JP2023050760A - Exposure head and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光体を露光する露光ヘッド及びこれを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an exposure head for exposing a photoreceptor and an image forming apparatus having the same.
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露光ヘッドを有するものがある。露光ヘッドには、発光素子の例としてLED(Light Emitting Diode)を用いるものがある。露光ヘッドは、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列に複数配列されたものや、千鳥状に2列に複数配列されたものが知られている。また、露光ヘッドは、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て感光ドラム表面に集光される。これにより、静電潜像が感光ドラム上に形成される。 2. Description of the Related Art Some image forming apparatuses, such as printers and copiers, have an exposure head having a plurality of light emitting elements for exposing a photosensitive drum. Some exposure heads use LEDs (Light Emitting Diodes) as examples of light emitting elements. The exposure head is known to have a plurality of light emitting elements arranged in one line or a plurality of two lines in a zigzag pattern along the rotation axis direction of the photosensitive drum. The exposure head also includes a lens array for condensing the light emitted from the plurality of light emitting elements onto 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 along the direction in which the light emitting elements are arranged. Light emitted from the plurality of light emitting elements is condensed on the surface of the photosensitive drum via the lens array. Thereby, an electrostatic latent image is formed on 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、露光ヘッドの断面においてレンズアレイから感光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。ここで、発光素子は基板に実装されており、前記基板は電子部品の実装時にかかる熱負荷等によって長手方向に高低差(うねり)成分を持つ。このことから、前記基板を、基板の長手方向の高低差(うねり)成分が小さくなるように、保持体に対して固定することが重要である。 In order to obtain good images in an image forming apparatus, it is necessary to position the exposure head so that the distance from the lens array to the surface of the photosensitive drum and the distance from the light emitting element to the lens array are equal in the cross section. Here, the light emitting element is mounted on a substrate, and the substrate has a height difference (undulation) component in the longitudinal direction due to heat load or the like applied when electronic components are mounted. For this reason, it is important to fix the substrate to the holder so that the height difference (undulation) component in the longitudinal direction of the substrate is small.
特許文献1には、基板の発光素子が実装された面を、保持体の長手方向全域にわたって設けた基板固定部の端面に押し付けた状態で、基板と保持体とを接着固定する構成が記載されている。
しかしながら、長尺形状の保持体を成型・製作する際、長手方向の全域にわたって基板固定部の端面の平面度や平行度などの面精度を出すことが困難であり、長手方向に高低差(うねり)成分が生じる。したがって、基板は保持体の基板固定部の端面の長手方向の高低差成分に応じた姿勢で接着固定されてしまう。そのため、基板の発光素子が実装された面が、前述の保持体の基板固定部の高低差を持つことになり、基板に実装された発光素子から前記レンズアレイまでの距離にばらつきを持つおそれがある。この結果として、感光ドラム表面上の結像点の位置がばらつき、画質の悪化につながるおそれがある。 However, when molding and manufacturing a long-shaped holder, it is difficult to achieve surface accuracy such as flatness and parallelism of the end faces of the substrate fixing portion over the entire longitudinal direction. ) component is produced. Therefore, the substrate is adhesively fixed in a posture corresponding to the height difference component in the longitudinal direction of the end surface of the substrate fixing portion of the holder. Therefore, the surface of the substrate on which the light-emitting elements are mounted has a height difference of the substrate-fixing portion of the above-mentioned holder, and there is a possibility that the distance from the light-emitting elements mounted on the substrate to the lens array may vary. be. As a result, the position of the imaging point on the surface of the photosensitive drum varies, which may lead to deterioration in image quality.
そこで本発明の目的は、基板を保持体に精度良く位置決めし、固定することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to accurately position and fix a substrate to a holder.
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、感光体を露光するための光を出射する複数の発光素子が前記感光体の回転軸線方向である長手方向に沿って実装された基板と、前記発光素子から出射された光を前記感光体に集光するレンズと、前記基板と前記レンズとを保持する保持体と、を有し、前記保持体は、前記基板の前記発光素子が実装された実装面を当接し、前記保持体における前記基板の光軸方向の位置を決める複数の当接部を有し、前記当接部を、前記保持体の前記長手方向に複数設け、かつ前記保持体の前記長手方向に直交する短手方向の両側に設けた、ことを特徴とする。 A representative configuration of the present invention for achieving the above object is a substrate on which a plurality of light emitting elements for emitting light for exposing a photoreceptor are mounted along the longitudinal direction, which is the rotation axis direction of the photoreceptor. and a lens for condensing light emitted from the light-emitting element onto the photoreceptor, and a holding body for holding the substrate and the lens, wherein the holding body holds the light-emitting element on the substrate. a plurality of abutment portions that abut on a mounted mounting surface and determine the position of the substrate in the holder in the optical axis direction, wherein a plurality of the abutment portions are provided in the longitudinal direction of the holder; It is characterized in that they are provided on both sides of the holder in a short direction orthogonal to the longitudinal direction.
本発明によれば、基板を保持体に精度良く位置決めし、固定することができる。 According to the present invention, the substrate can be accurately positioned and fixed to the holder.
以下に本発明を実施するにあたり好ましい実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。ただし、本説明に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明を本説明に記載した実施の形態だけに限るものではない。 Preferred embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the components described in this description are merely examples, and the present invention is not limited to the embodiments described in this description.
