画像形成装置、画像形成方法
【課題】各結像光学系のデフォーカス量の差異が画像に与える影響を抑制して、良好な画像形成を実現可能とする技術を提供する。
【解決手段】第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御するとともに、第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第２の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御し、第１の結像光学系を透過した光および第２の結像光学系を透過した光によって潜像担持体に形成した潜像を現像する。
【解決手段】第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御するとともに、第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第２の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御し、第１の結像光学系を透過した光および第２の結像光学系を透過した光によって潜像担持体に形成した潜像を現像する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の結像光学系それぞれに対応して発光素子を配設するとともに、各結像光学系を透過した光を照射することで潜像担持体に潜像を形成する画像形成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、複数の結像光学系を主走査方向に３行千鳥で並べた露光ヘッド（ラインヘッド）が記載されている。また、この露光ヘッドでは、主走査方向に千鳥状に並ぶ複数の発光素子で構成された発光素子群（発光素子グループ）が、各結像光学系に対向している。したがって、発光素子が発光した光は当該発光素子に対向する結像光学系に結像され、これにより潜像担持体（感光体ドラム）の表面に光のスポットが形成される。したがって、各発光素子の発光を制御することで、潜像を潜像担持体表面に形成することができ、さらには、この潜像を現像することで所望の画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１でも指摘されているとおり、複数の結像光学系を有する露光ヘッドを用いて潜像担持体の表面を露光する画像形成装置では、潜像担持体表面でのデフォーカス量が各結像光学系で異なる場合があった。そして、このような場合には、潜像担持体表面に形成されるスポットのサイズが各結像光学系で異なってしまい、その結果、良好な画像を形成できないおそれがあった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、各結像光学系のデフォーカス量の差異が画像に与える影響を抑制して、良好な画像形成を実現可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第１の結像光学系、第２の結像光学系、第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群、および第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第２の発光素子群を有する露光ヘッドと、第１の結像光学系を透過した光が照射され、第２の結像光学系を透過した光が照射されて、潜像が形成される潜像担持体と、潜像を現像する現像部と、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて、第１の発光素子群の発光素子の発光を制御し、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて、第２の発光素子群の発光素子の発光を制御する発光制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御するとともに、第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第２の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御し、第１の結像光学系を透過した光および第２の結像光学系を透過した光によって潜像担持体に形成した潜像を現像することを特徴とする。
【０００８】
このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）は、第１の結像光学系を透過した光および第２の結像光学系を透過した光を照射することで、潜像担持体に潜像を形成する。したがって、第１の結像光学系と第２の結像光学系とで潜像担持体でのデフォーカス量が異なるような場合、各結像光学系が潜像担持体に形成するスポットのサイズが異なってしまい、良好な画像形成ができないおそれがあった。これに対して、本発明は、第１の結像光学系を透過する光を発光する第１の発光素子群と、第２の結像光学系を透過する光を発光する第２の発光素子群とで、発光制御を変えている。具体的には、第１の発光素子群の発光素子の発光は、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御される。一方、第２の発光素子群の発光素子の発光は、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御される。つまり、第１の発光素子群の発光と第２の発光素子群の発光とを、互いに異なる閾値マトリックスに基づいて制御することで、各結像光学系のデフォーカス量の差異が画像に与える影響を抑制することができ、その結果、良好な画像形成が実現可能となる。
【０００９】
また、潜像担持体は、第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の断面で有限の曲率を有し、第１の結像光学系と第２の結像光学系とは、第２の方向に異なる位置に配設される構成においては、潜像担持体でのデフォーカス量の差異が、第１・第２の結像光学系の間で顕著となる傾向にある。そこで、かかる構成に対しては、本発明を適用することが好適である。
【００１０】
さらには、第１の結像光学系の潜像担持体での第１のデフォーカス量と第２の結像光学系の潜像担持体での第２のデフォーカス量とが異なることに対応すべく、第１の閾値マトリックスの閾値は第１のデフォーカス量に応じて設定され、第２の閾値マトリックスの閾値は第２のデフォーカス量に応じて設定されるように構成しても良い。これにより、各結像光学系のデフォーカス量の差異が画像に与える影響をより確実に抑制することができ、その結果、さらなる良好な画像形成が可能となる。
【００１１】
ところで、本発明を適用する結像光学系の個数は、当然のことながら２個には限られない。そこで、露光ヘッドは、第１の結像光学系および第２の結像光学系に対して第２の方向に異なる位置に配設された第３の結像光学系と、第３の結像光学系を透過して潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第３の発光素子群とを有し、第３の結像光学系の潜像担持体での第３のデフォーカス量は、第１のデフォーカス量および第２のデフォーカス量と異なるような構成に対しても本発明を適用可能である。すなわち、発光制御部は、第３のデフォーカス量に応じて閾値が設定された第３の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第３の二値データに基づいて、第３の発光素子群の発光素子の発光を制御するように構成すれば良い。これにより、第３の結像光学系を含む各結像光学系のデフォーカス量の違いに依らず、良好な画像形成が可能となる。
【００１２】
ちなみに、露光ヘッドは、第１の結像光学系に対して第２の方向も同じ位置に配設された第４の結像光学系と、第４の結像光学系を透過して潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第４の発光素子群とを有し、第４の結像光学系の潜像担持体での第４のデフォーカス量は、第１のデフォーカス量と等しい場合には、発光制御部は、第４の発光素子群の発光素子の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第４の二値データに基づいて制御するように構成すれば良い。
【００１３】
また、潜像担持体についても種々のバリエーションが考えられ、潜像担持体は感光体ドラムであっても良く、あるいは、ローラーに巻きかけられた感光体ベルトであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】ラインヘッドの一例を示す図。
【図４】ラインヘッドの一例を示す図。
【図５】ラインヘッドの一例を示す図。
【図６】ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図。
【図７】スクリーン処理で用いられる閾値マトリックスを示す図。
【図８】スクリーン処理で用いられる基本セルと画素との対応関係を示す図。
【図９】結像光学系と感光体ドラムとの配置関係を示す模式図。
【図１０】スポットのビームプロファイルをデフォーカス量についてプロットした図。
【図１１】デフォーカス量とスポットサイズとの関係を表として示す図。
【図１２】実施形態の作用効果を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。
【００１６】
この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣはエンジンコントローラーＥＣに制御信号を与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。このとき、メインコントローラーＭＣは、ヘッドコントローラーＨＣから水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受け取る毎に、主走査方向ＭＤに１ライン分のビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。また、ヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラーＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＮＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【００１８】
画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動することとなる。
【００１９】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
【００２０】
この実施形態では、帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【００２１】
そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がビデオデータＶＤに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９にビデオデータＶＤを送信すると、このビデオデータＶＤに基づいて各発光素子Ｅが発光する。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。
【００２２】
こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【００２３】
また、この現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー２４１へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー２４１と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。
【００２４】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２５】
上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー２４１はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム２１の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー２４１の回転方向は、その表面が感光体ドラム２１の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。
【００２６】
また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー圧縮コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー圧縮コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー圧縮コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー圧縮コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、帯電、圧縮が施される。なお、このトナー帯電、圧縮には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるコンパクションローラーを用いてもよい。
