(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置され、帯電した像担持体へ光を照射する発光素子アレイと、
前記像担持体と前記発光素子アレイとの間に配置され、前記発光素子アレイから照射された光を前記像担持体上へ結像させて、前記像担持体上に静電潜像を形成するロッドレンズアレイと、
を有する光書込みヘッドにおいて、
前記ロッドレンズアレイは、複数のロッドレンズと、当該複数のロッドレンズを樹脂で接着して束ねる樹脂部と、で構成され、
前記ロッドレンズアレイの光出射側の表面を平滑にするための充填材が、前記樹脂部の光出射側の表面に形成された凹部のみに充填されていることを特徴とする光書込みヘッド。
【請求項２】
前記ロッドレンズアレイの光出射側の表面に接触して、前記ロッドレンズアレイの光出射側の表面を清掃する清掃部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光書込みヘッド。
【請求項３】
前記充填材の表面の接触角が、前記清掃部材の表面の接触角より大きいことを特徴とする請求項２に記載の光書込みヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の光書込みヘッドと、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像しトナー画像を形成する現像装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記充填材を充填することにより、前記凹部を、前記現像装置に用いるトナー粒子径の１／２以下にすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数のロッドレンズが樹脂で接着されて束ねられ、そのロッドレンズの長手方向と直交する方向に沿って複数のロッドレンズ及び樹脂が切断され、切断された端面を研磨して形成されるロッドレンズアレイを備えた光書込みヘッドの製造方法において、
研磨されたロッドレンズアレイの端面に存在する凹部に充填材を充填して、そのロッドレンズアレイの端面を平滑にすることを特徴とする光書込みヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電した像担持体へ光を照射して静電潜像を形成する光書込みヘッド、その光書込みヘッドを備えた画像形成装置、及びその光書込みヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯電した像担持体へ光を照射して静電潜像を形成する光書込みヘッドとしては、ＬＥＤ等の発光素子が主走査方向へ沿って複数配置された発光素子アレイと、像担持体と発光素子アレイとの間に配置され発光素子アレイから照射された光を像担持体上へ結像させるロッドレンズアレイと、を備える光書込みヘッドが周知である。
【０００３】
また、ロッドレンズアレイの光射出側の表面にブレード部材を接触させながら、光書込みヘッドの長手方向へ移動させて、ロッドレンズアレイの表面を清掃する清掃装置が知られている（例えば、特許文献１、２、３）。
【特許文献１】特開平１０−３１３４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３０６６５号公報
【特許文献３】特開平２００５−０４１１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロッドレンズアレイは、多数のレンズ素材ガラス棒を樹脂で接着して束ね、そのガラス棒の長手方向と直角に切断する工程と、その切断されたガラス棒の端面を研磨する工程により製造されるが、研磨する際、ガラスと樹脂の硬度の違いにより、周辺の樹脂部がガラス表面よりも数ミクロン程凹んでしまう。この凹みに、トナー等の異物が付着しやすく、また、ブレード部材をロッドレンズアレイの表面に接触させて清掃しても、樹脂部にトナー等の異物がつまってしまい、清掃が完全にできないという課題があった。
【０００５】
樹脂部にトナー等の異物がつまると、その異物が空気の流れや振動によって、レンズ側の表面に付着する。これにより、光が正常に照射されず、静電潜像の劣化の原因となる。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、照射された光を像担持体上に結像して静電潜像を形成するロッドレンズアレイを有する光書込みヘッド及びその光書込みヘッドを備えた画像形成装置において、ロッドレンズアレイの表面に異物を付着しにくくし、ロッドレンズアレイの表面に異物が付着することで生じる静電潜像の劣化を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る光書込みヘッドは、像担持体に対向して配置され、帯電した像担持体へ光を照射する発光素子アレイと、前記像担持体と前記発光素子アレイとの間に配置され、前記発光素子アレイから照射された光を前記像担持体上へ結像させて、前記像担持体上に静電潜像を形成するロッドレンズアレイと、を有する光書込みヘッドにおいて、  前記ロッドレンズアレイは、複数のロッドレンズと、当該複数のロッドレンズを樹脂で接着して束ねる樹脂部と、で構成され、前記ロッドレンズアレイの光出射側の表面を平滑にするための充填材が、前記樹脂部の光出射側の表面に形成された凹部のみに充填されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、像担持体に対向して配置された発光素子アレイが、帯電した像担持体へ光を照射する。発光素子アレイから照射された光は、像担持体と発光素子アレイとの間に配置されたロッドレンズアレイによって、像担持体上へ結像され、像担持体上に静電潜像が形成される。
【０００９】
ここで、本発明の請求項１の構成では、ロッドレンズアレイの光出射側の表面が、樹脂部の光出射側の表面に存在する凹部に充填材が充填されて、平滑にされている。このため、トナー等の粒子径の小さい異物であっても、樹脂部の光出射側の表面に存在する凹部に引っ掛かって付着することが抑制される。これにより、ロッドレンズアレイの表面が汚染されることで生じる静電潜像の劣化が防止できる。
