光プリントヘッド、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】幅狭の光プリントヘッドであっても、十分な剛性が確保でき、組み立ての容易な構造の光プリントヘッドを提供する。
【解決手段】少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置の面板に、長手方向の両端部側が担持されるプリントヘッドであって、長手方向の両端部側が前記面板に担持される角管形状の本体フレーム２０と、本体フレーム２０内部に固定され、複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤアレイチップ１２を有する基板１１と、本体フレーム２０のＬＥＤアレイチップ１２に対向するフレーム面にＬＥＤアレイチップ１２に対応して固定されるロッドレンズアレイ１４と、を備える。
【解決手段】少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置の面板に、長手方向の両端部側が担持されるプリントヘッドであって、長手方向の両端部側が前記面板に担持される角管形状の本体フレーム２０と、本体フレーム２０内部に固定され、複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤアレイチップ１２を有する基板１１と、本体フレーム２０のＬＥＤアレイチップ１２に対向するフレーム面にＬＥＤアレイチップ１２に対応して固定されるロッドレンズアレイ１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光プリントヘッド、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。詳しくは、像担持体に静電潜像を書き込む光プリントヘッド、およびこれを備えたプロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録材、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置において、像担持体に静電潜像を書き込む露光手段として、アレイ状に配列された多数の発光部から選択的に光を発光させる微小発光セグメントアレイを備えた自己走査型の光プリントヘッドを用いることが知られている。
【０００４】
この光プリントヘッドが備える微小発光セグメントアレイは、ＬＥＤ（Light
Emitting Diode）などからなる発光素子アレイや液晶シャッタを有しており、発光素子アレイを有する場合は微小で多数のＬＥＤなどの発光素子が発光部として機能し、液晶シャッタを有する場合は液晶セルが発光部として機能する。いずれの場合においても発光部は画素単位でアレイ状に配列されている。
【０００５】
このような発光素子は、所定の点、あるいは所定の面から拡散光を放射するものであるために、像担持体上に潜像を形成するためには発光素子から発せられた拡散光を各々微少なスポットに結像する必要がある。
【０００６】
そこで、光プリントヘッドは、ロッドレンズアレイやルーフプリズムレンズアレイ等の結像素子アレイを設けることによって、良好な光スポットを形成するようにしており、また光スポット位置の変動による色ずれが発生しないよう、光プリントヘッドは高剛性の必要がある。
【０００７】
また、結像素子の焦点深度は数十μｍであり、従来の走査光学系などに用いられるレンズの焦点深度と比較して極度に小さく、またレンズの開口数も低い等の理由から、結像素子との相対位置関係を高い位置精度に調整し維持する必要がある。このために発光素子と結像素子及び結像素子と像担持体との相対位置関係を高い位置精度になるように調整しかつ維持なければならない。
【０００８】
このような光プリントヘッドを高剛性にすることを目的とした技術として、例えば、特許文献１（特開２００５-４７１１３号公報）において、光プリントヘッド本体フレームに二重折りにした板金を使用した例（図２参照）や、アルミダイカストを使用した例（図３参照）が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、近年、画像形成装置の小型化に伴い、光プリントヘッドの極端な幅狭化が求められており、上記方式では要求に応えられなかった。すなわち、特許文献１の図２に示される金属平板の多層構造の板金加工品では光プリントヘッドの幅狭化が困難であり、また金属平板を折り返さない板金構造では幅狭化に対応できても剛性不足となってしまった。また、特許文献１の図３に示されるヘッド基板、ハウジング及びベースプレートがコの字型クリップで挟持する構造では光プリントヘッドの幅狭化に伴い組み立てが困難になった。
【００１０】
本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、幅狭の光プリントヘッドであっても、十分な剛性を確保でき、組み立ての容易な構造の光プリントヘッドを提供することを目的とし、さらに該光プリントヘッドを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置の面板に、長手方向の両端部側が担持される光プリントヘッドであって、長手方向の両端部側のフレーム面が前記面板に担持される角管形状の本体フレームと、前記本体フレーム内部に固定され、複数の発光素子を有する基板と、前記本体フレームの前記複数の発光素子に対向するフレーム面に該複数の発光素子に対応して固定されるレンズアレイと、を備えることを特徴とする光プリントヘッドである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光プリントヘッドによれば、本体フレームが４つのフレーム面（板材）で４方向を囲まれてなる開放部のない角管形状であるので、幅狭の光プリントヘッドであっても十分な剛性を確保でき、画像形成装置において書込み位置ずれやピントずれによるビームプロファイルの劣化や色ずれを発生させず、画像品質を良好に保つことができる。また、本体フレームの長手方向端部の開口から基板を挿入することにより、容易に組み立て可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】光プリントヘッド及び感光体を示す模式図である。
【図３】本発明に係る光プリントヘッドの構成を示す概略図である。
【図４】本発明の光プリントヘッドと従来の光プリントヘッドの外観図である。
【図５】画像形成装置の面板に本発明の光プリントヘッドを取り付けた状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る光プリントヘッド、プロセスカートリッジ、画像形成装置の構成について説明する。
【００１５】
（画像形成装置）
図１に、本発明に係る光プリントヘッドを備えた画像形成装置の一実施形態であるカラー画像形成装置１００の要部の概略構成を示す。なお、以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各符号は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応する部分として区別する。
【００１６】
本実施形態に係る画像形成装置１００は、複数の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを並列に配置したタンデム型のカラー画像形成装置であり、中間転写ベルト１０１に対して各色に対応した感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが並列順に等間隔で配設されている。なお、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは同一径に形成され、その周囲には電子写真プロセスに従い各部材が順に配設されている。
