特許 7580958 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/447 20060101AFI20241105BHJP

   B41J 2/45 20060101ALI20241105BHJP

   G03G 15/043 20060101ALI20241105BHJP

   H04N 1/036 20060101ALI20241105BHJP

【ＦＩ】

B41J2/447 101B

B41J2/45

G03G15/043

H04N1/036

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020120310

(22)【出願日】2020-07-14

(65)【公開番号】P2022017642

(43)【公開日】2022-01-26

【審査請求日】2023-07-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000718

【氏名又は名称】弁理士法人中川国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 和美

【審査官】大関 朋子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１３０７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６２５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０５５２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１６７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０８５１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７２２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１１１９９７８８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／４４７

Ｂ４１Ｊ ２／４５

Ｇ０３Ｇ １５／０４３

Ｈ０４Ｎ １／０３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像形成装置であって、
少なくとも第１の回転速度と、前記第１の回転速度より遅い第２の回転速度とで、回転軸の周りを回転する感光体と、
前記感光体の表面に光を照射して、前記表面に静電潜像を形成する露光ヘッドと、
前記感光体と前記露光ヘッドとの間に配置され、前記発光部から出射された光を前記感光体の表面に導くレンズと、を備え、
前記露光ヘッドは、前記回転軸に沿った第１方向に交差する第２方向に並んだ複数の発光部列を有し、
前記複数の発光部列のそれぞれは、前記第１方向に並ぶ複数の発光部を含み、
前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているとき、前記複数の発光部列のうちの第１の数の発光部列の発光によって、前記感光体の表面の多重露光が行われ、
前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているとき、前記複数の発光部列のうち、前記第１の数より少ない第２の数の発光部列の発光によって、前記感光体の表面の多重露光が行われ、
前記複数の発光部列には、前記第２方向において、前記レンズまで第１の距離に配置された第１の発光部列と、前記第２方向において、前記レンズまで前記第１の距離より長い第２の距離に配置された第２の発光部列が含まれ、
前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているとき、および、前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているときの両方において、前記第１の発光部列は発光し、
前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているときに前記第２の発光部列は発光し、他方、前記前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているときには、前記第２の発光部列は発光しない、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記露光ヘッドは、それぞれが前記複数の発光部列を有する第１の半導体基板及び第２の半導体基板を有し、
前記第１の半導体基板と前記第２の半導体基板は、前記第２方向において間隔をあけて配置され、
前記第２方向において、前記第１の半導体基板と第２の半導体基板との間に、前記レンズの光軸が位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記露光ヘッドは、前記複数の発光部列を制御する回路が形成された半導体基板を有し、
前記複数の発光部のそれぞれは、前記半導体基板に順に積層された、第１の電極、発光層、および、第２の電極を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記第１の電極は、前記発光部ごとに分離して形成された電極層であり、
前記第２の電極は、前記複数の発光部に渡って連続して形成された電極層の一部である、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記複数の発光部列のうち、隣り合う２つの発光部列は、異なるタイミングで発光を開始し、
前記２つの発光部列の発光開始のタイミングの差が、次の式１で表される時間Ｔに収まる、
Ｔ＝（Ｗ＋ｄ＋Ｗｓ）÷Ｖｄｒ （式１）
ただし、
Ｗは、前記発光部の前記第２方向におけるサイズであり、
ｄは、前記第２方向における前記隣り合う２つの発光部列の間隔であり、
Ｗｓは、前記感光体の表面の周方向における、１つの前記発光部から出射された光による照射領域の長さであり、
Ｖｄｒは、前記感光体の回転速度である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているときに１つの前記発光部が連続して発光している発光時間の最大値は、前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているときに１つの前記発光部が連続して発光している発光時間の最大値より短い
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているときの前記発光部の単位時間あたりの発光量と、および、前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているときの前記発光部の単位時間あたりの発光量とが等しい、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項8】

画像が形成されるシートの坪量を検出する検出部を備え、
前記検出部によって検出されたシートの坪量が所定未満の場合に、前記感光体は前記第１の回転速度で回転し、
前記検出部によって検出されたシートの坪量が所定以上の場合に、前記感光体は前記第２の回転速度で回転する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真画像形成方式を用いてシートに画像を形成する電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置で画像を形成する場合、まず感光体の表面に画像データに応じた光を照射することにより感光体の表面に静電潜像を形成する。その後、現像装置によって感光体の表面の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、トナー像をシートに転写し、シートに転写されたトナー像を定着装置によって加熱してシートに定着させて画像を形成する。

【0003】

また画像が形成されるシートとして厚紙を用いる場合、普通紙などの坪量が相対的に小さいシートと比較してシートの熱容量が大きいため、トナー像をシートに定着させる際に必要となる熱量が多くなる。そこでシートの搬送速度を通常よりも低速とし、シートに担持されたトナー像を定着装置によって加熱する時間を長くすることにより、トナー像やシートにより多くの熱を付与し、厚紙に対してもトナー像を安定的に定着する構成が知られている。つまり、この構成の画像形成装置は、シートを通常の速度で搬送する通常モードと、通常モードよりも低速でシートを搬送する低速モードを有する。感光体の回転速度はシートの搬送速度に関わるため、低速モードを実行する場合、通常モードを実行する場合よりも感光体の回転速度は遅くなる。

【0004】

また特許文献１では、感光体に光を照射して静電潜像を形成する装置として、ＬＥＤや有機ＥＬなどを用いた発光部と、この発光部から照射される光を感光体の表面に結像させるレンズを有する露光ヘッドを備える画像形成装置が記載されている。このように露光ヘッドを用いることで、レーザ光を回転多面鏡により偏向走査して静電潜像を形成するレーザ走査方式の構成と比較して、部品点数の削減を図ることができ、画像形成装置の小型化や製造コストの削減を図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－１１２８５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

露光ヘッドが有するＬＥＤや有機ＥＬなどを用いた発光部の一つの光量は十分に高いとは言えない。従って、感光体の表面に静電潜像を形成するための光量を補うために、複数の発光部から感光体の表面の同一部分に光を照射する構成が考えられる。以下、このように複数の発光部から感光体の表面の同一部分に光を照射することを多重露光と称する。

【0007】

ここで上述した低速モードを実行して画像を形成する際に多重露光を行う場合、通常モードを実行して画像を形成する際に多重露光を行う場合と比較して、感光体の表面の同一部分に照射される光の光量が多くなる。これは低速モードを実行する場合、通常モードを実行する場合と比較して感光体の回転速度が遅いため、感光体の表面の同一部分に光が照射される時間が長くなるからである。感光体の表面の同一部分に照射される光の光量が多くなる場合、静電潜像を現像する際にトナーが載り過ぎてしまうおそれがある。

【0008】

これに対し、低速モードを実行する場合、通常モードを実行する場合と比較して、各々の発光部の光量を低くすることにより、トナーが載り過ぎることを抑制する構成が考えられる。しかし発光部の光量を可変にする構成では、発光部を駆動させるための回路の構成が複雑化し、コストアップや露光ヘッドの大型化を招来するおそれがある。

