JP2018118479A

JP2018118479A - 光書き込みヘッド及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2018118479A
Application number: JP2017012643A
Authority: JP
Inventors: 昭夫中谷; Akio Nakatani
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2018-08-02

Abstract

【課題】短いレンズアレイを使用したＬＥＤヘッドをつないで長尺のＬＥＤプリントヘッドとする場合、２つのＬＥＤヘッド間に発生する照射タイミングのずれや、フォーカス点の不連続の位置ずれ等を軽減することが可能となり、直線印字に生じる段差や、印字濃淡の発生による印字品質の低下を抑制できる光書き込みヘッド及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤアレイチップ５５を配置したＬＥＤユニット基板５４と、これが固定されるベース５３と、ＬＥＤアレイチップ５５から出力される光を所定のフォーカス点に収束させるレンズアレイ５１と、ベース５３とレンズアレイ５１を保持するホルダ５２を有し、レンズアレイ５１を外側基準面８０に対して傾斜して配置し、フォーカス点を外側基準面８０より外側に設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真プリンタの露光装置等に用いられるＬＥＤ（発光ダイオード）プリントヘッドの構造及びＬＥＤプリントヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。

従来、長尺のＬＥＤプリントヘッドは、１本の長いレンズアレイを使用すると高価なものになってしまうため、短い安価なレンズアレイを使用したＡ４やＡ３サイズのＬＥＤヘッドをつないで長尺のＬＥＤプリントヘッドにする、といった構造が用いられている。但し、短いＬＥＤヘッドをつなぐ場合、構造上、互に干渉してレンズアレイを一直線状に並べることができないため、副走査方向にＬＥＤヘッドをずらして並べ、つないでいた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−４４３７１号公報（第１２頁、図４）

しかしながら、副走査方向にＬＥＤヘッドをずらして並べた場合、隣接するＬＥＤヘッドとは、ＬＥＤのフォーカス位置が副走査方向にずれてしまう。そのため、ＬＥＤの発光する時間をずらすことで見かけ上のＬＥＤの結像位置が一直線になるようにしているが、感光体ドラムの回転ムラ等でタイミングがずれてしまうと、印字したときの直線に段差が生じるという問題があった。また、つないだＬＥＤヘッド間のつなぎ目部分のフォーカス位置が連続するように調整することは難しく、その結果つなぎ目での印字濃淡が目立って印字品質が低下するという課題があった。

本発明による書き込みヘッドは、
ＬＥＤアレイチップを配置した載置基板と、前記載置基板が固定されたベースと、前記ＬＥＤアレイチップから出力される光を所定の収束位置に収束させるレンズアレイと、前記ベースと前記レンズアレイとを保持する保持部材とを有し、
前記レンズアレイを、前記保持部材の平面状の外形部を含む第１の基準面に対して傾斜して配置し、前記所定の収束位置を前記第１の基準面より外側に設定したＬＥＤヘッド
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、複数のＬＥＤヘッドをつないで１つの書き込みヘッドを形成する場合に、各ＬＥＤヘッドのフォーカス点を直線状に連続して配置することが可能となる。

本発明によるＬＥＤプリントヘッドを備えた実施の形態１の画像形成装置を、正面からみた要部構成を概略的に示す要部構成図である。本発明による実施の形態１のＬＥＤプリントヘッドを正面（Ｙ軸のプラス側）からみた要部構成図である。ＬＥＤプリントヘッドを構成する第１ＬＥＤヘッド単体の要部構成図である。千鳥状に配置された、第１ＬＥＤヘッドと第２ＬＥＤヘッドの配置関係の説明に供する図であり、（ａ）は、第１ＬＥＤヘッドの後端部近傍の一部をフォーカス点側からみた概略図であり、（ｂ）は、第２ＬＥＤヘッドの前端部近傍の一部をフォーカス点側からみた概略図であり、（ｃ）は、ＬＥＤプリントヘッドの長手方向の中央部をフォーカス点側からみた概略図である。（ａ）は、第１ＬＥＤヘッド及び第２ＬＥＤヘッドが、それぞれ図示しない調整冶具に取り付けられた状態を示し、（ｂ）は、第１ＬＥＤヘッド及び第２ＬＥＤヘッドが互いに所定の位置関係に配置された状態を示す。第１ＬＥＤヘッドと第２ＬＥＤヘッドの別の位置決め方法の説明に供する図である。第１ＬＥＤヘッドを単独で使用する場合の配置例を示す図である。本発明による実施の形態２のＬＥＤプリントヘッドを正面（Ｙ軸のプラス側）からみた要部構成図である。実施の形態２のＬＥＤプリントヘッドを構成する第１ＬＥＤヘッド単体の要部構成図である。

