CN1254866A - 曝光装置和使用该装置的成象装置 - Google Patents

Abstract

一种曝光装置,包括:一具有线性列阵的许多发光元件的发光器件;一用于驱动该发光元件的驱动器;一用于使该发光元件发出的光在预定的位置上成象的成象光学系统。提供第一支承以支撑该发光器件和驱动器。提供第二支承以支撑该成象光学系统。提供一导热件,以插在该第一和第二支承之间的间隙中。

Description

曝光装置和使用该装置的成象装置

本发明涉及静电复印机中用的曝光装置的结构，在静电复印机中，通过对感光件曝光而形成的潜象被进行显影并转印到记录纸上，从而对该图象进行记录。

一种在实践中广泛应用的成象装置，其中由固定的光源如LED阵列发出的光，通过利用可聚焦光纤透镜阵列聚焦到感光件的表面上，以在该感光鼓表面上形成潜象，且此潜象使用调色剂被显象，然后转移到记录纸上因而形成图象。当LED阵列被用作曝光用的光源时，该装置的尺寸可以下降得比使用激光作光源时更多。

具体说来，带有3或4个LED阵列的彩色成象装置，通过将与由彩色分离获得的相应颜色对应的图象重叠而形成彩色图象，可以利用通过使用LED阵列获得尺寸减小的有利条件。

然而当彩色图象是通过重叠3或4种颜色而形成时，如果产生重叠误差，则彩色重叠失调或者颜色不均产生而使图象质量大大降低。更准确地说，在传统的曝光装置中，即使该LED阵列在起始状态被加工成直的，因为该装置在工作而且其中温度在升高，所以其平直度在逐渐降低。这是由于以下理由。随着该装置中温度的升高，带有LED阵列的LED头的温度也升高，且此LED头由于各种类型元件热膨胀方面的差异而发生变形。

为了解决这个问题，配备风扇来冷却该LED头，以使其变形受到抑制。在这种情况下，该装置的尺寸、能耗和噪音会非常不利地增加。

此外，在传统性LED头中，象调色剂或灰尘之类杂质可能通过各组成元件之间的间隙进入而附着在发光部分或成象机构上。在这种情况下，光被局部屏蔽而在图象中产生偏差。

因此，本发明的目的在于提供一种曝光装置，即使通过其运行产生了热，也总能保持适当的曝光。

本发明的另一个目的在于提供一种曝光装置，其中可防止杂质附着在发光部分或成象机构上，以致于曝光偏差不会发生。

为了达到上述目的，根据本发明提供一种曝光装置，其包括：一具有线性列阵的许多发光元件的发光装置；一用于驱动该发光元件的驱动器；以及用来使该发光元件发出的光在预定的位置上形成图象的成象机构，其中发光装置和驱动器由第一支承支撑，成象机构由第二支承支撑，而且导热件被插在第一与第二支承之间的间隙中。

为了达到上述目的，根据本发明还提供一种曝光装置，其包括：一具有线性列阵的许多发光元件的发光装置；一用于驱动该发光元件的驱动器；以及用来使该发光元件发出的光在预定的位置上形成图象的成象机构，其中发光装置由第一支承支撑，驱动器和成象机构由第二支承支撑，而且导热件被插在第一与第二支承之间的间隙中。

根据本发明，第一和第二支承由同种材料制成。

根据本发明，导热件由弹性体构成。

根据本发明，该成象机构为可聚焦的光纤透镜阵列。

根据本发明，该曝光装置被用在静电复印机中。

图1为使用本发明的曝光装置的成象装置的示意剖视图；

图2为根据本发明的曝光装置的剖视图；

图3为根据本发明的曝光装置的局部放大透视图，以及

图4为根据本发明的另一曝光装置的剖视图。

现在将参照附图详细描述本发明的优选实施例。

图1表示使用本发明的曝光装置的彩色记录装置实例。此彩色记录装置为一种彩色静电复印机，其通过重叠4种不同颜色的图象(即黄色图象、品红色图象、青绿色图象和黑色图象)而形成彩色图象。

成象部分10Y，10M，10C和10K分别形成黄色、品红色、青绿色和黑色图象。配备有传送带8。

储存在纸盒1中的记录纸由供纸辊2供出，并通过输送辊3～6输送到达配准辊7。每一记录纸的斜坡状态之类由配准辊7进行矫正，且此记录纸以适当的定时向传送带8馈送。传送带8是由绝缘树脂制的板材构成的。传送带8的板材的表面由位于其下方的充电器11充电。在充电过程中，与相应颜色对应的潜象，通过由原稿阅读器12读出的图象信息信号或由象计算机之类的输出机构(未表示)提供的相应彩色图象信息信号形成在感光鼓13C，13M，13Y和13K上。感光鼓13C，13M，13Y和13K被安置为相互平行。由配准辊7供给的记录纸由被充电的传送带8静电吸引，且被传送在相应彩色图象形成部分10Y，10M，10C和10K的下面通过。

