(57)【要約】【課題】簡易な構成で発光輝度のばらつきを補正する。【解決手段】光ヘッド１０Ａにおいて、ブロックＢ１の発光素子３６は、デマルチプレクサＤＭＰ１と、単位回路Ｕ１〜Ｕ４とによって駆動される。デマルチプレクサＤＭＰ１のラッチ回路２１には４相の選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄが各サブ階調期間に供給される。このため、単位回路Ｕ１〜Ｕ４には各サブ階調期間ごとに点灯・消灯を指定する点灯制御信号ｄ１１〜ｄ１４が供給される。単位回路Ｕ１〜Ｕ４は補正データに基づく駆動電流を発光素子３６に供給する。【選択図】図４
2008238633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を有する光ヘッドの駆動方法であって、
１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、
前記複数の発光素子ごとに前記複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択し、
選択した一又は複数のサブ階調期間において、前記複数の発光素子ごとに発光特性に応じたレベルの駆動信号を生成し、前記複数の発光素子の各々に供給する、
ことを特徴とする光ヘッドの駆動方法。
【請求項２】
複数の発光素子を有する光ヘッドの駆動方法であって、
前記複数の発光素子を近接するもの同士をグループ化して複数のブロックに分割し、
前記複数のブロックの各々について、当該ブロックに属する前記複数の発光素子の発光輝度が等しくなるように前記複数の発光素子に供給する駆動信号のレベルを調整し、
前記複数のブロック間で前記発光素子の発光輝度が等しくなるように、１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、前記複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択する、
ことを特徴とする光ヘッドの駆動方法。
【請求項３】
複数の発光素子を有する光ヘッドであって、
前記複数の発光素子の各々について、駆動信号のレベルを調整する第１調整手段と、
前記複数の発光素子の各々について、１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、当該複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択する第２調整手段とを、
備えることを特徴とする光ヘッド。
【請求項４】
前記第１調整手段は、
前記複数の発光素子ごとに設けられた複数の単位回路を有し、
前記複数の単位回路の各々は、前記発光素子の点灯または消灯を指定する点灯制御信号が点灯を指定する期間において、前記複数の発光素子ごとに設定されたデューティ比に応じた目標輝度となるレベルの駆動信号を生成し、
前記第２調整手段は、
前記複数の単位回路の各々に対応した複数のラッチ回路を備え、
前記複数のラッチ回路の各々は、前記点灯制御信号を時分割多重したデータ信号を、ラッチするタイミングを指定する選択信号に従ってラッチして、前記複数の発光素子ごとに設定されたデューティ比となる前記点灯制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の光ヘッド。
【請求項５】
複数の発光素子を有する光ヘッドであって、
前記複数の発光素子を近接するもの同士をグループ化して複数のブロックに分割し、
前記複数のブロックの各々について、当該ブロックに属する前記複数の発光素子の発光輝度が等しくなるように前記複数の発光素子に供給する駆動信号のレベルを調整する第１調整手段と、
前記複数のブロック間で前記発光素子の発光輝度が等しくなるように、１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、当該複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択する第２調整手段とを、
備えることを特徴とする光ヘッド。
【請求項６】
前記第１調整手段は、
前記複数のブロックの各々において、当該ブロックに属する発光素子ごとに設けられた複数の単位回路を有し、
前記複数の単位回路の各々は、前記発光素子の点灯または消灯を指定する点灯制御信号が点灯を指定する期間において当該ブロックに属する前記複数の発光素子の輝度が目標輝度となるように定められたレベルの駆動信号を生成し、
前記第２調整手段は、
前記複数のブロックの各々において、当該ブロックに属する前記複数の単位回路の各々に対応した複数のラッチ回路を備え、
前記複数のラッチ回路の各々は、前記点灯制御信号を前記ブロック単位で時分割多重したデータ信号を、前記複数の単位回路ごとに前記データ信号をラッチするタイミングを指定する複数の選択信号に従ってラッチして、前記点灯制御信号を生成する、
ことを特徴とする請求項５に記載の光ヘッド。
【請求項７】
前記複数の選択信号は、前記複数のブロックごとに各々設定され、前記複数のブロック間で前記発光素子の発光輝度が等しくなるように、前記１階調期間を構成する複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を指定することを特徴とする請求項６に記載の光ヘッド。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光ヘッドと、
