JP2010069738A - ラインヘッドおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】幅が狭く、画像形成装置を小型で安価なものとしつつ、高精度な露光処理を実現することができるラインヘッドを提供すること、また、高品位な画像を得ることができる小型で安価な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】ラインヘッド１３は、基板７１と、基板７１上に所定方向に沿って配列された複数の発光素子７２と、各発光素子７２の光の出射側に設けられたレンズアレイ１６と、基板７１とレンズアレイ１６との間に設けられ、レンズアレイ１６を基板７１に対して支持するとともに、基板７１とレンズアレイ１６との間の光路長を規定する光透過性のスペーサ１７と、スペーサ１７上を覆うように設けられ、レンズアレイ１６が挿通される開口部１９１を備える第１の遮光部材１９と、第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間に形成された隙間を埋めるように設けられた第２の遮光部材１８とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ラインヘッドおよびそれを有する画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いる複写機、プリンター等の画像形成装置には、感光体の外表面を露光処理して静電潜像を形成する露光手段が備えられている。かかる露光手段としては、ラインヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１にかかるラインヘッドでは、樹脂からなるハウジングに接合固定されたベースプレート上に、複数の発光ダイオード素子が直線状に配列されている。また、発光ダイオード素子の光の出射側にはレンズアレイが配設されている。このレンズアレイは、上記のハウジングにより支持されている。かかるラインヘッドでは、発光ダイオード素子からの光をレンズアレイを介して感光体の外表面に結像させ、露光処理を行う。ここで、ハウジングは、発光ダイオードからレンズアレイに入射しなかった光を遮光する機能をも有する。これにより、不本意な光漏れを防止し、良好な露光処理を実現することができる。

しかしながら、特許文献１にかかるラインヘッドでは、ハウジングがレンズアレイおよびベースプレートを支持するのに必要な機械的強度を必要とするため、ハウジングを薄肉化することができない。その結果、ラインヘッドの幅狭化が困難であるという問題を有していた。
一方、電子写真方式の画像形成装置では、感光体の周囲に、ラインヘッドのほかに、感光体を初期電位に帯電する帯電器、感光体上の静電潜像をトナー像として現像する現像器、感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写器、転写されずに感光体上に残存するトナーを除去するクリーナ等のデバイスが配置される。そのため、これらのデバイスの幅が大きいと、感光体の直径を大きくしなければならず、画像形成装置の大型化を招いてしまう。また、感光体の直径が大きくなることで、感光体の高コスト化を招いてしまう。感光体は所定期間毎に交換を要するので、感光体の高コスト化は好ましくない。したがって、ラインヘッドの幅も極力小さくするのが好ましい。

特開平６−３２０７８９号公報

本発明の目的は、幅が狭く、画像形成装置を小型で安価なものとしつつ、高精度な露光処理を実現することができるラインヘッドを提供すること、また、高品位な画像を得ることができる小型で安価な画像形成装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のラインヘッドは、基板と、
前記基板に配設された発光素子と、
前記発光素子の光の出射側に設けられたレンズアレイと、
前記基板と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記レンズアレイを前記基板に対して支持する光透過性のスペーサと、
前記スペーサを覆うように設けられ、前記レンズアレイが挿通される開口部を備える第１の遮光部材と、
前記第１の遮光部材の前記開口部と前記レンズアレイとの間の隙間を埋めるように設けられた第２の遮光部材と、
を有することを特徴とする。

本発明のラインヘッドでは、前記基板を支持する支持部材を有し、該支持部材は、前記基板が配設される基板搭載部と、該基板搭載部から前記配設された基板とは反対側に垂直または略垂直に延びる１対の脚部とを備えることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記基板は、前記スペーサに接合されることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記第１の遮光部材は、金属材料で構成されることが好ましい。

本発明のラインヘッドでは、前記第２の遮光部材は、弾性または可撓性を有することが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記第２の遮光部材は、前記スペーサおよび前記レンズアレイに接合されることが好ましい。
本発明のラインヘッドでは、前記基板は、ガラス基板であり、前記発光素子は、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記スペーサは、前記基板の前記発光素子とは反対側の面に接合されることが好ましい。

本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、
前記潜像担持体に露光するラインヘッドとを有し、
前記ラインヘッドは、
基板と、
前記基板に配設された発光素子と、
前記発光素子の光の前記潜像担持体側に設けられたレンズアレイと、
前記基板と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記レンズアレイを前記基板に支持する光透過性のスペーサと、
前記スペーサを覆うように設けられ、前記レンズアレイが挿通される開口部を備える第１の遮光部材と、
前記第１の遮光部材の前記開口部と前記レンズアレイとの間の隙間を埋めるように設けられた第２の遮光部材と、
を有することを特徴とする。

