JP2022096963A - 露光ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質を劣化させずにノイズを低減すること。
【解決手段】露光ヘッド１０６は、プリント基板２０２の表面に設けられ、光を発光する複数の発光素子６０２が主走査方向に配列されていると共に、主走査方向に直交する副走査方向に第１列と第２列との２列に配列される複数の面発光素子アレイチップ４００－１～２０を有する。第１列の面発光素子アレイチップ４００－２、・・・、２０と第２列の面発光素子アレイチップ４００－１、・・・、１９とが主走査方向に沿って千鳥状に配置されると共に、第１列の面発光素子アレイチップ４００－２、・・・、２０と第２列の面発光素子アレイチップ４００－１、・・・、１９との間隔が、副走査方向の画像解像度ピッチの整数倍にならないように設定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、感光ドラムを露光する露光ヘッド及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、ＬＥＤ又は有機ＥＬ等の発光素子を用いた露光ヘッドによって感光ドラムを露光して感光ドラム上に潜像形成を行う電子写真方式のプリンタが一般的に知られている。このような露光ヘッドは、感光ドラムの長手方向に配列した発光素子列と、発光素子列の光を感光ドラム上に結像するロッドレンズアレイと、によって構成されている。発光素子としてのＬＥＤ又は有機ＥＬは、発光面からの光の照射方向がロッドレンズアレイの光軸と平行となる面発光素子アレイである。

ここで、露光ヘッドにおいて、発光素子列の長さは感光ドラム上における画像形成領域幅に応じて決まり、発光素子の間隔はプリンタの画像解像度に応じて決まる。例えば、１２００ｄｐｉのプリンタでは、画素の間隔は２１．１６μｍ（小数点３桁以降は省略）であるため、発光素子の間隔も２１．１６μｍとなる。このような露光ヘッドを用いたプリンタは、レーザビームをポリゴンモータで偏向走査するレーザ走査方式のプリンタと比較して、使用する部品数が少ないため、装置の小型化及び低コスト化が容易である。

このような状況において、従来、長尺の透明のガラス基板上にＴＦＴ回路及び有機ＥＬを設けた露光ヘッドが知られている（例えば、特許文献１）。また、従来、長尺の基板上に集積回路薄膜及び発光層薄膜を貼り付けたＬＥＤ／駆動ＩＣ複合チップを用いて形成した露光ヘッドが知られている（例えば、特許文献２）。更に、従来、長尺の基板上に自己走査型の発光素子が形成された化合物半導体チップを設けた露光ヘッドが知られている（例えば、特許文献３）。

特開２０１５－１１２８５６号公報 特開２００９－２９６００３号公報 特開２０１７－１８３４３６号公報

しかしながら、特許文献１から特許文献３においては、基板が細長い長尺の形状であり、電気的にはアンテナとみなせるため、電気的なノイズを放射し易いという課題を有する。例えば、３００ｍｍの画像幅に対応すると共に１２００ｄｐｉの画像解像度の露光ヘッドは、主走査方向に１４，０００個以上の発光素子が必要であり、多数の発光素子を備えている。このような露光ヘッドにおいて多数の発光素子を点灯させる場合には、ノイズが増えてしまい、基板の形状と相俟ってノイズを放射しやすいという課題がある。

これに対して、発光素子の発光タイミングをずらしてノイズを低減する手法も考えられるが、発光タイミングをずらした場合には、形成される画像の副走査方向の位置がずれて画質の劣化を生じることが懸念される。

本発明の目的は、画質を劣化させずにノイズを低減することができる露光ヘッド及び画像形成装置を提供することである。

本発明に係る露光ヘッドは、感光ドラムを露光する露光ヘッドであって、基板と、前記基板の表面に設けられ、光を発光する複数の発光素子が主走査方向に配列されていると共に、前記主走査方向に直交する副走査方向に第１列と第２列との２列に配列される複数の半導体チップと、前記発光素子からの光を前記感光ドラム上に集光するレンズアレイと、を有し、前記第１列の前記半導体チップと前記第２列の前記半導体チップとが前記主走査方向に沿って千鳥状に配置されると共に、前記第１列の前記半導体チップと前記第２列の前記半導体チップとの間隔が、前記副走査方向の画像解像度ピッチの整数倍にならないように設定される、ことを特徴とする。

