Ｖに安定的に変圧する電圧供給手段の一例としての１次電圧レギュレータ１０６、１次電圧レギュレータ１０６から供給される例えば３．３Ｖの電圧を例えば１．８Ｖに安定的に変圧する下流側電圧供給手段の一例としての２次電圧レギュレータ１０７が備えられている。
さらには、ＬＥＤ回路基板６２には、ＳＬＥＤ６３の光量補正データ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１０９が備えられている。
ここで、ＬＥＤ回路基板６２に設けられたＳＬＥＤ６３は、図４（ＳＬＥＤ６３およびレベルシフト回路１０８の回路構成の一例を説明する図）に示したように、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、図４に示した本実施の形態のＳＬＥＤ６３は、一例として解像度６００ｄｐｉ（dot per inch）用のＳＬＥＤチップを示している。また、本実施の形態のＳＬＥＤ６３には、図３に示したように５８個のＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）が直列に配列されているが、図４では、１つのＳＬＥＤチップとそれに接続される信号ラインだけを示している。そして、以下の説明では、便宜上ＳＬＥＤチップをＳＬＥＤ６３とも称することとする。
図４に示した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５５に接続されている。この電源ライン５５には駆動電圧ＶＤＤ（ＶＤＤ＝＋３．３Ｖ）が供給される。すなわち、ＳＬＥＤ６３は所定の駆動電圧ＶＤＤにより安定して動作する定電圧駆動の構成を有している。
また、奇数番目のサイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７のカソード端子（出力端）Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７には、信号生成回路１００およびレベルシフト回路１０８からの転送信号ＣＫ１が転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して送信される。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、信号生成回路１００およびレベルシフト回路１０８からの転送信号ＣＫ２が転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して送信される。
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５６に各々接続されている。なお、電源ライン５６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のアノード端子が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１０８を介して信号生成回路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、信号生成回路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、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。
また、ＬＥＤ回路基板６２に設けられたレベルシフト回路１０８は、図４に示したように、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、他端が信号生成回路１００の出力端子に接続されている。そして、信号生成回路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。
次に、ＬＥＤ回路基板６２に設けられた信号生成回路１００は、図５（信号生成回路１００の構成を示すブロック図）に示したように、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、点灯時間制御・駆動部１１８（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４０から画像データがシリアルに送信され、送信された画像データを例えば１〜１２８ドット目、１２９〜２５６ドット目、…、７２９７〜７４２４ドット目といったように、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）毎に送信するだけの画像データに分割する等の処理を行う。そして、画像データ展開部１１０は、分割した画像データを点灯時間制御・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毎の出射光量のバラツキ等を修正するための濃度ムラ補正データが記憶されている。そして、タイミング信号発生部１１４からのデータ読み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は、各ＬＥＤ毎に設定されたデータであり、例えば８ビット（０〜２５５）のデータとして形成される。
