JPH06328779A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子写真式プリンタに適用した場合、固体走査
ヘッドの主走査ラインでの発光輝度のばらつきを抑制
し、常に安定した一定の発光輝度が得られる画像形成装
置を提供する。 【構成】端面発光形のＥＬ発光素子を光源とした固体走
査ヘッド１２を露光手段として用いた電子写真式プリン
タにおいて、固体走査ヘッド１２の各ＥＬ発光素子の発
光輝度の補正を、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０
内の輝度補正データを利用して行なうことによって、固
体走査ヘッド１２の各ＥＬ発光素子の発光輝度ばらつき
をそれぞれＥＬ発光素子ごとに独立して補正する。ま
た、固体走査ヘッド１２の各ＥＬ発光素子の階調データ
による輝度補正を、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４
０内の階調補正データを利用して行なうことによって、
固体走査ヘッド１２による階調印字を可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、端面発光形
のＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）発光素子を光源
とした固体走査ヘッドを露光手段として用いた電子写真
式プリンタやデジタル式複写機などの画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ビーム光の走査技術を用いたプリ
ンタは、印字品質の良さから電子写真方式による印字技
術の中で急速に普及しており、特に、レーザビーム光を
利用したラスタ走査形が主流となり、その他にも、ＬＥ
Ｄ（発光ダイオード）アレイ、液晶シャッタアレイ、蛍
光体アレイなどを光源とした自己発光方式の固体走査ヘ
ッドが開発されている。

【０００３】しかし、最近、自己発光方式の固体走査ヘ
ッドは、ヘッド構成の上で小形化できるということに着
目され、発光素子として固体発光の薄膜ＥＬ発光素子が
検討され始めた。もともと薄膜ＥＬ発光素子は、高品質
の薄型表示素子やディスプレイとして用いられていた
が、薄膜ＥＬ発光素子にみるように、通常の面発光より
は端面から発光される光の方が発光量が５０〜１００倍
も強いことに注目され始めてからは、電子写真式プリン
タの露光用光源として利用され始めた。

【０００４】薄膜ＥＬ発光素子を光源として用いた固体
走査ヘッドは、従来のレーザビーム光を用いたものに比
べてヘッド構成や制御が容易で、ＬＥＤアレイを用いた
ものに比べて消費電力が小さくなる特徴があって、電源
の負担が軽くなり、液晶シャッタを用いたものに比べて
応答性が速く、蛍光体アレイを用いたものよりは階調印
字による制御が容易である特徴があり、さらに、液晶駆
動用ＩＣで駆動できるといった利点があることから、そ
の良さが認められ、プリンタへの実用化が盛んになって
きた。

【０００５】薄膜ＥＬ発光素子は、電子写真式プリンタ
用固体走査ヘッドの光源として利用するため、薄膜ＥＬ
発光層をディスプレイのごとく単に平面構造でなく、主
走査方向の分解能に匹敵するように、各発光素子ごとに
分離して、共通のコモン電極の上に各発光素子ごとに発
光部と信号電極を設置して両電極間に交番電圧を印加
し、前記印加電圧を制御することで、外部装置から伝送
されてくる画像データを元に画像制御を施し、各ＥＬ発
光素子に発光、非発光を行ない、感光体に静電潜像を形
成し、用紙上に印字画像を再現していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の端面発光形のＥ
Ｌ発光素子を用いた固体走査ヘッドにあっては、たとえ
ば、ガラス基板上にストライプ状に信号電極を設置し、
その信号電極上に誘電体層−発光層−誘電体層の順にス
パッタ法や真空蒸着などの方法で成膜することにより発
光体を形成し、さらに、その発光体の上に共通電極を接
着した構成を採用していた。

【０００７】ところが、薄膜形成工程においては、誘電
体層および発光層の構成材料、構成比率、膜厚などのば
らつき、あるいは、エッチング工程においては、電極な
どの形成ばらつきなどが固体走査ヘッドの製造工程で発
生していた。

【０００８】このようなばらつきのある固体走査ヘッド
を発光動作させると、各ＥＬ発光素子は発光輝度のばら
つきが発生し、また、固体走査ヘッドと露光させる感光
体との間に設置してある光学系（レンズなど）に起因す
る輝度むらとの相乗効果で主走査ラインでの発光輝度ば
らつきが非常に大きくなる。

【０００９】このような発光輝度ばらつきを持っている
固体走査ヘッドを電子写真式プリンタに搭載して印字を
行なうと、印字濃度は濃度むらを発生し、画質の低下と
なり、ましてや階調印字の制御は非常に困難であるとい
った欠点があった。

【００１０】そこで、本発明は、たとえば、電子写真式
プリンタに適用した場合、固体走査ヘッドの主走査ライ
ンでの発光輝度のばらつきを抑制し、常に安定した一定
の発光輝度が得られる画像形成装置を提供することを目
的とする。

【００１１】また、本発明は、固体走査ヘッドの発光量
をリニアに変化させ、階調データに対応した階調補正を
行なうことができる画像形成装置を提供することを目的
とする。さらに、本発明は、常に安定した幅広い階調数
（中間調印字）を表現できる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用して端面か
ら発光動作を行なう発光素子を複数個直線状に配列して
なる固体走査ヘッドと、この固体走査ヘッドの前記各発
光素子に対して駆動パルスを印加することにより前記各
発光素子を選択的に発光させる駆動手段と、前記各発光
素子の発光輝度ばらつきを補正するための補正データを
前記各発光素子にそれぞれ対応して記憶している記憶手
段と、この記憶手段に記憶されている補正データに基づ
き前記駆動パルスを制御することにより前記各発光素子
の発光輝度ばらつきをそれぞれ補正する補正手段と、前
記固体走査ヘッドの各発光素子と像担持体とを相対的に
移動させることによって露光し画像を形成する画像形成
手段とを具備している。

【００１３】また、本発明の画像形成装置は、２つの電
極間にエレクトロ・ルミネッセンス現象を利用して端面
から発光動作を行なう発光体を介在させてなる発光素子
を複数個直線状に配列してなる固体走査ヘッドと、この
固体走査ヘッドを構成する前記各発光素子の発光輝度ば
らつきを補正するための補正データを前記各発光素子に
それぞれ対応して記憶している記憶手段と、前記発光素
子を構成する一方の電極には交流パルスを印加し、相対
する他方の電極には前記記憶手段に記憶されている補正
データに基づきパルス幅が制御された信号パルスを印加
し、これら交流パルスおよび信号パルスの位相を制御す
ることにより、前記各発光素子をそれらの発光輝度を制
御しながら選択的に発光させる発光制御手段と、前記固
体走査ヘッドの各発光素子と像担持体とを相対的に移動
させることによって露光し画像を形成する画像形成手段
とを具備している。

【００１４】また、本発明の画像形成装置は、２つの電
極間にエレクトロ・ルミネッセンス現象を利用して端面
から発光動作を行なう発光体を介在させてなる発光素子
を複数個直線状に配列してなる固体走査ヘッドと、この
固体走査ヘッドを構成する前記各発光素子の発光輝度ば
らつきを補正するための輝度補正データ、および、階調
補正を行なうための階調補正データを前記各発光素子に
それぞれ対応して記憶している記憶手段と、前記発光素
子を構成する一方の電極には交流パルスを印加し、相対
する他方の電極には前記記憶手段に記憶されている各補
正データに基づきパルス幅が制御された信号パルスを印
加し、前記交流パルスのパルス幅に対する前記信号パル
スのパルス幅のデューティ比を可変することにより、前
記各発光素子をそれらの発光輝度を制御しながら選択的
に発光させる発光制御手段と、前記固体走査ヘッドの各
発光素子と像担持体とを相対的に移動させることによっ
て露光し画像を形成する画像形成手段とを具備してい
る。

【００１５】さらに、本発明の画像形成装置は、２つの
電極間にエレクトロ・ルミネッセンス現象を利用して端
面から発光動作を行なう発光体を介在させてなる発光素
子を複数個直線状に配列してなる固体走査ヘッドと、こ
の固体走査ヘッドを構成する前記各発光素子の発光輝度
ばらつきを補正するための輝度補正データ、および、階
調補正を行なうための階調補正データを前記各発光素子
にそれぞれ対応して記憶している記憶手段と、前記発光
素子を構成する一方の電極には交流パルスを印加し、相
対する他方の電極には前記記憶手段に記憶されている各
補正データに基づきパルス幅が制御された信号パルスを
印加することにより、前記各発光素子を選択的に発光さ
せる駆動手段と、前記交流パルスが正側電圧値となる間
に前記信号パルスがロウレベルとなる時間幅の積分量、
あるいは、前記交流パルスが負側電圧値となる間に前記
信号パルスがハイレベルとなる時間幅の積分量で前記各
発光素子の発光強度を制御する発光強度制御手段と、前
記固体走査ヘッドの各発光素子と像担持体とを相対的に
移動させることによって露光し画像を形成する画像形成
手段とを具備している。