【0009】

そこで本発明は、露光ヘッドによって多重露光を行う画像形成装置において、感光体の回転速度が遅いモードで画像を形成する場合でも、簡易な構成で、感光体にトナーが載り過ぎることを抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、画像形成装置であって、少なくとも第１の回転速度と、前記第１の回転速度より遅い第２の回転速度とで、回転軸の周りを回転する感光体と、前記感光体の表面に光を照射して、前記表面に静電潜像を形成する露光ヘッドと、前記感光体と前記露光ヘッドとの間に配置され、前記発光部から出射された光を前記感光体の表面に導くレンズと、を備え、前記露光ヘッドは、前記回転軸に沿った第１方向に交差する第２方向に並んだ複数の発光部列を有し、前記複数の発光部列のそれぞれは、前記第１方向に並ぶ複数の発光部を含み、前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているとき、前記複数の発光部列のうちの第１の数の発光部列の発光によって、前記感光体の表面の多重露光が行われ、前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているとき、前記複数の発光部列のうち、前記第１の数より少ない第２の数の発光部列の発光によって、前記感光体の表面の多重露光が行われ、前記複数の発光部列には、前記第２方向において、前記レンズまで第１の距離に配置された第１の発光部列と、前記第２方向において、前記レンズまで前記第１の距離より長い第２の距離に配置された第２の発光部列が含まれ、前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているとき、および、前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているときの両方において、前記第１の発光部列は発光し、前記感光体が前記第１の回転速度で回転しているときに前記第２の発光部列は発光し、他方、前記前記感光体が前記第２の回転速度で回転しているときには、前記第２の発光部列は発光しない、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、露光ヘッドによって多重露光を行う画像形成装置において、感光体の回転速度が遅いモードで画像を形成する場合でも、簡易な構成で、感光体にトナーが載り過ぎることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】画像形成装置の断面概略図である。

【図2】感光ドラムと露光ヘッドの斜視図と断面図である。

【図3】露光ヘッドが備えるプリント基板の実装面を示す図である。

【図4】ロッドレンズアレイの構成を示す図である。

【図5】発光素子アレイチップの概略図である。

【図6】発光素子アレイチップの断面図である

【図7】発光部の電流・光量特性、順方向電圧と順方向電流との関係を示すグラフである。

【図8】発光部の配置を説明するための模式図である。

【図9】副走査方向に隣接する二つの発光部から出射された光の感光ドラム上の照射位置を説明するための模式図である。

【図10】画像コントローラ部と露光ヘッドのシステム構成を示すブロック図である。

【図11】発光素子アレイチップのシステム構成を示すブロック図である。

【図12】画像データ格納部の回路構成図である。

【図13】画像データ格納部における主走査方向の動作を示すタイミングチャートである。

【図14】画像データ格納部における副走査方向の動作を示すタイミングチャートである。

【図15】アナログ部の構成を示すブロック図である。

【図16】駆動部の回路図である。

【図17】発光部と感光ドラムの模式図である。

【図18】発光部と発光部から感光ドラムに照射された光を示す模式図である。

【図19】発光部と発光部から感光ドラムに照射された光を示す模式図である。

【図20】発光部と発光部から感光ドラムに照射された光を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜画像形成装置＞
以下、本発明に係る画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0014】

画像形成装置Ａは、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色のトナーをシートに画像を転写して画像を形成するフルカラー画像形成装置である。なお、以下の説明において、上記各色のトナーを使用する部材には添え字としてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付するものの、各部材の構成や動作は使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じであるため、区別を要する場合以外は添え字を適宜省略する。

【0015】

図１は、画像形成装置Ａの断面概略図である。図１に示す様に、画像形成装置Ａは、画像を形成する画像形成部を有する。画像形成部は、感光体としての感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１０Ｋ）、帯電装置２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、露光ヘッド６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）、現像装置４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）、転写装置５（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）を有する。

【0016】

また画像形成装置Ａは、ユーザが操作することによって画像形成に関する各種の設定を行うタッチパネル方式の操作部３００（検出部）を備える。ユーザは、操作部３００を操作することで画像形成の枚数、画像が形成されるシートのサイズなどを指定することができる。またユーザは、操作部３００を操作することで、シートカセット９９ａ、９９ｂに収納されているシートＳの坪量（例えば厚紙や普通紙、シートの銘柄など）を入力することができる。なお、シートＳの坪量は、操作部３００から入力するのではなく、例えば搬送経路内に配置したセンサ３８（検出部）で測定しても構わない。

【0017】

坪量を測定するセンサ３８は、例えば透過型の光センサを用いることができる。透過型の光センサは、発光側のＬＥＤ素子とフォトダイオードなどの受光素子の組み合わせで使用される。ＬＥＤ素子から出射されて受光素子へと向かう光を原稿が遮ることで、受光素子が受光する光量が減少する。受光素子は、その受光した光量を電圧値に変換し、その電圧量に対して所定の閾値を設定することで、スイッチとしての機能を果たす。

【0018】

一般的に、印刷などに使用される用紙は、坪量が大きくなると、紙厚も大きくなる。特に坪量の小さい薄紙の場合、ＬＥＤなどを発光させると、用紙を通して光が透過する。また、坪量の大きい厚紙の場合、ＬＥＤの透過光はほとんどない。そこで、この透過型のセンサと原稿の坪量の関係に注目して、ＬＥＤの発光量を一定にした状態で、センサの間を通過する原稿の先端、又は、後端の部分でのＬＥＤ受光量を観測することで、搬送される原稿の坪量を予測する。この観測位置は、原稿の先端や後端には印刷されることが少ないことから、この部分を利用することで判定精度を上げる狙いがある。

【0019】

また操作部３００に電気的に接続された図１０に示すＣＰＵ７３（設定部）は、操作部３００で入力されたシートＳの坪量、又はセンサ３８によって測定されたシートＳの坪量に応じて、シートＳを搬送する各種ローラの回転速度を制御し、画像形成時のシートＳの搬送速度を設定する。例えばＣＰＵ７３は、シートＳの坪量が所定以上の厚紙に画像を形成する低速モードを実行する場合、シートＳの坪量が所定未満の普通紙に画像を形成する通常モードを実行する場合よりもシートＳの搬送速度を低速に設定して画像を形成する。また感光ドラム１の回転速度はシートＳの搬送速度に関係するため、ＣＰＵ７３は、低速モード（第２モード）を実行する場合、通常モード（第１モード）を実行する場合よりも感光ドラム１の回転速度を低速に設定する。これにより坪量が大きいシートＳに担持されたトナー像を定着装置９４によって加熱する時間を長くしてトナー像やシートＳにより多くの熱を付与し、熱容量が大きいシートＳに対してもトナー像を安定的に定着することができる。なお、ＣＰＵ７３が、低速モードと通常モードを切り替えるタイミングは上記タイミングに限られるものではない。例えばＣＰＵ７３は、通常よりも高画質の画像を形成する場合に低速モードを設定し、感光ドラム１の回転方向である副走査方向の解像度を通常モードより多くする構成としてもよい。

【0020】

次に、画像形成装置Ａによる画像形成動作について説明する。画像を形成する場合、まずシートカセット９９ａ又はシートカセット９９ｂに収納されたシートＳが、ピックアップローラ９１ａ、９１ｂ、給送ローラ９２ａ、９２ｂ、搬送ローラ９３ａ～９３ｃによってレジストローラ９６に送られる。その後、シートＳは、レジストローラ９６によって所定のタイミングで搬送ベルト１１に送り込まれる。

【0021】

一方、画像形成部においては、まず帯電装置２Ｙにより感光ドラム１Ｙの表面が帯電させられる。次に、画像読取部９０によって読み取られた画像データ又は不図示の外部機器から送信された画像データに応じて露光ヘッド６Ｙが感光ドラム１０Ｙ表面に光を照射し、感光ドラム１０Ｙの表面に静電潜像を形成する。その後、現像装置４Ｙにより感光ドラム１Ｙの表面に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させ、感光ドラム１Ｙの表面にイエローのトナー像を形成する。感光ドラム１Ｙの表面に形成されたトナー像は、転写装置５Ｙに転写バイアスが印加されることで、搬送ベルト１１によって搬送されているシートＳに転写される。

