露光ヘッド、画像形成装置、画像形成方法
【課題】発光素子の発光状態によらず、発光素子間での温度の不均一性を抑制することを可能とする技術を提供する。
【解決手段】潜像が形成される潜像担持体と、光を発光する発光素子、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷、および発光素子からの光を潜像担持体に結像する光学系を有する露光ヘッドと、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給する一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間に電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、を備える。
【解決手段】潜像が形成される潜像担持体と、光を発光する発光素子、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷、および発光素子からの光を潜像担持体に結像する光学系を有する露光ヘッドと、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給する一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間に電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子からの光により被露光面を露光する露光ヘッド、当該露光ヘッドを用いた画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、感光体ドラム表面等の被露光面を露光ヘッドにより露光することで、被露光面に潜像を形成する技術が従来から知られている。つまり、この露光ヘッドは、複数の発光素子を備えており、各発光素子からの光を被露光面にスポットとして結像する。これに対して、被露光面は、露光ヘッドによる露光の前に予め一様電位に帯電されている。したがって、被露光面のうちスポットにより露光された部分が除電されて、被露光面に所望の潜像が形成されることとなる。さらに、除電された部分に帯電トナーが付着することで、潜像が画像として現像される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９５９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１でも提案されているように、このような発光素子として有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子等を用いることができる。しかしながら、このような発光素子では、発光により自らが発熱するとともに、温度変化により発光光量が変動するという特性を有するものがある。そのため、次に説明するような課題があった。
【０００５】
つまり、露光ヘッドが備える各発光素子の発光状態は、形成すべき潜像に依存する。具体的には、高濃度画像に対応する潜像を形成する場合には、発光素子は頻繁に発光する一方、低濃度画像に対応する潜像を形成する場合には、発光素子の発光頻度はそれほど高くない。したがって、例えば形成すべき潜像に、高濃度画像に対応する領域と低濃度画像に対応する領域との両方があると、高濃度画像に対応する領域を露光する発光素子は頻繁に発光するため高温となる一方、低濃度画像に対応する領域を露光する発光素子は比較的低温のままとなる。すなわち、形成すべき潜像によって発光素子の発光状態が異なり、その結果、複数の発光素子の間で温度が不均一となる場合がある。そして、上述のとおり発光素子の光量は温度変化により変動するため、このような発光素子間での温度の不均一性が、発光素子間での光量差を引き起こし、ひいては、形成した画像に意図しない濃淡が発生する等の画像不良の原因となるおそれがあった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子の発光状態によらず、発光素子間での温度の不均一性を抑制することを可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、光を発光する発光素子と、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷と、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給する一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間に電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、潜像が形成される潜像担持体と、光を発光する発光素子、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷、および発光素子からの光を潜像担持体に結像する光学系を有する露光ヘッドと、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給する一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間に電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給して、発光素子からの光で潜像担持体を露光する第１の工程と、発光素子への第１の電流の供給を遮断するとともに、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷に第２の電流を供給する第２の工程と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このような発明（露光ヘッド、画像形成装置、画像形成方法）では、第１の電流を発光素子に供給して発光素子を発光させる一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断して発光素子を消灯させている。そして、このような構成では発光中の発光素子は自ら発熱し、これに起因した上述のような課題があった。そこで、本発明は、発光素子が消灯している期間に、電気負荷に第２の電流を供給する。したがって、第２の電流の供給を受けた電気負荷の発熱により、消灯している発光素子を加熱することができる。よって、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差を小さく抑えて、発光素子の発光状態によらず発光素子の温度変動を抑制することが可能となる。こうして、本発明では発光素子間での温度の不均一性が抑制されている。
【００１１】
また、電流供給制御部は、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間は、電気負荷に第２の電流を継続的に供給するように構成しても良い。このように構成することで、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間すなわち消灯中を通じて、発光素子を高温に維持して、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差をより確実に小さく抑えることができる。
【００１２】
また、電流供給制御部は、発光素子に第１の電流を供給している期間は、電気負荷への第２の電流の供給を継続的に遮断するように構成しても良い。このように構成することで、発光素子は、発光している期間は自ら発熱するとともに、消灯している期間は電気負荷により加熱されることとなり、発光中および消灯中を通じて発光素子の温度変動を抑制することができる。
【００１３】
また、第２の電流は、第１の電流と等しいように構成しても良い。なぜなら、このような構成は、第１の電流が供給されている発光素子の発熱量と、第２の電流が供給されている電気負荷の発熱量との差を小さくするのに有利であり、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差を確実に小さく抑えるのに好適であるからである。
【００１４】
また、発光素子および電気負荷は有機ＥＬ素子であるように構成しても良い。このように発光素子および電気負荷を同じ有機ＥＬ素子で構成することで、第１の電流が供給されている発光素子の発熱量と、第２の電流が供給されている電気負荷の発熱量との差を容易に小さくすることができ、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差を簡便かつ確実に小さく抑えることができる。
【００１５】
ところで、こうして発光素子および電気負荷を有機ＥＬ素子で構成した場合は、発光素子のみならず電気負荷も発光する。しかしながら、この電気負荷からの光が、発光素子からの光を結像する光学系に入射すると、被露光面の意図しない部分が露光されるという露光不良が発生してしまう場合も考えられる。そこで、電気負荷からの光の光学系への入射を遮る遮光部を備えるように構成しても良い。これにより、先ほどの露光不良の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図３】ラインヘッドの構造を示す斜視図。
【図４】ラインヘッドの構造を示す部分断面図。
【図５】連続発光状態にある発光素子とそうでない発光素子との光量変化を示した図。
【図６】第１実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図。
【図７】第１実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図。
【図８】第２実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図。
【図９】第３実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図。
【図１０】第４実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１実施形態
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣがエンジンコントローラＥＣに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラＥＣがエンジン部ＥＧおよびヘッドコントローラＨＣなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１８】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１９】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２０】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送される。また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２１】
帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２２】
ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに平行もしくは略平行となるように、かつ、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように配置されている。ラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子を備えており、感光体ドラム２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２３】
図３はラインヘッドの構造を示す斜視図である。同図では、ヘッド基板２９４の裏面側の構成が記載されており、表面側の構成は省略されている。なお、ヘッド基板２９４が有する２面のうち、同図上側の面を表面とし、同図下側の面を裏面とする。また、図４は、ラインヘッドの構造を示す部分断面図である。ラインヘッド２９は、その内部にガラス基板であるヘッド基板２９４を備えており、このガラス基板２９４の裏面２９４−tには、複数の発光素子Ｅが主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に２行千鳥で並んでいる。各発光素子Ｅはいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。さらに、ヘッド基板２９４の裏面２９４−tには、各発光素子Ｅに駆動電流を供給する発光駆動モジュール２９５（図４では記載を省略）が形成されている。この発光駆動モジュール２９５は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（low temperature poly silicon thin film transistor：LTPS-TFT）で構成されている。そして、この発光駆動モジュール２９５からの駆動電流が供給されると、各発光素子Ｅの発光面から光ビームが射出する。
