JP2008080758A - プリンタヘッドの製造方法及びプリンタヘッドの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源アレイの構成を複雑にしたり設計の自由度を低下させたりすることなく、安価に出力画像の解像度を向上させることができるプリンタヘッドの製造方法及びプリンタヘッドの製造装置を提供する。
【解決手段】光源アレイ４からの出射光を感光体ドラム３の所定位置に結像させるべくレンズアレイ５を変形させる工程と、レンズアレイ５を変形させた状態で、レンズアレイ５と光源アレイ４との相対位置を固定する工程とを有するようにした。
【選択図】図５

Description

この発明は、プリンタヘッドの製造方法及びプリンタヘッドの製造装置に関するものである。

従来から、電子写真方式を利用したプリンタとして、ラインプリンタ（画像形成装置）が知られている。このラインプリンタは、被露光部となる像担持体（例えば、感光体ドラム）に、帯電器、ライン状のプリンタヘッド、現像器、転写器などの装置を近接配置したものである。すなわち、帯電器によって帯電された像担持体に、プリンタヘッドに設けられた発光素子の選択的な発光動作で露光を行うことにより静電潜像（結像）を形成し、この静電潜像を現像器から供給されるトナーで現像して、そのトナー像を転写器で用紙に転写するようにしたものである。

ライン状のプリンタヘッドに設けられた発光素子としては、エレクトロルミネセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」という）のアレイが設けられた光源アレイを用いる場合がある。また、光源アレイと像担持体との間に、複数の屈折率分布型レンズを配列したレンズアレイが配設されている。このレンズアレイとしては、例えば、日本板硝子株式会社から入手可能なＳＬＡ（セルフォック・レンズ・アレイ）がある（セルフォック；ＳＥＬＦＯＣは日本板硝子株式会社の登録商標）。このように構成されたプリンタヘッドは、有機ＥＬ素子アレイからの出射光が、レンズアレイを透過し、像担持体に正立等倍結像するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２０５４３０号公報

ところで、上述した従来技術のようなラインプリンタにあっては、出力画像の解像度を向上するために、像担持体に精度よく直線状に結像する必要がある。このため、プリンタヘッドに設けられた有機ＥＬ素子が精度よく直線状に配置されている必要がある。
しかしながら、上述した従来技術では、その製造過程において光源アレイが設計上の形状と相違する形状に変形している場合がある。例えば、有機ＥＬ素子駆動用のドライバＩＣを光源アレイ上に左右非対称に実装した場合や、有機ＥＬ素子を封止する封止体が有機ＥＬ素子を実装する基板に対して左右非対称な位置に接着されている場合には、その接着剤の硬化収縮に起因する応力によって光源アレイが変形（湾曲）してしまう。このため、ＥＬ素子の位置ずれ（湾曲）が発生して有機ＥＬ素子の配列位置の精度が悪化する。この結果、像担持体に対する結像位置がずれ、出力画像の解像度が低下してしまうという課題がある。

また、たとえ有機ＥＬ素子が位置ずれを起こしたとしても、ドライバＩＣによって、有機ＥＬ素子毎の発光タイミングを調整すれば、出力画像の解像度を高めることが可能である。しかしながら、ドライバＩＣの回路の規模が肥大化するばかりか、コストが上がってしまうという課題がある。
さらに、ドライバＩＣを光源アレイ上に左右対称となるように実装したり、有機ＥＬ素子を実装する基板に対して封止基板を左右対称となるように実装したりする手段も考えられるが、光源アレイが大型化するだけでなく、設計の自由度が低下するという課題がある。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、光源アレイの構成を複雑にしたり設計の自由度を低下させたりすることなく、安価に出力画像の解像度を向上させることができるプリンタヘッドの製造方法及びプリンタヘッドの製造装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数の発光素子が基板上に配列された光源アレイと、前記発光素子からの出射光を像担持体に結像させるレンズ素子が配列されたレンズアレイとを備えたプリンタヘッドを製造するプリンタヘッドの製造方法であって、前記光源アレイからの出射光を前記像担持体の所定位置に結像させるべく前記レンズアレイを変形させる工程と、前記レンズアレイを変形させた状態で、前記レンズアレイと前記光源アレイとの相対位置を固定する工程とを有することを特徴とする。
このような製造方法とすることで、発光素子の配列位置の精度が悪化した場合であっても、レンズアレイを変形させることによって発光素子からの出射光を精度よく直線状に像担持体に結像することができる。尚、光源アレイに比べて弾性率の小さいレンズアレイは、容易に変形させることが可能である。このように、レンズアレイを変形させるだけで像担持体に高精度に結像させることができるため、光源アレイの構成を複雑にしたり設計の自由度を低下させたりすることなく、安価で容易に出力画像の解像度を向上させることができる。また、このように変形させたレンズアレイを固定することによって、継続的に高解像度を維持することができる。

また、本発明は、前記レンズアレイの変形工程は、前記発光素子の配列の両端部に配置された両端部発光素子を結ぶ基準直線から、前記配列の両端部以外に配置された中間部発光素子までの離間距離を計測する工程と、前記離間距離に基づいて前記レンズアレイの変形量を決定する工程と、を含むことを特徴とする。
このような製造方法とすることで、確実、且つ容易に光源アレイからの出射光を像担持体の所定位置に結像させるべく、レンズアレイを変形させることができる。
また、この場合、前記レンズアレイの変形工程では、前記光源アレイからの出射光の前記像担持体への結像位置を観察しながら、前記レンズアレイを変形させてもよい。

