JPH11198429A - 露光装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡素化され小型で安価な露光装置、お
よび、処理速度の高速化を図ると同時にムラの無い高精
細な画像を形成する画像形成装置を実現する。 【解決手段】 基板４上に複数個の発光素子チップ１１
０１，１１０２からなる発光素子チップ列１１を形成
し、その発光素子チップ列を発光素子配列方向と直交な
方向に複数列１１，１２設けたので、十分な光量をもっ
て像担持体に高密度な潜像を形成し、高速な画像形成処
理に対処する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光系の光源とし
て用いられる露光装置、および、モノクロ画像およびカ
ラー画像を形成するプリンタ、ファクシミリ、複写機等
の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタ，ファクシミリ，デジタ
ル複写機等の画像形成装置の多数は、電子写真方式が用
いられている。その装置内には、外部コンピュータ、あ
るいは画像読み取り系から出カされた画像信号に応じた
潜像を像担持体上に形成する露光系として、発光ダイオ
ード等の発光素子をアレイ化した光源からなる露光装置
が使用されているものがある。露光装置は、小型であ
り、静粛な画像形成装置を簡単に構成することが可能で
ある。

【０００３】また、このような露光装置における発光素
子は発光ダイオードなどで構成されるが、これらの素子
は、ある点、あるいは、ある面から拡散光を放射するも
のであり、像担持体上に潜像を形成するためには発光素
子から発せられた拡散光を各々微小なスポットに結像す
る必要がある。このため、露光装置には、ロッドレンズ
アレイに代表される結像素子列を設けてあるものが多
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、結像素
子列の多くは、発光素子から拡散された光の一部を集光
するにすぎず、露光される光量は発光素子が拡散する全
発光量に対してかなり小さくなる。

【０００５】また、その一方で、画像形成装置は近年高
速化が求められており、画像形成を高速に実行しようと
すると、発光素子からの光の露光時間が短くなるため、
良好な潜像が得られない場合がある。

【０００６】また、画像形成装置の小型化に伴って、装
置内要素である露光装置の小型化も要求されている。

【０００７】そこで、本発明の目的は、構造が簡素化さ
れ、小型で安価な露光装置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、処理速度の高
速化を図ると同時に、ムラの無い高精細な画像を形成す
ることが可能な画像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体の露光
を行う露光装置であって、複数個の発光素子が形成され
た発光素子チップと、前記発光素子チップを複数個配列
して構成された発光素子チップアレイと、前記発光素子
チップアレイが互いに略平行に複数列配列された基板と
を具えることによって、露光装置を構成する。

【００１０】ここで、前記発光素子は発光サイリスタと
することができる。

【００１１】前記発光素子チップは、しきい電圧若しく
はしきい電流を電気的に制御可能な複数個の発光サイリ
スタと、該近傍の発光サイリスタが互いに電圧若しくは
電流の一方向性をもつ電気素子で接続された駆動部とを
有し、該駆動部は２相の転送クロックによって自己走査
を行うことができる。

【００１２】前記複数列の発光素子チップアレイは、前
記基板上の共通の導電パターン上に設けることができ
る。

【００１３】前記発光素子チップアレイを２列により構
成し、一方の発光素子チップアレイの各発光素子チップ
上のボンディングパッドを、他方の発光素子チップアレ
イの各発光素子チップ上のボンディングパッドとは反対
側の対向する位置に配置することができる。

【００１４】前記発光素子チップに電力を供給する電源
ラインは、前記各発光素子チップアレイ単位で共有する
ことができる。

【００１５】前記電源ラインを前記各発光素子チップア
レイへ分岐する手段は、前記基板上の導通パターンに設
けることができる。

【００１６】前記発光素子チップに２相のクロックを印
加する２相の転送クロックラインは、前記各発光素子チ
ップアレイ単位で共有することができる。

【００１７】前記２相の転送クロックラインを前記各発
光素子チップアレイへ分岐する手段は、前記基板上の導
通パターンに設けることができる。

【００１８】前記発光素子チップにスタートクロックを
印加するスタートクロックラインは、前記各発光素子チ
ップアレイ単位で共有することができる。

【００１９】前記スタートクロックラインを前記各発光
素子チップアレイへ分岐する手段は、前記基板上の導通
パターンに設けることができる。

【００２０】また、前記発光素子は、発光ダイオードと
することができる。

【００２１】前記発光素子チップ内の複数個の発光素子
に対して１本のアノードラインが共通に接続され、か
つ、当該アノードラインが前記発光素子チップ間で共有
されたアノードドライバと、前記発光素子チップ内の１
本のアノードラインに共有される発光素子の数に対応し
たカソードラインを、各発光素子チップ単位で有するカ
ソードドライバとをさらに具えることができる。

【００２２】前記発光素子チップから前記アノードドラ
イバへの電気的な接続手段は、当該発光素子チップ上か
らのボンディングワイヤとすることができる。

【００２３】前記発光素子チップから前記カソードドラ
イバへの電気的な接続手段は、当該発光素子チップ上か
らのボンディングワイヤとすることができる。

【００２４】前記発光素子チップから前記カソードドラ
イバへの電気的な接続手段は、当該発光素子チップの前
記基板に接する面に設けられた電極とすることができ
る。

【００２５】前記発光素子チップアレイを２列により構
成し、一方の発光素子チップアレイの各発光素子チップ
上のボンディングパッドを、他方の発光素子チップアレ
イの各発光素子チップ上のボンディングパッドとは反対
側の対向する位置に配置することができる。

【００２６】２個の発光素子に対して１本のアノードラ
インを共通に接続することができる。

【００２７】４個の発光素子に対して１本のアノードラ
インを共通に接続することができる。

【００２８】また、本発明は、複数個の発光素子が形成
された発光素子チップを複数個配列して構成された発光
素子チップアレイを有し、前記発光素子チップアレイか
らの光束を結像手段を介して感光体上に結像することに
より露光を行う露光装置であって、前記発光素子チップ
アレイが互いに略平行に複数列配列された基板と、前記
発光素子チップ内に設けられ、しきい電圧もしくはしき
い電流を電気的に制御可能な複数個の発光サイリスタ
と、該近傍の発光サイリスタが互いに電圧もしくは電流
の一方向性をもつ電気素子で接続された駆動部とを具
え、該駆動部は２相の転送クロックによって自己走査を
行うことによって、露光装置を構成する。

