JP2012121188A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スキュー補正を効果的に行いながらも、ライン潜像での段差の抑制を可能とする技術を提供する。
【解決手段】第１の方向に移動する潜像担持体と、第１の発光素子、第２の発光素子、第３の発光素子、第１の発光素子が発光する光を結像して第１のスポットを潜像担持体に形成する第１のレンズ、および第２の発光素子が発光する光を結像して第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向から第１のスポットに隣接する第２のスポットを潜像担持体に形成するとともに第３の発光素子が発光する光を結像して第２のスポットの第２の方向側で第３のスポットを潜像担持体に形成する第２のレンズを有する露光ヘッドとを備え、第１のスポットの形成タイミングの補正量と第２のスポットの形成タイミングの補正量を同じにする。
【選択図】図１３

Description

この発明は、露光ヘッドが有する発光素子からの光を潜像担持体に照射して潜像を形成する技術に関するものである。

特許文献１では、副走査方向に移動する感光体ドラムの表面に対して、ラインヘッドを用いてスポットを順次形成することで、感光体ドラム表面に潜像を形成する画像形成装置が記載されている。このラインヘッドは、主走査方向に並ぶ複数のレンズと、各レンズに対応して設けられた発光素子とを備えるものであり、発光素子からの光を対応するレンズで結像することで、感光体ドラム表面にスポットを形成する。

なお、特許文献１のラインヘッドでは、複数のレンズが主走査方向に３行千鳥状に並べられており、その結果、３個のレンズが副走査方向に互いにシフトして配置されている。したがって、これら３個のレンズのそれぞれは、副走査方向の異なる位置にスポットを形成する。そこで、特許文献１では、各レンズが形成するスポットを主走査方向に直線的に並べて１ライン分の潜像を形成するために、発光素子の発光タイミングをレンズ毎に異ならせている。具体的には、特許文献１の図面１１に示されるように、副走査方向に上流側のレンズに対応する発光素子から順番に発光する。言い換えれば、感光体ドラム表面の副走査方向への移動に合わせて、副走査方向に上流側のレンズから順番にスポットを形成する。これによって、主走査方向に直線的に伸びる１ライン分の潜像（ライン潜像）が形成される。

ところで、ラインヘッドを用いて感光体ドラムに潜像を形成する画像形成装置では、ラインヘッドが感光体ドラムに対して傾いて取り付けられることで、ライン潜像が主走査方向に対して傾いてしまうことがある。このような問題に対応すべく、特許文献２では、発光素子の発光を制御して、スポットの形成タイミングを発光素子毎に補正することで、ライン潜像の傾きを抑制するスキュー補正技術が提案されている。

特開２００８−０３６９３７号公報 特開２００８−０３６９６７号公報

ただし、このスキュー補正技術を特許文献１に記載されたラインヘッドに適用するにあたっては、次のような課題があった。つまり、このラインヘッドでは、副走査方向において異なる位置に配置された各レンズが、互いに異なるタイミングでスポットを形成する。このとき、第１のレンズが第１のスポットを形成してから第２のレンズが第２のスポットを形成するまでの間に感光体ドラム表面の移動速度に変動があると、第１のスポットと第２のスポットが副走査方向に離れてしまって、ライン潜像に段差が生じてしまうことがある。このとき、スキュー補正のために実行されるスポットの形成タイミングの補正量が第１および第２のスポットで異なると、後述するように、ライン潜像における段差がより広がってしまって、潜像を適切に形成できないおそれがあった。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、異なる位置に配されたレンズが形成するスポットによって感光体ドラム等の潜像担持体に潜像を形成する画像形成装置において、スキュー補正を効果的に行いながらも、ライン潜像での段差の抑制を可能とする技術の提供を目的とする。

この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第１の方向に移動する潜像担持体と、第１の発光素子、第２の発光素子、第３の発光素子、第１の発光素子が発光する光を結像して第１のスポットを潜像担持体に形成する第１のレンズ、および第２の発光素子が発光する光を結像して第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向から第１のスポットに隣接する第２のスポットを潜像担持体に形成するとともに第３の発光素子が発光する光を結像して第２のスポットの第２の方向側で第３のスポットを潜像担持体に形成する第２のレンズを有する露光ヘッドと、第１の発光素子の発光を制御して第１のスポットの形成タイミングを補正し、第２の発光素子の発光を制御して第２のスポットの形成タイミングを補正し、第３の発光素子の発光を制御して第３のスポットの形成タイミングを補正する制御部と、を備え、制御部は、第１のスポットの形成タイミングの補正量と第２のスポットの形成タイミングの補正量を同じにする一方、第３のスポットの形成タイミングを第１のスポットおよび第２のスポットの形成タイミングの補正量と異ならせることを特徴としている。

