(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本実施形態について、図面に基づき説明する。まず、画像形成装置の全体構成及び動作を説明する。次いで、本実施形態の要部である露光装置及び露光装置の製造方法について説明する。次いで、本実施形態の作用について説明する。次いで、本実施形態の変形例について説明する。以下の説明では、
図1に矢印Hで示す方向を装置高さ方向、矢印Wで示す方向の装置幅方向とする。また、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向(適宜矢印Dで示す)を装置奥行き方向とする。
【0014】
≪画像形成装置の全体構成≫
画像形成装置10は、画像形成装置本体10Aと、画像形成部8と、制御装置24と、を含んで構成されている。以下、
図1を参照しつつ説明する。
【0015】
本実施形態の画像形成装置10では、画像形成部8を構成する各部が、画像形成装置10からそれぞれ取り外し可能に構成されている。そして、画像形成装置本体10Aとは、画像形成装置10のうち画像形成部8を除く、画像形成装置10のフレームの筐体(図示省略)と外装とを含んで構成されている部分のことをいう。
【0016】
[画像形成部]
画像形成部8は、媒体収容部12と、トナー像形成部14と、搬送部16と、定着装置18と、排出部20と、を備えている。画像形成部8は、媒体Pに画像を形成するようになっている。制御装置24は、画像形成装置10の各部の動作を制御するようになっている。ここで、媒体Pは、被転写体の一例とである。
【0017】
〔トナー像形成部〕
トナー像形成部14は、画像形成ユニット40Y、40M、40C、40Kと、転写ユニット50と、を備えている。ここで、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)は、トナー色の一例である。転写ユニット50は、転写装置の一例である。
【0018】
画像形成ユニット40Y、40M、40C、40Kにおいて、用いられるトナー以外はほぼ同様の構成である。
図1では、画像形成ユニット40M、40C、40Kを構成する各部の符号が省略されている。
【0019】
〈画像形成ユニット〉
画像形成ユニット40Yは、感光体42Yと、帯電装置44Yと、露光装置100Yと、現像装置46Yと、を備えている。同様に、画像形成ユニット40M、40C、40Kは、各色に対応するように、感光体42M、42C、42Kと、帯電装置44M、44C、44Kと、露光装置100M、100C、100Kと、現像装置46M、46C、46Kと、を備えている。以下の説明では、画像形成ユニット40Y、40M、40C、40K及びこれらを構成する各部材について、色毎の区別が不要な場合は添字を省略する。
【0020】
(感光体)
感光体42は、自軸周りに回転しながら、現像装置46によって現像されたトナー像を保持する機能を有する。感光体42は、基材と当該基材の外周面に形成された感光層とを備えている。ここで、感光体42は、像保持体の一例である。
【0021】
(帯電装置)
帯電装置44は、感光体42を帯電する機能を有する。
【0022】
(露光装置)
露光装置100は、帯電された感光体42に潜像を形成する機能を有する。また、露光装置100は、後述する導電部品64が画像形成装置本体10Aの筐体に接地されている。露光装置100ついては、本実施形態の要部であるため後述する。
【0023】
(現像装置)
現像装置46は、感光体42に形成された潜像をトナー像として現像する機能を有する。
【0024】
〈転写ユニット〉
転写ユニット50は、各感光体42に現像された各色のトナー像が1次転写された後、当該トナー像を媒体Pに2次転写させる機能を有する。転写ユニット50は、転写ベルト52と、複数の1次転写ロール54と、駆動ロール56と、2次転写ロール58と、を備えている。
【0025】
〔定着装置〕
定着装置18は、媒体Pに2次転写されたトナー像を、ニップ部分で加熱しながら加圧して、媒体Pに定着させる機能を有する。
【0026】
〔搬送部及び排出部〕
搬送部16は、媒体収容部12に収容された媒体Pを、2次転写部(駆動ロール56と2次転写ロール58との対向部分)、定着装置18のニップ部分を含む搬送路16Cを搬送させ、排出部20に排出させる機能を有する。搬送部16は、送出ロール16Aと、複数の搬送ロール対16Bと、を備えている。
【0027】
〔画像形成装置の補足〕
画像形成装置10を構成する帯電装置44、現像装置46並びに転写ユニット50が備える1次転写ロール54及び2次転写ロール58は、それぞれ高圧電源(図示省略)に接続されて、電圧が印加されるようになっている。本実施形態の画像形成装置10では、各高圧電源のアース端子及び感光体42の基材は、画像形成装置本体10Aの筐体に接地されている。
