(57)【要約】【課題】  １ラインに配列された発光素子を階調制御することにより、自然画の印字を可能とするラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置の提供。【解決手段】  ラインヘッド１０には、複数の発光素子Ｅａを配列した発光素子ライン１が設けられている。発光素子ライン１の発光素子は、ｎ個ずつ（この例では１２８個）のブロック（この例では０〜３９の４０ブロック）に区分される。各ブロックは、シフトレジスタ回路により選択され、選択されたブロックの発光素子には、所定の画像データが供給される。この画像データのデータ構造はオンオフで２値化されて濃淡データを時間データに変換しており、発光素子の発光時間を制御することにより階調制御を行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ラインに複数の発光素子を配列した発光素子ラインを設け、当該発光素子ラインの発光素子を複数個ずつ区分して複数のブロックを形成し、前記複数のブロックの選択手段を備え、前記選択手段で選択されたブロックの各発光素子に階調処理された画像データを供給する手段を有することを特徴とする、ラインヘッド。
【請求項２】
前記発光素子ラインの発光素子をｎ個ずつ区分してｍ個のブロックを形成し（ｎ、ｍは２以上の整数）、前記ｍ個のブロックを前記選択手段により順次選択して、当該ブロックの各発光素子に階調処理された画像データを供給することを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記発光素子ラインを副走査方向に複数ライン形成したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記複数ラインの発光素子ラインの中で、点灯動作させる発光素子ラインを選択する切り替え手段を設けたことを特徴とする、請求項３に記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記切り替え手段をスイッチングトランジスタで構成したことを特徴とする、請求項４に記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記ブロックの選択手段をシフトレジスタで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記各ブロックに配列された発光素子を、個別に選択して点灯させる制御手段を設けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項８】
前記発光素子を有機ＥＬ素子、またはＬＥＤで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項９】
制御部に、１ドット毎の階調データの集合からなる濃淡データで形成される画像データを、ラインヘッドに送信する形式に変換する手段を備え、前記変換された画像データを、前記請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッドに配列された発光素子に供給することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記１ドット毎の階調データの集合からなる濃淡データで形成される画像データをスクリーン処理する手段と、各色の画像形成ステーションに対応した色のデータに分解する手段とを具備することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項１１または請求項１２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、１ラインに配列された発光素子を階調制御することにより、自然画の印字を可能とするラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１ラインに多数の発光素子を設けたラインヘッドを露光手段として用いる画像形成装置が開発されている。特許文献１には、プリンタヘッドに１ラインのＬＥＤ素子を配列し、当該ＬＥＤ素子を相互に隣接するｎ個の画素を１ブロックとしてｍ個に分割する例が記載されている。各ブロックの画素をｍ本の共通配線によりブロック毎に共通に配線し、各ブロックより１画素づつ選択して、ｎ本のマトリクス配線により異なるブロック間で共通に配線している。このような構成とすることにより、一定時間平均でみたＬＥＤ素子の発光強度を高めている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１―２７４５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載の技術は、文字データに対応するものであり、発光素子に階調データを供給していないので、画像形成に制約があり、自然画を印字することができない、という問題があった。
【０００５】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、１ラインに配列された発光素子を階調制御することにより、自然画の印字を可能とするラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、１ラインに複数の発光素子を配列した発光素子ラインを設け、当該発光素子ラインの発光素子を複数個ずつ区分して複数のブロックを形成し、前記複数のブロックの選択手段を備え、前記選択手段で選択されたブロックの各発光素子に階調処理された画像データを供給する手段を有することを特徴とする。このため、発光素子はブロック単位で階調制御されるので、自然画の印字にもきめ細かく対応することができる。
【０００７】
また、本発明は、前記発光素子ラインの発光素子をｎ個ずつ区分してｍ個のブロックを形成し（ｎ、ｍは２以上の整数）、前記ｍ個のブロックを前記選択手段により順次選択して、当該ブロックの各発光素子に階調処理された画像データを供給することを特徴とする。このように、各ブロックには同数のｎ個の発光素子が配列されているので、データ線の配線が簡素化され各ブロックの発光素子へのデータ供給が円滑に行われる。
【０００８】
また、本発明は、前記発光素子ラインを副走査方向に複数ライン形成したことを特徴とする。このため、予め予備ラインを形成しておき、点灯動作している発光素子ラインの発光素子に異常が発生した場合でも迅速に対応できる。また、多重露光にも対応できる。
【０００９】
また、本発明は、前記複数ラインの発光素子ラインの中で、点灯動作させる発光素子ラインを選択する切り替え手段を設けたことを特徴とする。このため、点灯動作中に輝度が低下した場合には、発光素子ラインを切り替えて交互に点灯動作させて使用することができるので、発光素子の寿命を延長させることが可能となる。
【００１０】