さらに、本発明は、前記レンズアレイの変形工程は、前記発光素子の配列の両端部に配置された両端部発光素子の前方において前記レンズアレイを保持しつつ、前記両端部発光素子の間に配置された中間部発光素子の前方において、前記レンズアレイを前記光源アレイの表面と平行に移動させる工程、及び／又は、前記レンズアレイを前記光源アレイの光軸に対して傾斜させる工程を含むことを特徴とする。
このような製造方法とすることで、レンズアレイを複雑に変形させることなく、レンズアレイの変形工程を簡易化することができる。

そして、本発明は、前記レンズアレイの変形工程では、前記基準線からの前記発光素子の離間距離をＹｂ、前記光源アレイと前記像担持体との間の距離をＴｃ、前記光源アレイの光軸上における前記レンズアレイの任意の点と前記像担持体との間の距離をＬｉ、前記任意点における前記レンズアレイの平行移動量をＹａ、前記レンズアレイの傾斜角度をθとしたとき、

を満たすように、Ｙａおよびθを決定することを特徴とする。
このような製造方法とすることで、変形させたレンズアレイによって発光素子からの出射光が像担持体の所定位置に結像しているかを確認することなく、正確にレンズアレイを所望の形に変形させることができる。よって、レンズアレイを変形させる工程をさらに簡略化することができると共に、作業時間を短縮させることができる。

また、本発明は、複数の発光素子が基板上に配列された光源アレイと、前記発光素子からの出射光を像担持体に結像させるレンズ素子が配列されたレンズアレイとを備えたプリンタヘッドを製造するプリンタヘッドの製造装置であって、前記発光素子の配列の両端部に配置された両端部発光素子の前方において前記レンズアレイを保持する一対の保持機構と、前記両端部発光素子の間に配置された中間部発光素子の前方において前記レンズアレイを変形させる変形機構と、を備え、前記変形機構は、前記レンズアレイを前記光源アレイの表面と平行に移動させる機構、及び／又は、前記レンズアレイを前記光源アレイの光軸に対して傾斜させる機構を含むことを特徴とする。
この場合、前記変形機構は、前記レンズアレイの高さ方向の両端部において、前記レンズアレイの幅方向の両側から、それぞれ独立して前記レンズアレイを押圧する押圧手段を備えていてもよい。また、前記保持機構も前記変形機構として機能するように構成されていてもよい。
このように構成することで、容易に光源アレイからの出射光を像担持体の所定位置に結像させるべくレンズアレイを変形させることができると共に、プリンタヘッドの製造装置の構造を単純化することで、その装置のコストを低減させることが可能になる。

（第一実施形態）
まず、この発明に係る方法（プリンタヘッドの製造方法）が適用されるプリンタヘッドの具体的な形態を説明する。
図１は、この第一実施形態に係るプリンタヘッド２を適用した電子写真方式のプリンタ１（画像形成装置）の部分的な構成を示す斜視図である。
同図に示すように、プリンタ１は、プリンタヘッド２と像担持体である感光体ドラム３とを備えている。感光体ドラム３は、プリンタヘッド２の長手方向に平行に延在する回転軸に支持され、外周面をプリンタヘッド２に対向させた状態で回転する。プリンタヘッド２は、プリンタ１における露光装置として使用されるものである。

（プリンタヘッド）
プリンタヘッド２は、略長方形状の光源アレイ４と、光源アレイ４からの出射光を感光体ドラム３に正立等倍結像させるレンズ素子を整列配置して成るレンズアレイ５と、光源アレイ４及びレンズアレイ５の外周部を支持するヘッドケース２０とを備えている。

（光源アレイ）
図２は、光源アレイ４を模式的に示した図である。
光源アレイ４は、略長方形状の素子基板７上に発光素子である複数の有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子８を配列して成る発光素子列８Ａと、有機ＥＬ素子８を駆動させる駆動素子９から成る駆動素子群と、これら駆動素子９（駆動素子群）の駆動を制御する制御回路９ａとを一体形成したものである。尚、図２では有機ＥＬ素子８が１列に配置されているが、千鳥状に２列に配置してもよい。この場合には、光源アレイ４の長手方向における有機ＥＬ素子８のピッチを小さくすることが可能になり、プリンタの解像度を向上させることができる。

有機ＥＬ素子８は、一対の電極間に少なくとも有機発光層を備えたものであり、その一対の電極から発光層に電流を供給することにより発光するようになっている。その有機ＥＬ素子８における一方の電極には共通線１０が接続され、他方の電極には駆動素子９を介してデータ線１１が接続されている。この駆動素子９は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）等のスイッチング素子で構成されている。駆動素子９にＴＦＴを採用した場合には、そのソース領域にデータ線１１が接続され、ゲート電極に制御回路群９ａが接続される。そして、制御回路群９ａにより駆動素子９の動作が制御され、駆動素子９によりデータ線１１から有機ＥＬ素子８への通電が制御されるようになっている。

素子基板７の有機ＥＬ素子８が整列配置されている部分には、有機ＥＬ素子８を封止するための封止体１２が接合されている。この封止体１２は、素子基板７と協働して有機ＥＬ素子８を封止（外気から遮断）する略長方形の板材であって、その長辺が素子基板７の有機ＥＬ素子８が整列配置されている側（図２における下側）の長辺と重なりあうように配置されている。これによって、外気や水分の付着に起因した有機ＥＬ素子８の劣化が抑制されるようになっている。尚、この封止体１２によって覆われていない素子基板７上に制御回路９ａが実装されている。

（レンズアレイ）
図３は、レンズアレイ５の斜視図である。このレンズアレイ５は、日本板硝子株式会社製のセルフォック（登録商標）レンズ素子５１ａを配列したものである。このレンズ素子５１ａは、直径０．２８ｍｍ程度のファイバー状に形成されている。また、各レンズ素子５１ａは千鳥状に配置され、各レンズ素子５１ａの隙間には黒色のシリコン樹脂５２が充填されている。さらに、その周囲にフレーム５４が配置されて、レンズアレイ５が形成されている。尚、以下の実施形態の説明において、レンズアレイ５の光軸方向を高さ方向、レンズアレイ５の光軸方向に垂直な厚さ方向を幅方向という。

