JP2009119756A - 画像形成装置およびプリントヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子と結像素子との相対位置の変動を抑制する。
【解決手段】第１回路基板６２をガラス布基材エポキシ樹脂基板により構成し、またロッドレンズアレイ６４の収縮や膨張を主に支配する固定用側板をガラスエポキシにより形成している。付言すれば、第１回路基板６２の主たる構成素材およびロッドレンズアレイ６４の主たる構成素材をガラス入りエポキシとし、主たる構成素材同士がほぼ等しい熱膨張係数、湿度膨張係数を有する状態となっている。これにより、第１回路基板６２とロッドレンズアレイ６４との膨張特性や収縮特性が略同様の状態となる。さらに、主走査方向において、第１回路基板６２とベース部材７０との中央部における接着箇所（弾性率の高い接着部の位置）と、ロッドレンズアレイ６４とホルダー６５との中央部における接着箇所（弾性率の高い接着部の位置）とが揃った状態（一致した状態）となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタや複写機などの画像形成装置等に関する。

感光体に画像品質が高い画像を形成等するため、画素素子アレイを搭載した長尺状基板の長さ方向中央部を硬質接着剤で、長さ方向の両端部を弾性率３５Ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の軟質接着剤でハウジングに固定した画像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、感光体に画像品質が高い画像を形成等するため、画像素子アレイを搭載した基板と複数個の棒状レンズを直線状に配列した長尺状レンズアレイとを所定間隔をあけて固定してなる画像装置において、長尺状レンズアレイの中央部をハウジングに接着固定した画像装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２２１０１５号公報 特開平５−２０７２２６号公報

ところで、発光素子が発光した光を被結像体に結像させる結像素子や、発光素子を搭載した基板が、温度変化などにより膨張や収縮をする場合がある。この場合、発光素子と結像素子との相対位置が変動し結像素子への入射光量が変化する場合がある。そして、結像素子への入射光量が変化すると、露光エネルギ分布の一様性が崩れ例えば画質の乱れが生じてしまう。
本発明の目的は、発光素子と結像素子との相対位置の変動を抑制することにある。

請求項１に記載の発明は、像保持体と、主たる構成素材が所定の熱膨張係数又は所定の湿度膨張係数を有し、複数の発光素子が所定方向に並んで配置された基板と、主たる構成素材が前記所定の熱膨張係数又は前記所定の湿度膨張係数と同等の係数を有し、前記複数の発光素子が発光した光を前記像保持体に結像させる結像素子と、前記所定方向に直交する関係を有する所定の基準面上にて前記結像素子を支持する第１の支持部材と、前記所定の基準面上にて、前記基板および前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、を含む画像形成装置である。
請求項２に記載の発明は、前記第１の支持部材は、前記所定の基準面上に加え当該所定の基準面上以外の箇所にて前記結像素子を接着剤によって支持し、当該所定の基準面上以外の接着部の弾性率は、当該所定の基準面上における接着部の弾性率よりも小さく形成され、前記第２の支持部材は、前記所定の基準面上に加え当該所定の基準面上以外の箇所にて前記基板および前記第１の支持部材を接着剤によって支持し、当該所定の基準面上以外の接着部の弾性率は、当該所定の基準面上における接着部の弾性率よりも小さく形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、前記第２の支持部材は、接着剤が塗布される塗布面および前記基板に接触配置される接触面を有し当該接着剤および当該接触面によって当該基板を支持し、当該塗布面は、当該接触面よりも当該基板から離れた側に位置することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、前記第２の支持部材に設けられ、前記像保持体側に設けられた被突き当て部材に突き当てられることで当該像保持体に対する当該第２の支持部材の位置決めを行う位置決め部材と、前記位置決め部材を介し前記第２の支持部材を前記像保持体が配置された側に押圧する押圧部材と、を更に備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

請求項５に記載の発明は、複数の発光素子が所定方向に並んで配置された基板と、前記所定方向に沿って配置され、前記複数の発光素子が発光した光を被露光体に結像させる結像素子と、を備え、前記基板および前記結像素子は、前記所定方向に直交する所定の基準面上にて支持され、温度変化又は湿度変化により当該所定の基準面から所定距離に位置する箇所が当該所定方向に変位した場合に当該箇所の当該所定の基準面からの位置が互いに揃うように構成されたことを特徴とするプリントヘッドである。
請求項６に記載の発明は、前記基板を支持する基板支持部材を更に備え、前記基板に対する前記複数の発光素子の配置は、前記基板支持部材によって支持された後の当該基板に対して当該複数の発光素子を実装することにより行われ、前記基板支持部材は、前記複数の発光素子の実装位置の基準となるマークを有することを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドである。
請求項７に記載の発明は、導電性を有し前記基板を支持する基板支持部材と、前記基板に設けられたグランドプレーンを前記基板支持部材に対して接地する接地部材と、を更に備えることを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドである。
請求項８に記載の発明は、前記基板を支持する基板支持部材を更に備え、前記基板支持部材には、当該基板支持部材を構成する構成素材の一部をコの字状とする加工が施されていることを特徴とする請求項５記載のプリントヘッドである。
請求項９に記載の発明は、複数の発光素子が所定方向に並んで配置された基板と、前記複数の発光素子が発光した光を被露光体に結像させる結像素子と、を備え、前記結像素子を光軸方向の中央で支持する第１の支持部材と、前記基板および前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、から構成されたことを特徴とするプリントヘッドである。

