JPH10157191A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価で高性能な固体ライン状書き込み装置を
用いた画像形成装置を提供できるようにする。 【解決手段】 ＬＥＤヘッド群１を、感光体の軸線方向
に沿ってその感光体の回動方向にそれぞれ位置を異なら
せて配列された３列のＬＥＤヘッド５３，５４，５５に
よって、感光体の軸線方向の最大感光幅を分割して露光
可能にすると共に、感光体の回動方向の最上流位置に配
列されたＬＥＤヘッド５３を除く全てのＬＥＤヘッド５
４，５５に対してそれぞれ画像情報を遅延させる手段を
設ける。なお、 なお、ＬＥＤヘッド５５を省略し、Ｌ
ＥＤヘッド５４（感光体２の回動方向の最下流位置に配
列されたＬＥＤヘッド）に対してのみ画像情報を遅延さ
せる手段を設けるようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固体ライン状書
き込みデバイスを用いたデジタル複写機，プリンタ，Ｆ
ＡＸ装置等の各種画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ａ２以上の広幅な画像形成が可能
な画像形成装置では、レーザダイオード等を用いた走査
書き込み装置により、ＬＥＤヘッドのような固体ライン
状書き込みデバイスを用いた書き込み装置（固体ライン
状書き込み装置）を使用した方が有利とされている。こ
れは、広幅な画像形成では、１ライン中の画素数が小サ
イズのものと比べて多くなるため、例えばレーザダイオ
ードの点灯周波数やポリゴンスキャナ（ポリンゴンミラ
ー）の回転数が高速となるからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、固体ラ
イン状書き込み装置も、画像形成幅が広くなるにつれ、
発光体（ＬＥＤ等）やドライバＩＣ等の配列数が多くな
り、配列精度や生産歩留まりが急激に低下し、その部品
単価も小サイズのものと比べて非常に高くなってしま
う。

【０００４】この発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、安価で高性能な固体ライン状書き込み装置
を使用した画像形成装置を提供できるようにすることを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、回動自在な感光体と、その感光体の表面
を露光して静電潜像を形成させる露光手段とを有する画
像形成装置において、以下のようにしたことを特徴とす
る。

【０００６】すなわち、露光手段（固体ライン状書き込
み装置）を、感光体の軸線方向に沿ってその感光体の回
動方向にそれぞれ位置を異ならせて配列された複数列の
固体ライン状書き込みデバイスによって、感光体の軸線
方向の最大感光幅を分割して露光する手段とし、感光体
の回動方向の最下流位置に配列された固体ライン状書き
込みデバイスに対して、それぞれ画像情報を遅延させる
画像情報遅延制御手段を設けたものである。

【０００７】なお、感光体の回動方向の最上流位置に配
列された固体ライン状書き込みデバイスを除く全ての固
体ライン状書き込みデバイスに対して、それぞれ画像情
報を遅延させる画像情報遅延制御手段を設けるとよい。

【０００８】この発明の画像形成装置では、露光手段
を、感光体の軸線方向に沿ってその感光体の回動方向に
それぞれ位置を異ならせて配列された複数列の固体ライ
ン状書き込みデバイスによって、感光体の軸線方向の最
大感光幅を分割して露光可能にし、またそれに伴う露光
位置補正を行なう（最終的に１ライン化する）ための手
段として、感光体の回動方向の最下流位置に配列された
固体ライン状書き込みデバイスに対してそれぞれ画像情
報を遅延させる画像情報遅延制御手段を設けたので、１
個の固体ライン状書き込みデバイスからなる露光手段を
用いて露光を行なう画像形成装置に比べて、部品コスト
を飛躍的に低減することが可能になる。

