(57)【要約】  【課題】有機ＥＬ素子等の発光素子の発光量を、画像入力信号を用いて制御して画像を露光記録する画像形成装置および画像形成方法であって、再現される画像の濃度階調において隣り合うレベル間で視認できる程度の段差が生じず、画像の濃度階調を滑らかに再現する。  【解決手段】有機ＥＬ素子による発光量を制御する第１の光量制御信号Ｖ１を画像入力信号から生成する。また、有機ＥＬ素子による露光のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２と、この露光のための発光量を制御する第２の光量制御信号Ｖ３とを、画像入力信号から生成する。一方、画像入力信号から有機ＥＬ素子の発光すべき発光量の制御レベルとこの制御レベルと隣り合う制御レベルとの間の、画像形成濃度の差分の大小に応じて、第１の光量制御信号Ｖ１と、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２の光量制御信号Ｖ３との間の信号の切り換えを行なって有機ＥＬ素子の発光制御信号を生成する。【選択図】図３
2005096197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像入力信号を用いて発光素子の発光量を制御して感光材料に画像を露光記録する画像形成装置であって、
供給される発光制御信号に従って発光する発光素子と、
画像入力信号から前記発光制御信号を生成する制御信号生成ユニットと、を有し、
前記制御信号生成ユニットは、
感光材料に所定の濃度で画像が形成されるように、前記発光素子による発光量を制御する第１の光量制御信号を生成する第１の信号生成部と、
露光のＯＮ／ＯＦＦによって記録すべき感光材料の部分が露光されるように、前記発光素子による露光のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御信号およびこの露光の際の前記発光素子による発光量を制御する第２の光量制御信号を生成する第２の信号生成部と、
画像入力信号から前記発光素子の発光すべき発光量を、感光材料の光量−濃度特性を用いて定める演算部と、
この発光量によって定まる、前記第１の光量制御信号における発光量の制御レベルで感光材料に形成される画像形成濃度と、この制御レベルと隣り合う制御レベルで形成される画像形成濃度との差分の大小に応じて、前記第１の光量制御信号と、前記ＯＮ／ＯＦＦ制御信号および前記第２の光量制御信号との間で、信号の切り換えを行なって前記発光制御信号を生成する信号切換部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の信号生成部は、サイズの異なる露光パターンによって感光材料が露光されるように、それぞれの露光パターンに対応したＯＮ／ＯＦＦ制御信号および第２の光量制御信号を生成し、
前記切換部は、画像入力信号から定まる発光量の制御レベルにおける画像形成濃度と、隣り合う制御レベルにおける画像形成濃度との差分が所定値以下となるように、複数の露光パターンの中から選択された１つの露光パターンに対応したＯＮ／ＯＦＦ制御信号および第２の光量制御信号を前記発光素子の制御すべき信号として切り換える請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御信号生成ユニットは、第１のノイズ成分を加算した画像入力信号から前記ＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成する請求項１または２項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御信号生成ユニットは、隣り合う制御レベル間の画像形成濃度の差分を、予め定められた所定値に第２のノイズ成分を加算した加算値と比較、判定する判定部を有し、判定結果に応じて、前記切換部は信号の切り換えを行なって前記発光制御信号を生成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
画像入力信号を用いて発光素子の発光量を制御して感光材料に画像を露光記録する画像形成方法であって、
感光材料に所定の濃度で画像が形成されるように、前記発光素子による発光量を制御する第１の光量制御信号を画像入力信号から生成する第１の信号生成ステップと、
露光のＯＮ／ＯＦＦによって記録すべき感光材料の部分が露光されるように、前記発光素子による露光のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、この露光のための前記発光素子による発光量を制御する第２の光量制御信号とを、画像入力信号から生成する第２の信号生成ステップと、
