JP5206753B2

JP5206753B2 - 露光装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP5206753B2
Application number: JP2010195955A
Authority: JP
Inventors: 勇介川辺; 秀樹片岡
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-09-01
Also published as: JP2012051250A

Description

本発明は、露光装置、及び画像形成装置に関する。

特許文献１には、レンズアレイ（レンズ集合体）とハウジング（筐体）との間を封止材で封止した露光装置が記載されている。

特開２００５−５３１５８号公報

本発明の課題は、レンズ集合体と筐体との間を封止材により封止する際に発生する封止不良を抑制することである。

本発明の請求項１に係る露光装置は、複数の発光素子を設けた配線基板と、前記発光素子から出射された光が透過する複数のレンズを備えたレンズ集合体と、前記発光素子と前記レンズとが対向するように前記レンズ集合体を固定した筐体と、前記レンズ集合体と前記筐体との間を封止した封止材と、を備え、前記筐体には、前記レンズ集合体の周囲の少なくとも一部に、前記封止材を塗布する際に用いられるノズルの先端部が挿入可能であると共に、前記ノズルにおいて前回の前記先端部からの前記封止材の吐出時に残留して固化した初期吐出の前記封止材が捨てられる挿入孔が設けられたことを特徴とする。

本発明の請求項２に係る露光装置は、請求項１に記載の露光装置において、前記レンズ集合体は、前記レンズの光の透過方向とは垂直な方向に延びる長尺形状とされ、前記挿入孔は、前記レンズ集合体の長手方向の端部近傍に設けられたことを特徴とする。

本発明の請求項３に係る露光装置は、請求項２に記載の露光装置において、前記レンズの光の透過方向から見て、前記挿入孔の幅寸法は、前記レンズ集合体の幅寸法と同一とされ、前記レンズ集合体の長手方向における前記挿入孔の長手寸法は、前記幅寸法以上であることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る露光装置は、複数の発光素子を設けた配線基板と、前記発光素子から出射された光が透過する複数のレンズを備えると共に、前記レンズの光の透過方向とは垂直な方向に延びる長尺形状とされたレンズ集合体と、前記発光素子と前記レンズとが対向するように前記レンズ集合体を固定した筐体と、前記レンズ集合体と前記筐体との間を封止した封止材と、前記筐体において前記レンズ集合体の長手方向の端部近傍に設けられ、幅寸法は、前記レンズ集合体の幅寸法に対して同一とされ、前記レンズ集合体の長手方向における長手寸法は、前記幅寸法以上とされた凹状とされると共に、前記封止材を塗布する際に用いられるノズルの先端部が挿入可能であると共に、前記ノズルにおいて前回の前記先端部からの前記封止材の吐出時に残留して固化した初期吐出の前記封止材が捨てられる挿入孔と、を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の露光装置と、前記露光装置から出射される光によって、表面に静電潜像が形成される像保持体と、を備えたことを特徴とする。

本発明の請求項１の露光装置によれば、筐体にレンズ集合体の周囲に封止材を塗布する際に用いられるノズルの先端部が挿入可能な挿入孔が設けられない場合と比して、レンズ集合体と筐体との間を封止材により封止する際に発生する封止不良を抑制することができる。

本発明の請求項２の露光装置によれば、筐体におけるレンズ集合体の長手方向の側面近傍に挿入孔が設けられない場合と比して、封止不良を抑制した上で、効率良くレンズ集合体と筐体との間を封止材で封止することができる。

本発明の請求項３の露光装置によれば、挿入孔の幅寸法がレンズ集合体の幅寸法に対して同一とされ、挿入孔の長手寸法がレンズ集合体の幅寸法より短い場合と比して、筐体の幅方向の大きさを抑制した上で必要な挿入孔の大きさを確保することができる。

本発明の請求項４の露光装置によれば、挿入孔の幅寸法がレンズ集合体の幅寸法に対して同一とされ、挿入孔の長手寸法がレンズ集合体の幅寸法より短い場合と比して、レンズ集合体と筐体との間を封止する封止不良を抑制することができる。

