JP6187521B2

JP6187521B2 - 光書込み装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6187521B2
Application number: JP2015064297A
Authority: JP
Inventors: 壯矢野; 長坂　泰志; 泰志長坂; 成幸飯島; 隆宏松尾; 昂紀植村; 彰谷山
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Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2017-08-30
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Description

本発明は、光書込み装置及び画像形成装置に関し、特に、光書込み装置に用いられる発光素子の設定光量の変更に起因する画像品質の劣化を防止する技術に関する。

近年、低コスト化可能なライン光学型光書込み装置として、発光部に有機ＬＥＤ（以下、「ＯＬＥＤ」という。）を用いたＯＬＥＤ−ＰＨ（Organic Light Emitting Diode - Print Head）が提案されている。ＯＬＥＤは、積算発光時間（以下、単に「発光時間」という。）が長くなると同じ駆動電流量での発光量が低下することが知られている。このような発光効率の低下に起因して、画素間で発光量の差が数％を超えると、印刷画像に発生するスジムラが無視できなくなり、十分な画像品質を得ることができない。このようなＯＬＥＤの経時劣化は、発光量が多いほど進み易く、環境温度の影響によっても変化する。

このため、例えば、ＯＬＥＤ毎に発光時間と環境温度を監視して発光量が所望の設定光量に維持されるように駆動電流量を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。また、ＯＬＥＤの発光時間を監視して一定時間を超えたところで駆動電圧を昇圧する技術も知られている（例えば、特許文献２を参照）。これらの従来技術によれば、ＯＬＥＤの駆動電流量を補正することによってＯＬＥＤの経時劣化による発光量のバラツキを抑制することができるので、画像品質の劣化を防止することができる。

特開２００３−０２９７１０号公報

特開２００５−３２９６３４号公報

通常、ＯＬＥＤの駆動電流量は、ＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）を用いてデジタル制御され、ＯＬＥＤの経時劣化が進むにつれて段階的に増加される。例えば、ＯＬＥＤの発光時間が所定時間増加する毎に１ＬＳＢ（Least Significant Bit）分だけ駆動電流量が増加されることによって、所望の光量で発光させるための駆動電流量と実際に通電される駆動電流量とが一致するが、その後、次の増加タイミングまでの間は、所望の光量で発光させるための駆動電流量（以下、「理想の電流量」という。）は漸増する一方、実際に通電される駆動電流量（以下、「実際の電流量」という。）は変化しないので、両者の間に誤差が生じる。

また、画像形成装置においては、例えば、記録シートが普通紙であるか厚紙であるかによってシート搬送速度を全速か半速に切り替える場合があり、これに合せて感光体ドラムの回転速度も切り替られる。すると、画素毎の露光時間を全速時と半速時とで揃えるために、光書込み装置による露光量（発光量）、即ち駆動電流量を切り替える必要がある。
しかしながら、上述のように、実際の電流量と理想の電流量の間には誤差が生じ得るので、全速から半速に移行する際に、移行前の実際の電流量は理想の電流量からの誤差を含んでいる可能性があり、全速時の実際の電流量を正確に半減しても半速時の理想の電流量からの誤差を生じ得る。

また、ＯＬＥＤの駆動電流はデジタル制御されるので、全速時の実際の電流量を正確に半減することは必ずしも可能ではない。従って、全速時の実際の電流量が理想の電流量からの誤差を含んでいなくても、半速に切り替えると誤差を生じる可能性がある。
シート搬送速度の切替え以外であっても、ＯＬＥＤの発光量を切り替える際には上記のような誤差が生じる可能性がある。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、ＯＬＥＤの経時劣化による発光効率の低下を補正する際のＯＬＥＤの発光量の切替えによる駆動電流量の誤差を抑制する光書込み装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光書込み装置は、発光時間の進行に応じて発光効率が低下する発光素子を用い、当該発光素子を複数の設定光量の何れかに切り替えて発光させることにより光書込みを行う光書込み装置であって、当該切替え後の設定光量で前記発光素子を発光させるために、前記切替え直後における理想の駆動電流量である切り替え後理想値を推算する切替え後理想値推算手段と、前記切替え後理想値を量子化したデジタル値に相当する駆動電流量を前記切替え直後から供給して前記発光素子を発光させる第１の発光制御手段と、前記切替え後の設定光量で発光させるための理想の駆動電流量が、前記発光時間の進行と共に増加し、その増加分が、前記切替え後理想値から、前記デジタル値を１ステップ増加させた値に相当する駆動電流量までの増加分に等しくなるまでの発光時間を計時する計時手段と、前記切替え後、前記計時手段が計時する発光時間が経過した時点で、前記デジタル値を１ステップ増加させた値に相当する駆動電流量を供給して前記発光素子を発光させる第２の発光制御手段と、を備えることを特徴とする。

