(57)【要約】【課題】発光素子の光量差に起因する画像濃度のムラを視覚的に低減する。【解決手段】本発明に係るＬＥＤヘッドは、主走査方向に沿って露光を行うべく配置された複数のＬＥＤであって前記主走査方向に直交する副走査方向に相互に段差をもって配置された複数のＬＥＤを備える。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に沿って露光を行うべく配置された複数のＬＥＤであって前記主走査方向に直交する副走査方向に相互に段差をもって配置された複数のＬＥＤを備えることを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２】
前記段差は、特定の空間周波数を超える空間周波数特性を有するように設定され、当該空間周波数特性は、前記複数のＬＥＤのうちの所定のＬＥＤから該素子を除く他の各ＬＥＤまでの前記主走査方向に沿って得られる配置距離と、当該所定のＬＥＤの配置に対する前記他の各ＬＥＤの前記副走査方向の配置差異とに基づき得られる特性である請求項１記載のＬＥＤヘッド。
【請求項３】
前記段差に関する前記空間周波数特性は、所定の帯域幅を有する請求項２記載のＬＥＤヘッド。
【請求項４】
前記空間周波数特性はブルーノイズの特性を有する請求項３記載のＬＥＤヘッド。
【請求項５】
前記段差に関する前記空間周波数特性は、特定の空間周波数を示す線スペクトルノイズの特性を有する請求項２記載のＬＥＤヘッド。
【請求項６】
感光体に主走査方向に沿った静電潜像を形成すべく当該感光体に露光光を照射する複数のＬＥＤを有するＬＥＤヘッドを備える画像形成装置であって、
前記ＬＥＤヘッドの前記複数のＬＥＤのそれぞれは、前記主走査方向に直交する副走査方向に相互に段差をもって配されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式に用いられるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）ヘッド、および、該ＬＥＤヘッドを用いた複写装置、プリンタおよびファクシミリのような画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電子写真方式を利用したプリンタのような画像形成装置は、ＬＥＤ等の光源を用いて感光体を露光する露光装置を備え、この露光装置により、前記感光体に、現像すべき像に対応した静電潜像を形成する。
【０００３】
図７に、従来の画像形成装置に設けられている露光装置のＬＥＤヘッドとなるＬＥＤアレイチップを示す。図示の例では、矩形のＬＥＤアレイチップ１の長手方向に沿って、複数のＬＥＤ１ａが直線的に配置されている。このアレイチップによれば、主走査方向に沿った直線的な出力パターンが得られる。当該画像形成装置が例えば６００ｄｐｉの解像度を持つ場合、ＬＥＤアレイチップ１に、１インチあたり６００個のＬＥＤ１ａが配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したようなＬＥＤアレイチップ１のＬＥＤ１ａは、製造時の誤差により、各々の特性が均一となり難く、各ＬＥＤ１ａ間で発光強度にばらつきを生じることがある。このような発光強度のばらつきは、画像濃度のムラの原因となり、結果的に印刷品質の劣化を招くおそれがある。
【０００５】
図８に、従来の画像形成装置による画像シミュレーションの出力パターンを示す。図示の例では、図面の横方向に伸びるドット群、すなわちＬＥＤ１ａの配置に対応して現れた直線的なドット群には、各ＬＥＤ１ａの光量差により、例えば図面に向かって右から３個目および４個目のドットサイズに顕著な差異が生じている。また、図示の出力パターンを全体的に検証すると、前記各ドットに対応した３列目および４列目の付近に白黒の境界を視認することができる。
この白黒の境界が、前記した画像濃度のムラであり、このようなムラは指向性の強いパターンとして人間の目に捕らえられ易い。
【０００６】
本発明は、前記した課題に鑑みてなされたものであり、画像濃度のムラを視覚的に低減し得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＬＥＤヘッドは、主走査方向に沿って露光を行うべく配置された複数のＬＥＤであって前記主走査方向に直交する副走査方向に相互に段差をもって配置された複数のＬＥＤを備える。
【０００８】
前記段差は、特定の空間周波数を超える空間周波数特性を有するように設定することができ、当該空間周波数特性は、前記複数のＬＥＤのうちの所定のＬＥＤから該素子を除く他の各ＬＥＤまでの前記主走査方向に沿って得られる配置距離と、当該所定のＬＥＤの配置に対する前記他の各ＬＥＤの前記副走査方向の配置差異とに基づき得られる特性とすることができる。
【０００９】
さらに、前記段差に関する前記空間周波数特性は、所定の帯域幅を有する特性とすることができ、特に、その特性をブルーノイズの特性とすることができる。
【００１０】