【0022】

同様のプロセスにより、感光ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにも、露光ヘッド６Ｍ、６Ｃ、６Ｋから光が照射されて静電潜像が形成され、現像装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによってマゼンダ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。そして転写装置５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに転写バイアスが印加されることで、これらのトナー像がシートＳ上のイエローのトナー像に対して重畳的に転写される。これによりシートＳの表面には画像データに応じたフルカラーのトナー像が形成される。

【0023】

その後、トナー像を担持するシートＳは、搬送ベルト９７によって定着装置９４に搬送され、定着装置９４において加熱、加圧処理が施される。これによりシートＳ上のトナー像がシートＳに定着される。その後、トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ９８によって排出トレイ９５に排出される。

【0024】

＜露光ヘッド＞
次に、露光ヘッド６の構成について説明する。

【0025】

図２（ａ）は、感光ドラム１と露光ヘッド６の斜視図である。図２（ｂ）は、感光ドラム１と露光ヘッド６の断面図である。図３（ａ）、図３（ｂ）は、露光ヘッド６が備えるプリント基板２２の一方側と他方側の実装面を示す図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す領域Ｖの拡大図である。

【0026】

図２に示す様に、露光ヘッド６は、感光ドラム１の表面と対向する位置に、不図示の固定部材によって固定されている。露光ヘッド６は、光を出射する発光素子アレイチップ４０と、発光素子アレイチップ４０を実装するプリント基板２２を有する。また発光素子アレイチップ４０から出射された光を感光ドラム１上に結像（集光）させるロッドレンズアレイ２３と、ロッドレンズアレイ２３とプリント基板２２が固定されるハウジング２４を有する。

【0027】

またプリント基板２２における発光素子アレイチップ４０の実装面と反対側の面にはコネクタ２１が実装されている。コネクタ２１は、画像コントローラ部７０（図１０）から送信される発光素子アレイチップ４０の制御信号の伝送や電源ラインを接続するために設けられている。発光素子アレイチップ４０は、コネクタ２１を介して駆動される。

【0028】

図３に示す様に、プリント基板２２には、２０個の発光素子アレイチップ４０が千鳥状に二列に配列されて実装されている。また各々の発光素子アレイチップ４０内には、その長手方向（矢印Ｘ方向）に所定の解像度ピッチで７４８個の発光部５０が配列されている。また各々の発光素子アレイチップ４０内には、その短手方向（矢印Ｙ方向）に所定のピッチで発光部５０が配列されている。即ち、各々の発光素子アレイチップ４０において、発光部５０は矢印Ｘ方向と矢印Ｙ方向に二次元配列されている。

【0029】

本実施形態において、発光素子アレイチップ４０の上記解像度ピッチは１２００ｄｐｉ（約２１．１６μｍ）である。また各々の発光素子アレイチップ４０が有する発光部５０の長手方向の一端部から他端部までの距離は約１５．８ｍｍである。即ち露光ヘッド６は、矢印Ｘ方向に合計で１４９６０個の発光部５０を備えており、これにより約３１６ｍｍ（≒約１５．８ｍｍ×２０チップ）の長手方向の画像幅に対応した露光処理が可能となっている。

【0030】

発光素子アレイチップ４０の長手方向において、隣接する発光素子アレイチップ４０の発光部５０の間隔Ｌ１は約２１.１６μｍとなっている。つまり各々の発光素子アレイチップ４０の境界部において発光部５０の長手方向のピッチは１２００ｄｐｉの解像度のピッチとなっている。また発光素子アレイチップ４０の短手方向（矢印Ｙ方向）において、二列に並んだ発光素子アレイチップ４０の発光部５０の間隔Ｌ２は約１０５μｍ（１２００ｄｐｉで５画素分、２４００ｄｐｉで１０画素分）となっている。

【0031】

本実施形態において、発光素子アレイチップ４０の長手方向である矢印Ｘ方向は、感光ドラム１の回転軸線方向であり、発光素子アレイチップ４０の短手方向である矢印Ｙ方向は、感光ドラム１の回転方向である。また矢印Ｚ方向は、後述する層構造の発光部５０の各層が重なる積層方向である。なお、発光素子アレイチップ４０の長手方向は、感光ドラム１の回転軸線方向に対して±１°程度傾いていても構わない。また発光素子アレイチップ４０の短手方向も感光ドラム１の回転方向に対して±１°程度傾いていても構わない。

【0032】

＜ロッドレンズアレイ＞
次に、ロッドレンズアレイ２３の構成について説明する。

【0033】

図４（ａ）は、ロッドレンズアレイ２３を感光ドラム１側から見た図である。図４（ｂ）は、ロッドレンズアレイ２３の斜視概略図である。図４（ｃ）は、ロッドレンズアレイ２３と発光素子アレイチップ４０との位置関係を示す図である。

【0034】

図４に示す様に、ロッドレンズアレイ２３は、矢印Ｘ方向に沿って二列に並べられた硝子製で円柱状のロッドレンズである複数のレンズ２３ａ、２３ｂの集合体である。なお、レンズ２３ａ、２３ｂの材質は硝子製に限らず、プラスチック製であってもよい。またレンズ２３ａ、２３ｂの形状は円柱状に限られず、例えば六角柱等の多角柱であってもよい。

【0035】

レンズ２３ａは、矢印Ｙ方向における一列目の各々のレンズを指し、レンズ２３ｂは、矢印Ｙ方向における二列目の各々のレンズを指す。これらのレンズ２３ａ、２３ｂは、矢印Ｘ方向において隣り合うレンズ２３ａの両方に対して一つのレンズ２３ｂが接触し、矢印Ｘ方向において隣り合うレンズ２３ｂの両方に対して一つレンズ２３ａが接触する位置関係で交互に配置されている。

【0036】

レンズ２３ａ、２３ｂは、発光部５０から出射された光が入射する入射面と、入射面から入射した光が出射する出射面を有する。図４（ｂ）に示す点線は、レンズ２３ａ、２３ｂの光軸Ｕを示す。ここで言うレンズ２３ａ、２３ｂの光軸Ｕ（ロッドレンズアレイ２３の光軸とも言う）は、レンズ２３ａ、２３ｂの光出射面の中心とレンズ２３ａ、２３ｂの焦点とを結ぶ線を意味する。

【0037】

露光ヘッド６のハウジング２４は、複数の発光部５０とロッドレンズアレイ２３が対向するように、これらの部材を保持する。これにより複数の発光部５０から出射された光がロッドレンズアレイ２３により感光ドラム１上に集光される。本実施形態では、矢印Ｘ方向、Ｙ方向にそれぞれに並べられた複数の発光部５０から出射された光は、同一の一つのレンズ２３ａ又はレンズ２３ｂを通過し得る。また一つの発光部５０から出射された光であっても、その光は放射状に拡散するため、複数のレンズ２３ａ、２３ｂを通過し得る。つまり複数の発光部５０から出射された光は、ロッドレンズアレイ２３が有する複数のレンズ２３ａ、２３ｂのうちのいくつかを通過して感光ドラム１を露光する。

