JP2004050816A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】階調出力が可能な多重露光方式の画像形成装置において、回路構成の簡素化と発光制御の高速化を図ること。
【解決手段】データ処理装置２３からの画像データが記憶手段２４に入力されシフトレジスタ２４ａからの出力信号で発光素子（イエロー）ラインヘッド２８の１ライン２８ａの発光素子を動作させて像担持体上の画素を露光する。像担持体を矢視Ｘ方向に移動させ、当該画素を１ライン２８ｂの発光素子の位置に到達させるときのタイミングで、画像データをシフトレジスタ２４ｂに転送し、１ライン２８ｂに画像データを出力して当該画素を再度露光する。像担持体を移動させながらシフトレジスタで順次画像データを転送して、同一画素を順次多重露光する。
【選択図】 図１
【解決手段】データ処理装置２３からの画像データが記憶手段２４に入力されシフトレジスタ２４ａからの出力信号で発光素子（イエロー）ラインヘッド２８の１ライン２８ａの発光素子を動作させて像担持体上の画素を露光する。像担持体を矢視Ｘ方向に移動させ、当該画素を１ライン２８ｂの発光素子の位置に到達させるときのタイミングで、画像データをシフトレジスタ２４ｂに転送し、１ライン２８ｂに画像データを出力して当該画素を再度露光する。像担持体を移動させながらシフトレジスタで順次画像データを転送して、同一画素を順次多重露光する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階調出力が可能な多重露光方式で像担持体上の画素を露光する際に、回路構成の簡素化と発光制御の高速化を図る画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持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。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。
【０００３】
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ずる。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。
【０００４】
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。そこで、１画素を複数の発光素子で照射して露光する、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。
【０００５】
このような多重露光方式のラインヘッドの例として、（１）特許文献１には、記録アレイヘッドに感光ドラムの回転方向に対して複数列の発光記録素子を配置し、感光ドラムを移動させると共に当該発光記録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することが記載されている。（１）の例では、発光出力が低い発光記録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。
【０００６】
また、（２）特許文献２には、縦２０ドット×横６４０ドットのＥＬ素子群でＥＬ素子パネルを構成し、当該ＥＬ素子群は１ラインづつ感光体の移動速度と同じ速度で駆動される。このため、１画素には個々のＥＬ素子が発光する光量の２０倍の光量が照射されることが記載されている。この例でも１画素あたりの露光光量が増加して、画像形成の高速化に対応することができる。
【０００７】
更に、（３）特許文献３には、プリントヘッドに複数列のＬＥＤを配置し、プリントヘッドを主走査方向に移動させて１画素に多重露光を行うことが記載されている。この例では、多重露光を行うことにより、各ＬＥＤの光量バラツキが平均化され、画質が向上するという利点がある。
【０００８】
なお、（４）特許文献４には、光プリンタヘッドに複数列のＬＥＤアレイチップを配置し、各ラインのＬＥＤアレイチップをオン、またはオフすることにより、１画素の階調出力を３段階に切り替えることが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６１−１８２９６６号公報
【特許文献２】
特開昭６４−２６４６８号公報
【特許文献３】
特開平１１−１２９５４１号公報
【特許文献４】
特開２０００−２６０４１１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）、（２）に記載の技術はモノクロ画像形成に関するものであり、中間濃度の階調制御ができないという問題があった。また、（３）に記載の技術は、ラインヘッドを駆動するシリアル方式であるため、駆動機構が複雑になるという問題があった。更に、（４）に記載の技術は各ラインのＬＥＤアレイチップをオン、またはオフする構成であるために、制御回路が複雑になるという問題があった。
【００１１】
多重露光方式のラインヘッドにおいては、通常露光方式のラインヘッドと比較すると、発光素子数が多く、これらの発光素子を感光体の移動と同期させて制御しなければならないので、データ処理を行う制御回路が複雑になり、発光制御の高速化が困難であるという問題がある。
【００１２】
特に、多重露光方式のラインヘッド（光学ヘッド）がカラー画像形成に適用される場合には、１画素に対する階調制御を行うことがあるために、処理が必要となるデータ量がオンオフ制御の場合の数倍になる。このため、発光制御の高速化が更に困難になるという問題があった。
【００１３】
また、多重露光方式のラインヘッドの場合には、データ処理装置で形成された大量のデータをラインヘッドに送信する必要があり、ラインヘッドと画像形成装置本体間の配線数が増大し、高速化に対応したインターフェイスを使用しなければならないので、コストが高くなるという問題があった
【００１４】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、階調出力が可能な多重露光方式で像担持体上の画素を露光する際に、回路構成の簡素化と発光制御の高速化を図る画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて発光素子を２次元的に配列し、像担持体上の画素に対して１ラインの発光素子で露光してから像担持体を移動させ、前記画素に対して次列の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う画像形成装置であって、同一の画素を露光する各ラインの前記発光素子を同一光量で発光させる制御手段を設け、前記制御手段で形成された階調出力で画素を露光可能な構成としたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は前記制御手段で形成された画像データを記憶して前記発光素子に出力する記憶手段を設け、当該記憶手段は、各列の発光素子と対応して各列に配置された、画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う手段で構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は像担持体上には露光される画素列と露光されない画素列とが含まれ、各列の発光素子は露光される画素列に対応して配置され、前記露光される画素列と露光されない画素列のそれぞれの列に対応して記憶手段を設け、露光されない画素列に対応する列の記憶手段においては前記画像データの出力を行わないことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は前記発光素子が像担持体上に形成するスポット位置の副走査方向の間隔は、副走査方向の画素密度の整数倍としたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は前記発光素子の発光量制御をＰＷＭ制御により行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は前記発光素子の発光量制御を強度変調制御により行うことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は前記発光素子を、有機ＥＬで構成したことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の画像形成方法は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けるとともに、各列の発光素子と対応して各列に配置されて、制御手段で形成された画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う記憶手段を設けてなり、先頭ラインの発光素子を動作させて記憶手段から出力された画像データで像担持体上の画素を露光する段階と、像担持体を画素ピッチで移動させる段階と、像担持体の移動のタイミングと合わせて画像データを次列の記憶手段に転送する段階と、次列の１ラインの発光素子で前列の発光素子と同一の光量で前記画素を重ねて露光する段階とを備え、以下像担持体を画素ピッチで移動しながら画像データを記憶手段で転送して、順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行うことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の画像形成方法は、前記制御手段で形成された階調出力で発光素子を動作させ、画素を露光させる段階を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて発光素子を２次元的に配列し、像担持体上の画素に対して１ラインの発光素子で露光してから像担持体を移動させ、前記画素に対して次列の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う画像形成装置であって、
ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段と、前記ラインヘッドの各ラインに予め設定される画像形成の位置調整用発光素子とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を特徹とする。
【００２６】
また、本発明は、重ね合わされる複数色の像を形成するように発光素子を２次元的に配列したラインヘッドと、前記ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を特徹とする。
【００２７】
また、本発明は、前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けるとともに、各列の発光素子と対応して各列に配置されて、制御手段で形成された画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う記憶手段を設けてなり、ラインヘッドの各ラインに画像形成の位置調整用発光素子を予め設定する段階と、ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する段階と、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する段階と、先頭ラインの発光素子を動作させて記憶手段から出力された画像データで像担持体上の画素を露光する段階と、像担持体を画素ピッチで移動させる段階と、像担持体の移動のタイミングと合わせて画像データを次列の記憶手段に転送する段階と、次列の１ラインの発光素子で前列の発光素子と同一の光量で前記画素を重ねて露光する段階と、からなることを特徹とする。
【００２９】
また、本発明は、前記制御手段で形成された階調出力で発光素子を動作させ、画素を露光させる段階を含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明の画像形成装置は、制御手段が先頭の１ライン分のデータを形成すれば、その後は先頭の１ラインの画像データを記憶手段（シフトレジスタ）に保持し、記憶手段の中で画像データを転送するだけでラインヘッドすべての発光素子の動作を制御することができる。このため、制御手段は、ラインヘッドすべての発光素子のデータを生成する必要がなく、回路構成を簡略にすることができる。また、高速でデータ処理を行うことができる。
【００３１】
また、本発明は、各画素列の記憶手段と発光素子列とを一対一で対応させることができる。このため、記憶手段に記憶された画像データを次段の記憶手段に転送させるタイミングと、記憶手段に記憶された画素列の画像データに基づいて発光素子列を発光させるタイミングを合わせることができるので、回路構成の簡素化が可能である。また発光素子列の動作を高速化することができる。
【００３２】
また、本発明は発光素子をアクテブマトリックス方式の駆動回路で制御している。このため、発光素子周辺に設けたコンデンサとトランジスタにより発光素子の発光状態を保持できる。したがって、記憶手段から次段の記憶手段へ画像データを転送中でも発光を維持するので画素を高輝度で露光できる。
【００３３】
また、本発明はＰＷＭ制御で発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子のオン、オフ制御により露光量を変えることができるので、回路構成の簡素化が図れる。
【００３４】
