JP2021130232A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光プリントヘッドによって感光ドラムを露光する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that exposes a photosensitive drum with an optical print head.
プリンタや複写機等の画像形成装置の中には、感光ドラムを露光するための複数の発光素子を備える光プリントヘッドを有するものがある。光プリントヘッドには、発光素子の例としてLED(Light Emitting Diode)を用いるものがあり、発光素子が感光ドラムの回転軸線方向に沿って、例えば1列や千鳥状の2列に複数配列されたものが知られている。また、光プリントヘッドは、複数の発光素子から出射される光を感光ドラムに集光させるためのレンズアレイを備える。レンズアレイは、複数の発光素子と感光ドラムとの間において、発光素子の配列方向に沿うように感光ドラム表面に対向して配置される。複数の発光素子から出射された光は、レンズアレイを介し感光ドラム表面に集光する。これにより、感光ドラム表面に静電潜像が形成される。 Some image forming devices such as printers and copiers have an optical print head including a plurality of light emitting elements for exposing a photosensitive drum. Some optical printheads use LEDs (Light Emitting Diodes) as an example of light emitting elements, and a plurality of light emitting elements are arranged in one row or two staggered rows along the rotation axis direction of the photosensitive drum. Things are known. Further, the optical print head includes a lens array for condensing the light emitted from the plurality of light emitting elements on the photosensitive drum. The lens array is arranged between the plurality of light emitting elements and the photosensitive drum so as to face the surface of the photosensitive drum so as to follow the arrangement direction of the light emitting elements. The light emitted from the plurality of light emitting elements is focused on the surface of the photosensitive drum via the lens array. As a result, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum.
画像形成装置において良好な画像を得るためには、光プリントヘッドの全ての断面においてレンズアレイから感光体ドラム表面までの距離、及び、発光素子からレンズアレイまでの距離が等しくなるように位置決めを行う必要がある。一般的にレンズアレイの焦点深度は小さく、レンズアレイから感光体ドラム表面の距離、発光素子からレンズアレイの距離が少量変化するだけで画像濃度ムラが発生する恐れがある。そのため特許文献1のように、発光素子及びレンズアレイを保持する筐体の材質に環境変動及び反りに強い金属を用いるものがある。
In order to obtain a good image in the image forming apparatus, positioning is performed so that the distance from the lens array to the surface of the photoconductor drum and the distance from the light emitting element to the lens array are equal in all cross sections of the optical print head. There is a need. Generally, the depth of focus of the lens array is small, and even a small change in the distance from the lens array to the surface of the photoconductor drum and the distance from the light emitting element to the lens array may cause uneven image density. Therefore, as in
特許文献1に開示される光プリントヘッドについて図16を用いて説明する。光プリントヘッド300は複数の発光素子を有するLEDチップ301aが複数実装された発光基板301、発光基板301から放射される光を収束させるためのレンズアレイ302、発光基板301及びレンズアレイ302を支持する筐体303を備える。筐体303はアルミニウム材料を型に流し込んで製造されたダイカスト品である。筐体303には下方から上方まで貫通した空間が形成される。筐体303に形成された空間は、レンズアレイ302を収容する第1の領域A1、第1の領域A1の上方に形成され、第1の領域A1と連通して形成された第2の領域A2、及び第2の領域A2の上方に形成され、第2の領域A2と連通して形成された第3の領域A3から成る。第3の領域A3は第2の領域A2よりも幅が広く、第2の領域A2の内周面には2つの段差が形成され、該各段差の上面に基板当接面S1が形成される。発光基板301の直上には発光基板301を筐体303の基板当接面S1に押し付けるためのベース304が設けられる。筐体303の長手方向両端部にはレンズアレイ302から感光ドラム305の表面までの距離L12を調整するための不図示の偏心カム機構が設けられる。偏心カム機構は感光ドラム305の長手方向両端部に設けられた不図示のスペーサに当接し、偏心カム機構を回転させることでレンズアレイ302から感光ドラム305の表面までの距離L12を調整する。このようにして、レンズアレイ302から感光ドラム305の表面までの距離L12、及び、LEDチップ301aからレンズアレイ302までの距離L11が等しくなるように、光プリントヘッド300の位置決めを行う。
The optical print head disclosed in
しかしながら、特許文献1の光プリントヘッドには次に挙げる課題があった。近年、画像形成装置の小型化が求められており、感光ドラム−感光ドラムの距離(以下ドラムピッチとする)を短く設計する事が必要になっている。ドラムピッチが短くなると感光ドラムの周囲に設けられる帯電ローラから現像ユニットの間のスペースが狭くなり、感光ドラム表面に対し近接して配置する必要がある光プリントヘッドの配置が困難になる。更に特許文献1の光プリントヘッドのように筐体が金属製である場合は、光プリントヘッド配置のスペースが確保できても帯電ローラとの距離が近いとリーク電流が発生し、光プリントヘッドが有する発光基板が破損する恐れがある。そのために帯電ローラから筐体の距離をより確保する必要あり、金属製の筐体を用いる光プリントヘッドを有する画像形成装置の小型化が困難であった。
However, the optical print head of
本発明の目的は、帯電ローラから光プリントヘッドの金属製の筐体へのリーク電流発生を防止しつつ、画像形成装置の小型化を図ることである。 An object of the present invention is to reduce the size of the image forming apparatus while preventing the generation of a leakage current from the charging roller to the metal housing of the optical print head.
上記目的を達成するため、本発明は、感光ドラムと、前記感光ドラムを帯電させるための帯電ローラと、前記帯電ローラによって帯電された感光ドラムを露光する光プリントヘッドと、を有する画像形成装置であって、前記光プリントヘッドは、前記感光ドラムを露光する光を出射する発光素子が前記感光ドラムの回転軸線方向に複数並べられた基板と、光を入射する光入射面と前記光入射面から入射した光を出射する光出射面とを有し、前記発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光するレンズを複数有するレンズアレイと、前記基板と前記レンズアレイとを保持するための保持体と、を備え、前記保持体は、金属で形成され、前記レンズアレイを挿入するための開口部が形成された第1面と、前記レンズの光軸方向および前記回転軸線方向と直交する第1方向の前記基板の端部と対向する第2面と、前記第1方向において前記第1面の開口部よりも帯電ローラ側に設けられ、前記第1面と前記第2面に連結された連結面と、を有し、前記連結面の前記第2面との交点は、前記光軸方向において前記レンズアレイの光入射面と前記基板の発光素子が並べられた基板表面との間に位置し、前記レンズアレイの光入射面の位置における前記開口部の中心線から前記連結面までの前記第1方向の距離R1と、前記基板の基板表面の位置における前記中心線から前記第2面までの前記第1方向の距離Bが、R1<Bの関係である、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is an image forming apparatus having a photosensitive drum, a charging roller for charging the photosensitive drum, and an optical print head for exposing the photosensitive drum charged by the charging roller. The optical print head is provided from a substrate in which a plurality of light emitting elements that emit light for exposing the photosensitive drum are arranged in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum, a light incident surface on which light is incident, and the light incident surface. A lens array having a light emitting surface for emitting incident light and having a plurality of lenses for condensing the light emitted from the light emitting element on the photosensitive drum, and for holding the substrate and the lens array. The holding body comprises a holding body, and the holding body is made of metal and is orthogonal to the optical axis direction and the rotation axis direction of the lens with a first surface formed of an opening for inserting the lens array. A second surface facing the end of the substrate in the first direction is provided on the charging roller side of the opening of the first surface in the first direction, and is connected to the first surface and the second surface. The intersection of the connecting surface with the second surface is between the light incident surface of the lens array and the surface of the substrate on which the light emitting elements of the substrate are arranged in the optical axis direction. The distance R1 in the first direction from the center line of the opening to the connecting surface at the position of the light incident surface of the lens array and the second surface from the center line at the position of the substrate surface of the substrate. The distance B in the first direction up to is R1 <B.