以上のような構成を有する本発明のラインヘッドによれば、レンズアレイがスペーサによって基板に対して支持されるので、第１の遮光部材および第２の遮光部材がレンズアレイを支持する必要がなく、第１の遮光部材および第２の遮光部材を薄肉化することができる。その結果、ラインヘッドの幅を狭くし、ひいては、画像形成装置を小型で安価なものとすることができる。

また、第１の遮光部材の開口部（の周縁）とレンズアレイとの間に形成された隙間での遮光を第２の遮光部材が行うため、各発光素子からの光がレンズアレイに入射せずに外部に漏れるのを確実に防止することができる。その結果、良好な露光処理を実現することができる。
しかも、第１の遮光部材と第２の遮光部材とが別体であるため、第１の遮光部材および第２の遮光部材のそれぞれの形態を比較的簡単に最適化することができ、上記の効果をより顕著なものとすることができる。

以下、本発明のラインヘッドおよび画像形成装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置の全体構成を示す概略図、図２は、図１に示す画像形成装置に備えられたラインヘッドの横断面図、図３は、図２に示すラインヘッドに備えられた基板とレンズアレイと支持部材とを示す斜視図、図４は、図２に示すラインヘッドに備えられた発光素子の概略構成を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１〜図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

（画像形成装置）
図１に示す画像形成装置１は、帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程・定着工程を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体Ｐに記録する電子写真方式のプリンターである。本実施形態では、画像形成装置１は、いわゆるタンデム方式を採用するカラープリンタである。

このような画像形成装置１は、図１に示すように、帯電工程・露光工程・現像工程のための画像形成ユニット１０と、転写工程のための転写ユニット２０と、定着工程のための定着ユニット３０と、紙などの記録媒体Ｐを搬送するための搬送機構４０と、この搬送機構４０に記録媒体Ｐを供給する給紙ユニット５０とを有している。
画像形成ユニット１０は、イエローのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｙと、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｍと、シアンのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｃと、ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーション１０Ｋとの４つの画像形成ステーションを備えている。

各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、静電的な潜像を担持する感光ドラム（感光体）１１を有し、その周囲（外周側）には、帯電ユニット１２、ラインヘッド（露光ユニット）１３、現像装置１４、クリーニングユニット１５が配設されている。ここで、各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同じ構成である。

感光ドラム１１は、全体形状が円筒状をなし、その軸線まわりに図１中矢印方向に回転可能となっている。そして、感光ドラム１１の外周面（円筒面）付近には、感光層（図示せず）が設けられている。このような感光ドラム１１の外周面は、ラインヘッド１３からの光Ｌ（出射光）を受光する受光面１１１を有している（図２参照）。

帯電ユニット１２は、コロナ帯電などにより感光ドラム１１の受光面１１１を一様に帯電させるものである。
ラインヘッド１３は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受け、これに応じて、感光ドラム１１の受光面１１１に向けて光Ｌを照射するものである。一様に帯電された感光ドラム１１の受光面１１１に光Ｌが照射されると、その光Ｌの照射パターンに対応した潜像（静電潜像）が受光面１１１上に形成される。なお、ラインヘッド１３の構成については、後に詳述する。

現像装置１４は、トナーを貯留する貯留部（図示せず）を有しており、当該貯留部から、感光ドラム１１の受光面１１１にトナーを供給し、付与する。静電的な潜像が形成された受光面１１１にトナーが付与されると、当該潜像がトナー像として可視化（現像）される。
クリーニングユニット１５は、感光ドラム１１の受光面１１１に当接するゴム製のクリーニングブレード１５１を有し、後述する一次転写後の感光ドラム１１上に残存するトナーをクリーニングブレード１５１により掻き落として除去するようになっている。

転写ユニット２０は、前述したような各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光ドラム１１上に形成された各色のトナー像を一括して記録媒体Ｐに転写するようになっている。
各画像形成ステーション１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋでは、感光ドラム１１が１回転する間に、帯電ユニット１２による感光ドラム１１の受光面１１１の帯電と、ラインヘッド１３による受光面１１１の露光と、現像装置１４による受光面１１１へのトナーの供給と、後述する一次転写ローラ２２による中間転写ベルト２１へのトナー像の一次転写と、クリーニングユニット１５による受光面１１１のクリーニングとが順次行なわれる。

転写ユニット２０は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト２１を有し、この中間転写ベルト２１は、複数（図１に示す構成では４つ）の一次転写ローラ２２と駆動ローラ２３と従動ローラ２４とで張架されており、駆動ローラ２３の回転により、図１に示す矢印方向に、感光ドラム１１の周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動される。
各一次転写ローラ２２は、対応する感光ドラム１１に中間転写ベルト２１を介して対向配設されており、感光ドラム１１上の単色のトナー像を中間転写ベルト２１に転写（一次転写）するようになっている。この一次転写ローラ２２は、一次転写時に、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。

