JP2006027076A - ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像の位置ずれ補正を簡単に行う、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には主走査方向（Ｙ方向）の１ラインに、多数の発光素子Ｅａを配列した発光素子ライン５ａが形成されている。このような発光素子ラインが副走査方向（Ｘ方向）に５ａ〜５ｄの複数列設けられている。発光素子ライン５ａによる画像形成を行う際に、画像の副走査方向の位置ずれ情報に基づいて、他の発光素子ライン５ｂ〜５ｄのいずれかを選択する。このように、発光素子ライン５ａから他の発光素子ライン５ｂ〜５ｄのいずれかに切り替えて画像形成を行うことにより、画像の副走査方向の位置ずれ補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像の位置ずれ補正を簡単に、しかも精細に行うことができる、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。

一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段を有している。さらに、この露光手段により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）とする現像手段を有している。

カラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して、複数個（例えば４個）配置する。これら単色トナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上で複数色（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒））のトナー像を重ね合わせて、中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。

また、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、ラインヘッドとを備えたカラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置においては、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し、所定の回転方向に回転することにより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する。そして、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。このような処理により、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成するものである。

前記のようなタンデム方式、またはロータリ方式の画像形成装置においては、各色の印字位置が相対的にずれる、色ズレが発生することがある。このように印字位置がずれるのは、像担持体の位置決め誤差や感光ドラムの直径誤差などに起因して、各色の同期検知位置から画像書き出し位置までの距離（レジスト）がずれることによるものである。

前記のような色ズレが発生するとカラー画像の品質が劣化するので、色ズレの防止策が講じられている。前記防止策の一例として、例えば特許文献１においては、露光手段として走査光学装置を備え、転写ベルトに位置合わせマークを画像形成装置により形成し、このマークを検出センサで読み取って色ズレ誤差を補正している。

この際の色ズレ誤差補正、すなわち、レジスト調整は、位置ずれ量に応じてレーザビームの書き込みタイミングの調整と照射手段の光路の調整、またはレーザビームの書き込みタイミングの調整のみのいずれかを行っている。

また、特許文献２においては、光書き込み手段としてＬＥＤアレイヘッドを使用している。そして、調整チャートパターンを作成し、この調整チャートパターンにスリット状の画像形成空白領域を形成する。前記空白領域に各色のライン状のパターンを印字し、各印字から位置ずれを確認する。この位置ずれ相当分のドット数を、垂直同期信号と水平同期信号とにおいて正規の場合よりも早くするか遅くするかにより調整してレジスト調整を行っている。

特許第３４１３１７９号 特開平９−３０４９９４号

前記特許文献１に記載の技術は、露光手段として走査光学装置を用いているので、装置が大型になりコストも高くなるという問題があった。また、特許文献１においては、副走査方向の位置ずれをレーザビームの書き込みタイミングの調整を行うことで補正している。このため、当初設定された書き込みタイミングに対して、常にタイミング補正量を加減する必要があるので、レジスト調整の制御が複雑になるという問題があった。更に、特許文献２に記載の技術は、光書き込み手段としてＬＥＤアレイヘッドを使用しているが、調整チャートパターンを必要としているので、レジスト調整の処理が煩雑になるという問題があった。

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、レジスト調整による画像の位置ずれ補正を簡単に行う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にある。

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副走査方向に複数列設けたラインヘッドであって、前記発光素子ラインを選択する制御手段と、前記発光素子ラインを切り替える切り替え手段と、画像の位置ずれ情報を記憶する記憶手段とを有し、画像の位置ずれ情報に基づいて点灯させる発光素子ラインを切り替えて、レジスト調整することを特徴とする。このように、点灯させる発光素子ラインを切り替えてレジスト調整することにより、画像の位置ずれ補正を簡単に行なうことができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記発光素子ラインを、副走査方向の画像の位置ずれ情報に基づいて切り替えて、レジスト調整することを特徴とする。このような構成とすることにより、副走査方向の画像の位置ずれ補正を簡単に行なうことができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記切り替えられる発光素子ラインの主走査方向の書き出し位置が、基準となる発光素子ラインの書き出し位置とは異なる位置に設定されていることを特徴とする。このような構成とすることにより、副走査方向の画像の位置ずれ補正と共に、主走査方向の画像の位置ずれ補正を簡単に行なうことができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記切り替え手段として、スイッチングトランジスタを用いることを特徴とする。この構成によれば、レジスト調整するために用いるスイッチを小型化できると共にスイッチ操作が迅速に行える。また、スイッチの接点の損耗がないので寿命を長くすることができる。

