JP2012125967A - Exposure head, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、有機ELが配された基板を備え当該有機ELからの光によって露光を行なう露光ヘッドに関し、特に、有機ELが配された基板を光透過性基板で支持するとともに、有機ELから射出されて光透過性基板を透過する光によって露光を行なう露光ヘッドに関する。 The present invention relates to an exposure head that includes a substrate on which an organic EL is disposed and performs exposure using light from the organic EL. In particular, the substrate on which the organic EL is disposed is supported by a light-transmitting substrate and emitted from the organic EL. The present invention relates to an exposure head that performs exposure with light transmitted through a light-transmitting substrate.
特許文献1では、発光素子であるLED(Light Emitting Diode)が形成されたLEDアレイチップを用いた光プリンタヘッドが記載されている。また、この光プリンタヘッドには、端子電極やその他の電気配線等が形成された透明基板が設けられており、LEDアレイチップは端子電極を介して透明基板に接着されて支持される。そして、端子電極を介してLEDアレイチップに入力された信号に応じて、LEDが発光する。このとき、LEDアレイチップはLEDを透明基板に向けた状態で接着されており、LEDが射出した光は透明基板を透過した後に感光体等の露光に供する。
ところで、発光素子(LED)を駆動する駆動部を、発光素子と一緒に同一の基板(LEDアレイチップ)に形成することができる。ただし、このような構成では、基板上に設けられた駆動部が透明基板に対向することとなるため、駆動部と透明基板の電気配線とが電気的に短絡してしまうおそれがあった。 By the way, the drive part which drives a light emitting element (LED) can be formed in the same board | substrate (LED array chip) with a light emitting element. However, in such a configuration, since the drive unit provided on the substrate faces the transparent substrate, the drive unit and the electrical wiring of the transparent substrate may be electrically short-circuited.
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子とこれを駆動する駆動部を同一の基板に設けた構成において、当該基板を支持する透明基板の電気配線と駆動部との電気的な短絡を防止する技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. In a configuration in which a light emitting element and a drive unit for driving the light emitting element are provided on the same substrate, the electrical wiring between the electrical wiring of the transparent substrate that supports the substrate and the drive unit is provided. The purpose is to provide technology to prevent short circuit.
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、配線が配された光透過性の第1の基板と、発光素子を有するとともに当該発光素子を第1の基板に向けた状態で第1の基板に支持される第2の基板と、第2の基板に配されて発光素子を駆動する駆動部と、第1の基板の配線と第2の基板の駆動部との間に配される絶縁部材と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an exposure head according to the present invention includes a light-transmitting first substrate on which wiring is arranged, a light emitting element, and the light emitting element facing the first substrate. A second substrate supported by the first substrate; a driving unit disposed on the second substrate for driving the light emitting element; and a wiring between the first substrate and a driving unit for the second substrate. And an insulating member.
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、配線が配された光透過性の第1の基板、発光素子を有するとともに当該発光素子を前記第1の基板に向けた状態で第1の基板に支持される第2の基板、第2の基板に配されて発光素子を駆動する駆動部、および第1の基板の配線と第2の基板の駆動部との間に配される絶縁部材を有する露光ヘッドと、露光ヘッドにより露光され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。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention has a light-transmitting first substrate on which wiring is arranged, a light emitting element, and the light emitting element is directed to the first substrate. A second substrate supported by the first substrate in a state, a driving unit disposed on the second substrate and driving the light emitting element, and between the wiring of the first substrate and the driving unit of the second substrate An exposure head having an insulating member disposed, and a latent image carrier on which a latent image is formed by exposure by the exposure head.
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、第1の基板の配線と第2の基板の駆動部との間に絶縁部材が配されている。したがって、第1の基板の配線と第2の基板の駆動部とは絶縁部材によって絶縁されており、これらの電気的な短絡が防止されている。 In the invention thus configured (exposure head, image forming apparatus), an insulating member is disposed between the wiring of the first substrate and the driving unit of the second substrate. Therefore, the wiring of the first substrate and the driving unit of the second substrate are insulated by the insulating member, and an electrical short circuit between them is prevented.
このとき、絶縁部材は光透過性であるとともに発光素子と第1の基板の間にまで配されており、発光素子が発光した光は絶縁部材を透過した後に第1の基板を透過するように構成しても良い。このように、光透過性の絶縁部材を用いることで、発光素子からの光を絶縁部材で遮ること無く、絶縁部材を発光素子と第1の基板の間にまで延設できる。その結果、発光素子を駆動する駆動部と第1の基板の配線との電気的な短絡をより確実に防止することが可能となる。 At this time, the insulating member is light transmissive and is disposed between the light emitting element and the first substrate, and the light emitted from the light emitting element is transmitted through the insulating member and then transmitted through the first substrate. It may be configured. In this manner, by using the light-transmissive insulating member, the insulating member can be extended between the light-emitting element and the first substrate without blocking light from the light-emitting element with the insulating member. As a result, it is possible to more reliably prevent an electrical short circuit between the driving unit that drives the light emitting element and the wiring of the first substrate.
また、発光素子としては有機ELを用いることができる。この場合は、第2の基板には有機ELを封止するとともに有機ELからの光を透過する封止部材が配されているように構成すると、有機ELの劣化を抑制することができる。ただし、封止部材と絶縁部材の間に空気が介在すると、封止部材と空気の界面で多くの光が散乱されて、発光素子からの光の利用効率が低下してしまう。そこで、絶縁部材は封止部材と第1の基板との間に充填されており、空気より大きい屈折率を有するように構成すると良い。これにより、空気を配して、封止部材の界面での光の散乱を抑制し、発光素子からの光の利用効率の向上が図られる。 An organic EL can be used as the light emitting element. In this case, when the organic EL is sealed on the second substrate and a sealing member that transmits light from the organic EL is disposed, deterioration of the organic EL can be suppressed. However, if air is interposed between the sealing member and the insulating member, a lot of light is scattered at the interface between the sealing member and the air, and the utilization efficiency of light from the light emitting element is lowered. Therefore, the insulating member is preferably filled between the sealing member and the first substrate so as to have a refractive index larger than that of air. As a result, air is arranged to suppress light scattering at the interface of the sealing member, and the utilization efficiency of light from the light emitting element can be improved.