本発明の請求項１によれば、本発明を採用しない場合に比べて、発光素子と結像素子との相対位置の変動を抑制することができる。
本発明の請求項２によれば、発光素子と結像素子との相対位置の変動を抑制しつつ、結像素子、基板などの安定した支持が可能となる。
本発明の請求項３によれば、本発明を採用しない場合に比べて、例えば接触面と基板との接触を維持でき基板を安定的に支持することができる。
本発明の請求項４によれば、第２の支持部材に曲げモーメントが作用することが抑制され第２の支持部材の撓みなどを抑制することができる。
本発明の請求項５によれば、本発明を採用しない場合に比べて、発光素子と結像素子との相対位置の変動を抑制することができる。
本発明の請求項６によれば、本発明を採用しない場合に比べて、基板支持部材に対する発光素子の配置を精度良く行うことができる。
本発明の請求項７によれば、本発明を採用しない場合に比べて、電磁ノイズの低減を図ることができる。
本発明の請求項８によれば、例えば基板支持部材の軽量化を図ることができ装置全体の軽量化も可能となる。
本発明の請求項９によれば、本発明を採用しない場合に比べて、発光素子と結像素子との光軸方向の焦点位置の変動を抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１の全体構成の一例を示した図である。同図に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３０、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置４等といった外部装置に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部３５、各部に電力を供給する主電源３６を備えている。

画像形成プロセス部１０には、一定の間隔を置いて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ（以下、総称して単に「画像形成ユニット１１」とも称する）が備えられている。各画像形成ユニット１１は、回転可能に配置され静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を所定電位で一様に帯電する帯電器１３、感光体ドラム１２の軸方向（主走査方向）に沿って配置され帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を画像データに基づいて露光するＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。なお、本実施形態における感光体ドラム１２は、回転軸１２ｂ（図７参照）を備え、画像形成装置１のフロント側（図中手前側）からリヤ側（図中奥側）にかけて配置されている。

さらに、各画像形成ユニット１１は、ＬＰＨ１４を、感光体ドラム１２を露光する所定位置（以下、「露光位置」とも称する）まで進出させ、また、ＬＰＨ１４を、この所定位置よりも感光体ドラム１２から離隔した位置（以下、「ＬＰＨ離隔位置」とも称する）に退避させるリトラクト機構１７を備えている。ここで、各画像形成ユニット１１は、現像器１５に収納されるトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、各画像形成ユニット１１は、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

さらに、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１による各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）させる一次転写ロール２１、中間転写ベルト２０上に転写された重畳トナー像を記録材（記録紙）である用紙に一括転写（二次転写）させる二次転写ロール２２、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着器４５を備えている。また、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１の一部を覆うとともに、画像形成装置１のフロント側に開放可能なレバー部材２６を備えている。

本実施の形態の画像形成装置１では、ＰＣ３や画像読取装置４から入力された画像データは、画像処理部３５によって画像処理が施され、不図示のインターフェースを介して各画像形成ユニット１１に供給される。そして、例えば黒（Ｋ）色の画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら、帯電器１３により所定電位で一様に帯電され、画像処理部３５から送信された画像データに基づいて発光するＬＰＨ１４により露光される。これにより、感光体ドラム１２上には、黒（Ｋ）色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上には黒（Ｋ）色のトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１で形成された各色トナー像は、矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に、一次転写ロール２１により順次静電吸引されて、各色トナーが重畳された合成トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の合成トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。合成トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、トナー像が二次転写部Ｔに搬送されるタイミングに合わせて用紙が用紙保持部４０から二次転写部Ｔに供給される。そして、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２により形成される転写電界により、合成トナー像は搬送されてきた用紙上に一括して静電転写される。

その後、合成トナー像が静電転写された用紙は、中間転写ベルト２０から剥離され、定着器４５まで搬送される。定着器４５に搬送された用紙上の合成トナー像は、定着器４５によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙は、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙積載部４１に搬送される。
一方、二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（転写残トナー）は、二次転写の終了後に中間転写ベルト２０表面からベルトクリーナ２５によって除去され、次の画像形成サイクルに備えられる。このようにして、画像形成装置１での画像形成がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返して実行される。

ここで図２は、画像形成ユニット１１のフロント側を示した図である。同図に示すように、本実施形態における画像形成装置１には、画像形成ユニット１１のフロント側に配置され、各画像形成ユニット１１を覆うレバー部材２６が設けられている。このレバー部材２６は、画像形成ユニット１１に対して開閉可能に取り付けられており、閉じられた状態では、同図（ａ）に示すように、各画像形成ユニット１１を覆う。また、レバー部材２６は、開かれた状態において、同図（ｂ）に示すように、下端部を支点として上端部が画像形成ユニット１１から離間した状態となる。

また、レバー部材２６は、ユーザにより操作されることでリトラクト機構１７を動作させ、ＬＰＨ１４を上記所定位置（露光位置）又は上記離隔した位置（ＬＰＨ離隔位置）に配置する。具体的に説明すると、レバー部材２６は、閉じられた第１の位置においてＬＰＨ１４を上記所定位置に配置し、開かれた第２の位置においてＬＰＨ１４を上記離隔した位置に配置する。レバー部材２６が上記第２の位置に位置する場合、各画像形成ユニット１１は露出した状態となり、後述する取手部５４に対するユーザの操作が可能となる。一方で、レバー部材２６が上記第１の位置に位置する場合、各画像形成ユニット１１は、レバー部材２６に覆われた状態となり、取手部５４に対するユーザの操作が不能となる。

