JP2000326551A - 固体ライン状書き込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い印字幅の露光が可能な固体ライン状書き
込み装置を安価で提供することができ、組付時の調整も
簡単で精度良く行なうことができるようにする。 【解決手段】 複数個のＬＥＤ３が配設されたＬＥＤチ
ップ１と、その複数個のＬＥＤ３をそれぞれ点灯駆動さ
せるための複数のドライバＩＣ２とを実装した複数のＬ
ＥＤ基板１０Ａ，１０Ｂを設ける。そのＬＥＤ基板１０
Ａと１０Ｂは、ＬＥＤ３の配置方向に対して互いに千鳥
状に配置する。さらに、ＬＥＤ基板１０Ａ側のＬＥＤ３
より出射されたＬＥＤ光と、ＬＥＤ基板１０Ｂ側のＬＥ
Ｄ３より出射されたＬＥＤ光とを感光体５の表面上に等
倍結像させる等倍結像素子６Ａ，６Ｂをそれぞれ設け、
露光面上の焦点位置を明瞭にすることにより、組付時の
位置調整を簡単にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数個の発光体
を発光基板に並べて配置したＬＥＤヘッド，蛍光体ドッ
トアレイ等の固体ライン状書き込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＬＥＤヘッドや蛍光体ドットア
レイ等の固体ライン状書き込み装置は、印字幅が広くな
るにつれ、発光体やドライバＩＣの配列数を多くする必
要があるため、その発光体やドライバＩＣの配列精度の
問題から、部品単価が印字幅の小さいものに比べて非常
に高くなってしまうということがあった。また、その印
字幅が広い固体ライン状書き込み装置では、発光体とド
ライバＩＣとをワイヤ接続する生産歩留まりが急激に低
下するため、その点でも部品単価が小サイズのものに比
べると非常に高くなってしまうということがあった。

【０００３】一方、昨今では、このような固体ライン状
書き込み装置の発光体配列密度（書き込み密度）を微細
化する高い要求がある。そのため、その生産歩留まりを
改善する要求が強く求められている。そこで、広い印字
幅が得られる固体ライン状書き込み装置として、例えば
小サイズのＬＥＤヘッド等を分割状態で複数並べること
によって広幅化する方式のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに小サイズのＬＥＤヘッド等を複数並べて広幅化する
ものでは、各固体ライン状書き込み装置がユニット化さ
れていることから、発光体配列ギャップを一致させよう
と工夫をしてもおのずと限界が有り、多少の誤差が出て
しまい、その誤差を電気的に補正しようとすると、遅延
メモリとその制御回路が必要となるため、その分コスト
が上昇してしまうという問題点があった。

【０００５】また、固体ライン状書き込み装置が複数個
有ることから、画像形成装置に組み付ける際に、個々に
ミクロン単位で調整を行なわなければならないので、利
用者にとって負担が大きいということがあった。

【０００６】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、部品製造効率を改善することにより、広
い印字幅について露光が可能な固体ライン状書き込み装
置を安価で提供することができると共に、組付時の調整
を簡単で精度良く行なうことができるようにすることを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、複数個の発光体を並べて配置した発光体
チップと、その複数個の発光体をそれぞれ点灯駆動させ
るためのドライバとを実装した発光基板を複数個備え、
その各発光基板にそれぞれ対応して設けられ上記発光体
より出射された光を感光体面上に等倍結像させる複数の
等倍結像素子をそれぞれ有する固体ライン状書き込み装
置において、上記複数の発光基板を上記発光体の配置方
向に対して互いに千鳥状に配置すると共に、その千鳥状
に配置されて隣接する各発光基板を互いに傾けて配置
し、その各発光基板の発光体がそれぞれ出射した光が感
光体面上で一致して結像するように上記複数の等倍結像
素子をそれぞれ配置したものである。

【０００８】この固体ライン状書き込み装置によれば、
露光幅が小さくて安価な発光基板を、その発光基板の発
光体の配置方向に千鳥状に複数配置することで、露光幅
の大きな固体ライン状書き込み装置を構成することがで
きる。そして、その複数の発光基板は、それらの各発光
基板の発光体が出射した光がそれぞれ感光体面上で一致
して結像するようになっているので、露光面上の焦点位
置が明瞭である。

