JP4552630B2 - Color image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数色のカラー画像を形成する際の、主走査方向における結像面積の変動に伴う画質劣化を防止したカラー画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a color image forming apparatus that prevents deterioration in image quality due to a change in imaging area in a main scanning direction when forming a color image of a plurality of colors.
光書込みを行う画像形成装置においては、露光装置として走査光学系を設ける方式と、発光素子アレイを用いる方式が知られている。例えば特許文献1には、発光素子を単一基板上に集積させた発光素子アレイを用いて、4色のカラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置の例が記載されている。 In an image forming apparatus that performs optical writing, a method of providing a scanning optical system as an exposure device and a method of using a light emitting element array are known. For example, Patent Document 1 describes an example of a tandem image forming apparatus that forms a color image of four colors using a light emitting element array in which light emitting elements are integrated on a single substrate.
発光素子アレイのような光学系を用いる場合に、ラインヘッドの結像光学系としてはロッドレンズを有するロッドレンズアレイを用いた等倍光学系が一般的に用いられる。図11はこのようなラインヘッドを用いた例を示す説明図である。図11(a)において、ラインヘッド23は、屈折率分布型ロッドレンズアレイ(SLA)を用いる。63は発光部(発光素子)、51は発光素子63を主走査方向に複数配列した、例えばシアンの発光素子ライン、84はロッドレンズである。
When an optical system such as a light emitting element array is used, an equal-magnification optical system using a rod lens array having a rod lens is generally used as an imaging optical system for the line head. FIG. 11 is an explanatory view showing an example using such a line head. In FIG. 11A, the
C.LはSLAの中心線、Dはロッドレンズ84の直径である。図11(b)に示すように、発光素子63の出射光は、ロッドレンズ84を透過して像担持体のような被照射面にスポット92、93の形状で結像する。ここで、スポット92は径がdの正常な形状であり、スポット93は径が主走査方向にd+aに拡大した形状である。
C. L is the center line of the SLA, and D is the diameter of the
スポット92は、レンズ同士が隣接するロッドレンズとは離れている位置の発光素子による被照射面が対応し、スポット93はレンズ同士が隣接するロッドレンズの境界付近の発光素子による被照射面が対応している。このように、発光素子2が同じ大きさであっても、発光素子63とロッドレンズ84との相対的な位置関係、すなわち、発光素子63の出射光が透過するロッドレンズの主走査方向の位置により、主走査方向のスポットの形状が異なっている。
The
図11のように、発光素子63とロッドレンズ84との主走査方向の相対的な位置関係により、スポット92、93の形状が主走査方向で異なる理由を図12の特性図で説明する。図12(a)の横軸は距離x、縦軸はスポットの主走査方向の幅sを示している。Dは図11で説明したようにロッドレンズ84の直径であり、特性Gの周期に相当する。
The reason why the shapes of the
図12(b)に示されているように、特性Gの谷の部分ではスポット92の形状は径がdである。また、特性Gの山の部分ではスポット93の径はd+aに拡大している。すなわち、ロッドレンズ84の直径のピッチで主走査方向のスポットの形状(光線の広がり形状)が異なっている。このように、発光素子63とロッドレンズ84との相対的な位置関係により、主走査方向の光線の広がり形状に相違が生じている。なお、ロッドレンズ84の半径のピッチで同様にスポットの形状(光線の広がり形状)が、主走査方向で異なることもある。
As shown in FIG. 12B, in the valley portion of the characteristic G, the
図13は、カラー画像を形成する際のスポット形状の例を示す説明図である。図13においては、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色の主走査方向における1ラインのスポット形状が示されている。92は、図11で説明した正常な大きさのスポット、93は、光線の広がり形状が大きいスポットである。このように、シアン(C)のスポット形状は、主走査方向で異なる大きさに形成される。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a spot shape when forming a color image. In FIG. 13, the spot shape of one line in the main scanning direction of each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) is shown.
マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色においても、正常な大きさのスポット94、96、98と、光線の広がり形状が大きいスポット95、97、99が混在している。図13に示されているように、光線の広がり形状が大きいスポット92、95、97、99が形成される位置は、主走査方向で各色それぞれが異なる位置となっている。このため、特許文献1に記載の画像形成装置により、複数色のカラー画像を形成するために色重ねする際には、色むらが発生して画質が劣化するという問題があった。
In each of the colors magenta (M), yellow (Y), and black (K),
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子とレンズアレイとの主走査方向の相対的な位置関係により、結像面積にむらが生じて、複数色のカラー画像を形成する際の画質が劣化することを防止したカラー画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its object is to cause unevenness in the imaging area due to the relative positional relationship between the light emitting element and the lens array in the main scanning direction. Another object of the present invention is to provide a color image forming apparatus that prevents deterioration in image quality when forming a color image of a plurality of colors.
