(57)【要約】【課題】発光素子と結像素子の相対的な位置関係が安定し、良好な結像状態が維持されようにした光プリントヘッド、その結合構造、光プリントヘッドの組み付け方法および画像形成装置を得る。【解決手段】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を搭載した結像素子アレイ支持部材６とが、相互の位置関係が決められて光硬化性接着剤１１により結合されてなる。光硬化性接着剤１１による接着強度を高めるための光反射手段からなる結合強度向上手段が設けられている。結合強度向上手段は、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の少なくとも一方の接着面に形成された光の乱反射面１２である。【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とを有し、これら両支持部材が相互の位置関係が決められて両支持部材が光硬化性接着剤により結合されてなる光プリントヘッドの結合構造であって、上記光硬化性接着剤による接着強度を高めるための光反射手段からなる結合強度向上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の結合構造。
【請求項２】
結合強度向上手段は、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に形成された光の乱反射面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の結合構造。
【請求項３】
結合強度向上手段は、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に形成された反射率７５％以上の反射面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の結合構造。
【請求項４】
結合強度向上手段は、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に金属処理が施された光反射面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の結合構造。
【請求項５】
結合強度向上手段は、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に設けられた中抜き形状の突起を有し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の結合構造。
【請求項６】
結合強度向上手段は、光硬化性接着剤による接着部近傍の光照射位置と対向する位置に設けられた壁状突起を有することを特徴とする請求項１記載の光プリントヘッドの結合構造。
【請求項７】
壁状突起を円弧形状としたことを特徴とする請求項６記載の光プリントヘッドの結合構造。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載されている結合構造を具備する光プリントヘッド。
【請求項９】
像担持体と、請求項８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、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画像形成装置。
【請求項１０】
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と、上記発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材を結合した結合部と、発光素子アレイおよび結像素子アレイへの塵埃の進入を防止する防塵部材とを有してなる光プリントヘッドであって、上記防塵部材は、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にまたがって支持されていることを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項１１】
防塵部材は、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に直接固定されていることを特徴とする請求項１０記載の光プリントヘッド。
【請求項１２】
発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材は位置決めして結合され、防塵部材は上記発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の一方に密着させられ、上記発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の他方の支持部材と防塵部材との間には、上記他方の支持部材と防塵部材の両者が干渉しないように充分な隙間が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の光プリントヘッド。
【請求項１３】
像担持体と、請求項記載１０から１２のいずれかに記載されている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、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画像形成装置。
【請求項１４】
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と、上記発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材を結合する結合部と、発光素子アレイおよび結像素子アレイへの塵埃の進入を防止する防塵部材とを有し、この防塵部材が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にまたがって支持されている光プリントヘッドの組み付け方法であって、上記防塵部材は発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材のどちらか一方の支持部材にのみ固定され、この状態で上記両支持部材の位置決め結合が行われることを特徴とする光プリントヘッドの組付け方法。
【請求項１５】
発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の位置決め結合後に、上記支持部材のもう一方と防塵部材を固定することを特徴とする請求項１４記載の光プリントヘッドの組付け方法。
【請求項１６】
