(57)【要約】【課題】発光素子からの光を用いて露光を行う露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置において、発光素子から発光される光の光量を正確に求める。【解決手段】互いに異なる分光感度特性を有する２つの光センサーＳＣ１、ＳＣ２が設けられ、発光素子２３１から出射される光ビームを受光する。そして、光センサーＳＣ１から出力される信号が第１ゲイン調整部７１で増幅されるとともに、光センサーＳＣ２から出力される信号が第２ゲイン調整部７２で増幅された後、各ゲイン調整部７１、７２からの出力が加算され、その加算結果に基づき発光素子から発光される光の光量が算出される。したがって、発光素子２３１の経時変化や周辺環境（温度、湿度など）の変化などにより発光素子２３１から発光される光ビームの波長分布が変動したとしても、発光素子２３１から発光される光ビームの光量を正確に求めることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に配されて光を発光する発光素子と、
第１の分光感度特性を有し、前記発光素子から発光される光を受光する第１の光センサーと、
前記第１の分光感度特性と異なる第２の分光感度特性を有し、前記発光素子から発光される光を受光する第２の光センサーと、
を備えたことを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記第１の光センサーで検出された結果と、前記第２の光センサーで検出された結果とに基づき前記発光素子から発光される光の光量を算出する光量算出部を備えた請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
前記第１の光センサーで検出された結果を増幅する第１の増幅部と、
前記第２の光センサーで検出された結果を増幅する第２の増幅部と、を有し、
前記光量算出部は、前記第１の増幅部からの出力と前記第２の増幅部からの出力とを加算して前記発光素子から発光される光の光量を算出する請求項２に記載の露光ヘッド。
【請求項４】
前記第１の増幅部の増幅度と前記第２の増幅部の増幅度とを調整する増幅制御部を備えた請求項３に記載の露光ヘッド。
【請求項５】
温度または湿度を検出する環境検出部を備え、
前記増幅制御部は、前記環境検出部で検出された結果に基づき前記第１の増幅部の増幅度と前記第２の増幅部の増幅度とを調整する請求項４に記載の露光ヘッド。
【請求項６】
前記発光素子の累積発光時間を算出する発光時間算出部を有し、
前記増幅制御部は、前記発光時間算出部で算出された結果に基づき前記第１の増幅部の増幅度と前記第２の増幅部の増幅度とを調整する請求項４または５に記載の露光ヘッド。
【請求項７】
基板、前記基板に配されて光を発光する発光素子、第１の分光感度特性を有して前記発光素子から発光される光を受光する第１の光センサー、及び前記第１の分光感度特性と異なる第２の分光感度特性を有して前記発光素子から発光される光を受光する第２の光センサーを有する露光ヘッドと、
前記露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、
前記第１の光センサーで検出された結果と、前記第２の光センサーで検出された結果とに基づき前記発光素子の光量を調整して発光させて前記潜像担持体を露光する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子からの光を用いて露光を行う露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、露光ヘッドを用いて感光体ドラムなどの潜像担持体に潜像を形成する。例えば特許文献１に記載の画像形成装置では、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子がヘッド基板に複数個配列され、各発光素子から発光された光ビームが結像レンズにより潜像担持体に結像される。これらの素子は発光素子毎に発光特性の製造ばらつきを有しており、また発光頻度の違いにより劣化速度が異なるため、発光素子から発光される光の光量が発光素子毎にばらつくことがある。このような光量のばらつきを補正するために、特許文献１に記載の装置では、ヘッド基板に光センサーが配置されて各発光素子から射出される光ビームを受光し、光ビームの光量に対応する信号を出力する。こうして発光素子の間での光量のばらつきを検出することが可能となっており、該検出結果に基づいて光量ばらつきが解消するように各発光素子の駆動が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３２６１号公報（図１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した画像形成装置では、光センサーに受光された光ビームの光量に基づき潜像担持体に照射される光ビームの光量を推定し、潜像担持体にとって適切な光量で光ビームが照射されているか否かを光センサーの検出結果から正確に判定することが望まれる。しかしながら、潜像担持体の分光感度特性と、光センサーの分光感度特性とは完全に一致しておらず、それぞれ微妙に相違しているのが一般的である。また、発光素子から発光される光ビームの波長分布は個々の発光素子毎にばらついているのが普通である。さらに、同一の発光素子においても、経時変化、周辺環境（温度や湿度など）の変化等により発光波長の分布状態は変化していく。これに対し、従来の画像形成装置では、光センサーの分光感度特性は固定化されているため、潜像担持体との分光感度特性のズレ、発光素子間での発光波長のばらつき、発光波長の変動などによって光ビームの光量を正確に求めるのが困難となることがあった。この場合、適切な光量の光ビームが潜像担持体に照射されているか否かを正確に判定することが困難となる。