このようにすれば、設定光量の切替え後、発光効率の低下によって、当該設定光量で発光させるための駆動電流量を量子化したデジタル値が１だけ増加するまでの発光時間が経過した時点で、前記１だけ増加させたデジタル値に相当する駆動電流量で前記発光素子を発光させるので、常に同じ時間だけ経過してから前記デジタル値１つ分だけ駆動電流量を増加させる場合と比較して、設定光量と実際の発光量との差異を小さくすることができる。従って、発光素子間の光量ムラを抑制することができるので、スジムラの発生を防止して、高い画像品質を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。光書込み装置１００による光書込み動作を説明する断面図である。ＯＬＥＤパネル部２００の概略平面図であり、併せてＡ−Ａ´線における断面図とＣ−Ｃ´線における断面図も示されている。ＴＦＴ基板３００の主要な構成を示すブロック図である。選択回路４０１と発光ブロック４０２の主要な構成を示す回路図である。ＡＳＩＣ４１０の主要な構成を示すブロック図である。ＡＳＩＣ４１０の駆動電流補正部６００が記憶するＬＵＴ（Look Up Table）を例示する図であって、（ａ）はドットカウンター６１１の閾値ＴＨ、（ｂ）は１発光当たりの電流上昇量α、及び（ｃ）は電流補正係数γを記憶するＬＵＴである。ＯＬＥＤ２０１の経時劣化による発光効率の低下を補正するＡＳＩＣ４１０の動作を表すフローチャートである。ＯＬＥＤ２０１の初期の発光効率に対する経時劣化後の発光効率の比を発光時間毎に示したグラフであって、（ａ）は、環境温度の違いによる影響を示し、（ｂ）は設定光量の違いによる影響を示している。全速時と半速時のそれぞれについて理想の電流値と実際の電流値（ＤＡＣ値）とを例示するグラフである。発光量切替え時のＡＳＩＣ４１０の動作を表すフローチャートである。従来技術に係る発光量切替え動作を説明するグラフである。本実施の形態に係る発光量切替え動作を説明するグラフである。本発明の変形例に係る発光量切替え動作を説明するグラフである。

以下、本発明に係る光書込み装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］画像形成装置の構成
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンターである。画像形成装置１が備える作像部１０１Ｙ〜１０１Ｋは、制御部１０２の制御の下、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色のトナー像を形成する。

例えば、作像部１０１Ｙにおいて、帯電装置１１１は感光体ドラム１１０の外周面を一様に帯電させる。光書込み装置１００は、後述のように、主走査方向にライン状に配列された発光素子（ＯＬＥＤ）を備えており、制御部１０２が生成したデジタル輝度信号に従って各ＯＬＥＤを発光させる。これによって、感光体ドラム１１０の外周面に光書込みが行われ、静電潜像が形成される。

現像装置１１２は、感光体ドラム１１０の外周面にトナーを供給して、静電潜像を現像（顕像化）する。１次転写ローラー１１３は、感光体ドラム１１０から中間転写ベルト１０３へトナー像を静電転写（１次転写）する。
この様にして、作像部１０１Ｙ〜１０１Ｋが形成したＹＭＣＫ各色のトナー像が互いに重なり合うように中間転写ベルト１０３上に１次転写されカラートナー像となる。中間転写ベルト１０３がカラートナー像を２次転写ローラー対１０４まで搬送するのに合わせて、給紙カセット１０５から供給された記録シートＳも２次転写ローラー対１０４まで搬送される。

２次転写ローラー対１０４は、中間転写ベルト１０３上のトナー像を記録シートＳ上に静電転写（２次転写）する。トナー像を転写された記録シートＳは、定着装置１０６でトナー像を熱定着された後、機外に排出される。
［２］光書込み装置１００の構成
次に、光書込み装置１００の構成について説明する。

図２に示されるように、光書込み装置１００は、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ（SLA: Selfoc Lens Array）２０２をホルダー２０３に収容したものであって、ＯＬＥＤパネル２００にはＯＬＥＤ２０１が実装されている。ＯＬＥＤ２０１が出射した光ビームＬは、ロッドレンズアレイ２０２によって感光体ドラム１１０の外周面上に集光される。なお、ＳＬＡに代えてＭＬＡ（Micro Lens Array）を用いてもよい。また、画像形成装置１の必要箇所と接続するためのケーブル等は図示を省略した。

