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図面 (19)

課題

加工精度がよく製造コストの低減した結像レンズ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。

解決手段

支持部材と、支持部材により支持される複数のレンズ基板とを備え、レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、支持部材は、複数のレンズ基板を第1方向に配して支持している。

概要

背景

潜像担持体である感光体の被走査面に対して光を走査して潜像を形成するラインヘッドは、画像形成装置である電子写真式プリンタ光源として使用されている。
ラインヘッドであるLED(Light Emitting Diode)プリントヘッドとしては、例えば特許文献1に記載のように、発光素子であるLEDを複数個配列して構成される発光素子グループ(同特許文献1における「LEDアレイチップ」)を用いたものが提案されている。特許文献1では、1つの結像レンズで複数の発光ドット像を感光体に結像させている。
LEDアレイチップに対応した結像レンズであるマイクロレンズアレイの製造方法として、フォトリソグラフィ電鋳により型を形成し、光硬化性樹脂を用いてガラス基板上にレンズを形成する方法が知られている(特許文献2参照)。
また、ガラス基板の両面にマイクロレンズアレイを形成する方法が知られている(特許文献3)。

特開平2−4546号公報(4頁〜5頁、図1)
特開2005−276849号公報(7頁〜8頁、図8)
特開平6−208006号公報(3頁〜4頁、図1)

概要

加工精度がよく製造コストの低減した結像レンズ、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。支持部材と、支持部材により支持される複数のレンズ基板とを備え、レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、支持部材は、複数のレンズ基板を第1方向に配して支持している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

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請求項1

支持部材と、前記支持部材により支持される複数のレンズ基板とを備え、前記レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、前記支持部材は、複数の前記レンズ基板を前記第1方向に配して支持していることを特徴とするレンズアレイ

請求項2

前記支持部材は透明基板であって、前記透明基板の少なくとも一つの面に複数の前記レンズ基板が前記第1方向に並んで配されている請求項1記載のレンズアレイ。

請求項3

前記透明基板の両面のそれぞれに複数の前記レンズ基板が並んでいる請求項2記載のレンズアレイ。

請求項4

前記透明基板はガラス基板である請求項2または3記載のレンズアレイ。

請求項5

前記レンズ基板では、前記第1方向と異なる配列方向に複数の前記レンズが配列されてレンズ列が構成されており、複数の前記レンズ列が前記第1方向に並んでいる請求項1ないし4のいずれか一項に記載のレンズアレイ。

請求項6

前記配列方向は、前記第1方向と直交する第2方向に斜めである請求項5記載のレンズアレイ。

請求項7

前記配列方向は、前記第1方向と直交する第2方向に平行もしくは略平行である請求項5記載のレンズアレイ。

請求項8

前記レンズ基板の前記第1方向における端部は、前記配列方向に平行もしくは略平行である請求項5ないし7のいずれか一項に記載のレンズアレイ。

請求項9

前記レンズ基板と前記支持部材とは、同じもしくは略同じ線膨張率を有する請求項8記載のレンズアレイ。

請求項10

前記第1方向において、隣り合う2つの前記レンズ基板は互いに当接して並んでいる請求項9記載のレンズアレイ。

請求項11

前記第1方向に配された複数の前記レンズ基板は、前記第1方向に互いに間隔を空けて並んでいる請求項1ないし6のいずれか一項に記載のレンズアレイ。

請求項12

前記第1方向に配された複数の前記レンズ基板は、前記第1方向に互いに間隔を空けて並んでおり、前記透明基板の両面に形成される複数の前記間隔は、前記第1方向において相互にずれている請求項2記載のレンズアレイ。

請求項13

前記間隔には光吸収材充填されている請求項11または12記載のレンズアレイ。

請求項14

前記レンズ基板は、前記支持部材に接着剤により接着されている請求項1ないし13のいずれか一項に記載のレンズアレイ。

請求項15

前記接着剤は、熱硬化型接着剤である請求項14記載のレンズアレイ。

請求項16

前記接着剤は、紫外線硬化型接着剤である請求項14記載のレンズアレイ。

請求項17

複数の発光素子グループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、前記発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイとを備え、前記レンズアレイは、支持部材と、前記支持部材により支持される複数のレンズ基板とを有し、前記レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、前記支持部材は、複数の前記レンズ基板を前記第1方向に配して支持していることを特徴とするラインヘッド

請求項18

複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、前記発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイと、前記レンズアレイと前記ヘッド基板との間に配されて、前記発光素子グループから前記レンズへと向う導光孔が設けられた遮光部材とを備え、前記レンズアレイは複数のレンズ基板を第1方向に配して有し、前記レンズ基板では前記第1方向に複数のレンズが配されており、前記第1方向に配された複数の前記レンズ基板は、前記遮光部材により支持されていることを特徴とするラインヘッド。

請求項19

潜像担持体と、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、前記発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイとを備え、前記発光素子からの光が前記レンズを用いて結像されて前記潜像担持体の表面にスポットが形成され、前記レンズアレイは、支持部材と、前記支持部材により支持される複数のレンズ基板とを有し、前記レンズ基板では第1方向に複数の前記レンズが配されており、前記支持部材は、複数の前記レンズ基板を前記第1方向に配して支持していることを特徴とする画像形成装置

請求項20

潜像担持体と、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、前記発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイと、前記レンズアレイと前記ヘッド基板との間に配されて、前記発光素子グループから前記レンズへと向う導光孔が設けられた遮光部材とを備え、前記発光素子からの光が前記レンズを用いて結像されて前記潜像担持体の表面にスポットが形成され、前記レンズアレイは複数のレンズ基板を第1方向に配して有し、前記レンズ基板では前記第1方向に複数の前記レンズが配されており、前記第1方向に配された複数の前記レンズ基板は、前記遮光部材により支持されていることを特徴とする画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、ラインヘッドに用いるレンズアレイ潜像担持体の被走査面に対して光を走査するラインヘッドおよび画像形成装置に関する。

背景技術

0002

潜像担持体である感光体の被走査面に対して光を走査して潜像を形成するラインヘッドは、画像形成装置である電子写真式プリンタ光源として使用されている。
ラインヘッドであるLED(Light Emitting Diode)プリントヘッドとしては、例えば特許文献1に記載のように、発光素子であるLEDを複数個配列して構成される発光素子グループ(同特許文献1における「LEDアレイチップ」)を用いたものが提案されている。特許文献1では、1つの結像レンズで複数の発光ドット像を感光体に結像させている。
LEDアレイチップに対応した結像レンズであるマイクロレンズアレイの製造方法として、フォトリソグラフィ電鋳により型を形成し、光硬化性樹脂を用いてガラス基板上にレンズを形成する方法が知られている(特許文献2参照)。
また、ガラス基板の両面にマイクロレンズアレイを形成する方法が知られている(特許文献3)。

0003

特開平2−4546号公報(4頁〜5頁、図1
特開2005−276849号公報(7頁〜8頁、図8
特開平6−208006号公報(3頁〜4頁、図1

発明が解決しようとする課題

0004

ラインヘッドでは、主走査方向を長手方向として、発光素子グループが配列されている。発光素子グループに対応するには、長尺のマイクロレンズアレイが必要である。 長尺のマイクロレンズアレイを成形するためには、長尺の型が必要となるが、多数の結像レンズに対応した穴を有する長尺の型を精度良く製造するのは困難である。特に、レンズ面形状が非球面である場合には、型加工法は、通常自由曲面加工機を用いた機械加工による。この場合、レンズ面を1つ1つ仕上げるしかなく、多くの加工時間が必要になる。また、加工途中に、切削あるいは研削工具交換する必要があり、交換時にレンズの相対位置精度も大きくずれる。

0005

この発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としている。

課題を解決するための手段

0006

この発明にかかるレンズアレイは、支持部材と、支持部材により支持される複数のレンズ基板とを備え、レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、支持部材は、複数のレンズ基板を第1方向に配して支持していることを特徴としている。

0007

また、この発明にかかるラインヘッドの第1態様は、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイとを備え、レンズアレイは、支持部材と、支持部材により支持される複数のレンズ基板とを有し、レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、支持部材は、複数のレンズ基板を第1方向に配して支持していることを特徴としている。

0008

また、この発明にかかるラインヘッドの第2態様は、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイと、レンズアレイとヘッド基板との間に配されて、発光素子グループからレンズへと向う導光孔が設けられた遮光部材とを備え、レンズアレイは複数のレンズ基板を第1方向に配して有し、レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、第1方向に配された複数のレンズ基板は、遮光部材により支持されていることを特徴としている。