このように構成された発明では、第１のレンズが第１の発光素子からの光を結像して潜像担持体に第１のスポットを形成するとともに、第２のレンズが第２および第３の発光素子からの光を結像して第２および第３のスポットを、第１の方向に移動する潜像担持体に形成する。こうして第１から第３のスポットが、第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向に並んで形成される。さらに、第１から第３の発光素子の発光が制御されて、第１〜第３のスポットの形成タイミングが補正されており、これによってスキュー補正が実行可能となっている。ただし、第１のスポットとこれに第２の方向から隣接する第２のスポットとは、互いに異なる第１および第２のレンズにより形成されるものであり、しかも、これら第１および第２のレンズは第２の方向に異なる位置に配されている。したがって、第１のスポットと第２のスポットで形成タイミングの補正量が異なると、ライン潜像に大きな段差が発生するおそれがあった。これに対して、この発明では、第１のスポットと第２のスポットの形成タイミングの補正量は同じであるため、ライン潜像の段差を抑制することが可能となっている。一方、第３のスポットの形成タイミングを第１のスポットおよび第２のスポットの形成タイミングの補正量とは異なっているため、スキュー補正を効果的に行うことが同時に可能となっている。こうして、この発明では、スキュー補正を効果的に行いながらも、ライン潜像での段差の抑制が可能となっている。

また、制御部は、第２の方向に１ライン分の画像データを第２の方向への位置とアドレスとを対応付けてメモリーに格納するとともに、第１のスポット、第２のスポットおよび第３のスポットの形成タイミングの補正量に応じて、第１のスポット、第２のスポットおよび第３のスポットに対応する画像データを格納するアドレスをずらすように構成しても良い。これによって、スポットの形成タイミングの補正を簡便な制御で実行することができる。

また、潜像担持体は、第１の方向に回転する感光体ドラムである場合には、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、感光体ドラムを用いた構成では、感光体ドラムが回転軸から偏心するといった理由によって、感光体ドラムの速度変動が生じて、その結果、上述のようなライン潜像の段差が生じやすい。そこで、本発明を適用して、ライン潜像での段差を確実に抑制しておくことが、好適となる。

また、本発明は、種々の結像特性のレンズを備えた構成に対して適用可能であるため、言い換えれば、種々の結像特性を備えたレンズを採用可能となる。そこで、第１のレンズ、第２のレンズおよび第３のレンズは倒立像を結像するものであってもよく、あるいは、第１のレンズ、第２のレンズおよび第３のレンズは縮小像を結像するものであっても良い。

本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。 図１の装置の電気的構成を示すブロック図。 ラインヘッドの一例を示す図。 ラインヘッドの一例を示す図。 ラインヘッドの一例を示す図。 ラインヘッドによる露光動作の説明図。 感光体ドラム表面の速度変動とライン潜像との関係を示す図。 比較形態でのページメモリーへのビデオデータの格納の様子を示す図。 比較形態においてスキュー補正されたライン潜像を示す図。 比較形態において感光体ドラム表面が加速した場合のライン潜像を示す図。 比較形態において感光体ドラム表面が減速した場合のライン潜像を示す図。 実施形態が備えるスキュー補正回路の電気的構成を示すブロック図。 実施形態でのページメモリーへのビデオデータの格納の様子を示す図。 実施形態でのページメモリーへのビデオデータの格納の様子を示す図。 実施形態において感光体ドラム表面が加速した場合のライン潜像を示す図。 実施形態において感光体ドラム表面が減速した場合のライン潜像を示す図。

図１は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図２は図１の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。そして、画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。

この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリーなどを有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣはエンジンコントローラーＥＣに制御信号を与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。このとき、メインコントローラーＭＣは、ヘッドコントローラーＨＣから水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受け取る毎に、主走査方向ＭＤに１ライン分のビデオデータＶＤをヘッドコントローラーＨＣに与える。また、ヘッドコントローラーＨＣは、メインコントローラーＭＣからのビデオデータＶＤとエンジンコントローラーＥＣからの垂直同期信号Ｖsyncおよびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋそれぞれのラインヘッド２９を制御する。これによって、エンジン部ＥＮＧが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどのシート状の記録媒体ＲＭに画像形成指令に対応する画像を形成する。

各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。

画像形成ステーション２Ｃには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向ＭＤ（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１中矢印Ｄ２１の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム２１の表面が、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動することとなる。

感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド２９と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１（図１では、時計回り）に沿って配設されている。

この実施形態では、帯電器２２は２つのコロナ帯電器２２１、２２２で構成されており、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１においてコロナ帯電器２２１がコロナ帯電器２２２に対して上流側に配置されており、２つのコロナ帯電器２２１、２２２により２段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器２２１、２２２は同一構成であり、感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。