【０００９】なお、３列以上の固体ライン状書き込みデ
バイスが配列されている場合、感光体の回動方向の最上
流位置に配列された固体ライン状書き込みデバイス（基
準となる固体ライン状書き込みデバイス）を除く全ての
固体ライン状書き込みデバイスに対して、つまり基準と
なる固体ライン状書き込みデバイスと感光体の回動方向
の最下流位置に配列された固体ライン状書き込みデバイ
スとの間に配列された固体ライン状書き込みデバイス
（例えば１mm程度の露光位置補正を行なうためのもの）
に対しても、それぞれ画像情報を遅延させる画像情報遅
延制御手段を設けるようにすれば、より高精度な露光位
置補正を行なえるため、各固体ライン状書き込みデバイ
スの組み付け，調整を一層簡略化することができ、部品
コストをさらに低減することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図２は、この発明の一実
施形態であるプリンタの機構部の一例を示す全体構成図
である。

【００１１】図中、２は回転（回動）自在な感光体であ
り、その周囲には、この発明に直接係わる露光手段（固
体ライン状書き込み装置）である複数のＬＥＤヘッド
（固体ライン状書き込みデバイス）からなるＬＥＤヘッ
ド群１，帯電チャージャ３，現像器４，転写チャージャ
５，転写ベルト１１，及びクリーニング装置６が配置さ
れている。

【００１２】給紙装置７の中には転写紙８が挿入されて
おり、ピックアップローラ９により転写紙８は１枚づつ
分離，給送され、コロ１０により作像部へ搬送される。
感光体２は矢示方向に回転しており、その表面に帯電チ
ャージャ３にて一様に電荷が蓄積され、ＬＥＤヘッド群
１にて画像データ（画像情報）に応じた露光がなされて
静電潜像が形成される。

【００１３】さらに、その潜像は現像器４にてトナーの
付着により可視像化されてトナー像となり、転写チャー
ジャ５と転写ベルト１１にてそのトナー像が転写紙８に
転写された後、その転写紙は定着装置１２に搬送され、
トナー像が熱定着された後、排紙トレイ１３に排送され
る。

【００１４】図３は、ＬＥＤヘッド群１のうちの１つの
ＬＥＤヘッドの機構部の一例を示す断面図である。図
中、３６はプリント基板であり、その基板３６上にＬＥ
Ｄチップ３５とその各ＬＥＤを点灯駆動するためのドラ
イバＩＣ３４が実装され、更に上記各ＬＥＤと駆動回路
が１対１となるようにワイヤ接合されている。

【００１５】また、ハウジング３３は、プリント基板３
６上の各ＬＥＤが発光した際、そのＬＥＤ光を感光体２
の表面に等倍結像させるためのロッドレンズアレイ３７
を保持している。よって、ＬＥＤヘッドの断面は通常Ｌ
字型となる。

【００１６】図４は、ＬＥＤヘッド群１のうちの１つの
ＬＥＤヘッドの制御系の一例を示すブロック図である。
図中、画像データＳＤＡＴＡは、シフトレジスタ３９に
入力され、信号ＳＣＬＫにより所望の位置までシフト転
送され、転送が完了したところで信号ＬＡＴによりフリ
ップフロップ回路（Ｆ／Ｆ）４０に一時記憶される。

【００１７】次に、信号／ＳＴＢ（「／」はローアクテ
ィブを示し、図面にはオーバラインを付して示してい
る）がアクティブ“Ｌ”期間、ゲート４１及びトランジ
スタ４２を介して、各ＬＥＤチップ３５の各ＬＥＤ３８
が画像データＳＤＡＴＡに対応して点灯を行なう仕組み
となる。

【００１８】ここで、ＬＥＤチップ３５は、一般に６４
個のＬＥＤがライン状に集積されている。すなわち、１
つのＬＥＤヘッドには、（Ｎ×６４）ドット（ｄｏｔ）
の発光点が感光体２の軸線方向（感光体幅方向）に沿っ
て配列している。この発光点は、例えば露光密度：４０
０ｄｐｉ，最大露光幅：２９７ｍｍ（Ａ３サイズ）とす
ると、若干の余裕を含め、６４×７６＝４８６４ドット
あればよい。また、最大露光幅：８４１ｍｍ（Ａ０サイ
ズ）では、少なくとも１３２４４ドット必要となる。

