(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置にて像担持体を露光するプリントヘッドであって、
ライン状に配列された複数の発光素子と、
前記発光素子全体の光量を指示する指示値に対応したパルス幅からなる点灯信号を当該発光素子に出力して、当該発光素子を駆動する駆動回路と、
前記発光素子全体の光量を指示する指示値に対応した電圧値の出力電圧を当該発光素子に供給する電圧供給部とを備え、
前記駆動回路は、前記点灯信号を前記発光素子に出力するに際し、前記指示値が所定値以上である場合に当該指示値に対応して変化させた前記パルス幅を設定し、当該指示値が当該所定値よりも小さい場合に当該指示値に拘らず固定された当該パルス幅を設定するとともに、
前記電圧供給部は、前記出力電圧を前記発光素子に供給するに際し、前記指示値が前記所定値以上である場合に当該指示値に拘らず固定された前記電圧値を設定し、当該指示値が当該所定値よりも小さい場合に当該指示値に対応して変化させた当該電圧値を設定することを特徴とするプリントヘッド。
【請求項２】
前記電圧供給部は、前記画像形成装置からの前記発光素子全体の光量を指示する前記指示値を電圧値に変換するＤＡ変換器と、当該ＤＡ変換器からの電圧値により前記出力電圧を変化させるレギュレータとを含むことを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記電圧供給部は、前記レギュレータに配設された分圧抵抗値を変化させることで前記出力電圧を変化させることを特徴とする請求項２記載のプリントヘッド。
【請求項４】
感光体と、
前記感光体を露光するプリントヘッドと、
前記プリントヘッドの全体光量を指示する指示値を出力する制御部とを有し、
前記プリントヘッドは、
ライン状に配列された複数の発光素子と、
前記制御部からの前記指示値に対応したパルス幅からなる点灯信号を前記発光素子に出力して、当該発光素子を駆動する駆動回路と、
前記制御部からの前記指示値に対応した電圧値の出力電圧を前記発光素子に供給する電圧供給部とを備え、
前記駆動回路は、前記点灯信号を前記発光素子に出力するに際し、前記指示値が所定値以上である場合に当該指示値に対応して変化させた前記パルス幅を設定し、当該指示値が当該所定値よりも小さい場合に当該指示値に拘らず固定された当該パルス幅を設定するとともに、
前記電圧供給部は、前記出力電圧を前記発光素子に供給するに際し、前記指示値が前記所定値以上である場合に当該指示値に拘らず固定された前記電圧値を設定し、当該指示値が当該所定値よりも小さい場合に当該指示値に対応して変化させた当該電圧値を設定する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】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置の印字ヘッドに用いられるプリントヘッド等に関し、より詳しくは発光素子としてＬＥＤを用いたプリントヘッド等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる印字ヘッドとして、自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Self-scanning LED）アレイにより構成されたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ：LED Print Head）が開発されている。かかるＳＬＥＤは、発光素子であるＬＥＤを選択的にオン／オフさせるスイッチング部にサイリスタ構造を採用することにより、スイッチング部とＬＥＤとを同一のチップ上に配置することが可能である。また、スイッチング部に対してＬＥＤをオン／オフ状態に設定するタイミング信号を送信する２本の信号線と、ＬＥＤに画像信号を送信する１本の信号線とによりＬＥＤを駆動させることができるので、配線を簡素化することも可能である。そのため、ＳＬＥＤを用いたＬＰＨは、装置の小型化を図るには極めて効果的な印字ヘッドである。
【０００３】
かかるＳＬＥＤでは、サイリスタ構造を有するスイッチング部により各ＬＥＤにおける点灯可能状態（オン状態）を次々に転送（走査）させながら、それに同期させてパルス幅変調された画像信号を送信することで各ＬＥＤを点灯させている。そのため、ＳＬＥＤの各ＬＥＤにおける発光光量は、画像信号のパルス幅によって設定される。
ところが、ＳＬＥＤ内の各ＬＥＤにおいては、画像信号として同一のパルス幅の信号を受けても、各ＬＥＤそれぞれの発光光量は一般に異なるものとなる。すなわち、製造上のバラツキによる各ＬＥＤの発光特性差や、各ＬＥＤの配置位置のバラツキ等に起因して、ＬＰＨから出射される際のＬＥＤの光量は、それぞれがバラツキを有している。主走査方向にライン状にＬＥＤが配列された構造のＬＰＨでは、各ＬＥＤの光量のバラツキは画像品質に大きな影響を与え、副走査方向に沿ったスジや主走査方向における濃度ムラ等の画質欠陥を発生させることとなる。そのため、ＬＰＨ内に配置される各ＬＥＤの光量を補正し、すべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるように設定する必要がある。
【０００４】
そこで、各発光素子の光量を補正するための従来技術として、ＬＥＤのチップ上での配置位置に応じた補正データを予め記憶しておき、この補正データに基づいて各画素（ＬＥＤ）毎の点灯時間（パルス幅）を補正することにより、各ＬＥＤの光量のバラツキを低減する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４６９５７号公報（第７−８頁）
【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、ＳＬＥＤを用いたＬＰＨを搭載した画像形成装置にて画像の高解像度化を実現しようとした場合、副走査方向での解像度も微細化されるため、各ＬＥＤを点灯する画像信号のパルス幅（点灯時間）は、極めて短いものとなる。
ここで具体例を挙げて説明する。例えば、副走査方向での解像度を４８００ｄｐｉ、画像形成装置のプロセススピードを２００ｍｍ／ｓｅｃとすると、ＬＰＨでの１画素当たりの駆動周期は約２０６ｎｓｅｃとなる。そのうち、スイッチング部（サイリスタ）での転送時間が５０ｎｓｅｃである。そして、ＬＰＨにおいては、各ＬＥＤの光量補正を行なうために、パルス幅による光量補正幅が設けられており、通常、光量補正幅は最大補正値／最小補正値＝２に設定されている。さらにＬＰＨには、ＬＰＨの全体光量を調整するための調整幅も設定されており、通常、全体光量調整幅は最大基準光量／最小基準光量＝３に設定されている。そうすると、各ＬＥＤの最大点灯時間が（２０６−５０）ｎｓｅｃであるのに対して、最小点灯時間は、各ＬＥＤの光量補正および全体光量調整が行なわれることから、（２０６−５０）・（１／２）・（１／３）＝２６ｎｓｅｃとなる可能性がある。
【０００７】
このように、画像信号のパルス幅（点灯時間）が２６ｎｓｅｃレベルに短くなると、信号線自体のインダクタンスやキャパシティの影響を相対的に大きく受けることとなり、ＳＬＥＤを駆動する駆動回路からの出力波形の歪みが相対的に大きくなる。
そのため、高解像度の画像形成装置においては、感光体の感度変化等に対応させてＬＰＨの全体光量を小さく設定した際に、駆動回路からの各ＬＥＤを点灯する画像信号の出力波形の歪みに起因して、各ＬＥＤ間の光量のバラツキが大きくなるという問題がある。その結果、高解像度の低光量設定時において、形成された画像にはスジや画像濃度ムラといった画像不良が生じるおそれがある。
なお、高解像度の低光量設定時において生じる各ＬＥＤ間の光量のバラツキは、回路構成により生じる出力波形の歪みに起因するものである。そのため、上記した特許文献１に記載された技術のように、単にＬＥＤ毎の補正データに基づいて各画素毎の点灯時間（パルス幅）を補正するだけでは、各ＬＥＤ間の光量のバラツキは解消することができない。
【０００８】
そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高解像度化対応のＬＥＤプリントヘッドにおいて、すべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるように設定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明のプリントヘッドは、画像形成装置にて像担持体を露光するプリントヘッドであって、ライン状に配列された複数の発光素子と、発光素子に対して発光素子を発光させる点灯信号を出力するとともに、点灯信号のパルス幅を所定値に固定するか、またはかかる所定値以上の領域で変化させることで発光素子の光量を制御する駆動回路と、駆動回路により点灯信号のパルス幅が上記した所定値に固定された際に、発光素子へ供給する電源電圧値を変化させる電圧供給部とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
ここで、電圧供給部は、画像形成装置からの発光素子全体の光量を指示する指示信号に基づいて電源電圧値を設定することを特徴とすることができる。また、電圧供給部は、駆動回路が点灯信号のパルス幅を所定値以上の領域で変化させる場合には、電源電圧値を上記した所定値に固定することを特徴とすることもできる。
また、駆動回路は、画像形成装置からの発光素子全体の光量を指示する指示信号に基づいてパルス幅を設定することを特徴とすることができる。さらに、駆動回路は、画像形成装置から発光素子全体の光量を所定値以上に設定する指示信号を受けた場合に、パルス幅を指示信号に基づいて上記した所定値以上の領域で変化させることを特徴とすることもできる。加えて、駆動回路は、画像形成装置から発光素子全体の光量を所定値よりも小さく設定する指示信号を受けた場合に、パルス幅を上記した所定値に固定することを特徴とすることもできる。
また、電圧供給部は、画像形成装置からの発光素子全体の光量を指示する指示信号を電圧値に変換するＤＡ変換器と、ＤＡ変換器からの電圧値により出力電圧を変化させるレギュレータとを含むことを特徴とすることができる。特に、電圧供給部は、レギュレータに配設された分圧抵抗値を変化させることで出力電圧を変化させることを特徴とすることもできる。
【００１１】
さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体を露光するプリントヘッドと、プリントヘッドの全体光量を指示する指示信号を出力する制御部とを有し、プリントヘッドは、ライン状に配列された複数の発光素子と、発光素子に対して発光素子を発光させる点灯信号を出力するとともに、制御部からの指示信号に基づいて点灯信号のパルス幅を所定値に固定するか、またはかかる所定値以上の領域で変化させる駆動回路と、駆動回路により点灯信号のパルス幅が上記した所定値に固定された際に、発光素子へ供給する電源電圧値を変化させる電圧供給部とを備えたことを特徴としている。
ここで、制御部からプリントヘッドの全体光量を所定値よりも小さく設定する指示信号を受けた場合に、駆動回路は指示信号に基づいてパルス幅を上記した所定値に固定することを特徴とすることができる。また、制御部からプリントヘッドの全体光量を所定値以上に設定する指示信号を受けた場合に、駆動回路は指示信号に基づいてパルス幅を変化させるとともに、電圧供給部は電源電圧値を所定値に固定することを特徴とすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像形成装置の高解像度化が図られた場合にも、ＬＥＤプリントヘッド内のすべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるので、低光量設定時においてもスジや画像濃度ムラのない高品質な画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態にて測定対象となるＬＥＤプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ１であり、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部１０、画像形成プロセス部１０を制御する制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置（ＩＩＴ）３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部（ＩＰＳ：Image Processing System）４０を備えている。
【００１４】
画像形成プロセス部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを備えている。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、静電潜像を形成してトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を所定電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光する露光器としてのＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。
さらに、現像器１５の下流側近傍には、感光体ドラム１２に対向して、感光体ドラム１２上に形成されたテスト用パッチ（濃度見本）のトナー像濃度を検出する濃度検出回路１７が備えられている。この濃度検出回路１７は制御部３０に接続され、トナー像濃度検出値を出力する。
ここで、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００１５】
また、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト２１、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの各色トナー像を中間転写ベルト２１に順次転写（一次転写）させる一次転写帯電器としての一次転写ロール２２、中間転写ベルト２１上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写帯電器としての二次転写ロール２３、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器２５を備えている。
【００１６】
本実施の形態のデジタルカラープリンタ１では、画像形成プロセス部１０は、制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像データは、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム１２の表面が、画像処理部４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＰＨ１４により露光されて、感光体ドラム１２上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
【００１７】
各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで形成された各色トナー像は、図１の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト２１上に、一次転写ロール２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト２１上に重畳されたトナー像が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト２１の移動に伴って二次転写ロール２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。そして、二次転写部にて二次転写ロール２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２１から剥離され、搬送ベルト２４により定着器２５まで搬送される。定着器２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送される。
【００１８】
図２は、露光器であるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。図２において、ＬＰＨ１４は、支持体としてのハウジング６１、発光部を構成する自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）６３、ＳＬＥＤ６３やＳＬＥＤ６３を駆動する駆動信号発生手段としての駆動回路（信号発生回路）１００（後段の図３参照）等を搭載するＬＥＤ回路基板６２、ＳＬＥＤ６３からの光を感光体ドラム１２表面に結像させる光学部材であるロッドレンズアレイ６４、ロッドレンズアレイ６４を支持するとともにＳＬＥＤ６３を外部から遮蔽するホルダー６５、ハウジング６１をロッドレンズアレイ６４方向に付勢する板バネ６６を備えている。
