JP2018051873A - 露光装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造コストを抑制しながら、基板を保持できる構成を有する露光装置を提供する。【解決手段】発光素子5が配置されて第1の方向Xに延在する基板6と、発光素子5の光が入射するレンズ2と、これらを保持するホルダ3とを有する。ホルダ3は、第1の方向Xと直交する第2の方向Yにおける基板6の一端側で第1の方向Xに配列され、基板6と当接する複数の第1の突き当て部7aと、第2の方向Yにおける基板6の他端側で第1の方向Xに配列され、基板6と当接する複数の第2の突き当て部7bとを有する。第1の突き当て部7aおよび第2の突き当て部7bは、第1の突き当て部7aと第2の突き当て部7bとが第2の方向Yに互いに対向しない領域を有するように配列されている。【選択図】図4

Description

本発明は、露光装置および画像形成装置に関する。
プリンタ、複写機、ファクシミリ装置および複合機等の画像形成装置は、像担持体(感光体ドラム)の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光装置を備えている。
露光装置は、LED(発光ダイオード)等の発光素子が配列された基板と、基板に対向配置されたレンズアレイと、これらを支持するホルダとを備えている。ホルダは、レンズアレイを挿入する開口部と、基板の表面を当接させる基板当接面とを有している。基板を基板当接面に当接させることにより、基板のレンズアレイに対する位置決めがなされる(例えば、特許文献1参照)。
特開2009−73041号公報(段落0022、0025および図1)
このような露光装置では、製造コストを抑制しつつ、基板を保持できる構成が求められている。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、製造コストを抑制しつつ、基板を保持できる構成を提供することを目的とする。
本発明の露光装置は、発光素子が配置され、第1の方向に延在する基板と、発光素子の光が入射するレンズと、基板とレンズとを保持するホルダとを有する。ホルダは、第1の方向と直交する第2の方向における基板の一端側で第1の方向に配列され、基板と当接する複数の第1の突き当て部と、第2の方向における基板の他端側で第1の方向に配列され、基板と当接する複数の第2の突き当て部とを有する。第1の突き当て部および第2の突き当て部は、第1の突き当て部と第2の突き当て部とが第2の方向に互いに対向しない第1の領域を有するように配列されている。
本発明の画像形成装置は、上記の露光装置を備えて構成される。
本発明によれば、第1の突き当て部および第2の突き当て部が、第1の突き当て部と第2の突き当て部とが第2の方向に互いに対向しない第1の領域を有するように配置されているため、比較的少ない突き当て部で、基板を位置決めすることができる。これにより、製造コストを抑制しながら、基板を保持することができる。
第1の実施の形態における画像形成装置の基本構成を示す図である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドを示す斜視図である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドを示す横断面図である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドを示す分解斜視図である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドを示す縦断面図(A)、および、突き当て部の配置を示す模式図(B)である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドを示す縦断面図(A)、(B)である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドの製造方法を説明するための斜視図である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドの製造方法を説明するための斜視図である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドの製造方法を説明するための工程毎の横断面図(A)、(B)、(C)である。 第1の実施の形態におけるLEDヘッドの製造方法を説明するための工程毎の横断面図(A)、(B)である。 第1の実施の形態の第1の変形例における突き当て部の配列を示す模式図である。 第1の実施の形態の第2の変形例(A)および第3の変形例(B)における突き当て部の配置を示す模式図である。 第1の実施の形態の第4の変形例におけるLEDヘッドを示す横断面図である。 第1の実施の形態の第4の変形例におけるLEDヘッドを示す縦断面図である。 第1の実施の形態の第5の変形例におけるLEDヘッドを示す縦断面図である。
第1の実施の形態.
<画像形成装置の構成>
図1は、本発明の第1の実施の形態における画像形成装置1の基本構成を示す図である。図1に示すように、画像形成装置1は、画像形成ユニット(プロセスユニット)12Bk,12Y,12M,12Cを備えている。画像形成ユニット12Bk,12Y,12M,12Cは、それぞれ、ブラック(Bk)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の画像を形成する。これら画像形成ユニット12Bk,12Y,12M,12Cは、用紙の搬送路に沿って上流側から下流側(ここでは右側から左側)に一列に配列されている。
画像形成ユニット12Bk,12Y,12M,12Cは、それぞれ、静電潜像担持体としての感光体ドラム13Bk,13Y,13M,l3Cと、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cの表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ14Bk,14Y,14M,14Cと、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cの表面に形成された静電潜像に各色のトナー(現像剤)を付着させてトナー像(現像剤像)を形成する現像剤担持体としての現像ローラ16Bk,16Y,16M,16Cとを備えている。
