(57)【要約】【課題】簡単な構成で迷光を防止することができるＬＥＤアレイ、ＬＥＤアレイヘッド及び画像記録装置を得る。【解決手段】ＬＥＤ２８の、金属配線層４６の配設方向の反対側に溝部５０を形成している。この溝部５０によって、ＬＥＤ２８を分断し、発光層２８Ａと非発光層となる立壁５２とに分けている。このように、発光層２８Ａの端面と対面する立壁５２を設けることで、発光層２８Ａの端面から横方向に漏れる光を遮ることができる。これにより、ＬＥＤ２８からの光による散乱光や迷光を防止することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面部を主発光部とする複数の発光素子が配列されたＬＥＤアレイにおいて、
前記発光素子の発光層の端面との間に隙間を空けて立壁が設けられたことを特徴とするＬＥＤアレイ。
【請求項２】
前記立壁の前記発光層側の壁面が粗面化処理されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤアレイ。
【請求項３】
前記立壁が、前記発光層を形成する着膜工程で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤアレイ。
【請求項４】
前記立壁が、前記発光層と電気的に接続される配線層を形成する着膜工程で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤアレイ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載のＬＥＤアレイを備えたことを特徴とするＬＥＤアレイヘッド。
【請求項６】
前記ＬＥＤアレイが千鳥状に配置されたことを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤアレイヘッド。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のＬＥＤアレイヘッドを備えたことを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤを備えたＬＥＤアレイ、ＬＥＤアレイヘッド及び画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発光装置としてＬＥＤアレイヘッドが用いられているが、このＬＥＤアレイヘッドに用いられる発光素子（ガリ砒素）の発光層の端面からは全光量の約２０％の光が横方向に漏れてしまう。このように横方向に漏れてくる光が、対向して配置された発光素子とプリント基板とを接続させるワイヤーボンドのボンド部や発光素子の稜線部で反射して散乱光や迷光が発生しやすくなる。この散乱光や迷光が感光体に当ると、本来の露光量以上の露光量で感光体が露光されるため、画像筋が生じ、画質が低下するといった問題が生じる。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１では、発光素子の端面に遮光膜を付着しているが、遮光膜付着の工程が付加される。また、特許文献２では、発光素子端面部をメサ構造にして遮光膜を設けたり、発光素子の隣接部に遮光用チップを設けているが遮光膜の着膜工程やチップマウントの工程が付加される。また、特許文献３では、発光素子の端面全周をメサ形状とし、表面に金属製の遮光膜を形成したり、発光素子の全周に埋め込み剤を充填したりして遮光しているが、やはり着膜工程や充填工程が必要となる。
【特許文献１】特開平５−２９４００９号公報
【特許文献２】特開２００２−９４１２６号公報
【特許文献３】特開平１１−２２０１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、簡単な構成で迷光を防止することができるＬＥＤアレイ、ＬＥＤアレイヘッド及び画像記録装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、上面部を主発光部とする複数の発光素子が配列されたＬＥＤアレイにおいて、前記発光素子の発光層の端面との間に隙間を空けて立壁が設けられたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、発光素子の発光層の端面との間に隙間を空けて立壁を設けることで、発光層の端面と立壁とが対面することとなる。これにより、発光層の端面から横方向に漏れる光を該立壁で遮ることができる。このように、簡単な構成で発光素子からの光による散乱光や迷光を防止することができる。このため、小型のＬＥＤアレイを製造することができ、ＬＥＤアレイヘッド及び画像記録装置の小型化を実現することができる。
【０００７】
