JP2018062131A - 光書き込み装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境条件の変化に起因する光量むらを精度よく補正することができる光書き込み装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２とは何れも固定端にて支持部材６０１に固定されており、線膨張係数差を有している。環境温度が変化して、ＯＬＥＤパネル２００の非固定端側に実装された検出用ＯＬＥＤ４０１とロッドレンズアレイ２０２との位置関係が変化すると、集光効率が変化して、受光素子６０３の検出光量が変化する。この検出光量の変化から検出用ＯＬＥＤ４０１とロッドレンズアレイ２０２との位置関係を求めれば、露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置関係を得ることができる。この位置関係に応じて露光用ＯＬＥＤ２０１の光量を補正すれば、光量むらを防止することができる。【選択図】図６

Description

本発明は、光書き込み装置及び画像形成装置に関し、特にＯＬＥＤを用いた場合に環境温度の変化に起因する光量むらを防止する技術に関する。

近年、画像形成装置を小型化し低コスト化するために、発光素子にＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）を用いたライン光学型光書き込み装置（OLED-PH: OLED Print Head）の開発が進められている。ＯＬＥＤ−ＰＨは、ＯＬＥＤと薄膜トランジスタ（TFT: Thin Film Transistor）とを同一基板上に形成するので、製造コストを低減することができる。

ＯＬＥＤ−ＰＨは、光書き込みの際に、ＯＬＥＤの出射光を感光体ドラムの外周面上に集光するためにロッドレンズアレイを備えている。ロッドレンズアレイは、微小なロッドレンズを多数集積した光学素子であって、個々のロッドレンズとの位置関係によってＯＬＥＤ毎に出射光の集光効率が異なる。このため、ＯＬＥＤ間で集光効率に応じ出射光量を増減することによって、感光体ドラムの外周面上での露光量を均一化する。

しかしながら、ＯＬＥＤ−ＰＨには、ＯＬＥＤを形成する際に高温に晒されることから、ＯＬＥＤを実装するガラス基板には線膨張係数が極めて小さいガラス材料が用いられる。一方、ロッドレンズアレイは樹脂を用いて多数のロッドレンズを集積しており、ＯＬＥＤを実装したガラス基板と比較して線膨張係数が大きい。このため、環境温度が変動すると、ガラス基板上の各ＯＬＥＤと各ロッドレンズとの位置関係が変動し、集光効率が変化するので、光量むらが発生する。

このような問題に対して、例えば、レンズ部における発光素子毎の光量むらを補正するためのレンズ補正値を、環境条件に基づいて変更するレンズ補正値変更部を備えた光書き込み装置が提案されている（特許文献１参照）。このようにすれば、環境温度の変動によりＯＬＥＤとロッドレンズとの位置関係が変動し、集光効率が変化しても、環境条件に基づいてレンズ補正値を変更するので、感光体ドラムの外周面上における光量むらを防止することができる。

特開２００８−１５５４５８号公報 特開２００５−１４４６８６号公報

しかしながら、上記従来技術における環境条件とは、具体的には環境温度の検出値であって、当該検出温度からＯＬＥＤとロッドレンズとの相対位置を推定することによってレンズ補正値が変更される。このため、相対位置の推定誤差に起因する光量むらを回避することができない。
また、ＯＬＥＤとロッドレンズとの位置関係は湿度等の環境温度以外の要因によっても変動し得るが、上記従来技術においては、環境温度以外の要因による光量むらを防止することはできず、また、環境温度以外の要因による光量むらを防止しようとすると、レンズ補正値を変更するための手順が複雑化したり、当該変更に要するデータが膨大になって記憶容量が不足する等、さまざまな問題が生じる。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、環境条件の変化に起因する光量むらを精度よく補正することができる光書き込み装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光書き込み装置は、複数の発光素子がライン状に配列されており、当該配列方向に長尺な発光部材と、複数の光学素子がライン状に配列され、前記発光部材の長手方向と平行な方向に長尺な光学部材とを有し、各光学素子が各発光素子の出射光を被照射体上に集光する光書き込み装置であって、前記発光部材と前記光学部材との前記長手方向に平行な方向における線膨張差の指標値を検出する検出手段と、前記指標値を用いて、前記線膨張差に応じた集光効率の変化を相殺するように、前記発光素子毎に出射光量を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

このようにすれば、発光部材と光学部材との線膨張差に応じた集光効率の変化を相殺するように、発光素子毎に出射光量を補正するので、環境条件の変化に起因する光量むらを精度よく補正することができる。
この場合において、前記発光部材と前記光学部材との双方が固定されている固定部材を備え、前記検出手段は、前記長手方向において前記固定部材との固定位置とは異なる位置において前記指標値を検出してもよい。

また、前記固定部材には、前記長手方向における前記発光部材の一方の端部及び前記光学部材の一方の端部が固定されており、前記指標値の検出位置は、前記発光素子のうち光書き込みに供される発光素子の配列範囲よりも前記長手方向における外方に相当する、前記固定位置とは反対側の端部側であってもよい。
また、前記検出手段を支持する支持部材を備え、前記発光部材は前記発光素子を実装した基板を有し、前記支持部材は、前記基板に固定されていてもよい。

また、前記検出手段を支持する支持部材を備え、前記発光部材は前記発光素子を実装した基板を有し、前記支持部材は、前記基板と同じ線膨張係数を有する材料からなる長尺の部材であって、長尺方向における一端が前記固定部材に固定され、前記発光部材の長手方向と並設されていてもよい。
また、前記検出手段は、前記発光素子の１つからの出射光を、前記光学部材を介して受光する検出用受光素子を備え、前記検出用受光素子は、前記検出位置に配設されており、前記指標値は、前記検出用受光素子の受光量であってもよい。

