JP5212568B1 - 露光装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部材を筐体に取り付ける際に、光学部材と筐体との間に擦れが生じるのを抑制することができる露光装置及び画像形成装置を得る。
【解決手段】レンズアレイ５６を筐体５８に取り付ける際には、レンズアレイ５６をレンズ軸方向に移動させる。この際に、レンズ軸方向から見てレンズアレイ５６が筐体５８に対して傾いていると、レンズアレイ５６におけるドラム軸方向の両端部の角部５６Ｂと挟持部７２とが擦れることが考えられる。しかし、挟持部７２のドラム軸方向の両端側には離間部位８２が形成されているため、図１（Ｂ）に示されるように、レンズアレイ５６の角部５６Ｂと壁面８２Ａとの間に擦れが生じるのが抑制される。
【選択図】図１

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に記載の露光装置は、レンズアレイ（光学部材）と、発光素子が実装された基板と、レンズアレイ及び基板が取り付けられる筐体と、を備えている。

特開２０１２−０５１２５０号公報

本発明の課題は、光学部材を筐体に取り付ける際に、光学部材と筐体との間に擦れが生じるの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、一方向に延びると共に発光素子が実装される基板と、前記一方向に延びると共に前記発光素子からの光を対象物に結像させる光学部材と、前記一方向に延びると共に前記基板が取り付けられる本体部と、前記本体部と一体的に形成され、前記光学部材を前記一方向とは直交する直交方向から挟むと共に前記光学部材における前記一方向の両端部から前記直交方向で離間する離間部位が形成される一対の挟持部と、を有する筐体と、を備えることを特徴とする。

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、前記筐体には、前記発光素子から前記光学部材に向けて出射された光が通過すると共に前記一方向に長い貫通孔が形成され、前記貫通孔における前記一方向の両端部は、前記光学部材の光軸方向から見て、前記離間部位内に配置されることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を露光して静電潜像を形成する請求項１又は２に記載の露光装置と、前記露光装置が形成した前記像保持体の静電潜像を現像する現像装置と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項１の露光装置によれば、光学部材における一方向の両端部から直交方向で離間する離間部位が、挟持部に形成されていない場合と比して、光学部材を筐体に取り付ける際に、光学部材と筐体との間に擦れが生じるの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、貫通孔における一方向の両端部が、離間部位まで延びていない場合と比して、光学部材を筐体に容易に取り付けることができる。

本発明の請求項３の画像形成装置によれば、請求項１又は２に記載の露光装置を備えていない場合と比して、光学部材と筐体との間の擦れによって生じた埃等に起因する出力画像の品質低下を抑制することができる。

（Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るプリントヘッドの筐体及びプリントヘッドを示した拡大平面図である。 （Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るプリントヘッドの筐体及びプリントヘッドを示したドラム軸方向に対して直交する方向に切断した断面図である。 （Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るプリントヘッドの筐体及びプリントヘッドを示したドラム軸方向に対して直交する方向に切断した断面図である。 （Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るプリントヘッドの筐体及びプリントヘッドを示したドラム軸方向に対して直交する方向に切断した断面図である。 （Ａ）（Ｂ）本実施形態に係るプリントヘッドの筐体及びプリントヘッドを示したドラム軸方向に切断した断面図である。 本実施形態に係るプリントヘッドの全体を示した平面図である。 本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及び画像形成装置の一例について図１〜図８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。

（全体構成）
図８に示されるように、画像形成装置１０の装置本体１０Ａには、転写ユニット３２を構成すると共に、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〕
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上に光を照射して静電潜像を形成する露光装置の一例としてのＬＥＤプリントヘッド２０（以下単に「プリントヘッド２０」と記載する）が感光体ドラム１６の軸方向に延びている。このプリントヘッド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上に静電潜像を形成するようになっている。なお、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上に形成された静電潜像を所定色（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装置の一例としての現像器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に付着す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に付着し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上に形成された静電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、感光体ドラム１６の回転方向において後述する転写ローラ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、転写ローラ３０によって中間転写体ベルト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。

〔転写ユニット〕
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、転写ユニット３２を構成する転写ローラ３０が、中間転写体ベルト１４を挟んで感光体ドラム１６の反対側に配置されている。

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。

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。

これに対して、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が配置されている。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。

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が設けられている。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ようになっている。

〔定着ユニット〕
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、定着ユニット３８が設けられている。そして、定着ユニット３８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を備えている。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。

