JP2007286504A - Image forming apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像担持体を露光して像を形成する複数の発光素子を有する画像形成装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a plurality of light emitting elements for forming an image by exposing an image carrier and a control method thereof.
予め所定の電位に帯電した感光体を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像し、顕画化されたトナー像を記録紙に転写、加熱定着して画像を得る、いわゆる電子写真プロセスを応用した画像形成装置に用いられる露光装置として、レーザダイオードを光源とした光ビームをポリゴンミラーと呼称される回転多面鏡を介して感光体上を走査して静電潜像を形成する方式と、発光ダイオード（以降ＬＥＤと呼称する）や有機エレクトロルミネッセンス材料を用いて構成した発光素子をライン状に配置した発光素子列を用いて各発光部を個別に点灯（ＯＮ／ＯＦＦ）制御して感光体上に静電潜像を形成する方式が知られている。 A photosensitive body charged in advance at a predetermined potential is exposed according to image information to form an electrostatic latent image, the electrostatic latent image is developed with toner, and the visualized toner image is transferred to a recording paper. As an exposure device used in an image forming apparatus applying the so-called electrophotographic process to obtain an image by heating and fixing, a light beam using a laser diode as a light source passes through a rotating polygonal mirror called a polygon mirror on the photoreceptor. Each light emitting unit is formed using a method of forming an electrostatic latent image by scanning, and a light emitting element array in which light emitting elements (hereinafter referred to as LEDs) and organic electroluminescent materials are arranged in a line. There is known a system in which an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor by individually controlling lighting (ON / OFF).
一般にＬＥＤや有機エレクトロルミネッセンス材料を用いた発光素子列を構成要素として含む露光装置は、感光体のごく近傍で各発光素子を選択的に点灯して感光体上に露光光を照射するので、これらを搭載した画像形成装置はレーザダイオードを用いた画像形成装置における回転多面鏡のような可動部がなく信頼性、静粛性が高く、またレーザダイオードの出射光を感光体に導く光学系や、光の経路となる大きな光学的空間が不要で画像形成装置を小型化することが可能である。 In general, an exposure apparatus including a light-emitting element array using LEDs or organic electroluminescent materials as a constituent element selectively illuminates each light-emitting element in the very vicinity of the photoconductor to irradiate the photoconductor with exposure light. The image forming apparatus equipped with a laser diode has no moving parts like a rotating polygon mirror in an image forming apparatus using a laser diode, and has high reliability and quietness. A large optical space serving as a path for the image forming apparatus is unnecessary, and the image forming apparatus can be downsized.
特に発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した露光装置は、ガラスなどの基板上に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以降ＴＦＴと呼称する）から成るスイッチング素子で構成される駆動回路と有機エレクトロルミネッセンス素子を一体として形成できるため、構造、製造工程がシンプルであり、発光素子としてＬＥＤを搭載した露光装置と比較して更なる小型化、低コスト化を実現できる可能性がある。 In particular, an exposure apparatus equipped with an organic electroluminescence element as a light emitting element integrates a drive circuit composed of a switching element made of a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and an organic electroluminescence element on a substrate such as glass. Therefore, the structure and manufacturing process are simple, and there is a possibility that further downsizing and cost reduction can be realized as compared with an exposure apparatus in which an LED is mounted as a light emitting element.
しかしその一方で有機エレクトロルミネッセンス素子はその駆動に伴って発光輝度が徐々に低下する、いわゆる光量劣化が発生することが知られている。一般的なディスプレイ装置などに応用される有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度は高々１０００［ｃｄ／ｍ２］程度でよいのに対し、電子写真装置などの画像形成装置に搭載される露光装置に応用される有機エレクトロルミネッセンス素子には、例えば画像形成装置の仕様として６００ｄｐｉ（dot／inch）、２０ｐｐｍ（pages／minute）程度のスペックを想定すると１００００［ｃｄ／ｍ２］以上の発光輝度が要求され、その駆動条件は高電圧、大電流の非常に過酷なものとなる。このために露光装置に応用される有機エレクトロルミネッセンス素子は、表示装置に応用される場合と比較して光量劣化の影響を受けやすく、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量を初期と同等の状態に維持するために何らかの露光量補正が必要となる。 However, on the other hand, it is known that the organic electroluminescence element undergoes so-called light quantity deterioration in which the light emission luminance gradually decreases with the driving thereof. An organic electroluminescence element applied to a general display device or the like has a light emission luminance of about 1000 [cd / m 2 ] at most, but is applied to an exposure device mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus. For example, assuming that the specifications of an image forming apparatus are 600 dpi (dot / inch) and 20 ppm (pages / minute), the organic electroluminescence element is required to have an emission luminance of 10,000 [cd / m 2 ] or more. The driving conditions are very severe with high voltage and large current. For this reason, the organic electroluminescence element applied to the exposure apparatus is more susceptible to the deterioration of the amount of light than that applied to the display apparatus, so that the exposure amount of each organic electroluminescence element is equal to the initial state. In order to maintain it, some exposure correction is required.
また有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度は温度依存性があることも知られている。この温度依存性は有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する有機材料によって決まり、正特性、負特性のいずれもがあり得る。上述した電子写真装置の画像形成過程には熱と圧力によって記録紙上のトナー像を定着する工程が含まれており、装置内部に大熱量を発生可能な熱源を有するため、装置内部の温度変化に伴って有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度が変化する。この場合にも個々の有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量を補正する露光量補正が必要となる。 It is also known that the light emission luminance of an organic electroluminescence element has temperature dependence. This temperature dependency is determined by the organic material constituting the organic electroluminescence element, and can have both positive characteristics and negative characteristics. The above-described image forming process of the electrophotographic apparatus includes a step of fixing the toner image on the recording paper by heat and pressure. Since the apparatus has a heat source capable of generating a large amount of heat, the temperature change inside the apparatus is prevented. Along with this, the emission luminance of the organic electroluminescence element changes. Also in this case, exposure amount correction for correcting the exposure amount of each organic electroluminescence element is required.
また、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子間において、発光輝度のばらつき発生を防止することは困難であるため、素子間における露光量のばらつきを防ぐ露光量補正も必要となる。 In addition, since it is difficult to prevent variation in emission luminance between individual organic electroluminescence elements, exposure amount correction is also required to prevent variation in exposure amount between elements.
さて露光量補正に関して、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子を応用した露光装置を搭載した画像形成装置では、例えば特許文献１に開示される構成が知られている。特許文献１における露光装置は有機エレクトロルミネッセンス素子を形成したガラス基板上に受光センサを配置し、各有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量をこの受光センサで検出するという構成を有している。
With regard to exposure amount correction, for example, a configuration disclosed in
更に特許文献１によれば、露光装置におけるｎ番目の有機エレクトロルミネッセンス素子の露光量Ｐｇｎを検査治具にて予め計測すると共に、この際に上述の受光センサで露光量Ｐｈｎも計測し、これらに基づいて補正係数Ｐｇｎ／Ｐｈｎを算出し、この補正係数を露光装置あるいは画像形成装置に搭載した記憶手段に記憶させておく。そして露光装置を画像形成装置に組み込んだ後は、適宜上述した受光センサによる光量検出結果と記憶手段に記憶された補正係数に基づき、有機エレクトロルミネッセンス素子の新たな駆動電流などを決定することで、常に有機エレクトロルミネッセンス素子の初期の露光量を維持できるとしている。
Further, according to
また特許文献１によれば、露光量補正動作は画像形成装置の起動直後の初期化動作、印字開始前、紙間の何れかの時点でプリンタコントローラの指令に基づいて行うことができるとしている。
According to
しかしながら、光量計測動作は、ある程度の時間を要するため、光量計測動作を行うタイミングによっては印刷動作に影響を与え、印刷速度の低下等につながってしまうという事情がある。 However, since the light quantity measurement operation requires a certain amount of time, there is a situation in which the printing operation is affected depending on the timing at which the light quantity measurement operation is performed, leading to a decrease in printing speed.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能な画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus capable of measuring a light amount while suppressing an influence on a printing operation timing, and a control method thereof.
本発明は、第１に、像担持体を露光して像を形成する複数の発光素子を有する画像形成装置であって、前記発光素子の動作を制御する発光動作制御部と、前記発光素子が出射する光の光量を計測する光量計測部と、前記光量計測部によって計測された光量計測値を参照し、前記発光素子が出射する光の光量を補正する光量補正部とを備え、前記発光動作制御部は、前記光量計測部が前記発光素子の光量を計測する光量計測時に、前記発光素子が出射する光の光量を、画像形成時よりも大きい光量に設定する画像形成装置が提供されるものである。 A first aspect of the present invention is an image forming apparatus having a plurality of light emitting elements that expose an image carrier to form an image, the light emitting operation control unit for controlling the operation of the light emitting elements, and the light emitting elements comprising: A light amount measuring unit for measuring the light amount of the emitted light, and a light amount correcting unit for correcting the light amount of the light emitted from the light emitting element with reference to the light amount measurement value measured by the light amount measuring unit. The control unit is provided with an image forming apparatus that sets a light amount of light emitted from the light emitting element to be larger than that at the time of image formation when the light amount measuring unit measures the light amount of the light emitting element. It is.
この構成により、光量計測時に光量計測部が受光可能な光量が増加するので、光量計測の精度を保ちながら光量計測時間を短縮することが可能となり、その結果、通常の印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能となる。 With this configuration, the amount of light that can be received by the light quantity measurement unit during light quantity measurement increases, so it is possible to shorten the light quantity measurement time while maintaining the accuracy of the light quantity measurement.As a result, this affects the normal printing operation timing. Suppressed light quantity measurement is possible.
本発明は、第２に、上記第１に記載の画像形成装置であって、前記発光動作制御部は、前記光量計測時における発光時間の一単位を、前記画像形成時における発光時間の一単位と同じ期間にして前記発光素子を制御する画像形成装置が提供されるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the light emission operation control unit uses a unit of light emission time during the light amount measurement as a unit of light emission time during the image formation. An image forming apparatus for controlling the light emitting element in the same period as the above is provided.
この構成により、光量計測時の発光素子の駆動方法を、通常の画像形成時と同様とすることで、光量計測時に特別な駆動方法を用いるといった複雑な制御を行うことなく、通常の印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能となる。 With this configuration, the light emitting element driving method at the time of light quantity measurement is the same as that at the time of normal image formation, so that the normal printing operation timing can be obtained without performing complicated control such as using a special driving method at the time of light quantity measurement. It is possible to measure the amount of light while suppressing the influence on the camera.
本発明は、第３に、上記第１又は第２に記載の画像形成装置であって、前記光量計測部は、チャージアンプと、前記チャージアンプに直列に接続され、照射された光量に応じた電流を発生する光検出素子と、前記光検出素子と並列に接続された容量素子と、前記光検出素子と前記容量素子とを有する並列回路及び前記チャージアンプの間に接続され、前記並列回路と前記チャージアンプとの間の電気的な接続を開閉する選択トランジスタとを有する画像形成装置が提供されるものである。 The third aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first or second aspect, wherein the light amount measurement unit is connected in series to the charge amplifier and the charge amplifier, and corresponds to the amount of light irradiated. A photodetecting element for generating a current; a capacitive element connected in parallel to the photodetecting element; a parallel circuit having the photodetecting element and the capacitive element; and the charge amplifier; An image forming apparatus having a selection transistor for opening and closing an electrical connection with the charge amplifier is provided.
この構成により、光量計測部は、光量検出素子に照射された光量を、容量素子に蓄積される電荷に反映する構成を有することから、光量検出素子に照射された光量を大きくすることにより、単位時間あたりに蓄積される電荷が増加するので、短時間で所望の精度を確保した光量計測を行うことができる。 With this configuration, the light amount measurement unit has a configuration that reflects the light amount irradiated to the light amount detection element in the electric charge accumulated in the capacitor element, so by increasing the amount of light irradiated to the light amount detection element, the unit Since the electric charge accumulated per time increases, it is possible to perform light quantity measurement with a desired accuracy in a short time.
本発明は、第４に、上記第３に記載の画像形成装置であって、前記光検出素子は、多結晶シリコンを有して構成される光量検出回路が提供されるものである。 Fourthly, the present invention provides the image forming apparatus according to the third aspect, wherein the light detection element is provided with a light amount detection circuit configured to include polycrystalline silicon.
この構成により、光検出素子に、多結晶シリコンといった光透過率の高い材料を適用することが可能となり、その場合にも、光量計測時の発光素子の光量を大きく設定するので、所望の精度の光量計測結果を得ることができる。 With this configuration, it is possible to apply a material having high light transmittance, such as polycrystalline silicon, to the light detection element. In this case as well, the light quantity of the light emitting element at the time of light quantity measurement is set large, so that the desired accuracy can be achieved. A light quantity measurement result can be obtained.
本発明は、第５に、上記第１ないし第４のいずれかに記載の画像形成装置であって、前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子により構成された画像形成装置が提供されるものである。 Fifthly, the present invention provides the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the light emitting element is an organic electroluminescent element. .
この構成により、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることにより小型化及び低コスト化が可能であると共に、有機エレクトロルミネッセンス素子を発光素子として用いた場合に重要な動作となる光量補正動作を、印刷動作タイミングへ与える影響を低減して行うことができる。 With this configuration, it is possible to reduce the size and cost by using an organic electroluminescence element, and to perform a light amount correction operation, which is an important operation when the organic electroluminescence element is used as a light emitting element, to the printing operation timing. This can be done with reduced influence.
本発明は、第６に、像担持体を露光して像を形成する複数の発光素子を有する画像形成装置の制御方法であって、前記発光素子の動作を制御するステップと、前記発光素子が出射する光の光量を計測するステップと、前記計測された光量計測値を参照し、前記発光素子が出射する光の光量を補正するステップとを有し、前記発光素子の光量を計測する光量計測時には、前記発光素子が出射する光の光量は、画像形成時よりも大きい光量に設定される制御方法が提供されるものである。 Sixthly, the present invention provides a method of controlling an image forming apparatus having a plurality of light emitting elements that exposes an image carrier to form an image, the step of controlling the operation of the light emitting elements, A light amount measurement for measuring a light amount of the light emitting element, the method including a step of measuring a light amount of the emitted light and a step of correcting the light amount of the light emitted from the light emitting element with reference to the measured light amount measurement value; In some cases, there is provided a control method in which the amount of light emitted from the light emitting element is set to be larger than that during image formation.
