JP6206068B2 - 光走査装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置、及び画像形成装置に関する。

プリンタ、及び複写機等の画像形成装置は、感光体ドラムの表面を帯電装置によって一様帯電し、当該一様帯電された感光体ドラムに対して、光源部から画像データに基づいて発光する光ビームを照射することで静電潜像を得、この静電潜像に対して現像部においてトナーを供給することで顕像化されたトナー画像を生成し、このトナー画像を転写部において、中間転写体を介して、或いは直接記録用紙へ転写する構成となっている。

上記のような画像形成装置において、光源部として自己走査型ＬＥＤアレイを適用したＬＥＤプリントヘッドが提案されている（特許文献１参照）。以下、ＬＥＤプリントヘッドをＬＰＨ（LED Print Head）、自己走査型ＬＥＤをＳＬＥＤ（Self-scanning LED）という場合がある。

特許文献２には、感光体に形成される画像の主走査方向の長さ（倍率）が変化してしまう、あるいは形成された画像に色ずれが生じてしまうことを課題とし、動作時間を主走査方向の色ずれの補正に適するように設定し、ＳＬＥＤの発熱を利用して、主走査方向の色ずれを精度良く補正することが記載されている。

また、特許文献３には、露光装置の動作時において、露光装置を駆動する電圧が変動し、適正な光量補正を行うことができないことを課題とし、各副走査方向のライン間の休止期間がほぼ一定時間となるように、サイリスタ転送周期の設定を変更することが記載されている。

特開２００３−１８２１４３号公報 特開２００３−１８２１４１号公報 特開２００８−０９３８９６号公報

本発明は上記事実を考慮し、繰り返して実行される走査間に発生し得る非書込み期間に起因する光量の変動を、本構成を有しない場合に比べて軽減することができる光走査装置、及び画像形成装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明は、被走査面に対峙され、かつ予め定めた走査方向に沿って配置された複数の発光素子を画像情報に基づいて時分割に発光させることで前記被走査面に画像を書き込む発光素子群を、前記走査方向に沿って複数個配列することで１走査領域を分割して走査する走査ユニットと、前記各発光素子群においてそれぞれ繰り返し実行される走査間に発生する非書込み期間中に実行され、前記発光素子群の発光消費電力に対応する電力を消費させる電力消費手段と、を有している。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記電力消費手段が、前記被走査面に影響がない光量で前記発光素子を発光させる。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記走査ユニットが、前記発光素子群を、前記走査方向と交差する方向に配列したヘッド部と、前記走査方向に順じて送出する発光時間を含む制御信号情報に基づく制御によって駆動する駆動回路と、を備えた自己走査型発光素子ユニットである。

ヘッド部は、隣接する発光素子群の端部に位置する発光素子の相互の間隔と、単一の発光素子群における発光素子の相互の間隔とを同一とする場合がある。

請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記駆動回路が、前記発光素子群における全ての発光素子の発光時間を制御する集積回路であり、前記電力消費手段が、前記非書込み期間中に、前記集積回路での不要な演算処理の実行を指示することで前記電力の消費量を増加させる。

集積回路は、発光素子の発光時間を制御する場合がある。

請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光走査装置と、前記被走査面を備えた像保持体と、前記走査ユニットで前記発光素子の発光光を走査する方向を主走査とし、前記走査ユニットと前記像保持体とを前記主走査と交差する副走査方向に相対移動することで、当該像保持体上の前記被走査面に画像を形成する画像形成手段と、を有する画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、繰り返して実行される走査間に発生し得る非書込み期間に起因する光量の変動を、本構成を有しない場合に比べて軽減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、発光素子を被走査面に画像が書き込まれない光量で発光させて電力を消費することによって、非書込み期間の電圧変動を抑制し、走査立ち上がりの光量変動を軽減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、自己走査型発光素子ユニットにおける、各発光素子群の繋ぎ目に発生し得る筋状のむらを防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、例えば、駆動回路の動作クロックの速度上昇、制御系の演算、サイリスタ等の電子部品の動作に基づく負荷により電力を消費することによって、非書込み期間の電圧変動を抑制し、走査立ち上がりの光量変動を軽減することができる。

