JP2002254696A

JP2002254696A - Ｌｅｄ露光ヘッド装置

Info

Publication number: JP2002254696A
Application number: JP2001058429A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwasa; 博司岩佐
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＥＤの組み立て精度にばらつきが生じてい
る場合であっても、機械的な調整作業を行うことなく、
画像形成に与える影響を最小限に抑えることを課題とす
る。【解決手段】ＬＥＤ露光ヘッド２は、第１ヘッド２１
と第２ヘッド２２とから構成され、第１ヘッド２１はＬ
ＥＤアレイユニット２１０を、第２ヘッド２２はＬＥＤ
アレイユニット２２０を備える。ＬＥＤアレイユニット
２１０，２２０に搭載された各ＬＥＤチップ（たとえば
２１１）は、理想時に使用される理想エリア２１１ｂ
と、理想時には使用されない余剰エリア２１１ａ，２１
１ｃからなり、各ＬＥＤチップ間の間隔にばらつきが生
じている場合には、余剰エリアのＬＥＤを利用して間隔
の補正が行われる。また、異常の発生したＬＥＤが存在
する場合には、余剰エリアのＬＥＤによって補完が行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンタ
などに利用されるＬＥＤ露光ヘッド装置の構成に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＥＤアレイと屈折率分布型レン
ズアレイ（以下、ＧＲＩＮレンズアレイとする）を用い
たＬＥＤ露光ヘッドが、電子写真方式のプリンタ等に用
いられている。

【０００３】図１２は、従来のＬＥＤ露光ヘッド１０１
の概略構成を示す図である。感光体ドラム１０５の近傍
に配置されたＬＥＤ露光ヘッド１０１は、長尺ＬＥＤア
レイ１０２、ＧＲＩＮレンズアレイ１０３、ＬＥＤアレ
イとレンズアレイとを保持する保持部１０４とから構成
されている。

【０００４】ＬＥＤ露光ヘッド１０１は、レーザと多面
ポリゴンミラーとを用いたレーザ走査方式の露光ヘッド
と比較すると、ヘッド構成をコンパクトにできるという
メリットがある。また、高密度に配列されたＬＥＤによ
って、パラレルに走査することが可能なため高速化が実
現される。さらに、低コスト化が図れるというメリット
がある。

【０００５】その一方で、高精細の露光ヘッドを製作す
るための問題点がある。それは、ＧＲＩＮレンズを採用
していることに起因する解像力の限界である。ＧＲＩＮ
レンズは正立等倍投影のため、ドラム表面に形成される
静電潜像の最小ピッチは、ＬＥＤの配列ピッチに依存す
ることになる。したがって、さらなる高精細化を図るた
めにはＬＥＤ素子のピッチ間隔を狭くする必要がある
が、この方法には限界がある。現在実現されている解像
力（１２００dpi）では、さらなる市場の要求を満足さ
せることはできない。

【０００６】そこで、一般的な結像レンズ系（縮小レン
ズ）を用いて解像力不足を解消する方法が考えられる。
しかし、長尺のＬＥＤアレイに対応し、ＬＥＤ全体を包
含するような結像レンズは、非常にレンズ口径が大きく
なり、小型の露光ヘッド装置に採用するのは非実現的で
ある。

【０００７】そこで、ある生産に適したレンズ口径の縮
小レンズに対応して、この縮小レンズで包含可能な幅を
有するＬＥＤアレイを製作する。そして、これら縮小レ
ンズとＬＥＤアレイとからなる露光ヘッドユニットを複
数製作し、２次元的につないでいく方法が本発明者によ
って提案されている（特開２０００−１６８１４５）。

【０００８】この提案されている発明では、縮小レンズ
を用いることで、解像力を高めるとともに、ＬＥＤを千
鳥状に２次元的に配置することにより、さらに、解像力
を高める工夫がなされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、縮小レ
ンズを備えた複数の小型ヘッドを用いることにより、ま
た、ＬＥＤを千鳥状に２次元的に配置することで解像力
不足の解消を図ることを可能としているが、これらＬＥ
Ｄ露光ヘッドは、ＬＥＤが長尺方向に一列に配列され
ず、いくつかの段差をもって２次元的に配列されること
になる。

【００１０】このため、ＬＥＤの組み立て精度にばらつ
きが生じている場合には、主に、つなぎ部分（段差部
分）に配置されるＬＥＤによって形成される潜像の間隔
にばらつきが生じることになる。

【００１１】そして、このばらつきを解消するには、ヘ
ッド装置を機械的に調整する必要があるが、この調整作
業は煩雑なうえ、非常に時間がかかっていた。また、調
整すべきＬＥＤの位置を特定している場合であっても、
調整作業は非常に手間がかかるため、フィールドでの再
調整は困難であった。

【００１２】さらに、組み立て後の温度変化等によるＬ
ＥＤチップの伸縮やレンズの位置ずれが発生する場合も
あるため、ＬＥＤ間の間隔のばらつきを完全になくすこ
とは困難である。

【００１３】このようなＬＥＤの間隔のばらつきは、画
像に白筋や黒筋のむらを生じさせる原因となり、画像品
質上好ましくない。また、露光ヘッド間での機械的な調
整を前提としているため、このような調整作業に対応す
べくヘッド構成も複雑なものとなっていた。

【００１４】また、別の問題として、ある１つのＬＥＤ
に異常が発生した場合には、単一のＬＥＤのみを交換す
ることが不可能であるため、ヘッド交換をすることで対
応するしかなく、修理コストが高くなっていた。

