JP2011110762A - 露光ヘッド、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光素子を十分な光量で発光させて、良好な露光を実現可能とする技術を提供する。
【解決手段】第1の方向に第1のピッチで配設された発光素子と、発光素子に対して第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側で、第1のピッチより広い第2のピッチで第1の方向に配設されて、発光素子を発光させる駆動回路と、を備える。
【選択図】図5
【解決手段】第1の方向に第1のピッチで配設された発光素子と、発光素子に対して第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側で、第1のピッチより広い第2のピッチで第1の方向に配設されて、発光素子を発光させる駆動回路と、を備える。
【選択図】図5
Description
この発明は、発光素子からの光を用いて露光を行う露光ヘッドおよび当該露光ヘッドを用いた画像形成装置に関する。
特許文献1の露光ヘッドは、長手方向の異なる位置に複数の発光素子を並べるとともに、当該複数の発光素子に対向して結像光学系を配置している。また、この露光ヘッドでは、複数の発光素子それぞれに対して駆動回路が設けられている。そして、駆動回路からの駆動信号に応じて発光素子が射出した光が、結像光学系によって結像される。こうして、感光体ドラム表面等の被露光面に光のスポットが形成されて、被露光面が露光される。
ところで、このような露光を良好に行うためには、スポット形成に供する光の量を十分に確保することが求められる。そして、そのためには、複数の発光素子のそれぞれを十分な光量で発光させることが重要となる。
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子を十分な光量で発光させて、良好な露光を実現可能とする技術の提供を目的とする。
この発明の第1態様にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、第1の方向に第1のピッチで配設された発光素子と、発光素子に対して第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側で、第1のピッチより広い第2のピッチで第1の方向に配設されて、発光素子を発光させる駆動回路と、を備えたことを特徴としている。
この発明の第1態様にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第1の方向に第1のピッチで配設された発光素子を有する露光ヘッドと、発光素子が発光した光により露光される潜像担持体と、を備え、露光ヘッドは、発光素子に対して第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側で、第1のピッチより広い第2のピッチで第1の方向に配設されて、発光素子を発光させる駆動回路を有することを特徴としている。
このように構成された発明(露光ヘッド、画像形成装置)は、発光素子を第1の方向に配設するとともに、当該発光素子の第2の方向の一方側で駆動回路を第1の方向に配設し、発光素子を駆動回路により発光させている。この点では、この発明は、上述の特許文献1の露光ヘッドと共通する。しかしながら、このように、第1の方向に配設された発光素子に対して第2の方向の一方側で、駆動回路を第1の方向に配設した構成では、駆動回路を大きく形成することができないために、駆動回路の電流能力が小さくなって、結果として、発光素子の光量が不足する場合があった。これに対して本発明は、発光素子を第1の方向に第1のピッチで配設するとともに、駆動回路を第1の方向に第1のピッチより広い第2のピッチで配設している。つまり、比較的広い第2のピッチで駆動回路を配設することで、駆動回路を大型化して、電流能力の大きい駆動回路を形成することができる。よって、発光素子を十分な光量で発光させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
ところで、発光素子を十分な光量で発光させることは勿論のこと、良好な露光を行なうにあたっては、第1方向に配設された発光素子それぞれの光量のばらつきを抑えて、各発光素子の光量を所定の範囲内に収めることも重要となる。
そこで、駆動回路は第1の方向に直線的に配設されても良い。このように構成することで、製造時における環境を各駆動回路で均一化して、各駆動回路の特性を略一定に揃えることができ、その結果、発光素子それぞれの光量を所定の範囲内に収めることが容易となる。
また、発光素子と駆動回路との間で、第1の方向に配設されたコンタクトを備え、発光素子と駆動回路はコンタクトを介して電気的に接続されるように構成においては、コンタクトは第1の方向に直線的に配設されても良い。このように構成することで、製造時における環境を各コンタクトで均一化して、コンタクトの特性を略一定に揃えることができ、その結果、発光素子それぞれの光量を所定の範囲内に収めることが容易となる。
また、この発明の第2態様にかかる露光ヘッドは、第1の方向に配設された第1の発光素子と、第1の発光素子の第1の方向の両側に配設された第2の発光素子と、駆動信号を生成する駆動回路と、を備え、第1の発光素子は駆動回路に接続されて駆動信号に応じて発光する一方、第2の発光素子は駆動回路に接続されず発光しないことを特徴としている。
また、この発明の第2態様にかかる画像形成装置は、第1の方向に配設された第1の発光素子、第1の発光素子の第1の方向の両側に配設された第2の発光素子、および駆動信号を生成する駆動回路を有する露光ヘッドと、潜像担持体と、を備え、第1の発光素子は駆動回路に接続されて駆動信号に応じて発光して潜像担持体を露光する一方、第2の発光素子は駆動回路に接続されず発光しないことを特徴としている。
