JP7310470B2 - 光学装置、画像形成装置 - Google Patents

光学装置、画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、光学装置、画像形成装置関する。
特許文献1には、発光素子アレイとレンズアレイが対向するようにハウジングにプリント基板の表面を当接させ、レンズアレイ、ハウジングおよびプリント基板で囲まれる空間が密閉されるように、プリント基板がハウジングに固定されたLEDプリントヘッドにおいて、表面にソルダーレジストが形成されていなくて、裏面のパッドを除く部分にソルダーレジストが形成されているプリント基板が記載されている。
特開2010-201723号公報
本発明は、長手方向の両端部に形成されているベタパターンの金属層が絶縁層で覆われている基板の該両端部が筐体と接触している光学装置と比して、筐体に対する基板の長手方向の傾きを抑制することを目的とする。
第1態様に係る光学装置は、一方向に延び、長手方向(該一方向)において離間した位置決め面を有していて、光学部材を保持している筐体と、該一方向に延び、光学素子が実装されていて、長手方向(該一方向)の両端部が該位置決め面に接触した状態で該光学素子が該光学部材と対向している基板であって、該両端部の母材上で間隙を有して並んでいる金属層が絶縁層で覆われている該基板と、を備える。
第2態様に係る光学装置は、第1態様の光学装置において、前記間隙は前記一方向又は前記一方向に対する傾斜方向に延びている。
第3態様に係る光学装置は、第1態様又は第2態様の光学装置において、前記両端部における前記金属層の面積の和の、前記両端部における前記母材の面積に対する比率が、40%以上であって60%以下の範囲内にある。
第4態様に係る光学装置は、第3態様の光学装置において、前記両端部のそれぞれにおける前記比率の差の絶対値が10%以下である。
第5態様に係る光学装置は、第1態様~第4態様の何れか一態様の光学装置において、前記筐体は、前記基板の短手方向の両側の端部と接触しており、前記基板の前記端部のうち、一方の端部には、前記長手方向に延びていて、前記光学素子と電気的に導通している配線パターンを含んで絶縁層で覆われている金属層が母材上に形成されており、前記基板の他方の端部には、前記長手方向に延びているダミーパターンを含んで絶縁層で覆われている金属層が母材上に形成されている。
第6態様に係る光学装置は、第5態様の光学装置において、前記ダミーパターンの数及び前記短手方向の幅は、前記配線パターンの数及び前記短手方向の幅と同じである。
第7態様に係る光学装置は、第1態様~第4態様の何れか一態様の光学装置において、前記筐体は、前記基板の短手方向の両側の端部と接触しており、前記基板の前記端部のうち、一方の端部には、前記長手方向に延びていて、前記光学素子と電気的に導通している配線パターンを含んで絶縁層で覆われている金属層が母材上に形成されており、前記基板の他方の端部には、該端部の母材上でスリットを有していて、絶縁層で覆われている金属層が形成されている。
第8態様に係る画像形成装置は、第1態様~第7態様の何れか一態様の光学装置と、前記光学装置によって静電潜像が形成される像保持体と、前記像保持体に形成された静電潜像を現像させることで形成されたトナー画像を、記録媒体に転写する転写ユニットと、を備える。
第9態様に係る基板は、一方向に延びている基板であって、長手方向の両端部の母材上で間隙を有して並んでいる金属層が絶縁層で覆われている。
第1態様に係る光学装置によれば、長手方向の両端部に形成されているベタパターンの金属層が絶縁層で覆われている基板の該両端部が筐体と接触している光学装置と比して、筐体に対する基板の長手方向の傾きが抑制される。
第2態様に係る光学装置によれば、基板の長手方向の一方の端部における間隙が基板の長手方向と直交する方向に延びている光学装置と比して、筐体に対する基板の長手方向の傾きが抑制される。
第3態様に係る光学装置によれば、長手方向の両端部における金属層の面積の和の、両端部の面積に対する比率が40%を下回っている光学装置と比して、筐体に対する基板の長手方向の傾きが抑制される。また、第3態様に係る光学装置によれば、長手方向の両端部における金属層の面積の和の、両端部の面積に対する比率が60%を上回っている光学装置と比して、筐体に対する基板の長手方向の傾きが抑制される。
第4態様に係る光学装置によれば、両端部のそれぞれにおける比率の差の絶対値が10%を上回っている光学装置と比して、筐体に対する基板の長手方向の傾きが抑制される。
第5態様に係る光学装置によれば、基板の母材を筐体に接触させている光学装置と比して、基板の上面側の配線可能な領域が広い。
第6態様に係る光学装置によれば、ダミーパターンの数及び幅が配線パターンの数及び幅と異なる光学装置と比して、筐体に対する基板の短手方向の傾きが抑制される。
第7態様に係る光学装置によれば、他方の端部に形成されている金属層がベタパターンである光学装置と比して、筐体に対する基板の短手方向の傾きが抑制される。