【００２４】
発光素子Ｅの発光面から射出した光ビームはヘッド基板２９４を透過して、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７に入射する。そして、発光素子Ｅから射出した光ビームが、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７により正立等倍で結像されて、感光体ドラム２１表面にスポットＳＰが形成される。こうして、スポットＳＰにより露光された部分が除電されて、静電潜像が感光体ドラム２１の表面に形成される。
【００２５】
図１に戻って装置構成の説明を続ける。現像部２５は、その表面にトナーを担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２６】
現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２７】
また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで一次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【００２８】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２９】
カラーモード実行時は、図１および図２に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００３０】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体ドラム２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体ドラム２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３１】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００３２】
給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３３】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３４】
前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３５】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。
【００３６】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３７】
また、この実施形態では、メインコントローラＭＣ、ヘッドコントローラＨＣおよび各ラインヘッド２９がそれぞれ別ブロックとして構成され、これらは互いにシリアル通信線を介して接続されている。各ブロック間でのデータのやりとり動作について、図２を参照しながら説明する。外部装置からメインコントローラＭＣに画像形成指令が与えられると、メインコントローラＭＣは、エンジンコントローラＥＣにエンジン部ＥＧを起動させるための制御信号を送信する。また、メインコントローラＭＣに設けられた画像処理部１００が、画像形成指令に含まれる画像データに対して所定の信号処理を行い、各トナー色ごとのビデオデータＶＤを生成する。
【００３８】
一方、制御信号を受けたエンジンコントローラＥＣは、エンジン部ＥＧ各部の初期化およびウォームアップを開始する。これらが完了して画像形成動作を実行可能な状態になると、エンジンコントローラＥＣは、各ラインヘッド２９を制御するヘッドコントローラＨＣに対し画像形成動作の開始のきっかけとなる同期信号Ｖsyncを出力する。
【００３９】
ヘッドコントローラＨＣには、各ラインヘッド２９を制御するヘッド制御モジュール４００と、メインコントローラＭＣとのデータ通信を司るヘッド側通信モジュール３００とが設けられている。一方、メインコントローラＭＣにもメイン側通信モジュール２００が設けられている。ヘッド側通信モジュール３００からメイン側通信モジュール２００に向けては、１ページ分の画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱと、該画像を構成するラインのうち１ライン分のビデオデータＶＤを要求する水平リクエスト信号ＨＲＥＱとが送信される。一方、メイン側通信モジュール２００からヘッド側通信モジュール３００に向けては、これらのリクエスト信号に応じてビデオデータＶＤが送信される。より詳しくは、画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱを受信した後、水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受信する度に、画像の先頭部分から１ライン分ずつビデオデータＶＤが順次出力される。こうして受け取ったビデオデータＶＤに基づいて、ヘッド制御モジュール４００は、ラインヘッド２９の発光駆動モジュール２９５を制御して、各発光素子Ｅを発光させる。これにより、ビデオデータＶＤに応じた静電潜像を感光体ドラム２１の表面に形成することができる。
【００４０】
ところで、ビデオデータＶＤのパターンによっては特定の範囲にある発光素子Ｅが、連続して繰り返し発光する場合がある。しかしながら、発光素子Ｅとして用いられている有機ＥＬ素子は、一般の無機の発光ダイオード（例えば、ガリウム砒素などの化合物半導体）とは異なり、温度が上昇すると光量が増加するという特性を有する。また、温度変化１℃あたりの光量変化も大きく、常温の光量を基準としても１℃あたり０．５％程度の光量増加を示す場合がある。したがって、発光素子Ｅとして有機ＥＬ素子を用いた上記ラインヘッド２９では、印刷枚数を重ねるにしたがって、連続発光状態にある発光素子Ｅの温度が上昇してしまい、その結果、連続発光状態にある発光素子Ｅとそうでない発光素子Ｅとの間に、温度差に応じた光量差が発生する場合があった。
【００４１】
図５は、連続発光状態にある発光素子とそうでない発光素子との光量変化を示した図である。同図において、破線Ｌ1は連続発光状態にある発光素子Ｅの光量変化を示しており、破線Ｌ2は連続発光状態にない発光素子Ｅの光量変化を示している。また、同図において、棒線は１枚目の印刷、２枚目の印刷、…の各印刷が実行されている期間を表しており、連続発光状態にある発光素子Ｅの光量に応じた高さで図示されている。同図に示すように、例えば、１枚目の印刷と２枚目の印刷の間等、印刷する用紙の間では消灯期間があるが、それにもかかわらず連続発光状態にある発光素子Ｅの光量は増加している。こうした光量増加の程度は発熱程度に応じて発生するわけであるが、この発熱は、隣接して同時発光する発光素子Ｅの数に依存しており、例えば、１つの発光素子Ｅだけが連続発光したとしても周囲へ速やかに放熱されるため光量の増加はあまり見られないが、数十個あるいは数百個の隣接する発光素子Ｅが連続発光すると、これらの発光素子Ｅの配置範囲に発熱が集中することとなり、光量の増加が顕著となる。そして、このように連続発光する発光素子Ｅの光量は大きく増加する（図５の破線Ｌ1）一方で、ほとんど発光しない（連続発光状態にない）発光素子Ｅの光量はあまり変化しない（図５の破線Ｌ2）。
【００４２】
このような状態で印刷を続けて行った後に、例えば、用紙全体において均一な濃度となるべきハーフトーン画像を印刷したような場合、隣接して同時発光していた発光素子Ｅは光量が大きくなり、結果として、これらの発光素子Ｅにより露光される領域の印刷濃度が上昇してしまう。すなわち、このハーフトーン画像は、それまでに実行された印刷の履歴の影響を受けてしまい、均一な濃度で形成されない。このような、多数の発光素子の発光素子Ｅの連続発光による温度上昇は、大まかに言って、温度上昇時と同程度の時定数でしか冷却されないので、上記の印刷履歴の影響は容易には解消しない。そこで、発光素子Ｅの発光状態によらず、複数の発光素子Ｅ間での温度の不均一性を抑制可能とする技術が望まれていた。これに対して、本実施形態のラインヘッド２９は次のような構成を備えている。
【００４３】
図６は、第１実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図であり、同図は、ヘッド基板表面側からヘッド基板裏面を平面視した場合に相当する。同図に示すように、ヘッド基板裏面２９４−tには、複数の発光素子Ｅが２行千鳥で主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に並んでいる。また、隣接する６個の発光素子Ｅ毎に１個の発光駆動モジュール２９５が設けられており、各発光素子Ｅは素子用配線Ｗeをによって発光駆動モジュール２９５に接続されている。そして、発光素子Ｅは、素子用配線Ｗeを介して発光駆動モジュール２９５から駆動電流Ｉe(図７）の供給を受けて発光する。
【００４４】
さらに、各発光素子Ｅに対しては電気抵抗Ｒが近接配置されている。電気抵抗Ｒは、副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）に長尺な形状をしており、発光素子Ｅと等価もしくは略等価な負荷特性を有している。電気抵抗Ｒの一端は抵抗用配線Ｗrによって発光駆動モジュール２９５に接続されているとともに、電気抵抗Ｒの他端はグランド電位に接続されている。そして、電気抵抗Ｒは、抵抗用配線Ｗrを介して発光駆動モジュール２９５からヒーター電流Ｉh（図７）の供給を受けて発熱する。
【００４５】
図７は、第１実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図である。なお、図６を用いて上述したとおり第１実施形態では、６個の発光素子Ｅに対して１個の発光駆動モジュール２９５が設けられているため、１個の発光駆動モジュール２９５内には、６個の発光素子Ｅそれぞれを駆動するための回路と、これらの発光素子Ｅに近接配置された６個の電気抵抗Ｒを発熱させるための回路とが設けられている。ただし、図７では便宜上、１個の発光素子Ｅとこれに近接する１個の電気抵抗それぞれの素子駆動用回路、抵抗発熱用回路のみが、１個の発光駆動モジュール２９５内に示されている。
【００４６】
発光駆動モジュール２９５には、ビデオデータＶＤに基づいた信号が入力されるデータ端子dataと、このデータ端子dataへの入力信号が書き込まれる容量ＣＰとが、発光素子Ｅ毎に設けられている。さらに、発光駆動モジュール２９５には、容量ＣＰへの書き込みタイミングを制御するためのゲート端子W_gateが設けられている。つまり、いわゆる時分割駆動技術によって容量ＣＰへのデータ書き込みを行なうために、発光駆動モジュール２９５には、書き込み対象となる容量ＣＰを特定するためのゲート端子W_gateが設けられている。
【００４７】
また、有機ＥＬ素子に限らず、複数の発光素子Ｅを用いたラインヘッド２９では、各発光素子Ｅの光量（発光パワー）を均一にするための光量補正が必要となる。第１実施形態では、容量ＣＰに書き込まれる電圧＝光量補正値を発光素子Ｅごとに変化させることで、後で述べるトランジスタＴr2のゲート電圧を制御することができる。その結果、各発光素子Ｅの光量は均一となる。この光量補正値は、ラインヘッド２９出荷時に、全発光素子Ｅの光量を測定して算出される。
【００４８】
なお、先に述べたようにビデオデータＶＤが点灯を表す値のときは、上記のように各発光素子Ｅごとに一定の光量となるような電圧値が書き込まれるが、ビデオデータＶＤが消灯を表すときは、発光素子Ｅにほとんど発光電流が流れないような、電圧値が書き込まれる。消灯のための電位は、トランジスタＴr2の極性（Ｐチャンネルか、Ｎチャンネルか）によって反転する。このように、ビデオデータＶＤは点灯／消灯のみを表す２値の情報である。ビデオデータＶＤに多値（階調の深さ）を持たせることも可能であるが、その場合は階調値に応じた電圧値を容量ＣＰに書き込むことになる。このような動作を実現する発光駆動モジュール２９５について、具体的に説明する。
【００４９】
発光駆動モジュール２９５には、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第１のトランジスタＴr1が設けられている。そして、この第１のトランジスタＴr1のソースにはデータ端子dataが接続される一方、第１のトランジスタＴr1のドレインには容量ＣＰの一端が接続されている（なお、容量ＣＰの他端は素子用電源ＶＥＬに接続されている）。さらに、第１のトランジスタＴr1のゲートにはゲート端子W_gateが接続されており、ゲート端子Ｗ_gateへの入力信号により第１のトランジスタＴr1のオン／オフ制御が可能となっている。したがって、ゲート端子W_gateにオン信号が入力されている間に、データ端子dataに入力された電圧が容量ＣＰに書き込まれる一方、ゲート端子W_gateにオフ信号が入力されている間は、データ端子dataの信号に関係なく書き込み済みの電圧が容量ＣＰに保持され続ける。なお、この書き込み動作は一定の周期で繰り返し行なわれるが、容量ＣＰは十分に大きいため、書き込み動作それぞれの間における容量ＣＰの電圧変化は実質的に無い。