【0028】
<画像形成装置の動作>
次に、画像形成装置10における動作について、
図1を参照しつつ説明する。
【0029】
外部装置(一例としてPC)から送信された画像信号は、制御装置24により各色の画像データに変換されて、各露光装置100に出力される。
【0030】
続いて、各露光装置100から出射された露光光は、各帯電装置44により帯電された各感光体42に入射されて潜像が形成される。続いて、各潜像は、各現像装置46により各色のトナー像として現像される。続いて、各色のトナー像は、各1次転写ロール54により転写ベルト52に1次転写される。
【0031】
一方、媒体Pは、転写ベルト52におけるトナー像が1次転写された部位がニップ部Tに到達するタイミングに合わせて搬送され、2次転写される。
【0032】
続いて、トナー像が2次転写された媒体Pは定着装置18に向かって搬送され、トナー像は媒体Pに定着される。
【0033】
そして、トナー像が定着された媒体Pは排出部20に排出され、画像形成動作が終了する。
【0034】
≪要部(露光装置)の構成≫
次に、本実施形態の要部である露光装置100について、図面を参照しつつ説明する。露光装置100は、
図2及び
図4に示されるように、発光基板60と、レンズアレイ70と、筐体80と、封止材90と、を含んで構成されている。ここで、レンズアレイ70は、光学素子の一例である。なお、露光装置100は、画像形成装置本体10Aに取り外し可能に取り付けられている。
【0035】
[発光基板]
発光基板60は、制御装置24により変換された画像データに基づき、後述する複数個のLEDアレイ62からレンズアレイ70に向けて光を出射する機能を有する。ここで、発光基板60は、基板の一例である。また、LEDアレイ62は、発光素子の一例である。
【0036】
発光基板60は、
図4に示されるように、プリント配線基板61(以下、基板61という。)と、複数個のLEDアレイ62と、導電部品64と、を含んで構成されている。
【0037】
〔プリント配線基板〕
基板61は、長尺の板とされている。基板61は、
図6に示されるように、いわゆる多層基板とされている。本実施形態では、一例として4層基板とされている。そして、4層基板を構成する各基板61A、61B、61C、61Dのうち隣り合う基板同士は、ビア65で連結されている。なお、
図6は、説明の便宜上、各基板61A、61B、61C、61D及び後述する長尺の導電層67の厚みが実際の寸法比と異なって記載されている。
【0038】
基板61の裏面(感光体42に向く面と反対側の面)側から1枚目の基板61Aと2枚目の基板61Bとの間には、長尺の導電層67が形成されている。長尺状の導電層67の外延は、基板61の表面側又は裏面側から見ると、
図3に示されるように、基板61の長手方向に沿って、表面のすべてのLEDアレイ62が実装されている部位の外側に形成されている。ここで、導電層67は、画像形成装置本体10Aの筐体に接地されることで、露光装置100に対するノイズを低減させる機能を有する。また、基板61の裏面(基板61Aの裏面)における長手方向の手前側、且つ、短手方向の中央には、図
6に示されるように、接地端子63が形成されている。そして、長尺の導電層67と接地端子63とは、基板61Aのビア65により連結されている。なお、本実施形態の接地端子63は、ビア65に連結されたパッド(銅箔)とされている。
【0039】
〔LEDアレイ〕
発光基板60の表面(感光体42に向く面)には、
図2、
図3、
図4及び
図6に示されるように、複数個のLEDアレイ62が実装されている。そして、複数個のLEDアレイ62は、基板61の表面において、基板61の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。また、各LEDアレイ62には、基板61の長手方向に沿って、複数個のLED66が配列されている。
【0040】
〔導電部品〕
導電部品64は、画像形成装置本体10Aの筐体に接地される機能を有する。
【0041】
導電部品64は、
図4、
図6及び
図7に示されるように、直方体状の導電材とされている。導電部品64は、発光基板60の裏面において、その一端面で接地端子63に実装されている。そのため、導電部品64は、
図7に示されるように、発光基板60の裏面における長手方向の手前側であって、短手方向の中央に配置されている。なお、導電部品64は、発光基板60の裏面からの高さが高さH1とされている。換言すれば、導電部品64における接地端子63に接着されている側の端面と反対側の端面64Aは、発光基板60の裏面からの高さが高さH1とされている。
【0042】
