JP2004148630A - Method for correcting optical print head, optical print head, and image forming apparatus - Google Patents

Method for correcting optical print head, optical print head, and image forming apparatus Download PDF

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泰彦 重田
Hiroyuki Okushiba
浩之 奥芝
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate unevenness of pitch in a conventional optical print head by arranging on a line identical to the optical axis of a light emitting array chip. <P>SOLUTION: Quantity of light is corrected by performing following steps (1)-(4) sequentially. (1) Focus is adjusted using a light detecting means at least at two points in the longitudinal direction of a light emitting array emitting light and a rod lens array and both arrays are arranged in parallel along the longitudinal direction. (2) The rod lens array is secured to a means which can adjust that position. (3) Optical characteristics are detected for the vicinity of one end of the rod lens array and adjusted finely by the position adjusting means. (4) Optical characteristics are detected for the vicinity of the other end of the rod lens array and adjusted finely by the position adjusting means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式のプリンタやファクシミリ、複写機など画像形成装置の露光手段として用いられる光プリントヘッドの補正方法に関するものであり、さらに本発明の補正方法を用いた光プリントヘッドならびに画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真式のプリンタやファクシミリ、複写機などの露光手段として光プリントヘッドが用いられている。
【0003】
かかる従来の光プリントヘッドは、回路基板の上面に、多数の発光素子が直線状に配列されている発光素子アレイチップを複数個、一列状に配置させるとともに、これら発光素子アレイチップ上にロッドレンズアレイ等のロッドレンズアレイを配設した構造であって、前記発光素子アレイチップの発光素子を外部からの階調画像データに基づいて個々に選択的に発光させるとともに、このように発光した光を、ロッドレンズアレイを介して感光体に照射・結像させ、感光体に所定の潜像を形成することによって露光手段として機能する。
【0004】
そして、感光体に形成された潜像は、その後、所定の現像プロセスを経てトナー像となり、このトナー像を記録紙に転写・定着させることによって記録紙に所定の画像が記録される。
【0005】
しかしながら、上述した従来の光プリントヘッドによれば、発光素子アレイチップが従来周知の半導体製造技術にて製作されており、これによって得られる発光素子アレイチップの発光素子は、発光特性が均一に揃っていなかった。それ故、すべての発光素子に同じ大きさの電力を印加しても発光素子毎に発光量が異なり、感光体上の光スポットにばらつきが生じ、画像にムラが生ずる原因となり、正確に階調表現することができないという課題があった。
【0006】
この課題を解消すべく、個々の発光素子から感光体へ照射する発光量を一定とするように、発光特性に応じた光量補正データを作成し、かかる光量補正データに基づいて発光素子の駆動時間を調整することによって発光量を調整する技術が提案されている(特許文献1参照)。
【0007】
しかしながら、光量を一定にする補正方法では、ロッドレンズアレイや発光素子のばらつきに伴って生ずる感光体上に形成される光スポットの形状のばらつきを抑えることができず、これによって印画のムラを抑えることはできなかった。
【0008】
これに対し、所定の閾値における光スポットの幅や面積が均一となるように光量補正されたLEDヘッドを利用して印画濃度のばらつきを抑える技術が提案されている(特許文献2と特許文献3参照)。
【0009】
しかしながら、かかる技術であっても、実際に使われる条件下で常に光スポットの特性を一定に保つことが大変困難であることがわかった。
【0010】
すなわち、一般的に供給電力量は4ビットで制御されるために、制御できる量は分解能に制約され、限界があること、ならびに制御する範囲が大きいときには、制御後のばらつきも大きくなり、ムラが発生する原因になっていた。
【0011】
このような制御量を少なくするための技術として、制御値を一定にするのではなく、ある分布の中に入るように制御してムラを目立たなくする技術や、補正の目標値を移動平均などの手法を用いて人間の視覚では認知できないばらつきのレベルに設定するといった技術も提案されている(特許文献4と特許文献5と特許文献6参照)。
【0012】
さらに本発明に関係する技術として、感光体の感度を閾値として、ビームのスポット幅や感光体上のドット面積を均一に制御するという技術がある(特許文献7と特許文献8参照)。
【0013】
【特許文献1】
特開平2−62257号公報
【特許文献2】
特開平8−142406号公報
【特許文献3】
特開平11−227254号公報
【特許文献4】
特開平10−181031号公報
【特許文献5】
特開2001−322310号公報
【特許文献6】
特開2002−127492号公報
【特許文献7】
特開平4−305667号公報
【特許文献8】
特開2002−67372号公報
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
以上のごとく、従来の技術によれば、発光素子の光量やビームの形状(面積・径など)をあらかじめ設定した値や範囲内に制御しようとするものであって、これらの補正方法では、単に光プリントヘッドの出力を一定にすることのみが補正対象となっている。
【0015】
したがって、光プリントヘッドの出力を実際の印画に変換すべく、感光体に潜像を形成するプロセスについては、ほとんど検討されておらず、そのために、従来の技術では、感光体の感度が変わると、制御するための基準値が変わり、これに伴って、再度、印画をおこなうなどして値を決めなおす必要があった。
【0016】
したがって本発明の目的は、感光体などの各種像担持体に対し、利便性を高めた光プリントヘッドの補正方法を提供することにある。
【0017】
また、本発明の他の目的は、かかる本発明の補正方法を用いて、発光素子アレイより均等な光照射を達成した光プリントヘッドならびに画像形成装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明の光プリントヘッドの補正方法は、複数の発光素子を配列してなる発光素子アレイと、この発光素子アレイからの出射光を像担持体に結像させるべく、この像担持体との間に配した結像光学系とからなるとともに、上記結像光学系はロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイを挟持する枠体を有したハウジングとを有する光プリントヘッドに対し、順次下記(1)〜(4)の各工程を経て光学的位置補正をすることを特徴とする。
【0019】
(1)各発光素子を発光させた発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の長手方向の少なくとも2カ所に対し光検知手段を用いてピント調整して、両者を長手方向にそって平行にせしめる。
【0020】
(2)前工程により位置調整したロッドレンズアレイを、この位置を調整し得る位置調整手段に固定する。
【0021】
(3)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの一方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。
