JPH10119345A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH10119345A
JPH10119345A JP27463096A JP27463096A JPH10119345A JP H10119345 A JPH10119345 A JP H10119345A JP 27463096 A JP27463096 A JP 27463096A JP 27463096 A JP27463096 A JP 27463096A JP H10119345 A JPH10119345 A JP H10119345A
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JP
Japan
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image forming
lens array
forming apparatus
optical fiber
support member
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JP27463096A
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English (en)
Inventor
Masaharu Nemura
雅晴 根村
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Canon Inc
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Canon Inc
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  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 LEDヘッドが温度変化しても収束性光ファ
イバーレンズアレイとLEDアレイ及び感光体表面との
位置関係が適正に維持される様にする。 【解決手段】 LEDアレイ30からの光を収束性光フ
ァイバーレンズアレイ31を用いて感光ドラム13の表
面に結像させるLEDヘッド15は板状支持部材33を
有する。その中央部は、厚みa1 で、上面にLEDアレ
イ基板30’が接合され、下面にレンズアレイ31が接
合され、LEDチップ30”からの光をレンズアレイ1
3へと導く様に開口33’が形成されている。支持部材
33の両端部は、厚み2a1 であり、下面側に突出して
肉厚部33”とされている。この肉厚部33”の下面
は、感光ドラム13の両端外周部を回転可能に支持する
軸受34の外周面に当接しており、これにより位置決め
がなされている。軸受34とレンズアレイ13とは、同
等の厚さT及び同等の熱膨張係数を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光源からの光を
収束性光ファイバーレンズアレイを用いて感光体表面に
結像させて画像形成する技術に属するものであり、特
に、LEDアレイの発光を収束性光ファイバーレンズア
レイを用いて感光体の表面に結像させることにより該感
光体に潜像を形成して電子写真方式にて記録を行う様な
画像形成装置のLEDアレイヘッドの構成に関連するも
のである。
【0002】本発明の画像形成装置は、例えば、ファク
シミリ、複写機、プリンタ等の機能を有する画像記録装
置や、それらの機能を兼ね備える複合機、ワークステー
ション等における画像出力のための機器として用いるこ
とができる。
【0003】
【従来の技術】LEDアレイの発光を収束性光ファイバ
ーレンズアレイを用いて感光体表面に結像させることに
より感光体表面に潜像を形成し、その潜像をトナーによ
り可視化した後に記録紙に転写して可視画像を形成する
画像形成装置は、広く実用化されている。LEDアレイ
を光源として用いると、光源としてレーザー光を用いる
よりも装置を著しく小型化することができるという利点
がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】収束性光ファイバーレ
ンズアレイを用いるに際しては、光源であるLEDアレ
イと収束性光ファイバーレンズアレイと結像面たる感光
体表面との位置関係を常に精度よく保っておく必要があ
る。
【0005】ところが、画像形成装置内の温度は環境に
より変動し、また装置内のモーターやヒーター等の発熱
源によっても装置内の温度は変動してしまう。この様な
場合には、LEDアレイや収束性光ファイバーレンズア
レイを支持している部材が熱膨張し収束性光ファイバー
レンズアレイに対するLEDアレイ及び感光体表面の位
置関係が適正状態から外れる様に変化してしまうため
に、LEDアレイからの光が感光体の表面にきれいには
結像せず、ぼけた画像やむらのある画像となってしまう
という問題があった。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記状況に鑑
み、温度変化に際しても収束性光ファイバーレンズアレ
イとLEDアレイと感光体表面との位置関係が適正に維