また、現像ローラ16Bk,16Y,16M,16Cに当接するように、現像ローラ16Bk,16Y,16M,16Cにトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ18Bk,18Y,18M,18Cと、現像ローラ16Bk,16Y,16M,16Cの表面に形成されるトナー層の厚さを規制する現像ブレード19Bk,19Y,19M,19Cとが配置されている。また、トナー供給ローラ18Bk,18Y,18M,18Cの上側には、トナーを落下させて供給する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ20Bk,20Y,20M,20Cが着脱可能に取り付けられている。
また、画像形成ユニット12Bk,12Y,12M,12Cの上側には、露光装置としてのLEDヘッド15Bk,15Y,15M,15Cが、それぞれ感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cに対向するように配置されている。LEDヘッド15Bk,15Y,15M,15Cは、各色のイメージデータに従い、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cの表面を露光して静電潜像を形成する。
画像形成ユニット12Bk,12Y,12M,12Cの下側には、転写ユニットが配設されている。転写ユニットは、用紙を吸着して走行する搬送部材としての搬送ベルト21と、搬送ベルト21を駆動する駆動ローラ21aと、搬送ベルト21に張力を付与するテンションローラ21bと、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cに搬送ベルト21を介して対向配置された転写部材としての転写ローラ17Bk,17Y,17M,17Cとを有している。搬送ベルト21および転写ローラ17Bk,17Y,17M,17Cは、用紙をトナーと逆の極性に帯電させ、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cに形成された各色のトナー像を用紙に転写する。
画像形成装置1の下部には、搬送路に用紙を供給するための給紙機構が配設されている。給紙機構は、記録媒体としての用紙を積層状態で収容する用紙カセット24と、用紙カセット24に収容された用紙を一枚ずつ繰り出すホッピングローラ22と、ホッピングローラ22によって繰り出された用紙を搬送ベルト21まで搬送するレジストローラ対23とを備えている。また、用紙カセット24内の用紙の色を検出する用紙色測色部25も配設されている。記録媒体としては、用紙のほか、OHPシート、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。
また、画像形成ユニット12Bk,12Y,12M,12Cの下流側(図中左側)には、定着器28が配置されている。定着器28は、用紙に転写されたトナー像を熱および圧力により用紙に定着させる定着ローラ28aおよび加圧ローラ28bと、定着ローラ28aの表面温度を検出する温度センサ28cを備えている。
定着器28のさらに下流側には、用紙を排出するための排出機構が配設されている。排出機構は、定着器28から排出された用紙を搬送して排出口から排出する排出ローラ対26,27を備えている。
以上の構成において、画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kの各感光体ドラム13の軸方向を、X方向とする。また、画像形成ユニット12Y,12M,12C,12Kを通過する際の記録媒体Pの移動方向を、Y方向(より具体的には、+Y方向)とする。また、X方向およびY方向の両方に直交する方向をZ方向とする。ここでは、Z方向を鉛直方向とし、上方を+Z方向、下方を−Z方向とする。
<LEDヘッドの構成>
次に、露光装置としてのLEDヘッド15Bk,15Y,15M,15Cの構成について説明する。LEDヘッド15Bk,15Y,15M,15Cは、共通の構成を有しているため、以下では「LEDヘッド15」として説明する。同様に、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,l3Cは、共通の構成を有しているため、「感光体ドラム13」として説明する。
図2は、本発明の第1の実施の形態におけるLEDヘッド15を示す斜視図である。図3は、図2に示す面IIIにおけるLEDヘッド15の断面図である。図2に示すように、LEDヘッド15は、全体がX方向に長い形状を有している。
図3に示すように、LEDヘッド15は、感光体ドラム13に対向配置された複数のLED(発光素子)を有するLEDアレイチップ5と、LEDアレイチップ5を制御するための図示しないドライバICとが実装された基板6を有している。基板6は、例えばガラスエポキシ基板で構成されており、厚さは、例えば1mmである。
基板6は、略長方形であり、X方向(第1の方向)に長さを有し、Y方向(第2の方向)に幅を有している。基板6のY方向の略中央部には、複数のLEDアレイチップ5がX方向に一列に配列されている。なお、LEDアレイチップ5の配置は、基板6のY方向の略中央部に限定されるものではなく、+Y方向または−Y方向に寄った位置に配置してもよい。
LEDヘッド15は、また、基板6に対向配置された光学系としてのロッドレンズアレイ2とを備えている。ロッドレンズアレイ2は、LEDアレイチップ5の各LEDから放射された光を感光体ドラム13の表面に結像させる複数のロッドレンズ(レンズ要素)を有している。ロッドレンズアレイ2の複数のロッドレンズは、光軸方向をZ方向とし、X方向に一列(または複数列)に配列されている。
LEDヘッド15は、また、基板6とロッドレンズアレイ2とを支持する支持部材としてのホルダ3を有している。ホルダ3は、X方向に長い長尺状の部材であり、例えば板金材料で構成される。ホルダ3は、Y方向に対向する一対の側壁部31,32と、感光体ドラム13に対向する底部30とを有している。また、ホルダ3は、X方向両端に、樹脂製の固定部47,48(図2)を有している。
ホルダ3の底部30には、ロッドレンズアレイ2を挿入する開口部33(長孔)が形成されている。ロッドレンズアレイ2は、各ロッドレンズの光軸方向をZ方向に向けた状態で、開口部33に挿入される。ロッドレンズアレイ2は、入射面2aとLEDアレイチップ5との距離Loが、ロッドレンズアレイ2の特性上、最適な距離となるようにZ方向に位置決めされて、ホルダ3に固着される。LEDヘッド15内への光および異物の侵入を防止するため、ホルダ3の開口部33とロッドレンズアレイ2との隙間は、封止材34によって封止される。
ホルダ3の側壁部31,32のY方向内側には、基板6を下側(−Z側)から保持する保持部35,36が形成されている。保持部35,36は、側壁部31,32の所定部分を切り欠いてY方向内側に折り曲げたものである。保持部35,36の上面は、XY面に平行な受け面37,38を構成している。
