画像形成装置
【課題】画像形成装置において、感光体上に形成された画素サイズの変動を阻止することを目的とする。
【解決手段】画素毎に対応する発光素子を、感光体の主走査方向に列状に配置するとともに感光体の副走査方向に複数列設けた発光素子ラインヘッド（光学ヘッド）６２と、発光素子と感光体との間に配置された結像光学系と、複数列の発光素子ライン（発光素子列）６２ｋ，６２ｌ，６２ｍを１ラインずつ所定の使用期間にわたって順次使用して感光体を露光する画像データ処理手段６５とを備えた画像形成装置とする。
【解決手段】画素毎に対応する発光素子を、感光体の主走査方向に列状に配置するとともに感光体の副走査方向に複数列設けた発光素子ラインヘッド（光学ヘッド）６２と、発光素子と感光体との間に配置された結像光学系と、複数列の発光素子ライン（発光素子列）６２ｋ，６２ｌ，６２ｍを１ラインずつ所定の使用期間にわたって順次使用して感光体を露光する画像データ処理手段６５とを備えた画像形成装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光源として発光素子列が用いられた記録ヘッドを有する画像形成装置に関し、特に画像形成する際に発光源の光量劣化による画像品質の低下の防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー画像を形成する画像形成装置が広く実用化されてきている。特に、画像担持体（感光体）を複数備えたカラー画像形成装置が、その画像形成の生産性の利点を生かして、従来の複数回転（たとえば４回転）で１コピーを得る方式のカラー画像形成装置と並んで開発されてきている。
【０００３】
ここで、図１１に従来の画像担持体としての感光体を複数備えたカラー画像形成装置の構成の一例を示す。
【０００４】
図１１において、４つの感光体１０１，１０２，１０３，１０４と、これらに跨って延在している転写ユニット１０５が図示されている。それぞれの感光体１０１，１０２，１０３，１０４の周辺には、帯電装置１０６，１０７，１０８，１０９、露光装置１１０，１１１，１１２，１１３、現像装置１１４，１１５，１１６，１１７、感光体クリーニング装置１１８，１１９，１２０，１２１が配置されている。
【０００５】
現像装置１１４，１１５，１１６，１１７に隣接して設けられた現像剤格納部１２２，１２３，１２４，１２５には、それぞれ現像装置１１４，１１５，１１６，１１７に対応する色のトナーが格納されており、それらに格納されているトナーは用紙に記録される画像の濃度がほぼ一定となるように各現像装置１１４，１１５，１１６，１１７へ補給される。
【０００６】
転写ユニット１０５は、ベルト状転写体１２６と、このベルト状転写体１２６を回転搬送するための駆動ローラ１２７と、ベルト状転写体１２６に記録紙１２８を介して押圧力を与える押圧ローラ１２９と、ベルト状転写体１２６を挟んで駆動ローラ１２７とは反対側に位置する支持ローラ１３０と、画像形成時においてベルト状転写体１２６に張力を与えることによりベルト状転写体１２６における感光体１０１，１０２，１０３，１０４と当接または対向する面を平面化させるための張力ローラ１３１等とで構成されている。
【０００７】
図１１において、ベルト状転写体１２６はトナー画像をその表面上に直接搭載してから記録紙１２８に転写するいわゆる中間転写体であるが、その代わりに、例えばベルト上に用紙を吸着してその用紙上にトナー画像を転写するいわゆる転写紙搬送体であってもよい。
【０００８】
なお、転写ユニット１０５には、記録紙１２８に転写されずにベルト状転写体１２６の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするためのベルトクリーニング装置１３２が設けられている。
【０００９】
この他、図１１に示すカラー画像形成装置には、記録紙１２８を格納しておくための給紙カセット１３３、その給紙カセット１３３より記録紙１２８を支持ローラ１３０および押圧ローラ１２９からなる記録紙転写部１３４へ供給するための給紙ローラ１３５、ピックアップローラ１３６、レジストローラ１３７等からなる給紙部１３８や、記録紙１２８の表面に転写されたトナー像を定着させるための定着装置１３９等が設けられている。
【００１０】
次に、露光装置１１０，１１１，１１２，１１３について、図１２を用いて説明する。
【００１１】
従来、感光体上に潜像を書き込む画像形成装置において、書き込み手段として、ＬＥＤアレイを用いたものが知られている。そして、ＬＥＤのような発光素子を用いた場合には、各発光素子の輝度（光量）と寿命との関係に留意する必要がある。
【００１２】
すなわち、発光素子の輝度を小さくすることにより寿命を延長させることができるが、この場合には画像を形成するための露光量が不足するという問題が生じる。また、発光素子の輝度を大きくすると画像を形成するために必要な露光量が得られるが、寿命が短縮されるという問題が生じる。
【００１３】
このため、輝度が大きく、しかも寿命が長い発光素子を得るために、材料開発が進められているが、現状ではコストが高く実用化が困難な状況にある。
【００１４】
そこで、１画素を複数の発光素子で照射して重ねて露光する、多重露光方式のラインヘッド（光学ヘッド）が開発されている。
【００１５】
このような多重露光方式のラインヘッドの例として、例えば（特許文献１）には、露光装置１１０にＭドットで一列をなす発光素子１１０ａを複数列（Ｎ列）配置し、感光体１０１を移動させると共に当該発光素子１１０ａを列方向にシフトさせて、同一画素に重ねて画像データを形成する技術が記載されている。
【００１６】
この技術では、発光出力が低い発光素子を用いた場合でも高速に画像形成が行えるという利点がある。
【特許文献１】特開昭６１−１８２９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、（特許文献１）に記載の従来の画像形成装置においては、ラインヘッドに複数列の発光素子を配置し、感光体を移動させると共に当該発光素子を列方向にシフトさせて同一画素に重ねて画像データを形成しているので、感光体の回転速度変動によって同一画素のずれた位置に画像データを形成してしまい、画素サイズが変動して画像ムラが発生するという問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、発光素子を用いて画像形成する際において、感光体上に形成される画素サイズの変動を阻止することの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】
【００１９】
この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像情報に応じた光を感光体に照射し、当該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、画素毎に対応する発光素子を、前記感光体の主走査方向に列状に配置すると共に、前記感光体の副走査方向に複数列設けた光学ヘッドと、前記光学ヘッドの複数列の発光素子のうち、少なくとも一つの列を使用して前記感光体を露光させると共に、所定の使用期間使用すると発光素子列を切り換える画像データ処理手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の好ましい形態において、前記画像データ処理手段は、所定の使用期間として、１つの発光素子列の所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命、を満たすよう設定する。
【００２１】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子列の切り換えは、非印字動作時または印字領域外で行う。
【００２２】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子列の使用期間は、発光輝度の劣化速度と発光時間とが略比例している期間である。
【００２３】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子は、隣り合う列において主走査方向に対してずらして配置され、同時に複数列を使用可能とする。
