(57)【要約】  【課題】  発光アレイを順次点灯させる発光装置を用いた画像形成装置において、電源の低下が起きた場合であっても、露光むらの発生を簡易に抑制する。  【解決手段】  感光体ドラム１２と、複数の発光素子をアレイ状に配設した発光素子アレイとこの発光素子からの光を結像するレンズアレイとを含み感光体ドラム１２を露光して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４とを備え、このＬＰＨ１４は、発光素子アレイにおける複数の発光素子を１ライン内にて順次点灯させ、１ラインを露光する時間内に変動する電源電圧の補正値およびラインごとに変動する電源電圧の補正値に基づいて、複数の発光素子の点灯条件を調整する。  【選択図】  図１
2005053145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が配列される発光アレイと、
入力される画像データに応じ、前記発光アレイにおける前記複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、
前記発光アレイにおける前記複数の発光素子を順次点灯させる順次点灯手段とを含み、
前記点灯信号発生手段は、Ｎ番目(Ｎは１以上の整数)に点灯する発光素子の状態に、電源電圧の回復までにかかる条件を加味して、Ｎ＋１番目に発光素子を点灯するための点灯信号を発生することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記点灯信号発生手段は、前記Ｎ番目に点灯する発光素子の同時点灯数をカウントし、当該同時点灯数に予めレジスタに書き込まれた所定の係数により補正を施して前記点灯信号を発生することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記所定の係数は、電源電圧の時間による回復を数値化したものを含むことを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記順次点灯手段は、前記発光アレイにおける前記複数の発光素子に対応して設けられる複数のスイッチ素子に対して当該スイッチ素子を順次オンさせるための転送信号を発生することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
複数の発光素子が配列される発光アレイと、
入力される画像データに応じ、前記発光アレイにおける前記複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、
前記発光アレイにおける前記複数の発光素子を順次点灯させる順次点灯手段とを含み、
前記点灯信号発生手段は、Ｎライン(Ｎは１以上の整数)に順次点灯された発光素子の状態に、各ラインごとの電源電圧の回復までにかかる条件を加味して、Ｎ＋１ライン目に発光素子を点灯するための点灯信号を発生することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
前記点灯信号発生手段は、Ｎライン目の点灯が終了してからＮ+１ライン目が点灯を開始するまでの時間に電源電圧が回復する量を係数化した値を条件の一つとして前記点灯信号を発生することを特徴とする請求項５記載の発光装置。
【請求項７】
複数の発光素子が配列され、配列される当該複数の発光素子を主走査ラインにて順次点灯させることにより画像を形成するプリントヘッドの点灯方法であって、
前記プリントヘッドに対するＮ番目(Ｎは１以上の整数)の同時点灯数をカウントするステップと、
カウントされた前記Ｎ番目の同時点灯数から電源電圧の変動の予測を行い、Ｎ＋１番目の補正値を算出するステップと、
算出された前記補正値に基づいて前記Ｎ＋１番目の点灯条件を決定するステップとを含むプリントヘッドの点灯方法。
【請求項８】
複数の発光素子が配列され、配列される当該複数の発光素子を主走査ラインにて順次点灯させることにより画像を形成するプリントヘッドの点灯方法であって、
前記プリントヘッドに対するＮライン目(Ｎは１以上の整数)の総点灯数をカウントし、
カウントされた前記Ｎライン目の総点灯数に基づいてＮ＋１ライン目の補正値を算出し、算出される当該補正値によって当該Ｎ＋１ライン目の点灯条件を決定することを特徴とするプリントヘッドの点灯方法。
【請求項９】
前記Ｎ＋１ライン目の補正値は、前記Ｎライン目の総点灯数と当該Ｎライン目が点灯し終わってからＮ＋１ライン目が点灯するまでの時間とに基づいて予測される当該Ｎ＋１ライン目の電圧降下に基づく値であることを特徴とする請求項８記載のプリントヘッドの点灯方法。
【請求項１０】
像担持体と、
複数の発光素子をアレイ状に配設した発光素子アレイと当該発光素子からの光を結像するレンズアレイとを含み前記像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドとを備え、