本発明によれば、感光ドラムに対する光プリントヘッドの位置を変えずに、光プリントヘッドの金属製の保持体と帯電ローラとの間の距離を確保することができ、リーク電流の発生を防止しつつ、画像形成装置の小型化が可能になる。 According to the present invention, the distance between the metal holder of the optical print head and the charging roller can be secured without changing the position of the optical print head with respect to the photosensitive drum, and the generation of leakage current can be prevented. At the same time, the image forming apparatus can be miniaturized.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail exemplarily with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described below are not intended to limit the scope of the present invention to those, unless otherwise specified.
(画像形成装置)
まず、図1(a)を用いて画像形成装置1の概略構成を説明する。図1(a)は画像形成装置1の概略断面図である。図1(a)に示す画像形成装置1は読取装置を備えていないカラープリンタ(SFP:Singl Function Printer)であるが、実施の形態は読取装置を備える複写機であってもよい。また、実施の形態は、図1(a)に示すような複数の感光ドラム103を備えるカラー画像形成装置に限られず、1つの感光ドラム103を備えるカラー画像形成装置やモノクロ画像を形成する画像形成装置でも良い。
(Image forming device)
First, a schematic configuration of the
図1(a)に示す画像形成装置1は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する4基の画像形成部102Y,102M,102C,102K(以下、総称して単に「画像形成部102」とも称する)を備える。また、画像形成部102Y,102M,102C,102Kは、それぞれ感光ドラム103Y,103M,103C,103K(以下、総称して単に「感光ドラム103」とも称する)を備える。また、画像形成部102Y,102M,102C,102Kは、感光ドラム103Y,103M,103C,103Kをそれぞれ帯電させる帯電ローラ104Y,104M,104C,104K(以下、総称して単に「帯電ローラ104」とも称する)を備える。また、画像形成部102Y,102M,102C,102Kは、感光ドラム103Y,103M,103C,103Kを露光する光を出射する露光光源としてのLED(Light Emitting Diode、以下LEDと記載)露光ユニット520Y,520M,520C,520K(以下、総称して単に「露光ユニット520」とも称する)を備える。さらに、画像形成部102Y,102M,102C,102Kは、感光ドラム103上の静電潜像をトナーによって現像し、感光ドラム103上に各色のトナー像を現像する現像手段としての現像器106Y,106M,106C,106K(以下、総称して単に「現像器106」とも称する)を備える。なお、符号に付されたY,M,C,Kはトナーの色(Y:イエロー、M:マゼンタ、C:シアン、K:ブラック)を示している。
The
図1(a)に示す画像形成装置1は、感光ドラム103を下方から露光する、いわゆる「下面露光方式」を採用する画像形成装置である。以下、下面露光方式を採用する画像形成装置を前提として説明を進めるが、実施の形態としては図1(b)に示す画像形成装置2のような感光ドラム103を上方から露光する「上面露光方式」を採用する画像形成装置でも構わない。図1(b)中において図1(a)と同じ構成を示す箇所には同符合を示す。
The
画像形成装置1は、感光ドラム103に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト107と、感光ドラム103に形成されたトナー像を当該中間転写ベルト107に順次転写させる一次転写ローラ108(Y,M,C,K)を備える。また、画像形成装置1は、中間転写ベルト107上のトナー像を給紙部101から搬送されてきた記録紙Pに転写させる転写手段としての二次転写ローラ109と、二次転写された画像を記録紙Pに定着させる定着器100を備える。
The
(画像形成プロセス)
次に上記画像形成装置の画像形成プロセスについて簡単に説明する。帯電ローラ104Yは、感光ドラム103Yの表面を帯電する。露光ユニット520Yは帯電ローラ104Yによって帯電された感光ドラム103Yの表面を露光する。これにより、感光ドラム103Yには静電潜像が形成される。次に、現像器106Yは感光ドラム103Yに形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。感光ドラム103Yの表面に現像されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ108Yによって中間転写ベルト107上に転写される。マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像も同様の画像形成プロセスで形成され、中間転写ベルト107に重ね合わせるように転写される。
(Image formation process)
Next, the image forming process of the image forming apparatus will be briefly described. The charging
中間転写ベルト107上に転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト107によって二次転写部T2まで搬送される。二次転写部T2に配置された二次転写ローラ109にはトナー像を記録紙Pに転写するための転写バイアスが印加されている。二次転写部T2まで搬送されたトナー像は、二次転写ローラ109の転写バイアスによって、給紙部101から搬送されてきた記録紙Pに転写される。トナー像が転写された記録紙Pは定着器100に搬送される。定着器100は、熱と圧力によって記録紙Pにトナー像を定着させる。定着器100によって定着処理がなされた記録紙Pは、排紙部111に排出される。
The toner images of each color transferred on the
(ドラムユニットおよび現像ユニット)
本実施例の画像形成装置における交換可能なドラムユニットについて例示して説明する。前述した感光ドラム103と帯電ローラ104とは、不図示のクリーニング装置と共に、一体的にユニット化(ドラムユニット、ドラムカートリッジ)されていても構わない。その構成の一例を、図2(a)および図2(b)を用いて説明する。図2(a)は、画像形成装置1が備えるドラムユニット518(Y,M,C,K)周辺および現像ユニット641(Y,M,C,K)周辺の概略構造を示す斜視図である。また、図2(b)はドラムユニット518が装置本体の外側から画像形成装置1に挿入されている様子を示す図である。
(Drum unit and developing unit)
The replaceable drum unit in the image forming apparatus of this embodiment will be illustrated and described. The
画像形成装置1には、感光ドラム103を備えるドラムユニット518Y,518M,518C,518K(以下、総称して単に「ドラムユニット518」とも称する)が取り付けられる。ドラムユニット518は、ユーザやメンテナンス者等の作業者によって交換されるカートリッジである。ドラムユニット518は感光ドラム103を回転可能に支持している。具体的には、感光ドラム103は、ドラムユニット518の枠体によって回転可能に支持されている。なお、ドラムユニット518は帯電ローラ104やクリーニング装置を備えていない構成でも構わない。
A
また、本実施例の画像形成装置1には、ドラムユニット518とは別体の現像ユニット641Y,641M,641C,641K(以下、総称して単に「現像ユニット641」とも称する)が取り付けられる。本実施例の現像ユニット641は、図1(a)に示す現像器106とトナー収容部とが一体化されたカートリッジである。現像器106は、現像剤を担持する現像剤担持体である現像スリーブ(不図示)を備える。現像ユニット641にはトナーとキャリアを攪拌するためのスクリュを回転させるためのギアが複数設けられている。これらのギアが経年劣化等した際には、作業者が現像ユニット641を画像形成装置1の装置本体から取り外して交換する。なお、ドラムユニット518および現像ユニット641の実施の形態は、上記ドラムユニット518と現像ユニット641が一体化されたプロセスカートリッジでも構わない。
Further, the
