JP2017109346A - 光書込み装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＴＰＳ ＴＦＴを用いたＯＬＥＤ−ＰＨの大型化やコスト上昇を招くことなく、ＯＬＥＤの連続発光に起因する副走査方向の濃度ムラを低減することができる光書込み装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置の制御部は、画像データの各ラインについてＯＬＥＤ毎に、連続発光時間を計時しＳ１００４、積算発光時間を計時しＳ１００５、積算発光時間から劣化度を算出するＳ１００６。更に、環境温度を読み出しＳ１００７、目標光量を取得してＳ１００８。連続発光時間、劣化度、環境温度及び目標光量に対応する光量データを生成するＳ１００９。ここで、光量データは、ドループ現象による濃度ムラを防止するために、連続発光時間が長くなるほど駆動電流量が多くなるように生成される。制御部から受け付けた画像データ及び光量データに従って、光書込み装置は感光体ドラムの外周面を露光する。【選択図】図１０

Description

本発明は、光書込み装置及び画像形成装置に関し、特に、発光素子を電流駆動する薄膜トランジスターに生じたドループ現象に起因する光量変動を抑制する技術に関する。

近年、画像形成装置の小型化と低コスト化とを目的として、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）を発光源としてライン状に配置したライン光学型の光書込み装置（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ー（TFT: Thin Film Transistor）とを同一基板上に形成することによって、発光素子とその駆動回路を同一基板上に形成することができるので、小型かつ低コスト化することができる。

薄膜トランジスターに低温多結晶シリコン（LTPS: Low-Temperature Polycrystalline Silicon）を用いた場合、閾値電圧Ｖｔｈよりも大きいゲート‐ソース間電圧Ｖｇｓを印加し続けると、連続印加時間が長くなるにつれてソース−ドレイン電流が減少することが知られている（ドループ現象）。
このため、ＬＴＰＳ ＴＦＴをＯＬＥＤ−ＰＨに適用すると、ＯＬＥＤの連続発光時間が長くなるにつれてＯＬＥＤの発光量が低下してしまい（図１２（ａ））、副走査方向の濃度ムラが発生する。例えば、ベタ画像では副走査方向に画像形成が進むにつれて濃度が低下する（図１２（ｂ））。

このような問題に対して、例えば、ＯＬＥＤ毎に光量センサーを設けて当該ＯＬＥＤの発光量を計測し、フィードバック制御を行うことにより濃度ムラを解消する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００２−１４４６３４号公報

しかしながら、上記の従来技術では、ＯＬＥＤ毎に光量センサーを設けるためＯＬＥＤ−ＰＨの大型化や部品コストの上昇を避けることができない。
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、薄膜トランジスターを用いた光書込み装置における発光素子の連続発光に起因する副走査方向の濃度ムラを低減することができる光書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、本発明に係る光書込み装置は、画像データに基づいて感光体を露光してライン毎に静電潜像を形成する光書込み装置であって、電流駆動型の発光素子と、輝度信号に応じた駆動電流を前記発光素子に供給して発光させる薄膜トランジスターと、１ページ内のライン毎に、先頭ラインから当該ラインまでの間において前記発光素子が連続して点灯または消灯された点消灯履歴に応じた前記発光素子の発光量の変動を補償するように前記薄膜トランジスターに供給すべき輝度信号を補正し、補正後の輝度信号に応じた駆動電流を前記発光素子に供給するよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

このようにすれば、薄膜トランジスターを用いた光書込み装置における発光素子の連続発光に起因する副走査方向の濃度ムラを低減することができる。
なお、前記制御手段は、前記画像データを参照して前記点消灯履歴を特定してもよい。また、前記点消灯履歴は、当該発光素子を当該ラインまで連続点灯させた場合の点灯期間の長さを表してもよいし、前記先頭ラインから当該ラインまでの前記発光素子の連続点灯期間及び連続消灯期間の時期及び長さを表してもよい。

また、前記発光素子の環境温度を検出する温度検出手段と、前記発光素子の積算発光時間に応じた劣化度を検出する劣化度検出手段を備え、前記制御手段は、更に、前記環境温度と前記劣化度とに応じた前記前記発光素子の発光量の変動を補償するように前記薄膜トランジスターに供給すべき輝度信号を補正してもよい。
この場合において、前記点消灯履歴、前記環境温度及び前記劣化度の組み合わせ毎に前記輝度信号を補正するための補正データを記憶するテーブルを備え、前記制御手段は、前記点消灯履歴、前記環境温度及び前記劣化度の組み合わせ毎に対応する前記補正データを用いて前記輝度信号を補正してもよい。

また、前記発光素子の環境温度を検出する温度検出手段と、前記発光素子の積算発光時間に応じた劣化度を検出する劣化度検出手段と、初期状態の前記発光素子から目標光量を得るための輝度信号値を、目標光量毎に記憶する第１の記憶手段と、前記点消灯光履歴、前記環境温度及び前記劣化度の組み合わせ毎に前記目標光量を得るための輝度信号値を、前記初期状態において目標光量を得るための輝度信号値から算出するための補正係数を記憶する第２の記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記初期状態において目標光量を得るための輝度信号値を前記第１の記憶手段から取得すると共に、前記点消灯履歴、前記環境温度及び前記劣化度に応じた前記補正係数を前記第２の記憶手段から取得して、当該補正係数を用いて前記初期状態において目標光量を得るための輝度信号値から算出された輝度信号値になるように前記輝度信号を補正してもよい。