【００１９】
ハウジング６１は、アルミニウム、ＳＵＳ等のブロックまたは板金で形成され、ＬＥＤ回路基板６２を支持している。また、ホルダー６５は、ハウジング６１およびロッドレンズアレイ６４を支持し、ＳＬＥＤ６３の発光点とロッドレンズアレイ６４の焦点とが一致するように設定している。さらに、ホルダー６５はＳＬＥＤ６３を密閉するように構成されている。そのため、ＳＬＥＤ６３に外部からゴミが付着することを防ぐことができる。一方、板バネ６６は、ＳＬＥＤ６３およびロッドレンズアレイ６４の位置関係を保持するように、ハウジング６１を介してＬＥＤ回路基板６２をロッドレンズアレイ６４方向に付勢している。
このように構成されたＬＰＨ１４は、調整ネジ（図示せず）によってロッドレンズアレイ６４の光軸方向に移動可能に構成され、ロッドレンズアレイ６４の結像位置(焦点面)が感光体ドラム１２表面上に位置するように調整される。
【００２０】
ＬＥＤ回路基板６２には、図３（ＬＥＤ回路基板６２の平面図）に示したように、例えば５８個のＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）からなるＳＬＥＤ６３が、感光体ドラム１２の軸線方向と平行になるように精度良く列状に配置されている。この場合、図４（各ＳＬＥＤチップの連結部を説明する図）に示したように、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に配置されたＬＥＤアレイの端部境界において、各ＬＥＤアレイがＳＬＥＤチップ同士の連結部で連続的に配列されるように、ＳＬＥＤチップは交互に千鳥状に配置されている。なお、図４では、一例としてＣＨＩＰ１、ＣＨＩＰ２およびＣＨＩＰ３の連結部を示している。
また、ＬＥＤ回路基板６２には、信号発生回路１００、レベルシフト回路１０４、電源電圧を出力する３端子レギュレータ１０１、ＳＬＥＤ６３における光量補正値データ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１０２、デジタルカラープリンタ１本体との間で信号の送受信を行なうハーネス１０３が備えられている。
【００２１】
次に、ＬＥＤ回路基板６２上の配線構成について説明する。
図５は、ＬＥＤ回路基板６２上に形成されている配線図を示した図である。図５に示したように、ＬＥＤ回路基板６２上には、各ＳＬＥＤチップに電力を供給する＋３．８Ｖの電源ライン１０５および接地（ＧＮＤ）された電源ライン１０６、信号発生回路１００から各ＳＬＥＤチップに対して点灯信号ΦＩ（ΦＩ１〜ΦＩ５８）を送信する信号ライン１０７（１０７_１〜１０７_５８）、転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜１_６）を送信する信号ライン１０８（１０８_１〜１０８_６）、転送信号ＣＫ２（ＣＫ２_１〜２_６）を送信する信号ライン１０９（１０９_１〜１０９_６）が配線されている。
そして、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）には、信号ライン１０７を介して、ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８に対する点灯信号ΦＩが入力される。また、信号ライン１０８を介して転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜１_６）、信号ライン１０８を介して転送信号ＣＫ２（ＣＫ２_１〜２_６）がそれぞれＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８に入力される。
【００２２】
続いて、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する。
図６は、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する図である。本実施の形態のＳＬＥＤ６３は、レベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続されている。レベルシフト回路１０４は、抵抗Ｒ１ＢとコンデンサＣ１、および抵抗Ｒ２ＢとコンデンサＣ２がそれぞれ並列に配置された構成を有し、それぞれの一端がＳＬＥＤ６３の入力端子に接続され、他端が信号発生回路１００の出力端子に接続されている。そして、信号発生回路１００から出力される転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃに基づいて、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２をＳＬＥＤ６３に出力するように構成されている。
なお、本実施の形態のＳＬＥＤ６３には、５８個のＳＬＥＤチップが直列に配列されているが、図６では、１つのＳＬＥＤチップだけを示している。そして、以下の説明では、便宜上ＳＬＥＤチップをＳＬＥＤ６３と称することとする。
【００２３】
図６に示したように、ＳＬＥＤ６３は、スイッチ素子としての１２８個のサイリスタＳ１〜Ｓ１２８、発光素子としての１２８個のＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８、１２８個のダイオードＤ１〜Ｄ１２８、１２８個の抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８、さらには信号ラインに過剰な電流が流れるのを防止する転送電流制限抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａで構成されている。
なお、ここでは、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８への電流の供給を制御するサイリスタＳ１〜Ｓ１２８とダイオードＤ１〜Ｄ１２８とで主に構成される部分を転送部と呼ぶ。
【００２４】
本実施の形態のＳＬＥＤ６３では、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のアノード端子（入力端）Ａ１〜Ａ１２８は電源ライン１０５に接続されている。この電源ライン１０５には電源電圧Ｖｓｕｂ（＝＋３．８Ｖ）が供給される。
奇数番目サイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７のカソード端子（出力端）Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して転送信号ＣＫ１が送信される。
また、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８のカソード端子（出力端）Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して転送信号ＣＫ２が送信される。
【００２５】
一方、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子（制御端）Ｇ１〜Ｇ１２８は、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられた抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８を介して電源ライン１０６に各々接続されている。なお、電源ライン１０６は接地（ＧＮＤ）されている。
また、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８と、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられたＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のゲート端子とは各々接続される。
