JP2005225165A - ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 階調データで制御される各発光素子の光量のばらつきを簡単な手段で補正すること。
【解決手段】 発光素子ライン５に配列されている各発光素子Ｌａには、制御部１により定電圧が印加され、本体コントローラ７から供給される階調データに基づいた制御が行われる。この際に、各発光素子の光量のばらつきを補正するデータが階調補正設定手段３により形成され、各発光素子Ｌａには階調データに補正データが付加される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主走査方向の光量にばらつきがない構成としたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。

１ラインに多数の発光素子を設けたラインヘッドを露光手段として用いる画像形成装置が開発されている。特許文献１には、複数の発光素子からなる発光素子アレイを単一チップに集積させて露光手段を形成した画像形成装置が記載されている。この例においては、各色毎の単一チップ発光素子アレイを単一基板に形成してから分離して、各色の現像装置に配置することにより、発光特性のバラツキを解消している。

複数の発光素子を用いたラインヘッドにおいては、各発光素子の光量にばらつきがあるため、画像にむらが発生するという問題がある。そこで、ＬＥＤアレイ駆動回路に関する特許文献２には、発光素子アレイ毎に発光時間を変えて、発光素子のバラツキを補正することが記載されている。

特開平１１―１３８８９９号公報 特開昭６３―１０２９３号公報

前記特許文献１に記載の技術は、単一チップ発光素子アレイを単一基板に形成してから分離するものである。このため、製造工程が複雑になり、利用できる発光素子アレイが限定されるという問題があった。また、特許文献２に記載の技術は、発光時間調整量は発光素子アレイ毎に常に同一であり、各ドット毎のばらつき補正は行うことができなかった。特許文献２に記載の技術において、各ドット毎のばらつき補正を行うためには、電流供給線を各ドット毎に設けなければならないので、回路構成が複雑になり、制御が困難であるという問題があった。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で主走査方向の光量のばらつきを抑制し、画質の劣化を防止したラインヘッドおよび画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、１ラインに配列される複数の発光素子に定電圧を印加して階調データに基づいて制御するラインヘッドであって、前記各発光素子の光量のばらつきを補正する補正データを前記階調データに付加したことを特徴とする。このように、各発光素子を制御するために供給される本来の階調データに、単に補正データを付加するという簡単な構成で光量のばらつきを補正している。このため、光量のばらつきを補正するためのラインヘッドの構成を簡略化することができる。

また、本発明は、前記補正データの設定手段を前記発光素子と同一の基板上に設けたことを特徴とする。このようにラインヘッドの同一基板上に発光素子と補正データの設定手段を設けているので、光量のばらつきを補正するラインヘッドのスペースを有効に利用することができる。

また、本発明は、前記補正データは、基準光量に対する発光量のずれ量に応じて各発光素子毎に設定されることを特徴とする。このように、各発光素子毎に基準光量に対する発光量のずれ量に応じた補正データを設定しているので、きめ細かに光量のばらつきを補正することができる。

また、本発明は、前記各発光素子毎に設定される補正データは、テーブル形式で前記階調データと共に前記設定手段に記憶されることを特徴とする。このように、補正データを記憶させるための特別な記憶手段は必要としないので、メモリ資源の有効利用が図れる。

また、本発明は、前記発光素子を有機ＥＬ素子で構成したことを特徴とする。有機ＥＬ素子は、像担持体に形成される画素のドットに対応させることができるので、ドット単位で光量のばらつきを補正して、精度良く画像品質の劣化を抑制することができる。

また、本発明は、前記発光素子は、アクテブマトリックス方式の駆動回路で制御することを特徴とする。このため、駆動回路に設けるスイッチング用ＴＦＴをオフにしたときでも、発光素子の動作を継続させて発光を維持するので、高輝度で画素の露光を行うことができる。

また、本発明は、前記各発光素子の光量制御をＰＷＭ制御により行うことを特徴とする。このため、各発光素子の階調データに基づく制御を精度良く行うことができる。

また、本発明は、前記複数の発光素子が配列されるラインを副走査方向に複数列形成したことを特徴とする。このため、多重露光を行う際に、主走査方向の光量のばらつきを抑制し画質の劣化を防止することができる。

本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段と、前記いずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、主走査方向の光量のばらつきを抑制し画質の劣化を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、前記いずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリ方式の画像形成装置において、主走査方向の光量のばらつきを抑制し画質の劣化を防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、主走査方向の光量のばらつきを抑制し画質の劣化を防止することができる。

