JP4452297B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から、露光装置を構成する発光素子の駆動を制御することで、入力された印刷データに基づく潜像画像を形成し、該潜像画像に基づく現像剤画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置においては、特許文献１に記載されている様に、入力された印刷データの画像密度に応じて、露光装置を構成する発光素子アレイのうち隣接する複数の発光素子によって１画素分の潜像画像を形成する様に、発光素子の駆動を制御することとしている。そして特許文献１では、この様な画像形成装置を用いることによって、例えば解像度が１２００ｄｐｉ（dot per inch）の露光装置を用いて６００ｄｐｉ、４００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ等の解像度を実現することができることとしている。

特開平７−１５６４４２公報

しかしながら、この様な画像形成装置においては、各画素について階調表現をもたせることができず、十分な印刷品位を有する印刷物を提供することができないという問題があった。

そこで本発明はこの様な実情に鑑みてなされたものであり、各画素について高い階調表現をもたせることで、印刷品位を向上させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為に、本発明にかかる画像形成装置は、複数の発光素子を配列して構成される発光素子アレイと、前記発光素子アレイを形成する複数の発光素子のうち１個ずつ主走査方向及び副走査方向にずらして設けられたｎ（ｎ＞１）個の前記発光素子により１画素に対応する潜像画像を形成する様に前記複数の発光素子の駆動を制御すると共に、前記ｎ個の発光素子の駆動エネルギーがそれぞれ異なる駆動エネルギーとなる様に前記ｎ個の発光素子の駆動を制御することで前記ｎ個の発光素子による前記潜像画像の各ドットの大きさをそれぞれ異ならせる駆動制御部とを備えることを特徴としている。

この構成によれば、隣接するｎ個の発光素子によって１画素に対応する潜像画像を形成する際に、各発光素子の発光時間が異なることとなる。そしてこれにより、１画素を構成するｎドット分の潜像画像の大きさが全てことなるものとなり、１画素に対応する潜像画像について高い階調表現をもたせることができる。

この様に、本発明にかかる画像形成装置によれば、各画素について高い階調表現をもたせることで、印刷品位を向上させることが可能となる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

実施の形態にかかる画像形成装置は、発光素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた電子写真方式のプリンタにかかるものである。

図１に示す様に、第１の実施の形態にかかるプリンタ１は、例えば情報処理装置等の外部装置から入力された印刷データに基づく現像剤画像を形成する現像装置３を備える。現像装置３は、ＬＥＤヘッド５により形成された潜像画像を担持する感光体ドラム７と、感光体ドラム７の表面を帯電させる帯電ローラ９と、感光体ドラム７上に担持された潜像画像上に現像剤を付着させる現像ローラ１１と、トナーホッパ１３内に収容された現像剤Ｔを現像ローラ１１に供給する供給ローラ１５とを備える。そして現像装置３によって形成された現像剤画像は、転写ローラ１７によって、図示せぬ搬送装置により搬送されてきた記録媒体としての用紙Ｐ上に転写される。そして用紙Ｐは、用紙Ｐ上に転写された現像剤画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置１９に搬送される。定着装置１９は、熱及び加圧力を用いて、搬送された用紙Ｐ上に転写された現像剤画像を用紙Ｐ上に定着させる。

ＬＥＤヘッド５は、図２に示す様なＬＥＤユニット２１を備える。そしてＬＥＤユニット２１は、所定の実装基盤２３と、該実装基盤２３の長手方向に渡って複数個配列された発光ユニット２５と、各種電子部品が配置される電子部品実装部２７，２９と、プリンタ１本体と接続されプリンタ１本体から各種制御信号等が入力されるコネクタ３１とを備える。そしてこの様なＬＥＤユニット２１においては、コネクタ３１を介して入力された制御信号等を、電子部品実装部２７，２９に形成された各種回路を介して発光ユニット２５に供給する。そして発光ユニット２５は、入力された制御信号等に基づいてＬＥＤ素子を発光させる。また発光ユニット２５は、実装基盤２３上に２６個配列される。そしてＬＥＤヘッド５は、この様なＬＥＤユニット２１を、図３に示す様な所定のベース部材３３上に配列して構成される。

