JP2017007260A - 露光装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺の部材であり、また線膨張係数が異なる、レンズアレイとこれを保持するホルダとにおいて、高温時と低温時とで寸法差が生じても、両者を接合している接着剤に亀裂が入るのを防止し、十分な保持力を保つことができる露光装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤアレイの光を結像するレンズアレイ１と、レンズアレイ１を支持するホルダ３１と、ホルダ３１にレンズアレイ１を拘束するための接着剤３６とを有するＬＥＤヘッドにおいて、ホルダ３１には、支持するレンズアレイ１の長手方向両端部に対向する位置において、ＬＥＤ素子側の面及び結像側の面に、それぞれ接着剤と相対的に摺動可能な摺動部３７が形成され、長手方向両端部のそれぞれにおいて、接着剤３６が、摺動部３７とレンズアレイ１との間に形成され、レンズアレイ１に固定され、且つホルダ３１とは長手方向において摺動可能とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、露光装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に露光装置の構成に関する。

従来、複数のＬＥＤをアレイに配列したＬＥＤヘッドを用いた電子写真方式の画像形成装置には、物体の正立等倍像をライン状に形成する光学系が用いられており、この光学系には、例えば、中心軸から外側に向って屈折率が変化する円筒形をしたロッドレンズを複数配列したロッドレンズアレイが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６１６６６号公報（第９頁、図６）

ロッドレンズアレイとこれを保持するホルダとは、長尺の部材であり、また線膨張係数が異なるため、高温時と低温時とで寸法差が生じ、ホルダの端部において、両者を接合している接着剤に亀裂が入って接着力が低下し、十分な保持力を保つことが難しかった。

本発明による露光装置は、
複数の発光素子を配列した発光素子アレイの光を結像する光学系部材と、前記光学系部材を支持する光学系支持部と、前記光学系支持部に前記光学系部材を拘束するための拘束部材とを有する露光装置において、
前記光学系支持部には、支持する前記光学系支持部の長手方向両端部或は両端部近傍に対向する位置において、前記発光素子側の面及び前記結像側の面に、それぞれ前記拘束部材と相対的に摺動可能な摺動部が形成され、
前記長手方向両端部或は両端部近傍のそれぞれにおいて、前記拘束部材が、前記摺動部と前記光学系部材との間に形成され、前記光学系部材に固定され、且つ前記光学系支持部とは前記長手方向において摺動可能であることを特徴とする。

本発明による別の露光装置は、
複数の発光素子を配列した発光素子アレイの光を結像する光学系部材と、前記光学系部材を支持する光学系支持部と、前記光学系支持部に前記光学系部材を拘束するための拘束部材とを有する露光装置において、
前記光学系部材は、その長手方向両端部或は両端部近傍において、前記長手方向に延在する係合部と、前記係合部を含む領域に前記拘束部材と相対的な摺動を可能とする摺動領域を形成し、
長手方向両端部或は両端部近傍のそれぞれにおいて、前記拘束部材が、前記光学系支持部と前記係合部との間に形成され、前記光学系支持部に固定され、且つ前記光学系部材とは前記長手方向において摺動可能であることを特徴とする。

本発明によれば、温度環境が変化しても、光学系支持部による光学系部材の保持力を常に安定して維持することが可能となる。

本発明に基づく実施の形態１の画像形成装置としてのカラープリンタの要部構成を示す要部構成図である。 ＬＥＤヘッド及び感光体ドラムを、矢印Ｘ方向のプラス側から見た概略構成図である。 図２に示すＡ−Ａ断面図である。 レンズアレイの平面図である。 実施の形態１におけるＬＥＤヘッドの外観斜視図である。 実施の形態１におけるＬＥＤヘッドの接着剤の施工箇所において、摺動部が形成されていない位置近傍の、ホルダとレンズアレイの構成の説明に供する図であり、（ａ）は長手方向と垂直な面の断面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は下面図である。 実施の形態１におけるＬＥＤヘッドの接着剤の施工箇所において、摺動部が形成されている位置近傍の、ホルダとレンズアレイの構成の説明に供する図であり、（ａ）は長手方向と垂直な面の断面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は下面図である。 本発明に基づく実施の形態２のＬＥＤヘッドの構成を示す外観斜視図である。 実施の形態２におけるＬＥＤヘッドの接着剤の施工箇所において、長手方向の中央部位置近傍の、ホルダとレンズアレイの構成の説明に供する図であり、（ａ）はホルダの平面図であり、（ｂ）はＬＥＤヘッドの平面図である。 本発明に基づく実施の形態３のＬＥＤヘッドの構成を示す平面図である。 実施の形態３のＬＥＤヘッドの長手方向（矢印Ｙ方向）と垂直な面の断面で、図１０の平面図におけるＥ−Ｅ断面図である。 図１１に示すＬＥＤヘッドを矢印Ｘ方向のプラス側からみた側面図である。 実施の形態３におけるレンズアレイを矢印Ｚ方向のプラス側から見た平面図である。 実施の形態３におけるレンズアレイの形成過程の説明に供する図である。 実施の形態３におけるレンズアレイの形成過程の説明に供する図である。 実施の形態３におけるレンズアレイの形成過程の説明に供する図である。 本発明に基づく実施の形態４のＬＥＤヘッドの構成を示す平面図である。 実施の形態４のレンズアレイの側面図である。 実施の形態４におけるレンズアレイの形成過程の説明に供する図である。

実施の形態１．
図１は、本発明に基づく実施の形態１の画像形成装置としてのカラープリンタの要部構成を示す要部構成図である。同図に示すカラープリンタ９０は、カラー電子写真方式のプリンタであり、画像データに基づいて、色材としての顔料を含む樹脂からなるトナーにより、印字媒体上に画像を形成するものである。

