JP2007030234A - 露光方法、発光装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光装置の寿命を伸ばす。
【解決手段】 電圧選択回路３１は、制御信号ＣＴＬに従って電圧Ｖ０〜Ｖ４を各ラインに出力する。単位回路４０はＯＬＥＤ素子を備えており、電源線を介して供給される電圧Ｖ０〜Ｖ４に応じた光量で発光する。即ち、各ラインのＯＬＥＤ素子の光量は電圧選択回路３１によって重みが割り当てられる。制御信号ＣＴＬは５つの状態を指定する。電圧選択回路３１は制御信号ＣＴＬによって指定される状態に応じて重みの割り当てを変更する。したがって、ＯＬＥＤ素子の光量の重みが変更される。これによって、ある期間で見たとき、ＯＬＥＤ素子の光量を均一にすることができ、ＯＬＥＤ素子の寿命を伸ばすことが可能となる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、有機ＥＬ（ElectroLuminescent）材料などの発光材料を利用した発光装置、及びこの発光装置を利用した画像形成装置ならびに露光方法に関する。

画像形成装置としてのプリンタには、感光体ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成するためのヘッド部として、多数の発光素子がアレイ状に配列された発光装置が用いられる。ヘッド部は、複数の発光素子を主走査方向に沿って配置した１本のラインで構成されることが多いが、ラインを副走査方向に複数配置したマルチラインタイプのものも知られている。マルチラインタイプのヘッド部では、副走査方向に沿った列に配置された複数の発光素子が感光体ドラムの回転と同期して発光することによって、感光体ドラムの所定位置に多重露光を行って一つの像を形成することがある。このような場合、各発光素子の光量に重みが割り当てられてられることがある（特許文献１参照）。
特開２０００−７７１８８号公報（図１）

ところで、各発光素子の寿命は、光量と時間の積に依存する。即ち、同じ時間だけ発光させた場合には、光量が大きい程、発光素子の寿命が短くなる。従って、大きな重みが割り当てられた発光素子の寿命は、小さな重みが割り当てられた発光素子の寿命よりも短くなる。
この結果、ヘッド部の寿命が大きな重みが割り当てられた発光素子の寿命によって定ってしまうといった問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光装置の寿命を延ばすという課題の解決を目的としている。

この課題を解決するために、本発明に係る露光方法は、一列に配置された複数の出光部の各々からの出射光を像担持体の所定位置に順に照射することによって前記所定位置に画像データの示す階調に応じた像を多重露光する方法であって、前記複数の出光部の各々について前記出射光の光量に重みを割り当て、前記複数の出光部の各々に割り当てられた光量の重みと前記画像データに基づいて、前記複数の出光部の各々から光を出光するか否かを指定する複数のデータ信号をそれぞれ生成して、各データ信号を前記複数の出光部にそれぞれ供給し、所定の規則に従って、前記出射光の光量の重みの割り当てを変更すると共に、当該変更に応じて前記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部を変更することを特徴とする。

この露光方法によれば、複数の出光部からの出射光によって多重露光がなされる。各出光部に割り当てられた光量の重みを固定にすると、重みが最も大きい出光部の負荷が過大となる。つまり、重みに応じて各出光部の負荷が相違する。一般に、出光部の寿命は負荷に応じて定まるので、重みが最も大きい出光部の寿命が最も短くなる。この場合、他の出光部は正常に動作しても発光装置全体の寿命は、重みが最大の発光部によって制約される。この発明によれば、出射光の光量の重みの割り当てを変更するので、発光装置の寿命を大幅に伸ばすことができる。また、光量の重みの割り当ての変更に応じて複数のデータ信号の供給先である複数の出光部を変更するので、正しく、階調を刻むことができる。

ここで、前記複数の出光部の各々に割り当てる光量の重みを、２の累乗の比となるように設定し、前記複数のデータ信号を前記画像データの各ビットデータと対応するように生成し、前記記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部の変更を、前記画像データの各ビットデータを並べ替えることが好ましい。画像データの各ビットデータには２の累乗の重みが割り当てられているところ、光量の割り当てを２の累乗とすることによって、データ信号の出力先の変更を画像データを構成する各ビットデータの並べ替えで行うことができる。これにより、光量の変更に伴う出力先を変更する処理を簡易に実行することができる。

上述した露光方法において、前記出光部は、電圧に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、前記出射光の光量に重みを割り当てる工程では、前記発光素子に供給する前記電圧を前記出射光の光量に重みに応じて設定することが好ましい。この場合には、電圧に応じて発光素子の光量が定まるところ、この電圧を重みに応じて設定するので、重みに応じた光量を割り当てることができる。

また、上述した露光方法において、前記出光部は、電流に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、前記出射光の光量に重みを割り当てる工程では、前記発光素子に供給する前記電流を前記出射光の光量に重みに応じて設定することが好ましい。この場合には、電流に応じて発光素子の光量が定まるところ、この電流を重みに応じて設定するので、重みに応じた光量を割り当てることができる。

また、上述した露光方法において、前記出光部は、発光時間に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、前記出射光の光量に重みを割り当てる工程では、前記発光素子の前記発光時間を前記出射光の光量に重みに応じて設定することが好ましい。この場合には、発光時間に応じて発光素子の光量が定まるところ、この発光時間を重みに応じて設定するので、重みに応じた光量を割り当てることができる。

次に、本発明に係る発光装置は、一列に配置された複数の出光部の各々からの出射光を像担持体の所定位置に順に照射することによって前記所定位置に画像データの示す階調に応じた像を多重露光する装置であって、前記複数の出光部の各々について前記出射光の光量に重みを割り当てる光量設定手段と、前記複数の出光部の各々に割り当てられた光量の重みと前記画像データに基づいて、前記複数の出光部の各々から光を出光するか否かを指定する複数のデータ信号をそれぞれ生成して、各データ信号を前記複数の出光部にそれぞれ供給するデータ信号供給手段と、前記出射光の光量の重みの割り当てを変更すると共に、当該変更に応じて前記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部を変更する変更手段とを備える。この発明によれば、出射光の光量の重みの割り当てを変更するので、発光装置の寿命を大幅に伸ばすことができる。また、光量の重みの割り当ての変更に応じて複数のデータ信号の供給先である複数の出光部を変更するので、正しく、階調を刻むことができる。なお、出光部は、光を射出するものであれば、いかなるものであってもよく、例えば、液晶素子のようなライトバルブも含まれ得る。

ここで、前記光量設定手段は、前記複数の出光部の各々に割り当てる光量の重みを、２の累乗の比となるように設定し、前記データ信号供給手段は、前記複数のデータ信号を前記画像データの各ビットデータと対応するように生成し、前記変更手段は、記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部の変更を、前記画像データの各ビットデータを並べ替えることにより実行することが好ましい。画像データの各ビットデータには２の累乗の重みが割り当てられているところ、光量の割り当てを２の累乗とすることによって、データ信号の出力先の変更を画像データを構成する各ビットデータの並べ替えで行うことができる。これにより、光量の変更に伴う出力先を変更する構成を簡易にできる。