また、前記固定部材は、所定の動作環境条件の範囲内で、前記指標値が前記発光部材と前記光学部材との線膨張差の単調増加関数又は単調減少関数になるように、前記発光部材と前記光学部材とに固定されていてもよい。
また、前記検出位置は、所定の動作環境条件の範囲内で、前記指標値が前記発光部材と前記光学部材との線膨張差の単調増加関数又は単調減少関数になる位置であってもよい。

また、前記検出手段は、前記１の発光素子とは別の１の発光素子の出射光を、前記光学部材を介して受光する参照用受光素子を備え、前記参照用受光素子は、前記長手方向において、前記検出用受光素子よりも固定位置側に配設されており、前記検出手段は、前記参照用受光素子の受光量を用いて前記指標値を補正してもよい。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る光書き込み装置を備えることを特徴とする。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。 光書き込み装置１００の主要な構成を示す図である。 ＯＬＥＤパネル２００の主要な構成を示す図である。 ＯＬＥＤ２０１毎に発光制御するための構成を示すブロック図である。 ＯＬＥＤパネル２００のローリング駆動を説明するタイミングチャートである。 露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれを検出するための構成を示す図である。 ＯＬＥＤパネル２００の固定端から検出用ＯＬＥＤ４０１までの距離と集光効率との関係を示すグラフである。 （ａ）は検出用ＯＬＥＤ４０１が位置範囲７１１内にある場合のロッドレンズアレイ２０２の膨張収縮と、集光効率の変化を表し、（ｂ）は検出用ＯＬＥＤ４０１が位置範囲７１２内にある場合のロッドレンズアレイ２０２の膨張収縮と、集光効率の変化を表し、（ｃ）は検出用ＯＬＥＤ４０１が位置範囲７１１内にある場合の集光効率の温度特性を表すグラフであり、（ｄ）は検出用ＯＬＥＤ４０１が位置範囲７１２内にある場合の集光効率の温度特性を表すグラフである。 露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれに起因する光量むらを補正するための機能構成を表すブロック図である。 （ａ）はレンズ補正値テーブル１０００を例示し、（ｂ）は素子補正値テーブル１０１０を例示する。 第２の実施の形態に係る露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれを検出するための構成の、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。 第３の実施の形態に係る露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれを検出するための構成を示す図である。 露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれに起因する光量むらを補正するための機能構成を表すブロック図である。

以下、本発明に係る光書き込み装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態に係る光書き込み装置は、ＯＬＥＤの出射光のロッドレンズアレイによる集光後の光量を検出することによって、光量むらを補正する。
（１−１）画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。

図１に示すように、画像形成装置１は、所謂タンデム方式のカラープリンター装置であって、画像形成ステーション１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋはそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。画像形成ステーション１０１Ｙは、感光体ドラム１１０Ｙの外周面を帯電装置１１１Ｙにて一様に帯電させ、光書き込み装置１００Ｙは、ＯＬＥＤ−ＰＨであって、光書き込みによって静電潜像を形成する。

現像装置１１２ＹはＹ色のトナーを供給して静電潜像を現像し、１次転写ローラー１１３Ｙは感光体ドラム１１０Ｙの外周面上に担持されているＹ色のトナー像を中間転写ベルト１０３上に静電転写する。その後、クリーニング装置１１４Ｙは、感光体ドラム１１０Ｙの外周面上に残留するトナーを除去し、残留電荷を除電する。
画像形成ステーション１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋも同様の構成を備えており、同様の動作によってＭＣＫ各色のトナー像を形成する。ＹＭＣＫ各色のトナー像は、中間転写ベルト１０３上で互いに重なり合うように順次、静電転写され、カラートナー像が形成される。中間転写ベルト１０３は無端状のベルトであって、矢印Ａ方向に回転走行しながら、カラートナー像を２次転写ローラー対１０４まで搬送する。

給紙カセット１０５には、記録シートＳが収容されている。記録シートＳは、カラートナー像の形成に合わせて１枚ずつ繰り出され、タイミングローラー１０６にて搬送タイミングを調整された後、２次転写ローラー対１０４まで搬送され、カラートナー像を静電転写される。その後、記録シートＳは、定着装置１０７にてカラートナー像を熱定着され、排紙ローラー対１０８によって排紙トレイ１０９上に排出される。

制御部１０２は、以上の画像形成動作の制御を行う。
また、画像形成装置１並びに光書き込み装置１００の動作環境条件は、本実施の形態においては、温度が摂氏１０度から摂氏３５度まで、湿度が１５％から８５％までの範囲内である。
（１−２）光書き込み装置１００の構成
次に、光書き込み装置１００の構成について説明する。

図２に示すように、光書き込み装置１００は、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ（SLA: SELFOC Lens Array。SELFOCは日本板硝子株式会社の登録商標。）２０２をハウジング２０３内に収容した構成を備えている。ＯＬＥＤパネル２００上には１５，０００個の露光用ＯＬＥＤ２０１が主走査方向に沿ってライン状に実装されている。露光用ＯＬＥＤ２０１はそれぞれ光ビームＬを出射する。

露光用ＯＬＥＤ２０１は電流駆動型の発光素子であって、駆動電流が多いほど光量が増加する。露光用ＯＬＥＤ２０１は一列に配置してもよいし、千鳥配置してもよい。露光用ＯＬＥＤ２０１が出射した光ビームＬはロッドレンズアレイ２０２によって集光され、感光体ドラム１１０の外周面上に照射する。ハウジング２０３は、ロッドレンズアレイ２０２及びＯＬＥＤパネル２００をゴミが入らないようにカバーする。