0009

また、この発明にかかる画像形成装置の第1態様は、潜像担持体と、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイとを備え、発光素子からの光がレンズを用いて結像されて潜像担持体の表面にスポットが形成され、レンズアレイは、支持部材と、支持部材により支持される複数のレンズ基板とを有し、レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、支持部材は、複数のレンズ基板を第1方向に配して支持していることを特徴としている。

0010

また、この発明にかかる画像形成装置の第2態様は、潜像担持体と、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループを有するヘッド基板と、発光素子グループ毎にレンズを配したレンズアレイと、レンズアレイとヘッド基板との間に配されて、発光素子グループからレンズへと向う導光孔が設けられた遮光部材とを備え、発光素子からの光がレンズを用いて結像されて潜像担持体の表面にスポットが形成され、レンズアレイは複数のレンズ基板を第1方向に配して有し、レンズ基板では第1方向に複数のレンズが配されており、第1方向に配された複数のレンズ基板は、遮光部材により支持されていることを特徴としている。

0011

このように構成された発明(レンズアレイ、ラインヘッド、画像形成装置)では、レンズアレイは複数のレンズ基板で構成されるため、レンズ基板を小さくすることができる。したがって、レンズ基板の製造を、比較的小さいレンズ基板成形用の型により行なうことができる。つまり、比較的精度の高い型を用いて、レンズ基板の製造を行なうことができるため、レンズの相対位置精度の向上したレンズアレイを得ることができ、製造コストも低減することができる。

0012

また、支持部材は透明基板であって、透明基板の少なくとも一つの面に複数のレンズ基板が第1方向に並んで配されているように構成しても良い。この際、透明基板の両面のそれぞれに複数のレンズ基板が並んでいるように構成しても良い。このように構成することで、第1方向に長尺なレンズアレイを簡便に構成することができる。

0013

また、透明基板はガラス基板により構成してもよい。ガラス基板の線膨張率は比較的小さいため、このように構成することで、透明基板の温度変化を抑えることができる。

0014

また、レンズ基板では、第1方向と異なる配列方向に複数のレンズが配列されてレンズ列が構成されており、複数のレンズ列が第1方向に並んでいるように構成しても良い。このように構成することで、レンズアレイにおいて、複数のレンズを2次元的に配置することができる。

0015

この際、配列方向は、第1方向と直交する第2方向に斜めであっても良い。あるいは、配列方向は、第1方向と直交する第2方向に平行もしくは略平行であっても良い。

0016

また、レンズ基板の第1方向における端部は、配列方向に平行もしくは略平行であるように構成しても良い。このような構成では、複数のレンズ基板を第1方向に並べることで、複数のレンズが2次元配置されたレンズアレイを簡便に得ることができる。

0017

また、レンズ基板と支持部材とは、同じもしくは略同じ線膨張率を有するように構成しても良い。このように構成することで、温度変化による歪の少ないレンズアレイを得ることができる。この際、第1方向において、隣り合う2つのレンズ基板は互いに当接して並んでいるように構成しても良い。

0018

また、第1方向に配された複数のレンズ基板は、第1方向に互いに間隔を空けて並んでいるように構成しても良い。このように構成した場合、間隔によって、レンズ基板の熱膨張率と透明基板の熱膨張率との差による温度変化に伴う歪みを吸収することができ、温度変化にかかわらず、レンズの相対位置精度の向上したレンズアレイが得られる。

0019

また、第1方向に配された複数のレンズ基板は、第1方向に互いに間隔を空けて並んでおり、透明基板の両面に形成される複数の間隔は、第1方向において相互にずれているように構成しても良い。このような構成では、間隔によって生じる位置精度の影響が、透明基板の両面間で間隔の位置がずれることにより分散する。したがって、レンズの相対位置精度のよりよいレンズアレイが得られる。

0020

また、間隔には光吸収材充填されているように構成しても良い。

0021

また、レンズ基板は、支持部材に接着剤により接着されても良い。このとき接着剤は、熱硬化型接着剤であっても良く、あるいは、紫外線硬化型接着剤であっても良い。紫外線硬化型接着剤を用いた場合は、支持部材とレンズ基板との位置合わせを行なった状態で、紫外線照射して支持部材とレンズ基板とを接着することができる。

0022

また、本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

0023

[適用例1]
複数の結像レンズが配置されたレンズ基板と、前記レンズ基板が複数配置されたベース基板とを備え、互いに隣接する前記レンズ基板が、前記ベース基板上に間隔を有して配置されていることを特徴とするマイクロレンズアレイ。

0024

この適用例によれば、マイクロレンズアレイを分割されたレンズ基板で構成するので、レンズ基板が小さくなる。したがって、結像レンズ成形用の型も小さくなり、製造コストが低減し、レンズの相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイが得られる。 また、互いに隣接するレンズ基板間の間隔によって、レンズ基板の熱膨張率による歪みを吸収することができ、温度変化が生じてもレンズの相対位置精度を保てるマイクロレンズアレイが得られる。

0025

[適用例2]
上記マイクロレンズアレイであって、複数の前記レンズ基板は、前記ベース基板の両面上に配置されていることを特徴とするマイクロレンズアレイ。
この適用例では、ベース基板の両面に配置された複数のレンズ基板はベース基板を基準に配置できるので、各レンズ基板間の位置精度が向上する。したがって、レンズの相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイが得られる。

0026

[適用例3]
上記マイクロレンズアレイであって、前記間隔の前記ベース基板に対する位置が、前記両面間でずれていることを特徴とするマイクロレンズアレイ。
この適用例では、レンズ基板間の間隔によって生じる位置精度の影響が、透明基板の両面間で間隔の位置がずれることにより分散する。したがって、レンズの相対位置精度のよりよいマイクロレンズアレイが得られる。

0027

[適用例4]
基板と、発光素子を複数個有するとともに、前記基板に並べて配置された複数の発光素子グループと、前記発光素子グループに対して一対一で対向して配置されるとともに、それぞれが対向する前記発光素子グループに属する複数の前記発光素子から射出される光を被走査面に結像する複数の結像レンズと、複数の前記結像レンズが配置されたレンズ基板と、前記レンズ基板が複数配置されたベース基板とを備え、互いに隣接する前記レンズ基板が、前記ベース基板上に間隔を有して配置されているマイクロレンズアレイと、前記基板と前記マイクロレンズアレイとの間に遮光部材とを備えたことを特徴とするラインヘッド。

0028

この適用例によれば、前述の効果を有するラインヘッドが得られる。

0029

[適用例5]
上記ラインヘッドであって、複数の前記レンズ基板は、前記ベース基板の両面上に配置されていることを特徴とするラインヘッド。
この適用例では、前述の効果を有するラインヘッドが得られる。

0030

[適用例6]
上記ラインヘッドであって、前記間隔の前記ベース基板に対する位置が、前記両面間でずれていることを特徴とするラインヘッド。
この適用例では、前述の効果を有するラインヘッドが得られる。

0031

[適用例7]
上記ラインヘッドであって、前記遮光部材が前記ベース基板を兼ねていることを特徴とするラインヘッド。
この適用例では、前述の効果を有するラインヘッドが得られる。

0032

[適用例8]
その表面が副走査方向に搬送される潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を被走査面として該潜像担持体表面にスポットを形成する前述のいずれかのラインヘッドと同一構成を有する露光手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。

0033

この適用例によれば、前述の効果を有する画像形成装置が得られる。

発明を実施するための最良の形態

0034

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態にかかる画像形成装置1を模式的にかつ部分的に示す図である。 画像形成装置1は、トナー粒子液体キャリアに分散させた液体現像剤を用いて画像を形成する装置である。なお、回転する部材については、回転方向実線矢印で示した。

0035

図1において、画像形成装置1は、中間転写媒体である無端状の中間転写ベルト10と、中間転写ベルト10を張架する駆動ローラ11および従動ローラ12と、2次転写装置14と、中間転写ベルトクリーニング装置15と、1次転写ユニットとを備えている。 中間転写ベルト10の駆動ローラ11側には2次転写装置14が設けられ、また中間転写ベルト10の従動ローラ12側には中間転写ベルトクリーニング装置15が設けられている。
1次転写ユニットは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)のそれぞれの色に対応した、1次転写ユニット50Y、1次転写ユニット50M、1次転写ユニット50Cおよび1次転写ユニット50Kからなる。以下、各色に対応する装置、部材等についても、装置、部材等の符号にそれぞれ各色を表すY,M,C,Kを付して表記する。

