(57)【要約】【課題】  複数のＬＥＤアレイを主走査方向に並べる際に発生する物理的な取り付け誤差を低減することができる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】  各ＬＥＤアレイの重複部に対応するＬＥＤ同士の発光量の和が、重複部以外のＬＥＤの発光量となるように設定する。詳細には、重複部に対応するＬＥＤの発光量が、重複部外のＬＥＤの発光量の１／２となるように設定し、各ＬＥＤの発光を制御する。これによって、重複部では、一方のＬＥＤアレイのＬＥＤによるドットと他方のＬＥＤアレイのＬＥＤによるドットが合成されて、重複部に対応するドットが２つのＬＥＤの中心位置となるので、重複部の両端に対応するドット間ピッチがＰ＋ａ／２となり、ＬＥＤアレイ間の取り付け誤差を重複部の両端に均等分散することができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が記録紙幅方向に配列された複数の発光素子アレイを、発光素子の配列と直交する方向にずらしてそれぞれ隣り合う部分が重なるように、記録紙の幅方向に配列した光源と、
前記光源の各発光素子の発光を制御する共に、前記発光素子アレイの隣り合う部分の重なり部に対応する発光素子における発光素子の配列と直交する方向に並ぶ発光素子の発光強度の和が、前記重なり部以外の発光素子の発光強度となるように、前記重なり部に対応する発光素子の発光をそれぞれ制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置
【請求項２】
前記制御手段は、前記発光素子アレイの隣り合う部分の重なり部において、前記発光素子アレイの端部に向かって徐々に発光強度が減少するように、前記重なり部に対応する発光素子の発光を更に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記発光素子アレイの隣り合う部分の重なり部の発光素子数をｎ（ｎは３以上の自然数）としたとき、前記発光素子アレイの端部に向かって１／（ｎ＋１）ずつ発光強度が減少するように、前記重なり部に対応する発光素子の発光を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置にかかり、特に、ＬＥＤ等の複数の発光素子を配列したプリンタヘッドを用いて画像形成を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体を画像に応じて露光することにより静電潜像を形成し、該静電潜像をトナー現像することにより感光体上に形成されたトナー像を記録用紙（以下、「用紙」と言う）に転写することで画像を形成している。
【０００３】
感光体に静電潜像を形成するための光源としては、従来からＬＤ（Laser Diode）が用いられてきたが、近年では、高速で大量に印刷するレーザプリンタにおいて、その潜像形成にＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子などの発光素子を各画素に対応して一列に配置した発光素子アレイが有効な素子として活用されている。例えば、当該発光素子アレイと、各発光素子から出力された光を感光体表面に結像させるように結像レンズを配置したセルフォックレンズアレイなどの結像素子レンズアレイとを備えた光プリントヘッドが用いられている。
【０００４】
このような光プリントヘッドを用いた画像形成装置では、光プリントヘッドの各ＬＥＤ素子を画像データに基づいて駆動して画像データに基づく光を出力させ、結像レンズによって出力された光を感光体表面に結像させることにより、感光体を画像データに基づいて露光すると共に、感光体と光プリントヘッドを相対移動させる（この移動方向を「副走査方向」という）ことにより、露光位置を移動させて感光体上に画像を形成する。
【０００５】
ところで、上述のような光プリントヘッドには、複数の発光素子を搭載する発光チップ毎の性能のばらつきや、各発光素子のばらつき、セルフォックレンズアレイの屈折率分布のばらつき、レンズの配列乱れ、発光素子アレイとセルフォックレンズアレイの組み立て誤差などにより、出力むら（出力エネルギーのばらつき）が発生する。この出力むらは、画像形成装置により画像を形成した場合に濃度むらとなって現れ、画質低下の原因となるため、光プリントヘッドでは出力むらを低減するように光量補正を行う必要がある。
【０００６】
