JP2020163611A - Optical print head and image formation apparatus having the same - Google Patents
Optical print head and image formation apparatus having the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020163611A JP2020163611A JP2019064130A JP2019064130A JP2020163611A JP 2020163611 A JP2020163611 A JP 2020163611A JP 2019064130 A JP2019064130 A JP 2019064130A JP 2019064130 A JP2019064130 A JP 2019064130A JP 2020163611 A JP2020163611 A JP 2020163611A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting diode
- diode element
- print head
- element group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子写真式プリンタ等の画像形成装置において露光手段として用いられる光プリントヘッドおよびそれを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical print head used as an exposure means in an image forming apparatus such as an electrophotographic printer and an image forming apparatus including the optical print head.
電子写真方式の光プリンタなどの画像形成装置においては、露光手段として複数の発光ダイオード素子を主走査方向に配列した光プリントヘッドを採用するものがある。 Some image forming devices such as electrophotographic optical printers employ an optical print head in which a plurality of light emitting diode elements are arranged in the main scanning direction as an exposure means.
光プリントヘッドを備えた画像形成装置では、画像データに基づいて発光ダイオード素子を選択的に発光させるとともに、その光が光プリントヘッドのレンズアレイを介して電子写真感光体に照射されることによって、一様に帯電した電子写真感光体(以下、感光体ともいう)の表面が露光される。露光された感光体の表面には、静電潜像が形成される。感光体に形成された静電潜像は、トナーによる現像等のプロセスを経てトナー像とされ、このトナー像を記録紙に転写して定着することによって画像が記録される。 In an image forming apparatus equipped with an optical print head, a light emitting diode element is selectively emitted based on image data, and the light is irradiated to an electrophotographic photosensitive member through a lens array of the optical print head. The surface of a uniformly charged electrophotographic photosensitive member (hereinafter, also referred to as a photosensitive member) is exposed. An electrostatic latent image is formed on the surface of the exposed photoconductor. The electrostatic latent image formed on the photoconductor is converted into a toner image through a process such as development with toner, and the image is recorded by transferring the toner image to a recording paper and fixing the image.
このような光プリントヘッドとしては、それぞれ複数の発光ダイオード素子を有する複数の発光チップを主走査方向に沿って列状に搭載したものが提案されている。 As such an optical print head, one in which a plurality of light emitting chips each having a plurality of light emitting diode elements are mounted in a row along the main scanning direction has been proposed.
そして、光プリンタの高速化および高画質化に伴って、発光チップにおける発光ダイオード素子の発光ばらつきを小さくすることが要求されるようになっている。これに対しては、発光ダイオード素子の光の取り出し効率を向上させたり、素子間の光量ばらつきを低減したりすることが提案されている(例えば特許文献1,2を参照)。
しかしながら、光プリントヘッドにおいて回路基板に搭載される発光チップにおいては、発光ダイオード素子が高密度に近接して配置されるのに対して、素子を発光させるための駆動電力を供給する電極パッドは、素子の個別電極に比べてその大きさを大きく、また間隔も広く設定せざるを得ないことから、より広い面積を占めて配置されることになる。そして、個別電極と電極パッドとを接続する配線が、複数の発光ダイオード素子から複数の電極パッドに向かって広がるような形状で配置されることとなる。 However, in the light emitting chip mounted on the circuit board in the optical print head, the light emitting diode elements are arranged in close proximity to each other at high density, whereas the electrode pad that supplies the driving power for causing the elements to emit light is Since the size of the individual electrodes of the elements must be larger and the intervals must be set wider, they are arranged so as to occupy a wider area. Then, the wiring connecting the individual electrodes and the electrode pads is arranged so as to spread from the plurality of light emitting diode elements toward the plurality of electrode pads.
従って、列状の並びの中央に位置する発光ダイオード素子と電極パッドとを接続する配線に比べて、並びの端に位置する発光ダイオード素子と電極パッドとを接続する配線が長くなり、それに伴って配線の電気抵抗が増加する。このため、定電流電源からの駆動電力を印加する際に電気抵抗に応じて印加電圧が高くなり、並びの中央に比べて端に位置する発光ダイオード素子が発光する光量が大きくなり、発光チップ内での光量むらが生じて画像にも濃度むらを生じてしまうことがある。この問題は、光プリンタの高速化に伴って発光ダイオード素子の光量を増加させると、より顕在化する傾向がある。 Therefore, the wiring connecting the light emitting diode element located at the end of the row and the electrode pad is longer than the wiring connecting the light emitting diode element located in the center of the row and the electrode pad. The electrical resistance of the wiring increases. Therefore, when the drive power from the constant current power source is applied, the applied voltage increases according to the electric resistance, and the amount of light emitted by the light emitting diode element located at the end is larger than that in the center of the line, and the inside of the light emitting chip. The light intensity unevenness may occur in the image, and the density unevenness may also occur in the image. This problem tends to become more apparent when the amount of light of the light emitting diode element is increased as the speed of the optical printer is increased.
そこで、光プリントヘッドにおいては、発光チップ内の発光ダイオード素子における光量ばらつきを低減することが求められている。 Therefore, in the optical print head, it is required to reduce the variation in the amount of light in the light emitting diode element in the light emitting chip.