また、前記段差に関する前記空間周波数特性は、特定の空間周波数を示す線スペクトルノイズの特性とすることができる。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、感光体に主走査方向に沿った静電潜像を形成すべく当該感光体に露光光を照射する複数のＬＥＤを有するＬＥＤヘッドを備える画像形成装置であって、前記ＬＥＤヘッドの前記複数のＬＥＤのそれぞれは、前記主走査方向に直交する副走査方向に相互に段差をもって配されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
〈具体例〉
図１は、本発明に係る画像形成装置の具体例の構成図である。
具体例の画像形成装置１０は、図１に示すように、円柱軸１１ａを回転軸として所定方向に回転する円柱状の感光体１１と、該感光体の円柱軸１１ａに平行な主走査方向に沿って感光体側面１１ｂを帯電させるための帯電装置１２と、前記感光体側面１１ｂに静電潜像を形成すべく感光体１１へ露光光を照射する露光装置１３と、露光装置１３の後述するドライバチップ２１を制御するドライバ回路１４と、感光体１１に形成された静電潜像へ現像のためのトナーを供給する現像装置１５とを備える。
【００１３】
感光体１１は、図示の例では図面に向かって時計回りに回転し、この回転に伴い、感光体側面１１ｂ部分が帯電装置１２により帯電される。さらに、帯電された感光体側面１１ｂ部分に、露光装置１３から露光光が照射され、当該部分に現像すべき像に対応した静電潜像が形成される。
【００１４】
図２に、画像形成装置１０の露光装置１３の構成を示す。
露光装置１３は、複数のＬＥＤ２０ａを有するＬＥＤヘッドとなる矩形のＬＥＤアレイチップ２０および各ＬＥＤ２０ａを動作させるドライバチップ２１が基盤２２に搭載されたＬＥＤボード２３と、該ボードからの露光光を感光体１１に結像させる複数のセルホックレンズ２４ａを有するレンズアレイ２４とを備える。
【００１５】
ＬＥＤヘッドであるＬＥＤアレイチップ２０は、その長手方向すなわち主走査方向に、複数のＬＥＤ２０ａが配置され、これらのＬＥＤ２０ａは、感光体１１の円柱軸１１ａに沿って配される。前記複数のＬＥＤ２０ａは、画像形成装置１０が例えば６００ｄｐｉの解像度を有する場合、１インチあたり６００個の割合でＬＥＤアレイチップ２０に設けられる。
【００１６】
図３に、具体例のＬＥＤアレイチップ２０に配置されたＬＥＤ２０ａを示す。ＬＥＤアレイチップ２０上におけるＬＥＤ２０ａの配置は、本発明の特徴を最もよく表し、図示の例では、相互に隣接する各ＬＥＤ２０ａは、主走査方向に直交する副走査方向に段差をもって形成される。
【００１７】
各ＬＥＤ２０ａ間に設けられた前記段差は、図５（ａ）または図５（ｂ）に示すような周波数特性を有する後述するノイズに基づき設定される。
本具体例の前記段差を図３に沿って説明すると、ＬＥＤアレイチップ２０上の例えば「Ａ」で示すようなＬＥＤ２０ａを基準ＬＥＤ２０ａとし、該基準ＬＥＤ２０ａを除く他の各ＬＥＤ２０ａが、前記したノイズの特性を有するように配置されている。詳しくは、前記した他の各ＬＥＤ２０ａについて、「Ａ」から主走査方向に沿って得られる距離、すなわち「Ａ」からＬＥＤアレイチップ２０の長手方向に沿って得られる距離（Ｌ）と、「Ａ」の位置に対する副走査方向の配置差異（△ｈ）とに着目すると、図４に示すようなグラフを得ることができる。配置差異（△ｈ）は、図４に示すように、距離（Ｌ）に対応した離散的な値を持ち、これらの各値を標本値列として離散フーリエ変換することにより、ＬＥＤ２０ａの配置に関する周波数特性が得られる。本具体例の各ＬＥＤ２０ａの配置は、その周波数特性が、図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示すノイズの周波数特性となるように設定される。
【００１８】
一般的に、人間の視覚は、空間周波数における特定の周波数を超える高周波に対して殆ど感度を有しないことが知られている。このような高周波領域において所定の帯域幅の周波数特性を持つノイズにブルーノイズと称されるものがあり、このノイズは図５（ａ）に示すような特性を持つ。前記した各ＬＥＤ２０ａ間に設けられる段差は、前記ブルーノイズのような、空間周波数において人間が視覚の感度を有しないとされる高周波領域の周波数特性を持つノイズに基づき設定される。
【００１９】
また、ブルーノイズに代えて、前記した高周波領域において特定の周波数成分を有する、図５（ｂ）に示すような周波数特性を持つ線スペクトルノイズを採用することができる。図示の例では、特定の３つの高周波成分を有する線スペクトルノイズが示されている。
【００２０】
図６に、画像形成装置１０による画像シミュレーションの出力パターンを示す。
本具体例の各ＬＥＤ２０ａは、前記した段差をもって配置されていることから、図６に示すように、出力パターンの横方向の各ドット群に、ＬＥＤ２０ａの配置に対応した段差が得られる。このような段差を持った図６の出力パターンを全体的に検証すると、横方向の各ドット群には前記段差による変動があるのに対し、縦方向に現れている各ドット列は、変動することなく直線的に整列している。
