JP2014184622A - 発光素子ヘッド及び発光素子ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子ヘッドの露光領域の主走査方向の長さを発光素子の配列ピッチ単位で調整することができる発光素子ヘッド及び発光素子ヘッドの製造方法を得る。
【解決手段】発光素子ヘッドは、複数の発光素子（ＬＥＤ４５）が予め定められたピッチで配列された複数の発光素子チップ（ＬＥＤチップ４４）を有する。ＬＥＤ４５の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合うＬＥＤチップ４４の副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で複数のＬＥＤチップ４４が主走査方向に並べて配置されると共に、少なくとも一組の隣り合うＬＥＤチップ４４間で少なくとも一組のＬＥＤ４５の主走査方向の位置が重複するように複数のＬＥＤチップ４４が配置される。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、発光素子ヘッド及び発光素子の製造方法に関する。

主走査方向に列状に配される発光素子からなる第１の発光素子列と、主走査方向に列状に配される発光素子からなり、前記第１の発光素子列と少なくとも一部が副走査方向に重複して配される第２の発光素子列と、前記発光素子の光出力を結像させて感光体を露光し静電潜像を形成させるための光学素子と、を備え、前記第１の発光素子列の発光素子の間隔と前記第２の発光素子列の発光素子の間隔とは当該第１の発光素子列と当該第２の発光素子列とが重複する箇所において異なることを特徴とする発光素子ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

２値の画像データに応じて発光制御される複数個の発光素子と、発光素子を一方向に配列した複数の発光素子アレイユニットと、発光素子アレイユニットを副走査方向に対して一部が重なるように千鳥状に配置し、画像データを発光素子アレイユニットごとに分割して転送する画像データ転送手段とを備えた光書込み装置であって、発光素子アレイユニット間の繋ぎ目位置に該当する発光素子の光量と共に、その周囲の発光素子の光量を制御する光量制御手段を設けたことを特徴とする光書込み装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。

１ラインに複数の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向に複数ライン設け、前記各発光素子ラインは主走査方向に所定ピッチずらして配置し、画像の位置ずれ情報に基づいて点灯させる発光素子ラインを切り替える切り替え手段を有することを特徴とする、ラインヘッドも知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１２−１６６５４１号公報 特開２００５−１３１８６４号公報 特開２００５−１０４０５５号公報

本発明は、発光素子ヘッドの露光領域の主走査方向の長さを発光素子の配列ピッチ単位で調整することができる発光素子ヘッド及び発光素子ヘッドの製造方法を得ることを目的とする。

請求項１の発明は、複数の発光素子が予め定められたピッチで配列された複数の発光素子チップを有し、前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップが前記主走査方向に並べて配置されると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップが配置された発光素子ヘッドである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発光素子ヘッドにおいて、前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数は、該重複箇所毎に予め定められており、該定められた重複数となるように前記発光素子チップが配置されている。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発光素子ヘッドにおいて、前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数の合計である総重複数が、前記複数の発光素子からの光を感光体に結像させるレンズの倍率、及び前記複数の発光素子チップを配置する基板を熱処理して該基板が縮小した後の該基板の伸び量の少なくとも一方に応じた重複数となるように前記複数の発光素子チップが配置されている。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発光素子ヘッドにおいて、前記主走査方向の位置が重複する一対の発光素子の一方の発光素子を入力された画像データに基づいて発光させ、他方の発光素子は発光させないように制御する制御部を更に有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載の発光素子ヘッドにおいて、前記制御部は、前記入力された画像データにおける前記他方の発光素子に対応する部分に白データを挿入する補正を行なうことにより前記制御を行なう。

請求項６の発明は、複数の発光素子が予め定められたピッチで配列された複数の発光素子チップを用意し、前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップを前記主走査方向に並べて配置すると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップを配置する発光素子ヘッドの製造方法である。

請求項１に記載の発明によれば、発光素子ヘッドの露光領域の主走査方向の長さを発光素子の配列ピッチ単位で調整できる。

請求項２に記載の発明によれば、各重複箇所の重複数を同数とする場合に比べて、より細かい単位で露光幅の調整が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、発光素子ヘッドの製造終了段階で、発光素子ヘッドの露光領域の主走査方向の長さが、目標とする長さとなるように発光素子チップの配置を調整することができる。

請求項４に記載の発明によれば、一対の発光素子の双方の発光素子を発光させる場合に比べて、欠陥画像の形成を抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、一対の発光素子の他方の発光素子の発光を容易に抑えることができる。