【０００５】
この発明にかかるいくつかの態様は、発光素子からの光を用いて露光を行う露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置において、発光素子から発光される光の光量を正確に求めるための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するため、基板と、基板に配されて光を発光する発光素子と、第１の分光感度特性を有し、発光素子から発光される光を受光する第１の光センサーと、第１の分光感度特性と異なる第２の分光感度特性を有し、発光素子から発光される光を受光する第２の光センサーと、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
また、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、基板、基板に配されて光を発光する発光素子、第１の分光感度特性を有して発光素子から発光される光を受光する第１の光センサー、及び第１の分光感度特性と異なる第２の分光感度特性を有して発光素子から発光される光を受光する第２の光センサーを有する露光ヘッドと、露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、第１の光センサーで検出された結果と、第２の光センサーで検出された結果とに基づき発光素子の光量を調整して発光させて潜像担持体を露光する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明（露光ヘッドおよび画像形成装置）では、互いに異なる分光感度特性を有する２つの光センサーが設けられ、それぞれが発光素子から発光された光を受光する。このため、発光素子の経時変化や周辺環境（温度、湿度など）の変化などにより発光素子から発光される光の波長分布が変動したとしても、上記光センサーにより発光素子から発光される光の光量が正確に求められる。
【０００９】
ここで、発光素子から発光される光の光量を正確に求めるために、第１の光センサーの検出結果と、第２の光センサーの検出結果とに基づき発光素子から発光される光の光量を算出する光量算出部を設けてもよい。より具体的には、光量算出部が、第１の光センサーの検出結果を増幅する第１の増幅部と、第２の光センサーの検出結果を増幅する第２の増幅部と、第１の増幅部からの出力と第２の増幅部からの出力とを加算して発光素子から発光される光の光量を算出する演算処理部とを有するように構成することができる。
【００１０】
また、第１の増幅部の増幅度と第２の増幅部の増幅度とが制御部により調整されると、第１の分光感度特性と第２の分光感度特性とが上記増幅度の比率に応じて合成されて発光素子から発光される光の光量を求めるのに適した分光感度特性が得られる。したがって、経時変化や周辺環境の変化などにより発光素子から発光される光の波長分布が大きく変動したとしても、発光素子から発光される光の光量をより正確に求めることができる。
【００１１】
このように発光素子から発光される光の波長分布が変動する要因として、露光ヘッドの周辺温度または周辺湿度が挙げられるが、これらを検出する検出部を設け、検出部の検出結果に基づき第１の増幅部の増幅度と第２の増幅部の増幅度とを調整するのが望ましい。このように構成することで、露光ヘッドの周辺温度または周辺湿度に応じた分光感度特性で発光素子から発光される光の光量を正確に求めることができる。また、発光素子の累積発光時間に応じて発光素子から発光される光の光量は変化するが、累積発光時間を算出しておき、その算出結果に基づき第１の増幅部の増幅度と第２の増幅部の増幅度とを調整してもよい。この場合も、常に露光ヘッドの経時変化に応じた分光感度特性で発光素子から発光される光の光量を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】露光ヘッドの構造を示す斜視図。
【図３】露光ヘッドの平面および電気的構成を示す図。
【図４】各光センサーの分光感度特性と合成分光感度特性との関係を示す図。
【図５】ゲイン調整部の構成を示す電気構成図。
【図６】センサー補正データテーブルの構造を示す図。
【図７】駆動データ設定シーケンスを示すフローチャート。
【図８】補正データ設定シーケンスを示すフローチャート。
【図９】アモルファスシリコン感光体ドラムの分光感度特性の一例を示すグラフ。
【図１０】有機ＥＬ素子から発光される光ビームの波長分布を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。この画像形成装置１は、互いに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。そして、画像形成装置１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となっている。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（印刷情報）が与えられると、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ＲＭたるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１４】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【００１５】