また、前記変更手段は、前記複数の出光部の各々における前記出射光の光量の平均が同一となるように前記出射光の光量の重みの割り当てを変更することが好ましい。これにより、出光部の寿命をより一層、長くすることができる。
また、前記変更手段は、所定の周期で前記出射光の光量の重みの割り当てを変更すると共に、当該変更に応じて前記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部を変更することが好ましい。この場合、所定の周期とは、例えば、所定数の用紙を印刷するのに要する時間に設定してもよい。

また、前記出光部は、電圧に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、前記光量設定手段は、前記複数の出光部の各々の光量の重みに対応した複数の電圧を生成する電圧発生手段と、前記複数の電圧を設定すべき光量の重みに応じて選択して前記複数の前記出光部に供給する電圧選択手段とを備え、前記変更手段は、前記電圧選択手段の選択を制御することが好ましい。この場合には、発光素子は電圧で駆動されることになる。そのような発光素子としては、例えば、有機発光ダイオードや無機発光ダイオードなどの発光ダイオードが該当する。また、電圧に応じて発光素子の光量が定まるところ、この電圧を重みに応じて設定するので、重みに応じた光量を割り当てることができる。さらに、変更手段は、どの出光部にどのような重みを割り当てるかに応じてデータ信号の供給先を変更するので、正確に階調を刻むことができる。なお、実施形態の並び替え回路はデータ信号の供給先を変更する変更手段として機能する。

また、前記出光部は、電流に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、前記光量設定手段は、前記複数の出光部の各々の光量の重みに対応した複数の電流を指定する電流指定信号を生成する信号発生手段と、前記複数の電流指定信号を設定すべき光量の重みに応じて選択して前記複数の前記出光部に供給する信号選択手段とを備え、前記変更手段は、前記信号選択手段の選択を制御することが好ましい。この場合には、発光素子は電圧で駆動されることになる。そのような発光素子としては、例えば、有機発光ダイオードや無機発光ダイオードなどの発光ダイオードが該当する。また、実施形態の基準電圧は、発光素子に流れる電流を指定する電流指定信号として機能し、電流選択回路は、信号選択手段として機能する。

また、前記出光部は、一定の電圧が供給された場合に発光時間に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、前記光量設定手段は、前記複数の出光部の各々の光量の重みに対応して一定の電圧をパルス幅変調した複数のパルス幅変調電圧を生成する電圧発生手段と、前記複数のパルス幅変調電圧を設定すべき光量の重みに応じて選択して前記複数の前記出光部に供給する電圧選択手段とを備え、前記変更手段は、前記信号選択手段の選択を制御することが好ましい。この場合には、パルス幅を光量に重みを割り当てる要素とする。

次に、本発明に係る画像形成装置は、上述した発光装置と、前記複数の出光部の各々からの出射光によって像が形成される像担持体とを備えたことを特徴とする。この発明よれば、発光装置の寿命を伸ばすことができるので、ひいては画像形成装置の寿命を伸ばすことが可能となる。

図面を参照しながら本発明の様々な実施の形態を説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付す。
＜１．第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る発光装置を利用した画像印刷装置の一部の構成を示す斜視図である。同図に示されるように、この画像印刷装置は、発光装置１０と集光性レンズアレイ１５と感光体ドラム１１０とを有する。発光装置１０は、アレイ状に配列された多数の発光素子を有する。これらの発光素子は、用紙などの記録材に印刷されるべき画像に応じて選択的に発光する。集光性レンズアレイ１５は、発光装置１０と感光体ドラム１１０との間に配置される。この集光性レンズアレイ１５は、各々の光軸を発光装置１０に向けた姿勢でアレイ状に配列された多数の屈折率分布型レンズを含む。このような集光性レンズアレイ１５としては、例えば日本板硝子株式会社から入手可能なＳＬＡ（セルフォック・レンズ・アレイ）がある（セルフォック／ＳＥＬＦＯＣは日本板硝子株式会社の登録商標）。発光装置１０の各発光素子から発せられた光は集光性レンズアレイ１５の各屈折率分布型レンズを透過して感光体ドラム１１０の表面に到達する。この露光によって感光体ドラム１１０の表面には所望の画像に応じた潜像が形成される。

図２に、発光装置１０の発光素子の配置を模式的に示す。本実施形態では、発光素子として有機ＥＬダイオード（ＯＬＥＤ素子）４００を用いる。ＯＬＥＤ素子４００は、主走査方向Ｘ（感光体ドラム１１０の回転軸方向）と平行な１０本のラインＬ１〜Ｌ１０に配置されている。また、副走査方向Ｙに平行なｍ列に配置されている。ここで、奇数ラインＬ１、Ｌ３、…Ｌ９のＯＬＥＤ素子４００と偶数ラインＬ２、Ｌ４、…Ｌ１０のＯＬＥＤ素子４００とは、千鳥状に配置されている。これにより、解像度を高めることが可能となる。以下の説明においては、奇数ラインＬ１、Ｌ３、…Ｌ９を奇数ライン群Ａと称し、偶数ラインＬ２、Ｌ４、…Ｌ１０を偶数ライン群Ｂと称する。

図３は、画像印刷装置の断面を模式的に示したものであり、図４は多重露光の概要を示したものである。図３において奇数ライン群Ａから照射される光を実線で、偶数ライン群Ｂから照射される光を点線で表す。本実施形態では、感光体ドラム１１０の回転速度と複数の発光素子の各々が発光する時刻が同期している。図４に示すＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5は、奇数ライン群Ａのある列に配置されている。これらのＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5を用いて、感光体ドラム１１０の単位描画領域Ｑにドット像を形成する。後述するようにＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5には重み付けがなされている。全てのＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5の光量の総和を「１」とすれば、ＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5の光量は、１／３１：２／３１：４／３１：８／３１：１６／３１である。即ち、ＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5の光量には、１：２：４：８：１６の重みが割り当てられている。この場合、「０」から「３１」までの３２階調を刻むことができる。なお、光量は、発光パワーと時間の積で与えられる。

図４に示す例では、単位描画領域Ｑに１９階調の像を形成する。時刻ｔ１において、ＯＬＥＤ素子４００-1の真下に単位描画領域Ｑが来ると、ＯＬＥＤ素子４００-1が発光して単位描画領域Ｑのドット像の階調が「１」となる。この後、感光体ドラム１１０が回転して、ＯＬＥＤ素子４００-2が階調「２」に相当する光量で発光すると（時刻ｔ２）、単位描画領域Ｑのドット像の階調が「３」となる。時刻ｔ３及び時刻ｔ４では、ＯＬＥＤ素子４００-3及び４００-4は発光しない。さらに、感光体ドラム１１０が回転して、時刻ｔ５に至ると、ＯＬＥＤ素子４００-5が階調「１６」に相当する光量で発光する。これにより、単位描画領域Ｑのドット像の階調が「１９」となる。このように、本実施形態では、多重露光によって感光体ドラム１１０に潜像を形成している。

