(57)【要約】【課題】結像素子アレイの位置決め結合機構に工夫を施すことにより、発光素子と結像素子の位置関係が安定し、結像状態を良好に維持維持することができる光プリントヘッドとこの光プリントヘッドを用いた画像形成装置を得る。【解決手段】複数個の発光素子２を直線状に配列してなる発光素子アレイ３を搭載した発光素子アレイ支持部材４と、複数個の結像素子を直線状に配列してなる結像素子アレイ５を搭載した結像素子アレイ支持部材６の両支持部材を位置決めし結合してなる光プリントヘッドであって、両支持部材４、６の結合個所７、８、９、１０が支持部材短手方向の複数個所に設けられている。結合個所は発光素子２からの光路を挟む複数個所に、あるいは発光素子２と結像素子と露光位置を結ぶ光路を挟む複数個所に設けるとよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発光素子を直線状に配列してなる発光素子アレイを搭載した発光素子アレイ支持部材と、複数個の結像素子を直線状に配列してなる結像素子アレイを搭載した結像素子アレイ支持部材の両支持部材とを位置決めし結合してなる光プリントヘッドであって、上記両支持部材の結合個所が支持部材短手方向の複数個所に設けられていることを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項２】
発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の両支持部材の結合個所が発光素子からの光路を挟む複数個所に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光プリントヘッド。
【請求項３】
発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の両支持部材の結合個所が発光素子と結像素子と露光位置を結ぶ光路を挟む複数個所に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光プリントヘッド。
【請求項４】
上記両支持部材の結合は接着剤による接着であることを特徴とする請求項１記載の光プリントヘッド。
【請求項５】
上記接着剤による接着層の厚さが支持部材短手方向の複数個所の接着部で異なっていることを特徴とする請求項４記載の光プリントヘッド。
【請求項６】
上記両支持部材の熱膨張率をＡ、接着剤の熱膨張率をＢ、発光素子及び結像素子に近い位置の接着層の厚さをｔ１、発光素子及び結像素子から遠い位置の接着層の厚さをｔ２としたとき、Ａ＞Ｂであればｔ１＞ｔ２、Ａ＞Ｂであればｔ１＞ｔ２としたことを特徴とする請求項５記載の光プリントヘッド。
【請求項７】
上記支持部材短手方向の複数個所での接着に用いる接着剤は、発光素子及び結像素子に近い位置と遠い位置とで、熱膨張率が異なることを特徴とする請求項４記載の光プリントヘッド。
【請求項８】
発光素子及び結像素子に近い位置の接着剤の熱膨張率をＡ、発光素子及び結像素子から遠い位置の接着剤の熱膨張率をＢとしたとき、Ａ＜Ｂとしたことを特徴とする請求項７記載の光プリントヘッド。
【請求項９】
上記結像素子アレイは転写金型により光学面を転写加工して製造されたものである請求項１から３のいずれかに記載の光プリントヘッド。
【請求項１０】
結像素子アレイ支持部材は光学面転写加工時の結像素子アレイ支持部材と同一であることを特徴とする請求項９記載の光プリントヘッド。
【請求項１１】
複数個の発光素子を直線状に配列してなる発光素子アレイを搭載した発光素子アレイ支持部材と、複数の結像素子を直線状に配列してなる結像素子アレイを搭載した結像素子アレイ支持部材の両支持部材を位置決めし結合してなる光プリントヘッドであって、上記両支持部材の結合部から支持部材短手方向に離れた位置に両支持部材の間隔調整手段が設けられていることを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項１２】
上記両支持部材の結合は接着剤による接着であることを特徴とする請求項１１記載の光プリントヘッド。
【請求項１３】
接着剤の熱膨張率をＡ、間隔調整手段の熱膨張率をＢ、発光素子及び結像素子から結合部までの短手方向距離をＬ１、発光素子及び結像素子から間隔調整手段までの短手方向距離をＬ２としたとき、Ａ＞ＢであればＬ１＞Ｌ２、Ａ＜ＢであればＬ１＜Ｌ２としたことを特徴とする請求項１２記載の光プリントヘッド。
【請求項１４】