本発明によれば、画質を劣化させずにノイズを低減することができる。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の模式図である。 本発明の実施の形態１に係る露光ヘッド及び感光ドラムの模式図である。 本発明の実施の形態１に係る露光ヘッドの構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る露光ヘッドの面発光素子アレイチップの模式図である。 図４のＡ－Ａ断面図である。 本発明の実施の形態１に係る露光ヘッドの面発光素子アレイチップの発光素子の配列を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る露光ヘッドのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１に係る露光ヘッドのタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２に係る露光ヘッドの構成を示す模式図である。

以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１の構成について、図１を参照しながら、詳細に説明する。

画像形成装置１は、スキャナ部１００と、作像部１０３と、定着部１０４と、給紙／搬送部１０５と、レジローラ１１０と、を有している。

スキャナ部１００は、原稿台に置かれた原稿に対して照明を当てて原稿の画像を光学的に読み取り、読み取った画像を電気信号に変換して画像データを作成する。スキャナ部１００は、作成した画像データを図示しないプリンタ制御部に出力する。

作像部１０３は、プリンタ制御部の制御によって動作して、レジローラ１１０より搬送されるシートに画像を形成し、画像を形成したシートを定着部１０４に搬送する。作像部１０３は、帯電、露光、現像及び転写の一連の電子写真プロセスを行う作像ユニットを４つ有している。作像部１０３は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の順に並べられる４つの作像ユニットにより、シート上にフルカラーの画像を形成する。４つの作像ユニットの各々は、シアンの作像開始から所定時間経過後に、マゼンタ、イエロー及びブラックの作像動作を順次実行していく。

具体的には、作像部１０３は、感光ドラム１０２と、露光ヘッド１０６と、帯電器１０７と、現像器１０８と、転写ベルト１１１と、光学センサ１１３と、を備えている。

像担持体としての感光ドラム１０２は、図示しない取付部材によって画像形成装置１に取り付けられて回転駆動する。

露光ヘッド１０６は、図示しない取付部材によって画像形成装置１に取り付けられている。露光ヘッド１０６は、４つの作像ユニットに対応して４つの露光ヘッド１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ及び１０６ｄから構成されている。露光ヘッド１０６は、画像データに応じて発光した光を感光ドラム１０２に集光して露光することにより、感光ドラム１０２に潜像（静電潜像）を形成する。なお、露光ヘッド１０６の構成の詳細については後述する。

帯電器１０７は、感光ドラム１０２を帯電させる。

現像器１０８は、感光ドラム１０２に形成された潜像に対してトナーを供給して現像することにより、感光ドラム１０２にトナー像（現像剤像）を形成する。

転写ベルト１１１は、レジローラ１１０より搬送されるシートを定着部１０４に搬送する。転写ベルト１１１によって搬送されるシートには、現像器１０８によって現像されたトナー像が転写される。

光学センサ１１３は、転写ベルト１１１と対向する位置に設けられ、各作像ユニット間の色ズレ量を導出するため、転写ベルト１１１上に印字されたテストチャートの位置を検出する。光学センサ１１３は、テストチャートの位置の検出結果を図示しない画像コントローラ部に出力する。画像コントロール部は、光学センサ１１３より入力されるテストチャートの位置の検出結果に基づいて、作像部１０３の各作像ユニット間の色ズレ量を導出して各色の画像位置を補正する制御を行う。シート上には、この制御によって色ズレのないフルカラートナー像が転写される。

定着部１０４は、ローラの組み合わせによって構成され、図示しないハロゲンヒータ等の熱源を内蔵している。定着部１０４は、作像部１０３によりトナー像が転写されたシート上のトナーを熱と圧力とによってシートに溶解及び定着させ、トナーを定着させたシートを排紙ローラ１１２によって画像形成装置１の外部に排出する。

給紙／搬送部１０５は、本体内給紙ユニット１０９ａと、本体内給紙ユニット１０９ｂと、外部給紙ユニット１０９ｃと、手差し給紙ユニット１０９ｄと、を備え、予め指示された給紙ユニットからシートを給紙してレジローラ１１０に搬送する。

