ラインヘッドの組み立て方法、ラインヘッド、画像形成装置
【課題】発光素子から照射された光が支持部材を通り、ゴースト光となって感光体に照射されるので、感光体に形成される静電潜像のコントラストが低下してしまうという課題がある。
【解決手段】レンズが形成されたレンズアレイ80と、透光性を有する支持部材82と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、レンズアレイ80と、支持部材82とが、紫外線硬化型接着剤90に支持部材82より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤によって接合されていることを特徴とするラインヘッドを提供する。
【解決手段】レンズが形成されたレンズアレイ80と、透光性を有する支持部材82と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、レンズアレイ80と、支持部材82とが、紫外線硬化型接着剤90に支持部材82より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤によって接合されていることを特徴とするラインヘッドを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ラインヘッドの組み立て方法、ラインヘッド、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式を用いる複写機、プリンター等の画像形成装置には、回転する感光体の表面を露光処理して静電潜像を形成する露光手段が備えられている。このような露光手段としては、例えば発光ダイオードなどの複数の発光素子を、感光体の軸方向に配列した構造のラインヘッドが知られている。
【0003】
例えば、特許文献1では、発光素子が形成されたガラスなどの発光素子基板と、レンズが形成されたレンズアレイを備え、発光素子から照射された光を、レンズアレイを通して感光体に照射するラインヘッドが記載されている。このようなラインヘッドでは、レンズの光軸方向において、発光素子基板とレンズアレイとの間には、発光素子基板とレンズアレイを支持する支持部材としてのスペーサーが設けられる。発光素子の光軸やレンズの光軸が一致するように、発光素子基板やレンズアレイは、このスペーサーによって支持される。
光軸と直角方向において、発光素子の位置と、レンズアレイのレンズの光軸の位置がずれることによって感光体に形成される像が歪んだりしないようにするため、特許文献2では、レンズアレイの位置を調整する方法が提案されている。
発光素子とレンズアレイとの光軸と直角方向における位置の調整の後、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤を用いて、スペーサーを介して発光素子とレンズアレイを固定すれば、発光素子とレンズアレイとの位置の調整を開始してから固定するまでの時間を短縮することができる。
そこで、透光性を有するスペーサーを用いることで、紫外線がスペーサーを透過し、スペーサーと発光素子基板との間や、スペーサーとレンズアレイとの間に塗布された紫外線硬化型接着剤を硬化させることによって、発光素子やレンズアレイの位置の調整を開始してから固定するまでの時間を短縮することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−98613号公報
【特許文献2】特開2008−152040号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、ラインヘッドを構成する支持部材が透光性を有すると、発光素子から照射された光が支持部材を通り、ゴースト光となって感光体に照射されるので、感光体に形成される静電潜像のコントラストが低下してしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【0007】
[適用例1]レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されていることを特徴とするラインヘッド。
【0008】
この構成によれば、レンズアレイと、支持部材とが、接着剤に支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。これにより、発光素子から照射され、支持部材を透過した光は、接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ることが抑制される。
【0009】
[適用例2]前記接着剤は、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤である上記ラインヘッド。
【0010】
この構成によれば、レンズアレイと支持部材との相対的な位置調整を行った後で紫外線を紫外線硬化型接着剤に照射してレンズアレイと支持部材とを接合して組み立てることができる。これにより、レンズアレイと支持部材との相対的な位置精度が高いラインヘッドが得られる。
【0011】
[適用例3]前記レンズアレイは、光透過性基材上に樹脂層を備え、前記樹脂層に前記レンズが形成されている上記ラインヘッド。
【0012】
この構成によれば、レンズアレイと支持部材との接合性が向上する。
【0013】
[適用例4]前記レンズアレイである第1のレンズアレイとは異なる第2のレンズアレイが、前記第1のレンズアレイの前記レンズの光軸方向に配され、前記支持部材である第1の支持部材とは異なる第2の支持部材が、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとの間に配設され、前記第1のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合され、前記第2のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合されている上記ラインヘッド。
【0014】
この構成によれば、発光素子から照射され、第1の支持部材、第2の支持部材を透過した光は、第1のレンズアレイと第2の支持部材との接合面および第2のレンズアレイと第2の支持部材との接合面にある接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ること抑制される。
【0015】
[適用例5]潜像担持体と、レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されているラインヘッドと、を備え、前記発光素子から出た光が前記レンズを通過して前記潜像担持体表面に集光されることを特徴とする画像形成装置。
【0016】
この構成によれば、レンズアレイと支持部材とが、接着剤に支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。これにより、発光素子から照射され、支持部材を透過した光は、接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ることが抑制される。そのため、発光素子から照射された光がゴースト光となって潜像担持体に照射されることを抑制することが可能となり、潜像担持体に形成される静電潜像のコントラストが低下してしまうことを抑制できる。
【0017】
[適用例6]レンズが形成されたレンズアレイと、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、透光性を有し、前記レンズアレイと前記発光素子基板とを支持する支持部材と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤に、前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤と、を用意する準備工程と、前記レンズアレイまたは前記支持部材に前記接着用混合剤を塗布する塗布工程と、前記レンズアレイと前記支持部材とを前記接着用混合剤を介して当接させる当接工程と、前記レンズアレイと前記支持部材との前記レンズの光軸方向と直交または略直交する平面における相対的な位置を調整する位置調整工程と、前記支持部材を透過して前記レンズアレイと前記支持部材との間にある前記接着用混合剤に紫外線を照射する紫外線照射工程と、を含むことを特徴とするラインヘッド組立方法。
【0018】
この構成によれば、レンズアレイと、支持部材とが、接着剤に支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。これにより、発光素子から照射され、支持部材を透過した光は、接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本実施例の画像形成装置の全体構成を示す概略図。
【図2】ラインヘッドの斜視図。
【図3】ラインヘッドを主走査方向から見た断面図。
【図4】複数の発光素子群と複数のレンズの配置を示す図。
【図5】レンズアレイとスペーサーとの接合部分を示す図。
【図6】スペーサーによって支持されたレンズアレイを主走査方向から見た断面図。
【図7】レンズアレイとスペーサーとを接合する工程におけるフローチャート。
【図8】レンズアレイとスペーサーとが当接していることを示す主走査方向から見た断面図。
【図9】図8の状態に、さらにレンズアレイを備えた状態を示す図。
【図10】図9の状態に、さらにスペーサーを備えた状態を示す図。
【図11】図10の状態に、さらに発光素子基板を備えた状態を示す図。
【図12】比較例におけるゴースト光を示す図。
【図13】本実施例におけるゴースト光の照射が抑制されること示す図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図を参照し、本実施例におけるラインヘッドおよび画像形成装置について説明する。
【0021】