【００１５】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ＬＥ
Ｄの組み立て精度のばらつきにより発生する画像形成の
むらを、機械的な調整作業を行うことなく解消すること
を課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、感光体ドラムのドラム表面をＬ
ＥＤにより露光して静電潜像を形成する露光ヘッド装置
であって、前記ドラム表面に、ドラム回転軸方向と略平
行な１ライン分の静電潜像を形成する複数の標準ＬＥＤ
と、前記ドラム回転軸方向に沿って、前記標準ＬＥＤと
重複する領域に静電潜像を形成する余剰ＬＥＤとを備え
ることを特徴とする。

【００１７】請求項２の発明は、請求項１に記載のＬＥ
Ｄ露光ヘッド装置において、さらに、前記複数の標準Ｌ
ＥＤを、前記ドラム回転軸方向に分割して配置する複数
のＬＥＤチップを備え、前記ＬＥＤチップは、前記感光
体ドラムの回転方向に段差をもって２次元的に配置され
ており、前記余剰ＬＥＤは、前記ＬＥＤチップの段差部
近傍に設けられていることを特徴とする。

【００１８】請求項３の発明は、請求項２に記載のＬＥ
Ｄ露光ヘッド装置において、さらに、前記標準ＬＥＤと
前記余剰ＬＥＤとから点灯された光を前記感光体ドラム
の表面に結像する複数の結像レンズを備え、各結像レン
ズには、略中央に位置する前記標準ＬＥＤと、その両端
に位置する前記余剰ＬＥＤとが対応しており、当該結像
レンズにより結像される前記余剰ＬＥＤの光は、別の結
像レンズにより結像される別の標準ＬＥＤの光と、前記
ドラム回転軸方向に沿って、前記ドラム表面の重複する
領域を露光することを特徴とする。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、
前記余剰ＬＥＤは、前記標準ＬＥＤによって形成される
静電潜像のドット間隔を補正するために利用されること
を特徴とする。

【００２０】請求項５の発明は、請求項２ないし請求項
４のいずれかに記載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、
前記余剰ＬＥＤは、前記ＬＥＤチップの段差部近傍に配
置された前記標準ＬＥＤによって形成される静電潜像の
ドット間隔を補正するために利用されることを特徴とす
る。

【００２１】請求項６の発明は、請求項１ないし請求項
５のいずれかに記載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、
前記余剰ＬＥＤは、前記ドラム回転軸方向に沿って当該
余剰ＬＥＤと重複する領域に静電潜像を形成する標準Ｌ
ＥＤの代替用として利用されることを特徴とする。

【００２２】請求項７の発明は、請求項３ないし請求項
６のいずれかに記載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、
前記結像レンズは、縮小系レンズを含むことを特徴とす
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。まず、図１を用いて本発
明のＬＥＤヘッド２を採用した画像記録装置の概略構成
について説明する。

【００２４】｛１．画像記録装置の構成｝この画像記録
装置は、その外周部に記録面としての光電導層を形成し
た感光体ドラム１と、この感光体ドラム１に光ビームを
照射して静電潜像を記録するためのＬＥＤヘッド２と、
印刷用紙を巻回して回転する圧胴３とを備えている。

【００２５】ＬＥＤヘッド２の構成については後述する
が、ＬＥＤヘッド２には、複数のＬＥＤが２次元的に配
列されており、制御部８から受信した画像情報に応じ
て、所定位置のＬＥＤを点灯させることにより、感光体
ドラム１のドラム表面をパラレルに走査しながら静電潜
像を形成する。

【００２６】感光体ドラム１の外周部には、感光体ドラ
ム１の外周部を帯電させるための帯電部４と、感光体ド
ラム１の外周部に液体トナーを供給するための液体トナ
ー供給部５と、感光体ドラム１の外周部に残存するトナ
ーを除去するための清掃部６と、感光体ドラム１の外周
部を除電するための除電部７とが配置されている。

【００２７】この画像記録装置において、図１において
Ｒ１方向に回転する感光体ドラム１の外周部が、まず、
帯電部４の作用によって帯電する。次に、ＬＥＤヘッド
２により、この感光体ドラム１の外周部に光ビームが走
査され、感光体ドラム１の外周部における光導電層に静
電潜像が記録される。そして、液体トナー供給部５にお
いて、この静電潜像が記録された感光体ドラム１の光導
電層と、トナー粉と非導電性の溶剤とからなる液体トナ
ーとが接触することにより、トナー粉の電気泳動で静電
潜像がトナー像として現像される。このトナー像は、圧
胴３の外周部に巻回された印刷用紙に転写される。

【００２８】このようにして、ＬＥＤヘッド２により感
光体ドラム１に形成された静電潜像は、トナーが付着さ
れることにより可視像となって、印刷用紙に転写される
ことになる。この後、印刷用紙は、トナーの定着処理等
が行われた後、所定の搬送路を経て配紙される。

【００２９】印刷用紙への転写が行われた後の感光体ド
ラム１の該当部分は、さらに、Ｒ１方向に回転し、清掃
部６において残存するトナーが清掃され、さらに、除電
部７において光導電層の電位が消去される。

【００３０】上述のごとく、本実施の形態における画像
記録装置は、液体現像材を用いた湿式電子写真方式を一
例として説明したが、もちろん、粉体現像材を用いた乾
式方式としてもよい。

【００３１】｛２．ＬＥＤヘッドの構成｝次に、図２等
を参照しながらＬＥＤヘッド（ＬＥＤ露光ヘッド）２の
構成について説明する。以下の説明において、図に示し
た矢視Ｒは、感光体ドラム１の外周に沿う方向（主走査
方向）であり、矢視Ｗは、感光体ドラム１の回転軸方向
（副走査方向）を示している。

