JP2017177484A - 露光装置、画像読取装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のＬＥＤアレイを直線状に配列したＬＥＤアレイ基板を千鳥状に配列して露光装置を構成する場合、各ＬＥＤアレイ基板の端部発光素子間の間隔を所定の許容誤差内に収めるのが困難だった。
【解決手段】複数の発光素子３１が間隔Ｔで長手方向に配列されている第１のＬＥＤアレイ基板１４と、第１のＬＥＤアレイ基板１４と千鳥状に配置され、長手方向において、第１のＬＥＤアレイ基板１４の端部と重なり合う重複領域を共有する第２のＬＥＤアレイ基板２４とを有し、第２のＬＥＤアレイ基板２４は、長手方向に複数の発光素子３１が配列されており、重複領域において、第１のＬＥＤアレイ基板１４に配列された発光素子３１と対向して配置された複数の発光素子３１のうち、一対の隣接する発光素子間のみを特定間隔ＴＳとし、その他の発光素子間の間隔を前記間隔Ｔとしたとき、 Ｔ≦ＴＳ≦２Ｔ とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光素子を実装した基板を有する露光装置と、この露光装置を備えた画像読取装置及び画像形成装置に関する。

従来、この種の露光装置においては、複数のＬＥＤを直線状に配列した複数のＬＥＤアレイを、グループ毎に走査方向に千鳥状に配列するものがあり、この場合、千鳥状に配列された各列間の隣接する端部ＬＥＤ間の走査方向の距離は、同一ＬＥＤアレイ内の隣接するＬＥＤ間の距離にならって設定されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２０９９９２号公報（第４頁、図２）

しかしながら、従来の露光装置では、温度や湿度変化によるＬＥＤアレイの伸縮等により、異なる列間の隣接するＬＥＤアレイの端部ＬＥＤ間の走査方向の距離を許容範囲に収めることが難しく、露光精度の低下により、読み込み画像や印刷画像の品位が低下する場合があった。

本発明による露光装置は、
複数の発光素子が間隔Ｔで長手方向に配列されている第１の発光素子基板と、前記第１の発光素子基板と千鳥状に配置され、前記長手方向において、前記第１の発光素子基板の端部と重なり合う重複領域を共有する第２の発光素子基板とを有し、
前記第２の発光素子基板は、
前記長手方向に複数の発光素子が配列されており、前記重複領域において、前記第１の発光素子基板に配列された発光素子と対向して配置された複数の発光素子のうち、一対の隣接する発光素子間のみを特定間隔ＴＳとし、その他の発光素子間の間隔を前記間隔Ｔとしたとき、
Ｔ≦ＴＳ≦２Ｔ
であることを特徴とする。

本発明によれば、千鳥状に配置された隣接する発光素子基板間で、長手方向における位置関係が変化した場合においても、発光する発光素子間のピッチを所定の誤差内に収めることが出来る。

本発明による実施の形態１の露光装置の要部断面構造を示す要部断面構造図である。 露光装置の要部平面図であり、図１の断面構造図は、図２におけるＡ−Ａ断面図に相当する。 ベース板の載置面に、嵌合によって位置決めされた第１のＬＥＤアレイ基板と第２のＬＥＤアレイ基板の、重複領域近傍の部分拡大図である。 図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板と第２のＬＥＤアレイ基板の各発光素子の対応関係を模式的に示す動作説明図であり、（ａ）は、第１のＬＥＤアレイ基板の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子と第２のＬＥＤアレイ基板の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイの発光素子の位置関係を示し、同図（ｂ）は、第１のＬＥＤアレイ基板の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイの発光素子と第２のＬＥＤアレイ基板の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイの発光素子の位置関係を示す。 図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板と第２のＬＥＤアレイ基板の各発光素子の対応関係を模式的に示す動作説明図であり、同図（ａ）は、第１のＬＥＤアレイ基板の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイの発光素子と第２のＬＥＤアレイ基板の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイの発光素の位置関係を示し、同図（ｂ）は、第１のＬＥＤアレイ基板の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイの発光素子と第２のＬＥＤアレイ基板の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイの発光素子の位置関係を示す。 本発明による実施の形態２の画像形成装置の要部構成を概略的に示す要部構成図である。 本発明による実施の形態３の画像読取装置の要部構成を概略的に示す要部外観斜視図である。 実施の形態１の露光装置の比較例として示す参考比較図である。

実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１の露光装置１０の要部断面構造を示す要部断面構造図であり、図２は、露光装置１０の要部平面図である。但し図２において、図１に示すレンズホルダ４１、第１のロッドレンズアレイ１５及び第２のロッドレンズアレイ２５は省かれ、図１の断面構造図は、図２におけるＡ−Ａ断面図に相当する。

これらの図に示すように、露光装置１０は、長尺状の基板１２と基板１２上に直線状に配列された複数のＬＥＤアレイ１１を備える第１のＬＥＤアレイ基板１４、同じく長尺状の基板２２と基板２２上に直線状に配列された複数のＬＥＤアレイ２１を備える第２のＬＥＤアレイ基板２４、これらの第１と第２のＬＥＤアレイ基板１４，２４を後述するように千鳥状に配列したベース板４２、第１のＬＥＤアレイ基板１４の各ＬＥＤアレイ１１から放射された光を収束する第１のロッドレンズアレイ１５と、第２のＬＥＤアレイ基板２４の各ＬＥＤアレイ２１から放射された光を収束する第２のロッドレンズアレイ２５からなるロッドレンズ４３、及び、後述するように、各ＬＥＤアレイ１１，２１との距離が所定の距離となるようにロッドレンズ４３を保持してベース板４２に配設されたレンズホルダ４１とを備える。

