JP5928384B2 - Light emitting element head and method for manufacturing light emitting element head - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子ヘッド及び発光素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting element head and a method for manufacturing the light emitting element.
主走査方向に列状に配される発光素子からなる第1の発光素子列と、主走査方向に列状に配される発光素子からなり、前記第1の発光素子列と少なくとも一部が副走査方向に重複して配される第2の発光素子列と、前記発光素子の光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子と、を備え、前記第1の発光素子列の発光素子の間隔と前記第2の発光素子列の発光素子の間隔とは当該第1の発光素子列と当該第2の発光素子列とが重複する箇所において異なることを特徴とする発光素子ヘッドが知られている(例えば、特許文献1参照)。 It consists of a first light emitting element array composed of light emitting elements arranged in a line in the main scanning direction and a light emitting element arranged in a line in the main scanning direction, and at least a part of the first light emitting element array is a sub A second light emitting element array arranged overlapping in the scanning direction, and an optical element for forming an electrostatic latent image by exposing the photosensitive member by forming an image of the light output of the light emitting element, and The interval between the light emitting elements in the first light emitting element array and the interval between the light emitting elements in the second light emitting element array are different at the locations where the first light emitting element array and the second light emitting element array overlap. A characteristic light-emitting element head is known (see, for example, Patent Document 1).
2値の画像データに応じて発光制御される複数個の発光素子と、発光素子を一方向に配列した複数の発光素子アレイユニットと、発光素子アレイユニットを副走査方向に対して一部が重なるように千鳥状に配置し、画像データを発光素子アレイユニットごとに分割して転送する画像データ転送手段とを備えた光書込み装置であって、発光素子アレイユニット間の繋ぎ目位置に該当する発光素子の光量と共に、その周囲の発光素子の光量を制御する光量制御手段を設けたことを特徴とする光書込み装置も知られている(例えば、特許文献2参照)。 A plurality of light emitting elements whose light emission is controlled in accordance with binary image data, a plurality of light emitting element array units in which the light emitting elements are arranged in one direction, and a part of the light emitting element array units overlap in the sub-scanning direction. And an image data transfer means for dividing and transferring image data for each light emitting element array unit, and emitting light corresponding to a joint position between the light emitting element array units. There is also known an optical writing device characterized in that a light amount control means for controlling the light amount of the surrounding light emitting elements is provided together with the light amount of the elements (for example, see Patent Document 2).
1ラインに複数の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向に複数ライン設け、前記各発光素子ラインは主走査方向に所定ピッチずらして配置し、画像の位置ずれ情報に基づいて点灯させる発光素子ラインを切り替える切り替え手段を有することを特徴とする、ラインヘッドも知られている(例えば、特許文献3参照)。 A plurality of light emitting element lines in which a plurality of light emitting elements are arranged in one line are provided in the sub-scanning direction, the light emitting element lines are arranged with a predetermined pitch shift in the main scanning direction, and light emission is performed based on image positional deviation information. A line head characterized by having a switching means for switching element lines is also known (for example, see Patent Document 3).
本発明は、発光素子ヘッドの露光領域の主走査方向の長さを発光素子の配列ピッチ単位で調整することができる発光素子ヘッド及び発光素子ヘッドの製造方法を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to provide a light emitting element head capable of adjusting the length of the exposure region of the light emitting element head in the main scanning direction in units of arrangement pitch of the light emitting elements, and a method for manufacturing the light emitting element head.
請求項1の発明は、複数の発光素子が予め定められたピッチで配列された複数の発光素子チップを有し、前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップが前記主走査方向に並べて配置されると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップが配置され、且つ、前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数の合計である総重複数が、前記複数の発光素子からの光を感光体に結像させるレンズの倍率、及び前記複数の発光素子チップを配置する基板を熱処理して該基板が縮小した後の該基板の伸び量の少なくとも一方に応じた重複数となるように前記複数の発光素子チップが配置された発光素子ヘッドである。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1に記載の発光素子ヘッドにおいて、前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数は、該重複箇所毎に予め定められており、該定められた重複数となるように前記発光素子チップが配置されている。
The invention according to
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発光素子ヘッドにおいて、前記主走査方向の位置が重複する一対の発光素子の一方の発光素子を入力された画像データに基づいて発光させ、他方の発光素子は発光させないように制御する制御部を更に有する。 According to a third aspect of the present invention, in the light emitting element head according to the first or second aspect, light emission is performed based on input image data from one light emitting element of the pair of light emitting elements whose positions in the main scanning direction overlap. In addition, the other light emitting element further has a control unit that controls the light emitting element not to emit light.
請求項4の発明は、請求項3に記載の発光素子ヘッドにおいて、前記制御部は、前記入力された画像データにおける前記他方の発光素子に対応する部分に白データを挿入する補正を行なうことにより前記制御を行なう。 According to a fourth aspect of the present invention, in the light emitting element head according to the third aspect , the control unit performs correction to insert white data into a portion corresponding to the other light emitting element in the input image data. The control is performed.
