(57)【要約】【課題】簡単な構成で光路を変更できるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置の提供。【解決手段】基板２上に発光素子３を形成する。この発光素子は、例えば有機ＥＬ素子を用いる。また、基板２上で発光素子３の発光面の位置に反射部材４を設ける。この反射部材４は、例えば反射ガラスを有する三角プリズムを用いることができる。当該反射ガラス面上に光量センサ５、６を設ける。この光量センサは、単一または２個以上の複数個とすることができる。発光素子３の出射光は、反射部材４の反射面で反射され、Ｚ方向（感光体の結像面方向）に進行する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の感光体の軸方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の発光素子と、前記基板上に前記発光素子の出力光の光路を変更する反射部材と、を設けたことを特徴とする、ラインヘッド。
【請求項２】
前記反射部材に、光量検知センサを設けたことを特徴とする、請求項１に記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記反射光を透過して感光体に出射するレンズを、前記基板と平行に配置したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記レンズは、光学倍率がマイナスのマイクロレンズであることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記主走査方向にライン状に配列された複数の発光素子を区分してグルーピングし、当該グルーピングされた発光素子を前記個別のレンズに対応させて配置したことを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記各レンズには、前記感光体の軸方向と直交する方向（副走査方向）に、前記主走査方向に複数の発光素子が配列されたラインを複数列配置したことを特徴とする、請求項３ないし請求項５のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記各レンズは、前記副走査方向に複数列配置したことを特徴とする、請求項６に記載のラインヘッド。
【請求項８】
前記基板を透明または半透明の部材で構成し、前記基板の感光体側に面する端面に、外部から入射する光の反射防止部材を設けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項９】
前記反射部材に、前記出射光の反射面と、反射防止面とを形成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項１０】
前記レンズの前記感光体側表面を平面状に形成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項１１】
前記発光素子を有機ＥＬ発光素子で形成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項１２】
前記基板として光透過性の部材を使用し、前記発光素子の出力光を前記基板を透過させて前記反射部材で反射させることを特徴とする、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のラインヘッド。
【請求項１３】
像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、前記各画像形成ステーションを縦方向に配置し、転写媒体が前記各画像形成ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡単な構成で光路を変更できるラインヘッドおよびそ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】
画像形成装置の露光光源として、ＬＥＤを用いたラインヘッドを用いる構成では、発光部からの出力光は、発光部を設けた基板に対し垂直方向に出射する。この光線をレンズに入射して、感光体上にスポットを結像させていた。しかしながら、このような構成では、感光体直近に幅数十ｍｍのラインヘッドを配置しなければならず、他のプロセス部材と干渉するので小型化が難しいという問題があった。
【０００３】
また、ＬＥＤを用いたラインヘッドの他の例として、特許文献１には、発光部からの出力光の光路に反射鏡を設けて、出力光を直角に反射し、光線をレンズに導く構成が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１８９９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の例においては、反射鏡と発光部が相対する面に設けられているので、反射鏡の発光部に対する位置あわせが難しいという問題がある。反射鏡の位置がずれると、光線のレンズに対する入射位置ずれ、感光体上露光スポットのうねりや曲がりを発生させ、画質劣化の原因となる。また、特許文献１の第１図を参照すると、放熱板を兼用するベース２２に断面形状がコ字状となる部分を形成し、内側の相対する二面の一面にＬＥＤアレイ１７、ドライバ１８、レンズ２０を実装したセラミックヘッダ１６を固定している。コ字状部の他面には、反射鏡２３が固定されている。このため、ベース２２の加工や、ベースに前記各部品を実装する作業に時間がかかるという問題があった。