また、本発明のラインヘッドは、前記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手段を有することを特徴とする。このため、レジスト調整を行うラインヘッドにおいて、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、本発明のラインヘッドは、前記ラインヘッドの発光素子を有機ＥＬ、またはＬＥＤで構成したことを特徴とする。有機ＥＬは静的な制御が可能であるので、レジスト調整を行うラインヘッドにおいて、制御系を簡略化できる。また、ＬＥＤで構成した場合には、レジスト調整を行うラインヘッドにおいて、発光素子の製造が簡単になる。

また、本発明のラインヘッドは、前記有機ＥＬ素子からなる発光素子により中間調を表現することを特徴とする。このため、有機ＥＬ素子からなる発光素子で中間調を表現する際に、画像の位置ずれの補正を簡単に行うことができる。

また、本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、前記ラインヘッド、現像手段、転写手段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、レジスト調整による画像の位置ずれ補正を簡単に行うことができる。

また、本発明の画像形成装置は、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、前記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、レジスト調整による画像の位置ずれ補正を簡単に行うことができる。

また、本発明の画像形成装置は、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、レジスト調整による画像の位置ずれ補正を簡単に行うことができる。

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副走査方向に複数列設け、位置ずれ情報に基づいて点灯させる発光素子ラインを切り替えてレジスト調整している。このため、画像の位置ずれ補正を簡単に行なうことができる。

以下、図を参照して本発明を説明する。図１は、本発明の実施形態を示す説明図である。図１において、ラインヘッド１０には主走査方向（Ｙ方向）の１ラインに、多数の発光素子Ｅａを配列した発光素子ライン５ａが形成されている。このような発光素子ラインが副走査方向（Ｘ方向）に５ａ〜５ｄの複数列設けられている。この実施形態においては、発光素子ライン５ａによる画像形成を行う際に、画像の副走査方向の位置ずれ情報に基づいて、他の発光素子ライン５ｂ〜５ｄのいずれかを選択する。

このように、発光素子ライン５ａから他の発光素子ライン５ｂ〜５ｄのいずれかに切り替えて画像形成を行うことにより、画像の副走査方向のレジスト調整で位置ずれ補正を行う。発光素子ライン５ｂ〜５ｄのいずれを選択するかは、副走査方向の位置ずれの大きさに基づいて決定される。

図２は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図２の例は、ラインヘッド１０に像担持体の副走査方向に発光素子を千鳥状に配列するものである。ラインヘッドに発光素子を配列する際に、隣接する発光素子を隙間なく設置することは構造上できず、隣接する発光素子間には間隙が生ずる。このように間隙部分があるために、解像度が低下したり、記録媒体に画像データを記録した際にいわゆる白抜けが発生したりして品質が低下する。このような事態に対処するために、副走査方向に発光素子を千鳥状に配列することが行われている。図２は、発光素子を千鳥状に配列した場合において、像担持体上で形成される発光素子のスポット位置３３Ｚの例を示している。図２において、斜線を付したＵの部分は駆動される発光素子の部分を示し、２点鎖線のＶの部分は駆動されない発光素子の部分を示している。

Ｐａは主走査方向の画素ピッチ、Ｐｂは副走査方向の画素ピッチ、Ｓａは主走査方向のスポット位置のピッチ、Ｓｂは副走査方向のスポット位置のピッチである。図２の例では、主走査方向の画素ピッチＰａと、副走査方向の画素ピッチＰｂは、共にスポット位置のピッチの１／２に設定されている。すなわち、発光素子が像担持体上に形成するスポット位置の副走査方向の間隔を、副走査方向の画素密度の２倍としている。