尚、図１中のＸ、Ｙ、Ｚの各軸は、ＬＥＤアレイ１１，２１が配列する方向で、露光装置１０の長手方向にＹ軸をとり、ベース板４２の載置面４２ａと平行で、露光装置１０の短手方向にＸ軸をとり、これら両軸と直交する方向にＺ軸をとっている。また、他の図においてＸ、Ｙ、Ｚの各軸が示される場合、これらの軸方向は、共通する方向を示すものとする。また、ここではＬＥＤアレイ１１，１２の光軸ＤがＺ軸方向となるように配置されている。

基台としてのベース板４２の載置面４２ａ上に配置された、第１の発光素子基板としての第１のＬＥＤアレイ基板１４及び第２の発光素子基板としての第２のＬＥＤアレイ基板２４は、ベース板４２の載置面４２ａ上で、ベース板４２の長手方向（Ｙ軸方向）に延在して配置され、図２に示すように、互いの端部同士が、ベース板４２の短手方向（Ｘ軸方向）で平行に隣接する重複領域３５を共有するように千鳥状に位置決めされている。

このため、第１のＬＥＤアレイ基板１４の基板１２の、一端部には位置決め丸孔１２ａが形成され、他端部には位置決め長孔１２ｂが形成され、第２のＬＥＤアレイ基板２４の基板２２の、一端部には位置決め丸孔２２ａが形成され、他端部には位置決め長孔２２ｂが形成され、更にベース板４２の載置面４２ａには、第１のＬＥＤアレイ基板１４の位置決め丸孔１２ａに嵌入する位置決めピン１６、同じく位置決め長孔１２ｂに嵌入する位置決めピン１７が配設され、第２のＬＥＤアレイ基板２４の位置決め丸孔２２ａに嵌入する位置決めピン２６、同じく位置決め長孔２２ｂに嵌入する位置決めピン２７が配設されている。

また、位置決め丸孔１２ａと位置決めピン１６、位置決め長孔１２ｂと位置決めピン１７、位置決め丸孔２２ａと位置決めピン２６、位置決め長孔２２ｂと位置決めピン２７とは、それぞれが勘合することによって、図２に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４の位置決め長孔１２ｂが形成された他端部側と第２にＬＥＤアレイ基板２４の位置決め丸孔２２ａが形成された一端部とが、重複領域３５を形成する位置関係を保って、ベース板４２の載置面４２ａ上に、走査方向（長手方向）に千鳥状に配置されるように形成されている。

図３は、ベース板４２の載置面４２ａに、上記嵌合によって位置決めされた第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４の、重複領域３５近傍の、図２に対する部分拡大図である。但し、図３ではベース板４２を省いている。図３を参照しながら、第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４の配置について更に説明する。

ここでは、第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４とは、同一の基板１２，２２、同一のＬＥＤアレイ１１，２１によってそれぞれが形成され、ＬＥＤアレイ１１，２１の配置条件のみが一部異なる。

即ち、第１のＬＥＤアレイ基板１４では、便宜上、位置決め丸孔１２ａに近い側（Ｙ軸のプラス側）から順に配列番号を振った（１）〜（ｎ）までのｎ個のＬＥＤアレイ１１が、基板１２の載置面に、所定の間隔を隔てて走査方向に実装配列されている。

尚、ＬＥＤアレイ１１は、複数の発光素子３１（図４）を、間隔Ｔで長手方向（走査方向）に配列しており、図３に示す間隔Ｔは、前後して隣接するＬＥＤアレイ１１の前側（ここでは配列番号の若い方）のＬＥＤアレイの最後端の発光素子３１と後側のＬＥＤアレイ１１の最前端の発光素子３１間の距離とする。同様にして以後、ＬＥＤアレイ間の間隔という場合は、前後して配列された、前側のＬＥＤアレイの最後端の発光素子３１と後側のＬＥＤアレイ１１の最前端の発光素子３１間の距離を意味するものとする。

また基板１２の載置面上に実装されるＬＥＤアレイ１１は、ＬＥＤアレイ実装装置（例えばダイスボンダー）によって、装置の十分な実装精度によってＬＥＤ画素密度に応じた間隔Ｔを隔てて走査方向に一列に実装されるが、ここでの間隔Ｔは、同一基板内での各発光素子間の距離を意味するものとする。ここでは、露光装置１０が、例えば１２００ＤＰＩに対応するものとしているため、間隔Ｔ＝２１．２μｍとし、そのＬＥＤ発光素子間の許容誤差を±６μｍとする。

一方、第２のＬＥＤアレイ基板２４では、便宜上、位置決め丸孔２２ａに近い側（Ｙ軸のプラス側）から順に配列番号を振った（１）〜（ｎ）までのｎ個のＬＥＤアレイ２１（ＬＥＤアレイ１１と同一のもの）が、基板２２の載置面に、間隔Ｔ又は間隔（Ｔ＋ΔＴ）だけ隔てて走査方向に実装配列されている。即ち、第２のＬＥＤアレイ基板２４では、最前端の配列番号（１）のＬＥＤアレイ２１と前から２番目の配列番号（２）のＬＥＤアレイ２１とが間隔（Ｔ＋ΔＴ）だけ隔てて配置され、その他の配列番号（２）〜番号（ｎ）までのＬＥＤアレイ２１は、第１のＬＥＤアレイ基板１４と同様に、間隔Ｔだけ隔てて配置されている。