0036

なお、図示しないが、画像形成装置1は2次転写を行う従来の一般的な画像形成装置と同様に、2次転写装置14より転写材搬送方向上流側に、例えば紙等の転写材を収納する転写材収納装置と、この転写材収納装置からの転写材を2次転写装置14へ搬送供給するローラ対とを備えている。図1において、転写材の搬送方向は、破線矢印で示した。また、この画像形成装置1は、2次転写装置14より転写材の搬送方向下流側に定着装置および排紙トレイを備えている。

0037

図1において、中間転写ベルト10は、互いに離間して配設された一対の駆動ローラ11および従動ローラ12に張架されて、反時計回りに回転可能に設けられている。この中間転写ベルト10は、紙等の転写材への2次転写の転写効率を向上させるうえで弾性中間転写ベルトにすることが好ましい。
また、画像形成装置1では、各1次転写ユニット50Y,50M,50C,50Kは、中間転写ベルト10の回転方向上流側から色Y,M,C,Kの順に配設されているが、色Y,M,C,Kの配置順は任意に設定することができる。なお、中間転写ベルト10は中間転写ドラムで構成することもできる。

0038

2次転写装置14は、2次転写ローラ43を備えている。この2次転写ローラ43は、駆動ローラ11に掛けられた中間転写ベルト10に紙等の転写材を当接させて、中間転写ベルト10上の各色のトナー像が合わせられたカラーのトナー像を転写材に転写するものである。その場合、駆動ローラ11は2次転写時のバックアップローラとしても機能する。
また、2次転写装置14は、2次転写ローラクリーナ46と2次転写ローラクリーナ回収液貯留容器47とを備えている。2次転写ローラクリーナ46は、ゴム等の弾性体からなる。そして、この2次転写ローラクリーナ46は2次転写ローラ43に当接されて2次転写後に2次転写ローラ43の表面に残留する液体現像剤を掻き落として除去する。また、2次転写ローラクリーナ回収液貯留容器47は、2次転写ローラクリーナ46によって2次転写ローラ43から掻き落とされた液体現像剤を回収して貯留する。

0039

中間転写ベルトクリーニング装置15は、中間転写ベルトクリーナ44と中間転写ベルトクリーナ回収液貯留容器45とを備えている。中間転写ベルトクリーナ44は中間転写ベルト10に当接されて2次転写後に中間転写ベルト10の表面に残留する液体現像剤を掻き落として除去するものである。その場合、従動ローラ12は中間転写ベルトクリーニング時のバックアップローラとしても機能する。この中間転写ベルトクリーナ44はゴム等の弾性体からなっている。また、中間転写ベルトクリーナ回収液貯留容器45は、中間転写ベルトクリーナ44が中間転写ベルト10から掻き落とした液体現像剤を回収して貯留するものである。

0040

各1次転写ユニット50Y,50M,50C,50Kは、それぞれに対応した現像装置5Y,5M,5C,5Kと、1次転写装置7Y,7M,7C,7Kと、直列に配置された潜像担持体である感光体2Y,2M,2C,2Kとを備えている。

また、各1次転写装置7Y,7M,7C,7Kより中間転写ベルト10の回転方向下流側の各1次転写装置7Y,7M,7C,7Kの近傍には、それぞれ、中間転写ベルトスクイーズ装置13Y,13M,13C,13Kが配設されている。

0041

各感光体2Y,2M,2C,2Kは、図1に示す例ではいずれも、感光体ドラムから構成されている。そして、これらの感光体2Y,2M,2C,2Kは、いずれも作動時に図1に実線矢印で示すように時計回りに回転する。なお、各感光体2Y,2M,2C,2Kは、無端ベルト状に構成してもよい。
各1次転写装置7Y,7M,7C,7Kは、それぞれ、中間転写ベルト10を各感光体2Y,2M,2C,2Kに当接させる1次転写用のバックアップローラ37Y,37M,37C,37Kを備えている。

0042

以下に、各1次転写ユニット50Y,50M,50C,50Kについて、1次転写ユニット50Yを例に詳しく説明する。1次転写ユニット50M,50C,50Kの構成要素は、色M,C,Kにかかるものが異なるだけで構造および配置は、1次転写ユニット50Yと同様である。

0043

図2に、1次転写ユニット50Yの概略拡大図を示した。
感光体2Yの周囲には、回転方向上流側から順に、帯電部材3Y、露光手段としてのラインヘッド4Y、現像装置5Y、感光体スクイーズ装置6Y、1次転写装置7Y、および除電装置8Yが配設されている。

0044

帯電部材3Yは、例えば帯電ローラからなる。帯電部材3Yには、図示しない電源装置から液体現像剤の帯電極性同極性のバイアス印加される。そして、帯電部材3Yは、感光体2Yを帯電するようになっている。
ラインヘッド4Yは、例えば有機EL素子、LEDを用いた露光光学系等から光を感光体2Yの表面200に照射することによって、帯電された感光体2Y上に静電潜像を形成する。光の照射方向は、ラインヘッド4Yから引き出された実線矢印で示した。ラインヘッド4Yは、感光体2Yから離間配置されている。
なお、露光光学系の走査方向については、図2紙面に対して垂直な方向を主走査方向XXとし、主走査方向XXに直交し、光が照射される感光体2Yの表面200の接線方向を副走査方向YYとした。

0045

以下に、本実施形態におけるラインヘッド4Yを図に基づいて詳しく説明する。図3は、本実施形態にかかるラインヘッド4Yの概略斜視図である。また、図4は、ラインヘッド4Yの副走査方向YYの断面図である。
図3において、ラインヘッド4Yは、主走査方向XXに配列された発光素子グループ410を備えている。発光素子グループ410は、複数の発光素子411を備えている。これらの発光素子411から、図2に示したように、帯電部材3Yにより帯電された感光体2Yの被走査面である表面200に対して光が照射され、表面200に静電潜像が形成される。

0046

図3において、ラインヘッド4Yは、主走査方向XXを長手方向とするケース420を備えるとともに、かかるケース420の両端には、位置決めピン421とねじ挿入孔422が設けられている。かかる位置決めピン421を、図示しない感光体カバー穿設された位置決め孔に嵌め込むことで、ラインヘッド4Yが、図2に示した感光体2Yに対して位置決めされている。感光体カバーは、感光体2Yを覆うとともに感光体2Yに対して位置決めされている。また、ねじ挿入孔422を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔(図示省略)にねじ込んで固定することで、ラインヘッド4Yが感光体2Yに対して位置決め固定されている。

0047

図3および図4において、ケース420は、感光体2Yの表面200に対向する位置に結像レンズが配列されたマイクロレンズアレイ430を保持するとともに、その内部に、マイクロレンズアレイ430に近い順番で、遮光部材440および基板としてのヘッド基板450を備えている。ヘッド基板450は透明なガラス基板である。
ヘッド基板450のうら面452(ヘッド基板450が有する2つの面のうち遮光部材440に対向するおもて面451とは逆側の面)には、複数の発光素子グループ410が設けられている。複数の発光素子グループ410は、ヘッド基板450のうら面452に、図3に示すように、主走査方向XXおよび副走査方向YYに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に、並べて配置されている。ここで、発光素子グループ410は、図3中の円で囲んだ部分に示すように、複数の発光素子411を2次元的に配列することによって構成されている。

0048

本実施形態では、発光素子として有機ELを用いる。つまり、本実施形態では、ヘッド基板450のうら面452に有機ELを発光素子411として配置している。そして、複数の発光素子411のそれぞれから感光体2Yの方向に射出される光は、ヘッド基板450を介して遮光部材440へ向かう。
発光素子はLEDであってもよい。この場合、基板はガラス基板でなくてもよく、LEDは、おもて面451に設けることができる。

0049

図3および図4において、遮光部材440は、複数の発光素子グループ410に対して一対一で対応する複数の導光孔4410を備えている。

0050

図3および図4において、発光素子グループ410に属する発光素子411から射出された光は、該発光素子グループ410に一対一で対応する導光孔4410によって、マイクロレンズアレイ430に導かれる。そして、導光孔4410を通過した光は、2点鎖線で示すように、マイクロレンズアレイ430により、感光体2Yの表面200にスポットとして結像されることとなる。

