图像形成装置及图像形成方法、曝光头的制作方法

专利名称：图像形成装置及图像形成方法、曝光头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制了画质劣化的曝光头以及应用了该曝光头的图 像形成装置、图像形成方法。
背景技术：
作为图像形成装置的曝光光源，众所周知的是设置使用了 LED的行 头的结构。在专利文献l中提出了，不縮小在发光体阵列的发光体的设置 间距，提高析像度的技术。图17为表示专利文献1中公开的使用行头的 图像形成装置的简略结构的说明图。图17 (a)是自感光体11的断面方向 看到的图，图17 (b)是自感光体ll的斜上方看到的图。
在基板l上排列n列(在该例中11=2)的发光体阵列31、 32，与各发 光体阵列以1:1对应而设置单眼透镜33、 34。将各单眼透镜33、 34的光 轴与与来自发光体阵列31、 32的光束的中心方向错开而设置。利用这种 结构，使来自n列的发光体阵列的光在感光体U的同一线35上成像。
专利文献l:(日本)特许第2868175号公报
在专利文献1中所述的例子中，相对于被设定的印刷速度或周期，感 光体的驱动系统在其值的附近变动(振动)时产生振荡(bandirig)。例如 在透过齿轮进行驱动时，对应齿轮的间距产生速度的变动，从而图像上因 振荡而呈现条纹状的图像。因此，有画质发生劣化的问题。图18 (a)为 原图像，图18 (b)表示形成发生振荡时的成像面的图像。 另外，在将安装有发光元件的行头安装在主体上时，有时将其固定在从安 装的基准位置错位的位置。这被称之为偏斜抗蚀剂错位(7年二一^"7 卜f tO，而成为画质劣化的原因。图19 (a)为这种偏斜抗蚀剂错位的说 明图。安装有多个LED元件36的LED芯片35在感光体轴方向(主扫描 方向)上呈直线状排列而构成行头，但是，该行头相对于基准位置倾斜地 固定在主体上。C丄为基板的中心线。偏斜抗蚀剂错位也有时在使用有机
EL元件作为发光元件时发生。
另外，在作为安装于行头上的发光元件使用LED的情况下，将上述 各种LED芯片相对于基板弯曲安装，发生弯曲抗蚀剂错位。图19 (b)为 这种弯曲抗蚀剂错位的说明图。相对于基板的中心线C丄，除了LED芯片 35外，弯曲安装各LED芯片35a 35g。
在行头上安装LED芯片时，上述偏斜抗蚀剂错位和弯曲抗蚀剂错位 将复合发生。图19 (c)为这种偏斜抗蚀剂错位和弯曲抗蚀剂错位将复合 发生例子的说明图。这样，由于偏斜抗蚀剂错位和弯曲抗蚀剂错位复合， 因此存在在感光体上发生潜像位置错位(曝光位置错位)并且画质劣化的 问题。

发明内容
本发明是鉴于现有技术的这种问题点而构成的，其目的在于提供一 种抑制振荡的影响，同时修正潜像位置错位并提高画质的行头及应用了该 行头的图像形成装置、图像形成方法。
为解决上述课题，本发明提供一种图像形成装置，其特征在于，具有
在第一方向上具有旋转轴的感光体鼓；在所述第一方向及第二方向上配置 多个，并且具有负的光学倍率的成像光学系统；具有配设有发出由一个所 述成像光学系统在所述感光体鼓上成像的光的多个发光元件的发光元件 基板的曝光头，利用在所述第二方向上配置的成像光学系统成像的光，在 所述感光体鼓的所述第二方向的不同位置上成像。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，在所述第二方向上配置 的成像光学系统，使来自所述发光元件的光在所述第一方向的不同的所述 感光体鼓的位置上成像。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，所述成像光学系统在所 述第一方向上直线配置而形成成像光学系统行，同时设置多个所述成像光 学系统行。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，具有驱动所述感光体
鼓的驱动装置，将来自所述驱动装置的驱动力传递到感光体鼓上的具有间
距G的齿轮，且具有所述多个成像光学系统行之间的宽度Da、和Da〉
(1/2) XG的关系。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，所述齿轮设置在感光体 鼓的旋转轴上。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，所述感光体鼓具有凸缘， 所述齿轮固定并设置在所述凸缘上。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，具有将所述驱动装置和 所述感光体鼓连接，同时具有第二旋转轴的连接部，所述齿轮设置在第二 旋转轴上。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，具有在所述成像光学系 统行中使所述发光元件的发光时刻不同，且在所述感光体鼓的第一方向上 形成直线或大致直线的潜像的控制装置。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，所述成像光学系统由两 个以上的透镜构成。
另外，本发明的图像形成装置，其特征在于，所述发光元件为有机 EL发光元件。
另外，本发明提供一种图像形成方法，其特征在于，具有在第一方
