JP2733111B2 - 固体走査型光ヘッド - Google Patents

固体走査型光ヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、LEDアレイ等のアレイ光源と組合せてSLA
(セルフォックレンズアレイ…商品名)やRMLA(ルーフ
ミラーレンズアレイ)等の結晶素子アレイを用いたLED
アレイプリンタ、液晶シャッタアレイプリンタ、蛍光体
ドットアレイプリンタ等の固体走査型光ヘッドに関す
る。
従来の技術 一般に、この種の固体走査型光ヘッドでは、アレイ状
に多数配列された各発光素子又はチップ間には特性、例
えば露光量等の記録パワーにバラツキがある。従って、
全ての素子を同一の駆動制御により駆動させたのでは記
録品質にむらが生ずる。そこで、各発光素子毎に印字時
間を変える駆動方式が考えられている。しかし、この方
式によると、印字時間の違いによる印字ドット形状が不
揃いとなり、記録むらを生じてしまう。
これを解消する方法として特開昭62−241469号公報に
示される方法がある。これは、各発光素子に対する印加
字間を、一定時間内に基準パルスで分布できるように
し、各発光素子への電流又は電圧の印加を全て同一の一
定時間内で行うようにしたものである。
発明が解決しようとする課題 ところが、記録幅(有効光走査長)の全域をアレイ状
に多数配設した発光素子によりカバーするものであるか
ら、例えばAサイズを記録するヘッドとしても、記録密
度によっては1500〜5000ドット程度の発光素子を駆動し
なければならない。よって、発光素子=1ドット単位で
記録パワーを制御すれば、ヘッド全体の記録パワーの均
一化は図れるものの、コストアップ化し現実的ではな
い。
よって、現実にはチップ単位で光量分布を補正する補
正手段により記録パワーを制御する方式がとられる。チ
ップ単位の補正によれば、ヘッド全体の記録パワーの大
きなうねりしか均一化できないものの、上記のような記
録ドット数の場合であってもチップ数は10〜40個程度で
あるのでコスト面では有利となる。
しかし、チップ単位ということは、複数個のドット
(発光素子)が補正単位となるので、補正単位毎、即
ち、チップ単位毎にその環境で記録パワーに段差を生じ
てしまい、記録品質を損なう。
また、この種の光ヘッドにおいは、発光素子からの光
を感光体に結像させなければならないので、前述したよ
うにSLA等の結像素子アレイを用いることになる。この
点については、例えば日本板硝子株式会社の技術資料
「SELFOC LENS ARRAY」(Cat. SLA Vol 2 Printed 198
5.7)において示されている。
ところが、このようなSLAにあっては、第4図(a)
に示すようにフットボールを半分にしたような光量分布
を持つセルフォック結像素子1を、同図(b)に示すよ
うに多数アレイ状に配列し、アレイ化光源と組合せるこ
とになるが、SLA2の作る像は同図(b)に示すように1
本1本のセルフォック結像素子1の作る像が重なり合っ
てできる。即ち、SLA2の光量は1本1本の素子1の光量
の和となるため、第4図(b)の右側に示すような、結
像素子の配列ピッチDに伴う周期的な光量むらをアレイ
方向に生ずる。図中、iMAXは光量分布の最大値を示し、
iMINは光量分布の最小値を示す。これは、上記資料中に
おいて、記載されているものである。このような結像素
子の配列ピッチに伴う周期的な光量むらは、例えばLED
アレイ等のアレイ化光源の各発光セグメントの明るさが
均一であったとしても、感光体に伝達される光量が場所
によって不均一になることを意味する。加えて、上記の
チップ単位制御による場合にはその補正単位境界におけ
る段差的な記録パワーのむらと結像素子アレイにおける
光量むらとの相対的位置によってはヘッド全体において
光量むらが部分的に大きくなってしまい、記録品質の劣
化が目に付くものとなってしまう。
課題を解決するための手段 発光素子をアレイ状に配列したアレイ光源と、前記発
光素子の配列に対応させて結像素子をアレイ状に配列し
た結像素子アレイとを設けるとともに、前記発光素子の
複数個を補正単位として前記アレイ光源のアレイ方向の
光量分布を補正する補正手段を設けた固体走査型光ヘッ
ドにおいて、前記結像素子アレイの結像素子配列ピッチ
に伴うアレイ方向の周期的な光量むらの山部及び谷部の
何れの位置と、複数個の前記発光素子による補正単位の
境界の位置とが一致しない状態にアレイ光源と結像素子
アレイとを配設した。
特に、請求項2記載の発明では、結像素子アレイの結
像素子配列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むら