また、本発明は強度変調により発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子を高速でオン、オフ制御する必要がなくなり、発光素子の応答速度が遅い場合でも露光量を高速で変化させることができる。
【００３５】
また、本発明は発光素子を有機ＥＬで構成している。このため、発光素子はガラス基板上に容易に作製できるので、低価格化が図れる。
【００３６】
また、本発明は、ラインヘッドの装置への位置ずれ情報を記憶する記憶手段と、前記ラインヘッドの各ラインに予め設定される画像形成の位置調整用発光素子とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設けている。このため、像形成部の位置ずれを機械的に調整する必要がない。すなわち、各像形成部で形成する像の位置ずれを、画像データの書き込み位置を制御する事で補正している。このため、機械的な位置ずれ調整をすることなく、多重露光のラインヘッドにおいて簡単に画像のずれ補正をすることができる。
【００３７】
また、本発明は、重ね合わされる複数色の像を形成するように発光素子を２次元的に配列したラインヘッドと、前記ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を特徹とする。このため、カラー画像を形成する画像形成装置において、ラインヘッドの取り付け位置が正規の位置からずれている場合でも、ラインヘッドの位置を移動させることなく、簡単に画像のずれ補正をすることができる。
【００３８】
また、本発明は、前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、簡単に画像のずれ補正をすることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明を説明する。図２は、本発明の画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。図２において、ホストコンピュータ２１は、印刷データを形成して画像形成装置の制御部２２に送信する。画像形成装置の制御部２２は、データ処理手段２３、記憶手段２４〜２７、前記記憶手段２４〜２７と対応して配列された発光素子ラインヘッド（光学ヘッド）２８〜３１を有している。
【００４０】
発光素子ラインヘッド２８〜３１は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応するものであり、感光体にカラー画像を形成する。記憶手段２４〜２７は、各色の発光素子ラインヘッド２８〜３１に対応した画像データを記憶する。
【００４１】
データ処理手段２３は、ホストコンピュータ２１から送信された印刷データに基づいて、色分解、階調処理、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。データ処理手段２３は、１ラインづつの画像データを各記憶手段２４〜２７に出力する。
【００４２】
発光素子ラインヘッド２８〜３１には、それぞれ複数列の発光素子ラインが設けられており、各列の発光素子が同一の画素に重ねて露光を行う多重露光の構成とされている。このため、各記憶手段２４〜２７は、それぞれ発光素子ラインヘッド２８〜３１に対して複数列の画像データを出力している。
【００４３】
図１は、図２の構成を部分的に示すブロック図である。図１においては、発光素子（イエロー）ラインヘッド２８と、それに対応する記憶手段２４の細部を示している。図１の例では、ラインヘッド２８には、１ライン２８ａに複数個の発光素子３２が設けられている。また、この例では、像担持体の副走査方向Ｘに対して２８ａ〜２８ｅの５列に同数の発光素子が配置されている。
【００４４】
記憶手段２４は、発光素子の各列のライン２８ａ〜２８ｅに対応して、シフトレジスタ２４ａ〜２４ｅを配列している。図１において、矢視Ｘ方向は感光体ドラム（像担持体）の移動方向（副走査方向）、矢視Ｙ方向は主走査方向を示している。
【００４５】
次に、図１のブロック図の動作について説明する。データ処理装置２３からの画像データが記憶手段２４に入力されると、シフトレジスタ２４ａからは、先頭の１ライン２８ａの発光素子に画像データが出力され、発光素子の動作により所定の光量で像担持体上の画素を露光する。
【００４６】
像担持体を回転駆動して矢視Ｘ方向に移動させ、先頭の１ライン２８ａの発光素子で露光された画素を次の１ライン２８ｂで配列された発光素子の位置に到達させる。このときのタイミングで、シフトレジスタ２４ａに入力された画像データをシフトレジスタ２４ｂに転送する。
【００４７】
シフトレジスタ２４ｂは、１ライン２８ｂの発光素子に画像データを出力して発光素子を動作させる。このため、前回に１ライン２８ａの発光素子で露光された画素は、同じ強さの光量で１ライン２８ｂの発光素子により再度露光される。
【００４８】
このようにして、像担持体を矢視Ｘ方向に移動させながら順次画像データを次段のシフトレジスタに転送して、異なる列の発光素子のラインで同一画素を順次露光する。
【００４９】
このため、図１の例では各画素は単一の発光素子で露光される場合の５倍の光量で露光されることになり、各画素の露光に必要な光量を高速で取得することができる。発光素子が配置されたラインの副走査方向の列数、すなわち、画素を単一の発光素子で露光する場合に得られる光量の倍数は、必要に応じて適宜選定することができる。
【００５０】
図１の構成で中間濃度の階調制御を行う場合には、例えば所定の輝度を１としたときに、輝度０．１の画像データをデータ処理装置２３からシフトレジスタ２４ａに入力する。前記のように、像担持体を移動させながら画像データをシフトレジスタ２４ａ〜２４ｅに順次転送して、発光素子に出力する処理により、１画素の輝度は、０．１×５＝０．５となり中間濃度が得られる。このようにして、画素を露光する際の階調出力が得られる。
【００５１】
本発明においては、画像形成装置本体のデータ処理手段２３は、先頭の１ライン分のデータを形成すれば、その後は先頭の１ラインの画像データを記憶手段（シフトレジスタ）に保持し、記憶手段の中で画像データを転送するだけでラインヘッドすべての発光素子の動作を制御することができる。
【００５２】
このため、データ処理手段は、ラインヘッドすべての発光素子のデータを生成する必要がなく、回路構成を簡略にすることができる。また、高速でデータ処理を行うことができる。
【００５３】
図３は、本発明の他の実施形態に係る構成を示しており、像担持体上に形成されるスポット位置３３の説明図である。図３の斜線の部分がスポット位置を示しており、この部分では画素が露光される。また、２点鎖線の部分が露光されない画素位置を示している。Ｐａは、主走査方向の画素ピッチ、Ｐｂは副走査方向の画素ピッチである。Ｓは副走査方向のスポット位置のピッチであり、画素ピッチの整数倍、この例では２倍のピッチで設定されている。
【００５４】
図３のスポット位置３３において、３３ａ、３３ｃ、３３ｅ、３３ｇ、３３ｉの各ラインでは、像担持体上に発光素子の出力光によるスポットが形成され、画素が露光される。また、３３ｂ、３３ｄ、３３ｆ、３３ｈの各ラインでは、像担持体上に発光素子の出力光によるスポットは形成されず画素は露光されない。
【００５５】
図４は、図３に対応するブロック図である。図１と同様にイエロー発光素子ラインヘッド２８Ｘの例で説明する。発光素子が配列された各ライン２８ｆ〜２８ｎにより、図３のスポット位置３３が形成される。また、図４のラインヘッド２８Ｘに発光素子のラインが形成されていない位置は、図３の画素が露光されない位置に対応する。
【００５６】
記憶手段２４の構成は、発光素子が配列された各ライン２８ｆ〜２８ｎと対応して、第１グループのシフトレジスタ２４ｆ〜２４ｎが設けられている。また、前記シフトレジスタ２４ｆ〜２４ｎ間には、第２グループのシフトレジスタ２４ｇ〜２４ｍが設けられている。この第２グループのシフトレジスタ２４ｇ〜２４ｍは、次段のシフトレジスタに画像データの転送のみを行い、発光素子への画像データの出力は行わない。
【００５７】
図３、図４の例において、像担持体上のラインのスポット位置３３ａで画素の露光を行う例について説明する。シフトレジスタ２４ａから画像データが発光素子の先頭ライン２８ｆに出力され、像担持体上の画素を露光する。
【００５８】
像担持体が副走査方向に画素ピッチＰｂだけ移動するタイミングで、画像データはシフトレジスタ２４ｆからシフトレジスタ２４ｇに転送される。このときには、発光素子には画像データは出力されず、画素の露光は行われない。
【００５９】
更に、像担持体が副走査方向に画素ピッチ分だけ移動するタイミングで、画像データはシフトレジスタ２４ｇからシフトレジスタ２４ｈに転送される。シフトレジスタ２４ｈは発光素子のライン２８ｈに画像データを出力させる。この際に、発光素子のライン２８ｈはスポット位置３３ａのラインで同一画素の露光を行う。
【００６０】
以下、同様にして、像担持体の移動と画像データの各シフトレジスタへの転送、発光素子への画像データの出力を行い、同一画素に対して多重露光を行う。この場合にも、データ処理手段２３で形成されるデータに基づいて中間濃度の階調制御を行うことができる。
【００６１】
図３の例では、像担持体上に１ラインおきに露光する画素のラインと、露光しない画素のラインとを形成しているが、例えば、露光しない画素のラインを２ラインとすることもできる。すなわち、画素の露光を２ライン間隔で行うものである。
【００６２】
この場合には、図４において、画像データの転送のみを行うシフトレジスタを２段縦続接続し、３段目のシフトレジスタが発光素子の制御を行う構成となる。このように、本発明は、像担持体上に多様な画像形成を行うことができる。
【００６３】
本発明は、図３、図４に示されているように、発光素子が像担持体上に形成するスポット位置の副走査方向の間隔を、副走査方向の画素密度の整数倍としたときにおいても、各列のシフトレジスタを発光素子のラインおよび発光素子が配置されていないラインと対応させて配置することにより、１画素を多重露光することができる。
【００６４】
この場合には、シフトレジスタに記憶された画像データを次段のシフトレジスタに転送するタイミングと、シフトレジスタに記憶された画素列の画像データに基づいて、発光素子ラインを発光させるタイミングとを合わせることにより、回路構成を簡素化し、動作の高速化を図ることができる。
【００６５】
なお、図３の例では、副走査方向のスポット位置のピッチを画素ピッチの２倍としているが、本発明においては、スポット位置のピッチを画素ピッチの整数倍とするものである。したがって、スポット位置のピッチを画素ピッチと同じとすることも出来る。この場合には、前記倍数は、１倍となる。
【００６６】
図５は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置を示したブロック図である。図５の例は、発光素子をアクティブマトリクス方式で駆動するものである。図５において、Ｚは発光素子と駆動回路をアクティブマトリクスで構成した単体の発光部である。
【００６７】
ラインヘッド２８Ｙには、１ラインの発光素子２８ｐ〜２８ｔが５列で配置されている。各ラインの発光素子２８ｐ〜２８ｔと対応して、シフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔが配置されている。また、データ処理装置２３にはラインセレクタ３４が接続されている。
【００６８】
３５ａは、データ処理装置２３からシフトレジスタに配線される画像データの供給線、３５ｂはデータ処理装置２３からラインセレクタ３４に配線される制御線、３６ａ〜３６ｅはラインセレクタ３４から各シフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔの動作を指令する指令線、３７ａ〜３７ｅはラインセレクタ３４からの信号が各列の発光素子に供給される走査線、３８ａ〜３８ｋは、シフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔから各ライン、各列の個別の発光素子（有機ＥＬ）に動作信号を供給する信号線である。
【００６９】
図５の動作について説明する。データ処理装置２３から制御線３５ｂを介して供給される制御信号で、ラインセレクタ３４は走査線３７ａを選択し、１ラインの発光素子２８ｐに信号を供給する。また、指令線３６ａの信号でシフトレジスタ２４ｐを動作させる。シフトレジスタ２４ｐは信号線３８ａ〜３８ｋを活性化して、画像データの出力信号を１ラインの発光素子２８ｐのすべてに送出する。１ラインの発光素子２８ｐは発光して画素を露光する。
【００７０】
ラインセレクタ３４からの信号で、走査線３７と指令線３６を切り替えることにより、以上の動作を発光素子２８ｑ、２８ｒ、２８ｓ、２８ｔについても行い、全てのラインの発光素子を発光して画素を露光する。
【００７１】
次に、シフトレジスタ２４ｓの画像データをシフトレジスタ２４ｔへ転送し、同様にして、シフトレジスタ２４ｒからシフトレジスタ２４ｓへ、シフトレジスタ２４ｑからシフトレジスタ２４ｒへ、シフトレジスタ２４ｐからシフトレジスタ２４ｑへ順次画像データを転送する。シフトレジスタ２４ｐには、データ処理手段２３から信号線３５ａを介して画像データが転送される。この間に像担持体は画素ピッチ分移動する。
【００７２】
この際に、発光部Ｚの発光素子はアクティブマトリクスの作用により発光を維持しているので、画像データをシフトレジスタで転送中であっても発光素子が消灯することなく、画素を高輝度で露光することができる。このようにして、シフトレジスタ２４から発光素子への画像データの送出、シフトレジスタ間での画像データの転送、像担持体の移動を繰り返すことにより、像担持体上に連続的に画像データを露光していくことができる。