中間転写ベルト２１上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのうちの少なくとも１色のトナー像が担持される。例えば、フルカラー画像の形成時には、中間転写ベルト２１上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が中間転写像として形成される。
また、転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１を介して駆動ローラ２３に対向配設される二次転写ローラ２５と、中間転写ベルト２１を介して従動ローラ２４に対向配設されるクリーニングユニット２６とを有している。

二次転写ローラ２５は、中間転写ベルト２１上に形成された単色あるいはフルカラーなどのトナー像（中間転写像）を、給紙ユニット５０から供給される紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐに転写（二次転写）するようになっている。二次転写ローラ２５は、二次転写時に、中間転写ベルト２１に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。このような二次転写時には、駆動ローラ２３は、二次転写ローラ２５のバックアップローラとしても機能する。

クリーニングユニット２６は、中間転写ベルト２１の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード２６１を有し、二次転写後の中間転写ベルト２１上に残存するトナーをクリーニングブレード２６１により掻き落として除去するようになっている。
定着ユニット３０は、定着ローラ３０１と、定着ローラ３０１に圧接される加圧ローラ３０２とを有しており、定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２との間を記録媒体Ｐが通過するよう構成されている。また、定着ローラ３０１の内側には、当該定着ローラ３０１の外周面を加熱するヒータが内蔵されている。このような構成の定着ユニット３０では、トナー像の二次転写を受けた記録媒体Ｐが定着ローラ３０１と加圧ローラ３０２との間を通過しながら加熱および加圧されることにより、トナー像を記録媒体Ｐに融着させて永久像として定着させる。

搬送機構４０は、前述した二次転写ローラ２５と中間転写ベルト２１との間の二次転写部へ給紙タイミングを計りつつ記録媒体Ｐを搬送するレジストローラ対４１と、定着ユニット３０での定着処理済みの記録媒体Ｐを挟持搬送する搬送ローラ対４２、４３、４４とを有している。
このような搬送機構４０は、記録媒体Ｐの一方の面のみに画像形成を行う場合には、定着ユニット３０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを搬送ローラ対４２により挟持搬送して、画像形成装置１の外部へ排出する。また、記録媒体Ｐの両面に画像形成する場合には、定着ユニット３０によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦搬送ローラ対４２により挟持した後に、搬送ローラ対４２を反転駆動するとともに、搬送ローラ対４３、４４を駆動して、当該記録媒体Ｐを表裏反転してレジストローラ対４１へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Ｐの他方の面に画像を形成する。
給紙ユニット５０は、未使用の記録媒体Ｐを収容する給紙カセット５１と、給紙カセット５１から記録媒体Ｐを１枚ずつレジストローラ対４１へ向け給送するピックアップローラ５２とを備えている。

（ラインヘッド）
次に、ラインヘッド１３について説明する。
ラインヘッド１３は、感光ドラム１１の外周面（すなわち受光面１１１）に対向して配設されている（図１および図２参照）。
そして、ラインヘッド１３は、図２に示すように、支持部材６と、発光基板ユニット７と、レンズアレイ１６と、スペーサ１７と、第１の遮光部材１９と、第２の遮光部材１８とを有している。
このようなラインヘッド１３では、発光基板ユニット７から出射した光Ｌがスペーサ１７およびレンズアレイ１６を透過して、感光ドラム１１の受光面１１１に照射される。

以下、ラインヘッド１３を構成する各部を順次詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、発光基板ユニット７の基板７１の長手方向を「主走査方向」、幅方向を「副走査方向」と言う。
支持部材６は、長尺状（長手形状）をなし、感光ドラム１１の軸線方向（主走査方向）に沿うように設置されている。

この支持部材６は、金属板を折り曲げ加工することで形成され、基板搭載部６１と、１対の脚部６２と、基板搭載部６１と各脚部６２との間に形成された折り曲げ部６４とを有し、支持部材６の横断面形状は、略Ｕ字状をなしている。
基板搭載部６１は、図２に示す横断面（後述する基板７１の長手方向に垂直な断面）にて、基板７１の板面に沿って設けられている。

基板搭載部６１は、長尺板状をなし、その一方の面側（図２にて上側）には、後述する発光基板ユニット７の基板７１が搭載されている。これにより、基板搭載部６１は、基板７１を支持している。
１対の脚部６２は、基板搭載部６１の幅方向（副走査方向）での両端部から基板７１とは反対側へ延びている。すなわち、１対の脚部６２は、基板搭載部６１の幅方向での両端部（すなわち短手方向での両端部）から下方に延びている。これにより、支持部材６の外側に、発光基板ユニット７が設けられている。

