JP2002331705A - Imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus

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JP2002331705A
JP2002331705A JP2001140400A JP2001140400A JP2002331705A JP 2002331705 A JP2002331705 A JP 2002331705A JP 2001140400 A JP2001140400 A JP 2001140400A JP 2001140400 A JP2001140400 A JP 2001140400A JP 2002331705 A JP2002331705 A JP 2002331705A
Authority
JP
Japan
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scanning direction
sub
light
print head
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001140400A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Watanabe
幸市 渡辺
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Facsimile Heads (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus in which an image having high image quality is formed by suppressing variation of beam profile. SOLUTION: Two print heads 14A and 14B for irradiating a photosensitive drum, respectively, with a light beam and forming a latent image are provided while arranging identical lens arrays 24A and 24B in the same direction. When viewed from the direction of the optical axis of a rod lens 32, the light emitting elements 32 of the print head 14A are offset from the center line 36 of the lens array 24A in the direction Z1 (subscanning direction) and the light emitting elements 32 of the print head 14B are offset in the direction Z2. Variation in the beam diameter formed on the photosensitive drum by both print heads 14A and 14B is thereby repeated in units of the pitch of lens diameter but since the beam diameters are shifted mutually by one half of the wavelength (the pitch of lens radius), sum of the diameter of beams projected frpm respective print heads 14A and 14B to the same position on the photosensitive drum 10 approaches a constant value and a good image is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、LED(発光ダイオード)やLCD(液晶表示素
子)を用いたプリンタヘッドやドットアレイプリンタ等
に好適な画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus suitable for a printer head or a dot array printer using an LED (light emitting diode) or an LCD (liquid crystal display element).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例から電子写真方式の画像形成装置
において、主走査方向にLED発光素子(以下、発光素
子という)を1列に配置したLEDアレイに対して、主
走査方向にレンズを1列または2列に配置したレンズア
レイを介して感光体ドラム上に潜像を形成するLEDプ
リントヘッドが使われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, an LED array in which LED light emitting elements (hereinafter referred to as light emitting elements) are arranged in one row in a main scanning direction has a lens in the main scanning direction. An LED print head that forms a latent image on a photosensitive drum via a lens array arranged in rows or two rows is used.

【0003】プリントヘッドを画像形成装置に用いた場
合には、発光素子の光量のバラツキや、レンズアレイの
特性によって形成された画像に濃度ムラが発生すること
が非常に多く、大きな問題になっている。
When a print head is used in an image forming apparatus, there is a great problem that unevenness in the amount of light from the light emitting elements and unevenness in density occur in an image formed due to the characteristics of the lens array. I have.

【0004】一般に、レンズを副走査方向に2段に俵積
み配置したレンズアレイに対してLED発光素子を主走
査方向に1列に配置した場合、感光体ドラムに照射され
るビーム径がレンズアレイのレンズ直径ピッチ単位で変
動する。したがって、その変動幅が大きいとレンズ半径
ピッチで画像にスジが発生してしまう。
In general, when the LED light emitting elements are arranged in one row in the main scanning direction with respect to a lens array in which the lenses are arranged in two stages in the sub-scanning direction, the diameter of the beam irradiated on the photosensitive drum becomes smaller than the lens array. Fluctuates in units of the lens diameter pitch. Therefore, if the fluctuation width is large, a streak occurs in the image at the lens radius pitch.

【0005】上記問題に対処するために、発光素子の光
量を均一に補正する方法、レンズによる周期的なムラが
低減されるようにレンズ設計する方法等が検討されてい
る。
To cope with the above problem, a method of uniformly correcting the light amount of the light emitting element, a method of designing a lens so as to reduce the periodic unevenness due to the lens, and the like have been studied.

【0006】このように画像にスジが発生することを防
止するものとして、特開2000−71508公報(以
下、従来例1という)には、2組のLEDプリントヘッ
ドを用いて、それぞれの製造誤差によって相互のビーム
プロファイルの変動状態がずれて変動を低減させる構成
が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-71508 (hereinafter referred to as Conventional Example 1) discloses a method for preventing the occurrence of streaks in an image by using two sets of LED print heads and manufacturing errors. Discloses a configuration in which the fluctuation state of the beam profiles is shifted to reduce the fluctuation.

【0007】また、特開2000−37903公報(以
下、従来例2という)には、カラーの画像形成装置にお
いて、各色毎にレンズの主走査方向位置を変更すること
によって、複数色を重ねる際にビームプロファイルの変
動を相殺して良好な画像形成を行う構成が開示されてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-37903 (hereinafter referred to as Conventional Example 2) discloses that, in a color image forming apparatus, when a plurality of colors are overlapped by changing the position of a lens in the main scanning direction for each color. A configuration for canceling the fluctuation of the beam profile and performing good image formation is disclosed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
1は、LEDプリントヘッドの製造誤差に基づいて画像
欠陥を回避する方法なので、場合によってはスジの発生
を回避できるというものであり、スジの発生を確実に回
避できるものではない。
However, the prior art 1 is a method of avoiding an image defect based on a manufacturing error of the LED print head, so that the occurrence of the streak can be avoided in some cases. Is not something that can be reliably avoided.

