JP2011085743A - 画像形成装置、画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子の光の照射による感光体の電位変化量を安定させて、良好な画像の形成を可能とする技術を提供する。
【解決手段】発光素子および当該発光素子を制御信号に応じて発光させる発光制御部を有する露光ヘッドと、露光ヘッドの発光素子が発光した光に感光して、潜像が形成される感光体と、発光素子の分光分布に対する感光体の分光感度に基づいて制御信号を補正する補正部と、感光体に形成された潜像を現像する現像部と、を備える。
【選択図】図５

Description

この発明は、発光素子からの光に感光体を感光させて潜像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関する。

従来、感光体が光により感光して電位変化を起こす性質を利用して、感光体に潜像を形成する画像形成装置が提案されている。例えば特許文献１の画像形成装置では、所定方向に並ぶ複数の発光素子を備えた露光ヘッドが感光体に対向して配置されており、各発光素子からの光が感光体表面にスポット状に照射されて、この光の照射部分の電位が変化する。そして、形成すべき潜像に応じた箇所の電位を光の照射により変化させることで、感光体表面に潜像を形成することができる。さらに、この画像形成装置は、こうして形成した潜像にトナーを付着させることで、当該潜像を画像として現像する。

特開２００８−２３８６３３号公報

ところで、現像時に付着するトナーの量は、感光体表面の電位変化量に依存する。したがって、画像を良好に形成するにあたっては、発光素子の光の照射による感光体の電位変化量を精度良く制御することが重要となる。なぜなら、この電位変化量が所定の変化量から大きく異なると、適切量のトナーを付着させることができず、その結果、画像濃度が大きくずれてしまう等して、所望の画像を得られないからである。

しかしながら、感光体の電位変化量を制御するにあっては、発光素子の分光分布のばらつきと感光体の分光特性とが問題となる場合があった。つまり、発光素子の製造精度には限界があるため、製造する全ての発光素子の分光分布を同じに揃えることは難しい。したがって、発光素子によって、分光分布が波長軸方向にシフトしたり、分光分布の形状そのものが変化したりする。一方で、感光体の分光感度は一定ではなく波長に対して変化するため、発光素子の分光分布が異なると、当該発光素子から照射される光に対する感光体の感度も異なって、結果として電位変化量も異なってしまうことが考えられる。そのため、上述のように発光素子の分光分布がばらつくと、感光体の電位変化量がまちまちとなってしまうおそれがあった。すなわち、発光素子の分光分布のばらつきおよび感光体の分光感度に起因して、感光体の電位変化量が安定せず、その結果、良好な画像形成ができなくなるおそれがあった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子の光の照射による感光体の電位変化量を安定させて、良好な画像の形成を可能とする技術の提供を目的とする。

この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、発光素子および当該発光素子を制御信号に応じて発光させる発光制御部を有する露光ヘッドと、露光ヘッドの発光素子が発光した光に感光して、潜像が形成される感光体と、発光素子の分光分布に対する感光体の分光感度に基づいて制御信号を補正する補正部と、感光体に形成された潜像を現像する現像部と、を備えたことを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、発光素子の分光分布に対する感光体の分光感度に基づいて、発光素子の発光を制御する制御信号を補正する第１の工程と、第１の工程で補正された制御信号に応じて発光する発光素子からの光に感光体を感光させて、感光体に潜像を形成する第２の工程と、第２の工程で形成された潜像を現像する第３の工程と、を備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）では、制御信号に応じて発光する発光素子からの光に感光体が感光することで、この光の照射範囲の電位が変化して、潜像が形成される。したがって、上述したように、発光素子の分光分布のばらつきおよび感光体の分光感度に起因して、感光体の電位変化量が安定しない場合があった。これに対して、この発明は、発光素子の分光分布に対する感光体の分光感度に基づいて制御信号を補正し、この補正後の制御信号に応じて発光素子を発光させる（補正部、第１および第２の工程）。その結果、発光素子の分光分布のばらつきおよび感光体の分光感度に対して、感光体の電位変化量を安定させることができ、良好な画像の形成が可能となっている。

この際、補正部は、分光分布の重心波長での感光体の分光感度に基づいて制御信号を補正するように構成しても良い。つまり、分光分布の重心波長は分光分布のばらつきに応じて変化する傾向にあるため、この分光分布の重心波長での感光体の分光感度に基づいて発光素子に印加する制御信号を補正することで、発光素子の分光分布のばらつきおよび感光体の分光感度に対して、感光体の電位変化量を安定させることができる。