【００１０】
本発明の請求項２に係る光書込みヘッドは、請求項１の構成において、前記ロッドレンズアレイの光出射側の表面に接触して、前記ロッドレンズアレイの光出射側の表面を清掃する清掃部材を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、清掃部材が、ロッドレンズアレイの光出射側の表面に接触して、その表面を清掃する。
【００１２】
ロッドレンズアレイの光出射側の表面に存在する凹部は、充填材が充填されて、平滑にされているため、清掃部材で接触して清掃した際に、トナー等の粒子径の小さい異物であっても、くまなく除去することができる。また、清掃する表面が平滑なため、清掃部材がロッドレンズの表面の角にあたって、傷がつくことがなく、清掃効果が長期にわたって維持できる。
【００１３】
本発明の請求項３に係る光書込みヘッドは、請求項２の構成において、前記充填材の表面の接触角が、前記清掃部材の表面の接触角より大きいことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、充填材の表面の接触角が、清掃部材の表面の接触角より大きいため、ロッドレンズアレイの表面に付着したトナー等の異物が、ロッドレンズアレイの表面からはがれやすく、清掃部材の表面に吸着されやすくなる。これより、清掃効果が高まり、ロッドレンズアレイの表面が汚染されることで生じる静電潜像の劣化を効果的に防止する。
【００１５】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１に記載の光書込みヘッドと、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像しトナー画像を形成する現像装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項４の構成において、前記充填材を充填することにより、前記凹部を、前記現像装置に用いるトナー粒子径の１／２以下にすることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、ロッドレンズアレイの光出射側の表面に存在する凹部は、現像装置に用いるトナー粒子径の１／２以下にされている。このため、トナー等の粒子径の小さい異物であっても、ロッドレンズアレイの光出射側の表面に存在する凹部に、引っ掛かって付着することが抑制される。これにより、ロッドレンズアレイの表面が汚染されることで生じる静電潜像の劣化が防止できる。
【００１８】
本発明の請求項６に係る光書込みヘッドの製造方法は、複数のロッドレンズが樹脂で接着されて束ねられ、そのロッドレンズの長手方向と直交する方向に沿って複数のロッドレンズ及び樹脂が切断され、切断された端面を研磨して形成されるロッドレンズアレイを備えた光書込みヘッドの製造方法において、研磨されたロッドレンズアレイの端面に存在する凹部に充填材を充填して、そのロッドレンズアレイの端面を平滑にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上記構成としたので、照射された光を像担持体上に結像して静電潜像を形成するロッドレンズアレイを有する光書込みヘッド及びその光書込みヘッドを備えた画像形成装置において、ロッドレンズアレイの表面に異物を付着しにくくし、ロッドレンズアレイの表面に異物が付着することで生じる静電潜像の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の画像形成装置に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０は、一方向（図１において反時計回り方向）へ回転する感光体ドラム（像担持体）１２を備えている。
【００２１】
この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２の回転方向に沿って、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電させる帯電ロール１４、感光体ドラム１２の下方に配置され画像情報に基づいて制御された光を感光体ドラム１２の表面へ照射するＬＥＤプリントヘッド（光書込みヘッド）１６、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を現像して感光体ドラム１２の表面にトナー画像を形成する現像装置１８、感光体ドラム１２の表面に形成されたトナー画像を記録紙Ｐに転写する転写ロール２０、感光体ドラム１２の表面に残留する残留トナーを除去するクリーナ２２が、この順に配置されている。なお、現像装置１８で用いられるトナーのトナー粒子径は、例えば、平均で５〜６μｍである。
【００２２】
図２（Ｂ）に示すように、ＬＥＤプリントヘッド１６は、感光体ドラム１２の長手方向（主走査方向）に沿って、感光体ドラム１２に対向して配置されている。なお、ＬＥＤプリントヘッド１６と感光体ドラム１２との間隔は、例えば、３ｍｍ程度となっている。
【００２３】
また、ＬＥＤプリントヘッド１６は、光を照射する発光素子としてのＬＥＤチップ２５が、所定の画素数（ドット数）に応じて、主走査方向へ沿って複数配列されたＬＥＤアレイ２７を備えている。
【００２４】
このＬＥＤアレイ２７の光射出側には、本発明のロッドレンズアレイとしてのセルフォックスレンズアレイ２４（セルフォックは、日本板硝子（株）の登録商標）が設けられており、ＬＥＤアレイ２７から射出される光は、セルフォックスレンズアレイ２４を通過して、感光体ドラム１２上に結像されるようになっている。なお、図２（Ｂ）に示すように、セルフォックスレンズアレイ２４は、ＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向中央部に設けられており、ＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向両端部には設けられていない。