このレンズ素子５１ａは、その中心から周辺にかけて放物線上の屈折率分布を有している。そのため、レンズ素子５１ａに入射した光は、その内部を一定周期で蛇行しながら進むようになっている。このレンズ素子５１ａの長さを調整すれば、画像を正立等倍結像させることができる。そして、正立等倍結像するレンズによれば、隣接するレンズの作る像を重ね合わせることが可能になり、広範囲の画像を得ることができる。したがって、図３のレンズアレイ５は、光源アレイ全体からの光を精度よく結像させることができるようになっている。

（ヘッドケース）
図１に戻り、ヘッドケース２０は、Ａｌ等の剛性材料で形成されたものであって、光源アレイ４を支持するケース本体２１とレンズアレイ５を支持するフレーム６とで構成されている。ケース本体２１の長手方向に垂直な断面は、上下方向両端が開口した形状になっている。その上半部の側壁２２ａ，２２ｂは略平行に配置され、下半部の側壁２３ａ，２３ｂは下端中央部に向かって傾斜配置されている。

そして、ケース本体２１の上側に形成された開口部を閉塞するように、光源アレイ４が配置されている。光源アレイ４はボトムエミッション方式であり、素子基板７を下側に向けて配置されている。
一方、ケース本体２１の下側に形成された開口部にレンズアレイ５を支持するフレーム６が設けられている。フレーム６は、長手方向に垂直な断面が略コ状に形成されたものであって、フレーム６の幅方向略中央には光源アレイ４からの出射光を通過させるスリット２４が長手方向に沿って形成されている。

（プリンタヘッドの製造方法）
次に、図４から図７に基づいてプリンタヘッド２の製造方法について説明する。
図４は、光源アレイ４の平面図である。尚、素子基板７の一方の長辺側に制御回路９ａを実装し、封止体１２が素子基板７に対して非対称な位置に接着されることによって（図１、図２参照）接着剤の硬化収縮に起因する応力が発生し、光源アレイ４が変形（湾曲）する。図４には、光源アレイ４が変形した状態を示す。尚、図４においては、説明の便宜上、駆動素子９、制御回路９ａ及び電源線１０，１１の図示を省略すると共に、有機ＥＬ素子８を簡略化して図示する。

同図に示すように、光源アレイ４は、光軸に垂直な平面内にて湾曲した状態になっている。つまり、複数の有機ＥＬ素子８のうち配列の両端のＥＬ素子を通過する基準線Ｌ０と、有機ＥＬ素子８の中心を連結した線Ｌ１とは、本来合致した直線となるべきであるが、光源アレイ４が湾曲変形しているため、線Ｌ１が円弧状になっている。したがって、複数の有機ＥＬ素子８のうち任意の有機ＥＬ素子８は基準線Ｌ０から距離Ｙｂだけ離間した位置に配置されていることになる。尚、光源アレイ４の長さが例えば３００ｍｍ程度であるのに対して、有機ＥＬ素子８の最大離間距離Ｙｍａｘは例えば６０μｍ程度である。

以上のように初期的に変形した光源アレイ４の有機ＥＬ素子８からの出射光を、感光体ドラム３の所定位置に結像させるべく、レンズアレイ５を変形させる。その変形量を以下の手順で決定する。
図５、図６は、レンズアレイ５の変形量を決定する手順の説明図である。
図５、図６に示すように、まず、任意の有機ＥＬ素子８の基準線Ｌ０からの離間距離Ｙｂを計測する（計測工程）。次に、計測した距離Ｙｂと、光源アレイ４と感光体ドラム３との間の距離Ｔｃと、光源アレイ４の光軸上におけるレンズアレイの任意の点Ｐ１と感光体ドラム３との間の距離Ｌｉに基づいて、以下の数式３及び数式４により、任意点Ｐ１における光源アレイ４の光軸に垂直な方向への移動（平行移動）量Ｙａとレンズアレイ５の傾斜角度θを決定する。

因みに、ｔａｎθ＝Ｙｂ／Ｔｃである。

次に、レンズアレイ５のその計測した有機ＥＬ素子８に対応する部位を平行移動量Ｙａ及び傾斜角度θに基づいて変形させる（レンズアレイの変形工程、図５における二点鎖線）。すると、基準線Ｌ０から距離Ｙｂだけ離間した位置Ｐ２に配置された任意の有機ＥＬ素子８の出射光Ｃがレンズアレイ５を介して感光体ドラム３の所定位置Ｐ３に露光される。
尚、この第一実施形態では、レンズアレイ５の一部を変形させる手順として、まず、平行移動させた後、傾斜させることによってレンズアレイ５を変形させる場合について説明したが、この手順に限られるものではなく、まず、レンズアレイ５の一部を傾斜させた後、平行移動させることによってレンズアレイ５を変形させてもよい。

図７は、変形させたレンズアレイ５の固定状態（固定工程）を示す断面図である。
同図に示すように、変形させたレンズアレイ５は、変形した状態を維持しながらフレーム６に接着剤１３を用いて固定される（固定工程）。したがって、有機ＥＬ素子８からの出射光を感光体ドラム３の所定位置に結像させるべく変形させたレンズアレイ５は、その状態を継続的に維持できるようになっている。尚、接着剤１３には、熱硬化性及び／又は光硬化性の、アクリル系、エポキシ系又はシリコン系等の材料が用いられる。この接着剤は、特に光透過性を有さなくてもよい。