出力むらを低減するための技術して、特許文献１には、露光ばらつきを抑えるために各ドットの輝度を変化させる回路が提案されており、この回路によって光量のばらつきを各ドット毎に補正することが提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２２１９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、印刷用紙が幅広くなるにつれて、ＬＥＤアレイにも同等の幅が必要となり、その製造設備が大型化してきている。このため、従来のＬＥＤアレイを図７に示すように、主走査方向に複数並べることで幅広い用紙に対応することができるが、複数のＬＥＤアレイを並べる際に物理的な取り付け誤差ａが発生する、という問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、複数のＬＥＤアレイを主走査方向に並べる際に発生する物理的な取り付け誤差を低減することが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】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数の発光素子が記録紙幅方向に配列された複数の発光素子アレイを、発光素子の配列と直交する方向にずらしてそれぞれ隣り合う部分が重なるように、記録紙の幅方向に配列した光源と、前記光源の各発光素子の発光を制御する共に、前記発光素子アレイの隣り合う部分の重なり部に対応する発光素子における発光素子の配列と直交する方向に並ぶ発光素子の発光強度の和が、前記重なり部以外の発光素子の発光強度となるように、前記重なり部に対応する発光素子の発光をそれぞれ制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、光源は、複数の発光素子が配列された発光素子アレイの隣り合う部分が重なるように、発光素子配列と直交する方向にずらして、記録紙の幅方向に配列されて構成されている。例えば、発光素子としてＬＥＤを用いることができ、光源は、発光素子アレイの隣り合う部分が重なるように千鳥配列することが可能である。
【００１１】
制御手段では、各発光素子の発光を制御すると共に、発光素子アレイの重なり部に対応する発光素子における発光素子配列と直交する方向に並ぶ発光素子の発光強度の和が、重なり部以外の発光素子の発光強度となるように制御される。すなわち、発光素子アレイの隣り合う部分では、重なり部の複数の発光素子で１ドットが形成される。例えば、発光素子アレイを千鳥配列にした場合に、重なり部に対応する発光素子の発光量が重なり部以外の発光素子の発光量の半分となるように発光制御する。これによって、重なり部では、それぞれの発光素子アレイの発光素子の和によって１ドットとなる。
【００１２】
また、発光素子アレイの上記重なり部の発光素子を上述のように発光制御することで、発光素子アレイ間の取り付け誤差を重なり部で誤差分散させることができる。
【００１３】
例えば、発光素子アレイを千鳥配列にして、発光素子アレイの重なり部に対応する発光素子の発光量を重なり部以外の発光素子の発光量の半分とした場合には、重なり部の両端部分に発光素子アレイの取り付け誤差を１／２ずつ誤差分散させることができる。
【００１４】
なお、制御手段は、請求項２に記載の発明のように、発光素子アレイの隣り合う部分の重なり部において、発光素子アレイの端部に向かって徐々に発光強度が減少するように、重なり部に対応する発光素子の発光を更に制御するようにしてもよい。
【００１５】
例えば、請求項３に記載の発明のように、制御手段が、発光素子アレイの隣り合う部分の重なり部の発光素子数をｎ（ｎは３以上の自然数）としたときに、発光素子アレイの端部に向かって１／（ｎ＋１）ずつ発光強度が減少するように、重なり部に対応する発光素子の発光を制御することで、各発光素子アレイ間の重なり部で、発光素子アレイの取り付け誤差を１／（ｎ＋１）ずつ誤差分散させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように本発明によれば、複数のＬＥＤアレイを主走査方向に並べる際に発生する物理的な取り付け誤差を低減することができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係わる画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１０は、図１矢印Ａ方向に定速回転する感光体ドラム１２を備えている。なお、この感光体ドラム１２の回転方向（図１矢印Ａ方向）が副走査方向に対応する。
【００１９】
この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向に沿って、帯電器１４、プリントヘッド１６、現像器１８、転写ローラ２０、クリーナ（図示省略）、イレーズランプ（図示省略）が順位配置されている。
【００２０】
すなわち、感光体ドラム１２は、帯電器１４によって表面が一様に帯電された後、プリントヘッド１６によって光ビームが照射されて、感光体ドラム１２上に潜像が形成される。なお、プリントヘッド１６は、制御装置４６（図４参照）と接続されており、この制御装置４６に制御されて画像データに基づいて光ビームを出力する。
【００２１】
感光体ドラム１２上に形成された潜像は、現像器１８によってトナーが供給されて現像され、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。感光体ドラム１２上のトナー像は、転写ローラ２０によって、用紙トレイ２２から１枚ずつ取り出されて、用紙搬送ベルト２４によって搬送されてきた用紙Ｐに転写される。転写後に感光体ドラム１２に残留しているトナーはクリーナ（図示省略）によって除去され、イレーズランプ（図示省略）によって除電された後、再び帯電器１４によって帯電されて、上述の動作が繰り返される。