図2(a)に示すように画像形成装置1は、板金で形成される前側板642と、同じく板金で形成される後側板643を備える。前側板642は画像形成装置1の手前側に設けられた側壁である。前側板642は画像形成装置1の装置本体の手前側において装置本体の筐体の一部をなす。後側板643は画像形成装置1の後側に設けられた側壁である。後側板643は画像形成装置1の装置本体の奥側において装置本体の筐体の一部をなす。図2(a)に示すように、前側板642と後側板643は対面して配置され、両者の間には梁としての不図示の板金が橋架されている。前側板642と後側板643と不図示の梁とはそれぞれ画像形成装置1の筐体(枠体)の一部を構成する。ここで、本実施例の画像形成装置1もしくはその構成部材に関して、正面側もしくは手前側とは、ドラムユニット518を装置本体に対して出し入れ(挿抜)する側である。
As shown in FIG. 2A, the
画像形成装置1の手前側からドラムユニット518、および現像ユニット641を挿抜できるように、前側板642には開口644が形成されている。ドラムユニット518、および現像ユニット641は、開口644を介して画像形成装置1の装置本体の所定の位置(装着位置)に装着される。また、画像形成装置1は、装着位置に装着されたドラムユニット518と現像ユニット641の双方の手前側を覆うカバー558Y,558M,558C,558K(以下、総称して単に「カバー558」とも称する)を備える。カバー558は、一端がヒンジによって画像形成装置1の装置本体に固定されており、ヒンジによって画像形成装置1の装置本体に対して回動可能となっている。作業者がカバー558を開いて本体内のドラムユニット518あるいは現像ユニット641を取り出し、新しいドラムユニット518あるいは現像ユニット641を挿入してカバー558を閉じることによって交換作業が完了する。
An
ここで、図2(a)および図2(b)に示すように、以下の説明では装置本体に対して前側板642側を前側(手前側もしくは正面側)、後側板643側を後側(奥側もしくは背面側)と定義する。また、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Kを基準としたとき、イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Yが配置されている側を右側と定義する。イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Yを基準としたとき、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Kが配置されている側を左側と定義する。さらに、ここで定義した前後方向および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向上向きを上方向、また、ここで定義した前後方向および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向下向きを下方向と定義する。定義した前方向、後方向、右方向、左方向、上方向、下方向を図2に示す。また、以下の本文で記載する感光ドラム103の回転軸線方向とは、図2に示す前後方向と一致する方向である。また、光プリントヘッド105の長手方向についても図2に示す前後方向と一致する方向である。すなわち、感光ドラム103の回転軸線方向と光プリントヘッド105の長手方向とは一致する方向である。
Here, as shown in FIGS. 2A and 2B, in the following description, the
(露光ユニット)
次に図3を用いて、光プリントヘッド105を含む露光ユニット520(図3参照)について説明する。図3は、本実施例の画像形成装置1が備える露光ユニット520の概略斜視図である。
(Exposure unit)
Next, the exposure unit 520 (see FIG. 3) including the
光プリントヘッド105は感光ドラム103の回転軸線方向に延びる長手形状をなす。また、光プリントヘッド105は、保持体505と、レンズアレイ506と、基板502(図5参照)と、を備える。レンズアレイ506と、基板502と、は保持体505によって保持されている。保持体505は、例えば、亜鉛メッキ鋼板や冷間圧延鋼板にメッキ処理が施された板材を折り曲げて形成した金属製の部材である。また、この保持体505は、磁場の中に置かれると磁化される磁性体である。ここで、電子写真方式の画像形成装置に採用される露光方式の一例として、半導体レーザの照射ビームを回転するポリゴンミラーなどで走査しf−θレンズ等を介して感光ドラムを露光するレーザビーム走査露光方式がある。本実施例で説明する「光プリントヘッド105」は、感光ドラム103の回転軸線方向に沿って配列されたLED等の発光素子を用いて感光ドラム103を露光するLED露光方式に用いられるものであって、上記に言うレーザビーム走査露光方式には用いられない。
The
本実施例で説明する露光ユニット520は、感光ドラム103の回転軸線よりも鉛直方向下側に設けられている。保持体505が有する基板502には発光素子としてのLEDが設けられており、これら発光素子が感光ドラム103を下方から露光する。ただし、露光ユニット520が感光ドラム103の回転軸線よりも鉛直方向上側に設けられ、感光ドラム103を上方から露光する構成でも構わない(図1(b)参照)。
The
図3に示すように、露光ユニット520は、光プリントヘッド105と、光プリントヘッド105を移動させる移動機構640を構成する支持部材526と、第1リンク機構530と、第2リンク機構540と、を備える。
As shown in FIG. 3, the
光プリントヘッド105の保持体505には、当接ピン514と、当接ピン515とが設けられている。当接ピン514と当接ピン515とがドラムユニット518に突き当たることでレンズアレイ506の光出射面と感光ドラム103との間に間隙が形成される。こうして、感光ドラム103に対する光プリントヘッド105の位置が決まる。本実施例において、当接ピン514および当接ピン515は共に金属製のストレートピンである。また、当接ピン514および当接ピン515とは、金属製の保持体505に溶接によって固定されている。このように、本実施例において、当接ピン514および当接ピン515は保持体505と一体化している。なお、当接ピン514および当接ピン515と保持体505との固定は、溶接に限らず、接着剤によって固定されていても構わない。また、当接ピン514および当接ピン515にネジが切られていて、保持体505に螺合することによって締結されていても構わない。
The holding
第1リンク機構530はリンク部材535とリンク部材536とを備える。第2リンク機構540はリンク部材537とリンク部材538とを備える。画像形成装置1の手前側に設けられたカバー558(図2参照)の開閉動作に伴い、後述するスライド部材525が前後方向にスライド移動する。スライド部材525のスライド移動に連動してリンク部材535〜538が回動し、光プリントヘッド105が上下方向に移動する。
The
本実施例において、光プリントヘッド105は感光ドラム103よりも鉛直方向下側に設けられている。すなわち、本実施例における画像形成装置1は、光プリントヘッド105が感光ドラム103を鉛直方向下方から露光する。
In this embodiment, the
また、図3に示すように露光ユニット520は、支持部材526を備える。支持部材526は、第1リンク機構530と第2リンク機構540とを介して光プリントヘッド105を支持している。具体的には第1リンク機構530のリンク部材535が保持体505を支持し、第2リンク機構540のリンク部材537が保持体505を支持する。支持部材526は、板金をコの字型に折り曲げることにより形成されている。支持部材526は感光ドラム103の回転軸線方向に延びる長手形状の部材である。支持部材526の長手方向における支持部材526の一端側(手前側)が前側板642に対して固定され、支持部材526の長手方向における支持部材526の他端側(奥側)が後側板643に対して固定される。こうして、支持部材526は画像形成装置1の装置本体に対して固定される。
Further, as shown in FIG. 3, the
支持部材526は、支持部材526の長手方向に移動可能なスライド部材525を備える。スライド部材525が支持部材526に対して移動することに応じて、リンク部材535〜538が回動して光プリントヘッド105が支持部材526に対して移動する。
The
また、支持部材526には、不図示の清掃部材が差し込まれる差し込み部550が固定されている。支持部材526が画像形成装置1の装置本体に固定されるため、差し込み部550も画像形成装置1の装置本体に固定されていることになる。
Further, an
次に、図4を用いて、光プリントヘッド105の保持体505が保持する基板502とレンズアレイ506について説明する。まず、基板502について説明する。図4(a)は基板502の概略斜視図である。図4(b)は基板502に設けられた複数のLED503の配列を示し、図4(c)は図4(b)の拡大図を示している。
Next, the
基板502にはLEDチップ639が実装されている。図4(a)に示すように、基板502の一方の面にはLEDチップ639が設けられ、裏面側にコネクタ504が設けられている。基板502には各LEDチップ639に信号を供給するための配線が設けられている。コネクタ504には、不図示のフレクシブルフラットケーブル(FFC)の一端が接続される。画像形成装置1の装置本体には基板が設けられている。基板は制御部とコネクタとを備える。FFCの他端は、当該コネクタに接続されている。基板502には、画像形成装置1の装置本体の制御部からFFCおよびコネクタ504を介して制御信号が入力される。LEDチップ639は、基板502に入力された制御信号によって駆動される。
