JP2001096803A - 露光装置、画像形成装置及び露光装置の製造方法 - Google Patents

露光装置、画像形成装置及び露光装置の製造方法

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JP2001096803A JP28339399A JP28339399A JP2001096803A JP 2001096803 A JP2001096803 A JP 2001096803A JP 28339399 A JP28339399 A JP 28339399A JP 28339399 A JP28339399 A JP 28339399A JP 2001096803 A JP2001096803 A JP 2001096803A
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Takafumi Nakayasu
啓文 中安
Youya Hoki
陽冶 伯耆
Yoshihiko Taira
良彦 平
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、色ズレを低減させ、高品質のカラ
ー画像を形成することのできる露光装置、画像形成装置
及び露光装置の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 定着器の軸射熱及び伝導熱のよる熱影響
を考慮して、最も影響を受けやすいLEDアレイのドッ
ト間距離を予め小さくすることにより、画像形成装置が
形成するカラー画像の色ずれを軽減している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置、画像形
成装置及び露光装置の製造方法に関する。本発明は、例
えば、光学系にLEDを用いたカラー(多色)画像形成
用の露光装置及び電子写真式記録装置に好適である。こ
こで、「電子写真式記録装置」とは、米国特許第2,2
97,691に記載されたカールソンプロセスを利用し
た画像形成装置であり、典型的にはレーザープリンタ
で、記録媒体である現像剤を被記録体(印刷用紙やOH
Pフィルムなど)に付着することによって記録するノン
インパクトの画像形成装置をいう。また、カラー画像形
成可能な電子写真式記録装置はカラータンデムプリンタ
とも呼ばれ、典型的には、複数の光学系ヘッドを用い、
かかるヘッドを有する複数の画像形成ユニットを直列に
配置する方式を採用する。本発明の画像形成装置は、単
体のプリンタの他、記録機能を有する複写機やファクシ
ミリ、コンピュータシステムあるいはワードプロセッサ
若しくはこれらの複合機などに広く適用することができ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、オフィスオートメーションの進展
により、コンピュータの出力端末、ファクシミリ、コピ
ー機等に電子写真式記録装置が多く使用されている。ま
た、例えば、コンピュータの出力用のカラーレーザープ
リンタや、カラースキャナとマイクロプロセッサによる
画像処理機能を組み合わせたPPCカラー複写機の分野
などでは、単色印刷よりもカラー印刷の需要が今後ます
ます高まることが予想される。
【0003】カラー印刷可能な電子写真式記録装置は、
典型的に、複数の色に対応する複数の画像形成ユニット
と、一の定着器を有する。各画像形成ユニットと定着器
はほぼ直線的に整列している。カラー画像は、一般に、
シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック
(K)の4色の組合せによって形成されるので、4つの画
像形成ユニットが一般に設けられる。各画像形成ユニッ
トは、一般に、光導電性絶縁体(感光体ドラム)と、
(前)帯電器と、露光装置と、転写部とを有する。
【0004】帯電器は感光体ドラムを一様に(例えば、
−600Vに)帯電する。露光装置はLED等の光学系
を使用し、光源からの光照射によって照射部分の電位
を、例えば、−50V程度に変化させて感光体ドラム上
に静電潜像を形成する。ここで、LED光学系とはLE
Dチップを記録画素数だけ直線状に配置し、セルフォッ
クレンズアレイ等の正立等倍結像光学系を介して露光を
行う装置であり、LEDアレイからの光束は、例えば、
セルフォックレンズアレイによって感光体ドラム上に導
かれる。
【0005】現像装置は、例えば、反転現像法を利用し
て、感光体ドラムに現像剤を電気的に付着させて潜像を
トナー像とし可視化させる。反転現像法とは、露光によ
って電荷の抜けた場所に現像バイアスにより電場を形成
し、この電場により感光体ドラムの一様帯電と同極性の
現像剤を付着させる現像方法である。転写部は、例え
ば、コロナ帯電器を使用し、被記録体に静電潜像に対応
するトナー像を転写する。
【0006】帯電、露光、現像及び転写の各工程を4つ
の画像形成ユニットについて4色分繰り返すことによっ
て被記録体上には4色のトナーの重層(トナー重層)が
形成される。トナー重層は定着部によって被記録体上に
定着される。より詳しくは、定着器は、加熱、加圧等に
よりトナー像を溶融・定着させてカラー画像を被記録体
上に形成する。カラー画像形成装置の定着器は、4色分
のトナー重層を定着させるため、単色画像形成装置のそ
れよりも、高い定着エネルギーが必要であり、発熱量も
大きい。
【0007】後処理では、転写後の感光体ドラムの除電
とクリーニング、残留トナーの回収と再利用及び/又は
廃棄などが行われる。このようにカラー画像は4色の組
合せと重なりによって表現される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のカラー
画像形成装置においては、一の露光装置が他の露光装置
とは異なる温度環境下に置かれて熱膨張し、その結果最
終画像に色ずれが生じるという問題を有していた。色ず
れの原因となる露光装置は定着器に最も近い露光装置で
あり、色ずれは特にアイドル期間(即ち、一時停止期
間)終了直後の印刷において顕著であった。本発明者は
