(57)【要約】【課題】複数の発光素子アレイを搭載した露光ヘッドを用いて良好な潜像を形成する。【解決手段】所定個数ずつの発光素子で発光素子アレイを構成し、発光素子アレイを所定間隔で並べてアレイ列を構成する。更に、アレイ列の方向（第１の方向）と交差する第２の方向に複数の発光素子アレイ列を配置するとともに、第２の方向から見たときに、発光素子アレイ間の隙間が他の発光素子アレイで塞がれ、且つ、発光素子アレイの端部の重複素子と、他のアレイ列を構成する発光素子アレイの端部の重複素子とが重複するように、アレイ列をずらして配置する。そして、これら重複素子については、発光素子アレイの端部に近いほど光強度が弱くなるように設定する。こうすれば、二つの発光素子アレイ間の間隔が変動しても、その影響を発光素子アレイが重複している部分で緩和して、良好な潜像を形成することができる。【選択図】図１０
2010131802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に発光素子が配設された発光素子グループと、
前記発光素子グループを、前記第１の方向及び前記第１の方向と直交もしくは略直交する第２の方向に配設した発光素子基板と、
前記発光素子基板に配設された前記発光素子を駆動する駆動基板と
を備え、
前記駆動基板は、前記発光素子グループを構成する発光素子のうち、該発光素子グループの前記第１方向の端部側に近い前記発光素子の発光強度を、前記発光素子とは異なる前記発光素子グループを構成する発光素子の発光強度よりも小さくするとともに、端部側に近付くほど発光強度が小さくなるように制御することを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記発光素子基板は、発光素子グループは、前記第１の方向に一定距離離して配設される請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
潜像が形成される潜像担持体と、
第１の方向に発光素子が配設された第１の発光素子グループ、前記第１の発光素子グループを結像する第１の結像光学系、前記第１の発光素子からの光を第１の結像光学系で前記線像担持体に形成される第１の潜像と一部重なる第２の潜像を形成する光を発光する第２の発光素子グループ、及び前記第２の発光素子グループを結像する第２の結像光学系を有する露光ヘッドと、
前記第１の潜像と前記第２の潜像が重なる位置に結像される光を発光する前記発光素子の光量を、前記第１の潜像と前記第２の潜像が重ならない位置に結像される光を発光する前記発光素子の光量よりも発光強度が小さくなるように制御する駆動制御部と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動制御部は、
画像データを読み込む画像データ読込部と、
前記画像データに基づいてドットを形成する画素を示したデータであるビットイメージデータを生成するビットイメージデータ生成部と、
前記ビットイメージデータ生成部で生成されたビットイメージデータの中から、前記第１の潜像と前記第２の潜像が重なる位置に結像される光を発光する前記第１の発光素子グループの前記発光素子を発光させる重複ドットビットイメージデータを検出し、該検出した重複ドットビットイメージデータと同じデータを生成し、第１の潜像と前記第２の潜像が重なる位置に結像される光を発光する前記第２の発光素子グループの前記発光素子を発光させるビットイメージデータに挿入することによって、前記第２の発光素子グループのビットイメージデータを変換するビットイメージデータ変換部と
を有する請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定ピッチで配列された発光素子から射出される光をレンズで結像させることによって、感光体上に潜像を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
小さな発光素子を一定ピッチで一列に配置し、各発光素子から射出される光をレンズで結像させれば、像面上に一列の結像スポット列を形成することができる。この原理を利用して感光体の表面に潜像を形成する技術が開発されている。例えば、円柱状に形成した感光体を回転させながら、露光ヘッドに一列に配置された発光素子を適切なタイミングで点滅させることで、所望の潜像を形成することが可能である（特許文献１など）。
【０００３】
また、個々の発光素子毎に専用の結像レンズを設けたのでは、レンズ径が小さくなってしまうのでレンズの開口数（ＮＡ数）を大きくすることができない。そこで、所定個数の発光素子で１つの結像レンズを共用することによって大きなＮＡ数を確保し、潜像の分解能を大幅に向上させることの可能な露光ヘッドも提案されている（特許文献２）。この提案の露光ヘッドでは、次のような理由から、所定個数ずつの発光素子のグループ（以下では「発光素子アレイ」と呼ぶ）が、互い違いに斜めになるように配置されている。先ず、レンズの端の部分は結像性能が低下するので、この部分には発光素子アレイを設けることは好ましくない。そこで先ず、結像レンズを一列に配置して、各レンズの中央付近だけに所定個数の発光素子（発光素子アレイ）を設ける。この状態では、レンズ間の境目の部分には発光素子アレイが設けられていないので、この結像レンズ列の隣に、同様な結像レンズ列を、少し位置をズラして配置して、レンズ間の境目の部分を、新たに配置された結像レンズ列の発光素子アレイで埋めてやる。発光素子アレイに着目すれば、複数の発光素子アレイが千鳥状に配列されることになる。もちろん、新たな結像レンズ列を１列追加するだけでは埋めきれないのであれば、より多くの結像レンズ列を追加してやればよい。この場合は、複数個ずつの発光素子アレイが、互いに斜めに位置をズラしながら、繰り返して配列されることになる。
【０００４】
また、このように発光素子アレイを互い違いとなるように配列した露光ヘッドでは、露光ヘッドが、感光体の表面と平行な面内で傾けて（感光体に向かう方向を軸に回転した状態で）組み付けられると、互い違いに配列された発光素子アレイを斜め方向から見ることになるから、発光素子アレイ間の隙間が広がる箇所や、狭くなる箇所が発生する。その結果、感光体上の潜像には、個々の発光素子アレイによる結像スポットのグループ間が離れる箇所や、近付く箇所ができてしまう。あるいは、結像レンズ列を一体に形成するのではなく、比較的短い結像レンズ列を繋ぎ合わせて長い結像レンズ列を形成した場合、繋ぎ合わせた部分でレンズピッチにズレが生じると、その影響で、スポットグループ間が広くなる箇所や狭くなる箇所が発生して、良好な潜像を形成することが困難となる。
【０００５】
こうした点に鑑みて、発光素子アレイの端部を少し延長して、他の発光素子アレイの発光素子と重なる発光素子（重複素子）を設けておき、スポットグループ間の距離が広くなって隙間ができた場合には、重複素子によるスポットを形成することで隙間を埋め、逆にスポットグループ間の距離が狭くなった場合には、その部分のスポットを間引くことで、潜像の画質低下を回避しようとする技術も提案されている（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５８７０５号公報
【特許文献２】特開２００８−０３６９３７号公報