次に、ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１４の構成を説明する。図３は、ＬＰＨ１４の構成を示した断面構成図である。本実施形態のＬＰＨ１４は、感光体ドラム１２の下方に配置され、下方から感光体ドラム１２を露光する。同図（ａ）に示すように、ＬＰＨ１４は、ベース部材７０、光源であるＬＥＤアレイ６３、ＬＥＤアレイ６３等を搭載しガラス布基材エポキシ樹脂基板により形成された第１回路基板６２（基板の一例）、ＬＥＤアレイ６３からの光を感光体ドラム１２表面に結像させる結像素子の一例としてのロッドレンズアレイ６４、ロッドレンズアレイ６４を支持するとともにＬＥＤアレイ６３を外部から遮蔽するホルダー６５（第１の支持部材）を備えている。また、ＬＰＨ１４は、第１回路基板６２とは分割して設けられ第１回路基板６２上のＬＥＤアレイ６３を駆動する第２回路基板６６、第１回路基板６２と第２回路基板６６とを電気的に接続するフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）６７、フレキシブル配線基板６７を間に挟みベース部材７０に添付されるテープ部材６８を備えている。

第２の支持部材、基板支持部材の一例としてのベース部材７０は、アルミニウムやＳＵＳ等の金属ブロックで形成され、導電性を有し、また、第１回路基板６２、ホルダー６５等を支持する。なお、ベース部材７０は、板金により形成することもできる。また、ベース部材７０は、同図（ｂ）に示すように、上面（感光体ドラム１２と対向する対向面）に主走査方向に沿って配置された第１の溝７２と、同じく主走査方向に沿って配置された第２の溝７３と、第１の溝７２と第２の溝７３との間に位置し感光体ドラム１２側に向かって突出した第１の突出部７４とを備えている。また、ベース部材７０は、幅方向（副走査方向）において第１の溝７２よりも外側に配置され、主走査方向に沿って設けられた第２の突出部７５と、幅方向において第２の溝７３よりも外側に配置され主走査方向に沿って設けられた第３の突出部７６とを備えている。ここで、第２の突出部７５の上面および第３の突出部７６の上面は、第１回路基板６２に接触配置される接触面として機能する。

ここで、第１の突出部７４の上面は、第２の突出部７５の上面および第３の突出部７６の上面よりも距離Ｄだけ低く形成されている。付言すれば、第１の突出部７４の上面は、第２の突出部７５の上面および第３の突出部７６の上面よりも第１回路基板６２から離れた側に位置している。なお、本実施形態における距離Ｄは、３０μｍとなっている。また、ベース部材７０は、その下面に、ベース部材７０の断面形状をコの字状とする凹部７１を備えている。この凹部７１は、切削加工などの除去加工もしくはダイカスト等の金属成形加工により形成される。このような凹部７１を設けることで剛性を維持しながらベース部材７０の軽量化を図ることができる。また、凹部７１を設けることでベース部材７０の固有振動数を上昇させ、モータ（不図示）等にて生じる振動によって生じる共振を抑制している。

一方、ホルダー６５は、長尺状に形成され、また主走査方向に沿って配置されている。また、ホルダー６５は、ロッドレンズアレイ６４を支持し、ＬＥＤアレイ６３の発光点とロッドレンズアレイ６４の焦点面とが一致するように設定されている。さらに、ホルダー６５はＬＥＤアレイ６３を密閉するように構成されている。これにより、ＬＥＤアレイ６３に外部からゴミが付着し難い構成を実現している。また、ホルダー６５は、副走査方向（幅方向）の両側面に、主走査方向に沿って配置され、スライド部材５０（支持部５２）のスライドをガイドするガイド溝６５ａを備えている。なお、スライド部材５０（支持部５２）については、後述する。

ここで、本実施形態では、ロッドレンズアレイ６４とホルダー６５とに対して接着剤を塗布した後、この接着剤を硬化させることで両者の固定を行っている。詳細に説明すれば、ホルダー６５に形成された開口にロッドレンズアレイ６４を入れた後、ロッドレンズアレイ６４の副走査方向における側面とホルダー６５の上面とに接着剤を塗布する。そして、この接着剤の硬化を行い両者の固定を行う。また、第１回路基板６２もベース部材７０に対して接着固定される。さらには、ホルダー６５とベース部材７０とに対しても接着剤を塗布し、この接着剤を硬化させることで両者の固定を行っている。詳細に説明すれば、ベース部材７０に接着固定された第１回路基板６２に対して上方からロッドレンズアレイ６４が接着固定されたホルダー６５を押し付ける。その後、ホルダー６５の副走査方向における両側面とベース部材７０の上面とに接着剤を塗布する。そして、塗布した接着剤を硬化させ両者の固定を行う。

ここでベース部材７０に対する第１回路基板６２の接着固定は、第１の突出部７４の上面（塗布面の一例）に接着剤を塗布した後、第１回路基板６２をベース部材７０に対して押圧配置することで行われる。付言すれば、第１回路基板６２とベース部材７０との間に接着剤を介在させて両者の固定を行っている。接着剤の硬化が完了すると第１回路基板６２の下面と第１の突出部７４の上面との間に接着剤の硬化層が形成される。本実施形態では、上記のとおり第１の突出部７４の上面は、第２の突出部７５の上面および第３の突出部７６の上面よりも距離Ｄだけ低く形成されている。このため、第１回路基板６２の下面と第１の突出部７４の上面との間には間隙が形成される。そして、この間隙に、上記接着剤の硬化層が位置する。

ところで、第１の突出部７４の上面は、第２の突出部７５の上面および第３の突出部７６の上面に揃えることもできる。しかしながらこの場合、上記硬化層の厚み分だけ第１回路基板６２がベース部材７０から浮くことになる。そして、この状態にてホルダー６５を第１回路基板６２に押し付けると、硬化層を支点として、第１回路基板６２の幅方向における一方端が浮き他方端が沈む状態となる場合がある。この場合、第１回路基板６２およびホルダー６５が傾いて配置され、ロッドレンズアレイ６４の光軸が傾いてしまう。