請求項１に記載の発明によれば、発光素子ヘッドによる露光領域の主走査方向の長さが発光素子の配列ピッチ単位で調整された発光素子ヘッドを製造することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す図である。 画像形成ユニットの構成を示す図である。 ＬＥＤプリントヘッドの構成の一例を示す概略図である。 ＬＥＤアレイにおけるＬＥＤチップの配置例を示す図である。 各ＬＥＤチップの概略的な構成例を示す図である。 ＬＥＤの総重複数を１０にする場合のＬＥＤチップの配置例を示す図である。 ＬＥＤの総重複数を４にする場合のＬＥＤチップの配置例を示す図である。 ＬＥＤの総重複数を１にする場合のＬＥＤチップの配置例を示す図である。 実施の形態に係る画像形成装置における制御系の構成を示すブロック図である。 ヘッド制御回路の機能構成を示す図である。 ドット重複補正処理の流れを示すフローチャートである。 白データの挿入処理を説明する説明図である。 レンズアレイが理想状態の場合の要求露光幅の具体例を示す図である。 レンズアレイが感光体の表面に対して凹状に湾曲している場合の露光幅の例を示す図である。 レンズアレイが感光体の表面に対して凸状に湾曲している場合の露光幅の例を示す図である。 プリント基板を熱処理した後、プリント基板の伸長を待たずに露光幅がｂとなるようにＬＥＤチップを配置したときの、最終的な露光幅を説明する説明図である。 プリント基板を熱処理した後、プリント基板の伸長を待たずに露光幅がｂ−ｃ（ｃは事前に把握されている伸び量）となるようにＬＥＤチップを配置したときの、最終的な露光幅を説明する説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。

図１には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、画像形成装置１０には、複数の巻きかけローラ１２に巻き掛けられ、モータ（図示省略）の駆動により矢印Ｅ方向に搬送される無端ベルト状の中間転写体ベルト１４の長手方向に沿って、複数の画像形成ユニット１５（詳細は後述する）が配設されている。

なお、本実施の形態における画像形成装置１０は、カラー画像の形成にも対応しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応するトナー像を形成する画像形成ユニット１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋがそれぞれ配設されている。以下、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ）を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。

各画像形成ユニット１５により形成された互いに異なる色のトナー像は、中間転写体ベルト１４のベルト面上で、互いに重なり合うように中間転写体ベルト１４に各々転写される。これにより、中間転写体ベルト１４上にカラーのトナー像が形成される。なお、本実施の形態では、このようにして４色のトナー像が重ねて転写されたトナー像を最終トナー像と称する。

４つの画像形成ユニット１５よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、対向する２つのローラ２６Ａ、２６Ｂを備えた転写装置２６が配設されている。中間転写体ベルト１４上に形成された最終トナー像は、このローラ２６Ａ、２６Ｂの間に送り込まれ、画像形成装置１０の底部に設けられた用紙収容部２９から取り出されて、ローラ２６Ａ、２６Ｂの間に搬送されてきた用紙２８に転写される。

また、最終トナー像が転写された用紙２８の搬送経路には、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂとを備えた定着装置３０が配設されている。定着装置３０に搬送された用紙２８は、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂとによって挟まれた状態で搬送されることにより用紙２８上のトナーが溶融すると共に用紙２８に圧着されて、定着される。これにより、用紙２８上に所望の画像（カラー画像）が形成される。画像が形成された用紙２８は装置外へ排出される。

一方、転写装置２６よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、転写装置２６によって用紙２８に転写されずに中間転写体ベルト上に残留したトナーを回収するクリーナ３２が配設されている。クリーナ３２には、中間転写体ベルト１４に接するようにブレード３４が備えられており、残留したトナーを擦り取ることによって回収する。

なお、ここでは、４色のトナー像を重ねてカラー画像を形成する例について説明したが、単色の画像を形成するようにしてもよい。この場合には、中間転写体ベルト１４上には、ＹＭＣＫの何れか１色のトナー像が転写されて、単色の画像が用紙２８に形成される。

図２には、画像形成ユニット１５の構成が示されている。なお、各色の画像形成ユニット１５の構成は同様であるので、ここでは各々の色を示す末尾の符号を省略して説明する。

同図に示されるように、画像形成ユニット１５は、中間転写体ベルト１４に接するように配設され、矢印Ｆ方向に予め定められた速度で回転する感光体１６を備えている。

各感光体１６の周面には、感光体１６の表面を予め定められた電位に一様に帯電させるための帯電ローラ１８が配置されている。帯電ローラ１８は、導電性のローラであり、その周面が感光体１６の周面に接触し、かつ帯電ローラ１８の軸線方向と感光体１６の軸線方向とが揃うように配設されている。

また、各感光体１６の回転方向Ｆの帯電ローラ１８よりも下流側の周面には、感光体１６上に静電潜像を形成するためのＬＥＤ（発光ダイオード）を光源としたＬＥＤプリントヘッド２０（詳細は後述）が備えられている。ＬＥＤプリントヘッド２０は、画像データに応じて光ビームを感光体１６に照射することにより、感光体１６上に静電潜像を形成する。なお、ＬＥＤプリントヘッド２０は、発光素子ヘッドの一例であって、これに限定されるものではない。

さらに、各感光体１６の回転方向ＦのＬＥＤプリントヘッド２０よりも下流側の周囲には、感光体１６上に形成された静電潜像を予め定められた色（イエロー／マゼンタ／シアン／ブラック）のトナーによって現像してトナー像を形成させる現像器２２が配設されている。

現像器２２は、同図に示されるように、感光体１６に近接配置された現像ローラ３８及びブレード４０を含んで構成されている。現像ローラ３８には、現像バイアスが印加され、現像器２２内に装填されたトナーが周面に付着される。現像ローラ３８の回転方向Ｇへの回転により、現像ローラ３８に付着されたトナーが感光体１６の表面に搬送され、トナーが感光体１６に擦りつけられて、感光体１６上に形成された静電潜像が現像される。