なお、光書き込み装置１００と画像形成装置１内の他の装置とを接続するためのケーブル等については図示を省略した。
図３に示すように、ＯＬＥＤパネル２００は、ＴＦＴ基板３００等を備えている。ＴＦＴ基板３００には露光用ＯＬＥＤ２０１が実装されており、露光用ＯＬＥＤ２０１の実装領域は、スペーサー枠体３０３を挟んで封止板３０１を取着することによって封止されている。ＴＦＴ基板３００の封止領域外にはソースＩＣ（Integrated Circuit）３０２が実装されている。ソースＩＣは、露光用ＯＬＥＤ２０１の環境温度を検出する温度センサー３１０を内蔵している。

制御部１０２は、フレキシブルワイヤー３１１を介してソースＩＣ３０２に画像データを入力する。ソースＩＣ３０２はデジタル−アナログ変換機（DAC: Digital to Analogue Converter）を内蔵しており、画像データをＤＡ変換して、露光用ＯＬＥＤ２０１毎のＤＡＣ信号を生成する。露光用ＯＬＥＤ２０１はＤＡＣ信号に応じた光量で発光する。
図４に示すように、１５，０００個の露光用ＯＬＥＤ２０１は、１００個ずつ１５０個の発光ブロック４１０に区分されている。発光ブロック４１０には、露光用ＯＬＥＤ２０１毎に駆動回路４１１、メモリ部４１２および選択回路４１３が設けられている。

選択回路４１３は、露光用ＤＡＣ４２１からメモリ部４１２へのＤＡＣ信号の入力経路をオンオフする。メモリ部４１２は、露光用ＤＡＣ４２１が出力したＤＡＣ信号を記憶する。駆動回路４１１は、メモリ部４１２に記憶されているＤＡＣ信号に応じた駆動電流を供給して露光用ＯＬＥＤ２０１を発光させる。
１つの発光ブロック４１０に属する１００個の選択回路４１３は、主走査期間ごとに順次オンオフ制御される。これをローリング駆動という。図５に示すように、主走査期間ごとに、選択回路４１３がオンされるチャージ期間と、選択回路４１３がオフされるホールド期間がある。チャージ期間においてはメモリ部４１２にＤＡＣ信号が入力され、ホールド期間においては入力されたＤＡＣ信号がメモリ部４１２に保持される。

チャージ期間は、１つの発光ブロック４１０に属する１００個の選択回路４１３どうしで重複しないように制御されるので、露光用ＯＬＥＤ２０１毎に発光量を制御することができる。また、光書き込み装置１００は高解像度化に対応するため露光用ＯＬＥＤ２０１数が多数に上ることから、ドット毎に個別に露光用ＤＡＣ４２１を設けるとソースＩＣ３０２が大規模になってシステムコストが上昇する。これに対して、ローリング駆動を採用すれば、露光用ＯＬＥＤ２０１間でＤＡＣを共有化することで、システムコストの上昇を抑制することができる。

ＯＬＥＤパネル２００は、露光用ＯＬＥＤ２０１とは別に検出用ＯＬＥＤ４０１を備えている。検出用ＯＬＥＤ４０１は、露光用ＯＬＥＤ２０１の光量補正を行うために用いられるＯＬＥＤである。検出用ＯＬＥＤ４０１には駆動回路４０２及びメモリ部４０３が接続されており、ソースＩＣ３０２の検出用ＤＡＣ４２０が出力するＤＡＣ信号がメモリ部４０３に記憶され、記憶されているＤＡＣ信号に応じて駆動回路４０２が駆動電流を供給することによって、検出用ＯＬＥＤ４０１が発光する。
（１−３）光量検出
次に、検出用ＯＬＥＤ４０１とロッドレンズアレイ２０２による集光後の光量を検出する構成について説明する。

光書き込み装置１００は主走査方向に長尺になっており、ＯＬＥＤパネル２００並びにロッドレンズアレイ２０２もまた主走査方向に長尺である。図６に示すように、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２とは長手方向における一方の端部において、支持部材６０１に固定されている。以下、ＯＬＥＤパネル２００の支持部材６０１に固定されている端を「固定端」という。

ＯＬＥＤパネル２００の一方の主面には、露光用ＯＬＥＤ２０１は長手方向に沿ってライン状に配設されている。また、ライン状に配設された露光用ＯＬＥＤ２０１の長手方向における支持部材６０１とは反対側に隣接して、検出用ＯＬＥＤ４０１が配設されている。
ＯＬＥＤパネル２００の固定端とは反対側の端部（以下、「非固定端」という。）にはセンサー保持部材６０２が固定されている。センサー保持部材６０２の他方の端部には、受光素子６０３が検出用ＯＬＥＤ４０１に対向する位置に固定されている。受光素子６０３の受光面は、ＯＬＥＤパネル２００やロッドレンズアレイ２０２に対して、感光体ドラム１１０の外周面と同じ高さになっている。

このため、露光用ＯＬＥＤ２０１の出射光がロッドレンズアレイ２０２によって集光されるのと同様にして、検出用ＯＬＥＤ４０１の出射光は、ロッドレンズアレイ２０２によって集光され、受光素子６０３に入射する。受光素子６０３は、当該入射光量を検出する。
長手方向における非固定端から検出用ＯＬＥＤ４０１までの距離、並びに受光素子６０３までの距離は何れも短いので、これらの距離は環境温度が変化しても殆ど変化せず、環境温度の変化に起因するロッドレンズアレイ２０２の膨張収縮と比較すると無視できる程度である。

環境温度が変化する等し、ＯＬＥＤパネルとロッドレンズアレイ２０２との線膨張差によって、検出用ＯＬＥＤ４０１とロッドレンズとの位置関係が変動すると、検出用ＯＬＥＤ４０１の出射光のロッドレンズによる集光効率が変動する。このため、受光素子６０３の検出光量Ｐ０もまた、検出用ＯＬＥＤ４０１とロッドレンズとの位置関係に応じて変動する。