上記目的を達成するために、本発明のカラー画像形成装置は、像担持体と、
帯電手段、ラインヘッド、現像手段及び転写手段を含むとともに、前記帯電手段、前記ラインヘッド、前記現像手段及び前記転写手段の各々が前記像担時体の周囲に配された画像形成ステーションとを有し、
複数色に対応するように、前記像担持体及び前記画像形成ステーションを複数有し、
記録媒体が前記複数の画像形成ステーションを通過することで画像形成が行われるタンデム方式のカラー画像形成装置であって、
前記ラインヘッドは、主走査方向に複数配した発光素子と、レンズアレイとを含んでおり、
前記像担持体における被照射面の結像位置でのスポット形状は、第1の形状となる第1のスポットと前記第1の形状と異なる第2の形状となる第2のスポットとを有し、前記第1及び第2のスポットが、主走査方向において前記複数色の各色が同じ位置で重なるように、前記発光素子と前記レンズアレイとが配され、当該発光素子は有機EL素子であることを特徴とする。この構成によれば、発光素子とレンズアレイとの相対的な位置関係により、主走査方向における光線の広がり形状の大きなスポットが形成される位置が、各色で相違するために生ずる色ずれを防止することができる。
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記発光素子は有機EL素子であることを特徴とする。この構成によれば、工程上直線性を良好に製造できる有機EL素子を発光素子として用いているので、発光素子自身の光量ムラがレンズアレイの透過光量ムラに比べて小さいという利点がある。
In order to achieve the above object, a color image forming apparatus of the present invention comprises an image carrier,
An image forming station including a charging unit, a line head, a developing unit, and a transfer unit, and each of the charging unit, the line head, the developing unit, and the transfer unit disposed around the image carrier. And
In order to correspond to a plurality of colors, it has a plurality of the image carrier and the image forming station,
A tandem color image forming apparatus in which image formation is performed by a recording medium passing through the plurality of image forming stations,
The line head includes a plurality of light emitting elements arranged in the main scanning direction, and a lens array.
The spot shape at the imaging position of the irradiated surface of the image carrier has a first spot that is a first shape and a second spot that is a second shape different from the first shape. The light emitting element and the lens array are arranged so that the first and second spots overlap each other at the same position in the main scanning direction, and the light emitting element is an organic EL element. It is characterized by. According to this configuration, the relative positional relationship between the light emitting element and the lens array prevents color misregistration that occurs because the position at which the large spot of the light spreading shape in the main scanning direction is different for each color. be able to.
The color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the light emitting element is an organic EL element. According to this configuration, since the organic EL element that can be manufactured with good linearity in the process is used as the light emitting element, there is an advantage that the light amount unevenness of the light emitting element itself is smaller than the transmitted light amount unevenness of the lens array.
また、本発明のカラー画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。この構成によれば、中間転写部材を備えたカラー画像形成装置において、主走査方向の結像面積のむらが発生することに起因する色ずれを防止することができる。 In addition, the color image forming apparatus of the present invention includes an intermediate transfer member. According to this configuration, in the color image forming apparatus provided with the intermediate transfer member, it is possible to prevent color misregistration caused by unevenness in the imaging area in the main scanning direction.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記被照射面の結像位置における各色の主走査方向のスポット形状を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で取得されたデータに基づいて、基準となる色の主走査方向に形成されたスポットの結像位置を設定する第1の設定手段と、他色のそれぞれについて主走査方向に形成されたスポットの結像位置を設定する第2の設定手段と、前記第1の設定手段および第2の設定手段に基づいて、主走査方向の各結像位置において前記スポットの形状を対比して、基準となる色のスポット形状の結像位置に対する他色のスポット形状の結像位置との主走査方向の位置ずれを算出する算出手段と、前記算出手段の算出結果に基づいてラインヘッドの主走査方向の位置合わせを行う調整手段とを備えるを特徴とする。この構成によれば、主走査方向の各スポット形成位置について、基準の色と他色とのスポット形状を比較して位置ずれを算出し、算出結果に基づいて各色のラインヘッドの主走査方向の位置ずれを調整しているので、精度良く結像面積のむらに起因する画質劣化を防止することができる。 In addition, the color image forming apparatus of the present invention serves as a reference based on imaging means for imaging the spot shape in the main scanning direction of each color at the imaging position of the irradiated surface, and data acquired by the imaging means. First setting means for setting the imaging position of the spot formed in the main scanning direction of the color, and second setting means for setting the imaging position of the spot formed in the main scanning direction for each of the other colors Based on the first setting means and the second setting means, the shape of the spot is compared at each imaging position in the main scanning direction, and the color of the spot color of the reference color is different from that of the imaging position. And a calculation unit that calculates a positional deviation in the main scanning direction from the spot-shaped image formation position, and an adjustment unit that aligns the line head in the main scanning direction based on the calculation result of the calculation unit. . According to this configuration, for each spot formation position in the main scanning direction, the positional deviation is calculated by comparing the spot shapes of the reference color and the other colors, and based on the calculation result, the line head in the main scanning direction of each color line head is calculated. Since the positional deviation is adjusted, it is possible to prevent deterioration in image quality due to uneven imaging area with high accuracy.