前記プリントヘッドは、前記発光素子アレイにおける前記複数の発光素子を１ライン内にて順次点灯させると共に、１ラインを露光する時間内に変動する電源電圧の補正値および/または各ラインごとに変動する電源電圧の補正値に基づいて、当該複数の発光素子の点灯条件が調整されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記１ラインを露光する時間内に変動する電源電圧の補正値および前記各ラインごとに変動する電源電圧の補正値は、電源電圧の回復時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記１ラインを露光する時間内に変動する電源電圧の補正値は、直前の電源変動補償のための補正値および当該直前の点灯個数に基づいて算出されることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記各ラインごとに変動する電源電圧の補正値は、直前の電源変動補償のための補正値および当該直前の１ラインの点灯総数に基づいて算出されることを特徴とする請求項１０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、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、光書き込みを行うプリントヘッドを備えた画像形成装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用したプリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、一様に帯電された感光体上に、光記録手段によって光を照射することにより静電潜像を得た後、この静電潜像にトナーを付加して可視化し、記録紙上に転写して定着することによって画像形成が行われる。かかる光記録手段として、レーザを用いて主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式の他、近年では、装置の小型化の要請を受けて、発光素子であるＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を主走査方向に多数、配列してなるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ：LED Print Head)を用いた光記録手段が採用されている。
【０００３】
ＬＰＨは、一般に、多数のＬＥＤをライン状に配列したＬＥＤチップが複数配置されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤから出力された光を感光体(感光体ドラム)表面に結像させるために多数のロッドレンズが配列されたレンズアレイとを含んで構成されている。画像形成装置では、入力される画像データに基づいてＬＰＨの各ＬＥＤを発光制御して駆動させ、感光体へ向けて光を出力し、レンズアレイによって感光体表面に光を結像させる。そして、感光体とＬＰＨとを相対移動させることにより副走査方向に静電潜像を形成している。
【０００４】
このようなＬＰＨに対して駆動電圧を供給する際、例えば、予め測定された各ＬＥＤ素子の発光特性に基づく光量補正値を算出し、この光量補正値に基づいて補正された駆動電流が各ＬＥＤ素子に供給されて、各素子間のばらつきを軽減させる方法が採用されている。しかしながら、電源電圧そのものが変動してしまえば、この変動に応じてＬＥＤの駆動電流も大きく変化してしまう。そこで、従来では、ＬＰＨへの供給電流の検出、または画像データ列より付加供給電流を予測することにより、その検出値等に応じて電圧制御信号を変化させ、出力電圧を制御することによって電源電圧の変動を抑制する技術が存在する(例えば、特許文献１参照。)。また、１主走査ライン分の画像データ中における発光データ数をカウントし、カウントしたこの発光データ数によってＬＥＤの発光時間を可変にする技術が存在する(例えば、特許文献２参照。)。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０１０２０号公報(第５−６頁、図１)
【特許文献２】特開平１１−９９６９０号公報(第３−４頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、ＬＰＨとして、近年、自己走査型発光素子(ＳＬＥＤ)アレイを用いたものが提案され、注目されている。ＳＬＥＤは、選択的に発光点をオン・オフさせるスイッチに相当する部分として、サイリスタ構造を採用している。このサイリスタ構造の採用により、スイッチ部を発光点と同一のチップ上に配置することが可能になり、また、スイッチのオン・オフタイミングを簡略化することができる。
【０００７】
図１０は、ＳＬＥＤの駆動信号とＳＬＥＤの電源との状態を示した図である。図１０に示すφ１とφ２は、サイリスタの転送信号であり、交互にこの信号のＨ,Ｌを繰り返すことで、サイリスタがＯｎされる場所を指定することができる。サイリスタとＬＥＤ発光点とは１対１の関係になっており、サイリスタがＯｎのときに、点灯信号φＩ(図示せず)をＬにすると、Ｏｎされたサイリスタに対応するＬＥＤが点灯する。このようにして、１つのＬＥＤチップにおける、例えば１２８個のＬＥＤの点灯を制御することができる。
【０００８】
ＬＰＨには、このようなＬＥＤチップが主走査方向に複数、並べられている。サイリスタ転送信号を、各ＬＥＤチップ共通に配線すると、全てのＬＥＤチップにおけるサイリスタが同じタイミングで転送されることから、例えば、全黒のような画像データを印字する場合に、各チップのＬＥＤが同時に点灯する。このとき、ＬＥＤの点灯によって消費電力が急激に上がり、ＬＰＨに供給されている電源電圧が設定値(図１０に示す点線の値)より下がる場合がある。ＬＥＤの発光量は、電圧と時間との積分値であることから、電圧が落ちると光量が下がり、露光むらとなって現れてしまう。
【０００９】
