(57)【要約】【課題】発光装置において、ドットの多階調化を可能とする。【解決手段】複数の単位回路Ｕとデータ線２と制御回路５０とを備える発光装置１００を提供する。単位回路Ｕは、発光素子Ｐを含み、その発光輝度を指定する指定データを入力して保持し、この指定データに基づいて発光素子Ｐを駆動する。データ線２は、複数の単位回路Ｕのうち、感光面３０２の進行方向に沿って第１ピッチで並ぶ一定数の単位回路Ｕへの指定データの転送に共用される。制御回路５０は、３値以上の多値データに基づいて、一定数のスポット像の各々の階調を決定し、これを示す一定数の指定データをデータ線２経由で一定数の単位回路Ｕに転送させる。一定数の単位回路Ｕのうちの隣り合う単位回路Ｕ間では、発光期間が一定時間ずつずれている。そして、一定時間および第１ピッチは、スポット像の各々が他のスポット像に重ならない部分を含むように定められている。【選択図】図９
2011015114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の速度で進行する感光面に光を照射してドットを形成する発光装置において、
各々が、前記感光面に照射される光を発する発光素子を含み、前記発光素子の発光輝度を指定する指定データを入力し、入力した指定データを保持し、保持している指定データに基づいて前記発光素子を駆動する複数の単位回路と、
前記複数の単位回路のうち、前記感光面の進行方向に沿って第１ピッチで並ぶ一定数の単位回路への指定データの転送に共用されるデータ線と、
３値以上の多値データに基づいて、一つのドットを構成する前記一定数の像の各々の階調を決定し、前記一定数の像の階調をそれぞれ示す前記一定数の指定データを、前記データ線へ供給し、前記一定数の単位回路の各々に転送させる制御回路とを備え、
前記一定数の単位回路の前記発光素子が前記一定数の指定データに基づいて駆動される期間は、隣り合う単位回路間で一定時間ずつずれており、
前記第１ピッチおよび前記一定時間は、前記一定数の単位回路が前記一定数の指定データに基づいて前記発光素子を駆動することによって前記感光面に形成される前記一定数の像が互いに重なるように定められている
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記期間を発光期間とし、発光期間の長さをＴｅとし、前記一定数の単位回路への指定データの転送が休止されるブランク期間の長さをＴｂとし、前記一定数をｍとし、ｑを０以上の整数としたとき、前記一定時間は、Ｔｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅのｑ倍との和であり、
前記感光面がＴｅにおいて進行する距離をＬ２とし、前記感光面がＴｂにおいて進行する距離をＬ３としたとき、前記第１ピッチは、Ｌ２−Ｌ３の１／ｍとＬ２のｑ倍との和である
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
ｒを自然数としたとき、前記発光期間は、Ｔｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅのｒ倍との和であり、前記第１ピッチは、Ｌ２−Ｌ３の１／ｍとＬ２のｒ倍との和である
ことを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記一定時間は、Ｔｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅとの和であり、前記第１ピッチは、Ｌ２−Ｌ３の１／ｍとＬ２との和である
ことを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の単位回路は、前記感光面を横切る方向に第２ピッチで並ぶ単位回路を含み、
前記一定数をｍとし、前記第２ピッチをＬ２としたとき、前記第１ピッチは、Ｌ２の１／ｍとＬ２との和である
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記一定数の単位回路を単位回路列としたとき、前記複数の単位回路は複数の単位回路列を含み、前記複数の単位回路列は千鳥状に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１に記載の発光装置の駆動方法であって、
前記期間を発光期間とし、発光期間の長さをＴｅとし、前記一定数の単位回路への指定データの転送が休止されるブランク期間の長さをＴｂとし、前記一定数をｍとし、ｑを０以上の整数としたとき、前記一定時間がＴｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅのｑ倍との和と一致するように、前記一定数の指定データを前記データ線へ供給するとともに対応する単位回路に転送させる
ことを特徴とする発光装置の駆動方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発光装置と、
前記感光面を有する像担持体とを備え、