実施の形態１．
図１は、本発明によるＬＥＤプリントヘッドを備えた実施の形態１の画像形成装置を、正面からみた要部構成を概略的に示す要部構成図である。

画像形成装置１１は、例えば、電子写真カラープリンタとしての構成を備え、独立した４つの画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に画像形成ユニット１２と称す場合がある）が、記録媒体としての記録用紙３０の搬送方向（矢印Ａ方向）に沿って上流側から順に配設されている。画像形成ユニット１２Ｋはブラック（Ｋ）の画像を形成し、画像形成ユニット１２Ｙはイエロー（Ｙ）の画像を形成し、画像形成ユニット１２Ｍはマゼンタ（Ｍ）の画像を形成し、画像形成ユニット１２Ｃはシアン（Ｃ）の画像を形成する。なお、記録媒体として、記録用紙３０の他に、ＯＨＰ用紙、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。

画像形成ユニット１２Ｋには、感光体ドラム１３Ｋ、感光体ドラム１３Ｋの表面を均一に帯電する帯電ローラ１４Ｋ、感光体ドラム１３Ｋの表面に形成された静電潜像に、図示しない現像剤としてのトナーを付着させ、トナー像を形成する現像ローラ１６Ｋ、現像ローラ１６Ｋに圧接させたトナー供給ローラ１８Ｋと、転写後に、感光体ドラム１３Ｋに残留するトナーを除去するクリーニングブレード２７Ｋが配置されている。同様にして、画像形成ユニット１２Ｙには、感光体ドラム１３Ｙ、帯電ローラ１４Ｙ、現像ローラ１６Ｙ、トナー供給ローラ１８Ｙ、及びクリーニングブレード２７Ｙが配置され、画像形成ユニット１２Ｍには、感光体ドラム１３Ｍ、帯電ローラ１４Ｍ、現像ローラ１６Ｍ、トナー供給ローラ１８Ｍ、及びクリーニングブレード２７Ｍが配置され、画像形成ユニット１２Ｃには、感光体ドラム１３Ｃ、帯電ローラ１４Ｃ、現像ローラ１６Ｃ、トナー供給ローラ１８Ｃ、及びクリーニングブレード２７Ｃが配置されている。

各トナー供給ローラ１８Ｋ、１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にトナー供給ローラ１８と称す場合がある）は、画像形成ユニット本体に対して着脱可能に装着された対応するトナーカートリッジ２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にトナーカートリッジ２０と称す場合がある）から供給された各色のトナーを対応する現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に現像ローラ１６と称す場合がある）に供給するローラである。各現像ローラ１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃには、それぞれ対応する現像ブレード１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に現像ブレード１９と称す場合がある）が圧接されている。現像ブレード１９は、現像ローラ１６上にあって、トナー供給ローラ１８から供給されたトナーを薄層化するものである。尚、ここでは、トナーカートリッジ２０は、画像形成ユニット１２本体に対して着脱自在に装着されるものとしたが、一体的に形成されていてもよい。

各画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃにおける、感光体ドラム１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に感光体ドラム１３と称す場合がある）の上方には、それぞれ対応するＬＥＤプリントヘッド１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にＬＥＤプリントヘッド１５と称す場合がある）が、感光体ドラム１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃと対向する位置に配設されている。ＬＥＤプリントヘッド１５は、対応する色の画像データに従って感光体ドラム１３を露光し、その静電潜像を形成する。尚、ＬＥＤプリントヘッド１５については後で詳しく説明する。

４つの画像形成ユニット１２の各感光体ドラム１３の下方には、転写ユニット２１が配設されている。転写ユニット２１は、転写ローラ１７Ｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ（特に区別する必要がない場合は単に転写ローラ１７と称す場合がある）と、転写ベルト駆動ローラ２１ａ及び転写ベルト従動ローラ２１ｂによって、張架した状態で図１中の矢印Ａ方向へ走行可能に配設された転写ベルト２６を備えている。各転写ローラ１７は、転写ベルト２６を介してそれぞれ対応する感光体ドラム１３に圧接して配置され、このニップ部において記録用紙３０をトナーと逆の極性に帯電させ、対応する感光体ドラム１３に形成された各色のトナー像を順次記録用紙３０に重ねて転写する。

画像形成装置１１の下部には、転写ベルト２６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、ホッピングローラ２２、レジストローラ対２３、用紙収容カセット２４、及びこの用紙収容カセット２４内の用紙の色を測色する用紙色測色部２５等を備えている。