【0038】

また図４（ｃ）に示す様に、感光ドラム１側からロッドレンズアレイ２３を見た場合、ロッドレンズアレイ２３の一部は、発光素子アレイチップ４０の一部と重なるように配置される。レンズ２３ａの各々の光軸Ｕを結ぶ仮想線ＬＣ１と、レンズ２３ｂの各々の光軸Ｕを結ぶ仮想線ＬＣ２を二分するように引いた仮想線をロッドレンズアレイ２３の副走査方向の中心線ＬＣ（中心軸線）と定義する。このとき、ロッドレンズアレイ２３を感光ドラム１側から見た場合、矢印Ｙ方向の一列目の発光素子アレイチップ４０から中心線ＬＣまでの距離と、二列目の発光素子アレイチップ４０から中心線ＬＣまでの距離が等しくなるように発光素子アレイチップ４０は配置されている。

【0039】

＜発光素子アレイチップ＞
次に、発光素子アレイチップ４０の構成について説明する。

【0040】

図５は、発光素子アレイチップ４０の概略図である。図６は、図５に示すＭ－Ｍ断面で切断した断面図である。図７（ａ）は、発光部５０の電流・光量特性を示すグラフである。図７（ｂ）は、発光部５０の両端にかかる順方向電圧ＶＦと発光部５０に流れる順方向電流ＩＦとの関係を示すグラフである。図８は、発光部５０の配置を説明するための模式図である。

【0041】

図５に示す様に、発光素子アレイチップ４０は、発光部５０を制御するための回路部４６を内蔵した発光基板４２と、複数の発光部５０が発光基板４２上に規則的に配置された発光領域４４と、ワイヤボンディング用パッド４８を有する。発光素子アレイチップ４０の外部と回路部４６との信号の出入力や回路部４６への電源供給は、ワイヤボンディング用パッド４８を通じて行われる。なお、回路部４６は、アナログ駆動回路、デジタル制御回路、又はその両方を含んだ回路を用いることができる。

【0042】

図６に示す様に、発光部５０は、発光基板４２と、発光基板４２上に矢印Ｘ方向と矢印Ｙ方向に一定の間隔（図８に示す間隔ｄ１、ｄ２）で二次元配列された複数の下部電極５４と、発光層５６と、上部電極５８から構成されている。

【0043】

下部電極５４（複数の電極を有する第１電極層）は、発光基板４２上に層状で、且つ、分離して形成された複数の電極であって、各画素に対応して設けられた電極である。つまり各々の下部電極５４は、それぞれ一画素を形成するために設けられている。

【0044】

上部電極５８（第２電極層）は、発光層５６に対する下部電極５４が配置された側と反対側の位置において、発光層５６に積層されている。上部電極５８は、発光層５６の発光波長の光を透過させることが可能（透過可能）な電極である。

【0045】

回路部４６（制御部）は、画像データに応じて生成された制御信号に基づいて選択された下部電極５４の電位を制御し、選択された下部電極５４と上部電極５８との間に電位差を生じさせる。陽極である上部電極５８と陰極である下部電極５４との間に電位差が生じると、陰極から電子が発光層５６に流れ込み、陽極から正孔が発光層５６に流れ込む。発光層５６において電子と正孔が再結合することによって発光層５６が発光する。

【0046】

発光層５６が発光することで上部電極５８に向かう光は、上部電極５８を透過して出射される。また発光層５６から下部電極５４に向かう光は、下部電極５４より上部電極５８に向けて反射され、その反射光も上部電極５８を透過して出射される。このようにして発光部５０は光を出射する。なお、発光層５６から上部電極５８に直接向かって出射される光と、下部電極５４より反射されて上部電極５８から出射される光との間で出射タイミングに時間差は生じるものの、発光部５０の層の厚さは極めて薄いため、ほぼ同時とみなすことができる。

【0047】

なお、本実施形態において、発光基板４２はシリコン基板である。上部電極５８は、発光層５６の発光波長に対して透明であることが好ましい。例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの透明電極を用いることにより開口率は実質的に１００％となって、発光層５６で発光された光は上部電極５８を通ってそのまま出射される。また本実施形態において、上部電極５８は各々の下部電極５４に対して共通に設けられた陽極であるが、各々の下部電極５４それぞれに対して個別に設ける構成としても、複数の下部電極５４毎に一つの上部電極５８を設ける構成としてもよい。

【0048】

また発光層５６は、有機ＥＬ膜や無機ＥＬ層などが用いられる。発光層５６として有機ＥＬ膜を用いる場合、発光層５６は電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、正孔注入層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能層を必要に応じて含む積層構造体であってもよい。また発光層５６は矢印Ｘ方向に連続的に形成されていても、下部電極５４と同等の大きさに分断されていてもよい。また各々の下部電極５４を複数のグループに分割し、分割したグループ毎にそのグループに属する下部電極５４の上部に一つの発光層５６を積層させる構成としてもよい。

【0049】

なお、発光層５６として有機ＥＬ層や無機ＥＬ層などの水分に弱い発光材料を用いる際は発光領域４４への水分侵入を阻止するために封止しておくことが望ましい。封止方法としては、例えばシリコンの酸化物、シリコンの窒化物、アルミの酸化物などの薄膜の単体あるいは積層した封止膜を形成する。封止膜の形成方法としては段差などの構造の被覆性能に優れた方法が好ましく、例えば原子層堆積法（ＡＬＤ法）などを用いることができる。なお、封止膜の材料、構成、形成方法などは一例であり、上述した例には限定されず、適宜好適なものを選択すればよい。

【0050】

また下部電極５４は、発光層５６の発光波長に対して反射率の高い金属を材料とするのが好ましい。例えばＡｇ、Ａｌ、又はＡｇとＡｌの合金などが用いられる。また下部電極５４は、回路部４６の形成と共にＳｉプロセスを用いて形成され、回路部４６の駆動部に直結される。このように下部電極５４をＳｉプロセスによって形成することで、プロセスルールが０．２μｍ程度で高精度となるため、下部電極５４を精度良く高密度に配置できる。さらに下部電極５４を高密度に配置できるため、発光領域４４の殆どを発光させることができ、発光領域４４の利用効率を高めることができる。なお、各々の下部電極５４の間には発光層５６の有機材料が充填されており、各々の下部電極５４は有機材料によって仕切られている。

【0051】

また図７（ａ）に示す様に、発光部５０に流れる順方向電流ＩＦと発光光量Ｐは、略比例関係にある。このため、発光部５０に流れる順方向電流ＩＦを制御することにより、発光部５０の光量を制御することができる。しかしながら、このような電流駆動回路は回路規模が大きくなり複雑化する傾向にある。そこで本実施形態では、発光部５０の駆動回路として、発光部５０の両端にかかる電圧を制御する回路としている。図７（ｂ）に示す様に、発光部５０は閾値電圧Ｖｔｈを有し、発光部５０の両端にかかる順方向電圧ＶＦが閾値電圧Ｖｔｈ以上になると発光部５０に順方向電流ＩＦが流れ始め、その後は順方向電流ＩＦがほぼ線形的に流れる。

【0052】

また各々の発光部５０の閾値電圧Ｖｔｈにはばらつきがあるため、各々の発光部５０で順方向電流ＩＦが流れ始める電圧が若干異なる。そこで工場からの製品出荷前の段階において、発光素子アレイチップ４０の発光部５０を個別に順次発光させて、ロッドレンズアレイ２３を介して集光した光が所定の光量になるように発光部５０に流れる順方向電流ＩＦが調整される。なお、露光ヘッド６は、工場からの製品出荷前の段階において、上述した光量調整だけでなく、発光素子アレイチップ４０とロッドレンズアレイ２３との間隔を調整するピント調整がなされる。

