露光ヘッド、画像形成装置
【課題】発光チップと結像光学系との間に遮光部材を配設した露光ヘッドにおいて、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制可能とする技術を提供する。
【解決手段】第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1発光素子および第2の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーを備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側のエッジから第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジから第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たす。
【解決手段】第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1発光素子および第2の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーを備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側のエッジから第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジから第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、発光チップからの光を結像光学系により結像する露光ヘッドを用いた露光技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1では、主走査方向に並ぶ複数のLED(Light Emitting Diode)素子が形成されたLEDチップを用いて、露光ヘッドを構成することが提案されている。具体的には、この露光ヘッドでは、平板状のガラス基板にLEDチップが並べられており、各LEDチップに対して複数の結像光学系(マイクロレンズ)が対向している(特許文献1の図14等)。LEDチップに形成された各発光素子(LED素子)は、対向する結像光学系に向けて光を射出し、こうして、結像光学系により結像された光によって、被露光面が露光される。
【0003】
ちなみに、複数の結像光学系が主走査方向に並ぶ構成では、発光素子からの光が、当該発光素子に対向する結像光学系以外に、これに隣接する結像光学系に入射するといったクロストークが発生する場合がある。そこで、特許文献1では、クロストークの発生を抑制するために、LEDチップと結像光学系との間に遮光部材が設けられている。この遮光部材では、発光素子から当該発光素子に対向する結像光学系に向けて開口する導光孔が、結像光学系毎に設けられている。つまり、発光素子から結像光学系に向かう空間が、結像光学系毎に導光孔の内壁で仕切られており、これによって、クロストークの発生が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−000827号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上述のように、LEDチップ等の発光チップを基板に配設した露光ヘッドでは、ボンディングワイヤーを発光チップに接続し、このボンディングワイヤーを介して発光素子に駆動信号を与えるように構成することができる。しかしながら、発光チップと結像光学系との間に遮光部材を配設した露光ヘッドでは、次のような課題があった。つまり、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させるためには、遮光部材と発光チップとをできるだけ近接させることが好適となる。しかしながら、遮光部材を発光チップに近接させると、遮光部材とボンディングワイヤーが接触してしまい、ボンディングワイヤーが損傷してしまうおそれがあった。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光チップと結像光学系との間に遮光部材を配設した露光ヘッドにおいて、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の第1態様にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、を備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴としている。
【0008】
この発明の第1態様にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、潜像担持体と、潜像担持体を露光する露光ヘッドと、露光ヘッドが潜像担持体に形成した潜像を現像する現像部と、を備え、露光ヘッドは、駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、を備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴としている。
【0009】
このように構成された発明(露光ヘッド、画像形成装置)では、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材を設け、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射するように構成することで、上述のクロストークの発生を抑制している。
【0010】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーが、第2の方向の一方側から発光チップに接続されることに対応して、開口は次のように構成されている。すなわち、開口の第2の方向の一方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすように、開口が構成されている。換言すれば、開口は、発光チップからこれに接続されるボンディングワイヤーの方向(一方側)に広い形状を有している。したがって、遮光部材を発光チップに近接させても、ボンディングワイヤーは、遮光部材に接触せずに、開口の内部に入り込むことができる。よって、遮光部材を発光チップに近接させつつ、ボンディングワイヤーと遮光部材との接触を抑制することができ、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制可能となっている。
【0011】
また、この発明の第2態様にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、を備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側は切欠られて、一方側に開放されていることを特徴としている。
【0012】
このように構成された発明では、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材を設け、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射するように構成することで、上述のクロストークの発生を抑制している。
【0013】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーが、第2の方向の一方側から発光チップに接続されることに対応して、開口は次のように構成されている。すなわち、開口の第2の方向の一方側は切欠られて、一方側に開放されている。したがって、遮光部材を発光チップに近接させても、ボンディングワイヤーが開口の周縁に接触するといった状況の発生が抑制される。よって、遮光部材を発光チップに近接させつつ、ボンディングワイヤーと遮光部材との接触を抑制することができ、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制可能となっている。
【0014】
また、第2の発光素子は結像光学系から基板を見込む方向に遮光部材に遮蔽されるものであってもよい。この際、第2の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーは、発光チップに接続されないように構成すれば良い。
【0015】
また、駆動信号を生成するドライバーICが基板に配設され、ドライバーICにボンディングワイヤーが接続される露光ヘッドに対しては、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、このような構成では、発光チップからドライバーICにボンディングワイヤーが架け渡されることとなるため、ボンディングワイヤーは基板から比較的離れた位置を通ることとなり、ボンディングワイヤーと遮光部材との接触が起きやすい。そこで、本願発明を適用することで、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制することが好適となる。
【0016】
さらに、基板はガラスエポキシ基板であり、ガラスエポキシ基板は第1の発光素子の発光を制御する制御信号をドライバーICに供給し、ドライバーICは制御信号に基づいて前記駆動信号を生成するように構成しても良い。この際、ガラスエポキシ基板とドライバーICとを接続する配線を供え、当該配線を介して制御信号はドライバーICに供給されるように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す平面図。
【図2】本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す部分斜視図。
【図3】本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す部分階段断面図。
【図4】光軸方向から第2遮光板を見た平面図。
【図5】光軸方向から第1遮光板を見た平面図。
【図6】ヘッド基板表面と遮光部材との配置関係を示す部分断面図。
【図7】本発明を適用可能なラインヘッドの第2実施形態を示す部分斜視図。
【図8】本発明を適用可能なラインヘッドの第2実施形態を示す部分階段断面図。
【図9】光軸方向から第2実施形態の第2遮光板を見た平面図。
【図10】光軸方向から第2実施形態の第1遮光板を見た平面図。
【図11】LEDチップ、ボンディングワイヤー、第1開口の位置関係を示す平面図。
【図12】ラインヘッドを適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図13】図12の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図14】別の実施形態での第1開口とボンディングワイヤー等の関係を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
第1実施形態
後に詳述するように、本実施形態のラインヘッド29は、発光素子Eが射出した光を結像光学系LS1、LS2により結像するものである。また、発光素子Eと結像光学系LS1、LS2との間には、開口AP1、AP2を備えた遮光部材297が配置されており、発光素子Eが射出した光は、これら開口AP1、AP2を通過した後に結像光学系LS1、LS2に入射する。これらを踏まえて、本実施形態のラインヘッド29の詳細について説明する。
【0019】
図1、図2および図3は、本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す図である。特に、図1は、ラインヘッド29が備える発光素子Eおよび開口AP1、AP2との位置関係を、結像光学系の光軸方向Doaから見た平面図であり、図2は、ラインヘッド29の部分斜視図であり、図3は、ラインヘッド29のA−A線(図1の階段状の二点鎖線)における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド29の長手方向LGDから見た場合に相当する。図1では、開口AP1、AP2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子Eと開口AP1、AP2とが光軸方向Doaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。なお、図1では省略しているが、各開口AP2には1つの結像光学系LS1、LS2が対向している。また、ラインヘッド29は、2枚のレンズアレイLA1、LA2を備えているが、図2では、レンズアレイLA2の記載は省略されている。
【0020】
このラインヘッド29は、長手方向LGDに長尺で幅方向LTDに短尺な全体構成を備える。そこで、図1〜図3および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド29の長手方向LGDおよび幅方向LTDを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Doaについても、図1〜図3および以下の図面で適宜示すものとする。なお、これらの方向LGD、LTD、Doaは互いに直交もしくは略直交している。また、以下では必要に応じて、光軸方向Doaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Doaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。
【0021】
また、後述するとおり、同ラインヘッド29を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド29は、主走査方向MDに直交もしくは略直交する副走査方向SDに移動する被露光面ES(感光体ドラム表面)に対して露光を行なうものである。しかも、被露光面ESの主走査方向MDはラインヘッド29の長手方向LGDに平行もしくは略平行であり、被露光面ESの副走査方向SDはラインヘッド29の幅方向LTDに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向LGD・幅方向LTDと一緒に、主走査方向MD・副走査方向SDも図示することとする。
【0022】
ラインヘッド29が備えるヘッド基板293は、所定の配線パタンーン(配線層)が形成されたガラスエポキシ基板であり、長手方向LGDに長尺な平板形状を有する。このヘッド基板293の表面293−hでは、複数のLEDチップCPa、CPbが長手方向LGDに2行千鳥で並べられて(図1、図2)、ヘッド基板293の表面293−hに接合されている(図2、図3)。換言すれば、複数のLEDチップCPaを長手方向LGDに直線的に並べたものと、複数のLEDチップCPbを長手方向LGDに直線的に並べたものとが、幅方向LTDの異なる位置に配置されて、ヘッド基板293の表面293−hに接合されている。
【0023】
LEDチップCPa、CPbそれぞれは、光軸方向Doaからの平面視において、長手方向LGDに長尺な略長方形状を有しており、発光素子EとしてのLED素子が形成された半導体ウェハーをダイシングしたもの(ダイ)である。具体的には、LEDチップCPa、CPbのそれぞれでは、複数の発光素子Eが長手方向LGDに発光素子ピッチPeで直線的に並んでいる。これら発光素子Eは、駆動信号(駆動電圧)の印加を受けて互いに同一の発光スペクトルの光ビームを射出する。このように、比較的長寿命であるLEDを発光素子Eとして用いることで、長い期間にわたって安定した露光動作の実現を図ることが可能となる。