請求項5の発明は、複数の発光素子が予め定められたピッチで配列された複数の発光素子チップを用意し、前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップを前記主走査方向に並べて配置すると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップを配置する場合に、前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数の合計である総重複数が、前記複数の発光素子からの光を感光体に結像させるレンズの倍率、及び前記複数の発光素子チップを配置する基板を熱処理して該基板が縮小した後の該基板の伸び量の少なくとも一方に応じた重複数となるように前記複数の発光素子チップを配置する発光素子ヘッドの製造方法である。
The invention according to
請求項1に記載の発明によれば、発光素子ヘッドの露光領域の主走査方向の長さを発光素子の配列ピッチ単位で調整できる。 According to the first aspect of the present invention, the length of the exposure region of the light emitting element head in the main scanning direction can be adjusted in units of the arrangement pitch of the light emitting elements.
請求項2に記載の発明によれば、各重複箇所の重複数を同数とする場合に比べて、より細かい単位で露光幅の調整が可能となる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to adjust the exposure width in finer units as compared with the case where the overlapping number of each overlapping portion is the same.
請求項3に記載の発明によれば、一対の発光素子の双方の発光素子を発光させる場合に比べて、欠陥画像の形成を抑制することができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to suppress the formation of a defect image as compared with the case where both the light emitting elements of the pair of light emitting elements emit light.
請求項4に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、一対の発光素子の他方の発光素子の発光を容易に抑えることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, light emission of the other light-emitting element of the pair of light-emitting elements can be easily suppressed as compared with the case where this configuration is not provided.
請求項5に記載の発明によれば、発光素子ヘッドによる露光領域の主走査方向の長さが発光素子の配列ピッチ単位で調整された発光素子ヘッドを製造することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to manufacture a light emitting element head in which the length of the exposure region of the light emitting element head in the main scanning direction is adjusted in units of the arrangement pitch of the light emitting elements.
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本実施の形態に係る画像形成装置10の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、画像形成装置10には、複数の巻きかけローラ12に巻き掛けられ、モータ(図示省略)の駆動により矢印E方向に搬送される無端ベルト状の中間転写体ベルト14の長手方向に沿って、複数の画像形成ユニット15(詳細は後述する)が配設されている。
FIG. 1 schematically shows a configuration of an
なお、本実施の形態における画像形成装置10は、カラー画像の形成にも対応しており、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色に対応するトナー像を形成する画像形成ユニット15Y、15M、15C、15Kがそれぞれ配設されている。以下、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット(Y/M/C/K)を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。
Note that the
各画像形成ユニット15により形成された互いに異なる色のトナー像は、中間転写体ベルト14のベルト面上で、互いに重なり合うように中間転写体ベルト14に各々転写される。これにより、中間転写体ベルト14上にカラーのトナー像が形成される。なお、本実施の形態では、このようにして4色のトナー像が重ねて転写されたトナー像を最終トナー像と称する。
The different color toner images formed by the
4つの画像形成ユニット15よりも中間転写体ベルト14の搬送方向下流側には、対向する2つのローラ26A、26Bを備えた転写装置26が配設されている。中間転写体ベルト14上に形成された最終トナー像は、このローラ26A、26Bの間に送り込まれ、画像形成装置10の底部に設けられた用紙収容部29から取り出されて、ローラ26A、26Bの間に搬送されてきた用紙28に転写される。
On the downstream side of the four
また、最終トナー像が転写された用紙28の搬送経路には、加圧ローラ30Aと加熱ローラ30Bとを備えた定着装置30が配設されている。定着装置30に搬送された用紙28は、加圧ローラ30Aと加熱ローラ30Bとによって挟まれた状態で搬送されることにより用紙28上のトナーが溶融すると共に用紙28に圧着されて、定着される。これにより、用紙28上に所望の画像(カラー画像)が形成される。画像が形成された用紙28は装置外へ排出される。
In addition, a