【0022】
(4)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの他方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。
【0023】
本発明の他の光プリントヘッドの補正方法は、前記(3)(4)の各工程を経る途中にて、もしくは(3)(4)の各工程を経た後にロッドレンズアレイと枠体との隙間に接着材を挿入して双方を固着せしめる工程を経て光学的位置補正をすることを特徴とする。
【0024】
本発明のさらに他の光プリントヘッドの補正方法は、前記(4)工程の後に、下記(5)工程を経て光学的位置補正をすることを特徴とする。
【0025】
(5)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの一方端と他方端との間の部位に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。
【0026】
また、本発明の光プリントヘッドの補正方法は、前記(3)(4)(5)の各工程を経る途中にて、もしくは(3)(4)(5)の各工程を経た後にロッドレンズアレイと枠体との隙間に接着材を挿入して双方を固着せしめる工程を経て光学的位置補正をすることを特徴とする。
【0027】
本発明の光プリントヘッドは、かかる本発明の光プリントヘッドの補正方法を経たことを特徴とする。
【0028】
本発明の画像形成装置は、本発明の光プリントヘッドと、前記像担持体とからなることを特徴とする。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る光プリントヘッドLの要部を示す分解斜視図であり、図2は光プリントヘッドLの横断面図を示す。また、図3は光プリントヘッドLを実装した画像形成装置の要部を示す概略構成を示す正面図であって、この装置によれば、大略的に、光プリントヘッドLと、前記像担持体である感光体(感光体ドラム)Pとからなる。さらに図4は発光素子アレイに対し印加するためのドライバーIC4の回路図である。
【0030】
はじめに、図1、図3および図4により光プリントヘッドLの機能を説明する。
光プリントヘッドLによれば、回路基板1の上面に複数個の発光素子アレイチップ2やドライバーIC4等を実装するとともに、これら発光素子アレイチップ2の発光面上に前記結像光学系を成すロッドレンズアレイ5を配置したものである。
【0031】
前記回路基板1は、ガラス布基材エポキシ樹脂やガラス、セラミック等の電気絶縁性材料からなる矩形状のベースの上面に多数の回路配線を所定パターンに被着させてなり、その上面でもって複数個の発光素子アレイチップ2やドライバーIC4等を支持する。
【0032】
この回路基板1を、たとえばガラス布エポキシ樹脂基材からなした場合、ガラス糸を用いて形成したガラス布基材に液状のエポキシ樹脂を含浸させて硬化し、これを矩形状に切断して外形加工し、その後、その上面に銅箔等を貼着し、これを所定形状にエッチングして回路配線をパターニングする。
【0033】
回路基板1の上に搭載した複数個の発光素子アレイチップ2は、回路基板1の長手方向に沿って一列状に配置されており、各々の上面には、たとえば600dpi(dot per inch)の密度で直線状に配列した発光素子3と、この発光素子3に電気的に接続される多数の接続パッドとを有しており、これら各接続パッドはボンディングワイヤを介して回路基板1上の回路配線に電気的に接続される。
【0034】
前記発光素子3は、たとえばGaAlAs系やGaAsP系の発光素子等からなり、p型半導体とn型半導体とをpn接合して構成され、外部より回路配線および接続パッド等を介して発光素子3に電源電力が印加されると、p型半導体の内部に電子が、n型半導体の内部に正孔がそれぞれ注入され、これらキャリアをpn接合付近で再結合させ、この結合の際に生じたエネルギーを光に変換することによって発光素子3が所定の輝度で発光する。
【0035】
この発光素子3には、画像データに基づいて外部より所定のエネルギーが印加され、発光素子が画像データに対応した所定の時間だけ発光する。
【0036】
一方、回路基板1上に搭載されているドライバーIC4は、図4に示す如く、外部からの画像データに基づいて発光素子3の光の階調レベルを制御する階調制御部4Aと、光量補正データに基づいて発光素子3の発光量を調整する光量補正部4Bと、発光素子3と1対1に対応して設けられる多数の定電流電源群Rとを含んで構成されている。
【0037】
階調制御部4Aは、外部からの階調画像データをシリアル転送するためのシフトレジスタやこれらの画像データを一時的に格納するためのラッチおよびストローブ信号が供給される間、ラッチ内の階調画像データに基づいて定電流電源群Rへ所定の出力を発するゲート回路等により構成され、ラッチ内の階調画像データに基づいて定電流電源群Rから発光素子3へ供給される電流の通電時間を可変させることにより、発光素子3の発する光の階調制御をおこなう。
【0038】
また、光量補正部4Bは、算出された光量補正データをシリアル転送するためのシフトレジスタや、この光量補正データを一時的に格納するためのラッチにより構成され、ラッチ内に格納されている光量補正データに基づいて定電流電源群から発光素子3に供給される電流の電流値を切り換えることにより、発光素子3の発光量を調整する。
【0039】
定電流電源群Rについては、それぞれ複数個の定電流電源からなり、光量補正部4Bのラッチ内に格納される光量補正データに基づいて、これら定電流電源のいずれか1つ、もしくは複数が選択されることで、その電流値が切り換えられる。
【0040】
このような回路構成のドライバーIC4は、先に述べた発光素子アレイチップ2と同様に、ボンディングワイヤを介して回路基板1上の対応する回路配線に電気的に接続される。
【0041】
また、発光素子アレイチップ2上に配したロッドレンズアレイ5については、発光素子3の発する光を外部の感光体ドラムPに照射・結像させるためのものであり、かかるロッドレンズアレイ5としては多数の棒状レンズを直線状、あるいは千鳥状に配列させて成るロッドレンズアレイ等が用いられ、接着剤により図示しないレンズホルダー等によって所定位置に固定される。
【0042】
また、ロッドレンズアレイ5は、アクリル樹脂やガラス等の透明材料から成る棒状レンズを主走査方向に直線状、もしくは、千鳥状に配列させてなる正立等倍型の光学系であり、発光素子アレイチップ2の発光面上に、該チップ2の配列と略平行に配置され、発光ダイオード素子2の発光を感光体ドラム(感光体)Pに対し、等倍で照射・結像させる。
【0043】
感光体ドラム(感光体)Pについては、光プリントヘッドLの発光素子アレイチップ2上に、光プリントヘッドLと所定の距離だけ離間するようにして、光プリントヘッドLと略平行に配置される。
【0044】
感光体ドラムPは、アルミニウム等から成る円筒状基体の外表面に、セレンやアモルファスシリコンなどの無機半導体や有機半導体から成る光導電層を被着させた構造であり、印画動作時、図示しないモータ等によって軸周りに回転され、光導電層に光プリントヘッドLからの光が照射されると、光導電層の比抵抗を急激に低下させて、光導電層に所定の潜像を形成する。そして、感光体ドラムPに形成された潜像は、現像のプロセスを経てトナー像となり、このトナー像を記録紙に転写・定着させることによって所定の画像が記録される。
【0045】
以上、詳述したごとく画像記録する光プリントヘッドLであるが、さらに結像光学系の構成を図2により述べる。
【0046】
同図に示すように、結像光学系はロッドレンズアレイ5と、このロッドレンズアレイ5を挟持する枠体Pを有したハウジングHとを有する。そして、回路基板1上には、上部にロッドレンズアレイ5を取着させたハウジング4が載置される。
【0047】
Bは回路基板1を保持するヘッド基材としてのベースプレートであり、Sはロッドレンズアレイ5を枠体Pに固着するための接着剤であり、KはハウジングHをベースプレートBに対し一体保持するホルダである。
【0048】
ハウジングHは、その下部に回路基板1の上面に当接される基準面を、上部にロッドレンズアレイ5を挿入し、そして、ロッドレンズアレイ5を挟持する枠体Pを有する。また、ハウジングHと回路基板1とでもって、発光素子アレイチップ2を収容するための密閉空間を形成する。
【0049】
このハウジングHは、たとえば液晶ポリマー等のプラスチック材料、ならびにステンレス、アルミ等の金属材料により形成する。プラスチック材料により構成する場合、たとえば従来周知の射出成形法を採用し、プラスチック材料を所定形状に成形することによって製作する。
【0050】
