JP2009255382A - ラインヘッドモジュール及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱による発光素子の劣化を防止し、耐久性を向上させたラインヘッドモジュール及びこれを備える露光装置を提供すること。
【解決手段】ラインヘッド１１を支持する中空の支持筐体１４と、支持筐体１４の内部にラインヘッド１１と離間して設けられ、ラインヘッド１１に接続される外部制御回路基板１５とを備え、支持筐体１４の内部には、支持筐体１４の外部と独立してラインヘッド１１及び外部制御回路基板１５を空冷する流路３１が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば画像形成装置における露光手段として用いられるラインヘッドモジュール及び露光装置に関するものである。

電子転写式を利用したプリンタとして、ラインプリンタ（画像形成装置）が知られている。このラインプリンタは、被露光部となる感光ドラムの周面上に、帯電器、ライン状のプリンタヘッド（ラインヘッド）、現像器、転写器などの装置を近接配置したものである。すなわち、帯電器により帯電された感光ドラムの周面上に、プリンタヘッドに設けられた発光素子の選択的な発光動作で露光を行うことにより、静電潜像を形成し、この潜像を現像器から供給されるトナーで現像して、そのトナー像を転写器で用紙に転写するものである。
ところで、このようなプリンタヘッドの発光素子としては、一般にＬＥＤ（発光ダイオードなどが用いられている。また、近年では、ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）、特に発光点を精度よく作り込める有機ＥＬ素子を発光素子とする発光素子アレイをプリンタヘッドとして備える画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１８６４号公報

しかしながら、上記従来の画像形成装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、トナー定着型のプリンタやコピー機のなどの出力機器の場合、機器内にトナーを熱定着する部位が設けられているため、機器内部が高温となる。また、プリンタなどのヘッドの光源には高速印字を可能とするために高い光量が求められており、このような高光量を発生させるために発光素子に大きな電気的負荷がかかり、発光素子そのものが発熱する。これらの熱は、発光素子の劣化の要因となりうる。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされてもので、熱による発光素子の劣化を防止し、耐久性を向上させたラインヘッドモジュール及びこれを備える露光装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるラインヘッドモジュールは、整列配置された複数の発光素子を有するラインヘッドを備え、前記発光素子からの光によって感光体を露光するラインヘッドモジュールであって、前記ラインヘッドを支持する中空の支持体と、前記支持体の内部に前記ラインヘッドと離間して設けられ、該ラインヘッドを制御する外部制御回路とを備え、前記支持体の内部には、該支持体の外部と独立して前記ラインヘッド及び前記外部制御回路を空冷する流路が形成されていることを特徴とする。

この発明では、ラインヘッド及び外部制御回路を空冷することで、発光素子の劣化を防止し、長寿命化が図れる。すなわち、流路内に空気を流通させることによってラインヘッド及び外部制御回路が冷却される。このとき、外部制御回路がラインヘッドから離間して形成されているため、ラインヘッド及び外部制御回路それぞれを効率よく冷却できる。また、流路が感光体と非接触であるため、感光体の表面に付着しているトナーや塵埃などが空気の吹き付けよって拡散してラインヘッドにおける感光体に対する光の射出面に付着することや、塵埃が感光体の表面に付着することを防止できる。したがって、発光素子の耐久性を向上させ、ラインヘッドモジュールの長寿命化が図れる。

また、本発明のラインヘッドモジュールは、前記ラインヘッドが、前記流路と接触する放熱板を有することが好ましい。
この発明では、ラインヘッドをより効率よく冷却できるので、ラインヘッドのさらなる長寿命化が図れる。

また、本発明のラインヘッドモジュールは、前記支持体に、前記流路を延長する延長部材が設けられていることとしてもよい。
この発明では、延長部材によって支持体の外部と独立した流路を形成する。

また、本発明のラインヘッドモジュールは、前記流路内に空気を流通させる送風手段を備えることが好ましい。
この発明では、流路内に強制的に送風することで、ラインヘッド及び外部制御回路をさらに効率よく冷却でき、ラインヘッドモジュールをより長寿命とすることができる。

また、本発明の露光装置は、上記記載のラインヘッドモジュールと、該ラインヘッドモジュールからの光によって露光される感光体とを備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、発光素子の劣化を防止し、長寿命化が図れる。

［第１の実施形態］
以下、本発明におけるラインヘッドモジュール及び露光装置の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図１は露光装置を示す概略構成図、図２は素子基板を示す平面図である。