【００２２】
一方、トナー像が転写された用紙Ｐは、加圧ローラ２６Ａと加熱ローラ２６Ｂからなる定着器２６に搬送されて定着処理が施される。これにより、トナー像が定着されて、用紙Ｐ上に所望の画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは装置外へ排出される。
【００２３】
次に、プリントヘッド１６について詳細に説明する。図２は、プリントヘッド１６の断面図である。図２に示すように、プリントヘッド１６は、ＬＥＤアレイ３０と、ＬＥＤアレイ３０を支持すると共に、ＬＥＤアレイ３０の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されたプリント基板３２と、ＬＥＤアレイ３０から射出された光を感光体ドラム１２上に結像させるための結像素子アレイ３４と、を備えている。
【００２４】
ＬＥＤアレイ３０は、複数のＬＥＤ２８が一列に配置された複数のＬＥＤチップで構成されており（図３参照）、プリントヘッド１６は、図３に示すように、複数のＬＥＤアレイ３０を配列して構成されており、プリントヘッド１６に設けられる全体のＬＥＤ２８数は解像度に応じた画素（ドット）数分設けられている。
【００２５】
プリントヘッド１６は、図３に示すように、各ＬＥＤアレイ３０の各々のＬＥＤ２８の配列方向を主走査方向に一致させて、隣り合うＬＥＤアレイ３０の副走査方向の位置を交互にずらして主走査方向に並べられ（千鳥配置）、プリント基板３２に取り付けられている。
【００２６】
また、プリントヘッド１６の各ＬＥＤアレイ３０は、主走査方向に隣接するＬＥＤアレイ３０間で隣り合うＬＥＤアレイ３０のＬＥＤ２８が副走査方向で重複する重複部３４を有するように配置されている。なお、本実施形態では、重複部３４のＬＥＤ２８が５個となるように各ＬＥＤアレイ３０が配列されているが、これに限るものではない。
【００２７】
結像素子アレイ３４は、結像レンズとして、屈折率分布型のプラスチックロッドレンズ等が解像度に応じた各画素（ドット）に対応して配列されて構成されており、各ＬＥＤアレイ３０の各々から出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させることによりドットを形成する。
【００２８】
プリント基板３２は、ＬＥＤアレイ３０の取り付け面を感光体ドラム１２に対向させてハウジング３６内に配設されている。このプリント基板３２には、ＬＥＤアレイ３０の他に、図４に示すように、１ライン分の画像データを格納するシフトレジスタ３８、ラッチ回路４０、ＬＥＤアレイ３０の各ＬＥＤ２８を駆動するために各ＬＥＤ２８に対して設けられたドライバ４２、及びＲＯＭ４４を備えている。シフトレジスタ３８、ラッチ回路４０、及びドライバ４２は、制御装置４６と接続されており、制御装置４６により各々の作動が制御される。
【００２９】
詳細には、制御装置４６は、転送クロック（転送ＣＬＫ）に同期して１ライン分の画像データをシフトレジスタ３８に出力し、１ライン分の画像データをシフトレジスタ３８に出力し終わると、ＳＥＴ信号をラッチ回路４０に出力する。これにより、シフトレジスタ３８に格納された１ライン分の画像データがラッチ回路４０にラッチされる。
【００３０】
そして、制御装置４６がイネーブル信号をドライバ４２に出力すると、各々のドライバ４２は、対応する画素データに応じた電流値の電流をＬＥＤ２８に供給する。これにより、各々のＬＥＤ２８は、ドライバ４２から出力された電流値に応じて発光する。
【００３１】
また、各ドライバ４２は、上述の重複部３４に対応するＬＥＤ２８の電流値を調整するための図示しないレジスタを備えており、このレジスタには、重複部３４に対応するＬＥＤ２８から発光される光量を調整するための重複部用データが書き込まれており、画像データに基づく電流値をこの重複用データにより調整してからＬＥＤ２８に電流を出力するようになっている。
【００３２】
この重複用データは、各ＬＥＤアレイ３０間の取り付け誤差を分散させるためのデータからなり、プリントヘッド１６の製造時等にＲＯＭ４４に格納され、画像形成装置１０の電源ＯＮ時などの所定のタイミングで、ＲＯＭ４４から各ドライバ４２のレジスタに書き込まれるようになっている。
【００３３】
本実施形態では、ＲＯＭ４４に格納される重複部用データ４４Ａは、ＬＥＤアレイ３０の重複部３４に対応するＬＥＤ２８の発光量が、重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量の半分（１／２）となるように設定され、それぞれが重なり合うことで重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量となるように設定されている。還元すれば、重複部３４においては、２つのＬＥＤ２８で１ドットが形成され、双方のＬＥＤ２８の発光量の和が重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量と同じとなるようになっている。
