(57)【要約】      （修正有）【課題】発光素子の発光特性に経時劣化が生じても、安定した均一な印刷画像ｗｐ得ることができる露光装置及びそれを用いた画像形成装置を提供すること。【解決手段】有機ＥＬ発光層７を有する発光部がアレイ状に配置された、発光素子基板１に対向して、内面に光反射金属膜からなる反射ミラー１５が形成された光導波路空間１４が各発光部に対して設けられた導波路形成部１６が配置され、発光素子基板１の下面側に光センサ２０が設けられる。有機ＥＬ発光層７から出射された光が光導波路空間１４内の反射ミラーにより反射集光されて発光素子基板１の下面側方向に導光されるとともに、出射光の一部がセンサ開口部１９から出射されて光センサ２０によって受光され、光センサ２０による、初期状態での受光光量と所定時間経過後の時点での受光光量との比較に基づいて、画像データを補正して、各発光素子の発光輝度を初期状態での発光輝度に近づけるように制御する。【選択図】図２
2008194949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光ドラムに対し画像データに応じた光を照射して露光を行う露光装置において、
前記画像データに対応して供給される駆動信号に応じた光を出射する複数の発光素子が、一面上に、直線状に配列されて形成された、透明基板からなる発光素子基板と、
前記発光素子基板の他面上に、２個以上の所定数の発光素子毎に対応して設けられた、前記複数の発光素子の各々から出射された光の一部を受光する、少なくとも１つの光センサと、
第１のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量と前記第１のタイミングから所定時間経過した第２のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量との比較に基づいて、前記画像データを補正して、前記各発光素子の発光輝度を、前記第１のタイミングでの前記各発光素子の発光輝度に維持させる制御手段と、
を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２のタイミングにおいて、前記画像データの補正により前記駆動信号が前記発光素子に供給可能な最大値に達したとき、前記各発光素子の発光時間を制御して、前記各発光素子の発光輝度と発光時間に基づく露光エネルギーを、前記第１のタイミングでの前記露光エネルギーに維持させるように制御する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記光センサは、前記発光素子基板の他面上に接着層を介して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記各発光素子は、前記発光素子基板の前記一面方向に光を出射するトップエミッション構造を有し、
前記発光素子基板の一面上に対向して設けられ、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側に導光する導光手段を備え、
前記導光手段は、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側から出射させて前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段と、前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する発光層を有し、
前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段は、前記発光層に対向して設けられ、該発光層から出射された光を前記発光素子基板の他面方向に反射する反射膜を有することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する所定の面積を有する発光層を有し、
前記導光手段における前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段は、前記発光層に対応して設けられ、該発光層から出射された光を、該発光層の面積より小さい面積に集光して前記発光素子基板の他面方向に反射する、反射膜を有することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項７】
感光ドラムと帯電器と露光器と現像器とを有し、画像データに応じた印刷を行う画像形成装置において、
前記露光器は、
前記画像データに対応して供給される駆動信号に応じた光を出射する複数の発光素子が、一面上に、直線状に配列されて形成された、透明基板からなる発光素子基板と、
前記発光素子基板の他面上に、２個以上の所定数の発光素子毎に対応して設けられた、前記複数の発光素子の各々から出射された光の一部を受光する、少なくとも１つの光センサと、
第１のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量と前記第１のタイミングから所定時間経過した第２のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量との比較に基づいて、前記画像データを補正して、前記各発光素子の発光輝度を、前記第１のタイミングでの前記各発光素子の発光輝度に維持させる制御手段と、
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２のタイミングにおいて、前記画像データの補正により前記駆動信号が前記発光素子に供給可能な最大値に達したとき、前記各発光素子の発光時間を制御して、前記各発光素子の発光輝度と発光時間に基づく露光エネルギーを、前記第１のタイミングでの前記露光エネルギーに維持させるように制御する手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記光センサは、前記発光素子基板の他面上に接着層を介して設けられていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記各発光素子は、前記発光素子基板の前記一面方向に光を出射するトップエミッション構造を有し、
