JP2000211185A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光走査装置および画像形成装置に関し、副走
査方向画像解像度・階調数を複数組み合わせから選択／
切り替え可能とする。 【解決手段】 画像データ・コントローラ６００からは
所望の副走査解像度に応じた副走査方向画像解像度切り
替え信号ｃと、入力した画像データの階調数に応じた階
調数切り替え信号ｄが生成出力される。点灯時間制御信
号発生回路６０２は、切り替え信号ｃ、ｄに基づいてΦ
Ｉのタイミングを光書き込みライン毎に制御するための
タイミング制御信号点灯時間制御信号ｅを生成する。駆
動信号コントローラ６０３は、制御信号ｅにしたがい、
前記階調数に応じてΦＩのデューティ比を副走査ライン
毎に可変する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光走査装置および画
像形成装置に関し、特に、複数の発光素子を配列された
ヘッドを複数一列に整列した光走査装置および当該光走
査装置により感光体を露光する構成の画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＳＬＥＤ（自己走査型ＬＥＤアレ
ー：以後ＳＬＥＤと呼ぶ）は、特開平１−２３８９６２
号公報，特開平２−２０８０６７号公報，特開平２−２
１２１７０号公報，特開平３−２０４５７号公報，特開
平３−１９４９７８号公報，特開平４−５８７２号公
報，特開平４−２３３６７号公報，特開平４−２９６５
７９号公報，特開平５−８４９７１号公報，およびジャ
パンハードコピー′９１（Ａ−１７）駆動回路を集積し
た光プリンタ用発光素子アレイの提案，電子情報通信学
会（′９０．３．５）ＰＮＰＮサイリスタ構造を用いた
自己走査型発光素子（ＳＬＥＤ）の提案等で紹介されて
おり，電子写真方式画像形成装置の記録用発光素子とし
て注目されている。

【０００３】図９にこのＳＬＥＤの一例を示し、その動
作について説明する。

【０００４】ＳＬＥＤは図９に示すように転送用のサイ
リスタ１′〜５′がカスケードに接続されたものと、発
光用サイリスタ１〜５がカスケードに接続されたものを
備えている。それぞれのサイリスタのゲート信号は図示
のように共通とされ、１番目のサイリスタ１，１′のゲ
ートはΦＳの信号入力部に接続される。２番目のサイリ
スタ２，２′のゲートはΦＳの端子に接続されたダイオ
ードのカソードに接続されて、３番目のサイリスタ３，
３′のゲートは次のダイオードのカソードに接続され
る、と言うように構成されている。

【０００５】図１０は上記のＳＬＥＤを制御するための
コントロール信号とサイリスタのオン／オフを示すタイ
ミング・チャートであり、全素子を点灯する場合の例を
示す。図１０のタイミング・チャートにしたがい転送お
よび発光について説明する。

【０００６】転送は、ΦＳ（図１０（Ａ））を０Ｖから
５Ｖに変化させることにより開始する。ΦＳが５Ｖにな
ることにより、Ｖａ＝５Ｖ、Ｖｂ＝３．７Ｖ（ダイオー
ドの順方向電圧降下を１．３Ｖとする）、Ｖｃ＝２．４
Ｖ、Ｖｄ＝１．１Ｖ、Ｖｅ以降は０Ｖとなる。転送用サ
イリスタ１′のゲート電圧は０Ｖから５Ｖに、転送用サ
イリスタ２′のゲート電圧は０Ｖから３．７Ｖに、以下
同様にゲート電圧が変化する。

【０００７】この状態でΦ１（図１０（Ｂ））を５Ｖか
ら０Ｖにすることで転送用サイリスタ１′の各端電位は
アノード＝５Ｖ、カソード＝０Ｖ、ゲート３．７Ｖとな
り、サイリスタのオン条件を満たす。転送用サイリスタ
１′がオンすると、この状態でΦＳを０Ｖに変化させて
もサイリスタ１′はオン状態であり、Ｖａ≒５Ｖに維持
される。この理由は、ΦＳは抵抗（図示せず）を介して
印加されていることと、サイリスタはオンするとアノー
ド・ゲート間の電位がほぼ等しくなることによる。

【０００８】このため、ΦＳを０Ｖにしても１番目のサ
イリスタのオン条件が保持され、１番目のシフト動作が
完了する。この状態で発光サイリスタ用のΦＩ信号（図
１０（Ｄ））を５Ｖから０Ｖにすると、転送用サイリス
タがオンした条件と同じになるため発光サイリスタ１が
オンして、１番目のＬＥＤが点灯することになる。１番
目のＬＥＤはΦＩを５Ｖに戻すことにより発光サイリス
タのアノード・カソード間の電位差が無くなりサイリス
タの最低保持電流を流せなくなるため発光サイリスタ１
はオフする。

【０００９】次に、１′から２′へのサイリスタのオン
条件転送について説明する。

【００１０】発光サイリスタ１がオフしてもΦ１が０Ｖ
のままなので、転送用サイリスタ１′はオンしたままで
転送用サイリスタ１′のゲート電圧はＶａ≒５Ｖであ
り、Ｖｂ＝３．７Ｖである。この状態でΦ２（図１０
（Ｃ））を５Ｖから０Ｖに変化させることにより、転送
用サイリスタ２′の電位はアノード＝５Ｖ、カソード＝
０Ｖ、ゲート＝３．７Ｖとなる。これにより転送用サイ
リスタ２′はオンする。転送用サイリスタ２′がオンし
た後にΦ１を０Ｖから５Ｖに変化させることにより、転
送用サイリスタは発光サイリスタ１がオフしたのと同様
にオフする。

