JP4816006B2 - プリントヘッドおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置の印字ヘッドに用いられるプリントヘッド等に関し、より詳しくは発光素子としてＬＥＤを用いたプリントヘッド等に関する。

近年、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる印字ヘッドとして、自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Self-scanning LED）アレイにより構成されたＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ：LED Print Head）が開発されている。かかるＳＬＥＤは、発光素子であるＬＥＤを選択的にオン／オフさせるスイッチング部にサイリスタ構造を採用することにより、スイッチング部とＬＥＤとを同一のチップ上に配置することが可能である。また、スイッチング部に対してＬＥＤをオン／オフ状態に設定するタイミング信号を送信する２本の信号線と、ＬＥＤに画像信号を送信する１本の信号線とによりＬＥＤを駆動させることができるので、配線を簡素化することも可能である。そのため、ＳＬＥＤを用いたＬＰＨは、装置の小型化を図るには極めて効果的な印字ヘッドである。

このようなＳＬＥＤを用いたＬＰＨでは、サイリスタ構造を有するスイッチング部により各ＬＥＤにおける点灯可能状態（オン状態）を次々に転送（走査）させながら、それに同期させてパルス幅変調された点灯信号を送信することで各ＬＥＤを点灯させている。そして、画像信号における点灯パルス幅について、ＬＰＨ全体の光量を調整する全体光量制御と、各ＬＥＤ毎の光量のバラツキを調整する光量補正制御とが実行されることで、各ＬＥＤでの発光光量の適正化が図られている。
ここで、全体光量制御は、全ＬＥＤの光量を一律に制御するものである。すなわち、ＬＰＨによって露光される感光体の感度の経時変化や、温湿度等の環境条件に基づいて生じる静電潜像の電位変動、さらには静電潜像を現像する現像装置内の現像剤量の変動等が要因となって、形成される画像には濃度変動が生じる。そこで、全体光量制御は、このような要因による濃度変動を抑えるために実行される。また、光量補正制御は、各ＬＥＤ毎にそれぞれ独立に光量を制御するものである。すなわち、各ＬＥＤの発光特性差や配列位置の誤差等に起因して生じる各ＬＥＤ毎の光量の誤差は、画像上での濃度ムラを生じさせる。そこで、光量補正制御は、このような画像濃度ムラを抑えるため、すべてのＬＥＤの光量を所定の範囲内に設定するために実行される。

このようなＬＰＨにおける点灯パルス幅の制御に関する従来技術としては、ＬＰＨの全体光量を制御するための点灯時間基準値を設定し、この点灯時間基準値を画像の濃度ムラを補正するための各ＬＥＤ毎の補正量に基づいて補正して、各ＬＥＤ毎の点灯時間（点灯パルス幅）を設定するという技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３６６２８号公報（第５−８頁）

ところで、上記したＬＰＨでの光量補正制御は、各ＬＥＤでの発光光量を設定する基準点灯パルス幅を各ＬＥＤ毎に補正し、同一の大きさの基準点灯パルス幅が入力されたＬＥＤ各々が略同一の発光光量を出力するように調整するものである。そして、このような光量補正制御においては、基準点灯パルス幅とＬＥＤの発光光量との関係を表す光量特性の変動幅が、使用光量レンジの全域において設計上の目標となる光量特性（目標光量特性）に対して所定の範囲（例えば、目標光量特性の０．５％）内となるように設定する必要がある。

しかしながら、ＬＥＤに対して点灯信号を出力するドライバ出力部は、通常、ＬＥＤが所定個（例えば、１２８個）ずつ搭載されたＳＬＥＤチップ毎にそれぞれ（例えば、５８個）設けられている。そして、各ドライバ出力部においては、出力特性の線形性がそれぞれ異なり、また、発光するＬＥＤ数に従って電源電圧変動（クロストーク）も発生する。そのために、実際に光量補正制御を行なっても、使用光量レンジの全域において各ＬＥＤの光量特性の変動幅を所定範囲内に設定することは難しい。特に、副走査方向の解像度を高解像度と低解像度とに切り替える必要がある場合には、使用光量レンジを広く設定する必要があるため、光量特性の変動幅を使用光量レンジ全域で所定範囲内に抑えることは極めて困難となる。
そして、各ＬＥＤにおける光量特性の変動幅を目標光量特性に対して所定範囲内に抑えることができない場合には、上記した画像濃度ムラの発生を充分に抑制することができないという問題が生じる。加えて、全体光量の設定精度も低下するので、感光体感度の経時変化や環境条件の変動等による画像濃度の変化に対して充分に対応することも困難となる。このような不都合は、特に高精細画像の形成時において顕著となる傾向がある。

そこで本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤプリントヘッドにおいて、使用光量レンジ全域における各ＬＥＤの発光光量の適正化を高精度に実現することにある。

かかる目的のもと、本発明のプリントヘッドは、画像形成装置にて像担持体を露光するプリントヘッドであって、ライン状に配列された複数の発光素子と、発光素子各々の光量を補正するための補正データを記憶する補正データ記憶部と、発光素子の発光光量を設定する際の基準となる基準クロックを生成する基準クロック発生部と、基準クロックと補正データとに基づいて、発光素子各々を駆動する点灯パルス幅を設定する点灯パルス幅設定部と、点灯パルス幅設定部により設定された点灯パルス幅に、点灯パルス幅に対応して定められた所定の定数を加算する定数加算処理部とを備えたことを特徴としている。

ここで、定数加算処理部は、点灯パルス幅設定部にて点灯パルス幅が設定されるレンジ内における所定の領域毎に、異なる値の定数が設定されたことを特徴とすることができる。また、定数加算処理部は、点灯パルス幅設定部にて点灯パルス幅が設定されるレンジ内における画像形成装置の解像度に対応して分割された所定の領域毎に、異なる値の定数が設定されたことを特徴とすることもできる。
さらに、定数加算処理部にて点灯パルス幅に加算される定数をかかる点灯パルス幅に対応付けて記憶するメモリをさらに備えたことを特徴とすることもできる。特に、定数加算処理部は、メモリから点灯パルス幅設定部により設定された点灯パルス幅に対応した定数がダウンロードされることを特徴とすることもできる。
また、発光素子は所定数毎に複数のチップ部材に配置されるとともに、チップ部材に対して一の点灯パルス幅設定部が配設され、定数加算処理部は、点灯パルス幅設定部毎に対応させた定数が設定されていることを特徴とすることもできる。

さらに、本発明を画像形成装置として捉え、本発明の画像形成装置は、感光体と、感光体を露光するプリントヘッドと、プリントヘッドの全体光量を指示する指示信号を出力する制御部とを有し、プリントヘッドは、ライン状に配列された複数の発光素子と、発光素子各々の光量を補正するための補正データを記憶する補正データ記憶部と、制御部からの指示信号に基づいて、発光素子の発光光量を設定する際の基準となる基準クロックを生成する基準クロック発生部と、基準クロックと補正データとに基づいて、発光素子各々を駆動する点灯パルス幅を設定する点灯パルス幅設定部と、点灯パルス幅設定部により設定された点灯パルス幅に所定の定数を加算する定数加算処理部とを備え、定数加算処理部は、点灯パルス幅設定部にて点灯パルス幅が設定されるレンジ内における所定の領域毎に、異なる値の前記定数が設定されたことを特徴としている。