発光素子ラインは、第１グループ３３ｆ、３３ｈ、３３ｉ、３３ｌ、３３ｎと、第２グループ３３ｐ、３３ｒ、３３ｔ、３３ｖの２グループに区分される。第１グループと第２グループは、主走査方向でみて、発光素子の位置、すなわち露光される画素と露光されない画素とが交互に配置されている。

図２の実施形態において、発光素子ライン３３ｆの先頭の発光素子から書き出しを行うものとする。この際に、副走査方向の位置ずれ量に応じて、発光素子ライン３３ｈ、３３ｉ・・・のように、発光素子ラインを切り替えて、その先頭の発光素子から書き出しを行う。なお、発光素子ライン３３ｆの先頭の発光素子から書き出しを行う際に、副走査方向の位置ずれと共に主走査方向の位置ずれがあるものとする。この場合には、例えば発光素子ライン３３ｐの２番目の発光素子から書き出しを行う。このように、図２の例では、副走査方向の位置ずれと共に主走査方向の位置ずれがある場合にもレジスト調整を行うことができる。

図３は本発明にかかる他のラインヘッドの構成を示す説明図である。図３において、ラインヘッド１０には、発光素子Ｅａが主走査方向に多数配列された発光素子ライン１ａ〜１ｄが、副走査方向に複数列形成されている。同一ラインにおける各発光素子の中心間の間隔ｄｘは１ドットに相当する。

発光素子ライン１ａと、発光素子ライン１ｂにおける発光素子の中心間の間隔は、主走査方向に１／４ドットピッチずらして配置する。発光素子ライン１ｂと１ｃ、発光素子ライン１ｃと１ｄについても、各発光素子の中心間の間隔は、主走査方向に１／４ドットピッチずらして配置する。各ラインの発光素子の個数は、印字に必要な発光素子の個数よりも多く配列している。

図３の例において、発光素子ライン１ａの先頭の発光素子から書き出しを行う際に、副走査方向および主走査方向に画像の位置ずれがあるものとする。この場合には、例えば発光素子ライン１ｂに切り替えると、発光素子ライン１ｂの先頭の発光素子は、主走査方向に１／４ドットピッチずれて書き出しを行う。すなわち、位置ずれ補正の最小調整単位を１／４ドットピッチとすることができる。したがって、図３の構成では発光素子ラインの切り替えによるレジスト調整で、精細な位置ずれ補正が可能になる。

図１〜図３の例において、発光素子は、有機ＥＬ素子を用いることができる。有機ＥＬ素子は、レジスト調整を行うラインヘッドにおいて、静的な制御が可能となる。また、前記有機ＥＬ素子以外に、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄ）を用いることもできる。ＬＥＤを用いる場合には、レジスト調整を行うラインヘッドの製作が簡単になる。

本発明においては、図１〜図３に示したような、副走査方向に複数列形成された発光素子ラインを切り替える切り替え手段を設けている。図４は、本発明における発光素子ライン切り替えの基本的構成の実施形態を示す回路図である。図４においては、簡単のため発光素子ラインは２ライン設けた例を示している。ラインヘッド１０には、発光素子ライン１、２が設けられている。発光素子ライン１には、例えば有機ＥＬ素子を用いた発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が配列されている。また、発光素子ライン２にも、有機ＥＬ素子を用いた発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３が配列されている。４は正の電源線、５、６は負の電源線である。

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、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。すなわち、発光素子ライン１は電源線４、５間に接続されて直流電圧が印加される。また、発光素子ライン２は電源線４、６間に接続されて直流電圧が印加される構成としている。

３は切り替えスイッチで、接触子３ｃが接点３ａ側に投入されている場合には電源線４、５間に直流電圧が印加されて発光素子ライン１の各発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が点灯動作する。切り替えスイッチ３の接触子３ｃが接点３ｂ側に投入されている場合には、電源線４、６間に直流電圧が印加されて発光素子ライン２の各発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３が点灯動作する。なお、簡略化するために図４では図示を省略しているが、実際には、正の電源線４と各発光素子ライン１、２の発光素子のアノード間には、個別に正の電源線４とのオンオフスイッチが設けられている。このオンオフスイッチは、例えば電子スイッチで構成される。

