特開 2024-179161 露光ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024179161

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】露光ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/447 20060101AFI20241219BHJP

   B41J 2/45 20060101ALI20241219BHJP

   G03G 15/04 20060101ALI20241219BHJP

   H04N 1/036 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B41J2/447 101A

B41J2/45

G03G15/04

H04N1/036

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097771

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】赤木 太輔

【テーマコード（参考）】

2C162

5C051

【Ｆターム（参考）】

2C162AE12

2C162AE21

2C162AE28

2C162AE40

2C162AE47

2C162AE73

2C162AF07

2C162AH54

2C162AH55

2C162AH77

2C162FA04

2C162FA16

2C162FA17

2C162FA45

2C162FA50

5C051AA02

5C051CA08

5C051DA04

5C051DA06

5C051DB02

5C051DB04

5C051DB06

5C051DB08

5C051DB09

5C051DB12

5C051DB14

5C051DB22

5C051DB29

5C051DB35

5C051DC03

5C051DE13

5C051EA01

5C051FA01

(57)【要約】

【課題】 露光ヘッドに用いられるＩＣでは高速信号を送受信するため、動作周波数および消費電流が高く動作時に電源電圧が変動しやすい。そのため、ＩＣ近傍にバイパスコンデンサを配置して電源電圧を平滑化させる必要がある。しかしながら、隣接する部材との関係から基板のサイズに制限があり、ＩＣの近傍にバイパスコンデンサを配置することが困難になる虞がある。
【解決手段】 第１の面に発光チップが設けられ、第２の面にＩＣが設けられる基板を有する露光ヘッドにおいて、一端が電源配線に接続され、他端がグランドに接続されるバイパスコンデンサを第１の面に設ける。
【選択図】 図１２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転する感光体を露光する光を発し、所定の方向に配列された複数の発光部を有する発光チップと、
第１の面に前記発光チップが複数設けられた長尺状の基板と、
前記基板における前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、前記発光部の点灯と消灯とを制御する画像データを前記発光チップのそれぞれに転送するＩＣと、
電源からの電流を前記ＩＣに供給する電源配線と、
前記第１の面に設けられたバイパスコンデンサであって、前記電源配線に電気的に接続され、かつ、グランドに電気的に接続されるバイパスコンデンサと、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。

【請求項2】

前記バイパスコンデンサは前記基板の長手方向において前記ＩＣとオーバーラップしている、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド

【請求項3】

前記バイパスコンデンサは前記基板の短手方向において前記ＩＣとオーバーラップしている、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド

【請求項4】

前記ＩＣはシリアルデータである前記画像データをパラレルデータに変換して前記発光チップのそれぞれに転送する、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。

【請求項5】

前記露光ヘッドは、
前記基板における第１の面に設けられ、前記ＩＣと接続される第１の信号線と、
前記基板における第２の面に設けられ、前記ＩＣと前記発光チップのそれぞれとを接続し、複数の第２の信号線と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。

【請求項6】

前記バイパスコンデンサは第１のバイパスコンデンサであって、
前記露光ヘッドは、前記第２の面に設けられ、一端が前記電源配線に接続され、他端が前記グランドに接続される第２のバイパスコンデンサと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。

【請求項7】

前記バイパスコンデンサは電源ビアを介して前記電源配線に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。

【請求項8】

前記露光ヘッドは、それぞれ一端が前記電源配線に接続され、他端が前記グランドに接続される複数のバイパスコンデンサを備え、
前記複数のバイパスコンデンサのうち少なくとも一つのバイパスコンデンサは前記基板における前記第１の面に設けられ、前記複数のバイパスコンデンサのうち少なくとも一つのバイパスコンデンサは前記基板における前記第２の面に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。

【請求項9】

前記感光体と、
請求項１に記載の露光ヘッドと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項10】

前記複数の発光部は有機ＥＬである、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式のプリンタに用いる露光ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式のプリンタにおいては、ＬＥＤや有機ＥＬなどを用いた露光ヘッドを用いて感光体ドラムを露光し、潜像形成を行う方式が一般的に知られている。前記露光ヘッドは、感光体ドラムの長手方向（以下、主走査方向）に配列した発光素子列と、前記発光素子列の光を感光ドラム上に結像するロッドレンズアレイで構成される。上述の露光ヘッドとして特許文献１では透明のガラス基板上にＴＦＴ回路と有機ＥＬを用いた露光ヘッドが提案されている。

【0003】

また、特許文献２では上述の露光ヘッドにおいて、受信した画像データを発光チップのそれぞれに転送するＩＣを発光チップが設けられた基板に設ける構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５―１１２８５６

【特許文献2】特開２００９―１９０４０５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のＩＣは高速信号を送受信するため、動作周波数および消費電流が高く動作時に電源電圧が変動しやすい。そのため、ＩＣ近傍にバイパスコンデンサを配置して電源電圧を平滑化させる必要がある。

【0006】

しかしながら、前記露光ヘッドは前記感光ドラム近傍に配置する必要があるため、隣接する部材との関係から基板のサイズに制限があり、基板におけるＩＣが設けられた面と同一の面にバイパスコンデンサを配置することが困難になる虞がある。