前記光ヘッドからの光によって形成される像を担持する像担持体とを、
備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子の輝度を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置としてのプリンタには、感光体ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成するための光ヘッドが用いられる。光ヘッドには、主走査方向に複数の発光素子がアレイ状に配列される。発光素子として発光ダイオードが用いられることがある。
このような光ヘッドは、一般に、発光ダイオードを形成した複数の半導体チップと別途駆動ＩＣを配線パターン済のプリント基板上に実装して構成される。製造上の理由によって、異なる半導体チップ間や同一の半導体チップ内では個々の発光ダイオードの間に発光輝度のばらつきがある。発光輝度がばらつくと、印字時に例えば縦縞状のムラとなり、印字品質上好ましくない。このため、発光ダイオードの特性に応じて、駆動ＩＣからの駆動条件を微調整することが行われている。
従来の光ヘッドで用いられる補正方法として、以下の技術が知られている。特許文献１には、発光電流を印加する期間を細かく調整して補正する方法が記載されている。また、特許文献２には、ＤＡＣを用いて発光駆動電流値を補正する方法が記載されている。この方法は、半導体プロセスの微細加工により多数の補正用メモリ回路を搭載し、メモリ内容に従って電流値を微調整するものである。
【特許文献１】特開平６-２９７７６９号公報
【特許文献２】特開平８-３９８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に記載された技術は、発光期間を微調整して感光体上の潜像形成域を調整する原理に基づくものであるが、発光期間の微調整のためには非常に高いクロック周波数で回路を動作させる必要がある。しかしながら、この方法を駆動回路一体型の光ヘッドに適用することは困難である。なぜなら、従来の駆動ＩＣよりもはるかに大きな基板上に駆動回路を形成するため、寄生容量に起因して時定数が大きくなり高速駆動できないからである。
また、特許文献２に記載された技術では、大型ガラス基板上に回路を形成するプロセスの加工精細度はシリコンウエハ上の半導体プロセスと比較して粗く、駆動回路一体型の光 ヘッドに同等の補正用メモリ回路を搭載するのは困難である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で大きな補正範囲を有する光ヘッド、その制御方法、および画像形成装置を提供するという課題の解決を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本発明に係る光ヘッドの駆動方法は、１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、前記複数の発光素子ごとに前記複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択し、選択した一又は複数のサブ階調期間において、前記複数の発光素子ごとに発光特性に応じたレベルの駆動信号を生成し、前記複数の発光素子の各々に供給することを特徴とする。
この発明によれば、発光素子の発光輝度がばらついた場合、サブ階調期間の選択と、個々の発光素子に供給する駆動信号のレベルの調整といった２種類の調整を施すことができる。駆動信号のレベルの調整には、範囲の限界があるが、サブ階調期間の選択と組み合わせることによって、より大きな範囲の補正が可能となる。
【０００５】
また、本発明に係る光ヘッドの駆動方法は、前記複数の発光素子を近接するもの同士をグループ化して複数のブロックに分割し、前記複数のブロックの各々について、当該ブロックに属する前記複数の発光素子の発光輝度が等しくなるように前記複数の発光素子に供給する駆動信号のレベルを調整し、前記複数のブロック間で前記発光素子の発光輝度が等しくなるように、１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、前記複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択することを特徴とする。
この発明によれば、発光素子の発光輝度がばらついた場合、サブ階調期間の選択と、個々の発光素子に供給する駆動信号のレベルの調整といった２種類の調整を施すことができる。しかも、サブ階調期間の選択は、ブロック単位で行うので処理を簡素化できる。
【０００６】
次に、本発明に係る光ヘッドは、複数の発光素子を有するものであって、前記複数の発光素子の各々について、駆動信号のレベルを調整する第１調整手段と、前記複数の発光素子の各々について、１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、当該複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択する第２調整手段とを備える。この発明によれば、発光素子の発光輝度がばらついた場合、サブ階調期間の選択と、個々の発光素子に供給する駆動信号のレベルの調整といった２種類の調整を施すことができる。
【０００７】