また、第１の突出部７４の上面を、第２の突出部７５の上面および第３の突出部７６の上面に揃えた場合、接着剤層の厚みが不均一となりＬＥＤチップ６３ａの高さ方向における位置も不均一となる。この結果、ロッドレンズアレイ６４の結像位置がずれてしまう。本実施形態のように、第１の突出部７４の上面を第２の突出部７５の上面および第３の突出部７６の上面よりも低く形成することで、ロッドレンズアレイ６４の光軸の傾きが抑制され、またロッドレンズアレイ６４の結像位置のずれも抑制される。

ここで図４は、第１回路基板６２の平面図である。同図に示すように、第１回路基板６２には、例えば２５６個の発光点を有するＬＥＤチップ６３ａ（発光素子の一例）を５７個並べたＬＥＤアレイ６３が、感光体ドラム１２の軸線方向と平行にライン状に配置される。さらに第１回路基板６２には、この第１回路基板６２と第２回路基板６６とを電気的に接続するフレキシブル配線基板６７が接続されている。このフレキシブル配線基板６７は、例えば熱圧着により第１回路基板６２および第２回路基板６６に接続される。ここで、ＬＥＤチップ６３ａの各々は、第２回路基板６６からの駆動信号に応じて発光し、ＬＥＤチップ６３ａからの光はロッドレンズアレイ６４から感光体ドラム１２表面に出射される。

図５は、第２回路基板６６の平面図である。
第２回路基板６６には、信号生成回路１００およびレベルシフト回路１０８、主電源から電力を送電する電源ハーネス１０１を接続する電源コネクタ１０３、制御部３０および画像処理部３５との間で信号の送受信を行う信号ハーネス１０２を接続する信号コネクタ１０４、電流のノイズを低減するコモンモードチョークコイル１０５、電源ハーネス１０１から供給される例えば５Ｖの電圧を例えば３．３Ｖに安定的に変圧する１次電圧レギュレータ１０６、１次電圧レギュレータ１０６から供給される例えば３．３Ｖの電圧を例えば１．８Ｖに安定的に変圧する２次電圧レギュレータ１０７が備えられている。さらに、第２回路基板６６には、ＬＥＤチップ６３ａそれぞれの光量補正データ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ１０９が備えられている。このように、本実施の形態のＬＰＨ１４では、第２回路基板６６上に、１次電圧レギュレータ１０６および２次電圧レギュレータ１０７を搭載している。これにより、画像形成装置１の主電源から電力を送電する電源ハーネス１０１自身が有するインピーダンスの影響を低減して、ＬＥＤチップ６３ａおよび信号生成回路１００に対して安定した電圧を供給することができる。

ここで、図６は、ロッドレンズアレイ６４の構造を説明するための図である。
同図に示すように、ロッドレンズアレイ６４は、ガラスエポキシからなる固定用側板６４ａに、分布屈折率レンズ、いわゆるセルフォックレンズ６４ｂが整列して配置されている（「セルフォック」は、日本板硝子（株）の登録商標）。詳細に説明すれば、ロッドレンズアレイ６４は、対向配置された固定用側板６４ａの間に棒状のセルフォックレンズ６４ｂが２列で多数個配置された構造を有している。ロッドレンズアレイ６４は、例えば、セルフォックレンズ６４ｂ間の間隙、および固定用側板６４ａとセルフォックレンズ６４ｂとの間の間隙に、シリコン樹脂等からなる接着剤を滴下し、その後この接着剤を硬化させることで形成される。なお、この接着剤の硬化後における弾性率は、固定用側板６４ａを形成するガラスエポキシの弾性率よりも小さい状態にある。

図７は、ＬＰＨ１４および感光体ドラム１２の側面図である。なお、本図においてはスライド部材５０の図示を省略している。
同図に示すように、ＬＰＨ１４のベース部材７０の両端部には、ＬＰＨ１４におけるロッドレンズアレイ６４の光軸方向（第１の方向：これを、「Ｙ方向」と定義する）の位置を定める第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒ、および、ＬＰＨ１４の感光体ドラム１２の軸線方向（第２の方向：これを、「Ｚ方向」と定義する）における位置とＹ方向およびＺ方向の双方に直交する方向（第３の方向：これを、「Ｘ方向」と定義する）における位置とを同時に定める第２突出部材９２Ｆ,９２Ｒが配置されている。ここで、第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒの先端は半球状に形成されている。

一方、本実施の形態の感光体ドラム１２側には、感光体ドラム１２の回転軸１２ｂと同軸に配置され、ＬＰＨ１４側の第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒが突き当てられることでＬＰＨ１４のＹ方向位置を設定するＹ方向支持部材１２Ｆ,１２Ｒが配置されている。また、感光体ドラム１２側には、ＬＰＨ１４側の第２突出部材９２Ｆ,９２Ｒを支持することでＬＰＨ１４のＸ方向位置およびＺ方向位置を同時に設定するＸＺ方向支持部材（不図示）が配置されている。

ＬＰＨ１４では、第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒおよび第２突出部材９２Ｆ,９２Ｒは、それぞれ所定の外径を持った金属製の円柱状部材で構成されている。そして、ベース部材７０の感光体ドラム１２に対向する面上において垂直に突出するように設置されるとともに、それぞれの中心軸がロッドレンズアレイ６４の配列線と一致するように配置されている。また、第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒおよび第２突出部材９２Ｆ,９２Ｒは、ベース部材７０に貫通した状態で配設されるとともに、いずれも両端がベース部材７０から突出した状態となっている。