【００３２】本実施の形態にかかるＬＥＤヘッド２は、
主走査方向Ｒに沿って上下に積み重ねられた第１ヘッド
２１と第２ヘッド２２とから構成されている。第１ヘッ
ド２１と第２ヘッド２２とは、それぞれレンズアレイ２
５０，２６０を備えている。

【００３３】レンズアレイ２５０は、５つの縮小レンズ
２５１〜２５５を，レンズアレイ２６０は、５つの縮小
レンズ２６１〜２６５を、それぞれ副走査方向Ｗに配列
している。各縮小レンズ２５１〜２５５，２６１〜２６
５は、略円筒形状のレンズであり、その光軸はいずれも
感光体ドラム１の回転軸を通るように配置されている。

【００３４】また、第１ヘッド２１には、複数のＬＥＤ
チップを搭載した長尺のＬＥＤアレイユニット２１０が
副走査方向Ｗに横設され、同様に、第２ヘッド２２に
は、複数のＬＥＤチップを搭載した長尺のＬＥＤアレイ
ユニット２２０が副走査方向Ｗに横設されている。

【００３５】第１ヘッド２１では、これらレンズアレイ
２５０とＬＥＤアレイユニット２１０とを保持部材２１
ｓによって支持固定している。また、第２ヘッド２２に
おいては、レンズアレイ２６０とＬＥＤアレイユニット
２２０とを保持部材２２ｓにより支持固定している。そ
して、これら第１ヘッド２１と第２ヘッド２２とが全体
として１つのＬＥＤヘッド２として組み立てられてい
る。

【００３６】ＬＥＤアレイユニット２１０には、副走査
方向ＷにＬＥＤチップ２１１，２１２・・・が配置され
ており、このＬＥＤチップ２１１，２１２・・・の配置
位置が、それぞれ縮小レンズ２５１，２５２・・・の配
置位置に対応している。つまり、本実施の形態において
は、５つのＬＥＤチップ２１１〜２１５が、５つの縮小
レンズ２５１〜２５５に対応するように配置されてい
る。この位置関係を図３に示す。図は、ＬＥＤヘッド２
を感光体ドラム１側から見た図であり、たとえばＬＥＤ
チップ２１１が縮小レンズ２５１の位置に対応し、ＬＥ
Ｄチップ２１２が縮小レンズ２５２の位置に対応してい
ることを示している。

【００３７】これら各ＬＥＤチップ２１１，２１２・・
・には、それぞれ複数のＬＥＤ９，９・・・が、微小間
隔を空けて配置されており、各ＬＥＤ９，９・・・から
照射された光が、縮小レンズ２５１，２５２・・・を通
って感光体ドラム１のドラム表面を露光するのである。
図４は、ＬＥＤ９，９・・・が配置されたＬＥＤチップ
の様子についてＬＥＤチップ２１１を例として示してい
る。なお、図３中には、ＬＥＤ９，９・・・の図示を省
略している。

【００３８】同様に、ＬＥＤアレイユニット２２０に
は、ＬＥＤチップ２２１，２２２・・・が配置されてお
り、このＬＥＤチップ２２１〜２２５の配置位置が、そ
れぞれ縮小レンズ２６１〜２６５の配置位置に対応して
いる。各ＬＥＤチップ２２１，２２２・・・にも、それ
ぞれ複数のＬＥＤ９，９・・・が、微小間隔を空けて配
置されており、各ＬＥＤ９，９・・・から照射された光
が、縮小レンズ２６１，２６２・・・を通って感光体ド
ラム１のドラム表面を露光する。

【００３９】ただし、ＬＥＤチップ２１１，２１２・・
・およびＬＥＤチップ２２１，２２２・・・に配置され
たＬＥＤ９，９・・・は、全てが使用されるわけではな
い。

【００４０】図３に示すように、ＬＥＤチップ２１１に
おいて理想状態で使用されるＬＥＤ９，９・・・は、標
準エリア２１１ｂに含まれるＬＥＤ９のみである。した
がって、標準エリア２１１ｂの左右両端に位置する余剰
エリア２１１ａ，２１１ｃのＬＥＤ９，９・・・は、理
想状態においては使用されることはない。

【００４１】ここで、理想状態とは、ＬＥＤチップアレ
イ上に取付けられた各ＬＥＤチップの配置位置や、各ヘ
ッド（ここでは、第１ヘッド２１と第２ヘッド）間の組
み立て精度等が、設計理論値と略等しい状態となってお
り、そのまま利用することで正常な画像形成が可能とな
っている状態である。

【００４２】同様に、ＬＥＤチップ２１２においては、
標準エリア２１２ｂのＬＥＤ９，９・・・が、ＬＥＤチ
ップ２２１においては、理想エリア２２１ｂのＬＥＤ
９，９・・・が、理想状態において使用されるＬＥＤで
あり、余剰エリア２１２ａ，２１２ｃや、余剰エリア２
２１ａ，２２１ｃのＬＥＤ９，９・・・は理想状態にお
いて使用されない。

【００４３】このように２段配置された第１ヘッド２１
および第２ヘッド２２によって、ドラム表面の副走査方
向Ｗの１ラインを走査する。この動作について説明す
る。

【００４４】Ｒ１方向に回転する感光体ドラム１に対し
て、まず、第１ヘッド２１により、ドラム表面を露光す
る。この露光により感光体ドラム１上に形成された静電
潜像のエリアを図５に示している。像形成エリア３１１
ｂ，３１２ｂ・・・は、理想状態において、ＬＥＤチッ
プ２１１，２１２・・・による露光によって潜像が形成
されるエリアである。