ところで、発光素子の光量は温度や劣化に応じて変化する場合がある。そして、このような光量変化も感光体の電位変化量に影響を及ぼすと考えられる。そこで、発光素子の光量を検出する検出部を備え、補正部は、検出部の検出結果から第１の補正値を求めるともに、重心波長での感光体の分光感度を第２の補正値として求め、第１の補正値および第２の補正値に基づいて、制御信号を補正するように構成しても良い。これにより、発光素子の分光分布および感光体の分光感度のばらつきに対してのみならず、発光素子の温度や劣化に対しても、感光体の電位変化量を安定させることができる。

あるいは、補正部は、上述のような分光分布の重心波長に代えて、分光分布のピーク波長での感光体の分光感度に基づいて制御信号を補正するように構成しても良い。つまり、分光分布のピーク波長も分光分布のばらつきに応じて変化する傾向にあるため、この分光分布のピーク波長での感光体の分光感度に基づいて発光素子に印加する制御信号を補正することで、発光素子の分光分布のばらつきおよび感光体の分光感度に対して、感光体の電位変化量を安定させることができる。

また、この場合においても、発光素子の温度や劣化に対して感光体の電位変化量を安定させるために、発光素子の光量を検出する検出部を備え、補正部は、検出部の検出結果から求めた第１の補正値と、ピーク波長での感光体の分光感度を第３の補正値として求め、第１の補正値および第３の補正値に基づいて、制御信号を補正するように構成しても良い。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。 ラインヘッドの構造を示す斜視図。 ラインヘッドの構造を示す部分断面図。 Ｙラインヘッド制御回路の構成を示すブロック図。 感光体の分光感度の一例をグラフとして示した図。 分光感度比データ記憶部と補正回路とが行う発光制御の説明図。 分光分布測定の一例を表として示した図。 分光分布の重心波長の測定結果の一例をグラフで示した図。 分光感度比データ記憶部と補正回路とが行う発光制御の変形例の説明図。 ヘッドパネルモジュールの構成を示すブロック図。 発光素子の点灯時間制御の一例を示すタイミングチャート。

第１実施形態
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣがエンジンコントローラーＥＣに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラーＥＣがエンジン部ＥＧおよびヘッドコントローラーＨＣなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。

この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラーＭＣ、エンジンコントローラーＥＣおよびヘッドコントローラーＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。

各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モーターに接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送される。また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。

帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラーを備えている。この帯電ローラーは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って従動回転する。また、この帯電ローラーは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。

ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに平行もしくは略平行となるように、かつ、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように配置されている。ラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子を備えており、感光体ドラム２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。

図３はラインヘッドの構造を示す斜視図である。同図では、ヘッド基板２９４の裏面側の構成が記載されており、表面側の構成は省略されている。なお、ヘッド基板２９４が有する２面のうち、同図上側の面を表面とし、同図下側の面を裏面とする。また、図４は、ラインヘッドの構造を示す部分断面図である。これらの図では、主走査方向ＭＤおよび副走査方向ＳＤに直交する方向であって発光素子Ｅの光の射出方向（換言すれば、ラインヘッド２９から感光体ドラム２１に向かう方向）に、光軸方向Ｄoaが付されている。

ラインヘッド２９は、その本体２９１の内部にガラス基板であるヘッド基板２９４を備えており、このガラス基板２９４の裏面２９４−tには、複数の発光素子Ｅが主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に２行千鳥で並んでいる。各発光素子Ｅはいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。そして、各発光素子Ｅは、駆動電流の印加を受けて、光を射出する。

また、ヘッド基板２９４の裏面２９４−tには、光センサーＳＣが設けられている（図４）。この光センサーＳＣは、温度変化や劣化による発光素子Ｅの光量変化を検出するために設けられており、この光センサーＳＣの検出結果に基づいて発光素子Ｅに印加する駆動電流の電流値が補正される。

さらに、ヘッド基板裏面２９４−tに設けられた発光素子Ｅに対して、屈折率分布型ロッドレンズアレイＲＬＡ（以下、レンズアレイＲＬＡと略称する）がヘッド基板表面２９４−h側から対向する。したがって、発光素子Ｅの発光面から射出した光はヘッド基板２９４を透過して、レンズアレイＲＬＡに入射する。こうして発光素子Ｅから射出した光が、レンズアレイＲＬＡにより正立等倍で結像されて、感光体ドラム２１表面にスポットＳＰが照射される。そして、感光体ドラム２１表面のうちスポットＳＰの照射範囲が感光して、静電潜像が感光体ドラム２１の表面に形成される。

