JP5182385B2

JP5182385B2 - 露光装置および画像形成装置

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Publication number: JP5182385B2
Application number: JP2011016560A
Authority: JP
Inventors: 祥也岡崎; 秀樹片岡
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: KR20120087772A; US20120194628A1; JP2012153105A; US8456501B2; KR101550752B1; CN102615996B; CN102615996A

Description

本発明は、露光装置および画像形成装置に関する。

特許文献１には、被テスト基板上のテストパット（検査用電極）へのプローブピンの押し付け量について、テストパットの高さを電気的に検出し、一定量となるように制御することで、高密度基板のテストパットの高さのバラツキに依らず、プローブピンを電気的にテストパットに確実に接触させるようにしたプロービング方式が開示されている。

特開平２−１３０４７７号公報

本発明は、検査用電極に加えられる押圧力によって検査対象の発光素子の光軸がずれるのを抑制するようにした露光装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１の露光装置は、長尺の基板と、前記基板の一方の面に前記基板の長手方向に沿って直線状あるいは千鳥状に配置される複数の発光素子と、前記基板の他方の面に前記基板の長手方向に沿って配置され、各発光素子を検査するために外部から押圧力が加えられる複数の検査用電極と、を備え、各発光素子は、前記基板を前記基板の短手方向から見た場合に、対向しない位置にある前記検査用電極と接続されることを特徴とする。

本発明の請求項２の露光装置は、請求項１に記載の露光装置において、さらに、前記基板を収容する筐体と、前記基板の長手方向に沿って設けられ、前記基板と前記筐体とを固定するための複数の固定手段と、を備え、各発光素子は、前記基板を前記基板の短手方向から見た場合に、少なくとも１つの前記固定手段を跨いだ位置にある前記検査用電極と接続されることを特徴とする。

本発明の請求項３の画像形成装置は、請求項１または請求項２に記載の露光装置と、前記露光装置によって露光されて静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、前記現像装置によって現像されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の露光装置によれば、基板を基板の短手方向から見た場合において各発光素子が対向する位置にある検査用電極と接続される場合に比べて、検査用電極に加えられる押圧力によって検査対象の発光素子の光軸がずれるのを抑制することができる。

本発明の請求項２に記載の露光装置によれば、基板を基板の短手方向から見た場合において各発光素子が固定手段を跨がない位置にある検査用電極と接続される場合に比べて、検査用電極に加えられる押圧力によって検査対象の発光素子の光軸がずれるのをより一層抑制することができると共に、発光素子と検査用電極との配線距離を短くすることができる。

本発明の請求項３に記載の画像形成装置によれば、請求項１または請求項２に記載の露光装置を備えない場合に比べて、高精度の画像を形成することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を全体的に示す全体構成図である。図１に示す露光装置の斜視図である。図１に示す露光装置の断面図である。図１に示す露光装置の下面図である。図２に示すプリント配線基板をその短手方向から見た場合の側面図であって、ＬＥＤアレイの検査時の態様を示す説明図である。図５の比較例として示す、ＬＥＤアレイの検査時の態様を示す説明図である。図５のプリント配線基板の別態様を示す、図５と同様な説明図である。

以下、本発明に係る露光装置と画像形成装置の実施形態について、添付の図面に基づいて説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る露光装置を有する画像形成装置の構成の一例を示している。

図１に示すように、画像形成装置１０の装置本体１０Ａには、複数のローラ１２に張架され、モータ（図示省略）の駆動により矢印Ａ方向に搬送される無端ベルト状の被転写体の一例としての中間転写体ベルト１４が設けられている。

画像形成装置１０は、カラー画像の形成に対応しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応するトナー像を形成する画像形成ユニット２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋを有している。画像形成ユニット２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋは、中間転写体ベルト１４の長手方向に沿って配置され、装置本体１０Ａに脱着可能に支持されている。

尚、各色に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ）を付与して示す。特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略する。

各画像形成ユニット２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋは、図示しないモータ及びギアからなる駆動手段によって時計方向へ回転する像保持体の一例としての感光体ドラム１６Ｃ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃを備えている。

各感光体ドラム１６の周面には、感光体ドラム１６の表面を一定の電位に一様に帯電させるための帯電ローラ１８が配置されている。帯電ローラ１８は、導電性のローラであり、その周面が感光体ドラム１６の周面に接触し、かつ帯電ローラ１８の軸線方向と感光体ドラム１６の軸線方向とが平行となるように配置されている。

