(57)【要約】【課題】発光素子２０２ａと駆動回路素子２０１ａとを別基板に実装すると、第１電流路３０３と第２電流路３０４とが離れて配置されることになり、両電流路から生じる放射ノイズが相殺され難くなる。【解決手段】露光装置は、発光素子２０２ａが実装される第１基板２１０とそれらを発光させる駆動ＩＣ２０１ａを実装する第２基板２００とを有する。第２電流路３０４を第２基板２００に実装される駆動ＩＣ２０１ａから第１基板２１０に伸ばす。そして、第２電流路３０４は、第１電流路に隣接するように配される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号に基づいて発光される発光素子によって感光体上に潜像を形成し、前記潜像をトナーによって現像することによって画像を形成する画像形成装置に取り付けられる露光装置において、
発光素子が実装される第１基板と、
前記発光素子に電流を供給する電源と、
前記電源からの電流を前記第１の発光素子に接続される第１電流路および前記発光素子とは異なる抵抗器に接続される第２電流路のいずれか一方に選択的に導く駆動回路であって、前記入力画像信号に基づいて、前記発光素子を発光させる場合は前記電源からの電流を前記第１電流路に導き、前記発光素子を発光させない場合は前記電源からの電流を前記第２電流路に導く駆動回路と、
前記駆動回路が実装される、前記第１基板とは異なる第２基板と、を有し、
前記第２電流路は、前記駆動回路から前記発光素子が実装される前記第１基板に前記電流を導き、前記第１電流路に隣接するように配されることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、
ベース端子に前記入力画像信号が入力される第１トランジスタと、
前記第１トランジスタとともにコレクタ共通回路を形成する第２トランジスタと、
前記第２トランジスタのベース端子に対して出力側が接続され、前記入力画像信号を反転させて出力する反転素子と、を備え、
前記第１電流路は、前記第１トランジスタのエミッタ端子と接続され、前記第２電流路は、前記第２トランジスタのエミッタ端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記抵抗器は、前記第２基板に実装されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記発光素子と前記抵抗器とが前記第１基板の上に実装され、前記第１トランジスタと前記第２トランジスタとが前記第２基板の上に実装されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１電流路および前記第２電流路の少なくとも一部はフレキシブルフラットケーブルであることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１電流路および前記第２電流路の少なくとも一部はフレキシブルプリントサーキットであることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項７】
前記フレキシブルプリントサーキットは、複数の層から構成されており、前記第１電流路と前記第２電流路とが、前記複数の層のうち異なる層に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１電流路および前記第２電流路の少なくとも一部はハーネス材であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１電流路と前記第２電流路とが寄り線により構成されている請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第１電流路のインピーダンスは前記第２電流路のインピーダンスと等しいことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１１】
画像形成装置であって、
請求項１に記載された露光装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる露光装置およびその露光装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、光源から出射される光によって感光体を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーによって現像することによって画像を形成する。感光体を露光する方法のひとつとして、回転多面鏡を用いて光源からの光を走査し、その走査光によって回転する感光体に静電潜像を形成する方法が知られている。また、感光体の回転軸方向にＬＥＤ（light emitting diode）などの複数の光源を並べて、それらの光源を発光させることによって感光体に静電潜像を形成する方法が知られている。
【０００３】