一方、転写装置26よりも中間転写体ベルト14の搬送方向下流側には、転写装置26によって用紙28に転写されずに中間転写体ベルト上に残留したトナーを回収するクリーナ32が配設されている。クリーナ32には、中間転写体ベルト14に接するようにブレード34が備えられており、残留したトナーを擦り取ることによって回収する。
On the other hand, a cleaner 32 that collects the toner remaining on the intermediate transfer belt without being transferred to the paper 28 by the
なお、ここでは、4色のトナー像を重ねてカラー画像を形成する例について説明したが、単色の画像を形成するようにしてもよい。この場合には、中間転写体ベルト14上には、YMCKの何れか1色のトナー像が転写されて、単色の画像が用紙28に形成される。
Although an example in which a color image is formed by overlapping four color toner images has been described here, a single color image may be formed. In this case, a toner image of any one of YMCK is transferred onto the
図2には、画像形成ユニット15の構成が示されている。なお、各色の画像形成ユニット15の構成は同様であるので、ここでは各々の色を示す末尾の符号を省略して説明する。
FIG. 2 shows the configuration of the
同図に示されるように、画像形成ユニット15は、中間転写体ベルト14に接するように配設され、矢印F方向に予め定められた速度で回転する感光体16を備えている。
As shown in the figure, the
各感光体16の周面には、感光体16の表面を予め定められた電位に一様に帯電させるための帯電ローラ18が配置されている。帯電ローラ18は、導電性のローラであり、その周面が感光体16の周面に接触し、かつ帯電ローラ18の軸線方向と感光体16の軸線方向とが揃うように配設されている。
A charging
また、各感光体16の回転方向Fの帯電ローラ18よりも下流側の周面には、感光体16上に静電潜像を形成するためのLED(発光ダイオード)を光源としたLEDプリントヘッド20(詳細は後述)が備えられている。LEDプリントヘッド20は、画像データに応じて光ビームを感光体16に照射することにより、感光体16上に静電潜像を形成する。なお、LEDプリントヘッド20は、発光素子ヘッドの一例であって、これに限定されるものではない。
Further, an LED print head using an LED (light emitting diode) for forming an electrostatic latent image on the
さらに、各感光体16の回転方向FのLEDプリントヘッド20よりも下流側の周囲には、感光体16上に形成された静電潜像を予め定められた色(イエロー/マゼンタ/シアン/ブラック)のトナーによって現像してトナー像を形成させる現像器22が配設されている。
Further, an electrostatic latent image formed on the
現像器22は、同図に示されるように、感光体16に近接配置された現像ローラ38及びブレード40を含んで構成されている。現像ローラ38には、現像バイアスが印加され、現像器22内に装填されたトナーが周面に付着される。現像ローラ38の回転方向Gへの回転により、現像ローラ38に付着されたトナーが感光体16の表面に搬送され、トナーが感光体16に擦りつけられて、感光体16上に形成された静電潜像が現像される。
As shown in the drawing, the developing
また、各感光体16の回転方向Fの現像器22よりも下流側の周囲には、各感光体16上のトナー像を中間転写体ベルト14に転写する転写ローラ25が備えられている。転写ローラ25は、予め定められた電位に帯電されて矢印Hで示す方向に回転して中間転写体ベルト14を予め定められた速度で搬送して感光体16に順次対向させる。これにより、転写ローラ25は、感光体16上のトナーを中間転写体ベルト14上に転写させる。
Further, a
また、感光体16の周面の転写ローラ25よりも下流側には、感光体16上の転写残トナーやリトランスファートナー等の残留トナーを回収するクリーニングブレード24が配置されている。クリーニングブレード24は、一辺が感光体16と接触するように配設されており、中間転写体ベルト14に転写されずに感光体16上に残留したトナーや、転写時に感光体16上に付着してしまった他の色のトナー等を削ぎとって回収するようになっている。
A
以下、感光体16の回転方向を副走査方向といい、副走査方向に交差する方向であって、感光体16の回転軸方向を主走査方向という。
Hereinafter, the rotation direction of the
図3は、LEDプリントヘッド20の構成の一例を示す概略図である。同図に示されるように、LEDプリントヘッド20は、LEDアレイ42と、レンズアレイ46と、を含んで構成されている。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the
同図に示されるように、LEDアレイ42は、LEDアレイ42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42Aに、サイズが等しいLED45がライン状に等間隔で多数(例えば、256個)配列された発光素子チップの一例としてのLEDチップ44が複数配置されて構成されている。なお、各LEDチップ44に配列されたLED45の数は等しく、LED45の設計上の配列ピッチp(主走査方向に隣り合ったLED45の中心から中心までの距離。図4Bも参照)は予め定められた長さに統一されている。
As shown in the figure, in the
また、レンズアレイ46は、結像レンズとして、LEDアレイ42と感光体16との間に設けられている。レンズアレイ46は、屈折率分布型のロッドレンズが、例えば、解像度に応じた各画素(ドット)に対応したピッチで配列されて構成されており、各LEDから出射された光ビームを感光体16上に結像させる。
The
ここで、LEDアレイ42について更に詳細に説明する。図4Aに、本実施形態に係るLEDアレイ42におけるLEDチップ44の配置例を示し、図4Bに、各LEDチップ44の構成例を示す。
Here, the
本実施形態では、LEDチップ44として自己走査型LED(SLED:Self−scanning LED)アレイチップを使用するものとする。SLEDアレイチップは、スイッチのオン・オフタイミングを二本の信号線によって、選択的に発光させることができるため、データ線を共通化することができ、配線の簡素化が可能となる。SLEDチップについては、例えば、特開平8−216448号公報に開示されたものを適用すればよい。
In the present embodiment, a self-scanning LED (SLED) array chip is used as the