The
基板502に実装されたLEDチップ639についてさらに詳しく説明する。図4(b)および図4(c)に示すように、基板502の一方の面には複数のLED503が配置された複数のLEDチップ639−1〜639−29(29個)が配列されている。各LEDチップ639−1〜639−29はそれぞれ、その長手方向に516個のLED(発光素子)が一列に配列されている。LEDチップ639の長手方向において隣り合うLEDの中心間距離k2は画像形成装置1の解像度に対応している。本実施例の画像形成装置1の解像度は1200dpiであるので、LEDチップ639−1〜639−29の長手方向において、LED503は隣接するLED503の中心間距離が21.16μmとなるように一列に配列されている。そのため、本実施例の光プリントヘッド105の露光範囲は約316mmとなる。感光ドラム103の感光層は316mm以上の幅で形成されている。A4サイズの記録紙の長辺の長さおよびA3サイズの記録紙の短辺の長さは297mmであるため、本実施例の光プリントヘッド105は、A4サイズの記録紙およびA3サイズの記録紙に画像形成可能な露光範囲を有している。
The
LEDチップ639−1〜639−29は、感光ドラム103の回転軸線方向に沿って二列となるよう交互に配置されている。すなわち、図4(b)に示すように、左側から数えて奇数番目のLEDチップ639−1、639−3、・・・639−29が基板502の長手方向に一列に実装され、偶数番目のLEDチップ639−2、639−4、・・・639−28が基板502の長手方向に一列に実装されている。LEDチップ639をこのように配置することで、図4(c)に示すように、LEDチップ639の長手方向において、隣り合う異なるLEDチップ639における一方のLEDチップ639の一端と他方のLEDチップ639の他端とに配置されたLED503の中心間距離k1を一つのLEDチップ639上における隣り合うLED503の中心間距離k2と等しくすることができる。
The LED chips 639-1 to 639-29 are alternately arranged in two rows along the rotation axis direction of the
なお、本実施例では露光光源にLEDを用いる構成を例示するが、露光光源として有機EL(Organic Electro Luminescence)を用いても良い。 In this embodiment, an LED is used as the exposure light source, but an organic EL (Organic Electroluminescence) may be used as the exposure light source.
次に、レンズアレイ506について説明する。図4(d)はレンズアレイ506を感光ドラム103側から見た時の概略図である。また、図4(e)はレンズアレイ506の概略斜視図である。図4(d)に示すように、レンズアレイ506は、発光素子から出射された光を感光ドラム103に集光するレンズを複数有する。これら複数のレンズは複数のLED503の配列方向に沿って二列に並べられている。各レンズは、一方の列のレンズの配列方向において隣り合うレンズの両方に接するように他方の列のレンズの一つが配置されるよう交互に配置されている。各レンズは、円柱状の硝子製のロッドレンズであって、LED503から出射された光が入射する光入射面506aと、光入射面から入射した光が出射する光出射面506bとを有する(図5参照)。なお、レンズの材質は硝子製に限らず、プラスチック製でも構わない。レンズの形状についても円柱状に限らず、例えば六角柱等の多角柱でも構わない。
Next, the
図4(e)に示す点線Zはレンズの光軸を示す。光プリントヘッド105は前述の移動機構640(図3参照)によって当該点線Zで示すレンズの光軸に概ね沿った方向に移動させられる。ここで言うレンズの光軸とは、レンズの光出射面の中心と当該レンズの焦点とを結ぶ線を意味する。レンズアレイ506はLED503から出射された光を感光ドラム103の表面に集光する役割をもつ。
The dotted line Z shown in FIG. 4 (e) indicates the optical axis of the lens. The
図5は、光プリントヘッド105を光プリントヘッド105の長手方向に対して垂直に切断したときの断面図である。図5に示すように、光プリントヘッド105は、基板502とレンズアレイ506とが対向するように保持体505に保持されている。保持体505は、例えば、亜鉛メッキ鋼板や冷間圧延鋼板にメッキ処理を施した板材である。本実施例において、保持体505は板材をコの字形状に折り曲げることによって構成されている。保持体505は、金属製の板材を用いることでコストを抑制しつつ、曲げ加工を施すことで強度を出すことができる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
ただし、保持体505の構成としては、金属製の板材に曲げ加工を施す構成に限らず、例えば、いわゆるダイカストであっても構わない。ダイカストとは、金型(キャビティ)に注入した溶融金属を冷却して固めることによって製造した製品もしくはその製造方法のことを言う。製造方法としてダイカストを採用した場合、元となる金型次第で複雑な形状に対応することができる。一方で、金型作製のコストがかかるため、同じ物を大量に製造する必要が無い場合はコストメリットがない、というデメリットもある。本実施の形態において、保持体505は、板金に曲げ加工を施すことにより製造したものであっても、ダイカストを採用し製造したものであっても構わない。
However, the structure of the holding
レンズアレイ506は、LED503から出射した光束を等倍正立像として感光ドラム103上に結像する。このとき、LED503からレンズアレイ506の光入射面506aまでの距離とレンズアレイ506の光出射面506bから感光ドラム103表面までの距離はほぼ等しい。
The
(移動機構)
次に、図6を用いて、スライド部材525のスライド移動に連動して光プリントヘッド105が移動する仕組みについて説明する。図6は露光ユニット520を左側から見た図である。説明を簡単にするため、支持部材526は不図示としている。なお、図6(a)は、光プリントヘッド105が感光ドラム103を露光するときの位置である露光位置に位置する状態を示している。一方、図6(b)は、光プリントヘッド105が露光位置よりも感光ドラム103から退避した退避位置に位置する状態を示している。ここで、本実施例において、光プリントヘッド105が露光位置に位置するときの感光ドラム103とレンズアレイ506の光出射面との間隔は約3mmである。
(Movement mechanism)
Next, with reference to FIG. 6, a mechanism in which the
図6に示すように、スライド部材525の長手方向におけるスライド部材525の一端側にはリンク部材535が回動可能に接続されており、スライド部材525の長手方向におけるスライド部材525の他端側にはリンク部材537が回動可能に接続されている。カバー558(図2参照)を閉じた状態から開いた状態に回動させることに応じてスライド部材525が手前側から奥側にスライド移動する。スライド部材525が手前側から奥側にスライド移動すると、リンク部材535とリンク部材537は図6で言うところの反時計回りに回動する。また、リンク部材535とリンク部材536とは互いに回動可能に接続されている。リンク部材537とリンク部材538も互いに回動可能に接続されている。
As shown in FIG. 6, a
リンク部材536は一端側が支持部材526(図3参照)に対して回動可能に接続されているため、リンク部材535の回動に連動してリンク部材536も支持部材526に対して回動する。また、リンク部材538は一端側が支持部材526(図3参照)に対して回動可能に接続されているため、リンク部材537の回動に連動してリンク部材538も支持部材526に対して回動する。スライド部材525が手前側から奥側へ向けて移動すると、リンク部材536およびリンク部材538は共に支持部材526に対して時計回りに回動する。ここで、リンク部材535の他端側は保持体505に対して回動可能に接続されており、リンク部材537の他端側は保持体505に対して回動可能に接続されている。そのため、スライド部材525が手前側から奥側に向けてスライド移動することに連動して、リンク部材535とリンク部材537とが反時計回りに回動する。これにより、リンク部材535の他端側およびリンク部材537の他端側がそれぞれ感光ドラム103から離れる方向へ移動する。こうして、光プリントヘッド105は図6(a)に示す露光位置から図6(b)に示す退避位置へ向けて移動する。
Since one end of the
次に、スライド部材525のスライド移動に連動して、光プリントヘッド105が図6(b)に示す状態から図6(a)に示す状態、すなわち退避位置から露光位置へ向けて移動する様子について説明する。
Next, in conjunction with the slide movement of the
