説明

露光ヘッド、画像形成装置

【課題】発光素子基板とレンズアレイとの間への塵埃の侵入を抑えて、良好な露光を可能とする技術を提供する。
【解決手段】第1の方向にレンズが配設されたレンズアレイと、レンズに入射する光を発光する発光素子が配設された発光素子基板と、第1の方向と直交する第2の方向の長さがレンズアレイより短く、発光素子から発光されてレンズを通った光を透過する光透過性基板と、光透過性基板に接続されて、光透過性基板、レンズアレイ、発光素子基板を覆うシール部材と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、レンズアレイを用いた露光ヘッドおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1では、複数のレンズを長手方向にアレイ状に配列したレンズアレイを用いた露光ヘッドが提案されている。つまり、この露光ヘッドでは、レンズアレイに対向して発光素子基板(同文献のヘッド基板)が配置されており、しかも、この発光素子基板にはレンズアレイの各レンズに対向して発光素子が配置されている。そして、発光素子基板の発光素子が射出した光が、レンズアレイのレンズを透過した後にスポットとして被露光面に照射される。こうして、露光ヘッドにより被露光面を露光することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−037199号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、このように発光素子基板の発光素子からの光をレンズアレイのレンズに入射させる露光ヘッドでは、発光素子基板とレンズアレイとの間に侵入する塵埃が問題となる場合があった。なぜなら、発光素子からレンズアレイに向かう光がこの塵埃に散乱されて、スポット形成に供する光の量が低下してしまい、その結果、良好な露光が実現できないおそれがあるからである。
【0005】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子基板とレンズアレイとの間への塵埃の侵入を抑えて、良好な露光を可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明にかかる露光ヘッドは、上記目的を達成するために、第1の方向にレンズが配設されたレンズアレイと、レンズに入射する光を発光する発光素子が配設された発光素子基板と、第1の方向と直交する第2の方向の長さがレンズアレイより短く、発光素子から発光されてレンズを通った光を透過する光透過性基板と、光透過性基板に接続されて、光透過性基板、レンズアレイ、発光素子基板を覆うシール部材と、を備えることを特徴としている。
【0007】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、第1の方向にレンズが配設されたレンズアレイ、レンズに入射する光を発光する発光素子が配設された発光素子基板、第1の方向と直交する第2の方向の長さがレンズアレイより短く、発光素子から発光されてレンズを通った光を透過する光透過性基板、および、光透過性基板に接続されて、光透過性基板、レンズアレイ、発光素子基板を覆うシール部材を備えた露光ヘッドと、露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、潜像担持体に形成された潜像を現像する現像部と、を有することを特徴としている。
【0008】
このように構成された発明(露光ヘッド、画像形成装置)では、第1の方向にレンズが配設されたレンズアレイと、レンズに入射する光を発光する発光素子が配設された発光素子基板と、発光素子から発光されてレンズを通った光を透過する光透過性基板とが設けられており、つまり、発光素子基板、当該発光素子基板に対向するレンズアレイ、および光透過性基板がこの順番に配設されている。さらに、光透過性基板にはシール部材が接続されており、このシール部材が光透過性基板、レンズアレイ、発光素子基板を覆っている。したがって、発光素子基板とレンズアレイとの間への塵埃の侵入を、このシール部材により抑制することができるため、良好な露光が実現可能となっている。
【0009】
ちなみに、このような構成では、シール部材を設けたことで発生する応力が、光透過性基板を介してレンズアレイを湾曲させる方向に作用して、その結果で生じたレンズアレイの湾曲が良好な露光実現の妨げとなるおそれがある。また、光透過性基板から引き出されるシール部材と当該光透過性基板との角度が大きいほど、光透過性基板を介してレンズアレイを湾曲させようとする力が大きくなると考えられる。したがって、レンズアレイの湾曲を抑制して良好な露光を確実に実現するという観点からは、光透過性基板から引き出されるシール部材と当該光透過性基板との角度を小さく抑えることが好適となる。そこで、この発明では、レンズアレイの第2の方向の長さを光透過性基板の第2の方向の長さよりも長く構成している。つまり、このように構成した場合、レンズアレイが光透過性基板よりも第2の方向に突出して、このレンズアレイの第2の方向の一端がシール部材を光透過性基板の外側に突き出す。そのため、シール部材は光透過性基板から一定以下の角度で引き出されることとなる。こうして、この発明では、光透過性基板から引き出されるシール部材と当該光透過性基板との角度を小さく抑えて、レンズアレイの湾曲を抑制し、良好な露光を確実に実現することが可能となっている。
【0010】
この際、シール部材は発光素子基板に接続されても良い。さらには、シール部材はテンションが与えられていても良い。そして、このような構成に対しては、本発明を適用することが特に好適となる。なぜなら、シール部材にテンションが与えられている場合、シール部材を設けたことによる応力が大きく、上述のようなレンズアレイの湾曲に起因した問題が顕著となるおそれがあるため、予めこの問題を抑制しておくことが好適であるからである。
【0011】
また、シール部材は、光を遮断する遮光性シール部材であっても良い。このような構成では、塵埃のみならず、発光素子基板とレンズアレイの間への迷光の侵入も抑制することができるため、迷光に起因したゴースト発生等の問題も容易に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図。
【図2】図1の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図。
【図3】ラインヘッドの概略を示す部分斜視図。
【図4】厚さ方向TKDからヘッド基板を平面視した部分平面図。