また、各感光体１６の回転方向Ｆの現像器２２よりも下流側の周囲には、各感光体１６上のトナー像を中間転写体ベルト１４に転写する転写ローラ２５が備えられている。転写ローラ２５は、予め定められた電位に帯電されて矢印Ｈで示す方向に回転して中間転写体ベルト１４を予め定められた速度で搬送して感光体１６に順次対向させる。これにより、転写ローラ２５は、感光体１６上のトナーを中間転写体ベルト１４上に転写させる。

また、感光体１６の周面の転写ローラ２５よりも下流側には、感光体１６上の転写残トナーやリトランスファートナー等の残留トナーを回収するクリーニングブレード２４が配置されている。クリーニングブレード２４は、一辺が感光体１６と接触するように配設されており、中間転写体ベルト１４に転写されずに感光体１６上に残留したトナーや、転写時に感光体１６上に付着してしまった他の色のトナー等を削ぎとって回収するようになっている。

以下、感光体１６の回転方向を副走査方向といい、副走査方向に交差する方向であって、感光体１６の回転軸方向を主走査方向という。

図３は、ＬＥＤプリントヘッド２０の構成の一例を示す概略図である。同図に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド２０は、ＬＥＤアレイ４２と、レンズアレイ４６と、を含んで構成されている。

同図に示されるように、ＬＥＤアレイ４２は、ＬＥＤアレイ４２の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されたプリント基板４２Ａに、サイズが等しいＬＥＤ４５がライン状に等間隔で多数（例えば、２５６個）配列された発光素子チップの一例としてのＬＥＤチップ４４が複数配置されて構成されている。なお、各ＬＥＤチップ４４に配列されたＬＥＤ４５の数は等しく、ＬＥＤ４５の設計上の配列ピッチｐ（主走査方向に隣り合ったＬＥＤ４５の中心から中心までの距離。図４Ｂも参照）は予め定められた長さに統一されている。

また、レンズアレイ４６は、結像レンズとして、ＬＥＤアレイ４２と感光体１６との間に設けられている。レンズアレイ４６は、屈折率分布型のロッドレンズが、例えば、解像度に応じた各画素（ドット）に対応したピッチで配列されて構成されており、各ＬＥＤから出射された光ビームを感光体１６上に結像させる。

ここで、ＬＥＤアレイ４２について更に詳細に説明する。図４Ａに、本実施形態に係るＬＥＤアレイ４２におけるＬＥＤチップ４４の配置例を示し、図４Ｂに、各ＬＥＤチップ４４の構成例を示す。

本実施形態では、ＬＥＤチップ４４として自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Ｓｅｌｆ−ｓｃａｎｎｉｎｇ ＬＥＤ）アレイチップを使用するものとする。ＳＬＥＤアレイチップは、スイッチのオン・オフタイミングを二本の信号線によって、選択的に発光させることができるため、データ線を共通化することができ、配線の簡素化が可能となる。ＳＬＥＤチップについては、例えば、特開平８−２１６４４８号公報に開示されたものを適用すればよい。

この自己走査型ＬＥＤでは、第１電極パッド４７をＬＥＤチップ４４におけるＬＥＤ４５の配列方向の端部に集中させることができる。本実施形態では、図４Ａに示すように、ＬＥＤチップ４４の長手方向の両端側に第１電極パッド４７が配設され、プリント基板４２Ａ上において第１電極パッド４７に対応する位置に、第２電極パッド４９が配設されている。そして、第１電極パッド４７と第２電極パッド４９とが、金線等のボンディングワイヤ４１によって接続される。なお、第２電極パッド４９は、ヘッド制御回路４０（後述に接続されている。

従って、図４Ｂに示すように、本実施形態において、１つのＬＥＤチップ４４は、複数のＬＥＤ４５が配置された１つのＬＥＤ配置部８０と、第１電極パッド４７が配置された２つの電極配置部８２と、を含んで構成されている。

なお、本実施形態では、複数のＬＥＤチップ４４は、各ＬＥＤ４５の配列方向（ＬＥＤチップ４４の長手方向）が主走査方向となる向きで、各ＬＥＤチップ４４の副走査方向の位置を予め定められたピッチだけ交互にずらして主走査方向に並べ（千鳥配置）、プリント基板４２Ａに取りつけられている。

更に、本実施形態では、複数のＬＥＤチップ４４を千鳥状に配置する場合に、各ＬＥＤチップ４４の一部の主走査方向の位置が、隣り合うＬＥＤチップ４４の一部の主走査方向の位置と重複するように配置する。このとき、ＬＥＤプリントヘッド２０の露光領域の主走査方向の長さが目標とする長さとなるように、少なくとも一組の隣り合うＬＥＤチップ４４間で少なくとも一対のＬＥＤ４５の主走査方向の位置が重複するようにＬＥＤチップ４４を配置してもよい。以下、隣り合う２つのＬＥＤチップ４４間でＬＥＤ４５の主走査方向の位置が重複する部分を「ＬＥＤ重複部８４」と呼称する。

