JP2017149122A - 光学ヘッド、画像形成装置及び光学ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持部材と光学系との隙間、及び支持部材と光学系とを固定する固定剤を、より正確に被覆できるようにする。
【解決手段】支持部材４と光学系３との隙間１０で固化している接着剤１１の隙間１０からのはみ出し量が少ない側である支持部材４の内側において、隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４により被覆するようにした。こうすることで、封止剤１４が光学系３の入射面３Ｂまで被覆することのないように隙間１０と接着剤１１とを覆うことができる。かくして、支持部材４と光学系３との隙間１０、及び支持部材４と光学系３とを固定する接着剤１１を、より正確に被覆することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学ヘッド、画像形成装置及び光学ヘッドの製造方法に関するものであり、例えば、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ装置、複写機などの画像形成装置及びこの画像形成装置が備える光学ヘッドに適用して好適なものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、例えば、像担持体としての感光体ドラムと、感光体ドラムと対向する位置に配置され、感光体ドラムの表面に光を照射して露光することで感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置としての光学ヘッドとを有している。光学ヘッドは、例えば、光を放射する発光素子アレイと、発光素子アレイから放射される光を集光して感光体ドラムの表面に結像させる屈折率分布レンズアレイなどの光学系と、これら発光素子アレイ及び光学系を支持する支持部材とを有している（例えば特許文献１参照）。

支持部材は、中空の直方体形状でなり、感光体ドラムの表面と対向する一面に、支持部材の内側へと通じる、光学系を挿通する挿通孔が形成されている。光学系は、出射面が支持部材の外側、入射面が支持部材の内側となるように、支持部材の挿通孔に挿通された状態で、固定剤としての接着剤によって支持部材に固定される。

また、支持部材の内側には、光学系の入射面と対向する位置に、発光素子アレイが固定される。光学系と発光素子アレイは、このようにして支持部材に固定されることにより、それぞれの位置関係が保持され、発光素子アレイから放射された拡散光が光学系の入射面から入射して出射面から出射するようになっている。

ここで、光学系と発光素子アレイとの位置関係を設計通りに保持する為には、支持部材の挿通孔に光学系を挿通して固定するときの、支持部材に対する光学系の位置の精度が重要になってくる。この為、従来、支持部材及び光学系の寸法精度より高精度で加工された治具を用いて、支持部材に対する光学系の位置決めを行い、そのうえで接着剤によって支持部材に光学系を固定するようになっていた。

尚、支持部材の挿通孔は、光学系を挿通する際に光学系に余計な力が加わって変形などしないよう光学系の外寸より大きく形成されている。よって、光学系は、その側面と支持部材の挿通孔の縁との間に隙間が空いた状態、つまり支持部材とは接触しない状態で位置決めされ、そのうえで、その隙間に充填された接着剤によって支持部材に固定されるようになっている。ちなみに、接着剤は、光学系との隙間にとどまって硬化し得るよう高い粘性のものが用いられる。また、接着剤は、例えば、隙間全体に充填されるのではなく、隙間に対して所定間隔ごとに設定された複数の接着箇所に一定量ずつ充填されるようになっている。そして、複数の接着箇所に充填された接着剤のそれぞれが固化することで、支持部材と光学系とが複数の接着箇所で接着されるようになっている。

光学ヘッドの製造工程では、このようにして支持部材と光学系とを接着剤で固定した後、発光素子アレイから放射された拡散光が支持部材と光学系との隙間から支持部材の外側に漏れ出して感光体ドラムを露光してしまうことのないよう、この隙間を被覆剤としての黒色のシリコーンなどでなる封止剤で封止して、この隙間を塞ぐようになっている。

ところで、支持部材と光学系とを固定する接着剤には、高い粘性であることに加えて、量産性の観点から即時硬化性が求められ、また品質安定性の観点から、硬化による体積及び形状の変動が小さいことと、環境変化による体積及び形状の変動が小さいこととが求められる。これらの要求を満たす接着剤として、紫外線照射により数秒〜数十秒で硬化するＵＶ硬化型接着剤があり、支持部材と光学系との固定には、このＵＶ硬化型接着剤が用いられている。