向上配置多个具有负的光学倍率的成像光学系统的第一成像光学系统行； 在所述第一方向设置多个具有负的光学倍率的成像光学系统，同时在第二 方向与第一成像光学系统行不同的所述感光体鼓的位置进行成像的第二 成像光学系统行；发出由1的所述成像光学系统成像的光的多个发光元件； 在第二方向上移动的感光体鼓，该图像形成方法包括使在所述第一成像 光学系统行成像的光发光，并在所述感光体鼓上形成潜像的工序；由第一 成像光学系统行形成潜像之后，使所述感光体鼓移动规定的时间的工序； 使所述感光体鼓移动规定的时间之后，使在所述第二成像光学系统行成像 的光发光，在所述感光体鼓上形成潜像的工序。
另外，本发明提供一种曝光头，其特征在于，具有在第一方向上设 置多个具有负的光学倍率的成像光学系统的第一成像光学系统行；在所述 第一方向上设置多个具有负值的光学倍率的成像光学系统，同时在第二方 向与第一成像光学系统行不同的位置上进行成像的第二成像光学系统行； 发出由1的所述成像光学系统成像的光的多个发光元件。
另外，本发明的曝光头，其特征在于，在第一方向及第二方向上设置 发出由一个所述成像光学系统成像的光的所述多个发光元件。
根据如上的本发明的图像形成装置及图像形成方法、曝光头，由于振 荡引起的灰白度在被形成的图像中分散开来，因此可以抑制由于振荡引起 的画质低下。
另外，与本发明相关，确认了如下述的参考实施方式也是有效的结构。 即、本发明的参考实施方式的行头其特征在于，具备基板；在所述基板 上沿着感光体轴方向(主扫描方向)排列设置多个发光元件而形成发光元 件组行的发光体阵列；对应所述发光体阵列设置的成像透镜阵列，相对所 述感光体的移动方向(副扫描方向)多行设置所述发光体阵列及成像透镜 阵列，相对所述感光体在每行不同的位置上形成潜像。
另外，本发明的参考实施方式的行头，其特征在于，形成比所述感光 体的驱动装置的齿轮间距的1/2还长的所述潜像的行间距。
另外，本发明的行头，其特征在于，相对于所述感光体的移动方向， 在所述发光体阵列上形成多行的发光元件组行。
另外，本发明的参考实施方式的行头，其特征在于，对应所述成像透 镜阵列的个别的成像透镜，所述发光体阵列的发光元件作为发光元件组被 区分开来。
另外，本发明的参考实施方式的行头，其特征在于，由有机EL发光 元件形成所述发光元件。
本发明的参考实施方式的图像形成装置，其特征在于，至少设置两个 以上的在图像载体的周围配置了带电装置、上述任一项所述的行头、显影 装置、转印装置的各图像形成用单元的图像形成位置，由于转印介质通过 所述各图像形成位置，从而以串联(tandem)式进行图像的形成。
另外，本发明的参考实施方式的图像形成装置，其特征在于，设置所 述行头的控制装置，所述控制装置在所述发光元件组的每行上，控制使发 光元件的发光动作不同，防止所述潜像的位置错位的发生。
另外，本发明的参考实施方式的图像形成装置，其特征在于，在所述 发光元件组的每行上使发光元件的发光动作不同的控制是基于相对于基 准动作的相对的时间的延时数据、或绝对的时刻的时刻数据的控制，设置
有存储所述延时数据、或时刻数据的记忆装置。
另外，本发明的参考实施方式的图像形成装置，其特征在于，将所述 控制器设置在外部的控制器上。
另外，本发明的参考实施方式的图像形成装置，其特征在于，将所述 控制器设置在所述行头上。
本发明的参考实施方式的图像形成方法，其特征在于，由以下阶段构 成相对感光体，至少设置两个以上的利用前面任一项所述的行头形成潜 像的图像形成位置、且在以串联式进行图像形成时，获得修正所述潜像形 成位置的位置错位的修正数据的阶段；将所述修正数据存储在存储装置中 的阶段；将所述修正数据从所述存储装置中读出、并在设置在所述行头上 的发光元件组每行上控制使发光元件的发光动作不同的阶段。


图1是表示本发明实施方式的说明图2是表示本发明实施方式的说明图3是表示本发明实施方式的说明图4是表示本发明实施方式的说明图5是表示本发明的处理顺序的流程图6是表示本发明实施方式的说明图7是表示本发明实施方式的说明图-，
图8是表示本发明实施方式的框图9是表示本发明的处理顺序的流程图IO是表示本发明实施方式的说明图11是表示本发明实施方式的框图12是表示本发明的处理顺序的流程图13是表示未进行曝光位置错位修正的例子的说明图14是表示本发明实施方式的说明图15是表示本发明实施方式的说明图16是本发明实施方式的图像形成装置的纵断侧面图17是表示现有例子的说明图18是表示现有例子的说明图19是表示现有例子的说明图20是表示本发明其它实施方式的说明图21是表示本发明其它实施方式的说明图22是表示本发明其它实施方式的说明图23是说明齿轮间距的计算方法的图24是表示本发明其它实施方式所产生的效果的说明图； 图25是表示本发明其它实施方式的说明图； 图26是表示本发明其它实施方式的说明图27是说明利用具有负的光学倍率的成像光学系统进行曝光的图。
符号说明
