(57)【要約】【課題】従来ＬＥＤヘッドの主走査幅誤差による主走査倍率の補正方法が提案されているが、あまり実用的なものはなく補正範囲は限定されたり、ドットを間引き／補間などで画像を形成するため出力した画像によっては不都合な現象（縦すじ、干渉、色味違いなど）が生じることがあったが、これらとは別の方法、構成で主走査倍率を補正できる画像形成装置を提供する。【解決手段】電子写真方式による画像形成装置で、像担持体上に光を照射して潜像を形成する露光装置がＬＥＤアレイからなるＬＥＤヘッドで、これを主走査方向に可動に支持し、主走査方向に往復動作をさせながら画像形成を行う。ＬＥＤヘッドは、往復動作の周期の１／２以下の時間で１ラインの露光を行う。【選択図】図５
2011194620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式による画像形成装置であって、
像担持体上に光を照射して潜像を形成する露光装置がＬＥＤアレイからなるＬＥＤヘッドであり、
該ＬＥＤヘッドを主走査方向に可動に支持し、
駆動手段により前記主走査方向に往復動作をさせながら画像形成を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記ＬＥＤヘッドが、前記往復動作の周期の１／２以下の時間で１ラインの露光を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記駆動手段が、前記ＬＥＤヘッドを駆動するための偏心カムを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記偏心カムが円形カムである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記偏心カムが非円形カムである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記非円形カムの形状が、反転する部分を除いた一定の範囲で前記ＬＥＤヘッドが略一定した移動速度が得られる形状である
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いたレーザプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられる、像担持体に潜像を形成する露光装置に関し、詳しくは、露光装置の主走査倍率の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤヘッドを用いた画像形成装置は、デジタル複写装置やプリンタ等の画像形成装置として広く知られている。例えば特許文献１では、ＬＥＤヘッドを移動させて画像形成することにより濃度むらを改善する画像形成装置が開示されている。また特許文献２には、ＬＥＤヘッドの主走査幅に対応させてＬＥＤヘッドを感光体に対して傾ける調整を行なうことによって主走査倍率を補正する構成の画像形成装置が開示されている。さらに特許文献３には、ＬＥＤヘッドの主走査幅に対応させて内部クロックを可変とし、画像データから間引き／補間により点灯信号を作ることで主走査倍率を補正する構成の画像形成装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の従来技術においては、ＬＥＤヘッドの主走査幅誤差による主走査倍率の補正方法が示されているが、ＬＥＤヘッドが、例えばＡ４サイズ（２１０ｍｍ幅）に対して、±０．３ｍｍ程度の誤差を持っている場合、特許文献２に開示されている方法では０．３ｍｍを補正するためにＬＥＤヘッドを約１１ｍｍ傾ける必要があり、あまり実用的ではなく補正範囲は限定される。また特許文献３に開示されている方法では、ドットを間引き／補間などで画像を形成するため出力した画像によっては不都合な現象（縦すじ、干渉、色味違いなど）が生じることがあった。
【０００４】