以上のように構成された第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４とをベース板４２の載置面４２ａに千鳥状に固定する。このとき、第１のＬＥＤアレイ基板１４を、その位置決め丸孔１２ａが位置決めピン１６と嵌合し、位置決め長孔１２ｂが位置決めピン１７と嵌合するように、ベース板４２の載置面４２ａに略位置決めした状態で載置し、同様に、第２のＬＥＤアレイ基板２４を、その位置決め丸孔２２ａが位置決めピン２６と嵌合し、位置決め長孔２２ｂが位置決めピン２７と嵌合するように、ベース板４２の載置面４２ａに略位置決めした状態で載置する。

このとき、第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４とは、図２、図３に示すように千鳥状に配置され、重複領域３５において、第１のＬＥＤアレイ基板１４の第（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１と第２のＬＥＤアレイ基板２４の第（１）番目のＬＥＤアレイ２１が短手方向（Ｘ軸方向）で対向し、第１のＬＥＤアレイ基板１４の第（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１と第２のＬＥＤアレイ基板２４の第（２）番目のＬＥＤアレイ２１が短手方向（Ｘ軸方向）で対向するように構成されている。

更に第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４とは、固定ネジ、接着剤等でベース板４２（図２）に固定するが、その際には、第１のＬＥＤアレイ基板１４の第（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１の各発光素子と第２のＬＥＤアレイ基板２４の第（１）番目のＬＥＤアレイ２１の各発光素子とが短手方向（Ｘ軸方向）でなるべく正確に対向するように調整して固定する。

従って、第１のＬＥＤアレイ基板１４の第（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１の各発光素子に対して、第２のＬＥＤアレイ基板２４の第（２）番目のＬＥＤアレイ２１の各発光素子は、走査方向において、ずれ量ΔＴだけずれた状態となっている。尚、後述するように、ここではずれ量ΔＴは、１０μｍ未満に設定されている。

図１に示す露光装置１０は、上記した構成の第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４とが、上記したように、所定の配置関係でベース板４２の載置面４２ａに配置されている。尚、図１では、この露光装置１０を画像形成装置に採用して、感光体ドラム１１３に対向して配置した例を示している。

図１に示すように、第１のロッドレンズアレイ１５は、第１のＬＥＤアレイ基板１４の各ＬＥＤアレイ１１から放射される光を感光体ドラム１１３の表面上に収束させる。このため第１のロッドレンズアレイ１５は、第１のＬＥＤアレイ基板１４の、直線状に配置された各ＬＥＤアレイ１１に対向して配置され、ＬＥＤアレイ１１の表面とＬＥＤアレイ１１に対向して光を入射する入射面１５ａとの入射距離Ｌｉが一定値となるように、レンズホルダ４１によって保持される。

同様にして、第２のロッドレンズアレイ２５は、第２のＬＥＤアレイ基板２４の各ＬＥＤアレイ２１から放射される光を感光体ドラム１１３の表面上に収束させる。このため第２のロッドレンズアレイ２５は、第２のＬＥＤアレイ基板２４の、直線状に配置された各ＬＥＤアレイ２１に対向して配置され、ＬＥＤアレイ２１の表面とＬＥＤアレイ２１に対向して光を入射する入射面２５ａとの入射距離Ｌｉが一定値となるように、レンズホルダ４１によって保持される。

更に第１のロッドレンズアレイ１５と第２のロッドレンズアレイ２５は、入射距離Ｌｉが、その特性上最適な値となる位置でレンズホルダ４１に固着される。また、ここでの露光装置１０は、第１のロッドレンズアレイ１５の出射面１５ｂ及び第２のロッドレンズアレイ２５の出射面２５ｂと、感光体ドラム１１３の表面との出射距離ＬｏがＬｉ＝Ｌｏとなる位置で画像形成装置内に固定される例を示している。

図４は、図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４の各発光素子３１の対応関係を模式的に示す動作説明図であり、同図（ａ）は、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１と第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１の位置関係を示し、同図（ｂ）は、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１と第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１の位置関係を示す。

ここでは、同図（ａ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１ａ，３１ｂと第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１ｃ，３１ｄとは、短手方向（Ｘ軸方向）において揃って配置されているものとする。このとき、同図（ｂ）に示すように、第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１ｒ，３１ｓは、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１ｐ，３１ｑに対してずれ量ΔＴだけ走査方向（Ｙ軸マイナス方向）にずれている。

但し、ずれ量ΔＴは、発光素子間の間隔Ｔに至るのを避けるため、
０≦ΔＴ＜Ｔとする。
即ち、図３に示す第２のＬＥＤアレイ基板２４では、最前端の配列番号（１）のＬＥＤアレイ２１と前から２番目の配列番号（２）のＬＥＤアレイ２１との間隔（Ｔ＋ΔＴ）をＴＳとすると、
Ｔ≦ＴＳ＜２Ｔ
となるように設定する。

ここで、図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板１４が、第２のＬＥＤアレイ基板２４に対し、基板１２の伸縮や取り付け誤差等により、走査方向（Ｙ軸マイナス方向）へずれることによるずれ誤差Ｐが発生した場合について考察する。