【０００６】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で光路を変更できるラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のラインヘッドは、基板と、前記基板の感光体の軸方向（主走査方向）にライン状に配列された複数の発光素子と、前記基板上に前記発光素子の出力光の光路を変更する反射部材と、を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のラインヘッドは、前記反射部材に、光量検知センサを設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のラインヘッドは、前記反射光を透過して感光体に出射するレンズを、前記基板と平行に配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のラインヘッドは、前記レンズは、光学倍率がマイナスのマイクロレンズであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のラインヘッドは、前記主走査方向にライン状に配列された複数の発光素子を区分してグルーピングし、当該グルーピングされた発光素子を前記個別のレンズに対応させて配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のラインヘッドは、前記各レンズには、前記感光体の軸方向と直交する方向（副走査方向）に、前記主走査方向に複数の発光素子が配列されたラインを複数列配置したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のラインヘッドは、前記各レンズは、前記副走査方向に複数列配置したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のラインヘッドは、前記基板を透明または半透明の部材で構成し、前記基板の感光体側に面する端面に、外部から入射する光の反射防止部材を設けたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のラインヘッドは、前記反射部材に、前記出射光の反射面と、反射防止面とを形成したことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のラインヘッドは、前記レンズの前記感光体側表面を平面状に形成したことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のラインヘッドは、前記発光素子を有機ＥＬ発光素子で形成したことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のラインヘッドは、前記基板として光透過性の部材を使用し、前記発光素子の出力光を前記基板を透過させて前記反射部材で反射させることを特徴とする。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段と、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、前記各画像形成ステーションを縦方向に配置し、転写媒体が前記各画像形成ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図を参照して本発明を説明する。図９は、本発明が適用される画像形成装置を示す縦断側面図である。図９の実施例の画像形成装置は、中間転写方式の縦型タンデム配置のカラー画像形成装置である。この画像形成装置は、ハウジング本体３１と、開閉部材（扉体）３２と、排紙トレイ（排紙部）３３とを有している。また、ハウジング本体３１内には、冷却のための送風ファン３０、本画像形成装置の駆動・制御のための電装基板３４、画像形成ユニット３５、転写ベルトユニット３７、給紙ユニット３８、紙搬送手段３９が配設されている。
【００２１】
転写ベルトユニット３７は、図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ４０と、駆動ローラ４０の上方に配設されるテンションローラ４１と、この２本のローラ間に張架されて図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト４２と、中間転写ベルト４２の表面に当接するクリーニング手段４３とを備えている。テンションローラ４１は、クリーニング手段４３のバックアップローラとして兼用させている。中間転写ベルト４２の裏面には、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体（感光体ドラム）４６に対向して板バネ電極からなる一次転写部材４５がその弾性力で当接されている。画像形成ユニット３５は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体４６と、像担持体４６の周囲にその回転方向の上流から下流にかけて配設された、コロナ帯電手段からなる帯電手段４７、及び、現像手段４８を有している。なお、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は任意である。２０は、露光手段としてのレーザスキャナユニット（ＬＳＵである。
【００２２】
各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体４６が中間転写ベルト４２の搬送方向下向きのベルト面に当接されるように、配置されている。現像手段４８は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器４９と、トナー貯留容器４９内に配設されたトナー撹拌部材５０と、トナー供給ローラ５１と、現像ローラ５２と、規制ブレード５３とから構成されている。
【００２３】
