CN103728859B - 曝光装置和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种曝光装置和图像形成设备。该曝光装置包括基板、光学构件和壳体。所述基板沿着一个方向延伸并安装有发光元件。所述光学构件沿着所述一个方向延伸并使来自所述发光元件的光在目标对象上成像。所述壳体包括本体部和一对保持部。所述本体部沿着所述一个方向延伸并附接有所述基板。所述一对保持部与所述本体部一体地形成，并在与所述一个方向垂直的垂直方向上将所述光学构件保持在这一对保持部之间，这一对保持部形成有分离区域，所述分离区域在所述垂直方向上与所述光学构件的在所述一个方向上的相对两端部分离开。

Description

曝光装置和图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种曝光装置和图像形成设备。

背景技术

日本未审专利申请公报No.2012-051250中描述的曝光装置包括透镜阵列（光学构件）、安装有发光元件的基板以及附接有透镜阵列和基板的壳体。

发明内容

本发明的目的是当将光学构件附接至壳体时抑制光学构件和壳体之间发生摩擦。

根据本发明的一方面，提供了一种曝光装置，该曝光装置包括基板、光学构件和壳体。所述基板沿着一个方向延伸并安装有发光元件。所述光学构件沿着所述一个方向延伸并使来自所述发光元件的光在目标对象上成像。所述壳体包括本体部和一对保持部。所述本体部沿着所述一个方向延伸并附接有所述基板。所述一对保持部与所述本体部一体地形成，并在与所述一个方向垂直的垂直方向上将所述光学构件保持在这一对保持部之间，这一对保持部形成有分离区域，所述分离区域在所述垂直方向上与所述光学构件的在所述一个方向上的相对两端部分离开。

根据本发明的第二方面，在根据第一方面的曝光装置中，所述壳体形成有在所述一个方向上为长形的通孔，从所述发光元件朝向所述光学构件发出的光穿过该通孔，并且当沿着所述光学构件的光轴方向观察时，所述通孔的在所述一个方向上的相对两端部布置在所述分离区域中。

根据本发明的第三方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括：图像载体；根据第一或第二方面的曝光装置，该曝光装置利用光对所述图像载体进行曝光以由此形成静电潜像；和显影装置，该显影装置将通过所述曝光装置形成在所述图像载体上的静电潜像显影。

根据本发明的第一方面的曝光装置，与在保持部中没有形成在垂直方向上与光学构件的在所述一个方向上的相对两端部分离开的分离区域的情况相比，可以抑制当光学构件被附接至壳体时在光学构件法和壳体之间产生摩擦。

根据本发明的第二方面的曝光装置，与通孔的在一个方向上的相对两端部不延伸到分离区域的情况相比，可以容易地将光学构件附接至壳体。

根据本发明第三方面的图像形成设备，与不设置根据第一或第二方面的曝光装置的情况相比，可以抑制输出图像的质量由于光学构件和壳体之间的摩擦引起的灰尘等而下降。

附图说明

将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式，其中：

图1A和1B是示出了根据当前示例性实施方式的打印头和打印头的壳体的放大平面图；

图2A和2B是示出了沿着与鼓轴向方向垂直的方向截取的根据当前示例性实施方式的打印头和打印头的壳体的剖视图；

图3A和3B是示出了沿着与鼓轴向方向垂直的方向截取的根据当前示例性实施方式的打印头和打印头的壳体的剖视图；

图4A和4B是示出了沿着与鼓轴向方向垂直的方向截取的根据当前示例性实施方式的打印头和打印头的壳体的剖视图；

图5A和5B是示出了沿着鼓轴向方向截取的根据当前示例性实施方式的打印头和打印头的壳体的剖视图；

图6是示出了根据当前示例性实施方式的整个打印头的平面图；

图7是示出了根据当前示例性实施方式的打印头的分解立体图；以及

图8是示出了根据当前示例性实施方式的图像形成设备的示意性构造图。

具体实施方式

参照图1A至图8，将给出根据本发明的示例性实施方式的曝光装置和图像形成设备的示例的描述。图中所示的箭头UP表示竖直向上方向。

总体构造：如图8所示，在图像形成设备10的设备本体10A中，设置了具有环形带形状的中间转印带14，该中间转印带14构成了转印单元32，并且该中间转印带围绕多个辊12张设并由马达（省略了其图示）驱动而在箭头A的方向上输送。