また、ＬＥＤヘッド５は、ＬＥＤユニット２１上に保持されたロッドレンズアレイ３５と、ロッドレンズアレイ３５を定位置に保持するレンズホルダ３７とを備える。ロッドレンズアレイ３５は、例えば柱状の光学レンズを、ＬＥＤアレイに沿って複数個配列して構成される。そしてこの様なロッドレンズアレイ３５は、発光ユニット２５の略真上に保持される。

レンズホルダ３７は、ロッドレンズアレイ３５を定位置に保持する。また、レンズホルダ３７は、発光ユニット２５を覆う様に形成され、クランパ３９と共に、ベース部材３３上に搭載されたＬＥＤユニット２１を保持する。具体的には、レンズホルダ３７は、クランパ３９が差し込まれる開口部４３を備える。そしてクランパ３９は、開口部４１及びベース部材３３に形成された開口部４３に差し込まれる。これによりクランパ３９は、ベース部材３３及びＬＥＤユニット２１を、レンズホルダ３７と共に挟み込む様にベース部材３３及びＬＥＤユニット２１を固定する。

また、プリンタ１は、図４に示す様な制御回路５１を備える。制御回路５１は、外部から入力された印刷データに基づいて、ＬＥＤユニット２１に各種信号を出力する。この様な制御回路５１は、印刷データが入力される入力部５３と、入力された印刷データに基づいてＬＥＤヘッド５の駆動を制御する駆動制御部としてのヘッド制御部５５とを備える。さらに制御回路５１は、外部から入力された印刷データの画像処理を行う図示せぬ画像処理部、電子写真プロセスを制御する図示せぬプロセス制御部、各種機構部を制御する図示せぬ機構制御部等を備える。

入力部５３は、入力された印刷データに基づいて１ライン分の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡを生成する。そして、入力部５３は、生成した印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡをヘッド制御部５５に入力する。また、入力部５３は、印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡを入力する準備が整った後、ヘッド制御部５５に印刷開始指示信号ＰＲＮＴを入力する。

ヘッド制御部５５は、入力された印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡに基づいて、ＬＥＤヘッド５にヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡを入力する。具体的にはヘッド制御部５５は、図５に示す様に、入力された印刷開始指示信号ＰＲＮＴに応じて送信指示信号ＦＳＹＮＣ及びライン同期信号ＬＳＹＮＣを出力するライン同期信号発生部５７と、入力された送信指示信号ＦＳＹＮＣ及びライン同期信号ＬＳＹＮＣに応じてヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣを出力するヘッドライン同期信号発生部５９と、ヘッドクロック信号ＨＤ＿ＣＬＫを出力するヘッドクロック発生部６１と、入力された印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡに応じてヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡを出力するヘッドデータ送信部６３と、入力されたライン同期信号ＬＳＹＮＣに応じてヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤを出力するヘッドラッチ信号発生部６５と、入力されたライン同期信号ＬＳＹＮＣに応じてヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎを出力する駆動パルス発生部６７とを備える。この様なヘッド制御部５５は、入力部５３から印刷開始指示信号ＰＲＮＴが入力されると、これに応じて入力部５３に送信指示信号ＦＳＹＮＣを出力する。そしてこれにより、入力部５３からの１ライン分の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡの入力が開始される。そしてヘッド制御部５５は、１ライン分の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡに応じてＬＥＤヘッド５にヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡを出力した後、入力部５３に対してライン同期信号ＬＳＹＮＣを出力する。ライン同期信号ＬＹＳＮＣは、１ライン分の潜像画像を形成する周期でヘッド制御部５５から入力部５３に入力される。そして入力部５３は、ライン同期信号ＬＹＳＮＣが入力される度に次のライン分の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡをヘッド制御部５５に入力する。

ライン同期信号発生部５７は、印刷開始指示信号ＰＲＮＴが入力されると、それに応じて送信指示信号ＦＳＹＮＣを発生させ、送信指示信号ＦＳＹＮＣを入力部５３及びヘッドライン同期信号発生部５９に入力する。また、ライン同期信号発生部５７は、一定周期毎にライン同期信号ＬＳＹＮＣを発生させ、ライン同期信号ＬＳＹＮＣを入力部５３及びヘッドライン同期信号発生部５９に入力する。

ヘッドライン同期信号発生部５９は、ライン同期信号発生部５７から入力されたライン同期信号ＬＳＹＮＣに応じて、ヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣを発生させ、ヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣをヘッドクロック発生部６１、ＬＥＤヘッド５、ヘッドデータ送信部６３、ヘッドラッチ信号発生部６５、及び駆動パルス発生部６７に入力する。