以下、図を参照して本発明を説明する。図２〜図４は、本発明の前提となる技術を説明する特性図で、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた例を示している。図２は、発光素子Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃの電圧―光量特性である。図２に示されているように、同一電圧が印加されている場合でも、各発光素子Ｈａ〜Ｈｃの光量は相違している。換言すれば、同一光量を得るために印加される電圧は各発光素子毎に相違している。例えば、３００（μＷ／ｃｍ²）の光量を得るために、発光素子ＨａはＶａ（Ｖ）、発光素子ＨｂはＶｂ（Ｖ）、発光素子ＨｃはＶｃ（Ｖ）の電圧を印加している。

図３は、発光素子Ｈｄ、Ｈｅ、Ｈｆの電流―光量特性である。図３に示されているように、発光素子に同一電流が供給された場合でも、各発光素子Ｈｄ〜Ｈｆの光量は相違している。換言すれば、同一光量を得るために供給される電流は各発光素子毎に相違している。例えば、３００（μＷ／ｃｍ²）の光量を得るために、発光素子ＨｄにはＩａ（Ａ）、発光素子ＨｅにはＩｂ（Ａ）、発光素子ＨｆにはＩｃ（Ａ）の電流が供給される。

図４は、発光素子Ｈｇ、Ｈｈ、Ｈｉのデューティー光量特性である。この例では、発光素子をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）する際のデューティを示している。図２、図３で説明したように、同一電圧を印加した場合、または同一電流が供給された場合でも、各発光素子の光量が異なるので、同一のデューティで発光素子を駆動した場合に、各発光素子Ｈｇ〜Ｈｉの光量が相違する。例えば、３００（μＷ／ｃｍ²）の光量を得るために、発光素子ＨｇのデューティはＤｘ％、発光素子ＨｈのデューティはＤｙ％、発光素子ＨｉのデューティはＤｗ％である。このように、同一のデューティに対応する各発光素子の光量が相違するため、画像むらが発生する。

主走査方向の１ラインに複数の発光素子を配列して、定電圧制御するラインヘッドにおいては、各発光素子を前記ＰＷＭ制御により階調データに基づいた制御が行われる場合がある。この際に、各発光素子は図４に示すようなデューティー光量特性を有しているので、前記したように画像むらが発生するという問題がある。

図１４は、本発明の基本的原理を示す説明図である。本発明の実施形態においては、発光素子をＰＷＭ制御する際に階調データに補正データを付加して、光量のばらつきを補正するものである。図１４には、階調データＤｐにおける基準光量のパルス幅Ｗｘ（デューティ比Ｗｘ／Ｗｓ）に対して、光量が少ないとき（―）のパルス幅Ｗｙ（デューティ比Ｗｙ／Ｗｓ）、光量が多いとき（＋）のパルス幅Ｗｚ（デューティ比Ｗｚ／Ｗｓ）が示されている。

光量が基準光量よりも多い発光素子に対しては、デューティ比を基準光量のデューティ比に合わせるように、階調データを減少させるような補正データを付加する。また、光量が基準光量よりも少ない発光素子に対しては、デューティ比を基準光量のデューティ比に合わせるように、階調データを増加させるような補正データを付加する。本発明においては、このようなデューティ比の調整を行うことにより、光量のばらつきを補正する。

図５〜図７は、階調データと補正データを記憶するテーブルの例の実施形態を示す説明図である。図５は、基準発光量の発光素子の階調データを「Ｏ」〜「１０」とした際の、各発光素子における階調データの増減分を表すテーブルの例である。基準発光量の発光素子より発光量の多いものを「＋」で、基準発光量の発光素子より発光量の少ないものを「一」としており、基準発光量に対する発光量のずれ量に応じて、「＋」および「一」のそれぞれについて「Ｏ」、「１」、「２」の３種に分類している。

図５の例で、例えば、基準発光量に対する発光量のずれ量「＋２」の発光素子において、階調データが「５」である場合には、このテーブルより増減分は「ー２」である。したがって、当該発光素子に対しては「３」の階調データが送られる。この補正された階調データ、すなわち補正されたデューティ比に基づき当該発光素子に対するＰＷＭ制御を行い、発光量を基準光量に合わせる光量制御を行う。このように、図５の例では、各発光素子を制御するために供給される本来の階調データに、単に補正データを付加するという簡単な構成で光量のばらつきを補正している。このため、光量のばらつきを補正するためのラインヘッドの構成を簡略化することができる。

