JP2008168562A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロレンズに２次元状に発光素子を配列した際の画像形成を円滑、かつ合理的に行える、画像形成装置および画像形成方法の提供。
【解決手段】光学倍率がマイナスのマイクロレンズ５を像担持体の軸方向（主走査方向、Ｘ方向）と軸方向に直交する方向（副走査方向、Ｙ方向）に複数設ける。各マイクロレンズ５には、主走査方向に複数の発光素子を配列した発光素子ラインを、副走査方向に複数列配列して、発光素子を２次元状にマトリクス状に発光体アレイに配列する。発光素子の出力光は、マイクロレンズ５により像担持体には主走査方向と副走査方向で反転して画像が形成される。メモリには、像担持体の主走査方向に１列の画像が形成されるように画像データを格納する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学倍率がマイナスのレンズを用いて、発光体アレイに２次元状に発光素子を配列した場合の画像形成を円滑に、しかも合理的に行える画像形成装置および画像形成方法に関するものである。

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。

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。

タンデム方式のカラー画像形成装置（プリンター）において、前記露光手段（ラインヘッド）として発光体アレイを用いる技術が知られている。例えば、特許文献１には、発光体アレイに２次元で配列された発光素子の出力光を単一レンズで拡大して、感光体ドラムに照射し、潜像を形成する例が記載されている。また、特許文献２には、ＬＥＤアレイチップの長手方向に配列されたマイクロレンズアレイにより、像面（像担持体）上の書込み位置を発光源の位置とは反転させる例が記載されている。

特開２００１−６３１３９号公報 特開平８−１６６５５５号公報

特許文献１に記載されている発光体アレイは、特許文献１の図１に記載されているように、単一レンズ１４は発光部材１の出力光を主走査方向に反転させて感光体ドラム１５に照射している。すなわち、単一レンズ１４は光学倍率がマイナスのマイクロレンズを使用している。したがって、ＳＬＡ（セルフォックレンズアレイ）のように、光学倍率がプラスで発光素子の出力光がその光軸方向で像担持体に照射される場合とは異なることになる。

特許文献１に記載されているような、光学系にマイクロレンズが設けられている発光体アレイをラインヘッドとして用いる場合には、画像形成を円滑に行なうためには、メモリに記憶された画像データをどのように読み出して所定の印字を行なうか、具体的なメモリ構成と画像データの読み出しシーケンスが必要となる。しかしながら、特許文献１には単一レンズを用いた構成が記載されているに止まり、発光源が２次元状に配列されかつレンズを複数用いた場合のメモリ構成と、画像データの読み出しシーケンスの具体例については記載されていないという問題があった。また、特許文献２に記載されている例では、発光源が直線状に配列された場合に、像担持体上の書込み位置を反転させることが一般的に記載されているに過ぎない。このため、発光源が２次元状に配列された場合にはどのように対処するのか、また、データをメモリにどのように格納するのか不明であるという問題があった。