図1は、本実施例の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。画像形成装置1は、帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程・定着工程を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体Pに記録する電子写真方式のプリンターである。本実施例では、画像形成装置1は、いわゆるタンデム方式を採用するカラープリンターである。このような画像形成装置1は、図1に示すように、帯電工程・露光工程・現像工程のための画像形成ユニット10と、転写工程のための転写ユニット20と、定着工程のための定着ユニット30と、紙などの記録媒体Pを搬送するための搬送機構40と、この搬送機構40に記録媒体Pを供給する給紙ユニット50とを有している。
【0022】
画像形成ユニット10は、イエローのトナー像を形成する画像形成ステーション10Yと、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ステーション10Mと、シアンのトナー像を形成する画像形成ステーション10Cと、ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーション10Kとの4つの画像形成ステーションを備えている。
【0023】
各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kは、それぞれ、静電的な潜像を担持する潜像担持体である感光ドラム(感光体)11を有し、その周囲(外周側)には、帯電ユニット12、ラインヘッド(露光ユニット)13、現像装置14、クリーニングユニット15が配設されている。各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kを構成するこれらの装置は、同じ構成であるため、以下、1つの装置について説明する。
【0024】
感光ドラム11は、全体形状が円筒状をなすものである。感光ドラム11の外周面(円筒面)には、感光層(不図示)が形成され、ラインヘッド13からの光(出射光)を受光する受光面(被照射面)(不図示)を構成している。また、この感光ドラム11は、その軸線まわりに図1中矢印方向に回転可能となっている。
【0025】
帯電ユニット12は、コロナ帯電などにより感光ドラム11の受光面を一様に帯電させるものである。ラインヘッド13は、パーソナルコンピューター(不図示)などのホストコンピューターから画像情報を受け、これに応じて、感光ドラム11の受光面に向けて光を放射する。一方、感光ドラム11の受光面は、一様に帯電された状態となっており、光の放射パターンに対応した潜像が形成される。
【0026】
現像装置14は、トナーを貯留する貯留部(不図示)を有しており、当該貯留部から、静電的な潜像を担持する感光ドラム11の受光面にトナーを供給し、付与する。これにより、感光ドラム11上の潜像がトナー像として可視化(現像)される。クリーニングユニット15は、感光ドラム11の受光面に当接するゴム製のクリーニングブレード151を有し、後述する一次転写後の感光ドラム11上に残存するトナーをクリーニングブレード151により掻き落として除去するようになっている。
【0027】
転写ユニット20は、各画像形成ステーション10Y、10M、10C、10Kの感光ドラム11上に形成された各色のトナー像を一括して記録媒体Pに転写するようになっている。
【0028】
各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kでは、それぞれの感光ドラム11が1回転する間に、帯電ユニット12による感光ドラム11の受光面の帯電と、ラインヘッド13による受光面の露光と、現像装置14による受光面へのトナーの供給と、一次転写ローラー22との圧着による中間転写ベルト21への一次転写と、クリーニングユニット15による受光面111のクリーニングとが順次行なわれる。
【0029】
転写ユニット20は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト21を有し、この中間転写ベルト21は、複数(図1に示す構成では4つ)の一次転写ローラー22と駆動ローラー23と従動ローラー24とで張架されており、駆動ローラー23の回転により、図1に示す矢印方向に、感光ドラム11の周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動される。
【0030】
各一次転写ローラー22は、それぞれ対応する感光ドラム11に中間転写ベルト21を介して対向配設されており、感光ドラム11上の単色のトナー像を中間転写ベルト21に転写(一次転写)するようになっている。この一次転写ローラー22は、一次転写時に、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。
【0031】
中間転写ベルト21上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのうちの少なくとも1色のトナー像が担持される。例えば、フルカラー画像の形成時には、中間転写ベルト21上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が中間転写像として形成される。
【0032】
転写ユニット20は、中間転写ベルト21を介して駆動ローラー23に対向配設される二次転写ローラー25と、中間転写ベルト21を介して従動ローラー24に対向配設されるクリーニングユニット26とを有している。
【0033】
二次転写ローラー25は、中間転写ベルト21上に形成された単色あるいはフルカラーなどのトナー像(中間転写像)を、給紙ユニット50から供給される紙、フィルム、布等の記録媒体Pに転写(二次転写)するようになっている。二次転写ローラー25は、二次転写時に、中間転写ベルト21に押圧されるとともに二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。このような二次転写時には、駆動ローラー23は、二次転写ローラー25のバックアップローラーとしても機能する。
【0034】
クリーニングユニット26は、中間転写ベルト21の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード261を有し、二次転写後の中間転写ベルト21上に残存するトナーをクリーニングブレード261により掻き落として除去するようになっている。
【0035】
定着ユニット30は、定着ローラー301と、定着ローラー301に圧接される加圧ローラー302とを有しており、定着ローラー301と加圧ローラー302との間を記録媒体Pが通過するよう構成されている。また、定着ローラー301は、その内側に当該定着ローラーの外周面を加熱するヒーターが内蔵されており、通過する記録媒体Pを加熱および加圧することができる。このような構成の定着ユニット30より、トナー像の二次転写を受けた記録媒体Pを加熱および加圧して、トナー像を記録媒体Pに融着させて永久像として定着する。
【0036】
搬送機構40は、前述した二次転写ローラー25と中間転写ベルト21との間の二次転写部へ給紙タイミングを計りつつ記録媒体Pを搬送するレジストローラー対41と、定着ユニット30での定着処理済みの記録媒体Pを挟持搬送する搬送ローラー対42、43、44とを有している。
【0037】
このような搬送機構40は、記録媒体Pの一方の面のみに画像形成を行う場合には、定着ユニット30によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを搬送ローラー対42により挟持搬送して、画像形成装置1の外部へ排出する。また、記録媒体Pの両面に画像形成する場合には、定着ユニット30によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを一旦、搬送ローラー対42により挟持した後に、搬送ローラー対42を反転駆動するとともに、搬送ローラー対43、44を駆動して、当該記録媒体Pを表裏反転してレジストローラー対41へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Pの他方の面に画像を形成する。
【0038】
給紙ユニット50は、未使用の記録媒体Pを収容する給紙カセット51と、給紙カセット51から記録媒体Pを1枚ずつレジストローラー対41へ向け給送するピックアップローラー52とを備えている。
【0039】
次に、ラインヘッド13について説明する。図2は、ラインヘッド13の斜視図である
。図3は、図2のラインヘッド13を主走査方向D1から見たA−A線における断面図である。図3に示すように、ラインヘッド13は、感光ドラム11の受光面111に対向して配置されている。また、ラインヘッド13は、主走査方向D1が、感光ドラム11の回転軸と平行となるように配置されている。
【0040】
第1のレンズアレイとしてのレンズアレイ83と、第2のレンズアレイとしてのレンズアレイ80は、レンズアレイ80,83を支持するための第2の支持部材としてのスペーサー81,82を挟んで長手方向を主走査方向D1にして備えられる。さらに、レンズアレイ83と発光素子基板87は、レンズアレイ83と発光素子基板87を支持するための第1の支持部材としてのスペーサー84,85を挟んで長手方向を主走査方向D1にして備えられる。
【0041】
遮光部材86は、長手方向を主走査方向D1にして発光素子基板87とレンズアレイ83との間に備えられる。発光素子基板87は、ガラスや樹脂などの透明性を有する基板から形成され、収容部材88を介してベース89に備えられる。
【0042】
レンズアレイ80、レンズアレイ83の発光素子基板87側には、複数の凸曲面からなるレンズ64がそれぞれ形成されている。レンズ64の構成材料としては、光学特性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、ガラス材料が好適に用いられる。
【0043】