像担持体と、この像担持体を露光して静電潜像を書き込む請求項１から１３のいずれかに記載の光プリントヘッドと、上記像担持体に書き込まれた静電潜像を現像する現像器と、上記像担持体上の現像画像を転写用紙に転写する転写器と、上記転写用紙に転写された転写画像を定着する定着器とを具備してなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に静電潜像を書き込む光プリントヘッド及びこの光プリントヘッドを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ、デジタル複写機などの電子写真方式の画像形成装置においては、ドラム状の感光体などからなる像担持体に静電潜像を書き込むために、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。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としては、ＬＥＤアレイや液晶シャッタが含まれる。前者は多数のＬＥＤなどの発光素子が発光部として機能し、後者は液晶セルが発光部として機能する。何れの場合においても発光部は画素単位にアレイ状に配列されている。
【０００３】
このような光プリントヘッドにおける発光素子は、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それぞれの発光素子から発せられた拡散光をそれぞれ微少なスポットとして結像させる必要がある。
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ミラーレンズアレイ等の結像素子を設けることにより、良好なスポットを形成するようにしており、このために発光素子と結像素子との相対位置関係を高い精度で設定している。つまり、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、発光素子と結像素子との相対位置関係を高い精度で維持する必要がある。
【０００４】
そこで、結像素子としてのレンズアレイによる結像状態を良好にするために、発光素子と結像素子の位置関係を調整した状態でお互いの支持部材を接着固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２２６１６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の提案によれば、お互いの結合個所により囲まれた面積が小さいために、接着固定後も安定性が悪く、発光素子基板からの発熱などによる温度変化により支持部材や接着剤が膨張して傾き、発光素子と結像素子の位置関係が変化してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、結像素子アレイの位置決め結合機構に工夫を施すことにより、発光素子と結像素子の位置関係が安定し、結像状態を良好に維持維持することができる光プリントヘッドとこの光プリントヘッドを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数個の発光素子を直線状に配列してなる発光素子アレイを搭載した発光素子アレイ支持部材と、複数個の結像素子を直線状に配列してなる結像素子アレイを搭載した結像素子アレイ支持部材の両支持部材を位置決めし結合してなる光プリントヘッドであって、上記両支持部材の結合個所が支持部材短手方向の複数個所に設けられていることを特徴とする。
結合個所を支持部材短手方向の複数個所に設けたことで、接合後の発光素子アレイと結像素子アレイの姿勢が安定すると共に、温度変化による両アレイの位置関係のずれを補正することができるようになる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の両支持部材の結合個所が発光素子からの光路を挟む複数個所に設けられていることを特徴とする。
結合個所を発光素子からの光路を挟む複数個所に設けたことで、結合個所により囲まれた面積が大きくなり、接合後の発光素子アレイと結像素子アレイの姿勢が安定し、温度変化による上記両アレイの倒れが無くなり、良好な結像状態が維持される。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の両支持部材の結合個所が発光素子と結像素子と露光位置を結ぶ光路を挟む複数個所に設けられていることを特徴とする。
結合個所を発光素子と結像素子と露光位置を結ぶ光路を挟む複数個所に設けたことで、結合個所により囲まれた面積が大きくなり、接合後の発光素子アレイと結像素子アレイの姿勢が安定し、温度変化による上記両アレイの倒れが無くなり、良好な結像状態が維持される。またこのような構成とすることで後述する請求項１０に記載されている結合機構のような構成にすることが可能となる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、両支持部材の結合は接着剤による接着であることを特徴とする。