さらに、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８には、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８のカソード端子が接続されている。そして、サイリスタＳ１〜Ｓ１２７のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７には、次段のダイオードＤ２〜Ｄ１２８のアノード端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオードＤ１〜Ｄ１２８はゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７を挟んで直列接続されている。
ダイオードＤ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ２Ａおよびレベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続され、転送信号ＣＫ２が送信される。また、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のカソード端子は、信号発生回路１００に接続されて、点灯信号ΦＩが送信される。
【００２６】
さらには、ＳＬＥＤ６３には、転送部においてサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８を覆うように遮光マスク５０を配置している。これは、画像形成動作中に、オン状態にあって電流が流れている状態におけるサイリスタＳ１〜Ｓ１２８や、電流が流れている状態におけるダイオードＤ１〜Ｄ１２８からの発光を遮断し、不要光が感光体ドラム１２を露光することを抑制するために設けられている。
【００２７】
次に、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力されるＳＬＥＤ６３を駆動する信号（駆動信号）について説明する。
図７は、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。なお、図７に示すタイミングチャートでは、すべてのＬＥＤが光書き込みを行う（発光する）場合について表記している。
（１）まず、画像形成装置から信号発生回路１００にリセット信号（ＲＳＴ）が入力されることによって、信号発生回路１００では、転送信号ＣＫ１Ｃをハイレベル（以下、「Ｈ」と記す。）、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１が「Ｈ」に設定され、また、転送信号ＣＫ２Ｃをローレベル（以下、「Ｌ」と記す。）、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として、転送信号ＣＫ２がローレベル（「Ｌ」）に設定されて、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフの状態に設定される（図７（ａ））。
（２）リセット信号（ＲＳＴ）に続いて、信号発生回路１００から出力されるライン同期信号Ｌｓｙｎｃが「Ｈ」になり（図７（Ａ））、ＳＬＥＤ６３の動作を開始する。そして、このライン同期信号Ｌｓｙｎｃに同期して、図７（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）に示すように、転送信号ＣＫ２Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ２を「Ｈ」とする（図７（ｂ））。
（３）次に、図７（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｌ」にする（図７（ｃ））。
【００２８】
（４）これに続いて、図７（Ｂ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃを「Ｌ」にする（図７（ｄ））。
この状態においては、サイリスタＳ１のゲート電流が流れ始める。その際に、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒをハイインピーダンス（Ｈｉｚ）にすることで、電流の逆流防止を行う。
その後、サイリスタＳ１のゲート電流により、サイリスタＳ１がオンし始め、ゲート電流が徐々に上昇する。それとともに、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に電流が流れ込むことで、転送信号ＣＫ１の電位も徐々に上昇する。
【００２９】
（５）所定時間（転送信号ＣＫ１電位がＧＮＤ近傍になる時間）の経過後、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒを「Ｌ」にする（図７（ｅ））。そうすると、ゲートＧ１電位が上昇することによって信号ラインΦ１電位の上昇および転送信号ＣＫ１電位の上昇が生じ、それに伴いレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂ側に電流が流れ始める。その一方で、転送信号ＣＫ１電位が上昇するのに従い、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に流れ込む電流は徐々に減少する。
そして、サイリスタＳ１が完全にオンし、定常状態になると、サイリスタＳ１のオン状態を保持するための電流がレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂに流れるが、コンデンサＣ１には流れない。
なお、このとき、図７（Ｂ）に示すように、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｃをハイインピーダンス（Ｈｉｚ）に設定する（図７（ｅ））。
【００３０】
（６）サイリスタＳ１が完全にオンした状態で、図７（Ｈ）に示すように、点灯信号ΦＩを「Ｌ」にする（図７（ｆ））。このとき、ゲートＧ１電位＞ゲートＧ２電位であるため、サイリスタ構造のＬＥＤ Ｌ１のほうが早くオンし、点灯する。ＬＥＤ Ｌ１がオンするのに伴って、信号ラインΦ１の電位が上昇するため、ＬＥＤ Ｌ２以降のＬＥＤはオンすることはない。すなわち、ＬＥＤ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、…は、最もゲート電圧の高いＬＥＤ Ｌ１のみがオン（点灯）することになる。
【００３１】
（７）次に、図７（Ｆ）に示すように、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」にすると（図７（ｇ））、図７（ｃ）の場合と同様に電流が流れ、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ２の両端に電圧が発生する。
（８）図７（Ｅ）に示すように、この状態で転送信号ＣＫ２Ｃを「Ｌ」にすると（図７（ｈ））、サイリスタスイッチＳ２がターンオンする。
（９）そして、図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを同時に「Ｈ」にすると（図７（ｉ））、サイリスタスイッチＳ１はターンオフし、抵抗Ｒ１を通って放電することによってゲートＧ１電位は除々に下降する。その際、サイリスタスイッチＳ２は完全にオンする。したがって、点灯信号端子ＩＤからの画像データに対応した点灯信号ΦＩを「Ｌ」／「Ｈ」することで、ＬＥＤ Ｌ２を点灯／非点灯させることが可能となる。なお、この場合ゲートＧ１の電位はすでにゲートＧ２の電位より低くなっているため、ＬＥＤ Ｌ１がオンすることはない。
【００３２】
（１０）上記した動作を順次行い、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させる。そして、終端のＬＥＤ Ｌ１２８が消灯した図７中の「転送動作期間」の後においては、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ１を「Ｈ」とし、さらに転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ２を「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保つ（図７中、「転送サイリスタをオフ」）。それによって、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフする。したがって、この状態においては、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８に電流が流れることはないので、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８は消灯（非点灯）の状態に保持される。