図３は、ＯＬＥＤパネル２００の概略平面図であり、併せてＢ−Ｂ´線における断面図とＣ−Ｃ´線における断面図も示されている。また、概略平面図部分は後述する封止板３０１を取り外した状態を示している。
図３に示されるように、ＯＬＥＤパネル２００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板３００、封止板３０１及びドライバーＩＣ（Integrated Circuit）３０２等を備えている。ＴＦＴ基板３００には、多数のＯＬＥＤ２０１が主走査方向に沿ってライン状に配列されている。これらのＯＬＥＤ２０１は、一列に配列されていても良いし、千鳥配置にされていても良い。

また、ＴＦＴ基板３００のＯＬＥＤ２０１が配設された基板面は封止領域となっており、スペーサー枠体３０３を挟んで封止板３０１が取着されている。これによって、封止領域が、外気に触れないように乾燥窒素等を封入した状態で、封止される。なお、吸湿のため、封止領域内に吸湿剤を併せて封入しても良い。また、封止板３０１は、例えば、封止ガラスであっても良いし、ガラス以外の材料からなっていても良い。

ＴＦＴ基板３００の封止領域外にはドライバーＩＣ３０２が実装されている。制御部１０２はフレキシブルワイヤー３１０を介してドライバーＩＣ３０２にデジタル輝度信号を入力する。制御部１０２は、デジタル輝度信号を生成するために専用のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を内蔵している。
ドライバーＩＣ３０２はデジタル輝度信号をアナログ輝度信号（以下、単に「輝度信号」という。）に変換してＯＬＥＤ２０１毎の駆動回路に入力する。駆動回路は輝度信号に応じてＯＬＥＤ２０１の駆動電流を生成する。輝度信号は、電流信号であってもよいし電圧信号であってもよい。また、ドライバーＩＣ３０２には、ＯＬＥＤ２０１の環境温度を検出する温度センサー３２０が内蔵されている。

図４に示されるように、ＴＦＴ基板３００においては、１５，０００個のＯＬＥＤ２０１が１００個ずつ、１５０個の発光ブロック４０２に組分けされている。ＯＬＥＤ２０１は主走査方向に２１．２μｍピッチで一列に並んでいてもよいし、千鳥配置になっていてもよい。また、ドライバーＩＣ３０２には１５０個のＤＡＣ４００が内蔵されており、それぞれ発光ブロック４０２と１対１に対応している。ＤＡＣ４００はデジタル制御可能な可変電圧源である。

ドライバーＩＣ３０２は、制御部１０２が内蔵するＡＳＩＣ４１０からデジタル輝度信号（画像データ）を入力されると、当該入力は１００画素分ずつ１走査期間毎に各ＤＡＣ４００に分配される。また、ＡＳＩＣ４１０は、温度センサー３２０で検出した環境温度をドライバーＩＣ３０２から取得する。
ＤＡＣ４００から発光ブロックに向かう回路上には何れも選択回路４０１が配設されている。各ＤＡＣ４００は、配下の１００個のＯＬＥＤ２０１に対して、所謂ローリング駆動によって順次、輝度信号を出力する。

図５は、１対の選択回路４０１と発光ブロック４０２とを示す回路図である。図５に示されるように、発光ブロック４０２は１００個の発光画素回路からなっており、各発光画素回路は、キャパシター５２１、駆動ＴＦＴ５２２及びＯＬＥＤ２０１を１つずつ有している。また、選択回路４０１はシフトレジスター５１１と１００個の選択ＴＦＴ５１２とを備えている。

シフトレジスター５１１は、１００個の選択ＴＦＴ５１２それぞれのゲート端子に接続されており、選択ＴＦＴ５１２を順次オンする。選択ＴＦＴ５１２のソース端子は、書き込み配線５３０を介して、電流ＤＡＣ４００に接続されており、ドレイン端子はキャパシター５２１の第１の端子並びにＯＬＥＤ駆動ＴＦＴ５２２のゲート端子に接続されている。

シフトレジスター５１１が選択ＴＦＴ５１２をオンすると、ＤＡＣ４００の出力電圧がキャパシター５２１の第１の端子に印加され、保持される。キャパシター５２１の第１の端子は、駆動ＴＦＴ５２２のゲート端子にも接続されており、キャパシター５２１の第２の端子は駆動ＴＦＴ５２２のソース端子並びに電源配線５３１に接続されている。
駆動ＴＦＴ５２２のドレイン端子にはＯＬＥＤ２０１のアノード端子が接続されており、ＯＬＥＤ２０１のカソード端子は接地配線５３２に接続されている。また、電源配線５３１は定電圧源Ｖｐｗｒに接続されており、接地配線５３２は接地端子に接続されている。