本発明に係る光プリントヘッドは、回路基板と、該回路基板に列状に搭載された複数の
発光チップとを備えている光プリントヘッドであって、前記発光チップは、長方形状の基板と、該基板の長手方向の第1の縁に沿って列状に配置された複数の発光ダイオード素子からなる発光ダイオード素子群と、前記複数の発光ダイオード素子の各々に、絶縁膜に設けたコンタクトホールを通してアノード電極を介して接続されて列状に配置された複数の個別電極と、前記基板の長手方向の第2の縁に沿って列状に配置された、前記複数の個別電極の各々に対応する複数の電極パッドと、対応する前記個別電極と前記電極パッドとを接続している複数の配線とを有しており、前記コンタクトホールの大きさは、前記発光ダイオード素子群の中央に位置する前記発光ダイオード素子に対応するものから前記発光ダイオード素子群の端に位置する前記発光ダイオード素子に対応するものに向かって大きくなっている。
The optical print head according to the present invention is an optical print head including a circuit board and a plurality of light emitting chips mounted in a row on the circuit board, and the light emitting chips include a rectangular substrate and a rectangular substrate. A group of light emitting diode elements composed of a plurality of light emitting diode elements arranged in a row along the first edge in the longitudinal direction of the substrate and each of the plurality of light emitting diode elements are passed through a contact hole provided in an insulating film. Corresponds to each of the plurality of individual electrodes connected via the anode electrodes and arranged in a row, and the plurality of individual electrodes arranged in a row along the second longitudinal edge of the substrate. It has a plurality of electrode pads, and a plurality of wirings connecting the corresponding individual electrodes and the electrode pads, and the size of the contact hole is such that the size of the contact hole is located at the center of the light emitting diode element group. The size increases from the one corresponding to the light emitting diode element to the one corresponding to the light emitting diode element located at the end of the light emitting diode element group.
本発明に係る画像形成装置は、上記の本発明に係る光プリントヘッドと、複数の前記電極パッドの各々に電気的に接続されて前記複数の発光ダイオード素子を駆動する定電流電源と、前記光プリントヘッドによって、帯電した表面が露光される電子写真感光体とを備える。 The image forming apparatus according to the present invention includes the above-mentioned optical print head according to the present invention, a constant current power source electrically connected to each of the plurality of electrode pads to drive the plurality of light emitting diode elements, and the light. It comprises an electrophotographic photosensitive member whose charged surface is exposed by a printhead.
本発明に係る光プリントヘッドによれば、発光チップにおいて、絶縁膜に設けたコンタクトホールを通してアノード電極を介して個別電極が発光ダイオード素子に接続されており、コンタクトホールの大きさが、発光ダイオード素子群の中央に位置する発光ダイオード素子に対応するものから発光ダイオード素子群の端に位置する発光ダイオード素子に対応するものに向かって大きくなっていることから、コンタクトホールを通して接続される発光ダイオード素子と個別電極との間のコンタクト抵抗をコンタクトホールの大きさに応じて調整することができる。そのため、複数の配線における配線抵抗が発光ダイオード素子群の中央に位置する個別電極に対応する配線から、発光ダイオード素子群の端に近い位置の個別電極に対応する配線に向かって長さに応じて高くなる傾向があるのに対して、それらの配線の配線抵抗のむらをコンタクト抵抗の調整によって低減することができる。これにより、発光ダイオード素子に印加される駆動電力の印加電圧のむらを低減することができる。その結果、発光ダイオード素子群における発光ダイオード素子間の発光の光量むらの発生を低減することができる。 According to the optical print head according to the present invention, in the light emitting chip, individual electrodes are connected to the light emitting diode element via the anode electrode through the contact hole provided in the insulating film, and the size of the contact hole is determined by the light emitting diode element. Since the size increases from the one corresponding to the light emitting diode element located in the center of the group to the one corresponding to the light emitting diode element located at the end of the light emitting diode element group, the light emitting diode element connected through the contact hole The contact resistance between the individual electrodes can be adjusted according to the size of the contact hole. Therefore, the wiring resistance in the plurality of wirings varies depending on the length from the wiring corresponding to the individual electrode located in the center of the light emitting diode element group to the wiring corresponding to the individual electrode located near the end of the light emitting diode element group. While it tends to be high, the unevenness of the wiring resistance of those wirings can be reduced by adjusting the contact resistance. Thereby, the unevenness of the applied voltage of the driving power applied to the light emitting diode element can be reduced. As a result, it is possible to reduce the occurrence of uneven light emission between the light emitting diode elements in the light emitting diode element group.
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る光プリントヘッドを備えることから、発光ダイオード素子間の発光の光量むらの発生を低減することができるので、画像形成装置による画像における主走査方向の濃度むらを低減することができ、高画質の画像を得ることができるようになる。 According to the image forming apparatus according to the present invention, since the optical print head according to the present invention is provided, it is possible to reduce the occurrence of uneven light emission between the light emitting diode elements, so that the main scanning of the image by the image forming apparatus can be reduced. The density unevenness in the direction can be reduced, and a high-quality image can be obtained.