また上述の実施形態において、回路基板1の下方にSUS等から成るベースプレートBを配置させ、このベースプレートBとレンズホルダHとでもって回路基板1を挟持するように構成してもよい。この場合、ベースプレートB、回路基板1、レンズホルダHの3者を保持するには板バネ状のホルダKを用いるのが好ましく、このようなクリップで、ベースプレートB、回路基板1およびレンズホルダHを一体的に保持し、その結果、光プリンタヘッドの構造ならびに組み立て作業を簡略化することができる。
【0051】
そして、本発明の光プリントヘッドLによれば、上述した構成に対し、後述する本発明の補正方法にしたがって、すなわち、かかる光プリントヘッドLを作製するために、ロッドレンズアレイ5およびヘッドLを回転させたり、X、Y、Zの各方向への3次元的な移動させることで、高い精度にて調整し、これによって、ロッドレンズアレイ5の中心軸と発光素子アレイチップ2の中心が一致した状態にて搭載し、発光素子アレイチップ2の光軸と同一の直線上に存在させる。
【0052】
かくして、発光素子アレイチップ2の発光素子をなす発光体と、ロッドレンズアレイ5の中心軸ならびに結像位置が一直線上に存在することになり、光軸が直線を結ぶ構造となり、従来の光プリントヘッドにて存在していたピッチムラが発生しなくなる。
【0053】
本発明者は、光プリントヘッドLによれば、発光素子アレイチップ2とロッドレンズアレイ5とを固定するに当り、その位置関係は、発光素子アレイチップ2の焦点距離について、(焦点距離−100μm)〜(焦点距離+100μm)の範囲内にすると、最適な印画状態が得られることを、繰り返しおこなった実験により確認した。
【0054】
次に上記構成の光プリントヘッドLの補正方法について、さらに図5〜図10により説明する。
【0055】
図5は光量補正用測定装置の概略図である。図6と図7は、本発明の補正方法を採用しない従来の補正方法であり、図6は横断面図、図7は正面図である。図8と図9は、本発明の補正方法を用いており、図8は横断面図、図9は正面図である。図10はロッドレンズアレイ5の上面図である。
順次、(1)〜(4)の工程を経る。
【0056】
工程(1):
各発光素子アレイチップ2を発光させ、そして、これら発光素子アレイチップ2とロッドレンズアレイ5の双方の長手方向の少なくとも2カ所に対し光検知手段を用いてピント調整して、両者を長手方向にそって平行にせしめる。
【0057】
本工程を図5により説明する。同図は上記したように長手方向にそって平行にするために用いる光量補正用測定装置の概略図である。
【0058】
発光出力の測定は、ロッドレンズアレイ5をハウジングHに挿入し、そして、枠体Pにてロッドレンズアレイ5を挟持する。その後に、発光素子アレイチップ2の発光素子3の発した光を直接、CCDカメラ6で観察するが、たとえば図5にて正面から見て左端に位置する発光素子3の発光体中心を、まずCCDカメラ6でもって検知し、そして、CCDカメラ6を移動することでピントを合わせる。
【0059】
次に、このように左端にてピント合わせたことで、そのピント位置を変えないようにしながら、ヘッド本体を移動させ、もしくはCCDカメラ6を移動させ、右端に位置する発光素子3の発光体にCCDカメラ6を対向させ、そして、この発光体中心をCCDカメラ6でもって検知し、さらに右端に位置する発光体の中心を、そのまま検知しながら、左端のピント位置が変わらないように左端発光体を回転中心として、ヘッドを動かすことでピントを合わせる。
以上のような工程でもってZ方向を調整する。
【0060】
工程(2):
前工程により位置調整したロッドレンズアレイ5を、この位置を調整し得る位置調整手段に固定する。
【0061】
すなわち、ロッドレンズアレイ5を、概ねヘッド本体のハウジングHに対し、その上方の枠体P内にて、真空吸着もしくはクランプ等により固定する。
【0062】
なお、前記位置調整手段とは、ロッドレンズアレイ5を挟むハウジングHの枠体Pに対し、それに挟まれたロッドレンズアレイ5を固定する真空吸着もしくはクランプ等からなる機構であって、このような機構にてロッドレンズアレイ5を位置調整し得る。
【0063】
工程(3):
つぎに光検知手段であるCCDカメラ6を用いて、ロッドレンズアレイ5の一方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイチップ2とロッドレンズアレイ5の双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。この工程でもってY方向を調整する。
【0064】
具体的には、CCDカメラ6を用いて、たとえばロッドレンズアレイ5の左端上面を認識し、ロッドレンズアレイ5の中心をロッドレンズアレイ5を動かすことで、ピント合わせする。参考までに、かかるロッドレンズアレイの中心とは、図6にて示すごとく、一点鎖線aで示す複数個配置されたロッドレンズアレイのY方向の中心を示す。
【0065】
工程(4):
本工程においては、光検知手段であるCCDカメラ6を用いて、ロッドレンズアレイ5の他方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイチップ2とロッドレンズアレイ5の双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。この工程でもってY方向に対しさらに高精度に調整する。
【0066】
すなわち、CCDカメラ6を用いて、たとえばロッドレンズアレイ5の右端上面を認識し、ロッドレンズアレイ5の中心をロッドレンズアレイ5を動かすことで、ピント合わせする。
【0067】
かくして本発明の光プリントヘッドLの補正方法によれば、工程(1)〜工程(4)を経ることで、Z方向とY方向に対し高精度に調整することができ、発光素子アレイチップ2の発光素子をなす発光体と、ロッドレンズアレイ5の中心軸ならびに結像位置とをほぼ一直線上に存在させることができ、光軸が直線を結ぶ構造となり、従来のごときピッチムラが発生しなくなった。
【0068】
本発明によれば、上述したような工程(1)〜工程(4)を経ることで、ピッチムラを発生させなくすることができたが、好適には、さらに高い精度でもって、ピッチムラを発生させなくするために、工程(4)に続けて工程(5)を経るとよい。
【0069】
工程(5):
光検知手段であるCCDカメラ6を用いて、ロッドレンズアレイ5の一方端と他方端との間の部位に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイチップ2とロッドレンズアレイ5の双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。
【0070】
たとえば、ロッドレンズアレイ5の右端を、CCDカメラ6を使用して検知し、そして、ロッドレンズアレイ5の左端に対し、その軸を回転軸としてロッドレンズアレイ5を移動させることでピントを合わせる。
【0071】
このような工程(5)による微調整の作業により、ロッドレンズアレイ5とヘッド本体はCCDカメラ6に対し平行になり、そして、ロッドレンズアレイ5の中心と発光体の中心が同一直線上に配置された。
【0072】
さらに具体的には、CCDカメラ6を発光体から仮想の結像位置に移動させ、ロッドレンズアレイ5をCCDカメラ6のCCDとヘッド本体との間で平行になるように移動させ、ピントがCCDの部位になるような位置である場合に、発光体とロッドレンズアレイ5、ロッドレンズアレイ5と結像位置が等しく位置合わせがおこなわれたことになる。
【0073】
もし、はじめに発光体を認識した位置からズレが生じている場合にはロッドレンズアレイ5がθ方向に回転していることで、ロッドレンズアレイ5をθ方向に回転させ、発光体位置にあわせ込み、その結果、光軸も一直線上に一致する。
【0074】
かくして、本発明の光プリントヘッドLの補正方法によれば、さらに(4)工程の後に、(5)工程を経て光学的位置補正をするので、すなわち、X方向に対しても、θ方向に回転させて高精度に調整することができ、これにより、発光素子アレイチップ2の発光素子をなす発光体と、ロッドレンズアレイ5の中心軸ならびに結像位置とを一直線上に存在させることができ、光軸が高い精度でもって直線を結ぶ構造となり、ピッチムラが発生しなくなった。
【0075】
本発明によれば、上述したような工程(1)〜工程(4)、さらには工程(1)〜工程(5)を経ることで、ロッドレンズアレイ5をヘッド本体のハウジングH内に高精度に配置することができたが、その固定には接着剤Sを用いる。
【0076】
ロッドレンズアレイ5と枠体Pとの間には、厚み30μm〜300μmの空気層7(間隙)が設けるとよく、これによって合成樹脂材からなる接着剤Sを加減しながら、適度の量でもって充填することができる。
【0077】
すなわち、工程(1)〜工程(4)、もしくは工程(1)〜工程(5)の各工程を完了した後に、少しずつ適量に充填して部分的に固定させ、最後に工程(4)または工程(5)が完了された後に、最後の接着剤Sを適度の量でもって充填すればよい。
【0078】
あるいは、位置調整手段を用いてロッドレンズアレイ5を支持していることから、最後の工程(4)または工程(5)が完了された後に、接着剤Sを適度の量でもって充填し、そして、ロッドレンズアレイ5をヘッド本体のハウジングH内に固定してもよい。