〔実施例1〕
[画像形成装置の外観]
図1は、本実施例の電子写真方式の画像形成装置1の全体を示す斜視図である。図1に示す画像形成装置1は、原稿を読み取る読取装置を備えた複合機(MFP:Multi Function Printer)である。画像形成装置1本体の前側(所定の側)には、開閉可能なフロントカバー6が設けられている。第1の扉部であるフロントカバー6は、カートリッジ等を画像形成装置1の外に引き出すときに画像形成装置1の前側を開放するためのカバーである。ユーザやサービスマン等の作業者は、カートリッジ交換等のメンテナンス作業を行う場合には、フロントカバー6を開けて作業を行う。
[Example 1]
[Appearance of image forming apparatus]
FIG. 1 is a perspective view showing the entire electrophotographic
なお、図1に示す両方向の矢印の「前」、「後」、「上」、「下」、「右」、「左」は、以降の説明で使用する図1に示す画像形成装置1での方向を示している。「前」は、画像形成装置1のフロントカバー6が装着された側を指し正面ということもある。「後」は、画像形成装置1のフロントカバー6と反対側の背面側を指し背面ということもある。また、「上」は、画像形成装置1の上側を指し、「下」は、画像形成装置1の下側を指している。更に、「右」は、画像形成装置1をフロントカバー6側から見たときの右側を指し、「左」は、画像形成装置1をフロントカバー6側から見たときの左側を指している。
Note that "front", "back", "up", "down", "right", and "left" of the double-headed arrows shown in FIG. 1 refer to the
[画像形成装置の構成]
次に、画像形成装置1の概略構成について説明する。図2は、図1に示した画像形成装置1の構成を示す概略断面図であり、画像形成装置1をフロントカバー6側から見たときの構成を示している。なお、本実施例が適用される画像形成装置1は読取装置を備えた複合機であるが、読取装置を備えていないプリンタであってもよい。また、画像形成装置1は、図2に示すような複数の感光体である感光ドラムを備える、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置に限られず、1つの感光ドラムを備え、モノクロ画像を形成する画像形成装置でもよい。
[Configuration of Image Forming Apparatus]
Next, a schematic configuration of the
図2に示すように、画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を形成する4つの画像形成部102Y,102M,102C,102K(複数の画像形成部)を備えている。各画像形成部102Y,102M,102C,102Kは、同一の構成を有しており、以下では、特定の画像形成部、又は特定の画像形成部を構成する部材を指す場合を除き、トナーの色を示す符号末尾のY,M,C,Kの記載を省略する。なお、画像形成部102をステーションという場合もある。画像形成部102は、感光ドラム103、感光ドラム103を帯電する帯電器104を備えている。また、各画像形成部102は、感光ドラム103を露光する光を出射する発光素子(露光光源)としてLED(Light Emitting Diode)を用いる露光ユニット500を備えている。図2に示すように、露光ユニット500は、感光ドラム103を下方向から露光する、所謂「下面露光方式」の露光ユニットである。露光ユニット500により露光されることにより、感光ドラム103上(感光体上)に静電潜像(潜像)が形成される。また、画像形成部102は、感光ドラム103上に形成された静電潜像にトナーを付着させることにより現像し、感光ドラム103上に各色のトナー像を形成する現像手段である現像器106を備えている。
As shown in FIG. 2, the
画像形成装置1は、各感光ドラム103上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に対向して設けられ、感光ドラム103上に形成されたトナー像を中間転写ベルト107に転写する一次転写ローラ108を備えている。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から搬送された記録材Sに転写する二次転写ローラ109(転写手段)と、記録材Sに転写された未定着のトナー像を記録材Sに定着させる定着器100を備えている。
The
中間転写ベルト107に転写された後の感光ドラム103の表面に残留したトナーは、ドラムクリーニング装置8によって除去され、除去されたトナーは回収トナー容器5に蓄積される。また、記録材Sに転写された後の中間転写ベルト107の表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置7によって除去され、除去されたトナーは回収トナー容器5に蓄積される。
Toner remaining on the surface of the photosensitive drum 103 after being transferred to the
[画像形成プロセスの概要]
続いて、画像形成装置1における画像形成プロセスについて説明する。画像形成装置1において、画像形成が行われる場合には、まず、帯電器104により、感光ドラム103の表面が一様な電位に帯電される。そして、露光ユニット500が、画像データに応じて感光ドラム103の表面を露光することにより、感光ドラム103上には静電潜像が形成される。そして、感光ドラム103上の静電潜像は、現像器106によりトナーが付着されることによりトナー像が形成される。各画像形成部102の感光ドラム103上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ108によって中間転写ベルト107上に順次、重畳転写され、カラーのトナー像となる。
[Overview of Image Forming Process]
Next, an image forming process in the
記録材Sは、給紙部101内に積載されており、画像形成タイミングに合わせて搬送路20へと給送される。記録材Sの給送方法は、まず給紙ローラ80により記録材Sの先端が跳ね上げられ、記録材Sの二重送りを防止するための用紙分離用搬送ローラ対9により、1枚の記録材Sが搬送路20へ搬送される。その後、搬送ローラ対10で引き抜かれた記録材Sは、搬送路20を通り、レジストレーションローラ対(以下、レジストローラ対という)11まで搬送され、一旦停止される。そして、レジストローラ対11では、記録材Sの斜行補正やタイミング補正が行われた後、記録材Sは2次転写部T2へと搬送される。
The recording material S is stacked in the
中間転写ベルト107上に重畳転写されたカラーのトナー像は、中間転写ベルト107と二次転写ローラ109により記録材Sが挟持される2次転写部T2まで搬送される。二次転写ローラ109に転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト107上のトナー像は、給紙部101から搬送されてきた記録材Sに転写される。2次転写部T2にてトナー像が転写された記録材Sは、定着器100に搬送され、定着器100は、記録材S上の未定着のトナー像を加熱、加圧することにより、記録材Sにトナー像を定着させる。そして、定着器100によってトナー像の定着処理がなされた記録材Sは、排出部111に排出される。
The color toner image superimposed and transferred onto the
また、図2に示すように、画像形成装置1は、各画像形成部102に対応して設けられたトナー容器4を備えている。画像形成を行うことにより、後述する現像ユニット641内のトナー量が減少すると、各画像形成部102に対応するトナー容器4からパイプ(不図示)を介して、各現像ユニット641に供給される。すなわち、本実施例の画像形成装置1が備える現像ユニット641では、トナー容器4から新たなトナーが補給されるとともに、過剰となったトナーの一部は残留トナーとして回収トナー容器5へ搬送される。