そして、コロナ帯電器２２１、２２２により帯電された感光体ドラム２１表面に対して、ラインヘッド２９がヘッド駆動信号Sdに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーＨＣがラインヘッド２９に駆動信号Sdを送信すると、この駆動信号Sdに基づいて各発光素子Ｅが発光する。これにより、感光体ドラム２１表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド２９の構成および動作の詳細は後述する。

こうして形成された静電潜像に対して現像器２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置１の現像器２４は、現像ローラー２４１を有している。この現像ローラー２４１は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＰＦＡチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー２４１は現像用モーターに接続され、図１紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム２１に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー２４１は図示を省略する現像バイアス発生部（定電圧電源）と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。

また、この現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー２４１へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー２４１に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー２４１と同様に、金属の芯金にウレタン、ＮＢＲなどのゴム層を巻き付けたものや、ＰＦＡチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。

現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）を液体キャリアとした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の液体現像剤、すなわち、樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・s程度）の液体現像剤が用いられる。

上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー２４１はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム２１の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー２４１の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー２４１の回転方向は、その表面が感光体ドラム２１の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。

また、現像器２４では、この現像ローラー２４１の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー帯電コロナ発生器２４２が現像ローラー２４１に対向して配置されている。このトナー帯電コロナ発生器２４２は現像ローラー２４１の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部（図示省略）と電気的に接続されている。そして、トナー帯電コロナ発生器２４２に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー２４１によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー帯電コロナ発生器２４２と近接する位置で電界が印加され、トナーの帯電が施される。なお、このトナー帯電には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるトナー帯電ローラーを用いてもよい。

また、このように構成された現像器２４は感光体ドラム２１上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム２１から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器２４が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション２Ｃでは、感光体ドラム２１への新たな液体現像剤の供給は停止される。

感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において現像位置の下流側に、第１スクイーズ部２５が配置されるとともに、さらに第１スクイーズ部２５の下流側に第２スクイーズ部２６が配置されている。これらのスクイーズ部２５、２６にはスクイーズローラー２５１、２６１がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー２５１が第１スクイーズ位置で感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ２１において第１スクイーズ位置の下流側の第２スクイーズ位置でスクイーズローラー２６１が感光体ドラム２１の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー２５１、２６１に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部（定電圧電源）が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。

これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部３の中間転写体３１に１次転写される。この中間転写体３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４、３５および３６に掛け渡されている。これらのうちローラー３２はメインモーターに連結されて、中間転写体３１を図１の矢印方向Ｄ３１に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙ＲＭとの密着性を高めて記録紙ＲＭへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体３１の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。

ここで、中間転写体３１を掛け渡されたローラー３２ないし３６のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３ないし３６は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー３２は、ベルト移動方向Ｄ３１において一次転写位置ＴＲ1の下流側、かつ後述する二次転写位置ＴＲ2の上流側で中間転写体３１を巻き掛けている。

転写部３は一次転写バックアップローラー３７を有しており、一次転写バックアップローラー３７は中間転写体３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写体３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１の外周面が中間転写体３１と当接して一次転写ニップ部ＮＰ１ｃを形成している。そして、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写体３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写体３１へのトナー像転写が行われる。

こうして中間転写体３１に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー３２への巻き掛け位置を経由して二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写体３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写部４の二次転写ローラー４２が中間転写体３１を挟んで対向配置されており、中間転写体３１表面と転写ローラー４２表面とが互いに当接して二次転写ニップ部ＮＰ２を形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー３４の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部３４５によって弾性的に、かつ中間転写体３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。

二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写体３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録媒体ＲＭに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体ＲＭは、二次転写ローラー４２から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録媒体ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体ＲＭへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体ＲＭに所望の画像を形成することができる。

以上が画像形成装置の概略構成である。続いて、本実施形態にかかる画像形成装置に適用可能なラインヘッド２９の詳細について説明する。図３、図４および図５は、ラインヘッドの一例を示す図である。特に、図３は、ラインヘッド２９が備える発光素子およびレンズの位置関係を、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaから見た平面図であり、図４は、ラインヘッド２９の部分斜視図であり、図５は、ラインヘッド２９のＡ−Ａ線（図３の階段状の二点鎖線）における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤから見た場合に相当する。図３では、レンズＬＳ1、ＬＳ2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子ＥとレンズＬＳ1、ＬＳ2とが光軸方向Ｄoaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。

このラインヘッド２９は、長手方向ＬＧＤに長尺で幅方向ＬＴＤに短尺な全体構成を備える。そこで、図３〜図５および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤおよび幅方向ＬＴＤを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Ｄoaについても、図３〜図５および以下の図面で適宜示すとともに、必要に応じて、光軸方向Ｄoaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Ｄoaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。なお、これらの方向ＬＧＤ、ＬＴＤ、Ｄoaは互いに直交もしくは略直交している。