レジローラ１１０は、作像部１０３において形成されたトナー像をシート上に転写するタイミングで、給紙／搬送部１０５より搬送されるシートを転写ベルト１１１に搬送する。

プリンタ制御部は、スキャナ部１００、作像部１０３、定着部１０４及び給紙／搬送部１０５の動作を制御する。プリンタ制御部は、ＭＦＰ全体（画像形成装置１全体）を制御するＭＦＰ制御部と通信してＭＦＰ制御部の指示に応じて、スキャナ部１００、作像部１０３、定着部１０４及び給紙／搬送部１０５の状態を管理しながら動作を制御する。

＜露光ヘッドの構成＞
本発明の実施の形態１に係る露光ヘッド１０６の構成について、図２及び図３を参照しながら、詳細に説明する。

図２（ａ）は、感光ドラム１０２に対する露光ヘッド１０６の配置の様子を示しており、図２（ｂ）は、発光素子群２０１から出射された光がロッドレンズアレイ２０３により感光ドラム１０２に集光する様子を示している。

図３（ａ）は、プリント基板２０２の発光素子群２０１が実装されている面とは反対の面（以下、「発光素子非実装面」と記載する）を示しており、図３（ｂ）は、発光素子群２０１が実装されている面（以下、「発光素子実装面」と記載する）を示している。また、図３（ｃ）は、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０のチップ間の境界部の様子を示している。

露光ヘッド１０６は、発光素子群２０１と、プリント基板２０２と、ロッドレンズアレイ２０３と、ハウジング２０４と、を備えている。

発光素子群２０１は、プリント基板２０２の発光素子実装面に実装され、２０個の半導体チップとしての面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０から構成されている。面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０は、図３（ｂ）に示すように、主走査方向であるＸ方向に直交する副走査方向であるＹ方向に第１列としてのＡ列と第２列としてのＢ列との２列に配列されている。Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、６、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、５、・・・、１９とは、Ｘ方向に沿って千鳥状に配置されている。

Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、６、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、５、・・・、１９との間隔Ｓは、感光ドラム１０２上に形成される潜像のＹ方向の最小距離の整数倍にならないように設定されている。具体的には、間隔Ｓは、以下の（１）式を満たすように設定されている。

Ｓ＝（α＋β）×Ｌｙ （１）
ここで、αは、正の整数
βは、0＜β＜１である実数、
Ｌｙは、感光ドラム１０２上に形成される潜像のＹ方向の最小距離

（１）式のＬｙは、Ｙ方向における画像解像度ピッチ（画素の間隔）と同一であり、例えばＹ方向の画像解像度ピッチが１２００ｄｐｉである場合には略２１、１６μｍである。

本実施の形態では、Ｌｙ＝２１．１６μｍ、α＝１４及びβ＝０．５を（１）式に代入すると共に小数点第1位で四捨五入することにより、Ｓ＝３０７μｍとした。これにより、露光ヘッド１０６は、画質を劣化させずにノイズを低減することができる。

面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の各々には、長手方向であるＸ方向に所定の画像解像度ピッチで７４８個の発光素子６０２が配列されている。画像解像度ピッチは、ここでは１２００ｄｐｉ（略２１．１６μｍ）を例示する。また、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の各々における７４８個の発光素子６０２の端から端までの間隔は、ここでは約１５．８ｍｍを例示する。

この例示の場合、図３（ｃ）に示す面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の境界に位置する発光素子６０２－ｎと発光素子６０２－１との画像解像度ピッチも、１２００ｄｐｉ（略２１．１６μｍ）である。なお、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の境界に位置する発光素子６０２は、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の実装精度を考慮して、数画素オーバーラップするように配置されていても良い。

面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０は、例えば紫外線硬化型の接着剤、熱硬化型の接着剤又は導電性接着剤によってプリント基板２０２に固定されている。面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０は、図示しないドライバＩＣからコネクタ３０５を介して入力される制御信号により駆動する。なお、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の構成の詳細については、後述する。

露光ヘッド１０６は、露光可能な発光素子６０２の数を１４，９６０素子とした場合に、約３１６ｍｍの画像幅に対応した画像形成を可能とする。

基板としてのプリント基板２０２には、図３（ａ）に示すように、発光素子非実装面にコネクタ３０５と発光素子群２０１を駆動するための図示しないドライバＩＣとが設けられている。プリント基板２０２には、図３（ｂ）に示すように、表面としての発光素子実装面に発光素子群２０１が実装されている。

コネクタ３０５は、プリント基板２０２の発光素子非実装面に設けられている図示しないドライバＩＣ及び電源と図示しない信号線を介して接続していると共に、発光素子群２０１と接続している。

