JP2018134839A - 光書込装置、およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源パネルと台部材との間が熱伝導材で接続される際、熱伝導材から受ける押圧力に起因する光源パネルのたわみを抑制することが可能な光書込装置を提供する。【解決手段】光書込装置（２０２）では、台部材（４０４）の表面（３１１）のうち熱伝導材（３２０）で覆われた部分が放熱部（３１４）を含む。放熱部は、台部材の表面の法線方向（Ｚ軸方向）における駆動回路チップ（３０３）の表面との間隔が光源パネル（２２１）の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域（３０１）から遠い側（ＧＦＲ）よりも近い側（ＧＮＲ）で狭いように、台部材の表面の平らな部分に対して変形している。または、熱伝導材（８２０）は、台部材の表面との接続が解除された場合、光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側（ＴＦＲ）よりも近い側（ＴＮＲ）で厚い。【選択図】図３

Description

本発明は電子写真式の画像形成装置に関し、特に、感光体を露光する光書込装置の放熱構造に関する。

光書込装置は、プリンター、コピー機等、電子写真式の画像形成装置において感光体表面を露光し、すなわち画像データで変調した光を感光体表面の一様な帯電領域に照射してその変調パターンに対応する帯電量分布、すなわち静電潜像を形成する。感光体は、画像形成装置の中に回転可能に支持されたドラムまたはベルト等の回転体の外周面を覆っている。光書込装置は感光体表面を、回転体の軸方向（以下、「主走査方向」という。）に伸びる直線状領域（以下、「１ライン」という。）ずつ露光する。各ラインの露光が感光体の回転に同期して繰り返されることにより、感光体表面には回転方向（以下、「副走査方向」という。）に露光済みのラインが連なり、静電潜像が２次元的に拡がる。

現行の光書込装置の多くは、ポリゴンミラー等の偏向器を利用する光走査方式である。これに対し、近年の光書込装置の開発では発光素子配列方式が主流である。「発光素子配列方式」は、主走査方向に配列された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー等の発光素子と複数の屈折率分布（grandient index：ＧＲＩＮ）レンズとを利用し、感光体表面の１ライン全体を同時に露光する。発光素子配列方式は光走査方式とは異なり、偏向器が不要であるので騒音が比較的低く、複数の発光素子とＧＲＩＮレンズとで１ラインの各部を個別に照らすので発光素子から感光体までの光路長が比較的短い。その結果、発光素子配列方式は光走査方式よりも静音化と小型化との点で有利である。したがって、レーザープリンター等の画像形成装置を、特にオフィスと家庭とへ更に普及させるには、発光素子配列方式の利用が効果的であると期待されている。

発光素子配列方式の利用では、感光体に対する光書込装置の位置決めが重要である。ＧＲＩＮレンズは光走査方式の光学系と比べて焦点深度が狭いので、感光体表面が正確に露光されるには、ＧＲＩＮレンズによる発光素子の像面が感光体表面に確実に整合されねばならない。したがって、感光体表面に対する発光素子の位置決めに必要な精度が高い。たとえば特許文献１に開示された位置決め構造では、感光体の軸受と光源との間にスペーサーが挟まれているので、感光体の回転軸から光源の表面までの距離が所定値に制限されている。この距離は更に、スペーサーが光源表面との接触部に含む偏心カムにより、製品ごとに調整可能である。

発光素子配列方式の利用ではまた、光書込装置からの放熱も重要である。発光素子の数が多いので、それらだけでなく、それらの駆動回路も発熱量が多い。これらの過熱に起因する不良を防ぐには、これらが実装される基板（以下、「光源パネル」という。）からの放熱が効率良く行われねばならない。たとえば、特許文献２に開示された電子制御ユニットでは、パワートランジスタ素子とアルミニウム合金製のハウジングとの間に熱伝導材が挟まれている。熱伝導材（thermal interface material：ＴＩＭ）は、たとえばシリコーン製のグリス、室温硬化型ゴム、またはシートであり、パワートランジスタ素子から伝搬する熱をハウジングへ効果的に逃がす。このような熱伝導材が光源パネルと適当なヒートシンク、たとえばそのパネルを支持する金属製の台部材との間に挟まれていれば、光源パネルの放熱効率が更に向上可能である。

特開２０１１−２４５７７５号公報 特開２０１６−０５８４８４号公報

発光素子配列方式には更なる高性能化が求められている。そのための工夫としては、たとえば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を光源として利用することが考えられている。ＯＬＥＤはＬＥＤと比べて、黒レベルが低く、色表現力が高く、消費電力が低く、小型／薄型／軽量化が容易である点で有利である。その反面、ＯＬＥＤはＬＥＤよりも発光量が弱い。したがって、ＯＬＥＤの利用にはＧＲＩＮレンズのＦ値の増大が必要である。Ｆ値の増大は焦点深度を狭めるので、感光体表面に対する発光素子の位置決めが更に高精度化されなければならない。

しかし、光源パネルからの放熱に熱伝導材が利用される場合、位置決めの更なる高精度化は難しい。これは以下の理由による。台部材に対する光源パネルの位置決め工程では、たとえば熱伝導材がグリスである場合、光源パネルが台部材に固定された後に台部材と光源パネル、特に駆動回路のチップとの隙間にグリスが充填される。熱伝導材がシートである場合は台部材と光源パネル、特に駆動回路のチップとの一方の表面がシートで覆われた後、そのシート越しに他方の表面に貼り合わされる。いずれの場合でも光源パネルのうち熱伝導材と接触する部分、特に駆動回路のチップが実装された部分には熱伝導材からの押圧力が加わる。この部分は一般に、光源パネルが台部材に支持される部分から離れているので、両部分間での応力差に起因するたわみが光源パネルに生じる。このたわみに伴う発光素子の変位が過大であれば、感光体表面から発光素子までの距離が目標値から過大に外れる。この危険性が避けられないので、感光体表面に対する発光素子の位置決め精度を更に向上させることは難しい。

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に光源パネルと台部材との間が熱伝導材で接続される際、熱伝導材から受ける押圧力に起因する光源パネルのたわみを抑制することが可能な光書込装置を提供することにある。

本発明の１つの観点における光書込装置は、長尺形状の基板であり、その基板の長手方向に伸びる発光領域と、その基板の長手方向の一端部に実装され、発光領域に対する駆動回路が組み込まれたチップと、を含む光源パネルと、実質的に平らな表面を含み、その表面と光源パネルが所定距離を隔てて実質的に平行に対向するように光源パネルの発光領域の近傍を支持する台部材と、チップの表面と台部材の表面との間を熱伝導可能に接続する熱伝導材とを備えている。台部材の表面のうち熱伝導材で覆われた部分は、その表面の法線方向におけるチップの表面との間隔が光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側よりも近い側で狭いように、台部材の表面の実質的に平らな部分に対して変形している放熱部を含む。

放熱部は、台部材の表面の実質的に平らな部分に対し、その表面の法線方向におけるチップの表面との間隔が光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側よりも近い側で狭くなる向きに傾斜するように、台部材の表面から切り起された切り曲げ部分を含んでいてもよい。この切り曲げ部分は、光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側に位置する端で台部材の表面の実質的に平らな部分に繋がっていてもよい。

放熱部は、台部材の表面から絞り出された隆起部分を含んでいてもよい。この隆起部分の表面は、台部材の表面の実質的に平らな部分に対し、その表面の法線方向におけるチップの表面との間隔が光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側よりも近い側で狭くなる向きに傾斜していてもよい。
本発明のもう１つの観点における光書込装置は、長尺形状の基板であり、その基板の長手方向に伸びる発光領域と、その基板の長手方向の一端部に実装され、発光領域に対する駆動回路が組み込まれたチップと、を含む光源パネルと、実質的に平らな表面を含み、その表面と光源パネルが所定距離を隔てて実質的に平行に対向するように光源パネルの発光領域の近傍を支持する台部材と、チップの表面と台部材の表面との間を熱伝導可能に接続する熱伝導材とを備えている。熱伝導材は、チップの表面と台部材の表面とのいずれかとの接続が解除された場合、光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側よりも近い側で厚い。