また、上述のとおり、同ラインヘッド２９を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド２９は、主走査方向ＭＤに直交もしくは略直交する副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面に対して露光を行なうものであり、しかも、感光体ドラム２１表面の主走査方向ＭＤはラインヘッド２９の長手方向ＬＧＤに平行もしくは略平行であり、感光体ドラム２１表面の副走査方向ＳＤはラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向ＬＧＤ・幅方向ＬＴＤと一緒に、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。

ラインヘッド２９では、複数（図３の例では１６個）の発光素子Ｅを長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並べて、１個の発光素子グループＥＧが構成されている。言い換えれば、８個の発光素子Ｅを長手方向ＬＧＤに直線状に並べた発光素子行が２行ＥＲa、ＥＲb幅方向ＬＴＤに配置されて、１個の発光素子グループＥＧが構成されている。さらに、複数の発光素子グループＥＧが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並べられている。かかる配列態様は、換言すれば次のようにも説明できる。つまり、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎に発光素子グループＥＧを配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数の発光素子グループＥＧから１行の発光素子グループ行ＧＲa等が構成される。さらに、３行の発光素子グループ行ＧＲa、ＧＲb、ＧＲcは、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。

また、各発光素子Ｅは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子である。つまり、各発光素子Ｅを構成する有機ＥＬ素子は、長手方向ＬＧＤに長く幅方向ＬＴＤに短いガラス平板であるヘッド基板２９３の裏面２９３−tに形成されて、ガラス製の封止部材２９４により封止されている。なお、この封止部材２９４は、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tに接着剤により固定されている。

上述のように配置された複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対しては１つの結像光学系ＯＳが対向している。具体的には、この結像光学系ＯＳは、発光素子グループＥＧ側に凸の２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2から構成されている。なお、図４、図５では、発光素子グループＥＧとレンズＬＳ1、ＬＳ2との間には遮光部材２９７が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。

このラインヘッド２９では、３行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループＥＧのそれぞれに対向してレンズＬＳ1、ＬＳ2を配置するために、複数のレンズＬＳ1を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ1と、複数のレンズＬＳ2を３行千鳥で並べたレンズアレイＬＡ2とが設けられている。つまり、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）では、長手方向ＬＧＤへ距離３×Ｄg毎にレンズＬＳ1（ＬＳ2）を配置して、長手方向ＬＧＤに直線的に並ぶ複数のレンズＬＳ1（ＬＳ2）から１行のレンズ行が構成される。さらに、３行のレンズ行は、幅方向ＬＴＤに距離Ｄtを空けて配置されるとともに、長手方向ＬＧＤに距離Ｄgだけ互いにシフトされている。

ちなみに、レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズＬＳ1（ＬＳ2）を３行千鳥で形成して１つの短尺なレンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を作製し、この短尺レンズアレイＬＡ1（ＬＡ2）を長手方向ＬＧＤに複数並べることで、長手方向ＬＧＤに長尺なレンズアレイを構成している。

より具体的には、ヘッド基板表面２９３−hの幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ1が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ1、ＳＰ1に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ1が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイＬＡ1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向ＬＴＤの両端部それぞれには、複数のスペーサーＳＰ2が長手方向ＬＧＤに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向ＬＴＤへスペーサーＳＰ2、ＳＰ2に架設された状態で、複数のレンズアレイＬＡ2が長手方向ＬＧＤに並べられて、１つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイＬＡ2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスＳＳが接着されており、複数のレンズアレイＬＡ2は各スペーサーＳＰ2のみならず、当該スペーサーＳＰ2の反対側から支持ガラスＳＳによっても支持されている。また、この支持ガラスＳＳは、各レンズアレイＬＡ2が外部に露出しないように、当該レンズアレイＬＡ2を覆う機能も併せ持つ。

つまり、上述のように構成された２枚レンズアレイＬＡ1、ＬＡ2をヘッド基板２９３に対向させることで、発光素子グループＥＧの３行千鳥配置に対応して、２枚のレンズＬＳ1、ＬＳ2で構成される結像光学系ＯＳが３行千鳥で長手方向ＬＧＤに並ぶこととなる。そして、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光は、結像光学系ＯＳおよび支持ガラスＳＳを透過して、感光体ドラム２１表面に照射される。なお、図５では、発光素子グループ行ＧＲaに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳaが併記されている。また、同様にして、発光素子グループ行ＧＲb、ＧＲcに属する発光素子グループＥＧからの光を結像する結像光学系ＯＳに対して符号ＯＳb、ＯＳcが併記されている。すなわち、幅方向ＬＴＤに互いに異なる位置に配置された結像光学系ＯＳに対して、異なる符合ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcが付されている。なお、各結像光学系ＯＳは、発光素子グループＥＧからの光を縮小させつつ倒立させる結像特性を有する。