【0024】
こうして、ヘッド基板表面293−hには、複数の発光素子Eを長手方向LGDに直線的に並べたものが、幅方向LTDに2行並ぶ。そして、このヘッド基板表面293−hには、遮光部材297が光軸方向Doaから隙間を空けて対向している。遮光部材297は、厚み2.31[mm]の第1遮光板BR1と、厚み0.1[mm]の第2遮光板BR2とを光軸方向Doaに積層した構造を備えており、不図示の支持部材によってヘッド基板293に対して支持されている。
【0025】
図4は、光軸方向から第1実施形態の第2遮光板を見た平面図であり、図5は、光軸方向から第1実施形態の第1遮光板を見た平面図である。図1〜図3に図4および図5を加えて、遮光部材297の詳細について説明を続ける。第1遮光板BR1は、長手方向LGDに伸びるフレームFRと、このフレームFRから幅方向LGDに突出する仕切壁AWとを備える。詳しくは、幅2.09[mm]を有するフレームFRの幅方向LTDの両側それぞれにおいて、複数の仕切壁AWが距離Pg(図1)の間隔を空けて長手方向LGDに並んでいる。さらに、第1遮光板BR1は、各仕切壁AWの間の空間を幅方向LTD外側から閉塞する、幅0.4[mm]の側壁SWを備える。こうして、第1遮光板BR1では、フレームFR、2枚の仕切壁AW、AWおよび側壁SWで囲まれた第1開口AP1が形成されて、複数の第1開口AP1が長手方向LGDに2行千鳥で並ぶ。各第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする長さ3.51[mm]の長方形状を有するとともに、各角にはアールが設けられている。なお、上記構成を備える第1遮光板BR1は、幅10[mm]を有する。
【0026】
第2遮光板BR2は、複数の第2開口AP2を、長手方向LGDに2行千鳥で並べた構成を備える。この第2開口AP2は、第1遮光板BR1の各第1開口AP1に臨むように形成されたものであり、当該第1開口APを介してヘッド基板表面293−hのLEDチップCPa、CPbに開口する。第2開口AP2は直径1.25[mm]を有する円形状である。2行千鳥で並ぶ複数の第2開口AP2の各行間の幅方向LTDへの距離は3.54[mm]であるとともに、幅方向LTDへの当該各行から第2遮光板BR2端部までの距離は3.18[mm]である。かかる構成を備える第2遮光板BR2は、幅10[mm]を有する。
【0027】
以上が、遮光部材297の詳細構成である。そして、この遮光部材297には、長手方向LGDに2行千鳥で並ぶ複数の結像光学系LS1、LS2が対向している。この結像光学系は、第2遮光板BR2の各第2開口AP2に臨むように形成された2枚のレンズLS1、LS2から構成されたものであり、第2開口AP1および第1開口AP2を介してLEDチップCPa、CPbに対向する。続いて、結像光学系を構成するレンズLS1、LS2について詳述する。
【0028】
このラインヘッド29では、複数のレンズLS1を2行千鳥で並べたレンズアレイLA1と、複数のレンズLS2を2行千鳥で並べたレンズアレイLA2とが設けられている。つまり、レンズアレイLA1(LA2)では、長手方向LGDへ距離Pg(=2×Dg)毎にレンズLS1(LS2)を配置して、長手方向LGDに直線的に並ぶ複数のレンズLS1(LS2)から1行のレンズ行が構成され、さらに2行のレンズ行が幅方向LTDに距離Dtを空けて配置されるとともに長手方向LGDに距離Dg(=Pg/2)だけ互いにシフトされている。
【0029】
ここで、長手方向LGDへのレンズ間距離Pgは、レンズ行において長手方向LGDに隣り合う2つのレンズの光軸間の長手方向LGDへの距離であり、距離Dgは距離Pgの2分の1の長さである。また、幅方向LTDへのレンズ行間距離Dtは、一のレンズ行を構成する複数のレンズの光軸を通って長手方向LGDに伸びる仮想直線と、他のレンズ行を構成する複数のレンズの光軸を通って長手方向LGDに伸びる仮想直線との間の幅方向LTDへの距離である。
【0030】
なお、光軸は次のように定義される。結像光学系は多くの場合、主走査方向MD(長手方向LGD)に垂直な対称面に関して面対称(鏡映対称)であり、かつ、副走査方向SD(幅方向LTD)に垂直な対称面に関して面対称(鏡映対称)である。このように、結像光学系は、主走査方向MDに垂直な第1対称面、および当該主走査方向MDと直交する副走査方向SDに垂直な第2対称面を有し、第1対称面と第2対称面の交線が定まる。結像光学系が回転対称である場合には、前述の第1対称面と第2対称面の交線は光軸と一致する。結像光学系が回転対称でない場合、厳密には結像光学系の光軸が定義されない場合があるが、そのような場合には、前述の交線を光軸として取り扱えばよい。
【0031】
ちなみに、レンズアレイLA1(LA2)は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズLS1(LS2)を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向LGDに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズLS1(LS2)を2行千鳥で形成して1つの短尺なレンズアレイLA1(LA2)を作製し、この短尺レンズアレイLA1(LA2)を長手方向LGDに複数並べることで、長手方向LGDに長尺なレンズアレイを構成している。
【0032】
より具体的には、ヘッド基板表面293−hの幅方向LTDの両端部それぞれには、複数のスペーサーSP1が長手方向LGDに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向LTDへスペーサーSP1、SP1に架設された状態で、複数のレンズアレイLA1が長手方向LGDに並べられて、1つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイLA1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向LTDの両端部それぞれには、複数のスペーサーSP2が長手方向LGDに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向LTDへスペーサーSP2、SP2に架設された状態で、複数のレンズアレイLA2が長手方向LGDに並べられて、1つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイLA2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスSSが接着されており、複数のレンズアレイLA2は各スペーサーSP2のみならず、当該スペーサーSP2の反対側から支持ガラスSSによっても支持されている。また、この支持ガラスSSは、各レンズアレイLA2が外部に露出しないように、当該レンズアレイLA2を覆う機能も併せ持つ。
【0033】
こうして、レンズアレイLA1、LA2の2枚のレンズLS1、LS2により結像光学系が構成される。この際、結像光学系LS1、LS2の光軸が、遮光部材297の第2開口AP2の中心(光軸方向Doaからの平面視における幾何重心)を通過するように、レンズアレイLA1、LA2は位置決めされている。こうして、結像光学系LS1、LS2は、遮光部材297の第1・第2開口AP1、AP2を介して発光素子Eに対向する。よって、発光素子Eが射出した光のうち、第1・第2開口AP1、AP2を通過した光が、結像光学系LS1、LS2により結像される。ちなみに、結像光学系LS1、LS2は、結像倍率の絶対値が1未満であって倒立像を形成する(結像倍率が負の)縮小反転光学系である。
【0034】
ところで、各発光素子Eを発光させるにあたっては、発光素子Eに駆動信号を与える必要がある。そこで、この実施形態は、次のような構成を備えている。つまり、図3に示すように、ヘッド基板293−hの表面において、LEDチップCPa、CPbの幅方向LTD両側には、ドライバーIC295が配置されている。ドライバーIC295の入力端子は、配線WRによってヘッド基板293の配線パターンと接続される。一方、ドライバーIC295の出力端子は、ボンディングワイヤーBWによってLEDチップCPa、CPbと接続される。そして、ドライバーIC295は、ヘッド基板293から配線WRを介して受け取ったビデオデータVD(制御信号)に基づいて駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号をボンディングワイヤーBWを介してLEDチップCPa、CPbの発光素子Eに供給する。
【0035】
また、図1に示すように、このボンディングワイヤーBWは、全ての発光素子Eに接続されるのではなく、選択された一部の発光素子Eに対してのみ接続される。具体的には、第1開口AP1に対向する10個の発光素子Eに対して、幅方向LTDの一方側からボンディングワイヤーBWが接続される。そのため、ヘッド基板表面293−hでは、ワイヤーボンディングがなされた10個の発光素子Eからなる発光素子グループEGが、長手方向LGDに2行千鳥で並ぶこととなる。そして、ワイヤーボンディングがなされた発光素子Eのみが駆動信号の供給を受けて発光し、それ以外の発光素子Eは発光しない。
【0036】
このように、ヘッド基板表面293−hには、LEDチップCPa、CPb以外にも、これらに接続されるボンディングワイヤーBWが配置されている。そして、本実施形態では、発光素子E、これに接続されるボンディングワイヤーBW、およびこれらに対向する第1開口AP1が、次に詳述するような位置関係を満たす。
【0037】
ラインヘッド29では、発光素子グループEGからこれに対向するレンズLS1までの空間を、長手方向LGDに仕切るようにして仕切壁AWが設けられて、第1開口AP1が形成されている。換言すれば、長手方向LGDに隣り合う空間は仕切壁AWにより仕切られて、第1開口AP1が形成されている。
【0038】
この第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする略長方形状であるとともに、光軸方向Doaからの平面視において、LEDチップCPa、CPb(の発光素子E)に対して、所定の位置関係を満たすように配置されている。これについて、図6を用いて具体的に説明する。ここで、図6は、LEDチップ、ボンディングワイヤーおよび第1開口の位置関係を示す平面図である。特に、図6では、第1開口AP1のうち、ヘッド基板293側の端部の周縁部が一点鎖線で示されている。
【0039】
図6では、同図上下方向が幅方向LTDに対応するとともに、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置された側(同図では下側)が一方側と示され、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置されていない側(同図では上側)が他方側と示されている。同図では、第1開口AP1に対向する一列の発光素子Eの幾何重心を略通過する仮想直線VLが破線で示されている。ちなみに、この仮想直線VLは、これら一列の発光素子Eに対向するレンズLS1の子午平面に一致するように、各発光素子EとレンズLS1とは位置決めされている。
【0040】
また、同図に示すように、以下の距離L1、L2、
距離L1:第1開口AP1の幅方向LTDの他方側のエッジAP1(-)(のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離、
距離L2:第1開口AP1の幅方向LTDの一方側のエッジAP1(+) (のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離、
が関係式、L2>L1を満たすように、第1開口AP1とLEDチップCPaとは互いに位置決めされている。図3に示されているように、この実施形態では、距離L1=0.73[mm]、距離L2=2.67[mm](>L1)である。要するに、第1開口AP1は、LEDチップCPaから、当該LEDチップCPaに接続されたボンディングワイヤーBWの側にシフトして配置されている。
【0041】
第1開口AP1のシフト側(一方側)から発光チップCPaに接続されたボンディングワイヤーBWは山なりに湾曲しており、その頂上の一部分は第1開口AP1の内部に入り込んでいる(図3)。また、開口AP1の上方では、第2遮光板BR2の底面に相当する対向面FSが、ボンディングワイヤーBW(の頂上部)に対向している。そして、ワイヤーボンディングが成された各発光素子Eは、ボンディングワイヤーBWから駆動信号の供給を受けて光を射出するとともに、当該光は、仕切壁AWで仕切られた第1開口AP1を通過した後に、第2開口AP2で絞られてレンズLS1に入射する。なお、ここで説明した、LEDチップCPaとこれに対向する第1開口AP1との関係は、LEDチップCPbとこれに対向する第1開口AP1についても同様に成立する(図1、図3)。
【0042】
なお、図1に示したとおり、LEDチップCPa、CPbには複数の発光素子Eが直線的に並んでいる。そのため、LEDチップCPa、CPbのうち、仕切壁AWが対向する範囲にも発光素子Eが配置されている。ただし、これらの発光素子Eは、光軸方向Doa(結像光学系LS1、LS2からヘッド基板293を見込む方向)に遮光部材297により遮蔽されており、発光させたとしても、その光は結像光学系LS1、LS2に入射せずスポット形成に寄与しない。そこで、これらの発光素子Eに駆動信号を与えるためのボンディングワイヤーBWは、LEDチップCPa、CPbに接続されておらず、これらの発光素子Eは発光しない。
【0043】
以上のように本実施形態では、ヘッド基板293と結像光学系LS1、LS2の間に配設されて、発光素子Eに対向する開口AP1を有する遮光部材297を設け、発光素子Eが発光した光は開口AP1を通過して結像光学系LS1、LS2に入射するように構成することで、クロストークの発生を抑制している。
【0044】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーBWが、幅方向LTDの一方側(他方側)から発光チップCPa(CPb)に接続されることに対応して、第1開口AP1は、上記関係式、L2>L1を満たすように構成されている。換言すれば、第1開口AP1は、LEDチップCPa(CPb)からこれに接続されるボンディングワイヤーBWの方向に広い形状を有している。したがって、遮光部材297をLEDチップCPa、CPbに近接させても、ボンディングワイヤーBWは、遮光部材297に接触せずに、第1開口AP1の内部に入り込むことができる。よって、遮光部材297をLEDチップCPa、CPbに近接させつつ、ボンディングワイヤーBWと遮光部材297との接触を抑制することができ、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制可能となっている。
【0045】
また、上述のように、駆動信号を生成するドライバーIC295がヘッド基板293に配置され、ドライバーIC295にボンディングワイヤーBWが接続されるラインヘッド29に対しては、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、このような構成では、LEDチップCPa、CPbからドライバーIC295にボンディングワイヤーBWが架け渡されることとなるため、ボンディングワイヤーBWはヘッド基板293から比較的離れた位置を通ることとなり、ボンディングワイヤーBWと遮光部材297との接触が起きやすい。そこで、本願発明を適用することで、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制することが好適となる。