請求項５記載の発明によれば、繰り返して実行される走査間に発生し得る非書込み期間に起因する光量の変動を、本構成を有しない場合に比べて軽減することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置のエンジン部の概略構成図である。 本実施の形態に係るエンジン部における画像形成のための制御系のブロック図である。 本実施の形態に係るＬＰＨの構造を示す拡大図である。 本実施の形態に係るＳＬＥＤの配列構成を示す平面図である。 （Ａ）は感光体ドラムとＬＰＨとの相対位置関係に基づく主走査の状態を示す正面図、（Ｂ）は図５（Ａ）の一点鎖線ＶＢの拡大図である。 発光時間制御部・駆動部の制御ブロック図である。 本実施の形態に係るＳＬＥＤチップの発光制御回路図である。 （Ａ）は図５（Ｂ）に示す各ＳＬＥＤチップによる主走査線における書込み期間と非書込み期間を示す特性図、（Ｂ）はＳＬＥＤチップによる主走査線における書込み期間と非書込み期間のタイミングチャートである。 主走査方向に配列された隣接するＳＬＥＤチップ間における主走査（時間）に基づく動作電圧の変動を示す特性図である。 本実施の形態に係るＬＰＨのＳＬＥＤチップの動作タイミングチャート（１）である。 本実施の形態に係るＬＰＨのＳＬＥＤチップの動作タイミングチャート（２）である。 本実施の形態に係る発光時間制御部・駆動部の信号切替部において実行される、発光信号切替制御ルーチンを示すフローチャートである。

（全体構成）
図１には本発明が適用された画像形成装置のエンジン部１０における全体構成概略図が示されている。図１に示すように、エンジン部１０は、図１の矢印Ａ方向に定速回転する感光体ドラム１２を備えている。

この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向（図１の矢印Ａで示す時計回り方向）に沿って、帯電器１４、ＬＥＤプリンタヘッド（ＬＰＨ）１６、現像器１８、転写ローラ２０、クリーナ２２、イレーズランプ２４が順に配設されている。

すなわち、感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、ＬＰＨ１６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。なお、ＬＰＨ１６はＬＰＨ駆動部２６と接続されており、ＬＰＨ駆動部２６によって発光制御されて、画像データに基づいて光ビームを出射するようになっている。

前記光ビームによって感光体ドラム１２上に形成された潜像には、現像器１８によってトナーが供給されて、当該感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。

感光体ドラム１２上のトナー像は、転写ローラ２０によって、図示しない用紙トレイから搬送されてきた用紙２８に転写される。転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナ２２によって除去され、イレーズランプ２４によって除電された後、再び帯電器１４によって帯電されて、同様の処理を繰り返す。

一方、トナー像が転写された用紙２８は、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂからなる定着器３０に搬送されて定着処理が施される。これにより、トナー像が定着されて、用紙２８上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙２８は装置外へ排出される。

また、感光体ドラム１２の周囲で、且つ現像器１８と転写ローラ２０の間には、感光体ドラム１２に対向して濃度検出回路３２が備えられている。濃度検出回路３２は、例えば濃度パッチパターン（濃度見本）を形成した際に、感光体ドラム１２上のトナー像の濃度を検出するようになっている。この濃度検出回路３２の出力は、露光コントロール部１６２に接続され、露光コントロール部１６２は、ＬＰＨ１６を駆動するためのＬＰＨ駆動部２６と接続され、ＬＰＨ駆動部２６はＬＰＨ１６と接続されている。

なお、上記濃度パッチパタ−ンとしては、数１００μｍ×数１００μｍ程度の極めて小さいサイズのパッチパターンが用いられる。この技術は、特開２００３−１５６９２９号公報により周知であるため、詳細な説明は省略するが、この濃度パッチパターンを用いることで、用紙２８に濃度パッチパターンをプリントせず、感光体ドラム１２に対峙された濃度検出センサ３２によって検出することが可能となっている。

また、濃度検出回路３２は、主走査方向に移動可能な移動機構に取り付けられており、主走査方向にわたる濃度パッチパターンの濃度が検出可能である。

（エンジン部制御系）
図２は、エンジン部１０における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部１５０には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ１５２には、ユーザインターフェイス１５４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ１５２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ１５２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１０に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵの一部として機能する画像形成処理制御部１５６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部１５６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部１５６と共に、それぞれＭＣＵとして機能する駆動系コントロール部１５８、帯電コントロール部１６０、露光コントロール部１６２、転写コントロール部１６６、定着コントロール部１６８、除電コントロール部１７０、クリーナコントロール部１７２、現像コントロール部１６４のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

前記ＬＰＨ駆動部２６は、前記露光コントロール部１６２に設けられた発光時間制御部・駆動部１６２Ａによって制御されるようになっている。

画像形成処理制御部１５６には、状態管理部１７６が接続されており、エンジン部１０の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部１７６で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ１５２へ送出されるようになっている。