このように、図４の例では各発光素子ラインの発光素子のカソード側が共通に接続される電源線５、６を切り替えスイッチ３で切り替えることにより、発光素子ラインを切り替えている。この際に、正の電源線４は各発光素子ラインの発光素子のアノードに共通して接続されている。すなわち、発光素子の一方極性に接続されている電源線のみを切り替えるので、両極性の電源線を切り替える場合よりも切り替え回路の構成が簡略化される。切り替えスイッチ３は、図４に示されているような機械的なスイッチの外に、トランジスタなどの電子的スイッチを用いる構成とすることができる。

図５は、本発明の実施形態の例を示す回路図である。図５に示したラインヘッド１０ａの図４と同じところには同じ符号を付している。図５において、Ｔｒ２は各発光素子のアノード側に接続されるドライブトランジスタ、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。ドライブトランジスタＴｒ２、制御トランジスタＴｒ１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。７は制御トランジスタＴｒ１に制御信号を付与する制御回路である。

図５の例において、切り替えスイッチ３の接触子３ｃが接点３ａ側に投入されている状態で、電源線４、５間に電圧が印加されているものとする。制御回路７からの信号で制御トランジスタＴｒ１が動作すると、ドライブトランジスタＴｒ２が導通し、発光素子ライン１の各発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が発光する。ここで、切り替えスイッチ３の接触子３ｃを接点３ｂ側に投入すると、点灯動作は発光素子ライン２側の各発光素子に切り替わる。図５の例も図４と同様に、発光素子のアノード側の制御で発光素子ラインを切り替えるものである。

図５の例では、各発光素子に接続されるドライブトランジスタＴｒ２に制御トランジスタＴｒ１を直列に接続しているので、各発光素子ライン１、２の個別の発光素子を選択して発光させることができる。このように、任意の位置の発光素子を選択点灯させる制御手段を設けているので、種々の画像形成の要請に対応することができる。

図６は、本発明に係る他の実施形態であるラインヘッド１０ｂの例を示す回路図である。図６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１０９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。

図６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、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。負の電源線５、６は共通の電位で接続された状態を保持する。

制御回路７からの信号で制御トランジスタＴｒ１が動作すると、ドライブトランジスタＴｒ２が導通する。この状態で、信号線８から発光素子ラインの切り替え用トランジスタ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、切り替え用トランジスタＴｒ３が遮断されＴｒ４が導通する。このため、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。このように、図６の例は、信号線８、９からのセレクト信号Ｓｅｌ１、Ｓｅｌ２によりトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４が動作して各発光素子ライン１、２のカソ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。

上記のように図６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信頼度の高い発光素子ラインの切り替えを実現できる。また、図４の例のように電源線の極性を切り替えることなく信号線の信号で発光素子ラインを切り替えるので、切り替えに伴う瞬時電圧の発生を抑制し、発光素子の損傷を防止することができる。

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。図６の例でも、制御回路７の信号で制御トランジスタＴｒ１の動作タイミングを制御することにより、各発光素子ラインの個別の発光素子を点灯制御することが可能である。

図４〜図６の例では、発光素子ラインが２ラインのラインヘッドについて説明した。本発明のラインヘッドは、発光素子ラインを図１〜図３に示したように３ライン以上の複数ラインを設けることができる。この場合の発光素子ラインの切り替えを、図４〜図６で説明したような回路を適用して、スイッチングトランジスタにより行うことができる。

図７は、本発明の実施形態を示すブロック図である。本体コントローラ２１は例えばコンピュータで構成され画像データを形成する。また、画像形成装置に設けられている制御装置２０には、ＣＰＵなどで構成される制御部２２、メモリ２３、切り替え回路２４、複数ラインの発光素子ラインが形成されているラインヘッド２５が配置されている。メモリ２３には、画像の位置ずれ情報、すなわちレジスト情報が記憶されている。