また、本発明は、前記切り替え手段をスイッチングトランジスタで構成したことを特徴とする。このため、発光素子ラインの切り替えを精度良く素早く行うことができる。
【００１１】
また、本発明は、前記ブロックの選択手段をシフトレジスタで構成したことを特徴とする。このため、パルス駆動の簡単な構成でブロック選択を行うことができる。
【００１２】
また、本発明は、前記各ブロックに配列された発光素子を、個別に選択して点灯させる制御手段を設けたことを特徴とする。このため、１ラインの発光素子ラインに配列された個別の発光素子の点灯、非点灯の制御を簡単に行うことができる。また、１ラインの発光素子ラインに配列された発光素子を、必要に応じてブロック単位かつ当該ブロック内で個別に制御することができる。また、個別の発光素子の点灯時間を任意に設定することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記発光素子を有機ＥＬ素子、またはＬＥＤで構成したことを特徴とする。有機ＥＬ素子は静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できる。また、ＬＥＤで構成した場合には発光素子の製造が簡単になる。
【００１４】
本発明の画像形成装置は、制御部に、１ドット毎の階調データの集合からなる濃淡データで形成される画像データをラインヘッドに送信する形式に変換する手段を備え、前記変換された画像データを、前記いずれかに記載のラインヘッドに配列された発光素子に供給することを特徴とする。このため、濃淡データで形成される画像データを時間データに変換することにより発光素子の発光時間の長さを変えて階調制御することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記制御部は、前記１ドット毎の階調データの集合からなる濃淡データで形成される画像データをスクリーン処理する手段と、各色の画像形成ステーションに対応した色のデータに分解する手段とを具備することを特徴とする。このように、画像データをスクリーン処理、色変換処理を経てラインヘッドに送信する形式に変換しているので、最適なデータを発光素子に供給することができる。
【００１６】
また、本発明は、像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、ブロック単位で発光素子を階調制御することにより自然画の印字に対応することができる。
【００１７】
また、本発明は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリ現像ユニットを備えた画像形成装置において、ブロック単位で発光素子を階調制御することにより自然画の印字に対応することができる。
【００１８】
また、本発明は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、ブロック単位で発光素子を階調制御することにより自然画の印字に対応することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、１ラインに配列された発光素子を階調制御することにより、自然画の印字を可能とするラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を実現することができる。また、発光素子はブロック単位で階調制御されるので、自然画の印字にもきめ細かく対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図を参照して本発明を説明する。図２は、本発明における画像データの例を示す説明図である。図２（ａ）は、ホストコンピュータなどの外部機器で作成される画像データの例を示している。図２（ａ）において、印字画像の、主走査方向Ｙの画素数をξとし、副走査方向Ｘの画素数をζとする。Ｚは紙送り方向とする。
【００２１】
外部機器により、1つの印字画像に対し、主走査方向にξ列、副走査方向にζ行の行列状の画像濃淡データが形成される。これらの濃淡データは、allを印字紙面の左上端の画素濃度、aijを左からｉ番目、上からj番目の画素濃度、aξζを右下端の画素濃度を表すものとする。本発明においては、画像データの主走査方向の配列を列、副走査方向の配列を行と表示する。
【００２２】
ここで、ある行にかかる主走査期間ｔＨを、ｋ個の複数の小主走査期間ｔＨｓに分ける。更に、各小主走査期間ｔＨｓをｍｘ個のブロック小主走査期間ｔＨｓｂに分ける。ここで、ｋは表現する濃淡階調数以上、ｍは正整数ｎとの積が、ｎｍ≧ξを満たす整数、更に、j列のデータをａブロックの第ｂデータとする。但し、j−1＝ａｍｘ＋ｂ、とする。
【００２３】
図２（ｂ）は、画像データの具体例を示す説明図である。主走査方向の画素数を、ξ＝５０１２ｐｉｘｅｌとした場合に、ｎ＝１２８ｂｉｔとし、ｍ＝４０個のブロックに分ける。この場合に、５０１２＝１２８ｂｉｔ×３９＋２０bｉｔ×lとなる。従って、例えば、１２８列目の濃淡データは、０ブロックの第１２７データとなる。また、小主走査期間ｔＨｓを10μSとする。ブロック小主走査期間ｍｘは４０であるから、ブロック小主走査期間ｔＨｓｂは、１０／４０＝０.２５μＳとなる。また、主走査期間ｔＨは、小主走査期間ｋを２０とすると小主走査期間ｔＨｓの２０倍の２００μＳとなる。
【００２４】
ここで、本発明のデータ変換部は、対象とする画像データ、すなわち図２（ａ）に示した濃淡データが、どの行の主走査期間であるか、どの小主走査期間であるか、どのブロツク小主走査期間であるかを認識する。このような認識手段は、例えば、適当なカウンタ回路を組み合わせて画素数をカウントすることにより容易に実現出来る。次に、前記各期間を認識する手段を用いて、濃淡データを当該濃度に応じた時間データに変換する。
【００２５】
前記した、濃淡データを時間データに変換する第１の例について説明する。任意の画素の濃淡データａijは、次のように変換される。主走査期間がｉ行目で、任意のブロック小主走査期間のデータとして、濃淡データａijの値＞小主走査期間の値、の場合にオンデータ（１）とし、その他の場合にはオフデータ（０）に変換する。なお、小主走査期間の値は、この例では、前記ｋ個に区分された複数の小主走査期間において何番目の値に相当するかの数値、すなわち、１〜ｋの整数となる。
【００２６】
このような時間データへの変換は、濃淡データａｉｊの値＞（全小主走査期間一小主走査期間）の値の場合にオンデ−タとし、その他の場合にはオフデータに変換しても良い。この場合には、全小主走査期間一小主走査期間値は、ｋから小主走査期間の順番の数値を減算した数値となる。前者は主走査期間の早い時間に点灯し、後者は後半に点灯する。
【００２７】
更に、（濃淡データａｉｊの値／２）＞｛（全小主走査期間一小主走査期間）／２｝、又は、（濃淡データａｉｊの値／２）＞（小主走査期間の値／２）の場合にオンデータとし、その他の場合にはオフデータに変換しても良い。このような（１／２）で除算する処理を行うことにより、主走査期間の中程で点灯させることができる。
