露光装置及び画像形成装置
【課題】レンズホルダの基板当接面と基板との絶縁性を安定的に確保することができる露光装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、複数の発光素子と、当該複数の発光素子が搭載された基板と、複数の発光素子から放射された光をそれぞれ結像させる光学系と、基板が当接する基板当接面を有し、さらに光学系を支持するレンズホルダとを備える。レンズホルダは、金属で形成された母材部と、絶縁性を有する樹脂で形成され、上記の基板当接面を有する基板当接部とが一体に形成されたものである。
【解決手段】露光装置は、複数の発光素子と、当該複数の発光素子が搭載された基板と、複数の発光素子から放射された光をそれぞれ結像させる光学系と、基板が当接する基板当接面を有し、さらに光学系を支持するレンズホルダとを備える。レンズホルダは、金属で形成された母材部と、絶縁性を有する樹脂で形成され、上記の基板当接面を有する基板当接部とが一体に形成されたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置（例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等）では、一様に帯電された感光体ドラムの表面を露光装置（例えばＬＥＤヘッド）で露光することにより、静電潜像を形成する。
【０００３】
露光装置は、例えば、ＬＥＤアレイが実装された基板と、基板を支持するレンズホルダと、ＬＥＤアレイに対向するように上記基板に取り付けられたロッドレンズアレイとを有している。基板に実装されたＬＥＤアレイから出射された光は、ロッドレンズアレイを通過して収束され、ロッドレンズアレイの結像位置に配設された感光体ドラムの表面に照射され、静電潜像が形成される。
【０００４】
一般に、基板及びレンズアレイを保持するレンズホルダは、剛性を有するアルミニウムにより構成されている（例えば、特許文献１）。また、レンズホルダは、高精度に加工された基板当接面を有しており、基板の両縁近傍がレンズホルダの基板当接面に当接し、保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５４２３５号公報（段落０００６、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の露光装置では、レンズホルダがアルミニウムで構成されているため、その基板当接面も導電性を有している。そのため、基板とレンズホルダの基板当接面との絶縁性を確保するために、基板の表面（レンズホルダの基板当接面に当接する面）のレジスト層を厚く形成する必要がある。しかしながら、このようにレジスト層を厚くすると、レンズホルダに基板を装着する際に、基板の表面がレンズホルダの基板当接面と接触し、あるいは干渉して基板の表面に傷が生じ、この傷により基板の絶縁性が損なわれる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、レンズホルダの基板当接面と基板との絶縁性を安定的に確保することができる露光装置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】
【０００８】
本発明の露光装置は、複数の発光素子と、当該複数の発光素子が搭載された基板と、複数の発光素子から放射された光をそれぞれ結像させる光学系と、基板が当接する当接面を有し、さらに光学系を支持するレンズホルダとを備え、レンズホルダが、金属で形成された母材部と、絶縁性を有する樹脂で形成され、上記の基板当接面を有する基板当接部とが一体に形成されたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、上記の露光装置と、露光装置により露光され、静電潜像が形成される静電潜像担持体とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、母材部によりレンズホルダの剛性を確保し、絶縁性を有する基板当接部によりレンズホルダと基板との絶縁性を安定的に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの構成を示す横断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドのレンズホルダの上面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダを上方から見た分解斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た分解斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダの横断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤヘッドのレンズホルダの上面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダを上方から見た分解斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た分解斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダの要部を拡大して示す斜視図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態において、環境温度が変化した場合のレンズホルダの変位量の測定結果を示すグラフである。
【図１５】図１４に示した変位量の測定位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置としてのプリンタ１１の基本構成を示す図である。図１に示すように、プリンタ１１は、それぞれ、ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の画像を形成する。これら画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、用紙（記録媒体）の搬送路に沿って上流側から下流側（ここでは右側から左側）に配列されている。記録媒体としては、用紙のほか、ＯＨＰシート、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。
【００１４】
画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、それぞれ、静電潜像担持体としての感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，ｌ３Ｃと、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１４Ｂｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃと、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面に形成された静電潜像に各色のトナー（現像剤）を付着させてトナー像（可視像）を形成する現像剤担持体としての現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃとを備えている。
【００１５】
また、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃに当接するように、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃにトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８Ｂｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃと、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃの表面に形成されるトナー層の厚さを規制する現像ブレード１９Ｂｋ，１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃとが配置されている。また、トナー供給ローラ１８Ｂｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの上側には、トナーを落下させて供給するトナーカートリッジ２０Ｂｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃが着脱可能に取り付けられている。
【００１６】
また、画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの上側には、露光装置としてのＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃが、それぞれ感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに対向配置されている。ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは、各色の画像データに従い、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面を露光して静電潜像を形成する。