第8態様に係る画像形成装置によれば、長手方向の両端部に形成されているベタパターンの金属層が絶縁層で覆われている基板の該両端部が筐体と接触している光学装置を備える画像形成装置と比して、静電潜像の形成不良に起因する画像形成不良が抑制される。
第9態様に係る基板によれば、長手方向の両端部に形成されているベタパターンの金属層が絶縁層で覆われている基板と比して、金属層の上に形成される絶縁層の、両端部の間での最大厚みの差が小さい。
実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す正面図である。 実施形態に係る露光装置を示す分解斜視図である。 実施形態に係る露光装置を、図2に示される3-3切断線で切断した断面図である。 実施形態に係る露光装置を、図2に示される4-4切断線で切断した断面図である。 実施形態に係るLEDアレイが実装されている基板を基板の厚み方向から見た平面図である。 実施形態に係る基板本体において、母材上に形成されている金属層を基板本体の厚み方向から見た平面図である。 実施形態に係る液状レジストが塗布される集合基板を集合基板の厚み方向から見た正面図である。 図3に示される、実施形態に係る露光装置の長手方向における基板と筐体との接触部位を拡大した拡大断面図である。 図4に示される、実施形態に係る露光装置の短手方向における基板と筐体との接触部位を拡大した拡大断面図である。 比較形態に係る基板本体において、母材上に形成されている金属層を基板本体の厚み方向から見た平面図である。 比較形態に係る露光装置の、長手方向における基板と筐体との接触部位を拡大した拡大断面図である。 比較形態に係る露光装置の、短手方向における基板と筐体との接触部位を拡大した拡大断面図である。 第1変形例に係る基板本体において、母材上に形成されている金属層を基板本体の厚み方向から見た平面図である。 第2変形例に係る基板本体において、母材上に形成されている金属層を基板本体の厚み方向から見た平面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という。)について説明する。
(画像形成装置10)
本実施形態に係る画像形成装置10は、記録媒体の一例としてのシート部材Pにトナー画像を形成して定着させる電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置10は、図1に示されるように、装置本体としての筐体10Aと、収容部36と、搬送部と、画像形成部32と、クリーニングユニット42と、を備えている。収容部36は、シート部材Pを収容している。搬送部は、収容部36に収容されているシート部材Pを画像形成部32側に搬送する。
画像形成部32は、感光体ユニット28Y、28M、28C、28Kと、転写ユニット34と、定着ユニット38とを有している。なお、符号の添え字の「Y」はイエロー用、「M」はマゼンタ用、「C」はシアン用、「K」は黒(ブラック)用であることを示している。
感光体ユニット28Y、28M、28C、28Kは、画像形成装置10の正面から見て並んだ状態で筐体10Aの内側に配置されている。感光体ユニット28Y、28M、28C、28Kは、使用するトナー(図示省略)を除いて同様の構成とされている。このため、感光体ユニットの構成を表す符号は、感光体ユニット28Kに対して付与し、感光体ユニット28Y、28M、28Cについては省略する。
感光体ユニット28Y、28M、28C、28Kは、感光体ドラム16と、現像ユニット24と、露光装置20と、帯電装置18と、を含んで構成されている。感光体ドラム16は、外周面に静電潜像が形成される像保持体の一例であり、画像形成装置10を正面視する方向を軸方向として回転可能に設けられていて、図示しないモータによって画像形成装置10の正面から見て時計回りに回転する。帯電装置18は、感光体ドラム16の外周面を予め定められた電位に帯電させる。露光装置20は、帯電した感光体ドラム16上に光を照射して静電潜像を形成する。現像ユニット24は、感光体ドラム16上に形成された静電潜像を、トナーを含む現像剤(図示省略)を用いて現像して、トナー画像を形成する。なお、露光装置20については詳細を後述する。
転写ユニット34は、中間転写ベルト14と、複数の一次転写ローラ30と、駆動ローラ12Aと、二次転写ローラ34Aと、対向ローラ34Bと、支持ローラ12Bと、を含んで構成されている。中間転写ベルト14は、内周面を一次転写ローラ30と、駆動ローラ40と、二次転写ローラ34Aと、支持ローラ12と、に支持されている無端ベルトであり、駆動ローラ40によって画像形成装置10の正面から見て反時計回りに回転する。転写ユニット34は、感光体ユニット28Y、28M、28C、28Kで形成されたトナー画像を、中間転写ベルト14を介して搬送部によって搬送されたシート部材Pに転写して、トナー画像が転写されたシート部材Pを定着ユニット38に搬送する。定着ユニット38は、シート部材Pに転写されたトナー画像をシート部材Pに定着させて、トナー画像が定着されたシート部材Pを装置外に排出する。