ロッドレンズアレイ２０３は、発光素子群２０１との間の距離が所定の距離となるように配置されていると共に、感光ドラム１０２との間の距離が所定の距離となるように配置されて、発光素子群２０１からの出射光を感光ドラム１０２上に結像させる。

ハウジング２０４には、ロッドレンズアレイ２０３とプリント基板２０２とが取り付けられている。

上記の構成を有する露光ヘッド１０６は、工場において単体で組み立てられると共に、集光位置でのスポットを所定サイズに調整するピント調整、及び光量調整が行われる。ここで、ピント調整では、ロッドレンズアレイ２０３と発光素子群２０１との距離が所望の距離となるように、ロッドレンズアレイ２０３の取り付け位置を調整する。また、光量調整では、発光素子群２０１の各発光素子６０２を個別に順次発光させ、ロッドレンズアレイ２０３を介して感光ドラム１０２に集光させた光が所定光量になるように各発光素子６０２の駆動電流を調整する。

＜面発光素子アレイチップの構成＞
本発明の実施の形態１に係る露光ヘッド１０６の面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の構成について、図４を参照しながら、詳細に説明する。

面発光素子アレイチップ４００は、Ｓｉ基板上に発光素子６０２を設けて構成されたチップであり、発光基板４０２と、発光部４０４と、回路部４０６と、ワイヤボンディング用パッド（ＷＢパッド）４０８と、を備えている。

発光基板４０２は、Ｓｉ基板であり、発光部４０４、回路部４０６及びワイヤボンディング用パッド４０８が設けられている。ここで、Ｓｉ基板は、集積回路形成用の加工技術も発達しており、既に様々な集積回路の基板として用いられているため、高速かつ高機能な回路を高密度に形成できると共に、大口径のウェハが出回っているため安価に入手することができる等のメリットがある。

発光部４０４は、発光素子６０２を備えている。なお、発光部４０４の構成の詳細については、後述する。

回路部４０６は、アナログ駆動回路、デジタル制御回路、又はアナログ駆動回路とデジタル駆動回路との両方を含んだ回路構成を有しており、発光部４０４を制御する。

ワイヤボンディング用パッド４０８は、回路部４０６に対する電源供給、又は面発光素子アレイチップ４００と外部との信号等の入出力を行う。

なお、発光部４０４は、予め駆動回路等を形成したＳｉ基板等に対して転写法等で形成した、例えばＡｌＧａＡｓ等の化合物半導体薄膜でも良い。

＜発光部の構成＞
本発明の実施の形態１に係る露光ヘッド１０６の面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０の発光部４０４の構成について、図５を参照しながら、詳細に説明する。

発光部４０４は、発光基板４０２と上部電極５０８とが対向している部分、及びその対向する部分の発光層５０６であり、発光基板４０２上に複数の下部電極５０４、発光層５０６及び上部電極５０８の順に積層されて構成されている。

下部電極５０４は、独立電極であり、発光基板４０２の上に形成されている。下部電極５０４は、Ｘ方向に幅Ｗを有していると共に、Ｘ方向において隣り合う下部電極５０４との間に所定の間隔ｄを設けて複数形成されている。下部電極５０４は、回路部４０６の形成と共に加工ルールが０．２μｍ程度と高精度であるＳｉ集積回路加工技術を用いて形成され、回路部４０６の図示しない駆動部に接続されている。これにより、下部電極５０４を精度よく高密度に配置できると共に、発光素子６０２の発光個所は実質的に下部電極５０４と同じであるため、発光素子６０２を高密度に配置することが可能となる。

下部電極５０４は、発光層５０６の発光波長に対して反射率の高い金属によって形成されていることが好ましく、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、又は銀とアルミニウムとの合金等によって形成されている。

発光層５０６は、下部電極５０４の上に形成され、例えば有機ＥＬ膜又は無機ＥＬ膜等である。発光層５０６は、有機ＥＬ膜である場合に、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、正孔注入層、電子ブロック層及び正孔ブロック層等の機能層を必要に応じて含む積層構造体である。