画像形成装置本体10Aには筐体に接地された板ばね(図示省略)が設けられており、導電部品64は、端面64Aが板ばねに押圧されることで、画像形成装置本体10Aの筐体に接地されている。換言すれば、本実施形態では、導電部品64の端面64Aが接地端子として機能する。
【0043】
〔発光基板についての補足〕
基板61の表面には、複数個の端子(図示省略)が形成されている。そして、複数個の端子は、前述した複数個のLED66に対して、それぞれワイヤーボンディングされている。また、基板61の裏面には、前述した導電部品64のほか、LEDアレイ62に電圧を印加するドライバIC、画像データ等の信号を受け取るコネクタ等が実装されている。
【0044】
[レンズアレイ]
レンズアレイ70は、複数個のLEDアレイ62から出射される光を感光体42で結像させる機能を有する。
【0045】
レンズアレイ70は、長尺であって、複数個のロッドレンズの集合物であるセルフォック(登録商標)レンズアレイとされている。レンズアレイ70は、
図4に示されるように、画像形成装置10において、発光基板60(基板61)と感光体42との間に配置されている。
【0046】
[筐体]
筐体80は、
図2及び
図4に示されるように、発光基板60の表面とレンズアレイ70とが対向するように、発光基板60(基板61)及びレンズアレイ70を固定する機能を有する。
【0047】
筐体80は、長尺であって、その長手方向が感光体42の軸方向に沿うように、配置されている。筐体80には、感光体42に向く長尺の貫通穴82が感光体42の軸方向に沿って形成されている。また、筐体80における感光体42側に配置される側と反対側には、発光基板60が感光体42の軸方向に沿った状態で嵌る穴84が形成されている。そのため、筐体80における感光体42側に配置される側と反対側には、筐体80の短手方向の両端部に段差部86が形成されている。
【0048】
そして、筐体80は、レンズアレイ70の長手方向が画像形成装置10の装置奥行き方向に沿うように、長尺の貫通穴82における感光体42側の開口部周縁82Aでレンズアレイ70を固定している。この際、筐体80は、感光体42側の開口部周縁82Aの複数個所に塗布された接着剤(図示省略)により、レンズアレイ70を固定している。
【0049】
また、筐体80は、
図4及び
図7に示されるように、発光基板60が穴84に嵌った状態で、発光基板60を固定している。この際、筐体80は、発光基板60の表面における外周側の複数個所に塗布された接着剤(図示省略)により、発光基板60を固定している。なお、筐体80は、発光基板60が穴84に嵌った状態において、発光基板60の長手方向がレンズアレイ70の長手方向に沿うように、発光基板60が感光体42側の開口部と反対側の開口部を塞いだ状態で、発光基板60を固定している。
【0050】
[封止材]
封止材90は、
図4及び
図7に示されるように、筐体80の段差部86と発光基板60の側面とが対向する部位(以下、対向部位92という。)を発光基板60の裏面側から封止する機能を有する。このため、封止材90は、画像形成装置10内の塵等の不純物が、発光基板60の裏面側から表面側(発光基板60とレンズアレイ70とが対向する対向面間)に、対向部位92を通じて侵入できないようにしている。ここで、対向部位92は、合わせ部の一例である。
【0051】
本実施形態の封止材90は、一例として液状の封止材(図示省略)が空気中の水分と反応し硬化(固化)したものとされている。そして、本実施形態の露光装置100では、液状の封止材が、発光基板60の裏面における長手方向の両端側全域、及び、短手方向の両端側全域に塗布されて製造される。そのため、本実施形態の封止材90は、塗布直後の液体の状態と、硬化した固体の状態とでは、形状が異なり得る。
【0052】
図4及び
図7は、液状の封止材が、発光基板60の裏面における長手方向の両端側全域、及び、短手方向の両端側全域に塗布されて硬化した状態の一例を示している。
【0053】
図4に示されるように、発光基板60の短手方向の両端側に備えられた封止材90のうち感光体42の回転方向(矢印方向)上流側の封止材90は、発光基板60の短手方向の端部における発光基板60の裏面からの高さが、高さH2(>高さH1)とされている。そして、この封止材90は、その高さが発光基板60の短手方向の端部から導電部品64に向かうに従い低くなり、導電部品64と離れた位置で高さH4(高さH1>高さH4≧0)の端部を構成している。また、発光基板60の短手方向の両端側に備えられた封止材90のうち感光体42の回転方向下流側の封止材90は、発光基板60の短手方向の端部における発光基板60の裏面からの高さが、高さH3(<高さH1)とされている。そして、この封止材90は、その高さが発光基板60の短手方向の端部から導電部品64に向かうに従い低くなり、導電部品64と離れた位置で高さH5(高さH1>高さH5≧0)の端部を構成している。