【００１７】
感光体１Ｙを例に説明する。感光体１Ｙの周囲には、帯電器（帯電装置）２Ｙ、画像データに基づく出射光ＬＹを出射する露光装置である本発明の光プリントヘッド３Ｙ（詳細は後述する）、現像器（現像装置）４Ｙ、転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段（クリーニング装置）６Ｙが順に配設されている。なお、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、各色の感光体周りを一体化したプロセスカートリッジを示している。
【００１８】
他の感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対しても同様である。即ち、本実施形態では、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを各色に設定された被露光面とするものであり、各々に対して光プリントヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ（以下、光プリントヘッド３と総称する。他の装置についてもこれに準ずる。）から出射光ＬＹ、ＬＭ，ＬＣ、ＬＫが各々に対応するように設けられている。
【００１９】
帯電器２Ｙにより表面を均一に帯電された感光体１Ｙは、矢印方向に回転することによって出射光ＬＹを副走査し、感光体１Ｙ上に静電潜像が形成される。なお、図１に示す例では、帯電器２Ｙとして帯電ローラを用いているが、これに限られるものではない。
【００２０】
また、光プリントヘッド３Ｙによる出射光ＬＹの照射位置よりも感光体１Ｙの回転方向下流側には、感光体１Ｙにトナーを供給する現像器４Ｙが配設され、現像器４Ｙからイエローのトナーが供給される。
【００２１】
現像器４Ｙから供給されたトナーは、静電潜像が形成された部分に付着し、トナー像が形成される。同様に感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには、それぞれマゼンタ、シアン、ブラックの単色トナー像が形成される。
【００２２】
各感光体１の現像器４の配設位置よりもさらに回転方向下流側には、中間転写ベルト１０１が配置されている。中間転写ベルト１０１は、両端にある複数の搬送ローラ１０５に巻付けられ、図示しないモータの駆動により矢印方向に移動搬送されるようになっている。
【００２３】
転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、各感光体１で現像された各々単色画像を順次重ねあわせて中間転写ベルト１０１に転写し、中間転写ベルト１０１上にカラー画像を形成する。
【００２４】
さらに、２次転写ローラ１０３にバイアスを印加して、搬送ベルト１０２により搬送された被記録媒体（用紙）に４色のトナー像を一括して転写する。カラー画像が形成された用紙は、定着器１０４により定着処理が行われた後、カラー画像として排紙される。
【００２５】
（光プリントヘッド）
図２は、本実施形態に係る光プリントヘッド３および感光体１を示す模式図である。
光プリントヘッド３の基板１１には、光源としての複数のＬＥＤ素子１２ａが配列され、ＬＥＤアレイチップ１２として感光体１の長手方向に沿うようにライン状に実装される。また、ＬＥＤ素子１２ａを駆動するための駆動ＩＣ１３も複数実装されている。なお、駆動ＩＣ１３は全てのＬＥＤで１つとしても、別基板としても良い。また、基板１１は、ＬＥＤアレイ基板（ＬＥＤＡ基板）ともいう。
【００２６】
基板１１上には、ＬＥＤアレイチップ１２が書込幅に対応して数十〜数百個程度実装される。また、各ＬＥＤアレイチップ１２内には、ＬＥＤ素子１２ａが数十〜数百個程度配列され、隣り合うＬＥＤアレイチップ１２は、その端部に位置するＬＥＤ素子１２ａの隣接間隔が、所定間隔になるように基板１１上に実装される。
【００２７】
例えば、６００ｄｐｉ、Ａ４幅（２１０ｍｍ）では、ＬＥＤ素子１２ａが全数で４２．３μｍ間隔で４９６０個配列する必要があり、ＬＥＤ素子１２ａが１００個からなるＬＥＤアレイチップ１２であれば、５０個実装されることとなる。同様に、１２００ｄｐｉ、Ａ３幅（２９７ｍｍ）ではＬＥＤ素子１２ａが全数１４０００個程度配列する必要があり、ＬＥＤ素子１２ａが１００個からなるＬＥＤアレイチップ１２の場合、１４０個実装されることになる。
【００２８】
なお、ＬＥＤ素子１２ａは、所定の点または所定の面から拡散光を放射するものであるため、感光体面上に潜像を形成するためにはＬＥＤ素子１２ａから発せられた拡散光を各々微少なスポットに結像する必要がある。このための結像光学素子としては、例えばマイクロレンズアレイや、屈折率分布型ロッドレンズアレイ等を用いることができる。
【００２９】
本実施形態では、屈折率分布を有するロッドレンズ１４ａを束ねたロッドレンズアレイ１４を用い、拡散光を感光体表面に結像させている。図２中の拡大図に示すように、ロッドレンズアレイ１４は、半径方向に２次曲線分布状の屈折率分布を有する円柱状の屈折率分布型ロッドレンズ１４ａを２列千鳥配列状に束ねたものである。また、各ロッドレンズ１４ａの隙間には、不透明樹脂(黒色樹脂)が充填、硬化されており、ロッドレンズ１４ａ間を漏れるフレア光を抑えている。また、ロッドレンズ１４ａ両側からレンズと同等の線膨張係数をもつガラスを分散させた樹脂製の部材によりロッドレンズ１４ａを保持している。
【００３０】
（光プリントヘッドの構造）
以下、本発明の光プリントヘッドの構造について図３を参照して、詳細に説明する。なお、図３（Ａ）は光プリントヘッド３の主走査方向（長手方向）端部からみた正面図、図３（Ｂ）は斜視図である。また、図３に示すように、光プリントヘッドの長手方向を主走査方向（Ｘ方向）、光プリントヘッドの短手方向を副走査方向（Ｙ方向）、光の出射方向をピント方向（Ｚ方向）と呼ぶ。
【００３１】
光プリントヘッド３は、少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置１００の面板に、長手方向の両端部側が担持されるものであって（後述）、図３に示すように、長手方向の両端部側が前記面板に担持される角管形状の本体フレーム２０と、本体フレーム２０内部に固定され、複数の発光素子（ＬＥＤ素子１２ａ）を有する基板１１と、本体フレーム２０の前記複数の発光素子に対向するフレーム面（図３（Ａ）において下の面）に該複数の発光素子に対応して固定されるロッドレンズアレイ１４と、を備えることを特徴とする。なお、本体フレーム２０内のガイドプレート２０ａ上には、外部からＬＥＤ素子１２ａに電力を供給するための給電線を接続するためのコネクタ２１を有する。
【００３２】
ここで、本体フレーム２０の副走査方向における断面形状（図３（Ａ）に示す断面形状）は、４つのフレーム面（板材）で４方向を囲まれてなる開放部のない中空の矩形を呈している。これにより、従来のように例えば３つのフレーム面に囲まれ１方向に開放部のある本体フレーム（後述の図４（ｂ）に示す本体フレーム２０’）よりも、画像形成装置の面板に設置した場合に光書き込みの位置ずれや色ずれに影響する副走査方向において高剛性を示す。このような本体フレーム２０は、十分な剛性を確保できる部材、例えば金属材料からなることが好ましく、特にアルミ押出型材からなることが好適である。
【００３３】
また、本体フレーム２０は、その内部に、対向するフレーム面（図３（Ａ）において左右の面）の間に架け渡されるとともに該フレーム面それぞれと一体的に成形されるガイドプレート２０ａを有し、該ガイドプレート２０ａに基板１１が固定される構成となっている。なお、本体フレーム２０のガイドプレート２０ａが架け渡されるフレーム面にはそれぞれガイドプレート２０ａに対応する位置近傍（基板１１が配置される位置）であってその長手方向の複数個所（図３（Ｂ）において基板接着部１１ａに対応する箇所）に外部から内部に接着剤を注入することが可能な穴が設けられている。