また、前記薄膜トランジスターは、低温多結晶シリコンを用いたＬＴＰＳ（Low-Temperature Polycrystalline Silicon）トランジスターであるのが望ましい。
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る光書込み装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、上記の効果を得ることができる。

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。 光書込み装置１００の主要な構成を示す図である。 ＯＬＥＤパネル２００の概略平面図であり、併せてＢ−Ｂ´線における断面図とＣ−Ｃ´線における断面図が示されている。 ＴＦＴ基板３００の主要な構成を示すブロック図である。 １対の選択回路４０１と発光ブロック４０２とを示す回路図である。 アクティブ駆動方式を説明するタイミングチャートである。 ＯＬＥＤ２０１の温度特性を例示するグラフである。 ＯＬＥＤ２０１の劣化特性を例示するグラフである。 制御部１０１の主要な構成を示すブロック図である。 制御部１０１による輝度信号の制御動作を表すフローチャートである。 制御部１０１による輝度信号の制御に用いるテーブルであって、（ａ）は連続発光時間テーブル、（ｂ）は積算発光時間テーブル、（ｃ）は劣化度テーブル、（ｄ）は目標光量テーブル、（ｅ）は入力値テーブルである。 駆動用ＴＦＴ５２２におけるドループ現象の影響を説明する図であって、（ａ）はＯＬＥＤ２０１の連続発光時間と初期光量に対する光量比の関係を示すグラフであり、（ｂ）はベタ画像における濃度ムラの出方を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態に係る制御部１０１による輝度信号の制御動作を表すフローチャートである。 制御部１０１による輝度信号の制御に用いるテーブルであって、（ａ）は連続画素数テーブル、（ｂ）は状態指数テーブル、（ｃ）は変動幅テーブル、（ｄ）は入力値テーブルである。 ＯＬＥＤ２０１毎の状態指数Ｋを算出する処理（Ｓ１３０６）の処理内容を示すフローチャートである。 駆動用ＴＦＴ５２２におけるドループ現象の影響を説明する図であって、（ａ）はＯＬＥＤ２０１の連続点灯時における光量比の変化を示すグラフであり、（ｂ）はＯＬＥＤ２０１の連続消灯時における光量比の変化を示すグラフであり、（ｃ）は光量比の変動を例示するグラフである。 本発明の第３の実施の形態に係る制御部１０１による輝度信号の制御動作を表すフローチャートである。 制御部１０１による輝度信号の制御に用いるテーブルであって、（ａ）は基準入力テーブル、（ｂ）は係数テーブルである。

以下、本発明に係る光書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
まず、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、ＯＬＥＤ毎に連続発光する画像数（以下、「連続発光数」という。）を計数し輝度信号を補正することによって発光量を適正化することを特徴とする。

（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主要な構成について説明する。
図１に示されるように、画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンターである。画像形成装置１が備える画像形成ステーション１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋは、制御部１０１の制御の下、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色のトナー像を形成する。

例えば、画像形成ステーション１１０Ｙにおいて、帯電装置１１２は感光体ドラム１１１の外周面を一様に帯電させる。光書込み装置１００は、感光体ドラム１１１の外周面を露光して、静電潜像を形成する。
現像装置１１３は、感光体ドラム１１１の外周面にトナーを供給して、静電潜像を現像（顕像化）してＹ色のトナー像を形成する。１次転写ローラー１１４は、感光体ドラム１１１の外周面上から中間転写ベルト１０２の外周面上へトナー像を静電転写（１次転写）する。１次転写後に感光体ドラム１１１の外周面上に残留するトナーはクリーナー１１５によって除去され、廃棄される。

中間転写ベルト１０２は、２次転写ローラー対１０３と従動ローラー１０４に張架されており、トナー像を担持した状態で矢印Ａ方向に回転走行する。
同様にして、画像形成ステーション１１０Ｍ、１１０Ｃ及び１１０Ｋが形成したＭＣＫ各色のトナー像が、Ｙ色のトナー像に重なるようにタイミングを合わせて中間転写ベルト１０２の外周面上に１次転写され、カラートナー像となる。中間転写ベルト１０２はカラートナー像を２次転写ローラー対１０３まで搬送する。

給紙カセット１２０には記録シートＳの束が収容されており、ピックアップローラー１２１は、記録シートＳを１枚ずつ送り出す。記録シートＳは、タイミングローラー１２２に達すると搬送が一旦停止された後、中間転写ベルト１０２によるカラートナー像の搬送にタイミングを合せて、２次転写ローラー対１０３まで搬送される。
２次転写ローラー対１０３は、中間転写ベルト１０２上のトナー像を記録シートＳ上に静電転写（２次転写）する。トナー像を転写された記録シートＳは、定着装置１０５でトナー像を熱定着された後、排紙ローラー１０６によって排紙トレイ１０７上に排出される。