さらには、絶縁部材の屈折率は封止部材の屈折率より大きくても良い。これにより、封止部材の界面での光の散乱を確実に抑制して、発光素子からの光の利用効率の低下をより効率的に向上させることができる。 Furthermore, the refractive index of the insulating member may be larger than the refractive index of the sealing member. Thereby, the scattering of the light at the interface of the sealing member can be reliably suppressed, and the decrease in the utilization efficiency of the light from the light emitting element can be improved more efficiently.
なお、絶縁部材としては光透過性の樹脂を用いることができる。 As the insulating member, a light transmissive resin can be used.
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。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a line head to which the present invention can be applied. In particular, the cross-section of the line head 29 (A-A cross section shown in FIG. 2) is partially shown from the longitudinal direction LGD. ing. As shown by a broken line in FIG. 1, the
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。
The
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。
As will be described later, when the
ラインヘッド29は、チップCPを支持するヘッド基板293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にフェースダウン実装されている。その結果、ヘッド基板293の裏面293−tに向いた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。
The
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。
On the surface 293-h of the
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。 Further, spacers AS2 are arranged on both sides of the width direction LTD on the surface of the lens array LA1, and the lens array LA2 is installed in the width direction LTD on these spacers AS2. On the back surface of the lens array LA2, a plurality of lenses LS2 are arranged in a zigzag pattern in the longitudinal direction LGD corresponding to the arrangement of the light emitting element groups EG. As a result, one lens LS2 is opposed to one light emitting element group EG. Incidentally, the lens LS2 has a convex shape with respect to the light emitting element group EG and is made of resin.
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。
Further, the
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。
In the light shielding plate FP1, a light guide hole D1 having a circular shape centered on the optical axis OA of the lenses LS1 and LS2 and penetrating in the optical axis direction Doa is formed for each light emitting element group EG. Thus, on the light shielding flat plate FP1, a plurality of light guide holes D1 are arranged in a zigzag pattern in the longitudinal direction LGD corresponding to the arrangement of the light emitting element groups EG. Similarly, for each of the other light shielding flat plates FP2 to FP5, light guide holes D2 to D5 are arranged in a zigzag pattern in the longitudinal direction LGD corresponding to the arrangement of the light emitting element groups EG. The diameter of the light guide hole D1 closest to the
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)。 Thus, the light guide holes D1 to D5 and the lenses LS1 and LS2 arranged in a line in the optical axis direction Doa face each light emitting element group EG. Accordingly, among the light emitted from each light emitting element E of the light emitting element group EG, the light that has passed through the light guide holes D1 to D5 is incident on the lenses LS1 and LS2 and is imaged. The imaging optical systems LS1 and LS2 have inversion / reduction imaging magnification (that is, the imaging magnification is a negative value and an absolute value is less than 1).
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。チップCPは、長手方向LGDに長く幅方向LTDに短い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および駆動回路DCにデータを転送する転送回路や配線等が、半導体プロセスによって集積形成されている。
The above is the schematic configuration of the
より具体的には、シリコン基板SSでは、4組の発光素子グループEGが長手方向LGDに直線的に並べて形成されるとともに、これら発光素子グループEGを挟んで幅方向LTDの両側それぞれには、長手方向LGDに直線的に並んで複数の端子Taが形成されている。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を水分あるいは酸素(水分等)から遮断するために、発光素子Eを封止するとともに光透過性の封止薄膜SLが形成される。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。ただし、端子Taに対しては封止薄膜SLが覆わないようにして、端子Taの電気的接続が確保されている。 More specifically, in the silicon substrate SS, four sets of light emitting element groups EG are linearly arranged in the longitudinal direction LGD, and each of the both sides of the width direction LTD is sandwiched between the light emitting element groups EG. A plurality of terminals Ta are formed linearly in the direction LGD. Each light emitting element E of these light emitting element groups EG is a so-called top emission type organic EL, and emits light with an equal or substantially equal emission spectrum. The silicon substrate SS is formed with a light-transmitting sealing thin film SL that seals the light-emitting element E in order to block the light-emitting element E, which is an organic EL, from moisture or oxygen (moisture or the like). At this time, in order to prevent moisture from entering between the sealing thin film SL and the silicon substrate SS, it is preferable to form the sealing thin film SL around the light emitting element E with a certain margin. Specifically, a margin of about 0.5 [mm] to 2 [mm] is appropriate. Note that, as in the present embodiment, by arranging a plurality of light emitting element groups EG in a discrete manner, the distance from the end of the chip CP to the light emitting element group EG can be secured, and the light emitting element group EG to the chip CP can be secured. The sealing thin film SL can be provided with a sufficient margin between the ends. However, the terminal Ta is not covered with the sealing thin film SL, and the electrical connection of the terminal Ta is ensured.