ところで、図４Ａに示す例では、各ＬＥＤ重複部８４において重複するＬＥＤ４５の数（以下、重複数という）は各々等しく、その数は２である。従って、このＬＥＤアレイ４２におけるＬＥＤ４５の総重複数は、「ＬＥＤ重複部８４の個数×２」となる。また、各ＬＥＤ重複部８４の主走査方向の長さを合計した合計長は、「ＬＥＤ４５の総重複数×ＬＥＤ４５の配列ピッチｐ」となる。

従って、図４Ａに示すようにＬＥＤアレイ４２を構成した場合において、レンズアレイ４６の倍率を１とすると、ＬＥＤプリントヘッド２０が露光する露光領域の主走査方向の長さ（以下、露光領域の主走査方向の長さを、単に露光幅と呼称する）Ｌ１は、以下の式により定まる。

Ｌ１＝１つのＬＥＤチップに配列されたＬＥＤの数×ＬＥＤの配列ピッチｐ×ＬＥＤチップの数−ＬＥＤの総重複数×ＬＥＤの配列ピッチｐ・・・（１）

一方、従来は、ＬＥＤチップ４４のＬＥＤ配置部８０を一切重複させずに、ＬＥＤチップ４４の配置個数だけで露光幅を調整していた。従って、従来のＬＥＤプリントヘッドの露光幅Ｌ２は、以下の式（２）により定まる。

Ｌ２＝１つのＬＥＤチップに配列されたＬＥＤの数×ＬＥＤの配列ピッチｐ×ＬＥＤチップの数・・・（２）

このように、設計上同一の複数のＬＥＤチップ４４を配置してＬＥＤアレイ４２を製造する際、従来は、ＬＥＤチップ４４の配置個数でしか露光幅を調整することしかできなかったが、本実施形態では、上記説明したように、ＬＥＤ重複部８４を設け、ＬＥＤ４５の総重複数を調整することにより、配列ピッチｐ単位で露光幅Ｌを調整できる。これにより、露光幅を、目標とする露光幅、例えば、感光体１６のサイズに応じて要求される露光幅（以下、要求露光幅という）に合わせることが容易となる。個々のＬＥＤチップ４４のサイズを調整しなくても配列ピッチｐ単位で調整できるため、コストが低く抑えられる。

なお、図４Ａに示した例では、各ＬＥＤ重複部８４におけるＬＥＤ４５の重複数を各々同数としたが、同数でなくてもよく、各ＬＥＤ重複部８４の重複数を予め個別に定めて配置してもよい。これにより、より細かい単位で露光幅の調整が可能となる。

また、隣り合うＬＥＤチップ４４の全てがＬＥＤ重複部８４を形成するようにＬＥＤチップ４４を並べて配置する例に限定されず、例えば、複数のＬＥＤチップ４４を配置したときに、隣り合うＬＥＤチップ４４の電極配置部８２は重複するが、ＬＥＤ配置部８０は重複しない部分が含まれていてもよい。

以下、図５〜図７を参照して、具体例を説明する。なお、ここでは、電極配置部８２の図示は省略している。

図５は、ＬＥＤ４５の総重複数を１０にする場合のＬＥＤチップ４４の配置例を示す図であって、４つのＬＥＤチップ４４が、ＬＥＤ重複部８４_１、ＬＥＤ重複部８４_２、及びＬＥＤ重複部８４_３の３つのＬＥＤ重複部８４が形成されるように配置されている。ＬＥＤ重複部８４_１におけるＬＥＤ４５の重複数は４、ＬＥＤ重複部８４_２におけるＬＥＤ４５の重複数は４、ＬＥＤ重複部８４_３におけるＬＥＤ４５の重複数は２となっている。従って、ＬＥＤ４５の総重複数は、４＋４＋２＝１０となる。

図６は、ＬＥＤ４５の総重複数を４にする場合のＬＥＤチップ４４の配置例を示す図であって、４つのＬＥＤチップ４４が、ＬＥＤ重複部８４_４、及びＬＥＤ重複部８４_５の２つのＬＥＤ重複部８４が形成されるように配置されている。ＬＥＤ重複部８４_４におけるＬＥＤ４５の重複数は２、ＬＥＤ重複部８４_５におけるＬＥＤ４５の重複数は２となっている。従って、ＬＥＤ４５の総重複数は、２＋２＝４となる。

図７は、ＬＥＤ４５の総重複数を１にする場合のＬＥＤチップ４４の配置例を示す図であって、４つのＬＥＤチップ４４が、１つのＬＥＤ重複部８４_６が形成されるように配置されている。ＬＥＤ重複部８４_６におけるＬＥＤ４５の重複数は１であり、ＬＥＤ４５の総重複数は１となる。