給紙ユニット３８は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット５４と、ピックアップローラ５５とからなる給紙部を備えている。紙搬送手段３９は、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対５６と、駆動ローラ４０及び中間転写ベルト４２に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ４４と、記録紙搬送経路５７と、定着ユニット５８と、排紙ローラ対５９と、両面プリント用搬送路６０を備えていえる。定着ユニット５８は、回転自在な定着ローラ対５８ａと、この定着ローラ対５８ａの少なくも一方側のローラを他方側に押圧付勢してシート材に二次転写された二次画像を記録媒体Ｐに押圧する押圧手段を有し、記録媒体に二次転写された二次画像は、定着ローラ対５８ａの形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。
【００２４】
このような構成において、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいて、現像手段４８は、現像剤として例えば非磁性一成分トナーを用いるもので、トナー貯留容器４９内に蓄えられたそのような一成分現像剤をトナー撹拌部材５０で攪拌してトナー供給ローラ５１で現像ローラ５２へ搬送し、現像ローラ５２表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレード５３で規制し、その現像ローラ５２を像担持体４６に接触あるいは押圧させて像担持体４６の電位レベルに応じて現像剤を付着させるもので、像担持体４６に帯電手段４７によって一様に帯電され、露光ヘッド１で露光放電されることにより形成された静電潜像は、現像手段４８でトナー像として現像される。
【００２５】
このようにして画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋで形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各トナー像は、一次転写部材４５に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト４２上に順次一次転写され、中間転写ベルト４２上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ４４において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着ユニット５８の定着ローラ対５８ａを通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対５９によって、装置上部に形成された排紙トレイ３３上へ排出される。
【００２６】
このように、図９の例では、画像形成装置は、像担持体の周囲に帯電手段と、ラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うものである。
【００２７】
図９に示されたような、露光手段としてＬＳＵ２０を用いる構成では、
画像形成装置の全体の大きさが増大して、広い設置スペースが必要になるという問題がある。そこで、本発明の実施形態においては、図９のような縦型搬送路を有するタンデム型画像形成装置において、露光手段としてラインヘッドを用いる構成としている。図８は、露光手段としてラインヘッドを用いる構成とした画像形成装置の縦断側面図である。図９と同じ部材には同じ符号を付しており、詳細な説明は省略する。図８において、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、ラインヘッド１を設ける。
【００２８】
図８に示されるように、画像形成装置の内部にはＬＳＵ２０が設けられていないので、小型化が可能となり、画像形成装置の設置スペースが節約できる。また、同じ大きさであれば、ＬＳＵ２０が設けられていた位置に画像形成装置の他の部品などを設置して、画像形成装置の内部空間の有効利用を図ることができる。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態を示す説明図である。図１において、基板２の表面に発光素子３を形成する。この発光素子は、例えば有機ＥＬ素子を用いる。また、基板２上で発光素子３の発光面の位置に反射部材４を設ける。この反射部材４は、例えば反射ガラスを有する三角プリズムを用いることができる。当該反射ガラス面上に光量検知センサ５、６を設ける。この光量検知センサは、単一または２個以上の複数個とすることができる。
【００３０】
図１の例では、反射部材４を直接基板２の上に設けているので、反射部材４と発光素子との位置あわせが不要である。このため、特許文献１に記載されているような、光線のレンズに対する入射位置ずれ、感光体上露光スポットのうねりや曲がりの発生に起因する、画質劣化を防止することができる。なお、図示を省略しているが、基板２には、有機ＥＬ素子を駆動する駆動部を形成することができる。駆動部をＴＦＴで形成すると、発光素子と駆動部を同じ工程で作成できる利点がある。
【００３１】
発光素子の出射光は、反射部材４の反射面で反射され、Ｚ方向（感光体の結像面方向）に進行する。従来のラインヘッドにおいては、発光素子の垂直方向が出射面であり、出射光は感光体の結像面方向に直進していた。このため、発光素子の直上に光量検出センサを設けることが出来なかった。光量検知センサは、発光素子を実装している基板端面等に設けていたが、検出光量が弱く検出誤差が大きいという問題があった。本実施形態においては、検出光量を大きくとることが出来るので、検出感度が上昇し、誤差が少なくなるという利点がある。
【００３２】
図２は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図２において、基板２の感光体側端面に反射防止コート８、８を施す。７は発光素子の出射光を感光体に導出するレンズ、例えば屈折率分布型ロッドレンズ（ＳＬ）である。レンズ７は、基板２と平行方向に設置され、反射部材４で光路の方向が変更された発光素子の出力光を結像面に向けて出射する。
【００３３】