【００１１】こうして、転送用サイリスタのオンは１′
から２′にシフトする。そして、ΦＩを５Ｖから０Ｖに
すると、発光用サイリスタ２がオンし発光する。なお、
オンしている転送用サイリスタに対応する発光サイリス
タのみ発光できる理由は、転送用サイリスタがオンして
いない場合、オンしているサイリスタの隣のサイリスタ
を除いてゲート電圧が０Ｖであるためサイリスタのオン
条件とならないからである。隣のサイリスタについても
発光用サイリスタがオンすることによりΦＩの電位は
３．４Ｖ（発光用サイリスタの順方向電圧降下分）とな
るため、隣のサイリスタは、ゲート・カソード間の電位
差がないためオンすることができない。

【００１２】なお、上述でΦＩを０Ｖとすることによ
り、発光サイリスタがオンとなり発光すると述べたが、
実際の画像形成動作においては当然、そのタイミングで
実際に発光させるかさせないかを画像データに対応させ
て制御する必要がある。図１０（Ｅ）の画像データＤ
ｐ、図１０（Ｆ）のΦＤはこれを示す信号で、ＳＬＥＤ
のΦＩ端子には、外部においてΦＩと画像データＤｐの
論理和をとり、画像データＤｐが０Ｖの場合のみ、実際
にＳＬＥＤのΦＩ端子が０Ｖになり発光し、画像データ
Ｄｐが５Ｖの場合はＳＬＥＤのΦＩ端子が５Ｖのままと
なって発光しない。

【００１３】ここで、ＳＬＥＤアレー・ヘッドの構成方
法について、図１１に示すヘッドの外観図を参照して説
明する。

【００１４】ガラスエポキシ材、セラミック材などのプ
リント配線板を用いたベース基板２１２には、ＳＬＥＤ
半導体チップ２１１が搭載される。点灯制御回路（ドラ
イバＩＣ）２１４は、外部からの制御信号を供給され、
ＳＬＥＤ半導体チップ２１１の点灯制御信号を発生す
る。コネクタ２１３より外部からの制御信号、電源を入
力して、各半導体に供給する。ＳＬＥＤ半導体チップ２
１１にはボンディング・ワイア２１５が接続され、これ
により、ドライバＩＣ２１４からの出力信号Φ１Φ，Φ
２，ΦＳ、ＩΦおよび負極側電源（この例ではＧＮＤ）
をそれぞれ入力する。２１６はベース基板２１２に引か
れた正極側電源パターン（この例では＋５Ｖ）を示す。
２１７は、正極側電源パターン２１６とＳＬＥＤ半導体
チップ２１１の裏面電極との間の電気的導電をとり、か
つ接着固定するための銀ペーストを示す。

【００１５】ところで、イエロー、マゼンタ、シアンお
よびブラックの４色を各色用の感光体ドラム上で画像形
成し、１つの用紙に重ね合わせて、転写、定着し、出力
するような画像形成装置が近年、実用化されている。

【００１６】図１２はそのようなカラー画像形成装置の
全体の概略構成を示す側面図である。同図を参照し、ま
ず、カラー・リーダ部の構成について説明する。

【００１７】基板３１１にはＣＣＤ１０１が実装され
る。３１２はプリンタ処理部を示し、３０１は原稿台硝
子（プラテン）を示す。３０２は原稿給紙装置を示す
が、この原稿給紙装置３０２の代わりに鏡面圧板（図示
せず）、若しくは白色圧板（図示せず）を装着する構成
も採ることができる。光源３０３および３０４にはハロ
ゲン・ランプまたは蛍光灯が用いられ、これにより原稿
を照明する。反射傘３０５，３０６は、光源３０３，３
０４の光を原稿に集光する。３０７〜３０９はミラーを
示す。レンズ３１０は、原稿からの反射光または投影光
をＣＣＤ１０１上に集光する。

【００１８】キャリッジ３１４は、ハロゲン・ランプ３
０３，３０４と反射傘３０５，３０６とミラー３０７を
収容する。キャリッジ３１５は、ミラー３０８，３０９
を収容する。３１３は他のＩＰＵ（画像処理ユニット）
等とのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）部を示す。なお、キ
ャリッジ３１４は速度Ｖで、キャリッジ３１５は速度Ｖ
／２で、ＣＣＤ１０１の電気的走査（主走査）方向に対
して垂直方向に機械的に移動することによって、原稿の
全面を走査（副走査）する。

【００１９】次に、図１０におけるプリンタ部の構成を
説明する。

【００２０】３１７はマゼンタ（Ｍ）画像形成部、３１
８はシアン（Ｃ）画像形成部、３１９はイエロー（Ｙ）
画像形成部、３２０はブラック（Ｋ）画像形成部をそれ
ぞれ示す。各画像形成部の構成は同一なので、ここでは
Ｍ画像形成部３１７について詳細に説明し、他の画像形
成部の説明は省略する。

【００２１】Ｍ画像形成部３１７において、感光ドラム
３４２の表面に、ＬＥＤアレー２１０からの光によって
潜像が形成される。一次帯電器３２１は、感光ドラム３
４２の表面を所定の電位に帯電させ、潜像形成の準備を
する。現像器３２２は、感光ドラム３４２上の潜像を現
像して、トナー画像を形成する。なお、現像器３２２に
は、現像バイアスを印加して現像するためのスリーブ３
４５が含まれている。