像担持体と、請求項記載１４または１５のいずれかに記載されている組付け方法を用いた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、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、感光体ドラムなどの像担持体に静電潜像を書き込む自己走査型の光プリントヘッド、その結合構造、光プリントヘッドの組み付け方法および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を採用した画像形成装置においては、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たものがある。この自己走査型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などがある。ＬＥＤアレイは多数のＬＥＤなどの発光素子が発光部として機能し、液晶シャッタは液晶セルが発光部として機能する。何れの方式においても、発光部は画素単位でアレイ状に配列されている。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それぞれ微少なスポットに結像する必要がある。
【０００３】
そこで、光プリントヘッドには、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を設け、発光素子アレイを構成する各発光素子から射出される光ビームを像担持体表面に収束させて良好な光スポットを形成するようにしている。そのために、発光素子と結像素子との相対位置関係を高い位置精度になるように調整している。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すると焦点深度が極度に小さく、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位置精度に維持する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、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ことにより、結像状態の良好化を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図２２はこの特許文献１記載の発明と同等に構成された光プリントヘッドを示すもので、以下、これを簡単に説明する。図２２において、板状の発光素子アレイ支持部材４の上面には、多数の発光素子がアレイ状に配列されてなる発光部２が実装された発光素子アレイ３が固定されている。上記発光部２の上方には、発光部２に対向させて、複数のロッドレンズが配列されてなる結像素子アレイ５が配置されている。結像素子アレイ５は板状の結像素子アレイ支持部材６に固定され、結像素子アレイ支持部材６は、その両端部に形成された一対の位置決め部材４０、４１によって発光素子アレイ支持部材４の上面側に固定されている。上記位置決め部材４０、４１は、発光素子アレイ支持部材４に一体に設けられた円柱状の突起と、結像素子アレイ支持部材６に一体に設けられた円筒状の受け部材を有してなり、上記突起と受け部材とを嵌合させることによって、結像素子アレイ支持部材６が結像素子アレイ５とともに保持されている。結像素子アレイ支持部材６を発光素子アレイ支持部材４上に固定するにあたっては、上記のように突起と受け部材とを嵌合させた状態で、発光素子アレイ２と結像素子アレイ５との相対位置関係を調整し、調整した状態で突起と受け部材との嵌合部に接着剤を塗布して硬化させ、発光部２と結像素子アレイ５との相対位置関係を維持するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２２６１６８号公報
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されている発明によれば、結像素子アレイ支持部材６と発光素子アレイ支持部材４との結合個所は、円柱状の突起と円筒状の受け部材とが嵌まり合った位置決め部材４０、４１からなっていて、接合面積が小さい。そのため、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、発光素子アレイ３に対して結像素子アレイ５が傾き、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、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、発光素子と結像素子の相対的な位置関係が安定し、良好な結像状態が維持されようにした光プリントヘッド、その結合構造、光プリントヘッドの組み付け方法および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とが、相互の位置関係が決められて光硬化性接着剤により結合されてなる光プリントヘッドの結合構造であって、上記光硬化性接着剤による接着強度を高めるための光反射手段からなる結合強度向上手段が設けられていることを特徴とする。
接着強度が高まるように、結合強度向上手段を設けたことで、接着固定後の発光素子アレイと結像素子アレイ相互の姿勢が安定する。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光プリントヘッドの結合構造において、結合強度向上手段が、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に形成された光の乱反射面であることを特徴とする。
結合強度向上手段を、光の乱反射面とすることで、光硬化性接着剤の硬化範囲が広がった接着面積を増やすことができ、接着固定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。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の光プリントヘッドの結合構造において、結合強度向上手段が、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に形成された反射率７５％以上の反射面であることを特徴とする。
接着面の反射率を７５％以上としたことで、接着強度を確実に増やすことができ、接着固定後の発光素子アレイと結像素子アレイ相互の姿勢が安定する。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の光プリントヘッドの結合構造において、結合強度向上手段が、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に金属処理が施された光反射面であることを特徴とする。
接着面に金属処理を施したことで、発光素子アレイまたは結像素子アレイの支持部材が非金属の場合でも、光を充分に反射して、接着強度を増やすことができ、接着固定後の発光素子アレイと結像素子アレイ相互の姿勢が安定する。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の光プリントヘッドの結合構造において、結合強度向上手段が、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の少なくとも一方の接着面に設けられた中抜き形状の突起を有していることを特徴とする。