【００２８】
前記のような処理とは逆に、主走査期間の中程で非点灯とさせる条件設定も同様に可能である。これらの条件は総ての画素について必ずしも同じにする必要はなく、例えば隣接する画素で異ならせても良い。また、これらの条件設定は、印字画像によって異ならせても良い。例えば、線画等であれば、同一条件の方が好ましく、自然画の場合には異ならせた方が良い場合がある。更に、多色印刷で複数本の画素を使用する場合には、色毎に設定を変えても良い。このように、これらの印字条件は適宜設定可能である。
【００２９】
次に、濃淡データを時間データに変換する第２の例について説明する。この例では、任意の画素の濃淡データａｉｊを２値のデータテーブル（ビットマップ）に変換し、各期間毎に随時読み出すものである。図３は、第２の例の説明図である。図３に示されているように、第２の例においては、値、主走査期間ｉ、小主走査期間ｋ、ブロック小主走査期間ｍｘ、列ｊ（ａブロック第ｂデータ）の値をアドレスとしたメモリ空間に、濃度データの値に応じた個数のオンデ−タを小主走査期間（アドレス）に配置する。
【００３０】
オンデ−タの配置の方法は、小主走査期間（アドレス）の先頭側、終端側、中間部、分散配置など、第１の例と同様に任意に配置することが出来る。図３の例では、ｉ行の１２７列目から１３１列目まで、総て８／１６階調表示をさせる場合を示している。図中、○はオンデータを意味し、空欄はオフデータを意味する。△は第３の例で説明する補正用のオンデ−タである。これらのビットマップデータを、前述の各期間認識手段をアドレスとして、読み出し、プリンタヘッドへ送出する。
【００３１】
濃淡データを時間データに変換する第３の例では、属性情報による変換の応用を適用するものである。すなわち、予め知り得た画素むら情報に基づいて、暗い行については、第２の例で用いた表（ビットマップ）で、△印で示すように、補正用のオンデ−タを付け加えることにより、輝度むらを補正することが出来る。この実施形態の場合には、プリンタヘッド部の各画素毎の輝度むら補正をすることが出来る。なお、第１の例においても、濃淡データを時間データに時間変換する際に、濃淡データに輝度むら補正データを付け加えてから変換することによって、同様に輝度むら補正が出来る。
【００３２】
図１は、本発明のラインヘッド１０の例を示す説明図である。１ラインの発光素子ライン１には、複数個の発光素子Ｅａが配列されている。発光素子Ｅａは、有機ＥＬやＬＥＤが用いられる。発光素子はｎ個ずつまとめられてブロックに区分される。この例では、各ブロックにｎ＝１２８の発光素子が配列されている。ブロック数ｍは、０〜３９の４０としている。Ｙは主走査方向、Ｘは副走査方向を示している。各ブロックは、後述するようにシフトレジスタ回路の出力信号により選択される。また、選択されたブロックの発光素子に対して、前記のように濃淡データを時間データに変換したデータ信号が供給され、各発光素子の発光時間が制御される。このため、印字画像の階調制御が可能となり、自然画の印字を高画質で実現できる。
【００３３】
本発明においては、ホストコンピュータから画像形成装置に送られてきた画像データは、画像処理手段を介して記憶手段に記憶される。この画像データのデータ構造は、1ドット毎のＲＧＢ各色の階調データの集合となっている。記憶手段に記憶された画像データについて、所定の画像処理を施してラインヘッドに転送している。
【００３４】
図４は、本発明による前記画像データのラインヘッドへの転送例を示すフローチャートである。図４において、処理プログラムをスタートさせる（ステップＳ１）。次に、スクリーン処理を行う（ステップＳ２）。スクリーン処理は、画像形成装置のプロセス条件とのマッチングを取り、階調再現性を確保することを目的として行われる。スクリーンの種類としては、万線パタ−ン、誤差拡散パターン、網点パターン等が知られているが、通常はこれらを組み合わせて用いられる。この処理によるデータ構造は、前記記憶手段に記憶されているデータ構造と同様に、1ドット毎にＲＧＢ各色の階調データの集合となっている。
【００３５】
続いて、色変換処理を行う（ステップＳ３）。この処理は、スクリーン処理された画像データを、各画像形成ステーションに対応した色に分解したデータに変換するものである。データ構造は、1ドット毎の階調データの集合になる。次に、色変換処理されたデータに対してラインヘッド送信用データへの変換処理を行い（ステップＳ４）、ラインヘッドへデータを転送し（ステップＳ５）、処理プログラムを終了する（ステップＳ６）。
【００３６】
図５は、画像データの例を示す説明図である。（ａ）は、ホストコンピュータから画像形成装置に送られて来た元の画像データを示している。（ｂ）はスクリーン処理後の画像を示す。（c）は、スクリーン処理された画像データを、各画像形成ステーションに対応した色に分解したデータを示している。
【００３７】
色分解データはこの例では、Ｃ１はイエロー、Ｃ２はマゼンタ、Ｃ３はシアン、Ｃ４はブラックの各画像形成ステーションに設定するデータを示している。（ｄ）は、色分解された階調データをラインヘッドヘ送る形式に変換したデータを示す。このデータ構造は、オン（１）、オフ（０）に２値化されている。ｄ１、ｄ２、ｄ３・・・はそれぞれ画像１ラインのデータを示している。例えば、画像１ラインのデータｄ１はｄａ〜ｄｎ行で形成されており、上の行から順次ラインヘッドに送信することにより、各発光素子の発光時間を制御する。
【００３８】
図６は、本発明の実施形態を示すブロック図である。画像形成装置に設けられている制御部２０には、ＣＰＵ、画像処理部などで構成されるデータ処理手段２１、および記憶手段２２が設けられている。また、ラインヘッドには、イエローの発光素子ライン２３、マゼンタの発光素子ライン２４、シアンの発光素子ライン２５、ブラックの発光素子ライン２６が設けられている。
【００３９】
データ処理手段２１は、前記のようにホストコンピュータ２７から画像形成装置に送信され、記憶手段に記憶されている元の画像データを読み出して、図４、図５で説明したような処理を行う。すなわち、スクリーン処理、色変換処理、ラインヘッドへの送信用データの変換処理を行う。このようにして、図５（ｄ）のように濃淡データを時間データに変換したデータを各色の発光素子ライン２３〜２６に供給し、発光素子の階調制御を行う。
【００４０】
図７は、本発明によるラインヘッド制御の一例を示すブロック図である。図７において、発光素子ライン１には、有機ＥＬまたはＬＥＤの発光素子を配列する。この発光素子ライン１は、発光素子をｎ個ずつ（この例では１２８個）、ｍ個（この例では４０）のブロックに区分する。なお、発光素子が２０個の最終ブロックは画素数調整用に設けられている。ブロック選択は、シフトレジスタ回路ＳＲ１〜ＳＲｎの出力信号により行う。
【００４１】