この自己走査型LEDでは、第1電極パッド47をLEDチップ44におけるLED45の配列方向の端部に集中させることができる。本実施形態では、図4Aに示すように、LEDチップ44の長手方向の両端側に第1電極パッド47が配設され、プリント基板42A上において第1電極パッド47に対応する位置に、第2電極パッド49が配設されている。そして、第1電極パッド47と第2電極パッド49とが、金線等のボンディングワイヤ41によって接続される。なお、第2電極パッド49は、ヘッド制御回路40(後述に接続されている。
In this self-scanning LED, the
従って、図4Bに示すように、本実施形態において、1つのLEDチップ44は、複数のLED45が配置された1つのLED配置部80と、第1電極パッド47が配置された2つの電極配置部82と、を含んで構成されている。
Therefore, as shown in FIG. 4B, in the present embodiment, one
なお、本実施形態では、複数のLEDチップ44は、各LED45の配列方向(LEDチップ44の長手方向)が主走査方向となる向きで、各LEDチップ44の副走査方向の位置を予め定められたピッチだけ交互にずらして主走査方向に並べ(千鳥配置)、プリント基板42Aに取りつけられている。
In the present embodiment, the positions of the LED chips 44 in the sub-scanning direction are determined in advance so that the arrangement direction of the LEDs 45 (the longitudinal direction of the LED chips 44) is the main scanning direction. Are alternately shifted by a predetermined pitch and arranged in the main scanning direction (staggered arrangement) and attached to the printed
更に、本実施形態では、複数のLEDチップ44を千鳥状に配置する場合に、各LEDチップ44の一部の主走査方向の位置が、隣り合うLEDチップ44の一部の主走査方向の位置と重複するように配置する。このとき、LEDプリントヘッド20の露光領域の主走査方向の長さが目標とする長さとなるように、少なくとも一組の隣り合うLEDチップ44間で少なくとも一対のLED45の主走査方向の位置が重複するようにLEDチップ44を配置してもよい。以下、隣り合う2つのLEDチップ44間でLED45の主走査方向の位置が重複する部分を「LED重複部84」と呼称する。
Furthermore, in the present embodiment, when a plurality of
ところで、図4Aに示す例では、各LED重複部84において重複するLED45の数(以下、重複数という)は各々等しく、その数は2である。従って、このLEDアレイ42におけるLED45の総重複数は、「LED重複部84の個数×2」となる。また、各LED重複部84の主走査方向の長さを合計した合計長は、「LED45の総重複数×LED45の配列ピッチp」となる。
By the way, in the example shown in FIG. 4A, the number of
従って、図4Aに示すようにLEDアレイ42を構成した場合において、レンズアレイ46の倍率を1とすると、LEDプリントヘッド20が露光する露光領域の主走査方向の長さ(以下、露光領域の主走査方向の長さを、単に露光幅と呼称する)L1は、以下の式により定まる。
Therefore, when the
L1=1つのLEDチップに配列されたLEDの数×LEDの配列ピッチp×LEDチップの数−LEDの総重複数×LEDの配列ピッチp・・・(1) L1 = number of LEDs arranged on one LED chip × LED arrangement pitch p × number of LED chips−total number of LEDs × LED arrangement pitch p (1)
一方、従来は、LEDチップ44のLED配置部80を一切重複させずに、LEDチップ44の配置個数だけで露光幅を調整していた。従って、従来のLEDプリントヘッドの露光幅L2は、以下の式(2)により定まる。
On the other hand, conventionally, the exposure width is adjusted only by the number of
L2=1つのLEDチップに配列されたLEDの数×LEDの配列ピッチp×LEDチップの数・・・(2) L2 = number of LEDs arranged in one LED chip × LED arrangement pitch p × number of LED chips (2)
このように、設計上同一の複数のLEDチップ44を配置してLEDアレイ42を製造する際、従来は、LEDチップ44の配置個数でしか露光幅を調整することしかできなかったが、本実施形態では、上記説明したように、LED重複部84を設け、LED45の総重複数を調整することにより、配列ピッチp単位で露光幅Lを調整できる。これにより、露光幅を、目標とする露光幅、例えば、感光体16のサイズに応じて要求される露光幅(以下、要求露光幅という)に合わせることが容易となる。個々のLEDチップ44のサイズを調整しなくても配列ピッチp単位で調整できるため、コストが低く抑えられる。
As described above, when manufacturing the
なお、図4Aに示した例では、各LED重複部84におけるLED45の重複数を各々同数としたが、同数でなくてもよく、各LED重複部84の重複数を予め個別に定めて配置してもよい。これにより、より細かい単位で露光幅の調整が可能となる。
In the example shown in FIG. 4A, the overlapping number of the
また、隣り合うLEDチップ44の全てがLED重複部84を形成するようにLEDチップ44を並べて配置する例に限定されず、例えば、複数のLEDチップ44を配置したときに、隣り合うLEDチップ44の電極配置部82は重複するが、LED配置部80は重複しない部分が含まれていてもよい。
Further, the present invention is not limited to the example in which the LED chips 44 are arranged side by side so that all of the
以下、図5〜図7を参照して、具体例を説明する。なお、ここでは、電極配置部82の図示は省略している。 Hereinafter, specific examples will be described with reference to FIGS. In addition, illustration of the electrode arrangement | positioning part 82 is abbreviate | omitted here.
