JP5874619B2 - 光プリントヘッド、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
光源としてLED(Light Emitting Diode)を用いたLEDプリントヘッド(LPH)の場合、複数の光源ブロックを繋ぎ合わせて1つのライン発光素子とする構成であるため、光源ブロック間の発光点バラツキや光源ブロック間の配置誤差による発光ムラが生じるという問題がある。これに対して、OLEDの光源は、1つの光源として製造できるため、LPHで最大の課題となっている発光ムラを解消することができる。
また、OLEDを光源とした素子は、LEDを光源とした素子と比較して、ドット位置ずれに非常に優位であり、高画質化に好適とされている。
例えば、上記特許文献1記載の技術では、線膨張係数が大きく異なるOLEDの発光基板とSLAとを接着する構成であるため、周囲環境の温度変化による相対位置ずれが生じる虞があった。
しかしながら、発光ドット毎の光量補正値は、光プリントヘッドの製造時にその補正値を算出して記憶させておくものであるため、OLEDの発光基板とSLAのロッドレンズアレイとの間で相対位置ずれが発生すると、最適値からずれることとなる。従って、発光ドット毎に光量を正確に補正することができなくなり、結果として画像の劣化を引き起こしてしまうという問題があった。
光プリントヘッドにおいて、
発光素子を一の基体上に備える発光基板と、
前記発光素子から出射された光を像担持体上に集光させるとともに、前記発光基板の基体よりも線膨張係数が大きなロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイの光軸方向に垂直な方向且つ短手方向の両側面に貼り付けられ、当該ロッドレンズアレイよりも線膨張係数の小さい伸縮抑制部材と、
を備え、
前記伸縮抑制部材は、ヤング率が150MPa以上である接着剤により前記ロッドレンズアレイに貼り付けられることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
光プリントヘッドにおいて、
発光素子を一の基体上に備える発光基板と、
前記発光素子から出射された光を像担持体上に集光させるとともに、前記発光基板の基体よりも線膨張係数が大きなロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイの光軸方向に垂直な方向且つ当該ロッドレンズアレイの短手方向の両側面に、前記ロッドレンズアレイの前記光軸方向に対応する長さにわたって貼り付けられ、当該ロッドレンズアレイよりも線膨張係数の小さい伸縮抑制部材と、
前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとの間に間隙を設けるように前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとを保持するホルダーと、
を備えることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとの間に間隙を設けるように前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとを保持するホルダーをさらに備え、
前記伸縮抑制部材は、前記ロッドレンズアレイの光軸方向に垂直な方向且つ当該ロッドレンズアレイの短手方向の両側面に、前記ロッドレンズアレイの前記光軸方向に対応する長さにわたって貼り付けられ、当該ロッドレンズアレイよりも線膨張係数の小さいことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記ホルダーの線膨張係数は、前記ロッドレンズアレイの線膨張係数よりも小さいことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項2〜4のいずれか一項に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記ホルダーの線膨張係数は、前記基体の線膨張係数と略同一であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項2〜5のいずれか一項に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記伸縮抑制部材のヤング率は、前記ホルダーのヤング率よりも高いことを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項2〜6のいずれか一項に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記伸縮抑制部材は、紫外線硬化型接着剤により、前記ホルダーに接着固定されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項2〜7のいずれか一項に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記ホルダーは、前記伸縮抑制部材とは別体であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記伸縮抑制部材のヤング率は、前記ロッドレンズアレイのヤング率よりも高いことを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の光プリントヘッドにおいて、
前記伸縮抑制部材は、前記基体と同様の部材であることを特徴とする。
前記伸縮抑制部材は、前記ロッドレンズアレイの長手方向で複数に分割されていることを特徴とする。
前記伸縮抑制部材及び前記基体は、ガラスにより形成されていることを特徴とする。