このような支持部材６は、その横断面が前述したように略Ｕ字状をなすように構成することで、比較的簡単な構成で、支持部材６の剛性を優れたものとすることができる。さらに、基板搭載部６１で基板７１を支持することで、基板７１を安定的に支持し、安定した露光処理を行うことができる。
このような支持部材６は、金属板を折り曲げ加工したものであるため、比較的簡単かつ安価に得ることができる。

また、基板７１が支持部材６の外側に設置されているため、基板７１を支持部材６の内側に設置するよりも組み立てが容易である。その結果、ラインヘッド１３を安価なものとすることができる。
また、基板７１が支持部材６の外側に設置されているため、支持部材６の幅を基板７１の幅よりも小さくすることができる。そのため、ラインヘッド１３は、その幅を狭くすることができる。

支持部材６の構成材料としては、特に限定されず、各種金属材料（特に軟磁性材料）を用いることができるが、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム合金等が好適に用いられる。
発光基板ユニット７は、長尺状をなす基板７１と、基板７１の一方の面側にその長手方向に沿って配列された複数の発光素子７２と、複数の発光素子７２を覆う封止部材７３とを備えている。

基板７１は、各発光素子７２を支持するものであり、外形が長尺状をなす板状体で構成されている。
この基板７１は、ガラス材料で構成されている。すなわち、基板７１は、ガラス基板である。ガラス基板は、絶縁性および光透過性を有する。そのため、基板７１がガラス基板であると、比較的簡単かつ安価に、基板７１上に発光素子７２として有機エレクトロルミネッセンス素子を形成することができる。また、後述するようにボトムエミッション構造の各発光素子７２からの光Ｌを基板７１を介して出射することができる。また、ガラス基板はその平面度が比較的高いため、基板７１にガラス基板を用いることにより、発光素子７２とレンズアレイ１６との間の距離のバラツキを低減し、レンズアレイ１６が感光ドラム１１の受光面１１１に対し高精度に光Ｌを結像することができる。

また、基板７１をガラス材料で構成することにより、各発光素子７２の発光により生じる熱を基板７１を介して支持部材６等へ効率良く放熱することができる。
このような基板７１には、一方の面（図２にて下側の面）に、複数の発光素子７２および封止部材７３が接合されている。
複数の発光素子７２は、基板７１上にその長手方向（主走査方向）に沿って配列されている。また、各発光素子７２は、その光軸が基板７１の板面に略直交するように設置されている。

各発光素子７２は、有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）で構成されている。
より具体的に説明すると、各発光素子７２は、図４に示すように、陽極７２２と、陽極７２２上に設けられた有機半導体層７２３と、有機半導体層７２３上に設けられた陰極７２４とを備え、これらが基板７１上に設けられている。

また、本実施形態では、有機半導体層７２３は、陽極７２２側から、正孔輸送層７２６、発光層７２７および電子輸送層７２８の順で積層された複数の層で構成される積層体となっている。
このような発光素子７２では、陽極７２２と陰極７２４との間に直流電圧が印加されると、これにより、発光層７２７において、電子輸送層７２８を介して輸送された電子と、正孔輸送層７２６を介して輸送された正孔とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）が光Ｌとして放出される。これにより、発光素子７２（発光層７２７）が発光する。

本実施形態では、この発光素子７２は、発光層７２７からの光Ｌを陽極７２２側に取り出して利用するボトムエミッション構造の素子となっている。
陽極７２２は、有機半導体層７２３（後述する正孔輸送層７２６）に正孔を注入する電極である。この陽極７２２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ_２、Ｓｂ含有ＳｎＯ_２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。

陰極７２４は、有機半導体層７２３（後述する電子輸送層７２８）に電子を注入する電極である。また、この陰極７２４は、陰極７２４側に漏れた光Ｌを陽極７２２側に反射する反射膜としての機能も有している。これにより、レンズアレイ１６側に向かう光Ｌの光量をより多く確保することができる。
陰極７２４の構成材料としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。

陽極７２２と陰極７２４との間には、有機半導体層７２３が設けられている。有機半導体層７２３は、前述したように、正孔輸送層７２６と、発光層７２７と、電子輸送層７２８とを備え、これらがこの順で陽極７２２上に積層されている。
正孔輸送層７２６は、陽極７２２から注入された正孔を発光層７２７まで輸送する機能を有するものである。

正孔輸送層７２６の構成材料（正孔輸送材料）は、正孔輸送能力を有するものであれば、いかなるものであってもよいが、共役系の化合物であるのが好ましい。共役系の化合物は、その特有な電子雲の広がりによる性質上、極めて円滑に正孔を輸送できるため、正孔輸送能力に特に優れる。
このような正孔輸送材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミンのようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミンのようなフェニレンジアミン系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、フタロシアニンのようなフタロシアニン系化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