【０００９】また、上記千鳥状に配置されたそれぞれ複
数の発光基板と等倍結像素子は、感光体上の結像位置に
対する垂線に対して対称な位置に配設されているように
するとよい。そうすれば、その垂線に対して対称な位置
から出射される光は感光体面上に入射する角度が等しく
なる。

【００１０】さらに、その固体ライン状書き込み装置に
おいて、複数の発光基板をそれぞれ所定の位置に収納す
るケースを設け、上記千鳥状に配置された複数の発光基
板の間を通る上記ケースの中心線が感光体上の結像位置
に一致するようにするとよい。そうすれば、固体ライン
状書き込み装置のケースの中心線が感光体上の結像位置
に一致するので、その固体ライン状書き込み装置を画像
形成装置に搭載する際の取付基準が明瞭となる。

【００１１】また、全ての上記発光基板及び全ての等倍
結像素子は、それぞれ共通のものを使用するとよい。そ
して、上記千鳥状に配置された複数の発光基板は、その
各発光基板上の複数個の発光体がその複数個の発光体の
配設方向に対して直交し上記各発光体チップが実装され
ている面に沿う方向にそれぞれ同一となる向きに互いに
配設されるようにしてもよい。そうすれば、部品コスト
の大部分を占める複数の発光基板と複数の等倍結像素子
をそれぞれ全て共通化することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明による固体ライ
ン状書き込み装置であるＬＥＤヘッドの一実施形態例を
示す概略構成図、図２は同じくそのＬＥＤヘッドに設け
られている複数の発光基板であるＬＥＤ基板の配置を説
明するための下面図である。

【００１３】この固体ライン状書き込み装置であるＬＥ
Ｄヘッドは、図２に示すように複数個の発光体であるＬ
ＥＤ（発光ダイオード）３を等間隔に並べて配置した発
光体チップであるＬＥＤチップ１と、その複数個のＬＥ
Ｄ３をそれぞれ点灯駆動させるためのドライバである複
数のドライバＩＣ２とを実装した複数の発光基板である
ＬＥＤ基板１０Ａ，１０Ｂを備えている。なお、図２で
は説明を簡略化する都合上、２つのＬＥＤ基板１０Ａ，
１０Ｂのみを設けたＬＥＤヘッドの例を示しているが、
そのＬＥＤ基板の数は必要とする印字幅（最大露光幅）
に合わせて適宜増加させる。

【００１４】また、このＬＥＤヘッドは、図１に示すよ
うに各ＬＥＤ基板１０Ａ，１０Ｂにそれぞれ対応して設
けられ、ＬＥＤ基板１０Ａ側のＬＥＤ３より出射された
ＬＥＤ光とＬＥＤ基板１０Ｂ側のＬＥＤ３より出射され
たＬＥＤ光とを感光体５の表面上に等倍結像させる複数
(この例では２個)の等倍結像素子６Ａ，６Ｂをそれぞれ
設けている。

【００１５】その等倍結像素子６Ａと６Ｂは、同様な例
えばセルホックレンズである。なお、その等倍結像素子
６（特定しない場合には単に等倍結像素子６と云う）
は、ＬＥＤ基板１０（特定しない場合には単にＬＥＤ基
板１０と云う）の数が３個以上であるときは、そのＬＥ
Ｄ基板１０の数に対応させた数だけ設ける。

【００１６】そして、このＬＥＤヘッドでは、図２に示
すように２個のＬＥＤ基板１０Ａと１０ＢをＬＥＤ３の
配置方向である矢示Ａ方向に対して互いに図示のように
千鳥状に配置している。すなわち、２個のＬＥＤ基板１
０Ａと１０Ｂを、このＬＥＤヘッドの中心線ＣＬを挾ん
で、図２で上側と下側にそれぞれ矢示Ａ方向に位置をず
らして隣接させて設けている。

【００１７】その隣接するＬＥＤ基板１０Ａと１０Ｂ
は、図１に示すように互いに内側に傾けて配置されて保
持部材７，８にそれぞれ固定されており、その各ＬＥＤ
基板１０Ａ，１０Ｂに設けられているＬＥＤ３がそれぞ
れ出射したＬＥＤ光が感光体５の表面上の位置ａで一致
して結像するように、等倍結像素子６Ａ，６Ｂをそれぞ
れ配置している。