上述した特許文献１に記載した技術によれば、ＬＰＨの電源電圧を直接、モニタしてフィードバックをかけており、精度良く補正できるものの、その回路および制御が非常に複雑化し、コストアップにつながってしまう。また、上述した特許文献２では、デューティの長いスタティック方式にて限定的に適用できる方法であり、デューティの短いＳＬＥＤを使用したものには適用できない。即ち、ＳＬＥＤを使用したＬＰＨは、あるＬＥＤが点灯してから次のＬＥＤが点灯するまでの時間が非常に短いために、ＬＰＨ電源に電源変動が起きた場合、次のＬＥＤが点灯するまでに電圧が回復しきれない。このために、単に発光データ数をカウントして処理するだけでは、電圧の回復を図ることができず、かかる電圧の低下についての解決策にはならない。
【００１０】
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って、その目的とするところは、例えば、順次点灯方式にて露光する発光装置を有する画像形成装置において、電源の低下が起きた場合であっても、露光むらの発生を簡易に抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的のもと、本発明は、ＬＥＤの点灯個数から電源電圧の変動を予測し、変動の履歴を加味して予測された電圧変動分をＬＥＤ点灯時間で補正している。即ち、本発明が適用されるプリントヘッドなどの発光装置は、複数の発光素子が配列される発光アレイと、入力される画像データに応じ、発光アレイにおける複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、この発光アレイにおける複数の発光素子を、１主走査ラインの間で順次点灯させる順次点灯手段とを含む。そして、この点灯信号発生手段は、Ｎ番目(Ｎは１以上の整数)に点灯する発光素子の状態に、電源電圧の回復までにかかる条件を加味して、Ｎ＋１番目に発光素子を点灯するための点灯信号を発生することを特徴としている。
【００１２】
ここで、この点灯信号発生手段は、Ｎ番目に点灯する発光素子の同時点灯数をカウントし、この同時点灯数に予めレジスタに書き込まれた所定の係数により補正を施して点灯信号を発生することを特徴としている。また、この所定の係数は、電源電圧の時間による回復を数値化したものを含む。更に、この順次点灯手段は、発光アレイにおける複数の発光素子に対応して設けられる複数のスイッチ素子に対してこのスイッチ素子を順次オンさせるための転送信号を発生することを特徴とすることができる。
【００１３】
他の観点から把えると、本発明が適用される発光装置は、複数の発光素子が配列される発光アレイと、入力される画像データに応じ、この発光アレイにおける複数の発光素子に対する点灯信号を発生する点灯信号発生手段と、発光アレイにおける複数の発光素子を順次点灯させる順次点灯手段とを含み、この点灯信号発生手段は、Ｎライン(Ｎは１以上の整数)に順次点灯された発光素子の状態に、各ラインごとの電源電圧の回復までにかかる条件を加味して、Ｎ＋１ライン目に発光素子を点灯するための点灯信号を発生することを特徴としている。ここで、この点灯信号発生手段は、Ｎライン目の点灯が終了してからＮ+１ライン目が点灯を開始するまでの時間に電源電圧が回復する量を係数化した値を条件の一つとして点灯信号を発生することを特徴とすることができる。
【００１４】
一方、本発明は、複数の発光素子が配列され、配列される複数の発光素子を主走査ラインにて順次点灯させることにより画像を形成するプリントヘッドの点灯方法であって、プリントヘッドに対するＮ番目(Ｎは１以上の整数)の同時点灯数をカウントするステップと、カウントされたＮ番目の同時点灯数から電源電圧の変動の予測を行い、Ｎ＋１番目の補正値を算出するステップと、この算出された補正値に基づいてＮ＋１番目の点灯条件を決定するステップとを含む。
【００１５】
また、本発明が適用されるプリントヘッドの点灯方法は、プリントヘッドに対する副走査方向のＮライン目(Ｎは１以上の整数)の総点灯数をカウントし、カウントされたＮライン目の総点灯数に基づいてＮ＋１ライン目の補正値を算出し、算出される補正値によってＮ＋１ライン目の点灯条件を決定することを特徴としている。ここで、このＮ＋１ライン目の補正値は、Ｎライン目の総点灯数とこのＮライン目が点灯し終わってからＮ＋１ライン目が点灯するまでの時間とに基づいて予測されるＮ＋１ライン目の電圧降下に基づく値であることを特徴とすることができる。
【００１６】
更に他の観点から把えると、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体と、複数の発光素子をアレイ状に配設した発光素子アレイとこの発光素子からの光を結像するレンズアレイとを含み像担持体を露光して静電潜像を形成するプリントヘッドとを備え、このプリントヘッドは、発光素子アレイにおける複数の発光素子を１ライン内にて順次点灯させると共に、１ラインを露光する時間内に変動する電源電圧の補正値および/または各ラインごとに変動する電源電圧の補正値に基づいて、複数の発光素子の点灯条件が調整されることを特徴とすることができる。
【００１７】
ここで、この１ラインを露光する時間内に変動する電源電圧の補正値および各ラインごとに変動する電源電圧の補正値は、電源電圧の回復時間に基づいて決定されることを特徴としている。より具体的には、この１ラインを露光する時間内に変動する電源電圧の補正値は、直前の電源変動補償のための補正値および直前の点灯個数に基づいて算出されることを特徴とすることができる。また、この各ラインごとに変動する電源電圧の補正値は、直前の電源変動補償のための補正値および直前の１ラインの点灯総数に基づいて算出されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例えば、発光アレイを順次点灯させる発光装置を用いた画像形成装置において、電源の低下が起きた場合であっても、露光むらの発生を簡易に抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部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。