また、本実施形態におけるリトラクト機構１７は、第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒの下方における端部に接触配置され感光体ドラム１２に対して進退可能に設けられたリトラクト部材１７ａ、リトラクト部材１７ａを感光体ドラム１２側に向かって押圧するコイルスプリング（不図示）、レバー部材２６（図２参照）の動作に連動可能に配置されレバー部材２６が開く方向に操作された際、上記コイルスプリングによる押圧力に抗してリトラクト部材１７ａを後退させる連動部材（不図示）を備えている。ここで、リトラクト部材１７ａは、位置決め部材として機能する第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒを介しベース部材７０を感光体ドラム１２が配置された側に押圧する押圧する押圧部材として機能している。

レバー部材２６が閉じられた状態においては、ＬＰＨ１４がリトラクト部材１７ａにより押し上げられ、第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒが被突き当て部材の一例としてのＹ方向支持部材１２Ｆ,１２Ｒに突き当てられる。これにより、ＬＰＨ１４は、感光体ドラム１２に対して露光を行う所定の露光位置に設定される。この際、ＬＰＨ１４側の第２突出部材９２Ｆ,９２Ｒは、それぞれＸＺ方向支持部材（不図示）によって支持され、ＬＰＨ１４のＸ方向位置およびＺ方向位置が同時に設定される。一方、レバー部材２６が開かれた状態においては、リトラクト部材１７ａは感光体ドラム１２から離れた位置に退避し、ＬＰＨ１４は上記露光位置よりも感光体ドラム１２から離隔した位置に配置される。

なお、本実施形態では、ＬＰＨ１４のうちリトラクト部材１７ａにより押し上げられる箇所は、第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒとなっている。これにより、ベース部材７０に対して曲げモーメントが作用しにくくなり、ベース部材７０の撓みなどが抑制される。このため、焦点位置などを高い精度で保つことができる。さらにリトラクト部材１７ａは、ステンレスなどの金属により形成され、また画像形成装置１の金属フレーム（不図示）に電気的に接続されている。これにより、ハーネスや電送線などを別途設けることなくベース部材７０の接地を行うことができる。ここで、第２回路基板６６は不図示のねじ部材によってベース部材７０に固定される。このねじ部材は、第２回路基板６６をベース部材７０に対して固定する機能を有するとともに、第２回路基板６６の放熱や第２回路基板６６のベース部材７０に対する接地にも用いられる。

ここで、図８は、図７におけるＣ−Ｃ線における断面を示したものである。本実施形態におけるＬＰＨ１４のベース部材７０は、ロッドレンズアレイ６４の光軸方向に沿って配置されストレート状に形成された貫通孔７７と、貫通孔７７の配置方向と直交する関係で配置されベース部材７０の一側面から貫通孔７７に貫通配設されたねじ孔９５とを備えている。貫通孔７７に配置された第１突出部材９１Ｆは、ねじ孔９５に配置されたねじ部材９４によって側方が押圧されることでベース部材７０に対して固定される。このような固定態様とすることで、第１突出部材９１Ｆの軸方向における位置ずれが抑制され、第１突出部材９１Ｆの突出量の変化を極めて小さいものとすることができる。なお、本図では、第１突出部材９１Ｆの固定態様を一例に示したが、第１突出部材９１Ｒ、第２突出部材９２Ｆ,９２Ｒも同様の態様にてベース部材７０に固定されている。接着剤はホルダー６５に形成した凹み部６５ｂに塗布し、ロッドレンズアレイ６４の光軸方向（Ｙ方向）の中央でロッドレンズアレイ６４をホルダー６５に接着固定する。ホルダー６５は液晶ポリマー等のガラス繊維を含む配向性の高い樹脂で成形し、Ｚ方向に樹脂を流して成形することで光軸方向（Ｙ方向）は環境変動に対して伸び縮みの小さくなるように形成している。

ここで図７に戻り、ＬＰＨ１４について更に説明する。
上述のとおり、ロッドレンズアレイ６４はホルダー６５に対して接着固定され、ホルダー６５はベース部材７０に対して接着固定される。
ここで、ロッドレンズアレイ６４とホルダー６５との接着は、ロッドレンズアレイ６４における一方の側面にて計５箇所行われる（両側面で計１０箇所）。この５箇所は、ロッドレンズアレイ６４の長手方向における中央部、ロッドレンズアレイ６４の両端、ロッドレンズアレイ６４の中央部と一方の端部との中間箇所、同じく中央部と他方の端部との中間箇所である。ここで、側面両側対称に接着固定位置を配置する。本実施形態では、上記５箇所の接着箇所のうち、中央部における接着に用いる接着剤と中央部以外の接着に用いる接着剤とを異ならせ、接着剤の硬化後における弾性率を異ならせている。具体的には、中央部以外における接着剤の弾性率を、中央部における接着剤の弾性率よりも小さいものとしている。なお、中央部における接着剤には例えば変性アクリレート系接着剤を用いることができ、中央部以外における接着剤には例えば変性ウレタンアクリレート系接着剤を用いることができる。

また、ホルダー６５とベース部材７０との接着も、ホルダー６５の一方の側面にて計５箇所行われる（両側面で１０箇所）。この５箇所は、上記と同様に、ホルダー６５の長手方向における中央部、ホルダー６５の両端、ホルダー６５の中央部と一方の端部との中間箇所、同じく中央部と他方の端部との中間箇所である。ホルダー６５とベース部材７０との接着も、５箇所の接着箇所のうち、中央部における接着に用いる接着剤と中央部以外の接着に用いる接着剤とを異ならせ、接着剤の硬化後における弾性率を異ならせている。