発光素子基板87のベース89側には、例えば有機EL(Organic Electroluminescence)、発光ダイオードなどの発光素子群71が備えられる。発光素子群71は、収容部材88に形成された凹部881の空間領域内に収容される。
【0044】
凹部881には、発光素子群71を構成する発光素子(不図示)と電気的に接続された導線類(不図示)、または、各発光素子を駆動させるための回路(不図示)が収納されている。
【0045】
発光素子群71から光軸方向D3に照射された光Lは、発光素子基板87、遮光部材86に形成された貫通孔861、レンズアレイ83に形成されたレンズ64、スペーサー81とスペーサー82との間に形成された空間領域、レンズアレイ80に形成されたレンズ64を通過し感光ドラム11の受光面111に照射される。
【0046】
図4は、光軸方向D3から見た図で、発光素子基板87における複数の発光素子群71と、レンズアレイ80,83における複数のレンズ64の配置を示す図である。図4に示すように、レンズ64は、主走査方向D1に複数列配置されるとともに、主走査方向D1に直交する副走査方向D2に複数行配置されている。
【0047】
複数のレンズ64は、互いに離間して、3行n列(nは2以上の整数)の行列状に配置されている。レンズアレイ80に形成されている一つのレンズ64と、レンズアレイ83に形成されている一つのレンズ64とは、図3に示すように、光軸が一致するように対向し配置されている。
【0048】
図4に示すように、複数の発光素子群71は、複数のレンズ64に対応して、互いに離間し、3行n列(nは2以上の整数)の行列状に配置されている。また、各発光素子群71は、それぞれ、複数(本実施例では8つ)の発光素子74で構成されている。
【0049】
各発光素子群71を構成する8つの発光素子74は、発光素子基板87のベース89側の面に沿って配置されている。各発光素子74から発せられた図3の光Lは、それぞれ一対のレンズ64を通過し、感光ドラム11の受光面111上で集光する。
【0050】
また、図4に示すように、8つの発光素子74は、互いに離間して、主走査方向D1に4列配置され、副走査方向D2に2行配置されている。このように、8つの発光素子74は、2行4列の行列状をなしている。1つの列(発光素子列)に属する互いに隣接した2つの発光素子74同士は、主走査方向D1にずれて配置されている。そして、このように2行4列の行列状をなす8つの発光素子74では、主走査方向D1に隣接する発光素子74同士の間を、次の行の1つの発光素子74で補完している。
【0051】
図5は、図2の部分Bを拡大した図で、レンズアレイ80とスペーサー82との接合部分を示す図である。図6は、スペーサー81,82,84,84によって支持されたレンズアレイ80,83と発光素子基板87を主走査方向D1から見た断面図である。
【0052】
本実施例のレンズアレイ80は、ガラスで形成されたガラス基板80aと、樹脂で形成された樹脂表層80bとから構成されている。レンズ64は、樹脂表層80bに形成されたものである。同様に、レンズアレイ83は、ガラスで形成されたガラス基板83aと、樹脂で形成された樹脂表層83bとから構成されている。レンズ64は、樹脂表層83bに形成されたものである。
【0053】
レンズアレイ80は、樹脂表層80bに凸曲面S1が形成されたレンズ64を有し、副走査方向D2における範囲C2に形成されたレンズ形成部802と、副走査方向D2の平面S2を有し、レンズアレイ80の副走査方向D2における範囲C1に形成された端部801とから構成される。図6の端部801は、レンズアレイ80の副走査方向D2における両端部に形成される。
【0054】
同様に、レンズアレイ83は、樹脂表層83bに凸曲面S1が形成されたレンズ64を有し、副走査方向D2における範囲C2に形成されたレンズ形成部832と、副走査方向D2の平面S2を有し、レンズアレイ83の副走査方向D2における範囲C1に形成された端部831とから構成される。図6の端部831は、レンズアレイ83の副走査方向D2における両端部に形成される。
【0055】
スペーサー81,82は、レンズアレイ80とレンズアレイ83とを支持する支持部材であり、レンズアレイ80とレンズアレイ83の間の光軸方向D3における距離を規制するものである。スペーサー84,85は、レンズアレイ83と発光素子基板87とを支持する支持部材であり、レンズアレイ83と発光素子基板87の間の光軸方向D3における距離を規制するものである。
【0056】
図6に示すように、レンズアレイ80の端部801に形成された平面S2とスペーサー81,82に形成された平面S3との間の接着用混合剤によって、レンズアレイ80とスペーサー81,82とが接合されている。接着用混合剤は、斜線で示す紫外線硬化型接着剤90に、白い円で示すギャップ材91を混ぜたものである。
【0057】
また、図6のスペーサー81,82の平面S4と、レンズアレイ83に形成された平面S5との間にも、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混ぜた接着用混合剤が備えられ、スペーサー81,82とレンズアレイ83とが接合されている。
【0058】
また、図6のレンズアレイ83の端部831の平面S2と、スペーサー84,85に形成された平面S6との間にも、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混ぜた接着用混合剤が備えられ、レンズアレイ83とスペーサー84,85とが接合されている。
【0059】
また、図6のスペーサー84,85の平面S7と、発光素子基板87に形成された平面S8との間にも、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混ぜた接着用混合剤が備えられ、スペーサー84,85と発光素子基板87とが接合されている。
【0060】
レンズアレイ80に形成されたレンズ64と対向する位置にあるレンズアレイ83に形成されたレンズ64とは光軸Eが一致するように備えられている。さらに、図4の発光素子74から構成される発光素子群71の副走査方向D2における中心の位置が光軸Eの位置になるように、発光素子基板87が備えられる。
【0061】
次に、レンズアレイ80とスペーサー81,82とを接合する方法について説明する。図7は、レンズアレイ80とスペーサー81,82とを接合する工程におけるフローチャートである。
【0062】
図7の準備工程S100では、レンズ64が形成されたレンズアレイ80,83と、レンズ64の光軸方向D3に光を発光する発光素子基板87と、透光性を有し、レンズアレイ80,83を支持する支持部材としてのスペーサー81,82と、レンズアレイ83と発光素子基板87を支持する支持部材としてのスペーサー84,85と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤90に、発光素子基板87、スペーサー81,82,84,85より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤とを用意する(図6参照)。
【0063】
塗布工程としての第1塗布工程S110では、レンズアレイ80の平面S2またはスペーサー81,82の平面S3に準備工程S100で用意した接着用混合剤を塗布する(図6参照)。
【0064】
図8は、レンズアレイ80とスペーサー81,82とが接着用混合剤を介して当接していることを示す主走査方向D1から見た断面図である。当接工程としての第1当接工程S120では、平面を有する台1000の上に、レンズ64を台1000とは反対側に向けてレンズアレイ80を置く。そして、レンズアレイ80の端部801に形成された平面S2に、接着用混合剤を介してスペーサー81,82の平面S3をそれぞれ当接させる。
【0065】
位置調整工程としての第1位置調整工程S130では、図8のレンズアレイ80とスペーサー81,82との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する。すなわち、主走査方向D1と副走査方向D2におけるレンズアレイ80とスペーサー81,82との相対的な位置を調整する。本実施例においては、台1000に固定されたレンズアレイ80に対して、スペーサー81,82をそれぞれ移動させて位置を調整する。
【0066】
紫外線照射工程として第1紫外線照射工程S140では、図8の矢印に示す方向から紫外線を照射する。スペーサー81,82は、透光性を有する。紫外線硬化型接着剤90は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤であるので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると、紫外線硬化型接着剤90は硬化し、レンズアレイ80とスペーサー81,82とは接合される。
【0067】
図9は、図8の状態に、さらにレンズアレイ83を備えた状態を示す図である。本実施例では、図7の第1紫外線照射工程S140を行った後、第1塗布工程S110に戻る。第1塗布工程S110では、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混合した接着用混合剤を、レンズアレイ83またはスペーサー81,82に塗布する。
【0068】
第1当接工程S120では、図9に示すように、スペーサー81,82の平面S4にレンズアレイ83の平面S5を、接着用混合剤を介して当接させる。第1位置調整工程S130では、スペーサー81,82とレンズアレイ83との主走査方向D1、副走査方向D2における相対的な位置調整を行う。
【0069】
第1紫外線照射工程S140では、図9の矢印に示す方向から紫外線を照射する。レンズアレイ83は、透光性を有するので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると、紫外線硬化型接着剤90は硬化し、レンズアレイ83とスペーサー81,82とは接合される。
【0070】
