(57)【要約】【課題】簡単、安価な構造をとることができるとともに、長寿命化、高生産歩留化を図ることができる露光装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】本体制御部４０は、印刷画像データを元に露光装置の点灯データを作成し、発光素子基板１上における複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかを決定する。どの列を使用するかは、継続して同じ列の発光素子アレイを使用することがないように、例えば、出力ページ数や、発光時間、輝度低下程度などを切り換え条件とし、該切り換え条件が成立した場合に、使用する発光素子アレイの列を切り換える。駆動制御部４１は、指定された列の列選択ゲート配線１０、１１、１２を介して、列選択ゲート信号により列選択ＴＦＴ１３をオン／オフ駆動し、発光素子アレイ７、８、９のいずれかを選択する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された発光素子を有し、直線状に配列された複数の前記発光素子と、該複数の発光素子の各々に対応して設けられる複数の第１のスイッチ手段と、からなる発光素子アレイを複数有し、該各発光素子アレイが互いに平行に配置された構造を有する発光部と、
画像信号に基づく駆動信号を生成し、前記発光部に供給する駆動信号出力手段と、
前記発光素子アレイ毎の前記複数の第１のスイッチ手段をオンオフ制御して、前記複数の発光素子アレイにおける、前記駆動信号が前記第１のスイッチ手段を介して前記各発光素子に印加される前記発光素子アレイを選択する列選択手段と、
を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記列選択手段は、前記各発光素子アレイの前記各発光素子の点灯状況に基づいて、選択する前記発光素子アレイを切り換えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記駆動信号出力手段は、前記発光素子アレイの前記複数の発光素子における所定の数の前記発光素子の各々に対応する前記駆動信号して生成して供給し、
前記駆動信号出力手段から供給される前記各駆動信号を前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子に対応して分割する手段と、前記分割された駆動信号の各々に対応して設けられ、前記所定の数の発光素子の各々への前記分割された駆動信号の印加を断続する複数の第２のスイッチ手段と、を有する分割手段と、
前記各第２のスイッチ手段を互いに異なるタイミングでオンオフ制御して、前記分割された駆動信号の、前記所定の数の発光素子の各々への印加を制御する分割制御手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記駆動信号出力手段は、前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子の各々に対応する前記駆動信号を時系列で供給し、
前記分割制御手段は、前記駆動信号出力手段から供給される前記駆動信号の時系列のタイミングに応じて、前記各第２のスイッチ手段のオンオフ制御を行うことを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記各第２のスイッチ手段と前記発光素子アレイの前記各第１のスイッチ手段との間に設けられ、電流路の一端に所定の電源電圧が印加され、該電流路の他端が前記第１のスイッチ手段に接続され、制御端子に前記分割された駆動信号が印加される複数の第３のスイッチ手段と、前記各第３のスイッチ手段の前記制御端子に設けられ、印加される前記分割された駆動信号に対応する電圧成分を保持する保持手段と、を有する点灯回路を更に具備することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項６】
前記各第３のスイッチ手段の電流路の一端に印加する前記電源電圧の印加時間を制御して、前記発光素子アレイの前記発光素子の点灯時間を制御する点灯時間制御手段を更に具備することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
感光体ドラムと帯電器と露光器と現像器とを有し、前記露光器により前記感光体ドラム上に画像信号に基づく光を照射して露光して、前記画像信号に応じた印刷を行う画像形成装置であって、
前記露光器は、
マトリクス状に配置された発光素子を有し、直線状に配列された複数の前記発光素子と、該複数の発光素子の各々に対応して設けられる複数の第１のスイッチ手段と、からなる発光素子アレイを複数有し、該各発光素子アレイが互いに平行に配置された構造を有する発光部と、
前記画像信号に基づく駆動信号を生成し、前記発光部に供給する駆動信号出力手段と、
前記発光素子アレイ毎の前記複数の第１のスイッチ手段をオンオフ制御して、前記発光部の前記複数の発光素子アレイにおける、前記駆動信号が前記第１のスイッチ手段を介して前記各発光素子に印加される前記発光素子アレイを選択する列選択手段と、
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記列選択手段は、前記各発光素子アレイの前記複数の発光素子の点灯状況に応じた所定の条件に基づいて、選択する前記発光素子アレイを切り換えることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記駆動信号出力手段は、前記駆動信号を、前記発光素子アレイの前記複数の発光素子における所定の数の前記発光素子毎に対応して生成して供給し、
前記駆動信号出力手段から供給される前記各駆動信号を前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子に対応して分割する手段と、前記分割された駆動信号の各々に対応して設けられ、前記所定の数の発光素子の各々への前記分割された駆動信号の印加を断続する複数の第２のスイッチ手段と、を有する分割手段と、
前記各第２のスイッチ手段を互いに異なるタイミングでオンオフ制御して、前記分割された駆動信号の、前記所定の数の発光素子の各々への印加を制御する分割制御手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項７又は８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記各第２のスイッチ手段と前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子の各々との間に設けられ、電流路の一端に所定の電源電圧が印加され、該電流路の他端が前記発光素子アレイの前記第１のスイッチ手段が接続され、制御端子に前記分割された駆動信号が印加される複数の第３のスイッチ手段と、