1基板、2发光元件、3发光元件、4、 5成像透镜阵列、4a、 5a、 14a成像透镜、6发光元件组、7发光元件组行、11感光体(潜像载 体)、20、 20a控制部、21打印控制器、22机构控制器、23头控制器、 23aEEPROM通信控制部、23bUART控制部、24驱动控制器、26 Video I/F、 27副扫描错位修正部、28头控制信号生成部、29请求信号生成 部、30抗蚀剂传感器、35a 35gLED芯片、37a 37g存储器、38 40发光体阵列、41 (Y、 M、 C、 K)感光体、101 (Y、 M、 C、 K)行头、 P记录介质、Y、 M、 C、 K图像形成终端、100曝光头、101发光元件 基板、102发光元件、103发光元件组、104成像光学系统、105发 光元件行、106成像光学系统行、110成像透镜、150感光体鼓、151 凸缘、152感光体鼓侧联接器、155旋转轴、160齿轮、170连接部件、 171第二旋转轴、172连接部件侧联接器、173齿轮
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明进行说明。图2为表示本发明实施方式的说 明图。图2 (a)为在感光体11的轴方向断面看到的图，图2 (b)为自斜 上方看到的感光体ll和行头(，一乂^:y卜、')10的图。
行头IO在基板1上将沿着感光体11的轴方向(主扫描方向)设置有 多个发光元件的发光体阵列38、 39相对于感光体的移动方向(Y方向)
排列配置两行。
4、 5是由采用了光学倍率为负的微透镜的微透镜阵列(MLA)构成 的成像透镜阵列。发光元件的输出光，透过成像透镜阵列4、 5后在感光 体11上的不同的位置12、 13形成潜像。另外，作为成像透镜阵列4、 5 也可以使用SLA (自聚焦透镜阵列)。
图1为表示图2的发光体阵列38、 39和成像透镜阵列4、 5的位置关 系的说明图。图1中，在基板1上沿着感光体(潜像载体)11的轴方向排 列设置多个发光元件2而形成有发光元件组行7。该发光元件组行7对应 发光体阵列38、 39。在图1的例子中，相对感光体的移动方向(Y)方向 排列设置两行发光体阵列38、 39。另外，感光体的移动方向可以看作是与 感光体的轴方向成正交的方向(副扫描方向)。对应发光体阵列38、 39排 列设置有成像透镜阵列4、 5。即，在感光体的移动方向上排列设置多行成 像透镜阵列4、 5。
成像透镜阵列4、 5的各自的成像透镜4a、 5a与将发光元件2按几个 进行分组并区分的发光元件组6对应。另外，例如，发光体阵列39作为 发光元件组行7与成像透镜阵列5对应。即，在本发明实施方式中，相对 感光体的移动方向排列设置多行的成像透镜阵列，使发光元件组与个别的 成像透镜对应。另外， 一行的发光体组行对应于在感光体的轴方向排列设 置的一行的成像透镜阵列。另外，图l、图2的例子中，作为发光元件2 使用有机EL元件。
图3为表示本发明实施方式的说明图。图3中，行头10在基板1上 将发光体阵列38 40沿感光体11的轴方向排列设置成线状。4a、 5a、 14a 为成像透镜。特性图的纵轴H表示由驱动感光体11的驱动装置的振荡 (banding)引起的速度不均，横轴L表示与感光体11的轴方向正交的方 向的距离。此时速度不均的特征T是以驱动感光体11的驱动装置的齿轮 间距G为1周期而周期性地变动的。
在本发明实施方式中，如在图2中所说明，就透镜阵列的每行而言， 感光体旋转方向的成像位置不同。因此，在感光体11上形成的轴方向(主 扫描方向)的潜像列就蜿蜒行进。成像透镜4a、 5a间的间距(副扫描方 向的间距)Da相当于感光体上形成的潜像的行间距。当形成该间距Da长
于上述驱动装置的齿轮间距G的1/2时，速度不均的特征T的高峰和低峰 相互抵消，可以难以觉察振荡的影响。
图4为表示在感光体上形成的潜像列的例子的说明图。图4 (a)为原 图像，图4 (b)为现有的潜像列，图4 (c) 图4 (e)为在本发明实施 方式的潜像列中改变成像透镜间的副扫描方向的间距Da的例子。如上所 述，在本发明实施形态中主扫描方向的潜像列蜿蜒行进，因此，与现有的 潜像列相比可以控制由于振荡引起的画质的劣化。另夕卜，成像透镜间的副 扫描方向的间距(潜像列的行间距)被设定在(c) < (d) < (e)。
图5为获取在图19的例子中说明的行头的位置错位的数据的例子的 流程图，图6为其说明图。图5中，在制造行头时，测定LED芯片的弯 曲错位量(S20)。在图6 (a)中，测定来自基板的中心线C丄的各LED 芯片35a 35g的弯曲错位量E。
下面，在图5中将行头安装在图像形成装置上，在图像形成装置出厂 时，将各LED芯片的弯曲错位量预先存储在存储器中(S21)。该处理在 图6(b)中是将各LED芯片的弯曲错位量E预先存储在存储器37中。该 存储器37如后述可以使用EEPROM (非易失性存储器)。接着，在图5 (c) 中，印刷时读取LED芯片的错位量。该错位量为在弯曲错位量上加上了 偏斜((skew))错位量(S23)。该处理相当于图6 (c)的处理。另外，在 图5、图6的例子中，说明作为发光元件使用LED的例子，但是作为发光 元件使用有机EL元件的情况下也可以进行同样的处理。
图6 (d)为根据LED芯片的错位量F，调节各LED芯片的印刷开始 时刻的例子的说明图。关于发光元件的印刷幵始时刻的调节，利用图7的 说明图进行说明。图7 (a)表示原图像的数据，§卩，表示为了进行印字处 理而由外部的控制器等制成的图像数据Pa。 LED芯片35a 35g在行头中 如图7 (c)所示被排列配置在从基准位置的LED芯片35c错开的位置上。 图7 (b)为模式地表示驱动各LED芯片的存储器。例如，自基准位置的 LED芯片35c来看，LED芯片35a在感光体的旋转方向的Y方向上错开 二行量而被排列设置。因此，LED芯片35a由两段重叠的存储器37a以比 基准位置的LED芯片35c慢二行量的时刻进行驱动。