前記発光素子基板の一面上に対向して設けられ、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側に導光する導光手段を備え、
前記導光手段は、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側から出射させて前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段と、前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段と、を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する発光層を有し、
前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段は、前記発光層に対向して設けられ、該発光層から出射された光を前記発光素子基板の他面方向に反射する反射膜を有することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する所定の面積を有する発光層を有し、
前記導光手段における前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段は、前記発光層に対応して設けられ、該発光層から出射された光を、該発光層の面積より小さい面積に集光して前記発光素子基板の他面方向に反射する、反射膜を有することを特徴とする請求項１０に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、電子写真方式等の画像形成装置における露光装置、及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式等の画像形成装置（プリンタ装置）においては、画像形成のための露光装置を有している。近年、この露光装置の光源として、有機ＥＬ素子等の発光素子を利用する試みが各種なされている。
【０００３】
一方、このような発光素子を用いて露光を行う場合に、発光素子に起因した発光のばらつきがあるため、これを補正する技術が種々提案されている。例えば、特開平１１−１３８８９０号公報は、予め発光素子補正用のデータをメモリに記憶させておき、その補正データをもとに計測された発光強度を補正している。
【特許文献１】特開平１１−１３８８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、発光素子の発光特性は時間の経過とともに変化することが知られており、発光素子を発光させたときの明るさは時間の経過とともに変化するが、従来技術はこのような問題に対して何ら具体的な解決策を提案していなかった。
【０００５】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、発光素子の発光特性に経時劣化が生じても、安定した均一な印刷画像ｗｐ得ることができる露光装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、感光ドラムに対し画像データに応じた光を照射して露光を行う露光装置において、前記画像データに対応して供給される駆動信号に応じた光を出射する複数の発光素子が、一面上に、直線状に配列されて形成された、透明基板からなる発光素子基板と、前記発光素子基板の他面上に、２個以上の所定数の発光素子毎に対応して設けられた、前記複数の発光素子の各々から出射された光の一部を受光する、少なくとも１つの光センサと、第１のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量と前記第１のタイミングから所定時間経過した第２のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量との比較に基づいて、前記画像データを補正して、前記各発光素子の発光輝度を、前記第１のタイミングでの前記各発光素子の発光輝度に維持させる制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記第２のタイミングにおいて、前記画像データの補正により前記駆動信号が前記発光素子に供給可能な最大値に達したとき、前記各発光素子の発光時間を制御して、前記各発光素子の発光輝度と発光時間に基づく露光エネルギーを、前記第１のタイミングでの前記露光エネルギーに維持させるように制御する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の露光装置において、前記光センサは、前記発光素子基板の他面上に接着層を介して設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の露光装置において、前記各発光素子は、前記発光素子基板の前記一面方向に光を出射するトップエミッション構造を有し、前記発光素子基板の一面上に対向して設けられ、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側に導光する導光手段を備え、前記導光手段は、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側から出射させて前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段と、前