複数のドットを含む画像を前記感光面に形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定の速度で進行する感光面に光を照射して像を形成する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定の速度で進行する感光面に光を照射して像を形成する発光装置としては、感光体ドラムなどの像担持体の感光面に光を照射してドット（静電潜像）を形成する露光ヘッドが知られている。露光ヘッドは、感光面を横切る方向（Ｘ方向）に配列された複数の発光素子を備える。また、露光ヘッドの一種として、多重露光を行うものが知られている（特許文献１参照）。多重露光を行う露光ヘッドは、感光面の進行方向に沿ってＹ方向に配列された複数の発光素子を備え、これらの発光素子を互いに異なるタイミングで発光させることにより、像を重ねてドットを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８０６０８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多重露光を行う露光ヘッドには、各発光素子の発光輝度を低く抑制可能という利点がある。例えば、特許文献１に記載の露光ヘッドでは、発光素子として有機ＥＬ素子が採用されており、有機ＥＬ素子の寿命は発光輝度が高いほど短くなるから、各発光素子の発光輝度を抑制すれば、発光素子の寿命が長くなる。また、一般に、多重露光を用いる露光ヘッドには回路が大規模化するという欠点があるが、特許文献１に記載の露光ヘッドでは、Ｙ方向に配列された複数の発光素子間で、発光素子を駆動する回路の一部が共有されているから、回路の大規模化を抑制することができる。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の露光ヘッドでも、Ｙ方向に配列された複数の発光素子を駆動する回路が一箇所に集約されて広い面積を占めており、この集約された回路がＸ方向に配列されているから、発光素子のＸ方向の配列ピッチを狭めること、すなわちＸ方向の高解像度化が困難である。また、特許文献１に記載の露光ヘッドには、発光素子へ駆動電流を供給する配線を、Ｙ方向に並ぶ発光素子の数と同じ本数だけ、集約された回路から引き回す必要がある。これも、Ｘ方向の高解像度化を妨げる一因となる。また、特許文献１に記載の露光ヘッドでは、ドットの階調数が２に限られてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、一定の速度で進行する感光面に光を照射してドットを形成する多重露光の発光装置において、高解像度化を容易とするとともに、ドットの多階調化を可能とすることを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明は、一定の速度で進行する感光面に光を照射してドットを形成する発光装置において、各々が、前記感光面に照射される光を発する発光素子を含み、前記発光素子の発光輝度を指定する指定データを入力し、入力した指定データを保持し、保持している指定データに基づいて前記発光素子を駆動する複数の単位回路と、前記複数の単位回路のうち、前記感光面の進行方向に沿って第１ピッチで並ぶ一定数の単位回路への指定データの転送に共用されるデータ線と、３値以上の多値データに基づいて、一つのドットを構成する前記一定数の像の各々の階調を決定し、前記一定数の像の階調をそれぞれ示す前記一定数の指定データを、前記データ線へ供給し、前記一定数の単位回路の各々に転送させる制御回路とを備え、前記一定数の単位回路の前記発光素子が前記一定数の指定データに基づいて駆動される期間は、隣り合う単位回路間で一定時間ずつずれており、前記第１ピッチおよび前記一定時間は、前記一定数の単位回路が前記一定数の指定データに基づいて前記発光素子を駆動することによって前記感光面に形成される前記一定数の像が互いに重なるように定められていることを特徴とする発光装置（第１発光装置）を提供する。
【０００８】
なお、ドットとは、感光面に形成される画像（静電潜像）の構成単位であり、この画像の解像度は単位長さあたりのドット数で表される。例えば、１インチあたり１２００個のドットで構成される画像の解像度は１２００ｄｐｉである。また、指定データは二つの階調（オン／オフ）のうちの一方を示すデータでもある。また、多値データとしては、三つ以上の階調のうちの一つを示す階調データを例示可能である。第１発光装置では多重露光が行われ、一つのドットが互いに重なる複数の像（スポット像）で構成される。これらの像の階調は同一であるから、第１発光装置によれば、各発光素子の発光輝度を低く抑制することができる。
【０００９】
第１発光装置では、発光素子を含み、指定データを入力し、入力した指定データを保持し、保持している指定データに基づいて発光素子を駆動する機能を持った単位回路が、感光面の進行方向に沿って一定数だけ並び、これら一定数の単位回路への指定データの転送が１本のデータ線を共用して行われるから、感光面を横切る方向（感光面に平行で感光面の進行方向に直交する方向）において、発光素子を駆動する回路に占有される領域が狭くなる。よって、この発光装置によれば、高解像度化が容易となる。また、この発光装置には、感光面の進行方向に沿って並ぶ発光素子の数を増やしても、それが高解像度化を阻害する要因にはならないという利点もある。
【００１０】
また、第１発光装置では、一つのドットが一定数の像で構成される。つまり、第１発光装置では多重露光が行われる。ただし、一般的な多重露光と異なり、一つのドットを構成する一定数の像の階調は、一律ではなく、像毎に決定される。一定数は２以上であるから、第１発光装置では、階調数が３以上のドット（多階調のドット）を形成可能である。つまり、第１発光装置によれば、ドットの多階調化が可能となる。
【００１１】
第１発光装置において、前記期間を発光期間とし、発光期間の長さをＴｅとし、前記一定数の単位回路への指定データの転送が休止されるブランク期間の長さをＴｂとし、前記一定数をｍとし、ｑを０以上の整数としたとき、前記一定時間は、Ｔｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅのｑ倍との和であり、前記感光面がＴｅにおいて進行する距離をＬ２とし、前記感光面がＴｂにおいて進行する距離をＬ３としたとき、前記第１ピッチは、Ｌ２−Ｌ３の１／ｍとＬ２のｑ倍との和であるようにしてもよい。ｍは２以上の整数である。この発光装置によれば、一定数の像が互いに確実に重なる。
