JP4434769B2 - ラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、１ラインに複数の発光素子を配列した場合に、主走査方向の輝度のばらつきがない構成としたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。

１ラインに多数の発光素子を設けたラインヘッドを露光手段として用いる画像形成装置が開発されている。特許文献１には、光プリンタヘッドに１ラインのＥＬ（Electroluminesence、電界発光）素子を配列し、各ＥＬ素子に対応した階調データを各ＥＬ素子ごとに保持させることが記載されている。また、特許文献２には、１ラインに複数のＬＥＤチップを配列したプリンタヘッドにおいて、主走査方向の発光特性のばらつきを解消する技術が記載されている。

図１６は、従来の有機ＥＬ素子の配線構成の例を模式的に示す説明図である。図１６において、ラインヘッド１０には有機ＥＬ素子Ｅａが主走査方向に多数配列されて１ラインの発光素子ライン１が形成されている。２、３は薄膜配線で形成された第１、第２の電源線、６、７は給電点である。給電点６は電源（ＶＤＤ）側、給電点７は接地（ＧＮＤ）側に設けられている。Ａは有機ＥＬ素子Ｅａのアノード電極、Ｋはそのカソード電極で、それぞれの電極にはリード部が延設されている。

Ｔｒ２はドライブトランジスタで、有機ＥＬ素子Ｅａと同じ基板上に形成されている。ＤはドライブトランジスタＴｒ２のドレインで電源線２に接続される。ＧはドライブトランジスタＴｒ２のゲートであり、ソースＳは有機ＥＬ素子Ｅａのアノード電極Ａとリード部を介して接続される。なお、ゲートＧは図示を省略した制御トランジスタＴｒ１のソースと配線Ｇａで接続される。

図１７は、図１６の回路図であり図１６と同じところには同じ符号を付している。図１７に記載されているように、制御トランジスタＴｒ１には、ゲートの信号線４とドレインの信号線５が配線されている。また、ドライブトランジスタＴｒ２のドレインは、前記のように第１の電源線２に接続されており、そのゲートには制御トランジスタＴｒ１のソースが接続されている。発光素子ライン１に配列されている各有機ＥＬ素子Ｅａは、電源（ＶＤＤ）側の給電点６に接続される第１の電源線２と、接地（ＧＮＤ）側の給電点７に接続される第２の電源線３との間に接続されている。

有機ＥＬ素子を用いた発光素子は電流駆動素子であり、発光素子の発光度合いによりドライブトランジスタＴｒ２のドレイン側の電源線(ＶＤＤ側)と、発光素子の陰極（カソード電極）側の電源線(ＧＮＤ側)に流れる電流が増減する。ここで、これらの第１、第２の電源線は、薄膜配線で作成されており、これらの電源線の両端の抵抗はプリンタヘッドの大きさにより異なるが、数W〜数十Wのオーダとなる。

また、発光素子の電流は全発光素子がオンの場合には、少なくとも十ｍＡのオーダとなり、発光素子に印加する電圧は数十ｍＶ〜百ｍＶに達する。ここで、発光素子として有機ＥＬ素子を用いた場合には、僅かな印加電圧の差に対し、電流が変化する、換言すると発光光量が大きく変化する性質を有している。

特開平６―６４２２９号公報 特開平１１―１９８４３３号公報

図１４は、特許文献１、特許文献２に記載されているような、主走査方向に１ラインの発光素子ラインを形成した場合の、制御回路の配置例を示す説明図である。図１４において、電源側（ＶＤＤ）の給電点６ａ、６ｂは、発光素子ライン１の両端に設けられている。また、接地側（ＧＮＤ）側の給電点７ａ、７ｂも発光素子ライン１の両端に設けられている。電源側の給電点６ａ、６ｂは外部電源線１７ａに接続され、設置側の給電点７ａ、７ｂは外部電源線１７ｂに接続される。

有機ＥＬ素子Ｅａのアノード電極Ａは、リード部２７を介してドライブトランジスタＴｒ２のソースに接続される。また、有機ＥＬ素子Ｅａのカソード電極は、リード部２８を介して第２の電源線３に接続される。制御回路１５は、発光素子ライン１に配列されている各発光素子に対して設けられているドライブトランジスタＴｒ２や、制御トランジスタを駆動する制御信号が形成される。制御回路１５には、制御信号線１８ａ、１８ｂが接続される。２０は発光素子ライン１と制御回路１５などを覆う防湿板、３０はラインヘッドの基板である。