また、前記メイン電源管理部１５０には、電源投入監視センサ１７８が接続され、この電源投入監視センサ１７８によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報を状態管理部１７６を介してメインコントローラ５２へ送出するようになっている。

さらに、メインコントローラ１５２には、温度センサ１８０、湿度センサ１８２等が接続されている。この温度センサ１８０、湿度センサ１８２では、エンジン部１０内の環境温度・湿度を検出する。

（ＬＰＨの詳細構成）
次に、ＬＰＨ１６の構成を詳細に説明する。ＬＰＨ１６は、図３に示すように、ＬＥＤアレイ５０と、ＬＥＤアレイ５０を支持するとともに、ＬＥＤアレイ５０の駆動を制御する各種信号を供給するための回路とが形成されたプリント基板５２と、セルフォック（登録商標）レンズアレイ（ＳＬＡ）５４を備えている。

プリント基板５２は、ＬＥＤアレイ５０の取り付け面を感光体ドラム１２に対向させて、ハウジング５６内に配設され、板バネ５８によって支持されている。

図４に示される如く、感光体ドラム１２の軸線方向に沿って複数のＬＥＤ６０が配列されたＳＬＥＤチップ６２が、さらに所謂千鳥状に配列されており、感光体ドラム１２の軸線方向に、所定の解像度で光ビームを照射することができるようになっている。

図５（Ａ）に示される如く、前記千鳥状に配列されたＳＬＥＤチップ６２は、それぞれのＳＬＥＤチップ６２毎に走査が繰り返され（主走査）、かつ感光体ドラム１２が軸線を中心に回転される（副走査）。

言い換えれば、感光体ドラム１２上の主走査ラインは、図５（Ｂ）に示される如く、千鳥状に配列されたそれぞれのＳＬＥＤチップ６２から走査される、同時期の主走査線が一体化して、１ラインの主走査線として形成されるようになっている。なお、これらの一体化する主走査線は、ミクロ的にみると所謂ノコギリ状であるが、１ページの画像の主走査線という条件の下では、直線とみなしても問題ない。

なお、図５（Ｂ）の太線矢印は、感光体ドラム１２を露光する書込み期間を示し、図５（Ｂ）の点線は各主走査間のインタバルであり、感光体ドラム１２を露光しない非書込み期間（休止期間）を示す。

ここで、本実施の形態では、非書込み期間（相対的に前の走査終了から後の走査開始までの期間）において、ＳＬＥＤチップ６２の各ＬＥＤ６０を感光体ドラム１２が露光されない程度の光量で発光（させるようになっている。なお、書込み期間の画像データに基づく発光制御、並びに非書込み期間の強制発光制御についての詳細は後述する。

（発光時間制御部・駆動部）
図６に従い、露光コントロール部１６２に設けられた発光時間制御部・駆動部１６２Ａの詳細について説明する。

発光時間制御部・駆動部１６２Ａは、各画素の発光時間を濃度むら補正データに基づいて補正し、各画素のＬＥＤ６０を発光するための制御信号を生成する。

図６（Ａ）に示される如く、発光時間制御部・駆動部１６２Ａは、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）２６０、直線性補正部２６２、及びＡＮＤ回路２７０を備えている。ＡＮＤ回路２７０には、画像データが１（ＯＮ）のときにはトリガ信号が入力し、画像データが０（ＯＦＦ）のときにはトリガ信号が入力しないようになっている。

ＰＤＯＭＶ２６０には、ＡＮＤ回路２７０からのトリガ信号に同期して濃度むら補正データ及び基準クロックが入力され、発光パルス信号を発生する。

直線性補正部２６２は、各ドライバ出力の発光開始時間のバラツキを補正するために、ＰＤＯＭＶ２６０からの発光パルス信号を補正して出力する。

詳細には、直線性補正部２６２は、複数の遅延回路２６４（本実施の形態では８個、付番２６４−の番号（０〜７）は各々の遅延回路２６４を識別するものとする）、遅延選択レジスタ２６６、遅延信号選択部２６５、ＡＮＤ回路２６７、ＯＲ回路２６８、及び発光信号選択部２６９を有している。