【００２２】転写帯電器３２３は、転写材搬送ベルト３
３３の背面から放電を行い、感光ドラム３４２上のトナ
ー画像を転写材搬送ベルト３３３上の記録紙などへ転写
する。本実施の形態は転写効率がよい構成を想定してい
る（例えば、トナーの物理特性最適化による）ため、ク
リーナ部が配置されていないが、クリーナ部を装着して
も構わないことは言うまでもない。

【００２３】次に、記録紙等の転写材上へのトナー画像
を転写する手順を説明する。

【００２４】カセット３４０，３４１に格納された記録
紙等の転写材は、ピックアップ・ローラ３３９，３３８
により１枚毎に給紙ローラ３３６，３３７で転写材搬送
ベルト３３３上に供給される。供給された記録紙は、吸
着帯電器３４６で帯電させられる。転写材搬送ベルト・
ローラ３４８によって転写材搬送ベルト３３３を駆動
し、かつ、吸着帯電器３４６と対になって記録紙等を帯
電させ、転写材搬送ベルト３３３に記録紙等を吸着させ
る。なお、転写材搬送ベルト・ローラ３４８を転写材搬
送ベルト３３３を駆動するための駆動ローラとしても良
く、また反対側に転写材搬送ベルト３３３を駆動するた
めの駆動ローラを配置するように構成しても良い。

【００２５】紙先端センサ３４７は、転写材搬送ベルト
３３３上の記録紙等の先端を検知する。なお、紙先端セ
ンサ３４７の検出信号はプリンタ部からカラー・リーダ
部へ送られて、カラー・リーダ部からプリンタ部にビデ
オ信号を送る際の副走査同期信号として用いられる。

【００２６】この後、記録紙等は、転写材搬送ベルト３
３３によって搬送され、画像形成部３１７〜３２０にお
いてＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋの順にその表面にトナー画像が形成
される。Ｋ画像形成部３２０を通過した記録紙等の転写
材は、転写材搬送ベルト３３３からの分離を容易にする
ため、除電帯電器３４９で除電された後、転写材搬送ベ
ルト３３３から分離される。剥離帯電器３５０によっ
て、記録紙等が転写材搬送ベルト３３３から分離する際
の剥離放電による画像乱れを防止することができる。分
離された記録紙等は、トナーの吸着力を補って画像乱れ
を防止するために、定着前帯電器３５１，３５２で帯電
された後、定着器３３４でトナー画像を熱定着された
後、排紙トレー３３５へと排紙される。

【００２７】次にＬＥＤアレー２１０、２１１、２１
２、２１３の駆動タイミングについて説明する。

【００２８】ＬＥＤアレーとしてＳＬＥＤチップを用い
る場合、各ＬＥＤアレーには前述した４つの発光制御信
号が必要となる。すなわち、発光位置を１ビット目に戻
すためのスタート・クロックΦＳ、発光位置を１ビット
づつ後続に切り替える為の転送クロックΦ１，Φ２、選
択された発光位置で発光サイリスタを実際に発光させる
場合にその点灯タイミング信号となるΦＩである。

【００２９】上記発光制御信号の発生回路について、図
１３のブロック構成図と図１４のタイミング・チャート
を参照して説明する。

【００３０】ａは画像イネーブル信号を示し、この信号
は画像形成装置のメイン・コントローラ（図示しない画
像データ・コントローラ）から送られるもので、紙先端
センサ３４７により検出された記録紙通過タイミングを
起点として、記録紙の所定位置に画像を形成する上でＬ
ＥＤアレーが書き込みを開始すべきタイミングを知らせ
る副走査同期信号となる。遅延回路５０１は、ＬＥＤア
レー・ヘッドの発光点列の副走査方向の位置ばらつきを
補正するために、画像イネーブル信号ａを別途指定され
た後述のタイミングだけ遅延させ、遅延された画像イネ
ーブル信号ａ′を出力する。

【００３１】ＬＥＤアレー・ヘッドの発光点列の副走査
方向方向におけるばらつきは、ＬＥＤアレー・ヘッド側
の種々の位置精度ばらつきと画像形成装置側の各ユニッ
ト位置決め部材の位置精度ばらつき、変動、さらには取
り付け作業時、装置運搬時のＬＥＤアレー・ユニット本
体画像形成装置間の相対位置ばらつき、変動など、多く
の原因により発生する。ＬＥＤアレーによる感光体上の
書き込み位置が上記の原因で副走査方向にばらついた
り、変動した場合、４色の画像がそれぞれ、その量だけ
副走査方向にずれた状態で重ね合わされたカラー画像が
形成され、良好な出力画像が得られないのはいうまでも
ない。

【００３２】そこで、予め種々の方法で認知したＬＥＤ
アレーの発光点列の副走査方向の位置ずれ量に応じた遅
延時間を上記各遅延回路に設定し、これにより、装置本
体からの副走査方向同期信号を所定タイミング遅延させ
る補正を行っている。

【００３３】図１４のタイミング・チャートはこの補正
の様子を示している。同図中、δＹ，δＭ，δＣ，δＫ
は設定によって制御された遅延量を示しており、各色毎
に異なっている。

【００３４】図１３のブロック図に戻って説明すると、
５１６は１つのＬＥＤアレー・ヘッド全体を示し、５１
３はＳＬＥＤチップを示している。

【００３５】上記の様に遅延された画像イネーブル信号
ａ′はＬＥＤアレー駆動信号発生回路５０３に提供され
る。ＬＥＤアレー駆動信号発生回路５０３は組み合わせ
順序回路よりなり、遅延された画像イネーブル信号ａ′
の入力タイミングを起点として、前述の発光制御信号Φ
Ｓ，Φ１，Φ２，ΦＩを発生させる。