より具体的な態様としては、前記第１調整手段は、前記複数の発光素子ごとに設けられた複数の単位回路を有し、前記複数の単位回路の各々は、前記発光素子の点灯または消灯を指定する点灯制御信号が点灯を指定する期間において、前記複数の発光素子ごとに設定されたデューティ比に応じた目標輝度となるレベルの駆動信号を生成し、前記第２調整手段は、前記複数の単位回路の各々に対応した複数のラッチ回路を備え、前記複数のラッチ回路の各々は、前記点灯制御信号を時分割多重したデータ信号を、ラッチするタイミングを指定する選択信号に従ってラッチして、前記複数の発光素子ごとに設定されたデューティ比となる前記点灯制御信号を生成することが好ましい。この発明によれば、デューティ比に応じた目標輝度となるように駆動信号のレベルを調整するから、複数の発光素子の発光輝度を補正して均一にすることができる。
【０００８】
本発明に係る光ヘッドは、複数の発光素子を有するものであって、前記複数の発光素子を近接するもの同士をグループ化して複数のブロックに分割し、前記複数のブロックの各々について、当該ブロックに属する前記複数の発光素子の発光輝度が等しくなるように前記複数の発光素子に供給する駆動信号のレベルを調整する第１調整手段と、前記複数のブロック間で前記発光素子の発光輝度が等しくなるように、１回の階調を刻む１階調期間を複数のサブ階調期間に分割し、当該複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択する第２調整手段とを備える。この発明によれば、ブロック内で発光輝度が目標輝度となるように調整し、さらにブロック間で発光輝度が等しくなるように調整する。ブロック内の発光素子のばらつきは比較的小さいので、駆動信号のレベルの調整で微調整をして、ブロック間の大きなばらつきはサブ階調期間の選択によって補正することができる。
【０００９】
より具体的な態様としては、前記第１調整手段は、前記複数のブロックの各々において、当該ブロックに属する発光素子ごとに設けられた複数の単位回路を有し、前記複数の単位回路の各々は、前記発光素子の点灯または消灯を指定する点灯制御信号が点灯を指定する期間において当該ブロックに属する前記複数の発光素子の輝度が目標輝度となるように定められたレベルの駆動信号を生成し、前記第２調整手段は、前記複数のブロックの各々において、当該ブロックに属する前記複数の単位回路の各々に対応した複数のラッチ回路を備え、前記複数のラッチ回路の各々は、前記点灯制御信号を前記ブロック単位で時分割多重したデータ信号を、前記複数の単位回路ごとに前記データ信号をラッチするタイミングを指定する複数の選択信号に従ってラッチして、前記点灯制御信号を生成することが好ましい。さらに、前記複数の選択信号は、前記複数のブロックごとに各々設定され、前記複数のブロック間で前記発光素子の発光輝度が等しくなるように、前記１階調期間を構成する複数のサブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を指定することが好ましい。この発明によれば、選択信号の論理レベルの反転回数を減らすことができるので、消費電力を低減することができる。
【００１０】
次に、本発明に係る画像形成装置は、上述した光ヘッドと、前記光ヘッドからの光によって形成される像を担持する像担持体とを備える。本発明の画像形成装置によれば、上述した各態様についての効果のいずれかが達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照しながら本発明の様々な実施の形態を説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付す。
＜１．第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る光ヘッドを利用した画像形成装置の一部の構成を示す斜視図である。同図に示すように、この画像形成装置は、光ヘッド１０Ａと集光性レンズアレイ１５と感光体ドラム（像担持体）１１０とを有する。光ヘッド１０Ａは、アレイ状に配列された多数の発光素子を有する。これらの発光素子は、用紙などの記録材に印刷されるべき画像に応じて選択的に発光する。発光素子としては、感光体ドラム１１０に潜像を形成できるのであれあればどのようなものであってもよいが、この例では、ＯＬＥＤ（Organic  Light  Emitting  Diode）素子を用いる。集光性レンズアレイ１５は、光ヘッド１０Ａと感光体ドラム１１０との間に配置される。この集光性レンズアレイ１５は、各々の光軸を光ヘッド１０Ａに向けた姿勢でアレイ状に配列された多数の屈折率分布型レンズを含む。光ヘッド１０Ａの各発光素子から発せられた光は集光性レンズアレイ１５の各屈折率分布型レンズを透過して感光体ドラム１１０の表面において結像する。感光体ドラム１１０は回転し、感光体ドラム１１０の表面の所定の露光位置に所望の画像に応じた潜像が形成される。
【００１２】
図２に、光ヘッド１０Ａの機械的な概略構成を示す。この図に示すように光ヘッド１０Ａはガラス基板７０の上に複数の発光素子３６と駆動回路６０とが形成されて構成される。複数の発光素子３６は主走査方向に配列されており、ｎ（ｎは２以上の整数）個のブロックに分割されている。この例では、各ブロックＢ１〜Ｂｎに属する発光素子３６の数は４である。すなわち、本実施形態の光ヘッド１０Ａは主走査方向に４ｎ（ｎは自然数）個の発光素子が配列されて構成される。
【００１３】