【００１７】
画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの下側には、転写ユニットが配設されている。転写ユニットは、用紙を吸着して走行する搬送部材としての搬送ベルト２１と、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに搬送ベルト２１を介して対向配置された転写部材としての転写ローラ１７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃとを有している。搬送ベルト２１及び転写ローラ１７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃは、用紙をトナーと逆の極性に帯電させ、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに形成された各色のトナー像を用紙に転写する。
【００１８】
感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの下流側（図中左側）には、定着器２８が配置されている。定着器２８は、用紙に転写されたトナー像を熱及び圧力により用紙に定着させる定着ローラ２８ａ及び加圧ローラ２８ｂと、定着ローラ２８ａの表面温度を検出する温度センサ２８ｃを備えている。
【００１９】
プリンタ１１の下部には、搬送路に用紙を供給するための給紙機構が配設されている。給紙機構は、用紙を収容する媒体収容部としての用紙カセット２４と、用紙カセット２４に収容された用紙を一枚ずつ繰り出すホッピングローラ２２と、ホッピングローラ２２によって繰り出された用紙を搬送ベルト２１まで搬送するレジストローラ２３とを備えている。また、用紙カセット２４に収容された用紙の色を検出（測色）するため、用紙色検出部２５が備えられている。
【００２０】
次に、プリンタ１１の基本的な動作について説明する。
用紙カセット２４内の用紙は、ホッピングローラ２２によって一枚ずつ繰り出され、レジストローラ２３によって搬送ベルト２１まで搬送される。搬送ベルト２１は、用紙を吸着保持して矢印ｅで示す方向に走行する。一方、画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃでは、ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃにより感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの各表面にそれぞれ静電潜像が形成されたのち、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃにより現像が行われ、トナー像が形成される。さらに、搬送ベルト２１の走行に伴い、用紙は、画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃと転写ローラ１７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃとの間を通過し、その際、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの各表面に形成されたトナー像が用紙に順次転写される。
【００２１】
トナー像が転写された用紙は、定着器２８に送られ、定着ローラ２８ａ及び加圧ローラ２８ｂにより加熱及び加圧され、トナー像が溶融、圧着されて用紙に定着し、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された用紙は、図示しない排出ローラにより、プリンタ１１の外部に排出され、プリンタ１１の上部に設けられたスタッカ部２９に積載される。
【００２２】
次に、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃと、ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃとの関係について説明する。なお、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，ｌ３Ｃは、共通の構成を有しているため、以下では「感光体ドラム１３」として説明する。また、ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは、共通の構成を有しているため、以下では「ＬＥＤヘッド１５」として説明する。
【００２３】
図２及び図３は、本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッド１５及び感光体ドラム１３を示す横断面図及び縦断面図である。図２に示すように、ＬＥＤヘッド１５は、感光体ドラム１３に対向配置された複数のＬＥＤ（発光素子）を有するＬＥＤアレイチップ３１と、ＬＥＤアレイチップ３１の各ＬＥＤから放射された光を感光体ドラム１３の表面に結像させる複数のレンズ要素を有するロッドレンズアレイ３２とを備えている。さらに、ＬＥＤヘッド１５は、ＬＥＤアレイチップ３１と、ＬＥＤアレイチップ３１を制御するための図示しないドライバＩＣとが搭載（実装）された基板３３を有している。さらに、ＬＥＤヘッド１５は、基板３３が取り付けられ、ロッドレンズアレイ３２が固着されたレンズホルダ３４を有している。このレンズホルダ３４は、後述するように、異種材料を一体的に組み合わせて形成される。
【００２４】
レンズホルダ３４は、下方（感光体ドラム１３側）から上方に貫通する内部空間を有し、当該内部空間は、下側から順に、ロッドレンズアレイ３２を収容する第１の領域Ｒ１と、第１の領域Ｒ１の上方に当該第１の領域Ｒ１と連通するように形成された第２の領域Ｒ２と、第２の領域Ｒ２の上方に当該第２の領域Ｒ２と連通するように形成された第３の領域Ｒ３とを有している。第３の領域Ｒ３は、第２の領域Ｒ２より幅が広く、第２の領域Ｒ２と第３の領域Ｒ３との境界をなす段差部分に、基板３３に当接する基板当接面Ｓ１が形成されている。
【００２５】
基板３３は、レンズホルダ３４の第３の領域Ｒ３に上方から挿入され、基板当接面Ｓ１に当接した状態で保持される。基板３３の上側には、基板３３を基板当接面Ｓ１に押し当てるための押圧部材としてのベース３７が配置されている。ベース３７は、付勢部材としてのコイルばね３８により、基板当接面Ｓ１側に付勢されている。
【００２６】
ロッドレンズアレイ３２は、第１の領域Ｒ１内においてレンズホルダ３４に固着されている。さらに、レンズホルダ３４の内側空間への光及び異物の進入を防止するために、レンズホルダ３４と第１の領域Ｒ１との隙間はシリコン製のシール４１によって封止されている。
【００２７】
ここで、感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させるためには、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面（光が入射する端面）までの距離Ｌ１１と、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１３の表面までの距離Ｌ１２とが同じになるように（Ｌ１１＝Ｌ１２）、距離Ｌ１２を調整する必要がある。
【００２８】
そこで、図３に示すように、レンズホルダ３４の長手方向の両端近傍に、調整機構としての偏心カム機構４２，４３が配設されている。偏心カム機構４２，４３は、感光体ドラム１３の軸方向両端近傍の表面に接するように配置されたスペーサ３９ａ，３９ｂに当接している。ベース３７の長手方向両端部の近傍には、上述した付勢部材としてのコイルバネ３８がそれぞれ配設されており、各コイルバネ３８は、レンズホルダ３４を感光体ドラム１３側（図中下側）に付勢し、偏心カム機構４２，４３をスペーサ３９ａ，３９ｂの当接面に当接させる。偏心カム機構４２，４３の調整により、レンズホルダ３４の長手方向に亘って、距離Ｌ２を距離Ｌ１と同じに保つことができる。
【００２９】
図４は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４の上面図である。図５は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４を下方から見た斜視図である。図６及び図７は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４を、それぞれ上方及び下方から見た分解斜視図である。図８は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４の横断面図（長手方向に直交する断面図）である。
【００３０】
図４〜図７に示すように、レンズホルダ３４は、基板３３に当接する基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂと、ハウジングとしての機能を有する母材部３４ａとを有している。母材部３４ａは、レンズホルダ３４の基体をなす部分であり、金属板で形成されている。一方、基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂは、絶縁性を有する樹脂、好ましくは熱可塑性樹脂（より好ましくは、汎用エンジニアリングプラスチック）により形成されている。レンズホルダ３４では、異種材料、すなわち、金属板である母材部３４ａと、熱可塑性樹脂である基板当接部３４ｂとを一体的に形成したものである。