図７は、ＯＬＥＤパネル２００の固定端から検出用ＯＬＥＤ４０１までの距離と集光効率との関係を示すグラフである。ＯＬＥＤパネル２００は線膨張係数が非常に小さいガラス板を用いており、環境温度が変化してもほとんど膨張、収縮しないので、検出用ＯＬＥＤ４０１の位置もまた環境温度に関わらずほぼ一定である。このため、集光効率は専らロッドレンズアレイ２０２の膨張、収縮によって変動する。

実線のグラフ７０１は環境温度が摂氏１０度での集光効率を表し、破線のグラフ７０２は環境温度が摂氏２５度でのレンズ効率を表す。また、一点鎖線のグラフ７０３は環境温度が摂氏５０度でのレンズ効率を表す。上述のように、画像形成装置１の動作環境温度は、摂氏１０度から摂氏３５度までの範囲内であるので、図７に示す摂氏１０度から摂氏５０度までの範囲内に包含される。

検出用ＯＬＥＤ４０１がＯＬＥＤパネル２００上の位置範囲７１１内にある場合には、グラフ７０１、７０２、７０３は互いに交わっておらず、かつ、グラフ７０１が最も低く、グラフ７０３が最も高くなっている。従って、環境温度が上昇するにつれて集光効率が単調に増加するので、受光素子６０３の検出光量Ｐ０が多いほど環境温度が高く、ロッドレンズアレイ２０２の膨張が著しいことになる。

これは、図８（ａ）に示すように、環境温度が低い場合（例えば、摂氏１０度）には、ロッドレンズアレイ２０２を構成する１個のロッドレンズ２０２ａの光軸８００ａから離れた個所が検出用ＯＬＥＤ４０１に対向し、環境温度が高くなるにつれて、例えば、摂氏２５度から摂氏５０度へ上昇すると、光軸が８００ｂ、８００ｃの順に検出用ＯＬＥＤ４０１に対向する位置に近づいてゆく場合に相当する。この場合には、図８（ｃ）のグラフ８１０のように、環境温度が上昇するにつれて集光効率が単調に増加し、受光素子６０３の検出光量Ｐ０もまた単調に増加する。従って、画像形成装置１並びに光書き込み装置１００の動作環境温度の範囲内において、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２との線膨張差が環境温度の単調増加関数になっている。

また、検出用ＯＬＥＤ４０１がＯＬＥＤパネル２００上の位置範囲７１２内にある場合には、グラフ７０１、７０２、７０３は互いに交わっておらず、かつ、グラフ７０１が最も高く、グラフ７０３が最も低くなっている。従って、環境温度が上昇するにつれて集光効率が単調に減少するので、受光素子６０３の検出光量Ｐ０が少ないほど環境温度が高く、ロッドレンズアレイ２０２の膨張が著しいことになる。

これは、図８（ｂ）に示すように、環境温度が低い場合には、ロッドレンズアレイ２０２を構成する１個のロッドレンズ２０２ａの光軸８００に近い個所が検出用ＯＬＥＤ４０１に対向し、環境温度が高くなるにつれて光軸８００が検出用ＯＬＥＤ４０１に対向する位置から離れてゆく場合に相当する。この場合には、図８（ｄ）のグラフ８１１のように、環境温度が上昇するにつれてレンズ結像効率が単調に減少し、受光素子６０３の検出光量Ｐ０もまた単調に減少する。従って、画像形成装置１並びに光書き込み装置１００の動作環境温度の範囲内において、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２との線膨張差が環境温度の単調減少関数になっている。

一方、図７において、グラフ７０１、７０２及び７０３の高低が環境温度順にならない位置に検出用ＯＬＥＤ４０１を配置すると、環境温度に従ってレンズ結像効率が単調に変化せず、受光素子６０３の検出光量Ｐ０が単調に変化しない。従って、環境温度と検出光量Ｐ０とが１対１に対応しないので、検出光量Ｐ０から環境温度に応じた線膨張差を一意に決定するのが難しい。このため、検出用ＯＬＥＤ４０１は、光書き込み装置１００の正常動作が保証される温度範囲内で、環境温度に従って受光素子６０３の検出光量Ｐ０が単調に変化する位置に配設されるのが望ましい。

検出用ＯＬＥＤ４０１は、露光用ＯＬＥＤ２０１と同じくＯＬＥＤパネル２００に実装されている。このため、受光素子６０３が検出する入射光量は、露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズとの位置関係を反映するので、受光素子６０３の検出光量Ｐ０から露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズとの位置関係を検出することができる。この検出光量Ｐ０が線膨張差の指標値となる。
（１−４）光量補正
次に、露光用ＯＬＥＤ２０１の光量補正について説明する。

光書き込み装置１００は、制御部１０２から受け付けた画像データをＤＡ変換してＤＡＣ信号を生成する際に、露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズとの相対位置に応じてＤＡＣ信号を補正することによって、光量補正を行う。図９は、ＤＡＣ信号を補正するための機能構成を表すブロック図である。
図９に示すように、光書き込み装置１００は、パラメーター記憶部９００に予めレンズ補正値９０１と素子補正値９０２とを記憶している。レンズ補正値９０１は、露光用ＯＬＥＤ２０１毎にロッドレンズとの相対位置の変動に起因する光量変動を補正するためのパラメーターである。レンズ補正値９０１は、後述のように、画像形成装置１の工場出荷前における実測によって予め決定することができる。

