JP4141089B2

JP4141089B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4141089B2
Application number: JP2000179924A
Authority: JP
Inventors: 昌弘伊藤; 和之島田; 浩二増田; 友哉大杉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: JP2001353901A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、書込光学系、特に固体書込方式光学系を用いた画像形成装置および画像形成方法に関するもので、多色画像例えばフルカラー画像と単色画像とを選択して形成可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像の形成可能な装置として、特開平１１−２９５９５５号公報記載のものがある。これは、黒色の画像形成部の動作速度を高速化し、記録媒体の搬送速度および黒色のＬＥＤ光ヘッドへのデータ転送速度を高速にすることを目的とする。そのために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部を記録媒体の搬送方向に並べて配置した、いわゆる４ドラム型式とし、白黒画像形成時には、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部を記録媒体搬送領域から離間させると共に記録媒体搬送速度を高速にし、かつ、光ヘッドへの画像データも高速で転送するようにしたものである。
【０００３】
一般に、カラー画像形成装置は、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）の４色で画像を形成するように構成されており、カラーモードと単色モードを選択可能である。このようなカラー画像形成装置において、単色モードは、高速な画像形成処理、もしくは大量の画像出力を必要とするときに要求されるものである。
１つの感光体ドラムを用いた１ドラム型のカラー画像形成装置の場合であれば、フルカラーモード時は各色毎に書込みが必要で、感光体を４回転させる必要がある。これに対し、単色モード時では感光体ドラムを１回転させるだけで画像を形成し得るので、実質的にフルカラーモード時の４倍の記録速度で画像を得ることができる。
【０００４】
一方、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応する４つの感光体ドラムを有し、それぞれの感光体ドラムごとにＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応する画像を書き込み、画像を形成するようにした４ドラム型のカラー画像形成装置がある。このタイプの画像形成装置であれば、フルカラーモード時でも各感光体ドラムは１回転するだけでよく、１ドラム型よりも高速で画像を形成することができる。しかし、単色モードにおいても、何の対策も講じることなく、フルカラーモード時と同じ動作によって画像を形成するものとすれば、フルカラーモード時以上に画像形成速度を向上させることはできない。
【０００５】
このようなことから、前記特開平１１−２９５９５５号公報記載の発明のように、４ドラム型のカラー画像形成装置において、単色モード時の処理速度を上げるために、記録媒体の搬送速度、感光体、帯電ローラ、現像部から構成される画像形成部の動作速度を向上させることが提案されている。
４ドラム型のカラー画像形成装置において、単色モード時の処理速度を４倍に上げようとすると、ＬＥＤアレイなどからなる光プリントヘッドへのデータ信号の伝送速度を４倍にする必要があり、同期クロックの周波数をフルカラーモード時の４倍にする必要がある。
そこで、信号線を４本に増やし、単色モード時での同期クロックの周波数を上げることなく記録速度を向上させることを可能にすることも提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報記載の発明については、以下のような改良すべき問題点がある。
通常、フルカラーモード時において高速処理を行うことができるように、同期クロック周波数の上限レベルを設定しているので、単色モード時の同期クロックを４倍の周波数に設定するのは難しい。４本の信号線を用いれば、同期クロックの周波数を上げることなく、高速での画像形成処理が可能になるが、記録媒体の搬送速度が上がるために、１ライン当りの露光時間が短くなり、露光量が不足がちになるという問題がある。