両支持部材の結合を接着剤による接着とすることで、発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係を正確に位置決め調整して固定することができる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、上記接着剤による接着層の厚さが支持部材短手方向の複数個所の接着部で異なっていることを特徴とする。
発光素子及び結像素子に近い位置と遠い位置とで接着層の厚さを変えたことで、温度変化による発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係のずれを補正することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、両支持部材の熱膨張率をＡ、接着剤の熱膨張率をＢ、発光素子及び結像素子に近い位置の接着層の厚さをｔ１、発光素子及び結像素子から遠い位置の接着層の厚さをｔ２としたとき、Ａ＞Ｂであればｔ１＞ｔ２、Ａ＞Ｂであればｔ１＞ｔ２としたことを特徴とする。
Ａ＞Ｂであればｔ１＞ｔ２、Ａ＜Ｂであればｔ１＜ｔ２としたことで、温度変化による発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係のずれを補正することができる。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項４記載の発明において、支持部材短手方向の複数個所での接着に用いる接着剤は、発光素子及び結像素子に近い位置と遠い位置とで、熱膨張率が異なることを特徴とする。
発光素子及び結像素子に近い位置の接着部と遠い位置の接着部とで、熱膨張率の異なる接着剤を使用したことにより、温度変化による発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係のずれを補正することができる。
【００１５】
請求項８記載の装置は、請求項７記載の発明において、発光素子及び結像素子に近い位置の接着剤の熱膨張率をＡ、発光素子及び結像素子から遠い位置の接着剤の熱膨張率をＢとしたとき、Ａ＜Ｂとしたことを特徴とする。
Ａ＜Ｂとしたことで、温度変化による発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係のずれを補正することができる。
【００１６】
請求項９記載の装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、結像素子アレイは転写金型により光学面を転写加工して製造されていることを特徴とする。
請求項１０記載の装置は、請求項９記載の発明において、結像素子アレイ支持部材は光学面転写加工時の結像素子アレイ支持部材と同一であることを特徴とする。
結像素子アレイを支持部材に固定した状態で光学面を転写加工できるため、高精度の結像素子アレイを製造できると共に、プリントヘッド組付け時に結像素子アレイを組替える必要がないので、結像素子アレイの真直度が維持され、高精度のプリントヘッドを製造できる。
【００１７】
請求項１１記載の装置は、複数個の発光素子を直線状に配列してなる発光素子アレイを搭載した発光素子アレイ支持部材と、複数の結像素子を直線状に配列してなる結像素子アレイを搭載した結像素子アレイ支持部材の両支持部材を位置決めし結合してなる光プリントヘッドであって、上記両支持部材の結合部から支持部材短手方向に離れた位置に両支持部材の間隔調整手段が設けられていることを特徴とする。
結合部から支持部材短手方向に離れた位置に両支持部材の間隔調整手段を設けたことで、結合時の位置決めをラフにできると共に、温度変化による発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係のずれを補正することができる。
【００１８】
請求項１２記載の装置は、請求項１１記載の発明において、両支持部材の結合は接着剤による接着であることを特徴とする。
両支持部材の結合は接着剤による接着とすることで、間隔調整手段による調整が可能となると共に、温度変化による発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係のずれを補正することができる。
【００１９】
請求項１３記載の装置は、請求項１２記載の発明において、接着剤の熱膨張率をＡ、間隔調整手段の熱膨張率をＢ、発光素子及び結像素子から結合部までの短手方向距離をＬ１、発光素子及び結像素子から間隔調整手段までの短手方向距離をＬ２としたとき、Ａ＞ＢであればＬ１＞Ｌ２、Ａ＜ＢであればＬ１＜Ｌ２としたことを特徴とする。