更に、転写ベルト２６による記録用紙３０の排出側には、定着器２８が設けられている。定着器２８は、加熱ローラ及びバックアップローラを有し、記録用紙３０上に転写されたトナーを加圧、加熱することによって定着させる装置であり、この排出側には、用紙ガイド３１に沿って配置された図示しない排出ローラ及び用紙スタッカ部２９等が設けられている。

尚、図１中のＸ、Ｙ、Ｚの各軸は、記録用紙３０が画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃを通過する際の搬送方向にＸ軸をとり、感光体ドラム１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの回転軸方向にＹ軸をとり、これら両軸と直交する方向にＺ軸をとっている。また、後述する他の図においてＸ、Ｙ、Ｚの各軸が示される場合、これらの軸方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のＸＹＺ軸は、各図の描写部分が、図１に示す画像形成装置１１を構成する際の配置方向を示している。またここでは、Ｚ軸が略鉛直方向となるように配置されるものとする。

以上のように構成された画像形成装置１１における印刷動作について説明する。先ず、用紙収容カセット２４内の記録用紙３０は、ホッピングローラ２２によって繰り出され、レジストローラ対２３へ送られて斜行が矯正され、続いてレジストローラ対２３から転写ベルト２６に送られ、この転写ベルト２６の走行に伴って、画像形成ユニット１２Ｋ、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃへと順次搬送される。

一方、各画像形成ユニット１２において、感光体ドラム１３の表面は、帯電ローラ１４（特に区別する必要がない場合は単に帯電ローラ１４と称す場合がある）によって帯電された後、対応するＬＥＤプリントヘッド１５によって露光され、この露光によって表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された部分には、現像ローラ１６上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて対応する色のトナー像が形成される。各感光体ドラム１３に形成されたトナー像は、対応する転写ローラ１７によって記録用紙３０に順次重ねて転写され、記録用紙３０上にカラーのトナー像を形成する。転写後に、各感光体ドラム１３上に残留したトナーは、それぞれ対応するクリーニングブレード２７（特に区別する必要がない場合は単にクリーニングブレード２７と称す場合がある）によって除去される。

カラーのトナー像が形成された記録用紙３０は、定着器２８に送られる。この定着器２８において、カラーのトナー像が記録用紙３０に定着され、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された記録用紙３０は、図示しない排出ローラによって用紙ガイド３１に沿って搬送され、用紙スタッカ部２９へ排出される。以上のような過程を経て、カラー画像が記録用紙３０上に形成される。尚、転写ベルト２６上に付着する残留トナーは、ベルトクリーニングブレード３２によって掻き取られてベルトクリーナ容器３３内に収容される。

次に書き込みヘッドとしてのＬＥＤプリントヘッド１５の構成について更に説明する。図１に示す画像形成ユニット１２における、各感光体ドラム１３と、対応するＬＥＤプリントヘッド１５との位置関係は、いずれも同じであるため、代表してその内の１色の感光体ドラム１３とＬＥＤプリントヘッド１５について説明する。

図２は、本発明による実施の形態１のＬＥＤプリントヘッド１５を正面（Ｙ軸のプラス側）からみた要部構成図であり、図１に対して上下左右が逆になっている。図３は、ＬＥＤプリントヘッド１５を構成する第１ＬＥＤヘッド４０単体の要部構成図である。

図２に示すように、ＬＥＤプリントヘッド１５は、ＬＥＤヘッドとしての第１ＬＥＤヘッド４０と、正面から見て第１ＬＥＤヘッド４０に対して左右対称に形成されたＬＥＤヘッドとしての第２ＬＥＤヘッド１４０とが、後述するように、所定の関係で配置され、固定されることによって構成されている。

先ず、第１ＬＥＤヘッド４０の構成について、主に図３を参照しながら説明する。

第１ＬＥＤヘッド４０は、複数のＬＥＤを等間隔に直線状に配置したＬＥＤアレイチップ５５、ＬＥＤアレイチップ５５が搭載された載置基板としてのＬＥＤユニット基板５４、ＬＥＤユニット基板５４を支えるベース５３、ＬＥＤアレイチップ５５からの光を感光体ドラム１３上に収束させるためのレンズアレイ５１、レンズアレイ５１を保持するための保持部材としてのホルダ５２、及びＬＥＤユニット基板５４への信号を受け取るコネクタ６１等を有する。ＬＥＤユニット基板５４は、鋼板からなるベース５３に接着剤５９によって接着されて保持されている。

尚、ＬＥＤアレイチップ５５は、ＬＥＤユニット基板５４上に複数配置され、各ＬＥＤアレイチップ５５のＬＥＤ（図示せず）が、第１ＬＥＤヘッド４０の長手方向（Ｙ軸方向）において直線上に、所定のピッチで合計ｍ個配列されるように、同方向に沿って配置されている。