各感光体ドラム１６の回転方向の帯電ローラ１８よりも下流側の周面には、露光装置の一例としてのＬＥＤプリントヘッド（以下、「ＬＰＨ」という）２０が配置されている。ＬＰＨ２０は長尺であり、発光体ドラム１６の軸方向に沿って配置されている。ＬＰＨ２０は、発光素子の一例としてのＬＥＤ（発光ダイオード）アレイを光源として有している。ＬＰＨ２０は、画像データに応じて光ビームを感光体ドラム１６に照射することにより、感光体ドラム１６表面に静電潜像を形成させる。ＬＰＨ２０についての詳細は後述する。

各感光体ドラム１６の回転方向のＬＰＨ２０よりも下流側の周面には、現像装置２２が配置されている。現像装置２２は、感光体ドラム１６表面に形成された静電潜像を各色（イエロー／マゼンタ／シアン／ブラック）のトナーによって現像してトナー像を形成させるためのものである。

具体的には、現像装置２２は、感光体ドラム１６に近接して配置され、回転可能に設けられた円筒状の現像ローラ２４を有している。現像ローラ２４には、現像バイアスが印加され、現像装置２２内に装填されたトナーが周面に付着される。現像ローラ２４の回転により、現像ローラ２４に付着されたトナーが感光体ドラム１６の表面に搬送され、トナーが感光体ドラム１６に擦りつけられて、感光体ドラム１６表面に形成された静電潜像がトナー像として現像される構成となっている。

各感光体ドラム１６の回転方向の現像装置２２よりも下流側の周面には、各感光体ドラム１６上のトナー像を中間転写体ベルト１４に転写する転写装置の一例としての転写ローラ３０が設けられている。転写ローラ３０は、一定の電位に帯電されると共に、反時計方向に回転して中間転写体ベルト１４を一定の速度で搬送し、中間転写体ベルト１４を感光体ドラム１６に押し付けている。これにより、感光体ドラム１６表面のトナー像が中間転写体ベルト１４上に転写されるようになっている。

各感光体ドラム１６の周面の転写ローラ３０よりも下流側の周面には、クリーニングブレード２６が配置されている。クリーニングブレード２６は、一端が感光体ドラム１６の表面に接触するように配設されており、中間転写体ベルト１４に転写されずに感光体ドラム１６上に残留したトナーや、転写時に感光体ドラム１６上に付着してしまった他の色のトナーを削ぎとって回収するものである。

各画像形成ユニット２８により形成された各トナー像は、中間転写体ベルト１４のベルト面上で、互いに重なり合うように転写される。これにより、中間転写体ベルト１４上にカラーのトナー像が形成される。このようにして４色のトナー像が重ねて転写されたトナー像を、以下、「最終トナー像」と称する。

４つの感光体ドラム１６よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、対向する２つのローラ３４Ａ、３４Ｂを含んで構成される二次転写装置３４が配設されている。二次転写装置３４では、画像形成装置１０の底部に設けられた用紙トレイ３６から取り出されてローラ３４Ａ、３４Ｂの間に搬送されてきた記録用紙Ｐに、中間転写体ベルト１４上に形成された最終トナー像が転写されるようになっている。

最終トナー像が転写された記録用紙Ｐの搬送経路には、加熱ローラ４０Ａと加圧ローラ４０Ｂとを含んで構成される定着装置４０が配設されている。定着装置４０に搬送された記録用紙Ｐは、加熱ローラ４０Ａと加圧ローラ４０Ｂとによって挟持搬送される。それにより、記録用紙Ｐ上のトナーは溶融されると共に記録用紙Ｐに圧着されて記録用紙Ｐに定着される。

一方、中間転写体ベルト１４の外周面において、二次転写装置３４よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、二次転写装置３４によって記録用紙Ｐに転写されずに中間転写体ベルト１４上に残留したトナーを回収するクリーナ装置４２が配設されている。クリーナ装置４２は、中間転写体ベルト１４に接するブレード４４を有しており、中間転写体ベルト１４上に残留したトナーを擦り取ることによって回収するようになっている。

上記構成による画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

まず、帯電ローラ１８によって感光体ドラム１６の表面が一様にマイナス帯電される。次いで、帯電された感光体ドラム１６表面に対し、ＬＨＰ２０によって印刷すべき画像データに基づいて露光が行われ、感光体ドラム１６表面に静電潜像が形成される。

次いで、感光体ドラム１６表面の静電潜像が現像装置２２の現像ローラ２４を通過すると、静電気力によってトナーが静電潜像に付着し、静電潜像はトナー像として可視化される。