この方法により、光量計測時に光量計測部が受光可能な光量が増加するので、光量計測の精度を保ちながら光量計測時間を短縮することが可能となり、その結果、通常の印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能となる。 This method increases the amount of light that can be received by the light quantity measurement unit during light quantity measurement, so it is possible to shorten the light quantity measurement time while maintaining the accuracy of the light quantity measurement. Suppressed light quantity measurement is possible.
本発明は、第７に、コンピュータに上記第６に記載の各ステップを実行させる画像形成装置の制御プログラムが提供されるものである。 Seventhly, the present invention provides a control program for an image forming apparatus that causes a computer to execute the steps described in the sixth aspect.
このプログラムにより、光量計測時に光量計測部が受光可能な光量が増加するので、光量計測の精度を保ちながら光量計測時間を短縮することが可能となり、その結果、通常の印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能となる。 This program increases the amount of light that can be received by the light quantity measurement unit during light quantity measurement, so it is possible to shorten the light quantity measurement time while maintaining the accuracy of the light quantity measurement.As a result, it affects the normal printing operation timing. Suppressed light quantity measurement is possible.
本発明によれば、印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能な画像形成装置及びその制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of measuring the amount of light while suppressing the influence on the printing operation timing, and a control method therefor.
以下、本発明の基本となる構成に関する実施形態を、図面を用いて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments relating to the basic configuration of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成図である。図１において、画像形成装置１は装置内にイエロー現像ステーション２Ｙ、マゼンタ現像ステーション２Ｍ、シアン現像ステーション２Ｃ、ブラック現像ステーション２Ｋの４色分の現像ステーションを縦方向に階段状に配列し、その上方には記録媒体である記録紙３が収容される給紙トレイ４を配設すると共に、各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋ に対応した箇所には給紙トレイ４から供給された記録紙３の搬送路となる記録紙搬送路５を上方から下方の縦方向に構成したものである。
FIG. 1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an
現像ステーション２Ｙ〜２Ｋは記録紙搬送路５の上流側から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成するものであり、イエロー現像ステーション２Ｙは感光体８Ｙ、マゼンタ現像ステーション２Ｍには感光体８Ｍ、シアン現像ステーション２Ｃには感光体８Ｃ、ブラック現像ステーション２Ｋには感光体８Ｋが含まれ、更に各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋには後に説明する現像スリーブ、帯電器など、一連の電子写真方式における現像プロセスを実現する部材が含まれている。
The developing
更に各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋの下部には感光体８Ｙ〜８Ｋの表面を露光して静電潜像を形成するための露光装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが配置されている。
Further,
現像ステーション２Ｙ〜２Ｋは充填された現像剤の色が異なっているが、構成は現像色に関わらず同一であるため、以降の説明を簡単にするため特に明示する必要がある場合を除いて現像ステーション２、感光体８、露光装置１３のごとく特定の色を明示せずに説明する。
The developing
図２は本発明の画像形成装置１における現像ステーション２の周辺を示す構成図である。図２において、現像ステーション２の内部にはキャリアとトナーの混合物である現像剤６が充填されている。７ａ、７ｂは現像剤６を攪拌する攪拌パドルであり、攪拌パドル７ａと７ｂの回転によって現像剤６中のトナーはキャリアとの摩擦によって所定の電位に帯電されると共に、トナーとキャリアは現像ステーション２の内部を巡回することで十分に攪拌混合される。感光体８は図示しない駆動源によって方向Ｄ３に回転する。９は帯電器であり感光体８の表面を所定の電位に帯電する。１０は現像スリーブ、１１は薄層化ブレードである。現像スリーブ１０は内部に複数の磁極が形成されたマグネットロール１２を有している。薄層化ブレード１１によって現像スリーブ１０の表面に供給される現像剤６の層厚が規制されると共に、現像スリーブ１０は図示しない駆動源によって方向Ｄ４に回転し、この回転およびマグネットロール１２の磁極の作用によって現像剤６は現像スリーブ１０の表面に供給され、後述する露光装置１３によって感光体８に形成された静電潜像を現像するとともに、感光体８に転写されなかった現像剤６は現像ステーション２の内部に回収される。
FIG. 2 is a configuration diagram showing the periphery of the developing
尚、本実施形態においては、後述するように、発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）の発光量を補正する所定のタイミングにて、現像ステーション２が水平方向に移動可能なように構成されている。
In this embodiment, as will be described later, the developing
１３は露光装置である。露光装置１３は露光光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子を６００ｄｐｉ（dot／inch）の解像度で列状に配置した発光素子列を有しており、帯電器９によって所定の電位に帯電した感光体８に対し、画像データに応じて選択的に有機エレクトロルミネッセンス素子をＯＮ／ＯＦＦすることで、最大Ａ４サイズの静電潜像を形成する。現像スリーブ１０に所定の電位（現像バイアス）を印加すると、この静電潜像部分と現像スリーブ１０の間に電位勾配が生じる。そして、現像スリーブ１０の表面に供給され、所定の電位に帯電している現像剤６中のトナーにクーロン力が作用し、感光体８には現像剤６のうちトナーのみが付着し、静電潜像が顕画化される。
後に詳細に説明するように露光装置１３には、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光量を計測する光量計測手段として光量センサが設けられている。
As will be described in detail later, the
１６は転写ローラである。転写ローラ１６は感光体８に対し記録紙搬送路５と対向する位置に設けられており、図示しない駆動源により方向Ｄ５に回転する。転写ローラ１６には所定の転写バイアスが印加されており、感光体８上に形成されたトナー像を、記録紙搬送路５を搬送されてきた記録紙３に転写する。
以降図１に戻って説明を続ける。 Hereinafter, returning to FIG.
１７はトナーボトルであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが格納されている。トナーボトル１７から各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋには図示しないトナー搬送用のパイプが配設され、各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋにトナーを供給している。
A
１８は給紙ローラであり、図示しない電磁クラッチを制御することで方向Ｄ１に回転し、給紙トレイ４に装填された記録紙３を記録紙搬送路５に送り出す。
給紙ローラ１８と最上流のイエロー現像ステーション２Ｙの転写部位との間に位置する記録紙搬送路５には、入口側のニップ搬送手段としてレジストローラ１９、ピンチローラ２０対が設けられている。レジストローラ１９、ピンチローラ２０対は、給紙ローラ１８により搬送された記録紙３を一時的に停止させ、所定のタイミングでイエロー現像ステーション２Ｙの方向に搬送する。この一時停止によって記録紙３の先端がレジストローラ１９、ピンチローラ２０対の軸方向と平行に規制され、記録紙３の斜行を防止する。
A
２１は記録紙通過検出センサである。記録紙通過検出センサ２１は反射型センサ（フォトリフレクタ）によって構成され、反射光の有無で記録紙３の先端および後端を検出する。
さて図示しない電磁クラッチによって動力伝達を制御しレジストローラ１９の回転を開始すると記録紙３は記録紙搬送路５に沿ってイエロー現像ステーション２Ｙの方向に搬送されるが、レジストローラ１９の回転開始のタイミングを起点として、各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋの近傍に配置された露光装置１３Ｙ〜１３Ｋによる静電潜像の書込みタイミング、現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦ、転写バイアスのＯＮ／ＯＦＦなどがそれぞれ独立して制御される。
When the power transmission is controlled by an electromagnetic clutch (not shown) and the rotation of the
以降図２を用いて説明を続ける。 Hereinafter, the description will be continued with reference to FIG.
図２に示す露光装置１３から現像領域（感光体８と現像スリーブ１０の間隔が最も狭い部位の近傍）までの距離は設計事項であるから、例えば露光装置１３による露光を開始して感光体８上に形成された潜像が現像領域に到達する時間も設計事項である。
Since the distance from the
本実施形態ではレジストローラ１９の回転開始のタイミングを起点として、後に説明するように複数ページを連続して印字する際に、記録紙搬送路５を搬送される記録紙と記録紙の間（即ち紙間）において露光装置１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を設定して点灯させるとともに、感光体８上に形成された潜像位置に対して現像バイアスをＯＦＦにするような制御を行っている。
In the present embodiment, starting from the rotation start timing of the
以降図１に戻って説明を続ける。 Hereinafter, returning to FIG.
最下流のブラック現像ステーション２Ｋの更に下流側に位置する記録紙搬送路５には出口側のニップ搬送手段として定着器２３が設けられている。定着器２３は加熱ローラ２４と加圧ローラ２５から構成されている。
A fixing
２７は加熱ローラ２４の温度を検出するための温度センサである。温度センサ２７は金属酸化物を主原料とし、高温で焼結して得られるセラミック半導体であり、温度に応じて負荷抵抗が変化することを応用して接触した対象物の温度を計測することができる。温度センサ２７の出力は後述するエンジン制御部４２に入力され、エンジン制御部４２は温度センサ２７の出力に基づいて加熱ローラ２４に内蔵された熱源（図示せず）に供給する電力を制御し、加熱ローラ２４の表面温度が約１７０゜Ｃとなるように制御する。
この温度制御がなされた加熱ローラ２４と加圧ローラ２５によって形成されるニップ部にトナー像が形成された記録紙３が通紙されると、記録紙３上のトナー像は加熱ローラ２４と加圧ローラ２５によって加熱および加圧され、トナー像が記録紙３上に定着される。
When the
２８は記録紙後端検出センサであり、記録紙３の排出状況を監視するものである。３２はトナー像検出センサである。トナー像検出センサ３２は発光スペクトルの異なる複数の発光素子（共に可視光）と単一の受光素子を用いた反射型センサユニットであり、記録紙３の地肌と画像形成部分とで、画像色に応じて吸収スペクトルが異なることを利用して画像濃度を検出するものである。またトナー像検出センサ３２は画像濃度のみならず画像形成位置も検出できるため、実施形態における画像形成装置１ではトナー像検出センサ３２を画像形成装置１の幅方向に２ヶ所設け、記録紙３上に形成した画像位置ずれ量検出パターンの検出位置に基づき画像形成タイミングを制御している。
３３は記録紙搬送ドラムである。記録紙搬送ドラム３３は表面を２００μｍ程度の厚さのゴムで被覆した金属製ローラであり、定着後の記録紙３は記録紙搬送ドラム３３に沿って方向Ｄ２に搬送される。このとき記録紙３は記録紙搬送ドラム３３によって冷却されると共に、画像形成面と逆方向に曲げられて搬送される。これによって記録紙全面に高濃度の画像を形成した場合などに発生するカールを大幅に軽減することができる。その後、記録紙３は蹴り出しローラ３５によって方向Ｄ６に搬送され、排紙トレイ３９に排出される。
３４はフェイスダウン排紙部である。フェイスダウン排紙部３４は支持部材３６を中心に回動可能に構成され、フェイスダウン排紙部３４を開放状態にすると、記録紙３は方向Ｄ７に排紙される。このフェイスダウン排紙部３４は閉状態では記録紙搬送ドラム３３と共に記録紙３の搬送をガイドするように、背面に搬送経路に沿ったリブ３７が形成されている。
３８は駆動源であり、本実施形態ではステッピングモータを採用している。駆動源３８によって給紙ローラ１８、レジストローラ１９、ピンチローラ２０、感光体８Ｙ〜８Ｋ、および転写ローラ１６（図２参照）を含む各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋの周辺部、定着器２３、記録紙搬送ドラム３３、蹴り出しローラ３５の駆動を行っている。
４１はコントローラであり外部のネットワークを介して図示しないコンピュータなどからの画像データを受信し、プリント可能な画像データを展開、生成する。後に詳細に説明するように、コントローラ４１に搭載されたコントローラＣＰＵ（図示せず）は露光装置1３Ｙ〜１３Ｋから発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子の光量の計測データを受け取り光量補正データの生成を行う光量補正手段であるとともに、この光量補正データに基づき有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を設定する光量設定手段でもある。
A
４２はエンジン制御部である。エンジン制御部４２は画像形成装置１のハードウェアやメカニズムを制御し、コントローラ４１から転送された画像データおよび光量補正データに基づいて記録紙３にカラー画像を形成すると共に、上述した定着器２３の加熱ローラ２４の温度制御を含む画像形成装置１の制御全般を行っている。
４３は電源部である。電源部４３は、露光装置１３Ｙ〜１３Ｋ、駆動源３８、コントローラ４１、エンジン制御部４２へ所定電圧の電力供給を行うと共に、定着器２３の加熱ローラ２４への電力供給を行っている。また感光体８の表面を帯電するための帯電電位、現像スリーブ（図２参照）に印加する現像バイアス、転写ローラ１６に印加する転写バイアスなどのいわゆる高圧電源系もこの電源部に含まれている。エンジン制御部４２は電源部４３を制御することで、高圧電源のＯＮ／ＯＦＦのみならず出力電圧値や出力電流値を調整している。
また電源部４３には電源監視部４４が含まれ、少なくともエンジン制御部４２に供給される電源電圧、および電源部４３の出力電圧をモニタできるようになっている。このモニタ信号はエンジン制御部４２おいて検出され、電源スイッチのオフや停電などの際に発生する電源電圧の低下や、特に高圧電源の出力異常を検出している。
The
以上のように構成された画像形成装置１について、図１と図２を用いてその動作について説明する。
The operation of the
なお以降の説明において、画像形成装置１の構成および動作全般に関わる説明については主に図１を用い、現像ステーション２Ｙ〜２Ｋ、感光体８Ｙ〜８Ｋ、露光装置１３Ｙ〜１３Ｋのように色を区別して説明するが、露光や現像過程など単色に関わる説明については主に図２を用い、簡単のために現像ステーション２、感光体８、露光装置１３のように色を区別せずに説明する。
In the following description, FIG. 1 is mainly used for the description relating to the overall configuration and operation of the
＜初期化動作＞
まず画像形成装置１に電源が投入された際の初期化動作について説明する。
<Initialization operation>
First, an initialization operation when the
電源が投入されるとエンジン制御部４２に搭載されたエンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は画像形成装置１を構成する電気的リソース、即ち書込み／読出しが可能なレジスタ、メモリなどのエラーチェックを実行する。このエラーチェックが完了するとエンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は駆動源３８の回転を開始する。上述したように駆動源３８によって給紙ローラ１８、レジストローラ１９、ピンチローラ２０、感光体８Ｙ〜８Ｋ、および転写ローラ１６を含む各現像ステーション２Ｙ〜２Ｋの周辺部、定着器２３、記録紙搬送ドラム３３、蹴り出しローラ３５が駆動される。ただし電源投入直後は記録紙３の搬送にかかわる給紙ローラ１８およびレジストローラ１９は、これらに駆動力を伝達する電磁クラッチ（図示せず）は直ちにＯＦＦに設定され、記録紙３を搬送することがないように制御されている。
When the power is turned on, an engine control CPU (not shown) mounted in the
以降図２を中心に説明を続ける。 Hereinafter, the description will be continued with reference to FIG.