【００５０】
また、発光素子Ｅを点灯させる際には、トランジスタＴr1がONとなって電流が流れるが、トランジスタの飽和特性を利用して、ほぼ一定の電流が流れるようになる。
【００５１】
また、発光駆動モジュール２９５は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第２のトランジスタＴr2をさらに備えている。第２のトランジスタＴr2のソースは素子用電源ＶＥＬに接続されるとともに、第２のトランジスタＴr2のドレインは素子用配線Ｗeによって発光素子Ｅに接続されている。また、第２のトランジスタＴr2のゲートには上記容量ＣＰの一端が接続されている。したがって、容量ＣＰに駆動電圧が保持されている間は、第２のトランジスタＴr2が駆動電流Ｉeを発光素子Ｅに供給するため、発光素子Ｅは発光する。一方で、容量ＣＰに消灯電圧が保持されている間は、第２のトランジスタＴr2は発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断するため、発光素子Ｅは消灯する。
【００５２】
さらに、発光駆動モジュール２９５では、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第３のトランジスタＴr3が、上記第２のトランジスタＴr2に並列接続されている。この第３のトランジスタＴr3のソースは素子用電源ＶＥＬに接続されるとともに、第３のトランジスタＴr3のドレインは抵抗用配線Ｗrによって電気抵抗Ｒに接続されている。また、第３のトランジスタＴr3のゲートには上記容量ＣＰの一端が接続されている。ここで、第３のトランジスタＴr3の極性は、第２のトランジスタＴr2と逆である。言い換えれば、第３のトランジスタＴr3のオン／オフ動作は、第２のトランジスタＴr2のオン／オフ動作と逆位相となる。したがって、容量ＣＰに消灯電圧が保持されている間は、第３のトランジスタＴr3がヒーター電流Ｉhを電気抵抗Ｒに供給するため、電気抵抗Ｒは発熱する。これにより、発光素子Ｅが消灯している期間中、電気抵抗Ｒにはヒーター電流Ｉhが継続的に供給され、電気抵抗Ｒは消灯中の発光素子Ｅを加熱し続けることとなる。一方で、容量ＣＰに駆動電圧が保持されている間は、第３のトランジスタＴr3は電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給を遮断するため、電気抵抗Ｒの発熱は停止する。
【００５３】
以上のように、第１実施形態では、駆動電流Ｉeを発光素子Ｅに供給して発光素子Ｅを発光させる一方、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断して発光素子Ｅを消灯させている。そして、このような構成では発光中の発光素子Ｅは自ら発熱し、これに起因して図５等で示したような課題があった。これに対して、第１実施形態では、発光素子Ｅが消灯している期間に、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを供給する。したがって、ヒーター電流Ｉhの供給を受けた電気抵抗Ｒの発熱により、消灯している発光素子Ｅを加熱することができる。よって、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差を小さく抑えて、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となる。こうして、本実施形態では発光素子Ｅ間での温度の不均一性が抑制されている。
【００５４】
また、第１実施形態では、発光駆動モジュール２９５は、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断している期間中は、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを継続的に供給している。そのため、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断している期間中すなわち消灯中を通じて、発光素子Ｅを高温に維持して、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差をより確実に小さく抑えることが可能となっている。
【００５５】
また、第１実施形態では、発光駆動モジュール２９５は、発光素子Ｅに駆動電流Ｉhを供給している期間中は、電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給を継続的に遮断している。そのため、発光素子Ｅは、発光している期間は自ら発熱するとともに、消灯している期間は電気抵抗Ｒにより加熱されることとなり、発光中および消灯中を通じて発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となっている。
【００５６】
なお、第１実施形態のように、発光駆動モジュール２９５を低温ポリシリコン薄膜トランジスタにより形成した構成に対しては、本発明を適用することが特に好適である。つまり、この低温ポリシリコン薄膜トランジスタは、電子移動度が高く有機ＥＬ素子（発光素子Ｅ）を駆動するのに適しているという利点を有する一方、温度上昇により駆動電流Ｉeが上昇してしまうという温度特性を有する。したがって、このような構成では、温度上昇に伴う発光素子Ｅの光量増大が増強される傾向にあるため、本発明を適用して、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが望まれる。
【００５７】
第２実施形態
図８は、第２実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図である。第２実施形態の発光駆動モジュール２９５では、第１実施形態と異なり電気抵抗Ｒが排される一方で、定電流回路ＣＣが発光素子Ｅ毎に設けられている。この定電流回路ＣＣの出力端は発光素子Ｅの近傍まで延設されている。そして、第２実施形態では、この定電流回路ＣＣが発光素子Ｅを加熱する。以下に、第２実施形態の発光駆動モジュール２９５の具体的構成について説明する。
【００５８】
発光駆動モジュール２９５が備える定電流回路ＣＣは、４ビットシフトレジスタＳＲにラッチされた値に応じた駆動電流Ｉeを出力するものである。そして、この定電流回路ＣＣは素子用配線Ｗeを介して発光素子Ｅに接続されている。４ビットのシフトレジスタＳＲに転送される電流値は、各発光素子Ｅの特性に応じて、点灯時の光量（光パワー）が一定になるように定められた値である。すなわち、この電流値は、第１実施形態の光量補正値に相当する。なお、４ビットでは光量補正分解能が不足する場合は、適宜ビット数を増加させてもよい。また、この定電流回路ＣＣも、第１実施形態に示した回路と同様に、低温ポリシリコン薄膜トランジスタにより発光素子Ｅと同じヘッド基板２９４上に形成されている。
【００５９】
また、発光素子Ｅには、低温ポリシリコン薄膜トランジスタであるトランジスタＴr6が並列接続されている。具体的には、トランジスタＴr6のドレインは、素子用配線Ｗeに接続されるとともに、トランジスタＴr6のソースはグランド電位に接続されている。また、トランジスタＴr6のゲートにはデータ端子dataが接続されている。このデータ端子dataには、ビデオデータＶＤに基づいた信号がヘッド制御モジュール４００から印加される。そして、データ端子dataに駆動電圧が印加されている間は、トランジスタＴr6がオフして、駆動電流Ｉeが発光素子Ｅに供給されるため、発光素子Ｅが発光する。一方、データ端子dataに消灯電圧が印加されている間は、トランジスタＴr6がオンして、駆動電流ＩeのほとんどがトランジスタＴr6に流れる。そのため、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給が遮断されて、発光素子Ｅは消灯する。なお、このトランジスタＴr6は、第1実施形態のトランジスタＴr1とは異なり、単なるスイッチとして機能する。したがって、このトランジスタＴr6では発光素子Ｅの光量は調整できないため、光量の調整は上記定電流回路ＣＣによって行われる。よって、ビデオデータＶＤは２値のデジタル信号であり、第1実施形態のデータ端子とは加わる信号の種類が異なる。
【００６０】
第２実施形態では、発光素子Ｅが点灯している場合は当然発光素子Ｅが発熱するが、消灯している場合は、トランジスタＴr6のＯＮ抵抗は少ないので、主に定電流回路ＣＣが発熱することになる。そして、この定電流回路ＣＣは、ＴＦＴにより発光素子Ｅと同一のヘッド基板２９４上に形成されている。したがって、消灯時でも点灯時と同様に発光素子Ｅは定電流回路ＣＣにより加熱されることになる。その結果、発光素子Ｅの点灯状態によらず、発光素子Ｅあるいはその近傍の温度は一定となり、発光素子Ｅの光量をほぼ一定とすることができる。
【００６１】
第３実施形態
図９は、第３実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図である。なお、発光駆動モジュール以外の構成は、第１実施形態と第３実施形態とで共通するので説明を省略する。同図が示すように、発光駆動モジュール２９５では、４ビットシフトレジスタＳＲにラッチされた値に応じた駆動電流Ｉeを出力する第１の定電流回路ＣＣ1が設けられている。そして、この第１の定電流回路ＣＣ1は素子用配線Ｗeを介して発光素子Ｅに接続されている。
【００６２】
また、発光素子Ｅには、第４のトランジスタＴr4が並列接続されている。具体的には、第４のトランジスタＴr4のドレインは、素子用配線Ｗeに接続されるとともに、第４のトランジスタＴr4のソースはグランド電位に接続されている。また、第４のトランジスタＴr4のゲートにはデータ端子dataが接続されている。このデータ端子dataには、ビデオデータＶＤに基づいた信号がヘッド制御モジュール４００から印加される。そして、データ端子dataに駆動電圧が印加されている間は、第４のトランジスタＴr4がオフして、駆動電流Ｉeが発光素子Ｅに供給されるため、発光素子Ｅが発光する。一方、データ端子dataに消灯電圧が印加されている間は、第４のトランジスタＴr4がオンして、駆動電流Ｉeのほとんどが第４のトランジスタＴr4に流れる。そのため、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給が遮断されて、発光素子Ｅは消灯する。
【００６３】
また、同図に示すように、第１の定電流回路ＣＣ1とは別に第２の定電流回路ＣＣ2が設けられており、この第２の定電流回路ＣＣ2も上記４ビットシフトレジスタＳＲにラッチされた値に応じた電流を出力するものである。そして、この第２の定電流回路ＣＣ2は抵抗用配線Ｗrを介して電気抵抗Ｒに接続されている。また、第２の定電流回路ＣＣ2は、第１の定電流回路ＣＣ1と同一構成を備えている。したがって、第２の定電流回路ＣＣ2が出力するヒーター電流Ｉhと、第１の定電流回路ＣＣ1が出力する駆動電流Ｉeとは同値となる。
【００６４】
さらに、電気抵抗Ｒには、第５のトランジスタＴr5が並列接続されている。具体的には、第５のトランジスタＴr5のドレインは、抵抗用配線Ｗrに接続されるとともに、第５のトランジスタＴr5のソースはグランド電位に接続されている。また、第５のトランジスタＴr5のゲートにはデータ端子dataが接続されている。このデータ端子dataには、ビデオデータＶＤに基づいた信号がヘッド制御モジュール４００から印加される。ここで、第４のトランジスタＴr4の極性は、第５のトランジスタＴr5と逆である。したがって、データ端子dataに消灯電圧が印加されている間は、第５のトランジスタＴr5がオフして、ヒーター電流Ｉhが電気抵抗に供給される。これにより、電気抵抗Ｒが発熱して、消灯中の発光素子Ｅが継続的に加熱される。一方、データ端子dataに駆動電圧が印加されている間は、第５のトランジスタＴr5がオンして、ヒーター電流Ｉhのほとんどが第５のトランジスタＴr5に流れる。そのため、電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給が遮断されて、電気抵抗Ｒの発熱は停止する。
【００６５】
このように第３実施形態においても、発光素子Ｅが消灯している期間に、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを供給しているため、第１実施形態と同様に、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となる。
【００６６】