そしてホルダ５２は、ホルダ５２とベース５３を接着剤５７によって接着することでＬＥＤユニット基板５４を保持している。接着剤５７で固定された以外の部分は、ホルダ５２とベース５３との間に隙間があるので封止剤６０を塗布することで封止し、第１ＬＥＤヘッド４０内部に異物が入るのを防止している。

概ねコの字状の鋼板からなるホルダ５２は、互いに平行に対向する側面部５２ａ，５２ｂ、これらの側面部５２ａ，５２ｂをつなぐ上板部５２ｃを備え、上板部５２ｃの、一方の側面部５２ａよりの位置には、ホルダ５２の長手方向（Ｙ軸方向）に延在する開口部６２が形成されている。この開口部６２には、レンズアレイ５１が嵌入して後述する所定の状態に配置され、ホルダ５２に接着剤５６によって固定されている。

ここでレンズアレイ５１は、一方の側面部５２ａの、平面状の外形部としての外側平面を含む平面を第１の基準面としての外側基準面８０としたとき、レンズアレイ５１の光軸８１が外側基準面８０と傾斜角θ１で交わり、光軸８１がＬＥＤアレイチップ５５の出射面と交差するように外側基準面８０に対して傾斜した状態に配置される。更にレンズアレイ５１は、ＬＥＤアレイチップ５５の出射面からレンズアレイ５１の光の入射端面までの入射距離Ｌｉとレンズアレイ５１の光の出射端面から像が結像する収束位置としてのフォーカス点１０５までの出射距離Ｌｏにおいて、距離Ｌｉと距離Ｌｏが等しくなるように配置される。

ここで、フォーカス点１０５は、外側基準面８０上にあるか、外側基準面８０に対してＬＥＤアレイチップ５５と反対側に距離Ｘ１だけ離れた位置となるように設定される。このため、レンズアレイ５１の傾斜角θ１、入射距離Ｌｉ（＝出射距離Ｌｏ）等を設定、調整する際には、上記の各条件が満たされるように行う必要がある。距離Ｘ１については、大きくなると傾斜角θ１も大きくなり感光体ドラム１３との距離が近づくため０〜１ｍｍの範囲とし、ここでは０．５ｍｍとしている。

そして接着剤５６で固定された以外の部分は、ホルダ５２とレンズアレイ５１との間に隙間があるので封止剤５８を塗布することで封止している。これによりレンズアレイ５１からの光が外に漏れること防止すると共に、第１ＬＥＤヘッド４０内部に異物が入ってくることを防止している。またここでは、ホルダ５２の開口部６２において、ホルダ５２に対するレンズアレイ５１の接着力が増すように、上板部５２ｃの対向する一対の開口端部を、レンズアレイ５１の光軸８１と略平行になるように互いに逆方向に折り曲げて、接着剤５６による接着面積を広げているが、必ずしも曲げる必要はない。

光軸８１を傾斜角θ１だけ傾けた場合、ＬＥＤアレイチップ５５の出射面からレンズアレイ５１に入射する光量が減少するため、レンズアレイ５１を透過する光量が小さくなり、感光体ドラム１３上に照射される必要エネルギーが不足することが考えられる。この場合、ＬＥＤの点灯時間を長くしたり、ＬＥＤアレイチップ５５上にある図示せぬＬＥＤ発光素子にマイクロレンズを付けてレンズアレイ５１に入射する光量をアップさせたり、ＬＥＤアレイチップ５５を傾けてレンズアレイ５１に入射する光量を上げる等により、必要エネルギーを照射することが可能となる。

尚、図３に示す第１ＬＥＤヘッド４０は、単独で使用する場合、図７に示すように、感光体ドラム１３の回転軸１３ａを通り、鉛直方向に伸びる仮想直線ｌ１（基準面１００）に対して光軸８１がθ１傾斜して配置される。そのため、θ１の傾斜角に応じて、仮想直線ｌ１（基準面１００）と第１ＬＥＤヘッド４０との位置を水平方向（基準面１００と直交する方向）に調整して配置することが出来る。