Ａ＞ＢであればＬ１＞Ｌ２、Ａ＜ＢであればＬ１＜Ｌ２としたことで、温度変化による発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係のずれを補正することができる。
【００２０】
請求項１４記載発明は、画像形成装置に関するもので、像担持体と、この像担持体を露光して静電潜像を書き込む請求項１から１３のいずれかに記載の光プリントヘッドと、上記像担持体に書き込まれた静電潜像を現像する現像器と、上記像担持体上の現像画像を転写用紙に転写する転写器と、上記転写用紙に転写された転写画像を定着する定着器とを具備することを特徴とする。
請求項１から１３のいずれかに記載の結合機構を具備する光プリントヘッドを用いることにより、精度の良い書き込みドットが得られ、高品質の画像を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる光プリントヘッドおよび画像形成装置の実施の形態について説明する。
まず、本発明の光プリントヘッドが実装された画像形成装置の一例を、図１８に基づいて説明する。この画像形成装置は請求項１４記載の画像形成装置に対応するものである。図中、符号１３は像担持体を示す。この像担持体１３の周囲には、像担持体１３の表面を一様に帯電する帯電器１４、像担持体１３の帯電部分に光を照射し露光して静電潜像を形成する光プリントヘッド１、像担持体１３上の静電潜像をトナーによって現像する現像器１５、像担持体１３上の現像画像を用紙に転写する転写器１６、像担持体１３から用紙を剥離させるための剥離器１７、像担持体１３上の残存トナーを払拭するクリーニングユニット１８、像担持体１３の表面を一様に除電する除電器１９などが配列されている。
【００２２】
転写器１６と剥離器１７は、用紙搬送ベルト２０が設けられた用紙搬送路２１中に配列され、用紙搬送方向における用紙搬送ベルト２０の下流側には定着器２２が配置され、転写器１６の上流側にはレジストローラ２３が配置されている。像担持体１３の下方には給紙カセット２４とこの給紙カセット２４内の用紙を一枚ずつ給紙する給紙ローラ２５とが設けられ、給紙ローラ２５とレジストローラ２３との間には湾曲された給紙通路２６が設けられている。上記画像形成装置は、周知のとおり、帯電−露光−現像−転写−クリーニング、さらには定着といった電子写真プロセスを実行することによって画像を形成するものである。
【００２３】
図１は、上記画像形成装置に用いることができる光プリントヘッド１の概略断面図、図２はその斜視図であって、発光素子アレイと結像素子アレイの位置決め結合機構が用いられており、請求項１及び４に記載されている発明に対応するものである。図１、図２において、光プリントヘッド１は、アレイ状に配列された多数の発光部２を有してなる発光素子アレイであるＬＥＤアレイ３と、このＬＥＤアレイ３を支持する発光素子アレイ支持部材４を有する。なお、ＬＥＤアレイ３は発光素子アレイ支持部材４に対して接着、ネジ止め、板ばね、クリップなどの接合手段により密着接合されている。この例では、発光素子アレイとしてＬＥＤアレイ３を用いているが、これに代えて、発光部として多数の液晶セルをアレイ状に配列した液晶光シャッタを用いてもかまわない。
【００２４】
また光プリントヘッド１は、アレイ状に配列された多数の結像素子を有してなる結像素子アレイ５と、この結像素子アレイ５を支持する結像素子アレイ支持部材６を有する。なお、結像素子アレイ５は結像素子アレイ支持部材６に対して接着、ネジ止め、板ばね、クリップなどの接合手段により密着接合されている。この例では、結像素子アレイとしてルーフミラーレンズアレイを用いているが、これに代えて、結像部として分布屈折率型集光ファイバを用いてもかまわない。上記発光素子アレイ支持部材４及び結像素子アレイ支持部材６は、剛性が高いアルミニウムなどの材質より製作される。
【００２５】
上記発光素子アレイ支持部材４は平板からなる長尺状の部材で、短手方向（幅方向：図１において左右方向）一方側の半部下面にＬＥＤアレイ３が接合されている。上記結像素子アレイ支持部材６も長尺状の部材ではあるが、短手方向の約半部がほぼ水平で、上記ＬＥＤアレイ３に対応する残りの約半部はほぼ４５度の傾斜面となっている。この傾斜面に結像素子アレイ５が接合されている。ＬＥＤアレイ３を構成する一つ一つの発光素子であるＬＥＤからの光束は、下方の結像素子に向かって進み、ほぼ４５度に斜設された結像素子アレイ５でほぼ直角に、側方に向かって反射されるとともに、この反射光路上に位置する像担持体１３の表面にＬＥＤの像を光スポットとして結像する。像担持体１３の表面は予め一様に帯電させられていて、ここに上記光スポットが結ばれることにより、光スポットの部分が露光される。すなわち、像担持体１３の表面が露光位置となっている。