【0009】また、従来例2は、各色を重ねないと画像
にスジが発生することを回避できず、単色の使用では効
果がないという不都合があった。また、画像を重ねあわ
せる、いわゆるタンデム方式でないと使用することがで
きないという欠点があった。
Further, the conventional example 2 has a disadvantage in that it is impossible to avoid streaks in an image unless each color is superimposed, and there is an inconvenience that use of a single color is not effective. In addition, there is a drawback that the image cannot be used unless a so-called tandem method of superimposing images is used.

【0010】さらに、レンズを副走査方向に1列あるい
は2列に配置したレンズアレイを備えるLEDプリント
ヘッドでは、LED発光素子から出射された光束がレン
ズアレイまでに拡散するため、副走査方向において大き
く遮光され、光量の損失が大きい。したがって、このL
EDプリントヘッドを備えた画像形成装置では、プロセ
ススピードを150mm/s以上することは困難であ
る。
Further, in an LED print head provided with a lens array in which lenses are arranged in one or two rows in the sub-scanning direction, since a light beam emitted from the LED light-emitting element is diffused to the lens array, it becomes large in the sub-scanning direction. It is shielded from light and loss of light quantity is large. Therefore, this L
In an image forming apparatus provided with an ED print head, it is difficult to increase the process speed to 150 mm / s or more.

【0011】本発明は、上記事実に鑑みて成されたもの
であり、ビームプロファイルの変動を抑制して画質を向
上させた画像形成装置を提供することを目的とする。ま
た、他の目的として画像形成の高速化を達成した画像形
成装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has as its object to provide an image forming apparatus which suppresses fluctuation of a beam profile and improves image quality. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus that achieves high-speed image formation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、複数の発光素子を主走査方
向に1列に配置した光源と、集光性レンズが副走査方向
に2段俵積みに配置され、前記光源から出射された光束
を被走査体上に結像させる集光性レンズアレイと、を備
え、前記集光レンズの光軸方向からみて副走査方向にお
いて前記発光素子を集光レンズアレイの副走査方向中心
線からオフセットして配置した第1プリントヘッドと第
2プリントヘッドを備え、前記被走査体の副走査方向に
沿って配設された第1プリントヘッドと第2プリントヘ
ッドでは、同一の集光レンズアレイが副走査方向におい
て同一方向に向いて配置されると共に、主走査方向にお
いて集光レンズが同一位置に配置され、前記副走査方向
中心線に対するオフセット方向が反対方向になるように
それぞれの発熱素子が配置されていることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged in one line in a main scanning direction, and a condensing lens are arranged in a sub scanning direction. A converging lens array that is arranged in a two-tiered stack, and forms a light beam emitted from the light source on the object to be scanned, and the sub-scanning direction as viewed from the optical axis direction of the condensing lens. A first print head and a second print head each having a light emitting element arranged offset from a center line of the condenser lens array in the sub scanning direction, and a first print head arranged along the sub scanning direction of the object to be scanned. In the second print head, the same condensing lens array is arranged in the same direction in the sub-scanning direction, and the condensing lenses are arranged in the same position in the main scanning direction. Wherein the set direction, each of the heating elements so that the opposite direction is arranged.

【0013】請求項1記載の発明の作用について説明す
る。
The operation of the first aspect of the present invention will be described.

【0014】副走査方向に2段に俵積み配置されたレン
ズアレイに対して複数の発熱素子を主走査方向に1列に
配置した場合に、主走査に伴なってビームプロファイル
がレンズ直径ピッチ単位で変動し、レンズアレイの副走
査方向中心線に対する発熱素子のオフセット方向を変更
することによって変動状態が半波長ずれることが確認さ
れている。
When a plurality of heating elements are arranged in a single row in the main scanning direction with respect to a lens array arranged in two stages in the sub-scanning direction, the beam profile is changed by a lens diameter pitch unit in the main scanning. It has been confirmed that the variation state is shifted by a half wavelength by changing the offset direction of the heating element with respect to the center line in the sub-scanning direction of the lens array.

【0015】そこで、同一のレンズアレイを有する第1
プリントヘッドと第2プリントヘッドを被走査体の副走
査方向に沿って配置し、副走査方向においてレンズアレ
イを同一方向を向けて配設すると共に、主走査方向にお
いて各プリントヘッドの集光レンズを同一位置に配置
し、集光レンズの光軸方向からみてレンズアレイの副走
査方向中心線に対する発光素子のオフセット方向を反対
にすることによって、各プリントヘッドによって主走査
されて被走査体上に形成されるビームプロファイルの変
動が主走査方向においてレンズ直径ピッチの半分(半波
長)だけずれることになる。したがって、被走査体の同
一位置に照射される各プリントヘッドによるビームプロ
ファイルの和が一定に近づき、主走査方向におけるビー
ムプロファイルの変動が抑制されて良好な画像形成を行
うことができる。
Therefore, the first lens having the same lens array
The print head and the second print head are arranged along the sub-scanning direction of the object to be scanned, the lens array is arranged in the same direction in the sub-scanning direction, and the condenser lens of each print head is arranged in the main scanning direction. By disposing them at the same position and making the offset direction of the light emitting element with respect to the center line in the sub-scanning direction of the lens array opposite to the optical axis direction of the condenser lens, the main scanning is performed by each print head and formed on the object to be scanned. The fluctuation of the beam profile to be performed is shifted by half (half wavelength) of the lens diameter pitch in the main scanning direction. Therefore, the sum of the beam profiles of the respective print heads that irradiate the same position on the object to be scanned approaches a constant, and the fluctuation of the beam profile in the main scanning direction is suppressed, so that good image formation can be performed.