接着面に中抜き形状の突起を設けたことで、接着面積および接着強度を増やすことができると共に接着剤の流れ出しを防止することができる。
【００１３】
請求項６記載の装置は、請求項１記載の光プリントヘッドの結合構造において、結合強度向上手段が、光硬化性接着剤による接着部近傍の光照射位置と対向する位置に設けられた壁状突起を有することを特徴とする。
接着部近傍の光照射位置と対向する位置に壁状の突起を設けたことで、照射された光を壁状の突起で反射させ、光硬化性接着剤に光を行き渡らせることができ、接着面積および接着強度を増やすことができると共に、接着剤の流れ出しを防止することができる。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の光プリントヘッドの結合構造において、壁状突起を円弧形状としたことを特徴とする。
壁状突起を円形状としたことで、壁状突起に向かって照射した光を光硬化性接着剤内に集中させることができ、光の集中による光硬化性接着の接着強度増加が期待できると共に接着剤の流れ出しを防止することができる。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載されている結合構造を具備する光プリントヘッドである。
請求項１から７のいずれかの結合構造を具備した光プリントヘッドを構成することにより、精度の良い書き込みドットが得られる。
【００１６】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の光プリントヘッドとともに、電子写真プロセスを実行するための、像担持体、現像器、転写器、定着器を具備する画像形成装置に関するものである。
請求項８の光プリントヘッドを含み、電子写真プロセスを実行する画像形成装置を構成したことにより、精度の良い書き込みドットが得られ、画像品質の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００１７】
請求項１０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と、上記発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材を結合した結合部と、発光素子アレイおよび結像素子アレイへの塵埃の進入を防止する防塵部材とを有してなる光プリントヘッドであって、上記防塵部材は、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にまたがって支持されていることを特徴とする。
上記両支持部材にまたがるように防塵部材を設けたことで、発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係が安定する。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の光プリントヘッドにおいて、防塵部材が、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に直接固定されていることを特徴とする。
防塵部材を、別部材を介在させることなく上記両支持部材に直接固定したことで、発光素子アレイと結像素子アレイの相対位置関係がより安定する。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の光プリントヘッドにおいて、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材は位置決めして結合され、防塵部材は発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の一方に密着させられ、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の他方の支持部材と防塵部材との間には、上記他方の支持部材と防塵部材の両者が干渉しないように充分な隙間が設けられていることを特徴とする。
防塵部材と他方の支持部材との間に充分な隙間を設けことで、防塵部材固定時に発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係が変化することがなく、防塵部材が変形してしまうこともない。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、請求項１０から１２のいずれかに記載の光プリントヘッドを具備する画像形成装置を構成したことを特徴とする。
請求項１０から１２のいずれかに記載の光プリントヘッドを具備することにより、精度の良い書き込みドットが得られ、画像品質の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００２１】
請求項１４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と、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材を結合する結合部と、発光素子アレイおよび結像素子アレイへの塵埃の進入を防止する防塵部材とを有し、この防塵部材が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にまたがって支持されている光プリントヘッドの組み付け方法であって、上記防塵部材は発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材のどちらか一方の支持部材にのみ固定され、この状態で上記両支持部材の位置決め結合が行われることを特徴とする。
防塵部材はあらかじめ片方の支持部材に固定し、上記両支持部材を位置決めすることで、防塵部材を後から取り付けることによる被走査面上での光スポットの位置ずれがなくなる。
【００２２】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の光プリントヘッドの組み付け方法において、発光素子アレイ支持部材と結像素子アレイ支持部材の位置決め結合後に、上記支持部材のもう一方と防塵部材を固定することを特徴とする。
光プリントヘッドの位置決め後に、防塵部材をもう一方の支持部材とも固定することで、発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係が安定する。
【００２３】
請求項１６記載の発明は、請求項１４または１５記載の組み付け方法を用いた光プリントヘッドを具備する画像形成装置を構成したこと特徴とする。
画像形成装置が、請求項１４または１５記載の組付け方法を用いた光プリントヘッドを具備することにより、精度の良い書き込みドットが得られ、画像品質の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