【００７３】
図６は、発光部Ｚをアクティブマトリクスで動作させるための回路図である。図６において、発光素子として有機ＥＬを使用しており、Ｋはそのカソード端子、Ａはそのアノード端子である。カソード端子Ｋは、図示を省略している電源に接続されている。３７ａは走査線でスイッチング用ＴＦＴ（Ｔｒ１）のゲートＧａに接続される。
【００７４】
また、３８ａは信号線でスイッチング用ＴＦＴのドレインＤａに接続される。３９は電源線、Ｃａはストレージキャパシタである。有機ＥＬのドライビング用ＴＦＴ（Ｔｒ２）のソースＳｂは電源線３９に接続され、ドレインＤｂは有機ＥＬのアノード端子Ａに接続される。さらに、ドライビング用ＴＦＴのゲートＧｂは、スイッチング用のＴＦＴのソースＳａに接続されている。
【００７５】
次に、図６の回路図の動作について説明する。スイッチング用ＴＦＴのソースに電源線３９の電圧が印加されている状態で走査線３７ａ、信号線３８ａに通電すると、スイッチング用ＴＦＴがオンになる。このため、ドライビング用ＴＦＴのゲート電圧が下がり、電源線３９の電圧がドライビング用ＴＦＴのソースから供給されてドライビング用ＴＦＴが導通する。この結果、有機ＥＬが動作して所定の光量で発光する。また、ストレージキャパシタＣａは電源線３９の電圧で充電される。
【００７６】
スイッチング用ＴＦＴをオフにした場合にも、ストレージキャパシタＣａに充電された電荷に基づいてドライビング用ＴＦＴは導通状態となっており、有機ＥＬは発光状態を維持する。したがって、アクテブマトリックスを前記発光素子の駆動回路に適用した場合には、画像データをシフトレジスタで転送するためにスイッチング用ＴＦＴをオフにしたときでも、有機ＥＬの動作が継続して発光を維持し、高輝度で画素の露光を行うことができる。
【００７７】
本発明においては、発光素子をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式で制御することにより、発光光量の制御を行う。また、ＰＷＭ方式の制御とすることにより発光素子の階調制御を実施する構成とすることができる。
【００７８】
本発明では、８ビットの階調データメモリにより階調データを構成する。図７は、階調データメモリに格納されるビットデータと階調データとの例を示す説明図である。図７の例では、ビットデータＮｏ１で階調データ０（非発光）、ビットデータＮｏ８で最も濃度が濃いデータ、ビットデータＮｏ２〜７でその中間階調の濃度データとしている。
【００７９】
図８は、ＰＷＭ制御を行う例を示すブロック図である。図８において、ＰＷＭ制御部７０には、シフトレジスタなどで構成される階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・、カウンター７２、コンパレータ７３ａ、７３ｂ・・・、発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・、が設けられている。
【００８０】
階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・には、例えば図５に示したデータ処理手段２３から階調データ信号７４が供給される。階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・のビット数は、図７に示したように８ビットとする。カウンター７２は、基準クロック信号７５をカウントする。カウンター７２のビット数は、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・と同じ８ビットであり、カウント値は０→最大値（２５５）→０→最大値を繰り返す。
【００８１】
コンパレータ７３ａ、７３ｂは、カウンター７２の信号と、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に格納されている階調データとを比較する。階調データ＞カウンター値、のときに、図６で示したスイッチングＴＦＴをオンにする。また、階調データ≦カウンター値、のときにスイッチングＴＦＴをオフにする。
【００８２】
図９は、図８のブロック図で示されたＰＷＭ制御の具体例を示す特性図である。図９（ａ）は、カウンター７２の出力値Ｄａを示すものであり、前記のように、０→最大値（２５５）→０→最大値→０・・・を繰り返す。
【００８３】
図９（ｂ）は、階調データがビットデータＮｏ７（１２８階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｄｂ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜１２７の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が１２８〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。
【００８４】
図９（ｃ）は、階調データがビットデータＮｏ６（６４階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｄｃ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜６３の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が６４〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。
【００８５】
図９（ｂ）の場合には、波形Ｄｂのパルス幅はＷａであり、図９（ｃ）の場合には、波形Ｄｃのパルス幅はＷｂである。すなわち、階調データの大きさに応じてスイッチングＴＦＴがオンとなる時間の長さが変わり、発光素子の発光光量を変化させることができる。このように、スイッチングＴＦＴのオン、オフ制御により発光素子をオン、オフして像担持体への露光量を変えることができるので、回路構成を簡単にすることができる。
【００８６】
図１０は、本発明の他の構成を示すブロック図である。図８と同じ部分には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図１０は、階調データの大きさに対応した電圧、または電流でスイッチングＴＦＴを制御するものであり、本発明ではこのような制御を強度変調と称する。
【００８７】
図１０に示された強度変調制御部８０は、Ｄ／Ａコンバータ８１ａ、８１ｂ・・・をそれぞれ階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に接続している。Ｄ／Ａコンバータ８１ａ、８１ｂ・・・は、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に格納された階調データに対応した大きさで、アナログの電圧値、または電流値を形成し、スイッチングＴＦＴに出力する。
【００８８】
図１０の例では、階調データに応じてスイッチングＴＦＴのバイアスを変えて、発光素子の発光光量を変化させている。このため、高速で発光素子をオン、オフ制御する必要がなくなり、発光素子の応答速度が遅い場合でも像担持体への露光量を高速で変化させることができる。
【００８９】
発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・は、図６で示したアクテブマトリックス方式で駆動される。発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・には、走査線３７ａからのセレクト信号と、発光制御データ線３８ａ、３８ｂ・・・からの制御信号が供給される。
【００９０】
本発明においては、有機ＥＬ（有機電界発光素子）アレイを多重露光用の発光素子ラインに用いている。図１１は、本発明の画像形成装置に適用される有機ＥＬアレイの一例を示す斜視図である。図１１においては、ガラスなどの長尺基板１上に有機ＥＬアレイ１２が取り付けられている。
【００９１】
各有機ＥＬは、発光を制御する駆動回路１１に接続されている。そして、長尺基板１の両端には、取り付け位置を決める位置決めピン１３と、取り付け用のねじ挿入孔１４とが設けられている。１６は、駆動回路１１と有機ＥＬアレイ１２とを覆う保護カバーである。
【００９２】
有機ＥＬアレイ１２の像担持体方向前方には、等倍光学系の集光性ロッドレンズアレイ１５が一体に固定されている。この集光性ロッドレンズアレイ１５の結像作用により、有機ＥＬアレイ１２の発光点列が、対応する像担持体の感光面上に結像されるように構成されている。
【００９３】
図１２は、有機ＥＬアレイヘッド１０の一例を示す縦断正面図である。図１２において、ガラスや樹脂フィルムを用いた基板１の上に、スパッタ法により誘電体多層膜からなる反射層２を形成する。この誘電体多層膜からなる反射層２は、例えば一対のＳｉＯ２とＴｉＯ２からなる層で形成される。本発明によるこのような誘電体多層膜で形成された反射層２は、反射率が０．９９以上のものが得られる。
【００９４】
次に、反射層２上に、陽極３をスパッタ法により形成する。陽極３には、光透過性、かつ導電性の材料が使用される。このような特性を有する材料として、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの仕事関数の大きな材料を用いる。
【００９５】
次に、陽極３の上に、正孔輸送層４をインクジェット法により形成する。また、穴１１内に正孔輸送層４を形成した後、インク組成物を穴８内にインクジェットプリント装置のヘッドから吐き出し、各画素の発光層上にパターニング塗布を行う。塗布後、溶媒を除去し、熱処理して発光層５を形成する。
【００９６】
正孔輸送層４と、発光層５との有機ＥＬ層は、上記のようにインクジェット方式でインク組成物を塗布することにより作成する代わりに、公知のスピンコート法、ディップ法などの他の液相法で作成することもできる。
【００９７】
また、正孔輸送層４、発光層５に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等に記載されている公知の種々のＥＬ材料が利用できる。その詳細な説明は省略する。次に、陰極６を蒸着法により形成する。陰極６の材料としては、例えばＡｌを使用する。
【００９８】
有機ＥＬアレイヘッド１０は、各発光部１０ｘ〜１０ｚに対応した断面形状が凹状とされている陰極６に、隔壁９の穴内における厚みを光が透過できるレベルとした薄膜部６ａ〜６ｃを形成している。
【００９９】
各発光部１０ｘ〜１０ｚにおいて、陰極６の凹所底部にはスパッタ法により複数層の誘電体多層膜からなる半透明反射層（誘電体ミラー）７を形成する。この誘電体多層膜からなる半透明反射層７ａ〜７ｃは、一対のＳｉＯ２とＴｉＯ２からなる層を例えば３層積層している。本発明によるこのような誘電体多層膜で形成した半透明反射層７は、反射率が０．９程度となる。
【０１００】
このように、図１２の実施形態においては、陰極６に薄膜部６ａ〜６ｃを形成し、この薄膜部６ａ〜６ｃにより光を透過させている。このため、正孔輸送層４、発光層５の有機ＥＬ層をインクジェット法などの液相法で形成した場合でも、ＥＬ層と陰極との接触部の平滑性に起因して反射率が低下するという問題は生じないという利点がある。
【０１０１】
本発明においては、上記のような構成の有機ＥＬアレイヘッドを、例えば電子写真方式のカラー画像を形成する画像形成装置の露光ヘッドとして用いることができる。
【０１０２】
ところで、発光素子を多数配列したラインヘッドにおいては、製造工程上の問題に起因して、ヘッドの装置への取付位置がずれるという問題が発生する。図１３は、このようにラインヘッドの取付位置がずれて装置に装着された例を示す説明図である。図１３において、２８はラインヘッド、６１は定着ローラ対（定着器）、Ｐは用紙、Ｗは用紙Ｐの搬送方向である。
【０１０３】
Ｔａは、ラインヘッド２８の正規の取り付け位置である。図１３の例においては、ラインヘッドの一方端部の位置が正規の取り付け位置Ｔａからはみ出して装着されている。このため、取り付け誤差Ｔｂが生じている。
【０１０４】
このように、ラインヘッドの取り付け位置が正規の位置からずれて本体に装着されると、画像露光位置にもずれが生ずる。このため、画像の一部が印字されなくなり印字品質が著しく低下してしまうという問題が発生する。図１４は、このような画像が一部印字されない例を示す説明図である。
【０１０５】
図１４において、（Ａ）はラインヘッドが正規の位置に装着された場合の画像形成の例である。この場合には、画像は画像形成基準位置Ｖから画像の先頭列Ｅａが用紙Ｐに形成される。これに対して（Ｂ）は、図１３に示したようにラインヘッド２８が正規の位置からずれて装着された場合であり、画像の先頭列Ｅａは２列分ずれて用紙Ｐに印字される。このため、後列の２列分の画像Ｒｘは用紙Ｐには印字できないことになる。
【０１０６】
ここで、４色分の露光ユニットを持つカラープリンタにおいては、各露光ユニットを独立して取り付けるので、各露光ユニットで形成される画像の位置合わせが困難である。各露光ユニットを他の露光ユニットに対して正確に並列な位置に設置されていないと、各色トナー像が正確に重なり合わず、画像品質を低下させてしまう。
【０１０７】
図１３に示したような各露光ユニットの位置ずれを防止するには、プリンタ全体の組み立て精度を高くしなければならず、価格が高くなるという問題を生ずる。また、プリンタ組み立て後の調整時、テスト印字を行って各露光ユニットの位置合わせを行う必要が有り、調整に時間がかかり、作業が煩雑になるという問題がある。