本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光源が２次元状に配列されかつ光学倍率がマイナスの複数のレンズを用いた場合の画像形成を円滑に、しかも合理的に行える画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、光学倍率がマイナスのレンズと、複数の発光素子を配列した発光体アレイを設けたラインヘッドを有し、前記レンズは像担持体の軸方向（主走査方向）と前記軸方向に直交する方向（副走査方向）に対応して複数設け、各レンズには、主走査方向にｍ個の発光素子を配列した発光素子ラインを、副走査方向にｎ列配列したｍ×ｎ個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させ、前記各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動し、前記像担持体に画像を形成する制御手段を有することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記制御手段により、前記軸方向に配列した各レンズに対応して設けたｍ×ｎ個の発光素子の出力光で、前記像担持体の前記軸方向に１列の画像を形成することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記制御手段により、前記軸方向および軸方向に直交する方向に配列した各レンズに対応して設けたｍ×ｎ個の発光素子の出力光で、前記像担持体の前記軸方向に１列に形成された画像を前記軸方向に直交する方向に複数列形成することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記各レンズに対応した発光体ブロックのｍ×ｎ番目の発光素子を前記発光体アレイの前記軸方向先端側でかつ前記軸方向に直交する方向の１列目に配列し、前記発光体ブロックの１番目の発光素子を前記軸方向後端側でかつ前記軸方向に直交する方向のｎ列目に配列したことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記各発光素子に供給する画像データを記憶する記憶手段を設け、前記記憶手段は、前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って１列に画像が形成されるように画像データを記憶することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記記憶手段は、前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って１列に画像が形成されると共に、前記軸方向に直交する方向に画像が複数列形成されるように画像データを記憶することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された画像データを、前記各発光体ブロックのｎ列目、ｎー１列目・・・１列目の順番で読み出して各発光素子を駆動することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記ラインヘッドを各色に対応して複数設け、像担持体上で複数色の画像形成を同時に行うことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、前記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。

また、本発明の画像形成装置は、中間転写媒体を有することを特徴とする。

本発明の画像形成方法は、光学倍率がマイナスで像担持体の軸方向（主走査方向）と前記軸方向に直交する方向（副走査方向）に配列された複数のレンズと、前記各レンズに、主走査方向にｍ個の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向にｎ列配列したｍ×ｎ個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させた発光体アレイを有するラインヘッドを各色に対応して複数設け、
記憶手段に前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って１列に画像が形成されると共に、前記軸方向に直交する方向に画像が複数列形成されるようにように画像データを記憶する段階と、前記記憶手段に記憶された画像データを読み出す段階と、前記読み出された画像データにより各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動する段階と、前記像担持体に複数色の画像形成を同時に行う段階と、からなることを特徴とする。

また、本発明の画像形成方法は、前記画像データの読み出しは、各発光体ブロックのｎ列目、ｎー１列目・・・１列目の順番で読み出すことを特徴とする。

本発明の実施形態においては、光学倍率がマイナスのレンズを像担持体の軸方向（主走査方向）と軸方向に直交する方向（副走査方向）に複数設け、かつ各レンズには、主走査方向にｍ個の発光素子を配列した発光素子ラインを、副走査方向にｎ列配列したｍ×ｎ個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させたラインヘッドを用いた画像形成装置による画像形成を、円滑に、しかも合理的に行うことができる。

また、記憶手段にはこのような画像形成装置に適合した形態で画像データを記憶させており、各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動するように画像データを記憶手段から読み出すので、像担持体には、コントローラなどで作成された所定の画像を正確に形成することができる。

また、発光素子に有機ＥＬ素子を用いており、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。このような画像形成装置は、特にタンデム方式のカラー画像形成装置に適用することができる。

本発明の前提となる構成について、図１５〜図２０の説明図により説明する。なお、本発明の明細書、図面においては、ラインヘッドとして使用される発光体アレイの長手方向を主走査方向（Ｘ方向）、像担持体の移動方向を副走査方向（Ｙ方向）と定義して、発光体アレイの垂直方向（Ｚ方向）と合わせて、必要に応じて３次元でラインヘッドの構成を説明する。ここで、発光体アレイの長手方向は、像担持体として構成される感光体の軸方向に対応しており、像担持体の移動方向は感光体の軸方向に直交する方向に対応している。

図１６は、本発明の実施形態において、ラインヘッドとして使用される発光体アレイの例を示す概略の説明図である。図１６において、発光体アレイ１には、発光素子２を主走査方向（Ｘ方向）に複数配列した発光素子ライン３を、副走査方向（Ｙ方向）に複数列設けて発光体ブロック（発光素子群）４を形成している。図１６の例では、発光体ブロック４は、主走査方向に４個の発光素子２を配列した発光素子ライン３を、副走査方向に２列形成している。１列目には奇数番号の発光素子による発光素子列を配列し、２列目には偶数番号の発光素子による発光素子列を配列している。