ＬＥＤ回路基板６２に設けられたＥＥＰＲＯＭ１０９には、ＬＰＨ１４の製造時に予め算出された各ＬＥＤ毎の光量補正データや、必要に応じて、その他の濃度ムラ補正のためのデータが格納されている。そして、マシン電源投入時に、ＥＥＰＲＯＭ１０９から濃度ムラ補正データ部１１２に対して、各ＬＥＤ毎の光量補正データ等がダウンロードされる。濃度ムラ補正データ部１１２は、取得した各ＬＥＤ毎の光量補正データに基づいて、さらには、必要に応じて光量補正データとその他のデータとに基づいて、濃度ムラ補正データを生成し、それを点灯時間制御・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６（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、分周器１／Ｍ１４２、分周器１／Ｎ１４４、位相比較器１４６、および電圧制御発振器１４８からなるＰＬＬ回路１３４と、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には制御部３０からの光量調節データに基づいて分周比Ｍ、Ｎを決定するためのテーブルが記憶されている。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からの光量調節データにより決定された分周比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周波数で、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に分割する周波数に相当するコントロール電圧が供給され、この周波数のクロック信号（基準クロック信号）を生成して、タイミング信号発生部１１４とすべての点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８とに出力する。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からの光量調節データにより決定された分周比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１０８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ＳＬＥＤ６３に出力される。なお、図５では、タイミング信号発生部１１４は、１組の転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃを出力するように記載しているが、実際には複数組（例えば、６組）の転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃを出力する。
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から各画素に対応した画像データを読み出すためのデータ読み出し信号、および濃度ムラ補正データ部１１２から各画素（各ＬＥＤ）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み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、ＳＬＥＤ６３の点灯開始のトリガ信号ＴＲＧ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に基づいて補正し、ＳＬＥＤ６３の各画素を点灯するための点灯信号ΦＩ（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７（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、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ＴＲＧ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ＴＲＧに同期して濃度ムラ補正データ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各々の遅延選択データ、および点灯信号選択データが格納されている。各ＬＥＤ各々の遅延選択データおよび点灯信号選択データは予め計測され、上記したＥＥＰＲＯＭ１０９に格納されている。ＥＥＰＲＯＭ１０９に格納された遅延選択データおよび点灯信号選択データは、マシン電源投入時に遅延選択レジスタ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。
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と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ＳＬＥＤ６３へと出力される。
このように構成された信号生成回路１００は、ＬＥＤ回路基板６２上に形成された配線によりレベルシフト回路１０８を介してＳＬＥＤ６３と接続されている。そして、生成した点灯信号ΦＩ（ΦＩ１〜ΦＩ５８）、転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃ、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２といったＳＬＥＤ６３を駆動する信号（駆動信号）を出力する。