这样，通过利用存储器37，调节各LED芯片的相对于基准位置的副
扫描方向的错位量所对应的印刷开始时刻，因此，可以抑制由于LED芯
片的位置错位而引起的画质的劣化。图7 (d)表示在感光体上形成的潜像 Pb。如图7所示，在感光体上形成和原图像的数据相同的图像数据Pb。
图8是本发明实施方式中的控制部的框图。在行头10上设置有控 制发光元件的驱动器IC24;和存储基于行头的弯曲错位而形成的延迟信息 的EEPROM25。在控制部20中设置有印刷控制器2K机构控制器22、和 头控制器23。
印刷控制器21具有图像处理部21a，机构控制器22具有运算处理部 (CPU) 22a。另外，头控制器23中设置有EEPROM通信控制部23a; UART (Universal Asynchronous Receiver Tmsmitter)，空制部23b; Video I/F26;具有存储器27a的副扫描错位修正部27;头控制信号生成部28; 和请求信号生成部29。抗蚀剂传感器30的检测信息输入机构控制器22。
其次，就图8的控制顺序进行说明。另外，由于变换上的理由，加圆 圈的数字表示为Ol。当对打印机接通电源时，EEPROM通信控制部23a 自EEPROM25读取迟延信息，并传输给UART通信控制部23b (〇1)。 延迟信息的获取方法在图9中进行后述。UART通信控制部23b将延迟信 息传输给机构控制器22。
机构控制器22进行抗蚀图形的印刷。用抗蚀剂传感器30检测其印刷 结果，计算出斜行信息(〇3)。机构控制器22在斜行信息上加上延迟信 息并计算出副扫描错位信息，输送给UART通信控制部23b (〇4)。 UART 通信控制部23b将副扫描错位信息传输给副扫描错位修正部27 (〇5)。副 扫描错位修正部27将接收到的副扫描错位信息存储在存储器27a的寄存 器中。
印刷开始时，由机构控制器22检测纸端，将Vsync信号(视频同步 信息)输送给请求信号生成部29 (06)。在请求信号生成部29中，生成 Vreq信号(视频数据请求信号)和Hreq信号(行数据请求信号)，输送给 Video 1/F部(〇7)。同时Hreq信号也被输送给副扫描错位修正部27和头 控制信号生成部28，获得模块间的同步。Video I/F部26将Vr叫信号和 Hreq信号输送给印刷控制器(〇8)。
印刷控制器21将接收到的Vreq信号和Hr叫信号作为触发，将图像
处理完毕的图像数据输送给Video 1/F部26 (〇9)。此时，为了易实现配
线成本降低及配线的巻绕，理想的是将并行的图像数据变换为串行的数
据(并行一串行变换)，以高速串行通信进行传输。Video 1/F部26将图像 数据进行串行一并行的变换，传输给副扫描错位修正部27 (OIO)。
在副扫描错位修正部27，使用多个行存储器，以规定的主扫描分辨率 修正潜像形成位置的副扫描错位，将修正完毕的图像数据传输给行头10
(〇11)。同时在头控制信号生成部28，生成各种头控制信号(时钟、启 动信号、复位信号等)传输给行头10 (Oll)。在此，理想的是将副扫描 错位修正的主扫描分辨率设为LED芯片单位(由一个驱动回路可以控制 的规定个数的发光元件构成)、或者透镜单位(发光元件组单位)。由此， 可以修正在LED芯片的接缝、或者透镜的接缝上发生的副扫描错位。
图9为表示将存储在上述图8的EEPROM25中的延迟信息进行获取 的顺序的流程图。图9中，最初获取行头的弯曲信息(〇1)。此处理为由 光学传感器等测定行头的弯曲值(Sl)，并求出变换成行单位的弯曲信息
(S2)。接着，计算出修正行数(〇2)。此处理求出透镜行间的间距(S3)、 感光体表面的速度(S4)、 一行数据的传输时间(S5)。应用这些数值、和 后述的式(1)、 (2)而计算出MLA修正行数(S6)。下面的处理(〇3) 是加上弯曲信息和MLA修正行数而计算出延迟信息(S7)。
接着，进行下一步的处理。将延迟信息存储在EEPROM中(〇4、 S8)。 在主扫描方向上印刷画出直线的图像(〇5、 S9)。用光学显微镜等测定印 刷结果的透镜间的曝光时刻错位量(〇6、 SIO)。接着，加上透镜间的曝 光时刻错位量、和弯曲信息、和MLA修正行数(S11),再次计算出延迟 信息(〇7、 S12)。最后，将延迟信息存储在EEPROM (非易失性存储器)
(〇8、 S13)。
图10为计算出上述MLA修正行数的例子的说明图。在结合透镜阵列 38 40中，分别排列设置有单体的结合透镜4， 5、 14。另外，在结合透 镜阵列38，发光元件组行7以对应方式被排列设置有。6是发光元件组。 在其它的结合透镜阵列39、 40中，发光元件组行也以对应的方式被排列 设置。在以行单位(副扫描方向的分解率)修正MLA的各发光元件行的 曝光位置错位时，修正行数Nhn可通过结合透镜行间间距Da、 Db和感光
体的表面速度Vopc用下式(1)、 (2)求出。
在透镜间间距为Da时，发光元件行的曝光延迟时间Tdly为 Tdly二Da/Vopc。 (1)
另外，将一行数据的传输时间设为Thr时，MLA修正行数Nhn为 Mhn二Tdly/Thr (2)
实际上行数Nhn以小数点以下四舍五入的方式而求出。
