(57)【要約】【課題】  光ヘッドの駆動回路が発光基板に固定されていると、発光基板とともに駆動回路も廃棄されてしまうことがある。【解決手段】  光ヘッドは、光を照射する発光基板と、前記発光基板から照射された光を集光するレンズと、前記発光基板および前記レンズを保持するホルダと、前記レンズおよび前記ホルダの少なくとも一方に固定された電気素子を含み、前記発光基板を駆動する駆動回路と、を備える。【選択図】  図７
2011213118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射する発光基板と、
前記発光基板から照射された光を集光するレンズと、
前記発光基板および前記レンズを保持するホルダと、
前記レンズおよび前記ホルダの少なくとも一方に固定された電気素子を含み、前記発光基板を駆動する駆動回路と、
を備えることを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
前記電気素子は、前記ホルダに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記電気素子は、前記ホルダの内部に埋め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の光ヘッド。
【請求項４】
感光体と、
光を照射する発光基板と、
前記発光基板から照射された光を前記感光体に向けて集光するレンズと、
前記発光基板および前記レンズを保持するホルダと、
前記レンズおよび前記ホルダの少なくとも一方に固定された電気素子を含み、前記発光基板を駆動する駆動回路と、
前記感光体に現像剤を供給する現像器と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記電気素子は、前記ホルダに固定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光ヘッドおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ヘッドは、感光体の露光に用いられる光を照射する。光ヘッドは、発光基板を有しており、発光基板は、光の照射によって発熱する。発光基板を使用し続けると、熱等になって発光基板が劣化するため、光ヘッドを交換する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光ヘッドの駆動回路が発光基板に固定されていると、発光基板とともに駆動回路も廃棄されてしまうことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態である光ヘッドは、光を照射する発光基板と、前記発光基板から照射された光を集光するレンズと、前記発光基板および前記レンズを保持するホルダと、前記レンズおよび前記ホルダの少なくとも一方に固定された電気素子を含み、前記発光基板を駆動する駆動回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】画像形成装置の内部構造を示す図である。
【図２】第１実施形態である光プリンタヘッドの外観図である。
【図３】第１実施形態である光プリンタヘッドの断面図である。
【図４】第１実施形態における発光素子およびガラス基板の正面図である。
【図５】第１実施形態において、ボトムエミッションタイプの発光素子を備えた光プリンタヘッドの一部の概略図である。
【図６】第１実施形態において、トップエミッションタイプの発光素子を備えた光プリンタヘッドの一部の概略図である。
【図７】光プリンタヘッドの駆動回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（第１実施形態）
第１実施形態である図面を参照しつつ説明する。
【０００７】
図１は、画像形成装置の内部構造を示す図である。画像形成装置１００は、スキャナ部１およびプリンタ部２を有する。スキャナ部１は、原稿Ｏの画像を読み取る。プリンタ部２は、用紙に画像を形成する。
【０００８】
原稿Ｏは、原稿台ガラス７に載せられ、原稿Ｏの読み取り面は、下方を向いて、原稿台ガラス７に接触する。カバー８は、原稿台ガラス７を閉じる位置と、原稿台ガラス７を開く位置との間で回転する。カバー８が原稿台ガラス７を閉じるとき、カバー８は、原稿Ｏを原稿台ガラス７に押し付ける。
【０００９】