前記伸縮抑制部材の前記ロッドレンズアレイと接触する側の面及び前記ロッドレンズアレイの前記伸縮抑制部材と接触する側の面の一方又は双方に、表面を荒らす処理が施されていることを特徴とする。
前記伸縮抑制部材は、紫外線硬化型接着剤により前記ロッドレンズアレイに貼り付けられることを特徴とする。
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電部と、
前記帯電部により帯電された前記像担持体に対して光を照射することで前記像担持体上に静電潜像を形成する請求項1〜14のいずれか一項に記載の光プリントヘッドと、
前記光を照射された前記像担持体に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像剤による像に顕像化する現像部と、
前記現像剤による像を記録媒体に転写する転写部と、
前記転写部により転写された前記現像剤による像を前記記録媒体に定着する定着部と、
を備えることを特徴とする。
SLA12は、発光基板11と像担持体200の間に配置され、複数のロッドレンズが発光基板11上の複数の発光素子112の列方向と略平行に並べられて構成されている。複数のロッドレンズの各々は、中心軸、即ち、光軸での屈折率が低く、中心軸から離れるほど屈折率が高くなるように形成されている。発光基板11の複数の発光素子112から出射された光束は、SLA12の複数のロッドレンズを透過し、像担持体200の表面上に微小なスポットとして結像されるようになっている。また、SLA12は、発光基板11の基体111よりも線膨張係数が大きくなっている。
また、ホルダー13のX方向上部には、SLA12が調整固定されている。なお、本実施形態では、SLA12の短手方向(Z方向)の両側面の片側5カ所ずつ計10カ所で固定されている。具体的には、ホルダー13のSLA12(正確には、後述する伸縮抑制部材14)との接触面に、長手方向に沿って所定の間隔毎に片側5つの穴部131が設けられ、当該穴部131に紫外線硬化型接着剤A2を注入することにより、ホルダー13とSLA12とが接着固定されている。
また、SLA12には、伸縮抑制部材14が紫外線硬化型接着剤A3により貼り付けられている。なお、紫外線硬化型接着剤A3の厚みは5〜20μm程度であり、伸縮抑制部材14の略全域に亘って塗布されている。
突き当てピン15は、光プリントヘッド100と像担持体200との間の距離を決定する部材であり、像担持体200を保持する図示しないハウジングに突き当たるように構成されている。なお、ハウジング側の突き当て部は、像担持体200と精密な位置関係を確保している。突き当てピン15は、突出部分の高さが、発光基板11と像担持体200との間の位置関係が最適になる高さとなるように調整固定されている。
SLA12は、通常、図6に示すように、反りを有している。具体的には、例えば、光軸方向(X方向)に最大0.2mm、光軸方向に垂直な方向(Z方向)に最大0.7mmの反りを有している(図6(B)及び図6(C)参照)。図6(B)に示すC1は、光軸方向の反りを、図6(C)に示すC2は、光軸方向に垂直な方向の反りを、それぞれ模式的に説明したものである。SLA12が反りを有した状態でそのまま使用すると、光軸方向の反りは像面湾曲につながる虞がある。一方、光軸方向に垂直な方向の反りは、発光基板11上の複数の発光素子112の長手方向への略直進の並びに対しての直進性を保持できなくさせるため、光量のバラツキが発生する虞がある。従って、SLA12は、上記の反りを有することにより、像担持体200への露光ビームの品質を大きく損なう可能性を孕んでいる。
そこで、本実施形態では、SLA12に伸縮抑制部材14を貼り付ける際に、貼り付け治具20を用いてSLA12の反りを矯正しながら、組立作業を行うようにしている。
本実施形態では、SLA12は長細い形状であり、ロッドレンズを保持する部材の材質が樹脂製であることから、矯正し易い構造となっている。例えば、光軸方向の0.2mmの反りに対して約20g、光軸方向に垂直な方向の0.7mmの反りに対しても約20gの力で矯正することができる。
また、貼り付け治具20の第1取付基準面21及び第2取付基準面22が形成された側の側面部には、SLA12を側方から押圧固定する第1固定部材23が、長手方向に沿って複数(本実施形態では7つ)設けられている。第1固定部材23の上端には、貼り付け治具20の短手方向に移動可能な押圧部231が設けられている。押圧部231は、第2取付基準面22と略同一の高さに設けられている。従って、この押圧部231を第2取付基準面22側に移動させることにより、第1取付基準面21に載置されたSLA12を第2取付基準面22に押し付けることができるようになっている。
また、貼り付け治具20の上面部には、SLA12を上方から押圧固定する第2固定部材24が、長手方向に沿って複数(本実施形態では7つ)設けられている。第2固定部材24の上記短手方向一端には、上下方向に移動可能な押圧部241が設けられている。押圧部241は、第1取付基準面21の上方の位置に設けられている。従って、この押圧部241を第1取付基準面21側に下降させることにより、第1取付基準面21に載置されたSLA12を第1取付基準面21に押し付けることができるようになっている。
なお、第1固定部材23及び第2固定部材24の数は、7つに限定されるわけではなく、任意の数設けることが可能である。
次に、第1固定部材23により側方からSLA12を押圧し、第2取付基準面22に押し付ける。これにより、SLA12の光軸方向の反りが矯正される。
次に、SLA12の上面側、即ち、一方の側面側に、紫外線硬化型接着剤A3を塗布し、当該接着剤塗布面に伸縮抑制部材14を貼り合わせる。
次に、第2固定部材24により上方から伸縮抑制部材14及びSLA12を押圧し、第1取付基準面21に押し付ける。これにより、SLA12の光軸方向に垂直な方向の反りが矯正される。