【００２４】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子は有機ＥＬ発光素子である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光記録ヘッドである発光素子ラインヘッドの寿命を短縮することなく、感光体上に形成された画素サイズの変動を阻止することができるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の請求項１に記載の発明は、画像情報に応じた光を感光体に照射し、当該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、画素毎に対応する発光素子を、感光体の主走査方向に列状に配置すると共に、感光体の副走査方向に複数列設けた光学ヘッドと、光学ヘッドの複数列の発光素子のうち、少なくとも一つの列を使用して感光体を露光させると共に、所定の使用期間使用すると発光素子列を切り換える画像データ処理手段と、を有する画像形成装置であり、光学ヘッドの寿命を短縮することなく、感光体上に形成された画素サイズの変動を阻止することができるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、画像データ処理手段は、所定の使用期間として、１つの発光素子列の所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命、を満たすよう設定する画像形成装置であり、光学ヘッドを備えた露光装置の寿命によって画像形成ユニットの寿命に制限を加える必要がないので、１つの発光素子列の設定使用時間が短くても画像形成ユニット全体としての寿命を十分満足させることができるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、発光素子列の切り換えは、非印字動作時または印字領域外で実施する画像形成装置であり、発光素子列の切り換えに伴う印字効率を損なうことがないので、印字スピードが低下しないという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、発光素子列の使用期間は、発光輝度の劣化速度と発光時間とが略比例している期間であることを特徴とする画像形成装置であり、発光素子の輝度低下を精度よく予測することが可能となり、画像劣化をさらに精度良く防止することができる。また、累積発光時間による輝度低下を補正する輝度補正手段が不要になるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、発光素子は、隣り合う列において主走査方向に対してずらして配置され、同時に複数列を使用可能とすることを特徴とする画像形成装置であり、主走査方向解像度を高めることが可能になるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、発光素子は有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置であり、レーザ走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであるため、装置の小型化を図ることができるという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の画像形成装置の構成を示す概略図、図２は図１の画像形成装置に設けられた露光装置の要部を示す斜視図、図３は図２の露光装置における副走査方向の断面図、図４は図２の露光装置に設けられた有機ＥＬ発光素子アレイの発光部近傍の構成を示す断面図、図５は本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの構成を示す説明図、図６は本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図、図７は本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドの構成を示す説明図、図８は本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドのブロック図である。
【００３４】
図１に示す画像形成装置において、４つの像形成体としての感光体１，２，３，４と、これらに跨って延在している転写ユニット５が図示されている。それぞれの感光体１，２，３，４の周辺には、帯電装置６，７，８，９、露光装置１０，１１，１２，１３、現像装置１４，１５，１６，１７、感光体クリーニング装置１８，１９，２０，２１が配置され、これら感光体１，２，３，４、帯電装置６，７，８，９、露光装置１０，１１，１２，１３、現像装置１４，１５，１６，１７および感光体クリーニング装置１８，１９，２０，２１で現像色に対応した４つの画像形成ユニットが形成されている。なお、画像形成ユニットは、感光体１，２，３，４および露光装置１０，１１，１２，１３を含んでいれば足り、これ以外の構成要素については、本実施の形態に限定されるものではない。
【００３５】
現像装置１４，１５，１６，１７に隣接して設けられた現像剤格納部２２、２３、２４、２５には、それぞれ現像装置１４，１５，１６，１７に対応する色のトナーが格納されており、それらに格納されているトナーは用紙に記録される画像の濃度がほぼ一定となるように各現像装置１４，１５，１６，１７へ補給される。
【００３６】
転写ユニット５は、ベルト状転写体２６と、このベルト状転写体２６を回転搬送するための駆動ローラ２７と、ベルト状転写体２６に記録紙２８を介して押圧力を与える押圧ローラ２９と、ベルト状転写体２６を挟んで駆動ローラ２７とは反対側に位置する支持ローラ３０と、画像形成時においてベルト状転写体２６に張力を与えることによりベルト状転写体２６における感光体１，２，３，４と当接または対向する面を平面化させるための張力ローラ３１等とで構成されている。
【００３７】
本実施の形態１において、ベルト状転写体２６はトナー画像をその表面上に直接搭載してから記録紙２８に転写するいわゆる中間転写体であるが、その代わりに、例えばベルト上に用紙を吸着してその用紙上にトナー画像を転写するいわゆる転写紙搬送体であってもよい。
【００３８】
なお、転写ユニット５には、記録紙２８に転写されずにベルト状転写体２６の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするためのベルトクリーニング装置３２が設けられている。
【００３９】
この他、図１に示すカラー画像形成装置には、記録紙２８を格納しておくための給紙カセット３３、その給紙カセット３３より記録紙２８を支持ローラ３０および押圧ローラ２９からなる記録紙転写部３４へ供給するための給紙ローラ３５、ピックアップローラ３６とレジストローラ３７等からなる給紙部３８や、記録紙２８の表面に転写されたトナー像を定着させるための定着装置３９等が設けられている。
【００４０】
次に、画像形成の詳細について、ベルト状転写体２６が中間転写体の場合で説明する。
【００４１】
まず、感光体１が帯電装置６により一様に所定の電位に帯電された後、露光装置１０により露光され、これにより形成された静電潜像を単色のトナーにより現像する。静電潜像が可視化されたトナー画像（第１のトナー画像）は、ベルト状転写体２６と対向または接する位置でベルト状転写体２６に転写される。
【００４２】
この第１のトナー画像が感光体２と接触する位置に進むタイミングに合わせて、第１のトナー画像と同様に感光体２の表面に形成された他の色のトナー画像が、第２のトナー画像として第１のトナー画像の上に重ねて転写される。以下、同様にして第３のトナー画像、第４のトナー画像が順次重ねて転写され、４色の重ね画像が完成する。
【００４３】
このベルト状転写体２６の上に形成された重ね画像は、その後駆動ローラ２７および押圧ローラ２９からなる記録紙転写部３４において記録紙２８に一括転写され、定着装置３９により記録紙２８に定着されて、記録紙２８にカラー画像が形成される。
【００４４】
ここで、実施の形態１の画像形成装置が前述した従来の画像形成装置と異なるのは露光装置１０，１１，１２，１３の構成である。つまり、実施の形態１の画像形成装置では、露光装置１０，１１，１２，１３には、有機ＥＬ発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を感光体１の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッドが用いられている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザ走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、感光体１，２，３，４に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。
【００４５】
図２は露光装置１０の要部を拡大して示す斜視図である。なお、露光装置１１，１２，１３は露光装置１０と同一の構成であるため、説明を省略する。
【００４６】
有機ＥＬ素子アレイ４０は、長尺のハウジング４１中に保持されている。そして、ハウジング４１の両端に設けられた位置決めピン４２をハウジング４１の対向する位置決め穴に挿入するとともに、ハウジング４１の両端に設けられたねじ挿入孔４３を通して固定することにより、各露光装置１０，１１，１２，１３が所定位置に固定される。
【００４７】
露光手段１０は、ガラス基板４４上に有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０を載置し、同じガラス基板４４上に形成されたＴＦＴ５１（図４）により駆動される。屈折率分布型のロッドレンズアレイ４６は結像光学系を構成し、発光部５０の前面に屈折率分布型ロッドレンズ４７が配置されている。
【００４８】
ハウジング４１はガラス基板４４の周囲を覆っており、感光体１に面した側は開放している。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ４７から感光体１に光線を射出する。ハウジング４１のガラス基板４４の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。