持される様なLEDアレイヘッドを有する画像形成装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、発光源からの光を収束
性光ファイバーレンズアレイを用いて感光体表面に結像
させるヘッドを有する画像形成装置において、前記ヘッ
ドは板状の支持部材を有しており、該支持部材の第1の
部分は第1の厚みを持ち、該第1の部分は一方の表面に
前記発光源を担持せる基板を接合しており、前記第1の
部分は他方の表面に前記収束性光ファイバーレンズアレ
イを接合しており、前記支持部材は前記発光源からの光
を前記収束性光ファイバーレンズアレイへと導く光路が
確保されており、前記支持部材の第2の部分は前記他方
の表面の側に前記第1の厚みと等しい高さの突出部を有
しており、該突出部を介して前記ヘッドと前記感光体と
の位置決めを行う様にしてなることを特徴とする画像形
成装置、が提供される。
【0008】本発明の一態様においては、前記発光源か
らの光を前記感光体表面に結像させて潜像を形成し電子
写真方式により記録媒体に対し画像形成を行う様にして
なる。
【0009】本発明の一態様においては、前記発光源は
LEDアレイである。
【0010】本発明の一態様においては、前記支持部材
は前記第1の部分及び前記第2の部分の双方にわたって
前記一方の表面が同一平面上に存在する。
【0011】本発明の一態様においては、前記支持部材
には開口が設けられており、該開口により前記発光源か
らの光を前記収束性光ファイバーレンズアレイへと導く
光路を確保している。
【0012】本発明の一態様においては、前記支持部材
の第2の部分は前記収束性光ファイバーレンズアレイの
アレイ方向に関し両端部に存在している。
【0013】本発明の一態様においては、前記感光体は
ドラム状をなしており、該感光体の両端はそれぞれ軸受
により回転可能に支持されている。
【0014】本発明の一態様においては、前記軸受は前
記感光体の外周面に取り付けられており、前記軸受の外
周面に対して前記支持部材の第2の部分の突出部が当接
している。
【0015】本発明の一態様においては、前記軸受の厚
みは前記収束性光ファイバーレンズアレイの光路方向の
厚みと等しい。
【0016】本発明の一態様においては、前記軸受はガ
ラス繊維入り強化プラスチックからなる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。
【0018】図3に、本発明の画像形成装置の一実施形
態としてのカラー画像記録装置の構成を示す。この装置
は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色の
トナーによる像を重ね合わせて記録を行うカラー電子写
真装置である。
【0019】10Y,10M,10C,10Kは、それ
ぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の
画像形成部であり、8は転写ベルトである。カセット1
に収納された記録媒体たる記録紙は、給紙ローラー2に
より給紙され、搬送ローラー3〜6により搬送され、レ
ジストローラー7に到達する。記録紙は、レジストロー
ラー7により斜行等を補正され、タイミングをとって転
写ベルト8に向かって送り出される。転写ベルト8は絶
縁性樹脂のシート材からなり、このシート材の表面が転
写ベルト8の下側に位置せる帯電器11により帯電され
る。一方で、この間に原稿読取装置12あるいはコンピ
ューター等の画像情報出力装置(不図示)より送られた
各色の画像情報信号に基づき各色画像形成部のLEDヘ
ッドから光照射がなされて、感光ドラム13Y,13
M,13C,13K上にそれぞれ各色に対応した潜像が
形成される。上記レジストローラー7より送り出された
記録紙は、帯電された転写ベルト8上に静電吸着され
て、各色画像形成部10Y,10M,10C,10Kの
下を順次通過しながら搬送される。
【0020】図4に、各色画像形成部の拡大図を示す。
各色画像形成部では、感光ドラム13のまわりに、帯電
器14、LEDヘッド15、現像器16、クリーナー1
7が配置されており、電子写真プロセスによって感光ド
ラム13の表面に上記潜像に対応した各色のトナー像が
形成される。転写ベルト8と感光ドラム13とが接近す
るところで、転写ベルト8に静電吸着され搬送されてい
る記録紙上に、上記各色トナー像が転写される。
【0021】かくして順次4色の画像転写を受けた記録
紙は、曲率分離によって転写ベルト8から剥され、図3
に示される定着ローラー対18,19に達する。定着ロ
ーラー18はヒーター(不図示)により加熱されてお
り、記録紙上の各色のトナーは熱溶融し該記録紙上に定
着され、記録紙上にカラー画像が形成される。定着ロー
ラー対18,19によりトナー画像が表面に定着された
記録紙は、装置外部に突出した排紙トレイ20上に排出
される。
【0022】図2に、各色画像形成部におけるLEDヘ
ッド15の分解斜視図を示す。また、図1に、各色画像
形成部におけるLEDヘッド15と感光ドラム13との
組立状態の部分断面図を示す。
【0023】LEDヘッド15は、LEDアレイ30、
収束性光ファイバーレンズアレイ31及び支持部材33