画像入力信号から前記発光素子の発光すべき発光量を、感光材料の光量−濃度特性を用いて定め、この発光量によって定まる、前記第１の光量制御信号における発光量の制御レベルで感光材料に形成される画像形成濃度と、この制御レベルと隣り合う制御レベルで形成される画像形成濃度との差分の大小に応じて、前記第１の信号生成ステップで生成された前記第１の光量制御信号と、前記第２の信号生成ステップで生成された前記ＯＮ／ＯＦＦ制御信号および前記第２の光量制御信号との間で信号の切り換えを行なうことで、前記発光制御信号を生成する制御信号生成ステップと、を有することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像入力信号を用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子（以降、有機ＥＬ素子という）等の発光素子の発光量を制御して画像を露光記録する画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真等の画像をプリント出力するカラープリントシステムは、感光材料を変調した光で露光して画像を潜像として記録し、この後、この潜像を処理して現像化して画像のプリント出力を行なう。
【０００３】
今日、このカラープリントシステムにおいて、感光材料を露光するための光源として有機ＥＬ素子を用いることが種々提案されている。
有機ＥＬ素子は、電子注入電極を成す陰極電極と、正孔注入電極を成す陽極電極と、これらの電極の間に挟んで配置した、蛍光性有機化合物を含む薄膜の有機層とを有して構成される。そして、これらの電極間に電流（駆動電流）を流すことにより、陰極に電子を陽極に正孔を注入し、これら正孔および電子が再結合することにより再結合エネルギーを発生させ、このエネルギーで有機層の励起を生じさせる。その際、有機層は励起状態から基底状態に遷移するときに蛍光を発して発光する。このような有機ＥＬ素子は、発光部分が非発光となったダークスポット、また、有機ＥＬ素子の使用に伴って輝度が低下する輝度劣化の問題等を有するため、高画質の画像を出力する高寿命の装置を実現することは現在難しい。
下記特許文献１において、有機ＥＬ素子を光源に用いたプリンタ装置が提案されているものの、現在実用的なカラープリントシステムを提供するに至っていない。
【０００４】
ところで、レーザ光源等の発光素子を用いて感光材料に画像を露光記録する露光記録装置の場合、画像の画像入力信号が供給されると、この画像入力信号から感光材料に形成すべき画像の濃度を定め、この濃度を実現するように露光量、さらには発光素子による発光量を定め、この発光量を実現するようにパルス幅を制御したパルス制御信号を生成して、発光素子による露光記録を行なう、いわゆるパルス幅変調方式が用いられる。
このような露光記録装置における発光素子に上記有機ＥＬ素子を用いる場合、制御のし易さの点から上記パルス幅変調方式を用いて画像を感光材料に露光記録する方法が想定される。この場合、感光材料が必要とする露光量に対応した発光量を有機ＥＬ素子で発光させて画像を記録することとなる。また、この場合、有機ＥＬ素子は、上述の発光のメカニズムからわかるように駆動電流の制御によって行なわれ、すなわち、有機ＥＬ素子の発光量を量子化した駆動電流の信号レベルで線形的に制御して行なわれることとなる。
しかし、このような有機ＥＬ素子の発光量の制御では、感光材料の特性によって画像の階調再現性が適切にならず、濃度階調間で極端な段差が生じる虞が想定される。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０５１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、有機ＥＬ素子をはじめとする発光素子の発光量を画像入力信号を用いて制御して画像を露光記録する画像形成装置および画像形成方法であって、再現される画像の濃度階調において視認できる程度の濃度の段差が生じることなく、画像の濃度階調が滑らかに再現される画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、画像入力信号を用いて発光素子の発光量を制御して感光材料に画像を露光記録する画像形成装置であって、供給される発光制御信号に従って発光する発光素子と、画像入力信号から前記発光制御信号を生成する制御信号生成ユニットと、を有し、前記制御信号生成ユニットは、感光材料に所定の濃度で画像が形成されるように、前記発光素子による発光量を制御する第１の光量制御信号を生成する第１の信号生成部と、露光のＯＮ／ＯＦＦによって記録すべき感光材料の部分が露光されるように、前記発光素子による露光のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御信号およびこの露光の際の前記発光素子による発光量を制御する第２の光量制御信号を生成する第２の信号生成部と、画像入力信号から前記発光素子の発光すべき発光量を、感光材料の光量−濃度特性を用いて定める演算部と、この発光量によって定まる、前記第１の光量制御信号における発光量の制御レベルで感光材料に形成される画像形成濃度と、この制御レベルと隣り合う制御レベルで形成される画像形成濃度との差分の大小に応じて、前記第１の光量制御信号と、前記ＯＮ／ＯＦＦ制御信号および前記第２の光量制御信号との間で、信号の切り換えを行なって前記発光制御信号を生成する信号切換部と、を備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【０００８】
ここで、前記第２の信号生成部は、サイズの異なる露光パターンによって感光材料が露光されるように、それぞれの露光パターンに対応したＯＮ／ＯＦＦ制御信号および第２の光量制御信号を生成し、前記切換部は、画像入力信号から定まる発光量の制御レベルにおける画像形成濃度と、隣り合う制御レベルにおける画像形成濃度との差分が所定値以下となるように、複数の露光パターンの中から選択された１つの露光パターンに対応したＯＮ／ＯＦＦ制御信号および第２の光量制御信号を前記発光素子の制御すべき信号として切り換えるのが好ましい。