さらには、第３実施形態の発光駆動モジュール２９５は、駆動電流Ｉeと等しいヒーター電流Ｉhを電気抵抗Ｒに供給しており好適である。なぜなら、このような発光駆動モジュール２９５は、駆動電流Ｉeが供給されている発光素子Ｅの発熱量と、ヒーター電流Ｉhが供給されている電気抵抗Ｒの発熱量との差を小さくするのに有利であり、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差を確実に小さく抑えるのに好適であるからである。
【００６７】
第４実施形態
図１０は、第４実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図であり、同図は、ヘッド基板表面側からヘッド基板裏面を平面視した場合に相当する。上記第１・第３実施形態と、第４実施形態との主な違いは、有機ＥＬ素子であるダミー素子ＤＥを電気抵抗Ｒの代わりに用いた点である。つまり、上記第１・第３実施形態では、電気抵抗Ｒにより消灯中の発光素子Ｅを加熱していたが、第４実施形態では、有機ＥＬ素子であるダミー素子ＤＥにより消灯中の発光素子Ｅを加熱する。なお、後述するように、同図に示すダミー素子ＤＥは、ヘッド基板裏面２９４−tに直接形成されているわけではなく、ダミー素子ＤＥとヘッド基板裏面２９４−tの間には金属膜ＭＦが形成されている。したがって、実際にはダミー素子ＤＥは金属膜ＭＦに隠れているため、同図ではダミー素子ＤＥが破線で示されている。以下、具体的に説明する。
【００６８】
図１０に示すように、各発光素子Ｅに対してはダミー素子ＤＥが近接配置されている。各ダミー素子ＤＥは、ダミー素子用配線Ｗdを介して、発光駆動モジュール２９５からヒーター電流Ｉhの供給を受けて発熱する。なお、これらダミー素子ＤＥは、発光素子Ｅと同一構成を有する有機ＥＬ素子であるため、ヒーター電流Ｉhによるダミー素子ＤＥの発熱量と、駆動電流Ｉeで発光する発光素子Ｅの発熱量とは、等しいもしくは略等しい。
【００６９】
ところで、ダミー素子ＤＥは有機ＥＬ素子であるため、ヒーター電流Ｉhがダミー素子ＤＥに供給されると、ダミー素子ＤＥの発光面から光ビームが射出する。しかしながら、このダミー素子ＤＥからの光ビームが、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７に入射すると、感光体ドラム２１表面の意図しない部分が露光されるという露光不良が発生してしまう場合も考えられる。そこで、第４実施形態では、ダミー素子ＤＥの発光面とヘッド基板裏面２９４−tとの間には薄い金属膜ＭＦが形成されている。この金属膜ＭＦは略正方形をしており、発光素子Ｅの発光面の全体を覆うように形成されている。つまり、ダミー素子ＤＥからの光ビームの屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７への入射を、この金属膜ＭＦにより遮ることで、先ほどの露光不良の発生を防止している。
【００７０】
そして、第４実施形態では、発光素子Ｅが消灯している期間に、ダミー素子ＤＥにヒーター電流Ｉhを供給して、ダミー素子ＤＥの発熱によって消灯中の発光素子Ｅを加熱する。これにより、第１および第３実施形態と同様に、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となる。なお、このようなダミー素子ＤＥによる発光素子Ｅの加熱動作を実現する回路は、図７、図９に示した回路図において、電気抵抗Ｒをダミー素子ＤＥに置換することで得られる。
【００７１】
このように、第４実施形態では、消灯中の発光素子Ｅを加熱するダミー素子ＤＥが、発光素子Ｅと同じ有機ＥＬ素子で構成されている。したがって、駆動電流Ｉeが供給されている発光素子Ｅの発熱量と、ヒーター電流Ｉhが供給されているダミー素子ＤＥの発熱量との差を容易に小さくすることができ、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差を簡便かつ確実に小さく抑えることが可能となっている。
【００７２】
その他
このように、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、発光駆動モジュール２９５が本発明の「電流供給制御部」に相当し、駆動電流Ｉeが本発明の「第１の電流」に相当し、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７が本発明の「光学系」に相当し、金属膜ＭＦが本発明の「遮光部」に相当している。また、上記第１および第３実施形態では、電気抵抗Ｒが本発明の「電気負荷」に相当し、上記第２実施形態では、定電流回路ＣＣが本発明の「電気負荷」に相当し、上記第４実施形態では、ダミー素子ＤＥが本発明の「電気負荷」に相当している。また、上記第１、第３、第４実施形態ではヒーター電流Ｉhが本発明の「第２の電流」に相当し、上記第２実施形態では、発光素子Ｅの消灯時に定電流回路ＣＣが出力する電流（駆動電流Ｉe）が本発明の「第２の電流」に相当している。
【００７３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、電気抵抗Ｒ、定電流回路ＣＣあるいはダミー素子ＤＥ等の発熱素子を、発光素子Ｅの近傍に配置していた。そして、この発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥによって消灯中の発光素子Ｅを加熱することで、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制していた。しかしながら、この発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥは、発光素子Ｅの近傍に配置されなくとも、その機能を十分に発揮しうる。
【００７４】
つまり、有機ＥＬ素子（発光素子Ｅ）の陰極側に金属を用いる場合には、その金属膜を介して周辺にある程度熱が伝わることが期待でき、また、他の層やガラス基板（ヘッド基板２９４）からも周囲に熱は拡散していく。一般的なラインヘッドでは発光素子の配列ピッチは数十μｍ程度であるが、発熱の大小による温度分布は数十μｍ程度ではほとんど生じないと言っても良い場合が多い。したがって、この温度分布はｍｍの単位で始めて問題となることが多く、よって、上述の発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥもこの範囲で発光素子Ｅに隣接していれば良い。特に、発光素子Ｅは、書き込みの密度（つまり、解像度）に応じて互いに近接して配置されるので、発光素子Ｅの直近に発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥを配置することは困難な場合もあるため、このような場合は、発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥを発光素子Ｅからある程度離して配置しても良い。
【００７５】
また、上記第１および第３実施形態では、電気抵抗Ｒは発光素子Ｅと等価もしくは略等価な負荷特性を有している。しかしながら、電気抵抗Ｒの負荷特性はこれに限られず、要するに消灯中の発光素子Ｅを加熱できるものであれば、本発明の効果を奏することができる。
【００７６】
また、上記第１および第３実施形態では、１個の発光素子Ｅに対して１個の電気抵抗Ｒが設けられていた。しかしながら、発光素子Ｅと電気抵抗Ｒとの個数関係はこれに限られず、例えば、発光素子Ｅに対して複数の電気抵抗Ｒを設けても良い。
【００７７】
また、上記第４実施形態では、発光素子Ｅとダミー素子ＤＥとは同一構成を有しているが、これらは寸法関係等において異なっていても良い。
【００７８】
また、上記実施形態では、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断している期間中すなわち消灯中は、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを継続的に供給している。しかしながら、消灯中の一部の期間だけ、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを供給するように構成しても良い。
【００７９】
また、上記実施形態では、発光素子Ｅに駆動電流Ｉhを供給している期間中すなわち発光中は、電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給を継続的に遮断するように、発光駆動モジュール２９５は構成されている。しかしながら、発光駆動モジュール２９５をこのように構成することは、必須ではない。
【００８０】
ところで、上記実施形態では、発光素子Ｅのみならず発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥも発熱するため、ラインヘッド２９全体での発熱量は増大する傾向にある。したがって、複数の発光素子Ｅの間での温度分布は均一であったとしても、複数の発光素子Ｅが全体的に温度上昇する場合が考えられる。具体的に言うと、例えば、印字デューティーが５〜２０％の一般的な範囲にある場合、発光素子Ｅおよび発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥ全体からの発熱量は、発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥを設けない場合の発熱量と比較して、約２０〜５倍となる。そこで、ラインヘッド２９自体を強制空冷するファン等の冷却構造を設けたり、あるいは、ラインヘッド２９の雰囲気温度を検出してデータ端子dataに与える駆動電圧を制御しても良い。また、これら冷却構造および駆動電圧制御を組み合わせて採用しても良い。
【００８１】
また、上述したように、同じ駆動電流Ｉeを供給しても発光素子Ｅ毎に光量がばらついてしまう場合がある。このような場合は、発光素子Ｅ毎に、駆動電流Ｉeを調整しても良い。具体的には、例えば、図７に示した回路を採用する場合は、データ端子dataに印加する駆動電圧を発光素子Ｅ毎に調整すればよく、また、図９に示した回路を採用する場合は、シフトレジスタＳＲの設定値を各発光素子Ｅ毎に調整すれば良い。
【００８２】
また、上記実施形態では、複数の発光素子Ｅを２行千鳥状に配列していた。しかしながら、複数の発光素子Ｅの配列態様はこれに限られず、３行以上の千鳥配列でも良く、あるいは１列に配列しても良い。
【００８３】
また、ラインヘッド２９の構成も上述のものに限られず、例えば、複数の発光素子を千鳥状に配置して１個の発光素子グループを構成してさらに複数の発光素子グループを２次元的に配置した、特開２００８−０３６９３７号公報、特開２００８−３６９３９号公報等に記載されているラインヘッド２９を用いることもできる。
【符号の説明】
【００８４】
２１…感光体ドラム、 ２９…ラインヘッド、 ２９４…ヘッド基板、２９５…発光駆動モジュール、 ２９７…屈折率分布型ロッドレンズアレイ、４００…ヘッド制御モジュール、 ＣＣ…定電流回路、 ＣＣ1…第１の定電流回路、 ＣＣ2…第２の定電流回路、 ＣＰ…容量、 ＤＥ…ダミー素子、 Ｅ…発光素子、 ＭＦ…金属膜、 Ｒ…電気抵抗、 ＳＰ…スポット
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子からの光により被露光面を露光する露光ヘッド、当該露光ヘッドを用いた画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、感光体ドラム表面等の被露光面を露光ヘッドにより露光することで、被露光面に潜像を形成する技術が従来から知られている。つまり、この露光ヘッドは、複数の発光素子を備えており、各発光素子からの光を被露光面にスポットとして結像する。これに対して、被露光面は、露光ヘッドによる露光の前に予め一様電位に帯電されている。したがって、被露光面のうちスポットにより露光された部分が除電されて、被露光面に所望の潜像が形成されることとなる。さらに、除電された部分に帯電トナーが付着することで、潜像が画像として現像される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９５９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１でも提案されているように、このような発光素子として有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子等を用いることができる。しかしながら、このような発光素子では、発光により自らが発熱するとともに、温度変化により発光光量が変動するという特性を有するものがある。そのため、次に説明するような課題があった。
【０００５】