駆動源３８（図１参照）の回転に伴って現像ステーション２の攪拌パドル７ａ、７ｂおよび現像スリーブ１０も回転を始め、これによって現像ステーション２に充填されたトナーとキャリアからなる現像剤６は現像ステーション２内を周回するとともに、トナーとキャリアの相互の摩擦によってトナーはマイナス電荷を付与される。
As the driving source 38 (see FIG. 1) rotates, the stirring paddles 7a and 7b and the developing
エンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は駆動源３８（図１参照）の回転を開始して所定時間経過後に、電源部４３（図１参照）を制御して帯電器９をＯＮにする。帯電器９によって感光体８の表面は例えば−６５０Ｖの電位に帯電される。感光体８は方向Ｄ３に回転しており、エンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は帯電領域が現像領域、即ち感光体８と現像スリーブ１０の最近接位置に到達した後に、電源部４３（図１参照）を制御して現像スリーブ１０に例えば−２５０Ｖの現像バイアスを印加する。このとき感光体８の表面電位は−６５０Ｖであり、現像スリーブ１０に印加された現像バイアスは−２５０Ｖであるから、電気力線は現像スリーブ１０から感光体８の方向を向き、マイナス電荷を有するトナーに作用するクーロン力は感光体８から現像スリーブ１０の方向となる。よってトナーは感光体８に付着することはない。
The engine control CPU (not shown) starts the rotation of the drive source 38 (see FIG. 1) and controls the power supply unit 43 (see FIG. 1) to turn on the
既に述べたように電源部４３（図１参照）には高圧電源の出力異常（例えばリークなど）をモニタする機能があり、エンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は帯電器９や現像スリーブ１０に高電圧を印加した際の異常をチェックすることができる。
As described above, the power supply unit 43 (see FIG. 1) has a function of monitoring an output abnormality (for example, leakage) of the high-voltage power supply, and an engine control CPU (not shown) is connected to the
これら一連の初期化動作の最後に、又は後述するような所定の他のタイミングにおいて、エンジン制御ＣＰＵ９１（図７参照）は、露光装置１３の光量補正を実行する。エンジン制御部４２（図１参照）に搭載されたエンジン制御ＣＰＵ９１はコントローラ４１（図１参照）に対して光量補正用のダミーイメージ情報の作成要求を出力する。この作成要求に基づきコントローラ４１（図１参照）は光量補正用のダミーイメージ情報を生成し、これに基づいて露光装置１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子は初期化の時点で実際に点灯制御される。
The engine control CPU 91 (see FIG. 7) executes light amount correction of the
本発明に係る画像形成装置１は後に詳細に説明するように、複数の発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）を列状に形成した発光素子列を設けた露光装置１３を有し、この露光装置１３によって像担持体である感光体８を露光して画像形成を行う画像形成装置であって、発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）の光量を設定する光量設定手段（上述のコントローラ４１に搭載されたコントローラＣＰＵ）と、発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）の光量を計測する光量計測手段（上述の露光装置１３に設けられた光量センサ）を有する。
As will be described in detail later, the
更に本発明に係る画像形成装置１は複数の発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）を列状に形成した発光素子列を設けた露光装置１３と、この露光装置１３によって潜像が形成される感光体８と、この感光体８に形成された潜像を現像して顕画化する現像手段（現像ステーション２を構成する現像スリーブ１０）を有しており、これも後に詳細に説明するように、発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）の光量を設定する光量設定手段（コントローラ４１に搭載されたコントローラＣＰＵ）と、発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）の光量を計測する光量計測手段（上述の露光装置１３に設けられた光量センサ）を有する。
Further, the
後述するような所定のタイミングにおいて、露光装置１３を構成する露光光源としての有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させ、この光量を計測することで、光量ひいては感光体に対する露光量を補正しても感光体８にトナーは付着せずトナーを無駄に消費することはない。更に感光体８と接触回動する転写ローラ１６にトナーが付着し、初期化動作に引き続いて行われる画像形成において、転写ローラ１６に付着したトナーが記録紙３の裏面に付着して記録紙３を汚染することもなくなる。
At a predetermined timing as will be described later, an organic electroluminescence element as an exposure light source constituting the
この光量補正において有機エレクトロルミネッセンス素子を点灯することによって感光体８が露光された領域が現像スリーブ１０に近接し、いわゆる現像領域を通過する際、即ち有機エレクトロルミネッセンス素子の光量を計測する計測期間に露光された感光体８の領域に対しては現像スリーブ１０に印加する現像バイアスはＯＦＦにしておくことが望ましい。これによって更に効果的に感光体８へのトナー付着を防止することが可能となる。
In this light amount correction, the region where the
＜画像形成動作＞
次に画像形成装置１の画像形成時の動作について引き続き図１に図２を併用して説明する。
<Image forming operation>
Next, the operation of the
コントローラ４１に外部からイメージ情報が転送されると、コントローラ４１はイメージ情報を印字可能な例えば２値画像データとしてイメージメモリ（図示せず）に展開する。イメージ情報の展開が完了するとコントローラ４１に搭載されたコントローラＣＰＵ（図示せず）はエンジン制御部４２に対して起動要求を発する。この起動要求はエンジン制御部４２に搭載されたエンジン制御ＣＰＵ（図示せず）によって受信され、起動要求を受信したエンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は直ちに駆動源３８を回転させて画像形成の準備を開始する。
When the image information is transferred from the outside to the
上述した過程を経て画像形成の準備が完了すると、エンジン制御部４２に搭載されたエンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は、電磁クラッチ（図示せず）を制御して給紙ローラ１８を回転させ記録紙３の搬送を開始する。給紙ローラ１８は例えば全周の一部を欠いた半月ローラであって、記録紙３をレジストローラ１９の方向に搬送するとともに、一回転するとその回転を停止する。エンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は搬送された記録紙３の先端が記録紙通紙センサ２１で検出すると、所定のディレイ期間を設けた上で電磁クラッチ（図示せず）を制御してレジストローラ１９を回転させる。このレジストローラの回転に伴って記録紙３は記録紙搬送路５に供給される。
When the preparation for image formation is completed through the above-described process, an engine control CPU (not shown) mounted on the
エンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は、このレジストローラ１９の回転を開始のタイミングを起点として、各露光装置１３Ｙ〜１３Ｋによる静電潜像の書込みタイミングをそれぞれ独立に制御する。静電潜像の書込みタイミングは画像形成装置１における色ずれなどに直接的に影響するため、この書込みタイミングはエンジン制御ＣＰＵ（図示せず）が直接発生させることはない。具体的にはエンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は、図示しないハードウェアであるタイマなどに各露光装置１３による静電潜像の書込みタイミングを予め設定しておき、上述したレジストローラ１９の回転を起点として各露光装置１３Ｙ〜１３Ｋに対応するタイマの動作を同時に開始する。各タイマは予め設定された時間が経過すると、コントローラ４１に対して画像データ転送要求を出力する。
An engine control CPU (not shown) independently controls the electrostatic latent image writing timing by each of the
画像データ転送要求を受信したコントローラ４１のコントローラＣＰＵ（図示せず）は、コントローラ４１のタイミング生成部（図示せず）で生成されたタイミング信号（クロック信号、ライン同期信号など）に同期して２値画像データを各露光装置１３Ｙ〜１３Ｋに独立して転送する。このようにして２値画像データが露光装置１３Ｙ〜１３Ｋに送られ、この２値画像データに基づき露光装置１３Ｙ〜１３Ｋを構成する有機エレクトロルミネッセンス素子の点灯／消灯が制御され各色に対応した感光体８Ｙ〜８Ｋが露光される。
The controller CPU (not shown) of the
露光によって形成された潜像は、図２に示すように現像スリーブ１０上に供給された現像剤６に含まれるトナーによって顕画化される。顕画化された各色のトナー像は記録紙搬送路５を搬送されてきた記録紙３に順次転写される。４色のトナー像の転写を完了した記録紙３は定着器２３に搬送され、定着器２３を構成する過熱ローラ２４と加圧ローラ２５によって挟持搬送され、この熱と圧力によってトナー像は記録紙３に定着される。
The latent image formed by the exposure is visualized by toner contained in the
形成されるべき画像が複数ページの場合は、エンジン制御ＣＰＵ（図示せず）は１ページ目の記録紙３の後端を記録紙通過検出センサ２１で検出した後、レジストローラ１９の回転を一旦停止し、所定の時間経過後に給紙ローラ１８を回転させて次の記録紙３の搬送を開始し、更に所定時間経過後に再度レジストローラ１９の回転を開始して、次のページの記録紙３を記録紙搬送路５に供給する。このようにレジストローラ１９の回転ＯＮ／ＯＦＦのタイミング制御によって、複数のページにわたって画像を形成する場合に記録紙３の間の紙間を設定することができる。この紙間による時間（以降紙間時間と呼称する）は画像形成装置１の仕様によっても異なるが、一般に５００ｍｓ程度を設定することが多い。もちろんこの紙間の期間には通常の画像形成動作（即ち露光装置１３による感光体８に対する露光動作）が行われることはない。
When the image to be formed is a plurality of pages, the engine control CPU (not shown) detects the trailing edge of the
図３は本発明の実施形態の画像形成装置１における露光装置１３の構成図である。以降露光装置１３の構造について図３を用いて詳細に説明する。図３において５０は無色透明なガラス基板である。本実施形態ではガラス基板５０としてコスト的に有利なホウケイ酸ガラスを用いているが、発光素子やガラス基板５０上に薄膜トランジスタにより形成される制御回路、駆動回路などの発熱をより効率的に放熱する必要がある場合にはＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＺｎＯなどの熱伝導度加成因子を含有するガラス、または石英を用いてもよい。
FIG. 3 is a block diagram of the
ガラス基板５０の面Ａには発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子が図面と垂直な方向（主走査方向）に６００ｄｐｉ（dot／inch）の解像度で形成されている。５１はプラスティックまたはガラスで構成される棒レンズ（図示せず）を列状に配置したレンズアレイであり、ガラス基板５０の面Ａに形成された有機エレクトロルミネッセンス素子の出射光を正立等倍の像として感光体８の表面に導く。レンズアレイ５１の一方の焦点はガラス基板５０の面Ａであり、もう一方の焦点は感光体８の表面となるようにガラス基板５０、レンズアレイ５１、感光体８の位置関係が調整されている。即ち面Ａからレンズアレイ５１の近い方の面までの距離Ｌ１と、レンズアレイ５１の他方の面と感光体８の表面までの距離Ｌ２とするとき、Ｌ１＝Ｌ２となるように設定される。
On the surface A of the
５２は例えばガラスエポキシ基板の上に電子回路を構成した中継基板である。５３ａはコネクタＡ、５３ｂはコネクタＢであり、中継基板５２には少なくともコネクタＡ ５３ａおよびコネクタＢ ５３ｂが実装されている。中継基板５２は例えばフレキシブルフラットケーブルなどのケーブル５６によって露光装置１３に外部から供給される画像データや光量補正データ、およびその他の制御信号をコネクタＢ ５３ｂを介して一旦中継し、これらの信号をガラス基板５０に渡す。
For example, 52 is a relay substrate in which an electronic circuit is formed on a glass epoxy substrate. 53a is a connector A, 53b is a connector B, and at least a
ガラス基板５０の表面にコネクタを直接実装することは接合強度や多様な環境における信頼性を考慮すると困難であるため、本実施形態では中継基板５２のコネクタＡ ５３ａとガラス基板５０との接続手段としてＦＰＣ（Flexible Printed Circuit；フレキシブルプリント回路）を採用し（図示せず）、ガラス基板５０とＦＰＣの接合は例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film；異方性導電フィルム）を用いて、予めガラス基板５０上に形成された例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；錫ドープ酸化インジウム）電極に直接接続する構成としている。
Since it is difficult to directly mount the connector on the surface of the
一方コネクタＢ ５３ｂは、露光装置１３を外部と接続するためのコネクタである。一般的にＡＣＦなどによる接続は接合強度が問題となる場合が多いが、このように中継基板５２上にユーザが露光装置１３を接続するためのコネクタＢ ５３ｂを設けることで、ユーザが直接アクセスするインタフェースに十分な強度を確保することができる。
On the other hand, the
５４ａは筐体Ａであり金属板を例えば折り曲げ加工により成型したものである。筐体Ａ ５４ａの感光体８に対向する側にはＬ字状部位５５が形成されており、Ｌ字状部位５５に沿ってガラス基板５０およびレンズアレイ５１が配設されている。筐体Ａ ５４ａの感光体８側の端面とレンズアレイ５１の端面を同一面に合わせ、更に筐体Ａ ５４ａによってガラス基板５０の一端部を支持する構造とすることで、Ｌ字状部位５５の成型精度を確保すれば、ガラス基板５０とレンズアレイ５１の成す位置関係を精度よく合わせ込むことが可能となる。このように筐体Ａ ５４ａは寸法精度を要求されるため、金属にて構成することが望ましい。また筐体Ａ ５４ａを金属製とすることで、ガラス基板５０上に形成される制御回路およびガラス基板５０上に表面実装されるＩＣチップなどの電子部品へのノイズの影響を抑制することが可能である。
５４ｂは樹脂を成型して得られる筐体Ｂである。筐体Ｂ ５４ｂのコネクタＢ ５３ｂの近傍には切欠き部（図示せず）が設けられており、ユーザはこの切欠き部からコネクタＢ ５３ｂにアクセスが可能となっている。コネクタＢ ５３ｂに接続されたケーブル５６を介して既に説明したコントローラ４１（図１参照）から露光装置１３に画像データ、光量補正データ、クロック信号やライン同期信号などの制御信号、制御回路の駆動電源、発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子の駆動電源などが供給される。
A housing B is obtained by molding a resin. A notch (not shown) is provided in the vicinity of the
図４（ａ）は本発明の実施形態の画像形成装置１における露光装置１３に係るガラス基板５０の上面図であり、図４（ｂ）は同要部拡大図である。以降図４に図３を併用して実施形態におけるガラス基板５０の構成について詳細に説明する。
4A is a top view of the
図４においてガラス基板５０は厚みが約０．７ｍｍの、少なくとも長辺と短辺を有する長方形形状の基板であり、その長辺方向（主走査方向）には発光素子である複数の有機エレクトロルミネッセンス素子６３が列状に形成されている。実施形態ではガラス基板５０の長辺方向には少なくともＡ４サイズ（２１０ｍｍ）の露光に必要な有機エレクトロルミネッセンス素子６３が配置され、ガラス基板５０の長辺方向は後述する駆動制御部５８の配置スペースを含め２５０ｍｍとしている。また実施形態では簡単のためにガラス基板５０を長方形として説明するが、ガラス基板５０を筐体Ａ ５４ａに取り付ける際の位置決め用などのために、ガラス基板５０の一部に切り欠きを設けるような変形を伴っていてもよい。
