JP6236937B2 - プリントヘッド及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
ラスタスキャン方式は、偏向器でレーザ光を走査して様々な光学素子を透過及び反射させるために画像形成装置自体が大型化してしまう。これに対し固体走査方式は、像担持体である感光体までの距離を短くすることができかつ偏向器が不要であるので、コスト、小型化、省エネルギ等のメリットがある。
この技術では、結像素子を透明体の柱心方向に複数配列し、結像素子間を透過する光を遮る遮光部を備えた結像素子アレイが構成されており、反射により発生するフレア光を遮光部によって抑えることができる。
また、保持部がリブ状で構成されている場合には、直交する方向へ、結像素子アレイの「単位の結像素子」の配列方向に亘って一体に形成されているので、結像素子アレイに機械的強度(物理的強度)も確保できる。
さらに、特許文献1には、第1のレンズ面と第2のレンズ面との間に突起が設けられていて、三角柱形状からのレンズを構成できる製作方法が開示されている。この方法においては、それぞれのレンズ面に垂直方向に金型を開くことになり、3方向から型を開放する手順が示唆されている。
特許文献2には、入射側に位置する入射面と、出射側に位置する出射面と、入射面からの光束を出射側に導くための2つ一対の全反射面とを有し、上記入射面と出射面は非球面形状であり、各結像素子の配列ピッチを1mm以下とする結像素子アレイの構成が開示されている。
この技術では、結像素子に挟まれた部分が凹んだ形状に形成された結像素子アレイが用いられている。
結像素子アレイと支持部材の一体化の方法が開示されておらず、保持部材に支持部材が嵌合される形で固定されている。仮に結像素子アレイと支持部材が接着され、支持部材が結像素子アレイと同じ樹脂で成形されていると仮定すると、支持部材は300mmのため剛性が期待できない。しかも、剛性向上を図ろうとすると樹脂厚さも薄くできないために光プリントヘッドの小型化が難しくなる。また、結像素子アレイを押圧する板バネの加圧力で支持部材自体が変形したり、押圧力が作用した箇所と作用していない箇所で変形状態が異なったり、加圧力が弱すぎて振動してバンディングなどの異常画像が発生する虞がある。
図1は、本発明の一実施形態を適用可能な電子写真プロセスを用いた画像形成装置を示している。以下、画像形成装置の構成を画像形成処理の内容と共に説明する。
同図において画像形成装置としてのプリンタ99は像担持体である感光体ドラム70を有しており、その周囲には帯電ユニット90、発光素子アレイと結像素子アレイとを有するプリントヘッドで構成された露光ユニット91が配設されている。
さらに感光体ドラム70の周囲には、現像ユニット92、転写ユニット93、定着ユニット94、除電ユニット95、クリーナユニット96等が配設されている。
周知のように電子写真プロセスにおいては、露光ユニット91が有するプリントヘッドからの光スポットを帯電ユニット90によって一様に帯電された感光体ドラム70上に照射して、感光体ドラム70上に静電潜像を形成する(露光工程)。
静電潜像は、現像ユニット92によって可視像化処理された後にトナーを付着されてトナー像が形成される(現像工程)。トナー像は、転写ユニット93によって記録紙に転写される(転写工程)。
その後、定着ユニット94において熱や圧力により記録紙にトナー像が定着される(定着工程)ことによって出力画像が得られる。
画像形成後の感光体ドラム70は、除電ユニット95によって除電された後、クリーナユニット96によって残存したトナーのクリーニングが行われて次の画像形成に備えられる。上述の構成において、感光体ドラム70、現像ユニット92、転写ユニット93、定着ユニット94等により画像形成部97が構成されている。
本実施形態では、樹脂により形成された結像素子の複合体であれば、結像素子アレイ1と同様の作用効果を得ることができる。図2(a)は結像素子配列方向における断面図を、図2(b)は配列方向と直交する方向(配列直交方向)における断面図をそれぞれ示している。
入射面3aはプリント基板8上に搭載された発光素子アレイ2側に面したレンズ面であり、出射面3bは感光体ドラム70の表面である被走査面71側に面したレンズ面である。プリズム面4は、入射面3aから入射した光束を出射面3b側に導くことができる。
感光体ドラム70の長手方向に対して略平行して複数配置された発光素子アレイ2の発光素子面2a上の各点である各発光素子7(図2には一つのみ示す)から出射された光束は、対向する各結像素子1aの入射面3aから結像素子アレイ1に入射する。
