JP5404096B2

JP5404096B2 - 光プリンタヘッド、画像形成装置および光プリンタヘッドの駆動方法

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Publication number: JP5404096B2
Application number: JP2009043888A
Authority: JP
Inventors: 友伊藤
Original assignee: Kyocera Corp
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Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-02-26
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Description

本発明は、電子写真式のプリンタ、ファクシミリ、複写機などに用いられる感光体、あるいは感光紙など感光性媒体を露光するために用いられる光プリンタヘッド、その駆動方法、および光プリンタヘッドを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真式を採用した画像形成装置では、感光体を露光するための露光手段として光プリンタヘッドが用いられることがある。光プリンタヘッドは、たとえば回路基板上に直線上に配列された複数の発光部からの光を、ロッドレンズアレイなどのレンズアレイを介して、複数の光スポットとして感光体の表面に照射・結像させるものである。

従来の光プリンタヘッドでは、１つの光スポットに対応する１つの発光部に、発光素子が１つ配置された構成となっている。かかる発光素子は、一般的に半導体製造技術によって製作されており、それらの発光素子の発光特性を均一化するのは困難である。そのため、複数の発光素子に同じ大きさの電力を供給したとしても、各発光素子毎（各発光部毎）に発光量が異なるため、感光体上に形成される光スポットの大きさや照射光量にバラツキが生じ得る。このようなバラツキは、画像にムラが生ずる原因となり、例えば高精細な階調表現が困難となる。

この課題を解消すべく、下記特許文献１のように、個々の発光部から感光体へ照射する発光量を一定とするように、各発光部に配置された発光素子の発光特性に応じて光量を補正するための補正データを作成し、この補正データに基づいて発光素子の発光強度（例えば、電力供給時のパルス幅など）を調整することによって、各発光部の発光量を平均化して調整する技術が提案されている。

特開平２−６２２５７号公報

しかし、各発光部に配置された発光素子の発光強度を調整した場合でも、レンズアレイを構成する複数のレンズの収差により、例えば感光体上に結像される各発光部からの光スポット形状が、それぞれ異なることがあった。例えば、各発光部からの発光の光スポット形状が、それぞれ楕円形に近い形状に観察され、光スポットの長軸の延びる方向が各発光素子毎に異なる場合があった。このような場合、光スポットの長軸の延びる方向がスクリーン方向に近い（平行に近い）場合と、光スポットの長軸がスクリーン方向と直交する方向に近い場合とで印画濃度が異なったものとなる。そのため、感光体における複数の光スポットの長軸の向きに均一性が無い場合には、これが印画濃度ムラを生じる原因ともなる。

本発明は、光プリンタヘッドを用いて、例えば感光体ドラムなどの感光体媒体に光を照射して印画する場合における、印画ムラを抑制することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、基板表面に主走査方向に沿って配列された複数の発光部と、複数の前記発光部からの発光を、各発光部毎に分離された結像位置に結像させるための、一方の端面が前記基板表面と対向する複数のロッドレンズが、前記主走査方向に並んで配置された結像光学系と、駆動制御手段と、データ保持手段と、を備えた光プリンタヘッドであって、前記発光部は、前記基板表面の、前記ロッドレンズの前記端面と対向する各領域に複数個ずつ配置され、前記発光部それぞれに、前記基板表面に形成された複数の発光素子が配置されており、隣り合う前記発光素子の前記主走査方向に沿った間隔が、隣り合う前記発光部の前記主走査方向に沿った間隔に比べ、より狭くされており、前記結像光学系は、隣り合う前記発光素子からの発光を、略同一位置に結像させて、前記データ保持手段は、複数の前記発光素子の光量を補正するための光量補正データを保持することができ、前記制御手段は、前記発光素子の発光を制御して、外部から入力される画像信号に応じて、複数の前記発光素子を前記発光部毎に所定のタイミングで発光させるとともに、前記光量補正データに基づいて複数の前記発光素子の発光強度を各々調整することを特徴とする光プリンタヘッドを提供する。

また、前記ロッドレンズアレイは、前記ロッドレンズが、前記主走査方向に沿って千鳥状に配置されていてもよい。また、前記発光素子はＬＥＤ素子であってもよい。また、前記発光素子の側面は、前記基板表面に対して傾いていてもよい。この場合、前記発光素子の前記側面には、遮光膜が被覆されていることが好ましい。