【０００９】
また、前記制御信号生成ユニットは、第１のノイズ成分を加算した画像入力信号から前記ＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成するのがこのましい。
さらに、前記制御信号生成ユニットは、隣り合う制御レベル間の画像形成濃度の差分を、予め定められた所定値に第２のノイズ成分を加算した加算値と比較、判定する判定部を有し、判定結果に応じて、前記切換部は信号の切り換えを行なって前記発光制御信号を生成するのが好ましい。
【００１０】
前記発光素子は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子である。
【００１１】
本発明は、画像入力信号を用いて発光素子の発光量を制御して感光材料に画像を露光記録する画像形成方法であって、感光材料に所定の濃度で画像が形成されるように、前記発光素子による発光量を制御する第１の光量制御信号を画像入力信号から生成する第１の信号生成ステップと、露光のＯＮ／ＯＦＦによって記録すべき感光材料の部分が露光されるように、前記発光素子による露光のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、この露光のための前記発光素子による発光量を制御する第２の光量制御信号とを、画像入力信号から生成する第２の信号生成ステップと、画像入力信号から前記発光素子の発光すべき発光量を、感光材料の光量−濃度特性を用いて定め、この発光量によって定まる、前記第１の光量制御信号における発光量の制御レベルで感光材料に形成される画像形成濃度と、この制御レベルと隣り合う制御レベルで形成される画像形成濃度との差分の大小に応じて、前記第１の信号生成ステップで生成された前記第１の光量制御信号と、前記第２の信号生成ステップで生成された前記ＯＮ／ＯＦＦ制御信号および前記第２の光量制御信号との間で信号の切り換えを行なうことで、前記発光制御信号を生成する制御信号生成ステップと、を有することを特徴とする画像形成方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明において、制御信号生成ユニットは画像入力信号から発光素子の発光すべき発光量を、感光材料の光量−濃度特性を用いて定め、この発光量によって定まる、第１の露光量制御信号における発光量の制御レベルで感光材料に形成される画像形成濃度と、この制御レベルと隣り合う制御レベルで形成される画像形成濃度との差分の大小に応じて、第１の光量制御信号と、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号および第２の光量制御信号との間で、発光素子の制御すべき信号の切り換えを行なって発光制御信号を生成する。このため、第１の光量制御信号の制御レベルと、隣接する制御レベルとの間で視認できる程度の濃度の段差が生じないように濃度階調を細かく設定でき、画像の濃度階調を滑らかに再現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の画像形成装置および画像形成方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１４】
図1は、本発明の画像形成装置の一例である感光材料を露光して画像を形成するカラープリンタ１０のブロック構成図である。
プリンタ１０は、供給された画像入力信号を用いて感光材料Ｐに潜像を露光記録するヘッドユニット１２と、感光材料Ｐをヘッドユニット１２に搬送し、供給する感光材料供給ユニット１４と、画像を感光材料Ｐに露光記録するためにヘッドユニット１２を駆動させる駆動信号を生成する信号処理ユニット１６と、を有して構成される。
【００１５】
プリンタ１０における信号処理ユニット１６には、画像処理装置１８にて画像処理の施された画像処理済信号が画像入力信号として供給されように、画像処理装置１８と接続されている。また、ヘッドユニット１２で露光、記録された感光材料Ｐがプロセサ１３に導かれるように、ヘッドユニット１２における感光材料Ｐの搬送路は、プロセサ１３に接続されている。
【００１６】
ヘッドユニット１２は、一定速度で搬送される感光材料Ｐに対して搬送方向（副走査方向、Ｙ方向）と直交する方向（主走査方向、Ｘ方向）にライン状に走査露光することにより、感光材料Ｐに画像を形成するユニットである。ヘッドユニット１２は、一定速度で感光材料Ｐを副走査方向（Ｙ方向）に搬送するローラ対２０，２２および駆動モータ２４を有する移動ユニット２５を有し、ローラ対２０，２２の各駆動ローラは駆動モータ２４と機械的に接続され、駆動モータ２４の駆動が駆動ローラに伝達されるようになっている。
ヘッドユニット１２には、感光材料Ｐに光を照射して露光させる発光ヘッド２６と、発光ヘッド２６からの光を感光材料Ｐの所定の位置に結像させるセルフォックレンズからなるレンズアレイ２８とを有する。
【００１７】