In FIG. 4, a
５８はガラス基板５０の外部から供給される２値画像データ、光量補正データおよびクロック信号やライン同期信号などの制御信号を受け取り、これらの信号に基づいて有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動を制御する駆動制御部であり、これらの信号をガラス基板５０の外部から受け取るインタフェース手段とインタフェース手段を介して受け取った制御信号に基づき有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動を制御するＩＣチップ（ソースドライバ６１）を含んでいる。
A
６０は中継基板５２のコネクタＡ ５３ａとガラス基板５０とを接続するインタフェース手段としてのＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）であり、コネクタなどを介さずガラス基板５０に設けられた図示しない回路パターンに直接接続されている。既に説明したように露光装置１３に外部から供給された、２値画像データ、光量補正データおよびクロック信号やライン同期信号などの制御信号、制御回路の駆動電源、発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動電源は、図３に示す中継基板５２を一旦経由した後にＦＰＣ６０を介してガラス基板５０に供給される。
６３は有機エレクトロルミネッセンス素子であり、露光装置１３における露光光源である。実施形態では有機エレクトロルミネッセンス素子６３は主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で５１２０個が列状に形成されており、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３はそれぞれ独立に後述のＴＦＴ回路によって点灯／消灯を制御される。
６１は有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動を制御するＩＣチップとして供給されるソースドライバであり、ガラス基板５０上にフリップチップ実装されている。ガラス面へ表面実装を行うことを考慮しソースドライバ６１はベアチップ品を採用している。ソースドライバ６１には露光装置１３の外部からＦＰＣ６０を介して電源、クロック信号、ライン同期信号などの制御関連信号および８ｂｉｔの光量補正データが供給される。ソースドライバ６１は有機エレクトロルミネッセンス素子６３に対する駆動電流設定手段である。より具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量補正手段であり光量設定手段でもある、コントローラ４１（図１参照）に搭載されたコントローラＣＰＵ（図示せず）によって生成された光量補正データに基づいて、ソースドライバ６１は個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３を駆動するための駆動電流を設定する。光量補正データに基づくソースドライバ６１の動作については後に詳細に説明する。
A
ガラス基板５０においてＦＰＣ６０の接合部とソースドライバ６１は、例えば表面にメタルを形成したＩＴＯの回路パターン（図示せず）を介して接続されており、駆動電流設定手段たるソースドライバ６１にはＦＰＣ６０を介して光量補正データ、クロック信号、ライン同期信号などの制御信号が入力される。このようにインタフェース手段としてのＦＰＣ６０および駆動パラメータ設定手段としてのソースドライバ６１は駆動制御部５８を構成している。
In the
６２はガラス基板５０上に形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路である。ＴＦＴ回路６２はシフトレジスタ、データラッチ部など、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯／消灯のタイミングを制御するゲートコントローラ（図示せず）、および個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３に駆動電流を供給する駆動回路（図示せず、以降ピクセル回路と呼称する。）を含むとともに、さらには後述する光量センサ５７をＯＮ・ＯＦＦさせるスイッチング回路（選択信号発生回路１４０）を含んでいる。ピクセル回路は各有機エレクトロルミネッセンス素子６３に対して１つずつ設けられ、有機エレクトロルミネッセンス素子６３が形成する発光素子列と並列に設けられている。駆動パラメータ設定手段であるソースドライバ６１によって、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３を駆動するための駆動電流値がこのピクセル回路に設定される。
ＴＦＴ回路６２を構成するゲートコントローラ（図示せず）には露光装置１３の外部からＦＰＣ６０を介して電源、クロック信号、ライン同期信号などの制御信号および２値画像データが供給され、ゲートコントローラ（図示せず）はこれらの電源および信号に基づいて個々の発光素子の点灯／消灯タイミングを制御する。ゲートコントローラおよびピクセル回路（ともに図示せず）の動作については後に図面を用いて詳細に説明する。また、ＴＦＴ回路６２のセンサ側の構成については後に詳述する。
A gate controller (not shown) constituting the
６４は封止ガラスである。有機エレクトロルミネッセンス素子６３は水分の影響を受けると発光領域の経時的な収縮（シュリンキング）や、発光領域内に非発光部位（ダークスポット）が生じるなどして発光特性が極端に劣化するため、水分を遮断するための封止が必要である。実施形態ではガラス基板５０に接着剤を介して封止ガラス６４を貼り付けるベタ封止法を採用しているが、封止領域は一般に有機エレクトロルミネッセンス素子６３が構成する発光素子列から副走査方向に２０００μｍ程度が必要とされており、実施形態でも封止しろとして２０００μｍを確保している。
５７は、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の図４（ｂ）における）上面に形成された光量センサである。この光量センサ５７によって個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量が計測される。計測に際しては原則的には有機エレクトロルミネッセンス素子６３を一つ一つ個別に点灯して光量を計測する必要があるが、計測の対象となる有機エレクトロルミネッセンス素子６３から十分に離間した光量センサには、その発光の影響が殆どない（有機エレクトロルミネッセンス素子６３からの出射光が減衰してしまう）ことから、実施形態では光量センサ５７を複数の光量センサで構成することで複数の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を同時に計測することを可能としている。
57 is a light quantity sensor formed on the upper surface of the organic electroluminescence element 63 (in FIG. 4B). The
本実施形態においては、有機エレクトロルミネッセンス素子６３、ＴＦＴ回路６２、光量センサ５７は、ポリシリコンのモノシリックデバイスとして、集積化して形成されている。すなわち、ＴＦＴ回路６２を構成する低温ポリシリコンの光透過率は比較的高いため、ガラス基板５０側から露光光を取り出すいわゆるボトムエミッション構成であっても、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３と対応する光量センサ５７を、ＴＦＴ回路６２に隣接させ、埋設させることができる。この場合の光量センサは個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光面の直下全面に形成されるが、その一部に対応して形成してもよい。
In the present embodiment, the
複数の光量センサ５７の出力は図示しない配線によって、既述したソースドライバ６１に入力される。後述する光量センサの出力（光量センサ出力）は、ソースドライバ６１において電荷蓄積法による電圧変換を施され、更に所定の増幅率で増幅された後にアナログ−ディジタル変換され、このディジタル変換後のディジタルデータ（以降、光量計測データと呼称する）が、ＦＰＣ６０、中継基板５２、ケーブル５６（ともに図３参照）を介して露光装置３３の外部に出力される。後に詳細に説明するように光量計測データはコントローラ４１（図１参照）に搭載されたコントローラＣＰＵ（図示せず）にて受信、処理されて８ｂｉｔの光量補正データが生成される。
The outputs of the plurality of
図５は本発明の実施形態の画像形成装置１におけるコントローラ４１の構成を示すブロック構成図である。以降図５を用いてコントローラ４１の動作を説明するとともに、光量補正について更に詳細に説明する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
図５において８０はコンピュータである。コンピュータ８０はネットワーク８１に接続され、ネットワーク８１を経由してコントローラ４１にイメージ情報や印字枚数や印字モード（例えばカラー／モノクロ）などのプリントジョブ情報を転送する。８２はネットワークインタフェースである。コントローラ４１はネットワークインタフェース８２を介してコンピュータ８０から転送されたイメージ情報やプリントジョブ情報を受信し、イメージ情報を印字可能な２値画像データに展開するとともに、逆に画像形成装置側で検出されたエラー情報などをいわゆるステータス情報としてネットワーク８１経由でコンピュータ８０に送信する。
In FIG. 5,
８３はコントローラＣＰＵであり、ＲＯＭ８４に格納されたプログラムに基づきコントローラ８０の動作を制御する。８５はＲＡＭでありコントローラＣＰＵ８３のワークエリアとして使用されるとともに、ネットワークインタフェース８２を介して受信したイメージ情報やプリントジョブ情報などが一時的に記憶される。
A
８６は画像処理部である。画像処理部８６ではコンピュータ８０から転送されたイメージ情報とプリントジョブ情報に基づき、ページ単位に画像処理（例えばプリンタ言語に基づくイメージ展開処理、色補正、エッジ補正、スクリーン生成など）を行って印字可能な２値画像データを生成し、これをページ単位にイメージメモリ６５に格納する。
６６は例えばＥＥＰＲＯＭなど書き換え可能な不揮発性メモリによって構成された光量補正データメモリである。
図６は本発明の実施形態の画像形成装置１における光量補正データメモリの内容を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the contents of the light amount correction data memory in the
以降図６を用いて光量補正データメモリにおけるデータ構造およびデータの内容について説明する。 Hereinafter, the data structure and data contents in the light amount correction data memory will be described with reference to FIG.
図６に示すように光量補正データメモリ６６は第１エリアから第３エリアの三つの領域を有している。それぞれの領域は露光装置１３（図３参照）を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図４参照）の個数と等しい５１２０個の８ｂｉｔのデータを含み、合計１５３６０バイトを占有している。
As shown in FIG. 6, the light quantity
まず第１エリアに格納されているデータＤＤ［０］〜ＤＤ［５１１９］について図６に図３と図４を併用して説明する。 First, data DD [0] to DD [5119] stored in the first area will be described with reference to FIGS. 3 and 4 in FIG.
既に説明した露光装置１３（図３参照）は、その製造工程において露光装置１３を構成する個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図４参照）の光量を調整する工程を含んでいる。この工程において露光装置１３は所定の治具（図示せず）に取り付けられ、露光装置１３の外部から供給される制御信号に基づいて、有機エレクトロルミネッセンス素子６３が個別に点灯制御される。
The already-explained exposure apparatus 13 (see FIG. 3) includes a step of adjusting the light quantity of each organic electroluminescence element 63 (see FIG. 4) constituting the
更に治具（図示せず）に設けられたＣＣＤカメラによって、感光体８（図３参照）の像面位置における個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の二次元の露光量分布が計測される。治具（図示せず）はこの露光量分布に基づき感光体８上に形成される潜像の電位分布を計算し、更に実際の現像条件（現像バイアス値）に基づいてトナー付着量との相関が高い潜像断面積を計算する。治具（図示せず）では有機エレクトロルミネッセンス素子６３を駆動するための駆動電流値を変化させ｛既に説明したようにソースドライバ６１（図４参照）を介してＴＦＴ回路６２（図４参照）を構成するピクセル回路にアナログ値をプログラムすることで有機エレクトロルミネッセンス素子６３を駆動する電流値を設定することができる。｝個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積のどれもが略等しくなるような駆動電流値、即ちピクセル回路への設定値（制御する観点からはソースドライバ６１への設定データ）を抽出する。
Further, a CCD camera provided on a jig (not shown) measures the two-dimensional exposure amount distribution of each
さて有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光面積および発光面内における発光光量分布が等しく、かつ通常の現像条件を想定した場合、上述の潜像断面積は露光量とほぼ比例する。更に「露光時間を一定としたときの（発光）光量」と「露光量」は同義であり、また一般的に有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光光量と駆動電流値（即ちピクセル回路への設定値）は比例するから、全てのピクセル回路への駆動電流設定を同一とした上で個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光光量を一度計測することで、各有機エレクトロルミネッセンス素子６３による潜像断面積を一定にするピクセル回路への設定値（前述のごとくソースドライバ６１への設定データ）を計算によって求めることも可能である。
Now, assuming that the light emission area of the
光量補正データメモリ６６の第１エリアには、このようにして求めたソースドライバ６１への設定データが格納されている。その個数は前述のごとく露光装置１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子６３の個数と等しい（即ちピクセル回路の個数とも等しい）５１２０個である。このように光量補正データメモリ６６の第１エリアには「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ６１の設定値」が格納されている。
In the first area of the light quantity
次に第２エリアに格納されているデータＩＤ［０］〜ＩＤ［５１１９］について図６に図３と図４を併用して説明する。 Next, data ID [0] to ID [5119] stored in the second area will be described with reference to FIGS.
治具は第１エリアに格納されるデータを取得するとの同時に、露光装置１３のソースドライバ６１（図４参照）を介して光量センサ５７（図４参照）の出力に基づく８ｂｉｔの光量計測データを取得する。これによって「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積を等しくした際の光量計測データ」を取得できる。第２エリアにはこの８ｂｉｔの光量計測データＩＤ［ｎ］が格納されている。
At the same time that the jig acquires the data stored in the first area, the jig obtains 8-bit light quantity measurement data based on the output of the light quantity sensor 57 (see FIG. 4) via the source driver 61 (see FIG. 4) of the
さて治具によってＩＤ［ｎ］を取得する際の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動条件は、光量計測時と同等にしておく必要があり、実施形態では後述するように画像形成装置１の１ライン期間（ラスタ期間）である３５０μｓを複数回適用して総計約３０ｍｓの点灯期間を付与している。
Now, the driving condition of the
このようにして露光装置１３の製造工程において第１エリアおよび第２エリアに格納されるデータが取得され、これらのデータは図示しない電気的な通信手段によって治具から光量補正データメモリ６６に書き込まれる。
In this way, data stored in the first area and the second area in the manufacturing process of the
次に第３エリアに格納されているデータＮＤ［０］〜ＮＤ［５１１９］について図６に図３と図４および図５を併用して説明する。 Next, data ND [0] to ND [5119] stored in the third area will be described with reference to FIG. 6, FIG. 4, and FIG.