【００２７】
また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【００２８】
感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
【００２９】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。
【００３０】
ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。
【００３１】
転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。
【００３２】
こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【００３３】
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。
【００３４】
以上が画像形成装置の概略構成である。続いて、本実施形態にかかる画像形成装置に適用可能なラインヘッド２９の詳細について説明する。図３、図４および図５は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９の部分斜視図であり、図５は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子ＥとレンズＬＳ1、ＬＳ2とが光軸方向Ｄoaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。
【００３５】
このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺な全体構成を備える。そこで、図３〜図５および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaについても、図３〜図５および以下の図面で適宜示すとともに、必要に応じて、光軸方向Ｄoaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Ｄoaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、Ｄoaは互いに直交もしくは略直交している。
【００３６】
また、上述のとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面に対して露光を行なうものであり、しかも、感光体ドラム２１表面の主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、感光体ドラム２１表面の副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。
【００３７】
ラインヘッド２９では、複数（図１の例では１５個）の発光素子Ｅを長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並べて、１個の発光素子グループＥＧが構成されている。さらに、複数の発光素子グループＥＧが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並べられている。かかる配列態様は、換言すれば次のようにも説明できる。つまり、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎に発光素子グループＥＧを配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数の発光素子グループＥＧから１行の発光素子グループ行ＧＲa等が構成される。さらに、３行の発光素子グループ行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲcは、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００３８】
また、各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。
【００３９】
上述のように配置された複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対しては１つの結像光学系ＯＳが対向している。具体的には、この結像光学系ＯＳは、発光素子グループＥＧ側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2から構成されている。なお、図４、図５では、発光素子グループＥＧとレンズＬＳ1、ＬＳ2との間には遮光部材２９７が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。
【００４０】
このラインヘッド２９では、３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧのそれぞれに対向してレンズＬＳ1、ＬＳ2を配置するために、複数のレンズＬＳ1を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ1と、複数のレンズＬＳ2を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ2とが設けられている。つまり、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）では、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎にレンズＬＳ1（ＬＳ2）を配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）から１行のレンズ行が構成される。さらに、３行のレンズ行は、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００４１】
ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で形成して１つの短尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を作製し、この短尺レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを構成している。
【００４２】
より具体的には、ヘッド基板表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ1が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ1、ＳＰ1に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ1が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイＬＡ1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ2が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ2、ＳＰ2に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ2が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスＳＳが接着されており、複数のレンズアレイＬＡ2は各スペーサーＳＰ2のみならず、当該スペーサーＳＰ2の反対側から支持ガラスＳＳによっても支持されている。また、この支持ガラスＳＳは、各レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。
【００４３】
つまり、上述のように構成された２枚レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2をヘッド基板２９３に対向させることで、発光素子グループＥＧの３行千鳥配置に対応して、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並ぶこととなる。そして、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、結像光学系ＯＳおよび支持ガラスＳＳを透過して、感光体ドラム２１表面に照射される。なお、図５では、発光素子グループ行ＧＲaに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳaが併記されている。また、同様にして、発光素子グループ行ＧＲb、ＧＲcに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳb、ＯＳcが併記されている。すなわち、幅方向ＬＴＤに互いに異なる位置に配置された結像光学系ＯＳに対して、異なる符合ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが付されている。
【００４４】
このように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＯＳが配置されている。このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系ＯＳにのみ入射し、それ以外の結像光学系ＯＳに入射しないことが望ましい。そこで、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間には、遮光部材２９７が設けられている。この遮光部材２９７は、発光素子グループＥＧから当該発光素子グループＥＧに対向する結像光学系ＯＳに向かう光を制限する機能を果たす。具体的には、遮光部材２９７には、発光素子グループＥＧからこれに対向する結像光学系ＯＳへと向かう導光孔２９７１が、光軸方向Ｄoaに貫通形成されている。導光孔２９７１は円柱形状の孔であり、その中心軸は結像光学系ＯＳの光軸ＯＡと概ね一致している。したがって、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、遮光部材２９７の底面で遮られることなく導光孔２９７１を通過した光が、結像光学系ＯＳに入射することとなる。そして、結像光学系ＯＳで結像された光が感光体ドラム２１表面に照射されて、感光体ドラム２１表面が露光される。続いて、ラインヘッド２９による露光動作を説明する。
【００４５】
図６は、ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図である。同図では、感光体ドラム２１表面に仮想的に配列された画素ＰＸと、画素ＰＸに照射されるスポットＳＴとが記載されている。このスポットＳＴは、１個の発光素子Ｅからの光が結像光学系ＯＳにより結像されることで、感光体ドラム２１表面に照射される光である。ここでは、同図を用いて、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧそれぞれを同時点灯させて実行する露光動作の一例について説明する。より詳しくは、この露光動作例は、感光体ドラム２１表面を副走査方向ＳＤに移動させながら、各発光素子グループＥＧの同時点灯を各時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、…で繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光するものである。
【００４６】
まず、時刻ｔ1において、各発光素子グループＥＧが同時点灯すると、ハッチングの無い丸印で表された複数のスポットＳＴがそれぞれ画素ＰＸ上に形成される。なお、上述のとおり、発光素子グループＥＧは主走査方向ＭＤに２行千鳥で並ぶ１５個の発光素子Ｅで構成されている。そのため、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが発光すると、１５個のスポットＳＴを主走査方向ＭＤに２行千鳥で並べたスポットグループＳＧが形成される。
【００４７】
また、上述の図３〜図５を用いた説明が示すとおり、ラインヘッド２９では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが、主走査方向ＭＤにピッチＤgで周期的に配置されている。したがって、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、主走査方向ＭＤにおいて互いに異なる領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcにスポットＳＴを形成する。さらに、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトしていることから、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcがスポットグループＳＧを形成する位置も副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトする。なお、図６では、結像光学系ＯＳaにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧaが併記され、同様にして、結像光学系ＯＳb、ＯＳcにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧb、ＳＧcが併記されている。