【００２５】
また、本実施形態では、本発明の発光素子としてＬＥＤチップを適用するが、これに限るものではなく、ＥＬ（Electro-Luminescence）素子などのその他の発光素子を適用してもよい。
【００２６】
なお、感光体ドラム１２と転写ロール２０との間に形成されるニップ部Ｎへ搬送される記録紙Ｐが給紙される給紙トレイ（図示省略）、記録紙Ｐに転写されたトナー画像を記録紙Ｐへ定着させる定着器（図示省略）、トナー画像が定着された記録紙Ｐが排出される排出トレイ（図示省略）が設けられている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の一連の画像形成動作について説明する。
【００２８】
まず、感光体ドラム１２の表面が、帯電ロール１４により一様に帯電する。帯電した感光体ドラム１２の表面に、ＬＥＤプリントヘッド１６が光を照射し、画像情報に基づいた静電潜像が感光体ドラム１２の表面に形成される。
【００２９】
感光体ドラム１２に形成された静電潜像は、現像装置１８によって現像されることにより、感光体ドラム１２の表面にトナー画像が形成される。感光体ドラム１２に形成されたトナー画像は、転写ロール２０により、給紙トレイから搬送される記録紙Ｐに転写される。
【００３０】
トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着器より画像が定着された後、排紙トレイへ排出される。以上のように、画像形成装置１０において、一連の画像形成動作が行われる。
【００３１】
次に、セルフォックスレンズアレイ２４の光照射面を清掃する清掃装置について説明する。
【００３２】
清掃装置５０は、図１、図２（Ｂ）、図３に示すように、セルフォックスレンズアレイ２４の光照射面に対向して配置され、セルフォックスレンズアレイ２４の光照射面に接触するブレード部材（清掃部材）２６を備えている。ブレード部材２６は、ウレタンゴム等の弾性部材で成形されている。なお、ブレード部材２６の材料及び形状は、公知の材料及び形状を用いることができる。
【００３３】
このブレード部材２６を支持する支持部材２８が感光体ドラム１２とＬＥＤプリントヘッド１６との間に配置されている。この支持部材２８は、ＬＥＤプリントヘッド１６をまたぐように腕部３０が形成されている。
【００３４】
この腕部３０の先端部は、ＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向に沿ってＬＥＤプリントヘッド１６の両側面に形成されたガイド溝３２と嵌合する。支持部材２８は、腕部３０の先端部がガイド溝３２にガイドされることにより、ＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向に沿って、往復移動可能となっている。
【００３５】
また、図２（Ｂ）、図３に示すように、支持部材２８の側面には、開口３８が形成されると共に、支持部材２８の側面からＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向に沿って伸びる取手部３６が設けられている。この取手部３６を把持して清掃時に押し引きすることで、セルフォックスレンズアレイ２４の光照射面に、ブレード部材２６が接触して移動し、光照射面上に付着したトナー、紙粉、砂埃等の汚れをかきとり、セルフォックスレンズアレイ２４の長手方向の外側へ掃き出す構成となっている。
【００３６】
また、支持部材２８は、セルフォックスレンズアレイ２４の光照射面にブレード部材２６が接触する接触位置（図２（Ｂ）参照）と、ＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向両端部のセルフォックスレンズアレイ２４の設けられていない退避位置（図２（Ａ）参照）とに移動可能とされている。この退避位置では、ブレード部材２６がＬＥＤプリントヘッド１６の光照射面から退避する構成となっている。
【００３７】
ここで、セルフォックスレンズアレイ２４の具体的な構成について説明する。
【００３８】
セルフォックスレンズアレイ２４は、図４に示すように、ＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向（主走査方向）に沿って複数配列されたガラス製のロッドレンズ４０と、ロッドレンズ４０を樹脂で接着して束ねる樹脂部４２とで形成されている。
【００３９】
このセルフォックスレンズアレイ２４は、複数のロッドレンズを樹脂で接着して束ねる第１工程と、第１工程で束ねられたロッドレンズ及び樹脂を、そのロッドレンズの長手方向と直交する方向に沿って切断する第２工程と、第２工程で切断された端面を研磨する第３工程と、によって製造されている。
【００４０】
本実施形態に係るセルフォックスレンズアレイ２４は、図５に示すように、さらに、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面に存在する凹部に充填材４４を充填されて、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面が平滑にされている。すなわち、第３工程で研磨された端面に存在する凹部に充填材４４を充填し、その端面を平滑にする第４工程を経て形成されている。なお、本実施形態では、ガラス製のロッドレンズ４０の硬度よりも、樹脂部４２の硬度が低い構成となっているため、樹脂部４２に凹部が形成され、この凹部に充填材４４が充填されている。
【００４１】
セルフォックスレンズアレイ２４の表面に存在する凹部に充填材４４を充填する際は、充填材４４が、光を透過する素材（例えば、透明な素材）である場合には、図６に示すように、樹脂部４２に形成された凹部に充填材４４を充填すると共に、ロッドレンズ４０の光射出側の表面を覆うように、薄膜を形成して、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面を平滑にしてもよい。