遅延回路２６４（遅延回路２６４−０〜遅延回路２６４−７）は、ＰＤＯＭＶ２６０と接続されており、各々異なる時間分ＰＤＯＭＶ２６０からの発光パルス信号を遅延させる。

遅延選択レジスタ２６６は遅延信号選択部２６５及び発光信号選択部と接続されており、遅延選択レジスタ２６６には、各ドライバ毎の遅延選択データ、及び発光信号選択データが格納されている。

各ドライバ毎の遅延選択データ、及び発光信号選択データは予め計測し、図示しないＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭなどの不揮発性メモリに格納しておく。ＥＥＰＲＯＭに格納した場合には、マシン電源投入時に遅延選択データが遅延選択レジスタ２６６にダウンロードされ、フラッシュＲＯＭに格納した場合には、フラッシュＲＯＭ自体を遅延選択レジスタ２６６として機能する。

遅延信号選択部２６５は、ＡＮＤ回路２６７及びＯＲ回路２６８と接続されており、遅延選択レジスタ２６６に格納された遅延選択データに基づいて、遅延回路２６４−０〜２６４−７からの出力のいずれか１つを選択する。

ＡＮＤ回路２６７は、ＰＤＯＭＶ２６０からの発光パルス信号と遅延信号選択部２６５により選択された遅延発光パルス信号の論理積、すなわち、遅延前の発光パルス信号と遅延後の発光パルス信号の両方が発光状態であれば発光パルスを出力する。

ＯＲ回路２６８は、ＰＤＯＭＶ２６０からの発光パルス信号と遅延信号選択部２６５により選択された遅延発光パルス信号の論理和、すなわち、遅延前の発光パルス信号と遅延後の発光パルス信号の少なくとも一方が発光状態であれば発光パルスを出力する。

発光信号選択部２６９は、遅延選択レジスタ２６６に格納された発光選択データに基づいて、ＡＮＤ回路２６７またはＯＲ回路２６８からの出力のいずれか一方を選択する。

発光信号選択部２６９は、画像データ発光信号出力部２７２に接続されている。画像データ発光信号出力部２７２としては、ＭＯＳＦＥＴ２７２Ａが適用可能である。

画像データ発光信号出力部２７２では、予め定められた光量に基づき、画像データに応じた発光時間が形成され、信号切替部２７３を介してＳＬＥＤチップ６２の駆動回路に送出され、発光制御信号（Ｉ）として適用される。

ここで、信号切替部２７３には、強制発光信号出力部２７５が接続されており、この強制発光信号出力部２７５から信号切替部２７３に向けて、常に発光信号を出力している。

また、信号切替部２７３には、水平同期信号が入力され、この水平同期信号に基づいて、発光制御信号（Ｉ）として適用する出力源を、画像データ発光信号出力部２７２又は強制発光信号出力部２７５の何れかに切替えるようになっている。なお、強制発光信号出力部２７５に入力される発光信号は、予め露光しない程度の露光量に制限されている。

（ＳＬＥＤ駆動回路）
次に、図７を参照して、ＳＬＥＤチップ６２の各ＬＥＤ６０を駆動するために設けられたＳＬＥＤチップ６２内部の回路構成について説明する。

ＳＬＥＤチップ６２では、当該ＳＬＥＤ６２内に配列されている複数（例えば、１２８個）のＬＥＤ６０の各々に対して、サイリスタ９０が設けられており、各サイリスタ９０のアノード側はＳＵＢ端子８０と接続されている。

初段のサイリスタ９０のゲート側と接続する点Ｐ（１〜１２８／点Ｐに続く数字は、複数配列されたＬＥＤ６０の順番を示す）は、ΦＳ入力端子８８と接続されており、ＳＬＥＤチップ６２のＬＥＤ６０を発光させるトリガとして、スタート信号ΦＳ（電圧）が点Ｐ（１〜１２８）に印加されるようになっている。

また、各段のサイリスタ９０のゲート側と接続する点Ｐ（１〜１２８）は、ダイオード９２を介して直列接続されている。また、各段の点Ｐ（１〜１２８）は、それぞれ抵抗９４を介して、ＶＧＡ端子７８と接続するベース線９６に接続されている。ベース線９６は、初段で所定の電圧を維持し、各段に行くに従い、所定電位（Ｖｆ）ずつ低下するようになっている。

また、点Ｐ（１〜１２８）は、ＬＥＤ６０のアノード側に接続されており、ＬＥＤ６０のカソード側は、各段の発光制御信号（Ｉ）となるパルス波を出力する発光制御信号線９８を介してΦＩ入力端子８２に接続されている。この発光制御信号がローレベル（Ｌ）のときに、点Ｐ（１〜１２８）をゲートとするサイリスタ９０がＯＮしていれば、ＬＥＤ６０は発光する。