【００１９】これらを、全てワイヤ結線し、且つ全ての
ＬＥＤ光を精度良く感光体２の表面に結像させるように
実装することは、比較的小サイズのＬＥＤヘッドで同様
のことを行なうより、はるかに困難であり、良品の取れ
る歩留まりも非常に悪くなる。さらに、現在市場に存在
する画像形成装置は、大部分がＡ３サイズ以下であり、
生産ロットにも大きな隔たりがある。

【００２０】このため、最大露光幅がＡ０サイズのよう
なＬＥＤヘッドは、その最大露光幅と同じ露光幅を小サ
イズのＬＥＤヘッドを複数個使用して分割して露光させ
る構成のものより、部品代がはるかに高くなる。

【００２１】そこで、この実施形態のプリンタでは、Ｌ
ＥＤヘッド群１が、感光体２の軸線方向に沿ってその感
光体２の回転方向にそれぞれ位置を異ならせて配列され
た複数列のＬＥＤヘッドによって、感光体２の軸線方向
の最大感光幅（最大感光幅）を分割して露光できるよう
に構成されている。

【００２２】また、上記配列により各ＬＥＤヘッドは感
光体２の回転方向に所定の間隔が置かれているため、そ
の最上流に配列されているＬＥＤヘッドを基準とする
と、そのＬＥＤヘッドより下流側に配置されているＬＥ
Ｄヘッドで露光させる画像データは上記間隔に相当する
分だけ遅延させる必要があるが、そのための画像遅延制
御回路を設けている。

【００２３】図１は、ＬＥＤヘッド群１を構成する３個
のＬＥＤヘッドの配列例を示す説明図である。この例で
は、ＬＥＤヘッド群１が、感光体２の軸線方向（感光体
幅方向）に沿ってその感光体２の回転方向にそれぞれ位
置を異ならせて配列された３列のＬＥＤヘッド５３，５
４，５５によって、感光体２の軸線方向の最大感光幅を
分割して露光できるように構成されている。

【００２４】そのため、感光体２の回転方向の最上流位
置に配列されたＬＥＤヘッド５３を基準とすると、ＬＥ
Ｄヘッド５４で露光させる画像データを画像遅延量１に
相当する分だけメモリを用いて遅延させる必要があり、
またＬＥＤヘッド５５で露光させる画像データも画像遅
延量２に相当する分だけメモリを用いて遅延させる必要
があるが、この実施形態ではそれらの画像遅延を補正し
て感光体２の回転方向の露光位置ズレを防止するように
している。

【００２５】ここで、ＬＥＤヘッド５３と５５の露光位
置ギャップ（画像遅延量２）が存在するのは、例えば書
き込み密度が４００ｄｐｉとすると、ライン間隔は６
３．５μｍとなり、それをメカ的に完全に一致させるこ
とは困難であることから、約１ｍｍ程度の画像遅延補正
を行なえるメモリを持つことによって組み付け，調整の
簡略化や部品コストの低減を図ることができるためであ
る。画像遅延量２を補正するためのメモリは、少ない容
量でよい。例えば、２９７ｍｍ幅であれば、６４Ｍｂｉ
ｔで約０．８ｍｍの遅延が可能である。

【００２６】また、この例では、各ＬＥＤヘッド５３，
５４による露光可能領域及び各ＬＥＤヘッド５４，５５
による露光可能領域の端部をそれぞれ感光体２の軸線方
向で重複させている。ここでは、各ＬＥＤヘッド５３，
５４による露光可能領域を重複領域Ｘ分だけオーバラッ
プさせている。同様に、各ＬＥＤヘッド５４，５５によ
る露光可能領域を重複領域Ｙ分だけオーバラップさせて
いる。