台部材は、表面から突出して先端で光源パネルのうち発光領域の近傍に接触することにより、光源パネルの位置を規制する少なくとも１つの位置決め部材を更に含んでいてもよい。これら少なくとも１つの位置決め部材のうち光源パネルの長手方向においてチップに最も近いもののいずれかが光源パネルと接触する点は、光源パネルの長手方向に対しては垂直で、かつ台部材の表面に対しては平行な方向においてチップの中心と同じ位置であってもよい。少なくとも１つの位置決め部材のうち光源パネルの長手方向においてチップに最も近いものが光源パネルと接触する点の全体はチップと、光源パネルの長手方向に対しては垂直で、かつ台部材の表面に対しては平行な方向における中心の位置が等しくてもよい。光源パネルの長手方向に対しては垂直で、かつ台部材の表面に対しては平行な方向において、チップは発光領域とは中心の位置が異なり、少なくとも１つの位置決め部材のうち光源パネルの長手方向においてチップに最も近いものは、発光領域に対し、チップよりも外側に位置するものとチップとは反対側に位置するものとを含んでいてもよい。光源パネルは、発光領域を囲んで外部から気密に隔離する封止部材を更に含んでいてもよい。少なくとも１つの位置決め部材は、先端で封止部材に接触することにより、光源パネルの位置を規制してもよい。

上記の光書込装置は、発光領域から照射された光を透過させるレンズアレイと、このレンズアレイを保持する保持部材とを更に備えていてもよい。発光領域は、長手方向に配列された複数の発光素子を含んでいてもよい。これらの発光素子は有機発光ダイオードを含んでいてもよい。
本発明の１つの観点における画像形成装置は電子写真式の画像形成装置であり、感光体と、その感光体の表面を露光して静電潜像を形成する上記の光書込装置と、その静電潜像をトナーで現像する現像部と、現像部が現像したトナー像を感光体からシートへ転写する転写部とを備えている。

本発明による光書込装置では上記のとおり、台部材の表面のうち熱伝導材で覆われた部分が放熱部を含む。放熱部は、台部材の表面の法線方向におけるチップの表面との間隔が光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側よりも近い側で狭いように、台部材の表面の実質的に平らな部分に対して変形している。または、熱伝導材は、台部材の表面との接続が解除された場合、光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側よりも近い側で厚い。いずれの場合でも、光源パネルと台部材との間が熱伝導材で接続される際、光源パネルのうちチップの実装部分が熱伝導材から受ける押圧力は、光源パネルの長手方向において発光領域から遠い側よりも近い側で強い。その結果、この光書込装置は、熱伝導材からの押圧力に起因する光源パネルのたわみを抑制することができる。

（ａ）は本発明の実施形態１による画像形成装置の外観を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿ったプリンターの模式的な断面図である。（ｃ）は、（ｂ）の示す感光体ユニットの１つの拡大図である。 （ａ）は、図１の（ｂ）、（ｃ）が示す光書込部の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った光書込部の横断面図である。（ｃ）は、（ｂ）の示す光源パネルのブロック図である。（ｄ）は、（ａ）、（ｂ）の示すレンズアレイが含むＧＲＩＮレンズの１つにおける光路を示す模式図である。 （ａ）は、図２の（ａ）の示す直線ＩＩＩａ−ＩＩＩａに沿った光書込部の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）の示す放熱部の近傍の外観を示す台部材の部分斜視図である。（ｃ）は、その放熱部の近傍を示す台部材の部分上面図である。 （ａ）は、図１の（ｂ）、（ｃ）の示す感光体ユニットの１つが含む感光体ドラムの支持構造の外観を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）が示す支持構造からフレームを除去したときの外観を示す斜視図であり、（ｃ）は、同じ状態における感光体ドラムの端面近傍を別の視点から示す部分斜視図である。 （ａ）は、図３の示す台部材の基準面が放熱部を含まず、その全体が平らなままである場合において、熱伝導材からの押圧力に起因する光源パネルのたわみを示す模式的な縦断面図である。（ｂ）は、その台部材の基準面が放熱部を含む場合において、熱伝導材からの押圧力に起因する光源パネルのたわみを示す模式的な縦断面図である。（ｃ）は、光源パネルのたわみの形状を表すグラフであり、（ｄ）は、（ｃ）の示すたわみのうち発光領域の部分を拡大したグラフである。 （ａ）は、光書込部の変形例の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）の示す放熱部の近傍の外観を示す台部材の部分斜視図である。（ｃ）は、その近傍を示す台部材の部分上面図である。 （ａ）は、位置決め部材を３本以上含む台部材の一例における放熱部の近傍を示す部分上面図である。（ｂ）は、台部材の別例における放熱部の近傍を示す部分上面図である。（ｃ）は、台部材の更に別の例における放熱部の近傍を示す部分上面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態２による光書込部の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す光書込部において、光源パネルとホルダーとを台部材から切り離した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
《実施形態１》
［画像形成装置の外観］
図１の（ａ）は、本発明の実施形態１による画像形成装置１００の外観を示す斜視図である。この画像形成装置１００はプリンターである。その筐体の上面には排紙トレイ４１が設けられ、その奥に開いた排紙口４２から排紙されたシートを収容する。排紙トレイ４１の前方には操作パネル５１が埋め込まれている。プリンター１００の底部には給紙カセット１１が引き出し可能に取り付けられている。

［画像形成装置の内部構造］
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿ったプリンター１００の模式的な断面図である。プリンター１００は電子写真式のカラープリンターであり、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。
給送部１０は、まずピックアップローラー１２を用いて、給紙カセット１１に収容されたシートの束からシートＳＨ１を１枚ずつ分離する。給送部１０は次にタイミングローラー１３を用いて、分離したシートを作像部２０へ、その動作にタイミングを合わせて送出する。「シート」とは、紙製もしくは樹脂製の薄膜状もしくは薄板状の材料、物品、または印刷物をいう。給紙カセット１１に収容可能なシートの種類すなわち紙種はたとえば、普通紙、上質紙、カラー用紙、または塗工紙であり、サイズはたとえば、Ａ３、Ａ４、Ａ５、またはＢ４である。さらに、シートの姿勢は縦置きと横置きとのいずれにも設定可能である。

作像部２０はたとえば中間体転写方式であり、タンデム配置の感光体ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、中間転写ベルト２１、１次転写ローラー２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ、および２次転写ローラー２３を含む。中間転写ベルト２１は従動プーリー２１Ｌと駆動プーリー２１Ｒとの間に回転可能に掛け渡されている。これらのプーリー２１Ｌ、２１Ｒの間の空間には４つの感光体ユニット２０Ｙ、…、２０Ｋと４本の１次転写ローラー２２Ｙ、…、２２Ｋとが１つずつ対を成すように配置され、中間転写ベルト２１を間に挟んで対向している。２次転写ローラー２３は中間転写ベルト２１を間に挟んで駆動プーリー２１Ｒとニップを形成している。このニップには、タイミングローラー１３から送出されたシートＳＨ２が通紙される。

各感光体ユニット２０Ｙ、…、２０Ｋでは感光体ドラム２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが、対向する１次転写ローラー２２Ｙ、…、２２Ｋに、中間転写ベルト２１を間に挟んだ状態で接触してニップを形成している。各感光体ユニット２０Ｙ、…、２０Ｋは、中間転写ベルト２１が（図１の（ｂ）では反時計方向に）回転する間、その同じ表面部分が１次転写ローラー２２Ｙ、…、２２Ｋと感光体ドラム２４Ｙ、…、２４Ｋとの間のニップを通過する際にその表面部分に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のうち異なる１色のトナー像を形成する。その表面部分にはこれら４色のトナー像が重ねられて１つのカラートナー像が形成される。このカラートナー像が駆動プーリー２１Ｒと２次転写ローラー２３との間のニップを通過するタイミングに合わせて、そのニップへシートＳＨ２がタイミングローラー１３から通紙される。これによりそのニップではカラートナー像が中間転写ベルト２１からシートＳＨ２へ転写される。

定着部３０は、作像部２０から送出されたシートＳＨ３にトナー像を熱定着させる。具体的には、定着部３０は定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを回転させながらそれらの間のニップにシートＳＨ２を通紙する。このとき、定着ローラー３１はそのシートＳＨ３の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はそのシートＳＨ３の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー３１へ押し付ける。定着ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がそのシートＳＨ３の表面に定着する。定着部３０は更に定着ローラー３１と加圧ローラー３２との回転により、そのシートＳＨ３を排紙部４０へ送り出す。

排紙部４０は、トナー像が定着したシートＳＨ３を排紙口４２から排紙トレイ４１へ排紙する。具体的には、排紙部４０は、排紙口４２の内側に配置された排紙ローラー４３を用いて、定着部３０の上部から排紙口４２へ移動してきたシートＳＨ３を排紙口４２の外へ送出して排紙トレイ４１に載せる。
［感光体ユニットの構造とそれによる画像形成処理］
図１の（ｃ）は、図１の（ｂ）の示す感光体ユニットの１つ２０Ｋの拡大図である。この感光体ユニット２０Ｋは感光体ドラム２４Ｋに加え、帯電部２０１、光書込部２０２、現像部２０３、クリーニングブレード２０４、およびイレーサー２０５を含む。これらは感光体ドラム２２の周囲に配置され、その外周面に対して電子写真方式による画像形成処理のうち定着以外、すなわち、帯電、露光、現像、転写、清掃、および除電を行う。他の感光体ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃも共通の構造を含む。