【0053】

図８に示す様に、発光部５０は、発光領域４４において、矢印Ｘ方向及び矢印Ｙ方向に所定の間隔でマトリクス状に配置されている。本実施形態では、発光部５０の矢印Ｘ方向の幅Ｗ１は２０．９０μｍであり、矢印Ｘ方向に隣接する発光部５０同士の間隔ｄ１は０．２６μｍである。即ち、発光部５０は、矢印Ｘ方向において２１．１６μｍ（１２００ｄｐｉ）ピッチに配列されている。また発光部５０の矢印Ｙ方向の幅Ｗ２も、幅Ｗ１と同様に２０．９０μｍである。即ち、本実施形態の発光部５０は、一辺を２０．９０μｍとする正方形状をなしており、その面積は４３６．８１μｍ^２の大きさとなる。これは一画素の面積４４７．７４５６μｍ^２に対して約９７．６％を占める。有機発光材料はＬＥＤに比較して光量が少ない。これに対して上記のように発光部５０を正方形として隣接する発光部５０との間の距離を小さくすることで、感光ドラム１の電位を変化させる程度の光量を得るための発光面積を確保することが可能となる。

【0054】

なお、一画素の占有面積に対し９０％以上の発光部５０の面積を確保することが望ましい。従って、１２００ｄｐｉの出力解像度の画像形成装置Ａに対しては発光部５０の一辺の幅を約２０．０７μｍ以上で形成することが望ましい。また２４００ｄｐｉの出力解像度の画像形成装置Ａに対しては発光部５０の一辺の幅を約１０．０４μｍ以上で形成することが望ましい。また本発明において発光部５０の形状は正方形に限られず、画像形成装置Ａの出力解像度に対応する露光領域サイズの光を出射して出力画像の画質が画像形成装置Ａの設計仕様を満たすレベルであれば、四角形以上の多角形、円形、楕円形などでもよい。また矢印Ｙ方向に隣接する発光部５０同士の間隔ｄ２、発光部５０の矢印Ｙ方向の列数は、露光ヘッド６の走査速度、露光処理に必要な光量、解像度などに基づいて決定される。

【0055】

図９は、矢印Ｙ方向に隣接する二つの発光部５０から出射された光の感光ドラム１上の照射位置を説明するための模式図である。図９（ａ）に示す様に、Ｙ方向に隣接して配置された二つの発光部５０を同時に点灯させる場合、二つの発光部５０から出射された光Ｈの感光ドラム１上での照射位置は、二つの発光部５０の位置関係と同様に感光ドラム１の回転方向（矢印Ｙ方向、副走査方向）にずれる。これに対して図９（ｂ）に示す様に、感光ドラム１の回転速度に応じて二つの発光部５０の点灯タイミングを変化させる場合、二つの発光部５０から出射された光Ｈの感光ドラム１上での照射位置を略同一にすることができる。このように矢印Ｙ方向に配列された複数の発光部５０から感光ドラム１上の略同一の位置に光を照射することを多重露光と称する。多重露光に用いられる矢印Ｙ方向に配列された発光部５０の数が多い程、多重露光を行った際の感光ドラム１上の一部分の受光量は大きくなる。本実施形態では、一つの発光部５０につき約１３ｍＷの光量を得ることができるため、多重露光に用いられる発光部５０の数がｎ個の場合、１３ｎ（ｍＷ）の光量を得ることができる。

【0056】

矢印Ｙ方向に隣接する二つの発光部５０から出射された光の感光ドラム１上での照射位置を一致させるためには、感光ドラム１の回転方向の下流側の発光部５０の点灯タイミングを、上流側の発光部５０の点灯タイミングに対して遅延量Ｔの時間分、遅延させる必要がある。ここで遅延量Ｔ（μｓ）は、感光ドラム１の回転速度をＶｄｒ（ｍｍ／ｓ）とし、幅Ｗ２（μｍ）、間隔ｄ２（μｍ）とする場合、次の式１で算出される。

【0057】

（式１）
Ｔ＝（（Ｗ２＋ｄ２）÷１０００）÷Ｖｄｒ

【0058】

また本実施形態では、各々の発光部５０の発光時間の最大値Ｔｗ（μｓ）は、副走査方向の一ライン時間に等しくなるように発光信号が生成され、解像度である１２００ｄｐｉと感光ドラム１の回転速度Ｖｄｒ（ｍｍ／ｓ）から次の式２で表される。
（式２）
Ｔｗ＝（２５．４÷１２００）÷Ｖｄｒ

【0059】

また矢印Ｙ方向に配列された発光部５０から出射された光の感光ドラム１上での照射位置が完全に重なることが理想的であるものの、制御上のばらつきにより、遅延量Ｔのタイミングを完全に実現することは難しい。そこで遅延量Ｔは、発光部５０から出射された光の感光ドラム１上での照射領域の副走査方向の長さであるスポットサイズをＷｓ（μｍ）とする場合、次の式３で算出される許容誤差量ΔＴ（μｓ）に収まるタイミングで制御されることが望ましい。

【0060】

（式３）
ΔＴ＝（Ｗｓ÷１０００）÷Ｖｄｒ

【0061】

＜露光ヘッドのシステム構成＞
次に、露光ヘッド６と露光ヘッド６の制御を行う画像コントローラ部７０の構成について説明する。画像コントローラ部７０は、画像形成装置Ａの本体側に設けられている。なお、以下では、一つの画像データ（単色）を処理する際に行う制御について説明するものの、画像形成動作を行う場合は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックに対応する四つの画像データについて同様の処理を並列処理するものとする。

【0062】

図１０は、画像コントローラ部７０と露光ヘッド６のシステム構成を示すブロック図である。図１０に示す様に、画像コントローラ部７０は、画像データ生成部７１、チップデータ変換部７２、ＣＰＵ７３、同期信号生成部７４を備える。画像コントローラ部７０は、これらの部位により、画像データの処理や画像形成タイミングの処理、露光ヘッド６を制御するための制御信号の送信などを行う。

【0063】

画像データ生成部７１には、画像読取部９０により読み取られた原稿の画像データや外部機器からネットワークを介して転送された画像データが入力される。画像データ生成部７１は、入力された画像データに対して、ＣＰＵ７３により指示された解像度でディザリング処理を行い、画像を出力するための画像データを生成する。

【0064】

同期信号生成部７４は、画像データの一ライン毎の区切りを表すライン同期信号を生成する。ＣＰＵ７３は、予め設定された感光ドラム１の回転速度に対し、感光ドラム１表面が回転方向に１２００ｄｐｉの画素サイズ移動する周期を一ライン周期として、同期信号生成部７４に信号周期の時間間隔を指示する。例えば感光ドラム１が２００ｍｍ／ｓで回転する場合、一ライン周期を１０５．８μｓとして時間間隔を指示する。

【0065】

チップデータ変換部７２は、同期信号生成部７４で生成され、ライン同期信号線７８を介して入力されたライン同期信号に同期して、一ライン分の画像データを各々の発光素子アレイチップ４０に分割する。そしてチップデータ変換部７２は、チップセレクト信号線７５、クロック信号線７６、画像データ信号線７７を介して、クロック信号及び画像データの有効範囲を表すチップセレクト信号と共に一ライン分の画像データを各々の発光素子アレイチップ４０へ送信する。

【0066】

露光ヘッド６が備えるヘッド情報格納部１７１は、通信信号線７９を介してＣＰＵ７３と接続されている。ヘッド情報格納部１７１は、ヘッド情報として、各々の発光素子アレイチップ４０の発光量や実装位置情報を格納する。また発光素子アレイチップ４０は、画像コントローラ部７０から入力された上記の各信号の設定値に基づいて、発光部５０を発光させる。また発光素子アレイチップ４０は、チップセレクト信号線７５を介して接続された他の発光素子アレイチップ４０で使用されるチップセレクト信号を生成する。

