JP2009190391A - ラインヘッドおよびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光源が2次元状に配列されて駆動回路と接続されている場合の結線処理を円滑に行うと共に、画像形成を合理的に行えるラインヘッドおよび画像形成装置の提供。
【解決手段】発光素子を感光体の軸方向(X方向)および感光体の回動方向(Y方向)にそれぞれ複数配して発光素子グループBを形成し、当該発光素子グループをY方向にR、S、Tの複数行設けて発光源を2次元状に配列する。Ca〜Ccは各発光素子を駆動する駆動回路で、CaはGaの区域、CbはGbの区域、CcはGcの区域の発光素子グループと結線される。各駆動回路は、Y方向に3行形成された発光素子行の2行または1行と接続される。
【選択図】 図1
【解決手段】発光素子を感光体の軸方向(X方向)および感光体の回動方向(Y方向)にそれぞれ複数配して発光素子グループBを形成し、当該発光素子グループをY方向にR、S、Tの複数行設けて発光源を2次元状に配列する。Ca〜Ccは各発光素子を駆動する駆動回路で、CaはGaの区域、CbはGbの区域、CcはGcの区域の発光素子グループと結線される。各駆動回路は、Y方向に3行形成された発光素子行の2行または1行と接続される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、発光源が2次元状に配列されて駆動回路と接続されている
場合の結線処理を円滑に行うと共に、画像形成を合理的に行えるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
場合の結線処理を円滑に行うと共に、画像形成を合理的に行えるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像手段とを有している。
前記露光手段として、発光体アレイを設けたラインヘッド用いる技術が知られている。このラインヘッドは、発光体アレイにLEDや有機EL素子のような発光素子を設置している。また、発光素子の出力光は、結像レンズを通して感光体に照射される。結像レンズの光学倍率は、プラスのもの(セルフォックレンズ)とマイナスのもの(マイクロレンズ)が用いられる。例えば、特許文献1には、発光体アレイに2次元で配列された発光素子の出力光を、光学倍率がプラスの結像レンズを通して感光体ドラムに照射し、潜像を形成する例が記載されている。発光素子は、駆動回路により制御される。
特許文献1には、図8のブロック図に示されているような前記駆動回路が記載されている。図8において、80はラインヘッドの制御部70と接続される本体コントローラである。75は制御回路、76は駆動回路、77はメモリ、61は有機EL素子を用いた発光素子で、感光体の軸方向(X方向、主走査方向)と感光体の回動方向(Y方向、副走査方向)に複数配されている。Y方向に複数行の発光素子を配置するのは、解像度の向上などを目的としている。発光素子61は、前記駆動回路76に接続されている。本体コントローラ80で形成された画像データは、制御部70に送信され一旦メモリ77に記憶される。制御回路75はメモリ77に記憶されている画像データを読み出し、駆動信号を形成し駆動回路76を通して各発光素子61に供給する。
発光素子が2次元配置されている場合に、結像レンズとして光学倍率がマイナスのマイクロレンズを用いる構成では、感光体の軸方向および回動方向に画像データを反転して並び替えて駆動回路を動作させる必要がある。しかしながら、特許文献1に記載されているラインヘッドは、光学倍率がプラスの結像レンズを用いている。このため、特許文献1に記載の技術をそのまま用いると、感光体の回動方向で元画像とは異なる潜像が形成されることになり、画質が劣化するという問題があった。
また、図8に示されているような、基板のX方向とY方向に多数の発光素子を配しているラインヘッドにおいては、狭いスペース内でこれらの多数の発光素子と駆動回路との結線が行われるので、結線処理が煩雑になるという問題があった。特に、結像レンズとして光学倍率がマイナスのマイクロレンズを用いる構成では、前記のように画像データの反転が必要となるために、発光素子と駆動回路との結線処理が一層複雑になるという問題があ
った。
った。
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光源が2次元状に配列されて駆動回路と接続されている
場合の結線処理を円滑に行うと共に、画像形成を合理的に行えるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
場合の結線処理を円滑に行うと共に、画像形成を合理的に行えるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、
基板と、
前記基板に配設された感光体の軸方向および回動方向に複数設けて発光源を2次元状に形成する発光素子と、
前記感光体の軸方向に複数設けた発光素子で形成される発光素子行と、
前記各発光素子を駆動させる複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路と前記発光素子行とを電気的に接続する配線と、を有し、
前記発光素子は、n行(ここで、nは2以上の整数)の発光素子行を形成するとともに、
前記発光素子行が前記感光体の回動方向にn行配されているときに、前記駆動回路はn−1行以下の行に属する(n−1>1)で前記発光素子行の発光素子と前記配線で電機的に接続されることを特徴とする。
基板と、
前記基板に配設された感光体の軸方向および回動方向に複数設けて発光源を2次元状に形成する発光素子と、
前記感光体の軸方向に複数設けた発光素子で形成される発光素子行と、
前記各発光素子を駆動させる複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路と前記発光素子行とを電気的に接続する配線と、を有し、
前記発光素子は、n行(ここで、nは2以上の整数)の発光素子行を形成するとともに、
前記発光素子行が前記感光体の回動方向にn行配されているときに、前記駆動回路はn−1行以下の行に属する(n−1>1)で前記発光素子行の発光素子と前記配線で電機的に接続されることを特徴とする。
また、本発明のラインヘッドは、前記n行の発光素子行を形成する前記発光素子からの光を結像する結像光学系を有することを特徴とする。
また、本発明のラインヘッドは、前記配線と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を有し、前記駆動回路は前記フレキシブルプリント基板に配設されることを特徴とする。