【００４８】
続いて、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ2で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループＳＧ（複数の斜め線のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。さらに、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ3で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループ（複数の点のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。そして、このような点灯動作を繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光することができる。
【００４９】
なお、ここでは、感光体ドラム２１表面をくまなく露光する場合を例示して、ラインヘッド２９による露光動作を説明した。しかしながら、ラインヘッド２９が実行可能な露光動作はこれだけに限られず、画像形成指令に応じた露光動作を適宜実行可能であることは言うまでも無い。つまり、この場合は、画像形成指令に含まれる画像データに応じた画素ＰＸに対して選択的にスポットＳＴを形成するように、各発光素子Ｅの発光を制御することで、画像形成指令に応じた露光動作を行なうことができる。
【００５０】
より具体的には、画像データを受信したメインコントローラーＭＣ（図２）では、画像データに含まれるＲＧＢ階調データをＣＭＹＫ階調データに色変換する。このＲＧＢ階調データは１画素１色成分あたり８ビット（つまり、２５６段階の階調を表す）のデータであり、ＣＭＹＫ階調データも同様に１画素１色成分あたり８ビットのデータである。さらに、メインコントローラーＭＣは、ＣＭＹＫ階調データに対してスクリーン処理を行う。このスクリーン処理は、１画素１色成分あたり８ビットの多段階で現されたＣＭＹＫ階調データを、スポットＳＴを形成するか否かを画素ＰＸ毎に示す二値データ（ビデオデータＶＤ）に変換する。こうして生成されたビデオデータＶＤはメインコントローラーＭＣからヘッドコントローラーＨＣに転送され、このビデオデータＶＤに基づいてヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９の発光素子Ｅの点灯を制御する。これにより、画像データに応じた画素ＰＸに選択的にスポットＳＴを形成することができる。そして、このスポット形成動作により感光体ドラム２１表面に形成された潜像が現像されて、所望の画像が形成される。続いて、上述のスクリーン処理の詳細について説明する。
【００５１】
図７は、スクリーン処理で用いられる閾値マトリックスを示す図である。ここで説明するスクリーン処理では、２種類の閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcが用いられる。これら閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcは、主走査方向ＭＤに３画素でかつ副走査方向ＳＤに３画素の正方形状を有するドット集中型の３×３閾値マトリックスである点で共通する。ただし、これらは、スクリーンドット（網点）の成長態様において異なる。具体的には、閾値マトリックスＭＸbcに比較して、閾値マトリックスＭＸaは、階調増加に対する副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が遅い。
【００５２】
図８は、スクリーン処理で用いられる基本セルと画素との対応関係を示す図である。上述のとおり、このスクリーン処理では３×３閾値マトリックスが用いられるため、これに対応して３×３の基本セルＣＬが各画素ＰＸに対応付けられる（図８）。この際、図８に示すように、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcを跨がないように、基本セルＣＬは各画素ＰＸに対応付けられている。そして、ＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbとが基本セルＣＬ毎に比較されて、各画素ＰＸにスポットＳＴを形成するか否かが判断される。こうして、ビデオデータＶＤとしての二値データが生成される。
【００５３】
そして、本実施形態では、メインコントローラーＭＣは、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcによって、閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcを使い分けている。具体的には、領域ＥＲbおよび領域ＥＲcに対しては閾値マトリックスＭＸbcを使用する一方、領域ＥＲaに対しては、副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が遅い閾値マトリックスＭＸaを使用する。このように閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbを使い分ける理由は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量が異なることに対応するためである。これについて、次に詳述する。
【００５４】
図９は、結像光学系と感光体ドラムとの配置関係を示す模式図である。上述したとおり、本実施形態では、３個の結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは、副走査方向ＳＤにおいて間隔Ｄtを空けて互いに異なる位置に配置されている。一方で、感光体ドラム２１は円筒形状を有するため、感光体ドラム２１の表面（周面）は副走査方向ＳＤ断面において有限の曲率を有する。そのため、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎にワークディスタンス（感光体ドラム２１表面までの距離）が異なってしまい、その結果、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に、感光体ドラム２１表面でのデフォーカス量も異なってしまう場合があった。ここで、デフォーカス量とは、感光体ドラム２１表面に形成されたスポットＳＴと、結像光学系ＯＳの結像面とのずれ量とする。
【００５５】
ここでは、結像光学系ＯＳcの光軸ＯＡが感光体ドラム２１表面の曲率中心Ｃ21を通過するように、ラインヘッド２９が配置されている場合を例示して、デフォーカス量の違いが発生する原因について説明する。また、この発生原因の理解を容易とするために、結像光学系ＯＳcの結像位置は感光体ドラム２１表面に一致し、しかも、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは副走査方向ＳＤに平行な同じ結像面ＩＰに光を結像する場合を例示して説明する。この場合、結像光学系ＯＳcのデフォーカス量は略ゼロである一方、結像光学系ＯＳbはデフォーカス量ΔＤbを有し、結像光学系ＯＳaはさらに大きいデフォーカス量ΔＤa（＞ΔＤb）を有する。つまり、感光体ドラム２１表面の曲率中心Ｃ21から副走査方向ＳＤに離れるに連れて、結像光学系ＯＳはより大きなデフォーカス量を有することとなる。これについて、結像光学系ＯＳaを取り上げて定量的に示すと次のとおりである。
【００５６】
各値ｐ、ｒ、θを次のように、
ｐ：感光体ドラム２１表面の曲率中心Ｃ21を通って光軸方向Ｄoaに平行な仮想直線ＶＬ1（この例では、結像光学系ＯＳcの光軸と同一視できる）と、結像光学系ＯＳaの光軸ＯＡとの距離、
ｒ：感光体ドラム２１表面の曲率半径、
θ：結像光学系ＯＳaの光軸ＯＡが感光体ドラム２１表面に交差する交点Ｉaと曲率中心Ｃ21とを結ぶ仮想直線ＶＬ2が、仮想直線ＶＬ1と成す角度、
定義すると、次式、
ｐ＝ｒ×sinθ
が成立する。これを角度θについて解くと、次式
θ＝arcsin（ｐ／ｒ）…式１
が得られる。一方で、デフォーカス量ΔＤaは、次式
ΔＤa＝ｒ−ｒ×cosθ
＝ｒ×（１−cosθ）…式２
を満たし、式１および式２から、次式
ΔＤa＝ｒ×（１−cos（arcsin（ｐ／ｒ）））…式３
でデフォーカス量ΔＤaが与えられることが判る。
【００５７】
そして、このデフォーカス量ΔＤaは、結像光学系ＯＳaが形成するスポットＳＴの大きさに影響する（図１０、図１１）。図１０は、感光体ドラム表面に形成されるスポットのビームプロファイルを各デフォーカス量についてプロットしたものであり、同図の上段はデフォーカス量をプラス側に変化させた場合を示し、同図の下段はデフォーカス量をマイナス側に変化させた場合を示している。図１１は、デフォーカス量とスポットサイズとの関係を表として示す図である。図１０から、デフォーカス量の絶対値が増大するにしたがってビームプロファイルがブロードになる様子が判る。そして、ビームプロファイルにおいて最大強度の１３．５％となる部分をスポットＳＴとして、スポットサイズを求めた結果が図１１である。これによれば、デフォーカス量の絶対値の増大にしたがって、スポットサイズが増大する傾向が見て取れる。
【００５８】
以上の議論から、デフォーカス量が大きくなると、スポットＳＴのビームプロファイルがブロードになって、スポットＳＴのサイズが大きくなることが判る。したがって、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは、それぞれのデフォーカス量の違いに起因して、互いに異なるサイズのスポットＳＴを形成することとなる。特に、図９の例では、結像光学系ＯＳaのデフォーカス量ΔＤaが、その他の結像光学系ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量と比べて大きく、その結果、結像光学系ＯＳaが形成するスポットＳＴのサイズが顕著に大きくなる。そこで、本実施形態では、デフォーカス量の大きい結像光学系ＯＳaが露光する領域ＥＲaに対しては、副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が遅い閾値マトリックスＭＸaが使用される。一方、デフォーカス量の小さい結像光学系ＯＳb、ＯＳcが露光する領域ＥＲb、ＥＲcに対しては、副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が速い閾値マトリックスＭＸbcが使用される。換言すれば、本実施形態では、デフォーカス量に応じて閾値が設定された閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcが、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcに応じて使い分けられる。そして、これによって次のような作用効果が奏される。
【００５９】
図１２は、本実施形態の作用効果を説明するための模式図である。同図の上段の「比較形態」の欄は、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcで閾値マトリックスを使い分けず、各領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcに対して同じ閾値マトリックスＭＸbcを用いた場合に対応する。一方、同図の下段の「実施形態」の欄は、領域ＥＲaと領域ＥＲb、ＥＲcとで閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcを使い分けた場合に対応する。また、いずれの形態においても、ＹＭＣＫ階調データの階調値は「１００」であるとする。
【００６０】
「比較形態」の欄に示す例では、各領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcに対して同じ閾値マトリックスＭＸbcを用いた結果、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcのいずれにおいても、４つの画素ＰＸ（マトリックスＭＸbcの閾値が「１００」以下の４つの画素ＰＸ）に対してスポットＳＴが照射される。そして、スポットＳＴが照射された各部がドットdtとして現像されて、４つのドットdtで構成されるスクリーンドットＳdtが形成される。この際、結像光学系ＯＳaによるスポットＳＴのサイズは、結像光学系ＯＳb、ＯＳcによるスポットＳＴのサイズと比較して顕著に大きい。そのため、領域ＥＲaに形成されるスクリーンドットＳdtの副走査方向ＳＤへのサイズＷa（幅）は、他の領域ＥＲbに形成されるスクリーンドットＳdrの副走査方向ＳＤへのサイズＷb、Ｗcと比較して大きくなる。その結果、所望の階調が再現できなかったり、あるいは、ライン画像を形成したような場合に、ライン幅がまちまちになってしまったりするといったおそれがあった。
【００６１】