【図5】ラインヘッドのA−A線における部分断面図。
【図6】ラインヘッドの部分側面図。
【図7】レンズアレイLA1の支持態様を示す部分平面図。
【図8】レンズアレイLA2の支持態様を示す部分平面図。
【図9】レンズアレイLA2と支持ガラスSSとの配置関係を示すA−A線断面図。
【図10】本実施形態で奏される作用の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
図1は本発明を適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置が備える電気的構成を示すブロック図である。この装置は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。なお図1は、カラーモード実行時に対応する図である。この画像形成装置では、ホストコンピューターなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリーなどを有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCはエンジンコントローラーECに制御信号などを与えるとともに画像形成指令に対応するビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。このとき、メインコントローラーMCは、ヘッドコントローラーHCから水平リクエスト信号HREQを受け取る毎に、主走査方向MDに1ライン分のビデオデータVDをヘッドコントローラーHCに与える。また、このヘッドコントローラーHCは、メインコントローラーMCからのビデオデータVDとエンジンコントローラーECからの垂直同期信号Vsyncおよびパラメータ値とに基づき各色のラインヘッド29を制御する。これによって、エンジン部ENGが所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【0014】
画像形成装置が有するハウジング本体3内には、電源回路基板、メインコントローラーMC、エンジンコントローラーECおよびヘッドコントローラーHCを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット7、転写ベルトユニット8および給紙ユニット11もハウジング本体3内に配設されている。また、図1においてハウジング本体3内右側には、2次転写ユニット12、定着ユニット13、シート案内部材15が配設されている。なお、給紙ユニット11は、装置本体1に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット11および転写ベルトユニット8については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【0015】
画像形成ユニット7は、複数の異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーションY(イエロー用)、M(マゼンダ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備えている。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kは、主走査方向MDに所定長さの表面を有する円筒形の感光体ドラム21を設けている。そして、各画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれは、対応する色のトナー像を、感光体ドラム21の表面に形成する。感光体ドラム21は、軸方向が主走査方向MDに平行もしくは略平行となるように配置されている。また、各感光体ドラム21はそれぞれ専用の駆動モーターに接続され図中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体ドラム21の表面が、主走査方向MDに直交もしくは略直交する副走査方向SDに搬送されることとなる。また、感光体ドラム21の周囲には、回転方向に沿って帯電部23、ラインヘッド29、現像部25および感光体クリーナー27が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作及びトナー現像動作が実行される。したがって、カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションY,M,C,Kで形成されたトナー像を転写ベルトユニット8が有する転写ベルト81に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションKで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図1において、画像形成ユニット7の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
【0016】
帯電部23は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラーを備えている。この帯電ローラーは帯電位置で感光体ドラム21の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム21の回転動作に伴って感光体ドラム21に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラーは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部23と感光体ドラム21が当接する帯電位置で感光体ドラム21の表面を帯電させる。
【0017】
ラインヘッド29は感光体ドラム21に対して離間して配置されており、ラインヘッド29の長手方向は主走査方向MDに平行もしくは略平行であるとともに、ラインヘッド29の幅方向は副走査方向SDに平行もしくは略平行である。このラインヘッド29は複数の発光素子を備えており、各発光素子はヘッドコントローラーHCからのビデオデータVDに応じて発光する。そして、帯電した感光体ドラム21表面に発光素子からの光が照射されることで、感光体ドラム21表面に静電潜像が形成される。
【0018】