【００４９】
図３は露光装置１０の副走査方向の断面図である。
【００５０】
露光装置１０には、ハウジング４１中の屈折率分布型のロッドレンズアレイ４６の背面に面して取り付けられた有機ＥＬ発光素子アレイ４０と、ハウジング４１の背面からその中の有機ＥＬ発光素子アレイ４０を遮蔽する不透明なカバー４８とが設けられている。
【００５１】
また、固定板ばね４９によりハウジング４１の背面に対してカバー４８を押圧して、ハウジング４１内を光密に密閉する。すなわち、ガラス基板４４は、固定板ばね４９によりハウジング４１で光学的に密閉されている。なお、固定板ばね４９は、ハウジング４１の長手方向に複数個所設けられている。
【００５２】
露光装置１０のハウジング４１は不透明部材で形成され、その背面には不透明なカバー４８により覆われている。このため、有機ＥＬ発光素子アレイ４０の背面に入射する蛍光灯や太陽からの紫外線も、有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０へ達することが防止される。
【００５３】
図４は図３に示した有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０近傍の構成を示す断面図である。
【００５４】
有機ＥＬ発光素子アレイ４０は、例えば０．５ｍｍ厚のガラス基板４４上に、発光部５０の発光を制御する厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５１が、例えば千鳥配置された２列の発光部５０の各々に対応して欄外に設けられている。
【００５５】
ガラス基板４４上には、そのＴＦＴ５１上のコンタクトホールを除いて厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ2からなる絶縁膜５２が形成され、コンタクトホールを介してＴＦＴ５１に接続するように発光部５０に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏｘｉｄｅｓ：インジウム・スズ・酸化物）からなる陽極５３が形成されている。
【００５６】
次いで、発光部５０以外の位置に対応する部分には、厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ2からなる別の絶縁膜５４が形成され、その上に発光部５０に対応する穴５５を形成した厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク５６が設けられている。
【００５７】
そのバンク５６の穴５５内には、陽極５３側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層５７、厚さ５０ｎｍの発光層５８が成膜され、発光層５８の上面と穴５５の内面およびバンク５６の外面を覆うように、厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第１層５９ａと厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第２層５９ｂとが順に成膜されている。
【００５８】
そして、その上に窒素ガス等の不活性ガス６０を介して厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス６１でカバーされて有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０が構成されている。発光部５０からの発光はガラス基板４４側に行われる。
【００５９】
なお、発光層５８に用いる材料、正孔注入層５７に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号公報、特開２０００−３２３２７６号公報等で公知の種々のものが利用でき、詳細な説明は省略する。
【００６０】
そして、このような有機ＥＬ発光素子は、発光素子をガラス基板４４上に容易に作製することができるので、製造コストを低減することができる。
【００６１】
図５は本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドの構成を示す説明図である。
【００６２】
図５において、ロッドレンズアレイ４６は、ロッドレンズ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅを２列に千鳥状に配置している。なお、符号６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、複数の有機ＥＬ発光素子（発光素子）が一列に配列された発光素子ライン（発光素子列）である。なお、有機ＥＬ発光素子は各画素毎に設けられている。
【００６３】
図６は本発明に係る光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図である。
【００６４】
図６において、ホストコンピュータ６３は、印刷データを形成して画像形成装置の制御部６４に送信する。画像形成装置の制御部６４は、画像データ処理手段６５、記憶手段６６，６７，６８，６９、発光素子ラインヘッド（光学ヘッド）６２，７１，７２，７３を有している。
【００６５】
発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応するものであり、感光体１，２，３，４にカラー画像を形成する。そして、記憶手段６６，６７，６８，６９は、各色の発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３に対応した画像データを記憶する。
【００６６】
画像データ処理手段６５は、ホストコンピュータ６３から送信された印刷データに基づいて、色分解、諧調処理、画像データのビットマップへの展開、色ずれ調整などの処理を行う。そして、画像データ処理手段６５は、１ラインずつの画像データを各記憶手段６６，６７，６８，６９に出力する。
【００６７】
発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３には、それぞれ感光体１，２，３，４の副走査方向に複数列の発光素子が設けられており、各列の発光素子を独立して露光を行う構成とされている。このため、各記憶手段６６，６７，６８，６９は、それぞれ発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３に対して必要に応じて画像データを出力している。
【００６８】
図７は図６のイエローの発光素子ラインヘッド６２の例を示す説明図である。
【００６９】
図７において、発光素子ラインヘッド６２には、それぞれの発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍの主走査方向Ｙに複数個の発光素子が列状に設けられている。また、この例では、感光体の副走査方向Ｘに対して、発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに同数の発光素子が配置されている。なお、発光素子ラインの数は図示する数に限定されるものではなく、所望のライン数だけ設けることができる。
【００７０】
図８は図６の構成を部分的に示すブロック図である。図８においては、発光素子（イエロー）ラインヘッド６２と、それに対応する記憶手段６６の細部を示している。
【００７１】
ここで、図８では、図７で示した発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに画像データを出力するものとする。なお、この例では、記憶手段６６と発光素子ラインヘッド６２は同一の基板上に形成されている。
【００７２】
記憶手段６６は、発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに対して、画像データの転送、保持と発光素子への出力を行うシフトレジスタ６６ａ、およびどの発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに信号を送るかを選択するセレクタ６６ｂを配列している。そして、画像データ処理手段６５は、１ラインずつの画像データを記憶手段６６に出力する。
【００７３】
次に、図８に示すブロック図の動作について説明する。
【００７４】
画像データ処理手段６５からの画像データが記憶手段６６に入力されると、シフトレジスタ６６ａからは、露光する画像データがセレクタ６６ｂへ転送される。転送された画像データはセレクタ６６ｂによって第１の発光素子ライン６２ｋに画像データを出力して所定の使用期間発光素子を駆動して感光体１を露光する。
【００７５】
所定の使用期間経過後（一般には、第１の発光素子ライン６２ｋが寿命になったならば）、未使用の第２の発光素子ライン６２ｌの発光素子を動作させるように切り換える。
【００７６】
すなわち、第２の発光素子ライン６２ｌを動作させる場合には、画像データ処理手段６５からの画像データが記憶手段６６に入力され、シフトレジスタ６６ａから露光する画像データがセレクタ６６ｂへ転送される。そして、セレクタ６６ｂによって第２の発光素子ライン６２ｌに画像データが出力して発光素子を動作させる。