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記スポット形状は、前記レンズアレイに対する前記発光素子の主走査方向の相対的な位置に応じて相違しており、前記スポット形状が異なる主走査方向の位置を各色で位置合わせすることを特徴とする。この構成によれば、レンズの直径のピッチまたは直径の1/2ピッチで、主走査方向に隣接するレンズ近傍の位置に配列された発光素子による光線の広がり位置が、各色の結像位置で同じになり、画質劣化を防止することができる。 In the color image forming apparatus of the present invention, the spot shape is different depending on a relative position of the light emitting element in the main scanning direction with respect to the lens array, and the spot shape is different in a position in the main scanning direction. Is aligned with each color. According to this configuration, the spread position of the light beam by the light emitting elements arranged at positions near the lens adjacent in the main scanning direction at the pitch of the lens diameter or ½ pitch of the diameter is the same at the imaging position of each color. Thus, image quality deterioration can be prevented.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記主走査方向に複数配した発光素子を副走査方向に1列形成したことを特徴とする。この構成によれば、主走査方向に複数配した発光素子が副走査方向に1列形成され、レンズアレイが副走査方向に1列、または2列形成されたカラー画像形成装置において、結像面積のむらが生ずる主走査方向の位置が相違することに起因する色ずれを防止することができる。 The color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the light-emitting element which arranged plurality in the main scanning direction by one column formed in the sub-scanning direction. According to this structure, the main light emitting element which arranged plurality in the scanning direction is one column formed in the sub-scanning direction, one row lens array in the sub-scanning direction, or in a color image forming device formed two rows, imaging It is possible to prevent color misregistration caused by a difference in position in the main scanning direction in which unevenness in area occurs.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記主走査方向に複数配した発光素子を副走査方向に2列形成したことを特徴とする。この構成によれば、主走査方向に複数配した発光素子が副走査方向に2列形成され、レンズアレイが副走査方向に2列形成されたカラー画像形成装置において、結像面積のむらが生ずる主走査方向の位置が相違することに起因する画質劣化を防止することができる。なお、主走査方向に複数配した発光素子が副走査方向に2列形成され、レンズアレイが副走査方向に1列形成されたカラー画像形成装置においても同様の作用効果が得られる。 The color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the light-emitting element which arranged plurality in the main scanning direction and two rows formed in the sub-scanning direction. According to this structure, the main light emitting element which arranged plurality in the scanning direction is two rows formed in the sub-scanning direction, the lens array is in a color image forming device formed two rows in the sub-scanning direction, resulting unevenness of the imaging area It is possible to prevent image quality degradation caused by the difference in the position in the main scanning direction. The light-emitting element which arranged plurality in the main scanning direction is two rows formed in the sub-scanning direction, the lens array is the same action and effect also in a color image forming apparatus which is one column formed in the sub-scanning direction is obtained.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記レンズアレイを副走査方向に1列形成したことを特徴とする。この構成によれば、レンズアレイを副走査方向に1列形成した際に、発光素子ラインが副走査方向に1列、または2列形成されたいずれのカラー画像形成装置においても、結像面積のむらが生ずる主走査方向の位置が相違することに起因する画質劣化を防止することができる。 The color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the lens array is formed in one line in the sub-scanning direction. According to this configuration, when the lens array is formed in one row in the sub-scanning direction, in any color image forming apparatus in which the light-emitting element lines are formed in one or two rows in the sub-scanning direction, the imaging area is uneven. It is possible to prevent image quality degradation caused by the difference in the position of the main scanning direction in which the image is generated.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記レンズアレイを副走査方向に2列形成したことを特徴とする。この構成によれば、レンズアレイを副走査方向に2列形成した際に、発光素子ラインが副走査方向に1列、または2列形成されたいずれのカラー画像形成装置においても、結像面積のむらが生ずる主走査方向の位置が相違することに起因する画質劣化を防止することができる。 The color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the lens array is formed in two rows in the sub-scanning direction. According to this configuration, when the lens array is formed in two rows in the sub-scanning direction, in any color image forming apparatus in which the light-emitting element lines are formed in one or two rows in the sub-scanning direction, the imaging area is uneven. It is possible to prevent image quality degradation caused by the difference in the position of the main scanning direction in which the image is generated.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記主走査方向に複数配した発光素子を副走査方向に3列以上形成したことを特徴とする。この構成によれば、画質劣化を防止することができると共に、カラー画像形成装置を多様な用途に適用することができるという利点がある。
The color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the light-emitting element which arranged plurality in the main scanning direction to form the sub-scanning direction in three or more rows. According to this configuration, there is an advantage that image quality deterioration can be prevented and the color image forming apparatus can be applied to various uses.