高解像度化、画像形成速度を高速化させるためには、発光素子を高い駆動周波数で駆動する駆動回路が必要となる。露光装置における光源の駆動回路には、一般に、エミッタフォロワが採用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、２つのトランジスタを交互に切り替える構成が示されている。一方のトランジスタには露光光源の制御信号が入力される。他方のトランジスタには、光源素子の抵抗とほぼ同等となるような抵抗の抵抗器が接続され、制御信号と逆極性の信号が流される。このような構成は、トランジスタのターンオン特性のみを利用することが目的である。駆動回路は、光源素子を発光させない場合、電流源からの電流を抵抗器に導くように構成配置されている。さらに、特許文献１によれば、制御信号の信号鈍りを防ぐために、パルス変調回路と露光光源駆動回路との間に独自の接続回路が設けられている。
【０００４】
一般のプリンタに使用される露光装置は、レーザとポリゴンミラーを備えているが、さらなる高速化を達成するには、ポリゴンミラーを廃止し、多数の発光素子（LED: Light Emitting DiodeやVCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser）を用いる方法がある。この方法では、多数の発光素子を同時に駆動することで、同時に複数のラインを走査及び露光することが可能となる。
【０００５】
しかし、このように多数の発光素子を駆動するためには、発光素子とそれを駆動する駆動回路素子の配置を考慮する必要がある。図６に従来の装置を示す。図６（Ａ）に示すように、基板２００上には発光素子２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ、駆動回路素子２０１ａ、２０１ｂが実装されている。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）から発光素子２０２ａおよび駆動回路素子２０１ｂをピックアップした図である。図６に示すように、基板２００上には、抵抗器Ｒ、第１電流路３０３、第２電流路３０４が実装されている。駆動回路素子２０１ａは、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、反転素子回路３０２を備える。トランジスタＴｒ１およびトランジスタＴｒ２は、コレクタ共通回路を形成し、両トランジスタのコレクタは、電源に接続されている。また、トランジスタＴｒ１のベース端子には入力端子３０１からの信号が入力され、トランジスタＴｒ２のベース端子には入力端子３０１からの信号を反転させた信号が入力される。入力端子３０１には入力画像データに基づく信号が入力される。
【０００６】
発光素子２０２ａを点灯させる場合（例えば、入力端子３０１からＨレベルの信号が入力された場合）、電流源からの電流は第１電流路３０３に流れる。一方、発光素子２０２ａを点灯させない場合（例えば、入力端子３０１からＬレベルの信号が入力された場合）、電流源からの電流は第２電流路３０４に流れる。
【０００７】
上記のように、従来の装置は発光素子（露光光源）の数が少なかったため、発光素子２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄと駆動回路素子２０１ａ、２０１ｂとを同一の基板２００に実装することができた。そのため、図６（Ｂ）に示すように、例えば、発光素子２０２ａを点灯させない場合に電流源からの電流を抵抗器Ｒに導く第２電流路３０４を電流源からの電流を発光素子２０２ａに導く第１電流路３０３の近傍、および第１電流路３０３に隣接するように配置することができる。このような構成では、発光素子を高周波でＯＮ／ＯＦＦ（点灯および消灯）させた場合、第１電流路と第２電流路とかかる電圧の周波数が逆極性になるため、第１電流路および第２電流路から生じる放射ノイズが逆極性になり、それぞれの放射ノイズが相殺されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−７２２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
それに対して、画像形成速度を高速化するために、発光素子の数を増やした場合、発光素子と駆動回路素子とを同一の基板に実装するための基板を大型化しなければならない。しかしながら、走査装置内の基板を設置するスペースには限りがあり、発光素子と駆動回路素子とを同じ基板上に実装できない場合が生じる。
【００１０】
そのような場合、図７に示すように、発光素子（２０２ａ〜２０２ｎ）と駆動回路素子（２０１ａ〜２０１ｎ）とを異なる基板に実装することになる。しかしながら、発光素子２０２ａと駆動回路素子２０１ａとを別基板に実装すると、図６（Ｂ）における第１電流路３０３と第２電流路３０４とが離れて配置されることになり、両電流路から生じる放射ノイズが相殺され難くなる。特に、この発光素子２０２ａおよび駆動回路素子２０１ａの近傍には、異なる発光素子（２０２ｂ〜２０２ｎ）およびそれを駆動する駆動回路素子（２０１ｂ〜２０１ｎ）が存在し、この放射ノイズを拾うおそれがある。放射ノイズを拾うと発光素子の発光状態が安定せず、安定した感光体の露光を行うことができなくなる。