前記各第３のスイッチ手段の前記制御端子に設けられ、印加される前記分割された駆動信号に対応する電圧成分を保持する保持手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の露光光源として発光素子を用いた露光装置及びこれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置（印刷装置）においては、感光体ドラムの感光体に画像データに応じた光を照射して露光を行う露光装置を有する。この感光体の露光光源として、発光ダイオードからなる発光素子を用いたり、レーザダイオードを光源としたスキャナユニットを用いたりする技術が実用化されている。
【０００３】
このような露光装置において、有機ＥＬ（Electroluminescence）材料を利用した発光素子を用いる露光装置が提案されている。この場合には、有機ＥＬ素子からなる発光素子の発光輝度が発光ダイオードや、レーザダイオードに比べて比較的低いため、大きい電流を流して輝度を高くすると、発光素子の特性が劣化して寿命が短くなってしまう。そのため、各発光素子の輝度を低めに抑えながら、感光体の同一部位を繰返し露光する多重露光を行うことにより、低い輝度でも十分な露光エネルギーを確保しつつ、特性劣化を抑える技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
上記特許文献１及び２のいずれの従来技術においても、複数ライン分のシフトレジスタ、複数ライン分の発光素子を備え、像担持体を移動させながら同一画像データをシフトレジスタに順次転送し、各ラインの発光素子から同一画像データを多重露光するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３４１１４０号公報
【特許文献２】特開２００３−３４１１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発光素子を複数列設けて多重露光を実現させる場合、各列へのデータ転送が必要となるとともに、発光素子毎に画素データを分割して割り当てなければならず、その制御が複雑になり、また、回路素子配置及び配線が複雑となり、発光素子のレイアウトが難しくなる。
【０００７】
前述した特許文献１、２の場合には、データラインを削減させるために、発光素子基板上にメモリ回路とシフトレジスタとを配置する必要があり、回路配線が複雑なレイアウトとを取らざるを得ず、構造が限定される。
【０００８】
そこで本発明は、簡単、安価な構造をとることができるとともに、長寿命化、高生産歩留化を図ることができる露光装置及び画像形成装置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】
【０００９】
上記目的達成のため、請求項１記載の発明は、マトリクス状に配置された発光素子を有し、直線状に配列された複数の前記発光素子と、該複数の発光素子の各々に対応して設けられる複数の第１のスイッチ手段と、からなる発光素子アレイを複数有し、該各発光素子アレイが互いに平行に配置された構造を有する発光部と、画像信号に基づく駆動信号を生成し、前記発光部に供給する駆動信号出力手段と、前記発光素子アレイ毎の前記複数の第１のスイッチ手段をオンオフ制御して、前記複数の発光素子アレイにおける、前記駆動信号が前記第１のスイッチ手段を介して前記各発光素子に印加される前記発光素子アレイを選択する列選択手段と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、好ましい態様として、例えば請求項２記載のように、請求項１記載の露光装置において、前記列選択手段は、前記各発光素子アレイの前記各発光素子の点灯状況に基づいて、選択する前記発光素子アレイを切り換えるようにしてもよい。
【００１１】
また、好ましい態様として、例えば請求項３記載のように、請求項１又は２記載の露光装置において、前記駆動信号出力手段は、前記発光素子アレイの前記複数の発光素子における所定の数の前記発光素子の各々に対応する前記駆動信号して生成して供給し、前記駆動信号出力手段から供給される前記各駆動信号を前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子に対応して分割する手段と、前記分割された駆動信号の各々に対応して設けられ、前記所定の数の発光素子の各々への前記分割された駆動信号の印加を断続する複数の第２のスイッチ手段と、を有する分割手段と、前記各第２のスイッチ手段を互いに異なるタイミングでオンオフ制御して、前記分割された駆動信号の、前記所定の数の発光素子の各々への印加を制御する分割制御手段と、を更に具備するようにしてもよい。
【００１２】
また、好ましい態様として、例えば請求項４記載のように、請求項３記載の露光装置において、前記駆動信号出力手段は、前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子の各々に対応する前記駆動信号を時系列で供給し、前記分割制御手段は、前記駆動信号出力手段から供給される前記駆動信号の時系列のタイミングに応じて、前記各第２のスイッチ手段のオンオフ制御を行うようにしてもよい。
【００１３】
また、好ましい態様として、例えば請求項５記載のように、請求項３記載の露光装置において、前記各第２のスイッチ手段と前記発光素子アレイの前記各第１のスイッチ手段との間に設けられ、電流路の一端に所定の電源電圧が印加され、該電流路の他端が前記第１のスイッチ手段に接続され、制御端子に前記分割された駆動信号が印加される複数の第３のスイッチ手段と、前記各第３のスイッチ手段の前記制御端子に設けられ、印加される前記分割された駆動信号に対応する電圧成分を保持する保持手段と、を有する点灯回路を更に具備するようにしてもよい。
【００１４】
また、好ましい態様として、例えば請求項６記載のように、請求項５記載の露光装置において、前記各第３のスイッチ手段の電流路の一端に印加する前記電源電圧の印加時間を制御して、前記発光素子アレイの前記発光素子の点灯時間を制御する点灯時間制御手段を更に具備するようにしてもよい。