画像形成ステーション２Ｃには、シアン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。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向（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る。そして、感光体ドラム２１の回転軸に対してＡＣサーボモーターなどの駆動モーターが接続されて感光体ドラム２１は駆動されて図１中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。
【００１６】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ヘッド２３と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、該トナー像を転写ユニット３の中間転写ベルト３１に一次転写する一次転写ユニットと、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットと、クリーナーブレードとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
【００１７】
帯電器２２は感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、この帯電器２２には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤにはワイヤ電流が流されるとともに、グリッドには直流（ＤＣ）のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器２２によるコロナ放電で感光体ドラム２１が帯電されることで、感光体ドラム２１の表面の電位が略均一の電位に設定される。
【００１８】
露光ヘッド２３は後述するようにヘッドコントローラーから与えられるビデオデータに基づき光ビームを発生させて光ビームにより感光体ドラム２１表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成するものであり、複数の発光素子と、レンズアレイとを有している。なお、露光ヘッド２３の構成および動作については、後で詳述する。
【００１９】
露光ヘッド２３により感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に対して現像ユニット２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。なお、この画像形成装置１の現像ユニット２４では、キャリア液内にトナーを概略重量比２０％程度に分散させた液体現像剤を用いてトナー現像が行われる。この画像形成装置１では、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）をキャリア液とした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形粒子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２０】
第１スクイーズ部２５および第２スクイーズ部２６にはスクイーズローラーがそれぞれ設けられている。そして、各スクイーズローラーが回転しながら感光体ドラム２１の表面と当接してトナー像の余剰キャリア液やカブリトナーを除去する。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６により余剰キャリア液やカブリトナーを除去しているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
【００２１】
スクイーズ部２５、２６を通過してきたトナー像は一次転写ユニットにより中間転写ベルト３１に一次転写される。この中間転写ベルト３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４および３５に掛け渡されている。このうちローラー３２はベルト駆動モーターＭ３に機械的に接続されて、中間転写ベルト３１を図１の矢印方向Ｄ31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、中間転写ベルト３１を掛け渡されたローラー３２ないし３５のうち、モーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３、３４および３５は駆動部を有しない従動ローラーである。
【００２２】
一次転写ユニットは一次転写バックアップローラー２７１を有しており、一次転写バックアップローラー２７１は中間転写ベルト３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写ベルト３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写ベルト３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写ベルト３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写ベルト３１へのトナー像転写が行われる。