〔露光装置〕
露光装置１は、画像形成装置における露光手段として用いられており、図１に示すように、ラインヘッドモジュール２と、ラインヘッドモジュール２からの光により露光される感光ドラム（感光体）３とを備えている。
ラインヘッドモジュール２は、ラインヘッド１１、レンズアレイ１２及びスペーサガラス１３と、ラインヘッド１１、レンズアレイ１２及びスペーサガラス１３を支持する支持筐体（支持体）１４と、ラインヘッド１１の駆動を制御する外部制御回路基板（外部回路基板）１５とを備えている。

ラインヘッド１１は、図１及び図２に示すように、平面視でほぼ矩形の素子基板２１上に発光領域Ａを一列に配列した構成となっている。これら複数の発光領域Ａは、平面視でほぼ円形をなしており、有機ＥＬ素子（発光素子）２２が設けられている。なお、発光領域Ａは、例えば千鳥状に２列形成するなど、他の構成であってもよい。
また、素子基板２１には、各有機ＥＬ素子２２を駆動するＴＦＴ素子２３と、各有機ＥＬ素子２２に電力を供給する電源線２４、２５と、走査線２６と、ＴＦＴ素子２３の駆動を制御する駆動制御回路２７とが形成されている。

有機ＥＬ素子２２は、陽極層と、陰極層と、陽極層及び陰極層間に挟みこまれる発光層とを備えている。
ＴＦＴ素子２３は、ゲートが走査線２６に接続され、ソースが電源線２４に接続され、ドレインが有機ＥＬ素子２２を構成する陽極層に接続されている。そして、ＴＦＴ素子２３は、走査線２６を介して駆動制御回路２７から供給された走査信号に応じて、電源線２４を介して電力を陽極層に供給する構成となっている。

レンズアレイ１２は、円筒状をなす複数のレンズ素子を備えている。
スペーサガラス１３は、図１に示すように、有機ＥＬ素子２２とレンズアレイ１２との間に配置されており、支持筐体１４に形成された開口部１４Ａを貫通している。

支持筐体１４は、断面ほぼ矩形をなす中空部材で形成されている。そして、支持筐体１４の内部には、空気が流通する流路３１が形成されている。
支持筐体１４の一面には、支持筐体１４の内側面に配置された有機ＥＬ素子２２からの光を外部に取り出すための開口部１４Ａが形成されている。この開口部１４Ａには、スペーサガラス１３が挿通されている。そして、有機ＥＬ素子２２からの光は、スペーサガラス１３及びレンズアレイ１２を介して感光ドラム３に向けて照射される。

また、支持筐体１４の長手方向における両側端面それぞれには、連通口１４Ｂが設けられており、支持筐体１４内の流路３１に連通するパイプ（延長部材）３２が設けられている。パイプ３２は、一端が連通口１４Ｂに連通されると共に、他端が画像形成装置を構成する筐体（図示略）に形成された給排気口（図示略）に連通されている。したがって、支持筐体１４内の流路３１は、支持筐体１４外から独立した流路となっている。

外部制御回路基板１５は、支持筐体１４の内側面において開口部１４Ａが形成された一側面とは反対側の内側面において素子基板２１と対向配置されている。そして、外部制御回路基板１５は、例えばフレキシブルプリント基板などで構成された外部配線３３によりラインヘッド１１と接続されている。

〔画像形成装置〕
以上のような構成の露光装置は、図３に示すような光プリンタ（画像形成装置）に用いられる。ここで、図３は光プリンタを示す概略構成図である。
この光プリンタ４０は、露光装置１と、コロナ帯電器４１と、現像ローラ４２と、転写ローラ４３と、クリーニング装置４４と、例えば紙などの転写媒体４５とを備えている。

感光ドラム３は、図３に示す時計回りで回転する構成となっており、感光ドラム３がラインヘッド１１の射出面と対向する位置に到達したときにラインヘッドモジュール２から露光光が照射される構成となっている。すなわち、感光ドラム３は、回転によって周面が所定位置に到達するごとに、ラインヘッドモジュール２により順次ライン走査される構成となっている。
コロナ帯電器４１は、上記所定位置よりも感光ドラム３の回転方向における上流側に配置されており、感光ドラム３の周面を一様に帯電させる構成となっている。

