JPH0462166A - 光印写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子写真技術を用いた画像形成装置に係り、
特に像担持体上に正確な潜像を形成する光印写装置に関
する。

〔従来の技術〕

電子写真技術を用いた画像形成装置として、例えばＬＥ
Ｄプリンタが知られている。このＬＥＤプリンタはホス
ト機器から出力される画像データをＬＥＤ等で構成され
る光書込みヘッドを介して像担持体上に光書込みし、こ
の光書込みにより形成された静電潜像をトナー像に現像
処理し、さらに用紙にトナー像を転写して用紙上に画像
を作成するものである。

上述のような装置において、感光体ドラム等の像担持体
への光書込みを行う光印写装置は上述の発光素子として
のＬＥＤ、及びＬＥＤの出射光を例えば感光体ドラムへ
結像する結像レンズで構成されている。そして、この光
印写装置はアレイ状に多数配設されたＬＥＤ素子を画像
データに従って点滅制御することにより、ＬＥＤ素子か
ら出射された光を結像レンズで像担持体に光書込みを行
うものである。

従来、上述のような構成の光印写装置において像担持体
への光の結像は、所定個のＬＥＤ素子からの発光を１個
の単レンズが担当する形式で、複数の単レンズを使用し
て結像処理を行っている。

例えば、２０００個のＬＥＤ素子をアレイ状に配列した
光書込みヘッドにおいて、１個の単レンズが１００個の
ＬＥＤ素子の結像を担当するとすれば、２０個の単レン
ズをマイクロシャッタと平行に配設する構成である。

［従来技術の問題点〕 しかしながら、従来の光印写装置においては各単レンズ
が担当するＬＥＤ素子の中で、端部に位置するＬＥＤ素
子からの発光が結像される像担持体の位置近くには、隣
りに配列された単レンズにより結像されるＬＥＤ素子の
透過光も結像される。

この為、ＬＥＤ素子及び単レンズの配設位置やＬＥＤ素
子と像担持体との配設間隔が高精度に設定されない場合
、相隣合う単レンズにより結像される境界部の光像が互
いに干渉し像担持体上に充分な光量の光書込みを行えな
かったり、また逆に上述の境界部に不用な光書込みが行
われてしまうこともある。

この為、例えば像担持体上に形成される静電潜像に画像
データと関係の無いライン状の低電位部や高電位部が形
成され、画像形成された用紙上に白線や黒線が発生し印
字品質を著しく低下させている。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の問題点に鑑み、不用なラインの形成
を防止し印字品質の優れた画像を作成することを可能と
する光印写装置を提供することを目的とする。

［発明の要点〕 本発明は上記目的を達成する為に、ｎ個の発光素子をア
レイ状に多数配列し像担持体に対峙して設けられた光書
込みヘッドと、前記発光素子による光像を前記像担持体
に結像する単レンズを複数前記発光素子アレイに沿って
配列した結像光学系とを備える光印写装置において、前
記１個単レンズはチップ上に所定数形成された前記発光
素子アレイの結像を行い、各チップの一端部には相隣合
うチップの他端に形成された第１の発光素子と同一発光
動作を行う第２の発光素子が形成され、該第２の発光素
子は隣接する単レンズにより各々重複して結像する間隔
で、前記単レンズが複数配列されていることを特徴とす
る。

［実　施　例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳
述する。

第２図は本実施例の光印写装置を適用したＬＥＤプリン
タの全体構成を示す図である。同図において、ＬＥＤプ
リンタ１は像担持体としての感光体ドラム２及び感光体
ドラム２の周面近傍に順次配設された帯電器３、ＬＥＤ
ヘッド４、現像器５、転写器６、クリーナ７で構成され
ている。また、感光体ドラム２と転写器６間には給紙カ
セット８から給紙コロ９により搬出された用紙Ｐがガイ
ド板１０に沿って搬送ロール１１、待機ロール１２によ
り搬送される。また、用紙搬送路には用紙検知センサ１
３が配設され、用紙Ｐの通過が検出される。さらに、搬
送路上の定着ロール１４は後述するように用紙Ｐにトナ
ー像を熱定着する装置である。

一方、ＬＥＤヘッド４はＬＥＤパネル１５、単レンズア
レイ１６により構成されている。ＬＥＤパネル１５には
詳しく後述する画像データ出力回路１７が接続されてい
る。この画像データ出力回路１７にはホストコンピュー
タ等から画像データが供給される構成である。