図３に光ヘッド１０Ａを用いた露光装置Ａのブロック図を示す。この図に示すように露光装置Ａは、制御回路５０Ａと光ヘッド１０Ａとを備える。制御回路５０Ａは、上位装置から供給される入力画像データＤinに基づいてブロックＢ１〜Ｂｎに各々対応したデータ信号Ｄ１〜Ｄｎ、および選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄを生成する。ｉを１≦ｉ≦ｎの任意の整数としたとき、データ信号Ｄｉはｉ番目のブロックＢｉに属する４個の発光素子３６の点灯または消灯を指定する点灯制御信号を時分割多重したものである。
【００１４】
また、選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄは、データ信号Ｄｉのデマルチプレクス処理に用いられる信号であって、選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄを用いてデータ信号Ｄｉをラッチすることによって、４個の発光素子３６に各々対応する点灯制御信号が得られる。詳細は後述するが、本実施形態では、発光素子３６ごとにデューティ比を設定し、デューティ比に応じて定めた目標輝度と一致するように発光素子３６の駆動電流のレベルを調整する。
【００１５】
図４に光ヘッドのブロック図を示す。光ヘッド１０Ａは、ｎ個のブロックＢ１〜Ｂｎに対応するｎ個のデマルチプレクサＤＭＰ１〜ＤＭＰｎと、ブロックごとに４個の単位回路Ｕ１〜Ｕ４を備える。図４には、ブロックＢ１に関するデマルチプレクサＤＭＰ１と単位回路Ｕ１〜Ｕ４の詳細を記載したが、他のブロックＢ２〜Ｂｎについても同様である。
【００１６】
デマルチプレクサＤＭＰ１は、４個のラッチ回路２１を備える。各ラッチ回路２１はデータ信号Ｄ１を選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄによってラッチする。図５に示すように１回に階調を刻む１階調期間は、複数のサブ階調期間から構成される。この例では、１階調期間が第１乃至第４サブ階調期間から構成される。本実施形態では、第１乃至第４サブ階調期間から一または複数のサブ階調期間を選択することによって、デューティ比の選択を行う。例えば、デューティ比１００％の場合は、第１乃至第４サブ階調期間を選択する。デューティ比７５％の場合は、第１乃至第３サブ階調期間を選択する。デューティ比５０％の場合は、第１および第４サブ階調期間を選択する。デューティ比２５％の場合は、第１サブ階調期間を選択する。
【００１７】
データ信号Ｄ１が光ヘッド１０Ａに供給され、このデータ信号Ｄ１と同期して、順次アクティブとなる選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄが供給される。各ラッチ回路２１は、選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄがアクティブになる期間において、データ信号Ｄ１をラッチする。これによって、点灯制御信号ｄ１１〜ｄ１４が得られる。
【００１８】
図４に示すように単位回路Ｕ１は、駆動トランジスタ３５、発光素子３６、および電流デジタルアナログ変換器（電流ＤＡＣ）を備える。駆動トランジスタ３５のオン・オフは、点灯制御信号ｄ１１〜ｄ１４によって制御される。発光素子３６の実効的な発光輝度は、デューティ比と、駆動トランジスタ３５から供給される駆動電流Ｉelの大きさの積によって定まる。駆動電流Ｉelの大きさは電流ＤＡＣによって定まる。
【００１９】
電流ＤＡＣは、トランジスタ３１〜３４およびメモリＭ１〜Ｍ４を備える。この例においてトランジスタ３１〜３４のトランジスタサイズは、１：２：４：８に設定されている。換言すればトランジスタ３１〜３４がオン状態のときに流す電流の比は１：２：４：８ということである。設計的にはトランジスタのチャネル幅を４μｍ：８μｍ：１６μｍ：３２μｍのようにすることを意味する。また、メモリＭ１〜Ｍ４には、トランジスタ３１〜３４をオフ状態にする電位とオン状態にする電位が各々記憶されている。このうちオン状態にする電位は各メモリＭ１〜Ｍ４において共通である。したがって、駆動電流Ｉｅｌの大きさはメモリＭ１〜Ｍ４に記憶される４ビットの補正データで制御される。本実施形態では、目標輝度と一致するように補正データがメモリＭ１〜Ｍ４に記憶される。トランジスタ３０は基本電流源であり、メモリＭ０によってオンオフ状態を規定されている。基本電流源は常にオン状態でよいのでメモリＭ０を省略し、直接トランジスタ３０のゲート電位をオン状態電位に接続する構成としてもよい。そして、電流ＤＡＣから出力される電流によって駆動トランジスタ３５がオン状態における駆動電流Ｉｅｌの大きさが設定される。
【００２０】
本実施形態において、補正後の輝度は以下に示す式によって与えられる。
補正後輝度（実効的輝度）＝（１＋ＤＡＣ階調電流（％）＊ＤＡＣ階調））＊デューティ比＊補正前輝度
ここでＤＡＣ階調電流（％）とは、基本電流源に対するＤＡＣの１階調電流の比を意味する。換言すれば基本電流値に対してどれくらいの刻みで電流を上乗せするかを決めている。またＤＡＣ階調とは、基本電流に対してどれくらいの電流を上乗せするかを決めている。本例では４ｂｉｔの電流ＤＡＣを構成しているので、ＤＡＣ階調電流の１５倍までの電流を基本電流に上乗せできる。