【0007】

上記課題に鑑み、本発明ではＩＣの近傍にバイパスコンデンサを配置することができない虞を低減する露光ヘッドの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る露光ヘッドは、回転する感光体を露光する光を発し、所定の方向に配列された複数の発光部を有する発光チップと、第１の面に前記発光チップが複数設けられた長尺状の基板と、前記基板における前記第１の面とは反対側の面である第２の面に設けられ、前記発光部の点灯と消灯とを制御する画像データを前記発光チップのそれぞれに転送するＩＣと、電源からの電流を前記ＩＣに供給する電源配線と、前記第１の面に設けられ、一端が前記電源配線に接続され、他端がグランドに接続されるバイパスコンデンサと、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ＩＣの近傍にバイパスコンデンサを配置することができない虞を低減する露光ヘッドの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１、２における画像形成装置の構成を示す図。

【図2】実施例１、２における感光ドラムと露光ヘッドの配置を示す図。

【図3】実施例１、２におけるプリント基板を示す図。

【図4】実施例１、２における発光チップの平面構成図。

【図5】実施例１、２における発光チップの断面構成図。

【図6】実施例１、２における発光点の配列構成を示す図。

【図7】実施例１の制御ブロック図。

【図8】実施例１におけるデータ変換ＩＣから発光チップに送信される信号を示すタイミングチャート。

【図9】実施例１における発光チップ内の回路ブロック図。

【図10】実施例１における画像データ保持部の動作タイミングチャート。

【図11】実施例１における電流駆動部の回路ブロック図。

【図12】実施例１におけるプリント基板上の部品配置図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施例１］
本実施例における電子写真方式の画像形成装置について簡単に説明する。図１に、装置全体の構成を示す。本画像形成装置は、スキャナ部１００、作像部１０３、定着部１０４、給紙／搬送部１０５及び、これらを制御するプリンタ制御部（不図示）から構成される。

【0012】

スキャナ部１００は、原稿台ガラス上に置かれた原稿に対して、照明を当てて原稿画像を光学的に読み取り、その像を電気信号に変換して画像データを生成する。作像部１０３では、感光ドラム１０２を回転駆動し、帯電器１０７によって感光体ドラム１０２を帯電させる。

【0013】

露光ヘッド１０６ａ～ｄは、前記画像データに応じて点灯及び消灯し、配列された発光素子群のチップ面で発光した光を、ロッドレンズアレイによって感光ドラム１０２に集光し、静電潜像を形成する。現像器１０８は、感光ドラム１０２に形成された静電潜像に対してトナーを現像する。現像されたトナー像は、転写ベルト１１１上に搬送された紙上に転写される。

【0014】

作像部は、前記一連の電子写真プロセス（帯電、露光、現像、転写）を行う作像ユニットを４連持ち、各々シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に並べることで、フルカラーの画像を形成する。前記４連の作像ユニットは、シアンステーションの作像開始から所定時間経過後に、マゼンタ、イエロー、ブラックの作像動作を順次実行していく。

【0015】

給紙／搬送部１０５では、本体内給紙ユニット１０９ａ、１０９ｂ、外部給紙ユニット１０９ｃ、手差し給紙ユニット１０９ｄのうち、予め指示された給紙ユニットから紙を給紙し、給紙された紙はレジローラ１１０まで搬送される。レジローラ１１０は、前述した作像部１０３において形成されたトナー像が紙上に転写されるタイミングで、転写ベルト１１１上に紙を搬送する。転写ベルト１１１の対向位置には、光学センサ１１３が配置されており、各ステーション間の色ズレ量を導出するため、転写ベルト１１１上に印字されたテストチャートの位置検出を行う。ここで導出された色ズレ量は、不図示の画像コントローラ部に通知され、各色の画像位置が補正される。この制御によって、紙上に色ずれのないフルカラートナー像が転写される。定着部１０４は、ローラの組み合わせによって構成され、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、前記転写ベルト１１１上からトナー像が転写された紙上のトナーを、熱と圧力によって溶解、定着し、排紙ローラ１１２にて画像形成装置外部に排紙する。

【0016】

プリンタ制御部（不図示）は、ＭＦＰ全体を制御するＭＦＰ制御部（不図示）と通信して、その指示に応じて制御を実行すると共に、前述のスキャナ、作像、定着、給紙／搬送の各部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指示を行う。

【0017】

次に、感光ドラム１０２に露光を行う露光ヘッド１０６について説明する。

【0018】

図２（ａ）、図２（ｂ）に感光ドラム１０２に対する露光ヘッド１０６の配置の様子と、発光チップ群２０１から出射した光が、ロッドレンズアレイ２０３により感光ドラム１０２に集光する様子を示す。露光ヘッド１０６および感光ドラム１０２は、不図示の取り付け部材によって、各々、画像形成装置に取り付けられている。露光ヘッド１０６は、発光チップ群２０１と、発光チップ群２０１を実装したプリント基板２０２、ロッドレンズアレイ２０３、ロッドレンズアレイ２０３とプリント基板２０２を取り付けるハウジング２０４で構成される。組立工場では露光ヘッド１０６単体で組み立て調整作業を行い、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、光量調整が行われる。プリント基板２０２は長手が感光ドラム１０２の回転軸線方向に沿った長尺状の形状であり、発光チップ群２０１も基板２０２の長手方向に沿って設けられる。ここで、感光体ドラム１０２とロッドレンズアレイ２０３の間の距離、ロッドレンズアレイ２０３と発光チップ群２０１の間の距離は、所定の間隔となるように配置されることで発光チップ群２０１からの出射光が感光体ドラム１０２上に結像される。このため、ピント調整時においては、ロッドレンズアレイ２０３と発光チップ群２０１との距離が所望の値となるように、ロッドレンズアレイ２０３の取り付け位置の調整が行われる。また、光量調整時においては、各発光チップから射出される光量を個別に測定し、ロッドレンズアレイ２０３を介して集光させた光が、所定光量になるように各発光チップの駆動電流が調整される。