【００２９】また、本発明は、複数個の発光素子が形成
された発光素子チップを複数個配列して構成された発光
素子チップアレイを有し、前記発光素子チップアレイか
らの光束を結像手段を介して感光体上に結像することに
より露光を行う露光装置であって、前記発光素子チップ
アレイが互いに略平行に複数列配列された基板と、前記
発光素子として構成された発光ダイオードと、前記発光
素子チップ内の複数個の発光ダイオードに対して１本の
アノードラインが共通に接続され、かつ、当該アノード
ラインが前記発光素子チップ間で共有されたアノードド
ライバと、前記発光素子チップ内の１本のアノードライ
ンに共有される発光ダイオードの数に対応したカソード
ラインを、各発光素子チップ単位で有するカソードドラ
イバとを具え、前記アノードドライバと前記カソードド
ライバとによって、前記発光ダイオードをマトリックス
制御することによって、露光装置を構成する。

【００３０】また、本発明は、光源から出射された光束
を結像手段により結像し、該結像された光束を感光体上
に露光することによって顕像化する電子写真式の画像形
成装置であって、前記露光装置を前記光源として設け、
発光素子の配列方向が前記像担持体の回転方向に直交す
る方向となるように当該露光装置を配置することによっ
て、画像形成装置を構成する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００３２】本発明の第１の実施の形態を、図１〜図８
に基づいて説明する。

【００３３】まず、本装置の全体構成の概略を、図３〜
図４に基づいて説明する。図３は、露光装置３０と、露
光装置３０が露光する像担持体２の断面図である。ま
た，図４は、露光装置３０が搭載される画像形成装置の
一例を示す。

【００３４】図３の露光装置３０において、発光素子チ
ップ列１１，１２の列方向は円柱状の像担持体２の回転
軸と平行であり、発光素子チップ列１ｌ，１２と像担持
体２との間には多数のロッドレンズを発光素子チップ列
１１，１２と略平行に２列並べたロッドレンズアレイ３
がある。これらロッドレンズアレイ３は、発光素子チッ
プ列１１，１２から発散される光束を、像担持体２の表
面上に微少なスポットとして結像する位置に正確に位置
決めされている。

【００３５】また、露光装置３０において、発光素子チ
ップ実装用のチップ基板４上には、発光素子チップ列１
１，１２が実装されている。このチップ基板４は、フレ
キシブル基板９，１０を介して、ドライバーチップ実装
用のドライバー基板８と電気的に接続されている。この
ドライバー基板８上には、各発光素子を駆動させるドラ
イバーチップ５、制限抵抗（図示せず）などが実装され
ている。そして，このチップ基板４は、放熱作用を兼ね
備えた部材７に、接着あるいはビス留めなどの手段で固
定されている。また、ロッドレンズアレイ３は、発光素
子チップ列１１，１２からの洩れ光を防止する機能を持
ったカバー６に固定されており、像担持体２の表面上に
微少なスポットとして結像する位置に正確に位置決めさ
れている。

【００３６】図４において、図３の露光装置３０は、画
像形成装置に光源部として組み込まれている。ここで
は、画像形成装置として複写機を例に挙げて説明する。

【００３７】原稿台２４に載置された原稿は、読み取り
光学系９０によって読み取られ、画像データに変換され
る。その一方で、記録材８０が、本体内の給送ローラ１
３，１４あるいは本体外部から給送ローラ１５を介して
給送され、レジストローラ１６ａ，１６ｂの位置に達し
た際にセンサ（図示せず）によって記録材８０の先端位
置が検知され、あるタイミングでレジストローラ１６
ａ，１６ｂによって給送される。

【００３８】そして、像担持体２では、帯電が前もって
帯電器によって行われている。露光装置３０からの出射
光は前記画像データに応じて出射され、矢印方向に回転
させられる像担持体２に露光され、これにより静電潜像
が形成される。この静電潜像に応じて、現像器１８から
現像材（図示せず）が像担持体２に付与される。この現
像材が付与された像担持体２が転写器１９上の位置まで
回転すると同時に、記録材８０も転写器１９上に到達し
て現像材が記録材８０上に転写される。これにより、記
録材８０は搬送路２１を通り、定着器２２ａ，２２ｂま
で到達し、転写された現像材が記録材８０に定着され、
トレイ２３に排出させられ、これにより画像形成が完了
する。

【００３９】以下、本発明に係る主要部の構成を詳細に
説明する。

【００４０】次に、露光装置３０における発光素子チッ
プ列１１，１２の実装状態を、図１および図２に基づい
て説明する。

【００４１】図１は、発光素子チップがチップ内の発光
素子列を互いに略平行な位置に配置されている様子を説
明する。図２は、１列目の発光素子チップ列１１と２列
目の発光素子チップ列１２とが実装されるチップ基板４
や、前述したドライバーチップ５に対応したドライバー
チップ５０１〜５０３が実装されるドライバー基板８な
どの全体的な配置を説明する。

【００４２】図２に示すように、発光素子チップ１１０
１，１１０２，１１０３，１１０４が、チップ基板４上
の導電パターン４ａ上に導電性の接着剤（図示せず）で
固定されており、前述した発光素子チップ列１１を構成
している。また、この発光素子チップ列１１に略平行に
なるように、発光素子チップ１２０１，１２０２，１２
０３，１２０４が、チップ基板４上の導電パターン４ａ
上に導電性の接着剤（図示せず）で固定されており、前
述した発光素子チップ列１２を構成している。そして、
発光素子チップ１１０１〜１１０４，１２０１〜１２０
４は、チップ基板４上の導電パターン４ａに固着されて
いる。