なお、本発明では、移動ユニット２５は、発光ヘッド２６を固定して感光材料Ｐを移動させるものであるが、感光材料Ｐを静止させて、発光ヘッド２６を移動させるユニット構成としてもよい。
また、発光ヘッド２６は、感光材料Ｐのシート幅に対して少なくとも同等以上のヘッド長さを有するものであるが、本発明においては、感光材料Ｐのシート幅に対してヘッド長さが短いものであってもよい。この場合、感光材料Ｐまたは発光ヘッド２６を主走査方向に移動させるように移動ユニット２５を構成し、感光材料Ｐのシート幅分露光記録するように、走査露光のタイミングに合わせて主走査方向に移動させるとよい。
【００１８】
発光ヘッド２６は、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）をライン状に配列した発光素子アレイラインが、この配列方向と直交する方向に複数並列して設けられたヘッドであり、この有機ＥＬ素子の発光を制御して走査露光することにより感光材料Ｐに画像を記録するものである。具体的には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような構成となっている。
【００１９】
発光ヘッド２６は、透明性を有するガラス基板２６Ａ上に有機ＥＬ素子をＸ方向（主走査方向）に３５２０個配列して形成した有機ＥＬアレイラインを、Ｙ方向（副走査方向）に３２ライン並列して形成したもので、Ｒ（赤）光を発光するＲ光発光アレイ部２６Ｒと、有機ＥＬ素子をＸ方向に３５２０個配列して形成した有機ＥＬアレイラインを、Ｙ方向に１６ライン並列して形成した、Ｇ（緑）光を発光するＧ光発光アレイ２６Ｇと、有機ＥＬ素子をＸ方向に３５２０個配列して形成した有機ＥＬアレイラインを、Ｙ方向に１６ライン並列して形成した、Ｂ（青）光を発光するＢ光発光アレイ２６Ｂと、これらのアレイを制御して発光させるために電流を流すための駆動用ＩＣ２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅ，２６Ｆ，２６Ｈが設けられている。
駆動用ＩＣ２６Ｃは、Ｒ光発光アレイ２６Ｒの各有機ＥＬ素子に正孔を注入するための陽極駆動用ＩＣであり、駆動用ＩＣ２６Ｅは、Ｒ光発光アレイ２６Ｒの各有機ＥＬ素子に電子を注入するための陰極駆動用ＩＣである。駆動用ＩＣ２６Ｄは、Ｇ光発光アレイ２６ＧおよびＢ光発光アレイ２６Ｂの各有機ＥＬ素子に正孔を注入するための陽極駆動用ＩＣである。また、駆動用ＩＣ２６Ｆは、Ｇ光発光アレイ２６Ｇの各有機ＥＬ素子に電子を注入するための陰極駆動用ＩＣ、駆動用ＩＣ２６Ｈは、Ｂ光発光アレイ２６Ｂの各有機ＥＬ素子に電子を注入するための陰極駆動用ＩＣである。これらのＩＣから陽極電極、陰極電極が配線されている。
【００２０】
各有機ＥＬ素子は、上述したように、電子注入電極を成す陰極電極と、正孔注入電極を成す陽極電極と、これらの電極の間に挟んで配置した、蛍光性有機化合物を含む薄膜の有機層とを有して構成されている。図２（ｂ）には、ガラス基板２６Ａに設けられた有機ＥＬ素子８個が表されている。有機ＥＬ素子は、陽極電極４０ａ〜４０ｄと、陰極電極４２ａ，４２ｂが立体交差した間に、蛍光性有機化合物を含む薄膜の有機層が形成されており、この交差部分が発光する。図２（ｃ）は有機ＥＬ素子の模式的断面図であり、陽極電極４０ａと陰極電極４２ａとの交差位置に設けられた有機ＥＬ素子を模式的に表したものである。
【００２１】
図２（ｃ）に示されるように、有機ＥＬ素子には、透明性を有するガラス基板２６Ａに、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide)等からなる透明性を有する陽極電極４０ａが形成され、その上層にＴＰＤからなる正孔輸送層４４、その上層に、例えばアルミキノリン（Ａｌｑ３）、あるいは、キナクリドンやレーザ用の色素を発光材料（ドーパント）として微量ドーピングすることでドーパントとした発光層をなす有機層４６が形成される。さらに、その上層に、電子輸送層４８が形成され、その上層に、陰極電極４２ａが形成される。これら各層における材料については特に制限は無く、公知のものが用いられるとよい。例えば本願出願人による特開２０００−３０５１９１号公報に記載の材料が挙げられる。
【００２２】
また、ガラス基板２６Ａの、図２（ｃ）中における下側の面（上記層が設けられた面と反対側の面）には、赤、緑あるいは青のカラーフィルタ５０が、Ｒ光発光アレイ２６Ｒ、Ｇ光発光アレイ２６Ｇ、Ｂ光発光アレイ２６Ｂのそれぞれの領域に形成されている。したがって、発光層である有機層４６で発光した光は、正孔輸送層４４、陽極電極４０ａさらにはガラス基板２６Ａを透過して、カラーフィルタ５０の色に応じた波長を持った光が、図２（ｃ）中のガラス基板２６Ａの下側から射出される。
【００２３】
このようなＲ光発光アレイ２６Ｒ、Ｇ光発光アレイ２６ＧおよびＢ光発光アレイ２６Ｂから射出した光は、レンズアレイ２８により感光材料Ｐの所定の位置に結像されて光のドットを形成する。これにより感光材料Ｐは１つの有機ＥＬ素子から発光した光で１つのドットの像が露光記録される。
【００２４】
感光材料供給ユニット１４は、ロール状に巻き回されたウェブ状の感光材料Ｐを定められた長さ分引き出してカットし、カットされたカットシート状の感光材料Ｐをヘッドユニット１２に供給する部分である。