【0046】
第2実施形態
図7および図8は、本発明を適用可能なラインヘッドの第2実施形態を示す図である。特に、図7は、ラインヘッド29の部分斜視図であり、図8は、ラインヘッド29のA−A線における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド29の長手方向LGDから見た場合に相当する。また、図9は、光軸方向から第2実施形態の第2遮光板を見た平面図であり、図10は、光軸方向から第2実施形態の第1遮光板を見た平面図である。第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、遮光部材297の構成である。したがって、第2実施形態では、主としてこの差異点について説明し、その他の点については説明を省略する。
【0047】
第1遮光板BR1は、長手方向LGDに伸びるフレームFRと、このフレームFRから幅方向LGDに突出する仕切壁AWとを備える。詳しくは、幅2.09[mm]を有するフレームFRの幅方向LTDの両側それぞれにおいて、複数の仕切壁AWが距離Pgの間隔を空けて長手方向LGDに並んでいる。ただし、第2実施形態では、第1実施形態のような側壁SWは設けられていない。よって、第1開口AP1は、フレームFRと反対側が切欠られて、開放されている。こうして、第1遮光板BR1では、幅方向LTDの外側へ向けて開放された第1開口AP1が形成されて、複数の第1開口AP1が長手方向LGDに2行千鳥で並ぶ。各第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする長方形状を有するとともに、各角にはアール(0.4[mm])が設けられている。なお、上記構成を備える第1遮光板BR1は、幅7.5[mm]を有する。
【0048】
第2遮光板BR2は、複数の第2開口AP2を、長手方向LGDに2行千鳥で並べた構成を備える。この第2開口AP2は、第1遮光板BR1の各第1開口AP1に臨むように形成されたものであり、当該第1開口APを介してヘッド基板表面293−hのLEDチップCPa、CPbに開口する。第2開口AP2は直径1.25[mm]を有する円形状である。2行千鳥で並ぶ複数の第2開口AP2の各行間の幅方向LTDへの距離は3.54[mm]である。かかる構成を備える第2遮光板BR2は、幅7.5[mm]を有する。
【0049】
そして、第2実施形態においても、ボンディングワイヤーBWは、全ての発光素子Eに接続されるのではなく、選択された一部の発光素子Eに対してのみ接続される。具体的には、第1開口AP1に対向する10個の発光素子Eに対して、幅方向LTDの一方側からボンディングワイヤーBWが接続される。そして、第2実施形態では、発光素子E、これに接続されるボンディングワイヤーBW、およびこれらに対向する第1開口AP1が、次に詳述するような位置関係を満たす。
【0050】
ラインヘッド29では、発光素子グループEGからこれに対向するレンズLS1までの空間を、長手方向LGDに仕切るようにして仕切壁AWが設けられて、第1開口AP1が形成されている。換言すれば、長手方向LGDに隣り合う空間は仕切壁AWにより仕切られて、第1開口AP1が形成されている。
【0051】
この第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする略長方形状であるとともに、光軸方向Doaからの平面視において、LEDチップCPa、CPb(の発光素子E)に対して、所定の位置関係を満たすように配置されている。これについて、図11を用いて具体的に説明する。ここで、図11は、LEDチップ、ボンディングワイヤーおよび第1開口の位置関係を示す平面図である。特に、図11では、第1開口AP1のうち、ヘッド基板293側の端部の周縁部が一点鎖線で示されている。
【0052】
図11では、同図上下方向が幅方向LTDに対応するとともに、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置された側(同図では下側)が一方側と示され、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置されていない側(同図では上側)が他方側と示されている。同図では、第1開口AP1に対向する一列の発光素子Eの幾何重心を略通過する仮想直線VLが破線で示されている。ちなみに、この仮想直線VLは、これら一列の発光素子Eに対向するレンズLS1の子午平面に一致するように、各発光素子EとレンズLS1とは位置決めされている。
【0053】
そして、上でも述べたとおり、第1開口AP1の幅方向LTDの一方側は切欠られて、一方側に開放されている。一方、第1開口AP1の切欠側(一方側)から発光チップCPaに接続されたボンディングワイヤーBWは山なりに湾曲しており、その頂上の一部分は第1開口AP1の内部に入り込んでいる(図3)。また、ボンディングワイヤーBWの端部(一方側端部)は、第1開口AP1の切欠部から突出している。そして、ワイヤーボンディングが成された各発光素子Eは、ボンディングワイヤーBWから駆動信号の供給を受けて光を射出するとともに、当該光は、仕切壁AWで仕切られた第1開口AP1を通過した後に、第2開口AP2で絞られてレンズLS1に入射する。なお、ここで説明した、LEDチップCPaとこれに対向する第1開口AP1との関係は、LEDチップCPbとこれに対向する第1開口AP1についても同様に成立する(図7、図8)。
【0054】
なお、図1に示したとおり、LEDチップCPa、CPbには複数の発光素子Eが直線的に並んでいる。そのため、LEDチップCPa、CPbのうち、仕切壁AWが対向する範囲にも発光素子Eが配置されている。しかしながら、これらの発光素子Eに駆動信号を与えるためのボンディングワイヤーBWは、LEDチップCPa、CPbに接続されていない。
【0055】
以上のように本実施形態では、ヘッド基板293と結像光学系LS1、LS2の間に配設されて、発光素子Eに対向する開口AP1を有する遮光部材297を設け、発光素子Eが発光した光は開口AP1を通過して結像光学系LS1、LS2に入射するように構成することで、クロストークの発生を抑制している。
【0056】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーBWが、幅方向LTDの一方側(他方側)から発光チップCPa(CPb)に接続されることに対応して、第1開口AP1は次のように構成されている。すなわち、第1開口AP1の幅方向の一方側(他方側)は切欠られて、一方側(他方側)に開放されている。したがって、遮光部材297をLEDチップCPa(CPb)に近接させても、ボンディングワイヤーBWは、第1開口AP1の周縁に接触せず、第1開口AP1の切欠部から突出するだけである。よって、遮光部材297をLEDチップに近接させつつ、ボンディングワイヤーBWと遮光部材297との接触を抑制することができ、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制可能となっている。
【0057】
第3実施形態
図12は上述したラインヘッドを適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図13は図12の装置の電気的構成を示すブロック図である。第3実施形態では、上述したラインヘッド29を備えた画像形成装置の一例について、これらの図を用いて説明する。この画像形成装置1は、互いに異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーション2Y(イエロー用)、2M(マゼンタ用)、2C(シアン用)および2K(ブラック用)を備えている。そして、画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。
【0058】
この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリーなどを有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCはエンジンコントローラーECに制御信号を与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。このとき、メインコントローラーMCは、ヘッドコントローラーHCから水平リクエスト信号HREQを受け取る毎に、主走査方向MDに1ライン分のビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。また、ヘッドコントローラーHCは、メインコントローラーMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラーECからの垂直同期信号Vsyncおよびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション2Y、2M、2C、2Kそれぞれのラインヘッド29を制御する。これによって、エンジン部ENGが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート状の記録媒体RMに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【0059】
各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図12では、図を見やすくするために、画像形成ステーション2Cを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図12に付した符号を参照して画像形成ステーション2Cの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【0060】
画像形成ステーション2Cには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム21が設けられている。感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向MD(図12の紙面に対して垂直な方向)に平行もしくは略平行となるように配置されており、図12中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム21の表面が、主走査方向MDに直交もしくは略直交する副走査方向SDに移動することとなる。
【0061】
感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器22と、感光体ドラム21表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド29と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器24と、第1スクイーズ部25と、第2スクイーズ部26と、転写後の感光体ドラム21の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム21の回転方向D21(図12では、時計回り)に沿って配設されている。
【0062】
この実施形態では、帯電器22は2つのコロナ帯電器221、222で構成されており、感光体ドラム21の回転方向D21においてコロナ帯電器221がコロナ帯電器222に対して上流側に配置されており、2つのコロナ帯電器221、222により2段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器221、222は同一構成であり、感光体ドラム21の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【0063】
そして、コロナ帯電器221、222により帯電された感光体ドラム21表面に対して、ラインヘッド29がビデオデータVDに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーHCがラインヘッド29にビデオデータVDを送信すると、このビデオデータVDに応じた駆動信号がボンディングワイヤーBWを介して各発光素子Eに供給され、各発光素子Eが発光する。これにより、感光体ドラム21表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド29の具体的構成は、既に述べたとおりである。
【0064】
こうして形成された静電潜像に対して現像器24からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置1の現像器24は、現像ローラー241を有している。この現像ローラー241は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、NBR、PFAチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー241は現像用モーターに接続され、図12紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム21に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー241は図示を省略する現像バイアス発生部(定電圧電源)と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【0065】
また、この現像ローラー241に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー241へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー241に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー241と同様に、金属の芯金にウレタン、NBRなどのゴム層を巻き付けたものや、PFAチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。
【0066】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar(商標:エクソン)を液体キャリアとした低濃度(1〜2wt%)かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約20%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤が用いられる。
【0067】
上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー241はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム21の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー241の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー241の回転方向は、その表面が感光体ドラム21の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。