電子輸送層７２８は、陰極７２４から注入された電子を発光層７２７まで輸送する機能を有するものである。
電子輸送層７２８の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）のようなベンゼン系化合物（スターバースト系化合物）、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセンのようなクリセン系化合物、ペリレンのようなペリレン系化合物、アントラセンのようなアントラセン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、発光層７２７としては、電圧印加時に陽極７２２側から正孔を、また、陰極７２４側から電子を注入することができ、正孔と電子が再結合する場を提供できる構成材料により構成されるものであれば、いかなるものであってもよい。
このような発光層７２７の構成材料（発光材料）としては、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）のような低分子系のものや、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子、カルバゾール系高分子のような高分子系のものが挙げられ、これらの１種または２種以上を組み合わせて、目的とする発光色を有する光Ｌを得ることができる。

本実施形態では、各発光素子７２がいずれも赤色光を発光するように構成されている。ここで、赤色光を発光する発光層７２７としては、例えば、（４−ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（パラジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）およびナイルレッド等が挙げられる。なお、各発光素子７２は、赤色光を発光するよう構成されているのに限定されず、他の色の単色光や白色光を発光するよう構成されていてもよい。このように、有機ＥＬ素子では、発光層７２７の構成材料に応じて当該発光層７２７が発する光Ｌを任意の色の単色光に適宜設定することができる。

ただし、一般に電子写真プロセスに用いられる感光ドラムの分光感度特性は、半導体レーザーの発光波長である赤色から近赤外の領域でピークを持つように設定されているので、上記のように赤色の発光材料を利用することが好ましい。
このような有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）で各発光素子７２がそれぞれ構成されていると、発光素子７２同士の間隔（ピッチ）を比較的小さく設定することができる。これにより、画像を記録媒体Ｐに記録した際、その記録媒体Ｐに対する記録密度が比較的高くなる。よって、より鮮明な画像が担持された記録媒体Ｐが得られる。

また、有機ＥＬ素子で各発光素子７２が構成されていると、基板７１の幅方向での発光素子７２の数を抑えながら、基板７１の長手方向での発光素子７２の配置密度を高めることができる。また、発光素子７２を形成する際に、発光素子７２と一括して、発光素子７２を駆動するための駆動回路の一部を構成するＴＦＴや配線等を基板７１上に形成することができる。その結果、基板７１の幅を抑えながら、ラインヘッド１３をより安価なものとすることができる。

なお、各発光素子７２の外周側には、それぞれ、光Ｌの広がりを防止するためのリフレクタのような光路調整部材を設けてもよい。
また、発光素子７２は、ボトムエミッション構造の素子に限定されず、発光層７２７からの光Ｌを陰極７２４側に取り出して利用するトップエミッション構造の素子であってもよい。この場合、基板７１側を下側にするようにして、発光基板ユニット７を設置する。

また、以上に述べた有機ＥＬ素子の材料あるいは層構成は、代表的な例を示したものであり、他の材料、層構成であっても同様に本発明の作用・効果は得られる。
このような各発光素子７２は、図示しないが、例えば、駆動回路を介して制御回路に電気的に接続されている。
駆動回路は、各発光素子７２を駆動するためのものである。この駆動回路は、複数の発光素子７２とともに基板７１上に形成してもよいし、基板７１とは別の基板上に形成してもよい。また、駆動回路は、その全部を複数の発光素子７２とともに基板７１上に形成してもよいし、駆動回路の一部を複数の発光素子７２とともに基板７１上に形成し、残部を基板７１とは別の基板上に形成してもよい。

制御回路は、駆動回路の作動を制御するものである。この制御回路は、画像形成装置１本体に備えられた本体コントローラからの信号、および、メモリ内に格納された情報に基づき、駆動回路の作動を制御する。
本体コントローラは、各発光素子７２の駆動制御のための制御信号を制御回路に送信する機能を有するものである。また、本体コントローラは、画像形成装置１の各部を制御する機能をも有する。

また、前述したような複数の発光素子７２とともに基板７１の一方の面側に設けられた封止部材７３は、図３に示すように、凹部７３１が形成され、その凹部７３１の周縁部が接着剤等により基板７１に接合されている。そして、凹部７３１内に複数の発光素子７２が納められている。これにより、封止部材７３は、複数の発光素子７２を覆っている。
封止部材７３は、ガスバリア性を有し、封止部材７３と基板７１とは気密的に接合されている。これにより、各発光素子７２を構成する各部を水分や酸素などを含む雰囲気ガスから遮断し当該各部の酸化や劣化を防止することができる。また、各発光素子７２等に異物が付着するのを防止することもできる。
封止部材７３の凹部７３１内には、乾燥剤および／または脱酸素剤が設けられているのが好ましい。これにより、各発光素子７２を構成する各部の酸化や劣化をより確実に防止することができる。