【００２３】
こうして中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写ベルト３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写ローラー４が中間転写ベルト３１を挟んで対向配置されており、中間転写ベルト３１表面と転写ローラー４表面とが互いに当接して転写ニップＮＰを形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。二次転写ローラー４の回転シャフト４２１は、例えばバネのような弾性部材である押圧部４５によって弾性的に、かつ中間転写ベルト３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【００２４】
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写ベルト３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録材ＲＭに転写される。なお、この実施形態では、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式現像方式でトナー像を形成しているので、良好な転写特性を得るために、転写ニップにおいては中間転写ベルト３１に対し記録材ＲＭが高い押圧力で押圧されることが望まれる。また、液体現像剤を介在させるため、記録材ＲＭが中間転写ベルト３１に貼り付きジャムとなる可能性が高い。そこで、この画像形成装置１では、把持部を有する二次転写ローラー４が用いられている。
【００２５】
二次転写ローラー４は、円筒の外周面の一部を切り欠いてなる凹部４１が設けられたローラー基材４２を有している。このローラー基材４２では、回転軸中心に方向Ｄ4に回転自在の回転シャフト４２１が二次転写バックアップローラー３４の回転軸と平行または略平行に配置されるとともに、押圧部４５により二次転写バックアップローラー３４側に付勢されて所定の荷重（この実施形態では６０ｋｇｆ）が付加されている。そして、図示を省略するモーターから回転駆動力が回転シャフト４２１に与えられると、二次転写ローラー４は回転方向Ｄ4に回転する。
【００２６】
また、ローラー基材４２の外周面、つまり凹部４１の内部に相当する領域を除く表面領域にゴムや樹脂などの弾性層（図示省略）が形成されている。この弾性層はバックアップローラー３４に巻き掛けられた中間転写ベルト３１と対向して転写ニップＮＰを形成する。また、凹部４１の内部には、記録材ＲＭを把持するための把持部４４が配設されている。この把持部４４は、凹部４１の内底部からローラー基材４２の外周面に立設されたグリッパ支持部材と、グリッパ支持部材の先端部に対して接離自在に支持されたグリッパ部材とを有している。そして、グリッパ部材を駆動制御することで記録材ＲＭの把持や把持開放を行うことが可能となっている。
【００２７】
なお、トナー像が二次転写された記録材ＲＭは、二次転写ローラー４から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録材ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録材ＲＭへのトナー像の定着が行われる。
【００２８】
次に、露光ヘッド２３の構成および動作について以下に詳述する。
【００２９】
図２は露光ヘッドの構造を示す斜視図である。また、図３は露光ヘッドの平面および電気的構成を示す図である。なお図３では、露光ヘッド２３の構成を拡大して図示するため、露光ヘッド２３に配置される複数の発光素子の一部のみを図示している。この露光ヘッド２３は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子２３１を備えており、露光ヘッド２３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感光体ドラム２１に対向配置されている。この露光ヘッド２３の本体２３２の内部には、ガラス基板であるヘッド基板２３３が設けられるとともに、このヘッド基板２３３に複数の発光素子２３１が主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に２行千鳥で並んで設けられている。また、発光素子２３１に対して、レンズアレイ２３４がヘッド基板２３３に対向して配置されている。したがって、発光素子２３１の発光面から射出した光ビームはレンズアレイ２３４に結像されて感光体ドラム２１表面にスポットが照射される。なお、同図中の符号Ｄ0a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２３１の光の射出方向（換言すれば、露光ヘッド２３から感光体ドラム２１に向かう方向）、つまり光軸方向を意味している。
【００３０】
また、上記のように配置された複数の発光素子２３１を駆動するための駆動回路ＤＣが長手方向ＬＧＤに直線的に並んで配置されている。駆動回路ＤＣのそれぞれは、ＴＦＴ(thin film transistor）から構成されており、ヘッドコントローラー６の駆動データ設定部６１により書き込まれた信号値（駆動データ）を一時的に保持し（具体的には、信号値としての電圧値を容量に記憶し）、当該信号値に応じた駆動電流を発光素子２３１に供給するものである。
