JP5257422B2

JP5257422B2 - 露光装置及び画像形成装置

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Publication number: JP5257422B2
Application number: JP2010176689A
Authority: JP
Inventors: 祥也岡崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: JP2012035476A

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、複数のＬＥＤアレイが配設されたＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板が固定された樹脂製のハウジングと、ハウジングに複数のＬＥＤアレイが対向するように固定されたレンズアレイとを有するＬＥＤプリントヘッドにおいて、ハウジングの長手方向の両端部に金属製の取付部材をそれぞれ取り付けた構成が開示されている。

特開２００９−１４８９９１号公報

本発明は、回路基板にスルーホールを設けた露光装置において、露光装置の内部空間への塵埃の進入を抑制することを課題とする。

請求項１の発明は、一方の面に複数の発光素子が設けられた回路基板と、複数のレンズが整列されたレンズアレイと、前記回路基板の前記発光素子と前記レンズアレイの一方のレンズ面とが対向するように、前記回路基板の周縁部における前記一方の面及び前記レンズアレイが接合され、前記回路基板と前記レンズアレイとで囲まれた内部空間を形成する筐体と、前記回路基板の周縁部において前記回路基板の他方の面から前記一方の面の前記筐体との接合部分へ前記回路基板を貫通し、前記一方の面側の開口が前記筐体で覆われるスルーホールと、前記回路基板の周縁部と前記筐体との隙間及び前記スルーホールの開口を前記他方の面で封止する封止材と、を備える露光装置である。

請求項２の発明は、感光体を露光して前記感光体に静電潜像を形成する請求項１に記載の露光装置と、前記静電潜像に現像剤を付着させて前記感光体を現像する現像装置と、を備える画像形成装置である。

本発明の請求項１の構成によれば、スルーホールが封止材で封止されない構成に比べ、基板にスルーホールを設けた露光装置において、露光装置の内部空間への塵埃の進入を抑制できる。

本発明の請求項１の構成によれば、スルーホールが回路基板の周縁部に形成されていない構成に比べ、スルーホールを封止する封止工程が簡易となる。

本発明の請求項２の構成によれば、スルーホールが封止材で封止されない構成に比べ、基板にスルーホールを設けた露光装置において、露光装置の内部空間への塵埃の進入を抑制できる。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施形態に係るプリントヘッドの断面図である。本実施形態に係るプリントヘッドの端部の斜視図である。本実施形態に係るプリントヘッドの平面図である。本実施形態に係る回路基板の平面図である。図５のＤ部分の拡大斜視図である。本実施形態に係るプリントヘッドの基板周辺を拡大した断面図である。本実施形態に係るプリントヘッドの底面図である。変形例に係るプリントヘッドの基板周辺を拡大した断面図である。変形例に係るプリントヘッドの基板周辺を拡大した断面図である。変形例に係るプリントヘッドの基板周辺を拡大した断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係る画像形成装置１０の構成）
まず、本実施形態に係る画像形成装置１０の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１０の構成を示す概略図である。

本実施形態に係る画像形成装置１０は、図１に示すように、各構成部品が内部に収容される画像形成装置本体１１を備えている。画像形成装置本体１１の内部には、用紙等の記録媒体Ｐが収容される記録媒体収容部１２と、記録媒体Ｐに画像を形成する画像形成部１４と、記録媒体収容部１２から画像形成部１４へ記録媒体Ｐを搬送する搬送部１６と、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御部２０と、が設けられている。また、画像形成装置本体１１の側部には、画像形成部１４によって画像が形成された記録媒体Ｐが排出される記録媒体排出部１８が設けられている。

画像形成部１４は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成する画像形成ユニット２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ（以下、２２Ｙ〜２２Ｋと示す）と、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト２４と、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成されたトナー画像を中間転写ベルト２４に転写する第１転写部材の一例としての第１転写ロール２６と、第１転写ロール２６によって中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像を中間転写ベルト２４から記録媒体Ｐへ転写する第２転写部材の一例としての第２転写ロール２８と、第２転写ロール２８によって中間転写ベルト２４から記録媒体Ｐへ転写されたトナー画像を記録媒体Ｐに定着させる定着装置３０と、を備えている。

画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋは、水平方向に沿って並んで配置されている。また、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋは、一方向（図１における時計回り方向）へ回転する感光体３２をそれぞれ有している。