光源９は、原稿Ｏに向けて光を照射する。光源９の光は、原稿台ガラス７を透過して原稿Ｏに到達する。原稿Ｏからの反射光は、ミラー１０，１１，１２の順で反射し、集光レンズ５に導かれる。集光レンズ５は、ミラー１２からの光を集光して、光電変換素子６の受光面に結像させる。光電変換素子６は、集光レンズ５からの光を受けて、電気信号（アナログ信号）に変換する。
【００１０】
光電変換素子６の出力信号は、所定の信号処理が施された後、光ヘッドである光プリンタヘッド１３に出力される。所定の信号処理とは、原稿Ｏの画像データ（デジタルデータ）を生成するための処理である。光電変換素子６としては、例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを用いることができる。
【００１１】
第１キャリッジ３は、光源９およびミラー１０を支持しており、原稿台ガラス７に沿って移動する。第２キャリッジ４は、ミラー１１，１２を支持しており、原稿台ガラス７に沿って移動する。第１キャリッジ３および第２キャリッジ４は、独立して移動し、原稿Ｏから光電変換素子６までの光路長を一定に維持する。
【００１２】
原稿Ｏの画像を読み取るとき、第１キャリッジ３および第２キャリッジ４は、一方向に移動する。第１キャリッジ３および第２キャリッジ４が一方向に移動する間、光源９は、原稿Ｏに光を照射する。原稿Ｏからの反射光は、ミラー１０〜１２および集光レンズ５によって、光電変換素子６に結像する。原稿Ｏの画像は、第１キャリッジ３および第２キャリッジ４の移動方向において、１ライン毎に順次読み取られる。
【００１３】
プリンタ部２は、画像形成部１４を有する。画像形成部１４は、給紙カセット２１から搬送された用紙Ｓに対して、画像を形成する。給紙カセット２１に収容された複数の用紙Ｓは、搬送ローラ２２および分離ローラ２３によって、１枚ずつ分離されて、画像形成部１４に向かう。用紙Ｓは、搬送路Ｐを移動しながら、レジストローラ２４に到達する。レジストローラ２４は、所定のタイミングにおいて、用紙Ｓを画像形成部１４の転写位置に移動させる。
【００１４】
搬送機構２５は、画像形成部１４によって画像が形成された用紙Ｓを、定着器２６に移動させる。定着器２６は、用紙Ｓを加熱することにより、画像を用紙Ｓに定着する。排紙ローラ２７は、画像が定着した用紙Ｓを、排紙トレイ２８に移動させる。
【００１５】
画像形成部１４の動作について説明する。
【００１６】
感光ドラム１５の周囲には、光プリンタヘッド１３、帯電器１６、現像器１７、転写チャージャ１８、剥離チャージャ１９およびクリーナ２０が配置されている。感光ドラム１５は、矢印Ｄ１の方向に回転する。
【００１７】
帯電器１６は、感光ドラム１５の表面を帯電させる。光プリンタヘッド１３は、帯電後の感光ドラム１５を露光する。光プリンタヘッド１３は、複数の光ビームを感光ドラム１５の露光位置に到達させる。
【００１８】
光プリンタヘッド１３からの光ビームが感光ドラム１５に到達すると、露光部分での電位が低下し、静電潜像が形成される。現像器１７は、感光ドラム１５の表面に現像剤を供給して、感光ドラム１５の表面に現像剤像を形成する。
【００１９】
感光ドラム１５の回転によって、現像剤像が転写位置に到達すると、転写チャージャ１８は、感光ドラム１５上の現像剤像を用紙Ｓに転写する。剥離チャージャ１９は、用紙Ｓを感光ドラム１５から剥離する。クリーナ２０は、感光ドラム１５の表面に残留した現像剤を取り除く。
【００２０】
感光ドラム１５が回転している間、静電潜像の形成と、現像剤像の形成と、現像剤像の転写と、残留した現像剤像のクリーニングを連続して行うことができる。すなわち、用紙Ｓに画像を形成する動作を連続して行うことができる。
【００２１】
光プリンタヘッド１３の構造について説明する。図２は、光プリンタヘッド１３の外観図であり、図３は、光プリンタヘッド１３の断面図である。図２および図３において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸である。他の図面においても、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の関係は同様である。
【００２２】
発光素子１３１は、ガラス基板１３２に積層されている。図４に示すように、複数の発光素子１３１がガラス基板１３２に設けられている。複数の発光素子１３１は、ガラス基板１３２の長手方向（Ｘ方向）に並んでいる。Ｘ方向に並ぶ複数の発光素子１３１の列が、Ｙ方向にも並んでいる。