【００３３】
（１１）さらに、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保った後、転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として転送信号ＣＫ２を「Ｌ」とする（図７中、「転送部に電流を流さない期間」）。これによって、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることがないので、すべてのダイオードＤ１〜Ｄ１２８も非点灯の状態が保持される。
それにより、点灯信号ΦＩが出力されて画像形成が終了した後の、感光体ドラム１２（図１参照）が回転を停止した状態を含んだ非定常動作時においては、ＳＬＥＤ６３の転送部に対して電流が印加されない。そのため、感光体ドラム１２が回転を停止している状態では、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８とともに、転送部に配置されたサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることはなく、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８から光が出射されることがないので、感光体ドラム１２が不要に露光されることが抑えられている。
【００３４】
続いて、信号発生回路１００の構成を詳細に説明する。
図８は、信号発生回路１００の構成を示すブロック図である。信号発生回路１００は、画像データ展開部１１０、濃度ムラ補正データ部１１２、タイミング信号発生部１１４、基準クロック発生部１１６、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に対応して設けられた点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８により主要部が構成されている。
画像データ展開部１１０には、画像処理部（ＩＰＳ）４０から画像データがシリアルに送信されてくる。画像データ展開部１１０は、送信された画像データを１〜１２８ドット目、１２９〜２５６ドット目、…、７２９７〜７４２４ドット目と各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）毎の画像データに分割する。画像データ展開部１１０は点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８と接続されており、分割した画像データを各々対応する点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。
【００３５】
濃度ムラ補正データ部１１２は、ＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤ毎の光量のバラツキ等に起因する画像形成時の画像濃度ムラを修正するための濃度ムラ補正データが記憶されている。そして、濃度ムラ補正データ部１１２からのデータ読出し信号に同期して、濃度ムラ補正データを点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。この濃度ムラ補正データは、各ＬＥＤ毎に、各ＬＥＤによる光量のバラツキ等に応じて設定されたデータであって、本実施の形態では８ビット（０〜２５５）のデータとして形成される。
ＥＥＰＲＯＭ１０２には、各ＬＥＤ毎の光量補正値データが格納されている。そして、マシン電源投入時に、ＥＥＰＲＯＭ１０２から濃度ムラ補正データ部１１２に対して、各ＬＥＤ毎の光量補正値データがダウンロードされる。それにより、濃度ムラ補正データ部１１２には、光量補正値データが濃度ムラ補正データとして記憶される。
【００３６】
ここで、ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている各ＬＥＤ毎の光量補正値データは、次のようにして求められる。ＬＥＤ毎の光量補正値データは、光プロファイル測定装置等により各ＬＥＤの光量を測定し、測定された光量データに基づいて生成される。
まず、ＬＰＨ１４が光プロファイル測定装置に設置され、各ＬＥＤを点灯させて各ＬＥＤの光量分布データを測定する。そして、測定された光量分布データに関して、ＬＥＤの配列方向（主走査方向）の各座標位置における主走査方向とは直交する方向（副走査方向）の積分値を算出し、主走査方向での光量分布（光プロファイル）を得る。
続いて、光プロファイルにおける谷から谷までの光量を積分し、この積分値を谷から谷までの距離で割算することで谷と谷との間の領域の光量（露光エネルギ）密度を算出する。このようにして求められた各領域の露光エネルギ密度を各ＬＥＤの補正特性値とする。そして、この補正特性値を所定の目標値に合わせるように、目標値との誤差分に応じて光量を増減して、すべての領域における補正特性値がフラット（平坦）になるようにする。そして、このような平坦化処理された各領域毎の光量補正値を各ＬＥＤについての光量補正値とする。
【００３７】
次に、基準クロック発生部１１６は、本体の制御部３０、タイミング信号発生部１１４、および点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８と接続されている。
図９（基準クロック発生部１１６の構成を説明するブロック図）に示したように、基準クロック発生部１１６は、水晶発振器１４０、分周器１／Ｍ１４２、分周器１／Ｎ１４４、位相比較器１４６、および電圧制御発振器１４８からなるＰＬＬ回路１３４と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３２とを含んで構成されている。
ＬＵＴ１３２には制御部３０からの光量調整データ１に基づいて分周比Ｍ、Ｎを決定するためのテーブルが記憶されている。水晶発振器１４０は分周器１／Ｎ１４４と接続されており、所定の周波数で発振し、発振した信号を分周器１／Ｎ１４４へと出力する。分周器１／Ｎ１４４はＬＵＴ１３２および位相比較器１４６と接続されており、ＬＵＴ１３２からの光量調整データ１により決定された分周比Ｎに基づいて水晶発振器１４０で発振された信号を分周する。位相比較器１４６は、分周器１／Ｍ１４２、分周器１／Ｎ１４４、および電圧制御発振器１４８と接続されており、分周器１／Ｍ１４２からの出力信号と、分周器１／Ｎ１４４からの出力信号とを比較する。この位相比較器１４６による比較結果（位相差）に応じて、電圧制御発振器１４８に供給するコントロール電圧が制御される。電圧制御発振器１４８はコントロール電圧に基づく周波数で、基準クロック信号を出力する。本実施の形態では、点灯可能期間を２５６に分割する周波数に相当するコントロール電圧が供給され、この周波数の基準クロック信号を生成して、すべての点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８へ出力する。また、電圧制御発振器１４８は分周器１／Ｍ１４２とも接続されており、電圧制御発振器１４８から出力された基準クロック信号は、分周器１／Ｍ１４２にも分岐されて入力される。分周器１／Ｍ１４２は、ＬＵＴ１３２からの光量調整データ１により決定された分周比Ｍに基づいて、電圧制御発振器１４８からフィードバックされた基準クロック信号を分周する。
【００３８】
タイミング信号発生部１１４は、制御部３０および基準クロック発生部１１６と接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からの水平同期信号（Ｌｓｙｎｃ）と同期して、転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃを生成する。転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃは、レベルシフト回路１０４を介することにより転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２となってＬＰＨ１４に出力される。