図１に戻って装置構成の説明を続ける。現像部２５は、その表面にトナーを担持する現像ローラー２５１を有する。そして、現像ローラー２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラー２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラー２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラー２５１から感光体ドラム２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。

現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。

また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで一次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

転写ベルトユニット８は、駆動ローラー８２と、図１において駆動ローラー８２の左側に配設される従動ローラー８３（ブレード対向ローラー）と、これらのローラーに張架され駆動ローラー８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラーは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。

カラーモード実行時は、図１および図２に示すように全ての一次転写ローラー８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラー８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。

さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラー８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラー８２の上流側に配設された下流ガイドローラー８６を備える。この下流ガイドローラー８６は、一次転写ローラー８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体ドラム２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラー８５Ｋとブラック用感光体ドラム２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。

給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラー７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラー７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラー対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラー８２と二次転写ローラー１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。

二次転写ローラー１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラー駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラー１３１と、この加熱ローラー１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラー１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラー１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラー１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラー１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラー１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。

前記した駆動ローラー８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラー１２１のバックアップローラーとしての機能も兼ねている。駆動ローラー８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラー１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラー８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。

また、この装置では、ブレード対向ローラー８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラー８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラー８３と一体的に構成されている。

なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリーがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラーＥＣと各カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各カートリッジに関する情報がエンジンコントローラーＥＣに伝達されるとともに、各メモリー内の情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。

以上が、画像形成装置の概略構成である。続いて、本実施形態の画像形成装置で実行される、発光素子Ｅの発光制御について説明する。この発光制御は、ヘッドコントローラーＨＣ内部に各色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ毎に設けられたラインヘッド制御回路ＣＣにより実行される（図２）。そこで、以下では、このラインヘッド制御回路ＣＣの構成および動作について説明する。なお、同回路ＣＣの構成および動作は各色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで共通しているので、ここではイエロー（Ｙ）用のＹラインヘッド制御回路ＣＣを例にとって説明する。

図５は、Ｙラインヘッド制御回路の構成を示すブロック図である。Ｙラインヘッド制御回路ＣＣは、補正回路ＣＣ1、光量補正データ記憶部ＣＣ2および分光感度比データ記憶部ＣＣ3から構成されており、メインコントローラーＭＣから送られてきたイエロー（Ｙ）用のビデオデータＶＤ−Ｙ等に基づいて、発光素子Ｅの発光期間を示すデータＴＤ−Ｙ（データ信号）と、発光素子Ｅに供給する駆動電流の電流値ＩＤ−Ｙ（電流値信号）とを生成する。

光量補正データ記憶部ＣＣ2は、光センサーＳＣの検出結果に基づいて、温度変化や劣化に伴なう発光素子Ｅの光量を補正するために設けられたものであり、この光量補正データ記憶部ＣＣ2と補正回路ＣＣ1とが協働して光量補正を実行する。つまり、上述のように、本実施形態では、各発光素子Ｅからの光を感光体ドラム２１表面に照射し、この光の照射部分の電位を変化させることで、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。この際、感光体ドラム２１表面の電位変化量は発光素子Ｅの光量に依存する。したがって、発光素子Ｅの光量が温度や劣化に伴なって変化すると、この電位変化量が所望の変化量からずれてしまい、適切な画像が形成できない場合があった。そこで、かかる問題に対応すべく、以下の光量補正が実行される。

まず、光量補正を行うために必要なパラメーターがラインヘッド２９の工場出荷時に予め測定される。つまり、工場出荷の際に、ラインヘッド２９は、光量検出器を用いて各発光素子Ｅの射出光量を検出する光量測定用ジグに取り付けられる。そして、この光量測定用ジグは、主走査方向ＭＤに並ぶ発光素子Ｅを順番に発光させて、各発光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…の光量Ｐｇ(1)、Ｐｇ(2)、…、Ｐｇ(n)、…を光量検出器で検出して記憶する。さらに、光量検出器の検出結果の記憶動作と並行して、光量測定用ジグは、各発光素子Ｅを順次点灯させている間、ラインヘッド２９の光センサーＳＣの検出光量Ｐｈ(1)、Ｐｈ(2)、…、Ｐｈ(n)、…を記憶する。こうして求められたパラメーターＰｇ(n)、Ｐｈ(n)から光量補正係数Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)が各発光素子Ｅ毎に算出される。そして、この光量補正係数Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)が光量補正データ記憶部ＣＣ2に記憶された状態で、ラインヘッド２９が出荷される。