【0019】

図３に発光チップ群２０１、コネクタ３０５、データ変換ＩＣ３０６（ＩＣの一例）を配列したプリント基板２０２を示す。

【0020】

図３（ａ）は発光チップ群２０１が実装されている面とは反対の面（以降、発光チップ非実装面と呼称）、図３（ｂ）は発光チップ群２０１が実装されている面（以降、発光チップ実装面と呼称）を示す。

【0021】

図３（ａ）に示すように、発光チップ非実装面の端にはコネクタ３０６が実装されており、後述する画像コントローラから不図示のフレキシブルフラットケーブルを経由して画像データが入力される。本実施例ではこの画像データは１ペアの差動信号としてデータ変換ＩＣ３０６に入力される。このときシリアルデータであるこの画像データを以後シリアル画像データと呼ぶ。

【0022】

データ変換ＩＣ３０６は入力された前記シリアル画像データを２０本のパラレル画像データに変換し、それぞれの画像データを前記各発光チップ４００―１～４００―２０に送信する。パラレル画像データはパラレルデータである。

【0023】

発光チップ群２０１は、２０個の発光チップ４００－１～４００－２０を千鳥状に配列した構成から成る。各発光チップ内には、前記データ変換ＩＣから受信した画像データに基づいて独立に発光制御できる発光点６０２がチップの長手方向及び短手方向に所定のピッチで配列されている。

【0024】

本例では、チップ長手方向に７４８個の発光点が１２００ｄｐｉの解像度のピッチ（略２１．１６ｕｍ）で配列されており、この発光点列がチップ短手方向に複数列配列する構成となっている。つまり、チップ内の長手方向における７４８個の発光点の端から端までの距離は、約１５．８ｍｍである。発光チップ２０１は、この発光チップ４００が長手方向に２０個配列されることで、露光可能な発光点の数が１４９６０個となり、約３１６ｍｍの画像幅に対応した画像形成が可能となる。発光チップ４００－１～４００－２０は千鳥状に２列に配置されており、各列はプリント基板２０２の長手方向に沿って配置される。

【0025】

図３（ｃ）に、発光チップ４００のチップ間の境界部の様子を示す。チップ間の境界部においても、発光点６０２の長手方向のピッチは、１２００ｄｐｉの解像度のピッチ（略２１．１６ｕｍ）となっている。隣接するチップの発光点の間隔（図中Ｓ）は、約１２７ｕｍ（１２００ｄｐｉで６画素分）となるように配置される。また、露光ヘッド１０６長手方向の発光点間隔（図中Ｌ）は、約２１．１６ｕｍ（１２００ｄｐｉで１画素分）となっている。なお、本発明においては、前記発光チップ間の間隔Ｓ、Ｌは、前述した値に限定する必要はないものとする。

【0026】

詳細は後述するが、本例では前記発光点列が感光ドラムの短手方向（副走査方向）に複数列配列される。

【0027】

発光チップ非実装面には、後述する画像コントローラ部から発光チップ群２０１を制御する制御信号と、電源ラインを接続するコネクタ３０５が配置されており、前記コネクタ３０５を介して各発光チップ群２０１は駆動される。

【0028】

図４に発光チップ４００の平面構成の概略を示す。

【0029】

発光チップ４００は発光基板４０２の上に複数の発光点６０２および複数のワイヤボンディング用パッド（以下、ＷＢパッド）４０８―１～４０８－７が形成されている。このＷＢパッド４０８は図示しないプリント基板２０２上のパッドと各々金ワイヤーなどで接続される。

【0030】

発光基板４０２には発光点６０２の発光を制御するための回路部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構成を用いる事が出来る。回路部４０６への電源および制御信号などの入出力は前記プリント基板２０２から前記金ワイヤーを介してＷＢパッド４０８に対して行われる。各ＷＢパッド４０８―１～４０８－７に入出力する信号の詳細は後述する。

【0031】

発光基板４０２としてはＳｉ基板を好適に用いる事が出来る。集積回路形成用のプロセス技術も発達しており、既に様々な集積回路の基板として用いられているため、高速かつ高機能な回路を高密度に形成できる、また、大口径のウェハが一般に流通しており、安価に入手する事が出来るなどのメリットがあるためである。