【００４３】また、各発光素子チップ１１０１〜１１０
４，１２０１〜１２０４は、後述する信号ＶＧＡ，Φ
ｓ，Φ１，Φ２，ＤＡＴＡの外部からの入力ラインが必
要である。そこで、発光素子チップ１１０１を例に挙げ
ると、図１に示すように、各信号は、ボンディングワイ
ヤ１５５１，１５５２，１５５３，１５５４，１５５５
を介して入力される。例えばボンディングワイヤ１５５
１の場合には、発光素子チップ１１０１上のボンディン
グパッド１１０１ａとチップ基板４上のボンディングパ
ッド４ｂとに電気的に接続されており、チップ基板４上
の導電パターン（図示せず）に接続される。

【００４４】また、２列目の発光素子チップ１２０１の
発光素子列１２は、１列目の発光素子チップ１１０１の
発光素子列１１と互いに略平行になるよう配置されてい
る。この場合、発光素子チップ１２０１にも、ボンディ
ングワイヤ１６５１，１６５２，１６５３，１６５４，
１６５５が設けられる。

【００４５】ここで、各発光素子チップ１１０１〜１１
０４，１２０１〜１２０４からの光束を遮らぬように、
各チップ上のボンディングパッド１１０１ａは、各チッ
プ上の発光素子列に対して、外側の位置に設けられてい
る。さらに、各チップ上からチップ基板４上に伸ばされ
るボンディングワイヤ１５５１〜１５５５，１６５１〜
１６５５は、ポンディングパッド１１０１ａからさらに
発光素子列に対して外側に位置するように配置される。

【００４６】また、図２に示すように、チップ基板４
は、フレキシブル基板９０１，９０２，１００１，１０
０２，１００３を介して、ドライバーチップ５０１〜５
０３が実装されたドライバー基板８と電気的に接続され
る。ドライバー基板８は、保持部材９２を介して部材７
に固定されている。

【００４７】このように発光素子チップ１１０１〜１１
０４，１２０１〜１２０４が実装された基板４は、放熱
作用を兼ね備えた部材７の像担持体２の対向面に、接着
材或いはビス留め或いは両面テープなどの手段によって
固定されている。また、ドライバーチップ５０１〜５０
３は、１個のドライバーチップで発光素子チップの複数
個のチップを駆動するタイプのものであるが、この他の
例として、各々１個のドライバーチップによって１個の
発光素子チップを駆動する１対１対応のものでもよい。

【００４８】次に、本発明で用いる発光素子を含む回路
構成を、図５〜図８に基づいて説明する。

【００４９】図５は、サイリスタ構造からなる自己走査
型の各発光素子チップ１１０１〜１１０４，１２０１〜
１２０４内部の発光素子列の回路構成を示す。図６は、
複数の発光素子チップ１１０１〜１１０４，１２０１〜
１２０４と制御部との接続構成を示す。図７は、発光素
子チップ１１０１〜１１０４，１２０１〜１２０４の制
御部の構成を示す。図８は、画像データがバッファ部に
格納された状態を示す。

【００５０】図５は、サイリスタ構造からなる自己走査
型の発光素子チップ１１０１内の発光素子列の等価回路
を示す。なお、発光素子チップ１１０１内部について示
すが、他の発光素子チップも全く同様な構成である。

【００５１】２００１は発光素子チップ１１０１のシフ
トレジスタ部であり、２００２は発光素子チップ１１０
１の発光部である。２００３は負荷抵抗であり、２００
４，２００５は各々サイリスタを示す。サイリスタ２０
０４，２００５のゲート端子は、ダイオード２００６を
介して互いに接続され、また、負荷抵抗２００３を介し
て電源ＶＧａに接続される。また、転送動作のための転
送クロックΦ１，Φ２がサイリスタ２００４のカソード
に印加される。

【００５２】ここで、発光動作について説明する。

【００５３】今、サイリスタ２００４が転送クロックΦ
１によってオン状態であるとすると、ゲート電位はほぼ
零ボルトになり、この電位はダイオード２００６を通し
て右方向に影響を与える。次の転送クロックΦ２によっ
て右方向の素子のみ選択的にターンオンされるため、右
方向への転送が可能となる。そして、このようにしてア
ドレスされたと同時に、画像データに対応したＤＡＴＡ
クロックをＤＡＴＡラインから発光部２００２に入力す
ることにより、サイリスタ２００５が発光する。このよ
うな動作を繰り返すことによって、所定のサイリスタを
画像データに対応させて発光させることができる。

【００５４】図６において、１１０１，１１０２，…１
１０４は１列目の発光素子チップであり、これにより発
光素子チップ列１１を構成する。同様に、１２０１，１
２０２，…１２０４は２列目の発光素子チップであり、
これにより発光素子チップ列１２を構成する。

【００５５】２１０１は、発光素子チップ列１１，１２
の制御部である。１列目の発光素子チップ１１０１〜１
１０４には、電源ＶＧａ、スタートクロックΦＳａ、２
相の転送クロックΦ１ａ，Φ２ａが共通に入力される。
また、発光素子チップ１１０１にはＤＡＴＡ１ａが、発
光素子チップ１１０２にはＤＡＴＡ２ａが、発光素子チ
ップ１１０４にはＤＡＴＡ４ａがそれぞれ入力される。
このように制御部２１０１によって、各チップ毎に発光
素子数分の画像データが順次入力される。

【００５６】また、２列目の発光素子チップ１２０１，
１２０２，…１２０４には、電源ＶＧａ、スタートクロ
ックΦＳｂ、２相の転送クロックΦ１ｂ，Φ２ｂが共通
に入力される。また、発光素子チップ１２０１にはＤＡ
ＴＡ１ｂが、発光素子チップ１２０２にはＤＡＴＡ２ｂ
が、発光素子チップ１２０４にはＤＡＴＡ４ｂがそれぞ
れ入力される。

【００５７】図７において、１Ａ，１Ｂはそれぞれ１番
目の発光素子チップ１１０１，１２０１の発光素子列を
示し、同様に、２Ａ，２Ｂはそれぞれ２番目の発光素子
列１１０２，１２０２を示す。