クリーニングユニット42は、感光体ドラム16に備えられたクリーニングブレード26と、中間転写ベルト14に備えられたブレード44を含んで構成されている。クリーニングブレード26は、中間転写ベルト14にトナー画像を転写した感光体ドラム14の外周面に残留する残留トナーを回収する。ブレード44は、シート部材Pにトナー画像を転写した中間転写ベルト14の外周面に残留する残留トナーを回収する。
(露光装置)
次に、露光装置20について説明する。
露光装置20は、図2に示されるように、筐体50と、光学部材の一例としてのレンズアレイ40と、基板の一例としての発光基板60と、を含んで構成されている。露光装置20は、図1に示されるように、画像形成装置10の上下方向に対して傾斜した状態で画像形成装置10の内部に配置されている。露光装置20は、光学装置の一例である。なお、以下の説明では、画像形成装置10を正面視する方向に沿う方向を露光装置20の装置奥行方向として、露光装置20を構成する発光基板60の厚さ方向を装置上下方向とする。また、装置奥行方向及び装置上下方向に直交する方向を装置幅方向とする。そして、図面においては、装置幅方向、装置上下方向、装置奥行方向をそれぞれW方向、H方向、D方向と記載する。W方向、H方向、D方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、装置奥行方向から見て、右側を+W側、左側を-W側、上側を+H側、下側を-H側、奥側を+D側、手前側を-D側と記載する。なお、装置奥行方向は、一方向の一例である。
(筐体)
筐体50は、図2に示されるように、装置奥行方向に延びており、装置奥行方向及び装置幅方向に沿う上面部及び下面部を有する、合成樹脂製の部材である。筐体50には、図3及び図4に示されるように、筐体50の上面部で矩形状に陥没していて、装置奥行方向及び装置幅方向に沿う底面52Bを有する上側凹部52が形成されている。また、筐体50には、筐体50の下面部で矩形状に陥没していて、装置奥行方向及び装置幅方向に沿う底面54Bを有する下側凹部54が形成されている。さらに、筐体50には、装置上下方向において、上側凹部52の底面52Bと、下側凹部54の底面54Bとの間を貫通している貫通孔56が形成されている。底面54Bは、装置奥行方向において貫通孔56を挟んで離間している位置決め面の一例である。
(レンズアレイ)
レンズアレイ40は、図2に示されるように、装置奥行方向に延びている直方体状の部材である。レンズアレイ40は、具体的には光軸方向を装置上下方向とした複数のロッドレンズ(円柱形状のレンズ)を、装置奥行方向に千鳥状に並べて2枚の板部材で挟み、接着剤等で接着することにより構成されている。レンズアレイ40の装置奥行方向の長さは、筐体50の上側凹部52の装置奥行方向の長さよりも短くて貫通孔56の装置奥行方向の長さよりも長い。また、レンズアレイ40の装置上下方向の高さは、上側凹部52の装置上下方向の深さよりも高い。レンズアレイ40は、図4に示されるように、装置幅方向において、側面部40Aが筐体50の上側凹部52の側壁52Aに挟持されており、且つ装置上下方向において、下面部40Bが貫通孔56を上方から覆うように上側凹部52の底面52Bと接触している。この状態で、レンズアレイ40は接着剤等によって筐体50に固定されている。なお、装置奥行方向においてレンズアレイ40の両端面と上側凹部52との間に形成されている間隙(図3参照)にはシール剤58が充填されており、筐体50の上面部とレンズアレイ40の側面部40Aに跨って装置奥行方向にシール剤58が塗布されていることで(図4参照)、貫通孔56の+H側がシール性を有するようになっている。
(発光基板)
発光基板60は、図2に示されるように、基板本体62と、発光素子の一例としての複数(一例として30個)のLEDアレイ64と、を含んで構成されている。
基板本体62は、装置上下方向を厚み方向として装置奥行方向に延びている矩形状の板材である。基板本体62の装置奥行方向及び装置幅方向のそれぞれの長さは、筐体50の下側凹部54の装置奥行方向及び装置幅方向のそれぞれの長さよりも短くて貫通孔56の装置奥行方向及び装置幅方向のそれぞれの長さよりも長い。発光基板60は、図3及び図4に示されるように、貫通孔56を下方から覆うように下側凹部54の底面54Bと接触している状態で、接着剤等によって筐体50に固定されている。基板本体62については詳細を後述する。
複数のLEDアレイ64は、図5に示されるように、基板本体62の上面に形成され、装置奥行方向に延びている矩形状の銅箔ベタパターンに、装置奥行方向に沿って千鳥状に配置されて実装されている。ここで、基板本体62の上面において、千鳥状に配置されている複数のLEDアレイ64を囲んでいて、貫通孔56の下側の開口部56A(図3及び図4参照)の内側の(下側の開口部56Aよりも装置奥行方向及び装置幅方向の長さが下回る)矩形状の銅箔ベタパターンの領域を、領域Sと表現することにする(図5参照)。
複数のLEDアレイ64は、LEDアレイ64の各LEDがレンズアレイ40の各ロッドレンズに対して予め定められた位置に配置されるよう、レンズアレイ40と対向している。ここで、LEDは、発光ダイオード(Light Emitting Diode)のことを示す。LEDアレイ64の上面には、複数(一例として256個)のLEDが直線状に形成されている。