【００１５】
また、上記目的達成のため、請求項７記載の発明は、感光体ドラムと帯電器と露光器と現像器とを有し、前記露光器により前記感光体ドラム上に画像信号に基づく光を照射して露光して、前記画像信号に応じた印刷を行う画像形成装置であって、前記露光器は、マトリクス状に配置された発光素子を有し、直線状に配列された複数の前記発光素子と、該複数の発光素子の各々に対応して設けられる複数の第１のスイッチ手段と、からなる発光素子アレイを複数有し、該各発光素子アレイが互いに平行に配置された構造を有する発光部と、前記画像信号に基づく駆動信号を生成し、前記発光部に供給する駆動信号出力手段と、前記発光素子アレイ毎の前記複数の第１のスイッチ手段をオンオフ制御して、前記発光部の前記複数の発光素子アレイにおける、前記駆動信号が前記第１のスイッチ手段を介して前記各発光素子に印加される前記発光素子アレイを選択する列選択手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
また、好ましい態様として、例えば請求項８記載のように、請求項７記載の露光装置において、前記列選択手段は、前記各発光素子アレイの前記複数の発光素子の点灯状況に応じた所定の条件に基づいて、選択する前記発光素子アレイを切り換えるようにしてもよい。
【００１７】
また、好ましい態様として、例えば請求項９記載のように、請求項７又は８記載の画像形成装置において、前記駆動信号出力手段は、前記駆動信号を、前記発光素子アレイの前記複数の発光素子における所定の数の前記発光素子毎に対応して生成して供給し、前記駆動信号出力手段から供給される前記各駆動信号を前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子に対応して分割する手段と、前記分割された駆動信号の各々に対応して設けられ、前記所定の数の発光素子の各々への前記分割された駆動信号の印加を断続する複数の第２のスイッチ手段と、を有する分割手段と、前記各第２のスイッチ手段を互いに異なるタイミングでオンオフ制御して、前記分割された駆動信号の、前記所定の数の発光素子の各々への印加を制御する分割制御手段と、を更に具備するようにしてもよい。
【００１８】
また、好ましい態様として、例えば請求項１０記載のように、請求項９記載の画像形成装置において、前記各第２のスイッチ手段と前記発光素子アレイの前記所定の数の発光素子の各々との間に設けられ、電流路の一端に所定の電源電圧が印加され、該電流路の他端が前記発光素子アレイの前記第１のスイッチ手段が接続され、制御端子に前記分割された駆動信号が印加される複数の第３のスイッチ手段と、前記各第３のスイッチ手段の前記制御端子に設けられ、印加される前記分割された駆動信号に対応する電圧成分を保持する保持手段と、を更に具備するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、発光体に有機ＥＬ材料を用いた場合であっても、簡単、安価な構造をとることができるとともに、長寿命化、高生産歩留化を図ることができるという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２１】
Ａ．第１実施形態の構成
図１は、本発明の第１実施形態による露光装置の発光素子基板１の構造を示す上面図である。また、図２は、本第１実施形態による露光装置の発光素子基板１の構造を等価回路で示す回路図である。本構造は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ発光素子で構成した構造で説明を実施するが、トップエミッション型であっても本発明を同様に実現することが可能である。
【００２２】
図１、２に示すように、発光素子基板（発光部）１上に、複数列（本実施形態では３列）に配列された１次元の３つの発光素子アレイ７、８、９を有し、各発光素子アレイ７、８、９には、列毎に共通な列選択ゲート配線１０、１１、１２をゲート電極とする列選択ＴＦＴ（Thin Film Transistor：第１のスイッチ手段）１３、１３、…と有機ＥＬ素子からなる発光素子４、４、…とが配置されている。各列の列選択ＴＦＴ１３、１３、…のドレイン電極は、アノード出力線２−１、２−２、…に接続され、ソース側は、発光素子４のアノード電極に接続されている。すなわち、発光素子４、４、…のアノード電極は、列選択ＴＦＴ１３、１３、…を介してアノード出力線２−１、２−２、…に複数連結されている。したがって、任意の列選択ゲート配線１０、１１、１２に選択電位を供給することにより任意の発光素子アレイ７、８、９を選択駆動させることができる。
【００２３】
一方、発光素子４、４、…のカソード電極は、発光素子アレイ７、８、９の全ての発光素子４、４、…に対して共通に設けられ、カソード電極形成部５にアルミニウム等（トップエミッションの場合はＩＴＯ等の透明電極）を、例えば蒸着形成することにより形成される。また、このカソード電極はカソード取出線３上に形成されたカソード電極接続部６に接続されている。なお、図１では、１次元の発光素子アレイを３列配置している構造を示しているが、２列または４列以上であってもよい。
【００２４】
次に、上述した露光装置の発光素子基板１の製造プロセスの一例について説明する。
露光装置の発光素子基板１の製造プロセスは、以下の通りである。
【００２５】
（１）基板上にＩＴＯ等の透明電極によりアノード配線、アノード電極及びカソード配線引き出し部をフォトリソプロセスによりパターニング形成する。
【００２６】
（２）同じくフォトリソプロセスにより絶縁膜を堆積させた後、発光部、電極連結部の開口、及び配線接続端子部を形成する。
【００２７】
（３）低分子有機ＥＬ層の多層膜をメタルマスク等により発光部全体をカバーするように形成する。
【００２８】
なお、高分子有機ＥＬの場合には、インクジェット方式またはコーター等によりコーティングとベーキングとを繰り返すことにより有機ＥＬ多層膜を形成させる。
【００２９】
（４）蒸着プロセス等によりメタルマスクを利用して、例えば、金属Ａｌ材料によりカソード電極を一体形成する。また、同時に、電極連結部の絶縁膜開口より各カソード電極と基板上のカソード配線接続端子部とを電気的に接続する。
【００３０】
（５）上記基板上の発光部を封止剤と封止基板により封止する。
【００３１】
（６）駆動制御部を端子部に接続する。
なお、ＴＦＴ基板を利用してアノード毎に点灯回路及びメモリ回路を配置してマトリクス構造を構築してもよい。