この発光体ブロック４は、マイクロレンズ５に対応して配置されている。発光素子２の番号１〜８は、図３で説明するようにマイクロレンズ５を通さないＡの位置からみた発光素子の位置に対応している。したがって、図１６では便宜上、マイクロレンズ５を実線で表示しているが、本来、図５で示されるように破線で表示されるべきものである。発光素子２としては、例えば有機ＥＬ素子を用いる。有機ＥＬ素子は、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。各発光素子の出力光は、マイクロレンズ５により主走査方向で反転されて像担持体に照射される。

各発光素子２の出力光は、マイクロレンズ５により主走査方向と副走査方向で反転されて像担持体に照射される。このような副走査方向の反転について図１７により説明する。図１７は、図１６の構成で、各発光素子２の出力光によりマイクロレンズ５を通して、像担持体（感光体）４１の露光面７に照射した場合の結像スポットの位置（画像形成の位置）を示す説明図である。図１７において、マイクロレンズ５は光学倍率がマイナスであり、発光素子の出力光を照射した場合に像担持体上の結像位置７は、主走査方向と副走査方向で発光素子の位置とは反転した位置となる。

すなわち、図１７で像担持体の移動方向（副走査方向）の上流側に配置されている１番目の発光素子の像担持体７上での結像スポット（画像）は、副走査方向の下流側に形成される。また、副走査方向の下流側に配置されている２番目の発光素子の像担持体７上での結像スポットは、副走査方向の上流側に形成される。図１７で、Ｓは像担持体の移動速度、ｄは発光素子間の副走査方向の距離、Ｔ１は像担持体の所定距離間の移動時間で、後述するメモリアドレスの読み出しタイミングに相当する。

図１６のように複数列の発光素子ライン３がマイクロレンズ５に配置されている場合には、図１７で説明したように、結像対象である像担持体上での結像位置も副走査方向に複数列形成される。このように、複数列の発光素子ライン３がマイクロレンズ５に配置されている場合に、像担持体の主走査方向に一列に結像スポットを形成できる構成としている。

ここで、像担持体の主走査方向に一列に結像スポットを形成するためには、図１６の１列目（奇数番号）の発光素子の発光するタイミングと、２列目（偶数番号）の発光素子の発光するタイミングを調整する必要がある。また、副走査方向での結像スポット位置の反転を考慮して、２列目の発光素子を先に発光させ、次に１列目の発光素子を発光させている。

図１５は、主走査方向に一列の結像スポットを形成する際の説明図である。図１５（ａ）は、画像データを格納するラインバッファメモリのテーブル１０を示している。このメモリテーブル１０の横軸には画素番号（図１６の発光素子の番号に対応する画像データの番号）、縦軸には列番号（像担持体に形成される結像スポットのライン）を設定している。図１５（ｂ）は、像担持体の上に形成される結像スポットの位置を示している。結像スポットの番号は、図１６の発光素子の番号と対応している。

ラインバッファメモリに蓄えられた画像データのうち、図１５（ａ）に示す発光素子群の２列目の発光素子に対応する第１の画像データ(２、４、６、８)を読み出し、発光素子を発光させる。次にＴ１時間後に、メモリアドレスに蓄えられている１列目の発光素子に対応する第２の画像データ(１、３、５、７)を読み出し、発光させる。発光素子の出力光は、マイクロレンズにより主走査方向に反転されて像担持体に照射される。

このようにして、像担持体上の１列目の結像スポットが２列目の結像スポットと主走査方向で同列に形成される。すなわち、図１５（ｂ）に示すように、発光素子の位置とは主走査方向で反転されて、像担持体上では一列に並んだ結像スポット８が形成される。図１５（ａ）のテーブルの横軸に設定した画素番号は、メモリアドレスの偶数が図２の２列目の発光素子列の発光素子（偶数番号）に対応する。また、メモリアドレスの奇数が図１６の１列目の発光素子列の発光素子（奇数番号）に対応する。