露光装置20は、図4に示されるように、レンズアレイ40の上面が感光体ドラム16と対向するよう、予め定められた位置に配置されている。この状態で、LEDアレイ64からレーザ光Lが照射されると、レーザ光Lは、レンズアレイ40を透過して感光体ドラム16の表面上の、予め定められた狙いの位置で結像する。レーザ光Lが、帯電装置18によって帯電した感光体ドラム16上の狙いの位置で結像すると、感光体ドラム16の表面上に静電潜像が形成される。
(基板本体)
基板本体62は、LEDアレイ64等の部品が実装されていないベアボードであり、図6に示されるように、母材62Aと、銅箔パターン90と、レジスト層70(図8及び図9参照)と、を含んで構成されている。母材62Aは、装置上下方向を厚み方向として装置奥行方向に延びているガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁体から成る矩形状の板材である。銅箔パターン90は、母材62A上に形成された、銅から成る金属層の一例である。レジスト層70は、金属層を覆って保護する絶縁層の一例である。
筐体50の底面54Bと接触している基板本体62の部位は、図5に示されるように、開口部56Aの装置幅方向に延びる側辺に沿う(側辺が対向する)仮想直線KC1及びKC2、並びに開口部56Aの装置奥行方向に延びる側辺に沿う(側辺が対向する)仮想線分KC3及びKC4によって形成される矩形領域の外側とされている。具体的には、筐体50の底面54Bと接触している基板本体62の部位は、仮想直線KC1及びKC2の外側の2つの端部66、並びに仮想線分KC3及びKC4の外側の2つの端部68とされている。なお、仮想線分KC3及び仮想線分KC4の一方の端部は仮想直線KC1上に位置しており、他方の端部は仮想直線KC2上に位置している。
(銅箔パターン)
銅箔パターン90は、図6に示されるように、母材62Aの上面に形成されており、本体部92と、配線パターン82と、ダミーパターン84と、複数の櫛歯部94と、複数の島状部96と、を含んで構成されている。なお、ダミーパターンとは、電気信号を伝達しない銅箔のパターンである。また、銅箔パターン90は、領域Sで示される銅箔ベタパターンと同時に母材62A上に形成される。
本体部92は、短手方向(装置幅方向)の両側の端部68を含んで且つ長手方向(装置奥行方向)の両側の端部66(両端部66)を除いた母材62Aの上面に、領域Sを挟んで-W側と+W側とで互いに離間して形成されている2つのベタパターンである。すなわち、-W側の本体部92は-W側の仮想直線KC3を跨って形成されており、+W側の本体部92は+W側の仮想直線KC4を跨って形成されている。換言すると、本体部92は、両端部66を除いた母材62Aの上面において、領域Sと離間し、かつ領域Sを挟んで短手方向の両側に形成されている2つのベタパターンである。
+W側の本体部92には、端部68側の領域において装置奥行方向に延びていて、+W側の仮想直線KC4を跨る形状を有するスリット86が形成されている。また、-W側の本体部92には、端部68側の領域において、装置奥行方向に延びているスリット88が形成されている。ここで、スリットとは、本体部92を装置上下方向に貫通する長穴のことであり、平面視で(図6の紙面手前側から見たときに)母材62Aが露出している部分(領域)をいう。-W側の端部68におけるスリット88の装置奥行方向の長さは、+W側の端部68におけるスリット86の装置奥行方向の長さと同じ長さである。また、-W側の端部68におけるスリット88の装置幅方向の幅は、+W側の端部68におけるスリット86の装置幅方向の幅と同じ長さ(同じ幅)である。また、-W側のスリット88の最も+D側の部位と、+W側の端部68におけるスリット86の最も+D側の部位は、同じ位置E1とされている。また、-W側のスリット88の最も-D側の部位と、+W側のスリット86の最も-D側の部位は、同じ位置E2とされている。また、-W側のスリット88の数は、+W側の端部68におけるスリット86の数と同じである。なお、本発明における「同じ長さ」とは、2つの長さのうち、一方の長さが、他方の長さに対して±10%以内の長さであることを示す。また、本発明における「同じ位置」とは、2つの位置の間の一方向における位置のずれが1mm以下であることを示す。