0051

図4に示すように、固定器具460によって、裏蓋470はヘッド基板450を介してケース420に押圧されている。つまり、固定器具460は、裏蓋470をケース420側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋470を押圧することで、ケース420の内部を光密に(つまり、ケース420内部から光が漏れないように、および、ケース420の外部から光が侵入しないように)密閉している。なお、固定器具460は、図3に示すケース420の長手方向に複数箇所設けられている。また、発光素子グループ410は、封止部材480により覆われている。

0052

図5は、マイクロレンズアレイ430の概略部分斜視図である。図6は、マイクロレンズアレイ430の主走査方向XXの部分断面図である。
図5および図6において、マイクロレンズアレイ430は、ベース基板としてのガラス基板431とレンズ基板434,435,437,438を備えている。これらの図は部分図なので、すべての部品を表しているわけではない。
図5および図6において、レンズ基板434,437とレンズ基板435,438とは、ガラス基板431を挟むようにガラス基板431の両面に設けられている。レンズ基板434,437には、複数のレンズ432が形成され、レンズ基板435,438には、複数のレンズ433が形成されている。なお、レンズ432,433は樹脂により形成することができる。
ガラス基板431を挟むように一対一で配置された2枚のレンズ432,433は、レンズ対を構成している。

0053

レンズ432,433の形成方法としては、まずレンズ432,433の外形状と略同じ形状の凹部を複数持つ型を用意する。その後、凹部に液体状の紫外線硬化型樹脂を充填した後、レンズ基板を凹部に蓋をするように重ね合わせ、レンズ基板側から紫外線を照射する。紫外線硬化型樹脂が硬化後、型をはずすことによってレンズ基板にレンズ432,433が形成される。

0054

図6において、ガラス基板431の片面には、レンズ基板434,437が、対向する面には、レンズ基板435,438が接着剤436によって接着されている。
接着剤436としては、例えば紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤等を用いることができるが、ガラス基板431とレンズ基板434等との位置合わせを行うには、位置合わせを行った状態で紫外線を照射して硬化できる紫外線硬化型接着剤が好ましい。

0055

レンズ対を構成する2枚のレンズ432,433は、相互に図中一点差線で示した光軸OAを共通にする。また、これら複数のレンズ対は、図3に示した複数の発光素子グループ410に一対一で配置されている。なお、この明細書では、一対一の対を成すレンズ432,433と、かかるレンズ対によって挟まれた光学系を「マイクロレンズML」と称することとする。結像レンズとしてのマイクロレンズMLは、発光素子グループ410の配置に対応して、主走査方向XXおよび副走査方向YYに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に配置されている。

0056

図6において、4枚の互いに隣接するレンズ基板434と437との間、435と438との間には、間隔439が設けられている。間隔439には、光吸収材4390が充填されていてもよい。光吸収材4390としては、カーボン微粒子を含んだ樹脂等を用いることができる。
間隔439は、図3に示したように、レンズに沿って斜めに形成されていている。また、間隔439は、レンズ432,433にかかるように形成されていてもよいし、かからないように形成されていてもよい。
なお、ガラス基板431とレンズ基板434,437,435,438との間に線膨張率の差がない場合は、間隔439を必ずしも設ける必要はない。

0057

図7は、複数の発光素子グループ410の配置を示す図である。
本実施形態では、主走査方向XXに4個の発光素子411を所定間隔ごとに並べて構成される発光素子行L411を、副走査方向YYに2行並べて、1つの発光素子グループ410を構成している。つまり、同図の2点鎖線の円形で示される1つのマイクロレンズMLの外径の位置に対応して8個の発光素子411が、発光素子グループ410を構成している。そして、複数の発光素子グループ410は次のように配置されている。

0058

主走査方向XXに発光素子グループ410を所定個数(2個以上)並べて構成される発光素子グループ行L410(グループ行)が副走査方向YYに3行並ぶように、発光素子グループ410は2次元的に配置されている。また、各発光素子グループ行L410間の発光素子グループ410は、互いに異なる主走査方向位置に配置されている。さらに、主走査方向位置が隣り合う発光素子グループ(例えば、発光素子グループ410C1と発光素子グループ410B1)の副走査方向位置が互いに異なるように、複数の発光素子グループ410は配置されている。
なお、主走査方向位置および副走査方向位置とはそれぞれ注目する位置の主走査方向成分および副走査方向成分を意味する。

0059

図8は、ラインヘッド4Yによるスポット形成動作を示す図である。スポットの集まりによって静電潜像が形成される。
以下に、図7図8を用いて本実施形態におけるラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。また、発明の理解を容易にするため、ここでは主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する場合について説明する。本実施形態では、感光体2Yの表面200を副走査方向YYに搬送しながら、複数の発光素子411を所定のタイミングで発光させることで、主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。

0060

図7において、本実施形態のラインヘッド4Yでは、副走査方向位置Y1〜Y6の各位置に対応して、副走査方向YYに発光素子行L411が6列配置されている。副走査方向YYの同一の位置にある発光素子行L411は、略同一のタイミングで発光させるとともに、副走査方向YYの異なる位置にある発光素子行L411は、互いに異なるタイミングで発光させる。より具体的には、副走査方向位置Y1〜Y6の順番で、発光素子行L411を発光させる。そして、感光体2Yの表面200を副走査方向YYに搬送しながら、上述の順番で発光素子行L411を発光させることで、表面200の主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。

0061

かかる動作を、図7図8を用いて説明する。最初に、副走査方向YYに最上流の発光素子グループ410A1,410A2,410A3,…に属する副走査方向位置Y1の発光素子行L411の発光素子411を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光は、上述の反転拡大特性を有する「結像レンズ」であるマイクロレンズMLにより、反転されつつ拡大されて感光体2Yの表面200に結像される。つまり、図8の「1回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
なお、同図において、白抜きの丸印は、未だ形成されておらず今後形成される予定のスポットを表す。また、同図において、符号410C1,410B1,410A1,410C2でラベルされたスポットは、それぞれに付された符号に対応する発光素子グループ410により形成されるスポットであることを示す。

0062

次に、発光素子グループ410A1,410A2,410A3,…に属する副走査方向位置Y2の発光素子行L411の発光素子411を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光は、マイクロレンズMLにより、反転されつつ拡大されて感光体2Yの表面200に結像される。つまり、図8において、「2回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。ここで、感光体2Yの表面200の搬送方向が副走査方向YYであるのに対して、副走査方向YYの下流側の発光素子行L411から順番に(つまり、副走査方向位置Y1,Y2の順番に)発光させたのは、マイクロレンズMLが反転特性を有することに対応するためである。

0063

次に、副走査方向YYの上流側から2番目の発光素子グループ410B1,410B2,410B3,…に属する副走査方向位置Y3の発光素子行L411の発光素子411を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光は、マイクロレンズMLより、反転されつつ拡大されて感光体2Yの表面200に結像される。つまり、図8の「3回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。

0064

次に、発光素子グループ410B1,410B2,410B3,…に属する副走査方向位置Y4の発光素子行L411の発光素子411を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光は、マイクロレンズMLにより、反転されつつ拡大されて感光体2Yの表面200に結像される。つまり、図8の「4回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。

0065

次に、副走査方向YY最下流の発光素子グループ410C1,410C2,410C3,…に属する副走査方向位置Y5の発光素子行L411の発光素子411を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光は、マイクロレンズMLにより、反転されつつ拡大されて感光体2Yの表面200に結像される。つまり、図8の「5回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。

0066

そして最後に、発光素子グループ410C1,410C2,410C3,…に属する副走査方向位置Y6の発光素子行L411の発光素子411を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光は、マイクロレンズMLにより、反転されつつ拡大されて感光体2Yの表面200に結像される。つまり、図8の「6回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。このように、1回目〜6回目までの発光動作を実行することで、主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。

0067

次に、図2に戻って現像装置5Yについて説明する。現像装置5Yは、感光体2Yに形成された静電潜像を液体現像剤21Yによって現像する。
図2において、現像装置5Yは、それぞれ、現像剤供給部16Yと、現像ローラ17Yと、コンパクションローラ18Yと、現像ローラクリーナ19Yと、現像ローラクリーナ回収液貯留容器20Yとから構成されている。

0068

現像剤供給部16Yは、それぞれ、トナー粒子および不揮発性の液体キャリアからなる液体現像剤21Yを収納する現像剤容器22Yと、現像剤汲み上げローラ23Yと、アニロクスローラ24Yと、現像剤規制ブレード25Yとからなっている。

