WO2021039515A1 - 露光ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

露光ヘッド１０６は、複数の発光素子アレイチップ４００を備え、複数の発光素子アレイチップのそれぞれの二つの長辺の一方である第一の辺４０２Ｂから第一の辺に平行で直近にある封止領域４０９の一方の長辺４０９Ｂまでの第一の距離（ｗａ２－ｗｂ２）は、二つの長辺の他方である第二の辺４０２Ｔから第二の辺に平行で直近にある封止領域の他方の長辺４０９Ｔまでの第二の距離（ｗａ３－ｗｂ３）より短く、第一の辺から第一の辺に平行で直近にある発光領域４０４の一方の長辺４０４Ｂまでの第三の距離ｗａ２は、第二の辺から第二の辺に平行で直近にある発光領域の他方の長辺４０４Ｔまでの第四の距離ｗａ３より短い。

Description

露光ヘッド及び画像形成装置

　本発明は、露光ヘッド及び画像形成装置に関する。

　電子写真方式の画像形成装置においては、回転駆動される感光体と、静電潜像を形成するために感光体を露光する露光部と、感光体上の静電潜像を現像剤を用いて現像する現像部と、現像剤により現像された画像をシートへ転写する転写部を備える。ここで、露光部としては、レーザスキャナ、露光ヘッドなどが知られている。レーザスキャナとは、光源からの光が感光体の表面を走査するように光源からの光を偏向部材によって偏向する露光装置である。一方、露光ヘッドとは、偏向部材を備えず、感光体の表面が移動する方向に直交する方向へ複数の光源を並べて配置した露光装置である。露光ヘッドは、複数の発光素子からの光を感光体上に結像するレンズアレイを備える。

　特許文献１に記載の露光ヘッドは、光源としての複数の有機ＥＬが水分や酸素によって劣化することを抑制するために、有機ＥＬ基板と駆動用ＩＣ基板とを金属接合で貼り合わせることによって有機ＥＬを封止している。さらに特許文献１に記載の露光ヘッドは、複数の有機ＥＬ基板が千鳥状に配置されている。これは、１枚の長尺の有機ＥＬ基板を有する露光ヘッドに比べて製造コストが安価にできるからである。

特開２０１５－１６２４２８号公報

　複数の発光素子から構成される発光素子アレイチップが基板上に千鳥状に配列された露光ヘッドは、光利用効率の観点から各発光素子アレイチップの発光領域とレンズアレイの中心までの距離を短くすることが望ましい。しかしながら、発光素子アレイチップの端部からの水分や酸素の侵入を抑制するために発光領域を封止する封止材が必要となるので、発光領域とレンズアレイの中心との距離が大きくなり、光利用効率が低下する課題がある。
　そこで、本発明の目的は、露光ヘッドの光利用効率の低下を抑制することにある。

　上記問題を解決するため、本発明の一実施例による露光ヘッドは、
　複数の発光素子アレイチップと、
　前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれに設けられ、複数の発光部を有する発光領域と、
　前記発光領域の発光面及び側面を覆う封止材と、
　前記発光領域から出射された光を集光するレンズアレイと、
を備え、
　前記発光面の側から見たときに、前記封止材が施されている封止領域は、前記発光領域を内包しており、
　前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれは、矩形状であり、
　前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの二つの長辺の一方である第一の辺から前記第一の辺に平行で直近にある前記封止領域の一方の長辺までの第一の距離は、前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの前記二つの長辺の他方である第二の辺から前記第二の辺に平行で直近にある前記封止領域の他方の長辺までの第二の距離より短く、
　前記第一の辺から前記第一の辺に平行で直近にある前記発光領域の一方の長辺までの第三の距離は、前記第二の辺から前記第二の辺に平行で直近にある前記発光領域の他方の長辺までの第四の距離より短いことを特徴とする。

　本発明によれば、露光ヘッドの光利用効率の低下を抑制することができる。

画像形成装置の断面図。 感光ドラムに対する露光ヘッドの配置を示す図。 発光素子群から出射され、ロッドレンズアレイによって感光ドラムへ集光される光束を示す図。 プリント基板の発光素子非実装面を示す図。 プリント基板の発光素子実装面を示す図。 発光素子アレイチップ間の境界部を示す図。 発光素子アレイチップの平面図。 発光素子アレイチップ間の境界部を示す図。 図４ＡのＶ－Ｖ線に沿って取った発光素子アレイチップの部分拡大断面図。 複数の発光部が列状に配置された発光領域を示す図。 発光アレイの断面図。 画像コントローラ及びプリント基板のブロック図。 発光素子アレイチップ内の回路部のブロック図。 アナログ部のブロック図。 駆動部の駆動回路を示す図。

