JP2006076149A - プリントヘッド、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動素子を内蔵するプリントヘッドの小型化を図る。
【解決手段】 ＬＰＨ１４は、配線基板５２上に、主走査方向に複数配列されるＬＥＤを搭載したＬＥＤチップ５６を複数並べて構成されたＬＥＤアレイ５１、ＬＥＤアレイ５１の主走査方向一端部側に配設されてＬＥＤを駆動するドライバＩＣ６１を備えており、ＬＥＤアレイ５１の主走査方向他端部側には、ドライバＩＣ６１に電力や制御信号等を受け渡すハーネス６４を接続するためのコネクタ６３が設けられる。そして、ＬＰＨ１４(配線基板５２)の主走査方向一端部側にドライバＩＣ６１およびＥＥＰＲＯＭ６２を配置し、他端側にコネクタ６３(ハーネス６４)を配設することにより、本体１手前側および奥側のスペースを有効に活用した部品配置を行うことが可能になる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において画像の記録を行うプリントヘッド等に係り、より詳しくは、複数の記録素子を配列してなる記録素子列を用いたプリントヘッド等に関する。

電子写真方式を採用した、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置として、感光層を有し回転可能に配設される感光体と、この感光体を一様に所定の電位に帯電させる帯電装置と、帯電された感光体上に光照射によって静電潜像を書き込む露光装置と、感光体に形成された静電潜像にトナーを付加して可視化する現像装置と、感光体上に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置とを備えたものが知られている。ここで、露光装置としては、レーザを用い、主走査方向にレーザ光を走査させて露光する光走査方式が広く用いられてきたが、近年では、装置の小型化の要請を受けてＬＥＤ(Light Emitting Diode：発光ダイオード)を主走査方向に多数、配列してなる、ＬＥＤプリントヘッド(LED Print Head：ＬＰＨ)を用いた露光装置が採用されている。

ＬＰＨは、一般に、多数のＬＥＤが主走査方向に配置されたＬＥＤアレイと、ＬＥＤから出力された光を感光体(感光体ドラム)表面に結像させるために多数のロッドレンズが配列されたセルフォック(登録商標)レンズとを含んで構成される。画像形成装置では、入力される画像データに基づいてＬＰＨの各ＬＥＤを駆動させ、感光体へ向けて光を出力し、セルフォックレンズによって感光体表面に光を結像させる。そして、感光体とＬＰＨとを相対移動させることにより副走査方向に静電潜像を形成している。

このようなＬＰＨの各ＬＥＤを駆動(点灯、消灯)させるためには、駆動素子が必要となる。そこで、従来、ＬＥＤアレイやセルフォックレンズ等を収容するＬＰＨハウジングの主走査方向一端部側にコネクタを突出配置し、このコネクタと外部に設けられたドライバＩＣ(Integrated Circuit)とをハーネスにて接続するようにした技術が存在する(例えば、特許文献１参照。)。

特開２００２−２４０３４４号公報(第４−５頁、図２、図３)

しかしながら、上記特許文献１のようにＬＰＨの外部にドライバＩＣを設けた場合には、ＬＰＨとドライバＩＣとを接続するハーネス(電線)の芯数が多く必要になってしまう。特に、ＬＰＨの発光点解像度を向上させようとした場合には、それだけハーネスの芯数が多く必要となることは勿論、ＬＰＨ側で必要な配線の数も多くなるため、ＬＰＨにおける配線の実装が非常に困難となる。また、ＬＰＨとは別にドライバＩＣを取り付けなければならない分、装置が大型化し、またドライバＩＣを取り付けるための機構も別途必要になる。

このような問題を解決するための一手法として、ＬＰＨと一体的にドライバＩＣを設けることが考えられる。但し、この場合にも、ドライバＩＣに給電を行ったりあるいは制御信号を送ったりするために、ＬＰＨにハーネスを取り付ける必要がある。ここで、ＬＰＨの主走査一端部側にドライバＩＣおよびハーネスを取り付けた場合には、ＬＰＨの主走査方向一端部側(ドライバＩＣおよびハーネスが取り付けられる側)のみが主走査方向に延びることになってしまい、画像形成装置の小型化が困難になるといった問題があった。