定電圧源Ｖｐｗｒは、ＯＬＥＤ２０１に供給される駆動電流の供給源となっており、駆動ＴＦＴ５２２は、キャパシター５２１の第１、第２の端子間に保持される電圧に応じた駆動電流をＯＬＥＤ２０１に供給する。例えば、キャパシター５２１にＨに相当する信号が書き込まれると、駆動ＴＦＴ５２２がオンして、ＯＬＥＤ２０１が発光する。また、キャパシター５２１にＬに相当する信号が書き込まれると、駆動ＴＦＴ５２２はオフして、ＯＬＥＤ２０１は発光しない。

なお、本実施の形態においては、駆動ＴＦＴ５２２がｐチャンネルである場合を例にとって説明しているが、ｎチャンネルの駆動ＴＦＴ５２２を用いても良いことは言うまでも無い。
［３］ＡＳＩＣ４１０の構成
まず、ＡＳＩＣ４１０の構成について説明する。

図６に示されるように、ＡＳＩＣ４１０は、駆動電流補正部６００とドットカウント部６１０とを備えている。ドットカウント部６１０は、ＯＬＥＤ２０１毎のドットカウンター６１１を備えている。ドットカウンター６１１は、対応するＯＬＥＤ２０１が１回発光するとカウント値が１だけ増加する。
駆動電流補正部６００は、設定光量と環境温度の範囲との組み合わせ毎のドットカウンター６１１の閾値ＴＨ（例えば、図７（ａ））、設定光量と環境温度の範囲との組み合わせ毎の１発光での電流上昇量α（例えば、図７（ｂ））、及び設定光量と環境温度の範囲との組み合わせ毎の電流補正係数γ（例えば、図７（ｃ））とを記憶しており、ドライバーＩＣ３０２に入力するデジタル輝度信号を補正する。

なお、設定光量とは、ＯＬＥＤ２０１が放射すべき光量として、予め設定されている発光量であって、例えば、全速時と半速時では設定光量が異なっている。また、ドットカウンター６１１の閾値ＴＨとは、ドットカウンター６１１のカウント値が当該閾値ＴＨに達するたびにカウント値を０にリセットすると共に、デジタル輝度信号を補正するために用いられる。電流上昇量αは、ＯＬＥＤ２０１を１回発光させる毎の理想の電流量の増分を示している。

電流補正係数γは、ドットカウンター６１１のカウント値が閾値ＴＨに達した際に、デジタル輝度信号が指標する駆動電流量を補正するための補正係数である。図７（ｃ）では、設定光量４００Ｗ／ｍ²で記録シートを全速搬送している状態から半速搬送に切り替える際の電流補正係数γが、環境温度の温度範囲（Ａ〜Ｅ）と切り替え後の設定光量との組み合わせ毎に指定されている。

また、図７（ｃ）においては、電流補正係数γが、設定光量４００Ｗ／ｍ²で環境温度がＣである場合の駆動電流量に対する各設定光量、各温度範囲の駆動電流量の比で示されている。このため、設定光量４００Ｗ／ｍ²で環境温度が温度範囲Ｃに属している場合の電流補正係数γが１になっている。
［４］ＡＳＩＣ４１０の動作
次に、ＡＳＩＣ４１０の動作について説明する。何れのＯＬＥＤ２０１についても同様の動作が実行されるので、以下においては、１つのＯＬＥＤ２０１についてのみ説明するが、どのＯＬＥＤ２０１についても動作は同様である。

（１）経時劣化による発光効率の低下の補正
まず、ＯＬＥＤ２０１の経時劣化による発光効率の低下の補正について説明する。
ＡＳＩＣ４１０は、初期化処理として、図８に示されるように、ドットカウンター６１１のカウント値ｃｏｕｎｔを０に初期化する（Ｓ８０１）。その後、新規ジョブを受け付けたら（Ｓ８０２：ＹＥＳ）、駆動電流補正部６００にて温度センサー３２０から環境温度を取得し（Ｓ８０３）、当該環境温度と設定光量とに対応する閾値ＴＨを読み出す（Ｓ８０４）。

その後、ジョブが終了したら（Ｓ８０５：ＹＥＳ）、ステップＳ８０２に進んで上記の処理を繰り返す。また、ＯＬＥＤ２０１を発光させた場合には（Ｓ８０６：ＹＥＳ）、当該ドットカウンターのカウント値ｃｏｕｎｔを１だけ増加させる（Ｓ８０７）。
カウント値ｃｏｕｎｔが閾値ＴＨに達した場合には（Ｓ８０８：ＹＥＳ）、ＤＡＣ値を１だけ増加する（Ｓ８０９）。ＤＡＣ値が１だけ増加すると、ＯＬＥＤ２０１に供給される駆動電流量が、ＤＡＣ値を表すデジタル値の１ＬＳＢ（Least Significant Bit）分に相当する駆動電流量Ｉ（ＬＳＢ）分だけ増加する。