【００２３】
ガラス基板１３２は、実質的に透明であり、光を通過させる。本実施形態では、ガラス基板１３２を用いているが、ガラス基板１３２の他にも、光を透過させる基板を用いることができる。例えば、ガラス基板１３２の代わりに、樹脂で形成された基板を用いることができる。
【００２４】
ガラス基板１３２は、ホルダ本体としてのレンズホルダ１３６に固定されている。例えば、接着剤を用いることにより、ガラス基板１３２をレンズホルダ１３６に固定できる。
【００２５】
レンズホルダ１３６は、セルフォックレンズアレイ１３５を保持する。セルフォックレンズアレイ１３５は、図２に示すように、複数のセルフォックレンズ１３５ａを有しており、複数のセルフォックレンズ１３５ａは、ガラス基板１３２の長手方向（Ｘ方向）に沿って並んでいる。本実施形態では、Ｘ方向に並ぶ複数のセルフォックレンズ１３５ａの列が、Ｙ方向にも並んでいる。
【００２６】
ガラス基板１３２および封止部材１３４は、発光素子１３１の収容スペースを形成する。封止部材１３４は、レンズホルダ１３６および蓋１３７に対して固定される。蓋１３７は、レンズホルダ１３６に固定される。発光素子１３１、ガラス基板１３２および封止部材１３４は、レンズホルダ１３６および蓋１３７の間に形成されたスペースに収容される。
【００２７】
発光素子１３１から射出した光は、セルフォックレンズアレイ１３５に入射する。各発光素子１３１から射出した光は、対応するセルフォックレンズ１３５ａに入射する。
【００２８】
セルフォックレンズアレイ１３５は、複数の発光素子１３１からの複数の光（拡散光）を集光して、感光ドラム１５の露光位置に到達させる。露光位置では、所望の解像度のスポット光が形成される。
【００２９】
図５は、光プリンタヘッド１３の一部を示す概略図である。
【００３０】
本実施形態では、発光素子１３１として、いわゆるボトムエミッションタイプの有機ＥＬ素子を用いている。
【００３１】
発光素子１３１は、陽極１３１ａ、陰極１３１ｂおよび発光層１３１ｃを有する。陽極１３１ａは、発光層１３１ｃに正孔を注入する透明電極である。陽極１３１ａは、例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）で形成することができる。陰極１３１ｂは、発光層１３１ｃに電子を注入する電極である。発光層１３１ｃは、有機物質を含んでおり、陽極１３１ａおよび陰極１３１ｂの間にある。
【００３２】
陽極１３１ａおよび陰極１３１ｂに対して直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極１３１ａは、発光層１３１ｃに正孔を注入する。陰極１３１ｂは、発光層１３１ｃに電子を注入する。発光層１３１ｃでは、正孔および電子の再結合によって、有機分子の電子状態が基底状態から励起状態に変化する。
【００３３】
励起状態は、基底状態よりもエネルギが高い状態である。励起状態は、不安定な状態であるため、有機分子の電子状態は、励起状態から基底状態に戻る。電子状態が励起状態から基底状態に変化するとき、エネルギが放出され、発光層１３１ｃにおいて発光現象が発生する。
【００３４】
発光層１３１ｃで発生した光は、陽極１３１ａおよび陰極１３１ｂに向かう。陽極１３１ａは、透明電極であるため、発光層１３１ｃからの光は、陽極１３１ａを通過する。陰極１３１ｂに向かう光は、陰極１３１ｂで反射して、陽極１３１ａに向かう。陽極１３１ａを通過した光は、ガラス基板１３２を通過して、セルフォックレンズアレイ１３５に到達する。
【００３５】
スイッチング素子としてのトランジスタ１３１ｄは、ガラス基板１３２に積層されており、発光素子１３１の輝度を制御するために用いられる。トランジスタ１３１ｄとしては、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いることができる。１つの発光素子１３１に対して、複数のトランジスタ１３１ｄを設けることができる。
【００３６】
発光素子１３１が光を照射すると、発光素子１３１が発熱する。発光素子１３１で発生した熱は、ガラス基板１３２に伝達する。ガラス基板１３２に伝達した熱は、レンズホルダ１３６に伝達する。
【００３７】
発光素子１３１の温度上昇を抑制すれば、熱による発光素子１３１の劣化を抑制することができ、発光素子１３１の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