0069

現像剤容器22Y内に収納される液体現像剤21Yにおいて、トナーとしては、トナーに使用される公知の熱可塑性樹脂中へ同じく公知の顔料等の着色剤を分散させた例えば平均粒径1μmの粒子を用いることができる。また、低粘性低濃度の液体現像剤を得るには、液体キャリアとして、例えば、有機溶媒フェニルメチルシロキサンジメチルポリシロキサンおよびポリジメチルシクロシロキサン等の引火点210℃以上のシリコーンオイル鉱物油等の絶縁性液体キャリアを用いることができる。そして、液体現像剤21Yはトナー粒子を分散剤とともに液体キャリアへ添加し、トナー固形分濃度を約20%としたものである。

0070

現像剤汲み上げローラ23Yは、それぞれ、現像剤容器22Y内の液体現像剤21Yを汲み上げてアニロクスローラ24Yに供給するローラである。現像剤汲み上げローラ23Yは、図2において矢印で示す時計回りに回転する。また、アニロクスローラ24Yは、円筒状の部材で表面に微細かつ一様に螺旋状の溝を形成したローラである。溝の寸法は、例えば、溝ピッチが約130μm、溝深さが約30μmに設定される。もちろん、溝の寸法はこれらの値に限定されることはない。アニロクスローラ24Yは、現像ローラ17Yと同じ回転方向で図2において矢印で示す反時計回りに回転する。なお、アニロクスローラ24Yは、いずれも現像ローラ17Yと連れ回りで時計回りに回転するようにすることもできる。すなわち、アニロクスローラ24Yの回転方向は、限定されず任意である。

0071

現像剤規制ブレード25Yは、アニロクスローラ24Yの表面に当接して設けられている。これらの現像剤規制ブレード25Yは、アニロクスローラ24Yの表面に当接する、ウレタンゴム等からなるゴム部と、このゴム部を支持する金属等の板とから構成されている。そして、現像剤規制ブレード25Yは、アニロクスローラ24Yの溝部以外の表面に付着する液体現像剤21Yをゴム部で掻き落として除去する。したがって、アニロクスローラ24Yは、それらの溝部内に付着する液体現像剤21Yのみを各現像ローラ17Yに供給するようになっている。

0072

現像ローラ17Yは、例えば鉄等金属シャフトの外周部に、導電性ウレタンゴム等の導電性樹脂層導電性ゴム層からなる所定幅の円筒状の導電性弾性体を備えたものである。これらの現像ローラ17Yは感光体2Yに当接され、かつ図2において矢印で示すように反時計回りに回転する。

0073

コンパクションローラ18Yは、それらの外周面が対応する現像ローラ17Yの外周面に当接されて配置されている。このとき、コンパクションローラ18Yと現像ローラ17Yとは互いに所定量の食い込みになっている。

0074

そして、コンパクションローラ18Yは、図2において矢印で示すように時計回りに回転する。そして、コンパクションローラ18Yはそれぞれ電圧を印加されて、対応する現像ローラ17Yを帯電するようになっている。その場合、コンパクションローラ18Yへの印加電圧は、それぞれ直流電圧(DC)に設定されている。コンパクションローラ18Yへの印加電圧は、それぞれ直流電圧(DC)に交流電圧(AC)が重畳された電圧に設定することもできる。

0075

これらのコンパクションローラ18Yによる現像ローラ17Yの帯電で、コンパクションローラ18Yは、それぞれ、現像ローラ17Y上の液体現像剤21Yに対して接触転圧を行う。

0076

コンパクションローラ18Yによる接触転圧で、それぞれ、現像ローラ17Y上の液体現像剤21Yが現像ローラ17Yに押し付けられる。

0077

コンパクションローラ18Yには、それぞれ、コンパクションローラクリーナブレード26Yと、コンパクションローラクリーナ回収液貯留容器27Yとが設けられている。これらのコンパクションローラクリーナブレード26Yは、それぞれ対応するコンパクションローラ18Yの表面に当接する例えばゴム等で構成され、コンパクションローラ18Yに残留する液体現像剤21Yを掻き落として除去するためのものである。さらに、コンパクションローラクリーナ回収液貯留容器27Yは、コンパクションローラクリーナブレード26Yによってコンパクションローラ18Yから掻き落とされた液体現像剤21Yを貯留するタンク等の容器から構成されている。

0078

また、現像ローラクリーナ19Yは、現像ローラ17Yの表面に当接する例えばゴム等で構成され、現像ローラ17Yに残留する液体現像剤21Yを掻き落として除去するためのものである。さらに、現像ローラクリーナ回収液貯留容器20Yは、それぞれ、現像ローラクリーナ19Yによって現像ローラ17Yから掻き落とされた液体現像剤21Yを貯留するタンク等の容器から構成されている。

0079

さらに、画像形成装置1は、液体現像剤21Yを現像剤容器22Yに補給する現像剤補給装置28Yを備えている。これらの現像剤補給装置28Yは、それぞれ、トナータンク29Yと、キャリアタンク30Yと、撹拌装置31Yとからなっている。

0080

トナータンク29Yには、高濃度液体トナー32Yが収納されている。また、キャリアタンク30Yには、液体キャリア(キャリアオイル)33Yが収納されている。さらに、撹拌装置31Yには、トナータンク29Yからの所定量の高濃度液体トナー32Yとキャリアタンク30Yからの所定量の液体キャリア33Yとが供給されるようになっている。

0081

そして、撹拌装置31Yは、供給された高濃度液体トナー32Yおよび液体キャリア33Yをそれぞれ混合撹拌して現像装置5Yで使用する液体現像剤21Yを作製する。その場合、液体現像剤21Y全体の粘度は100mPas〜1000mPasであり、また液体キャリア(キャリアオイル)単体の粘度は10mPas〜200mPasであることが好ましい。粘度の測定方法は、例えば粘弾性測定装置ARES(TAインストルメントジャパン製)を用いて測定する。撹拌装置31Yで作製された液体現像剤21Yは、それぞれ現像剤容器22Yに供給されるようになっている。

0082

感光体スクイーズ装置6Yは、スクイーズローラ34Yと、スクイーズローラクリーナ35Yと、スクイーズローラクリーナ回収液貯留容器36Yとから構成されている。スクイーズローラ34Yは、それぞれ、感光体2Yと現像ローラ17Yとの当接部(ニップ部)より感光体2Yの回転方向下流側に設置されている。そして、スクイーズローラ34Yは、感光体2Yと逆方向(図2において反時計回り)に回転されて、感光体2Y上の液体現像剤21Yを除去するようになっている。

0083

コンパクションローラクリーナ回収液貯留容器27Y、現像ローラクリーナ回収液貯留容器20Yおよびスクイーズローラクリーナ回収液貯留容器36Yに溜まった液体現像剤21Yは、撹拌装置31Yに戻り再利用される。

0084

スクイーズローラ34Yとしては、いずれも、金属製芯金の表面に導電性ウレタンゴム等の弾性部材フッ素樹脂製表層を配した弾性ローラが好適である。また、スクイーズローラクリーナ35Yは、いずれもゴム等の弾性体からなり、それぞれ対応するスクイーズローラ34Yの面に当接され、これらのスクイーズローラ34Yに残留する液体現像剤21Yを掻き落として除去するものである。さらに、スクイーズローラクリーナ回収液貯留容器36Yは、それぞれ対応するスクイーズローラクリーナ35Yが掻き落とした液体現像剤21Yを貯留するタンク等の容器である。

0085

バックアップローラ37Yは、トナー粒子の帯電極性と逆極性の例えば約−200Vが印加されて、感光体2Y上の液体現像剤21Yで形成された像を中間転写ベルト10に1次転写する。また、除電装置8Yは、1次転写後に感光体2Yに残留する電荷を除去するものである。

0086

中間転写ベルトスクイーズ装置13Yは、それぞれ、中間転写ベルトスクイーズローラ40Yと、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ41Yと、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ回収液貯留容器42Yとからなっている。中間転写ベルトスクイーズローラ40Yは、中間転写ベルト10上の液体現像剤21Yを回収するものである。また、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ41Yは、それぞれ中間転写ベルトスクイーズローラ40Yのローラ上の回収した液体現像剤21Yを掻き取るものである。これらの中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ41Yは、スクイーズローラクリーナ35Yと同様にゴム等の弾性体からなっている。さらに、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ回収液貯留容器42Yは、中間転写ベルトスクイーズローラクリーナ41Yで掻き取った液体現像剤21Yを回収貯留するものである。