【0067】

＜発光素子アレイチップのシステム構成＞
次に、発光素子アレイチップ４０のシステム構成について説明する。

【0068】

図１１は、発光素子アレイチップ４０のシステム構成を示すブロック図である。図１１に示す様に、発光素子アレイチップ４０の回路部４６は、デジタル部８０とアナログ部８６から構成されている。アナログ部８６は、後述する通り、デジタル部８０で生成されたパルス信号に基づいて、発光部５０を駆動させるための信号を生成する。

【0069】

デジタル部８０は、通信ＩＦ部８１、レジスタ部８２、チップセレクト信号生成部８３、画像データ格納部８４、パルス信号生成部８５を備える。デジタル部８０は、これらの部位により、クロック信号に同期して通信信号により予め設定された設定値、チップセレクト信号、画像データ信号、ライン同期信号に基づいて、発光部５０を発光させるためのパルス信号を生成し、アナログ部８６へ送信する。

【0070】

チップセレクト信号生成部８３は、入力されたチップセレクト信号を遅延させ、チップセレクト信号線７５を介して接続された他の発光素子アレイチップ４０で使用されるチップセレクト信号を生成する。

【0071】

レジスタ部８２は、画像データ格納部８４で使用される露光タイミング情報、パルス信号生成部８５で生成されるパルス信号の幅情報及び位相情報（遅延情報）、アナログ部８６で設定される駆動電流の設定情報などを格納する。通信ＩＦ部８１は、ＣＰＵ７３から入力された通信信号に基づいて、レジスタ部８２に対する設定値のライト及びリードを制御する。

【0072】

画像データ格納部８４は、入力されたチップセレクト信号が有効な間の画像データを保持し、ライン同期信号に同期して画像データをパルス信号生成部８５に出力する。パルス信号生成部８５は、画像データ格納部８４から入力された画像データに応じて、レジスタ部８２で設定されたパルス信号の幅情報及び位相情報に基づいて、発光部５０をＯＮにするタイミングを制御するパルス信号が生成し、アナログ部８６に出力する。

【0073】

＜画像データ格納部＞
次に、画像データ格納部８４の動作について説明する。以下の説明において、チップセレクト信号ｃｓ、ライン同期信号ｌｓｙｎｃを負論理信号とするものの、これらは正論理信号であってもよい。

【0074】

図１２は、画像データ格納部８４の回路構成図である。図１２に示す様に、クロックゲート回路３０は、チップセレクト信号ｃｓの反転信号とクロック信号ｃｌｋの論理積を出力とし、チップセレクト信号ｃｓが有効な時のみフリップフロップ回路３１にクロック信号ｓ＿ｃｌｋを出力する。フリップフロップ回路３１は、画像データ格納部８４へ入力された画像データ信号ｄａｔａを大元の入力とし、発光素子アレイチップ４０の長手方向に設けられた発光部５０の数と同数の７４８個が直列接続されている。

【0075】

フリップフロップ回路３１は、クロックゲート回路３０から送られてきたクロック信号ｓ＿ｃｌｋで動作する。フリップフロップ回路３２は、フリップフロップ回路３１の出力を入力とし、ライン同期信号ｌｓｙｎｃで動作する。フリップフロップ回路３２の出力は、画像データｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００～ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿７４７として、パルス信号生成部８５とフリップフロップ回路３３に出力される。フリップフロップ回路３３は、フリップフロップ回路３２の出力を入力とし、多重タイミング信号ｌｓｈｉｆｔ＿０で動作する。フリップフロップ回路３３の出力は、画像データｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿０００～ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿７４７として、パルス信号生成部８５に出力される。

【0076】

多重タイミング信号生成部３４は、ライン同期信号ｌｓｙｎｃ、クロック信号ｃｌｋ、多重タイミング設定信号ｌｓｈｉｆｔ＿ｓｔａｒｔに基づいて、多重露光タイミング信号ｌｓｈｉｆｔ＿０を生成する。本実施形態では、多重タイミング設定信号ｌｓｈｉｆｔ＿ｓｔａｒｔは、ライン同期信号ｌｓｙｎｃをｌｓｈｉｆｔ＿ｓｔａｒｔ設定値の分、サイクル遅延させてｌｓｈｉｆｔ＿０を生成する。例えばｌｓｈｉｆｔ＿ｓｔａｒｔ＝１と設定する場合、多重タイミング信号ｌｓｈｉｆｔ＿０は、ライン同期信号ｌｓｙｎｃがクロック信号ｃｌｋで一サイクル分遅延した信号となる。

【0077】

図１３は、画像データ格納部８４における主走査方向の動作を示すタイミングチャートである。図１３に示す各記号の意味は、図１２に示す記号と同じ意味である。図１３に示す様に、ｃｓ＝０をｃｌｋの立上りで捉えた時刻Ｔ０からＴ１の間、画像データはｄａｔａ→ｄｌｙ＿ｄａｔａ＿０００→ｄｌｙ＿ｄａｔａ＿００１という具合に順にシフトしていく。ｃｓ＝０は、クロック信号が主走査方向の発光部５０の数と同数である７４８だけ入力される。これにより一ライン分の画像データがｄｌｙ＿ｄａｔａ＿０００～ｄｌｙ＿ｄａｔａ＿７４７に保持される。

【0078】

時刻Ｔ１以降は、ｃｓ＝１であるため、シフト動作は行われずに保持される。時刻Ｔ２でｌｓｙｎｃ＝０をｃｌｋの立上りで捉えると、ｄｌｙ＿ｄａｔａ＿０００→ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００→ｄｌｙ＿ｄａｔａ＿００１→ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿００１という具合に一ライン分の画像データが一斉にｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００～ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿７４７として、パルス信号生成部８５に出力される。

【0079】

図１４は、画像データ格納部８４における副走査方向の動作を示すタイミングチャートである。図１４に示す各記号の意味は、図１２に示す記号と同じ意味である。以下では、図１４を用いて、図１２に示すフリップフロップ回路３２の出力ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００、フリップフロップ回路３３の出力ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿０００を代表して説明する。そして以下では説明を省略するものの、ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿００１～ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿７４７、ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿００１～ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿７４７の全てについても同様である。

【0080】

図１４に示す様に、時刻Ｔ０でｌｓｙｎｃ＝０がフリップフロップ回路３２に入力されると、ｄｌｙ＿ｄａｔａ＿０００の値がｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００に出力される。時刻Ｔ１において、ｌｓｈｉｆｔ＿０＝０がフリップフロップ回路３３に入力されると、ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００の値がｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿０００として、パルス信号生成部８５に出力される。

【0081】

このように、ｌｓｙｎｃ＝０でｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００としてパルス信号生成部８５に出力されたデータが、次のｌｓｈｉｆｔ＿０＝０のタイミングでｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿０００として再びパルス信号生成部８５に出力される。ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿０＿０００を感光ドラム１上で先行して露光を行う発光部５０に、ｂｕｆ＿ｄａｔａ＿１＿０００を後行して露光を行う発光部５０に接続することで多重露光が実現される。

【0082】

なお、ここでは副走査方向に隣接する二つの発光部５０によって感光ドラム１を多重露光する構成について説明したものの、多重露光に用いられる発光部５０の数は二つに限定されず、三つ以上としてもよい。即ち、多重露光に用いられる発光部５０の数に合わせてフリップフロップ回路３２、３３の数を増やすことにより三つ以上の発光部５０に対応するデータを保持することが可能となる。また多重露光に用いられる発光部５０の数に合わせて、フリップフロップ回路に接続されるパルス信号生成部８５を増やすことにより三つ以上の発光部５０の各々の発光タイミングが制御可能となる。