ヘッドクロック発生部６１は、ヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤが入力されると一定の周期を有するヘッドクロック信号ＨＤ＿ＣＬＫを発生させ、ヘッドクロック信号ＨＤ＿ＣＬＫを、ＬＥＤヘッド５及びヘッドデータ送信部６３へ出力する。また、ヘッドデータ送信部６３は、入力された印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡをＬＥＤヘッド５へ出力する為のヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡに変換し、保持する。そしてヘッドデータ送信部６３は、ヘッドクロック発生部６１から入力されたヘッドクロック信号に同期させてヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡをＬＥＤヘッド５に入力する。このときヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡは、１画素を形成するＬＥＤ素子の数ｎと同数に分割して変換する。すなわちヘッドデータ送信部６３は、印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡを４ビットのヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡに変換し、ＬＥＤヘッド５に入力する。尚以下では説明の便宜上、プリンタ１は、４個のＬＥＤ素子で１画素分の潜像画像を形成するものとして詳細な説明を行う。

ヘッドラッチ信号発生部６５は、ヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣが入力されてから一定時間を経過した後、ヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤを発生させ、ヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤをＬＥＤヘッド５、駆動パルス発生部６７、及びヘッドクロック発生部６１に入力する。

駆動パルス発生部６７は、ヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤが入力されると所定の間隔のヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎを発生させ、ヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿ＮをＬＥＤヘッド５に入力する。また駆動パルス発生部６７は、複数の種類のパルス幅に関する情報を記憶する駆動パルス記憶部６９を備える。そして詳細は後述するが、駆動パルス発生部６７は、ヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎを発生させる際に、駆動パルス記憶部６９に記憶されたパルス幅を読み出す。そして駆動パルス発生部６７は、読み出したパルス幅に応じて、１画素に対応する潜像画像を形成する４個のＬＥＤ素子に、それぞれ異なるエネルギーを入力する。

ＬＥＤヘッド５は、図６に示す様に、発光ユニット２５を構成するＬＥＤ素子に駆動信号ＤＲ＿Ｄを入力する駆動回路７１−１，７１−２，・・・，７１−２６を備える。具体的にはＬＥＤヘッド５は、２６個の発光ユニット２５−１，２５−２，・・・，２５−２６を備え、これら２６個の発光ユニット２５−１，２５−２，・・・，２５−２６は、直線状に配列される。そして、ＬＥＤヘッド５は、各発光ユニット２５−１，２５−２，・・・，２５−２６に対応させて、２６個の駆動回路７１−１，７１−２，・・・，７１−２６を備える。そして各駆動回路７１−１，７１−２，・・・，７１−２６は、自身に対応する発光ユニット２５に対して駆動信号ＤＲ＿Ｄを出力し、発光ユニット２５のＬＥＤ素子を駆動させる。尚、発光ユニット２５−１，２５−２，・・・，２５−２６及び駆動回路７１−１，７１−２，・・・，７１−２６は、それぞれ同一の構成を有する為、以下では、発光ユニット２５、又は駆動回路７１と総称して詳細な説明を行う。

駆動回路７１は、入力されたヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡに基づいてデータ出力信号ＦＦ＿Ｄを出力するシフトレジスタ部７３と、データ出力信号ＦＦ＿Ｄをラッチするラッチ部７５と、ラッチ部７５から出力されたラッチデータ信号ＬＴ＿Ｄに基づいて発光ユニット２５に駆動信号ＤＲ＿Ｄを出力する駆動部７７とを備える。この様な駆動回路７１は、先ず、シフトレジスタ部７３に入力されたヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡを、ヘッドクロック信号ＨＤ＿ＣＬＫに応じてデータ出力信号ＦＦ＿Ｄとしてラッチ部７５にラッチさせる。そしてラッチ部７５にラッチされたデータ出力信号ＦＦ＿Ｄは、駆動部７７に入力される。その後、駆動部７７にヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣ及びヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎが入力されると、駆動部７７は、これら信号に基づいて発光ユニット２５に駆動信号ＤＲ＿Ｄを入力する。