【００３４】
また、本体フレーム２０の下面となるフレーム面において、ＬＥＤアレイチップ１２に対向する位置であって該フレーム面を貫通するように、ロッドレンズアレイ１４が接着により固定されている。詳しくは、本体フレーム２０のフレーム面に開口部を設けておき、その開口部にロッドレンズアレイ１４を嵌め込んで接着固定している。
【００３５】
本発明の光プリントヘッド３は、このような構成の本体フレーム２０で基板１１及びロッドレンズアレイ１４を保持することにより、従来の上部が開放された鋼製の本体フレームで保持するよりも画像形成装置１００において光書き込みの位置ずれや色ずれを防止することができる。
【００３６】
例えば、図４に示すように、アルミ押出型材からなる角管形状の本体フレーム２０を用いた光プリントヘッド（図４（ａ））と、上部が開放された鋼製の本体フレーム２０’を用いた光プリントヘッド（図４（ｂ））を、それぞれ前述したプロセスカートリッジに取り付けた状態（つまり図５のように画像形成装置１００の面板に設置した状態）を考える。このとき、それぞれの本体フレームを書き込み幅（Ｘ方向）Ａ４サイズ、幅（Ｙ方向）７ｍｍ、高さ（Ｚ方向）１０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍの実際の本体フレームサイズとして、光プリントヘッドの副走査方向１次モードの共振周波数のシミュレーション計算を行ったところ、上部が開放された鋼製の本体フレーム２０’では、共振周波数の１次モードが１９７Ｈｚであったのに対し、同じ肉厚のアルミ押出型材製の本体フレーム２０では２２５Ｈｚとなった。
【００３７】
本体フレーム２０’（鋼製）に比べて本体フレーム２０の重量が軽くなったにも関わらず共振周波数の１次モードが高くなったということは、剛性がアップしていることを示している。すなわち、本体フレーム２０によれば、画像形成装置１００における駆動機構の振動（例えばギヤの噛合わせによる振動）と共振して、光書き込み位置ずれや色ずれが発生することを防止することができる。
【００３８】
なお、本体フレーム２０は、ロッドレンズアレイ１４を取り付けたフレーム面（図３における下面）の主走査方向（長手方向）の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッド３のピント方向（Ｚ方向）の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッド３の位置を変位させるピント調整手段であるピント方向調整ねじ２３を有する。このように構成される光プリントヘッド３は、画像形成装置１００においてピント方向調整ねじ２３により感光体１に対するピント調整が可能である。
【００３９】
具体的には、ピント方向調整ねじ２３の先端（下側）は、後述する画像形成装置１００の前後面板３０のピント方向基準面３２と当接するように加圧されており、主走査方向両端それぞれのピント方向調整ねじ２３を調整することで、主走査方向全域に渡って、ピントを合わせることができる。なお、ピントの調整は、実際に画像を出力しながら調整しても良いし、基準となる治具上で空中像を観察しながら調整するようにしても良い。また、ピント方向調整ねじ２３は、ピント調整後に変位しないよう、不図示のねじロック等を用いて、ピント方向調整ねじ２３を固定することが好ましい。
【００４０】
このように、ピント調整手段を光プリントヘッド３の長手方向両端近傍に設けたことで、画像形成装置１００においてピント位置に主走査方向の傾きがあっても、主走査方向全域に渡ってピント調整を行うことを可能とすることができる。よって、ピントずれを全域に亘って無くして、画像品質を良好に保つことができる。
【００４１】
また、本体フレーム２０は、ロッドレンズアレイ１４を取り付けたフレーム面に対して垂直となるフレーム面（図３（Ａ）における左側面）の長手方向の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッド３の副走査方向（Ｙ方向）の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッド３の位置を変位させる副走査方向調整手段である副走査方向調整ねじ２４を有する。このように構成される光プリントヘッド３は、画像形成装置１００において副走査方向調整ねじ２４により副走査方向への位置決めが可能である。
【００４２】
具体的には、副走査方向調整ねじ２４は、後述する画像形成装置１００の前後面板３０の副走査方向基準面３３と当接するように加圧されている。なお、副走査方向調整ねじ２４は、ドライバーやレンチ等を用いて回転させることができ、ねじを締結、緩めることができる。したがって、副走査方向調整ねじ２４を調整することにより、光プリントヘッド３の主走査方向の走査線傾きを変化させることができる。
【００４３】
このように、副走査方向調整手段を光プリントヘッド３の長手方向両端近傍に設けることにより、副走査方向の傾き調整を行うことができる。よって、カラー画像形成装置１００において、色ずれを生じさせず、画像品質を良好に保つことができる。
【００４４】
また、このように光プリントヘッド３の長手方向両端近傍の側面と下面に副走査方向調整ねじ２４とピント方向調整ねじ２３を設けたことにより、幅狭の光プリントヘッド３であっても、倒れの発生を防止することができ、よって、倒れが無いことで書込み位置ずれや、ピントずれによるビームプロファイルの劣化が発生せずし、画像品質を良好に保つことができる。
【００４５】
なお、本体フレーム２０の主走査方向端部の開口は、ごみの進入を防ぐため最後に封止するのが望ましいが、ピント方向調整ねじ２３，副走査方向調整ねじ２４を調整後に封止してもよいし、ロッドレンズアレイ１４を接着などで正確な位置に固定後に、ピント方向調整ねじ２３，副走査方向調整ねじ２４に対して外部からアクセスできるような形で封止してもよい。
【００４６】
ところで、従来のように上部が開放された本体フレーム（例えば、図４（ｂ）に示す本体フレーム２０’）を用いる光プリントヘッドでは、まず本体フレームに対して治具などを用い、ロッドレンズアレイ１４を接着などにより正確な位置に固定し、次にロッドレンズアレイ１４の焦点位置にＬＥＤ素子１２ａの発光位置がくるように、治具などを用いて基板１１を接着などにより正確な位置に固定していた。しかしながら、本発明の光プリントヘッド３では、本体フレーム２０の上部が閉じているため、本体フレーム２０内部で基板１１の位置を微調整することが難しい。
【００４７】
そこで、本発明の光プリントヘッド３の組み立ての際には、まずＬＥＤアレイチップ１２及び駆動ＩＣ１３が実装された基板１１を本体フレーム２０の主走査方向（長手方向）端部から該本体フレーム２０の内部に挿入して固定する。詳しくは、基板１１を本体フレーム２０の主走査方向端部の開口からガイドプレート２０ａに沿って本体フレーム２０内に挿入し、所定位置で本体フレーム２０のフレーム面に設けた複数の基板接着部１１ａの穴から接着剤を注入して基板１１をガイドプレート２０ａ及びフレーム内面に固定する。これにより、基板１１上の複数のＬＥＤ素子１２ａが本体フレーム２０の所定位置に固定された状態となる。
【００４８】
ついで、基板１１が本体フレーム２０の内部に固定された後に、ロッドレンズアレイ１４を複数のＬＥＤ素子１２ａとの位置関係を調整して配置し、該ロッドレンズアレイ１４を本体フレーム２０のフレーム面（下面）に固定する。詳しくは、ロッドレンズアレイ１４のロッドレンズ１４ａの焦点位置がＬＥＤ素子１２ａの発光位置となるように治具などを用い、ロッドレンズアレイ１４の位置を調整し、本体フレーム２０の外部から接着剤を注入して正確な位置に固定する。ロッドレンズアレイ１４はレンズアレイ接着部１４ｂで本体フレーム２０に固定されることになる。