【００２７】この場合、各々のＬＥＤヘッド５３，５
４，５５で露光を行なわせるための画像データを切り出
し、重複領域Ｘ，Ｙ内で切り換えることにより、感光体
２の表面に１列で（３×ｎ−Ｘ−Ｙ）ドットの静電潜像
を形成することができる。

【００２８】図５は画像遅延制御回路の一例を示すブロ
ック構成図であり、ＦＭ制御部６０とＦＭ６１，６２と
からなる。ＦＭ６１は図１によって説明した画像遅延量
１を、ＦＭ６２は画像遅延量２をそれぞれ補正するため
のメモリであり、ＦＩＦＯ動作可能である。

【００２９】ＦＭ制御部６０はＦＭ６１，６２の各制御
回路からなり、そのＦＭ６１，６２にそれぞれ遅延動作
を行なわせるための制御信号を発生する。ここで、ＦＭ
６１，６２及びＦＭ制御部６０を構成する各制御回路
が、感光体２の回転方向の最上流位置に配列されたＬＥ
Ｄヘッド５３を除く全てのＬＥＤヘッド５４，５５に対
してそれぞれ画像情報を遅延させる画像情報遅延制御手
段としての機能を果たす。

【００３０】図６は、ＦＭ制御部６０内のＦＭ６１の制
御回路の一例を示す回路図である。この制御回路は、カ
ウンタ７０〜７３と、コンパレータ７４〜７８と、ＪＫ
フリップフロップ回路（以下「ＪＫＦ／Ｆ」という）７
９，８０と、ＯＲ回路８１，８２と、ＡＮＤ回路８３と
を備えている。

【００３１】次に、ＦＭ６１の制御回路の動作を図７の
タイミングチャートを参照しながら説明する。ここで、
図１，図６，図７において、ＣＫは画素クロック、ＰＲ
Ｄは画像データ、ＸＰＬＳＹＮＣは主走査同期信号、Ｘ
ＰＬＧＡＴＥは主走査有効ゲート信号、ＸＰＦＧＡＴＥ
は副走査有効ゲート信号、ＦＭ１ＬＮはＦＭ６１が画像
データの遅延を行なう画像遅延量、ＦＭ２ＬＮはＦＭ６
２が画像データの遅延を行なう画像遅延量である。

【００３２】また、ＦＭ１ＥＮ＿Ｓは主走査方向のＦＭ
６１のメモリ動作開始アドレス（イネーブルセット）、
ＦＭ１ＥＮ＿Ｒは主走査方向のＦＭ６１のメモリ動作終
了アドレス（イネーブルリセット）、ＦＭ２ＥＮ＿Ｓは
主走査方向のＦＭ６２のメモリ動作開始アドレス、ＦＭ
２ＥＮ＿Ｒは主走査方向のＦＭ６２のメモリ動作終了ア
ドレスである。

【００３３】カウンタ７０は、ＸＰＦＧＡＴＥが“Ｌ”
の期間、ＸＰＬＳＹＮＣの立ち下がりエッジでカウント
動作を行ない、カウント値がＦＭ１ＬＮ（画像遅延量）
と一致すると、コンパレータ７４よりＪＫＦ／Ｆ７９に
セット信号が出力される。同様にカウンタ７１は、ＸＰ
ＦＧＡＴＥの立ち上がりエッジからカウント動作を行な
い、カウント値がＦＭ１ＬＮと一致すると、コンパレー
タ７５よりＪＫＦ／Ｆ７９にリセット信号が出力される
ため、ＪＫＦ／Ｆ７９からはＲＦＧＡＴＥなる信号が出
力される。