In addition, as shown in FIG. 2, the
[ドラムユニット及び現像ユニット]
図2に示す画像形成装置1の各画像形成部102には、交換可能なユニットであるドラムユニット518が取り付けられている。ドラムユニット518は、ドラムユニット518の枠体に対して回転可能に支持された感光ドラム103を備えている。ドラムユニット518は、ユーザやサービスマン等の作業者によって交換されるカートリッジである。
[Drum unit and developing unit]
A drum unit 518, which is a replaceable unit, is attached to each image forming section 102 of the
また、画像形成装置1の各画像形成部102には、ドラムユニット518とは別体の、交換可能なユニットである現像ユニット641が取り付けられている。現像ユニット641は、図2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、トナー(現像剤)を担持する現像剤担持体である現像スリーブを備えている。現像ユニット641には、トナーとキャリアとを攪拌するスクリューを回転させるためのギアが複数設けられており、これらのギアが経年劣化等した際には、サービスマンが現像ユニット641を画像形成装置1の本体から取り外して交換する。また、現像ユニット641からは、一定量のトナーが残留トナーとして除去され、除去されたトナーは回収トナー容器5へと搬送される。なお、上述したドラムユニット518及び現像ユニット641は、ドラムユニット518と現像ユニット641とが一体化されたプロセスカートリッジでもよい。
Each image forming section 102 of the
[光プリントヘッドの構成]
次に、露光ユニット500が備える露光ヘッドとしての光プリントヘッド105について、図3、図4を用いて説明する。図3は光プリントヘッド105を示す図である。図4は、本実施例の画像形成装置1が備える光プリントヘッド105の概略構成を示す図である。電子写真方式の画像形成装置で用いられる露光方式の中には、半導体レーザから出射されたビーム光を回転多面鏡などで偏向し、f-θレンズ等を介して感光ドラムに照射して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露光方式を用いており、上述したレーザビーム走査露光方式とは異なる露光方式である。
[Configuration of optical print head]
Next, the
上述したように、本実施例の露光ユニット500は、感光ドラム103を下方向から露光する露光ユニットである。そのため、光プリントヘッド105は、感光ドラム103の回転軸線よりも上下方向における下側に設けられており、光プリントヘッド105が有するLED503は感光ドラム103の表面を下方向から露光する。図3に示すように、光プリントヘッド105は、レンズアレイ506と、レンズアレイ506が取り付けられるレンズ取付部701と、LED503が実装された基板502(図4(c)参照)を保持する保持体505と、を有している。レンズ取付部701は、レンズアレイ506を挿入するための挿入口(開口)を有する。本実施例では、保持体505はガラスエポキシなどの樹脂で形成されている。基板502には、FFCコネクタ504が設けられている。
As described above, the exposure unit 500 of this embodiment is an exposure unit that exposes the photosensitive drum 103 from below. Therefore, the
[基板]
次に、保持体505に保持される長尺の基板502について説明する。なお、基板502の長尺の辺の方向を長手方向、長手方向に直交する方向を短手方向(又は幅方向)とする。また、基板502の長手方向は感光ドラムの回転軸線方向である。図4(a)は、基板502の形状を示す概略斜視図である。図4(b)は基板502上に複数個設けられたLEDチップ639の配列を示す。図4(c)は図4(b)の拡大図である。基板502は、感光ドラムを露光するための光を出射する複数の発光素子であるLED503が実装されている。具体的には、基板502には、複数のLED503を有する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(以下、実装面という)803にはLEDチップ639が実装され、他方の面(LED503が並べられている側とは反対側の面)には長尺のFFCコネクタ504が設けられている。FFCコネクタ504は、その長手方向が基板502の長手方向に沿うように、基板502の下側の面に取り付けられている。基板502には、FFCコネクタ504から各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。また、FFCコネクタ504には、ケーブルの一例としてのFFC(不図示)の一端が接続されている。
[substrate]
Next, the
画像形成装置1本体には、画像形成装置1を制御する制御部とコネクタとを有する基板を備えている。FFCの他端は、制御部の基板に設けられたコネクタと接続され、FFCは制御部と基板502との間を電気的に接続している。基板502には、画像形成装置1本体の制御部から出力された制御信号(駆動信号)が、FFC及びFFCコネクタ504を介して入力される。そして、基板502に実装されたLEDチップ639は、入力された制御信号によって駆動される。
The main body of the
[LEDチップ]
基板502に実装されたLEDチップ639について更に詳しく説明する。図4(b)及び図4(c)に示すように、基板502の実装面803は、複数のLEDチップとして、例えば29個のLEDチップ639-1~639-29が長手方向に順に配置されている。各LEDチップ639は、複数の発光素子である複数のLED503を有する。例えば、各LEDチップ639の内部では、長手方向に516個のLED503が一列に配列されている。LEDチップ639内部の長手方向において、隣り合うLED503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の解像度は例えば1200dpiであり、各LEDチップ639内部の長手方向において、隣接するLED503との中心間距離k2が21.16μmとなるように、LED503は配置されている。その結果、本実施例の光プリントヘッド105の露光範囲は約316mm(≒21.16μm×516個×29個)となる。一方、光プリントヘッド105により露光される感光ドラム103表面の感光層は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及び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サイズの記録紙及び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。
[LED chip]
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に交互に配置されている。すなわち、図4(b)に示すように、図中、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ている。また、図中、左側から数えて偶数番目のLEDチップ639-2,639-4,・・・639-28も長手方向に一列に実装されている。すなわち、奇数番目のLEDチップ639-1,639-3,・・・639-29と偶数番目のLEDチップ639-2,639-4,・・・639-28とは、短手方向において所定の間隔で配置(千鳥状に配置)されている。このように配置することで、LEDチップ639の長手方向において、互いに隣り合うLEDチップ639の端部に配置されたLED503の中心間距離k1と、LEDチップ639内の隣り合うLED503の中心間距離k2とを等しくすることができる。なお、本実施例では、光源にLED503を用いる構成を示しているが、LEDに限定されるものではなく、例えば発光素子(光源)として有機EL(Organic Electo Luminescence)を用いてもよい。