【００１６】

【作用】本発明によれば、あらかじめ設定記憶される発
光輝度ばらつき補正データに応じて固体走査ヘッドの各
発光素子をそれぞれ独立に制御することで、固体走査ヘ
ッドの発光量を制御し、各発光素子の発光輝度ばらつき
を補正することができる。これにより、固体走査ヘッド
の主走査ラインでの発光輝度のばらつきを抑制し、常に
安定した一定の発光輝度が得られる。

【００１７】また、本発明によれば、あらかじめ設定記
憶される階調補正データに応じて固体走査ヘッドの各発
光素子をそれぞれ独立に制御することで、固体走査ヘッ
ドの発光量をリニアに変化させ、階調データに対応した
階調補正を行なうことができる。

【００１８】さらに、本発明によれば、上記階調補正デ
ータに応じて固体走査ヘッドの各発光素子の発光制御パ
ルス幅を可変制御することで、固体走査ヘッドの常に安
定した幅広い階調数（中間調印字）を表現できる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図２は、本発明に係る画像形成装置、たと
えば、端面発光形のＥＬ発光素子を光源とした固体走査
ヘッドを露光手段として用いた電子写真式プリンタの概
略構成を示すものである。図において、１０は像担持体
としての感光体ドラムで、図示矢印方向に一定の速度で
回転するようになっている。１１は感光体ドラム１０の
表面に一様の電荷を与えるための帯電用帯電器である。
１２は固体走査ヘッドで、放射光が出力される開口部が
感光体ドラム１０の表面に面していて、出力された放射
光はセルフォックレンズアレイなどの光学手段１３を介
して感光体ドラム１０上に最適に集光されるように配設
されている。

【００２０】なお、本実施例における固体走査ヘッド１
２は、後で詳細を説明するが、たとえば、解像度が３０
０ＤＰＩの複数の端面発光形のＥＬ発光素子からなり、
個々の発光素子を発光−非発光制御することで、感光体
ドラム１０上を走査露光して静電潜像を形成するように
なっている。

【００２１】１４は感光体ドラム１０上に形成された静
電潜像の現像を行なうためにトナーを供給する現像器、
１５は感光体ドラム１０上に現像されたトナー像を用紙
に転写するための転写用帯電器、１６は静電気力で感光
体ドラム１０の表面に密着している用紙を剥離するため
の剥離用帯電器、１７は用紙上に転写されたトナー像を
圧力と熱で用紙上に定着させるための定着器、１８は用
紙に転写しきれないトナーおよび感光体ドラム１０上の
紙粉などを除去するためのクリーナである。

【００２２】１９は給紙ローラ対で、給紙カセット２０
から取出ローラ２１で１枚ずつ取出された用紙Ｐ、ある
いは、給紙開口部２２から手差しで１枚ずつ供給される
用紙を内部へ取込む。２３はトナー像が定着された用紙
を外部の排紙トレイ（図示しない）へ排出する排紙開口
部である。

【００２３】２４は制御回路基板で、図示しない外部装
置から入力される画像データを受信して、その画像デー
タに対して後述する輝度ばらつきの補正をかけることに
よって、固体走査ヘッド１２の発光輝度ばらつきを抑制
する制御を行なったり、また、プリンタ全体の駆動制御
などを行なっている制御部が組込まれている。

【００２４】次に、図２のプリンタの動作を説明する。
たとえば、図示しない外部装置の制御によってプリント
動作を開始すると、給紙ローラ対１９は、給紙カセット
２０から取出された用紙Ｐを１枚１枚分離させることに
よって内部へ取込む。このとき、感光体ドラム１０は既
に回転されており、その表面は帯電用帯電器１１によっ
て一様に帯電されている。

【００２５】さて、図示しない外部装置からプリントす
る画像データが入力され、その画像データに基づく発光
制御パルス（駆動パルス）が固体走査ヘッド１２に入力
されると、固体走査ヘッド１２は、その発光制御パルス
に基づき複数のＥＬ発光素子の発光−非発光制御を行な
い、一様に帯電されている感光体ドラム１０の表面を走
査露光することにより静電潜像を形成する。すなわち、
固体走査ヘッド１２の中のＥＬ発光素子が発光している
部分は感光体ドラム１０上で電荷がなくなり、ＥＬ発光
素子が非発光の部分は感光体ドラム１０上で電荷が残る
ようになる。

【００２６】こうして、感光体ドラム１０上に形成され
た静電潜像が現像器１４の設置箇所に達すると、電荷が
無くなっている箇所にトナーが電気的な作用で付着する
ことにより現像が起こる。トナーは徐々に供給されるの
で、感光体ドラム１０上の電荷による静電潜像の部分に
トナーによる像が形成される。

【００２７】一方、供給された用紙Ｐは、給紙ローラ対
１９の搬送制御によって感光体ドラム１０と転写用帯電
器１５との間へ導かれ、感光体ドラム１０上のトナー像
が転写用帯電器１５の作用によって転写され、トナー像
が用紙上に形成される。その後、用紙Ｐは剥離用帯電器
１６の作用によって感光体ドラム１０の表面から剥離さ
れ、定着器１７へと搬送される。用紙Ｐ上のトナー像
は、定着器１７の加圧と熱の作用によって固定され、排
紙開口部２３から外部へ送出される。

【００２８】また、トナー像が転写された感光体ドラム
１０は、その表面に残った余剰トナーおよび紙粉などが
クリーナ１８によって除去された後、帯電用帯電器１１
へ移動し、その表面に再び一様な電荷が与えられるよう
になる。

【００２９】以上のプロセスを繰り返すことによって、
固体走査ヘッド１２を露光光源とした電子写真式プリン
タの印字動作は行なわれる。図１は、上記のように構成
された電子写真式プリンタの制御部を示すもので、固体
走査ヘッドの発光制御パルスと副走査手段としての感光
体ドラム駆動系モータの励磁パルスとの同期制御を行な
う制御手段、固体走査ヘッドの発光−非発光制御関係
と、用紙先端検知後のライン同期信号（水平同期信号）
をカウントし、そのカウント値の結果を参照し、メモリ
からデータを引出し、印字領域以外では固体走査ヘッド
の発光制御パルスを停止制御する制御手段、発光制御パ
ルスに同期したライン同期信号入力後の駆動パルスをカ
ウントし、そのカウント値の結果を参照し、メモリから
データを引出し、そのデータを基に用紙の左端書込み基
準位置およびエリア指定を行なう制御手段、図示しない
外部装置から入力される画像データを受信し、この受信
した画像データに輝度ばらつきの補正をかけることによ
って、固体走査ヘッドの発光輝度のばらつきを抑制して
安定した中間調印字を行なうための制御を行なう制御手
段、固体走査ヘッドを構成するＥＬ発光素子の放電電流
をモニタし、ＥＬ発光素子の劣化検出および異常検出を
行なう制御手段などの部分を中心に示してある。

【００３０】図１において、ＣＰＵ（セントラル・プロ
セッシング・ユニット）３０は、プリンタ全体の制御を
司る。メモリ（ＲＯＭ）３１には、ＣＰＵ３０の制御プ
ログラム（プリンタ全体の演算、制御、駆動などを司る
制御プログラム）、および、印字領域の指定を行なうテ
ーブルデータなどが格納されている。インタフェイス
（Ｉ／Ｆ）回路３２は、ＣＰＵ３０の管理下にあり、本
プリンタと外部装置３３との間で行なう通信機能を有し
ている。外部装置３３は、Ｉ／Ｆ回路３２を介して本プ
リンタと情報の交換、命令、および、データ転送などを
行なう。

【００３１】信号電極駆動回路３４は、固体走査ヘッド
１２を発光−非発光制御するための信号パルスを生成す
る。コモン電極駆動回路３５は、固体走査ヘッド１２を
発光−非発光制御するためのコモンパルスを生成する。
信号電極駆動回路３４およびコモン電極駆動回路３５か
ら出力される各パルスは、それぞれ固体走査ヘッド１２
に入力されることにより、固体走査ヘッド１２の発光−
非発光の制御が行なわれる。