【0054】
また、
図5は、液状の封止材が、発光基板60の裏面における長手方向の両端側全域、及び、短手方向の両端側全域に塗布されて硬化した状態の別の一例を示している。
図5では、発光基板60の短手方向の両端側に塗布された封止材90のうち感光体42の回転方向上流側の封止材90は、その高さが発光基板60の短手方向の端部から導電部品64に向かうに従い低くなり、導電部品64の側壁に接触して端部を構成している。そして、この端部の高さは高さH6(高さH6<高さH1)とされている。
【0055】
以上の説明をまとめると、導電部品64における発光基板60の裏面からの高さH1は、封止材90における発光基板60の中央部側の端部の発光基板60の裏面からの高さ(高さH4、高さH5及び高さH6)よりも高くされている。なお、封止材90における発光基板60の中央部側の端部とは、導電部品64側の封止材90の端部のことをいう。
【0056】
≪露光装置の製造方法≫
次に、露光装置100の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。露光装置100の製造方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程と、を含んでいる。
【0057】
[第1工程]
第1工程では、基板61の表面に複数個のLEDアレイ62を、基板61の裏面に導電部品64、ドライバIC、コネクタ等を実装し、発光基板60の組み立てを行う。
【0058】
具体的に第1工程では、複数個のLEDアレイ62を、LEDアレイ62の長手方向が基板61の長手方向に沿うようにして、基板61の表面に千鳥状に実装する(
図2参照)。また、第1工程では、導電部品64を、基板61の裏面に形成された接地端子63に実装する(
図7参照)。さらに、第1工程では、ドライバIC、コネクタ等を、基板61の裏面に実装する。
【0059】
そして、第1工程が終了すると、発光基板60の準備が完了する。
【0060】
[第2工程]
第2工程では、
図2に示されるように、発光基板60の表面とレンズアレイ70とが対向するように、発光基板60及びレンズアレイ70を、筐体80に固定する。
【0061】
具体的に第2工程では、レンズアレイ70の長手方向が筐体80の長手方向に沿うように、長尺の貫通穴における感光体42側の開口部周縁の複数個所に塗布した接着剤により、レンズアレイ70を筐体80に固定する。また、第2工程では、発光基板60の長手方向がレンズアレイ70の長手方向に沿うように、発光基板60の表面の複数個所に塗布した接着剤により、発光基板60を筐体80に固定する(
図2参照)。
【0062】
そして、第2工程が終了すると、発光基板60及びレンズアレイ70が筐体80に固定された集合体(以下、集合体という。)の組み立てが完了する。
【0063】
[第3工程]
第3工程では、集合体の対向部位92を、発光基板60の裏面側から封止材90で封止する。
【0064】
具体的に第3工程では、集合体の対向部位92を封止するように、発光基板60の裏面側から液状の封止材(図示省略)を塗布する。さらに、第3工程では、液状の封止材を空気中の水分と反応し、液状の封止材を硬化(固化)させて封止材90とする(
図7参照)。そうすると、封止材90における導電部品64側の端部は、導電部品64と離れた位置で、発光基板60の裏面からの高さが0となって硬化する(
図4参照)。また、液状の封止材が導電部品64の側壁まで流れ込んでも、導電部品64の高さH1を超えない高さH6で硬化する(
図5参照)。なお、第3工程は、発光基板60の裏面が上方を向いた状態で行われる。
【0065】
そして、第3工程が終了すると、露光装置100が完成する。
【0066】
≪作用≫
次に、本実施形態の露光装置100及び画像形成装置10の作用について、図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、本実施形態と、以下に想定する比較形態とを比較して行う。なお、以下の比較形態において、本実施形態で用いた部品等を用いる場合、その部品等の符号をそのまま用いて説明する。
【0067】
比較形態の露光装置は、露光装置を構成する発光基板に導電部品64が実装されていない。そして、比較形態の画像形成装置は、比較形態の露光装置を備えている。比較形態の露光装置及び画像形成装置は、この点以外は、本実施形態の露光装置100及び露光装置100の製造方法並びに画像形成装置10と同様の構成である。
【0068】
また、比較形態の露光装置の製造方法(以下、比較方法という。)では、第1工程において、基板61の裏面に導電部品64を実装しない。比較方法は、この点以外は、本実施形態の露光装置100の製造方法と同様の工程で製造される。
