(57)【要約】【課題】副走査方向の解像度が主走査方向の解像度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍である際においても、濃度ムラが生じることがないようにする。【解決手段】１画素の濃度が複数の階調で表現される画素データに応じて感光体ドラムを露光して、感光体ドラム上に１画素に基づいて１ドットを形成するに当たって、感光体ドラムの副走査方向における解像度が主走査方向における解像度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍である際、主走査方向に配列された発光素子を点灯制御するとき、制御部３３は１ドット内において発光素子（ＬＥＤ）を同時に点灯制御するとともに、画素データに応じた階調毎に発光時間を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画素の濃度が複数の階調で表現される画素データに応じて像担持体を露光して、該像担持体上に前記１画素に基づいて１ドットを形成するに当たって、前記像担持体の副走査方向における解像度が前記主走査方向における解像度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍である際に用いられ、前記像担持体の主走査方向に沿って配列された複数の発光素子を有する発光素子アレイと、光量のばらつきに応じて所定の電流を光量補正した駆動データに応じた駆動電流に基づいて前記発光素子アレイを駆動制御する制御手段とを有し、前記発光素子からの発光を前記像担持体上に結像するようにした露光装置において、
前記制御手段は、前記主走査方向に配列された発光素子を点灯制御する際、前記１ドット内において前記発光素子を同時に点灯制御するとともに、前記画素データに応じた階調毎に発光時間を制御するようにしたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記画素をＮ分割した際、１／Ｎドットの形成を同時に行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の露光装置を備え、前記露光装置によって前記像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を得て、該トナー像を記録媒体に転写し、画像形成を行うようにした画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成を行う際、感光体ドラム等の像担持体を露光する露光装置及びこの露光装置を備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンタ、又はファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体を露光するための露光装置が備えられており、デジタル画像情報に応じて感光体ドラムを露光する露光装置として、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ露光装置が知られている。
【０００３】
このＬＥＤアレイ露光装置では、デジタル画像情報の１ドットに対応した微小なＬＥＤを多数個直線状に配列してアレイ状とし、感光体ドラムの軸方向（主走査方向）に配置し、感光体ドラムの露光を行っている。
【０００４】
ところで、ＬＥＤアレイ露光装置（以下光プリンタヘッドと呼ぶ）を画像形成装置に搭載する際には、不可避的に搭載誤差が発生し、この搭載精度に起因して、光プリンタヘッドが感光体ドラムの回転方向（副走査方向）に対して傾き、描画を行う際、ライン（描画ライン）が傾いてしまうことがある。
【０００５】
このような不具合を防止するため、光プリンタヘッドの傾きに応じて、光プリンタヘッド内のＬＥＤを、複数のグループに分けて、各グループ毎に点灯制御し、発光時間差をもって描画を行って、実質的に斜線を形成して、擬似的に光プリンタヘッドの搭載精度（つまり、光プリンタヘッドの傾き）を補正するようにしている。
【０００６】
ところが、上述のような点灯制御を行ったとしても、副走査方向における解像度と主走査方向における解像度とが同一であると、前述の斜線が段階状の直線として描かれてしまい、その段差が人間の視覚で感知されて、見ずらいものとなってしまう。
【０００７】
このため、副走査方向における解像度を主走査方向における解像度の整数倍（Ｎ倍：Ｎは２以上の整数）として、前述のようにして、斜線を描画し、段差を解消するようにしている。
【０００８】
ところで、前述の光プリンタヘッドは、プリント基板と、その上に搭載されるＬＥＤアレイチップと、これに電流を供給して駆動する駆動ＩＣと、ＬＥＤアレイチップの発光面と感光体ドラムとの間に在ってＬＥＤからの光を感光体ドラム上にビームとして収束して結像させる複数のレンズの集合体であるレンズアレイと、これらの部品を保持する保持部材等を備えており、レンズアレイは、複数のシリンダ状のレンズを束にして配列したものであり、ＬＥＤの光を感光体ドラム上に収束させてビーム形状のドットとして露光する。
【０００９】