【００３１】
具体的には、母材部３４ａとなる金属板を金型内にセットし、その金型内に絶縁性を有する樹脂を溶融状態で流し込むことにより、金属製の母材部３４ａと樹脂製の基板当接部３４ｂとが一体的に形成されたレンズホルダ３４をアウトサード成形する。
【００３２】
なお、図６及び図７の分解斜視図では、母材部３４ａと基板当接部３４ｂとが互いに分離した状態で示されているが、これは両者の形状を分かり易く示すためであり、実際には、母材部３４ａと基板当接部３４ｂとは上記のように一体形成されている。
【００３３】
図６に示すように、金属板である母材部３４ａは、一方向に長い長尺形状を有し、その長手方向に直交する断面において、底板部３４０と側壁部３４１，３４２とを有して略コの字状に形成されている。母材部３４ａの底板部３４０には、ロッドレンズアレイ３２を収容する長孔Ｈ１が設けられている。長孔Ｈ１は、図２に示した領域Ｒ１に対応している。なお、ここでは、長孔Ｈ１は、母材部３４ａの幅方向中心に対して一方の側（側壁部３４１の側）に寄った位置で、母材部３４ａの長手方向のほぼ全域（長手方向両端を除く）に亘って延在している。また、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２には、上述したベース３７の幅方向両側に形成された突出部３７１（図２）に係合してベース３７の移動範囲を規制するガイド孔３４３が形成されている。
【００３４】
基板当接部３４ｂは、一方向に長い長尺形状を有し、母材部３４ａの長孔Ｈ１をその全周に亘って囲むように形成されている。すなわち、基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの長孔Ｈ１よりも僅かに長く、幅も太い長孔Ｈ２を有している。基板当接部３４ｂは、長孔Ｈ２の長手方向に沿って直線状に延在する部位３５１，３５２の上面に、所定の間隔で形成された複数の長方形の基板当接面Ｓ１を有している。基板当接部３４ｂは、また、長孔Ｈ２の長手方向両端にコの字状に形成された部位３５３にも、基板当接面Ｓ１を有している。なお、基板当接部３４ｂの部位３５１，３５２の間の部分は、図２に示した領域Ｒ２に対応する。
【００３５】
図８に示すように、母材部３４ａは、幅方向における長孔Ｈ１の一方の側に孔Ｔ１を有し、他方の側に切欠きＴ２を有している。ここでは、孔Ｔ１は、母材部３４ａの底板部３４０から側壁部３４２にかけて形成されており、切欠きＴ２は、母材部３４ａの底板部３４０から側壁部３４１にかけて形成されている。また、孔Ｔ１及び切欠きＴ２は、図７に示すように、母材部３４ａの長手方向に沿って複数形成されている。
【００３６】
基板当接部３４ｂは、溶融した樹脂（熱可塑性樹脂）を、金属板である母材部３４ａの孔Ｔ１又は切欠きＴ２（ここでは孔Ｔ１及び切欠きＴ２の両方）に流し込んで成形することにより、母材部３４ａを表裏両側から（上下に）挟み込んだ状態で、母材部３４ａと一体的に形成されている。
【００３７】
ここで、ＬＥＤアレイチップ３１が搭載される基板３３は、その長手方向における真直性が高いことが必要である。そのためには、レンズホルダ３４が剛性を有し、基板当接部３４ｂの基板当接面Ｓ１が高い平面度を有している必要がある。前述したように感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させるためには、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面までの距離Ｌ１１とし、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１３の表面までの距離Ｌ１２とが同じ（Ｌ１１＝Ｌ１２）ことが必要であるが、レンズホルダ３４の基板当接面Ｓ１にうねりがあると、基板当接面Ｓ１に倣ってＬＥＤアレイチップ３１もうねりを生じ、感光体ドラム１３上において一直線上に像を結ぶことができなくなるためである。
【００３８】
良好な印刷結果を得るためには、ＬＥＤアレイチップ３１の各ＬＥＤ素子から発せられた光がロッドレンズアレイ３２を介して感光体ドラム１３の表面に形成する像（一次元像）の真直度は、±５０μｍが許容範囲である。例えば、レンズホルダ３４の基板当接面Ｓ１の平面度を±３０μｍとし、ロッドレンズアレイ３２の真直度を±１０μｍとすれば、感光体ドラム１３の表面に結像される一次元像の真直度は±４０μｍとなり、良好な印刷結果を得ることができる。本実施の形態では、基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂを、剛性を有する金属板からなる母材部３４ａと一体に形成することにより、基板当接面Ｓ１が高い平面度（±３０μｍ以内）を有するようにしている。
【００３９】
このように、本実施の形態によれば、剛性を有する金属板で形成された母材部３４ａと、絶縁性を有する樹脂で形成された（基板当接面Ｓ１を有する）基板当接部３４ｂとが一体に形成されているため、基板３３の絶縁性を安定的に確保できると共に、基板３３の高い真直性を確保して感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させることができる。
【００４０】
また、従来技術（特許文献１参照）と異なり、基板３３のレジスト層を厚くする必要がないため、基板３３をレンズホルダ３４に装着する際に基板３３に傷が付きにくく、また仮に傷が付いたとしても基板３３の絶縁性が損なわれることない。このように、基板３３の絶縁性を安定して確保することができるため、品質の安定した露光装置及び画像形成装置を実現することができる。
【００４１】
また、レンズホルダ３４の基板当接部３４ｂは、溶融樹脂を母材部３４ａの孔Ｔ１又は切欠きＴ２に流し込むことにより、母材部３４ａ（金属板）を表裏両側から挟み込むように一体的に形成されるため、異種材料からなる母材部３４ａと基板当接部３４ｂとを一体的に形成することができる。
【００４２】
また、レンズホルダ３４の基板当接面Ｓ１が高い平面度（±３０μｍ以内）を有するため、基板当接面Ｓ１に当接して保持される基板３３に搭載されたＬＥＤアレイチップ３１の真直度を高めることができ、これにより感光体ドラム１３の表面に形成される一次元像の真直度を高めることができる。
【００４３】
第２の実施の形態．
第１の実施の形態で説明したように、プリンタ１１の定着器２８では、熱及び圧力によりトナー像を溶融・圧着して用紙に定着し、画像（カラー画像）を形成するが、印刷時の定着器２８の温度は２００℃以上の高熱となるため、各ＬＥＤヘッド１５の周囲環境温度は５５℃程度にまで達する場合がある。すなわち、常温を２５℃とすると、約３０℃の温度変化が生じることとなる。第１の実施の形態では、基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂが、母材部３４ａの長孔Ｈ１の全周に沿って延在しているが、基板当接部３４ｂ（樹脂）と母材部３４ａ（金属）とでは線膨張係数が異なるため、いわゆるバイメタル効果により、レンズホルダ３４が変形することが考えられる。
【００４４】
一方、感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させるためには、前述したように、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面までの距離Ｌ１１と、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１３の表面までの距離Ｌ１２とを同じ（Ｌ１１＝Ｌ１２）に保つことが必要であるが、レンズホルダ３４が変形していると、安定して上記の関係（Ｌ１１＝Ｌ１２）を保持することが難しい。そこで、第２の実施の形態では、以下のように温度変化に起因するレンズホルダ３４の変形を抑制することで、より確実に、感光体ドラム１３の表面に高精度に像を結像させている。
【００４５】
図９は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４の上面図である。図１０は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４を下方から見た斜視図である。図１１及び図１２は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４を、それぞれ上方及び下方から見た分解斜視図である。図１３は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４の一部を拡大して示す図である。図９〜図１３において、第１の実施の形態と同様の、又は対応する構成要素には、同一の符号を付す。
【００４６】