このときの誤差量Ｐ１又は誤差量Ｐ２に応じて、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４のＬＥＤアレイ１１の各発光素子３１ａ，３１ｂが、第２のＬＥＤアレイ基板２４のＬＥＤアレイ２１の各発光素子３１ｃ，３１ｄに対して、点線で示す様に、誤差量Ｐ１又は誤差量Ｐ２だけ走査方向に移動する。

ここで、発光素子３１の発光による主走査を行う際、第１のＬＥＤアレイ基板１４から第２のＬＥＤアレイ基板２４への発光の切り換える際の、第１のＬＥＤアレイ基板１４の移動直前の発光素子３１から第２のＬＥＤアレイ基板２４の移動直後の発光素子３１までの、間隔Ｔに対する長手方向の許容誤差（以後、選択発光素子間許容誤差と称す場合がある）を±ｔｓ（μｍ）とする。

この基板間の同方向でのずれ誤差Ｐが、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）に対して、許容誤差未満の誤差量Ｐ１であった場合、発光素子３１の発光による主走査を行う際の、第１のＬＥＤアレイ基板１４から第２のＬＥＤアレイ基板２４への発光の切り換えを、同図（ａ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１内の発光素子３１ａと、この発光素子３１ａの次の発光素子３１ｂに対応する、第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイ２１内の発光素子３１ｄとの間で実行する。

これにより、発光素子３１ａと発光素子３１ｄの、走査方向（Ｙ軸方向）における間隔Ｔｒ１、即ち、異なるＬＥＤアレイ基板間で、発光を切り替える際の、端部発光素子間の走査方向における間隔（以後、実質的間隔と称す）の誤差量を選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）未満とすることができる。

一方、基板間の同方向でのずれ誤差Ｐが、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）以上のずれ誤差量Ｐ２であった場合、発光素子３１の発光による主走査を行う際の、第１のＬＥＤアレイ基板１４から第２のＬＥＤアレイ基板２４への発光の切り換えを、同図（ｂ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１内の発光素子３１ｐと、この発光素子３１ｐの次の発光素子３１ｑに対応する、第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイ２１内の発光素子３１ｓとの間で実行する。

これにより、基板間の同方向でのずれ誤差Ｐが、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）以上の誤差量Ｐ２であっても、異なるＬＥＤアレイ基板間で、発光を切り替える際の端部発光素子となる、発光素子３１ｐと発光素子３１ｓ間の走査方向における実質的間隔Ｔｒ２の誤差量を、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）未満とすることができる。

尚、上記したように、図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板１４が、第２のＬＥＤアレイ基板２４に対し、相対的に走査方向（Ｙ軸マイナス方向）にずれ誤差Ｐを発生する場合、図４（ｂ）で説明した実質的間隔Ｔｒ２が選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）内に収まるのは、誤差量Ｐ１又はＰ２で示した基板のずれ誤差Ｐが、下式
（ΔＴ−ｔｓ）≦Ｐ≦（ΔＴ＋ｔｓ） ・・・（１）
の範囲にある場合である。
従って、例えば、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）を±６μｍ、ずれ量ΔＴを１０μｍとした場合、誤差Ｐは、
４μｍ≦Ｐ≦１６μｍ
の範囲にある必要がある。従って、誤差Ｐが４μｍ〜６μｍであった場合、上記した実質的間隔Ｔｒ１とＴｒ２とは、共に選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）未満となり、発光の切り替えを、図４（ａ）に示す発光素子３１ａと発光素子３１ｄの間で行ってもよいし、図４（ｂ）に示す発光素子３１ｐと発光素子３１ｓの間で行ってもよい。一方、誤差Ｐが６μｍを超えた場合は図４（ｂ）に示す発光素子３１ｐと発光素子３１ｓの間で行う必要がある。

更に考察する。

ここで、ｔｓ＝ΔＴとすると、不等式（１）は
０≦Ｐ≦２ΔＴ＝２ｔｓ ・・・（２）
となり、例えば、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）を±１０μｍ、ずれ量ΔＴを１０μｍとした場合、誤差Ｐは、
０≦Ｐ≦２０μｍ
となる。従って、誤差Ｐが０μｍ〜１０μｍであった場合、上記した実質的間隔Ｔｒ１とＴｒ２とは、共に選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）未満となり、発光の切り替えを、図４（ａ）に示す発光素子３１ａと発光素子３１ｄの間で行ってもよいし、図４（ｂ）に示す発光素子３１ｐと発光素子３１ｓの間で行ってもよい。一方、誤差Ｐが１０μｍを超えた場合は図４（ｂ）に示す発光素子３１ｐと発光素子３１ｓの間で行う必要がある。

次に、図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板１４が、第２のＬＥＤアレイ基板２４に対し、基板１２の伸縮や取り付け誤差等により、走査方向と反対方向（Ｙ軸プラス方向）にずれ誤差Ｐが発生した場合について考察する。

図５は、図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板１４と第２のＬＥＤアレイ基板２４の各発光素子３１の対応関係を模式的に示す動作説明図であり、同図（ａ）は、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１と第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１の位置関係を示し、同図（ｂ）は、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１と第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１の位置関係を示す。