図５の例では、各発光素子毎に基準光量に対する発光量のずれ量に応じた補正データを設定しているので、きめ細かに光量のばらつきを補正することができる。また、前記各発光素子毎に設定される補正データは、図５に示されているようにテーブル形式で前記階調データと共に記憶されている。このため、補正データを記憶させるための特別な記憶手段は必要としないので、メモリ資源の有効利用が図れる。

図６は、前記のような階調データの補正を行わなかった際の各発光素子の発光量を示すテーブルである。図６において、発光量は基準発光素子の階調「１」での光量を基準にして規格化してあらわしている。この場合には、例えば基準発光量の階調データが「５」であると、発光量のずれは「＋３」〜「ー２」の範囲でばらつくことになる。このような発光量の差異が、画像のむら等になって現われ、印字品質が低下する。

図７は、階調データの補正を行った際の各素子の発光量を示すテーブルである。図７の例では、例えば基準発光量の階調データが「５」であれば、発光量のずれが「＋２」〜「ー２」の範囲でばらついていても、各発光素子の発光量は補正されて同じになっている。このように、同一の階調データが各発光素子に供給された場合に、各発光素子の発光量にずれがあったとしても発光量が同じになるので、画像のむら等が発生せず、印字品質の低下を防止することができる。

図１は、画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１はラインヘッドの制御部、２は制御回路、３は階調補正値設定手段、４はＴＦＴからなる駆動回路、５は発光素子Ｌａが１ラインに複数配列されている発光素子ライン、６はメモリ、７は本体コントローラである。階調補正値設定手段３は、発光素子Ｌａと同一の基板上に設けられている。

本体コントローラ７は、印刷データを形成してラインヘッドの制御部１に送信する。メモリ６は各色の発光素子ラインに対応した画像データを記憶する。階調補正値設定手段３には、各発光素子毎の発光量と、それに対応する階調データ補正用テーブルが記憶される。また、本体コントローラからの階調データに基づいて図５で説明したような補正データを作成し、この補正データにより制御回路２で各発光素子の制御信号を形成し、駆動回路４を動作させて各発光素子の光量制御を行う。

図１の例では、ラインヘッドの同一基板上に発光素子Ｌａと階調補正値設定手段３、すなわち補正データの設定手段を設けているので、光量のばらつきを補正するラインヘッドのスペースを有効に利用することができる。また、図１の例では、前記発光素子Ｌａとして有機ＥＬ素子を用いている。有機ＥＬ素子は、像担持体に形成される画素のドットに対応させて配置することができるので、ドット単位で光量のばらつきを補正することにより、精度よく画像品質の劣化を抑制することができる。

図８〜図１０は、本発明により発光素子を階調データで制御する例を説明する図である。図８は、階調データメモリに格納されるビットデータと階調データとの例を示す説明図である。この例では、８ビットの階調データメモリにより階調データを構成している。図８の例では、ビットデータＮｏ１で階調データ０（非発光）、ビットデータＮｏ８で最も濃度が濃いデータ、ビットデータＮｏ２〜７でその中間階調の濃度データとしている。

図９は、ＰＷＭ制御を行う例を示すブロック図である。図９において、ＰＷＭ制御部７０には、シフトレジスタなどで構成される階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・、カウンター７２、コンパレータ７３ａ、７３ｂ・・・、発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・、が設けられている。階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・には、例えば図１に示した本体コントローラ７から階調データ信号７４が供給される。階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・のビット数は、図８に示したように８ビットとする。カウンター７２は、基準クロック信号７５をカウントする。

カウンター７２のビット数は、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・と同じ８ビットであり、カウント値は０→最大値（２５５）→０→最大値を繰り返す。コンパレータ７３ａ、７３ｂは、カウンター７２の信号と、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に格納されている階調データとを比較する。階調データ>カウンター値、のときに、図１１で示したスイッチングＴＦＴをオンにする。また、階調データ≦カウンター値、のときにスイッチングＴＦＴをオフにする。

図１０は、図９のブロック図で示されたＰＷＭ制御の具体例を示す特性図である。図１０（ａ）は、カウンター７２の出力値Ｅａを示すものであり、前記のように、０→最大値（２５５）→０→最大値→０・・・を繰り返す。図１０（ｂ）は、階調データがビットデータＮｏ７（１２８階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｅｂ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜１２７の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が１２８〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。

図１０（ｃ）は、階調データがビットデータＮｏ６（６４階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｅｃ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜６３の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が６４〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。