現像ローラ４２は、上記所定位置よりも感光ドラム３の回転方向における下流側に配置されており、感光ドラム３に形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）を形成する構成となっている。
転写ローラ４３は、現像ローラ４２よりも感光ドラム３の回転方向における下流側に配置されており、感光ドラム３に形成された可視像を転写媒体に転写する構成となっている。
クリーニング装置４４は、感光ドラム３の回転方向における転写ローラ４３とコロナ帯電器４１との間に配置されており、転写媒体４５への可視像の転写後に、感光ドラム３の表面に残留しているトナーを除去する構成となっている。

このような構成の光プリンタ４０では、コロナ帯電器４１によって感光ドラム３の周面が例えば正（＋）に帯電される。そして、上記所定位置においてラインヘッドモジュール２が感光ドラム３の周面に向けて露光光を照射することにより、感光ドラム３の表面が露光されて静電潜像が形成される。
次に、現像ローラ４２により、現像剤であるトナーが感光ドラム３の周面に付与されて静電潜像の電気的な吸着力によって静電潜像に応じた可視像（トナー像）が形成される。
そして、感光ドラム３の表面に形成された可視像（トナー像）は、感光ドラム３の回転によって転写媒体４５に接触する。ここで、転写ローラ４３によって転写媒体が背面からトナー像のトナー粒子と逆極性の電荷（負（−）の電荷）が付与されている。これにより、トナー粒子が感光ドラム３の表面から転写媒体４５に吸引され、トナー像が転写媒体４５の表面に転写される。

このような構成の光プリンタ４０では、光プリンタ４０の外部から支持筐体１４の両側面それぞれに設けられたパイプ３２のいずれか一方を介して支持筐体１４内の流路３１に空気を流通させると、ラインヘッド１１及び外部制御回路基板１５が空冷される。
このとき、流路３１が支持筐体１４の外部と独立しており、支持筐体１４の外部にある感光ドラム３などと非接触であるため、流路３１内を流れる空気が光プリンタ４０の筐体内であって支持筐体１４の外部に流れ込まない。このため、感光ドラム３の周面などに付着しているトナーや筐体内の塵埃などに空気が吹き付けられにくくなり、塵埃などが巻き上げられてレンズアレイ１２に付着することや、塵埃が感光ドラム３の周面などに付着しにくくなる。

以上のように、本実施形態におけるラインヘッドモジュール２及び露光装置１によれば、流路３１を形成してラインヘッド１１及び外部制御回路基板１５を空冷することで、有機ＥＬ素子２２の劣化を防止してラインヘッドモジュール２及び露光装置１の長寿命化が図れる。また、流路３１が支持筐体１４の外部に配置された感光ドラム３などと独立して形成されているため、流路３１を流通する空気が感光ドラム３の周面などに吹き付けられてトナーや塵埃がレンズアレイ１２に付着することや、塵埃が感光ドラム３の周面などに付着しにくくなる。

［第２の実施形態］
次に、本発明におけるラインヘッドモジュール及び露光装置の第２の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第１の実施形態とラインヘッドモジュールの構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。ここで、図４は、露光装置を示す概略構成図である。

本実施形態におけるラインヘッドモジュール５０では、図４に示すように、支持筐体５１における長手方向の両端部が直接光プリンタを構成する筐体に接続されている。
すなわち、支持筐体５１は、断面ほぼ矩形の筒状をなしており、長手方向の両側端の連通口５１Ａそれぞれが筐体に形成された給排気口と連通している。また、支持筐体５１の内部には、流路５２内の空気の流通を促進するためのファン５３が設けられている。
また、ラインヘッド１１における支持筐体５１内部側の端部には、ヒートシンク（放熱板）５４が設けられている。

以上のように、本実施形態におけるラインヘッドモジュール５０においても、上述した第１の実施形態と同様の作用、効果を奏するが、ファン５３を設けることでラインヘッド１１及び外部制御回路基板１５の空冷が促進されると共に、ヒートシンク５４を設けることでラインヘッド１１の空冷がより促進される。