感光体ドラム２４Ｋは、外周面２４１が感光体で覆われたアルミニウム等の導電体製の円筒部材であり、その中心軸（図１の（ｃ）では、感光体ドラム２４Ｋの円形断面の中心を紙面に対して垂直に貫く軸）２４２のまわりを回転可能に支持されている。感光体は、露光量に依存して帯電量が変化する素材であり、アモルファスセレン、セレン合金、アモルファスシリコン等の無機材料、または複数の有機材料の積層構造（ＯＰＣ）を含む。図１の（ｃ）は示していないが、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２は、ギア、ベルト等、回転力の伝達機構を通して駆動モーターに接続されている。その駆動モーターからの回転力で感光体ドラム２４Ｋが（図１の（ｃ）では時計方向に）１回転すると、感光体の各表面部分が周囲の処理部２０１、２０２、２０３、２０４、２０５に順番に面してそれらの処理を受ける。

帯電部２０１は、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１から間隔をおいてその軸方向に伸びるワイヤーまたは薄板形状の電極２１１を含む。帯電部２０１はこの電極２１１に対してたとえば負の高電圧を印加することにより、この電極２１１と感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１との間にコロナ放電を生じさせる。この放電が、帯電部２０１に面した感光体の表面部分を負に帯電させる。

光書込部２０２は、本発明の実施形態１による光書込装置であり、感光体ドラム２４Ｋの帯電部分のうち軸方向（主走査方向）に伸びる直線状領域、すなわち１ラインを露光する。このとき、光書込部２０２は感光体ドラム２４Ｋへの照射光量を、画像データが表す階調値に基づいて変調する。感光体ドラム２４Ｋ上の１ラインでは照射光量が高いほど帯電量が減少するので、画像データが表す階調値分布に対応する帯電量分布、すなわち静電潜像が形成される。１ラインに対するこの露光動作を光書込部２０２は、感光体ドラム２４Ｋの回転に同期して繰り返す。これにより感光体ドラム２４Ｋの外周面にはその回転方向（副走査方向）に露光済みのラインが連なり、静電潜像が２次元的に拡がる。

現像部２０３は感光体ドラム２４Ｋ上の静電潜像をＫ色のトナーで現像する。具体的には、現像部２０３はまず２本のオーガスクリュー２３１、２３２で２成分現像剤ＤＶＬを撹拌し、そのときの摩擦で現像剤ＤＶＬの含むトナーを負に帯電させる。現像部２０３は次に現像ローラー２３３を用いて、現像剤ＤＶＬを感光体ドラム２４Ｋとの間のニップへ搬送する。これと並行して現像部２０３は、現像ローラー２３３に対して負の高電圧を印加する。これにより、静電潜像のうち帯電量の比較的少ない領域は現像ローラー２３３よりも電位が上がるので、現像ローラー２３３の搬送する現像剤から、帯電量の減少分に応じた量のトナーが分離して付着する。こうして静電潜像がトナー像として顕在化する。

このトナー像は感光体ドラム２４Ｋの回転に伴い、それと１次転写ローラー２２Ｋとの間のニップへ移動する。１次転写ローラー２２Ｋに対しては正の高電圧が印加されているので、負に帯電したトナー像が感光体ドラム２４Ｋの外周面から中間転写ベルト２１へ転写される。
クリーニングブレード２０４は、たとえばポリウレタンゴム等の熱硬化性樹脂から形成された薄い矩形板状の部材であり、その長さが感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１のうち感光体で覆われた部分とほぼ等しい。ブレード２０４の板面のうち感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に面した方は、その長辺の１つ（エッジ）が感光体ドラム２４Ｋの軸方向に対して平行な状態でその外周面２４１に接触し、その外周面２４１からトナー像の転写跡に残るトナーを掻き取る。こうして、その外周面が清掃される。

イレーサー２０５は、たとえば感光体ドラム２４Ｋの軸方向に配列されたＬＥＤから感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に光を照射する。その外周面２４１のうち照射光を受けた部分からは残存する電荷が消失する。こうして、その外周面２４１が除電される。
［光書込部の構造］
図２の（ａ）は光書込部２０２の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った光書込部２０２の横断面図であり、図３の（ａ）は、図２の（ａ）の示す直線ＩＩＩａ−ＩＩＩａに沿った光書込部２０２の縦断面図である。光書込部２０２は発光素子配列方式であり、光源パネル２２１、レンズアレイ２２２、およびホルダー２２３を含む。

光源パネル２２１は長尺形状の透明なガラス基板または樹脂基板であり、発光領域３０１、封止部材３０２、および集積回路（ＩＣ）チップ３０３を含む。発光領域３０１は、光源パネル２２１の長手方向（図２の（ｂ）、図３の（ａ）ではＸ軸方向）にそのほぼ全体にわたって伸びている領域であり、片側の板面（図２の（ｂ）、図３の（ａ）では下面）３０４に直に、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ等の固体発光素子が複数形成されている。これらの素子が発光すると、これらの光は基板２２１を透過して反対側の板面（図２の（ｂ）、図３の（ａ）では上面）３０５からその法線方向（図２の（ｂ）、図３の（ａ）ではＺ軸の正方向）へ出射する。封止部材３０２は、たとえば金属酸化物または窒化物とポリマーとが交互に積層された多層構造体であり、発光領域３０１の発光素子側の板面３０４の上で発光領域３０１を囲んで外部から気密に隔離する。これにより、外気中の水分、酸素から発光素子が保護される。チップ３０３は、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）に細長い矩形状であり、光源パネル２２１の長手方向の一端部において発光素子側の板面３０４に実装されている。チップ３０３には発光素子に対する駆動回路が組み込まれている。

レンズアレイ２２２は透明なガラス製または樹脂製の光学部材であり、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）に長尺の矩形板状である。レンズアレイ２２２の２枚の板面の間にはＧＲＩＮレンズの配列が封止されている。各ＧＲＩＮレンズは、レンズアレイ２２２の板面の短辺に対して平行に（図２の（ａ）、（ｂ）、図３の（ａ）ではＺ軸方向に）伸びる円柱形状であり、一方の端面（図２の（ｂ）、図３の（ａ）では下面）２２５を光源パネル２２１の光出射面３０５に対向させ、他方の端面（図２の（ｂ）、図３の（ａ）では上面）２２６を感光体ドラム２４Ｋの外周面に向けている。各ＧＲＩＮレンズは、光源パネル２２１から一方の端面２２５へ入射する光を他方の端面２２６から出射し、感光体ドラム２４Ｋの外周面に結像させる。

ホルダー２２３は光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）に長尺の板状部材であり、たとえば樹脂から成る。ホルダー２２３は、片側の板面（図２の（ｂ）、図３の（ａ）では下面）には凹部２２７を含み、反対側の板面（図２の（ｂ）、図３の（ａ）では上面）にはスリット２２８を含む。凹部２２７とスリット２２８とは互いに内側の空間を連通させている。ホルダー２２３は、凹部２２７の内側には光源パネル２２１を収容し、スリット２２８の間にはレンズアレイ２２２を挟んで保持している。

−光源パネル−
図２の（ｃ）は光源パネル２２１のブロック図である。光源パネル２２１に組み込まれた電子回路系統は、発光素子アレイ２５１、選択回路２５２、および駆動回路２５３を含む。発光素子アレイ２５１は、光源パネル２２１の発光領域３０１に直に形成された固体発光素子の配列である。図２の（ｃ）が示す例では、発光素子２６０が３列、光源パネル２２１の長手方向に沿って千鳥形状に配置されている。各列には数千個の発光素子が数十μｍのピッチで並んでいる。各発光素子は外部からの輝度信号に応じて駆動電流量を変化させる。この駆動電流量が多いほど発光素子からの出射光量が高い。選択回路２５２は、光源パネル２２１上に直に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）回路であり、発光素子を順番に駆動回路２５３に接続する。駆動回路２５３は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）で構成され、光源パネル２２１上に直に実装されたチップ３０３の中に組み込まれている（chip on grass：ＣＯＧ）。駆動回路２５３はフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）２５４を通してプリンター１００内の光源制御部２５５に接続されており、そこからデジタルの画像データを受信する。この画像データを駆動回路２５３はアナログの輝度信号に変換し、選択回路２５２により接続された発光素子へ送信する。