まず、本発明にかかる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２１に基づいて説明する。図２１において、符号１３は感光体ドラムからなる像担持体を示す。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上の現像画像を転写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、クリーニング後の像担持体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。転写器１６と剥離器１７とは、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。
【００２５】
図１、図２は本発明にかかる発光素子アレイと結像素子アレイの位置決め結合構造が用いられた光プリントヘッド１の実施形態を示す。図１、図２において、光プリントヘッド１は、多数の発光素子がアレイ状に配列された発光部２を有す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。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。
【００２６】
また、光プリントヘッド１は、アレイ状に配列された結像素子アレイ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プリズム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。また発光素子アレイ支持部材４およ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。
【００２７】
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、後で詳細に説明する結合構造によって結合されている。発光素子アレイ支持部材４は下面側に発光部２を有し、発光部２は光ビームを下方に向かって射出するように発光部２が配置されている。結像素子アレイ５は、結像素子アレイ支持部材６の傾斜面の上記発光部２からの光ビームの通路上に配置されている。上記傾斜面は発光素子アレイ支持部材４の下面に対して略４５度傾斜していて、結像素子アレイ５は上記発光部２からの光ビームを略直角に横方向に曲げるように構成されている。結像素子アレイ５は、周知のとおり、上記のような光反射機能と相俟って結像機能を有していて、上記光ビームを感光体ドラムからなる像担持体１３の表面に発光部２の像を光スポット状に結像させるようになっている。
【００２８】
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の結合は次のようにして行われる。結像素子アレイ支持部材６を支持台に固定した状態で、ロボットアームに支持された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。このとき、結像素子アレイ５によって結像された光スポットを検出することで、発光素子アレイ５と結像素子アレイ間の距離及び真直性が最適位置になるよう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との対向位置に設定された複数の結合部７に接着剤を流し込み上記両支持部材を固定する。接着剤としては紫外線硬化型等の光硬化型接着剤を用いる。この接着剤に紫外線などの光を照射することにより光硬化型接着剤を硬化させることができる。
【００２９】
図１は、上記のようにして発光素子アレイと結像素子アレイとが位置決めされ結合されることによって構成された光プリントヘッド１の適用例を示すもので、結像素子アレイ５によって反射された光ビームの進路上に像担持体１３が配置されている。光プリントヘッド１は、図２に示すように細長い部品で、長手方向に上記発光素子アレイと結像素子アレイとが並んでいる。この各アレイの並んだ方向が主走査方向で、発光素子アレイであるＬＥＤアレイ３を構成する各ＬＥＤのオンオフを、記録しようとする画像信号に応じて制御することにより像担持体１３の表面が主走査される。これと同時に像担持体１３を回転駆動することにより副走査が行われる。この主走査と副走査が行われることにより、像担持体１３の表面に所定の画像の静電潜像が形成される。
【００３０】
図３は、本発明にかかる光プリントヘッド１に適用することができる結合部７の例を示す。図３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との間には、上記結合部７において上記のように紫外線硬化型接着剤１１が介在している。発光素子アレイ支持部材４には、結合部７において孔７が開けられていて、この孔８には紫外線照射ファイバ９が挿入され、この紫外線照射ファイバ９から紫外線硬化型接着剤１１に紫外線が照射されるようになっている。紫外線硬化型接着剤１１は紫外線１０が照射されることにより硬化し、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が結合される。紫外線照射ファイバ９の出射面と対向する上記結合部７の一方側の面、すなわち、結像素子アレイ支持部材６の上記結合部７の面１２は、光を乱反射する形状になっている。具体的には、上記面１２は光を反射することができる凹凸面になっている。かかる光の乱反射面を形成することで紫外線１０が紫外線硬化型接着剤１１内を広範囲に拡散し、紫外線硬化型接着剤１１の硬化範囲が広がり、接着面積を増やすことができ、接着固定後の発光素子アレイと結像素子アレイの相対的な姿勢が安定する。上記光反射手段、より具体的には光の乱反射面は、光硬化性接着剤１１による接着強度を高めるための結合強度向上手段となっている。
【００３１】
図４は、光プリントヘッド１の結合構造の、別の例を示す。図４において、発光素子アレイ支持部材４に開けられた孔８には紫外線照射ファイバ９の光出射端部が挿入され、紫外線照射ファイバ９から紫外線硬化型接着剤１１に向かって紫外線１０が照射されるようになっている。紫外線照射ファイバ９から紫外線１０が出射されることにより紫外線硬化型接着剤１１が硬化し、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が結合される。紫外線照射ファイバ９の出射面と対向する上記結合部７の一方側の面、すなわち、結像素子アレイ支持部材６の上記結合部７の面１２と、発光素子アレイ支持部材４の結合面２７は、光の反射率を高めた平坦面となっている。このように、結像素子アレイ支持部材６の結合７の面１２および発光素子アレイ支持部材４の結合面２７の反射率を上げておくことで、これらの面相互で紫外線１０が複数回反射されながら、紫外線硬化型接着剤１１に広範囲に行き渡る。こうして、紫外線硬化型接着剤１１の硬化による接着面積を増やすことができ、接着固定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。一般に光輝アルミの反射率が８０％程度であるため、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の素材を光輝アルミとし、その少なくとも上記結合面１２、２７の部分だけでも表面を研磨することで、７５％程の反射率は得られる。上記表面研磨された結合面１２、２７は、光硬化性接着剤１１による接着強度を高めるための結合強度向上手段となっている。