有機ＥＬ素子としての発光素子１３１は、熱の影響を受けやすく、発光素子１３１の温度上昇によって、光量が半減してしまい、輝度半減期が短くなる。光プリンタヘッド１３では、要求される露光量を確保するために、光を照射する他の機器（例えば、ディスプレイ）に比べて、印加される電流が大きく、自己発熱量も多い。
【００３９】
本実施形態の発光素子１３１は、ボトムエミッションタイプの発光素子であるが、いわゆるトップエミッションタイプの発光素子を用いることもできる。図６は、トップエミッションタイプの発光素子を用いた光プリンタヘッド１３の概略図である。
【００４０】
ボトムエミッションタイプの発光素子１３１では、陽極１３１ａが透明電極であるが、トップエミッションタイプの発光素子１３１では、陰極１３１ｂが透明電極である。透明電極としての陰極１３１ｂは、例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）で形成することができる。陰極１３１ｂが透明電極であるとき、有機膜との界面に、陰極用の金属を設ける必要がある。
【００４１】
発光層１３１ｃで発生した光は、陽極１３１ａおよび陰極１３１ｂに向かう。陰極１３１ｂに向かう光は、陰極１３１ｂを通過する。陽極１３１ａに向かう光は、陽極１３１ａで反射して、陰極１３１ｂに向かう。封止部材１３４は、発光素子１３１からの光を通過させる。封止部材１３４が実質的に透明であれば、光量を低下させることなく、封止部材１３４から光を射出することができる。ガラス基板１３２は、蓋１３７と接触する。
【００４２】
トップエミッションタイプの発光素子を用いれば、光路上に、回路の電極といった遮光物が配置されていないため、光の射出面積を確保しやすく、光量を確保しやすい。
【００４３】
本実施形態では、発光素子１３１として、有機ＥＬ素子を用いているが、他の光源を用いることができる。例えば、発光素子１３１として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。
【００４４】
次に、光プリンタヘッド１３の駆動回路について説明する。図７は、光プリンタヘッド１３の駆動回路を含む光プリンタヘッド１３の構成を示す図である。
【００４５】
ヘッド制御部２００は、光プリンタヘッド１３の駆動を制御する。シフトレジスタ２０１は、１ライン分の画像データを格納する。ヘッド制御部２００は、転送クロックに同期させて１ライン分の画像データをシフトレジスタ２０１に出力する。
【００４６】
ヘッド制御部２００は、シフトレジスタ２０１への画像データの出力が完了すると、ＨＳＹＮＣ（水平同期信号）信号をラッチ回路２０２に出力する。ラッチ回路２０２は、ＨＳＹＮＣ信号を受けて、シフトレジスタ２０１上の１ライン分の画像データをラッチする。
【００４７】
ヘッド制御部２００がＳＴＲＢ信号をドライバ２０３に出力すると、ドライバ２０３は、対応する画素に応じた電流を発光素子１３１に供給する。発光素子１３１は、供給された電流値に応じて発光する。
【００４８】
ＳＴＲＢ信号は、感光ドラム１５の露光時間に相当するため、ＳＴＲＢ信号の出力時間を調整（増加）することによって、露光量を増加させることができる。露光量を増加させることにより、感光ドラム１５の感度劣化に対応させることができる。すなわち、感光ドラム１５の感度が劣化することに応じて、露光量を増加させることができる。
【００４９】
ドライバ２０３は、発光素子１３１に供給される電流値を補正するレジスタを備える。ドライバ２０３のレジスタには、発光素子１３１から照射される光の光量を補正する補正データが書き込まれている。ドライバ２０３から出力される電流値は、補正データによって、補正される。
【００５０】
光プリンタヘッド１３の各種のバラツキによって、発光素子１３１から感光ドラム１５に到達する光の光量がばらつくことがある。補正データは、感光ドラム１５に到達する光量のバラツキを補正するために用いられる。光プリンタヘッド１３の各種のバラツキとしては、複数の発光素子１３１の発光効率のバラツキ、各発光素子１３１を駆動する駆動回路のバラツキ、セルフォックレンズアレイ１３５の屈折率分布のバラツキ、セルフォックレンズ１３５ａの配列のバラツキ、発光素子１３１およびセルフォックレンズアレイ１３５の位置関係のバラツキがある。補正データは、光プリンタヘッド１３の製造ラインや調整ラインにおいて、予め測定することによって得ることができる。
【００５１】