現像部25は、その表面にトナーを担持する現像ローラー251を有する。そして、現像ローラー251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラー251に印加される現像バイアスによって、現像ローラー251と感光体ドラム21とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラー251から感光体ドラム21に移動してラインヘッド29により形成された静電潜像が顕在化される。
【0019】
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム21の回転方向D21に搬送された後、転写ベルト81と各感光体ドラム21が当接する1次転写位置TR1において転写ベルト81に1次転写される。
【0020】
また、この実施形態では、感光体ドラム21の回転方向D21の1次転写位置TR1の下流側で且つ帯電部23の上流側に、感光体ドラム21の表面に当接して感光体クリーナー27が設けられている。この感光体クリーナー27は、感光体ドラムの表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム21の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
【0021】
転写ベルトユニット8は、駆動ローラー82と、図1において駆動ローラー82の左側に配設される従動ローラー83(ブレード対向ローラー)と、これらのローラーに張架され図示矢印D81の方向(搬送方向)へ循環駆動される転写ベルト81とを備えている。また、転写ベルトユニット8は、転写ベルト81の内側に、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションY,M,C,Kが有する感光体ドラム21各々に対して一対一で対向配置される、4個の1次転写ローラー85Y,85M,85C,85Kを備えている。これらの1次転写ローラー85は、それぞれ1次転写バイアス発生部(図示省略)と電気的に接続される。そして、カラーモード実行時は、図1に示すように全ての1次転写ローラー85Y,85M,85C,85Kを画像形成ステーションY,M,C,K側に位置決めすることで、転写ベルト81を画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれが有する感光体ドラム21に押し遣り当接させて、各感光体ドラム21と転写ベルト81との間に1次転写位置TR1を形成する。そして、適当なタイミングで上記1次転写バイアス発生部から1次転写ローラー85に1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してカラー画像を形成する。
【0022】
一方、モノクロモード実行時は、4個の1次転写ローラー85のうち、カラー1次転写ローラー85Y,85M,85Cをそれぞれが対向する画像形成ステーションY,M,Cから離間させるとともにモノクロ1次転写ローラー85Kのみを画像形成ステーションKに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションKのみを転写ベルト81に当接させる。その結果、モノクロ1次転写ローラー85Kと画像形成ステーションKとの間にのみ1次転写位置TR1が形成される。そして、適当なタイミングで前記1次転写バイアス発生部からモノクロ1次転写ローラー85Kに1次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム21の表面上に形成されたトナー像を、1次転写位置TR1において転写ベルト81表面に転写してモノクロ画像を形成する。
【0023】
さらに、転写ベルトユニット8は、モノクロ1次転写ローラー85Kの下流側で且つ駆動ローラー82の上流側に配設された下流ガイドローラー86を備える。また、この下流ガイドローラー86は、モノクロ1次転写ローラー85Kが画像形成ステーションKの感光体ドラム21に当接して形成する1次転写位置TR1での1次転写ローラー85Kと感光体ドラム21との共通内接線上において、転写ベルト81に当接するように構成されている。
【0024】
駆動ローラー82は、転写ベルト81を図示矢印D81の方向に循環駆動するとともに、2次転写ローラー121のバックアップローラーを兼ねている。駆動ローラー82の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が1000kΩ・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラー121を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラー82に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラー82と2次転写ローラー121との当接部分(2次転写位置TR2)へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト81に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【0025】
給紙ユニット11は、シートを積層保持可能である給紙カセット77と、給紙カセット77からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラー79とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラー79により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラー対80において給紙タイミングが調整された後、シート案内部材15に沿って2次転写位置TR2に給紙される。
【0026】
2次転写ローラー121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラー駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット13は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラー131と、この加熱ローラー131を押圧付勢する加圧部132とを有している。そして、その表面に画像が2次転写されたシートは、シート案内部材15により、加熱ローラー131と加圧部132の加圧ベルト1323とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部132は、2つのローラー1321,1322と、これらに張架される加圧ベルト1323とで構成されている。そして、加圧ベルト1323の表面のうち、2つのローラー1321,1322により張られたベルト張面を加熱ローラー131の周面に押し付けることで、加熱ローラー131と加圧ベルト1323とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体3の上面部に設けられた排紙トレイ4に搬送される。