【００４９】
このように、本発明の光プリントヘッド３では、本体フレーム２０の長手方向端部の開口から基板１１を挿入して固定し、ついでロッドレンズアレイ１４を位置調整して固定することにより、容易に組み立て可能である。
【００５０】
（光プリントヘッドの取り付け）
以下、光プリントヘッド３の画像形成装置１００への取り付けについて、図５を参照して説明する。なお、図５（Ａ）は光プリントヘッド３を面板３０へ取り付けた状態での画像形成装置（プロセスカートリッジ）の正面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における光プリントヘッド３の周辺拡大図を示している。
【００５１】
ここで、面板３０は、例えば図５（Ａ）に示すように、画像形成装置１００の前後（主走査方向の両側）に設けられ、感光体１と現像器４等を高精度に位置決めするための部材である。図５では、画像形成装置１００の主走査方向の一方の側の面板３０を示している。面板３０は感光体１の回転中心軸４０、現像ローラの回転中心軸４１、主基準ピン４２、現像副基準ピン４３を位置決めしており、この面板３０に光プリントヘッド３が当接するピント方向と副走査方向の基準面（ピント方向基準面３２，副走査方向基準面３３）を設けることにより、幅狭の光プリントヘッド３であっても、倒れることなく感光体１に対して正確に位置決め、および位置調整ができる。よって、光プリントヘッド３の倒れを防いで、書込み位置ずれやピントずれによるビームプロファイルの劣化を発生させず、画像品質を良好に保つことができる。
【００５２】
また、図５（Ｂ）に示すように、面板３０はピント方向にピント方向基準面３２、副走査方向に副走査方向基準面３３を有しており、ピント方向基準面３２に対し光プリントヘッド３のピント方向調整ねじ２３が当接し、副走査方向基準面３３に対し光プリントヘッド３の副走査方向調整ねじ２４が当接する。
【００５３】
さらに、光プリントヘッド３は、画像形成装置１００のステー３６に固定されたコイルばねであるピント方向加圧ばね３４により、面板３０のピント方向基準面３２に向けて付勢されている。また、同様に、ステー３６に固定された板ばねである副走査方向加圧ばね３５により、面板３０の副走査方向基準面３３に向けて付勢されている。
【００５４】
また、光プリントヘッド３がこのような状態で保持されているところ、ピント方向調整ねじ２３と副走査方向調整ねじ２４とを回転させることにより、光プリントヘッド３の位置の微調整を可能としている。なお、本実施形態では、付勢手段として、コイルばねと、板ばねとを用いているがこれに限られるものではない。
【００５５】
このように、ばねなどの付勢手段により、光プリントヘッド３を各基準面３２，３３に密着させることができるので、光プリントヘッド３の倒れを防いで、書込み位置ずれやピントずれによるビームプロファイルの劣化を発生させず、画像品質を良好に保つことができる。
【００５６】
以上説明した光プリントヘッド３およびこれを備えた画像形成装置１００によれば、光プリントヘッド３の幅が狭くなっても、光プリントヘッド３の倒れを側面で防止することができ、かつピントを下面で調整することができる。また、側面の受けを調整可能としているので、副走査方向のラインの傾き調整することができる。また、以上説明した構成による光プリントヘッド３を備えたプロセスカートリッジ７とすることにより、同様の効果を備えたプロセスカートリッジを提供することができる。
【００５７】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体
２，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 帯電器
３，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 光プリントヘッド
４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像器
５，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 転写ローラ
６，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ クリーニング手段
７，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ プロセスカートリッジ
１１ 基板
１１ａ 基板接着部
１２ ＬＥＤアレイチップ
１２ａ ＬＥＤ素子
１３ 駆動ＩＣ
１４ ロッドレンズアレイ
１４ａ ロッドレンズ
１４ｂ レンズアレイ接着部
２０ 本体フレーム
２０ａ ガイドプレート
２１ コネクタ
２３ ピント方向調整ねじ
２４ 副走査方向調整ねじ
３０ 面板
３２ ピント方向基準面
３３ 副走査方向基準面
３４ ピント方向加圧ばね
３５ 副走査方向加圧ばね
３６ ステー
４０ 感光体回転中心軸
４１ 現像ローラ回転中心軸
４２ 主基準ピン
４３ 現像副基準ピン
１００ 画像形成装置
１０１ 中間転写ベルト
１０２ 搬送ベルト
１０３ ２次転写ローラ
１０４ 定着器
１０５ 搬送ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２００５-４７１１３号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光プリントヘッド、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。詳しくは、像担持体に静電潜像を書き込む光プリントヘッド、およびこれを備えたプロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙（用紙、記録材、記録媒体ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置において、像担持体に静電潜像を書き込む露光手段として、アレイ状に配列された多数の発光部から選択的に光を発光させる微小発光セグメントアレイを備えた自己走査型の光プリントヘッドを用いることが知られている。
【０００４】
この光プリントヘッドが備える微小発光セグメントアレイは、ＬＥＤ（Light
Emitting Diode）などからなる発光素子アレイや液晶シャッタを有しており、発光素子アレイを有する場合は微小で多数のＬＥＤなどの発光素子が発光部として機能し、液晶シャッタを有する場合は液晶セルが発光部として機能する。いずれの場合においても発光部は画素単位でアレイ状に配列されている。
【０００５】
このような発光素子は、所定の点、あるいは所定の面から拡散光を放射するものであるために、像担持体上に潜像を形成するためには発光素子から発せられた拡散光を各々微少なスポットに結像する必要がある。
【０００６】
そこで、光プリントヘッドは、ロッドレンズアレイやルーフプリズムレンズアレイ等の結像素子アレイを設けることによって、良好な光スポットを形成するようにしており、また光スポット位置の変動による色ずれが発生しないよう、光プリントヘッドは高剛性の必要がある。
【０００７】
また、結像素子の焦点深度は数十μｍであり、従来の走査光学系などに用いられるレンズの焦点深度と比較して極度に小さく、またレンズの開口数も低い等の理由から、結像素子との相対位置関係を高い位置精度に調整し維持する必要がある。このために発光素子と結像素子及び結像素子と像担持体との相対位置関係を高い位置精度になるように調整しかつ維持なければならない。
【０００８】