−レンズアレイ−
図２の（ｄ）は、レンズアレイ２２２が含むＧＲＩＮレンズの１つ２８０における光路を示す模式図である。ＧＲＩＮレンズ２８０は、直径が数百μｍ〜数ｍｍの透明なガラス製または樹脂製の円柱形状であり、屈折率が中心軸から外周面に向かって放物線状に低下するように分布している。この屈折率分布により、ＧＲＩＮレンズ２８０の一方の端面２８１から入射した光は、軸方向に沿って正弦波状の軌跡を描きながら伝搬し、一定の距離（たとえば数ｍｍ〜十数ｍｍ）を進むごとに結像を繰り返す。したがって、ＧＲＩＮレンズ２８０の他方の端面２８２から出射した光は、ＧＲＩＮレンズ２８０の軸方向の長さＡＸＬに合わせて正立像または倒立像を結ぶ。図２の（ｄ）では白抜きの矢印が示すように正立像である。この像のぼけは、結像点ＰＢＦの前後、ＧＲＩＮレンズ２８０の焦点深度ＤＯＦ（＝数百μｍ）の範囲内では許容レベルに抑えられる。

［感光体ドラムの支持構造］
図４の（ａ）は、感光体ユニットの１つ２０Ｋが含む感光体ドラム２４Ｋの支持構造の外観を示す斜視図である。この図は、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の延長線上よりも少し上方に位置する視点から描かれている。他の感光体ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃも共通の支持構造を含む。

この支持構造はフレーム４０１を含む。このフレーム４０１は感光体ドラム２４Ｋの各端面２４３の外側に配置され、その端面２４３に対して平行に拡がっている。フレーム４０１は自身の穴４０２に感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の各端部を貫通させ、それらを回転可能に支持している。フレーム４０１の隙間からは感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１の一部が露出している。この露出部分に中間転写ベルト２１越しに１次転写ローラー２２Ｋが接触する。

フレーム４０１の隙間には更に図４の（ａ）が示すように、光書込部２０２が配置されている。光書込部２０２は、図２の示す要素に加えて台部材４０４を含む。台部材４０４は剛性の高い素材、たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）等の板金で構成されており、ホルダー２２３の底面を下から支えている。台部材４０４はバネ４０５により、感光体ドラム２４Ｋの径方向において摺動可能に支持されている。バネ４０５はたとえばコイルバネであり、図は示していないが、その一端がフレーム４０１に固定され、他端がバネ４０５の弾性力によって光書込部２０２を台部材４０４越しに感光体ドラム２４Ｋへ向かって押す。

図４の（ｂ）は、（ａ）が示す支持構造からフレーム４０１を除去したときの外観を示す斜視図であり、（ｃ）は、同じ状態における感光体ドラム２４Ｋの端面２４３近傍を別の視点から示す部分斜視図である。感光体ドラム２４Ｋの各端面２４３とフレーム４０１との間には位置決め部材４１０が設置されている。位置決め部材４１０は、金属または硬質樹脂等、剛性の高い素材から成る細長い棒状部材または板状部材であり、全体が一体成形されている。位置決め部材４１０は中央部に穴４１１を含み、その穴４１１に感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の端部を貫通させた状態でその端部により、そのまわりに回転可能に支持されている。位置決め部材４１０は長手方向の一端面（図４の（ｂ）では下端面）４１３を光書込部２０２の表面（図４の（ｂ）では上面）に接触させ、中央部の穴４１１とその端面４１３との中間部分４１４をネジ（図は示していない。）で、図４の（ａ）の示すフレーム４０１のネジ穴４０６に固定されている。

図４の（ａ）が示すように、光書込部２０２はバネ４０５から感光体ドラム２４Ｋの径方向に押圧力を受けて、上面を感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２へ接近させる。この上面には、図２の（ａ）が示すように、長手方向の各端部に突起部材２７１が設置されている。突起部材２７１は、金属または硬質樹脂等、剛性の高い素材から成るピンであり、ホルダー２２３の上面から感光体ドラム２４Ｋの径方向（図ではＺ軸の正方向）に突出している。ピン２７１の先端面に位置決め部材４１０の端面４１３が接触するので、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２から光書込部２０２、特にホルダー２２３までの距離が位置決め部材４１０の中央部の穴４１１からその端面４１３までの長さに制限される。すなわちこの端面４１３は、感光体ドラム２４Ｋへ接近する光書込部２０２の動きを直に阻むことにより、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１からホルダー２２３までの距離を規制する。こうして光書込部２０２が感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に対して位置決めされる。

［台部材による光源パネルの位置決め］
図３の（ａ）が示すように、台部材４０４は実質的に平らな（すなわち、理想的な平面からのずれが許容範囲内である）表面３１１を含む。この表面３１１を以下、「基準面」と呼ぶ。基準面３１１は、光源パネル２２１から所定距離を隔てて光源パネル２２１の発光素子側の板面（図では下面）３０４と実質的に平行に（すなわち、理想的な平行からのずれが許容範囲内である姿勢で）対向している。基準面３１１は長手方向（図ではＸ軸方向）の両端でホルダー２２３の両端を支持する。図３の（ａ）は示していないが、基準面３１１は、長手方向（Ｘ軸方向）に沿って伸びる両縁でもホルダー２２３の両縁を支持する。これにより、図４の（ａ）、（ｂ）が示すバネ４０５の弾性力が台部材４０４を通してホルダー２２３に対して加わる。

基準面３１１は更に、光源パネル２２１の発光領域３０１の近傍を支持する。具体的には、台部材４０４は２本の位置決め部材３１２、３１３を含む。各位置決め部材３１２、３１３は、金属または硬質樹脂等、剛性の高い素材から成るピンであり、基準面３１１を貫通して光源パネル２２１に向かって（図ではＺ軸の正方向へ）突出し、先端で光源パネル２２１のうち発光領域３０１の近傍、特に封止部材３０２に接触している。一方、図３の（ａ）は示していないが、台部材４０４は基準面３１１の端部に付勢部材を含む。この付勢部材はたとえば、板バネ等の弾性体を利用して光源パネル２２１の光出射面（図では上面）３０５を発光素子側の板面３０４に向かって（図ではＺ軸の負方向へ）押す。付勢部材が光源パネル２２１を位置決め部材３１２、３１３に押し付ける結果、基準面３１１から光源パネル２２１、特に光出射面３０５までの距離が、位置決め部材３１２、３１３の突出長に応じた値に規制される。一方、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１から基準面３１１までの距離は、図４が示すように、感光体ドラム２４Ｋに装着された位置決め部材４１０にホルダー２２３が接触することによって制限される。こうして、光源パネル２２１、特に光出射面３０５が感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に対して位置決めされる。

［台部材による駆動回路からの放熱］
光源パネル２２１に実装された駆動回路２５３は発熱量が多い。一方、光源パネル２２１はその素材、たとえばガラスの熱伝導率が低いので、光源パネル２２１を通した熱伝導による放熱は効率が低い。また、光源パネル２２１の周囲の空間がホルダー２２３と台部材４０４とによって外部から隔離されているので、光源パネル２２１から周囲への輻射、換気のいずれによる放熱も効率が低い。したがって、駆動回路２５３が発した熱は光源パネル２２１からは逃げにくく、その蓄積量が過大になれば駆動回路２５３が熱暴走する危険性が高い。特に発光素子がＯＬＥＤである場合、過熱によって発光素子が劣化する危険性も高い。これらの危険性を回避する目的で、図３の（ａ）が示すように、駆動回路２５３が組み込まれたチップ３０３の表面と台部材４０４の基準面３１１との間には熱伝導材３２０が挟まれている。

熱伝導材３２０は、シリコーン等、熱伝導率の高い樹脂製のグリスである。熱伝導材３２０は、光書込部２０２の製造時、台部材４０４に対する光源パネル２２１の位置決め工程において光源パネル２２１が台部材４０４に固定された後、台部材４０４とチップ３０３との隙間に充填される。熱伝導材３２０は台部材４０４と共に、光源パネル２２１よりも熱伝導率が十分に高いので、駆動回路２５３が発した熱の大部分は熱伝導材３２０を通して台部材４０４へ速やかに放散される。これにより、駆動回路２５３と発光素子アレイ２５１との過熱が防止される。

［台部材の放熱部］
台部材４０４の基準面３１１のうち熱伝導材３２０で覆われた部分は放熱部３１４を含む。放熱部３１４は、図３の（ａ）が示すように、基準面３１１の平らな部分に対して傾斜している。これにより、基準面３１１の法線方向（図ではＺ軸方向）における放熱部３１４の表面とチップ３０３の表面との間隔は、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側（Ｘ座標が小さい側）ＧＦＲよりも近い側（Ｘ座標が大きい側）ＧＮＲで狭い：ＧＦＲ＞ＧＮＲ。