【００３２】
図５および図６は、光プリントヘッド１の結合構造の、さらに別の例を示す。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がアルミなどの金属で構成されている場合、光硬化型接着剤で結合するのにさほど問題はない。しかし、軽量化、コストダウンなどの理由により、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が樹脂等の非金属で構成されている場合は光の反射率が低く、光硬化型接着剤を迅速かつ強固に硬化させることができないという難点がある。そこで、図５、図６に示す実施形態では、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の結合面２８に金属メッキ等の表面処理を施し、接合面２８の反射率を上げている。図５に示す例は、結像素子アレイ支持部材６の結合面を図３に示す例のように凹凸状に形成した上で、この面に上記の表面処理を施している。図６に示す例は、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双方の結合面２８を平坦な面とし、この面に表面処理を施したものである。図５、図６に示すような構成にすることで、紫外線１０が紫外線硬化型接着剤１１に広範囲に行き渡り、紫外線硬化型接着剤１１の硬化による接着面積を増やすことができ、接着固定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。上記表面処理された結合面２８は、光硬化性接着剤１１による接着強度を高めるための結合強度向上手段となっている。
【００３３】
図７は、光プリントヘッド１の結合構造の、さらに別の例を示す。この実施形態の特徴は、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の少なくとも一方、図７に示す例では結像素子アレイ支持部材６の接着面に、中抜き形状の突起２８が設けられていることである。突起２８の中抜き部分に光硬化性接着剤である紫外線硬化型接着剤１１が流し込まれて溜められ、突起２８の上端から盛り上がった紫外線硬化型接着剤１１によって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と接着されている。突起２８の内壁面は光を反射することができる。発光素子アレイ支持部材４には、突起２８の中抜き部分と対向する位置に、紫外線硬化型接着剤１１に向かって紫外線１０を照射する紫外線照射ファイバ９を挿入するための孔８が設けられている。
【００３４】
このように、結合強度向上手段としての中抜き形状の突起２９を設け、突起２９内に紫外線硬化型接着剤１１を溜めることができるようにしたことにより、比較的粘度の小さな接着剤でも流れ出すことが無く、また突起２９の内側面も接着領域となるため接着面積が広がる。また、突起２９の内側面で反射した紫外線も接着剤硬化に作用するため、接着時間の短縮効果と、充分な硬化に効果があり、接着固定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。
【００３５】
図８は、光プリントヘッド１の結合構造の、さらに別の例を示す。この実施形態の特徴は、結像素子アレイ支持部材６に、発光素子アレイ支持部材４との結合部を区画する壁状突起３０が設けられ、紫外線１０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との間に介在する接着剤１１に対し横方向から、かつ、壁状突起３０に向けて照射されるようになっていることである。上記結合部には、これまで説明してきた実施形態と同様に、光硬化性接着剤である紫外線硬化型接着剤１１が介在し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とを結合している。このような構成にすることで、突起３０が結合強度向上手段として機能し、接着剤１１が流れ出すことが防止されると共に、発光素子アレイ支持部材４に紫外線照射用の孔をあける必要が無いため、接着面積を増やすことができ、接着固定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。
【００３６】
図９は、光プリントヘッド１の結合構造の、さらに別の例を示す。この実施形態の特徴は、図８に示す実施形態における壁状突起３０の形状を、円弧形状としたことにある。さらに言えば、壁状突起３０の形状を、紫外線照射側から見て凹の円弧形状とし、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との結合部に介在する紫外線硬化型接着剤１１に、紫外線照射ファイバ９により横方向から照射した紫外線１１を集中させるようにしたことにある。結像素子アレイ支持部材６に設けられた壁状突起３０を円弧形状とする事により、紫外線１０は接着剤１１に集中し、接着強度が増加して接着固定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。従って、壁状突起３０の円弧形状は、紫外線１１が接着部にのみ集中するような形状とするのが望ましい。
【００３７】
図１０に示す実施形態は、図８に示す実施形態における壁状突起３０に、図３に示す実施形態における光の乱反射面を組み合せた形の例である。壁状突起３０の、紫外線照射ファイバ９の出射面と対向する側の表面を、光を乱反射するような凹凸面３１とすることで、紫外線１０が広範囲に拡散し、紫外線硬化型接着剤１１の硬化範囲が広がり、接着面積を増やすことができ、接着固定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。
【００３８】
図１１に示す実施形態は、図８に示す実施形態における壁状突起３０に、図４に示す実施形態を組み合せた例で、壁状突起３０の、紫外線照射ファイバ９の出射面と対向する側の表面を、光反射面３１とした例である。壁状突起３０の光反射面３１の表面反射率を上げておくことで紫外線１０が反射され、紫外線硬化型接着剤１１の硬化範囲が広がり、接着面積を増やす事ができ、接着固定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。