この封止薄膜SLは、ガスバリアー性を有する無機材料の強固な膜であることが好適である。具体的には、窒化ケイ素(Si3N4、屈折率:2.00)、二酸化ケイ素(SiO2、屈折率:1.54)、酸化アルミニウム(アルミナ、AL2O3、屈折率:1.77)などを用いることができる。ここで、屈折率の値は波長650[nm]に対する値である。これらの材料は薄膜でも十分に水分等を遮断するが、薄くし過ぎると欠陥が発生しやすくなり、厚くしすぎるとクラックが入りやすくなるため、数十[nm]〜数百[nm]の厚みが好適である。封止薄膜SLは、プラズマコーティングやスパッタなどで形成されるが、有機ELは熱に弱いので、温度上昇の少ない成膜プロセスを用いることが好適である。 The sealing thin film SL is preferably a strong film of an inorganic material having gas barrier properties. Specifically, silicon nitride (Si 3 N 4 , refractive index: 2.00), silicon dioxide (SiO 2 , refractive index: 1.54), aluminum oxide (alumina, AL 2 O 3 , refractive index: 1. 77) can be used. Here, the value of the refractive index is a value for the wavelength 650 [nm]. Although these materials sufficiently block moisture and the like even in a thin film, defects are likely to occur if they are too thin, and cracks are likely to occur if they are too thick, so thicknesses of several tens [nm] to several hundreds [nm] Is preferred. The sealing thin film SL is formed by plasma coating, sputtering, or the like. However, since the organic EL is weak against heat, it is preferable to use a film forming process with little temperature rise.
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。そして、各駆動回路DCは、端子Taを介して入力されてきたデータに応じて、発光素子Eを駆動して発光させる。 In the silicon substrate SS, the drive circuit DC disposed so as to overlap the light emitting element E is formed in the lower layer of each light emitting element E (that is, the light emitting element E and the drive circuit DC are stacked). In other words, the drive circuits DC arranged in a zigzag pattern in the longitudinal direction LGD at the light emitting element pitch Pe are formed in the lower layer of the light emitting element group EG. Thus, the strip-like drive circuit DC that is long in the width direction LTD is extended from each light emitting element E to the outside of the width direction LTD. Thus, by using the top emission type organic EL as the light emitting element E, the light emitting element E can be formed directly above the drive circuit DC. For this reason, it is not necessary to provide a space between the light emitting elements E in order to secure the arrangement area of the drive circuit DC, and the light emitting elements E can be arranged at high density. The driving circuit DC is composed of a transistor that drives the light emitting element E and a capacitor that holds a voltage applied to an input terminal of the transistor. Then, each driving circuit DC drives the light emitting element E to emit light according to data input via the terminal Ta.
以上のように構成されたシリコン基板SSは、光透過性のヘッド基板293(ガラス基板)の裏面293−tにフリップチップ実装される(図5)。図5は、ヘッド基板に実装された状態のシリコン基板を示す幅方向部分断面図である。同図が示すように、シリコン基板SSは、発光素子Eが形成された表面をヘッド基板293の裏面293−tに向けた状態で、ヘッド基板293の裏面293−tにフェースダウン実装される。
The silicon substrate SS configured as described above is flip-chip mounted on the back surface 293-t of the light-transmissive head substrate 293 (glass substrate) (FIG. 5). FIG. 5 is a partial cross-sectional view in the width direction showing the silicon substrate mounted on the head substrate. As shown in the figure, the silicon substrate SS is mounted face-down on the back surface 293-t of the
より詳しくは、ヘッド基板293の裏面293−tには、端子Taに一対一で対応して複数の端子Tbが形成されている。そして、シリコン基板SSの端子Taに設けられた金等の金属線のバンプBPがヘッド基板裏面293−tの端子Tbに圧着される。こうして、シリコン基板SSの端子Taとヘッド基板裏面293−tの端子Tbが電気的に接続されるとともに、シリコン基板SSがヘッド基板293によって支持されることとなる。ちなみに、ヘッド基板裏面293−tの端子Tbの表面には金メッキを施しておくことが好ましい。
More specifically, a plurality of terminals Tb are formed on the back surface 293-t of the
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。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の平面性を確保することが好適である。また、線膨張係数が3〜8×10−6と小さいガラスによりヘッド基板293を構成したことで、レンズアレイLA1、LA2と同様の線膨張率となり、温度変化による相対位置変化が抑制され、温度に依らず安定した露光が可能となっている。
Thus, by bonding the silicon substrate SS to the
ところで、発光素子を適宜発光させるように駆動回路DCを動作させるにあたっては、駆動回路DCに電源を供給し、さらには、駆動回路DCによる発光素子Eの発光を制御する制御信号を駆動回路DCに供給する必要がある。そこで、この実施形態では、これらの配線をヘッド基板293の裏面293−tに設けている。続いてはこれら各配線の配置について説明をする。
By the way, when operating the drive circuit DC so that the light emitting element emits light appropriately, power is supplied to the drive circuit DC, and further, a control signal for controlling light emission of the light emitting element E by the drive circuit DC is supplied to the drive circuit DC. It is necessary to supply. Therefore, in this embodiment, these wirings are provided on the back surface 293-t of the
図6は、ヘッド基板裏面における各配線の配置形態の一例を示す平面図である。同図では、ヘッド基板裏面293−tの法線方向(光軸方向Doaに一致)からの平面視が示されるとともに、ヘッド基板裏面293−tの各配線とチップCPとの対応関係を理解しやすくするために、チップCPおよびこれの構成部材(発光素子E)が破線で併記されている。なお、チップCPの端子Taはヘッド基板裏面293−tの端子Tbと重なるため、端子Taは表記せずに端子Tbの表記で代用している。 FIG. 6 is a plan view showing an example of an arrangement form of each wiring on the back surface of the head substrate. The figure shows a plan view from the normal direction of the head substrate back surface 293-t (which coincides with the optical axis direction Doa), and understands the correspondence between each wiring on the head substrate back surface 293-t and the chip CP. For ease of illustration, the chip CP and its constituent members (light emitting elements E) are shown together with broken lines. Note that since the terminal Ta of the chip CP overlaps the terminal Tb of the back surface 293-t of the head substrate, the notation of the terminal Tb is used instead of the notation of the terminal Ta.