更に、ＡＳＩＣ４１０は、温度センサー３２０が新たに検出した環境温度を取得して（Ｓ８１０）、当該環境温度に対応する閾値ＴＨを読み出すと共に（Ｓ８１１）、ドットカウンター６１１のカウント値ｃｏｕｎｔを０に初期化する（Ｓ８１２）。その後、ステップＳ８０５に進んで上記の動作を繰り返す。
図９は、ＯＬＥＤ２０１の初期の発光効率に対する経時劣化後の発光効率の比を発光時間毎に示したグラフである。図９（ａ）に示されるように、ＯＬＥＤ２０１の発光効率は、環境温度が高いほど速く低下する。また、図９（ｂ）に示されるように、環境温度が同じであっても、発光量（駆動電流量）が多いほど発光効率は速く低下する（なお、同図では発光量Ａ＜発光量Ｂとなっている）。このため、環境温度が高いほど閾値ＴＨは小さく設定され、また、設定光量が多いほど閾値ＴＨは小さく設定される。

図１０は、全速時と半速時のそれぞれについて理想の電流値と実際の電流値（ＤＡＣ値）とを例示するグラフである。全速時においては、理想の電流値が、発光時間が長くなるにつれて、グラフ１００１のように増大してゆくのに対して、ＤＡＣ値は１ビット刻みでしか増大させることができないので、グラフ１００２のように遷移する。すなわち、ドットカウンター６１１のカウント値ｃｏｕｎｔが閾値ＴＨ₁に達するたびに、ＤＡＣ値が１ビットずつ上昇する。

一方、半速時においては、全速時よりも感光体ドラム１１０の回転速度が遅く、露光時間が長くなるので、全速時よりも設定光量が少なくなっている。このため、理想の電流値は、全速時の理想の電流値のグラフ１００１よりもなだらかなグラフ１０１１のように増大してゆく。また、ＤＡＣ値は、全速時の閾値ＴＨ₁よりも大きい閾値ＴＨ_1/2にカウント値ｃｏｕｎｔが達するたびに１ビットずつ上昇する。

（２）発光量切替え時の動作
次に、発光量を切り替える際の動作について、シート搬送速度を全速から半速に切り替える際の動作を例にとって説明する。
ＡＳＩＣ４１０は、図１１に示されるように、まず、次の式（１）を用いて現在（全速時）の理想の電流量Ｉ（ａ）を推算する（Ｓ１１０１）。

すなわち、まず、ＯＬＥＤ２０１の現在のＤＡＣ値ＤＡＣ（ａ）に１ビット分の駆動電流量Ｉ（ＬＳＢ）を掛けて、現在の駆動電流量を求める。更に、１回の発光によるＯＬＥＤ２０１の劣化を補うために必要な電流量α（４００Ｃ）に現在の駆動電流量でＯＬＥＤ２０１を発光させた回数ｃｏｕｎｔ（ａ）を掛けて、発光回数ｃｏｕｎｔ（ａ）における理想の電流量の増加分を求めて、これらを足し合わせると現在の理想の電流量Ｉ（ａ）が推算される。

なお、１回の発光によるＯＬＥＤ２０１の劣化を補うために必要な電流量α（４００Ｃ）は、例えば、最後に発光回数ｃｏｕｎｔ（ａ）を０に初期化した際に温度センサー３２０にて検出した環境温度が属する温度範囲Ｃと、全速時の設定光量４００Ｗ／ｍ²と、を用いて図７（ｂ）のテーブルから読み出してもよい。
次に、次の式（２）を用いて半速時の理想の電流量Ｉ（ｂ）を推算する（Ｓ１１０２）。

ここで、電流補正係数γ（２００Ｃ）は、例えば、最後に発光回数ｃｏｕｎｔ（ａ）を初期化した際に温度センサー３２０にて検出した環境温度が属する温度範囲Ｃと、半速時の設定光量２００Ｗ／ｍ²とを用いて図７（ｃ）のテーブルから読み出してもよい。また、全速時の理想の電流量Ｉ（ａ）は上で推算したものである。

そして、次式を用いて切り替え後のＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）を求める（Ｓ１１０３）。