ここで、プリントヘッドによる印字解像度を切り替えるための解像度切替信号を出力する解像度切替制御部をさらに備え、プリントヘッドの定数加算処理部は、点灯パルス幅設定部にて点灯パルス幅が設定されるレンジ内における解像度切替制御部からの解像度切替信号に基づいて分割された所定の領域毎に、異なる値の定数が設定されたことを特徴とすることができる。
また、プリントヘッドの定数加算処理部に設定される定数を所定の領域毎に対応させて記憶するメモリをさらに有することを特徴とすることができる。
さらに、定数加算処理部は、点灯パルス幅設定部にて設定可能な点灯パルス幅のレンジ内で、点灯パルス幅に対する発光素子の光量特性の変動幅が設計上の目標とする光量特性に対して所定の範囲内となるように定数が設定されることを特徴とすることができる。また、定数加算処理部は、点灯パルス幅設定部にて設定可能な点灯パルス幅のレンジ内で、点灯パルス幅に対する発光素子の光量特性の変動幅が設計上の目標とする光量特性に対して所定の範囲内となるように領域が設定されたことを特徴とすることもできる。

本発明によれば、ＬＥＤプリントヘッドでの各ＬＥＤの光量特性を使用光量レンジの全域にて目標光量特性に精度良く一致させることができるので、画像濃度ムラの発生を極めて小さく抑えることができる。また、全体光量を高精度に調整することも可能となるので、感光体感度の経時変化や環境条件の変動等に対応させて、画像濃度の一様性を維持することもできる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態にて測定対象となるＬＥＤプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタ１であり、各色の画像データに対応して画像形成を行なう画像形成プロセス部１０、画像形成プロセス部１０を制御する制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置（ＩＩＴ）３に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部（ＩＰＳ：Image Processing System）４０を備えている。

画像形成プロセス部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋを備えている。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、静電潜像を形成してトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を所定電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光する露光器としてのＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。
さらに、現像器１５の下流側近傍には、感光体ドラム１２に対向して、感光体ドラム１２上に形成されたテスト用パッチ（濃度見本）のトナー像濃度を検出する濃度検出回路１７が備えられている。この濃度検出回路１７は制御部３０に接続され、トナー像濃度検出値を出力する。
ここで、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

また、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト２１、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの各色トナー像を中間転写ベルト２１に順次転写（一次転写）させる一次転写帯電器としての一次転写ロール２２、中間転写ベルト２１上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写帯電器としての二次転写ロール２３、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器２５を備えている。

本実施の形態のデジタルカラープリンタ１では、画像形成プロセス部１０は、制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、ＰＣ２やＩＩＴ３から入力された画像データは、画像処理部４０によって画像処理が施され、インタフェースを介して各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに供給される。そして、例えばイエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム１２の表面が、画像処理部４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＰＨ１４により露光されて、感光体ドラム１２上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいても、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋで形成された各色トナー像は、図１の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト２１上に、一次転写ロール２２により順次静電吸引され、中間転写ベルト２１上に重畳されたトナー像が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト２１の移動に伴って二次転写ロール２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。そして、二次転写部にて二次転写ロール２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２１から剥離され、搬送ベルト２４により定着器２５まで搬送される。定着器２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部（不図示）に搬送される。

図２は、露光器であるＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４の構成を示した図である。図２において、ＬＰＨ１４は、支持体としてのハウジング６１、発光部を構成する自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）６３、ＳＬＥＤ６３やＳＬＥＤ６３を駆動する駆動信号発生手段としての駆動回路（信号発生回路）１００（後段の図３参照）等を搭載するＬＥＤ回路基板６２、ＳＬＥＤ６３からの光を感光体ドラム１２表面に結像させる光学部材であるロッドレンズアレイ６４、ロッドレンズアレイ６４を支持するとともにＳＬＥＤ６３を外部から遮蔽するホルダー６５、ハウジング６１をロッドレンズアレイ６４方向に付勢する板バネ６６を備えている。

ハウジング６１は、アルミニウム、ＳＵＳ等のブロックまたは板金で形成され、ＬＥＤ回路基板６２を支持している。また、ホルダー６５は、ハウジング６１およびロッドレンズアレイ６４を支持し、ＳＬＥＤ６３の発光点とロッドレンズアレイ６４の焦点とが一致するように設定している。さらに、ホルダー６５はＳＬＥＤ６３を密閉するように構成されている。そのため、ＳＬＥＤ６３に外部からゴミが付着することを防ぐことができる。一方、板バネ６６は、ＳＬＥＤ６３およびロッドレンズアレイ６４の位置関係を保持するように、ハウジング６１を介してＬＥＤ回路基板６２をロッドレンズアレイ６４方向に付勢している。
このように構成されたＬＰＨ１４は、調整ネジ（図示せず）によってロッドレンズアレイ６４の光軸方向に移動可能に構成され、ロッドレンズアレイ６４の結像位置(焦点面)が感光体ドラム１２表面上に位置するように調整される。

ＬＥＤ回路基板６２には、図３（ＬＥＤ回路基板６２の平面図）に示したように、例えば５８個のＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）からなるＳＬＥＤ６３が、感光体ドラム１２の軸線方向と平行になるように精度良くライン状に配置されている。この場合、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に配置されたＬＥＤアレイの端部境界において、各ＬＥＤアレイがＳＬＥＤチップ同士の連結部で連続的に配列されるように、ＳＬＥＤチップは交互に千鳥状に配置されている。
また、ＬＥＤ回路基板６２には、信号発生回路１００、レベルシフト回路１０４、電源電圧を出力する３端子レギュレータ１０１、ＳＬＥＤ６３における光量補正値データ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１０２、デジタルカラープリンタ１本体との間で信号の送受信を行なうハーネス１０３が備えられている。

次に、ＬＥＤ回路基板６２上の配線構成について説明する。
図４は、ＬＥＤ回路基板６２上に形成されている配線図を示した図である。図４に示したように、ＬＥＤ回路基板６２上には、各ＳＬＥＤチップに電力を供給する＋３．３Ｖの電源ライン１０５および接地（ＧＮＤ）された電源ライン１０６、信号発生回路１００から各ＳＬＥＤチップに対して点灯信号ΦＩ（ΦＩ１〜ΦＩ５８）を送信する信号ライン１０７（１０７_１〜１０７_５８）、転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜１_６）を送信する信号ライン１０８（１０８_１〜１０８_６）、転送信号ＣＫ２（ＣＫ２_１〜２_６）を送信する信号ライン１０９（１０９_１〜１０９_６）が配線されている。
そして、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）には、信号ライン１０７を介して、ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８に対する点灯信号ΦＩが入力される。また、信号ライン１０８を介して転送信号ＣＫ１（ＣＫ１_１〜１_６）、信号ライン１０９を介して転送信号ＣＫ２（ＣＫ２_１〜２_６）がそれぞれＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８に入力される。