そして、光プリンタヘッドでは、各ＬＥＤの発光量が所定の値となるように、各ＬＥＤ毎に最適な電流値を設定して、光量のバラツキを抑えて、所謂光量ムラを低減するようにしている。ところが、前述のレンズアレイの特性によって、感光体ドラム上の結像面においてビーム面積にバラツキが生じ、ＬＥＤ毎の発光量が同一あっても、濃度ムラが生じてしまうことがある。
【００１０】
このような濃度ムラを防止するため、セルフォックスレンズを介して結像される画像情報（つまり、ドット）の位置を感光面が位置する位置に一致させて、この位置を仮想空中線上の位置とし、当該位置における光面積が一定となるように、各ＬＥＤの光量補正データを生成して、光量補正データに応じて各ＬＥＤに与える電流値を調整するか又は各ＬＥＤの発光時間を調整して均一な露光面積とするようにしたものがある（特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２０１６公報（段落（００２１）〜段落（００２４）、第６図）
【００１２】
さらに、上述のような濃度ムラを防止する際、ビーム面積に応じて算出した電流値を各ＬＥＤに設定し、濃度ムラを防止することも行われている。例えば、高階調では、ドットが密集する関係上、ビーム面積が大きいＬＥＤについては、光量（光量は電流値に比例する）を小さくし、ビーム面積が小さいＬＥＤについては、光量を大きくしている。
【００１３】
一方、低階調では、ドットが分散する関係上、ビーム面積の小さいＬＥＤについては、光量を小さくし、ビーム面積の大きいＬＥＤについては、光量を大きくしている。そして、１ドットを多階調化する際には、その階調数に応じて最適な電流値を設定して、ビーム補正を行うようにしている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のようなビーム補正を、副走査方向における解像度が主走査方向における解像度の整数倍である場合に適用すると（いま、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍であるとすると）、あたかも、副走査方向に関しては、１ドットをＮ分割して副走査方向に１／Ｎドットずつ露光することになり、この１／Ｎドットが副走査方向に順次Ｎ個露光されることになる。
【００１５】
このようにして、露光を行うと、１／Ｎドットについて、前述のビーム補正が行われることになって、結果的に、１ドット内の露光量に対応した補正値が選択されないことになってしまう。
【００１６】
この結果、予め設定した補正データからはずれてしまい、ビーム補正が適切に行われなくなって、濃度ムラが発生してしまうという課題がある。
【００１７】
例えば、図５に示す階調数（１ドット内階調数）とビーム補正電流値とを規定する補正電流データで、上述のビーム補正を行うと、１ドットについては、図５に符号Ａで示す直線に応じてビーム補正が行われることになる（なお、１画素は４ビット、つまり、１６段階の濃度階調データを有しており、対応するＬＥＤ発光素子は１６段階の時間で発光する）。
【００１８】
一方、Ｎ＝３であるとすると、図６（ａ）〜（ｆ）に示すように、１ドットについて、副走査方向に１／３ドットずつ順次露光されることになって、これら１／３ドットについてもビーム補正が行われる結果、１／３ドットについては、副走査方向にそれぞれ図５に符号Ｂ１〜Ｂ３で示す直線に基づいてビーム補正が行われることになって、結果的に、１ドットの補正直線である直線Ａ（図５）に応じた補正値が選択されなくなってしまい、１ドット内のビーム補正が適正に行われず、濃度ムラが発生してしまうという課題がある。
【００１９】
本発明の目的は、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度のＮ倍である際においても、濃度ムラが生じることのない露光装置及びこの露光装置を用いた画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、１画素の濃度が複数の階調で表現される画素データに応じて像担持体を露光して該像担持体上に前記１画素に基づいて１ドットを形成するに当たって、前記像担持体の副走査方向における解像度が前記主走査方向における解像度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍である際に用いられ、前記像担持体の主走査方向に沿って配列された複数の発光素子を有する発光素子アレイと、光量のばらつきに応じて所定の電流を光量補正した駆動データに応じた駆動電流に基づいて前記発光素子アレイを駆動制御する制御手段とを有し、前記発光素子からの発光を前記像担持体上に結像するようにした露光装置において、前記制御手段は、前記主走査方向に配列された発光素子を点灯制御する際、前記１ドット内において前記発光素子を同時に点灯制御するとともに前記画素データに応じた階調毎に発光時間を制御するようにしたことを特徴とする露光装置が得られる。例えば、前記制御手段は、前記画素をＮ分割した際、１／Ｎドットの形成を同時に行う。
【００２１】