ホルダ3の保持部35,36の受け面37,38上には、突き当て部7a,7bがそれぞれ配置されている。突き当て部7a,7bは、基板6の下面(−Z側の面)に当接する基板当接面70a,70bを有している。基板当接面70a,70bは、基板6の幅方向(Y方向)両端部で、基板6の下面に当接する。
突き当て部7a,7bは、例えば、UV(紫外線)硬化型接着剤を硬化することにより形成したものである。UV硬化型接着剤とは、紫外線照射により硬化する樹脂で形成された接着剤であり、本実施の形態では、アクリル系のUV硬化型接着剤を用いている。
なお、UV硬化型接着剤の代わりに、例えば、促進剤の添加により硬化する硬化材料(例えば二液混合の接着剤)、時間の経過により硬化する硬化材料、または、温度変化により硬化する硬化剤を用いてもよい。
図4は、LEDヘッド15の構成を示す分解斜視図である。図5(A)は、図3に示した線分V−Vにおける矢視方向の断面図である。図5(B)は、突き当て部7a,7bと基板6との位置関係を模式的に示した図である。
図5(A)に示すように、ホルダ3の側壁部31に沿って、複数の突き当て部7a(第1の突き当て部)がX方向に配列されている。また、ホルダ3の側壁部32に沿って、複数の突き当て部7b(第2の突き当て部)が一列に配列されている。突き当て部7aは第1列10aを構成し、突き当て部7bは第2列10bを構成する。
図5(B)に示すように、突き当て部7aは、基板6の−Y方向の端部(Y方向の一端側)でX方向に配列されている。また、突き当て部7bは、基板6の+Y方向の端部(Y方向の他端側)でX方向に配列されている。なお、図5(A)および(B)では、第1列10aの突き当て部7aが8個、第2列10bの突き当て部7bが4個設けられているが、これらの数に限定されるものではない。
第1列10aの突き当て部7aは、X方向に等間隔で配列されている。第1列10aの突き当て部7aのX方向の間隔を、P1とする。間隔P1は、例えば30mmであるが、これに限定されるものではない。
一方、第2列10bの突き当て部7bは、第1列10aの突き当て部7aの間隔P1よりも広い間隔で、且つ不等間隔で配列されている。
具体的には、第2列10bの突き当て部7bのうち、第2列10bの両端部の突き当て部7bと、それぞれに隣接する突き当て部7bとの間隔P2は、上記の間隔P1の2倍(2×P1)である。また、X方向の中央の2つの突き当て部7bの間隔P3は、上記の間隔P1の3倍(3×P1)である。
このように、第2列10bの突き当て部7bが、第1列10aの突き当て部7aの間隔P1よりも広い間隔P2,P3で配列されているため、第2列10bの突き当て部7bの数は、第1列10aの突き当て部7aの数よりも少ない。
また、図5(B)に示すように、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向しない領域A(第1の領域)と、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向する領域B(第2の領域)とが設けられている。基板6のX方向両端は、いずれも領域Bであり、突き当て部7a,7bがY方向に対向している。
なお、突き当て部7aの「間隔」とは、隣り合う突き当て部7aの中心間距離(ピッチ)を言う。同様に、突き当て部7bの「間隔」とは、隣り合う突き当て部7bの中心間距離(ピッチ)を言う。
ここでは、第2列10bの突き当て部7bは不等間隔で配列されているが、第1列10aの突き当て部7aの間隔P1よりも広い間隔で配列されていれば、等間隔で配列されていてもよい。
第1列10aの突き当て部7aと第2列10bの突き当て部7bとのY方向の距離は、例えば7mmである。また、LEDアレイチップ5から第1列10aの突き当て部7aまでのY方向の距離と、LEDアレイチップ5から第2列10bの突き当て部7bまでのY方向の距離とは、同じである。
図6(A)は、図4に示した線分VIA−VIAにおける矢視方向の断面図である。図6(B)は、図4に示した線分VIB−VIBにおける矢視方向の断面図である。
図6(A)に示すように、ホルダ3の側壁部31には、複数の保持部35が形成されている。保持部35は、第1列10aの突き当て部7aの配置(図5)と同様に、X方向に等間隔で配列されている。
側壁部31のうち保持部35が切り欠かれた部分には、開口部39が形成されている。また、側壁部31において、X方向に隣り合う開口部39の間には、後述する押し付け部材8の係合片81に係合する係合穴としてのスリット41が形成されている。
図6(B)に示すように、ホルダ3の側壁部32には、複数の保持部36が形成されている。保持部36は、第2列10bの突き当て部7bの配置(図5)と同様に、X方向に、保持部35の間隔よりも広い間隔で配列されている。
側壁部32のうち保持部36が切り欠かれた部分には、開口部40が形成されている。また、側壁部31において、X方向に隣り合う開口部40の間には、後述する押し付け部材8の係合片82に係合する係合穴としてのスリット42が形成されている。
図3および図4に示すように、基板6の上側(+Z側)には、基板6を突き当て部7a,7bに押し付ける押し付け部材8が配設されている。押し付け部材8は、X方向の長辺とY方向の短辺とを有する略長方形状のプラスチック製の板状部材である。
押し付け部材8の下面には、基板6の上面(+Z側の面)に当接する当接面83,84が形成されている。また、押し付け部材8の2つの長辺には、側壁部31,32のスリット41,42に係合する係合部としての係合片81,82が突出形成されている。
押し付け部材8の係合片81,82は、図4では水平(XY面と平行)に突出しているように示しているが、実際には、後述する図10(B)に示すようにやや上方に反るように突出している。係合片81,82をスリット41,42に係合させると、係合片81,82が弾性変形し、その弾性力により、押し付け部材8が基板6を突き当て部7a,7bの基板当接面70a,70bに押し付ける。このように、基板6は、押し付け部材8によって突き当て部7a,7bに押し付けられた状態で保持される。
ここで、感光体ドラム13の表面に正確に光を集光するためには、図3に示すように、LEDアレイチップ5の表面からロッドレンズアレイ2の入射面2aまでの距離Loと、ロッドレンズアレイ2の出射面2bから感光体ドラム13の表面までの距離Liとが同じになるように、距離Liを調整する必要がある。
