JP2007190788A - Line head and image forming apparatus using the same - Google Patents

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望 井上
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健 井熊
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a line head which enables simple correction of a quantity of light for every pixel, and to provide an image forming apparatus using the same. <P>SOLUTION: Fig. 1(a) shows one halftone dot in the case where a tone is expressed by a halftone dot screen. A density is expressed by a size of a plurality of regularly arranged halftone dots in the halftone dot screen. Exposure pixels d1 and d4 have two pixels arranged in a sub scanning direction, and exposure pixels d2 and d3 have four pixels arranged. In the embodiment, each exposure pixel can take four values of 0-3 because each exposure pixel has a 2-bit tone. Assuming that a tone value 3 is the quantity of light of 100%, a tone value 2 has the quantity of light of 66.7% and a tone value 1 has the quantity of light of 33.3%. A tone value 0 is a state not to light the exposure pixels. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、簡単に画素毎の光量補正を行うことができるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a line head that can easily perform light amount correction for each pixel and an image forming apparatus using the line head.

一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により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)とする現像手段とを有している。   In general, an electrophotographic toner image forming unit includes a photosensitive member as an image bearing member having a photosensitive layer on an outer peripheral surface, a charging unit that uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive member, and a uniform charging unit using the charging unit. An exposure unit that selectively exposes the outer peripheral surface charged to form an electrostatic latent image, and a toner as a developer is applied to the electrostatic latent image formed by the exposure unit to form a visible image ( Developing means for forming a toner image).

カラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して、複数個(例えば4個)配置する。これら単色トナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上で複数色(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(黒))のトナー像を重ね合わせ、中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。   As a tandem type image forming apparatus for forming a color image, a plurality (for example, four) of toner image forming means as described above are arranged on the intermediate transfer belt. The toner image on the photosensitive member by the single color toner image forming unit is sequentially transferred to the intermediate transfer belt, and the toner images of a plurality of colors (for example, yellow, cyan, magenta, and black (black)) are superimposed on the intermediate transfer belt. There is an intermediate transfer belt type that obtains a color image on an intermediate transfer belt.

前記構成のタンデム方式の画像形成装置においては、ラインヘッドに発光素子としてLEDや有機EL素子を用いたものが知られている。このような、LEDなどを光源に用いた光書き込みラインヘッドにおいては、複数の光源(発光部)の光量が均一でないために、そのままの状態で書き込みを行うと、それによって形成された画像にも光量に応じた濃淡(筋)が生じてしまうという問題がある。   In the tandem type image forming apparatus having the above-described configuration, a line head using an LED or an organic EL element as a light emitting element is known. In such an optical writing line head using an LED or the like as a light source, since the light amounts of a plurality of light sources (light emitting portions) are not uniform, when writing is performed as it is, an image formed thereby is also displayed. There is a problem that shading (streaks) corresponding to the amount of light occurs.

このような濃淡の差の発生を避けるために、従来は、画素に対応して複数設けられた光源の1個1個の光量を書き込み時に補正を行って、濃度を均一にするような回路が設けられていた。このような光量の補正は、光源の点灯時間や駆動電流を変化させることで行われていた。光量を補正するために、ラインヘッドの出荷時に各光源の光量を測定して、各画素に対応した点灯時間や駆動電流の補正値を、ラインヘッドに内蔵されたメモリに書き込んでおき、使用時、すなわち画像書き込み時には、その補正値を読み出して点灯時間や駆動電流の補正を行っている。   In order to avoid the occurrence of such a difference in density, conventionally, there has been a circuit for correcting the light quantity of each of the light sources provided corresponding to the pixels at the time of writing to make the density uniform. It was provided. Such light amount correction is performed by changing the lighting time of the light source and the drive current. To correct the light intensity, measure the light intensity of each light source at the time of shipment of the line head, and write the lighting time and drive current correction values corresponding to each pixel in the memory built in the line head. That is, at the time of image writing, the correction value is read to correct the lighting time and drive current.

例えば、特許文献1には、各画素の階調値と補正値とを独立に制御する方法が示されている。また、特許文献2には、光量ムラをフーリエ変換し、各周波数成分が許容値内になるように修正した関数を逆変換して、補正値を求める方法が示されている。この特許文献2には、空間周波数が高い(すなわち光量変動の周期が短い)ほど、光源から供給される光量変動が大きいことが示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a method for independently controlling the gradation value and the correction value of each pixel. Patent Document 2 discloses a method for obtaining a correction value by performing Fourier transform on the light amount unevenness and inversely transforming a function that is corrected so that each frequency component is within an allowable value. Patent Document 2 shows that the higher the spatial frequency (that is, the shorter the period of fluctuation in light quantity), the larger the fluctuation in light quantity supplied from the light source.

さらに、特許文献3には、1つの画素を、例えば主走査方向3×副走査方向3の9つのサブ画素に分割して露光することが示されている。複数のサブ画素は位置にかかわらず同時に点灯される。特許文献3の光源は、「エレクトロルミネッセンス」と記載されているが、湿度に弱いなどの記載があることから、光源には有機EL材料が使用されているものと考えられる。特許文献3には、発光させる発光部の数を制御することで「シェーディング補正」、すなわち光量補正をおこなうことが記載されている。   Further, Patent Document 3 discloses that one pixel is exposed by being divided into, for example, nine sub-pixels in the main scanning direction 3 × sub-scanning direction 3. The plurality of sub-pixels are turned on simultaneously regardless of the position. Although the light source of Patent Document 3 is described as “electroluminescence”, it is considered that an organic EL material is used for the light source because there is a description such as being weak in humidity. Patent Document 3 describes that “shading correction”, that is, light amount correction, is performed by controlling the number of light emitting units that emit light.

特開平03−190765号公報Japanese Patent Laid-Open No. 03-190765 特開平06−155806号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-155806 特開2002−292922号公報JP 2002-292922 A

しかしながら、特許文献1に示されたような補正回路は、各画素の点灯制御とは別個に各画素に対応して設ける必要があった。特に、画像の濃度に応じて各画素の光強度を変化させる階調制御を行う場合には、階調制御と、光量補正を独立して行わなくてはならないため、回路が複雑になるという問題があった。   However, it is necessary to provide a correction circuit as disclosed in Patent Document 1 corresponding to each pixel separately from the lighting control of each pixel. In particular, when performing gradation control in which the light intensity of each pixel is changed according to the density of the image, the gradation control and the light amount correction must be performed independently, so that the circuit becomes complicated. was there.

特に近年では、カラーの電子写真ページプリンタにこのようなラインヘッドが多用されている。カラー画像においては、モノクロ画像に比較して、写真やグラフィックの表現力、再現性の要求が高度であり、より精密な光量補正が必要とされている。上記の特許文献1に示されたような光量補正は、デジタル的に行われている。精密な光量補正を行うためには、補正値もより多くの情報量、すなわちビット数を必要とするので、光量補正回路の規模がより大きくなる傾向にあった。特にLEDを光源とするラインヘッドにおいては、光源の光量ばらつきは±20%以上もあるのに対して、光量補正は±2%以下の分解能を要求されるので、光量補正値としては、4〜6ビットの情報量が画素ごとに必要となっていた。   Particularly in recent years, such line heads are frequently used in color electrophotographic page printers. In color images, the demand for expressiveness and reproducibility of photographs and graphics is higher than that of monochrome images, and more precise light amount correction is required. The light amount correction as shown in the above-mentioned Patent Document 1 is performed digitally. In order to perform precise light amount correction, the correction value also requires a larger amount of information, that is, the number of bits, so the scale of the light amount correction circuit tends to become larger. In particular, in a line head using an LED as a light source, the light amount variation of the light source is ± 20% or more, while the light amount correction requires a resolution of ± 2% or less. An information amount of 6 bits is required for each pixel.

また、特許文献2に示された方法では、フーリエ変換を行うので複雑な演算が必要になるという問題があった。さらに、特許文献3に開示された方法は、1つの画素を複数の発光部(実施例では9つ)に分けて構成したもので、独立に制御される画素ではない。よって、画像の解像度は低く、階調性や輪郭の滑らかさは得られないという問題があった。   In addition, the method disclosed in Patent Document 2 has a problem that a complicated calculation is required because Fourier transform is performed. Furthermore, the method disclosed in Patent Document 3 is configured by dividing one pixel into a plurality of light emitting units (nine in the embodiment), and is not a pixel controlled independently. Therefore, there is a problem that the resolution of the image is low, and gradation and smoothness of the outline cannot be obtained.

本発明は、従来技術のこのような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単に画素毎の光量補正を行うことができるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such various problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a line head that can easily perform light amount correction for each pixel and an image forming apparatus using the same. It is to provide.

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、複数の光源がライン状に主走査方向に配列されており、画像データに対して前記各光源が所定の階調値に応じて変調されて画像階調露光を行うラインヘッドにおいて、
前記各光源が露光面に結像してできる結像スポットの直径が、画素のピッチより大きく設定されており、画像データに応じて点灯する前記光源の露光画素の階調値を増減させて、前記各光源から露光される光エネルギーを均一になるように補正することを特徴とする。このように、各光源が露光面に結像してできる結像スポットの直径が、画素のピッチより大きく設定された構成としているので、微細な密度で多数の光源を配置している。また、各画素毎に光量補正回路を設けることなく、多数の光源に対して階調値の増減のみにより、良好な光量補正制御を行うことが可能となる。
In the line head of the present invention that achieves the above object, a plurality of light sources are arranged in a line in the main scanning direction, and each light source is modulated in accordance with a predetermined gradation value with respect to image data. In line heads that perform tonal exposure,
The diameter of the imaging spot formed by imaging each light source on the exposure surface is set larger than the pixel pitch, and the gradation value of the exposure pixel of the light source that is turned on according to image data is increased or decreased, The light energy exposed from each of the light sources is corrected to be uniform. As described above, since the diameter of the imaging spot formed by imaging each light source on the exposure surface is set to be larger than the pitch of the pixels, a large number of light sources are arranged with a fine density. In addition, it is possible to perform good light amount correction control only by increasing / decreasing gradation values for a large number of light sources without providing a light amount correction circuit for each pixel.

