JP4409030B2

JP4409030B2 - 光プリンタヘッド及びそれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP4409030B2
Application number: JP2000051679A
Authority: JP
Inventors: 元佐々木; 宏治宮内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001239691A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスにより画像を形成するための露光手段として使用される光プリンタヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真プリンタ等の画像形成装置に組み込まれる露光手段としてＬＥＤアレイヘッド等の光プリンタヘッドが用いられている。
【０００３】
このような従来の光プリンタヘッドとしては、例えば図４に示す如く、ロッドレンズアレイ２５が取着されているハウジング２８の内部に、複数個の発光素子アレイチップ２３が直線状に配列・搭載されている基板２２を、ロッドレンズアレイ２５が発光素子アレイチップ２３の真上に位置するようにして収容させた構造のものが知られており、前記発光素子アレイチップ２３の発光素子２４を外部からの画像データに対応させて個々に選択的に発光させるとともに、該発光した光をロッドレンズアレイ２５を介して外部の感光体２９に照射し、感光体２９に所定の潜像を形成することにより光プリンタヘッド２１として機能する。
【０００４】
そして、感光体２９に形成された潜像は、その後、現像のプロセスを経てトナー像となり、このトナー像を記録紙に転写・定着させることによって記録紙に所定の画像が形成される。
【０００５】
尚、前記ロッドレンズアレイ２５は、多数の棒状レンズ２６を一列状もしくは千鳥状に配列した上、これらを枠体２７の内部に収容させた構造を有しており、最近では全体の軽量化及び低コスト化を図るべく、従来より用いられてきたガラス製の棒状レンズ２６に代えてプラスチック製の棒状レンズ２６を採用したものが注目を集めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の光プリンタヘッド２１を画像形成装置に組み込んで露光手段として使用した場合、ロッドレンズアレイ２５の外表面には感光体表面の残留トナー等が付着して発光素子２４からの光を遮蔽してしまうことから、そのような不具合が発生したときにはアセトン等の有機溶剤を含ませた布でロッドレンズアレイ２５の外表面を擦る等して汚れを除去する必要があった。
【０００７】
しかしながら、光プリンタヘッド２１のロッドレンズアレイ２５がプラスチック製の棒状レンズ２６により構成されている場合、上述の如きクリーニング作業を行うと、棒状レンズ２６の外表面が布を擦り付けた際に簡単に傷ついてしまったり、棒状レンズ２６の外表面が布に含ませた有機溶剤によって浸食されるといった不具合が生じ、ロッドレンズアレイ２５の光学的特性を著しく劣化させてしまう。この結果、感光体２９に照射される光の強度低下や強度ばらつき等が誘発され、画像が不鮮明になる欠点を有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、本発明の光プリンタヘッドは、多数の発光素子を搭載した基板上に、直線状もしくは千鳥状に配列した多数のプラスチック製棒状レンズを有するロッドレンズアレイを配設させるとともに、該ロッドレンズアレイの上面に、前記発光素子の光を９５％以上透過するフッ素樹脂を介してガラス板を載置・固定したことを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明のプリンタヘッドは、前記ガラス板が、前記発光素子の光を８５％以上透過するガラスにより形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
更に本発明の光プリンタヘッドは、前記ガラス板の上面に、前記発光素子の光を９５％以上透過するフッ素樹脂が被着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また更に本発明の画像形成装置は、上述の光プリンタヘッドと、該光プリンタヘッドの発光素子の光が照射・結像される感光体とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一形態に係る画像形成装置の分解斜視図、図２は図１の画像形成装置を示す断面図、図３は図２の要部拡大図である。
【００１３】
本形態の画像形成装置は光プリンタヘッド１と感光体１２とを含んで構成される。
【００１４】
前記光プリンタヘッド１は、複数個の発光素子アレイチップ３が直線状に配列・搭載された基板２上に、ロッドレンズアレイ６を配設した構造を有している。
【００１５】
前記基板２は、ガラス布エポキシ樹脂やガラス，セラミック等の電気絶縁性材料から成り、その上面で発光素子アレイチップ３や図示しない回路パターン，ドライバーＩＣ等を支持するための支持母材として機能するものである。
【００１６】