これに対して、「実施形態」に示す例では、デフォーカス量に応じて閾値が設定された閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcが、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcで使い分けられる。そのため、デフォーカス量の大きい結像光学系ＯＳaで露光される領域ＥＲaでは、２つの画素（マトリックスＭＸaの閾値が「１００」以下の２つの画素ＰＸ）に対してのみスポットＳＴが照射される。そして、スポットＳＴが照射された各部がドットdtとして現像されて、領域ＥＲaでは、２つのドットdtで構成されるスクリーンドットＳdtが形成される。その結果、領域ＥＲaのスクリーンドット幅Ｗaと、他の領域ＥＲb、ＥＲcのスクリーンドット幅Ｗb、Ｗcとの差が抑制され、良好な画像形成が可能となっている。
【００６２】
以上のように本実施形態は、結像光学系ＯＳa（第１の結像光学系）に対応する発光素子グループＥＧ（第１の発光素子群）と、結像光学系ＯＳb、ＯＳc（第２の結像光学系）に対応する発光素子グループＥＧ（第２の発光素子群）とで、発光制御を変えている。具体的には、結像光学系ＯＳaに対応する発光素子グループＥＧの発光は、閾値マトリックスＭＸa（第１の閾値マトリックス）とＣＭＹＫ階調データ（階調データ）とを比較して生成したビデオデータＶＤ（第１の二値データ）に基づいて制御される。一方、結像光学系ＯＳb、ＯＳcに対応する発光素子グループＥＧの発光は、閾値マトリックスＭＸaと異なる閾値マトリックスＭＸb（第２の閾値マトリックス）とＣＭＹＫ階調データとを比較して生成したビデオデータＶＤ（第２の二値データ）に基づいて制御される。つまり、これらの発光素子グループＥＧの発光を、互いに異なる閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbに基づいて制御することで、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量の差異が画像に与える影響を抑制することができ、その結果、良好な画像形成が実現可能となる。
【００６３】
特に、本実施形態では、閾値マトリックスＭＸaの閾値は結像光学系ＯＳaのデフォーカス量（第１のデフォーカス量）に応じて設定され、閾値マトリックスＭＸbcの閾値は結像光学系ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量（第２のデフォーカス量）に応じて設定されている。これにより、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量の差異が画像に与える影響をより確実に抑制することができ、その結果、さらなる良好な画像形成が可能となっている。
【００６４】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像器２４が本発明の「現像部」に相当し、メインコントローラーＭＣおよびヘッドコントローラーＨＣが協働して本発明の「発光制御部」として機能する。また、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）が本発明の「第１の方向」に相当し、副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）が本発明の「第２の方向」に相当している。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、結像光学系ＯＳbと結像光学系ＯＳcに対しては、同じ閾値マトリックスＭＸbcを用いた。しかしながら、これら結像光学系ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量は厳密には異なる。そこで、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれのデフォーカス量（第１・第２・第３のデフォーカス量）に応じて、３種類の閾値マトリックスＭＸa、ＭＸb、ＭＸc（第１・第２・第３の閾値マトリックス）を使い分けて、ビデオデータＶＤ（第１・第２・第３の二値データ）を生成し、これに基づいて各発光素子グループＥＧ（第１・第２・第３の発光素子群）の発光を制御してもよい。これにより、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量の違いに依らず、良好な画像形成を図ることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、副走査方向ＳＤに異なる位置にある結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcを中心に説明し、副走査方向ＳＤに同じ位置にある複数の結像光学系ＯＳ、例えば、主走査方向ＭＤに隣り合う２つの結像光学系ＯＳa、ＯＳaについては特に言及しなかった。ただし、例えば、これらの結像光学系ＯＳa、ＯＳaについても、デフォーカス量に応じて閾値を設定した閾値マトリックスを使い分けることができる。具体的には、これら結像光学系ＯＳa、ＯＳaのデフォーカス量に大きな差がある場合は、異なる閾値マトリックスを使い分ければ良い。ちなみに、これら結像光学系ＯＳa、ＯＳaのデフォーカス量が大きくなる要因としては、感光体ドラム２１に対するラインヘッド２９のスキューが考えられる。
【００６７】
なお、これら結像光学系ＯＳa、ＯＳa（第１・第４の結像光学系）のデフォーカス量（第１・第４のデフォーカス量）が略同じであれば、共通の閾値マトリックスを用いて生成したビデオデータＶＤ（第１・第４の二値データ）に基づいて、各発光素子グループＥＧ（第１・第４の発光素子群）の発光を制御することが好適といえる。なぜなら、閾値マトリックスを共通化することで、メインコントローラーＭＣの構成やデータ処理の簡素化を図ることができるからである。
【００６８】
また、上記実施形態では、潜像担持体として感光体ドラム２１を用いた。しかしながら、特開２００８−２２１５７０号公報の図２６に記載されているような、感光体ベルトを潜像担持体として用い、感光体ベルトのローラーへの巻きかけ部をラインヘッド２９で露光するように構成することもできる。
【００６９】
また、感光体ドラム２１と結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcとの配置関係も図９に示したものに限られず、結像光学系ＯＳaまたは結像光学系ＯＳbの光軸が曲率中心Ｃ21を通るように構成したり、あるいは結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのいずれの光軸ＯＡも曲率中心Ｃ21から外れるように構成したりすることができる。
【００７０】
また、副走査方向ＳＤに異なる位置に配置される結像光学系ＯＳの個数（換言すれば、レンズ行の行数）は３個に限られず、２個あるいは４個以上であっても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、結像光学系ＯＳの光学倍率については特に言及しなかった。しかしながら、結像光学系ＯＳとしては、倒立像を結像するもの、正立像を結像するもの、縮小像を結像するもの、拡大像を結像するもの、あるいはこれらを組み合わせた光学特性を有するものを用いることができる。
【００７２】
また、上記実施形態では、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは同じ結像面ＩＰに結像していたが、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが異なる結像面ＩＰに結像するように構成することもできる。
【００７３】
また、閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcのサイズも上述の３×３に限られず、任意のサイズのものを使用可能である。この際、閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcのサイズを共通としても良く、あるいは互いに異ならせても良い。
【００７４】
また、上記実施形態では、同じ領域ＥＲa等に属する基本セルＣＬに対しては同じ閾値マトリックスＭＸa等を用いた。例を挙げると、領域ＥＲaには複数の基本セルＣＬが対応付けられているが（図７）、各基本セルＣＬに対して同じ閾値マトリックスＭＸaが用いられている。しかしながら、同じ領域ＥＲaに属する複数の基本セルＣＬに対して、互いに異なる閾値マトリックスを用いることも可能である。
【００７５】
また、基本セルＣＬと画素ＰＸとの対応関係についても種々の変形が可能であり、例えば、隣接する基本セルＣＬを数画素ずつずらして、スクリーン角を持たせつつスクリーンドットＳdtを成長させるように構成することもできる。
【００７６】
また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、配置態様も種々の変更が可能である。
【００７７】
また、上述の有機ＥＬ素子以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)等の光源を、発光素子Ｅとして用いることもできる。
【符号の説明】
【００７８】
２１…感光体ドラム、 ２４…現像器、 ２９…ラインヘッド、 Ｅ…発光素子、 ＥＧ…発光素子グループ、 ＬＳ1、ＬＳ2…レンズ、 ＯＳ、ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc…結像光学系、 ＭＣ…メインコントローラー、 ＨＣ…ヘッドコントローラー、 ＭＸa、ＭＸbc…閾値マトリックス、 ΔＤa、ΔＤb…デフォーカス量
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の結像光学系それぞれに対応して発光素子を配設するとともに、各結像光学系を透過した光を照射することで潜像担持体に潜像を形成する画像形成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、複数の結像光学系を主走査方向に３行千鳥で並べた露光ヘッド（ラインヘッド）が記載されている。また、この露光ヘッドでは、主走査方向に千鳥状に並ぶ複数の発光素子で構成された発光素子群（発光素子グループ）が、各結像光学系に対向している。したがって、発光素子が発光した光は当該発光素子に対向する結像光学系に結像され、これにより潜像担持体（感光体ドラム）の表面に光のスポットが形成される。したがって、各発光素子の発光を制御することで、潜像を潜像担持体表面に形成することができ、さらには、この潜像を現像することで所望の画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１でも指摘されているとおり、複数の結像光学系を有する露光ヘッドを用いて潜像担持体の表面を露光する画像形成装置では、潜像担持体表面でのデフォーカス量が各結像光学系で異なる場合があった。そして、このような場合には、潜像担持体表面に形成されるスポットのサイズが各結像光学系で異なってしまい、その結果、良好な画像を形成できないおそれがあった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、各結像光学系のデフォーカス量の差異が画像に与える影響を抑制して、良好な画像形成を実現可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第１の結像光学系、第２の結像光学系、第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群、および第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第２の発光素子群を有する露光ヘッドと、第１の結像光学系を透過した光が照射され、第２の結像光学系を透過した光が照射されて、潜像が形成される潜像担持体と、潜像を現像する現像部と、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて、第１の発光素子群の発光素子の発光を制御し、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて、第２の発光素子群の発光素子の発光を制御する発光制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するために、第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御するとともに、第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第２の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御し、第１の結像光学系を透過した光および第２の結像光学系を透過した光によって潜像担持体に形成した潜像を現像することを特徴とする。
【０００８】
このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法）は、第１の結像光学系を透過した光および第２の結像光学系を透過した光を照射することで、潜像担持体に潜像を形成する。したがって、第１の結像光学系と第２の結像光学系とで潜像担持体でのデフォーカス量が異なるような場合、各結像光学系が潜像担持体に形成するスポットのサイズが異なってしまい、良好な画像形成ができないおそれがあった。これに対して、本発明は、第１の結像光学系を透過する光を発光する第１の発光素子群と、第２の結像光学系を透過する光を発光する第２の発光素子群とで、発光制御を変えている。具体的には、第１の発光素子群の発光素子の発光は、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御される。一方、第２の発光素子群の発光素子の発光は、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御される。つまり、第１の発光素子群の発光と第２の発光素子群の発光とを、互いに異なる閾値マトリックスに基づいて制御することで、各結像光学系のデフォーカス量の差異が画像に与える影響を抑制することができ、その結果、良好な画像形成が実現可能となる。