様々な検討を行った結果、定着器の蓄熱が色ずれの原因
になっていることを発見した。
【0009】連続印刷中は、4つの画像形成ユニットは
装置全体の発熱の影響をほぼ均一に受けるため各露光装
置も均一に熱膨張する。ところが、定着器は、連続印刷
動作の停止後に直ちに放熱せずに印刷動作中に発生した
熱を長時間内部に蓄積するという特徴を有している。こ
のため、アイドル中は、定着器に最も近い画像形成ユニ
ットが定着器の余熱の輻射熱と伝導熱により加熱され、
残りの3つの画像形成ユニットは定着器から離間してい
るために順次冷却されることになる。換言すれば、定着
器に最も近い画像形成ユニットの露光装置は、アイドル
中に残り3つの露光装置よりも高温環境下に置かれるこ
とになる。4つの露光装置が不均一に熱膨張すると感光
体ドラム上で露光部分が一致せず最終画像に色ずれが生
じる。特に、各露光装置の熱膨張差はアイドル期間終了
時には顕著であり、アイドル期間終了直後の印刷におい
ては色ずれが顕著となる。
【0010】一方、かかる問題に対して、定着器を高性
能の冷却装置による冷却や、定着器と露光装置との断熱
なども考えられるが、装置全体の大型化と高価格化を招
くために好ましくない。
【0011】
【課題を解決するための手段】そこで、このような従来
の課題を解決する新規かつ有用な露光装置、画像形成装
置及び露光装置の製造方法を提供することを本発明の概
括的目的とする。より特定的には、本発明は、色ズレを
低減させ、高品質のカラー画像を形成することのできる
露光装置、画像形成装置及び露光装置の製造方法を提供
することを例示的目的とする。
【0012】上記目的を達成するために、本発明の例示
的一態様としての露光装置は、第1のドット間距離で複
数のドットを受光体に照射する第1の露光器と、前記第
1のドット間距離とは異なる第2のドット間距離で複数
のドットを受光体に照射する第2の露光器とを有し、前
記第2の露光器における所定位置の前記ドット間距離
は、前記第1の露光器における前記所定位置に対応する
前記ドット間距離よりも短い。代替的に、前記第2の露
光器のチップ内におけるドット間距離は、前記第1の露
光器の対応するチップ内における対応するドット間距離
よりも短い。更に代替的に、前記第2の露光器の隣接す
る2つのチップ間距離は、前記第1の露光器の対応する
2つの隣接チップ間距離よりも短い。かかる露光装置
は、第2の露光器をそのドット間距離が温度その他の環
境因子で膨張する位置に配置されることを可能にし、第
1及び第2の露光器による露光位置のずれの絶対値を小
さくすることができる。
【0013】本発明の例示的一態様としての画像形成装
置は、感光体と、前記感光体を露光して潜像を形成する
露光装置と、前記潜像に対応するトナー像を被記録体上
に定着させる定着装置とを有し、前記露光装置は、上述
した露光装置のいずれかから構成される。かかる画像形
成装置は上述した露光装置を有するために同様の作用を
奏することができる。
【0014】本発明の例示的一態様としての露光装置の
製造方法は、各々複数の発光素子を所定のドット間距離
を有する露光器を複数製造する工程と、前記露光器内の
基準位置の距離を前記複数の露光器の全てに対して製造
誤差を測定する工程と、前記測定工程後に、前記製造誤
差が基準値に対してプラスである前記露光器を第1のグ
ループに、前記製造誤差が基準値に対してマイナスであ
る前記露光器を第2のグループに分類する工程と、前記
第1のグループから少なくとも一の露光器を第1の露光
器として選択すると共に前記第2のグループから一の露
光器を第2の露光器として選択して、前記第1及び第2
の露光器からなる露光装置を製造する工程とを有する。
かかる方法によれば、露光器の製造誤差のばらつきを利
用して上述した露光装置を経済的に製造することができ
る。
【0015】本発明の他の目的と更なる特徴は、以下、
添付図面を参照して説明される実施例において明らかに
なるであろう。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図1を参照して、本発明の
例示的一態様としての露光装置100a乃至100dを
有する画像形成ユニット200a乃至200dの配置構
造を説明する。なお、各図において同一の参照符号は同
一部材を示し、重複説明は省略する。また、同一の参照
符号に大文字のアルファベットを付したものは一般に変
形例を示し、特に断らない限りアルファベットなしの参
照符号はアルファベットを付した参照符号の全てを総括
するものとする。ここで、図1は、複数の画像形成ユニ
ット200a乃至200dを有するカラー画像形成装置
300の概略側面断面図である。カラー画像形成装置3
00は、用紙引き込み部310と、用紙搬送部320
と、4つの画像形成ユニット200a乃至200dと、
定着器330と、スタッカ344とを有する。本実施例
では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエ
ロー(Y)の4色を使用しており、ブラック(K)が画像形
成ユニット200a、シアン(C)が画像形成ユニット2
00b、マゼンタ(M)が画像形成ユニット200c、イ
エロー(Y)が画像形成ユニット200dにそれぞれ割り
当てられている。もちろん、本発明の色数は4つに限定
されるものではない。また、本実施例の画像形成ユニッ
ト200は片面印刷と両面印刷の両方に適用できること
はいうまでもない。
【0017】用紙引き込み部310は、複数枚の印刷用
紙Pを収納するホッパ(又はトレイ)312から最上位
の用紙Pを取り出して装置内部の用紙搬送部320へ供
給する。用紙引き込み部310は、ホッパ312と、ピ
ックアップローラ314と、用紙ガイド316とを有す
る。ホッパ312は複数枚の用紙Pを収納する。ピック
アップローラ314は、ホッパ312にセットされてい
る用紙Pの最上位の用紙Pに当接してこれを1枚ずつを
繰り出す。用紙ガイド316は、ピックアップローラ3
14によって繰り出された用紙Pを用紙搬送部320へ
案内する。
【0018】用紙搬送部320は、用紙引き込み部31