【0027】
また、この装置では、ブレード対向ローラー83に対向してクリーナー部71が配設されている。クリーナー部71は、クリーナーブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナーブレード711は、その先端部を転写ベルト81を介してブレード対向ローラー83に当接することで、2次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス713に回収される。
【0028】
図3は、ラインヘッドの概略を示す部分斜視図である。同図では、ラインヘッド29の厚さ方向TKDの構成を理解しやすくするために、ラインヘッド29の長手方向LGDの端部(図3の左下端部)が断面で示されている。ここで、厚さ方向TKDは、長手方向LGDおよび幅方向LTDに垂直もしくは略垂直な方向であり、後述する発光素子Eが光を射出する側(つまり、ラインヘッド29から感光体ドラム21に向う側)を向いた方向とする。また、以後の実施形態の説明において、厚さ方向TKDの下流側(図3の上側)を「(厚さ方向TKDの)一方側」と称し、厚さ方向TKDの上流側(図3の下側)を「(厚さ方向TKDの)他方側」と称する。また、基板あるいは平板の一方側の面を表面と称し、基板あるいは平板の他方側の面を裏面と称することとする。
【0029】
なお、この厚さ方向TKDは、後述するレンズアレイLA1のレンズLS1とレンズアレイLA2のレンズLS2とが構成する結像光学系の光軸OA(図5)に平行である。ここで、光軸は次のように定義される。結像光学系は多くの場合、主走査方向MDに垂直な対称面に関して面対称(鏡映対称)であり、かつ、副走査方向SDに垂直な対称面に関して面対称(鏡映対称)である。このように、結像光学系は、主走査方向に垂直な第1対称面、および当該主走査方向MDと直交する副走査方向SDに垂直な第2対称面を有し、第1対称面と第2対称面の交線が定まる。結像光学系が回転対称である場合には、前述の第1対称面と第2対称面の交線は光軸と一致する。結像光学系が回転対称でない場合、厳密には結像光学系の光軸が定義されない場合があるが、そのような場合には、前述の交線を光軸として取り扱えばよい。
【0030】
ラインヘッド29は、ヘッド基板293、遮光部材297、レンズアレイLA1およびレンズアレイLA2をこの順番で厚さ方向TKDに配置した概略構成を備えている。ヘッド基板293の裏面には、複数の発光素子Eが所定個数毎に発光素子グループEGとしてグループ化されて二次元的かつ離散的に配置されている。また、ヘッド基板293の裏面には、これら複数の発光素子Eを封止するための封止部材294が取り付けられており、さらに、この封止部材294の裏面にはラインヘッド29を構成する上記各部材を支持するための剛性部材299が取り付けられている。
【0031】
ヘッド基板293とレンズアレイLA1との間にはスペーサーSP1が設けられており、このスペーサーSP1がヘッド基板293とレンズアレイLA1との間隔を規定する。なお、ヘッド基板293とレンズアレイLA1との間には遮光部材297が配置されており、スペーサーSP1は、遮光部材297に対して厚さ方向TKD一方側で若干の間隔を空けてレンズアレイLA1を支持する。また、レンズアレイLA1とレンズアレイLA2との間にはスペーサーSP2が設けられており、このスペーサーSP2がレンズアレイLA1とレンズアレイLA2との間隔を規定しながらレンズアレイLA2を支持する。
【0032】
こうしてラインヘッド29では、ヘッド基板293、遮光部材297およびレンズアレイLA1、LA2がこの順番で並んでいる。そして、ヘッド基板293の発光素子Eからの光が、遮光部材297の導光孔2971を通過して、レンズアレイLA1、LA2のレンズLS1、LS2により結像される。次に、各部材の詳細な構成について、図3、図4および図5を用いつつ説明する。
【0033】
図4は、厚さ方向TKDからヘッド基板293を平面視した部分平面図であり、厚さ方向TKDの一方側(図3の上側)からヘッド基板293の裏面293−tを透視した場合に相当する。図5は、ラインヘッドのA−A線における部分断面図であり、該断面を長手方向LGD(主走査方向MD)から見た場合に相当する。このA−A線断面は、長手方向LGDに距離Dgを空けるとともに幅方向LTDに距離Dtを空けて、一列に並ぶ3個の発光素子グループEG(あるいは、3枚のレンズLS1等)の各幾何重心(あるいは、各レンズ中心)を通る。また、図4に示す方向Dlscは、A−A線に平行な方向である。さらに、図4では、ヘッド基板293に形成された発光素子グループEG、レンズアレイLA1に形成されたレンズLS1およびレンズアレイLA2に形成されたレンズLS2の位置関係を示すために、レンズLS1およびレンズLS2がそれぞれ一点鎖線で併記されている。ちなみに、レンズLS1およびレンズLS2についての図中記載は、これらの位置関係を示すためのものであり、レンズLS1およびレンズLS2がヘッド基板裏面293−t(図5)に形成されていることを示すものではない。また、図5において、光透過性(つまり透明)である部材には、点の集合からなるハッチングが施されている。
【0034】
ヘッド基板293は光を透過するガラス基板で構成されており、ヘッド基板裏面293−tでは、ボトムエミッション型の有機EL(Electro-Luminescence)素子である発光素子Eが複数形成されて、封止部材294により封止されている(図3、図5)。これら複数の発光素子Eは、互いに同一の発光スペクトルを有しており、光ビームを感光体ドラム21表面へ向けて射出する。また、図4に示すように、ヘッド基板裏面293−tに形成された複数の発光素子Eの配置態様は、グループ構造を有している。つまり、15個の発光素子Eが長手方向LGDに2行千鳥で配置されて1個の発光素子グループEGが構成されており、さらに複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに3行千鳥で離散的に配置されている。
【0035】