0087

画像形成動作が開始されると、感光体2Yが帯電部材3Yによって一様帯電される。次いで、感光体2Yに、ラインヘッド4Yによって静電潜像が形成される。
次に、現像装置5Yにおいて、イエロー(Y)の液体現像剤21Yが現像剤汲み上げローラ23Yによってアニロクスローラ24Yに汲み上げられる。アニロクスローラ24Yに付着した液体現像剤21Yは、現像剤規制ブレード25Yによってアニロクスローラ24Yの溝内に適正量付着される。このアニロクスローラ24Yの溝内の液体現像剤21Yは現像ローラ17Yに供給される。

0088

このとき、アニロクスローラ24Yの溝内の液体現像剤21Yの一部がアニロクスローラ24Yの左右両端の方に移動する。さらに、現像ローラ17Y上の液体現像剤21Yのイエロー(Y)のトナー粒子は、コンパクションローラ18Yによる接触コンパクションでその現像ローラ17Yに押し付けられる。
現像ローラ17Y上の液体現像剤21Yはコンパクションされた状態で、現像ローラ17Yの回転によって感光体2Yの方へ搬送される。

0089

コンパクションローラ18Yによる接触コンパクションが終了してコンパクションローラ18Yに残留する液体現像剤21Yは、コンパクションローラクリーナブレード26Yによってコンパクションローラ18Yから除去される。

0090

イエロー(Y)の感光体2Yに形成された静電潜像が現像装置5Yにおいてイエロー(Y)の液体現像剤21Yで現像され、感光体2Yにイエロー(Y)の液体現像剤21Yによって像が形成される。現像が終了して現像ローラ17Yに残留する液体現像剤21Yは、現像ローラクリーナ19Yによって現像ローラ17Yから除去される。感光体2Y上のイエロー(Y)の液体現像剤21Yによって形成される像は、スクイーズローラ34Yにより感光体2Y上の液体現像剤21Yが回収されてイエロー(Y)のトナー像とされる。さらに、このイエロー(Y)のトナー像は1次転写装置7Yで中間転写ベルト10に転写される。中間転写ベルト10上のイエロー(Y)のトナー像は、中間転写ベルトスクイーズローラ40Yにより中間転写ベルト10上の液体現像剤21Yが回収されながら、図1に示したマゼンタ(M)の1次転写装置7Mの方へ搬送される。

0091

図1において、次いで、マゼンタ(M)の感光体2Mに形成された静電潜像が現像装置5Mにおいて、イエロー(Y)の場合と同様にして搬送されてきたマゼンタ(M)の液体現像剤で現像され、感光体2Mにマゼンタ(M)の液体現像剤によって像が形成される。このとき、コンパクションローラ18Mによる接触コンパクションの終了後コンパクションローラ18Mに残留するキャリアは、コンパクションローラクリーナブレード26Mによってコンパクションローラ18Mから除去される。また、現像が終了して現像ローラ17Mに残留する液体現像剤は、現像ローラクリーナ19Mによって現像ローラ17Mから除去される。

0092

感光体2M上のマゼンタ(M)の液体現像剤で形成された像は、スクイーズローラ34Mにより感光体2M上の液体現像剤が回収されてマゼンタ(M)のトナー像とされ、このマゼンタ(M)のトナー像は1次転写装置7Mで中間転写ベルト10にイエロー(Y)のトナー像と色重ねされて転写される。同様にして、色重ねされたイエロー(Y)とマゼンタ(M)のトナー像は、中間転写ベルトスクイーズローラ40Mにより中間転写ベルト10上の液体現像剤が回収されながらシアン(C)の1次転写装置7Cの方へ搬送される。以下、同様にして、シアン(C)のトナー像およびブラック(K)のトナー像が中間転写ベルト10に順次色重ねされて転写され、中間転写ベルト10にフルカラーのトナー像が形成される。

0093

次いで、2次転写装置14により、中間転写ベルト10上のカラーのトナー像が紙等の転写材の転写面に2次転写される。転写材上に転写されたカラーのトナー像は、従来と同様に図示しない定着器によって定着され、フルカラーの定着像が形成された転写材は排紙トレイに搬送されて、カラー画像形成動作が終了する。

0094

このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
(1)マイクロレンズアレイ430を分割されたレンズ基板434,435,437,438で構成するので、レンズ基板434,435,437,438を小さくすることができる。したがって、レンズ432,433成形用の型も小さくでき、製造コストが低減し、レンズ432,433の相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイ430を得ることができる。またそれを用いたラインヘッド4Y,4M,4C,4Kおよび画像形成装置1も同様の効果を得ることができる。
また、互いに隣接するレンズ基板434,435,437,438間の間隔439によって、レンズ基板434,435,437,438の熱膨張率による歪みを吸収することができ、温度変化が生じてもレンズ432とレンズ433との相対位置精度が保てるマイクロレンズアレイ430を得ることができる。

0095

(2)ガラス基板431の両面に配置された複数のレンズ基板434,435,437,438はガラス基板431を基準に配置できるので、各レンズ基板434,435,437,438間の位置精度を向上できる。したがって、レンズ432,433の相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイ430を得ることができる。

0096

(第2実施形態)
図9に、本実施形態にかかるマイクロレンズアレイ4301および遮光部材440付近の部分断面図を示した。
マイクロレンズアレイ430以外の構成は第1実施形態と同様である。第1実施形態と同一の部品、部材には、同じ符号を付した。

0097

図9において、レンズ基板434,437の片面に、レンズ432が形成されている。本実施形態では、レンズ基板434,437等とレンズ432とでマイクロレンズアレイ4301が構成されている。レンズ基板434とレンズ基板437との間には、第1実施形態と同様に間隔439が形成され、光吸収材4390が充填されている。
マイクロレンズアレイ4301は、遮光部材440に接着剤436で直接貼り付けられている。

0098

このような実施形態によれば、前述の実施形態の効果に加え以下の効果がある。 (3)遮光部材440とマイクロレンズアレイ4301が一体となっているので、ラインヘッド4Y,4M,4C,4Kの組立てを容易にでき、製造コストの低減したラインヘッド4Y,4M,4C,4Kを得ることができる。またそれを用いたラインヘッド4Y,4M,4C,4Kおよび画像形成装置1も同様の効果を得ることができる。

0099

(第3実施形態)
図10に、本実施形態にかかるマイクロレンズアレイ4302の部分断面図を示した。 マイクロレンズアレイ430以外の構成は第1実施形態と同様である。第1実施形態と同一の部品、部材には、同じ符号を付した。

0100

図10において、ガラス基板431の両面にレンズ基板434,435,437,438が配置され、間隔439のガラス基板431の面に対する位置が、両面間でずれている。

0101

このような実施形態によれば、前述の実施形態の効果に加え以下の効果がある。 (4)間隔439によって生じる位置精度の影響が、ガラス基板431の両面間で間隔439がずれることにより分散する。したがって、レンズ432,433の相対位置精度のよりよいマイクロレンズアレイ4302を得ることができる。またそれを用いたラインヘッド4Y,4M,4C,4Kおよび画像形成装置1も同様の効果を得ることができる。
つまり、この実施形態では、主走査方向XX(第1方向)に配された複数のレンズ基板437は、主走査方向XXに互いに間隔439を空けて並んでいる。しかも、ガラス基板431(透明基板)の両面に形成される複数の間隔439は、主走査方向XXにおいて相互にずれている。したがって、間隔439によって生じる位置精度の影響が、ガラス基板431の両面間で間隔439の位置がずれることにより分散する。したがって、レンズ432、433の相対位置精度のよりよいマイクロレンズアレイ4302が得られる。

0102

(第4実施形態)
図11は、第4実施形態にかかるマイクロレンズアレイの平面図である。図12は、図11に示すマイクロレンズアレイの主走査方向における部分断面図である。同図に示すように、マイクロレンズアレイ4301は、ガラス基板431(支持部材、透明基板)を備えている。このガラス基板431の両面4311、4312のそれぞれには、複数(本実施形態では4枚)のレンズ基板437が配置されている。各レンズ基板437は、互いに略同一形状を有しており、いずれも略平行四辺形である。より詳しくは、各レンズ基板437は次のように構成されている。

0103

レンズ基板437には、複数のレンズ432、433が設けられている。図11に示すように、レンズ基板437では、副走査方向YYにおいて互いに異なる位置に3個のレンズ432を配列して、レンズ列C432が構成されている。レンズ列C432を構成する3個のレンズ432は、主走査方向XXにおいてレンズピッチPlsだけずらして配置されている。したがって、レンズ列C432におけるレンズ432の配列方向D432は、主走査方向XX(第1方向)と異なる方向であるとともに、副走査方向YY(第2方向)に対して斜めである。