図5は、LED45の総重複数を10にする場合のLEDチップ44の配置例を示す図であって、4つのLEDチップ44が、LED重複部841、LED重複部842、及びLED重複部843の3つのLED重複部84が形成されるように配置されている。LED重複部841におけるLED45の重複数は4、LED重複部842におけるLED45の重複数は4、LED重複部843におけるLED45の重複数は2となっている。従って、LED45の総重複数は、4+4+2=10となる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement example of the LED chips 44 when the total number of
図6は、LED45の総重複数を4にする場合のLEDチップ44の配置例を示す図であって、4つのLEDチップ44が、LED重複部844、及びLED重複部845の2つのLED重複部84が形成されるように配置されている。LED重複部844におけるLED45の重複数は2、LED重複部845におけるLED45の重複数は2となっている。従って、LED45の総重複数は、2+2=4となる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement example of the LED chips 44 in the case where the total number of
図7は、LED45の総重複数を1にする場合のLEDチップ44の配置例を示す図であって、4つのLEDチップ44が、1つのLED重複部846が形成されるように配置されている。LED重複部846におけるLED45の重複数は1であり、LED45の総重複数は1となる。
Figure 7 is a diagram showing an arrangement example of the
このように、各LED重複部84におけるLED45の重複数は特に限定されないが、各LED重複部84におけるLED45の重複数がほぼ均等になるように(各LED重複部84の重複数の差が設定値未満となるように)配置することが好ましい。これは、LEDチップ44には電極配置部82も含まれており、1つのLED重複部84で許容される重複数には限界があること、また、各LED重複部84のLED45の重複数をほぼ均等にするほうが、プリント基板42Aに対するLEDチップ44の配置工程が複雑にならないこと、等が理由として挙げられる。なお、感光体16の要求露光幅を満たすことが、各LED重複部84の重複数を同数とすることよりも優先されるため、各LED重複部84の重複数を同数にすると要求露光幅を満たさなくなる場合には、該要求露光幅を満たすように、一部のLED重複部84における重複数を他のLED重複部84の重複数とは異ならせて微調整する等、個別に重複数を定めればよい。
As described above, the overlap of the
以上説明したように、本実施形態のLEDプリントヘッド20のLEDアレイ42は、上記説明したLEDチップ44を用意し、該複数のLEDチップ44を上記説明したように配置することで製造される。
As described above, the
図8は、実施の形態に係る画像形成装置10における制御系の構成を示すブロック図である。図8に示されるように、画像形成装置10は、装置全体の動作を制御する本体制御部66を備えている。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a control system in the
本体制御部66は、装置全体の動作を制御するCPU(中央処理装置:Central Processing Unit)50、不揮発性メモリの一例としてのROM(Read Only Memory)52、RAM(Random Access Memory)54画像処理回路56、入出力ポート(I/O)58及び通信インターフェース(I/F)64を含んで構成されている。これらのCPU50、ROM52、RAM54、画像処理回路56、I/Oポート58、通信I/F64は、それぞれバス51に接続されている。
The main
ROM52には、主としてCPU50により実行される装置全体を制御する制御プログラムを含む各種プログラムや各種データ等が予め記憶されている。また、RAM54には、CPU50の処理に伴う各種データ等が一時的に記憶される。
The
なお、CPU50が実行するプログラムが記憶される記録媒体は、ROM52に限定されず、例えば、HDD(ハードディスクドライブ)であってもよいし、CD−ROMであってもよいし、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの可搬型記録媒体や画像形成装置10の外部に備えられたHDD等の記憶装置等であってもよく、更にまたネットワークを介して接続されたデータベース、或いは他のコンピュータシステム並びにそのデータベースであってもよい。
The recording medium on which the program executed by the
また、通信I/F64は、ネットワークや通信回線を介して有線又は無線で外部端末と接続され、当該外部端末から用紙28に記録する画像データを受信する。
The communication I /
また、I/Oポート58には、各駆動部を駆動するためのモータ60、装置内の熱を放出するためのファン62等が接続されている。I/Oポート58は、CPU50からの制御信号を各部位に出力すると共に、各部位の動作状態を示す信号等をCPU50に入力する。
The I /
また、画像処理回路56は、各色のLEDアレイ42Y、42M、42C、42Kと接続されている。画像処理回路56では、通信I/F64を介して入力された画像データに対して画像処理を施して、CMYK各色の画像データを、対応する色のLEDアレイ42Y、42M、42C、42Kの各々に出力する。例えば、画像処理回路56は、ページ記述言語等により作成された画像データ(PDLデータ)を、CMYK各色のビットマップの画像データに変換して出力する。また、画像処理回路56で、エッジ強調処理等の画像処理を施してもよい。
The
LEDアレイ42Y、42M、42C、42Kは、それぞれヘッド制御回路40、複数のLEDチップ44及びEEPROM等のメモリ48を含んで構成されており、メモリ48、及び各LEDチップ44は、それぞれヘッド制御回路40に接続されている。
Each of the LED arrays 42Y, 42M, 42C, and 42K includes a
また、ヘッド制御回路40は、画像処理回路56から入力された画像データをメモリ48に一時的に記憶し、メモリ48から画像データを読出して画像処理を施し、LEDチップ44の各LED45を駆動するための駆動波形を生成して各LED45に出力する。