【００３２】
（７）上記複数の発光素子アレイを有する基板と感光体との間に結増光学素子を配置する。
【００３３】
図３は、本第１実施形態による露光装置を用いた露光ヘッドの構造の一例を示す模式図である。露光装置は、発光素子基板１の発光素子４と感光体ドラム３２との間に、結像光学素子であるロッドレンズ３０が配置されている。ハウジング３１は、発光素子基板１とロッドレンズ３０とを一体構造としている。発光素子４から出射した光は、ロッドレンズ３０により収束され、感光体３２上に照射される。
【００３４】
図４は、本第１実施形態による露光装置の制御装置の構成を示すブロック図である。図において、本体制御部４０は、印刷画像データを元に露光装置の点灯データ（画像信号）を作成し、該点灯データを駆動制御部４１に出力するとともに、発光素子基板１上における複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかを決定し、該決定した任意の列を選択する選択信号を駆動制御部４１に出力する。
【００３５】
複数の発光素子アレイ７、８、９のうち、どの列を使用するかは、継続して同じ列の発光素子アレイを使用することがないように、所定の切り換え条件を設定しておき、該切り換え条件が成立した場合に、使用する列単位の発光素子アレイを切り換える。切り換え条件としては、各列の発光素子の点灯状況、例えば、出力ページ数、有機ＬＥＤ発光部の寿命、温度上昇、印加電流の減少、印加電圧の増加などが想定される。
【００３６】
駆動制御部４１は、列選択部４２、アノード出力部（駆動信号出力手段）４３及び電源部４５を備えている。列選択部（列選択手段）４２は、列選択信号に従って、指定された列の列選択ゲート配線１０、１１、１２を介して、列選択ゲート信号により列選択ＴＦＴ１３をオン／オフ駆動する。これにより、指定された発光素子アレイ７、８、９のいずれかを任意に選択動作させることが可能となる。また、アノード出力部４３は、例えばデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を有して、上記点灯データを有機ＥＬ発光素子点灯用のアナログ信号（駆動信号）に変換し、アノード出力線２−１、２−２、…を介して発光素子基板１に出力する。なお、該アナログ出力は、定電流出力であることが好ましいが定電圧出力であっても良い。また、電源部４５は、カソード取出線３を所定の電位に設定する。
【００３７】
次に、図５は、本第１実施形態による露光装置を用いた画像形成装置の動作を説明するためのフローチャート（メインルーチン）である。まず、印刷フラグＰＦをチェックし（ステップＳ１０）、印刷フラグＰＦが「１」であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。そして、印刷フラグＰＦが「１」でない場合には、印刷準備が整ってないと判断してステップＳ１０に戻る。
【００３８】
一方、印刷フラグＰＦが「１」である場合には、列切り換え処理を実行する（ステップＳ１４）。列切り換え処理では、画像形成に用いる発光素子アレイとして、発光素子アレイ７、８、９を切り換える処理である。切り換える条件としては、例えば、以下の条件が考えられる。
【００３９】
（１）印刷１ページ毎に切り換える。
（２）ページカウントにより印刷ページの規定枚数毎に切り換える。
（３）ページカウントにより発光素子の寿命到達想定時に切り換える。
（４）規定時間内に規定枚数の印刷があった場合に切り換える。
（５）発光素子が規定温度以上（または温度上昇が規定温度以上）となった場合に切り換える。
（６）定電圧駆動時に印加電流が規定の値に減少したときに切り換える。
（７）定電流駆動時の印加電圧が規定の値に増加したときに切り換える。
【００４０】
つまり、上記条件に該当した場合に、発光素子アレイ７、８、９が切り換えられる。このとき、印刷パラメータとして、選択した発光素子を発光させるためのＬｉｎｅ制御シーケンスが本体制御部４０に書き込まれる。次に、上記印刷パラメータからＬｉｎｅ制御シーケンスを読み込み（ステップＳ１６）、該Ｌｉｎｅ制御シーケンスを実行し（ステップＳ１８）、印刷を実行する（ステップＳ２０）。
【００４１】
次に、上述した列切り換え処理について説明する。
（１）印刷１ページ毎に切り換える。
図６は、本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理を印刷１ページ毎に行う場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ＲＥＡＤＹフラグをダウンし（ステップＳ３０）、印字カウンタをチェックする（ステップＳ３２）。この場合、該印字カウンタは、印字したページ数（両面で１ページ）をカウントしている。
【００４２】
次に、印字カウンタが奇数値であるか否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、奇数値であれば、画像形成に用いる発光素子アレイ７、８、９を切り換える（ステップＳ３６）。一方、奇数値でなければ切り換えない。次に、ＲＥＡＤＹフラグをアップし（ステップＳ３８）、前述したメインルーチンに戻る。
【００４３】
（２）ページカウントにより印刷ページの規定枚数毎に切り換える。
図７は、本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理を規定枚数毎に行う場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ＲＥＡＤＹフラグをダウンし（ステップＳ４０）、印字カウンタをチェックする（ステップＳ４２）。この場合、該印字カウンタは、印字したページ数（両面で１ページ）をカウントしている。
【００４４】
次に、印字カウンタが予め設定した規定枚数ｎ（例えば、ｎ＝２０、３０、４０、…など）の倍数であるか否かを判断する（ステップＳ４４）。そして、ｎの倍数であれば、画像形成に用いる発光素子アレイ７、８、９を切り換える（ステップＳ４６）。したがって、例えば、ｎ＝２０であれば、２０ページ毎に発光素子アレイが切り換わることなる。一方、ｎの倍数でなければ切り換えない。次に、ＲＥＡＤＹフラグをアップし（ステップＳ４８）、前述したメインルーチンに戻る。
【００４５】
（３）ページカウントによる発光素子の寿命到達想定時に切り換える。