図１５は、図１４に示したような１ラインに複数の発光素子を配列した場合の、主走査方向における発光光量（輝度）の大きさがばらつく例を示す特性図である。横軸には、主走査方向の位置（Ｙ）を設定し、縦軸には有機ＥＬ素子を発光させたときの輝度Ｉを設定する。図１５に示されているように、１ラインに複数の有機ＥＬ素子（発光素子）を配列して、共通の第１、第２の電源線間に各発光素子を接続した場合には、主走査方向の位置により輝度が相違する。

発光素子の寿命は、輝度が大きい程短くなるので、発光素子の寿命にばらつきが生じる。また、発光光量にむらがあると印字品質の低下を招来することになる。このように図１４に示した前記特許文献１、特許文献２に記載の技術の例では、発光素子の寿命のばらつきや、印字品質の低下を招来するという問題があった。

本発明は、従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、１ラインに複数の発光素子を配列して発光動作させる場合に、主走査方向の輝度にばらつきがない構成としたラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、１ラインに配列される複数の発光素子と、電源側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第１の電源線と、接地側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第２の電源線とを備え、前記各発光素子を前記第１の電源線および第２の電源線間に接続したラインヘッドであって、
各発光素子と電源線間を接続する接続線に切り欠き部を形成して、前記各発光素子と電源線間を接続する接続線の抵抗値を異ならせ、前記接続線に形成される切り欠き部は、矩形状の複数の窓部として形成され、基準の窓部に対して他の窓部は長さと幅が所定の倍数で設定されており、
前記ラインの主走査方向における輝度のばらつきを補正したことを特徴とする。このように、各発光素子と電源線間を接続する接続線の抵抗値を異ならせているので、各発光素子に流れる電流が変化する。輝度が最低である発光素子の接続線の抵抗値を基準として、それよりも輝度が大きい発光素子の抵抗値を大きくすることにより、当該発光素子に流れる電流が小さくなり、輝度が平準化される。したがって、各発光素子の接続線の抵抗値をそれぞれれ基準となる輝度になるように調整することにより、ラインの主走査方向における輝度のばらつきを補正できる。
また、前記接続線に切り欠き部を形成して、前記各発光素子と電源線間を接続する接続線の抵抗値を異ならせている。このため、簡単な加工でラインの主走査方向における輝度の
ばらつきを補正することができる。
さらに、前記接続線に形成される切り欠き部は、矩形状の複数の窓部として形成され、基準の窓部に対して他の窓部は長さと幅が所定の倍数で設定されている。このように、矩形状の窓部で切り欠き部を形成するので、切り欠き部の加工を簡単に行える。また、切り欠き部で除去される部分の抵抗値の演算が容易であり、残部の抵抗値が誤差なく求めることができる。このため、接続線の抵抗値を精度良く補正することができる。

また、本発明は、前記発光素子の、像担持体側となる発光側に形成される透明電極と接続される接続線に切り欠き部を形成することを特徴とする。透明電極は高抵抗であるためトリミング制御が容易であり、切り欠き部の加工が簡単になる。

また、本発明は、前記窓部が形成された接続線は、抵抗値ＲがＲⁿ（ｎは１以上の整数）となる部分を複数有することを特徴とする。このため、接続線の抵抗値をデジタル的に設定することができるので、接続線の抵抗値の補正を簡単に行うことができる。

また、本発明は、前記接続線の線幅を変えて、前記各発光素子と電源線間を接続する接続線の抵抗値を異ならせたことを特徴とする。このため、製造などの要因で輝度がばらつく傾向にある場合にも対応することができる。

また、本発明は、前記発光素子に供給する制御信号を形成する制御回路を設けると共に、ＦＰＣをラインの長辺方向に設けて当該ＦＰＣにより外部電源線の配線を実装し、前記制御回路の信号線を前記ＦＰＣに配線したことを特徴とする。このように、高密度配線が可能なＦＰＣを用いて共通に外部電源線と信号線とを配線しているので、配線の構成をシンプルにすることができる。また、可撓性のあるＦＰＣをラインの長辺方向に設け、ＦＰＣにより外部電源線の配線を実装しているので、ラインヘッドのスペースを縮小することができる。さらに、ラインヘッドを湾曲させる場合などにも、取り付けが容易である。

また、本発明は、前記複数の発光素子が配列されるラインを副走査方向に複数行形成したことを特徴とする。このため、点灯中の発光素子ラインに発光素子の故障などが発生してもラインヘッドを交換することなく印字処理を継続して行うことができる。