図１０（ａ）に例示するように、レンズ補正値テーブル１０００は、素子番号１から１５，０００の露光用ＯＬＥＤ２０１毎に受光素子６０３の検出光量ＰａからＰｚそれぞれについて、その検出光量に応じたレンズ補正値９０１を対応させて記憶するテーブルである。本実施の形態においては、検出光量ＰａからＰｚは何れもデジタル値になっている。
また、素子補正値９０２は、露光用ＯＬＥＤ２０１の劣化特性や温度特性等に起因する光量変動を補正するためのパラメーターである。図１０（ｂ）に例示するように、素子補正値テーブル１０１０は、露光用ＯＬＥＤ２０１の光量、累積発光時間及び環境温度の組み合わせごとに素子補正値を記憶している。露光用ＯＬＥＤ２０１の環境温度はソースＩＣ３０２が内蔵する温度センサー３１０によって検出される。

なお、温度センサー３１０の検出温度に変えて、光書き込み装置１００や画像形成装置１の光書き込み装置１００以外の箇所において装置内温度を検出してもよい。また、露光用ＯＬＥＤ２０１毎の累積発光時間としては、例えば、制御部１０２から受け付けた画像データを参照して、発光回数を計数すればよい。
光量決定部９１０は、レンズ補正値決定部９１１と光量補正部９１２とを備えている。レンズ補正値決定部９１１は、受光素子６０３の検出光量Ｐ０として、受光素子６０３の出力信号をアナログ−デジタル変換器（ADC: Analogue to Digital Converter）９２０にてデジタル化した値を取得し、レンズ補正値テーブル１０００を参照して、当該検出光量Ｐ０が検出光量ＰａからＰｚまでの何れかに一致する場合には、当該検出光量Ｐ０に対応するレンズ補正値９０１を決定する。検出光量ＰａからＰｚの何れにも一致しない場合には、後述のように、線形補間を用いてレンズ補正値９０１を決定してもよい。

光量補正部９１２は、素子補正値テーブル１０１０を参照して露光用ＯＬＥＤ２０１の過去の光量、累積発光時間及び環境温度の組み合わせに対応する素子補正値９０２を読み出す。そして、レンズ補正値決定部９１１が決定したレンズ補正値９０１と素子補正値９０２とを用いて、次式（１）のようにＤＡＣ値を補正することによって、光量補正を行う。

（補正後のＤＡＣ値）＝（初期のＤＡＣ値）×（レンズ補正値）×（素子補正値） …（１）
なお、初期のＤＡＣ値は、所定の環境温度下で経時劣化前の各露光用ＯＬＥＤ２０１を目標光量で発行させるためのＤＡＣ値であって、目標光量毎に予めソースＩＣ３０２に記憶されているものとする。目標光量は、例えば、画像形成装置のシステム速度ごとに異なっており、記録シートとして厚紙を用いる場合には普通紙を用いる場合と比較してシステム速度が遅くなるので、普通紙を用いる場合と比較して目標光量を少なくする。

光量決定部９１０は、補正後のＤＡＣ値を露光用ＤＡＣ４２１に入力して、当該露光用ＤＡＣ４２１に対応する発光ブロック４１０にＤＡＣ信号を入力させる。このように位置ずれ量を測定し、位置ずれ量から補正値を決定することで、相対位置変動時の光量ムラを精度よく補正することができる。
なお、パラメーター記憶部９００としては、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）を用いることができる。図９においては、パラメーター記憶部９００がソースＩＣ３０２に内蔵されているが、ソースＩＣ３０２に外付けしてもよい。
［２］第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と概ね同様の構成を備える一方、受光素子６０３を保持する構成において相違している。以下、主に相違点に着目して説明する。なお、本明細書においては、実施の形態どうしで共通する部材には共通の符号が付されている。
本実施の形態に係る光書き込み装置１００において、図１１（ａ）に示されるように、受光素子６０３を保持するセンサー保持部材１１０１は、一方の端部が支持部材６０１に固定されており、他方の端部に受光素子６０３が取着されている。このため、ＯＬＥＤパネル２００の長手方向において、固定端から検出用ＯＬＥＤ４０１までの距離と、固定端から受光素子６０３までの距離が等しくなっている。

また、センサー保持部材１１０１は、ＯＬＥＤパネル２００を構成するガラス板と同じ材料からなっており、環境温度の変化によってＯＬＥＤパネル２００が膨張収縮すると、センサー保持部材１１０１も同じだけ膨張収縮する。このような構成を備えることによって、検出用ＯＬＥＤ４０１と受光素子６０３との位置関係は環境温度に関わらず一定に保たれる。

このようにすれば、環境温度の変化によるロッドレンズアレイ２０２の膨張収縮のみに起因するロッドレンズと露光用ＯＬＥＤ２０１との位置関係の変化を、受光素子６０３の検出光量Ｐ０の変化として精度よく検出することができる。従って、環境温度の変化に起因する光量むらを精度よく補正することができる。
なお、センサー保持部材１１０１は、ロッドレンズアレイ２０２から感光体ドラム１１０の外周面へ向かう露光用ＯＬＥＤ２０１の出射光を遮らないようにするために、平面視においてＬ字型になっている（図１１（ｂ））。

また、ＯＬＥＤパネル２００を構成するガラス板と線膨張係数が同じ材料であれば、当該ガラス材料以外の材料をセンサー保持部材１１０１に用いてもよい。
［３］第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係る画像形成装置は、検出用ＯＬＥＤ４０１や受光素子６０３の温度特性を考慮して、環境温度の変化に起因する検出精度の低下を防止することを特徴とする。