続いて、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する。
図５は、ＳＬＥＤ６３の回路構成を説明する図である。本実施の形態のＳＬＥＤ６３は、レベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続されている。レベルシフト回路１０４は、抵抗Ｒ１ＢとコンデンサＣ１、および抵抗Ｒ２ＢとコンデンサＣ２がそれぞれ並列に配置された構成を有し、それぞれの一端がＳＬＥＤ６３の入力端子に接続され、他端が信号発生回路１００の出力端子に接続されている。そして、信号発生回路１００から出力される転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃに基づいて、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２をＳＬＥＤ６３に出力するように構成されている。
なお、本実施の形態のＳＬＥＤ６３には、５８個のＳＬＥＤチップが直列に配列されているが、図５では、１つのＳＬＥＤチップだけを示している。そして、以下の説明では、便宜上ＳＬＥＤチップをＳＬＥＤ６３と称することとする。

図５に示したように、ＳＬＥＤ６３は、スイッチ素子としての１２８個のサイリスタＳ１〜Ｓ１２８、発光素子としての１２８個のＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８、１２８個のダイオードＤ１〜Ｄ１２８、１２８個の抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８、さらには信号ラインΦ１、Φ２に過剰な電流が流れるのを防止する転送電流制限抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａで構成されている。
なお、ここでは、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８への電流の供給を制御するサイリスタＳ１〜Ｓ１２８とダイオードＤ１〜Ｄ１２８とで主に構成される部分を転送部と呼ぶ。

本実施の形態のＳＬＥＤ６３では、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のアノード端子（入力端）Ａ１〜Ａ１２８は電源ライン１０５に接続されている。この電源ライン１０５には電源電圧ＶＤＤ（＝＋３．３Ｖ）が供給される。
奇数番目サイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７のカソード端子（出力端）Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介して転送信号ＣＫ１が送信される。
また、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８のカソード端子（出力端）Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８には、信号発生回路１００からレベルシフト回路１０４および転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介して転送信号ＣＫ２が送信される。

一方、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子（制御端）Ｇ１〜Ｇ１２８は、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられた抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８を介して電源ライン１０６に各々接続されている。なお、電源ライン１０６は接地（ＧＮＤ）されている。
また、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８と、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられたＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のゲート端子とは各々接続される。
さらに、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８には、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８のカソード端子が接続されている。そして、サイリスタＳ１〜Ｓ１２７のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７には、次段のダイオードＤ２〜Ｄ１２８のアノード端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオードＤ１〜Ｄ１２８はゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２７を挟んで直列接続されている。
ダイオードＤ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ２Ａおよびレベルシフト回路１０４を介して信号発生回路１００に接続され、転送信号ＣＫ２が送信される。また、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のカソード端子は、信号発生回路１００に接続されて、点灯信号ΦＩが送信される。

さらには、ＳＬＥＤ６３には、転送部においてサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８を覆うように遮光マスク５０を配置している。これは、画像形成動作中に、オン状態にあって電流が流れている状態におけるサイリスタＳ１〜Ｓ１２８や、電流が流れている状態におけるダイオードＤ１〜Ｄ１２８からの発光を遮断し、不要光が感光体ドラム１２を露光することを抑制するために設けられている。

次に、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力されるＳＬＥＤ６３を駆動する信号（駆動信号）について説明する。
図６は、信号発生回路１００およびレベルシフト回路１０４から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。なお、図６に示すタイミングチャートでは、すべてのＬＥＤが光書き込みを行う（発光する）場合について表記している。
（１）まず、画像形成装置から信号発生回路１００にリセット信号（ＲＳＴ）が入力されることによって、信号発生回路１００では、転送信号ＣＫ１Ｃをハイレベル（以下、「Ｈ」と記す。）、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１が「Ｈ」に設定され、また、転送信号ＣＫ２Ｃをローレベル（以下、「Ｌ」と記す。）、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として、転送信号ＣＫ２がローレベル「Ｌ」に設定されて、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフの状態に設定される（図６（ａ））。
（２）リセット信号（ＲＳＴ）に続いて、信号発生回路１００から出力されるライン同期信号Ｌｓｙｎｃが「Ｈ」になり（図６（Ａ））、ＳＬＥＤ６３の動作を開始する。そして、このライン同期信号Ｌｓｙｎｃに同期して、図６（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）に示すように、転送信号ＣＫ２Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として、転送信号ＣＫ２を「Ｈ」とする（図６（ｂ））。
（３）次に、図６（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｒを「Ｌ」にする（図６（ｃ））。

（４）これに続いて、図６（Ｂ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃを「Ｌ」にする（図６（ｄ））。
この状態においては、サイリスタＳ１のゲート電流が流れ始める。その際に、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒをハイインピーダンス（Ｈｉｚ）にすることで、電流の逆流防止を行う。
その後、サイリスタＳ１のゲート電流により、サイリスタＳ１がオンし始め、ゲート電流が徐々に上昇する。それとともに、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に電流が流れ込むことで、転送信号ＣＫ１の電位も徐々に上昇する。

（５）所定時間（転送信号ＣＫ１電位がＧＮＤ近傍になる時間）の経過後、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｒを「Ｌ」にする（図６（ｅ））。そうすると、ゲートＧ１電位が上昇することによって信号ラインΦ１電位の上昇および転送信号ＣＫ１電位の上昇が生じ、それに伴いレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂ側に電流が流れ始める。その一方で、転送信号ＣＫ１電位が上昇するのに従い、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ１に流れ込む電流は徐々に減少する。
そして、サイリスタＳ１が完全にオンし、定常状態になると、サイリスタＳ１のオン状態を保持するための電流がレベルシフト回路１０４の抵抗Ｒ１Ｂに流れるが、コンデンサＣ１には流れない。
なお、このとき、図６（Ｂ）に示すように、信号発生回路１００のトライステートバッファＢ１Ｃをハイインピーダンス（Ｈｉｚ）に設定する（図６（ｅ））。

（６）サイリスタＳ１が完全にオンした状態で、図６（Ｈ）に示すように、点灯信号ＩＤを「Ｌ」にする（図６（ｆ））。このとき、ゲートＧ１電位＞ゲートＧ２電位であるため、サイリスタ構造のＬＥＤ Ｌ１のほうが早くオンし、点灯する。ＬＥＤ Ｌ１がオンするのに伴って、信号ラインΦ１の電位が上昇するため、ＬＥＤ Ｌ２以降のＬＥＤはオンすることはない。すなわち、ＬＥＤ Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、…は、最もゲート電圧の高いＬＥＤ Ｌ１のみがオン（点灯）することになる。

（７）次に、図６（Ｆ）に示すように、転送信号ＣＫ２Ｒを「Ｌ」にすると（図６（ｇ））、図６（ｃ）の場合と同様に電流が流れ、レベルシフト回路１０４のコンデンサＣ２の両端に電圧が発生する。
（８）図６（Ｅ）に示すように、この状態で転送信号ＣＫ２Ｃを「Ｌ」にすると（図６（ｈ））、サイリスタスイッチＳ２がターンオンする。
（９）そして、図６（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを同時に「Ｈ」にすると（図６（ｉ））、サイリスタスイッチＳ１はターンオフし、抵抗Ｒ１を通って放電することによってゲートＧ１電位は除々に下降する。その際、サイリスタスイッチＳ２は完全にオンする。したがって、点灯信号端子ＩＤからの画像データに対応した点灯信号ΦＩを「Ｌ」／「Ｈ」することで、ＬＥＤ Ｌ２を点灯／非点灯させることが可能となる。なお、この場合ゲートＧ１の電位はすでにゲートＧ２の電位より低くなっているため、ＬＥＤ Ｌ１がオンすることはない。