図８は、ＬＥＤ回路基板６２上に形成された信号生成回路１００とＳＬＥＤ６３との間の配線を示した図である。図８に示したように、ＬＥＤ回路基板６２上には、１次電圧レギュレータ１０６からの電力を信号生成回路１００を介して各ＳＬＥＤチップに供給する＋３．３Ｖの電源ライン５５および接地（ＧＮＤ）された電源ライン５６、信号生成回路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１８７（１８７_１〜１８７_５８）、レベルシフト回路１０８から各ＳＬＥＤチップに対して転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜１_６）を送信する信号ライン１８８（１８８_１〜１８８_６）、および転送信号ＣＫ２（ＣＫ２_１〜２_６）を送信する信号ライン１８９（１８９_１〜１８９_６）が配線されている。その際に、６組の転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜ＣＫ１_６）,ＣＫ２（ＣＫ２_１〜ＣＫ２_６）は、１組の転送信号ＣＫ１,ＣＫ２当たりそれぞれ９〜１０個のＳＬＥＤチップと接続されている。
図９は、信号生成回路１００およびレベルシフト回路１０８から出力される駆動信号の出力タイミングを説明するタイミングチャートである。なお、図９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（点灯する）場合について表記している。
（１）まず、制御部３０から信号生成回路１００にリセット信号が入力されることによって、信号生成回路１００のタイミング信号発生部１１４では、転送信号ＣＫ１Ｃがハイレベル（以下、「Ｈ」と記す）、転送信号ＣＫ１Ｒが「Ｈ」に設定されて、転送信号ＣＫ１が「Ｈ」に設定される。また、転送信号ＣＫ２Ｃがローレベル（以下、「Ｌ」と記す）、転送信号ＣＫ２Ｒが「Ｌ」に設定されて、転送信号ＣＫ２が「Ｌ」に設定される。それにより、ＳＬＥＤ６３のすべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフの状態に設定される（図９（ａ））。
（２）リセット信号に続いて、制御部３０から出力される水平同期信号Ｌｓｙｎｃが「Ｈ」になり（図９（Ａ））、ＳＬＥＤ６３の動作が開始される。そして、この水平同期信号Ｌｓｙｎｃに同期して、図９（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９（ｂ））。
（３）次に、図９（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｌ」にする（図９（ｃ））。
（４）これに続いて、図９（Ｂ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃを「Ｌ」にする（図９（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、信号生成回路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１０８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、信号生成回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒを「Ｌ」にする（図９（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１０８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１０８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１０８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９（Ｂ）に示すように、信号生成回路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９（ｅ））。
（６）サイリスタＳ１が完全にオンした状態で、図９（Ｈ）に示すように、点灯信号ΦＩを「Ｌ」にする（図９（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９（Ｆ）に示すように、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」にすると（図９（ｇ））、図９（ｃ）の場合と同様に電流が流れ、レベルシフト回路１０８のコンデンサＣ２の両端に電圧が発生する。
（８）図９（Ｅ）に示すように、この状態で転送信号ＣＫ２Ｃを「Ｌ」にすると（図９（ｈ））、サイリスタＳ２がターンオンする。
（９）そして、図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを同時に「Ｈ」にすると（図９（ｉ））、サイリスタ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Ｓ２は完全にオンする。そして、サイリスタＳ２のオンに同期させて点灯信号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）このような動作を順次行い、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させる。