このように、ラインヘッド２９では、複数の発光素子グループＥＧそれぞれに対して専用の結像光学系ＯＳが配置されている。このようなラインヘッド２９では、発光素子グループＥＧからの光は、当該発光素子グループＥＧに設けられた結像光学系ＯＳにのみ入射し、それ以外の結像光学系ＯＳに入射しないことが望ましい。そこで、ヘッド基板２９３の表面２９３−hとレンズアレイＬＡ1との間には、遮光部材２９７が設けられている。この遮光部材２９７は、発光素子グループＥＧから当該発光素子グループＥＧに対向する結像光学系ＯＳに向かう光を制限する機能を果たす。具体的には、遮光部材２９７には、発光素子グループＥＧからこれに対向する結像光学系ＯＳへと向かう導光孔２９７１が、光軸方向Ｄoaに貫通形成されている。導光孔２９７１は円柱形状の孔であり、その中心軸は結像光学系ＯＳの光軸ＯＡと概ね一致している。したがって、発光素子グループＥＧから射出された光のうち、遮光部材２９７の底面で遮られることなく導光孔２９７１を通過した光が、結像光学系ＯＳに入射することとなる。そして、結像光学系ＯＳで結像された光が感光体ドラム２１表面に照射されて、感光体ドラム２１表面が露光される。続いて、ラインヘッド２９による露光動作を説明する。

図６は、ラインヘッドによる露光動作の説明図である。特に図６では、主走査方向ＭＤに伸びるライン状のライン潜像を感光体ドラム２１表面に形成するラインヘッド２９の動作が示されている。このライン潜像の形成動作は、特許文献１の図面１１に示された動作と基本的に同等である。すなわち、副走査方向ＳＤに移動する感光体ドラム２１表面に対して、副走査方向ＳＤの上流側の結像光学系ＯＳから順にスポットＳＴを形成する。

具体的には、先ず時刻ｔ1において、副走査方向ＳＤに最上流の結像光学系ＯＳaが発光素子行ＥＲbからの光を結像することで、図６に示す符号ｔ1のハッチングが施された８個のスポットＳＴが、主走査方向ＭＤに間隔を空けつつ並んで形成される。こうして形成された８個のスポットＳＴは、感光体ドラム２１表面の移動に伴なって副走査方向ＳＤに搬送される。続いて、時刻ｔ2（＞ｔ1）において、副走査方向ＳＤに最上流の結像光学系ＯＳbが発光素子行ＥＲaからの光を結像することで、図６に示す符号ｔ2のハッチングが施された８個のスポットＳＴが、主走査方向ＭＤに間隔を空けつつ並んで形成される。こうして、時刻ｔ1に発光素子行ＥＲbにより形成された８個のスポットＳＴの間隔を埋めるように、時刻ｔ2に発光素子行ＥＲaが８個のスポットＳＴを形成する。こうして、主走査方向ＭＤに直線的に並ぶ１６個のスポットＳＴから、主走査方向ＭＤに伸びる１本の潜像Ｌ1が形成される。

ここで、結像光学系ＯＳaが発光素子行ＥＲbからの光によりスポットＳＴを形成した後に、発光素子行ＥＲaからの光によりスポットを形成したのは、次の理由による。すなわち、結像光学系ＯＳaが反転結像特性を有していることから、発光素子行ＥＲbは発光素子行ＥＲaよりも副走査方向ＳＤの上流側にスポットＳＴを形成する。そこで、先に発光素子行ＥＲbにより８個のスポットＳＴを形成しておき、これらのスポットＳＴが副走査方向ＳＤに移動したタイミングで、これらのスポットＳＴに隣接するように発光素子行ＥＲaが８個のスポットＳＴを形成することで、１６個のスポットＳＴを主走査方向ＭＤに直線的に並べて形成して、主走査方向ＭＤに伸びる１本の潜像Ｌ1を形成することができる。

その後、結像光学系ＯＳaと同様にして、結像光学系ＯＳbが時刻ｔ3（＞ｔ2）および時刻ｔ4（＞ｔ3）それぞれでスポットＳＴを形成して、主走査方向ＭＤに伸びる１本の潜像Ｌ2を形成するとともに、結像光学系ＯＳcが時刻ｔ5（＞ｔ4）および時刻ｔ6（＞ｔ5）それぞれでスポットＳＴを形成して、主走査方向ＭＤに伸びる１本の潜像Ｌ3を形成する。こうして、結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcにより形成された潜像Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3が主走査方向ＭＤに隣接しつつ周期的に並び、これらの潜像Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3によってライン潜像ＬＩが形成される。

ところで、図７に示すように、感光体ドラム２１表面の速度が変動してしまうことで、潜像Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3それぞれの位置が副走査方向ＳＤにずれて、ライン潜像ＬＩに段差が生じてしまう場合がある。ここで、図７は、感光体ドラム表面の速度変動とライン潜像との関係を示す図である。同図に示すように、感光体ドラム２１の表面速度が所定速度で一定しているときは、ライン潜像ＬＩに段差は生じない（同図の「定速時」の欄参照）。一方、感光体ドラム２１の表面速度が所定速度より加速または減速した場合は、ライン潜像ＬＩに段差が生じている（同図の「加速時」および「減速時」の欄参照）。