発光層５０６は、有機ＥＬ層又は無機ＥＬ層等の水分に弱い材料によって形成されている場合に、発光部４０４への水分の侵入を阻止するために封止されていることが望ましい。発光層５０６は、例えば、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物若しくはアルミの酸化物等の薄膜の単体、又はシリコンの酸化物、シリコンの窒化物及びアルミの酸化物等の薄膜を積層して形成される封止膜によって発光部４０４への水分の侵入を阻止する。封止膜の形成方法としては、段差等の構造の被覆性能に優れた方法が好ましく、例えば原子層堆積法（ＡＬＤ法）等を用いることができる。

なお、発光層５０６は、連続して形成されていても良いし、下部電極５０４と略同等の大きさに分断されていても良い。また、上記の封止膜の材料、構成及び形成方法は一例であり、上述した例には限定されず、適宜好適なものを選択すればよい。

上部電極５０８は、共通電極であり、発光層５０６の上に形成されている。上部電極５０８は、発光層５０６の発光波長に対して透明であることが好ましく、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明電極を用いることができる。

上記の構成を有する発光部４０４は、複数の下部電極５０４のうちの選択された下部電極５０４及び上部電極５０８を通じて発光層５０６に通電することにより、選択された下部電極５０４に対応する場所の発光層５０６を発光させる。これにより、発光部４０４は、発光層５０６の発光基板４０２と反対側の上部電極５０８を通して出射光を出射する。

上部電極５０８を酸化インジウム錫等の透明電極とすることにより、開口率を実質的に１００％にすることができ、発光層５０６における発光をそのまま出射光とすることができる。また、下部電極５０４を高精度なＳｉ集積回路加工技術を用いて形成することにより、下部電極５０４を高密度に配置することができるため、発光部４０４の略全面積を発光させることができ、発光部４０４の利用効率を高めることができる。ここで、発光部４０４の面積とは、複数の下部電極５０４の総面積と複数の間隔ｄの総面積とを合計した面積である。

＜発光部の発光素子の配列＞
本発明の実施の形態１に係る露光ヘッド１０６の発光部４０４の発光素子６０２の配列について、図６を参照しながら、詳細に説明する。

図６において、図６（ａ）は、発光素子列６０４の平面図であり、図６（ｂ）は、発光素子列６０４の断面図であり、図６（ｃ）は、発光素子列６０４の変形例である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）において、Ｗ１は発光素子６０２のＸ方向の幅であり、ｄ１は、Ｘ方向において隣り合う発光素子６０２の間隔である。また、図６（ｃ）において、Ｗ２は発光素子６０２のＹ方向の幅であり、ｄ２はＹ方向において隣り合う発光素子６０２の間隔である。

また、図６（ｂ）において、例えば、発光素子６０２－３は一点鎖線で囲んだ部分である。

発光素子列６０４は、複数の発光素子６０２がＸ方向に沿って所定の間隔（ピッチ）で配列することにより構成されている。所定の間隔は、例えばＹ方向の画像解像度が１２００ｄｐｉである場合には２１、１６μｍである。また、Ｗ１は、ここでは２０．９μｍを例示し、ｄ１は、ここでは０．２６μｍを例示する。

ここで、発光層５０６が十分に薄い場合には、発光素子６０２の発光個所は実質的に下部電極５０４と同じであり、Ｗ１は図５のＷ、ｄ１は図５のｄと見なしてよい。

発光素子列６０４は、図６（ａ）に示すように発光素子６０２をＸ方向に配列して１列とする場合に限らず、図６（ｃ）に示すように発光素子６０２をＹ方向にも配列して複数列にしても良い。図６（ｃ）は、発光素子６０２をＹ方向にｍ列配列して発光素子列６０４を構成している。発光素子６０２の光量が少ない場合等には、図６（ｃ）に示すように、発光素子列６０４－１、６０４－２、・・・、６０４－ｍで多重露光することにより、発光素子６０２に必要な光量を１／ｍに低減することができる。

発光素子列６０４－１～６０４－ｍは、複数の発光素子列６０４がＹ方向に沿って所定の間隔（ピッチ）で配列することにより構成されている。所定の間隔は、例えばＹ方向の画像解像度が１２００ｄｐｉである場合には２１、１６μｍである。また、Ｗ２は、ここでは２０．９μｍを例示し、ｄ２は、ここでは０．２６μｍを例示する。