（プリンタヘッドの製造装置）
次に、図８から図１０に基づいてプリンタヘッド２の製造装置１４について説明する。
図８は、製造装置１４を光源アレイ４の光軸方向からみた平面図である。
同図に示すように、製造装置１４は、有機ＥＬ素子８の配列の両端部に配置された両端部有機ＥＬ素子８の前方においてレンズアレイ５を保持する一対の保持機構１５，１６と、両端部有機ＥＬ素子８の間に配置された中間部有機ＥＬ素子８（図８においては、レンズアレイ５の長手方向略中央、つまり、有機ＥＬ素子８が最も基準線から離間している部位に対応する部分）の前方においてレンズアレイ５を変形させる変形機構１７とで構成されている。

尚、光源アレイ４は一様に湾曲するため、レンズアレイ５の一部を変形させれば、長手方向全体の結像位置の調整が可能になる。このため、製造装置１４には、有機ＥＬ素子８が最も基準線から離間している部位に対応する部分に変形機構１７を一箇所設ければ足りる。したがって、この実施形態においては、製造装置１４に変形機構１７を一箇所設けた場合について説明するが、特に変形機構１７の設置数を限定するものではなく、両端部有機ＥＬ素子８の間に配置された中間部有機ＥＬ素子８の前方に変形機構１７を複数設けてもよい。このようにすることで、より正確に有機ＥＬ素子８からの出射光を感光体ドラム３の所定位置に結像させるべくレンズアレイ５を変形させることができ、より出力画像の解像度を向上させることができる。

保持機構１５，１６は、それぞれレンズアレイ５を中心にして振り分け配置されている一対のチャック爪１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂから成り、レンズアレイ５を挟持できるようになっている。各チャック爪１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの先端は、先細りに形成されている。尚、ここでは保持機構１５，１６がチャック爪１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂから成る場合について説明したが、保持機構１５，１６はこの形状に限られるものではなく、レンズアレイ５を挟持（又は把持）して固定できるものであればよい。
図９は、図８のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１０は、変形機構１７の動作を示す説明図である。
図９に示すように、変形機構１７は、第一変形部１８と第二変形部１９とで構成され、それぞれ変形部１８，１９は、光源アレイ４の光軸方向に沿って並列配置されている。

第一変形部１８は、レンズアレイ５を中心にして振り分け配置された一対の押圧手段１８ａ，１８ｂから成る。これら押圧手段１８ａ，１８ｂの先端は、先細りに形成されている。
押圧手段１８ａ，１８ｂは、それぞれ独立してレンズアレイの幅方向に移動可能に設けられ、例えば、電動モータ、油圧／空圧シリンダ等からの動力によって、光源アレイ４の光軸方向における光出射側（図９の左側）近傍において、レンズアレイ５を幅方向に押圧できるようになっている（図１０参照）。

第二変形部１９も第一変形部１８と同様に一対のレンズアレイ５を中心にして振り分け配置された押圧手段１９ａ，１９ｂから成る。これら押圧手段１９ａ，１９ｂの先端は、先細りに形成されている。
押圧手段１９ａ，１９ｂは、それぞれ独立してレンズアレイの幅方向に移動可能に設けられ、例えば、電動モータ、油圧／空圧シリンダ等からの動力によって、光源アレイ４の光軸方向における光入射側（図９の右側）近傍において、レンズアレイ５を幅方向に押圧できるようになっている（図１０参照）。

そして、レンズアレイ５の変形機構１７に対応する部分を平行移動させて変形させる場合（例えば、図８のように下方に向かって変形させる場合）には、第一変形部１８の押圧手段１８ａ及び第二変形部１９の押圧手段１９ａに動力が伝達され、共に同一方向（図８における下方）に向かって移動する。このとき、押圧手段１８ａ，１９ａに対向配置されている押圧手段１８ｂ，１９ｂには動力が伝達されず、外力によって移動可能（フリー）な状態となっている。

このように動作することによって、レンズアレイ５の一部を平行移動させて変形させる（図８の状態）ことができるようになっている。
尚、レンズアレイ５の一部を平行移動させるために、例えば、押圧手段１８ａ，１９ａが共に同一方向に向かって移動し、押圧手段１８ｂ，１９ｂがフリーな状態となっている場合について説明したが、第一変形部１８の押圧手段１８ａ，１８ｂがレンズアレイ５を把持した状態，且つ第二変形部１９の押圧手段１９ａ，１９ｂがレンズアレイ５を把持した状態で、共に同一方向に移動することでレンズアレイ５の一部を平行移動させるようにしてもよい。

また、レンズアレイ５の一部を傾斜させる場合には、図１０に示すように、第一変形部１８の押圧手段１８ａが固定され、この押圧手段１８ａを支点として第二変形部１９の押圧手段１９ｂを有機ＥＬ素子８のずれ方向（図５、図１０における上方向）に向かって長く移動させる。このとき、押圧手段１８ｂ，１９ａには動力が伝達されず、外力によって移動可能（フリー）な状態となっている。
このように動作させることによって、レンズアレイ５の一部を傾斜させて変形させることができるようになっている。

尚、レンズアレイ５の一部を傾斜させるために、第一変形部１８ａを支点とした場合について説明したが、第二変形部１９の押圧手段１９ｂを固定し、この押圧手段１９ｂを支点として第一変形部１８の押圧手段１８ａを有機ＥＬ素子８のずれ方向とは反対側に向かって移動させることによりレンズアレイ５の一部を傾斜させて変形させるようにしてもよい。また、第一変形部１８の押圧手段１８ａ，１８ｂがレンズアレイ５を把持した状態，且つ第二変形部１９の押圧手段１９ａ，１９ｂがレンズアレイ５を把持した状態で、第一変形部１８又は第二変形部１９の何れか一方が移動することでレンズアレイの一部を傾斜させるようにしてもよい。

