(57)【要約】【課題】有機ＥＬと遮光部材の間に光透過性基板を配した露光ヘッドにおいて、ゴーストの発生を抑制することを可能とする技術を提供する。【解決手段】有機ＥＬおよび当該有機ＥＬを封止する封止部材が配されるシリコン基板と、シリコン基板の有機ＥＬおよび封止部材を覆うとともに、有機ＥＬの発光する光が透過する光透過性基板と、有機ＥＬに開口する開口部を有し、有機ＥＬから光透過性基板を透過して開口部に入射する光が通過する孔が配されるとともに、孔の方向から見て開口部がシリコン基板より小さくシリコン基板の内側に配される遮光部材と、遮光部材の孔を通過する光を結像する光学系と、を備える。【選択図】図５
2012086520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬおよび前記有機ＥＬを封止する封止部材が配されるシリコン基板と、
前記シリコン基板の前記有機ＥＬおよび前記封止部材を覆うとともに、前記有機ＥＬの発光する光が透過する光透過性基板と、
前記有機ＥＬに開口する開口部を有し、前記有機ＥＬから前記光透過性基板を透過して前記開口部に入射する光が通過する孔が配されるとともに、前記孔の方向から見て前記開口部が前記シリコン基板より小さく前記シリコン基板の内側に配される遮光部材と、
前記遮光部材の前記孔を通過する光を結像する光学系と、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項２】
前記シリコン基板に配されて前記有機ＥＬを駆動する駆動回路を備える請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
前記駆動回路および前記有機ＥＬを前記シリコン基板に積層する請求項２に記載の露光ヘッド。
【請求項４】
前記有機ＥＬを駆動するための信号を前記駆動回路に与える配線が前記シリコン基板に配される請求項２または３に記載の露光ヘッド。
【請求項５】
前記光学系の結像倍率の絶対値は１未満である請求項２ないし４のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項６】
前記光透過性基板はガラス基板である請求項１ないし５のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項７】
有機ＥＬおよび前記有機ＥＬを封止する封止部材が配されるシリコン基板、前記シリコン基板の前記有機ＥＬおよび前記封止部材を覆うとともに前記有機ＥＬの発光する光が透過する光透過性基板、前記有機ＥＬに開口する開口部を有し前記有機ＥＬから前記光透過性基板を透過して前記開口部に入射する光が通過する孔が配されるとともに前記孔の方向から見て前記開口部が前記シリコン基板より小さく前記シリコン基板の内側に配される遮光部材、および前記遮光部材の前記孔を通過する光を結像する光学系を有する露光ヘッドと、
前記露光ヘッドの前記光学系が結像した光によって潜像が形成される潜像担持体と、
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】
この発明は、有機ＥＬが発光した光を結像光学系により結像する露光ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が形成されたＬＥＤチップに対してレンズを配置し、発光素子（ＬＥＤ）からの光を光学系によって結像する露光ヘッドが記載されている。また、この露光ヘッドでは、対向する発光素子以外からの光が光学系に入射すると、いわゆるゴーストが引き起こされるおそれがある。特許文献１では、これを抑制するために、発光素子から光学系に向けて貫通する孔（導光孔）を有する遮光部材が、発光素子と光学系との間に配置されている。この遮光部材の孔は、発光素子に向けて開口する開口部を有しており、有機ＥＬからの射出光はこの開口部から入って孔を通過した後に、光学系へと入射する。こうして、開口部に入射しない光の結像光学系への入射を制限することで、ゴーストの発生が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０２９１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようなＬＥＤチップに代えて、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）を発光素子として形成したシリコン基板等を用いることが考えられる。ただし、有機ＥＬは水分等により特性が劣化するため、有機ＥＬを封止部材で封止して外気から遮断する必要がある。さらには、封止が破れないように、有機ＥＬおよび封止部材をガラス基板等の光透過性基板で覆っておくことが好適である。つまり、この場合、有機ＥＬおよび封止部材はガラス基板によって覆われており、有機ＥＬの射出光は封止部材および光透過性基板を透過して、遮光部材の孔の開口へと入射する。