The
また、メモリ48には、該メモリ48が設けられているLEDアレイ42に配置された各LEDチップ44の重複情報が予め記憶されている。重複情報には、LED重複部84が形成されている位置、及び各LED重複部84のLED45の重複数の情報が含まれている。重複情報は、後述するドット重複補正処理で使用される。また、メモリ48に、後述するチップ段差処理を行なうために使用される段差情報、点灯順序並び替え処理を行なうために使用される点灯順序情報が記憶されていてもよい。
Further, in the
図9は、ヘッド制御回路40の機能構成を示す図である。ヘッド制御回路40は、ドット重複補正処理部70、チップ段差処理部72、点灯順序並び替え部74、及び駆動波形生成部76を備えている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a functional configuration of the
ドット重複補正処理部70には、画像処理回路56から画像データが入力される。ドット重複補正処理部70は、画像処理回路56から入力された画像データに対して、メモリ48に記憶されている重複情報に基づいてドット重複補正処理を施し、チップ段差処理部72に出力する。例えばLED重複部84において主走査方向位置が重複する一対のLED45の各々を発光させて露光を行なうと、露光が過剰となったり、本来描画すべきでない部分まで描画されたりするなどにより欠陥画像が形成されてしまうことがあるため、ドット重複補正処理部70は、該一対のLED45の一方は上記入力された画像データに基づいて発光させ、他方は発光させない(非発光とする)ための補正を上記入力された画像データに施す処理を行なう(ドット重複補正処理)。なお、図4Aにおいて、入力された画像データによらず常に非発光とするLED45(非発光LED)に斜線を施し、入力された画像データに基づいて発光させるLED45とは区別して表わした。一対のLED45のうち、どちらを非発光LEDとするかは、特に限定されない。例えば、一対のLED45のうち、駆動状態が比較的良好な方を画像データに基づいて発光させるべきLEDとし、他方を非発光LEDとしてもよい。ドット重複補正処理についての詳細は後述する。
Image data is input from the
チップ段差処理部72は、チップ段差補正処理を行なう。千鳥状に配置されたLEDチップ44により画像を形成する(露光する)場合、各LEDチップ44の副走査方向位置が交互にずれているため、副走査方向上流側に配置されたLEDチップ44での描画が、副走査方向下流側に配置されたLEDチップ44での描画よりも位置的に早くなる。従って、画像データを、何らの補正も施さないまま使用して描画すると、副走査方向上流側に配置されたLEDチップ44による描画と、副走査方向下流側に配置されたLEDチップ44による描画とでズレ(段差)が発生してしまう。そこで、チップ段差処理部72は、LEDチップ44の副走査方向の位置による段差が発生しないよう画像データを並び替える処理(チップ段差補正処理)を行なう。LEDチップ44の段差状態を示す段差情報はメモリ48に記憶されており、チップ段差処理部72は、該段差情報をメモリ48から読出してチップ段差補正処理に用いる。チップ段差補正処理が施された画像データは、点灯順序並び替え部74に出力される。
The chip level
点灯順序並び替え部74は、点灯順序並び替え処理を行なう。本実施形態では前述したように、LEDチップ44を構成するLED45として、自己走査型LED(SLED)を適用している。このSLEDでは、例えばスイッチ素子としてサイリスタを用い、各スイッチ素子を順次オン状態とすることにより、各LEDを主走査方向に順次点灯可能に制御する。各LED45のスイッチ素子をオン状態にする場合、LEDチップ44の各々において主走査方向の両端の一方の側から他方の側に向かって順次オン状態とするが、どちら側からオン状態とするか(点灯順序)は、LEDチップ44毎に予め定められており、全LEDチップ44で必ずしも共通ではない。従って、点灯順序並び替え部74は、LEDチップ44毎のスイッチ素子の点灯順序に応じて画像データを並び替える点灯順序並び替え処理を行なう。なお、各LEDチップ44の点灯順序を示す点灯順序情報はメモリ48に記憶されており、点灯順序並び替え部74は、該点灯順序情報をメモリ48から読出して点灯順序並び替え処理に用いる。点灯順序並び替え処理が施された画像データは、駆動波形生成部76に出力される。
The lighting
駆動波形生成部76は、点灯順序並び替え部74から入力された画像データに基づいて、各LED45を駆動するための駆動波形を生成し、LEDチップ44に出力する。
The drive
ここで、前述のドット重複補正処理について図10及び図11を参照しながら、詳細に説明する。図10は、本実施の形態に係るドット重複補正処理の流れを示すフローチャートである。 Here, the dot overlap correction process described above will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 10 is a flowchart showing the flow of dot overlap correction processing according to the present embodiment.
ステップ100において、ドット重複補正処理部70が、メモリ48に記憶されている重複情報を読出す。
In
ステップ102において、ドット重複補正処理部70は、上記読出した重複情報に基づいて、画像データの非発光LEDに対応する部分に白データ(白色の画素値)を挿入する。なお、非発光LEDとは、LED重複部84において主走査方向位置が重複する一対のLED45のうち発光させない方のLED45をいう。
In
以下、図11を参照し、白データの挿入処理についてより具体的に説明する。 Hereinafter, the white data insertion process will be described more specifically with reference to FIG.
ここでは、図11の(1)に示すように、各LED重複部84が有する重複数が1となるようにLEDチップ44を配置する場合を例に挙げる。 Here, as shown in (1) of FIG. 11, an example is given in which the LED chips 44 are arranged so that the number of overlaps of each LED overlap portion 84 is 1.