【００４５】つまり、像形成エリア３１１ｂ，３１２ｂ
・・・は、ＬＥＤチップ２１１，２１２・・・上の標準
エリア２１１ｂ，２１２ｂ・・・に含まれるＬＥＤ９の
露光により潜像が形成されるエリアである。

【００４６】また、仮に余剰エリア２１１ａ，２１１ｃ
のＬＥＤ９が点灯した場合に、潜像が形成されるエリア
を像形成エリア３１１ａ，３１１ｃとして図示し、同様
に、余剰エリア２１２ａ，２１２ｃのＬＥＤ９の点灯に
より潜像が形成されるエリアを像形成エリア３１２ａ，
３１２ｃとして図示している。

【００４７】このようにして、理想状態においては、一
定の間隔を空けた像形成エリア３１１ｂ，３１２ｂ・・
・に潜像が形成される。なお、この像形成エリアは、Ｌ
ＥＤチップ上に配置されたＬＥＤ９，９・・・の照射に
よって、感光体ドラム１上に形成される静電潜像（ドッ
ト）９０，９０・・・の集合である。ＬＥＤチップ２１
１により形成される静電潜像の様子を図６に示す。

【００４８】ここで、ＬＥＤ９から照射された光は、前
述のごとく、縮小レンズ５１，５２・・・からなる光学
系を経由したあと、感光体ドラム１上を露光するので、
静電潜像９０，９０・・・の間隔は微小間隔で配置され
たＬＥＤ９，９・・・の間隔よりもさらに狭くなってい
る。このようにして、高精彩な画像形成を可能としてい
る。たとえば、ＬＥＤ９，９・・・が１２００ｄｐｉの
間隔で配置されている場合であれば、感光体ドラム１上
には、その２倍以上の解像度の静電潜像を形成すること
が可能である。

【００４９】このようにして、一定間隔を空けた像形成
エリア３１１ｂ，３１２ｂ・・・に潜像９０，９０・・
・を形成した後、感光体ドラム１がＲ１方向に回転し、
次に、第２ヘッド２１による静電潜像の記録が行われ
る。

【００５０】図５に示す像形成エリア３２１ｂ，３２２
ｂ・・・は、理想状態においてＬＥＤチップ２２１，２
２２による露光によって潜像が形成されるエリアであ
る。つまり、ＬＥＤチップ２２１，２２２上の標準エリ
ア２２１ｂ，２２２ｂに配置されたＬＥＤ９によって潜
像が形成されるエリアである。このようにして、一定の
間隔を空けた像形成エリア３２１ｂ，３２２ｂ・・・に
潜像が形成される。

【００５１】また、仮に余剰エリア２２１ａ，２２１ｃ
のＬＥＤ９が点灯した場合に、潜像が形成されるエリア
を像形成エリア３２１ａ，３２１ｃとして図示し、同様
に、余剰エリア２２２ａ，２２２ｃのＬＥＤ９の点灯に
より潜像が形成されるエリアを像形成エリア３２２ａ，
３２２ｃとして図示している。

【００５２】なお、図は、便宜上、第１ヘッド２１の走
査による像形成エリア３１１ｂ，３１２ｂ・・・と、第
２ヘッド２２の走査による像形成エリア３２１ｂ，３２
２ｂ・・・とは、２段表記しているが、実際には、これ
ら潜像は、感光体ドラム１のドラム表面において、副走
査方向Ｗの１ラインに形成される潜像である。つまり、
第１ヘッド２１の走査によって一定間隔を空けて形成さ
れる像形成エリア３１１ｂ，３１２ｂ・・・の間隔に、
第２ヘッド２２の走査によって形成される像形成エリア
３２１ｂ，３２２ｂ・・・が挟み込まれるように記録さ
れるのである。

【００５３】つまり、理想状態においては、感光体ドラ
ム１のドラム表面には副走査方向Ｗに沿って、像形成エ
リア３１１ｂ，３２１ｂ，３１２ｂ，３２２ｂ・・・の
順に１ライン分の潜像が形成されることとなる。この場
合、各ＬＥＤチップ２１１，２１２・・・における余剰
エリア（２１１ａ，２１１ｃ等）に配置されたＬＥＤ９
および、各ＬＥＤチップ２２１，２２２・・・における
余剰エリア（２２１ａ，２２１ｃ等）に配置されたＬＥ
Ｄ９は、使用されない。

【００５４】このように、余剰エリア（２１１ａ，２１
１ｃ等）のＬＥＤ９を使用する必要がないのは、前述の
ごとく、ＬＥＤアレイ２１０，２２０に取付けられたＬ
ＥＤチップ２１１，２１２・・・およびＬＥＤチップ２
２１，２２２・・・が設計通りに正確に位置している場
合等である。

【００５５】しかし、ＬＥＤ９の配列は、非常に微細な
間隔で並ぶものであり、各ヘッドの組み立て精度やＬＥ
Ｄアレイの取付け位置が少しずれるだけでも、画像への
影響は無視することができない。

【００５６】図５において、矢視Ｆの示す方向を、形成
される静電潜像の先端側であると規定すると、像形成エ
リア３１１ｂの後端に位置する潜像９０と、像形成エリ
ア３２１ｂの先端に位置する潜像９０との間隔は、各Ｌ
ＥＤチップ内に配置されたＬＥＤ９，９・・・によって
形成される潜像９０，９０・・・の間隔と等しくなるこ
とが理想である。

