JP2006192678A - 発光装置、画像形成装置及び発光素子の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラインヘッドの発光素子間の光量差を簡単な回路構成で補正し、均一な光量分布を得られるようにする。
【解決手段】 ＥＥ−ＰＲＯＭ６に予め記憶されているラインヘッド２の全発光素子の光量データを用い、まず、ドライバ補正データを求めて夫々のドライバＩＣ３の基準電力を制御するドライバ補正を行う。ドライバ補正は、夫々のドライバＩＣ３が駆動制御する発光素子を、夫々のドライバＩＣ３毎に一律の略補正を行う。次に、全発光素子の中のいずれか一つの発光素子を基準発光素子として、夫々の発光素子の素子間補正係数Ｋを求める。この補正係数Ｋを用いてドライバ補正後に残った発光素子間の光量差を補正し、発光装置１の光量を均一化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ライン配列された発光素子を用いた発光装置、画像形成装置及び発光素子の駆動方法に関する。

ライン方向に多数の発光素子を設けたラインヘッドを露光手段として用い、印刷を行う電子写真方式の画像形成装置が開発されている。ラインヘッドは、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの多数の単体素子や複数のアレイで構成され、それらを駆動する複数のドライバＩＣなどを含めてモジュール化され、発光装置として画像形成装置に組み込まれる構成になっている。こうした発光装置を、画像形成装置などの印刷目的に使用するためには、ラインヘッドの発光素子間で発生する光量差を無視できるレベルに減少することが要求されている。
そのために、画像形成装置に必要な数千個の発光点の発光光量を精度良く作りこめる有機エレクトロルミネセンス（有機ＥＬ）素子を前記のようなラインヘッドの発光素子として用いることが提案されている。しかしながら、集光用のレンズアレイを発光素子の上に設けた場合には、発光素子間の光量差が拡大してしまうという問題があった。

前述したような電子写真方式の画像形成装置（ラインプリンタ）では、通常、ラインヘッドからの放射光を、セルフォック（登録商標）レンズアレイ（日本板硝子社の商品名；以下、セルフォック（登録商標）レンズをＳＬ、セルフォック（登録商標）レンズアレイをＳＬアレイと記す）を通過させることで感光体ドラム上に結像し、露光する方式が採られている。ＳＬアレイは、正立等倍像する円柱状のＳＬ素子を多数配列した構成により、広範囲の画像の結像を可能にしたものである。ＳＬアレイの作る像は、１本１本のＳＬ素子の作る像（正立等倍結像）が重なりあってできており、ＳＬ素子は、フットボールを半分にしたような光量分布を有している。したがって、ＳＬアレイでは、各ＳＬ素子の配列ピッチに伴ない、周期的な光量ムラが生じるという問題がある。また、他にもＳＬ素子毎の光学的バラツキや、ラインヘッドとの位置バラツキに起因する光量ムラも発生する。従って、このような光量ムラによる光量差があると、前記のラインヘッドとＳＬアレイとを組合わせた場合に、ＳＬアレイの光量ムラに起因して主走査方向の光強度の均一性が悪化し、露光精度が低下して、画像形成装置の印刷品質が損なわれることになる。

図８は、上記の問題を示す従来の発光装置の光量分布図である。
図８において、発光装置２０１は、複数の発光素子が一体化されたラインヘッド２と、ドライバＩＣ２０２とによって構成されている。そして、ＥＬ１１〜ＥＬｍ１のｍ個の有機ＥＬ素子をドライバＩＣ２０２の一つが駆動するような組み合わせによって、ＥＬ１１〜ＥＬｍｎのｍｘｎ個の有機ＥＬ素子をｎ個のドライバＩＣ２０２が分担して駆動するようになっている。図８の光量データであるＰｄａｔａは、上述の原因によって、各有機ＥＬ素子の位置に対して傾きや周期性をもって変動し、その最大値と最小値の差である光量差レンジＲ１は大きな値となっている。

そこで、このようなラインヘッドの発光素子間の光量差Ｒ１を駆動制御の工夫によって補正することが提案されている。
例えば、特許文献１には、多数のＬＥＤ素子の発光光量を選別し、発光光量のランク別にドライバＩＣと組み合わせた構成が記載されている。また、特許文献２には、同一チップ内でＬＥＤ素子間の光量差が少ないＬＥＤアレイを複数用いてラインヘッドを構成し、その後、夫々のアレイ毎に光量を調整する調整手段を設けた例が記載されている。更に、特許文献３には、レンズアレイを含めた状態で、ラインヘッドの全素子の光量を個別に測定した光量データをメモリに記憶し、その光量データをメモリから読み出すことによって光量差を補正することが記載されている。

特開平５―５０６６５３号公報 特開平１０―１５７１９４号公報 特開２００２―３７０４０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、単体の発光素子を選別することによってラインヘッドを構成するので歩留りが低く、選別コストも必要になって高価になってしまうという問題があった。また、特許文献２に記載の技術も、個々の発光素子の光量が揃っている条件のＬＥＤアレイを選別することによってラインヘッドを構成するので、歩留りが低く、高価になってしまうという問題があった。また、特許文献３に記載の技術は、全発光素子間の大きな光量差を補正するために、補正に必要な制御レンジが大きく、駆動及び制御回路の構成が複雑となり、画像形成装置が高価になってしまうという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、発光素子を用いたラインヘッドの発光素子の光量差を簡単な回路構成で補正し、均一な光量分布を得られるようにする発光装置、画像形成装置及び発光素子の駆動方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、複数の発光素子を配列したラインヘッドと複数のドライバＩＣを含み、夫々のドライバＩＣが複数の発光素子を駆動する発光装置であって、前記ドライバＩＣ毎に前記発光素子の駆動パワーを規定する基準電力を制御する第一の駆動制御部と、前記発光素子毎の駆動パワーを個別に制御する第二の駆動制御部とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、光量データを用い、ドライバＩＣ毎に前記発光素子の駆動パワーを規定する基準電力を制御する第一の駆動制御部と、発光素子毎の駆動パワーを個別に制御する第二の駆動制御部とに階層化を行って発光素子の光量差を補正する。従って、発光素子の光量を夫々補正して発光させる制御回路の構成が容易になり、例えば、夫々の駆動制御部のビット数を低減することができる。特に、第二の駆動制御部は発光素子を高速に駆動制御する必要があるためビット数低減の効果は大である。
ここで、本発明は、発光素子を駆動する電気的パワーを駆動パワーと称し、駆動された発光素子が出力する発光量を光量と称している。