【０００５】
しかしながら、このような構成では、遮光部材の孔の開口部に向けて進行する迷光が、シリコン基板の側方をすり抜けるようにして光透過性基板を透過した後に、当該開口部に入射してしまい、ゴーストを引き起こすおそれがあった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬと遮光部材の間に光透過性基板を配した露光ヘッドにおいて、ゴーストの発生を抑制することを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】
この発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、有機ＥＬおよび当該有機ＥＬを封止する封止部材が配されるシリコン基板と、シリコン基板の有機ＥＬおよび封止部材を覆うとともに、有機ＥＬの発光する光が透過する光透過性基板と、有機ＥＬに開口する開口部を有し、有機ＥＬから光透過性基板を透過して開口部に入射する光が通過する孔が配されるとともに、孔の方向から見て開口部がシリコン基板より小さくシリコン基板の内側に配される遮光部材と、遮光部材の孔を通過する光を結像する光学系と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、有機ＥＬおよび当該有機ＥＬを封止する封止部材が配されるシリコン基板、シリコン基板の有機ＥＬおよび封止部材を覆うとともに有機ＥＬの発光する光が透過する光透過性基板、有機ＥＬに開口する開口部を有し有機ＥＬから光透過性基板を透過して開口部に入射する光が通過する孔が配されるとともに孔の方向から見て開口部がシリコン基板より小さくシリコン基板の内側に配される遮光部材、および遮光部材の孔を通過する光を結像する光学系を有する露光ヘッドと、露光ヘッドの光学系が結像した光によって潜像が形成される潜像担持体と、を備える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、シリコン基板に配された有機ＥＬおよび封止部材は光透過性基板により覆われている。そして、有機ＥＬから光透過性基板を透過した光は、遮光部材の孔を通過した後に光学系により結像される。そのため、上述と同様の理由により、遮光部材の孔の開口部に向けて進行する迷光が、シリコン基板の側方をすり抜けるようにして光透過性基板を透過した後に、当該開口部に入射してしまい、ゴーストを引き起こすおそれがあった。これに対してこの発明では、遮光部材の孔の方向から見て当該孔の開口部がシリコン基板より小さくシリコン基板の内側に配される。そのため、遮光部材の孔の開口部に向けて進行する迷光の多くは、このシリコン基板により反射されて、光透過性基板に入射しない。こうして、この発明では、ゴーストの発生を抑制することが可能となっている。
【００１０】
また、シリコン基板に配されて有機ＥＬを駆動する駆動回路を備えるように構成しても良い。このように、有機ＥＬと駆動回路をシリコン基板に集積することで、駆動回路を構成する部材をシリコン基板以外に設ける必要が無く、露光ヘッドの省スペース化を図ることが容易になる。
【００１１】
このとき、より具体的には、駆動回路および有機ＥＬをシリコン基板に積層しても良い。さらには、有機ＥＬを駆動するための信号を駆動回路に与える配線がシリコン基板に配されてもよい。
【００１２】
また、光学系の結像倍率の絶対値は１未満であるように構成しても良い。後述するように、このように構成した場合、駆動回路を大きく形成して、駆動回路の駆動能力を容易に向上させることが可能となる。
【００１３】
また、光透過性基板としてはガラス基板を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用可能なラインヘッドの一例を示す図。
【図２】図１のラインヘッドにおける発光素子の配置を示す図。
【図３】光軸方向から見たチップの部分平面図。
【図４】長手方向ＬＧＤから見たチップの幅方向断面を部分的に示す図。
【図５】実施形態の効果を説明する図。
【図６】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７】図６の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図８】チップの変形例を示す図。
【図９】チップの変形例を示す図。
【図１０】発光素子グループを構成する発光素子の配列態様の変形例を示す図。