【００７７】
このようにして、感光体１上に露光される画像データを所定の使用期間にわたって第１の発光素子ライン６２ｋを使用して出力し、第１の発光素子ライン６２ｋが寿命になったならば次の所定の使用期間にわたって第２の発光素子ライン６２ｌを使用して出力し、第２の発光素子ライン６２ｌが寿命になったならば次の所定の使用期間にわたって第３の発光素子ライン６２ｍを使用して出力する。
【００７８】
このため、図５に示す場合では、各画素が保有する露光時間能力に比べてラインヘッドが保有する露光時間能力は３倍あることになる。なお、発光素子が配置された発光素子ラインの副走査方向の列数、すなわち画素を一列のラインで露光する場合に得られる露光時間は、必要に応じて適宜選定することができる。
【００７９】
以上説明したように、感光体１の主走査方向に一列に配置されるとともに感光体１の副走査方向に複数列設けた発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍを１ラインずつ所定の使用期間にわたって順次使用して感光体１を露光するようにしたので、光記録ヘッドの寿命を短縮することなく感光体１上に形成された画素サイズの変動を阻止することができる。これにより、画像品質の劣化を防止することが可能になる。
【００８０】
ここで、「１つの発光素子ラインの所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命」とすれば、発光素子ラインヘッドを備えた露光装置６の寿命によって画像形成ユニットの寿命に制限を加える必要がないので、１つの発光素子ラインの設定使用時間（一般的には、発光素子ラインの寿命）が短くても画像形成ユニット全体としての寿命を十分満足させることができる。
【００８１】
また、図８に示す発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍの使用切り替えは、セレクタ６６ｂの動作を非印字動作時または印字領域外にて実施するようにしているので、印字効率を損なうことがないので、印字スピードが低下しない。
【００８２】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２の画像形成装置における発光素子ラインの寿命劣化を示すグラフである。なお、本実施の形態２における画像形成装置の構成要素およびその機能や作用、画像形成の詳細については実施の形態１にて説明した画像形成装置と同じであるため、これらについての詳細な説明は省略する。
【００８３】
本実施の形態２は、発光素子が配置された発光素子ラインの使用期間を限定しており、発光時間と素子輝度がほぼ比例して低下していく領域を使用するという点で実施の形態１と異なっている。
【００８４】
図９において、図９（ａ）は例えば発光素子（イエロー）ラインヘッド６２の第１の発光素子ライン６２ｋの寿命劣化グラフであり、図９（ｂ）は例えば発光素子（イエロー）ラインヘッド６２の第２の発光素子ライン６２ｌの寿命劣化グラフである。
【００８５】
図９（ａ）において、２００，０００ｃｄ／ｍ2に発光された各素子を２０時間エージングさせた後のポイント７４ａから、８０時間経過したポント７４ｂまでは±２％の範囲内で直線的に輝度が劣化していることを示している。
【００８６】
同様に図９（ｂ）においても、ポント７５ａからポイント７５ｂまでは±２％の範囲内で直線的に輝度が劣化している。
【００８７】
そこで、各発光素子ライン６２ｋ、６２ｌの使用範囲を、発光輝度の劣化速度と発光時間とがほぼ比例している期間、すなわち、第１の発光素子ライン６２ｋの使用範囲をポント７４ａから７４ｂとし、また、第２の発光素子ライン６２ｌの使用範囲をポイント７５ａから７５ｂとする。
【００８８】
これにより、発光素子の輝度低下を精度よく予測することが可能となり、画像劣化をさらに精度良く防止することができる。また、累積発光時間による輝度低下を補正する輝度補正手段が不要になる。
【００８９】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３の画像形成装置における発光素子の配列を示す説明図である。なお、本実施の形態３においても、画像形成装置の構成要素およびその機能や作用、画像形成の詳細については実施の形態１にて説明した画像形成装置と同じであるため、これらについての詳細な説明は省略する。
【００９０】
本実施の形態３は、各発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍを構成する発光素子が、主走査方向に対してずらして配置されているものである。また、ユーザからの要求に応じて、複数の発光素子ラインを同時に使用できるようになっている。
【００９１】
すなわち、図１０において、発光素子（イエロー）ラインヘッド６２の第１の発光素子ライン６２ｋの第１番目の素子位置中心線を７６、第２番目の素子中心線を７７とし、第２の発光素子ライン６２ｌの第１番目の素子中心線を７８、第３の発光素子ライン６２ｍの第１番目の素子中心線を７９とする。
【００９２】
各素子の中心線は第１番目の中心線７６と第２番目の中心線７７間でほぼ等間隔に千鳥状に配列されている。
【００９３】
この構成において、通常は、前述のようにして１ラインずつ使用する。そして、ユーザからの印字要求、例えば通常画像解像度の３倍の解像度が要求された場合には、１ラインのみ使用していた状態から３ライン全て使用し、出力される画像解像度を３倍に増加させる。なお、２倍の解像度が要求された場合には、２ラインを使用することはもちろんである。
【００９４】
このようにすれば、主走査方向解像度を高めることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように本発明にかかる画像形成装置は、設置面積が小さい露光装置を長時間使用することができるところから、例えばビジネスまたはＳＯＨＯ市場向けのプリンタ、複写機、ファクシミリ装置および小ロット印刷市場向けの小型オンデマンド印刷機などへの利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の形態１の画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】図１の画像形成装置に設けられた露光装置の要部を示す斜視図
【図３】図２の露光装置における副走査方向の断面図
【図４】図２の露光装置に設けられた有機ＥＬ発光素子アレイの発光部近傍の構成を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの構成を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドの構成を示す説明図
【図８】本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドのブロック図
【図９】本発明の実施の形態２の画像形成装置における発光素子ラインの寿命劣化を示すグラフ
【図１０】本発明による素子千鳥配列図
【図１１】従来の画像担持体としての感光体を複数備えたカラー画像形成装置の構成の一例を示す概略図
【図１２】図１１のカラー画像形成装置に設けられた露光装置の構成を示す概略図
【符号の説明】
【００９７】
１〜４，１０１〜１０４ 感光体
５，１０５ 転写ユニット
６〜９，１０６〜１０９ 帯電装置
１０〜１３，１１０〜１１３ 露光装置
１４〜１７，１１４〜１１７ 現像装置
１８〜２１，１１８〜１２１ 感光体クリーニング装置
２２〜２５，１２２〜１２５ 現像剤格納部
２６，１２６ ベルト状転写体
４４ ガラス基板
４６ ロッドレンズアレイ（結像光学系）
５０ 発光部
６２ 発光素子ラインヘッド
６６ 記憶手段
６６ａ シフトレジスタ
６６ｂ セレクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光源として発光素子列が用いられた記録ヘッドを有する画像形成装置に関し、特に画像形成する際に発光源の光量劣化による画像品質の低下の防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー画像を形成する画像形成装置が広く実用化されてきている。特に、画像担持体（感光体）を複数備えたカラー画像形成装置が、その画像形成の生産性の利点を生かして、従来の複数回転（たとえば４回転）で１コピーを得る方式のカラー画像形成装置と並んで開発されてきている。
【０００３】
ここで、図１１に従来の画像担持体としての感光体を複数備えたカラー画像形成装置の構成の一例を示す。
【０００４】
図１１において、４つの感光体１０１，１０２，１０３，１０４と、これらに跨って延在している転写ユニット１０５が図示されている。それぞれの感光体１０１，１０２，１０３，１０４の周辺には、帯電装置１０６，１０７，１０８，１０９、露光装置１１０，１１１，１１２，１１３、現像装置１１４，１１５，１１６，１１７、感光体クリーニング装置１１８，１１９，１２０，１２１が配置されている。
【０００５】