このように、各ＬＥＤ重複部８４におけるＬＥＤ４５の重複数は特に限定されないが、各ＬＥＤ重複部８４におけるＬＥＤ４５の重複数がほぼ均等になるように（各ＬＥＤ重複部８４の重複数の差が設定値未満となるように）配置することが好ましい。これは、ＬＥＤチップ４４には電極配置部８２も含まれており、１つのＬＥＤ重複部８４で許容される重複数には限界があること、また、各ＬＥＤ重複部８４のＬＥＤ４５の重複数をほぼ均等にするほうが、プリント基板４２Ａに対するＬＥＤチップ４４の配置工程が複雑にならないこと、等が理由として挙げられる。なお、感光体１６の要求露光幅を満たすことが、各ＬＥＤ重複部８４の重複数を同数とすることよりも優先されるため、各ＬＥＤ重複部８４の重複数を同数にすると要求露光幅を満たさなくなる場合には、該要求露光幅を満たすように、一部のＬＥＤ重複部８４における重複数を他のＬＥＤ重複部８４の重複数とは異ならせて微調整する等、個別に重複数を定めればよい。

以上説明したように、本実施形態のＬＥＤプリントヘッド２０のＬＥＤアレイ４２は、上記説明したＬＥＤチップ４４を用意し、該複数のＬＥＤチップ４４を上記説明したように配置することで製造される。

図８は、実施の形態に係る画像形成装置１０における制御系の構成を示すブロック図である。図８に示されるように、画像形成装置１０は、装置全体の動作を制御する本体制御部６６を備えている。

本体制御部６６は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）５０、不揮発性メモリの一例としてのＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５４画像処理回路５６、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）５８及び通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）６４を含んで構成されている。これらのＣＰＵ５０、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５４、画像処理回路５６、Ｉ／Ｏポート５８、通信Ｉ／Ｆ６４は、それぞれバス５１に接続されている。

ＲＯＭ５２には、主としてＣＰＵ５０により実行される装置全体を制御する制御プログラムを含む各種プログラムや各種データ等が予め記憶されている。また、ＲＡＭ５４には、ＣＰＵ５０の処理に伴う各種データ等が一時的に記憶される。

なお、ＣＰＵ５０が実行するプログラムが記憶される記録媒体は、ＲＯＭ５２に限定されず、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であってもよいし、ＣＤ−ＲＯＭであってもよいし、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの可搬型記録媒体や画像形成装置１０の外部に備えられたＨＤＤ等の記憶装置等であってもよく、更にまたネットワークを介して接続されたデータベース、或いは他のコンピュータシステム並びにそのデータベースであってもよい。

また、通信Ｉ／Ｆ６４は、ネットワークや通信回線を介して有線又は無線で外部端末と接続され、当該外部端末から用紙２８に記録する画像データを受信する。

また、Ｉ／Ｏポート５８には、各駆動部を駆動するためのモータ６０、装置内の熱を放出するためのファン６２等が接続されている。Ｉ／Ｏポート５８は、ＣＰＵ５０からの制御信号を各部位に出力すると共に、各部位の動作状態を示す信号等をＣＰＵ５０に入力する。

また、画像処理回路５６は、各色のＬＥＤアレイ４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋと接続されている。画像処理回路５６では、通信Ｉ／Ｆ６４を介して入力された画像データに対して画像処理を施して、ＣＭＹＫ各色の画像データを、対応する色のＬＥＤアレイ４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋの各々に出力する。例えば、画像処理回路５６は、ページ記述言語等により作成された画像データ（ＰＤＬデータ）を、ＣＭＹＫ各色のビットマップの画像データに変換して出力する。また、画像処理回路５６で、エッジ強調処理等の画像処理を施してもよい。

ＬＥＤアレイ４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋは、それぞれヘッド制御回路４０、複数のＬＥＤチップ４４及びＥＥＰＲＯＭ等のメモリ４８を含んで構成されており、メモリ４８、及び各ＬＥＤチップ４４は、それぞれヘッド制御回路４０に接続されている。

また、ヘッド制御回路４０は、画像処理回路５６から入力された画像データをメモリ４８に一時的に記憶し、メモリ４８から画像データを読出して画像処理を施し、ＬＥＤチップ４４の各ＬＥＤ４５を駆動するための駆動波形を生成して各ＬＥＤ４５に出力する。

また、メモリ４８には、該メモリ４８が設けられているＬＥＤアレイ４２に配置された各ＬＥＤチップ４４の重複情報が予め記憶されている。重複情報には、ＬＥＤ重複部８４が形成されている位置、及び各ＬＥＤ重複部８４のＬＥＤ４５の重複数の情報が含まれている。重複情報は、後述するドット重複補正処理で使用される。また、メモリ４８に、後述するチップ段差処理を行なうために使用される段差情報、点灯順序並び替え処理を行なうために使用される点灯順序情報が記憶されていてもよい。

図９は、ヘッド制御回路４０の機能構成を示す図である。ヘッド制御回路４０は、ドット重複補正処理部７０、チップ段差処理部７２、点灯順序並び替え部７４、及び駆動波形生成部７６を備えている。