このように、本実施の形態の信号生成回路１００においては、タイミング信号発生部１１４は、転送信号ＣＫ１Ｃ,ＣＫ１Ｒおよび転送信号ＣＫ２Ｃ,ＣＫ２Ｒをそれぞれ所定のタイミングで「Ｈ」から「Ｌ」、「Ｌ」から「Ｈ」に設定する。それにより、レベルシフト回路１０８からの転送信号ＣＫ１の電位を「Ｈ」から「Ｌ」、「Ｌ」から「Ｈ」に繰り返し設定することで、奇数番目サイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７を順次オフ→オン→オフに動作させる。また、転送信号ＣＫ１に交互して、レベルシフト回路１０８からの転送信号ＣＫ２の電位を「Ｈ」から「Ｌ」、「Ｌ」から「Ｈ」に繰り返し設定することで、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８を順次オフ→オン→オフに動作させる。それにより、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８をＳ１→Ｓ２→、…、→Ｓ１２７→Ｓ１２８の順番で順次オフ→オン→オフの動作をさせ、それに同期させて、点灯時間制御駆動部１１８−１〜１１８−５８から点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８を出力することで、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させている。
本実施の形態のＬＰＨ１４は、ＳＬＥＤ６３が点灯信号ΦＩと転送信号ＣＫ１と転送信号ＣＫ２との３つの駆動信号で駆動されるので、図８に示したように、配線が簡素化される。
続いて、ＬＥＤ回路基板６２に設けられた１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７について説明する。
図３および図５に示したように、ＳＬＥＤ６３には信号生成回路１００を経由して１次電圧レギュレータ１０６が接続され、１次電圧レギュレータ１０６からの安定した駆動電圧ＶＤＤ＝＋３．３Ｖが供給されている。また、信号生成回路１００には２次電圧レギュレータ１０７が接続され、信号生成回路１００に対して２次電圧レギュレータ１０７からの安定した１．８Ｖの電圧が供給されている。
このように、本実施の形態のＬＰＨ１４では、ＳＬＥＤ６３および信号生成回路１００が設置されたＬＥＤ回路基板６２上に、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７を搭載している。それにより、画像形成装置の主電源７０から電力を送電する電源ハーネス１０１自身が有するインピーダンスの影響を低減して、それぞれＳＬＥＤ６３および信号生成回路１００に対して安定した電圧を供給することができる。
本実施の形態のようなカラー画像を形成する画像形成装置では、図１に示したように、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋが並列的に配置されたタンデム型の装置構成を採用する場合が多い。このような構成では、各画像形成ユニット１１に設置されたＬＰＨ１４と主電源７０とを接続する電源ハーネス１０１は、それぞれが異なる経路で配線される。
図１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにそれぞれ設置されたＬＰＨ１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋと主電源７０とを接続する電源ハーネス１０１の配線経路の一例を示した平面図である。図１０に示したように、装置の小型化や製造コストの低廉化等の要請により、主電源７０は１つのまとまったユニットとして構成されるのが通常である。その場合、各ＬＰＨ１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋと主電源７０とを接続する電源ハーネス１０１Ｙ,１０１Ｍ,１０１Ｃ,１０１Ｋは、それぞれ異なる経路で配線されることとなる。そして、それにより経路長が長くなる電源ハーネス１０１が生じ、大きなインピーダンスを持つ電源ハーネス１０１が不可避的に配置されることとなる。
ここで、図１１は、電源ハーネス１０１が有するインピーダンスの影響を受けた場合に、ＳＬＥＤ６３に生じる光量変動を説明する図である。図１１では、プロセス方向（副走査方向）に向けて、低濃度画像部（例えば、白ベタ画像）、高濃度画像部（例えば、黒ベタ画像）、低濃度画像部（例えば、白ベタ画像）が順に形成されるベタ画像領域と、その主走査方向下流側に、ＳＬＥＤ６３でのＬＥＤの点灯率が一定に設定された画像領域とが形成された画像を示している。「点灯率」とは、各ＳＬＥＤチップに配置されたＬＥＤ数のうち、点灯されるＬＥＤの割合（＝点灯ＬＥＤ数／ＳＬＥＤチップに配置されたＬＥＤ数）をいい、ＳＬＥＤ６３の点灯率が一定とは、各ＳＬＥＤチップに配置された例えば１２８個のＬＥＤの中の一定の個数（例えば、６４個）を点灯することを意味する。例えば、１２８個のＬＥＤの中の６４個を点灯させた場合には、点灯率５０％となる。
図１１に示したように、低濃度画像部の下流側に形成された点灯率一定の画像領域では、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧が充分に高いため、ほぼ所望の画像濃度が得られる。一方、高濃度画像部の下流側に形成された点灯率一定の画像領域では、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧が低くなるため、所望の画像濃度が得られず、画像濃度は所望の画像濃度よりも低く形成される。