また、本発明のカラー画像形成装置は、前記発光素子は、2重環構造であることを特徴とする。この構成によれば、2重環構造の発光素子を用いたカラー画像形成装置において、結像面積のむらを低減し、画質を向上させることができる。この場合には、発光素子ライン、およびレンズアレイの副走査方向の配列数を1列、または2列のいずれとするかは任意に選定できる。また、発光素子ラインを副走査方向に3列以上配列することも可能である。 The color image forming apparatus of the present invention is characterized in that the light emitting element has a double ring structure. According to this configuration, in a color image forming apparatus using a light emitting element having a double ring structure, unevenness in the imaging area can be reduced and image quality can be improved. In this case, it can be arbitrarily selected whether the number of arrangements of the light emitting element lines and the lens arrays in the sub-scanning direction is one column or two columns. It is also possible to arrange three or more light emitting element lines in the sub-scanning direction.
本発明のカラー画像形成装置によれば、ラインヘッドは、被照射面の結像位置におけるスポット形状が、主走査方向で各色同じ位置になるように位置決めされている。このような構成により、色重ねする際の色むらを低減し、画質を向上させることができる。 According to the color image forming apparatus of the present invention, the line head is positioned so that the spot shape at the imaging position on the irradiated surface is the same for each color in the main scanning direction. With such a configuration, it is possible to reduce color unevenness during color superposition and improve image quality.
以下、図を参照して本発明を説明する。図5は、本発明によって主走査方向に位置調整されたラインヘッドが用いられるカラー画像形成装置の縦断側面図である。本実施例は、転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。図5において、本実施例の画像形成装置1は、ハウジング本体2と、ハウジング本体2の前面に開閉自在に装着された第1の開閉部材3と、ハウジング本体2の上面に開閉自在に装着された第2の開閉部材(排紙トレイを兼用している)4とを有している。さらに、第1の開閉部材3には、ハウジング本体2の前面に開閉自在に装着された開閉蓋3’を備えている。
The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a longitudinal sectional side view of a color image forming apparatus using a line head whose position is adjusted in the main scanning direction according to the present invention. In this embodiment, an intermediate transfer belt is used as the transfer belt. In FIG. 5, an image forming apparatus 1 according to the present embodiment is mounted on a housing body 2, a first opening / closing
ハウジング本体2内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス5、画像形成ユニット6、送風ファン7、転写ベルトユニット9、給紙ユニット10が配設される。また、第1の開閉部材3内には、二次転写ユニット11、定着ユニット12、記録媒体搬送手段13が配設されている。
In the housing body 2, an
転写ベルトユニット9は、ハウジング本体2の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ14と、駆動ローラ14の斜め上方に配設される従動ローラ15と、この2本のローラ14、15間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の表面に離当接されるクリーニング手段17とを備えている。
The transfer belt unit 9 is disposed below the housing body 2 and is driven to rotate by a drive source (not shown), a driven roller 15 disposed obliquely above the drive roller 14, and the two rollers. An
各画像形成ステーションY、M、C、Kの像担持体20に対向して、板バネ電極からなる一次転写部材21がその弾性力で当接され、一次転写部材21には転写バイアスが印加されている。転写ベルトユニット9には、駆動ローラ14に近接してテストパターンセンサ18が設置されている。画像形成ユニット6は、複数(本実施例では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イェロー用)、M(マゼンタ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備え、各画像形成ステーションY、M、C、Kにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体20と、像担持体20の周囲に配設された、帯電手段22、像書込手段(ラインヘッド)23及び現像手段24を有している。 A primary transfer member 21 composed of a leaf spring electrode is brought into contact with the image carrier 20 of each image forming station Y, M, C, K by its elastic force, and a transfer bias is applied to the primary transfer member 21. ing. A test pattern sensor 18 is installed in the transfer belt unit 9 in the vicinity of the drive roller 14. The image forming unit 6 includes a plurality (four in this embodiment) of image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form images of different colors. Each of the image forming stations Y, M, C, and K includes an image carrier 20 including a photosensitive drum, and a charging unit 22 and an image writing unit (line head) disposed around the image carrier 20. ) 23 and developing means 24.