【００１１】
本発明は、例えば、画像形成速度の高速化のために発光素子の数を増やした場合における駆動回路素子から光源までの電流路に起因する課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の露光装置は、入力画像信号に基づいて発光される発光素子によって感光体上に潜像を形成し、前記潜像をトナーによって現像することによって画像を形成する画像形成装置に取り付けられる露光装置において、発光素子が実装される第１基板と、前記発光素子に電流を供給する電源と、前記電源からの電流を前記第１の発光素子に接続される第１電流路および前記発光素子とは異なる抵抗器に接続される第２電流路のいずれか一方に選択的に導く駆動回路であって、前記入力画像信号に基づいて、前記発光素子を発光させる場合は前記電源からの電流を前記第１電流路に導き、前記発光素子を発光させない場合は前記電源からの電流を前記第２電流路に導く駆動回路と、前記駆動回路が実装される、前記第１基板とは異なる第２基板と、を有し、前記第２電流路は、前記駆動回路から前記発光素子が実装される前記第１基板に前記電流を導き、前記第１電流路に隣接するように配されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、発光素子を第１基板に、駆動回路を第２基板に配列した場合であっても、第２電流路を前記駆動回路から前記発光素子が実装される前記第１基板に前記電流を導き、前記第１電流路に隣接するように配した。そのため、第１電流路および第２電流路から生じる放射ノイズが逆極性になり、それぞれ電流路から生じるの放射ノイズが相殺することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】駆動ＩＣと発光素子とを異なる基板に実装し、両基板を第１電流路および第２電流路で接続した場合の発光素子と駆動ＩＣとの接続例を示した図である。
【図３】駆動ＩＣと発光素子とを別基板に実装した場合の第１電流路と第２電流路の配置を示す図である。
【図４】図２に示す接続例の露光装置において高速動作時の各信号の一例を示した図である。
【図５】フレキシブルフラットケーブルにより等長かつ並走配置を実現する例を示した図（５Ａ）、フレキシブルプリントサーキットにより等長かつ並走配置を実現する例を示した図（５Ｂ）、およびハーネス材により等長かつ並走配置を実現する例を示した図（５Ｃ）である。
【図６】高速動作時の各信号の一例を示した図（６Ａ）および駆動ＩＣと発光素子とを同一基板に実装した場合の発光素子と駆動ＩＣとの接続例を示した図（６Ｂ）である。
【図７】駆動ＩＣと発光素子との接続例を示した図である。
【図８】図７に示す接続例の露光装置において高速動作時の各信号の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１５】
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１６】
図１は、本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。なお、ここでは、画像形成装置の一例として複写機を採用するが、画像形成装置は、印刷装置、プリンタ、複合機、ファクシミリのいずれであってもよい。
【００１７】
画像形成装置１００は、入力画像信号に基づいて発光される発光素子によって感光体上に潜像を形成し、潜像をトナーによって現像することによって画像を形成する。画像形成装置１００は、画像読取部１０１と画像形成部１０２とを備えている。画像読取部１０１は、原稿の画像を読み取って画像データ（画像信号）を生成し、画像形成部１０２の露光制御部１０へ出力する。露光制御部１０は、例えば、露光装置、走査光学装置、光走査装置、光学スキャナ装置と呼ばれることもある。
【００１８】
感光体１１は、像担持体の一例であり、その形状はドラム（円筒）形状となっている。１次帯電器２８は、感光体１１の表面を一様に帯電させる。露光制御部１０は、入力された画像データに応じてパルス幅変調された光ビームを出力する光源（例：レーザ）と、ビームが像担持体上を主走査方向に走査するよう、光ビームを偏向する偏向手段（例：回転多面鏡やガルバノミラー）とを備えている。この光ビームが照射光となって、像担持体（感光体１１）上に潜像が形成される。現像装置１３は、像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する。トナー像の形成と並行して、第１転写部材積載部１４または第２転写部材積載部１５より記録媒体（用紙、フィルム等）が転写装置１６へ搬送される。転写装置１６は、トナー像を記録媒体に転写する。定着装置１７は、転写されたトナー像記録媒体上に定着させる。
【００１９】