【０００９】
また、潜像担持体は、第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の断面で有限の曲率を有し、第１の結像光学系と第２の結像光学系とは、第２の方向に異なる位置に配設される構成においては、潜像担持体でのデフォーカス量の差異が、第１・第２の結像光学系の間で顕著となる傾向にある。そこで、かかる構成に対しては、本発明を適用することが好適である。
【００１０】
さらには、第１の結像光学系の潜像担持体での第１のデフォーカス量と第２の結像光学系の潜像担持体での第２のデフォーカス量とが異なることに対応すべく、第１の閾値マトリックスの閾値は第１のデフォーカス量に応じて設定され、第２の閾値マトリックスの閾値は第２のデフォーカス量に応じて設定されるように構成しても良い。これにより、各結像光学系のデフォーカス量の差異が画像に与える影響をより確実に抑制することができ、その結果、さらなる良好な画像形成が可能となる。
【００１１】
ところで、本発明を適用する結像光学系の個数は、当然のことながら２個には限られない。そこで、露光ヘッドは、第１の結像光学系および第２の結像光学系に対して第２の方向に異なる位置に配設された第３の結像光学系と、第３の結像光学系を透過して潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第３の発光素子群とを有し、第３の結像光学系の潜像担持体での第３のデフォーカス量は、第１のデフォーカス量および第２のデフォーカス量と異なるような構成に対しても本発明を適用可能である。すなわち、発光制御部は、第３のデフォーカス量に応じて閾値が設定された第３の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第３の二値データに基づいて、第３の発光素子群の発光素子の発光を制御するように構成すれば良い。これにより、第３の結像光学系を含む各結像光学系のデフォーカス量の違いに依らず、良好な画像形成が可能となる。
【００１２】
ちなみに、露光ヘッドは、第１の結像光学系に対して第２の方向も同じ位置に配設された第４の結像光学系と、第４の結像光学系を透過して潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第４の発光素子群とを有し、第４の結像光学系の潜像担持体での第４のデフォーカス量は、第１のデフォーカス量と等しい場合には、発光制御部は、第４の発光素子群の発光素子の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第４の二値データに基づいて制御するように構成すれば良い。
【００１３】
また、潜像担持体についても種々のバリエーションが考えられ、潜像担持体は感光体ドラムであっても良く、あるいは、ローラーに巻きかけられた感光体ベルトであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図２】図１の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】ラインヘッドの一例を示す図。
【図４】ラインヘッドの一例を示す図。
【図５】ラインヘッドの一例を示す図。
【図６】ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図。
【図７】スクリーン処理で用いられる閾値マトリックスを示す図。
【図８】スクリーン処理で用いられる基本セルと画素との対応関係を示す図。
【図９】結像光学系と感光体ドラムとの配置関係を示す模式図。
【図１０】スポットのビームプロファイルをデフォーカス量についてプロットした図。
【図１１】デフォーカス量とスポットサイズとの関係を表として示す図。
【図１２】実施形態の作用効果を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。
【００１６】
この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣはエンジンコントローラーＥＣに制御信号を与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。このとき、メインコントローラーＭＣは、ヘッドコントローラーＨＣから水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受け取る毎に、主走査方向ＭＤに１ライン分のビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。また、ヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラーＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＮＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００１７】
各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【００１８】
画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動することとなる。
【００１９】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。
【００２０】
この実施形態では、帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【００２１】
そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がビデオデータＶＤに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９にビデオデータＶＤを送信すると、このビデオデータＶＤに基づいて各発光素子Ｅが発光する。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。
【００２２】
こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【００２３】
また、この現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー２４１へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー２４１と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。
【００２４】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。
【００２５】
上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー２４１はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム２１の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー２４１の回転方向は、その表面が感光体ドラム２１の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。
【００２６】
また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー圧縮コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー圧縮コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー圧縮コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー圧縮コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、帯電、圧縮が施される。なお、このトナー帯電、圧縮には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるコンパクションローラーを用いてもよい。
【００２７】
また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【００２８】
感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。
【００２９】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。
【００３０】
ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。
【００３１】
転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。
【００３２】
こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【００３３】
二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。
【００３４】
以上が画像形成装置の概略構成である。続いて、本実施形態にかかる画像形成装置に適用可能なラインヘッド２９の詳細について説明する。図３、図４および図５は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９の部分斜視図であり、図５は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子ＥとレンズＬＳ1、ＬＳ2とが光軸方向Ｄoaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。
【００３５】
このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺な全体構成を備える。そこで、図３〜図５および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaについても、図３〜図５および以下の図面で適宜示すとともに、必要に応じて、光軸方向Ｄoaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Ｄoaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、Ｄoaは互いに直交もしくは略直交している。
【００３６】
また、上述のとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面に対して露光を行なうものであり、しかも、感光体ドラム２１表面の主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、感光体ドラム２１表面の副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。
【００３７】
ラインヘッド２９では、複数（図１の例では１５個）の発光素子Ｅを長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並べて、１個の発光素子グループＥＧが構成されている。さらに、複数の発光素子グループＥＧが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並べられている。かかる配列態様は、換言すれば次のようにも説明できる。つまり、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎に発光素子グループＥＧを配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数の発光素子グループＥＧから１行の発光素子グループ行ＧＲa等が構成される。さらに、３行の発光素子グループ行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲcは、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００３８】
また、各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。
【００３９】
上述のように配置された複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対しては１つの結像光学系ＯＳが対向している。具体的には、この結像光学系ＯＳは、発光素子グループＥＧ側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2から構成されている。なお、図４、図５では、発光素子グループＥＧとレンズＬＳ1、ＬＳ2との間には遮光部材２９７が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。
【００４０】