像担持体20は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト16の搬送方向に回転駆動される。帯電手段22は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体である像担持体20に対して逆方向で、かつ、2〜3倍の周速度で当接回転して像担持体20の表面を一様に帯電させる。
The image carrier 20 is rotationally driven in the conveyance direction of the
ラインヘッド23は、有機EL素子を像担持体20の軸方向に列状に配列した有機EL素子アレイを用いている。有機EL素子アレイを用いたラインヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体20に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。本実施形態においては、各画像形成ステーションY、M、C、Kの像担持体20、帯電手段22及びラインヘッド23を1つの像担持体ユニット25としてユニット化している。
The
次に、現像手段24の詳細について、画像形成ステーションKを代表して説明する。現像手段24は、トナー(図のハッチング部)を貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に形成されたトナー貯留部27と、トナー貯留部27内に配設されたトナー撹拌部材29と、トナー貯留部27の上部に区画形成された仕切部材30を有している。
Next, details of the developing unit 24 will be described on behalf of the image forming station K. The developing unit 24 includes a
また、仕切部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、仕切部材30に設けられトナー供給ローラ31に当接されるブレード32と、トナー供給ローラ31及び像担持体20に当接するように配設される現像ローラ33と、現像ローラ33に当接される規制ブレード34とが設けられている。 Further, the toner supply roller 31 disposed above the partition member 30, the blade 32 provided on the partition member 30 and in contact with the toner supply roller 31, and the toner supply roller 31 and the image carrier 20 are in contact with each other. And a regulating blade 34 that is in contact with the developing roller 33.
給紙ユニット10は、記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35から記録媒体Pを一枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部を備えている。第1の開閉部材3内には、二次転写部への記録媒体Pの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37と、駆動ローラ14及び中間転写ベルト16に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット11と、定着ユニット12と、記録媒体搬送手段13と、排紙ローラ対39と、両面プリント用搬送路40を備えている。
The
定着ユニット12は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ45と、この加熱ローラ45を押圧付勢する加圧ローラ46と、加圧ローラ46に揺動可能に配設されたベルト張架部材47と、加圧ローラ45とベルト張架部材47間に張架された耐熱ベルト49を有している。記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ45と耐熱ベルト49で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。 The fixing unit 12 includes a heating roller 45 that includes a heating element such as a halogen heater and is rotatable, a pressure roller 46 that presses and biases the heating roller 45, and is swingable on the pressure roller 46. A belt tension member 47 and a heat-resistant belt 49 stretched between the pressure roller 45 and the belt tension member 47. The color image secondarily transferred to the recording medium is fixed to the recording medium at a predetermined temperature at a nip formed by the heating roller 45 and the heat-resistant belt 49.
図6は、ラインヘッド23を拡大して示す概略の斜視図である。図6においては、像担持体ユニット25に取り付けられた各像担持体(感光体ドラム)20に対して、ラインヘッド23を正確に位置決めするための機構が示されている。有機EL素子アレイ61は、長尺のハウジング60中に保持されている。長尺のハウジング60の両端に設けた位置決めピン69を、図示を省略したラインヘッドのケースの対向する位置決め穴に嵌入させる。位置決めピン69と位置決め穴とは主走査方向に若干の隙間を持って嵌入され、ラインヘッドの主走査方向への位置調整が可能に設定されている。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing the
また、長尺のハウジング60の両端に設けたねじ挿入孔68を通して、固定ねじを前記ラインヘッドのケースのねじ穴にねじ込んで固定することにより、各像書込手段23が所定位置に固定される。なお、後述するように、ハウジング60のケースへの固定は、主走査方向の位置調整終了後に行う。
Each image writing means 23 is fixed at a predetermined position by screwing a fixing screw into a screw hole of the case of the line head through screw insertion holes 68 provided at both ends of the
ラインヘッド23は、ガラス基板62上に有機EL素子アレイ61の発光部63を載置し、同じガラス基板62上に形成されたTFT71により駆動される。発光部63は、図示を省略している共通電極である陰極に接続されている。屈折率分布型ロッドレンズアレイ(SLA)65は結像光学系を構成し、発光部63の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ84を俵積みしている。
The
60は前記ハウジング、67は固定板バネである。ハウジング60は、ガラス基板62の周囲を覆い、像担持体20に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ84から像担持体20に光線を射出する。ハウジング60のガラス基板62の端面と対向する面には、光吸収性の部材(塗料)が設けられている。