【0068】
また、現像器24では、この現像ローラー241の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー圧縮コロナ発生器242が現像ローラー241に対向して配置されている。このトナー圧縮コロナ発生器242は現像ローラー241の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部(図示省略)と電気的に接続されている。そして、トナー圧縮コロナ発生器242に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー241によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー圧縮コロナ発生器242と近接する位置で電界が印加され、帯電、圧縮が施される。なお、このトナー帯電、圧縮には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるコンパクションローラーを用いてもよい。
【0069】
また、このように構成された現像器24は感光体ドラム21上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム21から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器24が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション2Cでは、感光体ドラム21への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【0070】
感光体ドラム21の回転方向D21において現像位置の下流側に、第1スクイーズ部25が配置されるとともに、さらに第1スクイーズ部25の下流側に第2スクイーズ部26が配置されている。これらのスクイーズ部25、26にはスクイーズローラー251、261がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー251が第1スクイーズ位置で感光体ドラム21の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム21の回転方向D21において第1スクイーズ位置の下流側の第2スクイーズ位置でスクイーズローラー261が感光体ドラム21の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー251、261に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部(定電圧電源)が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では2つのスクイーズ部25、26を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば1個のスクイーズ部を配置してもよい。
【0071】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部3の中間転写体31に1次転写される。この中間転写体31は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー32、33、34、35および36に掛け渡されている。これらのうちローラー32はメインモーターに連結されて、中間転写体31を図12の矢印方向D31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙RMとの密着性を高めて記録紙RMへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体31の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。
【0072】
ここで、中間転写体31を掛け渡されたローラー32ないし36のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー32のみであり、他のローラー33ないし36は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー32は、ベルト移動方向D31において一次転写位置TR1の下流側、かつ後述する二次転写位置TR2の上流側で中間転写体31を巻き掛けている。
【0073】
転写部3は一次転写バックアップローラー37を有しており、一次転写バックアップローラー37は中間転写体31を挟んで感光体ドラム21と対向して配設されている。感光体ドラム21と中間転写体31とが当接する一次転写位置TR1では、感光体ドラム21の外周面が中間転写体31と当接して一次転写ニップ部NP1cを形成している。そして、感光体ドラム21上のトナー像が中間転写体31の外周面(一次転写位置TR1において下面)に転写される。こうして画像形成ステーション2Cにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体31に転写される。同様に、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体31上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション2Kのみにおいて、中間転写体31へのトナー像転写が行われる。
【0074】
こうして中間転写体31に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー32への巻き掛け位置を経由して二次転写位置TR2に搬送される。この二次転写位置TR2では、中間転写体31を巻き掛けられたローラー34に対して二次転写部4の二次転写ローラー42が中間転写体31を挟んで対向配置されており、中間転写体31表面と転写ローラー42表面とが互いに当接して二次転写ニップ部NP2を形成している。すなわち、ローラー34は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー34の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部345によって弾性的に、かつ中間転写体31に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【0075】
二次転写位置TR2においては、中間転写体31上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー51から搬送経路PTに沿って搬送される記録媒体RMに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体RMは、二次転写ローラー42から搬送経路PT上に設けられた定着ユニット7へ送出される。定着ユニット7では、記録媒体RMに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体RMへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体RMに所望の画像を形成することができる。
【0076】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム21が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像器24が本発明の「現像部」に相当する。また、長手方向LGDあるいは主走査方向MDが本発明の「第1の方向」に相当し、幅方向LTDあるいは副走査方向SDが本発明の「第2の方向」に相当する。また、LEDチップCPa、CPbが本発明の「発光チップ」に相当し、レンズアレイLA1、LA2あるいはこれらで構成される光学ユニットが本発明の「光学部材」に相当し、仕切壁AWが本発明の「仕切部」に相当し、対向面「FS」が本発明の「対向部」に相当している。
【0077】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、遮光部材297の構成は上述のものに限られず、具体的には、特開2008−307885号公報に記載されている複数の遮光板を光軸方向Doaに並べた構成を採用しても良い。
【0078】
また、上記実施形態では、遮光部材の第2開口AP2を円形状で構成していたが、第2開口AP2の形状はこれに限られない。そこで、例えば、楕円柱形状で第2開口AP2を構成しても良い。また、上記実施形態では、遮光部材の第1開口AP1の形状も、次に示すように必要に応じて、楕円形等に変更可能である。
【0079】
図14は、別の実施形態にかかる第1開口とボンディングワイヤー等との位置関係を示す平面図である。この別の実施形態と上記実施形態との差異は、第1開口AP1の形状であるので、ここでは、主として差異点について説明し、共通部分については相等符合を付して説明を省略する。
【0080】
図14に示すように、開口AP1は幅方向LTDを長軸方向とする楕円形状を有している。そして、この別の実施形態においても、距離L1、L2は、
距離L1:第1開口AP1の幅方向LTDの他方側のエッジAP1(-)のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置P(-)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離
距離L2:第1開口AP1の幅方向LTDの一方側のエッジAP1(+)のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置P(+)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離
と定義でき、さらに、L2>L1の関係が充足されている。よって、上記実施形態と同様に、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制可能となっている。
【0081】
また、上述のLED素子以外に有機EL(Electro-Luminescence)等の光源を、発光素子Eとして用いることもできる。
【0082】
また、上記実施形態では、複数のレンズLS1(LS2)は、長手方向LGDに2行千鳥で並んでいたが、レンズの配列態様はこれに限られない。そこで、例えば、特願2006−213299号公報に記載のように、レンズを3行千鳥で並べることもできる。
【0083】
また、上記実施形態では、LEDチップCPa、CPbにおいて、発光素子Eが直線状に並んでいたいが、これらは千鳥状に並んでいても良い。
【0084】
ちなみに、複数の発光素子Eを千鳥状に配置した構成に、上記第1実施形態の構成を摘要する場合には、複数の発光素子Eから選択した一の発光素子Eについて、上記関係式L2>L1を満たすように構成すれば良い。なぜなら、第1開口AP1の大きさに比べて、千鳥配置された各発光素子Eの位置の差は僅少であるため、一の発光素子Eについて上記関係式L2>L1を満たすように構成しておけば、上記第1実施形態の効果は十分奏されると考えられるからである。もちろん、ラインヘッド29の製造段階等において、千鳥配置された各発光素子Eについて、上記関係式L2>L1が満たされることを確認しても良い。
【0085】
また、上記実施形態では、駆動信号として電圧信号を発光素子Eに印加していたが、電流信号を発光素子Eに印加して、発光素子Eを発光させるように構成しても良い。
【符号の説明】
【0086】
1…画像形成装置、 21…感光体ドラム、 29…ラインヘッド、 293…ヘッド基板、 293-h…ヘッド基板表面、 295…ドライバーIC、 CPa,CPb…LEDチップ、 BW…ボンディングワイヤー、 297…遮光部材、 AW…仕切壁、 FS…対向面、 LA1…レンズアレイ、 LA2…レンズアレイ、 LS1…レンズ、 LS2…レンズ、 LGD…長手方向、 LTD…幅方向、 Doa…光軸方向、 OA…光軸
【技術分野】
【0001】
この発明は、発光チップからの光を結像光学系により結像する露光ヘッドを用いた露光技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1では、主走査方向に並ぶ複数のLED(Light Emitting Diode)素子が形成されたLEDチップを用いて、露光ヘッドを構成することが提案されている。具体的には、この露光ヘッドでは、平板状のガラス基板にLEDチップが並べられており、各LEDチップに対して複数の結像光学系(マイクロレンズ)が対向している(特許文献1の図14等)。LEDチップに形成された各発光素子(LED素子)は、対向する結像光学系に向けて光を射出し、こうして、結像光学系により結像された光によって、被露光面が露光される。
【0003】
ちなみに、複数の結像光学系が主走査方向に並ぶ構成では、発光素子からの光が、当該発光素子に対向する結像光学系以外に、これに隣接する結像光学系に入射するといったクロストークが発生する場合がある。そこで、特許文献1では、クロストークの発生を抑制するために、LEDチップと結像光学系との間に遮光部材が設けられている。この遮光部材では、発光素子から当該発光素子に対向する結像光学系に向けて開口する導光孔が、結像光学系毎に設けられている。つまり、発光素子から結像光学系に向かう空間が、結像光学系毎に導光孔の内壁で仕切られており、これによって、クロストークの発生が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−000827号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上述のように、LEDチップ等の発光チップを基板に配設した露光ヘッドでは、ボンディングワイヤーを発光チップに接続し、このボンディングワイヤーを介して発光素子に駆動信号を与えるように構成することができる。しかしながら、発光チップと結像光学系との間に遮光部材を配設した露光ヘッドでは、次のような課題があった。つまり、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させるためには、遮光部材と発光チップとをできるだけ近接させることが好適となる。しかしながら、遮光部材を発光チップに近接させると、遮光部材とボンディングワイヤーが接触してしまい、ボンディングワイヤーが損傷してしまうおそれがあった。
【0006】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光チップと結像光学系との間に遮光部材を配設した露光ヘッドにおいて、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明の第1態様にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、を備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴としている。
【0008】
この発明の第1態様にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、潜像担持体と、潜像担持体を露光する露光ヘッドと、露光ヘッドが潜像担持体に形成した潜像を現像する現像部と、を備え、露光ヘッドは、駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、を備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴としている。
