JPH1044501A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】隣接する発光素子による光の“すそ”同士が重
なり合うことによって不要な印画が形成される。 【解決手段】Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）の発光素子２
ａを直線状に配列させた発光素子群をｎ個（ｎは自然
数）、一列状に配置させて成る発光部材２と、前記発光
部材２の各発光素子２ａからの光を結像面Ｐに照射させ
るためのレンズ４とから成り、前記発光部材２の各発光
素子２ａを選択的に発光させながら結像面Ｐを発光素子
２ａの配列方向と直交する方向に相対的にＭ行（Ｍは自
然数）移動させることによって結像面ＰにＮ×Ｍ個のマ
トリクス状の印画ドットから成る印画画素をｎ個形成す
るようになした露光装置であって、前記各発光素子群
を、発光出力の大きな発光素子２ａと発光出力の小さな
発光素子２ａとを交互にＮ個配列させて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンタ
等に組み込まれるＬＥＤヘッド等の露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の露光装置は、例えば、ベースプレ
ート上に複数の発光素子を直線状に配列させて成る発光
部材を複数個、一列状に配置・実装させ、更にその上に
複数のレンズを、レンズと発光部材とが１対１に対応す
るように併設固定させた構造を有しており、前記発光部
材の各発光素子を印画データ等の画像信号に対応させて
選択的に発光させるとともにこれをレンズを介して外部
の感光体に結像させ、感光体に所定の潜像を形成するこ
とによって露光装置として機能する。

【０００３】また、従来より、このような露光装置によ
って疑似的な階調画像を得るために、前記発光部材を更
に複数の発光素子毎に区分してこれらを選択的に発光さ
せながら結像面を移動させて該結像面にマトリクス状に
並んだ複数の印画ドットから成る印画画素を複数、形成
するとともに、該マトリクス内の印画ドット数を変化さ
せることによって階調を表現することが知られている。

【０００４】このような階調表現法は、一般に面積階調
法と呼ばれており、各印画画素を形成する印画ドットの
大きさは全て等しく設定され、例えば、４個の印画ドッ
トを２×２のマトリクス状に並べて１つの印画画素を形
成する場合には、３段階の階調表現が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の露光装置によれば、発光素子の発した光がレ
ンズ等の光学系を通過することによって周囲に若干、広
がり、所謂“すそ引き”を発生する。このような“すそ
引き”は１個の発光素子を単独で発光させる場合には
“すそ”の光強度が比較的弱いので殆ど問題とならない
が、隣接する発光素子を同時に発光させる場合には発光
素子間の領域で隣接する発光素子による光の“すそ”同
士が重なり合って不要な印画を形成する欠点が誘発され
る。特に、階調記録を行う場合には色合いの調整に悪影
響を与え、顕著な濃度むらとなって印画に現れる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は上記
欠点に鑑み案出されたもので、Ｎ個（Ｎは２以上の自然
数）の発光素子を直線状に配列させた発光素子群をｎ個
（ｎは自然数）、一列状に配置させて成る発光部材と、
前記発光部材の各発光素子からの光を結像面に照射させ
るためのレンズとから成り、前記発光部材の各発光素子
を選択的に発光させながら結像面を発光素子の配列方向
と直交する方向に相対的にＭ行（Ｍは自然数）移動させ
ることによって結像面にＮ×Ｍ個のマトリクス状の印画
ドットから成る印画画素をｎ個形成するようになした露
光装置であって、前記各発光素子群は、発光出力の大き
な発光素子と発光出力の小さな発光素子とが交互に配列
されて形成されていることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置を添付図
面に基づいて詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明の露光装置の一実施形態を示
す断面図であり、２は発光素子アレイ、２ａは発光素子
である。

【０００９】同図に示す露光装置は、ガラス等から成る
ベースプレート１上に多数の発光素子２ａを列状に配置
させて成る発光部材２を複数個、配置させるとともに、
該各発光部材２上に各発光素子２ａからの光を感光体Ｐ
等に結像させるためのレンズ４を配置させた構造を有し
ている。

【００１０】前記発光部材２は、その各々がＮ個（Ｎは
２以上の自然数）の発光素子２ａから成る複数の発光素
子群をｎ個（ｎは自然数）、一列状に配置して形成され
ており、これら発光素子２ａを外部より供給される印画
データ等の画像信号に対応して個々に選択的に発光さ
せ、該発光した光を感光体Ｐの表面に照射させることに
よって感光体Ｐに所定の潜像を形成する作用を為す。