このような光プリントヘッドを高剛性にすることを目的とした技術として、例えば、特許文献１（特開２００５-４７１１３号公報）において、光プリントヘッド本体フレームに二重折りにした板金を使用した例（図２参照）や、アルミダイカストを使用した例（図３参照）が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、近年、画像形成装置の小型化に伴い、光プリントヘッドの極端な幅狭化が求められており、上記方式では要求に応えられなかった。すなわち、特許文献１の図２に示される金属平板の多層構造の板金加工品では光プリントヘッドの幅狭化が困難であり、また金属平板を折り返さない板金構造では幅狭化に対応できても剛性不足となってしまった。また、特許文献１の図３に示されるヘッド基板、ハウジング及びベースプレートがコの字型クリップで挟持する構造では光プリントヘッドの幅狭化に伴い組み立てが困難になった。
【００１０】
本発明は、以上の従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、幅狭の光プリントヘッドであっても、十分な剛性を確保でき、組み立ての容易な構造の光プリントヘッドを提供することを目的とし、さらに該光プリントヘッドを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために提供する本発明は、少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置の面板に、長手方向の両端部側が担持される光プリントヘッドであって、長手方向の両端部側のフレーム面が前記面板に担持される角管形状の本体フレームと、前記本体フレーム内部に固定され、複数の発光素子を有する基板と、前記本体フレームの前記複数の発光素子に対向するフレーム面に該複数の発光素子に対応して固定されるレンズアレイと、を備えることを特徴とする光プリントヘッドである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光プリントヘッドによれば、本体フレームが４つのフレーム面（板材）で４方向を囲まれてなる開放部のない角管形状であるので、幅狭の光プリントヘッドであっても十分な剛性を確保でき、画像形成装置において書込み位置ずれやピントずれによるビームプロファイルの劣化や色ずれを発生させず、画像品質を良好に保つことができる。また、本体フレームの長手方向端部の開口から基板を挿入することにより、容易に組み立て可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】光プリントヘッド及び感光体を示す模式図である。
【図３】本発明に係る光プリントヘッドの構成を示す概略図である。
【図４】本発明の光プリントヘッドと従来の光プリントヘッドの外観図である。
【図５】画像形成装置の面板に本発明の光プリントヘッドを取り付けた状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る光プリントヘッド、プロセスカートリッジ、画像形成装置の構成について説明する。
【００１５】
（画像形成装置）
図１に、本発明に係る光プリントヘッドを備えた画像形成装置の一実施形態であるカラー画像形成装置１００の要部の概略構成を示す。なお、以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各符号は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応する部分として区別する。
【００１６】
本実施形態に係る画像形成装置１００は、複数の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを並列に配置したタンデム型のカラー画像形成装置であり、中間転写ベルト１０１に対して各色に対応した感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが並列順に等間隔で配設されている。なお、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは同一径に形成され、その周囲には電子写真プロセスに従い各部材が順に配設されている。
【００１７】
感光体１Ｙを例に説明する。感光体１Ｙの周囲には、帯電器（帯電装置）２Ｙ、画像データに基づく出射光ＬＹを出射する露光装置である本発明の光プリントヘッド３Ｙ（詳細は後述する）、現像器（現像装置）４Ｙ、転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段（クリーニング装置）６Ｙが順に配設されている。なお、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、各色の感光体周りを一体化したプロセスカートリッジを示している。
【００１８】
他の感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対しても同様である。即ち、本実施形態では、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを各色に設定された被露光面とするものであり、各々に対して光プリントヘッド３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ（以下、光プリントヘッド３と総称する。他の装置についてもこれに準ずる。）から出射光ＬＹ、ＬＭ，ＬＣ、ＬＫが各々に対応するように設けられている。
【００１９】
帯電器２Ｙにより表面を均一に帯電された感光体１Ｙは、矢印方向に回転することによって出射光ＬＹを副走査し、感光体１Ｙ上に静電潜像が形成される。なお、図１に示す例では、帯電器２Ｙとして帯電ローラを用いているが、これに限られるものではない。
【００２０】
また、光プリントヘッド３Ｙによる出射光ＬＹの照射位置よりも感光体１Ｙの回転方向下流側には、感光体１Ｙにトナーを供給する現像器４Ｙが配設され、現像器４Ｙからイエローのトナーが供給される。
【００２１】
現像器４Ｙから供給されたトナーは、静電潜像が形成された部分に付着し、トナー像が形成される。同様に感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには、それぞれマゼンタ、シアン、ブラックの単色トナー像が形成される。
【００２２】
各感光体１の現像器４の配設位置よりもさらに回転方向下流側には、中間転写ベルト１０１が配置されている。中間転写ベルト１０１は、両端にある複数の搬送ローラ１０５に巻付けられ、図示しないモータの駆動により矢印方向に移動搬送されるようになっている。
【００２３】
転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、各感光体１で現像された各々単色画像を順次重ねあわせて中間転写ベルト１０１に転写し、中間転写ベルト１０１上にカラー画像を形成する。
【００２４】
さらに、２次転写ローラ１０３にバイアスを印加して、搬送ベルト１０２により搬送された被記録媒体（用紙）に４色のトナー像を一括して転写する。カラー画像が形成された用紙は、定着器１０４により定着処理が行われた後、カラー画像として排紙される。
【００２５】
（光プリントヘッド）
図２は、本実施形態に係る光プリントヘッド３および感光体１を示す模式図である。
光プリントヘッド３の基板１１には、光源としての複数のＬＥＤ素子１２ａが配列され、ＬＥＤアレイチップ１２として感光体１の長手方向に沿うようにライン状に実装される。また、ＬＥＤ素子１２ａを駆動するための駆動ＩＣ１３も複数実装されている。なお、駆動ＩＣ１３は全てのＬＥＤで１つとしても、別基板としても良い。また、基板１１は、ＬＥＤアレイ基板（ＬＥＤＡ基板）ともいう。
【００２６】
基板１１上には、ＬＥＤアレイチップ１２が書込幅に対応して数十〜数百個程度実装される。また、各ＬＥＤアレイチップ１２内には、ＬＥＤ素子１２ａが数十〜数百個程度配列され、隣り合うＬＥＤアレイチップ１２は、その端部に位置するＬＥＤ素子１２ａの隣接間隔が、所定間隔になるように基板１１上に実装される。
【００２７】