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の露光装置において、前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する発光層を有し、前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段は、前記発光層に対向して設けられ、該発光層から出射された光を前記発光素子基板の他面方向に反射する反射膜を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の露光装置において、前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する所定の面積を有する発光層を有し、前記導光手段における前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段は、前記発光層に対応して設けられ、該発光層から出射された光を、該発光層の面積より小さい面積に集光して前記発光素子基板の他面方向に反射する、反射膜を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、感光ドラムと帯電器と露光器と現像器とを有し、画像データに応じた印刷を行う画像形成装置において、前記露光器は、前記画像データに対応して供給される駆動信号に応じた光を出射する複数の発光素子が、一面上に、直線状に配列されて形成された、透明基板からなる発光素子基板と、前記発光素子基板の他面上に、２個以上の所定数の発光素子毎に対応して設けられた、前記複数の発光素子の各々から出射された光の一部を受光する、少なくとも１つの光センサと、第１のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量と前記第１のタイミングから所定時間経過した第２のタイミングでの前記複数の発光素子の各々の発光輝度に対する前記光センサでの受光光量との比較に基づいて、前記画像データを補正して、前記各発光素子の発光輝度を、前記第１のタイミングでの前記各発光素子の発光輝度に維持させる制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記第２のタイミングにおいて、前記画像データの補正により前記駆動信号が前記発光素子に供給可能な最大値に達したとき、前記各発光素子の発光時間を制御して、前記各発光素子の発光輝度と発光時間に基づく露光エネルギーを、前記第１のタイミングでの前記露光エネルギーに維持させるように制御する手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記光センサは、前記発光素子基板の他面上に接着層を介して設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、前記各発光素子は、前記発光素子基板の前記一面方向に光を出射するトップエミッション構造を有し、前記発光素子基板の一面上に対向して設けられ、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側に導光する導光手段を備え、前記導光手段は、前記各発光素子から出射された光を前記発光素子基板の他面側から出射させて前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段と、前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する発光層を有し、前記各発光素子から出射された光の一部を前記光センサに導光する手段は、前記発光層に対向して設けられ、該発光層から出射された光を前記発光素子基板の他面方向に反射する反射膜を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の画像形成装置において、前記各発光素子は、前記画像データに応じた光を発光する所定の面積を有する発光層を有し、前記導光手段における前記感光ドラムに照射するための光を生成する手段は、前記発光層に対応して設けられ、該発光層から出射された光を、該発光層の面積より小さい面積に集光して前記発光素子基板の他面方向に反射する、反射膜を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、露光装置において、一面上に複数の発光素子が配列された発光素子基板の他面側に、２個以上の所定数の発光素子毎に対応して、各発光素子から出射された光の一部を受光する光センサ設けられて、該光センサによる、第１のタイミングでの各発光素子の発光輝度に対する受光光量と第２のタイミングでの各発光素子の発光輝度に対する受光光量との比較に基づいて、画像データを補正して、各発光素子の発光輝度を、第１のタイミングでの各発光素子の発光輝度に維持させるようにしたことにより、各発光素子の発光特性に経時劣化が生じても、安定した均一な印刷画像を得ることができる。また、各発光素子から出射された光を受光するための光センサを、２個以上の発光素子毎に設けるようにしたため、必要な光センサの数量を減らすことができて、露光装置のコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明が適用される電子写真方式による画像形成装置（プリンタ装置）の概略構成を示す図である。画像形成装置２００は、感光ドラム２０１と、帯電器２０２と、露光器（露光装置）２０３と、現像器２０４と、転写器２０６と、定着器２０７と、除電器２０８と、クリーナ２０９と、を具備している。感光体ドラム２０１は、帯電器２０２により一様に帯電された後、露光器２０３に備えられた発光素子アレイの発光素子からの画像データの階調値に応じた光照射により静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を具現化するために現像器２０４にてトナーを付着させる。トナー像は転写器２０６と感光体ドラム２０１との間で用紙２０５に転写される。トナーの付着した用紙２０５は定着器２０７で熱定着された後、排出される。