そこで本発明においては、それらとは別の方法、構成で主走査倍率を補正できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の画像装置のうち請求項１に係るものは、電子写真方式による画像形成装置であって、像担持体上に光を照射して潜像を形成する露光装置がＬＥＤアレイからなるＬＥＤヘッドであり、該ＬＥＤヘッドを主走査方向に可動に支持し、駆動手段により前記主走査方向に往復動作をさせながら画像形成を行うことを特徴とする。
【０００６】
同請求項２に係るものは、請求項１に記載の画像形成装置において、前記ＬＥＤヘッドが、前記往復動作の周期の１／２以下の時間で１ラインの露光を行うことを特徴とする。
【０００７】
同請求項３に係るものは、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記駆動手段が、前記ＬＥＤヘッドを駆動するための偏心カムを備えることを特徴とする。
【０００８】
同請求項４に係るものは、請求項３に記載の画像形成装置において、前記偏心カムが円形カムであることを特徴とする。
【０００９】
同請求項５に係るものは、請求項３に記載の画像形成装置において、前記偏心カムが非円形カムであることを特徴とする。
【００１０】
同請求項６に係るものは請求項５に記載の画像形成装置において、前記非円形カムの形状が、反転する部分を除いた一定の範囲で前記ＬＥＤヘッドが略一定した移動速度が得られる形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＥＤヘッドの主走査倍率の補正が可能であり、良好な画像を出力できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概念的断面図
【図２】ＬＥＤヘッドの断面図
【図３】本発明の実施例１を示す概念図
【図４】本発明の実施例２を示す概念図
【図５】本発明の実施例における補正例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、像担持体上に光を照射して潜像を形成する露光装置がＬＥＤアレイからなるＬＥＤヘッドである電子写真方式を用いている画像形成装置において、ＬＥＤヘッドを主走査方向に可動に支持し、外部駆動装置によって主走査方向に往復動作をさせながら画像形成を行い、ＬＥＤヘッドの主走査倍率の補正を可能とするものである。
【００１４】
また本発明は、前記のＬＥＤヘッドの往復動作の周期の１／２以下の時間で１ラインの露光を行い、ＬＥＤヘッドの主走査倍率をより細かく補正が可能とするものである。
【実施例】
【００１５】
＜画像形成装置の概略説明＞
図１は、本発明の適用対象となる画像形成装置の一例を示す概念的断面図である。図示の画像形成装置１０１は、複数の感光体１０２を備え、各感光体１０２には、回転方向の順に帯電装置１０３、露光装置１０４、現像装置１０５、転写装置１０６、クリーニング装置（不図示）がそれぞれ配設されている。
【００１６】
帯電手段１０３は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラに帯電バイアス電圧が電源装置から供給され、感光体１０２表面を一様に帯電させる。露光装置１０４は、それぞれの感光体１０２にひとつずつ配置され、画像データに基づいて、点灯／消灯するＬＥＤ光を感光体１０２表面に照射し、感光体上に静電潜像を形成する。現像装置１０５は、感光体上に形成された静電潜像を現像剤（トナー）にて顕像化する。また転写装置１０６は、感光体上の顕像を感光体から転写する。クリーニング装置は、転写後に感光体１０２上に残留する現像剤を除去する。
【００１７】
転写紙は、給紙手段１０７の給紙ローラ１０７ａにより１枚ずつ分離されてレジストローラ１０７ｂに搬送され、更に上記の転写装置１０６に搬送される。
【００１８】
図１は複数の感光体１０２上の画像を転写装置１０６に搬送された転写紙に順次転写することによって転写紙上で複数の画像を重ね合わせてカラー画像を得る画像形成装置の例であるが、画像を転写された転写紙は定着手段１０８に搬送され、トナー像を加熱・加圧定着され、上部の排紙ローラ１０９に搬送されて装置外部に排紙される。
【００１９】
なおこの種の画像形成装置では、複数の感光体１０２を画像形成装置本体内に配置する際、等間隔に略一列に並べるのが一般的な構成である。