ここでは、同図（ａ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１ａ，３１ｂと第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１ｃ，３１ｄとは、短手方向（Ｘ軸方向）において揃って配置されているものとする。このとき、同図（ｂ）に示すように、第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイ２１の発光素子３１ｒ，３１ｓは、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１の発光素子３１ｐ，３１ｑに対してずれ量ΔＴだけ走査方向（Ｙ軸マイナス方向）にずれている。

このときの誤差量Ｐ３又は誤差量Ｐ４に応じて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４のＬＥＤアレイ１１の各発光素子３１ａ，３１ｂが、第２のＬＥＤアレイ基板２４のＬＥＤアレイ２１の各発光素子３１ｃ，３１ｄに対して、点線で示す様に、誤差量Ｐ３又は誤差量Ｐ４だけ走査方向と反対方向に移動する。

この基板間の同方向でのずれ誤差Ｐが、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）に対して、許容誤差未満の誤差量Ｐ３であった場合、発光素子３１の発光による主走査を行う際の、第１のＬＥＤアレイ基板１４から第２のＬＥＤアレイ基板２４への発光の切り換えを、同図（ａ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１内の発光素子３１ａと、この発光素子３１ａの次の発光素子３１ｂに対応する、第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイ２１内の発光素子３１ｄとの間で実行する。

これにより、発光素子３１ａと発光素子３１ｄの、走査方向（Ｙ軸方向）における実質的間隔Ｔｒ３、即ち、異なるＬＥＤアレイ基板間で、発光を切り替える際の、端部発光素子間の走査方向における実質的間隔の誤差量を選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）未満とすることができる。

一方、基板間の同方向での誤差Ｐが、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）以上の誤差量Ｐ４であった場合、発光素子３１の発光による主走査を行う際の、第１のＬＥＤアレイ基板１４から第２のＬＥＤアレイ基板２４への発光の切り換えを、同図（ｂ）に示すように、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１内の発光素子３１ｐの次の発光素子３１ｑと、これに対応する第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（２）番目のＬＥＤアレイ２１内の発光素子３１ｓとの間で実行する。従って、ここでは、前記した図４（ｂ）の場合に対して、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ）番目のＬＥＤアレイ１１内で発光する発光素子３１の数が、走査方向に１つ増える。

これにより、基板間の同方向でのずれ誤差Ｐが、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）以上の誤差量Ｐ４であっても、異なるＬＥＤアレイ基板間で、発光を切り替える際の端部発光素子となる、発光素子３１ｑと発光素子３１ｓ間の走査方向における実質的間隔Ｔｒ４の誤差量を、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）未満とすることができる。

尚、上記したように、図３に示す第１のＬＥＤアレイ基板１４が、第２のＬＥＤアレイ基板２４に対し、相対的に走査方向と反対方向（Ｙ軸プラス方向）に誤差Ｐを発生する場合、図５（ｂ）で説明した実質的間隔Ｔｒ４が選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）内に収まるのは、誤差量Ｐ３又はＰ４で示した基板のずれ誤差Ｐが、下式
（Ｔ−ΔＴ）−ｔｓ≦Ｐ≦（Ｔ−ΔＴ）＋ｔｓ ・・・（３）
の範囲にある場合である。
従って、例えば、間隔Ｔを２１．２μｍ、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）を±６μｍ、ずれ量ΔＴを１０μｍとした場合、誤差Ｐは、
５．２μｍ≦Ｐ≦１７．２μｍ
の範囲にある必要がある。従って、ずれ誤差Ｐが５．２μｍ〜６μｍであった場合、上記した実質的間隔Ｔｒ３とＴｒ４とは、共に選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）未満となり、発光の切り替えを、図５（ａ）に示す発光素子３１ａと発光素子３１ｄの間で行ってもよいし、図５（ｂ）に示す発光素子３１ｑと発光素子３１ｓの間で行ってもよい。一方、ずれ誤差Ｐが６μｍを超えた場合は図５（ｂ）に示す発光素子３１ｑと発光素子３１ｓの間で行う必要がある。

更に考察する。

ここで、ｔｓ＝ΔＴとすると、不等式（３）は
Ｔ−２ｔｓ≦Ｐ≦Ｔ ・・・（４）
となり、例えば、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（μｍ）を±１０μｍ、ずれ量ΔＴを１０μｍとした場合、ずれ誤差Ｐは、
１．２μｍ≦Ｐ≦２１．２μｍ
の範囲にあればよい。

従って、ｔｓ＝ΔＴの条件の下、不等式（２）、（４）おいて、２ΔＴ=Ｔとすれば、どちらの不等式も
０≦Ｐ≦Ｔ
となり、
基板間のずれ誤差Ｐが、発光素子間の間隔Ｔだけ、どちらにずれても実質的間隔Ｔｒ１〜Ｔｒ４は、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（ΔＴ）を満足する。
この場合、図３に示す第２のＬＥＤアレイ基板２４では、最前端の配列番号（１）のＬＥＤアレイ２１と前から２番目の配列番号（２）のＬＥＤアレイ２１との距離（Ｔ＋ΔＴ）をＴＳとすると、
ＴＳ＝Ｔ＋Ｔ／２
となる。

以上の考察は、基板間のずれ誤差Ｐが発光素子間の間隔Ｔ以内の場合について行ったが、基板間の誤差Ｐが間隔Ｔの整数倍ずれた段階で、同様のことが繰り返されるため、少なくとも、第１のＬＥＤアレイ基板１４の配列番号（ｎ−１）番目のＬＥＤアレイ１１と第２のＬＥＤアレイ基板２４の配列番号（１）番目のＬＥＤアレイ２１が、基板の長手方向において重なっている範囲においては、実質的間隔Ｔｒ１〜Ｔｒ４が、選択発光素子間許容誤差±ｔｓ（ΔＴ）を満足することができる。