よりなる。LEDアレイ30はセラミックからなる基板
30’上(図では下面上)にLEDチップ30”を多数
Y方向に配列したものであり、下向きに光を発すること
ができる。収束性光ファイバーレンズアレイ31は、多
数の収束性光ファイバーレンズ31’をZ方向に向けて
(即ち光路方向はZ方向である)互いに平行に配列した
ものを、保持体31”により挟持してY方向に長尺状と
なしたものである。
【0024】支持部材33は、Z方向を厚さ方向とする
板状体であり、その中央にはY方向に細長く延びた開口
33’が形成されている。支持部材33は、Y方向に関
し中央の第1の部分(開口33’が形成されている)と
両端の第2の部分とを有する。第1の部分の厚みはa1
であり、第2の部分の厚みはその2倍の2a1 とされて
いる。但し、支持部材33は、上面が第1の部分及び第
2の部分の双方にわたって一様な平面とされており、下
面が第2の部分では第1の部分より高さa1 だけ下方へ
と突出して突出部(厚肉部)33”を形成している。
【0025】支持部材33の上面には上記LEDアレイ
基板30’の下面外周部が接着されており、上記LED
チップ30”の配列は開口33’の範囲内に位置してい
る。支持部材33の第1の部分の下面には上記収束性光
ファイバーレンズアレイ31の上端面外周部が接着され
ており、上記収束性光ファイバーレンズ31’の上端面
が開口33’に臨む様に配置されている。
【0026】支持部材33の材質は例えば研削加工性が
良く安価なアルミニウムである。支持部材33の寸法精
度は、用いられる収束性光ファイバーレンズアレイ31
の焦点深度により異なるが、一般的には誤差200μm
以内特に50μm以内である。
【0027】一方、図1に示されている様に、感光ドラ
ム13は、その両端部の外周面が軸受34にはめ込まれ
て回転可能に支持されている。軸受34は、例えばガラ
ス繊維入り強化樹脂からなり、その熱膨張係数α1 は収
束性光ファイバーレンズアレイ31の光路方向(Z方
向)の熱膨張係数とほぼ等しい値とされている。上記支
持部材33の両端の厚肉部33”の下面が軸受34の上
面上に当接されて位置決めがなされ固定されている。こ
こで、軸受34の支持部材33と当接する部分の厚さ
(Z方向寸法)Tは収束性光ファイバーレンズアレイ3
1の厚さTと等しく設定されている。
【0028】LEDアレイ30のLEDチップ30”か
ら収束性光ファイバーレンズアレイ31の上端面(光入
射側端面)までの距離は上記支持部材33の第1の部分
の厚みa1 と等しい。そして、収束性光ファイバーレン
ズアレイ31の下端面(光出射側端面)から感光ドラム
13の表面までの距離をa2 とすると、 a2 ={(支持部材厚肉部33”の厚さ)+(軸受34の厚さ)} −{(支持部材33の中央部の厚さ) +(収束性光ファイバーレンズアレイ31の厚さ)} =(2a1 +T)−(a1 +T) =a1 となり、a1 =a2 という収束性光ファイバーレンズア
レイ31の等倍結像の光学的条件を満足する。ここで、
(2a1 +T)は収束性光ファイバーレンズアレイ31
の共役長TCと等しくなる様に設定しておく。
【0029】この様な構成において、環境の変化やヒー
ターなどの発熱源の影響で各部品の温度が変動すると、
熱膨張により各部品の寸法に変化が生ずる。しかし、本
実施形態では、この様な環境変動などによりLEDヘッ
ドの温度がtだけ変化して、収束性光ファイバーレンズ
アレイ31の下端面(光出射側端面)から感光ドラム1
3の表面までの距離a2 がA2 になったとしても、支持
部材33の熱膨張係数をα2 として、 A2 ={(支持部材厚肉部33”の厚さ)+(軸受34の厚さ)} −{(支持部材33の中央部の厚さ) +(収束性光ファイバーレンズアレイ31の厚さ)} =(2a1 [1+α2 t]+T[1+α1 t]) −(a1 [1+α2 t]+T[1+α1 t]) =a1 [1+α2 t] である。一方、収束性光ファイバーレンズアレイ31の
上端面(光入射側端面)からLEDチップ30”までの
距離a1 は上記温度変化でa1 [1+α2 t]となる。
この様に、温度変化後も入射側光路長と出射側光路長と
は共にa1 [1+α2 t]となるので、入射側光路長と
出射側光路長とが等しいという関係は保たれ、良好な画
像を得ることができる。
【0030】なお、以上の実施形態では感光体として感
光ドラムを用いているが、感光体として感光ベルトを用
いた装置においても同様に本発明を適用することができ
る。更に、本発明はカラー画像形成装置のみでなく、モ
ノクロ画像形成画装置にも適用できることは明らかであ
る。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ヘ
ッドの支持部材及び該支持部材と感光体との間に介在す
る部材を特定の関係を維持して配置することにより、温
度変化に際しても収束性光ファイバーレンズアレイとL
EDアレイ及び感光体表面との位置関係が適正に維持さ
れ、良好な画像を形成することができる。
【0032】また、本発明によれば、支持部材と感光体
との間に介在する部材の熱膨張係数を収束性光ファイバ
ーレンズアレイの熱膨張係数と等しくすることにより、