（１０）上記した動作を順次行い、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させる。そして、終端のＬＥＤ Ｌ１２８が消灯した図６中の「転送動作期間」の後においては、転送信号ＣＫ１Ｃ、ＣＫ１Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ１を「Ｈ」とし、さらに転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｈ」として転送信号ＣＫ２を「Ｈ」として、転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保つ（図６中、「転送サイリスタをオフ」）。それによって、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８がオフする。したがって、この状態においては、すべてのサイリスタＳ１〜Ｓ１２８に電流が流れることはないので、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８は消灯（非点灯）の状態に保持される。

（１１）さらに、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２を共に所定の時間だけ「Ｈ」の状態に保った後、転送信号ＣＫ２Ｃ、ＣＫ２Ｒを「Ｌ」として転送信号ＣＫ２を「Ｌ」とする（図６中、「転送部に電流を流さない期間」）。これによって、ダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることがないので、すべてのダイオードＤ１〜Ｄ１２８も非点灯の状態が保持される。
それにより、点灯信号ΦＩが出力されて画像形成が終了した後の、感光体ドラム１２（図１参照）が回転を停止した状態を含んだ非定常動作時においては、ＳＬＥＤ６３の転送部に対して電流が印加されない。そのため、感光体ドラム１２が回転を停止している状態では、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８とともに、転送部に配置されたサイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８にも電流が流れることはなく、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８およびダイオードＤ１〜Ｄ１２８から光が出射されることがないので、感光体ドラム１２が不要に露光されることが抑えられている。

続いて、信号発生回路１００の構成を詳細に説明する。
図７は、信号発生回路１００の構成を示すブロック図である。信号発生回路１００は、画像データ展開部１１０、濃度ムラ補正データ部１１２、タイミング信号発生部１１４、基準クロック発生部１１６、各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に対応して設けられた点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８により主要部が構成されている。
画像データ展開部１１０には、画像処理部（ＩＰＳ）４０から画像データがシリアルに送信されてくる。画像データ展開部１１０は、送信された画像データを１〜１２８ドット目、１２９〜２５６ドット目、…、７２９７〜７４２４ドット目と各ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）毎の画像データに分割する。画像データ展開部１１０は点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８と接続されており、分割した画像データを各々対応する点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。

濃度ムラ補正データ部１１２は、ＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤ毎の光量のバラツキ等に起因する画像形成時の画像濃度ムラを修正するための濃度ムラ補正データＣｏｒｒが記憶されている。そして、濃度ムラ補正データ部１１２からのデータ読出し信号に同期して、濃度ムラ補正データを点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力する。この濃度ムラ補正データＣｏｒｒは、各ＬＥＤ毎に、各ＬＥＤによる光量のバラツキ等に応じて設定されたデータであって、本実施の形態では８ビット（０〜２５５）のデータとして形成される。
ＥＥＰＲＯＭ１０２には、各ＬＥＤ毎の光量補正値データが格納されている。そして、マシン電源投入時に、ＥＥＰＲＯＭ１０２から濃度ムラ補正データ部１１２に対して、各ＬＥＤ毎の光量補正値データがダウンロードされる。それにより、濃度ムラ補正データ部１１２には、光量補正値データが濃度ムラ補正データＣｏｒｒとして記憶される。

ここで、ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている各ＬＥＤ毎の光量補正値データは、次のようにして求められる。ＬＥＤ毎の光量補正値データは、光プロファイル測定装置等により各ＬＥＤの光量を測定し、測定された光量データに基づいて生成される。
まず、ＬＰＨ１４を光プロファイル測定装置（不図示）に設置し、各ＬＥＤを点灯させて各ＬＥＤの光量分布データを測定する。そして、測定された光量分布データに関して、ＬＥＤの配列方向（主走査方向）の各座標位置における主走査方向とは直交する方向（副走査方向）の積分値を算出し、主走査方向での光量分布（光プロファイル）を得る。
続いて、光プロファイルにおける谷から谷までの光量を積分し、この積分値を谷から谷までの距離で割算することで谷と谷との間の領域の光量（露光エネルギ）密度を算出する。このようにして求められた各領域の露光エネルギ密度を各ＬＥＤの補正特性値とする。さらに、この補正特性値を所定の目標値に合わせるように、目標値との誤差分に応じて光量を増減して、すべての領域における補正特性値がフラット（平坦）になるようにする。このような平坦化処理された各領域毎の光量補正値を各ＬＥＤについての光量補正値とする。そして、全ＬＥＤについての光量補正値が光量補正値データとしてＥＥＰＲＯＭ１０２に格納される。

次に、基準クロック発生部１１６は、本体の制御部３０、タイミング信号発生部１１４、および点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８と接続されている。
図８（基準クロック発生部１１６の構成を説明するブロック図）に示したように、基準クロック発生部１１６は、水晶発振器１４０、分周器１／Ｍ１４２、分周器１／Ｎ１４４、位相比較器１４６、および電圧制御発振器１４８からなるＰＬＬ回路１３４と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３２とを含んで構成されている。
ＬＵＴ１３２には制御部３０からの光量調整データに基づいて分周比Ｍ、Ｎを決定するためのテーブルが記憶されている。水晶発振器１４０は分周器１／Ｎ１４４と接続されており、所定の周波数で発振し、発振した信号を分周器１／Ｎ１４４へと出力する。分周器１／Ｎ１４４はＬＵＴ１３２および位相比較器１４６と接続されており、ＬＵＴ１３２からの光量調整データにより決定された分周比Ｎに基づいて水晶発振器１４０で発振された信号を分周する。位相比較器１４６は、分周器１／Ｍ１４２、分周器１／Ｎ１４４、および電圧制御発振器１４８と接続されており、分周器１／Ｍ１４２からの出力信号と、分周器１／Ｎ１４４からの出力信号とを比較する。この位相比較器１４６による比較結果（位相差）に応じて、電圧制御発振器１４８に供給するコントロール電圧が制御される。電圧制御発振器１４８はコントロール電圧に基づく周波数で、基準クロック信号を出力する。本実施の形態では、点灯可能期間を２５６に分割する周波数に相当するコントロール電圧が供給され、この周波数の基準クロック信号を生成して、すべての点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８へ出力する。また、電圧制御発振器１４８は分周器１／Ｍ１４２とも接続されており、電圧制御発振器１４８から出力された基準クロック信号は、分周器１／Ｍ１４２にも分岐されて入力される。分周器１／Ｍ１４２は、ＬＵＴ１３２からの光量調整データにより決定された分周比Ｍに基づいて、電圧制御発振器１４８からフィードバックされた基準クロック信号を分周する。