第３図は上述のＬＥＤヘッド４を構成するＬＥＤパネル
１５と単レンズアレイ１６の詳しい配設構成を示す図で
ある。ＬＥＤパネル１５はプリント板１５ａとこのプリ
ント板１５ａに配設されたＬＥＤ配設基板１５ｂで構成
され、ＬＥＤ配設基板１５ｂには多数のしＥＤ素子１８
が形成されている。尚、このＬＥＤ配設基板１５ｂは具
体的には所定個のＬＥＤ素子１８が形成されたチップを
直線状に配列して構成されている。

一方、単レンズアレイ１６はＬＥＤ配設基板１５ｂに形
成されたＬＥＤ素子１８の直下に配設されており、所定
の間隔を有して複数の単レンズ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
、　　・・・が−列に配設されている。各単レンズ１６
ａ、１６ｂ、１６ｃ、・・は各々直上に位置する所定個
（本実施例では後述する１０４個）のＬＥＤ素子１８か
らの出射光を前述の感光体ドラム２の周面に結像する。

第１図は上述の単レンズアレイ１６を主体にして、ＬＥ
Ｄ素子１８と感光体ドラム２を含む部分の一部拡大図で
ある。尚、同図は特に単レンズ１６ａ、１６ｂ、及び単
レンズ１６ａ、１６ｂが結像を担当するＬＥＤ素子１日
を含む部分拡大図である。同図に示すＬＥＤ素子１８ａ
−１，１８ａ−２、・・・１８ａ−１０３，１８ａ−１
０４は単レンズ１６ａによりその出射光が感光体ドラム
２に結像されるＬＥＤ素子であり、ＬＥＤ素子１８ｂ−
１，１８ｂ−２、・・・１８ｂ−１０３，１８ｂ−１０
４は単レンズ１６ｂによりその出射光が感光体ドラム２
に結像されるＬＥＤ素子である。

ここで、■印で示すＬＥＤ素子１８ａ−３〜１８ａ−１
０２、及び口印で示すＬＥＤ素子１８ｂ−３〜１８ｂ−
１０２は画像データ出力回路１７から正規の画像データ
が供給される素子であり、・印で示すＬＥＤ素子１８ａ
−１，１８ａ−２，１８ａ−１０３，１８ａ−１０４、
及び○印で示すＬＥＤ素子１８ｂ−１，１８ｂ−２，１
８ｂ＝１０３．１８ｂ−１０４は画像データ出力回路１
７から補助の画像データが供給される素子である。

尚、上述の１、口、・、○印はＬＥＤ素子１８の発光面
の形状を示すものではなく、正規の画像データ、又は補
助の画像データが供給されることを判り易く示す為のも
のである。そして、具体的なＬＥＤ素子１８ａ−１，１
８ａ−２、・・・等の発光面の形状は第４図（ａ）、第
５図（ａ）に示す形状である。ここで、第４図（ａ）は
１０４個のＬＥＤ素子が形成された各チップの端部以外
のＬＥＤ素子の発光面の形状であり、矢印で示す主走査
方向に対して幅がＳで構成され、具体的には後述する結
像光に重合わせのないＬＥＤ素子１８ａ−５〜１８ａ−
１００、及びＬＥＤ素子１８　ｂ−５，１８ｂ−１００
の発光面の形状である。また、第５図（ｂ）は各チップ
の端部の発光面の形状であり、同じ主走査方向に対して
幅が狭いＳ′で構成され、具体的には結像光に重合わせ
のあるＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−２，１８ａ−１
０３，１８ａ１０４、及びＬＥＤ素子１８ｂ−１，１８
ｂ−２１８ｂ−１０３，１８ｂ−１０４の発光面の形状
である。

また、上述の■、・で示す１０４個のＬＥＤ素子１８ａ
−１，１８ａ−２、＝１８ａ−１０４は１個のチップ上
に形成され、これらのＬＥＤ素子からの発光は結像レン
ズ１６ａにより感光体ドラム２に結像される。また、同
様に口、○で示す１０４個のＬＥＤ素子１８ｂ−１，１
８ｂ−２、・・・１８ｂ−１０４も１個のチップ上に形
成され、これらのＬｉＥＤ素子からの発光は結像レンズ
１６ｂにより結像される。