カラープリンタ９０内には、媒体としての記録用紙９１を収納する給紙カセット６０が装着され、記録用紙９１を給紙カセット６０から取り出す給紙ローラ６１、記録用紙９１を画像形成部まで搬送する搬送ローラ６２、６３が配置される。また、カラープリンタ９０内には、画像形成部として、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成するトナー像形成部９２〜９５が、矢印Ｆ方向に搬送される記録用紙９１の搬送経路に沿って、上流側から順に配置されている。これらのトナー像形成部９２〜９５は、所定色のトナーを使用する以外は同じ構成を有する。

例えばイエロー（Ｙ）のトナーを使用するトナー像形成部９２に示すように、各トナー像形成部は、矢印方向に回転する静電潜像担持体としての感光体ドラム４１、感光体ドラム４１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電ローラ４２、帯電された感光体ドラム４１の表面に画像データをもとに光を選択的に照射して静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド３、感光体ドラム４１に形成された静電潜像を前記トナーにより現像してトナー像を形成する現像装置５２、現像装置５２にトナーを供給するトナーカートリッジ５１、及び感光体ドラム４１の表面に残留したトナーを除去すべく、感光体ドラム４１に接触して配置されるクリーニングブレード４３を備える。

また、カラープリンタ９０内には、転写部として、記録用紙９１を搬送する転写ベルト８１、トナーにより静電潜像を可視化した像であり、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を記録用紙９１上に転写すべく、転写ベルト８１を挟むように感光体ドラム４１に対向して配置される転写ローラ８０、及び転写ベルト８１上に付着したトナーを掻き取りクリーニングするクリーニングブレード８２が配置されている。そして、記録用紙９１上に形成されたトナー像を、熱及び圧力を加えることによって定着させる定着装置５３、定着装置５３を通過した記録用紙９１を搬送する搬送ローラ６４、及び画像が定着された記録用紙９１を貯留する排出部６６に記録用紙９１を排出する排出ローラ６５がそれぞれ配置される。

また、帯電ローラ４２及び転写ローラ８０には図示しない電源により所定の電圧が印加される。そして、転写ベルト８１、感光体ドラム４１、給紙ローラ６１、各搬送ローラ６２〜６４、及び排出ローラ６５は、それぞれ図示しないモータと図示しない駆動を伝えるギヤにより回転駆動される。更に、現像装置５２、ＬＥＤヘッド３、定着装置５３、及び図示しない各モータには、それぞれ図示しない電源及び制御装置が接続される。

また、前記カラープリンタ９０には、外部装置と通信を行って、印刷データを受信する外部インタフェース、及び外部インタフェースから印刷データを受信し、カラープリンタ９０全体の制御を行う制御部が備えられているが、本発明と直接関係しないため、詳しい説明を省略する。

尚、図１中の矢印Ｘ、矢印Ｙ、矢印Ｚの各方向は、記録用紙９１が各トナー像形成部９２〜９５を通過する際の搬送方向を矢印Ｘ方向とし、感光体ドラム４１の回転軸方向を矢印Ｙ方向とし、これら両方向と直交する方向を矢印Ｚ方向としている。また、後述する他の図２〜図１９において矢印Ｘ、矢印Ｙ、矢印Ｚの各方向が示される場合、これらの方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図の矢印ＸＹＺ方向は、各図の描写部分が、図１に示すカラープリンタ９０を構成する際の配置方向を示している。またここでは矢印Ｚ方向が略鉛直方向となるように配置し、Ｚのプラス方向（矢印方向）を鉛直方向の下方に設定している。

図２は、露光装置としてのＬＥＤヘッド３及び感光体ドラム４１を、矢印Ｘ方向のプラス側から見た概略構成図であり、図１とは、上下を反転して示している。この場合、感光体ドラム４１は同図の矢印方向に回転する。

ＬＥＤヘッド３は、光学系部材としてのレンズアレイ１、光学系支持部としてのホルダ３１、及び発光素子アレイとしてのＬＥＤアレイ３２を備え、ホルダ３１がレンズアレイ１及びＬＥＤアレイ３２を後述する所定の位置関係に保持している。発光素子としてのＬＥＤ素子３４は、基板３３上に略直線上に配置されてＬＥＤアレイ３２を構成する。ＬＥＤアレイ３２は、複数のＬＥＤ素子３４の配列方向が矢印Ｙ方向（感光体ドラム４１の回転軸方向）となるように保持され、レンズアレイ１も、その長手方向がＬＥＤアレイ３２と平行になるように保持される。

従って、ＬＥＤヘッド３は、ＬＥＤアレイ３２のＬＥＤ素子３４の配列方向及びレンズアレイ１の長手方向が共に感光体ドラム４１の回転軸４１ａと平行になるように配置される。後述するように、レンズアレイ１には、複数のロッドレンズ４６（図４）が配置されており、レンズアレイ１のロッドレンズ４６の光線が入射及び出射する方向を光軸とすると、光軸が矢印Ｚ方向（鉛直方向）となるように配置される。

図３は、図２に示すＡ−Ａ断面図であり、図４は、レンズアレイ１の平面図であり、図５は、ＬＥＤヘッド３の外観斜視図である。これらの図を参照しながら、ＬＥＤヘッド３の構成について更に説明する。

図３、図４に示すように、レンズアレイ１は、対向配置された、一対の側板４５と、一対の側板４５の間に複数配置されたロッドレンズ４６を有する。分布屈折レンズである複数のロッドレンズ４６は、図４に示すように２列に配置され、更に各列のロッドレンズ４６が、長手方向（ここでは矢印Ｙ方向）において交互に位置するように配置されている。また、各ロッドレンズ４６間の隙間、側板４５とロッドレンズ４６間の隙間には、例えばシリコン樹脂からなる接着剤を充填、硬化させることで形成され、ロッドレンズ４６の光軸が矢印Ｚ方向（鉛直方向）となるように配置される。