さらに、長手方向LGDに直線的に並ぶ端子Tbから成る端子行のうち、1行目の端子行と発光素子グループEGとの間のスペースに符号A1が付され、2行目の端子行と発光素子グループEGとの間のスペースに符号A2が付され、3行目の端子行と発光素子グループEGとの間のスペースに符号A3が付され、4行目の端子行と発光素子グループEGとの間のスペースに符号A4が付される。なお、かかる表記は以後の図面においても適宜用いるものとする。 Further, in the terminal row composed of the terminals Tb linearly arranged in the longitudinal direction LGD, a space between the first terminal row and the light emitting element group EG is denoted by reference symbol A1, and the second terminal row and the light emission. A space between the element group EG is denoted by reference symbol A2, a space between the third terminal row and the light emitting element group EG is denoted by reference symbol A3, and the fourth terminal row and the light emitting element group EG A space A is designated by A4. Such notation is also used as appropriate in the following drawings.
上述のとおり、チップCPにおいては、端子Taと発光素子グループEGの間には駆動回路DCが形成されている。したがって、ヘッド基板裏面293−tにおける各スペースA1〜A4は、駆動回路DCの真上あるいは略真上に位置することとなる。そして、以下に示す配線態様の例は、この駆動回路DCの上に設けられたスペースA1〜A4を有効活用することで、ラインヘッド29のスリム化が図られている。詳しくは次のとおりである。
As described above, in the chip CP, the drive circuit DC is formed between the terminal Ta and the light emitting element group EG. Accordingly, the spaces A1 to A4 on the back surface 293-t of the head substrate are located directly above or substantially above the drive circuit DC. In the example of the wiring mode shown below, the
ヘッド基板裏面293−tには、制御信号が流れるバスラインLb1、Lb2、長手方向LGDに隣接するチップCPを電気的に接続するカスケードラインLc1、Lc2、電源ラインVEL1、VLE2およびグランドラインGND等が設けられている。また、複数のチップCPが長手方向LGDに2行千鳥で並んでいることに対応して、図6に示す例では、1行目を構成する各チップCPから成る行と2行目を構成する各チップCPから成る行とで、バスライン、カスケードラインおよび電源それぞれの配線系統が分けられている。 On the back surface 293-t of the head substrate, there are bus lines Lb1 and Lb2 through which control signals flow, cascade lines Lc1 and Lc2, which electrically connect chips CP adjacent in the longitudinal direction LGD, power supply lines VEL1 and VLE2, a ground line GND, and the like. Is provided. Further, in correspondence with the fact that a plurality of chips CP are arranged in a zigzag manner with two rows in the longitudinal direction LGD, in the example shown in FIG. 6, a row consisting of the chips CP constituting the first row and a second row are constituted. The wiring lines of the bus line, the cascade line, and the power source are divided by the row composed of the chips CP.
具体的には、1行目の各チップCPに対しては、スペースA1、A2を主として通過するバスラインLb1が設けられており、これら各チップCPの端子TaはバスラインLb1により相互に接続されている。また、1行目において長手方向LGDに隣接するチップCPは、スペースA2を主として通過するカスケードラインLc1により相互に電気的に接続されている。さらに、これら1行目の各チップCPに対しては、スペースA1を主として通過する電源ラインVEL1が設けられており、これら各チップCPの端子Taは共通の電源ラインVEL1に接続されている。 Specifically, a bus line Lb1 mainly passing through the spaces A1 and A2 is provided for each chip CP in the first row, and the terminals Ta of these chips CP are connected to each other by the bus line Lb1. ing. In the first row, the chips CP adjacent to each other in the longitudinal direction LGD are electrically connected to each other by a cascade line Lc1 that mainly passes through the space A2. Further, for each chip CP in the first row, a power line VEL1 that mainly passes through the space A1 is provided, and a terminal Ta of each chip CP is connected to a common power line VEL1.
一方、2行目の各チップCPに対しては、スペースA3、A4を主として通過するバスラインLb2が設けられており、これら各チップCPの端子TaはバスラインLb2により相互に接続されている。また、2行目において長手方向LGDに隣接するチップCPは、スペースA3を主として通過するカスケードラインLc2により相互に電気的に接続されている。さらに、これら2行目の各チップCPに対しては、スペースA4を主として通過する電源ラインVEL2が設けられており、これら各チップCPの端子Taは共通の電源ラインVEL2に接続されている。 On the other hand, a bus line Lb2 mainly passing through the spaces A3 and A4 is provided for each chip CP in the second row, and the terminals Ta of these chips CP are connected to each other by the bus line Lb2. In the second row, the chips CP adjacent in the longitudinal direction LGD are electrically connected to each other by a cascade line Lc2 that mainly passes through the space A3. Further, a power line VEL2 that mainly passes through the space A4 is provided for each chip CP in the second row, and a terminal Ta of each chip CP is connected to a common power line VEL2.
なお、グランドラインGNDについては、1行目および2行目のチップCPで共通化されている。具体的には、1行目のチップCPと2行目のチップCPの間を通過するようにグランドラインGNDは配置されており、1行目および2行目のチップCPの端子TaはこのグランドラインGNDに接続されている。 The ground line GND is shared by the chips CP in the first and second rows. Specifically, the ground line GND is disposed so as to pass between the chip CP in the first row and the chip CP in the second row, and the terminal Ta of the chip CP in the first row and the second row is connected to this ground. It is connected to the line GND.