ここで、［・］は所謂ガウス記号であり、記号内の数値の整数部分を表している。従って、上の式（３）は、半速時の理想の電流量Ｉ（ｂ）をＤＡＣ値の１ビット当たりの電流量Ｉ（ＬＳＢ）で割った数の整数部分であり、半速時の理想の電流量Ｉ（ｂ）に最も近い、かつ、Ｉ（ｂ）以下のＤＡＣ値である。

最後に、次の式（４）を用いてカウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）を求める（Ｓ１１０４）。

すなわち、ステップＳ１１０３で求めたＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）に１ビット分の駆動電流量Ｉ（ＬＳＢ）を掛けて算出された実際の電流量と理想の電流量の差を、１回の発光によるＯＬＥＤ２０１の劣化を補うために必要な電流量α（２００Ｃ）で除算すると、次に理想の電流量と実際の電流量とが一致するまでのカウント値を閾値ＴＨから減算したカウント値に相当する値が算出される。

このようにして算出したカウント値からカウントを始めれば、次に理想の電流量と実際の電流量とが一致する際に、カウント値が閾値ＴＨに等しくなるようにカウントできる。
［５］切替え動作例
次に、全速から半速への切替え時の動作例について説明する。
（１）理想の電流値と実際の電流値が一致している場合
まず、理想の電流値Ｉ（ａ）と実際の電流値Ｉ_realが一致している場合について説明する。

本例では、Ｉ（ＬＳＢ）を０．２μＡ、切替え時における、全速時のＤＡＣ値ＤＡＣ（ａ）を１５、カウント値ｃｏｕｎｔ（ａ）を０とする。また、実際の電流値にはバイアス成分Ｉ_biasとして１５μＡが含まれているものとする。従って、実際の電流量Ｉ_realは、１ビット当たりの電流量Ｉ（ＬＳＢ）にＤＡＣ値ＤＡＣ（ａ）を乗算した電流量にバイアス成分１５μＡを加算した値である１８μＡになる。

また、カウント値ｃｏｕｎｔ（ａ）が０であるので、全速時の理想の電流値Ｉ（ａ）は、ＤＡＣ値ＤＡＣ（ａ）に相当する実際の電流値に一致して、１８μＡとなる。
ここで、まず、電流補正係数γが０．８である場合を例にとって検討すると、切り替え後の理想の電流量Ｉ（ｂ）は、

となる。これより、切り替え後のＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）は、

となり、割り切れる。従って、切り替え後においても理想の電流値Ｉ（ｂ）と実際の電流値とが一致するので、カウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）が０である場合に相当する。
一方、電流補正係数γが０．７５である場合を例にとると、切り替え後の理想の電流量Ｉ（ｂ）は、

となり、小数点以下を切り捨てた値がＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）となる。すると、図１２に示されるように、切り捨てた分だけ理想の電流値Ｉ（ｂ）と実際の電流値との間に量子化誤差が生じる。

このように、量子化誤差が存在する状態で、カウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）を０にすると、その後、理想の電流値Ｉ（ｂ）と実際の電流値との間に量子化誤差が残り続けることになり、カウント値ｃｏｕｔ（ｂ）が閾値ＴＨに達しても実際の電流値は理想の電流値Ｉ（ｂ）に達することができず、ＯＬＥＤ２０１を設定光量で発光させることができない。
従って、設定光量で発光するＯＬＥＤ２０１よりも発光量が少なくなるので、画素間のスジムラが表れてしまう。

一方、本実施の形態では、上述の式（４）を用いて、次に理想の電流量と実際の電流量とが一致するまでのカウント値を閾値ＴＨから減算したカウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）を算出し、当該算出したカウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）から発光回数の計数を開始する。従って、次にカウント値が閾値ＴＨに達した時点において、実際の電流量を理想の電流量Ｉ（ｂ）に一致させることができる（図１３）。

（２）理想の電流値と実際の電流値が一致していない場合
次に、理想の電流値と実際の電流値が一致していない場合について説明する。
本例では、Ｉ（ＬＳＢ）を０．２μＡ、電流補正係数γを０．８、切替え前の、全速時のＤＡＣ値ＤＡＣ（ａ）を１４、カウント値ｃｏｕｎｔ（ａ）を９０、１発光当たりの電流上昇量αを０．００２μＡとする。この場合における理想の電流値Ｉ（ａ）は、上述の式（１）を用いて次のように算出される。

これより、切り替え後の理想の電流量Ｉ（ｂ）は、

となるので、切り替え後のＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）は、

となる。［・］はガウス記号である。この場合にも量子化誤差が生じるので、従来技術のように、切り替え後のカウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）の値を０にすると量子化誤差が残り続けることになって、スジムラが表れてしまう。一方、本実施の形態によれば、式（４）を用いて切替え後のカウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）を算出するので、図１４に示されるように、量子化誤差を解消することができる。従って、スジムラを発生させることなく高い画像品質を達成することができる。

