JPH115328A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中間調印画を行った際、低濃度領域において濃
度不足となる傾向があり、これを解消しようとすると、
画像形成装置が複雑化し、製品としての画像形成装置が
高価にならざるを得ない。 【解決手段】多数の発光素子２ａを直線状に配列させて
なる第１発光素子列２と、該第１発光素子列２を構成す
る１個の発光素子２ａに対応させて複数の発光素子３ａ
が集合した発光素子群を前記第１発光素子列２と略平行
に多数、配列させてなる第２発光素子列３の各々の発光
素子列２，３の発光素子２ａ，３ａからの光をレンズ
４，５を通して同一の感光体Ｐに照射・結像させるよう
に成す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数の発光素子を用
いて中間調印画を実現する画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置は、ＬＥＤアレイ
（発光ダイオードアレイ）等から成る発光素子列を所定
の回路基板上に直線状に配列・搭載し、その上方に複数
のレンズを配設させた上、これを感光体に対面配置させ
た構造を有している。

【０００３】かかる画像形成装置は、発光素子列の発光
素子を印画データに基づいて個々に選択的に発光させる
とともに、該発光した光を前記レンズを介して感光体に
照射させ、感光体に所定の潜像を形成することによって
画像形成を行うようになっている。

【０００４】そして、このような画像形成装置を用いて
中間調印画を行う場合、その階調表現法として面積階調
方式やエネルギー階調方式が知られている。面積階調方
式では、複数の印画ドット、例えば４×４の計１６個の
印画ドットから成るマトリクスによって１つの印画画素
を構成し、印画画素中の印画ドット数を階調レベルに比
例させて増減することによって階調を表現する。またエ
ネルギー階調方式では、発光素子に印加する電力の大き
さを階調レベルに比例させて増減することによって階調
を表現する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
画像形成装置においては、面積階調方式、エネルギー階
調方式のいずれの方式により中間調印画を行っても、低
濃度領域において濃度不足となる傾向があった。これ
は、印画画素内の印画ドット数や発光素子への印加電力
が実際には階調レベルと比例関係にないからであり、こ
のような濃度不足の問題を解消するためには、面積階調
方式の場合であれば、例えば、印画画素を構成するマト
リクスのサイズを更に小さくしてこれらを各階調レベル
に対応する面積に応じて細かく割り当てたり、またエネ
ルギー階調方式の場合であれば、各発光素子の発光強度
分布が均一に変化するように発光素子の形状や電極形状
を調整したり、印加電力を高精度に制御する必要があ
り、いずれの場合であっても画像形成装置が複雑化し、
製品としての画像形成装置が高価なものとなる欠点を有
していた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑み
案出されたもので、本発明の画像形成装置は、多数の発
光素子を直線状に配列させてなる第１発光素子列と、該
第１発光素子列を構成する１個の発光素子に対応させて
複数の発光素子が集合した発光素子群を前記第１発光素
子列と略平行に配列させてなる第２発光素子列の各々の
発光素子列の発光素子からの光をレンズを通して同一の
感光体に照射・結像させることを特徴とするものであ
る。

【０００７】また本発明の画像形成装置は、前記第１発
光素子列の各発光素子をエネルギー階調用の印画データ
に基づいて発光駆動させるとともに前記第２発光素子列
の発光素子群の発光素子を補正データに基づいて発光駆
動させることにより第１発光素子列によって形成される
印画画素を第２発光素子列によって濃度調整することを
特徴とするものである。

【０００８】更に本発明の画像形成装置は、前記第２発
光素子列の発光素子群の発光素子を面積階調用の印画デ
ータに基づいて発光駆動させるとともに前記第１発光素
子列の発光素子を補正データに基づいて発光駆動させる
ことにより第２発光素子列によって形成される印画画素
を第１発光素子列によって濃度調整することを特徴とす
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の画像形成装置の一形
態を示す平面図、図２は図１の部分拡大図、図３は図１
をＸ方向から見た側面図であり、２は第１発光素子列、
３は第２発光素子列、４，５はレンズ、Ｐは感光体であ
る。