图11是在本发明其它实施方式中的控制部20a的框图。在和图8相 同的部分上标记同样的符号，省略详细的说明。在行头上，除驱动IC24、 EEPROM25之外，还设有副扫描错位修正部27。该副扫描错位修正部27 如后面所述具有作为延迟电路的功能。印刷控制器21、机构控制器22的 结构与图8中相同。在头控制器23中设有Video I/F26、头控制信号生成 部28、请求信号生成部29。
接着，就图11的处理顺序进行说明。当对打印机接通电源时，自 EEPROM读取预先存储的副扫描错位信息，将其传输给副扫描错位修正部 (延迟电路)(OO。关于副扫描错位信息的获取，在图12进行说明。印 刷开始时，由机构控制器22检测纸端，将Vsync信号输送给请求信号生 成部(〇2)。请求信号生成部29生成Vreq信号(视频数据请求信号)和 Hreq信号(行数据请求信号)并将其输送给Video I/F部(〇3)。同时Hreq 信号也输送给副扫描错位修正部27和头控制信号生成部28，获得模块间 的同步。
Video I/F部26将Vreq信号和Hr叫信号输送给印刷控制器21 (〇4)。 印刷控制器21将接收到的Vreq信号和Hreq信号作为触发，将图像处理 完毕的图像数据输送给Video I/F部26 (〇5)。此时，为了易实现配线成 本降低及配线的巻绕，理想的是将并行的图像数据变换为串行的数据(串 行一并行变换)，以高速串行通信进行送信。
Video 1/F部26将图像数据进行串行一并行的变换，传输给头的副扫 描错位修正部27 (〇6)。副扫描错位修正部27使用多个行存储器，以规 定的主扫描分辨率修正副扫描错位，传输给行头的驱动IC (〇7)。同时， 头控制信号生成部28生成各种头控制信号(时钟、启动信号、复位信号 等)并传输给行头的驱动IC (〇7)。
图12为表示获取上述副扫描方向的潜像形成位置错位的信息的顺序
的流程图。图12中，对与图9相同的处理标记相同的步骤(S)序号。另 外，至〇1 〇6的处理内容与图9相同，因此省略该部分的带圆圈的数字 的说明。
用光学传感器测定行头的弯曲值(Sl)，求出变换为行单位的弯曲信 息(S2)。另外，使用透镜行间间距(S3)、感光体表面速度(S4)、 1行 数据的传输时间(S5)、和上述式(1)、 (2)而计算出MLA修正行数。
接着，加上弯曲信息(S2)和MLA修正行数(S6)计算出延迟信息 (S7)，将延迟信息存储于EEPROM中(S8)。接着，在主扫描方向印刷 画出直线的图像(S9)，使用光学显微镜等测定印刷结果的透镜行间曝光 时刻错位量(SIO)。另外，印刷抗蚀图形(〇7、 S14)，用抗蚀剂传感器 等检测印刷结果，计算出斜行信息(〇8、 S15)。
在S17的处理中，加上透镜行间曝光时刻错位量(SIO)、及斜行信息 (S15)、弯曲信息(S2)、 MLA修正行数，计算出副扫描错位量(〇9、 S18)。将该副扫描错位信息存储于EEPROM中(〇10、 S19)。
图13为表示未修正MLA的曝光位置错位时的潜像的说明图。图13 中，Ta表示MLA的透镜行间曝光位置错位，Tb表示MLA的透镜内曝光 位置错位。6a、 6b、 6c分别表示由透过了图10中说明的成像透镜阵列38、 39、 40的输出光在感光体上形成的潜像的图形。
图14为表示修正了 MLA的曝光位置错位时的潜像的说明图。此时， 潜像15利用透过了各ML的输出光如17a 17f般被形成于感光体。艮口， 该潜像在感光体的轴方向(主扫描方向)上被形成为线状。因此，可以抑 制图像的劣化。在进行该修正之时，将感光体的移动方向设为Y进行如下 般处理。在图13的潜像的图形6a的部分的例子中，将潜像列k作为基准 进行透镜内曝光位置错位的修正。即，以比潜像列k延迟一行的时刻形成 潜像列m。另外，潜像列n以比潜像列k迟延两行的时刻形成。
潜像的图形6b、 6c的部分也同样地将潜像列一行一行地延迟进行曝 光位置错位修正。透镜行间曝光位置错位修正，将潜像的图形6a作为基 准且将潜像的图形6b在Y方向延迟1定时，潜像的图形6c在Y方向延 迟2定时。因此，实际的曝光位置错位修正，将潜像的图形6a的潜像列k
作为基准，各线像列m u是顺次地一行一行地在Y方向上延迟定时而形 成。如此的延迟控制如图7 (b)的模式图中所说明般可以以重叠存储器的 结构而进行。
图15为表示潜像形成的其它例子的说明图。由于在MLA的透镜行间 间距和感光体的直径上存在个体差，因此在透镜的行间间距Da和感光体 的表面速度V叩c上产生误差。g卩，依据MLA和感光体的个体差，MLA 的修正行数Nhn不同。因此，根据理想的透镜间间距和理想的感光体的表 面速度而求出的MLA修正行数不同，所以，使用实际的图像形成装置在 主扫描方向上画出直线潜像时，由于MLA和感光体的个体的差，在透镜 的边缘处产生微小的阶梯差(透镜间曝光时刻错位)。图15表示在这样的 MLA的曝光位置错位修正后由MLA和感光体的个别的差而在透镜的边缘 处产生微小的阶梯差的潜像。
在本发明实施方式中，在四个感光体中以四个行头迸行曝光，同时形 成四色图像，复制到一个环形状的中间转印带(中间转印介质)，也就是 串联式彩色打印机(图像形成装置)中所使用的行头作为对象。图16为 表示作为发光元件使用有机EL元件的串联式图像形成装置之一例的纵断 侧面图。该图像形成装置是将同样结构的四个行头101K、 101C、 101M、 101Y分别设置在对应的同样的结构即四个感光体(像载体)41K、 41C、 41M、 41Y的曝光位置上。