なお、制御部１０１には不図示の操作パネルが接続されており、画像形成装置１のユーザーに対する情報提示を行ったり、ユーザーから指示入力を受け付けたりする。
（１−２）光書込み装置１００の構成
次に、光書込み装置１００の構成について説明する。
（１−２−１）全体構成
図２に示されるように、光書込み装置１００は、ＯＬＥＤパネル２００とロッドレンズアレイ２０２をホルダー２０３に収容したものであって、ＯＬＥＤパネル２００においては多数のＯＬＥＤ２０１がライン状に配設されている。ＯＬＥＤ２０１が出射した光ビームＬは、ロッドレンズアレイ２０２によって感光体ドラム１１１の外周面上に集光される。ロッドレンズアレイ２０２は、多数のロッドレンズを集積した光学素子であって、ＳＬＡ（SELFOC Lens Array。SELFOCは日本板硝子株式会社の登録商標。）を用いてもよいし、ＭＬＡ（Micro Lens Array）を用いてもよい。

ロッドレンズアレイ２０２を構成する個々のロッドレンズと個々のＯＬＥＤ２０１と位置関係はさまざまであり、ＯＬＥＤ２０１毎の集光率が一定しないため、すべてのＯＬＥＤ２０１を同一の発光量で発光させると、感光体ドラム１１１の外周面上でのＯＬＥＤ２０１毎の露光量にムラが生じる。このようなムラが生じないようにするために、本実施の形態においてはＯＬＥＤ２０１毎に発光量が調整される。

（１−２−２）ＯＬＥＤパネル２００の概略構成
図３は、ＯＬＥＤパネル２００の概略平面図であり、併せてＢ−Ｂ´線における断面図とＣ−Ｃ´線における断面図も示されている。また、概略平面図部分は後述する封止板３０１を取り外した状態を示している。
図３に示されるように、ＯＬＥＤパネル２００は、ＴＦＴ基板３００、封止板３０１及びドライバーＩＣ（Integrated Circuit）３０２等を備えている。ＴＦＴ基板３００には、１５，０００個のＯＬＥＤ２０１が主走査方向に沿って配列されている。これらのＯＬＥＤ２０１は、感光体ドラム１１１の外周面上で集光点が２１．２μｍピッチ（１２００ｄｐｉ）になっている。

ＴＦＴ基板３００に実装されているＴＦＴは、低温多結晶シリコンを用いたＬＴＰＳ ＴＦＴである。
ＴＦＴ基板３００のＯＬＥＤ２０１が配設された基板面には、スペーサー枠体３０３を挟んで封止板３０１が取着されている。これによって、ＴＦＴ基板３００上に実装されたＯＬＥＤ２０１等が、外気に触れないように乾燥窒素等を封入した状態で封止される。なお、吸湿剤を併せて封入してもよい。また、封止板３０１は、封止ガラスであってもよいし、ガラス以外の材料からなっていてもよい。

ＴＦＴ基板３００の封止領域外にはドライバーＩＣ３０２が実装されている。制御部１０１はカード電線（FFC: Flexible Flat Card）３１０を介してドライバーＩＣ３０２に画像データを入力する。ドライバーＩＣ３０２は画像データを変換して輝度信号を出力する。ＯＬＥＤ２０１には輝度信号に応じた駆動電流が供給され、発光量が制御される。輝度信号は、電流信号であってもよいし電圧信号であってもよい。

ドライバーＩＣ３０２には、温度センサー３０４が内蔵されている。ＯＬＥＤ２０１の環境温度として、温度センサー３０４が検出するドライバーＩＣ３０２の内部温度は、ＯＬＥＤ２０１自体の温度に相関している。
このように、ＯＬＥＤ−ＰＨではＯＬＥＤとＴＦＴとを同一基板上に形成することができるので、発光部（ＬＥＤアレイ）と制御回路部（駆動ＩＣ等）とを別基板にせざるを得ないＬＥＤ−ＰＨよりも低コスト化することができる。

（１−２−３）ＴＦＴ基板３００の構成
ＯＬＥＤ２０１は、環境温度の変化に伴って発光効率が変化する光量温度特性を有しており、環境温度の高低により画像全体の濃度が変化する。また、ＯＬＥＤ２０１は積算発光時間が長くなるにつれて発光量が低下する劣化特性を有する一方、ＯＬＥＤ２０１毎の積算発光時間には画像データに応じて様々であるため、ＯＬＥＤ２０１毎に光量劣化度が異なり輝度がばらついてしまう。

このような問題に対して、印刷画像をムラ無く、かつ画像品位を一定に保つためには、ＯＬＥＤ２０１毎に発光量を調整する必要がある。このため、ドライバーＩＣ３０２がＤＡＣを用いてＯＬＥＤ２０１毎に生成した輝度信号を駆動回路に書き込むことによって、ＯＬＥＤ２０１毎の発光量が調整される。
また、本実施の形態においては、複数のＯＬＥＤ２０１がＤＡＣを共用し、これらのＯＬＥＤ２０１を順次切り替えながらＤＡＣから輝度信号を書き込むアクティブ駆動方式を採用し、回路規模を削減している。アクティブ駆動方式では、ＤＡＣが書き込んだ輝度信号は、主走査期間（１Ｈ期間）経過後の次の書込みが実施されるまで保持される（例えば、発光データが書き込まれた場合、約１Ｈ期間発光し続ける）。

図４に示されるように、ＴＦＴ基板３００においては、１５，０００個のＯＬＥＤ２０１が１００個ずつ、１５０個の発光ブロック４０２に組分けされている。また、ドライバーＩＣ３０２には１５０個のＤＡＣ４００が内蔵されており、それぞれ発光ブロック４０２と１対１に対応している。ドライバーＩＣ３０２に内蔵された温度センサー３０４が検出した温度は、制御部１０１から参照することができる。