【0032】

発光点５０２の構成について図５、図６を用いて説明する。

【0033】

尚、本実施例に於いて、前記複数の発光点６０２は発光基板４０２と上部電極５０８とが対向している部分を指す。図５は図４中のＡ－Ａ部断面の一部の概略図である。発光基板４０２上に複数の下部電極５０４、発光層５０６、上部電極５０８が形成された構成である。下部電極５０４は発光点ごとに独立した電極であり、上部電極５０８は共通電極である。下部電極５０４は図５に示すように図中のＸ方向に幅Ｗ、またＸ方向に隣接する下部電極５０４との間に所定の間隔ｄを空けて複数形成される。下部電極５０４は回路部４０６（図５中には不図示）の形成と共にＳｉ集積回路加工技術を用いて形成され、後述する回路部４０６の駆動部に直結されている。Ｓｉ集積回路加工技術によって形成されるため、加工ルールは０．２ｕｍ程度と高精度であり、下部電極５０４を精度よく高密度に配置できる。すなわち、発光点６０２の発光箇所は実質的に下部電極５０４と同じであるため、発光点６０２を高密度に配置する事が可能となる。下部電極５０４としては発光層５０６の発光波長に対して反射率の高い金属が好ましく、ＡｇやＡｌ、またはその合金などを好適に用いる事が出来る。

【0034】

下部電極５０４を形成した後に下部電極５０４の上に発光層５０６が形成される。尚、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いても良い。

【0035】

発光層５０６としては例えば有機ＥＬ膜などを用いる事が出来る。有機ＥＬ膜を発光層として用いる場合、発光層５０６は電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、正孔注入層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能層を必要に応じて含む積層構造体であっても良い。また、有機ＥＬ層以外でも無機ＥＬ層などでも良い。

【0036】

下部電極５０４の上に発光層５０６を形成した後、発光層５０６の上に上部電極５０８を形成する。上部電極５０８としては発光層５０６の発光波長に対して透明である事が好ましく、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの透明電極を好適に用いる事が出来る。複数の下部電極５０４のうちの所望の電極を選択し、選択された下部電極５０４と上部電極５０８を通じて発光層５０６に通電する事で選択された下部電極５０４に対応する場所の発光層５０６を発光させ、上部電極５０８を通して出射光５１０として出射させる。図５に示すように発光層５０６からの発光は、発光層５０６の発光基板４０２と反対側の上部電極５０８を通じて出射光５１０となる。

【0037】

上部電極５０８として酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの透明電極を用いる事で、開口率は実質的に１００％を得ることが出来る。すなわち、発光層５０６での発光はそのまま出射光５１０となる。また、前述した様に下部電極５０４を高精度なＳｉ集積回路加工技術を用いて形成する事で高密度配置が出来るため、発光点６０２の面積（ここでは下部電極５０４の面積と、互いに隣接する下部電極５０４を分離するための面積の合計と定義する）のほとんどを発光させる事が出来るため、利用効率を高めることが出来る。

【0038】

尚、発光層５０６として有機ＥＬ層や無機ＥＬ層などの水分に弱い材料を用いる際は発光部４０４への水分侵入を阻止するために封止しておくことが望ましい。封止の手段としては例えばシリコンの酸化物、シリコンの窒化物、アルミの酸化物などの薄膜の単体あるいは積層した封止膜を形成する。封止膜の形成方法としては段差などの構造の被覆性能に優れた方法が好ましく、例えば原子層堆積法（ＡＬＤ法）などを用いる事が出来る。尚、封止膜の材料、構成、形成方法などは一例であり、上述した例には限定されず、適宜好適なものを選択すればよい。

【0039】

図６（ａ）は発光点６０２を列状に配置して構成される例である。複数の発光点６０２が図中Ｘ方向に所定の間隔、例えば１２００ｄｐｉとして２１．１６ｕｍピッチで図中Ｘ方向に列状に配列され、発光列６０４を形成する。図中Ｗ１はＸ方向の発光点の幅であり、ｄ１はＸ方向の発光点６０２の隣接間隔である。発光層５０６が十分に薄い場合には発光点６０２のサイズは実質的に下部電極５０４と同じであり、Ｗ１は図５中のＷ、ｄ１は図５中のｄと見なしてよい。本実施例に於いてはＷ１を１９．８ｕｍ、ｄ１を０．６８ｕｍとして２１．１６ｕｍピッチに配列した。

【0040】

図６（ｂ）は発光点列６０４の断面概略図である。図６（ｂ）に示すように下部電極５０４を幅Ｗ１、間隔ｄ１で図中Ｘ方向に配置している。個々の発光点６０２は個々の下部電極５０４が上部電極５０８と対抗する部分、及びその間の発光層５０６によって構成される。

【0041】

尚、発光点列６０４は複数配置されていても良い。図６（ｃ）は発光点列６０４を図のＹ方向に４列配置した例である。発光点６０２が列方向（図中Ｘ方向）に７４８個、列方向と直交する方向（図中Ｙ方向）に４列、マトリクス上に配置される。図６（ｃ）中、Ｗ２は図中Ｙ方向の発光点６０２の幅、ｄ２は図中Ｙ方向の発光点６０２間の間隔である。