乾燥剤としては、凹部７３１内で吸湿効果を発揮するものであれば、特に限定されることはなく種々のものが使用可能であり、例えば酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、硫酸リチウム（Ｌｉ₂ＳＯ₄）、硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₄）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ₄）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ₄）、硫酸コバルト（ＣｏＳＯ₄）、硫酸ガリウム（Ｇａ₂（ＳＯ₄）₃）、硫酸チタン（Ｔｉ（ＳＯ₄）₂）、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ₄）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ₂）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ₂）、塩化イットリウム（ＹＣｌ₃）、塩化銅（ＣｕＣｌ₂）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化タンタル（ＴａＦ₅）、フッ化ニオブ（ＮｂＦ₅）、臭化カルシウム（ＣａＢｒ₂）、臭化セリウム（ＣｅＢｒ₃）、臭化セレン（ＳｅＢｒ₄）、臭化バナジウム（ＶＢｒ₂）、臭化マグネシウム（ＭｇＢｒ₂）、ヨウ化バリウム（ＢａＩ₂）、ヨウ化マグネシウム（ＭｇＩ₂）、過塩素酸バリウム（Ｂａ（ＣｌＯ₄）₂）、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂）等が挙げられる。

また、脱酸素剤としては、活性炭、シリカゲル、活性アルミナ、モレキュラーシーブ、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化チタン等が挙げられる。
また、封止部材７３は、凹部７３１とは反対側の面が平坦面となっている。これにより、封止部材７３を介して基板７１と支持部材６とを簡単かつ安定的に接合することができる。

この封止部材７３の構成材料としては、特に限定されず、ステンレス、アルミニウムまたはその合金等の金属材料、ソーダ石灰ガラス、珪酸塩ガラス等のガラス材料、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂等の樹脂材料等を用いることができるが、ガラス材料が好適に用いられる。封止部材７３と基板７１とをともにガラス材料で構成することで、これらの間の線膨張係数差による変形、損傷等の不具合を防止することができる。

一方、基板７１の他方の面（図３にて上側の面）は、スペーサ１７を介してレンズアレイ１６が接合されている。
レンズアレイ１６は、発光基板ユニット７の光Ｌの出射側に設けられている。このレンズアレイ１６は、２列で主走査方向に俵積みするように多数配列された多数の屈折率分布型のロッドレンズ１６１を有している。

各ロッドレンズ１６１は、その光軸が基板７１の厚さ方向となるように設置されている。また、各ロッドレンズ１６１は、例えば、樹脂材料および／またはガラス材料で構成されている。
スペーサ１７は、基板７１とレンズアレイ１６との間に設けられ、レンズアレイ１６を基板７１に対して支持するとともに、基板７１とレンズアレイ１６との間の光路長を規定するものである。このスペーサ１７は、板状をなし、例えば、樹脂材料および／またはガラス材料で構成されている。このようなスペーサ１７を設けることで、スペーサ１７の厚さに応じて各発光素子７２とレンズアレイ１６との間の距離を調整することができる。その結果、比較的簡単な構成で、高精度な露光処理を実現することができる。

特に、スペーサ１７は、光透過性基板であり、レンズアレイ１６がスペーサ１７に接合・支持されている。これにより、各発光素子７２とレンズアレイ１６との間の距離を簡単かつ正確に規定することができる。また、レンズアレイ１６を第１の遮光部材１９で支持する必要がないので、例えば第１の遮光部材１９の肉厚を薄くすることができ、その結果、ラインヘッド１３の幅を小さくすることができる。

また、スペーサ１７は、板状をなすものであるため、各発光素子７２とレンズアレイ１６との間の距離、および、基板７１と支持部材６との間に距離を高精度でかつ安定的に規定することができる。
特に、スペーサ１７は、基板７１に接合されている。これにより、スペーサ１７を基板７１に対して安定的に支持することができる。その結果、スペーサ１７がレンズアレイ１６を基板７１に対してより安定的に支持することができる。

このようなスペーサ１７を上側から覆うように、第１の遮光部材１９が設けられている。第１の遮光部材１９は、各発光素子７２から後述するレンズアレイ１６へ入射しなかった光が外部に漏れるのを防止する機能を有する。
このような第１の遮光部材１９には、各発光素子７２の光軸方向に貫通する開口部１９１が形成されており、その開口部１９１を介してレンズアレイ１６が第１の遮光部材１９内外を貫通するように設けられている。

このような第１の遮光部材１９の構成材料は、遮光性を有するものであれば、特に限定されず、樹脂材料、金属材料などを用いることができる。
特に、第１の遮光部材１９は、金属材料で構成されているのが好ましい。これにより、第１の遮光部材１９が電磁気シールドとして機能するため、外部から各発光素子７２やその周辺回路への電磁気的悪影響を防止することができる。また、各発光素子７２やその周辺回路が外部の回路等に対して電磁気的悪影響を与えるのを防止することもできる。その結果、ラインヘッド１３の露光特性を向上させることができる。