現像装置１１４，１１５，１１６，１１７に隣接して設けられた現像剤格納部１２２，１２３，１２４，１２５には、それぞれ現像装置１１４，１１５，１１６，１１７に対応する色のトナーが格納されており、それらに格納されているトナーは用紙に記録される画像の濃度がほぼ一定となるように各現像装置１１４，１１５，１１６，１１７へ補給される。
【０００６】
転写ユニット１０５は、ベルト状転写体１２６と、このベルト状転写体１２６を回転搬送するための駆動ローラ１２７と、ベルト状転写体１２６に記録紙１２８を介して押圧力を与える押圧ローラ１２９と、ベルト状転写体１２６を挟んで駆動ローラ１２７とは反対側に位置する支持ローラ１３０と、画像形成時においてベルト状転写体１２６に張力を与えることによりベルト状転写体１２６における感光体１０１，１０２，１０３，１０４と当接または対向する面を平面化させるための張力ローラ１３１等とで構成されている。
【０００７】
図１１において、ベルト状転写体１２６はトナー画像をその表面上に直接搭載してから記録紙１２８に転写するいわゆる中間転写体であるが、その代わりに、例えばベルト上に用紙を吸着してその用紙上にトナー画像を転写するいわゆる転写紙搬送体であってもよい。
【０００８】
なお、転写ユニット１０５には、記録紙１２８に転写されずにベルト状転写体１２６の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするためのベルトクリーニング装置１３２が設けられている。
【０００９】
この他、図１１に示すカラー画像形成装置には、記録紙１２８を格納しておくための給紙カセット１３３、その給紙カセット１３３より記録紙１２８を支持ローラ１３０および押圧ローラ１２９からなる記録紙転写部１３４へ供給するための給紙ローラ１３５、ピックアップローラ１３６、レジストローラ１３７等からなる給紙部１３８や、記録紙１２８の表面に転写されたトナー像を定着させるための定着装置１３９等が設けられている。
【００１０】
次に、露光装置１１０，１１１，１１２，１１３について、図１２を用いて説明する。
【００１１】
従来、感光体上に潜像を書き込む画像形成装置において、書き込み手段として、ＬＥＤアレイを用いたものが知られている。そして、ＬＥＤのような発光素子を用いた場合には、各発光素子の輝度（光量）と寿命との関係に留意する必要がある。
【００１２】
すなわち、発光素子の輝度を小さくすることにより寿命を延長させることができるが、この場合には画像を形成するための露光量が不足するという問題が生じる。また、発光素子の輝度を大きくすると画像を形成するために必要な露光量が得られるが、寿命が短縮されるという問題が生じる。
【００１３】
このため、輝度が大きく、しかも寿命が長い発光素子を得るために、材料開発が進められているが、現状ではコストが高く実用化が困難な状況にある。
【００１４】
そこで、１画素を複数の発光素子で照射して重ねて露光する、多重露光方式のラインヘッド（光学ヘッド）が開発されている。
【００１５】
このような多重露光方式のラインヘッドの例として、例えば（特許文献１）には、露光装置１１０にＭドットで一列をなす発光素子１１０ａを複数列（Ｎ列）配置し、感光体１０１を移動させると共に当該発光素子１１０ａを列方向にシフトさせて、同一画素に重ねて画像データを形成する技術が記載されている。
【００１６】
この技術では、発光出力が低い発光素子を用いた場合でも高速に画像形成が行えるという利点がある。
【特許文献１】特開昭６１−１８２９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、（特許文献１）に記載の従来の画像形成装置においては、ラインヘッドに複数列の発光素子を配置し、感光体を移動させると共に当該発光素子を列方向にシフトさせて同一画素に重ねて画像データを形成しているので、感光体の回転速度変動によって同一画素のずれた位置に画像データを形成してしまい、画素サイズが変動して画像ムラが発生するという問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、発光素子を用いて画像形成する際において、感光体上に形成される画素サイズの変動を阻止することの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】
【００１９】
この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像情報に応じた光を感光体に照射し、当該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、画素毎に対応する発光素子を、前記感光体の主走査方向に列状に配置すると共に、前記感光体の副走査方向に複数列設けた光学ヘッドと、前記光学ヘッドの複数列の発光素子のうち、少なくとも一つの列を使用して前記感光体を露光させると共に、所定の使用期間使用すると発光素子列を切り換える画像データ処理手段と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の好ましい形態において、前記画像データ処理手段は、所定の使用期間として、１つの発光素子列の所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命、を満たすよう設定する。
【００２１】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子列の切り換えは、非印字動作時または印字領域外で行う。
【００２２】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子列の使用期間は、発光輝度の劣化速度と発光時間とが略比例している期間である。
【００２３】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子は、隣り合う列において主走査方向に対してずらして配置され、同時に複数列を使用可能とする。
【００２４】
本発明のさらに好ましい形態において、前記発光素子は有機ＥＬ発光素子である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、光記録ヘッドである発光素子ラインヘッドの寿命を短縮することなく、感光体上に形成された画素サイズの変動を阻止することができるという有効な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の請求項１に記載の発明は、画像情報に応じた光を感光体に照射し、当該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、画素毎に対応する発光素子を、感光体の主走査方向に列状に配置すると共に、感光体の副走査方向に複数列設けた光学ヘッドと、光学ヘッドの複数列の発光素子のうち、少なくとも一つの列を使用して感光体を露光させると共に、所定の使用期間使用すると発光素子列を切り換える画像データ処理手段と、を有する画像形成装置であり、光学ヘッドの寿命を短縮することなく、感光体上に形成された画素サイズの変動を阻止することができるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、画像データ処理手段は、所定の使用期間として、１つの発光素子列の所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命、を満たすよう設定する画像形成装置であり、光学ヘッドを備えた露光装置の寿命によって画像形成ユニットの寿命に制限を加える必要がないので、１つの発光素子列の設定使用時間が短くても画像形成ユニット全体としての寿命を十分満足させることができるという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、発光素子列の切り換えは、非印字動作時または印字領域外で実施する画像形成装置であり、発光素子列の切り換えに伴う印字効率を損なうことがないので、印字スピードが低下しないという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、発光素子列の使用期間は、発光輝度の劣化速度と発光時間とが略比例している期間であることを特徴とする画像形成装置であり、発光素子の輝度低下を精度よく予測することが可能となり、画像劣化をさらに精度良く防止することができる。また、累積発光時間による輝度低下を補正する輝度補正手段が不要になるという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、発光素子は、隣り合う列において主走査方向に対してずらして配置され、同時に複数列を使用可能とすることを特徴とする画像形成装置であり、主走査方向解像度を高めることが可能になるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、発光素子は有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置であり、レーザ走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであるため、装置の小型化を図ることができるという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の画像形成装置の構成を示す概略図、図２は図１の画像形成装置に設けられた露光装置の要部を示す斜視図、図３は図２の露光装置における副走査方向の断面図、図４は図２の露光装置に設けられた有機ＥＬ発光素子アレイの発光部近傍の構成を示す断面図、図５は本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの構成を示す説明図、図６は本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図、図７は本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドの構成を示す説明図、図８は本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドのブロック図である。