また、上述した前記第一の駆動制御部は、前記ラインヘッドの発光素子の光量を予め測定した光量データに基づく第一補正値を用いて制御され、前記第二の駆動制御部は、前記光量データと前記第一補正値とに基づく第二補正値を用いて制御されることを特徴とする。
この発明によれば、外部より入力される発光情報に追従して発光素子毎の駆動パワーを個別に制御する第二の駆動制御部は、第一の駆動制御部の補正によって、補正量が大幅に低減される。従って、外部より入力される発光情報に対して追従することが容易になり、制御回路の構成と高速化を容易に実現することができる。

また、前記ドライバＩＣの夫々が駆動する発光素子の中の最低光量を前記光量データより夫々選出し、それらの最低光量の値に基づいて前記第一補正値を求めることを特徴とする。
この発明によれば、光量データから、第一の駆動制御部と第二の駆動制御部の補正値を求めることが容易になる。従って、画像形成装置などのコントローラで補正値を算出する演算が容易になる。

また、前記第一の駆動制御部が前記発光素子を駆動する駆動方式は、前記ドライバＩＣにより発光素子の駆動電圧、または駆動電流を制御する方式であり、前記第二の駆動制御部が前記発光素子を駆動する駆動方式は、パルス幅変調方式であることを特徴とする。
この発明によれば、第一の駆動制御部と第二の駆動制御部に対して、夫々に好適な駆動方式を選択することができる。

また、発光装置が設置されている環境の環境データを計測する計測部を備え、前記計測部で計測した環境データを用いて前記第一の駆動制御部を更に補正制御することを特徴とする。
この場合には、発光装置の環境データ、例えば周囲温度などを計測してドライバＩＣの基準電力にフィードバックし、発光装置を適切な状態で制御することができる。

また、前記発光素子として有機ＥＬ素子を用いた同一チップのラインヘッドを構成し、前記ラインヘッドにレンズを備えたことを特徴とする。
この場合には、本発明が目的とする発光装置をより容易に実現することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体を一様に帯電させる帯電部と、上述した発光装置を備え、前記感光体を露光することにより形成対象画像の静電潜像を前記感光体上に形成する露光部と、前記感光体上の静電潜像をトナー像として現像する現像部と、前記感光体上のトナー像を転写材に転写させる転写部と、前記転写材上のトナー像を定着させる定着部とを具備することを特徴とする。
この発明によれば、高画質で自然画の印刷に適した画像形成装置をより容易に実現することができる。

また、前記画像形成装置が設置されている環境の環境データを計測する計測部を備え、前記計測部で計測した環境データを用いて前記第一の駆動制御部を更に補正制御することを特徴とする。
この場合には、画像形成装置の周囲や内部の温度を計測して発光装置にフィードバックし、画像形成装置を適切な状態で制御することができる。

また、前記画像形成装置が使用された経過時間データを計測する計測部を備え、前記計測部で計測した経過時間データを用いて前記第一の駆動制御部を更に補正制御することを特徴とする。
この場合には、画像形成装置の使用経過時間から算出されるラインヘッドの光量変化の予測データを発光装置にフィードバックし、画像形成装置を適切な状態で制御することができる。

次に、本発明に係る発光素子の駆動方法は、複数の発光素子を配列したラインヘッドと複数のドライバＩＣを含み、夫々のドライバＩＣが複数の発光素子を駆動する発光装置の駆動方法であって、予め測定され保存されている前記複数の発光素子の光量データを読み出す読み出しステップと、前記光量データに基づく第一補正値によって前記ドライバＩＣ毎に前記発光素子の駆動パワーを規定する基準電力を補正する第一の制御ステップと、前記光量データと前記第一補正値とに基づく第二補正値によって前記発光素子毎の駆動パワーを個別に補正する第二の制御ステップとを有する。
これにより、本発明の発光装置と同等の作用及び効果が得られる。

また、上述した前記ドライバＩＣの夫々が駆動する発光素子の中の最低光量を前記光量データより夫々選出し、それらの最低光量の値に基づいて前記第一補正値を求めることを特徴とする。
これにより、本発明の発光装置と同等の作用及び効果が得られる。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１〜５は、本発明に係る第１の実施形態を示す図である。

まず、本実施形態に係る発光装置の構成を、図１を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る発光装置１のブロック図である。発光装置１は、ＥＬ１１〜ＥＬｍｎのｍｘｎ個の有機ＥＬによる発光素子が配列されたラインヘッド２と、ラインヘッド２の連続したｍ個の発光素子を駆動するドライバＩＣ（１）〜ドライバＩＣ（ｎ）のｎ個のドライバＩＣ３、及びメモリＥＥ―ＰＲＯＭ６と電源回路７とにより構成されている。