像担持体に形成される結像スポットのラインが、副走査方向に複数ラインの場合には、次のように処理する。例えば、前記Ｔ１時間が１ライン分副走査方向に像担持体が移動する時間に相当する場合の読み出し手順は、以下の通りである。（１）ライン１内の２列目の発光素子に対応する画像データを読み出し（偶数番号）、発光させる。（２）ライン１内の１列目の発光素子に対応する画像データを読み出し（奇数番号）、同時にライン２内の２列目の発光素子に対応する画像データを読み出し（偶数番号）、それぞれ発光させる。（３）前記２の処理を順次繰り返す。

このように、マイクロレンズに対して、副走査方向に複数列の発光素子ラインが配列されている場合に、各発光素子に供給される画像データを記憶するメモリのテーブル構成に工夫を加えている。すなわち、メモリアドレスを図１５（ａ）のように、偶数のグループと奇数のグループとに分けて、例えば偶数グループの画像データを一斉に読み出して対応する発光素子に送信する。次に、一定時間経過後に奇数グループの画像データを一斉に読み出して対応する発光素子に送信する。

この偶数グループと奇数グループの画像データを、それぞれマイクロレンズに対応して副走査方向に複数列配列されている発光素子ラインに区分して送信している。また、画像データのメモリアドレスにおける配列を、発光素子による像担持体上の結像スポットが主走査方向で反転されることを考慮して、設定している。このようなメモリテーブルの構成と、メモリテーブルからの画像データ読み出しのタイミングを設定することにより、マイクロレンズに対応して副走査方向に発光素子ラインが複数ライン配列されている場合に、像担持体の主走査方向に一列に結像スポットを形成することができる。なお、マイクロレンズに対応させる発光素子ラインは、これまで副走査方向に２列配列した例で説明したが、副走査方向に３列以上の発光素子列を配列した構成としても良い。

図１８の説明図は、マイクロレンズ調整不良時の像担持体上での結像スポット９を示している。図１８に示されているように、像担持体の速度Ｓの変動や、発光素子の副走査方向の距離ｄのバラツキ、光学調整バラツキなどによって前記Ｔ１（像担持体の所定距離間の移動時間）が安定せずに、Ｔ１が１ライン分に相当するように設計してもわずかに変動する。

このため、１列目の結像スポット形成位置と２列目の結像スポット形成位置がずれてしまい、図１８で示したように一列に並ぶはずの結像スポットの形状が歪んでしまう。すなわち、画質の低下を招くことになる。そこで、Ｔ１を微調整できる構成にして、わずかな位置ずれを補正する。Ｔ１は以下のようにして求めることが出来る。
Ｔ１＝｜（d×β）／S｜
ここで各パラメータは、以下の通りである。
ｄ：発光素子の副走査方向の距離
S：結像面（像担持体）の移動速度
β：レンズの倍率

これまでは、マイクロレンズ５に対して、主走査方向に４個の発光素子からなる発光素子ラインを、副走査方向に２列配列した例について説明した。本発明の実施形態においては、マイクロレンズ５に対して、更に多数の発光素子ラインを配列することができる。図１９、図２０は、主走査方向に８個の発光素子からなる発光素子ラインを、副走査方向に４列配列した例について示している。４１は像担持体で、矢視方向に速度Ｓで移動しているものとする。図１９、図２０の例においても、像担持体４１には光源の位置とは主走査方向と副走査方向で反転した位置に結像スポットが形成される。

本発明の実施形態においては、前記図１５〜図２０で説明した例を前提として、マイクロレンズ５をラインヘッドとして用いる発光体アレイの主走査方向と副走査方向に複数配列する。また、各マイクロレンズ５には、主走査方向と副走査方向に複数の発光素子をマトリクス状に配列した場合に、像担持体に円滑な画像形成ができるように画像データをメモリのテーブルに書き込むものである。以下、本発明の実施形態について、図１〜図９の説明図、図１０のフローチャート、図１１、図１２のメモリ構成の説明図、図１３、図１４のブロック図により説明する。