ここで、発光素子の発光層の端面との間に隙間を空けて該端面と対面する立壁を設けるため、発光素子自体に溝部を設けた状態で、該溝部によって分断された発光素子の端部を立壁としても良い。つまり、発光素子の一部を立壁とすることで、発光素子を形成する工程で立壁を形成することができることとなり、これによれば、立壁を形成するために専用の工程を必要としない。また、遮光部材を別途必要としないため、コストダウンを図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＬＥＤアレイにおいて、前記立壁の前記発光層側の壁面が粗面化処理されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、立壁の発光層側の壁面を粗面化処理することで、発光素子の端面から漏れる光を立壁の壁面で遮ったときの光の反射率を低下させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＬＥＤアレイにおいて、前記立壁が、前記発光層を形成する着膜工程で形成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、立壁を発光層を形成する着膜工程で形成することで、立壁を形成するために、別途専用の工程を追加する必要がない。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＬＥＤアレイにおいて、前記立壁が、前記発光層と電気的に接続される配線層を形成する着膜工程で形成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、立壁を発光層と電気的に接続される配線層を形成する着膜工程で形成することで、立壁を形成するために、別途専用の工程を追加する必要がない。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、ＬＥＤアレイヘッドにおいて、請求項１〜４の何れか１項に記載のＬＥＤアレイを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のＬＥＤアレイヘッドにおいて、ＬＥＤアレイが千鳥状に配置されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、ＬＥＤアレイを千鳥状に配置している。ＬＥＤアレイを千鳥状に配置することで、発光素子の端面から漏れる光は、対向する発光素子の金属配線や発光素子の稜線部で反射し、感光体上に迷光が当たり画像筋が発生することが懸念されるが、略対向する発光素子間に立壁を設けることで、発光素子の端面から漏れる光は該立壁で遮られるため、対向する発光素子側へ影響を及ぼすことはない。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、画像記録装置において、請求項５又は６に記載のＬＥＤアレイヘッドを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上記構成としたので、簡単な構成で迷光を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１には、本発明の実施の形態に係るＬＥＤアレイヘッド２０が適用される画像記録装置１０が示されており、この画像記録装置１０は、いわゆるタンデム式の画像記録装置とされている。画像記録装置１０は、略水平に掛け渡された中間転写ベルト１２を備えており、中間転写ベルト１２の下方には、それぞれ異なる現像色に対応した４個の画像記録部１４が配置されている。
【００２０】
この画像記録部１４の下方には、用紙トレイ１１が設けられ、用紙トレイ１１の給紙側から上方に延びる搬送路１３は、中間転写ベルト１２に接する二次転写部１５、定着器を備えた定着部１７を経て、排出口に至っており、排出口の外側が排紙トレイ１９となっている。
【００２１】
そして、各画像記録部１４は、感光体１６、帯電器１８、ＬＥＤアレイヘッド２０、現像器４０、及びクリーナ４２を備えている。
【００２２】
感光体１６は、その外周面が円筒状とされた受光面１６Ａとされており、この受光面１６Ａに、静電潜像を形成可能とされている。受光面１６Ａは、現像器４０よりも感光体回転方向（矢印Ｒ方向）の下流側（以下、単に「下流側」という）で中間転写ベルト１２に接触している。
【００２３】
また、帯電器１８は、導電性のローラであって金属製の芯金が合成樹脂製の弾性層によって被覆されており、芯金には図示しない電源により負極性の電圧が印加されるようになっている。この帯電器１８より下流側には、ＬＥＤアレイヘッド２０が配置されており、感光体１６の受光面１６Ａ（感光層）に光像を照射する。これにより、帯電器１８により帯電された感光体１６を露光して静電潜像を形成するようになっている。
【００２４】
さらに、ＬＥＤアレイヘッド２０より下流側には、現像器４０が配置されている。現像器４０内にはトナーとキャリアとを混合した二成分現像剤が充填されており、現像器４０内に充填されたトナーとキャリアとは攪拌され摩擦帯電して、ムラ無く混合するようになっている。これにより、キャリアにトナーを静電的に付着させている。