例えば、発光装置１の応用をＡ３サイズ用紙の印刷を行う画像形成装置とすれば、１２インチのラインヘッド幅が必要となり、その解像度を６００ｄｐｉとすれば、発光素子の数であるｍｘｎは７２００個となる。例えば、このラインヘッドを駆動するドライバＩＣの駆動端子の数を２００端子とすれば、７２００／２００＝３６個のドライバＩＣが必要となる。従ってｍ＝２００、ｎ＝３６となる。

ＥＥ―ＰＲＯＭ６は、不揮発性のメモリであって、ラインヘッド２を製造した後に、発光素子全てを測定した図８のような光量データが書き込まれており、発光装置１のインタフェースを通じて必要時にその光量データを読み出すことができる。光量データとしては、所定の単位駆動パワーに対する発光素子の光量を用いている。なお、光量データを測定するにあたっては、所定の図示しない測定装置を用いて測定する。測定にあたっては、各発光素子を同時に発光させ、発光素子に１対１で対向させた測定装置の受光素子によって測定する方式、または、夫々の発光素子を同一条件で順次発光させて光量を測定する方式によって測定する。

電源回路７は、発光装置１に供給される供給電源を元にして、各ドライバＩＣ３がラインヘッド２を駆動制御するのに必要な定電圧化や定電流化を行っている。

コントローラ１０は、画像形成装置の一部であって、補正演算部１１と計測部１４を備えて発光装置１全体を制御している。補正演算部１１は、ＥＥ−ＰＲＯＭ６の光量データを用いて、ドライバＩＣ３毎に発光素子の駆動パワーを規定する基準電力を補正するドライバ間補正データと、発光素子毎の駆動パワーを個別に補正する素子間補正データの補正値を算出する。ドライバ間補正データと素子間補正データとは、ドライバ間補正データを上位として階層化され発光素子の光量差を補正するのに用いられる。
補正演算部１１は、ＥＥ−ＰＲＯＭ６の光量データを用いて、ドライバ補正データ及び素子間補正データを算出した後、それらの補正データをドライバ補正テーブル１３及び素子間補正テーブル１２に保存する。保存されたドライバ補正データは、夫々のドライブＩＣ補正データ（ＤＲＶ−ＤＡＴＡ）として発光装置１に送られる。また、素子間補正データは補正演算部１１内で入力画像データと組み合わせられ、グラフィックデータ（ＧＲ−ＤＡＴＡ）として発光装置１に送られる。計測部１４は、発光装置や画像形成装置に関する環境データを計測し、その計測結果を補正演算部１１に反映させるようになっている。

ドライバ補正データと素子間補正データの算出方法に関しては、図３〜５を用いて詳細を後述するが、ドライバ補正データは、個別のドライバＩＣ３の基準電力を制御して略補正し、残った発光素子間の光量差を素子間補正データで補正するようになっている。従って、新規の画像データに対し、素子ごとに高速な演算と出力が必要であるＧＲ−ＤＡＴＡの補正演算量が低減されるので、従来より容易に制御回路を構成できる。一方、ＤＲＶ−ＤＡＴＡによる補正は、画像データが新規に入力されても固定値のままで扱うことができるので高速性が不要であり、単純な回路で構成できる。
例えば、特許文献３のような構成の場合において、６ｂｉｔの階調を持った画像データに６ｂｉｔの補正データを追加すると補正後に１２ｂｉｔの階調データを必要としていたのが、本実施形態の方法を用いると、ＤＲＶ−ＤＡＴＡに３ｂｉｔを振り分けることによって、補正後の階調データであるＧＲ−ＤＡＴＡを１２ｂｉｔから９ｂｉｔに低減することが可能になる。

また、本実施形態では、ＧＲ−ＤＡＴＡに対応する駆動制御方法と、ＤＲＶ−ＤＡＴＡに対応する駆動制御方法は、夫々に好適な方法を選択することが可能となっている。前者に対しては、高速性が要求されるのでパルス幅制御（ＰＷＭ）方式とし、後者のＤＲＶ−ＤＡＴＡに関しては、ドライバＩＣ３全体の駆動電圧を変えるようにしている。ドライバＩＣ３全体の駆動電圧を変更する駆動制御は、ドライバＩＣ３の中に比較的簡単な回路を追加することで容易に実現できる。

また、上記のドライバＩＣ３全体の駆動電圧を変更する駆動制御方式は、更に別のパラメータによる補正データを容易に追加して組み合すことができる。本発明では、計測部１４の環境データに所定の比率を掛け、ＤＲＶ−ＤＡＴＡに加算するだけの構成でよい。なお、計測部１４の環境データとしては、温度、湿度、経時変化、画像形成装置が印刷を行おうとする印刷用紙の特性などが含まれる。

発光装置１とコントローラ１０は、画像形成装置内において別個のユニットとなっており、ユニット単位の交換が可能になっている。従って、画像形成装置を組立製造する場合に、不具合が発生した発光装置１の交換を行ったり、長期間使用されて寿命に達した発光装置１を交換することなどが容易になっている。そして、交換された新規の発光装置１のＥＥ−ＰＲＯＭ６には固有の光量データが記憶されているので、補正演算部１１は、新しい光量データを読み出し、それに基づいてドライバ補正テーブルと素子間補正テーブルのデータを置き換えるようになっている。