配線パターン82は、+W側のスリット86内の母材62A上に形成されており、端部68側の領域において装置奥行方向に延びて且つ本体部92から離間していて、複数のLEDアレイ64と電気的に導通している。ダミーパターン84は、-W側のスリット88内の母材62A上に、本体部92から離間して装置奥行方向に延びるように形成されている。ダミーパターン84の装置奥行方向の長さは、+W側の端部68における配線パターン82の装置奥行方向の長さと同じ長さである。また、ダミーパターン84の装置幅方向の幅は、+W側の端部68における配線パターン82の装置幅方向の幅と同じ長さ(同じ幅)である。また、ダミーパターン84の最も+D側の部位の装置奥行方向における位置は、+W側の端部68における配線パターン82の最も+D側の部位の装置奥行方向における位置と同じ位置である。また、ダミーパターン84の最も-D側の部位の装置奥行方向における位置は、+W側の端部68における配線パターン82の最も-D側の部位の装置奥行方向における位置と同じ位置である。また、ダミーパターン84の数は、+W側の端部68における配線パターン82の数と同じである。なお、ダミーパターン84及び配線パターン82の数え方はそれぞれ、1つのスリット88又は1つのスリット86の内部に形成されているダミーパターン84又は配線パターン82をまとめて1つのものとして数える。例えば、-W側の1つのスリット88の内部のダミーパターン84が、装置奥行方向に並んで互いに離間している複数の島状に形成されている場合、ダミーパターン84は1つのスリット88内に形成された、1つのダミーパターン84として数える。
複数の櫛歯部94は、長手方向の両端部66の母材62A上のそれぞれにおいて、装置幅方向に並んで+W側の本体部92及び-W側の本体部92から装置奥行方向に延びており、本体部92を含んで櫛状を成すように形成されている。
複数の島状部96は、装置幅方向に並んで装置奥行方向に延びており、本体部92及び隣り合う島状部96から離間している島状に形成されている。複数の島状部96は、+W側の複数の櫛歯部94と-W側の複数の櫛歯部94との間の母材62A上に配置されている。
櫛歯部94の間、島状部96の間、及び櫛歯部94と島状部96との間には、装置幅方向に並んで装置奥行方向に延びており、長手方向において少なくとも一方が開放されている間隙98が形成されている。換言すると、櫛歯部94及び島状部96は、長手方向の両端部66の母材62A上で間隙98を有して並んでいる。ここで、間隙98とは、スリット88と同様、平面視で(図6の紙面手前側から見たときに)母材62Aが露出している部分(領域)をいう。これら櫛歯部94、島状部96及び間隙98は、同じ方向(装置奥行方向)に揃って延びていることが望ましい。後述するように、塗布されたソルダーレジストの流れをスムーズにするためである。なお、櫛歯部94、島状部96及び間隙98の延びる方向は、装置奥行方向に対して鋭角で傾斜する傾斜方向であってもよい(図13参照)。この場合においても、上記と同様、櫛歯部94、島状部96及び間隙98が延びる傾斜方向は、同じ方向(同じ向き)に揃っていることが望ましい。塗布されたソルダーレジストの流れをスムーズにするためである。
長手方向の両端部66における櫛歯部94及び島状部96の面積の和の、両端部66における母材62Aの面積に対する比率Rは、40%以上であって、60%以下の範囲内の数値とされている。換言すると、一方の端部66(+D側の端部66)における櫛歯部94及び島状部96の面積の和の、当該一方の端部66における母材62Aの面積に対する比率Rは、40%以上であって、60%以下の範囲内の数値とされている。また、他方の端部66(-D側の端部66)における櫛歯部94及び島状部96の面積の和の、当該他方の端部66における母材62Aの面積に対する比率Rは、40%以上であって、60%以下の範囲内の数値とされている。なお、比率Rは、45%以上であって55%以下の範囲内にあることが好ましい。また、実施形態において、一方の端部66(+D側の長手方向の端部66)における比率Rと、他方の端部66(-D側の長手方向の端部66)における比率Rとの差の絶対値ΔRは、10%以下の数値とされている。なお、長手方向の両端部66のそれぞれにおける比率Rの差の絶対値ΔRは5%以下であることが好ましい。本実施形態では、一方の端部66(+D側の長手方向の端部66)における比率Rは50%であり、他方の端部66(-D側の長手方向の端部66)における比率Rは45%である。
(レジスト層)
レジスト層70は、領域S(図5参照)を除いた母材62Aの上面に、銅箔パターン90を覆って形成されている(図8及び図9参照)。実施形態におけるレジスト層70は、基板本体62の製造工程におけるレジスト工程で、領域S(図5参照)を除いた母材62Aの上面に光硬化性インクであるソルダーレジストを塗布した後、塗布されたソルダーレジストを感光させて硬化させることで形成される。ソルダーレジストは、一例として、レジスト工程における塗布工程で、長手方向が鉛直方向に沿う姿勢にある複数の基板本体62が、基板本体62の短手方向に並んで連結片106で連結している状態で形成されている集合基板100に塗布される(図7参照)。実施形態の塗布工程において、基板本体62は、+D側が鉛直方向上側で、-D側が鉛直方向下側である姿勢で配置されている。そしてこの塗布工程で集合基板100に塗布されたソルダーレジストのうち、重力と表面張力との釣り合いによって基板本体62上に保持されるだけのソルダーレジストが、基板本体62の母材62A上及び銅箔パターン90上に付着する。そして塗布工程における基板本体62の姿勢を維持したまま、付着したソルダーレジストの厚みを均す工程を経ることなく硬化工程に移行してソルダーレジストを硬化させることで、レジスト層70が形成される。なお、図7においては、鉛直下方向を矢印Gで示している。また、図8及び図9に示される実施形態の銅箔パターン90及びレジスト層70は、厚みが誇張されて描写されている。また、図11及び図12に示される、後述の第1比較形態の銅箔パターン190及びレジスト層170は、厚みが誇張されて描写されている。