のピッチをl1、複数個の前記発光素子による補正単位の
ピッチをl2、有効光走査長をLとし、n1≦L/l1及びn2
L/l2を満足するn1,n2なるあらゆる正整数について少な
くともn1×l1=n2×l2を満足する時に、上記の構成とし
た。
作用 複数個の発光素子による補正単位の境界においてはア
レイ光源自体で光量段差を生ずる可能性が大きいので、
その段差の上部と結像素子配列ピッチに伴うアレイ方向
の周期的な光量むらの山部とが対応すればその部分の光
量はより大となり、同様に、段差の下部と結像素子配列
ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むらの谷部とが
対応すればその部分の光量はより小となり、その部分で
の光量むらが増大してしまう。しかるに、結像素子配列
ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むらの山部及び
谷部の何れの位置と、複数個の前記発光素子による補正
単位の境界の位置とが一致しない状態にアレイ光源と結
像素子アレイとが配設されているので、局所的な光量分
布のむらを緩和できる。よって、比較的安価な光量分布
補正方式を支障なく用いることができる。
特に、請求項2記載の条件時にあっては、発光素子の
補正単位の境界で生ずる局所的な光量分布の緩和を、有
効光走査長の全域に渡って均等に行うことができる。
実施例 本発明の第一の実施例を第1図及び第2図に基づいて
説明する。
まず、第2図によりチップ等の複数個の発光素子単位
による光量分布補正方式の原理を説明する。第2図
(a)は本発明の対象となる光ヘッドにおけるアレイ光
源の光量分布の一例を示すもので、図示例は、有効光走
査長(有効記録幅)Lに渡って大きなうねりとなって光
量むらが現れているものを示す。この場合の「うねり」
とは、1ドット(1発光素子)毎の光量の微小領域にお
ける平均値とみなすことができる。このような光量分布
を示すアレイ光源を、補正単位での発光強度制御、発光
時間制御等の駆動方式により、複数個の発光素子による
補正単位毎に任意の補正範囲に補正すると、光量分布は
同図(b)に示すようにある補正範囲のむらに抑えるこ
とができる。即ち、アレイ光源自体に大きなうねりがあ
る場合、補正単位毎に記録パワーを補正するだけでも光
量分布をかなり均一化し得ることが分かる。
ついで、結像素子アレイとの位置関係について検討す
る。まず、第2図(c)は同図(b)に示した補正後の
光量分布の一部を拡大して示すものであり、補正単位
(複数個の発光素子による)のピッチをl2とする。ま
た、同図(d)は第4図で説明したような結像素子アレ
イの結像素子アレイの配列ピッチDに伴うアレイ方向の
周期的な光量むらを示し、そのピッチをl1とする。ここ
に、本実施例の光ヘッドでは、n1≦L/l1及びn2≦L/l2
満足するn1,n2なるあらゆる正整数について、少なくと
もn1×l1=n2×l2を満足するものとする。例えば、第2
図(c)(d)では光量むらのピッチl1と補正単位のピ
ッチl2との関係が、l2/l1=3/1の場合を示し、かつ、
結像素子配列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量む
らの山部の位置と、複数個の発光素子による補正単位の
境界の位置とが一致する状態にアレイ光源と結像素子ア
レイとを配設させた場合の関係を示す。
同図(e)はこれらの結果による光ヘッドとしての光
量分布を示し、補正単位の境界位置において光量分布の
段差がより大きくなることが分かる。これは、特に図示
しないが、光量むらの谷部の位置と補正単位の境界位置
とが一致する構造の場合も同様である。
しかして、本実施例では、結像素子アレイの結像素子
配列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むらの山部
及び谷部の何れの位置と、複数個の発光素子による補正
単位の境界の位置とが一致しない状態にアレイ光源と結
像素子アレイとを配設したものである。第1図(a)
(b)はこのような構造の場合のアレイ光源及び結像素
子の光量分布を示す。同図(c)が結果として得られる
光ヘッドの光量分布を示す。これによれば、補正単位の
境界部分における光量段差の量が第2図(e)の場合に
比して緩和されているのが分かる。
つづいて、本発明の第二の実施例を第3図により説明
する。本実施例は、前記実施例と同一前提(結像素子配
列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むらのピッチ
をl1、補正単位のピッチをl2、有効光走査長をL)とし