次いで、可視化された各色のトナー像は、転写ローラ３０によって中間転写体ベルト１４へ順次転写され、中間転写体ベルト１４上にカラーの最終トナー像が形成される。

次いで、中間転写体ベルト１４上の最終トナー像は二次転写装置３４のローラ３４Ａ、３４Ｂの間に送り込まれ、用紙トレイ３６から取り出され、同じくローラ３４Ａ、３４Ｂの間に搬送されてきた記録用紙Ｐに対してこの最終トナー像が転写される。

次いで、記録用紙Ｐに転写されたトナー像は定着装置４０で定着され、永久画像とされる。定着装置４０を通過した記録用紙Ｐは、装置外へ排出される。

（ＬＰＨ２０の構成）
次に、ＬＰＨ２０の詳細について説明する。

図２、図３、図４に示すように、ＬＰＨ２０は、基板の一例としてのプリント配線基板５２と、プリント配線基板５２と対向するように配置されるレンズアレイ５４と、プリント配線基板５２とレンズアレイ５４とを収容する筐体５８と、を備えている。

プリント配線基板５２は長尺の板状を呈しており、プリント配線基板５２の上面にはＬＥＤアレイ６２が複数個（具体的には２０個）、プリント配線基板５２の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。図示しないが、各ＬＥＤアレイ６２にはＬＥＤからなる複数個（具体的には２５６個）の発光点が長手方向に沿って一列に配置されている。各ＬＥＤアレイ６２はレンズアレイ５４に向けてビーム光を照射する。

レンズアレイ５４は、プリント配線基板５２の上方において筐体５８に挟持固定されており、各ＬＥＤアレイ６２から照射されたビーム光を感光体ドラム１６の表面に結像する。

プリント配線基板５２は、固定手段の一例としての接着部材（接着剤）６０（図中では模式的に三角形状で示す）によって筐体５８に取り付けられている。接着部材６０は、プリント配線基板５２の上面においてＬＥＤアレイ６２を挟んで対となって配置されると共に、プリント配線基板５２の長手方向に沿って点在するように複数箇所に設けられる。尚、固定手段としては、接着部材６０に限らず、例えば筐体５８に設けられる係合爪と、該係合爪を挿入して係合させるプリント配線基板５２に設けられる係合穴とによって構成してもよい。

図３、図４に示すように、プリント配線基板５２の下面には、検査用電極６４が複数個、プリント配線基板５２の長手方向に沿って配置されている。検査用電極６４は、ＬＥＤアレイ６２と同数個（２０個）設けられており、各検査用電極６４は、各ＬＥＤアレイ６２の長手方向における中央部に対応して配置されている。即ち、各検査用電極６４は、各ＬＥＤアレイ６２に対し、プリント配線基板５２を挟んで対向する位置に配置されている。検査用電極６４とは、ＬＥＤアレイ６２の発光検査において用いられる電極（テストパット）である。尚、検査用電極６４は、プリント配線基板５２の図示しない配線パターンと同じ銅箔等の金属箔を用いて形成するため非常に薄いが、図３、図５〜図７においては説明を分かりやすくするため、厚めに図示している。

（発光検査）
以下、発光検査について説明する。
図５は、プリント配線基板５２をその短手方向から見た場合の側面図であって、ＬＥＤアレイ６２の発光検査における態様を示している。発光検査では、検査プローブ６６を検査用電極６４に順次押し当て（押圧し）、ＬＥＤアレイ６２に発光させるための電力を供給すると共に、各ＬＥＤアレイ６２を実際に発光させるための制御信号を送信する。そして、ＣＣＤカメラ６８をＬＥＤアレイ６２の上方に配置して長手方向に走査（移動）し、ＬＥＤアレイ６２の発光検査を一端側（図５では左側）から１個ずつ順次に行う。発光検査とは、ＬＥＤアレイの２５６個の発光点の発光の有無、一定電流を流した場合の発光強度、各発光点の発光位置などを確認するものである。尚、検査プローブ６６は、各検査用電極６４に対応して複数設けられている。また、図５ではレンズアレイ５４と筐体５８を省略して示しており、実際の発光検査は組み立て完成されたＬＰＨ２０の完成品に対して行われる。