また、ΔＴをＴ／２に設定する例を示したが、ΔＴが所定の範囲にあれば実質的間隔Ｔｒ１〜Ｔｒ４が容誤差±ｔｓ（ΔＴ）を満足する確率がたかいため、ここでは
ΔＴを（Ｔ／３）〜（２×Ｔ／３）の範囲、即ちＴＳの範囲と
Ｔ＋Ｔ／３≦ＴＳ≦Ｔ＋２×Ｔ／３
に設定するのが好ましい。

尚、ずれ量ΔＴ（＝選択発光素子間許容誤差ｔｓ）が１０μｍを超えると、印刷画像に縦スジが発生するようになるため、１０μｍ以下に設定することが好ましい。

ここでは、間隔Ｔを２１．２μｍに設定した例を示したが、これに限定されるものではなくこれらの数値は適宜設定されるものである。

図８は、比較例として、２つのＬＥＤアレイ基板２１４，２２４を、各基板に配置されたＬＥＤアレイ２１１とＬＥＤアレイ２２１とが、短手方向において重ならないように、千鳥状にベース板上に配置した例を示す。

この場合、ＬＥＤアレイ基板２１４のｎ番目のＬＥＤアレイ２１１の走査方向端部の発光素子と、ＬＥＤアレイ基板２２４の１番目のＬＥＤアレイ２２１の走査方向と反対方向端部の発光素子間の、走査方向における距離が、各ＬＥＤアレイ内の発光素子間の間隔Ｔと同じになるように、ＬＥＤアレイ基板２１４とＬＥＤアレイ基板２２４を配置する。

従って、ＬＥＤアレイ基板２１４とＬＥＤアレイ基板２２４との、走査方向における相対的な位置ずれ誤差がそのまま両ＬＥＤアレイ基板２１４，２２４の端部発光素子間Ｔの誤差となり、許容誤差±ｔｓ（μｍ）内に収めなければならず、厳しい取り付け精度が要求されることとなる。

以上のように、本実施の形態の露光装置１０によれば、千鳥状に配置された隣接する２つの基板間で、長手方向において位置ずれが発生した場合でも、基板間で隣接する端部発光素子間の実質的間隔Ｔｒを許容誤差以内に収めることができる。

実施の形態２．
図６は、本発明の画像形成装置に基づく実施の形態２の画像形成装置１１１の要部構成を概略的に示す要部構成図である。

画像形成装置１１１は、例えば、電子写真カラープリンタとしての構成を備え、独立した４つの画像形成ユニット１１２Ｋ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に画像形成ユニット１１２と称す場合がある）が、記録媒体としての記録用紙１３０の搬送方向（矢印Ａ方向）に沿って上流側から順に配設されている。画像形成ユニット１１２Ｋはブラック（Ｋ）の画像を形成し、画像形成ユニット１１２Ｙはイエロー（Ｙ）の画像を形成し、画像形成ユニット１１２Ｍはマゼンタ（Ｍ）の画像を形成し、画像形成ユニット１１２Ｃはシアン（Ｃ）の画像を形成する。なお、記録媒体として、記録用紙１３０の他に、ＯＨＰ用紙、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。

画像形成ユニット１１２Ｋには、感光体ドラム１１３Ｋ、感光体ドラム１１３Ｋの表面を均一に帯電する帯電ローラ１１４Ｋ、感光体ドラム１１３Ｋの表面に形成された静電潜像に、図示しない現像剤としてのトナーを付着させ、トナー像を形成する現像ローラ１１６Ｋ、現像ローラ１１６Ｋに圧接させたトナー供給ローラ１１８Ｋとが配置されている。同様にして、画像形成ユニット１１２Ｙには、感光体ドラム１１３Ｙ、帯電ローラ１１４Ｙ、現像ローラ１１６Ｋ、及びトナー供給ローラ１１８Ｋが配置され、画像形成ユニット１１２Ｍには、感光体ドラム１１３Ｍ、帯電ローラ１１４Ｍ、現像ローラ１１６Ｍ、及びトナー供給ローラ１１８Ｍが配置され、画像形成ユニット１１２Ｃには、感光体ドラム１１３Ｃ、帯電ローラ１１４Ｃ、現像ローラ１１６Ｃ、及びトナー供給ローラ１１８Ｃが配置されている。

各トナー供給ローラ１１８Ｋ、１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にトナー供給ローラ１１８と称す場合がある）は、画像形成ユニット本体に対して着脱可能に装着された対応するトナーカートリッジ１２０Ｋ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にトナーカートリッジ１２０と称す場合がある）から供給された各色のトナーを対応する現像ローラ１１６Ｋ、１１６Ｙ、１１６Ｍ、１１６Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に現像ローラ１１６と称す場合がある）に供給するローラである。各現像ローラ１１６Ｋ、１１６Ｙ、１１６Ｍ、１１６Ｃには、それぞれ対応する現像ブレード１１９Ｋ、１１９Ｙ、１１９Ｍ、１１９Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に現像ブレード１１９と称す場合がある）が圧接されている。現像ブレード１１９は、現像ローラ１１６上において、トナー供給ローラ１１８から供給されたトナーを薄層化するものである。尚、ここでは、トナーカートリッジ１２０は、画像形成ユニット１１２本体に対して着脱自在に装着されるものとしたが、一体的に形成されていてもよい。

