(57)【要約】【課題】  初期調整を簡素化すると共に、温度や湿度等の環境変化に対する影響を低減せしめて、常に良好な画像を得ることができる光プリントヘッドを提供する。【解決手段】  光プリントヘッド１から出射された光スポットを、対物レンズ３２を介してエリアＣＣＤ３１上に結像させることにより、２次元の露光強度分布に変換された出力信号を得る。この出力信号は、光プリントヘッド１の或る任意の発光素子を点灯して得られる出力であり、演算装置２で処理・解析され、この結果を基に、発光素子毎に、所望の露光特性値に対応する出力が得られるように光プリントヘッド１が備える発光素子の各々の出力（発光量）が調整される。  光プリントヘッド１は、ステージ４上で、その長手方向に移動させることにより、複数の発光素子のすべてについて、露光特性値を測定することができる。【選択図】      図１
2005193549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を備え、前記発光素子の各々は、所定の露光プロファイルが得られるように発光量の調整が行われて成る光プリントヘッドであって、
標準的な使用環境を示す基準環境条件と、使用環境の最高限度を示す上限環境条件とが、それぞれ規定され、前記発光量の調整は、前記基準環境条件が規定する値と、前記上限環境条件が規定する値との間で示される領域を規定する環境条件において行われるものであることを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項２】
前記発光量の調整は、前記基準環境条件が規定する値と、前記上限環境条件が規定する値との間の中間値を規定する環境条件において行われるものであることを特徴とする請求項１記載の光プリントヘッド。
【請求項３】
前記発光量の調整に際し、前記基準環境条件、前記上限環境条件および前記環境条件がそれぞれ規定する値の物理的属性は、温度であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光プリントヘッド。
【請求項４】
前記発光量の調整に際し、前記基準環境条件が規定する温度は、常温であることを特徴とする請求項３記載の光プリントヘッド。
【請求項５】
前記発光量の調整に際し、前記上限環境条件が規定する温度は、光プリンタヘッドの動作可能温度の上限値であることを特徴とする請求項３記載の光プリントヘッド。
【請求項６】
前記発光量の調整に際し、前記基準環境条件が規定する温度は、画像形成装置内の前記光プリントヘッドの設置場所近傍の待機時の温度であることを特徴とする請求項３記載の光プリントヘッド。
【請求項７】
前記発光量の調整に際し、前記基準環境条件、前記上限環境条件および前記環境条件がそれぞれ規定する値の物理的属性は、温度と湿度であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光プリントヘッド。
【請求項８】
前記発光量の調整は、少なくとも露光面積または露光ピッチのいずれか一方を発光量の指標として行われることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光プリントヘッド。
【請求項９】
少なくとも露光面積または露光ピッチのいずれか一方を発光量の指標として発光量が測定され、かつ前記発光量の調整は、前記複数の発光素子の各々の前記発光量の測定結果を束ねて算出される二次指標が、前記環境条件下、前記基準環境条件下および上限環境条件下のいずれにおいても所定値内であるように行われることを特徴とする請求項８記載の光プリントヘッド。
【請求項１０】
画像を形成するための画像形成装置であって、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光プリントヘッドを露光ユニットに備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
カラー画像を形成するためのタンデム方式のカラー画像形成装置であって、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光プリントヘッドを複数個の露光ユニットの各々に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記複数個の露光ユニットの各々が備える光プリントヘッドの各々の発光量の調整は、必ずしも同一環境条件下で行われたものではないことを特徴とする請求項１１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、光プリントヘッドおよび画像形成装置に係り、特に、デジタル複写機、プリンタ、デジタルファクシミリ等の固体光書込方式のデジタル出力機器に使用される光プリントヘッドおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル複写機、プリンタ、デジタルファクシミリ等のデジタル画像出力機器の分野では、小型化の進展が著しい。以下、この分野の従来技術を要約する。
〔デジタル書込方式（固体光書込方式と光走査方式）〕
前述の小型化に伴い、デジタル書込を行うための光書込ユニットに対しても一層の小型化が要求されている。デジタル書込方式として、現在では大きく分けて２種類に分類することができる。その一つは、半導体レーザ等の光源から出射された光束を光偏向器によって光走査し、走査結像レンズによって光スポットを形成する光走査方式であり、もう一つは、ＬＥＤアレイや有機ＥＬアレイ等の発光素子アレイから出射された光束を、結像素子アレイによって光スポットを形成する固体光書込方式である。