【図１１】結像光学系と発光素子グループの配置関係の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明を適用可能なラインヘッドの一例を示す図であり、特にラインヘッド２９の断面（図２に示すＡ−Ａ線断面）を長手方向ＬＧＤから見た場合を部分的に示している。図１の破線で示すように、ラインヘッド２９は、チップＣＰに形成された発光素子からの光を結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2で結像して、感光体ドラム表面等の被露光面ＥＳにスポットＳＰを形成するものである。また、図２は、図１のラインヘッドにおける発光素子の配置を示す図であり、特に発光素子Ｅが形成されたチップＣＰを支持するヘッド基板２９３の構成を光軸方向Ｄoaから見た場合を部分的に示している。なお、図１および後に説明する図では、ガラス等の光透過製材料で構成された部材の断面に対してドットのハッチングが適宜施されている。また、図２では、ヘッド基板２９３に配置された部材以外の部材（ＬＳ1、ＬＳ2、Ｄ1）が一点・二点鎖線で示されているが、これは発光素子Ｅと各部材（ＬＳ1、ＬＳ2、Ｄ1）との対応関係を理解しやすくするために記載したものである。
【００１６】
また、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および後に説明する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、結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2の光軸方向Ｄoaについても適宜示すものとする。ここで、光軸方向Ｄoaは、結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2の光軸ＯＡに平行であって、チップＣＰに形成された発光素子が光を射出する方向とする。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。
【００１７】
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り、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と併せて、主走査方向ＭＤ・副走査方向ＳＤも図示することとする。
【００１８】
ラインヘッド２９は、チップＣＰを支持するヘッド基板や、レンズＬＳ1、ＬＳ2が形成されたレンズアレイＬＡ1、ＬＡ2を具備する。チップＣＰでは、発光素子ピッチＰeで長手方向ＬＧＤに２行千鳥状に並ぶ複数（１６個）の発光素子Ｅがグループ化されて発光素子グループＥＧが構成されるとともに、複数（３個）の発光素子グループＥＧが長手方向ＬＧＤに所定ピッチ（Ｄg×２）で直線的に並んでいる。また、複数のチップＣＰが長手方向ＬＧＤに２行千鳥状に並んで、ガラス製のヘッド基板２９３の裏面２９３−tに固定されている。その結果、ヘッド基板２９３の裏面２９３−tには、複数の発光素子グループＥＧが長手方向ＬＧＤにピッチＤgで２行千鳥状かつ離散的に並んでおり、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅからの光はヘッド基板２９３を透過して、ヘッド基板表面２９３−hから射出される。
【００１９】
ヘッド基板２９３の表面２９３−hには、幅方向ＬＴＤの両側にスペーサーＡＳ1が配置されており、これらスペーサーＡＳ1にレンズアレイＬＡ1が幅方向ＬＴＤに架設されている。このレンズアレイＬＡ1の裏面には、発光素子グループＥＧの配置に対応して、複数のレンズＬＳ1が長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並んでいる。これにより、１個の発光素子グループＥＧに対して、１枚のレンズＬＳ1が対向することとなる。ちなみに、レンズＬＳ1は、発光素子グループＥＧに対して凸の形状を有し、樹脂で形成される。
【００２０】
さらに、レンズアレイＬＡ1の表面には、幅方向ＬＴＤの両側にスペーサーＡＳ2が配置されており、これらスペーサーＡＳ2にレンズアレイＬＡ2が幅方向ＬＴＤに架設されている。このレンズアレイＬＡ2の裏面には、発光素子グループＥＧの配置に対応して、複数のレンズＬＳ2が長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並んでいる。これにより、１個の発光素子グループＥＧに対して、１枚のレンズＬＳ2が対向することとなる。ちなみに、レンズＬＳ2は、発光素子グループＥＧに対して凸の形状を有し、樹脂で形成される。
【００２１】