【００２６】
発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６は次のようにして結合されている。結像素子アレイ支持部材６はこれをその支持台に固定した状態にしておく。発光素子アレイ支持部材４をロボットアームで支持し、ロボットアームの位置制御によって発光素子アレイ支持部材４を、結像素子アレイ支持部材６に近づける。この時、所定の結像面に結像された光スポットを検出することで、ＬＥＤアレイ３と結像素子アレイ５との間の距離及び真直性が最適になるようにロボットアームを調整する。最適位置が確認されたらロボットアームを停止し、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６との間において、より具体的には、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６がほぼ平行に対向する部分、すなわち、結像素子アレイ支持部材６の上記傾斜部分を除いた部分において、短手方向の複数の結合個所７、８及び９、１０に接着剤を流し込み、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６を接着固定する。接着剤としてはエポキシ系接着剤、紫外線硬化型接着剤、ホットメルトなどがある。接着剤に代えてハンダ等で結合してもよい。いずれにしても、これらは硬化後に十分な剛性を有する。上記両支持部材４、６の結合箇所は、互いにできるだけ遠く離れた位置がよい。図示の例では、短手方向に最も離れた位置および長手方向に最も離れた位置に結合部７、８、９、１０が置かれている。
【００２７】
また図１は、請求項５及び６記載の発明に対応する発光素子アレイと結像素子アレイの位置決め結合機構が用いられた光プリントヘッド１の例も示している。いま、発光素子アレイ支持部材４及び結像素子アレイ支持部材６の熱膨張率をＡ、接着剤の熱膨張率をＢとしたとき、Ａ＞Ｂとしている。そして、発光素子及び結像素子に近い結合位置７、９の接着層の厚さｔ１を、発光素子及び結像素子から遠い結合位置８、１０の接着層の厚さｔ２より厚くしてある。仮にｔ１＝ｔ２であるとすると、発光素子アレイ等からの発熱で温度上昇した場合、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５間の距離が広がり、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５相互の最適位置からずれてしまう。
【００２８】
しかし、上記熱膨張率がＡ＞Ｂの関係であった場合、ｔ１＞ｔ２とすることで、発光素子及び結像素子に近い結合位置７、９よりも発光素子２及び結像素子から遠い結合位置８、１０がより多く持ち上げられることになり、図３に示すように、発光素子アレイ支持部材４が短手方向に反時計方向に回転し、その結果、熱膨張による発光素子アレイ３と結像素子アレイ５間の距離変化が補正され、最適位置が保たれる。
【００２９】
図４は、請求項５及び６記載の発明に対応する実施の形態を示すもので、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５の位置決め結合機構が用いられた光プリントヘッド１の概略断面を示す。図４において、発光素子アレイ支持部材４及び結像素子アレイ支持部材６の熱膨張率をＡ、接着剤の熱膨張率をＢとしたとき、Ａ＜Ｂの関係にしている。そして、発光素子及び結像素子から遠い方の上記結合位置８、１０における接着層の厚さｔ２を、発光素子及び結像素子に近い方の上記結合位置７、９における接着層の厚さｔ１より厚くしてある。
こうすることで、図５に示すように、温度上昇により結合位置８、１０における接着層が結合位置７、９における接着層よりも多く膨張し、発光素子アレイ支持部材４が短手方向において反時計方向に回転し、その結果、熱膨張による発光素子アレイ３と結像素子アレイ５間の距離変化が補正され、最適位置が保たれる。
【００３０】
図６は、請求項５及び６記載の光プリントヘッドに対応する実施の形態を示す概略断面図である。この実施の形態では、発光素子及び結像素子に近い結合位置の接着剤と発光素子及び結像素子から遠い結合位置の接着剤とでは種類が異なっている。図６において、発光素子及び結像素子に近い結合位置の接着剤の熱膨張率をＡ、発光素子及び結像素子から遠い結合位置の接着剤の熱膨張率をＢとした時、Ａ＜Ｂとすることで、発光素子及び結像素子から遠い結合位置の接着剤が発光素子及び結像素子に近い結合位置の接着剤よりも多く膨張する。その結果、図７に示すように、発光素子アレイ支持部材４が短手方向において反時計方向に回転し、熱膨張による発光素子アレイと結像素子アレイ間の距離変化が補正され、最適位置が保たれる。