0から用紙Pを受け取って、これを用紙搬送路342に
沿って装置上部のスタッカ344まで搬送する。用紙搬
送部320は、紙送りローラ322と、搬送ベルト32
4と、搬送ベルト324を回転させる従動ローラ326
とを有する。用紙Pは紙送りローラ322によって搬送
ベルト324に搬送される。その後、用紙Pは、従動ロ
ーラ326によって図1の左回り(反時計回り)に回転
している搬送ベルト324に静電吸着し、画像形成ユニ
ット200の感光体ドラム210とベルト324との間
を搬送され、定着器330を経て、スタッカ344に排
出される。
【0019】以下、定着器330について図8を参照し
て説明する。図8は用紙搬送部320の一部と定着器3
30を示す概略側面図である。定着器330は、上方定
着ローラ332Uと、下方定着ローラ332Lと、入口
用紙ガイド334と、出口用紙ガイド336とを有す
る。更に、図8によれば、図1では図示されていない上
方用紙ガイド321が用紙搬送ベルト324上に設置さ
れている。上方定着ローラ332Uと下方定着ローラ3
32Lは、互いに平行かつ接触するように配置され、そ
れらの間にはニップNが形成される。定着ローラ332
U及び332Lの材質は目的によって異なり、フッ素系
ゴムやシリコーンゴム等が使用される。また、上方定着
ローラ332U及び下方定着ローラ332Lは熱源とし
てハロゲンランプ等を内蔵し、例えば170℃乃至19
0℃に加熱することができる。ローラ332U及び33
2Lの表面温度を検出するために図示されていないサー
ミスタが設置されている。更に、上方定着ローラ332
Uと下方定着ローラ332Lとの間には例えば33at
mの高圧が印加されるようになっている。用紙P上に転
写したトナーは高温、高圧によって定着される。
【0020】用紙ガイド機構として設置されている入口
用紙ガイド334と、出口用紙ガイド336及び上方用
紙ガイド321は、トナー像の転写された用紙Pを定着
ローラ332U及び332Lに正確に導き、また排出す
るという機能を有する。
【0021】なお、図1に示すように、好ましくは、搬
送ベルト324の下側のベルト面にはベルト移動方向に
直行する方向にセンサ328が設置される。センサは搬
送ベルト324のレジストマークを光学的に読み取って
搬送ベルト324の位置ずれを検出する。
【0022】画像形成ユニット200は印刷用紙Pに所
望のトナー像を形成(転写)する機能を有する。図1に
示すように、4つの画像形成ユニット200a乃至20
0dと定着器330とは直線的に整列している。画像形
成ユニット200は、図2に示すように、感光体ドラム
210と、前帯電器220と、露光装置100と、現像
装置230と、転写ローラ240と、クリーニング部2
50と、スクリューコンベア260とを有する。ここ
で、図2は、本発明の例示的な画像形成ユニット200
の概略断面図である。但し、図1に示す画像形成ユニッ
ト200aは、他の画像形成ユニット200b乃至20
0dとは異なる(寸法を有する)露光装置100aを有
することに留意する必要がある。
【0023】感光体ドラム210は回転が可能なドラム
状導体支持体上に感光性誘電体層を有し、像保持部材と
して使用される。感光体ドラム210は、例えば、表面
に機能分離型有機感光体を厚さ約20μmに塗布したア
ルミニウム製ドラムから構成され、外径30mmを有し
て矢印方向に周速度70mm/sで回転する。帯電器2
20は、例えば、スコロトロン帯電器から構成され、感
光体ドラム210の表面に一定の電荷量(例えば、約−
700V)を与える。
【0024】露光装置100は感光体ドラム210を一
様に(例えば、−600Vに)帯電する。露光装置10
0は、当業界で周知のいかなる露光方式(例えば、機械
走査方式や固定走査方式)も採用することができる。但
し、本実施例では、主走査方向(用紙搬送方向に対して
垂直方向)に対応する可動部がなく機構が簡単な固定走
査方式を採用している。露光装置100は、図3に示す
ように、光源としてのLEDアレイ10と、セルフォッ
クレンズアレイ20と、レンズ支持体30と、フレーム
40とを有する。ここで、図3は本発明のLEDを使用
した露光装置100を示した概略斜視図である。また、
図4は黒色画像を形成するための露光装置100aに設
置されているLEDアレイ10aの構造概略図であり、
図5は露光装置100b乃至100dに設置されている
LEDアレイ10b乃至dの構造を示す概略図である。
【0025】図3に示すLEDアレイ10aは、図4に
示すように、例えば、白金などから構成されるプリント
板16a上にLEDチップ12aと、LEDチップ12
aを挟むように配置された一対の駆動回路(Dr−I
C)14aとを有する。各駆動回路14aは対応するL
EDチップ12aと同一の幅を有して図4に示す上下方
向に整列している。各LEDチップ12aは128個の
LED(発光ダイオード:ドット)が存在し、かかるL
EDが発光することによりセルフォックレンズアレイ2
0を介して感光体ドラム210が露光される。LEDア
レイ10aは60個のLEDチップ12aを有するた
め、合計7680ドットによる露光が可能である。図5
に示すLEDアレイ10b乃至10dも構成要素的には
LEDアレイ10aと同様であるので重複説明は省略す
る。
【0026】図1から理解されるように、画像形成ユニ
ット200aが定着器330に最も近いため、他の露光
装置100b乃至100dに比較して、露光装置100
aが定着器330による輻射熱による熱膨張を最も顕著
に受ける。
【0027】即ち、電源投入後の印刷開始時や連続印刷
中は各露光装置100a乃至100dの温度がほぼ等し
い。つまり、電源投入後の印刷開始時は、各露光装置1
00a乃至100dの温度は常温であり、定着器330
は定着可能温度、例えば170℃となる。しかし、電源
投入直後に直ちに印刷動作に移行するため定着器330
からの輻射熱の影響は小さい。その結果、露光装置10
0aが受ける熱膨張の影響も小さくなり、露光装置10
0a乃至100dの温度はほぼ等しくなる。
