JP4873197B2 - 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、発光素子の基板端面からの射出光による画像不良を防止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。

一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により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）とする現像手段とを有している。

カラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して、複数個（例えば４個）配置し、これら単色トナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して中間転写ベルト上で複数色（例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒））のトナー像を重ね合わせて中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。

また、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、ラインヘッドとを備えたカラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置においては、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し、所定の回転方向に回転することにより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する。そして、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。このような処理により、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成するものである。

前記のようなタンデム方式、またはロータリ方式の画像形成装置においては、露光手段としてＬＥＤアレイ、またはＥＬアレイを備えたラインヘッドが用いられる場合がある。また、このようなラインヘッドにおいては、ＥＬアレイやＬＥＤアレイと外部回路基板とを電気的に接続している。

例えば、特許文献１には、ＬＥＤの発光素子を単一チップ上に集積させた発光素子アレイが記載されている。また、特許文献２には、その図１を参照すると、ＥＬアレイ６の長手側に外部接続フレキシブル回路基板９が取り付けられているラインヘッドが記載されている。更に、特許文献３には、その第１図を参照すると、ＬＥＤプリントヘッド１のヘッド基板５における側縁（短辺側）に外部接続回路基板８が装着されたラインヘッドが記載されている。

このようなラインヘッドにおいては、発光素子からの射出光は像担持体に向けて照射され像担持体を露光するが、一部は発光素子が設けられている透明基板、または半透明基板内を伝播して、漏れ光として外部に照射される場合がある。図１５は、有機ＥＬ発光素子から発光される光線の伝播例を示す説明図である。

図１５において、有機ＥＬ発光素子９０から射出される光線は、透明基板９１に入射し、有機ＥＬ発光素子９０が配置された面とは反対側の面から射出光Ｒｐが射出され、像担持体を露光する。９２、９３は、透明基板９１の長手方向端面に配置されるフレームである。光線が透明基板９１から射出する際に、射出面への入射角が臨界角以上の光線は、射出面で全反射する。一旦全反射した光線は、透明基板９１内で全反射を繰り返しながら伝
播し、そのほとんどは透明基板９１の端面から射出する。端面から射出した光線は、露光ヘッド内で迷光Ｒｔとなる。この迷光Ｒｔの一部は光学系を通過して像面上の不要な部分を露光し、画質を劣化させてしまうという問題がある。

有機ＥＬ発光素子９０の駆動には、透明基板９１上に形成されたＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ 薄膜トランジスタ）を用いることができる。ＴＦＴは、光が照射されると電気特性が変化する特性を有している。このため、透明基板９１の端面から射出した光線が再入射の光線Ｒｓとして入射して、ＴＦＴに照射されると、ＥＬ発光素子９０の駆動条件が変化して、発光光量が乱れてしまうという問題がある。

ラインヘッドには、前記のように透明基板の外側に外部接続基板が取り付けられている。このような場合においても、像面上の画像形成が不要な部分を露光することがある。図１６は、外部接続基板が取り付けられている例を長手方向の断面で示す説明図である。図１６において、６２は有機ＥＬ発光素子を用いた発光部６３を取り付けているガラス基板、ＣＬは有機ＥＬ発光素子の光軸である。

不透明な材質を用いたハウジング６０は、ガラス基板６２の周囲を覆い、像担持体に面した側は開放している。６４はカバーガラス、６６は不透明なカバーである。ガラス基板６２の一方端部には外部接続回路基板８０が重ねて装着され、図示を省略している配線で有機ＥＬ発光素子の駆動回路と電気的に接続されている。外部接続回路基板８０が光反射性部材で構成されている場合には、ガラス基板６２内を伝播した光Ｒｙがガラス基板６２の端面より外部に放射され、外部接続回路基板８０の表面で反射されて迷光Ｒｔとなり、この迷光Ｒｔが像担持体を露光する。
特開平１１−１３８８９９号 特開２００２−２３５９３号 特公平７−１２７１４号

このように、透明基板に複数の発光素子を設けたラインヘッドにおいて、透明基板の外側に外部接続回路基板が装着される場合には、透明基板内を伝播して外部に放射された光が外部接続回路基板で反射して迷光となる。この迷光によって像担持体が露光され、画像不良が発生することになる。しかしながら、前記前記特許文献１〜特許文献３には、このような画像不良の発生に対処する技術が開示されておらず、透明基板に外部接続回路基板を装着した場合の印字品質の劣化が避けられない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、発光素子の基板端面から射出した迷光が像担持体を露光することによる画像不良を防止した、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にある。