【００３２】カウンタ３６は、Ｉ／Ｆ回路３２を介して
外部装置３３から伝送されてきたライン同期信号（水平
同期信号）Ｃをカウントし、かつ、後述するタイミング
パルス発生回路３９で生成された発光制御パルスをカウ
ントする。カウンタ３６のカウント値は、バス３７を介
してＣＰＵ３０に取込まれ、ライン数の管理および画素
数の管理用などに処理される。

【００３３】画像処理回路３８は、Ｉ／Ｆ回路３２から
の画像信号とその画像信号に同期したクロックパルスと
を受取り、画像処理および画像編集作業を行なう。タイ
ミングパルス発生回路３９は、画像処理回路３８から出
力された多値の画像データを固体走査ヘッド１２へ転送
するための転送クロックパルス、固体走査ヘッド１２の
制御信号作成用クロックパルス、および、プリンタの各
駆動系の動作クロックパルスなどをそれぞれ同期させて
生成し、出力する。

【００３４】輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０は、
タイミングパルス発生回路３９からのクロックパルスに
同期して画像処理回路３８から転送されてきた多値デー
タに該当するＥＬ発光素子の発光輝度ばらつきを補正す
るＥＬ発光素子制御データを格納した補正用メモリ、お
よび、画像処理回路３８から転送されてきた多値データ
をＥＬ発光素子の階調制御信号に変換するデータを格納
した階調変換用メモリから構成されている。

【００３５】ゲート回路４１は、必要に応じてＣＰＵ３
０から制御信号ＳＴＢを受け、輝度ばらつき補正・階調
メモリ部４０へのデータバスの開閉を行なう。これによ
り、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０は、ＣＰＵ３
０からゲート回路４１を介してメモリデータの更新を行
なえるようになっている。

【００３６】パルス停止制御回路４２は、カウンタ３６
のカウント値を参照することにより、ＲＯＭ３１からテ
ーブルデータを取出し、固体走査ヘッド１２への発光制
御パルスを停止制御する。

【００３７】コモンパルス発生回路４３は、タイミング
パルス発生回路３９からのクロックパルスに応じて固体
走査ヘッド１２へのコモンパルスを生成し、かつ、パル
ス停止制御回路４２からの制御信号によってコモンパル
スの出力を停止制御している。

【００３８】用紙先端検知器４４は、給紙カセット２０
あるいは給紙開口部２２から用紙Ｐが供給されたことを
検知するもので、その検知信号はＣＰＵ３０に取込ま
れ、処理される。

【００３９】駆動回路４５は、制御回路４６の制御に基
づき、それぞれ前記給紙ローラ対１９、現像器１４、感
光体ドラム１０、クリーナ１８、および、定着器１７を
駆動制御する。

【００４０】放電電流検出回路４７は、固体走査ヘッド
１２を構成する少なくとも２個以上のＥＬ発光素子から
出力される放電電流を検出するもので、その検出値はバ
ス３７を介してＣＰＵ３０に取込まれる。なお、放電電
流の検出は、上記目的のため用紙Ｐの画像形成に寄与す
る画素（ＥＬ発光素子）直接が最良であるが、画像形成
に寄与しない画素（ＥＬ発光素子）、すなわちダミー画
素で行なってもよい。

【００４１】次に、図１の制御部の動作を説明する。ま
ず、外部装置３３から本プリンタに画像データが入力さ
れていない状態の場合、固体走査ヘッド１２は待機状態
となり、外部装置３３が出力するライン同期信号Ｃをカ
ウントしているカウンタ３６のカウント値にかかわら
ず、ＣＰＵ３０はパルス停止制御回路４２に固体走査ヘ
ッド１２へ発光制御パルスを送ること停止するように指
示する。

【００４２】この状態で、外部装置３３からＩ／Ｆ回路
３２を介して印字開始コマンドを受取ると、ＣＰＵ３０
は、給紙ローラ対１９を駆動することにより用紙Ｐを供
給する。用紙先端検知器４４が用紙Ｐの先端を検知する
と、ＣＰＵ３０は、外部装置３３に対して画像データの
伝送を要求する。

【００４３】ＣＰＵ３０は、この時点でパルス停止制御
回路４２に指令を与えて、固体走査ヘッド１２への発光
制御パルスの停止を解除する。ＣＰＵ３０からの伝送要
求により、外部装置３３から、ライン同期信号Ｃに同期
して画像データが入力されると、画像処理回路３８で画
像処理および画像編集作業などが行なわれた後、その処
理済みの画像データは、タイミングパルス発生回路３９
からのクロックパルスに同期して輝度ばらつき補正・階
調メモリ部４０に転送される。

【００４４】輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０で
は、画像処理回路３８からの多値画像データを基にＥＬ
発光素子の発光輝度ばらつき補正および階調変換処理を
行ない、その処理後のデータは信号電極駆動回路３４へ
送られる。この場合、多値の画像データに発光輝度ばら
つきの補正を行なった後に階調変換を行なうので、固体
走査ヘッド１２の発光輝度ばらつきは抑制され、かつ、
安定した中間調印字を行なうことが可能となる。

【００４５】このとき、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１のテ
ーブルからデータを取出し、そのデータ値によって固体
走査ヘッド１２の発光制御する画素位置を確定する。そ
して、ライン同期信号Ｃ入力後に固体走査ヘッド１２の
駆動パルスを制御しながら、画像データを転送すること
により、画像データの用紙Ｐに対する書込み位置、すな
わち、用紙Ｐの左端書込み基準位置およびエリア指定を
行なっている。

【００４６】タイミングパルス発生回路３９は、内部で
生成し同期制御された基準クロックパルスを輝度ばらつ
き補正・階調メモリ部４０、コモンパルス発生回路４
３、および、制御回路４６にそれぞれ供給する。

【００４７】輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０は、
タイミングパルス発生回路３９からの副走査手段として
の駆動系モータの励磁パルスに同期したタイミングクロ
ックで画像処理回路３８から多値の画像データを入力
し、輝度ばらつきの補正を行なった後に階調変換を行な
い、ＥＬ発光素子に印加可能な制御信号に変換し、信号
パルスを信号電極駆動回路３４へ出力する。

【００４８】このとき、コモンパルス発生回路４３は、
タイミングパルス発生回路３９から輝度ばらつき補正・
階調メモリ部４０へ入力されたクロックパルスと同期し
たタイミングクロックパルスが入力されることで、前記
信号パルスと同期されたコモンパルスをコモン電極駆動
回路３５へ出力する。

【００４９】固体走査ヘッド１２は、信号電極駆動回路
３４から出力される信号パルスと、コモン電極駆動回路
３５から出力されるコモンパルスをそれぞれ入力するこ
とで、ＥＬ発光素子の発光−非発光の制御を行なう。こ
れにより、ＥＬ発光素子の発光輝度ばらつきの補正と階
調印字の双方を同時に実施できる。

【００５０】制御回路４６は、ＣＰＵ３０の管理下でタ
イミングパルス発生回路３９から固体走査ヘッド１２の
発光制御パルス、すなわち、信号パルスとコモンパルス
に同期されたタイミングクロックパルスを入力すること
で、感光体ドラム１０を中心としたプロセス周りの制
御、駆動を行なう信号が生成され、駆動回路４５を介し
て副走査手段としての駆動系モータ、すなわち、感光体
ドラム１０の周速を安定にし、駆動する。

【００５１】また、制御回路４６は、駆動回路４５を介
して給紙ローラ対１９、現像器１４、クリーナ１８、定
着器１７などの各制御も同様に行なうことで、外部装置
３３から入力された印字すべき画像データの固体走査ヘ
ッド１２へ転送されるタイミングと前記副走査手段の駆
動タイミングとは同期がとれ、感光体ドラム１０上の静
電潜像の形成を安定して行なうことができ、用紙Ｐへ忠
実に再現し、印字を行なうことができる。

【００５２】ところで、固体走査ヘッド１２は、複数の
ＥＬ発光素子から構成されていて、その発光源は独立で
あるために、発光する頻度が高いＥＬ発光素子と発光す
る頻度が極端に低いＥＬ発光素子とでは発光輝度に差が
発生するため（経時変化）、照射する光の輝度のばらつ
き、すなわち、照射分布をフラットに安定した軌線に描
く必要がある。また、ＥＬ発光素子の劣化検出と異常検
出を行なう必要がある。