また、ＬＰＨと一体的にドライバＩＣを設けた場合には、ＬＰＨと感光体とが近接して配置されることになる。ここで、ドライバＩＣはＬＥＤを駆動する際に発熱するため、この熱によって感光体の感光層の感度が変わってしまうと、画像濃度が変化してしまう。また、熱によって感光層自体も劣化しやすくなってしまう。さらに、ＬＰＨの近傍に配設される現像装置では、ドライバＩＣの発熱量が大きいと、ドライバＩＣで発生した熱によってトナーが溶融、固着する所謂トナーブロッキング現象が生じ、現像不良を招いてしまう。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、駆動素子を内蔵するプリントヘッドの小型化を図ることにある。
また他の目的は、複数の記録素子からなる記録素子列および駆動素子を一体的に構成したプリントヘッドを用いた場合に、駆動素子で発生した熱が像担持体や現像器に伝達されるのを抑制することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるプリントヘッドは、基板と、基板に取り付けられ、主走査方向に複数の記録素子が配列される記録素子列と、記録素子列の主走査方向一端部側で基板に取り付けられ、記録素子列を駆動する駆動素子とを備え、基板における記録素子列の主走査方向他端部側には、駆動素子に電力および／または制御信号を伝達するためのハーネスが位置することを特徴としている。

ここで、記録素子列、駆動素子、ハーネスが、基板の同一面に取り付けられていることを特徴とすることができる。また、記録素子列は、記録素子としてのＬＥＤ(Light Emitting Diode)を主走査方向に複数配列して構成したＬＥＤチップを、さらに主走査方向に複数並べたＬＥＤアレイからなることを特徴とすることができる。さらに、基板に形成され、駆動素子とハーネスとを接続する配線の幅が７０μｍ以下であることを特徴とすることができる。

また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、回転可能に配設される像担持体と、像担持体に対向して像担持体の軸方向に沿って配設される複数の記録素子からなる記録素子列、記録素子列を駆動する駆動素子、駆動素子に電力および／または信号を伝達するためのハーネスの取り付け部位が一体的に構成され像担持体を露光する露光器とを備え、駆動素子が、像担持体の像担持面よりも軸方向外側に配置されることを特徴としている。

ここで、ハーネスの取り付け部位は、記録素子列を挟んで駆動素子とは逆側の像担持面の軸方向外側であることを特徴とすることができる。また、露光器によって像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器をさらに備え、駆動素子が、現像器に設けられる現像ロールよりも現像ロールの軸方向外側に配置されることを特徴とすることができる。

本発明によれば、駆動素子を内蔵するプリントヘッドの小型化を図ることができる。
また、本発明によれば、複数の記録素子からなる記録素子列および駆動素子を一体的に構成したプリントヘッドを用いた場合に、駆動素子で発生した熱が像担持体や現像器に伝達されるのを抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラー複写機を示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系３０、画像プロセス系１０を制御する画像出力制御部４１、例えばパーソナルコンピュータやスキャナユニット４５等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施すＩＰＳ(Image Processing System)４２を備えている。なお、図１は、画像形成装置をユーザが操作する側(手前側)から見た図である。

画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、この画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０を備えている。また本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。更に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。

転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。

シート搬送系３０は、画像が記録される記録用紙(シート)を積載して供給する給紙トレイ３１、給紙トレイ３１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール３２、ナジャーロール３２から供給された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール３３、フィードロール３３により１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路３４を備えている。また、搬送路３４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール３５、二次転写位置に設けられバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール３６、定着器２９によってトナー画像が定着された記録用紙を本体１の機外に排出する排出ロール３７、排出ロール３７によって排出された記録紙を積載する排出トレイ３８を備えている。

また、スキャナユニット４５は、図示しないＣＣＤイメージセンサ等によってプラテンガラスに載置された原稿の画像あるいは、プラテンガラス上を搬送される原稿の画像を読み取る。ここで、本実施の形態に係る画像形成装置では、本体１の上部側にスキャナユニット４５を配設することにより、省スペース化を図っている。なお、排出トレイ３８とスキャナユニット４５との間には所定の隙間が形成されており、排出トレイ３８に排出された画像形成後の記録用紙を容易に取り出せるようになっている。