図９〜図１３に示すように、レンズホルダ３４は、第１の実施の形態と同様、ハウジングとしての機能を有する母材部３４ａと、基板３３に当接する基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂとを有している。母材部３４ａは金属板で形成され、レンズホルダ３４の剛性を確保している。基板当接部３４ｂは、絶縁性を有する樹脂、好ましくは熱可塑性樹脂（より好ましくは汎用エンジニアリングプラスチック）で形成されている。レンズホルダ３４は、異種材料、すなわち母材部３４ａ（金属板）と基板当接部３４ｂ（樹脂）とを一体的に形成したものである。
【００４７】
図１１〜図１３に示すように、母材部３４ａ（金属板）は、第１の実施の形態と同様に構成されているが、基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの長孔Ｈ１に沿って分割された構造を有している。
【００４８】
分割された各基板当接部３４ｂは、それぞれ基板当接面Ｓ１を有している。各基板当接部３４ｂは、それぞれ、母材部３４ａから容易に外れないよう、溶融した樹脂を、母材部３４ａの金属板に設けた孔Ｔ１又は切欠きＴ２（ここでは孔Ｔ１及び切欠きＴ２の両方）に流し込み、母材部３４ａを表裏両側から挟み込むように一体的に形成される。
【００４９】
より具体的には、図１３において、各基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２の内側に沿って配設される板状片であり、この板状片の上面に基板当接面Ｓ１が形成されている（図１３では、図示の便宜上、基板当接部３４ｂは、側壁部３４１，３４２の外側に図示されている）。また、各基板当接部３４ｂの板状片と一体に、母材部３４ａの底板部３４０の底面に接する底部３５５、及び、母材部３４ａの孔Ｔ１及び切欠きＴ２に接する凸部３５６が一体に形成されている。
【００５０】
また、母材部３４ａの長手方向両端に位置する基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２の内側に延在する延在部３６０を有する。また、延在部３６０の幅方向両側には、母材部３４ａの底板部３４０から側壁部３４１，３４２にかけて形成された切欠き３４５に係合する凸部３６１と、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２の長手方向の各端面に形成された凹部３４６に係合する凸部３６２とが形成されている。また、延在部３６０を幅方向に横切るように、基板当接面Ｓ１が形成されている。
【００５１】
図１４は、第２の実施の形態において、環境温度が２５℃の常温から５５℃の高温に変化したときに、レンズホルダ３４が感光体ドラム１３に接近する方向（Ｙ方向とする）に変位する変位量を測定した結果を示すグラフである。
【００５２】
図１５は、レンズホルダ３４の変位量の測定位置を示す図である。図１５に示すように、レンズホルダ３４の長手方向（Ｘ方向とする）に略均等に設定したＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の５箇所でレンズホルダ３４の変位量を測定した。Ｐ１のＸ方向位置を０とし、Ｐ２〜Ｐ５のＸ方向位置を図１５に示したとおりとした。レンズホルダ３４の変位量は、感光体ドラム１３に接近する方向の変位をプラス（＋）とした。
【００５３】
実験では、母材部３４ａを電気亜鉛メッキ鋼板で形成し、その線膨張係数は１．１７×１０−５／℃であった。基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂは、絶縁性を有する熱可塑性の液晶ポリマーで形成し、その線膨張係数は０．５×１０−５／℃（樹脂流動方向）及び５．５×１０−５／℃（樹脂流動方向に対して直交する方向）であった。これら母材部３４ａと基板当接部３４ｂとを上述したように一体に形成し、レンズホルダ３４とした。
【００５４】
図１４に示すように、５５℃の環境温度（印刷時に想定される温度）において、レンズホルダ３４は、下方（感光体ドラム１３に接近する方向）に向けて約４μｍの反りを生じている。第１の実施の形態で説明したように、ロッドレンズアレイ３２の出射端面と感光体ドラム１５の表面との距離Ｌ１２の変動量が±１０μｍ以内であれば良好な印刷結果が得られるため、上記の５５℃の環境温度（反り：約４μｍ）において良好な印刷結果が得られることが分かる。
【００５５】
このように、本発明の第２の実施の形態によれば、基板当接部３４ｂが、母材部３４ａの長孔Ｈ１の周囲に所定の問隔で分割された構造を有し、それぞれが当接面Ｓ１を有しているため、線膨張係数が異なる異種材料の組み合わせで一体的に形成したレンズホルダ３４においても、温度変化に伴うバイメタル効果による変形を防止することができる。従って、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面まで距離と、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１５の表面まで距離とを一定に保つことができ、品質の安定した露光装置及び画像形成装置を実現することができる。
【００５６】
なお、上記の第１及び第２の実施の形態では、基板当接部３４ｂを構成する樹脂について、熱可塑性樹脂が好ましく、エンジニアリングプラスチックが特に好ましいと説明したが、エンジニアリングプラスチック以外のものを用いても良いことは言うまでもない。また、母材部３４ａとの一体形成が可能であれば、熱硬化性樹脂を用いてもよい。但し、母材部３４ａの孔Ｔ１又は切欠きＴ２に溶融樹脂を流し込んで基板当接部３４ｂを容易に一体形成できるという点で、熱可塑性樹脂が好ましい。
【符号の説明】
【００５７】
１１ プリンタ（画像形成装置）、 １２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ 画像形成ユニット、 １３，１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ 感光体ドラム（静電潜像担持体）、 １５，１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ ＬＥＤヘッド（露光装置）、 １６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ 現像ローラ、 １７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ 転写ローラ、 ２１ 搬送ベルト、 ２２ ホッピングローラ、 ２３ レジストローラ、 ２８ 定着器、 ３１ ＬＥＤアレイチップ、 ３２ ロッドレンズアレイ（光学系）、 ３３ 基板、 ３４ レンズホルダ、 ３４ａ 母材部、 ３４ｂ 基板当接部、 ３７ ベース（押圧部材）、 ３８ コイルばね（付勢部材）、 ３９ａ，３９ｂ スペーサ、 ４１ シール材、 ４２，４３ 偏心カム機構、 ３４０ 底板部、 ３４１，３４２ 側壁部、 Ｈ１，Ｈ２ 長孔、 Ｓ１ 基板当接面、 Ｔ１ 孔、 Ｔ２ 切欠き。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置（例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等）では、一様に帯電された感光体ドラムの表面を露光装置（例えばＬＥＤヘッド）で露光することにより、静電潜像を形成する。
【０００３】
露光装置は、例えば、ＬＥＤアレイが実装された基板と、基板を支持するレンズホルダと、ＬＥＤアレイに対向するように上記基板に取り付けられたロッドレンズアレイとを有している。基板に実装されたＬＥＤアレイから出射された光は、ロッドレンズアレイを通過して収束され、ロッドレンズアレイの結像位置に配設された感光体ドラムの表面に照射され、静電潜像が形成される。
【０００４】
一般に、基板及びレンズアレイを保持するレンズホルダは、剛性を有するアルミニウムにより構成されている（例えば、特許文献１）。また、レンズホルダは、高精度に加工された基板当接面を有しており、基板の両縁近傍がレンズホルダの基板当接面に当接し、保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５４２３５号公報（段落０００６、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の露光装置では、レンズホルダがアルミニウムで構成されているため、その基板当接面も導電性を有している。そのため、基板とレンズホルダの基板当接面との絶縁性を確保するために、基板の表面（レンズホルダの基板当接面に当接する面）のレジスト層を厚く形成する必要がある。しかしながら、このようにレジスト層を厚くすると、レンズホルダに基板を装着する際に、基板の表面がレンズホルダの基板当接面と接触し、あるいは干渉して基板の表面に傷が生じ、この傷により基板の絶縁性が損なわれる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、レンズホルダの基板当接面と基板との絶縁性を安定的に確保することができる露光装置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】
【０００８】