以下、本発明に係る光プリントヘッドおよびこれを備えた画像形成装置について、添付
図面を参照しつつ説明する。
Hereinafter, an optical print head according to the present invention and an image forming apparatus including the optical print head will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に、本発明に係る光プリントヘッドが備える回路基板の例を平面図で示す。この光プリントヘッド1の回路基板2には、複数の発光チップ3が列状に搭載されている。これら複数の発光チップ3は、後述する発光ダイオード素子群が1列に並ぶように、主走査方向に2列に互い違いに対向するようにして、いわゆる千鳥状に配置されている。駆動回路4は、複数の発光チップ3における発光ダイオード素子の発光を制御する各種駆動信号を供給するものであり、定電流電源としての機能を有している。ここで、駆動回路4と発光チップ3とを接続する配線は図示を省略している。また、これら複数の発光チップ3の上方には、破線で示したレンズアレイ5が配置される。なお、光プリントヘッド1は、これらに加えて外装および外部の制御回路との接続ケーブルなどの部材を適宜備えて構成される。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a circuit board included in the optical print head according to the present invention. A plurality of
ここで、本発明に係る光プリントヘッドの実施形態の一例における発光チップの概略構成を図2に平面図で示す。図2に示すように、発光チップ3は、基板31と、複数の発光ダイオード素子32からなる発光ダイオード素子群33と、発光ダイオード素子32の各々に接続された個別電極34と、個別電極34に対応する電極パッド35と、対応する個別電極34と電極パッド35とを接続する配線36とを有している。
Here, the schematic configuration of the light emitting chip in an example of the embodiment of the optical print head according to the present invention is shown in a plan view in FIG. As shown in FIG. 2, the
基板31は、長方形状であり、シリコン(Si)あるいはガリウム砒素(GaAs)またはアルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)などの半導体材料からなる。あるいは、サファイア等の絶縁材料で形成された絶縁基板の上面に上記の半導体材料からなる層を積層したものであってもよい。複数の発光ダイオード素子32は、基板31の長手方向の第1の縁(第1の長辺)に沿って列状に配置されている。通常は1列に高密度、例えば300dpi
(ドット/インチ)または600dpiなどの密度で配置されるが、要求される仕様に応じ
て、1200dpiなどさらに高密度に配置されることもある。この列状に配置された発光ダイオード素子32の並びの方向が画像形成装置における主走査方向に一致する。これら複数の発光ダイオード素子32によって発光ダイオード素子群33が構成されている。
The
It is arranged at a density such as (dots / inch) or 600 dpi, but may be arranged at a higher density such as 1200 dpi depending on the required specifications. The arrangement direction of the light
また、本発明に係る光プリントヘッドの実施形態の一例における発光ダイオード素子の概略構成を図3に断面図で、および図4に平面図で示す。 Further, the schematic configuration of the light emitting diode element in an example of the embodiment of the optical print head according to the present invention is shown in a cross-sectional view in FIG. 3 and in a plan view in FIG.
図3に示す例の発光ダイオード素子32は、例えばn型の半導体材料からなる基板31上に、それぞれ半導体層からなるn型クラッド層41、発光層42、p型クラッド層43、およびコンタクト層44が順に積層されている。また、これら複数の半導体層からなる積層体を覆って絶縁膜38が形成されており、絶縁膜38のうちコンタクト層44の上面に位置する部分の一部にコンタクトホール39が設けられている。一方、基板31の裏面には、少なくとも発光ダイオード素子32が形成される上面の領域に対応する領域を含んで、カソード電極40が形成されている。そして、積層体の近傍の絶縁膜38の上に配置された個別電極34から、絶縁膜38上に沿って積層体の上面までアノード電極37が配置され、このアノード電極27がコンタクトホール39を通ってコンタクト層44に接続されている。このようにして、個別電極34が発光ダイオード素子32に接続されている。なお、発光ダイオード素子32の上には絶縁膜38およびアノード電極37を含めて覆うように酸窒化シリコン(SiON)などからなる保護膜45が形成されており、個別電極34は保護膜45から露出している。
The light
この発光ダイオード素子32を平面図で見ると、図2においてそれぞれ点線で囲んだ、発光ダイオード素子群33の中央に位置する部分Cと、発光ダイオード素子群33の端に位置する部分Eと、それらの中間に位置する部分Mとにおいて、それぞれ図4にC,MおよびEで示したように、コンタクトホール39の大きさが異なっている。すなわち、図4に示すように、コンタクトホール39の大きさは、発光ダイオード素子群33の中央に位置する部分C
の発光ダイオード素子32に対応するものから、発光ダイオード素子群33の中央と端との中間に位置する部分Mの発光ダイオード素子32に対応するものを経て、発光ダイオード素子群33の端に位置する部分Eの発光ダイオード素子32に対応するものに向かって、大きくなっている。なお、図4においては、個別電極34、アノード電極37、絶縁膜38およびコンタクトホール39の関係が分かりやすいように、それらを透視した状態で示している。
Looking at the light emitting
It is located at the end of the light emitting
上記したように、複数の発光ダイオード素子32の各々には、上記のように複数の個別電極34の対応するものがアノード電極37を介して接続されている。これら複数の個別電極34も、複数の発光ダイオード素子32と同様に、基板31の長手方向の第1の縁に沿うように、列状に配置されている。
As described above, each of the plurality of light emitting