上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、透明基板と、
前記透明基板に設けられ、当該透明基板を通して画像形成領域に光を射出する発光素子と、
前記透明基板の外側に重ねて装着される外部接続回路基板とを有し、
前記透明基板と前記外部接続回路基板が部分的に筐体により覆われたラインヘッドにおいて、
前記外部接続回路基板を接着層により前記透明基板に取り付け、前記透明基板の屈折率をＮｇ、前記接着層の屈折率をＮｂとするときに、Ｎｇ≦Ｎｂ、に設定し、
前記透明基板の端面を光吸収性部材で構成し
前記外部接続回路基板を光伝播性部材により構成したことを特徴とする。このように、外部接続回路基板を光伝播性部材により構成しているので、透明基板内を伝播して当該基板端面から射出される光は外部接続回路基板内に導入されてその内部を伝播する。このため、基板端面から射出した迷光が像担持体を露光することによる画像不良の発生を防止することができる。また、透明基板内を伝播してきた光は、接着層で反射されることなく外部接続回路基板に入射され、外部接続回路基板内を伝播する光となる。このため、透明基板から射出される迷光による像担持体の露光を防止することができる。

また、本発明は、前記外部接続回路基板に、前記透明基板から入射した光を前記画像形成領域の露光面には影響のない方向に進行させる放射部を設けたことを特徴とする。このため、像担持体の露光面には影響がない方向に迷光を誘導することにより、画像不良の発生を防止することができる。

また、本発明は、前記放射部から放射された光を吸収する光吸収部材を設けたことを特徴とする。このため、像担持体が不要光で露光されることをより確実に防止することができる。

また、本発明は、前記透明基板の端面に光反射性部材を設けたことを特徴とする。このため、透明基板の端面で反射された光を外部接続回路基板に導入させて、迷光が透明基板の端面から射出されることを防ぐことができる。

また、本発明は、前記透明基板の端面と前記外部接続回路基板との間に光反射面を有し、反射光を前記外部接続回路基板に入射する光反射部材を設けたことを特徴とする。このため、透明基板の端面から放射された光を反射させ外部接続回路基板に導入させることが可能となる。

また、本発明は、前記透明基板の端面を光吸収性部材で構成したことを特徴とする。このため、ガラス基板内を伝播した光は光吸収性部材で吸収され、外部への放射を防止することができる。

また、本発明は、前記透明基板をガラス基板で構成したことを特徴とする。このため、光透過性が良好になり発光素子から像担持体に効率良く光を射出させることができる。

また、本発明は、前記発光素子を有機ＥＬ発光素子で形成したことを特徴とする。このため、発光素子の作製が容易である。さらに、発光素子の形状を任意の形状とすることができるのでコストの低減を図ることができる。

また、本発明は、前記外部接続回路基板をＦＰＣで構成したことを特徴とする。このため、外部接続回路基板のラインヘッドへの取り付け時に扱いやすく、折り曲げが可能なので、不要なスペースを取らないという利点がある。

また、本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段、前記ラインヘッド、現像手段、転写手段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、発光素子の基板端面から射出した迷光が像担持体を露光することによる画像不良を防止ことができる。

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、発光素子の基板端面から射出した迷光が像担持体を露光することによる画像不良を防止ことができる。

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を備えた画像形成装置において、発光素子の基板端面から射出した迷光が像担持体を露光することによる画像不良を防止ことができる。

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よれば、発光素子が設けられた透明基板の外側に外部回路基板を装着したラインヘッドにおいて、発光素子の基板端面から射出した迷光が像担持体を露光することによる画像不良を防止ことができる。

以下、図を参照して本発明を説明する。図８は、本発明のラインヘッドが適用される画像形成装置の一例を示す模式的断面図である。本実施例は、転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。図８において、本実施例の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを有し、さらに、第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３’を備え、開閉蓋３’は第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能にされている。

ハウジング本体２内には、電源回路基板及び制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が配設されている。画像形成ユニット６及び給紙ユニット１０内の消耗品は、本体に対して着脱可能な構成であり、その場合には、転写ベルトユニット９を含めて取り外して修理又は交換を行うことが可能な構成としている。ハウジング本体２の前面下部の両側には、回動軸３ｂを介して第１の開閉部材３がハウジング本体２に開閉自在に装着されている。

転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に離当接されるクリーニング手段１７とを備え、従動ローラ１５及び中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより、中間転写ベルト１６駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１６ａが下方に位置するようにされている。本実施例においては、前記ベルト面１６ａはベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）である。