【００３４】ＯＲ回路８１はＸＰＦＧＡＴＥの反転信号
とＲＦＧＡＴＥのＯＲをとった信号をＡＮＤ回路８３に
出力し、コンパレータ７６の出力（ＡＣＴ“Ｌ”）とＡ
ＮＤをとることにより、カウンタ７２はＯＲ回路８１の
出力が“Ｈ”の期間、０〜ＦＭ１ＬＮのカウント動作を
繰り返す。ＯＲ回路８２は、ＡＮＤ回路８３の出力とＸ
ＰＬＳＹＮＣのＯＲをとることにより、ＦＭ１ＲＥＳな
るリセット信号を生成する。

【００３５】カウンタ７３は、ＸＰＬＳＹＮＣが“Ｈ”
の期間、ＣＫの立ち上がりエッジでカウント動作を行な
い、カウント値がＦＭ１ＥＮ＿Ｓと一致すると、コンパ
レータ７７よりＪＫＦ／Ｆ８０にセット信号が出力さ
れ、同様にカウント値がＦＭ１ＥＮ＿Ｒと一致すると、
コンパレータ７８よりリセット信号が出力されるので、
ＪＫＦ／Ｆ８０はＦＭ１ＥＮなるイネーブル信号を出力
する。

【００３６】そこで、ＰＲＤをライトデータ（画像デー
タ）、ＣＫをライト，リードクロック、ＦＭ１ＲＥＳを
ライト，リードセット、ＦＭ１ＥＮをライト，イネーブ
ルとすることにより、ＦＭ６１は、副走査方向にＦＭ１
ＬＮで設定したライン数の深さで、且つ主走査方向にＦ
Ｍ１ＥＮ＿ＳからＦＭ１ＥＮ＿Ｒの期間の画像データの
みを遅延することができる。これらのＦＭ１ＬＮ，ＦＭ
１ＥＮ＿Ｓ，ＦＭ１ＥＮ＿Ｒを可変することにより、所
望の画像遅延を行なうことができる。

【００３７】ＦＭ６２においても、同様の回路構成とＦ
Ｍ２ＬＮ，ＦＭ２ＥＮ＿Ｓ，ＦＭ２ＥＮ＿Ｒの設定で画
像遅延を行なえるが、詳細な説明は省略する。次に、Ｌ
ＥＤヘッド５４については、ＦＭ６１のリードデータ
（画像データ）ＦＭ１ＲＤＴを前述したＳＤＡＴＡ（図
４）とし、ＦＭ１ＥＮとＣＫのＡＮＤをとってＳＣＬＫ
（ＳＣＫ１）とし、ＸＰＬＳＹＮＣの反転信号をＬＡＴ
とし、更にＲＦＧＡＴＥが“Ｈ”の期間に／ＳＴＢを出
力（“Ｌ”に）する。

【００３８】ＬＥＤヘッド５５については、ＦＭ６２の
リードデータＦＭ２ＲＤＴをＳＤＡＴＡとし、ＦＭ２Ｅ
ＮとＣＫのＡＮＤをとってＳＣＬＫ（ＳＣＫ２）とする
とよい。ＬＥＤヘッド５３については、ＰＲＤをＳＤＡ
ＴＡとし、ＸＰＬＧＡＴＥの反転信号の“Ｈ”期間で、
且つＦＭ１ＥＮとＦＭ２ＥＮの“Ｈ”でない期間（Ｅ
Ｎ）とＣＫのＡＮＤをとってＳＣＬＫ（ＳＣＫ）とすれ
ばよい。以上により、最終的に各ＬＥＤヘッド５３，５
４，５５の分割位置補正された画像データによる露光が
行なわれる。

【００３９】このように、この実施形態のプリンタによ
れば、ＬＥＤヘッド群１を、感光体２の軸線方向に沿っ
てその感光体２の回動方向にそれぞれ位置を異ならせて
配列された複数列のＬＥＤヘッド５３，５４，５５によ
って、感光体２の軸線方向の最大感光幅を分割して露光
可能にし、またそれに伴う露光位置補正を行なう（最終
的に１ライン化する）ための手段として、感光体２の回
動方向の最上流位置に配列されたＬＥＤヘッド（基準と
なるＬＥＤヘッド）５３を除く全てのＬＥＤヘッド５
４，５５に対してそれぞれ画像情報を遅延させる手段
（ＦＭ６１，６２等）を設けたので、１個のＬＥＤヘッ
ドを用いて露光を行なうプリンタと比べて、部品コスト
を飛躍的に低減することができる。