た時、n1≦L/l1及びn2≦L/l2を満足するn1,n2なるあら
ゆる正整数について、n1×l1≠n2×l2を満足するように
光ヘッドを構成したものである。
これは、有効光走査長L内のあらゆる位置において、
結像素子アレイの周期的な光量むらの山部及び谷部の何
れの位置と、アレイ光源の補正単位の境界の位置とが対
応しないようにしたことに他ならない。本実施例によっ
ても、補正単位の境界部分における光量段差の量が緩和
されるものであるが、前記実施例が有効光走査長の全域
に渡って均等に緩和されるのに対し、本実施例の場合に
は第3図に例示するように有効光走査長の全域に渡って
ランダムに緩和されるものとなる。
例えば、有効光走査長L=216mm、結像素子アレイと
してALA−20を使用しピッチl1=1.115mm、補正単位のピ
ッチl2=10.84mm(=300dpi/128bits)、n1=1,2,〜,19
3、n2=1,2,〜,19の時、あらゆる正整数n1,n2におい
て、n1×l1≠n2×l2を満足する。
また、有効光走査長L=216mm、結像素子アレイとし
てN−RMLAを使用しピッチl1=3.0mm、補正単位のピッ
チl2=10.84mm(=300dpi/128bits)、n1=1,2,〜,72、
n2=1,2,〜,19の時、あらゆる正整数n1,n2において、n
1×l1≠n2×l2を満足する。
発明の効果 本発明は、上述したように結像素子アレイの結像素子
配列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むらの山部
及び谷部の何れの位置と、複数個の前記発光素子による
補正単位の境界の位置とが一致しない状態にアレイ光源
と結像素子アレイとを配設したので、複数個の発光素子
を補正単位とする安価な光量分布補正方式にして、発光
素子の補正単位の境界部分で生ずる局所的な光量むらを
緩和させることができ、特に、請求項2記載の条件時の
ものにあっては、発光素子の補正単位の境界で生ずる局
所的な光量分布の緩和を、有効光走査長の全域に渡って
均等に行うことができ、よって、記録品質の局所的な悪
化を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示す光量分布特性図、
第2図は本実施例の前提を説明するための光量分布特性
図、第3図は本発明の第二の実施例を示す光量分布特性
図、第4図はSLA方式の構造及び光量分布を示す特性図
である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光素子をアレイ状に配列したアレイ光源
    と、前記発光素子の配列に対応させて結像素子をアレイ
    状に配列した結像素子アレイとを設けるとともに、前記
    発光素子の複数個を補正単位として前記アレイ光源のア
    レイ方向の光量分布を補正する補正手段を設けた固体走
    査型光ヘッドにおいて、前記結像素子アレイの結像素子
    配列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むらの山部
    及び谷部の何れの位置と、複数個の前記発光素子による
    補正単位の境界の位置とが一致しない状態にアレイ光源
    と結像素子アレイとを配設したことを特徴とする固体走
    査型光ヘッド。
  2. 【請求項2】発光素子をアレイ状に配列したアレイ光源
    と、前記発光素子の配列に対応させて結像素子をアレイ
    状に配列した結像素子アレイとを設けるとともに、前記
    発光素子の複数個を補正単位として前記アレイ光源のア
    レイ方向の光量分布を補正する補正手段を設けた固体走
    査型光ヘッドにおいて、前記結像素子アレイの結像素子
    配列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むらのピッ
    チをl1、複数個の前記発光素子による補正単位のピッチ
    をl2、有効光走査長をLとし、n1≦L/l1及びn2≦L/l2
    満足するn1,n2なるあらゆる正整数について少なくとも
    n1×l1=n2×l2を満足する時、前記結像素子アレイの結
    像素子配列ピッチに伴うアレイ方向の周期的な光量むら
    の山部及び谷部の何れの位置と、複数個の前記発光素子
    による補正単位の境界の位置とが一致しない状態にアレ
    イ光源と結像素子アレイとを配設したことを特徴とする
    固体走査型光ヘッド。
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