また、ラインヘッド２９は、ヘッド基板２９３とレンズアレイＬＡ1との間に遮光部材２９５を具備する。この遮光部材２９５は、光軸方向Ｄoaに並ぶ５枚の遮光平板ＦＰ1〜ＦＰ5を有している。より具体的には、遮光部材２９５では、幅方向ＬＴＤに間隔を空けてヘッド基板表面２９３−hに配置された２つのスペーサーが設けられており、これらのスペーサーの上に遮光平板ＦＰ1が架設されている。さらに、遮光部材２９５では、幅方向ＬＴＤに間隔を空けて遮光平板ＦＰ1表面に配置された２つのスペーサーが設けられ、これらのスペーサーの上に遮光平板ＦＰ2が架設されるとともに、同様に他の遮光平板ＦＰ3〜ＦＰ5もスペーサーを介して積み上げられている。
【００２２】
遮光平板ＦＰ1には、レンズＬＳ1、ＬＳ2の光軸ＯＡを中心とする円形状を有して、光軸方向Ｄoaに貫通する導光孔Ｄ1が、発光素子グループＥＧ毎に形成されている。こうして、遮光平板ＦＰ1には、発光素子グループＥＧの配置に対応して、複数の導光孔Ｄ1が長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並ぶ。また、同様に、その他の遮光平板ＦＰ2〜ＦＰ5それぞれに対しても、発光素子グループＥＧの配置に対応して、導光孔Ｄ2〜Ｄ5が長手方向ＬＧＤに２行千鳥で並ぶ。なお、ヘッド基板２９３に最近接の導光孔Ｄ1の径は、その他の導光孔Ｄ2〜Ｄ5の径よりも小さい。
【００２３】
こうして、光軸方向Ｄoaに一列に並ぶ導光孔Ｄ1〜Ｄ5およびレンズＬＳ1、ＬＳ2が、各発光素子グループＥＧに対向する。したがって、発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅが射出した光のうち、導光孔Ｄ1〜Ｄ5を通過した光がレンズＬＳ1、ＬＳ2に入射して結像される。なお、結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2は反転・縮小の結像倍率を有する（つまり、結像倍率は負の値で絶対値が１未満である）。
【００２４】
以上が、ラインヘッド２９の概略構成である。続いて、図３および図４を用いて、ラインヘッド２９が備えるチップＣＰの詳細構成について説明する。ここで、図３は、光軸方向から見たチップの部分平面図である。また、図４は、長手方向ＬＧＤから見たチップの幅方向断面を部分的に示す図である。なお、図３では、チップＣＰに配置された部材以外の部材（Ｄ1）が一点・二点鎖線で示されているが、これはチップＣＰに形成された発光素子Ｅと各部材（Ｄ1）との対応関係を理解しやすくするために記載したものである。
【００２５】
チップＣＰは、長手方向ＬＧＤに長さＬ1で幅方向ＬＴＤに幅Ｌ2（＜Ｌ1）の長方形状を有するシリコン基板ＳＳを備えている。このシリコン基板ＳＳに対しては、発光素子Ｅとしての有機ＥＬ、発光素子Ｅを駆動する駆動回路ＤＣ、駆動回路ＤＣにデータを転送する転送回路ＴＣ、および駆動回路と転送回路ＴＣを接続する配線ＷＬ等が、半導体プロセスによって集積形成されている。
【００２６】
より具体的には、シリコン基板ＳＳでは、３組の発光素子グループＥＧが長手方向ＬＧＤに並べて形成されている。これら発光素子グループＥＧの各発光素子Ｅは、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬであり、等しいもしくは略等しい発光スペクトルで発光する。そして、シリコン基板ＳＳには、有機ＥＬである発光素子Ｅを水分等から遮断するために、発光素子Ｅを封止する封止薄膜ＳＬが形成されている。このとき封止薄膜ＳＬとシリコン基板ＳＳとの間からの水分の浸入等を防ぐため、発光素子Ｅの周囲には一定の余裕を持って封止薄膜ＳＬを形成することが好ましい。具体的には、０．５[ｍｍ]〜２[ｍｍ]程度の余裕が適当である。なお、本実施形態のように、複数の発光素子グループＥＧを離散的に並べることで、チップＣＰの端から発光素子グループＥＧまでの距離を確保することができ、発光素子グループＥＧからチップＣＰの端の間に十分な余裕を持って封止薄膜ＳＬを設けることができる。
【００２７】
また、シリコン基板ＳＳでは、発光素子Ｅに重なるように配置された駆動回路ＤＣが、各発光素子Ｅの下層に形成されている（すなわち、発光素子Ｅと駆動回路ＤＣが積層されている）。言い換えれば、駆動回路ＤＣを発光素子ピッチＰeで長手方向ＬＧＤに２行千鳥状に並べたものが、発光素子グループＥＧの下層に形成されている。こうして、幅方向ＬＴＤに長い短冊状の駆動回路ＤＣが、各発光素子Ｅから幅方向ＬＴＤの外側に延設される。このように、トップエミッション型の有機ＥＬを発光素子Ｅとして用いることで、駆動回路ＤＣの真上に発光素子Ｅを形成することができる。そのため、駆動回路ＤＣの配置領域を確保するために各発光素子Ｅの間隔を空ける必要が無く、各発光素子Ｅを高密度に配置することが可能となる。なお、この駆動回路ＤＣは、発光素子Ｅを駆動するトランジスターや、トランジスターの入力端子にかかる電圧を保持するコンデンサーで構成されたものである。
【００２８】