より詳しくは、この配置態様は次のように説明することができる。つまり、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子Eが長手方向LGDの互いに異なる位置に配置されており、しかも長手方向LGDにおける位置が隣り合う2つの発光素子E、Eの長手方向LGDへの距離は素子間距離Pelとなっている(言い換えれば、各発光素子グループEG内では、15個の発光素子EがピッチPelで長手方向LGDに配置されている)。そして、素子間距離Pelよりも長いグループ間距離Pegを空けて複数の発光素子グループEGが長手方向LGDに沿って離散的に並んで、1行の発光素子グループ行GRa等が構成されている。さらに、3行の発光素子グループ行GRa、GRb、GRcが距離Dtだけ空けて幅方向LTDの異なる位置に離散的に配置されており、しかも、発光素子グループ行GRa、GRb、GRcのそれぞれは、長手方向LGDに距離Dgだけ相互にシフトされている。こうして、3個の発光素子グループEGが、長手方向LGDに距離Dgを空けるとともに幅方向LTDに距離Dtを空けて、方向Dlscに一列に並ぶ。
【0036】
ここで、素子間距離Pelは、対象となる2個の発光素子Eの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、グループ間距離Pegは、対象となる2個の発光素子グループEGのうち、長手方向LGDの一方側の発光素子グループEGの他方側端部にある発光素子Eの幾何重心と、長手方向LGDの他方側の発光素子グループEGの一方側端部にある発光素子Eの幾何重心との長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dgは、長手方向LGDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の長手方向LGDにおける距離として求めることができる。また、距離Dtは、幅方向LTDにおける位置が隣り合う2個の発光素子グループEGそれぞれの幾何重心間の幅方向LTDにおける距離として求めることができる。
【0037】
このようにヘッド基板293の裏面293−tには、複数の発光素子グループEGが二次元的かつ離散的に配置されている。一方、ヘッド基板293の表面293−hには、遮光部材297が配置されている。遮光部材297には厚さ方向TKDに貫通する導光孔2971が複数形成されている。各導光孔2971は厚さ方向TKDからの平面視において円形状を有しており、その内壁には黒色メッキが施されている。この導光孔2971は、発光素子グループEG毎に1個ずつ形成されており、すなわち、1個の発光素子グループEGに対して1個の導光孔2971が開口している。こうして、遮光部材297は、導光孔2971を発光素子グループEGに開口させた状態でヘッド基板表面293−hに当接して固定されている。
【0038】
このような遮光部材297を設ける目的は、いわゆる迷光がレンズLS1、LS2に入射するのを抑制するためである。つまり、各発光素子グループEGには、レンズLS1、LS2の対からなる結像光学系がそれぞれ専用に設けられている。このような構成では、光ビームは、それ自身の射出源である発光素子グループEGに設けられた結像光学系LS1、LS2にのみ入射して結像されることが望ましい。しかしながら、光ビームの一部には、その射出源である発光素子グループEGに設けられた結像光学系LS1、LS2に向わずに迷光となってしまうものもある。そして、このような迷光が、それ自身の射出源でない発光素子グループEGに設けられた結像光学系LS1、LS2に入射してしまうと、いわゆるゴーストが発生してしまうおそれがある。これに対して、この実施形態では、発光素子グループEGと結像光学系LS1、LS2との間に遮光部材297が設けられている。この遮光部材297には、内壁に黒色メッキが施された導光孔2971が発光素子グループEGに開口して設けられているため、迷光の多くは導光孔2971の内壁で吸収されることとなる。その結果、先ほどのゴーストを抑制して、良好な露光動作の実現が図られる。
【0039】
そして、上述のとおり、これらヘッド基板293および遮光部材297の厚さ方向TKDの一方側には、レンズアレイLA1およびレンズアレイLA2が設けられており、さらに、レンズアレイLA2の一方側には当該レンズアレイLA2を支持する支持ガラスSSが設けられている。そして、支持ガラスSSからヘッド基板293までを、幅方向LTDの両側から覆うようにしてシールテープSLが設けられている。なお、このシールテープSLの取り付け態様については、後に詳述することとする。
【0040】
そして、この実施形態では、厚さ方向TKDに互いに対向するレンズアレイLA1のレンズLS1とレンズアレイLA2のレンズLS2とが1個の結像光学系を構成する。この結像光学系は、反転した縮小像を形成するものであり、その横倍率は負であるとともに1未満の絶対値を有している。したがって、発光素子Eから射出された光ビームは、レンズLS1、LS2を透過した後に支持ガラスSSの表面SS−hから射出されてスポットSTとして感光体ドラム21表面に照射される(図5)。そして、特開2008−036937号公報の図11等に記載のように、感光体ドラム21表面の副走査方向SDへの移動に応じて各発光素子Eの発光を制御することで、主走査方向MDに伸びるライン潜像を形成することができる。
【0041】
また、この実施形態では、厚さ方向TKDに設けられたレンズアレイLA1、LA2を支持するためにスペーサーSP1、SP2が設けられている。以下に、これらレンズアレイLA1、LA2の支持構造の詳細について、図3〜図5に加えて図6、図7、図8を用いて説明する。
【0042】
図6は、ラインヘッドの部分側面図であり、幅方向LTDからラインヘッド29を平面視した場合に相当する。なお、同図においてシールテープSLの記載は省略されている。図7は、レンズアレイLA1の支持態様を示す部分平面図であり、厚さ方向TKDから平面視した場合に相当する。図8は、レンズアレイLA2の支持態様を示す部分平面図であり、厚さ方向TKDから平面視した場合に相当する。
【0043】
ヘッド基板293の表面では、互いに同一の形状・大きさを有する複数のスペーサーSP1が長手方向LGDに間隔CL1を空けて一列に並んでいる。また、このスペーサーSP1の列は、幅方向LTDの両側に設けられている(図3、図5、図7)。こうして、厚さ方向TKDからの平面視において、スペーサーSP1の列が、ヘッド基板裏面293−tの発光素子Eが形成された領域を幅方向LTDから挟んで2列配置されることとなる(換言すれば、遮光部材297を幅方向LTDから挟んで2列配置されることとなる)。なお、これらのスペーサーSP1は、ヘッド基板293の表面293−hに接着剤等により固定されている。