【0042】

本実施例では、Ｗ２はＷ１と同じく１９．８ｕｍ、ｄ２はｄ１と同じく０．６８ｕｍとしてＹ方向に２１．１６ｕｍ（１２００ｄｐｉ）ピッチに配列する。

【0043】

図６（ｄ）は本実施例における発光部４０４とロッドレンズ２０３との位置関係を示した平面図である。

【0044】

発光チップ４００－ｎに対して、２列のロッドレンズを千鳥状に配置することで複数の発光点６０２から射出する光を感光ドラム上に集光する。

【0045】

本実施例では、Ｙ方向の発光素子列数＝４列、発光素子のＸ方向のピッチ＝２１．１６ｕｍ、Ｙ方向のピッチ＝２１．１６ｕｍ、ロッドレンズ直径＝２９０ｕｍとしており、ひとつのロッドレンズが複数の発光素子の射出光を集光する構成である。

【0046】

図７に、画像コントローラ７００および前記発光チップ４００が２０個実装されたプリント基板２０２―１のブロック図を示す。

【0047】

本実施例においては、説明を簡易化するために単色の処理について説明するが、同様の処理を４色同時に並列処理するものとする。

【0048】

画像コントローラ７００は、プリント基板２０２に実装された２０個の発光チップ４００―１～４００―２０を制御するための信号を送信する。

【0049】

画像コントローラ７００はＣＬＫ生成部７０１、ＳＹＮＣ生成部７０２、画像データ生成部７０３で構成される。

【0050】

ＣＬＫ生成部７０１は印字速度に応じたチップの点灯周波数に相当するＣＬＫ信号を生成し、画像データ生成部７０３に送信する。

【0051】

ＳＹＮＣ生成部７０２は１ラインの印字時間に相当するライン同期信号を生成し、画像データ生成部７０３に送信する。

【0052】

画像データ生成部７０３はスキャナ部１００、あるいは、画像形成装置外部から受信した画像データに対して、所定の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シリアル画像データを生成する。本例では、主走査方向、副走査方向ともに１２００ｄｐｉの解像度でディザリング処理を行うものとする。前記ディザリング処理をした画像データを、前記２０個の発光チップ４００内の発光点６０２の並び順に適したフォーマットに変換し、さらにこの画像データを１ペアの差動信号（シリアル画像データ）として出力する。

【0053】

さらに、このシリアル画像データに前記ＣＬＫ生成部７０１から入力されたＣＬＫ信号およびＳＹＮＣ生成部７０２から入力されたＳＹＮＣ信号を重畳させて出力する。

【0054】

前記シリアル画像データは不図示のフレキシブルフラットケーブル及びコネクタ３０５を経由してプリント基板２０２－１上のデータ変換ＩＣ３０６に入力される。前記データ変換ＩＣ３０６は前記シリアル画像データを前記２０個の発光チップ４００内の発光点６０２の並び順に適したフォーマットに再変換し、各発光チップ４００―１～４００―２０に対応するパラレル画像データ（ＤＡＴＡ１～ＤＡＴＡ２０）と、全チップ共通のクロック信号（ＣＬＫ）および全チップ共通のライン同期信号（ＳＹＮＣ）を出力する。

【0055】

図８は前記データ変換ＩＣ３０６から発光チップ４００に送信される信号を示すタイミングチャートである。

【0056】

前記データ変換ＩＣ３０６は前記シリアル画像データの中からＣＬＫ、ＳＹＮＣ、２０チップ分の画像データ（ＤＡＴＡ１～ＤＡＴＡ２０）を分離し、それぞれの信号をパラレルに出力する。

【0057】

ＣＬＫは前記クロック生成部７０１で生成した所定の周波数の信号であり、各発光チップ４００に対して共通の信号である。

【0058】

ＳＹＮＣは前記ＣＬＫ信号に同期して出力されるライン同期信号であり、事前に定められた感光ドラム１０２の回転速度に対して、感光ドラム１０２表面が回転方向に１２００ｄｐｉの画素サイズ（約２１．１６ｕｍ）移動する周期を１ライン周期として生成される。例えば、印字速度を２００ｍｍ／ｓとすると、１ライン周期は１０５．８ｕｓ（小数点２桁以下省略）に設定される。ＳＹＮＣ信号もＣＬＫ信号と同様に各発光チップ４００に対して共通の信号である。

【0059】

ＤＡＴＡ１～ＤＡＴＡ２０は各発光チップ（４００―１～４００―２０）に対応した画像データ信号であり、前記ＣＬＫ信号およびＳＹＮＣ信号に同期して各発光チップに対して同時に送信される。画像データを送信する場合は、ＳＹＮＣ信号の立ち上がりを基準に、前記１ライン周期１０５．８ｕｓの区間に７４８×４列＝２９９２個の発光点に対応したデータを送信する必要がある。そのため、この例ではＣＬＫ周波数は２８．３ＭＨｚ以上に設定すればよい。本実施例ではＣＬＫ周波数は３０ＭＨｚとする。

【0060】

一方で、前記画像データ生成部７０３から出力されるシリアル画像データは前記２０チップ分の画像データ＋ＣＬＫ＋ＳＹＮＣを１ペアの差動信号として伝送するため、信号の周波数は前記ＤＡＴＡ信号の周波数の２０倍以上となる。本実施例は６５０Ｍｂｐｓで伝送するものとする。