ＶＨＨ、ＶＬＬはシフトレジスタ回路の電源線、ＳＰはシフトレジスタ回路のスタート信号、ＥＰは出力信号である。Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎは論理回路、ＶＤＤＥＬ、ＶＳＳＥＬは発光素子ライン１の電源線である。ＤＡＴＡ０〜１２７は、各ブロックの１２８個の発光素子に選択的に送信されるデータ信号である。このように、各ブロックには同数のｎ個の発光素子が配列されているので、データ線の配線が簡素化され各ブロックの発光素子へのデータ供給が円滑に行われる。
【００４２】
各発光素子と電源線ＶＤＤＥＬ、ＶＳＳＥＬ間には、ドライブトランジスタＴｒ２が接続されている。ドライブトランジスタＴｒ２は、制御トランジスタＴｒ１により制御される。ＥＮＢ信号は、ハイレベル（以下Ｈレベルと略記）の時に強制的に総ての発光素子を非点灯にする。Ｂ０〜Ｂ３９は各ブロック０〜３９の選択信号で、論理回路Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎの状態によりブロックの選択、非選択が決定される。
【００４３】
次に、図７の動作について説明する。シフトレジスタ回路ＳＲ１にスタート信号（ＳＰ）を入力し、逐次クロック信号（ＣＬＫ）でシフトレジスタ回路を転送させることにより各ブロックを順次選択する。また、ｎ（＝１２８）本のデータ線のデータ信号ＤＡＴＡ０〜１２７のオンまたはオフの状態で、選択されたブロックの当該発光素子の点灯／非点灯を決定する。非選択状態のブロックについては、次に選択されるまでその状態が維持される。このようなブロック選択の制御については、図９のブロック図で詳細に説明する。
【００４４】
シフトレジスタ回路ＳＲ１〜ＳＲｎは、クロック（ＣＬＫ）の両エッジでシフト動作できるように構成されており、クロック（ＣＬＫ）周波数を下げることが出来る。このような制御は、シフトレジスタ回路を例えば低温ポリシリコン半導体で発光素子ラインと一体形成する場合に、シフトレジスタ回路の動作速度を余り速く出来ない状態の際に有用となるものである。
【００４５】
図８は、図７の実施形態における動作例を示すタイミングチャートである。図８において、（ａ）クロックパルスＣＬＫは２ＭＨｚで発生させ、シフトレジスタ回路に供給している。（ｂ）シフトレジスタ回路に入力されるスタート信号ＳＰは、１小主走査期間ｔＨｓ毎に発生し、その間隔は10μＳ、すなわち２０クロックである。
【００４６】
（ｃ）各シフトレジスタ回路の出力信号Ｑｆｒｏｎｔ〜Ｑｂａｃｋは、次のように区分される。すなわち、１２８個の発光素子からなるブロック０〜３８の３９ブロックを選択するＱｆｒｏｎｔ〜Ｑ３８と、２０個の発光素子からなるブロック３９を選択するＱ３８、Ｑ３９と、出力信号ＥＰを送出するＱｂａｃｋに区分される。例えば、ＱｆｒｏｎｔとＱ１の論理積で、ブロック０を選択する信号Ｂ０がＨレベルとなる。この際のブロック小主走査期間ｔＨｓｂは、ｍ＝４０であるから、１０／４０＝０.２５μＳである。
【００４７】
（ｄ）には、前記ブロック選択信号Ｂ０〜Ｂ３９が記載されており、Ｈレベルで当該ブロックが選択される。（ｅ）は、１２８ビットのデータ信号を示している。これは、例えば、ブロック内の１２８個の発光素子に対応する点灯／非点灯を決定する信号を示すものである。
【００４８】
本発明においては、前記のように１ラインの発光素子ラインに配列されている複数の発光素子をブロックに区分して、ブロック単位で動作させることや、各発光素子ラインにおける個別の発光素子を選択して発光させる制御を行うことができる。図９はこのような制御を行う例を示す回路図、図１０はそのタイミングチャート、図１１は説明図である。なお、図９〜図１１は、発光素子ラインの一部に配列された発光素子の制御について示している。ここでは、動作原理の説明を行うことを目的とするので、図９の回路図では駆動原理がわかりやすいように簡素化されている。
【００４９】
図９において、ラインヘッド１０ａには、発光素子ライン１が設けられている。発光素子ライン１には、例えばＥＬ素子やＬＥＤを用いた発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が配列されている。有機ＥＬ素子は静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できる。また、ＬＥＤで構成した場合には発光素子の製造が簡単になる。４は正の電源線、５は負の電源線である。正の電源線４は、発光素子ライン１における各発光素子のアノードに共通して接続されている。また、負の電源線５は発光素子ライン１における各発光素子のカソードに接続されている。発光素子ライン１は、電源線４、５間に接続される。
【００５０】
図９の１１、１２、１３は、発光素子Ｄ００〜Ｄ２３をブロック単位で制御するためのシフトレジスタ回路で、シフトレジスタ回路１１の出力信号Ｃ０は発光素子Ｄ００〜Ｄ０３を含むブロックＡを制御する。また、シフトレジスタ回路１２の出力信号Ｃ１は発光素子Ｄ１０〜Ｄ１３を含むブロックＢを制御し、シフトレジスタ回路１３の出力信号Ｃ２は発光素子Ｄ２０〜Ｄ２３を含むブロックＣを制御する。
【００５１】
ＳＰは信号線１７よりシフトレジスタ１１のデータ端子Ｄに入力されるスタートパルス、ＣＫは信号線１８より各シフトレジスタ１１〜１３に入力されるクロック信号である。７は各発光素子にデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３を供給する信号線、Ｔｒ２は各発光素子のアノード側に接続されるドライバトランジスタ、Ｔｒ１はドライブトランジスタＴｒ２のゲートにソースが接続される制御トランジスタである。制御トランジスタＴｒ１、ドライブトランジスタＴｒ２は、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）により形成される。
【００５２】
シフトレジスタ回路１１の出力端子Ｑから出力される出力信号Ｃ０は、信号線Ｃ０ａを介して発光素子Ｄ００〜Ｄ０３に接続される各制御トランジスタＴｒ１のゲートに印加される。Ｃ１はシフトレジスタ回路１２の出力信号であり、信号線Ｃ１ａを介して発光素子Ｄ１０〜Ｄ１３に接続される各制御トランジスタＴｒ１のゲートに印加される。Ｃ２はシフトレジスタ回路１３の出力信号であり、信号線Ｃ２ａを介して発光素子Ｄ２０〜Ｄ２３に接続される各制御トランジスタＴｒ１のゲートに印加される。
【００５３】
このように、シフトレジスタ回路１１は発光素子ライン１の発光素子の中からブロックＡの発光素子Ｄ００〜Ｄ０３を選択する。また、シフトレジスタ回路１２はブロックＢの発光素子Ｄ１０〜Ｄ１３を選択し、シフトレジスタ回路１３はブロックＣの発光素子Ｄ２０〜Ｄ２３を選択する。すなわち、シフトレジスタ回路１１〜１３は、発光素子のブロック選択手段として機能する。それぞれのシフトレジスタ回路出力信号Ｃ０〜Ｃ２がＨレベルのときに、当該ブロックの発光素子を制御する各制御トランジスタＴｒ１のゲートに信号を印加する。各発光素子は、正の電圧ＶＤＤが印加される電源線４と負の電源線５間に並列に接続されている。このようにシフトレジスタを用いているので、パルス駆動の簡単な構成でブロック選択を行うことができる。