次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。図２は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、現像器１５に収容されるトナーを除き、略同様の構成を有している。

画像形成ユニット１１Ｙ(１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ)は、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２、帯電ロールを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２に光を照射して感光体ドラム１２上に静電潜像を形成する露光器としてのＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、このＬＰＨ１４によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器１５、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１６、転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するドラムクリーナ１７を備えている。ここで、現像器１５は、感光体ドラム１２に対向する位置が開口し且つ内部にはトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤が収容される現像ハウジング１５ａ、この現像ハウジング１５ａの開口に面した位置に回転可能に配設される現像ロール１５ｂを備えている。そして、感光体ドラム１２は、中間転写ベルト２１との対向部において中間転写ベルト２１の移動方向と同方向のＡ方向に回転駆動され、現像ロール１５ｂは、感光体ドラム１２との対向部において感光体ドラムの回転方向(Ａ方向)と同方向のＢ方向に回転駆動されるようになっている。

また、中間転写ベルト２１は感光体ドラム１２の鉛直方向上部側に配置されており、ＬＰＨ１４は感光体ドラム１２の鉛直方向下部側に配置されている。
そして、本実施の形態では、上述した感光体ドラム１２、帯電器１３、ドラムクリーナ１７を一体化し、プロセスカートリッジ１８としている。これにより、本体１(図１参照)からこのプロセスカートリッジ１８だけを取り外し、また、プロセスカートリッジ１８だけを本体１に対して取り付け可能とし、ユーザによる交換を可能としている。そして、本体１に対するプロセスカートリッジ１８の取り付けおよび取り外しは、本体１の手前側からユーザあるいはサービスマンがアクセスすることにより行われる。例えば本体１に対してプロセスカートリッジ１８を取り付ける場合には、本体１の手前側から奥側に向かってプロセスカートリッジ１８を挿入し、本体１からプロセスカートリッジ１８を取り外す場合には、本体１内に挿入されたプロセスカートリッジ１８を奥側から手前側に引き出す。

次に、図１および図２を用いて、画像形成装置の動作について説明する。例えばスキャナユニット４５によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ４２に入力される。ＩＰＳ４２では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換され、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１ＫのＬＰＨ１４に出力される。

各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋでは、感光体ドラム１２が帯電器１３によって所定の電位に帯電される。また、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１ＫのＬＰＨ１４では、ＩＰＳ４２より入力された色材階調データに応じて、対応するＬＥＤを発光させ、セルフォックレンズアレイ５４(図３参照)を介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの現像器１５にて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの各感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に一次転写される。また、転写後の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２は、ドラムクリーナ１７によってクリーニングされる。

一方、シート搬送系３０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール３２が回転し、給紙トレイ３１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール３３により１枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路３４を経てレジストロール３５に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール３５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール３６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール３７によって本体１の上部に設けられた排出トレイ３８に排出される。一方、二次転写後の中間転写ベルト２１は、ベルトクリーナ２５によってクリーニングされ、次のプロセスに備える。

次に、ＬＰＨ１４について詳細に説明する。図３は、上述したＬＰＨ１４の断面図を示している。このＬＰＨ１４は、複数の記録素子としての多数のＬＥＤを直線上に配列したＬＥＤチップ５６(後述)を千鳥状に配列してなる記録素子列としてのＬＥＤアレイ５１、ＬＥＤアレイ５１を支持すると共にＬＥＤアレイ５１の駆動を制御するためのドライバＩＣ(後述)が取り付けられた配線基板５２、配線基板５２を支持する支持部材５３、各ＬＥＤから出射された光ビームを感光体ドラム１２上に結像させるセルフォック(登録商標)レンズアレイ５４、配線基板５２が取り付けられた支持部材５３およびセルフォックレンズアレイ５４を保持するＬＰＨハウジング５５を備えている。