（画像形成装置）
　図１を用いて、本実施例における電子写真方式の画像形成装置１を説明する。図１は、画像形成装置１の断面図である。画像形成装置１は、マルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）である。画像形成装置１は、スキャナ部１００、画像形成部１０３、定着部１０４、給送／搬送部１０５及びプリンタ制御部１１５を有する。プリンタ制御部１１５は、スキャナ部１００、画像形成部１０３、定着部１０４及び給送／搬送部１０５を制御する。スキャナ部１００は、原稿台に載置された原稿を照明し、原稿からの反射光を光学的に読み取る。スキャナ部１００は、読み取った反射光を電気信号へ変換して画像データを生成する。画像形成部１０３は、一連の電子写真プロセス（帯電、露光、現像、転写）を行う４つの画像形成ユニット１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｋを有する。４つの画像形成ユニット１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｋは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に並べて配置され、フルカラーの画像を形成する。４つの画像形成ユニット１２０Ｃ、１２０Ｍ、１２０Ｙ、１２０Ｋは、シアンの画像形成ユニット１２０Ｃの画像形成開始から所定時間経過後に、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像形成動作を順次実行していく。参照符号の添え字Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを表す。以下の説明において、特に必要でない場合には、参照符号の添え字Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを省略することがある。

　画像形成部１０３は、感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｋを回転させる。帯電器１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙ、１０７Ｋは、感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｋの表面を均一に帯電する。露光ヘッド１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｙ、１０６Ｋは、画像データに従って発光し、感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｋの表面上に静電潜像を形成する。現像器１０８Ｃ、１０８Ｍ、１０８Ｙ、１０８Ｋは、感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｋの表面上に形成された静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像してシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー像にする。

　画像形成装置１は、内部給送ユニット１０９ａ、１０９ｂ、外部給送ユニット１０９ｃ及び手差し給送ユニット１０９ｄを有する。給送／搬送部１０５は、内部給送ユニット１０９ａ、１０９ｂ、外部給送ユニット１０９ｃ及び手差し給送ユニット１０９ｄのうちの予め指定された給送ユニットから画像が形成される記録媒体としてのシートを給送する。給送されたシートは、レジストレーションローラ１１０へ搬送される。レジストレーションローラ１１０は、画像形成部１０３において形成されたトナー像がシートへ転写されるように転写ベルト１１１上へシートを搬送する。

　感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｋの表面上のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー像は、それぞれ転写装置１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｙ、１１４Ｋによって転写ベルト１１１上のシートに順次転写されて重ね合わされる。トナー像が転写されたシートは、定着部（定着装置）１０４へ搬送される。定着部１０４は、熱源としてハロゲンヒータを内蔵した加熱ローラと、加熱ローラに圧接する加圧ローラと、を有する。定着部１０４は、シート上のトナー像を熱と圧力によって溶融してシートへ定着する。これによって、シートにフルカラーの画像が形成される。画像が形成されたシートは、排出ローラ１１２によって画像形成装置１の外部へ排出される。

　なお、転写ベルト１１１に対向して光学センサ１１３が配置されている。光学センサ１１３は、転写ベルト１１１上に転写されたテストチャートのトナー像の位置を検出する。光学センサ１１３の検出結果に基づいて、各色のトナー像の色ずれ量が算出される。色ずれ量は、画像コントローラ部７００（図７）へ入力される。画像コントローラ部７００は、色ずれ量に基づいて各色の画像位置を補正する。画像コントローラ部７００による色ずれ補正制御によって、シート上に色ずれのないフルカラートナー像が転写される。

　プリンタ制御部１１５は、画像形成装置１の全体を制御するＭＦＰ制御部（不図示）と通信する。プリンタ制御部１１５は、ＭＦＰ制御部（不図示）の指示に従って、原稿の画像の読み取り、トナー像の形成及び定着、シートの給送／搬送の状態を管理しながら全体が調和を保って円滑に動作できるように各部へ指示を出す。

（露光ヘッド）
　次に、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、感光ドラム１０２を露光する露光ヘッド１０６を説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、感光ドラム１０２と露光ヘッド１０６の配置を示す図である。図２Ａは、感光ドラム１０２に対する露光ヘッド１０６の配置を示す図である。図２Ｂは、発光素子群２０１から出射され、ロッドレンズアレイ２０３によって感光ドラム１０２へ集光される光束２００を示す図である。露光ヘッド１０６及び感光ドラム１０２は、取り付け部材（不図示）によって画像形成装置１に取り付けられている。露光ヘッド１０６は、発光素子群２０１と、発光素子群２０１を実装したプリント基板２０２と、ロッドレンズアレイ２０３と、ロッドレンズアレイ２０３及びプリント基板２０２を取り付けるハウジング２０４と、を備える。工場では、露光ヘッド１０６単体の組み立て調整作業が行われる。組み立て調整作業において、集光位置でのスポットを所定サイズに調整するピント調整及び光量調整が行われる。ここで、感光ドラム１０２とロッドレンズアレイ２０３の間の距離及びロッドレンズアレイ２０３と発光素子群２０１の間の距離が所定の距離になるようにロッドレンズアレイ２０３が配置される。それによって、発光素子群２０１から出射された光束２００は、ロッドレンズアレイ２０３によって感光ドラム１０２上に結像される。ピント調整においては、ロッドレンズアレイ２０３と発光素子群２０１との間の距離が所定の値になるように、ロッドレンズアレイ２０３の取り付け位置が調整される。また、光量調整においては、発光素子群２０１の各発光素子を個別に順次発光させ、ロッドレンズアレイ２０３によって集光された光の光量が所定の値になるように、各発光素子の駆動電流が調整される。