【0009】
このように構成された発明(露光ヘッド、画像形成装置)では、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材を設け、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射するように構成することで、上述のクロストークの発生を抑制している。
【0010】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーが、第2の方向の一方側から発光チップに接続されることに対応して、開口は次のように構成されている。すなわち、開口の第2の方向の一方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L1と、開口の第2の方向の他方側のエッジのうち開口の幾何重心から第2の方向に最も遠い位置から第1の発光素子までの第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすように、開口が構成されている。換言すれば、開口は、発光チップからこれに接続されるボンディングワイヤーの方向(一方側)に広い形状を有している。したがって、遮光部材を発光チップに近接させても、ボンディングワイヤーは、遮光部材に接触せずに、開口の内部に入り込むことができる。よって、遮光部材を発光チップに近接させつつ、ボンディングワイヤーと遮光部材との接触を抑制することができ、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制可能となっている。
【0011】
また、この発明の第2態様にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から発光チップに接続されて、第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、を備え、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射し、開口の第2の方向の一方側は切欠られて、一方側に開放されていることを特徴としている。
【0012】
このように構成された発明では、基板と結像光学系の間に配設されて第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材を設け、第1の発光素子が発光した光は開口を通過して結像光学系に入射するように構成することで、上述のクロストークの発生を抑制している。
【0013】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーが、第2の方向の一方側から発光チップに接続されることに対応して、開口は次のように構成されている。すなわち、開口の第2の方向の一方側は切欠られて、一方側に開放されている。したがって、遮光部材を発光チップに近接させても、ボンディングワイヤーが開口の周縁に接触するといった状況の発生が抑制される。よって、遮光部材を発光チップに近接させつつ、ボンディングワイヤーと遮光部材との接触を抑制することができ、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制可能となっている。
【0014】
また、第2の発光素子は結像光学系から基板を見込む方向に遮光部材に遮蔽されるものであってもよい。この際、第2の発光素子に駆動信号を供給するボンディングワイヤーは、発光チップに接続されないように構成すれば良い。
【0015】
また、駆動信号を生成するドライバーICが基板に配設され、ドライバーICにボンディングワイヤーが接続される露光ヘッドに対しては、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、このような構成では、発光チップからドライバーICにボンディングワイヤーが架け渡されることとなるため、ボンディングワイヤーは基板から比較的離れた位置を通ることとなり、ボンディングワイヤーと遮光部材との接触が起きやすい。そこで、本願発明を適用することで、遮光部材のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材との接触に起因したボンディングワイヤーの損傷を抑制することが好適となる。
【0016】
さらに、基板はガラスエポキシ基板であり、ガラスエポキシ基板は第1の発光素子の発光を制御する制御信号をドライバーICに供給し、ドライバーICは制御信号に基づいて前記駆動信号を生成するように構成しても良い。この際、ガラスエポキシ基板とドライバーICとを接続する配線を供え、当該配線を介して制御信号はドライバーICに供給されるように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す平面図。
【図2】本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す部分斜視図。
【図3】本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す部分階段断面図。
【図4】光軸方向から第2遮光板を見た平面図。
【図5】光軸方向から第1遮光板を見た平面図。
【図6】ヘッド基板表面と遮光部材との配置関係を示す部分断面図。
【図7】本発明を適用可能なラインヘッドの第2実施形態を示す部分斜視図。
【図8】本発明を適用可能なラインヘッドの第2実施形態を示す部分階段断面図。
【図9】光軸方向から第2実施形態の第2遮光板を見た平面図。
【図10】光軸方向から第2実施形態の第1遮光板を見た平面図。
【図11】LEDチップ、ボンディングワイヤー、第1開口の位置関係を示す平面図。
【図12】ラインヘッドを適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図13】図12の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図14】別の実施形態での第1開口とボンディングワイヤー等の関係を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
第1実施形態
後に詳述するように、本実施形態のラインヘッド29は、発光素子Eが射出した光を結像光学系LS1、LS2により結像するものである。また、発光素子Eと結像光学系LS1、LS2との間には、開口AP1、AP2を備えた遮光部材297が配置されており、発光素子Eが射出した光は、これら開口AP1、AP2を通過した後に結像光学系LS1、LS2に入射する。これらを踏まえて、本実施形態のラインヘッド29の詳細について説明する。
【0019】
図1、図2および図3は、本発明を適用可能なラインヘッドの第1実施形態を示す図である。特に、図1は、ラインヘッド29が備える発光素子Eおよび開口AP1、AP2との位置関係を、結像光学系の光軸方向Doaから見た平面図であり、図2は、ラインヘッド29の部分斜視図であり、図3は、ラインヘッド29のA−A線(図1の階段状の二点鎖線)における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド29の長手方向LGDから見た場合に相当する。図1では、開口AP1、AP2が一点鎖線で記載されているが、これは、発光素子Eと開口AP1、AP2とが光軸方向Doaにおいて異なる位置にあることを考慮したものである。なお、図1では省略しているが、各開口AP2には1つの結像光学系LS1、LS2が対向している。また、ラインヘッド29は、2枚のレンズアレイLA1、LA2を備えているが、図2では、レンズアレイLA2の記載は省略されている。
【0020】
このラインヘッド29は、長手方向LGDに長尺で幅方向LTDに短尺な全体構成を備える。そこで、図1〜図3および以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド29の長手方向LGDおよび幅方向LTDを示す。また、レンズが構成する結像光学系の光軸方向Doaについても、図1〜図3および以下の図面で適宜示すものとする。なお、これらの方向LGD、LTD、Doaは互いに直交もしくは略直交している。また、以下では必要に応じて、光軸方向Doaの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、光軸方向Doaの矢印と反対側を「裏」「下」あるいは「底」と表現する。
【0021】
また、後述するとおり、同ラインヘッド29を画像形成装置に適用するにあたっては、ラインヘッド29は、主走査方向MDに直交もしくは略直交する副走査方向SDに移動する被露光面ES(感光体ドラム表面)に対して露光を行なうものである。しかも、被露光面ESの主走査方向MDはラインヘッド29の長手方向LGDに平行もしくは略平行であり、被露光面ESの副走査方向SDはラインヘッド29の幅方向LTDに平行もしくは略平行である。そこで、必要に応じて、長手方向LGD・幅方向LTDと一緒に、主走査方向MD・副走査方向SDも図示することとする。
【0022】
ラインヘッド29が備えるヘッド基板293は、所定の配線パタンーン(配線層)が形成されたガラスエポキシ基板であり、長手方向LGDに長尺な平板形状を有する。このヘッド基板293の表面293−hでは、複数のLEDチップCPa、CPbが長手方向LGDに2行千鳥で並べられて(図1、図2)、ヘッド基板293の表面293−hに接合されている(図2、図3)。換言すれば、複数のLEDチップCPaを長手方向LGDに直線的に並べたものと、複数のLEDチップCPbを長手方向LGDに直線的に並べたものとが、幅方向LTDの異なる位置に配置されて、ヘッド基板293の表面293−hに接合されている。
【0023】
LEDチップCPa、CPbそれぞれは、光軸方向Doaからの平面視において、長手方向LGDに長尺な略長方形状を有しており、発光素子EとしてのLED素子が形成された半導体ウェハーをダイシングしたもの(ダイ)である。具体的には、LEDチップCPa、CPbのそれぞれでは、複数の発光素子Eが長手方向LGDに発光素子ピッチPeで直線的に並んでいる。これら発光素子Eは、駆動信号(駆動電圧)の印加を受けて互いに同一の発光スペクトルの光ビームを射出する。このように、比較的長寿命であるLEDを発光素子Eとして用いることで、長い期間にわたって安定した露光動作の実現を図ることが可能となる。
【0024】
こうして、ヘッド基板表面293−hには、複数の発光素子Eを長手方向LGDに直線的に並べたものが、幅方向LTDに2行並ぶ。そして、このヘッド基板表面293−hには、遮光部材297が光軸方向Doaから隙間を空けて対向している。遮光部材297は、厚み2.31[mm]の第1遮光板BR1と、厚み0.1[mm]の第2遮光板BR2とを光軸方向Doaに積層した構造を備えており、不図示の支持部材によってヘッド基板293に対して支持されている。
【0025】
図4は、光軸方向から第1実施形態の第2遮光板を見た平面図であり、図5は、光軸方向から第1実施形態の第1遮光板を見た平面図である。図1〜図3に図4および図5を加えて、遮光部材297の詳細について説明を続ける。第1遮光板BR1は、長手方向LGDに伸びるフレームFRと、このフレームFRから幅方向LGDに突出する仕切壁AWとを備える。詳しくは、幅2.09[mm]を有するフレームFRの幅方向LTDの両側それぞれにおいて、複数の仕切壁AWが距離Pg(図1)の間隔を空けて長手方向LGDに並んでいる。さらに、第1遮光板BR1は、各仕切壁AWの間の空間を幅方向LTD外側から閉塞する、幅0.4[mm]の側壁SWを備える。こうして、第1遮光板BR1では、フレームFR、2枚の仕切壁AW、AWおよび側壁SWで囲まれた第1開口AP1が形成されて、複数の第1開口AP1が長手方向LGDに2行千鳥で並ぶ。各第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする長さ3.51[mm]の長方形状を有するとともに、各角にはアールが設けられている。なお、上記構成を備える第1遮光板BR1は、幅10[mm]を有する。
【0026】
第2遮光板BR2は、複数の第2開口AP2を、長手方向LGDに2行千鳥で並べた構成を備える。この第2開口AP2は、第1遮光板BR1の各第1開口AP1に臨むように形成されたものであり、当該第1開口APを介してヘッド基板表面293−hのLEDチップCPa、CPbに開口する。第2開口AP2は直径1.25[mm]を有する円形状である。2行千鳥で並ぶ複数の第2開口AP2の各行間の幅方向LTDへの距離は3.54[mm]であるとともに、幅方向LTDへの当該各行から第2遮光板BR2端部までの距離は3.18[mm]である。かかる構成を備える第2遮光板BR2は、幅10[mm]を有する。
【0027】
以上が、遮光部材297の詳細構成である。そして、この遮光部材297には、長手方向LGDに2行千鳥で並ぶ複数の結像光学系LS1、LS2が対向している。この結像光学系は、第2遮光板BR2の各第2開口AP2に臨むように形成された2枚のレンズLS1、LS2から構成されたものであり、第2開口AP1および第1開口AP2を介してLEDチップCPa、CPbに対向する。続いて、結像光学系を構成するレンズLS1、LS2について詳述する。
【0028】
このラインヘッド29では、複数のレンズLS1を2行千鳥で並べたレンズアレイLA1と、複数のレンズLS2を2行千鳥で並べたレンズアレイLA2とが設けられている。つまり、レンズアレイLA1(LA2)では、長手方向LGDへ距離Pg(=2×Dg)毎にレンズLS1(LS2)を配置して、長手方向LGDに直線的に並ぶ複数のレンズLS1(LS2)から1行のレンズ行が構成され、さらに2行のレンズ行が幅方向LTDに距離Dtを空けて配置されるとともに長手方向LGDに距離Dg(=Pg/2)だけ互いにシフトされている。
【0029】
ここで、長手方向LGDへのレンズ間距離Pgは、レンズ行において長手方向LGDに隣り合う2つのレンズの光軸間の長手方向LGDへの距離であり、距離Dgは距離Pgの2分の1の長さである。また、幅方向LTDへのレンズ行間距離Dtは、一のレンズ行を構成する複数のレンズの光軸を通って長手方向LGDに伸びる仮想直線と、他のレンズ行を構成する複数のレンズの光軸を通って長手方向LGDに伸びる仮想直線との間の幅方向LTDへの距離である。
【0030】
なお、光軸は次のように定義される。結像光学系は多くの場合、主走査方向MD(長手方向LGD)に垂直な対称面に関して面対称(鏡映対称)であり、かつ、副走査方向SD(幅方向LTD)に垂直な対称面に関して面対称(鏡映対称)である。このように、結像光学系は、主走査方向MDに垂直な第1対称面、および当該主走査方向MDと直交する副走査方向SDに垂直な第2対称面を有し、第1対称面と第2対称面の交線が定まる。結像光学系が回転対称である場合には、前述の第1対称面と第2対称面の交線は光軸と一致する。結像光学系が回転対称でない場合、厳密には結像光学系の光軸が定義されない場合があるが、そのような場合には、前述の交線を光軸として取り扱えばよい。
【0031】