【００２０】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される複数のエンジンからなる画像形成ユニット１１を備えている。この画像形成ユニット１１は、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで構成されている。これらの画像形成ユニット１１(１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ)は、夫々、静電潜像を形成してトナー像を担持させる像担持体(感光体)である感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を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を露光するプリントヘッドであるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた潜像を現像する現像器１５を備えている。また、画像プロセス系１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて画像形成された各色のトナー像を記録用紙に多重転写させるために、この記録用紙を搬送する用紙搬送ベルト２１、用紙搬送ベルト２１を駆動させるロールである駆動ロール２２、感光体ドラム１２のトナー像を記録用紙に転写させる転写ロール２３を備えている。
【００２１】
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き、ほぼ同様な構成要素を備えている。ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像信号は、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。画像プロセス系１０は、画像出力制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて動作する。まず、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面に、画像処理部４０から得られた画像信号に基づき、ＬＰＨ１４によって静電潜像を形成する。その静電潜像に対して現像器１５によってイエローのトナー像を形成し、形成されたイエローのトナー像は、図の矢印方向に回動する用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて転写される。同様にして、マゼンタ、シアン、黒のトナー像が各々の感光体ドラム１２上に形成され、用紙搬送ベルト２１上の記録用紙に転写ロール２３を用いて多重転写される。多重転写された記録用紙上のトナー像は、定着器２４に搬送されて、熱および圧力によって記録用紙に定着される。
【００２２】
図２は、発光装置であるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。ＬＰＨ１４は、発光素子として多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイ５１、ＬＥＤアレイ５１を支持すると共にＬＥＤアレイ５１の駆動を制御するための回路が形成されたプリント基板５２、各ＬＥＤから出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させるセルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)５３を備え、プリント基板５２およびセルフォックレンズアレイ５３は、ハウジング５４に保持されている。ＬＥＤアレイ５１は、主走査方向にＬＥＤが例えば画素数分、配列されている。例えば、Ａ３サイズの短手(２９７ｍｍ)を主走査方向とする場合、６００ｄｐｉの解像度では、約４２.３μｍ毎に少なくとも７０４０個のＬＥＤを配列させる必要がある。尚、配列は、一列に並んでいる場合の他、千鳥状に配列される場合がある。プリント基板５２は、本実施の形態が適用される露光量測定方法によって得られた補正値に関するデータ(補正値から演算された光量補正データである場合もある)が格納されたメモリ(ＲＯＭ等)を備えており、かかるメモリに格納されたデータに基づいて、ＬＥＤアレイ５１を構成するＬＥＤの光量が補正される。
【００２３】