タイミング信号発生部１１４は、制御部３０および基準クロック発生部１１６と接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からの水平同期信号（Ｌｓｙｎｃ）と同期して、転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃを生成する。転送信号ＣＫ１Ｒ,ＣＫ１Ｃおよび転送信号ＣＫ２Ｒ,ＣＫ２Ｃは、レベルシフト回路１０４を介することにより転送信号ＣＫ１および転送信号ＣＫ２となってＬＰＨ１４に出力される。
また、タイミング信号発生部１１４は、濃度ムラ補正データ部１１２および画像データ展開部１１０と接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からのＬｓｙｎｃ信号と同期して、画像データ展開部１１０から各画素（各ＬＥＤ）に対応した画像データを読み出すためのデータ読出し信号、および濃度ムラ補正データ部１１２から各画素に対応した濃度ムラ補正データを読み出すためのデータ読出し信号を各々に対して出力している。さらに、タイミング信号発生部１１４は、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８とも接続されており、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を基に、制御部３０からのＬｓｙｎｃ信号と同期して、ＳＬＥＤ６３の点灯開始のトリガ信号を出力している。

点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８は、各画素（各ＬＥＤ）の点灯時間（点灯パルス幅）を濃度ムラ補正データＣｏｒｒおよび直線性補正値データＯｆｆｓｅｔに基づいて設定し、ＳＬＥＤ６３の各ＬＥＤを点灯するための制御信号（点灯信号）ΦＩ１〜ΦＩ５８を生成する。そして、ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）に対して、それぞれ点灯信号ΦＩ１〜ΦＩ５８を出力する。
具体的には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８は、図９（点灯時間制御・駆動部１１８の構成を説明するブロック図）に示したように、点灯パルス幅設定部の一例であるプリセッタブルデジタルワンショットマルチバイブレータ（ＰＤＯＭＶ）１６０、定数加算処理部の一例である直線性補正部１６２、ＡＮＤ回路１７０を含んで構成されている。

ＡＮＤ回路１７０は、画像データ展開部１１０およびタイミング信号発生部１１４と接続されており、画像データ展開部１１０からの画像データが１（ＯＮ）のときには、タイミング信号発生部１１４からのトリガ信号（ＴＲＧ）をＰＤＯＭＶ１６０に出力し、画像データが０（ＯＦＦ）のときには、トリガ信号を出力しないように設定されている。
ＰＤＯＭＶ１６０は、ＡＮＤ回路１７０、直線性補正部１６２、濃度ムラ補正データ部１１２、および基準クロック発生部１１６と接続されている。そして、ＡＮＤ回路１７０からのトリガ信号に同期して、基準クロック発生部１１６からの基準クロック信号を濃度ムラ補正データ部１１２からの濃度ムラ補正データＣｏｒｒに応じて補正（ゲイン補正）された点灯パルス信号を発生し、直線性補正部１６２に出力する。
具体的には、ＰＤＯＭＶ１６０では、次の（１）式の演算が行なわれて、ゲイン補正された点灯パルス幅（ゲイン補正済み点灯パルス幅）Ｐｇが設定される。
Ｐｇ＝ＢＡＳＥ・（１＋Ｃｏｒｒ／１２８） ……（１）
なお、（１）式において、「ＢＡＳＥ」は基準クロック信号により生成される基準パルス幅である。また、本実施の形態の濃度ムラ補正データＣｏｒｒは８ビットデータ（０〜２５５）であることから、（１）式では、濃度ムラ補正（ゲイン補正）に関する光量補正幅（調整レンジ）を最大補正値／最小補正値＝３に設定した場合を示している。

次に、直線性補正部１６２は、ＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）毎に生じるＬＥＤの発光開始時間のバラツキを補正するために、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号を補正して出力する。具体的には、直線性補正部１６２は、複数の遅延回路１６４（本実施の形態では、１６４−０〜１６４−７の８個）、遅延選択レジスタ１６６、遅延信号選択部１６５、ＡＮＤ回路１６７、ＯＲ回路１６８、点灯信号選択部１６９を含んで構成されている。
遅延回路１６４−０〜１６４−７は、ＰＤＯＭＶ１６０と接続されており、各々がＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号を遅延させるための異なる時間が設定されている。遅延選択レジスタ１６６は、遅延信号選択部１６５および点灯信号選択部１６９と接続されている。そして、遅延選択レジスタ１６６には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８毎に設定される遅延時間に対応する直線性補正値データＯｆｆｓｅｔ、および点灯信号選択データが格納されている。ここで、直線性補正値データＯｆｆｓｅｔは、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８毎に設定される所定の定数である。点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８毎の直線性補正値データＯｆｆｓｅｔおよび点灯信号選択データは予め測定され、メモリの一例としてのＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている。ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納された直線性補正値データＯｆｆｓｅｔおよび点灯信号選択データは、マシン電源投入時に遅延選択レジスタ１６６にダウンロードされる。なお、メモリとしてフラッシュＲＯＭを用いることもでき、その場合には、フラッシュＲＯＭ自体を遅延選択レジスタ１６６として機能させることができる。

遅延信号選択部１６５は、ＡＮＤ回路１６７およびＯＲ回路１６８と接続されており、遅延選択レジスタ１６６に格納された直線性補正値データ（以下、「オフセット量」とも表す。）Ｏｆｆｓｅｔに基づいて、遅延回路１６４−０〜１６４−７からの出力のいずれか１つを選択する。ＡＮＤ回路１６７は、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号と遅延信号選択部１６５により選択された遅延点灯パルス信号の論理積、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号との両方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。ＯＲ回路１６８は、ＰＤＯＭＶ１６０からの点灯パルス信号と遅延信号選択部１６５により選択された遅延点灯パルス信号の論理和、すなわち、遅延前の点灯パルス信号と遅延後の点灯パルス信号の少なくとも一方が点灯状態であれば点灯パルスを出力する。
点灯信号選択部１６９は、遅延選択レジスタ１６６に格納された点灯選択データに基づいて、ＡＮＤ回路１６７またはＯＲ回路１６８からの出力のいずれか一方を選択する。そして、選択された点灯パルスが点灯信号ΦＩとしてＭＯＳＦＥＴ１７２を介してＬＰＨ１４内のＳＬＥＤチップ（ＣＨＩＰ１〜ＣＨＩＰ５８）へと出力される。
すなわち、遅延信号選択部１６５では、ゲイン補正済み点灯パルス幅Ｐｇに所定のオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを加算する次の（２）式の演算が行なわれる（オフセット補正）。そして、最終的な点灯信号ΦＩにおける点灯パルス幅Ｐｏｕｔが設定される。
Ｐｏｕｔ＝ＢＡＳＥ・（１＋Ｃｏｒｒ／１２８）＋Ｏｆｆｓｅｔ ……（２）

また、図７に示したように、ＬＰＨ１４には３端子レギュレータ１０１が接続され、ＬＰＨ１４に対して３端子レギュレータ１０１から安定した＋３．３Ｖの電圧が供給されている。