各感光体３２の周囲には、感光体３２の回転方向上流側から順に、感光体３２を帯電させる帯電装置３４と、帯電装置３４によって帯電した感光体３２を露光して感光体３２に静電潜像を形成する露光装置の一例としてのプリントヘッド６０と、プリントヘッド６０によって感光体３２に形成された静電潜像に、トナーを含む現像剤を付着させて感光体３２を現像する現像装置３８と、中間転写ベルト２４へのトナー画像の転写後において感光体３２に残留する現像剤を除去する除去装置４０と、が設けられている。

プリントヘッド６０は、制御部２０から送られた画像情報に基づき感光体３２に静電潜像を形成するようになっている。制御部２０から送られる画像情報としては、例えば、外部装置で生成されその外部装置から制御部２０が取得する画像情報や、画像形成装置１０において原稿等の画像を読み取ることで生成される画像情報などがある。なお、図２において、プリントヘッド６０からの露光光を符号Ｌにて示している。

中間転写ベルト２４は、図１に示すように、環状に形成されると共に、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋの下側に配置されている。中間転写ベルト２４の内周側に、中間転写ベルト２４が巻き掛けられる巻掛ロール４２、４３、４４、４５、４６が設けられている。中間転写ベルト２４は、巻掛ロール４２、４３、４４、４５、４６のいずれかが回転駆動することによって、感光体３２と接触しながら一方向（図１における反時計回り方向）へ循環移動（回転）するようになっている。なお、巻掛ロール４２は、中間転写ベルト２４を挟んで第２転写ロール２８に対向する対向ロールとされている。

また、中間転写ベルト２４の外周側には、中間転写ベルト２４の外周面に接触して、記録媒体Ｐへのトナー画像の転写後において中間転写ベルト２４に残留する現像剤を除去する除去装置２５が、中間転写ベルト２４を挟んで巻掛ロール４３に対向して設けられている。

第１転写ロール２６は、中間転写ベルト２４を挟んで感光体３２に対向している。第１転写ロール２６と感光体３２との間が、感光体３２に形成されたトナー画像が中間転写ベルト２４に転写される第１転写位置とされている。

第２転写ロール２８は、中間転写ベルト２４を挟んで巻掛ロール４２と対向している。第２転写ロール２８と巻掛ロール４２との間が、中間転写ベルト２４に転写されたトナー画像が記録媒体Ｐに転写される第２転写位置とされている。

搬送部１６は、記録媒体収容部１２に収容された記録媒体Ｐを送り出す送出ロール４６と、送出ロール４６に送り出された記録媒体Ｐが搬送される搬送路４８と、搬送路４８に沿って配置され送出ロール４６によって送り出された記録媒体Ｐを第２転写位置へ搬送する複数の搬送ロール５０と、を備えて構成されている。

第２転写位置より搬送方向下流側には、第２転写位置でトナー画像が転写された記録媒体Ｐを定着装置３０へ搬送する搬送ベルト５８が設けられている。

定着装置３０は、搬送ベルト５８より搬送方向下流側に配置されており、搬送ベルト５８から搬送された記録媒体Ｐに対し、第２転写位置で転写されたトナー画像を定着させる。定着装置３０よりも搬送方向下流側には、トナー画像が定着された記録媒体Ｐを記録媒体排出部１８へ排出する排出ロール５２が設けられている。

次に、画像形成装置１０における、記録媒体Ｐへ画像を形成する画像形成動作について説明する。

画像形成装置１０では、記録媒体収容部１２から送出ロール４６によって送り出された記録媒体Ｐが、複数の搬送ロール５０によって第２転写位置へ送り込まれる。

一方、画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋでは、帯電装置３４によって帯電した感光体３２が、プリントヘッド６０によって露光されて感光体３２に静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置３８によって現像されて感光体３２にトナー画像が形成される。画像形成ユニット２２Ｙ〜２２Ｋで形成された各色のトナー画像は、第１転写位置にて中間転写ベルト２４に重ねられて、カラー画像が形成される。そして、中間転写ベルト２４に形成されたカラー画像が、第２転写位置にて記録媒体Ｐへ転写される。

トナー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置３０へ搬送され、転写されたトナー画像が定着装置３０により定着される。トナー画像が定着された記録媒体Ｐは、排出ロール５２によって記録媒体排出部１８に排出される。以上のように、一連の画像形成動作が行われる。