図２は、図７に示すような発光素子２０２ａ〜２０２ｎを第１基板２１０に実装し、発光素子２０２ａ〜２０２ｎを駆動する駆動回路素子２０１ａ〜２０１ｎ（以下、駆動ＩＣ）を第２基板２００に実装した図から、発光素子２０２ａおよび駆動回路素子２０１ａをピックアップした図である。図２によれば、また第１基板２１０には、発光素子２０２ａ〜２０２ｎが配置されている。第２基板２００には、駆動ＩＣ２０１ａ〜２０１ｎが配置されている。第１基板２１０と第２基板２００は、第１電流路３０３と第２電流路３０４とで接続されている。
【００２０】
駆動回路素子２０１ａは、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、反転素子回路３０２を備える。第１トランジスタＴｒ１および第２トランジスタＴｒ２は、コレクタ共通回路を形成し、両トランジスタのコレクタ端子は、電源に接続されている。反転素子回路３０２の出力側にはトランジスタＴｒ２のベース端子が接続されている。また、トランジスタＴｒ１のベース端子には入力端子３０１からの信号（入力画像信号）が入力され、トランジスタＴｒ２のベース端子には入力端子３０１からの信号を反転させた信号が入力される。入力端子３０１には入力画像データに基づく信号が入力される。なお、第１電流路３０３は、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子と接続されている。第２電流路３０４は、トランジスタＴｒ２のエミッタ端子に接続されている。
【００２１】
発光素子２０２ａを点灯させる場合（例えば、入力端子３０１からＨレベルの信号が入力された場合）、電流源からの電流は第１電流路３０３に流れる。一方、発光素子２０２ａを点灯させない場合（例えば、入力端子３０１からＬレベルの信号が入力された場合）、電流源からの電流は第２電流路３０４に流れる。このように、電流源からの電流を第１の発光素子に接続される第１電流路３０３および発光素子とは異なる抵抗器に接続される第２電流路３０４のいずれか一方に選択的に導かれる。第１基板２００と第２基板２１０とは、ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）、ＦＰＣ（フレキシブルプリンテッドサーキット）またはハーネス材などを用いて接続される。このように、第１電流路や第２電流路の少なくとも一部は、ＦＦＣ、ＦＰＣもしくはハーネス材またはこれらの組み合わせにより構成される。
【００２２】
駆動ＩＣと発光素子との分離配置によって実装スペースの問題は解決されるが、新たな問題も発生する。例えば、図３に示すように、発光素子２０２ａと駆動回路素子２０１ａとを別基板（２００、２１０）に実装したとする。この場合、発光素子２０２ａに電流を供給する第１電流路３０３は駆動回路素子２０１ａが実装される基板２００から発光素子２０２ａが実装される基板２１０に接続される。それに対して、第２電流路３０４は、駆動回路素子２０１ａが実装された基板２００に残されたままになる。
【００２３】
上述したように、制御信号に基づいて、発光素子を点灯させるための電流を伝達するための第１電流路と発光素子を点灯させない場合に抵抗器Ｒに電流を流すための第２電流路との配線方法に注意しなければ、上述したように放射ノイズが相殺されず、電源ラインの不安定やそれに伴う画質劣化が生じてしまう。
【００２４】
また、次のような課題も生じ得る。図６に示すように、同一の基板上に駆動ＩＣ２０１ａと発光素子２０２ｂとを実装できれば、第１電流路３０３と第２電流路３０４とを互いに隣接するように基板２００に実装することができる。また、同一の基板上に駆動ＩＣ２０１ａと発光素子２０２ｂとを実装できれば、第１電流路３０３の長さと、第２電流路３０４の長さとの差を小さくすることができる。
【００２５】
しかしながら、図３に示すように、駆動ＩＣ２０１ａ（及び抵抗器Ｒ）と、対応する発光素子２０２ａとが異なる基板に実装されると、第１電流路３０３の長さと、第２電流路３０４の長さとが異なってくる。すなわち、第１電流路３０３と第２電流路３０４との間には、インピーダンスの差が生じることになる。
【００２６】
図８は、図３に示すような接続例の場合の高速動作時における各信号の一例を示した図である。駆動ＩＣ２０１ａ（及び抵抗器Ｒ）と、対応する発光素子２０２ａとが異なる基板に実装されると、特に高速動作時において第１電流路３０３と第２電流路３０４との間におけるインピーダンスの差が無視できなくなる。これは、第１電流路３０３における信号の伝達時間と第２電流路３０４における信号の伝達時間とが異なることを意味する。
【００２７】
図８によれば、制御信号は逆極性信号に対してΔｔだけ遅延していることがわかる。このような遅延は、電源ラインを不安定にするため、他の発光素子の制御信号にも悪影響をもたらす。さらに、電流ループも大きくなるため、放射ノイズが大きくなりうる。
【００２８】