また、本発明のラインヘッドは、前記駆動回路を2n以上設けたことを特徴とする。
また、本発明のラインヘッドは、前記駆動回路をドライバICで構成することを特徴とする。
また、本発明のラインヘッドは、前記結像光学系は光学倍率がマイナスであることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、
感光体ドラムと、
基板、前記基板に配設された発光素子、前記発光素子を駆動させる駆動回路、前記駆動回路と前記発光素子とを電気的に接続する配線、及び前記発光素子からの光を結像する結像光学系を有するラインヘッドと、
前記ラインヘッドに画像データを供給する制御手段と、を有し、
前記発光素子は、前記感光体ドラムの回転方向にn行(ここで、nは2以上の整数)の発光素子行を形成するとともに、
前記駆動回路はをn−1行以下の行に属する発光素子と前記配線で電気的に接続されることを特徴とする。
感光体ドラムと、
基板、前記基板に配設された発光素子、前記発光素子を駆動させる駆動回路、前記駆動回路と前記発光素子とを電気的に接続する配線、及び前記発光素子からの光を結像する結像光学系を有するラインヘッドと、
前記ラインヘッドに画像データを供給する制御手段と、を有し、
前記発光素子は、前記感光体ドラムの回転方向にn行(ここで、nは2以上の整数)の発光素子行を形成するとともに、
前記駆動回路はをn−1行以下の行に属する発光素子と前記配線で電気的に接続されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記結像光学系は光学倍率がマイナスであることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記感光体に潜像を形成するための画像データが供給される制御手段を有し、
前記制御手段は、前記発光素子行に供給される前記画像データを、前記感光体ドラムの軸方向および回動方向で反転させて並び替えを行うことを特徴とする。
前記制御手段は、前記発光素子行に供給される前記画像データを、前記感光体ドラムの軸方向および回動方向で反転させて並び替えを行うことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記感光体ドラムに潜像を形成するための画像データが供給される制御手段を有し、
前記制御手段は、前記駆動回路と前記発光素子とを電気的に接続する前記配線の構成によって、前記発光素子行毎に送出する画像データあk感光体の軸方向および回動方向の並び替えを行うことを特徴とする。
前記制御手段は、前記駆動回路と前記発光素子とを電気的に接続する前記配線の構成によって、前記発光素子行毎に送出する画像データあk感光体の軸方向および回動方向の並び替えを行うことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記駆動回路を前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の一方に設けたことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記駆動回路を前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の両側に設けることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記配線と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を有し、前記駆動回路は前記フレキシブルプリント基板に配設されることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記駆動回路を設ける前記フレキシブルプリント基板を、前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の両側に設けることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の一方に設けるフレキシブルプリント基板の数と、他方に設けるフレキシブルプリント基板の数が異なることを特徴とする。
図3は、本発明の実施形態におけるラインヘッドの例を示す概略の説明図である。図3において、Aは光学倍率がマイナスの結像レンズ、Bは結像レンズA内に配置される複数の発光素子からなる発光素子グループである。また、発光素子の発光方向は、紙面に向かって手前側に発光するものとする。結像レンズAは、感光体ドラム(本発明の明細書では、単に感光体と略記することがある)の軸方向(X方向、主走査方向)に複数配置され、また、感光体の回動方向(Y方向、副走査方向)にも複数配置されている。各結像レンズA内に配置される発光素子グループBは、この例ではX方向、Y方向に複数設けられている。
このように、結像レンズAは、X方向とY方向に複数配置されて結像レンズ行R、S、Tが形成されている。この結像レンズ行は、発光素子グループ行にも相当する。したがって、発光素子グループ行R、S、Tが形成されていることになる。なお、発光素子グループ行は、感光体の軸方向で見た場合には、発光素子行Ia〜Icとして表すことができる。図3の例では、発光素子行Ia〜Icが感光体の軸方向に3行配されている。
結像レンズ行Rは、感光体の回動方向(Y方向)の上流側であり、結像レンズ行Tは、感光体の回動方向(Y方向)の下流側である。結像レンズAには、便宜上1〜27の番号を付している。図3の例では、結像レンズ行R、S、TはY方向に3行配置されており、各結像レンズ行R、S、TのX方向の配置位置が異なる千鳥状配置とされている。
図4〜図6は、本発明の前提技術を示す参考図である。図4は、図3のように配置された発光素子を駆動する駆動回路を対応させた参考図である。図4において、図3と同じところには同一の符号を付している。各発光素子は、駆動回路を構成するドライバICのCa〜Ccに配線で接続されている。この配線は、ドライバICからの駆動信号が各発光素子に伝送されるものである。Ea〜Ecは、各ドライバICで駆動される発光素子の区域を示している。
ドライバICのCaは、区域Eaの発光素子を駆動する。また、ドライバICのCbは、区域Ebの発光素子を駆動し、ドライバICのCcは、区域Eaの発光素子を駆動する。すなわち、結像レンズ1〜9に対応する各発光素子は、ドライバICのCaで駆動され、結像レンズ10〜18に対応する各発光素子は、ドライバICのCbで駆動される。また、結像レンズ19〜27に対応する各発光素子は、ドライバICのCcで駆動される。