（全体構成の作用）
この画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

先ず、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プリントヘッド２０で露光を行ない感光体ドラム１６上に静電潜像が形成される。

そして、回転する感光体ドラム１６上の静電潜像が現像器２２に備えられた現像ローラ２４を通過すると、現像剤のトナーが静電潜像へ付着し、静電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。

この最終トナー画像は転写装置３４に設けられたローラ３４Ａ、３４Ｂの間に送り込まれる。そして、この最終トナー画像は、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シート部材Ｐに転写される。

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でシート部材Ｐに定着され、シート部材Ｐは装置外へ排出される。

（要部構成）
次に、プリントヘッド２０について説明する。

プリントヘッド２０は、長尺形状とされ一方向に延びている。そして、プリントヘッド２０は、装置本体１０Ａに取り付けられた状態で、感光体ドラム１６（図８参照）の回転軸方向（各図に示す矢印Ｄ：以下単に「ドラム軸方向」と記載する）に沿って延びるように配置されている。

そして、プリントヘッド２０は、図７に示されるように、発光素子の一例としての発光ダイオードアレイ６２（ＬＥＤアレイ）が実装された基板の一例としてのプリント配線基板５２を備えている。さらに、プリントヘッド２０は、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ロッドレンズ５４が複数形成された光学部材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が取り付けられる筐体５８と、を備えている。

なお、以下の説明で方向を記載する場合は、プリントヘッド２０が装置本体１０Ａに取り付けられた状態での方向を記載する。

〔プリント配線基板〕
プリント配線基板５２は、ドラム軸方向に延びている。そして、プリント配線基板５２の一方の面には、図２（Ｂ）、図７に示されるように、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ている。これに対して、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。

〔レンズアレイ〕
レンズアレイ５６は、ドラム軸方向に延びる直方体形状とされ、このレンズアレイ５６には、発光ダイオードアレイ６２の発光点から出射された光が透過する複数個のロッドレンズ５４が千鳥状に配置されている。これにより、発光ダイオードアレイ６２の発光点から出射されてロッドレンズ５４を透過した光は、感光体ドラム１６（対象物の一例）に結像するようになっている。

〔筐体〕
筐体５８は、樹脂材料（例えば、液晶ポリマー）で形成され、ドラム軸方向に延びている。そして、筐体５８にレンズアレイ５６及びプリント配線基板５２が取り付けられた状態で、図２（Ｂ）に示されるように、レンズアレイ５６のロッドレンズ５４と、プリント配線基板５２の一方の面に実装された発光ダイオードアレイ６２とが対向するようになっている。

詳細には、筐体５８は、図７に示されるように、外形がドラム軸方向に延びるほぼ直方体形状とされている。そして、筐体５８は、プリント配線基板５２が取り付けられる本体部７０と、レンズアレイ５６を保持するレンズ保持部７６とを備えている。

［本体部］
本体部７０には、図２（Ａ）に示されるように、発光ダイオードアレイ６２からロッドレンズ５４に向けて出射された光が通過すると共にドラム軸方向に長い貫通孔７４が形成されている。

さらに、貫通孔７４に対してプリント配線基板５２が取り付けられる側は、外部に開放され、この開放された部分には、プリント配線基板５２の外周側の板面と接触する段部７０Ａが形成されている。

［レンズ保持部］
レンズ保持部７６には、ロッドレンズ５４の光軸方向（各図に示す矢印Ｅ：以下単に「レンズ軸方向」と記載する）が開放されると共に、レンズアレイ５６が取り付けられる溝部７６Ａが形成されている。

この溝部７６Ａは、ドラム軸方向及びレンズ軸方向に対して直交する直交方向（各図に示す矢印Ｆ方向：以下単に「軸直交方向」と記載する）からレンズアレイ５６を挟む一対の挟持部７２と、一対の挟持部７２のドラム軸方向の端部を夫々連結する連結部７３（図１参照）と、によって囲まれている。

また、一対の挟持部７２には、図３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、一対の挟持部７２に挟まれたレンズアレイ５６を挟持部７２に固定する接着剤７８が充填される塗布部位８０が、形成されている。