0104

レンズ基板437では、複数のレンズ列C432が主走査方向XXに並んで配置されている。また、主走査方向XXにおけるレンズ基板437の端部4371は、配列方向D432に対して平行(もしくは略平行)である。このように端部4371の形状を仕上げる方法としては、例えば、レンズ基板437の主走査方向XXの端を、配列方向D432に切断する方法がある。

0105

本実施形態では、このように構成されたレンズ基板437が、ガラス基板面4311、4312のそれぞれに取り付けられている。なお、ガラス基板431の表面に設けられたレンズには符号432が付されており、裏面に設けられたレンズには符号433が付されている。図12に示すように、レンズ432とレンズ433とは一対一で対応して配置されており、対応関係にあるレンズ432、433は互いに光軸OAを共通にしている。なお、各レンズ基板437は、接着剤436によりガラス基板面4311、4312に接着されている。

0106

ガラス基板面4311、4312のそれぞれでは、レンズ基板437が4枚ずつ配置されている。ガラス基板面4311で代表して説明すると、4枚のレンズ基板437は、主走査方向XXに並んでいる。主走査方向XXに隣り合う2つのレンズ基板437は、それぞれの端部4371が互いに平行もしくは略平行となるように配置されている。また、これら隣り合う2つのレンズ基板437は互いに当接して主走査方向XXに並んでおり、それぞれの端部4371同士が突き当てられた状態となっている。

0107

このようにして、レンズ基板437がガラス基板431に取り付けられることで、次のように、複数のレンズ432を2次元的に配置したマイクロレンズアレイ4301を得ることができる。つまり、このマイクロレンズアレイ4301では、主走査方向XXに複数のレンズ432が並んでレンズ行L432が構成されるとともに、3個のレンズ行L432が副走査方向YYの互いに異なる位置に配置されている。各レンズ行L432は主走査方向XXにレンズピッチPlsだけずれており、その結果、副走査方向YYに傾いたレンズ列C432が主走査方向XXに複数並ぶこととなる。

0108

このように本実施形態では、マイクロレンズアレイ4301は、ガラス基板431(支持部材)と、ガラス基板431により支持される複数のレンズ基板437とを備えている。また、レンズ基板431は主走査方向XXに複数のレンズ432を配している。そして、各ガラス基板431は、複数のレンズ基板432を主走査方向XXに配して支持している。つまり、本実施形態では、マイクロレンズアレイ4301は複数のレンズ基板437で構成されている。したがって、レンズ基板437を小さくすることができる。その結果、レンズ基板437の製造を、比較的小さいレンズ基板成形用の型により行なうことができる。つまり、比較的精度の高い型を用いて、レンズ基板437の製造を行なうことができるため、レンズ432の相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイ4301を得ることができ、製造コストも低減することができる。

0109

また、本実施形態は、支持部材としてのガラス基板431(透明基板)の少なくとも1つの面(第4実施形態では両面)に、複数のレンズ基板437が主走査方向XXに並べて、マイクロレンズアレイ4301を構成している。したがって、主走査方向XXに長尺なマイクロレンズアレイ4301を簡便に構成することができる。

0110

また、本実施形態は、透明基板としてガラス基板431を用いており、好適である。つまり、ガラス基板431の線膨張率は比較的小さいため、透明基板の温度変化を抑えることができるからである。

0111

また、本実施形態では、レンズ基板437の主走査方向XXにおける端部4371は、配列方向D432に平行もしくは略平行に仕上げられている。したがって、複数のレンズ基板437を主走査方向XXに並べることで、複数のレンズ432が2次元配置されたマイクロレンズアレイ4301を簡便に得ることが可能となっている。

0112

また、本実施形態のように複数のレンズ基板437を突き当てた状態で主走査方向XXに並べた構成においては、レンズ基板437と支持部材431とは、同じもしくは略同じ線膨張率を有するように構成すると良い。このように構成することで、温度変化による歪の少ないマイクロレンズアレイ4301を得ることができる。

0113

(第5実施形態)
ところで、図6に示したように、第1実施形態のラインヘッド4Y等は、支持部材としてのガラス基板431(ベース基板)によりレンズ基板437が支持されるように構成されている。また、第3実施形態のラインヘッド4Y等は、図9に示したように、次のように構成されている。つまり、複数の発光素子411をグループ化した発光素子グループ410を有するヘッド基板450と、発光素子グループ410毎にレンズ432を配したマイクロレンズアレイ4301と、マイクロレンズアレイ4301とヘッド基板450との間に配されて、発光素子グループ410から432レンズへと向う導光孔4410が設けられた遮光部材440とが設けられている。そして、マイクロレンズアレイ4301は複数のレンズ基板437を主走査方向XXに配して有している。しかも、主走査方向XXに配された複数のレンズ基板437は、遮光部材440により支持されている。換言すれば、第3実施形態では、遮光部材440が支持部材の如く機能している。しかしながら、複数のレンズ基板437を支持するための構成はこれに限られず、次のように構成することもできる。

0114

図13は、第5実施形態にかかるマイクロレンズアレイの平面図である。本実施形態では、外枠490が本発明の「支持部材」に相当する。外枠490は、主走査方向XXに長尺である略長方形状を有している。外枠490には、貫通孔4901が同図紙垂直方向貫通形成されている。同図に示すように、この貫通孔4901も主走査方向XXに長尺である略長方形状を有している。このように構成された結果、外枠490には、主走査方向XXに伸びる2本の梁4902、4903が、副走査方向YYに間隔を空けて設けられることとなる。

0115

外枠490の一方面には、複数のレンズ基板437が主走査方向XXに間隔439を空けて並んでいる。各レンズ基板437は、梁4902、4903に架け渡されている。このとき、レンズ基板437に形成された複数のレンズ432は、貫通孔4901に対向配置されている。したがって、例えば、発光素子グループ410からの光ビームは貫通孔4901を通って、レンズ432に入射可能である。

0116

このように、第5実施形態においても、マイクロレンズアレイ4301は複数のレンズ基板437で構成されている。したがって、レンズ基板437を小さくすることができる。その結果、レンズ基板437の製造を、比較的小さいレンズ基板成形用の型により行なうことができる。つまり、比較的精度の高い型を用いて、レンズ基板437の製造を行なうことができるため、レンズ432の相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイ4301を得ることができ、製造コストも低減することができる。

0117

また、第5実施形態では、主走査方向XXに配された複数のレンズ基板437は、主走査方向XXに互いに間隔439を空けて並んでいる。したがって、間隔439によって、レンズ基板437の熱膨張率と外枠490の熱膨張率との差による温度変化に伴う歪みを吸収することができ、温度変化にかかわらず、レンズ432の相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイ4301が得られる。

0118

(第6実施形態)
図14は、第6実施形態におけるラインヘッドの概略を示す斜視図である。また、図15は、図14に示したラインヘッドの幅方向部分断面図であり、レンズの光軸に平行な断面である。既に説明した実施形態と、第6実施形態との違いは、マイクロレンズアレイの枚数である。つまり、第6実施形態でのラインヘッド4Y等は、2枚のマイクロレンズアレイ4301、4302を備えている。上述の実施形態と同様に、ラインヘッド4Y等では、ヘッド基板450に複数の発光素子が形成されており、各発光素子は感光体ドラム表面に向けて光ビームを射出する。そこで、本明細書では、主走査方向XXおよび副走査方向YYに直交する方向であって、発光素子から感光体ドラム表面に向う方向を、光ビームの進行方向Doaとする。この光ビームの進行方向Doaは、光軸OAと平行もしくは略平行である。以下の第6実施形態の説明では、既に説明した実施形態との差異点について主に説明することとし、共通する構成については相当符号を付して適宜説明を省略する。

0119

ラインヘッド4Yのケース420の内部には、ヘッド基板450、遮光部材440、および2枚のマイクロレンズアレイ4301,4302が配置されている。ヘッド基板450の表面450−hにはケース420の内部が当接する一方、ヘッド基板450の裏面450−tには裏蓋470が当接している。ヘッド基板450の裏面450−tには、複数の発光素子をグループ化した発光素子グループ410が設けられている。そして、発光素子グループ410は光ビームの進行方向Doaに向けて光ビームを射出すると、光ビームはヘッド基板450を透過して感光体ドラム表面へと向う。