【００３１】
図８は、請求項１１、１２及び１３記載の光プリントヘッドに対応する実施の形態を示す概略断面図である。この実施の形態では、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６との結合個所は、光プリントヘッド１の短手方向に１ヶ所であり、かつ、発光素子および受光素子に近い位置に、接着による結合部が置かれている。そして、この接着による結合個所から短手方向に離れた位置に、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５との間、換言すれば発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６との間の間隔調整手段１１、１２が設けられている。間隔調整手段１１、１２は、図示の例ではネジにより調整する方式になっているが、ネジ以外に、例えばカムにより間隔を調整する方式でも良い。
【００３２】
光プリントヘッド１の短手方向に複数個所を接着する方式では、初期の接着位置設定を正確に行う必要があるため、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の組付けに時間がかかると共に、接着後の微調整も困難である。また、接着剤は硬化後に充分な剛性を有するが、接着個所および接着面積が限られていれば微小な変形を加えることは可能である。そこで、図８に示す例のように、光プリントヘッド１の短手方向の接着個所を１ヶ所にし、短手方向の他の一箇所に間隔調整手段１１、１２を設けた。かかる構成にすることで、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５間の間隔の微調整が可能となる。従って、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の組付け精度も厳密に合わせる必要がなくなり、組付け時間の短縮と組付け後の微調整も可能となり、光プリントヘッドの歩留まりが良くなる。
【００３３】
また、図８、図９に示す実施の形態は、請求項１３記載の光プリントヘッドにも対応している。いま、接着剤の熱膨張率をＡ、間隔調整手段１１、１２の熱膨張率をＢ、発光素子及び結像素子から接着剤による結合部までの短手方向距離をＬ１、発光素子及び結像素子から間隔調整手段１１、１２までの短手方向距離をＬ２としたとき、Ａ＜ＢであればＬ１＜Ｌ２とする。こうすることで、温度上昇時に、接着剤による結合部よりも、間隔調整手段１１、１２側において、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の間隔が広がり、図１０に示すように発光素子アレイ支持部材４が反時計方向に回転して発光素子アレイ３と結像素子アレイ５間の距離変化が補正され、最適位置が保たれる。この効果は図７について説明した効果と同じである。
【００３４】
図１１は、請求項１３記載の発明に対応した光プリントヘッドの実施の形態を示している。この実施の形態は、図８から図１０に示す実施の形態との比較において、接着による結合部と間隔調整手段１１、１２の位置関係が、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の短手方向において逆の関係になっている。すなわち、発光素子および受光素子に近い側に間隔調整手段１１、１２が設けられ、発光素子および受光素子から遠い方に接着による結合部７、９が設けられている。いま、接着剤の熱膨張率をＡ、間隔調整手段の熱膨張率をＢ、発光素子及び結像素子から接着による結合部までの短手方向距離をＬ１、発光素子及び結像素子から間隔調整手段１１、１２までの短手方向距離をＬ２としたとき、Ａ＞ＢであればＬ１＞Ｌ２とする。このように構成することで、図１２に示すように、温度上昇時に発光素子アレイ支持部材４が結像素子アレイ支持部材６に対して反時計方向に回転し、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５間の距離変化が補正され、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５の最適位置が保たれる。この効果は図７について説明した効果と同じである。
【００３５】