制御部２２は、メモリ２３に記憶されている前記レジスト情報に基づいて、レジスト調整による位置ずれを補正するための最適な副走査方向の発光素子列を選択する。すなわち、制御部２２は発光素子列を選択する制御手段として機能する。また、制御部２２は、主走査方向の位置ずれがある場合には、主走査方向の印字開始位置の発光素子を判定する。次に、制御部２２は切り替え回路２４に信号を出力する。切り替え回路２４は、ラインヘッド２５に配列されている発光素子ラインの中で、制御部２２により選定された発光素子ラインを点灯させるように発光素子ラインを切り替え制御する。

本発明において、メモリ２３に記憶されるレジスト情報は、製品完成時の検査で取得し、位置ずれ補正を出荷時に行い、以後は補正しない形態とすることができる。また、ユーザが製品を使用中に発生した位置ずれ情報をメモリ２３に記憶させ、制御部２２により主走査方向の印字開始位置の発光素子、および印字に使用する発光素子ラインを選定するような制御信号を形成する形態とすることもできる。

図７では、メモリ２３、切り替え回路２４の制御をＣＰＵなどの制御部２２で行っている。本発明は、このような形態には限定されない。他の実施形態においては、本体コントローラ２１により直接メモリ２３と切り替え回路２４を制御することも可能である。この場合には、画像形成装置の制御系の構成が簡略化される。

図８は、発光素子をアクティブマトリクスで動作させるための回路図である。図８において、発光素子Ｅａとして有機ＥＬ素子を使用しており、Ｋはそのカソード端子、Ａはそのアノード端子である。カソード端子Ｋは、図示を省略している接地電源に接続されている。３７ａは走査線でスイッチング用ＴＦＴ（Ｔｒ１）のゲートＧａに接続される。また、３８ａは信号線でスイッチング用ＴＦＴのドレインＤａに接続される。３９は電源線、Ｃａはストレージキャパシタである。有機ＥＬ素子のドライビング用ＴＦＴ（Ｔｒ２）のドレインＤｂは電源線３９に接続され、ソースＳｂは有機ＥＬのアノード端子Ａに接続される。さらに、ドライビング用ＴＦＴのゲートＧｂは、スイッチング用のＴＦＴのソースＳａに接続されている。

次に、図８の回路図の動作について説明する。スイッチング用ＴＦＴのソースに電源線３９の電圧が印加されている状態で走査線３７ａ、信号線３８ａに通電すると、スイッチング用ＴＦＴがオンになる。このため、ドライビング用ＴＦＴのゲート電圧が下がり、電源線３９の電圧がドライビング用ＴＦＴのドレインから供給されてドライビング用ＴＦＴが導通する。この結果、有機ＥＬ素子が動作して所定の光量で発光する。また、ストレージキャパシタＣａは電源線３９の電圧で充電される。

スイッチング用ＴＦＴをオフにした場合にも、ストレージキャパシタＣａに充電された電荷に基づいてドライビング用ＴＦＴは導通状態となっており、有機ＥＬ素子は発光状態を維持する。したがって、アクテブマトリックスを前記発光素子の駆動回路に適用した場合には、スイッチング用ＴＦＴをオフにしたときでも、有機ＥＬ素子の動作が継続して発光を維持し、高輝度で画素の露光を行うことができる。

図９〜図１１は、本発明により発光素子を階調データで制御して、中間調を表現する例を説明する図である。図９は、階調データメモリに格納されるビットデータと階調データとの例を示す説明図である。この例では、８ビットの階調データメモリにより階調データを構成している。図９の例では、ビットデータＮｏ１で階調データ０（非発光）、ビットデータＮｏ８で最も濃度が濃いデータ、ビットデータＮｏ２〜７でその中間階調の濃度データとしている。