【００３９】
図１２から１４に示す実施の形態は、図８および図９に示す円弧形状の壁状突起３０に、図６に示す実施形態を組み合せた例である。壁状突起３０の表面に金属メッキ等の表面処理を行い、反射率を上げることで、壁状突起３０の表面で紫外線１０が反射され、紫外線硬化型接着剤１１の硬化範囲が広がり、接着面積を増やす事ができ、接着固定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。
【００４０】
次に、本発明にかかる光プリントヘッドの別の実施形態について説明する。図１５において、光プリントヘッド１は、アレイ状に配列された発光素子アレイ２を有する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。
【００４１】
また、光プリントヘッド１は、アレイ状に配列された結像素子アレイ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プリズム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。また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。かかる構成は、図１に示す光プリントヘッドの構成と変わりがない。
【００４２】
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の結合は次のように行う。結像素子アレイ支持部材６を支持台に固定した状態で、ロボットアームに支持された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、結像されたスポットを検出することで、発光素子アレイ２と結像素子アレイ５間の距離及び真直性が最適位置になるよう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、複数の結合部７に接着剤を流し込み固定する。
【００４３】
この後、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の間に、ガラスまたは樹脂等の透明部材よりなる防塵部材８を保持した防塵部材支持部材９を接着などの固定手段により固定する。この点がこの実施形態の特徴としている点である。このような構成とすることで、光プリントヘッド１は結合部７と防塵部材支持部材９の固定部により閉じた形状となり、剛性がアップし変形しにくくなる。
【００４４】
図１６、図１７は、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。図１６、図１７において、防塵部材８は、支持部材を介することなく、直接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に掛け渡した形で接着などの固定手段により固定されている。このような構成とすることで、図１５に示す光プリントヘッドの例よりさらに剛性がアップし、変形しにくくなる。
【００４５】
図１８は、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。図１８において、防塵部材８は、あらかじめ発光素子アレイ支持部材４に接着などの固定手段により固定しておく。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の結合時に防塵部材８と結像素子アレイ支持部材６が干渉しないよう、両者の間には隙間９が設けてある。このような構成とすることにより、防塵部材８が結像素子アレイ支持部材６に押されて変形することはなく、逆に結像素子アレイ支持部材６が防塵部材８に押されて発光素子アレイ２と結像素子アレイ５間の距離及び真直性がずれてしまうというような不具合が無くなる。
【００４６】
図１９は、図１８に示す実施形態において、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の結合後に、隙間９を接着剤等で埋めて固定した例を示す。こうすることで、光プリントヘッド１は発光素子アレイ２と結像素子アレイ５間の距離及び真直性が最適となったうえで、防塵部材８により閉じた構造となり安定する。
【００４７】
なお、図１８、図１９に示す実施の形態において、防塵部材８はあらかじめ結像素子アレイ支持部材６に接着などの固定手段により固定しておき、隙間９は発光素子アレイ支持部材４との間に設けるようにし、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を結合後に発光素子アレイ支持部材４との隙間を接着剤等で固定する構成でも良い。
【００４８】
図１９は、本発明にかかる光プリントヘッド組み付け方法の実施形態を示す。図１９は、発光素子アレイと結像素子アレイの位置決め結合前の状態を示している。この実施形態では、防塵部材８をあらかじめ発光素子アレイ支持部材４に接着などの固定手段により固定しておき、次に、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を結合するようになっている。かかる組み付け方法を採用することにより、被走査面上に結像されたスポットを検出する際に、防塵部材８も含めてスポット検出が行われる事になる。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を結合した後に防塵部材８を組付けた場合のスポット位置ずれが防止できる。
【００４９】
光プリントヘッド組み付け方法の変形例として、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を結合後、防塵部材８を結像素子アレイ支持部材６に接着などの固定手段により固定するようにしてもよい。この状態は図１６に示されている状態である。こうすることで、光プリントヘッド１は発光素子アレイ２と結像素子アレイ５間の距離及び真直性が最適となったうえで、防塵部材８により閉じた構造となり安定する。
【００５０】
なお防塵部材８は、あらかじめ結像素子アレイ支持部材６に接着などの固定手段により固定しておき、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を結合した後に、発光素子アレイ支持部材４と接着などの固定手段により固定する構成でも良い。
【００５１】
以上説明してきた本発明にかかる光プリントヘッド、本発明にかかる結合構造および組み付け方法が採用された光プリントヘッドを含み、像担持体と、この像担持体に書き込まれた静電潜像を現像する現像器と、像担持体上の現像画像を転写用紙に転写する転写器と、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画像形成装置を構成することにより、画像品質の高い画像形成装置を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１ないし４記載の光プリントヘッドの結合構造によれば、接着固定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いう効果を得ることができる。