感光体ドラム１１０は、後述する画像印刷装置において、帯電器により予め帯電されている。そして、発光装置１０による露光により、均一に帯電された感光体ドラム１１０の面が選択的に除電され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器から供給されるトナーで現像され、そのトナー像が転写器で用紙に転写される。帯電された感光体ドラム１１０の除電量、すなわち、露光量は、各発光素子Ｐ１〜Ｐ５の発光量の和によって決定される。そして、露光量に対する除電量の変化は、感光体ドラム９に対する帯電量などによって変わるものの、これらを予め調整しておけば、露光量によって決定される。本実施形態では、露光量の最小値（階調「０」）から最大値（階調「３１」）までの範囲で除電量が直線的に変化するように感光体ドラム１１０の感度が調整される。

図５に、発光装置１０とその周辺回路の電気的構成を示す。この例では、図５に示す構成のうち、制御回路１１が発光装置１０の周辺回路である。発光装置１０は、データ線駆動回路２０、電圧発生回路３０、電圧選択回路３１、および発光領域ＡＡを備える。これらの電気的構成は、基板にＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等を形成することによって構成される。発光領域ＡＡには上述したＯＬＥＤ素子４００を含む単位回路４０が千鳥状に配置されている。また、発光領域ＡＡには５本で１組のデータ線２１と、５組の電源線４１Ａ〜４５Ｂが形成されている。電源線４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ、及び４５Ａは、上述した奇数ライン群Ａの単位回路４０に接続される一方、電源線４１Ｂ、４２Ｂ、４３Ｂ、４４Ｂ、及び４５Ｂは、上述した偶数ライン群Ｂの単位回路４０に接続される。さらに、電源線４１Ａ及び４１Ｂは接続点４１Ｗで、電源線４２Ａ及び４２Ｂは接続点４２Ｗで、電源線４３Ａ及び４３Ｂは接続点４３Ｗで、電源線４４Ａ及び４４Ｂは接続点４４Ｗで、電源線４５Ａ及び４５Ｂは接続点４５Ｗで各々接続されている。

図６に、発光領域ＡＡの左上隅に位置する単位回路４０の回路図を示す。なお、他の単位回路４０も同様に構成されている。この例の単位回路４０は電源線４１Ａとグランドとの間にＯＬＥＤ素子４００とトランジスタ４１０が直列に接続されて構成される。ＯＬＥＤ素子４００は、陽極、正孔注入層、発光層、及び陰極を積層した構造を有する。陽極および陰極は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの光透過性を有する導電性の材料によって形成することが好ましい。発光層は、有機ＥＬ材料からなる膜体であり、陽極および陰極によって付与される電気エネルギに応じて発光する。なお、ＯＬＥＤ素子の積層構造は、例えば、陰極と発光層との間に電子注入層や電子輸送層が介挿された構成や、陽極と発光層との間に正孔輸送層が介挿された構成であってもよい。

トランジスタ４１０は、例えばＮチャネル型ＭＯＳ（金属酸化膜半導体）トランジスタであり、ＴＦＴで構成される。トランジスタ４１０は、本実施形態においてＯＬＥＤ素子４００を駆動する駆動トランジスタとして機能する。駆動トランジスタ４１０のゲートはデータ線２１と接続され、そのドレインは電源線４１Ａと接続され、そのソースはＯＬＥＤ素子４００の陽極と接続される。ここで、駆動トランジスタ４１０のゲートにはオン・オフを指定するデータ信号がデータ線２１を介して供給される。データ信号がハイレベルのとき駆動トランジスタ４１０はオンするが、このときのＯＬＥＤ素子４００の光量は、電源線４１から供給される電圧に依存する。つまり、この単位回路４０は、いわゆる電圧駆動型のものであり、ＯＬＥＤ素子４００の陽極に電圧信号（駆動信号）を供給することによりＯＬＥＤ素子４００を駆動する。なお、上述したことから明らかなように、駆動トランジスタ４１０は、ＯＬＥＤ素子４００の駆動を制御する制御トランジスタとしても機能する。

説明を図５に戻す。データ線駆動回路２０は、５ビットの入力画像データＤｉｎに基づいて、単位回路４０に供給するデータ信号を各々生成し、各データ信号をデータ線２１を介して単位回路４０に供給する。電圧発生回路３０は複数の定電圧源を備え、電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、及びＶ４を生成する。ここで、１列の単位回路４０によって感光体ドラム１１０に与えることができる最大光量をＬmaxとしたとき、電圧Ｖ０〜Ｖ４は、単位回路４０に供給した場合、Ｌmax／３１、２Ｌmax／３１、４Ｌmax／３１、８Ｌmax／３１、１６Ｌmax／３１に相当する光量をＯＬＥＤ素子４００が発光するように選定されている。換言すれば、多重露光に寄与するＯＬＥＤ素子４００の数をｎ個としたとき、各ＯＬＥＤ素子４００の光量比が、１／（２^ｎ−１）：２／（２^ｎ−１）：４／（２^ｎ−１）：…：２^{（ｎ−１）}／（２^ｎ−１）となるように、電圧Ｖ０、Ｖ１、…Ｖｎ-1を設定する。つまり、光量比が２の累乗となるように設定する。

電圧選択回路３１は制御信号ＣＴＬに基づいて、電圧Ｖ０〜Ｖ４を選択して接続点４１Ｗ〜４５Ｗに供給する。制御信号ＣＴＬは状態Ｘ０〜Ｘ４を指示し、電圧選択回路３１は、後述する図９に示すように、状態Ｘ０〜Ｘ４に応じて電圧Ｖ０〜Ｖ４を出力することにより、ラインＬ１〜Ｌ１０に対して重み付けを行う。例えば、状態Ｘ０の場合、電圧Ｖ０が接続点４１Ｗに供給されラインＬ１及びＬ２の重みが「１」となる。また、電圧Ｖ１が接続点４２Ｗに供給されラインＬ３及びＬ４の重みが「２」となる。また、電圧Ｖ２が接続点４３Ｗに供給されラインＬ５及びＬ６の重みが「４」となる。また、電圧Ｖ３が接続点４４Ｗに供給されラインＬ７及びＬ８の重みが「８」となる。また、電圧Ｖ４が接続点４５Ｗに供給されラインＬ９及びＬ１０の重みが「１６」となる。すなわち、奇数ライン群Ａに対する重み付けは、各ラインＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７及びＬ９の重みの比が１：２：４：８：１６になるように行われ、偶数ライン群Ｂに対する重み付けは、各ラインＬ２、Ｌ４、Ｌ６、Ｌ８及びＬ１０の重みの比が１：２：４：８：１６になるように行われる。