本発明の露光装置は、複数の発光素子と、当該複数の発光素子が搭載された基板と、複数の発光素子から放射された光をそれぞれ結像させる光学系と、基板が当接する当接面を有し、さらに光学系を支持するレンズホルダとを備え、レンズホルダが、金属で形成された母材部と、絶縁性を有する樹脂で形成され、上記の基板当接面を有する基板当接部とが一体に形成されたものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、上記の露光装置と、露光装置により露光され、静電潜像が形成される静電潜像担持体とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、母材部によりレンズホルダの剛性を確保し、絶縁性を有する基板当接部によりレンズホルダと基板との絶縁性を安定的に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの構成を示す横断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドの構成を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッドのレンズホルダの上面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダを上方から見た分解斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た分解斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダの横断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤヘッドのレンズホルダの上面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダを上方から見た分解斜視図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダを下方から見た分解斜視図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダの要部を拡大して示す斜視図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態において、環境温度が変化した場合のレンズホルダの変位量の測定結果を示すグラフである。
【図１５】図１４に示した変位量の測定位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置としてのプリンタ１１の基本構成を示す図である。図１に示すように、プリンタ１１は、それぞれ、ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の画像を形成する。これら画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、用紙（記録媒体）の搬送路に沿って上流側から下流側（ここでは右側から左側）に配列されている。記録媒体としては、用紙のほか、ＯＨＰシート、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。
【００１４】
画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、それぞれ、静電潜像担持体としての感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，ｌ３Ｃと、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１４Ｂｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃと、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面に形成された静電潜像に各色のトナー（現像剤）を付着させてトナー像（可視像）を形成する現像剤担持体としての現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃとを備えている。
【００１５】
また、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃに当接するように、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃにトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８Ｂｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃと、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃの表面に形成されるトナー層の厚さを規制する現像ブレード１９Ｂｋ，１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃとが配置されている。また、トナー供給ローラ１８Ｂｋ，１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの上側には、トナーを落下させて供給するトナーカートリッジ２０Ｂｋ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃが着脱可能に取り付けられている。
【００１６】
また、画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの上側には、露光装置としてのＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃが、それぞれ感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに対向配置されている。ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは、各色の画像データに従い、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの表面を露光して静電潜像を形成する。
【００１７】
画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの下側には、転写ユニットが配設されている。転写ユニットは、用紙を吸着して走行する搬送部材としての搬送ベルト２１と、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに搬送ベルト２１を介して対向配置された転写部材としての転写ローラ１７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃとを有している。搬送ベルト２１及び転写ローラ１７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃは、用紙をトナーと逆の極性に帯電させ、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに形成された各色のトナー像を用紙に転写する。
【００１８】
感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの下流側（図中左側）には、定着器２８が配置されている。定着器２８は、用紙に転写されたトナー像を熱及び圧力により用紙に定着させる定着ローラ２８ａ及び加圧ローラ２８ｂと、定着ローラ２８ａの表面温度を検出する温度センサ２８ｃを備えている。
【００１９】
プリンタ１１の下部には、搬送路に用紙を供給するための給紙機構が配設されている。給紙機構は、用紙を収容する媒体収容部としての用紙カセット２４と、用紙カセット２４に収容された用紙を一枚ずつ繰り出すホッピングローラ２２と、ホッピングローラ２２によって繰り出された用紙を搬送ベルト２１まで搬送するレジストローラ２３とを備えている。また、用紙カセット２４に収容された用紙の色を検出（測色）するため、用紙色検出部２５が備えられている。
【００２０】
次に、プリンタ１１の基本的な動作について説明する。
用紙カセット２４内の用紙は、ホッピングローラ２２によって一枚ずつ繰り出され、レジストローラ２３によって搬送ベルト２１まで搬送される。搬送ベルト２１は、用紙を吸着保持して矢印ｅで示す方向に走行する。一方、画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃでは、ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃにより感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの各表面にそれぞれ静電潜像が形成されたのち、現像ローラ１６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃにより現像が行われ、トナー像が形成される。さらに、搬送ベルト２１の走行に伴い、用紙は、画像形成ユニット１２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃと転写ローラ１７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃとの間を通過し、その際、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃの各表面に形成されたトナー像が用紙に順次転写される。