スライド部材525は、カバー558(図2参照)が開いた状態から閉じた状態へ回動することに連動して、奥側から手前側へ向けて移動する。スライド部材が奥側から手前側へ向けてスライド移動すると、リンク部材535およびリンク部材537は図6で言うところの時計回りに回動する。同時に、リンク部材536およびリンク部材538は反時計回りに回動する。スライド部材525が奥側から手前側に向けてスライド移動することに連動して、リンク部材535とリンク部材537とが時計回りに回動する。これにより、リンク部材535の他端側およびリンク部材537の他端側がそれぞれ感光ドラム103へ近付く方向へ移動する。こうして、光プリントヘッド105は図6(b)に示す退避位置から図6(a)に示す露光位置へ向けて移動する。なお、本実施例において、退避位置と露光位置とを移動する光プリントヘッド105の移動方向はレンズアレイ506におけるレンズの光軸方向と略一致する方向である。
The
スライド部材525のスライド移動に連動して光プリントヘッド105の保持体505が退避位置から露光位置へ向けて移動していく。すると、保持体505の長手方向において保持体505の一端側に設けられた当接ピン514と、保持体505の他端側に設けられた当接ピン515と、がドラムユニット518に突き当たる。こうして、ドラムユニット518に対する保持体505の位置、すなわち光プリントヘッド105の位置が決まる。
The holding
以上のようにしてドラムユニット518に対する保持体505の位置が決まったとき、感光ドラム103とレンズアレイ506の光出射面との間隔も決まり、光プリントヘッド105の露光位置への移動が完了する。
When the position of the holding
図7を用いて、リンク機構530およびリンク機構540の仕組みについて更に詳しく述べる。図7(a)は、支持部材526の前側を左側から見た概略斜視図である。また、図7(b)は、支持部材526の前側を右側から見た概略斜視図である。以下、支持部材526の手前側に設けられたリンク機構530について説明する。リンク機構540の構成については、リンク機構530の構成と実質的に同じであるため、その説明は省略する。
The mechanism of the
図7(a)および図7(b)に示すように、支持部材526は、支持軸531と、E型止め輪533と、を備える。コの字型に加工された支持部材526の右側の側壁面と左側の側壁面とには、支持軸531が挿通される孔が形成されている。これらの孔に支持軸531が挿通された状態で、支持軸531はE型止め輪533によって支持部材526に対して固定されている。
As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the
スライド部材525は金属製の板状の部材である。図7(a)に示すように、スライド部材525には前後方向に延びる長孔691が形成されている。この長孔691に支持軸531が挿通されている。本実施例において、支持軸531は、長孔691に対し上下方向において0.1〜0.5mm程度の隙間を以て緩嵌している。また、長孔691の長手方向における径は約350mmである。これにより、スライド部材525は、支持部材526に対して前後方向に約350mmスライド移動することができる。
The
また、スライド部材525の長手方向におけるスライド部材の一端側(スライド部材525の手前側)には補助部材539が取り付けられている。補助部材539には収容スペース562が形成されている。収容スペース562には、カバー558(図2参照)に設けられた突起が収容される。カバー558が回動すると、回動するカバー558とともに移動する突起が収容スペース562の手前側の側壁もしくは奥側の側壁に突き当たる。突起が収容スペース562の手前側の側壁を押し込むことでスライド部材525は手前側に移動する。一方、突起が収容スペース562の奥側の側壁を押し込むことでスライド部材525は奥側に移動する。このようにして、カバー558の回動に連動してスライド部材525も前後方向に移動する。
Further, an
リンク機構530は、リンク部材535と、リンク部材536と、を備える。リンク部材535およびリンク部材536はともに長手形状の板材である。本実施例においては、これらリンク部材535およびリンク部材536は樹脂成形されている。リンク部材535の長手方向においてリンク部材535の一端側(図7(a)で言うところの上側)には突起655が形成されている。一方、リンク部材535の長手方向においてリンク部材535の他端側(図7(a)で言うところの下側)には筒部610が形成されている。突起655は、保持体505の手前側に形成された開口に嵌合する。これにより、リンク部材536は突起655を回動中心として保持体505に対して回動することができる。筒部610は、中空の円筒である。図7(a)および図7(b)において、筒部610にはスライド部材525から突出した突起が嵌合している。これにより、リンク部材536は、スライド部材525に対しても回動することができる。
The
また、リンク部材536の長手方向における一端側(図7(b)で言うところの上側)は、リンク部材535に対して回動可能に取り付けられている。すなわち、リンク部材535とリンク部材536とは互いに回動可能である。一方、リンク部材536の長手方向におけるリンク部材536の他端側(図7(b)で言うところの下側)は、支持部材526に対して回動可能に取り付けられている。具体的には、リンク部材536の下側と支持部材526の左側の側壁面とには、それぞれ孔が形成されており、この孔に挿通ピン532が挿通されている。こうして、リンク部材536は支持部材526に対して回動可能に固定されている。
Further, one end side (upper side as referred to in FIG. 7B) in the longitudinal direction of the
図7(c)および図7(d)は、リンク機構530が有するリンク部材535およびリンク部材536それぞれの回動の様子について説明するための図である。上述したように、リンク部材535に形成された筒部610は、支持部材526に形成された突起534に嵌合している。そのため、スライド部材525が手前側から奥側へ向けてスライド移動すると、リンク部材535が突起534を回動中心として、図7(c)および図7(d)で言うところの時計回りに回動する。リンク部材535とリンク部材536とは互いに回動可能に接続されているため、リンク部材536は、リンク部材535の時計回りの回動に連動して、スライド部材525に対して反時計回りに回動する。このとき、リンク部材536は挿通ピン532を回動中心として支持部材526に対して回動する。リンク部材535は、リンク部材536によって回動可能に支えられながら回動することにより、リンク部材535の突起655が下側へ向けて移動する。
7 (c) and 7 (d) are views for explaining the rotation of each of the
ここで、スライド部材525に対するリンク部材535の回動中心軸線とリンク部材535とリンク部材536との接続中心軸線との距離をL1、支持部材526に対するリンク部材536の回動中心軸線とリンク部材535とリンク部材536との接続中心軸線との距離をL2、保持体505に対するリンク部材535の回動中心軸線とリンク部材535とリンク部材536との接続中心軸線との距離をL3、とすると、距離L1〜L3は互いに等しい。一般に、このようなリンク機構はスコットラッセル機構とも称される。距離L1〜L3を等しくすることによって、スライド部材525のスライド移動に連動した突起655の移動方向は、垂直方向になる。具体的には、突起655は図7(d)で言うところの点線A上を移動する。これにより、スライド部材525のスライド移動に連動させて、保持体505を上下方向に移動させることができる。
Here, the distance between the rotation center axis of the
また、光プリントヘッド105を露光位置および退避位置に移動させる構成は、第1リンク機構530や第2リンク機構540を用いた構成に限らず、図8に示す移動機構940を用いた構成であっても構わない。以下、図8を用いて移動機構940について説明する。なお、移動機構940を構成する部材と実質的に同じ機能を有する部材には同じ符合を付して説明し、重複する説明は省略する場合がある。
Further, the configuration for moving the
図8(a)および図8(b)に示すように、スライド部材525の前側および後側には第1カム部112および第2カム部113が設けられている。また、光プリントヘッド105が有する保持体505の手前側および奥側には移動支持部114および移動支持部115が設けられている。第1カム部112および第2カム部113は、保持体505側に後側から前側に向けて下側に傾斜した傾斜面を備える。
As shown in FIGS. 8A and 8B, a
図8(a)は、露光位置に位置する保持体505および移動機構940を右側から見た概略図である。光プリントヘッド105が有する保持体505が、露光位置に位置する際に、スライド部材525が支持部材526に対して前側から後側へスライド移動する。すると、スライド部材525と共にスライド部材525に設けられた第1カム部112および第2カム部113が支持部材526に対して前側から後側へ移動する。これにより、保持体505に設けられた移動支持部114および移動支持部115の下端が第1カム部112および第2カム部113に当接し、移動支持部114および移動支持部115が第1カム部112および第2カム部113に沿って露光位置から退避位置へと向かう方向へ移動する。
FIG. 8A is a schematic view of the holding