ここで、発光素子Ｅに付された括弧内の数値は発光素子Ｅの識別番号であり、主走査方向ＭＤから順番に各発光素子Ｅに付されている。また、光量Ｐｇ(n)は光量測定用ジグの光量検出器が検出した発光素子Ｅ(n)の光量を示し、光量Ｐｈ(n)はラインヘッド２９の光センサーＳＣが検出した発光素子Ｅ(n)の光量を示している。また、以後の説明で用いる、括弧内に識別番号が付されたパラメーター（パラメーターＰｊ(n)等）についても同様である。

そして、ラインヘッド２９の出荷後において、画像形成装置の電源投入時や画像形成の合間等のタイミングで、光量補正が実行される。つまり、この光量補正では、補正回路ＣＣ1が各発光素子Ｅを順番に発光させるとともに、各発光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…の光量Ｐｊ(1)、Ｐｊ(2)、…、Ｐｊ(n)、…を光センサーＳＣで検出して記憶する。そして、補正回路ＣＣ1は、この光センサーＳＣの検出光量Ｐｊ(n)に光量補正係数Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)を乗じた値Ｐｊ(n)×Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)を、発光素子Ｅ(n)の実際の光量として推定する。

このようにして発光素子Ｅ(n)の実際の光量Ｐｊ(n)×Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)が推定できるため、この推定光量と目標光量とを比較することで、発光素子Ｅ(n)の光量の補正量が求まる。そして、この補正量だけ発光素子Ｅ(n)の光量を補正するように、発光素子Ｅ(n)に供給する駆動電流値が求められる（光量補正）。

ところで、発光素子Ｅからの光照射による感光体ドラム２１表面の電位変化量は、発光素子Ｅの光量のみならず、感光体ドラム２１の分光感度にも依存する。ただし、特許第４１１５２５３号公報にも示されているように、一般に感光体の分光感度は光の波長に対して変化する（図６）。

図６は、感光体の分光感度の一例をグラフとして示した図であり、横軸に光の波長[nm]を取り縦軸に感度[m×m／mJ]を取っている。同図では、ａ−Ｓｉ(amorphous silicon)、ＯＰＣ(Organic Photo Conductor)およびＳｅ−Ｔｅ（セレン−テルル）のそれぞれを材料として用いた、感光体の分光感度が示されている。いずれの感光体の分光感度も光の波長に対して変化しているのが判るが、ここでは、ＯＰＣ感光体を例に取って説明すると、波長700[nm]付近では、波長が長いほどＯＰＣ感光体の分光感度が良く、より少ないエネルギーで電位が変化する（換言すれば、潜像が形成される）したがって、例えば、分光分布が異なる２つの発光素子Ｅを比較した場合、各発光素子Ｅの光量（分光分布を波長で積分した値に相当）は同じであっても、長い波長成分をより多く含む分光分布を有する発光素子Ｅの方が、感光体の電位をより大きく変化させる。このような事情から、上述した発光素子Ｅの光量補正を行ったとしても、ラインヘッド２９の各発光素子Ｅの分光分布がばらつくと、感光体の電位変化量がまちまちとなってしまい、良好な画像形成ができなくなるおそれがあった。

そこで、本実施形態のラインヘッド制御回路ＣＣは、分光感度比データ記憶部ＣＣ3を備え、この分光感度比データ記憶部ＣＣ3と補正回路ＣＣ1とが協働して発光素子Ｅの発光制御を行なうことで、かかる問題に対応している。

図７は、分光感度比データ記憶部と補正回路とが行う発光制御の説明図である。同図で示されるグラフは、横軸に光の波長[nm]を取り縦軸に強度を取って、発光素子Ｅ(n)および発光素子Ｅ(m)それぞれの分光分布と、感光体ドラム２１の分光感度が示されている。なお、図７の感光体ドラム２１の分光感度は、図６で例示した感光体の分光感度とは異なるものであり、本実施形態で用いた感光体ドラム２１の分光感度である。また、同グラフでは、光センサーＳＣの分光感度も併記されている。この光センサーＳＣの分光感度は比較的一定していることが判る。

同図に示すように、感光体ドラム２１の分光感度は一定ではなく、700[nm]手前ぐらいから分光感度が低下しているのが判る。したがって、長い波長をより多く含む分光分布を有する発光素子Ｅほど、変化させる電位変化量が小さくなる。これに対して、同図の例では、発光素子Ｅ(n)と発光素子Ｅ(m)とはそれぞれ異なる分光分布を有している。つまり、発光素子Ｅ(n)、Ｅ(m)それぞれの分光分布はピークＰＫにおいては略一致しているが、発光素子Ｅ(n)の分光分布は、発光素子Ｅ(m)の分光分布に比べて、長い波長をより多く含んでいる。したがって、発光素子Ｅ(n)による電位変化量は、発光素子Ｅ(m)による電位変化量と比較して小さくなる傾向にある。そこで、この実施形態では、このような分光感度のばらつきによる電位変化量の変動を抑制するために、分光感度比データ記憶部ＣＣ3と補正回路ＣＣ1とが、発光素子Ｅの発光制御を当該発光素子Ｅの分光分布に基づいて行なう。