【0061】

プリント基板２０２には２０個の発光チップ４００―１～４００―２０が実装されており、プリント基板の信号線と発光チップ４００の各ＷＢパッド４０８とは金ワイヤーで接続されている。各発光チップ４００には前記データ変換ＩＣ３０６からの信号および、コントローラ基板７００から電源としてＶＣＣが供給される。

【0062】

図９に発光チップ４００のブロック図を示す。

【0063】

発光チップ４００は７個のＷＢパッド（４０８―１～４０８－７）があり、このＷＢパッドと前記プリント基板２０２の配線とを金ワイヤーで接続することで、データ変換ＩＣ３０６からの信号が入力される。

【0064】

ＷＢパッド４０８－１およびＷＢパッド４０８―２はＶＣＣに接続することで発光チップ４００に対して電源が供給される。ＷＢパッド４０８－３およびＷＢパッド４０８－４はアースであり、後述する回路部４０６のＧＮＤおよび上部電極５０８と接続される。ＷＢパッド４０８－５は前記ＣＬＫ信号、ＷＢパッド４０８－６は前記ＳＹＮＣ信号、ＷＢパッド４０８―７は前記ＤＡＴＡｎ信号がそれぞれ入力される端子である。

【0065】

発光チップ４００は回路部４０６と発光点群６０２で構成されており、前記回路部４０６は画像データ保持部９０１と電流駆動部９０２から成る。

【0066】

前記画像データ保持部９０１は前記ＷＢパッド４０８―５から入力されるＣＬＫ信号と前記ＷＢパッド４０８－６から入力されるＳＹＮＣ信号、および前記ＷＢパッド４０８－７から入力される画像データＤＡＴＡｎ信号を受信する。そして、７４８発光点×４列分の画像データを保持し、最後の発光点の画像データを受信したタイミングで電流駆動部９０２に駆動信号を送信する。

【0067】

図１０は前記画像データ保持部９０１の動作タイミングチャートである。本図では説明を簡略化するため、ｍライン目からｍ＋２ライン目のタイミングを示している。本実施例では画像データ信号ＤＡＴＡｎを受信し、ｍライン目は７４８画素×４列の画像データを全て受信したタイミングで電流駆動部９０２に駆動信号を送信する。次のｍ＋１ライン目およびさらに次のｍ＋２ライン目も同様に７４８画素×４列の画像データを全て受信したタイミングで電流駆動部９０２に駆動信号を送信する。これを繰り返すことで、２次元の画像を前記感光ドラム１０２上に形成することができる。

【0068】

なお、本実施例は７４８画素×４列の画像データを全て受信したタイミングで電流駆動部９０２に駆動信号を送信しているが、データを受信した順に順次電流駆動部９０２に駆動信号を送信する構成でもよい。

【0069】

図１１に電流駆動部９０２の構成を示す。

【0070】

電流駆動部９０２は各発光点に１対１で接続される。本実施例では説明を簡略化するため、１つの発光点についてのみ説明をするが、同様の駆動部が発光点６０２の数だけ存在する。つまり、本実施例においては１つの発光素子アレイチップに対して７４８個×４列＝２９９２個の電流駆動部９０２が存在することになる。

【0071】

電流駆動部９０２は定電流回路１１０１、スイッチング用のＭＯＳＦＥＴ１１０２で構成される。

【0072】

定電流回路１１０１は各発光点に対して一定の電流を供給する回路である。本実施例は各発光点に対して定電流回路１１０１を１つずつ具備する構成であるが、回路規模を削減するために複数の発光点に対して１つの共通回路としてもよい。

【0073】

本実施例のスイッチング用ＭＯＳＦＥＴ１１０２はＰｃｈのＭＯＳＦＥＴであり、ソース端子が前記電電流回路に接続され、ゲート端子には前記画像データ保持部９０１から出力される駆動信号が入力される。駆動信号はＨｉレベルかＬｏｗレベルかの２値の信号であり、Ｈｉレベルが入力されたときにＭＯＳＦＥＴ１１０２はＯＮし、ソースからドレインに向けて前記定電流回路１１０１で生成された電流が流れる。ドレイン端子は下部電極５０４を介して発光層５０６と接続されており、前記電流が流れると発光点が発光する。

【0074】

図１２は本実施例におけるプリント基板２０２上の部品配置及び配線図である。

【0075】

本実施例では基板サイズを３３０ｍｍ×６．５ｍｍとし、図１２は説明を簡略化するためデータ変換ＩＣ３０６近傍の５０ｍｍ×６．５ｍｍの領域のみ図示している。

【0076】

また、本実施例では８層構造のプリント基板であるが、図１２は説明を簡略化するため表層の発光チップ実装面および、データ変換ＩＣ３０６が実装される発光チップ非実装面のみ図示している。なお、プリント基板の層数は８層に限ったものではない。

【0077】

発光チップ非実装面には図示しないコネクタ３０５、データ変換ＩＣ３０６、データ変換ＩＣ３０６用のバイパスコンデンサ１２０１～１２０８が配置される。また、本実施例ではデータ変換ＩＣ３０６は発光チップ面に配置された発光チップ４００―９の裏に配置している。さらに発光チップ実装面側にはデータ変換ＩＣ３０６用のバイパスコンデンサ１２０９～１２２０が設けられる。