なお、各ドライバＩＣ３に出力するＤＲＶ−ＤＡＴＡを保存しておく記憶部は、補正演算部１１に含めたが、発光装置１の内部に記憶手段を備え、その記憶手段に記憶したＤＲＶ−ＤＡＴＡを各３に入力するようにしても良い。これにより、ＤＲＶ−ＤＡＴＡを発光装置１に設定する制御は、発光装置１で閉じるので、発光装置１とコントローラ１０のインタフェースを削減することができる。この場合、予めＤＲＶ−ＤＡＴＡを記憶させておく記憶手段としては、ＥＥ―ＰＲＯＭ６の一部を使用する方法や、ＤＲＶ−ＤＡＴＡの記憶専用のメモリＩＣを付加する方法、個々のドライバＩＣ３の中に記憶手段を設ける方法などが適用可能である。

次に、ラインヘッドモジュールについて説明する。このラインヘッドモジュールは、画像形成装置の露光手段として用いられるものである。
図２は、本実施形態に係るラインヘッドモジュール１０１の側断面図である。本実施形態のラインヘッドモジュール１０１は、複数の有機ＥＬ素子を整列配置したラインヘッド２と、ラインヘッド２からの光を正立等倍結像させるＳＬ素子１３１ａを整列配置したＳＬアレイ１３１とを、ヘッドケース１５２によって所定間隔に支持した構成を備えている。ラインヘッド２とＳＬアレイ１３１とは、互いにアライメントされた状態でヘッドケース１５２に保持されており、これによってＳＬアレイ１３１は、ラインヘッド２からの光を後述する感光体ドラムに正立等倍結像させるようになっている。

ラインヘッド２は、長細い矩形の素子基板上に、複数の有機ＥＬ素子を配列してなる発光素子列（発光部ライン）を一体形成したものである。また、有機ＥＬ素子の配列は、２列にしてこれらを千鳥状に配してもよい。その場合には、ラインヘッド２の素子配列方向における有機ＥＬ素子のピッチを小さくすることができ、後述する画像形成装置の解像度を向上させることができる。

有機ＥＬ素子は、一対の電極間に少なくとも有機発光層を挟持した構成を備えており、その一対の電極から有機発光層に電流を供給することにより発光するようになっている。有機ＥＬ素子における一方の電極は共通接地に接続され、他方の電極は対応するドライバＩＣ３の駆動線と接続されるようになっている。なお、このラインヘッド２では、ＥＬ素子として、有機ＥＬ素子を用いているが、これに代えて無機ＥＬ素子を用いてもよいのは勿論である。

ＳＬアレイ１３１は、収束性ロッドレンズを収納した集合体であり、各ＳＬ素子１３１ａは黒色のシリコーン樹脂により収納固定され、その集合体がヘッドケース１５２に取り付けられている。ＳＬ素子１３１ａは、その中心から周辺にかけて放物線状の屈折率分布を有している。そのため、ＳＬ素子１３１ａに入射した光は、その内部を一定周期で蛇行しながら進む。よって、このＳＬ素子１３１ａの長さを調整すれば、画像を正立等倍結像させることができる。そして、このように正立等倍結像するＳＬ素子１３１ａにあっては、隣接するＳＬ素子１３１ａどうしが作る像を重ね合わせることが可能になり、広範囲の画像を得ることができる。したがって、図２に示したＳＬアレイ１３１は、ラインヘッド２全体からの光を精度よく被露光面に結像させることができるようになっている。
しかしながら、前記構成を具備したラインヘッドモジュール１０１においては、ラインヘッド２とＳＬアレイ１３１との配置形態によっても光量の分布が大きく変化する。例えば、図８で示したように、光量のばらつきのみならず、ＳＬアレイ１３１のライン方向への周期的変化も発生する。従って、ラインヘッド２自体の発光量ばらつきを補正して均一な光をＳＬアレイ１３１に入射させたとしても、ラインヘッドモジュール１０１から射出される光量は周期的な分布を有したものとなり、さらにラインヘッド２とＳＬアレイ１３１との位置合わせ精度にも大きく影響される。

本実施形態に係る輝度補正方法は、このようなＳＬアレイ１３１の構造に起因する光量ばらつき、及びラインヘッド２との位置合わせに起因する光量ばらつきを、ラインヘッド２の素子間光量差と含めて補正するものである。

次に、本実施形態の発光素子を駆動する補正方法について説明する。
図３は、本実施形態に係る発光装置の補正後光量分布図であり、図３（ａ）は、ドライバ補正後の光量分布図、図３（ｂ）は、更に、素子間補正後の光量分布図を示している。図３は、図８の光量分布図のＰｄａｔａを例として、光量差を補正する場合を示している。

図３において、横軸は、ラインヘッド２の発光素子の位置を示し、発光装置１の各ドライバＩＣ３の駆動端子位置と対応している。また、縦軸のパワーは、発光素子の発光によって実際にＳＬアレイ１３１より出力される光量を示している。ドライバＩＣ３は、基準電力を制御するＤＲＶ−ＤＡＴＡの入力端子を備え、各駆動端子の出力が制御されるようになっている。なお、図３（ｂ）の横軸は図３（ａ）の横軸と同一であるので、各ドライバＩＣ３の駆動端子位置を示す表示を省略している。

まず、第一ステップの補正としてドライバ補正を行う。そのためにＥＥ−ＰＲＯＭ６より発光素子の光量データを読み取り、ドライバＩＣ（１）〜ドライバＩＣ（ｎ）の夫々のドライバＩＣ３毎に、その中にある発光素子の最低光量をＬＰとして求め、ＬＰ１〜ＬＰｎを求める。次に、ＬＰ１〜ＬＰｎの中で一番光量の低い値をＣｍｉｎとし、このＣｍｉｎを夫々のＬＰの値で割ったものを夫々のドライブＩＣ３のドライバ補正係数Ｃとする。この演算により、ドライバＩＣ３ごとの補正値であるドライバ補正係数Ｃ１〜Ｃｎが決定し、Ｃ１〜Ｃｎの各値を記憶したドライバ補正テーブルが生成される。