［６］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態においては、全速から半速に切り替える場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、半速から全速に切り替える場合にも本発明を適用することによって、上と同様の効果を得ることができる。

具体的には、まず、式（１）と同様の式（１３）を用いて切替え前（半速時）の理想の電流量Ｉ_prevを算出する。

なお、ＤＡＣ_prevは、切替え前のＤＡＣ値であり、Ｉ（ＬＳＢ）は１ビット当たりの駆動電流量であり、αは１回の発光によるＯＬＥＤ２０１の劣化を補うために必要な電流量であり、ｃｏｕｎｔ_prevは切替え前のカウント値である。

次に、切り替え後（全速時）の理想の電流量Ｉ_postを上述の式（２）と同様の式（１４）を用いて算出する。

ここで、γは予め記憶されている電流補正係数である。上述の式（３）と同様の次式（１５）を用いて、切替え後の理想の電流量Ｉ_postから切替え後のＤＡＣ値ＤＡＣ_postを求める。

最後に、上述の式（４）と同様の式（１６）を用いて、切り替え後のカウント値ｃｏｕｎｔ_postを算出する。

ここで、αは予め記憶されている１回の発光によるＯＬＥＤ２０１の劣化を補うために必要な電流量である。言うまでもなく、電流補正係数γや電流量αとして、温度や設定光量に応じて異なった値を用いてもよい。

以上のように、記録シートの搬送速度を半速から全速に切り替える際にも、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。また、本変形例から分かるように、記録シートの搬送速度の切替え時以外であっても設定光量を切り替える際に本発明を適用して画質の向上を図ることができる。
（２）上記実施の形態においては、式（４）を用いて算出したカウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）から発光回数を計数して、カウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）が閾値ＴＨに達したら、ＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）を１だけ増加させる場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。例えば、閾値ＴＨに代えて、閾値ＴＨから式（４）で算出した値を減算した値を新たな閾値として０から当該新たな閾値までカウントしても、カウントされる発光回数は同じである。

また、上記実施の形態においては、カウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）を０から閾値ＴＨまでカウントアップしてゆく場合を例にとって説明したが、カウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）を閾値ＴＨから０までカウントダウンしたらＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）を１だけ増加させてもよい。
発光回数の数え方に関わらず、設定光量の切替え時に式（４）で算出されるカウント値ｃｏｕｎｔ（ｂ）を閾値ＴＨから減算した値に発光回数が達したらＤＡＣ値ＤＡＣ（ｂ）を１だけ増加させれば、同様の効果を得ることができる。

（３）上記実施の形態においては、設定光量の切替え前の理想の電流量である全速時の理想の電流量Ｉ（ａ）を用いて、設定光量の切替え後の理想の電流量である半速時の理想の電流量Ｉ（ｂ）を算出する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、他の方法を用いて設定光量の切替え後の理想の電流量を算出してもよい。

また、上記実施の形態においては、設定光量の切替えの前後の両方で理想の電流量を算出する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、何れか一方のみでもよい。
（４）上記実施の形態においては、図７に例示したようなＬＵＴにてカウント値の閾値ＴＨや１発光での電流上昇量α、電流補正係数γを記憶しておく場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて設定光量と環境温度の範囲を変数とする関数を用いてカウント値ＴＨ等を算出してもよい。

また、発光時間の長さに応じてＯＬＥＤ２０１の特性が変化する場合には、閾値ＴＨ等を記憶するＬＵＴをＯＬＥＤ２０１の発光時間に応じて複数設けてもよい。また、このような場合には、設定光量と環境温度の範囲に加えて、発光時間の範囲も変数とする関数を用いて閾値ＴＨ等を算出してもよい。
なお、ＬＵＴに記憶される値や関数は予め実験によって定めることができる。

（５）上記実施の形態においては、画像形成装置１の制御部１０２に実装されたＡＳＩＣ４１０を用いて、設定光量の切替え時におけるカウント値の算出を行う場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、ドライバーＩＣ３０２にて当該処理を行ってもよい。ドライバーＩＣ３０２にて設定光量の切替え時におけるカウント値の算出を行う場合においても本発明を適用して同様の効果を得ることができる。

（６）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ２０１毎の発光時間を発光回数（カウント値）として計数する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、発光回数に代えて発光時間そのものを計数してもよい。また、この場合には閾値ＴＨも発光時間として記憶するのが望ましい。
（７）上記実施の形態においては、画像形成装置１としてタンデム型のカラープリンターを例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外のカラープリンターやモノクロプリンターに本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。また、スキャナーを備えた複写装置や通信機能を備えたファクシミリ装置といった単機能機やこれらの機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi-Function Peripheral）についても本発明は有効である。