ホルダ３１は、このレンズアレイ１を感光体ドラム４１に対向して保持するため、その上面に形成されて長手方向と平行に延在してレンズアレイ１が遊嵌する開口部３１ａを備え、レンズアレイ１を嵌入した状態で拘束部材としての接着剤３６によって複数の接着箇所で接着して保持する。ＬＥＤ素子３４を配設する基板３３は、ホルダ３１の内部において、直線上に配列されたＬＥＤ素子３４によるＬＥＤアレイ３２がレンズアレイ１に対向するように、ベース部材３５によってホルダ３１に固定されている。

各接着箇所において接着剤３６は、図３に示すように、ホルダ３１とレンズアレイ１の側板４５との間に施される。具体的には、ホルダ３１の外側面と側板４５間、その外側面に対向する内側面と側板４５間、及び両箇所につながる、開口部３１ａにおけるホルダ３１と側板４５の隙間において、接着剤３６が連続的に施される。尚、図５に示す摺動部３７については後述する。

このとき、例えばロッドレンズ４６の光軸が矢印Ｚ方向となるように配置し、レンズアレイ１の、長手方向（矢印Ｙ方向）の中心をＣＬとすると、ＣＬを通って矢印Ｚ方向と平行に延在する基準面ＣＬ´上に、基板３３上に配列されたＬＥＤ素子３４が位置するように相対的な位置決めが行われ、更に基準面ＣＬ´上に、感光体ドラム４１の回転軸４１ａが位置するようにＬＥＤヘッド３が位置決めされる。

接着剤３６は、図３に示すように、レンズアレイ１の両側部の対向する位置に対をなして形成され、更に図５に示すように、レンズアレイ１の長手方向に、略等間隔に、ここでは５対形成されている。このうちホルダ３１の、長手方向の両端部近傍の接着位置は、レンズアレイ１の端部近傍、ここではレンズアレイ１の端部から１０ｍｍの位置に設定され、これらの接着位置には、後述する摺動部３７が形成されている。

尚、ここでのレンズアレイ１は、例えばその長手方向の寸法がＬｅｔｔｅｒ紙サイズのＬＥＤプリンタに実装されるＬＥＤヘッドを想定した２１９ｍｍであり、側板４５の材質が、例えば線膨張係数が１４（１０^−６／℃）のガラス繊維エポキシ樹脂積層板としている。またホルダ３１の材質は、ここでは、例えば線膨張係数１１．７（１０^−６／℃）の電気亜鉛めっき鋼板を母材とし、接着剤３６としては、例えば紫外線硬化型（ＵＶ）接着剤であり、成分としてガラスフィラー等を充填したアクリレート系で、伸び率８０％、ショアＤ硬度６０の接着材を採用している。

図６は、ＬＥＤヘッド３の接着剤３６の施工箇所において、摺動部３７が形成されていない位置、例えば図５の矢印Ｂで示す接着位置近傍の、ホルダ３１とレンズアレイ１の構成の説明に供する図であり、同図（ａ）は長手方向と垂直な面の断面図であり、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ｃ）は側面図であり、同図（ｄ）は下面図である。図６を参照しながらＬＥＤヘッド３の構成について更に説明する。尚、ここでは、ＬＥＤヘッド３の長手方向が矢印Ｙ方向と平行に、レンズアレイ１の光軸方向が矢印Ｚ方向と平行に配置されているものとして説明する。

これらの図に示すように、接着剤３６はこの部分で、レンズアレイ１の各側板４５，４５とホルダ３１との間にかかるように、矢印Ｘ方向で対向するように対に形成され、各接着剤３６は、ホルダ３１の外側（上）面と側板４５間、その外側面と反対側の内側（下）面と側板４５間、及び両箇所につながる、開口部３１ａにおけるホルダ３１と側板４５の隙間において、接着剤３６が連続的に施される。即ちこの部分での各接着剤３６は、ホルダ３１の開口部３１ａが形成された平板部の上面（矢印Ｚのプラス側の面）、下面（矢印Ｚのマイナス側の面）、及び開口部３１ａと、レンズアレイ１の側板４５との間に連続的に形成されている。

図７は、ＬＥＤヘッド３の接着剤３６の施工個所において、摺動部３７が形成されている位置、例えば図５の矢印Ｃで示す接着位置近傍の、ホルダ３１とレンズアレイ１の構成の説明に供する図であり、同図（ａ）は長手方向と垂直な面の断面図であり、同図（ｂ）は平面図であり、同図（ｃ）は側面図であり、同図（ｄ）は下面図である。

図７を参照しながらＬＥＤヘッド３の構成について更に説明する。尚、ここでは、ＬＥＤヘッド３の長手方向が矢印Ｙ方向と平行に、レンズアレイ１の光軸方向が矢印Ｚ方向と平行に配置されているものとして説明する。

これらの図に示すように、摺動部３７はこの部分で、ホルダ３１の表面上であって、上記したように施工される接着剤３６が、ホルダ３１側において、この摺動部３７上となる位置であって、更に接着剤３６の形成領域よりも、少なくとも長手方向において、より幅広に形成される。即ちこの部分での各接着剤３６は、ホルダ３１の開口部３１ａが形成された平板部の上面（矢印Ｚのプラス側の面）、下面（矢印Ｚのマイナス側の面）、及び開口部３１ａに配設された摺動部３７と、レンズアレイ１の側板４５との間に連続的に形成されている。

摺動部３７は、ポリオレフィン樹脂であるポリαオレイン（ＰＡＯ）を主成分とし、増ちょう剤としてリチウム石鹸を使用し、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びパーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）を配合して潤滑性を調整した離型性の高い潤滑油を塗布して形成した。