前記２つのデジタル書込方式の一方である光走査方式は、光偏向器によって光を走査するため、光路長が大きくなってしまうのに対し、他方の前記固体光書込方式では、光路長を非常に短くすることが可能であるので、光書込ユニットをコンパクトに構成できるというメリットがある。また、光走査方式の場合のように、光偏向器のような可動部品を使用していないので、騒音を抑えることができる（即ち、低騒音である）というメリットがある。
【０００３】
〔固体光書込方式の光書込ユニット〕
図８は、従来のロッドレンズアレイを使用する光書き込みユニットの一構成例を示す断面図である。
固体光書込方式の光書込ユニットは、複数の発光素子からなる発光素子アレイと、複数の結像素子からなる結像素子アレイとから構成される。
図８に示す光書き込みユニットは、ハウジング９１１と、感光ドラム９１６とを備え、また、ハウジング９１１の内部に、回路基板９１３と、発光素子アレイチップ９１４とを備える。さらに、ハウジング９１１と感光ドラム９１６との間に、ハウジング９１１の内部と外部に跨がったロッドアレイレンズ９１２を備える。
一方、図９は、従来の一般的なＬＥＤアレイの構成を模式的に示す構成図である。
【０００４】
図９（ａ）は、ＬＥＤアレイの平面図、図９（ｂ）は、ＬＥＤアレイの断面図、図９（ｃ）は、ＬＥＤアレイに含まれる発光ダイオード（ＬＥＤ）の配列を示す平面図である。
発光素子アレイとしては、一般的に発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を所定の配列ピッチで配列したＬＥＤアレイが用いられている。
ＬＥＤアレイは、図９（ａ），（ｂ）に示すように、基板９２０上に数十〜百程度の発光ダイオードアレイチップ９２３が実装されており、各発光ダイオードアレイチップ９２３上には、図９（ｃ）に示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）９２４が数十〜数百個程度、所定間隔毎に配設されている。ここで、隣り合う発光ダイオードアレイチップ９２３は、その端部同士の発光ダイオード９２４の間隔が、前記所定間隔になるように、基板上に実装されている。また、従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）９２４）とは異なる構造を持つ自己走査型ＬＥＤと呼ばれる発光ダイオードも用いられるようになっている。
【０００５】
図１０は、従来の一般的なロッドレンズアレイの構成を示す平面図である。
結像素子アレイとしては、図１０に示すように、屈折率分布型のロッドレンズ９３２を複数個束ねたロッドレンズアレイが一般的に用いられている。同図に示すように、ロッドレンズ９３２は、２列に俵積み状に束ねられ、周囲を側板９３０によって保持されている。複数のロッドレンズ９３２間には不透明部材９３１が充填され固化されている。なお、固体光書込方式の光書込ユニットのことを、光プリントヘッドと呼ぶことがあり、以下ではこの用語を用いる。
〔発光量調整と環境条件〕
広く知られるように、光プリントヘッドを構成する各々の発光素子の発光特性は、同一の駆動条件（駆動電流や駆動時間）において、その発光出力のばらつきが大きいことから、各発光素子毎に発光量を均一化することが行われている。なお、発光量の調整は、常温（または室温）と呼ばれる温度条件下で行われることが多い。
発光量の調整に用いられる測定器として、光出力を測定する光パワーメータが用いられたり、一次元もしくは二次元の分布を測定するものとしては、フォトダイオードにスリットと組み合わせたセンサーやラインＣＣＤ、エリアＣＣＤ等が用いられている。
ここで、発光素子の温度依存性について見てみると、その発光出力は温度依存性を持っており、この温度依存性の割合は、一般に、０〜−１％／℃程度である。また前述したように個々の発光素子は、発光量のばらつきを持つとともに、温度依存性についても多少のばらつきがある。従って、ある温度条件において、例えば発光量を均一化するように駆動条件を調整したとしても、異なった温度条件においては、前記駆動条件と同じ駆動条件を用いたとしても、発光量は均一に保たれないことになる。
【０００６】
光プリントヘッドが実際に使用される画像形成装置内の温度は、装置内が比較的密閉されており、かつ画像形成プロセスに伴い熱を発生することから、画像形成装置が設置されている周囲環境、即ち常温よりも高いことが多い。
従って、常温において発光量を調整した光プリントヘッドが、その実使用状態においては、常温よりも高い温度条件（画像形成装置内）で用いられることになる。ここで、従来の一般的な光プリントヘッドの動作環境条件（温度条件）は、代表的な値として、基準温度が２０〜２５℃（いわゆる常温と呼ばれる）、上限温度が５０±５℃程度となっている。
なお、この分野の先行技術を特許公報から遡及調査すると、まず、特許文献１（特開平２−５５１５８号公報）には、発光ダイオードアレイの温度を検出し、その出力に基づき、内部メモリから、予め記憶していた最適な発光時間データを呼び出すことにより、発光ダイオードアレイの温度変化に関わらず、発光量を一定に制御できる光プリンタ装置が開示されている。
【０００７】
次に、例えば、特許文献２（特開平１１−２５４７３４号公報）には、ＬＥＤアレイヘッドの実際の画像形成時の動作温度に対して、各種画像形成条件毎に、予め設定された均一なスポット径とするための補正データを予め記憶しておき、画像形成条件に応じて前記補正データを読み出して、ＬＥＤ素子を駆動制御する技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】「特開平２−５５１５８号公報」