【００１８】ＬＥＤ基板１０Ａは、そこに実装している
複数の各ＬＥＤ３と駆動回路が１：１となるようにワイ
ヤ接合されている。なおドライバＩＣ２は、後述するシ
フトレジスタ２０，フリップフロップ１１，ゲート１
２，トランジスタ１３を６４ビット分集積したものであ
る。また、ＬＥＤ基板１０Ｂは、ＬＥＤ基板１０Ａと全
く同様なものである。

【００１９】ＬＥＤチップ１は、例えば４００ｄｐｉの
密度とすると、そのチップ内の隣合うＬＥＤ３と３の間
隔Ｗ1（図２)は、６３.５μｍ となる。また、ＬＥＤ基
板１０Ａの最終ドットとなるＬＥＤ３end と、ＬＥＤ基
板１０Ｂの最初のドットとなるＬＥＤ３stとの間隔Ｗ2
を、上述した間隔Ｗ1 と一致するようにＬＥＤ基板１０
Ｂを配置している。なお、図２でＷＬmax は、このＬＥ
Ｄヘッドで露光可能な最大露光幅を示している。

【００２０】ＬＥＤ基板１０Ａと１０Ｂは、図１に示し
たように、それらをそれぞれ所定の位置に収納する防塵
ケース９内で保持部材７，８にそれぞれ固定されてい
る。そして、その千鳥状に配置されているＬＥＤ基板１
０Ａ，１０Ｂにそれぞれ設けられているＬＥＤ３が出射
したＬＥＤ光が、図１に示しているように防塵ケース９
の側面から見て中心線ＣＬ（後述する垂線Ｌｓに一致す
る）上で感光体５の表面上の位置ａに一致して、そこに
結像するようにしている。

【００２１】それにより、このＬＥＤヘッドを製造する
際に、等倍結像素子６Ａと６Ｂの焦点位置が明瞭となる
ので、その等倍結像素子６Ａと６Ｂの位置を調整する作
業の効率化を図ることができる。また、このＬＥＤヘッ
ドを画像形成装置の露光手段として応用するときについ
ても、等倍結像素子６Ａと６Ｂの焦点位置が明瞭である
ため、感光体５との位置精度の調整作業の効率化を図る
ことができる。

【００２２】さらに、このＬＥＤヘッドは、図１から明
らかなように、千鳥状に配置したＬＥＤ基板１０Ａ側の
等倍結像素子６ＡとＬＥＤ基板１０Ｂ側の等倍結像素子
６Ｂを、感光体５上の位置（以下結像位置とも云う）ａ
に対する垂線Ｌｓに対して左右対称な位置に配設してい
る。したがって、感光体５上の結像位置ａには、左右対
称となる方向からＬＥＤ光が等倍結像素子６Ａと６Ｂを
通してそれぞれ照射されるので、その感光体５上に形成
される静電潜像の１ドットあたりの円形の歪み形状が対
称となって均一化するため、より良い静電潜像を形成す
ることができる。

【００２３】図３は、図１及び図２に示したＬＥＤ基板
１０Ａ，１０Ｂの構成例を示す回路図である。図中、画
像データＳＤＡＴＡは、シフトレジスタ２０に入力さ
れ、パルス信号ＳＣＬＫにより所望の位置までシフト転
送され、転送が完了したところでパルス信号ＬＡＴによ
りフリップフロップ（Ｆ／Ｆ）１１により一時記憶され
る。

【００２４】次に、ＳＴＢのアクティブ“Ｌ”期間、ゲ
ート１２及びトランジスタ１３を介して、各ＬＥＤ３が
画像データＳＤＡＴＡに対応して点灯を行なう構成であ
る。そして、このＬＥＤヘッドでは、１ラインの画像情
報をＬＥＤ基板１０Ａと１０Ｂに分割して入力すること
で、比較的容易にＬＥＤヘッドのＬＥＤ３の配列方向の
１ライン化補正を行なうことができる。