また、発光素子グループＥＧの幅方向ＬＴＤ両側には、長手方向ＬＧＤに延びる転送回路ＴＣが形成されており、各駆動回路ＤＣと転送回路ＴＣが配線ＷＬによって電気的に接続される。さらに、シリコン基板には外部との信号のやり取りのために端子ＴＭが形成されている。したがって、端子ＴＭから入力されてきたデータを転送回路ＴＣが配線ＷＬを介して駆動回路ＤＣに与えると、駆動回路ＤＣがこのデータに応じて発光素子Ｅを発光させる。
【００２９】
以上のように構成されたシリコン基板ＳＳは、ガラス製のヘッド基板２９３（ガラス基板）の裏面にＣＯＧ(chip on glass)によって接合される。このように、ヘッド基板２９３にシリコン基板ＳＳを接合することで、ヘッド基板２９３によってシリコン基板ＳＳの変形が抑えられ、シリコン基板ＳＳの変形によって発光素子Ｅの封止が破れることを抑制できる。特に、ヘッド基板２９３にシリコン基板ＳＳの変形抑制機能を担わせることで、当該機能のためにカバーガラス等の部材を別途設ける必要がなく、ラインヘッド２９全体の薄型化を図ることができる。さらには、ヘッド基板２９３に設けた配線と、シリコン基板ＳＳに設けた配線の電極を容易に接続できるといった利点もある。なお、ヘッド基板２９３にシリコン基板ＳＳを接合した構成では、ヘッド基板２９３を基準にしてシリコン基板ＳＳの発光素子Ｅを位置決めすることができるが、この利点を積極的に活かすにあたってはヘッド基板２９３の厚みを０．３[ｍｍ]〜１．５[ｍｍ]として、ヘッド基板２９３の強度を保つことが好適である。
【００３０】
そして、この実施形態では、シリコン基板ＳＳに形成された発光素子グループＥＧに開口する導光孔Ｄ1の開口部と、シリコン基板ＳＳとの関係が次のように設定されている。つまり、光軸方向Ｄoa（導光孔Ｄ1の方向）から見て、導光孔Ｄ1の開口部がシリコン基板ＳＳよりも小さく、導光孔Ｄ1の開口部の全体がシリコン基板ＳＳの内側に位置している。換言すれば、光軸方向Ｄoaから見て、導光孔Ｄ1の開口部の径Ｒdは、シリコン基板ＳＳの長辺の長さＬ1および短辺の長さＬ2よりも短く、導光孔Ｄ1の開口部全体から外側にシリコン基板ＳＳがはみ出している。そして、このように構成した結果、次のような効果が奏される。
【００３１】
図５は、実施形態の効果を説明する図であり、ラインヘッド２９の幅方向ＬＴＤの断面を部分的に示したものである。同図の下段に示す「比較形態」では、シリコン基板ＳＳの長さＬ2が導光孔Ｄ1の開口部の径Ｒdよりも小さく、光軸方向Ｄoaから見て、導光孔Ｄ1の開口部がシリコン基板ＳＳの外側にはみ出している。その結果、導光孔Ｄ1の開口部に向けて進行する迷光ＬＴが、シリコン基板ＳＳの側方をすり抜けるようにしてヘッド基板２９３を透過した後に、当該開口部に入射してしまっている。したがって、この迷光ＬＴが結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2に入射すると、ゴーストが引き起こされるおそれがある。これに対してこの実施形態では、光軸方向Ｄoa（導光孔Ｄ1の方向）から見て導光孔Ｄ1の開口部がシリコン基板ＳＳより小さくシリコン基板ＳＳの内側に配置されている。そのため、図５の「実施形態」に示すように、遮光部材の導光孔Ｄ1の開口部に向けて進行する迷光ＬＴの多くは、このシリコン基板ＳＳにより反射されて、ヘッド基板２９３に入射しない。こうして、この実施形態では、ゴーストの発生を抑制することが可能となっている。
【００３２】
また、上記実施形態では、発光素子Ｅ（有機ＥＬ）と駆動回路ＤＣをシリコン基板ＳＳに集積しているため、駆動回路ＤＣを構成する部材をシリコン基板ＳＳ以外に設ける必要が無く、ラインヘッド２９の省スペース化を図ることが容易になる。
【００３３】
また、上記実施形態では、結像光学系の結像倍率の絶対値は１未満である。そのため、駆動回路ＤＣの能力向上を図ることが容易となっている。つまり、隣り合う２つの発光素子ＥのピッチＰeと、これらの発光素子Ｅが発光して形成される２つのスポットＳＰのピッチＰspと、結像光学系の結像倍率βとは、Ｐe／｜β｜＝Ｐspを満たすが、｜β｜＜１の条件下では、Ｐe＞Ｐspが成立する。すなわち、発光素子ＥのピッチＰeはスポットＳＰのピッチＰspより大きい。このことは、比較的大きなピッチＰeで発光素子Ｅを配置しても高解像度を得られることを意味する。したがって、高解像度を維持しつつも、発光素子Ｅに対して設けられる駆動回路ＤＣの配列ピッチも同様に大きくとることができ、駆動回路ＤＣを大型化して、駆動回路ＤＣの能力向上を図ることが容易となっている。
【００３４】
画像形成装置の構成
続いて、上記実施形態で説明したラインヘッド２９を適用可能な画像形成装置の一例について説明する。図６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７は図６の装置の電気的構成を示すブロック図である。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。