このような第１の遮光部材１９は、射出成型や、プレス成型などを用いて形成することができる。第１の遮光部材１９を金属材料で構成する場合、金属板を折り曲げ加工することで、第１の遮光部材１９を形成するのが好ましい。これにより、第１の遮光部材１９を安価で薄肉なものとすることができる。
このような第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間には、隙間が形成されている。そして、その隙間を埋めるように第２の遮光部材１８が設けられている。

本実施形態では、第２の遮光部材１８は、テープ状をなしている。また、第２の遮光部材１８の一方の面には、図示しない粘着層（粘着剤）が設けられており、この粘着層を介して、第２の遮光部材１８は、スペーサ１７およびレンズアレイ１６に接合されている。
第２の遮光部材１８をスペーサ１７およびレンズアレイ１６に接合することで、第２の遮光部材１８が第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間の遮光をより確実に行うことができる。また、テープ状の第２の遮光部材１８を粘着層を介して接合することで、組み立て性に優れ、ラインヘッド１３をより安価なものとすることができる。

第２の遮光部材１８は、前述した第１の遮光部材１９と同様、各発光素子７２から後述するレンズアレイ１６へ入射しなかった光が外部に漏れるのを防止する機能を有する。
この第２の遮光部材１８が第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間に形成された隙間での遮光を行うため、各発光素子７２からの光がレンズアレイ１６に入射せずに外部に漏れるのを確実に防止することができる。その結果、良好な露光処理を実現することができる。

しかも、第２の遮光部材１８を第１の遮光部材１９とは別体として設けることで、第１の遮光部材１９および第２の遮光部材１８のそれぞれの形態を比較的簡単に最適化することができ、上記の効果をより顕著なものとすることができる。
第２の遮光部材１８の構成材料は、前述した第１の遮光部材１９の構成材料と同様のものを用いることができるが、例えば、第２の遮光部材１８は、弾性または可撓性を有しているのが好ましい。これにより、第１の遮光部材１９とレンズアレイ１６との間の熱膨張差（特に主走査方向での熱膨張率の差）が大きい場合であっても、その熱膨張差によるレンズアレイ１６の変形や位置ずれ等を防止することができる。

例えば、第２の遮光部材１８を弾性または可撓性を有するものとするには、第２の遮光部材１８を薄肉にしたり、第２の遮光部材１８の構成材料として弾性材料（樹脂材料やゴム材料等）を用いたりすればよい。また、第２の遮光部材１８は、遮光性材料で成形されていてもよいし、第２の遮光部材１８の表面付近に遮光性材料のコーティングが施されていてもよい。なお、第２の遮光部材１８は、第１の遮光部材１９に比し、形成領域が小さく、第１の遮光部材１９よりも低い剛性および機械的強度で足りる。

以上説明したようなラインヘッド１３によれば、レンズアレイ１６がスペーサ１７によって基板７１に対して支持されるので、第１の遮光部材１９および第２の遮光部材１８がレンズアレイ１６を支持する必要がなく、第１の遮光部材１９および第２の遮光部材１８を薄肉化することができる。その結果、ラインヘッド１３の幅を狭くし、ひいては、画像形成装置１を小型で安価なものとすることができる。

また、第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間に形成された隙間の遮光を第２の遮光部材１８が行うため、各発光素子７２からの光がレンズアレイ１６に入射せずに外部に漏れるのを確実に防止することができる。その結果、良好な露光処理を実現することができる。
しかも、第１の遮光部材１９と第２の遮光部材１８とが別体であるため、第１の遮光部材１９および第２の遮光部材１８のそれぞれの形態を比較的簡単に最適化することができ、上記の効果をより顕著なものとすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態にかかるラインヘッドの横断面である。
以下、第２実施形態のラインヘッドについて、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

本実施形態のラインヘッド１３Ａは、第２の遮光部材の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態のラインヘッド１３と同様である。
本実施形態のラインヘッド１３Ａでは、図５に示すように、第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間に形成された隙間を埋めるように第２の遮光部材１８Ａが設けられている。

この第２の遮光部材１８Ａは、第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間に形成された隙間に充填されるようにして形成されている。これにより、第１の遮光部材１９の開口部１９１の周縁とレンズアレイ１６との間に形成された隙間での遮光をより確実に行うことができる。また、第２の遮光部材１８Ａはその形成も容易である。

このような第２の遮光部材１８Ａは、樹脂材料またはゴム材料で構成されている。また、第２の遮光部材１８Ａは、弾性または可撓性を有しているのが好ましい。これにより、第１の遮光部材１９とレンズアレイ１６との間の熱膨張差（特に主走査方向での熱膨張率の差）が大きい場合であっても、その熱膨張差によるレンズアレイ１６の変形や位置ずれ等を防止することができる。