【０００７】
さらに、近年では、画像形成の高速化に加え、高画質化の要求が高まってきている。特に、カラー画像が得られることと、文字画像や図面等の線画像に代表される黒色画像に対しては、高精細な画像が得られることが要求されている。
【０００８】
ＬＥＤアレイなどの発光素子列からなる光プリントヘッドを露光手段として用いた画像形成装置では、光プリントヘッドを構成する発光素子列の発光素子密度によって、配列方向の解像力が決まってくる。ＬＥＤアレイを例にとると、最近では、発光素子密度が６００ｄｐｉ（１インチ当り６００個の発光素子が配列されている）から、それ以上に高い発光素子密度（例えば１２００ｄｐｉ）を持つＬＥＤアレイが登場してきている。ところが、発光素子密度が高くなるにつれ、光プリントヘッドのコストが上昇するという難点がある。
また、各色ごとの画像を記録する感光体ドラムと、各感光体ドラムごとに配置した４つの光プリントヘッドとを有してなる４ドラム型カラー画像形成装置では、上記各光プリントヘッドを構成する発光素子列が互いに等しい発光素子密度を持つ必要がある。しかも、高画質化の要求に応えるために、各発光素子はともに高い密度であることが要求される。したがって、４ドラム型カラー画像形成装置では、コストがますます上昇してしまう難点がある。
【０００９】
したがって、本発明では、データ転送速度を高くすることなく、また、露光時間を短くすることなく、単色モード時において画像形成処理速度の高速化を可能にした画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
本発明はまた、低コストでカラー画像が得られると同時に、単色画像、特に黒色画像においては、高精細な画像を得ることができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の被照射面と、それぞれの被照射面に対応して設けられた複数の光プリントヘッドとを備え、複数色の画像を出力させるフルカラーモードと、単色の画像を出力させる単色モードとを選択可能な画像形成装置において、各光プリントヘッドは少なくとも１列の発光素子列を有し、複数の光プリントヘッドのうち、特定の光プリントヘッドは複数の発光素子列を有し、この複数の発光素子列の少なくとも１列は他のプリントヘッドの発光素子列よりも素子密度が高いプリントヘッドであり、上記特定の光プリントヘッドは、単色モード選択時に、上記複数の発光素子列のうち上記高い素子密度の発光素子列で対応する被照射面を露光する動作と、上記高い素子密度の発光素子列を上記複数の発光素子列における他の発光素子列と同じ発光素子密度になるように動作させ上記複数の発光素子列で対応する被照射面を露光する動作と、を選択することができることを特徴とする。
多色画像を形成するときは、上記特定の光プリントヘッドも他の光プリントヘッドも発光素子列の密度を同じにして用いる。単色モード時は、上記特定の光プリントヘッドの、素子密度の高い発光素子列を用いる。したがって、単色モードでは、高精細度の画像を得ることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記特定の光プリントヘッドは、黒用であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、結像素子列の光軸から直交方向に離れた位置に配列されている発光素子列は、その発光素子からの出射光束が結像素子列の光軸方向を向くように設けられていることを特徴とする。
したがって、各発光素子列から被照射面に照射される光の照度を平均化することができる。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、結像素子列の光軸から直交方向に離れた位置に配列されている発光素子列は、その発光素子の発光強度が、光軸近傍に配列されている発光素子列よりも強いことを特徴とする。
したがって、各発光素子列から被照射面に照射される光の照度を平均化することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、結像素子列の光軸から直交方向に離れた位置に配列されている発光素子列は、その発光素子の大きさが、光軸近傍に配列されている発光素子列の発光素子よりも大きいことを特徴とする。
したがって、各発光素子列から被照射面に照射される光の照度を平均化することができる。
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、光プリントヘッドの発光素子列が、発光素子列基板上に配列されていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる画像形成装置および画像形成方法の実施の形態について説明する。図示の実施形態は、４ドラム型カラー画像形成装置の例である。