ここで、有機ＥＬ層である発光層５０６を有する発光素子６０２を有機ＥＬ素子と呼び、無機ＥＬ層である発光層５０６を有する発光素子６０２を無機ＥＬ素子と呼ぶ。

＜露光ヘッドの動作＞
本発明の実施の形態１に係る露光ヘッド１０６の動作について、図７及び図８を参照しながら、詳細に説明する。

図７において、図７（ａ）は、千鳥状に配置されたＡ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、・・・、２０の発光素子６０２－Ａの一部と、Ｂ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、・・・、１９の発光素子６０２－Ｂの一部と、を示す図である。また、図７（ｂ）は、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、・・・、２０の発光素子６０２と、Ｂ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、・・・、１９の発光素子６０２と、の発光タイミングを示している。また、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す発光タイミングによって感光ドラム１０２上に形成される潜像を示している。

図８において、図８（ａ）は、千鳥状に配置されたＡ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、・・・、２０の発光素子６０２－Ａの一部と、Ｂ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、・・・、１９の発光素子６０２－Ｂの一部と、を示す図である。また、図８（ｂ）は、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、・・・、２０の発光素子６０２と、Ｂ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、・・・、１９の発光素子６０２と、の発光タイミングを示している。また、図８（ｃ）は、図８（ｂ）に示す発光タイミングによって感光ドラム１０２上に形成される潜像を示している。

図７（ａ）及び図８（ａ）において、発光素子６０２－Ａは、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、・・・、２０の発光素子６０２であり、発光素子６０２－Ｂは、Ｂ列の面発光素子アレイチップ４００－１、・・・、１９の発光素子６０２である。

図７及び図８は、発光素子列６０４をＹ方向に７列（ライン）配列した場合（図６（ｃ）においてｍ＝７とした場合）を一例として示している。

感光ドラム１０２上に形成される潜像のＹ方向の最小距離Ｌｙだけ移動するのに必要な時間をＴ０、及びプロセス速度（搬送速度）をＰｓとした場合に、Ｌｙ、Ｔ０及びＰｓの関係は（２）式のようになる。

Ｔ０＝Ｌｙ／Ｐｓ （２）

発光素子６０２－Ａと発光素子６０２－Ｂとは、図７（ａ）に示すように、Ｙ方向において間隔Ｓだけ離れている。この際に、発光素子６０２－Ａと発光素子６０２－Ｂとが感光ドラム１０２のＹ方向において同じ位置に露光するためには、発光素子６０２－Ｂの発光開始タイミングを発光素子６０２－Ａの発光開始タイミングからＳ／Ｐｓだけ遅延させる必要がある。この際の遅延時間をＴｄとした場合に、Ｔｄは、（１）式及び（２）式より（３）式のようになる。

Ｔｄ＝Ｓ／Ｐｓ
＝（α＋β）×Ｔ０ （３）

図７（ｂ）において、１Ａ、２Ａ、・・・、７Ａは、発光素子６０２－Ａの１ライン目、２ライン目、・・・、７ライン目の発光信号を示している。また、図７（ｂ）において、１Ｂ、２Ｂ、・・・、７Ｂは、発光素子６０２－Ｂの１ライン目、２ライン目、・・・、７ライン目の発光信号を示している。なお、図７（ｂ）は、α＝２及びβ＝０．５とした場合を例示している。

この際に、上述したように、発光素子６０２－Ｂの発光信号１Ｂの発光開始時刻Ｔｂ（１）は、発光素子６０２－Ａの発光信号１Ａの発光開始時刻Ｔａ（１）より（α＋β）×Ｔ０の時間だけ遅れている。また、発光信号３Ａの発光開始時刻Ｔａ（３）と発光信号１Ｂの発光開始時刻Ｔｂ（１）との時間をΔＴとした場合に、ΔＴ＝（α＋β）Ｔ０－αＴ０＝βＴ０となる。

これより、発光信号１Ａ、２Ａ、・・・の発光開始時刻と発光信号１Ｂ、２Ｂ、・・・の発光開始時刻とは、ΔＴが０又は整数である場合には重なるが、βは小数であるためΔＴは０又は整数にならず重なることがない。従って、発光素子６０２－Ａの発光開始時に発生するノイズと、発光素子６０２－Ｂの発光開始時に発生するノイズと、は時間的に重ならない。これにより、ノイズ強度の増加を低減することができる。