図１０は、本発明の構成を示すブロック図である。図１０は、階調データの大きさに対応した電圧、または電流の電気量でスイッチングＴＦＴを制御するものである。図１０に示された電気量制御部８０は、Ｄ／Ａコンバータ８１ａ、８１ｂ・・・をそれぞれ階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に接続している。Ｄ／Ａコンバータ８１ａ、８１ｂ・・・は、階調データメモリ７１ａ、７１ｂ・・・に格納された階調データに対応した大きさで、アナログの電圧値、または電流値を形成し、スイッチングＴＦＴに出力する。

発光素子およびスイッチングＴＦＴからなる発光部Ｚａ、Ｚｂ・・・には、走査線３７ａからのセレクト信号と、発光制御データ線３８ａ、３８ｂ・・・からの制御信号が供給される。図１０の例では、階調データに応じてスイッチングＴＦＴのバイアスを変えて、発光素子の発光光量を変化させている。このため、高速で発光素子をオン、オフ制御する必要がなくなり、発光素子の応答速度が遅い場合でも像担持体への露光量を高速で変化させることができる。

図１１は、図１０のブロック図で示された制御の具体例を示す特性図である。図１１（ａ）は、カウンター７２の出力値Ｅａを示すものであり、前記のように、０→最大値（２５５）→０→最大値→０・・・を繰り返す。図１１（ｂ）は、階調データがビットデータＮｏ７（１２８階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｅｂ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜１２７の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が１２８〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。

図１１（ｃ）は、階調データがビットデータＮｏ６（６４階調）の場合に、コンパレータから出力される信号の波形Ｅｃ、すなわちスイッチングＴＦＴの動作特性を示すものである。この場合には、カウンターの出力が０〜６３の範囲でスイッチングＴＦＴがオンとなり、カウンターの出力が６４〜２５５の範囲でスイッチングＴＦＴがオフとなる。

図１１（ｂ）の場合には、波形Ｅｂのパルス幅はＷａであり、図１１（ｃ）の場合には、波形Ｅｃのパルス幅はＷｂである。すなわち、階調データの大きさに応じてスイッチングＴＦＴがオンとなる時間の長さが変わり、発光素子の発光光量を変化させることができる。このように、スイッチングＴＦＴのオン、オフ制御により発光素子をオン、オフして像担持体への露光量を変えることができるので、回路構成を簡単にすることができる。図９〜図１１の構成を用いると、中間調を表現する際に、主走査方向の位置ずれ補正を簡単に行うことができる。

本発明においては、モノクロプリンタの他に、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、ラインヘッドに形成される複数ラインの発光素子ラインをレジスト調整を行うために使用することができる。

図１２は、発光素子として有機ＥＬ素子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アレイ露光ヘッド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。

図１２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。

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。

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素子を用いたラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、このラインヘッド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。

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。

なお、図１２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。

このように、図１２の画像形成装置は、書き込み手段として有機ＥＬ素子を設けたラインヘッドを用いているので、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。また、タンデム式の画像形成装置において、主走査方向の位置ずれ補正を簡単に行うことができる。

図１３は、図１２とは異なる構成のタンデム型画像形成装置を示す概略の縦断側面図である。図１３の画像形成装置は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）２１１, ２１２,２１３, ２１４を有する画像形成ユニット２０１, ２０２, ２０３, ２０４と、これら感光体ドラム２１１〜２１４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２２１, ２２２, ２２３, ２２４と、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の光を照射する前記ラインヘッド（露光装置）と、現像装置２４１, ２４２, ２４３, ２４４が設けられている。

また、上記４つの感光体ドラム２１１〜２１４のうちの２つの感光体ドラム２１１, ２１２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）２５１及び他の２つの感光体ドラム２１３,２１４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）２５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム２５１,２５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）２５３と、この二次中間転写ドラム２５３に接触する最終転写ロール（転写部材）２６０とが設けられている。

上記感光体ドラム２１１〜２１４の表面は、帯電ロール２１２〜２１４に、所定のＤＣ電圧を印加することによって、例えば適宜の電圧に帯電される。その後、感光体ドラム２１１〜２１４の表面には、露光装置としての前記ラインヘッドによって、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した照射光２３１, ２３２, ２３３, ２３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム２１１〜２１４は、ラインヘッドの照射光で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は所定電圧に除電される。