ＯＬＥＤ素子４００の寿命や経時変化の特性は、駆動電流の値と時間の積に応じて定まる。このため、仮に、ラインＬ１〜Ｌ１０に対する重み付けを固定とすると、重みが最も大きいラインに属するＯＬＥＤ素子４００の寿命が最も早く尽きる。また、ＯＬＥＤ素子４００は交換することができない。したがって、ＯＬＥＤ素子４００が１つでも寿命を迎えると発光装置１０の寿命も尽きる。よって、重み付けを固定とすると、発光装置１０の寿命は、重みが最も大きいラインに属するＯＬＥＤ素子４００によって制約されてしまう。また、発光輝度の経時変化が重みによって異なるので、時間が経過するにつれ正確に階調を刻むことが困難になる。そこで、本実施形態では、ラインＬ１〜Ｌ１０に対する重み付けを所定周期で変更している。具体的には、制御回路１１は、所定周期で状態Ｘ０〜Ｘ４が変化するように制御信号ＣＴＬを生成する。これにより、発光装置１０の寿命を伸ばすことできる共に、時間が経過しても正確に階調を刻むことが可能となる。また、本実施形態では、各ラインに割り当てる光量比（光量の重み）が２の累乗となるように設定する。各ラインの光量比を変更した場合には、それに伴って、単位回路４０に供給するデータ信号を変更する必要がある。データ信号は後述するように２値で与えられるから、光量比を２の累乗となるように設定することによって、画像データの各ビットの並べ替えるだけでデータ信号の出力先を変更することができる。

データ線駆動回路２０は、入力画像データＤｉｎに基づいて、ＯＬＥＤ素子４００のオン・オフを指示するデータ信号を生成し、各データ線２１に出力する。入力画像データＤｉｎはｄ０、ｄ１、…、ｄ４の５ビットの信号である。
図７にデータ線駆動回路２０のブロック図を示す。並び替え回路２１０は、制御信号ＣＴＬの状態Ｘ０〜Ｘ４に基づいて、入力画像データＤｉｎの各ビットの並べ替えを実行して並び替え画像データＤａを出力する。発光領域ＡＡに配置される１列の５個のＯＬＥＤ素子４００は、電圧Ｖ０〜Ｖ４によって１：２：４：８：１６に重み付けされている。各ＯＬＥＤ素子４００の重みは、５ビットのデータの各ビットに対応している。このため、接続点４１Ｗ〜４５Ｗに供給される電圧Ｖ０〜Ｖ４が周期的に変更されると、これに応じて各単位回路４０に供給するデータ信号に対する重み付けを変更する必要がある。並び替え回路２１０は、ラインＬ１〜Ｌ１０に対する重み付けの変更に応じて、データ信号に対する重み付けを変更するために用いられる。

図８に制御信号ＣＴＬの示す状態Ｘ０〜Ｘ４とビット変換及び電圧選択との関係を示す。奇数ライン群Ａに着目すると、状態Ｘ０ではラインＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、及びＬ９に電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、及びＶ４が各々供給される。このとき、ラインＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、及びＬ９にビットｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ３、及びｂ４が供給される。また、状態Ｘ１ではラインＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、及びＬ９に電圧Ｖ４、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３が各々供給される。このとき、ラインＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７、及びＬ９にビットｂ４、ｂ０、ｂ１、ｂ２、及びｂ３、が供給される。例えば、ラインＬ３に着目すると、状態Ｘ０では重み「２」に対応する電圧Ｖ１及びビットｂ１が供給され、状態Ｘ１では重み「１」に対応する電圧Ｖ０及びビットｂ０が供給される。すなわち、重み付けに応じて単位回路４０に供給される電圧とビットデータが定まる。

図９に、制御信号ＣＴＬの内容を示す。制御信号ＣＴＬは、所定周期で状態をＸ０→Ｘ１→Ｘ２→Ｘ３→Ｘ４の順に変化させる。これにより、各ＯＬＥＤ素子４００に供給される電圧が所定周期で変化するので、長い時間で見たとき各ＯＬＥＤ素子４００に流れる駆動電流と時間の積を一定にすることができる。この結果、発光装置１０の寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。

説明を図７に戻す。ラッチ回路２２０は並び替え画像データＤａをクロック信号ＣＫでラッチして５ビットの画像データＤｂを出力する。画像データＤｂの各ビットｄ０、ｄ１、…ｄ４は、遅延ユニット２３０に供給される。遅延ユニット２３０は１０個の遅延回路２３１を備え、各遅延回路２３１は、入力信号をクロック信号ＣＫの１周期の時間遅延して出力する。この結果、クロック信号ＣＫの１周期をＴｄとしたとき、画像データＤｂのビットデータｄ０’、ｄ１’、ｄ２’、…ｄ４’は、遅延時間「０」、「Ｔｄ」、「２Ｔｄ」、…「４Ｔｄ」だけ遅れて遅延ユニット２３０から画像データＤｃとして出力される。遅延ユニット２３０に供給される画像データＤａは一つの描画領域Ｑの階調を示している。しかし、本実施形態においては、図に示すように５個のＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5を所定の時間間隔で発光させることによって、一つの描画領域Ｑに階調を刻む。このため、各ＯＬＥＤ素子４００-1〜４００-5に供給されるビットデータは、感光体ドラム１１０が距離２Ｗだけ進む時間だけずれる必要がある。遅延ユニット２３０は、ビットデータに時間のずれを与える。ここで、遅延回路２３１の遅延時間Ｔｄは、感光体ドラム１１０が距離２Ｗだけ進む時間と一致する。この例の遅延回路２３１は、例えば、クロック信号ＣＫによって動作するＤフリップフロップによって構成される。

次に、シフトレジスタ２４０は、主走査期間の開始でアクティブとなる開始パルスＳＰをクロック信号ＣＫ２に従って順次シフトして、ｍ個のサンプリングパルスＳ１、Ｓ２、…Ｓｍを順次生成する。画像データＤｃはデータ供給線Ｌａ〜Ｌｄに供給される。各サンプリング回路２５０は、サンプリングパルスＳ１〜Ｓｍに従って画像データＤａを各々サンプリングして、ラッチ回路２６０及び２７０に供給する。ラッチ回路２６０は、奇数ライン群Ａに対応するものであり、ラッチ回路２７０は偶数ライン群Ｂに対応するものである。ラッチ回路２６０及び２７０はラッチパルスＬＰでサンプリング回路２５０の出力データをラッチする。ラッチ回路２６０及び２７０にはイネーブル信号ＥＮが供給される。ラッチ回路２６０及び２７０はイネーブル信号ＥＮがアクティブである期間にラッチしたデータを出力する一方、非アクティブの期間にはＬレベルを出力する。

図１０、及び図１１に、データ線駆動回路２３０のタイミングチャートを示す。この例では、ラッチ回路２２０から出力される画像データＤｂに添え字[ａ]を付して、画像データＤｂを構成するデータ列を表すものとする。例えば、画像データＤｂ[n]は、時刻ｎにおける５ビットのデータ列を表している。画像データＤｂは遅延ユニット２３０に供給されることによって、各ビットｄ０〜ｄ４が遅延され、画像データＤｃとして出力される。例えば、時刻ｎにおける画像データＤｂ[n]に着目すると、画像データＤｂ[n]を構成する各ビットデータｄ０[n]、ｄ１[n]、…ｄ４[n]は、図１０に太線で示すように順次、遅延時間Ｔｄだけ遅れて、ビットデータｄ１’、ｄ２’、…ｄ４’として出力される。この場合、一点鎖線で囲った時刻ｎの画像データＤｃは、ｄ０[n]、ｄ１[n-1]、ｄ２[n-2]、ｄ３[n-3]、及びｄ４[n-4]で構成される。