【００３６】このブロック５０３はまた、遅延された画
像イネーブル信号ａ′を受け取ると、メイン・コントロ
ーラ（図示せず）に対して画像データ要求クロックｂを
返す。この要求クロックｂに同期し、メイン・コントロ
ーラからイエロー用ＬＥＤアレーヘッド５１６にパラレ
ル画像データＤｐ′を入力する。

【００３７】この例でのＬＥＤアレー・ヘッドは１つの
ヘッドで５６個のＳＬＥＤチップを使用し、１チップ内
の発光点は１２８ビットとしている。このため、本来は
各チップ位置の対応した画像データを１ビットから１２
８ビットまでシリアルにした信号を５６本並列に入力し
なけばならない。しかし、ＬＥＤアレー・ヘッドに５６
本ものデータ入力線を設けることは接続ケーブルの増大
化を招き、ケーブルの取り扱い性やコスト面での問題も
ある。

【００３８】そのため、１ビットの点灯タイミング内に
データを７本のパラレル信号で８回送受信することによ
り合計５６ビットのデータを転送する系が用いられる。
図１３中のデータ変換ブロック５１０は、上記パラレル
データを５６個の各チップに振り分けるように画像デー
タＤｐ′を変換する。

【００３９】５１１はゲート回路ブロックを示し、デー
タ変換ブロック５１０によって各チップに振り分けられ
た画像データＤｐと発光制御信号ΦＩとのオアをとって
出力する。これにより、画像がオンのチップについての
み、ＳＬＥＤチップにΦＩのＬ信号を供給することにな
る。この例では、画像データΦＤがＨの時は、ＳＬＥＤ
チップ５１３のΦＩ端子はＨに維持されたままとなって
発光しない。画像データΦＤがＬの時は、ＬＥＤアレー
駆動信号発生回路５０３からのΦＩ信号はそのままゲー
ト回路ブロック５１１をスルーして通過することとな
り、そのＬ期間、ＳＬＥＤチップ５１３のΦＩ端子がＬ
に落ちることで発光する。

【００４０】５１２はバッファ・ブロックであり、ＬＥ
Ｄアレー駆動信号発生回路５０３からのΦＳ、１，２の
出力信号を５６個の各ＳＬＥＤチップ５１３に振り分け
る。ΦＩ信号はゲート回路ブロック５１１によって各チ
ップ５１３毎に独立に生成されるため、この例ではΦＩ
信号については内部バッファを含まない構成となってい
る。

【００４１】以上の構成は、１つのＬＥＤアレー・ヘッ
ドに対して独立に具備される。図１３の構成はＹ，Ｍ，
Ｃ，Ｋ各色について同一要素を備えているが、ここでは
イエローのみについて詳細に説明を行った。マゼンタ
用、シアン用、ブラック用のその他３色についても独立
に上記と同様の構成が採られる。

【００４２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＬＥＤアレ
ー・ヘッドにおいて、書き込み画素に階調を持たせる場
合、図１０中のΦＩがＬのタイミングで、各発光素子の
発光電流（駆動電流）を多値画像データに基いて独立に
変調させる必要、若しくは、ΦＩのＬ期間の長さまたは
デューティ比を多値画像データに基いて独立に変調させ
るかする必要があった。このような変調を行うには、１
つのヘッドで同時に発光する発光画素数分の発光電流変
調手段または発光デューティ変調手段が必要であり、こ
れら手段を設けた構成では駆動回路が複雑化、大規模化
してしまう課題があった。

【００４３】また、上述した自己走査型ＬＥＤアレーで
は１つのＬＥＤアレー・チップに一つの発光イネーブル
信号を入力しているため、搭載するＬＥＤアレー・チッ
プの数だけの変調手段が必要となってしまう問題があっ
た。

【００４４】さらに、上述した自己走査型ＬＥＤアレー
・ヘッドにおいては、各ＬＥＤアレー・チップの発光に
よって各々独立に走査動作を行うため、感光体ドラムが
副走査方向に回転するにつれて、ＬＥＤアレー・ヘッド
により感光体ドラムに形成する書き込みラインが各ＬＥ
Ｄアレー・チップ毎に斜めになってしまう。この結果、
一走査ライン（主走査ライン）がノコギリ状になってし
まうという課題があった。

【００４５】上記課題について、図１５および図１６を
参照して説明する。

【００４６】図１５は光書き込み手段としてＬＥＤアレ
ー・ヘッドを用いる電子写真方式の画像形成装置の感光
体および光書き込み部を模式的に表した説明図である。

【００４７】円筒状の感光体ドラム３４２は、画像形成
時に矢印方向に所定の速度で定速回転する（周速度Ｖ
ｄ）。２１０は図１２を参照して説明したＬＥＤアレー
・ヘッドを示し、感光体ドラム３４２と対向して配設さ
れている。ＬＥＤアレー・ヘッド２１０には、ＬＥＤア
レー・チップ２１１が複数配設されている。ＬＥＤアレ
ー・チップ２１１の配列方向は略感光体ドラム３４２の
軸方向とされ、その発光画素は、チップ長手方向に平行
に複数（この例では１２８ドットとする）一直線上に配
列される。ＬＥＤアレー・チップ２１１は、ここでは図
示を省略したベース基板に整列搭載され、ボンディング
・ワイヤー（図示せず）を通して必要な駆動信号を当該
基板より供給される。このベース基板上にＬＥＤアレー
・チップ２１１が複数（この例では簡単のため１２個と
する）一直線上に整列されている。