また、タイミング信号発生部１１４は、濃度ムラ補正データ部１１２および画像データ展開部１１０と接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からのＬｓｙｎｃ信号と同期して、画像データ展開部１１０から各画素に対応した画像データを読み出すためのデータ読出し信号、および濃度ムラ補正データ部１１２から各画素（各ＬＥＤ）に対応した濃度ムラ補正データを読み出すためのデータ読出し信号を各々に対して出力している。さらに、タイミング信号発生部１１４は、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８とも接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からのＬｓｙｎｃ信号と同期して、ＳＬＥＤ６３の点灯開始のトリガ信号を出力している。
【００３９】
点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８は、各画素（各ＬＥＤ）の点灯時間を濃度ムラ補正データおよび遅延選択データに基づいて補正し、ＳＬＥＤ６３の各画素を点灯するための制御信号を生成する。
具体的には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８は、図１０（点灯時間制御・駆動部１１８の構成を説明するブロック図）に示したように、プリセッタブルデジタルワンショットマルチバイブレータ（ＰＤＯＭＶ）１６０、直線性補正部１６２、ＡＮＤ回路１７０を含んで構成されている。
ＡＮＤ回路１７０は、画像データ展開部１１０およびタイミング信号発生部１１４と接続されており、画像データ展開部１１０からの画像データが１（ＯＮ）のときには、タイミング信号発生部１１４からのトリガ信号（ＴＲＧ）をＰＤＯＭＶ１６０に出力し、画像データが０（ＯＦＦ）のときには、トリガ信号を出力しないように設定されている。ＰＤＯＭＶ１６０は、ＡＮＤ回路１７０、ＯＲ回路１６８、濃度ムラ補正データ部１１２、および基準クロック発生部１１６と接続されており、ＡＮＤ回路１７０からのトリガ信号に同期して濃度ムラ補正データに応じたクロック数の点灯パルスを発生する。
【００４０】
直線性補正部１６２は、ＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤでの発光開始時間のバラツキを補正するために、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号を補正して出力する。具体的には、直線性補正部１６２は、複数の遅延回路１６４（本実施の形態では、１６４−０〜１６４−７の８個）、遅延選択レジスタ１６６、遅延信号選択部１６５、ＡＮＤ回路１６７、ＯＲ回路１６８、点灯信号選択部１６９を含んで構成されている。
遅延回路１６４−０〜１６４−７は、ＰＤＯＭＶ１６０と接続されており、各々がＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号を遅延させるための異なる時間が設定されている。遅延選択レジスタ１６６は遅延信号選択部１６５および点灯信号選択部１６９と接続されており、遅延選択レジスタ１６６には、ＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤ毎の遅延選択データ、および点灯信号選択データが格納されている。各ＬＥＤ毎の遅延選択データおよび点灯信号選択データは予め測定され、ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている。ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納された遅延選択データおよび点灯信号選択データは、マシン電源投入時に濃度ムラ補正データ部１１２を介して遅延選択レジスタ１６６にダウンロードされる。なお、格納手段としてフラッシュＲＯＭを用いることもでき、その場合には、フラッシュＲＯＭ自体を遅延選択レジスタ１６６として機能させることができる。
【００４１】
ここで、ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている遅延選択データについて説明する。図１１は、ＬＥＤを点灯させる点灯信号ΦＩのパルス幅とＬＥＤの光量との関係を示した図である。図１１（ａ）では、実線は、ＳＬＥＤ６３内の任意の１のＬＥＤについて、点灯信号ΦＩのパルス幅（例えば、図７の（Ｈ）のＬ１の長さ）を変化させた際に、ＬＥＤからロッドレンズアレイ６４（図２参照）を介して出射された光の光量測定値である。また、破線は、かかるＬＥＤが実際に駆動する際に要求される目標となる光量特性（目標光量特性）である。
図１１（ａ）に示したように、ＬＥＤから実際に光が出射される際には、点灯信号ΦＩの出力波形が完全な矩形とはならないこと等から、発光開始時間に遅延が生じ、その遅延時間も通常３〜１５ｎｓｅｃ程度のバラツキを持ったものとなる。そこで、本実施の形態のＬＰＨ１４では、直線性補正部１６２により、画像形成装置で使用されるパルス幅領域において、ＬＥＤからの光の光量特性が目標光量特性とほぼ一致するように、点灯信号ΦＩのパルス幅をオフセットさせている。
図１１（ｂ）は、ＬＥＤへの点灯信号ΦＩのパルス幅にオフセット補正を行なった場合のＬＥＤの光量特性（実線）を示したものである。図１１（ｂ）では、使用されるパルス幅領域の下限のパルス幅（オフセット補正位置）にて、ＬＥＤの光量が目標光量と一致するように、オフセット量を定めている。そして、オフセット量は、このような方法で各ＬＥＤ毎に測定され、遅延選択データとしてＥＥＰＲＯＭ１０２に格納される。
【００４２】
遅延信号選択部１６５は、ＡＮＤ回路１６７およびＯＲ回路１６８と接続されており、遅延選択レジスタ１６６に格納された遅延選択データに基づいて、遅延回路１６４−０〜１６４−７からの出力のいずれか１つを選択する。ＡＮＤ回路１６７は、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号と遅延信号選択部１６５により選択された遅延点灯パルス信号の論理積、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号との両方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。ＯＲ回路１６８は、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号と遅延信号選択部１６５により選択された遅延点灯パルス信号の論理和、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号の少なくとも一方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。
点灯信号選択部１６９は、遅延選択レジスタ１６６に格納された点灯選択データに基づいて、ＡＮＤ回路１６７またはＯＲ回路１６８からの出力のいずれか一方を選択する。そして、選択された点灯パルスが点灯信号ΦＩとしてＭＯＳＦＥＴ１７２を介してＬＰＨ１４へと出力される。
【００４３】
ところで、上述したように、ＰＤＯＭＶ１６０は、ＡＮＤ回路１７０からのトリガ信号に同期して濃度ムラ補正データに応じたクロック数の点灯パルスを発生して、ＡＮＤ回路１６７およびＯＲ回路１６８に出力する。したがって、直線性補正部１６２に入力される点灯パルスは、ＰＤＯＭＶ１６０において濃度ムラ補正データによる補正処理がすでに施されている。したがって、点灯信号ΦＩとしてＭＯＳＦＥＴ１７２を介してＬＰＨ１４へと出力される点灯パルスは、濃度ムラ補正（ゲイン補正）およびオフセット補正が行なわれた状態で出力される。
図１２は、ゲイン補正およびオフセット補正が施されたＬＥＤの光量特性を示した図である。図１２では、一例として、画像形成装置で使用されるパルス幅領域の中央位置（ゲイン補正位置）を基準としてゲイン補正を行なった場合を示している。
このように、本実施の形態の点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８では、各画素（各ＬＥＤ）の点灯パルス（パルス幅）を濃度ムラ補正データおよび遅延選択データに基づいて補正することで、画像形成装置で使用されるパルス幅領域での光量特性を目標光量特性とほぼ一致させて、ＬＰＨ１４に出力している。それにより、使用パルス幅領域において、すべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるように設定している。
【００４４】