（プリント基板）
　次に、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃを用いて、発光素子群２０１が実装されたプリント基板２０２を説明する。図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、プリント基板２０２を示す図である。プリント基板２０２は、発光素子群２０１が実装されている面（以下、発光素子実装面という）２０２ａと、発光素子実装面２０２ａと反対の面（以下、発光素子非実装面という）２０２ｂと、を備える。図３Ａは、プリント基板２０２の発光素子非実装面２０２ｂを示す図である。発光素子非実装面２０２ｂには、コネクタ３０５が配置されている。コネクタ３０５は、画像コントローラ部７００（図７）からの制御信号ケーブル及び電源（不図示）からの電力ケーブルに接続される。制御信号ケーブルは、図７を用いて後述するチップセレクト信号線７０５、クロック信号線７０６、画像データ信号線７０７、ライン同期信号線７０８及び通信信号線７０９を含む。図３Ｂは、プリント基板２０２の発光素子実装面２０２ａを示す図である。発光素子群２０１は、互い違いに即ち千鳥状に配置された２０個の発光素子アレイチップ４００（１）、４００（２）、・・・、４００（１９）及び４００（２０）から成る。発光素子アレイチップ４００（１）～４００（２０）は、コネクタ３０５を介して、画像コントローラ部７００から制御信号が入力され、電源（不図示）から電力が供給されて駆動される。発光素子アレイチップ４００は、矩形状をしている。

　図３Ｃは、発光素子アレイチップ４００（２）と発光素子アレイチップ４００（３）の間の境界部を示す図である。発光素子アレイチップ４００（１）～４００（２０）の発光領域４０４のそれぞれには、複数の発光部６０２が露光ヘッド１０６の長手方向ＬＤに所定のピッチＬＰで形成されている。長手方向ＬＤは感光ドラム１０２の表面が移動する方向に直交する方向である。本実施例においては、一つの発光素子アレイチップ４００に発光点として７４８個の発光部６０２が設けられている。発光部６０２は、面発光レーザ、面発光型ダイオードなどの面発光素子であるとよい。発光部６０２は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ又はＬＥＤであってもトップエミッション型の有機ＥＬ又はＬＥＤであってもよい。本実施例では、長手方向ＬＤに隣接する発光部６０２の所定のピッチＬＰは、１２００ｄｐｉの解像度のピッチ（約２１．１６μｍ）である。発光素子アレイチップ４００の発光領域４０４内における７４８個の発光部６０２の端から端までの距離は、約１５．８ｍｍである。発光素子群２０１は、２０個の発光素子アレイチップ４００を有し、１４，９６０個の発光部６０２を有するので、約３１６ｍｍの幅の画像を形成可能である。発光素子アレイチップ４００（１）～４００（２０）は、千鳥状に二列に配置されている。発光素子アレイチップ４００（１）～４００（２０）のそれぞれは、露光ヘッド１０６の長手方向ＬＤに沿って配置される。例えば、発光素子アレイチップ４００（１）と発光素子アレイチップ４００（３）は、感光ドラム１０２Ｙの表面が移動する方向において発光素子アレイチップ４００（２）や発光素子アレイチップ４００（４）とずれて配置されている。さらに、発光素子アレイチップ４００（１）～４００（２０）は、露光ヘッド１０６の長手方向ＬＤにおいてオーバーラップする複数の領域を有する。

　図３Ｃに示すように、発光素子アレイチップ４００間（チップ間）の境界部においても、長手方向ＬＤにおける発光部６０２（７４８）と６０２（１）の間のピッチＬＰ０は、１２００ｄｐｉの解像度のピッチ（約２１．１６μｍ）である（ＬＰ０＝ＬＰ）。また、長手方向ＬＤに垂直な方向において、二列の発光素子アレイチップ４００の発光部６０２の間隔Ｓが約１０５μｍ（１２００ｄｐｉで５画素分の間隔）になるように、発光素子アレイチップ４００が配置される。

（発光素子アレイチップ）
　次に、図４Ａ及び図４Ｂを用いて、発光素子アレイチップ４００を説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、発光素子アレイチップ４００を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、Ｘ方向は露光ヘッド１０６の長手方向ＬＤであり、Ｙ方向は感光ドラム１０２の回転方向である。図４Ａは、発光素子アレイチップ４００の平面図である。発光素子アレイチップ４００は、発光基板４０２と、発光基板４０２の上に配列された複数の発光部６０２を含む発光領域４０４と、発光基板４０２の上に形成された複数のワイヤボンディング用パッド（ＷＢパッド）４０８と、封止領域４０９と、を備える。ワイヤボンディング用パッド４０８は、金属線によってプリント基板２０２に電気的に接続される。発光基板４０２には、発光領域４０４の駆動を制御するための制御回路としての回路部４０６が内蔵されている。回路部４０６としては、アナログ駆動回路、デジタル制御回路、又はその両方を含んだ回路を用いることができる。回路部４０６への電源供給及び発光素子アレイチップ４００の外部との信号の入出力は、ワイヤボンディング用パッド４０８を通して行われる。

