JPH04288248A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明は、多数の発光ダイオードと感光ドラムとを組
み合わせた、画像形成方法に関する。

この発明は特に、発光ダイオードの出力のバラつきに伴
う、ドット径の変動を防止した画像形成方法に関する。

この発明はまた、ドット径を可変にして、擬似階調処理
を実現した画像形成方法に関する。

［従来技術］ 多数の発光ダイオードを直線状に配置し、感光ドラム上
に潜画像を形成するようにした、画像形成方法は周知で
ある。

この場合発光ダイオードは例えば、１インチ当たり３０
０個程度直線状に配置し、合計８インチ程度の長さに配
置する。発光ダイオードの総数は、例えば２５６０個と
なる。

ここで問題は、発光ダイオードの出力がバラつくと潜画
像のドット径がバラつき、画像品質が低下することにあ
る。また他の問題は、この方法では、階調処理の実現が
困難なことにある。

［発明の課題］ この発明の課題は、発光ダイオードの出力がバラついて
も、潜画像のドット径がバラつかないようにし、印画品
質を向上させることにある（請求項１）。

この発明の他の課題は、潜画像のドット径を可変にし、
擬似階調処理を実現することにある（請求項２）。

［発明の構成］ この発明では、多数の発光ダイオードを、例えば直線状
に配置し、発光ダイオードからの光を感光ドラムに照射
し、感光ドラム上に潜画像を形形させる。ここで発光ダ
イオードに加える電流は、潜画像のドット径が発光ダイ
オードに加える電流に対して飽和する領域から選択する
。ここで好ましくは、発光ダイオードをパルス駆動する
とともに、駆動パルスのパルス幅を変化させて、潜画像
のドット径を変化させ、これによって擬似階調処理を実
現する。

この発明の機能を説明する。発光ダイオードに加える電
流を増加させると、ある電流値以上で潜画像のドット径
は発光ダイオードの出力にあまり依存しなくなる。この
領域では、発光ダイオード電流を増加させても、ドット
径の増加は僅かである。この領域を飽和領域と呼ぶ。発
光ダイオードの出力は、電流に比例する。ここでドット
径の電流依存性が小さいことは、ドット径の発光ダイオ
ード出力への依存性も小さいことを意味する。従つて飽
和領域で発光ダイオードを駆動すれば、ドット径は発光
ダイオードの出力の変動によらず、ほぼ一定となる。

次に発明者らは、飽和領域においても、発光ダイオード
の出力パルス幅により、潜画像のドット径が変化するこ
とを見い出した。従って飽和領域で発光ダイオードを駆
動し、その駆動パルスの幅を可変にすれば、潜画像のド
ット径も可変にできる。このことを利用すれば、潜画像
のドット径を可変にし、擬似階調処理を実現することが
できる。

［実施例］ 第１図に発光ダイオード電流１と潜画像のドット径ｒと
の関係を示す。図の３本の実線は、正常発光の発光ダイ
オードに対し、電流を加える時間τをτ１〜τ３の間で
変化させた際の結果を示す。

破線は低出力の発光ダイオードをパルス幅τ１で駆動さ
せた際の結果を示す。なお発光ダイオードを多数、アレ
イとして用いる場合、通常±２０％程度の出力のバラつ
きがある。

発光ダイオードに加える電流を増加させると、最初ドッ
ト径は急速に増加する。しかしある電流値以上では、ド
ット径には発光ダイオードに加える電流１にあまり依存
しなくなる。この領域がドット径の飽和領域である。

飽和領域でのドット径には、発光ダイオード電流ｉにあ
まり依存しない。この結果飽和領域では、ドット径には
発光ダイオード電流ｉや発光ダイオードの出力のバラつ
きにあまり依存せず、パルス幅が一定であればほぼ一定
のドット径にが得られる。パルス幅τ１について、正常
発光の発光ダイオードと低発光の発光ダイオードとの、
ドット径の差を示す。正常発光の発光ダイオードと低発
光の発光ダイオードでは、電流が小さい間はドット径が
異なる。しかし発光ダイオードを飽和領域で駆動すると
、正常発光の発光ダイオードと低発光の発光ダイオード
でのドット径の差は、無視し得るものとなる。