【００５７】同様に、像形成エリア３２１ｂの後端に位
置する潜像９０と、像形成エリア３１２ｂの先端に位置
する潜像９０との間隔、像形成エリア３１２ｂの後端に
位置する潜像９０と、像形成エリア３２２ｂの先端に位
置する潜像９０との間隔などが、全て、ＬＥＤチップ内
に配置されたＬＥＤ９，９・・・によって形成される潜
像９０，９０・・・の間隔と等しくなることが理想であ
る。

【００５８】しかし、上述のごとく、ＬＥＤアレイユニ
ット２１０，２２０への各ＬＥＤチップの取付け精度に
よって、これらの間隔にばらつきが生じることになる。
そこで、本実施の形態においては、余剰エリアに存在す
るＬＥＤ９を利用することにより、ばらつきの生じてい
る潜像９０の間隔を補正するのである。

【００５９】｛３．ＬＥＤの点灯位置の補正｝次に、別
の実施の形態を用いて潜像９０の間隔を補正する仕組み
について説明する。前述した実施の形態では、ＬＥＤヘ
ッド２は、第１ヘッド２１と第２ヘッド２２とが２段配
置される構成を例として説明したが、ここでは、ＬＥＤ
ヘッド２は、第１ヘッド２１と第２ヘッド２２と第３ヘ
ッド２３とからなる３段構成である場合を例として説明
する。なお、図２、図３等を用いて説明したものと同様
の構成については、同様の符合を用いて説明する。

【００６０】また、前述した実施の形態においては、図
３で示したように、１つの縮小レンズ２５１，２５２・
・・には、それぞれ１つのＬＥＤチップ２１１，２１２
・・・が対応している構成としたが、ここでは、図７に
示すように、１つの縮小レンズには４つのＬＥＤチップ
が対応している場合を例として説明する。

【００６１】以下、図７で示した実施の形態をもとに、
潜像９０の間隔を補正する仕組みにについて説明する
が、この補正の仕組みは、図３で示した実施の形態にお
いても、もちろん、適用可能であり、ＬＥＤヘッドの段
数や、ＬＥＤチップの分割単位などが変化しても、本質
的な変わりはない。

【００６２】図７で示すように、縮小レンズ２５１に対
応する位置には、ＬＥＤチップ２１１Ａ，２１１Ｂ，２
１１Ｃ，２１１Ｄが配置され、縮小レンズ２５２に対応
する位置には、ＬＥＤチップ２１２Ａ，２１２Ｂ，２１
２Ｃ，２１２Ｄが配置されており、これらＬＥＤチップ
２１１Ａ〜２１１ＤおよびＬＥＤチップ２１２Ａ〜２１
２Ｄが、ＬＥＤチップアレイ２１０上に配置されている
のである。

【００６３】同様に、ＬＥＤチップアレイ２２０には、
ＬＥＤチップ２２１Ａ〜２２１Ｄ等が配置され、ＬＥＤ
チップアレイ２３０には、ＬＥＤチップ２３１Ａ〜２３
１Ｄ等が配置されている。

【００６４】図８は、ＬＥＤチップアレイ２１０，２２
０，２３０に搭載されたＬＥＤチップのうち、縮小レン
ズ２５１，２６１，２７１に対応して配置されたＬＥＤ
チップ上のＬＥＤ９が点灯した際の静電潜像を示してい
る。つまり、ＬＥＤチップ２１１Ａ〜２１１Ｄの露光に
よって、像形成エリア３１１Ａ〜３１１Ｄに潜像が形成
され、ＬＥＤチップ２２１Ａ〜２２１Ｄの露光によっ
て、像形成エリア３２１Ａ〜３２１Ｄに潜像が形成さ
れ、ＬＥＤチップ２３１Ａ〜２３１Ｄの露光によって、
像形成エリア３３１Ａ〜３３１Ｄに潜像が形成される。

【００６５】ただし、ＬＥＤチップ２１１Ａ〜２１１Ｄ
のうち、理想状態において使用されるチップは、ＬＥＤ
チップ２１１Ｂ，２１１Ｃのみである。したがって、理
想状態において形成される静電潜像は、像形成エリア３
１１Ｂ，３１１Ｃのみである。同様に、２段目、３段目
のヘッドによって、理想状態において形成される静電潜
像は、像形成エリア３２１Ｂ，３２１Ｃおよび３３１
Ｂ，３３１Ｃのみである。

【００６６】つまり、１段目において、実際に形成され
る先端の潜像は、像形成エリア３１１Ｂの先端の潜像９
１であり、後端の潜像は、像形成エリア３１１Ｃの後端
の潜像９２である。同様に、２段目においては、先端の
潜像は、像形成エリア３２１Ｂの先端の潜像９３であ
り、後端の潜像は、像形成エリア３２１Ｃの後端の潜像
９４であり、３段目においては、先端の潜像は、像形成
エリア３３１Ｂの先端の潜像９５であり、後端の潜像
は、像形成エリア３３１Ｃの後端の潜像９６である。

【００６７】そして、図８は、理想状態における静電潜
像の形成状態を示しているので、潜像９２と潜像９３と
の間隔、潜像９４と潜像９５との間隔は、各ＬＥＤチッ
プ内に配列されたＬＥＤ９によって形成される潜像９０
間の間隔と等しくなっている。したがって、この場合に
は、余剰エリアであるＬＥＤチップ２１１Ａ，２１１Ｄ
等のＬＥＤ９を点灯させる必要はない。