【００５８】また、制御部２１０１は、各発光体チップ
に対応したバッファ部２２０１と、データ分配部２２０
３とを備えている。データ分配部２２０３には、画像デ
ータ格納部２２０２から画像データが転送される。

【００５９】図８は、画像データ格納部２２０２に格納
された画像データ（印字データ）を示す。Ａ１からＡ１
２７は、１列目の発光素子チップ１１０１〜１１０４に
おける１番目の発光素子チップ１１０１が印字すべき印
字データである。Ａ１２８からＡ２５５は、１列目の２
番目の発光素子チップ１１０２が印字すべき画像データ
である。Ｂ１からＢ１２７は、２列目の発光素子１２０
１，１２０２，１２０３における１番目の発光素子チッ
プ１２０１が印字すべき印字データを示す。

【００６０】この画像データ格納部２２０２に格納され
た各印字データをデータ分配部２２０３で各発光素子チ
ップ１１０１〜１１０４，１２０１〜１２０４に対応し
た各バッファ部２２０１に配分する。そして、必要な信
号を付加して、印字データクロックと共に各発光素子チ
ップ１１０１〜１１０４，１２０１〜１２０４に転送す
る。これにより、発光部２００２を構成する各サイリス
タ２００２を発光させ、像担持体２上に所望とする潜像
を形成して画像形成を行うことができる。

【００６１】上述したように、発光素子チップ列１１，
１２を構成する発光素子チップ１１０１〜１１０４、発
光素子チップ１２０１〜１２０４を発光素子配列方向と
直交する方向に２列配置することによって、画像形成処
理が高速になっても、十分な光量をもって像担持体２に
露光を行うことができ、高密度な潜像を良好に形成する
ことができ、処理の高速化を実現することができる。

【００６２】また、２つの発光素子チップ列をチップ基
板４に接地する際のパターンを共通にして構成したの
で、構造の簡便化を図り、露光装置自体の小型化を図る
ことができる。

【００６３】次に、本発明の第２の実施の形態を、図９
に基づいて説明する。なお，第１，第２の発光素子チッ
プ列の実装状態、発光素子の駆動および露光装置３０が
組み込まれる画像形成装置の動作は前述した例と同様で
あり、その同様な部分の説明は省略する。

【００６４】本例は、図９において、１列目の発光素子
チップ１１０１〜１１０４、および、２列目の発光素子
チップ１２０１〜１２０４と、制御部２１０１との電気
的な接続を、前述した図６の回路とは異ならせた場合の
例である。すなわち、ここでは、発光素子列の駆動に関
する信号のうち、電源ＶＧａ、転送クロックΦ１，Φ２
が、第１，第２の発光素子チップ列で共有されている。

【００６５】また、１列目の発光素子チップ１１０１〜
１１０４には、共通にスタートクロックΦＳａが入力さ
れる。同様に、２列目の発光素子チップ１２０１〜１２
０４には、スタートクロックΦＳｂが共通に入力され
る。

【００６６】１列目の発光素子チップ１１０１〜１１０
４から構成される発光素子チップ列１１と、２列目の発
光素子チップ１２０１〜１２０４から構成される発光素
子チップ列１２とは、前述した第１の実施の形態と同様
に、チップ基板４に実装されており、各チップからは各
信号ＶＧａ、Φ１，Φ２、ΦＳａ，ΦＳｂ、ＤＡＴＡ用
の各ボンディングワイヤがチップ基板４に伸ばされ、各
ボンディングワイヤがチップ基板４上の導通パターンに
電気的に接続される。

【００６７】ここで、チップ基板４上の導通パターン
は、制御部２１０１内のドライバ部およびバッファ部か
ら出力される信号の中で、１列目の発光素子チップ列１
１と２列目の発光素子チップ列１２とで、信号ＶＧａ、
Φ１，Φ２を共通とするように構成されている。これに
より、各列の発光素子チップにおける信号ＶＧａ、Φ
１，Φ２を共有化できる。

【００６８】上述したように、２つの発光素子チップ列
で電源ＶＧａ，転送クロックΦ１，Φ２の各信号を共有
化するようにしたので、構造をさらに簡便にすることが
できる。

【００６９】次に、本発明の第３の実施の形態を、図１
０に基づいて説明する。なお，第１，第２の発光素子チ
ップ列の実装状態、発光素子の駆動および露光装置３０
が組み込まれる画像形成装置の動作は前述した例と同様
であり、その同様な部分の説明は省略する。

【００７０】本例は、図１０において、１列目の発光素
子チップ１１０１〜１１０４、および、２列目の発光素
子チップ１２０１〜１２０４と、制御部２１０１との電
気的な接続を、前述した図６、図９の各回路とは異なら
せた場合の例である。すなわち、ここでは、発光素子列
の駆動に関する信号のうち、電源ＶＧａ、転送クロック
Φ１，Φ２、スタートクロックΦＳが、第１，第２の発
光素子チップ列で共有されている。

【００７１】１列目の発光素子チップ１１０１〜１１０
４から構成される発光素子チップ列１１と、２列目の発
光素子チップ１２０１〜１２０４から構成される発光素
子チップ列１２とは、前述した第１の実施の形態と同様
に、チップ基板４に実装されており、各チップからは各
信号ＶＧａ、Φ１，Φ２、ΦＳ、ＤＡＴＡ用の各ボンデ
ィングワイヤがチップ基板４に伸ばされ、各ボンディン
グワイヤがチップ基板４上の導通パターンに電気的に接
続される。

【００７２】ここで、チップ基板４上の導通パターン
は、制御部２１０１内のドライバ部およびバッファ部か
ら出力される信号の中で、１列目の発光素子チップ列１
１と２列目の発光素子チップ列１２とで、信号ＶＧａ、
Φ１，Φ２、ΦＳを共通とするように構成されている。
これにより、各列の発光素子チップにおける信号ＶＧ
ａ、Φ１，Φ２、ΦＳを共有化できる。

【００７３】このようにスタートクロックΦＳを１列
目，２列目の発光素子チップ列１１，１２で共有するこ
とによって、１列目および２列目の発光素子チップの転
送開始が行われる時刻を正確に一致させることができ
る。