図１は、発光体アレイ１の主走査方向と副走査方向にマイクロレンズ５を複数配列した例を示している。各マイクロレンズ５には、主走査方向に８個の発光素子を設けた発光素子ラインを、副走査方向に４列配列して発光体ブロック４を形成している。発光体ブロック４は、複数の発光素子をマトリクス状に配列している。

図３は、ラインヘッドを部分的に縦断して像担持体４１との対応を示した説明図である。主走査方向と副走査方向に複数の発光素子２が配列された発光体アレイ１は、ケース７０に取り付けられてマイクロレンズ５と共にホルダー７１に固定される。Ａ、Ｂ、Ｃは、視点の位置を示している。図１では、Ｂの位置に視点があり、マイクロレンズ５は実線で表示される。

図２は、図１に示された複数のマイクロレンズの中で、単一のマイクロレンズ５に対応して配列されている発光素子を拡大して示す説明図である。図２において、各発光素子には１〜３２の番号が付されている。前記したように、発光素子２は主走査方向に８個配列されて発光素子ラインを形成している。また、この発光素子ラインは副走査方向に４列配列されている。この例では、主走査方向の発光素子数ｍ＝８、副走査方向の発光素子ライン数ｎ＝４、であり、発光素子は、各マイクロレンズ５にｍ×ｎ個の２次元状に配列されている。このように、本発明の実施形態においては、発光体ブロックのｍ×ｎ番目（図２の例では３２番目）の発光素子を、前記発光体アレイの前記軸方向先端側でかつ前記軸方向に直交する方向の１列目（像担持体の移動方向の上流側）に配列している。また、前記発光体ブロックの１番目の発光素子を、前記軸方向後端側でかつ前記軸方向に直交する方向のｎ列目（像担持体の移動方向の下流側）に配列している。

図２において、各発光素子に付された１〜３２の番号は、図１６で説明した番号とは相違している。図１６では、主走査方向左端で副走査方向では上側の発光素子ラインの発光素子が番号１番で、副走査方向でその下の発光素子ラインの左端に番号２の発光素子を配置している。これに対して、図２の例では、主走査方向右端で副走査方向では下側の発光素子ラインの発光素子が番号１番で、副走査方向でその上の発光素子ラインの右端に番号２の発光素子を配置している。これは、図２が図３の視点Ｂでみた図、すなわち、マイクロレンズ５を通してみた図であるため、主走査方向と副走査方向で発光素子の位置が反転して見えるからである。

図４、図５は、図３の視点Ａでみた発光体アレイを示している。１〜３２の各発光素子の配列順序は、図１６で説明した例と同じように主走査方向左端で副走査方向では上流側の発光素子ラインの発光素子が番号１番としている。このような発光素子の配列順序とすることにより、画像データを格納するメモリとの整合性をとり、像担持体への結像スポットの形成を円滑に行うようにしている。メモリの構成については、図１１、図１２により後述する。

図６は、図３の視点Ｃでみた像担持体４１へ発光体アレイ１が投影されたと仮定した状態を示す説明図である。図７は図６を部分的に拡大して示している。発光素子は、マイクロレンズ５の出力側では図５で説明したように番号１〜３２の順番で配列されているようにみえる。したがって、像担持体４１に形成される結像スポットの位置は、図５の状態が主走査方向と副走査方向で反転して、図７に示されるように形成される。

像担持体４１には、図８に示すように主走査方向に１列に結像スポット９を形成しなければならない。発光体アレイ１のマイクロレンズ５に、図２に示したような順番で各発光素子１〜３２が配列されているときに、本発明の実施形態においては、図９に示すように主走査方向に１列に、１〜３２の順番で結像スポット９が形成されるようにメモリに画像データが格納されている。６２〜６４は、隣接するマイクロレンズに対応して配列されている発光素子により形成される結像スポットである。