尚、ここでは摺動部３７は、ＰＡＯを主成分とする潤滑油を塗布して形成したが、これに限定されるものではなく、例えばシリコーンを主成分とする潤滑油を塗布しても良く、パームヤシ脂肪酸エステル（ＰＦＡ）を主成分とし、ＰＴＦＥを配合したフッ素系潤滑油を使用しても良い。また、離型性の高い被覆膜を形成しても良い。被覆膜は、例えばＰＦＡをハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）に希釈し、摺動部３７に塗布し乾燥することで形成できる。また、離型性の高いフィルムを貼り付けて摺動部３７を形成しても良い。離型性の高いフィルムにはポリオレフィン樹脂、ＰＴＦＥやＰＦＡのフィルムがある。また、離型性の高いフィルムに粘着材を塗布したテープを用いても良い。更に、摺動部３７には離型性の高い鍍金層を形成しても良い。離型性の高い鍍金層としては、硬質クロム鍍金や硬質クロム鍍金にＰＴＦＥやＰＦＡなどを配合したものが知られている。

以上のように形成されているため、摺動部３７に施された接着剤３６は、固まったとき、摺動部３７の対接面に対して接着力が弱まった状態となり、接着剤３６と一体のレンズアレイ１は、ホルダ３１の摺動部３７が形成された部分にガイドされて、きついながらもその長手方向への摺動が可能となる。

また、ここでは図示しないが、ホルダ３１とレンズアレイ１との間に、開口部３１ａに生じるレンズアレイ１との隙間を充填し、更に接着剤３６を覆うように、柔軟性を有するシリコンゴム等の封止剤を施すのが好ましい。

以上の構成において、先ずカラープリンタ９０の動作について、図１を参照しながら説明する。

各トナー像形成部９２〜９５の感光体ドラム４１の表面は、図示しない電源装置により電圧が印加された帯電ローラ４２により帯電される。続いて、感光体ドラム４１が矢印方向に回転することによって、帯電された感光体ドラム４１表面がＬＥＤヘッド３の付近に到達すると、ＬＥＤヘッド３によって露光され、感光体ドラム４１表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置５２により現像され、感光体ドラム４１の表面にトナー像が形成される。

一方、給紙カセット６０にセットされた記録用紙９１が、給紙ローラ６１によって給紙カセット６０から取り出され、搬送ローラ６２、６３により、転写ローラ８０及び転写ベルト８１の付近に搬送される。そして、感光体ドラム４１が回転することによって、現像によって得られた感光体ドラム４１表面上のトナー像が転写ローラ８０及び転写ベルト８１の付近に到達すると、図示しない電源装置により電圧が印加されている転写ローラ８０と転写ベルト８１によって、感光体ドラム４１表面上のトナー像が記録用紙９１上に転写される。

上記した、記録用紙９１上へのトナー像の転写が、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成するトナー像形成部９２〜９５において順次重ねて行われる。

続いて、表面に各色のトナー像が形成された記録用紙９１は、転写ベルト８１の回転によって定着装置５３に搬送される。定着装置５３は、記録用紙９１上のトナー像を、加圧しながら加熱することにより溶融し、記録用紙９１上に固定する。定着処理された記録用紙９１は、搬送ローラ６４及び排出ローラ６５により排出部６６に排出され、画像形成の動作が終了する。

次に、ＬＥＤヘッド３の動作について、図２、図３を参照しながら説明する。
画像データをもとに、カラープリンタ９０の図示しない制御部によりＬＥＤヘッド３への制御信号が発信されると、ＬＥＤアレイ３２のＬＥＤ素子３４が選択的に発光する。ＬＥＤアレイ３２からの光線は、レンズアレイ１に入射し、感光体ドラム４１上に結像する。

次に、摺動部３７を備えるＬＥＤヘッド３を実験試料として複数種類用意して行った温度試験及びその結果について説明する。

尚、試験は以下の試験条件の下で行った。
（１）試験試料として用意したＬＥＤヘッドは、本発明に基づく摺動部３７を備えた実施例１，２の２つのＬＥＤヘッド３と、比較参考例として用意した摺動部３７を備えない比較例１，２の２つのＬＥＤヘッドの計４つのＬＥＤヘッドである。
（２）実施例１，２のＬＥＤヘッド３の構成は、摺動部３７を備えた図５で説明した構成であり、比較例１，２のＬＥＤヘッドの構成は、これから摺動部３７を除き、接着剤３６が図６で説明したように直接ホルダ３１に施された構成となっている。
（３）各ＬＥＤヘッドのレンズアレイ１の長手方向の寸法は、何れもＬｅｔｔｅｒ紙サイズのＬＥＤプリンタに実装されるＬＥＤヘッドを想定した２１９ｍｍである。
（４）各ＬＥＤヘッドのホルダ３１は、線膨張係数１１．７（１０^−６／℃）の電気亜鉛めっき鋼板を母材として構成されている。
（５）各ＬＥＤヘッドの接着剤３６は、紫外線硬化型（ＵＶ）接着剤であり、成分としてガラスフィラー等を充填したアクリレート系接着剤を使用した。この接着剤３６は伸び率８０％、ショアＤ硬度６０である。
（６）実施例１及び比較例１の各ＬＥＤヘッドのレンズアレイ１の側板４５は、線膨張係数が１４（１０^−６／℃）のガラス繊維エポキシ樹脂積層板で構成され、実施例２及び比較例２の各ＬＥＤヘッドのレンズアレイ１の側板４５は、線膨張係数が１８（１０^−６／℃）の紙基材フェノール樹脂積層板で構成されている。
（７）試験方法：
実施例１，２、比較例１，２の各ＬＥＤヘッドを恒温槽に投入し、恒温槽の温度を変化させ、所定の時間経過した後、接着剤３６の亀裂の有無を確認した。更に、レンズアレイ１の接着剤３６付近を光軸方向へＬＥＤ素子３０の配置される方向と結像の方向へそれぞれ指で押圧してレンズアレイ１が光軸方向へ動くか否かを確認した。
恒温槽の温度と時間の設定は、恒温槽内の温度を
［１］−３０℃から＋６０℃へ１時間かけて上昇させ、
［２］＋６０℃を１時間維持し、
［３］＋６０℃から−３０℃へ１時間かけて降下させ、
［４］−３０℃を１時間維持する、
［１］から［４］を１サイクルとし、１００サイクル繰り返した後、接着剤３６の評価を行った。