まず、かかる発光制御を行うために必要なパラメーターがラインヘッド２９の工場出荷時に予め測定される。つまり、工場出荷の際に、ラインヘッド２９は、分光器を用いて各発光素子Ｅの分光分布を測定する分光分布測定用ジグに取り付けられる。そして、この分光分布測定用ジグは、主走査方向ＭＤに並ぶ発光素子Ｅを順番に発光させて、各発光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(m)、…、Ｅ(n)、…の分光分布を測定する。

図８は、分光分布測定の一例を表として示した図である。同表に示すように、分光分布を測定する波長範囲は550[nm]〜850[nm]に設定されている。これは、分光強度が十分に落ちきった波長領域（図７）で分光分布を測定するためである。この場合、分光器の測定波長分解能が10[nm]であれば、３１個のデータを取得することとなる。そして、この測定結果から分光分布の重心波長が求められる。具体的には、次の計算式、

で重心波長が求められる。こうして、各発光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(m)、…、Ｅ(n)、…の重心波長Ｇ(1)、Ｇ(2)、…、Ｇ(m)、…、Ｇ(n)、…が求められる。

図９は、分光分布の重心波長の測定結果の一例をグラフで示した図であり、同グラフは、横軸に発光素子番号ｎを取り、縦軸に重心波長[nm]を取っている。同図に示すように、グラフ中の矢印で示した範囲では、重心波長が長い方にシフトしており、当該範囲の発光素子Ｅによる電位変化量は少なくなる。しかも、当該範囲の境界では、分光分布の重心波長が長い発光素子Ｅにより形成された潜像と、分光分布の重心波長が短い発光素子Ｅにより形成された潜像とが境界を挟んで隣接することとなる。したがって、かかる分光分布のばらつきを考慮せず形成した潜像を現像した場合、この境界で濃淡差が顕著に出てしまうこととなる。

このような問題に対処するために、本実施形態では、各重心波長Ｇ(1)、Ｇ(2)、…、Ｇ(m)、…、Ｇ(n)、…での感光体ドラム２１の分光感度Ｉ(1)、Ｉ(2)、…、Ｉ(m)、…、Ｉ(n)、…が求められる。そして、各発光素子Ｅのうちから参照用発光素子Ｅ(ref)を１個選び、この参照用発光素子Ｅ(ref)に対応する分光感度Ｉ(ref)と、各発光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…に対応する分光感度Ｉ(1)、Ｉ(2)、…、Ｉ(n)、…との比Ｉ(1)／Ｉ(ref)、Ｉ(2)／Ｉ(ref)、…、Ｉ(n)／Ｉ(ref)、…が分光感度比データとして求められる。そして、この分光感度比データＩ(1)／Ｉ(ref)、Ｉ(2)／Ｉ(ref)、…、Ｉ(n)／Ｉ(ref)、…が分光感度比データ記憶部ＣＣ3に記憶された状態で、ラインヘッド２９が工場出荷される。

そして、ラインヘッド２９の出荷後の実際の潜像形成動作では、分光感度比データ記憶部ＣＣ3に記憶された分光感度比データに基づいて、補正回路ＣＣ1が発光素子Ｅの発光制御を実行する。つまり、光センサーＳＣの検出値から推定した光量Ｐｊ(n)×Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)にさらに分光感度比データＩ(n)／Ｉ(ref)を乗じた光量で発光素子Ｅ(n)が発光するように、駆動電流値ＩＤ−Ｙが求められる。そして、ビデオデータＶＤ−Ｙから求めたデータＴＤ−Ｙが示す発光期間だけ、電流値ＩＤ−Ｙの駆動電流を発光素子Ｅ(n)に供給して、発光素子Ｅ(n)を発光させる。かかる発光制御を各発光素子Ｅに対して実行することで、各発光素子Ｅの光照射による電位変化量を安定させることが可能となる。