【０１０８】
本発明の実施形態においては、ラインヘッドに前記したような取り付け位置が正規の位置からずれている場合にも、煩雑なラインヘッド取り付け位置の調整を行うことなく画像品質を維持することができる。図１５は、本発明のラインヘッドの例を示す平面図である。図１５において、ラインヘッド２８には多数の発光素子３２が複数列、複数行で配列されている。
【０１０９】
図１５のラインヘッド２８においては、一方の先端から長手方向にＲａの列までは正規の露光用の発光素子とする。また、他方端部の２列分の発光素子Ｒｂは、画像の位置合わせ用（レジスト用）として予め配列されるものである。レジスト用発光素子の列数は、図１５の例では２列としているが、この列数は２列に限定されず適宜設定される。
【０１１０】
図１６は、図１５のラインヘッドにより画像形成する例を示す説明図である。図１６において、（Ａ）は正規の画像で、Ｒｃは先端側の２列の発光素子、Ｒｂは後列の２列のレジスト用の発光素子である。斜線部は印字される画素、白丸は印字されない画素である。また、Ｖは画像形成基準位置、Ｅａは画像が形成される先頭列の画像である。
【０１１１】
（Ｂ）は、補正後の画像を示している。この場合には、先端側の２列の発光素子Ｒｃでは画像形成を行わず、後列の２列の発光素子（レジスト用の発光素子）Ｒｂで画像形成を行う。このため、ラインヘッドが正規の位置からずれた位置で装置に装着された場合でも、印字の品質を保持することができる。図１６においては、発光素子ラインは複数ライン配列されており、多重露光を行うことができる。
【０１１２】
次に、図１６に示したような位置づれ補正の制御例について図５により説明する。図１３のように、ラインヘッド２８が正規の位置からずれた位置で装置に装着されると、図示を省略したセンサーで位置ずれ情報を取得する。その位置ずれ情報は、適宜の記憶手段、例えば図５のデータ処理手段２３に設けたメモリに記憶される。データ処理手段２３から、各発光素子を動作させるためにシフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔに信号を送信する際に、２８ｐ〜２８ｔのすべての発光素子ラインに対して、先端側の２列の発光素子は画像形成を行わないように、信号線３８ａ、３８ｂからは空白データを出力させる。
【０１１３】
図１７は、本発明によるカラー画像形成の例を示す説明図である。図１７において、（Ｋ）はブラック、（Ｃ）はシアン、（Ｍ）はマゼンタ、（Ｙ）はイエローの画像を示している。この例では、マゼンタのラインヘッドに位置ずれが生じている。マゼンタのラインヘッドに対しては、図１６で説明したような補正を行う。このため、４色のカラー画像を重ね合わせた場合には、ラインヘッドの取り付け位置がずれたことによる影響を補正して適性な画像形成を行うことができる。
【０１１４】
図１８は、図１２で説明した有機ＥＬアレイヘッドを用いた画像形成装置の一例を示す正面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
【０１１５】
図１８に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。
【０１１６】
前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。
【０１１７】
各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
【０１１８】
また、この有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。
【０１１９】
ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エナルギーピーク波長と感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。
【０１２０】
現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。
【０１２１】
このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。
【０１２２】
なお、図１８中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
【０１２３】
このように、図１３の画像形成装置は、書き込み手段として図６に示した有機ＥＬアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。
【０１２４】
以上、本発明の画像形成装置と画像形成方法を実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、制御手段が先頭の１ライン分のデータを形成すれば、その後は先頭の１ラインの画像データを記憶手段（シフトレジスタ）に保持し、記憶手段の中で画像データを転送するだけでラインヘッドすべての発光素子の動作を制御することができる。このため、制御手段は、ラインヘッドすべての発光素子のデータを生成する必要がなく、回路構成を簡略にすることができる。また、高速でデータ処理を行うことができる。
【０１２６】
また、本発明の画像形成装置は、各画素列の記憶手段と発光素子列とを一対一で対応させることができる。このため、記憶手段に記憶された画像データを次段の記憶手段に転送させるタイミングと、記憶手段に記憶された画素列の画像データに基づいて発光素子列を発光させるタイミングを合わせることができ、回路構成を簡素化することができ、また発光素子列の動作を高速化することができる。
【０１２７】
また、本発明の画像形成装置は発光素子をアクテブマトリックス方式で制御している。このため、発光素子周辺に設けたコンデンサとトランジスタにより発光素子の発行状態を保持できる。したがって、記憶手段から次段の記憶手段へ画像データを転送中でも発光を維持するので画素を高輝度で露光できる。
【０１２８】
また、本発明の画像形成装置はＰＷＭ制御で発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子のオン、オフ制御により露光量を変えることができるので、回路構成の簡素化が図れる。
【０１２９】
また、本発明の画像形成装置は強度変調により発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子を高速でオン、オフ制御する必要がなくなり、発光素子の応答速度が遅い場合でも露光量を高速で変化させることができる。
【０１３０】
また、本発明の画像形成装置は発光素子をガラス基板上に容易に作製できるので、低価格化が図れる。
【０１３１】
また、本発明の画像形成装置は、画像形成部の位置ずれを機械的に調整する必要がない。すなわち、各画像形成部で形成する像の位置ずれを、画像データの書込み位置を制御する事で補正するため、機械的な調整は不要である。このため、多重露光のラインヘッドにおいて簡単に画像のずれを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく画像形成装置の一例を部分的に示すブロック図である。
【図２】図１の全体構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の他の実施形態に基づく画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図４】図３に示した画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態に基づく画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図６】アクテブマトリックス方式で駆動される発光素子の制御回路を示す回路図である。
【図７】ビットデータと階調データの関係の一例を示す説明図である。
【図８】発光素子をＰＷＭ制御する例のブロック図である。
【図９】発光素子をＰＷＭ制御する例の説明図である。
【図１０】発光素子を強度変調制御する例のブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態に基づく有機ＥＬアレイの一例を示す斜視図である。
【図１２】有機ＥＬアレイの概略構成を示す断面図である。
【図１３】従来例を示す説明図である。
【図１４】図１３の従来例による画像形成の例を示す説明図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に基づくラインヘッドを示す平面図である。
【図１６】図１５の実施形態に基づく画像形成の例を示す説明図である。
【図１７】色ずれ補正後のカラー画像形成の例を示す説明図である。
【図１８】本発明の有機ＥＬアレイヘッドを配置したタンデム方式の画像形成装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…誘電体多層膜、３…陽極、４…正孔輸送層、５…発光層、６…陰極、７…誘電体多層膜、８…像担持体、９…隔壁（バンク）、１０…有機ＥＬアレイヘッド、１０ｘ、１０ｙ、１０ｚ…発光部、１１…駆動回路、１２…有機ＥＬアレイ、１３…位置決めピン、１４…ねじ挿入穴、１５…集光性ロッドレンズアレイ、１６…保護カバー、２１…ホストコンピュータ、２２…画像形成装置の制御部、２３…データ処理手段、２４〜２７…記憶手段、２４ａ〜２４ｎ…シフトレジスタ、２８、２８Ｘ、２８Ｙ…発光素子（イエロー）ラインヘッド、２８ａ〜２８ｎ…１ラインの発光素子、２９…発光素子（マゼンタ）ラインヘッド、３０…発光素子（シアン）ラインヘッド、３１…発光素子（ブラック）ラインヘッド、３２…発光素子、３３…像担持体のスポット位置、３３ａ〜３３ｉ…スポット形成位置、３３ｂ〜３３ｈ…非露光の画素位置、３４…ラインセレクタ、３５ａ…画像データの供給線、３５ｂ…制御線、３６ａ〜３６ｅ…指令線、３７ａ〜３７ｅ…走査線、３８ａ〜３８ｋ…信号線、１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…有機ＥＬアレイ露光ヘッド、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…一次転写ローラ、４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…クリーニング装置、５０…中間転写ベルト、５１…駆動ローラ、５２…従動ローラ、５３…テンションローラ、６１…定着ローラ対、６２…排紙ローラ対、６３…給紙カセット、６４…ピックアップローラ、６５…ゲートローラ対、６６…二次転写ローラ、６７…クリーニングブレード、６８…排紙トレイ、７０…ＰＷＭ制御部、７１ａ、７１ｂ・・・…階調データメモリ、７２…カウンター、７３ａ、７３ｂ…コンパレータ、７４…階調データ信号、７５…基準クロック信号、７６…セレクト信号、８０…強度変調制御部、８１ａ、８１ｂ…Ｄ／Ａコンバータ、Ｐ…記録媒体、Ｚ、Ｚａ、Ｚｂ…発光部
【発明の属する技術分野】
本発明は、階調出力が可能な多重露光方式で像担持体上の画素を露光する際に、回路構成の簡素化と発光制御の高速化を図る画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持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。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。
【０００３】
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ずる。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。
【０００４】
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。そこで、１画素を複数の発光素子で照射して露光する、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。
【０００５】
このような多重露光方式のラインヘッドの例として、（１）特許文献１には、記録アレイヘッドに感光ドラムの回転方向に対して複数列の発光記録素子を配置し、感光ドラムを移動させると共に当該発光記録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することが記載されている。（１）の例では、発光出力が低い発光記録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。
【０００６】
また、（２）特許文献２には、縦２０ドット×横６４０ドットのＥＬ素子群でＥＬ素子パネルを構成し、当該ＥＬ素子群は１ラインづつ感光体の移動速度と同じ速度で駆動される。このため、１画素には個々のＥＬ素子が発光する光量の２０倍の光量が照射されることが記載されている。この例でも１画素あたりの露光光量が増加して、画像形成の高速化に対応することができる。
【０００７】
更に、（３）特許文献３には、プリントヘッドに複数列のＬＥＤを配置し、プリントヘッドを主走査方向に移動させて１画素に多重露光を行うことが記載されている。この例では、多重露光を行うことにより、各ＬＥＤの光量バラツキが平均化され、画質が向上するという利点がある。
【０００８】