【特許文献３】特開２００８−１７３８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、発光素子アレイの端部に設けた重複素子によるスポットを形成したり、あるいはスポットを間引いたりするだけでは、十分に良好な潜像を得ることは難しいという問題があった。これは、上述したメカニズムから明らかなように、スポットグループ間の距離が広くなる場合でも、その距離は種々の値を取り得るためである。例えば、スポットグループ間が僅かに広くなったからといって重複素子のスポットを形成したのでは、その部分のスポットピッチが逆に狭くなってしまう。また、重複素子のスポットを１つ形成しただけでは足りないが、２つ形成したのでは多すぎてしまう場合も起こり得る。同様に、スポットグループ間が狭くなったからといってスポットを１つ間引いたのでは、その部分のスポットピッチが広くなってしまうことが起こり得る。もちろん、スポットを１つ間引いただけでは足りないが、２つ間引いたのでは間引き過ぎになってしまう場合も起こり得る。
【０００８】
この発明は、従来の技術が有する上述した課題に対応してなされたものであり、複数の発光素子アレイを搭載した露光ヘッドを用いて、適切にスポットを形成することで、十分に良好な潜像を形成することが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の露光ヘッドは次の構成を採用した。すなわち、
第１の方向に発光素子が配設された発光素子グループと、
前記発光素子グループを、前記第１の方向及び前記第１の方向と直交もしくは略直交する第２の方向に配設した発光素子基板と、
前記発光素子基板に配設された前記発光素子を駆動する駆動基板と
を備え、
前記駆動基板は、前記発光素子グループを構成する発光素子のうち、該発光素子グループの前記第１方向の端部側に近い前記発光素子の発光強度を、前記発光素子とは異なる前記発光素子グループを構成する発光素子の発光強度よりも小さくするとともに、端部側に近付くほど発光強度が小さくなるように制御することを特徴とする。
【００１０】
このような構成を有する本発明の露光ヘッドでは、発光素子基板に配設された発光素子グループを構成する発光素子を、駆動基板によって駆動する。そして、発光素子を駆動するに際しては、発光素子グループを構成する発光素子のうち、発光素子グループの第１方向の端部側に近い発光素子の発光強度を、その発光素子とは異なる発光素子グループを構成する発光素子の発光強度よりも小さくするとともに、端部側に近付くほど発光強度が小さくなるように駆動する。
【００１１】
このような露光ヘッドを用いて潜像を形成すると、発光素子グループ間で、発光素子が重複している部分では、二つの発光素子グループの発光素子によって重複して潜像が形成されることになる。そして、それぞれの発光素子グループは、端の発光素子になるほど光強度が弱くなるように設定されているので、二つの発光素子グループが重複して潜像を形成する部分では、一方の発光素子グループによって主に潜像が形成されている状態から、他方の発光素子グループによって主に潜像が形成されている状態へと、次第に切り換わっていく。このため、一方の発光素子グループで形成される潜像と、他の発光素子グループで形成される潜像とが、遠ざかったりあるいは近付いたりすることがあっても、その影響は、二つの発光素子グループが重複している部分で徐々に緩和されることになって、ほとんど画質に影響を与えることがない。
【００１２】
また、上述した本発明の露光ヘッドにおいては、発光素子グループは、第１の方向に一定距離離して配設するようにしてもよい。
【００１３】
このようにすれば、互いに重複する発光素子グループが、少なくとも隣接して配設された発光素子グループである限り、重複する発光素子の個数は、全ての発光素子グループ間で同じとなる。通常、露光ヘッドには、発光素子グループの重複部分が多数存在するが、重複する発光素子の個数が全て同じになれば、その分だけ、重複する部分の発光素子を容易に駆動することが可能となる。
【００１４】
また、上述した露光ヘッドは印刷媒体上に画像を形成するために用いられるものであることに鑑みれば、本発明は、画像形成装置の態様で把握することも可能である。すなわち、このような本発明の画像形成装置は、
潜像が形成される潜像担持体と、
第１の方向に発光素子が配設された第１の発光素子グループ、前記第１の発光素子グループを結像する第１の結像光学系、前記第１の発光素子からの光を第１の結像光学系で前記線像担持体に形成される第１の潜像と一部重なる第２の潜像を形成する光を発光する第２の発光素子グループ、及び前記第２の発光素子グループを結像する第２の結像光学系を有する露光ヘッドと、
前記第１の潜像と前記第２の潜像が重なる位置に結像される光を発光する前記発光素子の光量を、前記第１の潜像と前記第２の潜像が重ならない位置に結像される光を発光する前記発光素子の光量よりも発光強度が小さくなるように制御する駆動制御部と
を有することを特徴とする。
【００１５】
このような本発明の画像形成装置においても、発光素子グループが重複している部分では、二つの発光素子グループによって重複して潜像が形成される。そして、それぞれの発光素子グループは、端の重複素子になるほど光強度が弱くなるように駆動されるので、二つの発光素子グループが重複する部分では、一方の発光素子グループによって主に潜像が形成される状態から、他方の発光素子グループによって主に潜像が形成される状態へと、次第に切り換わっていく。このため、一方の発光素子グループで形成される潜像と、他の発光素子グループで形成される潜像とが、遠ざかったりあるいは近付いたりすることがあっても、その影響は、二つの発光素子グループが重複している部分で徐々に緩和される。その結果、このような潜像を用いて画像を形成することにより、高画質な画像を形成することが可能となる。
【００１６】
また、このような本発明の画像形成装置においては、駆動制御部を、次のような構成としてもよい。すなわち、画像データを読み込む画像データ読込部と、画像データに基づいてドットを形成する画素を示したデータであるビットイメージデータを生成するビットイメージデータ生成部と、ビットイメージデータ生成部で生成されたビットイメージデータの中から、第１の潜像と第２の潜像が重なる位置に結像される光を発光する第１の発光素子グループの前記発光素子を発光させる重複ドットビットイメージデータを検出し、検出した重複ドットビットイメージデータと同じデータを生成し、第１の潜像と第２の潜像が重なる位置に結像される光を発光する第２の発光素子グループの前記発光素子を発光させるビットイメージデータに挿入することによって、第２の発光素子グループのビットイメージデータを変換するビットイメージデータ変換部とを有するようにしてもよい。
【００１７】
こうすれば、重複する部分の発光素子については発光素子グループの端になるほど光強度が弱くなるように、露光ヘッドを駆動することができるので高画質な画像を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ａ−１．画像形成装置の構造：
Ａ−２．露光ヘッドの構造：
Ｂ．潜像形成の概要：
Ｃ．本実施例における露光ヘッドの駆動方法：
Ｄ．データ処理の概要：
【００１９】
Ａ．装置構成  ：
Ａ−１．画像形成装置の構造  ：
図１は、本実施例の露光ヘッドを搭載した画像形成装置１の大まかな構造を示した説明図である。図示されているように画像形成装置１は、装置中央に設けられた略直方体形状の画像形成ユニット１０と、画像形成ユニット１０の直ぐ上面側に設けられた転写ベルトユニット２０と、画像形成ユニット１０の下方に設けられた給紙ユニット３０と、画像形成ユニット１０および転写ベルトユニット２０の側方に設けられた二次転写ユニット４０と、二次転写ユニット４０の上方に設けられた定着ユニット５０などから構成されている。また、画像形成装置１の内部には、各ユニットの動作を制御する制御ユニット６０も設けられている。
【００２０】