ドット重複補正処理部70は、図11の(2)に模式的に示す画像データが入力されると、図11の(3)に示すように、該画像データの非発光LEDに対応する部分に白データを挿入する補正(ドット重複補正処理)を施す。
When the image data schematically shown in (2) of FIG. 11 is input to the dot overlap
これにより、LED重複部84を形成する隣り合う2つのLEDチップ44のうち、一方のLEDチップ44のLED重複部84に含まれるLED45が非発光となる。
Thereby, LED45 contained in LED overlap part 84 of one
ドット重複補正処理を施した画像データが表わす画像の一例を仮想的に表わしたものが図11の(4)である。すなわち、LEDチップ44にLED重複部84を一切設けずに配置した場合において、上記のようにドット重複補正処理を施した画像データに基づいて画像(潜像)を形成すると、図11の(4)に示す画像が形成される。しかしながら、LEDチップ44を図11(1)に示すように配置した場合において、上記のようにドット重複補正処理を施した画像データに基づいて画像を形成すると、図11の(5)に示すように、実際に形成された画像(潜像)には、挿入した白部分は存在せず、正常に画像が形成される。
FIG. 11 (4) shows an example of an image represented by the image data subjected to the dot overlap correction process. In other words, when the
なお、上記実施形態では、発光素子ヘッドの一例として、LEDプリントヘッド20を例に挙げて説明したが、上述した実施形態に限定されるものではない。
In the above embodiment, the
例えば、LEDプリントヘッド20の製造工程において、レンズアレイ46のロッドレンズの倍率に応じて、LED45の総重複数を決定するようにしてもよい。
For example, in the manufacturing process of the
より詳述すると、例えば 理想状態のレンズアレイ46は、設計上の倍率(ここでは、倍率1とする)でLED45からの光ビームを受光して感光体16の表面に結像させる。これにより、図12に示すように要求露光幅が露光される。
More specifically, for example, the
ところが、ロッドレンズを配列してレンズアレイ46を製造したときの製造バラツキによって、例えば図13や図14に示すようにレンズアレイ46が湾曲してしまうと、倍率が設計上の倍率からずれてしまい、実際の露光幅が設計上の理想的な露光幅を満たさなくなる。
However, if the
そこで、レンズアレイ46の湾曲方向及び湾曲率に基づいて、レンズアレイ46の倍率を求め、該倍率に基づいて、LEDプリントヘッド20による露光幅が、目標とする露光幅となるように(ここでは、感光体16に応じて要求される要求露光幅を満たすように)LED45の総重複数を導出し、LED45が該導出した総重複数だけ重複するようにLEDチップ44を配置してLEDアレイ42を製造するようにしてもよい。
Therefore, the magnification of the
以下、より具体的にレンズアレイ46の倍率に応じたLEDチップ44の配置方法について説明する。
Hereinafter, a method for arranging the LED chips 44 according to the magnification of the
図13に示すように、製造されたレンズアレイ46の湾曲方向が、感光体16の表面に対して凹状態となる方向であるとすると、感光体16表面に対して斜めに光ビームが進行するため、等倍ではなく、縮小されて描画されてしまう。従って、該レンズアレイ46を有するLEDプリントヘッド20の露光幅は、要求露光幅より短くなってしまう。そこで、露光幅が長くなるようにLED45の総重複数をレンズアレイ46が理想状態の場合よりも少なくしてLEDチップ44を配置する。総重複数は、前述したように、レンズアレイ46の湾曲方向及び湾曲率に基づいてレンズアレイ46の倍率を求め、該倍率に従って決定する。
As shown in FIG. 13, assuming that the curved direction of the manufactured
図14に示すように、製造されたレンズアレイ46の湾曲方向が、感光体16の表面に対して凸状態となる方向であるとすると、感光体16表面に対して斜めに(図13の場合の傾きとは逆になる)光ビームが進行するため、等倍ではなく、拡大されて描画されてしまう。従って、該レンズアレイ46を有するLEDプリントヘッド20の露光幅は、要求露光幅より長くなってしまう。そこで、露光幅が短くなるようにLED45の総重複数をレンズアレイ46が理想状態の場合よりも多くしてLEDチップ44を配置する。総重複数は、前述したように、レンズアレイ46の湾曲方向及び湾曲率に基づいて、レンズアレイ46の倍率を求め、該倍率に従って決定する。
As shown in FIG. 14, if the curved direction of the manufactured
なお、レンズアレイ46の湾曲方向及び湾曲率は、レンズアレイ46の製造の際に検査して把握しておき、LEDアレイ42の製造工程で利用する。
The bending direction and the bending rate of the
また、例えば、LEDアレイ42のプリント基板42Aの伸縮率に応じて、LED45の総重複数を決定するようにしてもよい。以下、図15及び図16を参照して、説明する。なお、図15及び図16において、レンズアレイ46の倍率は等倍(倍率1)であるものとする。
For example, the total number of
LEDアレイ42の製造工程には、例えばプリント基板42Aに設けられた電子部品のハンダ等を熔解させる際、熱を加える工程(熱処理)が含まれる。この熱処理により、プリント基板42Aに含まれる水分が蒸発してプリント基板42Aが縮小する。製造工程でプリント基板42Aが縮小した場合には、しばらく放置して水分を吸収させ、プリント基板42Aを伸長させてからLEDチップ44を配置すればよいが、プリント基板42Aの伸長を待たずにLEDチップ44を配置すれば製造期間の短縮を図ることができる。しかしながら、図15(1)に示すように、熱処理を施してプリント基板42Aが縮小した後(図15(1)の基板長さ=aの状態で)、プリント基板42Aの伸長を待たず、その後プリント基板42Aが伸長したときのプリント基板42Aの伸び量cを考慮せずに、感光体16の要求露光幅bとなるようにLEDチップ44を配置すると、図15(2)に示すように、プリント基板42Aが伸長した後の露光幅はb+cとなり、感光体の要求露光量にならない。
The manufacturing process of the
そこで、熱処理を施してプリント基板42Aが縮小した段階で、プリント基板42Aの伸長を待たずにLEDチップ44を配置する場合には、図16(1)に示すように、プリント基板42Aの伸び量cを予め把握しておき、露光幅が感光体16の要求露光幅bからプリント基板42Aの伸び量cを減算した露光幅b−cとなるように、LED45の総重複数を調整して、LEDチップ44を配置する。その後、プリント基板42Aが伸び量cだけ伸長すると、図16(2)に示すように、LEDプリントヘッド20の露光幅は要求露光幅bを満たすようになる。このように処理することで、基板の伸び量に合わせた調整が可能となる。
Therefore, when the
なお、伸び量cは、熱処理したときの縮み量と同じなるとは限らない。また、プリント基板42Aに配設された部品(例えばアルミ製の部品など)も熱処理により伸び縮みするが、プリント基板42Aの伸び縮みは、こうした部品の伸び縮みにも影響される。プリント基板42Aの伸び量cは、事前に計測しておき、把握しておくことができるが、計算により伸び量cを算出してもよい。
Note that the amount of elongation c is not necessarily the same as the amount of shrinkage when heat-treated. In addition, components (for example, aluminum components) disposed on the printed
なお、レンズアレイ46の倍率及びプリント基板42Aの伸び率の何れか一方だけでなく、両方に基づいてLED45の総重複数を導出して、LEDチップ44を配置するようにしてもよい。
It should be noted that the
以上説明したように、レンズアレイ46の倍率及びプリント基板42Aの伸び率の少なくとも一方に基づいてLED45の総重複数を導出し、LEDチップ44を配置してLEDアレイ42を製造することにより、感光体の要求露光幅に対して、柔軟に対応することができる。
As described above, the total number of
なお、上記実施形態では、LEDを発光素子の一例として説明したが、発光素子は、LEDに限定されるものではなく、例えば、LEDの代わりに有機EL等を使用してもよい。 In the above embodiment, the LED is described as an example of the light emitting element. However, the light emitting element is not limited to the LED, and for example, an organic EL or the like may be used instead of the LED.