以上のようにこの実施形態では、長手方向LGDに発光素子Eが形成されたチップCPと光透過性のヘッド基板293との2つの基板が設けられている。チップCPには、幅方向LTDに発光素子グループEGを挟むようにして端子Taが配されるとともに、ヘッド基板293にも幅方向LTDに端子Tbが配されている。そして、端子Taと端子Tbとが相互に接続されることで、チップCPがヘッド基板293に支持されるように構成されており、言い換えれば、ラインヘッド29はこれらチップCP(シリコン基板SS)とヘッド基板293を重ねたような構成を具備している。
As described above, in this embodiment, there are provided two substrates, the chip CP on which the light emitting element E is formed in the longitudinal direction LGD and the light
そして、シリコン基板SS(チップCP)とヘッド基板293の間には、光透過性の透明樹脂TPが充填されている(図5)。この透明樹脂TPは絶縁物質で構成されており、本発明の「絶縁部材」として機能する。この透明樹脂TPは、各チップCPとヘッド基板293との間の空間のうちバンプBPが形成された領域以外をくまなく充填するように設けられており、これによって、シリコン基板SSとヘッド基板293の間から空気が排除されるとともに、シリコン基板SSの各部とヘッド基板293の各部とがバンプBP以外の領域で電気的に絶縁されることとなる。より具体的には、ヘッド基板裏面293−t上の配線Lb1、Lb2、Lc1、Lc2、VEL1、VEL2等とチップCP上の駆動回路DCとは光軸方向Doaに互いに対向しているが、これらは間に充填された透明樹脂TPにより電気的に絶縁される。
Then, a light transmissive transparent resin TP is filled between the silicon substrate SS (chip CP) and the head substrate 293 (FIG. 5). The transparent resin TP is made of an insulating material and functions as the “insulating member” of the present invention. The transparent resin TP is provided so as to completely fill the space between each chip CP and the
また、透明樹脂TPは、シリコン基板SS表面の封止薄膜SLを覆うように設けられている。さらに、透明樹脂TPは、シリコン基板SSとヘッド基板293の間に充填される他、幅方向LTDに隣接する2つのシリコン基板SSの間の隙間Δcpにも充填されている。また、シリコン基板SSの端からはみ出した透明樹脂TPは、シリコン基板SSの側方から裏面にまで回り込んで設けられている。そして、この実施形態では、透明樹脂TPの屈折率は空気の屈折率より大きく、封止薄膜SLの屈折率以下となっている。
The transparent resin TP is provided so as to cover the sealing thin film SL on the surface of the silicon substrate SS. Further, the transparent resin TP is filled between the silicon substrate SS and the
このような透明樹脂TPとしては、一般的な紫外線(UV)硬化樹脂を用いることができる他、嫌気性接着剤、2液混合接着剤あるいは熱硬化性接着剤を用いることができる。紫外線硬化樹脂以外の接着剤を用いた場合、透明樹脂TPを硬化させるために照射される紫外線によって有機ELが劣化するおそれがないという利点がある。また、透明樹脂TPの材料としては、エポキシ樹脂(屈折率1.55〜1.6)、アクリル樹脂(屈折率1.49)、シリコン樹脂(1.4〜1.45)が好適である。特に、屈折率の高い窒化ケイ素(Si3N4)を用いる場合は、エポキシ樹脂のうちでも高い屈折率の材料(屈折率1.6〜1.65)を透明樹脂TPに用いると良い。 As such a transparent resin TP, a general ultraviolet (UV) curable resin can be used, and an anaerobic adhesive, a two-component mixed adhesive, or a thermosetting adhesive can be used. When an adhesive other than the ultraviolet curable resin is used, there is an advantage that there is no possibility that the organic EL is deteriorated by ultraviolet rays irradiated to cure the transparent resin TP. Moreover, as a material of transparent resin TP, an epoxy resin (refractive index 1.55-1.6), an acrylic resin (refractive index 1.49), and a silicon resin (1.4-1.45) are suitable. In particular, when silicon nitride (Si 3 N 4 ) having a high refractive index is used, a material having a high refractive index (refractive index of 1.6 to 1.65) among the epoxy resins is preferably used for the transparent resin TP.
これらのような樹脂の充填方法としては、一般にフリップチップ実装で用いられるアンダーフィルと同様の方法を用いることができる。つまり、シリコン基板SSのバンプBPとヘッド基板293の電極を圧着した後に、シリコン基板SSとヘッド基板293の隙間から表面張力を利用して透明樹脂TPを流し込む。この際、透明樹脂TPの粘性を低くしておくことで、シリコン基板SSの表面に透明樹脂TPを速やかに広げることができる。また、透明樹脂TPの粘度を1000[mPa・s]以下、好ましくは100[mPa・s]以下とすることで、気泡の巻き込みを抑えつつ透明樹脂TPを充填することができる。なお、透明樹脂TPが充填される隙間は、バンプBPの高さ、あるいはそれが圧着されて潰れた高さで決まる。一般的な金のスタッドバンプの高さは50[μm]前後で、それを圧着、圧接した場合は、半分程度の高さまで潰れるので、20[μm]程度の隙間は確保されることになる。したがって、粘度の低い樹脂であれば十分に浸透することができる。また、この実施形態では、ヘッド基板293は透明であるため、透明樹脂TPを浸透させた後にヘッド基板293を介して光を照射して、透明樹脂TPを硬化させることができる。
As a method for filling such a resin, a method similar to the underfill generally used in flip chip mounting can be used. That is, after the bump BP of the silicon substrate SS and the electrode of the
このとき、充填する透明樹脂TPは、使用する波長に応じた透明性を有していれば良い。例えば電子写真で用いられる感光体は、赤から近赤外の波長(600〜800[nm])の光に対する感度が高いので、この実施形態で使用する透明樹脂TPはこの波長に対する透明性があればよく、目視で見て若干黄色く着色されていても問題は無い。また、樹脂の内部透過率は透過厚みが10[mm]あたりの値を示すものであるが、この実施形態では、透明樹脂TPの厚みが薄いので、内部透過率として示されている値が低くても実際には問題が少ない。一般に、吸収率は厚みの指数関数に比例するため、例えば10[mm]厚での内部透過率が10[%]であっても、厚みが50[μm]では透過率は約99[%]になる。このように透過ロスが1[%]であれば問題は少ない。したがって、通常のエポキシ樹脂のように目視で黄色く見えても必要な波長での透過率は10[%]以上は確実にあるため問題は無い。 At this time, the transparent resin TP to be filled only needs to have transparency according to the wavelength to be used. For example, a photoconductor used in electrophotography has a high sensitivity to light of red to near-infrared wavelength (600 to 800 [nm]). Therefore, the transparent resin TP used in this embodiment has transparency to this wavelength. There is no problem even if it is slightly colored yellow when visually observed. Further, the internal transmittance of the resin shows a value per 10 [mm] of the transmission thickness, but in this embodiment, since the thickness of the transparent resin TP is thin, the value indicated as the internal transmittance is low. But in practice there are few problems. In general, since the absorption rate is proportional to an exponential function of thickness, for example, even if the internal transmittance at 10 [mm] thickness is 10 [%], the transmittance is about 99 [%] at a thickness of 50 [μm]. become. Thus, there is little problem if the transmission loss is 1%. Therefore, even if it looks yellow like a normal epoxy resin, there is no problem because the transmittance at a necessary wavelength is surely 10% or more.