【0028】その後、連続印刷に入ると各露光装置10
0a乃至100d内に設置されているLEDアレイ10
a乃至10dは露光のための発光によって温度が上昇す
る。しかし、全ての装置内で同様の発熱が生じているた
め露光装置100a乃至100d間での温度差は少な
く、それらの熱膨張差の影響は無視できる。
【0029】連続印刷終了後のアイドル期間中は露光装
置100aの温度は露光装置100b乃至100dの温
度よりも高い。ここで、アイドル期間中というのは所定
期間に次の印刷データが上位の装置から送信されてこな
ければ、省エネのためにアイドル状態となることをい
う。かかるアイドル状態では、次の印刷に備え定着器3
30は120℃程度の温度で待機することになる。従っ
て、定着器330に最も近い露光装置100aは、定着
器330から発せられる輻射熱の影響で他の露光装置1
00b乃至100dよりも装置の温度が10℃程度上昇
する。その結果、LEDアレイ10a乃至10dの熱膨
張差は無視できない程度となる。
【0030】露光装置100a乃至100dの中で熱膨
張するのは主としてLEDアレイ10a乃至10dであ
る。例えば、LEDアレイ10a乃至10dのプリント
板16a乃至16dは約3μm/℃で熱膨張する。した
がって、露光装置100aと他の露光装置100b乃至
100dとの間に10℃程度の温度差が生じると、熱膨
張により30μm程度の誤差が生じることとなる。上述
したように、色の重ね合せによってカラー画像が形成さ
れるため、熱膨張によるドットのズレは色ズレの原因と
なり高精度のカラー画像の形成を妨げる。ドットのずれ
は露光装置100aと定着器330との配置によって、
全体的又は部分的に生じる。従って、LEDアレイ10
aの寸法を他のLEDアレイ10b乃至10dと同様に
すると、特にアイドル期間終了後の印刷再開時に、LE
Dアレイ10aと他のLEDアレイ10b乃至10dと
の熱膨張差が無視できない程度に大きくなってしまう。
ここで、LEDアレイ10a乃至10dドット間のずれ
は約80μm以下に維持しなければならず、高画質のた
めには20μm以下に維持されることが好ましい。
【0031】そこで、本発明では、LEDアレイ10a
の熱膨張量を把握し、ドット間距離を予め他のLEDア
レイ10b乃至10dよりも小さくしている。図4、図
5及び図10を参照するに、LEDアレイ10aのドッ
ト間距離を小さくするには以下に説明するように幾つか
の方法が存在する。ここで、図10は、露光装置100
と感光体ドラム210の位置関係と露光装置10内のド
ット間距離が感光体ドラム210に与える影響を示す概
略断面図である。
【0032】第1の方法は、LEDアレイ10aの任意
の位置と個数のドット間距離L1をLEDアレイ10b
乃至10dの対応するドット間距離L1’よりも小さく
する(即ち、L1´>L1)方法である。「任意の位
置」であるので、例えば、LEDアレイ10aの中央部
が特に熱膨張しやすい場合には中央部だけを小さくする
ことができるし、LEDアレイ10aが全体的に均一に
熱膨張するのであればL1を開始及び終点のドット13
a間の距離(図10におけるX3に相当)に設定しても
よい。後者の場合はL1は印刷幅に相当する。これは以
下の第2乃至第4の方法においても同様である。「対応
するドット間距離L1’」はドット間距離L1と同一の
位置及び個数のドットを含んでいなければならない。L
1及びL1’は、後述するチップ幅(又はチップ内距
離)とチップ間隔を任意に組み合わせた距離に相当す
る。図10を参照するに、例えば、L1及びL1'がX
3に設定されれば、それらは感光体ドラム210の距離
X3'として反映される。従って、感光体ドラム上のず
れはX3'が基準となる。
【0033】第2の方法は、任意の位置の一又は複数の
LEDチップ12a内の任意のドット13aの間の距離
L2をLEDアレイ10b乃至10dの対応するドット
間距離L1’よりも小さくする(即ち、L2´>L2)
方法である。例えば、L2はチップ内の最大ドット間距
離X1や隣接ドット間距離X4に設定される。それらの
設定距離は同様に感光体ドラム210の距離X1'やX
4'として反映されて、感光体ドラム210上のずれの
基準となることが理解されるであろう。第2の方法は、
半導体製造プロセスにおけるリソグラフィ工程において
マスク幅を調節することによって実現することができ
る。「対応するドット間距離L2’」はドット間距離L
2と同一の位置及び個数のドットを含んでいなければな
らない。L2及びL2’は、LEDチップ12の幅(又
はチップ内距離)に相当する。
【0034】第3の方法は、任意の位置の隣接するLE
Dチップ12a間の距離(間隔)L3をLEDアレイ1
0b乃至10dの対応するチップ間距離L3’(図10
におけるX3に相当)よりも小さくする(即ち、L3´
>L3)方法である。第3の方法は、LEDチップ12
aの配列間隔を調節することによって実現することがで
きる。「対応するチップ間距離L3’」はチップ間距離
L3と同一の位置のチップ間隔でなければならない。図
5に示す距離L3’は、例えば、42.3±5μmであ
る。L3及びL3’は、LEDチップ12aの間隔に相
当し、その設定距離は同様に感光体ドラム210の距離
X2'として反映されて、感光体ドラム210上のずれ
の基準となることが理解されるであろう。
【0035】第4の方法は、任意の位置のLEDチップ
12aとチップ間距離を一組とした距離L4をLEDア
レイ10b乃至10dの対応する距離L4’よりも小さ
くする(即ち、L4´>L4)方法である。「対応する
距離L4’」は距離L4と同一の位置のチップ幅及びチ
ップ間隔の合計でなければならない。図5に示す距離L
4’は、例えば、5.414mmである。L4(及びL
4’)は、LEDチップ12aの間隔にチップ間距離を
加えた距離に相当するため、組合せに従ってL1(及び
L1’)と同一になる場合がある。また、L4´>L4
の関係を満たしていれば、チップ幅を小さくしても、チ
ップ間隔を小さくしてもよい。
【0036】以下、本発明による画像形成装置300に