なお、（４）特許文献４には、光プリンタヘッドに複数列のＬＥＤアレイチップを配置し、各ラインのＬＥＤアレイチップをオン、またはオフすることにより、１画素の階調出力を３段階に切り替えることが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６１−１８２９６６号公報
【特許文献２】
特開昭６４−２６４６８号公報
【特許文献３】
特開平１１−１２９５４１号公報
【特許文献４】
特開２０００−２６０４１１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）、（２）に記載の技術はモノクロ画像形成に関するものであり、中間濃度の階調制御ができないという問題があった。また、（３）に記載の技術は、ラインヘッドを駆動するシリアル方式であるため、駆動機構が複雑になるという問題があった。更に、（４）に記載の技術は各ラインのＬＥＤアレイチップをオン、またはオフする構成であるために、制御回路が複雑になるという問題があった。
【００１１】
多重露光方式のラインヘッドにおいては、通常露光方式のラインヘッドと比較すると、発光素子数が多く、これらの発光素子を感光体の移動と同期させて制御しなければならないので、データ処理を行う制御回路が複雑になり、発光制御の高速化が困難であるという問題がある。
【００１２】
特に、多重露光方式のラインヘッド（光学ヘッド）がカラー画像形成に適用される場合には、１画素に対する階調制御を行うことがあるために、処理が必要となるデータ量がオンオフ制御の場合の数倍になる。このため、発光制御の高速化が更に困難になるという問題があった。
【００１３】
また、多重露光方式のラインヘッドの場合には、データ処理装置で形成された大量のデータをラインヘッドに送信する必要があり、ラインヘッドと画像形成装置本体間の配線数が増大し、高速化に対応したインターフェイスを使用しなければならないので、コストが高くなるという問題があった
【００１４】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、階調出力が可能な多重露光方式で像担持体上の画素を露光する際に、回路構成の簡素化と発光制御の高速化を図る画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて発光素子を２次元的に配列し、像担持体上の画素に対して１ラインの発光素子で露光してから像担持体を移動させ、前記画素に対して次列の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う画像形成装置であって、同一の画素を露光する各ラインの前記発光素子を同一光量で発光させる制御手段を設け、前記制御手段で形成された階調出力で画素を露光可能な構成としたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は前記制御手段で形成された画像データを記憶して前記発光素子に出力する記憶手段を設け、当該記憶手段は、各列の発光素子と対応して各列に配置された、画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う手段で構成されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は像担持体上には露光される画素列と露光されない画素列とが含まれ、各列の発光素子は露光される画素列に対応して配置され、前記露光される画素列と露光されない画素列のそれぞれの列に対応して記憶手段を設け、露光されない画素列に対応する列の記憶手段においては前記画像データの出力を行わないことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は前記発光素子が像担持体上に形成するスポット位置の副走査方向の間隔は、副走査方向の画素密度の整数倍としたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は前記発光素子の発光量制御をＰＷＭ制御により行うことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は前記発光素子の発光量制御を強度変調制御により行うことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は前記発光素子を、有機ＥＬで構成したことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の画像形成方法は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けるとともに、各列の発光素子と対応して各列に配置されて、制御手段で形成された画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う記憶手段を設けてなり、先頭ラインの発光素子を動作させて記憶手段から出力された画像データで像担持体上の画素を露光する段階と、像担持体を画素ピッチで移動させる段階と、像担持体の移動のタイミングと合わせて画像データを次列の記憶手段に転送する段階と、次列の１ラインの発光素子で前列の発光素子と同一の光量で前記画素を重ねて露光する段階とを備え、以下像担持体を画素ピッチで移動しながら画像データを記憶手段で転送して、順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行うことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の画像形成方法は、前記制御手段で形成された階調出力で発光素子を動作させ、画素を露光させる段階を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて発光素子を２次元的に配列し、像担持体上の画素に対して１ラインの発光素子で露光してから像担持体を移動させ、前記画素に対して次列の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う画像形成装置であって、
ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段と、前記ラインヘッドの各ラインに予め設定される画像形成の位置調整用発光素子とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を特徹とする。
【００２６】
また、本発明は、重ね合わされる複数色の像を形成するように発光素子を２次元的に配列したラインヘッドと、前記ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を特徹とする。
【００２７】
また、本発明は、前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けるとともに、各列の発光素子と対応して各列に配置されて、制御手段で形成された画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う記憶手段を設けてなり、ラインヘッドの各ラインに画像形成の位置調整用発光素子を予め設定する段階と、ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する段階と、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する段階と、先頭ラインの発光素子を動作させて記憶手段から出力された画像データで像担持体上の画素を露光する段階と、像担持体を画素ピッチで移動させる段階と、像担持体の移動のタイミングと合わせて画像データを次列の記憶手段に転送する段階と、次列の１ラインの発光素子で前列の発光素子と同一の光量で前記画素を重ねて露光する段階と、からなることを特徹とする。
【００２９】
また、本発明は、前記制御手段で形成された階調出力で発光素子を動作させ、画素を露光させる段階を含むことを特徴とする。
【００３０】
本発明の画像形成装置は、制御手段が先頭の１ライン分のデータを形成すれば、その後は先頭の１ラインの画像データを記憶手段（シフトレジスタ）に保持し、記憶手段の中で画像データを転送するだけでラインヘッドすべての発光素子の動作を制御することができる。このため、制御手段は、ラインヘッドすべての発光素子のデータを生成する必要がなく、回路構成を簡略にすることができる。また、高速でデータ処理を行うことができる。
【００３１】
また、本発明は、各画素列の記憶手段と発光素子列とを一対一で対応させることができる。このため、記憶手段に記憶された画像データを次段の記憶手段に転送させるタイミングと、記憶手段に記憶された画素列の画像データに基づいて発光素子列を発光させるタイミングを合わせることができるので、回路構成の簡素化が可能である。また発光素子列の動作を高速化することができる。
【００３２】
また、本発明は発光素子をアクテブマトリックス方式の駆動回路で制御している。このため、発光素子周辺に設けたコンデンサとトランジスタにより発光素子の発光状態を保持できる。したがって、記憶手段から次段の記憶手段へ画像データを転送中でも発光を維持するので画素を高輝度で露光できる。
【００３３】
また、本発明はＰＷＭ制御で発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子のオン、オフ制御により露光量を変えることができるので、回路構成の簡素化が図れる。
【００３４】
また、本発明は強度変調により発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子を高速でオン、オフ制御する必要がなくなり、発光素子の応答速度が遅い場合でも露光量を高速で変化させることができる。
【００３５】
また、本発明は発光素子を有機ＥＬで構成している。このため、発光素子はガラス基板上に容易に作製できるので、低価格化が図れる。
【００３６】
また、本発明は、ラインヘッドの装置への位置ずれ情報を記憶する記憶手段と、前記ラインヘッドの各ラインに予め設定される画像形成の位置調整用発光素子とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設けている。このため、像形成部の位置ずれを機械的に調整する必要がない。すなわち、各像形成部で形成する像の位置ずれを、画像データの書き込み位置を制御する事で補正している。このため、機械的な位置ずれ調整をすることなく、多重露光のラインヘッドにおいて簡単に画像のずれ補正をすることができる。
【００３７】
また、本発明は、重ね合わされる複数色の像を形成するように発光素子を２次元的に配列したラインヘッドと、前記ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を特徹とする。このため、カラー画像を形成する画像形成装置において、ラインヘッドの取り付け位置が正規の位置からずれている場合でも、ラインヘッドの位置を移動させることなく、簡単に画像のずれ補正をすることができる。
【００３８】
また、本発明は、前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、簡単に画像のずれ補正をすることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明を説明する。図２は、本発明の画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。図２において、ホストコンピュータ２１は、印刷データを形成して画像形成装置の制御部２２に送信する。画像形成装置の制御部２２は、データ処理手段２３、記憶手段２４〜２７、前記記憶手段２４〜２７と対応して配列された発光素子ラインヘッド（光学ヘッド）２８〜３１を有している。
【００４０】
発光素子ラインヘッド２８〜３１は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応するものであり、感光体にカラー画像を形成する。記憶手段２４〜２７は、各色の発光素子ラインヘッド２８〜３１に対応した画像データを記憶する。
【００４１】
データ処理手段２３は、ホストコンピュータ２１から送信された印刷データに基づいて、色分解、階調処理、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。データ処理手段２３は、１ラインづつの画像データを各記憶手段２４〜２７に出力する。
【００４２】
発光素子ラインヘッド２８〜３１には、それぞれ複数列の発光素子ラインが設けられており、各列の発光素子が同一の画素に重ねて露光を行う多重露光の構成とされている。このため、各記憶手段２４〜２７は、それぞれ発光素子ラインヘッド２８〜３１に対して複数列の画像データを出力している。
【００４３】
図１は、図２の構成を部分的に示すブロック図である。図１においては、発光素子（イエロー）ラインヘッド２８と、それに対応する記憶手段２４の細部を示している。図１の例では、ラインヘッド２８には、１ライン２８ａに複数個の発光素子３２が設けられている。また、この例では、像担持体の副走査方向Ｘに対して２８ａ〜２８ｅの５列に同数の発光素子が配置されている。
【００４４】
記憶手段２４は、発光素子の各列のライン２８ａ〜２８ｅに対応して、シフトレジスタ２４ａ〜２４ｅを配列している。図１において、矢視Ｘ方向は感光体ドラム（像担持体）の移動方向（副走査方向）、矢視Ｙ方向は主走査方向を示している。
【００４５】