図8(b)は、退避位置に位置する保持体505および移動機構940を右側から見た概略図である。光プリントヘッド105が有する保持体505が、退避位置に位置する際に、スライド部材525が支持部材526に対して後側から前側へスライド移動する。すると、スライド部材525と共にスライド部材525に設けられた第1カム部112および第2カム部113が支持部材526に対して後側から前側へスライド移動する。これにより、保持体505に設けられた移動支持部114および移動支持部115の下端が第1カム部112および第2カム部113に沿って、退避位置から露光位置へと向かう方向へ押し上げられ移動する。
FIG. 8B is a schematic view of the holding
(光プリントヘッドの詳細構成)
次に図9を用いて、光プリントヘッド105の詳細構成について説明する。図9は保持体505周りの部品の位置関係を示す光プリントヘッド105の断面図である。
(Detailed configuration of optical print head)
Next, the detailed configuration of the
光プリントヘッド105は、前述したように、保持体505と、レンズアレイ506と、LEDチップ639を有する基板502と、を備える。レンズアレイ506と基板502は、保持体505によって保持されている。保持体505は、金属で形成され、例えば、亜鉛メッキ鋼板や冷間圧延鋼板にメッキ処理が施された板材を折り曲げて形成した金属製の部材である。
As described above, the
保持体505は、第1面としてのレンズ支持部505aと、第2面としての基板支持部505bと、第1面と第2面に連結された連結面である連結部505cと、を有する。レンズ支持部505aは、レンズアレイ506を挿入及び固定するための開口部であるレンズ取付部505a1が形成された第1面である。基板支持部505bは、基板502を挿入するための開口部505dから挿入された基板502を支持するための第2面である。基板支持部505bは、レンズアレイ506におけるレンズの光軸方向および感光ドラム103の回転軸線方向と直交する第1方向の基板502の一方の端部502bと対向する第2面である。連結部505cは、レンズ支持部505aと基板支持部505bに連結された連結面である。連結部505cは、前記第1方向においてレンズ支持部505aのレンズ取付部505a1よりも帯電ローラ側に設けられている。そのため、レンズ支持部505aに形成されたレンズ取付部505a1の中心線CL1は、保持体505の中心線CL2よりも左方向に寄る。従ってレンズ取付部505a1に取り付けられるレンズアレイ506及び基板502に実装されるLEDチップ639も、レンズ取付部505a1と同じ距離だけ左方向に寄った状態である。すなわち、LEDチップ639が基板502の第1方向の中央よりも帯電ローラから離れた側に実装された状態となる。
The holding
図9に示すように保持体505は、レンズ支持部505aと連結部505cとの間に交点505fを、連結部505cと基板支持部505bとの間に交点505eを有する。これらの交点505eおよび交点505fは、保持体505が板金製の場合は折り曲げられている部分を指す。保持体505が金属ダイカストにより制作したものである場合、交点505fはレンズ支持部505aと連結部505cとが連続している折り部分の頂点を指し、交点505eは連結部505cと基板支持部505bとが連続している部分の頂点を指す。交点505eおよび505fはいずれも、図9に示すように角ばっている必要はなく、曲面状であっても構わない。言い換えれば、交点505fは第1方向においてレンズ支持部505aの帯電ローラ104側の端部を指しており、また、交点505eは光軸方向において基板支持部505bの感光ドラム103側の端部を指している。ずなわち、交点505fは光軸方向において連結部505cの感光ドラム103側の端部を指しており、また、交点505eは光軸方向において連結部505cの感光ドラム103側とは反対側の端部を指している。
As shown in FIG. 9, the holding
基板502のピント方向の位置は不図示の治具ピンによって決められる。そのため、光プリントヘッド105は基板502のピント方向の位置決め手段を具備しない。レンズアレイ506は、基板502に実装された全てのLEDチップ639とレンズアレイ506のピント方向の距離が所定の値になるように治具によってピント方向の位置と傾き調整を行った後、接着剤によって保持体505に固定される。
The position of the
保持体505に対して基板502、レンズアレイ506の位置調整及び固定が行われた後、保持体505と基板502の隙間725及び保持体505とレンズアレイ506の隙間726は封止剤によって封止される。
After the positions of the
また連結部505cの基板支持部505bとの交点505eは、レンズアレイにおけるレンズの光軸方向においてレンズの光入射面506aと基板502のLEDチップ639が並べられた基板表面であるチップ実装面502aとの間に位置する。したがって、連結部505cの一方(交点505e)は、レンズの光軸方向においてレンズの光入射面506aと基板502のチップ実装面502aとの間にて、基板支持部505bと連結されている。
Further, the
また連結部505cのレンズ支持部505aとの交点505fは、レンズの光軸方向においてレンズの光入射面506aと光出射面506bとの間に位置する。さらに連結部505cのレンズ支持部505aとの交点505fは、レンズの光軸方向と直交する第1方向において前記交点505eよりもレンズアレイ506側に位置する。したがって、連結部505cの他方(交点505f)は、レンズの光軸方向においてレンズの光入射面506aと光出射面506bとの間であって、レンズの光軸方向と直交する第1方向において前記交点505eよりもレンズアレイ側にて、レンズ支持部505aと連結されている。
Further, the
連結部505cは、交点505eにて基板支持部505bと連結され、交点505fにてレンズ支持部505aと連結された、1つの平面(傾斜面)である。
The connecting
さらにレンズアレイ506の光入射面506aの位置におけるレンズ取付部505a1の中心線CL1から連結部505cまでの第1方向の距離R1と、基板502のチップ実装面502aの位置における前記中心線CL1から基板支持部505bまでの第1方向の距離Bは、R1<Bの関係である。このように保持体505の連結部505cの形状を基板502のチップ実装面502a側の幅よりもレンズアレイ506の光入射面506a側の幅が小さい形状に設ける。これにより、光プリントヘッド105が画像形成装置1に取り付けられた時に、図11に示す保持体505と帯電ローラ104との間の距離Dを、図10に示す比較例の構成に比べて、大きく確保することができ、リーク電流の発生を防ぐことができる。詳細については後述する。
Further, the distance R1 in the first direction from the center line CL1 of the lens mounting portion 505a1 to the connecting
図10は比較例1における保持体900と帯電ローラ104との間の距離D1を示す断面図、図11は本実施例における保持体505と帯電ローラ104との間の距離D3を示す断面図である。ここで比較例の保持体900と本実施例の保持体505の光軸方向と交差する第1方向の最大断面寸法は同じである。比較例の保持体900は、本実施例のような連結部はなく、レンズ支持部901と基板支持部902が直接連結された形状である。従って比較例の保持体900においては、第1方向におけるレンズ支持部901と基板支持部902の幅(距離)がほぼ同一である。そのため、保持体900と帯電ローラ104との間の距離D1を十分に確保することができず、帯電ローラ104から保持体900へのリーク電流が発生する恐れがある。一般的には帯電ローラ104の周囲に金属部品を配置する場合、帯電ローラ104の電圧1kVにつき1mm以上の距離が必要とされる。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the distance D1 between the holding
この比較例に対し本実施例においては、図9に示すように、前述したレンズアレイ506の光入射面506aの位置における前記第1方向の距離R1と、基板502のチップ実装面502aの位置における前記第1方向の距離Bとの間に、R1<Bの関係が成り立つように、連結部505cがレンズ支持部505aと基板支持部505bの間に設けられる。そのため、比較例から基板502のサイズを変更せずに、図11に示す保持体505と帯電ローラ104との間の距離D3を比較例の距離D1に比べて大きく確保することができ、リーク電流の発生を防ぐことができる。さらに大きく確保した前記距離D3を、リーク電流が発生しない距離まで狭めることも可能であり、これにより画像形成装置1の小型化が実現できる。なお、保持体505の幅(第1方向の長さ)は基板502の幅(第1方向の長さ)によって決まるため、極端な小型化はできず、一般的な光プリントヘッド105の保持体505の幅は8〜10mm程度である。感光ドラム103、帯電ローラ104及び光プリントヘッド105の位置関係にもよるが、本実施例では基板502のサイズを変えずにレンズ支持部505aと基板支持部505bの間に前述した連結部505cを設ける。これにより、本実施例は比較例と比べて保持体505と帯電ローラ104との間の距離Dを2.3mm確保することに成功している。