【0016】また、2つのプリントヘッドから被走査体
を露光するため、十分な光量が確保され、画像形成の高
速化を達成することができる。
Further, since the object to be scanned is exposed from the two print heads, a sufficient amount of light is secured, and the speed of image formation can be increased.

【0017】請求項2記載の発明は、複数の発光素子を
主走査方向に1列に配置した光源と、集光性レンズが副
走査方向に2段俵積みに配置され、前記光源から出射さ
れた光束を被走査体上に結像させる集光性レンズアレイ
と、を備え、前記集光レンズの光軸方向からみて副走査
方向において前記発光素子を集光レンズアレイの副走査
方向中心線からオフセットして配置した第1プリントヘ
ッドと第2プリントヘッドを備え、前記被走査体の副走
査方向に沿って配設された第1プリントヘッドと第2プ
リントヘッドでは、同一の集光レンズアレイが副走査方
向において反対方向に向いて配置されると共に、主走査
方向において集光レンズが同一位置に配置され、前記副
走査方向中心線に対するオフセット方向が同一方向にな
るようにそれぞれの発熱素子が配置されていることを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a light source in which a plurality of light emitting elements are arranged in one line in a main scanning direction, and a condensing lens is arranged in a two-stage stack in a sub scanning direction. A light-collecting lens array for forming an image of the light beam on the object to be scanned, and the light-emitting element is moved from a center line in the sub-scanning direction of the condensing lens array in the sub-scanning direction when viewed from the optical axis direction of the condensing lens. A first print head and a second print head that are arranged offset, and the first print head and the second print head that are arranged along the sub-scanning direction of the object to be scanned have the same condensing lens array. In the main scanning direction, the condensing lenses are arranged at the same position while being arranged in the opposite direction in the sub-scanning direction, and the offset direction with respect to the sub-scanning direction center line is in the same direction. Wherein the heating element is disposed.

【0018】請求項2記載の発明の作用について説明す
る。
The operation of the second aspect of the invention will be described.

【0019】副走査方向に2段に俵積み配置されたレン
ズアレイに対して複数の発熱素子を主走査方向に1列に
配置した場合に、主走査に伴なってビームプロファイル
がレンズ直径ピッチ単位で変動し、レンズアレイの副走
査方向中心線に対する発熱素子のオフセット方向を変更
することによって変動状態が半波長ずれることが確認さ
れている。
When a plurality of heating elements are arranged in a single row in the main scanning direction with respect to a lens array arranged in two rows in the sub-scanning direction, the beam profile is changed by a lens diameter pitch unit in the main scanning. It has been confirmed that the variation state is shifted by a half wavelength by changing the offset direction of the heating element with respect to the center line in the sub-scanning direction of the lens array.

【0020】そこで、同一のレンズアレイを有する第1
プリントヘッドと第2プリントヘッドを被走査体の副走
査方向に沿って配置し、副走査方向においてレンズアレ
イを反対方向を向けて配設すると共に、主走査方向にお
いて各プリントヘッドの集光レンズを同一位置に配置
し、集光レンズの光軸方向からみてレンズアレイの副走
査方向中心線に対する発光素子のオフセット方向を同一
方向にすることによって、各プリントヘッドによって主
走査されて被走査体上に形成されるビームプロファイル
の変動が主走査方向においてレンズ直径ピッチの半分
(半波長)だけずれることになる。したがって、被走査
体の同一位置に照射される各プリントヘッドによるビー
ムプロファイルの和が一定に近づき、主走査方向におけ
るビームプロファイルの変動が抑制されて良好な画像形
成を行うことができる。
Accordingly, the first lens having the same lens array
The print head and the second print head are arranged along the sub-scanning direction of the object to be scanned, and the lens arrays are arranged in the sub-scanning direction so as to face in opposite directions. Arranged at the same position, and by making the offset direction of the light emitting element with respect to the center line in the sub-scanning direction of the lens array in the same direction as viewed from the optical axis direction of the condenser lens, the main scan is performed by each print head and the scan is performed on the object to be scanned. The fluctuation of the formed beam profile is shifted by half of the lens diameter pitch (half wavelength) in the main scanning direction. Therefore, the sum of the beam profiles of the respective print heads that irradiate the same position on the object to be scanned approaches a constant, and the fluctuation of the beam profile in the main scanning direction is suppressed, so that good image formation can be performed.

【0021】また、2つのプリントヘッドから被走査体
を露光するため、十分な光量が確保され、画像形成の高
速化を達成することができる。
Further, since the object to be scanned is exposed from the two print heads, a sufficient amount of light is secured, and the speed of image formation can be increased.

【0022】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の発明において、前記第1プリントヘッドと第2プ
リントヘッドにおいて、前記集光レンズの光軸方向から
見て、副走査方向において、前記レンズアレイの副走査
方向中心線から前記発光素子までのオフセット量が等し
いことを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2
In the invention described above, in the first print head and the second print head, an offset from a center line in the sub-scanning direction of the lens array to the light-emitting element in a sub-scanning direction when viewed from an optical axis direction of the condenser lens. It is characterized by equal amounts.