また、奇数段のサイリスタ９０のカソード側は第１の転送線１００に接続され、偶数段のサイリスタ９０のカソード側は第２の転送線１０２に接続されており、各々転送信号ＣＫ１、ＣＫ２が供給される。この転送信号ＣＫ１、ＣＫ２に従って、前記点Ｐ（１〜１２８）の電位が所定電位（Ｖｆ）ずつ上昇されるようになっている。すなわち、点Ｐの電位が、初段の点Ｐ１から後段へと順に、ＬＥＤ６０を発光可能な所定電位に到達し、ＳＬＥＤチップ６２の自己走査が可能となる。

（強制発光制御）
図８（Ａ）に示される如く、各ＳＬＥＤチップ６２による主走査線は、感光体ドラム１２が定速回転することで、ｎライン→ｎ＋１ライン→ｎ＋２ライン→・・・→ｎ＋ｉラインの順に副走査される。

この場合、図８（Ｂ）に示される如く、各主走査ラインでは、書込み期間のインタバルとして非書込み期間が存在する。書込み期間はＬＥＤ６０が発光するが、非書込み期間はＬＥＤ６０を発光する必要がないため、書込み期間と非書込み期間との間で電圧変動が発生し、図８（Ａ）の期間Ａで示される如く、書込み期間の立ち上がりに前記電圧変動に起因する光量不足が発生し、筋状のむらを発生させることがあった（図９の点線（比較例）参照）。

そこで、本実施の形態では、非書込み期間（休止期間）においても、ＬＥＤ６０を露光しない程度の露光量で強制発光することで、ＬＥＤ６０を発光しない場合よりも電圧変動を抑制することで（図９の実線（本実施の形態）参照）、各ＳＬＥＤチップ６２の立ち上がりの光量不足を解消させた。

上記のように非書込み期間中にＬＥＤ６０を強制発光させる手段として、本実施の形態では、発光時間制御部・駆動部１６２Ａの端末に、信号切替部２７３を設け、水平同期信号に基づいて、発光制御信号（Ｉ）として適用する出力源を、画像データ発光信号出力部２７２又は強制発光信号出力部２７５の何れかに切替えている。

より具体的には、信号切替部２７３では、水平同期信号に基づいて、前述した書込み期間中（図８参照）は画像データ発光信号出力部２７２を出力源とするように切り替え、前述した非書込み期間中（図８参照）は強制発光信号出力部２７５を出力源とするように切り替える。強制発光信号出力部２７５に入力される発光信号は、予め露光しない程度の露光量に制限されている。この結果、発光制御信号Ｉが、図９の点線で示す比較例から、図９の実線で示す本実施の形態に変更され、非書込み期間（休止期間）でも電力消費が継続されることになり、電圧変動が抑制される。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

（画像形成動作）
感光体ドラム１２の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。

まず、感光体ドラム１２はそれぞれ所定の回転速度で回転駆動される。

そして、感光体ドラム１２の表面は、図１に示すように、帯電器１４により所定の帯電レベルの直流電圧（或いは、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧）を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。

次に、一様な表面電位とされた感光体ドラム１４の表面に、ＬＰＨ１６によってＬＥＤ６０からの光ビームが照射され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。なお、ＬＥＤ６０の発光制御については後述する。

上記ＬＥＤ６０の発光により、感光体ドラム１２の光ビームによる露光部位の表面電位は所定レベルにまで変位する。

そして、感光体ドラム１４の表面に形成された静電潜像は対応する現像器１８によって現像され、感光体ドラム１２上にトナー像として可視化される。

すなわち、現像器１８では、現像カートリッジから二成分現像剤を持ち出し、静電潜像に対して、現像ロールからトナーを飛翔させ感光体ドラム１２の表面に付着させる。

このときの現像は、トナーを搬送する役目を有するキャリアは現像ロールに残り、トナーのみが感光体ドラム１２へ転移する。

次に、各感光体ドラム１２上に形成された各色のトナー像は、転写ローラ２０によって用紙搬送路を通る用紙２８に転写される。当該用紙２８は、転写の後、用紙２８上に形成されたトナー像が、定着器３０によって加熱、加圧搬送されることで、トナーが溶融、凝固して記録用紙Ｐに定着される。また、定着後、記録用紙Ｐは、排紙ロールによって排紙され、画像形成プロセスが終了する。