以上説明したようなラインヘッド１３Ａによっても、前述した第１実施形態のラインヘッド１３と同様の効果を発揮することができるに加え、より小型化および低コスト化を図ることができる。
以上、本発明のラインヘッドおよび画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ラインヘッドおよび画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、レンズアレイは、複数のレンズが２行ｎ列の行列状に配置さているのに限定されず、例えば、３行ｎ列、４行ｎ列等の行列状に配置されていてもよい。
また、レンズアレイとして、マイクロレンズが多数配列されたマイクロレンズアレイを用いることもできる。
また、前述した実施形態では、説明の便宜上、発光素子が１行ｎ列に配列したものを説明したが、これに限定されるものではなく、発光素子が２行ｎ列、３行ｎ列等の行列状に配列されていてもよい。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる画像形成装置の全体構成を示す概略図である。 図１に示す画像形成装置に備えられたラインヘッドの横断面図である。 図２に示すラインヘッドに備えられた基板とレンズアレイと支持部材とを示す斜視図である。 図２に示すラインヘッドに備えられた発光素子の概略構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態にかかるラインヘッドの横断面である。

符号の説明

１…画像形成装置 ６…支持部材 ６１…基板搭載部 ６２…脚部 ６４…折り曲げ部 ７…発光基板ユニット ７１…基板 ７２…発光素子 ７３…封止部材 ７２２…陽極 ７２３…有機半導体層 ７２４…陰極 ７２６…正孔輸送層 ７２７…発光層 ７２８…電子輸送層 １０…画像形成ユニット １０Ｃ、１０Ｋ、１０Ｍ、１０Ｙ…画像形成ステーション １１…感光ドラム（感光体） １１１…受光面 １２…帯電ユニット １３、１３Ａ…ラインヘッド（露光ユニット） １４…現像装置 １５…クリーニングユニット １５１…クリーニングブレード １６…レンズアレイ １６１…ロッドレンズ １７…スペーサ ２０…転写ユニット ２１…中間転写ベルト ２２…一次転写ローラ ２３…駆動ローラ ２４…従動ローラ ２５…二次転写ローラ ２６…クリーニングユニット ２６１…クリーニングブレード ３０…定着ユニット ３０１…定着ローラ ３０２…加圧ローラ ４０…搬送機構 ４１…レジストローラ対 ４２、４３、４４…搬送ローラ対 ５０…給紙ユニット ５１…給紙カセット ５２…ピックアップローラ １８、１８Ａ…第２の遮光部材 １９…第１の遮光部材 １９１…開口部 ７３１…凹部 Ｐ…記録媒体 Ｌ…光

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板に配設された発光素子と、
   前記発光素子の光の出射側に設けられたレンズアレイと、
   前記基板と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記レンズアレイを前記基板に対して支持する光透過性のスペーサと、
   前記スペーサを覆うように設けられ、前記レンズアレイが挿通される開口部を備える第１の遮光部材と、
   前記第１の遮光部材の前記開口部と前記レンズアレイとの間の隙間を埋めるように設けられた第２の遮光部材と、
   を有することを特徴とするラインヘッド。
2. 前記基板を支持する支持部材を有し、該支持部材は、前記基板が配設される基板搭載部と、該基板搭載部から前記配設された基板とは反対側に垂直または略垂直に延びる１対の脚部とを備える請求項１に記載のラインヘッド。
3. 前記基板は、前記スペーサに接合される請求項１または２に記載のラインヘッド。
4. 前記第１の遮光部材は、金属材料で構成される請求項１ないし３のいずれか１項に記載のラインヘッド。
5. 前記第２の遮光部材は、弾性または可撓性を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のラインヘッド。
6. 前記第２の遮光部材は、前記スペーサおよび前記レンズアレイに接合される請求項１ないし５のいずれか１項に記載のラインヘッド。
7. 前記基板は、ガラス基板であり、前記発光素子は、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記スペーサは、前記基板の前記発光素子とは反対側の面に接合される請求項１ないし６のいずれか１項に記載のラインヘッド。
8. 潜像担持体と、
   前記潜像担持体に露光するラインヘッドとを有し、
   前記ラインヘッドは、
   基板と、
   前記基板に配設された発光素子と、
   前記発光素子の光の前記潜像担持体側に設けられたレンズアレイと、
   前記基板と前記レンズアレイとの間に設けられ、前記レンズアレイを前記基板に支持する光透過性のスペーサと、
   前記スペーサを覆うように設けられ、前記レンズアレイが挿通される開口部を備える第１の遮光部材と、
   前記第１の遮光部材の前記開口部と前記レンズアレイとの間の隙間を埋めるように設けられた第２の遮光部材と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

Images