図２に示すＬＥＤプリントヘッド１５は、図３で説明した第１ＬＥＤヘッド４０と、後述するＬＥＤヘッドとしての第２ＬＥＤヘッド１４０とを、Ｙ軸に沿って千鳥状に配置した構成を備えている。この第２ＬＥＤヘッド１４０は、ＬＥＤアレイチップ１５５、ＬＥＤアレイチップ１５５が搭載されたＬＥＤユニット基板１５４、ＬＥＤユニット基板１５４を支えるベース１５３、ＬＥＤアレイチップ１５５からの光を感光体ドラム１３上に収束させるためのレンズアレイ１５１、レンズアレイ１５１を保持するためのホルダ１５２、及びＬＥＤユニット基板１５４への信号を受け取るコネクタ１６１等を備え、例えば第１ＬＥＤヘッド４０の外側基準面８０と平行な面に対して第１ＬＥＤヘッド４０と面対称に形成されている。

以後、図２のＬＥＤプリントヘッド１５を正面として（Ｙ軸のプラス側からみて）、ＬＥＤプリントヘッド１５上下左右前後の方向を特定する場合がある。尚、図１においては上下左右が逆になる。

図４は、前記したように千鳥状に配置された、ＬＥＤプリントヘッド１５の、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の配置関係の説明に供する図であり、同図（ａ）は、第１ＬＥＤヘッド４０の後端部近傍の一部をフォーカス点１０５側からみた概略図であり、同図（ｂ）は、第２ＬＥＤヘッド１４０の前端部近傍の一部をフォーカス点１０５側からみた概略図であり、同図（ｃ）は、ＬＥＤプリントヘッド１５の長手方向の中央部を同じくフォーカス点１０５側からみた概略図である。

図４（ａ）に示すように、Ｘ軸方向において、第１ＬＥＤヘッド４０の外側基準面８０から距離Ｘ１の位置には、ＬＥＤアレイチップ５５のｍ個の各ＬＥＤ、及びレンズアレイ５１によって形成されるフォーカス点１０５が形成されるが、同図（ａ）には、後端側から４つの各ＬＥＤ（図示せず）によって形成される（ｍ−３）、（ｍ−２）、（ｍ−１）、及び（ｍ）番目のフォーカス点の位置が示されている。

また図４（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向において、第２ＬＥＤヘッド１４０の第１の基準面としての外側基準面１８０から距離Ｘ１の位置には、ＬＥＤアレイチップ１５５のｍ個の各ＬＥＤ、及びレンズアレイ５１によって形成されるフォーカス点１０５が形成されるが、同図（ｂ）には、前端側から４つの各ＬＥＤ（図示せず）によって形成される（１）、（２）、（３）、及び（４）番目のフォーカス点の位置が示されている。

図４（ｃ）は、図２に示すように、千鳥状に配置された第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の各フォーカス点１０５の配置関係を示している。同図（ｃ）に示すように、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の各フォーカス点１０５は、第２の基準面としての基準面１００に位置し、第１ＬＥＤヘッド４０の最後端の（ｍ）番目のフォーカス点１０５に続いて第２ＬＥＤヘッド１４０の最前端の（１）番目のフォーカス点１０５が連続し、且つその間隔が、ＬＥＤアレイチップ５５，１５５のｍ個の各ＬＥＤ間のピッチと一致するように配置されている。

このとき、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０とは、図２に示すように、Ｙ軸方向から透視したとき、基準面１００に対して面対称となる。このため、各フォーカス点１０５も、基準面１００において、第１ＬＥＤヘッド４０及び第２ＬＥＤヘッド１４０の長手方向（Ｙ軸方向）に直線状に配置されＸ−Ｚ平面でのフォーカス位置が一致する。尚、後述するように、第１ＬＥＤヘッド４０の各フォーカス点１０５と第２ＬＥＤヘッド１４０の各フォーカス点１０５とが高さ方向（Ｚ軸方向）においてずれる場合にも、同方向における両ＬＥＤヘッドの相対的な位置関係を調整することで修正することができる。

上記したように、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０とが千鳥状に配置されるとき、図２に示すように、第１ＬＥＤヘッド４０の側面部５２ａと基準面１００との間、及び第２ＬＥＤヘッド１４０の側面部１５２ａと基準面１００との間には、それぞれ隙間Ｘ１が生じ、図４（ｃ）に示すように、第１ＬＥＤヘッド４０の側面部５２ａと第２ＬＥＤヘッド１４０の側面部１５２ａ間には、長手方向において重なる箇所で、距離（２×Ｘ１）の隙間が生じる。

従って、長手方向において、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０とが重なる箇所の、側面部５２ａと側面部１５２ａとの隙間部分には、図２に示すように、複数個所において接着剤１１０を充填し、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０とを固定し、上記した相対的な位置関係を維持する。

以上のように構成されたＬＥＤプリントヘッド１５は、図１に示す画像形成装置１１において、図２に示すように、フォーカス点１０５が、感光体ドラム１３の表面に位置し、その軸方向に配列されるように位置決めされる。そしてコネクタ６１，１６１を介して入力される発光制御信号に基づいて、ＬＥＤアレイチップ５５，１５５の各ＬＥＤを選択的に漸次発光して、図２の矢印方向に回転する感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成する。