また、基板31の長手方向の第2の縁(第2の長辺)に沿って、複数の個別電極34の各々に対応する複数の電極パッド35が、列状に配置されている。基板31の第2の縁は、通常は第1の縁に平行に対向して対をなすが、必ずしも平行でなくともよい。複数の電極パッド35は、回路基板2上の対応する配線に例えばワイヤボンディングによって接続されることから、それぞれの大きさが個別電極34よりも大きい。従って、複数の電極パッド35の列の長さは、複数の個別電極34の列の長さよりも長くなっている。
Further, a plurality of
複数の個別電極34と複数の電極パッド35とは、それぞれ対応するもの同士が配線36で接続されている。このとき、複数の個別電極34の列の長さよりも複数の電極パッド35の列の長さが長くなっていることから、配線36の長さは、発光ダイオード素子群33の中央に位置する個別電極34に対応するものから、発光ダイオード素子群33の端に位置する個別電極34に対応するものに向かって、次第に長くなっている。すなわち、発光ダイオード素子群33の中央に位置する個別電極34に対応する配線36の長さが他に比べて短くなっており、発光ダイオード素子群33の端に位置する個別電極34に対応する配線36の長さが他に比べて長くなっている。なお、図2においては、説明を分かりやすくするために、電極パッド35および配線36は省略して示しており、発光ダイオード素子群33の中央と両端とそれらの中間とに対応する5つのみを示している。
The plurality of
ここで、図2に示す例のように配線36が引き回されて配置されている場合に、通常は複数の配線36の幅が同じであるので、配線36の長さが短いものにおいては配線抵抗が低く、一方で配線36の長さが長いものにおいては配線抵抗が高くなる。従って、そのような状態で定電流電源として機能する駆動回路4によって発光ダイオード素子32を駆動して発光させると、配線36の配線抵抗が低い発光ダイオード素子32(発光ダイオード素子群33の中央に位置するもの)においては相対的に印加電圧が低くなり、配線36の配線抵抗が高い発光ダイオード素子32(発光ダイオード素子群33の端に位置するもの)においては相対的に印加電圧が高くなるので、発光ダイオード素子32の発光による光量に相対的に違いができてしまう。そのため、発光ダイオード素子32の光量のむらに対応して、この光プリントヘッド1を備える画像形成装置による画像にも濃度むらが生じることがある。
Here, when the
例えば、1600dpi(ドット/インチ)の密度で256個の発光ダイオード素子32が並ん
でいる発光ダイオード素子群33を有する発光チップ3において、金(Au)からなる配線36の厚さが0.8μmであり、配線36の幅が5μmである場合を考える。このときの配線36
の長さは、発光ダイオード素子群33の中央に位置する個別電極34に対応する配線36で例えばおよそ0.9mmとなり、発光ダイオード素子群33の端に位置する個別電極34に対応する
配線36では、例えばおよそ2.4mmとなる。そして、この配線36を介して各発光ダイオー
ド素子32に3mAの駆動電力を印加すると、発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32に印加される電圧はおよそ2.60Vとなるのに対して、発光ダイオード素子群33の端に位置する発光ダイオード素子32に印加される電圧はおよそ2.66Vとなり、約2.3%の電圧差が生じることとなって、それに応じた光量むらが生じることとなる。
For example, in a
The length of the
これに対して、本発明に係る光プリントヘッド1によれば、発光チップ3において、絶縁膜38に設けたコンタクトホール39を通してアノード電極37を介して個別電極34が発光ダイオード素子32に接続されており、コンタクトホール39の大きさが、発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32に対応するもの(部分C)から、発光ダイオード素子群33の端に位置する発光ダイオード素子32に対応するもの(部分E)に向かって大きくなっていることから、コンタクトホール39を通して接続される発光ダイオード素子32と個別電極34との間のコンタクト抵抗をコンタクトホール39の大きさに応じて調整することができる。そのため、複数の配線36における配線抵抗が、発光ダイオード素子群33の中央に位置する個別電極34に対応する配線36から発光ダイオード素子群33の端に近い位置の個別電極34に対応する配線36に向かって、長さに応じて高くなる傾向があるのに対して、それらの配線36の配線抵抗のむらを、コンタクトホール39の大きさによるコンタクト抵抗の調整によって低減することができる。
On the other hand, according to the
また、図4に示すように、本例におけるコンタクトホール39の形状は、高密度に配置しつつ必要な発光の光量を確保できるように長方形状に形成される発光ダイオード素子32の形状に応じて、長方形状とされており、その大きさを変えるために、コンタクトホール39の幅を同じにして、長さを変えることが好ましい。すなわち、コンタクトホール39は、発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32に対応するものから、発光ダイオード素子群33の端に位置する発光ダイオード素子32に対応するものに向かって、長さが長くなっていることが好ましい。これによれば、発光ダイオード素子32の発光をできるだけ遮らないように帯状に配置されるアノード電極37の大きさを変えることなく、コンタクトホール39の大きさを調整して、コンタクト抵抗を調整することができるので好ましい。
Further, as shown in FIG. 4, the shape of the
すなわち、本発明に係る光プリントヘッド1によれば、発光チップ3において、コンタクトホール39の大きさが、発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32に対応するものから、発光ダイオード素子群33の端に位置する発光ダイオード素子32に対応するものに向かって大きくなっていることから、発光ダイオード素子群33の端に近い位置にある発光ダイオード素子32に対応する配線36の長さが長くなっても、配線36における配線抵抗の増加に対してコンタクトホール39によってコンタクト抵抗を下げることができるので、発光ダイオード素子群33の中央に位置する個別電極34に対応する配線36に比べて配線抵抗とコンタクト抵抗との合成抵抗が高くなるのを抑えることができる。従って、複数の配線36における配線抵抗のむらを低減することができるので、発光ダイオード素子32に印加される駆動電力の印加電圧のむらを低減することができる。その結果、発光ダイオード素子群33における発光ダイオード素子32間の発光の光量むらの発生を低減することができる。これにより、画像形成装置による画像における主走査方向の濃度むらを低減することができ、高画質の画像を得ることができるようになる。
That is, according to the
上記と同じく1600dpiの発光ダイオード素子群33を有する発光チップ3の場合であれば、金(Au)からなる配線36の厚さが0.8μmで幅が5μmであり、発光ダイオード素
子群33の中央に位置する個別電極34に対応する配線36の長さがおよそ0.9mmであり、発
光ダイオード素子群33の端に位置する個別電極34に対応する配線36の長さがおよそ2.4m