【００３４】
図１に示す画像形成装置において、４つの像形成体としての感光体１，２，３，４と、これらに跨って延在している転写ユニット５が図示されている。それぞれの感光体１，２，３，４の周辺には、帯電装置６，７，８，９、露光装置１０，１１，１２，１３、現像装置１４，１５，１６，１７、感光体クリーニング装置１８，１９，２０，２１が配置され、これら感光体１，２，３，４、帯電装置６，７，８，９、露光装置１０，１１，１２，１３、現像装置１４，１５，１６，１７および感光体クリーニング装置１８，１９，２０，２１で現像色に対応した４つの画像形成ユニットが形成されている。なお、画像形成ユニットは、感光体１，２，３，４および露光装置１０，１１，１２，１３を含んでいれば足り、これ以外の構成要素については、本実施の形態に限定されるものではない。
【００３５】
現像装置１４，１５，１６，１７に隣接して設けられた現像剤格納部２２、２３、２４、２５には、それぞれ現像装置１４，１５，１６，１７に対応する色のトナーが格納されており、それらに格納されているトナーは用紙に記録される画像の濃度がほぼ一定となるように各現像装置１４，１５，１６，１７へ補給される。
【００３６】
転写ユニット５は、ベルト状転写体２６と、このベルト状転写体２６を回転搬送するための駆動ローラ２７と、ベルト状転写体２６に記録紙２８を介して押圧力を与える押圧ローラ２９と、ベルト状転写体２６を挟んで駆動ローラ２７とは反対側に位置する支持ローラ３０と、画像形成時においてベルト状転写体２６に張力を与えることによりベルト状転写体２６における感光体１，２，３，４と当接または対向する面を平面化させるための張力ローラ３１等とで構成されている。
【００３７】
本実施の形態１において、ベルト状転写体２６はトナー画像をその表面上に直接搭載してから記録紙２８に転写するいわゆる中間転写体であるが、その代わりに、例えばベルト上に用紙を吸着してその用紙上にトナー画像を転写するいわゆる転写紙搬送体であってもよい。
【００３８】
なお、転写ユニット５には、記録紙２８に転写されずにベルト状転写体２６の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするためのベルトクリーニング装置３２が設けられている。
【００３９】
この他、図１に示すカラー画像形成装置には、記録紙２８を格納しておくための給紙カセット３３、その給紙カセット３３より記録紙２８を支持ローラ３０および押圧ローラ２９からなる記録紙転写部３４へ供給するための給紙ローラ３５、ピックアップローラ３６とレジストローラ３７等からなる給紙部３８や、記録紙２８の表面に転写されたトナー像を定着させるための定着装置３９等が設けられている。
【００４０】
次に、画像形成の詳細について、ベルト状転写体２６が中間転写体の場合で説明する。
【００４１】
まず、感光体１が帯電装置６により一様に所定の電位に帯電された後、露光装置１０により露光され、これにより形成された静電潜像を単色のトナーにより現像する。静電潜像が可視化されたトナー画像（第１のトナー画像）は、ベルト状転写体２６と対向または接する位置でベルト状転写体２６に転写される。
【００４２】
この第１のトナー画像が感光体２と接触する位置に進むタイミングに合わせて、第１のトナー画像と同様に感光体２の表面に形成された他の色のトナー画像が、第２のトナー画像として第１のトナー画像の上に重ねて転写される。以下、同様にして第３のトナー画像、第４のトナー画像が順次重ねて転写され、４色の重ね画像が完成する。
【００４３】
このベルト状転写体２６の上に形成された重ね画像は、その後駆動ローラ２７および押圧ローラ２９からなる記録紙転写部３４において記録紙２８に一括転写され、定着装置３９により記録紙２８に定着されて、記録紙２８にカラー画像が形成される。
【００４４】
ここで、実施の形態１の画像形成装置が前述した従来の画像形成装置と異なるのは露光装置１０，１１，１２，１３の構成である。つまり、実施の形態１の画像形成装置では、露光装置１０，１１，１２，１３には、有機ＥＬ発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を感光体１の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッドが用いられている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザ走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、感光体１，２，３，４に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。
【００４５】
図２は露光装置１０の要部を拡大して示す斜視図である。なお、露光装置１１，１２，１３は露光装置１０と同一の構成であるため、説明を省略する。
【００４６】
有機ＥＬ素子アレイ４０は、長尺のハウジング４１中に保持されている。そして、ハウジング４１の両端に設けられた位置決めピン４２をハウジング４１の対向する位置決め穴に挿入するとともに、ハウジング４１の両端に設けられたねじ挿入孔４３を通して固定することにより、各露光装置１０，１１，１２，１３が所定位置に固定される。
【００４７】
露光手段１０は、ガラス基板４４上に有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０を載置し、同じガラス基板４４上に形成されたＴＦＴ５１（図４）により駆動される。屈折率分布型のロッドレンズアレイ４６は結像光学系を構成し、発光部５０の前面に屈折率分布型ロッドレンズ４７が配置されている。
【００４８】
ハウジング４１はガラス基板４４の周囲を覆っており、感光体１に面した側は開放している。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ４７から感光体１に光線を射出する。ハウジング４１のガラス基板４４の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。
【００４９】
図３は露光装置１０の副走査方向の断面図である。
【００５０】
露光装置１０には、ハウジング４１中の屈折率分布型のロッドレンズアレイ４６の背面に面して取り付けられた有機ＥＬ発光素子アレイ４０と、ハウジング４１の背面からその中の有機ＥＬ発光素子アレイ４０を遮蔽する不透明なカバー４８とが設けられている。
【００５１】
また、固定板ばね４９によりハウジング４１の背面に対してカバー４８を押圧して、ハウジング４１内を光密に密閉する。すなわち、ガラス基板４４は、固定板ばね４９によりハウジング４１で光学的に密閉されている。なお、固定板ばね４９は、ハウジング４１の長手方向に複数個所設けられている。
【００５２】
露光装置１０のハウジング４１は不透明部材で形成され、その背面には不透明なカバー４８により覆われている。このため、有機ＥＬ発光素子アレイ４０の背面に入射する蛍光灯や太陽からの紫外線も、有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０へ達することが防止される。
【００５３】
図４は図３に示した有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０近傍の構成を示す断面図である。
【００５４】
有機ＥＬ発光素子アレイ４０は、例えば０．５ｍｍ厚のガラス基板４４上に、発光部５０の発光を制御する厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５１が、例えば千鳥配置された２列の発光部５０の各々に対応して欄外に設けられている。
【００５５】
ガラス基板４４上には、そのＴＦＴ５１上のコンタクトホールを除いて厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ2からなる絶縁膜５２が形成され、コンタクトホールを介してＴＦＴ５１に接続するように発光部５０に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏｘｉｄｅｓ：インジウム・スズ・酸化物）からなる陽極５３が形成されている。
【００５６】