シフトレジスタ部７３は、図７に示す様に、９６個のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６を備える。そして、各フリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６には、それぞれ１ビットのヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[０]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[１]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[２]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[３]が入力される。そしてこれらフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６は、隣接する４個のフリップフロップ回路によって、１画素分の潜像画像を形成するＬＥＤ素子と対応する様に形成される。そしてこの様なシフトレジスタ部７３では、９６個のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６によって２４段のシフトレジスト回路を構成する。そして隣接する各段のシフトレジスト回路には、それぞれ異なるヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[０]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[１]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[２]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[３]が入力される。また、各フリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６には、ヘッドクロック発生部６１から出力されたヘッドクロック信号ＨＤ＿ＣＬＫが入力される。そしてフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６は、入力されたヘッドクロック信号ＨＤ＿ＣＬＫに応じて、Ｑ端子からデータ出力信号ＦＦ＿Ｄを出力する。そしてデータ出力信号ＦＦ＿Ｄは、次の段のシフトレジスト回路、及び各フリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６に対応して形成されたラッチ部７５のラッチ回路に入力される。また、各ヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[０]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[１]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[２]，ＨＤ＿ＤＡＴＡ[３]が入力される最後の段のシフトレジスト回路を構成するフリップフロップ回路ＦＦ９３，ＦＦ９４，ＦＦ９５，ＦＦ９６のＱ端子は、隣接する発光ユニット２５の最初の段のシフトレジスト回路を構成するフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，ＦＦ３，ＦＦ４のＤ端子と接続される。そして２４段目のシフトレジスト回路を構成するフリップフロップ回路ＦＦ９３，ＦＦ９４，ＦＦ９５，ＦＦ９６の出力信号ＳＦ＿Ｑは、隣接する発光ユニット２５の１段目のシフトレジスト回路を構成するフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，ＦＦ３，ＦＦ４に入力される。

ラッチ部７５は、９６個のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，ＦＦ３，ＦＦ４に対応させて、９６個のラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ９６を備える。各ラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ９６のＤ端子には、それぞれ対応するフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，ＦＦ３，ＦＦ４から出力されたデータ出力信号ＦＦ＿Ｄが入力される。そしてラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ９６は、ヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤが入力されると、データ出力信号ＦＦ＿Ｄをラッチする。そしてラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ９６にラッチされたデータ出力信号ＦＦ＿Ｄは、ラッチデータ信号ＬＴ＿Ｄとして、駆動部７７に入力される。

駆動部７７は、９６個のラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ９６に対応させて、９６個のドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６を備える。そして各ドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６は、それぞれ１画素に対応する４個のＬＥＤ素子の駆動を制御する。

各ドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６には、それぞれ対応するラッチ回路ＬＴ１，ＬＴ２，・・・，ＬＴ９６からラッチデータ信号ＬＴ＿Ｄが入力される。また、各ドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６には、ヘッド制御部５５から出力されたヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣ、ヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎ、及びヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤが入力される。そしてドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６は、これら信号に基づいて発光ユニット２５に駆動信号ＤＲ＿Ｄを出力する。以下、ドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６の構成について詳細な説明を行うが、各ドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６は同一の構成を有する為、以下ではドライバ回路ＤＲ１の構成について詳細な説明を行う。

ドライバ回路ＤＲ１は、図１０に示す様に、ヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣ及びヘッドラッチ信号が入力されるセレクタ回路７９と、セレクタ回路７９から出力されるセレクタ信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３，ＳＥＬ４が入力されるＡＮＤ回路８１，８３，８５，８７と、ＡＮＤ回路８１，８３，８５，８７の出力端子と接続されたＡＮＤ回路８９，９１，９３，９５と、ゲート端子がＡＮＤ回路８９，９１，９３，９５の出力端子と接続されたＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３とを備える。そしてこの様なドライバ回路ＤＲ１は、セレクタ回路７９に入力されたヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤに基づいて、出力するセレクタ信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３，ＳＥＬ４を段階的に切り替える。そしてセレクタ回路７９は、何れかのセレクタ信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３，ＳＥＬ４を対応するＡＮＤ回路８１，８３，８５，８７に入力する。そして、ＡＮＤ回路８１，８３，８５，８７は、セレクタ信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３，ＳＥＬ４とラッチデータ信号ＬＴ＿Ｄの理論積によって得られる信号を、ＡＮＤ回路８９，９１，９３，９５の入力端子に入力する。そしてＡＮＤ回路８９，９１，９３，９５は、ＡＮＤ回路８１，８３，８５，８７の出力信号と、ヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎの理論積を、ＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３のゲート端子に出力する。ＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３の一方の端子は、それぞれ電源電圧Ｖｄｄ、及びＬＥＤ素子の端子と接続されており、ＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３の両端子間がＡＮＤ回路８９，９１，９３，９５の出力信号によって開くと、該ＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３と接続されたＬＥＤ素子は駆動し、感光体ドラム７上に潜像画像を形成する。このときＬＥＤ素子の発光時間は、ヘッド制御部５５から入力されたヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎのパルス幅に応じて変化する。