図１０は、本発明の処理手順を示すフローチャートである。次にこのフローチャートについて説明する。プログラムをスタートして（Ｓ１）、印字を開始するかどうかを判定する（Ｓ２）。この判定結果がＮｏであれば処理を終了する。判定結果がＹｅｓの場合には、コントローラが主走査方向の１列分のビデオデータ（画像データ）を制御装置に送信する（Ｓ３）。次に、像担持体の主走査方向に形成される１列分のビデオデータをラインバッファメモリに格納する（Ｓ４）。

図２のように、副走査方向に４列の発光素子ラインが形成されているものとして、４列目の発光素子に対応するビデオデータのみをラインバッファメモリから読み出して、ラインヘッドに送信する（Ｓ５）。以下、３列目〜１列目の発光素子に対応するビデオデータのみをそれぞれラインバッファメモリから読み出して、ラインヘッドに送信する（Ｓ６〜Ｓ８）。印字が終了したか否かを判定し（Ｓ９）、この判定結果がＹｅｓであれば処理を終了する。判定結果がＮｏであればＳ３の処理に戻り、Ｓ３〜Ｓ９のループ処理を繰り返す。

図１１、図１２は、ラインバッファメモリに設けたビデオデータ（画像データ）を格納するテーブル１０の例を示す説明図である。以下、メモリ制御について説明する。このテーブル１０の横方向の画素番号１番は、像担持体の主走査方向（長手方向）における書き出し位置の画像データに対応している。また、テーブル１０の縦方向の列番号は、像担持体の副走査方向（移動方向）に書き込まれる画像データの番号に対応している。次に、このテーブル１０の書き込み、読み出しの順序について説明する。（ａ）主走査方向の１列分のビデオデータ（画像データ）をラインバッファメモリに格納する。（ｂ）４列目の発光素子に対応するビデオデータ（４，８、・・・）のみをラインバッファメモリから読み出す。

（ｃ）Ｔ時間後に３列目の発光素子に対応するビデオデータ（３、７、・・・）のみをラインバッファメモリから読み出す。（ｄ）さらにＴ時間後に２列目の発光素子に対応するビデオデータ（２、６、・・・）のみをラインバッファメモリから読み出す。（ｅ）さらにＴ時間後に１列目の発光素子に対応するビデオデータ（１、５、・・・）のみをラインバッファメモリから読み出す。（ｆ）次の主走査方向の１列分のビデオデータをラインバッファメモリに格納する。このように、本発明の実施形態においては、制御手段は、メモリのテーブルに記憶された画像データを、前記各発光体ブロックのｎ列目、ｎー１列目・・・１列目の順番で読み出して各発光素子を駆動して、像担持体の軸方向に１列の画像を形成している。

次に、制御装置による、図１１、図１２に示したようなメモリ制御の具体例について説明する。この例では、図２で説明した発光体ブロックを「グループ」と表記する。（ａ）グループを識別する信号に基づいて、各グループの発光タイミングを決定する。（ｂ）グループ内の画像データをカウントし、そのカウント値に基づいてグループ内のライン分け（副走査方向のｎ列、ｎ−１列、・・・）をする。（３）ラインを識別する識別信号と画像データカウント値に基づいて、Ｘ軸（主走査方向）、Ｙ軸（副走査方向）の反転を決定する。（４）水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、ダループ識別信号とライン識別信号、反転回路制御に基づいて、ラインバッファメモリの書き込みアドレスを決定する。（５）Ｈｓｙｎｃ信号、グループ識別信号とライン識別信号、反転回路制御に基づいて、ラインバッファメモリの読み出しアドレスを決定する。