図１３は、請求項２記載の発明に対応する光プリントヘッドの実施の形態を示す。基本的な構成部品は図１に示す光プリントヘッドの実施形態と同じであるが、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６との結合部７、８、１０、９で形成される面積を大きく取ることができると共に、光プリントヘッド１の結像素子アレイ部が閉じた形となるため、安定性が増し、強度が上がる効果がある。より具体的には、結像素子アレイ支持部材６の横断面形状は、長方形を上面から掘り下げてほぼ４５度の傾斜からなる傾斜面６−１を形成するとともに、この傾斜面６−１に対応する前面側に壁６−２を残し、壁６−２には結像素子アレイ５からの光束を前記像担持体１３に向かって出射させるための窓孔を形成した形になっている。これに対して発光素子アレイ支持部材４はこれまで説明してきたものとほぼ同じで、ただ、発光素子アレイ３の位置が短手方向奥側にいくらかずれている点が異なっている。
【００３６】
そして、発光素子アレイ３を短手方向に挟んで両側に、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の両部材を結合する結合部７、８、９、１０が設けられている。換言すれば、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の両支持部材の結合個所が発光素子２からの光路を挟む複数個所に設けられていることになる。結像素子アレイ支持部材６の上記傾斜面６−１には結像素子アレイ５が、発光素子アレイ３のほぼ真下に配置されていて、発光素子アレイ３からの光束をほぼ直角に曲げるとともに像担持体１３の表面に光スポットとして結像させるようになっている。
【００３７】
図１４及び図１６は、請求項３記載の発明に対応する光プリントヘッドの実施の形態を示す。基本的な構成部品は図１に示す光プリントヘッドと同じであるが、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６との結合個所７、８、１０、９で形成される面積を大きく取ることができると共に、光プリントヘッド１の結像素子アレイ部が閉じた形となるため、安定性が増し、強度が上がる効果がある。基本的には、図１３に示す実施の形態の変形例と見ることができる。図１３に示す例と異なっている点は、発光素子アレイ支持部材４の短手方向前縁から下方に向かって壁４−１が一体に形成され、この壁４−１に結像素子アレイ５からの光束を前記像担持体１３に向かって出射させるための窓孔が形成され、上記壁４−１の下端と結像素子アレイ支持部材６との間に、接着層からなる結合部７、９が設けられていることである。
【００３８】
この実施の形態によれば、上記のように、結合個所７、８、１０、９で形成される面積を大きく取ることができると共に、光プリントヘッド１の結像素子アレイ部が閉じた形となるため、安定性が増し、強度アップの効果がある。さらに、図１３に示す実施形態と比べて、図１６について後で説明するような効果がある。
【００３９】
図１５は、請求項９及び１０記載の発明に対応するもので、結像素子アレイ加工時の概略断面図を示す。これは、特開２００２−５２５５６号公報に示すように、高精度の結像素子アレイを製造する方法であり、ルーフミラーレンズアレイはこの公報記載の方法によって製造することができる。図１５において、加工前の結像素子アレイ５を固定した保持部材３０を設置台３１、３２にセットし、上側の金型３３、３４と、上記保持部材３０を下側から貫通した金型３５により、これらの金型面を結像素子アレイ５に上下から転写して加工する。結像素子アレイ５自体はこの方法により高精度のものが得られる。
【００４０】
図１６、図１７は、請求項１０記載の発明に対応する光プリントヘッドの実施の形態を示す。図１５に示すような装置乃至は方法で加工された結像素子アレイ５を、光プリントヘッドに組込むために保持部材３０から外し、結像素子アレイ支持部材６に組替えると結像素子アレイの真直度が悪化してしまう。これを防止するために、保持部材３０と結像素子アレイ支持部材６を同一部材とし、結像素子アレイ５を組替えることなく光プリントヘッドに組み込むことができるようにする。こうすることで、結像素子アレイ５の真直度を良好に保つことができる。保持部材３０と結像素子アレイ支持部材６を同一部材（一体性径した部材）とするためには、金型面を転写加工する際に、結像素子アレイ支持部材６と金型が干渉しないような形状でなければならない。図１３に示すような形状では、結像素子アレイ支持部材６のアレイ方向前方が閉鎖されて金型が干渉してしまうが、図１６、図１７のように、結像素子アレイ支持部材６が結像素子アレイ方向、すなわち結像素子の配列方向に開放された形状とすることで、結像素子アレイ支持部材６を金型と干渉しない形状にすることができる。
【００４１】