本発明の実施形態に係る画像形成装置１は、光量計測手段としての光量センサ５７による計測結果に基づき、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の各々の光量を略等しく補正する光量補正手段（光量補正部）｛コントローラＣＰＵ８３（図５参照）｝を有し、この光量補正手段の出力に基づいて、光量設定手段（同じくコントローラＣＰＵ８３）は画像形成を行う際の各有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を設定する。第３エリアには光量補正手段たるコントローラＣＰＵ８３によって画像形成を行う際の各有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量の設定値、即ち光量補正データが書き込まれる。
The
実施形態の画像形成装置１では、画像形成装置１の初期化動作、画像形成動作の起動時、紙間、画像形成動作の完了時など、後述するような所定のタイミングにおいて、露光装置１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を計測することは既に述べたとおりである。コントローラＣＰＵ８３はこれらの時点で計測された光量計測データと、露光装置１３の製造工程において第１エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ６１の設定値」と、同じく露光装置１３の製造工程において第２エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積を等しくした際の光量計測データ」とに基づいて光量補正データを生成する。すなわち、コントローラＣＰＵ８３は、光量センサ５７によって検出された有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を参照し、当該素子の光量を補正する光量補正部として機能する。
In the
以降コントローラＣＰＵ８３による光量補正データの計算内容について説明するが、本発明のポイントを明確にするため、まず光量計測時の光量を画像形成時と等しくしたと想定して説明する。
Hereinafter, the calculation content of the light amount correction data by the
第１エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ６１の設定値」をＤＤ［ｎ］（ｎは主走査方向における個々の有機エレクトロルミネッセンス素子番号、以下同じ）、第２エリアに格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積を等しくした際の光量計測データ」をＩＤ［ｎ］、初期化動作などにおいて新たに計測された光量計測データをＰＤ［ｎ］とするとき、第３のエリアに書き込まれる新たな光量補正データＮＤ［ｎ］は（数１）に基づきコントローラＣＰＵ８３によって生成される。尚、光量計測データＩＤ［ｎ］は、計測された有機エレクトロルミネッセンス素子の光量に該当するが、光量補正データＮＤ［ｎ］は、ソースドライバ６１に設定される個々の素子に流される電流値に該当する。
DD [n] (n is the value in the main scanning direction) stored in the first area is “the set value of the
このようにして生成された光量補正データＮＤ［ｎ］は一旦光量補正データメモリ６６（図５参照）の第３エリアに書き込まれる。以降画像形成に先立って光量補正データＮＤ［ｎ］は光量補正データメモリ６６からイメージメモリ６５（図５参照）の所定の領域にコピーされる。画像を形成するにあたってイメージメモリ６５にコピーされた光量補正データＮＤ［ｎ］は、２値画像データとともに後述するバッファメモリ８８（図５参照）に一時的に蓄積され、プリンタインタフェース８７（図５参照）を介してエンジン制御部４２（図５参照）に出力される。
The light quantity correction data ND [n] generated in this way is once written in the third area of the light quantity correction data memory 66 (see FIG. 5). Thereafter, prior to image formation, the light quantity correction data ND [n] is copied from the light quantity
光量計測データはソースドライバ６１において電荷蓄積法による電圧変換を施される。電荷蓄積法はＳＮ比を向上させるために有効であるが、光量センサ５７（図４参照）の出力（電流値）は微小であるため、電荷蓄積にはある程度の蓄積時間を必要とする。これについては後述する。
The light quantity measurement data is subjected to voltage conversion by the charge accumulation method in the
以降図５に戻って説明を続ける。 Hereinafter, the description will be continued returning to FIG.
８８はバッファメモリであり、イメージメモリ６５に格納された２値画像データおよび前述の光量補正データは、エンジン制御部４２への転送にあたって一旦バッファメモリ８８に蓄積される。バッファメモリ８８はイメージメモリ６５からバッファメモリ８８への転送速度と、バッファメモリ８８からエンジン制御部４２へのデータ転送速度の差を吸収するため、いわゆるデュアルポートＲＡＭによって構成されている。
８７はプリンタインタフェースである。イメージメモリ６５に格納されたページ単位の２値画像データおよび光量補正データは、タイミング生成部６７が生成するクロック信号やライン同期信号と同期してプリンタインタフェース８７を介してエンジン制御部４２に転送される。
図７は本発明の実施形態の画像形成装置１におけるエンジン制御部４２の構成を示すブロック構成図である。以降図７に図１を併用してエンジン制御部４２の動作を詳細に説明する。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
図７において９０はコントローラインタフェースである。コントローラインタフェース９０は、コントローラ４１から転送される光量補正データ、ページ単位の２値画像データなどを受信する。
In FIG. 7,
９１はエンジン制御ＣＰＵであり、ＲＯＭ９２に格納されたプログラムに基づき画像形成装置１における画像形成動作を制御している。９３はＲＡＭでありエンジン制御ＣＰＵ９１が動作する際のワークエリアとして使用される。９４はＥＥＰＲＯＭなどのいわゆる書き換え可能な不揮発性メモリである。不揮発性メモリ９４には例えば画像形成装置１の感光体８の回転時間、定着器２３（図１参照）の動作時間など、構成要素の寿命に関する情報が格納されている。
An
９５はシリアルインタフェースである。記録紙通過検出センサ２１（図１参照）や記録紙後端検出センサ２８（図１参照）などのセンサ群からの情報や電源監視部４４（図１参照）の出力は、図示しないシリアル変換手段によって所定の周期のシリアル信号に変換され、シリアルインタフェース９５で受信される。シリアルインタフェース９５で受信されたシリアル信号はパラレル信号に変換された後にバス９９を介してエンジン制御ＣＰＵ９１に読取られる。
一方給紙ローラ１８や駆動源３８（ともに図１参照）の起動・停止、給紙ローラ１８（図１参照）に対する駆動力伝達を制御する電磁クラッチ（図示せず）などのアクチュエータ群９６に対する制御信号や、現像バイアス、転写バイアス、帯電電位などの電位設定を管理する高圧電源制御部９７に対する制御信号などは、パラレル信号としてシリアルインタフェース９５に送られる。シリアルインタフェース９５ではパラレル信号をシリアル信号に変換してアクチュエータ群９６、高圧電源制御部９７に出力する。このように実施形態では高速に検出する必要のないセンサ入力やアクチュエータ制御信号の出力は全てシリアルインタフェース９５を介して行っている。一方ある程度の高速性が要求される例えばレジストローラ１９を駆動／停止させるための制御信号はエンジン制御ＣＰＵ４２の出力端子に直接接続されている。
On the other hand, control for an
９８はシリアルインタフェース９５に接続された操作パネルである。ユーザが操作パネル９８に対して行った指示はシリアルインタフェース９５を介してエンジン制御ＣＰＵ９１によって認識される。尚、実施形態ではユーザの指示を入力する指示入力手段としての操作パネルを有し、この操作パネルへの入力に基づいて、露光装置１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を計測し、光量を補正するようにしてもよい。この指示は外部のコンピュータなどからコントローラ４１を経由して与えることももちろん可能である。具体的な使用態様としては、例えば大量の印字を行った際にユーザが印字面に濃度ムラを発見したような場合に、ユーザが光量の補正を強制的に行って画質確保を図るような場合が想定される。画像形成装置１が待機中であればユーザはいつでも強制的な光量補正の実行を指示することが可能であるし、画像形成時であっても画像形成装置１をオフラインに遷移させ画像形成を一時的に保留することで、ユーザは光量補正の実行を指示することができる。
An
いずれにしても指示手段としての操作パネル９８などから光量の補正要求が入力されると、エンジン制御ＣＰＵ９１は＜初期化動作＞で説明したように、画像形成装置１の構成要素の駆動を開始し、コントローラ４１に対して光量補正用のダミーイメージ情報の作成要求を出力する。この要求に基づきコントローラ４１に搭載されたコントローラＣＰＵ８３は光量補正用のダミーイメージ情報を生成し、これに基づいて露光装置１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子６３は点灯制御される。このときに上述した露光装置１３に設けられた光量センサ５７で、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を検出し、この光量の検出結果に基づいて個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量が略等しくなるように光量の補正を行う。
In any case, when a light quantity correction request is input from the
次に有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を計測する際の動作について、図７に図１、図５および図６を併用して詳細に説明する。
Next, the operation when measuring the amount of light of the
光量の補正は、後述するように画像形成装置１の起動直後の初期化動作、印字開始前、紙間、印字開始後、操作パネル９８などによるユーザ指定時のタイミングで行われるが、簡単のために画像形成装置１の初期化動作時点で光量の計測を実行する場合について説明する。また実施形態の画像形成装置１はフルカラー画像を形成可能に構成されたものであり、既に説明したように４色に対応した露光装置１３Ｙ〜１３Ｋ（図１参照）を有しているが、これも簡単のために１色に対する動作のみを説明し、露光装置１３のように記載する。また以下に示す状況において例えば駆動源３８（図１参照）や現像ステーション２（図２参照）などは、＜初期化動作＞にて既に詳細を示したように既に起動されているものとする。
As will be described later, the correction of the amount of light is performed at the timing specified by the user using the
画像形成装置１において画像形成動作を管理しているのはエンジン制御部４２であるため、光量の補正シーケンスはエンジン制御部４２のエンジン制御ＣＰＵ９１によって起動される。まずエンジン制御ＣＰＵ９１はコントローラ４１に対して、画像形成に係る正規の２値画像データとは異なるダミーイメージ情報の作成要求を出力する。
Since the image forming operation is managed by the
エンジン制御部４２とコントローラ４１は双方向のシリアルインタフェース（図示せず）で接続されており、リクエストコマンド（要求）およびこれに対するアクノリッジ（応答情報）を相互にやり取りすることができる。エンジン制御ＣＰＵ９１が発するダミーイメージ情報の作成要求は、この双方向のシリアルインタフェース（図示せず）を用いてバス９９を経由しコントローラインタフェース９０からコントローラ４１に出力される。
The
この要求に基づいてコントローラ４１に搭載されたコントローラＣＰＵ８３はダミーイメージ情報、即ち光量の計測に用いる２値画像データをイメージメモリ６５に直接的に作成する。更にコントローラＣＰＵ８３は光量補正データメモリ６６の第１エリア（図６参照）に格納された「初期状態において個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３によって形成される潜像断面積を等しくするためのソースドライバ６１の設定値」ＤＤ［ｎ］（ｎ：０〜５１１９）を読出し、この値をイメージメモリ６５の所定領域に書き込む。これらの処理を完了するとコントローラＣＰＵ８３はプリンタインタフェース８７を介して応答情報をエンジン制御部４２に出力する。
Based on this request, the
さて上述の応答情報を受信したエンジン制御部４２のエンジン制御ＣＰＵ９１は、直ちに露光装置１３に対して書込みタイミングを設定する。即ちエンジン制御ＣＰＵ９１は図示しないハードウェアであるタイマなどに露光装置１３による静電潜像の書込みタイミングを設定し、応答情報を受信したら直ちにタイマの動作を開始する（この機能はもともと複数の露光装置１３の色毎の起動タイミングを定めるためのものである。光量の計測においてはこのような厳密なタイミング設定は不要であり、例えばタイマに０を設定してもよい）。各タイマは予め設定された時間が経過すると、コントローラ４１に対して画像データ転送要求を出力する。画像データ転送要求を受信したコントローラ４１はコントローラインタフェース９０を介してタイミング生成部６７で生成されたタイミング信号（クロック信号、ライン同期信号など）に同期して２値画像データを露光装置１３に転送する。これと同時に既にイメージメモリ６５に書き込まれた光量の設定値も上述のタイミング信号に同期して露光装置１３に転送される。
The
このようにタイミング信号に同期して転送された２値画像データは露光装置１３のＴＦＴ回路６２に入力され、同時に光量の設定値は露光装置１３のソースドライバ６１に入力される。露光装置１３では入力された２値画像データ、即ちＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいて該当する有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯と消灯が制御される。そしてこのときの個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量は光量センサ５７で計測される。
The binary image data transferred in synchronization with the timing signal in this manner is input to the
以上述べたようにして有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯が制御され、その光量が光量センサ５７によって計測される。光量センサ５７の出力（アナログ電流値）はソースドライバ６１において電荷蓄積法によって電圧に変換され、所定の増幅率で増幅された後、アナログ−ディジタル変換を施されて８ｂｉｔの光量計測データ（ディジタルデータ）としてソースドライバ６１から出力される。
As described above, the lighting of the
ソースドライバ６１から出力された光量計測データはコントローラインタフェース９０を経由してエンジン制御部４２からコントローラ４１に転送され、コントローラ４１のコントローラＣＰＵ８３によって受信される。
The light quantity measurement data output from the
図８は本発明の実施形態の画像形成装置１における露光装置１３の回路図である。以降図８を用いてＴＦＴ回路６２およびソースドライバ６１による点灯制御についてより詳細に説明する。
FIG. 8 is a circuit diagram of the
ＴＦＴ回路６２はピクセル回路６９とゲートコントローラ６８とに大別されている。ピクセル回路６９は個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３に対して一つずつ設けられており、有機エレクトロルミネッセンス素子６３のＭ画素分を一つのグループとしてガラス基板５０上にＮグループ設けられている。
The
実施形態においては一つのグループを８画素（即ちＭ＝８）とし、このグループを６４０個としている。従って全画素数は８×６４０＝５１２０画素となる。各ピクセル回路６９は有機エレクトロルミネッセンス素子６３に電流を供給して駆動するドライバ部７０と、有機エレクトロルミネッセンス素子６３を点灯制御するにあたってドライバが供給する電流値（即ち有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動電流値）を内部に含むコンデンサに記憶させる、いわゆる電流プログラム部７１を有しており、予め所定のタイミングでプログラムされた駆動電流値に従って有機エレクトロルミネッセンス素子６３を定電流駆動することができる。
In the embodiment, one group is 8 pixels (that is, M = 8), and this group is 640. Therefore, the total number of pixels is 8 × 640 = 5120 pixels. Each
ゲートコントローラ６８は入力された２値画像データを順次シフトするシフトレジスタと、シフトレジスタと並列に設けられシフトレジスタに所定の画素数の入力が完了した後にこれらを一括して保持するラッチ部と、これらの動作タイミングを制御する制御部からなる（共に図示せず）。ゲートコントローラ６８はコントローラ４１から２値画像データ（画像形成時はコントローラ４１によって変換されたイメージ情報、光量計測時はコントローラ４１によって変換されたダミーイメージ情報）を渡され、この２値画像データ即ちＯＮ／ＯＦＦ情報に基づいてＳＣＡＮ＿ＡおよびＳＣＡＮ＿Ｂ信号を出力し、これによってピクセル回路６９に接続された有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯／消灯を行う期間および、駆動電流を設定する電流プログラム期間のタイミングを制御する。
The
一方ソースドライバ６１は内部に有機エレクトロルミネッセンス素子６３のグループ数Ｎに相当する数（実施形態では６４０個）のＤ／Ａコンバータ７２を有している。ソースドライバ６１はＦＰＣ６０を介して供給された８ｂｉｔの光量補正データに基づいて、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３に対する駆動電流を設定する。
On the other hand, the
図９は本発明の実施形態の画像形成装置１における露光装置１３に係る電流プログラム期間と有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯期間を示す説明図である。以降図９に図８を併用して実施形態の点灯制御について更に詳細に説明する。以降説明を簡単にするために８画素から成る一つの画素グループ（例えば図９の「主走査方向における画素番号」＝１〜８）について説明を行う。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a current program period and a lighting period of the
実施形態では露光装置１３の１ライン期間（ラスタ期間）は３５０μｓに設定されており、この１ライン期間のうち１／８（４３．７７μｓ）を電流プログラム部７１に形成されたコンデンサに対し駆動電流値を設定するプログラム期間として当てている。
In the embodiment, one line period (raster period) of the