図７（ｃ）において、１ａ、２ａ、・・・、７ａは、発光素子６０２－Ａによって形成される潜像を示し、１ｂ、２ｂ、・・・、７ｂは、発光素子６０２－Ｂによって形成される潜像を示している。

図７（ｃ）に示すように、感光ドラム１０２上に対して、発光素子６０２－Ａによって形成される潜像と、発光素子６０２－Ｂによって形成される潜像と、はＹ方向において同じ位置にあり位置ずれを生じない。このように、（１）式によって間隔Ｓを定めることにより、発光点の間隔ＳがＹ方向の画像解像度ピッチの整数倍になることを避けられる。

また、発光素子６０２－Ａによって形成される潜像と、発光素子６０２－Ｂによって形成される潜像と、が感光ドラム１０２上のＹ方向において同じ位置に形成されるように発光素子６０２－Ａ及び発光素子６０２－Ｂの発光タイミングを設定する。これにより、発光素子６０２－Ａの発光タイミングと発光素子６０２－Ｂの発光タイミングとの間には、必ずΔＴのずれを生じ、ノイズ強度の増加を低減することができる。

次に、本実施の形態との比較として、発光素子６０２－Ａと発光素子６０２－Ｂとのの間隔Ｓを感光ドラム１０２上に形成される潜像のＹ方向の最小距離の整数倍とした場合（β＝０とした場合）について、図８を用いて説明する。

図８では、発光素子６０２－Ａと発光素子６０２－Ｂとの間隔Ｓを２Ｌｙとした。この場合には、発光素子６０２－Ａと発光素子６０２－Ｂとによる潜像を感光ドラム１０２上のＹ方向において同じ位置に形成するために、発光素子６０２－Ｂの発光タイミングを発光素子６０２－Ａの発光タイミングから２Ｔ０だけ遅らせる必要がある。これにより、例えば、図８（ｂ）に示すように、発光素子６０２－Ａの３ライン目の発光信号３Ａの発光開始時刻Ｔａ（３）と、発光素子６０２－Ｂの１ライン目の発光信号１Ｂの発光開始時刻Ｔｂ（１）とが重なってしまい、ノイズの強度が増加してしまう。

これに対して、ノイズの強度の増加を避けるために、発光開始時刻Ｔａ（３）と発光開始時刻Ｔｂ（１）とが重ならないように、発光開始時刻Ｔｂ（１）を、発光開始時刻Ｔａ（３）から例えば２．５Ｔ０だけ遅らせることが考えられる。しかしながらこの場合には、図８（ｃ）に示すように、感光ドラム１０２上に対して、発光素子６０２－Ａによって形成される潜像と、発光素子６０２－Ｂによって形成される潜像と、はＹ方向において位置ずれを生じる。

このように、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、・・・、１９との間隔Ｓを（１）式により設定する。これにより、複数の面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０を千鳥状に配置して露光ヘッド１０６を形成する場合において、画質劣化無しにノイズ強度の増加を低減することができる。

本実施の形態では、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、６、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、５、・・・、１９とが主走査方向に沿って千鳥状に配置される。また、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、６、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、５、・・・、１９との間隔Ｓが、副走査方向の画像解像度ピッチの整数倍にならないように設定される。これにより、画質を劣化させずにノイズを低減することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の構成は、図１に示す画像形成装置１と同一構成であるため、その説明を省略する。また、本実施の形態に係る露光ヘッドの構成は、図３から図６に示す露光ヘッド１０６と同一構成であるため、その説明を省略する。

＜露光ヘッドの動作＞
本発明の実施の形態２に係る露光ヘッドの動作について、図９を参照しながら、詳細に説明する。

本実施の形態では、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０として化合物半導体基板上に自己走査型の発光デバイス（SLED：Self scanning Light Emitting Device）が形成された自己走査型発光チップであることを特徴とする。

面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０は、図９に示すように、化合物半導体基板上に自己走査型の発光デバイスが千鳥状に形成されたチップである。面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０は、全て同時に点灯することができず、一部の所定数の発光素子６０２がＸ方向に沿って点灯して走査することにより感光ドラム１０２を露光する。なお、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０には、発光素子６０２以外に転送サイリスタ又は結合ダイオード等によって自己転送回路が形成されている。

面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０は、図９に示すように、互いに対向する方向に発光素子６０２を点灯して走査する。なお、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０は、互いに対向する方向に発光素子６０２を点灯して走査する場合に限らず、同じ方向に発光素子６０２を点灯して走査してもよい。

Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、６、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、５、・・・、１９との間隔Ｓを（１）式を満たすように設定する。そして、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、４、６、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、３、５、・・・、１９とのＹ方向の間隔Ｓに応じて、発光素子６０２の発光タイミングを制御する。具体的には、感光ドラム１０２上のＹ方向において、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、・・・、２０による露光位置と、Ｂ列の面発光素子アレイチップ４００－１、・・・、１９による露光位置と、が同じになるよう発光タイミングを制御する。

本実施の形態では、Ｙ方向の画像解像度を２４００ｄｐｉとし、（１）式においてＬｙ＝１０．６μm、α＝１４及びβ＝０．５とすると共に、小数点第1位で四捨五入してＳ＝１５３μmとした。このように、面発光素子アレイチップ４００－１～４００－２０を（１）式を満たすように配置する。これにより、Ａ列の面発光素子アレイチップ４００－２、・・・、２０とＢ列の面発光素子アレイチップ４００－１、・・・、１９とは、感光ドラム１０２のＹ方向の同じ位置に露光する場合でも発光タイミングをずらすことができる。従って、ノイズ強度の増加を低減することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。

１ 画像形成装置
１０２ 感光ドラム
１０３ 作像部
１０４ 定着部
１０５ 搬送部
１０６ 露光ヘッド
１０７ 帯電器
１０８ 現像器
１１０ レジローラ
１１１ 転写ベルト
１１２ 排紙ローラ
１１３ 光学センサ
２０１ 発光素子群
２０２ プリント基板
２０３ ロッドレンズアレイ
２０４ ハウジング
３０５ コネクタ
４００－１～４００－２０ 面発光素子アレイチップ
４０２ 発光基板
４０４ 発光部
４０６ 回路部
４０８ ワイヤボンディング用パッド
５０４ 下部電極
５０６ 発光層
５０８ 上部電極
６０２ 発光素子
６０４ 発光素子列

Claims (8)

1. 感光ドラムを露光する露光ヘッドであって、
   基板と、
   前記基板の表面に設けられ、光を発光する複数の発光素子が主走査方向に配列されていると共に、前記主走査方向に直交する副走査方向に第１列と第２列との２列に配列される複数の半導体チップと、
   前記発光素子からの光を前記感光ドラム上に集光するレンズアレイと、
   を有し、
   前記第１列の前記半導体チップと前記第２列の前記半導体チップとが前記主走査方向に沿って千鳥状に配置されると共に、前記第１列の前記半導体チップと前記第２列の前記半導体チップとの間隔が、前記副走査方向の画像解像度ピッチの整数倍にならないように設定される、
   ことを特徴とする露光ヘッド。
2. 前記第１列の前記半導体チップと前記第２列の前記半導体チップとは、
   前記間隔をＳ、前記副走査方向の前記画像解像度ピッチをＬｙ、αを正の整数、及びβを０＜β＜１である実数とした場合に、
   Ｓ＝（α＋β）×Ｌｙ
   を満たすように配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。
3. 前記第１列の前記半導体チップの前記発光素子と前記第２列の前記半導体チップの前記発光素子とは、
   前記第１列の前記半導体チップの前記発光素子により前記感光ドラムに形成される潜像の前記副走査方向における位置と、前記第２列の前記半導体チップの前記発光素子により前記感光ドラムに形成される潜像の前記副走査方向における位置と、が同じ位置になるタイミングで発光する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光ヘッド。
4. 前記発光素子は、
   前記半導体チップにおいて前記副走査方向に配列されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の露光ヘッド。
5. 前記発光素子は、
   有機ＥＬ素子又は無機ＥＬ素子である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の露光ヘッド。
6. 前記基板は、
   Ｓｉ基板であり、
   前記半導体チップは、
   前記基板上に化合物半導体から成る発光部を備える、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の露光ヘッド。
7. 前記半導体チップは、
   自己走査型発光チップである、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の露光ヘッド。
8. 前記感光ドラムを帯電させる帯電器と、
   前記帯電器により帯電された前記感光ドラムを露光して前記感光ドラムに静電潜像を形成する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の露光ヘッドと、
   前記静電潜像を現像して前記感光ドラムに現像剤像を形成する現像器と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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