飽和領域でも、ドット径には発光ダイオードに加える電
流パルスの幅に依存する。第１図においてτ１は中程度
のパルス幅、τ２はτ１よりも長いパルス幅、τ３はτ
１よりも短いパルス幅である。

パルス幅をτ１からτ３、τ２へと変化させると、ドッ
ト径ｒも変化する。そこでパルス幅を変えることにより
ドット径を変化させ、擬似階調処理を実現できる。

第２図に、発光ダイオードに加える電流のパルス幅τと
、ドット径ｒとの関係を示す。図のｉ１ないしｉ３は、
第１図での発光ダイオード電流ｉ１ないしｉ３を指し、
破線は電流をｉ１とし低出力の発光ダイオードを用いた
際の結果を示す。飽和領域において、電流値をｉ１から
ｉ２へ変化さした際のドット径にの変化はわずかである
。また電流値ｉ１で正常発光の発光ダイオードを用いた
際と（実線）、低発光の発光ダイオードを用いた際（破
線）との、ドット径の差もわずかである。一方飽和領域
よりも小さな電流値ｉ３で発光ダイオードを駆動させた
際には、ドット径の電流値依存性が著しい。これは飽和
領域よりも小さな電流値では、ドット径が電流値に深く
依存し、ドット径が発光ダイオードの出力のバラつきに
より変動することを意味する。

第２図から明らかなように、ドット径ｒは発光ダイオー
ドの駆動パルス幅により変化する。そこで発光ダイオー
ドを飽和領域で駆動すれば、発光ダイオード間の出力の
バラつきの影響を抑制でき、パルス幅を可変にすれば、
ドット径を変化させて、擬似階調処理を実現できる。

第３図ないし第５図により、第１図、第２図の特性が生
じる原因を説明する。第３図に、均一な広いビームの光
を照射した際の、光強度Ｉと感光ドラムの表面電位Ｅと
の関係を示す。光強度Ｉをある値よりも増加させると、
感光ドラムの電位Ｅはほぼ一定となる。この領域では、
電位Ｅは光強度Ｉにあまり依存しない。これが飽和が生
じる原因で、発光ダイオードの出力をある値よりも大き
くすると、感光ドラムの電位Ｅは飽和し、ドット径には
発光ダイオード電流にあまり依存しなくなる。

第４図に、感光ドラムに飽和領域で、スポット状の光ビ
ームを照射した際の、ドット径の時間的変化を示す。破
線はビーム径を表し、実線はドット径を表す。Ｔ１、Ｔ
２、Ｔ３は照射時間である。

ビームを照射すると、ビームの内側が均一に露光するの
ではなく、最初にビームの中心部が露光し（時間Ｔ１）
、次いでドットが拡大して行く（時間Ｔ２、Ｔ３）。こ
のため飽和領域でパルス幅を変化させると、ドット径が
変化する。

第５図に、発光ダイオードの光強度分布を示す。

図は、正常発光の発光ダイオード（実線）、と低発光の
発光ダイオード（破線）との２種を示す。

図の鎖線は飽和の閾値を示す。光強度が閾値を超える部
分をビーム径と呼ぶと、ビーム径は正常発光の発光ダイ
オードでも低発光の発光ダイオードでもほぼ等しい。こ
の結果正常発光の発光ダイオードでも、低発光の発光ダ
イオードでも、ほぼ同等のドット径が得られる。

結果を整理して説明する。発光ダイオードの出力が小さ
い間は、閾値を超える部分の幅は、発光ダイオード出力
のバラつきや電流により変化する。

ここで出力がバラつくと、ドット径が変化し、印画品質
が低下する。これに対して発光ダイオードの出力を閾値
よりも十分に大きくすれば、出力のバラつきはドット径
にほとんど影響しない。発光ダイオードの出力が閾値よ
りも大きな領域では、ドットの径を決めるものは、出力
よりもパルス幅である。そこでパルス幅を変えればドッ
ト径が変化し、擬似階調処理を実現できる。