【0044】
このようにして、2列に配置されたスペーサーSP1に対して、レンズアレイLA1が幅方向LTDに架設されており、これにより、レンズアレイLA1がヘッド基板293の厚さ方向TKDの一方側で位置決めされる。このとき、レンズアレイLA1のレンズLS1が形成された領域が、幅方向LTDに並ぶ2列のスペーサーSP1の列の間に位置するように、レンズアレイLA1は配置される。このレンズアレイLA1は、長手方向LGDの両端が斜めに(方向Dlscと平行に)カットされた平行四辺形形状のガラス基板SBを有している。そして、このガラス基板SBの裏面には、光硬化性樹脂で形成された複数のレンズLS1がアレイ配置されている。これら複数のレンズLS1は、対向する発光素子グループEGの配置に対応して3行千鳥で配置されている(図4)。
【0045】
そして、図3、図6、図7に示すように、複数のレンズアレイLA1が長手方向LGDに並んで配設されている。つまり、この実施形態では、長手方向LGDに並ぶ複数のレンズアレイLA1をスペーサーSP1が支持して、1つの長尺レンズアレイL−LA1が構成されている。ちなみに、直方形状を有するスペーサーSP1の長さLsp1は、レンズアレイLA1の幅方向LTDの端辺の長手方向LGDの長さLla1より短く、1枚のレンズアレイLA1は、長手方向LGDに並ぶ複数のスペーサーSP1で支持される。具体的には、これらスペーサーSP1のうち、中央スペーサーSP1−bはレンズアレイLA1の長手方向LGDの略中央を支持し、端部スペーサーSP1−aは長手方向LGDに隣り合う2枚のレンズアレイLA1、LA1の隙間BD1を跨いで、該レンズアレイLA1、LA1を支持する。なお、スペーサーSP1とレンズアレイLA1とは接着剤等により固定されている。
【0046】
このようにして構成された長尺レンズアレイL−LA1の厚さ方向TKDの一方面には、互いに同一の形状・大きさを有する複数のスペーサーSP2が長手方向LGDに間隔CL2を空けて一列に並んでいる。また、このスペーサーSP2の列は、幅方向LTDの両側に設けられている(図3、図5、図8)。こうして、厚さ方向TKDからの平面視において、スペーサーSP2の列が、レンズアレイLA1のレンズLS1が形成された領域を幅方向LTDから挟んで2列配置されることとなる。なお、これらのスペーサーSP2は、レンズアレイLA1のガラス基板SBの表面に接着剤等により固定されている。
【0047】
このようにして、2列に配置されたスペーサーSP2に対して、レンズアレイLA2が幅方向LTDに架設されており、これにより、レンズアレイLA2がレンズアレイLA1の厚さ方向TKDの一方側で位置決めされる。このとき、レンズアレイLA2のレンズLS2が形成された領域が、幅方向LTDに並ぶ2列のスペーサーSP2の列の間に位置するように、レンズアレイLA2は配置される。このレンズアレイLA2は、長手方向LGDの両端が斜めに(方向Dlscと並行に)カットされた平行四辺形形状のガラス基板SBを有している。そして、このガラス基板SBの裏面には、光硬化性樹脂で形成された複数のレンズLS2がアレイ配置されている。これら複数のレンズLS2は、対向する発光素子グループEGの配置に対応して3行千鳥で配置されている(図4)。
【0048】
そして、図3、図6、図8に示すように、複数のレンズアレイLA2が長手方向LGDに並んで配設されている。つまり、この実施形態では、長手方向LGDに並ぶ複数のレンズアレイLA2をスペーサーSP2が支持して、1つの長尺レンズアレイL−LA2が構成されている。ちなみに、直方形状を有するスペーサーSP2の長さLsp2は、レンズアレイLA2の幅方向LTDの端辺の長手方向LGDの長さLla2より短く、1枚のレンズアレイLA2は、長手方向LGDに並ぶ複数のスペーサーSP2で支持される。具体的には、これらスペーサーSP2のうち、中央スペーサーSP2−bはレンズアレイLA2の長手方向LGDの略中央を支持し、端部スペーサーSP2−aは長手方向LGDに隣り合う2枚のレンズアレイLA2、LA2の隙間BD2を跨いで、該レンズアレイLA2、LA2を支持する。なお、スペーサーSP2とレンズアレイLA2とは接着剤等により固定されている。
【0049】
こうして2枚のレンズアレイLA1およびレンズアレイLA2は厚さ方向TKDに対向して配置されている。その結果、レンズアレイLA1の複数のレンズLS1とレンズアレイLA2の複数のレンズLS2とは一対一の対応関係で対向しており、互いに対向するレンズLS1とレンズLS2とは厚さ方向TKDからの平面視において重なり合うように、レンズアレイLA1、LA2は位置調整がされている。
【0050】
さらに、この実施形態では、長手方向LGDに長尺な平板形状を有する支持ガラスSSが設けられている。詳述すると、長手方向LGDにおいて、この支持ガラスSSはレンズアレイLA2よりも長く形成されて、長尺レンズアレイL−LA2と略同じ長さを備えている。そして、この支持ガラスSSが長尺レンズアレイL−LA2の一方面に取り付けられており、言わば、支持ガラスSSが複数のレンズアレイLA2をスペーサーSP2の逆側から支持している。そして、この支持ガラスSSの表面SS−h(一方平面)が、感光体ドラム21の表面に対してクリアランスを空けて対向・露出している。
【0051】
そして、上述のとおりこの実施形態では、ラインヘッド29の内部(レンズアレイLA2とヘッド基板293との間)を、幅方向LTDから覆う可撓性のシールテープSLが設けられている。具体的には、支持ガラス表面SS−hの幅方向LTDの端にシールテープSLの一端Se1が接着(接続)されるとともに、ヘッド基板表面293-hの幅方向LTDの端にシールテープSLの他端Se2が接着(接続)されている。ちなみに、幅方向LTDにおいてヘッド基板293の端はスペーサーSP1よりも突出しており、この突出部分にシールテープSLの他端Se2が接着される。こうして、支持ガラスSSからヘッド基板293までの範囲(レンズアレイLA1、LA2およびヘッド基板293)をシールテープSLが幅方向LTD側から覆う。また、このようなシールテープSLは幅方向LTDの両側に設けられている。
【0052】
また、このシールテープSLはテンションが与えられた状態で張られており、ラインヘッド29の幅方向LTDの端部形状に沿っている。この点について、図5および図9を用いて説明する。ここで、図9はレンズアレイLA2と支持ガラスSSとの配置関係を示すA−A線断面図であり、同断面を長手方向LGDから見た場合に相当する。