つまり、露光ヘッドが備える各発光素子の発光状態は、形成すべき潜像に依存する。具体的には、高濃度画像に対応する潜像を形成する場合には、発光素子は頻繁に発光する一方、低濃度画像に対応する潜像を形成する場合には、発光素子の発光頻度はそれほど高くない。したがって、例えば形成すべき潜像に、高濃度画像に対応する領域と低濃度画像に対応する領域との両方があると、高濃度画像に対応する領域を露光する発光素子は頻繁に発光するため高温となる一方、低濃度画像に対応する領域を露光する発光素子は比較的低温のままとなる。すなわち、形成すべき潜像によって発光素子の発光状態が異なり、その結果、複数の発光素子の間で温度が不均一となる場合がある。そして、上述のとおり発光素子の光量は温度変化により変動するため、このような発光素子間での温度の不均一性が、発光素子間での光量差を引き起こし、ひいては、形成した画像に意図しない濃淡が発生する等の画像不良の原因となるおそれがあった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子の発光状態によらず、発光素子間での温度の不均一性を抑制することを可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、光を発光する発光素子と、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷と、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給する一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間に電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、潜像が形成される潜像担持体と、光を発光する発光素子、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷、および発光素子からの光を潜像担持体に結像する光学系を有する露光ヘッドと、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給する一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間に電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給して、発光素子からの光で潜像担持体を露光する第１の工程と、発光素子への第１の電流の供給を遮断するとともに、発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷に第２の電流を供給する第２の工程と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このような発明（露光ヘッド、画像形成装置、画像形成方法）では、第１の電流を発光素子に供給して発光素子を発光させる一方、発光素子への第１の電流の供給を遮断して発光素子を消灯させている。そして、このような構成では発光中の発光素子は自ら発熱し、これに起因した上述のような課題があった。そこで、本発明は、発光素子が消灯している期間に、電気負荷に第２の電流を供給する。したがって、第２の電流の供給を受けた電気負荷の発熱により、消灯している発光素子を加熱することができる。よって、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差を小さく抑えて、発光素子の発光状態によらず発光素子の温度変動を抑制することが可能となる。こうして、本発明では発光素子間での温度の不均一性が抑制されている。
【００１１】
また、電流供給制御部は、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間は、電気負荷に第２の電流を継続的に供給するように構成しても良い。このように構成することで、発光素子への第１の電流の供給を遮断している期間すなわち消灯中を通じて、発光素子を高温に維持して、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差をより確実に小さく抑えることができる。
【００１２】
また、電流供給制御部は、発光素子に第１の電流を供給している期間は、電気負荷への第２の電流の供給を継続的に遮断するように構成しても良い。このように構成することで、発光素子は、発光している期間は自ら発熱するとともに、消灯している期間は電気負荷により加熱されることとなり、発光中および消灯中を通じて発光素子の温度変動を抑制することができる。
【００１３】
また、第２の電流は、第１の電流と等しいように構成しても良い。なぜなら、このような構成は、第１の電流が供給されている発光素子の発熱量と、第２の電流が供給されている電気負荷の発熱量との差を小さくするのに有利であり、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差を確実に小さく抑えるのに好適であるからである。
【００１４】
また、発光素子および電気負荷は有機ＥＬ素子であるように構成しても良い。このように発光素子および電気負荷を同じ有機ＥＬ素子で構成することで、第１の電流が供給されている発光素子の発熱量と、第２の電流が供給されている電気負荷の発熱量との差を容易に小さくすることができ、発光中の発光素子と消灯中の発光素子との温度差を簡便かつ確実に小さく抑えることができる。
【００１５】
ところで、こうして発光素子および電気負荷を有機ＥＬ素子で構成した場合は、発光素子のみならず電気負荷も発光する。しかしながら、この電気負荷からの光が、発光素子からの光を結像する光学系に入射すると、被露光面の意図しない部分が露光されるという露光不良が発生してしまう場合も考えられる。そこで、電気負荷からの光の光学系への入射を遮る遮光部を備えるように構成しても良い。これにより、先ほどの露光不良の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。
【図３】ラインヘッドの構造を示す斜視図。
【図４】ラインヘッドの構造を示す部分断面図。
【図５】連続発光状態にある発光素子とそうでない発光素子との光量変化を示した図。
【図６】第１実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図。
【図７】第１実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図。
【図８】第２実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図。
【図９】第３実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図。
【図１０】第４実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
第１実施形態
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣがエンジンコントローラＥＣに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラＥＣがエンジン部ＥＧおよびヘッドコントローラＨＣなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１８】
この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００１９】
画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【００２０】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに搬送される。また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。
【００２１】
帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。
【００２２】
ラインヘッド２９は、その長手方向ＬＧＤが主走査方向ＭＤに平行もしくは略平行となるように、かつ、その幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように配置されている。ラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに配列された複数の発光素子を備えており、感光体ドラム２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。
【００２３】
図３はラインヘッドの構造を示す斜視図である。同図では、ヘッド基板２９４の裏面側の構成が記載されており、表面側の構成は省略されている。なお、ヘッド基板２９４が有する２面のうち、同図上側の面を表面とし、同図下側の面を裏面とする。また、図４は、ラインヘッドの構造を示す部分断面図である。ラインヘッド２９は、その内部にガラス基板であるヘッド基板２９４を備えており、このガラス基板２９４の裏面２９４−tには、複数の発光素子Ｅが主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に２行千鳥で並んでいる。各発光素子Ｅはいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。さらに、ヘッド基板２９４の裏面２９４−tには、各発光素子Ｅに駆動電流を供給する発光駆動モジュール２９５（図４では記載を省略）が形成されている。この発光駆動モジュール２９５は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（low temperature poly silicon thin film transistor：LTPS-TFT）で構成されている。そして、この発光駆動モジュール２９５からの駆動電流が供給されると、各発光素子Ｅの発光面から光ビームが射出する。
【００２４】
発光素子Ｅの発光面から射出した光ビームはヘッド基板２９４を透過して、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７に入射する。そして、発光素子Ｅから射出した光ビームが、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７により正立等倍で結像されて、感光体ドラム２１表面にスポットＳＰが形成される。こうして、スポットＳＰにより露光された部分が除電されて、静電潜像が感光体ドラム２１の表面に形成される。
【００２５】
図１に戻って装置構成の説明を続ける。現像部２５は、その表面にトナーを担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。
【００２６】
現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。
【００２７】
また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで一次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【００２８】
転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。
【００２９】
カラーモード実行時は、図１および図２に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００３０】
さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体ドラム２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体ドラム２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。
【００３１】
また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。
【００３２】
給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。
【００３３】
二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。
【００３４】
前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。
【００３５】
また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。
【００３６】
なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。
【００３７】
また、この実施形態では、メインコントローラＭＣ、ヘッドコントローラＨＣおよび各ラインヘッド２９がそれぞれ別ブロックとして構成され、これらは互いにシリアル通信線を介して接続されている。各ブロック間でのデータのやりとり動作について、図２を参照しながら説明する。外部装置からメインコントローラＭＣに画像形成指令が与えられると、メインコントローラＭＣは、エンジンコントローラＥＣにエンジン部ＥＧを起動させるための制御信号を送信する。また、メインコントローラＭＣに設けられた画像処理部１００が、画像形成指令に含まれる画像データに対して所定の信号処理を行い、各トナー色ごとのビデオデータＶＤを生成する。