次に、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の相対的な位置決め方法について、図５を参照しながら説明する。図５において、同図（ａ）は、第１ＬＥＤヘッド４０及び第２ＬＥＤヘッド１４０が、それぞれ図示しない調整冶具に取り付けられた状態を示し、同図（ｂ）は、第１ＬＥＤヘッド４０及び第２ＬＥＤヘッド１４０が互いに所定の位置関係に配置された状態を示す。

調整冶具は、第１ＬＥＤヘッド４０の外側基準面８０と第２ＬＥＤヘッド１４０の外側基準面１８０とが互いに平行に対峙しながら、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸方向に移動できるように、第１ＬＥＤヘッド４０及び第２ＬＥＤヘッド１４０を保持する。そして第１ＬＥＤヘッド４０のコネクタ６１及び第２ＬＥＤヘッド１４０のコネクタ１６１を介して信号を送り、第１ＬＥＤヘッド４０のＬＥＤアレイチップ５５及び第２ＬＥＤヘッド１４０のＬＥＤアレイチップ１５５の各ＬＥＤを発光する。

調整冶具の操作者は、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の各フォーカス点１０５を監視しながら、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０との相対的な位置をＸ、Ｙ軸方向に移動させ、図５（ｂ）に示すように、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の各フォーカス点１０５が基準面１００に位置し、且つ第１ＬＥＤヘッド４０の最後端の（ｍ）番目のフォーカス点１０５に続いて第２ＬＥＤヘッド１４０の最前端の（１）番目のフォーカス点１０５が連続し、更にその間隔が、ＬＥＤアレイチップ５５，１５５のｍ個の各ＬＥＤ間のピッチと一致するように配置する。このとき、第１ＬＥＤヘッド４０の外側基準面８０と第２ＬＥＤヘッド１４０の外側基準面１８０とは、距離（２×Ｘ１）で対峙する。

次に、調整冶具の操作者は、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の各フォーカス点１０５が、高さ方向（Ｚ軸方向）で一致するように、同方向における第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０との相対的な位置関係を調整する。この状態で、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０とが、長手方向（Ｙ軸方向）において重なる箇所で、図２に示すように、側面部５２ａと側面部１５２ａとの隙間部分に接着剤１１０を複数箇所で充填し、上記した所定の位置関係にある第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０とを互いに固定する。

図６は、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の別の位置決め方法の説明に供する図である。

同図に示すように、ここでは、第１ＬＥＤヘッド４０の後端側から３つの各ＬＥＤ（図示せず）によって形成される（ｍ−２）、（ｍ−１）、（ｍ）番目のフォーカス点に対して、第２ＬＥＤヘッド１４０の前端側から３つの各ＬＥＤ（図示せず）によって形成される（１）、（２）、（３）番目のフォーカス点がそれぞれ対応して重なるように位置決めされている。このように、つなぎ部分のフォーカス点を重ねることで、つなぎ部分のＬＥＤ間のピッチを容易に合わせることが可能となる。

以上のように、本実施の形態のＬＥＤプリントヘッド１５によれば、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０を千鳥状に配置することで、それぞれに直線状に形成されるフォーカス点を更につなぎ合わせて直線状に配置することができる。このため、２つのＬＥＤヘッド間に発生する照射タイミングのずれや、フォーカス点の不連続の位置ずれ等を軽減することが可能となる。これにより直線印字に生じる段差や、印字濃淡の発生による印字品質の低下を抑制できる。更に、２つのＬＥＤヘッドをつなぐためのメカ部材を使用することなく、ホルダ同士をつなぐことができるので部材削減という効果が得られる。

実施の形態２．
図８は、本発明による実施の形態２のＬＥＤプリントヘッド２１５を正面（Ｙ軸のプラス側）からみた要部構成図である。図９は、ＬＥＤプリントヘッド２１５を構成する第１ＬＥＤヘッド２４０単体の要部構成図である。

図８に示す本実施の形態のＬＥＤプリントヘッド２１５が、前記した図２に示す実施の形態１のＬＥＤプリントヘッド１５と主に異なる点は、第１ＬＥＤヘッド２４０のＬＥＤユニット基板５４を載置するベース２５３及び第２ＬＥＤヘッド３４０のＬＥＤユニット基板１５４を載置するベース３５３が基準面１００に対して傾斜して保持されている点である。