　封止領域４０９は、発光領域４０４及びその周囲の領域である。封止領域４０９において、封止材からなる封止層５０９（図５）が、発光領域４０４の発光面及びその側面並びに発光領域４０４の周囲の発光基板４０２の上面（光を出射する発光面側の面）を覆っている。発光面の側から見たときに、封止材が施されている封止領域４０９は、発光領域４０４を内包している。封止層５０９については後述する。図４Ａに示すように、発光領域４０４の左辺４０４Ｌから封止領域４０９の左辺４０９Ｌまでの距離をｗｂ０とし、発光領域４０４の左辺４０４Ｌから発光基板４０２の左辺４０２Ｌまでの距離をｗａ０とする。発光領域４０４の右辺４０４Ｒから封止領域４０９の右辺４０９Ｒまでの距離をｗｂ１とし、発光領域４０４の右辺４０４Ｒから発光基板４０２の右辺４０２Ｒまでの距離をｗａ１とする。発光領域４０４の下辺４０４Ｂから封止領域４０９の下辺４０９Ｂまでの距離をｗｂ２とし、発光領域４０４の下辺４０４Ｂから発光基板４０２の下辺４０２Ｂまでの距離をｗａ２とする。発光領域４０４の上辺４０４Ｔから封止領域４０９の上辺４０９Ｔまでの距離をｗｂ３とし、発光領域４０４の上辺４０４Ｔから発光基板４０２の上辺４０２Ｔまでの距離をｗａ３とする。

　発光素子アレイチップ４００の二つの長辺の一方である下辺（第一の辺）４０２Ｂから下辺４０２Ｂに平行で直近にある封止領域４０９の下辺（一方の長辺）４０９Ｂまでの距離を第一の距離（ｗａ２－ｗｂ２）とする。発光素子アレイチップ４００の二つの長辺の他方である上辺（第二の辺）４０２Ｔから上辺４０２Ｔに平行で直近にある封止領域４０９の上辺（他方の長辺）４０９Ｔまでの距離を第二の距離（ｗａ３－ｗｂ３）とする。第一の距離（ｗａ２－ｗｂ２）は、第二の距離（ｗａ３－ｗｂ３）より短いとよい。発光素子アレイチップ４００の下辺（第一の辺）４０２Ｂから下辺４０２Ｂに平行で直近にある発光領域４０４の下辺（一方の長辺）４０４Ｂまでの距離ｗａ２を第三の距離ｗａ２とする。発光素子アレイチップ４００の上辺（第二の辺）４０２Ｔから上辺４０２Ｔに平行で直近にある発光領域４０４の上辺（他方の長辺）４０４Ｔまでの距離ｗａ３を第四の距離ｗａ３とする。第三の距離ｗａ２は、第四の距離ｗａ３より短いとよい。

　発光素子アレイチップ４００の二つの短辺の一方である左辺（第三の辺）４０２Ｌから左辺４０２Ｌに平行で直近にある封止領域４０９の左辺（一方の短辺）４０９Ｌまでの距離を第五の距離（ｗａ０－ｗｂ０）とする。発光素子アレイチップ４００の二つの短辺の他方である右辺（第四の辺）４０２Ｒから右辺４０２Ｒに平行で直近にある封止領域４０９の右辺（他方の短辺）４０９Ｒまでの距離を第六の距離（ｗａ１－ｗｂ１）とする。第一の距離（ｗａ２－ｗｂ２）は、第五の距離（ｗａ０－ｗｂ０）及び第六の距離（ｗａ１－ｗｂ１）より短いとよい。

　発光素子アレイチップ４００の二つの短辺の一方である左辺（第三の辺）４０２Ｌから左辺４０２Ｌに平行で直近にある発光領域４０４の左辺（一方の短辺）４０４Ｌまでの距離ｗａ０を第七の距離ｗａ０とする。発光素子アレイチップ４００の二つの短辺の他方である右辺（第四の辺）４０２Ｒから右辺４０２Ｒに平行で直近にある発光領域４０４の右辺（他方の短辺）４０４Ｒまでの距離ｗａ１を第八の距離ｗａ１とする。第三の距離ｗａ２は、第七の距離ｗａ０及び第八の距離ｗａ１より短いとよい。

　本実施例では、距離ｗａ０、ｗａ１、ｗａ２及びｗａ３の中で距離ｗａ２が最小になるように、発光基板４０２に対する発光領域４０４の位置が決定されている。また、距離ｗｂ０、ｗｂ１、ｗｂ２及びｗｂ３の中で距離ｗｂ２が最小になるように、封止領域４０９が形成されている。距離ｗｂ２は、発光領域４０４を封止するのに十分な長さを有する。このように距離ｗｂ２を最小にすることによって、長手方向ＬＤに沿う一辺（図４Ａにおいて下辺４０２Ｂ）と発光領域４０４の下辺４０４Ｂとの間の距離ｗａ２を最小化することができる。

　図４Ｂを用いて、隣接する発光素子アレイチップ４００の境界部（継ぎ目部分）を説明する。本実施例では、発光領域４０４との距離が最小である辺同士が向かい合うように、複数の発光素子アレイチップ４００は、長手方向ＬＤに延在する一つの直線４１０に沿って千鳥状に配置される。直線４１０は、露光ヘッド１０６の中心線であるとよいが、必ずしも中心線である必要は無い。図４Ｂは、一例として発光素子アレイチップ４００（２）と発光素子アレイチップ４００（３）の間の境界部を示す図である。発光素子アレイチップ４００（２）の発光基板４０２の下辺４０２Ｂと発光素子アレイチップ４００（３）の発光基板４０２の下辺４０２Ｂは、互いに向かい合って直線４１０上に配置されている。このように、隣接する発光素子アレイチップ４００のそれぞれの下辺（第一の辺）４０２Ｂが部分的に互いに向かい合うように、複数の発光素子アレイチップ４００が直線４１０に沿って千鳥状に配置される。Ｙ方向において隣接する発光素子アレイチップ４００の発光領域４０４の間の距離は、距離ｗａ２の２倍である。各発光領域４０４と直線４１０との間の距離は、最小になる。ロッドレンズアレイ２０３が直線４１０上に配置されると、ロッドレンズアレイ２０３と発光領域４０４との間の距離も最小になる。これによって、光利用効率の低下を最小限に抑制することができる。