また、本発明のラインヘッドは、前記階調値の増減は、補正対象画素に対して副走査方向に配列した複数の露光画素に対して選択的に行うことを特徴とする。このような構成としているので、副走査方向に配列した複数の露光画素に対する選択的な階調値の増減のみにより、良好な光量補正制御を行うことが可能となる。   The line head of the present invention is characterized in that the gradation value is selectively increased or decreased for a plurality of exposure pixels arranged in the sub-scanning direction with respect to the correction target pixel. With such a configuration, it is possible to perform good light quantity correction control only by selectively increasing or decreasing the gradation values for a plurality of exposure pixels arranged in the sub-scanning direction.

また、本発明のラインヘッドは、前記階調値の増減は、補正対象画素に対して主走査方向に配列した複数の露光画素に対して選択的に行うことを特徴とする。このような構成としているので、主走査方向に配列した複数の露光画素に対する選択的な階調値の増減のみにより、良好な光量補正制御を行うことが可能となる。   The line head according to the present invention is characterized in that the gradation value is selectively increased or decreased with respect to a plurality of exposure pixels arranged in the main scanning direction with respect to the correction target pixel. With such a configuration, it is possible to perform good light quantity correction control only by selectively increasing or decreasing the gradation value for a plurality of exposure pixels arranged in the main scanning direction.

また、本発明のラインヘッドは、前記階調値の増減は、補正対象画素の近傍の一定距離内にある露光画素に対して選択的に行うことを特徴とする。このような構成としているので、補正対象画素の近傍の一定距離内にある露光画素に対する選択的な階調値の増減のみにより、良好な光量補正制御を行うことが可能となる。   The line head according to the present invention is characterized in that the gradation value is selectively increased or decreased with respect to an exposure pixel within a certain distance in the vicinity of the correction target pixel. With such a configuration, it is possible to perform good light quantity correction control only by selectively increasing or decreasing the gradation value with respect to the exposure pixels within a certain distance in the vicinity of the correction target pixel.

また、本発明のラインヘッドは、前記複数の光源による画像の階調表現は、ライン幅で階調を表現する万線スクリーンの処理であることを特徴とする。このような構成としているので、万線スクリーンの処理においても光量補正を簡略に行なうことができる。   The line head of the present invention is characterized in that the gradation expression of the image by the plurality of light sources is a line screen process for expressing gradation by a line width. With such a configuration, the light amount correction can be performed simply even in the processing of the line screen.

また、本発明のラインヘッドは、前記出力画像を形成する画素密度は、主走査方向と副走査方向で異なることを特徴とする。このような構成としているので、例えば、副走査方向の画素密度を主走査方向の画素密度よりも大きくすることにより、ラインヘッドに設ける光源の数を低減することができる。この場合でも、単位面積あたりの露光画素の数は主走査方向、副走査方向とも同じになるので、光量補正の上で問題は生じない。   The line head according to the present invention is characterized in that the pixel density for forming the output image is different between the main scanning direction and the sub-scanning direction. With such a configuration, for example, the number of light sources provided in the line head can be reduced by making the pixel density in the sub-scanning direction larger than the pixel density in the main scanning direction. Even in this case, since the number of exposure pixels per unit area is the same in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, there is no problem in light amount correction.

また、本発明のラインヘッドは、前記光源は、有機EL素子単一のガラス基板上に形成されてなることを特徴とする。このような構成としているので、発光部の直径を小さくしなくてよいので、発光部の光パワーを大きく取ることができる。このため、発光効率の高くない有機EL材料でも使用可能となる。また、ガラス基板上に1度に多数の画素を高密度かつ高精度に形成できる。   In the line head of the present invention, the light source is formed on a glass substrate having a single organic EL element. Since it is set as such a structure, it is not necessary to make the diameter of a light emission part small, Therefore The optical power of a light emission part can be taken large. For this reason, it is possible to use an organic EL material having a low luminous efficiency. In addition, a large number of pixels can be formed on the glass substrate at a high density and with high accuracy at a time.

また、本発明のラインヘッドは、前記光源と、前記光源の駆動用薄膜トランジスタ(TFT)回路が、前記ガラス基板上に形成されてなることを特徴とする。この構成によれば、光源の有機EL素子とTFTを同一の工程で作成できるので、製造コストを低減することができる。   The line head of the present invention is characterized in that the light source and a thin film transistor (TFT) circuit for driving the light source are formed on the glass substrate. According to this structure, since the organic EL element and TFT of a light source can be produced in the same process, manufacturing cost can be reduced.

本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、前記いずれかのラインヘッド、現像手段、転写手段の各画像形成用ユニット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、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。この構成によれば、タンデム方式の画像形成装置において、光量補正を簡単に行うことができる。   The image forming apparatus of the present invention is provided with at least two or more image forming stations in which each of the image forming units of the charging unit, any one of the line heads, the developing unit, and the transfer unit is arranged around the image carrier, and the transfer medium. The image forming is performed in a tandem manner by passing through each station. According to this configuration, the light amount correction can be easily performed in the tandem image forming apparatus.

また、本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。この構成によれば、ロータリ方式の画像形成装置において、光量補正を簡単に行うことができる。   An image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier configured to carry an electrostatic latent image, a rotary developing unit, and the line head according to any one of claims 1 to 7. The rotary developing unit carries toner stored in a plurality of toner cartridges on the surface thereof, and sequentially conveys different color toners to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction. A developing bias is applied between the image bearing member and the rotary developing unit, and the toner is moved from the rotary developing unit to the image bearing member, whereby the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. It is characterized by forming. According to this configuration, the light amount correction can be easily performed in the rotary type image forming apparatus.

また、本発明の画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、光量補正を簡単に行うことができる。   In addition, the image forming apparatus of the present invention includes an intermediate transfer member. For this reason, the light amount correction can be easily performed in the image forming apparatus including the intermediate transfer member.

以上のように、本発明のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置は、各画素毎に光量補正回路を設けることなく、画素毎の光量補正を行うことが可能となる。このため、単純な回路を用いながら濃度むらのない良好な画像を得ることができる。   As described above, the line head of the present invention and the image forming apparatus using the line head can perform light amount correction for each pixel without providing a light amount correction circuit for each pixel. For this reason, it is possible to obtain a good image without density unevenness while using a simple circuit.

通常のページプリンタで用いられるラインヘッドは、600dpi、あるいは1200dpiの密度で画素が形成されている。これに対して本発明の実施形態においては、微細な密度で多数の光源を配置して良好な階調制御の実現を図っている。一例として、画素数の密度を2400dpi、あるいは4800dpiとしている。図4は、本発明の基本的技術を模式的に示す説明図である。図4の例では、画素数の密度を2400dpiに設定している。図4(a)において、90は光源の画素、91は、光源から出力される光ビームで形成される光束がレンズアレイを通して像担持体のような被露光面に結像される際のスポット径である。なお、本明細書では、簡単のために被露光面に形成される結像スポットの直径を以下スポット径と略記し、後ほど図7を用いて説明しているように、被露光面での光強度プロファイルのピーク値に対して1/e2強度となる幅として定義する。また、X方向は主走査方向、Yは副走査方向を示している。この例では、スポット径91は50μm、画素(露光画素)90を形成する光源の大きさは20μmである。 A line head used in a normal page printer has pixels formed at a density of 600 dpi or 1200 dpi. On the other hand, in the embodiment of the present invention, a large number of light sources are arranged with a fine density to achieve good gradation control. As an example, the density of the number of pixels is 2400 dpi or 4800 dpi. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the basic technique of the present invention. In the example of FIG. 4, the density of the number of pixels is set to 2400 dpi. In FIG. 4A, 90 is a pixel of a light source, 91 is a spot diameter when a light beam formed by a light beam output from the light source is imaged on an exposed surface such as an image carrier through a lens array. It is. In this specification, for the sake of simplicity, the diameter of the imaging spot formed on the surface to be exposed will be abbreviated as the spot diameter, and light on the surface to be exposed will be described later with reference to FIG. It is defined as the width that becomes 1 / e 2 intensity with respect to the peak value of the intensity profile. The X direction indicates the main scanning direction, and Y indicates the sub scanning direction. In this example, the spot diameter 91 is 50 μm, and the size of the light source forming the pixel (exposure pixel) 90 is 20 μm.

このように、1つの露光画素についてスポット径は大きいが、露光エネルギーは低いので単独では画像を形成できず、数10個の露光画素が露光されて初めて実際の画像として発現する。すなわち、スポット径の大きさは、画素ピッチの数倍で形成される。既に述べたように、スポットの大きさを小さくすることは困難であるし、後で述べるように感光体、トナー及びその現像システムが対応できないと効果も少ない。有機EL素子の場合は、スポット径を小さくするために発光部の面積を小さくすると画像を形成するためのパワーが不足する。あるいは階調画像の表現に用いられる階調スクリーンの密度は100〜300LPIで、網点や万線は単一の露光画素ではなく多数の露光画素で形成されるので、個々の画素の大きさを小さくする必要はない。   Thus, although the spot diameter is large for one exposure pixel, the exposure energy is low, so that an image cannot be formed alone, and an actual image appears only after several tens of exposure pixels are exposed. That is, the spot diameter is formed several times the pixel pitch. As already described, it is difficult to reduce the size of the spot, and as described later, if the photosensitive member, the toner, and the developing system thereof cannot cope, the effect is small. In the case of an organic EL element, if the area of the light emitting portion is reduced in order to reduce the spot diameter, the power for forming an image is insufficient. Alternatively, the density of the gradation screen used for the expression of the gradation image is 100 to 300 LPI, and the halftone dots and lines are formed not by a single exposure pixel but by a large number of exposure pixels. There is no need to make it smaller.

そこで、本発明の実施形態においては、図4(b)に示すように、像担持体上で主走査方向、および副走査に多数の露光画素を重ね合わせて露光させている。この例では、主走査方向、および副走査にそれぞれ4個ずつ、4×4=16画素を重ね合わせることにより、出力画像93を形成している。すなわち、前記被露光面に形成される結像スポットが主走査方向、または副走査方向にわずかずつずれて重ね合わせることで画像を形成している。   Therefore, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4B, a large number of exposure pixels are superimposed and exposed on the image carrier in the main scanning direction and the sub-scanning. In this example, the output image 93 is formed by superimposing 4 × 4 = 16 pixels, four each in the main scanning direction and in the sub-scanning. That is, an image is formed by superimposing the imaging spots formed on the surface to be exposed slightly shifted in the main scanning direction or the sub-scanning direction.