転写ベルトユニット２０は、駆動ローラ２４と従動ローラ２６との間に張設された転写ベルト２２などから構成されており、転写ベルト２２が駆動ローラ２４によって駆動されると、画像形成ユニット１０の上面を通過する際に、画像形成ユニット１０によって形成されたトナー像が転写ベルト２２に転写される。また、このとき、画像形成ユニット１０のトナー像を確実に転写ベルト２２に転写するために、転写ベルト２２は背面側から一次転写ローラ２８によって支えられている。
【００２１】
画像形成ユニット１０内には、トナー像を形成するための感光体カートリッジが搭載されている。図１に示した画像形成装置１の画像形成ユニット１０には、イエロー色のトナー像を形成する感光体カートリッジ１００Ｙや、マゼンタ色のトナー像を形成する感光体カートリッジ１００Ｍ、シアン色のトナー像を形成する感光体カートリッジ１００Ｃ、黒色のトナー像を形成する感光体カートリッジ１００Ｋが搭載されている。尚、これら各色の感光体カートリッジは、使用するトナーの色が異なるだけで基本的な構造は全く同様であるため、以下では、特に色を区別する必要がある場合を除いて、単に、感光体カートリッジ１００と称することにする。詳細には後述するが、感光体カートリッジ１００の内部には円筒形状の感光体ドラムが設けられており、感光体ドラムの表面にトナー像が形成される。そして、転写ベルト２２の移動に合わせて感光体ドラムが回転することで、感光体ドラムの表面のトナー像が転写ベルト２２に転写される。図１に示した画像形成装置１には、イエロー色用の感光体カートリッジ１００Ｙ、マゼンタ色用の感光体カートリッジ１００Ｍ、シアン色用の感光体カートリッジ１００Ｃ、黒色用の感光体カートリッジ１００Ｋが搭載されているから、転写ベルト２２上には、この色の順番で各色のトナー像が重ねて転写されることになる。こうしてトナー像が転写された部分は、転写ベルト２２の回転に伴って、二次転写ユニット４０に供給される。
【００２２】
二次転写ユニット４０は、駆動ローラ２４と向き合う位置に設けられた二次転写ローラ４２と、この箇所（駆動ローラ２４と二次転写ローラ４２とが向き合う部分）に印刷用紙を導くためのガイド通路４４などから構成されている。印刷用紙は、下方の給紙ユニット３０からピックアップローラ３２によって１枚ずつ取り出され、上方のストレージローラ対４８に供給された後、適切なタイミングでストレージローラ対４８からガイド通路４４を介して、駆動ローラ２４と二次転写ローラ４２との間に供給される。その結果、転写ベルト２２の表面に転写（一次転写）されたトナー像が、今度は印刷用紙に転写（二次転写）されることになる。こうしてトナー像が転写された印刷用紙は、定着ユニット５０に供給される。
【００２３】
定着ユニット５０は、ハロゲンヒータなどの加熱体を内蔵した加熱ローラ５２や、印刷用紙を加熱ローラ５２に押圧するための押圧部５４などから構成されている。二次転写ユニット４０からの印刷用紙は、回転する加熱ローラ５２と押圧部５４との間に供給され、押圧部５４によって適度な圧力で押し付けられながら、回転する加熱ローラ５２の上を通過する。この時、印刷用紙の表面に転写されたトナー像は、加熱ローラ５２からの熱を受けることによって印刷用紙に定着される。そして、定着の終わった印刷用紙は、画像形成装置１の上面に設けられた排紙トレイ７０に排出される。
【００２４】
図２は、感光体カートリッジ１００の構造を示す説明図である。図示されているように、感光体カートリッジ１００のほぼ中央には円筒形状の感光体ドラム１０２が設けられている。感光体ドラム１０２は、図示しない専用の駆動モータによって回転可能となっており、この感光体ドラム１０２の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム１０２の周辺には、トナー像を形成するための種々の部品類が搭載されている。図２に即して説明すると、感光体ドラム１０２の右側には感光体クリーナ１１０が搭載されており、その位置から時計回りに、帯電部１２０、露光ヘッド２００、現像部１３０が設けられている。
【００２５】
感光体クリーナ１１０は、感光体ドラム１０２の表面に当接しており、感光体ドラム１０２の表面に残留したトナーなどを除去する機能を有している。感光体ドラム１０２の表面にトナー像を形成するに先立って、先ず初めに感光体クリーナ１１０の部分で、ドラムの表面をきれいな状態にしておくのである。感光体ドラム１０２を回転させるに伴って、感光体クリーナ１１０でトナーなどが除去された表面は、続いて、帯電部１２０に送られる。
【００２６】
帯電部１２０は、周表面が弾性ゴムで覆われた帯電ローラと、この帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加部などから構成されている。帯電ローラは、感光体ドラム１０２に当接した状態で、感光体ドラム１０２の回転に伴って従動して回転するようになっており、帯電ローラに帯電バイアスを印可することで感光体ドラム１０２の表面を帯電させることが可能となっている。こうして帯電された表面は、今度は露光ヘッド２００に送られる。
【００２７】
露光ヘッド２００の詳細な構造については後述するが、露光ヘッド２００は、複数の発光素子および結像レンズが列状に組み込まれた長尺の部品であり、感光体ドラム１０２の表面に対して所定の間隔を空けて、結像レンズが向き合うような状態で設けられている。そして、発光素子から射出された光を、結像レンズを用いて感光体ドラム１０２の表面に結像させると、その部分が消電されて感光体ドラム１０２の表面に潜像が形成される。こうして潜像が形成された箇所の表面は、感光体ドラム１０２が回転することによって現像部１３０に送られる。
【００２８】
現像部１３０は、感光体ドラム１０２に当接して回転する現像ローラと、現像ローラに当接して回転する小さな摩擦ローラなどから構成されている。現像ローラおよび摩擦ローラが回転すると、現像部１３０内のトナーが摩擦によって帯電し、現像ローラの表面に担持される。このときにトナーが帯電する極性は、トナーの材質と、摩擦ローラおよび現像ローラの材質とに依存して決定される。また、帯電部１２０で感光体ドラム１０２に印加される帯電バイアスの極性は、トナーが停電する極性と同じ極性に設定されている。こうしてトナーが担持された現像ローラの表面と、感光体ドラム１０２の表面とが当接することで、潜像の部分だけに現像ローラのトナーが転写されて、感光体ドラム１０２の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム１０２の表面と、摩擦帯電したトナーとは同じ極性に帯電させているので、潜像が形成されていない部分には現像ローラから感光体ドラム１０２にトナーが転写することはない。また、潜像の部分に現像ローラのトナーを確実に転写することができるように、現像ローラと感光体ドラム１０２との間には現像バイアスが印可されている。このことと対応して現像部１３０には、現像バイアスを発生させるための図示しない現像バイアス印加部も搭載されている。
【００２９】
こうして感光体ドラム１０２の表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム１０２の回転によって転写ベルト２２の位置まで送られた後、一次転写ローラ２８で背後から支えられた転写ベルト２２上に転写される。そして、再び新たなトナー像を形成するべく、感光体クリーナ１１０の部分に送られて、表面に残ったトナーなどが除去される。その後、帯電部１２０、露光ヘッド２００、帯電部１２０と順に送られて、新たなトナー像が形成されることになる。
【００３０】
Ａ−２．露光ヘッドの構造  ：