【００１２】
この発光装置において、ｒを自然数としたとき、前記発光期間は、Ｔｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅのｒ倍との和であり、前記第１ピッチは、Ｌ２−Ｌ３の１／ｍとＬ２のｒ倍との和であるようにしてもよい。この発光装置では、第１ピッチは必ず第２ピッチよりも短くなる。したがって、第２ピッチが製造上のボトルネックとなることがない。よって、この発光装置によれば、感光面を横切る方向における解像度が低く抑制されてしまう虞がない。
【００１３】
この発光装置において、前記一定時間は、Ｔｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅとの和であり、前記第１ピッチは、Ｌ２−Ｌ３の１／ｍとＬ２との和であるようにしてもよい。この発光装置によれば、画像の形成に要する時間の最短化と発光装置の最小化とを達成することができる（第２発光装置）。
【００１４】
また、第１発光装置において、前記複数の単位回路は、前記感光面を横切る方向に第２ピッチで並ぶ単位回路を含み、前記一定数をｍとし、前記第２ピッチをＬ２としたとき、前記第１ピッチは、Ｌ２の１／ｍとＬ２との和であるようにしてもよい。ｍは２以上の整数である。この発光装置によれば、一定時間を適宜に定めることにより、一定数の像が互いに確実に重なる。この発光装置の具体的な形態としては、第２発光装置においてＴｂの長さを０としたものを例示可能である。
【００１５】
また、第１発光装置において、前記一定数の単位回路を単位回路列としたとき、前記複数の単位回路は複数の単位回路列を含み、前記複数の単位回路列は千鳥状に配置されているようにしてもよい。この発光装置では、感光面を横切る方向における解像度を低下させることなく第２ピッチを長くすることができる。つまり、この発光装置によれば、更なる高解像度化が可能となる。
【００１６】
また、本発明は、第１発光装置の駆動方法であって、前記期間を発光期間とし、発光期間の長さをＴｅとし、前記一定数の単位回路への指定データの転送が休止されるブランク期間の長さをＴｂとし、前記一定数をｍとし、ｑを０以上の整数としたとき、前記一定時間がＴｅ−Ｔｂの１／ｍとＴｅのｑ倍との和と一致するように、前記一定数の指定データを前記データ線へ供給するとともに対応する単位回路に転送させることを特徴とする発光装置の駆動方法を提供する。また、本発明は、上記の各発光装置と、前記感光面を有する像担持体とを備え、複数のドットを含む画像を前記感光面に形成することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置１００を備える画像形成装置の一部の構成を示す斜視図である。
【図２】発光装置１００の平面図である。
【図３】発光装置１００の発光素子とスポット像との位置関係を示す図である。
【図４】発光装置１００の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】発光装置１００の単位回路Ｕｘｙの電気的構成を示す回路図である。
【図６】発光装置１００の書込期間の動作を説明するための回路図である。
【図７】発光装置１００の非書込期間の動作を説明するための回路図である。
【図８】発光装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】発光装置１００によってドットが形成される様子を模式的に示す図である。
【図１０】同実施形態の変形例に係る発光装置の平面図である。
【図１１】本発明に係る発光装置を備える画像形成装置の一例を示す縦断面図である。
【図１２】本発明に係る発光装置を備える画像形成装置の他の例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。ただし、各図面においては、各部の寸法の比率が実際のものとは適宜に相違している。また、本発明は、以下に述べる実施形態に限定されるものではなく、これを変形して得られる各種の変形例や、これらを応用して得られる応用例をも技術的範囲に含みうる。なお、各図において共通する部分には同一の符号が付されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置１００の使用例を示す斜視図である。発光装置１００は、電子写真方式の画像形成装置に内蔵され、感光体ドラム３００の感光面３０２に光を照射して像（静電潜像）を形成する多重露光の露光ヘッドであり、階調数が３以上のドット（多階調のドット）を形成可能な点に特徴がある。発光装置１００と感光体ドラム３００との間にはレンズアレイ２００が配置されている。レンズアレイ２００は、例えば、セルフォック（セルフォック＼ＳＥＬＦＯＣは日本板硝子株式会社の登録商標）レンズアレイである。
【００２０】
感光体ドラム３００は軸３０１を中心にＡ方向へ一定の速度で回転し、感光面３０２はＡ方向へ一定の速度で進行する。感光体ドラム３００が一回転することにより、感光面３０２の全域は、感光体ドラム３００の母線方向（Ｘ方向）に延在する照射位置Ｒ１を通過する。後に詳述するが、発光装置１００は、光源として、Ｘ方向に配列された複数の発光素子を備えており、照射位置Ｒ１にある感光面３０２に光を照射する。
【００２１】
図２は、発光装置１００の平面図であり、レンズアレイ２００側から眺めた場合のものである。この図に示すように、発光装置１００は、Ｘ方向（行方向または主走査方向）とＸ方向に直交するＹ方向（列方向または副走査方向）に延在しており、４行ｎ列のマトリクス状に配列された複数の発光素子Ｐを備える。発光素子Ｐは、感光面３０２に照射される光を発する有機ＥＬ素子であり、図１の照射位置Ｒ１内の感光面３０２には、発光素子Ｐからの光によってスポット像が形成される。
【００２２】