【００３８】
一方、制御信号を受けたエンジンコントローラＥＣは、エンジン部ＥＧ各部の初期化およびウォームアップを開始する。これらが完了して画像形成動作を実行可能な状態になると、エンジンコントローラＥＣは、各ラインヘッド２９を制御するヘッドコントローラＨＣに対し画像形成動作の開始のきっかけとなる同期信号Ｖsyncを出力する。
【００３９】
ヘッドコントローラＨＣには、各ラインヘッド２９を制御するヘッド制御モジュール４００と、メインコントローラＭＣとのデータ通信を司るヘッド側通信モジュール３００とが設けられている。一方、メインコントローラＭＣにもメイン側通信モジュール２００が設けられている。ヘッド側通信モジュール３００からメイン側通信モジュール２００に向けては、１ページ分の画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱと、該画像を構成するラインのうち１ライン分のビデオデータＶＤを要求する水平リクエスト信号ＨＲＥＱとが送信される。一方、メイン側通信モジュール２００からヘッド側通信モジュール３００に向けては、これらのリクエスト信号に応じてビデオデータＶＤが送信される。より詳しくは、画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱを受信した後、水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受信する度に、画像の先頭部分から１ライン分ずつビデオデータＶＤが順次出力される。こうして受け取ったビデオデータＶＤに基づいて、ヘッド制御モジュール４００は、ラインヘッド２９の発光駆動モジュール２９５を制御して、各発光素子Ｅを発光させる。これにより、ビデオデータＶＤに応じた静電潜像を感光体ドラム２１の表面に形成することができる。
【００４０】
ところで、ビデオデータＶＤのパターンによっては特定の範囲にある発光素子Ｅが、連続して繰り返し発光する場合がある。しかしながら、発光素子Ｅとして用いられている有機ＥＬ素子は、一般の無機の発光ダイオード（例えば、ガリウム砒素などの化合物半導体）とは異なり、温度が上昇すると光量が増加するという特性を有する。また、温度変化１℃あたりの光量変化も大きく、常温の光量を基準としても１℃あたり０．５％程度の光量増加を示す場合がある。したがって、発光素子Ｅとして有機ＥＬ素子を用いた上記ラインヘッド２９では、印刷枚数を重ねるにしたがって、連続発光状態にある発光素子Ｅの温度が上昇してしまい、その結果、連続発光状態にある発光素子Ｅとそうでない発光素子Ｅとの間に、温度差に応じた光量差が発生する場合があった。
【００４１】
図５は、連続発光状態にある発光素子とそうでない発光素子との光量変化を示した図である。同図において、破線Ｌ1は連続発光状態にある発光素子Ｅの光量変化を示しており、破線Ｌ2は連続発光状態にない発光素子Ｅの光量変化を示している。また、同図において、棒線は１枚目の印刷、２枚目の印刷、…の各印刷が実行されている期間を表しており、連続発光状態にある発光素子Ｅの光量に応じた高さで図示されている。同図に示すように、例えば、１枚目の印刷と２枚目の印刷の間等、印刷する用紙の間では消灯期間があるが、それにもかかわらず連続発光状態にある発光素子Ｅの光量は増加している。こうした光量増加の程度は発熱程度に応じて発生するわけであるが、この発熱は、隣接して同時発光する発光素子Ｅの数に依存しており、例えば、１つの発光素子Ｅだけが連続発光したとしても周囲へ速やかに放熱されるため光量の増加はあまり見られないが、数十個あるいは数百個の隣接する発光素子Ｅが連続発光すると、これらの発光素子Ｅの配置範囲に発熱が集中することとなり、光量の増加が顕著となる。そして、このように連続発光する発光素子Ｅの光量は大きく増加する（図５の破線Ｌ1）一方で、ほとんど発光しない（連続発光状態にない）発光素子Ｅの光量はあまり変化しない（図５の破線Ｌ2）。
【００４２】
このような状態で印刷を続けて行った後に、例えば、用紙全体において均一な濃度となるべきハーフトーン画像を印刷したような場合、隣接して同時発光していた発光素子Ｅは光量が大きくなり、結果として、これらの発光素子Ｅにより露光される領域の印刷濃度が上昇してしまう。すなわち、このハーフトーン画像は、それまでに実行された印刷の履歴の影響を受けてしまい、均一な濃度で形成されない。このような、多数の発光素子の発光素子Ｅの連続発光による温度上昇は、大まかに言って、温度上昇時と同程度の時定数でしか冷却されないので、上記の印刷履歴の影響は容易には解消しない。そこで、発光素子Ｅの発光状態によらず、複数の発光素子Ｅ間での温度の不均一性を抑制可能とする技術が望まれていた。これに対して、本実施形態のラインヘッド２９は次のような構成を備えている。
【００４３】
図６は、第１実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図であり、同図は、ヘッド基板表面側からヘッド基板裏面を平面視した場合に相当する。同図に示すように、ヘッド基板裏面２９４−tには、複数の発光素子Ｅが２行千鳥で主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に並んでいる。また、隣接する６個の発光素子Ｅ毎に１個の発光駆動モジュール２９５が設けられており、各発光素子Ｅは素子用配線Ｗeをによって発光駆動モジュール２９５に接続されている。そして、発光素子Ｅは、素子用配線Ｗeを介して発光駆動モジュール２９５から駆動電流Ｉe(図７）の供給を受けて発光する。
【００４４】
さらに、各発光素子Ｅに対しては電気抵抗Ｒが近接配置されている。電気抵抗Ｒは、副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）に長尺な形状をしており、発光素子Ｅと等価もしくは略等価な負荷特性を有している。電気抵抗Ｒの一端は抵抗用配線Ｗrによって発光駆動モジュール２９５に接続されているとともに、電気抵抗Ｒの他端はグランド電位に接続されている。そして、電気抵抗Ｒは、抵抗用配線Ｗrを介して発光駆動モジュール２９５からヒーター電流Ｉh（図７）の供給を受けて発熱する。
【００４５】
図７は、第１実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図である。なお、図６を用いて上述したとおり第１実施形態では、６個の発光素子Ｅに対して１個の発光駆動モジュール２９５が設けられているため、１個の発光駆動モジュール２９５内には、６個の発光素子Ｅそれぞれを駆動するための回路と、これらの発光素子Ｅに近接配置された６個の電気抵抗Ｒを発熱させるための回路とが設けられている。ただし、図７では便宜上、１個の発光素子Ｅとこれに近接する１個の電気抵抗それぞれの素子駆動用回路、抵抗発熱用回路のみが、１個の発光駆動モジュール２９５内に示されている。
【００４６】
発光駆動モジュール２９５には、ビデオデータＶＤに基づいた信号が入力されるデータ端子dataと、このデータ端子dataへの入力信号が書き込まれる容量ＣＰとが、発光素子Ｅ毎に設けられている。さらに、発光駆動モジュール２９５には、容量ＣＰへの書き込みタイミングを制御するためのゲート端子W_gateが設けられている。つまり、いわゆる時分割駆動技術によって容量ＣＰへのデータ書き込みを行なうために、発光駆動モジュール２９５には、書き込み対象となる容量ＣＰを特定するためのゲート端子W_gateが設けられている。
【００４７】
また、有機ＥＬ素子に限らず、複数の発光素子Ｅを用いたラインヘッド２９では、各発光素子Ｅの光量（発光パワー）を均一にするための光量補正が必要となる。第１実施形態では、容量ＣＰに書き込まれる電圧＝光量補正値を発光素子Ｅごとに変化させることで、後で述べるトランジスタＴr2のゲート電圧を制御することができる。その結果、各発光素子Ｅの光量は均一となる。この光量補正値は、ラインヘッド２９出荷時に、全発光素子Ｅの光量を測定して算出される。
【００４８】
なお、先に述べたようにビデオデータＶＤが点灯を表す値のときは、上記のように各発光素子Ｅごとに一定の光量となるような電圧値が書き込まれるが、ビデオデータＶＤが消灯を表すときは、発光素子Ｅにほとんど発光電流が流れないような、電圧値が書き込まれる。消灯のための電位は、トランジスタＴr2の極性（Ｐチャンネルか、Ｎチャンネルか）によって反転する。このように、ビデオデータＶＤは点灯／消灯のみを表す２値の情報である。ビデオデータＶＤに多値（階調の深さ）を持たせることも可能であるが、その場合は階調値に応じた電圧値を容量ＣＰに書き込むことになる。このような動作を実現する発光駆動モジュール２９５について、具体的に説明する。
【００４９】
発光駆動モジュール２９５には、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第１のトランジスタＴr1が設けられている。そして、この第１のトランジスタＴr1のソースにはデータ端子dataが接続される一方、第１のトランジスタＴr1のドレインには容量ＣＰの一端が接続されている（なお、容量ＣＰの他端は素子用電源ＶＥＬに接続されている）。さらに、第１のトランジスタＴr1のゲートにはゲート端子W_gateが接続されており、ゲート端子Ｗ_gateへの入力信号により第１のトランジスタＴr1のオン／オフ制御が可能となっている。したがって、ゲート端子W_gateにオン信号が入力されている間に、データ端子dataに入力された電圧が容量ＣＰに書き込まれる一方、ゲート端子W_gateにオフ信号が入力されている間は、データ端子dataの信号に関係なく書き込み済みの電圧が容量ＣＰに保持され続ける。なお、この書き込み動作は一定の周期で繰り返し行なわれるが、容量ＣＰは十分に大きいため、書き込み動作それぞれの間における容量ＣＰの電圧変化は実質的に無い。
【００５０】
また、発光素子Ｅを点灯させる際には、トランジスタＴr1がONとなって電流が流れるが、トランジスタの飽和特性を利用して、ほぼ一定の電流が流れるようになる。
【００５１】
また、発光駆動モジュール２９５は、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第２のトランジスタＴr2をさらに備えている。第２のトランジスタＴr2のソースは素子用電源ＶＥＬに接続されるとともに、第２のトランジスタＴr2のドレインは素子用配線Ｗeによって発光素子Ｅに接続されている。また、第２のトランジスタＴr2のゲートには上記容量ＣＰの一端が接続されている。したがって、容量ＣＰに駆動電圧が保持されている間は、第２のトランジスタＴr2が駆動電流Ｉeを発光素子Ｅに供給するため、発光素子Ｅは発光する。一方で、容量ＣＰに消灯電圧が保持されている間は、第２のトランジスタＴr2は発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断するため、発光素子Ｅは消灯する。
【００５２】
さらに、発光駆動モジュール２９５では、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第３のトランジスタＴr3が、上記第２のトランジスタＴr2に並列接続されている。この第３のトランジスタＴr3のソースは素子用電源ＶＥＬに接続されるとともに、第３のトランジスタＴr3のドレインは抵抗用配線Ｗrによって電気抵抗Ｒに接続されている。また、第３のトランジスタＴr3のゲートには上記容量ＣＰの一端が接続されている。ここで、第３のトランジスタＴr3の極性は、第２のトランジスタＴr2と逆である。言い換えれば、第３のトランジスタＴr3のオン／オフ動作は、第２のトランジスタＴr2のオン／オフ動作と逆位相となる。したがって、容量ＣＰに消灯電圧が保持されている間は、第３のトランジスタＴr3がヒーター電流Ｉhを電気抵抗Ｒに供給するため、電気抵抗Ｒは発熱する。これにより、発光素子Ｅが消灯している期間中、電気抵抗Ｒにはヒーター電流Ｉhが継続的に供給され、電気抵抗Ｒは消灯中の発光素子Ｅを加熱し続けることとなる。一方で、容量ＣＰに駆動電圧が保持されている間は、第３のトランジスタＴr3は電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給を遮断するため、電気抵抗Ｒの発熱は停止する。
【００５３】
以上のように、第１実施形態では、駆動電流Ｉeを発光素子Ｅに供給して発光素子Ｅを発光させる一方、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断して発光素子Ｅを消灯させている。そして、このような構成では発光中の発光素子Ｅは自ら発熱し、これに起因して図５等で示したような課題があった。これに対して、第１実施形態では、発光素子Ｅが消灯している期間に、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを供給する。したがって、ヒーター電流Ｉhの供給を受けた電気抵抗Ｒの発熱により、消灯している発光素子Ｅを加熱することができる。よって、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差を小さく抑えて、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となる。こうして、本実施形態では発光素子Ｅ間での温度の不均一性が抑制されている。