The LED chips 639-1 to 639-29 are alternately arranged in two rows along the rotation axis direction of the photosensitive drum 103. FIG. That is, as shown in FIG. 4B, odd-numbered LED chips 639-1, 639-3, . there is In the figure, even-numbered LED chips 639-2, 639-4, . That is, the odd-numbered LED chips 639-1, 639-3, . . . 639-29 and the even-numbered LED chips 639-2, 639-4, . They are arranged at intervals (arranged in a zigzag pattern). By arranging in this manner, in the longitudinal direction of the LED chips 639, the distance k1 between the centers of the
[レンズアレイ]
次に、レンズアレイ506について説明する。図4(d)は、光プリントヘッド105に実装された長尺のレンズアレイ506を感光ドラム103側から見たときの構成を示す模式図である。また、図4(e)は、レンズアレイ506の概略形状を示す斜視図(模式図)である。図4(d)に示すように、レンズアレイ506内の各レンズは、対応するLEDチップ639内のLED503の配列方向に沿って二列に並べられている。レンズアレイ506内の各レンズは、同じ列の隣り合うレンズに接するように、更に、他方の列のレンズの一つとも接するように、交互に配置されている。本実施例では、レンズアレイ506内の各レンズは円柱状の硝子製のロッドレンズであるが、レンズの材質は硝子製に限らず、プラスチック製でもよいし、レンズの形状についても円柱状に限定されるものではなく、例えば六角柱等の多角形でもよい。
[Lens array]
Next, the
また、図4(e)に示す点線Zは、レンズアレイ506のレンズの光軸を示している。光プリントヘッド105は、移動機構(不図示)によって点線Zで示すレンズの光軸に概ね沿った方向(上下方向)に移動可能である。ここでいう「レンズの光軸」とは、レンズの光出射面の中心とレンズの焦点とを結ぶ線を意味し、光軸の方向を、以下、ピント方向ともいう。LED503から出射されたビーム光は、レンズアレイ506が有するレンズに入射する。レンズアレイ506のレンズは、入射したビーム光を感光ドラム103の表面上に集光させる機能を有している。そのため、レンズアレイ506は、次のような位置となるように、光プリントヘッド105の組立て時において、レンズ取付部701(図3参照)に対する取付位置が調整される。すなわち、レンズアレイ506の取付位置は、LEDチップ639のLED503の発光面とレンズアレイ506のレンズの光入射面との距離と、レンズアレイ506のレンズの光出射面と感光ドラム103の表面との距離とが、等しくなるように調整される。
A dotted line Z shown in FIG. 4E indicates the optical axis of the lens of the
[保持体]
次に図5(a)、図5(b)及び図6を用いて、光プリントヘッド105が有する保持体505の詳細構成について説明する。保持体505は、基板502及びレンズアレイ506を保持する長尺の部材である。ここで、保持体505の長尺の辺の方向を長手方向、長手方向に直交する方向を短手方向とする。また長手方向及び短手方向に直交する方向を光軸方向(以下、ピント方向ともいう)とする。図5(a)は、保持体505の形状を示す斜視図のうち、基板502と当接する面を上面に示した斜視図である。また、図5(b)は、保持体505の、図5(a)に対向する面を上面に示した斜視図である。また、図6は、保持体505に基板502を固定した際の、図5(a)に対応する断面図である。
[Holding body]
Next, the detailed configuration of the
保持体505は、基板502とレンズアレイ506とを保持する。保持体505は、基板502のLEDチップ639(LED503)が実装された実装面803を当接し、保持体505における基板502の光軸方向の位置を決める複数の当接部である凸座面508を有している。凸座面508は、保持体505の長手方向に複数設けられ、かつ保持体505の短手方向の両側に設けられている。
A
保持体505は、ベース部505cと、前記ベース部505cの短手方向の一方側から延出した第1の側壁部505aと、前記ベース部505cの短手方向の他方側から延出した第2の側壁部505bと、を備えている。側壁部505a,505bは、いずれもベース部505cから、感光ドラムから離れる方向に向けて延出している。ベース部505cには、レンズアレイ506を挿入及び固定するためのレンズ取付部701が設けられている。
The
図5(a)及び図6に示すように、保持体505のベース部505cは、短手方向においてレンズ取付部701の両側に、2つの内側面510a,510bと、2つの外側面511a,511bを有している。前記ベース部505cの2つの内側面510a,510b及び2つの外側面511a,511bは、保持体505の長手方向にわたって設けられ、長手方向に平行な面である。ベース部505cの2つの内側面510a,510bは、ピント方向において、保持体505によって支持される基板502の実装面803に対向する側の面である。一方、ベース部505cの2つの外側面511a,511bは、ピント方向において、前記2つの内側面510a,510bとは反対側の面であり、感光ドラムに対向する側の面である。
As shown in FIGS. 5A and 6, the
保持体505が有する凸座面508は、図5(a)に示すように、前記ベース部505cの2つの内側面510a,510bに複数設けられている。凸座面508は、ベース部505cのレンズ取付部701を介して短手方向の両側の内側面510a,510bにそれぞれ設けられている。また凸座面508は、2つの内側面510a,510bに長手方向に複数設けられている。具体的には、複数の凸座面508は、保持体505の長手方向において、各内側面510a,510bに9箇所ずつ設けられている。各内側面510a,510bの凸座面508は、保持体505の短手方向において対向する位置に設けられている。ここでは、各凸座面508の形状は、光軸方向において、内側面510a,510bから感光ドラムから離れる方向に突出した形状である。各凸座面508の基板502との当接面は1mm四方の正方形である。
As shown in FIG. 5A, a plurality of convex seating surfaces 508 of the
また保持体505は、前記長手方向及び前記短手方向に直交するピント方向において、前記凸座面508に対向する位置に、保持体505を支持する筐体固定治具900(図12(a)参照)を当接するバックアップ部であるバックアップ座面509を設けている。
In addition, the holding
保持体505が有するバックアップ座面509は、図5(b)に示すように、前記ベース部505cの2つの外側面511a,511bに複数設けられている。バックアップ座面509は、ベース部505cのレンズ取付部701を介して短手方向の両側の外側面511a,511bにそれぞれ設けられている。またバックアップ座面509は、2つの外側面511a,511bに長手方向に複数設けられている。具体的には、複数のバックアップ座面509は、保持体505の長手方向において、各外側面511a,511bに9箇所ずつ設けられている。各外側面511a,511bのバックアップ座面509は、保持体505の短手方向において対向する位置に設けられている。ここでは、各バックアップ座面509の形状は、光軸方向において、外側面511a,511bから感光ドラムから離れる方向に凹んだ形状(保持体505に対して凹面形状)である。各バックアップ座面509の治具との当接面は2.3mm×3.3mmの長方形である。