試験及び評価結果について、表１を参照しながら説明する。

本発明に基づく摺動部３７を備えた実施例１，２のＬＥＤヘッド３については、ホルダ３１の中央部（端部以外の箇所）及び端部両方の接着剤３６について亀裂は見られず良好で、レンズアレイ１を指で押下しても動かなかった。一方、比較例１，２のＬＥＤヘッドについては、ホルダ３１の端部の接着剤３６に亀裂が生じて不良状態となり、その部分のレンズアレイ１を指で押下すると、レンズアレイ１が動いた。

以上のように、本実施の形態のＬＥＤヘッド３によれば、レンズアレイ１を線膨張係数の異なるホルダ３１に接着剤３６によって固定する場合にも、接着剤３６が長手方向に摺動可能な摺動部３７を設けているため、温度変化によって接着剤３６に亀裂が生じるのを防止し、これによってレンズアレイ１が長手方向以外に変位するのを防止できる。

実施の形態２．
図８は、本発明に基づく実施の形態２のＬＥＤヘッド１０３の構成を示す外観斜視図であり、図９は、ＬＥＤヘッド１０３の接着剤３６の施工箇所において、長手方向の中央部位置、例えば図８の矢印Ｄで示す接着位置近傍の、ホルダ１３１とレンズアレイ１の構成の説明に供する図であり、同図（ａ）はホルダ１３１の平面図であり、同図（ｂ）はＬＥＤヘッド１０３の平面図である。

このＬＥＤヘッド１０３を採用する本実施の形態の画像形成装置が、前記した実施の形態１のカラープリンタ９０（図１）と異なる点は、ＬＥＤヘッド１０３におけるホルダ１３１の構成である。従って、このＬＥＤヘッド１０３を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１のカラープリンタ９０（図１）と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、ＬＥＤヘッド１０３の構成以外において図１に示す実施の形態１のカラープリンタ９０の要部構成と共通するため、必要に応じて実施の形態１の各図を参照する。

図８、図９に示すように、レンズアレイ１の長手方向（矢印Ｙ方向）に５対形成された接着剤３６の内、中央部の接着剤３６に対応する位置であって、レンズアレイ１の長手方向の略中心に対応する位置において、ホルダ１３１の、レンズアレイ１が嵌入する開口部１３１ａには、両側面から互いに接近する方向に突出する一対の係止部１３１ｂが形成されている。

尚、ここで係止部１３１ｂは、矩形状に突出した例を示すが、例えば長手方向と斜交する面を備えることによって、長手方向と平行に延在して形成された開口部１３１ａの側面から出っ張った形状となっていればよい。

図９（ｂ）に示すように、この一対の係止部１３１ｂは、嵌入するレンズアレイ１の両側から側板４５にそれぞれ接近するように形成され、更に各係止部１３１ｂを覆うように接着剤３６が形成されている。その形成方法は、他の接着位置での接着剤の形成方法と同様で、実施の形態１で説明したように、ホルダ１３１の外側（上）面とレンズアレイ１の側板４５間、その外側面と反対側の内側（下）面と側板４５間、及び両箇所につながる、開口部１３１ａにおけるホルダ１３１と側板４５の隙間において、接着剤３６が連続的に施される。

以上のように形成することで、ホルダ１３１とレンズアレイ１との接着力が、係止部１３１ｂが形成されたその長手方向の中央部でより増加し、ホルダ１３１によるレンズアレイ１の保持力、特に長手方向における保持力が高まる。

レンズアレイ１の長手方向の中央部での接着力増加方法は、上記した方法に限定されるものではなく、例えば、レンズアレイ１から離れる方向にホルダ１３１に切り込みを設けても良い。また、ホルダ１３１に開口を形成しても良い。更に、ホルダ１３１に、レンズアレイ１の光軸方向に延在する凹凸を形成したり、ホルダ１３１を粗面化しても良い。何れの場合も、切り込み、開口部、或は凹凸部等によって形成された係止部１３１ｂを覆って充填して硬化した接着剤３６が、少なくとも長手方向においてしっかりホルダ１３１に固定されることになる。

更に本実施の形態では、レンズアレイ１の長手方向（矢印Ｙ方向）に５対形成された接着剤３６に対し、両端部の接着位置にのみ摺動部３７を形成したが、これに限定されるものではなく、係止部１３１ｂが形成された中央部の接着位置以外に、摺動部３７を形成するように構成することも可能である。

以上のように、本実施の形態のＬＥＤヘッド１０３によれば、前記した実施の形態１と同様の効果を得る他に、レンズアレイ１の長手方向の中央部で強固にホルダ１３１に保持されるため、ホルダ１３１に対してレンズアレイ１全体が長手方向へ移動することがないため、環境変化や経時等によるＬＥＤヘッド１０３としての精度を損なうことがない。

実施の形態３．
図１０は、本発明に基づく実施の形態３のＬＥＤヘッド２０３の構成を示す平面図であり、図１１は、ＬＥＤヘッド２０３の長手方向（矢印Ｙ方向）と垂直な面の断面で、図１０の平面図におけるＥ−Ｅ断面図であり、図１２は、図１１に示すＬＥＤヘッド２０３を矢印Ｘ方向のプラス側からみた側面図である。尚、図１０、図１２では、便宜的理由により図１１に示す封止部材２１０を省いている。

このＬＥＤヘッド２０３を採用する本実施の形態の画像形成装置が、前記した実施の形態１のカラープリンタ９０（図１）と異なる点は、ＬＥＤヘッド２０３におけるレンズアレイ２０１の取り付け方法である。従って、このＬＥＤヘッド２０３を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１のカラープリンタ９０（図１）と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、ＬＥＤヘッド２０３の構成以外において図１に示す実施の形態１のカラープリンタ９０の要部構成と共通するため、必要に応じて実施の形態１の各図を参照する。