次に、図１のブロック図の動作について説明する。データ処理装置２３からの画像データが記憶手段２４に入力されると、シフトレジスタ２４ａからは、先頭の１ライン２８ａの発光素子に画像データが出力され、発光素子の動作により所定の光量で像担持体上の画素を露光する。
【００４６】
像担持体を回転駆動して矢視Ｘ方向に移動させ、先頭の１ライン２８ａの発光素子で露光された画素を次の１ライン２８ｂで配列された発光素子の位置に到達させる。このときのタイミングで、シフトレジスタ２４ａに入力された画像データをシフトレジスタ２４ｂに転送する。
【００４７】
シフトレジスタ２４ｂは、１ライン２８ｂの発光素子に画像データを出力して発光素子を動作させる。このため、前回に１ライン２８ａの発光素子で露光された画素は、同じ強さの光量で１ライン２８ｂの発光素子により再度露光される。
【００４８】
このようにして、像担持体を矢視Ｘ方向に移動させながら順次画像データを次段のシフトレジスタに転送して、異なる列の発光素子のラインで同一画素を順次露光する。
【００４９】
このため、図１の例では各画素は単一の発光素子で露光される場合の５倍の光量で露光されることになり、各画素の露光に必要な光量を高速で取得することができる。発光素子が配置されたラインの副走査方向の列数、すなわち、画素を単一の発光素子で露光する場合に得られる光量の倍数は、必要に応じて適宜選定することができる。
【００５０】
図１の構成で中間濃度の階調制御を行う場合には、例えば所定の輝度を１としたときに、輝度０．１の画像データをデータ処理装置２３からシフトレジスタ２４ａに入力する。前記のように、像担持体を移動させながら画像データをシフトレジスタ２４ａ〜２４ｅに順次転送して、発光素子に出力する処理により、１画素の輝度は、０．１×５＝０．５となり中間濃度が得られる。このようにして、画素を露光する際の階調出力が得られる。
【００５１】
本発明においては、画像形成装置本体のデータ処理手段２３は、先頭の１ライン分のデータを形成すれば、その後は先頭の１ラインの画像データを記憶手段（シフトレジスタ）に保持し、記憶手段の中で画像データを転送するだけでラインヘッドすべての発光素子の動作を制御することができる。
【００５２】
このため、データ処理手段は、ラインヘッドすべての発光素子のデータを生成する必要がなく、回路構成を簡略にすることができる。また、高速でデータ処理を行うことができる。
【００５３】
図３は、本発明の他の実施形態に係る構成を示しており、像担持体上に形成されるスポット位置３３の説明図である。図３の斜線の部分がスポット位置を示しており、この部分では画素が露光される。また、２点鎖線の部分が露光されない画素位置を示している。Ｐａは、主走査方向の画素ピッチ、Ｐｂは副走査方向の画素ピッチである。Ｓは副走査方向のスポット位置のピッチであり、画素ピッチの整数倍、この例では２倍のピッチで設定されている。
【００５４】
図３のスポット位置３３において、３３ａ、３３ｃ、３３ｅ、３３ｇ、３３ｉの各ラインでは、像担持体上に発光素子の出力光によるスポットが形成され、画素が露光される。また、３３ｂ、３３ｄ、３３ｆ、３３ｈの各ラインでは、像担持体上に発光素子の出力光によるスポットは形成されず画素は露光されない。
【００５５】
図４は、図３に対応するブロック図である。図１と同様にイエロー発光素子ラインヘッド２８Ｘの例で説明する。発光素子が配列された各ライン２８ｆ〜２８ｎにより、図３のスポット位置３３が形成される。また、図４のラインヘッド２８Ｘに発光素子のラインが形成されていない位置は、図３の画素が露光されない位置に対応する。
【００５６】
記憶手段２４の構成は、発光素子が配列された各ライン２８ｆ〜２８ｎと対応して、第１グループのシフトレジスタ２４ｆ〜２４ｎが設けられている。また、前記シフトレジスタ２４ｆ〜２４ｎ間には、第２グループのシフトレジスタ２４ｇ〜２４ｍが設けられている。この第２グループのシフトレジスタ２４ｇ〜２４ｍは、次段のシフトレジスタに画像データの転送のみを行い、発光素子への画像データの出力は行わない。
【００５７】
図３、図４の例において、像担持体上のラインのスポット位置３３ａで画素の露光を行う例について説明する。シフトレジスタ２４ａから画像データが発光素子の先頭ライン２８ｆに出力され、像担持体上の画素を露光する。
【００５８】
像担持体が副走査方向に画素ピッチＰｂだけ移動するタイミングで、画像データはシフトレジスタ２４ｆからシフトレジスタ２４ｇに転送される。このときには、発光素子には画像データは出力されず、画素の露光は行われない。
【００５９】
更に、像担持体が副走査方向に画素ピッチ分だけ移動するタイミングで、画像データはシフトレジスタ２４ｇからシフトレジスタ２４ｈに転送される。シフトレジスタ２４ｈは発光素子のライン２８ｈに画像データを出力させる。この際に、発光素子のライン２８ｈはスポット位置３３ａのラインで同一画素の露光を行う。
【００６０】
以下、同様にして、像担持体の移動と画像データの各シフトレジスタへの転送、発光素子への画像データの出力を行い、同一画素に対して多重露光を行う。この場合にも、データ処理手段２３で形成されるデータに基づいて中間濃度の階調制御を行うことができる。
【００６１】
図３の例では、像担持体上に１ラインおきに露光する画素のラインと、露光しない画素のラインとを形成しているが、例えば、露光しない画素のラインを２ラインとすることもできる。すなわち、画素の露光を２ライン間隔で行うものである。
【００６２】
この場合には、図４において、画像データの転送のみを行うシフトレジスタを２段縦続接続し、３段目のシフトレジスタが発光素子の制御を行う構成となる。このように、本発明は、像担持体上に多様な画像形成を行うことができる。
【００６３】
本発明は、図３、図４に示されているように、発光素子が像担持体上に形成するスポット位置の副走査方向の間隔を、副走査方向の画素密度の整数倍としたときにおいても、各列のシフトレジスタを発光素子のラインおよび発光素子が配置されていないラインと対応させて配置することにより、１画素を多重露光することができる。
【００６４】
この場合には、シフトレジスタに記憶された画像データを次段のシフトレジスタに転送するタイミングと、シフトレジスタに記憶された画素列の画像データに基づいて、発光素子ラインを発光させるタイミングとを合わせることにより、回路構成を簡素化し、動作の高速化を図ることができる。
【００６５】
なお、図３の例では、副走査方向のスポット位置のピッチを画素ピッチの２倍としているが、本発明においては、スポット位置のピッチを画素ピッチの整数倍とするものである。したがって、スポット位置のピッチを画素ピッチと同じとすることも出来る。この場合には、前記倍数は、１倍となる。
【００６６】
図５は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置を示したブロック図である。図５の例は、発光素子をアクティブマトリクス方式で駆動するものである。図５において、Ｚは発光素子と駆動回路をアクティブマトリクスで構成した単体の発光部である。
【００６７】
ラインヘッド２８Ｙには、１ラインの発光素子２８ｐ〜２８ｔが５列で配置されている。各ラインの発光素子２８ｐ〜２８ｔと対応して、シフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔが配置されている。また、データ処理装置２３にはラインセレクタ３４が接続されている。
【００６８】
３５ａは、データ処理装置２３からシフトレジスタに配線される画像データの供給線、３５ｂはデータ処理装置２３からラインセレクタ３４に配線される制御線、３６ａ〜３６ｅはラインセレクタ３４から各シフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔの動作を指令する指令線、３７ａ〜３７ｅはラインセレクタ３４からの信号が各列の発光素子に供給される走査線、３８ａ〜３８ｋは、シフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔから各ライン、各列の個別の発光素子（有機ＥＬ）に動作信号を供給する信号線である。
【００６９】
図５の動作について説明する。データ処理装置２３から制御線３５ｂを介して供給される制御信号で、ラインセレクタ３４は走査線３７ａを選択し、１ラインの発光素子２８ｐに信号を供給する。また、指令線３６ａの信号でシフトレジスタ２４ｐを動作させる。シフトレジスタ２４ｐは信号線３８ａ〜３８ｋを活性化して、画像データの出力信号を１ラインの発光素子２８ｐのすべてに送出する。１ラインの発光素子２８ｐは発光して画素を露光する。
【００７０】
ラインセレクタ３４からの信号で、走査線３７と指令線３６を切り替えることにより、以上の動作を発光素子２８ｑ、２８ｒ、２８ｓ、２８ｔについても行い、全てのラインの発光素子を発光して画素を露光する。
【００７１】
次に、シフトレジスタ２４ｓの画像データをシフトレジスタ２４ｔへ転送し、同様にして、シフトレジスタ２４ｒからシフトレジスタ２４ｓへ、シフトレジスタ２４ｑからシフトレジスタ２４ｒへ、シフトレジスタ２４ｐからシフトレジスタ２４ｑへ順次画像データを転送する。シフトレジスタ２４ｐには、データ処理手段２３から信号線３５ａを介して画像データが転送される。この間に像担持体は画素ピッチ分移動する。
【００７２】
この際に、発光部Ｚの発光素子はアクティブマトリクスの作用により発光を維持しているので、画像データをシフトレジスタで転送中であっても発光素子が消灯することなく、画素を高輝度で露光することができる。このようにして、シフトレジスタ２４から発光素子への画像データの送出、シフトレジスタ間での画像データの転送、像担持体の移動を繰り返すことにより、像担持体上に連続的に画像データを露光していくことができる。
【００７３】
図６は、発光部Ｚをアクティブマトリクスで動作させるための回路図である。図６において、発光素子として有機ＥＬを使用しており、Ｋはそのカソード端子、Ａはそのアノード端子である。カソード端子Ｋは、図示を省略している電源に接続されている。３７ａは走査線でスイッチング用ＴＦＴ（Ｔｒ１）のゲートＧａに接続される。
【００７４】
また、３８ａは信号線でスイッチング用ＴＦＴのドレインＤａに接続される。３９は電源線、Ｃａはストレージキャパシタである。有機ＥＬのドライビング用ＴＦＴ（Ｔｒ２）のソースＳｂは電源線３９に接続され、ドレインＤｂは有機ＥＬのアノード端子Ａに接続される。さらに、ドライビング用ＴＦＴのゲートＧｂは、スイッチング用のＴＦＴのソースＳａに接続されている。
【００７５】
次に、図６の回路図の動作について説明する。スイッチング用ＴＦＴのソースに電源線３９の電圧が印加されている状態で走査線３７ａ、信号線３８ａに通電すると、スイッチング用ＴＦＴがオンになる。このため、ドライビング用ＴＦＴのゲート電圧が下がり、電源線３９の電圧がドライビング用ＴＦＴのソースから供給されてドライビング用ＴＦＴが導通する。この結果、有機ＥＬが動作して所定の光量で発光する。また、ストレージキャパシタＣａは電源線３９の電圧で充電される。
【００７６】
スイッチング用ＴＦＴをオフにした場合にも、ストレージキャパシタＣａに充電された電荷に基づいてドライビング用ＴＦＴは導通状態となっており、有機ＥＬは発光状態を維持する。したがって、アクテブマトリックスを前記発光素子の駆動回路に適用した場合には、画像データをシフトレジスタで転送するためにスイッチング用ＴＦＴをオフにしたときでも、有機ＥＬの動作が継続して発光を維持し、高輝度で画素の露光を行うことができる。
【００７７】
本発明においては、発光素子をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式で制御することにより、発光光量の制御を行う。また、ＰＷＭ方式の制御とすることにより発光素子の階調制御を実施する構成とすることができる。
【００７８】
本発明では、８ビットの階調データメモリにより階調データを構成する。図７は、階調データメモリに格納されるビットデータと階調データとの例を示す説明図である。図７の例では、ビットデータＮｏ１で階調データ０（非発光）、ビットデータＮｏ８で最も濃度が濃いデータ、ビットデータＮｏ２〜７でその中間階調の濃度データとしている。
【００７９】
図８は、ＰＷＭ制御を行う例を示すブロック図である。図８において、ＰＷＭ制御部７０には、シフトレジスタなどで構成される階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・、カウンター７２、コンパレータ７３ａ、７３ｂ・・・、発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・、が設けられている。
【００８０】
階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・には、例えば図５に示したデータ処理手段２３から階調データ信号７４が供給される。階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・のビット数は、図７に示したように８ビットとする。カウンター７２は、基準クロック信号７５をカウントする。カウンター７２のビット数は、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・と同じ８ビットであり、カウント値は０→最大値（２５５）→０→最大値を繰り返す。
【００８１】