【００３４】
なお、ドライバ４２としては、例えば、特開平１１−２２１９３９号公報のＬＥＤプリントヘッドの点灯回路等を適用することができ、これによって、重複部３４のＬＥＤ２８の発光量を調整することが可能である。
【００３５】
続いて、上述のように構成された画像形成装置１０のプリントヘッド１６における各ＬＥＤアレイ３０間の取り付け誤差低減について説明する。
【００３６】
上述のように構成されたプリントヘッド１６では、各ＬＥＤアレイ３０間で取り付け誤差を生じ、ＬＥＤアレイ３０間のＬＥＤ２８ピッチが不連続となってしまう。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、各ＬＥＤアレイ３０間における重複部３４のＬＥＤ２８の発光量を制御してＬＥＤアレイ３０間の取り付け誤差を分散するようになっている。
【００３８】
詳細には、ＲＯＭ４４に記憶された重複部用データ４４Ａを用いて重複部３４に対応するＬＥＤ２８の発光量が制御されることにより誤差分散される。
【００３９】
本実施形態では、ＲＯＭ４４に記憶される重複部用データ４４Ａは、各ＬＥＤアレイ３０の重複部３４に対応するＬＥＤ２８同士の発光量の和が、重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量となるように設定されており、上述したように、重複部３４に対応するＬＥＤ２８の発光量が、重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量の１／２となるように設定されている。
【００４０】
すなわち、図５に示すように、ＬＥＤ２８間のピッチをＰとし、ＬＥＤアレイ３０間の取り付け誤差をａとすると、重複部３４以外のＬＥＤ２８に対応するドット間ピッチはＰのままであるが、重複部３４では、一方のＬＥＤアレイ３０のＬＥＤ２８によるドットと他方のＬＥＤアレイ３０のＬＥＤ２８によるドットが合成されて、重複部３４に対応するドットが２つのＬＥＤ２８の中心位置となるので、重複部３４の両端に対応するドット間ピッチがＰ＋ａ／２となり、ＬＥＤアレイ３０間の取り付け誤差が、重複部３４の両端に均等分散される。
【００４１】
本実施形態では、重複部３４のＬＥＤ２８の発光量をそれぞれ重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量の１／２に設定されているので、取り付け誤差ａが重複部３４のＬＥＤ２８ピッチでａ／２ずつ分散され、重複部３４両端のＬＥＤ２８ピッチがＰ＋ａ／２となる。
【００４２】
このように、プリントヘッド１６の複数のＬＥＤアレイ３４の重複部３４に対応するＬＥＤ２８の発光量を制御することで、ＬＥＤアレイ３０の取り付け誤差を分散することができるので、複数のＬＥＤアレイ３０を主走査方向に並べる際に発生する物理的な取り付け誤差を低減することができる。
【００４３】
なお、第１実施形態において、重複部３４のＬＥＤ２８数を５個としたが、これに限るものではなく、５個以下でも５個以上でもよい。
［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態に係わる画像形成装置について説明する。第１実施形態では、ＬＥＤアレイ３０の重複部３４に対応するＬＥＤ２８の発光量を重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量の１／２となるように発光制御するようにしたが、第２実施形態では重複部３４の各ドットに対応するＬＥＤ２８の発光量の和が重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量となるように重複部３４のＬＥＤ２８の発光を制御し、かつＬＥＤアレイ３０の端部に向かって徐々に発光量が減少するように制御するようにしたものである。なお、画像形成装置の構成自体は、第１実施形態と同一であるため詳細な説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態では、プリントヘッドは、図６に示すように、３個のＬＥＤ２８が重複するようにＬＥＤアレイ３０がそれぞれ配列されている。すなわち、重複部３４に対応するＬＥＤ２８が３個となるようにそれぞれＬＥＤアレイ３０が配列されている。
【００４５】
また、ＲＯＭ４４には、重複部３４のＬＥＤ２８において、各ドットに対応するＬＥＤ２８の発光量の和が重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量となるように発光制御し、かつＬＥＤアレイ３０の端部に向かって徐々に発光量が小さくなるように発光制御するための重複部用データが格納されている。
【００４６】