このように構成された発明(露光ヘッド、画像形成装置)は第1の方向に第1の発光素子を配設しているが、このように配設された発光素子の光量は次のような製造環境の影響を受ける傾向にある。つまり、両側に別の発光素子がある発光素子と片側にのみ別の発光素子がある発光素子とでは製造環境が異なるため、第1の方向に配設された第1の発光素子のうち両端の発光素子の光量が相対的に低くなってしまう場合がある。したがって、両端の第1の発光素子を露光に用いると、これら第1の発光素子が十分な光量で発光できずに、良好な露光が行えないおそれがあった。これに対して本発明は、第1の方向に配設された第1の発光素子の両側に第2の発光素子を設けておき、少なくとも第1の発光素子それぞれの製造環境が略均一になるようにしている。その上で、第1の発光素子は駆動回路に接続されて駆動信号に応じて発光する一方、第2の発光素子は駆動回路に接続されず発光しないように構成している。つまり、製造環境が略均一であって十分な光量を有する第1の発光素子のみを露光に用いるとともに、第2の発光素子については露光に用いない。これにより、十分な光量を有する第1の発光素子を用いて、良好な露光を実現することができる。
また、第1の発光素子および第2の発光素子は、同一構成の有機EL素子であっても良い。これにより、第1の方向に配設された第1の発光素子の製造環境をより均一にすることが可能となる。
第1実施形態
図1および図2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る。特に、図1は、ラインヘッド29が備える発光素子およびレンズの位置関係をラインヘッド29の厚さ方向TKDから見た平面図であり、図2は、ラインヘッド29のA−A線(図1の階段状の二点鎖線)における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド29の長手方向LGDから見た場合に相当する。このラインヘッド29は、長手方向LGDに長尺で幅方向LTDに短尺であるとともに、厚さ方向TKDに所定の厚さ(高さ)を有するものである。図1および図2含む以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド29の長手方向LGD、幅方向LTDおよび厚さ方向TKDを示す。なお、これらの方向LGD、LTD、TKD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、厚さ方向TKDの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、厚さ方向TKDの矢印と反対側を「裏」あるいは「下」と表現する。
図1および図2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る。特に、図1は、ラインヘッド29が備える発光素子およびレンズの位置関係をラインヘッド29の厚さ方向TKDから見た平面図であり、図2は、ラインヘッド29のA−A線(図1の階段状の二点鎖線)における部分階段断面図であって、該断面をラインヘッド29の長手方向LGDから見た場合に相当する。このラインヘッド29は、長手方向LGDに長尺で幅方向LTDに短尺であるとともに、厚さ方向TKDに所定の厚さ(高さ)を有するものである。図1および図2含む以下の図面では必要に応じて、ラインヘッド29の長手方向LGD、幅方向LTDおよび厚さ方向TKDを示す。なお、これらの方向LGD、LTD、TKD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、厚さ方向TKDの矢印側を「表」あるいは「上」と表現し、厚さ方向TKDの矢印と反対側を「裏」あるいは「下」と表現する。
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と一緒に、主走査方向MD・副走査方向SDも図示することとする。
第1実施形態のラインヘッド29では、複数の発光素子Eをグループ化して1つの発光素子グループEGが構成されており(発光素子Eの配置態様は後に図5を用いて詳述する)、さらに、複数の発光素子グループEGが千鳥状(3行千鳥)で離散的に並べられている(図1)。こうして、複数の発光素子グループEGのそれぞれは、長手方向LGDに距離Dgだけ相互にずれるとともに幅方向LTDに距離Dtだけ相互にずれて配置されている。なお、見方を変えれば、複数の発光素子グループEGが長手方向に直線的に並ぶ発光素子グループ行GRが、幅方向LTDの異なる位置に3行GRa、GRb、GRc配置されているとも言える。
また、各発光素子Eは、互いに同一の発光スペクトルを有するボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子である。つまり、各発光素子Eを構成する有機EL素子は、長手方向LGDに長く幅方向LTDに短いガラス平板であるヘッド基板293の裏面293−tに形成されて、ガラス製の封止部材294により封止されている。なお、この封止部材294は、ヘッド基板293の裏面293−tに接着剤により固定されている。
複数の発光素子グループEGそれぞれに対しては1つの結像光学系が対向している。この結像光学系は、発光素子グループEG側に凸の2枚のレンズLS1、LS2から構成されている。なお、図1では、レンズLS1、LS2が一点鎖線円で示されているが、これらは、厚さ方向TKDの平面視における発光素子グループEGとレンズLS1、LS2との位置関係を示すものであり、レンズLS1、LS2がヘッド基板293に直接形成されていることを示すものではない。また、図2では、発光素子グループEGと結像光学系LS1、LS2との間には部材297が図示されているが、これについては結像光学系の説明の後に説明する。
このラインヘッド29では、3行千鳥で並ぶ複数の発光素子グループEGのそれぞれに対向してレンズLS1、LS2を配置するために、複数のレンズLS1を3行千鳥で並べたレンズアレイLA1と、複数のレンズLS2を3行千鳥で並べたレンズアレイLA2とが設けられている。つまり、レンズアレイLA1(LA2)では、複数のレンズLS1(LS2)それぞれが、長手方向LGDに距離Dgだけ相互にずれるとともに幅方向LTDに距離Dtだけ相互にずれて配置されている。
ちなみに、レンズアレイLA1(LA2)は、光透過製のガラス平板に樹脂製のレンズLS1(LS2)を形成することで構成することができる。また、この実施形態では、長手方向LGDに長尺なレンズアレイLA1(LA2)を一体的な構成で作成することは困難であることに鑑みて、比較的短尺なガラス平板に樹脂製のレンズLS1(LS2)を3行千鳥で並べて1つの短尺なレンズアレイを作製し、この短尺レンズアレイを長手方向LGDに複数並べることで、長手方向LGDに長尺なレンズアレイLA1(LA2)を構成している。