サンプリングパルスＳ1、…、Ｓn、Ｓn+1、…、Ｓn+4、…Ｓｍは、アクティブ期間（Ｈレベル）がクロック信号ＣＫの１周期だけ順次ずれたものとなる。これらのサンプリングパルスＳ1〜Ｓｍによって画像データＤｃが順次サンプリングされ、更に、ラッチ回路２６０及び２７０によってサンプリングされたデータがラッチパルスＬＰによってラッチされる。これにより、ラッチ回路２６０及び２７０からは、線順次のデータが出力される。加えて、イネーブル信号ＥＮがアクティブである期間にラッチ回路２６０及び２７０はラッチしたデータを出力するのでラッチ回路２６０のデータ信号ＤＡとラッチ回路２６０のデータ信号ＤＢは同時にアクティブとなる。

上述した発光装置１０によって、６００ドット／インチの線画像を形成する場合を想定する。この場合、奇数ライン群Ａ又は偶数ライン群Ｂの各々は、一本間隔で間引いた３００ドット／インチの線画像を描画する。感光体ドラム１１０上の１ドットは、１、３、５、７、９のラインまたは２、４、６、８、１０のラインで書き込まれるので、最大感光量はこれらの５本のライン画素すべてで書き込まれた場合である。すなわち１／３１＋２／３１＋４／３１＋８／３１＋１６／３１＝１であり、１画素での最大パワーで書き込まれた時の感光体上での感光量に等しくなる。上述したように、この最大感光量をもとに、ＯＬＥＤ素子４００の光パワーが決定される。例えば、通常の感光体感度は０.２μＪ／ｃｍ^２程度とし、集光性レンズアレイ１５での透過率を６％とすれば、３．３３μＪ／ｃｍ^２を１個のＯＬＥＤ素子４００での最大パワーとすればよい。従って、この例では、５本のライン上の各ＯＬＥＤ素子４００のパワーは、０．１１(3.33/31)、０．２１５(3.33*2/31)、０．４３(3.33*4/31)、０．８９(3.33*8/31)、１．７２(3.33*16/31)μＪ／Ｗとなる。この方式によれば、どのＯＬＥＤ素子４００も画素内輝度は１ラインヘッドで描画する場合の半分以下になるため、寿命を伸ばすことができる。

また、1ライン当たりの階調はＯＮ−ＯＦＦ（２値）であり、主走査方向Ｘの走査信号は階調が２値である為に、印字スピードが、例えば４０ｐｐｍである場合には、印刷１枚当たり１．５秒掛かる。Ａ４用紙縦で印刷する場合、副走査方向Ｙに７１００ライン描画することになる。従って、１ライン走査する時間は２１０μ秒である。２値表示であれば、クロック周波数４．７６ＫＨｚ（データ周波数２．４ＫＨｚ）でも良いことになる。このため、従来の１ヘッドラインあたりの高周波駆動に比べれば、飛躍的にクロック信号ＣＫの周波数を下げることができる。一般に、ＴＦＴは１０ＫＨｚで動作するので、本実施形態によれば、ＴＦＴを用いて確実に動作させることが可能となる。

＜２．第２実施形態＞
図１２に、第２実施形態に係る発光装置５０とその周辺回路の電気的構成を示す。この発光装置５０は、いわゆる電流駆動型の単位回路を備えたものであり、ＯＬＥＤ素子４００の陽極に電流信号（駆動信号）を供給することによりＯＬＥＤ素子４００を駆動する。発光装置５０を利用した画像印刷装置の構成は、発光装置１０を利用した画像印刷装置と同様である。つまり、図１において、発光装置１０に代えて発光装置５０を配置した構成となっている。発光装置５０は、電圧発生回路３０、電圧選択回路３１及び単位回路４０に代えて基準電圧発生回路５１、電流選択回路５２及び単位回路５３を有する。

図１３に、発光領域ＡＡの左隅部分に位置する単位回路５３の回路図を示す。ただし、偶数ライン群Ｂに関する回路要素については図示を略す。この図に示すように、各単位回路５３には、電流選択回路５２からの電源線とデータ線駆動回路２０からのデータ線のみならず、一定の電圧を供給する定電圧電源線５４が接続されている。この図において、上隅の単位回路５３の構成が示されている。以降、左上隅の単位回路５３に着目し、単位回路５３の構成について説明する。なお、他の単位回路５３も同様に構成されている。

左上隅の単位回路５３は、電源線４１Ａとグランドとの間にＯＬＥＤ素子４００とトランジスタ４１０とトランジスタ４２０が直列に接続されて構成される。トランジスタ４１０は、本実施形態においてＯＬＥＤ素子４００の駆動を制御する制御トランジスタとして機能する。トランジスタ４２０は、例えばＰチャネル型ＭＯＳトランジスタであり、本実施形態においてＯＬＥＤ素子４００を駆動する駆動トランジスタとして機能する。

駆動トランジスタ４２０のゲートは電源線４１Ａと接続され、そのソースは定電圧電源線５４と接続され、そのドレインは制御トランジスタ４１０のドレインと接続される。駆動トランジスタ４２０のドレインから出力される電流は、駆動トランジスタ４２０のゲート−ソース間の電位差に応じたものとなる。ここで、駆動トランジスタ４２０のソースに供給される電圧は一定であるから、電源線４１Ａから供給される電圧に応じた電流がそのドレインから出力されることになる。

制御トランジスタ４１０のゲートはデータ線２１と接続され、そのドレインは駆動トランジスタ４２０のドレインと接続され、そのソースはＯＬＥＤ素子４００の陽極と接続される。制御トランジスタ４１０のゲートにはオン・オフを指定するデータ信号がデータ線２１を介して供給される。データ信号がハイレベルのとき制御トランジスタ４１０はオンするが、このときのＯＬＥＤ素子４００の光量は、駆動トランジスタ４２０のドレインから出力されて制御トランジスタ４１０のドレインに入力される電流に依存する。すなわち、電源線４１Ａから供給される電圧に依存する。

説明を図１２に戻す。基準電圧発生回路５１は複数の定電圧源を備え、基準電圧Ｖref０、Ｖref１、Ｖref２、Ｖref３、及びＶref４を生成する。ここで、１列の単位回路５３によって感光体ドラム１１０に与えることができる最大光量をＬmaxとしたとき、基準電圧Ｖref０〜Ｖref４は、単位回路５３に供給した場合、Ｌmax／３１、２Ｌmax／３１、４Ｌmax／３１、８Ｌmax／３１、１６Ｌmax／３１に相当する光量をＯＬＥＤ素子４００が発光するように選定されている。換言すれば、多重露光に寄与するＯＬＥＤ素子４００の数をｎ個としたとき、各ＯＬＥＤ素子４００の光量比が、１／（２^ｎ−１）：２／（２^ｎ−１）：４／（２^ｎ−１）：…：２^{（ｎ−１）}／（２^ｎ−１）となるように、基準電圧Ｖref０、Ｖref１、…Ｖrefｎ-1を設定する。