また、本発明は、前記各ラインの中で、発光動作させるラインを選択する切り替え手段を設けたことを特徴とする。このため、通常動作用の発光素子ラインに動作不良が生じた場合にも迅速に対応して、発光動作を継続させることができる。また、切り替え手段をスイッチングトランジスタで構成した場合には、発光素子ラインの切り替えを精度良く素早く行うことができる。

また、本発明は、前記発光素子を形成する第１の基板の上部に配置する第２の基板に、第１の補助電源線と第２の補助電源線とを薄膜で形成し、前記第１、第２の電源線と前記第１、第２の補助電源線とを対向させて配置して、前記第１の電源線と第１の補助電源線とを導電部材で接続すると共に、前記第２の電源線と第２の補助電源線とを導電部材で接続したことを特徴とする。このように、第２の基板に給電点を設けることにより給電点の数が増加しているので、発光素子に対する電源線の電圧変動の影響を抑制することができる。したがって、１ラインに配列された発光素子の発光光量に差がない構成とすることができる。

また、本発明は、前記発光素子を有機ＥＬ素子、またはＬＥＤで構成したことを特徴とする。有機ＥＬ素子は静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できる。また、ＬＥＤで構成した場合には発光素子の製造が簡単になる。

本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段と、前記のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式の画像形成装置において、主走査方向の輝度のばらつきを補正することができる。また、ラインヘッドのサイズを小さくすることができる。

また、本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、前記のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリ現像ユニットを備えた画像形成装置において、主走査方向の輝度のばらつきを補正することができる。また、ラインヘッドのサイズを小さくすることができる。

また、本発明の画像形成装置は、中間転写部材を備えたことを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、主走査方向の輝度のばらつきを補正することができる。また、ラインヘッドのサイズを小さくすることができる。

本発明によれば、１ラインに複数の発光素子を配列して発光動作させる際に、主走査方向の輝度のばらつきを補正することができる。このため、各発光素子の発光光量に差がなくなり、寿命をそろえることができる。また、印字品質の低下を防止することができる。

さらに、可撓性のあるＦＰＣをラインの長辺方向に設け、ＦＰＣにより外部電源線の配線を実装しているので、ラインヘッドのスペースを縮小することができる。なお、ラインヘッドを湾曲させる場合などにも、取り付けが容易である。

図１は、本発明の実施形態を示す説明図である。図１において、図１４と同じところには同じ符号を付している。図１の例においては、有機ＥＬ素子Ｅａのカソード電極と第２の電源線３とを接続するリード部（接続線）に、レーザ照射などによるトリミングを行い切り欠き部２５を形成している。このように、図１５の輝度特性において、最も輝度が小さい（暗い）有機ＥＬ素子のカソードに接続されるリード部に合わせて、他の有機ＥＬ素子のカソードに接続されるリード部の抵抗値を調整するものである。なお、図１においては、有機ＥＬ素子Ｅａ（発光素子）を９個配列しているがこれは例示であり、有機ＥＬ素子Ｅａは必要に応じて適数個が配列される。

すなわち、輝度が大きい（明るい）有機ＥＬ素子のカソードに接続されるリード部に切り欠き部２５を形成することにより、当該リード部の抵抗値を増大させる。このため、該当の有機ＥＬ素子に流れる電流が減少し、発光光量（輝度）が低下する。切り欠き部２５の大きさは、図１５に示したような輝度特性に基づいて、主走査方向の輝度が均等になるような抵抗値が得られるように選定する。

このような処理は、次のようにして行う。（１）ラインヘッドの各発光素子を点灯させたときの輝度特性を制御装置のメモリに記憶させておく。（２）ＣＰＵなどの処理装置で、各発光素子に接続される接続線の修正される抵抗値を演算する。（３）演算結果に基づいてトリミング処理を実行し、切り欠き部を形成する。

図２は、図１に対応する輝度特性を示す特性図である。図２において、白抜きの部分が修正前の輝度であり、灰色部分が修正後の輝度である。Ｉａは最も輝度が小さいラインである。図１のように、リード部に切り欠き部２５を形成することにより、例えば主走査方向の中央部の位置における輝度はＩｘ低減されて、前記最低のラインＩａに修正される。

図３は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図３の例では、有機ＥＬ素子のアノード電極に接続されるリード部に、抵抗値調整用の前記切り欠き部２５を形成している。すなわち、図１の例では、切り欠き部２５は接地側（ＧＮＤ）の第２の給電線３側に形成しているが、図３の例では電源側（ＶＣＣ）の第１の電源線２側に形成している。