図３は、本実施例の画像形成装置１に搭載された露光ヘッド２００の構造を示した説明図である。図３（ａ）には、本実施例の露光ヘッド２００の外観形状が示されており、図３（ｂ）には、露光ヘッド２００の分解組み立て図が示されている。図３（ａ）に示されるように、本実施例の露光ヘッド２００は略直方体形状をしており、両端部の底面側には、小さな位置決め用の突起２０２が設けられており、この突起２０２によって位置決めされて、感光体カートリッジ１００に取り付けられる。
【００３１】
露光ヘッド２００は、大まかに言うと、細長い矩形形状の発光素子基板２１０と、小さな結像レンズが形成された一次レンズアレイ板２４０ａと、同じく結像レンズが形成された二次レンズアレイ板２４０ｂとが、互いに所定の隙間を空けた状態で、ヘッドケース２２０に積層されることによって構成されている。図３（ｂ）を参照して詳しく説明すると、ヘッドケース２２０は細長い枠状に形成されており、ヘッドケース２２０の底面側には、発光素子基板２１０が積層される。図３（ｂ）中に拡大して示したように、発光素子基板２１０には、微細な発光素子を列状に配置して構成された発光素子アレイ２１２が、所定の配置で複数設けられている。発光素子アレイ２１２の配置に付いては後述する。
【００３２】
発光素子基板２１０の上方には、細長い矩形形状の遮光部材２３０が設けられている。遮光部材２３０は不透明な部材で形成されているが、発光素子基板２１０上で発光素子アレイ２１２が設けられた位置には小さな円形の貫通孔が設けられており、それぞれの発光素子アレイ２１２から射出された光が通り抜けられるようになっている。
【００３３】
遮光部材２３０の上方には、一次レンズアレイ板２４０ａが設けられ、更にその上方には二次レンズアレイ板２４０ｂが設けられている。一次レンズアレイ板２４０ａおよび二次レンズアレイ板２４０ｂはヘッドケース２２０によって位置決めされており、発光素子アレイ２１２と、一次レンズアレイ板２４０ａと、二次レンズアレイ板２４０ｂとの間隔は、所定の間隔となるように設定されている。一次レンズアレイ板２４０ａおよび二次レンズアレイ板２４０ｂは、透明な樹脂材料で形成されているとともに、一次レンズアレイ板２４０ａおよび二次レンズアレイ板２４０ｂの表面には、遮光部材２３０の貫通孔と向き合う位置に、小さな結像レンズが形成されている。従って、発光素子基板２１０の発光素子アレイ２１２から射出された光は、遮光部材２３０の貫通孔を通過した後、一次レンズアレイ板２４０ａの結像レンズおよび二次レンズアレイ板２４０ｂの結像レンズを通って、感光体ドラム１０２の表面に照射されるようになっている。
【００３４】
尚、本実施例の露光ヘッド２００においては、レンズ設計の自由度を高めるために、一次レンズアレイ板２４０ａおよび二次レンズアレイ板２４０ｂの二枚のレンズアレイ板を用いているが、これらを一枚のレンズアレイ板としてまとめて構成することも可能である。このことと対応して、以下では、一次レンズアレイ板２４０ａおよび二次レンズアレイ板２４０ｂをまとめて、レンズアレイ板２４０と称することがあるものとする。
【００３５】
図４は、露光ヘッド２００の断面構造を示した説明図である。図示されているように、発光素子基板２１０は、透明なガラス基板２１６や、ガラス基板２１６の裏面側に積層された封止板２１８などから構成されており、発光素子アレイ２１２は、ガラス基板２１６と封止板２１８との間に形成されている。また、ガラス基板２１６には、発光素子アレイ２１２を構成する各発光素子を駆動するための駆動回路も形成されている。発光素子アレイ２１２の各発光素子から射出された光は、ガラス基板２１６を通って、遮光部材２３０の貫通穴を通過したのち、一次レンズアレイ板２４０ａの表面に形成された結像レンズによって略平行光に収束され、次いで二次レンズアレイ板２４０ｂの結像レンズによって更に収束されて、感光体ドラム１０２の表面上に焦点を結ぶようになっている。また、図示されているように、一次レンズアレイ板２４０ａに形成された結像レンズと、発光素子アレイ２１２との間は、不透明な材料で形成された遮光部材２３０によって隔てられている。このため、発光素子アレイ２１２から射出された光は、対応する位置に設けられた結像レンズにのみ入射するようになっている。
【００３６】
図５は、レンズアレイ板２４０に設けられた複数の結像レンズの配置を示した説明図である。図示されているように、本実施例のレンズアレイ板２４０には、小さな結像レンズが三列に配置されている。各列のレンズピッチは「ｐ」に設定されており、各列は、レンズピッチｐの１／３の距離だけ位相をズラして配置されている。また、各列間の間隔は「ｓ」となっている。
【００３７】
またレンズアレイ板２４０は、図５（ａ）に示したように、全長に亘って一体の部品として構成しても良いが、図５（ｂ）に示したように、幾つかの短いレンズアレイ板２４０に分割して、これらを繋ぎ合わせることによって構成しても良い。このように分割タイプのレンズアレイ板２４０は、レンズアレイ板２４０の長さを変更する際にも、中央のレンズアレイ板２４０を継ぎ足すことによって容易に対応することが可能である。
【００３８】
図６は、発光素子基板２１０に複数の発光素子アレイ２１２が配置されている様子を示した説明図である。図６は、発光素子基板２１０に配置された発光素子アレイ２１２を、レンズアレイ板２４０の方向から観察した様子が示されている。また、図６中には、レンズアレイ板２４０に形成された結像レンズとの位置関係を示すために、細い一点鎖線で結像レンズも表示されている。尚、理解の便宜から本明細書中では、結像光学系が等倍の光学系もしくは拡大光学系であるものとして説明している。これら以外の光学系については、感光体ドラム１０２上に形成されたスポット状の潜像が重複する関係になっていても、発光素子基板２１０上での発光素子２１３の配置は重複していない場合も起こり得る。しかし、感光体ドラム１０２上での潜像の配置が図６に示すような配置となるのであれば、発光素子基板２１０上での発光素子２１３の配置はどのような配置であっても構わない。
【００３９】
図示されているように、発光素子アレイ２１２は、複数の発光素子が列状に配置されて構成されており、両端の発光素子の間の中心距離は「Ｌ」となっている。発光素子アレイ２１２を構成する発光素子の配置については、後ほど別図を用いて説明する。また、発光素子アレイ２１２は、結像レンズの中央となるように配置されている。図５を用いて前述したように、結像レンズはレンズピッチｐで配列され、結像レンズ列間は間隔ｓを空けて配置されていることから、発光素子アレイ２１２についても同様に、ピッチｐで複数の発光素子アレイ２１２が配列して構成された三本のアレイ列が、互いに間隔ｓを空けて配置されている。また、それぞれのアレイ列は、互いの位相を１／３ｐだけズラして設けられている。尚、以下では、特に、各アレイ列を構成する発光素子アレイ２１２を区別する必要がある場合には、それぞれ発光素子アレイ２１２ａ、発光素子アレイ２１２ｂ、発光素子アレイ２１２ｃと呼んで区別することにする。
【００４０】
図７は、発光素子アレイ２１２を構成する発光素子２１３の配置を示す説明図である。図示されているように、本実施例の発光素子アレイ２１２は、千鳥状に配置された２８個の発光素子２１３によって構成されており、各発光素子２１３の間隔は「ｄｐ」に設定されている。尚、図示の都合から、図７では、三本のアレイ列の間隔は、実際よりも狭く表示されている。
【００４１】
また、三本のアレイ列を、アレイ列に直交する方向から見ると、各アレイ列を構成する発光素子アレイ２１２と、他のアレイ列を構成する発光素子アレイ２１２とは、発光素子アレイ２１２の端部が互いに重複する位置に設けられている。例えば、図７に示されているように、発光素子アレイ２１２ａの端部に設けられた４つの発光素子２１３は、発光素子アレイ２１２ｂの端部の４つの発光素子２１３と重複している。また、発光素子アレイ２１２ｂの他端側の４つの発光素子２１３は、発光素子アレイ２１２ｃの端部の発光素子２１３と重複している。更に、発光素子アレイ２１２ｃの他端側の４つの発光素子は、発光素子アレイ２１２ａの端部の発光素子２１３と重複している。以下では、発光素子アレイ２１２を構成する発光素子２１３の中で、特に他の発光素子アレイ２１２と重複する発光素子２１３を、重複素子２１３ｔと呼ぶことがあるものとする。図７では、これら重複素子２１３ｔは斜線を付して表示されている。