図10は、図9の状態に、さらにスペーサー84,85を備えた状態を示す図である。本実施例では、第1紫外線照射工程S140から、再び、第1塗布工程S110に戻る。第1塗布工程S110では、レンズアレイ83の平面S2またはスペーサー84,85の平面S6に、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混合した接着用混合剤を塗布する。
【0071】
第1当接工程S120では、図10に示すように、レンズアレイ83の平面S2に、スペーサー84,85の平面S6を当接させる。第1位置調整工程S130では、スペーサー84,85とレンズアレイ83との主走査方向D1、副走査方向D2における相対的な位置調整を行う。
【0072】
第1紫外線照射工程S140では、図10の矢印に示す方向から紫外線を照射する。スペーサー84,85は、透光性を有するので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると紫外線硬化型接着剤90は硬化し、レンズアレイ83とスペーサー84,85とは接合される。
【0073】
図11は、図10の状態に、さらに発光素子基板87を備えた図である。第2塗布工程S150では、発光素子基板87の平面S8またはスペーサー84,85の平面S7に接着用混合剤を塗布する。
【0074】
第2当接工程S160では、図11に示すように、発光素子基板87の平面S8とスペーサー84,85の平面S7とを、接着用混合剤を介して当接させる。
【0075】
第2位置調整工程S170では、発光素子基板87とスペーサー84,85との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する。
【0076】
第2紫外線照射工程S180では、図11の矢印に示す方向から紫外線を照射する。発光素子基板87は、透光性を有するので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると紫外線硬化型接着剤90は硬化し、発光素子基板87とスペーサー84,85とは接合される。
【0077】
(比較例)
図12は、本実施例との比較例を示す図である。図12のギャップ材92は、光透過率がスペーサー81,82,84,85以上である。そのため、図12に示すように、発光素子群71から照射された光Fは、発光素子基板87、スペーサー81,82,84,85を透過するとともに、ギャップ材92も透過する。
【0078】
これにより、感光ドラム11の受光面111には、発光素子群71から照射された光Fがゴースト光Gとなって照射されてしまう。従って、受光面111に形成される静電潜像のコントラストが低下し、画像形成装置1から形成される画像の品質が劣化する。
【0079】
以上、本実施例で説明したラインヘッド13の組み立て方法は、レンズ64が形成されたレンズアレイ80,83と、光を発光する発光素子74からなる発光素子群71が設けられた発光素子基板87と、透光性を有し、レンズアレイ80,83を支持する支持部材としてのスペーサー81,82と、レンズアレイ83と発光素子基板87とを支持する支持部材としてのスペーサー84,85と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤90にスペーサー81,82,84,85より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤と、を用意する準備工程S100と、レンズアレイ80,83またはスペーサー81,82に接着用混合剤を塗布する塗布工程として第1塗布工程S110と、レンズアレイ80とスペーサー81,82とを接着用混合剤を介して当接させる当接工程としての第1当接工程S120と、レンズアレイ80とスペーサー81,82との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する位置調整工程としての第1位置調整工程S130と、スペーサー81,82を透過してレンズアレイ80とスペーサー81,82との間にある接着用混合剤に紫外線を照射する紫外線照射工程としての第1紫外線照射工程S140と、発光素子基板87または支持部材としてのスペーサー84,85に接着用混合剤を塗布する第2塗布工程S150と、発光素子基板87とスペーサー84,85とを接着用混合剤を介して当接させる第2当接工程S160と、発光素子基板87とスペーサー84,85との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する第2位置調整工程S170と、発光素子基板87を透過して発光素子基板87とスペーサー84,85との間にある接着用混合剤に紫外線を照射する第2紫外線照射工程S180と、を含む。
【0080】
本実施例の組み立て方法によって製造されたラインヘッド13は、レンズ64が形成されたレンズアレイ83と、透光性を有する第1の支持部材としてのスペーサー84,85と、光を発光する発光素子群71が設けられた発光素子基板87と、を備え、レンズアレイ83と、スペーサー84,85とが、紫外線硬化型接着剤90にスペーサー84,85より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。
【0081】
また、ラインヘッド13は、第2のレンズアレイとしてのレンズアレイ80が、第1のレンズアレイとしてのレンズアレイ83のレンズ64の光軸方向Eに配され、第2の支持部材としてのスペーサー81,82が、レンズアレイ80とレンズアレイ83との間に配設され、レンズアレイ80とスペーサー81,82とが、接着用混合剤により接合され、レンズアレイ83とスペーサー81,82とが、接着用混合剤により接合されている。
【0082】
図13は、本実施例におけるギャップ材91によって、ゴースト光の照射が抑制されることを示す図である。本実施例に用いたギャップ材91は、スペーサー81,82,84,85より光透過率が低い。そのため、発光素子群71から照射された光Fがギャップ材91を透過してゴースト光となって感光ドラム11に照射されることが抑制される。
【0083】
これにより、感光ドラム11の受光面111に形成される静電潜像が劣化することを抑制できる。従って、本実施例における画像形成装置1によって形成される画像の品質が劣化することを抑制できる。
【0084】
接着剤は、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤である。そのため、レンズアレイ80,83とスペーサー81,82,84,85との相対的な位置調整を行った後で紫外線を紫外線硬化型接着剤に照射してレンズアレイ80,83とスペーサー81,82,84,85とを接合して組み立てることができる。これにより、80,83とスペーサー81,82,84,85との相対的な位置精度が高いラインヘッド13が得られる。
【0085】
本実施例では、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤を用いたが、紫外線硬化型接着剤を用いないでも硬化する接着剤を用いてラインヘッドを組み立てる場合にも適用する。
【0086】
レンズアレイ80,83は、ガラス基板80a,83a上に樹脂表層80b,83bを備え、樹脂表層80b,83bにレンズ64が形成されている。この構成によれば、レンズアレイ80,83とスペーサー81,82,84,85との接合性が向上する。
【符号の説明】
【0087】
1…画像形成装置、13…ラインヘッド、64…レンズ、71…発光素子群、74…発光素子、80,83…レンズアレイ、81,82,84,85…スペーサー、87…発光素子基板、90…紫外線硬化型接着剤、91…ギャップ材、D3…光軸方向、S100…準備工程、S110…第1塗布工程、S120…第1当接工程、S130…第1位置調整工程、S140…第1紫外線照射工程、S150…第2塗布工程、S160…第2当接工程、S170…第2位置調整工程、S180…第2紫外線照射工程。
【技術分野】
【0001】
本発明は、ラインヘッドの組み立て方法、ラインヘッド、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式を用いる複写機、プリンター等の画像形成装置には、回転する感光体の表面を露光処理して静電潜像を形成する露光手段が備えられている。このような露光手段としては、例えば発光ダイオードなどの複数の発光素子を、感光体の軸方向に配列した構造のラインヘッドが知られている。
【0003】
例えば、特許文献1では、発光素子が形成されたガラスなどの発光素子基板と、レンズが形成されたレンズアレイを備え、発光素子から照射された光を、レンズアレイを通して感光体に照射するラインヘッドが記載されている。このようなラインヘッドでは、レンズの光軸方向において、発光素子基板とレンズアレイとの間には、発光素子基板とレンズアレイを支持する支持部材としてのスペーサーが設けられる。発光素子の光軸やレンズの光軸が一致するように、発光素子基板やレンズアレイは、このスペーサーによって支持される。
光軸と直角方向において、発光素子の位置と、レンズアレイのレンズの光軸の位置がずれることによって感光体に形成される像が歪んだりしないようにするため、特許文献2では、レンズアレイの位置を調整する方法が提案されている。
発光素子とレンズアレイとの光軸と直角方向における位置の調整の後、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤を用いて、スペーサーを介して発光素子とレンズアレイを固定すれば、発光素子とレンズアレイとの位置の調整を開始してから固定するまでの時間を短縮することができる。
そこで、透光性を有するスペーサーを用いることで、紫外線がスペーサーを透過し、スペーサーと発光素子基板との間や、スペーサーとレンズアレイとの間に塗布された紫外線硬化型接着剤を硬化させることによって、発光素子やレンズアレイの位置の調整を開始してから固定するまでの時間を短縮することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−98613号公報