【００３１】
また、幅方向ＬＴＤにおいて、発光素子２３１と駆動回路ＤＣとの間には、複数のコンタクトＣＴが形成されている。これら複数のコンタクトＣＴは、複数の発光素子２３１に対して一対一の対応関係で隣接して設けられており、長手方向ＬＧＤに直線的に並んでいる。そして、各発光素子２３１と、当該発光素子２３１に隣接するコンタクトＣＴとが配線ＷＬa（図３の破線）で接続される。そして、発光素子２３１に接続されたコンタクトＣＴと、駆動回路ＤＣとが配線ＷＬbで接続される。そして、これらの配線経路を介して、駆動回路ＤＣはそれぞれ対応する発光素子２３１に駆動電流を供給する。なお、図３に示すように、複数の発光素子２３１のうち、長手方向ＬＧＤの両端部に２個ずつ形成された発光素子２３１には駆動回路ＤＣが接続されていない。つまり、これらの発光素子２３１は、駆動電流が供給されず、実際には発光しないダミー素子である。
【００３２】
またヘッド基板２３３には、図３に示すように、幅方向ＬＴＤにおいて発光素子列に対し駆動回路ＤＣの反対側（同図の下方側）で、複数のセンサー対ＳＰが長手方向ＬＧＤに所定間隔だけ隔てて配置されている。なお、同図では２対のみ図示されているが、発光素子２３１の個数に応じて３対以上設けてもよい。
【００３３】
各センサー対ＳＰは互いに分光感度特性が異なる光センサーＳＣ１、ＳＣ２を組み合わせたものである。これらの光センサーのうち、図４（ａ）の実線で示す分光感度特性を有する光センサーＳＣ１が本発明の「第１の光センサー」に相当し、同分光感度特性が本発明の「第１の分光感度特性」に相当する。また、もう一方の光センサーＳＣ２が本発明の「第２の光センサー」に相当し、上記第１の分光感度特性と異なる第２の分光感度特性（同図（ａ）中の破線で示す特性）を有している。そして、これら第１の光センサーＳＣ１と第２の光センサーＳＣ２とが隣接して配置されている。なお、図３では光センサーＳＣ１、ＳＣ２は長手方向ＬＧＤに並んで配置されているが、光センサーＳＣ１、ＳＣ２の配設関係はこれに限定されるものではなく、各発光素子２３１で発光される光ビームを同時に受光することができる位置であれば任意である。
【００３４】
これらの光センサーＳＣ１、ＳＣ２は光量算出部７０に電気的に接続され、発光素子２３１から発光された光ビームを受光して当該光量に対応する信号を出力する。したがって、露光ヘッド２３に設けられた複数の発光素子２３１のうち１つの発光素子２３１のみを点灯すると、当該発光素子２３１から発光された光ビームのみが光センサーＳＣ１、ＳＣ２に受光される。そして、光センサーＳＣ１、ＳＣ２による検出結果が光量算出部７０に与えられ、光量算出部７０が発光素子２３１から発光される光の光量を算出する。
【００３５】
この光量算出部７０は、２つのゲイン調整部７１、７２と、演算処理部７３とを有している。ゲイン調整部７１、７２はそれぞれ光センサーＳＣ１、ＳＣ２と電気的に接続されており、光センサーＳＣ１、ＳＣ２の出力信号がそれぞれゲイン調整部７１、７２に入力される。ゲイン調整部７１、７２はともに同一構成を有し、それぞれ独立して光センサーＳＣ１、ＳＣ２から出力される信号を増幅し、演算処理部７３に出力する。
【００３６】
図５はゲイン調整部の構成を示す電気構成図である。各ゲイン調整部７１、７２は演算増幅器（オペアンプ）ＯＰを有しており、反転増幅器として使用される。すなわち、第１ゲイン調整部７１では、演算増幅器ＯＰの正側端子が接地される一方、負側端子が抵抗Ｒ５を介して第１光センサーＳＣ１と電気的に接続されている。また、第２ゲイン調整部７２では、演算増幅器ＯＰの正側端子が接地される一方、負側端子が抵抗Ｒ５を介して第２光センサーＳＣ２と電気的に接続されている。そして、各ゲイン調整部７１、７２とも４つの負帰還経路が形成されており、各負帰還経路に抵抗Ｒ１〜Ｒ４とスイッチＳＷ１〜ＳＷ４がそれぞれ直列に介挿されている。したがって、ヘッドコントローラー６のメモリー６２に記憶された補正データに応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のＯＮ／ＯＦＦを制御することで負帰還回路が選択され、選択された回路の抵抗Ｒ１〜Ｒ４と抵抗Ｒ５との比により増幅度が決定される。このように補正データにより各ゲイン調整部７１、７２での増幅度を独立して多段階に設定可能となっている。なお、本実施形態では、補正データを次のデータ構造でメモリー６２に記憶するとともに、ヘッドコントローラー６の補正データ設定部６３が発光素子２３１の累積発光時間と露光ヘッド２３の周辺温度に対応する補正データ設定部６３をメモリー６２から読出して各ゲイン調整部７１、７２での増幅度を制御している。これらについて図６を参照しながら説明する。
【００３７】
図６はセンサー補正データテーブルの構造を示す図である。上記した補正データは図６に示すデータ構造のセンサー補正データテーブルに組み込まれている。このセンサー補正データテーブルでは、アドレス８ビット、第１ゲイン調整部７１に対応する第１補正データ４ビットおよび第２ゲイン調整部７２に対応する第２補正データ４ビットが設定されている。また、アドレス８ビットは４ビット毎に発光素子２３１の累積発光時間と露光ヘッド２３の周辺温度に対応させている。本実施形態では、アドレス００００-００００は温度０゜Ｃに対応する初期補正データ、アドレス００００-０００１は温度１０゜Ｃに対応する初期補正データ、アドレス０００１−００００は累積発光時間１００時間、温度０゜Ｃに対応する補正データ、アドレス０００１−０００１は累積発光時間１００時間、温度１０゜Ｃに対応する補正データといった具合に設定している。