そして、各ＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−２、・・・
等と画像データ出力回路１７との接続は以下のようにな
されている。先ず、ＬＥＤ素子１８ａ−５〜１８ａ−１
００、及びＬＥＤ素子１８ｂ５〜１８ｂ−１００は画像
データ出力回路１７の出力端子（不図示）と１対１に接
続され、画像データ出力回路１７から点灯／不点灯の制
御信号が出力される。また、ＬＥＤ素子１８ａ−３は隣
りのチップ上の補助のＬＥＤ素子１８ｂ−１０３と共に
画像データ出力回路１７の不図示の同一出力端子と接続
され、共に同一画像データが供給される。したがって、
ＬＥＤ素子１８ｂ−１０３に供給される画像データは補
助の画像データであるが実際にはＬＥＤ素子１８ａ−３
と同一のデータであり、説明上便宜的に補助の画像デー
タとして説明するものである。また、上述の構成はＬＥ
Ｄ素子１８ａ−３からの発光が結像レンズ１６ａにより
感光体ドラム２上に結像される位置↑■が、結像レンズ
１６ｂ介してＬＥＤ素子１８ｂ−１０３の発光が結像さ
れる位置が同一の位置？■に設定されていることに基づ
く。同様にＬＥＤ素子１８ａ−４は同じく隣りのチップ
上の補助のＬＥＤ素子１８ｂ”−１０４と共に画像デー
タ出力回路１７の同一出力端子と接続され、共に同一画
像データが供給される。この構成もＬＥＤ素子１８ａ−
４からの発光とＬＥＤ素子１８ｂ−１０４からの発光が
感光体ドラム２上の同一位置？■に結像されることに基
づく。

さらに、上述と同様に補助のＬＥＤ素子１８ａ−１，１
８ａ−２も各々対応する隣りのチップのＬＥＤ素子１８
ｂ−１０１，１８ｂ−１０２と共に画像データ出力回路
１７の同一出力端子に接続され、各々同一の点灯／非点
灯の為の制御信号が供給される。尚、ＬＥＤ素子１８ａ
−１，１８ｂ−１０１からの発光は同図に示す↑■に結
像され、ＬＥＤ素子１８ａ−２，１８ｂ−１０２からの
発光は同図に示す？■に結像される。

以上の構成の光印写装置において、以下に結像レンズ１
６ａと１６ｂの境界部分での光書込み動作を中心に感光
体ドラム２への光書込み処理を説明する。

先ず、本実施例の光印写装置が使用されたＬＥＤプリン
タ１の印字処理が開始されると、感光体ドラム２は矢印
方向へ回転し感光体ドラム２上に帯電器３からの−様な
帯電処理が実行される。この処理により感光体ドラム２
の周面には−様な電荷が付与され、以後ＬＥＤヘッド４
により光書込み処理が実行される。

この光書込み処理は画像データ出力回路１７から各ＬＥ
Ｄ素子１８ａ−１，１８ａ−２、・・・へ制御信号を出
力することにより行われ、この制御信号に従って各ＬＥ
Ｄ素子１８ａ−１，１８ａ−２、・・・は点灯／非点灯
の駆動が行われる。

第６図〜第８図は特に単レンズ１６ａと１６ｂの結像位
置の境界部付近の光書込み状態を説明する図であり、Ｌ
ＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−２、・・・等と感光体ド
ラム２間の間隔が所定の距離に対して短い場合（第６図
）、一致している場合（第７図）、広い場合（第８図）
について説明する図である。

先ず、第６図の場合にはＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ
−２、・・・等と感光体ドラム２との間隔が所定の距離
より短（設定されてしまった場合（記号−で示す）であ
り、例えばＬＥＤヘッド４、又は感光体ドラム２の配設
誤差や設計誤差により生じてしまう場合である。この場
合にはＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−２、及び１８ａ
−１０３，１８ａ−１０４の結像光である１８ａ−１’
　　　１８ａ−２’、及び１８ａ−１０３’、１８ａ−
１０４′の各々の照射位置は結像レンズ１６ａの光軸１
６ａ′方向（矢印Ａ方向）に移動し、またＬＥＤ素子１
８ｂ−１０１，１８ｂ−１０２、及び１８ａ−３，１８
ａ−４の結像光である１８ｂ−１０１’　　　１８ｂ−
１０２’、及び１８ｂ−３’１８ｂ−４’の各々の照射
位置は結像レンズ１６ｂの光軸１６ｂ′方向（矢印Ｂ方
向）に移動する。

この原因はＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−２、・・・
等と感光体ドラム２との間隔が狭くなることにより、結
像レンズｌ　６　ａで結像されるＬＥＤ素子１８ａ−１
，１８ａ−２，１８ａ−１０３，１８ａ−１０４の光の
結像位置が結像レンズ１６ａの光軸１６ａ′に近寄り、
また結像レンズ１６ｂで結像されるＬＥＤ素子１８ｂ−
１０１，１８ｂ−１０２、及び１８　ｂ−３，１８ｂ−
４の光の結像位置が結像レンズ１６ｂの光軸１６ｂ’に
近寄ることによる。この為、この時感光体ドラム２が受
光する光の輝度は同図（ｂ）に示す特性となる。