なお、実施形態の塗布工程においては、複数の基板本体62の領域Sをマスキングした集合基板100の状態でソルダーレジストが塗布される。そして塗布されたソルダーレジストを硬化させてレジスト層70が形成された後、領域Sのマスキングを除去して複数の基板本体62にLEDアレイ64を実装することで複数の発光基板60が構成される。その後、集合基板100の連結片106を切断して、発光基板60を切り出すことで、単一の集合基板100から、複数の発光基板60が製造される。
(作用及び効果)
次に、実施形態の作用及び効果について説明する。
実施形態の露光装置20は、露光装置20を構成する基板本体62の、長手方向の両端部66の母材62A上に、間隙98を有して並んでいる櫛歯部94及び島状部96が形成されている構成(第1構成)を有している。第1構成を有する露光装置20と、以下に示す第1比較形態としての光学装置とを比較する。なお、第1比較形態において、実施形態の画像形成装置10で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号及び名称をそのまま用いて説明する。
(第1比較形態)
第1比較形態における光学装置の発光基板160を構成する基板本体162の、長手方向の両端部66の母材62A上には、図10に示されるように、+W側及び-W側の本体部192と接続しているベタパターン部194が形成されている。また、第1比較形態における発光基板160は、短手方向の端部68における-W側の本体部192が、スリット及びダミーパターンを有さないベタパターンである構成とされている。そして第1比較形態におけるレジスト層170(図11、図12参照)は、ベタパターン部194及び本体部192を含んで構成されている銅箔パターン190を覆って形成されている。
以上の点以外については、第1比較形態は実施形態と同様の構成とされている。
第1比較形態の塗布工程で基板本体162に塗布されて、重力と表面張力との釣り合いによって基板本体162上に付着しなかったソルダーレジストは、重力によって鉛直方向下側(-D側)に垂れて、表面張力によって-D側のベタパターン部194に溜まる。すなわち、第1比較形態におけるレジスト工程で塗布された、ベタパターン部194上のソルダーレジストの厚みは、+D側よりも-D側の方が大きい。そのため、第1比較形態のレジスト工程で形成されるレジスト層170は、長手方向の両端部66において、+D側の最大厚みよりも-D側の最大厚みが大きい。すなわち、第1比較形態で形成されるレジスト層170には、図11に示されるように、発光基板160の長手方向の両端部66における最大厚みの差が発生する。
基板本体162を含んで構成されている発光基板160は、筐体50の底面54Bに接触した状態で固定されている。発光基板160のレジスト層170は、発光基板160の長手方向の両端部66における最大厚みの差を有するため、底面54Bに接触している発光基板160は、図11に示されるように、筐体50に対して長手方向の傾きを有する状態となる。
発光基板160が筐体50に対して長手方向の傾きを有していると、発光基板160に実装されたLEDアレイ64は、筐体50が保持しているレンズアレイ40に対して傾いた状態で対向する。LEDアレイ64がレンズアレイ40に対して傾いた状態で対向していると、LEDアレイ64から照射されてレンズアレイ40を透過するレーザ光Lが感光体ドラム16上の狙いの位置からずれた位置で結像してしまうため、静電潜像の形成不良が発生しやすい。静電潜像の形成不良は、シート部材Pに転写される画像の画像欠陥の原因となる。
一方、実施形態の露光装置20は、第1構成を有する基板本体62を備えている。そのため、実施形態の塗布工程で基板本体62に塗布されて、-D側の櫛歯部94及び島状部96に溜まるソルダーレジストの厚みは、第1比較形態の-D側のベタパターン部194に溜まるソルダーレジストの厚みと比して小さくなる。そのため、実施形態の発光基板60に形成されるレジスト層70の、発光基板60の長手方向の両端部66における最大厚みの差の絶対値は、図8に示されるように、第1比較形態と比して小さくなる。よって、第1構成を有する基板本体62を備える露光装置20は、第1比較形態と比して、筐体50の底面54Bに接触して固定されている発光基板60の、筐体50に対する長手方向の傾きが抑制される。