如图16所示，该图像形成装置设置有驱动辊51、从动辊52、张紧 辊53，且具备利用张紧辊53沿图示的箭头方向(逆时针方向)循环驱动 的中间转印带(中间转印介质)50。相对于该中间转印带50，以规定的间 隔设置感光体41K、 41C、 41M、 41Y。在上述符号后附加的K、 C、 M、 Y分别意味着黑、蓝绿色、品红色、黄色。感光体41K 41Y与中间转印 带50的驱动同步，沿图示的箭头方向(逆时针方向)旋转驱动。在各感 光体41 (K、 C、 M、 Y)的周围设置有带电装置42 (K、 C、 M、 Y)、和 行头101 (K、 C、 M、 Y)。
另外，具有在由行头101 (K、 C、 M、 Y)形成的静电潜像上附加显 影剂即调色剂来作成可见图像的显影装置44 (K、 C、 M、 Y)、和一次转 印辊45 (K、 C、 M、 Y)、和清洗装置46 (K、 C、 M、 Y)。设定各行头
101 (K、 C、 M、 Y)的发光能量峰值波长、与感光体41 (K、 C、 M、 Y)
的灵敏度峰值波长大致一致。
由这样的四色的单色调色剂图像形成终端(station)形成的黑、蓝绿 色、品红色、黄色的各调色剂图像，通过在一次转印辊45 (K、 C、 M、 Y) 所施加的一次转印偏压(bias)被顺次地一次转印到中间转印带50，在中 间转印带50上顺次地重叠形成彩色的调色剂图像，由二次转印辊66被二 次转印到用纸等的记录介质P，并通过定影部即定影辊对61在记录介质P 上定影，并通过排纸辊对62，向在装置上部形成的排紙盘68上排出。
63为累积保持多张的记录介质P的供纸盒，64为自供纸盒63 —张张 地供给记录介质P的拾取辊，65为规定记录介质P向二次转印辊66的二 次转印部供给的时刻的逻辑门(gate)辊对，66为在和中间转印带50之 间形成二次转印部的作为二次转印装置的二次转印辊，67为除去在二次转 印后残留在中间转印带50的表面的调色剂的清洗板。
在本发明实施方式中，作为发光体阵列的发光元件，可以使用LED、 和有机EL、 VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER (垂直谐振器 面发光激光器))等。另外，作为透镜阵列，可以使用SLA(Selfoc Lem Array) 禾口 MLA (Micro Lens Array)等。
接着，就本发明的其它实施方式进行说明。图20为将其它实施方式 的图像形成装置的以曝光头和感光体鼓为中心的部位挑选出进行表示的 图，图20 (A)为自感光体鼓的旋转轴的第一方向观察该部位的图，图20 (B)为自与第一方向成正交的方向上观察该部位的图。另外，图21为表
示其它实施方式的图像形成装置的曝光头上的发光元件和成像光学系统 等的配置关系的图。
图20及图21中，IOO表示曝光头，101表示发光元件基板，102表示 发光元件，103表示发光元件组，104表示成像光学系统，105表示发光元 件行，106表示成像光学系统行，IIO表示成像透镜，150表示感光体鼓， 155表示旋转轴，160表示齿轮。另外，曝光头100对应前面的实施方式 中说明的行头。
曝光头100按照沿着感光体鼓150的旋转轴155的方式呈长条形状， 与感光体鼓150相对置设置。在此，在本说明书中，将感光体鼓150的旋
转轴155的方向定义为第一方向。在感光体鼓150的旋转轴155上设置齿 轮160，自未图示的驱动装置经由齿轮160获得旋转驱动力，从而感光体 鼓150开始旋转。另外，利用未图示的带电装置使感光体鼓150的表面带 电，与此相对，成为曝光头IOO写入静电潜像的结构。
作为曝光头100的光源，多个发光元件102设置在发光元件基板101 上，使发光元件102选择性地发光。而且，来自发光元件102的光通过成 像光学系统104被聚光在感光体鼓150表面，由此在感光体鼓150的表面 写入规定的静电潜像。
在本实施方式中，作为在发光元件基板I(H上设置的发光元件102而 使用有机EL元件。使用这种有机EL元件时，在一张发光元件基板101 上制作多个发光元件102是比较容易的，与必须使用多张发光元件基板制 作曝光头的LED元件的情况相比，具有调节等简单的优点。但是，在本 发明中，作为发光元件102使用LED元件也是当然可以的。
另外，在本实施方式中，采用作为成像光学系统104使用一个成像透 镜110的结构，但是作为成像光学系统104如果使用多个成像透镜，也可 以提高光学精度。
另外，在本实施方式中，使用通过二维地设置多个成像透镜iio而构 成一个元件的透镜阵列。
另外，在本实施方式中，成像光学系统104使用微透镜的阵列，成为 具有负的光学倍率的成像光学系统。取代这种具有负的光学倍率的成像光 学系统即微透镜阵列(MLA)，也可以使用具有正的光学倍率的成像光学 系统即SLA (自聚焦透镜阵列)
如图21所示，就发光元件基板101的发光元件102而言，由七个形 成一个发光元件组103， 一个成像光学系统104承担属于该一个发光元件 组103的全部的发光元件102的聚光。
另外，发光元件组103沿着第一方向设置多个就构成发光元件行105。 而且，按照与沿着第一方向的发光元件组103对应的方式形成成像光学系 统行106。在此，在本说明书中，在与第一方向正交的方向上，将感光体 鼓150表面移动的方向定义为第二方向。