このように、レンズアレイ５を所望の形に変形させた後、その変形させた状態を保ちつつ、レンズアレイ５に光源アレイ４がセットされたヘッドケース２０をセットする。そして、レンズアレイ５とフレーム６との間に接着剤１３を流し込み、接着剤１３を硬化させる。すると、レンズアレイ５と光源アレイ４との相対位置が固定される。

したがって、上述の第一実施形態によれば、光源アレイ４の変形（湾曲）により有機ＥＬ素子８の配列位置の精度が悪化した場合（図４参照）であっても、レンズアレイ５の一部を平行移動させたり、傾斜させたりすることによって変形（レンズアレイの変形工程）させれば、有機ＥＬ素子８からの出射光を精度よく直線状に感光体ドラム３に結像させることができる。尚、光源アレイ４は主に硝子やプラスチック材料で構成され、レンズアレイ５は光源アレイ４と比較して軟らかいプラスチック等で構成されているので、レンズアレイ５の弾性率は光源アレイ４に比べて小さい。そのため、光源アレイ４に比べてレンズアレイ５を変形させるのは容易である。よって、光源アレイ４の構成を複雑にしたり設計の自由度を低下させたりすることなく、安価に出力画像の解像度を向上させることができる。また、レンズアレイ５を複雑に変形させることなく、容易に出力画像の解像度を向上させることができる。
さらに、有機ＥＬ素子８からの出射光を感光体ドラム３の所定位置に結像させるべく変形させたレンズアレイ５の状態を継続的に維持できるようにヘッドケース２０のフレーム６に接着剤によって固定する（第二工程）ため、継続的に高解像度を維持することができる。

また、プリンタヘッド２の製造装置１４に変形機構１７を設けることによってレンズアレイ５を容易に変形させることができる。また、レンズアレイ５を変形させるために、レンズアレイ５の一部を平行移動させると共に、傾斜させるだけでよく、複雑にレンズアレイ５を変形させる必要がない。このため、第一変形部１８（押圧手段１８ａ，１８ｂ）と第二変形部１９（押圧手段１９ａ，１９ｂ）とで構成された変形機構１７を設けるだけでよい。よって、製造装置１４の構造を単純化することができ、装置を安価にすることができる。

さらに、レンズアレイ５の平行移動量及び傾斜角度を決定する手順として、まず、各有機ＥＬ素子８の基準線Ｌ０からの離間距離Ｙｂを計測し、次に、計測した距離Ｙｂと、光源アレイ４と感光体ドラム３との間の距離Ｔｃと、光源アレイ４の光軸上の任意の点Ｐ１と感光体ドラム３との間の距離Ｌｉに基づいて、数式３及び数式４により光源アレイ４の光軸に垂直な方向への移動（平行移動）量Ｙａとレンズアレイ５の傾斜角度θを決定している。このため、変形させたレンズアレイ５によって有機ＥＬ素子８からの出射光が感光体ドラム３の所定位置に露光しているかを確認することなく、正確にレンズアレイ５を所望の形に変形させることができる。よって、レンズアレイ５を変形させる工程（レンズアレイの変形工程）をさらに簡略化することができると共に、作業時間を短縮させることができる。

より詳しくは、一般に、有機ＥＬ素子８の基準線Ｌ０からの最大離間距離Ｙｍａｘは、例えば、６０μｍ程度である。このため、レンズアレイ５を変形させた後、光源アレイ４からの出射光による感光体ドラム３への露光状態を視認しようとすると、高精度の顕微鏡が必要となり、その視認作業が大掛かりなものになってしまう。しかしながら、この第一実施形態のように、数式３、数式４を用いることによりレンズアレイ５の変形量を決定するようにすれば、例えば、プリンタヘッド２の製造装置１４に変形量を確認できるだけの目盛りを付しておき、その目盛りに従ってレンズアレイ５を変形させればよく、レンズアレイ５を変形させる工程（レンズアレイの変形工程）を容易化することで作業時間を短縮でき、確実に感光体ドラム３の所定位置に光源アレイ４からの出射光を露光させることが可能になる。さらに、各有機ＥＬ素子８の基準線Ｌ０からの離間距離Ｙｂの計測結果に基づいて、製造装置１４の変形機構１７が駆動するように制御することで製造装置１４を自動化することが可能になる。よって、プリンタヘッド２の製造工程の時間をより短縮することが可能になり、製造コストを低減させることが可能になる。

（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態を図２、図３を援用し、図１１、図１２に基づいて説明する。尚、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する。
この第二実施形態において、プリンタ３０がプリンタヘッド３１と感光体ドラム３とを備えている点等の基本的構成は、前記第一実施形態と同様である。

図１１は、この第二実施形態に係るプリンタヘッド３１を適用したプリンタ３０の部分的な構成を示す斜視図である。図１２は、レンズアレイ５の固定状態を示す断面図である。
図１１、図１２に示すように、この第二実施形態と前記第一実施形態との相違点は、前記第一実施形態のプリンタヘッド２が光源アレイ４と、レンズアレイ５と、光源アレイ４及びレンズアレイ５の外周部を支持するヘッドケース２０とを備えているのに対し、この第二実施形態のプリンタヘッド３１は、光源アレイ４と、レンズアレイ５と、これら光源アレイ４とレンズアレイ５との間に設けられたスペーサ部材３２とを備えていることにある。

スペーサ部材３２は、硝子やプラスチックといった光透過性の材料によって形成された板材である。スペーサ部材３２は、その入光面３２ａ（図１２における上面）と素子基板７とが互いに平行になるように接着剤３３によって接合されている。一方、出光面３２ｂ（図１２における下面）には、有機ＥＬ素子８の基準線Ｌ０からの離間量Ｙｂ（図４参照）に基づいて変形されたレンズアレイ５が、その変形状態を維持した状態で接着剤３３によって接合されている。尚、接着剤３３には、アクリル系、エポキシ系及びシリコン系等が用いられ、所望の屈折率を有する光透過性のものが使用される。