【0083】

また本実施形態では、発光部５０のデータを保持するための構成としてフリップフロップ回路を例示して説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、例えばＲＡＭなどのメモリ回路を用いて発光部５０のデータを保持する構成としてもよい。但し、本実施形態のようにフリップフロップ回路を発光部５０に併走して配置する構成とするのが好ましい。これにより簡易で配線面積の少ない回路を形成することができる。

【0084】

＜アナログ部＞
次に、アナログ部８６の構成について説明する。なお、以下の説明では、二つの発光部５０を駆動させる二つの駆動部６１について説明するものの、全ての発光部５０は同様に駆動される。

【0085】

図１５は、アナログ部８６の構成を示すブロック図である。図１５に示す様に、アナログ部８６は、発光部５０を駆動させる駆動部６１、ＤＡＣ６２（デジタルアナログ変換器）、駆動部選択部６７を備える。

【0086】

ＤＡＣ６２は、レジスタ部８２で設定されているデータに基づいて、駆動電流を決定するアナログ電圧を信号線６３を介して駆動部６１に供給する。パルス信号生成部８５で生成されたパルス信号は、信号線６６を介して、駆動部６１に入力される。このように駆動部６１には、駆動電流を決定するアナログ電圧とパルス信号が入力される。そして駆動部６１は、これらの信号に基づいて、後述する駆動回路によって発光部５０の駆動電流と発光時間を制御する。

【0087】

駆動部選択部６７は、レジスタ部８２に設定されているデータに基づいて、駆動部６１を選択する駆動部セレクト信号を、信号線６４、６５を介して、二つの駆動部６１に供給する。ここで駆動部セレクト信号は、選択された駆動部６１に接続されている信号のみがＨｉとなるように生成される。例えば図１５に示す上側の駆動部６１が選択される場合、信号線６４のみにＨｉが供給され、信号線６５にはＬｏｗが供給される。二つの駆動部６１は、駆動部セレクト信号がＨｉになるタイミングで、ＤＡＣ６２から駆動電流を決定するアナログ電圧が設定される。このようにＣＰＵ７３は、レジスタ部８２を介して駆動部６１を順次選択し、選択した駆動部６１のアナログ電圧を設定することにより、一つのＤＡＣ６２を用いて全ての駆動部６１のアナログ電圧を設定する。

【0088】

次に、駆動部６１の構成について説明する。図１６は、駆動部６１の回路図である。図１６に示す様に、駆動部６１は、ＭＯＳＦＥＴ１１２～１１５、コンデンサ１１６、インバータ１１７を備える。

【0089】

ＭＯＳＦＥＴ１１２は、ゲート電圧の値に応じて発光部５０に駆動電流を供給し、ゲート電圧がＬｏｗレベルの場合、駆動電流がオフ（消灯）するように電流を制御する。ＭＯＳＦＥＴ１１４のゲートには、信号線６３が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１１４は、信号線６３を介して入力されるＰＷＭ信号がＨｉの場合、コンデンサ１１６に充電された電圧をＭＯＳＦＥＴ１１２に受け渡す。

【0090】

ＭＯＳＦＥＴ１１５は、駆動部選択部６７から信号線６４を介して送信された駆動部セレクト信号がゲートに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１１５は、入力された駆動部セレクト信号がＨｉの場合にオンし、ＤＡＣ６２から出力され、信号線６３を介して伝送されたアナログ電圧をコンデンサ１１６に充電する。本実施形態では、ＤＡＣ６２は、画像形成前のタイミングでコンデンサ１１６にアナログ電圧を設定し、画像形成動作中はＭＯＳＦＥＴ１１５をオフ状態にして電圧レベルを保持し続ける。

【0091】

上記の動作により、ＭＯＳＦＥＴ１１２は、設定されたアナログ電圧とＰＷＭ信号に応じて、駆動電流を発光部５０に供給する。また発光部５０の入力容量が大きく、オフ時の応答速度が遅い場合、ＭＯＳＦＥＴ１１３によってオフ時の応答速度を速めることができる。ＭＯＳＦＥＴ１１０３のゲートには、インバータ１１７によりＰＷＭ信号を論理反転させた信号が入力されている。ＰＷＭ信号がＬｏｗの場合、ＭＯＳＦＥＴ１１３のゲートはＨｉとなり、発光部５０の入力容量に充電された電荷を強制的に放電する。

【0092】

＜多重露光時の発光部の制御＞
上述した通り、画像形成装置Ａは、通常モードや低速モードを実行することによりシートＳの搬送速度を変化させることができる。換言すれば、画像形成装置Ａは、通常モードや低速モードの設定を切り替えることにより画像形成時の感光ドラム１の回転速度を変化させる。ここで低速モードを実行して画像を形成する際に多重露光を行う場合、通常モードを実行して画像を形成する際に多重露光を行う場合と比較して、感光ドラム１の表面の同一部分に光が当たる時間が長くなり、この同一部分に照射される光の光量が多くなる。このように感光ドラム１の表面の同一部分に照射される光の光量が多くなる場合、静電潜像を現像する際にトナーが載り過ぎてしまうおそれがある。そこで画像形成装置Ａは、多重露光を行う際に発光部５０を次の説明のように制御することで、感光ドラム１にトナーが載り過ぎることを抑制する。

【0093】

図１７は、発光部５０と感光ドラム１の模式図である。図１７に示す様に、以下の説明では、副走査方向に隣接する五つの発光部５０ａ～５０ｅにより多重露光を行う構成を例に挙げて多重露光時の発光部５０の制御を説明する。なお、図１７に示す実線の感光ドラム１は設計で定められた理想位置に感光ドラム１が位置する状態を示し、二点鎖線の感光ドラム１は最大公差によって理想位置からずれた位置に感光ドラム１が位置する状態を示す。

【0094】

図１８（ａ）は、通常モードにおいて多重露光を行う際の発光部５０と発光部５０から感光ドラム１に照射された光Ｈを示す模式図である。図１８（ａ）に示す様に、画像形成装置Ａが通常モードで画像を形成する場合、露光ヘッド６により多重露光を行う際に、発光素子アレイチップ４０の回路部４６は、発光部５０ａ～５０ｅの全てを所定のタイミングで点灯させる。これにより感光ドラム１の表面の同一部分に発光部５０ａ～５０ｅから出射された光Ｈａ～Ｈｅが照射される。

【0095】

図１８（ｂ）は、低速モードにおいて多重露光を行う際の発光部５０と発光部５０から感光ドラム１に照射された光Ｈを示す模式図である。図１８（ｂ）に示す様に、画像形成装置Ａが低速モードで画像を形成する場合、露光ヘッド６により多重露光を行う際に、発光素子アレイチップ４０の回路部４６は、発光部５０ａ～５０ｅのうち、発光部５０ａ～５０ｄを所定のタイミングで点灯させる。即ち、回路部４６は、低速モードが設定されている場合、通常モードが設定されている場合に多重露光を行う発光部５０ａ～５０ｅのうち、発光部５０ｅを消灯させて多重露光を行う。換言すれば、回路部４６は、低速モードにおいて感光ドラム１の表面の同一部分に光を照射する発光部５０の数が、通常モードにおいて感光ドラム１の表面の同一部分に光を照射する発光部５０の数よりも少なくなるように下部電極５４への電圧の印加を制御する。