コンパレータ７３ａ、７３ｂは、カウンター７２の信号と、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に格納されている階調データとを比較する。階調データ＞カウンター値、のときに、図６で示したスイッチングＴＦＴをオンにする。また、階調データ≦カウンター値、のときにスイッチングＴＦＴをオフにする。
【００８２】
図９は、図８のブロック図で示されたＰＷＭ制御の具体例を示す特性図である。図９（ａ）は、カウンター７２の出力値Ｄａを示すものであり、前記のように、０→最大値（２５５）→０→最大値→０・・・を繰り返す。
【００８３】
図９（ｂ）は、階調データがビットデータＮｏ７（１２８階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｄｂ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜１２７の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が１２８〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。
【００８４】
図９（ｃ）は、階調データがビットデータＮｏ６（６４階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｄｃ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜６３の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が６４〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。
【００８５】
図９（ｂ）の場合には、波形Ｄｂのパルス幅はＷａであり、図９（ｃ）の場合には、波形Ｄｃのパルス幅はＷｂである。すなわち、階調データの大きさに応じてスイッチングＴＦＴがオンとなる時間の長さが変わり、発光素子の発光光量を変化させることができる。このように、スイッチングＴＦＴのオン、オフ制御により発光素子をオン、オフして像担持体への露光量を変えることができるので、回路構成を簡単にすることができる。
【００８６】
図１０は、本発明の他の構成を示すブロック図である。図８と同じ部分には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図１０は、階調データの大きさに対応した電圧、または電流でスイッチングＴＦＴを制御するものであり、本発明ではこのような制御を強度変調と称する。
【００８７】
図１０に示された強度変調制御部８０は、Ｄ／Ａコンバータ８１ａ、８１ｂ・・・をそれぞれ階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に接続している。Ｄ／Ａコンバータ８１ａ、８１ｂ・・・は、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に格納された階調データに対応した大きさで、アナログの電圧値、または電流値を形成し、スイッチングＴＦＴに出力する。
【００８８】
図１０の例では、階調データに応じてスイッチングＴＦＴのバイアスを変えて、発光素子の発光光量を変化させている。このため、高速で発光素子をオン、オフ制御する必要がなくなり、発光素子の応答速度が遅い場合でも像担持体への露光量を高速で変化させることができる。
【００８９】
発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・は、図６で示したアクテブマトリックス方式で駆動される。発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・には、走査線３７ａからのセレクト信号と、発光制御データ線３８ａ、３８ｂ・・・からの制御信号が供給される。
【００９０】
本発明においては、有機ＥＬ（有機電界発光素子）アレイを多重露光用の発光素子ラインに用いている。図１１は、本発明の画像形成装置に適用される有機ＥＬアレイの一例を示す斜視図である。図１１においては、ガラスなどの長尺基板１上に有機ＥＬアレイ１２が取り付けられている。
【００９１】
各有機ＥＬは、発光を制御する駆動回路１１に接続されている。そして、長尺基板１の両端には、取り付け位置を決める位置決めピン１３と、取り付け用のねじ挿入孔１４とが設けられている。１６は、駆動回路１１と有機ＥＬアレイ１２とを覆う保護カバーである。
【００９２】
有機ＥＬアレイ１２の像担持体方向前方には、等倍光学系の集光性ロッドレンズアレイ１５が一体に固定されている。この集光性ロッドレンズアレイ１５の結像作用により、有機ＥＬアレイ１２の発光点列が、対応する像担持体の感光面上に結像されるように構成されている。
【００９３】
図１２は、有機ＥＬアレイヘッド１０の一例を示す縦断正面図である。図１２において、ガラスや樹脂フィルムを用いた基板１の上に、スパッタ法により誘電体多層膜からなる反射層２を形成する。この誘電体多層膜からなる反射層２は、例えば一対のＳｉＯ２とＴｉＯ２からなる層で形成される。本発明によるこのような誘電体多層膜で形成された反射層２は、反射率が０．９９以上のものが得られる。
【００９４】
次に、反射層２上に、陽極３をスパッタ法により形成する。陽極３には、光透過性、かつ導電性の材料が使用される。このような特性を有する材料として、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの仕事関数の大きな材料を用いる。
【００９５】
次に、陽極３の上に、正孔輸送層４をインクジェット法により形成する。また、穴１１内に正孔輸送層４を形成した後、インク組成物を穴８内にインクジェットプリント装置のヘッドから吐き出し、各画素の発光層上にパターニング塗布を行う。塗布後、溶媒を除去し、熱処理して発光層５を形成する。
【００９６】
正孔輸送層４と、発光層５との有機ＥＬ層は、上記のようにインクジェット方式でインク組成物を塗布することにより作成する代わりに、公知のスピンコート法、ディップ法などの他の液相法で作成することもできる。
【００９７】
また、正孔輸送層４、発光層５に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等に記載されている公知の種々のＥＬ材料が利用できる。その詳細な説明は省略する。次に、陰極６を蒸着法により形成する。陰極６の材料としては、例えばＡｌを使用する。
【００９８】
有機ＥＬアレイヘッド１０は、各発光部１０ｘ〜１０ｚに対応した断面形状が凹状とされている陰極６に、隔壁９の穴内における厚みを光が透過できるレベルとした薄膜部６ａ〜６ｃを形成している。
【００９９】
各発光部１０ｘ〜１０ｚにおいて、陰極６の凹所底部にはスパッタ法により複数層の誘電体多層膜からなる半透明反射層（誘電体ミラー）７を形成する。この誘電体多層膜からなる半透明反射層７ａ〜７ｃは、一対のＳｉＯ２とＴｉＯ２からなる層を例えば３層積層している。本発明によるこのような誘電体多層膜で形成した半透明反射層７は、反射率が０．９程度となる。
【０１００】
このように、図１２の実施形態においては、陰極６に薄膜部６ａ〜６ｃを形成し、この薄膜部６ａ〜６ｃにより光を透過させている。このため、正孔輸送層４、発光層５の有機ＥＬ層をインクジェット法などの液相法で形成した場合でも、ＥＬ層と陰極との接触部の平滑性に起因して反射率が低下するという問題は生じないという利点がある。
【０１０１】
本発明においては、上記のような構成の有機ＥＬアレイヘッドを、例えば電子写真方式のカラー画像を形成する画像形成装置の露光ヘッドとして用いることができる。
【０１０２】
ところで、発光素子を多数配列したラインヘッドにおいては、製造工程上の問題に起因して、ヘッドの装置への取付位置がずれるという問題が発生する。図１３は、このようにラインヘッドの取付位置がずれて装置に装着された例を示す説明図である。図１３において、２８はラインヘッド、６１は定着ローラ対（定着器）、Ｐは用紙、Ｗは用紙Ｐの搬送方向である。
【０１０３】
Ｔａは、ラインヘッド２８の正規の取り付け位置である。図１３の例においては、ラインヘッドの一方端部の位置が正規の取り付け位置Ｔａからはみ出して装着されている。このため、取り付け誤差Ｔｂが生じている。
【０１０４】
このように、ラインヘッドの取り付け位置が正規の位置からずれて本体に装着されると、画像露光位置にもずれが生ずる。このため、画像の一部が印字されなくなり印字品質が著しく低下してしまうという問題が発生する。図１４は、このような画像が一部印字されない例を示す説明図である。
【０１０５】
図１４において、（Ａ）はラインヘッドが正規の位置に装着された場合の画像形成の例である。この場合には、画像は画像形成基準位置Ｖから画像の先頭列Ｅａが用紙Ｐに形成される。これに対して（Ｂ）は、図１３に示したようにラインヘッド２８が正規の位置からずれて装着された場合であり、画像の先頭列Ｅａは２列分ずれて用紙Ｐに印字される。このため、後列の２列分の画像Ｒｘは用紙Ｐには印字できないことになる。
【０１０６】
ここで、４色分の露光ユニットを持つカラープリンタにおいては、各露光ユニットを独立して取り付けるので、各露光ユニットで形成される画像の位置合わせが困難である。各露光ユニットを他の露光ユニットに対して正確に並列な位置に設置されていないと、各色トナー像が正確に重なり合わず、画像品質を低下させてしまう。
【０１０７】
図１３に示したような各露光ユニットの位置ずれを防止するには、プリンタ全体の組み立て精度を高くしなければならず、価格が高くなるという問題を生ずる。また、プリンタ組み立て後の調整時、テスト印字を行って各露光ユニットの位置合わせを行う必要が有り、調整に時間がかかり、作業が煩雑になるという問題がある。
【０１０８】
本発明の実施形態においては、ラインヘッドに前記したような取り付け位置が正規の位置からずれている場合にも、煩雑なラインヘッド取り付け位置の調整を行うことなく画像品質を維持することができる。図１５は、本発明のラインヘッドの例を示す平面図である。図１５において、ラインヘッド２８には多数の発光素子３２が複数列、複数行で配列されている。
【０１０９】
図１５のラインヘッド２８においては、一方の先端から長手方向にＲａの列までは正規の露光用の発光素子とする。また、他方端部の２列分の発光素子Ｒｂは、画像の位置合わせ用（レジスト用）として予め配列されるものである。レジスト用発光素子の列数は、図１５の例では２列としているが、この列数は２列に限定されず適宜設定される。
【０１１０】
図１６は、図１５のラインヘッドにより画像形成する例を示す説明図である。図１６において、（Ａ）は正規の画像で、Ｒｃは先端側の２列の発光素子、Ｒｂは後列の２列のレジスト用の発光素子である。斜線部は印字される画素、白丸は印字されない画素である。また、Ｖは画像形成基準位置、Ｅａは画像が形成される先頭列の画像である。
【０１１１】
（Ｂ）は、補正後の画像を示している。この場合には、先端側の２列の発光素子Ｒｃでは画像形成を行わず、後列の２列の発光素子（レジスト用の発光素子）Ｒｂで画像形成を行う。このため、ラインヘッドが正規の位置からずれた位置で装置に装着された場合でも、印字の品質を保持することができる。図１６においては、発光素子ラインは複数ライン配列されており、多重露光を行うことができる。
【０１１２】
次に、図１６に示したような位置づれ補正の制御例について図５により説明する。図１３のように、ラインヘッド２８が正規の位置からずれた位置で装置に装着されると、図示を省略したセンサーで位置ずれ情報を取得する。その位置ずれ情報は、適宜の記憶手段、例えば図５のデータ処理手段２３に設けたメモリに記憶される。データ処理手段２３から、各発光素子を動作させるためにシフトレジスタ２４ｐ〜２４ｔに信号を送信する際に、２８ｐ〜２８ｔのすべての発光素子ラインに対して、先端側の２列の発光素子は画像形成を行わないように、信号線３８ａ、３８ｂからは空白データを出力させる。
【０１１３】
図１７は、本発明によるカラー画像形成の例を示す説明図である。図１７において、（Ｋ）はブラック、（Ｃ）はシアン、（Ｍ）はマゼンタ、（Ｙ）はイエローの画像を示している。この例では、マゼンタのラインヘッドに位置ずれが生じている。マゼンタのラインヘッドに対しては、図１６で説明したような補正を行う。このため、４色のカラー画像を重ね合わせた場合には、ラインヘッドの取り付け位置がずれたことによる影響を補正して適性な画像形成を行うことができる。
【０１１４】
図１８は、図１２で説明した有機ＥＬアレイヘッドを用いた画像形成装置の一例を示す正面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
【０１１５】
図１８に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。
【０１１６】
前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。
【０１１７】
各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
【０１１８】
また、この有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。
【０１１９】
ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エナルギーピーク波長と感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。
【０１２０】