図１０〜図１２に示すように、露光装置としてのＬＥＤヘッド２０３は、光学系部材としてのレンズアレイ２０１、光学系支持部としてのホルダ２３１、及び発光素子アレイとしてのＬＥＤアレイ３２を備え、ホルダ２３１がレンズアレイ２０１及びＬＥＤアレイ３２を前記した実施の形態１のＬＥＤヘッド３と同様の位置関係で保持している。

図１３は、レンズアレイ２０１を矢印Ｚ方向のプラス側から見た平面図である。図１３に示すようにレンズアレイ２０１は、対向配置された、例えば紙フェノール樹脂板からなる一対の側板２４５と、一対の側板２４５の間に複数配置されたロッドレンズ４６を有する。分布屈折レンズである複数のロッドレンズ４６は、２列に配置され、更に各列のロッドレンズ４６が、長手方向（ここでは矢印Ｙ方向）において交互に位置するように配置されている。

また、ロッドレンズ４６間の隙間、側板２４５とロッドレンズ４６間の隙間には、例えばシリコン樹脂からなる接着剤を充填、硬化させることで形成され、ロッドレンズ４６の光軸が矢印Ｚ方向（図面鉛直方向）となるように配置される。

ホルダ２３１は、このレンズアレイ２０１を感光体ドラム４１（図３）に対向して保持するため、その上面に形成されて長手方向と平行に延在してレンズアレイ２０１が遊嵌する開口部２３１ａを備え、レンズアレイ２０１を嵌入した状態で拘束部材としての接着剤２３６によって複数の接着箇所で接着して保持する。ＬＥＤ素子３４を配設する基板２３３は、ホルダ２３１の内部において、直線上に配列されたＬＥＤ素子３４によるＬＥＤアレイ３２がレンズアレイ２０１に対向するように、ベース部材２３５によってホルダ２３１に固定されている。

図１４〜図１６は、レンズアレイ２０１の形成過程の説明に供する説明図である。レンズアレイ２０１は、例えば図１４に示すように、個々のレンズアレイ２０１に分割する前の原盤５０１において、エンドミルなどを用いて、両側板５４５（分割後の側板２４５に相当）の長手方向端部周辺に、長手方向に平行な溝５０１ａ（分割後の溝２０１ａに相当）を形成する。

この溝５０１ａは、レンズアレイ２０１の高さに相当する間隔で、ロッドレンズ４６（図１３）の光軸方向に複数形成され、各溝の深さは例えば０．５ｍｍであり、同幅は例えば１ｍｍである。溝の深さは、側板５４５に形成されるように、側板５４５の厚さより浅く設定される。

そして図１５に示すように、長手方向において溝５０１ａを形成した領域を含む両端部に、スリットコーターを用いて接着剤２３６との密着性を悪化する薬剤、例えばシリコンコーティング剤を塗布した摺動部５３７（分割後の摺動部２３７に相当）を形成する。その後、図１６に示すように個々のレンズアレイ２０１に分割する。

尚、ここでは摺動部５３７を、シリコンコーティング剤を塗布するものとしたが、フッ素系コート剤でも良い。また、スリットコーターを用いて薬剤を塗布するとしたが、対象部位周辺のみをディップすることにより塗布しても良い。

接着剤２３６は、図１１に示すように、レンズアレイ２０１の両側部の対向する位置に対をなして形成され、更に図１０に示すように、レンズアレイ２０１の長手方向に、略等間隔に、ここでは５対形成されている。このうちレンズアレイ２０１の、長手方向の両端部の接着位置は端部近傍に設定され、これら両端部の接着位置には、前記したように長手方向に平行な溝２０１ａ、及び摺動部２３７が形成されている。尚、係合部としての溝２０１ａ及び摺動領域としての摺動部２３７は、前記したように、レンズアレイ２０１の側板２４５（図１３）に形成される。

図１１のＥ−Ｅ断面図は、この溝２０１ａ及び摺動部２３７が形成された位置での断面図であり、図１０〜図１２に示すように、この部分での各接着剤２３６は、ホルダ２３１の、開口部２３１ａが形成された平板部の上面（矢印Ｚのプラス側の面）及び開口部２３１ａの側面と、レンズアレイ２０１の、摺動部２３７が形成された溝２０１ａを跨ぐ領域間に連続的に形成されている。尚、レンズアレイ２０１の両端部以外の接着位置には、溝２０１ａ及び摺動部２３７が形成されていないが、ホルダ２３１とレンズアレイ２０１間には、同様に接着剤２３６が形成されている。

従って、レンズアレイ２０１の両側部の接着位置では、接着剤２３６が、溝２０１ａとその周辺に沿った形で硬化されるが、接着剤２３６とレンズアレイ２０１間の接着力は非常に小さいか、接着されていない状態となる。

更に、ホルダ２３１とレンズアレイ２０１との間には、開口部２３１ａに生じるレンズアレイ１との隙間から、光や異物がＬＥＤアレイ３２上に流入しないように、この隙間を充填し、更に接着剤２３６を覆うように、柔軟性を有するシリコンゴム等の封止部剤２１０を施している。

以上のように形成されているため、摺動部２３７に施された接着剤２３６は、固まったとき、摺動部２３７の対接面に対して接着力が弱まった状態となり、レンズアレイ２０１は、その溝２０１ａに嵌入する、ホルダ２３１と一体となった接着剤２３６にガイドされて、きついながらもその長手方向への摺動が可能となる。

以上のように構成されたＬＥＤヘッド２０３を例えば高温環境に放置すると、ホルダ２３１とレンズアレイ２０１との熱膨張率の差により、これらを接着する各接着剤２３６には熱応力が発生する。このとき、特にレンズアレイ２０１の両側部の接着位置では、その影響が大きく、相対的にホルダ２３１に対してレンズアレイ２０１が長手方向に移動しようとする。