【0069】
比較方法の第1工程では、基板61の裏面に導電部品64を実装しないため、接地端子63がむき出しの発光基板が準備される。次いで、第2工程では集合体が組み立てられる。次いで、第3工程では、集合体の対向部位92を封止するように、接地端子63がむき出しの発光基板の裏面から液状の封止材が塗布され、液状の封止材に空気中の水分を反応させて硬化させ、比較形態の露光装置に封止材90が備えられる。
【0070】
ところで、比較方法の場合、液状の封止材が接地端子63側に流れ込んだ場合、液状の封止材が接地端子63を覆った状態で硬化される場合がある。
【0071】
そして、上記のように封止材90が接地端子63を覆った状態の露光装置は、画像形成装置本体10Aに取り付けられ、画像形成装置本体10Aに設けられた板ばねに押圧されると、接地不良を生じる虞がある。その結果、封止材90が接地端子63を覆った状態の露光装置は、画像形成装置10内の他の要素部品(例えば、帯電装置44、現像装置46等)からのノイズにより、露光不良を生じる虞がある。これに伴い、封止材90が接地端子63を覆った状態の露光装置を備えた画像形成装置は、画像形成不良を生じる虞がある。ここでいう露光不良とは、ノイズによりドライバICの出力が誤動作を引き起こし、各LEDアレイ62を構成する複数のLED66が画像データに基づかずに光を出射することをいう。
【0072】
なお、比較方法の第3工程において、液状の封止材が接地端子63上に流れ込む前に、液状の封止材を硬化させれば、接地端子63が封止材90で覆われた状態にならない。しかし、そのためには、第3工程において、液状の封止材が接地端子63上に流れ込まないように、発光基板の裏面の端部に塗布する単位時間当たりの液状の封止材の量を少なくして行う必要があるため、第3工程にかかる時間が長くなる。
【0073】
これに対して、本実施形態の露光装置100の製造方法では、第1工程において、基板61の裏面の接地端子63に導電部品64が実装される。そのため、液状の封止材が導電部品64に到達しても、液状の封止材が導電部品64に流れ込んだ際の液状の封止材の高さがH1よりも低い限り、導電部品64の端面64Aが封止材90で覆われることがない。
【0074】
したがって、本実施形態の露光装置100は、比較形態の露光装置に比べて、封止材90が発光基板60の中央部側に流れ込んで固化した状態であっても、端面64Aが封止材90に覆われることが抑制される。これに伴い、本実施形態の画像形成装置10は、比較形態の画像形成装置に比べて、露光装置100と画像形成装置本体10Aとの接地不良に起因する画像形成不良が抑制される。
【0075】
また、本実施形態の露光装置100は、導電部品64を備えている。そのため、本実施形態の露光装置100の製造方法によれば、比較方法の第3工程に比べて、発光基板の裏面の端部に着ける単位時間当たりの液状の封止材の量を多くしても、導電部品64の端面64Aが封止材90で覆われ難い。
【0076】
したがって、本実施形態の露光装置100の製造方法は、比較方法に比べて、露光装置100の生産性が向上される。
【0077】
以上のとおり、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内にて他の実施形態が可能である。
【0078】
例えば、本実施形態では、複数個のLEDアレイ62が、基板61の表面に基板61の長手方向に沿って千鳥状に配置されているとして説明した。しかしながら、複数個のLEDアレイ62が基板61の長手方向に沿って配置されていれば、千鳥状に配置されていなくてもよい。
【0079】
また、本実施形態の封止材90は、一例として液状の封止材が空気中の水分と反応し硬化(固化)するもの(樹脂)として説明した。しかしながら、第3工程において、硬化前に液体等の流体であり、硬化後に固体であれば、液状の封止材が空気中の水分と反応し硬化する樹脂でなくてもよい。例えば、紫外線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、無機系接着剤、有機系接着剤等を封止材90として用いてもよい。
【0080】
また、本実施形態では、第3工程が終了すると、露光装置100が完成するとして説明した。しかしながら、本実施形態の第1工程、第2工程及び第3工程以外の工程を含んで露光装置100を完成させてもよい。例えば、第3工程の後に、露光装置100の検査工程を設けてから、露光装置100を完成させてもよい。
【0081】
また、本実施形態では、転写ユニット50が転写装置の一例、媒体Pが被転写体の一例として説明した。しかしながら、1次転写ロール54と、転写ベルト52とに注目した場合、1次転写ロール54が転写装置の一例、転写ベルト52が被転写体の一例と捉えることもできる。