【0079】
なお、ロッドレンズアレイ5と枠体Pとの間には、厚み30μm〜300μmの空気層7(間隙)が設けるとよいが、ハウジングHの内部においてロッドレンズアレイ5の側面が枠体Pの内側面に対し非接触であっても、もしくは部分的に接触していてもよい。
【0080】
上記接着剤Sには、たとえば湿気硬化性の瞬間接着剤を使用するとよい。この瞬間接着剤としては、シアノアクリレート系樹脂の湿気硬化性瞬間接着剤等が好適である。
【0081】
そして、接着剤Sの大部分を枠体Pの上面とロッドレンズアレイ5の側面とで形成される角部に配するとよい。
【0082】
ロッドレンズアレイ5の枠体Pへの固定作業は、まず粘度0.01Pa・s〜5Pa・s程度の液状に調整した硬化促進剤であるアクセラレーターをロッドレンズアレイ5の側面に付着されるようにして、枠体Pの上端面から外側面にかけてディスペンサ、筆等で塗布し、そして、粘度0.01Pa・s〜5Pa・s程度の液状に調整した接着剤Sをロッドレンズアレイ5の側面に付着されるようにして、枠体Pの上端面から外側面にかけてディスペンサ、筆等で塗布する。
【0083】
かくして上述した光プリントヘッドLの補正方法を用いたことで、これによって得られた本発明の光プリントヘッドLならびに本発明の画像形成装置によれば、良好な印画状態が得られた。
【0084】
すなわち、ロッドレンズアレイ5の光学的特性は、上述した如く、良好に保たれているため、感光体の表面には、バラツキの少ない略一定強度の光がライン上に照射されるようになり、画像データに対応した鮮明な画像を得ることができた。そして、感光体に形成された潜像は、その後、現像のプロセスを経てトナー像となり、このトナー像を記録紙に転写・定着させることによって記録紙に所定の画像が記録できた。
【0085】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等は何ら差し支えない。
【0086】
たとえば、上述の実施形態では発光強度を測定するのにCCDカメラを用いるようにしたが、これに代えてフォトダイオードや光電子増倍管などの他の光量検出手段を用いるようにしてもよい。
【0087】
また、上述の実施形態では、結像光学系としてロッドレンズアレイ5を用いたが、これに代えて、非球面レンズを高精度に並べた単眼ロッドレンズアレイを用いてもよい。なお、特許請求の範囲にて記載したロッドレンズアレイについては、単眼ロッドレンズアレイも均等である。
【0088】
また、接着剤Sとして、シアノアクリレート系樹脂の湿気硬化性瞬間接着剤に代えて、シリコン樹脂等から成る封止材にて封止するようにしてもよい。
【0089】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の光プリントヘッドの補正方法によれば、(1)各発光素子を発光させた発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の長手方向の少なくとも2カ所に対し光検知手段を用いてピント調整して、両者を長手方向にそって平行にせしめる、(2)前工程により位置調整したロッドレンズアレイを、この位置を調整し得る位置調整手段に固定する、(3)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの一方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する、(4)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの他方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する、そして、さらには(5)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの一方端と他方端との間の部位に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する、という各工程を経ることで、すなわち、光プリントヘッドを作製するために、ロッドレンズアレイおよびヘッドを回転させたり、X、Y、Z、θの各方向への3次元的な移動させることで、高い精度にて調整し、これによって、ロッドレンズアレイの中心軸と発光素子アレイチップの中心が一致した状態にて搭載し、発光素子アレイチップの光軸と同一の直線上に存在させ、その結果、従来の光プリントヘッドにて存在していたピッチムラが発生しなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光プリントヘッドLの分解斜視図である。
【図2】本発明の光プリントヘッドLの横断面図である。
【図3】本発明の画像形成装置の概略構成を示す正面図である。
【図4】本発明に係る発光素子アレイに対し電力を印加するためのドライバーICの回路図である。
【図5】光量補正データを作成するために用いる光量補正用測定装置の概略図である。
【図6】光プリントヘッドLの横断面図である。
【図7】光プリントヘッドLの正面図である。
【図8】光プリントヘッドLの横断面図である。
【図9】光プリントヘッドLの正面図である。
【図10】発光素子の発光強度分布を示す3次元の斜視図である。
【符号の説明】
L・・・光プリントヘッド
P・・・感光体(感光体ドラム)
1・・・回路基板
2・・・発光素子アレイチップ
3・・・発光素子
4・・・ドライバーIC
5・・・ロッドレンズアレイ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of correcting an optical print head used as an exposure unit of an image forming apparatus such as an electrophotographic printer, a facsimile, a copying machine, and the like, and further relates to an optical print head and an image forming apparatus using the correction method of the present invention. It concerns the device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical print head has been used as an exposure unit of an electrophotographic printer, a facsimile, a copying machine, or the like.
[0003]
In such a conventional optical print head, a plurality of light emitting element array chips in which a large number of light emitting elements are linearly arranged are arranged in a line on the upper surface of a circuit board, and a rod lens is provided on these light emitting element array chips. A structure in which a rod lens array such as an array is provided, and the light-emitting elements of the light-emitting element array chip selectively and individually emit light based on external gradation image data, and the light thus emitted is emitted. By irradiating and forming an image on the photoconductor via the rod lens array and forming a predetermined latent image on the photoconductor, the device functions as an exposure unit.
[0004]
Then, the latent image formed on the photoreceptor becomes a toner image through a predetermined developing process, and a predetermined image is recorded on the recording paper by transferring and fixing the toner image on the recording paper.