mである場合を考える。この配線36に対して、発光ダイオード素子群33の中央に対応する発光ダイオード素子32におけるコンタクトホール39の大きさを、幅2μm×長さ10μmとし、発光ダイオード素子群33の端に対応する発光ダイオード素子32におけるコンタクトホール39の大きさを、幅2μm×長さ20μmとする。そして、この配線36およびコンタクトホール39を介して各発光ダイオード素子32に3mAの駆動電力を印加すると、発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32に印加される電圧はおよそ2.63Vとなるのに対して、発光ダイオード素子群33の端に位置する発光ダイオード素子32に印加される電圧もおよそ2.63Vとなり、電圧差が実質的に無視できるレベルとなって、光量むらも実質的に無視できるレベルとなる。
In the case of the
Consider the case of m. With respect to this
なお、発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32から端に位置する発光ダイオード素子32に向かって、複数の配線36の長さの変化が大きくなって配線抵抗の増加が大きくなってしまう場合には、その配線抵抗の増加分をコンタクトホール39の大きさによるコンタクト抵抗では、低減はできるものの調整しきれなくなることがある。そのような場合は、配線36における配線抵抗の増加を、配線36の幅を広くすることによって低減して、コンタクトホール39の大きさによるコンタクト抵抗の低減と組み合わせてもよい。具体的には、発光ダイオード素子群33の中央に位置する個別電極34と対応する電極パッド35とを接続する配線36から、発光ダイオード素子群33の端に位置する個別電極34と対応する電極パッド35とを接続する配線36に向かって、配線36の幅が広くなっているように設定すればよい。このとき、配線36の幅を広くするのは、必ずしも配線36の全体に渡って設定する必要はなく、所定の範囲で幅を広くして、配線抵抗の低減量を調整するようにしてもよい。
From the light emitting
個別電極34、電極パッド35、配線36およびアノード電極37は、例えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、銀(Ag)、金(Au)などの導電材料からなる。これらの金属を、例えば発光ダイオード素子群33が設けられた基板31に蒸着法あるいはスパッタリング法などによって膜状に被着させ、フォトリソグラフィによってパターニングすることによって、所望のパターンで個別電極34、電極パッド35、配線36およびアノード電極37が形成される。
The
個別電極34の大きさは、対応する発光ダイオード素子32の大きさに対応して適宜設定すればよい。例えば、発光ダイオード素子32の配置密度が300dpiの場合であれば、個別
電極34の大きさは、例えば幅40μm×長さ40μm程度に設定すればよい。また、例えば、発光ダイオード素子32の配置密度が600dpiの場合であれば、個別電極34の大きさは、
例えば幅20μm×長さ20μm程度に設定すればよい。
The size of the
For example, the width may be set to about 20 μm × the length may be set to about 20 μm.
また、アノード電極37の大きさは、対応する発光ダイオード素子32の大きさに対応して、発光面積も考慮して適宜設定すればよい。例えば、発光ダイオード素子32の配置密度が300dpiの場合であれば、アノード電極37の大きさは、例えば幅10μm×長さ40μm程度に設定すればよい。また、例えば、発光ダイオード素子32の配置密度が600dpiの場合であれば、アノード電極37の大きさは、例えば幅5μm×長さ20μm程度に設定すればよい。
Further, the size of the
また、電極パッド35の大きさは、駆動回路4に接続するための回路基板2上の配線(図示せず)に例えばワイヤボンディングによって接続する場合に必要な、ワイヤボンディングパッドとしての大きさに適宜設定すればよい。そのような電極パッド35の大きさは、例えば幅60μm×長さ100μm程度に設定すればよい。電極パッド35の大きさは、発光ダイ
オード素子32の配置密度に対応して変更する必要はないが、例えば300dpiから600dpiへと高密度になると、電極パッド35の個数は2倍に増えることになるため、基板31の第2の縁に沿って電極パッド35を列状に配置する場合に、大きさを調整しても1列には並びきらないようになってくる。このような場合は、電極パッド35を互い違いに2列に配置し、発光ダイオード素子32の配置密度に対応して高密度になるように配置してもよい。あるいは複数の電極パッド35は、発光ダイオード素子32の高密度化に対応して、2列〜4列に配置してもよい。
Further, the size of the
電極パッド35を発光ダイオード素子群33に近い列と遠い列との2列に配置した場合は、近い列(第1列)の電極パッド35に接続されている配線36の長さよりも遠い列(第2列)
の電極パッド35に接続されている配線36の長さが長くなることになる。そのため、第1列の電極パッド35に接続されている発光ダイオード素子32におけるコンタクトホール39の大きさに比べて、第2列の電極パッド35に接続されている発光ダイオード素子32におけるコンタクトホール39の大きさを大きくして、配線抵抗のむらをコンタクト抵抗の調整によって低減することがある。この場合に、隣り合う発光ダイオード素子32におけるコンタクトホール39同士の大きさを比べたときには、発光ダイオード素子群33の中央に対応するコンタクトホール39から発光ダイオード素子群33の端に対応するコンタクトホール39に向かって、コンタクトホール39の大きさが大きくなったり小さくなったりする状態となってしまうことがある。しかしながら、このような場合には、コンタクトホール39の大きさは、各列のそれぞれに対応したコンタクトホール39同士で見たときに、発光ダイオード素子群33の中央に対応する発光ダイオード素子32から発光ダイオード素子群33の端に対応する発光ダイオード素子32に向かって、全体的な傾向としてコンタクトホール39の大きさが大きくなっていればよい。
When the
The length of the
なお、発光ダイオード素子群33における発光ダイオード素子32の高密度化に伴って、電極パッド35を高密度に配置するために3列あるいはそれ以上に配置する場合があるが、その場合にも同様にして、配線36の長さのばらつきに応じて生じる配線抵抗のばらつきを、コンタクトホール39の大きさを調整することによって低減するようにしてもよい。
In addition, as the light emitting
コンタクトホール39の大きさは、発光ダイオード素子群33の中央に対応するものから端に対応するものに向かって、必ずしもコンタクトホール39の1つずつが少しずつ大きくなっていくような微小な設定が要求されるものではなく、全体としての傾向が、中央に対応するものから端に対応するものに向かって大きくなっていればよい。例えば、配線36の長さが長くなっていく変化の割合に応じて、コンタクトホール39の大きさが大きくなっていく割合に変化を持たせてもよい。また、中央に対応するものから端に対応するものに向かって適宜グループを設定して、そのグループ毎にコンタクトホールの大きさが大きくなっていくような設定であってもよい。
The size of the
さらに、電極パッド35が2列〜4列といった複数列に配置されている場合には、各列の複数の電極パッド35に接続されている発光ダイオード素子32のコンタクトホール39について、発光ダイオード素子群33の中央に対応するものから端に対応するものに向かって、コンタクトホール39の大きさが大きくなっていればよい。