本発明は、また、上述の光プリンタヘッドと、感光ドラムとを少なくとも有し、前記光プリンタヘッドの前記結像光学系を透過する前記発光部からの光を、前記感光ドラム表面に照射させる画像形成装置を、併せて提供する。

本発明は、また、基板表面に主走査方向に沿って配列された複数の発光部と、複数の前記発光部からの発光を、各発光部毎に分離された結像位置に結像させるための、一方の端面が前記基板表面と対向する複数のロッドレンズが、前記主走査方向に並んで配置された結像光学系と、駆動制御手段と、データ保持手段と、を備え、前記発光部は、前記基板表面の、前記ロッドレンズの前記端面と対向する各領域に複数個ずつ配置され、前記発光部それぞれに、前記基板表面に形成された複数の発光素子が配置されており、隣り合う前記発光素子の前記主走査方向に沿った間隔が、隣り合う前記発光部の前記主走査方向に沿った間隔に比べ、より狭くされており、前記結像光学系は、隣り合う前記発光素子からの発光を、略同一位置に結像させて、前記データ保持手段は、複数の前記発光素子の光量を補正するための光量補正データを保持することができる光プリンタヘッドの駆動方法であって、隣接する複数の発光素子からなる発光部ごとに、各発光部を構成する複数の発光素子を略同一のタイミングで発光させるとともに、前記光量補正データに基づいて、各発光部を構成する複数の前記発光素子の発光強度を各々調整することを特徴とする、光プリンタヘッドの駆動方法を、併せて提供する。

本発明によれば、光プリンタヘッドを用いて例えば感光体ドラム等の感光性媒体に光を照射した場合において、感光性媒体表面の光スポット形状や光照射強度を比較的高い精度で均一化し、画像形成における印画濃度ムラの発生を抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本発明に係る光プリンタヘッドの一例を示す分解斜視図である。図２に示した光プリンタヘッドの断面図である。図２に示した光プリンタヘッドにおけるドライバーＩＣの回路図である。光プリンタヘッドにおける、ロッドレンズの配置と、絶縁性基板に配列された発光部と、の位置関係を説明する平面図である。図５の一部を拡大して示す図である。図６の一部を更に拡大して示す図であり、１つの発光部に近接して配置された２つの発光素子の上面図である。図７に示す１つの発光部における発光素子の断面形状を示す図である。本実施形態の光プリンタヘッドにおける、複数の発光素子の発光強度を同一とした場合に感光体表面に結像される、各発光部毎のビームスポット形状の一例を示す図である。本実施形態の光プリンタヘッドにおいて、隣接して配置された各発光素子からの結像強度の大きさが略同一となるよう、各発光素子の発光強度を各々補正した状態における、各発光部毎のビームスポット形状の一例を示す図である。補正パラメータを作成するのに用いるビーム測定装置の概略構成図である。従来の光プリンタヘッドにおける発光部からの発光について説明する図である。図１２に示す従来の光プリンタヘッドから、感光体等の感光性媒体に結像されるビームスポット形状について説明する図である。ビームスポットの径の測定角と印字濃度との相関係数を示すグラフである。

以下、本発明に係る画像形成装置、光プリンタヘッドおよび光プリンタヘッドの駆動方法について、添付図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１に示した画像形成装置Ｘは、電子写真感光体１、帯電装置２、光プリンタヘッド３、現像装置４、転写装置５、定着装置６、クリーニング装置７、および除電装置８を備えたものである。

図２および図３に示したように、光プリンタヘッド３は、電子写真感光体１の表面に静電潜像を形成するために、画像信号に応じて電子写真感光体１（感光層１１）の表面に光を照射するものである。この光プリンタヘッド３は、電子写真感光体１に対して、所定の距離だけ離間するようにして略平行に配置されている。光プリンタヘッド３は、ケース３０、回路基板３１、およびロッドレンズアレイ３２を備えたものとされている。