【特許文献２】「特開平１１−２５４７３４号公報」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記背景技術で述べた従来の光プリントヘッドにあっては、前述のとおり、実使用環境である画像形成装置内の温度は、発光量が調整された常温よりも高い温度であり、この温度差があるために、各々の発光素子の異なる発光出力の温度依存性によって、光プリントヘッドの実使用状態での光量の均一性が劣化してしまうという問題点があった。
従って、温度変化に強く、良好な画像出力を得る光プリントヘッドの開発に際しては、可能な限り、この温度差を低減することが課題であった。
なお、前述の特許文献１に開示された技術では、予め、各温度に対して、発光量を一定にするために、発光ダイオードアレイの発光時間を内部メモリに記憶させておかなければならず、初期の調整に多大な時間が掛かってしまうという問題点がある。また、温度検出装置を発光ダイオード付近に配置する必要がある。
また、前述の特許文献２に開示された技術では、予め、ＬＥＤアレイヘッドの動作温度において、各種画像形成条件に対して、均一なスポット径とするためのＬＥＤ素子の補正データを予め記憶させておかなければならず、初期の調整に多大な時間が掛かってしまうという問題点がある。また、ＬＥＤアレイヘッドの動作温度が一番高くなる条件で補正データを調整してしまうと、実使用状態では、常にそれよりも低い温度状態となるので、調整した時点での温度条件と、実使用状態での温度条件の差異が大きくなってしまうという問題点がある。さらに、ドライバＩＣの温度を測定するためには、温度検出部をその近傍に備える必要がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、初期調整を簡素化すると共に、温度や湿度等の環境変化に対する影響を低減せしめて、常に良好な画像を得ることができる光プリントヘッドを提供することを目的としている。
本発明の他の目的は、露光面積や露光ピッチといった特性値を用いて調整時の環境条件を適切に設定し、発光量を調整することにより、実使用状態での環境条件においても露光ばらつきの小さい状態を維持せしめて画像上の縦すじを低減し、良好な画像を得ることができる光プリントヘッドを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、初期調整を簡素化すると共に、温度や湿度等の環境変化に対する影響を低減せしめて、常に良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、露光面積や露光ピッチといった特性値を用いて調整時の環境条件を適切に設定し、発光量を調整することにより、実使用状態での環境条件においても露光ばらつきの小さい状態を維持せしめて画像上の縦すじを低減し、良好な画像を得ることができる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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の光プリントヘッドは、複数の発光素子を備え、この発光素子の各々は、所定の露光プロファイルが得られるように発光量の調整が行われて成る光プリントヘッドであって、標準的な使用環境を示す基準環境条件と、使用環境の最高限度を示す上限環境条件とが、それぞれ規定され、発光量の調整は、基準環境条件が規定する値と、上限環境条件が規定する値との間で示される領域を規定する環境条件において行われるものであることを特徴としている。
請求項２記載の光プリントヘッドは、請求項１記載の光プリントヘッドにおいて、発光量の調整が、基準環境条件が規定する値と、上限環境条件が規定する値との間の中間値を規定する環境条件において行われるものであることを特徴としている。
請求項３記載の光プリントヘッドは、請求項１または請求項２記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件は、その物理的属性が、温度であることを特徴としている。
請求項４記載の光プリントヘッドは、請求項３記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件が規定する温度が、常温であることを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の光プリントヘッドは、請求項３記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の上限環境条件が規定する値が、動作可能温度の上限値であることを特徴としている。
請求項６記載の光プリントヘッドは、請求項３記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件が規定する温度が、画像形成装置内の設置場所近傍の待機時の温度であることを特徴としている。
請求項７記載の光プリントヘッドは、請求項１または請求項２記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件が規定する値の物理的属性が、温度と湿度の組合せであることを特徴としている。
請求項８記載の光プリントヘッドは、請求項１または請求項２記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整が、少なくとも露光面積または露光ピッチのいずれか一方を発光量の指標として行われることを特徴としている。