図１２は、（ａ）がＳＬＥＤ６３の点灯率とＳＬＥＤ６３で消費される電流値との関係を示した図であり、（ｂ）がＳＬＥＤ６３の点灯率とＳＬＥＤ６３に供給される電圧との関係を示した図である。図１２（ａ）に示したように、ＳＬＥＤ６３での点灯率が高くなるとＳＬＥＤ６３での消費電流は、それに比例して高くなる。その一方で、図１２（ｂ）に示したように、ＳＬＥＤ６３での点灯率が高くなりＳＬＥＤ６３での消費電流が高くなると、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧（Ｖ１）は、主電源７０の電圧（Ｖ０）が一定にも拘わらず、それに比例して低くなる。これは、電流量が多くなるほど、電源ハーネス１０１自身が有するインピーダンスによる電圧降下分が大きくなり、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧（Ｖ１）が低下するためである。そして、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧（Ｖ１）が低下すると、各ＳＬＥＤチップでの発光光量は低下する。
そのため、図１１の高濃度画像部のように、画像１ラインでのＳＬＥＤ６３での点灯率が高い状態では、ＳＬＥＤ６３で消費される電流量が多くなり、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧（Ｖ１）が低下するので、高濃度画像部の下流側に形成された点灯率一定の画像領域では、各ＳＬＥＤチップでの発光光量は低下する。そのため、感光体ドラム１２に形成される潜像電位は所望値まで低下せず、所望の現像コントラストが得られない。それにより、画像濃度は所望の画像濃度よりも低く形成されることとなる。
一方、図１１の低濃度画像部のように、画像１ラインでのＳＬＥＤ６３での点灯率が低い状態では、ＳＬＥＤ６３で消費される電流量は少なく、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧（Ｖ１）は殆ど低下しないので、低濃度画像部の下流側に形成された点灯率一定の画像領域では、各ＳＬＥＤチップでの発光光量は殆ど低下しない。そのため、感光体ドラム１２に形成される潜像電位を所望値まで低下させることができ、所望の現像コントラストを得ることができる。それにより、画像濃度は所望の画像濃度で形成されることとなる。
このように、図１１の点灯率一定の画像領域においては、本来は副走査方向に一定の画像濃度の領域が形成されるべきであるが、電源ハーネス１０１自身の有するインピーダンスの影響を受ける結果、高濃度画像部の下流側では比較的濃度の低い領域が形成され、低濃度画像部の下流側では比較的濃度の高い領域が形成される。そのため、画像濃度の均一性が失われるという画像品質上の問題が生じる。
このような現象は、図１０に示したような複数のＬＰＨ１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋが搭載される従来の画像形成装置においては、経路長が長くなる電源ハーネス１０１が生じるので、不可避的に発生するものである。すなわち、電源ハーネス１０１Ｙ,１０１Ｍ,１０１Ｃ,１０１Ｋと主電源７０との距離は異なるので、必ずいずれかの電源ハーネス１０１の経路長は長くなり、電源ハーネス１０１のインピーダンスの影響を有するものが存在することとなる。図１０に示した構成では、例えば、主電源７０から最も遠いＬＰＨ１４Ｋや、その隣のＬＰＨ１４Ｃでは、電源ハーネス１０１Ｋ,１０１Ｃのインピーダンスの影響を受け、画像品質上の問題が生じ易い。
これに対して、本実施の形態のＬＰＨ１４では、ＳＬＥＤ６３および信号生成回路１００が設置されたＬＥＤ回路基板６２上に、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７を搭載している。そのため、ＳＬＥＤ６３で消費される電流量が多くなり、電源ハーネス１０１自身が有するインピーダンスによる電圧降下分が大きくなった場合においても、１次電圧レギュレータ１０６は、電源ハーネス１０１の下流側のＬＥＤ回路基板６２上に配置されているため、電源ハーネス１０１による電圧降下分を補償することができる。それにより、１次電圧レギュレータ１０６が電圧値を一定に維持し、ＳＬＥＤ６３に供給される電圧（Ｖ１）が低下することを抑制する。その結果、ＳＬＥＤ６３での点灯率に拘わらずＳＬＥＤ６３での発光光量が安定し、各画像濃度領域で画像データに対応した画像濃度の画像が形成される。
また、図１０に示したような複数のＬＰＨ１４が配置される場合にも、電源ハーネス１０１のインピーダンスによる影響を低減するために電源ハーネス１０１の経路長を短くするという設計上の制約を受けず、装置設計することができる。例えば、４つのＬＰＨ１４の近傍に、それぞれ電源や電圧供給部としてのコンデンサ等を設置する必要がない。また、電源ハーネス１０１の配置経路も自由に設定できる。同様に、２次電圧レギュレータ１０７も、電源ハーネス１０１のインピーダンス値に拘わらず、信号生成回路１００に供給する電圧値をほぼ一定に維持することができる。そのため、信号生成回路１００での安定した動作を確保することが可能である。
ところで、本実施の形態のＬＰＨ１４は、メンテナンス時等に交換が可能なように、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されている。その際に、ＬＰＨ１４から電源ハーネス１０１や信号ハーネス１０２が取り外し易いように、電源ハーネス１０１を接続する電源コネクタ１０３および信号ハーネス１０２を接続する信号コネクタ１０４は、ＬＰＨ１４の着脱方向手前側に配置するのが好ましい。