続いて、ＥＥＰＲＯＭ１０２に格納されている直線性補正値データ（オフセット量）Ｏｆｆｓｅｔについて説明する。
まず、図１０は、直線性補正部１６２を機能させない場合、すなわちオフセット補正が実施されない場合において、異なる３つの点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍ（Ｋ、Ｌ、Ｍは１〜５８の整数）から出力される点灯パルス信号の点灯パルス幅Ｐｏｕｔと、その点灯パルス信号を受信したＬＥＤが出力する露光エネルギ（＝光強度×点灯パルス幅）との関係（この関係を、「光量特性」という。）の一例を示した図である。なお、図１０では、直線性補正部１６２を機能させないので、点灯パルス幅Ｐｏｕｔはゲイン補正済み点灯パルス幅Ｐｇとなる。
また、図１０では、各光量特性曲線毎に点灯パルス幅Ｐｏｕｔ（横軸）を正規化パルス幅に換算して表記している。すなわち、ＬＰＨ１４の使用露光エネルギレンジの最大値を３ｍＪ／ｍ^２として、露光エネルギが３ｍＪ／ｍ^２となるように設定した際のそれぞれの点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍから出力される点灯パルス幅Ｐｏｕｔを基準（Ｐｏｕｔ＝１）とする正規化を行なっている。これは、ゲイン補正時に用いる濃度ムラ補正量ＣｏｒｒがそれぞれのＬＥＤで異なる値であることに対応させて、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８での点灯パルス幅Ｐｏｕｔと露光エネルギとの関係を統一的な尺度により比較するために行なったものである。また、破線は、かかる点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８からの点灯パルス信号によってＬＥＤが実際に駆動される際に要求される目標となる光量特性（目標光量特性）である。

図１０に示したように、直線性補正部１６２を機能させない場合のＬＥＤの光量特性は、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍ毎に異なった曲線を描くこととなる。このような光量特性差は、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８それぞれが有する固有の特性により生じるものである。すなわち、まず第１として、ＬＥＤから実際に光が出射される際には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８と各ＬＥＤとを接続する信号線のインダクタンスやキャパシティ等の影響を受けて、点灯信号ΦＩの出力波形が完全な矩形とはならない。このことが主な要因となって、発光開始時間にはそれぞれ通常３〜１５ｎｓｅｃ程度の遅延時間が生じる。また第２として、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８においては、出力特性の線形性がそれぞれ異なる。また、発光するＬＥＤ数に従って電源電圧変動（クロストーク）も発生する。そのために、光量特性の線形性にそれぞれ特有のバラツキが発生する。
このように、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８それぞれが有する異なった遅延時間と線形性のバラツキとが光量特性差を生じさせる。

そこで、本実施の形態のＬＰＨ１４では、使用される露光エネルギ領域（使用露光エネルギレンジ）の全領域において各ＬＥＤの光量特性が目標光量特性とほぼ一致するように、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８毎に対応させて、上記した（２）式による演算に用いるオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを設定している。そして、このオフセット量Ｏｆｆｓｅｔは、使用露光エネルギレンジを複数の領域に分割して、その分割された領域毎に異なるオフセット量Ｏｆｆｓｅｔが設定されている。

ここで、使用露光エネルギレンジでの分割された領域毎のオフセット量Ｏｆｆｓｅｔの設定について述べる。まず、本実施の形態のＬＰＨ１４において、使用露光エネルギレンジの調整幅を約３倍（使用露光エネルギの最大値／使用露光エネルギの最小値≒３）に設定することを想定する。すなわち、具体的には、本実施の形態のＬＰＨ１４での使用露光エネルギレンジは、一例として０．９〜３（ｍＪ／ｍ^２）の範囲であるものとする。
そうすると、図１０において、使用露光エネルギレンジを２分割した際の第１領域および第２領域の全域で、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる各ＬＥＤの光量特性曲線が目標光量特性（破線）とほぼ一致するようにオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを設定する必要がある。ところが、図１０に示したように、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線は、第１領域では直線性が高いが、第１領域よりも低パルス幅領域側である第２領域では直線性が低い。そのため、第１領域および第２領域の全域において１つのオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを設定することでは、ＬＥＤの光量特性を目標光量特性にほぼ一致させようとすることは困難である。すなわち、１つのオフセット量Ｏｆｆｓｅｔによりオフセット補正を行なおうとすると、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅は、第１領域および第２領域のいずれかにおいて許容値（例えば、目標光量特性の０．５％）を超えることは不可避である。

そのため、本実施の形態のＬＰＨ１４では、まず、直線性の高い第１領域において、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となる第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１を設定する。図１１は、第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１を用いてオフセット補正を実施した場合の点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる各ＬＥＤの光量特性の一例を示した図である。図１１に示したように、第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１を用いてオフセット補正を実施することにより、第１領域において光量特性曲線の変動幅を許容範囲内に設定することが可能となる。この第１領域は、制御部３０からの光量調整データに対応する第１使用露光エネルギレンジとなる。

具体的には、次のように第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１が設定される。まず、直線性補正部１６２によるオフセット補正を行なえば、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍ（実際には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８）による各ＬＥＤの光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲（例えば、目標光量特性の０．５％）内となるような第１領域を求める。すなわち、第１段階として、直線性補正部１６２によって光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内に設定可能な領域である第１領域が選定される。図１１に示した例では、そのような第１領域は、露光エネルギが１．５〜３（ｍＪ／ｍ^２）の範囲であって、それに対応する正規化パルス幅がｍ〜１（０＜ｍ＜１）であるとした場合を示している。
そして、第２段階として、第１領域の低パルス領域側の下限である、露光エネルギが１．５（ｍＪ／ｍ^２）であって正規化パルス幅がｍである点（下限点）Ｑにおいて、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線が目標光量特性（破線）に一致するように、各点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍでの第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１を設定する。

次に、直線性の低い第２領域において、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる各ＬＥＤの光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となる第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定する。この第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定するに際しては、図１２に示すように、直線性補正部１６２を機能させない場合の点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる各ＬＥＤの光量特性曲線について、それぞれ第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１を設定する際に用いた第１領域の下限点Ｑにて点灯パルス幅Ｐｏｕｔ（＝Ｐｇ）を正規化する。すなわち、図１２に示した例では、露光エネルギが１．５ｍＪ／ｍ^２となるように設定した際のそれぞれの点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍから出力される点灯パルス幅Ｐｏｕｔを基準（Ｐｏｕｔ＝１）とする正規化を行なう。

そして、露光エネルギが１．５ｍＪ／ｍ^２以下である正規化された領域で、第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１を設定した場合と同様に、第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定する。図１３は、第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を用いてオフセット補正を実施した場合の点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる各ＬＥＤの光量特性の一例を示した図である。図１３に示したように、第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を用いてオフセット補正を実施することにより、第２領域において光量特性曲線の変動幅を許容範囲内に設定することが可能となる。この第２領域は、制御部３０からの光量調整データに対応する第２使用露光エネルギレンジとなる。
具体的には、次のように第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２が設定される。まず、露光エネルギが１．５ｍＪ／ｍ^２以下である正規化された領域において、直線性補正部１６２によるオフセット補正を行なえば、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍ（実際には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８）による各ＬＥＤの光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲（例えば、目標光量特性の０．５％）内となるような第２領域を求める。すなわち、第１段階として、直線性補正部１６２によって光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内に設定可能な領域である第２領域が選定される。図１３に示した例では、そのような第２領域は、露光エネルギが０．９〜１．５（ｍＪ／ｍ^２）の範囲であって、それに対応する正規化パルス幅がｎ〜１（０＜ｎ＜１）であるとした場合を示している。
そして、第２段階として、第２領域の低パルス領域側の下限である、露光エネルギが０．９（ｍＪ／ｍ^２）であって正規化パルス幅がｎである点（下限点）Ｒにおいて、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線が目標光量特性（破線）に一致するように、各点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍでの第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定する。