【００２５】
そして、感光体１６に対向して配置されたマグネットローラ４４の磁気力によって磁性粉末のキャリアが吸着される。このマグネットローラ４４上のキャリアに付着したトナーは、感光体１６が露光された電位（−２００Ｖ）と現像バイアス電位（−５５０Ｖ）との電位差（現像電位）によって、感光体１６に静電的に付着されるようになっている。
【００２６】
これにより、現像器４０は、感光体１６に形成された静電潜像上にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する。そして、中間転写ベルト１２上に転写し、中間転写ベルト１２上には最終的に全色のトナー像が重ね合わされることとなる。
【００２７】
一方、現像器４０より下流側に配置されたクリーナ４２は、感光体１６の受光面１６Ａに当接して感光体１６に付着した付着物（廃トナー、廃キャリア等）を取り除くようになっている。
【００２８】
本発明の実施の形態に係るＬＥＤアレイヘッドについて説明する。
【００２９】
図２に示すように、ＬＥＤアレイヘッド２０は、長尺状のプリント基板２２を備えている。このプリント基板２２には、ＬＥＤアレイヘッド２０（各ＬＥＤ２８）の駆動を制御する各種信号を供給するための回路が形成されており、１ライン分の画像データを順次処理できるようになっている。
【００３０】
また、プリント基板２２上には、ＬＥＤアレイ（ＬＥＤチップともいう）２６、２７が長手方向の端部が一部重なり合うようにして、互い違いとなるように千鳥状に２列で配列されている。また、ＬＥＤアレイ２６、２７の基板２５上面には、ＬＥＤアレイ２６、２７の長手方向に沿って１次元配列された複数個のＬＥＤ２８を備えており、解像度に応じた画素数（ドット数）の数だけ設けられている。
【００３１】
一方、プリント基板２２の対向位置には、レンズホルダ２３が設けられており、プリント基板２２の長手方向と同方向に沿って、集光レンズ（光学系）としてのロッドレンズアレイ（ＳＬＡ）３０が配列されている。このロッドレンズアレイ３０によって、ＬＥＤアレイ２６、２７のＬＥＤ２８からの光が、感光体１６に結像されるようになっている。
【００３２】
ここで、本実施の形態では、ＬＥＤアレイ２６、２７として自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Ｓｅｌｆ−ｓｃａｎｎｉｎｇ  ＬＥＤ）アレイを使用する。ＳＬＥＤアレイは、スイッチのオン・オフタイミングを二本の信号線によって、選択的に発光させることができるため、データ線を共通化することができ、配線の簡素化が可能となる。ＳＬＥＤアレイについては、例えば、特開平８−２１６４４８号公報に開示されたものを適用することができる。
【００３３】
この自己走査型ＬＥＤでは、ＬＥＤアレイ２６、２７をプリント基板２２と電気的に接続させる電極パッド３２（図３参照）の数を従来のＬＥＤアレイより大幅に少なくすることが可能となる。このため、電極パッド３２をＬＥＤアレイ２６、２７におけるＬＥＤ２８の配列方向の端部に集中させることができる。
【００３４】
したがって、図３に示すように、ＬＥＤアレイ２６、２７の長手方向の両端側には、電極パッド３２が配設され、プリント基板２２上には電極パッド３２に対応する位置に電極パッド２４が配設されている。
【００３５】
このように、電極パッド３２の数を従来のＬＥＤアレイより大幅に少なくすることで、ＬＥＤアレイ２６、２７の小型化が可能となるので、１ウエハから採れるチップの数を大幅に増加させて、１チップ当たりのコストを下げることができる。
【００３６】
ここで、図４及び図５に示すように、ＬＥＤアレイ２６のＬＥＤ２８の上面には、ＬＥＤ２８に電圧を印加するため、配線層として、金、銀等を着膜させた金属配線層４６が配線されており、金属配線層４６とＬＥＤアレイ２６の基板２５上面との間には、絶縁膜４８が形成されている。なお、ここでは配線層として金属配線層４６を用いたが、導通可能な配線層であれば良いため、導電性の樹脂層で形成しても良い。
【００３７】
本形態では、ＬＥＤ２８の、金属配線層４６の配設方向の反対側に溝部（隙間）５０を形成している。この溝部５０によって、ＬＥＤ２８を分断し、発光層２８Ａと、非発光層となる立壁５２と、に分けている。
【００３８】
このＬＥＤ２８は、上面を主発光部としており、発光層２８Ａの光は上方へ向かって発せられるが、図６に示すように、発光層２８Ａからの光が発光層２８Ａの端面から漏れてしまうと（矢印Ａ）、該発光層２８Ａからの光は、ＬＥＤアレイ２７側に配列されたＬＥＤ２８の稜線部２８ＢやＬＥＤ２８の金属配線層４６で反射してしまう（矢印Ｂ）恐れがある。
【００３９】
しかし、本発明の図４に示すように、ＬＥＤ２８に溝部５０及び立壁５２を形成し、互いに略対向するＬＥＤアレイ２６のＬＥＤ２８とＬＥＤアレイ２７のＬＥＤ２８との間に、非発光層となる立壁５２を設けることで、該立壁５２によって発光層２８Ａの端面から横方向に漏れる光を遮ることができる。