（発光制御）
「信号生成」
発光時間制御部・駆動部１６２ＡのＡＮＤ回路２７０へは、トリガ信号と画像データが入力される。ＡＮＤ回路２７０では、画像データがオンの場合にのみトリガ信号をＰＤＯＭＶ２６０へ出力する。ＰＤＯＭＶ２６０へは、濃度むら補正データ、基準クロック、及びトリガ信号が入力される。ＰＤＯＭＶ２６０では、画像データがオンのとき、濃度むら補正データに対応した基準クロック数分の発光パルスを生成する。

発光パルスは、ＡＮＤ回路２６７及びＯＲ回路２６８に出力されると共に、分岐されて遅延回路２６４−０へ出力され、遅延回路２６４−０で所定時間遅延され、遅延信号選択部２６５へ出力される。また、遅延回路２６４−０での遅延後の発光パルスＣＫｉは、遅延回路２６４−１へも出力される。以下遅延回路２６４−１〜２６４−７には、前の連番の遅延回路２６４からの発光パルスＣＫｉが入力され、所定時間当該発光パルスを遅延させて遅延信号選択部２６５へ出力するとともに、後の連番の遅延回路２６４へも遅延後の発光パルスを出力する。ただし、遅延回路２６４−７では、後の連番の遅延回路２６４への出力は行なわない。

遅延信号選択部２６５では、予め遅延選択レジスタ２６６に格納されている遅延選択データに基づいて、遅延回路２６４−０〜２６４−７から出力された発光パルスＣＫｉの出力のいずれか１つを選択する。選択された発光パルスはＡＮＤ回路２６７及びＯＲ回路２６８へ出力される。

ＡＮＤ回路２６７では、遅延前の発光パルスと遅延後の発光パルスの論理積の発光パルスＣＫ１を生成して発光信号選択部２６９へ出力する。

ＯＲ回路１６８では、遅延前の発光パルスと遅延後の発光パルスの論理和の発光パルスＣＫ２を生成して発光信号選択部２６９へ出力する。

発光信号選択部２６９では、予め遅延選択レジスタ２６６に格納されている発光選択データに基づいて、ＡＮＤ回路２６７からの出力またはＯＲ回路２６８からの出力のいずれか一方を選択する。選択された発光パルス（発光制御信号Ｉ）は、信号切替部２７３が、画像データ発光信号制御部２７２側に切替えられていることを条件に、ＭＯＳＦＥＴ２７２を介してＬＰＨ１６へと出力される。

「ＳＬＥＤチップ動作制御」
次に、図１０及び図１１のタイミングチャートを参照して、ＬＰＨ１６のＳＬＥＤチップ６２の動作について説明する。

図１０及び図１１に示されるように、スタート信号ΦＳ（ＣＫＳ）をハイレベル（Ｈ）とすることで、点Ｐ１電位がＨとなり、点Ｐ１からダイオード９２を通じて接続されている点Ｐ２の電位は、Ｐ２＝Φｓ−Ｖｆ（ＬＥＤの電圧降下による）となる。同様に、点Ｐ３の電位は、Ｐ３＝Ｐ２−Ｖｆ、点Ｐ４の電位は、Ｐ４＝Ｐ３−Ｖｆ、…、点ＰＮの電位は、ＰＮ＝Ｐ（Ｎ−１）−Ｖｆとなる。但し、Φｇａ電位で飽和するため、Φｇａ以下には下がらない。

ここで、ＣＫ１がＬになると、Ｐ１のサイリスタ９０がオンし、このとき、点Ｐ１の電位はΦＳ→０Ｖ、ＣＫ１の電位はΦ１→−Ｖｆとなる。ここで、点Ｐ１と同等、すなわち奇数段目の点Ｐは、２Ｖｆ単位で電位が下がっているため、オンしない。

この状態でΦＩをＨ→Ｌとすることで、１段目のＬＥＤ６０が発光する。また、ΦＩをＬ→Ｈとすることで、１段目のＬＥＤ６０は消灯し、このとき、ΦＩの電位は−Ｖｆとなる。

次に、ＣＫ２をＬにすることで、Ｐ２のサイリスタ９０がオンし、Ｐ２＝０Ｖ、Ｐ３＝−Ｖｆ、Ｐ４＝−２Ｖｆとなる。このとき、ＣＫ２の電位Φ２が−Ｖｆとなるため、Ｐ４以降の偶数段目のサイリスタ９０はオンしない。