本発明の請求項５の画像形成装置によれば、請求項１〜４の何れか１項に記載の露光装置が用いられていない場合と比して、出力画像の品質を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るプリントヘッドを示した拡大斜視図である。本発明の実施形態に係るプリントヘッドを示した断面図である。本発明の実施形態に係るプリントヘッドを示した断面図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係るプリントヘッドを示した平面図である。本発明の実施形態に係るプリントヘッドを示した平面図である。本発明の実施形態に係るプリントヘッドを示した分解斜視図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。

本発明の実施形態に係る露光装置の一例としてのプリントヘッド及び画像形成装置の一例について図１〜図７に従って説明する。なお、図中に示す矢印ＵＰは鉛直方向上方を示す。

（画像形成装置）
図７に示されるように、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方向に搬送される中間転写体としての無端ベルト状の中間転写体ベルト１４が設けられている。

この画像形成装置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画像を形成する画像形成ユニット２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋが、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。

なお、各色毎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）を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この末尾のアルファベットを省略して説明する。

画像形成ユニット２８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１６を備えている。

さらに、感光体ドラム１６の周面には、感光体ドラム１６の表面を所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。詳細には、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の周面に接触しており、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。

また、感光体ドラム１６の回転方向において帯電ローラ１８よりも下流側の周面には、感光体ドラム１６上に光を照射して潜像を形成するプリントヘッドの一例としてのＬＥＤプリントヘッド２０が感光体ドラム１６の軸方向に延びている。このＬＥＤプリントヘッド２０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上に潜像を形成するようになっている。なお、ＬＥＤプリントヘッド２０については詳細を後述する。

さらに、各感光体ドラム１６の回転方向においてＬＥＤプリントヘッド２０よりも下流側の周面には、感光体ドラム１６上に形成された潜像を所定色（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画像を形成させる現像器２２が配置されている。

現像器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、現像器２２内に装填されたトナーが現像ローラ２４に付着されるようになっている。さらに、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、感光体ドラム１６上に形成された潜像がドナー画像として現像されるようになっている。

また、各感光体ドラム１６の回転方向において現像器２２よりも下流側の周面には、各感光体ドラム１６上のトナー画像を中間転写体ベルト１４に転写する転写部材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、所定の電位に帯電されて反時計方向に回転して中間転写体ベルト１４を所定の速度で搬送し、中間転写体ベルト１４を感光体ドラム１６に押し付ける。これにより、転写ローラ３０が、感光体ドラム１６上のトナー画像を中間転写体ベルト１４上に転写させるようになっている。

また、感光体ドラム１６の回転方向において転写ローラ３０よりも下流側の周面には、感光体ドラム１６上の残留トナーを回収する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、一辺が感光体ドラム１６と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等を削ぎとって回収するようになっている。

ここで、各画像形成ユニット２８により形成された互いに異なる色のトナー画像は、中間転写体ベルト１４のベルト面上に、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画像が形成される。なお、本実施形態では、このようにして４色のトナー画像が重ねて転写されたトナー画像を最終トナー画像と称する。

一方、中間転写体ベルト１４の搬送方向において各色の感光体ドラム１６よりも下流側には、対向する２つのローラ３４Ａ、３４Ｂを含んで構成される転写装置３４が配設されている。そして、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、このローラ３４Ａ、３４Ｂの間に搬送されてきたシート部材Ｐに、中間転写体ベルト１４上に形成された最終トナー画像が転写されるようになっている。

また、最終トナー画像が転写されたシート部材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に搬送されたシート部材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ことにより、シート部材Ｐ上のトナーが溶融すると共にシート部材Ｐに圧着されてシート部材Ｐに定着されるようになっている。

一方、中間転写体ベルト１４の搬送方向において転写装置３４よりも下流側には、転写装置３４によってシート部材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４２が配設されている。クリーナ４２には、中間転写体ベルト１４に接するようにブレード４４が備えられており、残留したトナーを擦り取ることによって回収する。

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が、感光体ドラム１６の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電する。さらに、帯電された感光体ドラム１６上の画像部分が予定の露光部電位になるようにＬＥＤプリントヘッド２０で露光を行ない感光体ドラム１６上に潜像が形成される。