上述のように構成しているため、駆動回路DCによる駆動を受けて発光素子Eが射出した光は、封止薄膜SL、透明樹脂TPおよびヘッド基板293をこの順番で透過した後に、露光に供する。そして、この実施形態では、空気よりも屈折率の大きい透明樹脂TPがシリコン基板SSとヘッド基板293の間に充填されているため、ヘッド基板293の裏面293−tで反射する光量を抑制して、光の利用効率の向上を図ることが可能となっている。また、ヘッド基板293の裏面293−tで反射した光が迷光となって、ゴーストを引き起こすといった問題も同時に抑制される。さらには、シリコン基板SSとヘッド基板293の間に透明樹脂TPを充填することで、シリコン基板SSの発光素子Eの直上に異物が侵入することを防止でき、発光素子Eが射出した光が異物によって散乱されて、光の利用効率が低下するといった問題の発生が抑制されている。
Since it is configured as described above, light emitted from the light emitting element E upon being driven by the drive circuit DC is transmitted through the sealing thin film SL, the transparent resin TP, and the
以上説明したように、この実施形態では、ヘッド基板293(第1の基板)の配線Lb1、Lb2、Lc1、Lc2、VEL1、VEL2等とチップCP(第2の基板)の駆動回路DC(駆動部)との間に絶縁性の透明樹脂TPが充填されている。したがって、ヘッド基板293の配線Lb1、Lb2、Lc1、Lc2、VEL1、VEL2等と駆動回路DCとは透明樹脂TPによって絶縁されており、これらの電気的な短絡が防止されている。
As described above, in this embodiment, the wiring Lb1, Lb2, Lc1, Lc2, VEL1, VEL2, etc. of the head substrate 293 (first substrate) and the driving circuit DC (driving unit) of the chip CP (second substrate) ) Is filled with an insulating transparent resin TP. Therefore, the wirings Lb1, Lb2, Lc1, Lc2, VEL1, VEL2, etc. of the
さらには、この実施形態では、絶縁部材として設けられた透明樹脂TPは光透過性であるとともに発光素子グループEGとヘッド基板293の間にまで延設されており、発光素子グループEGの各発光素子Eが発光した光は透明樹脂TPを透過した後にヘッド基板293を透過するように構成している。このように、光透過性の透明樹脂TPを絶縁部材として用いることで、発光素子Eからの光を絶縁部材で遮ること無く、絶縁部材を発光素子とヘッド基板293の間にまで延設できる。その結果、発光素子Eを駆動する駆動回路DCとヘッド基板293の配線Lb1、Lb2、Lc1、Lc2、VEL1、VEL2等との電気的な短絡をより確実に防止することが可能となる。
Further, in this embodiment, the transparent resin TP provided as an insulating member is light transmissive and extends between the light emitting element group EG and the
特に、発光素子Eとして有機ELを用いた構成では、上述のようにして電気的な短絡を確実に防止することが特に好適となる。つまり、通常の赤から赤外のLEDの駆動電圧は2〜3[V]であるのに対して、有機ELの駆動電圧は5〜20[V]と高電圧に達するので、有機ELを用いた場合には短絡が生じやすく、より確実な絶縁が必要となるからである。 In particular, in a configuration using an organic EL as the light emitting element E, it is particularly preferable to reliably prevent an electrical short circuit as described above. In other words, the driving voltage of a normal red to infrared LED is 2 to 3 [V], whereas the driving voltage of an organic EL reaches a high voltage of 5 to 20 [V]. This is because short-circuiting is likely to occur and more reliable insulation is required.
また、図5、図6に示すように、シリコン基板SSの発光素子E(発光部)と端子との間の領域に対応するヘッド基板293上のスペースには、多数の配線が狭いピッチで設けられている。そして、これに対面するシリコン基板上には発光素子Eを駆動する駆動回路DCが設けられている。したがって、上述した構成では、ヘッド基板293上に配線が無い場合や、ガラスエポキシ基板のようにレジスト膜を設ける場合と比較して、これらの配線と駆動回路DCとの短絡の危険性が高く、透明樹脂TPに絶縁機能を付加することが有効となる。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a large number of wirings are provided at a narrow pitch in the space on the
また、シリコン基板SS上には封止薄膜SLが設けられるが、少なくとも端子付近は電気的接続を確保するために封止薄膜SLが設けられない。また、ヘッド基板293において、上記の配線の上に保護膜を設ける場合でも、やはり端子近傍には保護膜を設けることができない。したがって、これらの端子近傍に絶縁性の透明樹脂TPを充填することは特に好適である。
Further, the sealing thin film SL is provided on the silicon substrate SS, but at least in the vicinity of the terminal, the sealing thin film SL is not provided in order to ensure electrical connection. Further, even when a protective film is provided on the above wiring in the
ちなみに、絶縁性を確実に発揮するためには、透明樹脂TPは少なくとも109Ω・cm以上の体積低効率を有することが好適である。特に、上述したように透明樹脂TPを薄膜で形成する場合では、透明樹脂TPは1012Ω・cm以上の体積低効率を有することが好適となる。 Incidentally, it is preferable that the transparent resin TP has a volumetric low efficiency of at least 10 9 Ω · cm in order to reliably exhibit insulation. In particular, when the transparent resin TP is formed as a thin film as described above, the transparent resin TP preferably has a low volume efficiency of 10 12 Ω · cm or more.