よる色ずれ低減の効果について、図6及び図7を参照し
て説明する。ここで、図6は、図1に示す画像形成装置
300により形成された画像の概念図である。また、図
7は、図6に対比される画像形成装置により形成された
画像の概念図である。図6及び図7においては、4色
(K、C、M及びY)について、ある画像の主走査方向
に沿った開始位置(SP)と終了位置(EP)を、説明
の便宜上、副走査方向(又は用紙搬送方向)にずらした
状態で表示している。図7に示す画像を形成する画像形
成装置は、露光装置100aが露光装置100b乃至1
00dと同一である点を除けば、図1に示す画像形成装
置300と同様の構成である。即ち、図7に示す画像を
形成する画像形成装置は同一のLEDアレイ10a乃至
10dを有する。
【0037】図7に示す画像によれば、C、M及びYに
ついては、電源投入直後の印刷時、連続印刷中及びアイ
ドル期間終了直後の印刷時の全ての場合においてSP2
及びEP2で整列している。しかし、Kは電源投入直後
の印刷時及び連続印刷中では、C、M及びYとSP2及
びEP2で整列しているが、アイドル期間終了直後の印
刷時では定着部の余熱により熱膨張し、SP2及びEP
2からそれぞれΔD1だけ外側にずれたSP1及びEP
1を有する。
【0038】一方、図6に示す画像によれば、C、M及
びYについては、電源投入直後の印刷時、連続印刷中及
びアイドル期間終了直後の印刷時の全ての場合において
SP2及びEP2で整列している。しかし、Kは電源投
入直後の印刷時及び連続印刷中では、SP2及びEP2
からそれぞれΔD2だけ内側にずれたSP4及びEP4
を有し、アイドル期間終了直後の印刷時ではSP2及び
EP2からそれぞれΔD2だけ外側にずれたSP3及び
EP3を有する。好ましい実施例においては、ΔD1=
2ΔD2に設定される。
【0039】本実施例によれば、K画像の開始位置及び
終了位置はC、M及びY画像に対して常にずれているも
のの、そのずれ量の最大値はΔD1よりも小さくなる。
【0040】本実施例によるLEDアレイ10aは、上
述したように小さいマスクを使用するなどして製造され
ることができる。しかし、これと代替的に、同一寸法の
LEDアレイ10を多数製造してその製造誤差を利用し
てLEDアレイ10a及び他のLEDアレイ10b乃至
10dを製造してもよい。かかる製造方法は、所定のド
ット間距離を設定してかかるドット間距離を有する同一
のLEDアレイ10を多数製造してそれらのドット間距
離を実際に測定すると、ドット間距離に関しては製造誤
差0を極大とする正規分布が一般に得られることを利用
している。このため、かかる製造方法によれば、測定後
に製造誤差が基準値に対してプラスであるドット間距離
を有するLEDアレイ10を第1のグループとし、製造
誤差が基準値に対してマイナスであるドット間距離を有
するLEDアレイ10を第2のグループに分類される。
その後、第1のグループに属するLEDアレイをLED
アレイ10b乃至10dとして露光装置10b乃至10
dを製造し、第2のグループに属するLEDアレイをL
EDアレイ10aとして露光装置10aを製造すればよ
い。この方法によれば、LEDアレイ10aの製造とL
EDアレイ10b乃至10dの製造を同一の製造装置で
行うことができるため、製造設備は一つで足り、簡単か
つ低コストで露光装置10b乃至10dを製造すること
ができる。
【0041】セルフォックレンズアレイ20はLEDビ
ームに対する正立等倍像の形成を可能にする複数の光フ
ァイバーを収納するレンズ部材である。レンズ支持体3
0は樹脂部材などから構成され、セルフォックレンズア
レイ20を支持する。フレーム40はアルミニウム合金
などから構成され、LEDアレイ10とレンズ支持体3
0を保持する。
【0042】現像装置230は、感光体ドラム210に
形成された潜像をトナー像として可視化する機能を有す
る。現像装置230は、現像ローラ232と、リセット
ローラ234と、トナーカートリッジ236とを有す
る。本実施例では、現像剤に例示的にシアン(C)、マゼ
ンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4色のトナー
を使用している。現像剤は一成分、二成分(即ち、キャ
リアを含む)とを問わず、磁性、非磁性を問わない。ト
ナーカートリッジ236はトナーを貯蔵しており、リセ
ットローラ234にトナーを供給する。リセットローラ
234は現像ローラ232に当接してトナーを現像ロー
ラ232に供給する。現像ローラ232は感光体ドラム
210に接触又は非接触に配置され、静電気力を利用し
て感光体ドラム210にトナーを供給する。この結果、
感光体ドラム210上にトナー像が形成される。現像ロ
ーラ232上に残留した未使用トナーは、リセットロー
ラ234によって回収され、トナーカートリッジ236
内へと戻される。
【0043】転写ローラ240は、静電的にトナーを吸
着するような電界を発生させ、転写電流を利用して感光
体ドラム210上に吸着しているトナー像を用紙Pに転
写する。
【0044】クリーニング部250は転写後に感光体ド
ラム210上に残っているトナーを回収し廃棄するか、
必要があれば、スクリューコンベア260によって回収
したトナーをトナーカートリッジ236に返却する。ま
た、クリーニング部250は感光体ドラム210上のご
みを回収する機能も有する。クリーニング部250は感
光体ドラム210のトナーと帯電を除去するために磁気
やゴム摩擦を含む各種の方法を利用することができる。
【0045】定着器330は用紙Pにトナー像(トナー
重層)を永久的に固着させる機能を有する。転写後のト
ナーは用紙Pに弱い力で付着しているだけであるから簡
単に剥がれ落ちる。そこで、定着器330が、加圧及び
加熱によりトナーを融溶して用紙Pに浸透させる。カラ
ー画像形成ではトナー重層を定着させるために定着に必
要なエネルギーは単色画像形成に必要なそれよりも大き
い。スタッカ342には印刷終了後の用紙Pが排出され
る。
【0046】作用において、本発明のカラー画像形成装