図１において、装置下部には給紙カセット１が水平に向けて配設されている。給紙カセット１に積み重ねて収容されている転写紙は、最上位から順に適宜の分離手段により１枚ずつ分離され、供給ローラ２３を経て搬送ベルト２上に給紙されるようになっている。搬送ベルト２は、一対のローラ２１、２２間に掛け渡されることにより、給紙カセット１の上側において、給紙カセット１よりも広い範囲で水平方向に配置されている。上記一対のローラ２１、２２の少なくとも一方は駆動ローラになっていて、この駆動ローラが回転駆動されることにより搬送ベルト２が回転駆動される。搬送ベルト２の駆動に伴い、搬送ベルト２上の転写紙が、図１において右側から左側に向かって搬送される。
【００１９】
搬送ベルト２上には、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム３Ｃ、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラム３Ｍ、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラム３Ｙ、およびブラック（Ｋ）用の感光体ドラム３Ｋが、転写紙搬送方向上流側から下流側に向かい上記の順に等間隔に配設されている。これらの感光体ドラム３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｋの周囲には、電子写真プロセスに従って画像を形成するためのプロセス部材が順に配設されている。感光体ドラム３Ｃを例にとれば、帯電ユニット４Ｃ、露光ユニット５Ｃ、現像ユニット６Ｃ、転写ユニット７Ｃなどが、感光体ドラム３Ｃの回転方向にこの順に配設されている。他の感光体ドラム３Ｍ、３Ｙ、３Ｋについても同様である。
【００２０】
このように、本実施の形態は、４つの感光体ドラム３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋを、各色毎に設定された被照射面とするものである。それぞれの被照射面に対して、対応する色の画像信号に応じた光を照射して露光するための露光ユニット５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５Ｋが、上記被照射面の上方に配置されている。
【００２１】
また、搬送ベルト２の周囲には、感光体ドラム３Ｙよりも上流側の前記ローラ２１の上方に、ベルト帯電ユニット８が設けられている。感光体ドラム３Ｋよりも下流側には、搬送ベルト２を挟んで前記ローラ２２の上方に除電ユニット９が配置され、搬送ベルト２を挟んで上記ローラ２２の下側にはクリーニングユニット１０が配置されている。さらに、除電ユニット９よりも転写紙搬送方向下流側には定着ユニット１１が設けられ、定着ユニット１１よりもさらに転写紙搬送方向下流側には、排紙ローラ１２と、さらにその下流側に、図示されない排紙トレイが配置されている。
【００２２】
このような４ドラム型のカラー画像形成装置において、例えばフルカラーモード時であれば、各感光体ドラム３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋの表面に対し、対応する色の画像信号に応じて、各露光ユニット５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５Ｋにより光が照射されて露光される。各感光体ドラム３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋの被照射面には、対応する色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、それぞれの感光体ドラム３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋに対応する現像ユニット６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ、６Ｋにより、それぞれの色トナーで現像されてトナー像となる。各トナー像は、搬送ベルト２で搬送される転写紙上に順次転写され、転写紙上に各色のトナー像が重ね合わせられる。搬送ベルト２は、ベルト帯電ユニット８によって予め帯電され、転写紙が搬送ベルト２上に静電的に吸着されることによって転写紙が搬送される。転写紙上のトナー像は、定着ユニット１１によりカラー画像として定着され、定着された転写紙は排紙ローラ１２によって排紙トレー上に排紙される。