請求項９記載の光プリントヘッドは、請求項８記載の光プリントヘッドにおいて、少なくとも露光面積または露光ピッチのいずれか一方を発光量の指標として発光量が測定され、かつ発光量の調整は、複数の発光素子の各々の発光量の測定結果を束ねて算出される二次指標が、環境条件下、基準環境条件下および上限環境条件下のいずれにおいても所定値内であるように行われることを特徴としている。
【００１３】
本発明の請求項１０記載の画像形成装置は、画像を形成するための画像形成装置であって、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光プリントヘッドを露光ユニットに備えたことを特徴としている。
本発明の請求項１１記載の画像形成装置は、カラー画像を形成するためのタンデム方式のカラー画像形成装置であって、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光プリントヘッドを複数個の露光ユニットの各々に備えたことを特徴としている。
本発明の請求項１２記載の画像形成装置は、請求項１１記載の画像形成装置において、複数個の露光ユニットの各々が備える光プリントヘッドの各々の発光量の調整が、必ずしも同一環境条件下で行われたものではないことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、複数の発光素子を備え、この発光素子の各々は、所定の露光プロファイルが得られるように発光量の調整が行われて成る光プリントヘッドに対して、標準的な使用環境を示す基準環境条件と、使用環境の最高限度を示す上限環境条件とを、それぞれ規定し、発光量の調整を、基準環境条件が規定する値と、上限環境条件が規定する値との間で示される領域を規定する環境条件において行うものとしたので、発光量を調整したときの環境条件と、実使用状態での環境条件との発光量の差異を小さくすることができ、発光出力の温度依存性のばらつきにより発生する露光特性値の劣化を低減することができ、環境変化に強い光プリントヘッドを提供することができる。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光プリントヘッドにおいて、発光量の調整を、基準環境条件が規定する値と、上限環境条件が規定する値との間の中間値を規定する環境条件において行うことができるので、発光出力に対して露光特性値がほぼ比例する場合においては、環境条件による露光特性のばらつきをより良好に低減することが可能な光プリントヘッドを提供することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件、上限環境条件および環境条件がそれぞれ規定する値の物理的属性が、温度であるので、発光出力に最も影響する物理的属性である温度を規定して環境条件を定めることができて、露光特性値の変化をより効果的に低減し得る光プリントヘッドを提供することができる。
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件が規定する温度が、常温であるので、請求項３に対応する前記記載の効果に加え、一般的なオフィスユースに適した最も利用頻度の高い環境条件に適合した光プリントヘッドを提供することができる。
請求項５記載の発明によれば、請求項３記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の上限環境条件が規定する値を、動作可能温度の上限値とすることで、請求項３に対応する前記記載の効果に加え、光プリントヘッドの広範囲な実使用環境に耐え得る光プリントヘッドを提供することができる。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、請求項３記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件が規定する温度を、画像形成装置内の設置場所近傍の待機時の温度とすることで、請求項３に対応する前記記載の効果に加え、光プリントヘッドを備えた画像形成装置の実使用形態に依存した温度条件で発光量が調整されるので、画像形成装置の実使用状態に適した光プリントヘッドを提供することができる。
請求項７記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整時の基準環境条件、上限環境条件および環境条件がそれぞれ規定する値の物理的属性を、温度と湿度とすることで、発光素子アレイや結像素子アレイの吸湿性も考慮された、より高精度に維持される光プリントヘッドを提供することができる。
請求項８記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の光プリントヘッドにおいて、発光量調整を、少なくとも露光面積または露光ピッチのいずれか一方を発光量の指標として行うことで、縦スジ画像と関連性のある露光特性値を基に発光量を調整することができ、縦スジの発生を良好に低減し得る光プリントヘッドを提供することができる。
【００１７】
請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の光プリントヘッドにおいて、少なくとも露光面積または露光ピッチのいずれか一方を発光量の指標として発光量が測定され、かつ発光量の調整を、複数の発光素子の各々の発光量の測定結果を束ねて算出される二次指標が、環境条件下、基準環境条件下および上限環境条件下のいずれにおいても所定値内であるように行うことができるので、請求項８に対応する前記記載の効果に加え、光プリントヘッドの実使用環境条件（基準環境条件〜上限環境条件）において、常に露光特性値を良好な範囲内に抑えることができ、縦スジの発生を確実に低減し得る光プリントヘッドを提供することができる。