図３は、本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４のハードウェア構成図であり、サイリスタ構造による自己走査型発光素子(ＳＬＥＤ)方式を採用している。ＬＰＨ１４は、例えば画像処理部(ＩＰＳ)４０からのビデオデータ(VideoData)を受けて各ＬＥＤチップ６３に点灯信号を供給する点灯信号発生部６１、画像出力制御部３０からのクロックおよび同期信号を受けて転送信号を発生する転送信号発生部６２を備えている。本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４は、１２８個のＬＥＤを有するＬＥＤチップ６３が例えば５８個、設けられており、各ＬＥＤチップ６３で１２８ドット、ＬＰＨ１４全体で７４２４ドットの素子を発光させることが可能である。点灯信号発生部６１は、５８個のＬＥＤチップ６３に対する５８本の点灯信号(CKI1〜CKI58)を発生する。転送信号発生部６２は、６本の転送信号(CKS_1〜CKS_6)、６組ごとの転送信号(CK1_1〜CK1_6、CK2_1〜CK2_6)を生成している。例えば、図３に示す例では、各ＬＥＤチップ６３のドット数により、１主走査ラインにて１２８回の点灯を順番に行って順次点灯しており、１走査ラインにおける１回の同時点灯数は５８を最大としている。
【００２４】
図４は、点灯信号発生部６１の構成を示したブロック図である。点灯信号発生部６１は、入力されるラスターデータであるビデオデータを発光順に並び替える並び替え部７１、発光順に並び替えられたビデオデータから同時点灯数をカウントする同時点灯数カウント部７２、同時点灯数のアップダウンカウンタ７３、発光順に並び替えられたビデオデータから１ライン点灯数をカウントするライン点灯数カウント部７４、ライン点灯数のアップダウンカウンタ７５、光量むらを補正するための補正値が格納された光量むら補正値格納部７６、同時点灯数やライン点灯数を加算し、前の状態の履歴を求めるための加算器７７を有している。また、この加算器７７による履歴情報に基づき、点灯時間などの点灯条件の一つとして、発光順からなるビデオデータに対する点灯クロック数を計算する点灯クロック数計算部７８、計算された点灯クロック数をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部７９、パラレル変換された各信号に対し、パルス幅変調して光量を変えて各点灯信号を発生するパルス幅変調部(ＰＷＭ：Pulse Width Modulation)８０を備えている。
【００２５】
図５は、ＬＥＤチップ６３の構成を説明するための回路図であり、ここでは１つめのアレイチップであるＣｈｉｐ１を例に挙げている。入力される転送信号と点灯信号は異なるものの、Ｃｈｉｐ２〜Ｃｈｉｐ５８も同様な構成を備えている。ＬＥＤチップ６３は、１２８個のサイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)、１２８個のＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)、１２７個のダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)、１２８個の抵抗(Ｒ１〜Ｒ１２８)、更には信号線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、Ｒ３Ａ)で構成されている。
【００２６】
各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)の入力端であるアノード端子(Ａ１〜Ａ１２８)は、電源ライン６５に接続されている。この電源ライン６５には電源電圧ＶＤＤ(ＶＤＤ＝５．０Ｖ)が供給される。奇数番目サイリスタ(Ｓ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７)の出力端であるカソード端子(Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７)には、転送信号発生部６２からの転送信号ＣＫ１が転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して供給される。また、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８)の出力端であるカソード端子(Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８)には、転送信号発生部６２からの転送信号ＣＫ２が転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して供給される。
【００２７】
一方、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)の制御端であるゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)は、各サイリスタに対応して設けられた抵抗(Ｒ１〜Ｒ１２８)を介して電源ライン６６に各々接続されており、電源ライン６６は接地(ＧＮＤ)されている。また、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)に対応して設けられたＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のゲート端子は、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)のゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)に各々接続されている。更に、各サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)のゲート端子(Ｇ１〜Ｇ１２８)には、ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)のアノード端子が接続されている。ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)のカソード端子は、次段のサイリスタのゲート端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオード(ＣＲ１〜ＣＲ１２７)は直列接続されている。ダイオードＣＲ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ３Ａを介して転送信号発生部６２に接続され、転送信号ＣＫＳを受信する。また、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のカソード端子は、点灯信号発生部６１から、点灯信号ＣＫＩ１を受信している。