在发光元件基板101上，在第二方向上发光元件行105为三行、且沿
第一方向一点点地错开设置。另外，以对应此的形式，如图所示，成像光 学系统行106也为三行、且沿第一方向一点点地错开设置。由于这种设置 关系，由在第二方向上分别设置的光学系统行成像的光，不仅在感光体鼓 150的第二方向的不同位置上成像，并且在第一方向的不同位置上成像。 根据这种设置关系可以减轻由于振荡引起的画质的劣化。
根据如上的结构，由于振荡引起的浓淡被分散在形成的图像中，因此 可以控制由振荡引起的画质的低下。
另外，在曝光头100中，发光元件行105成为如上的设置关系，因此， 为了在感光体鼓150的第一方向上形成直线或大致直线的潜像，就可以进 行按如下成像光学系统行单位使发光元件的发光时刻不同的控制，即，成 像光学系统行单位第一行的发光元件行105的发光一第二行的发光元件 行105的发光一第三行的发光元件行105的发光。
图22为模式性表示曝光头IOO和感光体鼓150的图。如图22所示， 曝光头100是在发光元件基板101上发光元件行105沿感光体鼓150的轴 方向(第一方向)上呈线状排列设置的。成像透镜IIO为成像透镜，构成 成像光学系统104。
图22中所示的特性图的纵轴H表示驱动感光体鼓150的驱动机构的 振荡引起的速度不均，横轴L表示与感光体鼓150的轴方向正交的方向的 距离。此时的速度不均的特征T是以驱动感光体鼓150的驱动装置的齿轮 间距G为1周期，进行周期性地变动的。
在本发明实施方式中，在成像光学系统行106每行，感光体鼓旋转方 向的成像位置不同。因此，假设使曝光头ioo的全部的发光元件同时发光 一次，则在感光体鼓150上形成的轴方向(主扫描方向)的潜像与图21 的发光元件的设置同样，蜿蜒行进。
成像透镜U0间的间距(副扫描方向的间距)Da相当于在感光体鼓 150上形成的潜像的行间距。当使该间距Da形成为比上述驱动装置的齿 轮间距G的1/2更长时，速度不均的特征T的山峰值和谷低部相互抵消，
可以使振荡的影响不易觉察。
另外，在本实施方式中所说的齿轮间距G不是齿轮160自身的间距。 在本实施方式中的齿轮间距G是将齿轮160自身的齿轮间距换算为在感光
体鼓150表面的间距。
图23为说明本发明实施方式中的齿轮间距G的计算方法的图。图23 中，Pg表示齿轮160的实际的齿轮间距，Dg表示齿轮160的间距圆直径， Dpc表示感光体鼓150的直径。此时，在本实施方式中的齿轮间距G根据 G二PgX (Dpc/Dg)计算得出。
综上所述，在本实施方式中，按照设定传递到感光体鼓150的间距为 G的齿轮160，成像光学系统行106之间的宽度为Da时，存在
Da> (1/2) XG 的关系的方式构成，由此可以使振荡的影响不易觉察。
图24为表示本发明带来的效果的图。图24 (A)为表示完全不发生 振荡的图像的图，图24 (B)为表示目前的图像形成装置中发生振荡时的 图像的图，图24 (C)为表示本发明的图像形成装置中发生振荡时的图像 的图。
图24 (B)为现有的由仅沿着第一方向的一行设置有发光元件的曝光 头形成的图像。与此相对，图24 (C)为表示由本发明的曝光头形成的图 像的图。另外，图24中都是表示作为数值例在间距G二1.2mm、间距Da 二0.8mm时的图像。
在图24 (B)的图像中，在纵向上周期性地发生由振荡引起的灰白度， 因此，由振荡引起的图像劣化变为非常明显。与此相对，在图24 (C)的 图像中，由振荡引起的灰白度的发生之处，由于分散在图像中，由振荡引 起的画质劣化不明显。
其次，就本发明的其它的实施方式迸行说明。图25是将以其它的实 施方式的图像形成装置的曝光头和感光体鼓为中心的部位挑选出进行表 示的图，是自与第一方向正交的方向观察该部位的图。在本实施方式中， 在感光体鼓150上在其两端处设置凸缘151，成为在其一端的凸缘151上 固定了齿轮160的结构。根据这种实施方式，也可以获得与前面的实施方 式同样的效果。
其次，就本发明的其它实施方式进行说明。图26是将以其它实施方
式的图像形成装置的曝光头和感光体鼓为中心的部位挑选出进行表示的 图，是自与第一方向正交的方向观察该部位的图。在图26中，152表示感
光体鼓侧联接器、n0表示连接部件、171表示第二旋转轴、72表示连接 部件侧联接器、173表示齿轮。
在本实施方式中，在感光体鼓150的一端部设置有感光体鼓侧联接器 152，该感光体鼓侧联接器152上卡合连接部件170的连接部件侧联接器 172。连接部件170形成为在第二旋转轴171的一端部设置有齿轮173而 在另一端处设置有连接部件侧联接器172的结构，来自未图示的驱动装置 的旋转驱动力经由齿轮173传递给感光体鼓150。即使在经由这种连接部 件170驱动感光体鼓150的情况下，构成为传动装置173的齿轮间距G、 和成像光学系统行106间的宽度Da之间
Da> (1/2) XG
的关系成立，由此可以使形成的图像中的振荡的影响变为不易觉察。
接着，就具有负值的光学倍率的成像光学系统进行说明。在本实施方 式中，成像光学系统104使用微透镜阵列(MLA)。该微透镜阵列(MLA) 为具有负的光学倍率的成像光学系统。图27为说明利用具有负的光学倍 率的成像光学系统的曝光的图。