【００４８】各ＬＥＤアレー・チップ２１１は矢印の方
向に発光点を走査、すなわち、発光画素を順次シフトさ
せる。ＬＥＤアレー・チップ２１１の発光にしたがい、
対向位置にある感光体ドラム３４２の感光面に光書き込
み（露光）が行われる。ドラム回転にしたがい、上記の
主走査を繰り返す（副走査）。

【００４９】図１６は感光体ドラム上に形成された光書
き込みラインの一例をＬＥＤアレー・チップと共に示す
説明図である。

【００５０】感光体ドラムの周速度をＶｄ、副走査の繰
り返し周期をＴｓ、主走査の解像度（＝発光画素ピッ
チ）をＰｍとする。一般に、次式が示す関係にしたがっ
て副走査の繰り返し周期が設定され、副走査の解像度
（繰り返し周期）は主走査の解像度に適合される。

【００５１】

【数１】Ｐｍ＝Ｖｄ＊Ｔｓ しかし、各チップによる走査ラインは、実際にはＶｄ＊
Ｔｓ（＝Ｐｍ）で表される副走査方向の段差を含んだ図
１６のようなノコギリ状の走査ラインとなる。この段差
は、主走査発光画素の１画素ピッチに相当する。ノコギ
リの段差部分があると、例えば主走査方向の罫線や文字
を印字した場合に周辺部で不自然な段差が発生したり、
またスクリーン処理されたグレー画像を書き込みした場
合に段差部分でスクリーン画像周波数と視感的にビート
が発生したりする不具合が生じることがある。

【００５２】上記ノコギリ段差による課題は、もちろん
自己走査型ＬＥＤアレー・ヘッドを用いた画像形成装置
に特有なものではない。ヘッドの複数の分割エリアで各
々独立に発光点の移動走査を行って光書き込みを行う構
成のＬＥＤアレー・ヘッドであれば、上記と同様の課題
を有する。

【００５３】そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなさ
れたものであって、上記の課題を解決した光走査装置お
よび当該光走査装置により回転感光体に光書き込みを行
う構成の画像形成装置を提供することを目的とする。

【００５４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の発明では、複数の発光素子を主走査方向
に配列された発光手段を複数、前記主走査方向に配列さ
れた発光アレー・ヘッドと、前記複数の発光素子を画像
データに応じて発光させる主走査を行うことで前記主走
査方向と略平行な回転軸を回転中心として回転駆動され
る回転感光体上に光書き込みラインを繰り返し形成する
手段であって、前記形成した光書き込みラインが前記回
転感光体上で前記主走査方向と略垂直な副走査方向に所
定速度で相対移動して形成されるように光走査する走査
手段とを備えた光走査装置において、前記走査手段によ
り、前記発光素子の配列ピッチのｎ倍相当の速度で前記
光書き込みラインの形成を繰り返し、さらに所定階調の
画像データを入力する入力手段と、前記複数の発光手段
を共通に発光制御する発光信号を生成する発光制御手段
と、所望の副走査解像度と前記入力した画像データの階
調数に応じ前記発光信号のタイミングを変化させること
により、前記光書き込みラインにより形成する画像の階
調数を２値から２ⁿ 値の間で選択する選択手段とを備え
たことを特徴とする光走査装置を提供する。

【００５５】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１において、前記選択手段は、前記所望の副走査解像度
に応じた解像度選択信号を生成する手段と、前記入力し
た画像データの階調数に応じた階調選択信号を生成する
手段と、前記解像度選択信号および前記階調選択信号に
基づいて前記タイミングを前記光書き込みライン毎に制
御するためのタイミング制御信号を生成する手段とを備
え、前記発光制御手段は、前記生成したタイミング制御
信号にしたがい、前記階調数に応じて前記発光信号のデ
ューティ比を可変することを特徴とする光走査装置を提
供する。

【００５６】また、請求項３に記載の発明では、請求項
２において、前記入力手段からの前記画像データに基づ
き、前記光書き込みライン毎に書き込む画像データを前
記所望の副走査解像度に応じて選択する手段をさらに備
えたことを特徴とする光走査装置を提供する。

【００５７】また、請求項４に記載の発明では、複数の
発光素子を主走査方向に配列された発光手段を複数、前
記主走査方向に配列された発光アレー・ヘッドと、前記
主走査方向と略平行な回転軸を有する回転感光体と、前
記回転感光体を回転駆動する駆動手段と、前記複数の発
光素子を画像データに応じて発光させる主走査を行うこ
とで当該回転する回転感光体上に光書き込みラインを繰
り返し形成する手段であって、前記形成した光書き込み
ラインが前記回転感光体上で前記主走査方向と略垂直な
副走査方向に所定速度で相対移動して形成されるように
光走査する走査手段とを備えた画像形成装置において、
前記走査手段により、前記発光素子の配列ピッチのｎ倍
相当の速度で前記光書き込みラインの形成を繰り返し、
さらに所定階調の画像データを入力する入力手段と、前
記複数の発光手段を共通に発光制御する発光信号を生成
する発光制御手段と、所望の副走査解像度と前記入力し
た画像データの階調数に応じ前記発光信号のタイミング
を変化させることにより、前記光書き込みラインにより
形成する画像の階調数を２値から２ⁿ 値の間で選択する
選択手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置を提
供する。

【００５８】また、請求項５に記載の発明では、請求項
４において、前記選択手段は、前記所望の副走査解像度
に応じた解像度選択信号を生成する手段と、前記入力し
た画像データの階調数に応じた階調選択信号を生成する
手段と、前記解像度選択信号および前記階調選択信号に
基づいて前記タイミングを前記光書き込みライン毎に制
御するためのタイミング制御信号を生成する手段とを備
え、前記発光制御手段は、前記生成したタイミング制御
信号にしたがい、前記階調数に応じて前記発光信号のデ
ューティ比を可変することを特徴とする画像形成装置を
提供する。