プロセサ１３は、画像を潜像として記録した感光材料Ｐを現像処理して画像を顕像化する公知の装置である。プロセサ１３において現像処理、定着処理および水洗処理等が行なわれる。
【００２５】
信号処理ユニット１６は、制御信号生成ユニット５２と駆動信号生成ユニット５４とを有して構成される。制御信号生成ユニット５２は、画像処理装置１８より供給された画像入力信号から、有機ＥＬ素子の発光すべき発光制御信号を生成するユニットである。
図３は、制御信号生成ユニット５２の概略の構成を示すブロック図である。
制御信号生成ユニット５２は、第１信号生成部６０、第２信号生成部６２、特性データ記憶部６４、発光量演算部６５、判定部６６、切換部６８およびノイズ信号生成部７０を有する。
【００２６】
第１信号生成部６０は、感光材料Ｐに所定の濃度で画像が形成されるように、有機ＥＬ素子による発光量を制御する第１の光量制御信号Ｖ1を画像の各画素毎に生成し、第１の光量制御信号Ｖ1を記憶するとともに、有機ＥＬ素子で露光記録しようとする部分に対応した第１の光量制御信号Ｖ1を呼び出して、第１の光量制御信号Ｖ1を切換部６８に供給する部分である。第１信号生成部６０では、予め定められた参照テーブルを参照することによって、画像入力信号から定まる記録すべき濃度を定め、この濃度を実現するように、感光材料Ｐの光量−濃度特性を用いて有機ＥＬ素子の発光すべき発光量を定め、さらに、この発光量から、第１の光量制御信号Ｖ1における発光量の制御レベルを定める。発光量の制御レベルとは、有機ＥＬ素子のパルス発光を発光時間によって制御して露光するために、１２ビット（０〜４０９５レベル）等でパルス幅が段階的に分けられたパルス信号のパルス幅のレベルをいう。例えば、感光材料Ｐの露光量を大きくする場合、有機ＥＬ素子の発光量を大きくするために、パルス幅を長くして発光量の制御レベルを高くする。このように、定められた制御レベルのパルス信号が、第１の光量制御信号Ｖ1として生成される。したがって、第１の光量制御信号Ｖ1は、有機ＥＬ素子の発光量によって露光記録するドットの像の濃度によって画像の濃度を定める、いわゆる濃度変調方式で露光を制御する信号である。
【００２７】
第２信号生成部６２は、感光材料Ｐに形成されるドットの像による露光のＯＮ／ＯＦＦを切り換えて所定の露光パターンで露光するように、有機ＥＬ素子による露光のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２およびこの露光の際の有機ＥＬ素子の発光量を制御する第２の光量制御信号Ｖ３を画像の各画素毎に生成し、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２の光量制御信号Ｖ３を記憶するとともに、記憶されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２の光量制御信号Ｖ1を、有機ＥＬ素子で露光記録しようとする部分に対応させて逐次呼び出して、切換部６８に供給する部分である。
【００２８】
ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２は、画像入力信号から、ドットの像の露光のＯＮ／ＯＦＦによって表される露光パターンが定められて、各ドットの像による露光のＯＮ，ＯＦＦを規定する信号である。第２光量制御信号Ｖ３は、露光パターンによって露光を行なう時に、感光材料Ｐに所定の濃度でドットの像が形成されるように、有機ＥＬ素子による発光量を制御する信号である。その際、デジタル信号である画像入力信号の上位ビットから、第２光量制御信号Ｖ３が生成され、下位ビットからＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２が生成される。すなわち、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２光量制御信号Ｖ３は、露光パターンによって発光のＯＮ、ＯＦＦが制御され、しかも、発光の際の発光量が制御される。そして、この発光量を制御して形成されたドットの像の濃度によって定まる階調間を補間するように、露光パターンを用いたドットの像のＯＮ／ＯＦＦによって画像の階調が細かく再現される。これにより、有機ＥＬ素子の発光量を粗く制御しつつ、露光パターンによって記録すべき画像の濃度を細かく再現する、いわゆる濃度変調方式および面積変調方式を併用して露光を行なう。
【００２９】
さらに、第２信号生成部６２では、ノイズ信号成分部７０から供給されたノイズ信号が画像入力信号の下位ビットに加算されてＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２が生成される。ノイズ信号成分部７０とは、所定の大きさのノイズ成分を生成して、第２信号生成部６２および切換部６８に供給する部分である。
【００３０】