ドット重複補正処理部７０には、画像処理回路５６から画像データが入力される。ドット重複補正処理部７０は、画像処理回路５６から入力された画像データに対して、メモリ４８に記憶されている重複情報に基づいてドット重複補正処理を施し、チップ段差処理部７２に出力する。例えばＬＥＤ重複部８４において主走査方向位置が重複する一対のＬＥＤ４５の各々を発光させて露光を行なうと、露光が過剰となったり、本来描画すべきでない部分まで描画されたりするなどにより欠陥画像が形成されてしまうことがあるため、ドット重複補正処理部７０は、該一対のＬＥＤ４５の一方は上記入力された画像データに基づいて発光させ、他方は発光させない（非発光とする）ための補正を上記入力された画像データに施す処理を行なう（ドット重複補正処理）。なお、図４Ａにおいて、入力された画像データによらず常に非発光とするＬＥＤ４５（非発光ＬＥＤ）に斜線を施し、入力された画像データに基づいて発光させるＬＥＤ４５とは区別して表わした。一対のＬＥＤ４５のうち、どちらを非発光ＬＥＤとするかは、特に限定されない。例えば、一対のＬＥＤ４５のうち、駆動状態が比較的良好な方を画像データに基づいて発光させるべきＬＥＤとし、他方を非発光ＬＥＤとしてもよい。ドット重複補正処理についての詳細は後述する。

チップ段差処理部７２は、チップ段差補正処理を行なう。千鳥状に配置されたＬＥＤチップ４４により画像を形成する（露光する）場合、各ＬＥＤチップ４４の副走査方向位置が交互にずれているため、副走査方向上流側に配置されたＬＥＤチップ４４での描画が、副走査方向下流側に配置されたＬＥＤチップ４４での描画よりも位置的に早くなる。従って、画像データを、何らの補正も施さないまま使用して描画すると、副走査方向上流側に配置されたＬＥＤチップ４４による描画と、副走査方向下流側に配置されたＬＥＤチップ４４による描画とでズレ（段差）が発生してしまう。そこで、チップ段差処理部７２は、ＬＥＤチップ４４の副走査方向の位置による段差が発生しないよう画像データを並び替える処理（チップ段差補正処理）を行なう。ＬＥＤチップ４４の段差状態を示す段差情報はメモリ４８に記憶されており、チップ段差処理部７２は、該段差情報をメモリ４８から読出してチップ段差補正処理に用いる。チップ段差補正処理が施された画像データは、点灯順序並び替え部７４に出力される。

点灯順序並び替え部７４は、点灯順序並び替え処理を行なう。本実施形態では前述したように、ＬＥＤチップ４４を構成するＬＥＤ４５として、自己走査型ＬＥＤ(ＳＬＥＤ)を適用している。このＳＬＥＤでは、例えばスイッチ素子としてサイリスタを用い、各スイッチ素子を順次オン状態とすることにより、各ＬＥＤを主走査方向に順次点灯可能に制御する。各ＬＥＤ４５のスイッチ素子をオン状態にする場合、ＬＥＤチップ４４の各々において主走査方向の両端の一方の側から他方の側に向かって順次オン状態とするが、どちら側からオン状態をとするか（点灯順序）は、ＬＥＤチップ４４毎に予め定められており、全ＬＥＤチップ４４で必ずしも共通ではない。従って、点灯順序並び替え部７４は、ＬＥＤチップ４４毎のスイッチ素子の点灯順序に応じて画像データを並び替える点灯順序並び替え処理を行なう。なお、各ＬＥＤチップ４４の点灯順序を示す点灯順序情報はメモリ４８に記憶されており、点灯順序並び替え部７４は、該点灯順序情報をメモリ４８から読出して点灯順序並び替え処理に用いる。点灯順序並び替え処理が施された画像データは、駆動波形生成部７６に出力される。

駆動波形生成部７６は、点灯順序並び替え部７４から入力された画像データに基づいて、各ＬＥＤ４５を駆動するための駆動波形を生成し、ＬＥＤチップ４４に出力する。

ここで、前述のドット重複補正処理について図１０及び図１１を参照しながら、詳細に説明する。図１０は、本実施の形態に係るドット重複補正処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ１００において、ドット重複補正処理部７０が、メモリ４８に記憶されている重複情報を読出す。

ステップ１０２において、ドット重複補正処理部７０は、上記読出した重複情報に基づいて、画像データの非発光ＬＥＤに対応する部分に白データ（白色の画素値）を挿入する。なお、非発光ＬＥＤとは、ＬＥＤ重複部８４において主走査方向位置が重複する一対のＬＥＤ４５のうち発光させない方のＬＥＤ４５をいう。

以下、図１１を参照し、白データの挿入処理についてより具体的に説明する。

ここでは、図１１の（１）に示すように、各ＬＥＤ重複部８４が有する重複数が１となるようにＬＥＤチップ４４を配置する場合を例に挙げる。

ドット重複補正処理部７０は、図１１の（２）に模式的に示す画像データが入力されると、図１１の（３）に示すように、該画像データの非発光ＬＥＤに対応する部分に白データを挿入する補正（ドット重複補正処理）を施す。

これにより、ＬＥＤ重複部８４を形成する隣り合う２つのＬＥＤチップ４４のうち、一方のＬＥＤチップ４４のＬＥＤ重複部８４に含まれるＬＥＤ４５が非発光となる。

ドット重複補正処理を施した画像データが表わす画像の一例を仮想的に表わしたものが図１１の（４）である。すなわち、ＬＥＤチップ４４にＬＥＤ重複部８４を一切設けずに配置した場合において、上記のようにドット重複補正処理を施した画像データに基づいて画像（潜像）を形成すると、図１１の（４）に示す画像が形成される。しかしながら、ＬＥＤチップ４４を図１１（１）に示すように配置した場合において、上記のようにドット重複補正処理を施した画像データに基づいて画像を形成すると、図１１の（５）に示すように、実際に形成された画像（潜像）には、挿入した白部分は存在せず、正常に画像が形成される。