【特許文献2】特開2008−152040号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、ラインヘッドを構成する支持部材が透光性を有すると、発光素子から照射された光が支持部材を通り、ゴースト光となって感光体に照射されるので、感光体に形成される静電潜像のコントラストが低下してしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【0007】
[適用例1]レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されていることを特徴とするラインヘッド。
【0008】
この構成によれば、レンズアレイと、支持部材とが、接着剤に支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。これにより、発光素子から照射され、支持部材を透過した光は、接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ることが抑制される。
【0009】
[適用例2]前記接着剤は、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤である上記ラインヘッド。
【0010】
この構成によれば、レンズアレイと支持部材との相対的な位置調整を行った後で紫外線を紫外線硬化型接着剤に照射してレンズアレイと支持部材とを接合して組み立てることができる。これにより、レンズアレイと支持部材との相対的な位置精度が高いラインヘッドが得られる。
【0011】
[適用例3]前記レンズアレイは、光透過性基材上に樹脂層を備え、前記樹脂層に前記レンズが形成されている上記ラインヘッド。
【0012】
この構成によれば、レンズアレイと支持部材との接合性が向上する。
【0013】
[適用例4]前記レンズアレイである第1のレンズアレイとは異なる第2のレンズアレイが、前記第1のレンズアレイの前記レンズの光軸方向に配され、前記支持部材である第1の支持部材とは異なる第2の支持部材が、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとの間に配設され、前記第1のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合され、前記第2のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合されている上記ラインヘッド。
【0014】
この構成によれば、発光素子から照射され、第1の支持部材、第2の支持部材を透過した光は、第1のレンズアレイと第2の支持部材との接合面および第2のレンズアレイと第2の支持部材との接合面にある接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ること抑制される。
【0015】
[適用例5]潜像担持体と、レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されているラインヘッドと、を備え、前記発光素子から出た光が前記レンズを通過して前記潜像担持体表面に集光されることを特徴とする画像形成装置。
【0016】
この構成によれば、レンズアレイと支持部材とが、接着剤に支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。これにより、発光素子から照射され、支持部材を透過した光は、接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ることが抑制される。そのため、発光素子から照射された光がゴースト光となって潜像担持体に照射されることを抑制することが可能となり、潜像担持体に形成される静電潜像のコントラストが低下してしまうことを抑制できる。
【0017】
[適用例6]レンズが形成されたレンズアレイと、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、透光性を有し、前記レンズアレイと前記発光素子基板とを支持する支持部材と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤に、前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤と、を用意する準備工程と、前記レンズアレイまたは前記支持部材に前記接着用混合剤を塗布する塗布工程と、前記レンズアレイと前記支持部材とを前記接着用混合剤を介して当接させる当接工程と、前記レンズアレイと前記支持部材との前記レンズの光軸方向と直交または略直交する平面における相対的な位置を調整する位置調整工程と、前記支持部材を透過して前記レンズアレイと前記支持部材との間にある前記接着用混合剤に紫外線を照射する紫外線照射工程と、を含むことを特徴とするラインヘッド組立方法。
【0018】
この構成によれば、レンズアレイと、支持部材とが、接着剤に支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。これにより、発光素子から照射され、支持部材を透過した光は、接着用混合剤に含まれるギャップ材を通ることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本実施例の画像形成装置の全体構成を示す概略図。
【図2】ラインヘッドの斜視図。
【図3】ラインヘッドを主走査方向から見た断面図。
【図4】複数の発光素子群と複数のレンズの配置を示す図。
【図5】レンズアレイとスペーサーとの接合部分を示す図。
【図6】スペーサーによって支持されたレンズアレイを主走査方向から見た断面図。
【図7】レンズアレイとスペーサーとを接合する工程におけるフローチャート。
【図8】レンズアレイとスペーサーとが当接していることを示す主走査方向から見た断面図。
【図9】図8の状態に、さらにレンズアレイを備えた状態を示す図。
【図10】図9の状態に、さらにスペーサーを備えた状態を示す図。
【図11】図10の状態に、さらに発光素子基板を備えた状態を示す図。
【図12】比較例におけるゴースト光を示す図。
【図13】本実施例におけるゴースト光の照射が抑制されること示す図。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図を参照し、本実施例におけるラインヘッドおよび画像形成装置について説明する。
【0021】
図1は、本実施例の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。画像形成装置1は、帯電工程・露光工程・現像工程・転写工程・定着工程を含む一連の画像形成プロセスによって画像を記録媒体Pに記録する電子写真方式のプリンターである。本実施例では、画像形成装置1は、いわゆるタンデム方式を採用するカラープリンターである。このような画像形成装置1は、図1に示すように、帯電工程・露光工程・現像工程のための画像形成ユニット10と、転写工程のための転写ユニット20と、定着工程のための定着ユニット30と、紙などの記録媒体Pを搬送するための搬送機構40と、この搬送機構40に記録媒体Pを供給する給紙ユニット50とを有している。
【0022】
画像形成ユニット10は、イエローのトナー像を形成する画像形成ステーション10Yと、マゼンタのトナー像を形成する画像形成ステーション10Mと、シアンのトナー像を形成する画像形成ステーション10Cと、ブラックのトナー像を形成する画像形成ステーション10Kとの4つの画像形成ステーションを備えている。
【0023】
各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kは、それぞれ、静電的な潜像を担持する潜像担持体である感光ドラム(感光体)11を有し、その周囲(外周側)には、帯電ユニット12、ラインヘッド(露光ユニット)13、現像装置14、クリーニングユニット15が配設されている。各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kを構成するこれらの装置は、同じ構成であるため、以下、1つの装置について説明する。
【0024】
感光ドラム11は、全体形状が円筒状をなすものである。感光ドラム11の外周面(円筒面)には、感光層(不図示)が形成され、ラインヘッド13からの光(出射光)を受光する受光面(被照射面)(不図示)を構成している。また、この感光ドラム11は、その軸線まわりに図1中矢印方向に回転可能となっている。
【0025】
帯電ユニット12は、コロナ帯電などにより感光ドラム11の受光面を一様に帯電させるものである。ラインヘッド13は、パーソナルコンピューター(不図示)などのホストコンピューターから画像情報を受け、これに応じて、感光ドラム11の受光面に向けて光を放射する。一方、感光ドラム11の受光面は、一様に帯電された状態となっており、光の放射パターンに対応した潜像が形成される。
【0026】
現像装置14は、トナーを貯留する貯留部(不図示)を有しており、当該貯留部から、静電的な潜像を担持する感光ドラム11の受光面にトナーを供給し、付与する。これにより、感光ドラム11上の潜像がトナー像として可視化(現像)される。クリーニングユニット15は、感光ドラム11の受光面に当接するゴム製のクリーニングブレード151を有し、後述する一次転写後の感光ドラム11上に残存するトナーをクリーニングブレード151により掻き落として除去するようになっている。
【0027】
転写ユニット20は、各画像形成ステーション10Y、10M、10C、10Kの感光ドラム11上に形成された各色のトナー像を一括して記録媒体Pに転写するようになっている。
【0028】
各画像形成ステーション10Y、10C、10M、10Kでは、それぞれの感光ドラム11が1回転する間に、帯電ユニット12による感光ドラム11の受光面の帯電と、ラインヘッド13による受光面の露光と、現像装置14による受光面へのトナーの供給と、一次転写ローラー22との圧着による中間転写ベルト21への一次転写と、クリーニングユニット15による受光面111のクリーニングとが順次行なわれる。