そのため、図6(A)および(B)に示すように、ホルダ3のX方向の両端近傍に、調整機構としての偏心カム91,92が配設されている。偏心カム91,92は、感光体ドラム13のX方向両端近傍の表面に摺接するように配置されたスペーサ93,94に当接している。また、押し付け部材8の上側には図示しないコイルバネ(付勢部材)が設けられ、LEDヘッド15を感光体ドラム13に向けて付勢している。偏心カム91,92を回転調整することにより、ホルダ3の長手方向(X方向)に亘って、距離Liを距離Loと同じ(Li=Lo)になるように調整することができる。
<画像形成装置の動作>
次に、画像形成装置1の画像形成動作について、図1を参照して説明する。画像形成動作が開始されると、ホッピングローラ22が回転し、用紙カセット24内の用紙を一枚ずつ搬送路に送り出す。また、レジストローラ対23が回転し、用紙カセット24から送り出された用紙を、搬送ベルト21まで搬送する。搬送ベルト21は、ベルト表面に用紙を吸着保持し、駆動ローラ21aの回転により矢印eで示す方向に走行する。
一方、画像形成ユニット12Bk,12Y,12M,12Cでは、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cの各表面が、帯電ローラ14Bk,14Y,14M,14Cによってそれぞれ一様に帯電される。
さらに、LEDヘッド15Bk,15Y,15M,15Cは、色毎のイメージデータに応じて光を照射する。各LEDヘッド15では、図3に示すように、LEDアレイチップ5から照射された光がロッドレンズアレイ2の入射面2aに入射し、さらに出射面2bから出射されて、感光体ドラム13の表面に集光する。これにより、感光体ドラム13の表面の感光層に、静電潜像が形成される。
図1に戻り、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cの各表面に形成された静電潜像は、現像ローラ16Bk,16Y,16M,16Cによって現像され、トナー像となる。さらに、搬送ベルト21の走行によって、用紙は、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cと転写ローラ17Bk,17Y,17M,17Cとの間を通過し、その際、感光体ドラム13Bk,13Y,13M,13Cの各表面に形成されたトナー像が用紙に順次転写される。
トナー像が転写された用紙は、定着器28に送られ、定着ローラ28aおよび加圧ローラ28bにより加熱および加圧され、トナー像が溶融、圧着されて用紙に定着し、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された用紙は、排出ローラ対26,27によって画像形成装置1の外部に排出され、画像形成装置1の上部に設けられたスタッカ部29に積載される。
<LEDヘッドの製造方法>
次に、露光装置としてのLEDヘッド15の製造方法について説明する。まず、板金材料をプレス加工することにより、図2および図3に示した形状のホルダ3を形成する。
次に、ホルダ3の保持部35,36(図3)に、突き当て部7a,7bをそれぞれ形成する。図7は、ホルダ3に突き当て部7a,7bを形成するための治具50を説明するための模式図である。
治具50は、一方向に長い部材である。治具50は、水平面と平行で平滑な基準面51を有している。基準面51の平面度は、例えば約10μmである。この基準面51には、突き当て部7a,7bが付着しないように、例えば樹脂(より具体的にはシリコーン樹脂)のコーティングが施されている。
治具50の幅方向中央には、凸状の挿入部52が形成されている。挿入部52は、ホルダ3の側壁部31,32の内側に挿入される部分である。上記の基準面51は、挿入部52の上面に形成されている。なお、図7に示した例では、基準面51の幅方向中央に溝51aが形成されているが、溝51aを形成しなくてもよい。
治具50を長手方向両側から挟み込む位置には、一対のガイドピン53,54(案内部材)が設けられている。ガイドピン53,54は鉛直方向に延在し、ホルダ3のX方向両端(固定部47,48)に形成された係合穴43,44に係合する。これにより、ガイドピン53,54は、ホルダ3を治具50に対して接近および離間する方向(鉛直方向)に案内する。
また、治具50と、ガイドピン53,54との間には、ストッパピン55,56(規制部材)が設けられている。ストッパピン55,56は、ガイドピン53,54と平行に延在するが、ガイドピン53,54よりも長さが短い。ストッパピン55,56は、ホルダ3の底部30の内面に当接し、鉛直方向におけるホルダ3の位置を規制するものである。
図8は、治具50の基準面51上に硬化材料71a,71bを滴下する工程を説明するための模式図である。図8に示すように、ディスペンサ58により、治具50の基準面51における突き当て部7a,7bの形成部分に、硬化材料71a,71bを1滴ずつ滴下する。
ここでは、例えばUV照射などの何らかの処理によって突き当て部7a,7bとなる材料(硬化前の材料)を、「硬化材料」と称する。硬化材料71a,71bは、例えばアクリル系のUV硬化型接着剤であるが、これに限定されるものではない。例えば、促進剤の添加により硬化する硬化材料(例えば二液混合の接着剤)、時間の経過により硬化する硬化材料、または、温度変化により硬化する硬化剤を用いてもよい。
硬化材料71aは、治具50の長手方向(LEDヘッド15のX方向に対応)に、上述した突き当て部7aの間隔P1(図5)と同じ間隔で滴下される。一方、硬化材料71bは、治具50の長手方向に、上述した突き当て部7bの間隔P2,P3(図5)と同じ間隔で滴下される。
図9(A)〜(C)は、ホルダ3に突き当て部7a,7bを形成する工程を説明するための模式図である。図9(A)に示すように、ホルダ3を、底部30側が上になる向きに保持して治具50の上方に位置させ、ガイドピン53,54(図7)に沿って下降させる。なお、硬化材料71a,71bは、この段階では硬化しておらず、ある程度の粘性を有し、変形が可能である。また、硬化材料71a,71bの厚さ(鉛直方向の寸法)は、例えば1.0mmである。
図9(B)に示すように、ホルダ3が下降すると、ホルダ3の保持部35,36が硬化材料71a,71bに接触し、硬化材料71a,71bを押圧する。そして、ホルダ3がさらに下降してストッパピン55,56(図7)に当接することにより、ホルダ3の下降が停止する。この状態で、硬化材料71a,71bは、例えば厚さ0.5mm程度まで押しつぶされる。
次に、UV照射装置57を用いて硬化材料71a,71bにUVを照射し、硬化材料71a,71bを硬化させる。ここでは、UV照射装置57は、ホルダ3の側壁部31,32の上述した開口部39,40(図4)を介して、硬化材料71a,71bにUVを照射する。これにより、硬化材料71a,71bが硬化して、上述した突き当て部7a,7bとなる。突き当て部7a,7bは、保持部35,36の受け面37,38に付着した(すなわち接着された)状態となる。