また、図４は、ＬＰＨ１４の斜視図を示している。但し、図４においては、ＬＰＨハウジング５５の記載を省略している。さらに、図５は、ＬＰＨ１４を構成する配線基板５２の上面図を示している。このＬＰＨ１４では、ＬＥＤアレイ５１の主走査方向両端部よりも外側まで支持部材５３および支持部材５３上の配線基板５２が突出形成されている。
そして、配線基板５２の主走査方向中央部には、主走査方向に一列となって配列されたＬＥＤアレイ５１としての５８個のＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１,Ｃｈｉｐ２,…,Ｃｈｉｐ５８)が配置されている。また、配線基板５２の主走査方向一端部側には、各ＬＥＤチップ５６に配置されたＬＥＤを選択的に駆動する駆動回路が実装された駆動素子としてのドライバＩＣ６１、ＬＥＤ毎の光量補正値等が格納されるＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable ROM)６２とが取り付けられている。一方、配線基板５２の主走査方向他端部側には、画像出力制御部４１やＩＰＳ４２(図１参照)からの画像信号や制御信号、あるいは本体１に設けられた電源からの駆動電力等を受けてドライバＩＣ６１に伝送するハーネス６４の取り付け部位としてのコネクタ６３が設けられている。なお、本体１およびコネクタ６３は、ハーネス６４によって接続されており、ハーネス６４は、はんだによってコネクタ６３に融着されている。また、配線基板５２の副走査方向一端部側には、図５中に拡大して示すように、コネクタ６３とドライバＩＣ６１とを接続する配線６５が形成されている。ここで、配線６５の幅は約７０μｍであり、配線６５間の距離も約７０μｍに設定されている。

また、このＬＰＨ１４は、Ａ３サイズの記録用紙に対して６００ｄｐｉ(dot per inch)の解像度で記録することが可能な構成であって、全部で７４２４ｄｏｔのＬＥＤが配置されている。したがって、このＬＰＨ１４は、１２８個のＬＥＤを組み込んだＬＥＤチップ５６を５８チップ(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)搭載することで、ＬＥＤアレイ５１を構成している。なお、例えば１２００ｄｐｉの解像度とする場合には、例えば同じ種走査方向長さを有するＬＥＤチップ５６に組み込むＬＥＤの数を２５６個とすればよい。また、このような構成を採用する場合には、隣接するＬＥＤチップ５６間における画素の欠落を防止するという観点から、各ＬＥＤチップ５６を一列に並べるのではなく、千鳥状に配列することが好ましい。

図６は、ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１…、Ｃｈｉｐ５８)の構成を示した回路図である。図６に示したように、ＬＥＤチップ５６は、１２８個のサイリスタＳ１〜Ｓ１２８、１２８個のＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８、１２７個のダイオードＣＲ１〜ＣＲ１２７、１２８個の抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８、さらには信号線に過剰な電流が流れるのを防止する転送電流制限抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ３Ａで構成されている。

各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のアノード端子（入力端）Ａ１〜Ａ１２８は電源ライン７１に接続されている。この電源ライン７１には電源電圧ＶＤＤ（ＶＤＤ＝５Ｖ）が供給される。
奇数番目サイリスタＳ１、Ｓ３、…、Ｓ１２７のカソード端子（出力端）Ｋ１、Ｋ３、…、Ｋ１２７には、転送電流制限抵抗Ｒ１Ａを介してドライバＩＣ６１から転送信号ＣＫ１が送信される。
また、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…、Ｓ１２８のカソード端子（出力端）Ｋ２、Ｋ４、…、Ｋ１２８には、転送電流制限抵抗Ｒ２Ａを介してドライバＩＣ６１から転送信号ＣＫ２が送信される。

一方、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子（制御端）Ｇ１〜Ｇ１２８には、各サイリスタに対応して設けられた抵抗Ｒ１〜Ｒ１２８を介して電源ライン７２に各々接続されている。なお、電源ライン７２は接地（ＧＮＤ）されている。
また、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８と、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８に対応して設けられたＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のゲート端子とは各々接続される。
さらに、各サイリスタＳ１〜Ｓ１２８のゲート端子Ｇ１〜Ｇ１２８には、ダイオードＣＲ１〜ＣＲ１２７のアノード端子が接続されている。ダイオードＣＲ１〜ＣＲ１２７のカソード端子は、次段のサイリスタのゲート端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオードＣＲ１〜ＣＲ１２７は直列接続されている。