ちなみに、レンズアレイLA1(LA2)は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズLS1(LS2)を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向LGDに長尺なレンズアレイを一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズLS1(LS2)を2行千鳥で形成して1つの短尺なレンズアレイLA1(LA2)を作製し、この短尺レンズアレイLA1(LA2)を長手方向LGDに複数並べることで、長手方向LGDに長尺なレンズアレイを構成している。
【0032】
より具体的には、ヘッド基板表面293−hの幅方向LTDの両端部それぞれには、複数のスペーサーSP1が長手方向LGDに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向LTDへスペーサーSP1、SP1に架設された状態で、複数のレンズアレイLA1が長手方向LGDに並べられて、1つの長尺レンズアレイが構成されている。また、レンズアレイLA1からなる長尺レンズアレイ表面の幅方向LTDの両端部それぞれには、複数のスペーサーSP2が長手方向LGDに直線的に間隔を空けて並べられている。そして、幅方向LTDへスペーサーSP2、SP2に架設された状態で、複数のレンズアレイLA2が長手方向LGDに並べられて、1つの長尺レンズアレイが構成されている。さらに、レンズアレイLA2からなる長尺レンズアレイ表面には平板状の支持ガラスSSが接着されており、複数のレンズアレイLA2は各スペーサーSP2のみならず、当該スペーサーSP2の反対側から支持ガラスSSによっても支持されている。また、この支持ガラスSSは、各レンズアレイLA2が外部に露出しないように、当該レンズアレイLA2を覆う機能も併せ持つ。
【0033】
こうして、レンズアレイLA1、LA2の2枚のレンズLS1、LS2により結像光学系が構成される。この際、結像光学系LS1、LS2の光軸が、遮光部材297の第2開口AP2の中心(光軸方向Doaからの平面視における幾何重心)を通過するように、レンズアレイLA1、LA2は位置決めされている。こうして、結像光学系LS1、LS2は、遮光部材297の第1・第2開口AP1、AP2を介して発光素子Eに対向する。よって、発光素子Eが射出した光のうち、第1・第2開口AP1、AP2を通過した光が、結像光学系LS1、LS2により結像される。ちなみに、結像光学系LS1、LS2は、結像倍率の絶対値が1未満であって倒立像を形成する(結像倍率が負の)縮小反転光学系である。
【0034】
ところで、各発光素子Eを発光させるにあたっては、発光素子Eに駆動信号を与える必要がある。そこで、この実施形態は、次のような構成を備えている。つまり、図3に示すように、ヘッド基板293−hの表面において、LEDチップCPa、CPbの幅方向LTD両側には、ドライバーIC295が配置されている。ドライバーIC295の入力端子は、配線WRによってヘッド基板293の配線パターンと接続される。一方、ドライバーIC295の出力端子は、ボンディングワイヤーBWによってLEDチップCPa、CPbと接続される。そして、ドライバーIC295は、ヘッド基板293から配線WRを介して受け取ったビデオデータVD(制御信号)に基づいて駆動信号を生成するとともに、当該駆動信号をボンディングワイヤーBWを介してLEDチップCPa、CPbの発光素子Eに供給する。
【0035】
また、図1に示すように、このボンディングワイヤーBWは、全ての発光素子Eに接続されるのではなく、選択された一部の発光素子Eに対してのみ接続される。具体的には、第1開口AP1に対向する10個の発光素子Eに対して、幅方向LTDの一方側からボンディングワイヤーBWが接続される。そのため、ヘッド基板表面293−hでは、ワイヤーボンディングがなされた10個の発光素子Eからなる発光素子グループEGが、長手方向LGDに2行千鳥で並ぶこととなる。そして、ワイヤーボンディングがなされた発光素子Eのみが駆動信号の供給を受けて発光し、それ以外の発光素子Eは発光しない。
【0036】
このように、ヘッド基板表面293−hには、LEDチップCPa、CPb以外にも、これらに接続されるボンディングワイヤーBWが配置されている。そして、本実施形態では、発光素子E、これに接続されるボンディングワイヤーBW、およびこれらに対向する第1開口AP1が、次に詳述するような位置関係を満たす。
【0037】
ラインヘッド29では、発光素子グループEGからこれに対向するレンズLS1までの空間を、長手方向LGDに仕切るようにして仕切壁AWが設けられて、第1開口AP1が形成されている。換言すれば、長手方向LGDに隣り合う空間は仕切壁AWにより仕切られて、第1開口AP1が形成されている。
【0038】
この第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする略長方形状であるとともに、光軸方向Doaからの平面視において、LEDチップCPa、CPb(の発光素子E)に対して、所定の位置関係を満たすように配置されている。これについて、図6を用いて具体的に説明する。ここで、図6は、LEDチップ、ボンディングワイヤーおよび第1開口の位置関係を示す平面図である。特に、図6では、第1開口AP1のうち、ヘッド基板293側の端部の周縁部が一点鎖線で示されている。
【0039】
図6では、同図上下方向が幅方向LTDに対応するとともに、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置された側(同図では下側)が一方側と示され、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置されていない側(同図では上側)が他方側と示されている。同図では、第1開口AP1に対向する一列の発光素子Eの幾何重心を略通過する仮想直線VLが破線で示されている。ちなみに、この仮想直線VLは、これら一列の発光素子Eに対向するレンズLS1の子午平面に一致するように、各発光素子EとレンズLS1とは位置決めされている。
【0040】
また、同図に示すように、以下の距離L1、L2、
距離L1:第1開口AP1の幅方向LTDの他方側のエッジAP1(-)(のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離、
距離L2:第1開口AP1の幅方向LTDの一方側のエッジAP1(+) (のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離、
が関係式、L2>L1を満たすように、第1開口AP1とLEDチップCPaとは互いに位置決めされている。図3に示されているように、この実施形態では、距離L1=0.73[mm]、距離L2=2.67[mm](>L1)である。要するに、第1開口AP1は、LEDチップCPaから、当該LEDチップCPaに接続されたボンディングワイヤーBWの側にシフトして配置されている。
【0041】
第1開口AP1のシフト側(一方側)から発光チップCPaに接続されたボンディングワイヤーBWは山なりに湾曲しており、その頂上の一部分は第1開口AP1の内部に入り込んでいる(図3)。また、開口AP1の上方では、第2遮光板BR2の底面に相当する対向面FSが、ボンディングワイヤーBW(の頂上部)に対向している。そして、ワイヤーボンディングが成された各発光素子Eは、ボンディングワイヤーBWから駆動信号の供給を受けて光を射出するとともに、当該光は、仕切壁AWで仕切られた第1開口AP1を通過した後に、第2開口AP2で絞られてレンズLS1に入射する。なお、ここで説明した、LEDチップCPaとこれに対向する第1開口AP1との関係は、LEDチップCPbとこれに対向する第1開口AP1についても同様に成立する(図1、図3)。
【0042】
なお、図1に示したとおり、LEDチップCPa、CPbには複数の発光素子Eが直線的に並んでいる。そのため、LEDチップCPa、CPbのうち、仕切壁AWが対向する範囲にも発光素子Eが配置されている。ただし、これらの発光素子Eは、光軸方向Doa(結像光学系LS1、LS2からヘッド基板293を見込む方向)に遮光部材297により遮蔽されており、発光させたとしても、その光は結像光学系LS1、LS2に入射せずスポット形成に寄与しない。そこで、これらの発光素子Eに駆動信号を与えるためのボンディングワイヤーBWは、LEDチップCPa、CPbに接続されておらず、これらの発光素子Eは発光しない。
【0043】
以上のように本実施形態では、ヘッド基板293と結像光学系LS1、LS2の間に配設されて、発光素子Eに対向する開口AP1を有する遮光部材297を設け、発光素子Eが発光した光は開口AP1を通過して結像光学系LS1、LS2に入射するように構成することで、クロストークの発生を抑制している。
【0044】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーBWが、幅方向LTDの一方側(他方側)から発光チップCPa(CPb)に接続されることに対応して、第1開口AP1は、上記関係式、L2>L1を満たすように構成されている。換言すれば、第1開口AP1は、LEDチップCPa(CPb)からこれに接続されるボンディングワイヤーBWの方向に広い形状を有している。したがって、遮光部材297をLEDチップCPa、CPbに近接させても、ボンディングワイヤーBWは、遮光部材297に接触せずに、第1開口AP1の内部に入り込むことができる。よって、遮光部材297をLEDチップCPa、CPbに近接させつつ、ボンディングワイヤーBWと遮光部材297との接触を抑制することができ、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制可能となっている。
【0045】
また、上述のように、駆動信号を生成するドライバーIC295がヘッド基板293に配置され、ドライバーIC295にボンディングワイヤーBWが接続されるラインヘッド29に対しては、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、このような構成では、LEDチップCPa、CPbからドライバーIC295にボンディングワイヤーBWが架け渡されることとなるため、ボンディングワイヤーBWはヘッド基板293から比較的離れた位置を通ることとなり、ボンディングワイヤーBWと遮光部材297との接触が起きやすい。そこで、本願発明を適用することで、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制することが好適となる。
【0046】
第2実施形態
図7および図8は、本発明を適用可能なラインヘッドの第2実施形態を示す図である。特に、図7は、ラインヘッド29の部分斜視図であり、図8は、ラインヘッド29のA−A線における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド29の長手方向LGDから見た場合に相当する。また、図9は、光軸方向から第2実施形態の第2遮光板を見た平面図であり、図10は、光軸方向から第2実施形態の第1遮光板を見た平面図である。第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、遮光部材297の構成である。したがって、第2実施形態では、主としてこの差異点について説明し、その他の点については説明を省略する。
【0047】
第1遮光板BR1は、長手方向LGDに伸びるフレームFRと、このフレームFRから幅方向LGDに突出する仕切壁AWとを備える。詳しくは、幅2.09[mm]を有するフレームFRの幅方向LTDの両側それぞれにおいて、複数の仕切壁AWが距離Pgの間隔を空けて長手方向LGDに並んでいる。ただし、第2実施形態では、第1実施形態のような側壁SWは設けられていない。よって、第1開口AP1は、フレームFRと反対側が切欠られて、開放されている。こうして、第1遮光板BR1では、幅方向LTDの外側へ向けて開放された第1開口AP1が形成されて、複数の第1開口AP1が長手方向LGDに2行千鳥で並ぶ。各第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする長方形状を有するとともに、各角にはアール(0.4[mm])が設けられている。なお、上記構成を備える第1遮光板BR1は、幅7.5[mm]を有する。
【0048】
第2遮光板BR2は、複数の第2開口AP2を、長手方向LGDに2行千鳥で並べた構成を備える。この第2開口AP2は、第1遮光板BR1の各第1開口AP1に臨むように形成されたものであり、当該第1開口APを介してヘッド基板表面293−hのLEDチップCPa、CPbに開口する。第2開口AP2は直径1.25[mm]を有する円形状である。2行千鳥で並ぶ複数の第2開口AP2の各行間の幅方向LTDへの距離は3.54[mm]である。かかる構成を備える第2遮光板BR2は、幅7.5[mm]を有する。
【0049】
そして、第2実施形態においても、ボンディングワイヤーBWは、全ての発光素子Eに接続されるのではなく、選択された一部の発光素子Eに対してのみ接続される。具体的には、第1開口AP1に対向する10個の発光素子Eに対して、幅方向LTDの一方側からボンディングワイヤーBWが接続される。そして、第2実施形態では、発光素子E、これに接続されるボンディングワイヤーBW、およびこれらに対向する第1開口AP1が、次に詳述するような位置関係を満たす。
【0050】
ラインヘッド29では、発光素子グループEGからこれに対向するレンズLS1までの空間を、長手方向LGDに仕切るようにして仕切壁AWが設けられて、第1開口AP1が形成されている。換言すれば、長手方向LGDに隣り合う空間は仕切壁AWにより仕切られて、第1開口AP1が形成されている。
【0051】
この第1開口AP1は、幅方向LTDを長尺とする略長方形状であるとともに、光軸方向Doaからの平面視において、LEDチップCPa、CPb(の発光素子E)に対して、所定の位置関係を満たすように配置されている。これについて、図11を用いて具体的に説明する。ここで、図11は、LEDチップ、ボンディングワイヤーおよび第1開口の位置関係を示す平面図である。特に、図11では、第1開口AP1のうち、ヘッド基板293側の端部の周縁部が一点鎖線で示されている。
【0052】
図11では、同図上下方向が幅方向LTDに対応するとともに、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置された側(同図では下側)が一方側と示され、LEDチップに対してボンディングワイヤーBWが配置されていない側(同図では上側)が他方側と示されている。同図では、第1開口AP1に対向する一列の発光素子Eの幾何重心を略通過する仮想直線VLが破線で示されている。ちなみに、この仮想直線VLは、これら一列の発光素子Eに対向するレンズLS1の子午平面に一致するように、各発光素子EとレンズLS1とは位置決めされている。
【0053】
そして、上でも述べたとおり、第1開口AP1の幅方向LTDの一方側は切欠られて、一方側に開放されている。一方、第1開口AP1の切欠側(一方側)から発光チップCPaに接続されたボンディングワイヤーBWは山なりに湾曲しており、その頂上の一部分は第1開口AP1の内部に入り込んでいる(図3)。また、ボンディングワイヤーBWの端部(一方側端部)は、第1開口AP1の切欠部から突出している。そして、ワイヤーボンディングが成された各発光素子Eは、ボンディングワイヤーBWから駆動信号の供給を受けて光を射出するとともに、当該光は、仕切壁AWで仕切られた第1開口AP1を通過した後に、第2開口AP2で絞られてレンズLS1に入射する。なお、ここで説明した、LEDチップCPaとこれに対向する第1開口AP1との関係は、LEDチップCPbとこれに対向する第1開口AP1についても同様に成立する(図7、図8)。