（発光領域）
　次に、図５を用いて、発光領域４０４を説明する。図５は、図４ＡのＶ－Ｖ線に沿って取った発光素子アレイチップ４００の部分拡大断面図である。なお、図５中のＺ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直で発光領域４０４から出射光５１０が出射される方向である。発光領域４０４は、複数の下部電極５０４、発光層５０６及び上部電極５０８を有する。封止領域４０９には、発光領域４０４を封止する封止層５０９が設けられている。複数の下部電極５０４は、発光基板４０２上に形成されている。発光層５０６は、発光基板４０２上に形成された複数の下部電極５０４上に形成されている。上部電極５０８は、発光層５０６上に形成されている。封止層５０９は、発光層５０６上に形成されている。

　下部電極５０４は、独立電極である。上部電極５０８は、共通電極である。図５に示すように、下部電極５０４は、長手方向ＬＤに平行なＸ方向に幅Ｗを有する。発光領域４０４には、複数個（本実施例において７４８個）の下部電極５０４がＸ方向に間隔ｓを空けて形成されている。発光層５０６は、下部電極５０４と上部電極５０８の間に形成されている。発光層５０６は、連続して形成されていても、下部電極５０４とほぼ同等の大きさに分断されて形成されていてもよい。複数の下部電極５０４のうちの選択された下部電極５０４と上部電極５０８とを介して発光層５０６へ通電することによって、選択された下部電極５０４に対応する発光層５０６の部分が発光し、上部電極５０８を通して出射光５１０を出射する。下部電極５０４は、発光層５０６の発光波長に対して反射率の高い銀（Ａｇ）で形成されている。しかし、下部電極５０４は、アルミニウム（Ａｌ）又はその合金などの金属で形成されていてもよい。

　上部電極５０８は、発光層５０６の発光波長に対して透明である材料で形成されているので、上部電極５０８は、発光層５０６から出射される出射光５１０を透過させる。本実施例では、上部電極５０８は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）で形成されている。発光層５０６は、例えば、有機ＥＬ膜で形成されている。しかし、発光層５０６は、有機ＥＬ膜以外の無機ＥＬ膜で形成されていてもよい。封止層５０９は、上部電極５０８の上面及び側面、発光層５０６の側面、下部電極５０４の側面、及び発光領域４０４の周囲の発光基板４０２の上面を覆うように設けられている。封止層５０９は、酸素及び水分を通さず、発光層５０６の発光波長に対して透明である封止材を用いる。

（発光素子の配列）
　以下、図６Ａ及び図６Ｂを用いて、発光領域４０４上の発光部６０２を説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、発光部６０２を示す図である。図６Ａは、複数の発光部６０２が列状に配置された発光領域４０４を示す図である。複数の発光部６０２（１）、６０２（２）、６０２（３）、・・・、６０２（ｎ）は、Ｘ方向に所定のピッチＬＰで配置され、発光アレイ６０４を構成する。例えば、解像度が１２００ｄｐｉであるときに、所定のピッチは２１．１６μｍである。発光部６０２は、Ｘ方向において幅Ｗ１を有する。隣接する発光部６０２は、Ｘ方向において間隔ｓ１を有する。発光層５０６が十分に薄い場合は、発光部６０２の寸法は、実質的に下部電極５０４の寸法と同じである。本実施例においては、発光部６０２の幅Ｗ１は、図５に示す下部電極５０４の幅Ｗとみなしてよい。隣接する発光部６０２の間隔ｓ１は、図５に示す隣接する下部電極５０４の間隔ｓとみなしてよい。本実施例においては、発光部６０２の幅Ｗ１は、２０．９μｍである。隣接する発光部６０２の間隔ｓ１は、０．２６μｍである。

　図６Ｂは、発光アレイ６０４の断面図である。図６Ｂに示すように、複数個（本実施例において７４８個）の下部電極５０４のそれぞれは、Ｘ方向に幅Ｗ１を有する。複数個の下部電極５０４は、Ｘ方向に間隔ｓ１を空けて配置され、発光アレイ６０４を構成している。発光部６０２のそれぞれは、下部電極５０４と、下部電極５０４に対向する上部電極５０８の部分と、下部電極５０４と上部電極５０８の部分との間の発光層５０６と、によって構成される。図６Ｂにおいて、発光部６０２は、点線で囲んだ部分によって示される。