図８は、本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理を寿命到達想定時に行う場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ＲＥＡＤＹフラグをダウンし（ステップＳ５０）、印字カウンタをチェックする（ステップＳ５２）。この場合、該印字カウンタは、印字したページ数（両面で１ページ）をカウントしている。
【００４６】
次に、印字カウンタが発光素子の予め設定した寿命枚数（例えば、５０００枚、１００００枚など）に達したか否かを判断する（ステップＳ５４）。そして、寿命枚数に達したのであれば、画像形成に用いる発光素子アレイ７、８、９を切り換える（ステップＳ５６）。したがって、例えば、寿命枚数が５０００枚であれば、印刷ページが５０００枚に達した時点で発光素子アレイが切り換わることなる。一方、寿命枚数に達していなければ切り換えない。次に、ＲＥＡＤＹフラグをアップし（ステップＳ５８）、前述したメインルーチンに戻る。
【００４７】
（４）規定時間内に規定枚数の印刷があった場合に切り換える。
図９は、本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理を、規定時間内の印刷枚数が規定枚数に達したときに行う場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、ＲＥＡＤＹフラグをダウンし（ステップＳ６０）、履歴をチェックし、規定時間内の印刷枚数を計算する（ステップＳ６２）。この場合、履歴には使用時間と印刷枚数（両面で１ページ）が記録されている。また、規定時間とは、例えば、１時間とか、５時間などである。
【００４８】
次に、予め設定した規定時間内の印刷枚数が予め設定した規定枚数ｎ（例えば、ｎ＝１００、５００、…など）以上であるか否かを判断する（ステップＳ６４）。そして、規定時間内の印刷枚数がｎ以上であれば、画像形成に用いる発光素子アレイ７、８、９を切り換える（ステップＳ６６）。したがって、例えば、１時間に１００枚以上印刷したのであれば、その時点で発光素子アレイが切り換わることなる。一方、規定時間内の印刷枚数がｎ以上でなければ切り換えない。次に、ＲＥＡＤＹフラグをアップし（ステップＳ６８）、前述したメインルーチンに戻る。
【００４９】
（５）発光素子が規定温度以上（または温度上昇が規定温度以上）となった場合に切り換える。
図１０は、本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理を、発光素子が規定温度以上（または温度上昇が規定温度以上になったときに行う場合の動作を説明するためのフローチャートである。有機ＥＬ素子からなる発光素子は、その温度が上昇すると特性劣化が促進されることが知られている。そこで、まず、ＲＥＡＤＹフラグをダウンし（ステップＳ７０）、発光素子の温度をチェックする（ステップＳ７２）。この場合、発光素子の温度を検出するための温度センサが発光素子近傍に設けられている。次に、発光素子の温度又は温度上昇が予め定めた規定温度ｎ℃（例えば、ｎ＝７０℃、８０℃、…など）以上であるか否かを判断する（ステップＳ７４）。
【００５０】
そして、発光素子の温度又は温度上昇がｎ℃以上であれば、画像形成に用いる発光素子アレイ７、８、９を切り換える（ステップＳ７６）。したがって、例えば、発光素子の温度が８０℃以上になった時点で発光素子アレイが切り換わることなる。一方、発光素子の温度がｎ℃未満であれば切り換えない。次に、ＲＥＡＤＹフラグをアップし（ステップＳ７８）、前述したメインルーチンに戻る。
【００５１】
（６）定電圧駆動時に印加電流が規定の値より減少したときに切り換える。
図１１は、本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理を定電圧駆動時に印加電流が減少したときに行う場合の動作を説明するためのフローチャートである。有機ＥＬ素子からなる発光素子は、定電圧印加により電流を流すことによる発光動作を継続的に行ったとき、経時変化によって次第に高抵抗化し、次第に発光素子に流れる電流が減少する傾向を有することが知られている。そこで、まず、ＲＥＡＤＹフラグをダウンし（ステップＳ８０）、発光素子に所定の定電圧を印加したときの、発光素子への印加電流値をチェックする（ステップＳ８２）。この場合、発光素子への印加電流を検出するための電流計が設けられている。次に、発光素子への印加電流値が予め定めた判定電流ｎＡ以下であるか否かを判断する（ステップＳ８４）。そして、発光素子への印加電流値が判定電流ｎＡ以下であれば、画像形成に用いる発光素子アレイ７、８、９を切り換える（ステップＳ８６）。一方、発光素子への印加電流値が判定電流ｎＡより大きければ切り換えない。次に、ＲＥＡＤＹフラグをアップし（ステップＳ８８）、前述したメインルーチンに戻る。
【００５２】
（７）定電流駆動時の印加電圧が規定の値を越えたにときに切り換える。
図１２は、本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理を定電流駆動時に印加電圧の増加したときに行う場合の動作を説明するためのフローチャートである。有機ＥＬ素子からなる発光素子は、発光動作を継続的に行ったとき、経時変化によって次第に高抵抗化する傾向を有することが知られており、定電流印加を行う場合には高抵抗化によって印加電圧値が上昇する。そこで、まず、ＲＥＡＤＹフラグをダウンし（ステップＳ９０）、発光部への印加電圧値をチェックする（ステップＳ９２）。この場合、発光素子への印加電圧を検出するための電圧計が設けられている。次に、発光素子への印加電圧値が予め定められた判定電圧ｎＶ以上であるか否かを判断する（ステップＳ９４）。そして、発光素子への印加電圧値が判定電圧ｎＶ以上であれば、画像形成に用いる発光素子アレイ７、８、９を切り換える（ステップＳ９６）。一方、発光部への印加電圧値が判定電圧ｎＶより低ければ切り換えない。次に、ＲＥＡＤＹフラグをアップし（ステップＳ９８）、前述したメインルーチンに戻る。
【００５３】
次に、図１３は、本第１実施形態による露光装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、以下では、発光素子アレイ７をａ列、発光素子アレイ８をｂ列、発光素子アレイ９をｃ列と併用して説明する。まず、本体制御部４０では、所定の切り換え条件に基づいて複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかが決定され（例えば、ａ列）、該決定した列を選択するための選択信号が駆動制御部４１に供給される。すなわち、図１３に示すように、例えば列選択ゲート配線１０をハイレベルにし、他の選択ゲート配線１１、１２をローレベルにする。これにより、選択されたａ列の発光素子アレイ７が選択される。