そして、いわゆるスキュー補正の影響を受けて、ライン潜像ＬＩに生じる上述の段差がより広がってしまう場合があった。そこで、以下では、ライン潜像の段差が広がってしまう場合のスキュー補正を比較形態として図８〜図１１を用いて説明した後に、ライン潜像の段差を抑制可能なスキュー補正を実施形態として図１２〜図１６を用いて説明する。また、上述では、１つの結像光学系ＯＳに対して１６個の発光素子Ｅが並ぶ構成を例示して説明したが、以下では、１つの結像光学系ＯＳには６４個の発光素子Ｅが並ぶものとして説明を行なう。

図８は、比較形態におけるページメモリーへのビデオデータの格納の様子を示す模式図である。図８〜図１１で示す比較形態および図１２〜図１６で後に示す実施形態では、１ページ分のビデオデータＶＤ（画像データ）を格納するページメモリーを用いてスキュー補正が実行される。このページメモリーは、主走査方向ＭＤへの位置（画素位置）に対応する列アドレスと副走査方向ＳＤへの位置（画素位置）に対応する行アドレスとから成るマトリックスに、ビデオデータＶＤを格納するものである。より具体的には、１つのアドレスＡ(m,n)には６４bitのビデオデータＶＤ、すなわち６４個の発光素子Ｅ分のビデオデータＶＤが格納される。先に述べたとおり、１つの結像光学系ＯＳに対して設けられる発光素子Ｅの個数は６４個であるから、１つのアドレスＡ(m,n)には１つの結像光学系ＯＳ分に相当する量のビデオデータＶＤが格納される。

そして、図８では、右肩上がりのスキューが発生しているとして、このスキューを打ち消すように、主走査方向ＭＤへ１ライン分のビデオデータＶＤが右肩下がりにページメモリーに格納されている。つまり、図８で主走査方向ＭＤに周期的に並ぶ潜像Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3のビデオデータは同一のライン潜像ＬＩを構成するものであるが、これらは同じ行のアドレスに格納されるのではなく、８個の結像光学系ＯＳに対応するデータ量（６４bit×８＝５１２bit）毎に格納する行アドレスが１つずつシフトしている。すなわち、図８において、８個の列アドレス毎にスキュー補正量が「０」から順番に「１」ずつ増えている。その結果、列アドレス０〜７に格納されるビデオデータＶＤは、スキュー補正量が「０」であり、列アドレス８〜１５に格納されるビデオデータＶＤは、スキュー補正量が「１」であり、…となっている。こうして、スキュー補正量が「１」だけ異なったスポットＳＴどうしは、副走査方向ＳＤに１画素分だけ互いにずれたタイミングで形成される。このように、所定bit（５１２bit）毎にスポットＳＴの形成タイミングをずらすことで、スキュー補正が実行される。

そして、このようにページメモリーに格納されたライン潜像ＬＩのビデオデータＶＤが、列アドレス０から順に読み出されるとともに、この読み出されたビデオデータＶＤに基づいてラインヘッド２９がライン潜像ＬＩの形成動作を実行する。これにより、右肩上がりのスキューが補正されて、図９に示すようなライン潜像ＬＩを得ることができる。ここで、図９は、比較形態においてスキュー補正されたライン潜像を示す図である。

ただし、図１０、図１１に示すように、感光体ドラム２１表面に速度変動があると、この速度変動に起因する段差がスキュー補正によってより大きくなってしまう場合があった。図１０は、比較形態において感光体ドラム表面が加速した場合のライン潜像を示す図であり、図１１は、比較形態において感光体ドラム表面が減速した場合のライン潜像を示す図である。図７を用いて先に説明したとおり、感光体ドラム２１表面の速度が変化することでライン潜像ＬＩを構成する潜像Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3の間に段差が生じる場合があるが、図１０および図１１では、スキュー補正によってこの段差がより広がってしまっているのがわかる（破線丸で囲まれた部分を参照）。

この原因について説明する。図８に示すように、ライン潜像ＬＩは所定bit（５１２bit）毎に１ずつスキュー補正量が増加された１ライン分のビデオデータＶＤから構成されており、言い換えれば、ライン潜像ＬＩには、スキュー補正量の変化する境界が所定bit毎に現れる。一方、ライン潜像ＬＩは、異なる結像光学系ＯＳa、ＯＳb、ＯＳcによって形成された潜像Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3が主走査方向ＭＤに並んで構成されている。このとき、ライン潜像ＬＩにおいて、スキュー補正量の変化する境界と、異なる結像光学系ＯＳで形成された潜像の境界とが一致すると、感光体ドラム２１表面の速度変動に起因する段差がスキュー補正の影響でより広がってしまい、その結果、図１０や図１１に示す問題が発生する。