（制御部）
　次に、図７を用いて、制御部７５０を説明する。制御部７５０は、画像コントローラ部７００及びプリント基板２０２を含む。図７は、画像コントローラ部７００及びプリント基板２０２のブロック図である。ここでは、説明を簡易化するために制御部７５０による単色の処理を説明するが、制御部７５０は、同様の処理を４色同時に並列処理することができる。画像コントローラ部７００は、画像データ生成部７０１、チップデータ変換部７０２、ＣＰＵ７０３及び同期信号生成部７０４を有する。プリント基板２０２は、発光素子アレイチップ４００（１）、４００（２）、４００（３）、・・・、４００（２０）及びヘッド情報保存部７１０を有する。

（画像コントローラ部）
　画像コントローラ部７００は、プリント基板２０２を制御するための制御信号をプリント基板２０２へ送信する。制御信号は、画像データの有効範囲を表すチップセレクト信号、クロック信号、画像データ、画像データの１ライン毎の区切りを表す信号（以下、ライン同期信号という）及びＣＰＵ７０３との通信信号を含む。チップセレクト信号、クロック信号及び画像データは、画像コントローラ部７００のチップデータ変換部７０２からチップセレクト信号線７０５、クロック信号線７０６及び画像データ信号線７０７を通して発光素子アレイチップ４００へ送信される。ライン同期信号は、画像コントローラ部７００の同期信号生成部７０４からライン同期信号線７０８を通して発光素子アレイチップ４００へ送信される。通信信号は、ＣＰＵ７０３から通信信号線７０９を通して発光素子アレイチップ４００及びヘッド情報保存部７１０へ送信される。

　画像コントローラ部７００は、画像データに対する処理と、印字タイミングに対する処理と、を行う。画像データ生成部７０１は、スキャナ部１００又は外部装置から受信した画像データ（画像信号）に対して、ＣＰＵ７０３によって指示された解像度でディザリング処理を行い、プリント出力のための画像データを生成する。本実施例では、１２００ｄｐｉの解像度でディザリング処理が行われる。

　同期信号生成部７０４は、ライン同期信号を生成する。ＣＰＵ７０３は、所定の回転速度で感光ドラム１０２の表面が回転方向（Ｙ方向）に１２００ｄｐｉの画素サイズ（約２１．１６μｍ）移動する周期を１ライン周期として、同期信号生成部７０４へ信号周期の時間間隔を指示する。例えば、シート搬送方向（Ｙ方向）に２００ｍｍ／ｓの速度で印字する場合、ＣＰＵ７０３は、１ライン周期を１０５．８μｓ（小数点２桁以下省略）として時間間隔を同期信号生成部７０４へ指示する。なお、ＣＰＵ７０３は、感光ドラム１０２の速度制御手段（不図示）に設定する印字速度の設定値（固定値）を用いて、シート搬送方向における速度を算出する。

　チップデータ変換部７０２は、同期信号生成部７０４によって生成されたライン同期信号に同期して１ライン分の画像データを発光素子アレイチップ４００毎に分割する。チップデータ変換部７０２は、分割した画像データをクロック信号及びチップセレクト信号とともにプリント基板２０２へ送信する。

（プリント基板）
　次に、プリント基板２０２の構成を説明する。ヘッド情報保存部７１０は、各発光素子アレイチップ４００の発光量及び実装位置情報などのヘッド情報を保存する記憶装置である。ヘッド情報保存部７１０は、通信信号線７０９を介してＣＰＵ７０３に接続されている。クロック信号線７０６、画像データ信号線７０７、ライン同期信号線７０８及び通信信号線７０９は、発光素子アレイチップ４００の全てに接続されている。チップセレクト信号線７０５は、発光素子アレイチップ４００（１）の入力に接続されている。発光素子アレイチップ４００（１）の出力は、チップセレクト信号線７１１（１）を介して発光素子アレイチップ４００（２）の入力に接続されている。発光素子アレイチップ４００（２）の出力は、チップセレクト信号線７１１（２）を介して発光素子アレイチップ４００（３）の入力に接続されている。以下、同様にして、チップセレクト信号線がそれぞれの発光素子アレイチップ４００にカスケード接続されている。発光素子アレイチップ４００のそれぞれは、入力されるチップセレクト信号、クロック信号、ライン同期信号、画像データ及び通信信号によって設定される設定値に基づいて上部電極５０８と下部電極５０４との間に電流を印加する。これによって上部電極５０８と下部電極５０４との間の発光層５０６（発光部６０２）が発光する。また、発光素子アレイチップ４００のそれぞれは、次の発光素子アレイチップ４００用のチップセレクト信号を生成する。

（発光素子アレイチップ内の回路部）
　図８は、発光素子アレイチップ４００内の回路部４０６のブロック図である。発光素子アレイチップ４００内の回路部４０６は、デジタル部８００とアナログ部８０６から成る。デジタル部８００へは、クロック信号線７０６、通信信号線７０９、チップセレクト信号線７０５、画像データ信号線７０７及びライン同期信号線７０８を通して、クロック信号、通信信号、チップセレクト信号、画像データ及びライン同期信号が入力される。デジタル部８００は、通信信号によって予め設定された設定値、チップセレクト信号、画像データ及びライン同期信号に基づいて、クロック信号に同期して発光部６０２を発光させるためのパルス信号を生成する機能を有する。デジタル部８００は、パルス信号をアナログ部８０６へ送信する。また、デジタル部８００は、入力されたチップセレクト信号に基づいて、次の発光素子アレイチップ用のチップセレクト信号を生成する機能を有する。