ここで、出力画像93を形成するための個々の画素90は、出力画像93として得られる画素の大きさとは異なるので、この実施形態においては、個々の画素90を露光画素と定義する。本発明では、この各露光画素90がさらに所定の階調を持つ。   Here, since the individual pixels 90 for forming the output image 93 are different from the size of the pixels obtained as the output image 93, in this embodiment, the individual pixels 90 are defined as exposure pixels. In the present invention, each exposure pixel 90 further has a predetermined gradation.

本発明の実施形態にかかるラインヘッドでは、上記のように、従来の1画素で構成される出力画像が多数の露光画素で形成される。このため、各露光画素の階調値はさほど大きくなくても十分で、例えば2ビット、つまり0〜3の3階調でも実用上は十分である。すなわち、光源の階調制御について、オンオフ制御では1ビットの2値データとなるが、本発明の実施形態においては、光源の制御信号として、2ビット以上の階調を増減する信号を形成している。   In the line head according to the embodiment of the present invention, as described above, the conventional output image composed of one pixel is formed by a large number of exposure pixels. For this reason, it is sufficient that the gradation value of each exposure pixel is not so large. For example, 2 bits, that is, 3 gradations of 0 to 3, is practically sufficient. That is, regarding the light source gradation control, on-off control results in 1-bit binary data, but in the embodiment of the present invention, a signal for increasing or decreasing gradation of 2 bits or more is formed as a light source control signal. Yes.

したがって、ラインヘッド上では、個々の光源に対する階調制御のための必要最小限の変調制御用の回路構成で階調制御を行うことができる。このため、発光素子駆動制御を行なうためのTFT(光源の駆動用薄膜トランジスタ)などの制御素子を、光源と同じガラス基板に搭載することが可能となり、ラインヘッドに実装する制御部の構成を簡略にすることができる。なお、階調制御の具体例については後述する。   Therefore, on the line head, gradation control can be performed with the minimum necessary modulation control circuit configuration for gradation control for each light source. For this reason, it becomes possible to mount a control element such as a TFT (light source driving thin film transistor) for performing light emitting element drive control on the same glass substrate as the light source, thereby simplifying the configuration of the control unit mounted on the line head. can do. A specific example of gradation control will be described later.

図5は、本発明の実施形態における画素配列の例を示す説明図である。図5(a)は、直径20μmの発光部を2400dpiで配置した例を示している。この例では、スポット径は60μm、主走査方向に多数の露光画素90が設けられている発光素子ライン94が副走査方向に3列配列されている。画素ピッチは、25.4/2400≒10.6μm、である。発光素子ライン94の副走査方向両端の中心線間の間隔は、画素ピッチの約6倍の63.5μmである。このように、スポット径と画素ピッチの比率は60/10.6≒5.7、であり、スポット径は画素ピッチよりも大きく設定されている。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a pixel array in the embodiment of the present invention. FIG. 5A shows an example in which light emitting portions having a diameter of 20 μm are arranged at 2400 dpi. In this example, the spot diameter is 60 μm, and light emitting element lines 94 provided with a large number of exposure pixels 90 in the main scanning direction are arranged in three rows in the sub-scanning direction. The pixel pitch is 25.4 / 2400≈10.6 μm. The distance between the center lines at both ends in the sub-scanning direction of the light emitting element line 94 is 63.5 μm, which is about 6 times the pixel pitch. Thus, the ratio between the spot diameter and the pixel pitch is 60 / 10.6≈5.7, and the spot diameter is set larger than the pixel pitch.

図5(b)は、直径15μmの発光部を4800dpiで配置した例を示している。この例では、スポット径は55μm、発光素子ラインは副走査方向に5列形成されている。この場合における画素ピッチは、25.4/4800≒5.3μm、となる。発光素子ライン94の副走査方向両端の中心線間の間隔は、画素ピッチの約20倍の105.8μmである。この例では、スポット径と画素ピッチの比率は55/5.3≒10.4、となり、図5(a)の例よりもさらにスポット径が画素ピッチよりも大きく設定されている。このように、図5(a)、図5(b)においては、発光素子ラインが副走査方向に3列以上の複数のライン状で、かつ互いに主走査方向の位置が異なるように配列されている。したがって、結像スポットの主走査方向の重ね合わせを容易に行なうことができる。   FIG. 5B shows an example in which light emitting portions having a diameter of 15 μm are arranged at 4800 dpi. In this example, the spot diameter is 55 μm, and five rows of light emitting element lines are formed in the sub-scanning direction. In this case, the pixel pitch is 25.4 / 4800≈5.3 μm. The distance between the center lines at both ends in the sub-scanning direction of the light emitting element line 94 is 105.8 μm, which is about 20 times the pixel pitch. In this example, the ratio of the spot diameter to the pixel pitch is 55 / 5.3≈10.4, and the spot diameter is set larger than the pixel pitch as compared with the example of FIG. 5A and 5B, the light emitting element lines are arranged in a plurality of lines in three or more rows in the sub-scanning direction, and are arranged so that the positions in the main scanning direction are different from each other. Yes. Therefore, it is possible to easily superimpose the imaging spots in the main scanning direction.

元の画像の階調は、露光画素の点灯する画素の数と各画素の階調値の総和として表現される。例えば従来の600dpiの1画素に対して、各露光画素が2bitの階調を持つ場合、各露光画素は1〜3の3段階の光量を取り得る。2400dpiでは16画素が対応するので16×3=48階調、4800dpiでは64画素が対応するので、さらに十分な階調性を持つ。また、露光画素のピッチに対して、スポットサイズは十分に大きいので、階調記録時に露光画素の点灯数が変わることによって形成される画素の形状が変形することは少ない。   The gradation of the original image is expressed as the sum of the number of lit pixels of the exposure pixel and the gradation value of each pixel. For example, when each exposure pixel has a 2-bit gradation with respect to a conventional pixel of 600 dpi, each exposure pixel can take three levels of light amounts of 1 to 3. Since 16 pixels correspond to 2400 dpi, 16 × 3 = 48 gradations, and 64 pixels correspond to 4800 dpi, so that there is a further sufficient gradation. Further, since the spot size is sufficiently large with respect to the pitch of the exposure pixels, the shape of the pixel formed by changing the number of lighting of the exposure pixels at the time of gradation recording is rarely deformed.

次に、本発明の実施形態において、スポット径を画素ピッチよりも大きく設定した場合の階調制御について説明する。図6は、本発明の実施形態における点灯する露光画素を増加していった場合の表面電位分布の変化を示す説明図である。この例では、露光画素密度は2400dpi、スポット径は60μmとしている。図7、図8は、図6の構成の前提となる条件設定を示す特性図である。図7は、感光体(像担持体)上に結像した光源のスポットによるパワー分布を示す特性図である。   Next, tone control when the spot diameter is set larger than the pixel pitch in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram showing changes in the surface potential distribution when the number of exposed exposure pixels is increased in the embodiment of the present invention. In this example, the exposure pixel density is 2400 dpi and the spot diameter is 60 μm. FIG. 7 and FIG. 8 are characteristic diagrams showing condition setting which is a premise of the configuration of FIG. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the power distribution due to the spot of the light source imaged on the photosensitive member (image carrier).

感光体上に結像したスポットが図7のようなパワー(強度)の分布を持つときに、ピークの高さを1とすれば、eを自然対数としたときに、1/e2=1/(2.72)2≒0.135となる。すなわち、スポット径60μmは、パワーのピークの13.5%となるプロファイルの幅を示している。 When the spot imaged on the photosensitive member has a power (intensity) distribution as shown in FIG. 7, if the peak height is 1, 1 / e 2 = 1 when e is a natural logarithm. /(2.72) 2 ≈0.135. That is, the spot diameter of 60 μm indicates the width of the profile that is 13.5% of the power peak.

図8は、感光体の徐電特性(PIDC)を示す特性図である。縦軸には感光体の表面電位(V)、横軸には露光エネルギー(μJ/cm2)を設定している。図12において、初期電位V0に相当する感光体の表面電位は、−600Vである。この場合の半減露光量(表面電位がー300V)に対応する露光エネルギーは、0.08μJ/cm2である。 FIG. 8 is a characteristic diagram showing the slow current characteristic (PIDC) of the photoreceptor. The vertical axis represents the surface potential (V) of the photoreceptor, and the horizontal axis represents the exposure energy (μJ / cm 2 ). In FIG. 12, the surface potential of the photoreceptor corresponding to the initial potential V0 is −600V. In this case, the exposure energy corresponding to the half exposure amount (surface potential is −300 V) is 0.08 μJ / cm 2 .

また、露光エネルギーに対してほとんど表面電位が変化しない、すなわち表面電位が飽和している状態は、感光体が全面露光したときのエネルギー(飽和エネルギー)として表される。図8の例では、この飽和エネルギーは、0.3μJ/cm2である。 Further, the state in which the surface potential hardly changes with respect to the exposure energy, that is, the state in which the surface potential is saturated is expressed as energy (saturation energy) when the entire surface of the photoreceptor is exposed. In the example of FIG. 8, this saturation energy is 0.3 μJ / cm 2 .

図6は、図7、図8で説明図したように、1/e2≒0.135のスポット径が60μm、感光体の半減露光量が0.08μJ/cm2で、飽和エネルギーが0.3μJ/cm2である場合の表面電位分布の特性を示している。図6(a)では、単一の露光画素90wを点灯したときの電位分布Ewは、ほぼ円形に形成されている。図6において図の黒丸は、露光画素の中心位置を示している。 In FIG. 6, as illustrated in FIGS. 7 and 8, the spot diameter of 1 / e 2 ≈0.135 is 60 μm, the half-exposure amount of the photoreceptor is 0.08 μJ / cm 2 , and the saturation energy is 0. The characteristics of the surface potential distribution in the case of 3 μJ / cm 2 are shown. In FIG. 6A, the potential distribution Ew when the single exposure pixel 90w is turned on is formed in a substantially circular shape. In FIG. 6, the black circle in the figure indicates the center position of the exposure pixel.