一方、図１２〜図１６を用いて続いて説明する実施形態は、このような段差を抑制可能な構成を具備するものである。図１２は、実施形態が備えるスキュー補正回路の電気的構成を示すブロック図である。なお、図１２に示すスキュー補正回路１００は、ヘッドコントローラーＨＣ（図２）に内蔵されている。

このスキュー補正回路１００は、ラインバッファー１１０、シフトレジスター１２０、メモリーコントローラー１３０およびＲＡＭ（Random Access Memory）で構成されたページメモリー１４０から構成されている。まず、メインコントローラーＭＣからヘッドコントローラーＨＣにビデオデータＶＤが送られてくると、ラインバッファー１１０はこのビデオデータＶＤを主走査方向ＭＤに１ラインずつバッファーする。また、ラインバッファー１１０は、バッファーしたビデオデータＶＤをシフトレジスター１２０に転送する。シフトレジスター１２０は、受け取った１ライン分のビデオデータＶＤを３２bitだけシフトさせた後に、メモリーコントローラー１３０を介してページメモリー１４０に格納させる。

図１３は、実施形態におけるページメモリーへのビデオデータの格納の様子を示す模式図である。同図においても、比較形態の説明で示した図８と同様に、右肩上がりのスキューが発生しているとして、このスキューを打ち消すように、主走査方向ＭＤへ１ライン分のビデオデータＶＤが右肩下がりにページメモリーに格納されている。ただし、図１３ででは、１ライン分のビデオデータＶＤが、列アドレスの増加方向に３２bit（１つの結像光学系ＯＳ分に相当する量の半分）だけシフトされて、ページメモリー１４０に格納されている点で、図８と異なっている。その結果、ライン潜像ＬＩを構成する１ライン分のビデオデータＶＤにおいて、スキュー補正量の変化する境界は、一の結像光学系ＯＳで形成される潜像のビデオデータＶＤの途中に位置しており、異なる結像光学系ＯＳで形成される潜像のビデオデータＶＤの境界からずれている。

そして、シフトレジスター１２０は、こうしてページメモリー１４０にいったん格納したビデオデータＶＤを、メモリーコントローラー１３０を介して再び読み出して、ラインバッファー１１０に書き込む。このとき、シフトレジスター１２０は、列アドレスの減少方向に３２bitだけシフトしつつ、ページメモリー１４０からビデオデータＶＤを読み出して、ラインバッファー１１０に格納する。

このような格納・シフト・読出といった処理を経てビデオデータＶＤをラインバッファー１１０に格納することで、実際には図１３に示したようにページメモリー１４０に格納されたビデオデータは、図１４に示すようにページメモリー１４０に格納されているのと等価となる。ここで、図１４は、実施形態におけるページメモリーへのビデオデータの格納の様子を示す模式図である。つまり、等価的には、図１４に示すようにページメモリー１４０に格納されているビデオデータＶＤが、１ラインごとにラインバッファーに１１０に転送・格納されることとなる。したがって、ラインバッファー１１０に格納される１ライン分のビデオデータＶＤにおいて、スキュー補正量の変化する境界は、一の結像光学系ＯＳで形成される潜像のビデオデータＶＤの途中に位置しており、異なる結像光学系ＯＳで形成される潜像のビデオデータＶＤの境界からずれている。そして、ラインバッファー１１０に格納されたビデオデータＶＤに基づいて、ラインヘッド２９はライン潜像を形成する。したがって、ライン潜像ＬＩにおいて、スキュー補正量の変化する境界と、異なる結像光学系ＯＳで形成された潜像の境界とが一致せず、その結果、図１５および図１６に示すように、ライン潜像ＬＩでの段差が抑制されている。ここで、図１５は、実施形態において感光体ドラム表面が加速した場合のライン潜像を示す図であり、図１６は、実施形態において感光体ドラム表面が減速した場合のライン潜像を示す図である。

以上のように、この実施形態では、異なる結像光学系ＯＳで形成された潜像の境界で隣接するスポットは同じスキュー補正量で形成されており（換言すれば、形成タイミングの補正量は同じであり）、当該境界におけるライン潜像の段差が抑制可能となっている。一方、同一の結像光学系ＯＳで形成されるスポットＳＴどうし（例えば、図１４での符号Ｌ2aが付された部分のスポットと符号Ｌ2bが付された部分のスポット）のスキュー補正量は異なっており、このようにスキュー補正量を適宜ずらすことで、スキュー補正を効果的に行うことが同時に可能となっている。こうして、この実施形態では、スキュー補正を効果的に行いながらも、ライン潜像ＬＩでの段差の抑制が可能となっている。