請求項１０記載の発明によれば、画像を形成するための画像形成装置において、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光プリントヘッドを露光ユニットに備えるので、環境変化に強い光プリントヘッドを露光ユニットの構成要素として使用でき、良好な画像出力を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【００１８】
請求項１１記載の発明によれば、カラー画像を形成するためのタンデム方式のカラー画像形成装置において、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光プリントヘッドを複数個の露光ユニットの各々に備えるので、高速化に適したタンデム方式の画像形成装置内の一層厳しい環境条件において、環境変化に強い光プリントヘッドを露光ユニットの構成要素として使用でき、これにより、本発明の光プリントヘッドの利点をより活用した画像形成装置を提供することができる。
請求項１２記載の発明によれば、請求項１１記載の画像形成装置において、複数個の露光ユニットの各々が備える光プリントヘッドの各々の発光量の調整を、様々な環境条件下で行うことにより、請求項１１に対応する前記記載の効果に加え、複数の光プリントヘッドの各々を、その各々の画像形成装置内の配置に対応した環境条件に適応させることができるので、複数の光プリントヘッド間のばらつきが低減される画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の光プリントヘッドの最良の実施形態を、〔第１の実施形態〕として図面を参照して詳細に説明する。また、本発明の画像形成装置の最良の実施形態については、〔第２の実施形態〕として、図面を参照して詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの露光特性値を測定するための露光特性値測定ユニットの全体構成を示す断面図である。
同図に示す露光特性値測定ユニットは、恒温槽１０内に配設された光プリントヘッド１（本実施形態に係る光プリントヘッド）と、測定データから露光特性値を計算する演算装置２と、演算装置２に測定データを伝える撮像装置３と、光プリントヘッド１を載置するステージ４と、ステージ４を載置する支持台５とを備える。撮像装置３は、エリアＣＣＤ３１と、対物レンズ３２を備える。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの構成を示す断面図である。図２（ａ）は全体構成、図２（ｂ）は図２の（ａ）の側面図を示す。
同図に示す光プリントヘッド１は、複数の発光素子１１と、結像面に光スポットを形成するための結像素子アレイ１２と、発光素子１１を配設する発光素子アレイ基板１３と、これらを保持する保持部材１４とを備える。
【００２０】
発光素子アレイ基板１３は、画像データを入力すると共に、後述する演算装置２の出力を記憶し、この記憶された出力に基づいて複数の発光素子１１を発光させる発光素子アレイ制御回路（集積回路）を備える（図示は省略）。
なお、この発光素子アレイ制御回路については、例えば、前述の特許文献２にも開示されている周知の一般的な発光素子アレイ制御回路と同様の回路を使用することも可能である。
以下、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの機能を説明する。
本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッド１は、複数の発光素子１１が所定の配列ピッチの配列で発光素子アレイ基板１３上に配設されており、発光素子１１の各々から放出された光束は、結像素子アレイ１２を介して、結像面に光スポットを形成する。
ここで、発光素子アレイ基板１３や結像素子アレイ１２は、保持部材１４（図２では１部品から構成されているが、発光素子アレイ基板１３と結像素子アレイ１２は各々別部材に保持されていても構わない）により位置決めされている。
【００２１】
以下、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドを含む露光特性値測定ユニットの機能を説明する。
図１において、恒温槽１０は、所定の温度や湿度を規定する環境条件下に維持されており、恒温槽１０内に光プリントヘッド１の露光特性値を測定するための測定手段（撮像装置３および演算装置２）が設置されている。
なお、この実施形態では恒温槽１０を用いているが、クリーンルーム等を使用し、露光特性値測定ユニットが設置されている部屋全体において所定の環境条件が維持されるようにすることも可能である。
発光量測定手段は、簡略化して図示しているが、ここでは、まず、光プリントヘッド１から照射された光スポットを、対物レンズ３２を介してエリアＣＣＤ３１上に結像させることにより、２次元の露光強度分布に変換された出力信号を得る。
この出力信号は、光プリントヘッド１の或る任意の発光素子を点灯して得られる出力であり、演算装置２で処理・解析され、発光素子毎に、所望の露光特性値に対応する出力を得ることができるように発光素子の出力（発光量）が調整される。
【００２２】
より具体的には、実使用時においても予め設定された露光プロファイルの露光特性値が得られるように、複数の発光素子１１（図２）の各々に対して、実使用時を考慮した周囲環境条件下における発光量の調整が行われる。