このようにして、１画素の濃度が複数の階調で表現される画素データに応じて像担持体を露光して像担持体上に１画素に基づいて１ドットを形成するに当たって、像担持体の副走査方向における解像度が主走査方向における解像度のＮ倍である際に、主走査方向に配列された発光素子を点灯制御するとき、１ドット内において発光素子を同時に点灯制御するとともに、画素データに応じた階調毎に発光時間を制御するようにすれば、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度のＮ倍である場合であっても、濃度ムラが生じることがない。
【００２２】
さらに、本発明では、上述の露光装置を備え、前記露光装置によって、前記像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を得て、該トナー像を記録媒体に転写し、画像形成を行うようにした画像形成装置が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２４】
図１を参照して、まず、本発明による露光装置を用いた画像形成装置について説明する。なお、ここでは、露光装置として、ＬＥＤアレイ露光装置が用いられており、図示の画像形成装置は、カラープリンタである。
【００２５】
カラープリンタ１はプリンタ筐体（以下単に筐体という）２を有しており、筐体２内には、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタ用画像形成部３Ｂ，３Ｙ，３Ｃ，及び３Ｍが配置され、さらに、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタ用トナーホッパー１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｃ，及び１０Ｍが配置されている。
【００２６】
また、筐体２内には、記録用紙１４が格納された給紙カセット１２が配置され、記録用紙１４は、一枚ずつ給紙ガイド１３を介して給紙カセット１２から送り出される。
【００２７】
図示のように、搬送ベルト８が搬送ベルト駆動ローラ１１ａ及び１１ｂに張架されており、各色の画像形成部３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、及び３Ｍには、それぞれ現像器４、感光体ドラム５、主帯電器６、ＬＥＤアレイ露光装置７、及びクリーニング部２０等が備えられている。
【００２８】
そして、各色画像形成部３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、及び３Ｍにおいて、感光体ドラム５は搬送ベルト８を介して転写ローラ９と対峙されている。搬送ベルト８の搬送方向下流側には、定着部１７が配置され、後述するように、定着部１７を通過した記録用紙１４は排紙ガイド１５を介して排紙部１６に排紙される。
【００２９】
カラー画像形成を行う際には、主帯電器６によって感光体ドラム５の表面が均一に帯電されて、ＬＥＤアレイ露光装置７によって、画像データに応じて感光体ドラム５が露光され、その表面に静電潜像が形成される。その後、静電潜像は現像器４により現像されて、感光体ドラム５上にトナー像が形成される。
【００３０】
このようなプロセスが各色毎に行われて、給紙カセット１２から給紙された記録用紙１４が給紙ガイド１３によって案内され、図中、反時計方向に回転している搬送ベルト８の上面に吸着されて、各色の画像形成部３Ｂ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍの直下を通過する際に、転写ローラ９によって各色の画像が記録用紙１４に順次転写されて、記録用紙１４上にカラートナー像が形成される。
【００３１】
そして、カラートナー像が転写された記録用紙１４は、定着部１７に送られて、ここで、カラートナー像が記録用紙１４に定着される。そして、記録用紙１４は排紙ガイド１５を介して排紙部１６に排紙される。
【００３２】
図２を参照すると、ＬＥＤアレイ露光装置７は、感光体ドラム５の軸方向（主走査方向）に沿って配列された複数のＬＥＤ発光素子（図示せず）が搭載されたＬＥＤアレイ３１を備えており、これらＬＥＤ発光素子は、ＬＥＤ駆動回路（駆動ＩＣ）３２によって駆動される。
【００３３】
そして、ＬＥＤ駆動回路３２は制御部３３によって制御される。いま、図１に示すカラープリンタ１では、例えば、外部のパソコン（ＰＣ：図示せず）等からプリントデータ（画像データ）が送信され、画像データの各画素に応じて、制御部３３では、ＬＥＤ駆動回路３２を介してＬＥＤ発光素子を駆動制御する。これによって、ＬＥＤ発光素子からの光がレンズアレイ（図示せず）を介して、感光体ドラム５にドットとして結像する。
【００３４】
ここでは、感光体ドラム５の回転方向（副走査方向）の解像度は、主走査方向の解像度のＮ（Ｎは２以上の整数）倍であり、１ドット（１画素）に対して、副走査方向にＮ分割して、後述するようにして、ＬＥＤ発光素子を発光させる。各ＬＥＤ発光素子のビーム補正を行うため、制御部３３には、図５で説明した１ドット内階調数とビーム補正電流値とを規定する補正電流データ直線Ａ（以下補正値という）が設定されており、この補正値は、例えば、予め階調数と駆動電流との関係を測定して、その測定結果に応じて、算出される。
【００３５】