[0005]
However, according to the above-described conventional optical print head, the light-emitting element array chip is manufactured by a conventionally well-known semiconductor manufacturing technique, and the light-emitting elements of the light-emitting element array chip obtained thereby have uniform light emission characteristics. I didn't. Therefore, even if the same amount of electric power is applied to all the light emitting elements, the light emission amount differs for each light emitting element, and the light spot on the photoreceptor varies, causing the image to be uneven, and the gradation is accurately adjusted. There was a problem that it could not be expressed.
[0006]
In order to solve this problem, light amount correction data corresponding to the light emission characteristics is created so that the amount of light emitted from each light emitting element to the photoconductor is constant, and the driving time of the light emitting element is determined based on the light amount correction data. There has been proposed a technique of adjusting the light emission amount by adjusting (see Patent Document 1).
[0007]
However, the correction method for making the light amount constant cannot suppress the variation in the shape of the light spot formed on the photoconductor caused by the variation in the rod lens array or the light emitting element, and thereby suppresses the unevenness of the print. I couldn't do that.
[0008]
On the other hand, there has been proposed a technique for suppressing variations in print density by using an LED head whose light amount is corrected so that the width and area of a light spot at a predetermined threshold become uniform (Patent Documents 2 and 3). reference).
[0009]
However, it has been found that even with such a technique, it is very difficult to always keep the characteristics of the light spot constant under the conditions actually used.
[0010]
That is, since the amount of supplied power is generally controlled by 4 bits, the controllable amount is limited by the resolution, and when there is a limit, and when the range to be controlled is large, the variation after control becomes large and unevenness occurs. Was causing it to happen.
[0011]
As a technique for reducing such a control amount, instead of keeping the control value constant, a technique of controlling so as to be within a certain distribution to make unevenness less noticeable, a moving average of a correction target value, and the like. There is also proposed a technique of setting the level of variation that cannot be recognized by human vision by using the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. H11-163191, H11-327, and H11-293655.
[0012]
Further, as a technique related to the present invention, there is a technique of uniformly controlling the beam spot width and the dot area on the photosensitive member using the sensitivity of the photosensitive member as a threshold (see Patent Documents 7 and 8).
[0013]
[Patent Document 1]
JP-A-2-62257
[Patent Document 2]
JP-A-8-142406
[Patent Document 3]
JP-A-11-227254
[Patent Document 4]
JP-A-10-181031
[Patent Document 5]
JP 2001-322310 A
[Patent Document 6]
JP-A-2002-127492
[Patent Document 7]
JP-A-4-305667
[Patent Document 8]
JP-A-2002-67372
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, according to the related art, the light amount of the light emitting element and the shape (area, diameter, etc.) of the beam are controlled to values and ranges set in advance. The only correction is to keep the output of the optical print head constant.
[0015]
Therefore, the process of forming a latent image on a photoconductor in order to convert the output of an optical print head into an actual print has been little studied, and in the related art, if the sensitivity of the photoconductor changes, Accordingly, the reference value for control has changed, and accordingly, it has been necessary to determine the value again by performing printing again.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for correcting an optical print head with improved convenience for various image carriers such as a photoconductor.
[0017]
It is another object of the present invention to provide an optical print head and an image forming apparatus which achieve uniform light irradiation from a light emitting element array using the correction method of the present invention.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The method for correcting an optical print head according to the present invention includes the steps of: a light emitting element array including a plurality of light emitting elements arranged; and an image carrier for emitting light from the light emitting element array to form an image on the image carrier. The optical system includes a rod lens array and a housing having a frame for holding the rod lens array. The optical position correction is performed through each of the steps (4) to (4).
[0019]
(1) At least two longitudinal positions of both the light emitting element array and the rod lens array that emit light from the respective light emitting elements are adjusted using a light detecting means so that the two light emitting elements are parallel to each other along the longitudinal direction.
[0020]
(2) The rod lens array whose position has been adjusted in the previous step is fixed to a position adjusting means capable of adjusting this position.
[0021]
(3) Optical characteristics are detected near one end of the rod lens array using the light detecting means, and the position is adjusted so that the optical axes of both the light emitting element array and the rod lens array are aligned based on the optical characteristics. Make fine adjustments by adjusting means.
[0022]
(4) Using the light detecting means, optical characteristics are detected in the vicinity of the other end of the rod lens array, and the position is adjusted so that the optical axes of both the light emitting element array and the rod lens array are aligned based on the optical characteristics. Make fine adjustments by adjusting means.
[0023]
According to another method of correcting an optical print head of the present invention, the rod lens array and the frame may be interposed between the steps (3) and (4) or after the steps (3) and (4). The optical position is corrected through a step of inserting an adhesive into the gap to fix the two together.
[0024]
According to still another method of correcting an optical print head of the present invention, after the step (4), the optical position is corrected through the following step (5).
[0025]
(5) Optical characteristics of a portion between one end and the other end of the rod lens array are detected using the light detecting means, and the light of both the light emitting element array and the rod lens array is detected based on the optical characteristics. Fine adjustment is made by the position adjusting means in order to align the axes.
[0026]
Further, the method of correcting an optical print head according to the present invention may be arranged such that a rod lens is used in the course of each of the steps (3), (4) and (5) or after the steps (3), (4) and (5). The optical position is corrected through a step of inserting an adhesive into a gap between the array and the frame to fix the two together.
[0027]
The optical print head of the present invention is characterized by having passed through the optical print head correcting method of the present invention.
[0028]
An image forming apparatus according to the present invention includes the optical print head according to the present invention and the image carrier.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of an optical print head L according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical print head L. FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of a main part of an image forming apparatus on which the optical print head L is mounted. According to this apparatus, the optical print head L and the image carrier And a photosensitive member (photosensitive drum) P. FIG. 4 is a circuit diagram of a driver IC 4 for applying a voltage to the light emitting element array.
[0030]
First, the function of the optical print head L will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4.
According to the optical print head L, a plurality of light emitting element array chips 2 and driver ICs 4 are mounted on the upper surface of the circuit board 1 and the rods forming the imaging optical system are formed on the light emitting surfaces of the light emitting element array chips 2. The lens array 5 is arranged.
[0031]
The circuit board 1 is formed by attaching a large number of circuit wirings in a predetermined pattern on an upper surface of a rectangular base made of an electrically insulating material such as a glass cloth base epoxy resin, glass, or ceramic. The light emitting element array chip 2 and the driver IC 4 are supported.
[0032]
When the circuit board 1 is made of, for example, a glass cloth epoxy resin base material, a glass cloth base material formed by using a glass thread is impregnated with a liquid epoxy resin and cured, and then cut into a rectangular shape to obtain an outer shape. After processing, a copper foil or the like is stuck on the upper surface, and this is etched into a predetermined shape to pattern circuit wiring.