この発光量の調整は、演算装置２の出力（前述の処理・解析結果）を、前述の発光素子アレイ制御回路（集積回路）の記憶部に格納することにより行われる。より具体的には、前記発光素子アレイ制御回路は、この記憶部に記憶された発光素子毎の記憶内容（即ち、演算装置２の前述の処理・解析結果）に従って、発光素子１１に関する制御パラメータ（例えば、発光素子１１に注入する電流値、発光素子１１の抵抗値、発光素子１１の発光時間およびこれらの組み合わせ）を、発光素子毎に調整する。
ステージ４上に配置されている光プリントヘッド１は、ステージ４上で、その長手方向に移動させることにより、複数の発光素子１１の全てについて、露光特性値を測定することができる。
【００２３】
本発明の請求項１に対応する実施態様の光プリントヘッドでは、発光素子１１の発光量の調整を行うに際し、恒温槽１０内の環境を、光プリントヘッド１に設定されている所定の基準環境条件が規定する値（環境値）と、光プリントヘッド１に設定されている所定の上限環境条件が規定する値との間で示される領域を規定する環境条件に維持せしめ、その上で、恒温槽１０内において発光素子１１の発光量の調整を行う。これにより、発光量の調整を行った時の環境条件と、実使用状態における環境条件との発光量の差を従来に比べ小さく抑えることができるので、調整された露光特性値の均一性の劣化を低減することができる。
また、本発明の請求項２に対応する実施態様の光プリントヘッドでは、発光量の調整を行うに際し、恒温槽１０内の環境（温度）を、光プリントヘッド１に設定されている所定の基準環境条件が規定する値と、同じく所定の上限環境条件が規定する値との間の略中間値を規定する環境条件に維持せしめ、その上で、恒温槽１０内において発光素子１１の発光量の調整を行う。これにより、発光量の調整を行った時の環境条件と、実使用状態における環境条件との差を従来に比べ一層小さく抑えることができるので、調整された露光特性値の均一性の劣化を一層低減することができる。
【００２４】
また、本発明の請求項３に対応する実施態様の光プリントヘッドでは、前記環境条件が規定する値（環境値）の物理的属性を、発光素子の発光出力に特に影響を与える温度としている。
また、本発明の請求項４に対応する実施態様の光プリントヘッドでは、前記環境条件が規定する値（環境値）を、基準環境条件については常温に設定する。
また、本発明の請求項５に対応する実施態様の光プリントヘッドでは、前記環境条件が規定する値を、上限環境条件については光プリントヘッドの動作環境条件の上限温度に設定する。
より具体的には、代表的な値として、２５〜４５℃の温度条件下で発光量の調整を行うことができる。
【００２５】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドに設定する温度条件を示す説明図である。
実使用状態が主に基準環境条件より上限側にある場合は、本発明の請求項２に対応する実施態様の実施が好ましい。即ち、基準環境条件が規定する値（ここでは環境値の温度）と、上限環境条件が規定する値（上限環境温度）との略中間値を規定する環境条件で発光量の調整を行う。より具体的には、代表的な値として、３５℃前後で発光量の調整をすることが好ましい。発光出力に対して、調整に用いられる程度の環境条件の範囲内では、発光素子１１（図２）の各々の露光特性値（例えば露光面積や露光量）が該環境条件と略比例関係にあることから、発光量調整時の露光特性値を、基準環境条件を用いた時の露光特性値と、上限環境条件を用いた時の露光特性値との略中間値をとることができるので、露光特性値のばらつきをより一層低減することができる。
さらに、本発明の請求項６に相当する実施態様の光プリントヘッドでは、基準環境条件が規定する値（環境値）を、光プリントヘッドを使用する画像形成装置の待機時の光プリントヘッド近傍の温度とする。画像形成装置によっては、待機時であっても常温よりも十分に温度条件が高い場合があり、この場合、光プリントヘッドの実使用温度は常に常温より高くなる。このような場合には、この本発明の請求項６に相当する実施態様により、その使用される画像形成装置に適した基準環境条件を設定することができる。
【００２６】
また、本発明の請求項７に相当する実施態様の光プリントヘッドでは、環境条件として、温度と湿度とをもって設定する。
光プリントヘッドの構成要素としては、例えば、発光素子チップの実装に用いられるガラエポ基板や結像素子として樹脂製のレンズなどがある。このような材質を非常に高精度に使いこなすためには、吸湿性も考慮することが重要であり、この場合、ガラエポ基板の伸縮や、樹脂製レンズの形状誤差等が生じる懸念がある。従って、湿度条件についても、基準環境条件としては、光プリントヘッドの動作可能条件の中間値（代表値として約５０％）、上限環境条件として、光プリントヘッドの動作可能条件の上限値（代表値として約９０％）とすることができる。この湿度条件を温度条件と組み合わせて環境条件とすることもできる。
なお、光プリントヘッドに起因して出力画像に見られる画像不良には、縦スジがあるが、この縦スジが、露光面積や露光ピッチといった露光特性値と関係があることが明らかとなった。
そこで、本発明の請求項８に相当する実施態様の光プリントヘッドでは、環境条件を考慮し、発光量を調整するための指標とする露光特性値として、少なくとも露光面積または露光ピッチのいずれか一方を用いる。
【００２７】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの発光素子１つ分の露光強度分布を示すグラフである。