在能够形成彩色图像的图像形成设备10中，形成与黄色（Y）、洋红色（M）、青色（C）和黑色（K）四种颜色对应的色调剂图像的图像形成单元28Y、28M、28C和28K沿着中间转印带14的纵向方向布置，并且被支撑成能附接至设备本体10A和能从该设备本体10A拆下。

为相应颜色设置的每个构件都由后面跟随有表示相应颜色（Y、M、C或K）的字母符号的参考数字表示。然而，在无需具体区分颜色的情况下进行描述时，将在省略最末字母符号的情况下进行描述。

图像形成单元：每个图像形成单元28都包括借助未示出的包括马达和齿轮的驱动装置沿着顺时针方向旋转的作为图像载体的示例的感光鼓16。另外，在感光鼓16的周面上，布置有充电辊18，充电辊18将感光鼓16的表面均匀充电至预定电位。具体地说，充电辊18是具有与感光鼓16的周面接触的周面的导电辊，并且被布置成使得该充电辊18的轴向方向和感光鼓16的轴向方向彼此平行。

另外，在感光鼓16的周面上，在充电辊18的在感光鼓16的旋转方向上的下游，作为将光照射到感光鼓16上以形成静电潜像的曝光装置的示例的发光二极管（LED）打印头20（以下简称为“打印头20”）沿着感光鼓16的轴向方向延伸。打印头20根据图像数据向感光鼓16照射光束，以由此在感光鼓16上形成静电潜像。稍后将详细描述打印头20。

另外，在感光鼓16的周面上，在打印头20在感光鼓16的旋转方向上的下游，布置有作为利用预定颜色（红色、洋红色、青色或黑色）的色调剂将形成在感光鼓16上的静电潜像显影以由此形成色调剂图像的显影装置的示例的显影单元22。

显影单元22包括以可旋转的方式设置并且布置在感光鼓16附近的圆筒状显影辊24。显影辊24被施加有显影偏压，并且装载在显影单元22中的色调剂附着至显影辊24。另外，借助显影辊24的旋转，附着至显影辊24的色调剂被输送至感光鼓16的表面，从而将形成在感光鼓16上的静电潜像显影为色调剂图像。

另外，在感光鼓16的周面上，在稍后描述的转印辊30的在感光鼓16的旋转方向上的下游，布置有清洁铲26，清洁铲26收集感光鼓16上的残余色调剂。清洁铲26（该清洁铲26以其一侧与感光鼓16相接触地布置）刮除并收集例如留在感光鼓16上而没有被转印辊30转移到中间转印带14的色调剂以及在转印过程中附着至感光鼓16的另一颜色的色调剂。

转印单元：在感光鼓16的周面上，在显影单元22的在感光鼓16的旋转方向上的下游，构成转印单元32的转印辊30布置在夹着中间转印带14与感光鼓16相对的一侧。

转印辊30被充电至预定电位并沿着顺时针方向旋转，以由此以预定速度输送中间转印带14并将中间转印带14挤压在感光鼓16上。由此，转印辊30将感光鼓16上的色调剂图像转印到中间转印带14上。

这里，由相应的图像形成单元28形成的相互不同颜色的色调剂图像被转印到中间转印带14的带表面上而彼此叠置。由此在中间转印带14上形成彩色色调剂图像。在当前示例性实施方式中，由如此叠置并转印的四种颜色的色调剂图像形成的色调剂图像将被称为“最终色调剂图像”。

在用于相应颜色的感光鼓16的在中间转印带14的输送方向上的下游侧，布置有被构造成包括两个对置辊34A和34B的转印装置34。形成在中间转印带14上的最终色调剂图像被转印到从设置在图像形成设备10的底部中的片材盘36拾取并被输送到辊34A和34B之间的片材构件P上。

在转印装置34的在中间转印带14的输送方向上的下游侧，设置有清洁器42，清洁器42收集留在中间转印带14上而没有被转印装置34转移到片材构件P的色调剂。清洁器42包括被设置成与中间转印带14接触的铲44。因而，将留下的色调剂刮除并收集。

定影单元：另外，定影单元38设置在转印有最终色调剂图像的片材构件P的输送路径上。定影单元38包括被构造成包括加热辊40A和加压辊40B的定影装置40。输送至定影装置40的片材构件P由加热辊40A和加压辊40B夹持并输送。由此，将片材构件P上的色调剂熔化并压着到片材构件P上以将色调剂定影在片材构件P上。