【００２０】
現在、カラー画像形成のために、４つの色（黒（Ｋ）マゼンタ（Ｍ）シアン（Ｃ）イエロー（Ｙ））を用いたプロセスが一般的であるが、最近ではカラー画像の色再現の向上のために更に多くの色を用いる画像形成プロセスも現われている。
【００２１】
＜作像装置とＬＥＤヘッドの説明＞
図２により作像装置とＬＥＤヘッドについて説明する。
ＬＥＤヘッド１は所望の画素数（画像幅×画素密度）のＬＥＤ素子２とその駆動回路３とＬＥＤ素子２で発光した光を集光するレンズ４を持つデバイスであり、各ＬＥＤ素子２を画像信号に応じて発光させ、感光体上に潜像を形成する露光装置１０４である。
【００２２】
レンズ４は、発光光量を効率よく確保するために開口数が大きく焦点距離が短い。そのため、ＬＥＤヘッド１を感光体１０２に近接（例えば感光体１０２から数ｍｍの距離）させて設置しなければならない。具体的には複数のレンズ４を配列したものをひとつのレンズアレイとして筐体５に組み込んでいる。筐体５にはＬＥＤヘッド１の実装時の位置決めに関する部品もしくは形状（穴、突起、平面など）が付いている。このＬＥＤヘッド１に対して、電源や画像データに合わせた画像信号を供給するためのハーネスが結合される。
【００２３】
図２にはレンズ４の上下にＬＥＤ素子２で発光した光が感光体へ至る様子を模式的に描いている。
【００２４】
＜実施例１＞
図３を参照して本発明の実施例１を説明する。
本実施例では、ＬＥＤヘッド１の主走査幅の誤差を次のように補正する。例として画素密度を６００ｄｐｉ、画像幅を２１０ｍｍとする。このとき必要画素数は２１０／２５．４・６００＝４９６０．６より４９６１ドットとする。実際のＬＥＤヘッド１は画像幅より少し余裕を持って作られるので、例えば２１３±０．３ｍｍなどとなり、２１０ｍｍを下回ることはない。主走査倍率はＬＥＤヘッド１のある区間の４９６１ドットの距離と２１０ｍｍとの比率で算出される。主走査幅を４９６１ドットの距離で定義すると２１０±０．３ｍｍなどとなり、２１０ｍｍを下回ることもある。
【００２５】
このようなＬＥＤヘッド１を感光体１０２に対して位置決めする。ＬＥＤヘッド１の両端部に長穴１１、感光体側に位置決めピン１２を設け、両者を嵌合して主走査方向（矢印Ａ）に移動可能に支持する（図３（Ａ）参照）。ＬＥＤヘッド駆動装置２１によりＬＥＤヘッド１を主走査方向に往復移動させる。
【００２６】
図３（Ｂ）の（ａ）、（ｂ）は往復移動の最左点（ａ）と最右点（ｂ）の状態を示している。最左点と最右点を移動する周期Ｔの１／２の間に、像担持体である感光体１０２に対して１ライン分の露光を行なう。駆動装置２１はモータにより回転駆動される円板２２にリンク２３が付けられ、リンク２３の他端をＬＥＤヘッド１の筐体５に取付けている。円板が回転することでＬＥＤヘッド１が図の左右方向（矢印Ｂ）に往復移動する。リンク２３と反対側の端部では弾性部材２４をＬＥＤヘッドに接触し、押圧力を加えている。
【００２７】
＜実施例２＞
図４を参照して本発明の実施例２を説明する。
本実施例では、ＬＥＤヘッド駆動装置２１に偏心カムを用いている。図４（Ａ）は円形カム３１を、図５（Ｂ）は非円形カム３２を用いた例である。いずれの構成でも、カム３１、３２を矢印Ｃ方向に回転させることにより、それに接触するＬＥＤヘッド１を図の左右方向（矢印Ｄ方向）に往復移動させるが、カム３１、３２の形状の違いでＬＥＤヘッド１の移動速度を変化させることができることがわかる。すなわち、円形のカム３１は形状が簡単であるが移動速度は正弦波状に変化する。非円形のカム３２は円形カム３１に比べて形状はやや複雑であるが移動速度を略一定にすることができる。図５（Ａ）はカム３１の、図５（Ｂ）はカム３２を用いた場合のＬＥＤヘッド１の移動状態をグラフで簡単に示した図である。なお非円形カム３２の形状は、図示の例では卵形あるいは楕円形とでもいうべき形状としてあるが、本発明で使用可能な非円形カムとしてはこの例の形状のものには限定されない。
【００２８】
＜補正の説明＞