ドライバーＩＣ３０２は、制御部１０１から画像データを入力されると、当該入力を１００画素分ずつ１走査期間毎に各ＤＡＣ４００に分配する。ＤＡＣ４００から発光ブロックに向かう回路上には何れも選択回路４０１が配設されている。各ＤＡＣ４００は、画像データを輝度信号に変換し、配下の１００個のＯＬＥＤ２０１に対して順次、輝度信号を出力する。

図５は、１対の選択回路４０１と発光ブロック４０２とを示す回路図である。図５に示されるように、発光ブロック４０２は１００個の発光画素回路からなっており、各発光画素回路は、キャパシター５２１、駆動用ＴＦＴ５２２及びＯＬＥＤ２０１を１つずつ有している。また、選択回路４０１はシフトレジスター５１１と１００個の選択用ＴＦＴ５１２とを備えている。

シフトレジスター５１１は、１００個の選択用ＴＦＴ５１２それぞれのゲート端子に接続されており、選択用ＴＦＴ５１２を順番にオンする。選択用ＴＦＴ５１２のソース端子は、書き込み配線５３０を経由して、ＤＡＣ４００に接続されており、ドレイン端子はキャパシター５２１の第１の端子並びに駆動用ＴＦＴ５２２のゲート端子に接続されている。

シフトレジスター５１１が選択用ＴＦＴ５１２をオンした状態で、ＤＡＣ４００からの輝度信号がキャパシター５２１の第１の端子に入力され（チャージ）、リセットされるまで保持される（ホールド）。
キャパシター５２１の第１の端子は、駆動用ＴＦＴ５２２のゲート端子にも接続されており、キャパシター５２１の第２の端子は駆動用ＴＦＴ５２２のソース端子並びに電源線５３１に接続されている。

駆動用ＴＦＴ５２２のドレイン端子にはＯＬＥＤ２０１のアノード端子が接続されており、直列回路になっている。ＯＬＥＤ２０１のカソード端子は接地配線５３２に接続されている。また、電源線５３１は、電源部６１２から受電した定電圧源ＡＶＤＤに接続されており、接地配線５３２は接地端子ＧＮＤに接続されている。
定電圧源ＡＶＤＤは、ＯＬＥＤ２０１に供給される駆動電流の供給源となっており、駆動用ＴＦＴ５２２は、キャパシター５２１の第１、第２の端子間に保持されている電圧、言い換えると駆動用ＴＦＴ５２２のソース−ゲート電圧に応じたドレイン電流を駆動電流としてＯＬＥＤ２０１に供給する。言うまでもなく、ソース−ゲート電圧が高いほど、駆動用ＴＦＴ５２２は多くの駆動電流を供給し、ＯＬＥＤ２０１の発光量が増大する。

例えば、キャパシター５２１にＨｉに相当する輝度信号が書き込まれると、駆動用ＴＦＴ５２２がオンして、駆動電流に応じた光量でＯＬＥＤ２０１が発光する。また、キャパシター５２１にＬｏｗに相当する輝度信号が書き込まれると、駆動用ＴＦＴ５２２はオフして、ＯＬＥＤ２０１は発光しない。このように、ＤＡＣ４００が出力する起動信号を変更することによって、ＯＬＥＤ２０１の発光量を制御することができる。

書き込み配線５３０にはリセット回路５４０が接続されている。リセット回路５４０をオンすると電流ＤＡＣ４００から選択用ＴＦＴ５１２までの配線が所定電圧にリセットされる。リセット回路５４０は、ドライバーＩＣ３０２に内蔵されていてもよい。
このような構成を備えることによって、次のように輝度信号が書き込まれる。図６に示されるように、シフトレジスター５１１が、まず１番目の選択用ＴＦＴ５１２をオンすると、当該オン期間をチャージ期間として、ＤＡＣ４００からの輝度信号が１番目のキャパシター５２１に入力される。

次に、シフトレジスター５１１が１番目の選択用ＴＦＴ５１２をオフすると、１番目のキャパシター５２１が保持している電圧に応じた駆動電流が１番目のＯＬＥＤ２０１に供給され、ＯＬＥＤ２０１が点灯する（ホールド期間）。
１番目の選択用ＴＦＴ５１２のオフと共に、２番目の選択用ＴＦＴ５１２がオンされ、２番目のキャパシター５２１に輝度信号が入力される。このような動作を１００番目の選択用ＴＦＴ５１２まで実行すると、また、１番目の選択用ＴＦＴ５１２に戻って上記の動作を繰り返す。

なお、本実施の形態においては、駆動用ＴＦＴ５２２がｐチャンネルである場合を例にとって説明しているが、ｎチャンネルの駆動用ＴＦＴ５２２を用いても良いことは言うまでも無い。また、書き込み配線５３０、電源線５３１及び接地配線５３２は何れも薄膜配線である。
（１−３）輝度信号の制御
次に、ドライバーＩＣ３０２が出力する輝度信号の制御部１０１による制御について説明する。

駆動用ＴＦＴ５２２は、ＬＴＰＳ ＴＦＴであるため、同一の輝度信号でＯＬＥＤ２０１を連続発光させるとＯＬＥＤ２０１に供給される駆動電流量が減少して、ＯＬＥＤ２０１の発光量が低下する。本実施の形態においては、ＯＬＥＤ２０１の連続発光時間に応じて駆動電流量を増加させることによって、ＯＬＥＤ２０１の発光量の低下を防止して、形成される画像の濃度低下を防止する。