总体构造的操作：在图像形成设备10中，如下形成图像。

充电辊18首先将感光鼓16的表面均匀地负充电至预期的充电部电位。另外，打印头20执行曝光，使得被充电的感光鼓16上的图像部分具有预期的曝光部电位。由此，在感光鼓16上形成静电潜像。

之后，当旋转的感光鼓16上的静电潜像穿过设置在显影单元22中的显影辊24时，显影剂中的色调剂附着至静电潜像，并且将该静电潜像显现为色调剂图像。

显现的相应颜色的色调剂图像借助转印辊30的静电力被顺序地转印至中间转印带14。由此，在中间转印带14上形成彩色的最终色调剂图像。

最终色调剂图像被供送至设置在转印装置34中的辊34A和34B之间。该最终色调剂图像然后被转印至从片材盘36拾取并被输送至辊34A和34B之间的片材构件P。

另外，转印到片材构件P的色调剂图像借助定影装置40定影在该片材构件P上，并且排放到设备本体10A的外部。

主要部件的构造：现在将描述打印头20。

打印头20具有细长形状，并沿着一个方向延伸。另外，在打印头20附接至设备本体10A的状态下，打印头20被布置成沿着感光鼓16的旋转轴线的方向延伸（参见图8）（附图中所示的箭头D的方向在以下简称为“鼓轴向方向”）。

另外，如图7所示，打印头20包括作为基板的示例的印刷线路板52，该基板安装有作为发光元件的示例的发光二极管阵列（LED阵列）62。打印头20进一步包括透镜阵列56和壳体58。透镜阵列56是形成有多个圆柱形棒透镜54的光学构件的示例，由发光二极管阵列62的发光点（LED）发出的光穿过这些圆柱形棒透镜54。印刷线路板52和透镜阵列56附接至壳体58。

以下描述中出现的方向对应于在打印头20附接至设备本体10A的状态下的方向。

印刷线路板：印刷线路板52沿着鼓轴向方向延伸。另外，如图2B和图7所示，印刷线路板52的一个表面安装有以交错的方式布置的多个发光二极管阵列62，每个发光二极管阵列62都包括多个（例如128个）线性设置的发光二极管（LED）。同时，印刷线路板52的另一个表面安装有控制发光二极管阵列62的电子元件64。

透镜阵列：透镜阵列56具有沿着鼓轴向方向延伸的长方体形状。透镜阵列56具有以交错的方式布置的多个棒透镜54，从发光二极管阵列62的发光点发出的光穿过这些棒透镜54。因而，从发光二极管阵列62的发光点发出并穿过棒透镜54的光在感光鼓16（作为目标对象的示例）上成像。

壳体：壳体58由树脂材料（例如液晶聚合物）制成，并沿着鼓轴向方向延伸。另外，在透镜阵列56和印刷线路板52附接至壳体58的状态下，透镜阵列56的棒透镜54和安装在印刷线路板52的一个表面上的发光二极管阵列62彼此相对，如图2B所示。

具体地，如图7所示，壳体58的外形为沿着鼓轴向方向延伸的大体长方体形状。另外，壳体58包括附接有印刷线路板52的本体部70和保持透镜阵列56的透镜保持部76。

本体部：如图2A所示，本体部70形成有在鼓轴向方向上为长形的通孔74，从发光二极管阵列62朝向棒透镜54发出的光穿过该通孔74。

另外，本体部70的其中印刷线路板52附接至通孔74的部分向外部敞开。在该敞开部分中，形成了台阶部70A，该台阶部70A与印刷线路板52的外周的板面接触。

透镜保持部：透镜保持部76形成有凹槽部76A，凹槽部76A在棒透镜54的光轴方向（图中所示的箭头E的方向，以下简称为“透镜轴向方向”）上敞开，并且透镜阵列56附接至该凹槽部76A中。

凹槽部76A被一对保持部72和连接部73所包围（参见图1A和1B）。成对的保持部72在与鼓轴向方向和透镜轴向方向垂直的垂直方向（图中所示的箭头F的方向，以下简称为“轴线垂直方向”）上将透镜阵列56保持在它们之间。每个连接部73均连接成对的保持部72的在鼓轴向方向上的对应端部。

另外，如图3A和3B所示，成对的保持部72形成有涂布区域80，该涂布区域80填充有粘合剂78，利用粘合剂78将保持在成对的保持部72之间的透镜阵列56固定至保持部72。