有機ＥＬ素子は、ガラスなどの基板上に絶縁層や発光層などが積層されて形成される。像担持体側となる発光側に形成されるアノード電極またはカソード電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｕｉｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、インジウムー錫酸化物）などの透明電極で形成される。このような透明電極に接続されるリード部は、比較的高抵抗なのでトリミング制御が容易である。これに対して、低抵抗のリード部の場合には、線幅を大きく変える必要があり、トリミング制御が複雑になる。切り欠き部２５を形成する際に、図１の接地側（ＧＮＤ）、または図３の電源側（ＶＣＣ）どちらの処理とするかは、発光側に形成される透明電極が、アノード電極またはカソード電極のいずれであるかを考慮して決定する。

図４は、切り欠き部２５を形成する他の実施形態を示す説明図である。この例では、リード部２７に形成する切り欠き部を予め所定の大きさの矩形状の窓部２９ａ、２９ｂとして設定するものである。窓部２９ａ、２９ｂの形成後に残されたリード部２７の幅Ｗは、０．５、１、２の割合となるように設定する。また、窓部２９ａ、２９ｂの長さＬが１および２の割合となるように設定する。このように、矩形状の窓部で切り欠き部を形成するので、切り欠き部の加工を簡単に行える。

この場合の各部の抵抗値は、Ｒ１をＲとすると、Ｒ２は幅が半分になるので抵抗値は２Ｒとなる。Ｒ３は長さがＲ２の２倍となるので抵抗値は４Ｒ、Ｒ４は幅がＲ３の半分となるので抵抗値は８Ｒとなる。このように、前記窓部２９ａ、２９ｂが形成されたリード部２７は、抵抗値ＲがＲⁿ（ｎは１以上の整数）となる部分を複数有することになる。したがって、図４の例ではデジタル的なトリミングが可能となるので、リード部の抵抗値の補正が容易になる。

図４の例では、Ｒ１の部分のみを残して、他の３個所のＲ２、Ｒ３、Ｒ４の部分を切断すれば、リード部の抵抗値はＲとなる。また、Ｒ４の部分のみを残して、他の３個所のＲ１、Ｒ２、Ｒ３の部分を切断すれば、リード部の抵抗値は８Ｒとなる。リード部の抵抗値２Ｒ、４Ｒも同様の処理で得られる。図４の例では、切り欠き部で除去される部分の抵抗値の演算が容易であり、残部の抵抗値が誤差なく求めることができる。このため、接続線の抵抗値を精度良く補正することができる。なお、窓部２９ａ、２９ｂの長さ、窓部２９ａ、２９ｂ形成後のリード部の幅、窓部の数などを適宜設定することにより、リード部の抵抗値を所望の値に選定できる。

図５は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図５の例では、リード部の線幅を異なる大きさに形成するものである。図１〜図４の例は、個別の発光素子毎にリード部の抵抗値を変えて輝度のばらつきを補正している。これに対して図５の例では、製造などの要因で輝度がばらつく傾向にある場合に、予めリード部の抵抗値の分布を変えておくものである。

すなわち、図５の例では、ラインの主走査方向で中央部の輝度が高い傾向にある場合に、中央部のリード部２８ａの線幅を、両端部２８ｂの線幅よりも狭くして、中央部のリード部２８ａの抵抗値を両端部２８ｂの抵抗値よりも大きくしている。１ライン全体としては、主走査方向で中央部寄りのリード部の線幅を狭くし、両端寄りのリード部の線幅を広くしている。

図６は、図５に対応する輝度の特性図である。図６においても、白抜きの部分が修正前の輝度であり、灰色部分が修正後の輝度である。Ｉａは輝度の基準値である。主走査方向の中央部付近において、輝度はＩｙ低下して基準値Ｉａに接近している。このように、リード部の線幅を変えることによっても、主走査方向の位置による輝度のばらつき傾向を補正することができる。

なお、発光素子としては、有機ＥＬ素子以外に、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄ）を用いることもできる。有機ＥＬ素子は静的な制御が可能であるので、制御系を簡略化できるという利点がある。また、ＬＥＤで構成した場合には発光素子の製造が簡単になる。

図７は、本発明が適用されるラインヘッドの例を示す説明図である。図７において、１１ａはラインヘッドの筺体で、基板３０上には、発光素子ライン１、制御回路１５、静電破壊防止回路１６が設けられている。また、ラインヘッドの短辺側に長さが短縮された第１のＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）１３を設ける。さらに、ラインヘッドの長辺側には、ラインに沿って第２のＦＰＣ１４を設けている。基板３０の上側には、基板３０に実装されている発光素子を保護するための防湿板２０が配設されている。制御回路１５では、発光素子ライン１に配列されている各発光素子に対して設けられているドライブトランジスタや、制御トランジスタを駆動する制御信号が形成される。制御回路１５には、前記静電破壊防止回路１６に接続される制御信号線１８ａ、外部に引き出される制御信号線１８ｎ、１８ｍが接続される。１ラインに配列される発光素子の接続線には、前記図１〜図５で説明したように、抵抗値を調整する処理を行う。