【0029】
転写ユニット20は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト21を有し、この中間転写ベルト21は、複数(図1に示す構成では4つ)の一次転写ローラー22と駆動ローラー23と従動ローラー24とで張架されており、駆動ローラー23の回転により、図1に示す矢印方向に、感光ドラム11の周速度とほぼ同じ周速度で回転駆動される。
【0030】
各一次転写ローラー22は、それぞれ対応する感光ドラム11に中間転写ベルト21を介して対向配設されており、感光ドラム11上の単色のトナー像を中間転写ベルト21に転写(一次転写)するようになっている。この一次転写ローラー22は、一次転写時に、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。
【0031】
中間転写ベルト21上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのうちの少なくとも1色のトナー像が担持される。例えば、フルカラー画像の形成時には、中間転写ベルト21上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー像が順次重ねて転写されて、フルカラーのトナー像が中間転写像として形成される。
【0032】
転写ユニット20は、中間転写ベルト21を介して駆動ローラー23に対向配設される二次転写ローラー25と、中間転写ベルト21を介して従動ローラー24に対向配設されるクリーニングユニット26とを有している。
【0033】
二次転写ローラー25は、中間転写ベルト21上に形成された単色あるいはフルカラーなどのトナー像(中間転写像)を、給紙ユニット50から供給される紙、フィルム、布等の記録媒体Pに転写(二次転写)するようになっている。二次転写ローラー25は、二次転写時に、中間転写ベルト21に押圧されるとともに二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。このような二次転写時には、駆動ローラー23は、二次転写ローラー25のバックアップローラーとしても機能する。
【0034】
クリーニングユニット26は、中間転写ベルト21の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード261を有し、二次転写後の中間転写ベルト21上に残存するトナーをクリーニングブレード261により掻き落として除去するようになっている。
【0035】
定着ユニット30は、定着ローラー301と、定着ローラー301に圧接される加圧ローラー302とを有しており、定着ローラー301と加圧ローラー302との間を記録媒体Pが通過するよう構成されている。また、定着ローラー301は、その内側に当該定着ローラーの外周面を加熱するヒーターが内蔵されており、通過する記録媒体Pを加熱および加圧することができる。このような構成の定着ユニット30より、トナー像の二次転写を受けた記録媒体Pを加熱および加圧して、トナー像を記録媒体Pに融着させて永久像として定着する。
【0036】
搬送機構40は、前述した二次転写ローラー25と中間転写ベルト21との間の二次転写部へ給紙タイミングを計りつつ記録媒体Pを搬送するレジストローラー対41と、定着ユニット30での定着処理済みの記録媒体Pを挟持搬送する搬送ローラー対42、43、44とを有している。
【0037】
このような搬送機構40は、記録媒体Pの一方の面のみに画像形成を行う場合には、定着ユニット30によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを搬送ローラー対42により挟持搬送して、画像形成装置1の外部へ排出する。また、記録媒体Pの両面に画像形成する場合には、定着ユニット30によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを一旦、搬送ローラー対42により挟持した後に、搬送ローラー対42を反転駆動するとともに、搬送ローラー対43、44を駆動して、当該記録媒体Pを表裏反転してレジストローラー対41へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Pの他方の面に画像を形成する。
【0038】
給紙ユニット50は、未使用の記録媒体Pを収容する給紙カセット51と、給紙カセット51から記録媒体Pを1枚ずつレジストローラー対41へ向け給送するピックアップローラー52とを備えている。
【0039】
次に、ラインヘッド13について説明する。図2は、ラインヘッド13の斜視図である
。図3は、図2のラインヘッド13を主走査方向D1から見たA−A線における断面図である。図3に示すように、ラインヘッド13は、感光ドラム11の受光面111に対向して配置されている。また、ラインヘッド13は、主走査方向D1が、感光ドラム11の回転軸と平行となるように配置されている。
【0040】
第1のレンズアレイとしてのレンズアレイ83と、第2のレンズアレイとしてのレンズアレイ80は、レンズアレイ80,83を支持するための第2の支持部材としてのスペーサー81,82を挟んで長手方向を主走査方向D1にして備えられる。さらに、レンズアレイ83と発光素子基板87は、レンズアレイ83と発光素子基板87を支持するための第1の支持部材としてのスペーサー84,85を挟んで長手方向を主走査方向D1にして備えられる。
【0041】
遮光部材86は、長手方向を主走査方向D1にして発光素子基板87とレンズアレイ83との間に備えられる。発光素子基板87は、ガラスや樹脂などの透明性を有する基板から形成され、収容部材88を介してベース89に備えられる。
【0042】
レンズアレイ80、レンズアレイ83の発光素子基板87側には、複数の凸曲面からなるレンズ64がそれぞれ形成されている。レンズ64の構成材料としては、光学特性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、樹脂材料、ガラス材料が好適に用いられる。
【0043】
発光素子基板87のベース89側には、例えば有機EL(Organic Electroluminescence)、発光ダイオードなどの発光素子群71が備えられる。発光素子群71は、収容部材88に形成された凹部881の空間領域内に収容される。
【0044】
凹部881には、発光素子群71を構成する発光素子(不図示)と電気的に接続された導線類(不図示)、または、各発光素子を駆動させるための回路(不図示)が収納されている。
【0045】
発光素子群71から光軸方向D3に照射された光Lは、発光素子基板87、遮光部材86に形成された貫通孔861、レンズアレイ83に形成されたレンズ64、スペーサー81とスペーサー82との間に形成された空間領域、レンズアレイ80に形成されたレンズ64を通過し感光ドラム11の受光面111に照射される。
【0046】
図4は、光軸方向D3から見た図で、発光素子基板87における複数の発光素子群71と、レンズアレイ80,83における複数のレンズ64の配置を示す図である。図4に示すように、レンズ64は、主走査方向D1に複数列配置されるとともに、主走査方向D1に直交する副走査方向D2に複数行配置されている。
【0047】
複数のレンズ64は、互いに離間して、3行n列(nは2以上の整数)の行列状に配置されている。レンズアレイ80に形成されている一つのレンズ64と、レンズアレイ83に形成されている一つのレンズ64とは、図3に示すように、光軸が一致するように対向し配置されている。
【0048】
図4に示すように、複数の発光素子群71は、複数のレンズ64に対応して、互いに離間し、3行n列(nは2以上の整数)の行列状に配置されている。また、各発光素子群71は、それぞれ、複数(本実施例では8つ)の発光素子74で構成されている。
【0049】
各発光素子群71を構成する8つの発光素子74は、発光素子基板87のベース89側の面に沿って配置されている。各発光素子74から発せられた図3の光Lは、それぞれ一対のレンズ64を通過し、感光ドラム11の受光面111上で集光する。
【0050】
また、図4に示すように、8つの発光素子74は、互いに離間して、主走査方向D1に4列配置され、副走査方向D2に2行配置されている。このように、8つの発光素子74は、2行4列の行列状をなしている。1つの列(発光素子列)に属する互いに隣接した2つの発光素子74同士は、主走査方向D1にずれて配置されている。そして、このように2行4列の行列状をなす8つの発光素子74では、主走査方向D1に隣接する発光素子74同士の間を、次の行の1つの発光素子74で補完している。
【0051】
図5は、図2の部分Bを拡大した図で、レンズアレイ80とスペーサー82との接合部分を示す図である。図6は、スペーサー81,82,84,84によって支持されたレンズアレイ80,83と発光素子基板87を主走査方向D1から見た断面図である。
【0052】
本実施例のレンズアレイ80は、ガラスで形成されたガラス基板80aと、樹脂で形成された樹脂表層80bとから構成されている。レンズ64は、樹脂表層80bに形成されたものである。同様に、レンズアレイ83は、ガラスで形成されたガラス基板83aと、樹脂で形成された樹脂表層83bとから構成されている。レンズ64は、樹脂表層83bに形成されたものである。
【0053】
レンズアレイ80は、樹脂表層80bに凸曲面S1が形成されたレンズ64を有し、副走査方向D2における範囲C2に形成されたレンズ形成部802と、副走査方向D2の平面S2を有し、レンズアレイ80の副走査方向D2における範囲C1に形成された端部801とから構成される。図6の端部801は、レンズアレイ80の副走査方向D2における両端部に形成される。
【0054】
同様に、レンズアレイ83は、樹脂表層83bに凸曲面S1が形成されたレンズ64を有し、副走査方向D2における範囲C2に形成されたレンズ形成部832と、副走査方向D2の平面S2を有し、レンズアレイ83の副走査方向D2における範囲C1に形成された端部831とから構成される。図6の端部831は、レンズアレイ83の副走査方向D2における両端部に形成される。