【００２１】
トナー像が転写された用紙は、定着器２８に送られ、定着ローラ２８ａ及び加圧ローラ２８ｂにより加熱及び加圧され、トナー像が溶融、圧着されて用紙に定着し、カラー画像が形成される。カラー画像が形成された用紙は、図示しない排出ローラにより、プリンタ１１の外部に排出され、プリンタ１１の上部に設けられたスタッカ部２９に積載される。
【００２２】
次に、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃと、ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃとの関係について説明する。なお、感光体ドラム１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，ｌ３Ｃは、共通の構成を有しているため、以下では「感光体ドラム１３」として説明する。また、ＬＥＤヘッド１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃは、共通の構成を有しているため、以下では「ＬＥＤヘッド１５」として説明する。
【００２３】
図２及び図３は、本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤヘッド１５及び感光体ドラム１３を示す横断面図及び縦断面図である。図２に示すように、ＬＥＤヘッド１５は、感光体ドラム１３に対向配置された複数のＬＥＤ（発光素子）を有するＬＥＤアレイチップ３１と、ＬＥＤアレイチップ３１の各ＬＥＤから放射された光を感光体ドラム１３の表面に結像させる複数のレンズ要素を有するロッドレンズアレイ３２とを備えている。さらに、ＬＥＤヘッド１５は、ＬＥＤアレイチップ３１と、ＬＥＤアレイチップ３１を制御するための図示しないドライバＩＣとが搭載（実装）された基板３３を有している。さらに、ＬＥＤヘッド１５は、基板３３が取り付けられ、ロッドレンズアレイ３２が固着されたレンズホルダ３４を有している。このレンズホルダ３４は、後述するように、異種材料を一体的に組み合わせて形成される。
【００２４】
レンズホルダ３４は、下方（感光体ドラム１３側）から上方に貫通する内部空間を有し、当該内部空間は、下側から順に、ロッドレンズアレイ３２を収容する第１の領域Ｒ１と、第１の領域Ｒ１の上方に当該第１の領域Ｒ１と連通するように形成された第２の領域Ｒ２と、第２の領域Ｒ２の上方に当該第２の領域Ｒ２と連通するように形成された第３の領域Ｒ３とを有している。第３の領域Ｒ３は、第２の領域Ｒ２より幅が広く、第２の領域Ｒ２と第３の領域Ｒ３との境界をなす段差部分に、基板３３に当接する基板当接面Ｓ１が形成されている。
【００２５】
基板３３は、レンズホルダ３４の第３の領域Ｒ３に上方から挿入され、基板当接面Ｓ１に当接した状態で保持される。基板３３の上側には、基板３３を基板当接面Ｓ１に押し当てるための押圧部材としてのベース３７が配置されている。ベース３７は、付勢部材としてのコイルばね３８により、基板当接面Ｓ１側に付勢されている。
【００２６】
ロッドレンズアレイ３２は、第１の領域Ｒ１内においてレンズホルダ３４に固着されている。さらに、レンズホルダ３４の内側空間への光及び異物の進入を防止するために、レンズホルダ３４と第１の領域Ｒ１との隙間はシリコン製のシール４１によって封止されている。
【００２７】
ここで、感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させるためには、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面（光が入射する端面）までの距離Ｌ１１と、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１３の表面までの距離Ｌ１２とが同じになるように（Ｌ１１＝Ｌ１２）、距離Ｌ１２を調整する必要がある。
【００２８】
そこで、図３に示すように、レンズホルダ３４の長手方向の両端近傍に、調整機構としての偏心カム機構４２，４３が配設されている。偏心カム機構４２，４３は、感光体ドラム１３の軸方向両端近傍の表面に接するように配置されたスペーサ３９ａ，３９ｂに当接している。ベース３７の長手方向両端部の近傍には、上述した付勢部材としてのコイルバネ３８がそれぞれ配設されており、各コイルバネ３８は、レンズホルダ３４を感光体ドラム１３側（図中下側）に付勢し、偏心カム機構４２，４３をスペーサ３９ａ，３９ｂの当接面に当接させる。偏心カム機構４２，４３の調整により、レンズホルダ３４の長手方向に亘って、距離Ｌ２を距離Ｌ１と同じに保つことができる。
【００２９】
図４は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４の上面図である。図５は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４を下方から見た斜視図である。図６及び図７は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４を、それぞれ上方及び下方から見た分解斜視図である。図８は、本発明の第１の実施の形態におけるレンズホルダ３４の横断面図（長手方向に直交する断面図）である。
【００３０】
図４〜図７に示すように、レンズホルダ３４は、基板３３に当接する基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂと、ハウジングとしての機能を有する母材部３４ａとを有している。母材部３４ａは、レンズホルダ３４の基体をなす部分であり、金属板で形成されている。一方、基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂは、絶縁性を有する樹脂、好ましくは熱可塑性樹脂（より好ましくは、汎用エンジニアリングプラスチック）により形成されている。レンズホルダ３４では、異種材料、すなわち、金属板である母材部３４ａと、熱可塑性樹脂である基板当接部３４ｂとを一体的に形成したものである。
【００３１】
具体的には、母材部３４ａとなる金属板を金型内にセットし、その金型内に絶縁性を有する樹脂を溶融状態で流し込むことにより、金属製の母材部３４ａと樹脂製の基板当接部３４ｂとが一体的に形成されたレンズホルダ３４をアウトサード成形する。
【００３２】
なお、図６及び図７の分解斜視図では、母材部３４ａと基板当接部３４ｂとが互いに分離した状態で示されているが、これは両者の形状を分かり易く示すためであり、実際には、母材部３４ａと基板当接部３４ｂとは上記のように一体形成されている。
【００３３】
図６に示すように、金属板である母材部３４ａは、一方向に長い長尺形状を有し、その長手方向に直交する断面において、底板部３４０と側壁部３４１，３４２とを有して略コの字状に形成されている。母材部３４ａの底板部３４０には、ロッドレンズアレイ３２を収容する長孔Ｈ１が設けられている。長孔Ｈ１は、図２に示した領域Ｒ１に対応している。なお、ここでは、長孔Ｈ１は、母材部３４ａの幅方向中心に対して一方の側（側壁部３４１の側）に寄った位置で、母材部３４ａの長手方向のほぼ全域（長手方向両端を除く）に亘って延在している。また、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２には、上述したベース３７の幅方向両側に形成された突出部３７１（図２）に係合してベース３７の移動範囲を規制するガイド孔３４３が形成されている。
【００３４】
基板当接部３４ｂは、一方向に長い長尺形状を有し、母材部３４ａの長孔Ｈ１をその全周に亘って囲むように形成されている。すなわち、基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの長孔Ｈ１よりも僅かに長く、幅も太い長孔Ｈ２を有している。基板当接部３４ｂは、長孔Ｈ２の長手方向に沿って直線状に延在する部位３５１，３５２の上面に、所定の間隔で形成された複数の長方形の基板当接面Ｓ１を有している。基板当接部３４ｂは、また、長孔Ｈ２の長手方向両端にコの字状に形成された部位３５３にも、基板当接面Ｓ１を有している。なお、基板当接部３４ｂの部位３５１，３５２の間の部分は、図２に示した領域Ｒ２に対応する。
【００３５】
図８に示すように、母材部３４ａは、幅方向における長孔Ｈ１の一方の側に孔Ｔ１を有し、他方の側に切欠きＴ２を有している。ここでは、孔Ｔ１は、母材部３４ａの底板部３４０から側壁部３４２にかけて形成されており、切欠きＴ２は、母材部３４ａの底板部３４０から側壁部３４１にかけて形成されている。また、孔Ｔ１及び切欠きＴ２は、図７に示すように、母材部３４ａの長手方向に沿って複数形成されている。
【００３６】
基板当接部３４ｂは、溶融した樹脂（熱可塑性樹脂）を、金属板である母材部３４ａの孔Ｔ１又は切欠きＴ２（ここでは孔Ｔ１及び切欠きＴ２の両方）に流し込んで成形することにより、母材部３４ａを表裏両側から（上下に）挟み込んだ状態で、母材部３４ａと一体的に形成されている。
【００３７】