ダイオードＣＲ１のアノード端子は転送電流制限抵抗Ｒ３Ａを介してドライバＩＣ６１に接続され、転送信号ΦＳを受信する。また、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のカソード端子は、ドライバＩＣ６１に接続されて、点灯信号ΦＩ１を受信する。

次に、このようなＬＥＤチップ５６の動作について、Ｃｈｉｐ１を例として図７に示すタイミングチャートを参照して説明する。
まず、ＬＥＤチップ５６の動作の開始を指示する場合、ドライバＩＣ６１から図７(Ａ)に示すように転送信号ΦＳがハイレベルになる。すなわち、サイリスタＳ１のゲート端子Ｇ１にハイレベルが入力される。このように、転送信号ΦＳがハイレベルの時に、図７(Ｂ)に示すようにドライバＩＣ６１から出力された転送信号ＣＫ１がローレベルになると、サイリスタＳ１がターンオンする。

すなわち、転送信号ΦＳがハイレベルになると、転送信号ＣＫ１が供給される奇数番目のサイリスタＳ１、Ｓ３、…のうち、ゲート端子の電位が最も高い、すなわちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ１がターンオンする。また、このとき図7(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２はハイレベルなので、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…のカソード端子Ｋ２、Ｋ４、…の電位は高いままとなり、サイリスタＳ２、Ｓ４、…はオフの状態が維持される。さらに、点灯信号ΦＩ１は図７(Ｄ)に示すようにハイレベルなのでＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８のカソード端子の電位が高くＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８は点灯しない。
そして、点灯信号ΦＩ１が図７(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ Ｌ１のカソード端子の電位が低くなり、ＬＥＤ Ｌ１が点灯する。

次に、サイリスタＳ１がオンの時に、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がローレベルになり、点灯信号ΦＩ１がハイレベルになると、転送信号ＣＫ２が供給される偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４、…のうち、ゲート端子の電位が最も高い、すなわちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるＳ２がターンオンするとともに、ＬＥＤ Ｌ１が非点灯になる。
そして、図７(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１がハイレベルになると、サイリスタＳ１はターンオフし、ゲート端子Ｇ１の電位が抵抗Ｒ１によって徐々に低下するとともに、ゲート端子Ｇ２の電位は上昇する。また、これに伴ってゲート端子Ｇ３、Ｇ４の電位も上昇する。

次に、点灯信号ΦＩ１が図７(Ｄ)に示すようにハイレベルからローレベルになると、ＬＥＤ Ｌ２が点灯する。
同様に、サイリスタＳ２がオンの時に、図７(Ｂ)に示すように転送信号ＣＫ１が再びローレベルになり、点灯信号ΦＩ１がハイレベルになると、サイリスタＳ３がターンオンするとともに、ＬＥＤ Ｌ２が非点灯になる。
そして、図７(Ｃ)に示すように転送信号ＣＫ２がハイレベルになると、サイリスタＳ２はターンオフする。

このように、ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１)では、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２が共にローレベルになる重なり期間（図７に示すＴａの期間）を設けつつ交互にハイレベル、ローレベルを切り替えることにより、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８を順次オンさせるとともに、これに同期して点灯信号ΦＩ１を順次ローレベルにすることにより、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を順次点灯させることができる。したがって、ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１)に接続する信号線としては、転送信号ΦＳ、ＣＫ１、ＣＫ２のための３本、点灯信号ΦＩ１のための１本、そして２本の電源線７１,７２(そのうち１本は接地)の合計６本の信号線だけで駆動することが可能である。
なお、他のＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ２、Ｃｈｉｐ３、…、Ｃｈｉｐ５８)に関しても同様であり、転送信号ΦＳ、ＣＫ１、ＣＫ２、そしてそれぞれ点灯信号ΦＩ２〜ΦＩ５８によってＬＥＤが順次点灯される。