【0023】請求項3記載の発明の作用について説明す
る。
The operation of the third aspect of the invention will be described.

【0024】オフセット量が等しければ、各プリントヘ
ッドによって被走査体上に結像されたビームプロファイ
ルの変動波形は、半波長だけずれた等しい波形となる。
したがって、被走査体の同一位置におけるビームプロフ
ァイル和が一層一定に近づき、良好な画像形成を行うこ
とができる。
If the offset amounts are equal, the fluctuation waveform of the beam profile formed on the object to be scanned by each print head becomes an equal waveform shifted by a half wavelength.
Therefore, the sum of the beam profiles at the same position on the scanned object becomes more constant, and good image formation can be performed.

【0025】請求項4記載の発明は、請求項1〜3のい
ずれか1項記載の発明において、副走査方向において前
記レンズアレイの副走査方向中心線から前記発熱素子が
オフセットされている距離は、0.10mm〜0.30
mmであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the distance by which the heating element is offset from the center line in the sub-scanning direction of the lens array in the sub-scanning direction is: 0.10mm ~ 0.30
mm.

【0026】請求項4記載の発明の作用について説明す
る。
The operation of the fourth aspect of the present invention will be described.

【0027】副走査方向において、レンズアレイの副走
査方向中心線に対して発光素子が0.10mm〜0.3
0mmオフセットされていれば、ビームプロファイルの
主走査方向における変動波形がサインカーブに近づき、
主走査方向に半波長ずれたビームプロファイルとの和が
一層一定に近づき、ビームプロファイルの変動が良好に
抑制される。
In the sub-scanning direction, the light emitting element is 0.10 mm to 0.3 mm with respect to the center line of the lens array in the sub-scanning direction.
If it is offset by 0 mm, the fluctuation waveform of the beam profile in the main scanning direction approaches a sine curve,
The sum with the beam profile shifted by a half wavelength in the main scanning direction becomes closer to a constant, and the fluctuation of the beam profile is favorably suppressed.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る画像形成装置について説明する。画像形
成装置は、周知の電子写真方式の画像形成装置であっ
て、本発明の要部は、感光体ドラムに対して光を照射す
ることによって感光体ドラム上に潜像を形成する光源部
分に特徴があるので、その該当部分のみ説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The image forming apparatus is a well-known electrophotographic image forming apparatus, and the main part of the present invention is a light source portion that forms a latent image on the photosensitive drum by irradiating the photosensitive drum with light. Since there are features, only the relevant portions will be described.

【0029】図2に示すように、画像形成装置には、感
光体ドラム10の周囲に回転方向に沿って帯電器12、
光源14、現像器16、転写ローラ18、感光体ドラム
10上に残存するトナーを除去するクリーナー20が配
置されている。このような構成によって、帯電器12に
よって帯電された感光体ドラム10の表面に光源14か
らの光の照射によって潜像を形成し、現像器16によっ
て潜像をトナー像とし、転写ローラ18によってトナー
像を用紙に転写することによって、画像形成する構成で
ある。
As shown in FIG. 2, the image forming apparatus includes a charger 12 around a photosensitive drum 10 along a rotational direction.
A light source 14, a developing unit 16, a transfer roller 18, and a cleaner 20 for removing toner remaining on the photosensitive drum 10 are arranged. With this configuration, a latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 10 charged by the charger 12 by irradiating light from the light source 14, the latent image is formed into a toner image by the developing device 16, and the toner image is formed by the transfer roller 18. In this configuration, an image is formed by transferring an image to a sheet.

【0030】ここでは、用紙に直接転写する構成として
説明したが、転写ベルトに転写して4色の像を重ね合せ
ることによってカラーの画像形成をすることもできる。
Here, a configuration in which the image is directly transferred to a sheet has been described. However, it is also possible to form a color image by transferring the image to a transfer belt and superimposing images of four colors.

【0031】光源14は、図2に示すように、感光体ド
ラム10の外周面に沿って配設された2個のプリントヘ
ッド14A、14Bから構成されている。プリントヘッ
ド14Aは、図1に示すように、感光体ドラム10の外
周面に対向して、感光体ドラム10の回転軸方向(主走
査方向、矢印X方向)に延在し、感光体ドラム10に対
して画像形成用の光束を出射するLEDアレイ22A
と、LEDアレイ22Aから出射された光束をそれぞれ
感光体ドラム10上に結像させるレンズアレイ24Aと
から構成されている。
As shown in FIG. 2, the light source 14 is composed of two print heads 14A and 14B arranged along the outer peripheral surface of the photosensitive drum 10. As shown in FIG. 1, the print head 14 </ b> A extends in the rotation axis direction (main scanning direction, arrow X direction) of the photosensitive drum 10 so as to face the outer peripheral surface of the photosensitive drum 10. Array 22A that emits a light beam for image formation with respect to
And a lens array 24A that forms a light beam emitted from the LED array 22A on the photosensitive drum 10, respectively.