この両端部では、レンズアレイ２０１の接着位置に、前記したように溝２０１ａ及び摺動部２３７が形成されて、ホルダ２３１に対してレンズアレイ２０１が長手方向に摺動可能となっているため、この熱による移動を許容する。このため、この部分の接着剤２３６が、熱応力によって破壊されたり、ホルダ２３１との接着が剥離することはない。

またこの両端部では、レンズアレイ２０１の溝２０１ａに接着剤２３６が嵌入しているため、前記したように、レンズアレイ２０１は、ホルダ２３１と一体となった接着剤２３６によってガイドされながら、溝の延在方向である長手方向のみに移動可能となり、長手方向以外の方向へ移動することがない。

逆に低温環境に放置した場合、レンズアレイ２０１の両端部は前記高温環境放置時と反対の方向に移動するが、この移動は同様に許容されるため、熱応力によってこの部分の接着剤２３６が破壊されることはない。

尚、本実施の形態におけるホルダ２３１、レンズアレイ２０１の側板２４５、接着剤２３６、摺動部２３７等は、前記した実施の形態１で説明した材料を採用することが可能である。

また、本実施の形態では、係合部としてレンズアレイ２０１の長手方向に平行な溝２０１ａを形成したが、溝の代わりに例えば同方向に延在する凸部とすることも可能である。

以上のように、本実施の形態のＬＥＤヘッド２０３によれば、熱膨張率の大きく異なるレンズアレイ２０１とホルダ２３１を用いても、レンズアレイ端部の接着箇所の接着剤２３６の熱応力影響による破壊などの不可逆な変化が起こらず、ホルダ２３１による、ＬＥＤヘッド２０３の長手方向以外の方向へのレンズアレイ２０１の保持固定が維持される。

実施の形態４．
図１７は、本発明に基づく実施の形態４のＬＥＤヘッド３０３の構成を示す平面図であり、図１８は、本実施の形態のレンズアレイ３０１の側面図である。

このＬＥＤヘッド３０３が前記した実施の形態３のＬＥＤヘッド２０３と主に異なる点は、レンズアレイ３０１の側板３４５（図１６の側板２４５に対応）の構成である。従って、このＬＥＤヘッド３０３を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態３のＬＥＤヘッド２０３と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。

図１９は、レンズアレイ３０１に形成過程の説明に供する説明図である。個々のレンズアレイ３０１に分割する前の原盤６０１において、エンドミルなどを用いて、両側板６４５（分割後の側板３４５に相当）の長手方向の全域に、溝６０１ａ（分割後の溝３０１ａに相当）を形成する。この溝６０１ａは、レンズアレイ３０１の高さに相当する間隔で、ロッドレンズ４６（図１３）の光軸方向に複数形成され、各溝の深さは例えば０．５ｍｍであり、同幅は例えば１ｍｍである。

各溝６０１ａの長手方向の中心部には、溝６０１ａの幅（ここでは１ｍｍ）より大きな直径φ（ここではφ＝１．５ｍｍ）を有し、深さが０．５ｍｍの円形溝６０１ｂ（分割後の円形溝３０１ｂに相当）が形成されている。溝６０１ａ及び円形溝６０１ｂの深さは、側板６４５に形成されるように、側板の厚さより浅く設定される。

その後、両側板６４５の各全面に、スリットコーターを用いて接着剤３３６との密着性を悪化する薬剤、例えばシリコンコーティング剤を塗布した摺動部６３７（分割後の摺動部３３７に相当）を形成する。その後、図１８に示すように個々のレンズアレイ３０１に分割する。

尚、ここでは摺動部５３７を、シリコンコーティング剤を塗布するものとしたが、フッ素系コート剤でも良い。また、スリットコーターを用いて薬剤を塗布するとしたが、ディップすることにより塗布しても良い。

接着剤３３６は、図１７に示すように、レンズアレイ３０１の両側部の対向する位置に対をなして形成され、レンズアレイ３０１の長手方向に、略等間隔に、ここでは５対形成されている。ここでは、側板３４５の長手方向の全領域に溝３０１ａが形成され、側板３４５の全面に摺動部３３７が形成されているため、各接着位置におけるホルダ２３１、レンズアレイ３０１、及び接着剤３３６の関係は、前記した実施の形態３において、図１０〜図１２を参照して説明したレンズアレイ２０１の両端部の接着位置での関係と同じであるため、ここでの詳細な説明は省略する。

但し、中央部の接着剤３３６Ｍが施された接着位置では、レンズアレイ３０１の対応する位置に係止部としての円形溝３０１ｂが形成されているため、この円形溝３０１ｂを覆う領域に施された接着剤３３６Ｍが、円形溝３０１ｂに充填されて硬化する。このため、この中央部において、レンズアレイ３０１は、ホルダ２３１に対して、長手方向も含めて全方向への移動が規制される。その他の接着位置では、前記したように、ホルダ２３１に対してレンズアレイ２０１が長手方向にのみ摺動可能となっている。

以上の構成のＬＥＤヘッド３０３によれば、ホルダ３３１とレンズアレイ３０１との熱膨張率の差により、温度環境によって、ＬＥＤヘッド３０３の長手方向において、相対的な位置ずれが生じた場合、中央部の接着剤３３６Ｍの接着位置では、同方向での相対的位置が固定され、摺動可能なその他の接着位置ではずれに応じて摺動することになる。

尚、本実施の形態では、レンズアレイ３０１の長手方向の中央部に、係止部として円形溝３０１ｂを形成したが、これに限定されるものではなく、例えば多角形の溝としてもよい。また溝の深を他の溝部と異ならせたり、溝に変えて凸部とすることも可能である。更に、係止部は、中央部に限定されるものではなく、端部以外の部分に形成してもよく、複数個所に形成することも可能である。