なお、制御部１０１は、連続発光による発光量の低下防止に併せて、環境温度の変化による発光量の変動や（図７においては、摂氏１０度での発光量に対する光量比を例示した）、経時劣化による発光量の変動も（図８においては、初期の発光量に対する光量比を例示した）、輝度信号を制御することによって防止する。
また、ＬＴＰＳ ＴＦＴは、所定の期間、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓが閾値電圧Ｖｔｈを下回るとドループ現象が解消される。ドループ現象の解消に要する期間はＬＴＰＳ ＴＦＴのサイズによって異なる。本実施の形態においては、ドループ現象の解消に要する期間が１主走査期間（１Ｈ期間）以下である場合について説明する。

（１−３−１）制御部１０１の構成
まずは制御部１０１の主要な構成について説明する。
図９に示されるように、制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９００やＲＯＭ（Read Only Memory）９０１等を備えており、画像形成装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ９００がリセットされる。その後、ＣＰＵ９００はＲＯＭ９０１からブートプログラムを読み出して起動し、ＲＡＭ（Random Access Memory）９０２を作業用記憶領域として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）９０３から読み出して制御プログラムを実行する。

ＣＰＵ９００は、光書込み装置１００のドライバーＩＣ３０２に画像データと光量データを入力して輝度信号を制御する。ＨＤＤ９０３は、上記制御プログラムの他、印刷ジョブや画像データ、制御部１０１が輝度信号を制御するために参照する入力値テーブル等を記憶する。
ＮＩＣ（Network Interface Card）９０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークを経由して他の装置から印刷ジョブを受け付けるための通信処理を実行する。操作パネル９１０は、画像形成装置１のユーザーに情報提示を行ったり、ユーザーからの指示入力を受け付けたりする。

（１−３−２）輝度信号の制御
次に、輝度信号の制御について説明する。
図１０に示されるように、制御部１０１は、ページ記述言語（PDL: Page Description Language）で記述された印刷ジョブを受け付けると（Ｓ１００１：ＹＥＳ）、当該印刷ジョブを言語解析して中間データに変換し、ラスタライズ処理によってページ毎の画像データを生成した後（Ｓ１００２）、ＯＬＥＤ２０１毎の連続発光時間をすべて０に初期化する（Ｓ１００３）。

本実施の形態において、ＯＬＥＤ２０１毎の連続発光時間とは、副走査方向に連続するラインの本数であって、当該ＯＬＥＤ２０１を連続して点灯するラインの本数をＯＬＥＤ２０１毎に計数したものであり、いわば当該ＯＬＥＤ２０１の点灯履歴である。なお、連続発光時間は、ページ毎に計数するものとし、前ページ以前の発光の有無については計数の対象とはしない。

制御部１０１は、更に画像データの１ライン毎にステップＳ１００４からＳ１０１１までの処理を実行する。
まず、制御部１０１は、ＯＬＥＤ２０１毎の連続発光時間を更新する（Ｓ１００４）。この処理において、制御部１０１は、当該ラインにおいて発光させるＯＬＥＤ２０１の連続発光時間を１だけ増加させる一方、当該ラインにおいて消灯させるＯＬＥＤ２０１については連続発光時間を０に初期化する。ＯＬＥＤ２０１毎の連続発光時間は、例えば、図１１（ａ）に示されるような連続発光時間テーブルに記録される。連続発光時間テーブルは、ＲＡＭ９０２上に設けてもよいし、ＨＤＤ９０３上に設けてもよい。

次に、制御部１０１は、ＯＬＥＤ２０１毎の積算発光時間を更新する（Ｓ１００５）。この処理において、制御部１０１は、当該ラインにおいて発光させるＯＬＥＤ２０１の積算発光時間を１だけ増加させる一方、当該ラインにおいて消灯させるＯＬＥＤ２０１については何もしない。ＯＬＥＤ２０１毎の連続発光時間は、例えば、図１１（ｂ）に示されるような連続発光時間テーブルに記録される。連続発光時間テーブルは、不揮発性の記憶装置であるＨＤＤ９０３上に設けられており、画像形成装置１の工場出荷時にすべてＯＬＥＤ２０１について連続発光時間が０に初期化される。

ステップＳ１００６において、制御部１０１は、ＯＬＥＤ２０１毎に劣化度を算出する。ＯＬＥＤ２０１毎の劣化度は、ＯＬＥＤ２０１毎の積算発光時間と劣化度テーブルとを用いて算出される。劣化度テーブルには、図１１（ｃ）に例示されるように、積算発光時間毎の劣化度が記録されている。図１１（ｃ）の劣化度は、図８に例示されるような、初期の発光量に対する積算発光時間経過後の発光量の比で表されている。劣化度テーブルは、ＲＯＭ９０１上に設けてもよいし、ＨＤＤ９０３上に設けてもよい。

なお、ＯＬＥＤ２０１毎の積算発光時間に一致する積算発光時間が劣化度テーブルにない場合には、ＯＬＥＤ２０１毎の積算発光時間に最も近い積算発光時間と当該積算発光時間に対応付けられた劣化度とを劣化度テーブルから読み出して、線形補間などを用いて、ＯＬＥＤ２０１毎の積算発光時間に対応する劣化度を求めてもよい。
また、劣化度テーブルに代えて、積算発光時間と劣化度との関係を表す計算式を用いて、積算発光時間から劣化度を算出してもよい。