図１で説明したように、本発明の実施形態においては、電源（ＶＤＤ）側の給電点６ａ、６ｂと、接地（ＧＮＤ）側の給電点７ａ、７ｂがラインの両側の位置になるように設けている。図１の例では、ラインの両側に設けた当該給電点６ａ、６ｂの位置と、給電点７ａ、７ｂの位置が、前記ラインの長辺方向に設けられている第２のＦＰＣ１４に配列されるように、第１の電源線２、第２の電源線３を直角に折曲させている。これらの給電点６ａ、６ｂ、および給電点７ａ、７ｂは、第２のＦＰＣ１４に配線された電源側（ＶＤＤ）の外部電源線１７ａ、および接地側（ＧＮＤ）の外部電源線１７ｂに接続される。また、ラインの両端に設けられる給電点６ａ、６ｂ間に、さらに複数の給電点６ｃ、６ｄを配置して電源側（ＶＤＤ）の外部電源線１７ａに接続する。

同様に、ラインの両端に設けられる給電点７ａ、７ｂ間に複数の第２の給電点７ｃ、７ｄを配置して、接地側（ＧＮＤ）の外部電源線１７ｂに接続する。９ａは、第１の電源線２から給電点６ａを接続する引き出し線と、第２の電源線３との交差部に設けた接触防止用の絶縁材である。また、９ｂは、第１の電源線２から給電点６ｄを接続する引き出し線と、第２の電源線３との交差部に設けた絶縁材である。

このように、図７の例では、電源側における第１の電源線の給電点、および接地側における第２の電源線の給電点をラインの両側に設けると共に、ラインの長辺側に電源側および接地側それぞれに複数の給電点を設けて給電点の数を増加させている。このため、各発光素子に対する電源線の電位変動の影響を抑制することができる。したがって、１ラインに配列された発光素子の発光光量には差が無いことになり、発光素子の寿命にバラツキが生じない。

また、図７の例では、外部電源線に接続される給電点を電源側に２個所、接地側に３個所設けているが、給電点は１個所とすることもできる。さらに、当該給電点は、電源側、接地側ともに同じ数を同じ位置に設定することもできる。なお、この給電点は、電源側、接地側について異なる数で異なる位置に千鳥状に配置することもできる。このように、外部電源線に接続される給電点の位置や数は任意に設定することができる。なお外部電源線に接続される給電点を、図７に示したラインの両端に設けられている給電点６ａ、７ａ、６ｂ、７ｂの近傍に設けても良い。

このように、外部電源線に接続される給電点を設置することにより電源線の電圧降下の影響がより小さくなる。このため、各発光素子に印加される電圧に差がなくなるので、発光光量を均等にすることができる。したがって、図７の例では、発光素子の第１の電源線２に対する接続点の位置による印加電圧の差を小さくすることができる。

また、図７の例では、ラインの短辺側には縦方向に長さが短縮された第１のＦＰＣ１３を設け、ラインの長辺側にはラインに沿って第２のＦＰＣ１４を設けている。このように、ＦＰＣをラインの短辺側と長辺側に二つに分割してラインヘッドの空きスペースに配置している。このため、ラインの短辺側のサイズが短縮されるので筺体の設置スペースを節約することができる。ラインヘッドの長辺側には発光素子ラインが形成されており、本来必要なスペースである。このため、第２のＦＰＣ１４を設けても長辺側のサイズは変わらない。なお、可撓性のあるＦＰＣにより制御回路の配線と電源線の配線を実装しているので、ラインヘッドを湾曲させる場合などにも、取り付けが容易である。

図８は、本発明に係る他の実施形態を示す説明図である。図７と同じところには同じ符号を付している。図８の例では、図７に示した第１のＦＰＣ１３の設置を省略している。制御回路１５に接続される信号線１８ａ〜１８ｃは、ラインヘッドの短辺側から直接外部に引き出される。このように、図８の例では、ラインヘッドの短辺側に縦長方向に設置されるＦＰＣが省略されているので、筺体１１ｂの短辺方向のスペースを大幅に節約することができる。