【0055】
スペーサー81,82は、レンズアレイ80とレンズアレイ83とを支持する支持部材であり、レンズアレイ80とレンズアレイ83の間の光軸方向D3における距離を規制するものである。スペーサー84,85は、レンズアレイ83と発光素子基板87とを支持する支持部材であり、レンズアレイ83と発光素子基板87の間の光軸方向D3における距離を規制するものである。
【0056】
図6に示すように、レンズアレイ80の端部801に形成された平面S2とスペーサー81,82に形成された平面S3との間の接着用混合剤によって、レンズアレイ80とスペーサー81,82とが接合されている。接着用混合剤は、斜線で示す紫外線硬化型接着剤90に、白い円で示すギャップ材91を混ぜたものである。
【0057】
また、図6のスペーサー81,82の平面S4と、レンズアレイ83に形成された平面S5との間にも、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混ぜた接着用混合剤が備えられ、スペーサー81,82とレンズアレイ83とが接合されている。
【0058】
また、図6のレンズアレイ83の端部831の平面S2と、スペーサー84,85に形成された平面S6との間にも、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混ぜた接着用混合剤が備えられ、レンズアレイ83とスペーサー84,85とが接合されている。
【0059】
また、図6のスペーサー84,85の平面S7と、発光素子基板87に形成された平面S8との間にも、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混ぜた接着用混合剤が備えられ、スペーサー84,85と発光素子基板87とが接合されている。
【0060】
レンズアレイ80に形成されたレンズ64と対向する位置にあるレンズアレイ83に形成されたレンズ64とは光軸Eが一致するように備えられている。さらに、図4の発光素子74から構成される発光素子群71の副走査方向D2における中心の位置が光軸Eの位置になるように、発光素子基板87が備えられる。
【0061】
次に、レンズアレイ80とスペーサー81,82とを接合する方法について説明する。図7は、レンズアレイ80とスペーサー81,82とを接合する工程におけるフローチャートである。
【0062】
図7の準備工程S100では、レンズ64が形成されたレンズアレイ80,83と、レンズ64の光軸方向D3に光を発光する発光素子基板87と、透光性を有し、レンズアレイ80,83を支持する支持部材としてのスペーサー81,82と、レンズアレイ83と発光素子基板87を支持する支持部材としてのスペーサー84,85と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤90に、発光素子基板87、スペーサー81,82,84,85より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤とを用意する(図6参照)。
【0063】
塗布工程としての第1塗布工程S110では、レンズアレイ80の平面S2またはスペーサー81,82の平面S3に準備工程S100で用意した接着用混合剤を塗布する(図6参照)。
【0064】
図8は、レンズアレイ80とスペーサー81,82とが接着用混合剤を介して当接していることを示す主走査方向D1から見た断面図である。当接工程としての第1当接工程S120では、平面を有する台1000の上に、レンズ64を台1000とは反対側に向けてレンズアレイ80を置く。そして、レンズアレイ80の端部801に形成された平面S2に、接着用混合剤を介してスペーサー81,82の平面S3をそれぞれ当接させる。
【0065】
位置調整工程としての第1位置調整工程S130では、図8のレンズアレイ80とスペーサー81,82との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する。すなわち、主走査方向D1と副走査方向D2におけるレンズアレイ80とスペーサー81,82との相対的な位置を調整する。本実施例においては、台1000に固定されたレンズアレイ80に対して、スペーサー81,82をそれぞれ移動させて位置を調整する。
【0066】
紫外線照射工程として第1紫外線照射工程S140では、図8の矢印に示す方向から紫外線を照射する。スペーサー81,82は、透光性を有する。紫外線硬化型接着剤90は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤であるので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると、紫外線硬化型接着剤90は硬化し、レンズアレイ80とスペーサー81,82とは接合される。
【0067】
図9は、図8の状態に、さらにレンズアレイ83を備えた状態を示す図である。本実施例では、図7の第1紫外線照射工程S140を行った後、第1塗布工程S110に戻る。第1塗布工程S110では、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混合した接着用混合剤を、レンズアレイ83またはスペーサー81,82に塗布する。
【0068】
第1当接工程S120では、図9に示すように、スペーサー81,82の平面S4にレンズアレイ83の平面S5を、接着用混合剤を介して当接させる。第1位置調整工程S130では、スペーサー81,82とレンズアレイ83との主走査方向D1、副走査方向D2における相対的な位置調整を行う。
【0069】
第1紫外線照射工程S140では、図9の矢印に示す方向から紫外線を照射する。レンズアレイ83は、透光性を有するので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると、紫外線硬化型接着剤90は硬化し、レンズアレイ83とスペーサー81,82とは接合される。
【0070】
図10は、図9の状態に、さらにスペーサー84,85を備えた状態を示す図である。本実施例では、第1紫外線照射工程S140から、再び、第1塗布工程S110に戻る。第1塗布工程S110では、レンズアレイ83の平面S2またはスペーサー84,85の平面S6に、紫外線硬化型接着剤90にギャップ材91を混合した接着用混合剤を塗布する。
【0071】
第1当接工程S120では、図10に示すように、レンズアレイ83の平面S2に、スペーサー84,85の平面S6を当接させる。第1位置調整工程S130では、スペーサー84,85とレンズアレイ83との主走査方向D1、副走査方向D2における相対的な位置調整を行う。
【0072】
第1紫外線照射工程S140では、図10の矢印に示す方向から紫外線を照射する。スペーサー84,85は、透光性を有するので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると紫外線硬化型接着剤90は硬化し、レンズアレイ83とスペーサー84,85とは接合される。
【0073】
図11は、図10の状態に、さらに発光素子基板87を備えた図である。第2塗布工程S150では、発光素子基板87の平面S8またはスペーサー84,85の平面S7に接着用混合剤を塗布する。
【0074】
第2当接工程S160では、図11に示すように、発光素子基板87の平面S8とスペーサー84,85の平面S7とを、接着用混合剤を介して当接させる。
【0075】
第2位置調整工程S170では、発光素子基板87とスペーサー84,85との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する。
【0076】
第2紫外線照射工程S180では、図11の矢印に示す方向から紫外線を照射する。発光素子基板87は、透光性を有するので、矢印に示す方向から紫外線が照射されると紫外線硬化型接着剤90は硬化し、発光素子基板87とスペーサー84,85とは接合される。
【0077】
(比較例)
図12は、本実施例との比較例を示す図である。図12のギャップ材92は、光透過率がスペーサー81,82,84,85以上である。そのため、図12に示すように、発光素子群71から照射された光Fは、発光素子基板87、スペーサー81,82,84,85を透過するとともに、ギャップ材92も透過する。
【0078】
これにより、感光ドラム11の受光面111には、発光素子群71から照射された光Fがゴースト光Gとなって照射されてしまう。従って、受光面111に形成される静電潜像のコントラストが低下し、画像形成装置1から形成される画像の品質が劣化する。
【0079】
以上、本実施例で説明したラインヘッド13の組み立て方法は、レンズ64が形成されたレンズアレイ80,83と、光を発光する発光素子74からなる発光素子群71が設けられた発光素子基板87と、透光性を有し、レンズアレイ80,83を支持する支持部材としてのスペーサー81,82と、レンズアレイ83と発光素子基板87とを支持する支持部材としてのスペーサー84,85と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤90にスペーサー81,82,84,85より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤と、を用意する準備工程S100と、レンズアレイ80,83またはスペーサー81,82に接着用混合剤を塗布する塗布工程として第1塗布工程S110と、レンズアレイ80とスペーサー81,82とを接着用混合剤を介して当接させる当接工程としての第1当接工程S120と、レンズアレイ80とスペーサー81,82との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する位置調整工程としての第1位置調整工程S130と、スペーサー81,82を透過してレンズアレイ80とスペーサー81,82との間にある接着用混合剤に紫外線を照射する紫外線照射工程としての第1紫外線照射工程S140と、発光素子基板87または支持部材としてのスペーサー84,85に接着用混合剤を塗布する第2塗布工程S150と、発光素子基板87とスペーサー84,85とを接着用混合剤を介して当接させる第2当接工程S160と、発光素子基板87とスペーサー84,85との光軸方向D3と直角方向における相対的な位置を調整する第2位置調整工程S170と、発光素子基板87を透過して発光素子基板87とスペーサー84,85との間にある接着用混合剤に紫外線を照射する第2紫外線照射工程S180と、を含む。