なお、上記実施形態では、発光素子ヘッドの一例として、ＬＥＤプリントヘッド２０を例に挙げて説明したが、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、ＬＥＤプリントヘッド２０の製造工程において、レンズアレイ４６のロッドレンズの倍率に応じて、ＬＥＤ４５の総重複数を決定するようにしてもよい。

より詳述すると、例えば 理想状態のレンズアレイ４６は、設計上の倍率（ここでは、倍率１とする）でＬＥＤ４５からの光ビームを受光して感光体１６の表面に結像させる。これにより、図１２に示すように要求露光幅が露光される。

ところが、ロッドレンズを配列してレンズアレイ４６を製造したときの製造バラツキによって、例えば図１３や図１４に示すようにレンズアレイ４６が湾曲してしまうと、倍率が設計上の倍率からずれてしまい、実際の露光幅が設計上の理想的な露光幅を満たさなくなる。

そこで、レンズアレイ４６の湾曲方向及び湾曲率に基づいて、レンズアレイ４６の倍率を求め、該倍率に基づいて、ＬＥＤプリントヘッド２０による露光幅が、目標とする露光幅となるように（ここでは、感光体１６に応じて要求される要求露光幅を満たすように）ＬＥＤ４５の総重複数を導出し、ＬＥＤ４５が該導出した総重複数だけ重複するようにＬＥＤチップ４４を配置してＬＥＤアレイ４２を製造するようにしてもよい。

以下、より具体的にレンズアレイ４６の倍率に応じたＬＥＤチップ４４の配置方法について説明する。

図１３に示すように、製造されたレンズアレイ４６の湾曲方向が、感光体１６の表面に対して凹状態となる方向であるとすると、感光体１６表面に対して斜めに光ビームが進行するため、等倍ではなく、縮小されて描画されてしまう。従って、該レンズアレイ４６を有するＬＥＤプリントヘッド２０の露光幅は、要求露光幅より短くなってしまう。そこで、露光幅が長くなるようにＬＥＤ４５の総重複数をレンズアレイ４６が理想状態の場合よりも少なくしてＬＥＤチップ４４を配置する。総重複数は、前述したように、レンズアレイ４６の湾曲方向及び湾曲率に基づいてレンズアレイ４６の倍率を求め、該倍率に従って決定する。

図１４に示すように、製造されたレンズアレイ４６の湾曲方向が、感光体１６の表面に対して凸状態となる方向であるとすると、感光体１６表面に対して斜めに（図１３の場合の傾きとは逆になる）光ビームが進行するため、等倍ではなく、拡大されて描画されてしまう。従って、該レンズアレイ４６を有するＬＥＤプリントヘッド２０の露光幅は、要求露光幅より長くなってしまう。そこで、露光幅が短くなるようにＬＥＤ４５の総重複数をレンズアレイ４６が理想状態の場合よりも多くしてＬＥＤチップ４４を配置する。総重複数は、前述したように、レンズアレイ４６の湾曲方向及び湾曲率に基づいて、レンズアレイ４６の倍率を求め、該倍率に従って決定する。

なお、レンズアレイ４６の湾曲方向及び湾曲率は、レンズアレイ４６の製造の際に検査して把握しておき、ＬＥＤアレイ４２の製造工程で利用する。

また、例えば、ＬＥＤアレイ４２のプリント基板４２Ａの伸縮率に応じて、ＬＥＤ４５の総重複数を決定するようにしてもよい。以下、図１５及び図１６を参照して、説明する。なお、図１５及び図１６において、レンズアレイ４６の倍率は等倍（倍率１）であるものとする。

ＬＥＤアレイ４２の製造工程には、例えばプリント基板４２Ａに設けられた電子部品のハンダ等を熔解させる際、熱を加える工程（熱処理）が含まれる。この熱処理により、プリント基板４２Ａに含まれる水分が蒸発してプリント基板４２Ａが縮小する。製造工程でプリント基板４２Ａが縮小した場合には、しばらく放置して水分を吸収させ、プリント基板４２Ａを伸長させてからＬＥＤチップ４４を配置すればよいが、プリント基板４２Ａの伸長を待たずにＬＥＤチップ４４を配置すれば製造期間の短縮を図ることができる。しかしながら、図１５（１）に示すように、熱処理を施してプリント基板４２Ａが縮小した後（図１５（１）の基板長さ＝ａの状態で）、プリント基板４２Ａの伸長を待たず、その後プリント基板４２Ａが伸長したときのプリント基板４２Ａの伸び量ｃを考慮せずに、感光体１６の要求露光幅ｂとなるようにＬＥＤチップ４４を配置すると、図１５（２）に示すように、プリント基板４２Ａが伸長した後の露光幅はｂ＋ｃとなり、感光体の要求露光量にならない。