【００５４】
次に、本体制御部４０では、印刷画像データを元に点灯データが作成され、駆動制御部４１に供給される。駆動制御部４１では、所定のタイミングで、点灯データを有機ＥＬ発光素子点灯用のアナログ出力に変換し、アノード出力線２−１、２−２、…を介して発光素子基板１に出力する。この結果、選択されたａ列の発光素子アレイ７において、発光素子４、４、…が発光することになる。このとき、他の発光素子アレイ、すなわち、ｂ列の発光素子アレイ８、ｃ列の発光素子アレイ９は使用されない。以後、切り換え条件が成立するまでは、ａ列の発光素子アレイ７の発光素子４、４、…が発光し、画像形成に使用されることになる。
【００５５】
次に、切り換え条件が成立すると、本体制御部４０では、複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかが決定され（例えば、ｂ列）、該決定した列を選択するための選択信号が駆動制御部４１に供給される。すなわち、図１３に示すように、列選択ゲート配線１１をハイレベルにし、他の選択ゲート配線１０、１２をローレベルにする。これにより、選択されたｂ列の発光素子アレイ８が選択される。
【００５６】
次に、本体制御部４０では、印刷画像データを元に点灯データが作成され、駆動制御部４１に供給される。駆動制御部４１では、所定のタイミングで、点灯データを有機ＥＬ発光素子点灯用のアナログ出力に変換し、アノード出力線２−１、２−２、…を介して発光素子基板１に出力する。この結果、選択されたｂ列の発光素子アレイ８において、発光素子４、４、…が発光することになる。このとき、他の発光素子アレイ、すなわち、ａ列の発光素子アレイ７、ｃ列の発光素子アレイ９は使用されない。以下、同様にして、切り換え条件が成立する度に、発光素子アレイを切り換えていく。
【００５７】
上述した第１実施形態によれば、複数列の発光素子アレイ７、８、９の選択動作が可能となるため、継続して同じ列の発光素子アレイが使用されないので、発光素子アレイが１列しかない場合の寿命に対して、列数分だけ長寿命化を図ることができる。
【００５８】
また、露光自体は、多重露光することなく、１列の発光素子アレイで行うので、簡単な回路構成で実現することができる。
【００５９】
また、複数列の発光素子アレイ７、８、９の選択動作が可能となるため、例えば生産時に不良ドットが発生した列があった場合に、当該不良ドットの無い列を選択して露光するようにしてもよく、その場合、歩留改善に繋がる。
【００６０】
また、カソード電極を一様に大きな面積で形成することができるため、露光装置を大型化してもカソード配線を低抵抗に保つことが可能となる。
【００６１】
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本第２実施形態では、発光素子基板上に、アモルファスシリコン等のＴＦＴによるアクティブマトリクス点灯回路を設けることを特徴としている。
【００６２】
図１４は、本発明の第２実施形態による露光装置の発光素子基板１の構造を示す上面図である。また、図１５は、本第２実施形態による露光装置の発光素子基板１の構造を等価回路で示す回路図である。本構造は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ発光素子で構成した構造で説明を実施するが、トップエミッション型であっても本発明を同様に実現することが可能である。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。
【００６３】
図において、１５は、発光素子基板１上に形成された点灯回路であり、２つのトランジスタ（ＴＦＴ１６、１７）とコンデンサ（静電容量形成部１８）とにより定電圧点灯回路を形成した構造を有する。該点灯回路１５は、前述した第１実施形態と同様に３列からなる複数の発光素子アレイ７、８、９の各行毎に設けられている。
【００６４】
次に、１４−１、１４−２、…は点灯データ（画像信号）出力線であり、各々に点灯データが供給され、複数に分岐（本実施形態においては３つに分岐）されて、それぞれがＴＦＴ（第２のスイッチ手段）１６のドレイン電極に接続される。各点灯データ出力線１４−１、１４−２、…に対する３つの分岐の位置関係を、ここでは、マトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４と便宜的に表す。
【００６５】
ＴＦＴ１６は、ゲート電極にマトリクス選択ゲート配線２０が接続されて、マトリクス選択ゲート配線２０の信号レベルに応じて、分岐された点灯データ出力、すなわち、マトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４のいずれかを選択する。点灯データである指定電圧は、選択されたマトリクスアドレスに対応するＴＦＴ１６を介して、ＴＦＴ（第３のスイッチ手段）１７のゲート電極に印加され、ＴＦＴ１７を指定電圧でオン状態にさせるとともに、指定電圧に対応する電荷が、ＴＦＴ１７のゲート電極とソース電極との間に形成される静電容量形成部１８に保持される。
【００６６】
ＴＦＴ１７は、ドレイン電極にマトリクス供給電源線２１より電源電圧Ｖｄｄが供給され、オン状態にされると、ソース電極側に、ゲート電極に印加された電位に応じた電圧を出力する。この出力電圧は、列選択ＴＦＴ１３を介して有機ＥＬ発光素子４のアノード電極に、アノード電位として供給される。このとき、マトリクスアドレスを切り換えるためにマトリクス選択ゲート配線２０の信号レベルをローレベルとしてＴＦＴ１６をオフ状態としても、静電容量形成部１８に保持された電位により、指定された明るさで発光素子４の点灯を持続させることができる。
【００６７】
また、マトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４毎に配線されているマトリクス供給電源線２１で供給されるマトリクス供給電源Ｖｄｄの電位を所望のタイミングで低電位にすることにより、任意の時間で、発光素子４を消灯させることができる。すなわち、発光素子４の発光時間を制御することが可能となっている。発光素子４、４、…のカソード電極は、発光素子アレイ７、８、９の全ての発光素子４、４、…に対して共通に設けられ、カソード電極形成部５にアルミニウム等（トップエミッションの場合はＩＴＯ等の透明電極）を、例えば蒸着形成することにより形成される。また、このカソード電極はカソード取出線３上に形成されたカソード電極接続部６に接続されている。