上記駆動ローラ１４及び従動ローラ１５は、支持フレーム９ａに回転自在に支持され、支持フレーム９ａの下端には回動部９ｂが形成される。この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合され、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在に装着されている。また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、ロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けら
れた係止軸２ｃに係止可能にされている。駆動ローラ１４は、二次転写ユニット１１を構成する二次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。また、従動ローラ１５をクリーニング手段１７のバックアップローラとして兼用させている。また、クリーニング手段１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられている。

また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０に対向して板バネ電極からなる一次転写部材２１がその弾性力で当接され、一次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。

画像形成ユニット６は、複数（本実施例では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備え、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体２０と、像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４を有している。なお、帯電手段２２、像書込手段２３及び現像手段２４は、画像形成ステーションＹのみに図番を付けて、他の画像形成ステーションについては構成が同一のため、図番を省略する。また、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は任意である。

各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるように配置される。その結果、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。像担持体２０は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に回転駆動される。中間転写ベルト１６にはクリーニング手段１７を設け、転写残りのトナーを回収する。

帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が感光体である像担持体２０に対して逆方向で、かつ、２〜３倍の周速度で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。このような帯電手段２２を用いることで、極めて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外を多量のオゾンによって汚染することがない。また、像担持体２０との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いたときに発生する転写残りトナーの帯電ローラへの固着も発生し難く、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。

像書込手段２３は、後述するように、有機ＥＬ発光素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッド（ラインヘッド）を用いている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。本実施例においては、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、帯電手段２２及び像書込手段２３を１つの像担持体ユニット２５としてユニット化し、転写ベルトユニット９と共に支持フレーム９ａに交換可能にすることにより、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの像担持体２０に対する位置決めを保持する構成とし、像担持体ユニット２５の交換時には有機ＥＬアレイ露光ヘッドを含めて交換する構成としている。

次に、現像手段２４の詳細について、画像形成ステーションＫを代表して説明する。現像手段２４は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたト
ナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１及び像担持体２０に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。

像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転され、現像ローラ３３及び供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体２０の回転方向とは逆方向に回転駆動される。一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体２０へと搬送されて現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。

また、給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５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３６とからなる給紙部を備えている。第１の開閉部材３内には、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４及び中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送手段１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。

定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有し、記録媒体に二次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。本実施例においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６及び中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。

図９は、図８に示した像担持体２０近傍を示す部分的な断面図である。各像担持体２０の所定位置で当接回転するように帯電手段２２の導電性ブラシローラが支持されており、帯電手段２２の下流側に各々有機ＥＬアレイ露光ヘッドからなる像書込手段２３が各像担持体２０に位置決めしてそれに平行に支持されている。像書込手段２３の下流側のケース５０の壁面には、各像担持体２０に対応して現像手段２４の現像ローラ３３を当接させる開口５１が設けられている。

各開口５１と像書込手段２３の間には、ケース５０の遮蔽部分５２が残されており、また、帯電手段２２と像書込手段２３の間にケース５０の遮蔽部分５３が残されている。この遮蔽部分５２、５３、特に、開口５１と像書込手段２３の間の遮蔽部分５２が像書込手段２３中の有機ＥＬ材料からなる発光部へ外から紫外線が達するのを防いでいる。８２は、有機ＥＬ発光素子アレイ６１を前面から覆う屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５が汚れた場合に、拭き取りを行うクリーニングパッドである。

図１０は、像書込手段２３の断面図である。像書込手段２３には、屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５を設けている。このロッドレンズアレイ６５は、不透明なハウジング６
０に取り付けている。当該ハウジング６０中の屈折率分布型ロッドレンズアレイ６５の後面に面して、有機ＥＬ発光素子アレイ６１が取り付けられている。ハウジング６０の背面から、その中の有機ＥＬ発光素子アレイ６１を不透明なカバー６６で遮蔽する。固定板バネ６７により、ハウジング６０背面に対してカバー６６を押圧してハウジング６０内を光密に密閉する構成としている。ハウジング６０は、ガラス基板６２の周囲を覆い、像担持体２０に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズから像担持体２０に光線を射出する。ハウジング６０のガラス基板６２の端面と対向する面には、光吸収性の部材（塗料）が設けられている。

図１１は、像書込手段２３の有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３近傍の一例を示す断面図である。有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、例えば０．５ｍｍ厚のガラス基板６２上に、各発光部６３の発光を制御する厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）７１が例えば千鳥配置の２列の発光部６３各々に対応して欄外に設けられている。