図6(b)では、図6(a)で説明した露光画素90wと隣接して、副走査方向にもう1つの露光画素90xを設け、露光画素90wと露光画素90xを同時に点灯した場合の電位分布Exを示している。この場合には、電位分布Exは、ほぼ円形状となっている。ここで、電位分布Exの等高線は、50V間隔に形成されている。   In FIG. 6B, another exposure pixel 90x is provided in the sub-scanning direction adjacent to the exposure pixel 90w described in FIG. 6A, and the potential when the exposure pixel 90w and the exposure pixel 90x are turned on simultaneously. Distribution Ex is shown. In this case, the potential distribution Ex is substantially circular. Here, the contour lines of the potential distribution Ex are formed at intervals of 50V.

図6(c)では、図6(b)の構成において、露光画素90wの主走査方向に隣接して露光画素90yを設け、露光画素90w、露光画素90x、露光画素90yの3個の露光画素を同時に点灯した場合の電位分布Eyを示している。この場合にも、電位分布Eyは、ほぼ円形状となっている。   6C, in the configuration of FIG. 6B, an exposure pixel 90y is provided adjacent to the exposure pixel 90w in the main scanning direction, and the three exposure pixels of the exposure pixel 90w, the exposure pixel 90x, and the exposure pixel 90y are provided. Is a potential distribution Ey when is simultaneously turned on. Also in this case, the potential distribution Ey has a substantially circular shape.

図6(d)では、図6(c)の構成において、さらに露光画素90xの主走査方向に隣接してもう1つの露光画素90zを設け、露光画素90w、露光画素90x、露光画素90y、露光画素90zを同時に点灯した場合の電位分布Ezを示している。この場合には、電位分布Ezは、矩形状に配置された各露光画素90w〜90zを囲む、ほぼ円形状で形成されている。なお図6(a)〜(d)で説明した例では、各露光画素90w〜zはその最大階調としているが、実際には各露光画素が階調を有する。   6D, in the configuration of FIG. 6C, another exposure pixel 90z is further provided adjacent to the exposure pixel 90x in the main scanning direction. The exposure pixel 90w, the exposure pixel 90x, the exposure pixel 90y, and the exposure A potential distribution Ez when the pixels 90z are simultaneously turned on is shown. In this case, the potential distribution Ez is formed in a substantially circular shape surrounding each of the exposure pixels 90w to 90z arranged in a rectangular shape. In the example described with reference to FIGS. 6A to 6D, each exposure pixel 90w-z has the maximum gradation, but each exposure pixel actually has a gradation.

図6で説明したような電位分布の形状となる理由について説明する。本発明の実施形態では、露光される各画素の直径(スポット径)が60μmであるのに対して、画素のピッチがはるかに小さい約10.6μmであり、露光画素の位置をずらして多重露光してもほぼ円形が維持される。他方、従来技術では、画素の直径が20μmであり、本発明の実施形態と比較して小さいので、各画素の重なりが少なく、画素の配置がそのまま電位分布に現れることになる。   The reason for the potential distribution shape as described in FIG. 6 will be described. In the embodiment of the present invention, the diameter (spot diameter) of each pixel to be exposed is 60 μm, whereas the pixel pitch is about 10.6 μm, which is much smaller, and the exposure pixel position is shifted to perform multiple exposure. Even so, the circular shape is maintained. On the other hand, in the prior art, the pixel diameter is 20 μm, which is smaller than that of the embodiment of the present invention. Therefore, there is little overlap between the pixels, and the pixel arrangement appears in the potential distribution as it is.

図1〜図3は、本発明の実施形態を示す説明図である。図1(a)は、網点スクリーンで階調を表現する場合の、1つの網点を示したものである。網点スクリーンでは、規則的に配列された複数の網点の大きさによって濃度を表現している。この実施形態では、画素密度2400dpiの露光画素12個が点灯して1つの画素を形成している。図1(a)には点灯する露光画素の位置を表してあり、出力画像93aを形成する。   1-3 is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. FIG. 1 (a) shows one halftone dot when a gray scale is expressed by a halftone screen. In the halftone screen, the density is expressed by the size of a plurality of regularly arranged halftone dots. In this embodiment, 12 exposure pixels having a pixel density of 2400 dpi are lit to form one pixel. FIG. 1A shows the position of the exposure pixel to be lit, and an output image 93a is formed.

図1(a)を参照すると、露光画素d1、d4は2つの画素が副走査方向に並んでおり、d2、d3は4つの画素が並んでいる。この実施形態では、各露光画素は2bitの階調をもつので、0〜3の4つの値をとり得る。階調値3が100%の光量であるとすると、階調値2は光量が66.7%、階調値1は光量が33.3%となる。階調値0は露光画素を点灯しない状態である。   Referring to FIG. 1A, the exposure pixels d1 and d4 have two pixels aligned in the sub-scanning direction, and d2 and d3 have four pixels aligned. In this embodiment, since each exposure pixel has a 2-bit gradation, it can take four values from 0 to 3. If the gradation value 3 is 100%, the gradation value 2 is 66.7%, and the gradation value 1 is 33.3%. A gradation value of 0 is a state in which the exposure pixel is not lit.

出力画像93aの中央部の4画素は階調値3であり、周辺の8画素は階調値2である。したがって、網点を構成する全12画素の階調値の総和は3×4+2×8=28である。なお、d1〜d4の光量は一定のばらつきをもっている。図1(b)は、下記の条件で得られる感光体上の静電潜像の分布Eaを示している。Eaの等高線の間隔は、50Vである。   Four pixels in the center of the output image 93a have a gradation value of 3, and eight neighboring pixels have a gradation value of 2. Therefore, the total of the gradation values of all 12 pixels constituting the halftone dot is 3 × 4 + 2 × 8 = 28. Note that the light amounts of d1 to d4 have a certain variation. FIG. 1B shows an electrostatic latent image distribution Ea on the photoreceptor obtained under the following conditions. The interval between the contour lines of Ea is 50V.

電位分布Eaの計算条件は、図7、図8で説明した特性に対応する。
露光画素のピッチ:2400dpi
露光画素間隔:25.4mm/2400=10.58μm
露光画素が感光体上に結像するスポット直径:60μm
露光する感光体の感度(半減露光量):0.08μJ/cm2
露光画素の光エネルギー:0.3μJ/cm2(全画素点灯時の平均エネルギー)
初期帯電電位:−600V以上
The calculation conditions of the potential distribution Ea correspond to the characteristics described with reference to FIGS.
Exposure pixel pitch: 2400 dpi
Exposure pixel interval: 25.4 mm / 2400 = 10.58 μm
Spot diameter at which exposed pixels form an image on the photoreceptor: 60 μm
Sensitivity of photosensitive member to be exposed (half exposure amount): 0.08 μJ / cm 2
Light energy of exposed pixel: 0.3μJ / cm 2 (average energy when all pixels are lit)
Initial charging potential: -600V or more

図2(a)では、露光画素d4の右上にある1つの階調値を2から1に減じている。すなわち、階調値の総和は1つ減って27となる。したがって、−3.6%の光量補正を行ったことになる。図2(b)と図1(b)と比較すると明らかなように、静電潜像の分布Ebのピーク部分(一番小さい等高線)の幅や、分布の裾の右側部分が若干狭くなっているのがわかる。しかしながら、Ebの全体的な分布形状は、Eaとは大きく変化していない。   In FIG. 2A, one gradation value at the upper right of the exposure pixel d4 is reduced from 2 to 1. That is, the sum of the gradation values is decreased by 1 to 27. Therefore, a light amount correction of −3.6% is performed. As is clear from comparison between FIG. 2B and FIG. 1B, the width of the peak portion (smallest contour line) of the distribution Eb of the electrostatic latent image and the right side portion of the bottom of the distribution are slightly narrowed. I can see that However, the overall distribution shape of Eb has not changed significantly from Ea.

図3(a)では、図2(a)とは逆に、露光画素d4の右上の1つに階調値を2から3に増加させている。すなわち、+3.6%の光量補正をおこなっている。この場合も、図3(b)の静電潜像の分布Ecは、
図1(a)の静電潜像の分布Eaと比較して、右側にわずかに広がっているが、全体的な電位の分布形状にほとんど差がない。
In FIG. 3A, contrary to FIG. 2A, the gradation value is increased from 2 to 3 in the upper right one of the exposure pixel d4. That is, the light amount correction of + 3.6% is performed. Also in this case, the electrostatic latent image distribution Ec in FIG.
Compared with the electrostatic latent image distribution Ea in FIG. 1A, it slightly spreads to the right, but there is almost no difference in the overall potential distribution shape.

このように、1つの露光画素の光量の分布が広いことによる多重露光の効果で、網点を構成する1露光画素の階調値を一段変えても、露光して得られる潜像の分布にはほとんど差が生じないことがわかる。実際には、d1〜d4では光量に差があるので、どの露光画素の階調値を補正するかによって、光量の補正値を微調整することができる。逆に、1つの露光画素を補正幅が不足するときは、2つ、3つと補正する露光画素を増やすか、階調値が1の画素がある場合には、階調値を3に増加してもよい。   In this way, the effect of multiple exposure due to the wide distribution of the amount of light of one exposure pixel results in a latent image distribution obtained by exposure even if the gradation value of one exposure pixel constituting the halftone dot is changed by one step. Shows that there is almost no difference. Actually, since there is a difference in light amount between d1 and d4, the light amount correction value can be finely adjusted depending on which exposure pixel gradation value is to be corrected. Conversely, when the correction width of one exposure pixel is insufficient, the number of exposure pixels to be corrected is increased to two or three, or when there is a pixel with a gradation value of 1, the gradation value is increased to 3. May be.