まずゲートコントローラ６８（図８参照）は画素番号＝１の画素に対してＳＣＡＮ＿Ａ信号をＯＮに、ＳＣＡＮ＿Ｂ信号をＯＦＦにしてプログラム期間を設定する。プログラム期間にソースドライバ６１（図８参照）に内蔵されたＤ／Ａコンバータ７２には８ｂｉｔの光量補正データが供給されており、この供給されたディジタルデータをＤ／Ａ変換したアナログレベル信号によって電流プログラム部７１（図８参照）のコンデンサが充電される。このプログラム期間はゲートコントローラ６８に入力される２値画像データのＯＮ／ＯＦＦに係らず実行される。これによって電流プログラム部７１に形成されたコンデンサには、８ｂｉｔの光量補正データに基づくアナログ値が１ライン期間の都度、毎回書き込まれる。即ち電流プログラム部７１に形成されたコンデンサの蓄積電荷は常にリフレッシュされ、これに基づき決定される有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動電流は常に一定に保たれるのである。
First, the gate controller 68 (see FIG. 8) sets the program period by turning on the SCAN_A signal and turning off the SCAN_B signal for the pixel of pixel number = 1. During the program period, 8-bit light amount correction data is supplied to the D /
プログラム期間が完了するとゲートコントローラ６８（図８参照）は直ちにＳＣＡＮ＿Ａ信号をＯＦＦに、ＳＣＡＮ＿Ｂ信号をＯＮに切り替えて点灯期間を設定する。既に説明したようにゲートコントローラ６８（図８参照）には画像形成時、光量計測時に応じて２値画像データが供給されており、点灯期間であっても画像データがＯＦＦの場合、有機エレクトロルミネッセンス素子６３は点灯しない。一方画像データがＯＮの場合、有機エレクトロルミネッセンス素子６３は残りの３０６．２５μｓ（３５０μｓ−４３．７５μｓ）の期間、点灯を継続する（実際は制御信号の切り替わり時間が存在するため発光時間は若干短くなる）。既に述べたように実施形態では有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を計測する際は３０ｍｓの計測期間を想定しているから、光量計測時の点灯回数は例えば１００回（即ち１００ライン）となるように、コントローラ４１でダミーイメージ情報が生成されることとなる。
When the program period is completed, the gate controller 68 (see FIG. 8) immediately sets the lighting period by switching the SCAN_A signal to OFF and the SCAN_B signal to ON. As already described, the binary image data is supplied to the gate controller 68 (see FIG. 8) according to the time of image formation and the measurement of the amount of light. If the image data is OFF even during the lighting period, organic electroluminescence is provided. The
一方、図９に示す画素番号＝１のピクセル回路６９（図８参照）に対するプログラム期間が終了すると、ゲートコントローラ６８（図８参照）は直ちに画素番号＝８のピクセル回路６９（図８参照）に対する電流プログラム期間を設定する。以降、画素番号１のピクセル回路に対する手順と同様に、画素番号８のピクセル回路に対するプログラム期間が完了すると直ちに当該画素番号の有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図８参照）の点灯期間に移行する。
On the other hand, when the program period for the pixel circuit 69 (see FIG. 8) with the pixel number = 1 shown in FIG. 9 ends, the gate controller 68 (see FIG. 8) immediately applies to the pixel circuit 69 (see FIG. 8) with pixel number = 8. Sets the current program period. Thereafter, as in the procedure for the pixel circuit having the
このようにしてゲートコントローラ６８（図８参照）は主走査方向における画素番号＝「１→８→２→７→３→６→４→５→１．．．．」の順にプログラム期間と点灯期間を設定していく。このような点灯順序とすることで、隣接する画素グループ間において最も近い画素の点灯タイミングが時間的に近接するため、１ライン形成時の画像段差を目立たなくすることができる。 In this way, the gate controller 68 (see FIG. 8) sets the pixel number in the main scanning direction = “1 → 8 → 2 → 7 → 3 → 6 → 4 → 5 → 1. Will be set. By adopting such a lighting order, the lighting timing of the nearest pixel is adjacent in time between adjacent pixel groups, so that the image step at the time of forming one line can be made inconspicuous.
さて、ここで電流プログラム期間にピクセル回路６９（図８参照）に設定される値は、前述のとおり例えば８ｂｉｔの光量補正データである。有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図８参照）は例えばスピンコートなどによる塗りプロセスによって作成されるため、隣接画素相関は極めて高くなる。この効果により特定の有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図８参照）の近傍にある有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図８参照）の発光輝度は殆ど同じになる。従ってこれら近傍の有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図８参照）に対する光量補正データの相関も非常に高いため、例えば画素番号＝１の光量補正データと画素番号＝８の光量補正データは大きく変わらないのである。 Here, the value set in the pixel circuit 69 (see FIG. 8) in the current program period is, for example, 8-bit light amount correction data as described above. Since the organic electroluminescence element 63 (see FIG. 8) is formed by a coating process such as spin coating, the adjacent pixel correlation becomes extremely high. Due to this effect, the light emission luminance of the organic electroluminescence element 63 (see FIG. 8) in the vicinity of the specific organic electroluminescence element 63 (see FIG. 8) becomes almost the same. Accordingly, since the correlation between the light amount correction data with respect to these adjacent organic electroluminescence elements 63 (see FIG. 8) is very high, for example, the light amount correction data with the pixel number = 1 and the light amount correction data with the pixel number = 8 do not change greatly. .
ゲートコントローラ６８（図８参照）が制御する電流プログラム期間においては、ピクセル回路６９（図８参照）に光量補正データに従った電流値を供給して、ピクセル回路６９（図８参照）内のコンデンサをいわゆる定電流源にて充電することになり、充電に必要な時間は（数２）となる。 In the current program period controlled by the gate controller 68 (see FIG. 8), the current value according to the light amount correction data is supplied to the pixel circuit 69 (see FIG. 8), and the capacitor in the pixel circuit 69 (see FIG. 8). Is charged by a so-called constant current source, and the time required for charging is (Equation 2).
（数２）によれば、充電時間は静電容量と比例しており、配線引き回しに伴う配線容量の増大によって静電容量Ｃが大きくなると充電時間が大きくなってしまう。実施形態ではソースドライバを発光素子列の延長線上の位置であり、かつガラス基板５０の長辺方向の端部に配置するために、ソースドライバ６１（図８参照）から最も遠い画素グループでは、通常であれば配線容量による充電遅延が懸念される。
According to (Equation 2), the charging time is proportional to the capacitance, and if the capacitance C increases due to an increase in the wiring capacitance accompanying wiring routing, the charging time increases. In the embodiment, in order to dispose the source driver on the extended line of the light emitting element array and at the end in the long side direction of the
しかし実施形態ではソースドライバ６１（図８参照）によって供給されるのは、光量補正データであり、前述したように１つの画素グループ内では光量補正データの値は同一性が高いため、同一の画素グループ内では（数２）におけるＶが殆ど変化しない。結局、電流プログラムの過程では順次選択される画素番号間でのＶの差が充電時間を支配するが、もともと選択された画素番号間でのＶの差は非常に小さいため、充電時間は極めて短くなるのである。従ってソースドライバ６１（図８参照）からの配線長が長くなることに起因する電流プログラム期間の時間的不足については、実施形態においては殆ど問題がなくなり、これまで説明してきたようにソースドライバ６１（図８参照）とピクセル回路６９（図８参照）間の距離を大きく離せることとなる。 However, in the embodiment, what is supplied by the source driver 61 (see FIG. 8) is light amount correction data, and since the value of the light amount correction data is high in one pixel group as described above, the same pixel. Within the group, V in (Equation 2) hardly changes. After all, in the current programming process, the difference in V between sequentially selected pixel numbers dominates the charging time, but the difference in V between originally selected pixel numbers is very small, so the charging time is very short. It becomes. Therefore, the shortage of the current program period due to the increase in the wiring length from the source driver 61 (see FIG. 8) has almost no problem in the embodiment, and as described so far, the source driver 61 ( The distance between the pixel circuit 69 (see FIG. 8) and the pixel circuit 69 (see FIG. 8) can be greatly separated.
この辺りの事情は、電流プログラム法を用いて各画素単位に駆動電流を設定し、各画素単位に６４階調、２５６階調といった多階調を再現するディスプレイとは大きく異なっており、２値画像データに基づいて点灯／消灯を制御し、多値の光量補正データに基づいて電流プログラム法で駆動電流を設定することが可能な露光装置１３ならではのメリットであるといえる。
This situation is greatly different from a display that uses a current programming method to set a drive current for each pixel unit and reproduces multiple gradations such as 64 gradations and 256 gradations for each pixel unit. It can be said that this is a merit unique to the
＜光量補正動作＞
次に、光量計測データを得るための、光量センサ５７及びその周辺部材の構成並びに光量計測データの取得動作について詳細に説明する。
<Light intensity correction operation>
Next, the configuration of the
図１０は、有機エレクトロルミネッセンス素子６３及びそれに対応した光量センサ５７、並びに光量センサ５７に対しスイッチング作用を施す選択信号発生回路（スイッチング回路）１４０を示す。本実施形態では、上述したように、有機エレクトロルミネッセンス素子６３が主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で５１２０個が列状に形成されている。そして、当該素子に対応して、同じく５１２０個の光量センサ５７が形成されている。各光量センサ５７（光量センサを含むセンサピクセル回路１３０：図１１参照）は、選択線ＳｅｌＸを介し、各々選択信号発生回路１４０に接続されるとともに、ドライバ線ＲｏＸを介してソースドライバ６１に接続されている（図１１）。尚、選択線ＳｅｌＸ、ドライバ線ＲｏＸは、選択信号発生回路１４０とともに、ＴＦＴ回路６２内に一体集積化され、形成されている。
FIG. 10 shows an
選択信号発生回路１４０は、所定のタイミングにてコントローラ４１からセンサ駆動の指示を受信し、センサ駆動信号を各センサピクセル回路１３０の選択トランジスタ１３２に出力するものである。選択信号発生回路１４０は、時系列に従って各センサピクセル回路１３０にセンサ駆動信号を出力するが、例えば、通常の二系列のシフトレジスタ（Ｄ型フリップフロップの接続）と一つの三入力ＡＮＤ回路から構成された出力回路を、各センサピクセル回路毎に割り当てることにより構成されうる。このような構成は一般的な選択信号発生回路と同様である。
The selection
そして、本実施形態では、１６個の光量センサ５７によって一つのセンサグループ１２０が構成されている。図示の様に各グループ内の各々の光量センサ５７には、１から１６までのグループ内センサ素子番号が付与されている。さらに本実施形態では、主走査方向に並んだセンサグループ群が、主走査方向にグループ１ａからグループ１ｐという１６個のセンサグループごとにカテゴリ分けされている。そして、各カテゴリ内の同じアルファベットを付与されたグループは、同じドライバ線ＲｏＸに接続されている。例えばグループ１ａ，２ａ・・・２０ａ（合計２０グループ）は、ドライバ線Ｒｏ１に接続され、グループ１ｐ，２ｐ・・・２０ｐは、ドライバ線Ｒｏ１６に接続されている。
In the present embodiment, one
各ドライバ線ＲｏＸは、図１１に示すようにソースドライバ６１内に設けられたチャージアンプ１５０に接続されている。すなわち総てのドライバ線ＲｏＸ各々に対応して、合計１６個のチャージアンプ１５０が、ソースドライバ６１内に設けられている。一方、選択信号発生回路１４０は、図８に示したゲートコントローラ６８と同様、ＴＦＴ回路６２内に形成されている。選択信号発生回路１４０（及び選択トランジスタ１３２：図１１）は、後述する所定のタイミングにて光量センサを駆動するためのセンサ駆動信号を、選択線ＳｅｌＸを介してセンサピクセル回路１３０に入力するスイッチング回路として機能する。一方、チャージアンプ１５０（及びコンデンサ１３１：図１１）は、光量センサを実際に駆動するセンサ駆動回路として機能する。
Each driver line RoX is connected to a
図１０、図１１に示した構成を用いて、後述する所定のタイミングにおいて光量補正が実行される。この際、各光量センサからの光量センサ出力、ひいては光量計測データが読み出されるのであるが、その際のシーケンスは以下のようである。ただし、読み出しのシーケンスについては特に限定はされない。 Using the configuration shown in FIGS. 10 and 11, the light amount correction is executed at a predetermined timing described later. At this time, the light quantity sensor output from each light quantity sensor, and the light quantity measurement data are read out. The sequence at that time is as follows. However, the read sequence is not particularly limited.
（１）まず、ドライバ線Ｒｏ１に接続されたセンサグループの全光量センサから光量計測データが読み出される。すなわち、グループ１ａ，２ａ・・・２０ａの順で光量計測データが読み出される。選択線の順番では、Ｓｅｌ１，Ｓｅｌ２，・・・Ｓｅｌ１６，Ｓｅｌ２５７，Ｓｅｌ２５８・・・Ｓｅｌ４８６４，Ｓｅｌ４８６５・・・Ｓｅｌ４８７９，Ｓｅｌ４８８０となり、この順で、選択信号発生回路１４０からのセンサ駆動信号がＯＮとなる。 (1) First, light quantity measurement data is read from all the light quantity sensors of the sensor group connected to the driver line Ro1. That is, the light quantity measurement data is read in the order of the groups 1a, 2a,. In the order of the selection lines, Sel1, Sel2,... Sel16, Sel257, Sel258,... Sel4864, Sel4865,. .