具体的には、中央部以外における接着剤の弾性率を中央部における接着剤の弾性率よりも小さいものとしている。ここで、中央部における接着剤には例えば変性アクリレート系接着剤を用いることができ、中央部以外における接着剤には例えば変性ウレタンアクリレート系接着剤を用いることができる。なお、本実施形態では、ロッドレンズアレイ６４とホルダー６５との上記中央部における接着箇所と、ホルダー６５とベース部材７０との上記中央部における接着箇所とは、主走査方向において揃った状態となっている。付言すれば、ロッドレンズアレイ６４は、ＬＥＤチップ６３ａの配列方向（主走査方向）と直交する関係を有し上記中央部を通る所定の基準面（Ｅ−Ｅ線参照）上にてホルダー６５によって支持され、ホルダー６５もこの基準面上にてベース部材７０によって支持されている。

また、本実施形態では、上記のとおり、第１回路基板６２と第２回路基板６６とを電気的に接続するフレキシブル配線基板６７が設けられている。このフレキシブル配線基板６７は、ベース部材７０の一方の側面側に配置されており、また、テープ部材６８により覆われた状態となっている。本実施形態におけるテープ部材６８は、アルミニウム製であり導電性を有している。またこのテープ部材６８は、導電性を有した接着剤によってベース部材７０の側面に添付される。テープ部材６８を設けることによりフレキシブル配線基板６７のふくらみを抑えることができ、またフレキシブル配線基板６７からの電磁ノイズの放射も抑制することができる。

ここで、図９は、ベース部材７０の上面を示したものである。
本実施形態におけるベース部材７０は、上述のとおり第１の溝７２、第２の溝７３、第１の突出部７４、第２の突出部７５、および第３の突出部７６を備えている。
ここで、第１の突出部７４の上面且つ一端部には、ねじ孔７８および孔加工により形成された直径約５０μｍの基準マーク７９が設けられている。また、第１の突出部７４の上面且つ他端部にもねじ孔７８および基準マーク７９が設けられている。さらに、各貫通孔７７の周囲は、第１突出部材９１Ｆ,９１Ｒおよび第２突出部材９２Ｆ,９２Ｒの挿入を容易にするため面取りが施されている。ここで、貫通孔７７、ねじ孔７８および基準マーク７９は、同一の工作機械によって形成される。

また、本実施形態では、上記のとおり、第１回路基板６２はベース部材７０（第１の突出部７４）に対して接着固定される。この際、第１の突出部７４の長手方向中央部に塗布される接着剤と中央部以外に塗布される接着剤とを異ならせ、接着剤の硬化後における弾性率を異ならせている。具体的には、中央部における接着剤の弾性率を、中央部以外における接着剤の弾性率よりも高いものとしている。ここで、中央部における接着剤には例えば２液性変性アクリレート系接着剤を用いることができ、中央部以外における接着剤には例えばシリコン系接着剤を用いることができる。なお、本実施形態では、第１回路基板６２とベース部材７０（第１の突出部７４）との上記中央部における接着箇所、ロッドレンズアレイ６４とホルダー６５との上記中央部における接着箇所、ホルダー６５とベース部材７０との上記中央部における接着箇所は、主走査方向において揃った状態となっている。付言すれば、第１回路基板６２は、上記基準面（図７のＥ−Ｅ線参照）上にてベース部材７０に支持される状態となっている。

なお、本実施形態では、ベース部材７０に対する第１回路基板６２の接着固定後、実装機（不図示）を用いてＬＥＤチップ６３ａを第１回路基板６２に対して実装する。即ち、ベース部材７０によって支持された後の第１回路基板６２に対してＬＥＤチップ６３ａの実装を行う。この際、実装機は、基準マーク７９の画像認識処理を行い、認識した基準マーク７９を基準にＬＥＤチップ６３ａの実装を行う。これにより、ベース部材７０に対するＬＥＤチップ６３ａの配置を精度よく行うことができる。

ここで、ＬＥＤアレイ６３と光を収束させるロッドレンズアレイ６４とは、所定の位置関係となるように配置されている。ロッドレンズアレイ６４は、構造上、光学特性に周期的なむらを持ち、また、ＬＥＤアレイ６３もＬＥＤチップ６３ａ間にばらつきがある。そこで、組みあがったＬＰＨ１４の出力露光エネルギ分布におけるむらを無くすため光量補正が行われる。なお、光量補正データは上記ＥＥＰＲＯＭ１０９に記憶される。ところで、温度変化や湿度変化によって、ＬＥＤアレイ６３を搭載した第１回路基板６２やロッドレンズアレイ６４が膨張や収縮をする場合がある。この場合、ＬＥＤチップ６３ａとロッドレンズアレイ６４との相対位置が変動し、ロッドレンズアレイ６４への入射光量が変化するおそれがある。そして、ロッドレンズアレイ６４への入射光量が変化すると、光量補正によって得られていた露光エネルギ分布の一様性が崩れ、例えば筋となって画質を乱してしまう。

そこで、本実施形態では、上記のとおり、第１回路基板６２をガラス布基材エポキシ樹脂基板により構成し、またロッドレンズアレイ６４の収縮や膨張を主に支配する固定用側板６４ａをガラスエポキシにより形成している。付言すれば、第１回路基板６２の主たる構成素材およびロッドレンズアレイ６４の主たる構成素材をエポキシとし、主たる構成素材同士がほぼ等しい熱膨張係数、湿度膨張係数を有する状態となっている。これにより、第１回路基板６２とロッドレンズアレイ６４との膨張特性や収縮特性が略同様の状態となる。