図4のように、ラスタデータのX方向(主走査方向)の領域をドライバICによって分割しているのは、発光素子とドライバICの配線上の都合から結線されている事と、各ドライバICには、制御回路から連続した画像データを与える必要があることによる。このように、発光素子グループ行のY方向の行数である3行に対応させて駆動回路を3個に分割して設け、各駆動回路は分割された一定区域Ea〜Ec内の発光素子と結線されるので、単一の駆動回路で結線する発光素子数が減少し、結線処理が円滑に行える。
図3、図4において、結像レンズAは光学倍率がマイナスのマイクロレンズを使用している。このため、各ドライバICに供給される発光素子の駆動信号は、元画像通りに感光体に潜像を形成するには、発光素子グループ毎に、画像データをX方向とY方向に反転する必要がある。また、各ドライバICと各発光素子グループの結線順序と、発光素子および結像レンズ間のピッチにより、X方向とY方向にデータを並べ替える必要がある。
図5は、各ドライバICに供給する画像データを模式的に示す参考図である。図5において、番号1〜27は、図3、図4で示した各結像レンズの番号に相当する。ここでは、これらの各結像レンズに対応して設けられている各発光素子に対する画像データの供給イメージを示している。すなわち、図3、図4に示されているように、ドライバICのCaで駆動される結像レンズ1〜9に対応する発光素子は、結像レンズ行(発光素子グループ行)のR行では結像レンズ1、4、7に相当している。また、結像レンズ行のS行では結像レンズ2、5、8に相当し、結像レンズ行のT行では結像レンズ3、6、9に相当している。
このように、感光体の回動方向(Y方向)の上流側からみて、結像レンズは「1、4、7」、「2、5、8」、「3、6、9」の順序で配列されている。また、各発光素子間と、各発光素子グループ間には、感光体の回動方向(Y方向)に沿って一定のピッチをもって配置されており、各発光素子に対応するデータは、このピッチに応じて、感光体の回動方向(Y方向)に一定の間隔を空けて配置される。
ここで、ドライバICのCaと、結像レンズ1〜9に対応する発行素子への結線順序について説明する。図3、図4の例では、結像レンズ「1、2、3、4、5、6、7、8、9」の順序で結線されている。また、各結像レンズ内の発光素子には、素子が発光しない場合には0のデータを入力する必要があるので、R行のデータは、「2、3、5、6、8、9」のレンズに対応したデータ部分に0データが補填されている。
したがって、図5に示すように、ドライバICのCaで駆動される発光素子に供給される画像データの並び替えの範囲Daは、各発光素子グループに対応したデータ毎にX方向とY方向で反転し、さらに発光素子グループ行のピッチに従ってY方向に並べ替えを行い
、結像レンズ「1、2、3、4、5、6、7、8、9」の順序で、対応する発光素子グループの発光素子に画像データが供給される。ドライバICのCb、Ccで駆動される発光素子に供給される画像データの並び替えの範囲Db、Dcについても、同様に発光素子グループ行の発光素子に供給される画像データの並び替えを行う。
、結像レンズ「1、2、3、4、5、6、7、8、9」の順序で、対応する発光素子グループの発光素子に画像データが供給される。ドライバICのCb、Ccで駆動される発光素子に供給される画像データの並び替えの範囲Db、Dcについても、同様に発光素子グループ行の発光素子に供給される画像データの並び替えを行う。
しかしながら、結像レンズがY方向に複数行配列されている場合には、画像データの供給順序などの制御回路の設計仕様や、駆動回路と発光素子との結線形態などにより、前記結線順序が異なってくる。すなわち、各結像レンズに対応する発光素子への結線順序が、図3、図4とは異なる場合がある。
図6は、このような結線順序が異なる例を示す参考図である。図6の例は、ドライバICのCaと、結像レンズ1〜9に対応する発光素子への結線順序が「1、4、7、2、5、8、3、6、9」となっている場合の画像データを並び替えた範囲Faを示している。この場合には、ドライバICに入力されるデータは、「1、4、7」、「2、5、8」、「3、6、9」がそれぞれ連続することになるので、Y方向上流側の結像レンズ「1、4、7」に該当する発光素子グループのデータを左寄りに詰めて、「2、5、8、3、6、9」に相当する部分には0を補填して配列する。
また、Y方向下流側の結像レンズ「3、6、9」に対応する発光素子への画像データを右寄りに詰めて配列し、「1、4、7、2、5、8」に相当する部分には0を補填する。Y方向中段の結像レンズ「2、5、8」に対する発光素子への画像データは、中寄りに詰めて、「1、4、7、3、6、9」に相当する部分には0を補填する。ドライバICのCb、Ccについても、同様に発光素子に供給される画像データの並び替えを行う範囲Fb、Fcを設定している。
図3〜図6の例では、ドライバICは、Y方向に複数行配置された結像レンズ行(発光素子グループ行)に対応するすべての発光素子を駆動していた。しかしながら、X方向とY方向に多数の発光素子を設けたラインヘッドにおいては、ドライバICと各発光素子とを結線する結線スペースが制約されているので、結線処理が煩雑になり、配線長も長くなるという問題がある。そこで、ドライバICに接続される発光素子数を減少させるための合理的な工夫が必要となる。
図1、図2は、このような工夫がなされた本発明の実施形態を示す説明図である。図1において、ドライバICのCaは、結像レンズ「3、6、9、12」と「2、5、8、11、14」に対応する発光素子、すなわち、Gaの区分内の発光素子を駆動する。この例では、Y方向下流側の結像レンズに対応する発光素子グループ行の発光素子と、Y方向中段の結像レンズに対応する発光素子グループ行の発光素子を駆動し、Y方向上流側の結像レンズに対応する発光素子グループ行の発光素子は駆動しない。
したがって、ドライバICのCaは、Y方向に3行配列された結像レンズ行の中で、下流側と中段の2行の結像レンズに対応する発光素子を駆動し、上流側の1行の結像レンズに対応する発光素子とは結線されていない。このため、結線スペースに余裕が生じて結線処理を円滑に行うことができる。
また、ドライバICのCbは、結像レンズ「1、4、7、10、13、16、19、22、25」に対応する発光素子、すなわち、Gbの区分内の発光素子を駆動する。ドライバICのCbは、Y方向に3行配列された結像レンズ行の中で、上流側の1行の結像レンズ行に対応する発光素子グループ行の発光素子のみを駆動する。このため、結線スペースには、ドライバICのCaよりもさらに余裕が生じる。