每个涂布区域80都具有带敞开外部的锥形形状。如图7所示，每个成对的保持部72都形成有四个涂布区域80。

另外，如图1A和1B以及图5A和5B所示，在保持部72的在鼓轴向方向上的相对两端处形成有一对分离区域82（图1A和1B以及图5A和5B仅示出了其中一个分离区域82）。所述分离区域82在轴线垂直方向上与附接至壳体58的透镜阵列56的在鼓轴向方向上的相对两端部分离开。每个分离区域82均具有在鼓轴向方向上延伸的矩形形状（当在透镜轴向方向观看时），并且构成分离区域82和透镜阵列56的一对壁表面82A在轴线垂直方向上彼此分离开（参见图4A和4B）。

另外，如图5B所示，构成连接部73并位于凹槽部76A侧的壁表面73A与透镜阵列56的在鼓轴向方向上的外端表面56A分离开。另外，用于涂布用来密封壳体58和透镜阵列56之间的间隙的密封剂84的喷嘴（其图示被省略）的前端部被插入在壁表面73A和端表面56A之间。将与稍后描述的操作一起描述密封剂84的涂布位置。

另外，如图1A所示，当在透镜轴线方向上观察时，通孔74的鼓轴向方向上的相对两端部布置在分离区域82中。另外，如图1B所示，在透镜阵列56附接至壳体58的状态下，当在透镜轴向方向上观察时，通孔74被透镜阵列56覆盖。

主要部件的构造的操作：现在将给出将透镜阵列56和印刷线路板52附接至壳体58的操作（其相应的过程）。

首先在透镜轴向方向上朝向壳体58移动透镜阵列56，使得透镜阵列56被保持在成对的保持部72（参见图6和图7）之间。在该状态下，将粘合剂78注入到涂布区域80中并使粘合剂固化。由此，将透镜阵列56固定至壳体58，如图3B所示（透镜附接过程）。

更具体地描述透镜附接过程，首先,通过一对未示出的真空垫吸附保持部72或本体部70的大体位于其在鼓轴向方向上的中央的外部部分。然后，沿着将保持部72彼此分离开的相应方向移动这对真空垫。由此，与透镜阵列56的宽度相比，充分地增加保持部72之间的内部间隙。将透镜阵列56沿着透镜轴向方向移动到成对的保持部72之间的充分增加的间隙内。然后，沿着使保持部72接近彼此的相应方向移动成对的真空垫，以使透镜阵列56和保持部72彼此接触，之后，将真空垫的吸附作用释放。然后如以上所述那样涂布粘合剂78并使粘合剂固化。

然后，将用于涂布密封剂84的喷嘴（其图示被省略）的前端部插入其中一个分离区域82中，并且从喷嘴喷射密封剂84。由此，将透镜阵列56的一个端部和壳体58之间的间隙密封。在密封剂84的喷射稳定之后，将喷嘴的前端部沿着透镜阵列56和其中一个保持部72之间的边界朝向另一个分离区域82移动。由此将透镜阵列56的侧表面和涂布有密封剂84的一个保持部72之间的间隙密封。

从已经到达另一个分离区域82的喷嘴进一步喷射密封剂84。由此将透镜阵列56的另一个端部和壳体58之间的间隙密封。另外，沿着透镜阵列56和另一个保持部72之间的边界朝向所述一个分离区域82移动喷嘴的前端部。由此，将透镜阵列56的侧表面和涂布有密封剂84的另一个保持部72之间的间隙密封。因而，透镜阵列56的整个外周和壳体58之间的间隙都被密封剂84密封（密封过程）。

如图3B中所示，密封剂84被从未示出的喷嘴喷射成横跨透镜阵列56和壳体58散布，从而覆盖整个涂布区域80。这是由于如下原因。也就是说，如果涂布至涂布区域80的粘合剂78的量不足，则壳体58的外部和内部彼此连通，因而灰尘等会从其外部进入壳体58。然而，即使在这种情况下，通过涂布密封剂84来覆盖整个涂布区域80，可以防止壳体58的外部和内部彼此连通，并因而防止灰尘等从其外部进入壳体58内。术语连通是指连续地彼此相连的两个空间（在这种情况下是壳体58的内部和外部）。

然后，沿着透镜轴向方向朝向壳体58移动印刷线路板52，使得印刷线路板52的外周的板面和台阶部70A彼此接触（参见图2B和图5B）。在该状态下，通过使用用于将印刷线路板52固定至壳体58的固定构件（其图示被省略），将印刷线路板52固定至壳体58（基板附接过程）。