例えば、１４ビットの画像入力信号から、１２ビットの第２光量制御信号Ｖ３および４ビットのＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２（４×４の露光パターン）を生成する場合、信号情報は１６ビット（＝１２＋４）必要となり、画像入力信号の１４ビットに対して過剰な量子数となる。このため、１４ビット以下の下位ビット（１５、１６ビット）にノイズ成分が付加される。このようにＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２の生成に際し、ノイズ成分が加算されて露光パターンが定められる。したがって、画像入力信号が同じであっても、定められる露光パターンの種類がノイズ成分によって変化するので、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２を用いて記録されるドットの像の露光パターンは常に同一のパターンとはならず、このため露光パターンによる周期的な濃度の変化が発生することはない。
【００３１】
特性データ記憶部６４は、記録すべき感光材料Ｐにおいて、照射される光の発光量とこの時形成される画像形成濃度との対応関係を定めた光量−濃度特性を記憶し、さらに、有機ＥＬ素子の制御レベルとこの制御レベルで形成される画像形成濃度との対応関係を定めた濃度特性が記憶され、適宜発光量演算部６５および判定部６６に濃度特性が呼び出される。
【００３２】
発光量演算部６５は、供給された画像入力信号から発光すべき光量を定め、この定めた光量を判定部６６に供給する部分である。具体的には、感光材料Ｐの光量−濃度特性を
特性データ記憶部６４から呼び出し、これを用いて有機ＥＬ素子の発光すべき発光量を定め、判定部６６に供給する。
【００３３】
判定部６６は、発光量演算部６５から供給された発光量を用いて、発光量制御信号Ｖ１の制御レベルを定めるとともに、特性データ記憶部６４から呼び出された濃度特性を用いて、定められた制御レベルにおける画像形成濃度と、隣り合う制御レベルにおける画像形成濃度との差分を、定められた閾値と比較し、判定する部分である。ここで閾値は、予め定められた所定値にノイズ成分を加算した加算値である。したがって、比較する度に閾値は変動する。
制御レベルは、例えば、発光量制御信号Ｖ１が１２ビットで表されるとすると、０〜４０９５のレベルで表され、このレベルと隣接するレベルとの画像形成濃度における差分を、閾値と比較する。
【００３４】
図４（ａ）は、１２ビット（０〜４０９５レベル）の発光量制御信号Ｖ１で制御を行なう時の、制御レベルとこの制御レベルで感光材料Ｐに形成される濃度との関係を表す濃度特性の一例のグラフである。図４（ａ）中の曲線Ｓ１は通常の感光材料Ｐの濃度特性を示し、曲線Ｓ２，Ｓ３は、温度、湿度や経時劣化等によって感度が変化したときの濃度特性を示している。図４（ｂ）は、このような３種の濃度特性において、隣り合う制御レベル間の画像形成濃度における濃度差の分布を示している。図４（ｂ）中の直線Ｔは、濃度差０．００３における直線である。この濃度差０．００３は、人間が濃度の段差を視認することができるか否かの限界値であり、この限界値を超える場合、人間はこの段差を視認できることを意味する。したがって、濃度特性が曲線Ｓ1から曲線Ｓ２に変化した場合、この曲線Ｓ２における濃度差を表す曲線Ｕ２と直線Ｔとの関係（図４（ｂ）参照）から明らかなように、濃度０〜１．５の領域で濃度の段差が視認される。したがって、基準となる濃度特性を有する感光材料Ｐが環境変化等によって濃度特性が変化した場合、感光材料Ｐ上で再現される画像の階調が滑らかにつながらないといった結果になる。
【００３５】
このため、判定部６６は、感光材料Ｐ上で再現される画像の階調が滑らかにつながらない部分を、上記隣接する制御レベルとの間の画像形成濃度の差分によって判断する。その際、ノイズ信号生成部７０から供給されたノイズ成分を、予め定められた所定値に加算した加算値を閾値として比較、判定に用いる。このように比較、判定において、所定値にノイズ成分を加算したものを閾値として用いるのは、後述する切換部６８において、固定された閾値を用いて、第１光量制御信号Ｖ１からＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２光量制御信号Ｖ３に一律に切り換えると、切換部分で画像の階調が必ずしも滑らかにつながらない場合があるからである。なお、人間が視認できる濃度の段差の限界値が０．００３であることから、所定値として０．００２が用いられる。
こうして、定められた制御レベルにおける、隣接する制御レベルとの画像形成濃度の差分を、所定値にノイズ成分を加算した閾値と大小関係について比較、判定する。判定結果の情報は、切換部６８に供給される。
【００３６】
切換部６８は、供給された判定結果の情報に応じて、第１発光量制御信号Ｖ１あるいはＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２発光量制御信号Ｖ３の間で信号の切換を行なって発光制御信号として生成する部分である。
すなわち、判定部６６から供給された判定結果の情報に応じて、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２発光量制御信号Ｖ３が、あるいは第１発光量制御信号Ｖ１が選択される。例えば、画像形成濃度の差分が閾値より大きい場合、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２発光量制御信号Ｖ３が選択され、それ以外の場合は、第１発光量制御信号Ｖ１が選択されるように切り換わる。こうして、選択された信号によって発光制御信号が生成され、駆動信号生成ユニット５４に供給される。
【００３７】