置300は、ホッパ312に載置された一又は複数枚の
用紙Pの最上位の用紙Pがピックアップローラ314に
よって繰り出され、用紙ガイド316によって搬送路3
42に案内される。その後、用紙Pは紙送りローラ32
2、搬送ベルト324及び従動ローラ326によって画
像形成装置200d、200c、200b及び200a
の順番で、所望の画像に応じたイエロー、マゼンタ、シ
アン及びブラックの順番で形成されたトナー重層を有す
る。その後、トナー重層は定着器330によって用紙P
に定着される。ブラックトナー層の輪郭はその他の色の
トナー層よりも図6に示すようにΔD2ずれているが、
これはΔD1よりも小さく、好ましくはΔD2=ΔD1
/2である。従って、特にアイドル期間終了直後の印刷
時において図7に示す画像よりも高画質のカラー画像が
得られる。定着された用紙Pはスタッカ344に排出さ
れる。
【0047】
【実施例】電源投入直後、アイドル直後及び連続印刷直
後の温度及びドット間距離に関する図6及び図7に示す
画像形成装置についての実験結果を表1に示す。表1
中、K−Yは露光装置KとYとの測定結果の差分であ
る。
【0048】
【表1】
【0049】表1によれば、電源投入直後では各露光装
置ともほぼ同温度を示しているのに対し、アイドル直後
及び連続印刷直後においては露光装置Kのみが急激に温
度上昇していことがわかる。その温度上昇度は、定着器
から最も遠い露光装置Yと比較して7℃以上である。露
光装置Kと露光装置Yとの温度差が、連続印字直後より
アイドル直後の方が高いのは、アイドル時は露光装置自
体の発熱はなく時間とともに冷却されていくが、露光装
置Kだけは定着器の輻射熱及び伝導熱を受けるためであ
る。
【0050】色ずれを適当に防止するためには、各画像
形成ユニットにおけるドット間距離のずれは、80μm
以下(7680ドットの両端の間隔)であることが必要
であり、より好ましくは20μm以下である。表1から
図7の画像を形成する画像形成装置においては、露光装
置Kと露光装置Yとの色ずれは、電源投入直後、アイド
ル直後及び連続印刷直後において、それぞれ、0μm、
28μm及び22μmである。従って、特にアイドル期
間終了直後の印刷に対して28μmの色ずれは高品質画
像の達成目標に対して無視できない値であることが理解
される。
【0051】一方、画像形成装置300においては、露
光装置Kと露光装置Yとの色ずれは、電源投入直後、ア
イドル直後及び連続印刷直後において、それぞれ、−1
4μm、14μm及び8μmである。従って、印刷動作
の各期間に対して画像形成装置300は高画質の画像を
提供することができることが理解される。
【0052】以上、本発明の好ましい実施例としてLE
Dを使用した画像形成装置を説明したが、本発明はそれ
に限定されず、例えばLDスキャナユニットでもよい。
【0053】ここで、LDスキャナユニットの一例を図
9を参照して説明する。図9は、LDスキャナユニット
に設置されている光学系ユニットを示す構造概略図であ
る。LDスキャナユニットは図9に示す光学系ユニット
(露光装置)400を有する。ここで、図9の光学系ユ
ニット400は本出願人が先に出願した特開平10−2
60368号公報によって開示されている。光学系ユニ
ット400は、光源装置410と、ポリゴンミラー42
0と、F−θレンズ430と、シリンドリカルレンズ4
40と、平面鏡450と、露光位置決め部460とを有
する。図9によれば本実施例では、光源装置410内に
露光用レーザー光源412が2個ずつ設けられている。
一般に設置される光源が多ければ多いほど画像密度と画
像形成速度が増加させて高解像度画像形成と高速画像形
成を達成することができる。
【0054】光源装置410はレーザー光源部412a
及び412bと、シリンドリカルレンズ414a及び4
14bと、ビームシフト装置416a及び416bとを
有する。上記のようにレーザー光源部412が2個設け
られていることから、レンズ414及びビームシフト装
置416もそれぞれ2個設けられている。レーザー光源
部412としては半導体レーザー、ガスレーザーやAr
レーザーなど様々な光源を使用することができる。光源
の種類が異なると発光波長と高強度も異なり、400n
m乃至900nmの範囲の波長を有している。シリンド
リカルレンズ414は光源部412から発せられるビー
ムL1及びL2の断面形状を調整する。ビームシフト装
置416はビームL1及びL2の光路方向は調整し、ポ
リゴンミラー420に導く。レーザー光源部412は、
ビームL1及びL2を発光するレーザーダイオードと、
それらを平行光に変換するコリメートレンズを内蔵す
る。
【0055】ポリゴンミラー420は、回転多面鏡から
なる偏向器であり、図9に示されている通り、正六角形
の平板の周面に6面のミラーを備え、図示されていない
スピンドルモータによって毎分数千回回転する。ポリゴ
ンミラー420は矢印A方向への回転により感光体ドラ
ム210を矢印C方向へと走査する。
【0056】f−θレンズ430は、走査面の両端に発
生する歪曲収差を補正するために設けられる。シリンド
リカルレンズ440は、レーザー光源部412から発せ
られたビームの面倒れを補正する。平面鏡450はf−
θレンズ430及びシリンドリカルレンズ440を通過
したビームを反射して感光体ドラム210上に結像す
る。
【0057】露光位置決め部460は、ミラー462
と、ビームセンサ464と、ミラー466と、CCDセ
ンサ468とを有する。ミラー462は、露光の走査開
始時のビームをビームセンサ464に反射する機能を有
する。ビームセンサ464はフォトダイオードからな
り、ビームを受光すると検出信号を発し制御系に伝える
働きをする。ミラー466は露光の走査終了時のビーム
をCCDセンサ468に反射する機能を有する。CCD
センサ468ビームを受光すると検出信号を発し、制御
系にそれを伝える。
【0058】光学系ユニット400の動作としては、レ
ーザー光源部412からビームL1及びL2が出射され
ると、ビームL1及びL2は矢印A方向に回転するポリ
ゴンミラー420に反射さる。反射されたビームL1及