〔第１実施形態〕
（プリントヘッド６０の構成）
次に、プリントヘッド６０の構成を説明する。図２、図３及び図４は、プリントヘッド６０の構成を示す概略図である。

プリントヘッド６０は、図２に示すように、発光素子の一例としてのＬＥＤアレイ６２と、ＬＥＤアレイ６２が一方の面（図２における上面、以下、実装面という）６４Ａに設けられた回路基板６４と、レンズの一例としてのロッドレンズ６６Ａ（図３及び図４参照）が複数整列されたレンズアレイ６６と、ＬＥＤアレイ６２とレンズアレイ６６の一方のレンズ面とが対向するように回路基板６４及びレンズアレイ６６が接合された筐体の一例としてのハウジング６８と、を備えている。

レンズアレイ６６は、図３及び図４に示すように、具体的には、ＬＥＤアレイ６２から出射した光を感光体３２上に結像させるロッドレンズ６６Ａが、千鳥状に回路基板６４の長手方向（感光体３２の軸方向、主走査方向）に沿って複数配列されている。

ハウジング６８は、具体的には、一端部（図２における上部）がレンズアレイ６６の外周に接合され、他端部（図２における下部）が、回路基板６４の実装面６４Ａの縁部６４Ｃと端面６４Ｄとが接合されている。これにより、ハウジング６８には、ハウジング６８の内壁、回路基板６４及びレンズアレイ６６で囲まれた内部空間Ｓが形成される。

ハウジング６８には、図２、図３及び図４に示すように、ハウジング６８とレンズアレイ６６の外周との隙間を封止する封止材８０が塗布されている。

ＬＥＤアレイ６２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が直線状に複数（例えば、１２８個）配置されて構成されたものである。図５に示すように、複数のＬＥＤアレイ６２は、回路基板６４の長手方向（感光体３２の軸方向、主走査方向）に沿って千鳥状に配列され、銀ペーストによって回路基板６４に形成されたべたパターン７４上に実装されている。

回路基板６４には、ＬＥＤアレイ６２を駆動する駆動ＩＣ７３が設けられている。また、回路基板６４には、図５のＤ部分の拡大斜視図である図６に示すように、配線パターン７６が形成されており、配線パターン７６は、配線としてのボンディングワイヤ７０によってＬＥＤアレイ６２と電気的に接続されている。ボンディングワイヤ７０は、回路基板６４に形成され配線パターン７６と電気的に接続された接続部の一例としてのパッド７２に電気的に接続されている。

回路基板６４の周縁部には、図７に示すように、実装面６４Ａに対して反対側の裏面６４Ｂから実装面６４Ａ（内部空間Ｓ）へ貫通するスルーホール７８が形成されている。なお、スルーホール７８は、裏面６４Ｂから実装面６４Ａに貫通された貫通孔の内壁に導体をめっきにより形成したものであり、多層構造（図示省略）とされた回路基板６４の各層と配線パターン７６とを電気的に接続している。

ハウジング６８及び回路基板６４の裏面６４Ｂには、図７及び図８に示すように、回路基板６４の外周とハウジング６８との隙間を封止する封止材８２が塗布されている。この封止材８２は、回路基板６４の裏面６４Ｂでスルーホール７８も封止している。封止材８２としては、例えば、エポキシ系樹脂が用いられる。

スルーホール７８は、べたパターン７４及びパッド７２よりも外周側の領域Ｒ１の内側であって、内部空間Ｓにおいてハウジング６８寄りの位置で回路基板６４を貫通している。このスルーホール７８の位置は、封止材８２（第１封止材）が塗布される塗布領域Ｒ２の内側であって、回路基板６４の実装面６４Ａの縁部６４Ｃがハウジング６８に接合される接合領域Ｒ３の外側である。

（本実施形態に係る作用）
次に、本実施形態に係る作用を説明する。

プリントヘッド６０では、ＬＥＤアレイ６２から出射された光が、レンズアレイ６６によって、感光体３２上に結像される。これにより、上述のように、感光体３２に静電潜像が形成される。

本実施形態では、スルーホール７８で回路基板６４の各層と配線パターン７６とを電気的に接続する。これに対して、スルーホール７８を有さないビルドアップ基板等の非貫通式の基板を用いた構成（比較例）では、各層ごとにビアを設ける等の必要があり、製造工程の工程数が多くなる。したがって、本実施形態では、上記比較例に比べて、安価にプリントヘッド６０を製造できる。