発光ユニット２５は、図１１に示す様に、それぞれ３８４個のＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，・・・，ＬＤ３８４を配列したＬＥＤアレイ１０５を備える。そして、ＬＥＤヘッド５全体では、９９８４個のＬＥＤ素子を備える。ＬＥＤアレイ１０５を構成するＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，・・・，ＬＤ３８４のうち、隣接する４個のＬＥＤ素子同士は、それぞれ１画素分の潜像画像を形成する。そしてこれら４個のＬＥＤ素子は、１個のドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６から出力される駆動信号ＤＲ＿Ｄに基づいて駆動する。具体的には、ＬＥＤアレイ１０５のデータシフト方向最上流にあるＬＥＤ素子ＬＤ１と、これに隣接する３個のＬＥＤ素子ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４は、それぞれドライバ回路ＤＲＶ１のＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３の一方の端子と接続される。そして各ＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３の両端子間が開くと、該ＰＭＯＳトランジスタ９７，９９，１０１，１０３と接続されたＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４は発光する。また、各ＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，・・・，ＬＤ３８４は、それぞれ解像度１２００ｄｐｉを得ることができる様に１インチ（２．５４センチ）辺り１２００個のＬＥＤ素子が配列される様に、約０．０２１２ｍｍ間隔で配列される。

以下、プリンタ１の動作について、図１２を参照しながら詳細な説明を行う。

外部装置から解像度が１２００ｄｐｉの印刷データが入力された際、先ず、時刻Ｔ１において入力部５３は、印刷開始指示信号ＰＲＮＴを立ち上げ、ヘッド制御部５５に印刷開始の指示を入力する。そして印刷開始指示信号ＰＲＮＴがライン同期信号発生部５７に入力されると、ライン同期信号発生部５７は、時刻Ｔ２において送信指示信号ＦＳＹＮＣとライン同期信号ＬＳＹＮＣを立ち上げる。そして送信指示信号ＦＳＹＮＣとライン同期信号ＬＳＹＮＣは、入力部５３及びヘッドライン同期信号発生部５９に入力される。そして入力部５３にライン同期信号ＬＳＹＮＣが入力されると、時刻Ｔ３において入力部５３は、１ライン目の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡの転送を開始する。そして時刻Ｔ２から、１ライン分の周期が経過した時刻Ｔ４においてライン同期信号発生部５７は、再度ライン同期信号ＬＳＹＮＣを立ち上げる。そしてライン同期信号ＬＳＹＮＣが入力部５３に入力されると、２ライン目の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡの転送が開始される。またライン同期信号ＬＳＹＮＣが立ち上がると、ヘッドライン同期信号発生部５９は、ヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣを立ち上げる。そしてヘッド同期信号ＨＤ＿ＳＹＮＣがヘッドクロック発生部６１に入力されると、ヘッドクロック発生部６１は、ヘッドクロック信号ＨＤ＿ＣＬＫを発生させ、ＬＥＤヘッド５及びヘッドデータ送信部６３に入力する。またライン同期信号ＬＳＹＮＣが立ち上がると、ヘッドデータ送信部６３は、ヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡをＬＥＤヘッド５に入力する。