詳細には、重複部３４におけるＬＥＤ２８の発光量が、重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量に対して、ＬＥＤアレイ３０の端部に向かって３／４、１／２、１／４と徐々に減少するような重複部用データとなっている。すなわち、重複部３４以外の発光量を１とした場合に、重複部では、一方のＬＥＤアレイ３０の発光量が３／４のドットと、他方のＬＥＤアレイ３０の発光量が１／４のドットが重なる。また、それぞれのＬＥＤアレイ３０の発光量が１／２のドットが重なり、同様に、一方のＬＥＤアレイ３０の発光量が１／４のドットと、他方のＬＥＤアレイ３０の発光量が３／４のドットが重なる。すなわち、それぞれのドットにおける発光量の和が重複部３４以外のＬＥＤ２８の発光量となる。
【００４７】
続いて、上述のように構成された画像形成装置のプリントヘッド１６における各ＬＥＤアレイ３０間の取り付け誤差低減について説明する。
【００４８】
本実施形態では、ＬＥＤ２８間のピッチをＰとし、ＬＥＤアレイ３０間の取り付け誤差をａとすると、重複部３４以外のＬＥＤ２８に対応するドット間ピッチはＰのままであるが、重複部３４では、図６の左から順に、発光量が重複部３４以外の発光量に対して３／４の発光量のドットと１／４の発光量のドットが重なり、ドット位置がａ／４図６右側にずれることになり、図６上側のＬＥＤアレイ３０を基準としてドット間ピッチがＰ＋ａ／４となる。同様に、重複部３４の中央のドットについては、発光量が１／２同士のドットが重なり、ドット位置が図６上側のＬＥＤアレイ３０を基準にしてａ／２ずれるが、上記のａ／４ずれたのと相殺して結果的にドット間ピッチは上記と同様にＰ＋ａ／４となる。また、重複部３４の図６右端のドットについては、１／４の発光量のドットと３／４の発光量のドットが重なり、ドット位置が３ａ／４右側にずれるが、図６上側のＬＥＤアレイ３０を基準とすると、上記の分で右側にａ／２分ずれているので、結果的にドット間ピッチがＰ＋ａ／４となる。
【００４９】
従って、取り付け誤差をＬＥＤアレイ３０の重複部３４でａ／４ずつ均等分散したこととなり、複数のＬＥＤアレイ３０を主走査方向に並べる際に発生する物理的な取り付け誤差を低減することができる。
【００５０】
ところで、第２実施形態では、３つのＬＥＤ２８が重複するようにＬＥＤアレイ３０を配列する構成としたが、重複部３４のＬＥＤ２８数をｎ（３以上の自然数）とした時には、ＬＥＤアレイ３０の端部に向かって１／（ｎ＋１）ずつ発光量が減少するように発光制御することで、第２実施形態と同様に、ＬＥＤアレイ３０の取り付け誤差ａを重複部３４でａ／（ｎ＋１）ずつ均等分散することができる。
【００５１】
例えば、重複部３４のＬＥＤ２８数を５とした場合には、ＬＥＤアレイ３０の端部に向かって１／６ずつ発光量が減少するように発光制御する。すなわち、各ＬＥＤアレイ３０の重複部３４のＬＥＤ２８発光量が、端部に向かって５／６、４／６、３／６、２／６、１／６となるように発光制御する。還元すれば、一方のＬＥＤアレイ３０の重複部３４のＬＥＤ２８発光量は、端部に向かって５／６、４／６、３／６、２／６、１／６となり、他方のＬＥＤアレイ３０の重複部３４のＬＥＤ発光量は、ＬＥＤアレイ３０の端部から中心部に向かって１／６、２／６、３／６、４／６、５／６となる。このように重複部３４に対応するＬＥＤ２８の発光を制御することによって、重複部３４においてドット間ピッチを１／６ずつ分散させることができる。
【００５２】
なお、上記の実施の形態では、ＬＥＤアレイ３０を千鳥配列としたが、これに限るものではなく、重複部３４ができるようにＬＥＤアレイ３０を配置する配列であればよい。
【００５３】
また、上記の実施の形態では、本発明の発光素子として、ＬＥＤ２８を適用した場合を説明したが、ＬＥＤ２８に限るものではなく、その他の発光素子を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる画像形成装置の概略構成を示すずである。
【図２】プリントヘッドの断面図である。
【図３】ＬＥＤアレイの配列を示す図である。
【図４】プリントヘッドの電気系の構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係わる画像形成装置において、ＬＥＤアレイの取り付け誤差分散を説明するための図である。
【図６】第２実施形態に係わる画像形成装置において、ＬＥＤアレイの取り付け誤差分散を説明するための図である。
【図７】従来のＬＥＤアレイを主走査方向に複数並べた例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    画像形成装置
１６    プリントヘッド
２８    ＬＥＤ
３０    ＬＥＤアレイ
３２    プリント基板
３４    重複部
３８    シフトレジスタ
４０    ラッチ回路
４２    ドライバ
４４    ＲＯＭ
４４Ａ    重複部用データ
４６    制御装置
【図１】
2005254739.tif 000003
【図２】
2005254739.tif 000004
【図３】
2005254739.tif 000005
【図４】
2005254739.tif 000006
【図５】
2005254739.tif 000007
【図６】
2005254739.tif 000008
【図７】
2005254739.tif 000009