ドライバICのCcは、結像レンズ「17、20、23、26」、「15、18、21、24、27」に対応する発光素子、すなわち、Gcの区分内の発光素子を駆動する。この場合には、ドライバICのCaと同様に、Y方向に3行配列された結像レンズ行の中で、下流側と中段の2行の結像レンズに対応する発光素子グループ行の発光素子を駆動し、上流側の1行の結像レンズに対応する発光素子グループ行の発光素子とは結線されていない。
図2は、図1の構成における画像データの並び替えの範囲Haを示している。ドライバICのCaで駆動される、Y方向下流側の結像レンズ「3、6、9、12」に対する発光素子グループ行の発光素子への画像データは、Y方向下流側左寄りに並び替えられる。Y方向中段の結像レンズ「2、5、8、11、14」に対する発光素子グループ行の発光素子への画像データは、中段右寄りに並び替えられる。
ドライバICのCbで駆動される、Y方向下流側の結像レンズ「1、4、7、10、13、16、19、22、25」に対する発光素子グループ行の発光素子への画像データは、Y方向上流側に並び替えられ、画像データの並び替えの範囲はHbとなる。ドライバICのCcで駆動される、Y方向上流側の結像レンズ「15、18、21、24、27」に対する発光素子グループ行の発光素子への画像データは、Y方向下流側に並び替えられる。Y方向中段の結像レンズ「17、20、23、26」に対する発光素子グループ行の発光素子への画像データは、並び替えを行わない。このようにして、画像データの並び替えの範囲はHcとなる。
画像データの並び替え処理は、図8に示したブロック図において、制御回路75により行う。並び替え処理後の画像データはメモリ77に記憶させる。すなわち、メモリ77には、元の画像データを記憶する領域と並び替え処理後の画像データを記憶する領域が設けられている。なお、X方向の画像データの並び替えが必要な場合には、本体コントローラ80でX方向に並び替え処理した画像データを制御回路75に送信する。または、メモリ77に記憶されている元の画像データに対して、制御回路75でX方向に画像データの並び替えを行っても良い。
図1、図2の実施形態においては、感光体の回動方向に複数の発光素子をグループ化した発光素子行をn行(この例ではn=3)配した発光素子基板と、発光素子を駆動するドライバICと、を有し、1つのドライバICをn−1行以下(この例では2行)の行(n−1>1)の発光素子行の発光素子と接続する構成としている。
図3で説明したように、発光素子と結像レンズをX方向(主走査方向)とY方向(副走査方向)に多数配置したラインヘッドにおいては、発光素子間のX方向ピッチと発光素子数、および発光素子グループ行のY方向の行数、ならびに結像レンズ間のX方向ピッチと結像レンズ数、結像レンズのY方向の行数を考慮して画像データを並び替えるだけでは、正常な潜像を得えることはできない。本発明の実施形態においては、ドライバICが制御する発光素子の結線の態様を考慮して画像データの並び替えを行なっているので、感光体に正常な潜像を形成することができる。
本発明の実施形態においては、ドライバICと発光素子との結線ルールをパラメータの1つとして、MLA(マイクロレンズアレイ)が図3のように千鳥状に配置されている場合の画像データの並び替え補正を実施している。このような画像データの並び替え補正を実施することにより、ドライバICと発光素子の結線ルールが異なるラインヘッドに対する画像データの生成が可能となる。これにより、ラインヘッド制御のための画像データ生成ブロックを汎用化することができ、ラインヘッドの仕様変更に伴う画像データ生成ロジックを再作成するための工数が削減できる。
本発明の実施形態においては、4つの感光体に4つのラインヘッドで露光し、4色の画像を同時に形成し、1つの無端状中間転写ベルト(中間転写媒体)に転写する、タンデム式カラープリンター(画像形成装置)に用いるラインヘッドを対象としている。図7は、発光素子として有機EL素子を用いたタンデム式画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の4個の発光体アレイ(ラインヘッド)101K、101C、101M、101Yを、対応する同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)41K、41C、41M、41Yの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
図7に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ51と従動ローラ52とテンションローラ53が設けられており、テンションローラ53によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向(反時計方向)へ循環駆動される中間転写ベルト(中間転写媒体)50を備えている。この中間転写ベルト50に対して所定間隔で配置された4個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体41K、41C、41M、41Yが配置される。
前記符号の後に付加されたK、C、M、Yはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト50の駆動と同期して図示矢印方向(時計方向)へ回転駆動される。各感光体41(K、C、M、Y)の周囲には、それぞれ感光体41(K、C、M、Y)の外周面を一様に帯電させる帯電手段(コロナ帯電器)42(K、C、M、Y)と、この帯電手段42(K、C、M、Y)により一様に帯電させられた外周面を、感光体41(K、C、M、Y)の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)が設けられている。
また、この発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像装置44(K、C、M、Y)と、この現像装置44(K、C、M、Y)で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト50に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ45(K、C、M、Y)と、転写された後に感光体41(K、C、M、Y)の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置46(K、C、M、Y)とを有している。