【００２１】
また、感光体ドラム２０１上の微量の転写漏れトナーはクリーナ２０９にて除去され、更に感光体ドラム２０１の表面は除電器２０８によって一様に除電される。
【００２２】
ここで、上記した発光素子は、記録走査の主走査方向（感光体ドラム２０１の幅方向、つまり用紙の幅方向）に一列に配設された多数の発光素子からなる発光素子アレイを備えており、各発光素子は例えば有機ＥＬからなる。この発光素子アレイは、例えば、Ａ４サイズの用紙を横方向に用いて、その幅一杯に印字密度１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）で印字可能なプリンタ装置の場合であれば、およそ１５４００個の発光素子を備えている。これらの個々の発光素子には、ホスト機器から出力される印字情報（画像データ）に従ったパルス電圧（駆動信号）が印加され、パルス電圧に応じて供給される駆動電流に応じて、個々の発光素子が選択的に発光制御される。有機ＥＬを用いた発光デバイスは、近年盛んに研究されている。電子写真プロセスの光源に、ＬＥＤに代わり有機ＥＬを採用することで、各ＬＥＤに接続していたワイヤーボンディングの本数を削減することができてコストを低減することができる。
【００２３】
次に、露光器２０３に備えられる発光素子の構造について説明する。図２は、図１で説明した露光器３に備えられる発光素子アレイにおける発光素子の光導波方向の断面構造を示す図である。図３は、図２に示す断面構造をD−D’に沿って切断したときの断面図である。図４は、図２に示す断面構造の下面を示す図である。本構造は、透明な発光素子基板１の上面側にトップエミッション型の有機ＥＬ発光層７等の面状の複数の発光部をアレイ状に配置するととともに、前記発光部のそれぞれに対向して個別に配置される、傾斜面を有し、内面に光反射金属膜からなる反射ミラー１５が設けられた光導波路空間１４を有する導波路形成部１６を備えた構造である。本構造により有機ＥＬ発光層７からの発光を光導波路空間１４内に設けられた光反射金属膜１５からなる反射ミラーにより図１の左側から右側方向へ反射集光したのち、光反射金属膜１５により発光素子基板１の下面側方向に導光され、集光開口部１８を介して出射する。
【００２４】
ところで、有機ＥＬを用いた発光素子においては、発光素子の発光時間や印加電圧の値等の履歴に応じて発光特性が劣化する経時劣化が生じ、それにより画像データの階調値に対する発光輝度が低下したり、発光素子アレイにおける各発光素子の発光特性にバラツキが生じたりして、これを画像形成装置に適用した場合に、安定した均一な印刷画像を得ることができない。これに対し、本発明においては、有機ＥＬ発光層７により発光された光の輝度を後述する方法によって検出して、画像データの階調値に対する発光輝度や露光エネルギーを一定値に近づけて維持するように補正制御する構成を備えることを特徴とする。このために、前記集光開口部１８とは別に微小なるセンサ開口部１９を設ける。このセンサ開口部１９は有機ＥＬ発光層７の端部近傍の下側に設けられ、このセンサ開口部１９の上部には前記光反射金属膜１５の一端部側が設けられている。このとき、反射集光増幅の方向性より、反射ミラー１５の左側は集光に大きく係わらないので、センサ開口部１９のような微小な開口部を設ける事が可能である。有機ＥＬ発光層７からの光をセンサ開口部１９より発光素子基板1の下面側へと導いて光センサ（ＰＤ：例えばフォトダイオード）２０によりその輝度を検出する。
【００２５】
なお、光センサ２０は各センサ開口部１９上にそれぞれ設ける必要はなく、任意の位置に任意の個数だけ設けることができる。例えば図４に示すように２つのセンサ開口部１９にまたがって設けたり、あるいは後述する図６に示す、グループ毎の９６０個の画素毎に１個ずつ設けたり、することができる。この場合、仮に各有機ＥＬ発光層７の発光による輝度が同じであっても、光センサ２０が受光する光量は、有機ＥＬ発光層７からの距離に応じて変化する。しかしながら、後述するように、本実施形態における輝度の補正制御は、初期値との相対的な変化を検出することに基づいて行われるため、有機ＥＬ発光層７からの距離に係わらずに、補正制御を行うことができる。
【００２６】
光センサ２０は例えば汎用的なフォトダイオード等で構成される。この光センサ２０は、発光素子基板１の下面側に、例えば光透過性を有する接着層２１を介して接着される。この接着層２１として、屈折率を調整できる接着剤、例えばＵＶ硬化エポキシ系の光路結合用接着剤を用いて、発光素子基板1との屈折率を合わせるようにすることが好ましい。また、発光素子基板１には必要に応じて駆動回路を構成するためのＴＦＴやＴＦＤ等のスイッチング素子が形成される。すなわち、本実施形態における光センサ２０は、発光素子基板１に一体的に形成されたものではなく、別途形成された汎用的なフォトダイオード等を用い、これを発光素子基板１の下面側に貼り付けるように構成されているものであるため、例えば発光素子基板に光センサを一体的に形成することによって構造が複雑化して、歩留まりが低下したり、信頼性が低下したりするようなことがない。
【００２７】