【００２５】ところで、図２に示した１個のＬＥＤチッ
プ１には、前述したように６４個（一般的なもの）のＬ
ＥＤ３がライン状に集積されている。つまり、１つのＬ
ＥＤ基板１０には（Ｎ×６４）ドット（ＤＯＴ）の発光
点が配列されている。この発光点は、例えば露光密度：
４００ｄｐｉ，最大露光幅：２９７ｍｍ（Ａ３サイズ）
とすると、若干の余裕を含め、６４×７６＝４８６４ド
ットあればよい。また、最大露光幅：８４１ｍｍ（Ａ０
サイズ）では、少なくとも１３２４４ドット必要とな
る。

【００２６】１つのＬＥＤ基板で、これらを全てワイヤ
結線し、且つ全てのＬＥＤ光が精度良く感光体の表面に
結像させるように実装することは、比較的小サイズのＬ
ＥＤ基板で同様のことを行なう場合に比べて、はるかに
困難であり、良品の取れる歩留まりも非常に悪くなる。

【００２７】さらに、現在市場に存在するＬＥＤ基板
は、大部分がＡ３サイズ以下であり、生産ロットにも大
きな隔たりがある。このようなことからも、その部品代
は最大露光幅がＡ０サイズのＬＥＤ基板は、小サイズの
ＬＥＤ基板を複数個使用して最大露光幅を分割して露光
させる構成（この発明のＬＥＤヘッドの構成）のものよ
り、はるかに高くなる。

【００２８】そして、図１乃至図３で説明したＬＥＤヘ
ッドは、前述したようにＬＥＤ基板１０Ａと１０Ｂ、及
び等倍結像素子６Ａと６Ｂを、それぞれ共通のものを使
用していて、しかもそのＬＥＤ基板１０Ａと１０Ｂ上に
ぞれぞれ実装されている全く同一の各ＬＥＤチップ１は
互いに対向する位置に設けられているので、それらのＬ
ＥＤチップ１を結像位置を調整できるように回動可能に
配置すれば、製造効率を向上させて部品コストの低減を
図ることができる。

【００２９】図４はＬＥＤ基板の位置を異ならせたＬＥ
Ｄヘッドの実施の形態を示す図１と同様な概略構成図で
あり、図１と対応する部分には同一の符号を付してあ
る。この実施の形態によるＬＥＤヘッドは、図１及び図
２で説明したＬＥＤ基板１０Ａ，１０Ｂのうち、ＬＥＤ
基板１０Ａ側を保持部材７′の保持面に沿って図１の位
置に対して１８０度回転させた位置にして、ＬＥＤ基板
１０Ａ上に実装される各ＬＥＤ３が図４で左側に位置す
るようにしている。

【００３０】そして、ＬＥＤ基板１０Ａと１０Ｂの共通
化、及び等倍結像素子６Ａと６Ｂの部品的な共通化を図
りながら、各ＬＥＤ３が出射したＬＥＤ光が、防塵ケー
ス９の中心線ＣＬ(垂線Ｌｓに一致)上において感光体５
の表面上の位置ａで一致して結像するようにするため、
ＬＥＤ基板１０Ａ側の保持部材７′の高さ及び傾きを変
えることによってＬＥＤ基板１０Ａを固定するベース面
を微妙に変えている。

【００３１】このＬＥＤヘッドでは、図４から明らかな
ように、等倍結像素子６Ａと６Ｂの防塵ケース９の中心
線ＣＬに対する傾斜角が異なるので、感光体５上に形成
される静電潜像の１ドットあたりの円形の歪み形状が、
等倍結像素子６Ａを通したＬＥＤ光と等倍結像素子６Ｂ
を通したＬＥＤ光とで若干異なるため、それらのＬＥＤ
光により感光体５に形成される静電潜像の形状に若干影
響がある。

【００３２】しかしながら、逆にこのＬＥＤヘッドの構
成による利点は、ＬＥＤ基板１０Ａと１０Ｂで画像デー
タのシフト方向が同一になることにより、中心線ＣＬに
対して左右のＬＥＤヘッドを構成する構成部品の共通化
率が上がり、部品コストを低減させることができる点に
ある。