ここで、各発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)は、発光体アレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)のアレイ方向が感光体ドラム41(K、C、M、Y)の母線に沿うように設置される。そして、各発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)の発光エネルギーピーク波長と、感光体41(K、C、M、Y)の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。
現像装置44(K、C、M、Y)は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体41(K、C、M、Y)に接触あるいは押厚させることにより、感光体41(K、C、M、Y)の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。
このような4色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ45(K、C、M、Y)に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト50上に順次一次転写され、中間転写ベルト50上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ66において用紙等
の記録媒体Pに二次転写され、定着部である定着ローラ対61を通ることで記録媒体P上に定着され、排紙ローラ対62によって、装置上部に形成された排紙トレイ68上へ排出される。
の記録媒体Pに二次転写され、定着部である定着ローラ対61を通ることで記録媒体P上に定着され、排紙ローラ対62によって、装置上部に形成された排紙トレイ68上へ排出される。
なお、図7中、63は多数枚の記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット、64は給紙カセット63から記録媒体Pを一枚ずつ給送するピックアップローラ、67は二次転写ローラ66の二次転写部への記録媒体Pの供給タイミングを規定するゲートローラ対、69は二次転写後に中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
発光素子、例えば有機EL発光素子を基板に2次元的に配置したラインヘッド(OPH:有機ELプリントヘッド)と、結像レンズとして負倍率のMLA(Micro Lens Array)を用いた露光装置において、結像レンズが負倍率の場合は、結像レンズ内に複数配された発光素子は、副走査方向(Y方向)、すなわち感光体の回動方向からみて下流側から発光させる。また、結像レンズ行毎の発光素子は感光体の回動方向からみて上流側から発光させることで、像担持体に1次元的な潜像を形成する。
図9は、高解像度化を実現するためにラインヘッドの発光素子の2次元的に配置される例を示す説明図である。図3の例では、各結像レンズA毎に発光素子Bが基板の長手方向(X方向)に区分されて複数配されているが、図9の例では、発光素子行Ia〜Icは、基板の長手方向に結像レンズAの範囲を超えて配されている。図9の結像レンズ内の番号1〜27は、後述する並び替えデータの配置に対応する。
図10〜図12は、本発明の前提技術を示す説明図である。図10は、MLAとOPHを組み合わせた露光装置において、制御するドライバICと、制御される発光素子群を含む結像レンズの対応関係を示す説明図である。図10では、Dr1(Ca)、Dr2(Cb)、Dr3(Cc)の3つのドライバICによって、どの結像レンズに対応する発光素子が制御されるのかを、それぞれ、点線(Ja)、一点鎖線(Jb)、二点鎖線(Jc)で囲って、各ドライバICにより制御される区域を示している。ドライバICのDr1は、結像レンズ1、2、3、4、5、6、7、8、9に対応する発光素子を制御し、ドライバICのDr2は、結像レンズ10、11、12、13、14、15、16、17、18に対応する発光素子を制御する。また、ドライバICのDr3は、結像レンズ19、20、21、22、23、24、25、26、27に対応する発光素子を制御している。
ドライバICによる発光素子制御は、ラインヘッドの設計と、ドライバICと各発光素子との配線形態により、種々異なる態様となる。例えば図10において、ドライバICのDr1の場合には、前記のように結像レンズ1、2、3、4、5、6、7、8、9の順序で対応する発光素子にドライバICのDr1と配線される態様がある。また、結像レンズ1、4、7、2、5、8、3、6、9の順序で対応する発光素子にドライバICのDr1と配線される態様もある。
図11は、結像レンズとしてMLAを用いた場合に、図10の配線をする際の画像データの並べ替えの例を示す説明図である。図11において、前記のように、結像レンズ1、2、3、4、5、6、7、8、9の順序で対応する発光素子にドライバICのDr1と配線される場合には、Kaの範囲に示すような画像データの配列とする。この場合には、発光素子から出力される画像データは、結像レンズが負倍率のため、Y方向およびX方向で反転し、感光体には画像データ1〜9による1つの直線の潜像が形成される。ドライバICのDr2についての画像データの配列は、範囲Kbで示され、ドライバICのDr3についての画像データの配列は、範囲Kcで示される。
図12は、画像データの並べ替えの他の例を示す説明図である。図12においては、結像レンズ1、4、7、2、5、8、3、6、9の順序で対応する発光素子にドライバICのDr1と配線される例を示している。この例では、ドライバICのDr1と配線される発光素子に対する画像データの並び替えは、Laの範囲で示されている。ドライバICのDr2についての画像データの配列は、範囲Lbで示され、ドライバICのDr3についての画像データの配列は、範囲Lcで示される。
図13は、発行素子が基板Wの長手方向(感光体の軸方向)と幅方向(感光体の回動方向)に複数配されている場合のドライバICのDr1〜Dr4との配置関係を示す説明図である。図13において、VはOHP(有機ELプリントヘッド、すなわち本発明のラインヘッド)パネルで基板W上に実装され、その長手方向には、複数の発光素子からなる発光素子行Ia〜Icが形成されている。各発光素子行Ia〜Icは、感光体の回動方向に複数列の発光素子が配されている。