【0080】
本実施例の組み立て方法によって製造されたラインヘッド13は、レンズ64が形成されたレンズアレイ83と、透光性を有する第1の支持部材としてのスペーサー84,85と、光を発光する発光素子群71が設けられた発光素子基板87と、を備え、レンズアレイ83と、スペーサー84,85とが、紫外線硬化型接着剤90にスペーサー84,85より光透過率が低いギャップ材91を混ぜた接着用混合剤によって接合されている。
【0081】
また、ラインヘッド13は、第2のレンズアレイとしてのレンズアレイ80が、第1のレンズアレイとしてのレンズアレイ83のレンズ64の光軸方向Eに配され、第2の支持部材としてのスペーサー81,82が、レンズアレイ80とレンズアレイ83との間に配設され、レンズアレイ80とスペーサー81,82とが、接着用混合剤により接合され、レンズアレイ83とスペーサー81,82とが、接着用混合剤により接合されている。
【0082】
図13は、本実施例におけるギャップ材91によって、ゴースト光の照射が抑制されることを示す図である。本実施例に用いたギャップ材91は、スペーサー81,82,84,85より光透過率が低い。そのため、発光素子群71から照射された光Fがギャップ材91を透過してゴースト光となって感光ドラム11に照射されることが抑制される。
【0083】
これにより、感光ドラム11の受光面111に形成される静電潜像が劣化することを抑制できる。従って、本実施例における画像形成装置1によって形成される画像の品質が劣化することを抑制できる。
【0084】
接着剤は、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤である。そのため、レンズアレイ80,83とスペーサー81,82,84,85との相対的な位置調整を行った後で紫外線を紫外線硬化型接着剤に照射してレンズアレイ80,83とスペーサー81,82,84,85とを接合して組み立てることができる。これにより、80,83とスペーサー81,82,84,85との相対的な位置精度が高いラインヘッド13が得られる。
【0085】
本実施例では、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤を用いたが、紫外線硬化型接着剤を用いないでも硬化する接着剤を用いてラインヘッドを組み立てる場合にも適用する。
【0086】
レンズアレイ80,83は、ガラス基板80a,83a上に樹脂表層80b,83bを備え、樹脂表層80b,83bにレンズ64が形成されている。この構成によれば、レンズアレイ80,83とスペーサー81,82,84,85との接合性が向上する。
【符号の説明】
【0087】
1…画像形成装置、13…ラインヘッド、64…レンズ、71…発光素子群、74…発光素子、80,83…レンズアレイ、81,82,84,85…スペーサー、87…発光素子基板、90…紫外線硬化型接着剤、91…ギャップ材、D3…光軸方向、S100…準備工程、S110…第1塗布工程、S120…第1当接工程、S130…第1位置調整工程、S140…第1紫外線照射工程、S150…第2塗布工程、S160…第2当接工程、S170…第2位置調整工程、S180…第2紫外線照射工程。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、
前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されていることを特徴とするラインヘッド。
【請求項2】
前記接着剤は、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤である請求項1に記載のラインヘッド。
【請求項3】
前記レンズアレイは、光透過性基材上に樹脂層を備え、前記樹脂層に前記レンズが形成されている請求項1または請求項2に記載のラインヘッド。
【請求項4】
前記レンズアレイである第1のレンズアレイとは異なる第2のレンズアレイが、前記第1のレンズアレイの前記レンズの光軸方向に配され、前記支持部材である第1の支持部材とは異なる第2の支持部材が、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとの間に配設され、前記第1のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合され、前記第2のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項5】
潜像担持体と、
レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されているラインヘッドと、を備え、
前記発光素子から出た光が前記レンズを通過して前記潜像担持体表面に集光されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
レンズが形成されたレンズアレイと、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、透光性を有し、前記レンズアレイと前記発光素子基板とを支持する支持部材と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤に、前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤と、を用意する準備工程と、
前記レンズアレイまたは前記支持部材に前記接着用混合剤を塗布する塗布工程と、
前記レンズアレイと前記支持部材とを前記接着用混合剤を介して当接させる当接工程と、
前記レンズアレイと前記支持部材との前記レンズの光軸方向と直交または略直交する平面における相対的な位置を調整する位置調整工程と、
前記支持部材を透過して前記レンズアレイと前記支持部材との間にある前記接着用混合剤に紫外線を照射する紫外線照射工程と、を含むことを特徴とするラインヘッド組立方法。
【請求項1】
レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、
前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されていることを特徴とするラインヘッド。
【請求項2】
前記接着剤は、紫外線照射により硬化する紫外線硬化型接着剤である請求項1に記載のラインヘッド。
【請求項3】
前記レンズアレイは、光透過性基材上に樹脂層を備え、前記樹脂層に前記レンズが形成されている請求項1または請求項2に記載のラインヘッド。
【請求項4】
前記レンズアレイである第1のレンズアレイとは異なる第2のレンズアレイが、前記第1のレンズアレイの前記レンズの光軸方向に配され、前記支持部材である第1の支持部材とは異なる第2の支持部材が、前記第1のレンズアレイと前記第2のレンズアレイとの間に配設され、前記第1のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合され、前記第2のレンズアレイと前記第2の支持部材とが、前記接着用混合剤により接合されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項5】
潜像担持体と、
レンズが形成されたレンズアレイと、透光性を有する支持部材と、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、を備え、前記レンズアレイと、前記支持部材とが、接着剤に前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤によって接合されているラインヘッドと、を備え、
前記発光素子から出た光が前記レンズを通過して前記潜像担持体表面に集光されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
レンズが形成されたレンズアレイと、光を発光する発光素子が設けられた発光素子基板と、透光性を有し、前記レンズアレイと前記発光素子基板とを支持する支持部材と、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型接着剤に、前記支持部材より光透過率が低いギャップ材を混ぜた接着用混合剤と、を用意する準備工程と、
前記レンズアレイまたは前記支持部材に前記接着用混合剤を塗布する塗布工程と、
前記レンズアレイと前記支持部材とを前記接着用混合剤を介して当接させる当接工程と、
前記レンズアレイと前記支持部材との前記レンズの光軸方向と直交または略直交する平面における相対的な位置を調整する位置調整工程と、
前記支持部材を透過して前記レンズアレイと前記支持部材との間にある前記接着用混合剤に紫外線を照射する紫外線照射工程と、を含むことを特徴とするラインヘッド組立方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2011−37054(P2011−37054A)
【公開日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−184229(P2009−184229)
【出願日】平成21年8月7日(2009.8.7)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年8月7日(2009.8.7)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
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