[0033]
The plurality of light emitting element array chips 2 mounted on the circuit board 1 are arranged in a line along the longitudinal direction of the circuit board 1, and have a density of, for example, 600 dpi (dot per inch) on each upper surface. And a plurality of connection pads electrically connected to the light-emitting element 3. Each of these connection pads is connected to a circuit wiring on the circuit board 1 via a bonding wire. Is electrically connected to the
[0034]
The light-emitting element 3 is made of, for example, a GaAlAs-based or GaAsP-based light-emitting element, and is formed by pn-junction of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. The light-emitting element 3 is externally connected to the light-emitting element 3 via circuit wiring and connection pads. When power is applied, electrons are injected into the p-type semiconductor and holes are injected into the n-type semiconductor, and these carriers recombine near the pn junction. By converting the light into light, the light emitting element 3 emits light at a predetermined luminance.
[0035]
A predetermined energy is externally applied to the light emitting element 3 based on the image data, and the light emitting element emits light for a predetermined time corresponding to the image data.
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 4, a driver IC 4 mounted on the circuit board 1 includes a gradation control unit 4A for controlling a gradation level of light of the light emitting element 3 based on external image data, and a light amount correction unit. It is configured to include a light amount correction unit 4B for adjusting the light emission amount of the light emitting element 3 based on the data, and a large number of constant current power supply groups R provided in one-to-one correspondence with the light emitting element 3.
[0037]
The gradation control unit 4A supplies a shift register for serially transferring gradation image data from the outside, a latch for temporarily storing these image data, and a strobe signal in the latch while the strobe signal is supplied. A conduction time of a current supplied from the constant current power supply group R to the light emitting element 3 based on the gradation image data in the latch, which is constituted by a gate circuit or the like that issues a predetermined output to the constant current power supply group R based on the image data , The gradation of light emitted from the light emitting element 3 is controlled.
[0038]
The light amount correction unit 4B includes a shift register for serially transferring the calculated light amount correction data and a latch for temporarily storing the light amount correction data, and the light amount correction stored in the latch. The light emission amount of the light emitting element 3 is adjusted by switching the current value of the current supplied from the constant current power supply group to the light emitting element 3 based on the data.
[0039]
The constant current power supply group R includes a plurality of constant current power supplies, and one or more of these constant current power supplies are selected based on the light quantity correction data stored in the latch of the light quantity correction unit 4B. As a result, the current value is switched.
[0040]
The driver IC 4 having such a circuit configuration is electrically connected to the corresponding circuit wiring on the circuit board 1 via bonding wires, similarly to the light emitting element array chip 2 described above.
[0041]
Further, the rod lens array 5 arranged on the light emitting element array chip 2 is for irradiating the light emitted from the light emitting element 3 onto the external photosensitive drum P and forming an image. A rod lens array or the like formed by arranging a large number of rod-shaped lenses in a linear or staggered manner is used, and is fixed at a predetermined position by a lens holder or the like (not shown) with an adhesive.
[0042]
The rod lens array 5 is an erecting equal-magnification optical system in which rod-shaped lenses made of a transparent material such as acrylic resin or glass are linearly or staggered in the main scanning direction. Arranged on the light emitting surface of the array chip 2 substantially in parallel with the arrangement of the chips 2, the light emitted from the light emitting diode elements 2 is irradiated and imaged on the photosensitive drum (photosensitive body) P at the same magnification.
[0043]
The photoconductor drum (photoconductor) P is disposed on the light emitting element array chip 2 of the optical print head L so as to be separated from the optical print head L by a predetermined distance and substantially parallel to the optical print head L. .
[0044]
The photoconductor drum P has a structure in which a photoconductive layer made of an inorganic semiconductor such as selenium or amorphous silicon or an organic semiconductor is adhered to an outer surface of a cylindrical base made of aluminum or the like. When the photoconductive layer is irradiated with light from the optical print head L by being rotated around the axis by, for example, the photoconductive layer, the specific resistance of the photoconductive layer is rapidly reduced, and a predetermined latent image is formed on the photoconductive layer. The latent image formed on the photosensitive drum P becomes a toner image through a developing process, and a predetermined image is recorded by transferring and fixing the toner image on recording paper.
[0045]
The optical print head L for recording an image as described in detail above. The configuration of the imaging optical system will be further described with reference to FIG.
[0046]
As shown in the figure, the imaging optical system includes a rod lens array 5 and a housing H having a frame P that sandwiches the rod lens array 5. Then, on the circuit board 1, a housing 4 having a rod lens array 5 mounted thereon is placed.
[0047]
B is a base plate as a head base material for holding the circuit board 1, S is an adhesive for fixing the rod lens array 5 to the frame P, and K is a holder for integrally holding the housing H with the base plate B. It is.
[0048]
The housing H has a frame P at a lower portion thereof, a reference surface abutting on the upper surface of the circuit board 1, an upper portion into which the rod lens array 5 is inserted, and the rod lens array 5 sandwiched therebetween. Further, the housing H and the circuit board 1 form a closed space for accommodating the light emitting element array chip 2.
[0049]
The housing H is formed of, for example, a plastic material such as a liquid crystal polymer and a metal material such as stainless steel and aluminum. When it is made of a plastic material, it is manufactured by molding a plastic material into a predetermined shape, for example, by adopting a conventionally known injection molding method.
[0050]
In the above-described embodiment, a base plate B made of SUS or the like may be disposed below the circuit board 1, and the circuit board 1 may be sandwiched between the base plate B and the lens holder H. In this case, it is preferable to use a leaf spring-shaped holder K to hold the three members of the base plate B, the circuit board 1 and the lens holder H. With such a clip, the base plate B, the circuit board 1 and the lens holder H are held together. The optical printer head can be held integrally, so that the structure of the optical printer head and the assembling operation can be simplified.
[0051]
According to the optical print head L of the present invention, the rod lens array 5 and the head L are added to the above-described configuration according to the correction method of the present invention described later, that is, in order to manufacture the optical print head L. By rotating or moving three-dimensionally in each of the X, Y, and Z directions, adjustment is performed with high accuracy, so that the center axis of the rod lens array 5 and the center of the light emitting element array chip 2 match. And mounted on the same straight line as the optical axis of the light emitting element array chip 2.
[0052]
Thus, the light-emitting element forming the light-emitting element of the light-emitting element array chip 2 and the central axis and the imaging position of the rod lens array 5 are on a straight line, and the optical axis is connected to a straight line. Pitch unevenness existing in the head does not occur.
[0053]
According to the optical print head L, when the light emitting element array chip 2 and the rod lens array 5 are fixed according to the optical print head L, the positional relationship between the light emitting element array chip 2 and the focal length of the light emitting element array chip 2 is (focal length−100 μm). ) To (focal length + 100 μm), it was confirmed by repeated experiments that an optimum printing state was obtained.
[0054]
Next, a method of correcting the optical print head L having the above configuration will be further described with reference to FIGS.
[0055]
FIG. 5 is a schematic view of a measuring device for light quantity correction. 6 and 7 show a conventional correction method which does not employ the correction method of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view and FIG. 7 is a front view. 8 and 9 show the correction method of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view and FIG. 9 is a front view. FIG. 10 is a top view of the rod lens array 5.
The steps (1) to (4) are sequentially performed.
[0056]
Step (1):
Each light emitting element array chip 2 is caused to emit light, and the light emitting element array chip 2 and the rod lens array 5 are both focused in at least two positions in the longitudinal direction using a light detecting means, so that the two light emitting element array chips 2 are moved in the longitudinal direction. And then make it parallel.