図７にデューティ比を１００％の固定として、単位回路Ｕ１で補正可能な輝度（補正前輝度）を示す。ここでは補正前の輝度を１〜１００の相対比で示しており、目標輝度を相対比１００の輝度としている。デューティ比を１００％の固定とするのはＤＡＣのみによる補正の場合として説明するためである。この図に示すように１〜１００の相対輝度で発光する発光素子に対して、４ビットの電流ＤＡＣを用いた場合、電流ＤＡＣの階調をどのように設定しても補正前輝度「６６」までしか補正できない。ここでの補正の可否は補正後の輝度が目標輝度の±２％に収まるか否かで判断している。また２％という数値は実際に印字した場合のムラの視認判定から設定した数値である。補正前輝度「６６」の発光素子は補正後輝度「９９」となり目標輝度「１００」に対して±２％に入っているので「補正可」である。しかしながら補正前輝度「６５」の発光素子は補正後輝度「９７．５」となり目標輝度「１００」に対して±２％に入っていないので「補正不可」である。
【００２１】
これに対して、本実施形態のようにデューティ比を選択できるようにすると、図６に示すように補正が可能である。ここでは基本電流源に対して３．３％の電流刻みをもつ電流ＤＡＣを想定する。これは例えば基本電流源のトランジスタのチャネル幅を１２０μｍとし、電流ＤＡＣの基本チャネル幅を４μｍにすると得られる数値である。その他のチャネル長、動作点電圧等は同一設定とする。
補正は、第１に、補正前輝度ばらつきの最大値においてデューティ比＝５０％／ＤＡＣ階調０（ＤＡＣによる上乗せ電流＝０）を設定する。第２に、補正前輝度ばらつきの最大値が目標輝度となるように電流源の電圧を調整する。第３に、目標輝度＝補正前輝度ばらつきの最大値に合わせこむように、１〜１００の相対輝度をもつ発光素子に対してデューティ比および電流ＤＡＣの補正データを調整する。換言すれば、発光素子３６ごとにデューティ比を設定し、デューティ比に応じて定めた目標輝度と一致するように発光素子３６の駆動電流のレベルを調整する。例えば、デューティ比５０％の発光素子の目標輝度は、デューティ比１００％の発光素子の目標輝度の２倍である。
【００２２】
補正前輝度が１００〜６７の範囲ではデューティ比を５０％、ＤＡＣ階調０〜１５（補正データ値）の設定によって、補正後輝度を１００±２％の範囲に補正できる。また、補正前輝度が６６〜４６の範囲ではデューティ比を７５％、ＤＡＣ階調０〜１５（補正データ値）の設定によって、補正後輝度を１００±２％の範囲に補正できる。また、補正前輝度が４５〜３３の範囲ではデューティ比を１００％、ＤＡＣ階調０〜１５（補正データ値）の設定によって、補正後輝度を１００±２％の範囲に補正できる。なお、補正前輝度が３２〜１の範囲では補正不能である。このように光ヘッド１０Ａの構成は格別な変更をしなくても、デューティー比を５０％、７５％、１００％に設定できる４倍速駆動を行うことで、すなわち、１階調期間を第１乃至第４サブ階調期間に分割して走査することで補正可能は範囲を拡大することができる。
【００２３】
＜２．第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、制御回路５０Ａは各ブロックＢ１〜Ｂｎに共通した選択信号ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄを供給した。このため、点灯制御信号の値が隣接するサブ階調期間で同じ場合にもサンプリングを行っていた。これに対して、第２実施形態では、ブロック単位でデューティ比の設定し、これに応じたサンプリング動作を実行する。
図８に第２実施形態に係る露光装置Ｂのブロック図を示す。制御回路５０Ｂは、各ブロックＢ１〜Ｂｎごとに選択信号ＳＥＬａ１〜ＳＥＬｄ１、ＳＥＬａ２〜ＳＥＬｄ２、…ＳＥＬａｎ〜ＳＥＬｄｎを生成する。
【００２４】
図９に第２実施形態の光ヘッド１０Ｂのブロック図を示し、図１０にそのタイミングチャートを示す。光ヘッド１０Ｂは、デマルチプレクサＤＭＰ１〜ＤＭＰｎに独立して選択信号が供給される点を除いて、図４に示す第１実施形態の光ヘッド１０Ａと同様に構成されている。
本実施形態では、図１０に示すように、デューティ比１００％の場合は、第１サブ階調期間で順次アクティブとなる選択信号ＳＥＬａ１〜ＳＥＬｄ１を生成する。この場合、データ信号Ｄ１のサンプリングは第１サブ階調期間のみで実行され、その結果がラッチ回路２１で保持される。したがって、デューティ比は１００％となる。
次に、デューティ比７５％の場合は、第１サブ階調期間および第４サブ階調期間で順次アクティブとなる選択信号ＳＥＬａ１〜ＳＥＬｄ１を生成する。この場合、第４サブ階調期間におけるデータ信号Ｄ１はＯＦＦ（０）となる。したがって、第４サブ階調期間における点灯制御信号ｄ１１〜ｄ１４は強制的に「０」となる。この結果、発光に寄与する期間は第１乃至第３サブ階調期間となるから、デューティ比は７５％となる。
【００２５】
次に、デューティ比５０％の場合は、第１サブ階調期間および第３サブ階調期間で順次アクティブとなる選択信号ＳＥＬａ１〜ＳＥＬｄ１を生成する。この場合、第３サブ階調期間におけるデータ信号Ｄ１はＯＦＦ（０）となる。したがって、第３サブ階調期間における点灯制御信号ｄ１１〜ｄ１４は強制的に「０」となる。この結果、発光に寄与する期間は第１および第２サブ階調期間となるから、デューティ比は５０％となる。
【００２６】
次に、デューティ比２５％の場合は、第１サブ階調期間および第２サブ階調期間で順次アクティブとなる選択信号ＳＥＬａ１〜ＳＥＬｄ１を生成する。この場合、第２サブ階調期間におけるデータ信号Ｄ１はＯＦＦ（０）となる。したがって、第２サブ階調期間における点灯制御信号ｄ１１〜ｄ１４は強制的に「０」となる。この結果、発光に寄与する期間は第１および第２サブ階調期間となるから、デューティ比は２５％となる。
【００２７】