従って、本実施の形態の書き込みヘッドとしてのＬＥＤプリントヘッド２１５が、前記した図２に示す実施の形態１のＬＥＤプリントヘッド１５と共通する部分に関しては、図面を省略し、或いは同符号を付して詳細な説明を省略し、異なる点を重点的に以下に説明する。

先ず、第１ＬＥＤヘッド２４０の構成について、主に図９を参照しながら説明する。

第１ＬＥＤヘッド２４０は、ＬＥＤアレイチップ５５、ＬＥＤアレイチップ５５が搭載されたＬＥＤユニット基板５４、ＬＥＤユニット基板５４を支えるベース２５３、ＬＥＤアレイチップ５５からの光を感光体ドラム１３上に収束させるためのレンズアレイ５１、レンズアレイ５１を保持するための保持部材としてのホルダ２５２、及びＬＥＤユニット基板５４への信号を受け取るコネクタ６１等を有する。ＬＥＤユニット基板５４は、鋼板からなるベース２５３に接着剤５９によって接着されて保持されている。

そしてホルダ２５２は、ホルダ２５２とベース５３を接着剤５７によって接着することでＬＥＤユニット基板５４を保持している。接着剤５７で固定された以外の部分は、ホルダ２５２とベース２５３との間に隙間があるので封止剤６０を塗布することで封止し、第１ＬＥＤヘッド２４０内部に異物が入ってくることを防止している。

概ねコの字状の鋼板からなるホルダ２５２は、前記した実施の形態１で説明した図３に示すホルダ５２と略同一の構成を有し、少なくともレンズアレイ５１については同一の構成により保持している。

ここでレンズアレイ５１は、一方の側面部１５２ａの、外側平面を含む平面を外側基準面８０としたとき、レンズアレイ５１の光軸８１が外側基準面８０と傾斜角θ１で交わり、光軸８１がＬＥＤアレイチップ５５の出射面と交差するように外側基準面８０に対して傾斜した状態に配置される。更にレンズアレイ５１は、ＬＥＤアレイチップ５５の出射面からレンズアレイ５１の光の入射端面までの入射距離Ｌｉとレンズアレイ５１の光の出射端面から像が結像するフォーカス点１０５までの出射距離Ｌｏにおいて、距離Ｌｉと距離Ｌｏが等しくなるように配置される。

ここでのホルダ２５２は、ＬＥＤアレイチップ５５の出射面から出射する光が最も効率よくレンズアレイ５１に入るように、ＬＥＤアレイチップ５５の出射面とレンズアレイ５１の光軸８１とのなす角度θ２を９０°に設定するため、ＬＥＤアレイチップ５５を搭載するＬＥＤユニット基板５４の載置面５４ａに対して光軸８１が垂直で交わるように、外側基準面８０に対して傾斜した状態でベース２５３を保持している。

図８に示すＬＥＤプリントヘッド２１５は、図９で説明した第１ＬＥＤヘッド２４０と、ＬＥＤヘッドとしての第２ＬＥＤヘッド３４０とを、Ｙ軸に沿って千鳥状に配置した構成を備えている。この第２ＬＥＤヘッド３４０は、ＬＥＤアレイチップ１５５、ＬＥＤアレイチップ１５５が搭載されたＬＥＤユニット基板１５４、ＬＥＤユニット基板１５４を支えるベース３５３、ＬＥＤアレイチップ１５５からの光を感光体ドラム１３上に収束させるためのレンズアレイ１５１、レンズアレイ１５１を保持するためのホルダ３５２、及びＬＥＤユニット基板１５４への信号を受け取るコネクタ１６１等を備え、例えば第１ＬＥＤヘッド２４０の外側基準面８０と平行な面に対して第１ＬＥＤヘッド２４０と面対称に形成されている。

尚、千鳥状に配置された、ＬＥＤプリントヘッド２１５の、第１ＬＥＤヘッド２４０と第２ＬＥＤヘッド３４０の配置関係、及びその配置方法については、前記した実施の形態１で説明した、ＬＥＤプリントヘッド１５の、第１ＬＥＤヘッド４０と第２ＬＥＤヘッド１４０の場合と全く同じなので、ここでの説明は省略する。

以上のように、本実施の形態のＬＥＤプリントヘッド２１５によれば、第１ＬＥＤヘッド２４０と第２ＬＥＤヘッド３４０を千鳥状に配置することで、それぞれに直線状に形成されるフォーカス点を更につなぎ合わせて直線状に配置することができる。このため、２つのＬＥＤヘッド間に発生する照射タイミングのずれや、フォーカス点の位置ずれ等を軽減することが可能となる。更に、ＬＥＤアレイチップ５５，１５５から出力される光を効率的にレンズアレイ５１，１５１に照射できるため、マイクロレンズ等を使用することなく必要とする光量を得やすくなる。