例えば、６００ｄｐｉ、Ａ４幅（２１０ｍｍ）では、ＬＥＤ素子１２ａが全数で４２．３μｍ間隔で４９６０個配列する必要があり、ＬＥＤ素子１２ａが１００個からなるＬＥＤアレイチップ１２であれば、５０個実装されることとなる。同様に、１２００ｄｐｉ、Ａ３幅（２９７ｍｍ）ではＬＥＤ素子１２ａが全数１４０００個程度配列する必要があり、ＬＥＤ素子１２ａが１００個からなるＬＥＤアレイチップ１２の場合、１４０個実装されることになる。
【００２８】
なお、ＬＥＤ素子１２ａは、所定の点または所定の面から拡散光を放射するものであるため、感光体面上に潜像を形成するためにはＬＥＤ素子１２ａから発せられた拡散光を各々微少なスポットに結像する必要がある。このための結像光学素子としては、例えばマイクロレンズアレイや、屈折率分布型ロッドレンズアレイ等を用いることができる。
【００２９】
本実施形態では、屈折率分布を有するロッドレンズ１４ａを束ねたロッドレンズアレイ１４を用い、拡散光を感光体表面に結像させている。図２中の拡大図に示すように、ロッドレンズアレイ１４は、半径方向に２次曲線分布状の屈折率分布を有する円柱状の屈折率分布型ロッドレンズ１４ａを２列千鳥配列状に束ねたものである。また、各ロッドレンズ１４ａの隙間には、不透明樹脂(黒色樹脂)が充填、硬化されており、ロッドレンズ１４ａ間を漏れるフレア光を抑えている。また、ロッドレンズ１４ａ両側からレンズと同等の線膨張係数をもつガラスを分散させた樹脂製の部材によりロッドレンズ１４ａを保持している。
【００３０】
（光プリントヘッドの構造）
以下、本発明の光プリントヘッドの構造について図３を参照して、詳細に説明する。なお、図３（Ａ）は光プリントヘッド３の主走査方向（長手方向）端部からみた正面図、図３（Ｂ）は斜視図である。また、図３に示すように、光プリントヘッドの長手方向を主走査方向（Ｘ方向）、光プリントヘッドの短手方向を副走査方向（Ｙ方向）、光の出射方向をピント方向（Ｚ方向）と呼ぶ。
【００３１】
光プリントヘッド３は、少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置１００の面板に、長手方向の両端部側が担持されるものであって（後述）、図３に示すように、長手方向の両端部側が前記面板に担持される角管形状の本体フレーム２０と、本体フレーム２０内部に固定され、複数の発光素子（ＬＥＤ素子１２ａ）を有する基板１１と、本体フレーム２０の前記複数の発光素子に対向するフレーム面（図３（Ａ）において下の面）に該複数の発光素子に対応して固定されるロッドレンズアレイ１４と、を備えることを特徴とする。なお、本体フレーム２０内のガイドプレート２０ａ上には、外部からＬＥＤ素子１２ａに電力を供給するための給電線を接続するためのコネクタ２１を有する。
【００３２】
ここで、本体フレーム２０の副走査方向における断面形状（図３（Ａ）に示す断面形状）は、４つのフレーム面（板材）で４方向を囲まれてなる開放部のない中空の矩形を呈している。これにより、従来のように例えば３つのフレーム面に囲まれ１方向に開放部のある本体フレーム（後述の図４（ｂ）に示す本体フレーム２０’）よりも、画像形成装置の面板に設置した場合に光書き込みの位置ずれや色ずれに影響する副走査方向において高剛性を示す。このような本体フレーム２０は、十分な剛性を確保できる部材、例えば金属材料からなることが好ましく、特にアルミ押出型材からなることが好適である。
【００３３】
また、本体フレーム２０は、その内部に、対向するフレーム面（図３（Ａ）において左右の面）の間に架け渡されるとともに該フレーム面それぞれと一体的に成形されるガイドプレート２０ａを有し、該ガイドプレート２０ａに基板１１が固定される構成となっている。なお、本体フレーム２０のガイドプレート２０ａが架け渡されるフレーム面にはそれぞれガイドプレート２０ａに対応する位置近傍（基板１１が配置される位置）であってその長手方向の複数個所（図３（Ｂ）において基板接着部１１ａに対応する箇所）に外部から内部に接着剤を注入することが可能な穴が設けられている。
【００３４】
また、本体フレーム２０の下面となるフレーム面において、ＬＥＤアレイチップ１２に対向する位置であって該フレーム面を貫通するように、ロッドレンズアレイ１４が接着により固定されている。詳しくは、本体フレーム２０のフレーム面に開口部を設けておき、その開口部にロッドレンズアレイ１４を嵌め込んで接着固定している。
【００３５】
本発明の光プリントヘッド３は、このような構成の本体フレーム２０で基板１１及びロッドレンズアレイ１４を保持することにより、従来の上部が開放された鋼製の本体フレームで保持するよりも画像形成装置１００において光書き込みの位置ずれや色ずれを防止することができる。
【００３６】
例えば、図４に示すように、アルミ押出型材からなる角管形状の本体フレーム２０を用いた光プリントヘッド（図４（ａ））と、上部が開放された鋼製の本体フレーム２０’を用いた光プリントヘッド（図４（ｂ））を、それぞれ前述したプロセスカートリッジに取り付けた状態（つまり図５のように画像形成装置１００の面板に設置した状態）を考える。このとき、それぞれの本体フレームを書き込み幅（Ｘ方向）Ａ４サイズ、幅（Ｙ方向）７ｍｍ、高さ（Ｚ方向）１０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍの実際の本体フレームサイズとして、光プリントヘッドの副走査方向１次モードの共振周波数のシミュレーション計算を行ったところ、上部が開放された鋼製の本体フレーム２０’では、共振周波数の１次モードが１９７Ｈｚであったのに対し、同じ肉厚のアルミ押出型材製の本体フレーム２０では２２５Ｈｚとなった。
【００３７】
本体フレーム２０’（鋼製）に比べて本体フレーム２０の重量が軽くなったにも関わらず共振周波数の１次モードが高くなったということは、剛性がアップしていることを示している。すなわち、本体フレーム２０によれば、画像形成装置１００における駆動機構の振動（例えばギヤの噛合わせによる振動）と共振して、光書き込み位置ずれや色ずれが発生することを防止することができる。
【００３８】
なお、本体フレーム２０は、ロッドレンズアレイ１４を取り付けたフレーム面（図３における下面）の主走査方向（長手方向）の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッド３のピント方向（Ｚ方向）の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッド３の位置を変位させるピント調整手段であるピント方向調整ねじ２３を有する。このように構成される光プリントヘッド３は、画像形成装置１００においてピント方向調整ねじ２３により感光体１に対するピント調整が可能である。
【００３９】
具体的には、ピント方向調整ねじ２３の先端（下側）は、後述する画像形成装置１００の前後面板３０のピント方向基準面３２と当接するように加圧されており、主走査方向両端それぞれのピント方向調整ねじ２３を調整することで、主走査方向全域に渡って、ピントを合わせることができる。なお、ピントの調整は、実際に画像を出力しながら調整しても良いし、基準となる治具上で空中像を観察しながら調整するようにしても良い。また、ピント方向調整ねじ２３は、ピント調整後に変位しないよう、不図示のねじロック等を用いて、ピント方向調整ねじ２３を固定することが好ましい。
【００４０】
このように、ピント調整手段を光プリントヘッド３の長手方向両端近傍に設けたことで、画像形成装置１００においてピント位置に主走査方向の傾きがあっても、主走査方向全域に渡ってピント調整を行うことを可能とすることができる。よって、ピントずれを全域に亘って無くして、画像品質を良好に保つことができる。
【００４１】