【００２３】
また、単色モード時では、感光体ドラム３Ｃ、３Ｍ、３Ｙおよびその周囲に配置されているプロセス部材は非動作状態とされ、感光体ドラム３Ｋに対してのみ、黒色用の画像信号に基づき露光ユニット５Ｋにより光が照射され、感光体ドラム３Ｋの被照射面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニット６Ｋにより黒色トナーで現像されてトナー像となる。このトナー像は、搬送ベルト２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に転写され、さらに、定着ユニット１１で黒色のモノクロ画像として転写紙上に定着される。その後、転写紙は排紙ローラ１２によって排紙トレー上に排紙される。
【００２４】
次に、露光ユニットの構成について具体的に説明する。本発明において、露光ユニットとして光プリントヘッドを用いる。光プリントヘッド５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、５Ｋは、それぞれアレイ光源１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋと結像素子列１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋとを有してなる。各アレイ光源１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙ、１６Ｋは、それぞれ発光素子列基板１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ、１７Ｋ上に配列された発光素子列２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋを有している。発光素子列２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｋの配列方向と、結像素子列１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋの配列方向は、それぞれに対応する感光体ドラム３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｋの回転中心軸線と平行である。
【００２５】
ここで、光プリントヘッドの基本的な構成について、一つの光プリントヘッドを例にして説明する。光プリントヘッドと被照射面とは１対１の関係で、すなわち、一つのアレイ光源に対して一つの被照射面が配置される。また、結像素子列の光入射面と光プリントヘッドの出射面間の距離と、結像素子列の光出射面と被照射面間の距離とが等しくなるように配置されている。光プリントヘッド内の発光素子列基板には、書込み幅の方向、すなわち感光体ドラムの回転中心軸線方向に、必要な数を満足するだけの発光素子が並んだ発光素子列が形成されている。例えば、書込み幅が３００ｍｍであるとすれば、３００ｄｐｉの画素密度では、配列方向に必要な発光素子の数は約３５４０個となる。
さらに、アレイ光源は、発光素子列を、発光素子の配列方向に直交する方向にｎ列有する。ｎは１以上の整数である。したがって、アレイ光源は少なくとも１列の発光素子列を有している。
【００２６】
図２に、光プリントヘッド５Ｋの構成をより詳細に示す。図２（ｂ）は、発光素子の配列方向に対し直交する方向に２列の発光素子列を有するアレイ光源の例を、図２（ａ）は、それぞれの発光素子列に１対１の関係で配設された結像素子をもつ光プリントヘッドの例を示す。上記発光素子列は、例えばＬＥＤアレイで構成することができる。上記結像素子列は、例えば列ロッドレンズアレイで構成することができる。図２に示す発光素子列およびアレイ光源は、図１に示す実施形態中の特定の光プリントヘッドにおける発光素子列およびアレイ光源の例であって、この実施形態では、ブラックの画像を記録する感光体ドラム３Ｋに対応した発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢおよびアレイ光源１６Ｋである。各発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢに対応して結像素子列１５ＫＡ、１５ＫＢが配置され、各発光素子の発光点が被照射面上に結像されるようになっている。