【００２８】
次に、このようなＬＥＤチップ６３の動作について、図６に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。
まず、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１に対して動作の開始を指示する場合、転送信号発生部６２から図６(Ａ)に示すようなハイレベルの転送信号ＣＫＳが供給される。即ち、図５に示したサイリスタＳ１のゲート端子Ｇ１にハイレベルが入力される。転送信号ＣＫＳがハイレベルの時に、図６(Ｂ)に示すように転送信号発生部６２から出力された転送信号ＣＫ１がローレベルになると、サイリスタＳ１がターンオンする。
【００２９】
このように、転送信号ＣＫＳがハイレベルにて、転送信号ＣＫ１が供給される奇数番目のサイリスタ(Ｓ１、Ｓ３、…)のうち、ゲート端子の電位が最も高い、即ちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ１がターンオンする。また、このとき、図６(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２はハイレベルなので、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)のカソード端子(Ｋ２、Ｋ４、…)の電位は高いままとなり、偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)はオフの状態が維持される。さらに、点灯信号ＣＫＩ１は図６(Ｄ)に示すようにハイレベルなので、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)のカソード端子の電位が高く、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)は点灯しない。そして、点灯信号ＣＫＩ１が図６(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ１のカソード端子の電位が低くなり、ＬＥＤ１が点灯する。
【００３０】
次に、サイリスタＳ１がオンの時に、図６(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がローレベルになり、点灯信号ＣＫＩ１がハイレベルになると、転送信号ＣＫ２が供給される偶数番目のサイリスタ(Ｓ２、Ｓ４、…)のうち、ゲート端子の電位が最も高い、即ちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ２がターンオンするとともに、ＬＥＤ１が非点灯になる。そして、図６(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１がハイレベルになると、サイリスタＳ１はターンオフし、ゲート端子Ｇ１の電位が抵抗Ｒ１によって徐々に低下するとともに、ゲート端子Ｇ２の電位は上昇する。また、これに伴ってゲート端子Ｇ３、Ｇ４の電位も上昇する。
【００３１】
その後、点灯信号ＣＫＩ１が図６(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ２が点灯する。同様に、サイリスタＳ２がオンの時に、図６(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１が再びローレベルになり、点灯信号ＣＫＩ１がハイレベルになると、サイリスタＳ３がターンオンするとともに、ＬＥＤ２が非点灯になる。そして、図６(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がハイレベルになると、サイリスタＳ２はターンオフする。
【００３２】
このように、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１では、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２が共にローレベルとなる重なり期間(図６に示すＴａの期間)を設けつつ、交互にハイレベル、ローレベルを切り替えることにより、サイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８)を順次オンさせるとともに、これに同期して点灯信号ＣＫＩ１を順次ローレベルにすることにより、ＬＥＤ(ＬＥＤ１〜ＬＥＤ１２８)を順次点灯させることができる。したがって、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ１に接続する信号線としては、転送信号ＣＫＳ、ＣＫ１、ＣＫ２のための３本、点灯信号ＣＫＩ１のための１本、そして２本の電源線(そのうち１本は接地)の合計６本が必要であり、この６本の信号線だけで駆動することが可能である。