より具体的には、ヘッド基板293の表面293−hの幅方向LTDの両端部には、スペーサーAS1が配置されており、長手方向LGDに並ぶ複数の短尺レンズアレイのそれぞれがこれらスペーサーAS1、AS1に架設されて、1つのレンズアレイLA1が構成されている。また、レンズアレイLA1の表面の幅方向LTDの両側にはスペーサーAS2が配置されており、長手方向LGDに並ぶ複数の短尺レンズアレイのそれぞれがこれらスペーサーAS2、AS2に架設されて、1つのレンズアレイLA2が構成されている。さらに、レンズアレイLA2の表面には平板状の支持ガラス299が接着されており、レンズアレイLA2を構成する各短尺レンズアレイはスペーサーAS2のみならず、当該スペーサーAS2の反対側から支持ガラス299によっても支持されている。また、この支持ガラス299は、レンズアレイLA2が外部に露出しないように、当該レンズアレイLA2を覆う機能も併せ持つ。
こうして、厚さ方向TKDにおいて、所定間隔を空けて並ぶレンズアレイLA1、LA2がヘッド基板293に対向する。これにより、厚さ方向TKDに平行もしくは略平行な光軸OAを有する結像光学系LS1、LS2が発光素子グループEGに対向することとなり、発光素子グループEGの各発光素子Eが射出した光は、ヘッド基板293、結像光学系LS1、LS2および支持ガラスSSをこの順番に透過して、被露光面ESに照射される(図2の破線)。これにより、発光素子グループEGの各発光素子Eからの光が結像光学系LS1、LS2から結像作用を受けてスポットとして被露光面ESに照射され、被露光面ESに複数のスポットから成るスポットグループSGが形成される。なお、ここでは、結像光学系LS1、LS2は、結像倍率の絶対値が1未満であって倒立像を形成する(結像倍率が負の)縮小反転光学系である。
上述の説明から判るように、第1実施形態のラインヘッド29は、複数の発光素子グループEGそれぞれに対して専用の結像光学系LS1、LS2を配置している。そして、このようなラインヘッド29では、発光素子グループEGからの光は、当該発光素子グループEGに設けられた結像光学系にのみ入射し、それ以外の結像光学系に入射しないことが望ましい。そこで、第1実施形態では、ヘッド基板293の表面293−hとレンズアレイLA1との間に、遮光部材297が設けられている。
図3は、遮光部材のA−A線における階段断面図であり、図4は、遮光部材の分解斜視図である。両図では、光軸OAに平行であって発光素子グループEGから被露光面ESに向かう方向に、光進行方向Doaがとられている(この光進行方向Doaは厚さ方向TKDに平行もしくは略平行となる)。両図に示すように、遮光部材297は、第1遮光平板FP、第2遮光平板LSPa、第3遮光平板LSPbおよび絞り平板APと、これら平板FP、LSPa、LSPb、APの間隔を規定する第1スペーサーSSaおよび第2スペーサーSSbから成っており、具体的には、これらの平板およびスペーサーを厚さ方向TKDに積層して接着剤で固定した構成を備えている。
平板FP、LSPa、LSPb、APはいずれも、発光素子グループEGからの光の一部の通過を許し、その他の光の通過を遮る機能を有するものであり、発光素子グループEGとこれに対向する結像光学系LS1、LS2との間に開口Hf、Ha、Hb、Hpを有している。これら開口Hf、Ha、Hb、Hpそれぞれは、幾何重心が結像光学系LS1、LS2の光軸に一致もしくは略一致するように位置決めされている。つまり、図3、図4に示すように、平板FP、LSPa、LSPb、APのそれぞれには、発光素子グループEGの3行千鳥配列に対応して、厚さ方向TKDに貫通する円形の開口Hf、Ha、Hb、Hpが3行千鳥で並んでいる。そして、発光素子グループEGから射出された光のうち、開口Hf、Ha、Hb、Hpを通過した光が結像光学系LS1、LS2に入射し、その他の光のほとんどは平板FP、LSPa、LSPb、APに遮られる。なお、平板FP、LSPa、LSPb、APの厚さは次の大小関係、FP≒AP≒LSPa<LSPbを満たしており、各開口の径は次の大小関係、Hf<Hp<Ha<Hbを満たしている。
スペーサーSSa、SSbは、厚さ方向TKDに貫通する略長方形の長孔Hsa、Hsbが形成された枠体である。この長孔Hsa、Hsbは、厚さ方向TKDから遮光部材297を平面透視した場合において、各開口Hf、Ha、Hb、Hpをすっぽりとその内部に含む程度に十分な大きさで形成されている。したがって、各発光素子グループEGから射出された光は、長孔Hsa、Hsbを抜けて被露光面ES(図2)に向けて進行する。
続いて、遮光部材297のより具体的な配列態様について詳述する。第1遮光平板FPはヘッド基板293の表面293−h(図2)上に載置・固定されており、さらに、この第1遮光平板FPの光進行方向Doa側に第2遮光平板LSPaが配置されている。これら第1遮光平板FPと第2遮光平板LSPaとの間には2枚のスペーサーSSa、SSbが介挿されている。この第2遮光平板LSPaの光進行方向Doa側では、2種類の平板から迷光吸収層ALが構成されており、当該第2遮光平板LSPaと迷光吸収層ALとの間には第1スペーサーSSaが介挿されている。迷光吸収層ALは、開口径および厚さにおいて異なる2種類の遮光平板LSPa、LSPbを光進行方向Doaに交互に積層したものであり、具体的には、4枚の第1遮光平板LSPaおよび3枚の第2遮光平板LSPbで構成されている。迷光吸収層ALの光進行方向Doa側には、第1遮光平板LSPaと絞り平板APとが光進行方向Doaにこの順番に配置されている。また、迷光吸収層ALと第1遮光平板LSPaとの間にはスペーサーSSaが介挿されており、当該第1遮光平板LSPaと絞り平板APとの間には2枚のスペーサーSSa、SSbが介挿されている。
このように、遮光部材297を設けることで、各発光素子グループEGとこれに対向する結像光学系LS1、LS2との間には、複数の開口Hf、Ha、Hb、Hpが光の進行方向Doaに並ぶこととなる。その結果、発光素子グループEGから射出された光のうち、当該発光素子グループEGに対向する開口Hf、Ha、Hb、Hpを通過した光が結像光学系LS1、LS2にまで到達し、その他の光のほとんどは遮光平板FP、LSPa、LSPb、APに遮光されて結像光学系LS1、LS2に到達しない。こうして、ゴーストの影響の少ない良好な露光の実現が図られている。