本発明の露光画素の階調制御は、点灯時間を制御するパルス幅制御でも、点灯光量を制御する電流値制御のいずれでもよい。また、この階調制御手段は、本来は印刷しようとする画像の階調によって制御されるために設けられたもので、光量補正専用のものではない。すなわち上記のような光量補正と同じ精度で階調も制御できることを意味する。   The gradation control of the exposure pixel according to the present invention may be either pulse width control for controlling the lighting time or current value control for controlling the lighting light amount. The gradation control means is originally provided for control by the gradation of the image to be printed, and is not dedicated to light amount correction. That is, it means that the gradation can be controlled with the same accuracy as the light amount correction as described above.

画像形成に対する1つの露光画素の寄与が小さい。すなわち、画素の光量誤差は従来と比べて許容差が大きい。多くの露光画素のスポットが重なり合って1つの元画像の画素あるいはスクリーンの網点を形成するために、ある1つの露光画素の光量を補正する際には、該当露光画素の周辺の露光画素で補正すればよい。あるいは、結像スポットが重なり合っていない距離でも、近接している場合には人間の視覚では分離できないので、結像スポットが重ならない露光画素を含めて補正を行ってもよい。   The contribution of one exposed pixel to image formation is small. That is, the tolerance of the light amount error of the pixel is larger than that in the conventional case. In order to form a pixel of one original image or a screen dot by overlapping spots of many exposure pixels, when correcting the amount of light of one exposure pixel, correction is performed at the exposure pixels around the corresponding exposure pixel. do it. Alternatively, even if the imaging spots do not overlap, they cannot be separated by human vision if they are close to each other. Therefore, correction may be performed including exposure pixels that do not overlap the imaging spots.

次に、ライン幅で階調を表現する階調(万線)スクリーンの光量補正について説明する。図9は、本発明の実施形態にかかる説明図である。図9の例では、スポット径が60μmであり、図6で説明した例と同じ条件設定としている。図9(a)は、露光画素90r、90sを主走査方向に並置し、副走査方向に露光画素2つ分ずらして斜め方向に配列した例である。この際に、ラインLr、Lsはほぼ露光画素の配列と平行な直線で形成されており、ライン幅で表現される階調特性は良好な特性となっている。   Next, light amount correction of a gradation (line) screen that expresses gradation with a line width will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram according to the embodiment of the present invention. In the example of FIG. 9, the spot diameter is 60 μm, and the same conditions are set as in the example described in FIG. FIG. 9A shows an example in which the exposure pixels 90r and 90s are juxtaposed in the main scanning direction and shifted in the sub scanning direction by two exposure pixels and arranged in an oblique direction. At this time, the lines Lr and Ls are formed by straight lines substantially parallel to the arrangement of the exposure pixels, and the gradation characteristics expressed by the line width are good characteristics.

図9(b)は、3個の露光画素90r、90s、90tを主走査方向に並置し、副走査方向に露光画素2つ分ずらして斜め方向に配列した例である。この際に、ラインLp、Ltはほぼ露光画素の配列と平行な直線で形成されており、ライン幅で表現される階調特性は良好な特性となっている。   FIG. 9B shows an example in which three exposure pixels 90r, 90s, and 90t are juxtaposed in the main scanning direction and shifted in the sub scanning direction by two exposure pixels and arranged in an oblique direction. At this time, the lines Lp and Lt are formed by straight lines substantially parallel to the arrangement of the exposed pixels, and the gradation characteristics expressed by the line width are good characteristics.

図9(c)は、3個の露光画素90r、90s、90tを主走査方向に並置し、さらに副走査方向に露光画素2つ分離間した位置に2つの露光画素90u、90vを配列している。この場合の電位分布Euは、楕円形状に形成される。また、ラインLu、Lvは、多少の凹凸がみられるが、実用上殆ど支障がない滑らかな斜めの線で形成されている。このように、本発明の実施形態においては、ラインの幅で階調を表現する階調(万線)スクリーンにおいても、従来例と対比して有用な特性が得られる。なお図9(a)〜(d)で説明した例では、図6の場合と同様に各露光画素90r〜vはその最大階調としているが、実際には各露光画素が階調を有する。   In FIG. 9C, three exposure pixels 90r, 90s, and 90t are juxtaposed in the main scanning direction, and two exposure pixels 90u and 90v are arranged at a position where two exposure pixels are separated in the sub-scanning direction. Yes. In this case, the potential distribution Eu is formed in an elliptical shape. Further, the lines Lu and Lv are formed by smooth oblique lines that have some unevenness but have practically no problem. As described above, in the embodiment of the present invention, even in a gradation (line) screen that expresses gradation by the line width, useful characteristics can be obtained as compared with the conventional example. In the example described with reference to FIGS. 9A to 9D, the exposure pixels 90r to 90v have the maximum gradation as in the case of FIG. 6, but each exposure pixel actually has a gradation.

図10、図11は、このような、階調を万線スクリーンで表現する場合の補正方法の説明図である。万線スクリーンは、図10、図11に示すように、斜めのラインの太さで濃度を表現する。このため、露光画素の光量の補正を行う場合に、網点のような明確な補正の単位がない。そこで、数画素の光量の移動平均を取ってその値が一定になるように露光画素の補正を行う。   FIG. 10 and FIG. 11 are explanatory diagrams of such a correction method when the gradation is expressed by a line screen. As shown in FIG. 10 and FIG. 11, the line screen expresses the density with the thickness of the diagonal line. For this reason, there is no clear correction unit such as a halftone dot when correcting the light amount of the exposure pixel. Therefore, the exposure pixel is corrected so that the moving average of the light amounts of several pixels is taken and the value becomes constant.

図10において、万線を構成する斜め線La、Lbの副走査方向の幅はちょうど露光画素4つ分である。また、副走査方向の並んだ4つの露光画素のうち、上と下の2個の露光画素90sは階調値2であり、中央部の露光画素90r2つは階調値3である。従って、副走査方向に合計すると10の階調値をもつことになる。この階調値の総和は、実現しようとする画像の濃度に応じて変化するものであるが、ここでは説明のために全て同じ線幅、すなわち同じ画像濃度としている。   In FIG. 10, the width in the sub-scanning direction of the diagonal lines La and Lb constituting the parallel lines is exactly four exposure pixels. Of the four exposure pixels arranged in the sub-scanning direction, the upper and lower two exposure pixels 90s have a gradation value of 2, and the central exposure pixel 90r2 has a gradation value of 3. Therefore, a total of 10 gradation values is obtained in the sub-scanning direction. The total sum of the gradation values changes according to the density of the image to be realized, but here, for the sake of explanation, all of them have the same line width, that is, the same image density.

図12は、このような万線の各画素の光量とその移動平均を示した特性図である。ここでは、移動平均は注目画素の前後7画素を取っている。補正前の特性Gaでは、各画素の光量ばらつきは±20%程度あり、移動平均でも、+5%/−3%程度のばらつきを有している。   FIG. 12 is a characteristic diagram showing the amount of light and the moving average of each pixel on such a line. Here, the moving average takes 7 pixels before and after the target pixel. In the characteristic Ga before correction, the light amount variation of each pixel is about ± 20%, and the moving average also has a variation of about +5% / − 3%.

Gbは、階調補正後の特性である。特性Gbにおいては、NO.4、7、13の上下2つの露光画素の階調値を、2から3に増加させている。また、NO.5の上または下1つの露光画素の階調値を、2から1に減少させている。さらに、NO.8、10、11、18、21の上下2つの露光画素の階調値を、2から1に下げるように補正する。このように階調値を補正することで、光量の移動平均の変化は、±とも3%程度まで低減できる。   Gb is a characteristic after gradation correction. In the characteristic Gb, NO. The gradation values of the upper and lower exposure pixels 4, 7, and 13 are increased from 2 to 3. In addition, NO. The gradation value of one exposure pixel above or below 5 is reduced from 2 to 1. Furthermore, NO. The gradation values of the upper and lower exposure pixels 8, 10, 11, 18, and 21 are corrected so as to decrease from 2 to 1. By correcting the gradation value in this way, the change in the moving average of the light quantity can be reduced to about 3%.

上記の補正を実際の画素で表したものが、図11である。90rは階調値が3の露光画素、90sは階調値が2の露光画素、90tは階調値が12の露光画素である。階調補正を行う露光画素の副走査方向の位置は、4画素のいずれであってもよいが、本実施形態では、副走査方向に4つある画素のうち一番上か下のものとした。このように、図11を参照すると、線の輪郭に凹凸が見られるが、実際には各露光画素が結像してできるスポットは画素のピッチよりはるかに大きいので、多数の露光画素が多重に露光されるので、非常に滑らかな線となる。   FIG. 11 shows the above correction in terms of actual pixels. 90r is an exposure pixel having a gradation value of 3, 90s is an exposure pixel having a gradation value of 2, and 90t is an exposure pixel having a gradation value of 12. The position in the sub-scanning direction of the exposure pixel for which gradation correction is performed may be any of the four pixels, but in the present embodiment, it is the top or bottom of the four pixels in the sub-scanning direction. . Thus, referring to FIG. 11, although the contour of the line is uneven, the spot formed by each exposure pixel is actually much larger than the pixel pitch, so that a large number of exposure pixels are multiplexed. Since it is exposed, it becomes a very smooth line.

なお移動平均の区間の大きさは、あまり小さくすると微小な補正ができなくなり、大きくすると区間内での微小な光量変動が目視で認識できるようになる。人間の裸眼による識別限界は、50μm程度と言われているが、これは濃淡のコントラストが大きい場合である。本発明の実施形態で問題とするような、微小な光量変動に伴う濃度変動の場合は、100〜150μm程度の幅を持たないと認識できない。   If the size of the moving average section is too small, minute correction cannot be performed, and if it is increased, minute fluctuations in the amount of light within the section can be visually recognized. The discrimination limit by the naked human eye is said to be about 50 μm, which is when the contrast of light and shade is large. In the case of density fluctuation accompanying minute light quantity fluctuation, which is a problem in the embodiment of the present invention, it cannot be recognized unless it has a width of about 100 to 150 μm.