このように、切換部６８において信号を切り換えるのは、第１発光量制御信号Ｖ１を用いて画像の記録を濃度変調方式で行なうと、隣接する制御レベル間で人間が視認できる程度の段差が生じ、濃度の階調が滑らかにつながらない場合が生じるからである。このため、濃度の階調が滑らかにつながらない可能性が高い場合、第１発光量制御信号Ｖ１からＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２発光量制御信号Ｖ３に信号を切り換えて濃度変調方式および面積変調方式で画像の露光記録を行なう。
一般に、人間が濃度の段差を視認できるのは、濃度差が０．００３を超えた場合である。したがって、この濃度差より若干低い０．００２を所定値として定め、ノイズ成分を加算したものを閾値とすることによって、信号の切り換えをある一定の幅でランダムにすることができる。
こうして生成された発光制御信号は、駆動信号生成ユニット５４に供給される。
【００３８】
駆動信号生成ユニット５４は、供給されたパルス制御信号を、発光ヘッド２６を駆動するための駆動信号に変換して、搬送ローラ対２０，２２による感光材料Ｐの移動のタイミングに合わせて感光材料Ｐの所定の位置を露光するように発光ヘッド２６を駆動する。
【００３９】
なお、信号処理ユニット１６における第２信号生成部６２は、図５に示すような第２信号生成部６２で構成してもよい。すなわち、露光パターンのサイズが異なる、例えば、信号生成部Ａ（６２Ａ）では、ドットの像が２×２の露光パターンで、信号生成部Ｂ（６２Ｂ）では、３×３の露光パターンで、信号生成部Ｃ（６２Ｃ）では、４×４の露光パターンで、それぞれ異なる複数のＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および発光量制御信号Ｖ３を生成し、これを切換部７２に供給するとともに、切換部７２では、判定部６６における判定結果にしたがって、信号を選択して切り換えるように構成してもよい。
【００４０】
この場合、異なる複数のＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および発光量制御信号Ｖ３の中からの選択する方法は、例えば、制御レベルと隣接する制御レベルにおける画像形成濃度の差分をΔＤとすると、２ドット×２ドットの露光パターンを用いて生成された信号に対しては、ΔＤ／（２×２）（１／２）を用いて上述した閾値と比較して判定する。３ドット×３ドットの露光パターンを用いて生成された信号に対しては、ΔＤ／（３×３）（１／２）を用いて上述した閾値と比較して判定する。４ドット×４ドットの露光パターンを用いて生成された信号に対しては、ΔＤ／（４×４）（１／２）を用いて上述した閾値と比較して判定する。これらの比較、判定は、露光パターンのサイズの小さい順に行い、上記例では、ΔＤ／（２×２）（１／２）、ΔＤ／（３×３）（１／２）、ΔＤ／（４×４）（１／２）の順に行い、これらの中で、最初に閾値を下回る信号を選択するように切り換えるとよい。また、異なるＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２の生成は、ドットの像の露光ＯＮ／ＯＦＦを定める露光パターンのサイズの変更によって行なう他、Ｆｒｏｉｄ型、Ｊａｒｉｖ型等のサイズの異なるフィルタを用いた誤差拡散法を適用して露光のＯＮ／ＯＦＦを定めるＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２を生成してもよい。
【００４１】
このようなカラープリンタ１０では、まず、図４（ａ）に示すような濃度特性が特性データ記憶部６５のメモリ等に記憶される。このような濃度特性は、感光材料Ｐの種類によって特定されるので、感光材料Ｐの種類毎に濃度特性を記憶しておき、露光記録に用いる感光材料Ｐの種類に応じて記憶されている感光材料Ｐの濃度特性を読み出すようにしてもよい。また、感光材料Ｐへの記録前に、予めカラープリンタ１０において１２ビットあるいは１４ビット等に量子化されたパルス幅の異なる発光制御信号を用いて発光ヘッド２６に駆動電流を与え、発光制御信号の各制御レベルで有機ＥＬ素子を発光させ、感光材料Ｐ上に形成される画像形成濃度を公知の濃度計等を用いて測定して、感光材料Ｐの濃度特性を求めてもよい。この場合、露光記録直前の感光材料Ｐの濃度特性を用いるので、環境変化等による濃度特性の変化に応じて有機ＥＬ素子の発光を細かく制御できる。
【００４２】
制御信号生成ユニット５２では、画像処理装置１８から画像入力信号が供給されると、この画像入力信号から、第１発光量制御信号Ｖ１、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２発光量制御信号Ｖ３が第１、第２信号生成部６０，６２において生成され、これらの信号が第１、第２信号生成部６０，６２のそれぞれが備える図示されないメモリに記憶される。なお、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２発光量制御信号Ｖ３は、ノイズ信号生成部７０から供給されるノイズ成分が加算された画像入力信号を用いて生成される。
【００４３】
一方、発光量演算部６５において、感光材料Ｐの光量−濃度特性を参照して、画像入力信号から有機ＥＬ素子が発光すべき発光量を定め、この発光量が判定部６６に供給される。