在黄色图象形成部分10Y，充电器14、LED曝光头15、显影部件16和清洁器17被安排在感光鼓13Y的周围，并且黄色的调色剂图象通过静电摄影过程形成在感光鼓13Y的表面上。在其它颜色的成象部分10M，10C和10K中，品红、青绿和黑色的调色剂图象按照同一方式分别通过静电摄影过程形成在感光鼓13M，13C和13K的表面上。

相应感光鼓上的调色剂图象，依次在传送带8靠紧感光鼓13C，13M，13Y和13K的位置被转印到由传送带静电吸附及传送的记录纸上。在4种颜色的图象被转印之后，该记录纸通过曲面剥离作用(curvatureseparation)与传送带8分离，并且到达一对定影辊18及19。定影辊18被加热器(未表示)加热，并且相应颜色的调色剂被加热溶融固定在该记录纸上，从而完成一彩色图象。

在调色剂图象通过一对定影辊18及19定影在记录纸表面上之后，该记录纸被排出到排纸托盘20上。

图2和3表示该LED曝光头(曝光装置)15的细节。图2为LED曝光头15的剖视图，图3为其局部放大透视图。在以下的描述中，感光鼓13C，13M，13Y和13K仅仅称之为感光鼓13。

许多发光元件通过半导体器件制造工艺被构筑成发光芯片56表面上的列阵。按此方式形成的许多发光芯片56中的每一个被放到待安装其上的带有布线图案的插接板上，以形成光源阵列(线性阵列)。该线性阵列的方向与感光鼓13的轴线一致。发光芯片安装板55是由陶瓷材料制制成的，能将发光芯片56产生的热充分散失，且被使用如粘合剂、螺钉或双涂层粘带等手段固定到也具有散热作用的插板基座51上。

用于驱动上述相应发光元件的驱动器芯片(未表示)和电阻(未表示)，被安装在其上带有布线图案的驱动器插板53上。控制发射图用的信号也被输入该驱动器插板53。驱动器插板53利用螺钉固定到其上还固定有发光芯片安装板55的插板基座51上。发光芯片安装板55和驱动器插板53通过柔性电缆54彼此电连接。当其上安装有发光芯片56的发光芯片安装板55和驱动器插板53按此方式分开时，安装在驱动器插板53上的驱动器和电阻产生的热不会很容易地传输给发光芯片56，而且LED曝光头的尺寸可以减小。插板基座51由铝制成，来自发光芯片安装板55和驱动器插板53的热量很容易向其传输，且其具有良好的可加工性。

发光芯片56发出的光，通过可聚焦的光纤透镜阵列57在彩色成象装置中用作记录介质的感光鼓13的表面上形成一些微光点，以在其上形成潜象。聚焦的光纤透镜阵列57，被粘附在一透镜支承52上。为在感光鼓13的表面上形成清晰的微光点，必须将发光芯片56、感光鼓13和聚焦的光纤透镜阵列57固定，以建立预定的位置关系。为此目的，与聚焦的光纤透镜阵列57粘附在一起的透镜支承52，被进行调整并且相对于发光芯片56固定在一预定的位置上。

图3表示透镜支承52被固定处的位置。该透镜支承52沿该透镜光轴的方向(图2中的垂直方向)相对于构件62进行调整，且被使用螺钉固定在构件62上。构件62沿纸的输送方向(与透镜光轴和发光芯片阵列垂直的方向)相对于插板基座51被进行调整，且被使用螺钉固定到插板基座51上。更准确地说，当插板基座51和透镜支承52通过构件62相互固定时，调焦的光纤透镜阵列57可被进行调整，并被固定在与发光芯片阵列平行且以预定的姿态距其一定距离的位置上。尽管图3只表示该LED曝光头的一端，但调焦的光纤透镜阵列57以同样方式支撑和固定在另一端。透镜支承52由铝制成，其价格便宜并可很容易地提供刚性。

图2还表示出一盖58和密封垫59及60。密封垫59及60能使芯片防尘等，并由弹性材料如尿烷泡沫塑料制成。盖58和密封垫59及60在图3中未予表示。

由导热材料如硅酮润滑酯或硅橡胶制成的导热件61，能填充插板基座51和透镜支承52之间的间隙。此导热61遍及透镜支承52的整个长度(发光芯片阵列的整个长度)伸展。

因此，热量在插板基座51和透镜支承52之间交换，以便始终将其设置在几乎同样的温度下。由于插板基座51和透镜支承52是由同样的材料铝制成的，所以，如果它们被设置在同一温度，则其具有同样的热膨胀量，因而不会弯曲。其结果是发光芯片阵列56和聚焦的光纤透镜阵列57的线性以及其间的平行度可被保持。

更准确地说，当LED曝光头15在该记录装置中发光时，发光芯片56和驱动器芯片要产生热量。此热量被传送给插板基座51使其加热。铝制的插板基座51随其温度升高而热膨胀。如果不使用导热件61，则透镜支承52不与热源相接触，以致其温度无法改变到引起热膨胀。由于产生热膨胀的插板基座51和未产生热膨胀的透镜支承52通过构件62以其两端互相连接，故其将产生一应力。插板基座51和透镜支承52两者因而发生畸变以使应为直线的发光芯片阵列弯曲。这种麻烦可如上所述通过在插板基座51和透镜支承52之间引入导热件61来解决。