60 is the housing, and 67 is a fixed leaf spring. The
図7は、ラインヘッド23の主走査方向の断面図である。ガラス基板62は、有機EL素子を用いた発光部63をカバーガラス64で被覆している。このような、発光部63をカバーガラス64で被覆したガラス基板62をハウジング60に固定する。カバー66でガラス基板62を覆い板バネ67でカバー66を固定する。ハウジング60の両側端部には、図6で説明したようにねじ挿入孔68a、68b、位置決めピン69a、69bが設けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
本発明においては、各色の主走査方向の結像位置における光線の広がり位置を検出する。そして、ある色、例えばシアン(C)を基準として、他色の主走査方向の結像位置における光線の広がり位置を合わせることにより、色むらの発生を防止するものである。以下、スポット形状の主走査方向の位置検出、すなわち光線の広がり位置の検出、各色の結像位置における光線の広がり位置を主走査方向で位置合わせる処理について説明する。 In the present invention, the spread position of the light beam at the image forming position of each color in the main scanning direction is detected. Then, by using a certain color, for example, cyan (C) as a reference, the spread of light rays at the image forming position of the other color in the main scanning direction is matched to prevent occurrence of color unevenness. Hereinafter, a description will be given of the detection of the position of the spot shape in the main scanning direction, that is, the detection of the spread position of the light beam, and the process of aligning the spread position of the light beam at the image forming position of each color in the main scanning direction.
図2には、前記結像位置における光線の広がり位置を検出する例を示す説明図である。図2において、62はガラス基板で、図示を省略しているが、図7で説明したように複数の発光素子、各発光素子の共通電極としての陰極、カバーガラスが形成されている。66はガラス基板62を被覆するカバー、65はSLA、60はSLA65を保持するハウジング、90はCCDカメラ、91は像担持体のような被照射面である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of detecting the spread position of the light beam at the imaging position. In FIG. 2,
図3は、図1の部分的な図で(a)は主走査方向の断面図、(b)は平面図である。前記したように、ラインヘッドは、主走査方向(矢視X方向)に移動可能に設定されている。次に、前記光線の広がり位置を検出し、各色のラインヘッドの主走査方向の位置合わせを行う処理手順の例について、図2、図3により説明する。 3A and 3B are partial views of FIG. 1, in which FIG. 3A is a cross-sectional view in the main scanning direction, and FIG. 3B is a plan view. As described above, the line head is set to be movable in the main scanning direction (arrow X direction). Next, an example of a processing procedure for detecting the spread position of the light beam and aligning the line head of each color in the main scanning direction will be described with reference to FIGS.
(1)ガラス基板62にカバー66を被着する。(2)SLA65をハウジング60に挿入し、段部60aに載置して固定する。(3)ハウジング60内にカバー66を被着したガラス基板62を挿入し、段部60bに係止して取り付ける。(4)ハウジング60を図示を省略したラインヘッドのケースに取り付ける。この際に、ハウジング60は主走査方向に若干の移動ができるように、固定ねじを緩めておく。
(1) A
(4)発光素子を発光させて、被照射面91において主走査方向に1ラインのスポットを形成する。(5)CCDカメラ90により被照射面91を撮像する。この際の撮像画像は、主走査方向に1ライン分のスポット形状の画像となる。撮像画像を図3に関連して後述する制御部に送信し、記憶手段に記憶させる。(6)前記(1)〜(5)の処理を各色について順次行う。
(4) The light emitting element is caused to emit light to form one line spot in the main scanning direction on the
(7)制御部では、次の処理を行う。a)CCDカメラ90で取得されたデータに基づいて、基準となる色、例えばシアン(C)の主走査方向に形成された各スポットの結像位置を設定する。b)他色のそれぞれについて、主走査方向に形成された各スポットの結像位置を設定する。c)基準となる色と他色のそれぞれの設定データに基づいて、主走査方向の各結像位置において各スポットの形状を対比する。d)基準となる色の光線の広がり位置となっている結像位置に対する、他色の光線の広がり位置となっている結像位置との主走査方向の位置ずれを算出する。
(7) The control unit performs the following processing. a) Based on the data acquired by the
(8)前記制御部で算出された基準色、この例ではシアン(C)に対する各色の主走査方向の位置ずれ情報に基づき、他色の被照射面91における光線の広がり位置を一致させるように、ハウジング60を矢視X方向に移動する。この際に、CCDカメラ90により観察しながらハウジング60を移動させて位置合わせを行う。(9)位置決めされたハウジング60をラインヘッドのケースにねじで固定する。
(8) Based on the positional deviation information of each color in the main scanning direction with respect to the reference color calculated in the control unit, in this example, cyan (C), the spread positions of the light rays on the
図4は、ラインヘッドの制御部の概略構成を示すブロック図である。図4において、101は制御部、102はスポット形状検出部でCCDカメラ90が相当する。103はメモリ、104は制御回路、105はTFTからなる駆動回路である。106は発光素子が1ライン(主走査方向)に複数配列されている発光部である。この例では、発光素子ラインは主走査方向に1ライン形成されている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the control unit of the line head. In FIG. 4, 101 is a control unit, 102 is a spot shape detection unit, and corresponds to the