【００５４】
次に、データ線７のデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３について説明する。このデータ信号は、各制御トランジスタＴｒ１のドレインに供給される。したがって、前記ブロック選択信号で選択された発光素子の制御トランジスタＴｒ１にデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３が供給されると、当該制御トランジスタＴｒ１に接続されたドライブトランジスタＴｒ２が導通して該当する発光素子が動作する。なお、前記ブロック選択信号を制御トランジスタＴｒ１のドレインに、データ線を制御トランジスタＴｒ１のゲートに繋ぎ変えた攻勢でも同様の動作が可能である。
【００５５】
例えばブロックＡについては、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３はそれぞれ発光素子Ｄ００〜Ｄ０３を制御する制御トランジスタＴｒ１に供給される。すなわち、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３は、同一ブロック内の個別の発光素子を選択する選択信号として作用する。このように、本発明のラインヘッドにおいては、個別の発光素子を選択して点灯動作させることができる。なお、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３は、前記のように濃淡データが時間データに変換されて各発光素子に供給される。
【００５６】
次に、図１０のタイミングチャートを参照して、各発光素子の具体的な動作について説明する。図９の各発光素子に接続される正負の電源線４−５間には直流電圧が印加されているものとする。このタイミングチャートは、発光素子の動作時間が１〜８の小主走査期間で８区分されている。この小主走査期間の長さは前記のように10μｓに設定する。図示番号１１〜１３で構成される一連のシフトレジスタ回路において、左端のシフトレジスタ回路１１のデータ端子Ｄにスタートパルス（ＳＰ）を入力する。このＳＰは、クロック信号（ＣＫ）の立上りに同期して取り込まれ、順次シフトレジスタ回路１１〜１３間で転送される。
【００５７】
ここで、シフトレジスタのいずれかの出力の一つだけがＨレベルとなるように信号ＳＰの間隔が設定されている。例えば小主走査期間１において、時刻０でＳＰがシフトレジスタ回路１１に入力され、この際にＣＫがＨレベル（ｕ）でシフトレジスタ回路１１の出力信号Ｃ０がＨレベルとなる。次のＣＫがＨレベルのタイミング（ｖ）でＳＰがシフトレジスタ回路１２に転送され、その出力信号Ｃ１がＨレベルとなる。さらに、次のＣＫがＨレベルのタイミング（ｗ）でＳＰがシフトレジスタ回路１３に転送され、その出力信号Ｃ２がＨレベルとなる。
【００５８】
各シフトレジスタ回路の出力信号は、各ブロックの制御トランジスタＴｒ１群のゲートに接続されている。図１０に示されているように、各ブロックを選択するＣ０〜Ｃ２の信号は、時間差をもって制御トランジスタＴｒ１に印加される。このため、あるブロックの制御トランジスタＴｒ１群のスイッチがオンとなるときには、残りの他のブロックにおけるトランジスタＴｒ１群のスイッチはオフとなっている。
【００５９】
このように、選択されているブロックは、制御トランジスタＴｒ１群のスイッチがオンとなり、選択されたブロックのドライブトランジスタＴｒ２群のゲートにデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３が供給される状態となる。このため、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３の状態（ＨレベルまたはＬレベル）で、ドライブトランジスタＴｒ２群のゲートの電位が決定され、選択ブロックのドライブトランジスタＴｒ２群のスイッチのオン／オフ状態が決定される。
【００６０】
あるブロックの選択後、当該ブロックが非選択になると、データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３は、選択されていたブロックのドライブトランジスタＴｒ２群のゲートに供給されない状態となる。しかしながら、ドライブトランジスタＴｒ２群のゲートの電位は寄生容量によりブロック選択時の電位を保つので、ドライブトランジスタＴｒ２群のスイッチのオン／オフ状態が維持される。このようなドライブトランジスタＴｒ２群の状態は、次に当該ブロックが選択されるまで維持される。
【００６１】
非選択の状態から次のタイミングで当該ブロックが選択されると、再びデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３の状態でブロック内におけるドライブトランジスタＴｒ２群のスイッチのオン／オフ状態が決定される。以上の動作が、総てのブロックについて順次、繰り返し行われる。従って、各発光素子の点灯動作について、この繰り返し周期単位の時間変調、すなわち、点灯時間の制御が可能となる。
【００６２】
図１０において、小主走査期間１において、時刻０でブロックＡが選択される。次に時刻ｔａでブロックＢが選択され、時刻ｔｃでブロックＣが選択される。小主走査期間２〜８においても同様に、シフトレジスタ回路１１〜１３の出力信号Ｃ０〜Ｃ２がＨレベルのときに、それぞれ対応したブロックＡ〜Ｃのいずれかが選択される。このようなブロック選択の状況を図１０では縦方向の網がけで表示している。
【００６３】
データ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３は、前記のように各ブロックＡ〜Ｃ内の個別の発光素子を選択する。例えばブロックＡにおいては、データ信号と発光素子との対応関係は、Ｄａｔ０（Ｄ００）、Ｄａｔ１（Ｄ０１）、Ｄａｔ２（Ｄ０２）、Ｄａｔ３（Ｄ０３）、となる。細線（Ｆ）は、このようなデータ信号と発光素子との対応関係を示すものである。ブロックＢ、Ｃについても同様に各データ信号と発光素子との対応関係を細線で表示している。
【００６４】
ブロックＡについて、小主走査期間１内においては、時刻０でブロック選択信号Ｃ０がＨレベルのときに、データ信号Ｄａｔ０、Ｄａｔ３がＨレベルとなり発光素子Ｄ００、Ｄ０３が点灯する。時刻ｔａでブロック選択信号Ｃ０がロウレベル（以下Ｌレベルと略記する）になった場合にも、制御トランジスタＴｒ１のゲートーソース間の寄生容量により電圧が保持される。このため、発光素子Ｄ００、Ｄ０３は点灯を維持する。
【００６５】