このように本実施形態では、ブロックごとにデューティ比を設定し、有効とするサブ階調期間の開始と、終了するサブ階調期間の次のサブ階調期間において選択信号をアクティブとし、開始のサブ階調期間ではデータ信号Ｄ１を有効とする一方、終了するサブ階調期間の次のサブ階調期間ではデータ信号Ｄ１を無効（０）に設定したので、選択信号の反転回数を低減して消費電力を削減することができる。
【００２８】
なお、制御回路５０Ｂは、上述した第１実施形態と同様にデータ信号Ｄ１として常時、ハイレベル「１」またはローレベル「０」を出力してもよいし、選択信号が有効となるサブ階調期間においてのみデータ信号Ｄ１を出力し、その他の期間はデータ信号Ｄ１の出力を停止してハイインピーダンス状態としてもよい。
【００２９】
このようにブロック内の発光輝度の平坦化とブロック間の発光輝度の平坦化といった２段階の補正を実行するのは以下の理由による。すなわち、発光素子３６の発光輝度のばらつきは、光ヘッド１０Ａ全体でみると大きくても、局所的にばらつきの最大値と最小値とが集中する可能性は極めて小さい。換言すれば、光ヘッド１０Ａのばらつきは大きくても分割されたブロック内でのばらつきは小さい。そこで、ブロック内のばらつきを比較的ビット数の少ない電流ＤＡＣを用いて補正し、ブロック間の発光輝度のばらつきを発光期間（＝デューティー比）を調整することによって補正する。つまり、ブロック内の比較的小さなばらつきは、駆動電流の大きさを調整することによって補正し、ブロック間の比較的大きなばらつきは発光期間を調整することによって補正する。
【００３０】
仮に、駆動電流の大きさを調整することによってのみで光ヘッド１０Ａ全体の発光輝度を均一に補正する場合には、電流ＤＡＣのビット数を大幅に増加させる必要があるため、大規模な回路が必要となる。これに対して、本実施形態の光ヘッド１０Ａはブロック内とブロック間といった２種類の補正を施すので、簡易な構成によって、光ヘッド１０Ａ全体の発光輝度を均一にすることができる。
【００３１】
＜３．変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
上述した各実施形態では、発光素子３６の一例として、ＯＬＥＤ素子を取り上げたが、無機発光ダイオードであってもよい。要は、駆動信号のレベルに応じた発光輝度で発光するのであれば、どのような素子であってもよい。例えば、発光素子３６には電界放出素子（ＦＥＤ：Field Emission Device）や表面伝導型電子放出素子（ＳＥＤ：Surface-conduction Electron-emitter Device）、弾道電子放出素子（ＢＳＤ：Ballistic electron Surface emitting Device）などが含まれ得る。
上述した各実施形態において各ブロックＢ１〜Ｂｎに含まれる発光素子３６の数は、４個として説明したが、その数は２以上であれば任意である。また、第１実施形態において、ブロックごとに定めた目標輝度と一致するように発光素子３６の駆動電流のレベルを調整し、ブロック間で発光輝度が一致するようにブロックごとに発光と非発光のデューティ比を制御してもよい。
【００３２】
＜４．画像形成装置＞
以上の各態様に係る光ヘッド１０Ａ,１０Ｂは、電子写真方式を利用した画像形成装置における像担持体に潜像を書き込むためのライン型の光ヘッドとして利用され得る。画像形成装置の例としては、プリンタ、複写機の印刷部分およびファクシミリの印刷部分がある。図１１は、光ヘッド１０Ａ,１０Ｂをライン型の光ヘッドとして用いた画像形成装置の一例を示す縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
【００３３】
この画像形成装置では、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが、同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの露光位置にそれぞれ配置されている。有機ＥＬアレイ１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、以上に例示した何れかの態様に係る光ヘッド１０Ａ,１０Ｂである。
【００３４】
図１１に示すように、この画像形成装置には、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２とが設けられており、これらのローラ１２１，１２２には無端の中間転写ベルト１２０が巻回されて、矢印に示すようにローラ１２１，１２２の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト１２０に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。
【００３５】
この中間転写ベルト１２０の周囲には、外周面に感光層を有する４個の感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙが互いに所定の間隔をおいて配置される。添え字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙは、中間転写ベルト１２０の駆動と同期して回転駆動される。
【００３６】