びL2はf−θレンズ430、シリンドリカルレンズ4
40及び平面鏡450とを介して最初にビームセンサ4
64に受光される。次に、ビームL1及びL2はポリゴ
ンミラー420の回転に伴って感光体ドラム210上を
矢印C方向に走査し、最後にミラー466を介してCC
Dセンサ468が受光する。
【0059】上記の一走査期間において、ビームL1及
びL2を受光したビームセンサ464から検出信号が図
示されていない制御系に入力されると、制御系はそれに
同期してビームL1及びL2をビデオ信号で所定の印字
期間だけ変調する。印字期間の終了後にビームL1及び
L2を受光したCCDセンサ468からの検出信号をう
けた制御系は必要に応じてビームシフト装置416を作
動させてビームピッチを補正する。
【0060】図9に図示されていない制御系における印
字動作について説明する。以下、レーザー光源部412
を発光させる信号を信号BN、ビームセンサ464から
制御系へ発せられる信号を信号BD、図示されていない
ビデオ信号発生部から発せられる信号を信号VDとす
る。図示されていないモータによってポリゴンミラー4
20が一定速度で回転する時、信号BNは走査開始のタ
イミングを検出するために制御系からレーザー光源部4
12に出力される。その信号BNに同期してレーザー光
源部412は一定強度で発光する。
【0061】そして、ビームL1及びL2がビームセン
サ464に受光されると、ビームセンサ464からは信
号BDが制御系に入力される。それによって、制御系は
信号BNをOFFとする。その所定後に制御系はビデオ
信号発生部から印字用ビデオ信号VDをレーザー光源部
412に出力する。この時、信号VDは各一走査分のシ
リアルビデオ信号VD1及びVD2に変換されそれぞれ
のレーザー光源部412a及び412bに出力する。
【0062】レーザー光源部412a及び412bはビ
デオ信号VD1及びVD2により変調された印字用の光
を発光する。ポリゴンミラー420はかかる光で感光体
ドラム210の印字領域を走査する。かかる走査動作が
繰り返されて感光体ドラム210上に静電潜像が形成さ
れる。光学系ユニット400から発せられるビームL1
及びL2と感光体ドラム210との位置関係及びドット
照射は図10に示す概略断面図と同様である。
【0063】以上のようなLDスキャナユニットであっ
ては、f−θレンズ430、シリンドリカルレンズ44
0及び平面鏡450等には製造上の公差が存在し、その
公差によって感光体ドラム上に照射する位置がずれる場
合がある。また、レーザー光源部412等はLEDアレ
イ10と同様に熱膨張することも考えられ、照射位置ズ
レの原因ともなる。そのため、上述した本実施例のよう
に、使用する光源のドットの間隔を変化させることによ
って、照射位置のズレを低減させることが出来る。それ
により、公差及び熱膨張の影響が生じていたとしても高
精度の画質を提供することが可能である。
【0064】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形及び変更が
可能である。
【0065】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の例示的一
態様としての露光装置及びそれを有する画像形成装置に
よれば、色ずれの低減した高画質の画像を提供すること
ができる。また、本発明の例示的一態様としての露光装
置の製造方法は、上述した露光装置及び画像形成装置を
従来と同様の設備と同様のコストで製造することを可能
にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 複数の画像形成ユニットを有するカラー画像
形成装置の概略断面図である。
【図2】 図1に示す本発明の画像形成ユニットの概略
断面図である。
【図3】 本発明で使用したLED光学系露光装置の概
略斜視図である。
【図4】 図1に示す画像形成ユニット200aの露光
装置100aに使用されるLEDアレイ10aの概略平
面図である。
【図5】 図1に示す画像形成ユニット200b乃至d
の露光装置100b乃至100dに使用されるLEDア
レイ10b乃至dの概略平面図である。
【図6】 図1に示すカラー画像形成装置によって形成
された画像の概念図である。
【図7】 図6と対比されるカラー画像形成装置によっ
て形成された画像の概念図である。
【図8】 図1のカラー画像形成装置の用紙搬送部32
0の一部と定着器330を示す拡大概略側面図である。
【図9】 LDスキャナユニットに設置されている光学
系ユニットを示す構造概略図である。
【図10】 露光装置と感光体ドラムとの位置関係及び
ドット照射を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
10a LEDアレイ 10b LEDアレイ 10c LEDアレイ 10d LEDアレイ 20 セルフォックレンズアレイ 100a 露光装置 100b 露光装置 100c 露光装置 100d 露光装置 200a 画像形成ユニット 200b 画像形成ユニット 200c 画像形成ユニット 200d 画像形成ユニット 210 感光体ドラム 220 前帯電器 230 現像器 240 転写ローラ 250 クリーニング部 260 スクリューコンベア 300 画像形成装置 310 用紙引き込み部 320 用紙搬送部 330 定着器 400 光学系ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 良彦 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 2C162 AE12 AE21 AF04 AF05 AF27 AF62 FA17 FA35 2H076 AB02 AB42

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のドット間距離で複数のドットを受
    光体に照射する第1の露光器と、 前記第1のドット間距離とは異なる第2のドット間距離