ここで、ＬＥＤアレイチップ３１が搭載される基板３３は、その長手方向における真直性が高いことが必要である。そのためには、レンズホルダ３４が剛性を有し、基板当接部３４ｂの基板当接面Ｓ１が高い平面度を有している必要がある。前述したように感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させるためには、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面までの距離Ｌ１１とし、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１３の表面までの距離Ｌ１２とが同じ（Ｌ１１＝Ｌ１２）ことが必要であるが、レンズホルダ３４の基板当接面Ｓ１にうねりがあると、基板当接面Ｓ１に倣ってＬＥＤアレイチップ３１もうねりを生じ、感光体ドラム１３上において一直線上に像を結ぶことができなくなるためである。
【００３８】
良好な印刷結果を得るためには、ＬＥＤアレイチップ３１の各ＬＥＤ素子から発せられた光がロッドレンズアレイ３２を介して感光体ドラム１３の表面に形成する像（一次元像）の真直度は、±５０μｍが許容範囲である。例えば、レンズホルダ３４の基板当接面Ｓ１の平面度を±３０μｍとし、ロッドレンズアレイ３２の真直度を±１０μｍとすれば、感光体ドラム１３の表面に結像される一次元像の真直度は±４０μｍとなり、良好な印刷結果を得ることができる。本実施の形態では、基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂを、剛性を有する金属板からなる母材部３４ａと一体に形成することにより、基板当接面Ｓ１が高い平面度（±３０μｍ以内）を有するようにしている。
【００３９】
このように、本実施の形態によれば、剛性を有する金属板で形成された母材部３４ａと、絶縁性を有する樹脂で形成された（基板当接面Ｓ１を有する）基板当接部３４ｂとが一体に形成されているため、基板３３の絶縁性を安定的に確保できると共に、基板３３の高い真直性を確保して感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させることができる。
【００４０】
また、従来技術（特許文献１参照）と異なり、基板３３のレジスト層を厚くする必要がないため、基板３３をレンズホルダ３４に装着する際に基板３３に傷が付きにくく、また仮に傷が付いたとしても基板３３の絶縁性が損なわれることない。このように、基板３３の絶縁性を安定して確保することができるため、品質の安定した露光装置及び画像形成装置を実現することができる。
【００４１】
また、レンズホルダ３４の基板当接部３４ｂは、溶融樹脂を母材部３４ａの孔Ｔ１又は切欠きＴ２に流し込むことにより、母材部３４ａ（金属板）を表裏両側から挟み込むように一体的に形成されるため、異種材料からなる母材部３４ａと基板当接部３４ｂとを一体的に形成することができる。
【００４２】
また、レンズホルダ３４の基板当接面Ｓ１が高い平面度（±３０μｍ以内）を有するため、基板当接面Ｓ１に当接して保持される基板３３に搭載されたＬＥＤアレイチップ３１の真直度を高めることができ、これにより感光体ドラム１３の表面に形成される一次元像の真直度を高めることができる。
【００４３】
第２の実施の形態．
第１の実施の形態で説明したように、プリンタ１１の定着器２８では、熱及び圧力によりトナー像を溶融・圧着して用紙に定着し、画像（カラー画像）を形成するが、印刷時の定着器２８の温度は２００℃以上の高熱となるため、各ＬＥＤヘッド１５の周囲環境温度は５５℃程度にまで達する場合がある。すなわち、常温を２５℃とすると、約３０℃の温度変化が生じることとなる。第１の実施の形態では、基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂが、母材部３４ａの長孔Ｈ１の全周に沿って延在しているが、基板当接部３４ｂ（樹脂）と母材部３４ａ（金属）とでは線膨張係数が異なるため、いわゆるバイメタル効果により、レンズホルダ３４が変形することが考えられる。
【００４４】
一方、感光体ドラム１３の表面に正確に光を結像させるためには、前述したように、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面までの距離Ｌ１１と、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１３の表面までの距離Ｌ１２とを同じ（Ｌ１１＝Ｌ１２）に保つことが必要であるが、レンズホルダ３４が変形していると、安定して上記の関係（Ｌ１１＝Ｌ１２）を保持することが難しい。そこで、第２の実施の形態では、以下のように温度変化に起因するレンズホルダ３４の変形を抑制することで、より確実に、感光体ドラム１３の表面に高精度に像を結像させている。
【００４５】
図９は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４の上面図である。図１０は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４を下方から見た斜視図である。図１１及び図１２は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４を、それぞれ上方及び下方から見た分解斜視図である。図１３は、本発明の第２の実施の形態におけるレンズホルダ３４の一部を拡大して示す図である。図９〜図１３において、第１の実施の形態と同様の、又は対応する構成要素には、同一の符号を付す。
【００４６】
図９〜図１３に示すように、レンズホルダ３４は、第１の実施の形態と同様、ハウジングとしての機能を有する母材部３４ａと、基板３３に当接する基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂとを有している。母材部３４ａは金属板で形成され、レンズホルダ３４の剛性を確保している。基板当接部３４ｂは、絶縁性を有する樹脂、好ましくは熱可塑性樹脂（より好ましくは汎用エンジニアリングプラスチック）で形成されている。レンズホルダ３４は、異種材料、すなわち母材部３４ａ（金属板）と基板当接部３４ｂ（樹脂）とを一体的に形成したものである。
【００４７】
図１１〜図１３に示すように、母材部３４ａ（金属板）は、第１の実施の形態と同様に構成されているが、基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの長孔Ｈ１に沿って分割された構造を有している。
【００４８】
分割された各基板当接部３４ｂは、それぞれ基板当接面Ｓ１を有している。各基板当接部３４ｂは、それぞれ、母材部３４ａから容易に外れないよう、溶融した樹脂を、母材部３４ａの金属板に設けた孔Ｔ１又は切欠きＴ２（ここでは孔Ｔ１及び切欠きＴ２の両方）に流し込み、母材部３４ａを表裏両側から挟み込むように一体的に形成される。
【００４９】
より具体的には、図１３において、各基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２の内側に沿って配設される板状片であり、この板状片の上面に基板当接面Ｓ１が形成されている（図１３では、図示の便宜上、基板当接部３４ｂは、側壁部３４１，３４２の外側に図示されている）。また、各基板当接部３４ｂの板状片と一体に、母材部３４ａの底板部３４０の底面に接する底部３５５、及び、母材部３４ａの孔Ｔ１及び切欠きＴ２に接する凸部３５６が一体に形成されている。
【００５０】
また、母材部３４ａの長手方向両端に位置する基板当接部３４ｂは、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２の内側に延在する延在部３６０を有する。また、延在部３６０の幅方向両側には、母材部３４ａの底板部３４０から側壁部３４１，３４２にかけて形成された切欠き３４５に係合する凸部３６１と、母材部３４ａの側壁部３４１，３４２の長手方向の各端面に形成された凹部３４６に係合する凸部３６２とが形成されている。また、延在部３６０を幅方向に横切るように、基板当接面Ｓ１が形成されている。
【００５１】
図１４は、第２の実施の形態において、環境温度が２５℃の常温から５５℃の高温に変化したときに、レンズホルダ３４が感光体ドラム１３に接近する方向（Ｙ方向とする）に変位する変位量を測定した結果を示すグラフである。
【００５２】
図１５は、レンズホルダ３４の変位量の測定位置を示す図である。図１５に示すように、レンズホルダ３４の長手方向（Ｘ方向とする）に略均等に設定したＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の５箇所でレンズホルダ３４の変位量を測定した。Ｐ１のＸ方向位置を０とし、Ｐ２〜Ｐ５のＸ方向位置を図１５に示したとおりとした。レンズホルダ３４の変位量は、感光体ドラム１３に接近する方向の変位をプラス（＋）とした。
【００５３】
実験では、母材部３４ａを電気亜鉛メッキ鋼板で形成し、その線膨張係数は１．１７×１０−５／℃であった。基板当接面Ｓ１を有する基板当接部３４ｂは、絶縁性を有する熱可塑性の液晶ポリマーで形成し、その線膨張係数は０．５×１０−５／℃（樹脂流動方向）及び５．５×１０−５／℃（樹脂流動方向に対して直交する方向）であった。これら母材部３４ａと基板当接部３４ｂとを上述したように一体に形成し、レンズホルダ３４とした。
【００５４】