【００４０】
つまり、ＬＥＤ２８からの光による散乱光や迷光を防止することで、ＬＥＤアレイ２６とＬＥＤアレイ２７を近接させた状態で略対向させることができ、さらに小型のＬＥＤアレイ２６、２７を製造することができて、ＬＥＤアレイヘッド２０及び画像記録装置１０の小型化を実現することができる。
【００４１】
ところで、ＬＥＤ２８に溝部５０及び立壁５２を形成するに当って、ＬＥＤ２８の発光層２８Ａを形成する着膜工程で、ＬＥＤ２８の発光層２８Ａの端面との間に隙間（溝部５０）を空けることで、非発光層の立壁５２を形成することができる。
【００４２】
つまり、ＬＥＤアレイ２６を製造する過程で、立壁５２が形成されるということであり、立壁５２を形成するために専用の工程を必要としない。また、この場合、遮光部材を別途必要としないため、コストダウンを図ることができる。
【００４３】
ここで、立壁５２の発光層２８Ａ側の壁面５２Ａを粗面化処理することで、ＬＥＤ２８の端面から漏れる光を立壁５２の壁面５２Ａで遮ったときの光の反射率を低下させることができる。さらに、立壁５２の壁面５２Ａは、ＬＥＤアレイ２６の基板２５の上面に対して垂直に立設しているが、発光層２８Ａの端面からの光を遮ることができれば良く、ＬＥＤアレイ２６の基板２５の上面との成す角が６０度から９０度の間であればよい。
【００４４】
なお、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４５】
例えば、本形態では、ＬＥＤ２８の発光層２８Ａを形成する着膜工程で立壁５２を形成したが、図７及び図８に示すように、発光層２８Ａと電気的に接続される金属配線層４６と同じ材料で立壁５５を形成しても良い。つまり、金属配線層４６を形成する着膜工程で、発光層２８Ａの端面との間に隙間（溝部５０）を空けて立壁５５を形成する。
【００４６】
この場合、ＬＥＤ２８の上面よりも立壁６０の先端面の高さを高くすることができるため、ＬＥＤ２８の発光角度を絞ることができ、ＬＥＤ２８からの光による散乱光や迷光をさらに効果的に防止することができる。
【００４７】
ところで、金属配線層４６とＬＥＤアレイ２６の基板２５上面との間には、絶縁膜４８が形成されているが、図９及び図１０に示すように、ＬＥＤ２８の発光層２８Ａを形成する着膜工程で溝部５０を形成した後、絶縁膜４８の着膜時に溝部５０内に絶縁膜５８を着膜させ、金属配線層４６を着膜させるときに、絶縁膜５８の表面にさらに立壁６０を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイヘッドが適用された画像記録装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイヘッドと感光体の関係を説明する斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイヘッドを示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイを示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイの要旨を示す斜視図である。
【図６】図４の比較例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイの変形例１を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイの変形例１の要旨を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイの変形例２を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るＬＥＤアレイの変形例２の要旨を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０   画像記録装置
２０   ＬＥＤアレイヘッド
２６   ＬＥＤアレイ
２７   ＬＥＤアレイ
２８   ＬＥＤ（発光素子）
２８Ａ 発光層（発光層、発光素子）
４６   金属配線層（配線層）
５０   溝部（隙間）
５２Ａ 壁面
５２   立壁
５４   立壁
５５   立壁
６０   立壁
【図１】
2008124372.tif 000003
【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】
2008124372.tif 000008
【図７】
2008124372.tif 000009
【図８】
2008124372.tif 000010
【図９】
2008124372.tif 000011
【図１０】
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