発光素子の上方部は導波路形成樹脂で形成された導波路形成部１６となっている。この導波路形成部１６に溝を設け、この溝の内部表面に光反射金属膜１５を蒸着等で形成する。前記溝と光反射金属膜１５とにより構成される光導波路空間１４はアレイ状の有機ＥＬ発光層７に対向する位置に1対1で形成されている。本導波路構造は例えばナノインプリント、射出成形、フォトリソ等、各種の成形方法により形成される。尚、本実施形態では封止基板１７と導波路形成部１６とが異なる材料からなる2層構造を示しているが単一材料により構成するようにしてもよい。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態に係わる画素駆動回路３０と光センサ２０の概略構成を示している。ここでの画素駆動回路３０は２トランジスタ方式の構成を示しており、例えば有機ＥＬ素子からなる発光素子３８と、ソース電極が発光素子３８に接続され、ドレイン電極が電源電圧Ｖsourceに接続されて、発光素子３８に供給する駆動電流を制御して、その発光を制御するための電流制御用薄膜トランジスタ３６と、当該電流制御用薄膜トランジスタ３６のゲート電極に接続された信号保持用のキャパシタ３７と、ドレイン電極に画像データの階調値に応じた駆動信号Ｖdataが供給され、ソース電極が電流制御用薄膜トランジスタ３６のゲート電極に接続され、ゲート電極に選択信号Ｖselectが印加されて、当該画素が選択されてキャパシタ３７へのデータ書き込み時にオン状態とされるスイッチ用の薄膜トランジスタ３５とから構成される。また、光センサ２０はフォトダイオード（ＰＤ）３１と、リセット信号Ｖrstがゲート電極に印加されるリセットトランジスタ３２と、増幅トランジスタ３３と、センサ選択信号Ｐselがゲート電極に印加される読出選択トランジスタ３４とから構成される。
【００２９】
また、光センサ２０は、フォトダイオード（ＰＤ）３１と、リセットトランジスタ３２と、増幅トランジスタ３３と、読出選択トランジスタ３４とから構成される。
【００３０】
次に、上述の発光素子アレイを駆動制御するための、発光部ユニットの構成について説明する。図６は、発光部ユニット１００の構成を示す図であり、図７は、通常の印刷動作を行う場合の駆動制御のタイミングチャートである。発光部ユニット１００は、全体の動作を制御するシステムコントローラ４１と、Ｖdataドライバ４５と、Ｖselectドライバ４２と、Ｖsourceドライバ４３と、発光素子アレイ４４とから構成される。Ｖselectドライバ４２及びＶsourceドライバ４３は例えば１ライン時間内で各信号をシフトするシフトレジスタを有して構成されている。
【００３１】
発光素子アレイ４４は、用紙の主走査方向に複数の発光素子３８を並べて形成したものである。一例として1200dpi×1200dpi、40ppm、用紙間50mmでA4横サイズ（Ａ４横＝297ｍｍ以上、ここでは例えば325mm）の光源ユニットを用いることとすると、およそ１５４００個の発光素子３８を備え、各々が画素駆動回路３０を備えた画素を構成している。ここでは、９６０個の画素を１つの単位ブロックとして、１〜１６の１６個のブロック分の画素、すなわち、９６０×１６＝１５３６０ドットの画素が主走査方向に並べられて発光素子アレイ４４を構成しているものとする。この場合、主走査方向の１ラインの形成に許容される時間、１ライン時間は(（25.4mm/1200dpi）/（210mm×40枚+50mm×40枚）)/60≒122μsecとなる。
【００３２】
Ｖdataドライバ４５はＶdata1〜Ｖdata960の960個の駆動信号を出力し、発光素子アレイ４４の各ブロックに対応してこの960個の駆動信号を16個のブロックに並列に分配して、発光素子アレイ４４の１５３６０ドットの各画素に接続されている。また、Ｖselectドライバ４２はＶselect1〜Ｖselect16の１６個の選択信号を出力し、各選択信号は発光素子アレイ４４の１６個のブロックの各々に接続され、各ブロックを構成する９６０個の画素に接続されている。Ｖsourceドライバ４３はＶsource1〜Ｖsource16の１６個の電源信号を出力し、各電源信号は発光素子アレイ４４の１６個のブロックの各々に接続され、各ブロックを構成する９６０個の画素に接続されている。
【００３３】
上記した構成において、通常の印刷動作を行う際には、図７に示すように、まず、Vselectドライバから１番目の画素ブロックに選択信号（Ｖselect1）を印加し、Ｖsourceドライバ４３から１番目の画素ブロックに電源信号（Ｖsource1）を印加すると同時に、Ｖdataドライバ４５より、１番目の画素ブロックの９６０個の画素に対して、画像データの階調値に応じたＶdata1〜Ｖdata960の駆動信号を供給する。これにより、当該画素ブロックにおいて各画素内のスイッチ用トランジスタ３５がオン状態にされ、信号保持用キャパシタ３７に駆動信号Ｖdata1〜Ｖdata960に応じた電荷が保持される。これにより電流制御用トランジスタ３６がオン状態にされると、Ｖsource1より発光素子３８に画像データの階調値に応じた電流が流れ、１番目の画素ブロック内の各発光素子３８が発光する。発光素子３８の発光強度は、信号保持用のキャパシタ３７に蓄積された、駆動信号Ｖdata1〜Ｖdata960に応じた電圧によって制御される電流制御用トランジスタ３６に流れる電流で決定される。図７において、各各選択信号Vselect1〜Ｖselect16が印加される期間Ｔseは、各画素が選択される選択期間である。図７に示すように、選択期間が終了して各選択信号（Ｖselect1〜Ｖselect16）がローレベルとされて非選択期間へと移行した後も、電源信号（Ｖsource1〜Ｖsource16）は所定期間だけハイレベルに維持されている。これにより、電源信号がハイレベルの期間は発光が維持される。この動作が１６個のブロックに対して順次行われて、発光素子アレイ４４の全画素が発光制御される。
【００３４】