【００３３】以上、この発明による固体ライン状書き込
み装置を、発光体をＬＥＤとしたＬＥＤヘッドに適用し
た場合の例について説明したが、この発明は蛍光体ドッ
トアレイ等についても同様に適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次に記載する効果を奏する。請求項１の固体ライン
状書き込み装置によれば、複数個の発光体を備えた複数
の発光基板を発光体の配置方向に千鳥状に配置して広い
印字幅の露光を可能にしたので、それを安価に提供する
ことができる。しかも、その複数の発光基板は、それら
の各発光基板の発光体が出射した光がそれぞれ感光体面
上で一致して結像するようにしているので、露光面上の
焦点位置が明瞭であるため、組付時の位置調整を簡単に
行なうことができる。

【００３５】請求項２の固体ライン状書き込み装置によ
れば、複数の発光基板と等倍結像素子は感光体上の結像
位置に対する垂線に対して対称な位置にそれぞれ配設さ
れているので、それらの上記垂線に対して対称な位置か
ら出射される光は感光体面上に入射する角度が等しくな
る。したがって、最終的に感光体に形成される静電潜像
を均一化した良質の画質にすることができる。

【００３６】請求項３の固体ライン状書き込み装置によ
れば、固体ライン状書き込み装置のケースの中心線が感
光体上の結像位置に一致するので、その固体ライン状書
き込み装置を画像形成装置に搭載する際の取付基準が明
瞭となり、組付精度を向上させることができる。

【００３７】請求項４及び５の固体ライン状書き込み装
置によれば、部品コストの大部分を占める複数の発光基
板と複数の等倍結像素子をそれぞれ全て共通化するの
で、製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による固体ライン状書き込み装置であ
るＬＥＤヘッドの一実施形態例を示す概略構成図であ
る。

【図２】同じくそのＬＥＤヘッドに設けられている複数
の発光基板の配置を説明するための下面図である。

【図３】図１及び図２に示したＬＥＤ基板１０Ａ，１０
Ｂの構成例を示す回路図である。

【図４】ＬＥＤ基板の位置を異ならせたＬＥＤヘッドの
実施の形態を示す図１と同様な概略構成図である。

【符号の説明】

１：ＬＥＤチップ（発光体チップ） ２：ドライバＩＣ ３：ＬＥＤ（発光体） ５：感光体 ６Ａ，６Ｂ：等倍結像素子 ９：防塵ケース １０Ａ，１０Ｂ：ＬＥＤ基板（発光基板）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の発光体を並べて配置した発光体
   チップと、その複数個の発光体をそれぞれ点灯駆動させ
   るためのドライバとを実装した発光基板を複数個備え、
   その各発光基板にそれぞれ対応して設けられ前記発光体
   より出射された光を感光体面上に等倍結像させる複数の
   等倍結像素子をそれぞれ有する固体ライン状書き込み装
   置において、 前記複数の発光基板を前記発光体の配置方向に対して互
   いに千鳥状に配置すると共に、その千鳥状に配置されて
   隣接する各発光基板を互いに傾けて配置し、その各発光
   基板の発光体がそれぞれ出射した光が前記感光体面上で
   一致して結像するように前記複数の等倍結像素子をそれ
   ぞれ配置したことを特徴とする固体ライン状書き込み装
   置。
2. 【請求項２】 前記千鳥状に配置されたそれぞれ複数の
   発光基板と等倍結像素子は、前記感光体上の結像位置に
   対する垂線に対して対称な位置に配設されていることを
   特徴とする請求項１記載の固体ライン状書き込み装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の固体ライン状書き込み装
   置において、前記複数の発光基板をそれぞれ所定の位置
   に収納するケースを設け、前記千鳥状に配置された複数
   の発光基板の間を通る前記ケースの中心線が前記感光体
   上の結像位置に一致するようにしたことを特徴とする固
   体ライン状書き込み装置。
4. 【請求項４】 全ての前記発光基板及び全ての前記等倍
   結像素子はそれぞれ共通のものを使用していることを特
   徴とする請求項１記載の固体ライン状書き込み装置。
5. 【請求項５】 前記千鳥状に配置された複数の発光基板
   は、その各発光基板上の複数個の発光体が該複数個の発
   光体の配設方向に対して直交し前記各発光体チップが実
   装されている面に沿う方向にそれぞれ同一となる向きに
   互いに配設されていることを特徴とする請求項４記載の
   固体ライン状書き込み装置。