時刻ｔｃにおいてブロック選択信号Ｃ０とデータ信号Ｄａｔ３はＬレベルとなり、ブロック選択信号Ｃ１がＨレベルとなってブロックＢが選択される。しかしながら、前記のように、制御トランジスタＴｒ１のゲートーソース間の寄生容量によりドライブトランジスタＴｒ２は導通を保持しており、発光素子Ｄ０３は点灯状態を維持する。
【００６６】
時刻ｔｓではブロック選択信号Ｃ０がＨレベルとなり、発光素子Ｄ０３に接続されるドライブトランジスタＴｒ２は、データ信号Ｄａｔ３の状態によりオンオフが決定される。時刻ｔｓでは、データ信号Ｄａｔ３がＬレベルで制御トランジスタＴｒ１がオフとなり、ドライブトランジスタＴｒ２もオフとなって発光素子Ｄ０３は消灯する。
【００６７】
時刻ｔｅでブロック選択信号Ｃ０とデータ信号Ｄａｔ２がＨレベルとなり、発光素子Ｄ０２が点灯する。データ信号Ｄａｔ２は時刻ｔｒでＬレベルとなるが、ブロック選択信号Ｃ０が次にＨレベルとなるタイミングの時刻ｔｓまでは点灯状態を維持する。時刻ｔｓでは前記のように発光素子Ｄ０３も消灯する。
【００６８】
小主走査期間６において、時刻ｔｕでＤａｔ０がＬレベルとなり発光素子Ｄ００は消灯する。ここで、時刻ｔｕにおける発光素子Ｄ００の動作（Ｅ）部を拡大して示しているように、発光素子Ｄ００のオンオフの切り替わり（ｂ）は、ブロック選択信号Ｃ０の選択期間中（ａ）に行われる。他の発光素子におけるオンオフの切り替わりも、同様にブロック選択信号の選択期間中になされる。
【００６９】
次に、ブロックＢの動作を参照すると、小主走査期間１内においては時刻ｔａでブロック選択信号Ｃ１がＨレベルのときに、データ信号Ｄａｔ０がＨレベルであるから発光素子Ｄ１０が点灯する。なお、発光素子Ｄ１０は、時刻０〜ｔａ間では不定の状態にあるが、時刻ｔａで前記のように点灯動作するものである。前記図７の回路では、不定による不要露光を避けるために、不定状態ではＥＮＢ信号を非能動とすることにより強制消灯させることが可能である。
【００７０】
小主走査期間３において、時刻ｔｆでブロック選択信号Ｃ１がＨレベル、データ信号Ｄａｔ１がＨレベルとなり、発光素子Ｄ１１が点灯する。また、時刻ｔｆではデータ信号Ｄａｔ３がＨレベルとなっているので、発光素子Ｄ１３も点灯する。時刻ｔｈではブロック選択信号Ｃ１がＨレベルとなるので、発光素子Ｄ１３はデータ信号Ｄａｔ３の状態で点灯または非点灯となる。このときのデータ信号Ｄａｔ３はＬレベルであるので、発光素子Ｄ１３は非点灯となる。
【００７１】
時刻ｔｒにおいて、ブロック選択信号Ｃ１はＨレベル、データ信号Ｄａｔ１はＬレベルとなるので、発光素子Ｄ１１は消灯する。また、時刻ｔｒではデータ信号Ｄａｔ３はＨレベルであるから、発光素子Ｄ１３は点灯する。なお、時刻ｔｕでブロック選択信号Ｃ１はＬレベル、データ信号Ｄａｔ０もＬレベルとなるが、前記のようにドライブトランジスタＴｒ２が導通を維持しており、発光素子Ｄ１０の点灯状態が図示Ｇのように時刻ｔｖまで継続される。
【００７２】
ブロックＣの各発光素子の動作については説明を省略する。図１１は、図１０のタイミングチャートを表形式で示した説明図である。図１１において、（ａ）欄には小主走査期間１〜８と、時刻を設定する。（ｂ）欄には選択ブロックＡ、Ｂ、Ｃを設定する。○印がある時刻において選択された状態を示している。（ｃ）欄にはデータ信号の状態を示しており、「１」はＨレベル、「０」はＬレベルを示している。（ｄ）欄には各発光素子の点灯状態を示している。
【００７３】
（ｄ）欄の縦方向に形成された網かけ部分は、図１０で説明した各発光素子の点灯状態に相当する。＊は図１０の時刻０における発光素子Ｄ１０の不定状態を示している。←は、発光素子の点灯、非点灯がデータ信号のオンオフで決定される状態を示している。また無印は前の状態を維持する状態を示している。
【００７４】
このように、本発明においては、１ラインに複数の発光素子が配置されている発光素子ラインをブロックに区分し、各ブロック内の個別の発光素子を選択して適宜の時間点灯制御している。すなわち、発光素子ライン内の個別の発光素子に対して二重の選択手段を設けているので、種々の形態の印字処理に対応できる。したがって、ラインヘッドの用途を拡張することができる。
【００７５】
図１２は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図１２の例では、各色対応のラインヘッド１０ｂにそれぞれ複数ラインの発光素子ライン１ａ〜１ｄを配列している。発光素子ライン１ｂ〜１ｄは予備ラインとして予めラインヘッドに形成される。すなわち、図１２の例では、発光素子ライン１ｂは予備動作用の発光素子ラインとして形成されており通常は使用されない。通常の印字処理で使用される通常動作用の発光素子ライン１ａのいずれかの発光素子Ｅａが故障した場合には、詳細を後述する切り替え手段により予備動作用の発光素子ライン１ｂを使用する。発光素子ライン１ｃ、１ｄは、例えば多重露光を行う場合に使用することができる。
【００７６】
本発明のラインヘッドにおいては、予備動作用として設けられる発光素子ラインは１ラインのみに限定されるものではない。発光素子ライン１ｃを発光素子ライン１ｄの予備動作用として形成することもできる。また、図１１の例では発光素子ラインを副走査方向に４ライン形成しているが、発光素子ラインを２列形成し、一方の１ラインを通常動作用の発光素子ライン、他方の１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして切り替えて使用する構成とすることもできる。なお、多重露光用のラインヘッドにおいては、通常動作用の発光素子ラインは任意数のラインを形成することができる。
【００７７】
このように、本発明においては、ラインヘッドの副走査方向に２ライン以上の複数ラインの発光素子ラインを設け、その中の少なくとも１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして形成することができる。その形態は、前記のように、２ラインの発光素子ラインを通常動作用の発光素子ラインと予備動作用の発光素子ラインに区分して形成する場合、３ライン以上の複数ラインで発光素子ラインを形成し、その中の少なくとも１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして使用する場合が含まれる。後者の場合には、予備動作用の発光素子ラインは２ライン以上形成することもできる。
【００７８】
図１３は、ラインヘッドに複数の発光素子ラインを形成した場合における他の実施形態の例を示す回路図である。図１３において、図９と同じところには同じ符号を付している。図１３の例では、図９で説明したブロック選択用のシフトレジスタ回路１１〜１３が設けられ、また、個別発光素子選択用のデータ信号Ｄａｔ０〜Ｄａｔ３が制御トランジスタＴｒ１に供給される構成を基本としている。なお、以下の各実施形態においては、シフトレジスタ回路１１〜１３のデータ端子Ｄ、出力端子Ｑは簡単のため図示を省略する。図１３は前記した構成において、発光素子ライン１と２を切り替えスイッチ３により切り替えて使用するものである。図１３の例は、各発光素子ライン１、２の発光素子に接続される負の電源線５、６側、すなわち、発光素子のカソード側で切り替えを行うものである。