図３（ａ）は、このドライバ補正係数Ｃ１〜Ｃｎで、ドライバＩＣ（１）〜ドライバＩＣ（ｎ）を補正した後の補正後光量分布図である。上記の各ドライバＩＣ３の基準電力を補正する算出方法により夫々のドライバＩＣ３での最低光量がＰ０に揃い、その光量差レンジＲ２は、補正を行わない場合の光量差レンジＲ１に比して数分の１に減少されている。ここで、光量の補正を行う制御は、光量の高い発光素子の駆動パワーを低下させて全体のレベルを揃えるという考えを基本としている。これにより、光量の低い発光素子に過大な駆動を行ってその寿命を縮めることがないようにしている。

次に、図３（ａ）のドライバ補正後の光量分布図に対して素子間補正を行うことによって、全発光素子の光量がＰ０となるように補正される。この第二ステップの素子間補正については、図５の素子間光量補正図を用いて後述する。上記のように、ドライバＩＣ３毎の最低光量であるＬＰを求めるという本実施形態の算出方法によって、シンプルなアルゴリズムでドライバ補正係数を求めることができる。

次に、基準電力及び発光素子毎の駆動パワーの制御方法について説明する。
図４は、ドライバＩＣ３とその周りのブロック図を示し、基準制御部２０と、ラインヘッド２と、素子制御部２７とで構成されている。また、図１の計測部１４の一形態である温度センサ２２が補正演算部１１を介して基準制御部２０に入力されている。基準制御部２０と素子制御部２７はドライバＩＣ３として同一のＩＣチップに構成することが配線接続のために好ましいが、チップサイズ等の条件によっては別個のチップであっても構わない。

基準制御部２０は、第一の駆動制御部でありドライバＩＣ３の基準電力の制御を行う。
基準制御部２０には、ドライバ補正係数Ｃを係数として盛り込んだＤＲＶ−ＤＡＴＡがＤ／Ａ変換回路２１に入力され、基準制御部２０はそれに応じた電圧値を出力する。このＤ／Ａ変換回路２１の出力電圧はバッファ２３の夫々に入力され、スイッチングトランジスタ（ＳｗＴｒ）２４の夫々のソース電圧を決定し、発光素子の発光の強さを制御する。例えば、ＳｗＴｒ２４のドレインに接続された発光素子ＥＬ１１は、ＳｗＴｒ２４がオンのときに発光し、このソース電圧に応じて発光の強さが制御されるようになっている。

Ｄ／Ａ変換回路２１の出力は、ＤＲＶ−ＤＡＴＡに対応してリニアに変化し、上述したように基準制御部２０全体の駆動パワーを規定する基準電力を制御するようになっている。従って、ＤＲＶ−ＤＡＴＡに基づいて、基準制御部２０に接続されているｍ個の発光素子全体が制御される。また、発光素子の発光時間は、ＳｗＴｒ２４がオンとなっている時間であって、ＳｗＴｒ２４へのゲート入力によって制御される。そして、発光素子の駆動パワーとは、この発光時間と上記の発光の強さを掛けたものである。

なお、ＳｗＴｒ２４はバイポーラトランジスタであっても、ＭＯＳトランジスタであっても構わない。ＭＯＳトランジスタの場合、Ｐチャンネルでも、Ｎチャンネルでも使用可能で、Ｐチャンネルの場合には、ゲート電圧がソース電位より負方向でオン、Ｎチャンネルの場合には、ゲート電圧がドレイン電位より正方向でオンとなるようにｍ個のＰＷＭ出力Ｗｊ（但し、ｊ＝１〜ｍ、ｊは自然数）によって制御される。

素子制御部２７は、第二の駆動制御部であり発光素子毎の駆動パワーの制御を行う。
素子制御部２７には１０ｂｉｔ程度のＰＷＭ方式の時間幅情報を有する階調データであるＧＲ―ＤＡＴＡが入力され、素子制御部２７は、ＰＷＭ出力Ｗｊのｍ個のパルスに変換して出力を行い、夫々のパルス幅の時間だけＳｗＴｒ２４をオンさせる。

素子制御部２７は、ＧＲ−ＤＡＴＡのｂｉｔ数と同数が並列の図示しないシフトレジスタとラッチ回路を備え、各シフトレジスタはｍ個の段数より構成されている。例えば、ＧＲ−ＤＡＴＡの並列ｂｉｔ数を９ｂｉｔとすれば、各Ｗｊ信号を生成するための９ｂｉｔの並列データがシフトレジスタによって送りこまれる。また、素子制御部２７は、ｍ個の図示しないＰＷＭ生成カウンタを備えており、このｍ個のＰＷＭ生成カウンタが、９ｂｉｔの並列データに基づいて夫々のパルス幅を持ったｍ個のＰＷＭ出力Ｗｊを生成する。従って、本実施形態によってＧＲ−ＤＡＴＡのｂｉｔ数を低減されたことにより、回路素子が多大な素子制御部２７の構成を容易にすることができる。

また、温度センサ２２は、発光装置１の近辺に設置されており、ラインヘッド２の温度が検出できる。そして、補正演算部１１を介して検出した温度データをＤ／Ａ変換回路２１に入力することによりドライバ補正をかけ、ラインヘッド２全体を温度補正することができる。温度データがデジタル出力である場合は、ＤＲＶ−ＤＡＴＡとデジタル演算され、アナログデータである場合は、Ｄ／Ａ変換回路２１の出力電圧を制御する簡単な演算処理を行うだけでよい。従って、非常に簡単に動作温度に対応する補正が可能であるので画像形成装置に応用した場合、印刷品質を高めることができる。