図１に示すように、他の光プリントヘッド５Ｃ、５Ｍ、５Ｙは、１列の発光素子列２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙを有するアレイ光源１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｙと、１列の結像素子列１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙからなる。
【００２７】
このような構成において、フルカラーモード時においては、ブラックに対応する光プリントヘッド５Ｋの発光素子列数は、ブラック以外の色に対応する他の光プリントヘッド５Ｃ、５Ｍ、５Ｙの発光素子列と等しくし、１列の発光素子列だけを出力させることによって、前述したようにカラー画像を出力する。
一方、単色モード、すなわち本実施形態においては黒色モード時には、ブラックに対応する位置の光プリントヘッド５Ｋを構成する２列の発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢを同時に動作させることによって、感光体ドラム３Ｋの被照射面を２ライン分まとめて露光する。このとき、他の色に対応する感光体ドラム３Ｃ、３Ｍ、３Ｙおよびその周囲のプロセス部材は非動作状態にある。
【００２８】
このようにして、単色モード時においては、被照射面を２ライン分まとめて露光するため、１列の発光素子列で露光するよりも、２倍の速度で露光することができ、画像形成の高速化を図ることができる。そのとき、それぞれの発光素子列を駆動するクロック周波数は、１列の発光素子列で露光するときと変わらず、データの転送速度を向上させる必要はない。
【００２９】
上記実施形態のほかに、単色モード時の記録速度をさらに大きく向上させようとするならば、単色に対応する特定の光プリントヘッドの発光素子列数を３、それ以外の色に対応する他の光プリントヘッドの発光素子列数を１としてもよく、また、フルカラーモード時の記録速度を向上させたければ、他の光プリントヘッドの発光素子列数を２としてもよい。また、それ以上に発光素子列数を増やしても構わない。
このように構成することで、発光素子列が１列だけのときよりも、露光時間を短縮することなく、画像形成の高速化を図ることができる。
【００３０】
図３に本発明の別の実施形態を示す。本実施形態では、ブラックに対する特定の光プリントヘッド５Ｋを構成するＬＥＤアレイからなる発光素子列数を２とし、かつ、１つの発光素子列、例えば符号２０ＫＡで示す発光素子列の素子密度を６００ｄｐｉ、もう一つの発光素子列例えば符号２０ＫＢで示す発光素子列の素子密度を１２００ｄｐｉとし、それ以外の色（シアン，マゼンタ，イエロー）に対応する他の光プリントヘッドを構成するＬＥＤアレイからなる発光素子列数を１とし、かつ、その発光素子列の素子密度を６００ｄｐｉとしたものである。発光素子列２０ＫＡから出射された光は、結像素子列１５ＫＡにより感光体ドラム３Ｋの被照射面に集束されて照射され、発光素子列２０ＫＢから出射された光は、結像素子列１５ＫＢにより感光体ドラム３Ｋの被照射面に集束されて照射される。
【００３１】
このような構成においては、フルカラーモード時には、ブラックに対応する特定の光プリントヘッド５Ｋが有する発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢのうち、ブラック以外の色に対応する光プリントヘッドと等しい６００ｄｐｉの素子密度を有する発光素子列２０ＫＡを使用して、前述したようにカラー画像を出力する。こうすることによって、４色とも同じ条件で画像が形成され、バランスのよいフルカラー画像を得ることができる。
一方、単色モードすなわち黒色モード選択時には、ブラックに対応する特定の光プリントヘッド５Ｋが有する発光素子列のうち、１２００ｄｐｉの素子密度を有する発光素子列２０ＫＢを使用して白黒画像を形成する。カラー画像形成時に使用する他の光プリントヘッド５Ｃ、５Ｍ、５Ｙの発光素子列は、素子密度が６００ｄｐｉであるから、カラー画像よりも高い発光素子密度で、高精細なモノクロ画像を得ることができる。
このように、単色モード時においては、特定の光プリントヘッドの、密度の高い発光素子列のみを使用して被照射面を露光することができ、高精細な単色画像を得ることができる。
【００３２】
上記実施形態において、ブラックに対する特定の光プリントヘッド５Ｋは、発光素子密度６００ｄｐｉの発光素子列２０ＫＡと、発光素子密度１２００ｄｐｉの発光素子列２０ＫＢとを有してなる。この発光素子密度が異なる二つの発光素子列のうち、１２００ｄｐｉの発光素子列２０ＫＢを、６００ｄｐｉとして動作させることは可能である。すなわち、列をなす発光素子を１つ置きに使用すればよい。そこで、単色（本実施形態では黒色）画像の形成速度を高速化しようとするには、１２００ｄｐｉの発光素子列２０ＫＢを６００ｄｐｉとして動作させ、実質的に６００ｄｐｉの発光素子密度の発光素子列を２列使用する形で露光すればよい。一方、画像形成の高速化よりも、白黒画像の高精細化を重視する場合は、１２００ｄｐｉの発光素子列２０ＫＢをそのまま使えばよい。