そののち、図9(C)に示すように、ホルダ3をガイドピン53,54に沿って引き上げる。治具50の基準面51には、突き当て部7a,7bが付着しないように樹脂コーティングが施されているため、突き当て部7a,7bは保持部35,36に付着した状態で、基準面51から離れる。そして、突き当て部7a,7bの基準面51に当接していた面が、基板当接面70a,70bとなる。
ホルダ3を治具50から取り外すことにより、図10(A)に示すように、基板当接面70a,70bを有する突き当て部7a,7bが配置されたホルダ3が得られる。
その後、ホルダ3を、底部30側が下になる向きに保持して、図10(B)に示すように、基板6を突き当て部7a,7bの基板当接面70a,70bに当接させる。次いで、押し付け部材8を基板6上に取り付ける。このとき、押し付け部材8の係合片81,82を弾性変形させて、ホルダ3のスリット41,42に係合させる。また、押し付け部材8の下面の当接面83,84は、基板6の上面に当接する。押し付け部材8は、係合片81,82の弾性力により、基板6を突き当て部7a,7bの基板当接面70a,70bに押し付ける。これにより、ホルダ3と基板6と押し付け部材8とが一体化される。
次に、図3に示すように、ホルダ3の底部30の開口部33に、ロッドレンズアレイ2を取り付ける。ロッドレンズアレイ2は、基板6上のLEDアレイチップ5との距離がLoとなるようにZ方向に位置決めして、例えば接着剤により開口部33に固着する。また、開口部33とロッドレンズアレイ2との隙間を封止材34で封止する。なお、ホルダ3のロッドレンズアレイ2の取り付けは、突き当て部7a,7bの形成より前に行ってもよい。
以上の工程により、ホルダ3、ロッドレンズアレイ2、基板6および押し付け部材8が一体化したLEDヘッド15(露光装置)が完成する。
<作用>
図4に示すように、この第1の実施の形態では、基板6が、ホルダ3の突き当て部7a,7bの基板当接面70a,70bに当接した状態で保持される。このとき、基板6の−Y方向の端部は、第1列10aの突き当て部7aの基板当接面70aに当接することにより、うねりが抑制される。
また、基板6の+Y方向の端部は、第2列10bの突き当て部7bの基板当接面70bに当接する。上記の通り、第2列10bの突き当て部7bは、第1列10aの突き当て部7aの間隔よりも広い間隔で配列されているが、基板6の厚さ(例えば1mm)に対して第1列10aと第2列10bとの距離が比較的短い(例えば7mm)ため、基板6の剛性により、第1列10aの突き当て部7aの作用が基板6の+Y方向の端部まで及び、これにより基板6の+Y方向の端部のうねりも抑制される。
このように、基板6のY方向の両端部が、第1列10aの突き当て部7aおよび第2列10bの突き当て部7bに当接して位置決めされるため、基板6の平面度を高め、基板6を高い位置精度で保持することができる。
また、第2列10bの突き当て部7bの数が、第1列10aの突き当て部7aの数よりも少ないため、硬化材料71b(図8)の使用量を少なくすることができ、また、側壁部32に形成する開口部40および保持部36の数も少なくすることができる。そのため、製造コストを低減することができる。
また、図9(B)を参照して説明したように、平面度が約10μmの基準面51上の硬化材料71a,71bをホルダ3の保持部35,36で押圧し、その状態で硬化材料71a,71bを硬化させて突き当て部7a,7bを形成する。そのため、突き当て部7a,7bの基板当接面70a,70bの全体としての平面度は、治具50の基準面51の平面度と同じ約10μmとなる。その結果、基板6の平面度をさらに高めることができる。
<実施の形態の効果>
以上説明したように、本発明の第1の実施の形態では、基板6がホルダ3の突き当て部7a,7bに当接した状態で保持され、なお且つ、突き当て部7a,7bが、当該突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向しない領域A(第1の領域)を有するように配置されている。そのため、突き当て部7bの数を少なくした場合であっても、基板6を安定した状態で保持することができる。そのため、製造コストを低減し、且つ基板6を安定した状態で保持することができる。
また、突き当て部7a,7bが、領域A(第1の領域)に加えて、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向する領域B(第2の領域)を有するように配置されているため、突き当て部7bの数をさらに少なく抑えて製造コストを低減しつつ、基板6を高い位置精度で保持することができる。
また、突き当て部7bの数を少なくすることにより、基板6の平面度のばらつきの要因が減少するため、製造歩留りを向上させることができる。
また、領域A(突き当て部7a,7bがY方向に対向しない領域)が、X方向において、2つの領域B(突き当て部7a,7bがY方向に対向する領域)の間に配置されているため、領域Aでの基板6の位置ずれを抑制することができる。
また、突き当て部7aが等間隔(間隔P1)で配列され、突き当て部7bが突き当て部7aよりも広い間隔で配列されているため、比較的少ない数の突き当て部7bで、基板6のうねりを抑制することができる。
また、基板6のX方向両端では、突き当て部7a,7bがY方向に対向するため、基板6のX方向の両端(すなわち長手方向の両端)を確実に位置決めし、基板6の平面度を高めることができる。
また、突き当て部7a,7bは、樹脂からなる硬化材料71a,71bを基準面51に押圧した状態で硬化させたものであるため、基準面51の平面度(例えば10μm)とほぼ同等の面精度が得られる。そのため、基板6の平面度をさらに高めることができる。
また、硬化材料71a,71bとして、紫外線照射によって硬化する樹脂を用いることにより、UV照射で容易に突き当て部7a,7bを形成することができる。そのため、LEDヘッド15の製造工程をさらに簡単にすることができる。
また、突き当て部7a,7bが樹脂で構成されるため、基板6がホルダ3に対して電気的に絶縁される。そのため、基板6に、絶縁性を確保するためのレジスト層を形成する必要がない。
また、ホルダ3が板金材料で構成されるため、加工が容易であり、また突き当て部7a,7bを形成した後の変形を抑制することができる。さらに、アルミニウムの成形体で構成した場合よりも材料コストを低減し、製造コストをさらに低減することができる。
第1の変形例.