また、スキュー補正回路１００（制御部）は、主走査方向ＭＤ１ライン分のビデオデータＶＤ（画像データ）を、主走査方向ＭＤへの位置とアドレスとを対応付けてページメモリー１４０に格納するとともに、各スポットＳＴの形成タイミングの補正量（スキュー補正量）に応じて、各スポットＳＲに対応するビデオデータＶＤを格納するアドレスをずらすように構成している。これによって、スポットＳＴの形成タイミングの補正を簡便な制御で実行することが可能となっている。

また、本実施形態のように、副走査方向ＳＤに回転する感光体ドラム２１を用いた構成では、感光体ドラム２１が回転軸から偏心するといった理由によって、感光体ドラム２１表面の速度変動が生じて、その結果、上述のようなライン潜像ＬＩの段差が生じやすい。そこで、感光体ドラム２１を用いた構成に対しては、本発明を適用して、ライン潜像ＬＩでの段差を確実に抑制しておくことが、好適となる。

その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド２９が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム２１が本発明の「潜像担持体」に相当し、結像光学系ＯＳが本発明の「レンズ」に相当し、ビデオデータＶＤが本発明の「画像データ」に相当し、スキュー補正量が本発明の「スポットの形成タイミングの補正量」に相当し、副走査方向ＳＤが本発明の「第１の方向」に相当し、主走査方向ＭＤが本発明の「第２の方向」に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明は、種々の結像特性の結像光学系ＯＳを備えた構成に対して適用可能であるため、言い換えれば、種々の結像特性を備えた結像光学系ＯＳを採用可能となる。そこで、上記実施形態のように、縮小像や倒立像を結像させるものはもちろん、拡大像や正立像を結像させるものを結像光学系ＯＳとして採用することも可能である。

また、上記実施形態では、主走査方向ＭＤに５１２bit毎にスキュー補正量を「１」だけずらしている。しかし、５１２bit以外のbit数毎にスキュー補正量をずらすように構成しても良いし、スキュー補正量をずらす量も「１」に限られない。

また、副走査方向ＳＤに異なる位置に配置される結像光学系ＯＳの個数（換言すれば、レンズ行の行数）は３個に限られず、２個あるいは４個以上であっても良い。

また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの個数や、配置態様も種々の変更が可能である。

また、上述の有機ＥＬ素子以外に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode)等の光源を、発光素子Ｅとして用いることもできる。

２１…感光体ドラム、 ２４…現像器、 ２９…ラインヘッド、 Ｅ…発光素子、 ＥＧ…発光素子グループ、 ＬＳ1、ＬＳ2…レンズ、 ＯＳ、ＯＳa、ＯＳb、ＯＳc…結像光学系、 ＭＣ…メインコントローラー、 ＨＣ…ヘッドコントローラー、 １００…スキュー補正回路、 １１０…ラインバッファー、 １２０…シフトレジスター、 １３０…メモリーコントローラー、 ＭＤ…主走査方向、 ＳＤ…副走査方向、 ＶＤ…ビデオデータ

Claims (5)

1. 第１の方向に移動する潜像担持体と、
   第１の発光素子、第２の発光素子、第３の発光素子、前記第１の発光素子が発光する光を結像して第１のスポットを前記潜像担持体に形成する第１のレンズ、および前記第２の発光素子が発光する光を結像して前記第１の方向に直交もしくは略直交する第２の方向から前記第１のスポットに隣接する第２のスポットを前記潜像担持体に形成するとともに前記第３の発光素子が発光する光を結像して前記第２のスポットの前記第２の方向側で第３のスポットを前記潜像担持体に形成する第２のレンズを有する露光ヘッドと、
   前記第１の発光素子の発光を制御して前記第１のスポットの形成タイミングを補正し、前記第２の発光素子の発光を制御して前記第２のスポットの形成タイミングを補正し、前記第３の発光素子の発光を制御して前記第３のスポットの形成タイミングを補正する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１のスポットの形成タイミングの補正量と前記第２のスポットの形成タイミングの補正量を同じにする一方、第３のスポットの形成タイミングを第１のスポットおよび第２のスポットの形成タイミングの補正量と異ならせることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、第２の方向に１ライン分の画像データを第２の方向への位置とアドレスとを対応付けてメモリーに格納するとともに、前記第１のスポット、前記第２のスポットおよび前記第３のスポットの形成タイミングの補正量に応じて、前記第１のスポット、前記第２のスポットおよび前記第３のスポットに対応する画像データを格納するアドレスをずらす請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記潜像担持体は、前記第１の方向に回転する感光体ドラムである請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１のレンズ、前記第２のレンズおよび前記第３のレンズは、倒立像を結像する請求項１ないし３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１のレンズ、前記第２のレンズおよび前記第３のレンズは、縮小像を結像する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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