【００５３】そこで、固体走査ヘッド１２を構成するＥ
Ｌ発光素子からの放電電流を放電電流検出回路４７で逐
次モニタし、ＣＰＵ３０は、その検出値の結果を取込ん
で参照することにより、ＲＯＭ３１からテーブルデータ
を取出して、タイミングパルス発生回路３９を制御し、
コモンパルス発生回路４３から出力されるコモンパルス
を波形制御することにより、固体走査ヘッド１２の発光
量の制御を行なっている。

【００５４】このように、固体走査ヘッド１２から直接
モニタおよび間接モニタし、そのモニタデータをＣＰＵ
３０で演算処理を行なうことで、固体走査ヘッド１２か
ら照射する光の輝度のばらつき、すなわち、感光体ドラ
ム１０面での照度分布をフラットに安定させることがで
き、かつ、ＥＬ発光素子の劣化検出とＥＬ発光素子の異
常検出が可能となる。

【００５５】上記したような閉ループ制御方式は、非常
に応用面が広く利用でき、端面発光形のＥＬ発光素子を
用いた固体走査ヘッドをはじめ、蛍光体アレイ、ＬＥＤ
アレイなどを用いた固体走査ヘッド全般に同様な制御を
応用することができる。

【００５６】図３は、固体走査ヘッド１２の構成を概略
的に示すものである。図において、ガラス基板５０上に
は、導電性金属からなるコモン電極５１が接着されてい
て、このコモン電極５１は前記コモン電極駆動回路３５
からのコモンパルスによって駆動される。コモン電極５
１上には、複数の端面発光形のＥＬ発光素子５２，…が
一定間隔で直線状に配列されている。ここに、本固体走
査ヘッド１２の主走査方向の解像度は、ＥＬ発光素子５
２，…の設置分布によって決定される。本実施例では、
たとえば、１ｍｍ当たり約１２本の素子間隔で構成され
ているため、解像度は３００ＤＰＩとなっている。

【００５７】ＥＬ発光素子５２，…は、それぞれコモン
電極５１上に蒸着形成された発光体５３、および、この
発光体５３上に接着された信号電極５４によって構成さ
れている。ＥＬ発光素子５２，…の各信号電極５４は、
前記信号電極駆動回路３４からの信号パルスによって駆
動される。

【００５８】発光体５３は、たとえば、ＺｎＳ：Ｍｎか
らなる発光層をＹ2 Ｏ5 からなる誘電体層で両側から挟
んでサンドウィッチ構造とし、それを更にコモン電極５
１と信号電極５４とで図示の如く挟み込み、両電極５
１，５４間に高電圧を印加して発光層と誘電体層に電界
を発生させることにより、光エネルギを励起させるよう
になっている。

【００５９】なお、上記発光層としては、高輝度発光の
可能性があるＭｎ、または、希土類元素付加のＺｎＳ、
および、希土類元素付加のアルカリ土類金属硫化物（Ｃ
ａＳ：Ｅｕ，ＳｒＳ：Ｃｅ）などが研究開発されている
が、本実施例ではＺｎＳ：Ｍｎを取り上げた。

【００６０】また、上記誘電体層としては、高誘電率で
低電圧駆動の絶縁膜、たとえば、ＳｉＯ，ＳｉＮ，Ａｌ
Ｎ，ＴａＯ−ＳｉＯなどが考えられるが、本実施例では
上記したようにＹ2 Ｏ5 を取り上げた。

【００６１】本固体走査ヘッド１２の成膜は、スパッタ
法や真空蒸着などによって均一に製造されるが、一般に
使われているＥＬ発光形ディスプレイと性質および製造
などの手法は同様である。

【００６２】また、ＥＬ発光素子５２，…の各側壁およ
び後壁には、隣接するＥＬ発光素子５２の漏光および外
光などによる干渉を抑制するために、光遮蔽と非導電性
とさせるためのコーティング材５５を施してある。コー
ティング材５５は、上記性質を持っていれば特に材質な
どに制限はない。本実施例では、たとえば、アルマイト
コーティングを施してある。

【００６３】ＥＬ発光素子５２，…からの放射光５６
は、コモン電極５１に対して垂直方向に発光体５３の端
面から発光する光であり、感光体ドラム１０の表面に露
光させる光は、この放射光５６を利用している。放射光
５６の輝度は、発光体５３の発光層や誘電体層の構成材
料、構成比率、および、膜厚などによって変化するが、
膜厚が増すだけでも光の伝播モードの数は増えるので、
光出力は増加する傾向を示す。また、使用する感光体ド
ラム１０の分光感度特性から、固体走査ヘッド１２の発
光波長を合わせるように発光材料を選択し、最適なもの
を選ぶことが可能である。

【００６４】なお、放射光５６は、厚さが約１μｍの発
光層から約７０μｍ程度の極めて薄い帯状のビーム光が
放出されるので集光性に富み、レンズ系へのカップリン
グ効率もよく、放射光としてはロスが少ないという特徴
がある。

【００６５】図４は、図３で示した固体走査ヘッド１２
の変形例を示す。この例は、各電極５１，５２の構成位
置を逆にした場合を示している。すなわち、ガラス基板
５０上に、ストライプ状の導電性金属電極を各ＥＬ発光
素子５２，…ごとに分離するように信号電極５４を設置
し、その各信号電極５４上にそれぞれ発光体５３を形成
し、その上に更に各ＥＬ発光素子５２，…を共通に接続
するコモン電極５１を接着して構成される。各信号電極
５４は、それぞれ信号パルスを発生する信号電極駆動回
路３４に接続され、コモン電極５１は、コモンパルスを
発生するコモン電極駆動回路３５に接続されている。

【００６６】図５は、図３で示した固体走査ヘッド１２
の他の変形例を示す。この例は、コモン電極５１を信号
電極５４と同様に各ＥＬ発光素子５２，…ごとに分離形
成した場合を示している。すなわち、ガラス基板５０上
に、ストライプ状の導電性金属電極を各ＥＬ発光素子５
２，…ごとに分離するようにコモン電極５１を設置し、
その各コモン電極５１上にそれぞれ発光体５３を形成
し、その上に更にストライプ状の導電性金属電極を各Ｅ
Ｌ発光素子５２，…ごとに分離するように信号電極５４
を接着して構成される。各信号電極５４は、それぞれ信
号パルスを発生する信号電極駆動回路３４に接続され、
各コモン電極５１は、それぞれコモンパルスを発生する
コモン電極駆動回路３５に接続されている。

【００６７】なお、本実施例での固体走査ヘッド１２に
用いるＥＬ発光素子５２の発光層に用いる材料は、前述
したようにＺｎＳ：Ｍｎを使用しているため、ＥＬ発光
素子５２からの放射光の発光色は黄橙色で、その分光特
性は図６に示す如く中心波長は５９０ｎｍで、半値にお
ける広がりは７０ｎｍ程度である。ここに、図６の横軸
は波長を、縦軸は相対感度をそれぞれ示している。

【００６８】図７は、固体走査ヘッド１２の印加電圧、
すなわち、コモン電極５１と信号電極５４との電位差に
対する発光輝度の特性を示すグラフである。固体走査ヘ
ッド１２は、基本的には交流形のＥＬ発光形ディスプレ
イと駆動方法が類似しているので、動作電圧として２０
０数十Ｖ（ボルト）といった高い交流交番電圧を使用し
ている。

【００６９】しかし、この動作電圧は発光体５３を構成
する発光層および誘電体層で使用されている材料の変更
によって低下していく傾向にある。ＥＬ発光素子５２の
両電極５１，５４間の電位差が所定値以上になると、発
光、非発光の動作が行なわれる。

【００７０】図７に示す如く、両電極５１，５４間の電
位差がしきい値電圧（スレッショルド電圧）Ｖｔｈ未満
であるとき、固体走査ヘッド１２は発光しないが、両電
極５１，５４間の電位差がスレッショルド電圧Ｖｔｈよ
りも高くなると、固体走査ヘッド１２は発光を初め、所
定値Ｖｈ（Ｖｈ＞Ｖｔｈ）以上になると、固体走査ヘッ
ド１２は完全飽和発光する。両電極５１，５４間の電位
差がスレッショルド電圧Ｖｔｈ付近であるとき、固体走
査ヘッド１２は微小に発光するが、感光体ドラム１０の
露光レベルには達しないで、この領域は使用しない。