【００３３】
上記実施形態のほかに、単色に対応する特定の光プリントヘッドの発光素子列数を３とすることもできるし、それ以上としても構わない。また、発光素子密度の組み合わせは任意で、上記のほかに、１２００ｄｐｉと３００ｄｐｉの発光素子列を組み合わせいてもよいし、それ以外の組み合わせでも構わない。
また、発光素子列に対応する結像素子列については、異なる発光素子密度の発光素子列に対して共通の結像素子列を用いてもよいし、発光素子密度に合わせて、異なる結像素子列を用いてもよい。
【００３４】
図４（ａ）に特定の光プリントヘッドの変形例を示す。これまで説明してきた実施形態では、結像素子列は発光素子列に対して１対１の関係で配置してあったが、必ずしも結像素子列と発光素子列が１対１の関係である必要はない。図４（ａ）に示す例のように、平行に並ぶ２列の発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢに対応して、一つの結像素子列１５Ｋを配設してもよい。結像素子列１５Ｋの配列方向は発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢの配列方向と平行で、２列の発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢの中間に対向して結像素子列１５Ｋが配置され、結像素子列１５Ｋが２列の発光素子列２０ＫＡ、２０ＫＢに共通に使用されるようになっている。本実施形態では、結像素子列１５Ｋは、結像素子の配列方向に対し直交する方向に正立系をなしているが、結像素子の配列方向に対し直交する方向に倒立系をなしていてもよい。
【００３５】
図４（ａ）に示すように構成することにより、結像素子列を減らすことができ、コストの削減が可能になる。図４（ａ）では、結像素子列としてロッドレンズアレイを用いているが、図５に示すように、ロッドレンズアレイの代わりに、ルーフプリズムレンズアレイ２５を用いることもできる。
【００３６】
また、例えば、感光体ドラムのように被照射面が円筒形である場合、発光素子列は結像素子列の光軸から結像素子列の配列方向直交方向に離れることにより、発光素子列と感光体ドラムとの距離が伸びる。この伸びた距離をＨとすると、Ｈはビームスポット径（１／ｅ²強度）の深度に対する余裕度Ｄに対して、Ｈ≦Ｄとなることが好ましいので、発光素子列の光軸からの距離Xは、図４（ｂ）に示す関係を用いて、感光体ドラムの直径Ｒと、ビームスポット径の深度余裕度Ｄとにより以下の条件を満たすことが望ましい。ここで、Ｄは図４（ｃ）に示すように、実用上許容できるビームスポット径の範囲を表す。
Ｘ＜√（Ｄ＊Ｒ）
例えば、Ｄ＝０.１ｍｍ、Ｒ＝３０ｍｍとしたとき、√（ＤＲ）≒１．７となり、Ｘ＜１．７となる。
【００３７】
上記実施形態のように、一つの光プリントヘッドに発光素子列を複数列設けた場合、図６（ａ）（ｂ）に示すように、光プリントヘッド１６の発光素子列２０Ｘ、２０Ｙ、２０Ｚから出力される光量は、結像素子列１５を介することで、被照射面に到達する量が結像素子列１５の光軸から素子列配列方向直交方向に離れるにしたがって減少する。
これを補う為に、図６（ｃ）に示す例では、各発光素子列２０Ｘ、２０Ｙ、２０Ｚからの光の出射方向を、結像素子列１５に対し、その素子配列方向に直交する方向の中心近傍に向けることにより、結像素子列１５にカップリングされる光量を増すことができ、被照射面において、素子配列方向直交方向に離れた位置における光量の減少を低減することができる。
【００３８】
図６（ｄ）に光プリントヘッドのさらに別の例を示す。図６（ｄ）に示すように、アレイ光源１６は３列の発光素子列２０Ｘ、２０Ｙ、２０Ｚを有する。これら発光素子列２０Ｘ、２０Ｙ、２０Ｚのうち、結像素子列の配列方向直交方向中心に対応する発光素子列２０Ｙの発光量に対し、結像素子列の配列方向直交方向中心から離れた位置にある発光素子列２０Ｘ、２０Ｚの発光量が高くなっている。発光素子列の発光量を高める手段としては、各発光素子に印可する注入電流を増やし、あるいは発光素子の発光時間を長くするなどの手段がある。図６（ｄ）に示す例のように構成することによっても、中心から離れた位置での光量の低下を抑えることができる。
【００３９】