OHPパネルVの感光体回動方向からみた上流側および下流側の両側には、FPC(フレキシブルプリント基板)Za〜Zdが接続される。各FPCZa〜Zdには、ドライバICのDrvIC1〜DrvIC4(Ca〜Cd)が実装されている。図13の例では、OHPパネルVの感光体回動方向からみた上流側および下流側の両側には、2個づつのFPCが対称の位置でOHPパネルVに接続されている。
図14は、制御部70のブロック図である。図8で説明したように、80はラインヘッドの制御部70と接続される本体コントローラである。75は制御回路、76は駆動回路、77はメモリ、61は有機EL素子を用いた発光素子で、感光体の軸方向(X方向、主走査方向)と感光体の回動方向(Y方向、副走査方向)に複数配されている。Y方向に複数行の発光素子を配置するのは、解像度の向上などを目的としている。制御部70の制御回路75、駆動回路76、メモリ77は、前記FPCに実装されている。
発光素子61は、OPHパネルVに実装されており、図13で説明したように、OPHパネルVの感光体回動方向からみた上流側および下流側の両側には、FPCに実装された駆動回路(ドライバIC)76a〜76dが設けられている。本体コントローラ80で形成された画像データは、制御部70に送信され一旦メモリ77に記憶される。制御回路75はメモリ77に記憶されている画像データを読み出し、駆動信号を形成し駆動回路76a〜76dを通して各発光素子61に供給する。
図15は、FPCと発光素子の接続例を示す説明図である。図15においては、1つのMLAに対して複数の発光素子が配置されている。これらの発光素子には、DMUX(多重化多重分離装置)によってドライバICの出力データが振り分けられる。Za〜Zdは、図13で説明したFPCで、各FPCにはドライバICが実装されている。
FPCのZaは、1〜390の接続端子を有している。以下、Zbは391〜780の接続端子、Zcは781〜1170の接続端子、Zdは1171〜1560の接続端子を有している。それぞれの接続端子は、6個の発光素子と接続されている。したがって、図15の例では、6×1560=9360、となり、OPHパネルVに実装されている発光素子の総数は、9360個となる。
図16は、図15で説明した構成で、FPCの単一の接続端子と発光素子とを配線で電気的に接続する例を示す説明図である。図16の例では、Zaの接続端子1と6個の発光素子1〜6、接続端子2と6個の発光素子7〜12との接続例を示している。各発光素子1〜12にはそれぞれ接続端子1a〜12aが設けられている。Zaの接続端子1と発光素子1〜6の接続端子1a〜6aは、それぞれ配線U1〜U6で接続される。また、Za
の接続端子2と発光素子6〜12の接続端子6a〜12aは、それぞれ配線U7〜U12で接続される。このように、図15、図16の例では、1つのMLAに対し60個の発光素子が実装されており、FPC接続端子のDIN(DATA IN)と発光素子間で、1:6でデータが振り分けられている。
の接続端子2と発光素子6〜12の接続端子6a〜12aは、それぞれ配線U7〜U12で接続される。このように、図15、図16の例では、1つのMLAに対し60個の発光素子が実装されており、FPC接続端子のDIN(DATA IN)と発光素子間で、1:6でデータが振り分けられている。
FPCに駆動回路を実装する例について、図17〜図22により説明する。図17、図19、図21においては、FPCの図示を省略している。図10の例では、発光素子行がIa〜Icの3行で、ドライバICもDr1〜Dr3の3個であり、各ドライバICはすべての発光素子行がIa〜Icに含まれる発光素子と配線で結線されている。このため、ドライバICと各発光素子行に含まれる発光素子とを接続する配線長が長くなると考えられる。図17、図19、図21の例は、図10のような発光素子行に含まれる発光素子とドライバICとの配線の構成を改良するものである。図17は、本発明の実施形態を示す説明図である。図17の例では結像レンズ行がR、S、Tの3行で、発光素子の制御を結像レンズ単位で行う例を示している。また、発光素子行Ia〜Icが、感光体の回動方向に3行配されている。発光素子を制御するドライバICは、感光体の回動方向の上流側にDr2が1つ設けられ、感光体の回動方向の下流側にDr1、Dr3が2つ設けられている。Dr1、Dr2、Dr3の3つのドライバICによって、どの結像レンズに対応する発光素子が制御されるのかを、それぞれ、点線(Dr1)、一点鎖線(Dr2)、二点鎖線(Dr3)で囲んだ区域Ma〜Mcで示している。
図17の例では、ドライバICのDr1は、結像レンズ3、6、9、12、2、5、8、11、14に対応する発光素子を制御している。また、ドライバICのDr2は、結像レンズ1,4,7,10,13,16,19,22,25に対応する発光素子を制御している。さらに、ドライバICのDr3は、結像レンズ15、18、21、24、27、17、20、23、26に対応する発光素子を制御している。
ドライバICのDr1は、発光素子行Ia〜Icの3行の中で、Ia、Ibの2行の発光素子行に含まれる発光素子を制御している。また、ドライバICのDr1は、発光素子行Ia〜Icの3行の中で、Ic1行の発光素子行に含まれる発光素子を制御している。さらに、ドライバICのDr1は、発光素子行Ia〜Icの3行の中で、Ia、Ibの2行の発光素子行に含まれる発光素子を制御している。このように、発光素子行の感光体の回動方向の列数をnとしたときに、各ドライバICは、n−1行以下の発光素子行に含まれる発光素子と配線で接続されている。ここに、(n−1>1)である。このため、ドライバICがすべての発光素子行に含まれる発光素子と配線で接続される場合よりも、合理的な配線が可能となり、配線処理を簡素化できる。
図18は、図17の例に対応する画像データの並び替えを示す説明図である。図17において、結像レンズ対応の発光素子に対するドライバICとの配線は、ドライバICのDr1に接続される発光素子〜Dr3に接続される発光素子の順番になされているものとする。結像レンズに対応した発光素子に対するドライバICのDr1で制御される発光素子に対する画像データの並び替え範囲は、Naで示されている。また、ドライバICのDr2で制御される発光素子に対する画像データの並び替え範囲は、Nbで示されており、ドライバICのDr3で制御される発光素子に対する画像データの並び替え範囲は、Ncで示されている。このように画像データの並び変えを行うと、感光体には1ラインの直線潜像が形成される。