【００１１】また、このような発光素子群は、発光出力
の大きな発光素子２ａと発光出力の小さな発光素子２ａ
とが交互に配列されており、発光部材２の発光素子２ａ
を全て同時に発光駆動させると、大きさの異なる２種類
の印画ドットが交互にＮ個形成されることとなる。

【００１２】尚、前記発光部材２としては、ＬＥＤ素
子、ＥＬ素子、蛍光素子、液晶シャッタ等が用いられ、
例えば、発光素子群を構成する発光素子２ａの数（Ｎ）
と一列状に配列される発光素子群の数（ｎ）を、Ｎ＝2
、ｎ＝32に設定する場合、64個の発光素子２ａにより
１個の発光部材２が形成されることとなる。

【００１３】一方、前記レンズ４は、レンズプレート３
によって支持されており、各発光素子２ａの発する光を
感光体Ｐに照射・結像させる作用を為す。例えば、300D
PIの像を得るために508DPIの発光部材２を用いる場合
は、1.692 倍に拡大する凸レンズを用い、焦点距離を2
3.28mm に設定する。

【００１４】かかる露光装置は、発光部材２の各発光素
子２ａを選択的に発光させながら結像面を発光素子２ａ
の配列方向と直交する方向に相対的にＭ行（Ｍは自然
数）移動させることによって結像面にＮ×Ｍ個のマトリ
クス状の印画ドットから成る印画画素をｎ個形成し、こ
の動作を数回繰り返すことによって一連の階調記録がな
される。

【００１５】次に、上述した露光装置の電気的構成につ
いて図２を用いて説明する。

【００１６】図２は図１の露光装置の電気的構成を示す
ブロック図であり、２は発光部材、５は駆動回路、６は
選択回路、７は外部の制御回路である。

【００１７】同図に示す露光装置は、前述した複数の発
光部材２と駆動回路５と選択回路６とによって構成され
ており、外部の制御回路７によって全体の動作が制御さ
れるようになっている。

【００１８】前記駆動回路５は、例えば図３に示す如
く、シフトレジスタSR、ラッチLA等からなる記憶部５ａ
と AND回路Ｇ、定電流源Ｒからなる駆動部５ｂとを含ん
で構成され、前記記憶部５ａによって制御回路７より与
えられる階調印画データDATAを一時的に格納し、また前
記駆動部５ｂによって制御回路７より与えられる２種類
のストローブ信号STB1,STB2 のタイミングで発光部材２
の発光素子２ａを印画データDATAに基づき発光駆動す
る。

【００１９】一方、前記選択回路６は、制御回路７より
与えられる選択信号SEL に基づいて、複数の発光部材２
の中から駆動すべき発光部材２を選択するためのもので
あり、複数個のトランジスタTRにより構成されている。
尚、各トランジスタTRのコレクタ端子には発光部材２の
カソード端子が共通に接続され、ベース端子には選択信
号SEL が与えられ、エミッタ端子は接地される。

【００２０】このような露光装置によって印画動作を行
う場合、まず第１ラインの印画データDATAを図４（１）
に示されるクロック信号CLK に同期してシフトレジスタ
SRに順次転送し、次に図４（３）に示されるラッチ信号
LAT のタイミングでシフトレジスタSR内の印画データDA
TAをラッチ回路LAに一斉に取り込む。そして、ラッチ回
路LAに取り込んだ印画データDATAは AND回路Ｇに与えら
れ、その出力は図４（４）（５）に示されるストローブ
信号STB1，STB2によって開閉され、さらに定電流源R を
介し、選択信号SEL にて選択された発光部材２の発光素
子２ａのアノード端子に向けて出力される。以後、各発
光部材２を順次、発光駆動させるように上述の動作を繰
り返すことによって第１ラインの印画が完了する。

【００２１】このとき、発光部材２の各発光素子２ａに
は、異なるパルス幅をもった２種類のストローブ信号ST
B1、STB2のうちいずれか一方が１つおきに交互に与えら
れており、各発光素子２ａの発光出力が発光素子２ａの
配列方向（主走査方向）にわたって交互に異なるように
設定されている。このため、隣接する発光素子２ａを同
時に発光駆動させると、大きな印画ドットと小さな印画
ドットとが主走査方向に並んで形成される。

【００２２】次に、結像面を発光素子２ａの配列方向と
直交する方向に１行だけ移動させ、第２ラインの印画動
作を行う。

【００２３】この第２ラインの印画動作は、先に述べた
第１ラインの印画動作と略同様であるが、ストローブ信
号STB1、STB2のパルス幅だけが第１ラインの印画動作と
は異なる。このとき、ストローブ信号STB1には、第１ラ
インの印画動作時にストローブ信号STB2に与えた信号と
同じパルス幅の信号を与え、ストローブ信号STB2には、
第１ラインの印画動作時にストローブ信号STB1に与えた
信号と同じパルス幅の信号を与える。