Ｐ２のサイリスタ９０がオンしたところで、ＣＫ１→Ｈとすることで、次のデータ信号で１段目のＬＥＤ６０が発光しないように、Ｐ１のサイリスタ９０をオフする。

この状態で、ΦＩをＨ→Ｌとすることで、２段目のＬＥＤ６０が発光する。このとき、ΦＩの電位は−Ｖｆとなる。その後、ΦＩをＬ→Ｈとすることで、２段目のＬＥＤ６０が消灯する（ΦＩの電位が０Ｖ）。

以下、ＣＫ１は奇数段目のサイリスタ９０（及びＬＥＤ６０）のオン（発光）を制御し、ＣＫ２は偶数段目のサイリスタ９０（ＬＥＤ６０）のオン（発光）を制御するとともに、発光制御信号ΦＩによって各ＬＥＤ６０による露光量がされる。

（強制発光制御）
ここで、図８（Ａ）に示される如く、各ＳＬＥＤチップ６２により、ｎライン→ｎ＋１ライン→ｎ＋２ライン→・・・→ｎ＋ｉラインの順に副走査される場合、各主走査ラインでは、書込み期間のインタバルとして非書込み期間が存在する。

書込み期間はＬＥＤ６０が発光するが、非書込み期間はＬＥＤ６０を発光する必要がないため、書込み期間と非書込み期間との間で電圧変動が発生し、各ＳＬＥＤチップ６２のつなぎ目において、副走査方向に沿って筋状のむらを発生させることがあった（図９の点線（比較例）参照）。

そこで、本実施の形態では、非書込み期間（休止期間）においても、ＬＥＤ６０を強制発光することで、ＬＥＤ６０を発光しない場合よりも電圧変動を抑制することで（図９の実線（本実施の形態）参照）、各ＳＬＥＤチップ６２の立ち上がりの光量不足を解消するように制御している。

図１２は、図６に示す信号切替部２７３において実行される、発光信号切替制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、フローチャートを用いて処理の流れを示すが、所謂ソフト的に発光信号の切替制御に限定されるものではなく、処理速度の関係からスイッチング回路を含む電子部品を用いて論理回路を構築し、ハード的に発光信号の切替制御を実行することも可能である。

図１２のフローチャートは、書込み処理に同期して実行が開始され、ステップ３００では１ライン分の書込みが終了したか否かが判断され、肯定判定されるまでループする。このループ期間中は、図８に示す書込み期間中であり、各ＳＬＥＤチップ６２により主走査が実行される。

ステップ３００で肯定判定されると、ステップ３０２へ移行して発光信号の出力源を強制発光信号出力部２７５側に切り替え、ステップ３０４へ移行する。この切り替えにより、非書込み期間中において、ＬＥＤ６０が強制発光する。なお、このＬＥＤ６０の強制発光は、露光しない程度の露光量に制限されているため、画質に影響を及ぼすものではない。

次のステップ３０４では、水平同期信号（の立ち上がり）を検出したか否かが判断され、肯定判定されると、ステップ３０６へ移行して発光信号を出力源を画像データ発光信号出力部２７３側に切り替え、ステップ３０８へ移行する。

ステップ３０８では、予め定めたライン数の走査、例えば、１ページ分が走査が終了したか否かが判断され、否定判定された場合は、ステップ３００へ戻り、上記肯定を繰り返す。また、ステップ３０８で肯定判定されると、このルーチンは終了する。

上記切替制御によれば、信号切替部２７３では、書込み期間中（図５参照）は画像データ発光信号出力部２７２を出力源とするように切り替え、非書込み期間中（図５参照）は強制発光信号出力部２７５を出力源とするように切り替えられる。

この結果、発光制御信号Ｉが、図９の点線で示す比較例から、図９の実線で示す本実施の形態に変更され、非書込み期間（休止期間）でも電力消費が継続されることになり、電圧変動が抑制することが可能となる。

（変形例）
本実施の形態では、非書込み期間中の電圧変動を抑制するために、ＬＥＤ６０を露光しない程度に強制発光させるようにしたが、電圧変動の抑制する手段としては、ＬＥＤ６０の強制発光以外にも、以下のような手段が適用し得る。

「変形例１」
ＳＬＥＤチップ６２の駆動回路において、非書込み期間中は、他に影響を及ぼさない転送サイリスタ（サイリスタ９０）や、図示は省略したが、発光したＬＥＤ６０を消灯するためのリセットサイリスタを駆動（連続オン、オンオフの繰り返し）させる。