したがって、上述の第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果が奏される。さらに、各有機ＥＬ素子８からの出射光は素子基板７とスペーサ部材３２とを透過してレンズアレイ５に入射し、そして、感光体ドラム３へ露光する。これによって、感光体ドラム３上に正立等倍結像される。このように、この第二実施形態においては、光源アレイ４とレンズアレイ５との間にスペーサ部材３２が介在するため、第一実施形態のように、光源アレイ４とレンズアレイ５との間に空気のみが介在する構成と比較して、レンズアレイ５に向かう各有機ＥＬ素子８からの光束が狭まる。よって、光源アレイ４からの出射光のうちレンズアレイ５に入射する光量の割合（光の利用効率）を増加させることができる。
また、素子基板７とスペーサ部材３２との間、及びスペーサ部材３２とレンズアレイ５との間は、できる限り接着剤３３で埋まるようにすることが望ましい。このようにすれば、素子基板７とレンズアレイ５との間に空気が介在することがなくなるため、確実に光の利用効率を向上させることができる。

（プリンタ）
次に、本実施形態のプリンタヘッドの使用形態について説明する。
（タンデム方式のプリンタ）
まず、タンデム方式のプリンタにつき、図１３を用いて説明する。
図１３は、タンデム方式のプリンタの概略構成図である。このプリンタ３８０の中央には画像転写ユニットが配置されている。画像転写ユニットは、主に、ブラック画像転写ユニットＫと、シアン画像転写ユニットＣと、マゼンタ画像転写ユニットＭと、イエロー画像転写ユニットＹと、中間転写ベルト３９０とを備えている。そのイエロー画像転写ユニットＹは、主に、感光体ドラム（像担持体）３４１と、帯電手段３４２と、本発明のプリンタヘッド１０１と、現像装置３４４とを備えている。

感光体ドラム３４１は、その外周面に像担持体としての感光層を備えて、回転可能に構成されている。感光体ドラム３４１の周囲には、帯電手段３４２、プリンタヘッド１０１及び現像装置３４４が順に配置されている。帯電手段（コロナ帯電器）３４２は、感光体ドラム３４１の感光層を一様に帯電させるものである。プリンタヘッド１０１は、感光体ドラム３４１を露光して感光層に静電潜像を形成するものである。なおプリンタヘッド１０１の発光エネルギーピーク波長と、感光体ドラム３４１の感度ピーク波長とが、略一致するように設定されている。現像装置３４４は、感光体ドラム３４１の静電潜像にトナーを付着させて可視像を形成するものである。尚、現像装置３４４の内部には、現像剤である非磁性一成分トナーと、そのトナーを感光体ドラムに付着させる現像ローラ３５５と、その現像ローラ３５５の表面にトナーを供給する供給ローラ３５６と、現像ローラ３５５の表面に付着したトナーの膜厚を規制するブレード（不図示）とを備えている。

また、感光体ドラム３４１の下方には、中間転写ベルト３９０が配置されている。中間転写ベルト３９０は、駆動ローラ３９１、従動ローラ３９２及びテンションローラ３９３に張架され、駆動ローラ３９１により循環移動可能とされている。この中間転写ベルト３９０を挟んで感光体ドラム３４１と対向するように、一次転写ローラ３４５が配置されている。そして、この一次転写ローラ３４５に一次転写バイアスを印加して、中間転写ベルト３９０を感光体ドラム３４１に押圧する。これにより、感光体ドラム３４１に形成されたトナー像が、中間転写ベルト３９０に一次転写されるようになっている。尚、一次転写位置に近接して、感光体ドラム３４１の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段３４６が設けられている。

上述したイエロー画像転写ユニットＹと同様に、マゼンタ画像転写ユニットＭ、シアン画像転写ユニットＣ及びブラック画像転写ユニットＫが構成され、中間転写ベルト３９０に沿って配置されている。そして、各色画像転写ユニットにおいて各色トナー像を中間転写ベルト３９０に一次転写することにより、各色トナー像が重ね合わされたフルカラーのトナー像が形成される。

一方、プリンタ３８０の下方には、多数枚の記録媒体Ｐが積層保持される給紙カセット３６３が設けられている。その給紙カセット３６３の端部には、記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６４、及び記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対３６５が設けられている。また、中間転写ベルト３９０の従動ローラ３９２に対向して、二次転写ローラ３６６が設けられている。そして、この二次転写ローラ３６６上に供給された記録媒体Ｐを、従動ローラ３９２上の中間転写ベルト３９０に押圧する。これにより、中間転写ベルト３９０上に形成されたフルカラーのトナー像が、記録媒体Ｐに二次転写されるようになっている。なお二次転写位置に近接して、中間転写ベルト３９０の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段３６７が設けられている。

さらに二次転写位置の下流側には、トナー像を記録媒体Ｐに定着させる定着ローラ対３６１が設けられている。その定着ローラ対３６１の下流側には、プリンタ３８０の上部に形成された排紙トレイ３６８上に記録媒体Ｐを排出する排紙ローラ対３６２が設けられている。タンデム方式のプリンタ３８０は、以上のように構成されている。

このプリンタ３８０は、本発明のプリンタヘッド２，３１を備えているので、光源アレイ４の初期変形（湾曲）によって有機ＥＬ素子８の配列位置の精度が悪化した場合であっても、有機ＥＬ素子８からの出射光を精度よく直線状に感光体ドラム３４１に結像することができる。このため、高解像度な出力画像を実現する優れたプリンタを提供することができる。