図１０（ｂ）の場合には、波形Ｅｂのパルス幅はＷａであり、図１０（ｃ）の場合には、波形Ｅｃのパルス幅はＷｂである。すなわち、階調データの大きさに応じてスイッチングＴＦＴがオンとなる時間の長さが変わり、発光素子の発光光量を変化させることができる。このように、スイッチングＴＦＴのオン、オフ制御により発光素子をオン、オフして像担持体への露光量を変えることができるので、回路構成を簡単にすることができる。また、ＰＷＭ制御により各発光素子の階調データに基づく制御を精度良く行うことができる。

図１１は、図９に示した発光部Ｚをアクティブマトリクスで動作させるための回路図である。図１１において、発光素子として有機ＥＬ素子を使用しており、Ｋはそのカソード端子、Ａはそのアノード端子である。カソード端子Ｋは、図示を省略している電源に接続されている。３７ａは走査線でスイッチング用ＴＦＴ（Ｔｒ１）のゲートＧａに接続される。また、３８ａは信号線でスイッチング用ＴＦＴのドレインＤａに接続される。３９は電源線、Ｃａはストレージキャパシタである。有機ＥＬ素子のドライビング用ＴＦＴ（Ｔｒ２）のソースＳｂは電源線３９に接続され、ドレインＤｂは有機ＥＬのアノード端子Ａに接続される。さらに、ドライビング用ＴＦＴのゲートＧｂは、スイッチング用のＴＦＴのソースＳａに接続されている。

次に、図１１の回路図の動作について説明する。スイッチング用ＴＦＴのソースに電源線３９の電圧が印加されている状態で走査線３７ａ、信号線３８ａに通電すると、スイッチング用ＴＦＴがオンになる。このため、ドライビング用ＴＦＴのゲート電圧が下がり、電源線３９の電圧がドライビング用ＴＦＴのソースから供給されてドライビング用ＴＦＴが導通する。この結果、有機ＥＬが動作して所定の光量で発光する。また、ストレージキャパシタＣａは電源線３９の電圧で充電される。

スイッチング用ＴＦＴをオフにした場合にも、ストレージキャパシタＣａに充電された電荷に基づいてドライビング用ＴＦＴは導通状態となっており、有機ＥＬ素子は発光状態を維持する。したがって、アクテブマトリックスを前記発光素子の駆動回路に適用した場合には、画像データをシフトレジスタで転送するためにスイッチング用ＴＦＴをオフにしたときでも、有機ＥＬ素子の動作が継続して発光を維持し、高輝度で画素の露光を行うことができる。

図１５は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図１５において、ラインヘッド１０には主走査方向（Ｙ方向）の１ラインに、多数の発光素子Ｌａを配列した発光素子ライン５ａが形成されている。このような発光素子ラインが副走査方向（Ｘ方向）に５ａ〜５ｄの複数列設けられている。図１５のようなラインヘッドの制御は、図１のブロック図において、次のように行われる。

本体コントローラ７からの画像データが制御部１に入力されると、駆動回路４の動作により発光素子ライン５ａの各発光素子は、階調データに基づき所定の光量で像担持体上の画素を露光する。像担持体を回転駆動して矢視Ｘ方向に移動させ、先頭の発光素子ライン５ａの発光素子で露光された画素を次の発光素子ライン５ｂに配列された発光素子の位置に到達させる。発光素子ライン５ｂの発光素子に画像データを出力して各発光素子を階調データに基づき点灯させる。このため、前回に発光素子ライン５ａの発光素子で露光された画素は、同じ強さの光量で発光素子ライン５ｂの発光素子により再度露光される。

このようにして、像担持体を矢視Ｘ方向に移動させながら、順次副走査方向に異なる列の発光素子ラインで同一画素を重ねて露光する。このため、図１５の例では各画素は単一の発光素子で露光される場合の４倍の光量で多重露光されることになり、各画素の露光に必要な光量を高速で取得することができる。各発光素子ラインに対する画像データの供給は、制御回路２にシフトレジスタを設け、像担持体の副走査方向への移動と同期させて画像データをシフトレジスタで転送させることにより行う。

図１の構成で中間濃度の階調制御を行う場合には、例えば所定の輝度を１としたときに、輝度０.１の画像データを本体コントローラ７から制御部１に入力する。前記のように、像担持体を移動させながら画像データをシフトレジスタに順次転送して、発光素子に出力する処理により、１画素の輝度は、０.１×４＝０.４となり中間濃度が得られる。このようにして、画素を露光する際の階調出力が得られる。このように、本発明においては多重露光を行うラインヘッドにおいても、光量のばらつきを抑制し、画質の劣化を防止することができる。