ラインヘッドの長辺側には、制御回路１５に接続される信号線１８ａ〜１８ｃが配線されるので、その分長辺側のサイズがやや大きくなる。しかしながら、ラインヘッドの端部には、像担持体などを駆動する輪列系が配置されており、筺体全体からみるとそれ程サイズを大きくする要因とはならない。図８の例においても、１ラインに配列される発光素子の接続線には、前記図１〜図５で説明したように、抵抗値を調整する処理を行う。

１８ｘは、ＦＰＣ１４から制御回路１５に配線される信号線である。このように、ＦＰＣ１４は給電点６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄに対する電源線の配線と共に、制御回路１５に対する配線を実装することも可能である。なお、ＦＰＣは高密度配線が可能であるので、図８において、制御回路１５を省略することも可能である。この場合には、前記各発光素子に対して設けられているドライブトランジスタや、制御トランジスタを駆動する制御信号を外部で形成し、信号線をＦＰＣに配線する。したがって、ラインヘッドの筺体は、短辺側のサイズをさらに小さくすることができる。

図９は、本発明の他の実施形態にかかるラインヘッドを示す説明図である。図９において、ラインヘッド１０には、主走査方向（Ｙ方向）に多数の発光素子Ｅａを配列した発光素子ライン１ａを設ける。この発光素子ラインは、副走査方向（Ｘ方向）に複数行（ライン）形成される。この例では、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの４ライン設けられている。１ａ〜１ｄの各行に配列されている発光素子の接続線に対して、前記図１〜図５で説明したような、抵抗値を調整する処理を行う。

図９の例では、発光素子ライン１ｂは予備動作用の発光素子ラインとして形成されており通常は使用されない。通常の印字処理で使用される通常動作用の発光素子ライン１ａのいずれかの発光素子Ｅａが故障した場合には、詳細を後述する切り替え手段により予備動作用の発光素子ライン１ｂを使用する。発光素子ライン１ｃ、１ｄは、例えば多重露光を行う場合に使用することができる。

図９に示したラインヘッドにおいては、予備動作用として設けられる発光素子ラインは１ラインのみに限定されるものではない。発光素子ライン１ｃを発光素子ライン１ｄの予備動作用として形成することもできる。また、図９の例では発光素子ラインを副走査方向に４行形成しているが、発光素子ラインを２行形成し、一方の１ラインを通常動作用の発光素子ライン、他方の１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして切り替えて使用する構成とすることもできる。なお、多重露光用のラインヘッドにおいては、通常動作用の発光素子ラインは任意数のラインを形成することができる。

このように、図９の例においては、ラインヘッドの副走査方向に２行以上の複数ラインの発光素子ラインを設け、その中の少なくとも１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして形成することができる。その形態は、前記のように、２ラインの発光素子ラインを通常動作用の発光素子ラインと予備動作用の発光素子ラインに区分して形成する場合、３ライン以上の複数ラインで発光素子ラインを形成し、その中の少なくとも１ラインを予備動作用の発光素子ラインとして使用する場合が含まれる。後者の場合には、予備動作用の発光素子ラインは２ライン以上形成することもできる。

図１０は、本発明の他の実施形態を示す回路図である。ラインヘッド１０には、発光素子ライン１ａ、１ｂが設けられている。発光素子ライン１ａには、例えば有機ＥＬ素子を用いた発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が配列されている。また、発光素子ライン１ｂにも、有機ＥＬ素子を用いた発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３が配列されている。２は電源（ＶＤＤ）側の給電点６ａ、６ｂに接続される第１の電源線、３ｘ、３ｙは接地（ＧＮＤ）側の給電点７ａ、７ｂ（７ｂは図示を省略している）に接続される第２の電源線である。発光素子ライン１ａ、１ｂに配列されている各発光素子の接続線に対して、前記図１〜図５で説明したような、抵抗値を調整する処理を行う。

８は切り替えスイッチで、接触子８ｃが接点８ａ側に投入されている場合には、第１、第２の電源線２、３ｘ間に直流電圧が印加されて発光素子ライン１ａの各発光素子Ｄ００〜Ｄ２３が点灯動作する。また、切り替えスイッチ８の接触子８ｃが接点８ｂ側に投入されている場合には、第１、第２の電源線２、３ｙ間に直流電圧が印加されて発光素子ライン１ｂの各発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３が点灯動作する。

発光素子ライン１ａは通常動作用に設けられており、発光素子ライン１ｂは予備動作用に設けられている。発光素子ライン１ａの発光素子Ｄ００〜Ｄ２３のいずれかに故障が発生した場合には、前記切り替えスイッチ８により発光素子ライン１ｂの各発光素子Ｄ５０〜Ｄ７３に電圧を印加して発光動作を行わせる。このように、図１０の例では、各発光素子ラインの発光素子のカソード側が共通に接続される電源線３ｘ、３ｙを切り替えスイッチ８で切り替えることにより、発光素子ラインを切り替えている。