【0078】

本実施例のデータ変換ＩＣ３０６はパッケージの底面に端子が形成されるＢＧＡパッケージ（Ｂａｌｌ―Ｇｒｉｄ―Ａｒｒａｙ）であるため、図１２には説明のためにパッケージ底面の電極およびＶＩＡも図示している。

【0079】

前記データ変換ＩＣ３０６には図示しないコネクタ３０５から電源配線１２４１およびシリアル画像データ配線１２４２が接続される。データ変換ＩＣは電極１２４３を複数有し、電極１２４３のそれぞれに電源配線１２４１が接続されることでデータ変換ＩＣは複数の電極１２４３から電源が供給される。また、データ変換ＩＣからはＣＬＫ、ＳＹＮＣを含むパラレル画像データ配線が引き出され、各発光チップ４００―１～４００－２０に接続される。

【0080】

前記電源配線１２４１とＧＮＤ間にはデータ変換ＩＣ３０６用のバイパスコンデンサ１２０１～１２２０が配置される。すなわち、バイパスコンデンサ１２０１～１２２０は一端が電源配線１２４１に電気的に接続され、他端がＧＮＤに電気的に接続される。なお、バイパスコンデンサ１２０１～１２２０は電源配線１２４１とＧＮＤとに電気的に接続されていればよく、バイパスコンデンサ１２０１～１２２０と電源配線１２４１との間に他の電子部品が電気的に接続されていてもよい。バイパスコンデンサが電源電圧１２４１とＧＮＤとの間に設けられることで電源配線１２４１に含まれる高周波成分のノイズがバイパスコンデンサを経由してＧＮＤに流れるため、データ変換ＩＣ３０６に流れる高周波のノイズ成分を低減することができる。ここでＧＮＤ（グランド）は基板２０２における回路内に置いて基準となる電位のことを指す。

【0081】

ここで、バイパスコンデンサ１２０１～１２２０と電極１２４３との間の配線におけるインピーダンスもノイズ発生の原因となるため、データ変換ＩＣ３０６に流入するノイズを低減する観点からバイパスコンデンサ１２０１～１２２０と電極１２４３との間の配線長は可能な限り短いことが望ましい。このため、バイパスコンデンサ１２０１～１２２０はデータ変換ＩＣ３０６の近傍に配置する必要がある。しかしながら、本実施例のように基板の短手方向における幅が小さい場合、データ変換ＩＣ３０６の右側面からはパラレル画像データ配線等が密集することからデータ変換ＩＣ３０６の左側面側にしかバイパスコンデンサを配置することができない。

【0082】

そこで、本実施例では電源配線１２４１を電源ＶＩＡ１２２６～１２３０（電源ビア）を介して発光チップ実装面に切り返し、発光チップ実装面側にデータ変換ＩＣ３０６用のバイパスコンデンサ１２０９～１２２０を配置している。

【0083】

一般的にプリント基板の板厚は０．６～１．６ｍｍ程度であるため、データ変換ＩＣ３０６の裏面にバイパスコンデンサを配置することで、ＩＣに近い位置にバイパスコンデンサを多数配置できるようになる。

【0084】

本実施例のように発光チップ実装面側にバイパスコンデンサを配置することで、配線等によりバイパスコンデンサをデータ変換ＩＣ３０６と同一の面に設けることが難しい場合でもデータ変換ＩＣ３０６の近傍にバイパスコンデンサを配置することができる。

【0085】

バイパスコンデンサ１２１０～１２２０を発光チップ実装面側に設けた場合、バイパスコンデンサ１２１０～１２２０は可能な限りデータ変換ＩＣ３０６に近い位置に配置されることが望ましい。本実施例ではバイパスコンデンサ１２１０～１２２０をデータ変換ＩＣ３６０とオーバーラップする位置に設けたが、基板２０２における長手方向もしくは短手方向の少なくとも一方にオーバーラップする位置にバイパスコンデンサ１２１０～１２２０を設けても良い。また、基板２０２の発光チップ実装面側における電子部品のレイアウトに応じてバイパスコンデンサ１２１０～１２２０がデータ変換ＩＣとオーバーラップしないような位置に設けてもよい。この場合においても、バイパスコンデンサ１２１０～１２２０は可能な限りデータ変換ＩＣ３０６に近い位置に設けられることが望ましい。

【0086】

バイパスコンデンサはデータ変換ＩＣに電源が供給される全ての電極に対して設けられることが望ましい。本実施例では電源配線１２４１が接続される全ての電極１２４３それぞれに対して少なくとも一つのバイパスコンデンサが設けられる。またバイパスコンデンサは、その容量によって除去することができるノイズの周波数が異なる。一つの電極１２４３に対して異なる容量の複数のバイパスコンデンサを設けることで、一種類の容量のバイパスコンデンサを設けた場合と比較して、幅広い周波数のノイズを除去することが可能となる。