【0032】LEDアレイ22Aは、それぞれ保持体2
6の端面26AにLEDチップ28が主走査方向に1列
に配置されたものであり、各LEDチップ28には60
0dpiの間隔で128の発光点(発光素子)30が主
走査方向に1列に配置されたものである。したがって、
端面26Aには、発光素子30が主走査方向に1列に配
置されている。この発光素子30は自己走査型LED
(SLED)であり、ドライバを外付けすることが可能
で、各LEDチップ28に必要な電極数が4または5ヶ
所と単純な構成で形成することができる。
Each of the LED arrays 22A is
The LED chips 28 are arranged in one line in the main scanning direction on the end surface 26A of the LED chip 6.
128 light-emitting points (light-emitting elements) 30 are arranged in one line in the main scanning direction at intervals of 0 dpi. Therefore,
On the end face 26A, the light emitting elements 30 are arranged in one line in the main scanning direction. This light emitting element 30 is a self-scanning LED
(SLED), a driver can be externally attached, and the number of electrodes required for each LED chip 28 can be formed with a simple configuration of four or five places.

【0033】一方、レンズアレイ24Aは、屈性率分布
型のロッドレンズ(例えば、セルフォックレンズ(日本
板硝子株式会社製))32が感光体ドラム10の回転方
向(副走査方向)に2列俵積み構造に配置されたもので
あり、LEDアレイ22の各発光素子30から出射され
た光束を感光体ドラム10上に結像させるものである。
On the other hand, in the lens array 24A, a refractive index distribution type rod lens (for example, a SELFOC lens (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.)) 32 has two rows in the rotation direction (sub-scanning direction) of the photosensitive drum 10. The light beams emitted from the light emitting elements 30 of the LED array 22 are imaged on the photosensitive drum 10.

【0034】プリントヘッド14Bの構成もプリントヘ
ッド14Aと略同様なので、その詳細な説明を省略す
る。
The structure of the print head 14B is substantially the same as that of the print head 14A, and a detailed description thereof will be omitted.

【0035】このプリントヘッド14A、14Bは、ロ
ッドレンズ32の配置が同一のレンズアレイ24A、2
4BとLEDアレイ22A、22Bの相対位置関係のみ
が異なる。
The print heads 14A, 14B have lens arrays 24A, 24A,
Only the relative positional relationship between the LED array 4B and the LED arrays 22A and 22B is different.

【0036】以下、LEDアレイ22A、22Bとレン
ズアレイ24A、24Bの相対的な位置関係について、
ロッドレンズ32の光軸方向(矢印Y方向)からみた図
3を参照して説明する。
Hereinafter, the relative positional relationship between the LED arrays 22A and 22B and the lens arrays 24A and 24B will be described.
This will be described with reference to FIG. 3 as viewed from the optical axis direction of the rod lens 32 (arrow Y direction).

【0037】レンズアレイ24A、24Bは、それぞれ
同一に形成されたものを副走査方向(矢印Z方向)にお
いて同一方向に向いて配置され、主走査方向(矢印X方
向)においてロッドレンズ32を同一位置に配置したも
のである。
The lens arrays 24A and 24B, which are formed identically, are arranged in the same direction in the sub-scanning direction (arrow Z direction), and the rod lenses 32 are positioned at the same position in the main scanning direction (arrow X direction). It is arranged in.

【0038】プリントヘッド14Aは、副走査方向にお
いて、発光素子30がレンズアレイ24Aの中心を通る
中心線36Aに対して上側(以下、矢印Z1方向とい
う)に距離dだけオフセットして配置されたものであ
る。
The print head 14A is such that the light-emitting element 30 is arranged above the center line 36A passing through the center of the lens array 24A in the sub-scanning direction and offset by a distance d (hereinafter, referred to as an arrow Z1 direction). It is.

【0039】一方、プリントヘッド14Bは、副走査方
向において、発光素子30がレンズアレイ24Bの中心
を通る中心線36Bに対して下側(以下、矢印Z2方向
という)に距離dだけオフセットして配置されたもので
ある。
On the other hand, the print head 14B is arranged such that the light emitting element 30 is offset by a distance d below (hereinafter referred to as an arrow Z2 direction) a center line 36B passing through the center of the lens array 24B in the sub-scanning direction. It was done.

【0040】すなわち、レンズアレイ24A、24Bの
中心線36A、36Bに対する発光素子30のオフセッ
ト方向が反対なものである。なお、中心線36A、36
Bとは、副走査方向において各レンズアレイ24A、2
4Bの上端と下端から等距離(=a)の位置に引かれた
線をいう。
That is, the offset direction of the light emitting element 30 with respect to the center lines 36A and 36B of the lens arrays 24A and 24B is opposite. The center lines 36A, 36
B means each lens array 24A, 2B in the sub-scanning direction.
A line drawn at a position equidistant (= a) from the upper and lower ends of 4B.

【0041】このように構成された画像形成装置の作用
について説明する。
The operation of the image forming apparatus thus configured will be described.

【0042】先ず、主走査方向に1列に発光素子が配列
されたLEDアレイと、副走査方向にロッドレンズを2
段俵積みしたレンズアレイを備えたプリントヘッドを用
いた場合に、レンズの光軸方向からみて、副走査方向に
おいて、レンズアレイの中心線と発光素子の位置関係
と、主走査した場合の感光体ドラム上におけるビーム径
の変動の関係について説明する。
First, an LED array in which light-emitting elements are arranged in one line in the main scanning direction, and a rod lens in the sub-scanning direction
When a print head having a lens array stacked in a stack is used, the positional relationship between the center line of the lens array and the light emitting element in the sub-scanning direction, as viewed from the optical axis direction of the lens, and the photoconductor when main scanning is performed The relationship between the fluctuations of the beam diameter on the drum will be described.