不揮発性メモリ２０４は、補正データを記憶する。不揮発性メモリ２０４としては、例えば、ＥＥＰＲＯＭを用いることができる。
【００５２】
ヘッド制御部２００は、画像形成装置１００の起動時に、不揮発性メモリ２０４から補正データを読み出す。ヘッド制御部２００は、画像形成動作を開始する前などの所定のタイミングにおいて、ドライバ２０３のレジスタに補正データを書き込む。
【００５３】
補正データの測定方法について説明する。例えば、光プリンタヘッド１３の製造ラインや組み立て調整ラインでは、ＣＣＤ等の光センサを用いて、光プリンタヘッド１３の１画素毎の光強度分布を測定する。すべての画素における光量が所定範囲内の光量（例えば、４０ｎＷ±０．５％）となるように、ドライバ２０３への電流指示値を調整する。電流指示値を調整する値が、補正データであり、不揮発性メモリ２０４に記憶される。不揮発性メモリ２０４への補正データの書き込みは、ヘッド制御部２００と互換性のある補正データの書き込みによって行われる。
【００５４】
不揮発性メモリ２０４は、レンズホルダ１３６に固定される。不揮発性メモリ２０４は、配線と接続されており、配線の一部とともに、レンズホルダ１３６に固定される。配線は、不揮発性メモリ２０４およびヘッド制御部２００を電気的に接続する。配線としては、例えば、フレキシブルプリント基板、フレキシブル基板、フレキシブルプリントケーブルを用いることができる。
【００５５】
不揮発性メモリ２０４をレンズホルダ１３６に固定する方法としては、レンズホルダ１３６の外面に不揮発性メモリ２０４を固定することができる。レンズホルダ１３６の外面としては、例えば、Ｘ方向におけるレンズホルダ１３６の端面（図２参照）を用いることができる。不揮発性メモリ２０４をレンズホルダ１３６の外面に固定するときには、不揮発性メモリ２０４を覆うカバーを用いることができる。カバーを用いることにより、不揮発性メモリ２０４を保護することができる。
【００５６】
一方、不揮発性メモリ２０４は、レンズホルダ１３６の内部に埋め込むこともできる。
【００５７】
本実施形態では、不揮発性メモリ２０４をレンズホルダ１３６に固定しているが、セルフォックレンズアレイ１３５や蓋１３７に、不揮発性メモリ２０４を固定することができる。
【００５８】
不揮発性メモリ２０４をセルフォックレンズアレイ１３５に固定するときには、発光素子１３１から照射された光の光路から外れた位置に不揮発性メモリ２０４を固定することができる。不揮発性メモリ２０４は、セルフォックレンズアレイ１３５の外面に固定したり、セルフォックレンズアレイ１３５の内部に埋め込んだりすることができる。
【００５９】
本実施形態では、不揮発性メモリ２０４をレンズホルダ１３６等に固定しているが、不揮発性メモリ２０４に代えて、又は、不揮発性メモリ２０４ととともに、不揮発性メモリ２０４以外の電気素子をレンズホルダ１３６等に固定することができる。電気素子は、光プリンタヘッド１３の駆動回路（図７参照）を構成する電気素子である。
【００６０】
本実施形態によれば、不揮発性メモリ２０４がレンズホルダ１３６に固定されているため、レンズホルダ１３６およびガラス基板１３２を分離すれば、不揮発性メモリ２０４を含むレンズホルダ１３６を、再利用することができる。すなわち、ガラス基板１３２を取り出すだけで、再利用できる部品と、廃棄する部品とを簡単に分離することができる。
【００６１】
劣化したガラス基板１３２は、再利用することができないが、レンズホルダ１３６や不揮発性メモリ２０４は、劣化し難く、再利用することができる。セルフォックレンズアレイ１３５を再利用するときには、セルフォックレンズアレイ１３５をクリーニングすることができる。
【００６２】
尚、本実施の形態では、固定はソケットなどにはめ込まれたものも含む。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１３：光プリンタヘッド、１３１：発光素子、１３２：ガラス基板、
１３５：セルフォックレンズアレイ、１３６：レンズホルダ、２００：ヘッド制御部、
２０４：不揮発性メモリ
【図１】
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【図２】
2011213118.tif 000004
【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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