図５で、○○・・・で示したものがＬＥＤ素子２である。左端のＬＥＤ素子２から順に右の素子へと点灯制御するものとする。図３（Ｂ、Ｃ）や図４に示したように、ＬＥＤヘッド１が左にある状態と右にある状態があり、例えばＬＥＤヘッド１の主走査幅が規定値より短い場合は、図でＬＥＤヘッド１の左端位置が外側（より左側）にあるＰの状態からＬＥＤヘッド１の右端位置が外側（より右側）にある図中Ｑで示す位置での状態までの半周期Ｅ（図５（Ａ））を選んで画像を形成する。これにより実際のＬＥＤヘッド１の露光幅を広げた範囲での露光が可能となる。逆に規定値より長い場合は、図でＬＥＤヘッド１の位置が内側にある半周期の位置Ｆを選んで画像を形成する。これにより実際のＬＥＤヘッド１の露光幅を狭めた範囲での露光が可能となる。
【００２９】
図５（Ｂ）では、非円形カム３２の形状が反転する部分を除いたＳからＴの範囲Ｇで略一定した移動速度が得られる。ＬＥＤヘッド１の主走査幅の誤差はそれぞれ異なるので、誤差の大きさに合わせて周期Ｔの１／２以下の時間で露光を完了することで主走査幅を適宜補正することができる。
【００３０】
それぞれのＬＥＤ素子２の点灯時間は像担持体である感光体１０２に必要な露光エネルギから決められる上下限があるので、それを逸脱しない時間で点灯する。１ラインの点灯時間が周期Ｔの１／４である場合でも、それぞれのＬＥＤ素子２の点灯時間は周期Ｔの１／２の場合と同じで、全ＬＥＤ素子２を順次点灯させる周波数が速くなるだけである。
【００３１】
この方式で補正を行うためにＬＥＤ素子２の点灯に関しては、左端から右端へまたはその逆に順に点灯する必要がある。つまり１ラインをいくつかに分割して、その分割単位同士で同時に点灯させることはできない。１ラインを分割することなく順次点灯させるが、必ずしもＬＥＤ素子２の一つずつである必要はなく、複数のＬＥＤ素子２をまとめてひとつのブロックとして、ブロック単位で順次点灯するのでもよい。その際、ブロック数が少なくなるほどブロック間で画像ドットに隙間または重なりが生じるので適宜ブロック数を設定する。
【００３２】
画素密度ｄ［ｄｐｉ］、画素数ｎ、画像幅Ｌ［ｍｍ］、線速ｖ［ｍｍ／ｓ］、主走査幅誤差ｅ［ｍｍ］、往復移動振幅ａ［ｍｍ］、画素点灯時間ｔ［ｓ］とすると、
式１：周期Ｔ＝１／（ｖ／２５．４×ｄ）
式２：１ライン点灯時間＝２（π／２−（ｃｏｓ−１（（ｅ／２）／ａ）））／π×Ｔ／２
式３：点灯周波数（順次点灯周波数）ｆ＝画素数／１ライン点灯時間＝（Ｌ／２５．４×ｄ）／２（π／２−（ｃｏｓ−１（（ｅ／２）／ａ）））／π×Ｔ／２
が成立する。
【００３３】
主走査幅誤差ｅが小さくなると、式３より１ライン点灯時間も短くなり、ある時点で画素点灯時間を下回ってしまうことになることがわかるが、その場合は往復移動振幅ａも同様に小さくすることで１ライン点灯時間を延ばすことが可能である。
【００３４】
また、画素点灯時間ｔと１ライン点灯時間は次式４の関係を満たすように設定する必要がある。
式４：１ライン点灯時間＝ｔ＋（ｎ−１）／ｆ
【００３５】
なお以上では主走査倍率の補正方法について述べたが、主走査倍率の補正を必要としない使用者に対しては、上述のような補正動作を行なわないで画像形成することを選択することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１：ＬＥＤヘッド
２：ＬＥＤ素子
３：ＬＥＤ駆動基板
４：レンズ（アレイ）
５：筐体
１１：長穴
１２：位置決めピン
２１：駆動装置
２２：回転円板
２３：リンク
２４：弾性部材
３１：円形カム
３２：非円形カム
１０１：画像形成装置
１０２：感光体
１０３：帯電装置
１０４：露光装置
１０５：現像装置
１０６：転写装置
１０７：給紙装置
１０８：定着装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開２００５−１５３３６１号公報
【特許文献２】特開２００６−０８２５２２号公報
【特許文献３】特開２００７−０９８７７２号公報
【図１】
2011194620.tif 000003
【図２】
2011194620.tif 000004
【図３】
2011194620.tif 000005
【図４】
2011194620.tif 000006
【図５】
2011194620.tif 000007