塗布部位８０は、外部が開いたテーパー形状とされ、一対の挟持部７２には、図７に示されるように、夫々４個の塗布部位８０が形成されている。

また、挟持部７２におけるドラム軸方向の両端側には、図１（Ａ）（Ｂ）、図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、筐体５８に取り付けられたレンズアレイ５６のドラム軸方向の両端部から軸直交方向で離間する一対の離間部位８２が形成される（図１、図５においては片側だけを示す）。この離間部位８２は、レンズ軸方向から見て、ドラム軸方向に延びる矩形状とされおり、離間部位８２を構成する一対の壁面８２Ａとレンズアレイ５６とが軸直交方向で離間するようになっている（図４（Ａ）（Ｂ）参照）。

また、連結部７３を構成すると共に溝部７６Ａ側の壁面７３Ａは、図５（Ｂ）に示されるように、レンズアレイ５６のドラム軸方向の外側の端面５６Ａに対して離間している。そして、壁面７３Ａと端面５６Ａとの間には、筐体５８とレンズアレイ５６との隙間を封止する封止材８４を塗布する際に用いられるノズル（図示省略）の先端部が挿入されるようになっている。なお、封止材８４の塗布位置については、後述する作用と共に説明する。

また、貫通孔７４のドラム軸方向の両端部は、図１（Ａ）に示されるように、レンズ軸方向から見て、この離間部位８２内に配置されている。そして、この貫通孔７４は、図１（Ｂ）に示されるように、レンズアレイ５６が筐体５８に取り付けられた状態で、レンズ軸方向から見て、レンズアレイ５６に覆われるようになっている。

（要部構成の作用）
次に、筐体５８に、レンズアレイ５６及びプリント配線基板５２を取り付ける作業（各工程）について説明する。

先ず、レンズアレイ５６が一対の挟持部７２に挟まれるように、筐体５８に対してレンズアレイ５６をレンズ軸方向に移動させる（図６、図７参照）。この状態で、接着剤７８を塗布部位８０に充填し、硬化させることで、図３（Ｂ）に示されるように、レンズアレイ５６が筐体５８に固定される（レンズ取付工程）。

レンズ取付工程をさらに詳述すると、最初に、挟持部７２または本体部７０の外側であって、ドラム軸方向の略中央部を図示しない一対のバキュームパッドで吸着する。そして、当該一対のバキュームパッドを挟持部７２が互いに離れる方向に移動させる。そうすると、挟持部７２の内側の間隔がレンズアレイ５６の幅と比較して十分大きくなる。十分間隔が大きくなった一対の挟持部７２の間にレンズアレイ５６をレンズ軸方向に移動させる。そして、一対のバキュームパッドを挟持部７２が互いに近づく方向に移動させ、レンズアレイ５６と挟持部７２が接触した後、バキュームパッドの吸着を解除する。その後、前記したように、接着剤を塗布して硬化させる。

次に、封止材８４を塗布するためのノズル（図示省略）の先端部を一方の離間部位８２に挿入し、封止材８４をノズルから吐出させる。これにより、レンズアレイ５６の一方の端部と筐体５８とが封止される。封止材８４の吐出が安定してから、ノズルの先端部をレンズアレイ５６と一方の挟持部７２との境界に沿って他方の離間部位８２に向けて移動させる。これにより、封止材８４が塗布されたレンズアレイ５６の側面と一方の挟持部７２との間が封止される。

また、他方の離間部位８２に到達したノズルから封止材８４を吐出させる。これにより、レンズアレイ５６の他方の端部と筐体５８とが封止される。さらに、ノズルの先端部をレンズアレイ５６と他方の挟持部７２との境界に沿って一方の離間部位８２に向けて移動させる。これにより、封止材８４が塗布されたレンズアレイ５６の側面と他方の挟持部７２との間が封止される。このように、レンズアレイ５６の全周と筐体５８とが封止材８４によって封止される（封止工程）。

なお、封止材８４は、図３（Ｂ）に示すように、塗布部位８０の全てを覆うようにレンズアレイ５６と筐体５８とを跨るように図示しないノズルから吐出される。その理由は、以下の通りである。すなわち、塗布部位８０に塗布された接着剤７８の量が不十分な場合、筐体の外部と内部が連通し、筐体の外部から筐体の内部に埃等が侵入することになる。しかし、このような場合であっても塗布部位８０の全てを覆うように封止剤８４を塗布することにより、筐体の外部と内部が連通することを無くすことができ、筐体の外部から筐体の内部に埃等が侵入することを防止することができるからである。連通とは２つの空間（ここでは、筐体の内部と外部）が連続状態に繋がることをいう。