ガラス基板６２上には、前記ＴＦＴ７１上のコンタクトホールを除いて厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ₂からなる絶縁膜７２が成膜され、コンタクトホールを介してＴＦＴ７１に
接続するように発光部６３位置に厚さ１５０ｎｍのＩＴＯからなる陽極７３が形成されている。次いで、発光部６３以外の位置に対応する部分には厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ₂
からなる別の絶縁膜７４が成膜される。

絶縁膜７４の上に、発光部６３に対応する穴７６を形成した厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク７５が設けられ、そのバンク７５の穴７６内に、陽極７３側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層７７、厚さ５０ｎｍの発光層７８が成膜される。その発光層７８の上面と穴７６の内面及びバンク７５の外面を覆うように厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第１層７９ａと厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第２層７９ｂとが順に成膜される。

その上に窒素ガス等の不活性ガス８０を介して厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス６４でカバーされて有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部６３が構成されている。発光部６３からの発光はガラス基板６２側に行われる。このように、本発明においてはガラス基板上に有機ＥＬ発光素子を形成しているので、光透過性が良好になる。また、発光素子の作製が容易である。さらに、発光素子の形状を任意の形状とすることができるのでコストの低減を図ることができる。

図１２は、像担持体ユニット２５に取り付けられた各像担持体（感光体ドラム）２０に対して像書込手段２３を正確に位置決めするための機構の１例を示す斜視図である。像担持体２０は、その軸で像担持体ユニット２５のケース５０に回転可能に取り付けられており、一方、有機ＥＬ発光素子アレイ６１は、図１２に示すように長尺のハウジング６０中に保持されている。

長尺のハウジング６０の両端に設けた位置決めピン６９をケース５０の対向する位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のハウジング６０の両端に設けたねじ挿入孔６８を通して固定ねじをケース５０のねじ穴にねじ込んで固定することにより、各像書込手段２３が所定位置に固定される。６５'はロッドレンズである。

図１３は、像書込手段２３の主走査方向の断面図である。なお、外部接続回路基板は簡略化するために図示を省略している。図１３に示されているように、有機ＥＬ発光素子アレイ６１の発光部から出力された光線は、ガラス基板６２を通過して像担持体２０側に射出する。そして、ガラス基板６２は、前記発光部が形成される面と光線が射出する面が略平行な面で構成されている。

図１は、本発明に係るラインヘッドの一例を長手方向の断面で示す説明図である。図１において、図１１と同じところには同じ符号を付している。図１において、ハウジング６０はガラス基板６２の像担持体への射出領域を除いてガラス基板６２と対向配置されている。また、外部接続回路基板８０が装着されている側面部にも、ガラス基板６２の端面にはハウジング６０で覆われていない部分が存在している。

また、不透明なカバー６６はガラス基板６２を上側から覆っているが、側面の外部接続回路基板８０が装着されている部分には不透明なカバー６６が被着されていない部分が存在している。このように、ガラス基板６２と、ガラス基板６２の外側に装着される外部接続回路基板８０は、ハウジング６０と不透明なカバー６６で形成される筺体で部分的に覆われる構成とされている。

この実施形態においては、ガラス基板６２の外側にガラス基板６２と重ねて装着されている外部接続回路基板８０を光伝播性部材により構成する。このため、ガラス基板６２と外部接続回路基板８０との重なり部分で導光路が形成され、ガラス基板６２内を伝播した光線Ｒｙは、両者の重なり部から外部接続回路基板８０に入射して、外部接続回路基板８０内をＲｘのように伝播する。したがって、ガラス基板６２の端面から放射される迷光により像担持体を露光することがなくなり、印字画像の品質劣化を防止することができる。

光伝播性部材としては、例えば透明の合成樹脂材を用いることができる。図１に示されているように、本発明においてはガラス基板６２と、ガラス基板６２の外側に重ねて装着される外部接続回路基板８０とは、部分的に筐体により覆われた構成であり、有機ＥＬ発光素子からの射出光は像担持体に向けて照射され、基本的には不要光は外部に漏出しない構成としている。