そして、回転する感光体ドラム１６上の潜像が現像器２２に備えられた現像ローラ２４を通過すると、現像剤Ｇのトナーが潜像へ付着し、潜像はトナー画像として可視化される。

可視化された各色のトナー画像は、転写ローラ３０の静電気力で中間転写体ベルト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画像が形成される。

転写装置３４に設けられたローラ３４Ａ、３４Ｂの間に送り込まれ、用紙トレイ３６から取り出されて、同じくローラ３４Ａ、３４Ｂの間に搬送されてきたシート部材Ｐにこの最終トナー画像が転写される。

さらに、シート部材Ｐへ転写されたトナー画像は定着装置４０でシー部材Ｐに定着され、シート部材Ｐは装置外へ排出される。

（ＬＥＤプリントヘッド）
次に、ＬＥＤプリントヘッド２０について説明する。

図３および図６に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド２０は、感光体ドラム１６（図７参照）の回転軸方向に延びるように設けられ、発光素子の一例としての発光ダイオードアレイ（ＬＥＤアレイ）６２を備えたプリント配線基板５２と、この発光ダイオードアレイ６２の発光点（ＬＥＤ）が発光した光が透過する円柱状のレンズの一例としてのロッドレンズ５４が設けられたレンズ集合体の一例としてのレンズアレイ５６と、プリント配線基板５２及びレンズアレイ５６を固定する筐体５８とを備えている。

詳細には、プリント配線基板５２の一方の面には、複数（例えば、１２８個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）が直線状に設けられた発光ダイオードアレイ６２が複数千鳥状に実装され、プリント配線基板５２の他方の面には、発光ダイオードアレイ６２を制御する電子部品６４が実装されている。

また、レンズアレイ５６は、ロッドレンズ５４の光の透過方向に対して垂直な方向に延びるように設けられ、このレンズアレイ５６には、夫々の発光ダイオードアレイ６２の発光点から出射された光が夫々透過するように、複数個のロッドレンズ５４が千鳥状に設けられている。また、このレンズアレイ５６の幅寸法（図４（Ａ）に示すＥ寸法）は本実施形態では２．７５ｍｍとされている。そして、このレンズアレイ５６が、プリント配線基板５２の一方の面に設けられた発光ダイオードアレイ６２と対向するように、筐体５８にプリント配線基板５２及びレンズアレイ５６が固定されている。

さらに、図１および図３に示されるように、レンズアレイ５６と筐体５８との間には、レンズアレイ５６と筐体５８との間（後述する接触部７８Ａ、７８Ｂ）から埃等がＬＥＤプリントヘッド２０の内部に浸入するのを防止する封止材７０が設けられている。

また、図１、図４および図５に示されるように、筐体５８におけるレンズアレイ５６の長手方向両端部の近傍には、封止材７０を塗布する際に用いられるノズル７２の先端部（本実施形態では、先端径１．２６ｍｍ）が挿入可能な挿入孔７４が、筐体５８を切り欠いて設けられている。言い換えれば、筐体５８には、レンズアレイ５６が嵌る開口（貫通口）５８Ａが設けられている。そして、この開口５８Ａの両端に、レンズアレイ５６の長手方向の長さよりも長く、ノズル７２の先端部が挿入可能な凹溝（非貫通口）である挿入孔７４が設けられている。

図４（Ａ）に示されるように、ロッドレンズ５４の光の透過方向から見て、挿入孔７４は矩形状とされ、挿入孔７４の幅寸法（図４（Ａ）に示すＦ寸法）は、レンズアレイ５６の幅寸法Ｅと同一（２．７５ｍｍ）とされている。さらに、レンズアレイ５６の長手方向における挿入孔７４の長手寸法は（図４（Ａ）に示すＧ寸法）は、幅寸法Ｅ以上の７ｍｍとされている。また、図２に示されるように、挿入孔７４の深さ寸法（図２に示すＨ寸法）は、本実施形態では４．４７ｍｍとされている。

（封止材の塗布方法）
次に、封止材７０の塗布方法について説明する。

先ず、図２に示されるように、封止材７０が吐出されるノズル７２の先端を一方の挿入孔７４Ａに挿入する。一方の挿入孔７４Ａにノズル７２の先端を挿入した後、ノズル７２から封止材７０を吐出させる。