ケース３０は、回路基板３１やロッドレンズアレイ３２を保持するためのものであり、たとえば黒色樹脂を用いた樹脂成型により形成されている。

回路基板３１は、絶縁性基板３３上に、複数の発光素子アレイチップ３４および駆動ＩＣ３５を列状に実装し、導電性配線を所定のパターンで形成したものである。

絶縁性基板３３は、ガラスエポキシ樹脂、ガラス、あるいはセラミックスなどの電気絶縁性材料により長矩形状に形成されている。

複数の発光素子アレイチップ３４は、絶縁性基板３３の長手方向（主走査方向）に沿って列状に配置されたものであり、複数の発光素子６０（図６等参照）が、たとえば６００ｄｐｉ（dot per inch）の密度で直線状に配列されたものである。発光素子アレイチップ３４は、複数の接続パッド（図示略）を備えており、導電性配線（図示略）を介してドライバーＩＣ３５に接続されている。発光素子アレイチップ３４には、複数の発光素子６０が配列されている。本実施形態の発光素子の詳細については、後に詳述する。

ロッドレンズアレイ３２は、発光素子からの光を外部の電子写真感光体１に照射・結像させるためのものであり、複数のロッドレンズ３２Ａをホルダ３２Ｂに保持させたものである。複数のロッドレンズ３２Ａは、絶縁性基板の長手方向（主走査方向）に千鳥状に並ぶように配置されており、たとえば直径が０．３ｍｍ以上１．１ｍｍ以下、長さが４ｍｍ以上１７ｍｍ以下の円柱状とされている。ロッドレンズ３２は、それぞれの直径、長さ、開口角等により焦点距離が定まっており、ロッドレンズ３２の焦点位置に応じた位置に、発光素子アレイチップ３４が配置されている。各ロッドレンズアレイは、一般的にＭＴＦといわれる固有の値を有している。このＭＴＦは、例えば、隣接して配置された発光部同士の間隔と、ロッドレンズアレイを透過した各発光部からの発光の、結像位置における解像度との関係を示している。ロッドレンズアレイの種類に関わらず、発光部同士の間隔が近いほど、結像位置において隣接する発光部同士の発光が重複する。複数の発光部からの発光を透過し、各発光部毎に分離された結像位置に結像させるとは、各発光部からの結像位置における光強度のピーク（最高値）に対し、９０％以上の光強度を有する領域同士が分離されることをいい、より好ましくは６０％以上の光強度を有する領域同士が分離されることをいう。発光部５２は、ロッドレンズアレイ３２によって定まるＭＴＦに対応し、所定の距離だけ離間して配置されている。

図５は、光プリンタヘッド３における、ロッドレンズ３２Ａの配置と、絶縁性基板３３に配列された発光部５２と、の位置関係を説明する平面図である。図６は、図５の一部を拡大して示す図である。ロッドレンズ３２Ａは、絶縁性基板３３の長手方向（主走査方向）に沿って千鳥状に配列されており、１つのロッドレンズ３２Ａの端面と対向する領域には、複数の発光部５２が配置されている。本実施形態の発光部５２には、発光素子６０Aおよび６０Bが近接して配置されている。ここで、１つのロッドレンズ３２Ａの端面と対向する領域に、発光部５２が配置されているとは、絶縁性基板３３表面の、ロッドレンズ３２Ａの端面と対向する領域に、発光部５２の少なくとも一部が含まれる状態をいう。本実施形態では、１つの発光部５２に、主走査方向に沿って近接して配列された２つの発光素子６０Aおよび６０Bが配置された構成されている。

上述の駆動ＩＣ３５は、外部から入力される画像信号に応じて、複数の発光素子６０を、発光部５２毎に所定のタイミングで発光させる。すなわち、本実施形態においては、近接して配置された２つの発光素子６０Aおよび６０Bが、それぞれ同じタイミングで発光される。なお、複数の発光素子が近接して配置されているとは、結像光学系（ロッドレンズアレイ３２）を介して感光体ドラム等の感光性媒体に各発光素子の発光が結像された際、各発光素子の発光の結像領域（以下、ビームスポット）が重複していることをいう。