そこで、熱処理を施してプリント基板４２Ａが縮小した段階で、プリント基板４２Ａの伸長を待たずにＬＥＤチップ４４を配置する場合には、図１６（１）に示すように、プリント基板４２Ａの伸び量ｃを予め把握しておき、露光幅が感光体１６の要求露光幅ｂからプリント基板４２Ａの伸び量ｃを減算した露光幅ｂ−ｃとなるように、ＬＥＤ４５の総重複数を調整して、ＬＥＤチップ４４を配置する。その後、プリント基板４２Ａが伸び量ｃだけ伸長すると、図１６（２）に示すように、ＬＥＤプリントヘッド２０の露光幅は要求露光幅ｂを満たすようになる。このように処理することで、基板の伸び量に合わせた調整が可能となる。

なお、伸び量ｃは、熱処理したときの縮み量と同じなるとは限らない。また、プリント基板４２Ａに配設された部品（例えばアルミ製の部品など）も熱処理により伸び縮みするが、プリント基板４２Ａの伸び縮みは、こうした部品の伸び縮みにも影響される。プリント基板４２Ａの伸び量ｃは、事前に計測しておき、把握しておくことができるが、計算により伸び量ｃを算出してもよい。

なお、レンズアレイ４６の倍率及びプリント基板４２Ａの伸び率の何れか一方だけでなく、両方に基づいてＬＥＤ４５の総重複数を導出して、ＬＥＤチップ４４を配置するようにしてもよい。

以上説明したように、レンズアレイ４６の倍率及びプリント基板４２Ａの伸び率の少なくとも一方に基づいてＬＥＤ４５の総重複数を導出し、ＬＥＤチップ４４を配置してＬＥＤアレイ４２を製造することにより、感光体の要求露光幅に対して、柔軟に対応することができる。

なお、上記実施形態では、ＬＥＤを発光素子の一例として説明したが、発光素子は、ＬＥＤに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤの代わりに有機ＥＬ等を使用してもよい。

また、上記実施形態では、ＬＥＤチップ４４を千鳥状に配置する例について説明したが、隣り合うＬＥＤチップ４４の副走査方向の位置が異なればよく、千鳥配置に限定されない。例えば、実際に千鳥状にＬＥＤチップ４４を配置する場合には、ＬＥＤチップ４４の設計上の副走査方向の位置が１つおきに同じになるように配置されるが、１つおきではなくても、２つおきとしてもよいし、３つおきとしてもよい。また、全てのＬＥＤチップ４４の設計上の副走査方向の位置が異なるように配置することもできる。上記何れの配置にする場合であっても、上記実施形態で説明したように、隣り合うＬＥＤチップ４４におけるＬＥＤ４５の重複数を調整することで、露光幅をＬＥＤ４５の配列ピッチ単位で調整できる。

１０ 画像形成装置
１６ 感光体
２０ ＬＥＤプリントヘッド
４０ ヘッド制御回路
４２ ＬＥＤアレイ
４２Ａ プリント基板
４４ ＬＥＤチップ
４５ ＬＥＤ
４６ レンズアレイ
４８ メモリ
７０ ドット重複補正処理部
７２ チップ段差処理部
７４ 点灯順序並び替え部
７６ 駆動波形生成部
８０ ＬＥＤ配置部
８２ 電極配置部
８４ ＬＥＤ重複部

Claims (6)

1. 複数の発光素子が予め定められたピッチで配列された複数の発光素子チップを有し、
   前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップが前記主走査方向に並べて配置されると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップが配置された発光素子ヘッド。
2. 前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数は、該重複箇所毎に予め定められており、該定められた重複数となるように前記発光素子チップが配置された請求項１に記載の発光素子ヘッド。
3. 前記発光素子の主走査方向の位置が重複する重複箇所の各々における重複数の合計である総重複数が、前記複数の発光素子からの光を感光体に結像させるレンズの倍率、及び前記複数の発光素子チップを配置する基板を熱処理して該基板が縮小した後の該基板の伸び量の少なくとも一方に応じた重複数となるように前記複数の発光素子チップが配置された請求項１又は請求項２に記載の発光素子ヘッド。
4. 前記主走査方向の位置が重複する一対の発光素子の一方の発光素子を入力された画像データに基づいて発光させ、他方の発光素子は発光させないように制御する制御部を更に有する請求項１〜請求項３の何れか１項記載の発光素子ヘッド。
5. 前記制御部は、前記入力された画像データにおける前記他方の発光素子に対応する部分に白データを挿入する補正を行なうことにより前記制御を行なう請求項４に記載の発光素子ヘッド。
6. 複数の発光素子が予め定められたピッチで配列された複数の発光素子チップを用意し、
   前記発光素子の配列方向が主走査方向となる向きで、且つ隣り合う発光素子チップの副走査方向の位置を各々を異ならせた状態で前記複数の発光素子チップを前記主走査方向に並べて配置すると共に、少なくとも一組の隣り合う発光素子チップ間で少なくとも一対の発光素子の主走査方向の位置が重複するように前記複数の発光素子チップを配置する
   発光素子ヘッドの製造方法。
   

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