尚、ＬＥＤチップ６３のＣｈｉｐ２、Ｃｈｉｐ３、…、Ｃｈｉｐ５８に関しても同様であり、転送信号ＣＫＳ、ＣＫ１、ＣＫ２、そしてそれぞれ点灯信号ＣＫＩ２〜ＣＫＩ５８によってＬＥＤが順次点灯される。
【００３３】
次に、本実施の形態における特徴的な構成として、ＬＥＤの点灯個数から電源電圧の変動を予測して電圧変動分をＬＥＤの点灯時間で補正する処理について詳述する。
電源電圧の低下は、流れる電流が多いほど大きくなる。つまり、同時に点灯する発光点が多いほど電圧は低下する。ＬＥＤが発光した瞬間は、電源ラインに接続されたコンデンサによって電流が供給されるが、コンデンサの容量を越える場合、ＬＥＤの発光から少し遅れて電圧の低下が発生する。このため、例えばＮ番目のサイリスタに接続されているＬＥＤ素子(Ｎ番目の素子と表記)が発光したとき、その発光により発生する電圧降下は、Ｎ＋１番目の素子の発光の際に影響を及ぼすことになる。このため、Ｎ＋１番目の電圧降下用の補正値は、Ｎ番目の素子の同時点灯個数から求める必要がある。
【００３４】
また、図１０にて示したように、電圧降下は、図１０のφ１とφ２(図６に示すＣＫ１とＣＫ２の転送信号)で示されるサイリスタの転送速度が速いときに、Ｎ番目の点灯でおきた電圧降下がＮ＋２番目まで影響することがある。このため、Ｎ＋２番目の電圧降下は、Ｎ＋１番目の発光のときの電圧降下とＮ＋１番目の同時点灯数とから見積もられ、これらから算出されることが望ましい。Ｎ＋１番目の補正値は、Ｎ＋１番目の補正とＮ＋１番目の同時点灯個数から算出することができる。また、電源電圧は時間とともに規定値まで電圧が回復することから、補正値の算出にはこの回復量も計算に入れる必要がある。図１０には、同時点灯個数、主走査方向(ＦＳ)クロストーク用補正値ＦＣｏｒｓｓ、が示されているが、ｎ番目の補正値ＦＣｏｒｓｓ(ｎ)は、ｎ−１番目の同時点灯個数Ｎｏ(ｎ−１)とｎ−１番目の補正値ＦＣｏｒｓｓ(ｎ−１)との関数で表される。即ち、
ＦＣｏｒｓｓ(ｎ) ＝ ｆ( Ｎｏ(ｎ−１) , ＦＣｏｒｓｓ(ｎ−１) )
となる。図４に示したブロック図では、同時点灯数カウント部７２およびアップダウンカウンタ７３によって同時点灯個数がカウントされ、また、これらの電圧降下の見積りや回復量の見積り量等が光量むら補正値格納部７６に格納されている。加算器７７では、これらの値が加算され、点灯クロック数計算部７８にて、補正後の点灯クロック数が算出される。
【００３５】
図７は、上述した同時点灯数のカウントによる補正処理を示したフローチャートである。まず初めに、同時点灯数カウント部７２において、Ｎ番目の同時点灯数がカウントされる(ステップ１０１)。ここで、順番である「Ｎ」は、例えば図３に示すハードウェア構成では、１つのＬＥＤチップ６３内で順次点灯される１２８ドットの発光点に対応して、１以上１２８未満の数とすることができる。また、同時点灯される点灯数は、例えば図３に示すハードウェア構成では、１主走査ラインに存在するＬＥＤチップ６３の数(５８個)に対応して、０以上５８個未満の数とすることができる。
【００３６】
このステップ１０１にてカウントされた同時点灯数について、アップダウンカウンタ７３の値に基づき、加算器７７は、カウントされた値とレジスタで書き込まれたアップ(Ｕｐ)係数とを掛け合わせ、Ｎ番目の補正値が加算され、ダウン(Ｄｏｗｎ)係数が減算される(ステップ１０２)。ここでアップ係数およびダウン係数はレジスタで決められた値である。ダウン係数は、電源電圧の時間による回復を数値化したものである。また、電源電圧は、規定値以上にはならないことから、ステップ１０３にて、補正値が０以下か否かが判断され、０以下である場合には補正値が０にされて(ステップ１０４)、補正値が決定される。また、補正値が０以下ではない場合には、ステップ１０２にて算出された補正値がＮ＋１番目の補正値となる。このようにして求められた補正値によって、Ｎ＋１番目の点灯時間が決定される(ステップ１０５)。尚、このＮ＋１番目の補正値が、ステップ１０２へフィードバックされ、次の発光時であるＮ＋２番目の補正値を決定するために用いられる。即ち、このようにして求められたこのＮ＋１番目の補正値とＮ＋１の番目の点灯数から、Ｎ＋２番目の補正値が決定される。このような履歴情報によって、順次、補正値が求められていく。
【００３７】
次に、副走査方向のラインごとにおける電源電圧の状態について説明する。
図８は、各ラインごとの電圧降下の状態を説明するための図である。図８に示すように、副走査方向のＮライン目が点灯する際に電源電圧の低下が起きたものとする。先に説明したＳＬＥＤ駆動の特性上、１ドットあたりの発光デューティが非常に低いので、そのデューティを上げようとすると、Ｎライン目のデータを露光したあと、Ｎ＋１ライン目のデータを露光し始めるまでの時間が短くなる。このため、図８に示すように、Ｎ＋１ライン目の点灯開始時点では、Ｎライン目の点灯の際に発生した電源電圧低下が規定値まで回復しない場合がある。このときの電圧は、Ｎライン目が点灯し終わってからＮ＋１ライン目が点灯するまでの時間と、Ｎライン目でどの程度の電圧低下が発生したか、によって決まる。ここで、Ｎ＋１ライン目の電圧降下は、Ｎライン目の点灯総数とＮライン目が点灯し終わったあとからＮ＋１ライン目が点灯し始めるまでの時間で決まる。図８では、Ｎライン目の総点灯個数Ｎｏ(Ｎ)と副走査方向(ＳＳ)クロストーク用補正値ＳＣｏｒｓｓ(Ｎ)、Ｎ＋１ライン目の総点灯個数Ｎｏ(Ｎ＋１)と副走査方向(ＳＳ)クロストーク用補正値ＳＣｏｒｓｓ(Ｎ＋１)が示され、Ｎ＋１ライン目の副走査方向(ＳＳ)クロストーク用補正値ＳＣｏｒｓｓ(Ｎ＋１)は、