第６図に、画像形成装置のブロック図を示す。

図において、２は、例えば６４個の発光ダイオードを一
つのチップに集積化し、このチップを４０個直線状に配
置した発光ダイオード群である。４はスイッチ網で、例
えば４０個のゲートからなり、４０個のゲートで４０個
の発光ダイオードチップを時分割制御する。６は制御用
のマイクロプロセッサー、８はデータ制御回路で、発光
ダイオード群２への印画データの供給を制御する。１０
はスイッチ網４の制御回路である。

回路の動作を示す。発光ダイオード群２は、チップごと
に４０分割で時分割駆動する。１回の発光ダイオードの
発光時間は例えば最大３０μ秒であり、発光ダイオード
群全体の動作周期は例えば１．３ｍ秒である。各発光ダ
イオードには、データバスを介し、データ制御回路８か
ら発光データを供給する。データバスは各発光ダイオー
ドの電源線を兼ね、データバスから発光ダイオードに流
れた電流は、スイッチ網４を介しアースへ流す。データ
制御回路８からの発光信号はパルス幅が可変で、発光時
間を個別の発光ダイオード毎に変化させ、潜画像のドッ
ト径を制御する。各発光ダイオードに加える電流は飽和
領域の値とし、ここでは１５ｍＡとした。

第７図に、画像形成装置の構造を示す。図において、２
は前記の発光ダイオード群、１２はレンズ・アレイで、
例えばセルフフォーカシング・レンズ等のレンズをアレ
イ状に配列したものである。

１４は感光ドラムで、表面に光半導体層を設け、１６は
チャージャーである。発光ダイオード群からの光を、レ
ンズアレイ１２を介してドラム１４上に照射し、潜画像
を形成する。

実施例に用いた発光ダイオードの構造を、第８図に示す
。図において、２０はＧａ−Ａｓ等の半導体基板、２２
は基板２０上に設けた主発光部、２４はＡｌ等の電極で
ある。電極２４は、主発光部２２の中央部を横切るよう
に配置する。電極２４は主発光部２２の中央を横切り、
主発光部２２の全面への電流の供給が容易である。また
電極２４が図での上下にずれても、主発光部２２に対す
る電極２４の配置は変わらず、出力の分布や変動を防止
する。

［発明の効果］ この発明では、発光ダイオードの出力の変動による、潜
画像のドット径の変動を防止し、印画品質を向上させる
（請求項１）。

この発明では、発光ダイオードの駆動パルスの幅でドッ
ト径を可変にし、擬似階調処理を実現する（請求項２）
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、発光ダイオード電流と潜画像のドット径との
関係を示す、実施例の特性図である。 第２図は、発光ダイオードのパルス幅とドット径との関
係を示す、実施例の特性図である。 第３図は、光強度と感光ドラムの表明電位との関係を示
す、実施例の特性図である。 第４図は、露光時間とドット径との関係を示す、実施例
の特性図である。 第５図は、実施例に用いた画像形成装置の回路図である
。 第７図は、実施例に用いた画像形成装置の正面図である
。 第８図は、実施例に用いた発光ダイオードの要部平面図
である。 特許出願人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の発光ダイオードからの光を感光ドラ
   ムに照射し、感光ドラム上に個別の発光ダイオードに対
   応するドットを発生させ、このドットにより感光ドラム
   上に潜画像を形成する画像形成方法において、 発光ダイオードに加える電流を、ドットの径が発光ダイ
   オードに加える電流に対して飽和する値としたことを特
   徴とする、画像形成方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の画像形成方法において、
   発光ダイオードをパルス駆動し、パルス幅を変えること
   によりドット径を変化させ、擬似階調処理を実現するこ
   とを特徴とする、画像形成方法。