従来のレンズは、基板２と垂直方向に設置されていたので、基板２と結像面間の高さ方向のスペースを必要としていた。図２の構成では、当該高さ方向のスペースが小さくなり、画像形成装置を小型化できるという利点がある。また、図２の例では、基板２の端面から光が漏出することを防ぎ、ゴーストを確実に遮光することが出来る。さらに、外部からの迷光が反射して感光体上にゴーストが形成されるのを防止することができる。
【００３４】
本発明の実施形態においては、前記レンズに発光素子をグルーピングして配置することができる。図７は、このようなレンズに発光素子をグルーピングして配置する例の説明図である。図７において、基板２に発光素子を感光体の軸方向（主走査方向）Ｘに複数配列した発光素子ラインを、感光体の軸方向と直交する方向（副走査方向）Ｙに複数列設けて発光体ブロック３ａを形成する。各発光体ブロック３ａは、それぞれ単一のレンズ７と対向させる。
【００３５】
図７の例では、レンズ７をＹ方向にＡ、Ｂ、Ｃの３列配列している。また、各レンズ７には、前記のように発光素子をＹ方向に２列配列しているが、レンズ７はＸ方向にＡ列のみ配列しても良い。また、各レンズ７に対応して配列される発光素子は、１列でも良く、Ｙ方向に３列以上の複数列でも良い。本発明の実施形態においては、レンズ７に複数の発光素子をグルーピングして、区分して配置するものである。なお、レンズは、前記のようなＳＬの他に、光学倍率がマイナスのマイクロレンズ（ＭＬ）を用いることができる。
【００３６】
このように、図７の例では複数の発光素子をレンズに対応させてグループ単位で制御するので、発光素子を個別に制御するよりも、制御が簡略化できる。また、コントローラと各発光素子間のケーブルは、各発光素子を個別に制御する場合には、発光素子の数だけのケーブルが必要となる。これに対して発光素子をグループ単位で制御する場合には、ケーブルを一部共用できる（結節点とコントローラ間）ので、ケーブルの全体の配線長を短くすることができる。
【００３７】
図３は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図３の例では、基板２は透明または半透明ガラスで構成し、発光素子１５、１７は、基板２の底面に形成する。各発光素子１５、１７の出力光は、基板２を透過して、反射面４ａで反射する。９、１０は基板２と平行に設置されたＭＬＡである。各発光素子１５、１７は、図１で示されたように基板２の長手方向（感光体の軸方向、主走査方向）にライン状に複数配設されており、各ＭＬ対応で複数個に区分されてグループ化されている。
【００３８】
図３の例では、各発光素子１５、１７で形成されるラインの基板２上の先頭発光素子位置は、基板の短辺方向（感光体の軸方向と直交する方向、副走査方向）でずらして千鳥状に配置されている。したがって、各発光素子と対応して設置されているＭＬＡ９，１０の副走査方向先頭位置もずらして設置されており、千鳥状となっている。１３，１４は感光体上に形成される結像面である。
【００３９】
図４は、本発明の他の実施形態を模式的に示す説明図である。図４の例では、発光素子１５〜１８のラインと、ＭＬＡ９〜１２の関係は、図７のＡ、Ｂラインの関係に相当する。すなわち、各ＭＬには、副走査方向に２列の発光素子が配列されてグルーピングされている。４ｒ〜４ｕは、反射部材４における出力光の反射面である。各発光素子１５〜１８の出力光は反射面４ｒ〜４ｕで反射されて、光路が基板２と平行な方向に変更される。
【００４０】
図５は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図５の例では、反射部材４の反射面上に反射部４ｘと反射防止部１９を設ける。図５のような構成とすることにより、反射部４ｘにおいて発光素子の出力光が対応するレンズの方向に反射されて、当該出力光が別レンズに入射することを防ぎ、ゴーストを確実に防止することが出来る。なお、反射部４ｘと反射防止部１９は、それぞれ、光反射性部材と光反射防止部材のコーティングにより形成する。
【００４１】
図６は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図６の例では、反射部材４と結像面１３、１４との間に、ＭＬ９、１０を重ねて配置する。このＭＬ９、１０の感光体側出射面９ａ、１０ａを平面とするこのように、ＭＬ９、１０の感光体側出射面９ａ、１０ａが平面であることにより、清掃がしやすい構成とすることができる。
【００４２】
これまでの説明では、発光素子として有機ＥＬ素子を用いているが、他の発光素子、例えば、ＬＥＤを用いる構成とすることもできる。この場合には、レンズ対応の発光素子のグルーピングは、ＬＥＤチップ単位で区分することが可能である。
【００４３】
以上、本発明のラインヘッドおよびそれを用いた画像形成装置について実施例に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図７】発光素子とレンズとの位置関係の例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態を示す画像形成装置の縦断側面図である。
【図９】ＬＳＵを用いた画像形成装置の縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・ラインヘッド、２・・・基板、３・・・発光素子、４・・・反射部材、４ａ・・・反射面、５，６・・・光量検知センサ、７・・・レンズ、８・・・反射防止コート、９，１０・・・ＭＬ（マイクロレンズ）、３１・・・ハウジング本体、３５・・・画像形成ユニット、４６・・・像担持体（感光体ドラム）、４８・・・現像手段、Ｐ・・・記録媒体、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ・・・画像形成ステーション
【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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