【００６８】図９は、ＬＥＤアレイユニット２１０，２
２０上に搭載されたＬＥＤチップの組み立て精度に多少
のばらつきが生じている場合に、感光体ドラム１上に形
成される静電潜像の状態を示している。

【００６９】図に示すように、像形成エリア３１１Ｂと
３１１Ｃとの間隔、および、像形成エリア３１１Ｃと３
１１Ｄとの間隔は、他の間隔よりも広くなっている。こ
れは、ＬＥＤチップの組み立て精度にばらつきが生じて
いるためであり、図示省略するが、ＬＥＤチップ２１１
Ｂと２１１Ｃとの間隔、および、ＬＥＤチップ２１１Ｃ
と２１１Ｄとの間隔が、広くなっていることに起因して
いる。

【００７０】逆に、像形成エリア３２１Ａと３２１Ｂと
の間隔、および、像形成エリア３２１Ｂと３２１Ｃとの
間隔は、他の間隔よりも狭くなっている。これは、ＬＥ
Ｄチップ２２１Ａと２２１Ｂの間隔、および、ＬＥＤチ
ップ２２１Ｂと２２１Ｃとの間隔が、狭くなっているこ
とに起因している。

【００７１】このような場合、１段目の後端の潜像９２
と、２段目の先端の潜像９３との間が広くなるため、画
像形成に影響を与えることになる。具体的には、黒塗り
の画像部分に白い筋が入るといったような現象が生じ
る。また、２段目の後端の潜像９４と、３段目の先端の
潜像９５との間が広くなるため、同様に画像形成に影響
を与えることとなる。別の例として、ある段数目の後端
潜像と、それに連続すべき段の先端潜像との間隔が詰ま
るような場合、もしくは、重なってしまうような場合に
は、画像に黒筋のむらが生じるといった問題が発生す
る。

【００７２】そして、潜像９２と潜像９３との間隔が所
定以上、理想値（理論値）からずれているときには、余
剰エリアに搭載されたＬＥＤ９を利用することにより、
間隔の補正を行うのである。

【００７３】図９の例では、余剰エリアであるＬＥＤチ
ップ２２１Ａの最後端のＬＥＤ９を点灯する。これによ
り、図９に示すように、像形成エリア３２１Ａの後端に
潜像９３ｎが形成されるため、潜像９２と潜像９３の間
に大きく開いた間隔を潜像９３ｎにより埋めることがで
きる。

【００７４】また、２段目の後端の潜像９４と、３段目
の先端の潜像９５との間は、さらに、広い間隔が空いて
いるため、余剰エリアであるＬＥＤチップ２２１Ｄの先
端および先端から２番目のＬＥＤ９，９を点灯するので
ある。これにより、像形成エリア３２１Ｄの先端および
先端から２番目に潜像９４ｎ１，９４ｎ２が形成され、
これにより、潜像９４と潜像９５との間隔を埋めるので
ある。

【００７５】また、潜像９４と潜像９５との間隔を埋め
る補正にはもう一つの方法がある。つまり、余剰エリア
であるＬＥＤチップ２３１Ａの後端および後端から２番
目のＬＥＤ９，９を点灯するのである。これにより、像
形成エリア３３１Ａの後端および後端から２番目に潜像
９５ｎ１，９５ｎ２が形成され、これによっても、潜像
９４と潜像９５との間隔を埋める補正が可能である。

【００７６】このように、潜像９４と潜像９５との間隔
を埋める補正の方法はいくつかの方法（必ずしも隣接す
るＬＥＤチップで補正する必要はない）が考えられる
が、いずれの方法でもよい。

【００７７】なお、像形成エリア３１１Ｂと３１１Ｃ間
についても間隔が広くなっているが、この間隔部分に潜
像を形成する余剰エリアのＬＥＤが存在する場合には、
同様の方法で間隔を補正することが可能である（本実施
の形態においては、像形成エリア３１１Ａ，３１１Ｂ
は、副走査方向Ｗの端部に位置するため、余剰ＬＥＤが
存在していないが、この端部にも余剰ＬＥＤが存在する
ような構成としてもよい）。このように、余剰エリアの
ＬＥＤが存在する限り、全ての像形成エリア間において
間隔を補正することが可能である。

【００７８】以上、説明したように、本実施の形態にか
かるＬＥＤヘッド２においては、ＬＥＤアレイユニット
上に搭載されたＬＥＤチップの組み立て精度にばらつき
がある場合であっても、ＬＥＤ９の点灯位置を補正する
ことによって、画像に与える影響を最小限に抑えること
が可能である。

【００７９】従来であれば、ＬＥＤチップの取付け精度
にばらつきが生じ、画像形成に影響を与えている場合に
は、ＬＥＤヘッドに搭載された各ヘッド（本実施の形態
であれば第１ヘッド、第２ヘッド）、レンズアレイ、Ｌ
ＥＤアレイ等の機械的な組み立てを再調整する必要があ
るため、作業が大掛かりで面倒であった。

【００８０】これに対して、本実施の形態にかかるＬＥ
Ｄヘッド２であれば、ＬＥＤ９の点灯位置を制御するだ
けであるので、機械的な調整は一切不要である。たとえ
ば、ＬＥＤ９の点灯する位置を確認するセンサと、セン
サから取得したデータに基づいて点灯させるべきＬＥＤ
９の位置を制御する制御部（コンピュータ）を容易する
ことで、容易に補正を行うことができるのである。