このように、使用露光エネルギレンジ内の露光エネルギ領域（第１使用露光エネルギレンジおよび第２使用露光エネルギレンジ）毎に第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１および第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２が設定された場合には、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８では、次のような（３）式、（４）式の演算が行なわれて、点灯信号ΦＩの点灯パルス幅Ｐｏｕｔが設定される。すなわち、制御部３０からの光量調整データに基づいて使用露光エネルギレンジ内の第１使用露光エネルギレンジ（第１領域）が指定された場合には、
Ｐｏｕｔ＝ＢＡＳＥ・（１＋Ｃｏｒｒ／１２８）＋Ｏｆｆｓｅｔ１ ……（３）
また、制御部３０からの光量調整データに基づいて使用露光エネルギレンジ内の第２使用露光エネルギレンジ（第２領域）が指定された場合には、
Ｐｏｕｔ＝ＢＡＳＥ・（１＋Ｃｏｒｒ／１２８）＋Ｏｆｆｓｅｔ２ ……（４）

ところで、上述したように、本実施の形態のＬＰＨ１４においては、露光エネルギは０．９〜３（ｍＪ／ｍ^２）の範囲で調整可能に設定されることを想定している。したがって、露光エネルギが０．９〜３（ｍＪ／ｍ^２）の範囲で、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線が目標光量特性（破線）に一致するように、各点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍでのオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを設定することとなる。
したがって、第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定する第２領域が露光エネルギが０．９（ｍＪ／ｍ^２）よりも大きな範囲での領域である場合、すなわち、第１領域の下限点Ｑにて点灯パルス幅Ｐｏｕｔを正規化して、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍ（実際には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８）による光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となるような第２領域を求めた際に、第２領域の下限点Ｒでの露光エネルギが０．９（ｍＪ／ｍ^２）以上であった場合には、第２領域の下限点Ｒと露光エネルギが０．９（ｍＪ／ｍ^２）との間の領域でさらに第３オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ３を設定する必要がある。

この場合においても、第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１や第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定した方法と同様に、直線性補正部１６２を機能させない場合の点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線を、各光量特性曲線毎に第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定する際に用いた第２領域の下限点Ｒにて点灯パルス幅Ｐｏｕｔ（＝Ｐｇ）を正規化する。そして、第２領域よりも低パルス側の正規化された領域で、直線性補正部１６２によるオフセット補正を行なえば、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍ（実際には、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８）による光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となるような第３領域を求める。さらに、第３領域の下限点において、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線が目標光量特性（破線）に一致するように、各点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍでの第３オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ３を設定する。

このようにして、正規化された領域で、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となるような領域の下限点が、露光エネルギとして使用露光エネルギレンジの最小値である０．９（ｍＪ／ｍ^２）以下となるまでオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを設定する。したがって、オフセット量Ｏｆｆｓｅｔは、使用露光エネルギレンジに対応して３以上の複数が設定される場合も当然に想定される。
なお、図１３に示した例では、第２領域が使用露光エネルギレンジの最小値０．９（ｍＪ／ｍ^２）を含む場合を示しており、この場合には、第１領域での第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１および第２領域での第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２の設定により、露光エネルギレンジ０．９〜３（ｍＪ／ｍ^２）の全領域で、点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍによる光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅を許容範囲内に抑えることが可能となる。

使用露光エネルギレンジ内の露光エネルギ領域（第１使用露光エネルギレンジおよび第２使用露光エネルギレンジ）毎に設定された第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１および第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２は、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８毎に点灯パルス幅に対応付けられて、予めＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶されている。ここで、第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１および第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定する際においては、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８毎に、点灯パルス幅をそれぞれ第１使用露光エネルギレンジおよび第２使用露光エネルギレンジにて正規化処理している。そのため、正規化パルス幅から点灯パルス幅に変換することにより、それぞれのオフセット量Ｏｆｆｓｅｔは点灯パルス幅に対応付けられてＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶される。
したがって、制御部３０からの光量調整データ（指示値）に基づいて基準クロック発生部１１６において基準クロック信号が生成され、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８に出力された際に、その基準クロック信号に基づいて生成された点灯パルス幅に対応したオフセット量Ｏｆｆｓｅｔが、ＥＥＰＲＯＭ１０２から各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８にダウンロードされることとなる。

このように、本実施の形態のＬＰＨ１４においては、露光エネルギ領域（第１使用露光エネルギレンジおよび第２使用露光エネルギレンジ）毎に第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１および第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定するので、使用露光エネルギレンジ内のほぼすべての領域において、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８による各ＬＥＤでの光量特性曲線は、目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となるように設定される。そのため、画像濃度ムラの発生を極めて小さく抑えることができる。また同時に、以下で述べるように、全体光量を精度良く調整することも可能となる。

すなわち、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（図１参照）では、所定のタイミングで感光体ドラム１２上にテスト用パッチ（濃度見本）が形成され、濃度検出回路１７はそのトナー像濃度を検出する。濃度検出回路１７で検出されたトナー像濃度データは、制御部３０に出力され、制御部３０では、入力されたトナー像濃度データからＬＰＨ１４での光量を演算して光量調整データを生成する。そして、生成された光量調整データは、基準クロック発生部１１６へ出力される。
光量調整データは、例えば感光体ドラム１２の感度の変動、潜像電位（暗部電位Ｖ_Ｈや明部電位Ｖ_Ｌ）の変動、さらには現像器１５内の現像剤量の変動等が要因となってトナー像濃度に変動が生じることから、これを一定に維持するために、ＬＰＨ１４での全体光量（ＬＰＨ１４内のＬＥＤ全体の光量）を調整するために用いるデータである。そのため、光量調整データは、ＬＰＨ１４のＳＬＥＤ６３内の各ＬＥＤの光量を一律に調整するための指示値として出力される。そして、基準クロック発生部１１６では光量調整データに対応した基準クロック信号が生成される。

そして、本実施の形態のＬＰＨ１４では、露光エネルギ領域（第１使用露光エネルギレンジおよび第２使用露光エネルギレンジ）毎に第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１および第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２が設定されている。それにより、基準クロック発生部１１６から基準クロック信号を受信した各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８では、使用露光エネルギレンジ内のほぼすべての領域において、各ＬＥＤの光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となるように設定される。そのため、図１４（指示値とＬＰＨ１４の露光エネルギとの関係を示した図）に示したように、光量調整データ（指示値）とＬＰＨ１４の露光エネルギとのリニアな関係を形成することができる。その結果として、ほぼすべての使用露光エネルギレンジ内において光量調整データに対応したＬＰＨ１４の全体光量の設定を精度高く行なうことができるので、全体光量の調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じることを抑制して、画像濃度の一様性を維持することが可能となる。