尚、同図（ｂ）に示す実線はＬＥＤ素子１８ａ−１，１
８ａ−２，１８ａ−１０３，１８ａ−１０４からの光の
輝度を示し、点線はＬＥＤ素子１８ｂ−１０１，１８ｂ
−１０２，１８ｂ−３，１８ｂ−４からの光の輝度を示
す。また、各単レンズ１６ａ、ｉｅｂからの輝度のピー
ク値には△ｄの差が存在する。したがって、この時の感
光体ドラム２の合成輝度は同図（Ｃ）に示す特性となる
。そして、各輝度の中心型■′と？■′、↑■と？■′
、？■′と？■′関のピッチ（ドツトピッチＤＯＰ）は
一定となり、しかも各結像位置？■〜↑■と各輝度の中
心↑■′〜↑■′は一致する。

したがって、本実施例の如く構成した場合ＬＥＤ素子１
８ａ−１，１８ａ−２、・・・と感光体ドラム２との間
隔が所定間隔より短くなった場合でも感光体ドラム２の
周面の結像光になんらの影響も無い。

また、発光面の形状が前述の第４図（ａ）、第５図（ａ
）に示す如く各チップの端部とその他の部分で異なる為
、結像位置？■〜？■での受光光量は中心部分等の端部
以外の部分より下がると考えられるが、以下の理由によ
り受光光量が下がることはない。すなわち１、各チップ
の端部以外に配設されたＬＥＤ素子１８ａ−５〜１８ａ
−１００の発光面は第４図（ａ）に示すように主走査方
向に対して形成幅がＳであり、第４図（ｂ）に示すよう
に輝度の低い部分でも輝度ｌを有する。一方、各チップ
の端部に配設されたＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−２
１８ａ−１０３，１８ａ−１０４，１８ｂ−１，１８ｂ
−２，１８ｂ−１０３，１８ｂ−１０４の発光面は第５
図（ａ）に示すように主走査方向に対して形成幅がＳ′
であり、第５図（ハ）に示すように輝度の低い部分は輝
度ｌ′と低いが上述のように結像位置？■〜↑■では２
個のＬＥＤ素子からの光が重合わされる為第５図（Ｃ）
に示す如く輝度の低い部分でも輝度ｌ“となる。したが
って、受光光量は輝度の低い部分に基づいて決まる為、
単レンズ１６ａと１６ｂの端部とそれ以外の部分で異な
ることはない。

次に、第７図の場合はＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−
２、・・・等と感光体ドラム２との間隔が所定値の場合
であり、この場合にはＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−
２，１８ａ−１０３，１８ａ−１０４の結像光、及びＬ
ＥＤ素子１８ｂ−１０１，１８ｂ−１０２，１８ｂ−３
，１８ｂ−４の結像光は一致した位置？■〜？■に各々
結像される。したがって、この時感光体ドラム２が受光
する光の輝度は同図（ｂ）に示すように同一の結像位置
で一致し、この時の感光体ドラム２の受ける合成輝度は
同図（Ｃ）に示す特性となる。尚、同図（ｂ）に示す各
輝度のピークを結ぶ直線Ｉ、■は各輝度のピーク値が単
レンズ１６ａ又は１６ｂからの距離により異なることを
示している。また、この場合には勿論各輝度の中心？■
′と↑■′、？■と？■′、？■′と？■′間のピンチ
（ドツトピッチＤＯＰ）は一定となり、しかも各結像位
置？■〜？■と各輝度の中心？■′〜？■′は一敗する
。

次に、第８図の場合にはＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ
−２、・・・等と感光体ドラム２との間隔が所定の距離
より広い状態に設定された場合（記号十で示す）であり
、この場合も例えばＬＥＤヘッド４、又は感光体ドラム
２の配設誤差や設計誤差により生じてしまう場合である
。この場合にはＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−２、及
び１８ａ−１０３，１８ａ−１０４の結像光である１８
ａ−１’　　　１８ａ−２’、及び１８ａ−１０３’、
１８ａ−１０４’の各々の照射位置？■〜？■は上述の
第６図（ａ）の場合とは逆に結像レンズ１６ｂの光軸１
６ｂ′方向に移動し、またＬＥＤ素子１８ｂ−１０１，
１８ｂ−１０２、及び１８　ｂ−３，１８ｂ−４の結像
光である１８ｂ−１０１’　　　１８ｂ−１０２’、及
び１８ｂ−３’　　　１８ｂ−４’の各々の照射位置？
■〜↑■も結像レンズ１６ａの光軸１６ａ′方向に移動
する。この原因は上述の第６図の場合とは逆にＬＥＤ素
子１８ａ−１，１８ａ−２、・・・等と感光体ドラム２
との間隔が広くなることにより、ＬＥＤ素子１８ａ−１
，１８ａ−２、及び１８ａ−１０３，１８ａ−１０４か
らの光の結像位置が光軸中心１６ｂ′に近寄り、また結
像レンズ１６ｂで結像されるＬＥＤ素子１８ｂ−１０１
，１８ｂ−１０２、及び１８ｂ−３，１８ｂ−４からの
光の結像位置が光軸中心１６ａ′に近寄ることによる。