なお、光プリンタは、例えば図５に示すようなフルカラー表示が可能なタンデム方式の光プリンタであってもよい。ここで、図５は、光プリンタ１００を示す概略構成図である。
この光プリンタ１００は、図５に示すように、記録媒体である記録用紙１０１にブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色のトナーを付着することでフルカラーの画像を形成する光プリンタである。
そして、光プリンタ１００は、ブラック用露光装置１Ａ、シアン用露光装置１Ｂ、マゼンタ用露光装置１Ｃ及びイエロー用露光装置１Ｄを備えている。ここで、各露光装置１Ａ〜１Ｄそれぞれを構成する感光ドラム３Ａ〜３Ｄは、後述する中間転写ベルト１０５に対して所定間隔で配置されており、中間転写ベルト１０５の駆動と同期して図５に示す時計回り方向で回転駆動する構成となっている。
また、光プリンタ１００は、各露光装置１Ａ〜１Ｄと対応して設けられたコロナ帯電器４１Ａ〜４１Ｄ、現像ローラ４２Ａ〜４２Ｄ、転写ローラ４３Ａ〜４３Ｄ及びクリーニング装置４４Ａ〜４４Ｄを備えている。
また、光プリンタ１００は、駆動ローラ１０２と、従動ローラ１０３と、テンションローラ１０４と、テンションローラ１０４によってテンションが加えられて張架されながら図７に示す反時計方向へ循環駆動される中間転写ベルト１０５とを備えている。
さらに、光プリンタ１００は、中間転写ベルト１０５上の可視像を記録用紙１０１に転写する転写ローラ１０６と、二次転写された可視像を記録用紙１０１に定着させる一対の定着ローラ１０７とを備えている。

このような各感光ドラム３Ａ〜３Ｄ上に形成されたブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各可視像は、転写ローラ４３Ａ〜４３Ｄによって中間転写ベルト１０５上に順次一次転写される。この一次転写により中間転写ベルト１０５上で順次重ね合わされてフルカラーとなった可視像（トナー像）は、転写ローラ１０６によって用紙などの記録用紙１０１上に二次転写され、一対の定着ローラ１０７を通ることで記録用紙１０１に定着される。そして、可視像（トナー像）が定着された記録用紙１０１は、排紙ローラ１０８によって案内されて光プリンタ１００の上部に形成された排紙トレイ１０９上へ排出される。
また、光プリンタ１００は、多数枚の記録用紙１０１を保持する給紙カセット１１０と、この給紙カセット１１０から記録用紙１０１を一枚ずつ給送するピックアップローラ１１１とを備えている。そして、光プリンタ１００は、転写ローラ１０６の二次転写部への記録用紙１０１の給紙タイミングを規定するゲートローラ１１２と、二次転写後に中間転写ベルト１０５の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１１３とを備えている。なお、各露光装置１Ａ〜１Ｄの構成は、第２の実施形態における露光装置の構成としてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した第１の実施形態におけるラインヘッドモジュールにおいてファンやヒートシンクを配置した構成としてもよく、第２の実施形態におけるラインヘッドモジュールにおいてファンやヒートシンクを配置しない構成としてもよい。
また、発光素子は、有機ＥＬ素子に限らず、他の発光素子であってもよい。
そして、送風手段は、ファンに限らず、他の送風手段であってもよい。

本発明の第１の実施形態における露光装置を示す概略構成図である。 図１の素子基板を示す平面図である。 光プリンタを示す概略構成図である。 第２の実施形態におけるラインヘッドモジュールを示す概略構成図である。 本発明を適用可能な他の光プリンタを示す概略構成図である。

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｄ 露光装置、２，２Ａ〜２Ｄ，５０ ラインヘッドモジュール、３，３Ａ〜３Ｄ 感光ドラム（感光体）、１１ ラインヘッド、１４，５１ 支持筐体（支持体）、１５ 外部制御回路基板（外部回路基板）、２２ 発光素子、３１，５２ 流路、３２ パイプ（延長部材）、５３ ファン

Claims (5)

1. 整列配置された複数の発光素子を有するラインヘッドを備え、前記発光素子からの光によって感光体を露光するラインヘッドモジュールであって、
   前記ラインヘッドを支持する中空の支持体と、
   前記支持体の内部に前記ラインヘッドと離間して設けられ、該ラインヘッドに接続される外部回路基板とを備え、
   前記支持体の内部には、該支持体の外部と独立して前記ラインヘッド及び前記外部制御回路を空冷する流路が形成されていることを特徴とするラインヘッドモジュール。
2. 前記ラインヘッドが、前記流路と接触する放熱板を有することを特徴とする請求項１に記載のラインヘッドモジュール。
3. 前記支持体に、前記流路を延長する延長部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のラインヘッドモジュール。
4. 前記流路内に空気を流通させる送風手段を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のラインヘッドモジュール。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のラインヘッドモジュールと、
   該ラインヘッドモジュールからの光によって露光される感光体とを備えることを特徴とする露光装置。

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