【0087】

なお、本実施例ではバイパスコンデンサ１２０１～１２０９を基板２０２におけるデータ変換ＩＣ３０６の実装面に、バイパスコンデンサ１２１０～１２２０を基板２０２における発光チップ実装面に設けたが、バイパスコンデンサの配置はこれに限らない。すなわち、全てのバイパスコンデンサを基板２０２における発光チップ実装面に設けてもよい。基板２０２におけるデータ変換ＩＣ３０６の非実装面には発光チップ４００が設けられているため、バイパスコンデンサ１２１０～１２２０の配置に制限が生じる場合がある。バイパスコンデンサの配置を基板２０２の両面で選択することが可能になることで、基板２０２に配置される電子部品に応じてバイパスコンデンサの配置を柔軟に選ぶことが可能になる。

【0088】

発光チップ実装面には２０個の発光チップ４００―１～４００―２０（図１２では４００―８～４００－１０のみ図示）、電源配線とＧＮＤの間に接続される前記バイパスコンデンサ１２０９～１２２０、１２３１～１２３９が配置される。

【0089】

前記発光チップ４００―１～４００－２０はプリント基板２０２上に図示しない接着剤で固定され（以後、この工程をダイボンディングと称する）、その後発光チップ４００上のＷＢパッド４０８とプリント基板２０２上の基板上ＷＢパッドとが金属ワイヤーで接続される。

【0090】

前記バイパスコンデンサのうち１２３１～１２３３は発光チップ４００―８の電源用のバイパスコンデンサ、１２３４～１２３７は発光チップ４００－９の電源用のバイパスコンデンサ、１２３７～１２３９は発光チップ４００－１０の電源用のバイパスコンデンサであり、１２０９～１２２０は発光チップ非実装面に配置されたデータ変換ＩＣ３０６の電源用のバイパスコンデンサである。さらに、本実施例のバイパスコンデンサ１２０９～１２２０、１２３１～１２３９は発光チップ４００―１～４００－２０よりも高さの低いコンデンサで構成される。このようにすることで、発光チップ表面の汚れを粘着シートなどで除去する際に、粘着シートがバイパスコンデンサに接触することを防止することが可能となる。

【0091】

本実施例では発光チップ４００の高さを４００ｕｍ、バイパスコンデンサの高さを３００ｕｍであるが、この寸法に限ったものではない。

【0092】

また、前記発光チップ実装面に配置されたバイパスコンデンサ１２０９～１２２０は、発光チップ用のコンデンサ１２３１～１２３９の少なくとも１つ以上とプリント基板短手方向の位置が重なる位置に配置している。これらのバイパスコンデンサ１２０９～１２２０、１２３１～１２３９はプリント基板２０２の短手方向の外周から１．５ｍｍ以上離れた位置に配置している。これは、発光チップ４００をプリント基板２０２上にダイボンディングする際に、プリント基板２０２の撓みを抑制するための金属板を基板外周１．５ｍｍに設置するためである。

【0093】

一方で、前記バイパスコンデンサ１２０９～１２２０、１２３１～１２３９は発光チップ４００―１～４００－２０からも０．７ｍｍ以上離れた位置に配置している。これはダイボンディング時に発光チップ４００を保持するコレットが干渉しないようにするためである。

【0094】

さらに、前記バイパスコンデンサ１２０９～１２２０、１２３１～１２３９は各基板上ＷＢパッドからも１．５ｍｍ以上離れた位置に配置している。これはバイパスコンデンサとプリント基板２０２とをはんだで接続する際に、はんだに含まれるフラックスが飛散して前記基板上ＷＢパッドに付着することを抑制するためである。

【0095】

なお、発光チップ実装面には電源および信号配線があるが、図面の猥雑さを回避するため省略している。

【0096】

以上、説明したように、発光チップ非実装面に配置されたＩＣ用のバイパスコンデンサを発光チップ実装面側に配置することで、多数のバイパスコンデンサをＩＣ近傍に配置できるようになり、電源電圧の品位が安定するようになる。

【0097】

なお、プリント基板のサイズ、層数、バイパスコンデンサの数はこれに限るものではない。また、データ変換ＩＣ３０６のパッケージやピン数もこれに限るものではない。

【0098】

さらに、本実施例ではひとつのデータ変換ＩＣを２０個の発光チップに接続する構成について説明したが、データ変換ＩＣおよび発光チップの数はこれに限ったものではない。

【0099】

本実施例ではＩＣの一例としてデータ変換ＩＣ３０６を示したが、基板２０２に配置するＩＣはこれに限らず他のＩＣであっても良い。例えば発光点６０２の点灯と消灯とを制御する駆動用ＩＣを基板２０２に設ける場合であってもよい。画像データ転送ＩＣに限らず高速信号を送受信するＩＣにおいては電源電圧が変動しやすいため、ＩＣの近傍にバイパスコンデンサを配置する必要がある。この場合においても本実施例に記載されているようにＩＣの非実装面にバイパスコンデンサを設けることで基板上のスペースが限られている場合でもＩＣの近傍にバイパスコンデンサを配置することが可能になる。

【符号の説明】

【0100】

１０２ 感光ドラム
１０６ 露光ヘッド
２０１ 発光チップ群
２０２ プリント基板
２０３ ロッドレンズアレイ
３０６ データ変換ＩＣ
４００ 発光チップ
４０２ 発光基板
４０６ 回路部
６０２ 発光点
１２０１ バイパスコンデンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】