　デジタル部８００は、通信インターフェース部（以下、通信ＩＦ部という）８０１、レジスタ部８０２、チップセレクト信号生成部８０３、画像データ保存部８０４、パルス信号生成部８０５（１）、８０５（２）、・・・、８０５（７４８）を有する。通信ＩＦ部８０１は、ＣＰＵ７０３から通信信号線７０９を通して入力される通信信号に基づいて、レジスタ部８０２への設定値の書き込み及び読み出しを制御する。レジスタ部８０２は、動作に必要な設定値を保存する。設定値は、画像データ保存部８０４によって使用される露光タイミング情報、パルス信号生成部８０５によって生成されるパルス信号の幅及び遅延情報、及びアナログ部８０６によって設定される駆動電流の設定情報を含む。チップセレクト信号生成部８０３は、チップセレクト信号線７０５を通して入力されたチップセレクト信号を遅延させ、次の発光素子アレイチップ４００用のチップセレクト信号を生成する。チップセレクト信号生成部８０３は、次の発光素子アレイチップ４００用のチップセレクト信号を、チップセレクト信号線７１１を通して次の発光素子アレイチップ４００へ出力する。

　画像データ保存部８０４は、入力されたチップセレクト信号が有効な期間の画像データを保存し、ライン同期信号に同期して画像データをパルス信号生成部８０５へ出力する。パルス信号生成部８０５は、画像データ保存部８０４から入力された画像データに応じて、レジスタ部８０２に設定されたパルス信号の幅情報及び位相情報を基にパルス信号を生成し、アナログ部８０６へ出力する。アナログ部８０６は、デジタル部８００によって生成されたパルス信号を基に、下部電極５０４へ駆動電流を供給する。

（アナログ部）
　図９は、アナログ部８０６のブロック図である。アナログ部８０６は、駆動部１００１（１）、１００１（２）、・・・、１００１（７４８）、デジタルアナログ変換器（以下、ＤＡＣという）１００２及び駆動部選択部１００７を有する。駆動部１００１（１）、１００１（２）、・・・、１００１（７４８）は、７４８個の下部電極５０４をそれぞれ駆動する。パルス信号生成部８０５（１）、８０５（２）、・・・、８０５（７４８）は、下部電極５０４（１）～５０４（７４８）のＯＮタイミングを制御するパルス信号を生成する。パルス信号生成部８０５（１）、８０５（２）、・・・、８０５（７４８）は、パルス信号を、信号線１００６（１）、１００６（２）、・・・、１００６（７４８）を通して駆動部１００１（１）、１００１（２）、・・・、１００１（７４８）へ入力する。

　ＤＡＣ１００２は、レジスタ部８０２に設定されたデータに基づき信号線１００３を通して、駆動電流を決定するアナログ電圧を駆動部１００１に設定する。駆動部選択部１００７は、レジスタ部８０２に設定されたデータに基づき、駆動部１００１を選択する駆動部セレクト信号を、信号線１００４、１００５、・・・を通して、駆動部１００１へ送信する。駆動部セレクト信号は、選択された駆動部１００１に接続されている信号のみがＨｉ（ハイ）となるように生成される。例えば、駆動部１００１（１）が選択される場合、信号線１００４のみにＨｉが供給される。選択されていない駆動部１００１（２）に接続されている信号線１００５、・・・、選択されていない１００１（７４８）に接続されている信号線１７４８などの他の信号線にはＬｏｗが供給される。駆動部１００１は、駆動部選択部１００７によってそれぞれ選択されたタイミング（駆動部セレクト信号がＨｉになるタイミング）で、信号線１００３を通してアナログ電圧を設定する。ＣＰＵ７０３は、レジスタ部８０２を介して駆動部１００１を順次選択し、選択した駆動部１００１に対応するアナログ電圧を設定することによって、一つのＤＡＣ１００２によって全ての駆動部１００１のアナログ電圧を設定する。前述した動作によって駆動部１００１（１）、・・・、１００１（７４８）へ駆動電流を決定するアナログ電圧とパルス信号が入力され、後述する駆動回路によって駆動電流と発光時間が独立して制御される。

（駆動回路）
　図１０は、駆動部１００１（１）の駆動回路を示す図である。なお、他の下部電極５０４（２）、・・・、５０４（７４８）を駆動する駆動部１００１（２）、・・・、１００１（７４８）の駆動回路も同様である。駆動部１００１は、ＭＯＳ型の電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴという）１１０２、１１０３、１１０４、１１０７、インバータ１１０５及びコンデンサ１１０６を有する。