この際に、第１の電源線２は各発光素子ラインの発光素子のアノード電極に共通して接続されている。図１０の例では、一方の電源線２は２ラインの発光素子ラインで共通に接続した状態を維持し、他方の電源線３ｘ、３ｙのみを切り替えている。このため、両方の電源線を共に切り替える場合と比較して、切り替え手段の構成を簡略化することができる。また、切り替え動作を円滑に行うことができる。

切り替えスイッチ８は、図１０に示されているような機械的なスイッチの外に、トランジスタなどの電子的スイッチを用いる構成とすることができる。また、発光素子ライン１ａ、１ｂの一方を通常動作用、他方を予備動作用とするものであり、発光素子ライン１ｂを通常動作用、発光素子ライン１ａを予備動作用として用いることもできる。なお、切り替え手段をスイッチングトランジスタで構成した場合には、発光素子ラインの切り替えを精度良く素早く行うことができる。

図１１は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図１１（ａ）はラインヘッド１０ａの平面図、図１１（ｂ）は側面図である。図１１において、３０は基板、２ａは基板上に配線される電源線、２０は防湿板、２１、２３は防湿板２０の下側に配線される補助電源線である。防湿板２０は、基板３０に形成される有機ＥＬ素子を保護するものである。なお、基板上には、電源（ＶＤＤ）側、および接地（ＧＮＤ）側にそれぞれ電源線が形成されている。図１１では図示を省略しているが、基板３０には、１ラインに複数の発光素子が配列されており、各発光素子の接続線には、図１〜図５で説明したような抵抗値の調整を行う。

補助電源線２１は電源（ＶＤＤ）側、補助電源線２３は接地（ＧＮＤ）側に配線される。２２ａ〜２２ｎは、補助電源線２１の給電点、２４ａ〜２４ｎは、補助電源線２３の給電点である。防湿板２０に形成されている前記各給電点２２ａ〜２２ｎ、２４ａ〜２４ｎは、基板３０側に配線された電源線の各給電点と接続部材３１により電気的に接続される。

図１１の構成では、給電点の数が増加しているので、１ラインのどの位置に配列された発光素子に対しても、電源線の電圧変動の影響を抑制することができる。したがって、１ラインに配列された発光素子の発光光量に差がない構成とすることができる。接続部材３１は、例えば導電性粒子からなる接着材を用いることができる。このように、導電部材３１を接着材で構成しているので、電源線の各給電点と補助電源線の各給電点との接続を強固にすることができる。

基板３０に配線されている電源（ＶＤＤ）側の電源線は、隔壁材などで被覆されている。このため、例えばコンタクトホールを形成してこの中に前記接続部材３１を挿入することにより、基板３０側の給電点と防湿板２０側の給電点とを電気的に接続することができる。図８の例では、本来部材が設けられておらず空きスペースとなっている防湿板２０に補助電源線２１、２３を配線しているので、スペースの有効利用が図れる。

また、防湿板２０に多数の給電点２２ａ〜２２ｎ、２４ａ〜２４ｎを設けて、基板３０側の各給電点と接続部材３１により電気的に接続している。このため、各発光素子に対する電源線の電圧変動の影響が抑制され、発光光量に差がなくなる。また、補助電源線２１、２３は防湿板２０に幅広の面状に形成されている。このため、抵抗値を下げることができる。さらに、例えば不透明材料で補助電源線２１、２３を形成すると、発光素子から像担持体とは反対方向へ迷光が放射されることを防止することができる。

上記の説明は、モノクロプリンタのような画像形成装置に使用されるラインヘッドを対象としている。しかしながら、本発明においては、４サイクルカラープリンタや、タンデム方式のカラープリンタにも当該ラインヘッドは当然適用されるものである。これらのカラープリンタにおいては、本発明の構成とすることにより、ラインヘッドに配列された各発光素子における発光光量のばらつきを抑制することができる。また、発光素子を過電圧から保護することができる。

図１２は、発光素子として有機ＥＬを用いた画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。

図１２に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。

前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。

各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイ露光ヘッド（ラインヘッド）１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。

また、この有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。

ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。

現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。

このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。

なお、図１２中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。

このように、図１２の画像形成装置は、書き込み手段として有機ＥＬアレイを用いているので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。