【００７４】上述したように、２つの発光素子チップ列
で電源ＶＧａ、転送クロックΦ１，Φ２、スタートクロ
ックΦＳの各信号を共有化するようにしたので、構造を
さらに簡便にすることが可能となる。

【００７５】また、１列目および２列目の発光素子チッ
プの転送開始が行われる時刻を正確に一致させることが
できるので、像担持体２への第１，第２の発光素子チッ
プ列１１，１２による露光位置を、第１，第２の発光素
子チップ列１１，１２の間隔に正確に一致させることが
できる。

【００７６】次に、本発明の第４の実施の形態を、図１
１〜図１３に基づいて説明する。なお、第１〜第３の実
施の形態と同様な部分についての説明は省略する。

【００７７】第１〜第３の実施の形態では発光素子とし
てサイリスタを用いた例について述べたが、本例では発
光素子として発光ダイオードを用いた例について述べ
る。

【００７８】発光ダイオードを用いたことにより、露光
装置３０の構成が異なってくる。図１１および図１２
は、本例で用いられる露光装置３０の構成例である。

【００７９】図１１の露光装置３０においては、前述し
た図３の露光装置３０に比べて、基板構造が異なってい
る。チップ基板４上には、発光素子チップ列１１，１２
が実装されている。このチップ基板４は、放熱作用を兼
ね備えた部材７に接着あるいはビス留めなどの手段で固
定されている。また、ロッドレンズアレイ３は，発光素
子チップ列１１，１２からの洩れ光を防止する機能を持
ったカバー６に固定されており，像担持体２の表面上に
微少なスポットとして結像する位置に正確に位置決めさ
れている。そして、このような露光装置３０は、前述し
た図４に示したような画像形成装置に露光装置３０とし
て組み込まれる。

【００８０】次に、露光装置３０における発光素子チッ
プ列の実装状態を、図１２に基づいて説明する。

【００８１】図１２において、チップ基板４上には、発
光素子チップ３１０１，３１０２と、発光素子チップ３
２０１，３２０２とが設けられている。発光素子チップ
３１０１，３１０２は発光素子チップ列１１を構成し、
発光素子チップ３２０１，３２０２は発光素子チップ列
１２を構成している。

【００８２】発光素子チップ列１１，１２上には、発光
素子列である発光ダイオード列と、発光ダイオードのア
ノードおよびカソードをチップ外部に接続するためのボ
ンディングパッド３１０１ａとが備えられている。ここ
で、発光素子チップ列１１，１２は、発光ダイオード列
が互いに略平行な位置に配置され、各発光ダイオード列
に対してボンディングパッド３１０１ａは対向する発光
素子チップとは反対側に設けられている。さらに、ボン
ディングパッド３１０１ａとチップ基板４とを接続する
ボンディングワイヤ３５５１は、２つの略平行な発光ダ
イオード列の外側に伸ばされている。これにより、発光
ダイオードからの光束を遮ることなく、２列の発光素子
チップ列１１，１２の実装を行うことができる。

【００８３】次に、発光素子および駆動回路の回路構成
を、図１３に基づいて説明する。

【００８４】図１３において、３１０１は、第１の発光
素子チップ列１１の１番目の発光素子チップである。３
１０２は、第１の発光素子チップ列１１の２番目の発光
素子チップである。３２０ｌは、第２の発光素子チップ
列１２の１番目の発光素子チップである。３２０２は、
第２の発光素子チップ列１２の２番目の発光素子チップ
である。３１５０は、第１，第２の発光素子チップ列１
１，１２に共通のアノードドライバ部である。３１６０
は、第１，第２の発光素子チップ列１１，１２の共通の
カソードドライバ部である。

【００８５】また、３３１１，３３１２，３３１３，３
３１４，…、３３１９は、発光素子チップ３１０１内の
各発光素子としての発光ダイオードである。３４１１，
３４１２，３４１３，３４１４，…，３４１９は、発光
素子チップ３２０ｌ内の各発光素子としての発光ダイオ
ードである。

【００８６】ここで、発光ダイオードの各ドライバ部ヘ
の接続状態を、発光素子チップ３１０１内の各発光ダイ
オードを例に挙げて説明する。

【００８７】隣り合う発光ダイオード３３１１と３３１
２は、共通のアノードラインａ１に接続される。次の発
光ダイオード３３１３と３３１４は、共通のアノードラ
インａ２に接続される。以下同様に、発光ダイオードは
隣り合う２つの組で共通のアノードラインに接続され
る。これにより、アノードドライバ部３１５０からは、
発光素子チップ３１０１内の発光ダイオード数の半分の
アノードラインが発光素子チップ３１０１に接続され
る。

【００８８】また、発光ダイオード３３１１，３３１
３，３３１５、すなわち共通のアノードに接続される各
組の１番目に当る発光ダイオードのカソードは、カソー
ドラインＣ１１１に共通に接続される。さらに、共通の
アノードに接続される各組の２番目に当る発光ダイオー
ドのカソードは、カソードラインＣ１１２に接続され
る。

【００８９】また、他の発光素子チップ３１０２，３２
０１，３２０２についても、アノードドライバ部３１５
０ヘの接続は、発光素子チップ３１０１と全く同様であ
る。例えば、各発光素子チップの１組目の発光ダイオー
ドについてみると、発光素子チップ３１０２の発光ダイ
オード３３３１，３３３２のアノード、発光素子チップ
３２０１の発光ダイオード３４１１，３４１２のアノー
ド、発光素子チップ３２０２の発光ダイオード３４３
１，３４３２のアノードは、アノードラインａ１にそれ
ぞれ接続される。このように各組に構成された発光ダイ
オードのアノードは、アノードラインａ２，ａ３，ａ４
に順次接続される。