続いて、発光素子グループEGにおける発光素子Eの配置態様について説明する。図5は、発光素子グループでの発光素子の配列態様を示す部分平面図である。同図の左端の1点鎖線円は、同図略中央の一点鎖線円で囲まれた範囲を抜粋したものである。同図はヘッド基板293の裏面293−tの構成を示しており、同図に示された構成はいずれもヘッド基板293の裏面293−tに形成されている。同図が示すように、17個の発光素子Eが長手方向LGDにピッチPe1で直線的に並んで1行の発光素子行ERが構成されており、しかも、1個の発光素子グループEGは、幅方向LTDにおいて異なる位置に配置された4行の発光素子行ER1〜ER4から構成されている。より詳しくは、発光素子グループEGは次のような発光素子Eの配置態様を有する。
発光素子行ER1と発光素子行ER2とは、長手方向LGDにピッチPe2(=Pe1/2)だけ互いにシフトしており、その結果、発光素子行ER1に属する発光素子Eと発光素子行ER2に属する発光素子Eとが交互に、長手方向LGDにピッチPe2で千鳥状に並んでいる。また、同様に、発光素子行ER3と発光素子行ER4とは、長手方向LGDにピッチPe2だけ互いにシフトしており、その結果、発光素子行ER3に属する発光素子Eと発光素子行ER4に属する発光素子Eとが交互に、長手方向LGDにピッチPe2で千鳥状に並んでいる。また、発光素子行ER1、ER2の発光素子Eから成る千鳥配置ZA12と発光素子行ER3、ER4の発光素子Eから成る千鳥配置ZA34とは、長手方向LGDにピッチPe3(=Pe2/2)だけ互いにシフトしている。その結果、発光素子行ER2、ER4、ER1、ER2に属する4個の発光素子Eがこの順番で周期的に、長手方向LGDにピッチPe3で並んでいる。
ここで、例えば、長手方向LGDへの発光素子Eのピッチは、当該ピッチで並ぶ2個の発光素子E、Eそれぞれの幾何重心間の長手方向LGDへの距離として求めることができる。
また、発光素子グループEGにおける、4行の発光素子行ER1〜ER4それぞれの間の幅方向LTDへの距離Dr12、Dr23、Dr34は次の通りである。つまり、発光素子行ER1と発光素子行ER2との距離Dr12と、発光素子行ER2と発光素子行ER3との距離Dr23と、発光素子行ER3発光素子行ER4との距離Dr34とは、整数比を満たす。すなわち次式、Dr12:Dr23:Dr34=l:m:n(l、m、nは正の自然数)が満足される。特に、第1実施形態では、Dr12:Dr23:Dr34=l:m:n=2:3:2となっている。このような整数比の関係を満たすように発光素子行ER1〜ER4を配置する理由について説明する。
被露光面ESでの画素のピッチPdtとしたとき、結像光学系の横倍率βを適当に設定することで、Dr12×|β|=2×Pdt、Dr23×|β|=3×Pdt、Dr34×|β|=2×Pdtの関係を成立させることができる。そして、この関係が成立している場合には、発光素子行ER1の各発光素子Eが発光して、主走査方向MDに直線的に並んで形成されるスポットSPの行SR1と、発光素子行ER2の各発光素子Eが発光して、主走査方向MDに直線的に並んで形成されるスポットSPの行SR2との間の副走査方向SDへの距離は、画素ピッチPdtの整数倍(2倍)となる。すなわち、距離Dr12で並ぶ発光素子行ER1、ER2は、画素ピッチPdtの整数倍の距離で副走査方向SDに並ぶスポット行SR1、SR2を形成する。また、同様に、距離Dr23で並ぶ発光素子行ER2、ER3および距離Dr34で並ぶ発光素子行ER3、ER4についても、同様の位置関係を満たすようにスポット行SR2、SR3、SR4を形成する。そのため、発光素子行ER1〜ER4を同時点灯させるだけで、スポット行SR1〜SR4を画素上に適切に形成することができるため、発光タイミング制御の簡素化を図ることができる。
ところで、この際、発光素子行ER1〜ER4の距離Dr12、Dr23、Dr34は、Dr12=2×Pdt/|β|、Dr23=3×Pdt/|β|、Dr34=2×Pdt/|β|となる。そして、各発光素子行ER1〜ER4の各発光素子Eの発光部の大きさを確保するためには、距離Dr12、Dr23、Dr34をある程度以上にすることが好適である。具体的には、発光素子ピッチPe2だけ主走査方向MDに互いにシフトしている発光素子行ER1、ER2の距離Dr12あるいは発光素子行ER3、ER4の距離Dr34は、Pdt/|β|より大きくすることが好適であり、発光素子ピッチPe3(=Pe/2)だけ主走査方向MDに互いにシフトしている発光素子行ER2、ER3の距離Dr23は、2×Pdt/|β|より大きくすることが好適である。そこで、Dr12=2×Pdt/|β|、Dr23=3×Pdt/|β|、Dr34=2×Pdt/|β|を満たすように、距離Dr12、Dr23、Dr34を設定したのである。なお、主走査方向MDへのシフト量(Pe2、Pe3)によって距離Dr12、Dr23、Dr34の好適値が異なるのは、この主走査方向MDへのシフト量が小さいほど、発光素子行ER1、ER2、ER3それぞれの発光素子Eの間の距離が短くなる傾向にあるため、発光素子Eの大きさを確保するために、発光素子行間距離を副走査方向SDへより大きくとる必要があるからである。
ここで、例えば、距離Dr12は、発光素子行ER1の発光素子Eの幾何重心を通って長手方向LGDに平行な仮想直線と、発光素子行ER2の発光素子Eの幾何重心を通って長手方向LGDに平行な仮想直線との間の幅方向LTDへの距離として求められる。距離Dr23、Dr34についても同様にして求めることができる。
また、発光素子グループEGの幅方向LTDの一方側には、発光素子行ER1、ER2に属して千鳥配置ZA12を構成する複数の発光素子Eを駆動するための駆動回路DC1、DC2が配置されている。具体的には、発光素子行ER1の発光素子Eを駆動する駆動回路DC1と、発光素子行ER2の発光素子Eを駆動する駆動回路DC2とが長手方向LGDに交互に並んでいる。これら駆動回路DC1、DC2、…は、ピッチPdc(>Pe2)で長手方向LGDに直線的に並んでいる。つまり、駆動回路DC1、DC2は、千鳥配置ZA12で発光素子Eが並ぶピッチPe2よりも広いピッチPdcで並ぶ。駆動回路DC1、DC2のそれぞれは、TFT(thin film transistor)から構成されており、後述するドライバーIC295により書き込まれた信号値を一時的に保持し(具体的には、信号値としての電圧値を容量に記憶し)、当該信号値に応じた駆動電流を発光素子Eに供給するものである。駆動回路DC(DC1〜DC4)の具体的な回路構成は、次の図6に示すとおりである。