【００８１】｛４．欠落ＬＥＤの補完｝図１０は、図７
に示したものと同様の構成のＬＥＤヘッドにより感光体
ドラム１上に形成された静電潜像を示している。

【００８２】ここでは、各ＬＥＤヘッドアレイ２１０，
２２０，２３０には、理想的にＬＥＤチップが取付けら
れており、その組み立て精度については問題としない。
そして、ＬＥＤチップ２２１Ｃ上のあるＬＥＤ９に異常
が発生し、当該ＬＥＤ９が点灯しない状態となってい
る。これによって、２段目の像形成エリア３２１Ｃにお
ける潜像９７は形成されず、この部分には空白ができる
ことになる。この場合、たとえば、黒塗りの画像におい
て、白筋が発生するなどの原因となる。

【００８３】そこで、像形成エリア３２１Ｃと重複した
エリア（副走査方向Ｗにおいて同じエリア）に形成され
る像形成エリア３３１Ａの潜像を利用する。つまり、Ｌ
ＥＤ２２１Ｃ上の異常が発生したＬＥＤ９が露光する位
置と、副走査方向Ｗにおいて略同一位置を露光するＬＥ
Ｄ２３１Ａ上のＬＥＤ９を選択し、このＬＥＤ９を点灯
させるのである。これにより、潜像９７ｎが形成され、
ドットの抜けを防止することができるのである。

【００８４】このように、副走査方向Ｗに座標をとった
場合、略同じ座標に位置する余剰エリアのＬＥＤ９を選
択して点灯させることにより、一部のＬＥＤ９に問題が
発生した場合であっても、画像の欠落を補完することが
可能となるのである。

【００８５】本実施の形態においては、理想状態で使用
される２つのＬＥＤチップの両端に余剰のＬＥＤチップ
を配置することで、副走査方向Ｗにおける略全域に亘っ
て、静電潜像を形成するためのＬＥＤが重複して設けら
れる構成となっている。

【００８６】たとえば、像形成エリア３１１Ｃを形成す
るＬＥＤチップは、２１１Ｃと２２１Ａとが重複して存
在し、像形成エリア３２１Ｂを形成するＬＥＤチップ
は、２２１Ｂと２１１Ｄとが重複して存在する。また、
像形成エリア３３１Ｃを形成するＬＥＤチップは、２３
１Ｃと２１２Ａとが重複してい存在することになる。こ
れによって、理想状態で使用されるＬＥＤ９に異常が発
生した場合にも、かならず、補完に使用することのでき
るＬＥＤ９が存在することになる。

【００８７】そして、異常の発生したＬＥＤ９を補完す
る場合においても、ＬＥＤヘッドの機械的な調整は一切
不要であり、代替のＬＥＤ９の点灯させるという制御を
行うだけで実現されるので作業負担を大幅に軽減させる
ことが可能である。特に、従来にあっては、一部のＬＥ
Ｄが故障した場合には、ＬＥＤヘッド自体を交換すると
いう方法がとられていたため、非常にコストがかかって
いた。本実施の形態によれば、余剰なＬＥＤを装備する
ためのコストは必要とするが、一部のＬＥＤに問題が生
じてもＬＥＤの交換を必要としないため、結果的には、
ＬＥＤヘッドの耐久性を向上させることが可能であり、
長期的には、コストを低減させる効果があるのである。

【００８８】なお、上述した潜像の補完の仕組みについ
ても、図７で示した実施の形態をもとに説明したが、図
３で示した実施の形態においても、同様に適用可能であ
る。

【００８９】｛５．変形例｝図７ないし図１０を参照し
て説明した実施の形態では、理想時に使用するＬＥＤ
と、理想時には使用されないＬＥＤとは、別のチップと
なっている。つまり、ＬＥＤチップ単位で、理想時に使
用するＬＥＤと、使用しないＬＥＤとが区別されてい
る。

【００９０】これに対して、図３ないし図６を参照して
説明した実施の形態では、１つのＬＥＤチップに搭載さ
れたＬＥＤの中で、理想時に使用するＬＥＤと、使用し
ないＬＥＤとに区別されていることになる。

【００９１】上記２つの構成については、いずれの構成
を採用してもよいが、後者、すなわち、ＬＥＤチップの
分割数が少ない構成の方が、ＬＥＤチップ間の取付け精
度のずれが少なくなるため、より好ましい形態であると
いえる。

【００９２】また、図２で示したように、本実施の形態
においては、複数の縮小レンズは、一体のレンズアレイ
として構成されているものとして説明した。すなわち、
第１ヘッド２５０は、複数の縮小レンズ２５１〜２５５
が一体のレンズアレイとして構成されている。

【００９３】ただし、図１１で示したように、単体の縮
小レンズを配置するようにしてもよい。この場合、第１
ヘッド２１には、単体の縮小レンズ４５１〜４５５が個
別に組み付けられ、第２ヘッド２２には、単体の縮小レ
ンズ４６１〜４６５が個別に組み付けられる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、ＬＥＤ露光ヘッドは、ドラム表面の１ライン分
を露光する標準ＬＥＤとは別に、標準ＬＥＤと重複する
領域に静電潜像を形成する余剰ＬＥＤを備えているの
で、標準ＬＥＤの間隔にばらつきが生じている場合や、
異常の発生したＬＥＤが存在している場合に、間隔の補
正や、欠落ＬＥＤの補完を行うことが可能である。

【００９５】請求項２記載の発明では、多段に設けられ
たＬＥＤチップにおいて、その段差部分に余剰ＬＥＤを
設けたので、ＬＥＤ間隔にばらつきが生じる可能性の高
い部分を効率的に補うことが可能である。