【００５４】
また、第１実施形態では、発光駆動モジュール２９５は、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断している期間中は、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを継続的に供給している。そのため、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断している期間中すなわち消灯中を通じて、発光素子Ｅを高温に維持して、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差をより確実に小さく抑えることが可能となっている。
【００５５】
また、第１実施形態では、発光駆動モジュール２９５は、発光素子Ｅに駆動電流Ｉhを供給している期間中は、電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給を継続的に遮断している。そのため、発光素子Ｅは、発光している期間は自ら発熱するとともに、消灯している期間は電気抵抗Ｒにより加熱されることとなり、発光中および消灯中を通じて発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となっている。
【００５６】
なお、第１実施形態のように、発光駆動モジュール２９５を低温ポリシリコン薄膜トランジスタにより形成した構成に対しては、本発明を適用することが特に好適である。つまり、この低温ポリシリコン薄膜トランジスタは、電子移動度が高く有機ＥＬ素子（発光素子Ｅ）を駆動するのに適しているという利点を有する一方、温度上昇により駆動電流Ｉeが上昇してしまうという温度特性を有する。したがって、このような構成では、温度上昇に伴う発光素子Ｅの光量増大が増強される傾向にあるため、本発明を適用して、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが望まれる。
【００５７】
第２実施形態
図８は、第２実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図である。第２実施形態の発光駆動モジュール２９５では、第１実施形態と異なり電気抵抗Ｒが排される一方で、定電流回路ＣＣが発光素子Ｅ毎に設けられている。この定電流回路ＣＣの出力端は発光素子Ｅの近傍まで延設されている。そして、第２実施形態では、この定電流回路ＣＣが発光素子Ｅを加熱する。以下に、第２実施形態の発光駆動モジュール２９５の具体的構成について説明する。
【００５８】
発光駆動モジュール２９５が備える定電流回路ＣＣは、４ビットシフトレジスタＳＲにラッチされた値に応じた駆動電流Ｉeを出力するものである。そして、この定電流回路ＣＣは素子用配線Ｗeを介して発光素子Ｅに接続されている。４ビットのシフトレジスタＳＲに転送される電流値は、各発光素子Ｅの特性に応じて、点灯時の光量（光パワー）が一定になるように定められた値である。すなわち、この電流値は、第１実施形態の光量補正値に相当する。なお、４ビットでは光量補正分解能が不足する場合は、適宜ビット数を増加させてもよい。また、この定電流回路ＣＣも、第１実施形態に示した回路と同様に、低温ポリシリコン薄膜トランジスタにより発光素子Ｅと同じヘッド基板２９４上に形成されている。
【００５９】
また、発光素子Ｅには、低温ポリシリコン薄膜トランジスタであるトランジスタＴr6が並列接続されている。具体的には、トランジスタＴr6のドレインは、素子用配線Ｗeに接続されるとともに、トランジスタＴr6のソースはグランド電位に接続されている。また、トランジスタＴr6のゲートにはデータ端子dataが接続されている。このデータ端子dataには、ビデオデータＶＤに基づいた信号がヘッド制御モジュール４００から印加される。そして、データ端子dataに駆動電圧が印加されている間は、トランジスタＴr6がオフして、駆動電流Ｉeが発光素子Ｅに供給されるため、発光素子Ｅが発光する。一方、データ端子dataに消灯電圧が印加されている間は、トランジスタＴr6がオンして、駆動電流ＩeのほとんどがトランジスタＴr6に流れる。そのため、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給が遮断されて、発光素子Ｅは消灯する。なお、このトランジスタＴr6は、第1実施形態のトランジスタＴr1とは異なり、単なるスイッチとして機能する。したがって、このトランジスタＴr6では発光素子Ｅの光量は調整できないため、光量の調整は上記定電流回路ＣＣによって行われる。よって、ビデオデータＶＤは２値のデジタル信号であり、第1実施形態のデータ端子とは加わる信号の種類が異なる。
【００６０】
第２実施形態では、発光素子Ｅが点灯している場合は当然発光素子Ｅが発熱するが、消灯している場合は、トランジスタＴr6のＯＮ抵抗は少ないので、主に定電流回路ＣＣが発熱することになる。そして、この定電流回路ＣＣは、ＴＦＴにより発光素子Ｅと同一のヘッド基板２９４上に形成されている。したがって、消灯時でも点灯時と同様に発光素子Ｅは定電流回路ＣＣにより加熱されることになる。その結果、発光素子Ｅの点灯状態によらず、発光素子Ｅあるいはその近傍の温度は一定となり、発光素子Ｅの光量をほぼ一定とすることができる。
【００６１】
第３実施形態
図９は、第３実施形態における発光駆動モジュールが備える回路構成を示す図である。なお、発光駆動モジュール以外の構成は、第１実施形態と第３実施形態とで共通するので説明を省略する。同図が示すように、発光駆動モジュール２９５では、４ビットシフトレジスタＳＲにラッチされた値に応じた駆動電流Ｉeを出力する第１の定電流回路ＣＣ1が設けられている。そして、この第１の定電流回路ＣＣ1は素子用配線Ｗeを介して発光素子Ｅに接続されている。
【００６２】
また、発光素子Ｅには、第４のトランジスタＴr4が並列接続されている。具体的には、第４のトランジスタＴr4のドレインは、素子用配線Ｗeに接続されるとともに、第４のトランジスタＴr4のソースはグランド電位に接続されている。また、第４のトランジスタＴr4のゲートにはデータ端子dataが接続されている。このデータ端子dataには、ビデオデータＶＤに基づいた信号がヘッド制御モジュール４００から印加される。そして、データ端子dataに駆動電圧が印加されている間は、第４のトランジスタＴr4がオフして、駆動電流Ｉeが発光素子Ｅに供給されるため、発光素子Ｅが発光する。一方、データ端子dataに消灯電圧が印加されている間は、第４のトランジスタＴr4がオンして、駆動電流Ｉeのほとんどが第４のトランジスタＴr4に流れる。そのため、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給が遮断されて、発光素子Ｅは消灯する。
【００６３】
また、同図に示すように、第１の定電流回路ＣＣ1とは別に第２の定電流回路ＣＣ2が設けられており、この第２の定電流回路ＣＣ2も上記４ビットシフトレジスタＳＲにラッチされた値に応じた電流を出力するものである。そして、この第２の定電流回路ＣＣ2は抵抗用配線Ｗrを介して電気抵抗Ｒに接続されている。また、第２の定電流回路ＣＣ2は、第１の定電流回路ＣＣ1と同一構成を備えている。したがって、第２の定電流回路ＣＣ2が出力するヒーター電流Ｉhと、第１の定電流回路ＣＣ1が出力する駆動電流Ｉeとは同値となる。
【００６４】
さらに、電気抵抗Ｒには、第５のトランジスタＴr5が並列接続されている。具体的には、第５のトランジスタＴr5のドレインは、抵抗用配線Ｗrに接続されるとともに、第５のトランジスタＴr5のソースはグランド電位に接続されている。また、第５のトランジスタＴr5のゲートにはデータ端子dataが接続されている。このデータ端子dataには、ビデオデータＶＤに基づいた信号がヘッド制御モジュール４００から印加される。ここで、第４のトランジスタＴr4の極性は、第５のトランジスタＴr5と逆である。したがって、データ端子dataに消灯電圧が印加されている間は、第５のトランジスタＴr5がオフして、ヒーター電流Ｉhが電気抵抗に供給される。これにより、電気抵抗Ｒが発熱して、消灯中の発光素子Ｅが継続的に加熱される。一方、データ端子dataに駆動電圧が印加されている間は、第５のトランジスタＴr5がオンして、ヒーター電流Ｉhのほとんどが第５のトランジスタＴr5に流れる。そのため、電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給が遮断されて、電気抵抗Ｒの発熱は停止する。
【００６５】
このように第３実施形態においても、発光素子Ｅが消灯している期間に、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを供給しているため、第１実施形態と同様に、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となる。
【００６６】
さらには、第３実施形態の発光駆動モジュール２９５は、駆動電流Ｉeと等しいヒーター電流Ｉhを電気抵抗Ｒに供給しており好適である。なぜなら、このような発光駆動モジュール２９５は、駆動電流Ｉeが供給されている発光素子Ｅの発熱量と、ヒーター電流Ｉhが供給されている電気抵抗Ｒの発熱量との差を小さくするのに有利であり、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差を確実に小さく抑えるのに好適であるからである。
【００６７】
第４実施形態
図１０は、第４実施形態におけるヘッド基板の裏面の構成を示す平面図であり、同図は、ヘッド基板表面側からヘッド基板裏面を平面視した場合に相当する。上記第１・第３実施形態と、第４実施形態との主な違いは、有機ＥＬ素子であるダミー素子ＤＥを電気抵抗Ｒの代わりに用いた点である。つまり、上記第１・第３実施形態では、電気抵抗Ｒにより消灯中の発光素子Ｅを加熱していたが、第４実施形態では、有機ＥＬ素子であるダミー素子ＤＥにより消灯中の発光素子Ｅを加熱する。なお、後述するように、同図に示すダミー素子ＤＥは、ヘッド基板裏面２９４−tに直接形成されているわけではなく、ダミー素子ＤＥとヘッド基板裏面２９４−tの間には金属膜ＭＦが形成されている。したがって、実際にはダミー素子ＤＥは金属膜ＭＦに隠れているため、同図ではダミー素子ＤＥが破線で示されている。以下、具体的に説明する。
【００６８】
図１０に示すように、各発光素子Ｅに対してはダミー素子ＤＥが近接配置されている。各ダミー素子ＤＥは、ダミー素子用配線Ｗdを介して、発光駆動モジュール２９５からヒーター電流Ｉhの供給を受けて発熱する。なお、これらダミー素子ＤＥは、発光素子Ｅと同一構成を有する有機ＥＬ素子であるため、ヒーター電流Ｉhによるダミー素子ＤＥの発熱量と、駆動電流Ｉeで発光する発光素子Ｅの発熱量とは、等しいもしくは略等しい。
【００６９】
ところで、ダミー素子ＤＥは有機ＥＬ素子であるため、ヒーター電流Ｉhがダミー素子ＤＥに供給されると、ダミー素子ＤＥの発光面から光ビームが射出する。しかしながら、このダミー素子ＤＥからの光ビームが、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７に入射すると、感光体ドラム２１表面の意図しない部分が露光されるという露光不良が発生してしまう場合も考えられる。そこで、第４実施形態では、ダミー素子ＤＥの発光面とヘッド基板裏面２９４−tとの間には薄い金属膜ＭＦが形成されている。この金属膜ＭＦは略正方形をしており、発光素子Ｅの発光面の全体を覆うように形成されている。つまり、ダミー素子ＤＥからの光ビームの屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７への入射を、この金属膜ＭＦにより遮ることで、先ほどの露光不良の発生を防止している。
【００７０】
そして、第４実施形態では、発光素子Ｅが消灯している期間に、ダミー素子ＤＥにヒーター電流Ｉhを供給して、ダミー素子ＤＥの発熱によって消灯中の発光素子Ｅを加熱する。これにより、第１および第３実施形態と同様に、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制することが可能となる。なお、このようなダミー素子ＤＥによる発光素子Ｅの加熱動作を実現する回路は、図７、図９に示した回路図において、電気抵抗Ｒをダミー素子ＤＥに置換することで得られる。
【００７１】
このように、第４実施形態では、消灯中の発光素子Ｅを加熱するダミー素子ＤＥが、発光素子Ｅと同じ有機ＥＬ素子で構成されている。したがって、駆動電流Ｉeが供給されている発光素子Ｅの発熱量と、ヒーター電流Ｉhが供給されているダミー素子ＤＥの発熱量との差を容易に小さくすることができ、発光中の発光素子Ｅと消灯中の発光素子Ｅとの温度差を簡便かつ確実に小さく抑えることが可能となっている。