電流選択回路５２は制御信号ＣＴＬに基づいて、基準電圧Ｖref０〜Ｖref４を選択して接続点４１Ｗ〜４５Ｗに供給する。つまり、ラインＬ１〜Ｌ１０に対して重み付けを行う。各単位回路５３では、当該単位回路５３に接続しているラインの重み（電圧値）と定電圧電源線５４から供給される定電圧との差に応じた電流がＯＬＥＤ素子４００に供給される。つまり、単位回路５３は重み付けされており、各単位回路５３の重み（電流値）は接続しているラインの重み（電圧値）に応じたものとなる。ＯＬＥＤ素子４００からの光量は上記の電流に応じたものとなり、上記の光量比が実現される。

＜３．第３実施形態＞
図１４に、本実施形態に係る発光装置６０とその周辺回路の電気的構成を示す。この発光装置６０は発光装置１０と同じく電圧駆動型の単位回路４０を備えたものであり、パルス幅変調された電圧信号（駆動信号）によりＯＥＬＤ素子４００を駆動することによってＯＬＥＤ素子４００の発光時間を制御する点に特徴がある。発光装置６０を利用した画像印刷装置の構成は、発光装置１０を利用した画像印刷装置と同様である。

発光装置６０は、電圧発生回路３０及び電圧選択回路３１に代えてＰＷＭ制御信号発生回路６１及びＰＷＭ制御信号選択回路６２を有する。また、発光装置６０において、接続点４１Ｗ〜４５Ｗ及び電源線４１Ａ〜４５Ｂは存在せず、奇数ラインＬ１、Ｌ３、…Ｌ９の単位回路４０はライン毎に電源線７１Ａ、７２Ａ、…７５Ａに接続されており、偶数ラインＬ２、Ｌ４、…Ｌ１０の単位回路４０はライン毎に電源線７１Ｂ、７２Ｂ、…７５Ｂに接続されている。電源線７１Ａ〜７５Ｂの各々にはスイッチ７１Ｓ〜７５Ｓが介挿されており、スイッチがオンの電源線に接続された単回路４０のみに電圧ＶELが供給されるようなっている。スイッチ７１Ｓ〜７５Ｓのオン・オフは、ＰＷＭ制御信号選択回路６２により制御される。

ＰＷＭ制御信号発生回路６１は定電圧源を備え、オン・オフを指定するＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４を生成する。ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４は、ＯＬＥＤ素子４００の駆動を制御するために用いられる同一周期のパルス信号であり、その生成方法は任意である。例えば、ＰＷＭ制御信号発生回路６１がクロック信号ＣＫを入力して加工し、加工後のクロック信号を用いて生成するようにしてもよいし、ＰＷＭ制御信号発生回路６１がクロック信号ＣＫに同期する他の信号を入力し、この信号を用いて生成するようにしてもよい。

図１５はＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４の波形の一例を示す図である。この図に示すように、ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４の周期はクロック信号ＣＫの周期（Ｔｄ）と同一であり、各々のパルス幅、すなわちデューティ比は相互に異なる。この図の例では、ＰＷＭ制御信号Ｐ０のパルス幅はＴｄ／３１、ＰＷＭ制御信号Ｐ１のパルス幅は２Ｔｄ／３１、ＰＷＭ制御信号Ｐ２のパルス幅は４Ｔｄ／３１、ＰＷＭ制御信号Ｐ３のパルス幅は８Ｔｄ／３１、ＰＷＭ制御信号Ｐ４のパルス幅は１６Ｔｄ／３１となっている。

ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４のパルス幅は、１列の単位回路４０によって感光体ドラム１１０に与えることができる最大光量をＬmaxとしたとき、ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４を単位回路４０に供給した場合、Ｌmax／３１、２Ｌmax／３１、４Ｌmax／３１、８Ｌmax／３１、１６Ｌmax／３１に相当する光量をＯＬＥＤ素子４００が発光するように選定されている。換言すれば、多重露光に寄与するＯＬＥＤ素子４００の数をｎ個としたとき、各ＯＬＥＤ素子４００の光量比が、１／（２^ｎ−１）：２／（２^ｎ−１）：４／（２^ｎ−１）：…：２^{（ｎ−１）}／（２^ｎ−１）となるように、ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４を設定する。

説明を図１４に戻す。ＰＷＭ制御信号選択回路６２は、制御信号ＣＴＬに基づいて、ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４を選択してスイッチ７１Ｓ〜７５Ｓに供給する。スイッチ７１Ｓ〜７５Ｓの各々は、供給されたＰＷＭ制御信号がハイレベルの間だけオンとなる。スイッチがオンになれば、当該スイッチが接続されている電源線に電圧ＶELが供給される。例えば、スイッチ７１ＳにＰＷＭ制御信号Ｐ０が供給された場合、電圧ＶELは、クロック信号ＣＫの１周期においてはＰＷＭ制御信号Ｐ０のパルス幅（Ｔｄ／３１）の期間だけ、電源線７１Ａ及び７１Ｂに接続されている単位回路４０に供給される。つまり、ＰＷＭ制御信号選択回路６２は、ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４を選択して供給することにより電源線７１Ａ〜７５Ｂに対して重み付けを行っている。

各単位回路５３では、当該単位回路５３に接続している電源線の重み（時間）の分だけ、電圧ＶELがＯＬＥＤ素子４００に供給される。つまり、単位回路５３に対して、電源線７１Ａ〜７５Ｂに対する重み付けと同じ重み付けが行われる。よって、ＯＬＥＤ素子４００からの光量は単位回路５３の重み（時間）に応じたものとなり、上記の光量比が実現される。

＜４．第４実施形態＞
図１６に、本実施形態に係る発光装置８０とその周辺回路の電気的構成を示す。発光装置８０を利用した画像印刷装置の構成は、発光装置１０を利用した画像印刷装置と同様である。発光装置８０は発光装置６０を変形して得られるものであり、単位回路４０に代えて単位回路８１を有する。詳しくは後述するが、単位回路８１は、単位回路４０内にスイッチを取り込んだ構成となっている。

全ての単位回路８１には定電圧電源線８２が接続されており、定電圧電源線８２を介して電圧ＶELが供給される。また、第１実施形態における電源線４１Ａ〜４５Ｂに代えて制御線９１Ａ〜９５Ｂが設けられている。制御線９１Ａ〜９５Ｂは電源線４１Ａ〜４５Ｂと異なり、例えばｎチャネル型ＭＯＳトランジスタをオン・オフ可能な信号を供給できればよい。ＰＷＭ制御信号選択回路６２は制御信号ＣＴＬに基づいて、ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４を選択して接続点４１Ｗ〜４５Ｗに供給する。各接続点に供給されたＰＷＭ制御信号は、対応する２本の制御線に供給される。例えば、接続点４１Ｗに供給されたＰＷＭ制御信号は、制御線９１Ａおよび制御線９１Ｂに供給される。

図１７に、単位回路８１の発光領域ＡＡの左上隅に位置する単位回路８１の回路図を示す。なお、他の単位回路８１も同様に構成されている。この例の単位回路８１は定電圧電源線８１とグランドとの間にＯＬＥＤ素子４００とトランジスタ４１０とトランジスタ４３０が直列に接続されて構成される。トランジスタ４１０は、本実施形態においてＯＬＥＤ素子４００の駆動を制御する制御トランジスタとして機能する。トランジスタ４３０は、例えばｎチャネル型ＭＯＳトランジスタであり、本実施形態においてＯＬＥＤ素子４００を駆動する駆動トランジスタとして機能する。