尚、上記した各実施の形態では、第１ＬＥＤヘッドと第２ＬＥＤヘッドとの２つのＬＥＤヘッドを千鳥状に配置した例を示したが、これに限定されるものではなく、同様にして交互に２つ以上配置してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。

更に、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、ＬＥＤプリントヘッドを配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。

本実施の形態では画像形成装置としてカラープリンタを用いて説明したが、単色プリンタ、複写機、ＦＡＸ、更にこれらを複合させた複合機等にも適用可能である。

１１画像形成装置、１２画像形成ユニット、１３感光体ドラム、１３ａ回転軸、１４帯電ローラ、１５ＬＥＤプリントヘッド、１６現像ローラ、１７転写ローラ、１８トナー供給ローラ、１９現像ブレード、２０トナーカートリッジ、２１転写ユニット、２１ａ転写ベルト駆動ローラ、２１ｂ転写ベルト従動ローラ、２２ホッピングローラ、２３レジストローラ対、２４用紙収容カセット、２５用紙色測色部、２６転写ベルト、２７クリーニングブレード、２８定着器、２９用紙スタッカ部、３０記録用紙、３１用紙ガイド、３２ベルトクリーニングブレード、３３ベルトクリーナ容器、４０第１ＬＥＤヘッド、５１レンズアレイ、５２ホルダ、５２ａ側面部、５２ｂ側面部、５２ｃ上板部、５３ベース、５４ＬＥＤユニット基板、５４ａ載置面、５５ＬＥＤアレイチップ、５６接着剤、５７接着剤、５８封止剤、５９接着剤、６０封止剤、６１コネクタ、６２開口部、８０外側基準面、８１光軸、１００基準面、１０５フォーカス点、１１０接着剤、１４０第２ＬＥＤヘッド、１５２ａ側面部、１５３ベース、１５４ＬＥＤユニット基板、１５５ＬＥＤアレイチップ、１６１コネクタ、１８０外側基準面、２１５ＬＥＤプリントヘッド、２４０第１ＬＥＤヘッド、２５２ホルダ、２５３ベース、３５２ホルダ、３５３ベース。

Claims

ＬＥＤアレイチップを配置した載置基板と、
前記載置基板が固定されたベースと、
前記ＬＥＤアレイチップから出力される光を所定の収束位置に収束させるレンズアレイと、
前記ベースと前記レンズアレイとを保持する保持部材と
を有し、
前記レンズアレイを、前記保持部材の平面状の外形部を含む第１の基準面に対して傾斜して配置し、前記所定の収束位置を前記第１の基準面より外側に設定したＬＥＤヘッド
を備えたことを特徴とする書き込みヘッド。
前記レンズアレイの光軸が、前記ＬＥＤアレイチップを配置した前記載置基板の載置面に対して垂直となるように前記ベースを配置したことを特徴とする請求項１に記載の書き込みヘッド。
複数の前記ＬＥＤヘッドを、
前記第１の基準面と平行な第２の基準面上に、複数の前記ＬＥＤヘッドの各前記収束位置が配列されるように千鳥状に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の書き込みヘッド。
前記ＬＥＤヘッドは、前記ＬＥＤアレイチップの各ＬＥＤに対応して、直線上に所定の間隔で形成されるフォーカス点を有することを特徴とする請求項３に記載の書き込みヘッド。
前後して千鳥状に配置される１対の前記ＬＥＤヘッドのうち、前側の前記ＬＥＤヘッドの後端の前記フォーカス点と、後側の前記ＬＥＤヘッドの前端の前記フォーカス点とが、前記フォーカス点の配列方向において前記所定の間隔で連続して配置されることを特徴とする請求項４に記載の書き込みヘッド。
前後して千鳥状に配置される１対の前記ＬＥＤヘッドのうち、前側の前記ＬＥＤヘッドの後端から所定数の前記フォーカス点と、後側の前記ＬＥＤヘッドの前端から前記所定数の前記フォーカス点とが、前記フォーカス点の配列方向において重なるように、連続して配置されることを特徴とする請求項４に記載の書き込みヘッド。
前後して千鳥状に配置される１対の前記ＬＥＤヘッドの各フォーカス点が、連続的に配置されることを特徴とする請求項４から６までの何れかに記載の書き込みヘッド。
前後して千鳥状に配置される１対の前記ＬＥＤヘッドが、配列方向において重なる領域で、互いに接着剤によって固定されていることを特徴とする請求項３から７までの何れかに記載の書き込みヘッド。
請求項１から８までの何れかに記載の書き込みヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。