次に、伸縮抑制部材14が貼り合わされたSLA12に対して、光(紫外線)を照射する。これにより、紫外線硬化型接着剤A3が硬化するため、SLA12と伸縮抑制部材14とが接着される。
次に、伸縮抑制部材14が貼り付けられたSLA12を裏返し、第1取付基準面21に、他方の側面が上になるようにSLA12を載置する。
以降、一方の側面に伸縮抑制部材14を貼り付けた処理と同様の処理を行うことにより、他方の側面にも伸縮抑制部材14を貼り付ける。
ここで、SLA12をホルダー13に固定する場合、その差し込み部分はある程度のすき間ばめになっているため、伸縮抑制部材14を貼り付けない場合には、そのすき間分SLA12が反ることとなる。また、ホルダー13自体は通常樹脂製であるため、ガラスと比較するとヤング率が小さく、反りを抑制する効果も限定的である。従って、伸縮抑制部材14として、ガラスのようなヤング率の高い部材を貼り付けることにより、反りを抑制する効果を高めることができ、ビームの品質を向上させることができる。
まず、作業者は、予め発光基板11が接着固定されたホルダー13と、予め伸縮抑制部材14が貼り付けられたSLA12と、をX方向(光軸方向)に位置調整する。具体的には、作業者は、発光基板11とSLA12のX方向の位置を、像担持体200の表面、即ち、像面位置にて結合される像が略最小径となるように位置調整する。
次に、作業者は、紫外線硬化型接着剤A2によりSLA12をホルダー13に接着固定する。これにより、発光基板11及びSLA12のX方向の位置決めが完了する。
その後、作業者は、発光基板11上の各発光素子112の像面位置での光量が一定となるように、発光素子112毎に光量調整値を設定記憶させる。なお、像面位置での露光均一性を保つために光量を測定する場合もあるが、それ以外にビーム形状やMTF(Modulation Transfer Function)を測定することで露光均一性を測定評価する既知の手段を利用することもできる。
最後に、作業者は、突き当てピン15の位置調整を行う。突き当てピン15の先端の位置は、例えば、像担持体200を保持するハウジングの突き当て部の位置が像担持体200の表面相当の位置である場合、設計像面位置となる。また、例えば、突き当て部の位置が像担持体200の表面位置からオフセットされた位置である場合、設計像面位置からオフセット分だけずらした位置となる。
特に、本実施形態の光プリントヘッド100によれば、紫外線硬化型接着剤A3は、ヤング率が150MPa以上であるので、より良好な伸縮抑制効果を期待することができる。これにより、発光基板11とSLA12との間の相対位置ずれを抑制することができる。
例えば、図8に示す例では、実施形態と比べ、伸縮抑制部材14の構造が異なっている。なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
実施形態のように、1枚の長い伸縮抑制部材14を貼り付けた場合、温湿度変化の最大変化時に紫外線硬化型接着剤A3の界面で剥離が発生し、伸縮を抑制する機能を果たさなくなる虞がある。これは、SLA12と伸縮抑制部材14との間の線膨張係数の差による伸縮差が最大となることで、紫外線硬化型接着剤A3の接着強度が持ちこたえられないことが原因である。
変形例1では、1枚の伸縮抑制部材14Aを長手方向で複数枚に分割することで、1枚当たりの伸縮差を小さくすることができる。これにより、紫外線硬化型接着剤A3の界面剥離を防止することができる。
なお、伸縮抑制部材14Aの分割枚数は、7枚に限定されるわけではなく、任意の枚数に分割することが可能である。ここで、分割枚数が多ければ多いほど、1枚当たりの伸縮差を小さくすることができるので、紫外線硬化型接着剤A3の界面剥離をより確実に防止することができる。一方、分割枚数が少なければ少ないほど、貼り付けの工数を低減させることができるので、作業時間を低減させることができる。即ち、環境の変動幅に合わせて、紫外線硬化型接着剤A3が界面剥離しないように、適宜分割枚数を設定することとなる。
また、図9に示す例では、実施形態及び変形例1と比べ、伸縮抑制部材14の構造が異なっている。なお、説明の簡略化のため、実施形態及び変形例1と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
また、サンドブラスト処理が施された接着剤塗布面141Bは、紫外線硬化型接着剤A3が塗布されることにより、その曇り面が解消されて透明となる。従って、伸縮抑制部材14Bは、紫外線を紫外線硬化型接着剤A3に向けて有効に透過させることができる。
ここで、サンドブラスト処理の特徴は、安価に表面を荒らすことができることである。従って、変形例2では、伸縮抑制部材14Bの接着剤塗布面141Bにサンドブラスト処理を施すことにより、他の処理を施す場合と比べて、有利な効果を得ることができる。
また、変形例2の光プリントヘッド100によれば、表面を荒らす処理として、サンドブラスト処理を選択しているので、安価に表面を荒らすことができる。
また、上記実施形態では、伸縮抑制部材14としてガラスを使用するようにしているが、これに限定されるわけではない。例えば、薄いセラミック製板材を使用するようにしてもよいし、比較的ヤング率が大きく線膨張係数の小さい鋼材やタングステン板材などを使用するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、SLA12と伸縮抑制部材14とを貼り合わせる際の接着剤として紫外線硬化型接着剤A3を使用するようにしているが、これに限定されるわけではない。伸縮抑制部材14の材質に応じて適切なものを選択すればよく、例えば、加熱硬化型接着剤を使用するようにしてもよい。なお、紫外線硬化型接着剤A3以外の接着剤を使用する場合であっても、ヤング率が150MPa以上のものを使用すれば、より良好な伸縮抑制効果を期待できる。