本実施の形態に係る光書き込み装置１００は、上記第１の実施の形態に係る構成に加えて、図１２に示すように、ライン状に配設された露光用ＯＬＥＤ２０１の固定端側に隣接して検出用ＯＬＥＤ１２０１を備えている。検出用ＯＬＥＤ１２０１の出射光はロッドレンズアレイ２０２によって集光され、受光素子１２０３に入射する。受光素子１２０３は、支持部材６０１に固定されたセンサー保持部材１２０２に保持されている。

検出用ＯＬＥＤ１２０１並びに受光素子１２０３は固定端に直近の位置に配設されているため、固定端から検出用ＯＬＥＤ１２０１並びに受光素子１２０３までの距離は環境温度が変化しても殆ど変化しない。このため、環境温度が変化した場合、受光素子１２０３の検出光量Ｐ１は、検出用ＯＬＥＤ１２０１及び受光素子１２０３の温度特性のみによって変動する。

従って、受光素子６０３の検出光量Ｐ０を受光素子１２０３の検出光量Ｐ１で除算すれば、検出用ＯＬＥＤ４０１及び受光素子６０３の温度特性による検出光量Ｐ０の変動分を除去することができる。すなわち、受光素子６０３の検出光量Ｐ０が位置ずれの影響を受けて、
（検出光量Ｐ０）＝（デフォルト光量）×（位置ずれ分）×（温度特性分） …（２）
となるのに対して、受光素子１２０３の検出光量Ｐ１は位置ずれの影響を受けないので、
（検出光量Ｐ１）＝（デフォルト光量）×（温度特性分） …（３）
となり、これらを除算すると、
（位置ずれ分）＝（検出光量Ｐ０）／（検出光量Ｐ１） …（４）
のように位置ずれのみによる検出光量Ｐ０の変動分を算出することができる。

受光素子６０３、１２０３の検出光量は、図１３に示されるように、それぞれＡＤＣ９２０、１３０１にてデジタル化され、除算器１３０２にて、受光素子６０３の検出光量を受光素子１２０３の検出光量で除算する。光量決定部９１０は、除算器１３０２から除算値を取得すると、パラメーター記憶部９００を参照して、除算値に応じたレンズ補正値９０１を決定する。

上記第１の実施の形態に係るレンズ補正値テーブル１０００は、レンズ補正値９０１を決定するに当たって、検出光量と露光用ＯＬＥＤ２０１の素子番号との組み合わせ毎にレンズ補正値９０１を記憶するのに対して、本実施の形態に係るレンズ補正値テーブルは、検出光量に代えて除算値と露光用ＯＬＥＤ２０１の素子番号との組み合わせ毎にレンズ補正値９０１を記憶する。このようなレンズ補正値テーブルを参照することによって、レンズ補正値９０１が決定される。

更に、上記第１の実施の形態と同様にして素子補正値９０２を取得して、光量補正を行う。このようにすれば、検出用ＯＬＥＤ４０１及び受光素子６０３の温度特性による環境温度の影響を排除することができるので、更に精度よく光量むらを補正することができる。
［４］変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（４−１）上記実施の形態においては、露光用ＯＬＥＤ２０１の素子番号と検出光量との組み合わせ毎にレンズ補正値９０１をレンズ補正値テーブル１０００に記憶する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。

例えば、光量決定部は、受光素子６０３の検出光量Ｐ０から検出用ＯＬＥＤ４０１の位置（長手方向における固定端からの距離）を特定し、検出用ＯＬＥＤ４０１のデフォルト位置（例えば、環境温度が摂氏２５度での位置）Ｔ０に対して、現在位置がＴａである場合、検出用ＯＬＥＤ４０１の位置ずれ量は（Ｔａ−Ｔ０）となる。
検出用ＯＬＥＤ４０１の位置ずれ量（Ｔａ−Ｔ０）より、露光用ＯＬＥＤ２０１のデフォルト位置がＴｂならば、露光用ＯＬＥＤ４０１の位置ずれ量は、
Ｔｂ×（Ｔａ−Ｔ０）／Ｔ０ …（５）
となる。レンズ補正値を求める際には、デフォルト位置Ｔｂから位置ずれ量Ｔｂ×（Ｔａ−Ｔ０）／Ｔ０だけずれた位置のレンズ補正値を用いればよい。このようにしても、環境温度の変化によるロッドレンズアレイ２０２と露光用ＯＬＥＤ２０１との位置ずれに起因する光量むらを抑制することができる。
（４−２）上記実施の形態においては、式（２）、（３）及び（４）を用いて、位置ずれのみによる検出光量Ｐ０の変動分を算出する場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。

例えば、ロッドレンズアレイ２０２と検出用ＯＬＥＤ４０１との位置ずれに起因する光量変化率ｒｌと、検出用ＯＬＥＤ４０１並びに受光素子６０３の温度特性に起因する光量変化率ｒｔと、の積ｒｌ×ｒｔが無視できる程度に小さい場合には、式（２）は、
（検出光量Ｐ０）＝（デフォルト光量）×（１＋ｒｌ）×（１＋ｒｔ）
＝（デフォルト光量）×（１＋ｒｌ＋ｒｔ＋ｒｌ×ｒｔ）
≒（デフォルト光量）×（１＋ｒｌ＋ｒｔ）
＝（デフォルト光量）×（１＋ｒｔ）＋（デフォルト光量）×ｒｌ …（６）
と近似することができる。一方、式（３）より、
（検出光量Ｐ１）＝（デフォルト光量）×（１＋ｒｔ） …（７）
なので、検出光量Ｐ０から検出光量Ｐ１を減算すれば、位置ずれに起因する検出光量Ｐ０の変動分のみを得ることができる。