100は本体コントローラである。本体コントローラ100は、印刷データを形成してラインヘッドの制御部101に送信する。スポット形状検出部102は、前記のように被照射面91に形成されているスポット形状を撮像する。メモリ103には、各色の撮像データを記憶させている。
制御回路104は、メモリ103から前記各色の撮像データを読み出し、前記のように基準色の光線の広がり位置と他色の光線広がり位置の主走査方向の位置ずれを算出する。また、制御回路104は、駆動回路105に信号を送出し、発光部106の印加電圧、または駆動電流を制御する。
The
このように、図4に示されたラインヘッドの制御部101は、被照射面の結像位置における各色の主走査方向のスポット形状を撮像する撮像手段(スポット形状検出部102)と、制御回路104が設けられている。制御回路104は、CCDカメラで取得されたデータに基づいて、基準となる色の主走査方向に形成されたスポットの結像位置を設定する第1の設定手段と、他色のそれぞれについて主走査方向に形成されたスポットの結像位置を設定する第2の設定手段と、前記第1の設定手段および第2の設定手段に基づいて、主走査方向の各結像位置において前記スポットの形状を対比して、基準となる色のスポット形状の結像位置に対する他色のスポット形状の結像位置との主走査方向の位置ずれを算出する算出手段との機能を備えている。
As described above, the
図1は、本発明の実施形態を示す説明図である。図13と同じところには同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。図1の例では、各色のラインヘッドは、主走査方向の位置調整終了後のスポット形状を示している。主走査方向のシアン(C)のスポット形状92、93を基準とした場合に、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色においても、正常な大きさのスポット94、96、98の位置と、光線の広がり形状が大きいスポット95、97、99の位置が主走査方向で同じ位置に形成されている。このため、複数色を色重ねした場合に、色むらの発生を防止することができる。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the example of FIG. 1, each color line head indicates a spot shape after the position adjustment in the main scanning direction is completed. When the cyan (C) spot shapes 92 and 93 in the main scanning direction are used as a reference, the normal size spots 94, 96, and magenta (M), yellow (Y), and black (K) are also sized. The position of 98 and the positions of
図8は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図8のラインヘッド23aにおいては、発光素子ライン51を副走査方向に1列、SLAは副走査方向に2列配列している。84a、84bは、各SLAのロッドレンズである。図8の例では、ロッドレンズの半径(1/2)Dのピッチでスポットの形状が大きくなっている。この場合にも、前記したように、各色のラインヘッドの主走査方向におけるスポット形状の位置合わせを行うことにより、複数色を色重ねした場合の色むらの発生を防止することができる。すなわち、結像面積のむらが生ずる主走査方向の位置が相違することに起因する画質劣化を防止することができる。
FIG. 8 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. In the
図9は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図9においては、発光素子ライン63を副走査方向に1列、SLAは副走査方向に2列配列している。84a、84bは、各SLAのロッドレンズである。図9においては、発光素子の部分的な拡大図で図示番号63a、63bに示すように2重環構造のものを用いている。63aは発光面積を小さくした例、63bは発光面積を大きくした例である。図9の例でも、複数色を色重ねした場合の色むらの発生を防止することができる。
FIG. 9 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. In FIG. 9, the light emitting
図10は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図10においては、発光素子ライン51、52を副走査方向に2列、SLAは副走査方向に2列配列している。84a、84bは、各SLAのロッドレンズ、64はカバーガラスである。Y1は、カバーガラス64の一方の側縁とロッドレンズ84aの外接線間の長さ、Y2は、カバーガラス64の他方の側縁とロッドレンズ84bの外接線間の長さである。図10の構成は、発光素子ライン51、52を副走査方向に複数列配列しているので、多重露光のような多様な用途に適用することができる。このような構成においても、複数色を色重ねした場合の色むらの発生を防止することができる。
FIG. 10 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention. In FIG. 10, the light emitting
本発明の画像形成装置においては、発光素子ラインを副走査方向に1列、または2列配列する。また、SLAも副走査方向に1列、または2列配列する。発光素子ラインの列数と、SLAの列数の組み合わせは任意に選択できる。また、発光素子ラインを副走査方向に3列以上配列して多重露光などの用途に適用することも可能である。発光素子ラインを副走査方向に3列以上配列した場合に、SLAを副走査方向に1列、または2列の配列とすることは適宜選択できる。 In the image forming apparatus of the present invention, the light emitting element lines are arranged in one or two rows in the sub-scanning direction. SLA is also arranged in one or two rows in the sub-scanning direction. The combination of the number of light emitting element lines and the number of SLA columns can be arbitrarily selected. It is also possible to arrange light emitting element lines in three or more rows in the sub-scanning direction and to apply to uses such as multiple exposure. When three or more light emitting element lines are arranged in the sub-scanning direction, it is possible to appropriately select the SLA to be arranged in one or two rows in the sub-scanning direction.