次に、ドライバＩＣ６１について説明する。図８は、配線基板５２における配線図を示している。図８に示したように、配線基板５２に搭載されたドライバＩＣ６１には、６個の駆動部が配設されている。そして、６個の駆動部のそれぞれから転送信号ＣＫ１、ＣＫ２、ΦＳおよび点灯信号ΦＩが出力され、１つの駆動部から出力される転送信号ＣＫ１、ＣＫ２、ΦＳは、９〜１０チップのＬＥＤアレイチップを駆動する。また、点灯信号ΦＩはそれぞれのＬＥＤアレイチップに対して１つ出力され、６個の駆動部から全部で５８の点灯信号（ΦＩ１〜ΦＩ５８）を出力する。
なお、ドライバＩＣ６１は、ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)を駆動するだけでなく、ＬＰＨ１４において特有に生じる光量ムラ等を補正するため、ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)に配置された各ＬＥＤの光量を１ｄｏｔ単位で補正する機能を有している。この光量むらの補正値に関する情報は、上述したＥＥＰＲＯＭ６２に格納されており、ドライバＩＣ６１においてＬＥＤの点灯制御を行う場合には、ＥＥＰＲＯＭ６２に格納された補正値情報を読み出して、各ＬＥＤ毎に点灯時間あるいは点灯光量の調整を行っている。

本実施の形態では、上述したように各ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)はサイリスタを用いて構成され、サイリスタＳ１〜Ｓ１２８におけるサイリスタスイッチのオン状態を遷移することができるため、ＬＥＤ Ｌ１〜Ｌ１２８を時分割で点灯／非点灯を選択的に制御することができる。したがって１つの駆動部によって９〜１０チップのＬＥＤチップ５６を駆動することができる。このため、５８個のＬＥＤチップ５６を駆動するためには、駆動部を６個程度配設すれば充分であり、６個程度の駆動部は１つのドライバＩＣ６１に搭載することが可能である。その結果、配線基板５２においては、１つのドライバＩＣ６１を配置することによって、全てのＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)を駆動することが可能となる。
しかも、ドライバＩＣ６１と各ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)との間では、転送信号ＣＫ１、ＣＫ２、ΦＳの信号線がそれぞれ６本の合計１８本、点灯信号（ΦＩ１〜ΦＩ５８）の信号線が５８本配線されるだけなので、２本の電源線を加えても、配線の数は極めて少なく構成できる。
このように、ドライバＩＣ６１は１個で構成でき、しかもドライバＩＣ６１と各ＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)との間の配線の数は極めて少なく構成できるので、ドライバＩＣ６１とＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)とを一列に配列することが可能となる。すなわち、ドライバＩＣ６１はＬＥＤチップ５６(Ｃｈｉｐ１〜Ｃｈｉｐ５８)が配列される配列方向の延長線上に配置することができる。また、配線数を少なくできることから、ＬＥＤアレイ５１を挟んで、主走査方向の一端部側にコネクタ６３を、他端側にドライバＩＣ６１を配設したとしても、配線基板５２の副走査方向長さ(幅)を小さくすることができ、ＬＰＨ１４を小型化することが可能になる。また、配線基板５２では、配線６５の幅や配線６５間の幅自体も狭くしているため、更なる小型化が可能になる。

さらに、本実施の形態に係るＬＰＨ１４では、配線基板５２の主走査方向一端部側にドライバＩＣ６１およびＥＥＰＲＯＭ６２を取り付ける一方、配線基板５２の主走査方向他端部側にコネクタ６３を取り付けている。つまり、ＬＥＤアレイ５１をドライバＩＣ６１(ＥＥＰＲＯＭ６２)とコネクタ６３とで挟むような構成を採用している。例えば、配線基板５２の主走査方向一端部側にドライバＩＣ６１、ＥＥＰＲＯＭ６２、コネクタ６３をすべて取り付けることも考えられるが、この場合には、ドライバＩＣ６１、ＥＥＰＲＯＭ６２、コネクタ６３が取り付けられる側の配線基板５２の飛び出し長が大きくなってしまい、装置を小型化することは困難である。