【００６８】
次に、図１６は、本第２実施形態による露光装置の制御装置の構成を示すブロック図である。図において、本体制御部５０は、印刷画像データを元に露光装置の点灯データ（画像信号）を作成し、該点灯データを駆動制御部５１に出力するとともに、発光素子基板１上における複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかを決定し、該決定した任意の列を選択する列選択信号を駆動制御部５１に出力する。
【００６９】
複数の発光素子アレイ７、８、９のうち、どの列を使用するかは、継続して同じ列の発光素子アレイを使用することがないように、所定の切り換え条件を設定しておき、該切り換え条件を成立した場合に、使用する列単位の発光素子アレイを切り換える。切り換え条件としては、前述した第１実施形態と同様に、例えば、出力ページ数、有機ＬＥＤ発光部の寿命、温度上昇、印加電流の減少、印加電圧の増加などが想定される。
【００７０】
駆動制御部５１は、列選択部（列選択手段）５２、分岐制御部（分割制御手段）５３、点灯データ変換部（駆動信号出力手段）５４及び電源部５５を備えている。列選択部５２は、本体制御部５０からの所定の切り換え条件に基づく列選択信号に従って、指定された列の列選択ゲート配線１０、１１、１２を介して、列選択ゲート信号により列選択ＴＦＴ１３をオン／オフ駆動する。これにより、指定された発光素子アレイ７、８、９のいずれかを任意に選択動作させることが可能となる。
【００７１】
分岐制御部５３は、マトリクス選択ゲート配線２０を介して各ＴＦＴ１６をオン／オフ制御して、分岐された点灯データ出力、すなわち、マトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４のいずれかを選択制御するとともに、マトリクス供給電源線２１を介したＴＦＴ１７のドレイン電極へのマトリクス供給電源Ｖｄｄの供給／非供給を制御する。
【００７２】
点灯データ変換部５４は、例えばデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を有して、本体制御部５０からの点灯データを、有機ＥＬ発光素子点灯用のアナログ信号（駆動信号）に変換し、点灯データ出力線１４−１、１４−２、…、１４−ｎを介して発光素子基板１に出力する。この点灯データ変換部５４は点灯データ出力線１４−１、１４−２、…、１４−ｎの数に対応したｎ本の出力端子を有し、各出力端子から、分岐されるマトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４に対応する点灯データを、順次、時系列で出力する。各マトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４の選択タイミングは、この点灯データの時系列のタイミングに合わせるように設定される。また、電源部５５は、カソード取出線３を所定の電位に設定する。
【００７３】
次に、図１７は、本第２実施形態による露光装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。なお、以下では、発光素子アレイ７をａ列、発光素子アレイ８をｂ列、発光素子アレイ９をｃ列として説明する。まず、本体制御部５０では、所定の切り換え条件に基づいて複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかが決定され（例えば、ａ列）、該決定した列を選択するための選択信号が駆動制御部５１に供給される。すなわち、図１７に示すように、例えば列選択ゲート配線１０をハイレベルにし、他の選択ゲート配線１１、１２をローレベルにする。これにより、選択されたａ列の発光素子アレイ７が選択される。
【００７４】
次に、点灯データ変換部５４では、本体制御部５０からの点灯データを、有機ＥＬ発光素子点灯用のアナログ出力にデジタルアナログ変換（ＤＡＣ）し、マトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４に対応する点灯データを、点灯データ出力線１４−１、１４−２、…、１４−ｎを介して時系列で発光素子基板１に出力する。
【００７５】
また、分岐制御部５３では、点灯データ出力線１４−１、１４−２、…、１４−ｎにマトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４に対応した点灯データが時系列で供給されるタイミングに合わせて、マトリクス選択ゲート配線２０を介して、マトリクスアドレスＡ２２、Ａ２３、Ａ２４のいずれかを選択するＴＦＴ１６をオン／オフ制御するとともに、マトリクス供給電源線２１を介してマトリクス供給電源Ｖｄｄの供給／非供給を制御する。すなわち、図１７に示すように、点灯データ出力線１４−１、１４−２、…、１４−ｎにマトリクスアドレスＡ２２に対応した点灯データが供給されるタイミングに合わせて、マトリクスアドレスＡ２２に対応するマトリクス選択ゲート配線２０（Ａ２２）をハイレベルするとともに、マトリクスアドレスＡ２２に対応するマトリクス供給電源線２１（Ａ２２）をハイレベル（電源電圧Ｖｄｄ）にする。
【００７６】
この結果、選択されたａ列の発光素子アレイ７において、マトリクスアドレスＡ２２に対応する発光素子４、４、…に当該マトリクスアドレスＡ２２に対応する点灯データが供給されて、対応する輝度で発光することになる。このとき、他の発光素子アレイ、すなわち、ｂ列の発光素子アレイ８、ｃ列の発光素子アレイ９は使用されない。
【００７７】
次に、分岐制御部５３では、図１７に示すように、点灯データ出力線１４−１、１４−２、…、１４−ｎにマトリクスアドレスＡ２３に対応した点灯データが供給されるタイミングに合わせて、当該マトリクスアドレスＡ２３に対応するマトリクス選択ゲート配線２０（Ａ２３）をハイレベルするとともに、当該マトリクスアドレスＡ２３に対応するマトリクス供給電源線２１（Ａ２３）をハイレベル（電源電圧Ｖｄｄ）にする。この結果、選択されたａ列の発光素子アレイ７において、マトリクスアドレスＡ２３に対応する発光素子４、４、…に当該マトリクスアドレスＡ２３に対応する点灯データが供給されて、対応する輝度で発光することになる。このとき、他の発光素子アレイ、すなわち、ｂ列の発光素子アレイ８、ｃ列の発光素子アレイ９は使用されない。