【００４２】
尚、図７に示した発光素子アレイ２１２は、一定のピッチで配列された発光素子の列を、二本組み合わせることによって構成されているものとした。それぞれの発光素子２１３が互い違いの位置になるように組み合わせることで、それら発光素子２１３全体としてのピッチ「ｄｐ」を実現していた。もちろん、発光素子の列は二本に限らず、より多くの発光素子の列を少しずつズラして組み合わせることによって、発光素子アレイ２１２を構成しても良い。こうすれば、発光素子アレイ２１２を構成する発光素子２１３全体としては、より細かいピッチを実現することが可能となる。
【００４３】
Ｂ．潜像形成の概要  ：
図８は、上述した構成を有する露光ヘッド２００を用いて感光体ドラム１０２の表面に潜像を形成する方法の概要を示した説明図である。図８では、５つの発光素子アレイ２１２に着目して、それら発光素子アレイ２１２を構成する各発光素子２１３と、感光体ドラム１０２との位置関係が示されている。ここでは、感光体ドラム１０２が回転することによって、感光体ドラム１０２の表面が、紙面上で上から下へと移動しているものとする。また、図８中に太い破線で示した目標ライン上に、直線の潜像を形成するものとする。尚、図示の都合上、図８では、発光素子アレイ２１２ａと発光素子アレイ２１２ｂとの間隔ｓ、および発光素子アレイ２１２ｂと発光素子アレイ２１２ｃとの間隔ｓは、実際よりも狭く表示されている。また、感光体ドラム１０２の直径も、実際よりは小さく表示されている。
【００４４】
感光体ドラム１０２の回転に伴ってドラム表面上の目標ラインは下方に移動して、発光素子アレイ２１２ａに近付いていく。図７を用いて上述したように、発光素子アレイ２１２は、二本の発光素子２１３の列によって構成されているから、破線で示した目標ラインは、最初に、一方の発光素子２１３の列に到達する。以下では、発光素子アレイ２１２ａを構成する二本の発光素子の列を、目標ラインに近い方から「第１列」、「第２列」と呼ぶことにする。発光素子アレイ２１２ｂを構成する発光素子の列についても同様に、目標ラインに近い方から「第３列」、「第４列」と呼び、更に、発光素子アレイ２１２ｃを構成する発光素子の列については、それぞれ「第５列」、「第６列」と呼ぶことにする。
【００４５】
感光体ドラム１０２の回転に伴って、ドラム表面に目標ラインが、第１列の発光素子列に到達すると、第１列を構成する発光素子２１３を一斉に光らせる。すると発光素子２１３からの光は、一次レンズアレイ板２４０ａおよび二次レンズアレイ板２４０ｂの結像レンズによって集光されて、感光体ドラム１０２の表面上に焦点を結び、その位置にスポット状の小さな潜像を形成する。その結果、目標ライン上には、第１列の発光素子２１３の配列に対応して、飛び飛びの位置にスポット状の潜像が形成されることになる。
【００４６】
こうして第１列の発光素子２１３による潜像が形成された後、感光体ドラム１０２の回転によって目標ラインが第２列の発光素子２１３の位置に到達したら、今度は第２列の発光素子２１３を一斉に光らせる。その結果、第１列の発光素子２１３によって形成されたスポット状の潜像の間に、第２列の発光素子２１３によるスポット状の潜像が形成される。更に感光体ドラム１０２の回転に伴って、発光素子アレイ２１２ｂを構成する第３列の発光素子２１３に目標ラインが到達したら、第３列の発光素子２１３を一斉に光らせ、続いて、第４列の発光素子２１３に位置に到達したら、第４列の発光素子２１３を一斉に光らせる。その結果、第３列の発光素子２１３および第４列の発光素子２１３によるスポット状の潜像が形成される。
【００４７】
尚、図７を用いて前述したように、各発光素子アレイ２１２の端部には、他の発光素子アレイ２１２の発光素子２１３と重なる重複素子２１３ｔが設けられている。図８では、重複素子２１３ｔを破線の矩形で囲って表示している。これら重複素子２１３ｔについては、何れか一方を光らせればよい。更に、発光素子アレイ２１２ｃを構成する発光素子２１３についても同様に、目標ラインが第５列の発光素子２１３の位置に到達したら、第５列の発光素子２１３を一斉に光らせ、第６列の発光素子２１３の位置に到達したら第６列の発光素子２１３を一斉に光らせる。その結果、感光体ドラム１０２の表面には、図８（ｂ）に示すように、ピッチｄｐでスポット状の潜像が一直線に並んだライン状の潜像を形成することができる。
【００４８】
以上に説明したように、感光体ドラム１０２の移動に合わせて、適切なタイミングで発光素子２１３を光らせることによって、感光体ドラム１０２の表面に所望の潜像を形成することが可能である。もっともこれは、露光ヘッド２００が、感光体ドラム１０２に対して誤差がほとんど無視できる状態で組み付けられた場合であり、露光ヘッド２００が傾いて組み付けられてしまった場合（いわゆるスキューが発生した場合）には、状況は若干異なったものとなる。
【００４９】
図９は、感光体ドラム１０２に対して露光ヘッド２００が傾いて組み付けられた場合を例示した説明図である。感光体ドラム１０２上の目標ラインに対して露光ヘッド２００が傾くと、発光素子アレイ２１２も目標ラインに対して傾くことになる。その結果、目標ラインは、第１列の発光素子２１３の端から順番に到達することになるので、第１列の発光素子２１３を一斉に光らせることはできない。すなわち、目標ラインが到達する順番に合わせて、適切なタイミングで各発光素子２１３を光らせることが必要となる。第２列〜第６列に発光素子２１３についても同様に、各列の発光素子２１３を一斉に光らせることはできず、目標ラインが到達する順番に合わせて適切なタイミングで光らせる必要がある。
【００５０】
このように、各発光素子２１３を光らせるタイミングを調整することで、各発光素子２１３によるスポットが直線上に並んだ潜像を形成することは可能であるが、発光素子アレイ２１２が傾いてスキューが発生しているために、スポット間の間隔は、本来の間隔であるピッチｄｐよりも若干狭くなってしまう。実際には、ピッチｄｐはたいへんに小さな値であり、露光ヘッド２００の傾きも小さいので、このことが事実上の問題を引き起こすことはないが、２つの発光素子アレイ２１２の境目の箇所では問題を引き起こす。すなわち、発光素子アレイ２１２ａによるアレイ列と、発光素子アレイ２１２ｂによるアレイ列と、発光素子アレイ２１２ｃによるアレイ列との間隔は、図６を用いて前述したように、発光素子２１３間のピッチｄｐよりは遙かに大きいので、露光ヘッド２００が僅かに傾いて組み付けられただけでも問題を引き起こす。
【００５１】
また、図９に示した例では、露光ヘッド２００が傾くことによって、発光素子アレイ２１２ａと発光素子アレイ２１２ｂとの間が広くなり、この部分ではスポット間の間隔が疎らになってしまう。発光素子アレイ２１２ｂと発光素子アレイ２１２ｃとの間にも、同様な理由から、スポット間の間隔が疎らな部分が発生する。逆に、発光素子アレイ２１２ｃと発光素子アレイ２１２ａとの間は狭くなり、この部分ではスポット間の間隔が密になる。その結果、感光体ドラム１０２の表面上に形成された潜像には、スポットが疎らに形成される部分と、密に形成される部分とが一定の周期で発生することになる。そして、このような潜像によって得られる画像には、トナーが疎らな部分と密な部分とが現れることになり、画質を悪化させてしまう。
【００５２】