以上のように、第１実施形態では、発光素子Ｅの分光分布に対する感光体ドラム２１の分光感度に基づいて駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）が補正され、この補正後の駆動電流値ＩＤ−Ｙに応じて発光素子Ｅが発光する。その結果、発光素子Ｅの分光分布のばらつきおよび感光体ドラム２１の分光感度に対して、感光体ドラム２１の電位変化量を安定させることができ、良好な画像の形成が可能となっている。

また、第１実施形態は、発光素子Ｅの分光分布の重心波長での感光体ドラム２１の分光感度に基づいて駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）を補正しており、好適である。つまり、分光分布の重心波長は分光分布のばらつきに応じて変化する傾向にあるため、この分光分布の重心波長での感光体ドラム２１の分光感度に基づいて発光素子Ｅに印加する駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）を補正することで、発光素子Ｅの分光分布のばらつきおよび感光体ドラム２１の分光感度に対して、感光体ドラム２１の電位変化量を安定させることができる。

また、第１実施形態は、発光素子Ｅの光量を検出する光センサーＳＣを備え、光センサーＳＣの検出結果から推定光量Ｐｊ(n)×Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)（第１の補正値）を求めるともに、重心波長での感光体ドラム２１の分光感度Ｉ(n)（第２の補正値）を求め、推定光量および分光感度に基づいて、駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）を補正しており、好適である。つまり、これにより、発光素子Ｅの分光分布および感光体ドラム２１の分光感度のばらつきに対してのみならず、発光素子の温度や劣化に対しても、感光体の電位変化量を安定させることができる。

また、第１実施形態のように、発光素子Ｅとして有機ＥＬ素子を用いた構成に対しては、本発明を適用することが特に好適である。つまり、有機ＥＬ素子は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のその他の素子と比較して分光分布のばらつきが大きいため、上述した問題が発生しやすい。そこで、発光素子Ｅに有機ＥＬ素子を用いた構成に対しては、本発明を適用して良好な画像形成の実現を図ることが好適となる。

第２実施形態
図１０は、分光感度比データ記憶部と補正回路とが行う発光制御の変形例の説明図である。第１実施形態と第２実施形態との違いは、分光分布の重心波長ではなくピーク波長での感光体ドラム２１の感光感度に基づいて、発光素子Ｅの発光制御を行なっている点である。

つまり、第２実施形態では、各分光分布のピーク波長Ｐｋ(1)、Ｐｋ(2)、…、Ｐｋ（m)、…、Ｐｋ(n)、…での感光体ドラム２１の分光感度Ｉ(1)、Ｉ(2)、…、Ｉ(m)、…、Ｉ(n)、…が求められる。そして、各発光素子Ｅのうちから参照用発光素子Ｅ(ref)を１個選び、この参照用発光素子Ｅ(ref)に対応する分光感度Ｉ(ref)と、各発光素子Ｅ(1)、Ｅ(2)、…、Ｅ(n)、…に対応する分光感度Ｉ(1)、Ｉ(2)、…、Ｉ(n)、…との比Ｉ(1)／Ｉ(ref)、Ｉ(2)／Ｉ(ref)、…、Ｉ(n)／Ｉ(ref)、…が分光感度比データとして求められる。また、こうして求められた分光感度比データＩ(1)／Ｉ(ref)、Ｉ(2)／Ｉ(ref)、…、Ｉ(n)／Ｉ(ref)、…が分光感度比データ記憶部ＣＣ3に記憶された状態で、ラインヘッド２９が工場出荷される。そして、この分光感度比データに基づいて、第１実施形態と同様の発光制御が実行されることで、各発光素子Ｅの光照射による電位変化量を安定させることが可能となる。

以上のように、第２実施形態においても、発光素子Ｅの分光分布に対する感光体ドラム２１の分光感度に基づいて駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）が補正され、この補正後の駆動電流値ＩＤ−Ｙに応じて発光素子Ｅが発光する。その結果、発光素子Ｅの分光分布のばらつきおよび感光体ドラム２１の分光感度に対して、感光体ドラム２１の電位変化量を安定させることができ、良好な画像の形成が可能となっている。

また、第２実施形態は、発光素子Ｅの分光分布のピーク波長での感光体ドラム２１の分光感度に基づいて駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）を補正しており、好適である。つまり、分光分布のピーク波長は分光分布のばらつきに応じて変化する傾向にあるため、この分光分布のピーク波長での感光体ドラム２１の分光感度に基づいて発光素子Ｅに印加する駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）を補正することで、発光素子Ｅの分光分布のばらつきおよび感光体ドラム２１の分光感度に対して、感光体ドラム２１の電位変化量を安定させることができる。