次に、プリント配線基板５２の外周側の板面と段部７０Ａとが接触するように、筐体５８に対してプリント配線基板５２をレンズ軸方向に移動させる（図２（Ｂ）、図５（Ｂ）参照）。この状態で、プリント配線基板５２を筐体５８に固定する固定部材（図示省略）を用いることで、プリント配線基板５２が筐体に固定される（基板取付工程）。

ここで、前述したレンズ取付工程で、レンズアレイ５６をレンズ軸方向に移動させる際に、レンズ軸方向から見てレンズアレイ５６が筐体５８に対して傾いていると、レンズアレイ５６におけるドラム軸方向の両端部の角部５６Ｂと挟持部７２とが擦れることが考えられる。これは、挟持部７２のドラム軸方向の中央部は、前記したバキュームパッドによって一対の挟持部７２の間隔を十分広くすることができるので、レンズアレイ５６が筐体５８に対して傾いていてもレンズアレイ５６と筐体５６が擦れることがないのに対し、挟持部７２のドラム軸方向の両端側はこのような効果が得られないからである。別言すると、挟持部７２のドラム軸方向の両端側において挟持部７２同士を連結させているため、当該両端側は、挟持部７２の間隔を広げることがほとんどできないからである。しかし、挟持部７２のドラム軸方向の両端側には離間部位８２が形成されているため、図１（Ｂ）に示されるように、レンズアレイ５６の角部５６Ｂ（角部にＲ（円弧）が形成されている場合はＲ止まり部）と壁面８２Ａとの間に擦れが生じるのが抑制される。

また、レンズアレイ５６の角部５６Ｂと、壁面８２Ａとの間に擦れが生じるのが抑制されることで、擦れによる埃の発生が抑制される。

また、埃の発生が抑制されることで、発生した埃がプリントヘッド２０の内部に侵入して発光点の上に付着する等によってプリントヘッド２０の光学特性が悪化するのが抑制される。

また、プリントヘッド２０の光学特性の悪化が抑制されるため、画像形成装置１０の出力画像品質の低下が抑制される。

また、前述したように、貫通孔７４のドラム軸方向の両端部は、この離間部位８２内に配置されている。例えば、成形時の成形収縮等により一対の挟持部７２が軸直交方向において互いに設計形状に対して近づく場合がある。しかし、貫通孔７４の両端部は、離間部位８２内まで延びているため、貫通孔の両端部が離間部位８２内まで延びていない場合と比して、冶具等を用いて一対の挟持部７２を離間させる際に一対の挟持部７２が容易に離間する。

また、一対の挟持部７２が軸直交方向において容易に離間するため、レンズアレイ５６が容易に筐体５８に取り付けられる。

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をとること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、レンズアレイ５６を筐体５８に取り付けた後に、プリント配線基板５２を筐体５８に取り付けたが、この逆の順番でもよく、また、レンズアレイ５６及びプリント配線基板５２を同時に筐体５８に取り付けてもよい。

１０ 画像形成装置
１６ 感光体ドラム（像保持体の一例）
２０ プリントヘッド（露光装置の一例）
２２ 現像器（現像装置の一例）
５２ プリント配線基板（基板の一例）
５６ レンズアレイ（光学部材の一例）
５８ 筐体
６２ 発光ダイオードアレイ（発光素子の一例）
７０ 本体部
７２ 挟持部
７４ 貫通孔
８２ 離間部位

Claims (3)

1. 一方向に延びると共に発光素子が実装される基板と、
   該一方向に延びると共に該発光素子からの光を対象物に結像させる光学部材と、
   該一方向に延びると共に該基板が取り付けられる本体部と、該本体部と一体的に形成され、該光学部材を該一方向とは直交する直交方向から挟むと共に該光学部材における該一方向の両端部から該直交方向で離間する離間部位が形成される一対の挟持部と、を有する筐体と、
   を備える露光装置。
2. 前記筐体には、前記発光素子から前記光学部材に向けて出射された光が通過すると共に前記一方向に長い貫通孔が形成され、
   前記貫通孔における前記一方向の両端部は、前記光学部材の光軸方向から見て、前記離間部位内に配置される請求項１に記載の露光装置。
3. 像保持体と、
   前記像保持体を露光して静電潜像を形成する請求項１又は２に記載の露光装置と、
   前記露光装置が形成した前記像保持体の静電潜像を現像する現像装置と、
   を備える画像形成装置。