尚、前記基板２は、例えばガラス布エポキシ樹脂から成る場合、ガラス糸を用いて形成したガラス布基材に液状のエポキシ樹脂を含浸させて硬化し、これを所定の形状に切断することによって製作される。
【００１７】
また前記基板２上に搭載される複数個の発光素子アレイチップ３は、各々の上面に、例えば６００ｄｐｉのドット密度で主走査方向に直線状に配列された多数の発光素子４を有しており、これら発光素子４に基板上面の回路パターン等を介して電源電力が印加されると、発光素子４が所定の輝度で発光するようになっている。
【００１８】
このような発光素子４としては、例えばＧａＡｌＡｓ系やＧａＡｓＰ系の発光ダイオード等が好適に使用され、かかる発光ダイオードを有する発光素子アレイチップ２は従来周知の半導体製造技術を採用することによって製作される。
【００１９】
また前記発光素子アレイチップ３上に配設されるロッドレンズアレイ６は、軽量化及び低コスト化のためにアクリル樹脂等の安価なプラスチック材料から成る棒状レンズ７により構成されており、このような多数の棒状レンズ７を主走査方向に直線状もしくは千鳥状に配列した上、これらを枠体８の内部に収容させた構造を有している。
【００２０】
前記ロッドレンズアレイ６は、その光軸が発光素子アレイチップ３の発光素子４上に位置するように配されており、電源電力の供給に伴い発光素子４が光を発すると、これらの光を感光体１２に等倍で照射・結像させる作用を為す。
【００２１】
尚、前記ロッドレンズアレイ６は、液晶ポリマー等から成るハウジング５の開口部に取着・固定され、該ハウジング５によってロッドレンズアレイ６が発光素子アレイチップ３上の所定位置に保持されることとなる。
【００２２】
そして更に前記ロッドレンズアレイ６の上面（感光体１２側の端面）には、発光素子アレイチップ３の発光素子４の光を９５％以上透過するフッ素樹脂９を介してガラス板１０が載置・固定される。
【００２３】
前記ガラス板１０は、発光素子４の光を８５％以上透過するソーダガラス、石英ガラス、サファイアガラス、無アルカリガラス、低アルカリガラス等を厚み０．３ｍｍ〜５．０ｍｍ程度の薄板状に加工して成り、該ガラス板１０はロッドレンズアレイ６を構成する棒状レンズ７の上面を良好に被覆する形で配されているため、クリーニング時における棒状レンズ７の損傷を有効に防止することができる。
【００２４】
即ち、感光体表面の残留トナー等が光プリンタヘッド１側に飛散してロッドレンズアレイ６上に配したガラス板１０の表面に付着した際、この汚れをアセトン等の有機溶剤を染み込ませた布で拭き取っても、ガラス板１０は棒状レンズ７を形成するプラスチックに比し高硬度（モース硬度：６〜９）で、耐食性にも優れていることから、ガラス板１０やその下に配されている棒状レンズ７の表面が傷ついてしまうことは殆どなく、また布に染み込ませた有機溶剤によってガラス板１０や棒状レンズ７の表面が浸食されることもない。従って、ロッドレンズアレイ６の光学的特性を長期にわたって良好に維持することができる。
【００２５】
しかもこの場合、棒状レンズ７の上面とガラス板１０との間には、発光素子４の光を９５％以上透過するフッ素樹脂９が充填されているため、これらの部材を発光素子４の光が透過する際にガラス板１０の下面等で光が反射することは少なく、発光素子４の発する光の多くを感光体１２に照射させることができる。
【００２６】
従って感光体２９に照射される光の強度は高く、かつ主走査方向にわたり均一に保たれ、これによって良好でかつ鮮明な画像を形成することが可能となる。
【００２７】
またこの場合、ガラス板１０の厚みは０．３ｍｍ〜５．０ｍｍに設定しておくのが好ましく、この範囲内に設定しておくことにより、上述したクリーニング作業の際などにガラス板１０の破損を防止するのに必要な機械的強度を確保することができるとともに、光プリンタヘッド全体の重量が重くなるのを有効に防止することができる。
【００２８】
更に前記ガラス板１０の上面にも、前記フッ素樹脂９と同様の透明樹脂、即ち、発光素子４の光を９５％以上透過するフッ素樹脂１１を被着させておけば、発光素子４の光がガラス板１０の上面で反射することは少なくなるため、より多くの光を感光体１２に照射させることができるようになる。従って前記ガラス板１０の上面にも、発光素子４の光を９５％以上透過するフッ素樹脂１１を被着させておくことが好ましい。
【００２９】
尚、前記ガラス板１０は、従来周知のフローティング法等によって所定厚みの板体を形成し、これをロッドレンズアレイ上面の形状に対応した所定の矩形状に切断することによって製作され、得られたガラス板１０を液状になしたフッ素樹脂の前駆体を介してロッドレンズアレイ６の上面に載置させ、しかる後、前記前駆体に熱を印加して硬化・重合させることによりガラス板１０の取着が行われる。
【００３０】
また前記フッ素樹脂９，１１の材質としては、パーフルオロ樹脂、フルオロアルケニルビニルエーテルの環化重合体やフルオロジメチルジオキソールとテトラフルオロエチレンの共重合体等が好適に使用され、その厚みは例えば０．０１μｍ〜２０μｍの範囲内に設定される。
【００３１】
かくして上述した光プリンタヘッド１は、発光素子アレイチップ３の発光素子４に画像データに対応させて所定の電力を印加し、多数の発光素子４を個々に選択的に発光させるとともに、該発光した光をロッドレンズアレイ６及びガラス板１０を介して感光体１２に照射・結像させ、感光体１２に所定の潜像を形成することによって光プリンタヘッド１として機能する。