図6は駆動回路の回路構成を示す図である。駆動回路DCには、信号値としての光量データSd(電圧値)が入力されるデータ端子dataと、このデータ端子dataへ入力された光量データSdが書き込まれる容量CPとが設けられている。さらに、駆動回路DCには、ゲート信号Sgが入力されるゲート端子W_gateが設けられている。つまり、時分割によって容量CPへのデータ書き込みを行なうために、駆動回路DCには、書き込み対象となる容量CPを特定するためのゲート端子W_gateが設けられており、ゲート信号Sgが与える時分割タイミングで容量CPへの書き込みが行なわれるように構成されている。
また、駆動回路DCには、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第1のトランジスタTr1が設けられている。そして、この第1のトランジスタTr1のソースにはデータ端子dataが接続される一方、第1のトランジスタTr1のドレインには容量CPの一端が接続されている(なお、容量CPの他端は駆動回路用電源電圧Velに接続されている)。さらに、第1のトランジスタTr1のゲートにはゲート端子W_gateが接続されており、ゲート端子W_gateへの入力信号により第1のトランジスタTr1のオン/オフ制御が可能となっている。したがって、ゲート端子W_gateにオン信号が入力されている間に、データ端子dataに入力された光量データSdが容量CPに書き込まれる一方、ゲート端子W_gateにオフ信号が入力されている間は、データ端子dataの電圧値に関係なく書き込み済みの光量データSdが容量CPに保持され続ける。なお、この書き込み動作は一定の周期で繰り返し行なわれるが、容量CPは十分に大きいため、書き込み動作それぞれの間における容量CPの電圧変化は実質的に無い。
また、駆動回路DCは、低温ポリシリコン薄膜トランジスタである第2のトランジスタTr2をさらに備えている。第2のトランジスタTr2のソースは駆動回路用電源電圧Velに接続されるとともに、第2のトランジスタTr2のドレインは配線Weによって発光素子E(のアノード側)に接続されている。また、第2のトランジスタTr2のゲートには上記容量CPの一端が接続されており、第2のトランジスタTr2は容量CPの電圧値に応じた駆動電流Ieをドレインより出力する。したがって、容量CPに駆動電圧が保持されている間は、第2のトランジスタTr2が駆動電流Ieを発光素子Eに供給するため、発光素子Eは駆動電流Ieに応じた光量で発光する。一方で、容量CPに消灯電圧が保持されている間は、第2のトランジスタTr2は発光素子Eへの駆動電流Ieの供給を遮断するため、発光素子Eは消灯する。
なお、発光素子Eである有機EL素子に印加される電圧(駆動電圧)は、駆動回路用電源電圧Velと、発光素子Eのカソード側に接続された電圧Vctとの電位差に依存する。この有機EL素子は一般的な無機のLED(Light Emitting Diode)に比べて抵抗が大きいため、駆動電圧は6〜16[V]程度必要である。さらに、様々な余裕を見込むと20[V]以上の駆動電圧が必要となる場合もある。また、このような高駆動電圧を、TFTの耐圧が満たさないときは、電圧Vctを0[V]ではなくマイナス電圧とすることもある。
図5に戻って説明を続ける。幅方向LTDにおいて、千鳥配置ZA12を構成する発光素子Eと駆動回路DC1、DC2、…との間には、複数のコンタクトCTが形成されている。これら複数のコンタクトCTは、千鳥配置ZA12を構成する複数の発光素子Eに対して一対一の対応関係で隣接して設けられており、これら複数の発光素子Eと同じピッチPe2で長手方向LGDに直線的に並んでいる。そして、千鳥配置ZA12を構成する各発光素子Eと、当該発光素子Eに隣接するコンタクトCTとが配線WLa(図5の破線)で接続される。
なお、図5に示すように、発光素子行ER1の発光素子EとコンタクトCTとを接続する配線Wlaは略一定の幅を有している。これに対して、発光素子行ER2の発光素子EとコンタクトCTとを接続する配線Wlaの幅は一定ではなく、発光素子E側の先端部分が細くなっている。これは、発光素子行ER1の発光素子Eの間を抜けて、発光素子行ER2の発光素子Eにまで配線WLaを通すためである。換言すれば、このように、発光素子行ER1の発光素子の間を通る部分だけ配線WLaを細くして、その他の部分の配線WLaの幅を太くしておくことで、配線WLaの抵抗(配線抵抗)を小さく抑えている。
そして、発光素子行ER1の発光素子Eに接続されたコンタクトCTと、駆動回路DC1とが配線WLbで接続される。また、発光素子行ER2の発光素子Eに接続されたコンタクトCTと、駆動回路DC2とが配線WLbで接続される。こうして、駆動回路DC1、DC2と発光素子EとがコンタクトCTを介して電気的に接続される。そして、これらの配線経路を介して、駆動回路DC1、DC2はそれぞれ対応する発光素子Eに駆動電流Ieを供給する。
なお、図5に示すように、千鳥配置ZA12を構成する複数の発光素子Eのうち、長手方向LGDの両端部に2個ずつ形成された発光素子Eには駆動回路DC1、DC2が接続されていない。つまり、これらの発光素子Eは、駆動電流が供給されず、実際には発光しないダミー素子Eである。換言すれば、発光素子行ER1の長手方向LGDの両端部に1個づつダミー素子Eが設けられるとともに、発光素子行ER2の長手方向LGDの両端部に1個づつダミー素子Eが設けられている。ちなみに、これらダミー素子Eは、実際に発光する発光素子Eと同一構成を有する有機EL素子である。
また、同様に、発光素子グループEGの幅方向LTDの他方側にも、複数の駆動回路が長手方向LGDにピッチPdc(>Pe2)で並んでいる。これら駆動回路DC3、DC4は、発光素子行ER3、ER4に属して千鳥配置ZA34を構成する複数の発光素子Eを駆動するために設けられたものである。駆動回路DC3、DC4と発光素子行ER3、ER4(千鳥配置ZA34)との関係は、上述した駆動回路DC1、DC2と発光素子行ER1、ER2(千鳥配置ZA12)との関係と同様であるので、詳細な説明は省略する。
このように、第1実施形態では、発光素子グループEGの幅方向LTDの両側(一方側および他方側)それぞれに、長手方向LGDに一列に並ぶ複数の駆動回路DCを設けている。このように構成した場合、発光素子グループEGの幅方向LTDの片側にのみ駆動回路DCを並べた場合に比べて、長手方向LGDに一列に並ぶ駆動回路DCの数を半減できる。その結果、これら一列に並ぶ駆動回路DCの配列ピッチPdcを広くとることができ、駆動回路DCを大型化して、電流能力の大きい駆動回路DCを形成することが可能となっている。