入射した光束は、プリズム面4で反射することにより光軸、いわゆる光の進行方向が略直角に曲げられて変化した後、出射面3bから出射されて感光体ドラム70の被走査面71に至る。その際に、入射面3aと出射面3bとによる結像作用とプリズム面4での像の反転作用とにより、各発光素子7から出射された光束が被走査面71上の対応する各点にそれぞれ正立像としてスポット照射される。
図5において露光ユニット91は、筐体20、筐体20の内部に設けられたホルダ31、ホルダ31に固定された結像素子アレイ1、筐体20に固定されたプリント基板8、プリント基板8に搭載された発光素子アレイ2等を有している。図5に示す矢印は、光束の進む方向を示している。発光素子アレイ2から出射した光は結像素子アレイ1に到達し、透明な樹脂内部を通ってプリズム面4で反射し、図5に示すように90°下方に偏向する。筐体20の開口部26に接着された防塵ガラス25を通過した光束は感光体ドラム70に到達する。
基準ピン24はホルダ31に固定されているので、基準ピン24が回転するとホルダ31も回転し、ホルダ31と一体化されている結像素子アレイ1も回転する。そして、スキューを調整した位置で筐体20の上面に形成されている長穴27a、27bとホルダ31の上面に形成された図示しないねじ穴とを合わせ、ねじ21a、21bによって筐体20とホルダ31とを固定する。
本実施形態に係る光プリントヘッドに用いられる結像素子1の特徴は、図2に示した結像素子アレイ1の入射面3aと出射面3bに挟まれる位置に、挿入方向に略直交する平面部を有する突起35を設けていることを特徴としている。
同図において、結像素子アレイ1の入射面3aと出射面3bに挟まれる位置に挿入方向と直角な平面部を有する突起35が設けられている。
この構成においては、挿入方向と直角な平面部を有するだけの構造からなる突起部の形状とすることにより、樹脂成型時に用いられる金型の開放方向が2方向ですむ。これにより、開放方向が3方向というように多方向となる場合と違って、金型の製造コストを上昇させないようにできると共に、加工精度も高めることができるので、結像素子アレイ1の面精度を高めることができる。
結像素子アレイ1をホルダ31に圧入する場合、3箇所に設けられた突起35の平面部35aに対応した位置を工具や圧入治具等により押圧することで、バランス良く圧入作業を行なうことができる。
この構成においては、圧入力がより多く必要な場合や、圧入力を分散したい場合などには突起35を追加することが可能である。また、押圧部以外の不必要な肉を削除することにより、均一に圧入して精度を保ちつつ、高価なレンズ用材料の使用量を減らすことが可能となり結像素子アレイのコストの低減が可能となる。また、突起35の存在しない部分を凹形状にしていないので、レンズピッチが広がることや応力集中することがない。
本実施例では主走査方向に微小突起12を5箇所設けており、両端部の拡大図を図9(B)、9(C)にそれ以外の部分の拡大図が図9(D)に示されている。
微小突起12は結像素子アレイ1圧入後の保持力を得るために設けられた突起である。
ここでは矩形で図示しているが、円形でも楕円形状でも構わない。
結像素子アレイ1をホルダ31に圧入する場合、圧入変形可能な微小突起12に対応する位置を押圧することで、結像素子アレイ1の変形を抑制することができる。言い換えれば、結像素子アレイ1の圧入の際、微小突起12が削られたり変形することで、微小突起12に対向する面とホルダ31が密着して位置出しすることができる。
以上の構成においては、押圧の必要な位置にのみ突起35を形成することで不必要な肉を削除することにより、高価なレンズ用材料の使用量を減らすことが可能となり結像素子アレイ1のコストの低減が可能となる。
図10は、平面部を有する突起35の主走査方向の長さが、微小突起12の位置を中心として略同等の長さcとなっている実施例を示している。
逆に言えば、平面部を有する突起35の主走査方向位置の略中心位置に圧入微小突起12が配されているという意味である。つまり、微小突起12が複数箇所設けられる場合には、微小突起配設位置には突起35が設けられている関係となる。
この構成においては、平面部押圧時に微小突起12の圧入反力に対して、バランスよく加圧可能となり、結像素子アレイ1に余計な応力を発生させることなく圧入作業が可能となる。結像素子アレイ1の変形を抑制し、高品位な潜像特性を得ることができる。
この構成においては、結像素子アレイ1圧入時に微小突起12と圧入リブ13の圧入反力がリブ形状の表裏で主走査方向の同じ位置で発生し、バランスよく加圧可能となる。これにより、結像素子アレイ1に余計な応力を発生させることなく圧入作業が可能となる。結像素子アレイ1の変形を抑制し、高品位な潜像特性を得ることができる。
図12において、符号eは突起35における平面部位置35aの主走査方向長さを、符号fは微小突起12と対向する側の圧入リブ13を形成する突起の主走査方向長さをそれぞれ示しており、これら主走査方向長さの関係がe≧fとなるように規定されている。換言すれば、eがfと同等若しくはそれ以上となるようにそれぞれの長さを設定している。