【００１０】同図に示す画像形成装置は、第１発光素子
列２及び第２発光素子列３が取着された回路基板１上
に、第１発光素子列２の発光素子２ａの光を感光体Ｐに
結像させる複数個のレンズ４と、前記第２発光素子列３
の発光素子３ａの光を感光体Ｐに結像させる複数個のレ
ンズ５とをそれぞれ配設した構造を有している。

【００１１】前記回路基板１はガラスやアルミナ等から
成る絶縁基板の表面に所定の回路パターンを被着させて
成り、前記第１発光素子列２及び第２発光素子列３を上
面で支持するとともに、これらの発光素子列２，３に前
記回路パターンを介して外部からの電源電力を供給する
ようになっている。

【００１２】また前記回路基板１上の第１，第２発光素
子列は、後述するレンズ４，５を介して感光体Ｐに光を
照射し、感光体Ｐの表面に所定の潜像を形成するための
ものであり、第１発光素子列２は直線状に配列された多
数の発光素子２ａから成り、第２発光素子列３は前記第
１発光素子列２の各発光素子２ａに対しＭ個（Ｍは２以
上の自然数）の発光素子３ａを一単位とした発光素子群
３Ａを前記第１発光素子列２と略平行に多数、配列させ
て成るものである。Ａ４サイズ、３００ｄｐｉの画像形
成装置を形成する場合、第１発光素子列２は２５６０個
の発光素子２ａにより構成され、また第２発光素子列３
は、前記Ｍが４の場合、１０２４０個の発光素子３ａに
より構成される。

【００１３】このような第１，第２発光素子列は、例え
ば複数の発光ダイオードアレイチップ（以下、ＬＥＤチ
ップという）等によって構成され、例えば、第１発光素
子列２は３００ｄｐｉのＬＥＤチップL2を４０個、配列
させて構成され、第２発光素子列３は１２００ｄｐｉの
ＬＥＤチップL3を４０個、配列させて構成される。これ
らのＬＥＤチップL2，L3は、従来周知のフェースダウン
ボンディング法等によって回路基板上面の所定位置に配
列・実装される。

【００１４】また、前記第１，第２発光素子列が取着さ
れた回路基板１上には、第１，第２発光素子列の各発光
素子の光を感光体Ｐに結像させるための複数個のレンズ
４，５が配設されている。

【００１５】前記複数個のレンズ４，５は、その各々が
非球面レンズにより構成されており、レンズ４によって
第１発光素子列２の各発光素子２ａの光を、またレンズ
５によって第２発光素子列３の各発光素子群３Ａの発光
素子３ａの光をそれぞれ感光体Ｐに結像させる作用を為
す。尚、各レンズ４はＬＥＤチップL2と１対１に対応し
て設けられ、各レンズ５はＬＥＤチップL3と１対１に対
応して設けられる。

【００１６】ここで前記レンズ４，５は、第１発光素子
列２の発光素子２ａの光とこれに対応する第２発光素子
列３の発光素子群３Ａの発光素子３ａの光とが感光体面
Ｐの同一領域に照射・結像させるように前記第１，第２
発光素子列２，３の表面と感光体Ｐとの間に配置された
ものであり、その光軸を第１発光素子列２−第２発光素
子列３間に位置させて第１，第２発光素子列２，３の発
光素子２ａ，３ａの光を感光体Ｐ上で重ね合わせるよう
にしている。

【００１７】尚、前記レンズ４，５は、例えば、アクリ
ル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂を用いて射
出成形したり、或いはガラス等の透明無機物等を加熱プ
レス成形することによって製作され、更に図示しないレ
ンズプレート等によってレンズ４，５の光軸が回路基板
１の上面に対し直交する方向をなすようにして回路基板
１上の所定位置に支持・固定される。例えば５０８ｄｐ
ｉのＬＥＤチップを用いて３００ｄｐｉの像を得たい場
合は、倍率１．６９２倍の非球面レンズを使用し、焦点
距離を２３．２８ｍｍに設定する。