駆動トランジスタ４３０のゲートにはＰＷＭ制御信号（パルス信号）が制御線９１Ａを介して供給され、そのドレインは定電圧電源線８２と接続され、そのソースは制御トランジスタ４１０のドレインと接続される。ＰＷＭ制御信号がハイレベルのとき駆動トランジスタ４３０はオンし、そのソースから制御トランジスタ４１０のドレインに電圧ＶELが供給される。つまり、制御トランジスタ４１０を駆動トランジスタとして捉えると、駆動トランジスタ４３０は発光装置６０におけるスイッチとして機能することになる。

＜５．変形例＞
（１）上述した各実施形態では、ＯＬＥＤ素子４００を用いた発光装置１０、５０、６０及び８０を例示したが、これに限るものではない。例えば、駆動信号を受けて発光する任意の発光素子を用いてもよい。このような発光素子としては、無機ＥＬ素子を例示することができる。また、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を発光層として採用することもできる。すなわち、本発明における発光素子は、電気エネルギの付与によって発光する材料によって構成されれば足りる。また例えば、駆動信号を受けて光を出射する出光素子（出光部）を用いるようにしてもよい。このような出光素子としては、液晶素子等のライトバルブ素子を例示することができる。

（２）上述した各実施形態では、ＯＬＥＤ素子４００の光量の割り当てを、所定周期で循環するように状態Ｘ０〜状態Ｘ４を設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ランダムに光量の割り当てを変更し、これに合わせて、各ラインに供給する書き込みデータを入れ替えてもよい。要は、ある期間で見た場合、すべてのライン間で光量が平均されていれば良い。また、光量の割り当ておよび書き込みデータを入れ替えは、所定時間ごとに実行すればよく、例えば、所定数の用紙を印刷するたびに入れ替えてもよい。

（３）上述した第３及び第４実施形態では、パルス幅変調された駆動信号によりＯＬＥＤ素子４００を駆動する発光装置として、電圧駆動型の単位回路を備えた発光装置（発光装置６０及び８０）を例示したが、これに限るものではない。例えば、電流駆動型の単位回路を備えた発光装置を変形し、パルス幅変調された駆動信号（電流信号）によりＯＬＥＤ素子４００を駆動するようにしてもよい。

（４）また、第１実施形態においては駆動電圧によってＯＬＥＤ素子４００の光量を割り当て、第３および第４実施形態ではパルス幅変調によってＯＬＥＤ素子４００の光量を割り当たが、これらを組み合わせて光量を割り当ててもよい。また、第２実施形態においては駆動電流によってＯＬＥＤ素子の光量を割り当てたが、これと第３および第４実施形態のパルス幅変調を組み合わせてＯＬＥＤ素子４００に光量を割り当ててもよい。

＜６．画像印刷装置＞
図１に示したように、以上の各態様に係る発光装置１０は、電子写真方式を利用した画像印刷装置における像担持体に潜像を書き込むためのライン型の光ヘッドとして利用され得る。画像印刷装置の例としては、プリンタ、複写機の印刷部分およびファクシミリの印刷部分がある。図１８は、発光装置１０をライン型の光ヘッドとして用いた画像印刷装置の一例を示す縦断面図である。この画像印刷装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像印刷装置である。

この画像印刷装置では、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが、同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの露光位置にそれぞれ配置されている。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、以上に例示した何れかの態様に係る発光装置１０である。

図１８に示すように、この画像印刷装置には、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２とが設けられており、これらのローラ１２１，１２２には無端の中間転写ベルト１２０が巻回されて、矢印に示すようにローラ１２１，１２２の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト１２０に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。

この中間転写ベルト１２０の周囲には、外周面に感光層を有する４個の感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙが互いに所定の間隔をおいて配置される。添え字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙは、中間転写ベルト１２０の駆動と同期して回転駆動される。

各感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の周囲には、コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、複数の発光素子４００の配列方向が感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の発光素子３０によって感光体ドラムに光を照射することにより行う。現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。

このような４色の単色顕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、イエローの各顕像は、中間転写ベルト１２０上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト１２０上で重ね合わされ、この結果としてフルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト１２０の内側には、４つの一次転写コロトロン（転写器）１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。一次転写コロトロン１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト１２０に顕像を転写する。

最終的に画像を形成する対象としてのシート１０２は、ピックアップローラ１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラ１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラ１２６の間のニップに送られる。中間転写ベルト１２０上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ１２６によってシート１０２の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対１２７を通ることでシート１０２上に定着される。この後、シート１０２は、排紙ローラ対１２８によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。

次に、本発明に係る画像印刷装置の他の実施の形態について説明する。
図１９は、発光装置１０をライン型の光ヘッドとして用いた他の画像印刷装置の縦断面図である。この画像印刷装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像印刷装置である。図１９に示す画像印刷装置において、感光体ドラム１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリ式の現像ユニット１６１、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１６７、中間転写ベルト１６９が設けられている。

コロナ帯電器１６８は、感光体ドラム１６５の外周面を一様に帯電させる。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１６７は、感光体ドラム１６５の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１６７は、以上に例示した各態様の発光装置１０であり、複数の発光素子３０の配列方向が感光体ドラム１６５の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、これらの発光素子３０から感光体ドラム１６５に光を照射することにより行う。

現像ユニット１６１は、４つの現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋが９０°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸１６１ａを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム１６５に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム１６５に顕像すなわち可視像を形成する。

無端の中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａ、従動ローラ１７０ｂ、一次転写ローラ１６６およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ１６６は、感光体ドラム１６５から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ１６６の間を通過する中間転写ベルト１６９に顕像を転写する。

具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、露光ヘッド１６７によりイエロー（Ｙ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｙにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト１６９に転写される。また、次の１回転で、露光ヘッド１６７によりシアン（Ｃ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｃにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト１６９に転写される。そして、このようにして感光体ドラム１６５が４回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト１６９に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト１６９上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト１６９に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト１６９に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト１６９上で得る。

画像印刷装置には、シートが通過させられるシート搬送路１７４が設けられている。シートは、給紙カセット１７８から、ピックアップローラ１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラ１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラ１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラ１７１は、中間転写ベルト１６９からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ１７１は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト１６９に接近および離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ１７１は中間転写ベルト１６９に当接させられ、中間転写ベルト１６９に顕像を重ねている間は二次転写ローラ１７１から離される。

以上のようにして画像が転写されたシートは定着器１７２に搬送され、定着器１７２の加熱ローラ１７２ａと加圧ローラ１７２ｂの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対１７６を通過した後、排紙ローラ対１７６が逆方向に回転させられ、矢印Ｇで示すように両面印刷用搬送路１７５に導入される。そして、二次転写ローラ１７１により顕像がシートの他面に転写され、再び定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラ対１７６でシートが排出される。

図１８および図１９に例示した画像印刷装置は、発光素子４００を露光手段として利用しているので、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。なお、以上に例示した以外の電子写真方式の画像印刷装置にも本発明の発光装置を採用することができる。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像印刷装置や、モノクロの画像を形成する画像印刷装置にも本発明に係る発光装置を応用することが可能である。