なお、本実施の形態では、画像形成装置に画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを並列に配置し、それぞれにＬＰＨ１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋを設置した場合を例に説明した。しかし、本発明は、かかる構成に限定されるものではない。例えば黒色の画像を形成する画像形成ユニットのみが配置された単色の画像形成装置や、イエロー (Ｙ)、マゼンタ (Ｍ)、シアン (Ｃ)、黒 (Ｋ)の各色トナーが収容された４つの現像器を搭載して回動する所謂ロータリー現像を用いることで、感光体ドラム上に４色のトナーを重畳的に形成する方式のカラー画像形成装置等のように、１つのＬＰＨのみを搭載する構成にも適用することができる。すなわち、このような１つのＬＰＨのみを搭載する画像形成装置においても、電源ハーネスのインピーダンス値に拘わらず、ＳＬＥＤに供給する電圧値をほぼ一定に維持することができるので、ＳＬＥＤでの点灯率に拘わらずＳＬＥＤでの発光光量の安定化を図ることができる。また、電源ハーネスの経路長に関する設計上の制約を受けない。
次に、本実施の形態の１次電圧レギュレータ１０６の構成について述べる。図１３は、１次電圧レギュレータ１０６の構成を説明する回路図である。図１３に示したように、１次電圧レギュレータ１０６は、ＤＣＤＣコンバータ１９１、ＬＣフィルタ１９２、ダイオードＤｉｏｄｅ、分圧抵抗Ｒ１,Ｒ２,Ｒ３、ジャンパスイッチ１９３により構成されている。そして、入力電圧Ｖｉｎを所定の出力電圧Ｖｏｕｔに変圧して出力している。
本実施の形態の１次電圧レギュレータ１０６では、出力電圧変更手段の一例としてのジャンパスイッチ１９３により負帰還電圧用の分圧抵抗Ｒ２をショート／オープンに自在に設定できるように構成されている。それにより、出力電圧Ｖｏｕｔの電圧値を変更可能に構成している。
具体的には、画像形成装置の出荷時には、ジャンパスイッチ１９３をショートさせておき、分圧抵抗Ｒ２に電流が流れる状態に設定しておく。それにより、出力電圧Ｖｏｕｔを例えば駆動電圧ＶＤＤ＝＋３．３Ｖに設定してＳＬＥＤ６３に供給する。そしてその後、画像形成装置の累積使用時間が長くなり、後述するＳＬＥＤ６３に転送不良が発生する事態となった場合に、ジャンパスイッチ１９３をオープンにして、分圧抵抗Ｒ２への電流の流れを遮断する。それにより、分圧抵抗Ｒ１での分圧電圧が低下し、出力電圧Ｖｏｕｔを例えば３．３Ｖよりも高く設定してＳＬＥＤ６３に供給する。
上記した図９にて示したように、本実施の形態の信号生成回路１００は、レベルシフト回路１０８を介して、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２の電位を「Ｈ」から「Ｌ」、「Ｌ」から「Ｈ」に繰り返し設定することで、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８を順次オフ→オン→オフに動作させ、それに同期させて、点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８を出力することで、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させている。
ところが、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８を正常にオン／オフさせるには、ＳＬＥＤ６３に供給する駆動電圧ＶＤＤは所定値以上である必要がある。そして、駆動電圧ＶＤＤがこの所定値電圧を下回ると、転送開始直後または転送途中で隣接するサイリスタがオンせず、その逆に、オンしていたサイリスタが再びオンする現象が発生する。すなわち、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８は順次オフ→オン→オフの動作を行わず、ＬＥＤの点灯可能状態が主走査方向に転送されない所謂「転送不良」が発生することとなる。
このような転送不良が発生すると、点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８がどのタイミングでオンとなっても、同じＬＥＤがオンとなるため、正常な画像を形成することができなくなる。例えば、均一な中間濃度画像を形成する場合には、各ＳＬＥＤチップの主走査方向最上流に配置されたＬＥＤ Ｌ１だけが点灯し、ＳＬＥＤチップ幅ピッチの縦スジ画像だけが形成されるという問題が生じることとなる。
このような転送不良は、ＳＬＥＤチップが経年劣化してくると、発生頻度が高くなる傾向がある。これは、ＳＬＥＤチップの経年劣化により、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８を正常にオン／オフさせるＳＬＥＤ６３の駆動電圧ＶＤＤの下限値が低下してくるためである。そのため、ＳＬＥＤチップが経年劣化し、転送不良によるＳＬＥＤチップ幅ピッチの縦スジ画像が発生した場合には、ＳＬＥＤ６３に供給する通常時の駆動電圧ＶＤＤ＝＋３．３Ｖよりも、より安定的にサイリスタＳ１〜Ｓ１２８をオン／オフさせることができる電圧まで駆動電圧ＶＤＤを高めることが効果的である。
そこで、本実施の形態の１次電圧レギュレータ１０６では、ジャンパスイッチ１９３により分圧抵抗Ｒ２をショート／オープンに自在に設定できるように構成している。そして、ＳＬＥＤ６３に転送不良が発生する事態となった場合には、ジャンパスイッチ１９３をオープンにして、分圧抵抗Ｒ２への電流の流れを遮断し、それにより、分圧抵抗Ｒ１での分圧電圧を低下させることで、出力電圧Ｖｏｕｔを例えば３．３Ｖよりも高く設定することを可能としている。