次に、制御部１０１は、温度センサー３０４を参照してＯＬＥＤ２０１の環境温度を読み出すと共に（Ｓ１００７）、目標光量テーブルを参照してＯＬＥＤ２０１毎の目標光量を取得する（Ｓ１００８）。目標光量テーブルには、図１１（ｄ）に例示されるように、ＯＬＥＤ２０１毎の目標光量が記録されている。目標光量テーブルは、ＲＯＭ９０１上に設けてもよいし、ＨＤＤ９０３上に設けてもよい。

ステップＳ１００９において、制御部１０１は、入力値テーブルを参照してＯＬＥＤ２０１毎の光量データを生成する。入力値テーブルは、図１１（ｅ）に例示されるように、連続発光時間、劣化度、環境温度及び目標光量の組み合わせ毎に輝度信号値を記録したテーブルであって、ＲＯＭ９０１上に設けてもよいし、ＨＤＤ９０３上に設けてもよい。
なお、言うまでもなく、入力値テーブルに代えて、連続発光時間、劣化度、環境温度及び目標光量から輝度信号値を算出することができる計算式を用いてもよい。

その後、制御部１０１は、ドライバーＩＣ３０２に画像データを入力すると共に（Ｓ１０１０）、光量データを入力する（Ｓ１０１１）。これらのデータを入力されたドライバーＩＣ３０２は、画像データを参照して発光させるＯＬＥＤ２０１を特定し、光量データを参照して当該ＯＬＥＤ２０１の輝度信号値を決定した後、当該ＯＬＥＤ２０１を含む発光ブロック４０２に対応するＤＡＣ４００に当該輝度信号を出力させる。

当該画像データのすべてのラインについて上記の処理を実行したら、制御部１０１は、ステップＳ１００１に進んで次の印刷ジョブを待つ。
図１２（ａ）のグラフは、ドループ現象による影響が十分解消される程度に長い期間、ＯＬＥＤ２０１を消灯した後、ＯＬＥＤ２０１を点灯した場合の初期発光量に対する、連続発光後の発光量の比と連続発光時間との関係を例示している。図１２（ａ）に例示されるように、ＯＬＥＤ２０１の連続発光時間が長くなるほど、駆動用ＴＦＴ５２２におけるドループ現象に起因する当該ＯＬＥＤ２０１の光量低下が大きくなる。

従って、当該光量低下分を補うに足りるだけ駆動電流量を増加させるように、輝度信号値を制御すれば、当該ＯＬＥＤ２０１の発光量を安定化することができる。
本実施の形態においては、ＯＬＥＤ２０１毎の連続発光時間が長くなっても当該ＯＬＥＤ２０１の発光量が低下しないように、上記入力値テーブルにおいて当該連続発光時間が輝度信号値に対応付けられている。従って、ＯＬＥＤ２０１の連続発光に伴って当該ＯＬＥＤ２０１に駆動電流を供給する駆動用ＴＦＴ５２２にドループ現象が発生しても、ＯＬＥＤ２０１を所望の発光量で発光させることができるので、優れた印刷画質を達成することができる。

また、ドループ現象に起因する濃度ムラを抑制するために、光書込み装置１００に専用の回路構成を追加する必要がないので、部品コストを増大させることなく、様々な構成を備えた光書込み装置に適用することができる。
［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共通の構成を備える一方、駆動用ＴＦＴ５２２のサイズが、ドループ現象の解消に要する期間が１主走査期間（１Ｈ期間）以上になるサイズである点において相違している。以下、専ら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要素がある場合には共通の符号が付与される。

上記第１の実施の形態においては、ドループ現象によるＯＬＥＤ２０１毎の発光量の低下を当該ＯＬＥＤ２０１の連続発光時間と対応付けて光量データを生成したが、本実施の形態においてはＯＬＥＤ２０１毎に連続発光状態を指標する指数（以下、「状態指数」という。）Ｋを用いて光量データを生成する。ここで、連続発光状態とは、ＯＬＥＤ２０１毎の点灯期間の長さのみならず消灯時間の長さも包含した点消灯履歴である。

図１３に示されるように、本実施の形態に係る制御部１０１は、印刷ジョブを受け付けると（Ｓ１００１：ＹＥＳ）、画像データを生成した後（Ｓ１００２）、ＯＬＥＤ２０１毎の連続画素数をすべて０に初期化すると共に（Ｓ１３０１）、ＯＬＥＤ２０１毎の状態指数Ｋとその初期値Ｋ０を０に初期化する（Ｓ１３０２）。ここで、ＯＬＥＤ２０１毎の連続画素数とは、当該ＯＬＥＤ２０１が点灯または消灯し続けた画素数である。

例えば、画像データ中の最初のラインから３番目のラインまで当該ＯＬＥＤ２０１を点灯し続けた場合には、連続画素数は３となる。また、最初のラインから５番目のラインまで当該ＯＬＥＤ２０１を消灯し続けた場合には連続画素数は５となり、その後６番目のラインで当該ＯＬＥＤ２０１を点灯した場合には連続画素数は１になる。
制御部１０１は、更に画像データの１ライン毎にステップＳ１３０３からＳ１０１１までの処理を実行する。

