JP2000301767A

JP2000301767A - 露光装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2000301767A
Application number: JP11560699A
Authority: JP
Inventors: Motomu Fukazawa; 求深澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】アルミ材料による配線パターンについて腐蝕
の進行を抑えることができ、発光動作を長期に安定に行
わせることができ、その結果、信頼性を向上できて長寿
命化が図れて電子写真方式の露光部などに好ましく適用
できる露光装置を提供する。【解決手段】ケース８内の基台１にドライバアレイ２
を取り付け、発光体アレイ４，レンズアレイ６を順に配
設する。ドライバアレイ２の背面に、発熱体１１を配設
し、さらに隣接して吸湿部材１２を配設し、上方のケー
ス８部所には排気口１３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に配列した発
光素子チップ列の発光により媒体に露光を行う露光装
置、及びその露光装置を備えてコンピュータ等から得ら
れた電子化画像情報を出力する画像形成装置に関し、と
りわけ、温度や湿度などの動作時の雰囲気条件を良好に
保つようにした露光装置及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータや各種の
電子映像装置の普及に伴い、それらの装置に取り込んだ
電子化画像情報については、紙などの媒体に物理的に出
力する視覚化要求が高まっていて、プリンタ等の画像形
成装置には、より高精細で小型かつ低価格であることが
求められている。

【０００３】そうした電子化画像情報、つまりディジタ
ル処理された画像データを、紙などの媒体に画像形成し
て出力する方式には、例えばよく知られているように電
子写真方式があり、それは、感光体に像を露光させて、
トナーで現像して転写材（紙）へ転写，定着し、感光体
のクリーニングを行うプロセスであって、画像形成装置
への利用が盛んである。

【０００４】そして、そうした画像形成装置では、感光
体の表面に潜像を書き込む露光部としては、レーザービ
ームをポリゴンミラーで走査するレーザー光学系が、分
解能が高くて高速であることから広く用いられている。
しかし、レーザー光学系の場合、ポリゴンミラーやレン
ズ等の光学部品を配置するスペースが必要であり、この
ため装置の小型化が難しく、また、ポリゴンミラーの回
転により機械的に走査を行う構成のため、超高速化も難
しいという問題がある。

【０００５】そこで、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発
光素子を複数並び列に配列してアレイ構成とした発光体
アレイが注目されてきており、これは、ライン状の発光
体なので、それら並び列の各発光素子を電気的に選択し
て走査でき、いわゆる固体走査となり光学系が簡略にな
ることから、電子写真方式の露光部（露光装置）に適用
が進んでいる。

【０００６】この露光装置は、長帯状の基板上に、複数
のＬＥＤチップを画素に対応させてライン状に配列した
構成を採り、その基板上には、ＬＥＤチップの配列に対
応して所定の配線パターンをアルミ材料により形成して
あって、ＬＥＤチップ列をドライバ回路と接続させるよ
うになっている。

【０００７】即ち、そうした露光装置では、ＬＥＤチッ
プの並び列方向には基板上の配線パターンを介して電圧
を選択的に印加し、任意のＬＥＤチップを点灯して固体
走査を行い、さらに当該露光装置または感光体（媒体）
を、ＬＥＤチップの並び列と直交する方向に移動させつ
つ全画像領域に渡って形成画像に対応した照射を行って
副走査し、これにより画像を生成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の露光装置にあっては、配線パターンがアルミ材料
により形成されているため、高温で湿度も高い雰囲気で
は、アルミ材料の腐蝕が進み、しかも発光動作のため配
線パターンが通電状態になると当該導体（アルミ材料）
内の電子及びイオンが活性化するので、その腐蝕をより
促進してしまうという問題があった。

【０００９】即ち、配線パターンの腐蝕が進むと回路動
作が不安定になり、発光動作の不良を引き起こすことか
ら、腐蝕の防止を図りたいという要求がある。このため
例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料により露光装置を全
体的に封止することが提案されている。しかし、そうし
た樹脂封止では、封止した樹脂の内面における反射光が
フレアとなり、コントラストの低下を引き起こす問題が
あって適用することはできない。

【００１０】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
てなされたものであって、アルミ材料による配線パター
ンについて腐蝕の進行を抑えることができ、発光動作を
長期に安定に行わせることができ、その結果、信頼性を
向上できて長寿命化が図れて電子写真方式の露光部など
に好ましく適用できる露光装置及び画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、発光体
を入力データに対応させて駆動して、その発光により媒
体に露光を行う露光装置において、少なくとも前記発光
体と、前記発光体の近辺で雰囲気の湿度を熱的に可逆に
吸収する吸湿手段と、発熱により前記吸湿手段の温度を
上昇させる発熱手段とをケース内に有し、更に、前記吸
湿手段が温度上昇に伴って放出した湿気をケース外部へ
導く排気口とを備えて構成した露光装置及び該露光装置
を有する画像形成装置である。