その際に、本実施の形態の１次電圧レギュレータ１０６はＬＰＨ１４のＬＥＤ回路基板６２上に配置されているので、各ＬＰＨ１４毎に個別にＳＬＥＤチップの経年劣化に対応することができる。そのため、他に経年劣化が生じていないＬＰＨ１４が存在しているにも拘わらず、一律に駆動電圧ＶＤＤを高く設定する必要がなく、それぞれの経年劣化の程度に合わせた駆動電圧ＶＤＤの供給を行うことができる。
なお、本実施の形態では、出力電圧変更手段としてジャンパスイッチ１９３を用いたが、分圧抵抗Ｒ２をショート／オープンに自在に設定できる切替手段であれば、例えばディップスイッチ等のスイッチ部材や、さらには、ソフトウエアによる切替方式等を用いることもできる。
また、本実施の形態のＬＥＤ回路基板６２上には、電流のノイズを低減するコモンモードチョークコイル１０５が配置されている。主電源７０から電源ハーネス１０１を通して電源コネクタ１０３から供給される電流には、１次電圧レギュレータ１０６や２次電圧レギュレータ１０７、信号生成回路１００やＳＬＥＤ６３等を通過する間に、同相のノイズが重畳され易い。このようなノイズがそのまま電源ハーネス１０１に反射されると、電源ハーネス１０１によって大きな放射ノイズが発生する場合がある。
そこで、本実施の形態のＬＰＨ１４では、ノイズが電源ハーネス１０１に乗る前のＬＥＤ回路基板６２上に、電流のノイズを低減するコモンモードチョークコイル１０５を配置している。それにより、ＬＥＤ回路基板６２上の各部で重畳したノイズは、コモンモードチョークコイル１０５にて低減される。
加えて、本実施の形態のＬＥＤ回路基板６２には、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７から発生する熱を放熱するための放熱機構を設けている。
図１４は、（ａ）が１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７が配置された領域におけるＬＥＤ回路基板６２の平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＸＸ断面図である。まず、図１４（ｂ）に示したように、ＬＥＤ回路基板６２は多層（６層）構造を有しており、グランド（ＧＮＤ）パターン１９８と、グランドパターン１９８の上層に２層の絶縁層１,２と、グランドパターン１９８の下層に３層の絶縁層３,４,５とが積層されて構成されている。また、最下層の絶縁層５は、熱伝導性の良好なアルミニウム、ＳＵＳ等の金属から構成されたハウジング６１に密着されて支持されている。
そして、本実施の形態のＬＥＤ回路基板６２では、放熱機構として、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７が配置された領域において、絶縁層１の表面側、絶縁層１と絶縁層２との間、絶縁層４と絶縁層５との間、絶縁層５のハウジング６１側表面に放熱手段の一例としての放熱パターン１９６が設けられている。また、各放熱パターン１９６の同じ側の端部には放熱パッド１９５が設けられ、熱伝導部材の一例としてのスルーホール１９７により各放熱パッド１９５とハウジング６１とが熱的に接続されている。それにより、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７にて発生した熱は、各放熱パターン１９６で放熱されるのと同時に、各放熱パターン１９６から各放熱パッド１９５およびスルーホール１９７を介してハウジング６１側へと伝達される。それにより、熱伝導性の良好で、かつ熱容量の大きなハウジング６１に熱が拡散されるように構成されている。
その場合に、接地電位を安定させて電磁ノイズ量を低減するために、各放熱パッド１９５を接地（ＧＮＤ）する場合には、スルーホール１９７を介して各放熱パッド１９５をグランドパターン１９８にも接続することもできる。
本実施の形態のＬＰＨ１４では、上記したように、ＬＥＤ回路基板６２上に１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７が配置されている。そのため、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７にて発生した熱が、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７が配置された領域に蓄積されると、ＬＥＤ回路基板６２に熱変形を生じさせ、ＳＬＥＤ６３の光照射位置が変動して、画像品質の低下を発生させる場合がある。
そこで、本実施の形態のＬＥＤ回路基板６２では、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７からの熱が、放熱パターン１９６→放熱パッド１９５→スルーホール１９７→ハウジング６１と伝達される経路を形成することで、ハウジング６１をヒートシンクとして利用し、ＬＰＨ１４の温度を低く保つように構成している。
また、本実施の形態のＬＰＨ１４では、１次電圧レギュレータ１０６と２次電圧レギュレータ１０７とは、１次電圧レギュレータ１０６にて変圧された電圧を２次電圧レギュレータ１０７が変圧するといった多段配置を採用している。それにより、２次電圧レギュレータ１０７での入力電圧と出力電圧との電圧差を小さく設定することができ、エネルギ損失が少なくなるので、主電源からの電圧を直接受けて変圧するよりもエネルギ損失が少なくなる。そのため、２次電圧レギュレータ１０７での発熱量を低減することができる。
このように、本実施の形態のＬＰＨ１４においては、１次電圧レギュレータ１０６と２次電圧レギュレータ１０７とを多段配置することで、ＬＰＨ１４全体の発熱量を抑えている。