この構成においては、押圧平面部35aの長さを、圧入時に反力を生ずる圧入リブ部よりも長くとることで、押圧時のモーメントの発生を抑制でき、バランスよく加圧可能となり、結像素子アレイ1に余計な応力を発生させることなく圧入作業が可能となる。これにより、結像素子アレイ1の変形を抑制し、高品位な潜像特性を得ることができる。
図14は微小突起12の主走査方向に対して略中央位置に突起35の平面部に凸部35dを設けた実施例を示している。
凹部、凸部はそれぞれ、平面部35aまたは、隣接する面35bに単独で設けられてもよく、両方の面にかかるように設けられても良い。
この構成においては、凹凸が、結像素子アレイ1が圧入されるに従って微小突起12が見えなくなり、平面部35aへの再加圧時の加圧位置目安として用いられる。このため、微小突起12の主走査方向略中央位置に目安を設けることで、バランスよく加圧可能となり、結像素子アレイ1に余計な応力を発生させることなく圧入作業が可能となる。この結果、結像素子アレイ1の変形を抑制し、高品位な潜像特性を得ることができる。
図15には、平面部を有する突起35の平面部35aと、その平面部35aにこの面に連続して隣接する面35bとの間になす角度C1が、直角または鈍角であることが示されている。
この構成においては、角度C1を90度以上に設定することにより、突起35の強度を保つことが可能となり、平面部35aを押圧した時の突起35の折損や変形を抑制することが可能となる。
1a 結像素子
2 発光素子アレイ
3a 入射面
3b 出射面
6a 入射光
6b 出射光
11 リブ形状部
12、12a、12b、12c 突起部
13 平面部(基準面)
31 ホルダ
33 ホルダの平面(基準面)
35 突起
70 像担持体(感光体ドラム)
91 光プリントヘッド(露光ユニット)
97 画像形成部
99 画像形成装置(プリンタ)
c 微小突起の主走査方向位置に対する突起部の主走査方向の長さ
d 微小突起の主走査方向位置に対する圧入基準面の主走査方向の長さ
e 突起の主走査方向の長さ
f 圧入基準面の主走査方向の長さ
C1 突起の平面部間のなす角度
Claims (10)
- 像担持体を有する画像形成装置に用いられるプリントヘッドであって、
前記像担持体の長手方向に対し略平行に配列された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子からの光束を前記像担持体上に結像する、複数の結像素子からなる結像素子体と、
前記複数の発光素子からの光の進行方向を変化させる反射面と、
前記結像素子体を固定するホルダとを備えたプリントヘッドにおいて、
前記結像素子体から突出したリブ部が前記ホルダに挿入固定され、前記結像素子体の前記結像素子に挟まれた部分に、前記ホルダへの挿入方向に略直交する平面を有する突起を設けたことを特徴とするプリントヘッド。 - 前記突起は前記リブ部の幅方向で重なる部分を有することを特徴とする請求項1に記載のプリントヘッド。
- 前記突起は前記結像素子体の主走査方向の、少なくとも両端及び略中央部に有することを特徴とする請求項1または2に記載のプリントヘッド。
- 前記リブ部を前記ホルダに挿入する際に変形する微小突起を前記リブ部上の主走査方向に複数箇所設けると共に、少なくとも前記微小突起が配設される位置には前記突起を配設することを特徴とする請求項1または2に記載のプリントヘッド。
- 前記突起の主走査方向の略中央部には、前記微小突起が配設されていることを特徴とする請求項4に記載のプリントヘッド。
- 前記リブ部の前記微小突起に対向する側の面は、この面を前記ホルダに当接する面と当接しない面とに分割した場合、前記当接する面の主走査方向略中央部に前記微小突起が配設されている関係とされていることを特徴とする請求項4に記載のプリントヘッド。
- 前記突起の主走査方向長さは、前記ホルダに当接する面の主走査方向長さと同等若しくはそれ以上の長さを有することを特徴とする請求項5に記載のプリントヘッド。
- 前記突起の平面部または前記平面部と隣接する平面上で、前記微小突起の主走査方向における略同じ位置には凸部あるいは凹部が設けられていることを特徴とする請求項4乃至7のうちのいずれか一つに記載のプリントヘッド。
- 前記突起の、前記リブ部の挿入方向に略直交する平面部と連続する面のなす角が、直角あるいは鈍角であることを特徴とする請求項1乃至8のうちのいずれか一つに記載のプリントヘッド。
- 請求項1乃至9のうちのいずれか一つに記載のプリントヘッドを具備したことを特徴とする画像形成装置。
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