さらに、本実施形態では、主走査方向において、第１回路基板６２とベース部材７０との中央部における接着箇所（弾性率の大きい接着部の位置）と、ロッドレンズアレイ６４とホルダー６５との中央部における接着箇所（弾性率の大きい接着部の位置）とが揃った状態（一致した状態）となっている。即ち、主走査方向において、膨張、伸縮の基準が揃った状態となっている。
この結果、第１回路基板６２およびロッドレンズアレイ６４が膨張や収縮をしたとしても、両者の相対位置の変動を抑制でき、ロッドレンズアレイ６４への入射光量の変化を抑制できる。付言すれば、本実施形態では、上記所定の基準面上から等距離にある、ロッドレンズアレイ６４上の所定箇所と第１回路基板６２上の所定箇所とは、温度上昇等による変位後も主走査方向における位置が互いに揃う状態となる。これにより、両者の相対位置の変動を抑制でき、ロッドレンズアレイ６４への入射光量の変化を抑制できる。
また、側面にて計５箇所（両側面で計１０箇所）になる接着剤の配置で、Ａ３紙幅約３００ｍｍに対応した長さのロッドレンズアレイ６４の組立ておよび環境変動時の歪みを小さくすることができ、ロッドレンズアレイ６４への入射光量の変化を抑制できる。側面両側対称に配置することで接着剤硬化時の収縮の力をつり合わせることでロッドレンズアレイ６４を歪ませることもない。
さらにロッドレンズアレイ６４の光軸方向（Ｙ方向）の中央をホルダー６５に接着固定することで、ロッドレンズアレイ６４が光軸方向（Ｙ方向）に膨張や収縮をしたとしても、ＬＥＤアレイ６３の発光点上の焦点位置と感光体ドラム１２上の焦点位置とがロッドレンズアレイ６４から同様に近づいたり離れたりするために焦点位置がずれることがない。

ここで、図１０は、ベース部材７０に対して第１回路基板６２を固定した後の状態を示している。本実施形態における第１回路基板６２は、多層構造を有しており、グランド（ＧＮＤ）パターン（グランドプレーン）６２ａ、グランドパターン６２ａの上層および下層に絶縁層６２ｂ，６２ｃを備えている。また、本実施形態では、第１回路基板６２の一端部側および他端部側に接地部材の一例としての金属製の板ばね９６Ｆ，９６Ｒが設けられ、さらに、板ばね９６Ｆ、９６Ｒをベース部材７０に固定する金属製のねじ部材９７Ｆ，９７Ｒが設けられている。ここで、板ばね９６Ｆ，９６Ｒは、第１回路基板６２の表層に引き出されたグランドパターン６２ａ（グランドパターン６２ａが表層に引き出された状態は不図示）とベース部材７０とを電気的に接続する。これによりグランドの強化が図られ第１回路基板６２からの電磁ノイズが低減する。なお、ねじ部材９７Ｆ，９７Ｒは、上記ねじ孔７８（図９参照）に固定される。また、本実施形態では板ばね９６Ｆ，９６Ｒを第１回路基板６２の両端部に設ける構成としたが、第１回路基板６２の長手方向中央部に更に設けることも可能である。

ここで、板ばね９６Ｆ、９６Ｒは、第１回路基板６２の下面に予め実装しておくこともできる。図１１は、板ばね９６Ｆ、９６Ｒの他の配置態様を示した図である。なお、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のＦ−Ｆ線における断面図を示している。同図（ａ）、（ｂ）に示すように、本態様では、第１回路基板６２の下面に、グランドパターン６２ａ（図１０参照）とベース部材７０とを電気的に接続する板ばね９６Ｆ、９６Ｒが設けられている。本態様では、第１回路基板６２に対しＬＥＤチップ６３ａの実装が行われる際に併せて板ばね９６Ｆ、９６Ｒが実装される。そして、実装された板ばね９６Ｆ、９６Ｒは、第１回路基板６２がベース部材７０に対して固定される際、第１の溝７２内に配置される。このような構成によりグランドパターン６２ａとベース部材７０との接続が簡易化される。また、板ばね９６Ｆ、９６Ｒを第１の溝７２内に配置することでＬＰＨ１４の小型化を図ることができる。さらに、凹部７１には錘９８を接着剤（不図示）ではりつけている。ベース部材７０よりも質量が大きい錘９８をつけることで、ＬＰＨ１４の固有振動数を調整することができる。例えばベース部材７０は約２．７ｇ/ｃｍ^３のアルミ、錘９８は約７．８ｇ/ｃｍ^３の板金である。

図１２は、ＬＰＨ１４等の側面図である。本図および図３を用いてスライド部材５０について簡単に説明する。図１２に示すように、スライド部材５０は、長尺状に形成されるとともに感光体ドラム１２の軸方向（ＬＰＨ１４の長手方向）に沿って設けられている。また、スライド部材５０は、感光体ドラム１２の軸方向に沿ってスライド可能に設けられている。さらに、スライド部材５０は、ロッドレンズアレイ６４の光照射面に接触配置され光照射面の清掃を行うブレード部材５１、ブレード部材５１を支持する支持部５２を備えている。ブレード部材５１は、ウレタンゴムなどの弾性を有する材料にて形成されている。支持部５２は、図３に示すように、ＬＰＨ１４（ホルダー６５）の一側面側から他側面側にかけて配置されＬＰＨ１４の上部を跨ぐように配置されている。