また、この実施形態では、チップCPには発光素子Eである有機ELを封止するとともに有機ELからの光を透過する封止薄膜SLが設けられており、有機ELの劣化を抑制することが可能となっている。ただし、封止薄膜SLと透明樹脂TPの間に空気が介在すると、封止薄膜SLと空気の界面で多くの光が散乱されて、発光素子Eからの光の利用効率が低下してしまう。これに対して、この実施形態では、透明樹脂TPは封止薄膜SLとヘッド基板293との間に充填されており、空気より大きい屈折率を有している。これにより、空気を配して、封止薄膜SLの界面での光の散乱を抑制し、発光素子Eからの光の利用効率の向上が図られる。
In this embodiment, the chip CP is provided with a sealing thin film SL that seals the organic EL that is the light emitting element E and transmits light from the organic EL, thereby suppressing deterioration of the organic EL. It is possible. However, if air is interposed between the sealing thin film SL and the transparent resin TP, a lot of light is scattered at the interface between the sealing thin film SL and the air, and the utilization efficiency of light from the light emitting element E is lowered. On the other hand, in this embodiment, the transparent resin TP is filled between the sealing thin film SL and the
また、この実施形態では、充填部材として透明樹脂TPを用いている。そのため、透明樹脂TPがシリコン基板SSとヘッド基板293を接着する接着剤としても機能するため、シリコン基板SSとヘッド基板293を強固に固定して、ラインヘッド29の機械的強度を向上させることができる。
In this embodiment, transparent resin TP is used as a filling member. Therefore, since the transparent resin TP also functions as an adhesive for bonding the silicon substrate SS and the
また、この実施形態では、透明樹脂TPは、シリコン基板SSとヘッド基板293の間に充填されるとともに、隣接する2枚のシリコン基板SSの隙間Δcpにも充填されている。これによって、これら2枚のシリコン基板SSをヘッド基板293に強固に固定して、ラインヘッド29の機械的強度を向上させることができる。また、このようにシリコン基板SSの隙間Δcpや、周囲の部分に透明樹脂TPを盛り上げることで、外界から発光部に至るまでの封止距離をより長くすることが可能となり、万一水分の浸入が始まっても進入時間を稼ぐことでより封止性能が向上する。
In this embodiment, the transparent resin TP is filled between the silicon substrate SS and the
また、この実施形態では、ガラス製のヘッド基板293を用いるとともに、ガラスの屈折率(1.5程度)に非常に近い屈折率を有する透明樹脂TPで、ヘッド基板293とシリコン基板SSの間を埋めている。したがって、透明樹脂TPとヘッド基板293の界面における光の反射が抑制されており、この点においても、光の利用効率の向上が図られている。
In this embodiment, a
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。
Configuration of Image Forming Apparatus Next, an example of an image forming apparatus to which the
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。
In this image forming apparatus, when an image forming command is given from an external device such as a host computer to a main controller MC having a CPU, a memory, etc., the main controller MC provides a control signal to the engine controller EC and also supports the image forming command. The video data VD to be transmitted is supplied to the head controller HC. At this time, every time the main controller MC receives the horizontal request signal HREQ from the head controller HC, the main controller MC supplies video data VD for one line to the head controller HC in the main scanning direction MD. The head controller HC also sets the line heads 29 of the
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。
Each of the
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。
The image forming station 2C is provided with a
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。
Around the
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。
In this embodiment, the
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。
The
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。
Toner is applied from the developing
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。
An anilox roller is provided to supply the liquid developer to the developing
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。 The liquid developer stored in the developer storage section is volatile at room temperature at a low concentration (1-2 wt%) and low viscosity using Isopar (trademark: Exon) as a liquid carrier, which is generally used conventionally. Not a volatile liquid developer having a solid particle having a mean particle size of 1 μm, in which a colorant such as a pigment is dispersed in a non-volatile resin having a high concentration and high viscosity at room temperature, an organic solvent, silicon oil, mineral oil or A liquid developer having a high viscosity (about 30 to 10,000 mPa · s) added to a liquid solvent such as edible oil together with a dispersant and having a toner solid content concentration of about 20% is used.