次に、素子間光量の補正方法について説明する。
図５は、本実施形態に係る発光装置の素子間光量補正の模式図であり、図５（ａ）は、素子間光量補正の補正前を示し、図５（ｂ）は、素子間光量補正の補正後を示している。

図５は、ドライバＩＣ（１）によって駆動され隣接している発光素子ＥＬ１１、ＥＬ２１、ＥＬ３１の３個を例にして示している。図５の縦軸は光量を示し、横軸は夫々の発光素子を駆動するＰＷＭパルス幅を示している。
図５（ａ）は素子間光量補正前であるので、ＥＬ１１、ＥＬ２１、ＥＬ３１共にコントローラ１０に入力された画像データが与える値の階調となっている。以下、その階調のＰＷＭパルス幅を仮にＴ０とし、ＥＬ１１、ＥＬ２１、ＥＬ３１を同一の輝度で発光させるよう補正する場合を例にして説明する。

ここで、素子間光量補正の開始前の状態について詳述する。図５（ａ）は、既にドライバ補正がなされた後の状態であるので、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は共に元の光量に同一のドライバ補正係数Ｃが掛けられた後の値となっている。例えば、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に係るドライバＩＣ（１）ではＣ＝１である。夫々のドライバＩＣ３内での発光素子間の光量差はまだ残っており、素子間光量補正は、この光量差の補正を行うことを目的とし、以下のステップに示した方法によって補正を行う。

まず、ＥＥ―ＰＲＯＭ６に記憶されていた光量差データに対し、ドライバ補正テーブルのドライバ補正係数Ｃを、ドライバＩＣ３毎に対応する全発光素子の光量データに掛け、これをドライバ補正済光量データとする。図５のＰ１、Ｐ２、Ｐ３は共にこのドライバ補正済光量データの値であり、Ｐ２＞Ｐ１＞Ｐ３の順に発光のパワーが大きく、Ｐ２の光量が一番高いことを示している。

次に、素子間補正係数Ｋを求める。そのために、まず全発光素子の中のいずれか一つの発光素子を基準発光素子として設定する。全発光素子から選択して設定が可能である理由は、ドライバ補正によって各ドライバＩＣ間の補正が済んでいるからである。この場合、補正後のＰＷＭ制御のパルス幅が広くなりすぎたり、逆に狭くなりすぎないように、平均的な光量の発光素子を基準発光素子として選択するのが好ましい。

図５の例では、中間的光量である発光素子ＥＬ１１を基準発光素子として選択する。ＥＬ１１の光量はＰ１であるので、このＰ１を各発光素子の光量で割ると夫々の素子間補正係数Ｋが求まる。この素子間補正係数Ｋを用いることにより、光量の高い発光素子の駆動時間を減少させ、光量の低い発光素子の駆動時間を増加させて駆動パワーを補正している。図５（ａ）においては、ＥＬ２１に対する素子間補正係数Ｋ２＝0.8、ＥＬ３１に対してはＫ３＝1.2である。なお、基準発光素子ＥＬ１１では当然Ｋ１＝１となる。

以上の演算により、全ての発光素子に対し夫々の素子間の補正係数Ｋが求まるので、このデータを素子間補正テーブルとして保存し、素子間光量補正を行うことができる。例えば図５のように、入力された画像データの階調値が、ＰＷＭパルス幅でＴ０となっていれば、ＥＬ１１、ＥＬ２１、ＥＬ３１に対する素子間補正後のＰＷＭパルス幅は、Ｋ＝１と、0.8と、1.2とを夫々掛けた値であり、Ｔ１＝Ｔ０、Ｔ２＝0.8Ｔ０、Ｔ３＝1.2Ｔ０となる。このようにして、図５（ｂ）に示したように全発光素子の光量が補正される。なお、この場合には、ＥＬ１１を基準発光素子として選択したので、その光量Ｐ１を基準に補正がされたことになる。

図５では、画像データの階調値が、ＥＬ１１、ＥＬ２１、ＥＬ３１が共に同じＴ０として例示したが、一般的には画像データの各発光素子の入力階調は任意である。例えば、ＥＬ１１の画像データのＰＷＭパルス幅がＴ０、ＥＬ２１ではＴｘ、ＥＬ３１ではＴｙであるとすれば、ＥＬ１１、ＥＬ２１、ＥＬ３１に対する素子間補正後のＰＷＭパルス幅は、Ｔ１＝Ｔ０、Ｔ２＝0.8Ｔｘ、Ｔ３＝1.2Ｔｙとなる。

このようにして、本実施形態では、ＥＥ−ＰＲＯＭ６に予め記憶されているラインヘッド２の発光素子の光量データを用い、まず夫々のドライバＩＣ３の基準電力を制御するドライバ補正を行い、次に、ドライバ補正後に残った発光素子間の光量差を素子間光量補正によって均一化するよう補正している。これにより、素子間光量補正を必要とする補正レンジが小さくなって補正の処理が軽減されるので、回路規模が大きく高速性が必要とされる補正回路の構成と、補正のための演算処理が容易になるという利点を有する。

また、簡単な構成を追加するだけで、環境特性に係るパラメータをドライバ補正にフィードバックして発光装置１の全体特性を補正することができるという利点を有する。

なお、各ドライバＩＣ３の間の駆動能力のバラツキも零ではないので、ラインヘッド２と組み合わせるにあたって各ドライバＩＣ３の駆動能力データも光量データが包含するようにしてもよい。これによって、発光装置１の補正精度がさらに向上する。