図７は、図６の一部を更に拡大して示す図であり、１つの発光部５２に近接して配置された２つの発光素子６０（発光素子６０Ａおよび６０Ｂ）の上面図である。なお、近接して配置されるとは、各発光素子同士の間隔が、発光部の間隔よりも狭いことをいう。さらには、ロッドレンズを透過して結像される各発光素子からの発光の結像が、結像位置において重複される関係で、各発光素子が配置されることをいう。結像位置において重複される関係とは、例えば、各発光素子からの発光の結像における光強度のピーク（最高値）に対し、６０％以上の光強度を有する領域同士が一部でも重複されることをいう。

図８は、図７に示す１つの発光部５２における発光素子６０の断面形状を示す図である。発光素子６０は、例えば化合物半導体やシリコン、サファイア等の土台ウエハ上に複数の化合物半導体層が積層され、この化合物半導体層が公知の半導体製造プロセスを経て加工されて形成されたものである。具体的には、絶縁基板３３上に、例えばＧａＡｓやＡｌＧａＡｓからなる複数の化合物半導体層を積層するエピ成長プロセス、フォトリソグラフィー等のパターニングプロセス、形成したパターンに応じてエッチング加工を施し素子構造体を形成するエッチングプロセス、等の公知の半導体製造プロセスを経て形成される。

本実施形態では、複数の発光素子６０が異方性ウエットエッチングによって一括して形成されており、各発光素子６０の斜面には、エッチング液の種類に応じて定まる特定の結晶面に対応する表面が表れている。図７に示すように各発光素子６０の上面は略矩形状であり、略矩形状の上面の各辺から連なる斜面６０ｓは、異方性ウエットエッチングにおけるエッチング液の種類に応じた表面（特定の結晶面に対応する面）が表れている。発光素子６０は断面が台形状で、いわゆるメサ形状となっている。

本実施形態の発光素子６０では、発光素子６０の斜面６０ｓに、遮光膜６８が被覆されている。発光素子６０では、発光素子６０の上面６０ａの側に設けられた電極６４と、発光素子６０を構成する半導体層が積層されている絶縁基板３３の側に設けられた図示しない電極と、の間に電圧が印加されて発光素子６０の発光層６６に電流が流れ、この発光層６６が発光する。発光素子６０はいわゆるＬＥＤ素子であり、発光素子６０の発光層６６からの発光には特に指向性が無い。発光素子６０の斜面６０ｓはいずれも図８中の上側を向いており、例えば遮光膜６８が無い形態では、発光素子６０の斜面６０ｓからも、比較的多くの光が図８中の上側に向けて照射される。遮光膜６８は、この斜面６０ｓからの発光を抑制し、発光素子６０の上面６０aから選択的に発光させる上で好ましい。

図９は、本実施形態の光プリンタヘッド３において、複数の発光素子６０の発光強度を同一とした場合に感光体１表面に結像される、各発光部５２毎のビームスポット形状の一例を示す図である。図９では、所定の閾値以上の強度で照射されている領域の輪郭を、ビームスポット形状７４として示している。また、各ビームスポット形状７４内に示す四角形状７６Aおよび７６Bは、それぞれの大きさが、各発光素子６０Aからの結像強度の強さを示している。結像強度とは、感光体ドラム１表面における、各発光素子６０からの光強度である。すなわち、結像光学系であるロッドレンズアレイ３２を透過して感光体ドラム１表面に結像される際の、各発光素子から発光された光の強度である。

図５および図６に示すように、各発光部５２と、ロッドレンズアレイ３２の各ロッドレンズ３２Aとの相対位置とは、発光部５２毎に相違している。また、１つの発光部５２を構成する２つの発光素子６０Aと６０Bからの発光の、ロッドレンズアレイ３２を透過して感光体ドラム１表面に至る経路も、それぞれ異なっている。このため、各発光素子６０Ａからの発光強度、および発光素子６０Ｂからの発光強度を略同一とした場合でも、発光素子６０Aから結像される発光の結像強度と、発光素子６０Bから結像される発光の結像強度とが、それぞれ異なる場合がある。この場合、結像位置におけるビームスポット形状や、発光部５２単位での結像強度なども、各発光部５２毎にばらつく可能性がある。例えば図９に示すように、長軸方向の傾きが発光部毎に異なるビームスポットが観察される場合もあった。