（４サイクル方式のプリンタ）
次に、４サイクル方式のプリンタについて説明する。
図１４は、４サイクル方式のプリンタの概略構成図である。このプリンタ１６０は、感光体ドラム１６５の周囲に、帯電器１６８と、プリンタヘッド１６７と、ロータリ構成の現像装置１６１とを備えて構成されている。尚、感光体ドラム１６５、帯電器１６８及びプリンタヘッド１６７の構成は、上述したタンデム方式のプリンタと同様である。

ロータリ構成の現像装置１６１は、イエロー現像ユニットＹと、シアン現像ユニットＣと、マゼンタ現像ユニットＭと、ブラック現像ユニットＫとを備え、中心軸１６１ｂの周囲を回転可能に構成されている。そのイエロー現像ユニットＹの内部には、イエロートナーと、そのトナーを感光体ドラム１６５に付着させる現像ローラ１６２と、その現像ローラ１６２に対してトナーを供給する供給ローラ１６３と、現像ローラ１６２のトナーを所定の厚さに規制する規制ブレード１６４とを備えている。そして、現像ローラ１６２に高電圧が印加されることにより、回転する感光体ドラム１６５の表面にイエロー画像が形成されるようになっている。

その感光体ドラム１６５の上方に、中間転写ベルト１６９が配置されている。その中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａと従動ローラ１７０ｂとの間に張架されている。その駆動ローラ１７０ａを感光体ドラム１６５の駆動モータに連結すれば、感光体ドラム１６５と同期して中間転写ベルト１６９を循環移動させることができる。また駆動モータとしてステップモータを採用すれば、中間転写ベルト１６９の色ずれ補正を行うことができる。その中間転写ベルト１６９を挟んで感光体ドラム１６５と対向するように、一次転写ローラ１６６が配置されている。この一次転写ローラ１６６によって中間転写ベルト１６９を感光体ドラム１６５に押圧することにより、感光体ドラム１６５に形成されたイエロー画像が中間転写ベルト１６９に一次転写されるようになっている。

一方、プリンタ１６０の下方には、用紙を収納する給紙トレイ１７８が設けられている。その給紙トレイ１７８の端部には、用紙を一枚ずつ供給するピックアップローラ１７９が設けられている。そのピックアップローラ１７９から伸びる用紙搬送路１７４には、用紙を搬送する複数の搬送ローラが設けられている。その搬送ローラは、低速のブラシレスモータ等によって駆動されるようになっている。また、用紙搬送路１７４を挟んで駆動ローラ１７０ａと対向するように、二次転写ローラ１７１が配置されている。この二次転写ローラ１７１は、クラッチによって中間転写ベルト１６９に当接及び離反しうるようになっている。そして、この二次転写ローラ１７１上に供給された用紙を、駆動ローラ１７０ａ上に配置された中間転写ベルト１６９に押圧する。これにより、中間転写ベルト１６９上に形成されたイエロー画像が、用紙に対して二次転写されるようになっている。

その二次転写位置の下流側には、用紙に対する画像の定着処理を行う定着器が配置されている。その定着器には、加熱ローラ１７２及び加圧ローラ１７３が設けられている。
定着器の下流側には、排紙ローラ対１７６が配置されている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６を逆方向に回転させると、用紙の進行方向が反転して、用紙は両面プリント用搬送路１７５を矢印Ｇ方向に進行する。この搬送路１７５で用紙を待機させている間に、裏面プリント用のイエロー画像を中間転写ベルト１６９に一次転写する。そして、適当なタイミングで用紙を二次転写位置に供給し、中間転写ベルト１６９からイエロー画像を用紙に二次転写する。

用紙の両面にイエロー画像が二次転写されたら、ロータリ構成の現像装置１６１を矢印Ａ方向に９０度回転させ、シアン画像について同様の処理を行う。さらに、マゼンタ画像及びブラック画像について同様の処理を行うことにより、各色画像を重ね合わせたフルカラー画像が用紙に形成される。４サイクル方式のプリンタ１６０は、以上のように構成されている。

このプリンタ１６０も、本発明のプリンタヘッド２，３１を備えているので、光源アレイ４の初期変形（湾曲）によって有機ＥＬ素子８の配列位置の精度が悪化した場合であっても、有機ＥＬ素子８からの出射光を精度よく直線状に感光体ドラム１６５に結像することができる。このため、高解像度な出力画像を実現する優れたプリンタを提供することができる。また、印刷スピードをアップしても、高解像度を確保した印刷が可能である。したがって、印刷品質及び信頼性に優れたプリンタを提供することができる。

尚、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
また、上述の実施形態では、発光素子が有機ＥＬ素子８である場合について説明したが、発光素子はこれに限らず、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等であってもよい。

また、上述の実施形態ではボトムエミッション型の有機ＥＬ装置を例にして説明したが、本発明をトップエミッション型の有機ＥＬ装置に適用することも可能である。トップエミッション型の有機ＥＬ装置の画素電極は、ＡｌやＣｒ等の高反射率の金属材料で構成されているが、正孔注入性を向上させるため、金属材料の表面にＩＴＯやＩＺＯ（登録商標）等の透明導電性材料を積層形成することが望ましい。

さらに、上述の実施形態では、レンズアレイ５の一部を平行移動及び傾斜させることによって、レンズアレイ５を変形させる場合について説明したが、平行移動又は傾斜変形の何れか一方を行うことにより有機ＥＬ素子８からの出射光を感光体ドラム３の所定位置に結像させることができれば、他方を行う必要はない。

そして、上述の実施形態では、レンズアレイ５の長手方向両端を保持する一対の保持機構１５，１６を設けた場合について説明したが、変形機構１７をレンズアレイ５の長手方向両端に設けて保持機構として機能させてもよい。
また、上述の実施形態では、製造装置１４の変形機構１７が第一変形部１８（押圧手段１８ａ，１８ｂ）と第二変形部１９（押圧手段１９ａ，１９ｂ）とで構成されている場合について説明したが、変形機構１７が二つの変形部１８，１９で構成されていなくてもよく、レンズアレイ５の一部を平行移動及び／又は傾斜させることができる構造であればよい。