【００７１】図７から、印加電圧−輝度特性曲線は急俊
で、Ｖｈ−Ｖｔｈ＝Ｖｓｉｇ程度であるので、この電圧
Ｖｓｉｇのオン−オフ制御のみで、すなわち、信号電極
５４に印加する信号パルスの電圧値Ｖｓｉｇの制御で、
容易に固体走査ヘッド１２の発光、非発光の制御を行な
っている。

【００７２】図８は、外部装置３３から伝送されてきた
画像データ転送同期用ライン同期信号Ｃ（水平同期信
号）と印字画像データのタイミングチャートを示してい
る。ＣＰＵ３０は、あらかじめ用紙Ｐの左端書込み基準
位置およびエリア指定のデータをＲＯＭ３１のテーブル
から読出すことにより、図８のごとく、ライン同期信号
Ｃから用紙Ｐの左端書込み基準信号発生までの時間ＴB
、ライン同期信号Ｃから用紙Ｐの右端書込み基準信号
発生までの時間ＴE の算出を行なう。

【００７３】そして、ＣＰＵ３０は、ライン同期信号Ｃ
の入力後、固体走査ヘッド１２への発光制御パルスをカ
ウンタ３６でカウントし、そのカウント値と上記算出値
とを比較することにより、固体走査ヘッド１２において
発光制御する画素位置を用紙Ｐに対してどの位置から行
なうかを確定し、タイミングパルス発生回路３９でライ
ン同期信号Ｃ入力後の発光制御パルス（駆動パルス）を
制御し、画像データを画像処理回路３８、輝度ばらつき
補正・階調メモリ部４０を介して信号電極駆動回路３４
へ送る。

【００７４】同時に、タイミングパルス発生回路３９か
ら発生したクロックパルスは、コモンパルス発生回路４
３へ出力されてコモンパルスを発生し、コモン電極駆動
回路３５へ送る。固体走査ヘッド１２は、信号電極駆動
回路３４から発生された信号パルスとコモン電極駆動回
路３５から発生されたコモンパルスとによって発光−非
発光の制御が行なわれる。

【００７５】以上により、固体走査ヘッド１２におい
て、用紙Ｐに対する印字領域は第１画素を固体走査ヘッ
ド１２の第１番目の画素、あるいは、あらかじめ規定さ
れた画素に合わせることが、ＲＯＭ３１のテーブルデー
タから容易に指定でき、画像印字位置精度の向上を図る
ことができる。

【００７６】図９は、図３に示した固体走査ヘッド１２
を等価回路で表したものである。信号電極５４はそれぞ
れ独立に設置され、１画素は１個の信号電極５４から構
成されている。信号電極５４の各画素は、信号電極駆動
回路３４へ直接接続されているので、ＥＬ発光素子５２
の発光制御をダイレクトに行なうことができる。信号電
極駆動回路３４は、画像データに応じた信号をＥＬ発光
素子５２の発光レベルまで上げる機能を持つ。信号電極
駆動回路３４から発生する信号は、画像データを含んで
いるので、コモン電極５１に印加する電圧よりも低く設
定している。

【００７７】一方、コモン電極５１は、たとえば、２５
６画素を１グループとし、２５６画素は１個のコモン電
極を共有している。コモン電極５１は、コモン電極駆動
回路３５へ直接に接続されているので、ＥＬ発光素子５
２の発光制御をダイレクトに行なうことができる。コモ
ン電極駆動回路３５から発生する信号は、画像データに
関係なくＥＬ発光素子５２の発光レベルまで上げる機能
を持つ。コモン電極駆動回路３５は、画像データを含ん
でいないので、信号電極駆動回路３４に印加する電圧よ
りも高く設定している。

【００７８】１番目のコモン電極５１は、図９に示す如
くコモン電極駆動回路３５のＡに接続され、２番目のコ
モン電極５１はコモン電極駆動回路３５のＢに接続され
る。以降、２５６画素ごとをブロックとして連続的にコ
モン電極駆動回路３５に接続されている。

【００７９】ところで、本実施例では、２５６画素を１
グループとしているが、これは信号電極駆動回路３４の
回路構成とコモン電極駆動回路３５の駆動容量とで制約
されるものであるから、２５６画素を限定するものでは
ない。ただし、図９では、便宜上、固体走査ヘッド１２
の１画素目のことを第１画素目、２画素目のことを第２
画素目、Ｎ画素目のことを第Ｎ画素目とする。

【００８０】図１０は、図９で示した固体走査ヘッド１
２の発光−非発光制御を行なうタイミングチャートを表
したものである。ここでは、第１画素目に印加する信号
パルス、第２画素目に印加する信号パルス、第２５６画
素目に印加する信号パルス、第２５７画素目に印加する
信号パルスを信号電極５４側に印加するタイミングチャ
ートを示す。また、同時にコモン電極５１側に印加する
コモンパルスを、コモンパルスＡ、コモンパルスＢ、コ
モンパルスＣ、コモンパルスＤとして示す。

【００８１】コモンパルスは、任意のパルス設定幅と任
意のパルス間休止時間幅とを交互に発生する交流電圧波
形をＥＬ発光素子５２の一方側の電極５１へ印加する。
信号パルスは、コモンパルスに位相を合わせ、信号電極
駆動回路３４内で画像データに応じて信号パルスのパル
ス幅を生成し、ＥＬ発光素子５２の他方側の電極５４へ
印加する。ＥＬ発光素子５２を発光−非発光させるため
には、信号パルスとコモンパルスの互いの波形位相で決
定される。

【００８２】図１１は、図９および図１０で示した固体
走査ヘッド１２の発光−非発光制御を示したタイミング
チャートの中で、任意のＥＬ発光素子５２における発光
させないモードの１パターンのタイミングチャートを表
したものである。

【００８３】コモンパルスは、コモンパルス発生回路４
３で生成され、コモン電極駆動回路３５で昇圧される。
コモンパルスは、図１１の如く設定電圧Ｖｓを基準とし
て、正電圧側のスレッショルドレベル＋Ｖｔｈを越える
正電圧Ｖｐを設定時間Ｔの幅に持つ正のパルス波形と、
負電圧側のスレッショルドレベル−Ｖｔｈを越えない負
電圧−Ｖｎを設定時間Ｔの幅に持つ負のパルス波形とを
交互に出力する。

【００８４】なお、正電圧側のパルス波形と負電圧側の
パルス波形との間の休止区間は、上記正電圧Ｖｐおよび
負電圧−Ｖｎの上記設定時間Ｔよりも長い休止時間を有
している。

【００８５】また、信号パルスは、輝度ばらつき補正・
階調メモリ部４０で生成され、信号電極駆動回路３４で
昇圧される。信号パルスは、図１１の如くコモンパルス
の波形と位相を合わせて出力される。信号パルスは、０
Ｖ（ボルト）を基準として正電圧側にパルスを出力す
る。信号パルスは、上記設定時間Ｔを最大とし、スレッ
ショルドタイムＴｔｈを基準として、スレッショルドタ
イムＴｔｈよりも小さい時間方向をＴａと表わし、スレ
ッショルドタイムＴｔｈよりも大きい時間方向をＴｋと
表わすと、コモンパルス波形と信号パルス波形の共有す
るエリアＴａの部分の時間幅がＥＬ発光素子５２から放
射する光の輝度に比例する。

【００８６】ところで、第１のＥＬ発光素子を発光させ
ないパルス位相条件は、コモンパルスが正電圧Ｖｐのと
き、図示したように発光に寄与するエリアの部分Ｔａが
Ｔａ＜Ｔｔｈの条件が成立するような休止区間を前記設
定時間Ｔの内部で発生したときである。コモンパルスと
信号パルスとの共有するエリアＴａの部分の時間幅は、
スレッショルドタイムＴｔｈよりも小さいので、ＥＬ発
光素子５２からの放射光は微小となり、感光体ドラム１
０上に露光現像は発生しない。

【００８７】また、第２のＥＬ発光素子を発光させない
パルス位相条件は、コモンパルスが負電圧−Ｖｎのと
き、図示したように発光に寄与するエリアの部分Ｔａが
Ｔａ＜Ｔｔｈの条件が成立するようなパルスを前記設定
時間Ｔの内部で発生したときである。コモンパルスと信
号パルスとの共有するエリアＴａの部分の時間幅は、ス
レッショルドタイムＴｔｈよりも小さいので、ＥＬ発光
素子５２からの放射光は微小となり、感光体ドラム１０
上に露光現像は発生しない。