【００７９】
このように、本発明においては、図１３に示したような発光素子ラインを切り替えるための切り替え手段（第１の制御手段）、複数ラインの各発光素子ラインに配列された発光素子をブロックに区分して、ブロック単位で発光させる発光素子を選択する第２の制御手段（図９のブロック選択信号Ｃ０〜Ｃ２を形成するシフトレジスタ回路１１〜１３）、複数ラインの各発光素子ラインに配列された発光素子を、個別に選択して発光させる第３の制御手段（図１３の制御トランジスタＴｒ１）を具備している。なお、図１３において、シフトレジスタ回路１１〜１３を発光素子ライン１、２、制御トランジスタＴｒ１、ドライブトランジスタＴｒ２と共に同一基板に形成できるので、この場合にはラインヘッドをコンパクトに構成することができる。
【００８０】
図１４は、本発明に係る他の実施形態の例を示す回路図である。図１４において、Ｔｒ３、Ｔｒ４は発光素子ライン１、２に共通のドライブトランジスタＴｒ２に直列に接続される、発光素子ラインの切り替え用トランジスタである。８、９は、発光素子ラインのセレクト信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２が供給される信号線である。ＩＮＶはセレクト信号Ｓｅｌ１を反転したＳｅｌ２を出力するインバータであり、信号線９に供給する。ここで、セレクト信号Ｓｅｌ１を反転したＳｅｌ２を外部から供給することも可能であり、この場合インバータは不要となる。
【００８１】
図１４の例では、正の電源線４は発光素子ライン１、２における各発光素子のアノードに共通して接続されている。また、負の電源線５は発光素子ライン１における各発光素子のカソードに接続されており、負の電源線６は発光素子ライン２における各発光素子のカソードに接続されている。各発光素子は、負の電源線５、６に共通の電位で接続された状態を保持する。
【００８２】
信号線８から、発光素子ラインを切り替えるために、切り替え用のトランジスタＴｒ３のゲートにセレクト信号Ｓｅｌ１が供給されると、発光素子ライン１の各発光素子が点灯する。この際に、信号線９からはセレクト信号Ｓｅｌ２が供給されないので、発光素子ライン２の発光素子は点灯しない。信号線８のセレクト信号Ｓｅｌ１を停止し、信号線９からセレクト信号Ｓｅｌ２が供給されると、発光素子ライン１の発光素子は消灯し、発光素子ライン２の発光素子が点灯する。
【００８３】
このように、図１４の例ではトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４を動作させることにより、各発光素子ライン１、２のアノード側で切り替え制御を行うものである。すなわち、セレクト信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２が供給されるトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４は発光素子ラインを切り替える第１の制御手段として作用する。なお、セレクト信号Ｓｅｌ２をセレクト信号Ｓｅｌ１の反転信号として形成することもできる。
【００８４】
上記のように図１４の例では、発光素子ラインを切り替える第１の制御手段をトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４で構成している。このため、切り替え動作を迅速に、また、機械的スイッチと比較して発光素子ラインの切り替えの信頼性を高めることができる。なお、発光素子を有機ＥＬ素子で、切り替え用のトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４をＴＦＴ（Thin Film Transistor）で形成する場合には、ラインヘッドに切り替え用のトランジスタと発光素子とを同じ製造技術を用いて作製できるので、製造コストを低減することができる。
【００８５】
図１５は、本発明に係る他の実施形態の例を示す回路図である。図１５において、Ｔｒ５は発光素子ライン１の発光素子のドライブトランジスタ、Ｔｒ６は発光素子ライン２の発光素子のドライブトランジスタ、Ｔｒ７、Ｔｒ８は、発光素子ライン１、２に共通の制御トランジスタＴｒ１に直列に接続されている発光素子ライン切り替え用のトランジスタである。
【００８６】
図１５の例では、信号線８、９の選択信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２のいずれかを発光素子ライン切り替え用のトランジスタＴｒ７、またはＴｒ８に供給する。この際に、当該トランジスタＴｒ７、またはＴｒ８に接続されているドライブトランジスタＴｒ５、またはＴｒ６が動作して、発光素子ライン１、または発光素子ライン２の各発光素子が点灯する。
【００８７】
図１５においては、各発光素子がブロック選択信号で選択された期間毎に、当該発光素子が形成されている発光素子ラインの選択信号Ｓｅｌ１またはＳｅｌ２をＨレベルにする。Ｓｅｌ２信号は、Ｓｅｌ１信号の反転信号として制御部の内部で作成可能である。発光素子ラインを３ライン以上（ｎライン）とする時は、ｎ個の選択信号を形成する。前記のように、発光素子ラインの発光素子単位で点灯を切り替え動作することも可能である。
【００８８】
この場合には、１小主走査期間単位で点灯させる発光素子ラインを変えることにより、発光素子単位の切り替えが可能となる。例えば、第１の小主走査期間は第１ラインの発光素子ラインを選択し、第１ライン上の点灯させるべき画素データを当該期間に逐次書き込む。なお、図１５の例において、発光素子ライン１の特定のブロックに故障がある場合には、当該ブロック選択時に他のブロックに切り替えることもできる。
【００８９】
次に、第２の小主走査期間は第２ラインの発光素子ラインを選択し、第２ライン上の点灯させるべき画素データを当該期間に逐次書き込む。第３の小主走査期間は再び第１ラインの発光素子ラインを選択し、第１ライン上の点灯させるべき画素データを当該期間に逐次書き込む。このような処理を繰り返えす。隣接する画素間の点灯/非点灯の時間のずれは１小主走査期間分程度であり、上記処理を行っても殆ど問題は生じない。
【００９０】
上記の説明は、モノクロプリンタのような画像形成装置に使用されるラインヘッドを対象としている。しかしながら、本発明においては、４サイクルカラープリンタや、タンデム方式のカラープリンタにも当該ラインヘッドは当然適用されるものである。これらのカラープリンタにおいては、本発明の構成とすることにより、発光素子の階調制御が可能なラインヘッドを構成することができる。
【００９１】