【００４２】
このように、セルフォックスレンズアレイ２４の表面に存在する凹部に充填材４４を充填することにより、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面に存在する凹部を、現像装置１８に用いるトナー粒子径よりも小さくし、望ましくは、現像装置１８に用いるトナー粒子径の１／２以下にし、さらに、望ましくは、現像装置１８に用いるトナー粒子径の１／４以下にし、さらに、望ましくは、凹部をなくすように構成する。
【００４３】
なお、セルフォックスレンズアレイ２４の表面に存在する凹部に充填する充填材４４としては、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、シリコン系の透明塗料などを用いることができる。
【００４４】
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
【００４５】
ＬＥＤプリントヘッド１６の光照射面を清掃する際は、取手部３６を把持し、取手部３６をＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向に沿って、押し引きする。
【００４６】
これにより、ブレード部材２６がセルフォックスレンズアレイ２４の光照射面に接触した状態で、支持部材２８及びブレード部材２６が一体に、ＬＥＤプリントヘッド１６の長手方向に沿って移動し、ブレード部材２６が光照射面を清掃する。
【００４７】
ここで、図７に示すように、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面に存在する凹部に充填材４４が充填されていない構成では、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面に、ブレード部材２６を接触させて清掃しても、凹部にトナーが詰まったままになり、トナーが除去できない。
【００４８】
これに対して、本実施形態の構成では、図５に示すように、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面が、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面に存在する凹部に充填材４４が充填されて、平滑にされている。ブレード部材２６で接触して清掃した際に、トナー等の粒子径の小さい異物であっても、くまなく除去することができる。これにより、セルフォックスレンズアレイ２４の表面が汚染されることで生じる静電潜像の劣化が防止できる。
【００４９】
また、清掃する表面が平滑なため、ブレード部材２６がセルフォックスレンズアレイ２４の表面の角にあたって、傷がついたりすることがなく、清掃効果が長期にわたって維持できる。
【００５０】
また、清掃時以外においても、トナー等の粒子径の小さい異物が、セルフォックスレンズアレイ２４の光出射側の表面に存在する凹部に、引っ掛かって付着することが抑制される。
【００５１】
なお、本発明に係る充填材としては、充填材４４の表面が、ブレード部材２６の表面よりも、相対的に、接触角が大きくなる（表面エネルギーが小さい）素材を用いてもよい。これにより、充填材４４の表面は、ブレード部材２６の表面よりも、相対的に、付着性の低くなる（撥水効果が高くなる）。充填材４４の表面の接触角を大きくする素材としては、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂などを用いることができる。
【００５２】
この構成により、セルフォックスレンズアレイ２４の表面に付着したトナー等の異物が、セルフォックスレンズアレイ２４の表面からはがれやすく、ブレード部材２６の表面に吸着されやすくなる。これより、さらに、清掃効果が高まり、セルフォックスレンズアレイ２４の表面が汚染されることで生じる静電潜像の劣化を効果的に防止できる。本発明は、上記の実施の形態に限るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る感光体ドラム、ＬＥＤプリントヘッド及び清掃装置を、感光体ドラムの半径方向から見た図である。（Ａ）は、ブレード部材がセルフォックスレンズアレイの光照射面から退避した退避位置にあるとき示す図である。（Ｂ）は、ブレード部材がセルフォックスレンズアレイの光照射面に位置する清掃時を示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る清掃装置を示す斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るセルフォックスレンズアレイを示す斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るセルフォックスレンズアレイを示す図４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るセルフォックスレンズアレイにおいて、充填材の充填の方法を変えた場合を示す断面図である。
【図７】図７は、従来のセルフォックスレンズアレイを示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０   画像形成装置
１２   感光体ドラム（像担持体）
１６   ＬＥＤプリントヘッド（光書込みヘッド）
１８   現像装置
２４   セルフォックスレンズアレイ（ロッドレンズアレイ）
２６   ブレード部材（清掃部材）
２７   ＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）
４４   充填材
【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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