ここで、図９は、図１に示す画像形成装置におけるＬＰＨ１４、感光体ドラム１２、現像器１５を構成する現像ロール１５ｂ、の主走査方向に対する位置関係を示している。ここで、感光体ドラム１２には、回転中心となる回転軸１２ａが取り付けられており、回転軸１２ａの軸方向片側端部には、本体１(図１参照)に設けられた駆動ギアに噛合され感光体ドラム１２を回転させるためのギア１２ｂが取り付けられている。また、現像ロール１５ｂには、回転中心となる回転軸１５ｃが取り付けられており、回転軸１５ｃの事項方向片側端部には、本体１に設けられた駆動ギアに噛合され現像ロール１５ｂを回転させるためのギア１５ｄが取り付けられている。なお、本実施の形態では、感光体ドラム１２に設けられたギア１２ｂおよび現像ロール１５ｂに設けられたギア１５ｄが同じ側(本体１の奥側)に位置するようになっている。さらに、ＬＰＨ１４では、本体１の手前側にドライバＩＣ６１およびＥＥＰＲＯＭ６２が配置され、本体１の奥側にコネクタ６３およびハーネス６４が配置されるようになっている。

図９に示すように、本実施の形態では、ＬＰＨ１４に設けられるコネクタ６３(ハーネス６４)が配置される主走査方向奥側の領域に対応して、感光体ドラム１２のギア１２ｂおよび現像ロール１５ｂのギア１５ｄが配置されている。一方、ＬＰＨ１４に設けられるドライバＩＣ６１およびＥＥＰＲＯＭ６２が配置される主走査方向手前側の領域に対応して、感光体ドラム１２の回転軸１２ａおよび現像ロール１５ｂの回転軸１５ｃが配置されている。

ここで、仮に、ＬＰＨ１４のコネクタ６３をドライバＩＣ６１やＥＥＰＲＯＭ６２と同じ側に配置した場合について考えてみる。この場合、本体１の手前側にドライバＩＣ６１、ＥＥＰＲＯＭ６２、コネクタ６３を配置しなければならない分、手前側のデッドスペースは増加する。一方、本体１の奥側では、たとえコネクタ６３が無くなったとしても、感光体ドラム１２のギア１２ｂや現像ロール１５ｂのギア１５ｄ、さらにはこれらギア１２ｂやギア１５ｄ等を駆動するための駆動系を設けなければならないため、本体１奥側のスペースを減らすことはできない。つまり、本体１の手前側にドライバＩＣ６１、ＥＥＰＲＯＭ６２、コネクタ６３を配置する構成とした場合には、画像形成装置全体としてみた場合に、主走査方向に対する小型化が困難になってしまう。

これに対し、本実施の形態では、上述したように、ＬＰＨ１４(配線基板５２)の主走査方向一端部側にドライバＩＣ６１およびＥＥＰＲＯＭ６２を配置し、他端側にコネクタ６３(ハーネス６４)を配設することにより、本体１手前側および奥側のスペースを有効に活用した部品配置を行うことができる。このため、画像形成装置全体としてみた場合に、主走査方向に対する小型化を図ることが可能になる。
また、本実施の形態では、配線基板５２上で、ＬＥＤアレイ５１を挟んでドライバＩＣ６１とコネクタ６３とを配置しているが、本実施の形態では、上述したように自己走査型ＬＥＤ方式を採用しているため、配線６５(図５参照)が基本的に少なくて済み、ＬＰＨ１４の副走査方向長さ(幅)も小型化することができる。また、配線６５の幅を約７０μｍに、配線６５間の距離も約７０μｍに設定しているので、従来のような配線幅９０μｍの場合と比較して、さらなる小型化を図ることが可能である。

また、本実施の形態に係る画像形成装置では、図９に示すように、ＬＰＨ１４に設けられるドライバＩＣ６１が現像ロール１５ｂよりも主走査方向端部側(軸方向外側)に配設される。画像形成動作を行う際、ドライバＩＣ６１は流れる電流により発熱するが、本実施の形態では、ドライバＩＣ６１を現像ロール１５ｂから離れた位置に配置することにより、ドライバＩＣ６１で発生した熱の影響を受けにくくすることができる。これにより、現像ロール１５ｂに付着するトナーや現像器１５(図１参照)内のトナーが熱によって固着する所謂トナーブロッキング現象を防止することができる。
さらに、本実施の形態に係る画像形成装置では、図９に示すように、ＬＰＨ１４に設けられるドライバＩＣ６１が感光体ドラム１２よりも主走査方向端部側(軸方向外側)に配設される。画像形成動作を行う際、ドライバＩＣ６１は流れる電流により発熱するが、本実施の形態では、ドライバＩＣ６１を感光体ドラム１２から離れた位置に配置することにより、ドライバＩＣ６１で発生した熱の影響を受けにくくすることができる。これにより、温度特性を持つ感光体ドラム１２の感光層における感度むらを抑制することができる。