このときＬＥＤヘッド５に転送されるヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡは、１ライン分の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡを４分割した一部である。具体的には、時刻Ｔ４においてＬＥＤヘッドに転送されるヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡは、配列された９９８４個のＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，・・・，ＬＤ９９８４のうち、（ｘ×４＋１）番目（ｘ：０以上の整数）のＬＥＤ素子を駆動する為のデータ信号１−１となる。より具体的には、図１３に示す様に、時刻Ｔ４において入力部５３は、ヘッドクロック信号と同期させて１番目のＬＥＤ素子ＬＤ１を駆動する為のデータＤ１，５番目のＬＥＤ素子ＬＤ５を駆動する為のデータＤ５，９番目のＬＥＤ素子ＬＤ９を駆動する為のデータＤ９，・・・，９９７７番目のＬＥＤ素子ＬＤ９９７７を駆動する為のデータＤ９９７７，９９８１番目のＬＥＤ素子ＬＤ９９８１を駆動する為のデータＤ９９８１を、４ビット幅のヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[３：０]としてＬＥＤヘッド５に入力する。そしてヘッドデータ送信部６３は、６２４クロック分のヘッドクロック信号と同期させて、４ビット幅のヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[３：０]をＬＥＤヘッド５に入力することで、２４９６ビットのデータを入力する。そしてこのとき、ｙ番目のヘッドクロック信号で送信されるデータをＤｚとすると、ヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[０]として送信されるデータＤｚは、ｚ＝ｙ×１６−１５となる。またこのとき、ヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[１]として送信されるデータＤｚは、ｚ＝ｙ×１６−１１となり、ヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[２]として送信されるデータＤｚは、ｚ＝ｙ×１６−７となり、ヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[３]として送信されるデータＤｚは、ｚ＝ｙ×１６−３となる。そしてヘッドデータ信号ＨＤ＿ＤＡＴＡ[３：０]は順次シフトレジスタ部７３に入力される。そしてデータ信号１−１の転送が終了すると、データ信号１−１は、駆動回路７１−１，７１−２，・・・，７１−２６が備える２４９６個のフリップフロップ回路ＦＦ１，ＦＦ２，・・・，ＦＦ９６に格納された状態となる。

また、時刻Ｔ４において再度ライン同期信号ＨＤが立ち上がると、２ライン目分の印刷データ信号Ｐ＿ＤＡＴＡの転送が開始される。

そして時刻Ｔ４から時間Ｑが経過した時刻Ｔ５においてヘッドラッチ信号発生部６５は、ヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤを出力する。ここで、時間Ｑは、感光体ドラム７が、解像度１２００ｄｐｉの副走査方向のライン周期を４分割した４８００ｄｐｉに相当する０．００５３ｍｍ回転する為に要する時間である。そしてヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤがラッチ部７５に入力されると、ラッチ部７５は、シフトレジスタ部７３に格納されたデータ信号１−１をラッチする。また、ヘッドラッチ信号発生部６５から駆動パルス発生部６７にヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤが入力されると、駆動パルス発生部は駆動パルス記憶部６９に記憶されたパルス幅を読み出し、該読み出したパルス幅に応じてヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎを発生させ、ＬＥＤヘッド５に入力する。このとき読み出されるヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎのパルス幅は、ヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎが時間Ｓ１だけ立ち上がる様なパルス幅とする。そしてドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６にヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎが入力されると、データ信号１−１に対応するＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ５，・・・，ＬＤ９９８１が駆動する。具体的には、セレクタ回路７９からセレクタ信号ＳＥＬ１がＡＮＤ回路８１に入力されている状態でヘッドストローブ信号がドライバ回路ＤＲ１，ＤＲ２，・・・，ＤＲ９６に入力されると、ＡＮＤ回路８１の出力信号が入力されるＡＮＤ回路８９のみがゲート端子を開く信号を出力する。そしてこれにより、ＡＮＤ回路８９と接続されたＰＭＯＳトランジスタ９７の両端子間が開き、ＰＭＯＳトランジスタ９７と接続されたＬＥＤ素子ＬＤ１が時間Ｓ１だけ駆動する。

また、時刻Ｔ５においてヘッドロード信号ＨＤ＿ＬＯＡＤがヘッドクロック発生部６１に入力されると、（ｘ×４＋２）番目のＬＥＤ素子を駆動する為のデータ信号１−２がシフトレジスタ部７３に入力される。その後、時刻Ｔ５から時間Ｑが経過した時刻Ｔ６においては、（ｘ×４＋３）番目のＬＥＤ素子を駆動する為のデータ信号１−３が、時刻Ｔ６から時間Ｑが経過した時刻Ｔ７においては、（ｘ×４＋４）番目のＬＥＤ素子を駆動する為のデータ信号１−４が順次シフトレジスタ部７３に入力される。すなわち、各データ信号１−１，１−２，１−３，１−４は、直前に転送されたデータ信号１−１，１−２，１−３，１−４から１／４ライン周期分だけ遅れてＬＥＤヘッド５に入力される。