図３の（ｂ）は、放熱部３１４の近傍の外観を示す台部材４０４の部分斜視図である。放熱部３１４は、台部材４０４の基準面３１１に形成された切り曲げ部分３１５を含む。この切り曲げ部分３１５は、たとえば切り曲げ加工によって基準面３１１から切り起こされた光源パネル２２１の長手方向（図ではＸ軸方向）に長尺の矩形片であり、特にその長手方向において発光領域３０１から遠い側に位置する基端ＥＦＲで基準面３１１の平らな部分に繋がっている。反対側に位置する先端ＥＮＲはそのまわりに位置する基準面３１１の平らな部分から切り離されている。先端ＥＮＲが光源パネル２２１に接近する方向（図ではＺ軸の正方向）に切り曲げ部分３１５は基端ＥＦＲで折れ曲がり、基準面３１１に対して傾斜している。この傾斜により先端ＥＮＲは基端ＥＦＲよりも、たとえば数十μｍ〜数百μｍだけ光源パネル２２１に近い。その結果、放熱部３１４の表面とチップ３０３の表面との間隔は、図３の（ａ）が示すように、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１に近いほど狭い。

図３の（ｃ）は、放熱部３１４の近傍を示す台部材４０４の部分上面図である。放熱部３１４は切り曲げ部分３１５を、光源パネル２２１に実装されたチップ３０３の直下（図３の（ｃ）が破線で示す左側の矩形領域）に含む。チップ３０３は特に基準面３１１および切り曲げ部分３１５と、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）に対して垂直な方向（図ではＹ軸方向。以下、「横方向」という。）における中心線ＣＲＬの位置が等しい。この中心線ＣＲＬの上には更に、台部材４０４の含む位置決め部材のうち光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近いもの３１２、特にそれが光源パネル２２１の封止部材３０２（図３の（ａ）参照。）と接触する点が位置する。この点に対して放熱部３１４とは反対側に位置する基準面３１１の領域（図３の（ｃ）が破線で示す右側の矩形領域）の直上には、光源パネル２２１の発光領域３０１が位置する。発光領域３０１は基準面３１１と横方向（Ｙ軸方向）における中心の位置が等しい。

−放熱部の役割−
このような放熱部３１４が台部材４０４の基準面３１１のうち熱伝導材３２０で覆われる部分に位置することにより、チップ３０３の表面と基準面３１１との隙間に熱伝導材３２０が充填される際、その熱伝導材３２０から受ける押圧力に起因する光源パネル２２１のたわみが抑制される。これは以下に述べる理由による。

図５の（ａ）は、台部材４０４の基準面３１１が放熱部３１４を含まず、その全体が平らなままである場合において、熱伝導材３２０からの押圧力に起因する光源パネル２２１のたわみを示す模式的な縦断面図である。図３の（ａ）が示すように、台部材４０４は２本の位置決め部材３１２、３１３で、光源パネル２２１のうち発光領域３０１の近傍、特に封止部材３０２を支持している。一方、チップ３０３が実装された光源パネル２２１の端部５０１は、熱伝導材３２０が充填されるまでは宙に浮いた状態である。このときの端部５０１の構造は、位置決め部材３１２、３１３のうちチップ３０３に近い方３１２と封止部材３０２との接触点ＰＶＴを支点とする片持ち梁とみなせる。台部材４０４に対する光源パネル２２１の位置決め工程では、光源パネル２２１が台部材４０４に固定された後に、その端部５０１が片持ち梁の状態に保たれたまま、台部材４０４とチップ３０３との隙間に熱伝導材３２０が充填される。このとき、その隙間に流れ込む熱伝導材３２０の動圧に起因する押圧力がチップ３０３の表面に加わる。この押圧力に起因して光源パネル２２１が受ける、片持ち梁の支点ＰＶＴを通る横方向の軸（Ｙ軸）まわりの曲げモーメントは、この支点ＰＶＴからチップ３０３の長手方向（Ｘ軸方向）における微小部分までの距離とその微小部分に加わる押圧力との積を、チップ３０３の全長にわたって積分した値で得られる。基準面３１１の他の部分と同様、熱伝導材３２０で覆われる部分も平らなままである場合、押圧力の強さは長手方向（Ｘ軸方向）において実質的に一様であるとみなしてよいので、チップ３０３の各微小部分に加わる押圧力に起因して光源パネル２２１が受ける曲げモーメントは、片持ち梁の支点ＰＶＴからその微小部分までの距離に比例する。したがって、チップ３０３の全長にわたる曲げモーメントの積分値Ｍｂ１をチップ３０３に加わる押圧力全体の合力Ｆｕｐの強さで割った値は、支点ＰＶＴからチップ３０３の長手方向（Ｘ軸方向）における中心点ＥＦ１までの距離Ｌｆ１に等しい：Ｍｂ１／Ｆｕｐ＝Ｌｆ１。すなわち、その中心点ＥＦ１を合力Ｆｕｐの作用点とみなすことができる。この曲げモーメントにより光源パネル２２１にはたわみが生じ、特に端部５０１が基準面３１１から遠ざかる。

図５の（ｃ）は、光源パネル２２１のたわみの形状を表すグラフであり、（ｄ）は、（ｃ）の示すたわみのうち発光領域３０１の部分を拡大したグラフである。細い実線のグラフＶａは、図５の（ａ）の示す基準面３１１の全体が平らなままである場合における光源パネル２２１のたわみを表す。グラフの縦軸は光源パネル２２１のたわみ量δ、すなわち光出射面３０５（図では上面）の法線方向（図では上下方向）における変位量を表し、横軸は光源パネル２２１の長手方向の座標Ｘを表す。たわみ量δは、基準面３１１から遠ざかる方向（図では上向き）を正とし、相対値の基準長は、図５の（ｃ）では数十μｍ〜数百μｍであり、（ｄ）では数μｍ〜数十μｍである。座標Ｘは、発光領域３０１に最も近いチップ３０３の端の位置を原点Ｘ＝０とする相対値（基準長＝数十μｍ〜数百μｍ）であり、発光領域３０１に接近する方向を正とする。グラフＶａが示すとおり、たわみ量δは支点ＰＶＴでは“０”に等しく、そこを境にその正負が逆転する。すなわち、光源パネル２２１の端部５０１は基準面３１１から遠ざかる一方で、発光領域３０１は基準面３１１に近づく。図５の（ｄ）が示すとおり、発光領域３０１では最大のたわみ量δ＝δａが最大で十数μｍ〜数十μｍに達する。

図５の（ｂ）は、台部材４０４の基準面３１１が放熱部３１４を含む場合において、熱伝導材３２０からの押圧力に起因する光源パネル２２１のたわみを示す模式的な縦断面図である。放熱部３１４では切り曲げ部分３１５が基準面３１１に対して傾斜し、その先端ＥＮＲが基端ＥＦＲよりも、たとえば数十μｍ〜数百μｍだけ光源パネル２２１に近い。したがって、放熱部３１４の表面とチップ３０３の表面との間隔は、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側（Ｘ座標が小さい側）ＧＦＲよりも近い側（Ｘ座標が大きい側）ＧＮＲで狭い。この間隔の差により、台部材４０４とチップ３０３との隙間に熱伝導材３２０が充填される際、その隙間に流れ込む熱伝導材３２０の動圧に起因してチップ３０３の表面に加わる押圧力は、長手方向（Ｘ軸方向）において片持ち梁の支点ＰＶＴに近いほど強い。特に図３の（ａ）が示すように、広い間隔ＧＦＲに面した部分に加わる押圧力Ｆｕｌよりも、狭い間隔ＧＮＲに面した部分に加わる押圧力Ｆｕｒは強い：Ｆｕｌ＜Ｆｕｒ。押圧力のこの差Ｆｕｒ−Ｆｕｌは、たとえば放熱部３１４の傾斜角と熱伝導材３２０の充填速度とによって調節可能である。このような長手方向（Ｘ軸方向）における偏りを押圧力の強さ分布が示すので、チップ３０３の長手方向（Ｘ軸方向）における微小部分に加わる押圧力に起因して光源パネル２２１が受ける曲げモーメントは、支点ＰＶＴからその微小部分までの距離の増大に伴い、線形よりも緩やかな割合でしか増加しない。その結果、チップ３０３の全長にわたる曲げモーメントの積分値Ｍｂ２をチップ３０３に加わる押圧力全体の合力Ｆｕｐの強さで割った値、すなわち支点ＰＶＴから合力Ｆｕｐの作用点ＥＦ２までの距離Ｌｆ２は、図５の（ａ）が示す放熱部３１４が無い場合の作用点ＥＦ１よりも発光領域３０１に近い：Ｍｂ２／Ｆｕｐ＝ＬＦ２＜ＬＦ１。放熱部３１４の有無に関わらず熱伝導材３２０の充填速度が一定であれば、チップ３０３に加わる押圧力全体の合力Ｆｕｐは等しいとみなせる。それ故、光源パネル２２１の受ける曲げモーメントは、放熱部３１４が有る場合は無い場合よりも小さい：Ｍｂ２＝Ｆｕｐ×ＬＦ２＜Ｆｕｐ×ＬＦ１＝Ｍｂ１。こうして光源パネル２２１のたわみが全体的に小さく抑えられる。