また、本発明に係る発光装置が適用される画像形成装置は画像印刷装置に限定されない。例えば、各種の電子機器における照明装置としても本発明の発光装置が採用される。このような電子機器としては、ファクシミリ、複写機、複合機、プリンタなどが挙げられる。これらの電子機器には、複数の発光素子を面状に配列した発光装置が好適に採用される。

本発明に係る発光装置を利用した画像印刷装置の一部の構成を示す斜視図である。 ＯＬＥＤ素子の配置を模式的に示す説明図である。 画像印刷装置の断面を模式的に示した説明図である。 多重露光の概要を示した説明図である。 第１実施形態に係る発光装置１０とその周辺回路の構成を示すブロック図である。 同装置に用いられる単位回路４０の回路図である。 同装置に用いられるデータ線駆動回路のブロック図である。 同装置の制御信号と並べ替え回路及び電圧選択回路の関係を示す説明図である。 同装置の制御信号の構成を示す説明図である。 同装置に用いられるデータ線駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。 同装置に用いられるデータ線駆動回路の動作を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係る発光装置５０とその周辺回路の構成を示すブロック図である。 同装置に用いられる発光領域ＡＡの左隅部分に位置する単位回路５３の回路図である。 第３実施形態に係る発光装置６０とその周辺回路の構成を示すブロック図である。 ＰＷＭ制御信号Ｐ０〜Ｐ４の波形の一例を示す波形図である。 第４実施形態に係る発光装置８０とその周辺回路の構成を示すブロック図である。変形例３に係る他の発光装置のうち反射層の凹面の形状を示す斜視図である。 単位回路８１の発光領域ＡＡの左上隅に位置する単位回路８１の回路図である。 本発明に係る発光装置を利用した画像印刷装置の構成を示す縦断面図である。 本発明に係る発光装置を利用した他の画像印刷装置の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１０，５０，６０，８０……発光装置、１５……集光性レンズアレイ、２０……データ線駆動回路、４０……単位回路（出光部）、４００……ＯＬＥＤ素子、３０……電圧発生回路、３１……電圧選択回路、５１……基準電圧発生回路、５２……電流選択回路。１１０……感光体ドラム、２１０……並べ替え回路、Ａ……奇数ライン群、Ｂ……偶数ライン群、Ｖ０〜Ｖ１……電圧、Ｖref０〜Ｖref１……基準電圧、

Claims (13)

1. 一列に配置された複数の出光部の各々からの出射光を像担持体の所定位置に順に照射することによって前記所定位置に画像データの示す階調に応じた像を多重露光する露光方法であって、
   前記複数の出光部の各々について前記出射光の光量に重みを割り当て、
   前記複数の出光部の各々に割り当てられた光量の重みと前記画像データに基づいて、前記複数の出光部の各々から光を出光するか否かを指定する複数のデータ信号をそれぞれ生成して、各データ信号を前記複数の出光部にそれぞれ供給し、
   所定の規則に従って、前記出射光の光量の重みの割り当てを変更すると共に、当該変更に応じて前記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部を変更する、
   ことを特徴とする露光方法。
2. 前記複数の出光部の各々に割り当てる光量の重みを、２の累乗の比となるように設定し、
   前記複数のデータ信号を前記画像データの各ビットデータと対応するように生成し、
   前記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部の変更を、前記画像データの各ビットデータを並べ替えることにより実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
3. 前記出光部は、電圧に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、
   前記出射光の光量に重みを割り当てる工程では、前記発光素子に供給する前記電圧を前記出射光の光量に重みに応じて設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
4. 前記出光部は、電流に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、
   前記出射光の光量に重みを割り当てる工程では、前記発光素子に供給する前記電流を前記出射光の光量に重みに応じて設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
5. 前記出光部は、発光時間に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、
   前記出射光の光量に重みを割り当てる工程では、前記発光素子の前記発光時間を前記出射光の光量に重みに応じて設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
6. 一列に配置された複数の出光部の各々からの出射光を像担持体の所定位置に順に照射することによって前記所定位置に画像データの示す階調に応じた像を多重露光する発光装置であって、
   前記複数の出光部の各々について前記出射光の光量に重みを割り当てる光量設定手段と、
   前記複数の出光部の各々に割り当てられた光量の重みと前記画像データに基づいて、前記複数の出光部の各々から光を出光するか否かを指定する複数のデータ信号をそれぞれ生成して、各データ信号を前記複数の出光部にそれぞれ供給するデータ信号供給手段と、
   前記出射光の光量の重みの割り当てを変更すると共に、当該変更に応じて前記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部を変更する変更手段とを、
   備えたことを特徴とする発光装置。
7. 前記光量設定手段は、前記複数の出光部の各々に割り当てる光量の重みを、２の累乗の比となるように設定し、
   前記データ信号供給手段は、前記複数のデータ信号を前記画像データの各ビットデータと対応するように生成し、
   前記変更手段は、記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部の変更を、前記画像データの各ビットデータを並べ替えることにより実行する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
8. 前記変更手段は、前記複数の出光部の各々における前記出射光の光量の平均が同一となるように前記出射光の光量の重みの割り当てを変更することを特徴とする請求項６または７に記載の発光装置。
9. 前記変更手段は、所定の周期で前記出射光の光量の重みの割り当てを変更すると共に、当該変更に応じて前記複数のデータ信号の供給先である前記複数の出光部を変更することを特徴とする請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の発光装置。
10. 前記出光部は、電圧に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、
    前記光量設定手段は、
    前記複数の出光部の各々の光量の重みに対応した複数の電圧を生成する電圧発生手段と、
    前記複数の電圧を設定すべき光量の重みに応じて選択して前記複数の前記出光部に供給する電圧選択手段とを備え、
    前記変更手段は、前記電圧選択手段の選択を制御する、
    ことを特徴とする請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の発光装置。
11. 前記出光部は、電流に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、
    前記光量設定手段は、
    前記複数の出光部の各々の光量の重みに対応した複数の電流を指定する電流指定信号を生成する信号発生手段と、
    前記複数の電流指定信号を設定すべき光量の重みに応じて選択して前記複数の前記出光部に供給する信号選択手段とを備え、
    前記変更手段は、前記信号選択手段の選択を制御する、
    ことを特徴とする請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の発光装置。
12. 前記出光部は、一定の電圧が供給された場合に発光時間に応じたパワーの前記出射光を発光する発光素子を備え、
    前記光量設定手段は、
    前記複数の出光部の各々の光量の重みに対応して一定の電圧をパルス幅変調した複数のパルス幅変調電圧を生成する電圧発生手段と、
    前記複数のパルス幅変調電圧を設定すべき光量の重みに応じて選択して前記複数の前記出光部に供給する電圧選択手段とを備え、
    前記変更手段は、前記信号選択手段の選択を制御する、
    ことを特徴とする請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の発光装置。
13. 請求項６乃至１２のうちいずれか１項に記載の発光装置と、
    前記複数の出光部の各々からの出射光によって像が形成される像担持体と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images