【００５９】また、請求項６に記載の発明では、請求項
５において、前記入力手段からの前記画像データに基づ
き、前記光書き込みライン毎に書き込む画像データを前
記所望の副走査解像度に応じて選択する手段をさらに備
えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

【００６０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００６１】図１は本発明に係る光走査装置および画像
形成装置の一実施の形態において副走査の繰り返し速度
を２倍にしたときの、感光体ドラム上に形成された光書
き込みラインの一例をＬＥＤアレー・チップと共に示す
説明図である。副走査の繰り返し周期は、繰り返し速度
が２倍であるから従来の１／２、すなわちＴｓ／２とな
る。したがって、ノコギリ状段差の副走査方向の大きさ
は

【００６２】

【数２】Ｖｄ＊Ｔｓ／２ となり、従来の１／２となる。このとき、一回の走査ラ
イン中の感光ドラムの副走査方向移動量は主走査画像ピ
ッチの半分（１／２画素）に相当する。

【００６３】そこで本実施の形態では、上記の状態で、
画像データ、ＬＥＤアレー駆動信号を以下の様に制御す
ることで、副走査方向の画像解像度、階調数を複数の組
み合わせから選択し、切り替えることを可能とする。

【００６４】図２は本実施の形態における画像信号およ
びＬＥＤアレー駆動信号制御ブロック構成を示す回路図
である。図２において、図１３中の構成要素と同一要素
には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。また、
図２の構成はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色について同一要素を備
えているが、ここではイエローのみについてのみ示して
説明を行った。マゼンタ用、シアン用、ブラック用のそ
の他３色についても独立に上記と同様の構成が採られ
る。以上の構成は、１つのＬＥＤアレー・ヘッド５１６
に対して独立に具備される。

【００６５】６００は画像データ・コントローラを示し
ており、画像データ・コントローラ６００からの副走査
方向画像解像度切り替え信号ｃと階調数切り替え信号ｄ
は、点灯時間制御信号発生回路６０２に提供される。両
切り替え信号ｃ，ｄは解像度選択信号と階調選択信号に
相当し、点灯時間制御信号発生回路６０２は両解像度階
調選択信号にしたがい、タイミング制御信号に相当する
後述の点灯時間制御信号ｅを前述ＬＥＤアレー駆動信号
発生回路５０３と同一構成を含む駆動信号コントローラ
６０３へと提供する。画像形成装置の主制御ブロック、
若しくは外部（共に図示せず）からの副走査方向画像解
像度切り替え信号ｃおよび階調数切り替え信号ｄに基づ
いて、画像データ・コントローラ６００は点灯時間制御
信号発生回路６０２に対し、上記点灯時間制御信号ｅを
発効させる。

【００６６】この点灯時間制御信号ｅに応じて駆動信号
コントローラ６０３は、全チップ共通の点灯イネーブル
信号ΦＩの点灯時間を予め定められた階調数に応じた値
に制御する。これにより、画像解像度、階調数の選択、
切り替えが行われる。点灯時間制御の手順について、種
々の動作条件の場合を例示してさらに詳細に説明する。

【００６７】例えばここでは、主走査画像解像度（発光
画素ピッチ）を６００ｄｐｉとし、副走査の走査繰り返
し速度を１２００ｄｐｉ相当（主走査画像解像度の２
倍）とした場合に具体的に構成可能な副走査方向画像解
像度および階調数の組み合わせの例について、図３乃至
図８のタイミング・チャートを参照して説明する。

【００６８】まず第１例は、副走査画像解像度が６００
ｄｐｉ、階調数が２値の場合である。このときのタイミ
ング・チャートを図３および図４に示す。図３は奇数ラ
イン（（２ｍ−１）ライン目）について、図４は偶数ラ
イン（２ｍライン目）についてのものであり、両図に示
すタイミングでの主走査のための発光制御が副走査毎に
交互に実行される。

【００６９】点灯時間制御信号ｅは、図３（Ｇ）および
図４（Ｇ）の様に毎副走査の度に変化せず、一定値（こ
の例ではＨ）を出力する。Ｈレベルの点灯時間制御信号
ｅに対して上記ＬＥＤアレー駆動信号コントローラ６０
３は、毎副走査ライン、デューティの変化しないパルス
信号である全チップ共通の発光イネーブル信号ΦＩ（図
３（Ｄ）および図４（Ｄ））を出力する。発光イネーブ
ル信号ΦＩは、ここではデューティ比を一律７０％とし
たが、この値に限るものではない。

【００７０】またこのとき、画像データ・コントローラ
６００は画像形成装置の主制御ブロック若しくは外部
（共に図示せず）から送信されてくる２値画像データに
基づき、走査２ラインづつ同一のデータ（ΦＤ＝１、若
しくは０）をＬＥＤアレー駆動信号コントローラ６０３
に送信する。

【００７１】上記の様な発光制御によって、第１例のケ
ースに対しては走査２ラインで副走査画像解像度６００
ｄｐｉ、階調数２値を実現することができる。

【００７２】続いて第２例は、副走査画像解像度が６０
０ｄｐｉ、階調数が４値の場合である。このときのタイ
ミング・チャートを図５および図６に示す。図５は奇数
ライン（（２ｍ−１）ライン目）について、図６は偶数
ライン（２ｍライン目）についてのものであり、両図に
示すタイミングでの主走査のための発光制御が副走査毎
に交互に実行される。