【００１８】次に上述した画像形成装置を用いて中間調
印画を行う際の２種類の画像形成方法について順次、説
明する。

【００１９】（第１の画像形成方法）第１の画像形成方
法は、第２発光素子列３を用いた面積階調印画を第１の
発光素子列２で濃度補正する方法である。ここで第２発
光素子列３を構成する各発光素子群３Ａの発光素子３ａ
には面積階調用の印画データが与えられ、この面積階調
用印画データに基づいて各発光素子３ａをＮ回（Ｎは２
以上の自然数）発光駆動させながら、感光体面を第２発
光素子列３と直交する方向に相対的にＮ行（Ｎは２以上
の自然数）移動させることにより、発光素子群３Ａに対
応したＭ×Ｎのマトリクス状の印画ドットから成る印画
画素を複数個、列状に形成する。例えば１６階調で階調
表現を行う場合、１６ビットの面積階調用印画データが
４ビットずつ、４回に分けて与えられ、その都度、発光
素子３ａが面積階調用印画データに基づいて選択的に発
光する。この間、感光体面は第２発光素子列３と直交す
る方向に相対的に４行だけ移動し、これによって感光体
面に４×４のマトリクス状の印画ドットから成る印画画
素が複数個、列状に形成される。このとき、各発光素子
３ａに与える印加電力の大きさは全て一定で、例えば４
〜６ｍＡの大きさに設定される。

【００２０】また一方、第１発光素子列２の発光素子２
ａには、対応する発光素子群３Ａに与えられる面積階調
用印画データの階調レベルに応じて設定された所定の補
正データが与えられる。第１発光素子列２の発光素子２
ａは第２発光素子列３の発光素子３ａよりも弱い強度で
発光し、第２発光素子列３による印画画素中の印画ドッ
トよりも低濃度の印画ドットを形成する。前記補正デー
タは、例えば、４ビットで作成され、発光素子２ａに与
えられる電流値は、例えば、表１のように設定される。

【００２１】

【表１】

【００２２】図４は上述のような補正データを用いた印
画パターン例であり、面積階調印画を行う場合に濃度不
足となりがちなレベル１〜レベル１２の階調印画のとき
にだけ第１発光素子列２の発光素子２ａを発光させ、濃
度補正を行う。

【００２３】この場合、第１発光素子列２の発光素子２
ａに供給される電流値は６段階に設定されており、発光
素子群３Ａによる印画画素の階調レベルに応じて電流値
を選択することにより適切な濃度の印画ドットを形成す
ることができる。従って、面積階調用の印画データの階
調数に対応したより正確な階調表現が可能となり、これ
によって全体的にバランスのとれた良好な中間調印画が
得られる。

【００２４】（第２の画像形成方法）次に第２の画像形
成方法について説明する。第２の画像形成方法は、第１
発光素子列２を用いたエネルギー階調印画を第２の発光
素子列３で濃度補正する方法である。

【００２５】ここで第１発光素子列２を構成する各発光
素子２ａにはエネルギー階調用の印画データが与えら
れ、このエネルギー階調用印画データに基づいて各発光
素子２ａを発光駆動させることによって感光体面に複数
個の印画画素を形成する。

【００２６】また一方、第２発光素子列３の発光素子群
３Ａを構成する各発光素子３ａには、対応する発光素子
２ａに与えられるエネルギー階調用印画データの階調レ
ベルに応じて設定された所定の補正データが与えられ、
この補正データによって発光素子３ａが発光駆動され
る。この第２発光素子列３は、第１発光素子列２の発光
素子２ａが１回発光駆動される間に、Ｎ回（Ｎは２以上
の自然数）発光駆動されるようになっており、感光体面
に発光素子群３Ａに対応したＭ×Ｎのマトリクス状の補
正用印画ドットを複数個、列状に形成する。例えば１６
段階で濃度補正する場合には、１６ビットの補正データ
が４ビットずつ、４回に分けて与えられ、その都度、発
光素子３ａが補正データに基づいて発光する。このと
き、各発光素子３ａに与える印加電力の大きさは全て一
定で、例えば０．１〜２ｍＡの大きさに設定される。