【0096】

このように多重露光に用いられる発光部５０を減らすことで、低速モードが設定されており、通常モードより感光ドラム１の表面の同一部分に発光部５０の光が当たる時間が長い場合でも、この同一部分に照射される光の光量を低減させることができる。従って、低速モードで画像を形成し、多重露光を行う場合であっても、感光ドラム１にトナーが載り過ぎることを抑制することができる。

【0097】

また製造コストを削減するために、シートＳの搬送速度（生産性）が異なる画像形成装置に対し、同じ露光ヘッド６を使い回すことも考えられる。本実施形態の露光ヘッド６では、露光処理を行う際に駆動させる発光部５０が選択できるため、感光ドラム１の同一部分に照射される光量のレンジが広い。従って、シートＳの搬送速度が異なる画像形成装置に露光ヘッド６を使い回した場合であっても、各々の画像形成装置で光量を調整することができるため、感光ドラム１にトナーが載り過ぎることを抑制することができる。

【0098】

また図１７、図１８に示す様に、多重露光時に複数の発光部５０ａ～５０ｅから出射された光Ｈａ～Ｈｅの感光ドラム１上での照射位置は、制御上のばらつきにより若干のずれが生じる。この照射位置のずれは、公差の影響によって感光ドラム１が理想位置に対して発光部５０から離れた位置に位置する場合に大きくなる。例えば図１７において、光Ｈｃに着目すると、理想位置に位置する感光ドラム１上での照射位置と、公差の影響で理想位置からずれた位置に位置する感光ドラム１上での照射位置との間では、距離Ｌ３の分、照射位置がずれることになる。このように照射位置がずれる場合、多重露光で合成された光の感光ドラム１上での照射領域の副走査方向の長さであるスポットサイズＷｓが大きくなり、画像を構成するドットの鮮鋭性が悪化して画質が悪化する。

【0099】

これに対して本実施形態の構成のように、低速モードにおいて多重露光を行う際に、多重露光に用いられる発光部５０を減らすことで、スポットサイズＷｓを小さくすることができる。即ち、図１８（ａ）に示すスポットサイズＷｓ１と、図１８（ｂ）に示すスポットサイズＷｓ２を比較すると、多重露光で用いられる発光部５０が少ない分、スポットサイズＷｓ２の方が小さくなる。このように本実施形態の構成によれば、低速モードを実行する際にスポットサイズＷｓを小さくすることができるため、画像を構成するドットの鮮鋭性を良化させて、画質を向上させることができる。

【0100】

またロッドレンズアレイ２３の副走査方向の中心線ＬＣ（中心）に近い発光部５０から感光ドラム１へ光を照射する場合、中心線ＬＣから遠い発光部５０から光を照射する場合よりも感光ドラム１に到達する光の光量や光の形状等の光学特性が良いことが判明している。そこで低速モードにおいて多重露光を行う際、通常モードが設定されている場合に多重露光を行う発光部５０ａ～５０ｅのうち、ロッドレンズアレイ２３の副走査方向の中心線ＬＣから最も遠い発光部５０ｅを消灯して多重露光を行う構成とするのが好ましい。これにより光学特性の良い発光部５０ａ～５０ｄによって多重露光を行うことができるため、画質の悪化を抑制することができる。

【0101】

なお、本実施形態では、通常モードを実行する際に五つの発光部５０ａ～５０ｅを用いて多重露光を行い、低速モードを実行する際に四つの発光部５０ａ～５０ｄを用いて多重露光を行う構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。即ち、多重露光で用いられる発光部５０の数は露光処理に必要な光量に応じて適宜変更してもよい。例えば通常モードを実行する際に五つの発光部５０を用いて多重露光を行い、低速モードを実行する際に三つの発光部５０を用いて多重露光を行う構成としてもよい。この場合でも、低速モードを実行する際に消灯する発光部５０は、上記同様の理由により、ロッドレンズアレイ２３の副走査方向の中心線ＬＣから最も遠い発光部５０を少なくとも消灯する構成が好ましい。また露光処理で必要な光量が確保できるのであれば、通常モードを実行する際に複数の発光部５０を用いて多重露光を行い、低速モードを実行する際に多重露光を行わない構成としてもよい。

【0102】

また画像形成装置Ａは、ＣＰＵ７３の設定によりシートＳの坪量や副走査方向の画素数に応じて感光ドラム１の回転速度を段階的に変更できる構成としてもよい。このような構成であっても、上記同様の理由により、感光ドラム１の回転速度が低速になるにつれてロッドレンズアレイ２３の副走査方向の中心線ＬＣから遠い発光部５０から順次消灯する構成とするのが好ましい。即ち、本実施形態における低速モードを第一低速モードとし、第一低速モードより遅い第二低速モードを実行する際に三つの発光部５０を用いて多重露光を行うという具合に感光ドラム１の回転速度が低速になるにつれて多重露光に用いられる発光部５０の数を減らす構成を考える。ここでは第四低速モードまで設定が可能な構成とする。この場合、感光ドラム１の回転速度が低速になるにつれて、ロッドレンズアレイ２３の副走査方向の中心線ＬＣから遠い発光部５０ｅから図１９（ａ）～図１９（ｅ）に示す順に消灯する構成とするのが好ましい。

【0103】

また低速モードを実行する際に消灯する発光部５０は、ロッドレンズアレイ２３の副走査方向の中心線ＬＣから最も遠い発光部５０に限られず、他の発光部５０を消灯する構成としてもよい。例えば低速モードを実行する際に消灯する発光部５０として、副走査方向の端部に位置する発光部５０を消灯する構成としてもよい。即ち図２０（ａ）、図２０（ｂ）に示す様に、通常モードを実行する際に五つの発光部５０ａ～５０ｅを用いて多重露光を行い、低速モードを実行する際に発光部５０ａを消灯し、発光部５０ｂ～５０ｅを用いて多重露光を行う構成としてもよい。

【0104】

また画像形成装置ＡがＣＰＵ７３の設定によりシートＳの坪量や副走査方向の画素数に応じて感光ドラム１の回転速度を段階的に変更できる構成では、通常モードにおいて多重露光に用いられる発光部５０ａ～５０ｅのうち、副走査方向の中心の発光部５０ｃから遠い発光部５０を順に消灯させる。即ち、感光ドラム１の回転速度が低速になるにつれて、発光部５０ｃから遠い発光部５０ｅから図２０（ａ）～図２０（ｅ）に示す順に消灯する構成としてもよい。

【0105】

このように発光部５０を消灯することで、次の効果を得ることができる。即ち、多重露光において複数の発光部５０から照射される光が感光ドラム１上で合成される場合、合成された光の副走査方向の中心位置が最大光量となり、現像時に付着するトナーの量も最大となる。ここで画像を構成するドット毎にトナーの最大位置がずれる場合、各ドットの間隔が不均一となり画質が悪化する。これに対し、図２０（ａ）～図２０（ｅ）に示す順番で発光部５０ａ～５０ｅを消灯することで、合成された光の副走査方向の中心位置Ｇのずれが小さくなる。このため、ドット毎にトナーの最大位置がずれることが抑制され、各ドットの間隔が不均一となることが抑制され、画質の悪化を抑制することができる。

【符号の説明】

【0106】

１…感光ドラム（感光体）
６…露光ヘッド
２３…ロッドレンズアレイ（レンズ）
４２…発光基板（基板）
４６…回路部（制御部）
５０…発光部
５４…下部電極（複数の電極を含む第１電極層）
５６…発光層
５８…上部電極（第２電極層）
７３…ＣＰＵ（設定部）
３００…操作部（検出部）
Ａ…画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】