しかしながら、発光素子をガラス基板のような透明基板上に形成しているため、前記のように射出面への入射角が臨界角以上の光線は、射出面で全反射し、光線は、透明基板９１内で全反射を繰り返しながら伝播する。ガラス基板内を伝播した光はその端面から迷光として放射され、筐体により覆われていない外部接続回路基板８０の貫通部分から外部に漏出することがある。このような外部漏出光を防止するために、図１の例においてはガラス基板の外側に装着した外部接続回路基板８０を光伝播性部材で構成し、ガラス基板内を伝播した光を外部接続回路基板８０に入射している。このため、当該入射光は外部接続回路基板８０を伝播し、迷光で像担持体が露光されることを防止して印字品質の劣化が生じないようにしている。

なお、本発明においては、外部接続回路基板８０をフレキシブルな合成樹脂材（ＦＰＣ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で形成している。このため、ラインヘッドへの取り付け時に扱いやすく、折り曲げが可能なので、不要なスペースを取らないという利点がある。

図２は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図２の構成においては、外部接続回路基板８０を接着層８１によりガラス基板６２に取り付ける。ここで、ガラス基板６２の屈折率をＮｇ、前記接着層８１の屈折率をＮｂとするときに、Ｎｇ≦Ｎｂ、に設定する。すなわち、接着層８１の屈折率Ｎｂがガラス基板６２の屈折率Ｎｇよりも大きくなるように接着層８１の材質を選定している。この場合には、ガラス基板６２内を伝播してきた光Ｒｙは、反射されることなく外部接続回路基板８０に入射され、外部接続回路基板８０内を伝播する光Ｒｘとなる。このため、ガラス基板６２から射出される迷光による像担持体の露光を防止することができる。

図３は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態においては、ガラス基板６２の外部接続回路基板８０が装着されている側の端面に光反射性部材６２ａを設ける。光反射性部材６２ａは、例えばアルミ箔などの金属箔を貼り付けることにより実現できる。このように、
ガラス基板６２の端面に光反射性部材６２ａを設けているので、外部接続回路基板８０がガラス基板６２と接している面８０ａに導入できなかった光Ｒｙを端面で反射させ、反射光Ｒｚを外部接続回路基板８０に入射させている。したがって、ガラス基板６２内を伝播した光Ｒｙがその端面から出射して迷光となるのを防ぐことができる。

図４は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態においては、ガラス基板６２の外部接続回路基板８０が装着されている側の端面と外部接続回路基板８０との間に光反射形状の部材８２を設ける。この光反射形状の部材８２は、ガラス基板６２とは別部材を前記接着材（図示省略）により外部接続回路基板８０の下面に取り付けるものである。光反射形状の部材８２の形状は、図示したように斜め下方に向けてカットして反射面８２ａを形成している。

ガラス基板６２内を伝播した一部の光Ｒｙａは、ガラス基板６２と重なり合っている部分から外部接続回路基板８０に入射されて、外部接続回路基板８０内を伝播する光Ｒｘとなる。また、ガラス基板６２内を伝播した一部の光Ｒｙｂは、その端面から光反射形状の部材８２に入射され、前記斜めカットされた端面で反射光Ｒｗとなる。この反射光Ｒｗは、外部接続回路基板８０内への入射光Ｒｕとなる。

光反射形状の部材８２における反射面８２ａにおいて、法線Ｎに対する入射角θａと反射角θｂは等しくなる。このため、反射光Ｒｗは外部接続回路基板８０側の方向、すなわち、像担持体とは反対方向に反射されるので、迷光の影響による画像劣化を防止することができる。ここで、接着層の屈折率を前記のようにＮｂ、光反射形状の部材８２の屈折率をＮとするときに、Ｎ≦Ｎｂとなるような材料で光反射形状の部材８２を構成する。この場合には、反射光Ｒｗはより外部接続回路基板８１に導入しやすくなる。

図５は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態においては、外部接続回路基板８０を半透明性の合成樹脂などの光減衰性部材で構成する。この場合には、ガラス基板６２からの入射光は、外部接続回路基板８０内を伝播する際に、減衰した光Ｒｖとなり、像担持体への迷光を効果的に遮断することができる。

図６は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態においては、外部接続回路基板８０の一部に光の放射部８０ｂを設ける。この光の放射部８０ｂは、例えば外部接続回路基板８０の端面などに光の取出用開口部を設けることにより形成できる。放射された光Ｒｓは、像担持体の露光面には影響がない方向に進行させる。この例では、ガラス基板６２から外部接続回路基板８０に入射した光を、積極的に像担持体の露光面には影響がない方向に誘導することにより画像不良の発生を防止するものである。