次に、本実施形態における補正制御を行う際に行われる、各発光素子３８の発光輝度を検出するための制御動作について説明する。図８は、補正制御を行う際の制御動作のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。補正制御を行う際には、図８に示すように、まず、上記した選択信号（Ｖselect1）が印加される前のタイミングで、対応する光センサ２０におけるリセット信号Ｖrstをハイレベルにしてリセットトランジスタ３２をオン状態として、電源ＶDDから電流を流して初期電荷を光センサＰＤ３１に充電する。次いで、選択信号（Ｖselect1）と電源信号（Ｖsource1）を印加すると同時に、駆動信号Ｖdata1〜Ｖdata960を供給する。このとき、Ｖdata1のみを例えば最高階調電圧とし、他のＶdata2〜Ｖdata960を０Ｖとすることで、１番目の画素ブロックの１番目の画素の発光素子３８のみを発光させる。この発光素子３８から出射された光の一部が、センサ開口部１９を介して、対応する光センサ（ＰＤ）３１に照射されることで暗電流が増加し、初期電荷の一部が放電される。このときＡ点の電位は発光強度に応じて変化し、発光素子３８の発光輝度に応じた電圧となる。増幅トランジスタ３３はこの電位を増幅する。次いで、センサ選択信号Ｐselをハイレベルにすることで、読出選択トランジスタ３４がオン状態となって、増幅トランジスタ３３により増幅された、発光素子３８の発光輝度に対応した出力電圧を出力端子Ｐoutから読み出すことによって発光素子３８の発光輝度を検知（測定）する。取得されたデータはシステムコントローラ４１へと渡され、図示しないメモリ等に保存される。次いで、選択信号（Ｖselect1）と電源信号（Vsource1）を印加すると同時に、Ｖdata2のみを例えば最高階調電圧とし、他を０Ｖとした駆動信号Ｖdata1〜Ｖdata960を供給する。これにより、１番目の画素ブロックの２番目の画素の発光素子３８のみを発光させる。この発光素子３８から出射された光の一部が対応する光センサ３１に照射され、センサ選択信号Ｐselをハイレベルにすることで、発光輝度を検出して、システムコントローラ４１内に保存する。以上の動作を１番目の画素ブロック内の全画素について行って、各画素の発光素子３８の発光強度を検出して、システムコントロー
ラ４１内に保存する。なお、光センサ２０は、前述のように複数の発光素子３８毎に設けられているため、発光させる発光素子３８に応じて、使用する光センサ２０を適宜切り換えるように制御する。
【００３５】
次いで、図８に示すように、２番目の画素ブロックに対して選択信号（Ｖselect2）と電源信号（Vsource2）を印加すると同時に、所定の駆動信号Ｖdata1〜Ｖdata960を供給して、上記と同様にして２番目の画素ブロック内の各画素の発光素子３８を順次発光させて、全画素の発光素子３８の発光輝度を検出して、システムコントローラ４１内に保存する。以下、全ての画素ブロックに対して同様の動作を行って、発光素子アレイ４４の全画素の発光素子３８の発光輝度を検出して、システムコントローラ４１内に保存する。
【００３６】
次いで、本実施形態に係る補正制御を行う際の動作手順について説明する。本実施形態では、補正制御として、各発光素子３８の発光輝度を補正する場合においては、初期状態（第１のタイミング）において、光センサ２０により検出された発光素子アレイ４４の各発光素子３８の、所定の階調（例えば最高階調）における発光輝度の値と、所定時間経過後の時点（第２のタイミング）において、光センサ２０により検出された発光輝度の値とを比較して、両者の差が０に近づくように各発光素子３８の発光輝度を制御するように構成される。この場合、発光素子３８の発光輝度と発光素子３８に供給する駆動電流の値とを対応付けた補正テーブルを用いて、所定の階調における発光輝度を、初期状態における発光輝度に近づけるように、駆動電流の値を制御する。また、補正制御として、感光体ドラム２０１に照射される露光エネルギーを制御する場合においては、各発光素子３８の発光時間を制御して、露光エネルギーを初期状態における値に近づけるよう制御するように構成される。
【００３７】
図９は上記した補正制御の手順を示すフローチャートである。また、図１０は、輝度補正を実現するためのシステムコントローラ４１の構成を示すブロック図である。システムコントローラ４１は、図１０に示すように、各部の制御を行う制御部４１１と、光センサ２０の出力を所定の値と比較するセンサ出力比較器４１２と、補正用画像データを発生する補正用画像データ発生部４１３と、駆動信号Ｖdataの値を補正するときに用いられるＶdata補正テーブル４１４と、電源電圧Ｖsourceを印加する時間を演算するＶsource駆動時間演算部４１５と、各画素の発光素子３８の発光輝度の初期値を記憶する初期値メモリ４１６と、駆動時間が所定時間経過した後の、各画素の発光素子３８の発光輝度の値を記憶する経時変化値メモリ４１７と、輝度補正を行った後の発光輝度の値を記憶する補正値メモリ４１８と、を備えている。ここで、Ｖdata補正値テーブル４１４及び初期値メモリ４１６は、電源を遮断しても設定値が保持され、システム内での書き換えが可能なフラッシュROM等で構成されるものとする。
【００３８】
図９に示すように、補正制御を行う際には、まず、最初のシステム起動時で印刷を行う前のタイミング（第１のタイミング）で以下の初期値ａを取得する動作が行われる。すなわち、装置の電源をＯＮした後（ステップＳ１）、当該システム起動が１回目か否かを判断し（ステップＳ２）、１回目であるとき、発光素子アレイ４４の全画素の発光素子３８の各々に対して、前述の図８に示した駆動タイミングによって、駆動信号Ｖdataとして例えば最高階調電圧の初期値を順次供給して順次発光させ、全画素の発光素子３８の発光輝度を光センサ２０で順次測定する（ステップＳ３）。そしてこのときの測定値を初期値ａとして取得し、システムコントローラ４１の不揮発性の初期値メモリ４１６に記憶する（ステップＳ４）。そして、駆動信号Ｖdata＝画像データとして（ステップＳ５）、補正制御を行わずに処理を終了する。これ以降、次に補正制御を行う際は、補正制御を行わずに、駆動信号Ｖdata＝画像データとして印刷動作を行う。なお、この初期値ａは１画素での値でなく、全画素分の値を有するものであり、各画素でそれぞれ異なる値を持つ。また、有機ＥＬからなる発光素子３８は、経時劣化により発光輝度が次第に低下する傾向を有しているため、発光素子３８に供給する駆動信号Ｖdataを、この後の輝度補正によって、通常、初期状態より次第に高くする方向に補正することになる。このため、Ｖdataドライバ４５の最大出力電圧（Ｖmax）の値を、このステップＳ３を行うときの最高階調電圧より高い値に設定しておくとよい。