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。
As described above, the developing
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。
In the developing
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。
Further, the developing
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。
A
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。
The toner image that has passed through these squeeze positions is primarily transferred to the
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。
Here, of the
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。
The
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。
The toner image transferred to the
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。
At the secondary transfer position TR2, the single-color or multi-color toner images formed on the
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、ヘッド基板293が本発明の「第1の基板」に相当し、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あるいはチップCPが本発明の「第2の基板」に相当し、配線Lb1、Lb2、Lc1、Lc2、VEL1、VEL2等が本発明の「配線」に想到し、駆動回路DCが本発明の「駆動部」に想到し、透明樹脂TPが本発明の「絶縁部材」に相当する。
Others As described above, in the above embodiment, the
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、例えば透明樹脂TPの屈折率とヘッド基板293の屈折率を等しく構成することもできる。これによって、透明樹脂TPとヘッド基板293の界面における光の反射を抑制して、光の利用効率の向上を図ることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made to the above-described one without departing from the spirit of the present invention. Therefore, for example, the refractive index of the transparent resin TP and the refractive index of the
封止薄膜SLは上述のように単一の無機層から構成されるものであっても十分に効果を発揮するが、上述のようなクラックをより確実に避けるためには、無機層と有機層を交互に積層して封止薄膜SLを構成することが効果的である。有機層としては、アクリルやエポキシ、シリコンなど環境や温度に対して安定な樹脂が好適である。また、数[μm]程度と比較的厚く有機膜を形成することで、発光素子Eや配線あるいは駆動回路DCに起因する凹凸を平坦化して、有機膜の上に形成される無機層に段差が生じないようにすることができる。その結果、この段差に起因した封止薄膜SLの欠陥の発生を抑制できる。さらに、有機層は、無機層を形成する際の膜自身の収縮などによるクラックを防止するための緩衝層としても機能する。また、有機膜に用いられる材料の屈折率は1.4〜1.6程度であるので、無機層との屈折率の差は小さく、無機層との界面での光の反射は少ない。 The sealing thin film SL is sufficiently effective even if it is composed of a single inorganic layer as described above, but in order to avoid the cracks as described above more reliably, an inorganic layer and an organic layer It is effective to form the sealing thin film SL by alternately stacking layers. As the organic layer, resins that are stable with respect to the environment and temperature, such as acrylic, epoxy, and silicon, are suitable. Further, by forming the organic film relatively thick as several [μm], the unevenness caused by the light emitting element E, the wiring, or the drive circuit DC is flattened, and there is a step in the inorganic layer formed on the organic film. It can be prevented from occurring. As a result, the generation of defects in the sealing thin film SL due to this step can be suppressed. Further, the organic layer also functions as a buffer layer for preventing cracks due to shrinkage of the film itself when forming the inorganic layer. Moreover, since the refractive index of the material used for the organic film is about 1.4 to 1.6, the difference in refractive index from the inorganic layer is small, and the reflection of light at the interface with the inorganic layer is small.
また、透明樹脂TPの樹脂の充填方法も上記に限られず、例えば図8に示すような方向を採用可能である。ここで、図8は、透明樹脂の充填方法の変形例を示す図である。この充填方法は、シリコン基板SSを実装する前にヘッド基板293の裏面293−tに透明樹脂を乗せておき(同図の(A)の状態)、シリコン基板SSを実装する際に、シリコン基板SSで透明樹脂TPを押し広げる(同図の(B)の状態)ものである。この場合は比較的粘度の高い透明樹脂TPを使用できる。
Further, the filling method of the transparent resin TP is not limited to the above, and for example, a direction as shown in FIG. 8 can be adopted. Here, FIG. 8 is a figure which shows the modification of the filling method of transparent resin. In this filling method, a transparent resin is placed on the back surface 293-t of the
また、透明樹脂TPの屈折率も上述のものに限られない。そこで、透明樹脂TPの屈折率を封止薄膜SLの屈折率より大きくしても良い。これにより、封止薄膜SLの界面での光の散乱を確実に抑制して、発光素子Eからの光の利用効率の低下をより効率的に向上させることができる。 Further, the refractive index of the transparent resin TP is not limited to the above. Therefore, the refractive index of the transparent resin TP may be larger than the refractive index of the sealing thin film SL. Thereby, the scattering of the light at the interface of the sealing thin film SL can be reliably suppressed, and the decrease in the utilization efficiency of the light from the light emitting element E can be improved more efficiently.
また、配線Lb1、Lb2、Lc1、Lc2、VEL1、VEL2等の配設態様についても上述のものに限られず、種々の変更が可能である。 Further, the arrangement of the wirings Lb1, Lb2, Lc1, Lc2, VEL1, VEL2, etc. is not limited to the above, and various changes can be made.
また、発光素子グループEGやレンズLS1、LS2の配置態様も上記に限られず、3行千鳥状等のその他の配置態様を採用可能である。また、発光素子グループEGを構成する発光素子Eの個数や配置態様についても適宜変更できる。 Further, the arrangement mode of the light emitting element group EG and the lenses LS1, LS2 is not limited to the above, and other arrangement modes such as a three-row zigzag pattern can be adopted. Further, the number and arrangement of the light emitting elements E constituting the light emitting element group EG can be changed as appropriate.
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、 SS…シリコン基板、 CP…チップ、 SL…封止薄膜、 TP…透明樹脂(絶縁部材)、Lb1、Lb2…バスライン、 Lc1、Lc2…カスケードライン、 VEL1、VEL2…電源ライン、 DC…駆動回路、 E…発光素子(有機EL) 22 ... photosensitive drum, 29 ... line head, 293 ... head substrate, 295 ... light shielding member, SS ... silicon substrate, CP ... chip, SL ... sealing thin film, TP ... transparent resin (insulating member), Lb1, Lb2 ... bus Line, Lc1, Lc2 ... Cascade line, VEL1, VEL2 ... Power supply line, DC ... Drive circuit, E ... Light emitting element (organic EL)
Claims (7)
発光素子を有するとともに当該発光素子を前記第1の基板に向けた状態で前記第1の基板に支持される第2の基板と、
前記第2の基板に配されて前記発光素子を駆動する駆動部と、
前記第1の基板の前記配線と前記第2の基板の前記駆動部との間に配される絶縁部材と、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。 A light-transmissive first substrate on which wiring is arranged;
A second substrate having a light emitting element and supported by the first substrate in a state where the light emitting element faces the first substrate;
A driving unit disposed on the second substrate to drive the light emitting element;
An insulating member disposed between the wiring of the first substrate and the driving unit of the second substrate;
An exposure head comprising:
前記露光ヘッドにより露光され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。 A second substrate having a light-transmitting first substrate on which wiring is arranged and a light-emitting element, and being supported by the first substrate in a state where the light-emitting element faces the first substrate; An exposure head having an insulating member disposed between the wiring of the first substrate and the driving unit of the second substrate;
A latent image carrier that is exposed by the exposure head to form a latent image; and
An image forming apparatus comprising:
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