また、本体フレーム２０は、ロッドレンズアレイ１４を取り付けたフレーム面に対して垂直となるフレーム面（図３（Ａ）における左側面）の長手方向の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッド３の副走査方向（Ｙ方向）の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッド３の位置を変位させる副走査方向調整手段である副走査方向調整ねじ２４を有する。このように構成される光プリントヘッド３は、画像形成装置１００において副走査方向調整ねじ２４により副走査方向への位置決めが可能である。
【００４２】
具体的には、副走査方向調整ねじ２４は、後述する画像形成装置１００の前後面板３０の副走査方向基準面３３と当接するように加圧されている。なお、副走査方向調整ねじ２４は、ドライバーやレンチ等を用いて回転させることができ、ねじを締結、緩めることができる。したがって、副走査方向調整ねじ２４を調整することにより、光プリントヘッド３の主走査方向の走査線傾きを変化させることができる。
【００４３】
このように、副走査方向調整手段を光プリントヘッド３の長手方向両端近傍に設けることにより、副走査方向の傾き調整を行うことができる。よって、カラー画像形成装置１００において、色ずれを生じさせず、画像品質を良好に保つことができる。
【００４４】
また、このように光プリントヘッド３の長手方向両端近傍の側面と下面に副走査方向調整ねじ２４とピント方向調整ねじ２３を設けたことにより、幅狭の光プリントヘッド３であっても、倒れの発生を防止することができ、よって、倒れが無いことで書込み位置ずれや、ピントずれによるビームプロファイルの劣化が発生せずし、画像品質を良好に保つことができる。
【００４５】
なお、本体フレーム２０の主走査方向端部の開口は、ごみの進入を防ぐため最後に封止するのが望ましいが、ピント方向調整ねじ２３，副走査方向調整ねじ２４を調整後に封止してもよいし、ロッドレンズアレイ１４を接着などで正確な位置に固定後に、ピント方向調整ねじ２３，副走査方向調整ねじ２４に対して外部からアクセスできるような形で封止してもよい。
【００４６】
ところで、従来のように上部が開放された本体フレーム（例えば、図４（ｂ）に示す本体フレーム２０’）を用いる光プリントヘッドでは、まず本体フレームに対して治具などを用い、ロッドレンズアレイ１４を接着などにより正確な位置に固定し、次にロッドレンズアレイ１４の焦点位置にＬＥＤ素子１２ａの発光位置がくるように、治具などを用いて基板１１を接着などにより正確な位置に固定していた。しかしながら、本発明の光プリントヘッド３では、本体フレーム２０の上部が閉じているため、本体フレーム２０内部で基板１１の位置を微調整することが難しい。
【００４７】
そこで、本発明の光プリントヘッド３の組み立ての際には、まずＬＥＤアレイチップ１２及び駆動ＩＣ１３が実装された基板１１を本体フレーム２０の主走査方向（長手方向）端部から該本体フレーム２０の内部に挿入して固定する。詳しくは、基板１１を本体フレーム２０の主走査方向端部の開口からガイドプレート２０ａに沿って本体フレーム２０内に挿入し、所定位置で本体フレーム２０のフレーム面に設けた複数の基板接着部１１ａの穴から接着剤を注入して基板１１をガイドプレート２０ａ及びフレーム内面に固定する。これにより、基板１１上の複数のＬＥＤ素子１２ａが本体フレーム２０の所定位置に固定された状態となる。
【００４８】
ついで、基板１１が本体フレーム２０の内部に固定された後に、ロッドレンズアレイ１４を複数のＬＥＤ素子１２ａとの位置関係を調整して配置し、該ロッドレンズアレイ１４を本体フレーム２０のフレーム面（下面）に固定する。詳しくは、ロッドレンズアレイ１４のロッドレンズ１４ａの焦点位置がＬＥＤ素子１２ａの発光位置となるように治具などを用い、ロッドレンズアレイ１４の位置を調整し、本体フレーム２０の外部から接着剤を注入して正確な位置に固定する。ロッドレンズアレイ１４はレンズアレイ接着部１４ｂで本体フレーム２０に固定されることになる。
【００４９】
このように、本発明の光プリントヘッド３では、本体フレーム２０の長手方向端部の開口から基板１１を挿入して固定し、ついでロッドレンズアレイ１４を位置調整して固定することにより、容易に組み立て可能である。
【００５０】
（光プリントヘッドの取り付け）
以下、光プリントヘッド３の画像形成装置１００への取り付けについて、図５を参照して説明する。なお、図５（Ａ）は光プリントヘッド３を面板３０へ取り付けた状態での画像形成装置（プロセスカートリッジ）の正面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）における光プリントヘッド３の周辺拡大図を示している。
【００５１】
ここで、面板３０は、例えば図５（Ａ）に示すように、画像形成装置１００の前後（主走査方向の両側）に設けられ、感光体１と現像器４等を高精度に位置決めするための部材である。図５では、画像形成装置１００の主走査方向の一方の側の面板３０を示している。面板３０は感光体１の回転中心軸４０、現像ローラの回転中心軸４１、主基準ピン４２、現像副基準ピン４３を位置決めしており、この面板３０に光プリントヘッド３が当接するピント方向と副走査方向の基準面（ピント方向基準面３２，副走査方向基準面３３）を設けることにより、幅狭の光プリントヘッド３であっても、倒れることなく感光体１に対して正確に位置決め、および位置調整ができる。よって、光プリントヘッド３の倒れを防いで、書込み位置ずれやピントずれによるビームプロファイルの劣化を発生させず、画像品質を良好に保つことができる。
【００５２】
また、図５（Ｂ）に示すように、面板３０はピント方向にピント方向基準面３２、副走査方向に副走査方向基準面３３を有しており、ピント方向基準面３２に対し光プリントヘッド３のピント方向調整ねじ２３が当接し、副走査方向基準面３３に対し光プリントヘッド３の副走査方向調整ねじ２４が当接する。
【００５３】
さらに、光プリントヘッド３は、画像形成装置１００のステー３６に固定されたコイルばねであるピント方向加圧ばね３４により、面板３０のピント方向基準面３２に向けて付勢されている。また、同様に、ステー３６に固定された板ばねである副走査方向加圧ばね３５により、面板３０の副走査方向基準面３３に向けて付勢されている。
【００５４】
また、光プリントヘッド３がこのような状態で保持されているところ、ピント方向調整ねじ２３と副走査方向調整ねじ２４とを回転させることにより、光プリントヘッド３の位置の微調整を可能としている。なお、本実施形態では、付勢手段として、コイルばねと、板ばねとを用いているがこれに限られるものではない。
【００５５】
このように、ばねなどの付勢手段により、光プリントヘッド３を各基準面３２，３３に密着させることができるので、光プリントヘッド３の倒れを防いで、書込み位置ずれやピントずれによるビームプロファイルの劣化を発生させず、画像品質を良好に保つことができる。
【００５６】
以上説明した光プリントヘッド３およびこれを備えた画像形成装置１００によれば、光プリントヘッド３の幅が狭くなっても、光プリントヘッド３の倒れを側面で防止することができ、かつピントを下面で調整することができる。また、側面の受けを調整可能としているので、副走査方向のラインの傾き調整することができる。また、以上説明した構成による光プリントヘッド３を備えたプロセスカートリッジ７とすることにより、同様の効果を備えたプロセスカートリッジを提供することができる。
【００５７】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体
２，２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ 帯電器
３，３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 光プリントヘッド