図１４、図１６、図１７に示す実施の形態は、請求項３記載の発明に対応するもので、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の両支持部材の結合個所が、発光素子２と結像素子と露光位置すなわち像担持体１３の表面を結ぶ光路を挟む複数個所に設けられていることになる。
【００４２】
図１９は、特開平９−２２６１６８号公報に記載されている従来の光プリントヘッドの例を示す。図１９において、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６の結合個所４０、４１は、両支持部材の短手方向一方側にのみあって、短手方向に複数無いため、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６を結合した後も結像素子アレイ支持部材６が不安定である。特に、温度変化によって結像素子アレイ支持部材６が傾き、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５との光軸ずれが発生しやすいという不具合がある。
【００４３】
その点、これまで説明してきた本発明にかかる光プリントヘッドの各実施の形態によれば、発光素子アレイ支持部材４と結像素子アレイ支持部材６相互の結合関係が安定しており、温度が変化しても発光素子アレイと結像素子アレイ相互の間隔変動が補正され、発光素子アレイ３と結像素子アレイ５との光軸ずれ、結像性能の劣化などを防止することができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明にかかる光プリントヘッドによれば、発光素子アレイと結像素子アレイの姿勢が安定すると共に、温度変化による両アレイの位置関係のずれに対応してこれを補正することができるという効果を有する。
【００４５】
本発明にかかる画像形成装置装置によれば、上記のような発光素子アレイと結像素子アレイの姿勢が安定すると共に、温度変化による両アレイの位置関係のずれに対応することができる光プリントヘッドを採用することにより、品質の高い画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光プリントヘッドの実施の形態を示す横断面図である。
【図２】上記実施形態の斜視図である。
【図３】同上実施形態の温度変化時の作用を示す横断面図である。
【図４】本発明にかかる光プリントヘッドの別の実施形態を示す横断面図である。
【図５】同上実施形態の温度変化時の作用を示す横断面図である。
【図６】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す横断面図である。
【図７】同上実施形態の温度変化時の作用を示す横断面図である。
【図８】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す横断面図である。
【図９】同上実施形態の斜視図である。
【図１０】同上実施形態の温度変化時の作用を示す横断面図である。
【図１１】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す横断面図である。
【図１２】同上実施形態の温度変化時の作用を示す横断面図である。
【図１３】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す横断面図である。
【図１４】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す横断面図である。
【図１５】上記実施形態にかかる光プリントヘッドに用いられる結像素子アレイの製造方法の例を示す横断面図である。
【図１６】同上結像素子アレイを用いた本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す横断面図である。
【図１７】同上実施形態の斜視図である。
【図１８】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を示す側面図である。
【図１９】従来の光プリントヘッドの例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  光プリントヘッド
２  発光素子
３  発光素子アレイ
４  発光素子アレイ支持部材
５  結像素子アレイ
６  結像素子アレイ支持部材
７  結合個所
８  結合個所
９  結合個所
１０  結合個所
１１  間隔調整手段
１２  間隔調整手段
１３  像担持体
１５  現像器
１６  転写器
２２  定着器
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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