同図は、正確には、或るｉ番目の発光素子を点灯させることによって測定される露光強度分布の一例を示す。ここで、露光面積とは、このような露光強度分布における或るしきい値での分布面積を示す。また、露光強度分布の重心位置（図では配列方向の重心位置）をＰiとする時、（ｉ＋１）番目の発光素子と、ｉ番目の発光素子において、それぞれの重心位置の差分値Δｉ＝Ｐi+1−Ｐiが、配列方向の露光ピッチである。
縦スジが目立つか目立たないかは人間の眼の応答にも起因するため、縦スジに起因する露光特性値が必ずしも均一である必要はなく、人間の眼に目立つ周波数での変化が重要である。また、露光特性値を均一化するためには、調整を行う上での調整データの分解能の問題（即ち、均一化するためには調整データの分解能を上げる必要があり、データ量の増大を招いてしまう）がある。
このため、本発明の請求項８に相当する実施態様の光プリントヘッドでは、複数の発光素子から得られる測定データを束ねて得られる値（請求項９記載の二次指標であり、例えば、複数の発光素子の各々の前記露光面積を直線近似して得られる傾き）を、或る所定値内に抑える。これにより、無闇に分解能を上げることなく、良好な画像を得ることができる。
【００２８】
ここで、前述の「或る所定値内」とは、具体的には、光プリントヘッドを使用する画像形成装置の画像形成プロセスに依存する領域であるが、その画像形成装置に対して出力画像上において縦スジが見えない値の範囲のことを指す。これは、発光量の調整を行った環境条件下だけではなく、基準環境温度および上限環境温度においても満たされるべき条件であることは言うまでもない。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの複数の発光素子の露光データの測定結果を示すグラフである。
図５（ａ）は、複数の発光素子の各々の露光面積の測定結果を示し、図５（ｂ）は、複数の発光素子の各々の露光面積を直線近似して得られる傾きを示す。図５において、グラフの横軸は、発光素子１１の位置を示す。
複数の発光素子１１をグループ化し、例えば、図５（ａ）に示すように、発光素子Ｌ１，Ｌ２とし、発光素子Ｌ１の発光素子の各々の露光面積を直線近似すると、近似直線ＫＴ１が得られる。発光素子Ｌ２に対しても同様に近似直線ＫＴ２が得られる。これら、近似直線ＫＴ１，ＫＴ２をプロットすることにより、複数の発光素子の各々の露光面積を直線近似した傾きが得られる。この傾きの値を、所定値内に抑えるように、各発光素子１１の各々の発光量を調整することにより、縦スジを目立たなくすることができるのである。なお、グループ化する発光素子の数は、画像形成装置に依存して最適化する必要があるが、実験によれば、大体０．５〜１．５〔ｍｍ〕の距離に相当する発光素子数が良いことが判明している。
〔第２の実施形態〕
図６は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
同図において、本実施形態の画像形成装置は、請求項１０に対応する実施態様であり、感光体６０（像担持体）と、感光体６０に電位を付加する帯電ユニット６１と、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッド１１（図２）を備えた露光ユニット６２と、潜像からトナー像を形成する現像ユニット６３と、トナー像を記録紙に転写する転写ユニット６４と、転写されたトナー像を記録紙に融着させる定着ユニット６５と、トナーを除電する除電ユニット６６と、除電されたトナーを除去するクリーナユニット６７とを備える。
以下、本実施形態の画像形成装置による電子写真プロセスの動作を説明する。
（ａ）  まず、帯電プロセスでは、帯電ユニット６１によって、像担持体である感光体６０に対して、電位を付加する。
（ｂ）  次に、露光プロセスでは、露光ユニット６２が備える光プリントヘッド１１からの光スポットを、像担持体である感光体６０上に照射することにより潜像を作る。
（ｃ）  次に、現像プロセスでは、現像ユニット６３によって、この潜像に対してトナーを付着させてトナー像を作る。
（ｄ）  次に、定着プロセスでは、転写ユニット６４によって、記録紙に、このトナー像を写す。
（ｅ）  次に、定着ユニット６５によって、圧力や熱を加え、写したトナー像を記録紙に融着させる。
【００２９】
（ｆ）  次に、除電ユニットによって、像担持体である感光体６０上に残ったトナーの帯電部分を除電する。
（ｇ）  最後に、クリーナユニット６７によって、像担持体である感光体６０上に残ったトナーを除去し、清掃する。
この（ａ）〜（ｇ）のプロセスは、サイクリックに行われる。
本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッド１１（図２）は、単色画像を形成する画像形成装置だけではなく、１つの像担持体に対して、一般的にはＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｂｋ（ブラック）の４色を重ねて、カラー画像を形成する形態のカラー画像形成装置にも適用することができる。また、タンデム方式のカラー画像形成装置の露光ユニットとして適用することもできる。
１つの像担持体ではなく、４つの像担持体を用いて、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの４色を重ねる方式（即ち、タンデム方式）などがあり、画像出力を高速化すべき場合には、このタンデム方式が有利である。
【００３０】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の他の構成を示す模式図である。
図７に示す画像形成装置は、請求項１１に対応する実施態様であり、タンデム方式のカラー画像形成装置である。