また、実施形態の露光装置20は、基板本体62の長手方向の両端部66における間隙98が、基板本体62の長手方向に延びている構成(第2構成)を有している。第2比較形態では、発光基板の長手方向の一方の端部における銅箔パターンの間に形成されている間隙が発光基板の短手方向に延びている(図14参照)。第2比較形態の塗布工程において重力と表面張力との釣り合いによって基板本体62上に付着せずに-D側に垂れたソルダーレジストは、-D側の端部上で、短手方向に延びている間隙に溜まるため、基板本体から排出されにくい。そのため、第2比較形態の基板本体に形成されるレジスト層の最大厚みは、+D側よりも-D側が大きくなることで、基板本体の長手方向の両端部66において差を有する状態となる。
一方、実施形態の露光装置20は、第2構成を有する基板本体62を備えている。基板本体62が第2構成を有していることで、塗布工程において重力と表面張力との釣り合いによって基板本体62上に付着せずに-D側に垂れたソルダーレジストは、長手方向に延びている間隙98を通過して基板本体62上から排出される(重力により鉛直方向の下方に落下する)。そのため、実施形態の発光基板60に形成されるレジスト層70の、発光基板60の長手方向の両端部66における最大厚みの差の絶対値は、第2比較形態と比して小さくなる。よって、第2構成を有する露光装置20は、第2比較形態と比して、筐体50に対する発光基板60の長手方向の傾きが抑制される。なお、前述の第2比較形態は、本発明の実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の露光装置20は、比率Rが40%以上であって60%以下の範囲内にある構成(第3構成)を有している。よって、第3構成を有する露光装置20は、比率Rが40%を下回っている第3比較形態と比して、筐体50に対する発光基板60の長手方向の傾きが抑制される。さらに、第3構成を有する露光装置20は、比率Rが60%を上回っている第4比較形態と比して、筐体50に対する発光基板60の長手方向の傾きが抑制される。なお、前述の第3比較形態及び第4比較形態は、本発明の実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の露光装置20は、長手方向の両端部66のそれぞれにおける比率Rの差の絶対値ΔRが10%以下である構成(第4構成)を有している。よって、第4構成を有する露光装置20は、長手方向の両端部66のそれぞれにおける比率Rの差の絶対値ΔRが10%を上回っている第5比較形態と比して、筐体50に対する発光基板60の長手方向の傾きが抑制される。なお、前述の第5比較形態の発光基板は、本発明の実施形態の変形例として、本発明の技術的思想に含まれるものである。
また、実施形態の露光装置20は、基板本体62について、短手方向の両側の端部68が筐体50の底面54Bと接触していて、+W側及び-W側の端部68のそれぞれに配線パターン82及びダミーパターン84が形成されている構成(第5構成)を有している。第5構成を有する光学装置と、厚さ方向から見た面積が実施形態の基板本体62と同じ基板本体を備え、基板本体の短手方向の両側の端部68の母材62Aが底面54Bと接触している第6比較形態としての光学装置とを比較する。第6比較形態においては、基板本体62の上面における配線可能な領域が、筐体50の開口部56Aの装置奥行方向に延びる側辺が投影された仮想線分KC3と仮想線分KC4とで挟まれた領域に限定される。一方、実施形態の露光装置20は、第5構成を有していることで、第6比較形態と比して、基板本体62の上面における配線可能な領域が広い。さらに、第5構成を有する露光装置20は、+W側の端部68に配線パターン82が形成されており、-W側の本体部192がベタパターンである、前述の第1比較形態と比して、筐体50に対する発光基板60の短手方向の傾きが抑制される(図12参照)。
また、実施形態の露光装置20は、ダミーパターン84の数、装置奥行方向の長さ、装置幅方向の幅、最も+D側の部位及び最も-D側の部位の装置奥行方向における位置が、配線パターン82のそれぞれと同じである構成(第6構成)を有している。第6構成を有する露光装置20は、ダミーパターンの数及び幅が配線パターン82のそれぞれと異なっている第7比較形態と比して、筐体50に対する発光基板60の短手方向の傾きが抑制される。さらに、第6構成を有する露光装置20は、ダミーパターンの最も+D側の部位又は最も-D側の部位の装置奥行方向における位置が配線パターン82のそれぞれと異なる光学装置と比して、筐体50に対する発光基板60の短手方向の傾きが抑制される。
また、実施形態の露光装置20は、-W側の本体部92の端部68側の領域に、装置奥行方向に延びているスリット88が形成されている構成(第7構成)を有している。第7構成を有する露光装置20は、-W側の本体部192がベタパターンである、前述の第1比較形態と比して、筐体50に対する発光基板60の短手方向の傾きが抑制される(図9参照)。
そして、実施形態の基板本体62を備える露光装置20は、第1比較形態の基板本体162を備える光学装置と比して、筐体50に対する発光基板の長手方向の傾きに起因する、感光体ドラム16における静電潜像の形成不良を抑制することができる。よって、実施形態の基板本体62を備える画像形成装置10は、第1比較形態の基板本体162を備える画像形成装置と比して、静電潜像の形成不良に起因する画像形成不良が抑制される。