図１３、図１４は、本発明のラインヘッドの制御装置の例を示すブロック図である。図１３において、コントローラ３０は、図１１で説明したように制御装置２０のラインバッファ２３に画像データを送信する。ラインバッファ２３に格納された画像データ（ビデオデータ）は、副走査方向の４列目のデータから順次読み出されて、プリンタ３１に設けられたラインヘッド１０１に送信される。

制御装置２０は、副走査方向に形成された発光体ブロック（グループ）内の画像データをカウントするカウンタ３１、発光体ブロックを検出するグループ検出器３２、発光体ブロック単位で画像を反転させる反転回路３６、発光体ブロック間の発光タイミングを制御するグループ間タイミング制御器３４、発光素子群（発光体ブロック）内の列数を検出する列検出器（不図示）、発光体ブロック内の列間の発光タイミングを制御するラインタイミング制御器（不図示）、上記のタイミングの時間だけ画像データを格納するラインバッファメモリ２３、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）生成器３５、加算器３７から構成されている。

制御装置２０の動作について説明する。（ａ）グループ検出を、コントローラ３０から送られてくるグループ検出信号に基づいて行う。（ｂ）カウンタ３１の画像データの画素単位をカウントするカウンタ値に基づいて、ダループ検出信号を生成する。（ｃ）反転回路３６により、グループ識別信号に基づいて発光体ブロックの反転処理を施す。（ｄ）反転回路３６により、Ｘ軸（主走査方向）、Ｙ軸（副走査方向）の両軸の反転処理を施す。（ｅ）グループ識別信号とＨｓｙｎｃ信号に基づいて発光素子群の発光タイミングを決定する。（ｆ）最初の発光素子群の発光タイミングを基準に残りの発光素子群の発光タイミングを決定する。（ｇ）発光素子群間の発光タイミング調整を画像データクロックよりも高い周波数で行う。

図１４は、図１３で説明した制御装置２０の書き込みモジュールＰ、読み出しモジュールＱを示すブロック図である。図１４には、ビデオデータを送信するコントローラ３０、書き込みアドレスを制御する書き込みモジュールＰ、読み出しアドレスを制御する読み出しモジュールＱ、全体の書き込み／読み出しタイミングを制御するＲｅａｄ／Ｗｒｉｔｅタイミング調整モジェール３８、ビデオデータを格納するためのラインバッファメモリ２３が示されている。

書き込みモジュールＰは、ビデオクロックで駆動される書き込みアドレスカウンタ３１ａ、とＨｓｙｎｃで駆動されるポインタカウンタ３１ｂ、加算器３７ａから構成されている。これらのカウンタ３１ａ、３１ｂのカウント値に基づいて、コントローラ３０からのビデオデータをラインバッファメモリ２３の所定のアドレスに書き込む。

次に読み出しモジュールＱは、読み出しアドレスカウンタ３１、読み出しビデオクロックのカウンタ値に基づいてグループ間（発光体ブロック間）オフセット量を制御するグループ検出器３２、各グループを検出しグループ毎の反転を制御する反転回路３６、奇数と偶数素子の検出を制御するｏｄｄ／ｅｖｅｎ検出器３９、読み出しビデオクロックとＨｓｙｎｃをカウントして画像終端の境界部分データを制御する境界検出器４０、加算器３７ｂから構成されている。

加算器３７ｂは、グループ検出器３２、反転回路３６、ｏｄｄ／ｅｖｅｎ検出器３９の出力信号と、ポインタカウンタ３１ｂのＨｓｙｎｃのカウンタ値に基づいて、全体の読み出しタイミングを制御する。なお、画像データをラインバッファメモリ２３に格納する際に、グループ毎の発光タイミングを調整し、画像反転しても良い。また、グループ毎の発光タイミングの調整を、ビデオクロックよりも細かく微調整することでより精度よくタイミング調整できる。さらに、ラインヘッドの傾き補正を行う場合には、傾き補正前に、グループ毎の発光タイミングを調整し、画像反転した方がアルゴリズムが煩雑にならない。