図11は、第1の実施の形態の第1の変形例における突き当て部7a,7bと基板6との位置関係を示す模式図である。第1の実施の形態では、LEDアレイチップ5から第1列10aの突き当て部7aまでのY方向の距離と、LEDアレイチップ5から第2列10bの突き当て部7bまでのY方向の距離とが同じであった。これに対し、この第1の変形例では、LEDアレイチップ5から第1列10aの突き当て部7aまでのY方向の距離d1が、LEDアレイチップ5から第2列10bの突き当て部7bまでのY方向の距離d2よりも短い。
言い換えると、この第1の変形例では、LEDアレイチップ5が、基板6のY方向中心に対して、第1列10aの突き当て部7a側に寄った位置に配置されている。このように、LEDアレイチップ5が第1列10aの突き当て部7a側に寄った位置に配置されているため、仮に基板6の変形が生じたとしても、その変形がLEDアレイチップ5に影響しにくい。その結果、LEDアレイチップ5のロッドレンズアレイ2および感光体ドラム13に対して対する位置精度を高めることができ、画像品質を高めることができる。
以上説明したように、この第1の変形例では、LEDアレイチップ5から突き当て部7aまでのY方向の距離d1を、LEDアレイチップ5から突き当て部7bまでのY方向の距離d2よりも短くすることにより、LEDアレイチップ5の位置精度を高め、画像品質を高めることができる。
第2の変形例.
図12(A)は、第1の実施の形態の第2の変形例における突き当て部7a,7bと基板6との位置関係を示す模式図である。図12(A)に示す第2の変形例では、基板6のX方向両端部を除く部分において、突き当て部7a,7bが千鳥状に配列されている。
第2の変形例では、第2列10bの突き当て部7bは、X方向に等間隔(間隔P5)で配列されている。これに対し、第1列10aの突き当て部7aは、不等間隔で配列されている。すなわち、第1列10aの両端部の突き当て部7aとそれぞれに隣接する突き当て部7aとの間隔P4は、第2列10bの突き当て部7bの間隔P5の半分(P5×1/2)である。また、第1列10aの中央部の突き当て部7aの間隔は、第2列10bの突き当て部7bの間隔P5と同じである。
図12(A)に示した例では、第1列10aの突き当て部7aは7個であり、第2列10bの突き当て部7bは6個である。但し、突き当て部7a,7bの数は、これらの数に限定されるものではない。
基板6のX方向両端部では、第1の実施の形態と同様に、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向している。言い換えると、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向する領域Bは、基板6のX方向両端部に配置されている。一方、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向しない領域Aは、基板6のX方向両端部を除く部分に配置されている。
また、領域Aでは、第1列10aの突き当て部7aと、第2列10bの突き当て部7bとが千鳥状に配列されている。言い換えると、X方向において、隣り合う2つの突き当て部7aの間に突き当て部7bが配置され、なお且つ、隣り合う2つの突き当て部7bの間に突き当て部7aが配置されている。
このように突き当て部7a,7bが千鳥状に配列されているため、比較的少ない数の突き当て部7a,7bで、基板6の+Y方向の端部および−Y方向の端部のうねりを抑制し、基板6の平面度を高めることができる。これにより、製造コストを低減しながら、基板6を高い位置精度で保持することができる。
なお、突き当て部7a,7bのそれぞれの間隔は、図12(A)に示した間隔P4,P5に限定されるものではなく、基板6のX方向両端部を除く部分において突き当て部7a,7bが千鳥状に配列されていればよい。
以上説明したように、この第2の変形例では、突き当て部7a,7bを千鳥状に配列することにより、突き当て部7a,7bの数を少なくして製造コストを低減しながら、基板6を高い位置精度で保持することができる。
なお、この第2の変形例において、第1の変形例で説明したように、LEDアレイチップ5から突き当て部7aまでの距離を、LEDアレイチップ5から突き当て部7bまでの距離よりも短く(あるいは長く)してもよい。
第3の変形例.