現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。
【０１２１】
このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。
【０１２２】
なお、図１８中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
【０１２３】
このように、図１３の画像形成装置は、書き込み手段として図６に示した有機ＥＬアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。
【０１２４】
以上、本発明の画像形成装置と画像形成方法を実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、制御手段が先頭の１ライン分のデータを形成すれば、その後は先頭の１ラインの画像データを記憶手段（シフトレジスタ）に保持し、記憶手段の中で画像データを転送するだけでラインヘッドすべての発光素子の動作を制御することができる。このため、制御手段は、ラインヘッドすべての発光素子のデータを生成する必要がなく、回路構成を簡略にすることができる。また、高速でデータ処理を行うことができる。
【０１２６】
また、本発明の画像形成装置は、各画素列の記憶手段と発光素子列とを一対一で対応させることができる。このため、記憶手段に記憶された画像データを次段の記憶手段に転送させるタイミングと、記憶手段に記憶された画素列の画像データに基づいて発光素子列を発光させるタイミングを合わせることができ、回路構成を簡素化することができ、また発光素子列の動作を高速化することができる。
【０１２７】
また、本発明の画像形成装置は発光素子をアクテブマトリックス方式で制御している。このため、発光素子周辺に設けたコンデンサとトランジスタにより発光素子の発行状態を保持できる。したがって、記憶手段から次段の記憶手段へ画像データを転送中でも発光を維持するので画素を高輝度で露光できる。
【０１２８】
また、本発明の画像形成装置はＰＷＭ制御で発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子のオン、オフ制御により露光量を変えることができるので、回路構成の簡素化が図れる。
【０１２９】
また、本発明の画像形成装置は強度変調により発光素子の発光光量を制御している。このため、発光素子を高速でオン、オフ制御する必要がなくなり、発光素子の応答速度が遅い場合でも露光量を高速で変化させることができる。
【０１３０】
また、本発明の画像形成装置は発光素子をガラス基板上に容易に作製できるので、低価格化が図れる。
【０１３１】
また、本発明の画像形成装置は、画像形成部の位置ずれを機械的に調整する必要がない。すなわち、各画像形成部で形成する像の位置ずれを、画像データの書込み位置を制御する事で補正するため、機械的な調整は不要である。このため、多重露光のラインヘッドにおいて簡単に画像のずれを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく画像形成装置の一例を部分的に示すブロック図である。
【図２】図１の全体構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の他の実施形態に基づく画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図４】図３に示した画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態に基づく画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図６】アクテブマトリックス方式で駆動される発光素子の制御回路を示す回路図である。
【図７】ビットデータと階調データの関係の一例を示す説明図である。
【図８】発光素子をＰＷＭ制御する例のブロック図である。
【図９】発光素子をＰＷＭ制御する例の説明図である。
【図１０】発光素子を強度変調制御する例のブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態に基づく有機ＥＬアレイの一例を示す斜視図である。
【図１２】有機ＥＬアレイの概略構成を示す断面図である。
【図１３】従来例を示す説明図である。
【図１４】図１３の従来例による画像形成の例を示す説明図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に基づくラインヘッドを示す平面図である。
【図１６】図１５の実施形態に基づく画像形成の例を示す説明図である。
【図１７】色ずれ補正後のカラー画像形成の例を示す説明図である。
【図１８】本発明の有機ＥＬアレイヘッドを配置したタンデム方式の画像形成装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…誘電体多層膜、３…陽極、４…正孔輸送層、５…発光層、６…陰極、７…誘電体多層膜、８…像担持体、９…隔壁（バンク）、１０…有機ＥＬアレイヘッド、１０ｘ、１０ｙ、１０ｚ…発光部、１１…駆動回路、１２…有機ＥＬアレイ、１３…位置決めピン、１４…ねじ挿入穴、１５…集光性ロッドレンズアレイ、１６…保護カバー、２１…ホストコンピュータ、２２…画像形成装置の制御部、２３…データ処理手段、２４〜２７…記憶手段、２４ａ〜２４ｎ…シフトレジスタ、２８、２８Ｘ、２８Ｙ…発光素子（イエロー）ラインヘッド、２８ａ〜２８ｎ…１ラインの発光素子、２９…発光素子（マゼンタ）ラインヘッド、３０…発光素子（シアン）ラインヘッド、３１…発光素子（ブラック）ラインヘッド、３２…発光素子、３３…像担持体のスポット位置、３３ａ〜３３ｉ…スポット形成位置、３３ｂ〜３３ｈ…非露光の画素位置、３４…ラインセレクタ、３５ａ…画像データの供給線、３５ｂ…制御線、３６ａ〜３６ｅ…指令線、３７ａ〜３７ｅ…走査線、３８ａ〜３８ｋ…信号線、１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…有機ＥＬアレイ露光ヘッド、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…一次転写ローラ、４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…クリーニング装置、５０…中間転写ベルト、５１…駆動ローラ、５２…従動ローラ、５３…テンションローラ、６１…定着ローラ対、６２…排紙ローラ対、６３…給紙カセット、６４…ピックアップローラ、６５…ゲートローラ対、６６…二次転写ローラ、６７…クリーニングブレード、６８…排紙トレイ、７０…ＰＷＭ制御部、７１ａ、７１ｂ・・・…階調データメモリ、７２…カウンター、７３ａ、７３ｂ…コンパレータ、７４…階調データ信号、７５…基準クロック信号、７６…セレクト信号、８０…強度変調制御部、８１ａ、８１ｂ…Ｄ／Ａコンバータ、Ｐ…記録媒体、Ｚ、Ｚａ、Ｚｂ…発光部
Claims (16)
- 発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて発光素子を２次元的に配列し、像担持体上の画素に対して１ラインの発光素子で露光してから像担持体を移動させ、前記画素に対して次列の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う画像形成装置であって、同一の画素を露光する各ラインの前記発光素子を同一光量で発光させる制御手段を設け、前記制御手段で形成された階調出力で画素を露光可能な構成としたことを特徴とする、画像形成装置。
- 前記制御手段で形成された画像データを記憶して前記発光素子に出力する記憶手段を設け、当該記憶手段は、各列の発光素子と対応して各列に配置された、画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う手段で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体上には露光される画素列と露光されない画素列とが含まれ、各列の発光素子は露光される画素列に対応して配置され、前記露光される画素列と露光されない画素列のそれぞれの列に対応して記憶手段を設け、露光されない画素列に対応する列の記憶手段においては、前記画像データの出力を行わないことを特徴とする、請求項２に記載の画像形成装置。
- 前記発光素子が像担持体上に形成するスポット位置の副走査方向の間隔は、副走査方向の画素密度の整数倍としたことを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
- 前記発光素子は、アクテブマトリックス方式の駆動回路で制御することを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記発光素子の発光量制御をＰＷＭ制御により行うことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
- 前記発光素子の発光量制御を強度変調制御により行うことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
- 前記発光素子を、有機ＥＬで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
- 発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けるとともに、各列の発光素子と対応して各列に配置されて、制御手段で形成された画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う記憶手段を設けてなり、先頭ラインの発光素子を動作させて記憶手段から出力された画像データで像担持体上の画素を露光する段階と、像担持体を画素ピッチで移動させる段階と、像担持体の移動のタイミングと合わせて画像データを次列の記憶手段に転送する段階と、次列の１ラインの発光素子で前列の発光素子と同一の光量で前記画素を重ねて露光する段階とを備え、以下像担持体を画素ピッチで移動しながら画像データを記憶手段で転送して、順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行うことを特徴とする、画像形成方法。
- 前記制御手段で形成された階調出力で発光素子を動作させ、画素を露光させる段階を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成方法。
- 発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けて発光素子を２次元的に配列し、像担持体上の画素に対して１ラインの発光素子で露光してから像担持体を移動させ、前記画素に対して次列の１ラインの発光素子で重ねて露光し、同様にして像担持体を移動し順次前記画素に対して各列の１ラインの発光素子で多重露光を行う画像形成装置であって、
ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段と、前記ラインヘッドの各ラインに予め設定される画像形成の位置調整用発光素子とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を特徴とする、画像形成装置。 - 重ね合わされる複数色の像を形成するように発光素子を２次元的に配列したラインヘッドと、前記ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する記憶手段とを有し、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、ラインヘッドの前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する制御手段を設ける事を事を特徴とする、画像形成装置。
- 前記画像形成装置が、像担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを特徴とする、請求項１２または請求項１３に記載の画像形成装置。
- 発光素子が複数個配置されたラインを像担持体の副走査方向に複数列設けるとともに、各列の発光素子と対応して各列に配置されて、制御手段で形成された画像データの転送、保持、発光素子への出力を行う記憶手段を設けてなり、ラインヘッドの各ラインに画像形成の位置調整用発光素子を予め設定する段階と、ラインヘッドの装置への取り付け位置の位置ずれ情報を記憶する段階と、前記記憶された位置ずれ情報に基づいて、画像データに、前記取り付け位置の位置ずれを補正して正規の位置に画像が形成されるように、前記位置ずれに対応する発光素子のすべてのラインに空白データを挿入する段階と、先頭ラインの発光素子を動作させて記憶手段から出力された画像データで像担持体上の画素を露光する段階と、像担持体を画素ピッチで移動させる段階と、像担持体の移動のタイミングと合わせて画像データを次列の記憶手段に転送する段階と、次列の１ラインの発光素子で前列の発光素子と同一の光量で前記画素を重ねて露光する段階と、からなることを特徹とする、画像形成方法。
- 前記制御手段で形成された階調出力で発光素子を動作させ、画素を露光させる段階を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の画像形成方法。
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