【００３９】
次いで、２回目以降の電源投入時、あるいは通電状態が続く場合は任意時間経過後で印刷状態に無い時（第２のタイミング）に、ステップＳ２の判断がＮＯとなる。このとき、全画素に対して、前述のステップＳ３の場合と同様に、最高階調電圧の初期値で全画素の発光素子３８を順次発光させ、このときの発光輝度を光センサ２０で測定し（ステップＳ６）、この測定値を経時変化値ｂとして経時変化値メモリ４１７に記憶する（ステップＳ７）。次に、初期値メモリ４１６と経時変化値メモリ４１７とから初期値ａと経時変化値ｂとを読み出して、対応する画素毎に比較する（ステップＳ８）。このステップＳ８においては、各画素において、経時変化値ｂが初期値ａに対する許容範囲α内に有るか否かを判定する。ステップＳ８において，経時変化値ｂが許容範囲内にあると判定された場合には（ａ−α≦ｂ≦ａ＋α、ステップＳ８：Ｙｅｓ）、発光特性の劣化が無いか微少であって、補正制御を行う必要がないため、駆動信号Ｖdata＝画像データとして（ステップＳ８）、補正を行わずに処理を終了する。すなわち、これ以降、次に補正制御を行うまでは、補正制御を行わずに、駆動信号Ｖdata＝画像データとして印刷動作を行う。
【００４０】
一方、少なくとも１つの画素において、ステップＳ８で経時変化値ｂが許容範囲内にないと判定された場合には（ｂ＜ａ−α又はｂ＞ａ＋α、ステップＳ８：Ｎｏ）、この画素（以下、対象画素とする）において、発光素子３８の発光効率の低下（経時劣化）が生じていると判断される。このとき、以下のようにして、駆動信号Ｖdataに補正を加えるためのＶdata補正テーブル４１４の作成・書換の処理を行う。Ｖdata補正テーブル４１４の作成・書換処理においては、まず、駆動信号Ｖdataを補正する補正データを予め設定された補正量ｄ１に設定する（ステップＳ１０）。そして、駆動信号Ｖdataを画像データに補正データを合計した値（画像データ＋補正データ）に補正する（ステップＳ１１）。次いで、対象画素に対して、前述のステップＳ３の場合と同様に、最高階調電圧の初期値で対象画素の発光素子３８を発光させ、このときの発光輝度を光センサ２０で測定し（ステップＳ１２）、この測定値を補正値ｃとして補正値メモリ４１８に記憶する（ステップＳ１３）。次いで、初期値メモリ４１６から対象画素の初期値ａを読み出し、補正値メモリ４１８から対象画素の補正値ｃを読み出して、対応する画素毎に比較する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４においては、各画素において、補正値ｃが初期値ａに対する許容範囲内に有るか否かを判定し、補正値ｃが許容範囲内にあると判定された場合には（ａ−α≦ｃ≦ａ＋α、ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、このときの駆動信号Ｖdataと補正データを用いて、Ｖdata補正テーブル４１４の作成、書換えを行い（ステップＳ１５）、駆動信号Ｖdataを画像データと補正データを合計した値（画像データ＋補正データ）に補正して（ステップＳ１６）、処理を終了する。これ以降、次に補正制御を行うまでは、書換えられたＶdata補正テーブル４１４に基づいて、駆動信号Ｖdataを画像データと補正データを合計した値に補正して、印刷動作を行う。
【００４１】
一方、補正値ｃが許容範囲内にないと判定された場合には（ｃ＜ａ−α又はｃ＞ａ＋α、ステップＳ１４：Ｎｏ）、補正データの値がまだ不十分と判断し、このときの補正データに所定の増分ｄ２を付加する（ステップＳ１８）。そして、再びステップＳ１１に戻って、駆動信号Ｖdataを画像データに補正データを合計した値に補正して、以下、補正値ｃが許容範囲内に入るまで、同様の処理（ステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４）を繰り返す。補正値ｃが許容範囲内にあると判定されたら、上記と同様に、このときの駆動信号Ｖdataと補正データを用いて、Ｖdata補正テーブル４１４の作成、書換えを行い（ステップＳ１５）、駆動信号Ｖdataを画像データと補正データを合計した値に補正して（ステップＳ１６）、処理を終了し、これ以降、次に補正制御を行うまでは、書換えられたＶdata補正テーブル４１４に基づいて、駆動信号Ｖdataを画像データと補正データを合計した値に補正して、印刷動作を行う。
【００４２】
また、ステップＳ１４で補正値ｃが許容範囲内にないと判定された場合に、発光素子３８の発光効率の経時劣化の程度が比較的大きく、このときの補正された駆動信号ＶdataがＶdataドライバ４５の最大出力値（Ｖmax）に達していたら、これ以上駆動信号Ｖdataを高く補正して、発光輝度を上げるようにすることができない。このために、ステップＳ１８の補正データに増分ｄ２を付加する処理を行う前に、駆動信号ＶdataがＶdataドライバ４５の最大出力値（Ｖmax）に達しているか否かの判定を行う（ステップＳ１７）。ステップＳ１７で駆動信号ＶdataがＶdataドライバ４５の最大出力値（Ｖmax）になったと判定された場合（Ｖdata＝Ｖmax、ステップＳ１７：Ｎｏ）には、発光時間を長くして露光エネルギー（感光体ドラム２０１への照射光量×時間）を増やすように制御する。