したがって、上記のように2400dpiにおいて移動平均を7画素としても、約74μm(画素ピッチ10.6×7=74)であるので、その範囲で多少の光量変動があっても全く認識されない。すなわち、移動平均の光量をある程度均一にできれば、個々の画素のばらつきは多少大きくても問題ない。   Therefore, even if the moving average is 7 pixels at 2400 dpi as described above, it is about 74 μm (pixel pitch 10.6 × 7 = 74), so even if there is some light amount fluctuation within that range, it is not recognized at all. That is, as long as the moving average light amount can be made uniform to some extent, there is no problem even if the variation in individual pixels is somewhat large.

図13は、本発明の実施形態にかかる制御部の概略構成を示すブロック図である。図13において、70はパーソナルコンピュータ(PC)などを用いたホストコンピュータで、画像データを作成し、プリンタの制御部71に設けられているプリンタコントローラ72に送信する。プリンタの制御部71には、プリンタコントローラ72の外に、ラインヘッド制御基板73、ラインヘッドの制御手段74が設けられている。ラインヘッドの制御手段74は、光量メモリ75を有している。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control unit according to the embodiment of the present invention. In FIG. 13, reference numeral 70 denotes a host computer using a personal computer (PC) or the like, which creates image data and transmits it to a printer controller 72 provided in the printer control unit 71. In addition to the printer controller 72, the printer control unit 71 is provided with a line head control board 73 and a line head control means 74. The line head control means 74 has a light amount memory 75.

プリンタコントローラ72は、ホストコンピュータ70から送信された画像データに基づいて、各露光画素に対して、デジタルデータである2値データを作成してラインヘッド制御基板73に出力する。ラインヘッド制御基板73には、演算部が設けられている。ラインヘッド制御基板73の当該演算部は、光量メモリ75に蓄積されている画素毎の光量データと、前記プリンタコントローラ72から入力された2値データに基づいて、各露光画素に対する階調値が増減されたデータを形成する。   The printer controller 72 creates binary data, which is digital data, for each exposure pixel based on the image data transmitted from the host computer 70 and outputs the binary data to the line head control board 73. The line head control board 73 is provided with a calculation unit. The calculation unit of the line head control board 73 increases or decreases the gradation value for each exposure pixel based on the light amount data for each pixel stored in the light amount memory 75 and the binary data input from the printer controller 72. Formed data.

本発明における露光画素の補正処理は、露光画素のうち点灯しているものの配列、位置に依存するので、ラインヘッドの内部の回路で行うことは難しい。従って、露光画素の補正処理は、図13に示したようにラインヘッド外部に設けられた制御基板73か、画像処理を行うプリンタコントローラ72で行うことが望ましい。ラインヘッドには、光量メモリ75に各露光画素の光量のデータが収められているので、その光量データを読み出して、印字時に実際に点灯する露光画素の配列から適宜露光画素の補正を行う。   The exposure pixel correction processing according to the present invention depends on the arrangement and position of the exposed pixels that are lit, so that it is difficult to perform the correction process using a circuit inside the line head. Therefore, it is desirable that the exposure pixel correction processing is performed by the control board 73 provided outside the line head as shown in FIG. 13 or the printer controller 72 that performs image processing. Since the light amount data of each exposure pixel is stored in the light amount memory 75 in the line head, the light amount data is read out, and the exposure pixel is appropriately corrected from the array of exposure pixels that are actually turned on during printing.

また、階調印字でも高濃度の場合や、文字、線画を印刷する場合には、露光画素の光量の差が濃度の差としては現れない。これは、感光体のもつ飽和特性や目視の特性による。そのような場合には上記に述べたような露光画素の補正処理を行う必要はない。   Further, even in gradation printing, when the density is high, or when characters and line drawings are printed, the difference in the amount of light of the exposed pixels does not appear as the density difference. This is due to saturation characteristics and visual characteristics of the photoreceptor. In such a case, it is not necessary to perform exposure pixel correction processing as described above.

以上のように本発明では、露光画素の階調値を補正することで光量の補正を行っているが、各露光画素の配列ピッチに対して光学的な結像スポットの大きさは、はるかに大きく、かつ露光エネルギーも感光体上で画素として現像されるレベルより小さいので、複数の露光画素が多重露光されることで始めて画像として現れる。よって、少数の露光画素を補正することによる影響も平均化される(あるいは「薄められる」)ので、画像の輪郭形状に対する影響もほとんどなく、単に濃度だけを変化させるにとどまる。また、本発明では各露光画素の階調数は、上記のように2bitでも十分な補正精度を有するので、適用されるラインヘッドあるいは画像形成装置の画素毎の階調制御回路も簡素なものにすることができる。   As described above, in the present invention, the light amount is corrected by correcting the gradation value of the exposure pixel. However, the size of the optical imaging spot is much larger than the arrangement pitch of each exposure pixel. Since the exposure energy is large and smaller than the level at which the image is developed as a pixel on the photoconductor, an image appears only when multiple exposure pixels are subjected to multiple exposure. Thus, the effects of correcting a small number of exposed pixels are also averaged (or “thinned”), so there is little effect on the contour shape of the image and only the density is changed. In the present invention, since the number of gradations of each exposure pixel is 2 bits as described above, the gradation control circuit for each pixel of the applied line head or image forming apparatus is simplified. can do.

次に、本発明の変形例を説明する。副走査方向の解像度はタイミングだけで制御できるので、主走査方向よりも高くしてもよい。例えば、主走査方向の画素密度は1200dpiとして、副走査方向の画素密度は4800dpiとなるように露光画素の点灯を制御しても良い。このように画素密度を設定すれば、ラインヘッドに設ける光源の数は主走査方向、副走査方向とも画素密度を2400dpiに設定したときに比べて露光画素は半分で足りる。この場合でも、単位面積あたりの露光画素の数は主走査方向、副走査方向とも画素密度が2400dpiのときと同じであるので、既に述べた実施形態と同様の光量補正効果を有する。   Next, a modified example of the present invention will be described. Since the resolution in the sub-scanning direction can be controlled only by timing, it may be higher than that in the main scanning direction. For example, the lighting of the exposure pixels may be controlled so that the pixel density in the main scanning direction is 1200 dpi and the pixel density in the sub-scanning direction is 4800 dpi. If the pixel density is set in this way, the number of light sources provided in the line head is half the number of exposure pixels compared to when the pixel density is set to 2400 dpi in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. Even in this case, since the number of exposure pixels per unit area is the same as that when the pixel density is 2400 dpi in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, the light amount correction effect is the same as that of the above-described embodiment.

また、本発明の実施形態においては、光源として有機EL素子を用いる。有機EL素子を用いる場合に、本発明では、発光部の直径を小さくしなくてよいので、発光部の光パワーを大きく取ることができる。このため、発光効率の高くない有機EL材料でも使用可能となる。本発明では、通常のラインヘッドに比べて高密度に露光画素を配するので、画素の数は飛躍的に増加する。従来用いられてきたLEDを光源とするラインヘッドに本発明を適用することも可能であるが、多数のLEDが設けられたLEDアレイチップを基板上に位置精度よく実装し、かつ通常より画素数が多いためにチップと基板を接続するボンディングの数も増加するため、製造が難しくなる。   In the embodiment of the present invention, an organic EL element is used as a light source. In the case of using an organic EL element, in the present invention, it is not necessary to reduce the diameter of the light emitting part, so that the optical power of the light emitting part can be increased. For this reason, it is possible to use an organic EL material having a low luminous efficiency. In the present invention, since the exposure pixels are arranged at a higher density than in a normal line head, the number of pixels increases dramatically. Although it is possible to apply the present invention to a line head using an LED as a light source which has been conventionally used, an LED array chip provided with a large number of LEDs is mounted on a substrate with high positional accuracy, and the number of pixels is higher than usual. Therefore, the number of bondings connecting the chip and the substrate increases, which makes manufacturing difficult.

これに対して有機EL素子を光源に用いる場合には、ガラス基板上に1度に多数の画素を高密度かつ高精度に形成できるので本発明の実施形態として最適である。また、本発明では、画素毎の階調制御回路や光量補正回路が必要なく、各画素の点灯/消灯を制御するだけの駆動回路でよいので、回路構成が簡単になり、発光部と同一のガラス基板上に薄膜トランジスタで駆動回路を作ることが容易になる。薄膜トランジスタは、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン、高温ポリシリコン、有機トランジスタなど種種のものが利用できる。   On the other hand, when an organic EL element is used as a light source, a large number of pixels can be formed on a glass substrate at a high density and with high accuracy, which is optimal as an embodiment of the present invention. Further, in the present invention, since a gradation control circuit and a light amount correction circuit for each pixel are not necessary, and a drive circuit that only controls on / off of each pixel is required, the circuit configuration is simplified and the same as that of the light emitting unit. It becomes easy to make a driving circuit with a thin film transistor on a glass substrate. Various types of thin film transistors such as amorphous silicon, low-temperature polysilicon, high-temperature polysilicon, and organic transistors can be used.

本発明のラインヘッドは、画素数が極めて多いので、画素をいくつかの群に分けて、時分割駆動を行うことも有用である。その場合でも、上記のように各光源をオンオフの2値で制御するだけでよいので、回路構成が極めて簡素にできる。   Since the line head of the present invention has an extremely large number of pixels, it is also useful to divide the pixels into several groups and perform time-division driving. Even in that case, it is only necessary to control each light source with binary values of on and off as described above, so that the circuit configuration can be extremely simplified.

上記の例では、本発明の光源(露光画素)として、有機EL素子について説明した。本発明の実施形態においては、それ以外でも、光源(露光画素)として、例えば、LED、蛍光管、各種シャッターアレイなどを適用することが可能である。   In the above example, the organic EL element has been described as the light source (exposure pixel) of the present invention. In the embodiment of the present invention, for example, an LED, a fluorescent tube, various shutter arrays, and the like can be applied as the light source (exposure pixel).

本発明の実施形態における補正値は、光量の補正のみならず、ロッドレンズアレイの結像性能の不均一に伴う、画像の濃度むらも含めて補正するように補正値を定めることができる。この場合には、一層の画像品質の改善が見られる。   In the embodiment of the present invention, the correction value can be determined so as to correct not only the light amount correction but also the image density unevenness due to the non-uniform imaging performance of the rod lens array. In this case, further improvement in image quality can be seen.