さらに、本実施形態では、スルーホール７８を封止材８２が塗布される塗布領域Ｒ２に配置している。これにより、スルーホール７８が塗布領域Ｒ２に配置されない構成に比べて、裏面６４Ｂから実装面６４Ａへ貫通するスルーホール７８を回路基板６４に設けた構成においても、プリントヘッド６０の内部空間への塵埃の進入が抑制される。

また、本実施形態では、スルーホール７８が回路基板６４の周縁部（塗布領域Ｒ２）に形成され、回路基板６４の外周とハウジング６８との隙間を封止する封止材８２（第１封止材）によって、スルーホール７８も封止されている。これにより、スルーホール７８が回路基板６４の周縁部に形成されていない構成（後述する第３実施形態）に比べ、スルーホール７８を封止する封止工程が簡易となる。

以下に他の実施形態を図面を用いて説明する。
尚、以下のいずれの実施形態においても、説明を分かりやすくするため、第１実施形態と同一の部分は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
〔第２実施形態〕
図９に示すように、スルーホール７８は、内部空間Ｓへ貫通するのではなく、ハウジング６８に接合される実装面６４Ａの縁部６４Ｃで貫通する構成である。このスルーホール７８の位置は、べたパターン７４及びパッド７２よりも外周側の領域Ｒ１の内側であって、かつ、封止材８２が塗布される塗布領域Ｒ２の内側であって、かつ、回路基板６４の実装面６４Ａの縁部６４Ｃがハウジング６８に接合される接合領域Ｒ３の内側である。

〔第３実施形態〕
図１０に示すように、スルーホール７８は、内部空間Ｓにおいてハウジング６８寄りではなく、べたパターン７４寄りに形成されている。このスルーホール７８の位置は、べたパターン７４及びパッド７２よりも外周側の領域Ｒ１の内側であって、かつ、封止材８２が塗布される塗布領域Ｒ２の外側あって、かつ、回路基板６４の実装面６４Ａの縁部６４Ｃがハウジング６８に接合される接合領域Ｒ３の外側である。なお、この構成では、封止材８２（第１封止材）とは別の封止材８３（第２封止材）を別途塗布することで、スルーホール７８が封止される。封止材８３としては、封止材８２と同様に、例えば、エポキシ系樹脂が用いられる。

〔第４実施形態〕
図１１に示すように、封止材８２は、回路基板６４の裏面６４Ｂの全面に塗布される構成である。この構成では、スルーホール７８は、べたパターン７４及びパッド７２よりも外周側の領域Ｒ１のいずれの位置に形成された場合でも、封止材８２によって封止される。

なお、本実施形態では、ロッドレンズ６６Ａ及びＬＥＤアレイ６２は、千鳥状に配置されていたが、例えば、主走査方向に沿って一列状に配列される構成であってもよく、配置方向は変更してもよい。

また、発光素子としては、ＬＥＤアレイ６２（ＬＥＤ）に限られず、例えば、有機ＥＬ素子であってもよく、発光する素子であればよい。

本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成しても良い。

１０画像形成装置
３８現像装置
６０プリントヘッド（露光装置の一例）
６２ＬＥＤアレイ（発光素子の一例）
６４回路基板
６６レンズアレイ
６６Ａロッドレンズ（レンズの一例）
６８ハウジング（筐体の一例）
７８スルーホール
８２封止材（第１封止材の一例、第２封止材の一例）
８３封止材（第２封止材の一例）
Ｓ内部空間

Claims

一方の面に複数の発光素子が設けられた回路基板と、
複数のレンズが整列されたレンズアレイと、
前記回路基板の前記発光素子と前記レンズアレイの一方のレンズ面とが対向するように、前記回路基板の周縁部における前記一方の面及び前記レンズアレイが接合され、前記回路基板と前記レンズアレイとで囲まれた内部空間を形成する筐体と、
前記回路基板の周縁部において前記回路基板の他方の面から前記一方の面の前記筐体との接合部分へ前記回路基板を貫通し、前記一方の面側の開口が前記筐体で覆われるスルーホールと、
前記回路基板の周縁部と前記筐体との隙間及び前記スルーホールの開口を前記他方の面で封止する封止材と、
を備える露光装置。
感光体を露光して前記感光体に静電潜像を形成する請求項１に記載の露光装置と、
前記静電潜像に現像剤を付着させて前記感光体を現像する現像装置と、
を備える画像形成装置。