【0053】
図5および図9に示すように、幅方向LTDにおいて、支持ガラスSSの幅WssよりもレンズアレイLA2(のガラス基板SB)の幅Wla2の方が広く、幅方向LTDにおいてレンズアレイLA2の両端は支持ガラスSSの両端から突出している(換言すれば、厚さ方向TKDからの平面視でレンズアレイLA2の幅方向LTDの両端が支持ガラスSSの幅方向LTDの両端から突出している)。一方、幅方向LTDにおいてレンズアレイLA1とレンズアレイLA2とは同じ幅を備えており、しかも、スペーサーSP1、レンズアレイLA1、スペーサーSP2およびレンズアレイLA2の幅方向LTDの端面は面一に揃っている。そして、これら各部材の幅方向LTDの外壁面に対して、可撓性のシールテープSLがテンションを付与された状態で接している。
【0054】
つまり、支持ガラスSSの幅方向LTDの端から引き出されたシールテープSLは、ピンと張られた状態で、レンズアレイLA2(のガラス基板SB)の幅方向LTDの端辺に掛けらた後にヘッド基板293まで引き出されて当該ヘッド基板に接着されている。この際、シールテープSLにはテンションが付与されているので、支持ガラスSSの端からレンズアレイLA2の端までの間では、シールテープSLは支持ガラスSSおよびレンズアレイLA2から離れて接触していない。一方、レンズアレイLA2の端からヘッド基板293に至るまでの各部材の外壁面は面一であるので、シールテープSLは当該外壁面に密着した状態で張られている。
【0055】
このように本実施形態のラインヘッド29では、レンズアレイLA2をヘッド基板293の反対側から支持する支持ガラスSSが設けられている。つまり、ヘッド基板293、当該ヘッド基板293に対向するレンズアレイLA2、および当該レンズアレイLA2を支持する支持ガラスSSがこの順番に配設されており、支持ガラスSSが外部に露出している。そして、この支持ガラスSSにはシールテープSLが配設されており、このシールテープSLが支持ガラスSSよりヘッド基板293側を幅方向LTDから覆っている。したがって、レンズアレイLA2の隙間BD2は支持ガラスSSによって塞がれ、さらに、ヘッド基板293とレンズアレイLA2との間への塵埃の侵入を、シールテープSLにより抑制することができるため、良好な露光が実現可能となっている。
【0056】
ちなみに、このような構成では、シールテープSLを設けたことで発生する応力が、支持ガラスSSを介してレンズアレイLA2を湾曲させる方向に作用して、その結果で生じたレンズアレイLA2の湾曲が良好な露光実現の妨げとなるおそれがある。また、支持ガラスSSから引き出されるシールテープSLと当該支持ガラスSSとの角度が大きいほど、支持ガラスSSを介してレンズアレイLA2を湾曲させようとする力が大きくなると考えられる。したがって、レンズアレイLA2の湾曲を抑制して良好な露光を確実に実現するという観点からは、支持ガラスSSから引き出されるシールテープSLと当該支持ガラスSSとの角度を小さく抑えることが好適となる。そこで、この実施形態では、レンズアレイLA2の幅方向LTDの長さを支持ガラスSSの幅方向LTDの長さよりも長く構成している。つまり、このように構成した場合、レンズアレイLA2が支持ガラスSSよりも幅方向LTDに突出して、このレンズアレイLA2の幅方向LTDの一端がシールテープSLを支持ガラスSSの外側に突き出す(図9)。そのため、シールテープSLは支持ガラスSSから一定以下の角度で引き出されることとなる。こうして、この実施形態では、支持ガラスSSから引き出されるシールテープSLと当該支持ガラスSSとの角度を小さく抑えて、レンズアレイLA2の湾曲を抑制し、良好な露光を確実に実現することが可能となっている。
【0057】
また、本実施形態のように、シールテープSLにテンションが与えられている構成では、シールテープSLを設けたことによる応力が大きく、レンズアレイLA2の湾曲に起因した問題が顕著となるおそれがあるが、本実施形態ではかかる問題に対して効果的に対応している。この点について図10を用いてより具体的に説明すると、次のとおりである。ここで、図10は本実施形態で奏される作用の説明図であり、参考形態と実施形態とが併記されており、いずれの形態においてもシールテープSLには同じテンション力Ftが与えられているものとする。同図に示す参考形態では、幅方向LTDにおいて支持ガラスSSに対してレンズアレイLA2が突出しておらず、シールテープSLは、支持ガラスSSの幅方向LTDの端から略直角の角度θ2で引き出されてヘッド基板293に接着されている。したがって、シールテープSLにかかるテンション力Ftが支持ガラスSSに対して略直角に作用するため、このテンション力Ftの殆んどが支持ガラスSS延いてはレンズアレイLA2を湾曲させるように働く。一方、同図に示す実施形態では、幅方向LTDにおいて支持ガラスSSに対してレンズアレイLA2が突出しており、このレンズアレイLA2の幅方向LTDの一端がシールテープSLを支持ガラスSSの外側に突き出している。そのため、シールテープSLは、支持ガラスSSの幅方向LTDの端から比較的小さい角度θ1で引き出された後にヘッド基板293に接着される。したがって、シールテープSLにかかるテンション力Ftのうち一部の力Frのみが支持ガラスSSに対して略直角に作用する。よって、支持ガラスSS延いてはレンズアレイLA2を湾曲させるように働く力を小さく抑えることができ、その結果、レンズアレイLA2の湾曲を抑制し、良好な露光を確実に実現することが可能となっている。
【0058】
その他
以上のように、上記実施形態では、ラインヘッド29が本発明の「露光ヘッド」に相当し、感光体ドラム21が本発明の「像担持体」に相当する。また、レンズアレイLA2が本発明の「レンズアレイ」に相当し、ヘッド基板293が本発明の「発光素子基板」に相当し、支持ガラスSSが本発明の「光透過性基板」に相当し、シールテープSLが本発明の「シール部材」に相当し、長手方向LGDあるいは主走査方向MDが本発明の「第1の方向」に相当し、幅方向LTDあるいは副走査方向SDが本発明の「第2の方向」に相当する。
【0059】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。そこで、例えば、シールテープSLを、光を遮断する遮光性シールテープSLとしても良い。このような構成では、塵埃のみならず、ヘッド基板293とレンズアレイLA2の間への迷光の侵入も抑制することができるため、迷光に起因したゴースト発生等の問題も容易に抑制することが可能となる。
【0060】