次いで、発光部５０以外の位置に対応する部分には、厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ2からなる別の絶縁膜５４が形成され、その上に発光部５０に対応する穴５５を形成した厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク５６が設けられている。
【００５７】
そのバンク５６の穴５５内には、陽極５３側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層５７、厚さ５０ｎｍの発光層５８が成膜され、発光層５８の上面と穴５５の内面およびバンク５６の外面を覆うように、厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第１層５９ａと厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第２層５９ｂとが順に成膜されている。
【００５８】
そして、その上に窒素ガス等の不活性ガス６０を介して厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス６１でカバーされて有機ＥＬ発光素子アレイ４０の発光部５０が構成されている。発光部５０からの発光はガラス基板４４側に行われる。
【００５９】
なお、発光層５８に用いる材料、正孔注入層５７に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号公報、特開２０００−３２３２７６号公報等で公知の種々のものが利用でき、詳細な説明は省略する。
【００６０】
そして、このような有機ＥＬ発光素子は、発光素子をガラス基板４４上に容易に作製することができるので、製造コストを低減することができる。
【００６１】
図５は本発明の実施の形態１に係る光学ヘッドの構成を示す説明図である。
【００６２】
図５において、ロッドレンズアレイ４６は、ロッドレンズ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅを２列に千鳥状に配置している。なお、符号６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、複数の有機ＥＬ発光素子（発光素子）が一列に配列された発光素子ライン（発光素子列）である。なお、有機ＥＬ発光素子は各画素毎に設けられている。
【００６３】
図６は本発明に係る光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図である。
【００６４】
図６において、ホストコンピュータ６３は、印刷データを形成して画像形成装置の制御部６４に送信する。画像形成装置の制御部６４は、画像データ処理手段６５、記憶手段６６，６７，６８，６９、発光素子ラインヘッド（光学ヘッド）６２，７１，７２，７３を有している。
【００６５】
発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応するものであり、感光体１，２，３，４にカラー画像を形成する。そして、記憶手段６６，６７，６８，６９は、各色の発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３に対応した画像データを記憶する。
【００６６】
画像データ処理手段６５は、ホストコンピュータ６３から送信された印刷データに基づいて、色分解、諧調処理、画像データのビットマップへの展開、色ずれ調整などの処理を行う。そして、画像データ処理手段６５は、１ラインずつの画像データを各記憶手段６６，６７，６８，６９に出力する。
【００６７】
発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３には、それぞれ感光体１，２，３，４の副走査方向に複数列の発光素子が設けられており、各列の発光素子を独立して露光を行う構成とされている。このため、各記憶手段６６，６７，６８，６９は、それぞれ発光素子ラインヘッド６２，７１，７２，７３に対して必要に応じて画像データを出力している。
【００６８】
図７は図６のイエローの発光素子ラインヘッド６２の例を示す説明図である。
【００６９】
図７において、発光素子ラインヘッド６２には、それぞれの発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍの主走査方向Ｙに複数個の発光素子が列状に設けられている。また、この例では、感光体の副走査方向Ｘに対して、発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに同数の発光素子が配置されている。なお、発光素子ラインの数は図示する数に限定されるものではなく、所望のライン数だけ設けることができる。
【００７０】
図８は図６の構成を部分的に示すブロック図である。図８においては、発光素子（イエロー）ラインヘッド６２と、それに対応する記憶手段６６の細部を示している。
【００７１】
ここで、図８では、図７で示した発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに画像データを出力するものとする。なお、この例では、記憶手段６６と発光素子ラインヘッド６２は同一の基板上に形成されている。
【００７２】
記憶手段６６は、発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに対して、画像データの転送、保持と発光素子への出力を行うシフトレジスタ６６ａ、およびどの発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍに信号を送るかを選択するセレクタ６６ｂを配列している。そして、画像データ処理手段６５は、１ラインずつの画像データを記憶手段６６に出力する。
【００７３】
次に、図８に示すブロック図の動作について説明する。
【００７４】
画像データ処理手段６５からの画像データが記憶手段６６に入力されると、シフトレジスタ６６ａからは、露光する画像データがセレクタ６６ｂへ転送される。転送された画像データはセレクタ６６ｂによって第１の発光素子ライン６２ｋに画像データを出力して所定の使用期間発光素子を駆動して感光体１を露光する。
【００７５】
所定の使用期間経過後（一般には、第１の発光素子ライン６２ｋが寿命になったならば）、未使用の第２の発光素子ライン６２ｌの発光素子を動作させるように切り換える。
【００７６】
すなわち、第２の発光素子ライン６２ｌを動作させる場合には、画像データ処理手段６５からの画像データが記憶手段６６に入力され、シフトレジスタ６６ａから露光する画像データがセレクタ６６ｂへ転送される。そして、セレクタ６６ｂによって第２の発光素子ライン６２ｌに画像データが出力して発光素子を動作させる。
【００７７】
このようにして、感光体１上に露光される画像データを所定の使用期間にわたって第１の発光素子ライン６２ｋを使用して出力し、第１の発光素子ライン６２ｋが寿命になったならば次の所定の使用期間にわたって第２の発光素子ライン６２ｌを使用して出力し、第２の発光素子ライン６２ｌが寿命になったならば次の所定の使用期間にわたって第３の発光素子ライン６２ｍを使用して出力する。
【００７８】
このため、図５に示す場合では、各画素が保有する露光時間能力に比べてラインヘッドが保有する露光時間能力は３倍あることになる。なお、発光素子が配置された発光素子ラインの副走査方向の列数、すなわち画素を一列のラインで露光する場合に得られる露光時間は、必要に応じて適宜選定することができる。
【００７９】
以上説明したように、感光体１の主走査方向に一列に配置されるとともに感光体１の副走査方向に複数列設けた発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍを１ラインずつ所定の使用期間にわたって順次使用して感光体１を露光するようにしたので、光記録ヘッドの寿命を短縮することなく感光体１上に形成された画素サイズの変動を阻止することができる。これにより、画像品質の劣化を防止することが可能になる。
【００８０】
ここで、「１つの発光素子ラインの所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命」とすれば、発光素子ラインヘッドを備えた露光装置６の寿命によって画像形成ユニットの寿命に制限を加える必要がないので、１つの発光素子ラインの設定使用時間（一般的には、発光素子ラインの寿命）が短くても画像形成ユニット全体としての寿命を十分満足させることができる。
【００８１】
また、図８に示す発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍの使用切り替えは、セレクタ６６ｂの動作を非印字動作時または印字領域外にて実施するようにしているので、印字効率を損なうことがないので、印字スピードが低下しない。
【００８２】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２の画像形成装置における発光素子ラインの寿命劣化を示すグラフである。なお、本実施の形態２における画像形成装置の構成要素およびその機能や作用、画像形成の詳細については実施の形態１にて説明した画像形成装置と同じであるため、これらについての詳細な説明は省略する。