各感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の周囲には、コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、有機ＥＬアレイ１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各有機ＥＬアレイ１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、複数の発光素子Ｐの配列方向が感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の発光素子Ｐによって感光体ドラムに光を照射することにより行う。現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。
【００３７】
このような４色の単色顕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、イエローの各顕像は、中間転写ベルト１２０上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト１２０上で重ね合わされ、この結果としてフルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト１２０の内側には、４つの一次転写コロトロン（転写器）１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。一次転写コロトロン１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト１２０に顕像を転写する。
【００３８】
最終的に画像を形成する対象としてのシート１０２は、ピックアップローラ１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラ１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラ１２６の間のニップに送られる。中間転写ベルト１２０上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ１２６によってシート１０２の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対１２７を通ることでシート１０２上に定着される。この後、シート１０２は、排紙ローラ対１２８によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。
【００３９】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。
図１２は、光ヘッド１０Ａ,１０Ｂをライン型の光ヘッドとして用いた他の画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像形成装置である。図１３に示す画像形成装置において、感光体ドラム１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリ式の現像ユニット１６１、有機ＥＬアレイ１６７、中間転写ベルト１６９が設けられている。
【００４０】
コロナ帯電器１６８は、感光体ドラム１６５の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ１６７は、感光体ドラム１６５の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。有機ＥＬアレイ１６７は、以上に例示した各態様の光ヘッド１０Ａ，１０Ｂであり、複数の発光素子Ｐの配列方向が感光体ドラム１６５の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、これらの発光素子Ｐから感光体ドラム１６５に光を照射することにより行う。
【００４１】
現像ユニット１６１は、４つの現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋが９０°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸１６１ａを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム１６５に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム１６５に顕像すなわち可視像を形成する。
【００４２】
無端の中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａ、従動ローラ１７０ｂ、一次転写ローラ１６６およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ１６６は、感光体ドラム１６５から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ１６６の間を通過する中間転写ベルト１６９に顕像を転写する。
【００４３】