次に、本発明に係る画像形成装置に係る他の実施の形態について説明する。図１３は、画像形成装置の縦断側面図である。図１３において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段（ラインヘッド）１６７、中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着器の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。

現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。

１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書込手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。

中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。

用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。

上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレイ、１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。

用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、例えば低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。

図の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。

中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。

４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。

以上、本発明のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置について実施例に基づいて説明した。本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。

以上説明したように、本発明によれば、１ラインに複数の発光素子を配列して点灯動作させる場合において、主走査方向の輝度にばらつきがない構成したラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の輝度特性を示す特性図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の輝度特性を示す特性図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す回路図である。 本発明の他の実施形態を示す回路図である。 本発明に係るタンデム方式の画像形成装置の概略構成を示す縦断側面図である。 本発明の他の実施形態を示す画像形成装置の縦断側面図である。 従来例の構成を示す説明図である。 図１４の輝度特性を示す特性図である。 従来例の構成を示す説明図である。 従来例の構成を示す回路図である。

符号の説明

１・・・発光素子ライン、２・・・第１の電源線、３・・・第２の電源線、４、５・・・信号線、６、７・・・給電点、８・・・切り替えスイッチ、９ａ、９ｂ・・・絶縁材、１０・・・ラインヘッド、１３・・・第１のＦＰＣ、１４・・・第２のＦＰＣ、１５・・・制御回路、１７ａ、１７ｂ・・・外部電源線、２０・・・防湿板、２５、２６・・・切り欠き部、２７、２８・・・接続線（リード部）、３０・・・基板、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・感光体ドラム（像担持体）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）・・・現像装置、５０・・・中間転写ベルト、６６・・・二次転写ローラ、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ・・・有機ＥＬアレイ露光ヘッド（ラインヘッド）、１６１・・・現像装置、１６５・・・感光体ドラム、１６７・・・露光ヘッド（ラインヘッド）、１６９・・・中間転写ベルト、１７１・・・二次転写ローラ、Ｐ…記録媒体、Ｅａ・・・有機ＥＬ素子、Ｅ１、Ｅ２・・・発光素子、Ｅｘ、Ｅｙ・・・擬似発光素子、Ｔｒ１・・・制御トランジスタ、Ｔｒ２、・・・ドライブトランジスタ、

Claims (12)

1. １ラインに配列される複数の発光素子と、電源側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第１の電源線と、接地側の給電点に接続される薄膜配線で形成した第２の電源線とを備え、前記各発光素子を前記第１の電源線および第２の電源線間に接続したラインヘッドであって、
   各発光素子と電源線間を接続する接続線に切り欠き部を形成して、前記各発光素子と電源線間を接続する接続線の抵抗値を異ならせ、前記接続線に形成される切り欠き部は、矩形状の複数の窓部として形成され、基準の窓部に対して他の窓部は長さと幅が所定の倍数で設定されており、
   前記ラインの主走査方向における輝度のばらつきを補正したことを特徴とする、ラインヘッド。
2. 前記発光素子の、像担持体側となる発光側に形成される透明電極と接続される接続線に切り欠き部を形成することを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
3. 前記窓部が形成された接続線は、抵抗値ＲがＲⁿ（ｎは１以上の整数）となる部分を複
   数有することを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
4. 前記接続線の線幅を変えて、前記各発光素子と電源線間を接続する接続線の抵抗値を異ならせたことを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
5. 前記発光素子に供給する制御信号を形成する制御回路を設けると共に、ＦＰＣをラインの長辺方向に設けて当該ＦＰＣにより外部電源線の配線を実装し、前記制御回路の信号線を前記ＦＰＣに配線したことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のラインヘッド。
6. 前記複数の発光素子が配列されるラインを副走査方向に複数行形成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のラインヘッド。
7. 前記各ラインの中で、発光動作させるラインを選択する切り替え手段を設けたことを特
   徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のラインヘッド。
8. 前記発光素子を形成する第１の基板の上部に配置する第２の基板に、第１の補助電源線と第２の補助電源線とを薄膜で形成し、前記第１、第２の電源線と前記第１、第２の補助電源線とを対向させて配置して、前記第１の電源線と第１の補助電源線とを導電部材で接続すると共に、前記第２の電源線と第２の補助電源線とを導電部材で接続したことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のラインヘッド。
9. 前記発光素子を有機ＥＬ素子、またはＬＥＤで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッド。
10. 像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
11. 静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリ現像ユニットと、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のラインヘッドとを備え、前記ロータリ現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリ現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリ現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
12. 中間転写部材を備えたことを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載の画像形成装置。

Images