【００７３】点灯時間制御信号ｅは、図５（Ｇ）および
図６（Ｇ）の様に副走査毎にＨとＬを交互にくり返す。
この点灯時間制御信号ｅのレベル変化に応じ、ＬＥＤア
レー・ヘッド５１６ヘの全チップ共通の発光イネーブル
信号ΦＩは図５（Ｄ）および図６（Ｄ）の様に毎副走査
の度にデューティが２種類に変化する。図示の例では初
め（奇数ライン）が７０％，次（偶数ライン）が３５％
である。デューティの２種の値は、この値に限るもので
はない。

【００７４】またこのとき、画像データ・コントローラ
６００は画像形成装置の主制御ブロック、若しくは外部
（共に図示せず）から送信されてくる４値画像データに
基づき、走査ライン毎に初回を２、次回を１として重み
付けし、 のようにＬＥＤアレー駆動信号コントローラ６０３にデ
ータ信号を送信する。上記の様な発光制御によって、走
査２ラインで副走査画像解像度６００ｄｐｉ、階調数４
値を実現することができる。

【００７５】最後に第３例は、副走査画像解像度が１２
００ｄｐｉ、階調数が２値の場合である。このときのタ
イミング・チャートを図７および図８に示す。図７は奇
数ライン（（２ｍ−１）ライン目）について、図８は偶
数ライン（２ｍライン目）についてのものであり、両図
に示すタイミングでの主走査のための発光制御が副走査
毎に交互に実行される。

【００７６】点灯時間制御信号ｅは、図７（Ｇ）および
図８（Ｇ）の様に毎副走査の度に変化せず、一定値（こ
の例ではＨ）を出力する。Ｈレベルの点灯時間制御信号
ｅに対して上記ＬＥＤアレー駆動信号コントローラ６０
３は、毎副走査ライン、デューティの変化しないパルス
信号である全チップ共通の発光イネーブル信号ΦＩ（図
７（Ｄ）および図８（Ｄ））を出力する。発光イネーブ
ル信号ΦＩは、ここではデューティ比を一律７０％とし
たが、この値に限るものではない。

【００７７】またこのとき、画像データ・コントローラ
６００は画像形成装置の主制御ブロック、若しくは外部
（共に図示せず）から送信されてくる１２００ｄｐｉ，
２値画像データに基づき、走査毎にデータ（ΦＤ＝１、
若しくは０）をＬＥＤアレー駆動信号コントローラ６０
３に送信する。

【００７８】上記の様な発光制御によって、第２例のケ
ースに対しては走査１ラインで副走査画像解像度１２０
０ｄｐｉ、階調数２値を実現することができる。

【００７９】以上説明した通り本発明に係る上記実施の
形態では、感光体ドラム上での光書き込みラインの副走
査繰り返し速度を主走査解像度の２倍相当とする一方、
発光イネーブル信号を共通に用いて全ＬＥＤチップをコ
モン駆動し、また、副走査の走査繰り返し毎にデューテ
ィ比を変化させてオン時間を所定の値に切り替え、入力
する画像階調数を２値から４値に切り替えるようにし
た。したがって、副走査方向ノコギリ状の書き込みライ
ン段差の量を上記の通り低減することができる。また、
個別の発光画素毎に直接発光電流変調若しくは発光デュ
ーティ変調することもなく、１つの発光電流変調手段、
若しくは発光デューティ変調手段のみで副走査方向の画
像解像度、階調数を複数の組み合わせ（例えば上記実施
の形態では第１乃至第３例）から選択し、切り替えるこ
とができる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明光走査装置お
よび画像形成装置によれば、複数の発光素子を画像デー
タに応じて発光させる主走査を行うことで主走査方向と
略平行な回転軸を回転中心として回転駆動される回転感
光体上に光書き込みラインを繰り返し形成する手段であ
って、形成した光書き込みラインが回転感光体上で主走
査方向と略垂直な副走査方向に所定速度で相対移動して
形成されるように光走査する走査手段により、発光素子
の配列ピッチのｎ倍相当の速度で光書き込みラインの形
成を繰り返し、さらに複数の発光手段を共通に発光制御
する発光信号を生成する発光制御手段と、所望の副走査
解像度と入力した所定階調の画像データの階調数に応じ
発光信号のタイミングを変化させることにより、光書き
込みラインにより形成する画像の階調数を２値から２ⁿ
値の間で選択する選択手段とを備えたことで、副走査方
向りノコギリ状書き込みライン段差の量を低減し、か
つ、個別の発光素子毎に直接発光電流変調、若しく発光
デューティ変調することなく、１つの発光電流変調手
段、若しくは発光デューティ変調手段のみで副走査方向
の画像解像度と階調数を複数の組み合わせから選択し、
切り替えることができる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態におけるＬＥＤアレー発光制御のためのブ
ロック構成図である。

【図２】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態における画像信号およびＬＥＤアレー駆動
信号制御ブロック構成を示す回路図である。

【図３】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態におけるＬＥＤアレー発光制御動作を示す
タイミング・チャートである。

【図４】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態におけるＬＥＤアレー発光制御動作を示す
タイミング・チャートである。

【図５】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態におけるＬＥＤアレー発光制御動作を示す
タイミング・チャートである。

【図６】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態におけるＬＥＤアレー発光制御動作を示す
タイミング・チャートである。

【図７】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態におけるＬＥＤアレー発光制御動作を示す
タイミング・チャートである。