発光素子Ｐ間のＹ方向の第１ピッチ（Ｌ４）は、後に詳述するが、同一列の４個の発光素子Ｐが１回ずつ発光することにより形成される４個のスポット像が互いに完全に重なって１個のドットを形成するように定められる。ドットは、感光面３０２に形成される画像（静電潜像）の構成単位である。一方、発光素子ＰのＸ方向の第２ピッチ（Ｌ２）は、要求される解像度に応じて定められる。例えば、要求される解像度が１２００ｄｐｉの場合、Ｌ２は約２１．２μｍである。
【００２３】
図１に示すように、Ｙ方向は、照射位置Ｒ１における感光面３０２の進行方向（Ａ方向）の接線と平行であり、Ａ方向と略一致する。Ｙ方向とＡ方向とは完全には一致しないが、照射位置Ｒ１のＡ方向の長さは、感光体ドラム３００の径に比較して十分に短いから、照射位置Ｒ１において感光面３０２がＹ方向へ進行すると仮定したとしても、その仮定に基づく結論における誤差は十分に小さくなる。よって、以降の説明では、適宜、感光面３０２は照射位置Ｒ１においてＹ方向へ進行するとみなす。
【００２４】
図３は、発光装置１００の発光素子Ｐとスポット像との位置関係を示す図である。この図には、第ｘ列の発光素子Ｐｘ１〜Ｐｘ４と、これらの発光素子と一対一で対応するスポット像ＳＰ１〜ＳＰ４とが示されている。領域Ｒ２は、図１のＡ方向へ進行する感光面３０２の一部であり、実際にはＡ方向の長さがＬ１の曲面領域であるが、ここでは、Ｙ方向の長さがＬ１の平面領域とみなす。発光素子Ｐｘ１〜Ｐｘ４を一斉かつ瞬間的に発光させると、図３に示すように、照射位置Ｒ１の領域Ｒ２には、Ｙ方向に並ぶスポット像ＳＰ１〜ＳＰ４が形成される。
【００２５】
図４は、発光装置１００の電気的構成を示すブロック図である。この図に示すように、発光装置１００は、行方向（Ｘ方向）に延在する４本の制御線１と、列方向（Ｙ方向）に延在するｎ本のデータ線２と、各々が制御線１とデータ線２との各交差に対応して設けられた４×ｎ個の単位回路Ｕと、これらの単位回路Ｕを制御する制御回路５０とを備える。単位回路Ｕは、４行ｎ列のマトリクス状に配列されており、Ｘ方向に沿ってｎ個ずつ、Ｙ方向（Ａ方向）に沿って４個ずつ並んでいる。
【００２６】
制御回路５０は、第ｙ行の制御線１に制御信号Ｓｙを供給し、第ｘ列のデータ線２にデータ信号Ｄｘを供給することにより、第ｙ行第ｘ列の単位回路Ｕｘｙを制御する。制御信号Ｓｙは一定周期のパルスであり、データ信号Ｄｘは、発光素子Ｐの駆動電流（駆動エネルギー）の大きさ（発光輝度）を指定する指定データを連ねた電圧信号である。指定データは、二つの階調（オン／オフ）のうちの一方を示すデータでもある。
【００２７】
一方、単位回路Ｕｘｙは、発光素子Ｐｘｙを備え、データ線２から指定データを入力し、入力した指定データを保持し、保持している指定データで指定された大きさの駆動電流で発光素子Ｐｘｙを駆動する。つまり、制御回路５０は、制御信号Ｓｙ及びデータ信号Ｄｘを供給することにより、単位回路Ｕｘｙへ指定データを転送する。
【００２８】
データ信号Ｄｘは、制御回路５０によって、制御信号Ｓｙと外部から供給される階調データとに基づいて生成される。階調データは、五つの階調のうちの一つを示す５値データであり、ドット毎に供給される。データ信号Ｄｘの生成は、供給された階調データに対応するドットが当該階調データで示される階調（５値）となるように、このドットを構成する４個のスポット像の各々の階調（２値）が決定され、決定された階調をそれぞれ示す４個の指定データが各々に対応する単位回路Ｕｘｙへ転送されるように行われる。
【００２９】
発光装置１００では多重露光が行われるから、形成されるドットの階調は、そのドットに係る列の単位回路Ｕｘ１〜Ｕｘ４へ転送される指定データのうちのオン（オフ）を示す指定データの数に応じたものとなる。制御回路５０では、このことを考慮して上記の決定が行われる。ところで、単位回路Ｕｘ１〜Ｕｘ４のうち、単位回路Ｕｘ１のみにオンを示す指定データを転送しても、単位回路Ｕｘ４のみにオンを示す指定データを転送しても、形成されるドットの階調は変わらない。つまり、形成するドットの階調によっては、上記の決定に自由度があり、いかなる決定方法を採るかは任意である。
【００３０】
図５は、単位回路Ｕｘｙの電気的構成を示す回路図である。単位回路Ｕｘｙは、発光素子Ｐｘｙの他に、駆動トランジスタＴＲ１と、制御トランジスタＴＲ２と、容量素子Ｃ１とを備える。発光素子Ｐｘｙは、固定の電源電位Ｖｅｌが供給される給電線と接地線との間に介挿されており、給電線から発光素子Ｐｘｙに至る経路には駆動トランジスタＴＲ１が介挿されている。容量素子Ｃ１は、第１電極Ｅ１及び第２電極Ｅ２を備える。
【００３１】
駆動トランジスタＴＲ１は、ソースとゲートの間の電圧Ｖｇｓに応じた駆動電流を生成して発光素子Ｐｘｙへ供給するものであり、そのソースは給電線及び容量素子Ｃ１の第１電極Ｅ１に、そのゲートは容量素子Ｃ１の第２電極Ｅ２に、そのドレインは発光素子Ｐｘｙに接続されている。容量素子Ｃ１は、書き込まれた電圧を保持するためのものであり、この保持電圧が電圧Ｖｇｓとなる。
【００３２】
一方、容量素子Ｃ１の第２電極Ｅ２と第ｘ列のデータ線２との間には制御トランジスタＴＲ２が介挿されている。制御トランジスタＴＲ２はスイッチング素子として機能し、そのゲートは第ｙ行の制御線１に接続されている。つまり、制御信号Ｓｙがアクティブレベルの期間に限り、制御トランジスタＴＲ２がオン状態となって容量素子Ｃ１への電圧（指定データ）の書き込みが行われる。
【００３３】