【００８８】そして、さらにＥＬ発光素子５２の発光効
率および発光量を上げるために、正電圧側のパルス波形
と負電圧側のパルス波形を印加する間に前記設定時間Ｔ
よりも長い休止区間を与え、これらを交互に、しかも、
正電圧側のパルス波形と負電圧側のパルス波形とが必ず
１ペアで発生し、完了するように制御する条件を加える
ことで、ＥＬ発光素子５２の寿命を延ばしている。しか
し、このときの制御方式では、ＥＬ発光素子５２からの
放射光は感光体ドラム１０上に露光現象は発生しない。

【００８９】図１２は、図９および図１０で示した固体
走査ヘッド１２の発光−非発光制御を示したタイミング
チャートの中で、任意のＥＬ発光素子５２における発光
させるモードの１パターンのタイミングチャートを表し
たものである。

【００９０】コモンパルスは、コモンパルス発生回路４
３で生成され、コモン電極駆動回路３５で昇圧される。
コモンパルスは、図１２の如く設定電圧Ｖｓを基準とし
て、正電圧側のスレッショルドレベル＋Ｖｔｈを越える
正電圧Ｖｐを設定時間Ｔの幅に持つ正のパルス波形と、
負電圧側のスレッショルドレベル−Ｖｔｈを越えない負
電圧−Ｖｎを設定時間Ｔの幅に持つ負のパルス波形とを
交互に出力する。

【００９１】なお、正電圧側のパルス波形と負電圧側の
パルス波形との間の休止区間は、上記正電圧Ｖｐおよび
負電圧−Ｖｎの上記設定時間Ｔよりも長い休止時間を有
している。

【００９２】また、信号パルスは、輝度ばらつき補正・
階調メモリ部４０で生成され、信号電極駆動回路３４で
昇圧される。信号パルスは、図１２の如くコモンパルス
の波形と位相を合わせて出力される。信号パルスは、０
Ｖを基準として正電圧側にパルスを出力する。信号パル
スは、上記設定時間Ｔを最大とし、スレッショルドタイ
ムＴｔｈを基準として、スレッショルドタイムＴｔｈよ
りも大きい時間方向をＴｂと表わすと、コモンパルス波
形と信号パルス波形の共有するエリアＴｂの部分の時間
幅がＥＬ発光素子５２から放射する光の輝度に比例す
る。

【００９３】ところで、第１のＥＬ発光素子を発光させ
るパルス位相条件は、コモンパルスが正電圧Ｖｐのと
き、図示したように発光に寄与するエリアの部分Ｔｂが
Ｔｔｈ＜Ｔｂの条件が成立するような休止区間を前記設
定時間Ｔの内部で発生したときである。コモンパルスと
信号パルスとの共有するエリアＴｂの部分の時間幅は、
スレッショルドタイムＴｔｈよりも大きいので、ＥＬ発
光素子５２からの放射光は増大となり、感光体ドラム１
０上に露光現像は発生する。

【００９４】また、第２のＥＬ発光素子を発光させるパ
ルス位相条件は、コモンパルスが負電圧−Ｖｎのとき、
図示したように発光に寄与するエリアの部分ＴｂがＴｔ
ｈ＜Ｔｂの条件が成立するようなパルスを前記設定時間
Ｔの内部で発生したときである。コモンパルスと信号パ
ルスとの共有するエリアＴｂの部分の時間幅は、スレッ
ショルドタイムＴｔｈよりも大きいので、ＥＬ発光素子
５２からの放射光は増大となり、感光体ドラム１０上に
露光現像は発生する。

【００９５】そして、さらにＥＬ発光素子５２の発光効
率および発光量を上げるために、前記設定時間Ｔよりも
長い休止区間を与え、これらを交互に、しかも、正電圧
側のパルス波形と負電圧側のパルス波形とが必ず１ペア
で発生し、完了するように制御する条件を加えること
で、ＥＬ発光素子５２の寿命を延ばしている。したがっ
て、このときの制御方式では、ＥＬ発光素子５２からの
放射光は感光体ドラム１０上に露光現象を発生させる。

【００９６】次に、図１２を用いて固体走査ヘッド１２
の発光輝度ばらつき補正の方法について説明する。固体
走査ヘッド１２は、コモンパルス発生回路４３で生成さ
れ、コモン電極駆動回路３５で昇圧されたコモンパルス
をＥＬ発光素子５２の一方の電極５１へダイレクトに印
加し、かつ、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０で生
成され、信号電極駆動回路３４で昇圧された信号パルス
をＥＬ発光素子５２の他方の電極５４へダイレクトに印
加し、しかも、それら両方のパルスの位相条件でＥＬ発
光素子５２の発光輝度量の制御を行なう。

【００９７】このとき、固体走査ヘッド１２の任意のＥ
Ｌ発光素子Ｎに注目すると、ＥＬ発光素子Ｎの発光輝度
量は、タイミングパルス発生回路３９の制御を受けた輝
度ばらつき補正・階調メモリ部４０で生成されるデータ
Ｄｎによって制御される。すなわち、信号電極駆動回路
３４は、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０からのデ
ータＤｎを受取り、Ｔｔｈ＜Ｔｂ＜Ｔｋ（輝度ばらつき
補正区間）の条件を満たす信号パルス幅Ｔｂｎを発生さ
せる。感光体ドラム１０上には、上記Ｔｂｎのパルス幅
に比例した露光量が発生する。

【００９８】同様に、ＥＬ発光素子Ｎの隣接するＥＬ発
光素子Ｎ＋１に注目すると、ＥＬ発光素子Ｎ＋１の発光
輝度量は，タイミングパルス発生回路３９の制御を受け
た輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０で生成されるデ
ータＤｎ＋１によって制御される。すなわち、信号電極
駆動回路３４は、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０
からのデータＤｎ＋１を受取り、Ｔｔｈ＜Ｔｂ＜Ｔｋ
（輝度ばらつき補正区間）の条件を満たす信号パルス幅
Ｔｂｎ＋１を発生させる。感光体ドラム１０上には、上
記Ｔｂｎ＋１のパルス幅に比例した露光量が発生する。

【００９９】このように、固体走査ヘッド１２の各ＥＬ
発光素子５２の輝度補正を、記憶手段（メモリ）内の輝
度補正データを利用して行なうことによって、固体走査
ヘッド１２の各ＥＬ発光素子５２の発光輝度ばらつき
を、それぞれＥＬ発光素子５２ごとに独立して補正する
ことができる。

【０１００】次に、図１２を用いて固体走査ヘッド１２
の階調補正の方法について説明する。固体走査ヘッド１
２は、コモンパルス発生回路４３で生成され、コモン電
極駆動回路３５で昇圧されたコモンパルスをＥＬ発光素
子５２の一方の電極５１へダイレクトに印加し、かつ、
輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０で生成され、信号
電極駆動回路３４で昇圧された信号パルスをＥＬ発光素
子５２の他方の電極５４へダイレクトに印加し、しか
も、それら両方のパルスの位相条件でＥＬ発光素子５２
の発光輝度量の制御を行なう。

【０１０１】このとき、固体走査ヘッド１２の任意のＥ
Ｌ発光素子Ｍに注目すると、ＥＬ発光素子Ｍの階調デー
タによる発光輝度量は、タイミングパルス発生回路３９
の制御を受けた輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０で
生成されるデータＤｍによって制御される。すなわち、
信号電極駆動回路３４は、輝度ばらつき補正・階調メモ
リ部４０からのデータＤｍを受取り、Ｔｔｈ＜Ｔｂ＜Ｔ
（階調補正区間）の条件を満たす信号パルス幅Ｔｂｍを
発生させる。感光体ドラム１０上には、上記Ｔｂｍのパ
ルス幅に比例した露光量が発生する。