（２）上記（１）の読み出しは、全ドライバ線ＲｏＸで並行して行われる。すなわち、ドライバ線Ｒｏ１からＲｏ１６総てを介して、上述の読み出し操作が並行して同時に実行される。これにより、すべてのセンサ素子に対応して、すなわちすべての有機エレクトロルミネッセンス素子６３についての光量計測データが読み出される。
(2) The reading of (1) is performed in parallel on all the driver lines RoX. That is, the above-described read operation is simultaneously performed in parallel through the driver lines Ro1 to Ro16. Thereby, the light quantity measurement data corresponding to all the sensor elements, that is, all the
図１１は、光量センサ５７の周辺部を拡大して示すと共に、光量センサ５７とチャージアンプ１５０との接続関係、及び光量センサ５７と有機エレクトロルミネッセンス素子６３との間の作用の関係を示す図である。
FIG. 11 is an enlarged view of the peripheral portion of the
各選択線ＳｅｌＸは、光量センサ５７と、当該光量センサ５７に並列に接続され、容量素子を構成するコンデンサ１３１と、光量センサ５７及びコンデンサ１３１と直列に接続されたスイッチング用の選択トランジスタ１３２より構成されるセンサピクセル回路１３０に接続されている。選択トランジスタ１３２は、選択信号発生回路１４０とともに光量センサのスイッチング回路を構成する。選択線ＳｅｌＸは選択トランジスタ１３２に接続され、選択信号発生回路１４０から出力されたＯＮ・ＯＦＦ信号からなるセンサ駆動信号が、選択トランジスタ１３２に入力され、当該駆動信号に従い、選択トランジスタ１３２はＯＮ・ＯＦＦ動作を行う。
Each selection line SelX includes a
そして、合計２０グループ（グループ番号１から２０）のセンサグループ１２０、言い換えると合計３２０個のセンサピクセル回路（１６ ｘ ２０）が、一つのドライバ線ＲｏＸに接続され、各ドライバ線ＲｏＸは、ソースドライバ６１内に設けられたチャージアンプ１５０に接続されている。チャージアンプ１５０は、増幅器１５１と、容量素子を構成するコンデンサ１５２と、充放電選択トランジスタ１５３より構成されている。さらにチャージアンプ１５０の増幅器１５１は、ソースドライバ６１内に設けられたアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１６０に接続されている。チャージアンプ１５０は、センサピクセル回路１３０のコンデンサ１３１と協同してセンサ駆動回路を構成する。
A total of 20 groups (
図１２は、図１１で示された各部分での動作を示すタイミングチャートである。すなわち、上述した（１）のシーケンス中において、各光量センサ５７毎に行われる光量計測データの読み出し動作のタイミングチャートに該当する。上述したように、光量計測データの基礎となる光量センサ出力は、ソースドライバ６１において電荷蓄積法による電圧変換を施され、更に所定の増幅率で増幅された後にアナログ−ディジタル変換されることにより生成されるが、以下のタイミングチャートは当該工程に該当する。
FIG. 12 is a timing chart showing the operation in each part shown in FIG. In other words, this corresponds to the timing chart of the reading operation of the light quantity measurement data performed for each
光量センサ５７の光量センサ出力に基づく光量計測データは、図１２（ａ）乃至（ｇ）のタイミングチャートに示すように、選択トランジスタ１３２のスイッチングを契機とし、予めコンデンサ１３１に蓄積された電荷を、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量センサへの光の照射により抽出し、失われた電荷を補うために用いられたコンデンサ１５２の電荷に基づいて測定する。従って、本実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光照射により失われた電荷が基礎となる光量センサ出力に該当する。
As shown in the timing charts of FIGS. 12A to 12G, the light quantity measurement data based on the light quantity sensor output of the
ここで、図１２（ａ）は、チャージアンプ１５０内のコンデンサ１５２のチャージの状態（充電状態）を示す図、図１２（ｂ）は選択トランジスタ１３２の動作を示す図、図１２（ｃ）は有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯タイミングを示す図、図１２（ｄ）はコンデンサ１３１の前段・後段の電位差（Ｖｓ）を示す図、図１２（ｅ）は増幅器１５１の出力電圧（Ｖｒｏ）を示す図、図１２（ｆ）はアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１６０による出力電圧（Ｖｒｏ）の読み出し動作を示す図、図１２（ｇ）は最終的に有効に光量計測データが得られた状態を示す図である。
Here, FIG. 12A is a diagram showing the charge state (charge state) of the
まず、選択線ＳｅｌＸを介し、所定のタイミングにて選択信号発生回路１４０からＯＮ信号を受信することにより、選択トランジスタ１３２がＯＮとなり（図１２（ｂ）参照）、図１２（ｄ）に示すようにコンデンサ１３１がチャージされ、コンデンサ１３１の前後に初期電圧Ｖｒｅｆが発生する（Ｓ１：リセットステップ）。
First, by receiving an ON signal from the selection
そして、選択トランジスタ１３２がＯＦＦとなると（図１２（ｂ）参照）、コンデンサ１３１にチャージされた電荷が、光量センサ５７を流れる光電流Ｉｓにより放電され減少するとともに、図１２（ｄ）に示すように、コンデンサ１３１の初期電圧Ｖｒｅｆは徐々に減少する（Ｓ２：光照射放電ステップ）。
When the
そして、この状態で予め定められた時間経過後、チャージアンプ１５０の充放電選択トランジスタ１５３がＯＦＦとなり（図１２（ａ）参照）、コンデンサ１５２の電荷が移動可能となり、チャージアンプ１５０は有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を測定可能な状態となる（Ｓ３：測定開始ステップ）。
Then, after the elapse of a predetermined time in this state, the charge /
さらに充放電選択トランジスタ１５３がＯＦＦとなったのを契機として、選択トランジスタ１３２がＯＮとなり（図１２（ｂ）参照）、ステップＳ２で電荷が失われたコンデンサ１３１に、チャージアンプ１５０のコンデンサ１５２から電荷が供給される。その結果、コンデンサ１３１の前後に再び初期電圧Ｖｒｅｆが発生するとともに（図１２（ｄ）参照）、図１２（ｅ）に示すようにチャージアンプ１５０の増幅器１５１の出力電圧Ｖｒ０が上昇する（Ｓ４：電荷転送ステップ）。尚、この期間も光量センサ５７の光電流は流れ、Ｖｒ０は上昇する。
Further, when the charge /
その後、選択トランジスタ１３２が再びＯＦＦとなり、Ｖｒ０が確定する。この確定した電圧を、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１６０が、読み取り信号（図１２（ｆ）参照）に連動して読み取ることにより、図１２（ｇ）に示すように有効な光量計測データの読取動作が完了する（Ｓ５：リードステップ）。
Thereafter, the
尚、上述のステップＳ２及びＳ３を合わせた時間（蓄積時間）、すなわち、チャージアンプ１５０の充放電選択トランジスタ１５３をＯＦＦとし、直後に選択トランジスタ１３０をＯＮとするタイミングの設定については、画像印刷装置の待ち時間を短縮するという観点からは、できるかぎり短いことが好ましい。しかしながら、所定のＳＮ、電圧検出分解能を確保するという観点からは、Ｖｒ０をなるべく大きくとることが望ましく、この場合できるだけ長い蓄積時間を確保することが要求される。従って、蓄積時間についてはこれら両方の観点から設定される。蓄積時間は有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯時間及び点滅回数（図１２（ｃ）参照）、上述（１）のシーケンスで説明した光量センサの数、グループの数により決定される。
For the setting of the timing when the above-described steps S2 and S3 are combined (accumulation time), that is, the timing at which the charge /
図１３は、光量補正に際し、有機エレクトロルミネッセンス素子の光量計測を実施するタイミングの種々の例を示す図である。本図では、画像形成装置の初期化（イニシャライズ）工程、連続印字工程、待機中の三つの時期に、光量補正の一環である光量計測を行うタイミングを設定した例である。図示の（１）が初期化（イニシャライズ）工程中の光量計測、（３）、（４）が連続印字工程中の光量計測、（５）が待機中の光量計測である。（２）は、初期化工程及び連続印字工程の間の光量計測である。 FIG. 13 is a diagram illustrating various examples of timings for measuring the light amount of the organic electroluminescence element in the light amount correction. This figure shows an example in which the timing for performing light quantity measurement, which is part of light quantity correction, is set at three timings of initialization (initialization) of the image forming apparatus, continuous printing process, and standby. In the figure, (1) is a light quantity measurement during an initialization process, (3) and (4) are light quantity measurements during a continuous printing process, and (5) is a light quantity measurement during standby. (2) is light quantity measurement between the initialization process and the continuous printing process.
初期化工程は、電源オンの後に、画像形成装置が印字の準備を行う工程である。初期化工程においては、通常、（ａ）電源オンと同時に、（ｅ）加熱ローラの加熱が開始する。その後、（ｄ）感光体の駆動モータ（図示せず）の駆動と同時に、（ｆ）帯電器による感光体の表面の帯電が開始する（帯電電位ＶＯの発生）。さらにその後、（ｇ）現像ステーションにより現像バイアス電位ＶＢが現像剤に付与される。 The initialization process is a process in which the image forming apparatus prepares for printing after the power is turned on. In the initialization process, (a) heating of the heating roller starts normally at the same time as (a) turning on the power. Thereafter, (d) at the same time as the drive motor (not shown) of the photosensitive member is driven, (f) charging of the surface of the photosensitive member by the charger is started (generation of the charging potential V O ). Thereafter, (g) a developing bias potential V B is applied to the developer by the developing station.
（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）のステップが実行（オン）されているときにおいて有機エレクトロルミネッセンス素子６３を発光すると、当該発光により露光された感光体の表面が露光電位ＶＬに設定されてしまい、現像剤が感光体上に移動可能な状態となってしまう。この現象により記録紙が汚れてしまうことを防ぐため、（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）のステップ実行時には有機エレクトロルミネッセンス素子の光量計測は実施しない、すなわち素子を発光させないこととする。本例では、ステップ（ｄ）、（ｆ）の前に有機エレクトロルミネッセンス素子を発光させ（ｃ）、光量計測（１）を実行する。（２）及び（５）の光量計測も同様の理由で実行可能である。
When the
また、連続印字工程の最中でも、（３）、（４）の光量計測が実行可能である。特にこの間では（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）のステップが実行されているが、記録紙が搬送されてきていないので、一応光量計測は実行可能であると考えられる。 Further, even during the continuous printing process, the light quantity measurement of (3) and (4) can be executed. In particular, the steps (d), (f), and (g) are executed during this period, but since the recording paper has not been conveyed, it is considered that the light quantity measurement can be executed.
ここで、図１２を用いて説明したように、一つの有機エレクトロルミネッセンス素子６３について高精度な光量計測を行うには、ある程度の蓄積期間を要するものである。目標輝度補正精度を確保するためには、所定の光量計測精度（Ｓ／Ｎ）を確保する必要がある。一方、光量計測精度は光量センサ５７の受光量時間と比例関係にある。このために、各素子の光量補正精度を高めるには、各素子光量計測時間を引き伸ばす必要がある。また、蓄積期間は、有機エレクトロルミネッセンス素子６３を発光させる必要があり、通常の印刷動作を同時に行うことができない。したがって、光量計測動作を行うタイミングによっては通常の印刷動作に影響を与え、印刷速度の低下等につながってしまう。
Here, as described with reference to FIG. 12, a certain accumulation period is required to measure the light amount with high accuracy for one
そこで、本実施形態の画像形成装置１は、光量計測時における有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光光量を、画像形成時の発光光量よりも大きくすることにより、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光時間を短縮しながら、所望の光量計測精度を確保するものである。
Therefore, the
すなわち、本実施形態の画像形成装置１は、像担持体を露光して像を形成する複数の発光素子を有する画像形成装置であって、発光素子の動作を制御する発光動作制御部と、発光素子が出射する光の光量を計測する光量計測部と、光量計測部によって計測された光量計測値を参照し、発光素子が出射する光の光量を補正する光量補正部とを備え、発光動作制御部は、光量計測部が発光素子の光量を計測する光量計測時に、発光素子が出射する光の光量を、画像形成時よりも大きい光量に設定する。ここで、本実施形態において、有機エレクトロルミネッセンス素子６３が発光素子の一例として、コントローラＣＰＵ８３及びソースドライバ６１が発光動作制御部の一例として、センサピクセル回路１３０及びチャージアンプ１５０が光量計測部の一例として、コントローラＣＰＵ８３及び光量補正データメモリ６６が光量補正部の一例として、それぞれ動作する。
That is, the
図１４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量を説明するグラフであり、図１４（ａ）は通常の画像形成時の発光光量、図１４（ｂ）は光量計測時の発光光量をそれぞれ示す。 FIG. 14 is a graph for explaining the light emission amount of the organic electroluminescence element in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 14A shows the light emission amount during normal image formation, and FIG. The amount of emitted light when measuring the amount of light is shown.
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、本実施形態の画像形成装置１では、各々の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光光量を、画像形成時には光量Ａに、光量計測時には光量Ａよりも大きい光量Ｂに設定する。すなわち、コントローラＣＰＵ８３は、光量計測時に有機エレクトロルミネッセンス素子６３が出射する光の光量を、画像形成時よりも大きくなるようにする。
As shown in FIGS. 14A and 14B, in the
具体的には、コントローラＣＰＵ８３は、光量計測時に、既に説明したデータＤＤ［ｎ］（図６参照）として、画像形成時のデータＤＤ［ｎ］に１より大きい定数ｋを乗じて露光装置１３に送出し、これに基づいて有機エレクトロルミネッセンス素子６３を点灯させればよい。例えばｋを１．５とすると、これを乗じたデータＤＤ［ｎ］を前述したようにソースドライバ６１を介してピクセル回路６９にプログラムすることで、有機エレクトロルミネッセンス素子６３を、露光装置１３の製造時にデータＤＤ［ｎ］を取得した際と比較して１．５倍の光量で発光させることができる。このような設定を行った場合、有機エレクトロルミネッセンス素子６３が出射する光の光量は、有機エレクトロルミネッセンス素子６３が大きく劣化した場合を除いて、通常の画像形成時よりも大きくなる。このような、光量計測時の光量補正データＮＤ［ｎ］は（数３）に基づいて生成すればよい。
Specifically, the
また、コントローラＣＰＵ８３は、上述の定数ｋを、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の状態等に応じて、可変に設定してもよい。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の劣化程度に応じて定数ｋを調整し、光量計測時の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光光量を、画像形成時と比較して、常に大きくすることができる。
Further, the
有機エレクトロルミネッセンス素子６３の劣化が進むと、有機エレクトロルミネッセンス素子６３が出射する光の光量は低下するから、ＮＤ［ｎ］は徐々に大きくなっていく。そして劣化が大きく進むと、光量計測によって得られる新たな光量補正データＮＤ［ｎ］の値が、ＤＤ［ｎ］の値に定数ｋを乗じたものより大きくなってしまう可能性がある。
As the deterioration of the
そこで、コントローラＣＰＵ８３は、例えば（数４）に示すように、ＤＤ［ｎ］を有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量劣化分を補償した上で、１より大きい定数ｍを乗じて定数ｋ［ｎ］を定義すれば、光量計測時における有機エレクトロルミネッセンス素子６３が出射する光の光量を、画像形成時よりも常に大きくすることができる。
Therefore, for example, as shown in (Equation 4), the
ただし（数４）に示すように、定数ｋ［ｎ］は発光素子毎にユニークなものとなる。この場合、光量計測時の発光素子毎の光量補正データＮＤ［ｎ］は、（数５）のようにするとよい。 However, as shown in (Expression 4), the constant k [n] is unique for each light emitting element. In this case, the light amount correction data ND [n] for each light emitting element at the time of measuring the light amount may be set as (Equation 5).