４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ 現像器
５，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 転写ローラ
６，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ クリーニング手段
７，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ プロセスカートリッジ
１１ 基板
１１ａ 基板接着部
１２ ＬＥＤアレイチップ
１２ａ ＬＥＤ素子
１３ 駆動ＩＣ
１４ ロッドレンズアレイ
１４ａ ロッドレンズ
１４ｂ レンズアレイ接着部
２０ 本体フレーム
２０ａ ガイドプレート
２１ コネクタ
２３ ピント方向調整ねじ
２４ 副走査方向調整ねじ
３０ 面板
３２ ピント方向基準面
３３ 副走査方向基準面
３４ ピント方向加圧ばね
３５ 副走査方向加圧ばね
３６ ステー
４０ 感光体回転中心軸
４１ 現像ローラ回転中心軸
４２ 主基準ピン
４３ 現像副基準ピン
１００ 画像形成装置
１０１ 中間転写ベルト
１０２ 搬送ベルト
１０３ ２次転写ローラ
１０４ 定着器
１０５ 搬送ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２００５-４７１１３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置の面板に、長手方向の両端部側が担持される光プリントヘッドであって、
長手方向の両端部側が前記面板に担持される角管形状の本体フレームと、
前記本体フレーム内部に固定され、複数の発光素子を有する基板と、
前記本体フレームの前記複数の発光素子に対向するフレーム面に該複数の発光素子に対応して固定されるレンズアレイと、を備えることを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項２】
前記本体フレームは、その内部に、対向するフレーム面の間に架け渡されるとともに該フレーム面それぞれと一体的に成形されるガイドプレートを有し、該ガイドプレートに前記基板が固定されることを特徴とする請求項１に記載の光プリントヘッド。
【請求項３】
前記本体フレームは、アルミ押出型材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の光プリントヘッド。
【請求項４】
前記基板が前記本体フレームの長手方向端部から該本体フレームの内部に挿入され、固定されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光プリントヘッド。
【請求項５】
前記基板が前記本体フレームの内部に固定された後に、前記レンズアレイが前記複数の発光素子との位置関係が調整されて配置され、ついで前記本体フレームに固定されてなることを特徴とする請求項４に記載の光プリントヘッド。
【請求項６】
前記本体フレームは、前記レンズアレイを取り付けたフレーム面の長手方向の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッドのピント方向の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッドの位置を変位させるピント調整手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光プリントヘッド。
【請求項７】
前記本体フレームは、前記レンズアレイを取り付けたフレーム面に対して垂直となるフレーム面の長手方向の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッドの副走査方向の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッドの位置を変位させる副走査方向調整手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光プリントヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光プリントヘッドを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の光プリントヘッド、または請求項８に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも感光体及び現像装置を二方向から挟んで位置決めする画像形成装置の面板に、長手方向の両端部側が担持される光プリントヘッドであって、
長手方向の両端部側が前記面板に担持される角管形状の本体フレームと、
前記本体フレーム内部に固定され、複数の発光素子を有する基板と、
前記本体フレームの前記複数の発光素子に対向するフレーム面に該複数の発光素子に対応して固定されるレンズアレイと、を備えることを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項２】
前記本体フレームは、その内部に、対向するフレーム面の間に架け渡されるとともに該フレーム面それぞれと一体的に成形されるガイドプレートを有し、該ガイドプレートに前記基板が固定されることを特徴とする請求項１に記載の光プリントヘッド。
【請求項３】
前記本体フレームは、アルミ押出型材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の光プリントヘッド。
【請求項４】
前記基板が前記本体フレームの長手方向端部から該本体フレームの内部に挿入され、固定されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光プリントヘッド。
【請求項５】
前記基板が前記本体フレームの内部に固定された後に、前記レンズアレイが前記複数の発光素子との位置関係が調整されて配置され、ついで前記本体フレームに固定されてなることを特徴とする請求項４に記載の光プリントヘッド。
【請求項６】
前記本体フレームは、前記レンズアレイを取り付けたフレーム面の長手方向の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッドのピント方向の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッドの位置を変位させるピント調整手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光プリントヘッド。
【請求項７】
前記本体フレームは、前記レンズアレイを取り付けたフレーム面に対して垂直となるフレーム面の長手方向の両端部側に、前記面板が有する当該光プリントヘッドの副走査方向の位置決め基準面に対して、当該光プリントヘッドの位置を変位させる副走査方向調整手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光プリントヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光プリントヘッドを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれかに記載の光プリントヘッド、または請求項８に記載のプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５６４５８（Ｐ２０１３−５６４５８Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５６６１（Ｐ２０１１−１９５６６１）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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