まず、制御部１０１は、ＯＬＥＤ２０１毎の連続画素数を更新する（Ｓ１３０３）。ＯＬＥＤ２０１毎の連続画素数は、例えば、図１４（ａ）に示されるような連続画素数テーブルにおいて、点灯数は正値で、消灯数は負値で記録される。すなわち、１０回連続して点灯した場合は正値１０が記録され、１７回連続して消灯した場合には負値−１７が当該ＯＬＥＤ２０１の番号に対応する連続画素数の欄に記録される。連続画素数テーブルは、ＲＡＭ９０２上に設けてもよいし、ＨＤＤ９０３上に設けてもよい。

次に、前のラインと現在のラインとで点灯状態が変化したＯＬＥＤ２０１がある場合には（Ｓ１３０４：ＹＥＳ）、状態指数テーブルを参照して、当該ＯＬＥＤ２０１の状態指数Ｋの値を初期値Ｋ０の欄に記録する（Ｓ１３０５）。状態指数テーブルは、図１４（ｂ）に例示されるように、ＯＬＥＤ２０１の番号ごとに状態指数Ｋと初期値Ｋ０を記録するテーブルであって、ＲＡＭ９０２上に設けてもよいし、ＨＤＤ９０３上に設けてもよい。

ステップＳ１３０６においては、ＯＬＥＤ２０１毎の状態指数Ｋを算出する。この算出に当たっては、図１５に示されるように、画像データを参照して当該ＯＬＥＤ２０１の点灯状態を確認する（Ｓ１５０１）。当該ＯＬＥＤ２０１を点灯する場合には（Ｓ１５０２：ＹＥＳ）、変動幅テーブルにおいて連続画素数に対応する点灯時変動幅Ｋｏｎの欄を参照して点灯時変動幅Ｋｏｎを読み出す（Ｓ１５０３）。

図１４（ｃ）に例示されるように、変動幅テーブルは連続画素数に対応する点灯時変動幅Ｋｏｎと消灯時変動幅Ｋｏｆｆとを記録したテーブルであって、ＲＯＭ９０１上に設けてもよいし、ＨＤＤ９０３上に設けてもよい。点灯時変動幅Ｋｏｎは、図１６（ａ）に示されるように、ＯＬＥＤ２０１を連続点灯した場合における光量比の低下幅を表している。

消灯時変動幅Ｋｏｆｆは、図１６（ｂ）に示されるように、ＯＬＥＤ２０１の連続消灯した直後に点灯した場合における光量比の上昇幅を表している。更に、初期値Ｋ０は、ＯＬＥＤ２０１の点灯期間や消灯期間の初期の光量比を表している。
図１６（ｃ）に示されるように、画像形成時には図１６（ａ）、（ｂ）に示されるような特性に従って、光量比が上下する。なお、図１６（ｃ）においても消灯期間に示されている光量比は、消灯期間内の各時点で当該ＯＬＥＤ２０１を点灯した場合の光量比である。

次に、下記の式（１）を用いて初期値Ｋ０と点灯時変動幅Ｋｏｎとから状態指数Ｋを算出する（Ｓ１５０５）。
（状態指数Ｋ）＝（初期値Ｋ０）＋（点灯時変動幅Ｋｏｎ） …（１）
当該ＯＬＥＤ２０１を消灯する場合には（Ｓ１５０２：ＮＯ）、変動幅テーブルにおいて連続画素数に対応する消灯時変動幅Ｋｏｆｆの欄を参照して消灯時変動幅Ｋｏｆｆを読み出して（Ｓ１５０４）、下記の式（２）を用いて状態指数Ｋを算出する（Ｓ１５０５）。

（状態指数Ｋ）＝（初期値Ｋ０）−（点灯時変動幅Ｋｏｆｆ） …（２）
なお、式（２）を用いて負の値が算出された場合には、状態指数Ｋの値を強制的に０にする。ＯＬＥＤ２０１の消灯期間が長くなったからといってＯＬＥＤ２０１の発光量が画像形成開始時よりも多くなることはないからである。状態指数Ｋを算出したら、上位のルーチンに復帰する。

その後、上記第１の実施の形態と同様に、ステップＳ１００５からステップＳ１００８の処理を実行した後、入力値テーブルを参照して輝度信号を決定する（Ｓ１００９）。本実施の形態に係る入力値テーブルは、図１４（ｄ）に例示されるように、上記第１の実施の形態における連続発光時間に代えて、状態指数Ｋを用いる。
その後、制御部１０１は、ドライバーＩＣ３０２に画像データを入力すると共に（Ｓ１０１０）、光量データを入力する（Ｓ１０１１）。このようにすれば、ＯＬＥＤ２０１の消灯期間でのドループ現象の解消過程においても所望の発光量でＯＬＥＤ２０１を発光させることができる。

［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上記第１並びに第２の実施の形態に係る画像形成装置と概ね共通の構成を備える一方、光量データを生成する方法において相違している。以下、専ら相違点に着目して説明する。

図１７に示されるように、本実施の形態に係る制御部１０１は、基準入力テーブルと係数テーブルとを参照して、光量データを生成することを特徴としている（Ｓ１７０１）。基準入力テーブルは、図１８（ａ）に例示されるように、ＯＬＥＤ２０１の目標光量毎に輝度信号の基準値を対応付けるテーブルであり、係数テーブルは、図１８（ｂ）に例示されるように、ＯＬＥＤ２０１の連続発光時間、環境温度及び劣化度の組み合わせに対して計数値を対応付けるテーブルである。