    で複数のドットを受光体に照射する第2の露光器とを有
    し、 前記第2の露光器における所定位置の前記ドット間距離
    は、前記第1の露光器における前記所定位置に対応する
    前記ドット間距離よりも短い露光装置。
  2. 【請求項2】 第1のドット間距離で複数のドットを受
    光体に照射する第1の露光器と、 前記第1のドット間距離とは異なる第2のドット間距離
    で複数のドットを受光体に照射する第2の露光器とを有
    し、 前記第2の露光器のチップ内におけるドット間距離は、
    前記第1の露光器の対応するチップ内における対応する
    ドット間距離よりも短い露光装置。
  3. 【請求項3】 第1のドット間距離で複数のドットを受
    光体に照射する第1の露光器と、 前記第1のドット間距離とは異なる第2のドット間距離
    で複数のドットを受光体に照射する第2の露光器とを有
    し、 前記第2の露光器の隣接する2つのチップ間距離は、前
    記第1の露光器の対応する2つの隣接チップ間距離より
    も短い露光装置。
  4. 【請求項4】 前記第1のドット間距離と前記第2のド
    ット間距離との差の絶対値は、前記第1の露光器を前記
    第2の露光器に配置した場合の最大熱膨張距離の半分に
    設定される請求項1記載の露光装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の露光器は、前記第1の露光器
    よりも発熱体に近接して配置される請求項1乃至3のう
    ちいずれか1項記載の露光装置。
  6. 【請求項6】 感光体と、 前記感光体を露光して潜像を形成する露光装置と、 前記潜像に対応するトナー像を被記録体上に定着させる
    定着装置とを有する画像形成装置であって、 前記露光装置は、第1のドット間距離で複数のドットを
    受光体に照射する第1の露光器と、 前記第1のドット間距離とは異なる第2のドット間距離
    で複数のドットを受光体に照射する第2の露光器とを有
    し、 前記第2の露光器における所定位置の前記ドット間距離
    は、前記第1の露光器における前記所定位置に対応する
    前記ドット間距離よりも短い画像形成装置。
  7. 【請求項7】 感光体と、 前記感光体を露光して潜像を形成する露光装置と、 前記潜像に対応するトナー像を被記録体上に定着させる
    定着装置とを有する画像形成装置であって、 前記露光装置は、 第1のドット間距離で複数のドットを受光体に照射する
    第1の露光器と、 前記第1のドット間距離とは異なる第2のドット間距離
    で複数のドットを受光体に照射する第2の露光器とを有
    し、 前記第2の露光器のチップ内におけるドット間距離は、
    前記第1の露光器の対応するチップ内における対応する
    ドット間距離よりも短い画像形成装置。
  8. 【請求項8】 感光体と、 前記感光体を露光して潜像を形成する露光装置と、 前記潜像に対応するトナー像を被記録体上に定着させる
    定着装置とを有する画像形成装置であって、 前記露光装置は、 第1のドット間距離で複数のドットを受光体に照射する
    第1の露光器と、 前記第1のドット間距離とは異なる第2のドット間距離
    で複数のドットを受光体に照射する第2の露光器とを有
    し、 前記第2の露光器の隣接する2つのチップ間距離は、前
    記第1の露光器の対応する2つの隣接チップ間距離より
    も短い画像形成装置。
  9. 【請求項9】 前記第1のドット間距離と前記第2のド
    ット間距離との差の絶対値は、前記第1の露光器を前記
    第2の露光器に配置した場合の最大熱膨張距離の半分に
    設定される請求項6記載の画像形成装置。
  10. 【請求項10】 前記第2の露光器は、前記第1の露光
    器よりも前記定着装置に近接して配置される請求項6乃
    至8のうちいずれか1項記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 所定のドット間距離を有する露光器を
    複数製造する工程と、 前記露光器内の基準位置の距離を前記複数の露光器の全
    てに対して製造誤差を測定する工程と、 前記測定工程後に、前記製造誤差が基準値に対してプラ
    スである前記露光器を第1のグループに、前記製造誤差
    が基準値に対してマイナスである前記露光器を第2のグ
    ループに分類する工程と、 前記第1のグループから少なくとも一の露光器を第1の
    露光器として選択すると共に前記第2のグループから一
    の露光器を第2の露光器として選択して、前記第1及び
    第2の露光器からなる露光装置を製造する工程とを有す
    る方法。
  12. 【請求項12】 前記露光装置は、LEDヘッドであ
    る請求項1乃至3のうちいずれか1項記載の露光装置。
  13. 【請求項13】 前記露光装置は、LEDヘッドであ
    る請求項6乃至8のうちいずれか1項記載の画像形成装
    置。
  14. 【請求項14】 前記露光装置は、LDスキャナユニッ
    トである請求項1乃至3のうちいずれか1項記載の露光
    装置。
  15. 【請求項15】 前記露光装置は、LDスキャナユニッ
    トである請求項6乃至8のうちいずれか1項記載の画像
    形成装置。
  16. 【請求項16】 前記第1及び第2のドット間距離は印
    刷幅に相当する請求項1乃至3記載の露光装置。
  17. 【請求項17】 前記第1及び第2のドット間距離は印
    刷幅に相当する請求項6乃至8記載の画像形成装置。
  18. 【請求項18】 前記第2の露光器は、黒色画像を印刷
    する請求項1乃至3記載の露光装置。
  19. 【請求項19】 前記第2の露光器は、黒色画像を印刷
    する請求項6乃至8記載の画像形成装置。
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