図19は、本発明の実施形態を示す説明図である。図19の例では結像レンズ行がR、S、Tの3行で、発光素子の制御を発光素子行単位で行う例を示している。発光素子行Ia〜Icが、感光体の回動方向に3行配されている。この例では、発光素子を制御するドライバICは、感光体の回動方向の上流側にDr2、Dr3の2つが設けられており、感
光体の回動方向の下流側にDr1、Dr4の2つが設けられている。
光体の回動方向の下流側にDr1、Dr4の2つが設けられている。
Dr1、Dr2、Dr3、Dr4の4つのドライバICによって、どの発光素子行の発光素子が制御されるのかを、それぞれ、点線(Dr1)、破線(Dr2)、一点鎖線(Dr3)、二点鎖線(Dr4)で囲んだ区域Pa〜Pcで示している。図19の例では、ドライバICのDr1〜Dr4は、すべて感光体の回動方向に3行配されている発光素子行Ia〜Icの中で、2行の発光素子行に含まれる発光素子と接続されている。このため、配線処理が簡素化される。
図20は、図19の例に対応する画像データの並び替えを示す説明図である。図20において、発光素子行Ia〜Icはそれぞれ感光体の回動方向に4行の発光素子行が形成されている。ドライバICのDr1は、結像レンズ3、6、9、12に対応する発光素子行Iaと、結像レンズ2、5、8、11、14に対応する発光素子行Ibの上段の発光素子行の発光素子を制御している。
ドライバICのDr2は、結像レンズ2、5、8、11、14に対応する発光素子行Ibの下段の発光素子行の発光素子と、結像レンズ1、4、7、10に対応する発光素子行Icの発光素子を制御している。ドライバICのDr3は、結像レンズ13、16、19、22、25に対応する発光素子行Icの発光素子と、結像レンズ17、20、23、26に対応する発光素子行Ibの下段の発光素子行の発光素子を制御している。ドライバICのDr4は、結像レンズ17、20、23、26に対応する発光素子行Ibの上段の発光素子行の発光素子と、結像レンズ15、18、21、24、27に対応する発光素子行Iaの発光素子を制御している。
Qa〜Qdは、それぞれドライバICのDr1〜Dr4で制御される
発光素子に対する画像データの並び替え範囲を示している。結像レンズ対応の発光素子行の発光素子に対するドライバICとの配線は、ドライバICのDr1に接続される発光素子〜Dr4に接続される発光素子の順番になされているものとする。この際に、図20のように画像データの並び変えを行うと、感光体には1ラインの直線潜像が形成される。
発光素子に対する画像データの並び替え範囲を示している。結像レンズ対応の発光素子行の発光素子に対するドライバICとの配線は、ドライバICのDr1に接続される発光素子〜Dr4に接続される発光素子の順番になされているものとする。この際に、図20のように画像データの並び変えを行うと、感光体には1ラインの直線潜像が形成される。
図21は、本発明の実施形態を示す説明図である。図21の例では結像レンズ行がR、S、T、θの4行で、発光素子の制御を結像レンズ単位で行う例を示している。また、発光素子行Ia〜Idが、感光体の回動方向に4行配されている。発光素子を制御するドライバICは、感光体の回動方向の上流側にDr2、Dr3の2つが設けられており、感光体の回動方向の下流側にDr1、Dr4の2つが設けられている。
ドライバICのDr1、Dr2、Dr3、Dr4の4つのドライバICによって、どの発光素子行の発光素子が制御されるのかを、それぞれ、点線(Dr1)、破線(Dr2)、一点鎖線(Dr3)、二点鎖線(Dr4)で囲んだ区域(αa〜αd)で示している。図21の例では、ドライバICのDr1〜Dr4は、すべて感光体の回動方向に4行配されている発光素子行Ia〜Idの中で、2行の発光素子行に含まれる発光素子と接続されている。このため、配線処理が簡素化される。
この例では、ドライバICのDr1は、結像レンズ4、8、12、16、3、7、11、15、19、に対応する発光素子行Ia、Ibの発光素子を制御している。ドライバICのDr2は、結像レンズ2、6、10、14、18、1、5、9、13、に対応する発光素子行Ic、Idの発光素子を制御している。ドライバICのDr3は、結像レンズ20、24、28、32、36、23、27、31、35に対応する発光素子行Ic、Idの発光素子を制御している。ドライバICのDr4は、結像レンズ22、26、30、34、17、21、25、29、33に対応する発光素子行Ia、Ibの発光素子を制御し
ている。
ている。
図22は、図21の例に対応する画像データの並び替えを示す説明図である。図22において、結像レンズ対応の発光素子に対するドライバICとの配線は、ドライバICのDr1に接続される発光素子〜Dr4に接続される発光素子の順番になされているものとする。結像レンズに対応した発光素子に対するドライバICのDr1で制御される発光素子に対する画像データの並び替え範囲は、βaで示されている。また、ドライバICのDr2で制御される発光素子に対する画像データの並び替え範囲は、βbで示されており、ドライバICのDr3で制御される発光素子に対する画像データの並び替え範囲は、βcで示されている。さらに、ドライバICのDr4で制御される発光素子に対する画像データの並び替え範囲は、βdで示されている。このように画像データの並び替えを行うと、感光体には1ラインの直線潜像が形成される。
本発明の実施形態においては、図1に示されているように、駆動回路を、感光体の回動方向からみて基板の片側に設けている。このため、駆動回路を設けない側のスペースを節約することができる。なお、図示を省略しているが、駆動回路を、感光体の回動方向からみて基板の両側に設ける形態とすることもできる。この場合には、駆動回路に近い発光素子と結線できるので、配線長さを短くすることができる。
駆動回路をFPCに実装する場合には、図13に示されているように、感光体の回動方向からみて基板の両側にFPCを設けている。この場合には、ラインヘッドの制御部を基板に対してバランス良く配置することができる。また、前記基板の両側に設けるFPCの数は、図17のように、一方を1つ、他方を2つというように異ならせることができる。この場合には、基板の感光体の回動方向に複数行の発光素子行を配した際に、それぞれの発光素子行に対する制御部を合理的に配置できる。図17の例では、感光体の回動方向で上流側の発光素子行Icに対して、基板の片側に設けたFPCに実装されたドライバICのDr2が制御することになり、ラインヘッドの構成の自由度を向上させることができる。