温度変化が発生しても、収束性光ファイバーレンズアレ
イとLEDアレイ及び感光体表面との位置関係が適正に
維持され、画像特性の劣化が極めて少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施形態としてのカ
ラー画像記録装置の各色画像形成部におけるLEDヘッ
ドと感光ドラムとの組立状態の部分断面図である。
【図2】本発明の画像形成装置の一実施形態としてのカ
ラー画像記録装置の各色画像形成部におけるLEDヘッ
ドの分解斜視図である。
【図3】本発明の画像形成装置の一実施形態としてのカ
ラー画像記録装置の構成を示す図である。
【図4】図3の装置の各色画像形成部の拡大図である。
【符号の説明】
8 転写ベルト 13 感光ドラム 14 帯電器 15 LEDヘッド 16 現像器 17 クリーナー 30 LEDアレイ 30’ LEDアレイ基板 30” LEDチップ 31 光収束性ファイバーレンズアレイ 31’ 光収束性ファイバーレンズ 31” 保持体 33 支持部材 33’ 開口 33” 支持部材肉厚部 34 軸受

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光源からの光を収束性光ファイバーレ
    ンズアレイを用いて感光体表面に結像させるヘッドを有
    する画像形成装置において、 前記ヘッドは板状の支持部材を有しており、該支持部材
    の第1の部分は第1の厚みを持ち、該第1の部分は一方
    の表面に前記発光源を担持せる基板を接合しており、前
    記第1の部分は他方の表面に前記収束性光ファイバーレ
    ンズアレイを接合しており、前記支持部材は前記発光源
    からの光を前記収束性光ファイバーレンズアレイへと導
    く光路が確保されており、前記支持部材の第2の部分は
    前記他方の表面の側に前記第1の厚みと等しい高さの突
    出部を有しており、該突出部を介して前記ヘッドと前記
    感光体との位置決めを行う様にしてなることを特徴とす
    る画像形成装置。
  2. 【請求項2】 前記発光源からの光を前記感光体表面に
    結像させて潜像を形成し電子写真方式により記録媒体に
    対し画像形成を行う様にしてなることを特徴とする、請
    求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記発光源はLEDアレイであることを
    特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の画像形成
    装置。
  4. 【請求項4】 前記支持部材は前記第1の部分及び前記
    第2の部分の双方にわたって前記一方の表面が同一平面
    上に存在することを特徴とする、請求項1〜3のいずれ
    かに記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記支持部材には開口が設けられてお
    り、該開口により前記発光源からの光を前記収束性光フ
    ァイバーレンズアレイへと導く光路を確保していること
    を特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の画像形
    成装置。
  6. 【請求項6】 前記支持部材の第2の部分は前記収束性
    光ファイバーレンズアレイのアレイ方向に関し両端部に
    存在していることを特徴とする、請求項1〜5のいずれ
    かに記載の画像形成装置。
  7. 【請求項7】 前記感光体はドラム状をなしており、該
    感光体の両端はそれぞれ軸受により回転可能に支持され
    ていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記
    載の画像形成装置。
  8. 【請求項8】 前記軸受は前記感光体の外周面に取り付
    けられており、前記軸受の外周面に対して前記支持部材
    の第2の部分の突出部が当接していることを特徴とす
    る、請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 【請求項9】 前記軸受の厚みは前記収束性光ファイバ
    ーレンズアレイの光路方向の厚みと等しいことを特徴と
    する、請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 【請求項10】 前記軸受はガラス繊維入り強化プラス
    チックからなることを特徴とする、請求項7〜9のいず
    れかに記載の画像形成装置。
JP27463096A 1996-10-17 1996-10-17 画像形成装置 Pending JPH10119345A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100307485B1 (ko) * 1998-11-04 2001-11-02 미다라이 후지오 노광 장치 및 노광 장치를 사용한 화상 형성 장치
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