本実施形態では、各発光部５２に配置された、発光素子６０Aおよび発光素子６０Bの発光の強度を、それぞれ個別に調整することが可能となっている。本実施形態では、駆動ＩＣ３５が、予め記憶された光量補正データに基づいて、複数の前記発光素子の発光強度を各々調整し、各発光部５２毎のビームスポット形状および結像強度を、比較的均一に調整することが可能とされている。

駆動ＩＣ３５は、外部からの画像データに基づいて発光素子の点灯状態を個別に制御するためのものであり、導電性配線を介して、発光素子アレイチップ３４に電気的に接続されている。このドライバーＩＣ３５は、図４に示したように、階調制御部３６、光量補正部３７、および複数の定電流電源３８を含んでいる。なお、本発明の光プリンタヘッドは、いわゆるダイナミック駆動方式で駆動するものであってもよく、また、例えばスタティック駆動方式や、いわゆるサイリスタ駆動方式のものであってもよい。サイリスタ駆動方式とした場合、比較的少ない配線で各発光素子の発光を個別に制御できる。本願のように、発光部に対して複数の発光素子を設ける構成においては、サイリスタ駆動方式で駆動させることが好ましいといえる。

階調制御部３６は、光の階調レベルを制御する外部からの階調画像データをシリアル転送するためのシフトレジスタ、これらの階調画像データを一時的に格納するためのラッチ、およびストローブ信号が供給される間、ラッチ内の階調画像データに基づいて定電流電源３８へ所定の出力を発するゲート回路などにより構成されている。この階調制御部３６では、たとえばラッチ内の階調画像データに基づいて定電流電源３８から発光素子へ供給される電流の通電時間を可変させることにより、発光素子の発光時間により印画濃度の階調制御をおこなう。本実施形態では、階調制御部３６は、外部からの階調画像データに応じて、発光部５２毎に発光時間を制御する。

光量補正部３７は、光量補正データをシリアル転送するためのシフトレジスタ、および光量補正データを一時的に格納するためのラッチなどにより構成され、ラッチ内に格納されている光量補正データに基づいて定電流電源３８から発光素子に供給される電流の電流値を切り換えることにより、発光素子の発光量を調整する。

本実施形態では、複数の定電流電源３８は、発光素子と１対１に対応して設けられており、光量補正部３７のラッチ内に格納される光量補正データに基づいて電流値が調整される。

なお、上記補正データは、ドライバーＩＣ３５に記憶させてもよく、ドライバーＩＣ３５とは別のメモリに記憶させ、それを回路基板３３に実装しておいてもよく、また光プリンタヘッド３の外部に設けられたメモリに記憶させてもよい。また、かかる補正パラメータの作成は、光プリンタヘッド３において行ってもよいし、光プリンタヘッド３の外部において行ってもよい。後者の場合、上記補正パラメータを、光プリンタヘッド３を画像形成装置に組み込む前に予め作成しておき、光プリンタヘッド３のドライバーＩＣやメモリに記憶させておいてもよい。

例えば、光プリンタヘッド３を画像形成装置１に組み込む前に、各発光部５２毎のビームスポット形状、および各発光部５２毎の結像強度を計測し、各発光部５２毎のビームスポット形状および結像強度の変動を所要範囲内にて均一化する補正データを作成し、ドライバーＩＣ３５のラッチに格納しておけばよい。本実施形態では、かかる補正データに基いて、例えば図１０に示すように、隣接して配置された各発光素子６０からの結像強度の大きさが略同一となるよう、発光素子６０の発光強度を各々補正することができる。結果、本実施形態では、各発光部５２毎の結像強度およびビームスポット形状を、比較的高い精度で均一化することが可能となっている。

かかる補正データは、たとえば図１１に示したビーム測定装置９を用いて測定される、各発光素子のビームスポット形状や光量に基づいて作成することができる。ビーム測定装置９は、光プリンタヘッド３における発光素子からの光を、ロッドレンズアレイ３２を介してＣＣＤカメラ９０によって観察するように構成されたものである。ＣＣＤカメラ９０は、駆動系によって発光素子の列に沿って移動可能とされている。ＣＣＤカメラ９０において撮像された画像は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置９１において画像処理される。情報処理装置９１では、複数の発光素子のビームスポット形状や光強度分布に基づいて、各発光部毎の発光出力とこれらの平均値（基準値）との差を埋めるために必要な所定の電力値を求めたり、測定したビームスポット形状に基いて、各発光部５２のビームスポット形状を均一化するために必要な、各発光部５２を構成する発光素子６０Aおよび６０B各々の電力値を求める。情報処理装置９１は、これらの値に対応させて補正パラメータを作成する。作成した補正パラメータは、ドライバーＩＣ３５のラッチに格納しておけばよい。