各画像形成ユニット１１２Ｋ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃにおける、感光体ドラム１１３Ｋ、１１３Ｙ、１１３Ｍ、１１３Ｃの上方には、それぞれ対応するＬＥＤヘッド１１５Ｋ、１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にＬＥＤヘッド１１５と称す場合がある）が、感光体ドラム１１３Ｋ、１１３Ｙ、１１３Ｍ、１１３Ｃと対向する位置に配設されている。露光装置としての各ＬＥＤヘッド１１５は、対応する色の画像データに従って、感光体ドラム１１３を露光し、静電潜像を形成するである。尚、ここで使用されるＬＥＤヘッド１１５としては、実施の形態１で説明した露光装置１０が用いられる。

４つの画像形成ユニット１１２の各感光体ドラム１１３の下方には、転写ユニット１２１が配設されている。転写ユニット１２１は、転写ローラ１１７Ｋ、１１７Ｙ、１１７Ｍ、１１７Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に転写ローラ１１７と称す場合がある）と、転写ベルト駆動ローラ１２１ａ及び転写ベルト従動ローラ１２１ｂによって、張架した状態で図６中の矢印Ａ方向へ走行可能に配設された転写ベルト１２６を備えている。各転写ローラ１１７は、転写ベルト１２６を介してそれぞれ対応する感光体ドラム１１３に圧接して配置され、このニップ部において記録用紙１３０をトナーと逆の極性に帯電させ、対応する感光体ドラム１１３に形成された各色のトナー像を順次記録用紙１３０に重ねて転写する。

画像形成装置１１１の下部には、転写ベルト１２６に用紙を供給するための給紙機構が配設されている。給紙機構は、ホッピングローラ１２２、レジストローラ対１２３、用紙収容カセット１２４等を備えている。

更に、転写ベルト１２６による記録用紙１３０の排出先には、定着器１２８が設けられている。定着器１２８は、加熱ローラ及びバックアップローラを有し、記録用紙１３０上に転写されたトナーを加圧、加熱することによって定着させる装置であり、この排出側には、用紙ガイド１３１に沿って配置された図示しない排出ローラ及び用紙スタッカ部１２９等が設けられている。

以上のように構成された画像形成装置１１１における印刷動作について説明する。先ず、用紙収容カセット１２４内の記録用紙１３０は、ホッピングローラ１２２によって繰り出され、レジストローラ対１２３へ送られて斜行が矯正され、続いてレジストローラ対１２３から転写ベルト１２６に送られ、この転写ベルト１２６の走行に伴って、画像形成ユニット１１２Ｋ、１１２Ｙ、１１２Ｍ、１１２Ｃへと順次搬送される。

一方、各画像形成ユニット１１２において、感光体ドラム１１３の表面は、帯電ローラ１１４（特に区別する必要がない場合は単に帯電ローラ１１４と称す場合がある）によって帯電された後、対応するＬＥＤヘッド１１５によって露光され、この露光によって表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分には、現像ローラ１１６上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて対応する色のトナー像が形成される。各感光体ドラム１１３に形成されたトナー像は、対応する転写ローラ１１７によって記録用紙１３０に順次重ねて転写され、記録用紙１３０上にカラーのトナー像を形成する。転写後に、各感光体ドラム１１３上に残留したトナーは、それぞれ図示しないクリーニング装置によって除去される。

カラーのトナー像が形成された記録用紙１３０は、定着器１２８に送られる。この定着器１２８において、カラーのトナー像が記録用紙１３０に定着され、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された記録用紙１３０は、図示しない排出ローラによって用紙ガイド１３１に沿って搬送され、用紙スタッカ部１２９へ排出される。以上のような過程を経て、カラー画像が記録用紙１３０上に形成される。尚、転写ベルト１２６上に付着する残留トナーは、ベルトクリーニングブレード１３２によって掻き取られてベルトクリーナ容器１３３内に収容される。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、ＬＥＤヘッド１１５として実施の形態１で説明した露光装置１０を採用するため、印刷画像に縦スジが発生するのが抑制され、高品位の印刷が可能となる。

実施の形態３．
図７は、本発明による実施の形態３の画像読取装置５００の要部外観斜視図であり、以下にその構成について説明する。尚、図７では、内部構成を説明するため、原稿台５０８の一部を切り欠いて、内部構成を顕にしている。

図７に示す画像読取装置５００は、フラットヘッド型のイメージスキャナであり、筐体５０１、コンタクトイメージセンサーヘッド５０２、ガイド５０３、ステッピングモータ５０４、駆動ベルト５０５、フレキシブルフラットケーブル５０６、制御回路５０７、原稿台５０８、及び蓋５０９を備える。

画像読取装置５００は、図７に示すように、筐体５０１と、その上面として配置した原稿台５０８上に置かれる原稿を原稿台５０８と挟み込むための蓋５０９とを備える。筐体５０１の内部には、一対のガイド５０３が、互いに平行に配置され、コンタクトイメージセンサーヘッド５０２を、原稿台５０８の載置面に沿って副走査方向にスライド可能に保持している。

ここに示すコンタクトイメージセンサーヘッド５０２は、実施の形態１で説明した露光装置１０による光源としての発光素子３１（図４）と、光源からの光を受けて読み取り原稿で反射した反射光を受光する受光素子とを主走査方向に配設している。