在图27的曝光头100中，四个发光元件102之组按照在第一方向及 第二方向上错幵的方式设置两组，形成一个发光元件组体，对应该发光元 件组体，设置一个成像透镜110。在此，如图所示，按照在每个发光元件 上标上1 8的序号时，奇数序号的发光元件、和偶数序号的发光元件相 互不同地设置。
在本实施方式中使用的具有负的光学倍率的成像光学系统形成如图 示那样的倒立像，当感光体鼓150表面沿图中R的方向移动时，为了在第 一方向上描绘直线潜像，首先使奇数序号的发光元件在某时刻发光，在感 光体鼓150的表面上形成奇数序号的成像光点。而且，在使感光体鼓150 移动规定量后，接着使偶数序号的发光元件发光，在感光体鼓150的表面 上形成偶数序号的成像光点。
如上所述，就本发明的行头及应用了该行头的图像形成装置、图像形 成方法基于实施例进行了说明，但是本发明不限定于这些实施例可以进行 各种变更。
权利要求
1、一种图像形成装置，其特征在于，具有在第一方向上具有旋转轴的感光体鼓；和曝光头，其具有在所述第一方向及第二方向上配置多个并且具有负的光学倍率的成像光学系统、和配设有发出由一个所述成像光学系统在所述感光体鼓上成像的光的多个发光元件的发光元件基板，由在所述第二方向上配置的成像光学系统所成像的光，在所述感光体鼓的所述第二方向的不同位置上成像。
2、 根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，在所述第二 方向上配置的成像光学系统，使来自所述发光元件的光在所述第一方向不 同的所述感光体鼓的位置上成像。
3、 根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其特征在于，所述成 像光学系统在所述第一方向上被配置成直线而形成成像光学系统行，同时 设置多个所述成像光学系统行。
4、 根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，具有驱动所述感光体鼓的驱动装置；和将来自所述驱动装置的驱动力传递到感光体鼓的具有间距G的齿轮，且在所述多个成像光学系统行之间的宽度为Da时，具有 Da> (1/2) XG的关系。
5、 根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，所述齿轮设 置在感光体鼓的旋转轴上。
6、 根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，所述感光体 鼓具有凸缘，所述齿轮固定并设置在所述凸缘上。
7、 根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，具有将所述 驱动装置和所述感光体鼓进行连接的同时包括第二旋转轴的连接部，所述 齿轮设置于第二旋转轴。
8、 根据权利要求4 7中任一项所述的图像形成装置，其特征在于，具有在所述成像光学系统行中使所述发光元件的发光时刻不同，且 在所述感光体鼓的第一方向上形成直线或大致直线的潜像的控制装置。
9、 根据权利要求1 8中任一项所述的图像形成装置，其特征在于，所述成像光学系统由两个以上的透镜构成。
10、 根据权利要求1 9中任一项所述的图像形成装置，其特征在于， 所述发光元件为有机EL发光元件。
11、 一种图像形成方法，其特征在于，具有在第一方向上配置多个具有负的光学倍率的成像光学系统的第一成像光学系统行；在所述第一方向设置多个具有负的光学倍率的成像光学系统，同时与 第一成像光学系统行在第二方向不同的所述感光体鼓的位置进行成像的 第二成像光学系统行；发出由l个所述成像光学系统成像的光的多个发光元件；和在第二方向上移动的感光体鼓，该图像形成方法包括发出由所述第一成像光学系统行成像的光，并在所述感光体鼓上形成 潜像的工序；由第一成像光学系统行形成潜像之后，使所述感光体鼓移动规定时间 的工序；使所述感光体鼓移动规定时间之后，发出由所述第二成像光学系统行 成像的光，且在所述感光体鼓上形成潜像的工序。
12、 一种曝光头，其特征在于，具有在第一方向上设置多个具有负的光学倍率的成像光学系统的第一成 像光学系统行；在所述第一方向上设置多个具有负的光学倍率的成像光学系统，同时 与第一成像光学系统行在第二方向不同的位置上进行成像的第二成像光 学系统行；和 发出由1个所述成像光学系统成像的光的多个发光元件。
13、根据权利要求12所述的曝光头，其特征在于，在第一方向及第二方向上设置有发出由一个所述成像光学系统成像的光的所述多个发光 元件。
全文摘要
本发明提供提高了画质的曝光头及使用了该曝光头的图像形成装置及图像形成方法。本发明的图像形成装置具有在第一方向上具有旋转轴的感光体鼓(150)；和曝光头(100)，其具有在上述第一方向及与上述第一方向正交的第二方向上配置多个并且具有负的光学倍率的成像光学系统(104)、和配设有发出由一个上述成像光学系统(104)在上述感光体鼓(150)上成像的光的多个发光元件(102)的发光元件基板(101)，由在上述第二方向上配置的成像光学系统(104)成像的光，在上述感光体鼓(150)的上述第二方向的不同位置上成像。
文档编号G03G15/04GK101364071SQ200810129808
公开日2009年2月11日 申请日期2008年8月7日 优先权日2007年8月7日
发明者井上望, 井熊健, 山口健司, 野村雄二郎 申请人:精工爱普生株式会社