【００３８】
補正データ設定部６３には、図示を省略する温度検出部から露光ヘッド２３の周辺温度に関する温度データが入力されるとともに、図示を省略する累積発光時間カウント部から各発光素子２３１の累積発光時間を示す累積発光時間データが入力される。そして、補正データ設定部６３は温度データおよび累積発光時間データに対応するアドレスを指定してメモリー６２から第１補正データおよび第２補正データを読み出し、それぞれ第１ゲイン調整部７１および第２ゲイン調整部７２に出力する。
【００３９】
第１補正データが出力された第１ゲイン調整部７１では、第１補正データを構成する４ビットのデジタル値のうち最下位ビットによりスイッチＳＷ１の開閉が制御され、第２ないし第４ビットによりスイッチＳＷ２〜ＳＷ４がそれぞれ開閉制御される。例えば温度１０゜Ｃで累積発光時間１００時間の場合、アドレスは０００１-０００１なので、メモリー６２から読み出される第１補正データは０１００である。したがって、第３ビットに対応するスイッチＳＷ３のみＯＮになるので、この時の増幅度はＲ３／Ｒ５となる。ここで、複数のスイッチがＯＮになった場合はその合成抵抗とＲ５の比によって増幅度が定まる。本実施形態の場合では、１６通りの経過時間に対してそれぞれ１６通りの温度を設定し、対応する値を設定することが可能となっている。なお、第２ゲイン調整部７２においても、第１ゲイン調整部７１と同様にして増幅度を多段階に設定可能であるが、本実施形態では第２補正データを０００１（初期補正データ）に固定して第２ゲイン調整部７２の増幅度をＲ１／Ｒ５に固定している。
【００４０】
このように構成されたゲイン調整部７１、７２の出力、つまり演算増幅器ＯＰの出力端子はともに演算処理部７３に電気的に接続されている。この演算処理部７３はゲイン調整部７１、７２から出力される信号を加算し、それを発光素子２３１で発光された光ビームの光量データとしてヘッドコントローラー６に出力する。このように演算処理部７３で光センサーＳＣ１、ＳＣ２で検出された結果を加算しており、その結果として第１光センサーＳＣ１の分光感度特性と第２光センサーＳＣ２の分光感度特性とを加算した合成分光感度特性で発光素子２３１からの光ビームを検出している。しかも、本実施形態では、ゲイン調整部７２での増幅度を固定する一方、ゲイン調整部７１での増幅度を変化させることができるため、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、ゲイン調整部７１での増幅度によって合成分光感度特性は変化する。つまり、露光ヘッド２３の周辺温度および発光素子２３１の累積発光時間に対応して合成分光感度特性を変化させて常に適切な分光感度特性で発光素子２３１で発光される光ビームの光量を検出することができる。その結果、経時変化や周辺環境の変化などにより発光素子２３１から発光される光の波長分布が大きく変動したとしても、発光素子２３１から発光される光の光量を正確に求めることができる。また、こうして求められた光量に基づき、感光体ドラム２１に適切な光量の光ビームが照射されているか否かをヘッドコントローラー６により正確に判定することが可能となる。
【００４１】
ところで、本実施形態ではセンサー補正データテーブルを用いて第１ゲイン調整部７１の増幅度を制御しているが、センサー補正データテーブルは適当なタイミング（例えば装置出荷タイミング）で次に説明する駆動データ設定シーケンスおよび補正データ設定シーケンスを実行して作成している。
【００４２】
図７は駆動データ設定シーケンスを示すフローチャートである。この駆動データ設定シーケンスはメモリー６２の駆動データテーブルに各発光素子２３１を駆動するための駆動データを設定するシーケンスである。なお、装置製造段階では各発光素子２３１を駆動するための駆動データとして予め初期駆動データが駆動データテーブルに設定され、その駆動データテーブルがメモリー６２に記憶されている。
【００４３】
装置出荷タイミングで実行される駆動データ設定シーケンスでは、感光体ドラム２１の分光感度特性と近似した分光感度特性で光量を測定する外部測定装置が用いられ、以下のようにして各発光素子２３１で発光される光ビームの光量を測定して駆動データを設定する。まず発光させる発光素子２３１を示すカウント値ｎを「１」に設定する、つまり最初に発光させる発光素子２３１を選択する（ステップＳ１１）。そして、次のステップＳ１２でカウント値ｎに対応する駆動データを駆動データテーブルから読み出し（破線矢印ＡＲ１）、当該駆動データでカウント値ｎに対応する発光素子２３１のみを発光させてドットｎを点灯する。このように１ドット単位で発光素子２３１は駆動されて発光する。なお、駆動データテーブルでは、いずれのカウント値ｎに対しても予め初期駆動データが初期設定されているため、カウント値ｎのドットを最初に点灯する際には初期駆動データが用いられる。
【００４４】