このラインヘッド２９では、３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧのそれぞれに対向してレンズＬＳ1、ＬＳ2を配置するために、複数のレンズＬＳ1を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ1と、複数のレンズＬＳ2を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ2とが設けられている。つまり、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）では、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎にレンズＬＳ1（ＬＳ2）を配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）から１行のレンズ行が構成される。さらに、３行のレンズ行は、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。
【００４１】
ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で形成して１つの短尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を作製し、この短尺レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを構成している。
【００４２】
より具体的には、ヘッド基板表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ1が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ1、ＳＰ1に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ1が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイＬＡ1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ2が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ2、ＳＰ2に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ2が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスＳＳが接着されており、複数のレンズアレイＬＡ2は各スペーサーＳＰ2のみならず、当該スペーサーＳＰ2の反対側から支持ガラスＳＳによっても支持されている。また、この支持ガラスＳＳは、各レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。
【００４３】
つまり、上述のように構成された２枚レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2をヘッド基板２９３に対向させることで、発光素子グループＥＧの３行千鳥配置に対応して、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並ぶこととなる。そして、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、結像光学系ＯＳおよび支持ガラスＳＳを透過して、感光体ドラム２１表面に照射される。なお、図５では、発光素子グループ行ＧＲaに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳaが併記されている。また、同様にして、発光素子グループ行ＧＲb、ＧＲcに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳb、ＯＳcが併記されている。すなわち、幅方向ＬＴＤに互いに異なる位置に配置された結像光学系ＯＳに対して、異なる符合ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが付されている。
【００４４】
このように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＯＳが配置されている。このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系ＯＳにのみ入射し、それ以外の結像光学系ＯＳに入射しないことが望ましい。そこで、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間には、遮光部材２９７が設けられている。この遮光部材２９７は、発光素子グループＥＧから当該発光素子グループＥＧに対向する結像光学系ＯＳに向かう光を制限する機能を果たす。具体的には、遮光部材２９７には、発光素子グループＥＧからこれに対向する結像光学系ＯＳへと向かう導光孔２９７１が、光軸方向Ｄoaに貫通形成されている。導光孔２９７１は円柱形状の孔であり、その中心軸は結像光学系ＯＳの光軸ＯＡと概ね一致している。したがって、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、遮光部材２９７の底面で遮られることなく導光孔２９７１を通過した光が、結像光学系ＯＳに入射することとなる。そして、結像光学系ＯＳで結像された光が感光体ドラム２１表面に照射されて、感光体ドラム２１表面が露光される。続いて、ラインヘッド２９による露光動作を説明する。
【００４５】
図６は、ラインヘッドによる露光動作の一例を示す図である。同図では、感光体ドラム２１表面に仮想的に配列された画素ＰＸと、画素ＰＸに照射されるスポットＳＴとが記載されている。このスポットＳＴは、１個の発光素子Ｅからの光が結像光学系ＯＳにより結像されることで、感光体ドラム２１表面に照射される光である。ここでは、同図を用いて、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧそれぞれを同時点灯させて実行する露光動作の一例について説明する。より詳しくは、この露光動作例は、感光体ドラム２１表面を副走査方向ＳＤに移動させながら、各発光素子グループＥＧの同時点灯を各時刻ｔ1、ｔ2、ｔ3、…で繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光するものである。
【００４６】
まず、時刻ｔ1において、各発光素子グループＥＧが同時点灯すると、ハッチングの無い丸印で表された複数のスポットＳＴがそれぞれ画素ＰＸ上に形成される。なお、上述のとおり、発光素子グループＥＧは主走査方向ＭＤに２行千鳥で並ぶ１５個の発光素子Ｅで構成されている。そのため、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが発光すると、１５個のスポットＳＴを主走査方向ＭＤに２行千鳥で並べたスポットグループＳＧが形成される。
【００４７】
また、上述の図３〜図５を用いた説明が示すとおり、ラインヘッド２９では、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが、主走査方向ＭＤにピッチＤgで周期的に配置されている。したがって、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれは、主走査方向ＭＤにおいて互いに異なる領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcにスポットＳＴを形成する。さらに、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトしていることから、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcがスポットグループＳＧを形成する位置も副走査方向ＳＤに距離Ｄtずつシフトする。なお、図６では、結像光学系ＯＳaにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧaが併記され、同様にして、結像光学系ＯＳb、ＯＳcにより形成されたスポットグループＳＧに対して符号ＳＧb、ＳＧcが併記されている。
【００４８】
続いて、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ2で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループＳＧ（複数の斜め線のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。さらに、感光体ドラム２１表面が副走査方向ＳＤに１画素分だけ移動した時刻ｔ3で、複数の発光素子グループＥＧが同時点灯して、複数のスポットグループ（複数の点のハッチングが施されたスポットＳＴからなるスポットグループＳＧ）が形成される。そして、このような点灯動作を繰り返すことで、感光体ドラム２１表面をくまなく露光することができる。
【００４９】
なお、ここでは、感光体ドラム２１表面をくまなく露光する場合を例示して、ラインヘッド２９による露光動作を説明した。しかしながら、ラインヘッド２９が実行可能な露光動作はこれだけに限られず、画像形成指令に応じた露光動作を適宜実行可能であることは言うまでも無い。つまり、この場合は、画像形成指令に含まれる画像データに応じた画素ＰＸに対して選択的にスポットＳＴを形成するように、各発光素子Ｅの発光を制御することで、画像形成指令に応じた露光動作を行なうことができる。
【００５０】
より具体的には、画像データを受信したメインコントローラーＭＣ（図２）では、画像データに含まれるＲＧＢ階調データをＣＭＹＫ階調データに色変換する。このＲＧＢ階調データは１画素１色成分あたり８ビット（つまり、２５６段階の階調を表す）のデータであり、ＣＭＹＫ階調データも同様に１画素１色成分あたり８ビットのデータである。さらに、メインコントローラーＭＣは、ＣＭＹＫ階調データに対してスクリーン処理を行う。このスクリーン処理は、１画素１色成分あたり８ビットの多段階で現されたＣＭＹＫ階調データを、スポットＳＴを形成するか否かを画素ＰＸ毎に示す二値データ（ビデオデータＶＤ）に変換する。こうして生成されたビデオデータＶＤはメインコントローラーＭＣからヘッドコントローラーＨＣに転送され、このビデオデータＶＤに基づいてヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９の発光素子Ｅの点灯を制御する。これにより、画像データに応じた画素ＰＸに選択的にスポットＳＴを形成することができる。そして、このスポット形成動作により感光体ドラム２１表面に形成された潜像が現像されて、所望の画像が形成される。続いて、上述のスクリーン処理の詳細について説明する。
【００５１】
図７は、スクリーン処理で用いられる閾値マトリックスを示す図である。ここで説明するスクリーン処理では、２種類の閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcが用いられる。これら閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcは、主走査方向ＭＤに３画素でかつ副走査方向ＳＤに３画素の正方形状を有するドット集中型の３×３閾値マトリックスである点で共通する。ただし、これらは、スクリーンドット（網点）の成長態様において異なる。具体的には、閾値マトリックスＭＸbcに比較して、閾値マトリックスＭＸaは、階調増加に対する副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が遅い。
【００５２】
図８は、スクリーン処理で用いられる基本セルと画素との対応関係を示す図である。上述のとおり、このスクリーン処理では３×３閾値マトリックスが用いられるため、これに対応して３×３の基本セルＣＬが各画素ＰＸに対応付けられる（図８）。この際、図８に示すように、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcを跨がないように、基本セルＣＬは各画素ＰＸに対応付けられている。そして、ＣＭＹＫ階調データと閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbとが基本セルＣＬ毎に比較されて、各画素ＰＸにスポットＳＴを形成するか否かが判断される。こうして、ビデオデータＶＤとしての二値データが生成される。
【００５３】
そして、本実施形態では、メインコントローラーＭＣは、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcによって、閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcを使い分けている。具体的には、領域ＥＲbおよび領域ＥＲcに対しては閾値マトリックスＭＸbcを使用する一方、領域ＥＲaに対しては、副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が遅い閾値マトリックスＭＸaを使用する。このように閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbを使い分ける理由は、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量が異なることに対応するためである。これについて、次に詳述する。