図12(B)は、第1の実施の形態の第3の変形例における突き当て部7a,7bの配列を示す図である。図12(B)に示す第3の変形例でも、基板6のX方向両端部を除き、突き当て部7a,7bが千鳥状に配列されている。但し、第1列10aの突き当て部7aの数と第2列10bの突き当て部7bの数は、同数である。
第3の変形例では、第1列10aの突き当て部7aの間隔は、3通りある。すなわち、第1列10aの−X方向の端部の突き当て部7aとこれに隣接する突き当て部7aとの間隔は、P7である。第1列10aの+X方向の端部の突き当て部7aとこれに隣接する突き当て部7aとの間隔は、上記の間隔P7よりも小さいP9である。その他の突き当て部7aの間隔は、間隔P7よりも小さく間隔P9よりも大きい間隔P8である。
第2列10bの突き当て部7bの間隔も、3通りある。すなわち、第2列10bの−X方向の端部の突き当て部7bとこれに隣接する突き当て部7bとの間隔は、上述した間隔P9である。第2列10bの+X方向の端部の突き当て部7bとこれに隣接する突き当て部7bとの間隔は、上述した間隔P7である。その他の突き当て部7bの間隔は、上述した間隔P8である。
言い換えると、第2列10bの突き当て部7bは、基板6のX方向およびY方向の中心点を中心として、第1列10aの突き当て部7aを180度回転させたように配列されている。
図12(A)に示した例では、第1列10aの突き当て部7aは6個であり、第2列10bの突き当て部7bも6個である。すなわち、突き当て部7a,7bの数は、互いに同数である。なお、突き当て部7a,7bの数は、6個に限定されるものではない。
基板6のX方向両端部では、第1の実施の形態と同様に、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向している。言い換えると、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向する領域Bは、基板6のX方向両端部に配置されている。一方、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向しない領域Aは、基板6のX方向両端部を除く部分に配置されている。
また、領域Aでは、第1列10aの突き当て部7aと、第2列10bの突き当て部7bとが千鳥状に配列されている。言い換えると、X方向において、隣り合う2つの突き当て部7aの間に突き当て部7bが配置され、なお且つ、隣り合う2つの突き当て部7bの間に突き当て部7aが配置されている。
このように突き当て部7a,7bが千鳥状に配列されているため、比較的少ない突き当て部7a,7bで、基板6の+Y方向の端部および−Y方向の端部のうねりを抑制し、基板6の平面度を高めることができる。これにより、製造コストを低減しながら、基板6を高い位置精度で保持することができる。
なお、突き当て部7a,7bのそれぞれの間隔は、図12(B)に示した間隔P7,P8,P9に限定されるものではなく、基板6のX方向両端部を除く部分において突き当て部7a,7bが千鳥状に配列され、突き当て部7a,7bの数が同数であればよい。
以上説明したように、この第3の変形例においても、突き当て部7a,7bを千鳥状に配列することにより、突き当て部7a,7bの数を少なくして製造コストを低減しながら、基板6を高い位置精度で保持することができる。
なお、この第3の変形例において、第1の変形例で説明したように、LEDアレイチップ5から突き当て部7aまでの距離を、LEDアレイチップ5から突き当て部7bまでの距離よりも短く(あるいは長く)してもよい。
また、上述した第1の実施の形態および各変形例では、ホルダ3を板金で構成したが、これに限定されるものではなく、例えばアルミニウムのダイキャスト成形体で構成してもよく、プラスチックの射出成形体で構成してもよい。
ここで、ホルダをアルミニウムのダイキャスト成形体で構成した場合には、機械加工により基板当接面を高精度に形成することもできる。この点について、次の第4の変形例で説明する。
第4の変形例.
図13は、第1の実施の形態の第4の変形例における露光装置を示す断面図である。図13に示す第4の変形例の露光装置は、ホルダ60の構成において、第1の実施の形態のホルダ3と異なっている。
ホルダ60は、例えばアルミニウムのダイキャスト成形体で構成されている。ホルダ60は、Y方向に対向する一対の側壁61,62を有している。側壁61,62のY方向内側には、機械加工により、基板当接面S1,S2が形成されている。基板当接面S1,S2は機械加工で形成されるため、例えば20μm程度の平面度が得られる。
LEDアレイチップ5が配列された基板6は、基板当接面S1,S2に当接した状態で、上方(+Z側)から押し付け部材66によって押し付けられて保持される。押し付け部材66は、Y方向における両側に、第1の実施の形態の押し付け部材8の係合片81,82(図3)と同様の係合片66a,66bを有している。この係合片66aは、側壁61,62に形成されたスリット65a,65bに係合する。
ホルダ60の底部(−Z側の部分)には、ロッドレンズアレイ2を挿入する開口部67が形成されている。ホルダ60の開口部67とロッドレンズアレイ2との隙間は、封止材34によって封止される。
図14は、図13に示した線分XIV−XIVにおける矢視方向の断面図である。この第4の変形例では、ホルダ60の基板当接面S1,S2が、第1の実施の形態の突き当て部7a,7bと同様に配列されている。
すなわち、基板当接面S1,S2がY方向に対向しない領域Aと、基板当接面S1,S2がY方向に対向する領域Bとが設けられている。さらに、基板当接面S1は等間隔(間隔P1)で配列され、基板当接面S2は間隔P1よりも大きい間隔P2,P3で配列されている。間隔P1,P2,P3は、第1の実施の形態で説明したとおりである。
この第4の変形例においても、基板当接面S1,S2がY方向に互いに対向しない第1の領域Aと、基板当接面S1,S2がY方向に互いに対向する第2の領域Bとが設けられているため、基板当接面S1,S2を加工する箇所を少なく抑えつつ、基板6を高い位置精度で保持することができる。
なお、第1の変形例で説明したように、LEDアレイチップ5から基板当接面S1までの距離を、LEDアレイチップ5から基板当接面S2までの距離よりも短くしてもよい。また、第2および第3の変形例で説明したように、基板6のX方向両端部を除き、基板当接面S1,S2を千鳥状に配列してもよい。
第5の変形例.