【０１０２】なお、上記Ｔｂｍのパルス幅は、階調数に
応じて時間を設定することで、図１２の斜線で示した面
積に対応して感光体ドラム１０上の露光量が決定され
る。同様に、ＥＬ発光素子Ｍの隣接するＥＬ発光素子Ｍ
＋１に注目すると、ＥＬ発光素子Ｍ＋１の発光輝度量
は、タイミングパルス発生回路３９の制御を受けた輝度
ばらつき補正・階調メモリ部４０で生成されるデータＤ
ｍ＋１によって制御される。すなわち、信号電極駆動回
路３４は、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０からの
データＤｍ＋１を受取り、Ｔｔｈ＜Ｔｂ＜Ｔ（階調補正
区間）の条件を満たす信号パルス幅Ｔｂｍ＋１を発生さ
せる。感光体ドラム１０上には、上記Ｔｂｍ＋１のパル
ス幅に比例した露光量が発生する。

【０１０３】なお、上記Ｔｂｍ＋１のパルス幅は、階調
数に応じて時間を設定することで、前記時間に比例した
面積に対応して感光体ドラム１０上の露光量が決定され
る。このように、固体走査ヘッド１２の各ＥＬ発光素子
５２の階調データによる輝度補正を、記憶手段（メモ
リ）内の階調補正データを利用して行なうことによっ
て、固体走査ヘッド１２による階調印字が可能となる。

【０１０４】これらの制御は、固体走査ヘッド１２を２
値印字出力の用途に利用する場合は、少なくとも前記輝
度ばらつき補正方式を採用する必要があり、固体走査ヘ
ッド１２を多値印字および中間調印字出力の用途に利用
する場合は、前記輝度ばらつき補正方式と階調補正方式
とを併用して採用することにより、その効果は最大限に
発揮される。

【０１０５】図１３は、画像処理回路３８から送られて
きた多値データを輝度ばらつき補正データおよび階調補
正データに変換する輝度ばらつき補正・階調メモリ部４
０の構成を示す。図において、６１は補正値変換カウン
タで、タイミングパルス発生回路３９からのクロックパ
ルスをカウントすることにより、後述する補正用メモリ
６２の下位アドレスを生成する。６２は補正用メモリ
（たとえばＲＯＭ）で、あらかじめ輝度ばらつき補正デ
ータおよび階調補正データがそれぞれ記憶されており、
画像処理回路３８からの多値データを上位アドレスとし
て入力し、かつ、補正値変換カウンタ６１のカウント出
力を下位アドレスとして入力することにより、該当する
ＥＬ発光素子に対して輝度ばらつき補正データおよび階
調補正データに変換を施し、その変換データを次段の信
号電極駆動回路３４へ送る。

【０１０６】このとき、タイミングパルス発生回路３９
からのクロックパルスはコモンパルス発生回路４３へ入
力されることにより、タイミングパルス発生回路３９か
ら、輝度ばらつき補正・階調メモリ部４０から出力され
る信号パルスに同期したコモンパルスが発生される。固
体走査ヘッド１２は、信号電極駆動回路３４からの信号
パルスと、コモンパルス発生回路４３からのコモンパル
スが同期して入力される。

【０１０７】ここで、図１３の回路の動作を図１４に示
すタイミングチャートを参照して説明する。ＣＰＵ３０
の制御を受け、タイミングパルス発生回路３９から出力
されたクロックパルスは補正値変換カウンタ６１へ入力
され、図１４に示す如く、上記クロックパルスに同期し
て下位のアドレスが生成される。そして、生成されたア
ドレスデータは、補正用メモリ６２のアドレスの下位領
域を制御する。

【０１０８】一方、画像処理回路３８から出力された多
値データは、そのまま補正用メモリ６２のアドレスの上
位領域を制御する。アドレスの上位は、ＥＬ発光素子５
２の任意の画素に対して多値データを補正データに変換
する期間ＴH の間、そのアドレス値を保持し続ける。補
正用メモリ６２には、あらかじめ輝度ばらつき補正デー
タおよび階調補正データがそれぞれ設定記憶されている
ので、画像処理回路３８からの多値データの入力値によ
って、該当するＥＬ発光素子の輝度ばらつき補正および
階調補正するデータの先頭アドレスが選択される。

【０１０９】また、タイミングパルス発生回路３９から
のクロックパルスに同期して補正値変換カウンタ６１か
ら出力される下位アドレスは、図１４の如く、上記期間
ＴHの間カウントアップされ、補正用メモリ６２から
は、該当するＥＬ発光素子に対して輝度ばらつき補正お
よび階調補正するための変換データが出力される。変換
されたデータは信号電極駆動回路３４へ入力され、図１
４に示すような信号パルスが生成される。すなわち、信
号電極駆動回路３４で生成される信号パルスの幅によっ
て、各ＥＬ発光素子５２の輝度ばらつき補正および階調
補正の制御が行なわれる。

【０１１０】ところで、コモンパルス発生回路４３から
出力されるコモンパルスは、多値データを補正データに
変換する期間ＴH を基準に図１４に示す如く正側のパル
スおよび負側のパルスを発生する。

【０１１１】固体走査ヘッド１２には、信号電極駆動回
路３４から出力される信号パルスと，コモン電極駆動回
路３５から出力されるコモンパルスが入力され、図１４
のように信号パルスとコモンパルスとの相互のパルス幅
（位相）によってＥＬ発光素子５２の発光輝度量が設定
される。固体走査ヘッド１２は、このパルス幅を制御す
ることで隣接するＥＬ発光素子の輝度ばらつきを補正
し、階調データに対応したリニアな階調補正を施すこと
ができ、感光体ドラム１０上に静電潜像を形成すること
が可能となる。

【０１１２】図１５は、ＥＬ発光素子５２の等価回路お
よび放電電流検出回路４７周辺の構成を示すものであ
る。図において、７１はＥＬ発光素子５２の等価回路、
Ｃ１，Ｃ３は誘電体層の分極によって発生する容量、Ｃ
２は発光層の分極によって発生する容量である。７２は
放電電流検出用のスイッチで、閉じることによりＥＬ発
光素子５２の放電電流を等価回路７１から放電電流検出
回路４７へ導き、放電電流の検出を行なうようになって
いる。

【０１１３】一般的に、端面発光形のＥＬ発光素子５２
は、図１５に示したように、３個の容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ
３を直列に接続したような等価回路７１で表すことがで
きる。スイッチ７２が開いているとき、コモン電極５１
と信号電極５４との間に前記発光パターンの位相制御信
号の電圧を印加すると、前記誘電体層と発光層との間に
強電界がかかり、発光層が発光する。

【０１１４】しかし、発光層は絶縁されているため、前
記信号電圧がなくなると、次第に発光量の輝度は減少す
る。そこで、さらに前記発光パターンの位相制御信号の
電圧を印加すると、前記誘電体層と発光層との間には強
電界がかかり、発光量は増加する。

【０１１５】また、図１４の如くスイッチ７２を閉じて
いる間にＥＬ発光素子５２からの放電電流を放電電流検
出回路４７でモニタし、ＣＰＵ３０はコモン電極駆動回
路３５から情報を受取ることで、ＲＯＭ３１に格納され
ているプリンタおよび固体走査ヘッド１２の輝度情報、
すなわち、固体走査ヘッド１２のロットばらつき情報お
よびプリンタ個体差ばらつき情報などのデータを参照
し、ＥＬ発光素子５２の置かれた環境に即した発光強度
を算出し、タイミングパルス発生回路３９を制御し、コ
モンパルス発生回路４３を介してＥＬ発光素子５２のコ
モン電極駆動回路３５を制御し、光を照射する。

【０１１６】これによって、ＥＬ発光素子５２の発光輝
度のばらつき、すなわち、照度分布をフラットに安定さ
せることが可能となる。また、同時にＥＬ発光素子５２
の劣化とＥＬ発光素子５２の異常検出が可能となる。

【０１１７】以上説明したように上記実施例によれば、
ＥＬ発光素子を複数個並べることで固体走査ヘッドを構
成するものに対して、輝度ばらつき補正データを格納し
た記憶手段（たとえばＲＯＭ）内の輝度ばらつき補正デ
ータに応じて各ＥＬ発光素子を独立に制御することで、
固体走査ヘッドの発光量を制御し、感光体ドラム上の露
光量のばらつきを補正することができる。

【０１１８】また、ＥＬ発光素子を複数個並べることで
固体走査ヘッドを構成するものに対して、階調補正デー
タを格納した記憶手段（たとえばＲＯＭ）内の階調補正
データに応じて各ＥＬ発光素子を独立に制御すること
で、固体走査ヘッドの発光量をリニアに変化させ、感光
体ドラム上に階調データに対応した露光量を補正するこ
とができる。