【００１２】以上の構成により、高温で高湿な雰囲気に
放置しておくと、吸湿手段は飽和状態に吸湿して周囲の
湿気を取り込むことはできないが、電源をオンにする
と、発光体の近辺で発熱手段が発熱し、隣接した吸湿手
段が熱的に可逆なので飽和状態でも湿気を放出し、その
湿気は排気口から外部へ排出される。このため、吸湿手
段は再び湿気を吸収するようになり、当該装置の内部が
適度な高温で湿度が低い雰囲気になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の露光装置の実施形
態を添付図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明の第１実施形態を示し、同
図は本発明にかかる露光装置の断面図である。

【００１５】この露光装置は、基本的には発光体アレイ
４と、ドライバアレイ２と、レンズアレイ６とを備えて
構成されており、画像情報等の入力データに対応した駆
動信号がドライバアレイ２に送られ、そのドライバアレ
イ２によって発光体アレイ４の発光が制御され、そして
その発光がレンズアレイ６を介して照射媒体側へ出力さ
れるようになっている。

【００１６】装置構成の各部はケース８に収められてお
り、ケース８内では、基台１にドライバアレイ２が取り
付けられ、ドライバアレイ２の手前に発光体アレイ４が
配設され、発光体アレイ４の手前にレンズアレイ６が配
設されている。

【００１７】発光体アレイ４は、長帯状の基板上に、多
数の発光素子５を並び列（アレイ）に配列してなり、背
後に配置したドライバアレイ２とはフレキシブルケーブ
ル３により接続されている。

【００１８】ドライバアレイ２も長帯状の基板上に、並
び列の各発光素子５をそれぞれ独立に発光させるための
ドライバ回路を多数構成してなり、背面には発熱体１１
が配設されている。この発熱体１１の配設位置は、当該
装置の動作時姿勢において各発光素子５よりも上方に位
置するように設定され、これは後述するように高温高湿
な排気流を各発光素子５に当たらない位置で生じさせる
ためである。

【００１９】発光体アレイ４及びドライバアレイ２の何
れの基板上にも、所定の配線パターンがアルミ材料によ
り形成されており、それぞれに形成した端子部パターン
に、銅材料からなるフレキシブルケーブル３が固着され
る構成となっている。

【００２０】発熱体１１に隣接して、吸湿部材１２が配
設され、その吸湿部材１２の上方にあたるケース８の部
所には、排気口１３が設けられている。

【００２１】発熱体１１は、ドライバアレイ２をなすド
ライバチップやチップ抵抗など、当該ドライバアレイ２
のスタンバイ時及び動作時に高温になり発熱する回路素
子を基板背面に配設した構成とされ、兼用するようにな
っている。この発熱体１１には、通電により発熱する電
熱部材から構成してもよい。

【００２２】吸湿部材１２は、雰囲気の湿度を吸収する
親水性質が熱的に可逆な部材であって、例えばシリカゲ
ルなどを用いるのが好ましい。

【００２３】発光素子５は、本実施形態ではＬＥＤチッ
プとされている。また、レンズアレイ６は、例えばロッ
ドレンズアレイ等であって、セルフォックレンズアレイ
としてもよい。

【００２４】この場合、電源をオンにする以前の非使用
時には、ケース８が気密構造ではないので、内部の雰囲
気条件は外部と平衡して同一になる。即ち、高温で高湿
な環境下ではケース８内も高温，高湿になってしまい、
吸湿部材１２も飽和状態に吸湿して周囲の湿気を取り込
むことはできない。

【００２５】しかし、電源をオンにすると、発熱体１１
が発熱し始めて所定の高温になり、このため、飽和状態
の吸湿部材１２がその温度上昇に伴って湿気（水蒸気）
を放出し始める。この湿気は周囲温度よりも高温なので
密度が粗であり軽く、上方の排気口１３から外部空間へ
排出される。従って、吸湿部材１２は飽和状態から再び
吸湿可能な状態となり、ケース８内の湿気を吸収し始め
るので当該空間の湿度が低下する。