本発明に係る光書込み装置及び画像形成装置は、光書込み装置に用いられる発光素子の設定光量の変更に起因する画像品質の劣化を防止する装置として有用である。

１………画像形成装置
１００…光書込み装置
１０２…制御部
３０２…ドライバーＩＣ
２０１…ＯＬＥＤ
３２０…温度センサー
４１０…ＡＳＩＣ
６００…駆動電流補正部
６１０…ドットカウント部
６１１…ドットカウンター

Claims

発光時間の進行に応じて発光効率が低下する発光素子を用い、当該発光素子を複数の設定光量の何れかに切り替えて発光させることにより光書込みを行う光書込み装置であって、
当該切替え後の設定光量で前記発光素子を発光させるために、前記切替え直後における理想の駆動電流量である切り替え後理想値を推算する切替え後理想値推算手段と、
前記切替え後理想値を量子化したデジタル値に相当する駆動電流量を前記切替え直後から供給して前記発光素子を発光させる第１の発光制御手段と、
前記切替え後の設定光量で発光させるための理想の駆動電流量が、前記発光時間の進行と共に増加し、その増加分が、前記切替え後理想値から、前記デジタル値を１ステップ増加させた値に相当する駆動電流量までの増加分に等しくなるまでの発光時間を計時する計時手段と、
前記切替え後、前記計時手段が計時する発光時間が経過した時点で、前記デジタル値を１ステップ増加させた値に相当する駆動電流量を供給して前記発光素子を発光させる第２の発光制御手段と、を備える
ことを特徴とする光書込み装置。
前記切替え前の設定光量で前記発光素子を発光させるための駆動電流量である切替え前理想値を前記発光時間に応じて推算する切替え前理想値推算手段を備え、
前記切替え後理想値推算手段は、
前記切替え前理想値と、当該切替え前後の設定光量に応じた理想値変換係数と、を用いて前記切り替え後理想値を推算する
ことを特徴とする請求項１に記載の光書込み装置。
同一のデジタル値に相当する駆動電流量で発光素子を発光させた時間を計時する発光時間計時手段と、
前記発光効率の低下に応じた補正係数を記憶する補正係数記憶手段と、を備え、
前記切替え前理想値推算手段は、
前記発光時間計時手段にて計時した発光時間に前記補正係数を乗算した値に、前記同一のデジタル値に相当する駆動電流量を加算して前記切替え前理想値を推算する
ことを特徴とする請求項２に記載の光書込み装置。
前記切替え前理想値から前記切り替え後理想値を推算するために、当該切替え前後の設定光量に応じた理想値変換係数を記憶する係数記憶手段を備え、
前記切替え後理想値推算手段は、
前記切替え前理想値と、当該切替え前後の設定光量に応じた理想値変換係数と、を用いて前記切り替え後理想値を推算する
ことを特徴とする請求項２に記載の光書込み装置。
前記切替え前理想値から前記切り替え後理想値を推算するため関数を記憶する関数記憶手段を備え、
前記切替え後理想値推算手段は、
前記関数を用いて前記切替え前理想値から前記切り替え後理想値を推算する
ことを特徴とする請求項２に記載の光書込み装置。
前記発光素子の１回の発光による発光効率の低下を補うために必要となる駆動電流量の増加量を記憶する増加量記憶手段を備え、
前記計時手段は、
前記切替え後理想値と、前記デジタル値を１ステップ増加させた値に相当する駆動電流量との差分を前記増加量で除算した値を前記発光時間として計時する
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の光書込み装置。
前記発光素子の素子温度の指標値を取得する温度取得手段を備え、
前記増加量記憶手段は、前記指標値ごとに前記増加量を記憶しており、
前記計時手段は、
前記温度取得手段にて取得した指標値に応じた増加量を用いて計時する
ことを特徴とする請求項６に記載の光書込み装置。
前記計時手段は、前記発光時間として、前記切替え後の設定光量で前記発光素子を発光させるための理想の駆動電流量が、前記切替え後理想値から、前記デジタル値を１ステップ増加させた値に相当する駆動電流量まで増加するのに要する発光回数を計数する
ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の光書込み装置。
前記発光時間計時手段は、前記発光時間として、同一のデジタル値に相当する駆動電流量で発光素子を発光させた回数を計数する
ことを特徴とする請求項３又は８に記載の光書込み装置。
前記発光素子はＯＬＥＤである
ことを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の光書込み装置。
請求項１から１０の何れかに記載の光書込み装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。