単位回路Ｕｘｙは、容量素子Ｃ１に指定データが書き込まれる書込期間と、容量素子Ｃ１に指定データが書き込まれない非書込期間とを巡回的に迎える。書込期間では、図６に示すように、制御トランジスタＴＲ２はオン状態を維持する。したがって、容量素子Ｃ１に、電源電位Ｖｅｌとデータ信号Ｄｘとの差電圧が書き込まれる。電源電位Ｖｅｌは固定であるから、この電圧は、データ信号Ｄｘのレベルによって定まる。また、書込期間では、この差電圧に応じた駆動電流が駆動トランジスタＴＲ１から発光素子Ｐｘｙへ供給される。次の非書込期間では、図７に示すように、制御トランジスタＴＲ２はオフ状態を維持する。したがって、発光素子Ｐｘｙには、容量素子Ｃ１の保持電圧に応じた駆動電流が供給される。つまり、発光素子Ｐｘｙは、書込期間の開始から次の書込期間の開始までの期間（発光期間）において、この書込期間において書き込まれたデータ信号Ｄｘに応じた輝度で発光する。発光素子Ｐｘｙの発光輝度は、零または零より大きい一定値である。
【００３４】
図８は、発光装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。理解を容易とするため、この図には、データ信号Ｄ１〜Ｄｎのうち、第ｘ列のデータ信号Ｄｘのみを示してある。また、この図では、発光期間の長さをＴｅ、書込期間の長さをＴｗ、ブランク期間の長さをＴｂとしてある。Ｔｅは、感光面３０２がＬ２だけ進行する時間でもあり、Ｌ２は感光面３０２がＴｅにおいて進行する距離でもある。ブランク期間は、第ｘ列の４個の単位回路Ｕｘ１〜Ｕｘ４のいずれにも指定データが転送されない期間であり、総ての列に共通である。なお、本実施形態では、制御回路５０がＴｂにわたって特定のデータ信号Ｄｘ（指定データＤｂ）を供給するが、これを変形し、ブランク期間には制御回路５０からデータ信号Ｄｘが供給されないようにしてもよい。
【００３５】
図８に示すように、制御信号Ｓｙは、周期がＴｅのパルスであり、第ｙ行の単位回路Ｕに共通の各種期間を定める。具体的には、制御信号Ｓｙが非アクティブレベルからアクティブレベルへ遷移してから次に非アクティブレベルからアクティブレベルへ遷移するまでの期間が、第ｙ行の発光期間（Ｔｅ）となり、制御信号Ｓｙが非アクティブレベルからアクティブレベルへ遷移してから非アクティブレベルへ遷移するまでの期間が第ｙ行の書込期間（Ｔｗ）となり、制御信号Ｓｙがアクティブレベルから非アクティブレベルへ遷移してからアクティブレベルへ遷移するまでの期間が第ｙ行の非書込期間となる。
【００３６】
制御信号Ｓ１〜Ｓ４が非アクティブレベルからアクティブレベルへ遷移するタイミングは、一定の時間（Ｔｐ）ずつずれている。つまり、発光期間および書込期間は行毎にＴｐずつずれている。ただし、Ｔｐずつずれているのは、同一のドットに係る期間ではなく、異なるドットに係る期間である。同一のドットに係る期間は、行毎に、一定時間（Ｔｅ＋Ｔｐ）ずつずれている。例えば、図８では、ｋ番目のドットに係る単位回路Ｕｘ２用の指定データＤ２ｋが単位回路Ｕｘ２の容量素子Ｃ１に書き込まれる書込期間は、ｋ番目のドットに係る単位回路Ｕｘ１用の指定データＤ１ｋが単位回路Ｕｘ１の容量素子Ｃ１に書き込まれる書込期間からＴｅ＋Ｔｐだけ遅れている。
【００３７】
同一のドットに係る期間を行毎にずらすのは、多重露光を行うからである。また、一定時間を、Ｔｅではなく、Ｔｅ＋Ｔｐとしたのは、一本のデータ線２を同一列の複数の単位回路Ｕで共用するためである。一般的な多重露光では一定時間としてＴｅが採用されるが、一定時間としてＴｅを採用すると、書込期間が行間で重なってしまう。例えば、図８において、ｋ＋１番目のドットに係る指定データＤ１ｋ＋１が単位回路Ｕｘ１の容量素子Ｃ１に書き込まれる書込期間と、ｋ番目のドットに係る指定データＤ２ｋが単位回路Ｕｘ２の容量素子Ｃ１に書き込まれる書込期間とが重なってしまう。これでは、一本のデータ線２を同一列の複数の単位回路Ｕへの指定データの転送で共用することができない。これが、一定時間をＴｅ＋Ｔｐとした理由である。
【００３８】
Ｔｐは、書込期間（Ｔｗ）が行間で重ならないようにするために、Ｔｅとの剰余がＴｗ以上となるように定められている。この剰余は、ブランク期間（Ｔｂ）を確保するために、Ｔｅ−Ｔｂの１／４以下でなければならない。そこで、本実施形態では、Ｔｅ−Ｔｂの１／４をＴｐとしている。もちろん、Ｔｐ＞Ｔｗである。
【００３９】
一方、第１ピッチ（図２のＬ４）は、同一列の４個の発光素子Ｐｘ１〜Ｐｘ４に対応するスポット像が感光面３０２において完全に重なるように、Ｔｅ＋Ｔｐに応じて定められている。具体的には、Ｔｂにおいて感光面３０２が進行する距離をＬ３としたとき、Ｌ２−Ｌ３の１／４とＬ２との和をＬ４としている。もちろん、Ｌ２＞Ｌ３である。ＴｐはＴｅ−Ｔｂの１／４であるから、Ｔｅ＋ＴｐはＴｅとＴｅ−Ｔｂの１／４との和であり、Ｔｅにおいて感光面３０２が進行する距離はＬ２であるから、Ｔｂにおいて感光面３０２が進行する距離をＬ３としたとき、Ｔｅ−Ｔｂにおいて感光面３０２が進行する距離はＬ２−Ｌ３となり、Ｔｅ＋Ｔｐにおいて感光面３０２が進行する距離はＬ２−Ｌ３の１／４とＬ２との和となる。
【００４０】
図９は、発光装置１００によってドットが形成される様子を模式的に示す図である。この図に示す様子は、第ｘ列の発光素子Ｐｘ１〜Ｐｘ４が照射位置Ｒ１の領域Ｒ２にｋ番目のドットを形成する場合のものである。この図に示すように、まず、第１行の発光期間（Ｔｅ）および書込期間が開始する。この書込期間では、単位回路Ｕｘ１の容量素子Ｃ１に指定データＤ１ｋが書き込まれ、この発光期間では、発光素子Ｐｘ１が指定データＤ１ｋに応じた輝度で発光し続ける。具体的には、発光素子Ｐｘ１は、指定データＤ１ｋが示す階調がオンであれば一定の輝度で発光し続け、オフであれば発光しない。前者であれば、Ｙ方向に延在するスポット像ＳＰ１が領域Ｒ２に形成される。
【００４１】
第１行の発光期間の終了からＴｐが経過すると、第２行の発光期間（Ｔｅ）および書込期間が開始する。この書込期間では、単位回路Ｕｘ２の容量素子Ｃ１に指定データＤ２ｋが書き込まれ、この発光期間では、発光素子Ｐｘ２が指定データＤ２ｋに応じた輝度で発光し続ける。具体的には、発光素子Ｐｘ２は、指定データＤ２ｋが示す階調がオンであれば一定の輝度で発光し続け、オフであれば発光しない。前者であれば、Ｙ方向に延在するスポット像ＳＰ２が領域Ｒ２に形成される。スポット像ＳＰ１が形成済みであれば、スポット像ＳＰ２は形成済みのスポット像と完全に重なる。