具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、有機アレイ１６７によりイエロー（Ｙ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｙにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト１６９に転写される。また、次の１回転で、有機アレイ１６７によりシアン（Ｃ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｃにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト１６９に転写される。そして、このようにして感光体ドラム１６５が４回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト１６９に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト１６９上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト１６９に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト１６９に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト１６９上で得る。
【００４４】
画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路１７４が設けられている。シートは、給紙カセット１７８から、ピックアップローラ１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラ１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラ１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラ１７１は、中間転写ベルト１６９からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ１７１は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト１６９に接近および離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ１７１は中間転写ベルト１６９に当接させられ、中間転写ベルト１６９に顕像を重ねている間は二次転写ローラ１７１から離される。
【００４５】
以上のようにして画像が転写されたシートは定着器１７２に搬送され、定着器１７２の加熱ローラ１７２ａと加圧ローラ１７２ｂの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対１７６を通過した後、排紙ローラ対１７６が逆方向に回転させられ、矢印Ｇで示すように両面印刷用搬送路１７５に導入される。そして、二次転写ローラ１７１により顕像がシートの他面に転写され、再び定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラ対１７６でシートが排出される。
【００４６】
図１１および図１２に例示した画像形成装置は、発光素子３６を露光手段として利用しているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。なお、以上に例示した以外の電子写真方式の画像形成装置にも本発明の光ヘッドを採用することができる。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置にも本発明に係る光ヘッドを応用することが可能である。
【００４７】
また、本発明に係る光ヘッドが適用される画像形成装置は画像形成装置に限定されない。例えば、各種の電子機器における照明装置としても本発明の光ヘッドが採用される。このような電子機器としては、ファクシミリ、複写機、複合機、プリンタなどが挙げられる。これらの電子機器には、複数の発光素子を面状に配列した光ヘッドが好適に採用される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ヘッド１０Ａを利用した画像形成装置の一部の構成を示す斜視図である。
【図２】光ヘッド１０Ａの構成を示す平面図である。
【図３】露光装置Ａの構成を示すブロック図である。
【図４】光ヘッド１０Ａの構成を示す回路図である。
【図５】光ヘッド１０Ａの動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本実施形態において単位回路Ｕ１で補正可能な輝度を示す説明図である。
【図７】デューティ比を１００％の固定として単位回路Ｕ１で補正可能な輝度を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る露光装置Ｂの構成を示すブロック図である。
【図９】光ヘッド１０Ｂの構成を示す回路図である。
【図１０】光ヘッド１０Ｂの動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明に係る光ヘッドを利用した画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【図１２】本発明に係る光ヘッドを利用した他の画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ，Ｂ……露光装置、１０Ａ，１０Ｂ……光ヘッド、ＤＭＰ１〜ＤＭＰｎ……デマルチプレクサ、３１〜３４……トランジスタ、３５…駆動トランジスタ、Ｍ１〜Ｍ４……メモリ、ＳＥＬａ〜ＳＥＬｄ……発光制御信号、ｄ１１〜ｄ１４……点灯制御信号、３６……発光素子。Ｂ１〜Ｂｎ……ブロック。
【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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