さらに、上述の実施形態では、各有機ＥＬ素子８の基準線Ｌ０からの離間距離Ｙｂを計測し（計測工程）、次に、計測した距離Ｙｂと、光源アレイ４と感光体ドラム３との間の距離Ｔｃと、光源アレイ４の光軸上の任意の点Ｐ１と感光体ドラム３との間の距離Ｌｉに基づいて、式（１）及び式（２）により光源アレイ４の光軸に垂直な方向への移動（平行移動）量Ｙａとレンズアレイ５の傾斜角度θを決定する場合について説明したが、感光体ドラム３の結像（露光状態）を観察しながら、レンズアレイ５を変形させてもよい。
そして、上述の実施形態では、変形機構１７が、例えば、電動モータ、油圧／空圧シリンダ等の動力によって操作する場合について説明したが、動力を用いずに手動で操作可能な構成としてもよい。

本発明の第一実施形態におけるプリンタの部分的な構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態における光源アレイを模式的に示した図である。 本発明の実施形態におけるレンズアレイの斜視図である。 本発明の実施形態における光源アレイの平面図である。 本発明の実施形態における計測工程の説明図である。 本発明の実施形態における計測工程の説明図である。 発明の第一実施形態におけるレンズアレイの固定状態を示す断面図である。 本発明の実施形態における製造装置を光源アレイの光軸方向からみた平面図である。 図８のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における変形機構の動作を示す説明図である。 本発明の第二実施形態におけるプリンタの部分的な構成を示す斜視図である。 発明の第二実施形態におけるレンズアレイの固定状態を示す断面図である。 本発明の実施形態におけるタンデム方式のプリンタの概略構成図である。 本発明の実施形態における４サイクル方式のプリンタの概略構成図である。

符号の説明

１…プリンタ ２…プリンタヘッド ３…感光体ドラム（像担持体） ４…光源アレイ ５…レンズアレイ ７…素子基板（基板） ８…有機ＥＬ素子（発光素子） １４…製造装置 １５，１６…保持機構 １７…変形機構 １８…第一変形機構 １９…第二変形機構 １８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ…押圧手段 ５１ａ…レンズ素子 Ｌ０…基準線 Ｔｃ…距離 Ｌｉ…距離 Ｙｂ…離間距離 Ｙａ…平行移動量 θ…傾斜角度

Claims (8)

1. 複数の発光素子が基板上に配列された光源アレイと、前記発光素子からの出射光を像担持体に結像させるレンズ素子が配列されたレンズアレイとを備えたプリンタヘッドを製造するプリンタヘッドの製造方法であって、
   前記光源アレイからの出射光を前記像担持体の所定位置に結像させるべく前記レンズアレイを変形させる工程と、
   前記レンズアレイを変形させた状態で、前記レンズアレイと前記光源アレイとの相対位置を固定する工程とを有することを特徴とするプリンタヘッドの製造方法。
2. 前記レンズアレイの変形工程は、
   前記発光素子の配列の両端部に配置された両端部発光素子を結ぶ基準直線から、前記配列の両端部以外に配置された中間部発光素子までの離間距離を計測する工程と、
   前記離間距離に基づいて前記レンズアレイの変形量を決定する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のプリンタヘッドの製造方法。
3. 前記レンズアレイの変形工程では、
   前記光源アレイからの出射光の前記像担持体への結像位置を観察しながら、前記レンズアレイを変形させることを特徴とする請求項１に記載のプリンタヘッドの製造方法。
4. 前記レンズアレイの変形工程は、
   前記発光素子の配列の両端部に配置された両端部発光素子の前方において前記レンズアレイを保持しつつ、前記両端部発光素子の間に配置された中間部発光素子の前方において、前記レンズアレイを前記光源アレイの表面と平行に移動させる工程、及び／又は、前記レンズアレイを前記光源アレイの光軸に対して傾斜させる工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のプリンタヘッドの製造方法。
5. 前記レンズアレイの変形工程では、
   前記基準線からの前記発光素子の離間距離をＹｂ、前記光源アレイと前記像担持体との間の距離をＴｃ、前記光源アレイの光軸上における前記レンズアレイの任意の点と前記像担持体との間の距離をＬｉ、前記任意点における前記レンズアレイの平行移動量をＹａ、前記レンズアレイの傾斜角度をθとしたとき、
   

   

   

   を満たすように、Ｙａおよびθを決定することを特徴とする請求項４に記載のプリンタヘッドの製造方法。
6. 複数の発光素子が基板上に配列された光源アレイと、前記発光素子からの出射光を像担持体に結像させるレンズ素子が配列されたレンズアレイとを備えたプリンタヘッドを製造するプリンタヘッドの製造装置であって、
   前記発光素子の配列の両端部に配置された両端部発光素子の前方において前記レンズアレイを保持する一対の保持機構と、
   前記両端部発光素子の間に配置された中間部発光素子の前方において前記レンズアレイを変形させる変形機構と、を備え、
   前記変形機構は、前記レンズアレイを前記光源アレイの表面と平行に移動させる機構、及び／又は、前記レンズアレイを前記光源アレイの光軸に対して傾斜させる機構を含む
   ことを特徴とするプリンタヘッドの製造装置。
7. 前記変形機構は、前記レンズアレイの高さ方向の両端部において、前記レンズアレイの幅方向の両側から、それぞれ独立して前記レンズアレイを押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載のプリンタヘッドの製造装置。
8. 前記保持機構も前記変形機構として機能するように構成されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のプリンタヘッドの製造装置。

Images