このように、発光素子グループEGの発光素子Eには、駆動回路DC1〜DC4が接続されており、駆動回路DC1〜DC4からの駆動電流Ieの供給を受けて、各発光素子Eは光を射出する。この駆動回路DC1〜DC4による電流供給は、ラインヘッド29が備える電気的構成により制御される。
図7は、ラインヘッドの電気的構成を示すブロック図である。図7に示すように、ラインヘッド29の電気的構成は、上述した駆動回路DC1〜DC4以外に、データ転送基板TBと複数のドライバーIC295とを備える。データ転送基板TBは、外部から受信したビデオデータVDを各ドライバーIC295に転送する。また、各ドライバーIC295は、ビデオデータVD(具体的には、電圧値に変換されたビデオデータVD)を上述の光量データSdとして駆動回路DC1〜DC4に書き込んで、発光素子Eの発光制御を行う。この際、ドライバーIC295は、発光素子Eの劣化や温度特性等に応じて補正したビデオデータVDを、光量データSdとして駆動回路DC1〜DC4に書き込んでも良い。また、データ転送基板TBは、外部から供給された電源Vddを、ヘッド基板293(の駆動回路DC1〜DC4)に給電する機能も果たすものである。
以上説明したように、第1実施形態では、複数の発光素子Eを長手方向LGDに千鳥状に並べて千鳥配置ZA12(ZA34)を構成するとともに、当該千鳥配置ZA12(ZA34)の幅方向LTDの一方側(他方側)で、複数の駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)を長手方向LGDに一列に並べている。そして、駆動回路DC1、DC2のそれぞれが発光素子Eに駆動信号(駆動電流Ie)を供給して、発光素子Eを発光させる。ところで、このような構成では、駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)を大きく形成することができないために、駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)の電流能力が小さくなって、結果として、発光素子Eの光量が不足する場合があった。これに対して、第1実施形態のラインヘッド29は、発光素子Eを長手方向LGDにピッチPe2(第1のピッチ)で並べるとともに、駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)を長手方向LGDにピッチPe2より広いピッチPdc(第2のピッチ)で並べている。つまり、比較的広いピッチPdcで駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)を並べることで、駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)を大型化して、電流能力の大きい駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)を形成することができる。よって、発光素子Eを十分な光量で発光させて、良好な露光を実現することが可能となっている。
また、見方を変えると、駆動回路ピッチPdc>発光素子ピッチPe2とするレイアウトは、次のような利点もある。つまり、発光素子Eを比較的狭いピッチPe2で長手方向LGDに並べることで、長手方向LGDにおいて発光素子グループEGを小さく構成することができる。そのため、発光素子グループEGの長手方向LGDの両側に比較的広いスペースを設けることができ、必要に応じて当該スペースを有効利用することができる。特にこのレイアウトは、上述のように発光素子グループEGの長手方向LGDの両端にダミー素子Eを設けた構成に対して好適と言える。
ところで、発光素子Eを十分な光量で発光させることは勿論のこと、良好な露光を行なうにあたっては、長手方向LGDに並ぶ複数の発光素子Eそれぞれの光量のばらつきを抑えて、各発光素子Eの光量を所定の範囲内に収めることも重要となる。
そこで、第1実施形態では、駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)を長手方向LGDに直線的に並べている。このように構成することで、駆動回路製造時における環境を複数の駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)で均一化して、各駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)の特性を略一定に揃えることができ、その結果、発光素子Eそれぞれの光量を所定の範囲内に収めることが容易となる。
さらに、第1実施形態では、駆動回路DC1、DC2(DC3、DC4)と発光素子Eとを電気的に接続するコンタクトCTを長手方向LGDに直線的に並べている。このように直線的に並べることで、コンタクト製造時における環境を各コンタクトCTで均一化して、コンタクトCTの特性を略一定に揃えることができる。その結果、発光素子Eそれぞれの光量を所定の範囲内に収めることが容易となる。
特に、製造工程において、コンタクトCTに対して一旦形成された絶縁膜をエッチングで除去する場合には、コンタクトCTを直線的に並べた構成は好適である。つまり、コンタクトCTを直線的に並べることで、各コンタクトCTのエッチングレートが略均一になりコンタクト抵抗を略一定に揃えることができる。その結果、発光素子Eそれぞれの光量を所定の範囲内に収めることが容易となる。
ちなみに、コンタクトCTは孔を開けて形成されるために、その特性に製造ばらつきが生じやすい。したがって、発光素子Eそれぞれの光量を所定の範囲内に収めるという観点からは、上述のように、コンタクトCTを長手方向LGDに直線的に並べて、コンタクトCTの特性を略一定に揃えることが、特に望ましい。