図５の（ｃ）、（ｄ）が示す太い実線のグラフＶｂは、図５の（ｂ）の示す基準面３１１が放熱部３１４を含む場合における光源パネル２２１のたわみを表す。ここで、図３の（ｃ）が示すように、基準面３１１および放熱部３１４は光源パネル２２１のチップ３０３と光源パネル２２１の横方向（Ｙ軸方向）における中心線ＣＲＬの位置が等しい。この中心線ＣＲＬは更に、台部材４０４の位置決め部材３１２と光源パネル２２１の封止部材３０２との間の接触点ＰＶＴを通る。したがって、太い実線のグラフＶｂの示すたわみの形状は、横方向（Ｙ軸方向）における位置に実質的には依らない。このグラフＶｂでは細い実線のグラフＶａと同様、たわみ量δが支点ＰＶＴでは“０”に等しく、そこを境にその正負が逆転する。特に発光領域３０１は基準面３１１に近づく。しかし、図５の（ｄ）が示すとおり、太い実線のグラフＶｂが示す発光領域３０１におけるたわみ量δの最大値δｂは、細い実線のグラフＶａが示す最大値δａの６０％強までに抑制される。

光源パネル２２１におけるこのようなたわみの抑制により、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に対する光源パネル２２１、特に光出射面３０５の位置決め精度が向上する。実際、ＧＲＩＮレンズ２８０は焦点深度が狭い。特に発光素子がＯＬＥＤである場合、ＬＥＤよりも発光量が弱いので、ＧＲＩＮレンズ２８０はＦ値が大きく設計される。これに伴い、焦点深度は典型的には１００μｍ程度にまで制限される。この場合、感光体ドラム２４Ｋの回転に伴う外周面２４１と回転軸との振動に対する余裕を除くと、光出射面３０５の位置決めには±１５μｍ程度の誤差しか許されない。この誤差と比べて発光領域３０１のたわみ量は、基準面３１１の全体が平らなままでは大きい。しかし、基準面３１１に放熱部３１４が形成されていれば、そのたわみ量は光出射面３０５の位置決め誤差の許容範囲内に抑えられる。このように、放熱部３１４による発光領域３０１のたわみの抑制は、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に対する光出射面３０５の位置決め誤差の低減に効果的である。

［実施形態１の利点］
本発明の実施形態１によるプリンター１００では上記のとおり、光書込部２０２の台部材４０４が基準面３１１のうち熱伝導材３２０で覆われた部分に放熱部３１４を含む。放熱部３１４は基準面３１１の平らな部分に対し、基準面３１１の法線方向（Ｚ軸方向）におけるチップ３０３の表面との間隔が光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側ＧＦＲよりも近い側ＧＮＲで狭い向きに傾斜している。したがって、チップ３０３の表面と放熱部３１４の表面との隙間に熱伝導材３２０が充填される際、その隙間に流れ込む熱伝導材３２０の動圧に起因してチップ３０３に加わる押圧力は、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側よりも近い側で強い。このような強さ分布の偏りにより、押圧力全体の作用点ＥＦ２は放熱部３１４が無い場合の作用点ＥＦ１よりも、発光領域３０１を支持する台部材４０４の位置決め部材３１２と光源パネル２２１の封止部材３０２との接触点ＰＶＴに近い。その結果、基準面３１１が放熱部３１４を含む場合は無い場合よりも、押圧力に起因して光源パネル２２１の受ける曲げモーメントが小さい。こうして、この光書込部２０２は、熱伝導材３２０からの押圧力に起因する光源パネル２２１のたわみを抑制することができる。

［変形例］
（A）図１の示す電子写真式の画像形成装置１００は、タンデム配置の感光体ユニット２０Ｙ、…、２０Ｋと中間転写ベルト２１とを備えた中間体転写方式のカラープリンターである。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、直接転写方式のカラープリンター、モノクロプリンター、ファクシミリ機、コピー機、または複合機（ＭＦＰ）であってもよい。

（B）図１の（ｃ）が示す感光体ユニット２０Ｋの構造は一例に過ぎない。たとえば、帯電部は、電極２１１を利用するコロナ放電式のもの２０１に代えて、ローラー等を利用する近接放電式のものであってもよい。また、クリーニングブレード２０４よりもイレーサー２０５が１次転写ローラー２２Ｋに近くてもよい。
（C）図１の（ｃ）では、ドラム２４Ｋの外周面２４１が感光体で覆われている。その他に、ドラム２４Ｋに代えてベルトの外周面が感光体で覆われていてもよい。このベルトはドラム２４Ｋと同様、帯電部、現像部、クリーニングブレード、およびイレーサーに囲まれるように配置される。ベルトが１回転すると、これらの処理部に順番に感光体の各表面部分が対向して、帯電、露光、現像、転写、清掃、および除電の各処理を受ける。この場合、図４が示す位置決め部材４１０はドラム２４Ｋの中心軸２４２に代えて、ベルトを駆動するプーリーの回転軸に支持されてもよい。

（D）図２の（ｃ）の示す光源パネル２２１では、固体発光素子２６０が３列、光源パネル２２１の長手方向に沿って千鳥形状に配置されている。発光素子の配列はその他に列数が１、２、または４以上であってもよく、千鳥形状に代えて格子形状であってもよい。
（E）図３が示す台部材４０４の放熱部３１４は基準面３１１の実質的に平らな部分に対して滑らかに傾斜している。放熱部３１４はその他に、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３の表面との間隔が離散的に、たとえば階段状に変化するように、基準面３１１の実質的に平らな部分に対して変形していてもよい。この変形の結果、チップ３０３の表面との間隔が長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側ＧＦＲよりも近い側ＧＮＲで狭くなり、その表面との隙間に流れ込む熱伝導材３２０の動圧に起因する押圧力が発光領域３０１から遠い側ＧＦＲよりも近い側ＧＮＲで十分に強くなればよい。

（F）図３が示す台部材４０４の放熱部３１４は、切り曲げ加工によって基準面３１１から切り起こされた切り曲げ部分３１５を含む。切り曲げ部分３１５は特に、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１に近い先端ＥＮＲのまわりが、基準面３１１の平らな部分から切り離されている。これにより、チップ３０３から熱伝導材３２０を通して放熱部３１４へ逃げた熱の大部分は、先端ＥＮＲから発光領域３０１へではなく、基端ＥＦＲから発光領域３０１とは反対側へ放散する。このように切り曲げ部分３１５には、チップ３０３から一旦、放熱部３１４へ逃げた熱が台部材４０４を通して発光領域３０１に及ぶ危険性を低減させる副次的効果もある。

しかし、この効果がそれほど重要ではない場合、放熱部は切り曲げ部分１５に代えて、絞り加工によって成形された部分を含んでもよい。
図６の（ａ）は、光書込部２０２の変形例の縦断面図である。台部材４０４の基準面３１１のうち熱伝導材３２０で覆われた部分は放熱部３２４を含む。この放熱部３２４は基準面３１１の平らな部分に対し、図３の（ａ）が示すもの３１４と同じ向きに傾斜している。これにより、基準面３１１の法線方向（図ではＺ軸方向）における放熱部３２４の表面とチップ３０３の表面との間隔は、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側（Ｘ座標が小さい側）ＧＦＲよりも近い側（Ｘ座標が大きい側）ＧＮＲで狭い：ＧＦＲ＞ＧＮＲ。

図６の（ｂ）は、放熱部３２４の近傍の外観を示す台部材４０４の部分斜視図である。放熱部３２４は、台部材４０４の基準面３１１に形成された隆起部分３２５を含む。この隆起部分３２５は、たとえば絞り加工によって基準面３１１から絞り出された光源パネル２２１の長手方向（図ではＸ軸方向）に細長い矩形状の突起である。これにより隆起部分３２５は、図３が示す切り曲げ部分３１５とは異なり、全周囲が基準面３１１の平らな部分に繋がったままである。隆起部分３２５の表面は基準面３１１の平らな部分に対し、長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１へ近づくほど高く、すなわち光源パネル２２１に接近する向きに傾斜している。特に発光領域３０１から近い側の端ＥＮＲは遠い側の端ＥＦＲよりも、たとえば数十μｍ〜数百μｍだけ光源パネル２２１に近い。その結果、放熱部３２４の表面とチップ３０３の表面との間隔は、図６の（ａ）が示すように、長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１に近いほど狭い。