Further, when the
コンタクトホール39の大きさは、発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32に対応するものから発光ダイオード素子群33の端に位置する発光ダイオード素子32に対応するものに向かって、次第に大きくなっていてもよい。この場合にも、必ずしもコンタクトホール39の1つずつが少しずつ次第に広くなっていくような微小な設定が要求されるものではなく、全体としての傾向が、中央に対応するものから端に対応するものに向かって次第に大きくなっていればよい。例えば、電極パッド35が2列〜4列の複数列に高密度に配置されている場合には、各列の電極パッド35に接続されて隣り合う配線36の長さに、各列に対応して長短の差がつくことになり、発光ダイオード素子群33に近い列の電極パッド35に接続されている発光ダイオード素子32におけるコンタクトホール39の大きさに比べて、発光ダイオード素子群33から遠い列の電極パッド35に接続されている発光ダイオード素子32におけるコンタクトホール39の大きさを大きく設定することがある。この場合には、電極パッド35の各列に対応する発光ダイオード素子32について見たときに、それぞれ発光ダイオード素子群33の中央に位置する発光ダイオード素子32に対応するものから発光ダイオード素子群33の端に位置する発光ダイオード素子32に対応するものに向かって、コンタクトホール39の大きさが次第に大きくなっていればよい。
The size of the
図2に示す例においては、複数の配線36は、発光ダイオード素子群33の中央部に対して
は発光ダイオード素子32の列に対してほぼ垂直に直線状に接続され、発光ダイオード素子群33の端に向かうにつれて斜めに角度を付けて接続されて途中から屈曲して互いに平行になるような形状とされているが、複数の配線36の形状はこれに限られるものではない。例えば、発光ダイオード素子群33にはどの配線36も垂直にかつ互いに平行に接続され、配線36の途中から屈曲して対応する電極パッド35に向かってそれぞれ広がっていくような形状であってもよい。
In the example shown in FIG. 2, the plurality of
上記のような構成の発光チップ3を備える本発明に係る光プリントヘッド1は、図1に例を示すように、複数の発光チップ3が複数の発光ダイオード素子32の並びの方向に列状に配置されており、隣接する発光チップ3における複数の配線36が、発光チップ3の並びの両側に交互に配置されている。すなわち、光プリントヘッド1の回路基板2には、複数の発光チップ3が、発光ダイオード素子群33が1列に並ぶように、主走査方向に2列に互い違いに対向するようにして、いわゆる千鳥状に配置されている。そして、発光チップ3のそれぞれと駆動回路4とが、図示しない回路配線で接続されている。
In the
レンズアレイ5は、発光チップ3の発光ダイオード素子32から出射される光を、画像形成装置における電子写真感光体の表面に導くものであり、図示しない部材を介して発光チップ3に対向するように保持されている。レンズアレイ5には、例えば複数のロッドレンズを有するロッドレンズアレイなどが用いられる。ロッドレンズは、屈折率分布型の棒状レンズであり、入射した光を電子写真感光体の表面などの照射面に等倍で照射して結像させる正立等倍型の光学系として機能するものである。
The
レンズアレイ5は、複数の発光チップ3の発光ダイオード素子群33に対応するように、その略直上において主走査方向に列状に並ぶように、例えば1列の直線状に、あるいは2列の千鳥状に配列されている。
The
図5は、本発明に係る画像形成装置の実施形態の一例の概略構成を表す模式的断面図である。本例の画像形成装置100は、画像形成方式として電子写真方式のカールソン法を採
用したものであり、図5に示すように、電子写真感光体(感光体)10,帯電器11,露光器としての光プリントヘッド1,現像器13,転写器14,定着器15,クリーニング器16および除電器17を備えている。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The
帯電器11は、感光体10の表面を正極性または負極性に帯電する役割を担うものである。帯電電圧は、負帯電であれば、例えば−1000V以上−200V以下に設定される。本例にお
ける帯電器11には、例えば芯金を導電性ゴムおよびポリフッ化ビニリデンによって被覆して構成される接触型帯電器が採用されるが、これに代えて、放電ワイヤを備える非接触型帯電器(例えばコロナ帯電器)を採用してもよい。
The
光プリントヘッド1は、帯電した表面に露光して感光体10に静電潜像を形成する役割を担うものである。具体的には、光プリントヘッド1は、画像信号に応じて感光体10の感光層によって十分に吸収される波長λ(感光層が非晶質珪素材料を含むものからなる場合であれば、例えば650nmなど)の露光を、一様に帯電した感光体10の表面に照射すること
により、帯電状態にある感光体10の露光部分の電位を減衰させて静電潜像を形成する。この露光の波長λは、感光体10の光感度にもよるが、例えば400〜680nmが好適である。
The
また、光プリントヘッド1には、駆動回路4を介して複数の電極パッド35の各々に電気的に接続されて複数の発光ダイオード素子32を駆動し発光させるための、駆動電力を供給する定電流電源(図示せず)が接続されている。さらに、光プリントヘッド1には、形成する画像のパターンに応じて複数の発光ダイオード素子32を駆動するための駆動信号(制御信号)を供給する制御回路が、駆動回路4に電気的に接続されている。
Further, the
現像器13は、感光体10の静電潜像を現像してトナー像を形成する役割を担うものである。本例における現像器13は、乾式現像方式であり、現像剤(トナー)Tを磁気的に保持する磁気ローラ13Aを備えている。
The
現像剤Tは、感光体10の表面上に形成されるトナー像を構成するものであり、現像器13において摩擦帯電させる。現像剤Tとしては、例えば磁性キャリアおよび絶縁性トナーを含んでなる2成分系現像剤と、磁性トナーを含んでなる1成分系現像剤とが挙げられる。
The developer T constitutes a toner image formed on the surface of the
磁気ローラ13Aは、感光体10の表面(現像領域)に現像剤を搬送する役割を担うものである。磁気ローラ13Aは、現像器13において摩擦帯電した現像剤Tを一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送する。この搬送された現像剤Tは、感光体10の現像領域において、静電潜像の静電引力によって感光体10の表面に付着してトナー像を形成し、静電潜像を可視化する。トナー像の帯電極性は、正規現像によって画像形成を行なう場合には感光体10の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像によって画像形成を行なう場合には、感光体10の表面の帯電極性と同極性とされる。
The
また、現像器13には液体現像方式の現像器を用いてもよい。液体現像方式の現像器は、トナーを含有する液体現像剤を貯溜する液体現像剤タンクをその外部に備える。液体現像剤は、トナー粒子と絶縁性液体であるキャリア液とからなる。キャリア液はシリコーンオイル等の非極性、すなわち電気的に中性の溶媒であり、その中にトナー粒子が高濃度で分散するように調整されている。トナー粒子は、エポキシ等のバインダー樹脂,トナーに所定の電荷を与える荷電制御剤,着色顔料などから構成されている。