[0057]
This step will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of a measuring device for correcting the amount of light used to make the light source parallel as described above.
[0058]
For the measurement of the light emission output, the rod lens array 5 is inserted into the housing H, and the rod lens array 5 is held by the frame P. Thereafter, the light emitted from the light emitting element 3 of the light emitting element array chip 2 is directly observed by the CCD camera 6. For example, the center of the light emitting element of the light emitting element 3 located at the left end when viewed from the front in FIG. Detection is performed by the CCD camera 6, and the focus is adjusted by moving the CCD camera 6.
[0059]
Next, by focusing at the left end, the head body is moved or the CCD camera 6 is moved while keeping the focus position unchanged, so that the light emitting element 3 of the light emitting element 3 located at the right end is moved. The CCD camera 6 is opposed, and the center of the luminous body is detected by the CCD camera 6. Further, the center of the luminous body located at the right end is detected as it is, and the left end luminous body is kept so that the focus position at the left end does not change. The focus is adjusted by moving the head around the center of rotation.
The Z direction is adjusted by the above steps.
[0060]
Step (2):
The rod lens array 5 whose position has been adjusted in the previous step is fixed to a position adjusting means capable of adjusting this position.
[0061]
That is, the rod lens array 5 is generally fixed to the housing H of the head main body in the frame P above the head H by vacuum suction or a clamp.
[0062]
The position adjusting means is a mechanism including a vacuum suction or a clamp for fixing the rod lens array 5 sandwiched between the frame P of the housing H and the rod lens array 5. The position of the rod lens array 5 can be adjusted by a mechanism.
[0063]
Step (3):
Next, an optical characteristic is detected near one end of the rod lens array 5 using a CCD camera 6 as light detecting means, and the light of both the light emitting element array chip 2 and the rod lens array 5 is detected based on the optical characteristic. Fine adjustment is made by the position adjusting means in order to align the axes. In this step, the Y direction is adjusted.
[0064]
Specifically, for example, the upper left end of the rod lens array 5 is recognized using the CCD camera 6, and the center of the rod lens array 5 is moved by moving the rod lens array 5 to focus. For reference, as shown in FIG. 6, the center of the rod lens array refers to the center in the Y direction of a plurality of arranged rod lens arrays indicated by a chain line a.
[0065]
Step (4):
In this step, an optical characteristic is detected near the other end of the rod lens array 5 using a CCD camera 6 as a light detecting means, and the light emitting element array chip 2 and the rod lens array 5 are further detected based on the optical characteristic. Fine adjustment is made by the position adjusting means in order to align both optical axes. In this step, adjustment is performed with higher accuracy in the Y direction.
[0066]
That is, using the CCD camera 6, for example, the right end upper surface of the rod lens array 5 is recognized, and the center of the rod lens array 5 is moved by moving the rod lens array 5 to focus.
[0067]
Thus, according to the method of correcting the optical print head L of the present invention, the steps (1) to (4) can be performed with high accuracy in the Z direction and the Y direction. And the central axis and the image forming position of the rod lens array 5 can be present on a substantially straight line, and the optical axis is connected to a straight line. .
[0068]
According to the present invention, the pitch unevenness can be prevented from occurring by performing the above-described steps (1) to (4). However, it is preferable that the pitch unevenness be generated with higher accuracy. In order to eliminate this, it is preferable to go through step (5) following step (4).
[0069]
Step (5):
Optical characteristics are detected for a portion between one end and the other end of the rod lens array 5 using a CCD camera 6 as light detecting means, and the light emitting element array chip 2 and the rod lens array are detected based on the optical characteristics. Fine adjustment is made by the position adjusting means in order to align both optical axes of No. 5.
[0070]
For example, the right end of the rod lens array 5 is detected by using the CCD camera 6, and the left end of the rod lens array 5 is focused by moving the rod lens array 5 with its axis as a rotation axis.
[0071]
By the fine adjustment operation in the step (5), the rod lens array 5 and the head main body are parallel to the CCD camera 6, and the center of the rod lens array 5 and the center of the light emitter are arranged on the same straight line. Was done.
[0072]
More specifically, the CCD camera 6 is moved from the light-emitting body to a virtual imaging position, the rod lens array 5 is moved so as to be parallel between the CCD of the CCD camera 6 and the head body, and the focus is adjusted to the CCD. In this case, the light-emitting body, the rod lens array 5, and the rod lens array 5 have the same image forming position, and the positioning has been performed.
[0073]
If there is a deviation from the position where the luminous body was recognized first, the rod lens array 5 is rotated in the θ direction, so that the rod lens array 5 is rotated in the θ direction and adjusted to the luminous body position. As a result, the optical axis also coincides on a straight line.
[0074]
Thus, according to the method of correcting the optical print head L of the present invention, the optical position is corrected through the step (5) after the step (4), that is, in the θ direction also in the X direction. Rotation can be adjusted with high precision, so that the light-emitting element forming the light-emitting element of the light-emitting element array chip 2 and the central axis and the image forming position of the rod lens array 5 can be aligned. In addition, the optical axis has a structure in which straight lines are connected with high precision, and pitch unevenness does not occur.
[0075]
According to the present invention, the rod lens array 5 is placed in the housing H of the head main body with high precision through the above-described steps (1) to (4) and further steps (1) to (5). The adhesive S is used for fixing.
[0076]
An air layer 7 (gap) having a thickness of 30 μm to 300 μm is preferably provided between the rod lens array 5 and the frame body P, so that the amount of the adhesive S made of a synthetic resin material can be adjusted with an appropriate amount. Can be filled.
[0077]
That is, after completion of each of the steps (1) to (4) or (1) to (5), the mixture is gradually filled in an appropriate amount and partially fixed, and finally, the step (4) or After the step (5) is completed, the last adhesive S may be filled with an appropriate amount.
[0078]
Alternatively, since the rod lens array 5 is supported by using the position adjusting means, the adhesive S is filled with an appropriate amount after the last step (4) or step (5) is completed, and The rod lens array 5 may be fixed in the housing H of the head body.
[0079]
Note that an air layer 7 (gap) having a thickness of 30 μm to 300 μm is preferably provided between the rod lens array 5 and the frame P, but the side surface of the rod lens array 5 is It may be non-contacting or partially contacting the side surface.
[0080]
As the adhesive S, for example, a moisture-curable instant adhesive may be used. As the instant adhesive, a moisture-curable instant adhesive of a cyanoacrylate resin or the like is suitable.
[0081]
Then, most of the adhesive S is preferably arranged at a corner formed by the upper surface of the frame P and the side surface of the rod lens array 5.
[0082]
The rod lens array 5 is fixed to the frame P by first attaching an accelerator, which is a curing accelerator adjusted to a liquid having a viscosity of about 0.01 Pa · s to 5 Pa · s, to the side surface of the rod lens array 5. Then, the adhesive S applied from the upper end surface to the outer surface of the frame body P with a dispenser, a brush or the like, and adjusted to a liquid having a viscosity of about 0.01 Pa · s to 5 Pa · s is applied to the side surface of the rod lens array 5. The adhesive is applied from the upper end surface to the outer surface of the frame P with a dispenser, a brush, or the like so as to be attached.