図６の（ｃ）は、放熱部３２４の近傍を示す台部材４０４の部分上面図である。放熱部３２４は隆起部分３２５を、光源パネル２２１に実装されたチップ３０３の直下（図６の（ｃ）が破線で示す左側の矩形領域）に含む。チップ３０３は特に基準面３１１と光源パネル２２１の横方向（Ｙ軸方向）における中心線ＣＲＬの位置が等しい。この中心線ＣＲＬの上には更に、台部材４０４の含む位置決め部材のうち光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近いもの３１２、特にそれが光源パネル２２１の封止部材３０２（図６の（ａ）参照。）と接触する点が位置する。この点に対して放熱部３２４とは反対側に位置する基準面３１１の領域（図６の（ｃ）が破線で示す右側の矩形領域）の直上には、光源パネル２２１の発光領域３０１が位置する。

絞り加工によるこの放熱部３２４は、切り曲げ加工による放熱部３１４と同様に傾斜しているので、チップ３０３の表面との間隔が長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１に近いほど狭い。したがって、チップ３０３の表面と放熱部３２４の表面との隙間に熱伝導材３２０が充填される際、その隙間に流れ込む熱伝導材３２０の動圧に起因してチップ３０３に加わる押圧力は、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側よりも近い側で強い。強さのこの偏りにより押圧力全体の作用点ＥＦ２は一様分布での作用点ＥＦ１よりも、発光領域３０１を支持する台部材４０４の位置決め部材３１２と光源パネル２２１の封止部材３０２との接触点ＰＶＴに近い。その結果、押圧力に起因して光源パネル２２１の受ける曲げモーメントが小さい。こうして、絞り加工による放熱部３２４は切り曲げ加工による放熱部３１４と同様、熱伝導材３２０からの押圧力に起因する光源パネル２２１のたわみを抑制することができる。

（G）図３の（ａ）が示すように、台部材４０４が含む位置決め部材は２本、３１２、３１３である。これらの位置決め部材３１２、３１３は、図３の（ｃ）が示すように、光源パネル２２１の横方向（Ｙ軸方向）における中心線ＣＲＬの上で光源パネル２２１の封止部材３０２と接触する。その他に、台部材は同様な位置決め部材を３本以上含んでいてもよい。

図７の（ａ）は、このような台部材の一例７０４における放熱部３１４の近傍を示す部分上面図である。この台部材７０４は、長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近い位置決め部材を２本、７１１、７１２、含む。特に、これら７１１、７１２が光源パネル２２１の封止部材３０２と接触する点ＰＶ１、ＰＶ２は、放熱部３１４から長手方向（Ｘ軸方向）において等距離Ｌｆｐに位置する。すなわち、これらの接触点ＰＶ１、ＰＶ２の両方を通る直線ＶＴＬは、放熱部３１４の長手方向（Ｘ軸方向）に対して垂直である。さらに、チップ３０３は基準面３１１と横方向（Ｙ軸方向）における中心線ＣＲＬの位置が等しいので、この中心線ＣＲＬの上に放熱部３１４も中心を置く。２つの接触点ＰＶ１、ＰＶ２はこの中心線ＣＲＬに対して対称に配置される。これらの結果、光源パネル２２１のたわみの形状（図５の（ｃ）、（ｄ）の示す太い実線のグラフＶｂ参照。）は横方向（Ｙ軸方向）における位置に実質的には依らない。長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近い位置決め部材が４以上の偶数本である場合も同様である。

図７の（ｂ）は、台部材の別例７１４における放熱部３１４の近傍を示す部分上面図である。この台部材７１４は長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近い位置決め部材を３本、７２１、７２２、７２３含む。特に、これら７２１、７２２、７２３が光源パネル２２１の封止部材３０２と接触する点ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３は放熱部３１４から長手方向（Ｘ軸方向）において等距離Ｌｆｐに位置する。すなわち、これらの接触点ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３のすべてを通る直線ＶＴＬは、放熱部３１４の長手方向（Ｘ軸方向）に対して垂直である。さらに、チップ３０３は基準面３１１と横方向（Ｙ軸方向）における中心線ＣＲＬの位置が等しいので、この中心線ＣＲＬの上に放熱部３１４も横方向（Ｙ軸方向）における中心を置く。３つの接触点ＰＶ１、ＰＶ２、ＰＶ３のうち、両端の２つＰＶ１、ＰＶ２はこの中心線ＣＲＬに対して対称に配置され、真ん中の１つＰＶ３はこの中心線ＣＲＬの上に配置される。これらの結果、光源パネル２２１のたわみの形状（図５の（ｃ）、（ｄ）の示す太い実線のグラフＶｂ参照。）は横方向（Ｙ軸方向）における位置に実質的には依らない。長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近い位置決め部材が５以上の奇数本である場合も同様である。

図７の（ｃ）は、台部材の更に別の例７２４における放熱部３１４の近傍を示す部分上面図である。この台部材７２４の位置決め部材は、図７の（ａ）が示す例７０４のものと同様、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近いものを２本、７３１、７３２、含む。特に、これら７３１、７３２が光源パネル２２１の封止部材３０２と接触する点ＰＶ１、ＰＶ２は、放熱部３１４から長手方向（Ｘ軸方向）において等距離Ｌｆｐに位置する。すなわち、これらの接触点ＰＶ１、ＰＶ２の両方を通る直線ＶＴＬは、放熱部３１４の長手方向（Ｘ軸方向）に対して垂直である。しかし、横方向（Ｙ軸方向）においてチップ３０３の中心線ＣＲＰは、基準面３１１と発光領域３０１との共通の中心線ＣＲＬとは位置が異なる。放熱部３１４はチップ３０３に中心を合わせるので、基準面３１１、発光領域３０１とのいずれとも中心が異なる。この場合、発光領域３０１に対し、２つの接触点の一方ＰＶ１は、チップ３０３、放熱部３１４よりも外側に配置され、他方ＰＶ２は、チップ３０３、放熱部３１４とは反対側に配置される。この配置では、熱伝導材３２０からの押圧力に起因する光源パネル２２１の中心線ＣＲＬまわりのねじれが抑えられるので、横方向（Ｙ軸方向）における光源パネル２２１のたわみの変化は許容範囲内に留まる。長手方向（Ｘ軸方向）においてチップ３０３に最も近い位置決め部材が３本以上である場合も同様である。

《実施形態２》
図８の（ａ）は、本発明の実施形態２による光書込部８０２の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す光書込部８０２において、光源パネル２２１とホルダー２２３とを台部材８０４から切り離した状態を示す縦断面図である。この光書込部８０２は、実施形態１による光書込部２０２とは、熱伝導材８２０と、台部材８０４の基準面８１１のうち熱伝導材８２０に覆われた部分との構造のみが異なる。以下では、これら異なる構造について説明する。他の同様な部分については実施形態１の説明を援用する。

図８の（ａ）が示すように、台部材８０４の基準面８１１はその全体が実質的に平らなである。すなわち、図３の（ａ）が示す基準面３１１とは異なり、熱伝導材８２０で覆われた部分が放熱部３１４を含まず、他の部分と同様に実質的に平らなままである。一方、熱伝導材８２０は、図３の（ａ）が示すグリス状の熱伝導材３２０とは異なり、シリコーン等、熱伝導率の高い樹脂製のゴムまたはシートである。熱伝導材８２０は、光書込部８０２の製造時、台部材８０４に対する光源パネル２２１の位置決め工程において、たとえば、台部材８０４の基準面８１１に光源パネル２２１が固定される前に、図８の（ｂ）が示すようにチップ３０３の表面と対向する基準面８１１の部分、またはチップ３０３の表面に積層される。その後、光源パネル２２１が基準面８１１に押さえつけられる際、チップ３０３の表面と基準面８１１とが熱伝導材８２０を間に挟んで互いに貼り合わされる。熱伝導材８２０は光源パネル２２１よりも熱伝導率が十分に高いので、駆動回路２５３が発した熱の大部分は、熱伝導材８２０を通して台部材８０４へ速やかに放散される。これにより、駆動回路２５３と発光素子アレイ２５１との過熱が防止される。