本発明の実施形態においては、4つの感光体に4つのラインヘッドで露光し、4色の画像を同時に形成し、1つの無端状中間転写ベルト(中間転写媒体)に転写する、タンデム式カラープリンター(画像形成装置)に用いるラインヘッドを対象としている。図14は、発光素子として有機EL素子を用いたタンデム式画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。   In the embodiment of the present invention, a tandem color printer that exposes four photoconductors with four line heads, simultaneously forms four color images, and transfers them onto one endless intermediate transfer belt (intermediate transfer medium). The target is a line head used in (image forming apparatus). FIG. 14 is a vertical side view showing an example of a tandem image forming apparatus using an organic EL element as a light emitting element.

この画像形成装置は、同様な構成の4個の有機EL素子アレイ露光ヘッド101K、101C、101M、101Y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。   This image forming apparatus includes four organic EL element array exposure heads 101K, 101C, 101M, and 101Y having a similar configuration, and four corresponding photosensitive drums (image carriers) 41K, 41C, Arranged at the exposure positions 41M and 41Y, respectively, is configured as a tandem image forming apparatus.

図14に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ51x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(中間転写媒体)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。   As shown in FIG. 14, the image forming apparatus is provided with a driving roller 51x, a driven roller 52, and a tension roller 53, and is tensioned by the tension roller 53 and stretched in the direction indicated by the arrow (counterclockwise). ) Is circulated to the intermediate transfer belt (intermediate transfer medium) 50. Photosensitive members 41K, 41C, 41M, and 41Y having photosensitive layers are arranged on the outer peripheral surface as four image carriers arranged at predetermined intervals with respect to the intermediate transfer belt 50.

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。   K, C, M, and Y added after the reference sign mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The same applies to other members. The photoreceptors 41K, 41C, 41M, and 41Y are rotationally driven in the direction indicated by the arrow (clockwise) in synchronization with the driving of the intermediate transfer belt 50.

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素子アレイ露光ヘッド(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)が設けられている。   Around each photoconductor 41 (K, C, M, Y), charging means (corona charger) 42 (K) for uniformly charging the outer peripheral surface of the photoconductor 41 (K, C, M, Y), respectively. , C, M, Y) and the outer peripheral surface uniformly charged by the charging means 42 (K, C, M, Y) are synchronized with the rotation of the photoconductor 41 (K, C, M, Y). The organic EL element array exposure head (line head) 101 (K, C, M, Y) as described above according to the present invention is provided.

また、この有機EL素子露光ヘッド101(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。   Further, a developing device 44 (K) which applies toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the organic EL element exposure head 101 (K, C, M, Y) to form a visible image (toner image). , C, M, Y) and a primary transfer roller 45 as transfer means for sequentially transferring the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the intermediate transfer belt 50 as a primary transfer target. (K, C, M, Y) and a cleaning device 46 (K, C, Y) as a cleaning unit for removing the toner remaining on the surface of the photoreceptor 41 (K, C, M, Y) after being transferred. M, Y).

ここで、各有機EL素子アレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)は、有機EL素子アレイ露光ヘッド101(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素子アレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)の発光エネ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。   Here, in each organic EL element array exposure head 101 (K, C, M, Y), the array direction of the organic EL element array exposure head 101 (K, C, M, Y) is the photosensitive drum 41 (K, C). , M, Y) along the bus. Then, the emission energy peak wavelength of each organic EL element array exposure head 101 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) are set so as to substantially match. Has been.

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。   The developing device 44 (K, C, M, Y) uses, for example, a non-magnetic one-component toner as a developer, and the one-component developer is conveyed to the developing roller by a supply roller, for example, and adheres to the surface of the developing roller. The film thickness of the developed developer is regulated by a regulating blade, and the developing roller is brought into contact with or increased in thickness by the photosensitive body 41 (K, C, M, Y), whereby the photosensitive body 41 (K, C, M, Y). The toner is developed as a toner image by attaching a developer according to the potential level.

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。   The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). The toner image, which is sequentially primary transferred onto the transfer belt 50 and sequentially superposed on the intermediate transfer belt 50 to become a full color, is secondarily transferred to a recording medium P such as paper by a secondary transfer roller 66, and serves as a fixing unit. The toner is fixed on the recording medium P by passing through the fixing roller pair 61, and is discharged onto a paper discharge tray 68 formed in the upper part of the apparatus by a paper discharge roller pair 62.

なお、図14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、65x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、69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。   In FIG. 14, reference numeral 63 denotes a paper feed cassette in which a large number of recording media P are stacked and held, 64 denotes a pickup roller for feeding the recording media P one by one from the paper feed cassette 63, and 65x denotes a secondary transfer roller. 66, a pair of gate rollers for defining the supply timing of the recording medium P to the secondary transfer portion 66; a secondary transfer roller 66 as a secondary transfer means for forming a secondary transfer portion with the intermediate transfer belt 50; Is a cleaning blade as a cleaning means for removing the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 50 after the secondary transfer.

図15は、像書込手段101を拡大して示す概略の斜視図である。図15において、有機EL素子アレイ81は、長尺のハウジング80中に保持されている。長尺のハウジング80の両端に設けた位置決めピン89をケースの対向する位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のハウジング80の両端に設けたねじ挿入孔88を通して固定ねじをケースのねじ穴にねじ込んで固定することにより、各像書込手段101が所定位置に固定される。   FIG. 15 is a schematic perspective view showing the image writing unit 101 in an enlarged manner. In FIG. 15, the organic EL element array 81 is held in a long housing 80. The positioning pins 89 provided at both ends of the long housing 80 are fitted into the opposing positioning holes of the case, and fixing screws are screwed into the screw holes of the case through the screw insertion holes 88 provided at both ends of the long housing 80. By fixing, each image writing means 101 is fixed at a predetermined position.

像書込手段101は、ガラス基板82上に有機EL素子アレイ81の発光素子(有機EL素子)83を載置し、同じガラス基板82上に形成された駆動回路81により駆動される。屈折率分布型ロッドレンズアレイ(SLA)65は結像光学系を構成し、発光素子83の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ84を俵積みしている。ロッドレンズアレイ85には、前記のような「セルフォックレンズアレイ」(略称SLA、日本板硝子株式会社の商標名)が多用されている。   The image writing unit 101 mounts a light emitting element (organic EL element) 83 of an organic EL element array 81 on a glass substrate 82, and is driven by a drive circuit 81 formed on the same glass substrate 82. A gradient index rod lens array (SLA) 65 constitutes an imaging optical system, and has a gradient index rod lens 84 arranged in front of the light emitting element 83. As the rod lens array 85, the “selfoc lens array” (abbreviated as SLA, trade name of Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) as described above is frequently used.

有機EL素子アレイ81から射出された光ビームは、SLA65により等倍正立像として被走査面に結像する。このように、ガラス基板82上に有機EL素子83を配列しているので、発光素子の光量を損なうことなく像担持体に照射することができる。また、有機EL素子は静的な制御が可能であるので、ラインヘッドの制御系を簡略化できる。本発明においては、図14、図15に示されたようなタンデム方式の画像形成装置において、光量補正を簡略な手段で実現できる。   The light beam emitted from the organic EL element array 81 is formed on the surface to be scanned by the SLA 65 as an equal-size erect image. Thus, since the organic EL elements 83 are arranged on the glass substrate 82, the image carrier can be irradiated without impairing the light amount of the light emitting elements. Further, since the organic EL element can be controlled statically, the control system of the line head can be simplified. In the present invention, the light quantity correction can be realized by a simple means in the tandem type image forming apparatus as shown in FIGS.

図16は、異なる画像形成装置の縦断側面図である。図16において、画像形成装置160には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置161、像担持体として機能する感光体ドラム165、有機ELアレイが設けられている像書込手段(ラインヘッド)167、中間転写ベルト169、用紙搬送路174、定着器の加熱ローラ172、給紙トレイ178が設けられている。   FIG. 16 is a longitudinal side view of a different image forming apparatus. In FIG. 16, the image forming apparatus 160 includes, as main constituent members, a rotary developing device 161, a photosensitive drum 165 functioning as an image carrier, and an image writing means (line head) 167 provided with an organic EL array. In addition, an intermediate transfer belt 169, a paper conveyance path 174, a fixing roller heating roller 172, and a paper feed tray 178 are provided.

現像装置161は、現像ロータリ161aが軸161bを中心として矢視A方向に回転する。現像ロータリ161aの内部は4分割されており、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色の像形成ユニットが設けられている。162a〜162dは、前記4色の各像形成ユニットに配置されており、矢視B方向に回転する現像ローラ、163a〜163dは、矢視C方向に回転するトナ−供給ローラである。また、164a〜164dはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。   In the developing device 161, the developing rotary 161a rotates in the arrow A direction about the shaft 161b. The inside of the development rotary 161a is divided into four, and image forming units for four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) are provided. Reference numerals 162a to 162d are arranged in the image forming units for the four colors. The developing rollers rotate in the arrow B direction, and the toner supply rollers 163a to 163d rotate in the arrow C direction. Reference numerals 164a to 164d are regulating blades that regulate the toner to a predetermined thickness.

165は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、166は一次転写部材、168は帯電器、167は像書込手段で有機ELアレイが設けられている。感光体ドラム165は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ162aとは逆方向の矢視D方向に駆動される。中間転写ベルト169は、従動ローラ170bと駆動ローラ170a間に張架されており、駆動ローラ170aが前記感光体ドラム165の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト169の駆動ローラ170aは感光体ドラム165とは逆方向の矢視E方向に回動される。   As described above, reference numeral 165 denotes a photosensitive drum that functions as an image carrier, 166 denotes a primary transfer member, 168 denotes a charger, and 167 denotes an image writing unit, which is provided with an organic EL array. The photosensitive drum 165 is driven in the direction of arrow D opposite to the developing roller 162a by a drive motor (not shown), for example, a step motor. The intermediate transfer belt 169 is stretched between the driven roller 170b and the drive roller 170a, and the drive roller 170a is connected to the drive motor of the photosensitive drum 165 to transmit power to the intermediate transfer belt. By driving the drive motor, the drive roller 170 a of the intermediate transfer belt 169 is rotated in the arrow E direction opposite to the photosensitive drum 165.