ところで、第1実施形態のラインヘッド29では、長手方向LGDに発光素子Eを千鳥状に並べているが、このように並べられた発光素子Eの光量は次のような製造環境の影響を受ける傾向にある。つまり、両側に別の発光素子Eがある発光素子Eと片側にのみ別の発光素子Eがある発光素子Eとでは製造環境が異なるため、長手方向LGDに並べられた発光素子Eのうち両端の発光素子Eの光量が相対的に低くなってしまう場合がある。したがって、両端の発光素子Eを露光に用いると、これら発光素子Eが十分な光量で発光できずに、良好な露光が行えないおそれがあった。これに対して、第1実施形態のラインヘッド29は、長手方向LGDに配設された発光素子Eの両側にダミー素子Eを設けておき、少なくともダミー素子E以外の発光素子Eそれぞれの製造環境が略均一になるようにしている。その上で、ダミー素子E以外の発光素子Eは駆動回路DCに接続されて駆動電流Ieに応じて発光する一方、ダミー素子Eは駆動回路DCに接続されず発光しないように構成している。つまり、製造環境が略均一であって十分な光量を有する発光素子Eのみを露光に用いるとともに、ダミー素子Eについては露光に用いない。これにより、十分な光量を有する発光素子Eを用いて、良好な露光を実現することができる。
また、第1実施形態では、ダミー素子Eおよびこれ以外の発光素子Eは、同一構成の有機EL素子である。したがって、長手方向LGDに並べられた発光素子Eの製造環境をより均一にすることが可能となっている。
また、第1実施形態では、各発光素子グループEGにおいて、発光素子Eの配置および駆動回路DC1〜DC4の配置は、主走査方向MDにおいて中心線CL1を中心として対称となっている(図5)。これにより、主走査方向MDにおける中央部と両端部とで配線WLbの長さは異なるものの、両端部の配線WLbの長さは略同等となる。したがって、主走査方向MD両端部の発光素子Eの駆動特性を略同等とすることができる。そして、これにより次のような効果が期待できる。つまり、複数の発光素子グループEGは主走査方向MDに隣接した領域を互いに露光する。この際、一の発光素子グループEGの主走査方向MDの端の発光素子Eと、他の発光素子グループEGの主走査方向MDの端の発光素子Eとが、主走査方向MDに隣接する領域にスポットSP、SPを形成する。そして、これらスポットSP、SPの特性(径や光量)が大きく異なると、最終的に形成される画像に濃淡差が発生してしまうおそれがある。これに対して、各発光素子グループEGにおいて、主走査方向MD両端部の発光素子Eの駆動特性を略同等とすることで、これらスポットSP、SPの特性を略そろえて、濃淡差を抑制することが可能となる。
また、上記と同様に、各発光素子グループEGにおいて、発光素子Eの配置および駆動回路DC1〜DC4の配置は、副走査方向SDにおいても中心線CL2を中心として対称となっている(図5)。そして、このよな配置を採用することで、上記とは異なる理由により発生しうる濃淡差を抑制している。つまり、図5から判るように、発光素子グループEGでは、発光素子行ER1の発光素子E、発光素子行ER3の発光素子E、発光素子行ER2の発光素子E、発光素子行ER4の発光素子Eがこの順番で、主走査方向MDにピッチPe3で並んでいる。換言すれば、図5下側の千鳥配置ZA12の発行素子E、図5上側の千鳥配置ZA34の発光素子Eとが主走査方向MDにピッチPe3で並んでいる。したがって、千鳥配置ZA12と千鳥配置ZA34とで発光素子Eの駆動特性が大きく異なると、これに起因して最終的に形成される画像に濃淡差がピッチPe3で現れる等の画像形成不良が発生するおそれがある。これに対して、第1実施形態では、発光素子Eの配置および駆動回路DC1〜DC4の配置を、副走査方向SDにおいて中心線CL2を中心として対称としている。したがって、下側千鳥配置ZA12の各発光素子Eと駆動回路DC1、DC2、DC1、DC2…を繋ぐ配線WLbのパターンと、下側千鳥配置ZA34の各発光素子Eと駆動回路DC3、DC4、DC3、DC4…を繋ぐ配線WLbのパターンとを略等しくできる。その結果、千鳥配置ZA12と千鳥配置ZA34とで発光素子Eの駆動特性を略同等として、濃淡差の発生を抑制することができる。
第2実施形態
図8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9は図8の装置の電気的構成を示すブロック図である。第2実施形態では、上述したラインヘッド29を備えた画像形成装置の一例について、これらの図を用いて説明する。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。
図8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9は図8の装置の電気的構成を示すブロック図である。第2実施形態では、上述したラインヘッド29を備えた画像形成装置の一例について、これらの図を用いて説明する。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。
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。
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8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8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。
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8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8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。
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8では、時計回り)に沿って配設されている。
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。
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のデータ転送基板TB(図7)にビデオデータVDを送信すると、データ転送基板TBが各ドライバーIC295にビデオデータVDを転送し、ドライバーICがこのビデオデータVDに基づいて各発光素子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。