そして、本実施の形態に係るＬＰＨ１４では、図４、図５等に示すように、配線基板５２の同一面上に、ＬＥＤアレイ５１(ＬＥＤチップ５６)、ドライバＩＣ６１、ＥＥＰＲＯＭ６２、ハーネス６４を装着するためのコネクタ６３を形成するようにした。これにより、配線基板５２に各部品を実装する実装プロセスを簡易化することができ、コストダウンを図ることができる。

なお、本実施の形態では、記録素子としてＬＥＤを用いたＬＰＨ１４を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えばＬＥＤに代えて有機ＥＬ素子等の発光素子を使用することができる。また、例えば光源と液晶シャッタ等とを組み合わせて構成したプリントヘッドに対しても適用することができる。さらに、光記録方式を基本とするプリントヘッドだけでなく、例えばインクジェットヘッド等にも適用することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 画像形成ユニットの構成を説明するための図である。 ＬＰＨの断面図である。 ＬＰＨの斜視図である。 ＬＰＨを構成する配線基板の上面図である。 ＬＥＤチップの構成を示した回路図である。 ＬＥＤチップの動作を説明するためのタイミングチャートである。 配線基板における配線図である。 ＬＰＨ、感光体ドラム、現像器を構成する現像ロール、の主走査方向に対する位置関係を示す図である。

符号の説明

１…本体、１０…画像プロセス系、１１(１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ)…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)、１５…現像器、１５ａ…現像ハウジング、１５ｂ…現像ロール、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…転写ユニット、２１…中間転写ベルト、２４…バックアップロール、２９…定着器、３０…シート搬送系、３６…二次転写ロール、３８…排出トレイ、４１…画像出力制御部、４２…ＩＰＳ(Image Processing System)、４５…スキャナユニット、５１…ＬＥＤアレイ、５２…配線基板、５３…支持部材、５４…セルフォックレンズアレイ、５５…ＬＰＨハウジング、５６…ＬＥＤチップ、６１…ドライバＩＣ、６２…ＥＥＰＲＯＭ、６３…コネクタ、６４…ハーネス、６５…配線

Claims (7)

1. 基板と、
   前記基板に取り付けられ、主走査方向に複数の記録素子が配列される記録素子列と、
   前記記録素子列の主走査方向一端部側で前記基板に取り付けられ、当該記録素子列を駆動する駆動素子とを備え、
   前記基板における前記記録素子列の主走査方向他端部側には、前記駆動素子に電力および／または制御信号を伝達するためのハーネスが位置することを特徴とするプリントヘッド。
2. 前記記録素子列、前記駆動素子、前記ハーネスが、前記基板の同一面に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
3. 前記記録素子列は、前記記録素子としてのＬＥＤ(Light Emitting Diode)を主走査方向に複数配列して構成したＬＥＤチップを、さらに主走査方向に複数並べたＬＥＤアレイからなることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
4. 前記基板に形成され、前記駆動素子と前記ハーネスとを接続する配線の幅が７０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のプリントヘッド。
5. 回転可能に配設される像担持体と、
   前記像担持体に対向して当該像担持体の軸方向に沿って配設される複数の記録素子からなる記録素子列、当該記録素子列を駆動する駆動素子、当該駆動素子に電力および／または信号を伝達するためのハーネスの取り付け部位が一体的に構成され当該像担持体を露光する露光器とを備え、
   前記駆動素子が、前記像担持体の像担持面よりも軸方向外側に配置されることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記ハーネスの取り付け部位は、前記記録素子列を挟んで前記駆動素子とは逆側の前記像担持面の軸方向外側であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記露光器によって前記像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器をさらに備え、
   前記駆動素子が、前記現像器に設けられる現像ロールよりも当該現像ロールの軸方向外側に配置されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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