また、図５（ｂ）に示したように、短いレンズアレイ板２４０を繋ぎ合わせて長尺のレンズアレイ板２４０を構成した場合には、繋ぎ合わせる際に位置決めの誤差が生じると、その短いレンズアレイ板２４０によって形成されるスポット全体の位置がずれることになる。このため、レンズアレイ板２４０の繋ぎ目の部分でも、同様な問題が生じ得る。
【００５３】
本実施例の画像形成装置１では、発光素子アレイ２１２の端部に設けられた重複素子２１３ｔを特別な光量分布で光らせることにより、このような問題を回避することが可能となっている。
【００５４】
Ｃ．本実施例における露光ヘッドの駆動方法  ：
図１０は、本実施例の露光ヘッド２００で採用された各発光素子２１３の光量分布を示した説明図である。図１０では、一つの発光素子アレイ２１２を構成する各発光素子２１３（および重複素子２１３ｔ）についての光量分布が示されている。上述したように本実施例の露光ヘッド２００では、発光素子アレイ２１２の端部に複数個の重複素子２１３ｔが設けられているが、これら重複素子２１３ｔは、端の素子ほど光量が小さくなるように設定されている。また、このときの光量の減少率は、次のようなことを考慮して設定されている。
【００５５】
先ず、図４を用いて前述したように、発光素子２１３を光らせると、その光がレンズアレイ板２４０の結像レンズによって集光されて、感光体ドラム１０２の表面にスポット状の潜像が形成される。こうして形成された潜像には、図２を用いて前述したように現像部１３０でトナーが転写され、その結果、感光体ドラム１０２の表面にトナー像が形成される。ここで発光素子２１３の光量が大きい場合には、感光体ドラム１０２の表面に大きな潜像が形成されるので多くのトナーが付着する。逆に、発光素子２１３の光量が小さければ、感光体ドラム１０２に形成される潜像は小さくなって付着するトナー量は少なくなる。そして、こうして感光体ドラム１０２の表面に形成されたトナー像は、図１を用いて前述したように、一旦、転写ベルト２２に転写された後、印刷用紙に転写されて小さなドットの画像が印刷される。結局、最終的に印刷用紙に転写されるトナー量は、発光素子２１３の光量に応じて増減することになる。
【００５６】
本実施例の露光ヘッド２００では、重複素子２１３ｔを光らせることによって最終的に印刷用紙に印刷されるドットのトナー量が、端の素子になるほど、ほぼ直線的に少なくなるように、各重複素子２１３ｔの光量が設定されている。例えば、本実施例の露光ヘッド２００では、発光素子アレイ２１２の両端に四つずつの重複素子２１３ｔが設けられているから、重複素子２１３ｔでない通常の発光素子２１３によるトナー量を１００％として、約８０％、約６０％、約４０％、約２０％と、端の重複素子２１３ｔになるほどほぼ直線的にトナー量が減少するように設定されている。本実施例の露光ヘッド２００では、このように端の重複素子２１３ｔほど、ほぼ直線的にトナー量が減少するように重複素子２１３ｔの光量分布が設定されているので、互いに重複する重複素子２１３ｔ同士が相補的な関係となっている。尚、発光素子２１３の光量と、印刷用紙上に転写されるトナー量とは単純な比例関係にはない。このため、トナー量がほぼ直線的に減少するに伴って発光素子２１３の光量も減少する関係にはあるものの、光量は直線的に減少するわけではない。本実施例では、トナー量がほぼ直線的に減少するような光量分布が、実験的な手法によって設定されている。
【００５７】
図１１は、本実施例の露光ヘッド２００では、互いに重複する重複素子２１３ｔの間で相補的な関係が成立することを示した説明図である。図１１では、発光素子アレイ２１２ａによって形成される各ドットのトナー量と、発光素子アレイ２１２ｂによって形成される各ドットのトナー量とが示されている。また、重複素子２１３ｔ、および重複素子２１３ｔによるドットのトナー量には、斜線を付して表示されている。上述したように重複素子２１３ｔによって形成されるドットのトナー量は、端の重複素子２１３ｔほど減少していくが、この減少量は、その重複素子２１３ｔと重複するもう一つの重複素子２１３ｔによって補われるようになっている。図１１を参照して具体的に説明すると、例えば発光素子アレイ２１２ａで、通常の発光素子２１３と隣接する位置にある重複素子２１３ｔに着目すると、この重複素子２１３ｔでは、通常の発光素子２１３に対して少しだけトナー量が減少している。一方、着目している重複素子２１３ｔと重複する重複素子２１３ｔは、発光素子アレイ２１２ｂの一番端にある重複素子２１３ｔであり、この素子によるドットのトナー量は僅かである。従って、着目している重複素子２１３ｔによるドットのトナー量と、この素子に重複する重複素子２１３ｔによるドットのトナー量とを合わせれば、重複素子２１３ｔではない通常の発光素子２１３によるドットのトナー量と、ほぼ等しくなっている。本明細書中では、重複する重複素子２１３ｔの間にこのような関係が成り立つときに、「それら重複素子２１３ｔは相補的な関係にある」と言う。
【００５８】
また、本実施例の露光ヘッド２００では、重複素子２１３ｔの位置が端になるほど、ほぼ直線的にトナー量が減少することから、着目した重複素子２１３ｔに限らず、全ての重複素子２１３ｔについて全く同様なことが成立する。従って、本実施例の露光ヘッド２００では、全ての重複素子２１３ｔについて、相補的な関係が成り立っていることになる。そして、本実施例の露光ヘッド２００では、このような関係（端になるほど光量が減少し、且つ、重複素子２１３ｔ同士がほぼ相補的になっている関係）が成り立つように重複素子２１３ｔの光量部分が設定されているため、図９に示した露光ヘッド２００の傾き（いわゆるスキュー）などの影響を受けて画質が悪化することを回避することが可能となっている。
【００５９】
尚、このような効果を得るためには、重複する重複素子２１３ｔ同士で、厳密に相補的な関係が成り立っている必要はなく、大まかに相補的な関係が成り立っていれば十分である。すなわち、互いに重複する重複素子２１３ｔ同士を合わせたトナー量が、通常の発光素子２１３のトナー量と完全に一致する必要はなく、だいたい同じトナー量になっていれば、十分な効果を得ることができる。
【００６０】
図１２は、露光ヘッド２００の傾きなどの影響で、発光素子アレイ２１２間の間隔に変動が生じた場合でも、印刷画質を悪化させることのない良好な潜像を形成可能な理由を示した説明図である。もちろん、露光ヘッド２００が傾いて組み付けられた場合に限らず、図５（ｂ）に示したように、短いレンズアレイ板２４０を繋ぎ合わせて長尺のレンズアレイ板２４０を構成する際に、繋ぎ目の部分で位置決めの誤差が生じた場合でも、同様な効果を得ることができる。
【００６１】
図１２（ａ）は、発光素子アレイ２１２間にズレが無い理想的な場合に、直線状の画像を印刷する様子を表している。尚、発光素子アレイ２１２内の発光素子２１３は、実際には千鳥状に配置されているが、図８を用いて前述したように、潜像を形成する際には発光タイミングを調整することで、感光体ドラム１０２の回転方向の位置の違いは吸収されてしまう。そこで図１２では、理解の便宜から、発光素子アレイ２１２内の発光素子２１３が一列に配置されているものとして表している。
【００６２】
発光素子アレイ２１２間に位置ズレがない場合には、図１２（ａ）に示すように、二つの発光素子アレイ２１２の重複素子２１３ｔ同士が重なるので、適切なタイミングで発光させることで、感光体ドラム１０２上のほぼ同じ位置に潜像を形成することができる。また、図１１を用いて前述したように、重複素子２１３ｔ同士は、ほぼ相補的な関係に設定されているので、二つの重複素子２１３ｔによって印刷用紙上に形成されるドットのトナー量は、通常の発光素子２１３によって形成されるドットのトナー量とほぼ等しくなる。その結果、最終的に印刷用紙上に形成される画像は、一定のピッチｄｐで複数のドットが直線上に配列された理想的な画像となる。