【００４０】また、基準となるＬＥＤヘッド５３と感光
体２の回動方向の最下流位置に配列されたＬＥＤヘッド
５４との間に配列されたＬＥＤヘッド５５に対して画像
情報を遅延させる手段を設けているため、高精度な露光
位置補正（画像遅延補正）を行なえ、それによって各Ｌ
ＥＤヘッド５３，５４，５５の組み付け，調整を簡略化
することができる。

【００４１】なお、ＬＥＤヘッド５５を省略し、ＬＥＤ
ヘッド５４（感光体２の回動方向の最下流位置に配列さ
れたＬＥＤヘッド）に対してのみ画像情報を遅延させる
手段を設けるようにしてもよい。なお、この実施形態で
は、感光体２の回動方向の各位置にＬＥＤヘッドを１個
ずつ配列したが、複数個配列するようにしてもよい。

【００４２】以上、この発明をＬＥＤヘッドを用いたプ
リンタに適用した実施形態について説明したが、この発
明はこれに限らず、蛍光体ドットアレイ，シャッタアレ
イ，サーマルヘッド等の他の固体ライン状書き込みデバ
イスを用いたプリンタには勿論、上記各固体ライン状書
き込みデバイスを用いたデジタル複写機，ＦＡＸ装置等
の各種画像形成装置に適用し得るものである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、安価で高性能な固体ライン状書き込み装置を用い
た画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２に示したＬＥＤヘッド群１を構成する各Ｌ
ＥＤヘッドの配列の一例を示す説明図である。

【図２】この発明の一実施形態であるプリンタの機構部
の一例を示す全体構成図である。

【図３】図２のＬＥＤヘッド群１のうちの１つのＬＥＤ
ヘッドの機構部の一例を示す断面図である。

【図４】同じくＬＥＤヘッド群１のうちの１つのＬＥＤ
ヘッドの制御系の一例を示すブロック図である。

【図５】図２に示したプリンタの画像遅延制御回路の一
例を示すブロック構成図である。

【図６】図１に示したＦＭ制御部６０内のＦＭ６１の制
御回路の一例を示す回路図である。

【図７】図５に示した画像遅延制御回路の動作例を示す
タイミング図である。

【符号の説明】

１：ＬＥＤヘッド群 ２：感光体 ５３，５４，５５：ＬＥＤヘッド ６０：ＦＭ制御部 ６１，６２：ＦＭ ７０〜７３：カウンタ ７４〜７８：コンパレータ ７９，８０：ＪＫフリップフロップ回路（ＪＫＦ／Ｆ） ８１，８２：ＯＲ回路 ８３：ＡＮＤ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動自在な感光体と、該感光体の表面を
   露光して静電潜像を形成させる露光手段とを有する画像
   形成装置において、 前記露光手段が、前記感光体の軸線方向に沿って該感光
   体の回動方向にそれぞれ位置を異ならせて配列された複
   数列の固体ライン状書き込みデバイスによって、前記感
   光体の軸線方向の最大感光幅を分割して露光する手段で
   あり、 前記感光体の回動方向の最下流位置に配列された固体ラ
   イン状書き込みデバイスに対して、それぞれ画像情報を
   遅延させる画像情報遅延制御手段を設けたことを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記感光体の回動方向の最上流位置に配列された固体ラ
   イン状書き込みデバイスを除く全ての固体ライン状書き
   込みデバイスに対して、それぞれ画像情報を遅延させる
   画像情報遅延制御手段を設けたことを特徴とする画像形
   成装置。