そしてこのとき、各データ信号１−１，１−２，１−３，１−４に対応するヘッドストローブ信号ＨＤ＿ＳＴＢ＿Ｎのパルス幅は、データ信号１−１に基づいてＬＥＤ素子を駆動する場合には時間Ｓ１、データ信号１−２に基づいてＬＥＤ素子を駆動する場合には時間Ｓ２、データ信号１−３に基づいてＬＥＤ素子を駆動する場合には時間Ｓ３、データ信号１−４に基づいてＬＥＤ素子を駆動する場合には時間Ｓ４に相当するパルス幅となる。そしてこの様なＬＥＤ素子の駆動時間Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、Ｓ２＝２×Ｓ１、Ｓ３＝２×２、及びＳ４＝２×Ｓ３と設定される。すなわち、プリンタ１は、１画素を形成する為のＬＥＤ素子に供給するエネルギーを、直前にＬＥＤ素子を発光させた際の２倍となる様に、段階的に引き上げてＬＥＤ素子を発光させる。そしてこれにより、感光体ドラム７の表面に形成される潜像画像は、図１４に示す様に、副走査線方向にずれる様に、且つ、大きさが隣接する潜像画像の大きさの２倍となる様に形成される。具体的には、ＬＥＤ素子ＬＤ２によって形成されるドットｄｔ２の大きさは、ＬＥＤ素子ＬＤ１によって形成されるドットｄｔ１の２倍となる。そして、これにより、ドットｄｔ１，ｄｔ２，ｄｔ３，ｄｔ４によって構成される１画素の潜像画像について、２の４乗に相当する１６階調の表現を実現することが可能となる。

この様に、プリンタ１によれば、主走査方向に配列されたＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，・・・，ＬＤ９９８４のうち、例えば４個のＬＥＤ素子を用いて１画素に対応する潜像画像を形成することとした上で、これら４個のＬＥＤ素子の発光時間をそれぞれ異なるエネルギーを用いて制御することで、１画素内において１６階調の表現を実現することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について詳細な説明を行う。尚、第２の実施の形態にかかるプリンタは、プリンタ１と同一の構成を有する箇所がある為、該箇所については詳細な説明を省略し、差異のある箇所についてのみ詳細な説明を行う。

具体的には、第２の実施の形態にかかるプリンタは、図１５に示す様に、１画素を形成する４個のＬＥＤ素子のうち、各ＬＥＤ素子は、隣接するＬＥＤ素子と副走査方向にずれて形成される。そしてこのときのずれの距離は、解像度×ｎで算出される。尚、以下ではプリンタは、１２００ｄｐｉの解像度を有し、４個のＬＥＤ素子で１画素分の潜像画像を形成するものとする。そして、ＬＥＤ素子間の副走査方向のずれは、式４×１２００により算出された４８００ｄｐｉに相当する距離となる。具体的には、各ＬＥＤ素子間のずれは、約０．００５３ｍｍとなる。そしてこのとき、１画素を構成する４個のＬＥＤ素子のうち、最も上流に位置するＬＥＤ素子が副走査方向の下流側に位置する様に形成される。

以下、この様に配列されたＬＥＤアレイを有するプリンタの動作について詳細な説明を行う。尚、以下ではＬＥＤ素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４を例に挙げて説明する。

上述の様にＬＥＤ素子ＬＤ２を駆動する為のデータ信号１−２は、ＬＥＤ素子ＬＤ１を駆動する為のデータ信号１−１から１／４ライン周期分だけ遅れてＬＥＤヘッド５に入力されることとなる。そして、１／４ライン周期の間に感光体ドラム７の表面が移動する距離は、副走査方向の解像度の１／４たる４８００ｄｐｉに相当する距離となる。そして、予めデータ信号が入力されるタイミングを考慮してＬＥＤ素子の配列をずらすことで、プリンタは、図１６に示す様に、各ＬＥＤ素子によって形成されるドットの歪みを抑え、一直線状に配列させることができる。