　ＭＯＳＦＥＴ１１０２は、ゲート電圧値に応じて下部電極５０４（１）へ駆動電流を供給する。ＭＯＳＦＥＴ１１０２は、ゲート電圧がＬｏｗレベルであるときに駆動電流がオフ（消灯）するように、電流を制御する。ＭＯＳＦＥＴ１１０４のゲートには、パルス信号生成部８０５からのパルス信号を伝送する信号線１００６が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１１０４は、パルス信号がＨｉであるときに、コンデンサ１１０６に充電された電圧をＭＯＳＦＥＴ１１０２へ受け渡す。ＭＯＳＦＥＴ１１０７のゲートには、駆動部選択部１００７からの駆動部セレクト信号を伝送する信号線１００４が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１１０７は、駆動部セレクト信号がＨｉであるときにオンし、ＤＡＣ１００２から信号線１００３を通して供給されるアナログ電圧をコンデンサ１１０６へ充電する。本実施例においては、画像形成前のタイミングでＤＡＣ１００２がコンデンサ１１０６へアナログ電圧を設定し、画像形成期間中はＭＯＳＦＥＴ１１０７をオフ状態にすることによって電圧レベルを保持し続ける。上記動作によって設定されたアナログ電圧及びパルス信号に従って、ＭＯＳＦＥＴ１１０２は、駆動電流を下部電極５０４（１）へ供給する。

　下部電極５０４（１）の入力容量が大きくオフ時の応答速度が遅い場合は、ＭＯＳＦＥＴ１１０３によってオフの速度を速めることが可能である。ＭＯＳＦＥＴ１１０３のゲートへは、インバータ１１０５によってパルス信号を論理反転させた信号が入力している。パルス信号がＬｏｗのときに、ＭＯＳＦＥＴ１１０３のゲートはＨｉになり、上部電極５０８と下部電極５０４（１）との間の入力容量に充電された電荷を強制的に放電する。

　以上のように、長手方向ＬＤの下辺４０２Ｂと発光領域４０４の距離が最小になるように、発光領域４０４と封止領域４０９が発光基板４０２上に設けられている。下辺４０２Ｂが互いに向かい合うように複数の発光素子アレイチップ４００がプリント基板２０２上に千鳥状に配置される。これによって、発光領域４０４とロッドレンズアレイ２０３との距離を必要最小限に抑え、光利用効率の低下を抑制することができる。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。

　本願は、２０１９年８月２３日提出の日本国特許出願特願２０１９－１５２９７８を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

１０６・・・露光ヘッド
２０３・・・ロッドレンズアレイ
４００・・・発光素子アレイチップ
４０２・・・発光基板
４０２Ｂ・・・発光基板の下辺（第一の辺）
４０２Ｔ・・・発光基板の上辺（第二の辺）
４０４・・・発光領域
４０９・・・封止領域
５０９・・・封止層
６０２・・・発光部

Claims (9)

1. 　複数の発光素子アレイチップと、
   　前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれに設けられ、複数の発光部を有する発光領域と、
   　前記発光領域の発光面及び側面を覆う封止材と、
   　前記発光領域から出射された光を集光するレンズアレイと、
   を備え、
   　前記発光面の側から見たときに、前記封止材が施されている封止領域は、前記発光領域を内包しており、
   　前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれは、矩形状であり、
   　前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの二つの長辺の一方である第一の辺から前記第一の辺に平行で直近にある前記封止領域の一方の長辺までの第一の距離は、前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの前記二つの長辺の他方である第二の辺から前記第二の辺に平行で直近にある前記封止領域の他方の長辺までの第二の距離より短く、
   　前記第一の辺から前記第一の辺に平行で直近にある前記発光領域の一方の長辺までの第三の距離は、前記第二の辺から前記第二の辺に平行で直近にある前記発光領域の他方の長辺までの第四の距離より短いことを特徴とする露光ヘッド。
2. 　前記第一の距離は、前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの二つの短辺の一方である第三の辺から前記第三の辺に平行で直近にある前記封止領域の一方の短辺までの第五の距離より短く、
   　前記第一の距離は、前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの前記二つの短辺の他方である第四の辺から前記第四の辺に平行で直近にある前記封止領域の他方の短辺までの第六の距離より短いことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。
3. 　前記第三の距離は、前記第三の辺から前記第三の辺に平行で直近にある前記発光領域の一方の短辺までの第七の距離より短く、
   　前記第三の距離は、前記第四の辺から前記第四の辺に平行で直近にある前記発光領域の他方の短辺までの第八の距離より短いことを特徴とする請求項２に記載の露光ヘッド。
4. 　前記第三の距離は、前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの二つの短辺の一方である第三の辺から前記第三の辺に平行で直近にある前記発光領域の一方の短辺までの第七の距離より短く、
   　前記第三の距離は、前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの二つの短辺の他方である第四の辺から前記第四の辺に平行で直近にある前記発光領域の他方の短辺までの第八の距離より短いことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。
5. 　前記発光領域の前記複数の発光部のそれぞれは、トップエミッション型のＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
6. 　前記複数の発光素子アレイチップは、前記露光ヘッドの長手方向に千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
7. 　前記複数の発光素子アレイチップは、隣接する発光素子アレイチップのそれぞれの前記第一の辺が部分的に互いに向かい合うように、配置されていることを特徴とする請求項６に記載の露光ヘッド。
8. 　前記複数の発光素子アレイチップのそれぞれの前記第一の辺は、一つの直線の上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
9. 　感光ドラムと、
   　前記感光ドラムの表面を均一に帯電する帯電器と、
   　画像信号に従って前記感光ドラムの前記表面を露光して静電潜像を形成する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の露光ヘッドと、
   　前記静電潜像をトナーで現像してトナー像にする現像器と、
   　前記トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
   　前記トナー像を加熱および加圧して前記記録媒体に定着させる定着装置と、
   を備える画像形成装置。

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