ここで、ノズル７２の先端部には、前回の吐出時に残留した封止材７０が固化したもの（完全に固化しておらず、固化が進行しているものを含む）が堆積されている場合が一般的である。このような場合には、堆積した封止材７０が押し出されて封止材が挿入孔７４Ａの内壁の一部に付着するまで、つまり、吐出直後には、封止材７０の吐出方向が安定しない。つまり、堆積した封止材が押し出されても、ノズル７２における封止材が流れる穴の内壁には固化し堆積した封止材の一部が付着しているので、その付着状態によっては、ノズル７２の先端から吐出される封止材７０が真下、前後左右のどの向きに流れ出るか不明である。

このため、先ず、挿入孔７４Ａにノズル７２の先端を挿入した状態でノズル７２から封止材７０を吐出させ、封止材を挿入孔７４Ａの内壁の一部に付着させて封止材７０の吐出方向を安定させる。すなわち、封止材が一旦、挿入孔７４Ａの内壁の一部に付着すると、その後は、ノズル７２の動作に従って封止材を塗布することができるので、安定した封止材の塗布を実現できる。以上により、一方の挿入孔７４Ａに初期吐出の封止材７０が捨てられる。これにより、レンズアレイ５６の長手方向端部と筐体５８との間に封止材７０が塗布される。

封止材７０の吐出方向が安定した後、すなわち、封止材を挿入孔７４Ａの内壁の一部に付着させた後、図３および図５に示されるように、封止材を吐出したままのノズル７２を一方の挿入孔７４Ａから引き出し、レンズアレイ５６の長手方向側部と筐体５８との接触部７８Ａにノズル７２の先端部を対向させる。そして、ノズル７２から封止材７０を吐出させた状態で、レンズアレイ５６の長手方向に沿って他方の挿入孔７２Ｂに向ってノズル７２を移動させる（図５に示す矢印参照）。これにより、接触部７８Ａに封止材７０を安定して（余分なはみ出し等が無く）塗布することができる。

そして、他方の挿入孔７４Ｂにノズル７２が到達すると、前記した挿入孔７４Ａの場合と同様に、ノズル７２の先端部を他方の挿入孔７４Ｂに挿入する。他方の挿入孔７４Ｂにノズル７２の先端を挿入して、ノズル７２から封止材７０を他方の挿入孔７４Ｂに吐出させる。これにより、レンズアレイ５６の長手方向端部と筐体５８との間に封止材７０が塗布される。

そして、封止材７０の吐出方向が安定した後、ノズル７２を他方の挿入孔７４Ｂから引き出し、レンズアレイ５６の長手方向側部と筐体５８との接触部７８Ｂにノズル７２の先端部を対向させる。そして、ノズル７２から封止材７０を吐出させた状態で、レンズアレイ５６の長手方向に沿って一方の挿入孔７２に向ってノズル７２を移動させる（図５に示す矢印参照）。これにより、接触部７８Ｂに封止材７０を塗布する。

このように、最初にノズル７２から吐出される吐出方向及び吐出量の不安定な封止材７０が挿入孔７４に捨てられてからレンズアレイ５６の長手方向側部と筐体５８との接触部７８に封止材７０を塗布する。このため、封止材７０がレンズアレイ５６のロッドレンズ５４のレンズ面に付着してしまう等の封止材７０の塗布不良（封止不良）が抑制される。

また、ノズル７２の先端部が挿入される挿入孔７４の幅寸法をレンズアレイ５６の幅寸法（本実施形態では２．７５ｍｍ）に対して同一とし、挿入孔７４の長手寸法をレンズ集合体の幅寸法以上（本実施形態では７ｍｍ）とすることで、挿入孔７４の長手寸法をレンズ集合体の幅寸法以下とする場合と比して、筐体５８の幅方向の大きさを抑制した上で必要な挿入孔７４の大きさを確保することができる。

また、封止材７０がレンズアレイ５６のロッドレンズ５４のレンズ面に付着してしまう等の封止不良が抑制されることで、感光体ドラム１６上に形成される潜像の品質が向上するため、画像形成装置１０から出力される出力画像の品質が向上される。