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２１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。この画像形成装置は、同様な構成の４個の発光体アレイ（ラインヘッド）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。

図２１に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１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。

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。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発光体アレイ（ラインヘッド）１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、この発光体アレイ（ラインヘッド）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。

ここで、各発光体アレイ（ラインヘッド）１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、発光体アレイ露光ヘッド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、各発光体アレイ（ラインヘッド）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。

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。

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。

なお、図２１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、６７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、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。

以上、本発明の画像形成装置と画像形成方法をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、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。

本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。

符号の説明

１・・・発光体アレイ、２・・・発光素子、３・・・発光素子列、４・・・発光体ブロック（発光素子群）、５・・・マイクロレンズ、７・・・結像位置、８、９・・・結像スポット、１０・・・テーブル、２０・・・制御装置、２３・・・ラインバッファメモリ、３０・・・コントローラ、３１・・・プリンター、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・一次転写ローラ、５０・・・中間転写ベルト、６６・・・二次転写ローラ、７０・・・ケース、７１・・・ホルダー、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ・・・発光体アレイ（ラインヘッド）

Claims (13)

1. 光学倍率がマイナスのレンズと、複数の発光素子を配列した発光体アレイを設けたラインヘッドを有し、前記レンズは像担持体の軸方向（主走査方向）と前記軸方向に直交する方向（副走査方向）に対応して複数設け、各レンズには、主走査方向にｍ個の発光素子を配列した発光素子ラインを、副走査方向にｎ列配列したｍ×ｎ個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させ、前記各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動し、前記像担持体に画像を形成する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段により、前記軸方向に配列した各レンズに対応して設けたｍ×ｎ個の発光素子の出力光で、前記像担持体の前記軸方向に１列の画像を形成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. 前記制御手段により、前記軸方向および軸方向に直交する方向に配列した各レンズに対応して設けたｍ×ｎ個の発光素子の出力光で、前記像担持体の前記軸方向に１列に形成された画像を前記軸方向に直交する方向に複数列形成することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記各レンズに対応した発光体ブロックのｍ×ｎ番目の発光素子を前記発光体アレイの前記軸方向先端側でかつ前記軸方向に直交する方向の１列目に配列し、前記発光体ブロックの１番目の発光素子を前記軸方向後端側でかつ前記軸方向に直交する方向のｎ列目に配列したことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記各発光素子に供給する画像データを記憶する記憶手段を設け、前記記憶手段は、前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って１列に画像が形成されるように画像データを記憶することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記記憶手段は、前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って１列に画像が形成されると共に、前記軸方向に直交する方向に画像が複数列形成されるように画像データを記憶することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された画像データを、前記各発光体ブロックのｎ列目、ｎー１列目・・・１列目の順番で読み出して各発光素子を駆動することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記ラインヘッドを各色に対応して複数設け、像担持体上で複数色の画像形成を同時に行うことを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記発光素子は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項９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。
11. 中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 光学倍率がマイナスで像担持体の軸方向（主走査方向）と前記軸方向に直交する方向（副走査方向）に配列された複数のレンズと、前記各レンズに、主走査方向にｍ個の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向にｎ列配列したｍ×ｎ個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させた発光体アレイを有するラインヘッドを各色に対応して複数設け、
    記憶手段に前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って１列に画像が形成されると共に、前記軸方向に直交する方向に画像が複数列形成されるようにように画像データを記憶する段階と、前記記憶手段に記憶された画像データを読み出す段階と、前記読み出された画像データにより各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動する段階と、前記像担持体に複数色の画像形成を同時に行う段階と、からなることを特徴とする画像形成方法。
13. 前記画像データの読み出しは、各発光体ブロックのｎ列目、ｎー１列目・・・１列目の順番で読み出すことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成方法。

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