また、上記実施形態では、LEDチップ44を千鳥状に配置する例について説明したが、隣り合うLEDチップ44の副走査方向の位置が異なればよく、千鳥配置に限定されない。例えば、実際に千鳥状にLEDチップ44を配置する場合には、LEDチップ44の設計上の副走査方向の位置が1つおきに同じになるように配置されるが、1つおきではなくても、2つおきとしてもよいし、3つおきとしてもよい。また、全てのLEDチップ44の設計上の副走査方向の位置が異なるように配置することもできる。上記何れの配置にする場合であっても、上記実施形態で説明したように、隣り合うLEDチップ44におけるLED45の重複数を調整することで、露光幅をLED45の配列ピッチ単位で調整できる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which arrange | positions the
10 画像形成装置
16 感光体
20 LEDプリントヘッド
40 ヘッド制御回路
42 LEDアレイ
42A プリント基板
44 LEDチップ
45 LED
46 レンズアレイ
48 メモリ
70 ドット重複補正処理部
72 チップ段差処理部
74 点灯順序並び替え部
76 駆動波形生成部
80 LED配置部
82 電極配置部
84 LED重複部
DESCRIPTION OF
46
Claims (5)
前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップが前記主走査方向に並べて配置されると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップが配置され、且つ、前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数の合計である総重複数が、前記複数の発光素子からの光を感光体に結像させるレンズの倍率、及び前記複数の発光素子チップを配置する基板を熱処理して該基板が縮小した後の該基板の伸び量の少なくとも一方に応じた重複数となるように前記複数の発光素子チップが配置された発光素子ヘッド。 Having a plurality of light emitting element chips in which a plurality of light emitting elements are arranged at a predetermined pitch;
The plurality of light emitting element chips are arranged side by side in the main scanning direction with the arrangement direction of the light emitting elements being in the main scanning direction and the positions of the adjacent light emitting element chips being different in the sub scanning direction. The plurality of light emitting element chips are arranged so that at least one pair of light emitting element chips overlaps at least a pair of light emitting element chips in the main scanning direction, and the light emitting elements are arranged in the main scanning direction. The total overlap number, which is the sum of the overlap number at each overlapping position, is a magnification of a lens that forms an image of light from the plurality of light emitting elements on a photoconductor, and a substrate on which the plurality of light emitting element chips are arranged. A light-emitting element head in which the plurality of light-emitting element chips are arranged so as to have a plurality corresponding to at least one of the extension amounts of the substrate after the substrate is reduced by heat treatment .
前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップを前記主走査方向に並べて配置すると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップを配置する場合に、前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数の合計である総重複数が、前記複数の発光素子からの光を感光体に結像させるレンズの倍率、及び前記複数の発光素子チップを配置する基板を熱処理して該基板が縮小した後の該基板の伸び量の少なくとも一方に応じた重複数となるように前記複数の発光素子チップを配置する
発光素子ヘッドの製造方法。 Preparing a plurality of light emitting element chips in which a plurality of light emitting elements are arranged at a predetermined pitch;
The plurality of light emitting element chips are arranged side by side in the main scanning direction with the arrangement direction of the light emitting elements being the main scanning direction and the positions of the adjacent light emitting element chips being different in the sub scanning direction. In addition, when the plurality of light emitting element chips are arranged so that at least one pair of light emitting element chips overlaps at least a pair of light emitting element chips in the main scanning direction, the positions of the light emitting elements in the main scanning direction are The total number of overlaps, which is the sum of the overlaps at each of the overlapping portions, is a magnification of a lens that forms an image of light from the plurality of light emitting elements on a photoconductor, and a substrate on which the plurality of light emitting element chips are arranged. A method of manufacturing a light emitting element head , wherein the plurality of light emitting element chips are arranged so as to have a plurality of overlaps according to at least one of an extension amount of the substrate after the substrate is reduced by heat treatment .
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