0120

また、ヘッド基板450の表面293−hには、遮光部材440が当接配置されている。遮光部材440には、複数の発光素子グループ410毎に導光孔4410が設けられている(換言すれば、複数の発光素子グループ410に対して一対一で複数の導光孔4410が設けられている)。各導光孔4410は、光ビームの進行方向Doaに貫通する孔として、遮光部材440に形成されている。

0121

遮光部材440の上側(ヘッド基板450の反対側)には、2枚のマイクロレンズアレイ4301、4302が光ビームの進行方向Doaに並べて配置されている。これら2枚のマイクロレンズアレイ4301,4302は台座445を挟んで対向しており、この台座445はマイクロレンズアレイ4301、4302の間隔を規定する機能を果たしている。本実施形態では、このように2枚のマイクロレンズアレイ4301、4302が設けられているため、光ビームの進行方向Doaに並ぶ2枚のレンズ433、432が各発光素子グループ410毎に対向配置されることとなる。ここで、レンズ433はマイクロレンズアレイ4301が有するレンズであり、レンズ432はマイクロレンズアレイ4302が有するレンズである。互いに同じ発光素子グループ410に対応する2枚のレンズ433、432それぞれのレンズ中心をとおる光軸OAは、ヘッド基板450の裏面450−tに直交もしくは略直交している。こうして、2枚のレンズ433、432により1つの結像光学系が構成されており、発光素子グループ410から射出された光ビームは、対向して設けられた結像光学系により結像される。このように本実施形態では、複数のマイクロレンズアレイ4301、4302が光ビームの進行方向Doaに並べて配置されているため、光学設計の自由度を向上させることが可能となっている。

0122

図16は、第6実施形態が備える2枚のマイクロレンズアレイの構成を示す部分断面図である。同図が示すように、いずれのマイクロレンズアレイ4301、4302も、ガラス基板431の裏面にレンズ基板437を貼り付けて構成されている。ここで、ガラス基板431の裏面とは、ガラス基板431の基板面のうち、光ビームの進行方向Doaの下流側の面である。つまり、ガラス基板431の裏面には、主走査方向XXに複数のレンズ基板437が互いに当接して並んでいる。また、これらレンズ基板437は接着剤436によりガラス基板431に接着されている。

0123

このように第6実施形態においても、複数のレンズ基板437を並べることによって、マイクロレンズアレイ4301が構成される。したがって、レンズの相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイ4301を得ることができ、製造コストも低減することができる。

0124

(第7実施形態)
ところで、上述してきた何れの実施形態においても、レンズ列C432におけるレンズ432の配列方向D432が副走査方向YYに対して斜めであるマイクロレンズアレイに対して、本発明を適用した場合について説明した。しかしながら、本発明を適用可能であるマイクロレンズアレイの構成はこれに限られず、次のようなマイクロレンズアレイに対しても本発明を適用することができる。なお、以下の第7実施形態の説明では、既に説明した実施形態との差異点について主に説明することとし、共通する構成については相当符号を付して適宜説明を省略する。

0125

図17は、第7実施形態にかかるマイクロレンズアレイの平面図である。既に上述した実施形態と本実施形態との差異点は、レンズ列C432におけるレンズ432の配列方向D432である。つまり、上述した実施形態では、レンズの配列方向D432は副走査方向YYに対して斜めであった。これに対して、第7実地形態では、レンズの配列方向D432は副走査方向YYに対して平行もしくは略平行となっている。つまり、同図に示すように、レンズ基板437では、副走査方向YYに3個のレンズ432を並べてレンズ列C432が構成されているとともに、このレンズ列C432が主走査方向XXに複数並べられている。主走査方向XXにおけるレンズ基板437の端部4371は、配列方向D432に対して平行(もしくは略平行)である。

0126

そして、本実施形態においても、ガラス基板431の基板面には、4枚のレンズ基板437が配置されている。4枚のレンズ基板437は、主走査方向XXにおいて互いに間隔439を空けて並んでいる。間隔439を挟んで隣り合う2つのレンズ基板437は、それぞれの端部4371が互いに平行となるように配置されている。また、間隔439に面する端部4371は、配列方向D432に平行に仕上げられている。したがって、このような形状を有する2つの端部4371の間に形成される間隔439は、配列方向D432に平行となる。しかも、配列方向D432は副走査方向YYに平行であるため、この間隔439は副走査方向YYに平行となる。

0127

このように第7実施形態においても、複数のレンズ基板437を並べることによって、マイクロレンズアレイ4301が構成される。したがって、レンズの相対位置精度の向上したマイクロレンズアレイ4301を得ることができ、製造コストも低減することができる。

0128

(その他)
このように、上記実施形態では、主走査方向XXが本発明の「第1方向」に相当し、副走査方向YYが本発明の「第2方向」に相当している。第1・第3・第4・第6・第7実施形態では、ガラス基板431が本発明の「支持部材(ベース基板)」として機能している。また、第5実施形態では、外枠490が本発明の「支持部材(ベース基板)」として機能している。また、第2実施形態では、遮光部材440が本発明の「支持部材(ベース部材)」の如く機能している。
なお、上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
(変形例)
例えば、図18に示すように、ラインヘッド4Yの遮光部材4401は、遮光板4402を積層したものであってもよい。

0129

また、光の反射を防ぐために、導光孔4410の内面等には、光吸収性を有する光吸収層が設けられていてもよい。光吸収層としては、つや消し黒色塗料層クロムメッキ層亜鉛メッキ層ニッケルメッキ層ニッケルリンメッキ層酸化銅層黒色アルマイト処理層、ダイアモンドライクカーボン等の黒色皮膜を用いることができる。

0130

また、上記実施形態では、主走査方向XXに発光素子グループ410を所定個数(2個以上)並べて構成される発光素子行L411(グループ行)が副走査方向YYに3列並ぶように、発光素子グループ410は2次元的に配置されている。しかし、複数の発光素子グループ410の配置の態様は、これに限られるものではなく適宜変更が可能である。

0131

また、上記実施形態では、ラインヘッドを用いて、図8に示すような主走査方向XXに直線状に複数個のスポットを並べて形成している。しかしながら、かかるスポット形成動作は、ラインヘッドの動作の一例を示すものであり、該ラインヘッドが実行可能な動作はこれに限られるものではない。つまり、形成されるスポットは、主走査方向XXに並んで直線状に形成される必要は無く、例えば、主走査方向XXに所定の角度を有するように並べて形成してもよいし、ジグザグ状あるいは波状に形成してもよい。

0132

また、上記各実施形態および変形例では、カラー画像形成装置に適用されているが、適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても適用することができる。
さらに、トナー粒子を不揮発性液体キャリアに分散させた液体トナーだけでなく、乾式のトナーを用いた画像形成装置に対しても適用することができる。

0133

また、上記実施形態では、レンズ基板437等は、接着剤によりガラス基板431に取り付けられている。しかしながら、レンズ基板437等の取り付け方法は、これに限られない。

図面の簡単な説明

0134

第1実施形態にかかる画像形成装置を模式的にかつ部分的に示す図。
1次転写ユニットの概略拡大図。
ラインヘッドの概略斜視図。
ラインヘッドの副走査方向の断面図。
マイクロレンズアレイの概略部分斜視図。
マイクロレンズアレイの主走査方向の部分断面図。
複数の発光素子グループの配置を示す図。
ラインヘッドによるスポット形成動作を示す図。
第2実施形態にかかるマイクロレンズアレイおよび遮光部材付近の部分断面図。
第3実施形態にかかるマイクロレンズアレイの部分断面図。
第4実施形態にかかるマイクロレンズアレイの平面図。
図11に示すマイクロレンズアレイの主走査方向における部分断面図。
第5実施形態にかかるマイクロレンズアレイの平面図。
第6実施形態におけるラインヘッドの概略を示す斜視図。
図14に示したラインヘッドの幅方向部分断面図。
第6実施形態のマイクロレンズアレイの構成を示す部分断面図。
第7実施形態にかかるマイクロレンズアレイの平面図。
変形例にかかるラインヘッドの概略斜視図。

符号の説明

0135

1…画像形成装置、2Y,2M,2C,2K…潜像担持体としての感光体、4Y…露光手段としてのラインヘッド、200…被走査面としての表面、410…発光素子グループ、411…発光素子、430,4301,4302…マイクロレンズアレイ、431…ベース基板としてのガラス基板(支持部材)、434,435,437,438…レンズ基板、439…間隔、440,4401…遮光部材、4402…遮光板、4410…導光孔、450…基板としてのヘッド基板、ML…結像レンズとしてのマイクロレンズ、490…外枠(支持部材)

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