【００６３】
ところが、図９を用いて前述したように露光ヘッド２００が傾いて組み付けられた場合（スキューが発生している場合）、あるいは短いレンズアレイ板２４０を繋ぎ合わせる際に位置決め誤差が生じた場合には、発光素子アレイ２１２間の間隔が広くなる部分や、狭くなる部分が発生する。
【００６４】
図１２（ｂ）は、発光素子アレイ２１２間が広くなった（発光素子アレイ２１２ｂが発光素子アレイ２１２ａから遠ざかる方向にずれた）部分で、直線状の画像を印刷する様子を表している。この場合、発光素子アレイ２１２の間隔が広くなっているので、二つの発光素子アレイ２１２の重複素子２１３ｔ同士は重ならず、少しだけずれた位置にスポット状の潜像を形成することになる。尚、重複素子２１３ｔ同士のズレ量は、四組の重複素子２１３ｔの組、全てについて同じと考えて良い。
【００６５】
このように各組の重複素子２１３ｔ同士でズレ量は同じであるが、トナー量の比率は組毎に異なっている。例えば、発光素子アレイ２１２ａの中で一番中央よりの重複素子２１３ｔ（図中上側の素子）と、発光素子アレイ２１２ｂの一番端の重複素子２１３ｔ（図中下側の素子）との組については、上側の重複素子２１３ｔによるトナー量がほとんどの比率を占めている。従って、この重複素子２１３ｔの組によって印刷用紙上に形成されるドットは、ほぼ上側の重複素子２１３ｔに対応する位置に形成されるが、下側の重複素子２１３ｔによる影響も少しだけ受けるので、人間の視覚上では、下側の重複素子２１３ｔの方向に若干シフトしてドットが形成されているように認識されることになる。もちろん、これら重複素子２１３ｔは互いに相補的な関係にあるから、全体としてのトナー量は通常の発光素子２１３によるドットとほぼ同等であるため、ドットの大きさも通常のドットと同じように認識される。
【００６６】
隣の組、すなわち、発光素子アレイ２１２ａの中で二番目に中央よりの重複素子２１３ｔと、発光素子アレイ２１２ｂの端から二番目の重複素子２１３ｔとの組についても、同様なことが成立する。但し、上述した組と比較すると、図中上側の重複素子２１３ｔによるトナー量は若干減少し、逆に図中下側の重複素子２１３ｔによるトナー量は若干増加している。このため、人間の視覚上では、大まかには上側の重複素子２１３ｔに対応する位置にドットが形成されているものの、下側の重複素子２１３ｔによってドットが形成される方向に、より大きくシフトしてドットが形成されているように認識されることになる。
【００６７】
更に、その隣の組では、図中上側の重複素子２１３ｔによるトナー量と、図中下側の重複素子２１３ｔによるトナー量との比率が逆転して、下側のトナー量の方が多くなる。このため、人間の視覚上では、図中上側の重複素子２１３ｔに対応する位置よりも、図中下側の重複素子２１３ｔに対応する位置により近付いてドットが形成されているように認識される。そして最後の組では、下側の重複素子２１３ｔによるトナー量がほとんどの比率を占めるので、人間の視覚上では、ほぼ下側の重複素子２１３ｔに対応する位置にドットが形成されるが、上側の重複素子２１３ｔの方向に若干シフトしているように認識されることになる。
【００６８】
重複素子２１３ｔの部分では、以上に説明したようにしてドットが形成される結果、発光素子アレイ２１２ａのみによってドットが形成される部分と、発光素子アレイ２１２ｂのみによりドットが形成される部分との間を、重複素子２１３ｔによって形成されるドットのピッチを徐々に変化させながら、滑らかに繋ぐことができる。このため、発光素子アレイ２１２ａと発光素子アレイ２１２ｂとの間隔が広くなった場合でも、そのことを全く意識させることのない高画質な画像を印刷することが可能となる。
【００６９】
発光素子アレイ２１２の間隔が狭くなった（発光素子アレイ２１２ｂが発光素子アレイ２１２ａの方向に近付いた）部分でも、ほぼ同様なことが成立する。図１２（ｃ）は、発光素子アレイ２１２間が狭くなった部分で、直線状の画像を印刷する様子を表している。この場合も、二つの発光素子アレイ２１２の重複素子２１３ｔ同士は重ならず、少しずれた位置にスポット状の潜像を形成する。また、ここでも重複素子２１３ｔ同士のズレ量は、全ての重複素子２１３ｔの組について同じと考えて良い。
【００７０】
先ず初めに、発光素子アレイ２１２ａの中で一番中央よりの重複素子２１３ｔ（図中上側の素子）と、発光素子アレイ２１２ｂの一番端の重複素子２１３ｔ（図中下側の素子）との組について着目すると、この組の重複素子２１３ｔでは、上側の重複素子２１３ｔによるトナー量がほとんどの比率を占めている。従って、人間の視覚上では、大まかには上側の重複素子２１３ｔに対応する位置にドットが形成されるが、下側の重複素子２１３ｔの方向に少しだけシフトした位置に、ドットが形成されているように認識されることになる。
【００７１】
その隣の組、すなわち、発光素子アレイ２１２ａの中で二番目に中央よりの重複素子２１３ｔ（図中上側の素子）と、発光素子アレイ２１２ｂの端から二番目の重複素子２１３ｔ（図中下側の素子）との組については、上側の重複素子２１３ｔによるトナー量の比率が減少し、下側の重複素子２１３ｔによるトナー量の比率が増加している。このため、人間の視覚上では、ドットの位置が、下側の重複素子２１３ｔに対応する方向により大きくシフトして形成されているように認識される。更に、その隣の組では、よりシフト量が大きくなり、最後の組では、下側の重複素子２１３ｔに対応する位置から、上側の重複素子２１３ｔの方向に少しだけシフトした位置にドットが形成されているように認識されることになる。その結果、二つの発光素子アレイ２１２の間隔が狭くなった部分でも、一方の発光素子アレイ２１２のみによってドットが形成される部分と、他方の発光素子アレイ２１２のみによりドットが形成される部分との間で、重複素子２１３ｔによって形成されるドットのピッチを徐々に変化させることができる。このため、このような部分でも、発光素子アレイ２１２の間隔が狭くなっていることを全く意識させることなく、高画質な画像を印刷することができる。
【００７２】
以上に詳しく説明したように、本実施例の露光ヘッド２００では、発光素子アレイ２１２の端部に設けられた重複素子２１３ｔの光量を、端に近付くほど減少させているので、重複する重複素子２１３ｔ同士がほぼ相補的な関係となっている（図１１参照）。その結果、たとえ発光素子アレイ２１２間の間隔が広くなった箇所や狭くなった箇所が発生した場合でも、上述したメカニズムによって、そのような箇所での画質を悪化させることのない良好な潜像を形成することが可能となっているのである。
【００７３】
Ｄ．データ処理の概要  ：
本実施例の画像形成装置１は、上述した方法で露光ヘッド２００を駆動するために、制御ユニット６０内で、次のようなデータ処理を実行する。図１３は、画像形成装置１の制御ユニット６０内で行われるデータ処理の概要を示した説明図である。制御ユニット６０内には、印刷しようとする１ページ分の画像データを、ビットイメージで記憶するメモリ領域（ページメモリ）が設けられている。ここでビットイメージの画像データとは、次のようなデータである。前述したように本実施例の画像形成装置１は、露光ヘッド２００に設けられた発光素子２１３を点灯させて、感光体ドラム１０２の表面にスポット状の潜像を形成し、その潜像によるトナー像を転写することにより、印刷用紙上にトナーのドットを形成することによって画像を印刷する。従って全ての画像は、トナーの小さなドットを適切な分布で形成することによって印刷されている。ビットイメージの画像データとは、印刷しようとする画像を、ドット一つ分の大きさを有する画素と呼ばれる小さな領域に分割して、それぞれの画素についてドットが形成されるか否かを示したデータである。