図１４に示すように、５５℃の環境温度（印刷時に想定される温度）において、レンズホルダ３４は、下方（感光体ドラム１３に接近する方向）に向けて約４μｍの反りを生じている。第１の実施の形態で説明したように、ロッドレンズアレイ３２の出射端面と感光体ドラム１５の表面との距離Ｌ１２の変動量が±１０μｍ以内であれば良好な印刷結果が得られるため、上記の５５℃の環境温度（反り：約４μｍ）において良好な印刷結果が得られることが分かる。
【００５５】
このように、本発明の第２の実施の形態によれば、基板当接部３４ｂが、母材部３４ａの長孔Ｈ１の周囲に所定の問隔で分割された構造を有し、それぞれが当接面Ｓ１を有しているため、線膨張係数が異なる異種材料の組み合わせで一体的に形成したレンズホルダ３４においても、温度変化に伴うバイメタル効果による変形を防止することができる。従って、ＬＥＤアレイチップ３１の表面からロッドレンズアレイ３２の入射端面まで距離と、ロッドレンズアレイ３２の出射端面から感光体ドラム１５の表面まで距離とを一定に保つことができ、品質の安定した露光装置及び画像形成装置を実現することができる。
【００５６】
なお、上記の第１及び第２の実施の形態では、基板当接部３４ｂを構成する樹脂について、熱可塑性樹脂が好ましく、エンジニアリングプラスチックが特に好ましいと説明したが、エンジニアリングプラスチック以外のものを用いても良いことは言うまでもない。また、母材部３４ａとの一体形成が可能であれば、熱硬化性樹脂を用いてもよい。但し、母材部３４ａの孔Ｔ１又は切欠きＴ２に溶融樹脂を流し込んで基板当接部３４ｂを容易に一体形成できるという点で、熱可塑性樹脂が好ましい。
【符号の説明】
【００５７】
１１ プリンタ（画像形成装置）、 １２Ｂｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ 画像形成ユニット、 １３，１３Ｂｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ 感光体ドラム（静電潜像担持体）、 １５，１５Ｂｋ，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ ＬＥＤヘッド（露光装置）、 １６Ｂｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ 現像ローラ、 １７Ｂｋ，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ 転写ローラ、 ２１ 搬送ベルト、 ２２ ホッピングローラ、 ２３ レジストローラ、 ２８ 定着器、 ３１ ＬＥＤアレイチップ、 ３２ ロッドレンズアレイ（光学系）、 ３３ 基板、 ３４ レンズホルダ、 ３４ａ 母材部、 ３４ｂ 基板当接部、 ３７ ベース（押圧部材）、 ３８ コイルばね（付勢部材）、 ３９ａ，３９ｂ スペーサ、 ４１ シール材、 ４２，４３ 偏心カム機構、 ３４０ 底板部、 ３４１，３４２ 側壁部、 Ｈ１，Ｈ２ 長孔、 Ｓ１ 基板当接面、 Ｔ１ 孔、 Ｔ２ 切欠き。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が搭載された基板と、
前記複数の発光素子から放射された光をそれぞれ結像させる光学系と、
前記基板が当接する基板当接面を有し、さらに前記光学系を支持するレンズホルダと
を備え、
前記レンズホルダは、金属で形成された母材部と、絶縁性を有する樹脂で形成され、前記基板当接面を有する基板当接部とが一体に形成されたものであること
を特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記レンズホルダの前記基板当接部を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記レンズホルダの前記基板当接部を構成する樹脂は、エンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記レンズホルダの前記基板当接部は、アウトサート成形により前記母材部と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記レンズホルダの前記基板当接部は、前記母材部に設けられた孔又は切欠きに溶融樹脂を流し込むことにより、前記母材部を表裏両側から挟み込むように一体形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記レンズホルダの前記母材部には、前記光学系を収容する長孔が形成され、
前記母材部の前記孔又は切欠きは、前記長孔に対して幅方向の少なくとも一方の側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記基板は、前記複数の発光素子が少なくとも一列に配列され、当該配列の方向に長い長尺形状を有し、
前記レンズホルダの前記基板当接部は、前記基板の長手方向に沿って複数に分割されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記レンズホルダの前記基板当接部の前記基板当接面は、±３０μｍ以内の平面度を有することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板の前記基板当接面に当接する側とは反対の側に当接する押圧部材と、
前記押圧部材を前記基板当接面に向けて付勢する付勢部材と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の露光装置と、
前記露光装置により露光され、静電潜像が形成される静電潜像担持体と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子が搭載された基板と、
前記複数の発光素子から放射された光をそれぞれ結像させる光学系と、
前記基板が当接する基板当接面を有し、さらに前記光学系を支持するレンズホルダと
を備え、
前記レンズホルダは、金属で形成された母材部と、絶縁性を有する樹脂で形成され、前記基板当接面を有する基板当接部とが一体に形成されたものであること
を特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記レンズホルダの前記基板当接部を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記レンズホルダの前記基板当接部を構成する樹脂は、エンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記レンズホルダの前記基板当接部は、アウトサート成形により前記母材部と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記レンズホルダの前記基板当接部は、前記母材部に設けられた孔又は切欠きに溶融樹脂を流し込むことにより、前記母材部を表裏両側から挟み込むように一体形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記レンズホルダの前記母材部には、前記光学系を収容する長孔が形成され、
前記母材部の前記孔又は切欠きは、前記長孔に対して幅方向の少なくとも一方の側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記基板は、前記複数の発光素子が少なくとも一列に配列され、当該配列の方向に長い長尺形状を有し、
前記レンズホルダの前記基板当接部は、前記基板の長手方向に沿って複数に分割されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
前記レンズホルダの前記基板当接部の前記基板当接面は、±３０μｍ以内の平面度を有することを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板の前記基板当接面に当接する側とは反対の側に当接する押圧部材と、
前記押圧部材を前記基板当接面に向けて付勢する付勢部材と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の露光装置と、
前記露光装置により露光され、静電潜像が形成される静電潜像担持体と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−８８３８４（Ｐ２０１１−８８３８４Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４４５６６（Ｐ２００９−２４４５６６）
【出願日】平成２１年１０月２３日（２００９．１０．２３）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【出願人】（５００００２５７１）株式会社沖デジタルイメージング (186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２３日（２００９．１０．２３）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【出願人】（５００００２５７１）株式会社沖デジタルイメージング (186)
【Ｆターム（参考）】
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