【００３５】
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。
【００３６】
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６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６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。
【００３７】
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６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６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。
【００３８】
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６では、時計回り）に沿って配設されている。
【００３９】
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。
【００４０】
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に応じた駆動信号の供給を受けて、駆動回路ＤＣが各発光素子Ｅを発光させる。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。
【００４１】
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６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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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６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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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」に相当する。また、封止薄膜ＳＬが本発明の「封止部材」に相当し、シリコン基板ＳＳが本発明の「シリコン基板」に相当し、ヘッド基板２９３が本発明の「光透過性基板」に相当し、導光孔Ｄ1が本発明の「孔」に相当し、遮光部材２９５が本発明の「遮光部材」に相当し、結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2が本発明の「光学系」に相当する。また、駆動回路ＤＣが本発明の「駆動回路」に相当し、配線ＷＬが本発明の「配線」に相当する。
【００５４】
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。そこで、チップＣＰの構成を、図８あるいは図９に示すものに変形することもできる。ここで、図８、図９はチップの変形例を示す図であり、長手方向ＬＧＤから見たチップの幅方向断面を部分的に示している。図８および図９に示す変形例では、ＣＯＧ等の不図示の接合手段によってシリコン基板ＳＳがカバーガラス２９４に接合されており、これらシリコン基板ＳＳとカバーガラス２９４で１つのチップＣＰが構成されている。そして、図８に示す変形例では、カバーガラス２９４の表面をヘッド基板裏面２９３−hに接合することで、ヘッド基板２９３によりチップＣＰを支持している。また、図９に示す変形例では、シリコン基板ＳＳの裏面２９３−tをヘッド基板表面２９３−hに接合することで、ヘッド基板２９３によりチップＣＰを支持している。
【００５５】
また、発光素子グループＥＧを構成する発光素子Ｅの配列態様についても、種々の変形が可能であり、例えば図１０の（Ａ）や（Ｂ）に示すように変形することができる。ここで、図１０は、発光素子グループを構成する発光素子の配列態様の変形例を示す図である。同図では、長手方向ＬＧＤに直線状に並ぶ６個の発光素子Ｅからなるもの（発光素子行）を幅方向ＬＴＤに４組設けて、１個の発光素子グループＥＧが構成されている。また、図１０の（Ａ）では、発光素子グループＥＧから幅方向ＬＴＤの両側に外れた位置に駆動回路ＤＣが形成されている。一方、図１０の（Ｂ）では、駆動回路ＤＣが２つのパートに分けられている。具体的には、発光素子Ｅに駆動信号を供給する大型トランジスターＴrとそれ以外のパートに駆動回路ＤＣが分割されている。そして、大型トランジスターＴrは発光素子Ｅに積層される一方、大型トランジスターＴr以外のパートは発光素子グループＥＧから幅方向ＬＴＤに外れた位置に配置されている。