このカウント値ｎの発光素子２３１から発光された光ビームは外部測定装置の受光部に入射され、当該光ビームの光量が外部測定装置により測定される。そして、外部測定装置による測定値Ｐｗ（ｎ）が基準となる光量Ｐwrefと一致しないとき（ステップＳ１３で「ＮＯ」と判定されるとき）には駆動データＤｗ（ｎ）を調整し（ステップＳ１４）、その調整後の駆動データＤｗ（ｎ）で発光素子２３１を発光させ、その光ビームの光量を外部測定装置により測定し、その測定値Ｐｗ（ｎ）を光量Ｐwrefと比較する（ステップＳ１３）。これらのステップＳ１３、Ｓ１４を、測定値Ｐｗ（ｎ）が光量Ｐwrefと一致するまで繰り返して実行する。
【００４５】
そして、ステップＳ１３で「ＹＥＳ」と判定される、つまりカウント値ｎの発光素子２３１から発光される光ビームの光量が基準の光量Ｐwrefとなった時点で、発光素子２３１を駆動している駆動データＤｗ（ｎ）をカウント値ｎの発光素子２３１の駆動に適した駆動データとして駆動データテーブルに書き込む（ステップＳ１５、破線矢印ＡＲ２）。こうして求めた駆動データＤｗ（ｎ）でカウント値ｎの発光素子２３１を駆動することで感光体ドラム２１に対して基準光量の光ビームを照射して所望のドットを形成することができる。
【００４６】
こうしてカウント値ｎに対する最適な駆動データの駆動データテーブルへの書込が完了すると、カウント値ｎが最大値ｎ(max)、つまり露光ヘッド２３に設けられた発光素子２３１の個数となっているか否かを判定し（ステップＳ１６）、カウント値ｎが最大値ｎ(max)に達していない間、カウント値ｎを「１」だけインクリメントし（ステップＳ１７）、ステップＳ１２に戻って上記した処理（ステップＳ１３〜Ｓ１５）を実行する。そして、カウント値ｎが最大値ｎ(max)となり、全発光素子２３１の各々について最適駆動データが設定されると、駆動データ設定シーケンスを終了する。したがって、駆動データ設定シーケンス後、駆動データテーブルに記憶されている駆動データに基づき各発光素子２３１を発光させると、発光素子間での光量ばらつきを抑制しながら、しかも所望の光量で感光体ドラム２１を露光することができる。そこで、次に上記のようにして求めた駆動データに基づき発光素子２３１を１ドット単位で発光させるとともに、発光素子２３１で発光された光ビームを光センサーＳＣ１、ＳＣ２で受光して光量を測定し、その測定結果に基づきセンサー補正データを作成する（補正データ設定シーケンス）。
【００４７】
図８は補正データ設定シーケンスを示すフローチャートである。前述の駆動データ設定シーケンスの実行によって設定された駆動データに基づき各発光素子２３１を発光した場合、各発光素子２３１から発光される光ビームの光量はほぼ等しいはずであるが、光センサーＳＣ１、ＳＣ２で測定して得られる光量値は相互に異なることがある。これは分光感度特性の相違に起因するものである。そこで、補正データ設定シーケンスでは、以下のステップＳ２１〜Ｓ２７を実行することによって各発光素子２３１から発光される光ビームを受光した際に光量算出部７０で求められる光量データがほぼ等しくなるように第１補正データを設定する。なお、装置の製造段階では各発光素子２３１に対応する第１補正データとして予め初期補正データがセンサー補正データテーブルに設定され、そのセンサー補正データテーブルがメモリー６２に記憶されている。
【００４８】
まず発光させる発光素子２３１を示すカウント値ｎを「１」に設定する、つまり最初に発光させる発光素子２３１を選択する（ステップＳ２１）。そして、次のステップＳ２２でカウント値ｎに対応する第１補正データおよび第２補正データをセンサー補正データテーブルから読み出し（破線矢印ＡＲ１）、第１ゲイン調整部７１および第２ゲイン調整部７２での増幅度を設定するとともに、カウント値ｎに対応する駆動データでカウント値ｎに対応する発光素子２３１のみを発光させてドットｎを点灯する。このように１ドット単位で発光素子２３１は駆動されて発光する。
【００４９】
発光素子２３１で発光された光ビームは光センサーＳＣ１、ＳＣ２で受光されて信号が光量算出部７０に出力され、光量算出部７０で当該光ビームの光量が算出されてヘッドコントローラー６に出力される。こうして光センサーＳＣ１、ＳＣ２によって発光素子２３１で発光された光ビームの光量Ｐｓ（ｎ）が計測される。そして、光センサーＳＣ１、ＳＣ２および光量算出部７０による測定値Ｐｓ（ｎ）が基準となる光量Ｐsrefと一致しないとき（ステップＳ２３で「ＮＯ」と判定されるとき）には第１補正データＤｓ（ｎ）を調整し（ステップＳ２４）、第１ゲイン調整部７１の増幅度を変更する。これによって、例えば図４（ｂ）および（ｃ）に示すように第１補正データＤｓ（ｎ）の変更前後で合成分光感度特性を変化させる。また、こうして合成分光感度特性の変化後に上記駆動データで発光素子２３１を発光させ、発光素子２３１から出射される光ビームを光センサーＳＣ１、ＳＣ２と光量算出部７０により計測し、その計測値Ｐｓ（ｎ）を光量Ｐsrefと比較する（ステップＳ２３）。これらのステップＳ２３、Ｓ２４を、計測値Ｐｓ（ｎ）が光量Ｐsrefと一致するまで繰り返して実行する。
【００５０】