用紙搬送路174には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対176などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト169に担持されている片面の画像(トナー像)が、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ171は、クラッチにより中間転写ベルト169に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト169に当接されて用紙に画像が転写される。   The paper conveyance path 174 is provided with a plurality of conveyance rollers, a pair of paper discharge rollers 176, and the like, and conveys the paper. An image (toner image) on one side carried on the intermediate transfer belt 169 is transferred to one side of the paper at the position of the secondary transfer roller 171. The secondary transfer roller 171 is separated from and brought into contact with the intermediate transfer belt 169 by a clutch, and is brought into contact with the intermediate transfer belt 169 when the clutch is turned on, so that an image is transferred onto the sheet.

上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータHを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ172、加圧ローラ173が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対176に引き込まれて矢視F方向に進行する。この状態から排紙ローラ対176が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路175を矢視G方向に進行する。177は電装品ボックス、178は用紙を収納する給紙トレイ、179は給紙トレイ178の出口に設けられているピックアップローラである。用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、例えば低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト169は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。   The sheet on which the image has been transferred as described above is then subjected to a fixing process by a fixing device having a fixing heater H. The fixing device is provided with a heating roller 172 and a pressure roller 173. The sheet after the fixing process is drawn into the discharge roller pair 176 and proceeds in the arrow F direction. When the paper discharge roller pair 176 rotates in the opposite direction from this state, the paper reverses its direction and advances in the double-sided printing conveyance path 175 in the arrow G direction. 177 is an electrical component box, 178 is a paper feed tray for storing paper, and 179 is a pickup roller provided at the outlet of the paper feed tray 178. For example, a low-speed brushless motor is used as a drive motor for driving the transport roller in the paper transport path. The intermediate transfer belt 169 uses a step motor because it requires color misregistration correction. Each of these motors is controlled by a signal from a control means (not shown).

図の状態で、イエロー(Y)の静電潜像が感光体ドラム165に形成され、現像ローラ62aに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム165にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト169に担持されると、現像ロータリ161aが矢視A方向に90度回転する。中間転写ベルト169は1回転して感光体ドラム165の位置に戻る。次にシアン(C)の2面の画像が感光体ドラム165に形成され、この画像が中間転写ベルト169に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ161の90度回転、中間転写ベルト169への画像担持後の1回転処理が繰り返される。   In the state shown in the drawing, a yellow (Y) electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 165, and a high voltage is applied to the developing roller 62a, whereby a yellow image is formed on the photosensitive drum 165. When all of the yellow back side and front side images are carried on the intermediate transfer belt 169, the development rotary 161a rotates 90 degrees in the direction of arrow A. The intermediate transfer belt 169 rotates once and returns to the position of the photosensitive drum 165. Next, two images of cyan (C) are formed on the photosensitive drum 165, and this image is carried on the yellow image carried on the intermediate transfer belt 169. Thereafter, the 90-degree rotation of the development rotary 161 and the one-rotation process after the image is carried on the intermediate transfer belt 169 are repeated in the same manner.

4色のカラー画像担持には中間転写ベルト169は4回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ171の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレイ178から給紙された用紙を搬送路174で搬送し、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対176で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ171の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング180には、排気ファン181が設けられている。本発明においては、図16に示されたようなロータリ方式の画像形成装置において、光量補正を簡略な手段で実現できる。   For carrying four color images, the intermediate transfer belt 169 rotates four times, and then the rotation position is further controlled to transfer the image onto the sheet at the position of the secondary transfer roller 171. The sheet fed from the sheet feed tray 178 is conveyed by the conveyance path 174, and the color image is transferred to one side of the sheet at the position of the secondary transfer roller 171. The sheet on which the image is transferred on one side is reversed by the discharge roller pair 176 as described above, and stands by on the conveyance path. Thereafter, the sheet is conveyed to the position of the secondary transfer roller 171 at an appropriate timing, and the color image is transferred to the other side. The housing 180 is provided with an exhaust fan 181. In the present invention, in the rotary type image forming apparatus as shown in FIG. 16, the light amount correction can be realized by a simple means.

以上、本発明のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置について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。   The line head of the present invention and the image forming apparatus using the same have been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.

本発明の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows embodiment of this invention. 本発明にかかるラインヘッドの特性図である。It is a characteristic view of the line head concerning this invention. 本発明にかかるラインヘッドの特性図である。It is a characteristic view of the line head concerning this invention. 本発明にかかるラインヘッドの説明図である。It is explanatory drawing of the line head concerning this invention. 本発明にかかるラインヘッドの説明図である。It is explanatory drawing of the line head concerning this invention. 本発明にかかるラインヘッドの説明図である。It is explanatory drawing of the line head concerning this invention. 本発明にかかるラインヘッドの特性図である。It is a characteristic view of the line head concerning this invention. 本発明の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す画像形成装置の縦断側面図である。1 is a longitudinal side view of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention. 本発明にかかるラインヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the line head concerning the present invention. 本発明の他の実施形態を示す画像形成装置の縦断側面図である。It is a vertical side view of an image forming apparatus showing another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…画像形成装置、6…画像形成ユニット、9…転写ベルトユニット、16…中間転写ベルト、17…クリーニング手段、20…像担持体、21…一次転写部材、22…帯電手段、23…像書込手段(ラインヘッド)、24…現像手段、33…現像ローラ、60…ハウジング(ホルダ)、62…基板、63…画像形成用の発光素子、65…屈折率分布型ロッドレンズアレイ(SLA)、74…ラインヘッドの制御手段、84…屈折率分布型ロッドレンズ、90…露光画素、91…スポット径、93…出力画像、Ea〜Ec…静電潜像の分布   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 6 ... Image forming unit, 9 ... Transfer belt unit, 16 ... Intermediate transfer belt, 17 ... Cleaning means, 20 ... Image carrier, 21 ... Primary transfer member, 22 ... Charging means, 23 ... Image book Incorporating means (line head), 24 ... developing means, 33 ... developing roller, 60 ... housing (holder), 62 ... substrate, 63 ... light-emitting element for image formation, 65 ... gradient index rod lens array (SLA), 74: Line head control means, 84: Refractive index distribution type rod lens, 90 ... Exposure pixel, 91 ... Spot diameter, 93 ... Output image, Ea to Ec ... Distribution of electrostatic latent image

Claims (11)

複数の光源がライン状に配列されており、画像データに対して前記各光源が所定の階調値に応じて変調されて画像階調露光を行うラインヘッドにおいて、
前記各光源が露光面に結像してできる結像スポットの直径が、画素のピッチより大きく設定されており、画像データに応じて点灯する前記光源の露光画素の階調値を増減させて、前記各光源から露光される光エネルギーを均一になるように補正することを特徴とするラインヘッド。
In a line head in which a plurality of light sources are arranged in a line, and each light source is modulated in accordance with a predetermined gradation value with respect to image data to perform image gradation exposure.
The diameter of the imaging spot formed by imaging each light source on the exposure surface is set larger than the pixel pitch, and the gradation value of the exposure pixel of the light source that is turned on according to image data is increased or decreased, A line head, wherein light energy exposed from each of the light sources is corrected to be uniform.
前記階調値の増減は、補正対象画素に対して副走査方向に配列した複数の露光画素に対して選択的に行うことを特徴とする請求項1に記載のラインヘッド。 The line head according to claim 1, wherein the increase / decrease of the gradation value is selectively performed with respect to a plurality of exposure pixels arranged in the sub-scanning direction with respect to the correction target pixel. 前記階調値の増減は、補正対象画素に対して主走査方向に配列した複数の露光画素に対して選択的に行うことを特徴とする請求項1に記載のラインヘッド。 The line head according to claim 1, wherein the increase / decrease of the gradation value is selectively performed with respect to a plurality of exposure pixels arranged in the main scanning direction with respect to the correction target pixel. 前記階調値の増減は、補正対象画素の近傍の一定距離内にある露光画素に対して行うことを特徴とする請求項1に記載のラインヘッド。 The line head according to claim 1, wherein the increase / decrease of the gradation value is performed on an exposure pixel within a certain distance in the vicinity of the correction target pixel. 前記複数の光源による光量補正は、ライン幅で階調を表現する万線スクリーンの処理であ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ラインヘッド。 5. The line head according to claim 1, wherein the light amount correction by the plurality of light sources is processing of a line screen that expresses a gradation with a line width. 前記出力画像を形成する画素密度は、主走査方向と副走査方向で異なることを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のラインヘッド。 6. The line head according to claim 1, wherein a pixel density for forming the output image is different in a main scanning direction and a sub-scanning direction. 前記光源は、有機EL素子を単一のガラス基板上に形成されてなることを特徴とする、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のラインヘッド。 The line head according to any one of claims 1 to 6, wherein the light source comprises an organic EL element formed on a single glass substrate. 前記光源と、前記光源の駆動用薄膜トランジスタ回路が、前記ガラス基板上に形成されてなることを特徴とする、請求項7に記載のラインヘッド。 The line head according to claim 7, wherein the light source and a thin film transistor circuit for driving the light source are formed on the glass substrate. 像担持体の周囲に帯電手段と、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニット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、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。 At least two image forming stations in which image forming units including a charging unit, a line head according to any one of claims 1 to 8, a developing unit, and a transfer unit are arranged around an image carrier. An image forming apparatus provided as described above, wherein a transfer medium passes through each station and forms an image by a tandem method. 静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier configured to carry an electrostatic latent image, a rotary developing unit, and the line head according to claim 1, wherein the rotary developing unit includes a plurality of toner cartridges. The toner stored in the toner is carried on the surface, and toners of different colors are sequentially conveyed to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction, and the image carrier, the rotary developing unit, An image forming method characterized in that a developing bias is applied between the toner and the toner is moved from the rotary developing unit to the image carrier to visualize the electrostatic latent image to form a toner image. apparatus. 中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項9または請求項10に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9, further comprising an intermediate transfer member.
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JP2015009431A (en) * 2013-06-28 2015-01-19 キヤノン株式会社 Image formation device

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