本実施形態の光プリンタヘッド３によれば、感光体１の表面に結像される各発光部５２からのビームスポット形状のバラツキが比較的小さく（図１０等参照）、かつ各発光部５２からの発光の結像強度のバラツキも比較的小さくされている。

図１に示す電子写真感光体１は、画像信号に基づいた静電潜像およびトナー像が形成されるものであり、図１の矢印Ａ方向に回転可能とされている。図３に示したように、電子写真感光体１は、円筒状基体１０の外周面に、感光層１１を形成したものである。

円筒状基体１０は、少なくとも表面に導電性を有するものであり、たとえばアルミニウムなどにより形成されている。

感光層１１は、アモルファスシリコンなどの無機半導体や有機半導体から成る光導電層を被着させた構造を有しており、光導電層に光プリントヘッド３からの光が照射されると、光導電層の比抵抗を急激に低下させて、光導電層に所定の潜像を形成するものである。感光層１１はまた、円筒状基体１０からのキャリアの注入を阻止するためのキャリア注入阻止層や電子写真感光体１の表面を保護するための表面層を備えたものであってもよい。

帯電装置２は、電子写真感光体１の表面を、光導電層の種類に応じて、正極性または負極性に一様に帯電させるためのものである。電子写真感光体１の帯電電位は、通常、２００〜１０００Ｖとされる。

図１に示した現像装置４は、電子写真感光体１の静電潜像を現像してトナー像を形成するためのものである。この現像装置４は、現像剤を保持しているとともに、現像スリーブ４０を備えている。

現像剤は、電子写真感光体１の表面に形成されるトナー像を構成するためのものであり、現像装置４において摩擦帯電させられる。現像剤としては、磁性キャリアと絶縁性トナーとから成る二成分系現像剤、あるいは磁性トナーから成る一成分系現像剤を使用することができる。

現像スリーブ４０は、電子写真感光体２と現像スリーブ４０との間の現像領域に現像剤を搬送する役割を果すものである。

現像装置４においては、現像スリーブ４０により摩擦帯電したトナーが一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送され、電子写真感光１と現像スリーブ４０との間の現像域において、このトナーによって静電潜像が現像されてトナー像が形成される。トナー像の帯電極性は、正規現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体１の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体１の表面の帯電極性と同極性とされる。

転写装置５は、電子写真感光体１と転写装置５との間の転写領域に給紙された記録紙Ｐにトナー像を転写するためのものであり、転写用チャージャ５０および分離用チャージヤ５１を備えている。この転写装置５では、転写用チャージャ５０において記録紙Ｐの背面（非記録面）がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録紙Ｐ上にトナー像が転写される。転写装置５ではさらに、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ５１において記録紙Ｐの背面が交流帯電させられ、記録紙Ｐが電子写真感光体１の表面から速やかに分離させられる。

なお、転写装置５としては、電子写真感光体１の回転に従動し、かつ電子写真感光体１とは微小間隙（通常、０．５ｍｍ以下）を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。この場合の転写ローラは、たとえば直流電源により、電子写真感光体２上のトナー像を記録紙Ｐ上に引きつけるような転写電圧を印加するように構成される。このような転写ローラを用いる場合には、分離用チャージャ５１のような転写材分離装置は省略することもできる。

定着装置６は、記録紙Ｐに転写されたトナー像を定着させるためのものであり、一対の定着ローラ６０，６１を備えている。この定着装置６では、一対のローラ６０，６１の間に記録紙Ｐを通過させることにより、熱、圧力などによって記録紙Ｐに対してトナー像が定着させられる。