次に、ＬＰＨ１４へ電源電圧を供給する電圧供給部の一例としての電源電圧制御部１１９は、図８に示したように、制御部３０から出力される光量調整データ２をデジタル／アナログ変換して、光量調整データ２に応じた制御電圧Ｖｃｏｎｔを出力するＤＡ変換器１２０、ＤＡ変換器１２０から出力される制御電圧Ｖｃｏｎｔに応じてＬＰＨ１４への出力電圧Ｖｓｕｂを＋３．８Ｖ以下に可変に設定する３端子レギュレータ１０１を含んで構成されている。
【００４５】
ここで、基準クロック発生部１１６および電源電圧制御部１１９の動作について述べる。
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（図１参照）では、所定のタイミングで感光体ドラム１２上にテスト用パッチ（濃度見本）が形成され、濃度検出回路１７はそのトナー像濃度を検出する。濃度検出回路３２で検出されたトナー像濃度データは、制御部３０に出力され、制御部３０では、入力されたトナー像濃度データからＬＰＨ１４での光量を演算して光量調整データを生成する。そして、生成された光量調整データは、光量調整データ１として基準クロック発生部１１６へ出力され、光量調整データ２として電源電圧制御部１１９へ出力される。
光量調整データ（光量調整データ１および光量調整データ２）は、例えば感光体ドラム１２の感度の変動、潜像電位（暗部電位ＶＨや明部電位ＶＬ）の変動、さらには現像器１５内の現像剤量の変動等が要因となってトナー像濃度に変動が生じることから、これを一定に維持するために、ＬＰＨ１４での全体光量（ＬＰＨ１４内のＬＥＤ全体の光量）を調整するために用いるデータである。そのため、光量調整データは、ＬＰＨ１４のＳＬＥＤ６３を駆動する点灯信号ΦＩのパルス幅を指示する指示値として出力される。
なお、ＬＰＨ１４での全体光量は点灯信号ΦＩのパルス幅が長くなるのに伴って大きくなるので、パルス幅指示値が大きい程、ＬＰＨ１４での全体光量を大きく設定することを意味する。
【００４６】
光量調整データ１を入力した基準クロック発生部１１６内のＰＬＬ回路１３４では、光量調整データ１が所定値以上のパルス幅を指示する場合（ＬＰＨ１４での全体光量を所定値以上に設定する場合。以下同様。）には、水晶発振器１４０によって発振される水晶発振器周期をＴ、ＰＬＬ回路１３４から出力される基準クロック周期をＴｏとした場合に、Ｔｏ＝Ｍ×Ｔ／Ｎとなる周期で基準クロック信号を出力する。ここで、Ｍ、Ｎは、光量調整データ１に応じた基準クロック周期を得るために設定された分周器１／Ｍ１４２、分周器１／Ｎ１４４の各々の分周比であり、これらの分周比Ｍ、Ｎは、予めＬＵＴ１３２に記憶されている。すなわち、基準クロック発生部１１６では、光量調整データ１に基づいて基準クロック信号の周期を変化させる。それにより、基準クロック周期を長くすることにより、点灯信号ΦＩのパルス幅を長くすることができ、ＬＥＤの光量を高くすることができる。また、基準クロック周期を短くすることにより、点灯信号ΦＩのパルス幅を短くすることができ、ＬＥＤの光量を低くすることができる。このようにして、ＬＰＨ１４の全体光量を調整している。なお、分周比Ｍ、Ｎは、ＰＬＬ回路１３４の比較周期を短くするために小さい値を選ぶのが好ましい。
【００４７】
一方、光量調整データ１が所定値よりも小さなパルス幅を指示する場合（ＬＰＨ１４での全体光量を所定値よりも小さく設定する場合。以下同様。）には、光量調整データ１を入力した基準クロック発生部１１６内のＰＬＬ回路１３４は、固定された基準クロック周期Ｔｏｆ（例えば、４０ｎｓｅｃ）を出力する。すなわち、ＬＵＴ１３２には、光量調整データ１が所定値よりも小さなパルス幅を指示する場合には、基準クロック信号を固定基準クロック周期Ｔｏｆに設定する所定の分周比Ｍ、Ｎが記憶されている。
【００４８】
また、電源電圧制御部１１９のＤＡ変換器１２０では、光量調整データ２が所定値以上のパルス幅を指示する場合には、光量調整データ２を入力したＤＡ変換器１２０は、３端子レギュレータ１０１の出力電圧Ｖｓｕｂが＋３．８Ｖで一定となるように、所定の制御電圧値Ｖｃｏｎｔ１（後段の図１３参照）を出力する。
一方、光量調整データ２が所定値よりも小さなパルス幅を指示する場合には、光量調整データ２を入力したＤＡ変換器１２０では、３端子レギュレータ１０１に対し、光量調整データ２に対応して設定された制御電圧Ｖｃｏｎｔを出力する。そして３端子レギュレータ１０１は、入力した制御電圧Ｖｃｏｎｔに応じて出力電圧Ｖｓｕｂを＋３．８Ｖ以下に設定する。
図１３は、ＤＡ変換器１２０からの制御電圧Ｖｃｏｎｔと３端子レギュレータ１０１の出力電圧Ｖｓｕｂとの関係の一例を示した図である。図１３に示したように、出力電圧Ｖｓｕｂは、制御電圧Ｖｃｏｎｔに対してリニアに変化するように設定されている。本実施の形態の３端子レギュレータ１０１では、制御電圧Ｖｃｏｎｔを１．６１〜１．９Ｖの範囲で可変させることで、出力電圧Ｖｓｕｂが３．２〜３．８Ｖの範囲でリニアに変化するように設定されている。
一方、光量調整データ２が所定値以上のパルス幅を指示する場合には、ＤＡ変換器１２０では制御電圧Ｖｃｏｎｔを固定値（Ｖｃｏｎｔ１：図１３の例では１．９Ｖ）に設定する。それにより、３端子レギュレータ１０１の出力電圧Ｖｓｕｂは、３．８Ｖに固定される。
【００４９】
なお、本実施の形態の電源電圧制御部１１９では、３端子レギュレータ１０１は、ＤＡ変換器１２０から出力される制御電圧Ｖｃｏｎｔに応じてＬＰＨ１４への出力電圧Ｖｓｕｂを可変に設定するように構成されている。しかし、そのような構成の他に、３端子レギュレータ１０１において、フィードバックのための分圧抵抗Ｒ１またはＲ２のいずれか、または双方を可変抵抗器で構成して、ＤＡ変換器１２０からの出力値に応じてこれらの抵抗値を変えて、ＬＰＨ１４への出力電圧Ｖｓｕｂを調整する構成とすることもできる。
【００５０】
本実施の形態のＬＰＨ１４では、上記したように基準クロック発生部１１６および電源電圧制御部１１９を動作させている。それにより、図１２に示したようなゲイン補正およびオフセット補正が施されたＬＥＤについて、副走査方向の解像度が例えば４８００ｄｐｉの高解像度に設定される場合、すなわち使用パルス幅領域がより低いパルス幅領域に設定された場合においても、すべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるように設定することを可能としている。
以下に、高解像度に設定された場合に使用されるパルス幅領域におけるＬＥＤの光量制御について説明する。
【００５１】
まず、図１１および図１２に示したように、点灯信号ΦＩのパルス幅の短い領域（図中、「使用パルス幅領域」よりもパルス幅が短い領域）においては、ＳＬＥＤ６３内のＬＥＤの発光光量とパルス幅とはリニアな特性を有していない。これは、点灯信号ΦＩが、点灯信号ΦＩを伝送する信号線自体のインダクタンスやキャパシティの影響を相対的に大きく受けることによって、ＳＬＥＤ６３を駆動する信号発生回路１００からの点灯信号ΦＩの出力波形に相対的に大きな歪みが生じることに起因する。
そのため、図１１および図１２での使用パルス幅領域よりもパルス幅が短い領域を使用する高解像度の画像形成装置においては、ＬＰＨ１４の全体光量を小さく設定した際に、信号発生回路１００からの各ＬＥＤを点灯する点灯信号ΦＩの出力波形の歪みに起因して、各ＬＥＤ間の光量のバラツキが大きくなるという問題がある。その結果、高解像度の低光量設定時において、形成された画像にはスジや画像濃度ムラという画像不良が生じることとなる。
すなわち、図１４に示したように、副走査方向の解像度が通常の例えば２４００ｄｐｉに設定された場合の使用パルス幅領域１においては、ゲイン補正およびオフセット補正を施すことにより、ＬＰＨ１４でのＬＥＤの光量特性を目標とする光量特性にほぼ一致させることが可能である。ところが、副走査方向の解像度が高解像度である例えば４８００ｄｐｉに設定された場合には、パルス幅のより短い領域（使用パルス幅領域２）が用いられることなり、ＬＥＤの発光光量とパルス幅とがリニアな特性を有していない領域（誤差の大きな領域）を含むこととなる。そのため、ＬＰＨ１４でのＬＥＤの光量特性を目標とする光量特性に一致させることができず、各ＬＥＤ間の光量のバラツキが大きくなる。
【００５２】