なお、図６の構成において、取り出された光Ｒｓを光吸収部材、例えば黒色塗装などを施した部材で吸収させることにより、光エネルギーを減衰させることもできる。この場合には、より確実に像担持体が不要光で露光されることを防止することができる。さらに、取り出された光Ｒｓの受光素子を設けて発光させることにより、発光素子の発光確認を行う構成とすることもできる。このような受光素子としては、例えばフォトダイオードなどを用いることができる。したがって、発光素子の故障の有無や輝度低下の度合いなどを簡単に判断することができる。

図６の構成において、ガラス基板６２の端面を図３で説明したように光反射性部材を設
ける構成とすることができる。また、図４で説明したように、ガラス基板６２の端面と外部接続回路基板８０との間に光反射形状の部材を設ける構成とすることもできる。これらの構成を合わせることにより、ガラス基板６２の端面からの迷光の放射を効果的に防止することができる。

図７は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。この実施形態においては、ガラス基板６２の端面６２ｂを光吸収性部材で構成する。光吸収性部材は、例えば黒色塗料を塗布するなどにより実現できる。この場合には、ガラス基板６２内を伝播した光Ｒｐは光吸収性部材６２ｂで吸収され、外部への放射を防止することができる。

外部接続回路基板８０は、光伝播性部材、光減衰性部材のいずれでも良い。すなわち、図７の例では、外部接続回路基板８０に光を導入すると共に、ガラス基板６２自体でも端面で光を吸収することによって、より効果的に迷光が像担持体に放射されることを防止できる。なお、図７の例においても、外部接続回路基板８０には図６で説明したような光の放射部を設けることができる。

本発明においては、モノクロプリンタの他に、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、ラインヘッドに形成される複数ラインの発光素子ラインを合理的に使用することができる。

次に、本発明に係るラインヘッドが適用される画像形成装置の他の形態について説明する。図１４は、画像形成装置の縦断側面図である。図１４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（露光ヘッド）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が、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、発光素子の基板端面からの射出光による画像不良を防止したラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を構成することができる。

本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 本発明の実施形態を示す説明図である。 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。 図３の一部を示す断面図である。 像書込手段の断面図である。 有機ＥＬアレイ近傍の断面図である。 像書込手段の斜視図である。 本発明の実施形態を示す断面図である。 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。 有機ＥＬ発光素子から発光される光線の伝播例を示す説明図である。 外部接続回路基板を設けた場合の有機ＥＬ発光素子から発光される光線の伝播例を示す説明図である。

１…画像形成装置、２…ハウジング本体、３…第１の開閉部材、４…第２の開閉部材、５…電装品ボックス、６…画像形成ユニット、７…送風ファン、９…転写ベルトユニット、１０…給紙ユニット、１１…二次転写ユニット、１２…定着ユニット、１３…記録媒体搬送手段、１６…中間転写ベルト、１７…クリーニング手段、１９…二次転写ローラ、２０…像担持体、２１…一次転写部材、２２…帯電手段、２３…像書込手段、２４…現像手段、２５…像担持体ユニット（像担持体カートリッジ）、３３…現像ローラ、５０…ケース、５１…開口、５２、５３…遮蔽部分、６０…ハウジング、６１…有機ＥＬ発光素子アレイ、６２…ガラス基板、６３…発光部、６４…カバーガラス、６５…屈折率分布型ロッドレンズアレイ、６６…カバー、７１…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、８０…外部接続回路基板、８１…接着層、８２…光反射形状の部材、Ｐ…記録媒体

Claims (7)

1. 透明基板と、
   前記透明基板に設けられ、当該透明基板を通して画像形成領域に光を射出する発光素子と、
   前記透明基板の外側に重ねて装着される外部接続回路基板とを有し、
   前記透明基板と前記外部接続回路基板が部分的に筐体により覆われたラインヘッドにおいて、
   前記外部接続回路基板を接着層により前記透明基板に取り付け、前記透明基板の屈折率をＮｇ、前記接着層の屈折率をＮｂとするときに、Ｎｇ≦Ｎｂ、に設定し、
   前記透明基板の端面を光吸収性部材で構成し
   前記外部接続回路基板を光伝播性部材により構成したことを特徴とする、ラインヘッド。
2. 前記透明基板をガラス基板で構成したことを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
3. 前記発光素子を有機ＥＬ発光素子で形成したことを特徴とする、請求項２に記載のラインヘッド。
4. 前記外部接続回路基板をＦＰＣで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のラインヘッド。
5. 像担持体の周囲に帯電手段と、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。
6. 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４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。
7. 中間転写部材を備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の画像形成装置。

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