这里，当在透镜轴向方向上观察时，如果透镜阵列56相对于壳体58倾斜，则当在上述的透镜附接过程中沿着透镜轴向方向移动透镜阵列56时，可能在保持部72与透镜阵列56的在鼓轴向方向上的相对两端部的角部56B之间产生摩擦。这是因为如下原因。在保持部72的在鼓轴向方向上的相应中央部处，可以通过使用上述真空垫来充分地增加成对的保持部72之间的间隙。因此，即使透镜阵列56相对于壳体58倾斜，在透镜阵列56和壳体58之间也不会有摩擦。同时，在保持部72的在鼓轴向方向上的相对两端处不会获得这种效果。换言之，保持部72在其在沿鼓轴向方向的相对两端处连接至彼此，因而难以在相对两端处加宽保持部72之间的间隙。然而，通过在保持部72的在鼓轴向方向上的相对两端处形成分离区域82，抑制了在壁表面82A和透镜阵列56的角部56B（如果是修圆（圆弧）角部，则是弯曲端部）之间产生摩擦，如图1B所示。

另外，通过抑制壁表面82A和透镜阵列56的角部56B之间的摩擦，抑制了由摩擦产生的灰尘。

另外，通过抑制灰尘的产生，抑制了产生的灰尘进入打印头20并附着在例如发光点上而由此劣化打印头20的光学特性这种情形。

另外，通过抑制打印头20的光学特性的劣化，抑制了从图像形成设备10输出的图像质量的下降。

另外，如上所述，通孔74的在鼓轴向方向上的相对两端部布置在分离区域82中。例如，存在这样的情况，其中，成型过程中发生的成型收缩等导致成对的保持部72与其所设计的形状相比沿着轴线垂直方向接近彼此。然而，通孔74的相对两端部延伸到分离区域82中。因此，当通过使用夹具等将成对的保持部72彼此分离开时，与其中通孔74的相对两端部不延伸到分离区域82中的情况相比，能容易地将成对的保持部72彼此分离。

另外，借助在轴线垂直方向上容易彼此分离开的成对的保持部72，能将透镜阵列56容易地附接至壳体58。

已经详细地描述了本发明的特定示例性实施方式。然而，对本领域技术人员来说明显的是，本发明不限于所述示例性实施方式，并且在本发明的范围内各种其他示例性实施方式也是可行的。例如，在上述示例性实施方式中，将透镜阵列56附接至壳体58，之后将印刷线路板52附接至壳体58。然而，这些过程可以以相反顺序执行。另外，可以将透镜阵列56和印刷线路板52同时附接至壳体58。

Claims (3)

1.一种曝光装置，该曝光装置包括：

基板，该基板沿着一个方向延伸并安装有发光元件；

光学构件，该光学构件沿着所述一个方向延伸并使来自所述发光元件的光在目标对象上成像；以及

壳体，该壳体包括：

本体部，该本体部沿着所述一个方向延伸并附接有所述基板；和

光学构件保持部，该光学构件保持部形成有凹槽部，该凹槽部被一对保持部和连接部所包围，每个连接部均连接成对的所述保持部的在所述一个方向上的对应端部，

其中，所述一对保持部与所述本体部一体地形成，并在与所述一个方向垂直的垂直方向上将所述光学构件保持在这一对保持部之间，这一对保持部形成有分离区域，所述分离区域在所述垂直方向上与所述光学构件的在所述一个方向上的相对两端部分离开，并且

其中，成对的所述保持部形成有涂布区域，该涂布区域填充有粘合剂，利用该粘合剂将保持在成对的所述保持部之间的所述光学构件固定至所述保持部，并且每个所述涂布区域都具有带敞开外部的锥形形状。

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其中，所述壳体形成有在所述一个方向上为长形的通孔，从所述发光元件朝向所述光学构件发出的光穿过该通孔；并且

当沿着所述光学构件的光轴方向观察时，所述通孔的在所述一个方向上的相对两端部布置在所述分离区域中。

3.一种图像形成设备，该图像形成设备包括：

图像载体；

根据权利要求1或2所述的曝光装置，该曝光装置利用光对所述图像载体进行曝光以由此形成静电潜像；和

显影装置，该显影装置将借助所述曝光装置形成在所述图像载体上的静电潜像显影。