【００９０】一方、カソードドライバ部３１６０ヘの接
続は、各発光素子チップ単位で２ラインずつの接続とな
る。発光素子チップ３１０１のカソードはカソードライ
ンＣ１１１，Ｃ１１２へ、発光素子チップ３１０２のカ
ソードはカソードラインＣ１２１，Ｃ１２２へ、発光素
子チップ３２０１のカソードはカソードラインＣ２１
１，Ｃ２１２へ、発光素子チップ３２０２のカソードは
カソードラインＣ２２１，Ｃ２２２へとそれぞれ接続さ
れる。

【００９１】このように、２列の発光素子チップ列１
１，１２間でアノードラインは共通とされ、共通のアノ
ードドライバ部３１５０で発光が制御される。この場
合、チップ基板４において、スルーホールなどを用いる
ことにより、チップ基板４上で各チップからのアノード
ラインを接続し、アノードドライバチップ（図示せず）
に接続することができる。

【００９２】また、カソードに関しては、発光素子チッ
プ内で各発光素子を２つのラインに共通化して、あるボ
ンディングパッドからチップ基板４上に電気的に接続さ
れる。この場合、発光素子チップ内の各カソードライン
がカソードドライバ部３１６０に接続される。

【００９３】なお、本例では、カソードの接続をボンデ
ィングワイヤを用いて行うように説明したが、発光素子
チップが接続されるチップ基板４上の面でカソードを接
続してもよい。

【００９４】ここで、発光ダイオードの発光動作につい
て説明する。

【００９５】例えば、発光ダイオード３３１１を発光さ
せる場合には、アノードラインａ１を通じて動作パルス
がアノード側に入力されると同時に、カソード側のカソ
ードラインＣ１１１では、クランドもしくは負側へ電圧
を落とすようにパルスが加えられると、発光ダイオード
３３１１がオン状態になる。

【００９６】このように所定の時刻において、アノード
で組となる１番目の発光ダイオード群のオン／オフの制
御を行う。発光させる場合には、アノードライン側、カ
ソードラインＣ１１１，Ｃ１２１，Ｃ２１１，Ｃ２２１
側ともにオン状態にする。発光させない場合には、アノ
ードライン側、カソードライン側ともにオフ状態にす
る。

【００９７】また、所定の時刻において、アノードライ
ン側がオンであっても、アノードを共有する発光ダイオ
ードの組の２番目の発光ダイオード群に接続されたカソ
ードラインＣ１１２，Ｃ１２２，Ｃ２１２，Ｃ２２２が
オン状態でないときは発光しない。

【００９８】その２番目の発光ダイオード群を発光させ
るには、１番目の発光ダイオード群を発光させた時とは
別の時刻において、アノードライン側、カソードライン
Ｃ１１２，Ｃ１２２，Ｃ２１２，Ｃ２２２側をともにオ
ンさせることによって行う。

【００９９】上述したように、各発光素子チップにおい
て、アノードラインの数を発光ダイオード数の１／２に
減じ、カソードラインの数を１組内の発光ダイオード数
である２つとすることによって、発光ダイオードの数に
対してワイヤボンディングの数を減じることができるの
で、１つの発光素子チップ上に、より高密度の発光ダイ
オード列を形成することができる。

【０１００】また、発光素子チップをその発光素子配列
方向と直交する方向に２列並べることにより、画像形成
処理が高速となっても十分な光量をもって像担持体２に
露光を行い、潜像を良好に形成することができる。

【０１０１】さらに、２つの発光素子チップ列でアノー
ドラインを共通化し、２つずつの発光ダイオードを組に
して制御するので、構造を簡便にし、装置の大型化を避
けることができる。

【０１０２】次に、本発明の第５の実施の形態を、図１
４に基づいて説明する。

【０１０３】本例は、前述した第４の実施の形態と同様
に、発光素子として発光ダイオードを用いた場合の例で
ある。ただし、発光ダイオードが共有するアノードライ
ンを発光ダイオード４つずつ毎に設けた例である。な
お、第４の実施の形態と同様な部分についての説明は省
略する。

【０１０４】図１４において、発光ダイオードの各ドラ
イバ部ヘの接続状態を、発光素子チップ３１０１内の各
発光ダイオードを例に挙げて説明する。

【０１０５】隣り合う発光ダイオード３３１１，３３１
２，３３１３，３３１４は、共通のアノードラインａ１
に接続されている。次の発光ダイオード３３１５，３３
１６，３３１７，３３１８は共通のアノードラインａ２
に接続されている。以下、発光ダイオードは、隣り合う
４つの組みで共通のアノードに接続される。従って、ア
ノードドライバ部３１５０からは、発光素子チップ３１
０１内の発光ダイオード数の４分の１のアノードライン
が発光素子チップ３１０１に接続される。

【０１０６】また、発光ダイオード３３１１，３３１
５，３３１９、すなわち共通のアノードに接続される組
の１番目の発光ダイオードのカソードは、カソードライ
ンＣ３１１に接続される。同様に、共通のアノードに接
続される組の２番目の発光ダイオードのカソードは、カ
ソードラインＣ３１２に接続される。さらに、３番目の
発光ダイオードのカソードは、カソードラインＣ３１３
に、４番目の発光ダイオードのカソードは、カソードラ
インＣ３１４にそれぞれ接続される。

【０１０７】また、他の発光素子チップについても、ア
ノードドライバ部３１５０ヘの接続は、発光素子チップ
３１０１と全く同様である。例えば、各発光素子チップ
の１組目の発光ダイオードについてみると、発光素子チ
ップ３１０２の発光ダイオード３３３１，３３３２，３
３３３，３３３４のアノード、発光素子チップ３２０１
の発光ダイオード３４１１，３４１２，３４１３，３４
１４のアノード、発光素子チップ３２０２の発光ダイオ
ード３４３１，３４３２，３４３３，３４３４のアノー
ドは、アノードラインａ１にそれぞれ接続される。この
ように各組の発光ダイオードのアノードは、アノードラ
インａ２，ａ３，ａ４に順次接続される。