同図に示すカラー画像形成装置は、感光体（６０ａ〜６０ｄ）から記録紙６８に直接転写する構成であるが、中間転写体を介して記録紙に転写することも可能である。
図６に示す画像形成装置は、図６に示す単体の画像形成装置を、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの４色分について４台直列状に配置してなるものである。
例えば、像担持体である感光体６０ａをＣ用、感光体６０ｂをＭ用、感光体６０ｃをＹ用および６０ｄをＢｋ用として割り付ける。
従って、帯電ユニット６１ａ、６１ｂ、６１ｃおよび６１ｄ、
露光ユニット６２ａ、６２ｂ、６２ｃおよび６２ｄ、
現像ユニット６３ａ、６３ｂ、６３ｃおよび６３ｄ、
転写ユニット６４ａ、６４ｂ、６４ｃおよび６４ｄ、
定着ユニット６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄ、
除電ユニット６６ａ、６６ｂ、６６ｃおよび６６ｄ、
クリーナユニット６７ａ、６７ｂ、６７ｃおよび６７ｄも、上記感光体６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄに対応してそれぞれ配置する。
【００３１】
本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドは、露光ユニットが小型となる利点を活かしてタンデム方式に採用することが好ましく、また、高速なカラー画像出力に有利であるという大きな利点を持つ。
なお、タンデム方式は、前述の４色の場合に限定されるものではなく、任意の複数の色のタンデム方式の場合に適用可能である。
以下、請求項１２に対応する実施態様を説明する。
一般に、タンデム方式のカラー画像形成装置では、光プリントヘッドを複数本有している。そのため、各プリントヘッドの画像形成装置内の配置によっては、例えば、その待機時において、複数の光プリントヘッドの各々の近傍の温度が、それぞれ異なる場合がある。この一例として、定着ユニットに最も近い光プリントヘッドの近傍の温度と、最も遠い光プリントヘッドの近傍の温度との温度差が挙げられる。このように、本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドが使用される画像形成装置の構成が予め分かっている場合には、その画像形成装置の特徴に合わせて、光プリントヘッドの発光量の調整を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの露光特性値を測定するための露光特性値測定ユニットの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドに設定する温度条件を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの発光素子１つ分の露光強度分布を示すグラフである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光プリントヘッドの複数の発光素子の露光データの測定結果を示すグラフである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の他の構成を示す模式図である。
【図８】従来のロッドレンズアレイを使用する光書き込みユニットの一構成例を示す断面図である。
【図９】従来の一般的なＬＥＤアレイの構成を模式的に示す図であり、このうち図９（ａ）は、ＬＥＤアレイの平面図、図９（ｂ）は、ＬＥＤアレイの断面図、図９（ｃ）は、発光ダイオードの配列を示す平面図である。
【図１０】従来の一般的なロッドレンズアレイの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光プリントヘッド
２  演算装置
３  撮像装置
４  ステージ
５  支持台
１０  恒温槽
１１  発光素子
１２  結像素子アレイ
１３  発光素子アレイ基板
１４  保持部材
３１  エリアＣＣＤ
３２  対物レンズ
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ  感光体（像担持体）
６１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ  帯電ユニット
６２、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ  露光ユニット
６３、６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ現像ユニット
６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ  転写ユニット
６５、６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ  定着ユニット
６６、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ  除電ユニット
６７、６７ａ、６７ｂ、６７ｃ、６７ｄ  クリーナユニット
【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】
2005193549.tif 000009
【図８】
2005193549.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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