【0043】すなわち、副走査方向における発光素子と
レンズアレイの中心線とのオフセット量をdとして配置
したプリントヘッドを用いて感光体ドラムを主走査させ
た場合に、感光体ドラム上におけるビーム径の変動状態
を、図4(A)〜図4(J)に示す。
That is, when the photosensitive drum is main-scanned using a print head in which the offset amount between the light emitting element and the center line of the lens array in the sub-scanning direction is set as d, the beam diameter on the photosensitive drum is reduced. The fluctuation state is shown in FIGS. 4 (A) to 4 (J).

【0044】ここで、横軸は感光体ドラム上の主走査方
向位置(mm)であり、縦軸はビーム径(μm)を示
す。各図に付されているdの値が各光源におけるレンズ
アレイの中心線からのオフセット量d(mm)を示す。
なお、本試験において使用されたロッドレンズのレンズ
径Dは0.845mmでありレンズ半径rは0.422
5mmである。
Here, the horizontal axis represents the position (mm) in the main scanning direction on the photosensitive drum, and the vertical axis represents the beam diameter (μm). The value of d attached to each figure indicates an offset d (mm) from the center line of the lens array in each light source.
The lens diameter D of the rod lens used in this test was 0.845 mm, and the lens radius r was 0.422.
5 mm.

【0045】図4(A)〜図4(J)に示すように、副
走査方向において発光素子とレンズアレイの中心線との
オフセット量dに応じて感光体ドラム上に形成されるビ
ーム径の変動状態が異なることが確認できる。
As shown in FIGS. 4A to 4J, the diameter of the beam formed on the photosensitive drum in accordance with the offset d between the light emitting element and the center line of the lens array in the sub-scanning direction. It can be confirmed that the fluctuation state is different.

【0046】ここで、図5に模式的に示すように、中心
線36に対する発光素子30のオフセット方向を反対に
すると、ビーム径の変動波形が半波長ずれることにな
る。したがって、ビーム径の変動波形(図5(A)参
照)が正弦波に近ければ、半波長だけずれたビーム径の
変動波形(図5(B)参照)を重ねる(両者の和をと
る)ことによって、ビーム径の変動波形の振幅が大幅に
抑制されることになる(図5(C)参照)。
Here, as shown schematically in FIG. 5, when the offset direction of the light emitting element 30 with respect to the center line 36 is reversed, the fluctuation waveform of the beam diameter is shifted by a half wavelength. Therefore, if the fluctuation waveform of the beam diameter (see FIG. 5A) is close to a sine wave, the fluctuation waveform of the beam diameter shifted by a half wavelength (see FIG. 5B) is superimposed (the sum of the two). As a result, the amplitude of the fluctuation waveform of the beam diameter is greatly suppressed (see FIG. 5C).

【0047】ここで、両者のビーム径の和が一定に近づ
くためには、ビーム径の変動波形がサインカーブに近似
している方が望ましいため、オフセット量dが0.10
mm〜0.30mm(図4(F)〜図4(J)参照)が
好ましく、0.15mm〜0.20mmが一層好適であ
る。
Here, in order for the sum of the beam diameters of the two to approach a constant, it is desirable that the fluctuation waveform of the beam diameter approximates a sine curve.
4 mm to 0.30 mm (see FIGS. 4F to 4J), and more preferably 0.15 mm to 0.20 mm.

【0048】したがって、レンズアレイ24A、24B
とLEDアレイ22A、22Bを上述の相対位置関係に
配置したプリントヘッド14A、14Bによって感光体
ドラム10を主走査することによって、感光体ドラム1
0上に結像されるビーム径の主走査方向における変動波
形が半波長だけずれる。したがって、プリントヘッド1
4A、14Bから感光体ドラム10上に照射されるビー
ム径の和が一定に近づき、主走査方向におけるビーム径
の変動が抑制され、良好な画像形成が達成されるもので
ある。
Therefore, the lens arrays 24A and 24B
The main scanning of the photosensitive drum 10 is performed by the print heads 14A and 14B in which the photosensitive drum 1 and the LED arrays 22A and 22B are arranged in the above-described relative positional relationship.
The fluctuation waveform in the main scanning direction of the beam diameter imaged on zero shifts by half a wavelength. Therefore, print head 1
The sum of the diameters of the beams irradiated from 4A and 14B onto the photoreceptor drum 10 approaches a constant value, the fluctuation of the beam diameter in the main scanning direction is suppressed, and good image formation is achieved.

【0049】なお、以下のように述べる配置でも、プリ
ントヘッド14A、14Bによるビーム径の変動波形が
半波長だけずれ、感光体ドラム10上のビーム径の変動
を抑制することができる。
Even in the arrangement described below, the fluctuation waveform of the beam diameter by the print heads 14A and 14B is shifted by a half wavelength, and the fluctuation of the beam diameter on the photosensitive drum 10 can be suppressed.