（デフォルト光量）×ｒｌ＝（検出光量Ｐ０）−（検出光量Ｐ１） …（８）
レンズ補正値決定部９１１は、式（８）で得られた減算値を用いてレンズ補正値を決定しても十分な精度で光量むらを補正することができる。
（４−３）上記実施の形態においては、式（１）を用いて補正後のＤＡＣ値を求める場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。例えば、レンズ補正値９０１と素子補正値９０２がそれぞれ
（レンズ補正値）＝１＋（レンズ補正率） …（９）
（素子補正値）＝１＋（素子補正率） …（１０）
である場合であって、レンズ補正率と素子補正率との積が無視できる程度に十分小さい場合には、式（１）から
（補正後のＤＡＣ値）＝（初期のＤＡＣ値）×｛１＋（レンズ補正率）｝×｛１＋（素子補正率）｝
＝（初期のＤＡＣ値）×｛１＋（レンズ補正率）＋（素子補正率）＋（レンズ補正率）×（素子補正率）｝
≒（初期のＤＡＣ値）×｛１＋（レンズ補正率）＋（素子補正率）｝ …（１１）
のように近似することができる。従って、式（１１）を用いても十分な精度で光量むらを補正することができる。
（４−４）上記実施の形態においては特に言及しなかったが、検出用ＯＬＥＤ４０１、１２０１についても劣化特性や温度特性等に起因する光量変動を補正してもよい。

露光用であれ検出用であれＯＬＥＤは、累積発光時間の増加に伴い光量が低下（光量劣化）する光量劣化特性や、環境温度の変動に伴って光量が変動する光量変動特性を原理的に有している。
本変形例においては、検出用ＯＬＥＤ４０１の光量変動を防止するために、検出用ＯＬＥＤ４０１用の素子補正値テーブルを用意し、検出用ＯＬＥＤ４０１の累積発光時間及び環境温度の組み合わせ毎に素子補正値を記憶しておく。なお、露光用ＯＬＥＤ２０１とは異なって、検出用ＯＬＥＤ４０１は光量を切り替える必要がないので、光量ごとに素子補正値テーブルを用意する必要はない。

光書き込み装置１００は、ソースＩＣ３０２が内蔵する温度センサー３１０の検出温度を参照して、検出用ＯＬＥＤ４０１の環境温度を取得すると共に、累積発光時間として、検出用ＯＬＥＤ４０１の発光回数を計数する。このようにして特定された環境温度と累積発光時間とから素子補正テーブルを参照して、素子補正値を取得して、次式（１２）のようにＤＡＣ値を補正する。

（補正後のＤＡＣ値）＝（初期のＤＡＣ値）×（素子補正値） …（１２）
補正後のＤＡＣ値を検出用ＤＡＣ４２０に入力すると、検出用ＯＬＥＤ４０１の光量補正が行われる。このようにすれば、検出用ＯＬＥＤ４０１、１２０１の劣化特性や温度特性等に起因する光量変動を防止することができるので、露光用ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれを精度良く検出することができる。
（４−５）上記実施の形態においては、露光用ＯＬＥＤ２０１がライン状に配設されるとのみ述べたが、露光用ＯＬＥＤ２０１は直線状に配設してもよいし、千鳥配置してもよい。何れの配置においても本発明の効果は同じである。
（４−６）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤパネル２００の支持部材６０１への固定位置と、ロッドレンズアレイ２０２の支持部材６０１への固定位置とが長手方向において一致している場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。

例えば、支持部材６０１の固定側に段差が設けられており、ＯＬＥＤパネル２００の固定位置と、ロッドレンズアレイ２０２の固定位置とが長手方向において異なっていてもよい。このような段差を設けることによって、環境温度の上昇に対して受光素子６０３の検出光量が単調に増加または減少するようにＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２との位置関係を調整することができる。
（４−７）上記実施の形態においては特に言及しなかったが、レンズ補正値テーブル１０００は、例えば、以下のようにして作成することができる。

まず、画像形成装置１の工場出荷前に、受光素子６０３の検出光量がＰａになる各環境条件下で、光量Ｌａで素子番号＃１のＯＬＥＤ２０１を発光させて、出射光をロッドレンズアレイ２０２に集光させ、感光体ドラム１１０の外周面に相当する位置で光量ｐ０を測定する。
次に、当該条件で感光体ドラム１１０の外周面に入射すべき目標光量ｐ１と、測定光量ｐ０との比を求め、ＯＬＥＤ２０１の駆動電流−発光量特性から、レンズ補正値ＬＣａ１を決定する。測定光量ｐ０が目標光量ｐ１よりも少ない場合には、感光体ドラム１１０の外周面への入射光量が目標光量ｐ１になるように、ＯＬＥＤ２０１の駆動電流−発光量特性に応じて駆動電流量が多くなるように、レンズ補正値ＬＣａ１を決定する。同様に、測定光量ｐ０が目標光量ｐ１よりも多い場合には駆動電流量が少なくなるようにレンズ補正値ＬＣａ１を決定する。検出光量と素子番号との他の組み合わせに係るレンズ補正値についても同様に決定することができる。