100 光プリントヘッド
11 発光基板
111 基体
112 発光素子
12 SLA(ロッドレンズアレイ)
13 ホルダー
14、14A、14B 伸縮抑制部材
141B 接着剤塗布面
15 突き当てピン
20 貼り付け治具
21 第1取付基準面
22 第2取付基準面
23 第1固定部材
231 押圧部
24 第2固定部材
241 押圧部
200 像担持体
210 帯電部
220 現像部
300 中間転写ベルト
400 転写ローラ(転写部)
500 定着部
A1〜A3 紫外線硬化型接着剤
Claims (15)
- 発光素子を一の基体上に備える発光基板と、
前記発光素子から出射された光を像担持体上に集光させるとともに、前記発光基板の基体よりも線膨張係数が大きなロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイの光軸方向に垂直な方向且つ短手方向の両側面に貼り付けられ、当該ロッドレンズアレイよりも線膨張係数の小さい伸縮抑制部材と、
を備え、
前記伸縮抑制部材は、ヤング率が150MPa以上である接着剤により前記ロッドレンズアレイに貼り付けられることを特徴とする光プリントヘッド。 - 発光素子を一の基体上に備える発光基板と、
前記発光素子から出射された光を像担持体上に集光させるとともに、前記発光基板の基体よりも線膨張係数が大きなロッドレンズアレイと、
前記ロッドレンズアレイの光軸方向に垂直な方向且つ当該ロッドレンズアレイの短手方向の両側面に、前記ロッドレンズアレイの前記光軸方向に対応する長さにわたって貼り付けられ、当該ロッドレンズアレイよりも線膨張係数の小さい伸縮抑制部材と、
前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとの間に間隙を設けるように前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとを保持するホルダーと、
を備えることを特徴とする光プリントヘッド。 - 前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとの間に間隙を設けるように前記発光基板と前記ロッドレンズアレイとを保持するホルダーをさらに備え、
前記伸縮抑制部材は、前記ロッドレンズアレイの光軸方向に垂直な方向且つ当該ロッドレンズアレイの短手方向の両側面に、前記ロッドレンズアレイの前記光軸方向に対応する長さにわたって貼り付けられ、当該ロッドレンズアレイよりも線膨張係数の小さいことを特徴とする請求項1に記載の光プリントヘッド。 - 前記ホルダーの線膨張係数は、前記ロッドレンズアレイの線膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項2または3に記載の光プリントヘッド。
- 前記ホルダーの線膨張係数は、前記基体の線膨張係数と略同一であることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材のヤング率は、前記ホルダーのヤング率よりも高いことを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材は、紫外線硬化型接着剤により、前記ホルダーに接着固定されていることを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記ホルダーは、前記伸縮抑制部材とは別体であることを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材のヤング率は、前記ロッドレンズアレイのヤング率よりも高いことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材は、前記基体と同様の部材であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材は、前記ロッドレンズアレイの長手方向で複数に分割されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材及び前記基体は、ガラスにより形成されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材の前記ロッドレンズアレイと接触する側の面及び前記ロッドレンズアレイの前記伸縮抑制部材と接触する側の面の一方又は双方に、表面を荒らす処理が施されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 前記伸縮抑制部材は、紫外線硬化型接着剤により前記ロッドレンズアレイに貼り付けられることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の光プリントヘッド。
- 像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電部と、
前記帯電部により帯電された前記像担持体に対して光を照射することで前記像担持体上に静電潜像を形成する請求項1〜14のいずれか一項に記載の光プリントヘッドと、
前記光を照射された前記像担持体に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像剤による像に顕像化する現像部と、
前記現像剤による像を記録媒体に転写する転写部と、
前記転写部により転写された前記現像剤による像を前記記録媒体に定着する定着部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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