また、第２実施形態においても、発光素子Ｅの光量を検出する光センサーＳＣを備えている。そして、光センサーＳＣの検出結果から推定光量Ｐｊ(n)×Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)（第１の補正値）を求めるともに、ピーク波長での感光体ドラム２１の分光感度Ｉ(n)（第３の補正値）を求め、推定光量および分光感度に基づいて、駆動電流値ＩＤ−Ｙ（制御信号）を補正しており、好適である。つまり、これにより、発光素子Ｅの分光分布および感光体ドラム２１の分光感度のばらつきに対してのみならず、発光素子の温度や劣化に対しても、感光体の電位変化量を安定させることができる。

第３実施形態
ところで、上記第１・第２実施形態では、光センサーＳＣの検出値から推定した光量Ｐｊ(n)×Ｐｇ(n)／Ｐｈ(n)にさらに分光感度比データＩ(n)／Ｉ(ref)を乗じた光量で発光素子Ｅ(n)が発光するように、駆動電流値ＩＤ−Ｙが求められる。つまり、上記実施形態では、分光感度比データＩ(n)／Ｉ(ref)に基づいて駆動電流値ＩＤ−Ｙを補正していた。しかしながら、発光素子Ｅの発光期間を示すデータＴＤ−Ｙを、分光感度比データＩ(n)／Ｉ(ref)に基づいて補正するようにしても良い。

図１１は、ラインヘッドに設けられたヘッドパネルモジュールの構成を示すブロック図であり、このヘッドパネルモジュールＨＰＭがデータＴＤ−Ｙに基づいて発光素子を発光させる。なお、ヘッドパネルモジュールＨＰＭは、各色Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのラインヘッド２９それぞれに設けられているが、ヘッドパネルモジュールＨＰＭの構成は各色で共通するので、ここではイエロー（Ｙ）のＹラインヘッド２９に設けられたヘッドパネルモジュールＨＰＭを例示して説明する。

ヘッドパネルモジュールＨＰＭには、適切な発光タイミングで発光素子Ｅに駆動電流を供給するためのドライバーＤＶが設けられている。このドライバーＤＶには、データＴＤ−Ｙを格納するためのシフトレジスタと、データＴＤ−Ｙをラッチするためのラッチ回路と、ラッチされたデータＴＤ−Ｙに応じて発光素子Ｅの点灯時間を制御する点灯制御回路が内蔵されている。

各ドライバーＤＶには、シフトレジスタの起動のきっかけを与えるStartパルスが入力される。なお、このStartパルスは、メインコントローラーＭＣからの同期信号Ｓｙｎｃに基づいてＹラインヘッド制御回路ＣＣが生成してドライバーＤＶに供給する。そして、Startパルスを受けて起動したシフトレジスタが、Data Clockに同期してデータＴＤ−Ｙをシフトさせることで、１ライン分のデータＴＤ−Ｙが複数のドライバーＤＶのシフトレジスタに渡って格納される。その後、Latch信号によりラッチされたデータＴＤ−Ｙが示す点灯時間の間、PWM Clockに同期して電流値ＩＤ−Ｙの駆動電流が発光素子Ｅに供給される。こうして、各発光素子Ｅの点灯時間が制御される（図１２）。ここで、図１２は、発光素子の点灯時間制御の一例を示すタイミングチャートであり、１つのドライバーＤＶの４８出力分のデータのラッチタイミングと、４８出力それぞれに接続されたある１つの発光素子Ｅの発光タイミングを示している。同図の例では、ある発光素子ＥがデータＴＤ(1)の対応するデータに応じて時間Ｔe(1)の間点灯し、その後、データＴＤ(1)に続くデータＴＤ(2)の対応するデータに応じて時間Ｔe(2)の間点灯するといった点灯動作を、実行するが示されている。この際、各発光DutyはＴe(1)／Ｔｈ、Ｔe(2)／Ｔｈ、…で与えられ、この発光Dutyを増減させることで、発光素子Ｅにより感光体ドラム２１表面に与えるエネルギー量を調整することができる。ここで、期間Ｔｈは、１ラインの潜像を形成するのに要する期間（１ライン走査期間）である。

そこで、この実施形態では、分光感度比データＩ(n)／Ｉ(ref)に基づいて、駆動電流値ＩＤ−Ｙを補正する代わりに、発光素子Ｅの発光期間を示すデータＴＤ−Ｙを補正し、これにより発光素子Ｅの発光Dutyを調整する。かかる発光制御を各発光素子Ｅに対して実行することで、各発光素子Ｅの光照射による電位変化量を安定させることが可能となる。