光量データを生成する際に、制御部１０１は、まず当該ＯＬＥＤ２０１の連続発光時間、温度センサー３０４にて取得した環境温度及びステップＳ１００６で取得した当該ＯＬＥＤ２０１の劣化度の組み合わせに対応する係数値を係数テーブルから読み出すと共に、ステップＳ１００８で取得した当該ＯＬＥＤ２０１の目標光量に対応する輝度信号の基準値を基準入力テーブルから読み出す。

次に、制御部１０１は、読み出した輝度信号の基準値に係数を乗算して、得られた輝度信号値を光量データとする。
このようにすれば、光量データを生成するために参照するテーブルのデータ量を削減することができる。
［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。

（１）上記実施の形態においては、制御部１０１がライン毎に連続発光時間を更新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。
すなわち、制御部１０１は、ラスタライズ処理によって生成したページ毎の画像データを参照して、主走査方向において同一の位置にある画素のうちＯＬＥＤ２０１を点灯すべき画素を副走査方向に順に計数することによって、ＯＬＥＤ２０１毎の連続発光時間を取得してもよい。

（２）上記実施の形態においては、ＯＬＥＤ２０１を発光素子として用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、ＯＬＥＤに代えて他の電流駆動型の発光素子を用いてもよい。ＬＴＰＳ ＴＦＴによって電流駆動される発光素子であれば、ＬＴＰＳ ＴＦＴにおけるドループ現象に起因して濃度ムラが発生し得るが、この発光素子の如何に関わらず本発明の効果を得ることができる。

（３）上記実施の形態においては、駆動用ＴＦＴ５２２がＬＴＰＳ ＴＦＴ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、ＯＬＥＤ２０１を連続発光させるとドループ現象が発生する駆動回路によってＯＬＥＤ２０１の電流駆動する光書込み装置であれば、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
（４）上記実施の形態においては、画像形成装置１がタンデム型のカラープリンター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、タンデム型以外のカラープリンターやモノクロプリンターに本発明を適用してもよい。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、或いは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。

本発明に係る光書込み装置及び画像形成装置は、発光素子を電流駆動する薄膜トランジスターに生じたドループ現象に起因する光量変動を抑制する装置として有用である。

１………画像形成装置
１００…光書込み装置
２０１…制御部
２０１…ＯＬＥＤ
３０４…温度センサー
５２２…駆動用ＴＦＴ

Claims (9)

1. 画像データに基づいて感光体を露光してライン毎に静電潜像を形成する光書込み装置であって、
   電流駆動型の発光素子と、
   輝度信号に応じた駆動電流を前記発光素子に供給して発光させる薄膜トランジスターと、
   １ページ内のライン毎に、先頭ラインから当該ラインまでの間において前記発光素子が連続して点灯または消灯された点消灯履歴に応じた前記発光素子の発光量の変動を補償するように前記薄膜ランジスターに供給すべき輝度信号を補正し、補正後の輝度信号に応じた駆動電流を前記発光素子に供給するよう制御する制御手段と、を備える
   ことを特徴とする光書込み装置。
2. 前記制御手段は、前記画像データを参照して前記点消灯履歴を特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光書込み装置。
3. 前記点消灯履歴は、当該発光素子を当該ラインまで連続点灯させた場合の点灯期間の長さを表す
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光書込み装置。
4. 前記点消灯履歴は、前記先頭ラインから当該ラインまでの前記発光素子の連続点灯期間及び連続消灯期間の時期及び長さを表す
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光書込み装置。
5. 前記発光素子の環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記発光素子の積算発光時間に応じた劣化度を検出する劣化度検出手段を備え、
   前記制御手段は、更に、前記環境温度と前記劣化度とに応じた前記前記発光素子の発光量の変動を補償するように前記薄膜トランジスターに供給すべき輝度信号を補正する
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の光書込み装置。
6. 前記点消灯履歴、前記環境温度及び前記劣化度の組み合わせ毎に前記輝度信号を補正するための補正データを記憶するテーブルを備え、
   前記制御手段は、前記点消灯履歴、前記環境温度及び前記劣化度の組み合わせ毎に対応する前記補正データを用いて前記輝度信号を補正する
   ことを特徴とする請求項５に記載の光書込み装置。
7. 前記発光素子の環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記発光素子の積算発光時間に応じた劣化度を検出する劣化度検出手段と、
   初期状態の前記発光素子から目標光量を得るための輝度信号値を、目標光量毎に記憶する第１の記憶手段と、
   前記点消灯光履歴、前記環境温度及び前記劣化度の組み合わせ毎に前記目標光量を得るための輝度信号値を、前記初期状態において目標光量を得るための輝度信号値から算出するための補正係数を記憶する第２の記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記初期状態において目標光量を得るための輝度信号値を前記第１の記憶手段から取得すると共に、
   前記点消灯履歴、前記環境温度及び前記劣化度に応じた前記補正係数を前記第２の記憶手段から取得して、
   当該補正係数を用いて前記初期状態において目標光量を得るための輝度信号値から算出された輝度信号値になるように前記輝度信号を補正する
   ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の光書込み装置。
8. 前記薄膜トランジスターは、低温多結晶シリコンを用いたＬＴＰＳ（Low-Temperature Polycrystalline Silicon）トランジスターである
   ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の光書込み装置。
9. 請求項１から８の何れかに記載の光書込み装置を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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