As shown in FIG. 5B, a plurality of backup seating surfaces 509 of the holding
また各バックアップ座面509の長手方向の位置は、保持体505の各凸座面508の位置に対応している。すなわち、保持体505に形成されたバックアップ座面509は、光軸方向において、保持体505に形成された凸座面508に対向するように設けられている。
The longitudinal position of each
図6に示すように、保持体505が有する複数の凸座面508のうち、保持体505の長手方向において両端に位置する凸座面508a,508bは、基板502に配置された複数のLEDチップ639のうち、少なくとも長手方向の両端に位置するLEDチップ639-1,639-29と重なる位置に配置されていることが望ましい。この理由としては、基板502の実装面803に実装された全てのLEDチップ639-1~639-29のピント方向(光軸方向)の位置決めを正確に行うためである。この場合、少なくとも基板502の長手方向において、両端に位置するLEDチップ639-1、639-29のピント方向の位置を保証する必要があり、保持体505に対して基板502の両端が位置決めされる必要がある。そのため、保持体505の長手方向の両端の凸座面508a,508bと、基板502の長手方向の両端のLEDチップ639-1,639-29とが、保持体505の短手方向において重なる位置に配置されていることが望ましい。なお、保持体505が有する凸座面508が、基板502に配置された複数のLEDチップ639と重なる位置は、前述の長手方向の両端に限定されるものではない。
As shown in FIG. 6 , among the plurality of convex seating surfaces 508 of the
図3に示すように、ピン516,517は、保持体505の長手方向の両端に設けられている。このピン516,517は、光プリントヘッド105の製造工程において、各種の治具が有する座面と突き当たることで、保持体505の位置を各種の治具に対して固定するためのピンである。このピン516,517は、画像形成装置1本体でドラムユニット518が有する座面と突き当たり、ドラムユニット518に具備された感光ドラム103と、光プリントヘッド105とのピント方向の位置を保証するための位置決めピンである。そのため、光プリントヘッド105の製造工程において、治具を用いた調整も、このピン516,517の先端を基準とする必要がある。ピン516,517は、短手方向及び長手方向に直交する光軸方向(図3に示す矢印方向、上下方向、ピント方向)に移動することが可能である。
As shown in FIG. 3, the
図7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の凸座面508における断面図である。保持体505は、基板502の短手方向の一端502aに対向した第1の側壁部505aと、基板502の短手方向の他端502bに対向した第2の側壁部505bと、を有している。この側壁部505a,505bは、前述したように、いずれも保持体505のベース部505cの短手方向の両側から、感光ドラムから離れる方向に向けて延出した側壁部である。基板502のうち、LEDチップ639が設けられている実装面803とは反対側の面803bの一部と保持体505とが、後述する接着剤によって固定されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
保持体505の長手方向に平行な各内側面510a,510bに設けた各凸座面508は、それぞれ第1の側壁部505a、第2の側壁部505bにかかるように形成されている。すなわち、凸座面508は、ベース部505cの内側面510a,510bからも、各側壁部505a,505bの内側面からも、突出した形状である。
Each
また、保持体505の長手方向に平行な外側面511a,511bには、光軸方向おいて凸座面508に対向する位置に、バックアップ座面509が設けられている。保持体505は、レンズアレイ506を挿入及び固定するためのレンズ取付部701を有する。レンズ取付部701は、前述したように保持体505のベース部505cに設けられている。また保持体505は、基板502を挿入及び固定するための開口部802を有する。開口部802は、ベース部505cの短手方向の両側から延出された第1の側壁部505aと第2の側壁部505bとの間の空間部である。基板502のピント方向の位置は、開口部802から保持体505内に基板502を挿入した後、保持体505の凸座面508に対応する位置で、基板502の実装面とは反対側の面803bを治具の基板押圧ピン901(図8参照)で押圧した際に、保持体505の凸座面508によって決められる。したがって、保持体505の凸座面508は精度座面として管理する。
Backup seat surfaces 509 are provided on the
また、図7に示すように、バックアップ座面509は、凸座面508に対して、短手方向においてオーバーラップしている。言い換えれば、前記長手方向及び前記短手方向に直交するピント方向(光軸方向)において、バックアップ座面509の投影面は、凸座面508の投影面を完全に包括している。具体的には、バックアップ座面509は、側壁部505a,505bの内側面を基準にして、バックアップ座面509の短手方向の端部までの長さが、凸座面508の短手方向の端部までの長さより長くなるように設けられている。また、バックアップ座面509は、各凸座面508の長手方向の一方の端部から他方の端部を、各バックアップ座面509の長手方向の一方の端部から他方の端部までの間に包括する大きさに設けられている。これにより、基板502を治具の基板押圧ピン901で押圧した際に、その押圧力を受ける面積が、凸座面508よりバックアップ座面509の方が広くなる。そのため、基板502の保持体505に対する位置決めを安定して行うことができる。保持体505のバックアップ座面509も、治具の基板押圧ピン901の押圧力を受けるため、同様に精度座面として管理する。
Further, as shown in FIG. 7, the
図8は治具の基板押圧ピン901が基板502を押圧しているときの位置関係を示す光プリントヘッド105の断面図であり、図7に示す矢印の下から上に向かう方向に光プリントヘッド105を見た図である。つまり、基板502の実装面とは反対側の面803b側から見た図である。基板押圧ピン901の押圧方向は、図7中に示したピント方向と一致している。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
基板502の実装面803は、複数の凸座面508に当接する複数の精度座面である非レジスト部801を有している。図8において、非レジスト部801は不可視であるため、図中点線で示してある。ここで、基板502の実装面803において複数の精度座面である非レジスト部801には、レジストが塗布されていない。この理由を以下に述べる。非レジスト部801は、基板502を保持体505に対して固定する工程において、基板押圧ピン901が基板502を押圧した際に、保持体505の凸座面508に当接する箇所であり、基板502と保持体505との位置決めが行われる箇所である。したがって、当接箇所においてはピント方向の位置精度が要求される。しかし、基板502の実装面803上の、凸座面508に当接する箇所において、レジストを塗布すると厚みばらつきによってピント方向の位置精度が出なくなるため、レジストを塗布しない非レジスト部801としている。
A mounting
なお、前述したように、保持体505の長手方向において両端に位置する凸座面508a,508bは、基板502上に実装されているLEDチップ639-1,639-29と重なる位置に配置されている構成とした。しかし、光プリントヘッド105の側面から見た場合に、凸座面508a,508bはLEDチップ639-1,639-29付近であればLEDチップ639-1,639-29の外側に位置してもよい。
As described above, the
また、保持体505の凸座面508及びバックアップ座面509についても上述した形態に限定されない。図9(a)及び図9(b)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、凸座面508における他の実施例を示す図である。また図10は、図9(b)の構成における保持体505の長手方向の断面図であり、図9(b)の下から上に向かう方向に保持体505を見た図である。