【0050】すなわち、図6に示すように、レンズアレ
イ24A、24Bが副走査方向に同一方向を向いて配置
されている場合に、本実施形態と反対にLEDアレイ2
2Aの発光素子30が中心線36Aに対してZ2方向に
オフセットしており、LEDアレイ22Bの発光素子3
0が中心線36Bに対してZ1方向にオフセットして配
置したものでも良い。
That is, as shown in FIG. 6, when the lens arrays 24A and 24B are arranged to face the same direction in the sub-scanning direction, the LED array 2
The light emitting element 30 of the LED array 22B is offset from the center line 36A in the Z2 direction.
0 may be offset from the center line 36B in the Z1 direction.

【0051】さらに、図7、図8に示すように、レンズ
アレイ24A、24Bが副走査方向において反対方向を
向いて配置されている場合に、LEDアレイ22A、2
2Bの発光素子30を中心線36A、36Bに対して同
一方向(Z2方向、またはZ1方向)にオフセットして
配置したものでも良い。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, when the lens arrays 24A and 24B are arranged to face in the opposite direction in the sub-scanning direction, the LED arrays 22A and
The 2B light emitting element 30 may be arranged so as to be offset in the same direction (Z2 direction or Z1 direction) with respect to the center lines 36A and 36B.

【0052】また、本実施形態では、プリントヘッド1
4A、14Bにおけるオフセット量dを同一としたた
め、ビーム径の変動状態(振幅)が同一のものとなり、
ビーム径の和が一層一定に近づき、主走査方向における
ビーム径の変動を抑制できる。しかしながら、オフセッ
ト量dが同一でなくとも構わない。
In this embodiment, the print head 1
Since the offset amount d in 4A and 14B is the same, the fluctuation state (amplitude) of the beam diameter becomes the same,
The sum of the beam diameters becomes closer to a constant, and the fluctuation of the beam diameter in the main scanning direction can be suppressed. However, the offset amounts d need not be the same.

【0053】さらに、2つのプリントヘッド14A、1
4Bを用いて感光体ドラム10を露光して潜像を形成し
ているため、感光体ドラム10上に十分な光量が到達し
ており、画像形成装置のプロセススピードを向上させる
ことができる。
Further, the two print heads 14A, 1
Since the latent image is formed by exposing the photosensitive drum 10 using 4B, a sufficient amount of light reaches the photosensitive drum 10 and the process speed of the image forming apparatus can be improved.

【0054】したがって、本実施形態に係る画像形成装
置では、ビーム径の変動量を抑制する作用によって、プ
ロセススピード200mm/sでスジのない高画質な画
像を形成することができる。
Therefore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, a high-quality image without streaks can be formed at a process speed of 200 mm / s by the action of suppressing the fluctuation amount of the beam diameter.

【0055】なお、本実施形態では、感光体ドラム10
の回転方向において異なる位置にプリントヘッド14
A、14Bから露光する構成としたが、図9に示すよう
に、回転方向において同一位置に露光する構成としても
良い。
In the present embodiment, the photosensitive drum 10
Print head 14 at a different position in the rotation direction of
Although the exposure is performed from A and 14B, as shown in FIG. 9, the exposure may be performed at the same position in the rotation direction.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ビームプロファイルの変動を抑制することによって、高
画質な画像形成をすることができる。また、高速な画像
形成を行うことができる。
As described above, according to the present invention,
By suppressing the fluctuation of the beam profile, it is possible to form a high-quality image. Further, high-speed image formation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態に係る光源の要部構成斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a light source according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概
略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施形態に係るLEDアレイとレ
ンズアレイの位置関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an LED array and a lens array according to an embodiment of the present invention.

【図4】 (A)〜(J)は、レンズアレイに対するL
EDアレイの副走査方向の位置関係が異なる場合に、主
走査によるビーム径の変動状態を示した図である。
FIGS. 4A to 4J show L for a lens array.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of fluctuation of a beam diameter due to main scanning when the positional relationship of the ED array in the sub-scanning direction is different.

【図5】 (A)〜(C)は、ビーム径の変動状態が半
波長ずれた場合に、ビーム径の変動幅が抑制される作用
を示した模式図である。
FIGS. 5A to 5C are schematic diagrams illustrating an operation of suppressing the fluctuation width of the beam diameter when the fluctuation state of the beam diameter is shifted by half a wavelength.

【図6】 本発明の他の例に係るLEDアレイとレンズ
アレイの位置関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an LED array and a lens array according to another example of the present invention.

【図7】 本発明の他の例に係るLEDアレイとレンズ
アレイの位置関係を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an LED array and a lens array according to another example of the present invention.

【図8】 本発明の他の例に係るLEDアレイとレンズ
アレイの位置関係を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a positional relationship between an LED array and a lens array according to another example of the present invention.