作为导热件61，可以使用金属片之类。然而如上所述的象硅酮润滑脂或硅橡胶之类的弹性体更为可取。于是，即使插板基座51和透镜支承52之间的间隙改变到使聚焦光纤透镜阵列57的位置要进行调整，此间隙也能被填充，而且力将尽可能不会作用在聚焦的光纤透镜阵列57和透镜支承52上。

当插板基座51和透镜支承52间的间隙以上述方式用导热件61填充时，象调色剂和灰尘之类的杂质便被防止通过该间隙进入。

根据本发明另一实施例的曝光装置，将参照图4进行描述。图4为本实施例的LED曝光头剖视图。在图4中，与图2中具有相同功能的部件用相同的附图标记表示。

图4所示的LED曝光头在功能方面与图2所示的上述曝光头相同。然而驱动器插板53并非固定在支撑发光芯片安装板55的插板基座71上面，而是固定在支撑聚焦的光纤透镜阵列57的透镜支承72上面。同样，在这种情况下插板基座71和透镜支承72间的间隙，也用弹性体制的导热件61来填充，以消除其间的温差。

同样，在此实施例中，可以获得与图1至3所示实施例中相同的功能和效果。

如图2所示的状态或图3所示的状态，可被选作根据记录装置中LED曝光头安装部分的空间范围提出的要求。

对以上实施例所作的描述涉及一种彩色成象装置，其通过重叠4种颜色的图象来获得彩色图象。然而，显然本发明同样可应用于单色成象装置的曝光装置。

如上所述，根据本发明，在曝光头中，由于导热件填充了用于支撑产热部件的构件和用于支撑不产热部件的构件之间的间隙，所以此两构件之间的温差可以减小。其结果是，即使通过该装置的运作产生出热量，也不会在此曝光装置中产生畸变，而且适合的曝光总能进行。

根据本发明，可以防止外部杂质粘附在发光部分和成象机构上面，以致于曝光偏差不会发生。

Claims (16)

1.一种曝光装置，包括：

带有线性列阵的许多发光元件的发光机构；

一用于驱动上述发光元件的驱动器；

用于使上述发光元件发出的光在预定的位置上形成图象的成象机构；

一用于支撑上述发光机构和上述驱动器的第一支承；

一用于支撑上述成象机构的第二支承，以及

一导热件，被插在上述第一和第二支承之间的间隙中。

2.根据权利要求1的曝光装置，其中所述第一和第二支承由同种材料制成。

3.根据权利要求1的曝光装置，其中所述导热件由弹性体制成。

4.根据权利要求1的曝光装置，其中所述成象机构为聚焦的光纤透镜阵列。

5.一种曝光装置，包括：

带有线性列阵的许多发光元件的发光机构；

一用于驱动上述发光元件的驱动器；

用于使上述发光元件发出的光在预定的位置上形成图象的成象机构；

一用于支撑上述发光机构的第一支承；

一用于支撑上述驱动器和上述成象机构的第二支承，以及

一导热件，被插在上述第一和第二支承之间的间隙中。

6.根据权利要求5的曝光装置，其中所述第一和第二支承由同种材料制成。

7.根据权利要求5的曝光装置，其中所述导热件由弹性体制成。

8.根据权利要求5的曝光装置，其中所述成象机构为聚焦的光纤透镜阵列。

9.一种成象装置，包括：

带有线性列阵的许多发光元件的发光机构；

一用于驱动上述发光元件的驱动器；

一记录介质；

用于使上述发光元件发出的光在上述图象记录介质上形成图象的成象机构；

一用于支撑上述发光机构和上述驱动器的第一支承；

一用于支撑上述成象机构的第二支承，以及

一导热件，被插在上述第一和第二支承之间的间隙中。

10.根据权利要求9的成象装置，其中所述第一和第二支承由同种材料制成。

11.根据权利要求9的成象装置，其中所述导热件由弹性体制成。

12.根据权利要求9的成象装置，其中所述成象机构为聚焦的光纤透镜阵列。

13.一种成象装置，包括：

带有线性列阵的许多发光元件的发光机构；

一用于驱动上述发光元件的驱动器；

一记录介质；

用于使上述发光元件发出的光在上述图象记录介质上形成图象的成象机构；

一用于支撑上述发光机构的第一支承；

一用于支撑上述驱动器和上述成象机构的第二支承，以及

一导热件，被插在上述第一和第二支承之间的间隙中。

14.根据权利要求13的成象装置，其中所述第一和第二支承由同种材料制成。

15.根据权利要求13的成象装置，其中所述导热件由弹性体制成。

16.根据权利要求13的成象装置，其中所述成象机构为聚焦的光纤透镜阵列。

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