Moreover, the
図9(a)に示すように、保持体505のバックアップ座面509は、凸座面508に対して、短手方向の一部がオーバーラップ領域512を有している構成でもよい。
As shown in FIG. 9A, the
また前述した実施例では、凸座面508は第1の側壁部505a及び第2の側壁部505bにかかるように形成されている構成としたが、図9(b)及び図10においては、凸座面508は側壁部505a,505bから離れた位置に形成されている構成としても良い。また凸座面508の形状は、図10に示すように円形である。
In the above-described embodiment, the
図11(a)及び図11(b)に、保持体505を射出成型機で成型している際の断面図を示す。図11(a)は、図7及び図8に対応する保持体の構成を示す断面図である。一方、図11(b)は、図9(b)及び図10に対応する保持体の構成を示す断面図である。
11(a) and 11(b) show cross-sectional views of the
凸座面508は、基板502の位置決めを行う精度座面であるため、成型後の寸法精度が要求される。図11(a)に示すように、凸座面508を側壁部505a,505bにかかるように形成した場合、長期間、例えば5年間、保持体505を成型し続けると、成型機の一部である分割駒950が摩耗し、成型後の凸座面508の寸法精度が悪化する虞がある。この場合、成型機の分割駒950を交換し、凸座面508の精度が出るように精度出しを行う必要がある。一方、図11(b)に示すように、凸座面508を側壁部505a,505bから離れた位置に設け、かつ凸座面508を円形状にした場合、成型機の丸ピン951の出入り量を調整することで、凸座面508の寸法精度を管理することができる。したがって、図9(b)に示す凸座面508とバックアップ座面509の構成にした方が、成型機の分割駒を入れ替えることなく、凸座面508の寸法精度を容易に管理することが可能である。
Since the
すなわち、保持体505が有する複数の凸座面508が、保持体505の側壁部505a,505bとは独立して形成されている構成は、保持体505の側壁部505a,505bに設けられている構成に比べて、長期間、保持体を成型し続けたとしても、成型機の分割駒を入れ替えることなく、凸座面508の寸法精度を容易に管理することが可能である。
That is, the configuration in which the plurality of convex seating surfaces 508 of the
また、本実施例において凸座面508の形状は1mm四方の正方形としたが、この形状に限定されず、円形でも長方形でも多角形でもよい。またバックアップ座面509は、保持体505に対して凹面形状であるとしたが、この形状に限定されず、保持体505に対して凸面形状であってもよい。
Also, in this embodiment, the shape of the
[基板の固定工程]
次に、保持体505に対して基板502の位置調整を行い、基板502を保持体505に接着固定する工程について説明する。図12(a)、図12(b)及び図13(a)、図13(b)は基板の固定工程を示す断面図であり、光プリントヘッド105の凸座面508における短手方向の断面図である。
[Substrate fixing process]
Next, the process of adjusting the position of the
図12(a)に示すように、まず筐体固定治具900に、開口部802を上にした状態で保持体505が設置される。具体的には、保持体505が有するピン516,517(図3参照)が、筐体固定治具900が有する座面(不図示)に突き当たることで、保持体505の位置が固定される。ここで、筐体固定治具900は、基板502の長手方向において、保持体505が有する各バックアップ座面509と当接する複数の支持面902を有する。この複数の支持面902は、保持体505が有する各バックアップ座面509に対応する位置に設けられている。
As shown in FIG. 12A, first, the
次に、図12(b)に示すように、基板502が保持体505の開口部802からLEDチップ639の実装面803を下にした状態で挿入された後に、基板502の実装面803と保持体505の凸座面508が当接する。具体的には、基板502の実装面803上の非レジスト部801と保持体505の凸座面508とが当接する。
Next, as shown in FIG. 12B, after the
そして、図13(a)に示すように、保持体505の各凸座面508に対応する位置において、基板502の実装面とは反対側の面803bを治具の基板押圧ピン901で押圧する。基板押圧ピン901の押圧力は、例えば0.5kgwである。
Then, as shown in FIG. 13A, the
ここで、基板押圧ピン901の軸の中心線(図13(a)中の点線)と基板502の面803bとが交わる点、すなわち押圧点903と、保持体505の凸座面508と、バックアップ座面509とは、図13(a)中の光軸方向に一直線上に位置する。そのため、基板502の面803b上の押圧点903において、基板押圧ピン901が基板502を押圧した際、基板502の実装面803上の非レジスト部801を保持体505の凸座面508(精度座面)で受け、かつバックアップ座面509(精度座面)を筐体固定治具900の支持面902(精度座面)で受ける。したがって、基板502を基板押圧ピン901と保持体505の凸座面508とで安定して挟んだ状態で、かつ基板502を保持体505に対して精度よく位置決めすることが可能である。
Here, the point where the center line (dotted line in FIG. 13A) of the
その後、図13(b)に示すように、保持体505と基板502とが接着剤853によって接着され、保持体505に対して基板502が接着固定される。
Thereafter, as shown in FIG. 13B, the
次に、比較例を用いて、保持体505に、基板502に当接する凸座面508、及び筐体固定治具900の支持面902に当接するバックアップ座面509が設けられていることの効果を説明する。
Next, using a comparative example, the effect of providing the
図14(a)及び図14(b)に、保持体505に凸座面508が設けられていない比較例1の構成の断面図を示す。図14(a)は基板502を保持体505に固定する前の断面図であり、図14(b)は基板押圧ピン901で基板502を押圧し、保持体505に接着固定した後の断面図である。
14(a) and 14(b) show cross-sectional views of the configuration of Comparative Example 1 in which the holding
図14(a)に示すように、保持体505に凸座面508が設けられていない形状の場合、保持体505の長手方向全域にわたって、基板502と保持体505の端面510とを当接させる。したがって、基板502の光軸方向の位置決めは、保持体505の長手方向全域にわたる端面510によって行われる。そのため、基板502を保持体505に対して精度良く位置決めするためには、保持体505の端面510の面精度が重要である。しかしながら、一般的に長尺形状の部品を成型する際、長手方向全域にわたって平面度や平行度などの面精度を出すことが困難であり、長手方向において高低差(うねり)成分が生じる。したがって、基板502の保持体505に対する位置決めを行うにあたって、基板502を基板押圧ピン901で押圧した際に、基板502の実装面803は、図14(b)に示すように保持体505の端面510に倣う。そのため、基板502は保持体505の端面510の長手方向の高低差(うねり)成分を拾ったままの姿勢で位置決めされ、固定されることとなる。結果として、基板502上のLEDチップ639の位置が光軸方向にばらつくこととなり、感光ドラム103表面上の結像点の位置がばらつき、画質の悪化につながる虞がある。
As shown in FIG. 14A, in the case where the