以上のように、本実施の形態のＬＥＤヘッド３０３によれば、前記した実施の形態３の効果に加え、レンズアレイ３０１の長手方向の所定部で強固にホルダ２３１に保持されるため、ホルダ２３１に対してレンズアレイ３０１全体が長手方向へ移動することがないため、環境変化や経時等によるＬＥＤヘッド１０３としての精度を損なうことがない。また、レンズ側板全面に薬液を塗布することが可能になるため、薬液の塗布・乾燥工程が単純化できる。

上記した各実施の形態では、電子写真方式のカラープリンタに適用した例を用いて説明したが本発明はこれに限定されず、ファクシミリ装置、複写機、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、更には読取装置としてのスキャナ等にも適用可能である。

１ レンズアレイ、 ３ ＬＥＤヘッド、 ３１ ホルダ、 ３１ａ 開口部、 ３２ ＬＥＤアレイ、 ３３ 基板、 ３４ ＬＥＤ素子、 ３５ ベース部材、 ３６ 接着剤、 ３７ 摺動部、 ４１ 感光体ドラム、 ４１ａ 回転軸、 ４２ 帯電ローラ、グブレード、 ４５ 側板、 ４６ ロッドレンズ、 ５１ トナーカートリッジ、 ５２ 現像装置、 ５３ 定着装置、 ６０ 給紙カセット、 ６１ 給紙ローラ、 ６２ 搬送ローラ、 ６３ 搬送ローラ、 ６４ 搬送ローラ、 ６５ 排出ローラ、 ６６ 排出部、 ８０ 転写ローラ、 ８１ 転写ベルト、 ８２ クリーニングブレード、 ９０ カラープリンタ、 ９１ 記録用紙、 ９２ トナー像形成部、 ９３ トナー像形成部、 ９４ トナー像形成部、 ９５ トナー像形成部、 １０３ ＬＥＤヘッド、 １３１ ホルダ、 １３１ａ 開口部、 １３１ｂ 係止部、 ２０１ レンズアレイ、 ２０１ａ 溝、 ２０３ ＬＥＤヘッド、 ２１０ 封止部材、 ２３１ ホルダ、 ２３１ａ 開口部、 ２３３ 基板、 ２３５ ベース部材、 ２３６ 接着剤、 ２３７ 摺動部、 ２４５ 側板、 ３０１ レンズアレイ、 ３０１ａ 溝、 ３０１ｂ 円形溝、 ３０３ ＬＥＤヘッド、 ３３６ 接着剤、 ３３６Ｍ 接着剤、 ３３７ 摺動部、 ３４５ 側板。

Claims (20)

1. 複数の発光素子を配列した発光素子アレイの光を結像する光学系部材と、
   前記光学系部材を支持する光学系支持部と、
   前記光学系支持部に前記光学系部材を拘束するための拘束部材と
   を有する露光装置において、
   前記光学系支持部には、支持する前記光学系支持部の長手方向両端部或は両端部近傍に対向する位置において、前記発光素子側の面及び前記結像側の面に、それぞれ前記拘束部材と相対的に摺動可能な摺動部が形成され、
   前記長手方向両端部或は両端部近傍のそれぞれにおいて、前記拘束部材が、前記摺動部と前記光学系部材との間に形成され、前記光学系部材に固定され、且つ前記光学系支持部とは前記長手方向において摺動可能であることを特徴とする露光装置。
2. 前記摺動部は、離型性の高い潤滑油を塗布して形成されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記摺動部は、離型性の高い膜を被覆して形成されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
4. 前記摺動部は、離型性の高いフィルムを貼り付けて形成されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
5. 前記拘束部材は、接着剤であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の露光装置。
6. 前記光学系支持部には、その長手方向中央部に係止部が形成され、前記拘束部材が前記係止部を覆うように前記光学系部材との間に形成されて、前記光学系支持部に前記光学系部材を固定すること特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の露光装置。
7. 前記係止部は、前記長手方向と直交或は斜交する面を備えた突出部であることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
8. 前記係止部は、凹凸で構成されていることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
9. 前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の露光装置。
10. 複数の発光素子を配列した発光素子アレイの光を結像する光学系部材と、
    前記光学系部材を支持する光学系支持部と、
    前記光学系支持部に前記光学系部材を拘束するための拘束部材と
    を有する露光装置において、
    前記光学系部材は、その長手方向両端部或は両端部近傍において、前記長手方向に延在する係合部と、前記係合部を含む領域に前記拘束部材と相対的な摺動を可能とする摺動領域を形成し、
    長手方向両端部或は両端部近傍のそれぞれにおいて、前記拘束部材が、前記光学系支持部と前記係合部との間に形成され、前記光学系支持部に固定され、且つ前記光学系部材とは前記長手方向において摺動可能であることを特徴とする露光装置。
11. 前記係合部は、溝であることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
12. 前記溝及び前記摺動領域は、前記長手方向において、前記光学系部材の全領域にわたって形成され、前記溝の前記長手方向の中央部には係止部が形成され、前記拘束部材が前記係止部を覆うように前記光学系支持部との間に形成されて、前記光学系支持部に前記光学系部材を固定すること特徴とする請求項１１記載の露光装置。
13. 前記摺動領域は、前記拘束部材との密着性を悪化させる薬剤を塗布して形成されることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載の露光装置。
14. 前記係止部は、前記溝の幅よりも幅広の円形或は多角形の溝であることを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
15. 前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１０乃至１４の何れかに記載の露光装置。
16. 前記拘束部材は、接着剤であることを特徴とする請求項１０乃至１５の何れかに記載の露光装置。
17. 前記接着剤は、ＵＶ接着剤であることを特徴とする請求項５又は１６記載の露光装置。
18. 前記ＵＶ接着剤は、ガラスフィラーを含有することを特徴とする請求項１７記載の露光装置。
19. 前記光学系部材がレンズアレイであることを特徴とする請求項１乃至１８の何れかに記載の露光装置。
20. 請求項１乃至１９の何れかに記載の露光装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
    
    
    
    
    

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