【００２７】図５はこの第２の画像形成方法による印画
パターン例であり、この場合、第２発光素子列３の発光
素子群３Ａによる濃度補正レベルは１６段階に設定され
ているため、発光素子２ａによる印画画素の階調レベル
に応じて補正レベルを選択することにより適切な濃度の
印画ドットを形成することができる。従って、エネルギ
ー階調用の印画データの階調数に対応したより正確な階
調表現が可能となり、これによって全体的にバランスの
とれた良好な中間調印画が得られる。

【００２８】尚、本発明は上述した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、例えば上述した画像形
成装置を複数個用いてタンデム式のカラー画像形成装置
を構成しても良いし、上記形態とは異なる線密度で画像
形成装置を構成しても良いことは勿論である。

【００２９】また上記形態においては、レンズ４，５の
光軸を、第１発光素子列２と第２発光素子列３の間に位
置させたが、これに代えて、図６に示す如く、レンズ５
の光軸を第２発光素子列３の真上に位置させ、レンズ４
の光軸を第１発光素子列の真上から第２発光素子列３側
にずらして位置させるようにしても良い。この場合、レ
ンズ４を介して感光体面Ｐに照射される第２発光素子列
３の発光素子３ａの光にビームぼけが生じ、光が周囲に
広がることから、隣接する印画画素間のつながりが自然
なものとなり、より品質の高い中間調印画の実現が可能
となる。

【００３０】更に上記形態では２つの発光素子列のうち
一方を階調印画データによって発光駆動させるようにし
たが、例えば、文字等を印画する場合に太線部分と細線
部分とを各発光素子列に振り分けて印画するのに用いて
も良い。

【００３１】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、比較的
簡単な構成によって正確な階調表現が可能となり、全体
的にバランスのとれた良好な中間調印画が得られるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一形態を示す平面図で
ある。

【図２】図１の画像形成装置の部分拡大図である。

【図３】図１の画像形成装置をＸ方向から見た側面図で
ある。

【図４】本発明の画像形成装置による印画パターン例を
示す図である。

【図５】本発明の画像形成装置による印画パターン例を
示す図である。

【図６】本発明の画像形成装置の他の形態を示す側面図
である。

【符号の説明】 ２・・・・・第１発光素子列 ２ａ・・・・発光素子 ３・・・・・第２発光素子列 ３Ａ・・・・発光素子群 ３ａ・・・・発光素子 ４，５・・・レンズ Ｐ・・・・・感光体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の発光素子を直線状に配列させてなる
   第１発光素子列と、該第１発光素子列を構成する１個の
   発光素子に対応させて複数の発光素子が集合した発光素
   子群を前記第１発光素子列と略平行に配列させてなる第
   ２発光素子列の各々の発光素子列の発光素子からの光を
   レンズを通して同一の感光体に照射・結像させる画像形
   成装置。
2. 【請求項２】前記第１発光素子列の各発光素子をエネル
   ギー階調用の印画データに基づいて発光駆動させるとと
   もに前記第２発光素子列の発光素子群の発光素子を補正
   データに基づいて発光駆動させることにより第１発光素
   子列によって形成される印画画素を第２発光素子列によ
   って濃度調整することを特徴とする請求項１に記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】前記第２発光素子列の発光素子群の発光素
   子を面積階調用の印画データに基づいて発光駆動させる
   とともに前記第１発光素子列の発光素子を補正データに
   基づいて発光駆動させることにより第２発光素子列によ
   って形成される印画画素を第１発光素子列によって濃度
   調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置。