ここで、プリント配線基板５２においては、図中の左側から１番目のＬＥＤアレイ６２（図中で「ＳＬＥＤ１」と示す）は、３番目のＬＥＤアレイ６２（図中で「ＳＬＥＤ３」と示す）の直下に配置される検査用電極６４（図中で「ＰＡＤ１」と示す）に接続されている。また、２番目のＬＥＤアレイ６２（図中で「ＳＬＥＤ２」と示す）は、４番目のＬＥＤアレイ６２（図中で「ＳＬＥＤ４」と示す）の直下に配置される検査用電極６４（図中で「ＰＡＤ２」と示す）に接続されている。また、３番目のＬＥＤアレイ６２（図中で「ＳＬＥＤ３」と示す）は、１番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ１）の直下に配置される検査用電極６４（図中で「ＰＡＤ３」と示す）に接続されている。また、４番目のＬＥＤアレイ６２（図中で「ＳＬＥＤ４」と示す）は、２番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ２）の直下に配置される検査用電極６４（図中で「ＰＡＤ４」と示す）に接続されている。以降、５番目から８番目のＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４、９番目から１２番目のＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４、１３番目から１６番目のＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４、１７番目から２０番目のＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４についても同様である。尚、ＳＬＥＤは、ＳｅｌｆＳｃａｎｎｉｎｇＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅの略字である。

このように、プリント配線基板５２においては、各ＬＥＤアレイ６２は直下に配置されない検査用電極６４に対して接続されている。そして、複数の検査プローブ６６の内、１番目のＬＥＤアレイ６２に接続される検査用電極６４（ＰＡＤ１）に対応する検査プローブ６６のみを検査用電極６４（ＰＡＤ１）に押し当てる。次いで、複数の検査プローブ６６の内、２番目のＬＥＤアレイ６２に接続される検査用電極６４（ＰＡＤ２）に対応する検査プローブ６６のみを検査用電極６４（ＰＡＤ２）に押し当てる。以降、同様にして２０番目のＬＥＤアレイ６２に対応する検査プローブ６６まで、押し当てる検査プローブ６６を順次に切り換える。それにより、１番目のＬＥＤアレイ６２から２０番目のＬＥＤアレイ６２までが順次に発光する。この順次の発光に連動するように、ＣＣＤカメラ６８を１番目のＬＥＤアレイ６２から２０番目のＬＥＤアレイ６２に向けて走査し、全てのＬＥＤアレイ６２の発光検査を行う。

図６は、図５に対する比較例として示す発光検査の態様である。図６に示すプリント配線基板１００においては、図示の如く、各ＬＥＤアレイ６２はその直下に配置されている検査用電極６４に接続されている。また、発光検査時において、複数の検査プローブ６６は全て、検査用電極６４に同時に押し付けられる。このような構成のもと、ＬＥＤアレイ６２を１番目から２０番目まで順次に発光させるための制御信号を各検査プローブ６６を通じて各ＬＥＤアレイ６２に送信し、各ＬＥＤアレイ６２を１番目から２０番目まで順次に発光させる。そして、ＣＣＤカメラ６８を１番目のＬＥＤアレイ６２から２０番目のＬＥＤアレイ６２に向けて走査し、全てのＬＥＤアレイ６２の発光検査を行う。

図６に示す比較例のプリント配線基板１００においては、各ＬＥＤアレイ６２はその直下に配置されている検査用電極６４に接続されているので、検査プローブ６６によって押し付けられる押圧力に起因して生じるプリント配線基板５２の歪み７０の影響が、発光検査対象のＬＥＤアレイ６２に及ぶことになる。即ち、歪み７０の影響が発光検査対象のＬＥＤアレイ６２に及ぶ状態で発光検査を行うこととなり、ＬＥＤアレイ６２の発光点の光軸がずれてしまい、発光検査を精度良く行うことができない。尚、検査プローブ６６の押し当てる圧力を小さくすると、検査プローブ６６と検査用電極６４との接触不良が生じ、検査不良の原因となる。また、図６に示す比較例において、発光検査時に複数の検査プローブ６６を検査用電極６４に順次に押し付けても、検査プローブ６６によって押し付けられる押圧力に起因して生じるプリント配線基板５２の歪み７０の影響は発光検査対象のＬＥＤアレイ６２に及ぶことになる。各ＬＥＤアレイ６２はその直下に配置されている検査用電極６４に接続されているからである。

これに対し、図５に示す本実施形態での発光検査では、各ＬＥＤアレイ６２をその直下に配置されない検査用電極６４に接続し、検査プローブ６６を検査用電極６４に順次に押し当てるようにしているので、検査プローブ６６の押圧力に起因するプリント配線基板５２の歪み７０の影響が発光検査対象のＬＥＤアレイ６２に及び難くなる。従って、発光検査対象のＬＥＤアレイ６２の発光点の光軸がずれるのを抑制でき、よって発光検査を精度良く行える。