【００４２】
第２行の発光期間の終了からＴｐが経過すると、第３行の発光期間（Ｔｅ）および書込期間が開始する。この書込期間では、単位回路Ｕｘ３の容量素子Ｃ１に指定データＤ３ｋが書き込まれ、この発光期間では、発光素子Ｐｘ３が指定データＤ３ｋに応じた輝度で発光し続ける。具体的には、発光素子Ｐｘ３は、指定データＤ３ｋが示す階調がオンであれば一定の輝度で発光し続け、オフであれば発光しない。前者であれば、Ｙ方向に延在するスポット像ＳＰ３が領域Ｒ２に形成される。スポット像ＳＰ１及びＳＰ２のうち、少なくとも一つのスポット像が形成済みであれば、スポット像ＳＰ３は形成済みのスポット像と完全に重なる。
【００４３】
第３行の発光期間の終了からＴｐが経過すると、第４行の発光期間（Ｔｅ）および書込期間が開始する。この書込期間では、単位回路Ｕｘ４の容量素子Ｃ１に指定データＤ４ｋが書き込まれ、この発光期間では、発光素子Ｐｘ４が指定データＤ４ｋに応じた輝度で発光し続ける。具体的には、発光素子Ｐｘ４は、指定データＤ４ｋが示す階調がオンであれば一定の輝度で発光し続け、オフであれば発光しない。前者であれば、Ｙ方向に延在するスポット像ＳＰ４が領域Ｒ２に形成される。スポット像ＳＰ１、ＳＰ２及びＳＰ３のうち、少なくとも一つのスポット像が形成済みであれば、スポット像ＳＰ４は形成済みのスポット像と完全に重なる。
【００４４】
このように、第４行の発光期間の終了時点では、領域Ｒ２に、指定データＤ１ｋ〜Ｄ４ｋの階調に応じた像が形成される。この像がｋ番目のドットである。このドットは、４個のスポット像で構成され、最多で４個のスポット像を重ねて形成される。したがって、発光装置１００によれば、各発光素子Ｐの発光輝度を低く抑制することができる。また、前述したように、形成されるドットの階調は、指定データＤ１ｋ〜Ｄ４ｋのうちのオン（オフ）を示す指定データの数に応じたものとなる。この数は、０、１、２、３又は４である。つまり、発光装置１００では、階調数が５のドットを形成することができる。
【００４５】
また、発光装置１００では、発光素子Ｐと制御トランジスタＴＲ２と容量素子Ｃ１と駆動トランジスタＴＲ１とを有する単位回路ＵがＹ方向に配列され、同一列の４個の単位回路Ｕへの指定データの転送が１本のデータ線２を用いて行われるから、Ｘ方向において、発光素子Ｐを駆動する回路に占有される領域が狭くなる。よって、発光装置１００には、高解像度化が容易という利点がある。また、発光装置１００には、Ｙ方向に並ぶ発光素子Ｐの数を増やしても、それが高解像度化を阻害する要因にはならないという利点もある。
【００４６】
ところで、理論的には、ｑを０以上の整数としたとき、Ｔｅ−Ｔｂの１／４とＴｅのｑ倍との和をＴｅ＋Ｔｐとし、Ｌ２−Ｌ３の１／４とＬ２のｑ倍との和をＬ４としても、４個のスポット像を完全に重ねて１個のドットを得ることができる。しかし、ｑ＝０の場合にはＬ２＞Ｌ４となってしまう。つまり、Ｌ４が製造上のボトルネックとなり、Ｌ２を十分に短くすることが困難となってしまう。Ｙ方向の高解像度化は時間的な制御によって達成可能であるが、Ｘ方向の解像度はＬ２で定まってしまうから、Ｌ２を十分に短くすることが困難ならば、Ｘ方向の高解像度化も困難となる。また、Ｔｅ−Ｔｂを無制限に長くすれば、画像の形成に要する時間もＬ４も無制限に長くなってしまう。そして、Ｌ４が無制限に長くなれば、発光装置１００が無制限に大型化してしまう。つまり、ＴｐとしてはＴｅ−Ｔｂの１／４が好適であり、Ｌ４としてはＬ２−Ｌ３の１／４とＬ２との和が好適である。
【００４７】
上述した実施形態を変形し、発光素子Ｐの列を千鳥状に配置することにより、Ｘ方向の高解像度化を更に容易とすることが可能である。この変形例に係る発光装置を図１０に示す。この発光装置に要求される解像度は、発光装置１００に要求される解像度と同じであるが、発光素子ＰのＸ方向のピッチ（Ｌ５）はＬ２よりも長いから、この発光装置によれば、更なる高解像度化が可能となる。
【００４８】
なお、上述した実施形態および変形例では、発光素子Ｐの行数（ｍ）を４としたが、これに限るものではなく、複数であればよい。この場合、ＴｐとしてはＴｅ−Ｔｂの１／ｍが好適であり、Ｌ４としてはＬ２−Ｌ３の１／ｍとＬ２との和が好適である。また、ブランク期間の長さを零としてもよい。この場合、ＴｐとしてはＴｅの１／ｍが好適であり、Ｌ４としてはＬ２の１／ｍとＬ２との和が好適である。例えば、発光装置１００において、ブランク期間の長さが零の場合、Ｔｅの１／４がＴｐとなり、Ｌ２の１／４とＬ２との和、すなわちＬ２の５／４がＬ４となる。このとき、Ｌ２が約２１．２μｍであれば、Ｌ４は約２６．５μｍとなる。
【００４９】
また、上述した実施形態および変形例では、外部から供給される階調データが示す階調数を５としたが、３、４又は６以上としてもよい。また、この数をｆとしたとき、上述した実施形態および変形例では、発光素子Ｐの行数がｆ−１となっているが、これに限るものではない。ただし、発光素子Ｐの行数は２以上でなければならない。
【００５０】
また、上述した実施形態および変形例では、発光素子Ｐとして有機ＥＬ素子を採用しているが、これに限るものではなく、任意の発光素子を採用可能である。特に、発光輝度が高いほど寿命が短くなる発光素子が好適である。採用する発光素子によっては、駆動電流ではなく、駆動電圧が駆動エネルギーとなることもある。また、実施形態について前述したように、変形例に係る発光装置も、特定の方向に一定の速度で進行する感光面に光を照射して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において露光ヘッドとして用いることができる。