In contrast to this comparative example, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the distance R1 in the first direction at the position of the
さらに光プリントヘッドにおける保持体505の連結部505cと基板支持部505bとの交点505eの位置について図12(a)、図12(b)を用いて説明する。図12(a)は比較例2に係る光プリントヘッドを示す模式断面図、図12(b)は本実施例に係る光プリントヘッドを示す模式断面図である。
Further, the position of the
図12(a)に示す比較例2に係る光プリントヘッドの保持体900は、図10に示す比較例1がレンズ支持部901と基板支持部902が直接連結された構成であったのに対し、レンズ支持部901と基板支持部902が連結部903によって連結された構成である。そして、レンズ支持部901と連結部903との交点X0は、レンズアレイ506が有するレンズの光軸方向においてレンズの光入射面506aと光出射面506bの間に位置する構成である。
The
さらに図12(a)に示す比較例2に係る光プリントヘッドは、基板支持部902と連結部903の交点X2が、レンズの光軸方向において前記交点X0とは位置が異なるものの、レンズの光入射面506aと前記交点X0との間に位置する構成である。
Further, in the optical print head according to Comparative Example 2 shown in FIG. 12 (a), although the intersection X2 of the
また、帯電ローラ104の回転中心104a(図12(b)参照)は、連結部903がない場合のレンズ支持部901(の第1方向の延長線)と基板支持部902(の光軸方向の延長線)との交点X1(図12(b)参照)よりもレンズの光軸方向において感光ドラム側に位置する。
Further, the
この構成により、図12(b)に示すように比較例2の前記交点X2と帯電ローラ104の回転中心104aとを結ぶ直線上の、前記交点X2と帯電ローラ104の表面との距離D2は、連結部を設けない場合(図10に示す比較例1)のレンズ支持部と基板支持部との交点X1と帯電ローラ104の表面との距離D1より大きくなる。
With this configuration, as shown in FIG. 12B, the distance D2 between the intersection X2 and the surface of the charging
また、図12(b)に示す本実施例に係る光プリントヘッドの保持体505は、レンズ支持部505aと基板支持部505bが連結部505cによって連結された構成である。そして、レンズ支持部505aと連結部505cとの交点X0(図9中の交点505f)は、レンズの光軸方向においてレンズの光入射面506aと光出射面506bの間に位置する構成である。
Further, the
また、上記比較例2に対し、図12(b)に示す本実施例に係る光プリントヘッドは、基板支持部505bと連結部505cの交点X3(図9中の交点505e)が、レンズの光軸方向において前記交点X0(図9中の交点505f)とは位置が異なり、なおかつレンズの光入射面506aと基板502の基板表面であるチップ実装面502aとの間に位置する構成である。
Further, in the optical print head according to the present embodiment shown in FIG. 12 (b) with respect to the above comparative example 2, the intersection X3 (
また前述したように、帯電ローラ104の回転中心104aは、連結部505cがない場合のレンズ支持部505a(の第1方向の延長線)と基板支持部505b(の光軸方向の延長線)との交点X1よりもレンズの光軸方向において感光ドラム側に位置する。
Further, as described above, the
この構成により、本実施例の前記交点505eと帯電ローラ104の回転中心とを結ぶ直線上の、前記交点X3(図9中の交点505e)と帯電ローラ104の表面との距離D3は、上記比較例2の距離D2より大きくなる。したがって、前記距離D1、D2、D3の関係は、D1<D2<D3といった関係になる。しかも帯電ローラ104は円形であるため、連結部505cと帯電ローラ104との間の距離D3は交点X3(図9中の交点505e)が基板表面であるチップ実装面502aに近づくに従い、指数関数的に大きくなる。
With this configuration, the distance D3 between the intersection X3 (
このように、連結部505cと基板支持部505bとの交点X3(図9中の交点505e)の位置をできるだけ基板502に近づけることで、放電防止の効果が高まる。
In this way, by moving the position of the intersection X3 (
本実施例において、保持体505は金属の1つである鉄製の板材(板金)をプレス加工で成型したものを例示しているが、これに限定されるものではない。保持体505は、金属製の部材であれば、金属ダイカストで製作したもの、あるいは金属切削加工で製作したものでも構わない。
In this embodiment, the holding
また、図9及び図11では連結部505cの形状が、レンズ支持部505aと基板支持部505bに連結された1つの面である平面(傾斜面)で形成された構成を例示しているが、これに限定されるものではない。保持体505と帯電ローラ104との間の距離Dを確保できる形状であれば、他の形状であっても構わない。
Further, FIGS. 9 and 11 exemplify a configuration in which the shape of the connecting
例えば、図13に示すように、連結面である連結部505cは、レンズ支持部505aに連結された第1平面505c1と、基板支持部505bに連結された第2平面505c2とが直角(又は鈍角)をなすように連結された段差面をなす形状であってもよい。ここでは第1平面505c1と第2平面505c2の2つの平面で形成された段差面(連結部505c)を例示したが、これに限定されるものではなく、少なくとも2つの平面で形成された段差面であればよい。
For example, as shown in FIG. 13, in the connecting
また、図14に示すように、連結面である連結部505cは、レンズアレイ506側にへこんだ曲面形状であってもよい。
Further, as shown in FIG. 14, the connecting
あるいは、図15に示すように、保持体505は、レンズアレイ506を挿入するための開口部であるレンズ取付部505a1が形成された第1面であるレンズ支持部505aと、レンズ支持部505aに連結された連結面である連結部505cと、を有する構成であってもよい。連結部505cは、前記第1方向においてレンズ支持部505aのレンズ取付部505a1よりも帯電ローラ側に設けられている。連結部505cは、基板502のLEDチップ639が並べられた基板表面であるチップ実装面502aの位置に基板502の一方の端部502bと対向する対向部505c3を有する。連結部505cは、対向部505c3まで同一の平面である。そして、レンズアレイ506の光入射面506aの位置における開口部であるレンズ取付部505a1の中心線CL1から連結部505cまでの第1方向の距離R1と、基板502の基板表面であるチップ実装面502aの位置における前記中心線CL1から連結部505cの対向部505c3までの第1方向の距離Bが、R1<Bの関係である。連結部505cをこのように構成してもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 15, the holding
連結部505cの形状を、図13〜図15に示す構成にしても、図9に示す構成と同様の効果を得ることができる。しかし、保持体505を金属をプレス加工で成型する場合、図9に示す形状が最も好ましい。
Even if the shape of the connecting
また、本実施例において連結部505cは、前記第1方向においてレンズ支持部505aのレンズ取付部505a1よりも帯電ローラ側に設けた構成を例示したが、これに限定されるものではない。前記第1方向においてレンズ取付部505a1を介して帯電ローラ側とは反対側となる、レンズ支持部505aの現像器側に連結部を設けた構成としても構わない。この場合は現像器106側の空間も確保することができるため、現像器106を感光ドラム103側に寄せることが可能であれば、更なる画像形成装置の小型化を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the connecting
なお、前述した実施例では、画像形成部及び光プリントヘッドを含む露光ユニットを4つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。 In the above-described embodiment, four exposure units including an image forming unit and an optical print head are used, but the number of exposure units used is not limited and may be appropriately set as needed.