コンタクトイメージセンサーヘッド５０２を、ガイド５０３に沿って副走査方向にスライドさせるため、コンタクトイメージセンサーヘッド５０２は、ステッピングモータ５０４によって搬送移動される駆動ベルト５０５に連結されている。そしてコンタクトイメージセンサーヘッド５０２の制御を行うための制御回路５０７が、フレキシブルフラットケーブル５０６を介してコンタクトイメージセンサーヘッド５０２と電気的に接続されている。

以上の構成において、画像読取装置５００は、原稿台５０８の上面（載置面）に置かれた原稿を、コンタクトイメージセンサーヘッド５０２を副走査方向に移動しながら、主走査方向に配列された受光素子によって順次読み取る。

以上のように、本実施の形態においては、画像読取装置５００が、光源として前記した実施の形態１で説明した露光装置１０を備えたコンタクトイメージセンサーヘッド５０２を採用するため、読み取り画像に縦スジが発生するのが抑制され、高品位の画像読み取りが可能となる。

尚、前記した実施の形態では、本願発明を画像読取装置、電子写真カラープリンタとしての画像形成装置に採用した例を示したが、これに限定されるものではなく、他にもＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）やファクシミリ、複写機等にも利用できる。

１０ 露光装置、 １１ ＬＥＤアレイ、 １２ 基板、 １２ａ 位置決め丸孔、 １２ｂ 位置決め長孔、 １４ 第１のＬＥＤアレイ基板、 １５ 第１のロッドレンズアレイ、 １５ａ 入射面、 １５ｂ 出射面、 １６ 位置決めピン、 １７ 位置決めピン、 ２１ ＬＥＤアレイ、 ２２ 基板、 ２２ａ 位置決め丸孔、 ２２ｂ 位置決め長孔、 ２４ 第２のＬＥＤアレイ基板、 ２５ 第２のロッドレンズアレイ、 ２６ 位置決めピン、 ２７ 位置決めピン、 ３１ 発光素子、 ３５ 重複領域、 ４１ レンズホルダ、 ４２ ベース板、 ４２ａ 載置面、 ４３ ロッドレンズ、 １１１ 画像形成装置、 １１２ 画像形成ユニット、 １１３ 感光体ドラム、 １１４ 帯電ローラ、 １１５ ＬＥＤヘッド、 １１６ 現像ローラ、 １１７ 転写ローラ、 １１８ トナー供給ローラ、 １１９ 現像ブレード、 １２０ トナーカートリッジ、 １２１ 転写ユニット、 １２１ａ 転写ベルト駆動ローラ、 １２１ｂ 転写ベルト従動ローラ、 １２２ ホッピングローラ、 １２３ レジストローラ対、 １２４ 用紙収容カセット、 １２６ 転写ベルト、 １２８ 定着器、 １２９ 用紙スタッカ部、 １３０ 記録用紙、 １３１ 用紙ガイド、 １３２ ベルトクリーニングブレード、 １３３ ベルトクリーナ容器、 ５００ 画像読取装置、 ５０１ 筐体、 ５０２ コンタクトイメージセンサーヘッド、 ５０３ ガイド、 ５０４ ステッピングモータ、 ５０５ 駆動ベルト、 ５０６ フレキシブルフラットケーブル、 ５０７ 制御回路、 ５０８ 原稿台、 ５０９ 蓋。

Claims (8)

1. 複数の発光素子が間隔Ｔで長手方向に配列されている第１の発光素子基板と、
   前記第１の発光素子基板と千鳥状に配置され、前記長手方向において、前記第１の発光素子基板の端部と重なり合う重複領域を共有する第２の発光素子基板とを有し、
   前記第２の発光素子基板は、
   前記長手方向に複数の発光素子が配列されており、
   前記重複領域において、前記第１の発光素子基板に配列された発光素子と対向して配置された複数の発光素子のうち、一対の隣接する発光素子間を特定間隔ＴＳとし、前記重複領域の外の発光素子間の間隔を前記間隔Ｔとしたとき、
   Ｔ≦ＴＳ≦２Ｔ
   であることを特徴とする露光装置。
2. 更に、
   Ｔ＋Ｔ／３≦ＴＳ≦Ｔ＋２×Ｔ／３
   であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. ずれ量ΔＴを、
   ΔＴ＝ＴＳ−Ｔ
   としたとき、ΔＴが１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記第１の発光素子基板と前記第２の発光素子基板とは、複数の発光素子を配列したＬＥＤアレイを更に複数配列して構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の露光装置。
5. 前記間隔Ｔは、前記第１の発光素子基板が有する複数の発光素子の配列間隔の平均であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の露光装置。
6. 前記第１の発光素子基板と前記第２の発光素子基板とを載置する基台を備え、
   前記第１の発光素子基板は、前記基台に対して前記長手方向において、一端が固定され、他端が移動可能に載置され、
   前記第２の発光素子基板は、前記基台に対して前記長手方向において、一端が固定され、他端が移動可能に載置され、
   前記第１の発光素子基板の他端側と前記第２の発光素子基板の一端側とが前記重複領域に位置することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の露光装置。
7. 請求項１乃至６の何れかの露光装置を備えたことを特徴とする画像読取装置。
8. 請求項１乃至６の何れかの露光装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   
   
   
   
   
   
   

Images