ラインヘッドの発光部に有機EL素子を用いた場合には、発光画素列は単一の基板上に半導体プロセスを用いて製造されるため、その直線性は、従来のLEDに比べて極めて高精度に構成することが可能となる。さらに、発光素子自身の光量ムラもレンズアレイの透過光量ムラに比べて小さいという利点がある。 When an organic EL element is used for the light emitting part of the line head, the light emitting pixel column is manufactured using a semiconductor process on a single substrate, and therefore its linearity is extremely high compared to conventional LEDs. It becomes possible to comprise. Furthermore, there is an advantage that the unevenness of the light amount of the light emitting element is smaller than the unevenness of the transmitted light amount of the lens array.
以上、本発明の画像形成装置をいくつかの実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。 The image forming apparatus of the present invention has been described based on some embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made.
1・・・カラー画像形成装置、23・・・ラインヘッド、51、52・・・発光素子ライン、60・・・ハウジング、61・・・有機EL素子アレイ、62・・・ガラス基板(透明基板)、63・・・発光部、64・・・カバーガラス、65・・・屈折率分布型ロッドレンズアレイ(SLA)、84・・・屈折率分布型ロッドレンズ、90・・・CCDカメラ、92〜99・・・スポット形状 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color image forming apparatus, 23 ... Line head, 51, 52 ... Light emitting element line, 60 ... Housing, 61 ... Organic EL element array, 62 ... Glass substrate (transparent substrate) ), 63... Light emitting part, 64... Cover glass, 65... Refractive index distribution type rod lens array (SLA), 84. ~ 99 ... Spot shape
Claims (10)
帯電手段、ラインヘッド、現像手段及び転写手段を含むとともに、前記帯電手段、前記ラインヘッド、前記現像手段及び前記転写手段の各々が前記像担時体の周囲に配された画像形成ステーションとを有し、
複数色に対応するように、前記像担持体及び前記画像形成ステーションを複数有し、
記録媒体が前記複数の画像形成ステーションを通過することで画像形成が行われるタンデム方式のカラー画像形成装置であって、
前記ラインヘッドは、主走査方向に複数配した発光素子と、レンズアレイとを含んでおり、
前記像担持体における被照射面の結像位置でのスポット形状は、第1の形状となる第1のスポットと前記第1の形状と異なる第2の形状となる第2のスポットとを有し、前記第1及び第2のスポットが、主走査方向において前記複数色の各色が同じ位置で重なるように、前記発光素子と前記レンズアレイとが配され、当該発光素子は有機EL素子であることを特徴とするカラー画像形成装置。 An image carrier;
An image forming station including a charging unit, a line head, a developing unit, and a transfer unit, and each of the charging unit, the line head, the developing unit, and the transfer unit disposed around the image carrier. And
In order to correspond to a plurality of colors, it has a plurality of the image carrier and the image forming station,
A tandem color image forming apparatus in which image formation is performed by a recording medium passing through the plurality of image forming stations,
The line head includes a plurality of light emitting elements arranged in the main scanning direction, and a lens array.
The spot shape at the imaging position of the irradiated surface of the image carrier has a first spot that is a first shape and a second spot that is a second shape different from the first shape. The light emitting element and the lens array are arranged so that the first and second spots overlap each other at the same position in the main scanning direction, and the light emitting element is an organic EL element. A color image forming apparatus.
1項に記載のカラー画像形成装置。 The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the light emitting element has a double ring structure.
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