Further, a liquid developing type developer may be used as the developing
液体現像方式の現像器の内部には、現像ローラに液体現像剤を供給する機構を有しており、液体現像剤を供給された現像ローラが感光体10の表面に当接して、感光体10の表面に液体現像剤を供給する。そして、液体現像剤を、現像剤担持体としての現像ローラから、静電潜像が形成された感光体10に供給することにより、感光体10上にトナー像を形成することができる。
Inside the liquid developing type developer, there is a mechanism for supplying the liquid developer to the developing roller, and the developing roller supplied with the liquid developing agent comes into contact with the surface of the
転写器14は、感光体10と転写器14との間の転写領域に供給された、例えば紙などの記録媒体Pに、感光体10のトナー像を転写する役割を担うものである。本例における転写器14は、転写用放電器14Aおよび分離用放電器14Bを備えている。転写器14では、転写用放電器14Aによって記録媒体Pの背面(非記録面)がトナー像とは逆極性に帯電し、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって記録媒体P上にトナー像が転写される。また、転写器14では、トナー像の転写と同時的に分離用放電器14Bにおいて記録媒体Pの背面が交流放電によって帯電が消去され、記録媒体Pが感光体10の表面から速やかに分離される。
The
また、転写器14としては、感光体10の回転に従動し、かつ感光体10とは微小間隙(通常は0.5mm以下)を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。転写ローラ
は、例えば直流電源を用いて、感光体10上のトナー像を記録媒体P上に引き付けるような転写電圧を印加するように構成される。転写ローラを用いる場合には、分離用放電器14Bのような転写分離装置は省略することができる。
Further, as the
定着器15は、記録媒体Pに転写されたトナー像を記録媒体Pに定着させる役割を担うものであり、一対の定着ローラ15A,15Bを備えている。定着ローラ15A,15Bは、例えば金属ローラ上をポリテトラフルオロエチレンなどで表面被覆したものが用いられる。定着器15では、一対の定着ローラ15A,15Bの間を通過させる記録媒体Pに対して熱および圧力などを作用させることにより、記録媒体Pにトナー像を定着させることができる。
The
クリーニング器16は、転写後に感光体10の表面に残存するトナーを除去する役割を担うものである。本例のクリーニング器16はクリーニングブレード16Aを備えている。クリーニングブレード16Aは、感光体10の表面から残留トナーを掻き取る役割を担うものである。クリーニングブレード16Aは、例えばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料で形成されている。
The cleaner 16 plays a role of removing the toner remaining on the surface of the
除電器17は、静電潜像として残っている感光体10の表面電荷を除去する役割を担うものである。本例の除電器17は感光体10への露光によって除電を行なうものであり、特定波長(例えば780nm以上)の光を出射可能なものが使用される。除電器17は、例えば発光ダ
イオードなどの光源を用いて感光体10の表面の軸方向全体に光照射することにより、感光体10の表面電荷(残余の静電潜像)を除去するように構成されている。
The
本発明に係る画像形成装置100によれば、本発明に係る光プリントヘッド1を備えるこ
とから、発光チップ3の発光ダイオード素子群33における発光強度のばらつきを低減することができるので、主走査方向の画像濃度むらを低減することができ、高画質の画像を得ることができるようになる。
According to the
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、コンタクトホール39の大きさを長さを変えて調整する際に、それぞれのコンタクトホール39において全体に渡って同じ幅でないといけないものではなく、コンタクト抵抗の調整の目的に応じて、コンタクトホール39の所望の部分について幅を調整したり、コンタクトホール39同士の間で幅を変えて調整したりしても構わない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications, improvements, and the like can be made without departing from the gist of the present invention. For example, when adjusting the size of the
1…光プリントヘッド
2…回路基板
3…発光チップ
10…電子写真感光体(感光体)
31…基板
32…発光ダイオード素子
33…発光ダイオード素子群
34…個別電極
35…電極パッド
36…配線
37…アノード電極
38…絶縁膜
39…コンタクトホール
100…画像形成装置
1 ... Optical printed
10 ... Electrophotographic photosensitive member (photoreceptor)
31… Board
32 ... Light emitting diode element
33 ... Light emitting diode element group
34… Individual electrodes
35 ... Electrode pad
36 ... Wiring
37… Anode electrode
38… Insulation film
39… Contact hole
100 ... Image forming device
Claims (4)
前記発光チップは、長方形状の基板と、
該基板の長手方向の第1の縁に沿って列状に配置された複数の発光ダイオード素子からなる発光ダイオード素子群と、
前記複数の発光ダイオード素子の各々に、絶縁膜に設けたコンタクトホールを通してアノード電極を介して接続されて列状に配置された複数の個別電極と、
前記基板の長手方向の第2の縁に沿って列状に配置された、前記複数の個別電極の各々に対応する複数の電極パッドと、
対応する前記個別電極と前記電極パッドとを接続している複数の配線とを有しており、
前記コンタクトホールの大きさは、前記発光ダイオード素子群の中央に位置する前記発光ダイオード素子に対応するものから前記発光ダイオード素子群の端に位置する前記発光ダイオード素子に対応するものに向かって大きくなっている、
光プリントヘッド。 An optical printed head including a circuit board and a plurality of light emitting chips mounted in a row on the circuit board.