【００７８】
同様にして、分岐制御部５３では、図１７に示すように、点灯データ出力線１４−１、１４−２、…、１４−ｎにマトリクスアドレスＡ２４に対応した点灯データが供給されるタイミングに合わせて、当該マトリクスアドレスＡ２４に対応するマトリクス選択ゲート配線２０（Ａ２４）をハイレベルするとともに、当該マトリクスアドレスＡ２３に対応するマトリクス供給電源線２１（Ａ２４）をハイレベル（電源電圧Ｖｄｄ）にする。この結果、選択されたａ列の発光素子アレイ７において、マトリクスアドレスＡ２４に対応する発光素子４、４、…に当該マトリクスアドレスＡ２４に対応する点灯データが供給されて、対応する輝度で発光することになる。このとき、他の発光素子アレイ、すなわち、ｂ列の発光素子アレイ８、ｃ列の発光素子アレイ９は使用されない。
【００７９】
以後、切り換え条件が成立するまでは、ａ列の発光素子アレイ７において、マトリクスアドレスＡ２２に対応する発光素子４、４、…、マトリクスアドレスＡ２３に対応する発光素子４、４、…、マトリクスアドレスＡ２４に対応する発光素子４、４、…、が順番に発光することになる。
【００８０】
次に、切り換え条件が成立すると、本体制御部５０で、複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかが決定され（例えば、ｂ列）、該決定した列を選択するための選択信号が駆動制御部５１に供給される。そして、上述した動作を繰り返すことにより、ｂ列の発光素子アレイ７において、マトリクスアドレスＡ２２に対応する発光素子４、４、…、マトリクスアドレスＡ２３に対応する発光素子４、４、…、マトリクスアドレスＡ２４に対応する発光素子４、４、…、が順番に発光することになる。
【００８１】
さらに、切り換え条件が成立すると、本体制御部５０で、複数の発光素子アレイ７、８、９のどの列を使用するかが決定され（例えば、ｃ列）、該決定した列を選択するための選択信号が駆動制御部５１に供給される。そして、上述した動作を繰り返すことにより、ｃ列の発光素子アレイ７において、マトリクスアドレスＡ２２に対応する発光素子４、４、…、マトリクスアドレスＡ２３に対応する発光素子４、４、…、マトリクスアドレスＡ２４に対応する発光素子４、４、…、が順番に発光することになる。以下、同様にして、切り換え条件が成立する度に、発光素子アレイを切り換えていく。
【００８２】
上述した第２実施形態によれば、点灯回路にアクティブマトリクスを形成することにより、点灯データ変換部の出力端子数の複数倍の数を、発光素子アレイの１列の発光素子の分割数の複数分の一（例えば１／３）にすることができて、露光装置の低コスト化を図ることができるとともに、点灯時間のデューティを高く（各有機ＥＬ発光部の点灯時間を長く）することができて、これにより所望の露光エネルギーを得るための発光素子の発光輝度を低減させることができて、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１実施形態による露光装置の発光素子基板の構造を示す上面図である。
【図２】本第１実施形態による露光装置の発光素子基板の構造を等価回路で示す回路図である。
【図３】本第１実施形態による露光装置を用いた露光ヘッドの構造の一例を示す模式図である。
【図４】本第１実施形態による露光装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本第１実施形態による有機ＥＬ露光装置を用いた画像形成装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理（印刷１ページ毎）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理（規定枚数毎）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理（寿命到達想定時）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理（規定時間内規定枚数）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理（発光部が規定温度以上（または規定温度上昇時））の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理（印加電流の減少）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本第１実施形態による画像形成装置の列切換処理（印加電圧の増加）の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本第１実施形態による露光装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態による露光装置の構造を示す上面図である。
【図１５】本第２実施形態による露光装置の構造を等価回路で示す回路図である。
【図１６】本第２実施形態による露光装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本第２実施形態による露光装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１  発光素子基板
２−１、２−２、…  アノード出力線
３  カソード取出線
４  有機ＥＬ発光部
５  カソード電極形成部
６  カソード電極接続部
７、８、９  発光素子アレイ
１０、１１、１２  列選択ゲート配線
１３  列選択ＴＦＴ
１４−１、１４−２、…  点灯データ出力線
１５  点灯回路
１６、１７  ＴＦＴ
１８  静電容量形成部
２０  マトリクス選択ゲート配線
２１  マトリクス供給電源線
３０  ロッドレンズ
３１  ハウジング
３２  感光体
４０  本体制御部
４１  駆動制御部
４２  列選択部
４３  アノード出力部
４５  電源部
５０  本体制御部
５１  駆動制御部
５２  列選択部
５３  分岐制御部
５４  点灯データ変換部
５５  電源部
Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４  マトリクスアドレス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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