図３を参照して、図２に示す制御部３３は、プリント制御部４０、補正回路４１、補正値記憶部４２を有しており、前述の補正値は、補正値記憶部４２に記憶されている。ここで、Ｎ＝３として、感光体ドラム５を露光する際の駆動制御について説明すると、ＰＣからプリント制御部４０にプリントデータ（画像データ）及びプリント制御信号が与えられる。
【００３６】
プリント制御部４０では、１走査ライン毎の画像信号を補正回路４１に送出するとともに、プリント駆動信号をＬＥＤアレイ露光装置７に送出して、プリントを開始する。補正回路４１では画像信号を受けると、補正値記憶部４２から補正値を読み出して、補正値（図５に示す直線Ａ）に応じて階調数とビーム補正電流値との関係を得て、ＬＥＤ駆動信号を送出する。
【００３７】
そして、ＬＥＤ駆動回路３２では、ＬＥＤ駆動信号に応じてＬＥＤアレイ３１を駆動制御し、図４（ａ）に示すように、副走査方向に３個の１／３ドットを形成する。
【００３８】
制御部３３では、主走査方向に順次ＬＥＤ発光素子を点灯制御する。これによって、図４（ｂ）〜（ｆ）に示すように、１／３ドットは主走査方向に広がることになる。つまり、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、各１／３ドットは主走査方向にフラットに成長することになる。
【００３９】
例えば、６００ｄｐｉの１ドットを、１５分の７の際、３分割の一個ずつを１５分の７ずつ点灯制御することになる。この結果、１／３ドットが階調毎にフラットに成長することになる。
【００４０】
上述のようにして、１／３ドットについて、副走査方向に同時にＬＥＤ発光素子を点灯制御すると、各１／３ドットは主走査方向にフラットに成長し、１ドット内の露光量を副走査方向にドットを分割する前の解像度における露光量と同一として、ビーム補正を行えば、濃度ムラが発生することがない。
【００４１】
いま、感光体ドラム５として、ＯＰＣ感光体を用い、その露光前表面電位を４００Ｖ、半減光量を０．１７μＪ／ｃｍ２、線速を１００ｍｍ／ｓｅｃとし、光プリントヘッド７のサイズをＡ４版サイズ、主走査方向解像度を６００ｄｐｉ、副走査方向の解像度を１８００ｄｐｉ（つまり、この例では、Ｎ＝３である）とし、さらに、露光量を０．７μＪ／ｃｍ２、波長を７７０ｎｍとして、前述のようにして、露光制御を行った。
【００４２】
この結果、「分割無し」の場合（副走査方向にドットを分割しない場合（ＬＥＤアレイが副走査方向に一つのＬＥＤ発光素子を有する場合））には、１ドット内の階調補正で均一な画像が得られる条件が、画像の表面粗さを表す指標である粒状度がハーフ画像（１ドット２５％）において、０．００２２であるのに対して、前述の点灯制御（フラット成長）の際には、０．００１０となって、画像濃度がより均一となることが分かった。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、１画素の濃度が複数の階調で表現される画素データに応じて像担持体を露光して像担持体上に１画素に基づいて１ドットを形成するに当たって、像担持体の副走査方向における解像度が主走査方向における解像度のＮ倍である際に、主走査方向に配列された発光素子を点灯制御するとき、１ドット内において発光素子を同時に点灯制御するとともに、画素データに応じた階調毎に発光時間を制御するようにしたから、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度のＮ倍である場合であっても、濃度ムラが生じることがないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による露光装置を用いたカラープリンタの概略を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明による露光装置の一例を概略的に上側から示す図である。
【図３】図２に示す露光装置を制御する制御部の一例を示すブロック図である。
【図４】図３に示す制御部による点灯制御によって形成されるドットの形成過程を説明するための図である。
【図５】１ドット内階調数とビーム電流補正値との関係を示す図である。
【図６】従来の点灯制御によって形成されるドットの形成過程を説明するための図である。
【符号の説明】
１  カラープリンタ
２  筐体
３Ｂ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ  画像形成部
４  現像器
５  感光体ドラム
６  主帯電器
７  ＬＥＤアレイ露光装置
８  搬送ベルト
９  転写ローラ
１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ  トナーホッパー
１１ａ、１１ｂ  搬送ベルト駆動ローラ、
１２  給紙カセット
１３  給紙ガイド
１５  排紙ガイド
１６  排紙部
１７  定着部
２０  クリーニング部
３１  ＬＥＤアレイ
３２  ＬＥＤ駆動回路（駆動ＩＣ）
３３  制御部
【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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