【００７２】
その他
このように、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、発光駆動モジュール２９５が本発明の「電流供給制御部」に相当し、駆動電流Ｉeが本発明の「第１の電流」に相当し、屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９７が本発明の「光学系」に相当し、金属膜ＭＦが本発明の「遮光部」に相当している。また、上記第１および第３実施形態では、電気抵抗Ｒが本発明の「電気負荷」に相当し、上記第２実施形態では、定電流回路ＣＣが本発明の「電気負荷」に相当し、上記第４実施形態では、ダミー素子ＤＥが本発明の「電気負荷」に相当している。また、上記第１、第３、第４実施形態ではヒーター電流Ｉhが本発明の「第２の電流」に相当し、上記第２実施形態では、発光素子Ｅの消灯時に定電流回路ＣＣが出力する電流（駆動電流Ｉe）が本発明の「第２の電流」に相当している。
【００７３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、電気抵抗Ｒ、定電流回路ＣＣあるいはダミー素子ＤＥ等の発熱素子を、発光素子Ｅの近傍に配置していた。そして、この発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥによって消灯中の発光素子Ｅを加熱することで、発光素子Ｅの発光状態によらず発光素子Ｅの温度変動を抑制していた。しかしながら、この発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥは、発光素子Ｅの近傍に配置されなくとも、その機能を十分に発揮しうる。
【００７４】
つまり、有機ＥＬ素子（発光素子Ｅ）の陰極側に金属を用いる場合には、その金属膜を介して周辺にある程度熱が伝わることが期待でき、また、他の層やガラス基板（ヘッド基板２９４）からも周囲に熱は拡散していく。一般的なラインヘッドでは発光素子の配列ピッチは数十μｍ程度であるが、発熱の大小による温度分布は数十μｍ程度ではほとんど生じないと言っても良い場合が多い。したがって、この温度分布はｍｍの単位で始めて問題となることが多く、よって、上述の発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥもこの範囲で発光素子Ｅに隣接していれば良い。特に、発光素子Ｅは、書き込みの密度（つまり、解像度）に応じて互いに近接して配置されるので、発光素子Ｅの直近に発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥを配置することは困難な場合もあるため、このような場合は、発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥを発光素子Ｅからある程度離して配置しても良い。
【００７５】
また、上記第１および第３実施形態では、電気抵抗Ｒは発光素子Ｅと等価もしくは略等価な負荷特性を有している。しかしながら、電気抵抗Ｒの負荷特性はこれに限られず、要するに消灯中の発光素子Ｅを加熱できるものであれば、本発明の効果を奏することができる。
【００７６】
また、上記第１および第３実施形態では、１個の発光素子Ｅに対して１個の電気抵抗Ｒが設けられていた。しかしながら、発光素子Ｅと電気抵抗Ｒとの個数関係はこれに限られず、例えば、発光素子Ｅに対して複数の電気抵抗Ｒを設けても良い。
【００７７】
また、上記第４実施形態では、発光素子Ｅとダミー素子ＤＥとは同一構成を有しているが、これらは寸法関係等において異なっていても良い。
【００７８】
また、上記実施形態では、発光素子Ｅへの駆動電流Ｉeの供給を遮断している期間中すなわち消灯中は、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを継続的に供給している。しかしながら、消灯中の一部の期間だけ、電気抵抗Ｒにヒーター電流Ｉhを供給するように構成しても良い。
【００７９】
また、上記実施形態では、発光素子Ｅに駆動電流Ｉhを供給している期間中すなわち発光中は、電気抵抗Ｒへのヒーター電流Ｉhの供給を継続的に遮断するように、発光駆動モジュール２９５は構成されている。しかしながら、発光駆動モジュール２９５をこのように構成することは、必須ではない。
【００８０】
ところで、上記実施形態では、発光素子Ｅのみならず発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥも発熱するため、ラインヘッド２９全体での発熱量は増大する傾向にある。したがって、複数の発光素子Ｅの間での温度分布は均一であったとしても、複数の発光素子Ｅが全体的に温度上昇する場合が考えられる。具体的に言うと、例えば、印字デューティーが５〜２０％の一般的な範囲にある場合、発光素子Ｅおよび発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥ全体からの発熱量は、発熱素子Ｒ、ＣＣ、ＤＥを設けない場合の発熱量と比較して、約２０〜５倍となる。そこで、ラインヘッド２９自体を強制空冷するファン等の冷却構造を設けたり、あるいは、ラインヘッド２９の雰囲気温度を検出してデータ端子dataに与える駆動電圧を制御しても良い。また、これら冷却構造および駆動電圧制御を組み合わせて採用しても良い。
【００８１】
また、上述したように、同じ駆動電流Ｉeを供給しても発光素子Ｅ毎に光量がばらついてしまう場合がある。このような場合は、発光素子Ｅ毎に、駆動電流Ｉeを調整しても良い。具体的には、例えば、図７に示した回路を採用する場合は、データ端子dataに印加する駆動電圧を発光素子Ｅ毎に調整すればよく、また、図９に示した回路を採用する場合は、シフトレジスタＳＲの設定値を各発光素子Ｅ毎に調整すれば良い。
【００８２】
また、上記実施形態では、複数の発光素子Ｅを２行千鳥状に配列していた。しかしながら、複数の発光素子Ｅの配列態様はこれに限られず、３行以上の千鳥配列でも良く、あるいは１列に配列しても良い。
【００８３】
また、ラインヘッド２９の構成も上述のものに限られず、例えば、複数の発光素子を千鳥状に配置して１個の発光素子グループを構成してさらに複数の発光素子グループを２次元的に配置した、特開２００８−０３６９３７号公報、特開２００８−３６９３９号公報等に記載されているラインヘッド２９を用いることもできる。
【符号の説明】
【００８４】
２１…感光体ドラム、 ２９…ラインヘッド、 ２９４…ヘッド基板、２９５…発光駆動モジュール、 ２９７…屈折率分布型ロッドレンズアレイ、４００…ヘッド制御モジュール、 ＣＣ…定電流回路、 ＣＣ1…第１の定電流回路、 ＣＣ2…第２の定電流回路、 ＣＰ…容量、 ＤＥ…ダミー素子、 Ｅ…発光素子、 ＭＦ…金属膜、 Ｒ…電気抵抗、 ＳＰ…スポット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光素子と、
前記発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷と、
前記発光素子を発光させる第１の電流を前記発光素子に供給する一方、前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断している期間に前記電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記電流供給制御部は、前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断している期間は、前記電気負荷に前記第２の電流を継続的に供給する請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
前記電流供給制御部は、前記発光素子に前記第１の電流を供給している期間は、前記電気負荷への前記第２の電流の供給を継続的に遮断する請求項１または２に記載の露光ヘッド。
【請求項４】
前記第２の電流は、前記第１の電流と等しい請求項１ないし３のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項５】
前記発光素子および前記電気負荷は有機ＥＬ素子である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項６】
前記発光素子からの光を結像する光学系と、
前記電気負荷からの光の前記光学系への入射を遮る遮光部と
を備える請求項５に記載の露光ヘッド。
【請求項７】
潜像が形成される潜像担持体と、
光を発光する発光素子、前記発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷、および前記発光素子からの光を前記潜像担持体に結像する光学系を有する露光ヘッドと、
前記発光素子を発光させる第１の電流を前記発光素子に供給する一方、前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断している期間に前記電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給して、前記発光素子からの光で潜像担持体を露光する第１の工程と、
前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断するとともに、前記発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷に第２の電流を供給する第２の工程と、
を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
光を発光する発光素子と、
前記発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷と、
前記発光素子を発光させる第１の電流を前記発光素子に供給する一方、前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断している期間に前記電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記電流供給制御部は、前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断している期間は、前記電気負荷に前記第２の電流を継続的に供給する請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
前記電流供給制御部は、前記発光素子に前記第１の電流を供給している期間は、前記電気負荷への前記第２の電流の供給を継続的に遮断する請求項１または２に記載の露光ヘッド。
【請求項４】
前記第２の電流は、前記第１の電流と等しい請求項１ないし３のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項５】
前記発光素子および前記電気負荷は有機ＥＬ素子である請求項１ないし４のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項６】
前記発光素子からの光を結像する光学系と、
前記電気負荷からの光の前記光学系への入射を遮る遮光部と
を備える請求項５に記載の露光ヘッド。
【請求項７】
潜像が形成される潜像担持体と、
光を発光する発光素子、前記発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷、および前記発光素子からの光を前記潜像担持体に結像する光学系を有する露光ヘッドと、
前記発光素子を発光させる第１の電流を前記発光素子に供給する一方、前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断している期間に前記電気負荷に第２の電流を供給する電流供給制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
発光素子を発光させる第１の電流を発光素子に供給して、前記発光素子からの光で潜像担持体を露光する第１の工程と、
前記発光素子への前記第１の電流の供給を遮断するとともに、前記発光素子に供給される電流が流れる回路と電気的に接続された電気負荷に第２の電流を供給する第２の工程と、
を備えることを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２０１８００（Ｐ２０１０−２０１８００Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０１８３（Ｐ２００９−５０１８３）
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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