【００２６】なお、発熱体１１はドライバアレイ２をな
す発熱性の回路素子で兼用せずに、通電により発熱する
電熱部材から構成し、独立したシーケンスで発熱させる
ようにしてもよい。この発熱制御のシーケンスは電源オ
ンに連動させずに、湿度センサをケース８に設けて、そ
の検知信号に連動させるようにしてもよい。

【００２７】以上の構成により本実施形態の露光装置
は、発光体アレイ４の上方で発熱体１１が発熱し、隣接
した吸湿部材１２が熱的に可逆なので飽和状態でも湿気
を放出し、その湿気は上方に開口した排気口１３から外
部へ排出される。このため、吸湿部材１２は再び湿気を
吸収するようになり、ケース８の内部が適度な高温で湿
度が低い雰囲気になる。従って、アルミ材料による配線
パターンについて腐蝕の進行を抑えることができ、発光
動作を長期に安定に行わせることができる。その結果、
信頼性を向上できて長寿命化が図れ、画像形成装置つま
り電子写真方式の露光部などに好ましく適用できる。

【００２８】ところで、発光体アレイ４をなす並び列の
発光素子としては、ＬＥＤチップに限定されるものでは
ない。例えば、有機発光素子を積層により形成して発光
体アレイを一括に形成してもよく、それには図２に示す
ように、長帯状の透光性基板２０１の上に、透明な陽極
層２０２，有機化合物層２０３，陰極層２０４を順に積
層し、その帯状の有機化合物層２０３の表裏を挟み込ん
でいる電極層２０２，２０４には所定の電極パターンを
施すことにより個別に発光する発光素子の並び列を一括
に形成する。

【００２９】基板２０１としては、発光素子を表面に保
持できるものであればよく、例えばソーダライムガラス
等のガラスや樹脂フィルムなどによる透明な絶縁性基板
を用いるのが好ましい。

【００３０】陽極層２０２の材料としては、仕事関数が
大きなものが望ましく、例えばＩＴＯ，酸化錫，金，白
金，パラジウム，セレン，イリジウム，ヨウ化銅などを
用いることができる。一方、陰極層２０４の材料として
は、仕事関数が小さなものが望ましく、例えばＭｇ／Ａ
ｇ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｉｎあるいはこれらの合金等を用いる
ことができる。

【００３１】有機化合物層２０３は、単一層構成であっ
てもよいし、複数層構成であってもよく、例えば、陽極
層２０２から正孔が注入される正孔輸送層、及び陰極層
２０４から電子が注入される電子輸送層からなり、正孔
輸送層と電子輸送層のいずれかが発光層となる。また、
蛍光体を含有する蛍光体層を正孔輸送層と電子輸送層と
の間に設けてもよい。さらに、混合一層構成で正孔輸送
層，電子輸送層，蛍光層を兼ねた構成も可能である。

【００３２】正孔輸送層としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−
ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（以下
ＴＰＤ）を用いることができ、その他にも下記化１〜５
に示すような有機材料を用いることができる。

【００３３】

【化１】

【００３４】

【化２】

【００３５】

【化３】

【００３６】

【化４】

【００３７】

【化５】

【００３８】また、例えばａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣなどの
無機材料を用いてもよい。

【００３９】電子輸送層としては、例えば、トリス（８
−キノリノール）アルミニウム（以下Ａｌｑ₃）を用い
ることができ、その他にも下記化６〜９に示すような有
機材料を用いることができる。

【００４０】

【化６】

【００４１】

【化７】

【００４２】

【化８】

【００４３】

【化９】

【００４４】また、下記化１０に示すようなドーパンド
色素を電子輸送層、あるいは正孔輸送層にドーピングす
ることもできる。

【００４５】

【化１０】

【００４６】さらに、陽極層２０２と基板２０１との間
に誘電層を設けることが好ましい。誘電層は、Ｓｉ
Ｏ₂，ＳｉＯなど屈折率の異なる層を積層することによ
り特定の波長の反射透過率を高く（低く）することがで
きる。あるいは単にハーフミラーを使用することも可能
である。

【００４７】なお、陰極層２０４の上側表面には、表層
の保護と劣化防止及び電極のショート防止のため、絶縁
性の防湿性材料を積層して保護層（封止層）を設けるこ
とが好ましい。

【００４８】図３は、本発明の第２実施形態を示し、こ
れは本発明にかかる露光装置を用いた画像形成装置の一
例であり、同図は電子写真方式の画像形成装置の構成図
である。

【００４９】この画像形成装置は、像担持体としての回
転ドラム型の感光体２１１の周囲に、帯電手段２１２，
現像手段２１３，転写手段２１４，クリーニング手段２
１６を順に配置すると共に、帯電手段２１２と現像手段
２１３の間で少し離れた位置に露光手段２１７を配置
し、記録紙等の転写材Ｐの排出経路に定着手段２１５を
配置した構成となっている。