【0054】
なお、図1に示したとおり、LEDチップCPa、CPbには複数の発光素子Eが直線的に並んでいる。そのため、LEDチップCPa、CPbのうち、仕切壁AWが対向する範囲にも発光素子Eが配置されている。しかしながら、これらの発光素子Eに駆動信号を与えるためのボンディングワイヤーBWは、LEDチップCPa、CPbに接続されていない。
【0055】
以上のように本実施形態では、ヘッド基板293と結像光学系LS1、LS2の間に配設されて、発光素子Eに対向する開口AP1を有する遮光部材297を設け、発光素子Eが発光した光は開口AP1を通過して結像光学系LS1、LS2に入射するように構成することで、クロストークの発生を抑制している。
【0056】
また、駆動信号を供給するボンディングワイヤーBWが、幅方向LTDの一方側(他方側)から発光チップCPa(CPb)に接続されることに対応して、第1開口AP1は次のように構成されている。すなわち、第1開口AP1の幅方向の一方側(他方側)は切欠られて、一方側(他方側)に開放されている。したがって、遮光部材297をLEDチップCPa(CPb)に近接させても、ボンディングワイヤーBWは、第1開口AP1の周縁に接触せず、第1開口AP1の切欠部から突出するだけである。よって、遮光部材297をLEDチップに近接させつつ、ボンディングワイヤーBWと遮光部材297との接触を抑制することができ、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制可能となっている。
【0057】
第3実施形態
図12は上述したラインヘッドを適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図13は図12の装置の電気的構成を示すブロック図である。第3実施形態では、上述したラインヘッド29を備えた画像形成装置の一例について、これらの図を用いて説明する。この画像形成装置1は、互いに異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーション2Y(イエロー用)、2M(マゼンタ用)、2C(シアン用)および2K(ブラック用)を備えている。そして、画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。
【0058】
この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリーなどを有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCはエンジンコントローラーECに制御信号を与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。このとき、メインコントローラーMCは、ヘッドコントローラーHCから水平リクエスト信号HREQを受け取る毎に、主走査方向MDに1ライン分のビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。また、ヘッドコントローラーHCは、メインコントローラーMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラーECからの垂直同期信号Vsyncおよびパラメーター値とに基づき、各色の画像形成ステーション2Y、2M、2C、2Kそれぞれのラインヘッド29を制御する。これによって、エンジン部ENGが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート状の記録媒体RMに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【0059】
各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図12では、図を見やすくするために、画像形成ステーション2Cを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図12に付した符号を参照して画像形成ステーション2Cの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【0060】
画像形成ステーション2Cには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム21が設けられている。感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向MD(図12の紙面に対して垂直な方向)に平行もしくは略平行となるように配置されており、図12中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより、感光体ドラム21の表面が、主走査方向MDに直交もしくは略直交する副走査方向SDに移動することとなる。
【0061】
感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器22と、感光体ドラム21表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するラインヘッド29と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像器24と、第1スクイーズ部25と、第2スクイーズ部26と、転写後の感光体ドラム21の表面をクリーニングするクリーニングユニットとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム21の回転方向D21(図12では、時計回り)に沿って配設されている。
【0062】
この実施形態では、帯電器22は2つのコロナ帯電器221、222で構成されており、感光体ドラム21の回転方向D21においてコロナ帯電器221がコロナ帯電器222に対して上流側に配置されており、2つのコロナ帯電器221、222により2段階で帯電されるように構成されている。各コロナ帯電器221、222は同一構成であり、感光体ドラム21の表面に接触しないものであり、スコロトロン帯電器である。
【0063】
そして、コロナ帯電器221、222により帯電された感光体ドラム21表面に対して、ラインヘッド29がビデオデータVDに基づいて静電潜像を形成する。つまり、ヘッドコントローラーHCがラインヘッド29にビデオデータVDを送信すると、このビデオデータVDに応じた駆動信号がボンディングワイヤーBWを介して各発光素子Eに供給され、各発光素子Eが発光する。これにより、感光体ドラム21表面が露光されて、画像信号に対応した静電潜像が形成される。なお、ラインヘッド29の具体的構成は、既に述べたとおりである。
【0064】
こうして形成された静電潜像に対して現像器24からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。この画像形成装置1の現像器24は、現像ローラー241を有している。この現像ローラー241は円筒状の部材であり、鉄等金属製の内芯の外周部に、ポリウレタンゴム、シリコンゴム、NBR、PFAチューブなどの弾性層を設けたものである。この現像ローラー241は現像用モーターに接続され、図12紙面において反時計回りに回転駆動されて感光体ドラム21に対してウィズ回転する。また、この現像ローラー241は図示を省略する現像バイアス発生部(定電圧電源)と電気的に接続されており、適当なタイミングで現像バイアスが印加されるように構成されている。
【0065】
また、この現像ローラー241に対して液体現像剤を供給するためにアニロックスローラーが設けられており、アニロックスローラーを介して現像剤貯留部から現像ローラー241へ液体現像剤が供給される。このようにアニロックスローラーは現像ローラー241に対して液体現像剤を供給する機能を有する。このアニロックスローラーは、液体現像剤を担持し易いように表面に微細且つ一様に彫刻された螺旋溝などによる凹部パターンが形成されたローラーである。現像ローラー241と同様に、金属の芯金にウレタン、NBRなどのゴム層を巻き付けたものや、PFAチューブを被せたものなどが用いられる。また、アニロックスローラーは現像用モーターに接続されて回転する。
【0066】
現像剤貯留部に貯留される液体現像剤は、従来一般的に使用されている、Isopar(商標:エクソン)を液体キャリアとした低濃度(1〜2wt%)かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約20%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤が用いられる。
【0067】
上記のようにして、液体現像剤が供給された現像ローラー241はアニロックスローラーと同時に回転すると共に、感光体ドラム21の表面とは同方向に移動するように回転して現像ローラー241の表面に担持された液体現像剤を現像位置に搬送する。なお、トナー像を形成するため、現像ローラー241の回転方向は、その表面が感光体ドラム21の表面と同方向に移動するようにウィズ回転する必要があるが、アニロックスローラーに対しては、逆方向、或いは、同方向、どちらに移動する構成であってもよい。
【0068】
また、現像器24では、この現像ローラー241の回転方向において現像位置の上流側直前にトナー圧縮コロナ発生器242が現像ローラー241に対向して配置されている。このトナー圧縮コロナ発生器242は現像ローラー241の表面の帯電バイアスを増加させる電界印加手段であり、定電流電源で構成されたトナーチャージ発生部(図示省略)と電気的に接続されている。そして、トナー圧縮コロナ発生器242に対してトナーチャージバイアスが与えられると、現像ローラー241によって搬送される液体現像剤のトナーに対して、このトナー圧縮コロナ発生器242と近接する位置で電界が印加され、帯電、圧縮が施される。なお、このトナー帯電、圧縮には、電解印加によるコロナ放電に代えて、接触して帯電させるコンパクションローラーを用いてもよい。
【0069】
また、このように構成された現像器24は感光体ドラム21上の潜像を現像する現像位置と感光体ドラム21から離れた退避位置との間で往復可能となっている。したがって、現像器24が退避位置に移動して位置決めされると、その間、シアン用の画像形成ステーション2Cでは、感光体ドラム21への新たな液体現像剤の供給は停止される。
【0070】
感光体ドラム21の回転方向D21において現像位置の下流側に、第1スクイーズ部25が配置されるとともに、さらに第1スクイーズ部25の下流側に第2スクイーズ部26が配置されている。これらのスクイーズ部25、26にはスクイーズローラー251、261がそれぞれ設けられている。そして、スクイーズローラー251が第1スクイーズ位置で感光体ドラム21の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰現像剤を除去する。また、感光体ドラム21の回転方向D21において第1スクイーズ位置の下流側の第2スクイーズ位置でスクイーズローラー261が感光体ドラム21の表面と当接しながらメインモーターからの回転駆動力を受けて回転してトナー像の余剰液体キャリアやカブリトナーを除去する。また、本実施形態ではスクイーズ効率を高めるために、スクイーズローラー251、261に対して図示省略するスクイーズバイアス発生部(定電圧電源)が電気的に接続されており、適当なタイミングでスクイーズバイアスが印加されるように構成されている。なお、本実施形態では2つのスクイーズ部25、26を設けているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば1個のスクイーズ部を配置してもよい。
【0071】
これらのスクイーズ位置を通過してきたトナー像は転写部3の中間転写体31に1次転写される。この中間転写体31は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー32、33、34、35および36に掛け渡されている。これらのうちローラー32はメインモーターに連結されて、中間転写体31を図12の矢印方向D31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、本実施形態では、記録紙RMとの密着性を高めて記録紙RMへのトナー像の転写性を高めるために、中間転写体31の表面に弾性層を設け、当該弾性層の表面にトナー像が担持されるように構成されている。
【0072】
ここで、中間転写体31を掛け渡されたローラー32ないし36のうち、メインモーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー32のみであり、他のローラー33ないし36は駆動源を有しない従動ローラーである。また、ベルト駆動ローラー32は、ベルト移動方向D31において一次転写位置TR1の下流側、かつ後述する二次転写位置TR2の上流側で中間転写体31を巻き掛けている。
【0073】
転写部3は一次転写バックアップローラー37を有しており、一次転写バックアップローラー37は中間転写体31を挟んで感光体ドラム21と対向して配設されている。感光体ドラム21と中間転写体31とが当接する一次転写位置TR1では、感光体ドラム21の外周面が中間転写体31と当接して一次転写ニップ部NP1cを形成している。そして、感光体ドラム21上のトナー像が中間転写体31の外周面(一次転写位置TR1において下面)に転写される。こうして画像形成ステーション2Cにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写体31に転写される。同様に、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写体31上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション2Kのみにおいて、中間転写体31へのトナー像転写が行われる。
【0074】
こうして中間転写体31に転写されたトナー像は、ベルト駆動ローラー32への巻き掛け位置を経由して二次転写位置TR2に搬送される。この二次転写位置TR2では、中間転写体31を巻き掛けられたローラー34に対して二次転写部4の二次転写ローラー42が中間転写体31を挟んで対向配置されており、中間転写体31表面と転写ローラー42表面とが互いに当接して二次転写ニップ部NP2を形成している。すなわち、ローラー34は二次転写バックアップローラーとして機能している。バックアップローラー34の回転軸は、例えばバネのような弾性部材である押圧部345によって弾性的に、かつ中間転写体31に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【0075】
二次転写位置TR2においては、中間転写体31上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー51から搬送経路PTに沿って搬送される記録媒体RMに転写される。また、トナー像が二次転写された記録媒体RMは、二次転写ローラー42から搬送経路PT上に設けられた定着ユニット7へ送出される。定着ユニット7では、記録媒体RMに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録媒体RMへのトナー像の定着が行われる。こうして、記録媒体RMに所望の画像を形成することができる。