【図８】本発明に係る光走査装置および画像形成装置の
一実施の形態におけるＬＥＤアレー発光制御動作を示す
タイミング・チャートである。

【図９】従来の自己走査型ＬＥＤアレー（ＳＬＥＤ）の
基本構成の一例を示す回路図である。

【図１０】従来のＳＬＥＤを制御するためのタイミング
・チャートである。

【図１１】従来のＳＬＥＤアレー・ヘッドの実装構成の
一例を示す外観斜視図である。

【図１２】従来のＬＥＤアレー・ヘッドを用いたカラー
画像形成装置の一例を示す側面図である。

【図１３】従来のＬＥＤアレー・ヘッドの発光制御のた
めの回路構成図である。

【図１４】図１３の回路構成における副走査方向の位置
ずれ補正を説明するタイミング・チャートである。

【図１５】従来例の課題を説明する説明図である。

【図１６】従来例の課題を説明する説明図である。

【符号の説明】

２１１ ＬＥＤアレー・チップ ３４２ 感光体ドラム ５０１ 遅延回路 ５１０ データ変換ブロック ５１１ ゲート回路ブロック ５１２ バッファ・ブロック ５１３ ＳＬＥＤチップ ５１６ ＬＥＤヘッド ６００ 画像データ・コントローラ ６０２ 点灯時間制御信号発生回路 ６０３ 駆動信号コントローラ ａ 画像イネーブル信号 ａ′ 遅延画像イネーブル信号 ｂ 画像データ要求クロック ｃ 副走査方向画像解像度切り替え信号 ｄ 階調数切り替え信号 ｅ 点灯時間制御信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C162 AE12 AE14 AE21 AE28 AE47 AF13 AF44 AF57 AF60 AF62 AF71 AF79 FA04 FA17 5C051 AA02 CA08 DA03 DB02 DB29 DE02 DE29 EA02 EA03 FA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発光素子を主走査方向に配列され
   た発光手段を複数、前記主走査方向に配列された発光ア
   レー・ヘッドと、 前記複数の発光素子を画像データに応じて発光させる主
   走査を行うことで前記主走査方向と略平行な回転軸を回
   転中心として回転駆動される回転感光体上に光書き込み
   ラインを繰り返し形成する手段であって、前記形成した
   光書き込みラインが前記回転感光体上で前記主走査方向
   と略垂直な副走査方向に所定速度で相対移動して形成さ
   れるように光走査する走査手段とを備えた光走査装置に
   おいて、 前記走査手段により、前記発光素子の配列ピッチのｎ倍
   相当の速度で前記光書き込みラインの形成を繰り返し、
   さらに所定階調の画像データを入力する入力手段と、 前記複数の発光手段を共通に発光制御する発光信号を生
   成する発光制御手段と、 所望の副走査解像度と前記入力した画像データの階調数
   に応じ前記発光信号のタイミングを変化させることによ
   り、前記光書き込みラインにより形成する画像の階調数
   を２値から２ⁿ 値の間で選択する選択手段とを備えたこ
   とを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記選択手段は、前記所望の副走査解像度に応じた解像
   度選択信号を生成する手段と、前記入力した画像データ
   の階調数に応じた階調選択信号を生成する手段と、前記
   解像度選択信号および前記階調選択信号に基づいて前記
   タイミングを前記光書き込みライン毎に制御するための
   タイミング制御信号を生成する手段とを備え、 前記発光制御手段は、前記生成したタイミング制御信号
   にしたがい、前記階調数に応じて前記発光信号のデュー
   ティ比を可変することを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記入力手段からの前記画像データに基づき、前記光書
   き込みライン毎に書き込む画像データを前記所望の副走
   査解像度に応じて選択する手段をさらに備えたことを特
   徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】 複数の発光素子を主走査方向に配列され
   た発光手段を複数、前記主走査方向に配列された発光ア
   レー・ヘッドと、 前記主走査方向と略平行な回転軸を有する回転感光体
   と、 前記回転感光体を回転駆動する駆動手段と、 前記複数の発光素子を画像データに応じて発光させる主
   走査を行うことで当該回転する回転感光体上に光書き込
   みラインを繰り返し形成する手段であって、前記形成し
   た光書き込みラインが前記回転感光体上で前記主走査方
   向と略垂直な副走査方向に所定速度で相対移動して形成
   されるように光走査する走査手段とを備えた画像形成装
   置において、 前記走査手段により、前記発光素子の配列ピッチのｎ倍
   相当の速度で前記光書き込みラインの形成を繰り返し、
   さらに所定階調の画像データを入力する入力手段と、 前記複数の発光手段を共通に発光制御する発光信号を生
   成する発光制御手段と、 所望の副走査解像度と前記入力した画像データの階調数
   に応じ前記発光信号のタイミングを変化させることによ
   り、前記光書き込みラインにより形成する画像の階調数
   を２値から２ⁿ 値の間で選択する選択手段とを備えたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記選択手段は、前記所望の副走査解像度に応じた解像
   度選択信号を生成する手段と、前記入力した画像データ
   の階調数に応じた階調選択信号を生成する手段と、前記
   解像度選択信号および前記階調選択信号に基づいて前記
   タイミングを前記光書き込みライン毎に制御するための
   タイミング制御信号を生成する手段とを備え、 前記発光制御手段は、前記生成したタイミング制御信号
   にしたがい、前記階調数に応じて前記発光信号のデュー
   ティ比を可変することを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記入力手段からの前記画像データに基づき、前記光書
   き込みライン毎に書き込む画像データを前記所望の副走
   査解像度に応じて選択する手段をさらに備えたことを特
   徴とする画像形成装置。