請求項５ないし７記載の光プリントヘッドの結合構造によれば、接着固定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、接着剤の流れ出しを防止できるという効果を得ることができる。
【００５３】
請求項８記載の光プリントヘッドの結合構造によれば、精度の良い書き込みドットが得られるという効果を得ることができる。
請求項９記載の画像形成装置によれば、画像品質の高い画像形成装置を得ることができる。
【００５４】
請求項１０記載の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位置関係が安定するという効果を得ることができる。
請求項１１記載の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位置関係がさらに安定するという効果を得ることができる。
請求項１２記載の光プリントヘッドによれば、防塵部材の影響によるスポット位置ずれを防止することができると共に、発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係が安定するという効果を有する。
【００５５】
請求項１３記載の画像形成装置によれば、画像品質の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
請求項１４記載の光プリントヘッドの組み付け方法によれば、防塵部材の影響によるスポット位置ずれを防止することができるという効果を有する。
請求項１５記載の光プリントヘッドの組み付け方法によれば、防塵部材の影響によるスポット位置ずれを防止することができると共に、発光素子アレイと結像素子アレイの位置関係が安定するという効果を有する。
請求項１６記載の画像形成装置によれば、画像品質の高い画像形成装置を提供することができる。
【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形態を示す正面図である。
【図２】同上光プリントヘッドの斜視図である。
【図３】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造の実施形態を示す正面図である。
【図４】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造の別の実施形態を示す正面図である。
【図５】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図６】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図７】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図８】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図９】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１０】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１１】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１２】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１３】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１４】本発明にかかる光プリントヘッドの結合構造のさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１５】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正面図である。
【図１６】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正面図である。
【図１７】同上実施形態の斜視図である。
【図１８】本発明にかかる光プリントヘッドのさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図１９】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正面図である。
【図２０】本発明にかかる光プリントヘッドの組み付け方法の実施形態を示す正面図である。
【図２１】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を示す正面図である。
【図２２】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  発光部
３  ＬＥＤ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  結合部
８  孔
９  紫外線照射ファイバ
１１  紫外線硬化型接着剤
１２  結合部の面
１３  像担持体
【図１】
2004306568.tif 000003
【図２】
2004306568.tif 000004
【図３】
2004306568.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004306568.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004306568.tif 000009
【図８】
2004306568.tif 000010
【図９】
2004306568.tif 000011
【図１０】
2004306568.tif 000012
【図１１】
2004306568.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2004306568.tif 000015
【図１４】
2004306568.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2004306568.tif 000018
【図１７】
2004306568.tif 000019
【図１８】
2004306568.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2004306568.tif 000022
【図２１】
2004306568.tif 000023
【図２２】
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