このようにすれば、ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれに起因する集光効率の変化を相殺するように、ＯＬＥＤ２０１の出射光量が補正されるので、感光体ドラム１１０の外周面における受光量の変動を抑制することができる。
なお、受光素子６０３の検出光量に一致する検出光量がレンズ補正値テーブル１０００にない場合には、線形補間によってレンズ補正値を決定してもよい。例えば、検出光量ｐがＰａとＰｂの中間光量である場合に素子番号＃１のＯＬＥＤ２０１のレンズ補正は、次式（１３）のように決定することができる。
（レンズ補正値）＝｛ＬＣａ１×（Ｐｂ−ｐ）＋ＬＣｂ１×（ｐ−Ｐａ）｝／（Ｐｂ−Ｐａ） …（１３）
このようにすれば、検出光量ｐに応じて適切なレンズ補正値を決定することができる。
（４−８）上記実施の形態においては温度や湿度といった画像形成装置１の動作環境条件に起因するＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれによる光量むらを防止する場合を例にとって説明したが、例えば、ロッドレンズアレイ２０２を構成するロッドレンズを集積するために使用される樹脂が経年変化によって収縮し、ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズとの位置ずれを生じることも予想される。そのような場合には、レンズ補正値テーブル１０００を光書き込み装置１００の使用期間の長さに応じて複数用意しておき、使用期間に応じて使い分けてもよい。
（４−９）上記実施の形態においては、センサー保持部材６０２がＯＬＥＤパネル２００の非固定端に固定されている場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしてもよい。ＯＬＥＤパネル２００を構成するガラス板は線膨張係数が非常に小さく、環境温度が変化してもほとんど膨張、収縮しない。このため、非固定端以外の位置でＯＬＥＤパネル２００にセンサー保持部材６０２を固定しても、ＯＬＥＤ２０１とロッドレンズアレイ２０２との位置ずれを精度良く検出することができる。
（４−１０）上記実施の形態においては、画像形成装置１並びに光書き込み装置１００の動作環境条件が、温度が摂氏１０度から摂氏３５度まで、湿度が１５％から８５％までの範囲内である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、動作環境条件が他の温度範囲や湿度範囲になっていてもよい。

また、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２との線膨張差は、画像形成装置１並びに光書き込み装置１００の動作環境温度のみならず動作環境湿度の範囲内において、環境湿度の単調関数になっているのが望ましい。このようにすれば、環境湿度の変化によって線膨張差が変化した場合にも光量むらを精度よく補正することができる。
（４−１１）上記実施の形態においては、画像形成装置１がタンデム方式のカラープリンター装置である場合を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えてタンデム方式以外のカラープリンター装置やモノクロプリンター装置であってもよい。また、スキャナーを備えた複写装置や更に通信機能を備えたファクシミリ装置といった単機能機、これらの機能を兼ね備えた複合機（MFP: Multi-Function Peripheral）に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る光書き込み装置及び画像形成装置は、ＯＬＥＤを用いた場合の環境温度の変化に起因する光量むらを防止する装置として有用である。

１…………………………………画像形成装置
１００……………………………光書き込み装置
２００……………………………ＯＬＥＤパネル
２０１……………………………露光用ＯＬＥＤ
２０２……………………………ロッドレンズアレイ
４０１、１２０１………………検出用ＯＬＥＤ
６０１……………………………支持部材
６０２、１１０１、１２０２…センサー保持部材
６０３、１２０３………………受光素子

Claims (10)

1. 複数の発光素子がライン状に配列されており、当該配列方向に長尺な発光部材と、複数の光学素子がライン状に配列され、前記発光部材の長手方向と平行な方向に長尺な光学部材とを有し、各光学素子が各発光素子の出射光を被照射体上に集光する光書き込み装置であって、
   前記発光部材と前記光学部材との前記長手方向に平行な方向における線膨張差の指標値を検出する検出手段と、
   前記指標値を用いて、前記線膨張差に応じた集光効率の変化を相殺するように、前記発光素子毎に出射光量を補正する補正手段と、を備える
   ことを特徴とする光書き込み装置。
2. 前記発光部材と前記光学部材との双方が固定されている固定部材を備え、
   前記検出手段は、前記長手方向において前記固定部材との固定位置とは異なる位置において前記指標値を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光書き込み装置。
3. 前記固定部材には、前記長手方向における前記発光部材の一方の端部及び前記光学部材の一方の端部が固定されており、
   前記指標値の検出位置は、前記発光素子のうち光書き込みに供される発光素子の配列範囲よりも前記長手方向における外方に相当する、前記固定位置とは反対側の端部側である
   ことを特徴とする請求項２に記載の光書き込み装置。
4. 前記検出手段を支持する支持部材を備え、
   前記発光部材は前記発光素子を実装した基板を有し、
   前記支持部材は、前記基板に固定されている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光書き込み装置。
5. 前記検出手段を支持する支持部材を備え、
   前記発光部材は前記発光素子を実装した基板を有し、
   前記支持部材は、
   前記基板と同じ線膨張係数を有する材料からなる長尺の部材であって、
   長尺方向における一端が前記固定部材に固定され、前記発光部材の長手方向と並設されている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光書き込み装置。
6. 前記検出手段は、
   前記発光素子の１つからの出射光を、前記光学部材を介して受光する検出用受光素子を備え、
   前記検出用受光素子は、前記検出位置に配設されており、
   前記指標値は、前記検出用受光素子の受光量である
   ことを特徴とする請求項２から５の何れかに記載の光書き込み装置。
7. 前記固定部材は、所定の動作環境条件の範囲内で、前記指標値が前記発光部材と前記光学部材との線膨張差の単調増加関数又は単調減少関数になるように、前記発光部材と前記光学部材とに固定されている
   ことを特徴とする請求項２から６の何れかに記載の光書き込み装置。
8. 前記検出位置は、所定の動作環境条件の範囲内で、前記指標値が前記発光部材と前記光学部材との線膨張差の単調増加関数又は単調減少関数になる位置である
   ことを特徴とする請求項２から７の何れかに記載の光書き込み装置。
9. 前記検出手段は、
   前記１の発光素子とは別の１の発光素子の出射光を、前記光学部材を介して受光する参照用受光素子を備え、
   前記参照用受光素子は、前記長手方向において、前記検出用受光素子よりも固定位置側に配設されており、
   前記検出手段は、前記参照用受光素子の受光量を用いて前記指標値を補正する
   ことを特徴とする請求項６又は８に記載の光書き込み装置。
10. 請求項１から９の何れかに記載の光書き込み装置を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。

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