また、本実施の形態のＬＰＨ１４では、デジタルカラープリンタ１が１２００ｄｐｉといった通常画像を形成するモードと、写真画像等のグラフィックアーツ市場で要求される例えば４８００ｄｐｉといった高精細画像を形成するモードとを切り替え可能に設定されている場合においても、各解像度毎のオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを設定し、ＥＥＰＲＯＭ１０２に記憶しておくことにより、解像度に対応したオフセット補正を行なうこともできる。
例えば、通常画像（１２００ｄｐｉ）モードでは、点灯パルス幅の大きい領域が使用されるため、上記した第１領域（第１使用露光エネルギレンジ）を対応させる。また、高精細画像（４８００ｄｐｉ）モードでは、点灯パルス幅の小さい領域が使用されるため、上記した第２領域（第２使用露光エネルギレンジ）を対応させる。そして、ＬＰＨ１４が解像度切替制御部としても機能する制御部３０により解像度切替信号を受けた際には、制御部３０からの制御信号により、ＥＥＰＲＯＭ１０２からかかる解像度に対応した第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１または第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を読み出し、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８の遅延選択レジスタ１６６に書き込むように設定することもできる。それにより、解像度が切り替えられた際に使用される露光エネルギレンジにおいても、点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８による各ＬＥＤでの光量特性曲線において、目標光量特性に対する変動幅を許容範囲内に抑えることが可能となる。そのため、高精細画像形成時においても、全体光量の調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じることを抑制できる。

以上説明したように、本実施の形態のＬＰＨ１４では、使用露光エネルギレンジを複数の露光エネルギ領域に分割する。その際に、分割される各露光エネルギ領域は、直線性補正部１６２でのオフセット補正により、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８による光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲内となるように設定可能な領域である。そして、分割された露光エネルギ領域（第１使用露光エネルギレンジおよび第２使用露光エネルギレンジ）毎に第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１および第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２を設定している。それにより、使用する露光エネルギ領域に応じて、第１オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ１と第２オフセット量Ｏｆｆｓｅｔ２とを切り替えて使用することにより、使用露光エネルギレンジ内のほぼすべての領域において、各点灯時間制御・駆動部１１８−１〜１１８−５８による光量特性曲線の目標光量特性に対する変動幅が許容範囲（例えば、目標光量特性の０．５％）内となるように設定することが可能となる。

そのため、画像濃度ムラの発生を極めて小さく抑えることができる。また、全体光量を精度良く調整することも可能となるので、感光体感度の経時変化や環境条件の変動等に対応させて、画像濃度の一様性を維持することもできる。
特に、例えば１２００ｄｐｉといった通常画像を形成するモードと、写真画像等のグラフィックアーツ市場で要求される例えば４８００ｄｐｉといった高精細画像を形成するモードとを切り替え可能な画像形成装置においても、各解像度毎にオフセット量Ｏｆｆｓｅｔを切り替えることで、ほぼすべての使用露光エネルギレンジにおいて光量調整データに対応したＬＰＨ１４の全体光量の設定を精度高く行なうことができる。そのため、高精細画像形成時においても、全体光量の調整前後での各画像間に明確な濃度差が生じることを抑制し、一様な画像を提供することが可能となる。

本実施の形態のＬＥＤプリントヘッドが用いられた画像形成装置の全体構成を示した図である。 ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)の構成を示した図である。 ＬＥＤ回路基板の平面図である。 ＬＥＤ回路基板上に形成されている配線図を示した図である。 ＳＬＥＤの回路構成を説明する図である。 信号発生回路およびレベルシフト回路から出力される駆動信号を示すタイミングチャートである。 信号発生回路の構成を示すブロック図である。 基準クロック発生部の構成を説明するブロック図である。 点灯時間制御・駆動部の構成を説明するブロック図である。 点灯時間制御・駆動部１１８−Ｋ、１１８−Ｌ、１１８−Ｍから出力される点灯パルス信号の正規化パルス幅と、その点灯パルス信号を受信したＬＥＤが出力する露光エネルギとの関係（光量特性）の一例を示した図である。 第１オフセット量を用いてオフセット補正を実施した場合の異なる点灯時間制御・駆動部による各ＬＥＤの光量特性の一例を示した図である。 異なる点灯時間制御・駆動部による各ＬＥＤの光量特性曲線について、各光量特性曲線毎に第１領域の下限点Ｑにて点灯パルス幅を正規化して表した図である。 第２オフセット量を用いてオフセット補正を実施した場合の異なる点灯時間制御・駆動部による各ＬＥＤの光量特性の一例を示した図である。 指示値とＬＰＨの露光エネルギとの関係を示した図である。

符号の説明

１…デジタルカラープリンタ、１０…画像形成プロセス部、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、３０…制御部、４０…画像処理部（ＩＰＳ）、６２…ＬＥＤ回路基板、６３…自己走査型ＬＥＤアレイ（ＳＬＥＤ）、６４…ロッドレンズアレイ、１００…駆動回路（信号発生回路）、１０１…３端子レギュレータ、１０２…ＥＥＰＲＯＭ、１０４…レベルシフト回路、１１０…画像データ展開部、１１２…濃度ムラ補正データ部、１１４…タイミング信号発生部、１１６…基準クロック発生部、１１８−１〜１１８−５８…点灯時間制御・駆動部、１６０…プリセッタブルデジタルワンショットマルチバイブレータ（ＰＤＯＭＶ）、１６２…直線性補正部、１６４−０〜１６４−７…遅延回路、１６５…遅延信号選択部、１６６…遅延選択レジスタ、１６７…ＡＮＤ回路、１６８…ＯＲ回路、１６９…点灯信号選択部

Claims (4)

1. 画像形成装置にて像担持体を露光するプリントヘッドであって、
   ライン状に配列された複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子の各々について当該発光素子を駆動する点灯パルス幅を設定する点灯パルス幅設定部と、
   それぞれが前記複数の発光素子の各々に対応して設けられ、前記点灯パルス幅に基づき、当該発光素子の各々に対して点灯信号を供給する複数の駆動部とを備え、
   前記複数の駆動部は、当該複数の駆動部ごとに前記点灯パルス幅を補正するための補正値が前記発光素子の露光エネルギに応じて複数設定され、複数設定された当該補正値のうち、使用する露光エネルギに対応した当該補正値によって補正された当該点灯パルス幅で、当該発光素子に前記点灯信号を供給することを特徴とするプリントヘッド。
2. 前記複数の駆動部ごとにそれぞれ複数設定される前記補正値は、複数の印字解像度のそれぞれに対応して設定されていることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
3. 感光体と、
   前記感光体を露光するプリントヘッドと、
   前記プリントヘッドの全体光量を指示する指示信号を出力する制御部とを有し、
   前記プリントヘッドは、
   ライン状に配列された複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子の各々について当該発光素子を駆動する点灯パルス幅を設定する点灯パルス幅設定部と、
   それぞれが前記複数の発光素子の各々に対応して設けられ、前記点灯パルス幅に基づき、当該発光素子の各々に対して点灯信号を供給する複数の駆動部とを備え、
   前記複数の駆動部は、当該複数の駆動部ごとに前記点灯パルス幅を補正するための補正値が前記発光素子の露光エネルギに応じて複数設定され、複数設定された当該補正値のうち、使用する露光エネルギに対応した当該補正値によって補正された当該点灯パルス幅で、当該発光素子に前記点灯信号を供給することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記プリントヘッドによる印字解像度を切り替えるための解像度切替信号を出力する解像度切替制御部をさらに備え、
   前記複数の駆動部ごとにそれぞれ複数設定される前記補正値は、前記解像度切替制御部からの前記解像度切替信号に基づき切り替えられることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

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