このために、電源信号Ｖsourceの印加時間を長くする制御を行う。この制御を行うために、Ｖsource印加時間演算部４１５は光センサ２０の出力値と現在のＶsource印加時間とをもとに、初期状態での露光エネルギーに対する不足している露光エネルギーを演算し、演算結果に基づいてＶsource印加時間の延長時間を演算して、Ｖsource印加時間を補正する（ステップＳ１９）。この後、再びステップＳ１１に戻って、駆動信号Ｖdataを画像データに補正データを合計した値に補正して、以下、補正値ｃが許容範囲内に入るまで、同様の処理（ステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４）を繰り返す。補正値ｃが許容範囲内にあると判定されたら、上記と同様に、このときの駆動信号Ｖdataと補正データを用いて、Ｖdata補正テーブル４１４の作成、書換えを行い（ステップＳ１５）、駆動信号Ｖdataを画像データと補正データを合計した値に補正（ステップＳ１６）するとともに、Ｖsource印加時間を補正して処理を終了し、これ以降、次に補正制御を行うまでは、駆動信号Ｖdataを、書換えられたＶdata補正テーブル４１４に基づいて、画像データと補正データを合計した値に補正するとともに、補正されたＶsource印加時間を用いて印刷動作を行う。
【００４３】
これらの補正制御動作により、発光素子アレイ４４の各画素の発光素子３８に発光特性が劣化する経時劣化が生じた場合であっても、画像データの階調値に対する発光輝度あるいは露光エネルギーを一定値に近づけて維持するように補正制御を行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、上記した実施形態によれば、画像形成装置２００の露光器２０３に適用される発光素子アレイ４４において、各発光素子３８の発光輝度を検出する光センサ２０を備え、起動時や任意時間経過後の印刷時以外のタイミングで、光センサ２０によって各発光素子３８の発光輝度を計測し、初期値と比較することで、各発光素子３８の経時劣化に応じた適切な補正制御をかけて、各発光素子３８の画像データの階調値に対する発光輝度を一定値に近づけて維持するように補正制御して、常に安定した均一な印刷画像を得るようにすることができる。更に、発光輝度の補正制御に加えて、発光時間を補正して露光エネルギーを一定値に近づけるように補正制御を行うことにより、発光素子の経時劣化が比較的大きい場合にも適切な補正制御を行って、安定した均一な印刷画像を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態においては、光センサ２０によって検知される、初期状態と任意時間経過時の受光光量の相対的な変化に基づいて補正制御を行う構成としたことにより、光センサ２０を発光素子アレイ４４の各発光素子３８毎に設ける必要がなく、複数の発光素子に対して１つの光センサ２０を設ければよく、必要な光センサ２０の数を減らして、コストを低減させることができる。更に、光センサ２０として、別途形成された汎用的なフォトダイオード等を用い、これを発光素子基板１の下面側に貼り付けて用いることができるため、発光素子基板に光センサを一体的に形成して構造が複雑化することによる歩留まり低下や、信頼性の低下等の問題が生じないようにすることができる。
【００４６】
また、光センサ２０で受光するための光量センサ用の開口部１９を有機ＥＬ発光層７の一端部側に設けたことにより、露光用の集光光の輝度に殆ど影響を与えることなく、発光輝度の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明が適用される電子写真方式による画像形成装置（プリンタ装置）の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１で説明した露光器３に備えられる発光素子の光導波方向の断面構造を示す図である。
【図３】図３は、図１に示す断面構造をD−D’に沿って切断したときの断面図である。
【図４】図４は、図２に示す断面構造の下面を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係わる有機ＥＬ発光部を備えた画素駆動回路と光センサの概略構成を示す図である。
【図６】図６は、発光部ユニットの構成を示す図である。
【図７】図７は、通常の印刷動作を行う場合の駆動制御のタイミングチャートである。
【図８】図８は、補正制御を行う際の制御動作のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図９は、補正制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、補正制御を実現するためのシステムコントローラの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  発光素子基板
７  有機ＥＬ発光層
１５  光反射金属膜（反射ミラー）
１８  集光開口部
１９  センサ開口部
２０  光センサ（ＰＤ）
３０  画素駆動回路
３８  発光素子
４１  システムコントローラ
４２  Ｖselectドライバ
４３  Ｖsourceドライバ
４１１  制御部
４１２  センサ出力比較器
４１３  補正用画像データ発生部
４１４  Ｖdata補正テーブル
４１５  Ｖsource駆動時間演算部
【図１】
2008194949.tif 000003
【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】
2008194949.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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