クリーニング装置７は、電子写真感光体１の表面に残存するトナーを除去するためのものであり、クリーニングブレード７０を備えている。このクリーニング装置７では、クリーニングブレード７０によって、電子写真感光体１の表面に残存するトナーが掻き取られて回収される。クリーニング装置７において回収されたトナーは、現像装置４内にリサイクルするようにしてもよい。

除電装置８は、電子写真感光体１の表面電荷を除去するためのものである。この除電装置８は、たとえば光照射により、電子写真感光体２の表面電荷を除去するように構成される。

以下、本実施形態の光プリンタヘッドおよび画像形成装置の効果について、従来の光プリンタヘッドおよび従来の画像形成装置と比較しつつ、更に説明しておく。図１２は、従来の光プリンタヘッドにおける発光部からの発光について説明する図である。図１２では、図８と同様の構成については、図８と同一の符号を用いて示している。従来の光プリンタヘッドでは、結像光学系を透過して１つの領域に結像される１つの発光部５２には、発光素子６０が１つ配置されている。さらに従来の光プリンタヘッドでは、発光素子６０の斜面６０ｓに遮光膜等が被覆されていない。このような遮光層が被覆されていない場合、発光素子６０の発光層６６からの発光には特に指向性が無いので、発光素子６０の斜面６０ｓからは、発光素子６０内を乱反射して進行した光を含んだ比較的大きな光量の光が、図１２中の上側に向けて照射される。すなわち図１２に示すように、発光素子６０からの光は、主走査方向にわたって空間的に分離した、２つのピーク（発光強度のピーク）を有している。

図１３は、図１２に示す従来の光プリンタヘッドから、感光体等の感光性媒体に結像されるビームスポット形状について説明する図である。図１３では、図９と同様の構成については、図９と同様の符号を用いて示している。図１２に示すように、従来の光プリンタヘッドでは、１つの発光部５２からの発光が、主走査方向にわたって空間的に分離した２つの発光強度ピークを有しており、結像光学系を透過して結像される発光は、各発光部５２毎にビームスポット形状や照射光強度がばらついている。１つの発光部に１つの発光素子しか配置されていない従来の光プリンタヘッドでは、各発光部毎に発光強度を調整することしかできない。この場合、発光部５２毎の発光強度はある程度均一化できるが、ビームスポット形状のバラツキについては十分に低減することが難しい。ビームスポット形状がバラついている場合、図１４に示したように、奇数列については奇数行にドットを形成する一方で、偶数列については偶数行にドット形成する印画を行なう場合（スクリーン角θ３＝４５°）、たとえばビームスポットＢｓの主軸Ｌの傾きθ１が連続的に変化することに起因して主走査方向について印画濃度が連続的に変化しうる。従来の光プリンタヘッドでは、かかるビームスポットの主軸の傾きに起因した印画濃度のムラについては、十分に低減することが困難であった。

一方、本実施形態の光プリンタヘッドでは、各発光部に発光素子を近接して配置し、各発光素子の発光強度を各々調整することができる。このため、各発光部５２毎の結像強度に加え、各発光部毎のビームスポットの形状も各発光部毎に調整することができる。本願構成によれば、複数の発光部から照射されるビームスポット形状を比較的均一にすることができる。また、本実施形態の光プリンタヘッドでは、発光素子の斜面が遮光層に被覆されており、メサ形状または逆メサ形状に形成された発光素子の斜面からの発光を抑制している。かかる構成によれば、例えば発光素子の上面から選択的に光を照射させることができ、各発光素子で構成される発光部からのビームスポット形状が、比較的調整し易くされている。

上記実施形態では、発光部には主走査方向に沿って２つの発光素子が配置されているが、１つの発光部に配置される発光素子の数や配置形態については特に限定されない。また、上記実施形態では、発光素子の斜面に遮光膜が被覆されているが、遮光膜が被覆されていなくとも構わない。遮光膜が被覆されていなくとも、発光部に複数の発光素子を設けた場合、各発光素子からの発光強度に応じて、発光部毎の結像強度およびビームスポット形状を変化（調整）させることができる。また、上述の駆動ＩＣのように、発光素子毎の発光強度を調整する手段を備えていなくとも、各発光素子を予め設定された発光強度で発光させて、各発光部からの発光の結像強度やビームスポット形状を、複数の発光部にわたって比較的均一化してもよい。