以上のように、第３実施形態では、発光素子Ｅの分光分布に対する感光体ドラム２１の分光感度に基づいてデータＴＤ−Ｙ（制御信号）が補正され、この補正後のデータＴＤ−Ｙに応じて発光素子Ｅが発光する。その結果、発光素子Ｅの分光分布のばらつきおよび感光体ドラム２１の分光感度に対して、感光体ドラム２１の電位変化量を安定させることができ、良好な画像の形成が可能となっている。

その他
このように、上記実施形態では、ラインヘッド２９あるいはラインヘッド２９とヘッドコントローラーＨＣが協働して本発明の「露光ヘッド」として機能し、感光体ドラム２１が本発明の「感光体」に相当し、ラインヘッド制御回路ＣＣが本発明の「発光制御部」および「補正部」に相当し、現像部２５が本発明の「現像部」に相当している。また、第１・第２実施形態では、駆動電流値ＩＤ−Ｙが本発明の「制御信号」に相当し、第３実施形態では、データＴＤ−Ｙが本発明の「制御信号」に相当している。また、光センサーＳＣが本発明の「検出部」に相当している。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記第１・第２実施形態の画像形成装置は、光センサーＳＣの検出結果に基づいて発光素子Ｅの光量を補正する構成を備えていたが、かかる構成を備えることは必須ではない。

また、上記実施形態では、発光素子Ｅの分光分布の重心波長やピーク波長に基づいて、発光素子Ｅの発光制御を行なっていた。しかしながら、波長λiに対する各発光素子Ｅの分光分布Ｐi（λi)を記憶するとともに、理想的な発光素子Ｅの分光分布としての基準分光分布Ｑi(λi）を記憶しておき、上述の式１の変わりに次式

に基づいて、各発光素子Ｅの発光制御を行なっても良い。ここで、ｆ（λi)は、感光体ドラム２１の分光感度関数である。

また、上記実施形態では、発光素子Ｅとしてボトムエミッション型の有機ＥＬ素子が用いられている。しかしながら、トップエミッション型の有機ＥＬ素子を発光素子Ｅとして用いても良い。

また、本発明に用いられるラインヘッド２９としては、上述のような屈折率分布型のロッドレンズアレイＲＬＡを光学系として備えたものに限られない。よって、例えば、特開２００８−３６９３７号公報に記載のラインヘッドを用いることもできる。つまり、同文献のラインヘッドでは、凸レンズで構成される結像光学系がアレイ状に配置されており、各結像光学系に対向して、所定個数毎に発光素子をグループ化した発光素子グループが配置されている。

２１…感光体ドラム、 ２９…ラインヘッド、 ＨＣ…ヘッドコントローラー、 ＣＣ…ヘッド制御回路、 ＩＤ−Ｙ，ＩＤ−Ｍ，ＩＤ−Ｃ，ＩＤ−Ｋ…駆動電流値、 ＴＤ−Ｙ，ＴＤ−Ｍ，ＴＤ−Ｃ，ＴＤ−Ｋ…データ、 ＳＣ…光センサー

Claims (6)

1. 発光素子および前記発光素子を制御信号に応じて発光させる発光制御部を有する露光ヘッドと、
   前記露光ヘッドの前記発光素子が発光した光に感光して、潜像が形成される感光体と、
   前記発光素子の分光分布に対する前記感光体の分光感度に基づいて前記制御信号を補正する補正部と、
   前記感光体に形成された前記潜像を現像する現像部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正部は、前記分光分布の重心波長での前記感光体の前記分光感度に基づいて前記制御信号を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記発光素子の光量を検出する検出部を備え、
   前記補正部は、前記検出部の検出結果から第１の補正値を求めるともに、前記重心波長での前記感光体の前記分光感度を第２の補正値として求め、前記第１の補正値および前記第２の補正値に基づいて、前記制御信号を補正する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記補正部は、前記分光分布のピーク波長での前記感光体の前記分光感度に基づいて前記制御信号を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記発光素子の光量を検出する検出部を備え、
   前記補正部は、前記検出部の検出結果から求めた第１の補正値と、前記ピーク波長での前記感光体の前記分光感度を第３の補正値として求め、前記第１の補正値および前記第３の補正値に基づいて、前記制御信号を補正する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 発光素子の分光分布に対する感光体の分光感度に基づいて、前記発光素子の発光を制御する制御信号を補正する第１の工程と、
   前記第１の工程で補正された前記制御信号に応じて発光する前記発光素子からの光に前記感光体を感光させて、前記感光体に潜像を形成する第２の工程と、
   前記第２の工程で形成された前記潜像を現像する第３の工程と、
   を備えたことを特徴とする画像形成方法。

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