【０１０８】一方、カソードドライバ部３１６０への接
続は、各発光素子チップ単位で４ラインの組ずつの接続
となる。発光素子チップ３１０１のカソードはカソード
ラインＣ３１１，Ｃ３１２，Ｃ３１３，Ｃ３１４へ、発
光素子チップ３１０２のカソードはカソードラインＣ３
２１，Ｃ３２２，Ｃ３２３，Ｃ３２４ヘ、発光素子チッ
プ３２０１のカソードはカソードラインＣ４１１，Ｃ４
１２，Ｃ４１３，Ｃ４１４へ、発光素子チップ３２０２
のカソードはＣ４２１，Ｃ４２２，Ｃ４２３，Ｃ４２４
へと接続される。

【０１０９】ここで、発光ダイオードの発光動作につい
て説明する。

【０１１０】例えば、発光ダイオード３３１１を発光さ
せる場合には、アノードラインａ１を通じて動作パルス
がアノード側に入力されると同時に、カソード側のカソ
ードラインＣ３１１では、グランドもしくは負側へ電圧
を落とすようにパルスが加えられると、発光ダイオード
３３１１がオン状態になる。

【０１１１】このように所定の時刻において、アノード
で組となる１番目の発光ダイオード群のオン／オフの制
御を行う。発光させる場合には、アノードライン側、カ
ソードラインＣ３１１，Ｃ３２１，Ｃ４１１，Ｃ４２ｌ
側ともにオン状態にする。発光させない場合には、アノ
ードライン側、カソードライン側ともにオフ状態にす
る。

【０１１２】また、所定の時刻において、アノード側が
オンであっても、アノードを共有する発光ダイオードの
組の２，３，４番目の発光ダイオード群に接続されたカ
ソードラインはオン状態ではないため発光しない。

【０１１３】その２番目の発光ダイオード群を発光させ
るには、１番目の発光ダイオード群を発光させた時とは
別の時刻において、アノードライン側、カソードライン
Ｃ３１２，Ｃ３２２，Ｃ４１２，Ｃ４２２側をともにオ
ンさせることによって行う。

【０１１４】同様に、その３番目の発光ダイオード群を
発光させるには、１，２番目の発光ダイオード群を発光
させた時とは別の時刻において、アノードライン側、カ
ソードラインＣ３１３，Ｃ３２３，Ｃ４１３，Ｃ４２３
側をともにオンさせることによって行う。

【０１１５】同様に、その４番目の発光ダイオード群を
発光させるには、１番目の発光ダイオード群を発光させ
たのとは別な時刻において、アノードライン側，カソー
ドラインＣ３１４，Ｃ３２４，Ｃ４１４，Ｃ４２４側を
ともにオンさせることによって行う。

【０１１６】上述したように、各発光素子チップにおい
て、アノードラインの数を発光ダイオード数の１／４に
減じ、カソードラインの数を１組内の発光ダイオード数
である４つとすることによって、発光ダイオードの数に
対してワイヤボンディングの数をさらに減じることがで
きるので、１つの発光素子チップ上に、前述した第４の
実施の形態の例よりもさらに高密度の発光ダイオード列
を形成することができる。

【０１１７】また、発光素子チップをその発光素子配列
方向と直交する方向に２列並べることにより、画像形成
処理が高速となっても十分な光量をもって像担持体２に
露光を行うことができるので、潜像をより良好に形成す
ることができる。

【０１１８】さらに、２つの発光素子チップ列でアノー
ドラインを共通化し、４つずつの発光ダイオードを組に
して制御するので、構造を簡便にし、装置の大型化を避
けることができる。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板上に複数個の発光素子チップからなる発光素子チッ
プ列を形成し、その発光素子チップ列を発光素子配列方
向と直交な方向に複数列設けたので、画像形成処理が高
速となっても十分な光量をもって像担持体に露光を行う
ことが可能となり、高密度な潜像を短時間のうちに良好
に形成することができ、これにより、処理の高速化を図
ると同時に、高精細化を図りムラの無い画像を形成する
ことができる。

【０１２０】また、本発明によれば、複数列の発光素子
チップ列で信号線を共通化して制御したり、複数列の発
光素子チップ列でアノードラインを共通化して複数個の
発光素子を組にして制御するようにしたので、配線部分
を含む構造の簡略化を図り、小型で安価な装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である発光素子チッ
プ列の実装形態を示す斜視図である。

【図２】発光素子チップ列を含む露光装置の全体的な構
成を示す斜視図である。

【図３】本発明の第１〜第３の実施の形態に用いられる
露光装置の構成を、像担持体に対向配置された状態で示
す断面図である。

【図４】画像形成装置の構成を示す断面図である。

【図５】発光素子チップ内の構成を示す回路図である。

【図６】複数個の発光素子チップに対する制御部の接続
状態を示すブロック図である。

【図７】発光素子チップの制御部内の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】バッファ部内に画像データが格納された様子を
示す説明図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態である複数個の発光
素子チップに対する制御部の接続状態を示すブロック図
である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態である複数個の発
光素子チップに対する制御部の接続状態を示すブロック
図である。

【図１１】本発明の第４および第５の実施の形態に用い
られる露光装置の構成を、像担持体に対向配置された状
態で示す断面図である。

【図１２】本発明の第４の実施の形態である露光装置の
発光素子チップ列の実装形態を示す斜視図である。

【図１３】２列分の発光素子チップ列および制御部の構
成を示す回路図である。

【図１４】本発明の第５の実施の形態である２列分の発
光素子チップ列および制御部の構成を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

２ 像担持体 １１，１２ 発光素子チップ列 １１０１〜１１０４ 発光素子チップ １２０１〜１２０４ 発光素子チップ ３１０１，３１０２ 発光素子チップ ３２０１，３２０２ 発光素子チップ ３３１１，３３３１ 発光ダイオード ３４１１，３４３１ 発光ダイオード