そして、ステップＳ２３で「ＹＥＳ」と判定される、つまりカウント値ｎの発光素子２３１から発光される光ビームの光量が基準の光量Ｐsrefとなった時点で、第１ゲイン調整部７１での増幅度を決定する第１補正データＤｓ（ｎ）をカウント値ｎの発光素子２３１の光量測定に適した第１補正データとしてセンサー補正データテーブルに書き込む（ステップＳ２５、破線矢印ＡＲ２）。カウント値ｎに対する最適な補正データのセンサー補正データテーブルへの書込が完了すると、カウント値ｎが最大値ｎ(max)、つまり露光ヘッド２３での発光素子２３１の個数となっているか否かを判定し（ステップＳ２６）、カウント値ｎが最大値ｎ(max)に達していない間、カウント値ｎを「１」だけインクリメントし（ステップＳ２７）、ステップＳ２２に戻って上記した処理（ステップＳ２３〜Ｓ２５）を実行する。そして、カウント値ｎが最大値ｎ(max)となり、全発光素子２３１の各々について最適補正データが設定されると、補正データ設定シーケンスを終了する。この時の補正データを基準温度、累積発光時間０の補正データとする。また、ヘッドコントローラー６は予め実験的に求められている知見を元に、前述の測定データから経時変化、温度変化に対応する補正データを求め、センサー補正データテーブルに格納する。
【００５１】
なお、図８に示す補正データ設定シーケンスは装置出荷時に一度実行され、得られた補正データは出荷後も使用される。一方、駆動データ設定シーケンスは出荷後であっても適宜実施され、その都度駆動データテーブルは更新される。この時累積経過時間、温度によって補正データテーブルからは対応する第１補正データおよび第２補正データが参照され、正しく光量検出が行えるよう分光感度特性が適宜補正される。
【００５２】
以上のように本実施形態によれば、互いに異なる分光感度特性を有する２つの光センサーＳＣ１、ＳＣ２により発光素子２３１から発光される光ビームを受光し、光センサーＳＣ１から出力される信号を第１ゲイン調整部７１で増幅させるとともに、光センサーＳＣ２から出力される信号を第２ゲイン調整部７２で増幅させた後、各ゲイン調整部７１、７２からの出力を加算して発光素子から発光される光の光量を算出している。したがって、発光素子２３１の経時変化や周辺環境（温度、湿度など）の変化などにより発光素子２３１から発光される光ビームの波長分布が変動したとしても、発光素子２３１から発光される光ビームの光量を正確に求めることができる。
【００５３】
ここで、感光体ドラム２１の感光部分を膜厚２０μｍのアモルファスシリコンで形成した場合、感光体ドラム２１の正帯電分光感度特性は例えば図９に示すように感度がフラットな波長域は７００ｎｍ〜７３０ｎｍの範囲であり、その範囲から外れると、感度は比較的大きく低下する。これに対し、発光素子２３１として有機ＥＬ素子を用いた場合には例えば図１０に示すように発光光量のピークは６１０ｎｍ近傍の周波数で最大であり、それを外れると光量が大幅に落ち込む。このように感光体ドラム２１の感度範囲と、発光素子２３１の発光ピーク波長とは完全に一致しているとは言えず、しかも発光素子２３１の波長分布が短波長側にシフトすると、感光体ドラム２１に形成されるドットの露光量変化が大きくなる。したがって、本発明の適用にあたって発光素子や潜像担持体の種類などについては特に限定されるものではないが、発光素子２３１として有機ＥＬ素子を用いてアモルファスシリコン感光体ドラム２１に潜像を形成する画像形成装置において本発明を適用することは非常に有意義である。
【００５４】
なお、本発明は上記した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以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第２補正データとして固定値を用いて第２ゲイン調整部７２での増幅度を固定化しているが、第１補正データと同様に露光ヘッド２３の周辺温度および発光素子２３１の累積発光時間に応じて相違させてもよく、これによってきめ細かい制御を行うことができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、発光素子２３１として有機ＥＬ素子を用いているが、その他の発光素子、例えばＬＥＤ、無機ＥＬ素子、レーザー素子などを用いた装置に対しても本発明を適用することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、発光素子２３１が搭載されたヘッド基板２３３に対して光センサーＳＣ１、ＳＣ２を一体的に形成しているが、個別の光センサーを発光素子２３１と別に設けてもよい。また、光センサーの個数は２個に限定されるものではなく、３個以上設けてもよい。
【００５７】
また、上記実施形態では、４つの露光ヘッド２３を有する画像形成装置１に対して本発明を適用しているが、本発明は１つ以上の露光ヘッドを有する画像形成装置全般に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…画像形成装置、  ２１…感光体ドラム（潜像担持体）、  ２３…露光ヘッド、  ６３…補正データ設定部（制御部）、  ７０…光量算出部、  ７１…第１ゲイン調整部（第１の増幅部）、  ７２…第２ゲイン調整部（第２の増幅部）、  ７３…演算処理部、  ２３１…発光素子、  ＳＣ１…第１の光センサー、  ＳＣ２…第２の光センサー
【図１】
2011156690.tif 000003
【図２】
2011156690.tif 000004
【図３】
2011156690.tif 000005
【図４】
2011156690.tif 000006
【図５】
2011156690.tif 000007
【図６】
2011156690.tif 000008
【図７】
2011156690.tif 000009
【図８】
2011156690.tif 000010
【図９】
2011156690.tif 000011
【図１０】
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