【0076】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム21が本発明の「潜像担持体」に相当し、現像器24が本発明の「現像部」に相当する。また、長手方向LGDあるいは主走査方向MDが本発明の「第1の方向」に相当し、幅方向LTDあるいは副走査方向SDが本発明の「第2の方向」に相当する。また、LEDチップCPa、CPbが本発明の「発光チップ」に相当し、レンズアレイLA1、LA2あるいはこれらで構成される光学ユニットが本発明の「光学部材」に相当し、仕切壁AWが本発明の「仕切部」に相当し、対向面「FS」が本発明の「対向部」に相当している。
【0077】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、遮光部材297の構成は上述のものに限られず、具体的には、特開2008−307885号公報に記載されている複数の遮光板を光軸方向Doaに並べた構成を採用しても良い。
【0078】
また、上記実施形態では、遮光部材の第2開口AP2を円形状で構成していたが、第2開口AP2の形状はこれに限られない。そこで、例えば、楕円柱形状で第2開口AP2を構成しても良い。また、上記実施形態では、遮光部材の第1開口AP1の形状も、次に示すように必要に応じて、楕円形等に変更可能である。
【0079】
図14は、別の実施形態にかかる第1開口とボンディングワイヤー等との位置関係を示す平面図である。この別の実施形態と上記実施形態との差異は、第1開口AP1の形状であるので、ここでは、主として差異点について説明し、共通部分については相等符合を付して説明を省略する。
【0080】
図14に示すように、開口AP1は幅方向LTDを長軸方向とする楕円形状を有している。そして、この別の実施形態においても、距離L1、L2は、
距離L1:第1開口AP1の幅方向LTDの他方側のエッジAP1(-)のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置P(-)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離
距離L2:第1開口AP1の幅方向LTDの一方側のエッジAP1(+)のうち第1開口AP1の幾何重心から幅方向LTDに最も遠い位置P(+)から発光素子E(ワイヤボンディングがされた発光素子E)までの幅方向LTDへの距離
と定義でき、さらに、L2>L1の関係が充足されている。よって、上記実施形態と同様に、遮光部材297のクロストーク抑制機能を効果的に発揮させつつ、遮光部材297との接触に起因したボンディングワイヤーBWの損傷を抑制可能となっている。
【0081】
また、上述のLED素子以外に有機EL(Electro-Luminescence)等の光源を、発光素子Eとして用いることもできる。
【0082】
また、上記実施形態では、複数のレンズLS1(LS2)は、長手方向LGDに2行千鳥で並んでいたが、レンズの配列態様はこれに限られない。そこで、例えば、特願2006−213299号公報に記載のように、レンズを3行千鳥で並べることもできる。
【0083】
また、上記実施形態では、LEDチップCPa、CPbにおいて、発光素子Eが直線状に並んでいたいが、これらは千鳥状に並んでいても良い。
【0084】
ちなみに、複数の発光素子Eを千鳥状に配置した構成に、上記第1実施形態の構成を摘要する場合には、複数の発光素子Eから選択した一の発光素子Eについて、上記関係式L2>L1を満たすように構成すれば良い。なぜなら、第1開口AP1の大きさに比べて、千鳥配置された各発光素子Eの位置の差は僅少であるため、一の発光素子Eについて上記関係式L2>L1を満たすように構成しておけば、上記第1実施形態の効果は十分奏されると考えられるからである。もちろん、ラインヘッド29の製造段階等において、千鳥配置された各発光素子Eについて、上記関係式L2>L1が満たされることを確認しても良い。
【0085】
また、上記実施形態では、駆動信号として電圧信号を発光素子Eに印加していたが、電流信号を発光素子Eに印加して、発光素子Eを発光させるように構成しても良い。
【符号の説明】
【0086】
1…画像形成装置、 21…感光体ドラム、 29…ラインヘッド、 293…ヘッド基板、 293-h…ヘッド基板表面、 295…ドライバーIC、 CPa,CPb…LEDチップ、 BW…ボンディングワイヤー、 297…遮光部材、 AW…仕切壁、 FS…対向面、 LA1…レンズアレイ、 LA2…レンズアレイ、 LS1…レンズ、 LS2…レンズ、 LGD…長手方向、 LTD…幅方向、 Doa…光軸方向、 OA…光軸
【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、
前記第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、
前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から前記発光チップに接続されて、前記第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、
前記基板と前記結像光学系の間に配設されて前記第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、
を備え、
前記第1の発光素子が発光した光は前記開口を通過して前記結像光学系に入射し、
前記開口の前記第2の方向の前記一方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置から前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L1と、前記開口の前記第2の方向の他方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置から前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴とする露光ヘッド。
【請求項2】
駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、
前記第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、
前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から前記発光チップに接続されて、前記第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、
前記基板と前記結像光学系の間に配設されて前記第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、
を備え、
前記第1の発光素子が発光した光は前記開口を通過して前記結像光学系に入射し、
前記開口の前記第2の方向の前記一方側は切欠られて、前記一方側に開放されていることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項3】
前記第2の発光素子は前記結像光学系から前記基板を見込む方向に前記遮光部材により遮蔽されており、前記第2の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーは、前記発光チップに接続されない請求項1または2に記載の露光ヘッド。
【請求項4】
前記駆動信号を生成するドライバーICが前記基板に配設され、前記ドライバーICに前記ボンディングワイヤーが接続される請求項1ないし3のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項5】
前記基板はガラスエポキシ基板であり、前記ガラスエポキシ基板は前記第1の発光素子の発光を制御する制御信号を前記ドライバーICに供給し、前記ドライバーICは前記制御信号に基づいて前記駆動信号を生成する請求項4に記載の露光ヘッド。
【請求項6】
前記ガラスエポキシ基板と前記ドライバーICとを接続する配線を供え、当該配線を介して前記制御信号は前記ドライバーICに供給される請求項5に記載の露光ヘッド。
【請求項7】
潜像担持体と、
前記潜像担持体を露光する露光ヘッドと、
露光ヘッドが前記潜像担持体に形成した潜像を現像する現像部と、
を備え、
前記露光ヘッドは、
駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、
前記第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、
前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から前記発光チップに接続されて、前記第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、
前記基板と前記結像光学系の間に配設されて前記第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、
を備え、
前記第1の発光素子が発光した光は前記開口を通過して前記結像光学系に入射し、
前記開口の前記第2の方向の前記一方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置からから前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L1と、前記開口の前記第2の方向の他方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置からから前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項1】
駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、
前記第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、
前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から前記発光チップに接続されて、前記第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、
前記基板と前記結像光学系の間に配設されて前記第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、
を備え、
前記第1の発光素子が発光した光は前記開口を通過して前記結像光学系に入射し、
前記開口の前記第2の方向の前記一方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置から前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L1と、前記開口の前記第2の方向の他方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置から前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴とする露光ヘッド。
【請求項2】
駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、
前記第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、
前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から前記発光チップに接続されて、前記第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、
前記基板と前記結像光学系の間に配設されて前記第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、
を備え、
前記第1の発光素子が発光した光は前記開口を通過して前記結像光学系に入射し、
前記開口の前記第2の方向の前記一方側は切欠られて、前記一方側に開放されていることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項3】
前記第2の発光素子は前記結像光学系から前記基板を見込む方向に前記遮光部材により遮蔽されており、前記第2の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーは、前記発光チップに接続されない請求項1または2に記載の露光ヘッド。
【請求項4】
前記駆動信号を生成するドライバーICが前記基板に配設され、前記ドライバーICに前記ボンディングワイヤーが接続される請求項1ないし3のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項5】
前記基板はガラスエポキシ基板であり、前記ガラスエポキシ基板は前記第1の発光素子の発光を制御する制御信号を前記ドライバーICに供給し、前記ドライバーICは前記制御信号に基づいて前記駆動信号を生成する請求項4に記載の露光ヘッド。
【請求項6】
前記ガラスエポキシ基板と前記ドライバーICとを接続する配線を供え、当該配線を介して前記制御信号は前記ドライバーICに供給される請求項5に記載の露光ヘッド。
【請求項7】
潜像担持体と、
前記潜像担持体を露光する露光ヘッドと、
露光ヘッドが前記潜像担持体に形成した潜像を現像する現像部と、
を備え、
前記露光ヘッドは、
駆動信号に応じて発光する第1の発光素子および第2の発光素子を第1の方向に配設した発光チップを支持する基板と、
前記第1の発光素子が発光した光を結像する結像光学系と、
前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側から前記発光チップに接続されて、前記第1の発光素子に前記駆動信号を供給するボンディングワイヤーと、
前記基板と前記結像光学系の間に配設されて前記第1の発光素子に対向する開口を有する遮光部材と、
を備え、
前記第1の発光素子が発光した光は前記開口を通過して前記結像光学系に入射し、
前記開口の前記第2の方向の前記一方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置からから前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L1と、前記開口の前記第2の方向の他方側のエッジのうち前記開口の幾何重心から前記第2の方向に最も遠い位置からから前記第1の発光素子までの前記第2の方向への距離L2とが、関係式L2>L1を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2011−235484(P2011−235484A)
【公開日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−107275(P2010−107275)
【出願日】平成22年5月7日(2010.5.7)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年5月7日(2010.5.7)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
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