図15は、第1の実施の形態の第5の変形例における露光装置を示す断面図である。上述した第1の実施の形態および各変形例では、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向しない領域A(第1の領域)と、Y方向に互いに対向する領域B(第2の領域)とが設けられていた。
これに対し、この第5の変形例では、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向しない領域A(第1の領域)のみが設けられている。すなわち、この第5の変形例では、突き当て部7a,7bは、Y方向に対向しない。
この第5の変形例においても、基板6がホルダ3の突き当て部7a,7bに当接した状態で保持され、なお且つ、突き当て部7a,7bがY方向に互いに対向しないように(すなわち領域Aのみを有するように)配置されることにより、突き当て部7bの数を少なくしつつ、基板6を安定した状態で保持することができる。
なお、上述した第1〜第4の変形例に、第5の変形例の構成(突き当て部7a,7bが領域Aのみを有するように配置される構成)を適用することも可能である。
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変形を行なうことができる。
1 画像形成装置、 2 ロッドレンズアレイ(レンズ)、 3 ホルダ、 5 LEDアレイチップ(発光素子)、 6 基板、 7a 突き当て部(第1の突き当て部)、 7b 突き当て部(第2の突き当て部)、 8 押し付け部材、 10a 第1列、 10b 第2列、 12,12Bk,12Y,12M,12C 画像形成ユニット、 15,15Bk,15Y,15M,15C LEDヘッド(露光装置)、 30 底部、 31,32 側壁部、 33 開口部、 34 封止材、 35,36 保持部、 37,38 受け面、 39,40 スリット(係合穴)、 41,42 開口部、 50 治具、 51 基準面、 52 挿入部、 60 ホルダ、 61,62 側壁、 66 押し付け部材、 70a,70b 基板当接面、 71a,71b 硬化材料、 S1,S2 基板当接面。

Claims (17)

  1. 発光素子が配置され、第1の方向に延在する基板と、
    前記発光素子の光が入射するレンズと、
    前記基板と前記レンズとを保持するホルダと、
    を有し、
    前記ホルダは、
    前記第1の方向と直交する第2の方向における前記基板の一端側で前記第1の方向に配列され、前記基板と当接する複数の第1の突き当て部と、
    前記第2の方向における前記基板の他端側で前記第1の方向に配列され、前記基板と当接する複数の第2の突き当て部と、
    を有し、
    前記第1の突き当て部および前記第2の突き当て部は、前記第1の突き当て部と前記第2の突き当て部とが前記第2の方向に互いに対向しない第1の領域を有するように配列されていること
    を特徴とする露光装置。
  2. 前記第1の突き当て部および前記第2の突き当て部は、前記第1の領域に加えて、前記第1の突き当て部と前記第2の突き当て部とが前記第2の方向に互いに対向する第2の領域を有するように配列されていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
  3. 前記第1の領域は、前記第1の方向に隣り合う2つの前記第2の領域の間に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の露光装置。
  4. 前記第1の方向は、前記基板の長手方向であって、
    前記第2の方向は、前記基板の短手方向であって、
    前記第2の領域は、前記基板の長手方向における両端部のそれぞれに配置されること
    を特徴とする請求項2または3に記載の露光装置。
  5. 前記第2の領域は、前記基板の長手方向における両端部以外にも配置されること
    を特徴とする請求項2から4までの何れか1項に記載の露光装置。
  6. 前記第2の突き当て部の数は、前記第1の突き当て部の数よりも少ないことを特徴とする請求項1から5までの何れか1項に記載の露光装置。
  7. 前記第2の方向における前記発光素子と前記第1の突き当て部との距離は、前記第2の方向における前記発光素子と前記第2の突き当て部との距離と同じであることを特徴とする請求項1から6までの何れか1項に記載の露光装置。
  8. 前記第2の方向における前記発光素子と前記第1の突き当て部との距離は、前記第2の方向における前記発光素子と前記第2の突き当て部との距離よりも短いことを特徴とする請求項1から6までの何れか1項に記載の露光装置。
  9. 前記第1の領域において、前記第1の突き当て部と前記第2の突き当て部とが千鳥状に配置されることを特徴とする請求項1から8までの何れか1項に記載の露光装置。
  10. 前記第1の突き当て部および前記第2の突き当て部のうちの少なくとも一方は、前記第1の方向において等間隔で配列されていることを特徴とする請求項1から9までの何れか1項に記載の露光装置。
  11. 前記第1の突き当て部および前記第2の突き当て部のうちの少なくとも一方は、前記第1の方向において不等間隔で配列されていることを特徴とする請求項1から10までの何れか1項に記載の露光装置。
  12. 前記第1の突き当て部および前記第2の突き当て部は、いずれも、樹脂を硬化させたものであることを特徴とする請求項1から11までの何れか1項に記載の露光装置。
  13. 前記樹脂は、紫外線照射により硬化する樹脂であることを特徴とする請求項12に記載の露光装置。
  14. 前記ホルダは、前記基板を前記第2の方向に挟み込むように配置された第1の側壁部と第2の側壁部とを有し、
    前記第1の突き当て部および前記第2の突き当て部は、前記第1の側壁部および前記第2の側壁部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1から13までの何れか1項に記載の露光装置。
  15. 前記ホルダに取り付けられ、前記基板を前記第1の突き当て部および前記第2の突き当て部に押し当てる押し当て部材をさらに備えたことを特徴とする請求項1から14までの何れか1項に記載の露光装置。
  16. 前記発光素子は、LED素子であることを特徴とする請求項1から15までの何れか1項に記載の露光装置。
  17. 請求項1から16までの何れか1項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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