図６（ｅ）は、光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す。図６（ｅ）において、アレイ光源１６は、５列の結像素子列２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅを有する。これら結像素子列の配列方向に対する直交方向中心に発光素子列２０ｃが位置し、その外側に発光素子列２０ｂ、２０ｄが位置し、さらにその外側に発光素子列２０ａ、２０ｅが位置している。そして、上記配列方向に対する直交方向中心に位置する発光素子列２０ｃを構成する発光素子の大きさは小さく、その外側に位置する発光素子列２０ｂ、２０ｄを構成する発光素子の大きさは上記発光素子列２０ｃの発光素子の大きさよりも大きく、さらに外側に位置する発光素子列２０ａ、２０ｅの発光素子の大きさは上記発光素子列２０ｂ、２０ｄの発光素子の大きさよりも大きくなっている。このように、中心から離れるに従って発光素子列の発光素子の大きさが大きくなっており、それに伴って発光量も多くなるため、発光素子への注入電流を増やしたり、発光時間を長くしなくても、中心から離れた発光素子からの光量の低下を抑えることができる。
【００４０】
以上説明した各種実施形態のほかに、次のように変形することも可能である。
図示の実施形態では、４ドラム型のカラー画像形成装置として、４つの感光体ドラムを水平方向に並設させた形になっていたが、垂直方向に並設させた構成でもよい。
また、転写紙を搬送ベルトで搬送しながら、転写紙上に直接画像を転写する例を示したが、ベルトやドラムなどからなる中間転写体を用い、中間転写体上で一旦各色のトナー像を重ねた後に、このトナー像を転写紙上に転写させる構成でもよい。
【００４１】
また、光プリントヘッドは必ずしも各色毎に設ける必要はない。図７に示すように、一つの光プリントヘッド５ＣＭをシアンとマゼンタ用の光プリントヘッドとし、もう一つの光プリントヘッド５ＹＫをイエローとブラック用の光プリントヘッドとしてもよい。この例では、光プリントヘッド５ＹＫが特定の露光ユニットとなっていて、この光プリントヘッド５ＹＫを構成するアレイ光源１６ＹＫは２列の発光素子列２０ＹＫＡ、２０ＹＫＢを有するとともに、発光素子列２０ＹＫＡ、２０ＹＫＢに対応する結像素子列１５ＹＫＡ、１５ＹＫＢを有している。他の光プリントヘッド５ＣＭは、１列の発光素子列２０ＣＭを有するアレイ光源１６ＣＭと、発光素子列２０ＣＭに対応する結像素子列１５ＣＭを有している。
【００４２】
シアンとマゼンタに対応する画像信号は発光素子列２０ＣＭに入力され、発光素子列２０ＣＭから出射された光が、結像素子列１５ＣＭにより感光体ドラム３ＣＭの被照射面に照射され、シアンとマゼンタに対応する画像が感光体ドラム３ＣＭに記録される。もちろん、シアンとマゼンタに対応する画像は時間を前後して別々に形成され、時間的に別々に処理されて転写紙にシアンとマゼンタに対応する画像が転写される。
イエローとブラックに対応する画像信号は光プリントヘッド５ＹＫによって感光体ドラム３ＹＫに記録されるが、イエローに対応する画像は、二つの発光素子列２０ＹＫＡ、２０ＹＫＢおよび二つの結像素子列１５ＹＫＡ、１５ＹＫＢの一方を使って感光体ドラム３ＹＫに記録される。一方、ブラックに対応する画像は、二つの発光素子列２０ＹＫＡ、２０ＹＫＢおよび二つの結像素子列１５ＹＫＡ、１５ＹＫＢの両方を使って、あるいは、発光素子密度の高い方の発光素子列を使って感光体ドラム３ＹＫに記録される。
このようにして、前述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの配列順序は、図示した実施形態の順序に限られるものではない。また、必ずしもＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色の組み合わせに限られるものではなく、２色以上の画像を形成するものであればよい。従って、フルカラー画像を形成するものに限られるわけではない。
アレイ光源としては、ＬＥＤアレイからなるもののほかに、ＥＬ素子アレイからなるものや、液晶シャッタによりオン・オフを制御するものであっても差し支えない。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１または２記載の発明によれば、特定の光プリントヘッドを構成する発光素子列のうち、少なくとも１列は、他の光プリントヘッドを構成する発光素子列よりも発光素子密度を高くしたため、カラー画像を出力することができるとともに、低コストで精細度の高い単色画像を得ることができる。