【００５６】
また、図１１に示すように、結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2の光軸ＯＡに対して発光素子グループＥＧを幅方向ＬＴＤの外側に偏心させても良い。ここで、図１１は、結像光学系と発光素子グループの配置関係の変形例を示す図である。具体的には、図１１では、発光素子グループＥＧの幾何重心を通るシリコン基板ＳＳの法線ＧＣが、光軸ＯＡに対して幅方向ＬＴＤの外側に偏心量Δdだけ偏心している。その結果、幅方向ＬＴＤに２つのシリコン基板ＳＳが離間するために、各シリコン基板ＳＳを大きくして、駆動回路ＤＣを形成する領域を十分に確保することができる。その結果、駆動回路ＤＣを大型化して、駆動回路ＤＣの能力向上を図ることができる。
【００５７】
さらに、このように発光素子グループＥＧを偏心させた上で、反転特性を有する結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2を用いることで、各スポットＳＰの間の距離Δspを縮めることができる。そのため、次のような効果が得られる。つまり、画像形成装置では、スポットＳＰにより露光された部分は、幅方向ＬＴＤ（副走査方向ＳＤ）下流側の現像位置にまで搬送されてトナー現像を受ける。このとき、スポットＳＰにより露光してからトナー現像までの時間（露光現像時間）が、各スポットＳＰ間で大きく異なると、付着するトナー量が異なるなどの印字ムラが引き起こされるおそれがある。これに対して、各スポットＳＰの間の距離Δspを縮めることで、各スポットＳＰ間における露光現像時間の差を小さくして、このような印字ムラの発生を抑制することが可能となっている。
【００５８】
また、図１１の構成は、上記以外に次のような効果も奏する。つまり、副走査方向ＳＤにおいて異なる位置にある各結像光学系によって、主走査方向ＭＤに平行なライン状の潜像を形成する場合、副走査方向ＳＤの上流側の結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2でスポットＳＰを形成し、それから所定時間ΔＴ後に副走査方向ＳＤの下流側の結像光学系ＬＳ1、ＬＳ2でスポットＳＰを形成することで、各スポットＳＰで露光された部分を主走査方向ＭＤに平行に並べる。このとき、所定時間ΔＴの間に感光体ドラム２１表面の速度が変動することで、ライン潜像に段差が生じてしまう。これに対して、各スポットＳＰ間の距離Δspを縮めることによって、時間ΔＴを短縮して感光体ドラム２１表面の速度変動に起因したライン潜像の段差を抑制することができる。
【００５９】
また、ラインヘッド２９が、感光体ドラム２１に対して副走査方向ＳＤにずれて取り付けられたような場合には、感光体ドラム２１の表面が円筒形状であるために、各結像光学系から感光体ドラム２１表面までの距離が異なってしまう。その結果、各結像光学系が形成するスポットＳＰの大きさも異なってしまい、このことが形成画像の濃度差を引き起こすおそれがある。これに対して、各スポットＳＰ間の距離Δspを縮めることによって、スポットＳＰの大きさの差異を抑えて、このような濃度差を抑制することが可能となる。
【００６０】
遮光部材の２９５の構成は上記のように複数の遮光平板ＦＰ1〜ＦＰ5を積み上げた構成に限られず、種々の変形が可能である。したがって、１枚の厚板状の部材に光軸方向Ｄoaに貫通する導光孔を穿設して、この厚板状部材を遮光部材２９５として用いても良い。
【００６１】
また、ラインヘッド２９を構成する各部（ヘッド基板２９３、レンズＬＳ1、ＬＳ2等）の材料等は上記のものに限られず、上記以外の材料を用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
２２…感光体ドラム、  ２９…ラインヘッド、  ２９３…ヘッド基板、  ２９５…遮光部材、  ＯＡ…光軸、  ＦＰ1〜ＦＰ5…遮光平板、  Ｄ1〜Ｄ5…導光孔、  ＬＳ1、ＬＳ2…レンズ、  ＣＰ…チップ  ＳＳ…シリコン基板、  ＤＣ…駆動回路、  ＷＬ…配線
【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】
2012086520.tif 000009
【図８】
2012086520.tif 000010
【図９】
2012086520.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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