【００７４】
このようなビットイメージの画像データは、印刷しようとする画像データに対して、いわゆるハーフトーン処理を初めとする幾つかの画像処理を施すことによって生成することができる。本実施例の画像形成装置１では、外部の記憶媒体（あるいはコンピュータなど）から印刷しようとする画像データを読み込むと、制御ユニット６０内に設けられた画像処理部内でビットイメージのデータに変換して、得られたデータをページメモリに記憶する。また、カラー画像を印刷する場合には、画像データを、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色成分に色分解した後、それぞれの色成分の画像データに対して画像処理を施せばよい。
【００７５】
こうしてページメモリに一旦、記憶されたビットイメージのデータは、続いて、制御ユニット６０内に設けられたヘッドコントローラの「重複イメージデータ付加部」に供給される。重複イメージデータ付加部では先ず初めに、ビットイメージのデータを、重複素子２１３ｔによって形成される部分と、そうでない部分とに分割する。露光ヘッド２００内での発光素子アレイ２１２の配置は予め分かっているから、簡単に分割することができる。図１３では、重複素子２１３ｔによって形成される部分を、粗い斜線を付して表している。この粗い斜線を付した部分のビットイメージデータは、図１２を用いて前述したように、二つの発光素子アレイ２１２を用いて印刷されるから、粗い斜線を付した部分のビットイメージデータの隣に、同じビットイメージデータを挿入してやる。図１３では、挿入されたビットイメージデータを、細かい斜線を付して表している。こうして重複素子２１３ｔによって形成される部分のビットイメージデータを挿入してやることで、発光素子アレイ２１２毎のビットイメージデータが生成されることになる。
【００７６】
こうして生成された発光素子アレイ２１２毎のビットイメージデータは、続いて、ヘッドコントローラ内の「露光ヘッド制御信号生成部」に供給されて、露光ヘッド２００内の個々の発光素子２１３（および重複素子２１３ｔ）を駆動する信号（露光ヘッド制御信号）に変換される。図７〜図９を用いて前述したように、個々の発光素子２１３は感光体ドラム１０２の回転方向に対してずれた位置に設けられているから、こうした位置ズレによる発光タイミングの違いも考慮して、露光ヘッド制御信号が生成される。また、個々の発光素子２１３（および重複素子２１３ｔ）の製造バラツキや経時劣化に起因する発光強度の違いも、露光ヘッド制御信号を生成する際に補正される。例えば、発光強度が低めの発光素子２１３については、素子の駆動電流が増加するように補正される。
【００７７】
これら補正に要するデータ（露光ヘッド２００の傾き量や、個々の発光素子の光量バラツキ）は、画像形成装置１の出荷時に計測されて、制御ユニット６０内のＥＰＲＯＭに予め記憶されている。また、所定のタイミングで（例えば、画像形成装置１の電源投入時など）専用のテストパターンを印刷し、得られた画像を専用のセンサで検出することで、ＥＰＲＯＭ内に記憶された各種の補正データを更新するようにしても良い。
【００７８】
更に、本実施例の露光ヘッド２００では、図１０に示したように、発光素子アレイ２１２の端にある重複素子２１３ｔほど光量が減少するように設定されている。このことと対応して、露光ヘッド制御信号生成部では、重複素子２１３ｔを駆動するための制御信号については、発光素子アレイ２１２の端になるほど光量が減少するように、素子の駆動電流を減少させる補正も行われている。このような重複素子２１３ｔの光量を減少させるための補正データについても、製造バラツキなどによる発光強度を補正するための補正データと同様に扱って、ＥＰＲＯＭに記憶しておくことができる。しかし、図１０あるいは図１１による説明から明らかなように、重複素子２１３ｔの光量を低減させる補正については、半ば設計的に決定されることであって補正内容を更新する必要性が薄いので、書き換え不能なＲＯＭに焼き付けたり、あるいは抵抗などを用いて回路に組み込んでおいたりすることも可能である。
【００７９】
以上のようにして発光素子アレイ２１２毎に生成された制御信号を、露光ヘッド制御信号生成部から露光ヘッド２００に供給することによって、各発光素子アレイ２１２内の発光素子２１３（および重複素子２１３ｔ）を駆動する。こうすれば、重複素子２１３ｔの部分では、発光素子アレイ２１２の端になるほどトナー量がほぼ直線的に減少し、且つ、重複する重複素子２１３ｔ同士が相補的な関係となるようにドットが形成される。その結果、たとえ、発光素子アレイ２１２間の間隔が広くなる部分や、狭くなる部分が発生して、ドット間のピッチが広くなる部分や、狭くなる部分が発生したとしても、図１２を用いて前述したメカニズムによって、こうしたことによる影響を全く受けることなく、高画質な画像を印刷することが可能となる。
【００８０】
以上、本実施例の画像形成装置１および露光ヘッド２００について説明したが、本発明は上記すべての実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施例の露光ヘッドを搭載した画像形成装置の大まかな構造を示した説明図である。
【図２】感光体カートリッジの構造を示す説明図である。
【図３】本実施例の画像形成装置に搭載された露光ヘッドの構造を示した説明図である。
【図４】露光ヘッドの断面構造を示した説明図である。
【図５】レンズアレイ板に設けられた結像レンズの配置を示した説明図である。
【図６】発光素子基板に発光素子アレイが配置されている様子を示した説明図である。
【図７】発光素子アレイを構成する発光素子の配置を示す説明図である。
【図８】露光ヘッドを用いて感光体ドラムの表面に潜像を形成する方法の概要を示した説明図である。
【図９】感光体ドラムに対して露光ヘッドが傾いて組み付けられた場合を例示した説明図である。
【図１０】発光素子アレイ内での各発光素子の光量分布を示した説明図である。
【図１１】本実施例の露光ヘッドでは重複素子の間で互いに相補的な関係が成立することを示した説明図である。
【図１２】本実施例の露光ヘッドで良好な潜像を形成可能な理由を示した説明図である。
【図１３】画像形成装置の制御ユニット内で行われるデータ処理の概要を示した説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…画像形成装置、    １０…画像形成ユニット、    ２０…転写ベルトユニット、
２２…転写ベルト、    ２４…駆動ローラ、    ２６…従動ローラ、
２８…一次転写ローラ、    ３０…給紙ユニット、    ３２…ピックアップローラ、
４０…二次転写ユニット、    ４２…二次転写ローラ、    ４４…ガイド通路、
４８…ストレージローラ対、    ５０…定着ユニット、    ５２…加熱ローラ、
５４…押圧部、    ６０…制御ユニット、    ７０…排紙トレイ、
１００…感光体カートリッジ、    １０２…感光体ドラム、
１１０…感光体クリーナ、    １２０…帯電部、    １３０…現像部、
２００…露光ヘッド、    ２０２…突起、    ２１０…発光素子基板、
２１２…発光素子アレイ、    ２１３…発光素子、    ２１３ｔ…重複素子、
２１６…ガラス基板、    ２１８…封止板、    ２２０…ヘッドケース、
２３０…遮光部材、    ２４０…レンズアレイ板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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