【００３２】
一方、光プリンタヘッド１の光が照射・結像される感光体１２は、所定の円筒状を成すように形成されており、軸周りに回転可能に支持されるとともに、光プリンタヘッド１の長手方向（発光素子アレイチップ３の配列方向）と略平行に配設される。
【００３３】
前記感光体１２は、アルミニウム等から成る円筒体１３の外表面に、アモルファスシリコン等から成る感光層１４を被着させた構造を有しており、この感光層１４は発光素子４の光により感光するようになっていることから、光プリンタヘッド１からの光が照射・結像されると、その表面には画像データに対応した所定の潜像が形成されるようになっている。
【００３４】
そして、感光体１２の表面に形成された潜像は、その後、現像のプロセスを経てトナー像となり、このトナー像を記録紙に転写・定着させることによって記録紙に所定の画像が形成される。
【００３５】
尚、本発明は上述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種々の変更、改良等が可能である。
【００３６】
例えば上述の形態において棒状レンズ７の上面とフッ素樹脂９との間に空気層や光透過率９５％以上の透明樹脂層等を介在させるようにしても構わない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、光プリンタヘッドのロッドレンズアレイを構成するプラスチック製棒状レンズの上面側がガラス板によって常に良好に被覆されているため、クリーニング時における棒状レンズの損傷が有効に防止され、ロッドレンズアレイの光学的特性を長期にわたって良好に維持することができる。
【００３８】
また本発明によれば、前記棒状レンズの上面とガラス板との間には、発光素子の光を９５％以上透過するフッ素樹脂が充填されているため、これらの部材を発光素子の光が透過する際にガラス板の下面等で光が反射することは少なく、発光素子の発する光の多くを感光体に照射させることができる。
【００３９】
従って、感光体に照射される光の強度は高く、かつ均一に保たれ、鮮明で良好な画像を形成することが可能となる。
【００４０】
更に本発明によれば、前記ガラス板の厚みを０．３ｍｍ〜５．０ｍｍに設定しておくことにより、クリーニング時のガラス板の破損を防止するのに必要な機械的強度を得ることができるとともに、光プリンタヘッド全体の重量が重くなるのを防止することができる。
【００４１】
また更に本発明によれば、前記ガラス板の上面に、発光素子の光を９５％以上透過するフッ素樹脂を被着させておけば、発光素子の光がガラス板の上面で反射することは少なくなるため、より多くの光を感光体に照射させることができ、極めて鮮明でかつ良好な画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態に係る画像形成装置の分解斜視図である。
【図２】図１の画像形成装置を示す断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】従来の画像形成装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・光プリンタヘッド、２・・・基板、３・・・発光素子アレイチップ、４・・・発光素子、６・・・ロッドレンズアレイ、７・・・棒状レンズ、９・・・フッ素樹脂、１０・・・ガラス板、１１・・・フッ素樹脂、１２・・・感光体

Claims

多数の発光素子を搭載した基板上に、直線状もしくは千鳥状に配列した多数のプラスチック製棒状レンズを該プラスチック製棒状レンズの端面が外部に露出するように枠体の内部に有するロッドレンズアレイを配設させるとともに、前記プラスチック製棒状のレンズの端面および該端面側の前記枠体の面を被覆するように、前記発光素子の光を９５％以上透過するフッ素樹脂を介してガラス板を載置・固定したことを特徴とする光プリンタヘッド。
前記ガラス板が、前記発光素子の光を８５％以上透過する厚み０．３ｍｍ〜５．０ｍｍのガラスにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光プリンタヘッド。
前記ガラス板の上面に、前記発光素子の光を９５％以上透過するフッ素樹脂が被着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光プリンタヘッド。
前記ロッドレンズアレイを固定するハウジングをさらに具備し、
前記ハウジングは、前記基板の上面および側面を覆うように設けられた請求項１乃至３のいずれか記載の光プリンタヘッド。
前記ハウジングは液晶ポリマーから構成される請求項４記載の光プリンタヘッド。
請求項１乃至５のいずれかに記載の光プリンタヘッドと、該光プリンタヘッドの発光素子の光が照射・結像される感光体とを備えた画像形成装置。
枠体と、端面が外部に露出するように前記枠体内部に直線状もしくは千鳥状に配列して設けられた多数のプラスチック製棒状レンズと、を有するロッドレンズアレイと、
前記プラスチック製棒状のレンズの端面および該端面側の前記枠体の面を被覆するように設けられたガラス板と、
前記ガラス板と、前記プラスチック製棒状のレンズの前記端面および該端面側の前記枠体の面と、の間に設けられた、光透過性のフッ素樹脂と、
を具備するロッドレンズアレイ複合体。