また、素子間光量補正にあたって、全発光素子の中から一つの基準発光素子を選択し、この基準発光素子によって全発光素子の素子間補正係数Ｋを求めるようにしたが、夫々のドライバＩＣ３毎に関係する発光素子をグループ化して素子間光量補正を行うこともできる。具体的には、各グループ毎に、その最低光量ＬＰである発光素子を基準発光素子として、夫々のグループ内で素子間光量補正の演算を行うことができる。これによって、素子間光量補正の演算をドライバＩＣ３毎に分割化して演算量を低減することができる。この場合、夫々のドライバＩＣ３毎に、その最低光量ＬＰの値を他の発光素子の光量で割ったものが素子間補正係数Ｋとなる。

また、発光装置１の内部にＣＰＵを備え、発光装置１が補正演算部１１の一部を内蔵するようにしてもよい。これによって、発光装置１を単一のユニットとして扱うことができ、コントローラ１０から発光装置１の制御を切り離すことができる。従って、コントローラ１０の処理プログラムの作成が容易になると共に、コントローラ１０の演算の高速化に寄与できる。

また、温度センサ２２等のセンサの設置場所は、発光装置１の外部でなく、発光装置１が内蔵するようにしてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図６は、本発明に係る第２の実施形態を示す図であって、上記第１の実施形態と異なるのは、ドライバＩＣの構成にある。以下、上記第１の実施形態と異なる部分について説明し、上記第１の実施形態と重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。素子制御部３７からのｍ個のＰＷＭ信号Ｗｊ（但し、ｊ＝１〜ｍ、ｊは自然数）がＳｗＴｒ３５のゲートに入力され、ＳｗＴｒ３５をオンさせる構成も図４の場合と同じである。

図６は、本実施形態によるドライバＩＣ４とその周りのブロック図を示し、基準制御部３０と、ラインヘッド２と、素子制御部３７とで構成されている。また、図１の計測部１４の一形態である温度センサ２２が補正演算部１１を介して基準制御部３０に入力されている。基準制御部３０と素子制御部３７はドライバＩＣ４として同一のＩＣチップに構成することが配線接続のために好ましいが、チップサイズ等の条件によっては別個のチップであっても構わない。
図６のドライバＩＣ４周りの構成が、第１の実施形態の図４の構成と大きく異なるのは、基準制御部３０が電流制御となっている点である。周知のように有機ＥＬ素子は電流駆動素子であり、駆動電流に発光の強さが比例するという特性をもっている。従って、高精度の発光制御を行うのには電流制御の方が適している。そのために、本実施形態の基準制御部３０は、ＤＲＶ−ＤＡＴＡを電流値に変換することを目的とした構成となっている。

Ｄ／Ａ変換回路３１は、図示しない複数の基準電圧生成回路と選択回路を備える。基準電圧生成回路は、電源電圧Ｖｃｃとグランドとの間に直列に接続された複数の抵抗器を備え、これらの抵抗器によって電源電圧Ｖｃｃが分圧され、複数の基準電圧が生成される。選択回路は、ＤＲＶ−ＤＡＴＡに基づいて、複数の基準電圧の中から１つを選択してこれをアナログ電圧信号Ｖｇｒｅｆとして出力する。

次に、Ｑｒ２のトランジスタ３３は、電圧を電流に変換する機能を有する。トランジスタ３３は、アナログ電圧Ｖｇｒｅｆの値に応じた電流をアナログ電流信号Ｉｒｅｆとして流すようになっている。従って、ＤＲＶ−ＤＡＴＡのデジタルデータに対応するアナログ電流信号Ｉｒｅｆが生成される。アナログ電流信号Ｉｒｅｆは、Ｑｒ１の電流設定用トランジスタ３２のゲートとドレインに与えられ、電流設定用トランジスタ３２のドレイン出力Ｖｇが各発光素子の駆動電流源トランジスタ３４（Ｑ１〜Ｑｍ）のゲートに入力されて夫々の駆動電流Ｉ１〜Ｉｍを流すようになっている。従って、駆動電流Ｉ１〜Ｉｍは、ＤＲＶ−ＤＡＴＡのデジタルデータに対応した電流値となっている。

このようにして、本実施形態では、ＥＥ−ＰＲＯＭ６に予め記憶されているラインヘッド２の発光素子の光量データを用い、夫々のドライバＩＣ４の基準電力を電流制御によってドライバ補正を行い、次に、ドライバ補正後に残った発光素子間の光量差を素子間光量補正によって均一化するよう補正している。これにより、素子間光量補正を必要とする補正レンジが大幅に低減され、補正回路の構成と補正のための演算処理が容易になるという利点と、更に、高い精度でラインヘッド２の光量を制御できるという利点を有している。

（応用例）
本発明の発光装置を用いた、タンデム方式の画像形成装置について説明する。図７は、タンデム方式の画像形成装置の概略構成図である。図７に示す画像形成装置８０は、先の実施形態のラインヘッドモジュール１０１と同じ構成のラインヘッドモジュール１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光装置としてそれぞれ配置したもので、タンデム方式として構成されたものである。

この画像形成装置８０は、駆動ローラ９１と従動ローラ９２とテンションローラ９３とを備え、これら各ローラに中間転写ベルト９０を、図７中矢印方向（反時計方向）に循環駆動するよう張架したものである。この中間転写ベルト９０に対して、感光体ドラム４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが所定間隔で配置されている。これら感光体ドラム４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、その外周面が像担持体としての感光層となっている。