【００２１】
本来、前記縦方向のドット列に見られるような直線的なパターンは、指向性が強いことから人間の目に捕らえられ易いが、この直線的なパターンに、ドットの位置が相対的に変動するパターン、すなわち横方向のパターンが加わることにより、人間の視線が縦方向だけでなく横方向にも向けられる。
【００２２】
従って、各ＬＥＤ２０ａの光量差により、たとえ縦方向の隣り合うドット列にドットサイズの差異が現れても、当該パターン全体を見る人間の視線が２次元的に散らされることから、前記差異に起因する縦方向の画像濃度のムラを視覚的に低減することが可能となる。例えば、図６に示す出力パターンにおいて、図面に向かって右から３列目および４列目に着目すると、両者のドットサイズに大きな差異が生じているが、出力パターン全体を遠目で見たとき、両者間の画像濃度のムラは目立たないことが視認できる。
【００２３】
なお、図６に示すような横方向に見られる段差により、現像される像に乱れを生じさせることが懸念されるが、実際には、前記した露光工程に先立って、図示しない画像処理装置により、前記段差よりも低解像度のスクリーンを使用した従来よく知られたハーフトーン処理が行われることから、前記した横方向の段差が視覚的な影響を与えることはない。
【００２４】
このように、画像形成装置１０では、ＬＥＤアレイチップ２０の各ＬＥＤ２０ａが、ブルーノイズのような高周波ノイズに基づき設定された段差をもって配置されていることから、出力パターンの横方向には、前記段差を有するパターンが得られる。
従って、具体例の画像形成装置１０によれば、出力パターンを見る人間の視線は２次元的に散らされることから、各ＬＥＤ２０ａの光量差に起因する縦方向の画像濃度のムラを視覚的に低減することができる。
【００２５】
前記具体例の複数のＬＥＤ２０ａは、図３に示すように、相互に隣接する各ＬＥＤ２０ａに段差が生じるように配置されているが、前記した高周波ノイズに基づき設定された段差であれば、図示の例に限らない。例えば、ＬＥＤ２０ａを２個ずつ対にし、それら一対のＬＥＤ２０ａ毎に段差を設定する、あるいは、一対のＬＥＤ２０ａと他の一対のＬＥＤ２０ａとの間に単一のＬＥＤ２０ａを配し、当該一対のＬＥＤ２０ａおよび単一のＬＥＤ２０ａ間に段差を設定する等、種々の設定を行うことができる。
【００２６】
前記具体例の画像形成装置１０としては、電子写真方式を用いた装置であれば、例えば複写装置、プリンタあるいはファクシミリ等を適用することができる。
【００２７】
前記した具体例では、複数のＬＥＤ２０ａを非直線的に配置した例を示したが、出力パターンに段差をつけることに着目し、本発明を応用すれば、次のような画像形成装置を実現することができる。例えば、複数のＬＥＤ２０ａを直線的に配置し、これらの各ＬＥＤ２０ａを一斉に発光させることなく各々を所定のタイミングで発光させる機構を備えることより、前記具体例で説明したような段差をもった出力パターンを得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係るＬＥＤヘッドおよび画像形成装置によれば、発光素子アレイの複数の発光素子が、相互に隣接する当該各発光素子間に感光体の回転方向に沿った段差を形成するように配置されていることから、出力パターンの横方向に、人間の視線を２次元的に散らすパターンを形成することができる。従って、画像濃度のムラを視覚的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の具体例の構成図である。
【図２】具体例の露光装置の構成図である。
【図３】具体例のＬＥＤの配置を説明するための説明図である。
【図４】具体例のＬＥＤの配置特性を説明するための説明図である。
【図５】具体例のＬＥＤの配置に関する周波数特性を説明するための説明図である。
【図６】具体例の画像形成装置による出力パターンを説明するための説明図である。
【図７】従来のＬＥＤの配置を説明するための説明図である。
【図８】従来の画像形成装置による出力パターンを説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０　画像形成装置
１１　感光体
１１ａ　円柱軸
１１ｂ　感光体側面
１２　帯電装置
１３　露光装置
１４　ドライバ回路
１５　現像装置
２０　ＬＥＤアレイチップ
２０ａ　ＬＥＤ
２１　ドライバチップ
２２　基盤
２３　ＬＥＤボード
２４　レンズアレイ
２４ａ　セルホックレンズ
【図１】
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【図２】
2004082583.tif 000004
【図３】
2004082583.tif 000005
【図４】
2004082583.tif 000006
【図５】
2004082583.tif 000007
【図６】
2004082583.tif 000008
【図７】
2004082583.tif 000009
【図８】
2004082583.tif 000010