【００５０】露光手段２１７は、本発明の露光装置を適
用したもので、発光体アレイ（４）の手前にセルフォッ
クレンズアレイ（６）が配設され、そのセルフォックレ
ンズアレイ（６）により発光体アレイ（４）の発光出力
が露光Ｌとして良好に導かれるようになっており、感光
体２１１上に露光Ｌを結像させることができ、良好な潜
像を得ることができる。

【００５１】画像形成は、まず、感光体２１１上を帯電
手段２１２により一様に帯電する。この感光体２１１の
帯電面には、画像情報である時系列電気デジタル画素信
号に対応して露光手段２１７により露光Ｌがなされ、感
光体２１１の周面に、画像情報に対応した静電潜像が形
成される。その静電潜像は絶縁トナーを用いた現像手段
２１３によりトナー像として現像される。一方、図示し
ない給紙部から記録材としての転写材Ｐが供給されて、
感光体２１１と、これに所定圧力で押し付け接触させた
圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイミングで導入さ
れ、所定の転写バイアス電圧を印加して転写を行う。

【００５２】トナー画像の転写をうけた転写材Ｐは、感
光体２１１の表面から分離され、熱定着方式等の定着手
段２１５へ導入されてトナー画像の定着をうけ、画像形
成物（プリント）として装置外へ排出される。また、転
写材Ｐへトナー画像を転写した後の感光体２１１表面
は、クリーニング手段２１６により残留トナー等の付着
汚染物の除去をうけて清掃され、繰り返して潜像の形成
に供される。

【００５３】この場合、電子写真方式の露光プロセスを
行う露光手段２１７は、本発明の露光装置からなり、こ
のため、露光手段２１７の内部が適度な高温で湿度が低
い雰囲気になり、アルミ材料による配線パターンについ
て腐蝕の進行を抑えることができ、発光動作を長期に安
定に行わせることができる。その結果、信頼性を向上で
きて長寿命化が図れ、画像形成装置つまり電子写真方式
の露光部などに好ましく、高画質化が図れる。

【００５４】図４は、本発明の第３実施形態を示し、こ
れは本発明にかかる露光装置を用いた画像形成装置の他
例であり、同図は電子写真方式による多色の画像形成装
置の構成図である。

【００５５】この画像形成装置は、多色の画像形成を行
うため、電子写真方式の転写までのプロセス構成を四つ
連ねて配列し、転写材Ｐがそれら四連列のプロセス構成
を順に通過して、定着手段Ｆ１に搬送されるようになっ
ている。

【００５６】つまり、回転ドラム型の感光体３０１〜３
０４が、二つのローラＴＲ１，ＴＲ２の間に渡した転写
ベルトＴＦ１の上流側から順に配列されており、四つの
感光体３０１〜３０４それぞれの周囲には、帯電手段Ｃ
１〜Ｃ４，本発明の露光装置を適用した露光手段Ｅ１〜
Ｅ４，現像スリーブＳ１〜Ｓ４を備えた現像手段Ｄ１〜
Ｄ４，転写ブレードＴ１〜Ｔ４が配置され、さらに転写
材Ｐの排出経路に定着手段Ｆ１が設けられている。

【００５７】転写材Ｐは矢印方向に搬送され、ローラＴ
Ｒ１、ＴＲ２に懸架させた転写ベルトＴＦ１上に導か
れ、転写ベルトＴＦ１の搬送により、感光体３０１と転
写ブレードＴ１に挟持される設定とされたブラック転写
位置へと移動する。このとき、感光体３０１は、そのド
ラム周上に配置した帯電手段Ｃ１，露光手段Ｅ１，現像
手段Ｄ１の現像スリーブＳ１による電子写真プロセスに
よって所定ブラックのトナー画像を有していて、転写材
Ｐにブラックトナー画像の転写が行われる。

【００５８】さらに転写材Ｐは、転写ベルトＴＦ１によ
り搬送されて、感光体３０２と転写ブレードＴ２に挟持
される設定とされたシアン転写位置，感光体３０３と転
写ブレードＴ３に挟持される設定とされたマゼンタ転写
位置，感光体３０４と転写ブレードＴ４に挟持される設
定とされたイエロー転写位置へと順次移動し、それそれ
の転写位置で、ブラック転写位置と同様なプロセスによ
り、シアントナー画像，マゼンタトナー画像，イエロー
トナー画像の転写が行われる。