図７は、図５に示す本実施形態でのプリント配線基板５２の変形態様を示している。図７に示すプリント配線基板５２ａにおいては、図中の左側から１番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ１）は、２番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ２）の直下に配置される検査用電極６４（ＰＡＤ１）に接続されている。また、２番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ２）は、１番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ１）の直下に配置される検査用電極６４（ＰＡＤ２）に接続されている。以降の３番目と４番目のＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４、５番目と６番目のＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４、・・・、１９番目と２０番目のＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４についても同様である。即ち、各ＬＥＤアレイ６２は、隣接するＬＥＤアレイ６２の直下に配置される検査用電極６４に接続されている。

また、図７において、前述した複数点在する接着部材６０の配置関係も含めて説明すると、各接着部材６０は、図７に示す側面視において、１番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ１）と２番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ２）との間、３番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ３）と４番目のＬＥＤアレイ６２（ＳＬＥＤ４）との間、・・・、１９番目のＬＥＤアレイ６２と２０番目のＬＥＤアレイ６２との間に介在するように配置されている。

ここで、例えばＬＥＤアレイ６２が隣接するＬＥＤアレイ６２の直下に配置される検査用電極６４に接続されている場合であって、その隣接するＬＥＤアレイ６２の間に接着部材６０が介在されていない場合には、図５を用いて説明した実施形態と同様の効果を得ることができるが、高精度な画像を形成する場合等、さらに高精度な発光検査を要求される場合がある。

そこで、プリント配線基板５２ａにおいては、各ＬＥＤアレイ６２は隣接するＬＥＤアレイ６２の直下に配置される検査用電極６４に接続されるものの、接着部材６０を跨いだ位置にある検査用電極６４に接続するように構成している。接着部材６０の配置点は固定端とみなせるため、発光検査対象のＬＥＤアレイ６２に歪み７０の影響が及び難くなる。従って、各ＬＥＤアレイ６２が隣接するＬＥＤアレイ６２の直下に配置される検査用電極６４に接続されるとしても、発光検査を精度良く行い得る。また、プリント配線基板５２ａにおいては、各ＬＥＤアレイ６２が隣接するＬＥＤアレイ６２の直下に配置される検査用電極６４に接続されるので、図５に示すプリント配線基板５２に比べて、ＬＥＤアレイ６２と検査用電極６４とを結ぶ配線経路を短縮させられる。

尚、本実施形態に係るＬＰＨ２０では、複数個のＬＥＤアレイ６２を千鳥状に配置したが、単に直線状に一列に配置するようにしてもよい。
また、前記した実施形態においては、ＬＥＤアレイ６２を２０個、各ＬＥＤアレイ６２の発光点を２５６個にしたものを示したが、これらの個数に限定する趣旨ではない。

１０画像形成装置
１４中間転写体ベルト（被転写体の一例）
１６発光体ドラム（像保持体の一例）
１８帯電ローラ
２０ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）（露光装置の一例）
２２現像装置
２４現像ローラ
２６クリーニングブレード
２８画像形成ユニット
３０転写ローラ（転写装置の一例）
３４二次転写装置
４０定着装置
４２クリーナ装置
５２、プリント配線基板（基板の一例）
５２ａプリント配線基板（基板の一例）
５４レンズアレイ
５８筐体
６０接着部材（固定手段の一例）
６２ＬＥＤアレイ（発光素子の一例）
６４検査用電極
６６検査プローブ
６８ＣＤＤカメラ
１００プリント配線基板

Claims

長尺の基板と、
前記基板の一方の面に前記基板の長手方向に沿って直線状あるいは千鳥状に配置される複数の発光素子と、
前記基板の他方の面に前記基板の長手方向に沿って配置され、各発光素子を検査するために外部から押圧力が加えられる複数の検査用電極と、
を備え、
各発光素子は、前記基板を前記基板の短手方向から見た場合に、対向しない位置にある前記検査用電極と接続されることを特徴とする露光装置。
さらに、
前記基板を収容する筐体と、
前記基板の長手方向に沿って設けられ、前記基板と前記筐体とを固定するための複数の固定手段と、
を備え、
各発光素子は、前記基板を前記基板の短手方向から見た場合に、少なくとも１つの前記固定手段を跨いだ位置にある前記検査用電極と接続されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
請求項１または請求項２に記載の露光装置と、
前記露光装置によって露光されて静電潜像が形成される像保持体と、
前記像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像装置と、
前記現像装置によって現像されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、
を備えた画像形成装置。