そこで、本実施の形態のＬＰＨ１４では、ＬＥＤの発光光量とパルス幅とがリニアな特性を有さず、目標光量特性との誤差が大きな領域（図１４参照）においては、基準クロック発生部１１６内のＰＬＬ回路１３４からは、固定された基準クロック周期Ｔｏｆ（例えば、４０ｎｓｅｃ）を出力する。それと同時に、電源電圧制御部１１９では、３端子レギュレータ１０１に対して制御電圧Ｖｃｏｎｔを出力して、３端子レギュレータ１０１の出力電圧Ｖｓｕｂを制御電圧Ｖｃｏｎｔに応じて＋３．８Ｖ以下に設定する。
すなわち、目標光量特性との誤差が大きな領域においては、基準クロック信号を固定基準クロック周期Ｔｏｆに設定しておき、ＳＬＥＤ６３の電源ライン１０５（図６参照）に供給される電源電圧Ｖｓｕｂを光量調整データ２に応じて＋３．８Ｖ以下に低下させることにより、ＬＥＤの光量を調整している。
そのため、目標光量特性との誤差が大きな領域ではパルス幅が固定されるので、パルス幅を短くすることによる点灯信号ΦＩの出力波形に相対的に大きな歪みが生じることを抑制することができ、ＬＥＤの発光光量を安定化させることが可能となる。加えて、その状態でＳＬＥＤ６３の電源ライン１０５に供給される電源電圧Ｖｓｕｂを光量調整データ２に応じて＋３．８Ｖ以下に低下させることにより、ＬＥＤの光量を目標光量特性にほぼ一致するように調整することが可能となる。
【００５３】
図１５は、本実施の形態のＬＰＨ１４において、制御部３０からの光量調整データ（光量調整データ１）により指示された点灯信号ΦＩのパルス幅（指示値）と、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８から出力されるパルス幅（設定パルス幅）との関係を説明する図である。図１５に示すように、指示値が例えば４０ｎｓｅｃ以上の場合には、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を光量調整データ１に基づいて変化させることで、指示値に従って設定パルス幅を設定する。一方、指示値が例えば４０ｎｓｅｃよりも小さい場合には、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を固定し、設定パルス幅を４０ｎｓｅｃに固定して設定する。ここで、設定パルス幅を固定値に変更する指示値としては、ＬＥＤの発光光量が安定する４０ｎｓｅｃ程度に設定するのが好ましい。
【００５４】
次に、図１６は、本実施の形態のＬＰＨ１４において、制御部３０からの光量調整データ（光量調整データ２）により指示された点灯信号ΦＩのパルス幅（指示値）と、電源電圧制御部１１９から出力される出力電圧Ｖｓｕｂ（電源電圧）との関係を説明する図である。図１６に示すように、指示値が例えば４０ｎｓｅｃ以上の場合には、電源電圧制御部１１９から出力される電源電圧Ｖｓｕｂを３．８Ｖに固定する。一方、指示値が例えば４０ｎｓｅｃより小さい場合には、指示値に基づいてＤＡ変換器１２０からの制御電圧Ｖｃｏｎｔを可変させ、電源電圧制御部１１９から出力される電源電圧Ｖｓｕｂを＋３．２〜３．８Ｖの範囲で変化するように設定している。
【００５５】
そして、図１７は、本実施の形態のＬＰＨ１４において、制御部３０からの光量調整データにより指示された点灯信号ΦＩのパルス幅（指示値）と、ＬＥＤの光量との関係を説明する図である。本実施の形態のＬＰＨ１４では、指示値が所定値（例えば、４０ｎｓｅｃ）以上の場合には、基準クロック発生部１１６内のＰＬＬ回路１３４からの光量調整データ１に応じた基準クロック周期により、ＬＥＤの発光光量を調整する。また、指示値が所定値より小さい場合には、電源電圧制御部１１９から出力される電源電圧Ｖｓｕｂを３．２〜３．８Ｖの範囲で変化させて、ＬＥＤの発光光量を調整する。それにより、図１７に示すように、図１４の場合とは異なり、指示値が所定値より小さい範囲においても、ＬＥＤの光量を目標光量特性にほぼ一致させることが可能となる。
それにより、副走査方向の解像度が例えば４８００ｄｐｉの高解像度に設定される場合においても、すべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるように設定することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態のＬＰＨ１４では、所定値以上のパルス幅の領域においては、基準クロック発生部１１６内のＰＬＬ回路１３４において光量調整データ１に応じて設定された基準クロック周期を生成して、すべての点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８へ出力する。すなわち、所定値以上のパルス幅領域では、光量調整データに応じて点灯信号ΦＩのパルス幅を変化させることにより、ＬＰＨ１４の全体光量を調整している。
一方、所定値よりも小さなパルス幅の領域においては、光量調整データ１に基づいて基準クロック周期Ｔｏを固定値Ｔｏｆに設定しておく。そして、ＳＬＥＤ６３の電源ライン１０５（図６参照）に供給される電源電圧Ｖｓｕｂを光量調整データ２に応じて＋３．８Ｖ以下に設定することにより、ＬＥＤの全体光量を調整している。すなわち、所定値よりも小さなパルス幅領域では、光量調整データに応じてＳＬＥＤ６３への電源電圧Ｖｓｕｂを変化させることにより、ＬＰＨ１４の全体光量を調整している。
そのため、画像形成装置における高解像度化に対応して、副走査方向の解像度が例えば４８００ｄｐｉに設定された場合においても、パルス幅のより短い使用パルス幅領域において、ＬＥＤの光量を目標光量特性にほぼ一致するように調整することが可能となる。それにより、すべてのＬＥＤの光量が所定の範囲内に収まるように設定することができ、高解像度の低光量設定時においても、スジや画像濃度ムラという画像不良の発生が抑えられた高品質が画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施の形態のＬＥＤプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)の構成を示した図である。
【図３】ＬＥＤ回路基板の平面図である。
【図４】各ＳＬＥＤチップの連結部を説明する図である。
【図５】ＬＥＤ回路基板上に形成されている配線図を示した図である。
【図６】ＳＬＥＤの回路構成を説明する図である。
【図７】信号発生回路およびレベルシフト回路から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。
【図８】信号発生回路の構成を示すブロック図である。
【図９】基準クロック発生部の構成を説明するブロック図である。
【図１０】点灯時間制御・駆動部の構成を説明するブロック図である。
【図１１】オフセット補正を行なう前後のＬＥＤを点灯させる点灯信号ΦＩのパルス幅とＬＥＤの光量との関係を示した図である。
【図１２】ゲイン補正およびオフセット補正が施されたＬＥＤのパルス幅に対する光量特性を示した図である。
【図１３】ＤＡ変換器からの制御電圧Ｖｃｏｎｔと３端子レギュレータの出力電圧Ｖｓｕｂとの関係の一例を示した図である。
【図１４】副走査方向の解像度が高解像度に設定された場合のＬＥＤの光量特性と目標光量特性との誤差を説明する図である。
【図１５】点灯信号ΦＩのパルス幅（指示値）と点灯時間制御・駆動部から出力されるパルス幅（設定パルス幅）との関係を説明する図である。
【図１６】点灯信号ΦＩのパルス幅（指示値）と、電源電圧制御部から出力される出力電圧Ｖｓｕｂ（電源電圧）との関係を説明する図である。
【図１７】点灯信号ΦＩのパルス幅（指示値）とＬＥＤの光量との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…デジタルカラープリンタ、１０…画像形成プロセス部、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、３０…制御部、４０…画像処理部（ＩＰＳ）、６２…ＬＥＤ回路基板、６３…自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）、６４…ロッドレンズアレイ、１００…駆動回路（信号発生回路）、１０２…ＥＥＰＲＯＭ、１０４…レベルシフト回路、１１０…画像データ展開部、１１２…濃度ムラ補正データ部、１１４…タイミング信号発生部、１１６…基準クロック発生部、１１８−１〜１１８−５８…点灯時間制御・駆動部、１１９…電源電圧制御部、１２０…ＤＡ変換器、Ｒ１,Ｒ２…分圧抵抗
【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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