【００５１】
図１１は、上述した実施形態または各変形例に係る発光装置を備える画像形成装置の一例を示す縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置であり、上述した実施形態または各変形例に係る４個の発光装置を、それぞれ、ライン型の露光ヘッドとして備えている。
【００５２】
この画像形成装置では、同様な構成の４個の露光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが、同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの露光位置（照射位置）にそれぞれ配置されている。この画像形成装置には、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２とが設けられており、これらのローラ１２１，１２２には無端の中間転写ベルト１２０が巻回されて、矢印に示すようにローラ１２１，１２２の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト１２０に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。
【００５３】
この中間転写ベルト１２０の周囲には、外周面に感光層を有する４個の感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙが互いに所定の間隔をおいて配置される。添え字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙは、中間転写ベルト１２０の駆動と同期して回転駆動される。
【００５４】
各感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の周囲には、コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、露光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面を一様に帯電させる。露光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の帯電させられた外周面（感光面）に静電潜像を書き込む。各露光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、Ｘ方向が感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の発光素子Ｐによって感光体ドラムに光を照射することにより行う。現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。
【００５５】
このような４色の単色顕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、イエローの各顕像は、中間転写ベルト１２０上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト１２０上で重ね合わされ、この結果としてフルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト１２０の内側には、４つの一次転写コロトロン（転写器）１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。一次転写コロトロン１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト１２０に顕像を転写する。
【００５６】
最終的に画像を形成する対象としてのシート１０２は、ピックアップローラ１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラ１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラ１２６の間のニップに送られる。中間転写ベルト１２０上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ１２６によってシート１０２の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対１２７を通ることでシート１０２上に定着される。この後、シート１０２は、排紙ローラ対１２８によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。
【００５７】
図１２は、上述した実施形態または各変形例に係る発光装置を備える画像形成装置の他の例を示す縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリー現像式のフルカラー画像形成装置であり、上述した実施形態または変形例に係る１個の発光装置をライン型の露光ヘッドとして備えている。
【００５８】
感光体ドラム１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリー式の現像ユニット１６１、露光ヘッド１６７、中間転写ベルト１６９が設けられている。コロナ帯電器１６８は、感光体ドラム１６５の外周面を一様に帯電させる。露光ヘッド１６７は、感光体ドラム１６５の帯電させられた外周面（感光面）に静電潜像を書き込む。露光ヘッド１６７は、以上に例示した各態様の発光装置であり、Ｘ方向が感光体ドラム１６５の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、これらの発光素子Ｐから感光体ドラム１６５に光を照射することにより行う。