切換部６８では、まず、供給された発光量を用いて、第１発光量制御信号Ｖ１で制御する際の制御レベルが定められる。次に、この制御レベルで形成される画像形成濃度と隣接する制御レベルで形成される画像形成濃度の差分が、定められた閾値、すなわち予め定められた所定値にノイズ成分を加算した閾値と比較され、上記差分が閾値を超える場合、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２発光量制御信号Ｖ３が選択される。上記差分が閾値以下の場合、第１発光量制御信号Ｖ１が選択される。このように、切換部６８は信号の選択が行なわれる。こうして選択された信号によって発光制御信号が生成される。
【００４４】
生成された発光制御信号は、駆動信号生成ユニット５４に供給され、駆動信号生成ユニット５４において発光制御信号による制御を実現する有機ＥＬ素子の駆動信号に変換されて発光ヘッド２６に供給される。
発光ヘッド２６では、この駆動信号によって有機ＥＬ素子の発光が制御され、濃度変調方式による露光あるいは、濃度変調方式および面積変調方式による露光が行なわれる。勿論、このような発光制御信号が一方向に並ぶ複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに供給されて、主走査方向（Ｘ方向）に走査記録される。また、感光材料Ｐは、副走査方向（Ｙ方向）に搬送されているので、発光ヘッド２６によって露光記録を継続して行なうことで、２次元状に画像が記録される。
画像が露光記録された感光材料Ｐは、プロセサ１３に供給されて、現像される。
【００４５】
このように、本発明では、画像形成濃度の、隣接する制御レベルにおける画像形成濃度との差分に応じて、濃度変調方式で画像を形成するための第１光量制御信号Ｖ１と、濃度変調方式および面積変調方式の併用により画像の階調を細かく定めて画像を形成するＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２光量制御信号Ｖ３との間で信号を切り換えて発光制御信号を生成するので、感光材料Ｐに形成される画像の階調間の濃度差は段差が視認されないほどに小さくなり、したがって、画像の階調は滑らかに再現される。
【００４６】
制御信号生成ユニット５２では、第１信号生成部６０および第２信号生成部６２のそれぞれにおいて、画像の各画素の第１光量制御信号Ｖ１、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号Ｖ２および第２光量制御信号Ｖ３を予め生成してメモリに記憶するものであるが、判定部６６において、制御レベルにおける画像形成濃度と隣接する制御レベルにおける画像形成濃度との差分について画像の各画素の走査を行いながら、上記閾値と比較、判定しつつ、そのたびに、比較、判定結果に応じて、発光制御信号として生成すべき信号を、第１信号生成部６０あるいは第２信号生成部６２で生成するように構成してもよい。
【００４７】
以上、本発明の画像形成装置および画像形成方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の画像形成装置の一例である感光材料を露光して画像を形成するカラープリンタのブロック構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示すカラープリントヘッドにおける発光ヘッドのヘッド構成を示す構成図である。
【図３】図１に示すカラープリンタの要部である制御信号生成ユニットのブロック構成図である。
【図４】（ａ）は、有機ＥＬ素子の発光量の制御レベルとこの制御レベルで感光材料に形成される画像形成濃度との関係を表す濃度特性の一例のグラフであり、（ｂ）は、３種の濃度特性において、隣り合う制御レベル間における画像形成濃度の差分を示す図である。
【図５】図１に示すカラープリンタの要部である制御信号生成ユニットの他の例におけるブロック構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  カラープリンタ
１２  ヘッドユニット
１３  プロセサ
１４  感光材料供給ユニット
１６  信号処理ユニット
１８  画像処理装置
２０，２２  ローラ対２０，２２
２４  駆動モータ
２５  移動ユニット
２６  発光ヘッド
２６Ａ  ガラス基板
２６Ｒ  Ｒ光発光アレイ
２６Ｇ  Ｇ光発光アレイ
２６Ｂ  Ｂ光発光アレイ
２６Ｃ，２６Ｄ，２６Ｅ，２６Ｆ，２６Ｈ  駆動用
２８  レンズアレイ
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  陽極電極
４２ａ，４２ｂ  陰極電極
４４  正孔輸送層
４６  有機層
４８  電子輸送層
５０  カラーフィルタ
５２  制御信号生成ユニット
５４  駆動信号生成ユニット
６０  第１信号生成部
６２  第２信号生成部
６４  特性データ記憶部
６５  発光量演算部
６６  判定部
６８，７２  切換部
７０  ノイズ信号生成部
【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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