【００９６】請求項３記載の発明では、各結像レンズに
は、中央の標準ＬＥＤと、標準ＬＥＤの両端に配置され
る余剰ＬＥＤとが対応しており、余剰レンズは、別の結
像レンズで結像される別の標準ＬＥＤと重複する領域を
露光するので、標準レンズによる露光範囲を、余剰レン
ズが補うことが可能である。

【００９７】請求項４記載の発明では、余剰ＬＥＤは、
標準ＬＥＤによって形成される静電潜像のドット間隔を
補正するので、最終的な画像に発生する黒筋や白筋の発
生を防止し、画像品質の向上を図ることができる。

【００９８】請求項５記載の発明では、余剰ＬＥＤは、
ＬＥＤチップの段差部近傍に配置された標準ＬＥＤによ
って形成される静電潜像のドット間隔を補正するので、
画像形成にむらが生じ易い部分を効率的に補正すること
が可能である。

【００９９】請求項６記載の発明では、余剰ＬＥＤは、
標準ＬＥＤの代替用として利用されるので、標準ＬＥＤ
のいずれかに問題が発生した場合にも、代替用の余剰Ｌ
ＥＤで補完可能である。

【０１００】請求項７記載の発明では、ＬＥＤの光は、
縮小レンズを経由して感光体表面を露光するので、ＬＥ
Ｄの集積度以上の高解像力が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の全体概略図である。

【図２】第１および第２ヘッドから構成される本実施の
形態のＬＥＤヘッドと感光体ドラムを示す斜視図であ
る。

【図３】第１および第２ヘッドから構成されるＬＥＤヘ
ッドを感光体ドラム側から見た模式図である。

【図４】ＬＥＤチップ単体の構成を示す図である。

【図５】第１および第２ヘッドから構成されるＬＥＤヘ
ッドにより感光体ドラムに形成された静電潜像をあらわ
す図である。

【図６】静電潜像の１領域を示す図である。

【図７】第１ないし第３ヘッドから構成されるＬＥＤヘ
ッドを感光体ドラム側から見た模式図である。

【図８】第１ないし第３ヘッドから構成されるＬＥＤヘ
ッドが、理想状態において、感光体ドラムに形成する静
電潜像をあらわす図である。

【図９】第１ないし第３ヘッドから構成されるＬＥＤヘ
ッドの組み立て精度にばらつきが生じている場合におい
て、感光体ドラムに形成される静電潜像をあらわす図で
ある。

【図１０】第１ないし第３ヘッドから構成されるＬＥＤ
ヘッドに故障ＬＥＤが存在する場合に、感光体ドラムに
形成される静電潜像をあらわす図である。

【図１１】単体縮小レンズを組み付けたＬＥＤヘッドの
斜視図である。

【図１２】従来のＬＥＤ露光ヘッド装置の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１感光体ドラム２ＬＥＤヘッド９ＬＥＤ２１第１ヘッド２２第２ヘッド９０潜像２１０，２２０ＬＥＤヘッドアレイ２５０，２６０レンズアレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体ドラムのドラム表面をＬＥＤによ
り露光して静電潜像を形成する露光ヘッド装置であっ
て、前記ドラム表面に、ドラム回転軸方向と略平行な１ライ
ン分の静電潜像を形成する複数の標準ＬＥＤと、前記ドラム回転軸方向に沿って、前記標準ＬＥＤと重複
する領域に静電潜像を形成する余剰ＬＥＤと、を備える
ことを特徴とするＬＥＤ露光ヘッド装置。
【請求項２】請求項１に記載のＬＥＤ露光ヘッド装置
において、さらに、前記複数の標準ＬＥＤを、前記ドラ
ム回転軸方向に分割して配置する複数のＬＥＤチップ、
を備え、前記ＬＥＤチップは、前記感光体ドラムの回転方向に段
差をもって２次元的に配置されており、前記余剰ＬＥＤ
は、前記ＬＥＤチップの段差部近傍に設けられているこ
とを特徴とするＬＥＤ露光ヘッド装置。
【請求項３】請求項２に記載のＬＥＤ露光ヘッド装置
において、さらに、前記標準ＬＥＤと前記余剰ＬＥＤとから点灯された光を
前記感光体ドラムの表面に結像する複数の結像レンズ、
を備え、各結像レンズには、略中央に位置する前記標準ＬＥＤ
と、その両端に位置する前記余剰ＬＥＤとが対応してお
り、当該結像レンズにより結像される前記余剰ＬＥＤの光
は、別の結像レンズにより結像される別の標準ＬＥＤの
光と、前記ドラム回転軸方向に沿って、前記ドラム表面
の重複する領域を露光することを特徴とするＬＥＤ露光
ヘッド装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、前記余剰ＬＥＤは、前記標準ＬＥＤによって形成される静電潜像のドット間
隔を補正するために利用されることを特徴とするＬＥＤ
露光ヘッド装置。
【請求項５】請求項２ないし請求項４のいずれかに記
載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、前記余剰ＬＥＤは、前記ＬＥＤチップの段差部近傍に配置された前記標準Ｌ
ＥＤによって形成される静電潜像のドット間隔を補正す
るために利用されることを特徴とするＬＥＤ露光ヘッド
装置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、前記余剰ＬＥＤは、前記ドラム回転軸方向に沿って当該余剰ＬＥＤと重複す
る領域に静電潜像を形成する標準ＬＥＤの代替用として
利用されることを特徴とするＬＥＤ露光ヘッド装置。
【請求項７】請求項３ないし請求項６のいずれかに記
載のＬＥＤ露光ヘッド装置において、前記結像レンズは、縮小系レンズ、を含むことを特徴とするＬＥＤ露光ヘッ
ド装置。