尚、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、各構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば上述の実施の形態では、４個のＬＥＤ素子のうちデータシフト方向の上流側に位置するＬＥＤ素子の駆動時間をＳ１とし、当該ＬＥＤ素子に隣接するＬＥＤ素子の駆動時間をＳ２＝２×Ｓ１となる様に段階的に長くする構成としたが、これとは逆にデータシフト方向の下流側に位置するＬＥＤ素子の駆動時間を最も長くし、隣接するＬＥＤ素子の駆動時間を段階的に短くする構成とすることも可能である。これにより、プリンタ１により形成される潜像画像は、図１７の（ａ）に示す様に、段階的に小さくなる。また、これにより第２の実施の形態にかかるプリンタにより形成される潜像画像は、同図の（ｂ）に示す様に、一直線状に配列された上で、段階的に小さくなる。

また、上述の実施の形態においては、ＬＥＤ素子に供給するストローブ信号のパルス幅の差異を用いて各ＬＥＤ素子の駆動時間を制御することとしたが、各ＬＥＤ素子の駆動エネルギーを制御する為には、各ＬＥＤ素子に供給される駆動電流の電流値を制御することも可能である。

本発明の第１の実施の形態にかかるプリンタの要部断面図である。 同プリンタが備えるＬＥＤヘッドの上面図である。 同プリンタが備えるＬＥＤヘッドの要部断面図である。 同プリンタのブロック図である。 同プリンタが備えるヘッド制御部のブロック図である。 同プリンタが備えるＬＥＤヘッドのブロック図である。 同プリンタが備えるシフトレジスト部の回路図である。 同プリンタが備えるラッチ部の回路図である。 同プリンタが備える駆動部の回路図である。 同プリンタが備えるドライバ回路の回路図である。 同プリンタが備えるＬＥＤアレイの配置図である。 同プリンタの動作を示すタイムチャートである。 同タイムチャートの要部拡大図である。 同プリンタが形成する潜像画像の一例を示す図である。 第２の実施の形態にかかるプリンタが備えるＬＥＤアレイの配置図である。 同プリンタが形成する潜像画像の一例を示す図である。 第１の実施の形態にかかるプリンタ及び第２の実施の形態にかかるプリンタが形成する潜像画像の変形例を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ
３ 現像装置
５ ＬＥＤヘッド
２１ ＬＥＤユニット
２５ 発光ユニット
２７，２９ 電子部品実装部
３１ コネクタ
３３ ベース部材
３５ ロッドレンズアレイ
３７ レンズホルダ
３９ クランパ
４１ 開口部
４３ 開口部
５１ 制御回路
５３ 入力部
５５ ヘッド制御部
５７ ライン同期信号発生部
５９ ヘッドライン同期信号発生部
６１ ヘッドクロック発生部
６３ ヘッドデータ送信部
６５ ヘッドラッチ信号発生部
６７ 駆動パルス発生部
６９ 駆動パルス記憶部
７１ 駆動回路
７３ シフトレジスタ部
７５ ラッチ部
７７ 駆動部
７９ セレクタ回路

Claims (5)

1. 複数の発光素子を配列して構成される発光素子アレイと、
   前記発光素子アレイを形成する複数の発光素子のうち１個ずつ主走査方向及び副走査方向にずらして設けられたｎ（ｎ＞１）個の前記発光素子により１画素に対応する潜像画像を形成する様に前記複数の発光素子の駆動を制御すると共に、前記ｎ個の発光素子の駆動エネルギーがそれぞれ異なる駆動エネルギーとなる様に前記ｎ個の発光素子の駆動を制御することで前記ｎ個の発光素子による前記潜像画像の各ドットの大きさをそれぞれ異ならせる駆動制御部とを備えること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記発光素子アレイによる副走査方向の解像度をｍとしたときに、
   前記ｎ個の発光素子を構成する前記各発光素子は、隣接する前記発光素子と解像度ｍ×ｎに相当する距離だけ副走査方向にずれて形成されたこと
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記駆動制御部は、前記ｎ個の発光素子の駆動時間がそれぞれ異なる駆動時間となる様に前記発光素子の駆動を制御すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２の何れかの項記載の画像形成装置。
4. 前記駆動制御部は、前記発光素子の駆動時間を決定するストローブ信号を発生させるストローブ信号発生部を備え、
   前記ストローブ信号発生部は、前記ｎ個の発光素子に入力する前記ストローブ信号のパルス幅がそれぞれ異なるパルス幅となる様に前記ストローブ信号を発生させること
   を特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記発光素子は、ＬＥＤ素子であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかの項記載の画像形成装置。