図８の（ｂ）が示すように、光源パネル２２１とホルダー２２３とが台部材８０４から分離された状態では、熱伝導材８２０は、光源パネル２２１の長手方向（図ではＸ軸方向）において発光領域３０１から遠い側（Ｘ座標が小さい側）ＴＦＲよりも近い側（Ｘ座標が大きい側）ＴＮＲで厚い。長手方向（Ｘ軸方向）においてこのように熱伝導材８２０の厚みが変化しているので、図８の（ａ）が示すように、光源パネル２２１とホルダー２２３とが台部材８０４に固定された状態では熱伝導材８２０の圧縮量は、長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側ＴＦＲよりも近い側ＴＮＲで大きい。その結果、熱伝導材８２０からチップ３０３の表面に加わる押圧力は、長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側ＴＦＲにおける強さＦｕｌよりも、近い側ＴＮＲにおける強さＦｕｒが大きい：Ｆｕｌ＜Ｆｕｒ。押圧力のこの差Ｆｕｒ−Ｆｕｌは、たとえば熱伝導材８２０の弾性率と厚み分布とによって調節可能である。このような押圧力に起因して光源パネル２２１が受ける曲げモーメントＭｂ３をチップ３０３の表面に加わる押圧力全体の合力Ｆｕｐで割った値、すなわち片持ち梁の支点ＰＶＴから合力Ｆｕｐの作用点ＥＦ３までの距離Ｌｆ３は、熱伝導材の厚さが一様である場合の作用点、すなわちチップ３０３の長手方向（Ｘ軸方向）における中心点ＥＦ１よりも発光領域３０１に近い：Ｍｂ３／Ｆｕｐ＝ＬＦ３＜ＬＦ１。熱伝導材からチップ３０３に加わる押圧力全体の合力Ｆｕｐが、熱伝導材の厚さ分布に関わらず、等しいとみなせる場合、光源パネル２２１の受ける曲げモーメントは、厚さが一様でない場合は一様な場合よりも小さい：Ｍｂ３＝Ｆｕｐ×ＬＦ３＜Ｆｕｐ×ＬＦ１。こうして光源パネル２２１のたわみが全体的に小さく抑えられる。

［実施形態２の利点］
本発明の実施形態２による光書込部８０２では上記のとおり、光源パネル２２１とホルダー２２３とが台部材８０４から分離された状態では、熱伝導材８２０が光源パネル２２１の長手方向において発光領域３０１から遠い側ＴＦＲよりも近い側ＴＮＲで厚い。したがって、光源パネル２２１が基準面８１１に押さえつけられてチップ３０３の表面と基準面８１１とが熱伝導材８２０を間に挟んで互いに貼り合わされる際、チップ３０３に熱伝導材８２０から加わる押圧力は、光源パネル２２１の長手方向（Ｘ軸方向）において発光領域３０１から遠い側よりも近い側で強い。このような強さ分布の偏りにより、押圧力全体の作用点ＥＦ３は、熱伝導材の厚さが一様である場合の作用点ＥＦ１よりも、発光領域３０１を支持する台部材８０４の位置決め部材３１２と光源パネル２２１の封止部材３０２との接触点ＰＶＴに近い。その結果、熱伝導材８２０の厚さが一様でない場合は一様な場合よりも、押圧力に起因して光源パネル２２１の受ける曲げモーメントが小さい。こうして、この光書込部８０２は、熱伝導材８２０からの押圧力に起因する光源パネル２２１のたわみを抑制することができる。

本発明は、電子写真式の画像形成装置が備える光書込装置の放熱構造に関し、上記のとおり、台部材の表面のうち熱伝導材で覆われた部分を平らな部分に対して変形させ、または熱伝導材の厚さを長手方向の位置に応じて変化させる。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。

１００ プリンター
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ 感光体ユニット
２１ 中間転写ベルト
２１Ｌ 従動プーリー
２１Ｒ 駆動プーリー
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ １次転写ローラー
２３ ２次転写ローラー
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ 感光体ドラム
２０２ 光書込部
２２１ 光源パネル
２２２ レンズアレイ
２２３ ホルダー
２２５、２２６ レンズアレイの端面
２２７ ホルダーの凹部
２２８ ホルダーのスリット
２５４ ＦＰＣ
２６０ 発光素子
３０１ 光源パネルの発光領域
３０２ 封止部材
３０３ 駆動回路のチップ
３０４ 発光領域の発光素子側の板面
３０５ 光源パネルの光出射面
３１１ 台部材の基準面
３１２、３１３ 位置決め部材
３１４ 放熱部
３１５ 切り曲げ部分
３２０ 熱伝導材
４０４ 台部材

Claims (14)

1. 長尺形状の基板であり、当該基板の長手方向に伸びる発光領域と、当該基板の長手方向の一端部に実装され、前記発光領域に対する駆動回路が組み込まれたチップと、を含む光源パネルと、
   実質的に平らな表面を含み、当該表面と前記光源パネルが所定距離を隔てて実質的に平行に対向するように前記光源パネルの発光領域の近傍を支持する台部材と、
   前記チップの表面と前記台部材の表面との間を熱伝導可能に接続する熱伝導材と、
   を備え、
   前記台部材の表面のうち前記熱伝導材で覆われた部分は、
   当該表面の法線方向における前記チップの表面との間隔が前記光源パネルの長手方向において前記発光領域から遠い側よりも近い側で狭いように、前記台部材の表面の実質的に平らな部分に対して変形している放熱部
   を含む光書込装置。
2. 前記放熱部は、
   前記台部材の表面の実質的に平らな部分に対し、当該表面の法線方向における前記チップの表面との間隔が前記光源パネルの長手方向において前記発光領域から遠い側よりも近い側で狭くなる向きに傾斜するように、前記台部材の表面から切り起こされた切り曲げ部分
   を含む、請求項１に記載の光書込装置。
3. 前記切り曲げ部分は、前記光源パネルの長手方向において前記発光領域から遠い側に位置する端で前記台部材の表面の実質的に平らな部分に繋がっていることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
4. 前記放熱部は、前記台部材の表面から絞り出された隆起部分を含む、請求項１に記載の光書込装置。
5. 前記隆起部分の表面は、前記台部材の表面の実質的に平らな部分に対し、当該表面の法線方向における前記チップの表面との間隔が前記光源パネルの長手方向において前記発光領域から遠い側よりも近い側で狭くなる向きに傾斜していることを特徴とする、請求項４に記載の光書込装置。
6. 長尺形状の基板であり、当該基板の長手方向に伸びる発光領域と、当該基板の長手方向の一端部に実装され、前記発光領域に対する駆動回路が組み込まれたチップと、を含む光源パネルと、
   実質的に平らな表面を含み、当該表面と前記光源パネルが所定距離を隔てて実質的に平行に対向するように前記光源パネルの発光領域の近傍を支持する台部材と、
   前記チップの表面と前記台部材の表面との間を熱伝導可能に接続する熱伝導材と、
   を備え、
   前記熱伝導材は、前記チップの表面と前記台部材の表面とのいずれかとの接続が解除された場合、前記光源パネルの長手方向において前記発光領域から遠い側よりも近い側で厚い
   ことを特徴とする光書込装置。
7. 前記台部材は、
   表面から突出して先端で前記光源パネルのうち前記発光領域の近傍に接触することにより、前記光源パネルの位置を規制する少なくとも１つの位置決め部材
   を更に含む、
   請求項１から請求項６までのいずれかに記載の光書込装置。
8. 前記少なくとも１つの位置決め部材のうち前記光源パネルの長手方向において前記チップに最も近いもののいずれかが前記光源パネルと接触する点は、前記光源パネルの長手方向に対しては垂直で、かつ前記台部材の表面に対しては平行な方向において前記チップの中心と同じ位置であることを特徴とする、請求項７に記載の光書込装置。
9. 前記少なくとも１つの位置決め部材のうち前記光源パネルの長手方向において前記チップに最も近いものが前記光源パネルと接触する点の全体は前記チップと、前記光源パネルの長手方向に対しては垂直で、かつ前記台部材の表面に対しては平行な方向における中心の位置が等しいことを特徴とする、請求項７に記載の光書込装置。
10. 前記光源パネルの長手方向に対しては垂直で、かつ前記台部材の表面に対しては平行な方向において、前記チップは前記発光領域とは中心の位置が異なり、前記少なくとも１つの位置決め部材のうち前記光源パネルの長手方向において前記チップに最も近いものは、前記発光領域に対し、前記チップよりも外側に位置するものと前記チップとは反対側に位置するものとを含む、請求項７に記載の光書込装置。
11. 前記光源パネルは、
    前記発光領域を囲んで外部から気密に隔離する封止部材
    を更に含み、
    前記少なくとも１つの位置決め部材は、先端で前記封止部材に接触することにより、前記光源パネルの位置を規制する
    ことを特徴とする請求項７から請求項１０までのいずれかに記載の光書込装置。
12. 前記発光領域から照射された光を透過させるレンズアレイと、
    前記レンズアレイを保持する保持部材と、
    を更に備え、
    前記発光領域は、長手方向に配列された複数の発光素子を含む、
    請求項１から請求項１１までのいずれかに記載の光書込装置。
13. 前記複数の発光素子は有機発光ダイオードを含む、請求項１２に記載の光書込装置。
14. 電子写真式の画像形成装置であり、
    感光体と、
    前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成する、請求項１から請求項１３までのいずれかに記載の光書込装置と、
    前記静電潜像をトナーで現像する現像部と、
    前記現像部が現像したトナー像を前記感光体からシートへ転写する転写部と、
    を備えた画像形成装置。

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