【００８３】
本実施の形態２は、発光素子が配置された発光素子ラインの使用期間を限定しており、発光時間と素子輝度がほぼ比例して低下していく領域を使用するという点で実施の形態１と異なっている。
【００８４】
図９において、図９（ａ）は例えば発光素子（イエロー）ラインヘッド６２の第１の発光素子ライン６２ｋの寿命劣化グラフであり、図９（ｂ）は例えば発光素子（イエロー）ラインヘッド６２の第２の発光素子ライン６２ｌの寿命劣化グラフである。
【００８５】
図９（ａ）において、２００，０００ｃｄ／ｍ2に発光された各素子を２０時間エージングさせた後のポイント７４ａから、８０時間経過したポント７４ｂまでは±２％の範囲内で直線的に輝度が劣化していることを示している。
【００８６】
同様に図９（ｂ）においても、ポント７５ａからポイント７５ｂまでは±２％の範囲内で直線的に輝度が劣化している。
【００８７】
そこで、各発光素子ライン６２ｋ、６２ｌの使用範囲を、発光輝度の劣化速度と発光時間とがほぼ比例している期間、すなわち、第１の発光素子ライン６２ｋの使用範囲をポント７４ａから７４ｂとし、また、第２の発光素子ライン６２ｌの使用範囲をポイント７５ａから７５ｂとする。
【００８８】
これにより、発光素子の輝度低下を精度よく予測することが可能となり、画像劣化をさらに精度良く防止することができる。また、累積発光時間による輝度低下を補正する輝度補正手段が不要になる。
【００８９】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３の画像形成装置における発光素子の配列を示す説明図である。なお、本実施の形態３においても、画像形成装置の構成要素およびその機能や作用、画像形成の詳細については実施の形態１にて説明した画像形成装置と同じであるため、これらについての詳細な説明は省略する。
【００９０】
本実施の形態３は、各発光素子ライン６２ｋ，６２ｌ，６２ｍを構成する発光素子が、主走査方向に対してずらして配置されているものである。また、ユーザからの要求に応じて、複数の発光素子ラインを同時に使用できるようになっている。
【００９１】
すなわち、図１０において、発光素子（イエロー）ラインヘッド６２の第１の発光素子ライン６２ｋの第１番目の素子位置中心線を７６、第２番目の素子中心線を７７とし、第２の発光素子ライン６２ｌの第１番目の素子中心線を７８、第３の発光素子ライン６２ｍの第１番目の素子中心線を７９とする。
【００９２】
各素子の中心線は第１番目の中心線７６と第２番目の中心線７７間でほぼ等間隔に千鳥状に配列されている。
【００９３】
この構成において、通常は、前述のようにして１ラインずつ使用する。そして、ユーザからの印字要求、例えば通常画像解像度の３倍の解像度が要求された場合には、１ラインのみ使用していた状態から３ライン全て使用し、出力される画像解像度を３倍に増加させる。なお、２倍の解像度が要求された場合には、２ラインを使用することはもちろんである。
【００９４】
このようにすれば、主走査方向解像度を高めることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上のように本発明にかかる画像形成装置は、設置面積が小さい露光装置を長時間使用することができるところから、例えばビジネスまたはＳＯＨＯ市場向けのプリンタ、複写機、ファクシミリ装置および小ロット印刷市場向けの小型オンデマンド印刷機などへの利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の形態１の画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】図１の画像形成装置に設けられた露光装置の要部を示す斜視図
【図３】図２の露光装置における副走査方向の断面図
【図４】図２の露光装置に設けられた有機ＥＬ発光素子アレイの発光部近傍の構成を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの構成を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態１の画像形成装置における光学ヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドの構成を示す説明図
【図８】本発明の実施の形態１の画像形成装置におけるイエローのラインヘッドのブロック図
【図９】本発明の実施の形態２の画像形成装置における発光素子ラインの寿命劣化を示すグラフ
【図１０】本発明による素子千鳥配列図
【図１１】従来の画像担持体としての感光体を複数備えたカラー画像形成装置の構成の一例を示す概略図
【図１２】図１１のカラー画像形成装置に設けられた露光装置の構成を示す概略図
【符号の説明】
【００９７】
１〜４，１０１〜１０４ 感光体
５，１０５ 転写ユニット
６〜９，１０６〜１０９ 帯電装置
１０〜１３，１１０〜１１３ 露光装置
１４〜１７，１１４〜１１７ 現像装置
１８〜２１，１１８〜１２１ 感光体クリーニング装置
２２〜２５，１２２〜１２５ 現像剤格納部
２６，１２６ ベルト状転写体
４４ ガラス基板
４６ ロッドレンズアレイ（結像光学系）
５０ 発光部
６２ 発光素子ラインヘッド
６６ 記憶手段
６６ａ シフトレジスタ
６６ｂ セレクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じた光を感光体に照射し、当該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、
画素毎に対応する発光素子を、前記感光体の主走査方向に列状に配置すると共に、前記感光体の副走査方向に複数列設けた光学ヘッドと、
前記光学ヘッドの複数列の発光素子のうち、少なくとも一つの列を使用して前記感光体を露光させると共に、所定の使用期間使用すると発光素子列を切り換える画像データ処理手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像データ処理手段は、所定の使用期間として、
１つの発光素子列の所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命、
を満たすよう設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記発光素子列の切り換えは、非印字動作時または印字領域外で行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発光素子列の使用期間は、発光輝度の劣化速度と発光時間とが略比例している期間であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記発光素子は、隣り合う列において主走査方向に対してずらして配置され、同時に複数列を使用可能とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光素子は有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
画像情報に応じた光を感光体に照射し、当該感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、
画素毎に対応する発光素子を、前記感光体の主走査方向に列状に配置すると共に、前記感光体の副走査方向に複数列設けた光学ヘッドと、
前記光学ヘッドの複数列の発光素子のうち、少なくとも一つの列を使用して前記感光体を露光させると共に、所定の使用期間使用すると発光素子列を切り換える画像データ処理手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像データ処理手段は、所定の使用期間として、
１つの発光素子列の所定の使用時間×発光素子の列数≧画像形成ユニット寿命、
を満たすよう設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記発光素子列の切り換えは、非印字動作時または印字領域外で行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記発光素子列の使用期間は、発光輝度の劣化速度と発光時間とが略比例している期間であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記発光素子は、隣り合う列において主走査方向に対してずらして配置され、同時に複数列を使用可能とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光素子は有機ＥＬ発光素子であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３４６８７１（Ｐ２００６−３４６８７１Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７１９９８（Ｐ２００５−１７１９９８）
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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