【００５４】
図９は、結像光学系と感光体ドラムとの配置関係を示す模式図である。上述したとおり、本実施形態では、３個の結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは、副走査方向ＳＤにおいて間隔Ｄtを空けて互いに異なる位置に配置されている。一方で、感光体ドラム２１は円筒形状を有するため、感光体ドラム２１の表面（周面）は副走査方向ＳＤ断面において有限の曲率を有する。そのため、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎にワークディスタンス（感光体ドラム２１表面までの距離）が異なってしまい、その結果、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc毎に、感光体ドラム２１表面でのデフォーカス量も異なってしまう場合があった。ここで、デフォーカス量とは、感光体ドラム２１表面に形成されたスポットＳＴと、結像光学系ＯＳの結像面とのずれ量とする。
【００５５】
ここでは、結像光学系ＯＳcの光軸ＯＡが感光体ドラム２１表面の曲率中心Ｃ21を通過するように、ラインヘッド２９が配置されている場合を例示して、デフォーカス量の違いが発生する原因について説明する。また、この発生原因の理解を容易とするために、結像光学系ＯＳcの結像位置は感光体ドラム２１表面に一致し、しかも、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは副走査方向ＳＤに平行な同じ結像面ＩＰに光を結像する場合を例示して説明する。この場合、結像光学系ＯＳcのデフォーカス量は略ゼロである一方、結像光学系ＯＳbはデフォーカス量ΔＤbを有し、結像光学系ＯＳaはさらに大きいデフォーカス量ΔＤa（＞ΔＤb）を有する。つまり、感光体ドラム２１表面の曲率中心Ｃ21から副走査方向ＳＤに離れるに連れて、結像光学系ＯＳはより大きなデフォーカス量を有することとなる。これについて、結像光学系ＯＳaを取り上げて定量的に示すと次のとおりである。
【００５６】
各値ｐ、ｒ、θを次のように、
ｐ：感光体ドラム２１表面の曲率中心Ｃ21を通って光軸方向Ｄoaに平行な仮想直線ＶＬ1（この例では、結像光学系ＯＳcの光軸と同一視できる）と、結像光学系ＯＳaの光軸ＯＡとの距離、
ｒ：感光体ドラム２１表面の曲率半径、
θ：結像光学系ＯＳaの光軸ＯＡが感光体ドラム２１表面に交差する交点Ｉaと曲率中心Ｃ21とを結ぶ仮想直線ＶＬ2が、仮想直線ＶＬ1と成す角度、
定義すると、次式、
ｐ＝ｒ×sinθ
が成立する。これを角度θについて解くと、次式
θ＝arcsin（ｐ／ｒ）…式１
が得られる。一方で、デフォーカス量ΔＤaは、次式
ΔＤa＝ｒ−ｒ×cosθ
＝ｒ×（１−cosθ）…式２
を満たし、式１および式２から、次式
ΔＤa＝ｒ×（１−cos（arcsin（ｐ／ｒ）））…式３
でデフォーカス量ΔＤaが与えられることが判る。
【００５７】
そして、このデフォーカス量ΔＤaは、結像光学系ＯＳaが形成するスポットＳＴの大きさに影響する（図１０、図１１）。図１０は、感光体ドラム表面に形成されるスポットのビームプロファイルを各デフォーカス量についてプロットしたものであり、同図の上段はデフォーカス量をプラス側に変化させた場合を示し、同図の下段はデフォーカス量をマイナス側に変化させた場合を示している。図１１は、デフォーカス量とスポットサイズとの関係を表として示す図である。図１０から、デフォーカス量の絶対値が増大するにしたがってビームプロファイルがブロードになる様子が判る。そして、ビームプロファイルにおいて最大強度の１３．５％となる部分をスポットＳＴとして、スポットサイズを求めた結果が図１１である。これによれば、デフォーカス量の絶対値の増大にしたがって、スポットサイズが増大する傾向が見て取れる。
【００５８】
以上の議論から、デフォーカス量が大きくなると、スポットＳＴのビームプロファイルがブロードになって、スポットＳＴのサイズが大きくなることが判る。したがって、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは、それぞれのデフォーカス量の違いに起因して、互いに異なるサイズのスポットＳＴを形成することとなる。特に、図９の例では、結像光学系ＯＳaのデフォーカス量ΔＤaが、その他の結像光学系ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量と比べて大きく、その結果、結像光学系ＯＳaが形成するスポットＳＴのサイズが顕著に大きくなる。そこで、本実施形態では、デフォーカス量の大きい結像光学系ＯＳaが露光する領域ＥＲaに対しては、副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が遅い閾値マトリックスＭＸaが使用される。一方、デフォーカス量の小さい結像光学系ＯＳb、ＯＳcが露光する領域ＥＲb、ＥＲcに対しては、副走査方向ＳＤへのスクリーンドットの成長速度が速い閾値マトリックスＭＸbcが使用される。換言すれば、本実施形態では、デフォーカス量に応じて閾値が設定された閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcが、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcに応じて使い分けられる。そして、これによって次のような作用効果が奏される。
【００５９】
図１２は、本実施形態の作用効果を説明するための模式図である。同図の上段の「比較形態」の欄は、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcで閾値マトリックスを使い分けず、各領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcに対して同じ閾値マトリックスＭＸbcを用いた場合に対応する。一方、同図の下段の「実施形態」の欄は、領域ＥＲaと領域ＥＲb、ＥＲcとで閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcを使い分けた場合に対応する。また、いずれの形態においても、ＹＭＣＫ階調データの階調値は「１００」であるとする。
【００６０】
「比較形態」の欄に示す例では、各領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcに対して同じ閾値マトリックスＭＸbcを用いた結果、領域ＥＲa、ＥＲb、ＥＲcのいずれにおいても、４つの画素ＰＸ（マトリックスＭＸbcの閾値が「１００」以下の４つの画素ＰＸ）に対してスポットＳＴが照射される。そして、スポットＳＴが照射された各部がドットdtとして現像されて、４つのドットdtで構成されるスクリーンドットＳdtが形成される。この際、結像光学系ＯＳaによるスポットＳＴのサイズは、結像光学系ＯＳb、ＯＳcによるスポットＳＴのサイズと比較して顕著に大きい。そのため、領域ＥＲaに形成されるスクリーンドットＳdtの副走査方向ＳＤへのサイズＷa（幅）は、他の領域ＥＲbに形成されるスクリーンドットＳdrの副走査方向ＳＤへのサイズＷb、Ｗcと比較して大きくなる。その結果、所望の階調が再現できなかったり、あるいは、ライン画像を形成したような場合に、ライン幅がまちまちになってしまったりするといったおそれがあった。
【００６１】
これに対して、「実施形態」に示す例では、デフォーカス量に応じて閾値が設定された閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcが、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcで使い分けられる。そのため、デフォーカス量の大きい結像光学系ＯＳaで露光される領域ＥＲaでは、２つの画素（マトリックスＭＸaの閾値が「１００」以下の２つの画素ＰＸ）に対してのみスポットＳＴが照射される。そして、スポットＳＴが照射された各部がドットdtとして現像されて、領域ＥＲaでは、２つのドットdtで構成されるスクリーンドットＳdtが形成される。その結果、領域ＥＲaのスクリーンドット幅Ｗaと、他の領域ＥＲb、ＥＲcのスクリーンドット幅Ｗb、Ｗcとの差が抑制され、良好な画像形成が可能となっている。
【００６２】
以上のように本実施形態は、結像光学系ＯＳa（第１の結像光学系）に対応する発光素子グループＥＧ（第１の発光素子群）と、結像光学系ＯＳb、ＯＳc（第２の結像光学系）に対応する発光素子グループＥＧ（第２の発光素子群）とで、発光制御を変えている。具体的には、結像光学系ＯＳaに対応する発光素子グループＥＧの発光は、閾値マトリックスＭＸa（第１の閾値マトリックス）とＣＭＹＫ階調データ（階調データ）とを比較して生成したビデオデータＶＤ（第１の二値データ）に基づいて制御される。一方、結像光学系ＯＳb、ＯＳcに対応する発光素子グループＥＧの発光は、閾値マトリックスＭＸaと異なる閾値マトリックスＭＸb（第２の閾値マトリックス）とＣＭＹＫ階調データとを比較して生成したビデオデータＶＤ（第２の二値データ）に基づいて制御される。つまり、これらの発光素子グループＥＧの発光を、互いに異なる閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbに基づいて制御することで、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量の差異が画像に与える影響を抑制することができ、その結果、良好な画像形成が実現可能となる。
【００６３】
特に、本実施形態では、閾値マトリックスＭＸaの閾値は結像光学系ＯＳaのデフォーカス量（第１のデフォーカス量）に応じて設定され、閾値マトリックスＭＸbcの閾値は結像光学系ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量（第２のデフォーカス量）に応じて設定されている。これにより、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量の差異が画像に与える影響をより確実に抑制することができ、その結果、さらなる良好な画像形成が可能となっている。
【００６４】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像器２４が本発明の「現像部」に相当し、メインコントローラーＭＣおよびヘッドコントローラーＨＣが協働して本発明の「発光制御部」として機能する。また、主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）が本発明の「第１の方向」に相当し、副走査方向ＳＤ（幅方向ＬＴＤ）が本発明の「第２の方向」に相当している。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、結像光学系ＯＳbと結像光学系ＯＳcに対しては、同じ閾値マトリックスＭＸbcを用いた。しかしながら、これら結像光学系ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量は厳密には異なる。そこで、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcそれぞれのデフォーカス量（第１・第２・第３のデフォーカス量）に応じて、３種類の閾値マトリックスＭＸa、ＭＸb、ＭＸc（第１・第２・第３の閾値マトリックス）を使い分けて、ビデオデータＶＤ（第１・第２・第３の二値データ）を生成し、これに基づいて各発光素子グループＥＧ（第１・第２・第３の発光素子群）の発光を制御してもよい。これにより、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのデフォーカス量の違いに依らず、良好な画像形成を図ることができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、副走査方向ＳＤに異なる位置にある結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcを中心に説明し、副走査方向ＳＤに同じ位置にある複数の結像光学系ＯＳ、例えば、主走査方向ＭＤに隣り合う２つの結像光学系ＯＳa、ＯＳaについては特に言及しなかった。ただし、例えば、これらの結像光学系ＯＳa、ＯＳaについても、デフォーカス量に応じて閾値を設定した閾値マトリックスを使い分けることができる。具体的には、これら結像光学系ＯＳa、ＯＳaのデフォーカス量に大きな差がある場合は、異なる閾値マトリックスを使い分ければ良い。ちなみに、これら結像光学系ＯＳa、ＯＳaのデフォーカス量が大きくなる要因としては、感光体ドラム２１に対するラインヘッド２９のスキューが考えられる。
【００６７】
なお、これら結像光学系ＯＳa、ＯＳa（第１・第４の結像光学系）のデフォーカス量（第１・第４のデフォーカス量）が略同じであれば、共通の閾値マトリックスを用いて生成したビデオデータＶＤ（第１・第４の二値データ）に基づいて、各発光素子グループＥＧ（第１・第４の発光素子群）の発光を制御することが好適といえる。なぜなら、閾値マトリックスを共通化することで、メインコントローラーＭＣの構成やデータ処理の簡素化を図ることができるからである。
【００６８】