さらに、図15に、保持体505に凸座面508が設けられていて、バックアップ座面509が設けられていない比較例2の構成の断面図を示す。図15は、保持体505の長手方向における凸座面508の位置において、基板押圧ピン901で基板502を押圧し、保持体505に接着固定した後の断面図である。
Further, FIG. 15 shows a cross-sectional view of the configuration of Comparative Example 2 in which the holding
図15に示す保持体505の凸座面508は、前述したように精度座面として管理している。したがって、基板押圧ピン901で基板502を押圧した際、基板502は、保持体505の長手方向の高低差(うねり)成分を拾うことなく、凸座面508と当接することができる。
The
一方で、図15に示す構成では、保持体505の長手方向において、凸座面508に対向する位置にバックアップ座面509が設けられていない。そのため、保持体505の長手方向全域にわたる端面(外側面)511は、筐体固定治具900の長手方向全域にわたる支持面902と当接する。前述した理由から、保持体505の長手方向全域にわたる端面510と同様に、保持体505の端面511も面精度を出すことが困難である。したがって、保持体505の端面511も長手方向の高低差(うねり)成分を持つため、端面511と筐体固定治具900の支持面902とは安定して当接しない。この結果、長手方向における複数の押圧点903(図13(a)参照)において、基板502が凸座面508から受ける力が等しくならず、基板502を安定した状態で位置決めすることができない。
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 15, the
これに対し、本実施例では、図7(a)に示すように、保持体505の長手方向における凸座面508と対向する位置にバックアップ座面509(精度座面)を設けている。これによって、保持体505はバックアップ座面509において、筐体固定治具の支持面902と精度よく当接する。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 7A, a backup seat surface 509 (precision seat surface) is provided at a position facing the
押圧点903と、保持体505の凸座面508と、バックアップ座面509とは、図13(a)中のピント方向に一直線上に位置する。そのため、基板502上の押圧点903において、基板押圧ピン901が基板502を押圧した際、基板502を保持体505の凸座面508(精度座面)で受け、かつバックアップ座面509(精度座面)を筐体固定治具900の支持面902(精度座面)で受ける。したがって、長手方向におけるどの押圧点903においても、基板502に働く力(基板502が基板押圧ピン901から受ける力、及び基板502が保持体505の凸座面508から受ける力)が等しくなる。そのため、基板502を、基板押圧ピン901と保持体505の凸座面508とで安定して挟んだ状態で、保持体505に対して精度よく位置決めし、固定することができる。
The
なお、前述した実施例では、保持体505に、複数の当接部である凸座面508と、複数のバックアップ部であるバックアップ座面509とを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。例えば、保持体505に対して基板502を位置決めする際に、保持体505のベース部の外側面511a,511bを筐体固定治具900で支持しない構成であれば、必ずしもバックアップ座面509を設ける必要はない。この場合、基板502の実装面803を、保持体505の長手方向に複数設けた凸座面508に当接させることで、基板502を保持体505に精度良く位置決めし、固定することができる。
In the above-described embodiment, the holding
1 …画像形成装置
103 …感光ドラム
105 …光プリントヘッド
500 …露光ユニット
502 …基板
505 …保持体
505a …第1の側壁部
505b …第2の側壁部
505c …ベース部
506 …レンズアレイ
508 …凸座面
509 …バックアップ座面
510a,510b …内側面
511a,511b …外側面
516,517 …ピン
639 …LEDチップ
701 …レンズ取付部
801 …非レジスト部
802 …開口部
803 …実装面
803b …面
900 …筐体固定治具
901 …基板押圧ピン
902 …支持面
903 …押圧点
REFERENCE SIGNS LIST 1: image forming apparatus 103: photosensitive drum 105: optical print head 500: exposure unit 502: substrate 505:
Claims (9)
前記発光素子から出射された光を前記感光体に集光するレンズと、
前記基板と前記レンズとを保持する保持体と、を有し、
前記保持体は、前記基板の前記発光素子が実装された実装面を当接し、前記保持体における前記基板の光軸方向の位置を決める複数の当接部を有し、
前記当接部を、前記保持体の前記長手方向に複数設け、かつ前記保持体の前記長手方向に直交する短手方向の両側に設けた、
ことを特徴とする露光ヘッド。 a substrate on which a plurality of light-emitting elements for emitting light for exposing a photoreceptor are mounted along the longitudinal direction, which is the rotational axis direction of the photoreceptor;
a lens that collects the light emitted from the light emitting element onto the photoreceptor;
a holder that holds the substrate and the lens,
the holding member has a plurality of abutting portions that come into contact with the mounting surface of the substrate on which the light emitting element is mounted and that determine the position of the substrate in the holding member in the optical axis direction;
A plurality of the contact portions are provided in the longitudinal direction of the holding body, and provided on both sides of the holding body in a short direction orthogonal to the longitudinal direction,
An exposure head characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の露光ヘッド。 The holding body is provided with a backup portion at a position facing the contact portion in an optical axis direction orthogonal to the longitudinal direction and the transverse direction, the backup portion being in contact with a jig that supports the holding body.