なお、前記基板の両側に設けるFPCの数は、図19、図21のように、両側とも2つというように同じ数とすることができる。図19のでは、発光素子行が3行で、FPCは4つになり、FPCの数は発光素子行の数よりも多くなるので、発光素子に対する制御の負担を軽減することができる。また、図22の例では、発光素子行が4行でFPCも4つであり、発光素子行の数とFPCの数は同数である。この場合には、基板の感光体の軸方向および感光体の回動方向に複数配されている発光素子を適宜区分して、区分したそれぞれの発光素子のグループの制御を最も近傍に配されているFPCの制御部で合理的に行える。
以上、本発明のラインヘッドおよびこれを用いた画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
41(K、C、M、Y)・・・感光体ドラム(像担持体)、42(K、C、M、Y)・・・帯電手段(コロナ帯電器)、44(K、C、M、Y)・・・現像装置、45(K、C、M、Y)・・・一次転写ローラ、50・・・中間転写ベルト、61・・・発光素子、66・・・二次転写ローラ、70・・・制御部、75・・・制御回路、76a〜76d・・・駆動回路、77・・・メモリ、80・・・本体コントローラ、101K、101C、101M、101Y・・・発光体アレイ(ラインヘッド)、A・・・結像レンズ、B・・・発光素子グループ、Ca、Cb、Cc、Cd・・・ドライバIC、Ha〜Hc、Ka〜Kc、La〜Lc、Na〜Nc、Qa〜Qd、βa〜βd・・・画像データの並び替え範囲、R、S、T、θ・・・結像レンズ行、Ia〜Id・・・発光素子行、Za〜Zd・・・FPC(フレキシブルプリント基板)、U1〜U12・・・配線、V・・・OPHパネル、X・・・感光体の軸方向(主走査方向)、Y感光体の回動方向(副走査方向)
Claims (15)
- 基板と、
前記基板に配設された感光体ドラムの軸方向および回動方向に複数設けて発光源を2次元状に形成する発光素子と、
前記感光体ドラムの軸方向に複数設けた発光素子で形成される発光素子行と、
前記各発光素子を駆動させる複数の駆動回路と、
前記複数の駆動回路と前記発光素子行とを電気的に接続する配線と、を有し、
前記発光素子は、n行(ここで、nは2以上の整数)の発光素子行を形成するとともに、
前記発光素子行が前記感光体ドラムの回動方向にn行配されているときに、前記駆動回路はn−1行以下の行に属する(n−1>1)で前記発光素子行の発光素子と前記配線で電気的に接続されることを特徴とする、ラインヘッド。 - 前記n行の発光素子行を形成する前記発光素子からの光を結像する結像光学系を有することを特徴とする、請求項1に記載のラインヘッド。
- 前記配線と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を有し、前記駆動回路は前記フレキシブルプリント基板に配設されることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のラインヘッド。
- 前記駆動回路を2n以上設けたことを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のラインヘッド。
- 前記駆動回路をドライバICで構成することを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のラインヘッド。
- 前記結像光学系は光学倍率がマイナスであることを特徴とする、請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載のラインヘッド。
- 感光体ドラムと、
基板、前記基板に配設された発光素子、前記発光素子を駆動させる駆動回路、前記駆動回路と前記発光素子とを電気的に接続する配線、及び前記発光素子からの光を結像する結像光学系を有するラインヘッドと、
前記ラインヘッドに画像データを供給する制御手段と、を有し、
前記発光素子は、前記感光体ドラムの回転方向にn行(ここで、nは2以上の整数)の発光素子行を形成するとともに、
前記駆動回路はをn−1行以下の行に属する発光素子と前記配線で電気的に接続されることを特徴とする、画像形成装置。 - 前記結像光学系は光学倍率がマイナスであることを特徴とする、請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記感光体ドラムに潜像を形成するための画像データが供給される制御手段を有し、
前記制御手段は、前記発光素子行に供給される前記画像データを、前記感光体ドラムの軸方向および回動方向で反転させて並び替えを行うことを特徴とする、請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記感光体ドラムに潜像を形成するための画像データが供給される制御手段を有し、
前記制御手段は、前記駆動回路と前記発光素子とを電気的に接続する前記配線の構成によって、前記発光素子行毎に送出する画像データあk感光体の軸方向および回動方向の並び替えを行うことを特徴とする、請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記駆動回路を前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の一方に設けたことを特徴とする、請求項7ないし請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記駆動回路を前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の両側に設けることを特徴とする、請求項7ないし請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記配線と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板を有し、前記駆動回路は前記フレキシブルプリント基板に配設されることを特徴とする、請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記駆動回路を設ける前記フレキシブルプリント基板を、前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の両側に設けることを特徴とする、請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記感光体ドラムの回動方向の前記基板の一方に設けるフレキシブルプリント基板の数と、他方に設けるフレキシブルプリント基板の数が異なることを特徴とする、請求項14に記載の画像形成装置
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