【０１１９】また、上記階調補正データに応じてＥＬ発
光素子の発光制御パルス幅を可変制御することで、幅広
い階調数（中間調印字）を表現できることが可能とな
る。また、端面発光形のＥＬ発光素子を用いた固体走査
ヘッドの発光制御パルスと副走査手段としての感光体ド
ラム駆動系モータの励磁パルスとを同期制御させること
で、印字画像のドット間隔は副走査手段に対して規則的
になり、従来以上に中間調印字の画質が向上する。

【０１２０】また、端面発光形のＥＬ発光素子を用いた
固体走査ヘッドにおいて、用紙に対する印字領域の第１
画素を固体走査ヘッドの第１番目の画素に合わせるの
を、ライン同期信号入力後の駆動パルスをカウントし、
そのカウント値の結果を参照し、記憶手段からデータを
取出し、そのデータに応じて用紙に対する左端書込み基
準位置、エリア指定を確実に、しかも、簡単な方法で行
なうことができるために、従来以上の中間調印字画質の
向上が図れる。

【０１２１】また、用紙に対して印字動作を行なってい
る印字領域以外、すなわち、非印字領域で固体走査ヘッ
ドの発光制御パルスの印加を停止することで、プリンタ
に搭載した電源の消費電力を低減でき、電源の容量小形
化によって装置全体の小形化が可能となる。

【０１２２】さらに、用紙に対して印字動作を行なって
いる印字領域以外、すなわち、非印字領域で固体走査ヘ
ッドの発光制御パルスの印加を停止することで、固体走
査ヘッドのＥＬ発光素子に対して連続発光による発光層
材料の劣化を防止でき、ＥＬ発光素子の寿命を延ばすこ
とができる。なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施可能なことは言うまでもないことである。

【０１２３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、た
とえば、電子写真式プリンタに適用した場合、固体走査
ヘッドの主走査ラインでの発光輝度のばらつきを抑制
し、常に安定した一定の発光輝度が得られる画像形成装
置を提供できる。

【０１２４】また、本発明によれば、固体走査ヘッドの
発光量をリニアに変化させ、階調データに対応した階調
補正を行なうことができる画像形成装置を提供できる。
さらに、本発明によれば、常に安定した幅広い階調数
（中間調印字）を表現できる画像形成装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る電子写真式プリンタの制
御部を示すブロック図。

【図２】電子写真式プリンタの概略構成図。

【図３】固体走査ヘッドの構成を概略的に示す斜視図。

【図４】固体走査ヘッドの構成の変形例を概略的に示す
斜視図。

【図５】固体走査ヘッドの構成の他の変形例を概略的に
示す斜視図。

【図６】固体走査ヘッドに用いるＥＬ発光素子の発光層
の分光特性図。

【図７】固体走査ヘッドの印加電圧に対する輝度の特性
を示すグラフ。

【図８】ライン同期信号と印字する画像データのタイミ
ングチャートを示す図。

【図９】固体走査ヘッドの等価回路を概略的に示す図。

【図１０】固体走査ヘッドの発光−非発光制御を行なう
タイミングチャートを示す図。

【図１１】任意のＥＬ発光素子における発光させないモ
ードの１パターンのタイミングチャートを示す図。

【図１２】任意のＥＬ発光素子における発光させるモー
ドの１パターンのタイミングチャートを示す図。

【図１３】輝度ばらつき補正・階調メモリ部の構成を示
すブロック図。

【図１４】輝度ばらつき補正・階調メモリ部の動作を説
明するタイミングチャートを示す図。

【図１５】ＥＬ発光素子の等価回路と放電電流検出回路
周辺の構成を示すブロック図。

【符号の説明】 １０……感光体ドラム（像担持体）、１１……帯電用帯
電器、１２……固体走査ヘッド、１３……光学手段、１
４……現像器、１５……転写用帯電器、１７……定着
器、２０……給紙カセット、３０……ＣＰＵ、３１……
ＲＯＭ、３３……外部装置、３４……信号電極駆動回
路、３５……コモン電極駆動回路、３８……画像処理回
路、３９……タイミングパルス発生回路、４０……輝度
ばらつき補正・階調メモリ部、４２……パルス停止制御
回路、４３……コモンパルス発生回路、４５……駆動回
路、４６……制御回路、４７……放電電流検出回路、５
０……ガラス基板、５１……コモン電極、５２……ＥＬ
発光素子、５３……発光体、５４……信号電極、６１…
…補正値変換カウンタ、６２……補正用メモリ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エレクトロ・ルミネッセンス現象を利用
   して端面から発光動作を行なう発光素子を複数個直線状
   に配列してなる固体走査ヘッドと、 この固体走査ヘッドの前記各発光素子に対して駆動パル
   スを印加することにより前記各発光素子を選択的に発光
   させる駆動手段と、 前記各発光素子の発光輝度ばらつきを補正するための補
   正データを前記各発光素子にそれぞれ対応して記憶して
   いる記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている補正データに基づき前記
   駆動パルスを制御することにより前記各発光素子の発光
   輝度ばらつきをそれぞれ補正する補正手段と、 前記固体走査ヘッドの各発光素子と像担持体とを相対的
   に移動させることによって露光し画像を形成する画像形
   成手段とを具備したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 ２つの電極間にエレクトロ・ルミネッセ
   ンス現象を利用して端面から発光動作を行なう発光体を
   介在させてなる発光素子を複数個直線状に配列してなる
   固体走査ヘッドと、 この固体走査ヘッドを構成する前記各発光素子の発光輝
   度ばらつきを補正するための補正データを前記各発光素
   子にそれぞれ対応して記憶している記憶手段と、 前記発光素子を構成する一方の電極には交流パルスを印
   加し、相対する他方の電極には前記記憶手段に記憶され
   ている補正データに基づきパルス幅が制御された信号パ
   ルスを印加し、これら交流パルスおよび信号パルスの位
   相を制御することにより、前記各発光素子をそれらの発
   光輝度を制御しながら選択的に発光させる発光制御手段
   と、 前記固体走査ヘッドの各発光素子と像担持体とを相対的
   に移動させることによって露光し画像を形成する画像形
   成手段とを具備したことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 ２つの電極間にエレクトロ・ルミネッセ
   ンス現象を利用して端面から発光動作を行なう発光体を
   介在させてなる発光素子を複数個直線状に配列してなる
   固体走査ヘッドと、 この固体走査ヘッドを構成する前記各発光素子の発光輝
   度ばらつきを補正するための輝度補正データ、および、
   階調補正を行なうための階調補正データを前記各発光素
   子にそれぞれ対応して記憶している記憶手段と、 前記発光素子を構成する一方の電極には交流パルスを印
   加し、相対する他方の電極には前記記憶手段に記憶され
   ている各補正データに基づきパルス幅が制御された信号
   パルスを印加し、前記交流パルスのパルス幅に対する前
   記信号パルスのパルス幅のデューティ比を可変すること
   により、前記各発光素子をそれらの発光輝度を制御しな
   がら選択的に発光させる発光制御手段と、 前記固体走査ヘッドの各発光素子と像担持体とを相対的
   に移動させることによって露光し画像を形成する画像形
   成手段とを具備したことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 ２つの電極間にエレクトロ・ルミネッセ
   ンス現象を利用して端面から発光動作を行なう発光体を
   介在させてなる発光素子を複数個直線状に配列してなる
   固体走査ヘッドと、 この固体走査ヘッドを構成する前記各発光素子の発光輝
   度ばらつきを補正するための輝度補正データ、および、
   階調補正を行なうための階調補正データを前記各発光素
   子にそれぞれ対応して記憶している記憶手段と、 前記発光素子を構成する一方の電極には交流パルスを印
   加し、相対する他方の電極には前記記憶手段に記憶され
   ている各補正データに基づきパルス幅が制御された信号
   パルスを印加することにより、前記各発光素子を選択的
   に発光させる駆動手段と、 前記交流パルスが正側電圧値となる間に前記信号パルス
   がロウレベルとなる時間幅の積分量、あるいは、前記交
   流パルスが負側電圧値となる間に前記信号パルスがハイ
   レベルとなる時間幅の積分量で前記各発光素子の発光強
   度を制御する発光強度制御手段と、 前記固体走査ヘッドの各発光素子と像担持体とを相対的
   に移動させることによって露光し画像を形成する画像形
   成手段とを具備したことを特徴とする画像形成装置。