そこで、本実施例では、図２に示すように、第２電流路３０４を第２基板２００に実装される駆動ＩＣ２０１ａから第１基板２１０に伸ばす。そして、第２電流路３０４は、第１電流路に隣接するように配される。なお、第１電流路３０３と第２電流路３０４とを等長にすると、両電流路間でインピーダンスの差が小さくなり、放射ノイズの影響が抑制されるという効果が得られる。この解決手法は、駆動ＩＣと発光素子とが異なる基板上に配置されるケースだけでなく、同一基板上に配置されるケースであっても、上記の問題を解決することができる。
第１電流路と第２電流路とが隣接して配置される構成を実現できるのであれば、抵抗器Ｒは発光素子２０２ａの外部に実装されてもよいし、発光素子の内部に実装されてもよい。
【００２９】
図４は、図２に示すような構成の場合の高速動作時における各信号の一例を示した図である。両電流路が隣接しているため放射ノイズを生じにくい。また、両電流路を等長にしているため、第１電流路３０３に流れる電流が接地面に到達するまでの時間と第２電流路３０４に流れる電流が接地面に到達するまでの時間とに時間差が生じにくい。複数の駆動ＩＣは、対応する発光素子互いに相補のタイミングで駆動している。そのため、理想的には両電流路に流れる信号の位相差は１８０°である。本発明を適用することにより、位相差１８０°からのずれが小さくなる。さらに電流ループも小さくすることができるため、放射ノイズの抑制に本発明を寄与するであろう。
【００３０】
図５Ａは、フレキシブルフラットケーブルにより等長かつ並走配置を実現する例を示した図である。駆動ＩＣ２０１ａから発光素子２０２ａへ延びる２つの電流路３０３ａ、３０４ａや、駆動ＩＣ２０１ｎから発光素子２０２ｎへ延びる２つの電流路３０３ｎ、３０４ｎの並走部分はフレキシブルフラットケーブルにより実現されている。すなわち、フレキシブルフラットケーブルは、構造的に等長かつ並走配置を実現しやすいため、好ましいだろう。
【００３１】
図５Ｂは、フレキシブルプリントサーキットにより等長かつ並走配置を実現する例を示した図である。一般に、フレキシブルプリントサーキットは、複数の層から構成されている。図５Ｂによれば、ペアをなす第１電流路と第２電流路とが、複数の層のうち異なる層に配置されている。
【００３２】
ここでは、２層のフレキシブルプリントサーキットを２つの電流路の並走部分に採用しているが、３層、４層など、より多層のフレキシブルプリントサーキットが採用されてもよい。図５Ｂによれば、ペアとなる電流路３０３ａ、３０４ａが上下に並べて配線されている。同様に、ペアとなる電流路３０３ｂ、３０４ｂやペアとなる電流路３０３ｎ、３０４ｎも上下に並べて配線されている。このように、ペアとなる２つの電流路を上下方向で並べて配線することで、等長かつ並走配置を実現しやすくなる。
【００３３】
図５Ｃは、ハーネス材により等長かつ並走配置を実現する例を示した図である。図５Ｃによれば、第１基板２００と第２基板２１０とがハーネス材により接続されている。すなわち、２つの電流路の並走部分がハーネス材により構成されている。
【００３４】
ハーネス材は、複数の導線を束ねることで形成されたケーブルである。とりわけ、ペアとなる電流路３０３ａ、３０４ａを寄り線とすることで、等長かつ並走配置を実現している。なお、図５Ａないし図５Ｂによれば、ペアとなる電流路を隣接して配置することも実現されている。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、制御信号を伝達するための第１電流路と逆極性信号を所定の抵抗器まで伝達するための第２電流路とを等長かつ並走配置することで、これらの電流路間のインピーダンス差が低減する。同様に、ループ面積も低減する。その結果、高速駆動時においても低ノイズ及び低スキューが達成され、電源ラインが安定することが期待できる。
【００３６】
なお、第１電流路と第２電流路との等長かつ並走配置を実現できれば、発光点と駆動回路とが同一の基板上に実装されているケースでも、異なる基板上に実装されているケースでも、上記の効果を期待できる。
【００３７】
第１電流路と第２電流路との並走部分には、ＦＦＣ、ＦＰＣ又はハーネス材など、等長かつ並走配置を実現しやすい線材を採用することが望ましいだろう。とりわけ、ＦＰＣに関しては、第１電流路と前記第２電流路とを隣接した上層と下層とにそれぞれ配置することで、等長かつ並走配置を実現しやすくなる。また、ハーネス材では、第１電流路と第２電流路とを寄り線により構成することで、等長かつ並走配置を実現しやすくなる。
【００３８】
なお、本実施形態では、抵抗器Ｒを基板２１０に配置する例について説明したが、抵抗器Ｒを基板２００に配置してもよい。抵抗器Ｒを基板２００に配列することにより、画像形成中に発光素子のＯＮ／ＯＦＦを繰り返した場合でも、抵抗器Ｒから発せられる熱と発光素子から発せられる熱とを分散させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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