また、上記感光体ドラム２１１〜２１４の表面に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置２４１〜２４４によって現像され、感光体ドラム２１１〜２１４上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。現像装置２４１〜２４４には、それぞれ色の異なったシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。

これらの現像装置２４１〜２４４は、図示を省略しているトナー補給装置からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１ の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１に現像剤を搬送するパドル４０３ によって、当該現像ロール４０１の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２によって現像部に搬送される量が規制される。

次に、上記各感光体ドラム２１１〜２１４上に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム２５１及び第２の一次中間転写ドラム２５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム２１１,２１２上に形成されたシアン（Ｃ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム２５１上に、感光体ドラム２１３,２１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム２５２上に、それぞれ転写される。

従って、第１の一次中間転写ドラム２５１上には、感光体ドラム２１１または２１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム２１１及び２１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム２５２上にも、感光体ドラム２１３,２１４から同様な単色像と二重色像が形成される。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム２５１,２５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム２５３上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム２５３上には、単色像からシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

次に、上記二次中間転写ドラム２５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール２６０によって、用紙搬送路Pを通る用紙に３次転写される。この用紙は、図示を省略した紙送り工程を経て用紙搬送ロール２９０を通過し、二次中間転写ドラム２５３と最終転写ロール２６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着器２７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。上記光学濃度センサ２００は、最終転写ロール２６０の軸方向の中央部に、当該最終転写ロール２６０の外周において、半径方向の延長線上に位置するように配置されている。

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１４は、画像形成装置の縦断側面図である。図１４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素子が設けられているラインヘッド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。

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。

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素子を用いたラインヘッドで構成されている。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。

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。

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。

上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、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。

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。

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。

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。この例では、ロータリ式の画像形成装置において、主走査方向の位置ずれ補正を簡単に行うことができる。また、図１０、図１１に示されたように、中間転写部材を有する画像形成装置において、主走査方向の位置ずれ補正を簡単に行うことができる。

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が、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。

本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す回路図である。 本発明の実施形態を示す回路図である。 本発明の実施形態を示す回路図である。 本発明の実施形態を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示す回路図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明に係る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。 本発明に係る他のタンデム方式の画像形成装置を示す縦断側面図である。 本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

１、２、５ａ〜５ｄ・・・発光素子ライン、３・・・切り替えスイッチ、７・・・制御回路、１０・・・ラインヘッド、２１・・・本体コントローラ２０・・・制御装置、２２・・・制御部、２３・・・メモリ２３、２４・・・切り替え回路、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・・・ラインヘッド、１６１・・・現像装置、１６５・・・感光体ドラム、１６７・・・ラインヘッド、１６９・・・中間転写ベルト、１７１・・・二次転写ローラ

Claims (10)

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副走査方向に複数列設けたラインヘッドであって、前記発光素子ラインを選択する制御手段と、前記発光素子ラインを切り替える切り替え手段と、画像の位置ずれ情報を記憶する記憶手段とを有し、画像の位置ずれ情報に基づいて点灯させる発光素子ラインを切り替えて、レジスト調整することを特徴とする、ラインヘッド。
2. 前記発光素子ラインを、副走査方向の画像の位置ずれ情報に基づいて切り替えて、レジスト調整することを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
3. 前記切り替えられる発光素子ラインの主走査方向の書き出し位置が、基準となる発光素子ラインの書き出し位置とは異なる位置に設定されていることを特徴とする、請求項２に記載のラインヘッド。
4. 前記切り替え手段として、スイッチングトランジスタを用いることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のラインヘッド。
5. 前記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手段を有することを特徴とする、請求項４に記載のラインヘッド。
6. 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５のいずれかに記載のラインヘッド。
7. 前記有機ＥＬ素子からなる発光素子により中間調を表現することを特徴とする、請求項６に記載のラインヘッド。
8. 像担持体の周囲に帯電手段と、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。
9. 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７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。
10. 中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の画像形成装置。
    
    
    

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