【図9】 本発明の他の例に係る画像形成装置の概略構
成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to another example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…感光体ドラム(被走査体) 22…LEDアレイ 24…レンズアレイ 28…LEDチップ(チップ) 30…発光素子 32…ロッドレンズ(集光性レンズ) 36…中心線(副走査方向中心線) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Photoconductor drum (subject to be scanned) 22 ... LED array 24 ... Lens array 28 ... LED chip (chip) 30 ... Light emitting element 32 ... Rod lens (light collecting lens) 36 ... Center line (center line in the sub-scanning direction)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 1/19 Fターム(参考) 2C162 AE28 AE47 AF06 FA04 FA17 FA45 FA50 FA68 5C051 AA02 CA08 DA03 DA06 DB02 DB22 DB29 DC04 DC05 5C072 AA03 BA03 BA17 DA03 DA25 HA01 HA06 HA20 XA04 5F041 AA39 DA13 EE12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 1/19 F term (Reference) 2C162 AE28 AE47 AF06 FA04 FA17 FA45 FA50 FA68 5C051 AA02 CA08 DA03 DA06 DB02 DB22 DB29 DC04 DC05 5C072 AA03 BA03 BA17 DA03 DA25 HA01 HA06 HA20 XA04 5F041 AA39 DA13 EE12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の発光素子を主走査方向に1列に配
置した光源と、集光性レンズが副走査方向に2段俵積み
に配置され、前記光源から出射された光束を被走査体上
に結像させる集光性レンズアレイと、を備え、前記集光
レンズの光軸方向からみて副走査方向において前記発光
素子を集光レンズアレイの副走査方向中心線からオフセ
ットして配置した第1プリントヘッドと第2プリントヘ
ッドを備え、 前記被走査体の副走査方向に沿って配設された第1プリ
ントヘッドと第2プリントヘッドでは、同一の集光レン
ズアレイが副走査方向において同一方向に向いて配置さ
れると共に、主走査方向において集光レンズが同一位置
に配置され、前記副走査方向中心線に対するオフセット
方向が反対方向になるようにそれぞれの発熱素子が配置
されていることを特徴とする画像形成装置。
1. A light source in which a plurality of light-emitting elements are arranged in one line in a main scanning direction, and a condensing lens are arranged in a two-stage stack in a sub-scanning direction, and a light beam emitted from the light source is scanned by a light source. A light-collecting lens array that forms an image on the light-emitting element, and the light-emitting element is arranged offset from the center line in the sub-scanning direction of the light-collecting lens array in the sub-scanning direction when viewed from the optical axis direction of the light-collecting lens. A first print head and a second print head, wherein the first print head and the second print head arranged along the sub-scanning direction of the object to be scanned have the same condensing lens array in the same direction in the sub-scanning direction. In addition, the condenser lenses are arranged at the same position in the main scanning direction, and the respective heating elements are arranged so that the offset direction with respect to the sub-scanning direction center line is in the opposite direction. Image forming apparatus characterized by there.
【請求項2】 複数の発光素子を主走査方向に1列に配
置した光源と、集光性レンズが副走査方向に2段俵積み
に配置され、前記光源から出射された光束を被走査体上
に結像させる集光性レンズアレイと、を備え、前記集光
レンズの光軸方向からみて副走査方向において前記発光
素子を集光レンズアレイの副走査方向中心線からオフセ
ットして配置した第1プリントヘッドと第2プリントヘ
ッドを備え、 前記被走査体の副走査方向に沿って配設された第1プリ
ントヘッドと第2プリントヘッドでは、同一の集光レン
ズアレイが副走査方向において反対方向に向いて配置さ
れると共に、主走査方向において集光レンズが同一位置
に配置され、前記副走査方向中心線に対するオフセット
方向が同一方向になるようにそれぞれの発熱素子が配置
されていることを特徴とする画像形成装置。
2. A light source in which a plurality of light-emitting elements are arranged in one line in a main scanning direction, and a condensing lens are arranged in a two-stage stack in a sub-scanning direction. A light-collecting lens array that forms an image on the light-emitting element, and the light-emitting element is arranged offset from the center line in the sub-scanning direction of the light-collecting lens array in the sub-scanning direction when viewed from the optical axis direction of the light-collecting lens. A first print head and a second print head, wherein the first print head and the second print head arranged along the sub-scanning direction of the object to be scanned have the same condensing lens array in opposite directions in the sub-scanning direction. And the condenser elements are arranged at the same position in the main scanning direction, and the respective heating elements are arranged so that the offset direction with respect to the sub-scanning direction center line is in the same direction. Image forming apparatus characterized by there.
【請求項3】 前記第1プリントヘッドと第2プリント
ヘッドにおいて、前記集光レンズの光軸方向から見て、
副走査方向において、前記レンズアレイの副走査方向中
心線から前記発光素子までのオフセット量が等しいこと
を特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
3. In the first print head and the second print head, when viewed from an optical axis direction of the condenser lens,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an offset amount from the center line of the lens array in the sub-scanning direction to the light emitting element is equal in the sub-scanning direction.
【請求項4】 副走査方向において前記レンズアレイの
副走査方向中心線から前記発熱素子がオフセットされて
いる距離は、0.10mm〜0.30mmであることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の画像形成
装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein a distance in which the heating element is offset from a center line in the sub-scanning direction of the lens array in the sub-scanning direction is 0.10 mm to 0.30 mm. The image forming apparatus according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7145590B2 (en) * 2001-12-28 2006-12-05 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Apparatus with offset light source for forming images on photosensitive surface
JP2007276183A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Fuji Xerox Co Ltd Light emitting element array chip with microlens, and optical writing head
EP4142076A3 (en) * 2021-08-23 2023-07-26 Palo Alto Research Center Incorporated Independently-addressable high power surface-emitting laser array with tight-pitch packing

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