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8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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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8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。
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。
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。
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。
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。
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」に相当し、駆動回路DC1〜DC4が本発明の「駆動回路」に相当し、コンタクトCTが本発明の「コンタクト」に相当し、ピッチPe2が本発明の「第1のピッチ」に相当し、ピッチPdcが本発明の「第2のピッチ」に相当する。また、長手方向LGDが本発明の「第1の方向」に相当し、幅方向LTDが本発明の「第2の方向」に相当する。また、発光素子Eが本発明の第1態様の「発光素子」あるいは本発明の第2態様の「第1の発光素子」に相当する。また、ダミー素子Eが本発明の「第2の発光素子」に相当する。
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」に相当し、駆動回路DC1〜DC4が本発明の「駆動回路」に相当し、コンタクトCTが本発明の「コンタクト」に相当し、ピッチPe2が本発明の「第1のピッチ」に相当し、ピッチPdcが本発明の「第2のピッチ」に相当する。また、長手方向LGDが本発明の「第1の方向」に相当し、幅方向LTDが本発明の「第2の方向」に相当する。また、発光素子Eが本発明の第1態様の「発光素子」あるいは本発明の第2態様の「第1の発光素子」に相当する。また、ダミー素子Eが本発明の「第2の発光素子」に相当する。
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。例えば、上記実施形態の発光素子グループEGでは、千鳥配置ZA12(ZA34)を構成する複数の発光素子Eのうち、長手方向LGDの両端部に2個ずつ形成された発光素子Eがダミー素子Eとして機能する。つまり、千鳥配置ZA12(ZA34)の両端それぞれに2個のダミー素子Eが配置されている。しかしながら、ダミー素子Eの個数はこれに限られず、千鳥配置ZA12(ZA34)の両端それぞれに1個あるいは2個以上のダミー素子Eを設けても良い。
また、発光素子グループEGのその他の構成も上述のものに限られず、発光素子グループEGを構成する発光素子行ERの行数や、あるいは発光素子Eの個数も適宜変更が可能である。
また、上記実施形態では、駆動回路DCを低温ポリシリコン薄膜トランジスタで構成していた。しかしながら、高温ポリシリコン薄膜トランジスタ、アモルファスシリコン薄膜トランジスタあるいは有機薄膜トランジスタなどの各種の薄膜半導体回路を用いて駆動回路DCを構成しても良い。
また、上記実施形態では、発光素子Eとしてボトムエミッション型の有機EL素子が用いられている。しかしながら、トップエミッション型の有機EL素子を発光素子Eとして用いても良く、あるいは有機EL素子以外のLED(Light Emitting Diode)等を発光素子Eとして用いても良い。
21…感光体ドラム、 29…ラインヘッド、 CT…コンタクト、 E…発光素子、 EG…発光素子グループ、 293…ヘッド基板、 295…ドライバーIC、 DC1〜DC4…駆動回路、 LA1,LA2…レンズアレイ、 LGD…長手方向、 LTD…幅方向、 TKD…厚さ方向、 Pe2…ピッチ(第1のピッチ)、 Pdc…ピッチ(第2のピッチ)
Claims (8)
- 第1の方向に第1のピッチで配設された発光素子と、
前記発光素子に対して前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側で、前記第1のピッチより広い第2のピッチで前記第1の方向に配設されて、前記発光素子を発光させる駆動回路と、
を備えたことを特徴とする露光ヘッド。 - 前記駆動回路は前記第1の方向に直線的に配設される請求項1に記載の露光ヘッド。
- 前記発光素子と前記駆動回路との間で、前記第1の方向に配設されたコンタクトを備え、前記発光素子と前記駆動回路は前記コンタクトを介して電気的に接続される請求項1または2に記載の露光ヘッド。
- 前記コンタクトは前記第1の方向に直線的に配設される請求項3に記載の露光ヘッド。
- 第1の方向に第1のピッチで配設された発光素子を有する露光ヘッドと、
前記発光素子が発光した光により露光される潜像担持体と、
を備え、
前記露光ヘッドは、前記発光素子に対して前記第1の方向に直交もしくは略直交する第2の方向の一方側で、前記第1のピッチより広い第2のピッチで前記第1の方向に配設されて、前記発光素子を発光させる駆動回路を有することを特徴とする画像形成装置。 - 第1の方向に配設された第1の発光素子と、
前記第1の発光素子の前記第1の方向の両側に配設された第2の発光素子と、
駆動信号を生成する駆動回路と、
を備え、
前記第1の発光素子は前記駆動回路に接続されて前記駆動信号に応じて発光する一方、前記第2の発光素子は前記駆動回路に接続されず発光しないことを特徴とする露光ヘッド。 - 前記第1の発光素子および前記第2の発光素子は、同一構成の有機EL素子である請求項6に記載の露光ヘッド。
- 第1の方向に配設された第1の発光素子、前記第1の発光素子の前記第1の方向の両側に配設された第2の発光素子、および駆動信号を生成する駆動回路を有する露光ヘッドと、
潜像担持体と、
を備え、
前記第1の発光素子は前記駆動回路に接続されて前記駆動信号に応じて発光して前記潜像担持体を露光する一方、前記第2の発光素子は前記駆動回路に接続されず発光しないことを特徴とする画像形成装置。
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