さらに、スライド部材５０は、図３に示すように、支持部５２の両端部に設けられホルダー６５側に突出する突出部５２ａを２つ備えている。ここで、各突出部５２ａは、ホルダー６５に形成されたガイド溝６５ａ内に配置される。これにより、支持部５２のスライドは、ホルダー６５によりガイドされる。また、スライド部材５０は、図１２に示すように、ＬＰＨ１４の一側面側に設けられユーザからの操作力を支持部５２に伝達する伝達ロッド５３を有している。この伝達ロッド５３は、支持部５２よりも感光体ドラム１２から離れた側に配置され、また支持部５２の下部に接続して配置されている。また、スライド部材５０は、伝達ロッド５３よりもフロント側に設けられ、操作される際にユーザにより把持される取手部５４を備えている。

図１２に示す状態にて、取手部５４がユーザにより操作されスライド部材５０の引き出しが開始されると、支持部５２は、図中右方のフロント側に移動を開始する。これにより、ブレード部材５１も移動を開始しロッドレンズアレイ６４の光照射面上を移動（スライド）する。この結果、ロッドレンズアレイ６４の光照射面に付着した付着物（例えば、トナー、紙粉、砂埃）が掻き取られる。なお、掻き取られた付着物は、ロッドレンズアレイ６４の長手方向における外側に掃き出される。その後、取手部５４がユーザにより操作されスライド部材５０の押し込みが開始されると、同様に、ロッドレンズアレイ６４の光照射面に付着した付着物がブレード部材５１によって掻き取られる。

本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成の一例を示した図である。 画像形成ユニットのフロント側を示した図である。 ＬＰＨの構成を示した断面構成図である。 第１回路基板の平面図である。 第２回路基板の平面図である。 ロッドレンズアレイの構造を説明するための図である。 ＬＰＨおよび感光体ドラムの側面図である。 図７におけるＣ−Ｃ線における断面を示したものである。 ベース部材の上面を示したものである。 ベース部材に対して第１回路基板を固定した後の状態を示している。 板ばねの他の配置態様を示した図である。 ＬＰＨ等の側面図である。

符号の説明

１…画像形成装置、１２…感光体ドラム、１７ａ…リトラクト部材、６２…第１回路基板、６２ａ…グランドパターン、６３ａ…ＬＥＤチップ、６４…ロッドレンズアレイ、６５…ホルダー、７０…ベース部材、７４…第１の突出部、７５…第２の突出部、７６…第３の突出部、７９…基準マーク、９１Ｆ，９１Ｒ…第１突出部材、９６Ｆ，９６Ｒ…板ばね

Claims (9)

1. 像保持体と、
   主たる構成素材が所定の熱膨張係数又は所定の湿度膨張係数を有し、複数の発光素子が所定方向に並んで配置された基板と、
   主たる構成素材が前記所定の熱膨張係数又は前記所定の湿度膨張係数と同等の係数を有し、前記複数の発光素子が発光した光を前記像保持体に結像させる結像素子と、
   前記所定方向に直交する関係を有する所定の基準面上にて前記結像素子を支持する第１の支持部材と、
   前記所定の基準面上にて、前記基板および前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記第１の支持部材は、前記所定の基準面上に加え当該所定の基準面上以外の箇所にて前記結像素子を接着剤によって支持し、当該所定の基準面上以外の接着部の弾性率は、当該所定の基準面上における接着部の弾性率よりも小さく形成され、
   前記第２の支持部材は、前記所定の基準面上に加え当該所定の基準面上以外の箇所にて前記基板および前記第１の支持部材を接着剤によって支持し、当該所定の基準面上以外の接着部の弾性率は、当該所定の基準面上における接着部の弾性率よりも小さく形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２の支持部材は、接着剤が塗布される塗布面および前記基板に接触配置される接触面を有し当該接着剤および当該接触面によって当該基板を支持し、当該塗布面は、当該接触面よりも当該基板から離れた側に位置することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記第２の支持部材に設けられ、前記像保持体側に設けられた被突き当て部材に突き当てられることで当該像保持体に対する当該第２の支持部材の位置決めを行う位置決め部材と、
   前記位置決め部材を介し前記第２の支持部材を前記像保持体が配置された側に押圧する押圧部材と、
   を更に備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 複数の発光素子が所定方向に並んで配置された基板と、
   前記所定方向に沿って配置され、前記複数の発光素子が発光した光を被露光体に結像させる結像素子と、を備え、
   前記基板および前記結像素子は、前記所定方向に直交する所定の基準面上にて支持され、温度変化又は湿度変化により当該所定の基準面から所定距離に位置する箇所が当該所定方向に変位した場合に当該箇所の当該所定の基準面からの位置が互いに揃うように構成されたことを特徴とするプリントヘッド。
6. 前記基板を支持する基板支持部材を更に備え、
   前記基板に対する前記複数の発光素子の配置は、前記基板支持部材によって支持された後の当該基板に対して当該複数の発光素子を実装することにより行われ、
   前記基板支持部材は、前記複数の発光素子の実装位置の基準となるマークを有することを特徴とする請求項５記載のプリントヘッド。
7. 導電性を有し前記基板を支持する基板支持部材と、
   前記基板に設けられたグランドプレーンを前記基板支持部材に対して接地する接地部材と、
   を更に備えることを特徴とする請求項５記載のプリントヘッド。
8. 前記基板を支持する基板支持部材を更に備え、
   前記基板支持部材には、当該基板支持部材を構成する構成素材の一部をコの字状とする加工が施されていることを特徴とする請求項５記載のプリントヘッド。
9. 複数の発光素子が所定方向に並んで配置された基板と、
   前記複数の発光素子が発光した光を被露光体に結像させる結像素子と、を備え、
   前記結像素子を光軸方向の中央で支持する第１の支持部材と、
   前記基板および前記第１の支持部材を支持する第２の支持部材と、から構成されたことを特徴とするプリントヘッド。

Images