なお、上記補正パラメータは、ドライバーＩＣ３５に記憶させてもよく、ドライバーＩＣ３５とは別のメモリに記憶させ、それを回路基板３３に実装しておいてもよく、また光プリンタヘッド３の外部に設けられたメモリに記憶させてもよい。また、かかる補正パラメータの作成は、光プリンタヘッド３において行ってもよいし、光プリンタヘッド３の外部において行ってもよい。後者の場合、上記補正パラメータを、光プリンタヘッド３を画像形成装置に組み込む前に予め作成しておき、光プリンタヘッド３のドライバーＩＣやメモリに記憶させておいてもよい。

本発明はまた、電子写真方式を採用した画像形成装置に限らず、たとえば感光紙などの
感光性媒体に光を照射して感光性媒体に画像形成する画像形成装置に対しても適用するこ
とができる。

以上、本願発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。

１光プリンタヘッド
２ロッドレンズアレイ
３感光体
８プリント基板
９ＬＥＤアレイ
１０ＬＥＤ素子
１１土台基板
１２発光層
２００土台基板
２０１半導体層

Claims

基板表面に主走査方向に沿って配列された複数の発光部と、複数の前記発光部からの発光を、各発光部毎に分離された結像位置に結像させるための、一方の端面が前記基板表面と対向する複数のロッドレンズが、前記主走査方向に並んで配置された結像光学系と、駆動制御手段と、データ保持手段と、を備えた光プリンタヘッドであって、
前記発光部は、前記基板表面の、前記ロッドレンズの前記端面と対向する各領域に複数個ずつ配置され、前記発光部それぞれに、前記基板表面に形成された複数の発光素子が配置されており、
隣り合う前記発光素子の前記主走査方向に沿った間隔が、隣り合う前記発光部の前記主走査方向に沿った間隔に比べ、より狭くされており、
前記結像光学系は、隣り合う前記発光素子からの発光を、略同一位置に結像させて、
前記データ保持手段は、複数の前記発光素子の光量を補正するための光量補正データを保持することができ、
前記制御手段は、前記発光素子の発光を制御して、外部から入力される画像信号に応じて、複数の前記発光素子を前記発光部毎に所定のタイミングで発光させるとともに、前記光量補正データに基づいて複数の前記発光素子の発光強度を各々調整することを特徴とする光プリンタヘッド。
前記ロッドレンズは、前記主走査方向に沿って千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光プリンタヘッド。
前記発光素子はＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１または２記載の光プリンタヘッド。
前記発光素子の側面は、前記基板表面に対して傾いていることを特徴とする請求項３記載の光プリンタヘッド。
前記発光素子の前記側面には、遮光膜が被覆されていることを特徴とする請求項４記載の光プリンタヘッド。
請求項１〜５のいずれかに記載の光プリンタヘッドと、感光ドラムとを少なくとも有し、前記光プリンタヘッドの前記結像光学系を透過する前記発光部からの光を、前記感光ドラム表面に照射させる画像形成装置。
基板表面に主走査方向に沿って配列された複数の発光部と、複数の前記発光部からの発光を、各発光部毎に分離された結像位置に結像させるための、一方の端面が前記基板表面と対向する複数のロッドレンズが、前記主走査方向に並んで配置された結像光学系と、駆動制御手段と、データ保持手段と、を備え、
前記発光部は、前記基板表面の、前記ロッドレンズの前記端面と対向する各領域に複数個ずつ配置され、前記発光部それぞれに、前記基板表面に形成された複数の発光素子が配置されており、
隣り合う前記発光素子の前記主走査方向に沿った間隔が、隣り合う前記発光部の前記主走査方向に沿った間隔に比べ、より狭くされており、
前記結像光学系は、隣り合う前記発光素子からの発光を、略同一位置に結像させて、
前記データ保持手段は、複数の前記発光素子の光量を補正するための光量補正データを保持することができる光プリンタヘッドの駆動方法であって、
隣接する複数の発光素子からなる発光部ごとに、各発光部を構成する複数の発光素子を略同一のタイミングで発光させるとともに、
前記光量補正データに基づいて、各発光部を構成する複数の前記発光素子の発光強度を各々調整することを特徴とする、光プリンタヘッドの駆動方法。