2. The exposure head according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2に記載の露光ヘッド。 In the optical axis direction orthogonal to the longitudinal direction and the lateral direction, the projection surface of the backup portion completely covers the projection surface of the contact portion.
3. The exposure head according to claim 2, characterized in that:
前記複数の精度座面にはレジストが塗布されていない、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の露光ヘッド。 the mounting surface of the substrate has a plurality of precision seating surfaces that abut against the plurality of abutting portions;
The plurality of precision bearing surfaces are not coated with a resist,
4. The exposure head according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の露光ヘッド。 The substrate is adhesively fixed to the holding body in a state in which the plurality of precision bearing surfaces of the mounting surface of the substrate and the plurality of contacting portions of the holding body are in contact with each other,
5. The exposure head according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記保持体が有する前記複数の当接部は、前記保持体の前記第1の側壁部及び前記第2の側壁部に設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の露光ヘッド。 The holder includes a base portion formed with an opening into which the lens is inserted, a first side wall portion extending from one side of the base portion in a short direction in a direction away from the photoreceptor, a second side wall portion extending from the other side of the base portion in the short direction in a direction away from the photoreceptor;
The plurality of contact portions of the holding body are provided on the first side wall portion and the second side wall portion of the holding body,
6. The exposure head according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記保持体が有する前記複数の当接部は、前記保持体の前記第1の側壁部及び前記第2の側壁部とは独立して形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の露光ヘッド。 The holder includes a base portion formed with an opening into which the lens is inserted, a first side wall portion extending from one side of the base portion in a short direction in a direction away from the photoreceptor, a second side wall portion extending from the other side of the base portion in the short direction in a direction away from the photoreceptor;
The plurality of contact portions of the holding body are formed independently of the first side wall portion and the second side wall portion of the holding body,
6. The exposure head according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
前記保持体が有する複数の当接部のうち、前記保持体の長手方向において両端に位置する当接部は、前記基板に配置された複数のチップのうち、少なくとも長手方向の両端に位置するチップと重なる位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光ヘッド。 The substrate has a plurality of chips having a plurality of light emitting elements arranged in a longitudinal direction that is a rotation axis direction of the photoreceptor,
Among the plurality of contact portions of the holder, the contact portions positioned at both ends in the longitudinal direction of the holder are at least the chips positioned at both ends in the longitudinal direction of the plurality of chips arranged on the substrate. It is placed in a position that overlaps with the
8. The exposure head according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:
前記感光体を露光する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の露光ヘッドと、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。 a photoreceptor;
The exposure head according to any one of claims 1 to 8 for exposing the photoreceptor,
An image forming apparatus characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021161032A JP2023050760A (en) | 2021-09-30 | 2021-09-30 | Exposure head and image formation apparatus |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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