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の露光を行う露光装置であって、 複数個の発光素子が形成された発光素子チップと、 前記発光素子チップを複数個配列して構成された発光素
   子チップアレイと、 前記発光素子チップアレイが互いに略平行に複数列配列
   された基板とを具えたことを特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 前記発光素子は、発光サイリスタである
   ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 【請求項３】 前記発光素子チップは、 しきい電圧若しくはしきい電流を電気的に制御可能な複
   数個の発光サイリスタと、 該近傍の発光サイリスタが互いに電圧若しくは電流の一
   方向性をもつ電気素子で接続された駆動部とを有し、該
   駆動部は２相の転送クロックによって自己走査を行うこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。
4. 【請求項４】 前記複数列の発光素子チップアレイは、
   前記基板上の共通の導電パターン上に設けられることを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の露光装
   置。
5. 【請求項５】 前記発光素子チップアレイは２列により
   構成され、 一方の発光素子チップアレイの各発光素子チップ上のボ
   ンディングパッドは、他方の発光素子チップアレイの各
   発光素子チップ上のボンディングパッドとは反対側の対
   向する位置に配置されることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれかに記載の露光装置。
6. 【請求項６】 前記発光素子チップに電力を供給する電
   源ラインは、前記各発光素子チップアレイ単位で共有さ
   れることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記
   載の露光装置。
7. 【請求項７】 前記電源ラインを前記各発光素子チップ
   アレイへ分岐する手段は、前記基板上の導通パターンに
   設けられることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
8. 【請求項８】 前記発光素子チップに２相のクロックを
   印加する２相の転送クロックラインは、前記各発光素子
   チップアレイ単位で共有されることを特徴とする請求項
   １ないし７のいずれかに記載の露光装置。
9. 【請求項９】 前記２相の転送クロックラインを前記各
   発光素子チップアレイへ分岐する手段は、前記基板上の
   導通パターンに設けられることを特徴とする請求項８記
   載の露光装置。
10. 【請求項１０】 前記発光素子チップにスタートクロッ
    クを印加するスタートクロックラインは、前記各発光素
    子チップアレイ単位で共有されることを特徴とする請求
    項１ないし７のいずれかに記載の露光装置。
11. 【請求項１１】 前記スタートクロックラインを前記各
    発光素子チップアレイへ分岐する手段は、前記基板上の
    導通パターンに設けられることを特徴とする請求項１０
    記載の露光装置。
12. 【請求項１２】 前記発光素子は、発光ダイオードであ
    ることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
13. 【請求項１３】 前記発光素子チップ内の複数個の発光
    素子に対して１本のアノードラインが共通に接続され、
    かつ、当該アノードラインが前記発光素子チップ間で共
    有されたアノードドライバと、 前記発光素子チップ内の１本のアノードラインに共有さ
    れる発光素子の数に対応したカソードラインを、各発光
    素子チップ単位で有するカソードドライバとをさらに具
    えたことを特徴とする請求項１又は１２記載の露光装
    置。
14. 【請求項１４】 前記発光素子チップから前記アノード
    ドライバへの電気的な接続手段は、当該発光素子チップ
    上からのボンディングワイヤであることを特徴とする請
    求項１３記載の露光装置。
15. 【請求項１５】 前記発光素子チップから前記カソード
    ドライバへの電気的な接続手段は、当該発光素子チップ
    上からのボンディングワイヤであることを特徴とする請
    求項１３又は１４記載の露光装置。
16. 【請求項１６】 前記発光素子チップから前記カソード
    ドライバへの電気的な接続手段は、当該発光素子チップ
    の前記基板に接する面に設けられた電極であることを特
    徴とする請求項１３又は１４記載の露光装置。
17. 【請求項１７】 前記発光素子チップアレイは２列によ
    り構成され、 一方の発光素子チップアレイの各発光素子チップ上のボ
    ンディングパッドは、他方の発光素子チップアレイの各
    発光素子チップ上のボンディングパッドとは反対側の対
    向する位置に配置されることを特徴とする請求項１２な
    いし１６のいずれかに記載の露光装置。
18. 【請求項１８】 ２個の発光素子に対して１本のアノー
    ドラインが共通に接続されることを特徴とする請求項１
    ２ないし１７のいずれかに記載の露光装置。
19. 【請求項１９】 ４個の発光素子に対して１本のアノー
    ドラインが共通に接続されることを特徴とする請求項１
    ２ないし１７のいずれかに記載の露光装置。
20. 【請求項２０】 複数個の発光素子が形成された発光素
    子チップを複数個配列して構成された発光素子チップア
    レイを有し、前記発光素子チップアレイからの光束を結
    像手段を介して感光体上に結像することにより露光を行
    う露光装置であって、 前記発光素子チップアレイが互いに略平行に複数列配列
    された基板と、 前記発光素子チップ内に設けられ、 しきい電圧もしくはしきい電流を電気的に制御可能な複
    数個の発光サイリスタと、 該近傍の発光サイリスタが互いに電圧もしくは電流の一
    方向性をもつ電気素子で接続された駆動部とを具え、該
    駆動部は２相の転送クロックによって自己走査を行うこ
    とを特徴とする露光装置。
21. 【請求項２１】 複数個の発光素子が形成された発光素
    子チップを複数個配列して構成された発光素子チップア
    レイを有し、前記発光素子チップアレイからの光束を結
    像手段を介して感光体上に結像することにより露光を行
    う露光装置であって、 前記発光素子チップアレイが互いに略平行に複数列配列
    された基板と、 前記発光素子として構成された発光ダイオードと、 前記発光素子チップ内の複数個の発光ダイオードに対し
    て１本のアノードラインが共通に接続され、かつ、当該
    アノードラインが前記発光素子チップ間で共有されたア
    ノードドライバと、 前記発光素子チップ内の１本のアノードラインに共有さ
    れる発光ダイオードの数に対応したカソードラインを、
    各発光素子チップ単位で有するカソードドライバとを具
    え、前記アノードドライバと前記カソードドライバとに
    よって、前記発光ダイオードをマトリックス制御するこ
    とを特徴とする露光装置。
22. 【請求項２２】 光源から出射された光束を結像手段に
    より結像し、該結像された光束を感光体上に露光するこ
    とによって顕像化する電子写真式の画像形成装置であっ
    て、 請求項１ないし２１のいずれかに記載の露光装置を前記
    光源として設け、 発光素子の配列方向が前記像担持体の回転方向に直交す
    る方向となるように当該露光装置を配置したことを特徴
    とする画像形成装置。