「変形例２」
発光時間制御部・駆動部１６２ＡやＳＬＥＤチップ６２の駆動回路に用いられるＡＳＩＣの消費電力（電流）を増やす。例えば、発光時間制御部・駆動部１６２Ａの場合、ＰＤＯＭＶ２６０で生成するクロックを速くする、或いは、遅延信号選択部２６５での演算処理において、意図的に無駄な演算処理をさせることが考えられる。

１０ エンジン部
１２ 感光体ドラム
１４ 帯電器
１６ ＬＥＤプリンタヘッド（ＬＰＨ）
１８ 現像器
２０ 転写ローラ
２２ クリーナ
２４ イレーズランプ
２６ ＬＰＨ駆動部
２８ 用紙
３０Ａ 加圧ローラ
３０Ｂ 加熱ローラ
３０ 定着器
３２ 濃度検出回路
５０ ＬＥＤアレイ
５２ プリント基板
５４ セルフォック（登録商標）レンズアレイ（ＳＬＡ）
５６ ハウジング
５８ 板バネ
６０ ＬＥＤ
６２ ＳＬＥＤチップ
ΦＳ スタート信号（電圧）
Ｉ 発光制御信号
７８ ＶＧＡ端子
８０ ＳＵＢ端子
８２ ΦＩ入力端子
８８ ΦＳ入力端子
９０ サイリスタ
９２ ダイオード
９４ 抵抗
９６ ベース線
９８ 発光制御信号線
１００ 第１の転送線
１０２ 第２の転送線
１５０ メイン電源管理部
１５２ メインコントローラ
１５４ ユーザインターフェイス
１５６ 画像形成処理制御部
１５８ 駆動系コントロール部
１６０ 帯電コントロール部
１６２ 露光コントロール部
１６２Ａ 発光時間制御部・駆動部
１６４ 現像コントロール部 １６６ 転写コントロール部
１６８ 定着コントロール部
１７０ 除電コントロール部
１７２ クリーナコントロール部
１７６ 状態管理部
１７８ 電源投入監視センサ
１８０ 温度センサ
１８２ 湿度センサ
２６０ 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）
２６２ 直線性補正部
２６４（２６４−０〜２６４−７） 遅延回路
２６５ 遅延信号選択部
２６６ 遅延選択レジスタ
２６７ ＡＮＤ回路
２６８ ＯＲ回路
２６９ 発光信号選択部
２７０ ＡＮＤ回路
２７２ 画像データ発光信号出力部
２７２Ａ ＭＯＳＦＥＴ
２７３ 信号切替部
２７５ 強制発光信号出力部

Claims (5)

1. 被走査面に対峙され、かつ予め定めた走査方向に沿って配置された複数の発光素子を画像情報に基づいて時分割に発光させることで前記被走査面に画像を書き込む発光素子群を、前記走査方向に沿って複数個配列することで１走査領域を分割して走査する走査ユニットと、
   前記各発光素子群においてそれぞれ繰り返し実行される走査間に発生する非書込み期間中に実行され、前記発光素子群の発光消費電力に対応する電力を消費させる電力消費手段と、
   を有する光走査装置。
2. 前記電力消費手段が、前記被走査面に影響がない光量で前記発光素子を発光させる請求項１記載の光走査装置。
3. 前記走査ユニットが、
   前記発光素子群を、前記走査方向と交差する方向に配列することで、隣接する発光素子群の端部に位置する発光素子の相互の間隔と、単一の発光素子群における発光素子の相互の間隔とを同一としたヘッド部と、
   前記走査方向に順じて送出する発光時間を含む制御信号情報に基づく制御によって駆動する駆動回路と、
   を備えた自己走査型発光素子ユニットである請求項１又は請求項２記載の光走査装置。
4. 前記駆動回路が、前記発光素子群における全ての発光素子の発光時間を制御する集積回路であり、
   前記電力消費手段が、前記非書込み期間中に、前記集積回路での不要な演算処理の実行を指示することで前記電力の消費量を増加させる請求項３記載の光走査装置。
5. 前記請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光走査装置と、
   前記被走査面を備えた像保持体と、
   前記走査ユニットで前記発光素子の発光光を走査する方向を主走査とし、前記走査ユニットと前記像保持体とを前記主走査と交差する副走査方向に相対移動することで、当該像保持体上の前記被走査面に画像を形成する画像形成手段と、
   を有する画像形成装置。

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