以上のとおり、本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内にて種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、実施形態における櫛状部94は、本体部92から装置奥行方向に延びるものとした。しかしながら、櫛状部92は、本体部92から離間している島状に形成されていてもよい。
また、実施形態における島状部96は、隣り合う島状部96から離間している島状に形成されているものとした。しかしながら、島状部96は、島状部96の間に、長手方向において開放されている間隙98が形成されているのであれば、長手方向の一方の端部において隣り合う島状部96と接続している形状を有していてもよい。
また、実施形態において、-W側のスリット88内にダミーパターン82が形成されている構成とした。しかしながら、第1比較形態と比して筐体50に対する発光基板60の短手方向の傾きを抑制することができるのであれば、スリット88内にダミーパターンが形成されていない構成であってもよい(図13参照)。また、-W側の端部68に、ダミーパターンが内部に形成されていないスリットを有する構成においては、-W側のスリットの装置奥行方向の長さ及び装置幅方向の幅が、+W側のスリット86のそれぞれと異なる構成であってもよい。例えば、-W側の端部68に形成され、ダミーパターンが内部に形成されていないスリットは、装置幅方向に延びていて、-W側に開放されていて、長手方向における位置E1、E2の間で装置奥行方向に複数並べられている構成であってもよい(図14参照)。
また、各実施形態では、発光基板60を備える光学装置を露光装置20として説明したが、本発明は露光装置20以外の光学装置に適用してもよい。例えば、発光基板60を備える光学装置は、読取装置(例えば、Contact Image Sensor)であってもよい。この場合、光学部材の一例は、レンズアレイのままでよいが、光学素子の一例は、受光素子となる。
10 画像形成装置
16 感光体ユニット(像保持体の一例)
20 露光装置(光学装置の一例)
40 レンズアレイ(光学部材の一例)
50 筐体
54B 底面(位置決め面の一例)
60 発光基板(基板の一例)
62 基板本体
64 LEDアレイ(光学素子の一例)
66 両端部
68 端部
70 レジスト層(絶縁層の一例)
82 配線パターン(金属層の一部)
84 ダミーパターン(金属層の一部)
88 スリット
90 銅箔パターン(金属層の一例)
92 本体部(金属層の一部)
94 櫛歯部(金属層の一部)
96 島状部(金属層の一部)
98 間隙
R 比率
ΔR 比率の差の絶対値

Claims (8)

  1. 一方向に延び、長手方向において離間した位置決め面を有していて、光学部材を保持している筐体と、
    該一方向に延び、光学素子が実装されていて、長手方向の両端部が該位置決め面に接触した状態で該光学素子が該光学部材と対向している基板であって、該両端部の母材上で間隙を有して並んでいる金属層が絶縁層で覆われている該基板と、
    を備える光学装置。
  2. 前記間隙は前記一方向又は前記一方向に対する傾斜方向に延びている、請求項1に記載の光学装置。
  3. 前記両端部における前記金属層の面積の和の、前記両端部における前記母材の面積に対する比率が、40%以上であって60%以下の範囲内にある、請求項1又は請求項2に記載の光学装置。
  4. 前記両端部のそれぞれにおける前記比率の差の絶対値が10%以下である、請求項3に記載の光学装置。
  5. 前記筐体は、前記基板の短手方向の両側の端部と接触しており、
    前記基板の前記端部のうち、一方の端部には、前記長手方向に延びていて、前記光学素子と電気的に導通している配線パターンを含んで絶縁層で覆われている金属層が母材上に形成されており、
    前記基板の他方の端部には、前記長手方向に延びているダミーパターンを含んで絶縁層で覆われている金属層が母材上に形成されている、請求項1~4何れか1項に記載の光学装置。
  6. 前記ダミーパターンの数及び前記短手方向の幅は、前記配線パターンの数及び前記短手方向の幅と同じである、請求項5に記載の光学装置。
  7. 前記筐体は、前記基板の短手方向の両側の端部と接触しており、
    前記基板の前記端部のうち、一方の端部には、前記長手方向に延びていて、前記光学素子と電気的に導通している配線パターンを含んで絶縁層で覆われている金属層が母材上に形成されており、
    前記基板の他方の端部には、該端部の母材上でスリットを有していて、絶縁層で覆われている金属層が形成されている、請求項1~4何れか1項に記載の光学装置。
  8. 請求項1~7の何れか1項に記載の光学装置と、
    前記光学装置によって静電潜像が形成される像保持体と、
    前記像保持体に形成された静電潜像を現像させることで形成されたトナー画像を、記録媒体に転写する転写ユニットと、
    を備える画像形成装置。
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