以上説明したように、本実施の形態のＬＰＨ１４では、ＳＬＥＤ６３および信号生成回路１００が設置されたＬＥＤ回路基板６２上に、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７を搭載している。それにより、画像形成装置の主電源７０から電力を送電する電源ハーネス１０１自身が有するインピーダンスの影響を低減して、それぞれＳＬＥＤ６３および信号生成回路１００に対して安定した電圧を供給することが可能となるので、ＳＬＥＤ６３での発光光量の安定化を図ることが可能となる。
また、電源ハーネス１０１のインピーダンスによる影響を低減するために電源ハーネス１０１の経路長を短くするという設計上の制約を受けず、装置設計の自由度を飛躍的に大きくすることが可能となる結果、装置の小型化が容易となり、さらには、装置内での各機能部のレイアウトの自由度を高めることもできる。
本発明の露光装置の一例である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。 ＳＬＥＤおよびレベルシフト回路の回路構成の一例を説明する図である。 信号生成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回路基板上に形成された信号生成回路とＳＬＥＤとの間の配線を示した図である。 信号生成回路およびレベルシフト回路から出力される駆動信号の出力タイミングを説明するタイミングチャートである。 各画像形成ユニットにそれぞれ設置されたＬＰＨと主電源とを接続する電源ハーネスの配線経路の一例を示した平面図である。 電源ハーネスが有するインピーダンスの影響を受けた場合に、ＳＬＥＤに生じる光量変動を説明する図である。 （ａ）がＳＬＥＤの点灯率とＳＬＥＤで消費される電流値との関係を示した図であり、（ｂ）がＳＬＥＤの点灯率とＳＬＥＤに供給される電圧との関係を示した図である。 １次電圧レギュレータの構成を説明する回路図である。 （ａ）が１次電圧レギュレータおよび２次電圧レギュレータが配置された領域におけるＬＥＤ回路基板の平面図であり、（ｂ）が（ａ）のＸＸ断面図である。
符号の説明
１０…画像形成プロセス部、１１（１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ）…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１４（１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋ）…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、３０…制御部、４０…画像処理部、６１…ハウジング、６２…ＬＥＤ回路基板、６３…自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）、７０…主電源、１００…信号生成回路、１０１（１０１Ｙ,１０１Ｍ,１０１Ｃ,１０１Ｋ）…電源ハーネス、１０３…電源コネクタ、１０５…コモンモードチョークコイル、１０６…１次電圧レギュレータ、１０７…２次電圧レギュレータ、１０８…レベルシフト回路、１９３…ジャンパスイッチ、１９５…放熱パッド、１９６…放熱パターン、１９７…スルーホール

Claims (3)

  1. 複数の発光素子と、当該複数の発光素子各々に対応して設けられ、当該複数の発光素子各々を順次点灯可能状態に設定する複数のサイリスタとを有する自己走査型ＬＥＤアレイと、
    前記自己走査型ＬＥＤアレイを定電圧駆動する駆動電圧であって、前記複数のサイリスタの入力端に共通に供給される電源電圧を当該自己走査型ＬＥＤアレイに供給するＤＣＤＣコンバータと、
    前記駆動電圧であって、前記入力端に供給される前記電源電圧の値を、前記自己走査型ＬＥＤアレイの経年劣化の程度に応じた値に切り替える切替手段と、
    を備え、
    前記切替手段は、前記電源電圧の値を、切り替え前よりも高い値であって、前記サイリスタの転送不良が発生しない値に切り替える、ことを特徴とする露光装置。
  2. 前記駆動電圧の値を設定する、負帰還電圧用の分圧抵抗を備え、
    前記切替手段は、前記分圧抵抗の値を切り替えることで、前記駆動電圧の値を、切り替え前よりも高い値に切り替えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  3. 複数の像保持体と、
    前記複数の像保持体の各々に対応して設けられ、当該像保持体の各々を露光する複数の露光手段と、
    前記複数の露光手段の各々に電力を供給する電力供給手段とを備え、
    前記露光手段は、
    複数の発光素子と、当該複数の発光素子各々に対応して設けられ、当該複数の発光素子各々を順次点灯可能状態に設定する複数のサイリスタとを有する自己走査型ＬＥＤアレイと、
    前記自己走査型ＬＥＤアレイを定電圧駆動する駆動電圧であって、前記複数のサイリスタの入力端に共通に供給される電源電圧を当該自己走査型ＬＥＤアレイに供給するＤＣＤＣコンバータと、
    前記駆動電圧であって、前記入力端に供給される前記電源電圧の値を、前記自己走査型ＬＥＤアレイの経年劣化の程度に応じた値に切り替える切替手段と、
    を備え、
    前記切替手段は、前記電源電圧の値を、切り替え前よりも高い値であって、前記サイリスタの転送不良が発生しない値に切り替える、ことを特徴とする画像形成装置。
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