この為、この時感光体ドラム２が受光する光の輝度は同
図（ｂ）に示す特性となり、感光体ドラム２の受ける合
成輝度は同図（Ｃ）に示す特性となる。尚、この場合に
も各輝度の中心？■′と？■′、？■′と↑■′、？■
′と↑■′間のピッチ（ドツトピッチＤＯＰ）は−定と
なり、しかも各結像位置ｔ■〜↑■と各輝度の中心？■
′〜↑■′は一致し、ＬＥＤ素子１８ａ−１，１８ａ−
２、・・・等と感光体ドラム２との間隔が所定間隔広く
なった場合でも感光体ドラム２の周面の結像光になんら
の悪影響を与えない。

また、発光面の形状が前述の如（異なるが、前述と同じ
理由により結像位置の端部とそれ以外の部分で受光光量
が異なることはない。

以上のように、本実施例は多数のＬＥＤ素子１８ａ−１
，１８ａ−２、・・・を１０４個ずつチップに形成し、
各チップのＬＥＤ素子を１個の単レンズ１６ａ、１６ｂ
、・・・に結像を担当させ、各単レンズ１６ａ、１６ｂ
、・・・の結像境界部分での光書込みを２個のＬＥＤ素
子の発光を重複させることにより、ＬＥＤパネル１５や
感光体ドラム２の組み立て、設計等に余裕を持たせるも
のである。

尚、本実施例では単レンズ１６ａ、１６ｂについての結
像処理を特に説明したが、他の単レンズ１６ｃ、１６ｄ
８　・・・につぃても同様である。

また、補助の画像データを供給するＬＥＤ素子は一端部
において２個に限るわけではない。

さらに、本発明の光印写装置はＬＥＤプリンタに適用し
たがＬＥＤプリンタに限らず、像担持体への光書込みを
行う装置に使用できることは勿論である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、従来のよう
に相隣合う単レンズの結像位置境界付近で光書込み光の
干渉を起こすことがなく、不用なライン状の光書込みを
防止し印字品質の優れた画像を作成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の光印写装置の構成図、第２図は一実
施例の光印写装置を適用したＬＥＤプリンタの全体構成
図、 第３図は一実施例の光印写装置内の詳しい構成を示す斜
視図、 第４図（ａ）、第５図（ａ）はＬＥＤ素子の発光面の形
状を説明する図、 第４図（ｂ）、第５図ら）、（Ｃ）は感光体ドラムが受
けるＬＥＤ素子からの光の輝度を示す図、第６図（ａ）
、第７図（ａ）、第８図（ａ）は単レンズの結像位置の
ズレを説明する図、 第６図（ハ）、第７図（ｂ）、第８図（ｂ）は感光体ド
ラムへのＬＥＤ素子からの光の輝度を示す図、”第６図
（Ｃ）、第７図（Ｃ）、第８図（ｃ）は感光体ドラムへ
のＬＥＤ素子からの光の合成輝度を示す図である。 ４　・　・ １５　・　・ １６　・　・ １６ａ。 １７　・　・ １８、１ ＬＥＤヘッド、 ＬＥＤパネル、 単レンズアレイ、 ６ｂ、・・・単レンズ、 画像データ出力回路、 ａ−１，１８ａ−２ ・・・ＬＥＤ素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ｎ個の発光素子をアレイ状に配設し、該発光素子を像
   担持体に対峙して設けられた光書込みヘッドと、前記発
   光素子による光像を前記像担持体に結像する単レンズを
   複数前記発光素子に沿って配設した結像光学系とを備え
   た光印写装置において、前記複数の単レンズ各々はチッ
   プ上に形成された前記発光素子の所定個の結像を担当し
   、各チップの一端部には隣合うチップの他端に形成され
   た第１の発光素子と同一発光動作を行う第２の発光素子
   が形成され、該第２の発光素子は隣接する単レンズによ
   り各々重複して結像する間隔で、前記単レンズが複数配
   列されていることを特徴とする光印写装置。