The light emitting chip has a rectangular substrate and
A group of light emitting diode elements composed of a plurality of light emitting diode elements arranged in a row along the first edge in the longitudinal direction of the substrate, and
A plurality of individual electrodes arranged in a row connected to each of the plurality of light emitting diode elements via a contact hole provided in the insulating film via an anode electrode.
A plurality of electrode pads corresponding to each of the plurality of individual electrodes arranged in a row along a second edge in the longitudinal direction of the substrate.
It has a plurality of wirings connecting the corresponding individual electrodes and the electrode pads.
The size of the contact hole increases from the one corresponding to the light emitting diode element located in the center of the light emitting diode element group to the one corresponding to the light emitting diode element located at the end of the light emitting diode element group. ing,
Optical print head.
請求項1に記載の光プリントヘッド。 The contact hole becomes longer in length from the one corresponding to the light emitting diode element located in the center of the light emitting diode element group to the one corresponding to the light emitting diode element located at the end of the light emitting diode element group. ing,
The optical print head according to claim 1.
請求項1に記載の光プリントヘッド。 The plurality of light emitting chips are arranged in a row in the direction of the arrangement of the plurality of light emitting diode elements, and the plurality of wirings in the adjacent light emitting chips are alternately arranged on both sides of the arrangement of the light emitting chips. Yes,
The optical print head according to claim 1.
前記複数の電極パッドの各々に電気的に接続されて前記複数の発光ダイオード素子を駆動する定電流電源と、
前記光プリントヘッドによって、帯電した表面が露光される電子写真感光体とを備える、画像形成装置。 The optical print head according to any one of claims 1 to 3.
A constant current power source that is electrically connected to each of the plurality of electrode pads to drive the plurality of light emitting diode elements.
An image forming apparatus including an electrophotographic photosensitive member whose charged surface is exposed by the optical print head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019064130A JP2020163611A (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Optical print head and image formation apparatus having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019064130A JP2020163611A (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Optical print head and image formation apparatus having the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020163611A true JP2020163611A (en) | 2020-10-08 |
Family
ID=72715708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019064130A Pending JP2020163611A (en) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | Optical print head and image formation apparatus having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2020163611A (en) |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2019064130A patent/JP2020163611A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS61286866A (en) | Optical printer | |
JP2020163601A (en) | Optical print head and image formation apparatus having the same | |
JP4733576B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2009300597A (en) | Ion generating element, charging device, and image forming apparatus | |
US7421229B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2014086558A (en) | Light-emitting component, print head and image formation apparatus | |
JP2012104734A (en) | Light-emitting chip, light-emitting device, print head and image forming apparatus | |
JP2020163611A (en) | Optical print head and image formation apparatus having the same | |
US7042591B1 (en) | Image exposure apparatus and image forming apparatus | |
JPS59192586A (en) | Electrophotographic recorder | |
JP5146209B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6982224B1 (en) | A light emitting element array, an optical print head equipped with the array, and an image forming apparatus. | |
JP5404096B2 (en) | Optical printer head, image forming apparatus, and optical printer head driving method | |
US8547410B2 (en) | Exposure device and image forming apparatus | |
JP6815129B2 (en) | Semiconductor devices, optical printheads, and image forming devices | |
JP7377023B2 (en) | Exposure head and image forming device | |
JP2014116430A (en) | Light emitting component, print head, image forming apparatus and manufacturing method for light emitting component | |
JP5137561B2 (en) | Light emitting head assembly and image forming apparatus | |
KR20100010838A (en) | Image drum and method for manufacturing the same | |
JP2008296443A (en) | Optical printing head correcting method, optical printing head, and image forming device | |
JP6728604B2 (en) | Light emitting component, print head, and image forming apparatus | |
JP6943222B2 (en) | Semiconductor devices, optical printheads, and image forming devices | |
JP5568931B2 (en) | Light emitting element array and image forming apparatus using the same | |
JP2012091442A (en) | Light emitting apparatus, method for producing the same, optical printer head, and image forming system | |
JP5197107B2 (en) | LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING ELEMENT ARRAY INCLUDING THE SAME, AND IMAGE FORMING DEVICE PROVIDED WITH LIGHT EMITTING ELEMENT ARRAY |