また、上記実施形態では、潜像担持体として感光体ドラム２１を用いた。しかしながら、特開２００８−２２１５７０号公報の図２６に記載されているような、感光体ベルトを潜像担持体として用い、感光体ベルトのローラーへの巻きかけ部をラインヘッド２９で露光するように構成することもできる。
【００６９】
また、感光体ドラム２１と結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcとの配置関係も図９に示したものに限られず、結像光学系ＯＳaまたは結像光学系ＯＳbの光軸が曲率中心Ｃ21を通るように構成したり、あるいは結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcのいずれの光軸ＯＡも曲率中心Ｃ21から外れるように構成したりすることができる。
【００７０】
また、副走査方向ＳＤに異なる位置に配置される結像光学系ＯＳの個数（換言すれば、レンズ行の行数）は３個に限られず、２個あるいは４個以上であっても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、結像光学系ＯＳの光学倍率については特に言及しなかった。しかしながら、結像光学系ＯＳとしては、倒立像を結像するもの、正立像を結像するもの、縮小像を結像するもの、拡大像を結像するもの、あるいはこれらを組み合わせた光学特性を有するものを用いることができる。
【００７２】
また、上記実施形態では、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcは同じ結像面ＩＰに結像していたが、各結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが異なる結像面ＩＰに結像するように構成することもできる。
【００７３】
また、閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcのサイズも上述の３×３に限られず、任意のサイズのものを使用可能である。この際、閾値マトリックスＭＸa、ＭＸbcのサイズを共通としても良く、あるいは互いに異ならせても良い。
【００７４】
また、上記実施形態では、同じ領域ＥＲa等に属する基本セルＣＬに対しては同じ閾値マトリックスＭＸa等を用いた。例を挙げると、領域ＥＲaには複数の基本セルＣＬが対応付けられているが（図７）、各基本セルＣＬに対して同じ閾値マトリックスＭＸaが用いられている。しかしながら、同じ領域ＥＲaに属する複数の基本セルＣＬに対して、互いに異なる閾値マトリックスを用いることも可能である。
【００７５】
また、基本セルＣＬと画素ＰＸとの対応関係についても種々の変形が可能であり、例えば、隣接する基本セルＣＬを数画素ずつずらして、スクリーン角を持たせつつスクリーンドットＳdtを成長させるように構成することもできる。
【００７６】
また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、配置態様も種々の変更が可能である。
【００７７】
また、上述の有機ＥＬ素子以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)等の光源を、発光素子Ｅとして用いることもできる。
【符号の説明】
【００７８】
２１…感光体ドラム、 ２４…現像器、 ２９…ラインヘッド、 Ｅ…発光素子、 ＥＧ…発光素子グループ、 ＬＳ1、ＬＳ2…レンズ、 ＯＳ、ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc…結像光学系、 ＭＣ…メインコントローラー、 ＨＣ…ヘッドコントローラー、 ＭＸa、ＭＸbc…閾値マトリックス、 ΔＤa、ΔＤb…デフォーカス量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の結像光学系、第２の結像光学系、前記第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群、および前記第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第２の発光素子群を有する露光ヘッドと、
前記第１の結像光学系を透過した光が照射され、前記第２の結像光学系を透過した光が照射されて、潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像を現像する現像部と、
第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて、前記第１の発光素子群の発光素子の発光を制御し、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて、前記第２の発光素子群の発光素子の発光を制御する発光制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記潜像担持体は、前記第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の断面で有限の曲率を有し、
前記第１の結像光学系と前記第２の結像光学系とは、前記第２の方向に異なる位置に配設される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の結像光学系の前記潜像担持体での第１のデフォーカス量と前記第２の結像光学系の前記潜像担持体での第２のデフォーカス量とが異なり、前記第１の閾値マトリックスの閾値は前記第１のデフォーカス量に応じて設定され、前記第２の閾値マトリックスの閾値は前記第２のデフォーカス量に応じて設定される請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記露光ヘッドは、前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系に対して前記第２の方向に異なる位置に配設された第３の結像光学系と、前記第３の結像光学系を透過して前記潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第３の発光素子群とを有し、
前記第３の結像光学系の前記潜像担持体での第３のデフォーカス量は、前記第１のデフォーカス量および前記第２のデフォーカス量と異なり、
前記発光制御部は、前記第３のデフォーカス量に応じて閾値が設定された第３の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第３の二値データに基づいて、前記第３の発光素子群の発光素子の発光を制御する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記露光ヘッドは、前記第１の結像光学系に対して前記第２の方向に同じ位置に配設された第４の結像光学系と、前記第４の結像光学系を透過して前記潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第４の発光素子群とを有し、
前記第４の結像光学系の前記潜像担持体での第４のデフォーカス量は、前記第１のデフォーカス量と等しく、
前記発光制御部は、前記第４の発光素子群の発光素子の発光を、前記第１の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第４の二値データに基づいて制御する請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潜像担持体は、感光体ドラムである請求項２ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記潜像担持体は、ローラーに巻きかけられた感光体ベルトである請求項２ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御するとともに、第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第２の発光素子群の発光を、前記第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御し、前記第１の結像光学系を透過した光および前記第２の結像光学系を透過した光によって潜像担持体に形成した潜像を現像することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
第１の結像光学系、第２の結像光学系、前記第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群、および前記第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第２の発光素子群を有する露光ヘッドと、
前記第１の結像光学系を透過した光が照射され、前記第２の結像光学系を透過した光が照射されて、潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像を現像する現像部と、
第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて、前記第１の発光素子群の発光素子の発光を制御し、第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて、前記第２の発光素子群の発光素子の発光を制御する発光制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記潜像担持体は、前記第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向の断面で有限の曲率を有し、
前記第１の結像光学系と前記第２の結像光学系とは、前記第２の方向に異なる位置に配設される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の結像光学系の前記潜像担持体での第１のデフォーカス量と前記第２の結像光学系の前記潜像担持体での第２のデフォーカス量とが異なり、前記第１の閾値マトリックスの閾値は前記第１のデフォーカス量に応じて設定され、前記第２の閾値マトリックスの閾値は前記第２のデフォーカス量に応じて設定される請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記露光ヘッドは、前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系に対して前記第２の方向に異なる位置に配設された第３の結像光学系と、前記第３の結像光学系を透過して前記潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第３の発光素子群とを有し、
前記第３の結像光学系の前記潜像担持体での第３のデフォーカス量は、前記第１のデフォーカス量および前記第２のデフォーカス量と異なり、
前記発光制御部は、前記第３のデフォーカス量に応じて閾値が設定された第３の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第３の二値データに基づいて、前記第３の発光素子群の発光素子の発光を制御する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記露光ヘッドは、前記第１の結像光学系に対して前記第２の方向に同じ位置に配設された第４の結像光学系と、前記第４の結像光学系を透過して前記潜像担持体に照射される光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第４の発光素子群とを有し、
前記第４の結像光学系の前記潜像担持体での第４のデフォーカス量は、前記第１のデフォーカス量と等しく、
前記発光制御部は、前記第４の発光素子群の発光素子の発光を、前記第１の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第４の二値データに基づいて制御する請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潜像担持体は、感光体ドラムである請求項２ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記潜像担持体は、ローラーに巻きかけられた感光体ベルトである請求項２ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
第１の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を第１の方向に配設した第１の発光素子群の発光を、第１の閾値マトリックスと階調データとを比較して生成した第１の二値データに基づいて制御するとともに、第２の結像光学系を透過する光を発光する発光素子を前記第１の方向に配設した第２の発光素子群の発光を、前記第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスと前記階調データとを比較して生成した第２の二値データに基づいて制御し、前記第１の結像光学系を透過した光および前記第２の結像光学系を透過した光によって潜像担持体に形成した潜像を現像することを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１８０３９６（Ｐ２０１１−１８０３９６Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４８８７（Ｐ２０１０−４４８８７）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]