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる光プリントヘッドに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 Further, in the above-described embodiment, the printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention is not limited thereto. For example, it may be another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile apparatus, or another image forming apparatus such as a multifunction device combining these functions. Further, an image forming apparatus is exemplified in which an intermediate transfer body is used, toner images of each color are sequentially superimposed and transferred to the intermediate transfer body, and the toner images supported on the intermediate transfer body are collectively transferred to a recording medium. , Not limited to this. An image forming apparatus may be used in which a recording medium carrier is used and toner images of each color are sequentially superimposed and transferred onto the recording medium supported on the recording medium carrier. Similar effects can be obtained by applying the present invention to the optical printheads used in these image forming apparatus.
CL1,CL2 …中心線
1,2 …画像形成装置
102Y,102M,102C,102K …画像形成部
103Y,103M,103C,103K …感光ドラム
104Y,104M,104C,104K …帯電ローラ
105 …光プリントヘッド
502 …基板
502a …チップ実装面
502b …端部
503 …LED
504 …コネクタ
505 …保持体
505a …レンズ支持部
505a1 …レンズ取付部
505b …基板支持部
505c …連結部
505c1 …第1平面
505c2 …第2平面
505c3 …対向部
505d …開口部
505e,505f …交点
506 …レンズアレイ
506a …光入射面
506b …光出射面
518,518Y,518M,518C,518K …ドラムユニット
520,520Y,520M,520C,520K …露光ユニット
639 …LEDチップ
640 …移動機構
CL1, CL2 ...
504 ...
Claims (10)
前記光プリントヘッドは、
前記感光ドラムを露光する光を出射する発光素子が前記感光ドラムの回転軸線方向に複数並べられた基板と、
光を入射する光入射面と前記光入射面から入射した光を出射する光出射面とを有し、前記発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光するレンズを複数有するレンズアレイと、
前記基板と前記レンズアレイとを保持するための保持体と、
を備え、
前記保持体は、金属で形成され、
前記レンズアレイを挿入するための開口部が形成された第1面と、
前記レンズの光軸方向および前記回転軸線方向と直交する第1方向の前記基板の端部と対向する第2面と、
前記第1方向において前記第1面の開口部よりも帯電ローラ側に設けられ、前記第1面と前記第2面に連結された連結面と、を有し、
前記連結面の前記第2面との交点は、前記光軸方向において前記レンズアレイの光入射面と前記基板の発光素子が並べられた基板表面との間に位置し、
前記レンズアレイの光入射面の位置における前記開口部の中心線から前記連結面までの前記第1方向の距離R1と、前記基板の基板表面の位置における前記中心線から前記第2面までの前記第1方向の距離Bが、R1<Bの関係である、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising a photosensitive drum, a charging roller for charging the photosensitive drum, and an optical print head for exposing the photosensitive drum charged by the charging roller.
The optical print head
A substrate in which a plurality of light emitting elements that emit light for exposing the photosensitive drum are arranged in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum, and a substrate.
A lens array having a light incident surface for incident light and a light emitting surface for emitting light incident from the light incident surface, and having a plurality of lenses for condensing the light emitted from the light emitting element on the photosensitive drum. ,
A holder for holding the substrate and the lens array,
With
The retainer is made of metal and
A first surface on which an opening for inserting the lens array is formed, and
A second surface facing the end of the substrate in the first direction orthogonal to the optical axis direction and the rotation axis direction of the lens.
It has a connecting surface provided on the charging roller side of the opening of the first surface in the first direction and connected to the first surface and the second surface.
The intersection of the connecting surface with the second surface is located between the light incident surface of the lens array and the surface of the substrate on which the light emitting elements of the substrate are arranged in the optical axis direction.
The distance R1 in the first direction from the center line of the opening to the connecting surface at the position of the light incident surface of the lens array, and the center line to the second surface at the position of the substrate surface of the substrate. The distance B in the first direction has a relationship of R1 <B.
An image forming apparatus characterized in that.
前記光プリントヘッドは、
前記感光ドラムを露光する光を出射する発光素子が前記感光ドラムの回転軸線方向に複数並べられた基板と、
光を入射する光入射面と前記光入射面から入射した光を出射する光出射面とを有し、前記発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光するレンズを複数有するレンズアレイと、
前記基板と前記レンズアレイとを保持するための保持体と、
を備え、
前記保持体は、金属で形成され、
前記レンズアレイを挿入するための開口部が形成された第1面と、
前記レンズの光軸方向および前記回転軸線方向と直交する第1方向において前記第1面の開口部よりも帯電ローラ側に設けられ、前記第1面に連結された連結面と、を有し、
前記連結面は、前記基板の発光素子が並べられた基板表面の位置に前記基板の端部と対向する対向部を有し、
前記レンズアレイの光入射面の位置における前記開口部の中心線から前記連結面までの前記第1方向の距離R1と、前記基板の基板表面の位置における前記中心線から前記連結面の対向部までの前記第1方向の距離Bが、R1<Bの関係である、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising a photosensitive drum, a charging roller for charging the photosensitive drum, and an optical print head for exposing the photosensitive drum charged by the charging roller.
The optical print head
A substrate in which a plurality of light emitting elements that emit light for exposing the photosensitive drum are arranged in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum, and a substrate.
A lens array having a light incident surface for incident light and a light emitting surface for emitting light incident from the light incident surface, and having a plurality of lenses for condensing the light emitted from the light emitting element on the photosensitive drum. ,
A holder for holding the substrate and the lens array,
With
The retainer is made of metal and
A first surface on which an opening for inserting the lens array is formed, and
It has a connecting surface provided on the charging roller side of the opening of the first surface and connected to the first surface in the optical axis direction of the lens and the first direction orthogonal to the rotation axis direction.
The connecting surface has a facing portion facing the end portion of the substrate at a position on the surface of the substrate on which the light emitting elements of the substrate are arranged.
The distance R1 in the first direction from the center line of the opening to the connecting surface at the position of the light incident surface of the lens array, and from the center line to the facing portion of the connecting surface at the position of the substrate surface of the substrate. The distance B in the first direction is R1 <B.
An image forming apparatus characterized in that.
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