また、挿入孔７４を筐体５８におけるレンズアレイ５６の長手方向の端部近傍に設けることで、レンズアレイ５６の長手方向側部に設けられる場合と比して、筐体５８がレンズアレイ５６の幅方向に大きくなるのが抑制される。

また、挿入孔７４を筐体５８におけるレンズアレイ５６に対して長手方向の端部近傍に設けることで、レンズアレイ５６の長手方向側部に設けられる場合と比して、ノズル７２の移動制御が容易になる。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、挿入孔７４を筐体５８におけるレンズアレイ５６の長手方向の両端部近傍に設けたが、特にこれに限定されることなく、筐体５８におけるレンズアレイの長手方向の一方の端部であってもよいし、筐体５８におけるレンズアレイの長手方向の側部（レンズアレイの短手方向の端部の一部分近傍）に設けてもよい。

また、上記実施形態では、レンズアレイ５６が挿入される開口（貫通口）５８Ａと挿入孔（非貫通口）７４との間には、壁等が設けられていない場合につい説明したが、特にこれに限定されることはなく、レンズアレイ５６が挿入される開口５８Ａと挿入孔７４との間に壁等が設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、プリント配線基板５２が筐体５８に取り付けられたＬＥＤプリントヘッドを例にとって説明したが、本発明は、特にこれに限定されることはなく、特許第４５３０２３０号の図１５、特許第４３４１８３２号の図１に示されたプリントヘッドのように、レンズアレイは筐体に固定され、プリント配線基板はベースプレートに固定され、筐体はベースプレートに固定されたプリントヘッドに適用しても良い。

１０画像形成装置
１６感光体ドラム（像保持体の一例）
２０ＬＥＤプリントヘッド（露光装置の一例）
５２プリント配線基板（配線基板の一例）
５４ロッドレンズ（レンズの一例）
５６レンズアレイ（レンズ集合体の一例）
５８筐体
６２発光ダイオード（発光素子の一例）
７０封止材
７２ノズル

Claims

複数の発光素子を設けた配線基板と、
前記発光素子から出射された光が透過する複数のレンズを備えたレンズ集合体と、
前記発光素子と前記レンズとが対向するように前記レンズ集合体を固定した筐体と、
前記レンズ集合体と前記筐体との間を封止した封止材と、を備え、
前記筐体には、前記レンズ集合体の周囲の少なくとも一部に、前記封止材を塗布する際に用いられるノズルの先端部が挿入可能であると共に、前記ノズルにおいて前回の前記先端部からの前記封止材の吐出時に残留して固化した初期吐出の前記封止材が捨てられる挿入孔が設けられた露光装置。
前記レンズ集合体は、前記レンズの光の透過方向とは垂直な方向に延びる長尺形状とされ、
前記レンズ集合体の周囲を取り囲む前記筐体に前記レンズ集合体が固定され、
前記挿入孔は、前記レンズ集合体の長手方向の端部近傍に設けられた請求項１に記載の露光装置。
前記レンズの光の透過方向から見て、
前記挿入孔の幅寸法は、前記レンズ集合体の幅寸法と同一とされ、
前記レンズ集合体の長手方向における前記挿入孔の長手寸法は、前記幅寸法以上である請求項２に記載の露光装置。
複数の発光素子を設けた配線基板と、
前記発光素子から出射された光が透過する複数のレンズを備えると共に、前記レンズの光の透過方向とは垂直な方向に延びる長尺形状とされたレンズ集合体と、
前記発光素子と前記レンズとが対向するように前記レンズ集合体を固定した筐体と、
前記レンズ集合体と前記筐体との間を封止した封止材と、
前記筐体において前記レンズ集合体の長手方向の端部近傍に設けられ、幅寸法は、前記レンズ集合体の幅寸法に対して同一とされ、前記レンズ集合体の長手方向における長手寸法は、前記幅寸法以上とされた凹状とされると共に、前記封止材を塗布する際に用いられるノズルの先端部が挿入可能であると共に、前記ノズルにおいて前回の前記先端部からの前記封止材の吐出時に残留して固化した初期吐出の前記封止材が捨てられる挿入孔と、
を備えた露光装置。
請求項１〜４の何れか１項に記載の露光装置と、
前記露光装置から出射される光によって、表面に静電潜像が形成される像保持体と、
を備えた画像形成装置。