本発明においては、上記のような構成の有機ＥＬアレイヘッドを、例えば電子写真方式のカラー画像を形成する画像形成装置の露光ヘッドとして用いることができる。図１２は、有機ＥＬアレイヘッドを用いた画像形成装置の一例を示す正面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。

図１２に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。

前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。

各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、この有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。

ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エナルギーピーク波長と感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー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、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。

なお、図１３中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。

このように、図１２の画像形成装置は、書き込み手段として有機ＥＬアレイを用いているので、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。本発明においては、図１２に示したようなタンデム方式の画像形成装置において、主走査方向の光量のばらつきを抑制し画質の劣化を防止することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置に係る他の実施の形態について説明する。図１３は、画像形成装置の縦断側面図である。図１３において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段（ラインヘッド）１６７、中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着器の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。

現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。

１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書込手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。

中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。

用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。

上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレイ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。

用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、例えば低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。

図の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。

中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。

４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。本発明においては、図１３に示したようなロータリ方式の画像形成装置において、主走査方向の光量のばらつきを抑制し画質の劣化を防止することができる。また、中間転写部材を備えたタンデム方式およびロータリ方式の画像形成装置において、主走査方向の光量のばらつきを抑制し画質の劣化を防止することができる。

以上、本発明のラインヘッドと画像形成装置を実施例に基づいて説明した。本発明のラインヘッドと画像形成装置は、これら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、１ラインに複数の発光素子を配列して点灯動作させる場合において、主走査方向の光量にばらつきがない構成としたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することができる。

本発明のラインヘッドの制御部を示すブロック図である。 発光素子の特性を示す特性図である。 発光素子の特性を示す特性図である。 発光素子の特性を示す特性図である。 階調データの例を示す説明図である。 階調データの例を示す説明図である。 階調データの例を示す説明図である。 ビットデータと階調データの関係を示す説明図である。 発光素子をＰＷＭ制御する例のブロック図である。 発光素子をＰＷＭ制御する例の説明図である。 アクテブマトリックス方式の回路図である。 タンデム方式の画像形成装置を示す側面図である。 ロータリ方式の画像形成装置を示す側面図である。 本発明の説明図である。 ラインヘッドの例を示す説明図である。

符号の説明

１・・・制御部、２・・・制御回路、３・・・階調補正値設定手段、４・・・駆動回路、５・・・発光素子ライン、６・・・メモリ、７・・・本体コントローラ、１０・・・ラインヘッド、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・感光体ドラム（像担持体）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・現像装置、５０・・・中間転写ベルト、６６・・・二次転写ローラ、７０・・・ＰＷＭ制御部、７１ａ、７１ｂ・・・階調データメモリ、７２・・・カウンター、７３ａ、７３ｂ・・・コンパレータ、７４・・・階調データ信号、７５・・・基準クロック信号、７６・・・セレクト信号、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ・・・有機ＥＬアレイ露光ヘッド（ラインヘッド）、１６１・・・現像装置、１６５・・・感光体ドラム、１６７・・・露光ヘッド（ラインヘッド）、１６９・・・中間転写ベルト、１７１・・・二次転写ローラ、Ｐ…記録媒体、Ｌａ・・・有機ＥＬ素子、Ｚ、Ｚａ、Ｚｂ…発光部

Claims (11)

1. １ラインに配列される複数の発光素子に定電圧を印加して階調データに基づいて各発光素子を制御するラインヘッドであって、前記各発光素子の光量のばらつきを補正する補正データを前記階調データに付加したことを特徴とする、ラインヘッド。
2. 前記補正データの設定手段を前記発光素子と同一の基板上に設けたことを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
3. 前記補正データは、基準光量に対する発光量のずれ量に応じて各発光素子毎に設定されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のラインヘッド。
4. 前記各発光素子毎に設定される補正データは、テーブル形式で前記階調データと共に前記設定手段に記憶されることを特徴とする、請求項３に記載のラインヘッド。
5. 前記発光素子を有機ＥＬ素子で構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラインヘッド。
6. 前記発光素子は、アクテブマトリックス方式の駆動回路で制御することを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のラインヘッド。
7. 前記各発光素子の光量制御をＰＷＭ制御により行うことを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のラインヘッド。
8. 前記複数の発光素子が配列されるラインを副走査方向に複数列形成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のラインヘッド。
9. 像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
10. 静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
11. 中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載の画像形成装置。
    
    

Images