【００５９】
現像ユニット１６１は、４つの現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋが９０°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸１６１ａを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム１６５に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム１６５に顕像すなわち可視像を形成する。
【００６０】
無端の中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａ、従動ローラ１７０ｂ、一次転写ローラ１６６およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ１６６は、感光体ドラム１６５から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ１６６の間を通過する中間転写ベルト１６９に顕像を転写する。
【００６１】
具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、露光ヘッド１６７によりイエロー（Ｙ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｙにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト１６９に転写される。また、次の１回転で、露光ヘッド１６７によりシアン（Ｃ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｃにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト１６９に転写される。そして、このようにして感光体ドラム１６５が４回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト１６９に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト１６９上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト１６９に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト１６９に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト１６９上で得る。
【００６２】
画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路１７４が設けられている。シートは、給紙カセット１７８から、ピックアップローラ１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラ１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラ１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラ１７１は、中間転写ベルト１６９からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ１７１は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト１６９に接近および離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ１７１は中間転写ベルト１６９に当接させられ、中間転写ベルト１６９に顕像を重ねている間は二次転写ローラ１７１から離される。
【００６３】
以上のようにして画像が転写されたシートは定着器１７２に搬送され、定着器１７２の加熱ローラ１７２ａと加圧ローラ１７２ｂの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対１７６を通過した後、排紙ローラ対１７６が逆方向に回転させられ、矢印Ｇで示すように両面印刷用搬送路１７５に導入される。そして、二次転写ローラ１７１により顕像がシートの他面に転写され、再び定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラ対１７６でシートが排出される。
【００６４】
なお、以上に例示した以外の電子写真方式の画像形成装置にも本発明に係る発光装置を露光ヘッドとして採用することができる。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置にも本発明に係る発光装置を応用することが可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１……制御線、１００……発光装置、２……データ線、５０……制御回路、Ｐ……発光素子、Ｕ……単位回路。
【図１】
2011015114.tif 000003
【図２】
2011015114.tif 000004
【図３】
2011015114.tif 000005
【図４】
2011015114.tif 000006
【図５】
2011015114.tif 000007
【図６】
2011015114.tif 000008
【図７】
2011015114.tif 000009
【図８】
2011015114.tif 000010
【図９】
2011015114.tif 000011
【図１０】
2011015114.tif 000012
【図１１】
2011015114.tif 000013
【図１２】
2011015114.tif 000014