また、特定の光プリントヘッドにおける高い発光素子密度を有する発光素子列でも、他の光プリントヘッドにおける発光素子列と同じ発光素子密度で動作させることも可能であるから、必要に応じて、画像形成の高速化に対応することができるし、あるいは形成画像の高精細度化にも対応することができ、高速化と高精細度化のいずれか一方を選択することができる。
【００４５】
請求項３記載の発明によれば、単色に対応した光プリントヘッドが黒色用であることによって、カラー画像に比べ出力する頻度の高い黒色画像や、文字画像や図面等の線画像に代表される黒色画像に対して、高速化、高精細化を図ることができる。
【００４６】
請求項４〜６記載の発明によれば、複数列の発光素子列に対して結像素子列を１つで光プリントヘッドを構成することができ、かつ、結像素子列の光軸から直交方向に離れることで光量が低下するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる画像形成装置および画像形成方法の実施形態を示す正面図である。
【図２】（ａ）は上記実施形態中の特定の光プリントヘッドを示す正面図、（ｂ）は上記特定の光プリントヘッド中のアレイ光源を示す斜視図である。
【図３】本発明に適用可能な特定の光プリントヘッドの例を示す正面図である。
【図４】（ａ）は本発明に適用可能な光プリントヘッドの別の例を示す正面図、（ｂ）は円筒形の被照射面に対し発光素子列が結像素子列の中心から離れることによる発光素子列と被照射面との距離の変化を示す線図、（ｃ）はビームスポット径と深度との関係を示す線図である。
【図５】本発明に適用可能な結像素子列の別の例を示す正面図である。
【図６】（ａ）は本発明に適用可能な光プリントヘッドの別の例を示す斜視図、（ｂ）は被照射面での光量分布を示す線図、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれアレイ光源のさらに別の例を示す正面図である。
【図７】本発明に適用可能な光プリントヘッドとこれに対応する被照射面のさらに別の例を示す正面図である。
【符号の説明】
３Ｃ被照射面としての感光体ドラム
３Ｍ被照射面としての感光体ドラム
３Ｙ被照射面としての感光体ドラム
３Ｋ被照射面としての感光体ドラム
１６Ｃアレイ光源
１６Ｍアレイ光源
１６Ｙアレイ光源
１６Ｋアレイ光源
２０Ｃ発光素子列
２０Ｍ発光素子列
２０Ｙ発光素子列
２０ＫＡ発光素子列
２０ＫＢ発光素子列

Claims

複数の被照射面と、それぞれの被照射面に対応して設けられた複数の光プリントヘッドとを備え、複数色の画像を出力させるフルカラーモードと、単色の画像を出力させる単色モードとを選択可能な画像形成装置において、
各光プリントヘッドは少なくとも１列の発光素子列を有し、
複数の光プリントヘッドのうち、特定の光プリントヘッドは複数の発光素子列を有し、この複数の発光素子列の少なくとも１列は他のプリントヘッドの発光素子列よりも素子密度が高いプリントヘッドであり、
上記特定の光プリントヘッドは、単色モード選択時に、上記複数の発光素子列のうち上記高い素子密度の発光素子列で対応する被照射面を露光する動作と、上記高い素子密度の発光素子列を上記複数の発光素子列における他の発光素子列と同じ発光素子密度になるように動作させ上記複数の発光素子列で対応する被照射面を露光する動作と、を選択することができることを特徴とする画像形成装置。
上記特定の光プリントヘッドは、黒用であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
上記発光素子からの光を被走査面に結像する結像素子列の光軸から直交方向に離れた位置に配列されている発光素子列は、その発光素子からの出射光束が結像素子列の光軸方向を向くように設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
上記発光素子からの光を被走査面に結像する結像素子列の光軸から直交方向に離れた位置に配列されている発光素子列は、その発光素子の発光強度が、光軸近傍に配列されている発光素子列よりも強いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
上記発光素子からの光を被走査面に結像する結像素子列の光軸から直交方向に離れた位置に配列されている発光素子列は、その発光素子の大きさが、光軸近傍に配列されている発光素子列の発光素子よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
光プリントヘッドの発光素子列は、発光素子列基板上に配列されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。