光量補正データメモリ６６（図５参照）の記憶容量に十分な余裕がある場合は、（数４）、（数５）に基づいて処理をしてもよいが、画像形成装置が十分なリソースを持たない場合は、例えばＮＤ［ｎ］、ＤＤ［ｎ］の平均値などによって、定数ｋを求めるようにしてもよい。 If the storage capacity of the light amount correction data memory 66 (see FIG. 5) is sufficient, the processing may be performed based on (Equation 4) and (Equation 5), but the image forming apparatus has sufficient resources. If not, the constant k may be obtained by, for example, an average value of ND [n] and DD [n].
もちろんソースドライバ６１への設定値にはソースドライバ６１の引き込み電流に関する最大定格があるため、定数ｋは無制限に大きくすることはできないため、設計時はこの制約に十分留意する必要がある。
Of course, since the set value for the
図１５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の光量計測動作の一例を示すタイミングチャートであり、図１５（ａ）は電源動作、図１５（ｂ）はプリント信号入力動作、図１５（ｃ）は画像形成時の光量による光量計測を行った場合の印刷動作、図１５（ｄ）は画像形成時の光量による光量計測動作のタイミングをそれぞれ示す。また、図１５（ｅ）は図１４（ｂ）に示す光量増加による光量計測動作を行った場合の印刷動作、図１５（ｆ）は光量増加による光量計測動作のタイミングをそれぞれ示す。なお、図１５に示す例では、図１３の（１）で示す初期化（イニシャライズ）工程中の光量計測動作について説明するが、他のタイミングでも同様である。 FIG. 15 is a timing chart showing an example of the light amount measurement operation of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 15A is a power supply operation, FIG. 15B is a print signal input operation, and FIG. FIG. 15C shows a printing operation when the light quantity is measured by the light quantity at the time of image formation, and FIG. 15D shows the timing of the light quantity measurement operation by the light quantity at the time of image formation. FIG. 15E shows the printing operation when the light quantity measurement operation is performed by increasing the light quantity shown in FIG. 14B, and FIG. 15F shows the timing of the light quantity measurement operation by increasing the light quantity. In the example shown in FIG. 15, the light quantity measurement operation during the initialization process shown in (1) of FIG. 13 will be described, but the same applies to other timings.
図１５に示すように、時刻ｔ０において、画像形成装置１に電源が投入されると（図１５（ａ））、エンジン制御部４２のエンジン制御ＣＰＵ９１（図７参照）は、光量計測動作を起動する。具体的には、エンジン制御ＣＰＵ９１は、露光装置１３（図７参照）に含まれる、センサピクセル回路１３０及びチャージアンプ１５０、並びに有機エレクトロルミネッセンス素子６３（図１１参照）を駆動して、光量計測動作を起動する。なお、この光量計測動作を完了するために必要な期間（時刻ｔ０〜ｔ３）を光量計測完了必要期間Ｔｍ１とする。
As shown in FIG. 15, when the
その後、図１５（ｂ）に示すように、光量計測開始から、光量計測完了必要期間Ｔｍ１が経過するまでの間の時刻ｔ１に、コンピュータ８０（図５参照）等から印刷開始指示であるプリント信号が入力された場合、上述したように、印刷動作を同時に行うことができない。したがって、エンジン制御ＣＰＵ９１は、光量計測動作が終了する時刻ｔ３まで印刷動作を待機し、時刻ｔ３において、駆動源３８（図１参照）の回転を開始し、印刷動作を開始する（図１４（ｄ））。すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間の期間Ｔｗ１が、待機時間となってしまう。例えば、図１５に示す初期動作時には、ファーストプリントやウォームアップの遅れといった影響が出てしまう。
Thereafter, as shown in FIG. 15B, a print signal that is a print start instruction from the computer 80 (see FIG. 5) or the like at a time t1 from when the light amount measurement is started until the light amount measurement completion necessary period Tm1 elapses. As described above, the printing operation cannot be performed simultaneously. Accordingly, the
ところで、図１１に示すセンサピクセル回路１３０は、光量センサ５７に照射された光量を、コンデンサ１３１に蓄積される電荷に反映する構成を有するので、光量計測の精度は、コンデンサ１３１に蓄積される電荷に対応する。すなわち、光量センサ５７に照射される累積光量に比例することとなる。したがって、光量計測時に、光量センサ５７に照射される光量が大きくなると、コンデンサ１３１において単位時間あたりに蓄積される電荷が多くなるので、光量計測時間が短縮されても、所望の精度が確保されることとなる。
By the way, the
したがって、図１５（ｆ）に示すように、光量計測時の有機エレクトロルミネッセンス素子６３が出射する光量が大きく設定される（図１４（ｂ）参照）ことにより、図１５（ｄ）による光量計測動作で得られる精度と同等の精度が求められた場合、光量計測完了必要期間Ｔｍ２は、光量計測完了必要期間Ｔｍ１より短くすることができる。したがって、エンジン制御ＣＰＵ９１は、光量計測完了必要期間Ｔｍ２の終了後の時刻ｔ２に印刷動作を開始することができる。すなわち、待機時間Ｔｗ２は、待機時間Ｔｗ１より短縮することが可能となる。
Accordingly, as shown in FIG. 15 (f), the light quantity output from the
なお、ソースドライバ６１は、画像形成時と同様に、光量計測時における有機エレクトロルミネッセンス素子６３の発光時間の一単位を、画像形成時における発光時間の一単位と同じ１ラスタ期間にして、有機エレクトロルミネッセンス素子６３を駆動する。これにより、光量計測時の有機エレクトロルミネッセンス素子６３の駆動方法を、通常の画像形成時と同様とすることで、光量計測時に特別な駆動方法を用いるといった複雑な制御を行うことなく、通常の印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能となる。
As in the image formation, the
このような本発明の実施形態によれば、光量計測時に光量センサ５７が受光可能な光量が増加するので、光量計測の精度を保ちながら光量計測時間を短縮することが可能となり、その結果、通常の印刷動作タイミングへの影響を抑制した光量計測が可能となる。
According to such an embodiment of the present invention, the amount of light that can be received by the
さて、上述の実施形態においては露光装置１３を構成する有機エレクトロルミネッセンス素子６３の点灯時間を一定とし、電流値を変化させることで、有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を制御する構成を前提として説明してきたが、本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子６３などの発光素子の駆動電流値を固定的に設定し、点灯時間を変化させて発光素子の光量を制御する、いわゆるＰＷＭ方式においても容易に適用できる。この場合は図６を用いて説明した第１エリアの内容を「潜像断面積を等しくするための駆動時間の設定値」と置き換えればよい。
Now, in the above-described embodiment, the description has been made on the assumption that the lighting time of the
また露光装置によっては有機エレクトロルミネッセンス素子などによって構成された発光素子列を複数列有し、感光体の回転方向に対して略同じ位置に複数回の露光を行うことで、潜像を形成するものも知られている。このような露光装置であっても複数回の露光によって形成される潜像が現像に寄与しないように光量やＰＷＭ時間を設定することで、本発明の技術的思想を適用することが可能となる。このような露光装置では単一の発光素子列では現像に寄与する潜像は形成されないから、例えば紙間において列単位で光量を計測するようなシーケンスが考えられる。 Also, depending on the exposure apparatus, there are a plurality of light-emitting element arrays composed of organic electroluminescence elements, etc., and a latent image is formed by performing multiple exposures at substantially the same position with respect to the rotation direction of the photoreceptor. Is also known. Even in such an exposure apparatus, it is possible to apply the technical idea of the present invention by setting the light amount and the PWM time so that a latent image formed by a plurality of exposures does not contribute to development. . In such an exposure apparatus, a single light emitting element array does not form a latent image that contributes to development. For example, a sequence in which the amount of light is measured in units of lines between sheets can be considered.
また、実施形態ではＴＦＴ回路、有機エレクトロルミネッセンス素子と同じポリシリコンのモノシリックデバイスとして構成された光量センサを用いて有機エレクトロルミネッセンス素子６３の光量を計測しているが、本発明の技術的思想はこれに限定されるものではない。例えば、アモルファスシリコンにて複数のフィルム状の光量センサを構成し、ガラス基板５０の端面（図４参照）に沿って配置した構成に対しても、本発明は適用可能である。
In the embodiment, the light quantity of the
本発明の画像形成装置及びその制御方法は、光量補正直後の印刷濃度の変動を抑制可能な効果を有し、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、フォトプリンタ等に有用である。 The image forming apparatus and the control method thereof according to the present invention have an effect capable of suppressing a change in print density immediately after light amount correction, and are useful for printers, copying machines, facsimile apparatuses, photo printers, and the like.
１ 画像形成装置
２，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 現像ステーション
３ 記録紙
４ 給紙トレイ
５ 記録紙搬送路
６ 現像剤
８，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ 感光体
１０ 現像スリーブ
１３，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 露光装置
１９ レジストローラ
２０ ピンチローラ
２１ 記録紙通過検出センサ
４１ コントローラ
４２ エンジン制御部
４３ 電源部
５０ ガラス基板
５１ レンズアレイ
５７ 光量センサ
６１ ソースドライバ
６２ ＴＦＴ回路
６３ 有機エレクトロルミネッセンス素子
６４ 封止ガラス
６５ イメージメモリ
６６ 光量補正データメモリ
６７ タイミング生成部
６８ ゲートコントローラ
６９ ピクセル回路
７０ ドライバ部
７１ 電流プログラム部
７２ Ｄ／Ａコンバータ
８０ コンピュータ
８３ コントローラＣＰＵ
８７ プリンタインタフェース
９０ コントローラインタフェース
９１ エンジン制御ＣＰＵ
９８ 操作パネル
１２０ センサグループ
１３０ センサピクセル回路
１３１ コンデンサ
１４０ 選択信号発生回路
１５０ チャージアンプ
１５１ 増幅器
１５２ コンデンサ
１５３ 充放電選択トランジスタ
１６０ アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）
DESCRIPTION OF
87
98
Claims (7)
前記発光素子の動作を制御する発光動作制御部と、
前記発光素子が出射する光の光量を計測する光量計測部と、
前記光量計測部によって計測された光量計測値を参照し、前記発光素子が出射する光の光量を補正する光量補正部と
を備え、
前記発光動作制御部は、前記光量計測部が前記発光素子の光量を計測する光量計測時に、前記発光素子が出射する光の光量を、画像形成時よりも大きい光量に設定する画像形成装置。 An image forming apparatus having a plurality of light emitting elements for exposing an image carrier to form an image,
A light emission operation control unit for controlling the operation of the light emitting element;
A light amount measuring unit for measuring the amount of light emitted from the light emitting element;
A light amount correction unit that corrects the amount of light emitted from the light emitting element with reference to the light amount measurement value measured by the light amount measurement unit;
The light emission operation control unit is an image forming apparatus that sets a light amount of light emitted from the light emitting element to be larger than that at the time of image formation when the light amount measurement unit measures the light amount of the light emitting element.
前記発光動作制御部は、前記光量計測時における発光時間の一単位を、前記画像形成時における発光時間の一単位と同じ期間にして前記発光素子を制御する画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The light emitting operation control unit controls the light emitting element by setting one unit of light emission time at the time of light amount measurement to the same period as one unit of light emission time at the time of image formation.
前記光量計測部は、
チャージアンプと、
前記チャージアンプに直列に接続され、照射された光量に応じた電流を発生する光検出素子と、
前記光検出素子と並列に接続された容量素子と、
前記光検出素子と前記容量素子とを有する並列回路及び前記チャージアンプの間に接続され、前記並列回路と前記チャージアンプとの間の電気的な接続を開閉する選択トランジスタと
を有する画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The light quantity measuring unit is
A charge amplifier,
A photodetecting element connected in series to the charge amplifier and generating a current corresponding to the amount of light irradiated;
A capacitive element connected in parallel with the photodetecting element;
An image forming apparatus comprising: a parallel circuit having the photodetecting element and the capacitive element; and a selection transistor connected between the charge amplifier and opening / closing an electrical connection between the parallel circuit and the charge amplifier.
前記光検出素子は、多結晶シリコンを有して構成される光量検出回路。 The image forming apparatus according to claim 3, wherein
The light detection element is a light amount detection circuit including polycrystalline silicon.
前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子により構成された画像形成装置。 An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The light emitting element is an image forming apparatus configured with an organic electroluminescence element.
前記発光素子の動作を制御するステップと、
前記発光素子が出射する光の光量を計測するステップと、
前記計測された光量計測値を参照し、前記発光素子が出射する光の光量を補正するステップと
を有し、
前記発光素子の光量を計測する光量計測時には、前記発光素子が出射する光の光量は、画像形成時よりも大きい光量に設定される制御方法。 A method for controlling an image forming apparatus having a plurality of light emitting elements for exposing an image carrier to form an image,
Controlling the operation of the light emitting element;
Measuring the amount of light emitted by the light emitting element;
Referring to the measured light quantity measurement value, and correcting the light quantity of light emitted from the light emitting element,
A control method in which a light amount of light emitted from the light emitting element is set to a larger light amount than that at the time of image formation when measuring the light amount of the light emitting element.
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