図１６は、発光素子として有機ＥＬを用いた画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイラインヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
【００９２】
図１６に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。
【００９３】
前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。
【００９４】
各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
【００９５】
また、この有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。
【００９６】
ここで、各有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。
【００９７】
現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。
【００９８】
このような４色の単色トナー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、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。
【００９９】
なお、図１６中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
【０１００】
このように、図１６の画像形成装置は、書き込み手段として有機ＥＬアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。
【０１０１】
次に、本発明に係る画像形成装置に係る他の実施の形態について説明する。図１７は、画像形成装置の縦断側面図である。図１７において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段（ラインヘッド）１６７、中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着器の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。
【０１０２】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【０１０３】
１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書込手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。
【０１０４】
中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【０１０５】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【０１０６】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレイ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【０１０７】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、例えば低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。
【０１０８】
図の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。
【０１０９】
中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。
【０１１０】
４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。
【０１１１】
以上、本発明のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置について実施例に基づいて説明した。本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上説明したように、本発明によれば、階調制御が可能なラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の画像データ処理の例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図７】本発明の基本構成を示す回路図である。
【図８】本発明の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図１０】本発明の実施形態を示すタイミングチャートである。
【図１１】図１０の説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施形態を示す回路図である。
【図１５】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１６】本発明のタンデム方式の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。
【図１７】発明の他の実施形態を示す画像形成装置の縦断側面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１、２・・・発光素子ライン、３・・・切り替えスイッチ、４・・・正の電源線、５、６・・・負の電源線、７・・・データ線、８、９・・・選択線、１１〜１３・・・シフトレジスタ、２０・・・制御部、２１・・・データ処理手段、２２・・・記憶手段、２７・・・ホストコンピュータ、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・一次転写ローラ、４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・クリーニング装置、５０・・・中間転写ベルト、６６・・・二次転写ローラ、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ・・・有機ＥＬアレイラインヘッド、１６１・・・現像装置、１６５・・・感光体ドラム、１６７・・・有機ＥＬアレイラインヘッド、１６９・・・中間転写ベルト、１７１・・・二次転写ローラ、Ｄ００〜Ｄ２３、Ｄ５０〜Ｄ７３・・・発光素子、Ｐ…記録媒体、Ｔｒ１・・・制御トランジスタ、Ｔｒ２、Ｔｒ５、Ｔｒ６・・・ドライブトランジスタ、Ｔｒ３、Ｔｒ４、Ｔｒ７、Ｔｒ８・・・切り替え用トランジスタ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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