【００５９】この場合、各感光体３０１〜３０４が良好
な回転を行っているので、各転写記録間では、画像のレ
ジストレーションが良好に行える。以上のプロセスによ
り多色記録を行った転写材Ｐは、定着手段Ｆ１へ導かれ
て定着が行われ、これにより多色画像を得ることができ
る。

【００６０】このような多色の画像形成装置では、電子
写真プロセスが複数となるので、従来の露光手段（露光
装置）での問題点、つまり、高温で高湿な雰囲気でアル
ミ材料による配線パターンの腐蝕が進行し、回路動作が
不安定になって発光動作の不良を引き起こすという問題
点も複数，多重に影響が出てくるが、ここでは本発明の
露光装置による露光手段Ｅ１〜Ｅ４を備えたので、それ
ぞれの露光手段において、その内部が適度な高温で湿度
が低い雰囲気になり、アルミ材料による配線パターンに
ついて腐蝕の進行を抑えることができ、発光動作を長期
に安定に行わせることができる。その結果、複数構成で
あっても信頼性を向上できて長寿命化が図れ、多色の電
子写真方式の露光部に好ましく、高品位な多色画像を得
ることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の露光装置及
び画像形成装置は、次に示すような優れた効果を奏す
る。

【００６２】本発明の露光装置は、高温で高湿な雰囲気
に放置しておくと、吸湿手段は飽和状態に吸湿して周囲
の湿気を取り込むことはできないが、電源をオンにする
と、発光体アレイの近辺で発熱手段が発熱し、隣接した
吸湿手段が熱的に可逆なので飽和状態でも湿気を放出
し、その湿気は排気口から外部へ排出される。このた
め、吸湿手段は再び湿気を吸収するようになり、当該装
置の内部が適度な高温で湿度が低い雰囲気になる。従っ
て、アルミ材料による配線パターンについて腐蝕の進行
を抑えることができ、発光動作を長期に安定に行わせる
ことができる。その結果、信頼性を向上できて長寿命化
が図れ、画像形成装置つまり電子写真方式の露光部など
に好ましく適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す露光装置の断面図
である。

【図２】図１の発光素子の他例を示す断面図である。

【図３】本発明の第２実施形態を示す電子写真方式の画
像形成装置の一例の構成図である。

【図４】本発明の第３実施形態を示す電子写真方式の画
像形成装置の他例の構成図である。

【符号の説明】

１基台２ドライバアレイ３フレキシブルケーブル４発光体アレイ５発光素子６レンズアレイ８ケース１１発熱体（発熱手段）１２吸湿部材（吸湿手段）１３排気口２１１感光体２１７露光手段（露光装置）Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４露光手段（露光装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｆターム(参考） 2C162 AE10 AE12 AE21 AE28 AE47 AE69 AH55 AH65 FA04 FA17 FA45 FA50 FA70 2H027 DA38 ED06 EE02 EF01 JA14 JA16 JB15 JC04 2H076 AB42 AB47 AB51 AB53 AB81 EA08 5C072 AA01 BA12 BA13 CA05 CA10 FB27 XA10 5F041 AA44 CA45 CB22 DB07 DC83 DC84 DC91 EE16 FF13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光体を入力データに対応させて駆動し
て、その発光により媒体に露光を行う露光装置におい
て、少なくとも前記発光体と、前記発光体の近辺で雰囲
気の湿度を熱的に可逆に吸収する吸湿手段と、発熱によ
り前記吸湿手段の温度を上昇させる発熱手段とをケース
内に有し、更に、前記吸湿手段が温度上昇に伴って放出
した湿気をケース外部へ導く排気口を備えたことを特徴
とする露光装置。
【請求項２】発光体が、複数の発光素子を並び列に配
列して発光体アレイ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３】発光体アレイがＬＥＤアレイであること
を特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】発光素子が、基板上に、少なくとも陽極
層及び陰極層と、これらの間に挟持された一層または複
数層の有機化合物層により構成され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】発熱手段が、発光体を駆動するドライバ
ーチップ又は配線上のチップ抵抗であることを特徴とす
る請求項１〜４に記載の露光装置。
【請求項６】吸湿手段が、シリカゲルであることを特
徴とする請求項１〜５に記載の露光装置。
【請求項７】請求項１〜６に記載の露光装置と、該露
光装置により露光される感光体とを少なくとも有するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】画像形成装置の主電源投入時から画像形
成動作時までの間に、独立して発熱手段のみ動作するシ
ーケンスを有することを特徴とする請求項７に記載の画
像形成装置。