[0083]
Thus, by using the above-described method of correcting the optical print head L, according to the optical print head L of the present invention and the image forming apparatus of the present invention obtained as described above, a good printing state was obtained.
[0084]
That is, since the optical characteristics of the rod lens array 5 are well maintained as described above, the surface of the photoreceptor is irradiated with light of almost constant intensity with little variation on the line, A clear image corresponding to the image data was obtained. Then, the latent image formed on the photoreceptor became a toner image through a developing process, and a predetermined image could be recorded on the recording paper by transferring and fixing the toner image on the recording paper.
[0085]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, improvements, and the like may be made without departing from the spirit of the present invention.
[0086]
For example, in the above-described embodiment, a CCD camera is used to measure the light emission intensity. However, instead of this, another light amount detecting means such as a photodiode or a photomultiplier may be used.
[0087]
In the above-described embodiment, the rod lens array 5 is used as the imaging optical system. Alternatively, a monocular rod lens array in which aspheric lenses are arranged with high accuracy may be used. Note that the monocular rod lens array is equivalent to the rod lens array described in the claims.
[0088]
Further, as the adhesive S, a sealing material made of a silicone resin or the like may be used instead of the moisture-curable instant adhesive of cyanoacrylate resin.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical print head correction method of the present invention, (1) light detection means is used for at least two positions in the longitudinal direction of both the light emitting element array and the rod lens array that emitted each light emitting element. (2) The rod lens array whose position has been adjusted in the previous step is fixed to a position adjusting means capable of adjusting this position, (3) the light detection Means for detecting the optical characteristics of the vicinity of one end of the rod lens array, and fine-adjusting the position adjusting means to align the optical axes of both the light emitting element array and the rod lens array based on the optical characteristics. (4) Using the light detecting means, optical characteristics are detected near the other end of the rod lens array, and further based on the optical characteristics, the light emitting element array and the rod lens array are detected. Fine adjustment is made by the position adjusting means so as to align both optical axes, and further (5) the light detecting means is used to optically adjust a portion between one end and the other end of the rod lens array. The optical print head is subjected to each step of detecting the characteristics and fine-adjusting with the position adjusting means so as to align the optical axes of both the light emitting element array and the rod lens array with the optical characteristics. In order to manufacture the rod lens array, the rod lens array and the head are rotated or three-dimensionally moved in each of the X, Y, Z, and θ directions to adjust with high accuracy. It is mounted with the center axis of the light emitting element array chip coincident with the center axis of the light emitting element array chip, and is present on the same straight line as the optical axis of the light emitting element array chip. The pitch unevenness no longer occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical print head L of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical print head L of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram of a driver IC for applying power to a light emitting element array according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of a measuring device for light quantity correction used for creating light quantity correction data.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical print head L.
FIG. 7 is a front view of the optical print head L.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the optical print head L.
FIG. 9 is a front view of the optical print head L.
FIG. 10 is a three-dimensional perspective view showing a light emission intensity distribution of the light emitting element.
[Explanation of symbols]
L: Optical print head
P: photoconductor (photoconductor drum)
1 ... circuit board
2 ... Light-emitting element array chip
3 Light emitting element
4: Driver IC
5 ... Rod lens array

Claims (6)

複数の発光素子を配列してなる発光素子アレイと、この発光素子アレイからの出射光を像担持体に結像させるべく、該像担持体との間に配した結像光学系とからなるとともに、上記結像光学系はロッドレンズアレイと、このロッドレンズアレイを挟持する枠体を有したハウジングとを有する光プリントヘッドに対し、順次下記(1)〜(4)の各工程を経て光学的位置補正をする光プリントヘッドの補正方法。
(1)各発光素子を発光させた発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の長手方向の少なくとも2カ所に対し光検知手段を用いてピント調整して、両者を長手方向にそって平行にせしめる。
(2)前工程により位置調整したロッドレンズアレイを、この位置を調整し得る位置調整手段に固定する。
(3)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの一方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。
(4)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの他方端付近に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。
A light-emitting element array in which a plurality of light-emitting elements are arranged, and an imaging optical system arranged between the light-emitting element array and the image carrier to form an image on the image carrier. The above-mentioned imaging optical system sequentially performs an optical print head having a rod lens array and a housing having a frame for holding the rod lens array through the following steps (1) to (4). An optical printhead correction method for position correction.
(1) At least two longitudinal positions of both the light emitting element array and the rod lens array that emit light from the respective light emitting elements are adjusted using a light detecting means so that the two light emitting elements are parallel to each other along the longitudinal direction.
(2) The rod lens array whose position has been adjusted in the previous step is fixed to a position adjusting means capable of adjusting this position.
(3) Optical characteristics are detected near one end of the rod lens array using the light detecting means, and the position is adjusted so that the optical axes of both the light emitting element array and the rod lens array are aligned based on the optical characteristics. Make fine adjustments by adjusting means.
(4) Using the light detecting means, optical characteristics are detected in the vicinity of the other end of the rod lens array, and the position is adjusted so that the optical axes of both the light emitting element array and the rod lens array are aligned based on the optical characteristics. Make fine adjustments by adjusting means.
前記(3)(4)の各工程を経る途中にて、もしくは(3)(4)の各工程を経た後にロッドレンズアレイと枠体との隙間に接着材を挿入して双方を固着せしめる工程を経て光学的位置補正をする請求項1に記載の光プリントヘッドの補正方法。A step of inserting an adhesive into the gap between the rod lens array and the frame during the steps (3) and (4) or after the steps (3) and (4) to fix the two together. 2. The optical print head correction method according to claim 1, wherein the optical position correction is performed via the following. 請求項1の(4)工程の後に、下記(5)工程を経て光学的位置補正をする光プリントヘッドの補正方法。
(5)前記光検知手段を用いて、ロッドレンズアレイの一方端と他方端との間の部位に対し光学特性を検知し、さらにこの光学特性にて発光素子アレイとロッドレンズアレイの双方の光軸を揃えるべく、前記位置調整手段にて微調整する。
An optical print head correction method for performing optical position correction through the following step (5) after the step (4) of claim 1.
(5) Optical characteristics of a portion between one end and the other end of the rod lens array are detected using the light detecting means, and the light of both the light emitting element array and the rod lens array is detected based on the optical characteristics. Fine adjustment is made by the position adjusting means in order to align the axes.
前記(3)(4)(5)の各工程を経る途中にて、もしくは(3)(4)(5)の各工程を経た後にロッドレンズアレイと枠体との隙間に接着材を挿入して双方を固着せしめる工程を経て光学的位置補正をする請求項3に記載の光プリントヘッドの補正方法。An adhesive is inserted into the gap between the rod lens array and the frame during the steps (3), (4) and (5) or after the steps (3), (4) and (5). 4. The method for correcting an optical print head according to claim 3, wherein the optical position is corrected through a step of fixing the both. 請求項1〜4の光プリントヘッドの補正方法を経た光プリントヘッド。An optical print head having undergone the optical print head correction method according to claim 1. 請求項5の光プリントヘッドと、前記像担持体とからなる画像形成装置。An image forming apparatus comprising the optical print head according to claim 5 and the image carrier.
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