【００２４】このようにストローブ信号STB1，STB2のパ
ルス幅を１ライン毎に変化させると、各発光素子２ａの
発光出力が発光素子２ａの配列と直交する方向（副走査
方向）にわたっても交互に異なり、同一の発光素子２ａ
を連続して発光駆動させると、大きな印画ドットと小さ
な印画ドットとが副走査方向にも並んで形成されること
となる。

【００２５】以後、上述のような印画動作を１ライン毎
に次々に繰り返すことで一連の階調画像が得られる。

【００２６】次に、上述の印画動作により形成される階
調画像の記録例を図５を用いて説明する。

【００２７】図５は各発光素子群を２個の発光素子２ａ
により構成し、これらを全て発光駆動させながら５行分
の印画を行った際の記録例であり、Ｘは印画画素、ａ、
ｂは印画ドットである。

【００２８】各印画画素Ｘは、例えば、４個の印画ドッ
トａ、ｂを２×２のマトリクス状に配列させて形成して
おり、この印画画素Ｘ内の印画ドットａ、ｂの面積率を
変化させることにより階調が表現される。

【００２９】また、印画ドットｂは印画ドットａよりも
ひとまわり小さく形成されており、例えば、印画ドット
ａの径が90〜120 μｍの場合、印画ドットｂの径は20〜
70μｍとなるように設定される。このような２種類の印
画ドットａ、ｂは、印画画素Ｘ内で主走査方向及び副走
査方向に隣接して配置され、これら印画ドットａ、ｂの
面積率を変化させることにより、例えば、８段階の階調
表現が可能となる。

【００３０】このように、発光出力の大きな発光素子２
ａと発光出力の小さな発光素子２ａとを交互に配列し発
光素子群を形成したことから、隣接する発光素子２ａを
同時に発光駆動させる際、大きな印画ドットａの隣には
必ず小さな印画ドットｂが配置されることとなり、隣接
する発光素子２ａの“すそ”同士が重なり合うのを有効
に防止することができる。従って、印画ドットの配列密
度を低下させることなく、濃度むらを皆無となすことが
でき、良好な階調画像が得られるようになる。尚、本発
明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等
が可能であり、例えば、上述した実施形態においては２
×２のマトリクスで印画ドットを並べることにより８段
階の階調表現を行うようにしたが、４×４や８×８のマ
トリクスでも構わないし、１個の発光素子に複数の定電
流源を接続する等してエネルギー階調を併用したり、或
いは、発光バラツキの補正を行うための回路を別途、設
けても良く、このようにすれば、更に高品質の階調印画
が得られる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の露光装置によれば、発光出力の
大きな発光素子と発光出力の小さな発光素子とを交互に
配列させたことから、隣接する発光素子を同時に発光駆
動させる際、大きな印画ドットの隣には必ず小さな印画
ドットが形成され、隣接する発光素子による“すそ”同
士が重なり合うのを有効に防止することができる。従っ
て、印画ドットの配列密度を低下させることなく、濃度
むらを皆無となすことができ、良好な階調画像が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の露光装置の構造を示す断面図である。

【図２】本発明の露光装置の電気的構成を示すブロック
図である。

【図３】本発明の露光装置の駆動回路内の構成を示す回
路図である。

【図４】本発明の露光装置の印画動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図５】本発明の露光装置による記録例である。

【符号の説明】

２・・・・・発光部材 ２ａ・・・・発光素子 Ｘ・・・・・印画画素 ａ，ｂ・・・印画ドット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/036

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）の発光素子を
   直線状に配列させた発光素子群をｎ個（ｎは自然数）、
   一列状に配置させて成る発光部材と、前記発光部材の各
   発光素子からの光を結像面に照射させるためのレンズと
   から成り、 前記発光部材の各発光素子を選択的に発光させながら結
   像面を発光素子の配列方向と直交する方向に相対的にＭ
   行（Ｍは自然数）移動させることによって結像面にＮ×
   Ｍ個のマトリクス状の印画ドットから成る印画画素をｎ
   個形成するようになした露光装置であって、 前記各発光素子群は、発光出力の大きな発光素子と発光
   出力の小さな発光素子とが交互に配列されて形成されて
   いることを特徴とする露光装置。