ここで、前記感光ドラムの符号中のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙは、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示している。なお、これら符号（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の意味は、他の部材についても同様である。感光体ドラム４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト９０の駆動と同期して、図７中矢印方向（時計方向）に回転駆動するようになっている。

各感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）によって一様に帯電させられた外周面を感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明のラインヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とが設けられている。

また、このラインヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。そして、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト９０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とが設けられている。

ここで、各ラインヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬ素子の配列方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置されている。そして、各ラインヘッドモジュール１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の光量ピーク波長とが略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制する。そして、現像ローラを感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触させあるいは押圧せしめることにより、感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させ、トナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスによって中間転写ベルト９０上に順次一次転写される。そして、中間転写ベルト９０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写手段としての二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、さらに定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、その後、排紙ローラ対６２によって装置上部に形成された排紙トレイ６８上に排出される。

なお、図７中の符号は、多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット６３、給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ６４、二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対６５である。また、中間転写ベルト９０との間で二次転写部を形成する二次転写ローラ６６、二次転写後に中間転写ベルト９０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード６７である。

なお、本発明のラインヘッドモジュールを備えた画像形成装置は上記に限定されることなく、種々の変形が可能であり、例えば、４サイクル方式の画像形成装置やモノクロの画像形成装置としてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る発光装置のブロック図。 ラインヘッドモジュールの側断面図。 発光装置の補正後光量分布図。（ａ）はドライバ補正後の光量分布図、（ｂ）は素子間補正後の光量分布図。 ドライバＩＣとその周りのブロック図。 発光装置の素子間光量補正の模式図。（ａ）は素子間光量補正の補正前を示し、（ｂ）は素子間光量補正の補正後を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るドライバＩＣとその周りのブロック図。 発光装置を適用したタンデム方式の画像形成装置の概略構成図。 従来の発光装置の光量分布図。

符号の説明

ＥＬ１１〜ＥＬｍｎ…発光素子としての有機ＥＬ素子、１…発光装置、２…ラインヘッド、３、４…ドライバＩＣ、６…ＥＥ−ＰＲＯＭ、１１…補正演算部、１２…素子間補正テーブル、１３…ドライバ補正テーブル、１４…計測部、２０，３０…第一の駆動制御部としての基準制御部、２１，３１…Ｄ／Ａ変換回路、２２…温度センサ、２７，３７…第二の駆動制御部としての素子制御部、８０…画像形成装置、１０１…ラインヘッドモジュール、１３１…ＳＬアレイ、１３１ａ…ＳＬアレイ素子。

Claims (11)

1. 複数の発光素子を配列したラインヘッドと複数のドライバＩＣを含み、夫々のドライバＩＣが複数の発光素子を駆動する発光装置であって、
   前記ドライバＩＣ毎に前記発光素子の駆動パワーを規定する基準電力を制御する第一の駆動制御部と、
   前記発光素子毎の駆動パワーを個別に制御する第二の駆動制御部と、
   を備えたことを特徴とする発光装置。
2. 前記第一の駆動制御部は、前記ラインヘッドの発光素子の光量を予め測定した光量データに基づく第一補正値を用いて制御され、
   前記第二の駆動制御部は、前記光量データと前記第一補正値とに基づく第二補正値を用いて制御されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記ドライバＩＣの夫々が駆動する発光素子の中の最低光量を前記光量データより夫々選出し、それらの最低光量の値に基づいて前記第一補正値を求めることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 前記第一の駆動制御部が前記発光素子を駆動する駆動方式は、前記ドライバＩＣにより発光素子の駆動電圧、または駆動電流を制御する方式であり、
   前記第二の駆動制御部が前記発光素子を駆動する駆動方式は、パルス幅変調方式であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
5. 発光装置が設置されている環境の環境データ計測をする計測部を備え、
   前記計測部で計測した環境データを用いて前記第一の駆動制御部を更に補正制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
6. 前記発光素子として有機ＥＬ素子を用いた同一チップのラインヘッドを構成し、前記ラインヘッドにレンズを備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
7. 感光体と、
   前記感光体を一様に帯電させる帯電部と、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置を備え、前記感光体を露光することにより形成対象画像の静電潜像を前記感光体上に形成する露光部と、
   前記感光体上の静電潜像をトナー像として現像する現像部と、
   前記感光体上のトナー像を転写材に転写させる転写部と、
   前記転写材上のトナー像を定着させる定着部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
8. 前記画像形成装置が設置されている環境の環境データを計測する計測部を備え、
   前記計測部で計測した環境データを用いて前記第一の駆動制御部を更に補正制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成装置が使用された経過時間データを計測する計測部を備え、
   前記計測部で計測した経過時間データを用いて前記第一の駆動制御部を更に補正制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 複数の発光素子を配列したラインヘッドと複数のドライバＩＣを含み、夫々のドライバＩＣが複数の発光素子を駆動する発光装置の駆動方法であって、
    予め測定され保存されている前記複数の発光素子の光量データを読み出す読み出しステップと、
    前記光量データに基づく第一補正値によって前記ドライバＩＣ毎に前記発光素子の駆動パワーを規定する基準電力を補正する第一の制御ステップと、
    前記光量データと前記第一補正値とに基づく第二補正値によって前記発光素子毎の駆動パワーを個別に補正する第二の制御ステップと、
    を有することを特徴とする発光素子の駆動方法。
11. 前記ドライバＩＣの夫々が駆動する発光素子の中の最低光量を前記光量データより夫々選出し、それらの最低光量の値に基づいて前記第一補正値を求めることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の駆動方法。
    

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