ＳＣｏｒｓｓ(Ｎ＋１) ＝ ｆ( Ｎｏ(Ｎ), ＳＣｏｒｓｓ(Ｎ) )
で表されることが示されている。
【００３８】
図９は、上述した各ラインごとにおける電圧降下の補正値算出処理を示したフローチャートである。まず、Ｎ＋１ライン目の補正値を算出するために、図４に示す点灯信号発生部６１のライン点灯数カウント部７４にて、Ｎライン目の総点灯数がカウントされる(ステップ１１１)。次に、アップダウンカウンタ７５の値に基づき、加算器７７は、カウントされた値とレジスタで書き込まれた固定値であるアップ(Ｕｐ)係数とを掛け合わせ、同じくレジスタの値であるダウン(Ｄｏｗｎ)係数が減算される(ステップ１１２)。このダウン係数は、Ｎライン目の点灯が終了してからＮ＋１ライン目が点灯を開始するまでの時間に電源電圧が回復する量を係数化した値である。ここで、電源電圧は規定値以上の値になることはないので、ステップ１１３で、この補正値が０以下になるか否かがチェックされる。０より小さい値であれば、補正値を０として(ステップ１１４)、ステップ１１５へ移行する。補正値が０以下ではない場合には、点灯クロック数計算部７８は、ステップ１１２で算出された値をＮ＋１ライン目の補正値として、Ｎ＋１ライン目の点灯時間を決定する(ステップ１１５)。
【００３９】
以上、詳述したように、本実施の形態が適用されるＬＰＨ１４は、図３に示すようにＬＥＤチップ６３が副走査方向に複数、並べられており、各ＬＥＤチップ６３の発光素子であるＬＥＤは、順次、点灯するように構成されている。転送信号発生部６２からサイリスタ転送信号を各チップ共通に配線すると、全てのＬＥＤチップ６３のサイリスタ(例えば図５に示すサイリスタ(Ｓ１〜Ｓ１２８))に対して同じタイミングで転送されるため、例えば全黒のような画像データを印字する場合、各ＬＥＤチップ６３のＬＥＤが同時に点灯する。このとき、消費電力が急激に上がり、ＬＰＨ１４に供給されている電源電圧が設定値より下がり、その結果、光量が下がることで露光むらが発生するおそれがある。そこで、本実施の形態では、発光素子であるＬＥＤの点灯個数から電源電圧の変動を予測して、電圧変動分をＬＥＤの点灯時間で補正するように構成した。これによって、電源電圧の降下が生じた場合でも、露光むらの発生を抑制することが可能である。
【００４０】
また、この濃度むらの発生は、副走査方向のラインごとにおける電源電圧の状態によっても生じる。そこで、本実施の形態では、１ドットあたりの発光デューティが非常に低いＳＬＥＤの駆動の特性を考慮し、Ｎライン目(Ｎは１以上の整数)が点灯し終わってからＮ＋１ライン目が点灯するまでの時間とＮライン目でどのくらい電圧低下が発生したか、といった電圧降下の回復特性を検討した。そして、ＳＬＥＤの駆動におけるＮライン目の総点灯数を、予め把握され回復特性値に基づいて補正することで、Ｎ＋１ライン目の点灯時間(例えば点灯クロック数)を決定している。これによって、ＳＬＥＤの駆動を行った場合に、１主走査ラインを露光する総点灯数により、副走査方向の次の主走査ラインにおける点灯時間を決定することができる。尚、図９のフローチャートで示した、１つのライン単位で１つのクロストーク用補正値(ＦＳクロストーク用補正値)を得るとともに、図７のフローチャートで示した、１主走査ライン内でのクロストーク用補正値(ＳＳクロストーク用補正値)を得るようにし、即ち、これらを組み合わせて、電圧降下を抑制するための補正値を得るように構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の活用例として、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、例えば感光体ドラムを露光して静電潜像を形成するプリントヘッドに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態が適用される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】本実施の形態が適用されるＬＰＨのハードウェア構成図である。
【図４】点灯信号発生部の構成を示したブロック図である。
【図５】ＬＥＤチップの構成を説明するための回路図である。
【図６】ＬＥＤチップの動作を示すタイミングチャートである。
【図７】同時点灯数のカウントによる補正処理を示したフローチャートである。
【図８】各ラインごとの電圧降下の状態を説明するための図である。
【図９】各ラインごとにおける電圧降下の補正値算出処理を示したフローチャートである。
【図１０】ＳＬＥＤの駆動信号とＳＬＥＤの電源との状態を示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…画像プロセス系、１１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、１５…現像器、５１…ＬＥＤアレイ、５２…プリント基板、５３…セルフォックレンズアレイ(ＳＬＡ)、６１…点灯信号発生部、６２…転送信号発生部、６３…ＬＥＤチップ、７２…同時点灯数カウント部、７３…アップダウンカウンタ、７４…ライン点灯数カウント部、７５…アップダウンカウンタ、７６…光量むら補正値格納部、７７…加算器、７８…点灯クロック数計算部
【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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