また、上記実施形態では、本発明の「シール部材」としてシールテープSLを用いていたが、「シール部材」として用いることができるものはこれに限られず、ラインヘッド29内部をシールすることができるものであるなら「シール部材」として用いることができる。
【0061】
また、上記実施形態では、シールテープSLは、支持ガラスSSおよびヘッド基板293に取り付けられているが、この際の取り付け方法は種々のものを採用可能であり、接着剤により取り付けても良いし、ネジ止め等により取り付けても良い。
【0062】
また、上記実施形態では、シールテープSLの端Se2がヘッド基板表面293−hに取り付けられているが、シールテープSLの端Se2の取り付け先はこれに限られない。したがって、例えば、シールテープSLを剛性部材299にまで引き出して、シールテープSLの端Se2を剛性部材299に取り付けても良い。
【0063】
また、上記実施形態では、スペーサーSP1、レンズアレイLA1、スペーサーSP2およびレンズアレイLA2の幅方向LTDの端面は面一に揃っているが、これらの端面は面一に揃っていなくても良い。
【0064】
また、上記実施形態では、レンズアレイLA2を支持するためにガラス製の平板(支持ガラスSS)を用いたが、レンズアレイLA2を支持する部材をガラス以外の材料で構成することもできる。
【0065】
また、スペーサーSP1、SP2の材料としては、種々の材料を採用することが可能であり、ガラス等の透明な部材をスペーサーSP1、SP2として用いても良い。
【0066】
もちろん、ガラス以外のもので構成しても良く、例えば、スペーサーSP2を鉄等の金属により構成しても良い。
【0067】
また、レンズアレイLA1、LA2等の各部材の寸法関係についても、種々の変更が可能である。
【0068】
また、上記実施形態では、複数のレンズアレイLA1は、同一の形状および大きさを備えていたが、これらについても種々の変更が可能である。さらに、複数のレンズアレイLA2についても同様の変更が可能である。
【0069】
また、上記実施形態では、複数のスペーサーSP1は、同一の形状および大きさを備えていたが、これらについても種々の変更が可能である。さらに、複数のスペーサーSP2についても同様の変更が可能である。
【0070】
また、上記実施形態の結像光学系は、反転像を形成するものであったが、正転像(つまり、反転していない像)を形成するものであっても良い。
【0071】
また、上記実施形態の結像光学系は、縮小像を形成するものであったが、等倍像あるいは拡大像を形成するものであっても良い。
【0072】
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1の裏面(厚さ方向TKDの他方面)にレンズLS1が形成されていたが、レンズLS1の形成位置はこれに限られない。
【0073】
また、上記実施形態では、各レンズアレイLA1、LA2において3行千鳥でレンズが並んでいたが、レンズの配置態様はこれに限られない。
【0074】
また、上記実施形態では、レンズアレイLA1、LA2は、ガラス基板SBに樹脂製のレンズLS1、LS2を形成したものであった。しかしながら、レンズアレイLA1、LA2を1つの材料で一体的に構成することもできる。
【0075】
また、上記実施形態では、複数の発光素子グループEGは3行千鳥で配置されていたが、複数の発光素子グループEGの配置態様はこれに限られない。
【0076】
また、上記実施形態では、15個の発光素子Eから発光素子グループEGが構成されている。しかしながら、発光素子グループEGを構成する発光素子Eの個数はこれに限られない。
【0077】
また、上記実施形態では、発光素子グループEG内において、複数の発光素子Eが2行千鳥で配置されていたが、発光素子グループEG内での複数の発光素子Eの配置態様はこれに限られない。
【0078】
また、上記実施形態では、発光素子Eとしてボトムエミッション型の有機EL素子が用いられている。しかしながら、トップエミッション型の有機EL素子を発光素子Eとして用いても良く、あるいは有機EL素子以外のLED(Light Emitting Diode)等を発光素子Eとして用いても良い。
【符号の説明】
【0079】
LA1、LA2…レンズアレイ、 LS1、LS2…レンズ、 SP1、SP2…スペーサー、 SS…支持ガラス、 293…ヘッド基板、 LGD…長手方向、 LTD…幅方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の方向にレンズが配設されたレンズアレイと、
前記レンズに入射する光を発光する発光素子が配設された発光素子基板と、
前記第1の方向と直交する第2の方向の長さが前記レンズアレイより短く、前記発光素子から発光されて前記レンズを通った光を透過する光透過性基板と、
前記光透過性基板に接続されて、前記光透過性基板、前記レンズアレイ、前記発光素子基板を覆うシール部材と、
を備えることを特徴とする露光ヘッド。
【請求項2】
前記シール部材が前記発光素子基板に接続されている請求項1に記載の露光ヘッド。
【請求項3】
前記シール部材はテンションが与えられている請求項2に記載の露光ヘッド。
【請求項4】
前記シール部材は、光を遮断する遮光性シール部材である請求項1ないし3のいずれか一項に記載の露光ヘッド。
【請求項5】
第1の方向にレンズが配設されたレンズアレイ、前記レンズに入射する光を発光する発光素子が配設された発光素子基板、前記第1の方向と直交する第2の方向の長さが前記レンズアレイより短く、前記発光素子から発光されて前記レンズを通った光を透過する光透過性基板、および、前記光透過性基板に接続されて、前記光透過性基板、前記レンズアレイ、前記発光素子基板を覆うシール部材を備えた露光ヘッドと、
前記露光ヘッドにより潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像担持体に形成された前記潜像を現像する現像部と、を有することを特徴とする画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−83962(P2011−83962A)
【公開日】平成23年4月28日(2011.4.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−238252(P2009−238252)
【出願日】平成21年10月15日(2009.10.15)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】