一般的なＵＶ硬化型接着剤は、発光素子アレイから放射される拡散光である近赤外線に対する透過率が高い。この為、支持部材と光学系との隙間に封止剤を塗布する際には、支持部材と光学系との隙間で硬化しているＵＶ硬化型接着剤が光の導通路とならないよう（つまり発光素子アレイから放射された光が硬化しているＵＶ硬化型接着剤を通過して支持部材の外側に漏れ出さないよう）、硬化しているＵＶ硬化型接着剤を封止剤で完全に被覆する必要があった。

特開２０１２−６１６６６号公報

しかしながら、従来の製造工程では、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、支持部材３００の外側から支持部材３００と光学系３０１との隙間３０２にＵＶ硬化型接着剤３０３を充填して支持部材３００と光学系３０１とを固定した後、さらに支持部材３００の外側から、支持部材３００と光学系３０１との隙間３０２に封止剤３０４を塗布する為、ＵＶ硬化型接着剤３０３が支持部材３００の外側に位置する光学系３０１の出射面３０１Ａに近い位置まで盛り上がって硬化していると、図７（Ａ）に示すように、硬化しているＵＶ硬化型接着剤３０３を封止剤３０４で十分に被覆できなかったり、図７（Ｂ）に示すように、硬化しているＵＶ硬化型接着剤３０３を被覆する封止剤３０４が光学系３０１の出射面３０１Ａまで達して出射面３０１Ａの一部を被覆してしまったりすることがあった。

実際、硬化しているＵＶ硬化型接着剤３０３を封止剤３０４で十分に被覆できていない場合、発光素子アレイチップから放射された拡散光が硬化しているＵＶ硬化型接着剤３０３を通過して支持部材３００の外側に漏れ出して外乱光となり、感光体ドラムの表面に不要な静電潜像を形成してしまう。また、光学系３０１の出射面３０１Ａの一部が封止剤３０４により被覆されている場合、光学系３０１の出射面３０１Ａから出射される光の一部が封止剤３０４により遮られることになり、感光体ドラムの表面に正確な静電潜像が形成されなくなってしまう。どちらの場合も、画像形成装置で形成される画像品質を劣化させる要因となる。

本発明は以上の点を考慮したものであり、支持部材と光学系との隙間、及び支持部材と光学系とを固定する固定剤を、より正確に被覆し得る光学ヘッド、画像形成装置及び光学ヘッドの製造方法を提案しようとするものである。

本発明は、発光素子ユニットと、光学系と、前記発光素子ユニット及び前記光学系を支持する支持部材とを有する光学ヘッドにおいて、前記支持部材は、厚さが前記光学系の入射面と出射面との距離より薄い部分に、前記光学系を挿通する挿通孔が形成されていて、前記光学系は、前記支持部材とは接触しないようにして前記挿通孔に挿通され、前記光学系と前記支持部材との隙間に充填された固定剤によって前記支持部材に固定されていて、前記発光素子ユニットは、前記支持部材における、当該支持部材に固定された前記光学系の入射面と対向する位置に固定されていて、前記隙間に充填された固定剤は、前記隙間から前記光学系の出射面側と入射面側の両方もしくはどちらか一方にはみ出した状態で固化していて、前記隙間から前記固定剤がより多くはみ出している側の反対側において、前記隙間と前記固定剤とが被覆剤により被覆されるようにした。

隙間の固定剤がより多くはみ出している側の反対側は、隙間からはみ出している固定剤の量が少ない側、もしくは隙間から固定剤がはみ出していない側となる為、こちら側において、隙間と固定剤とを被覆剤で被覆することにより、従来と比して、隙間と固定剤とをより確実に被覆することができ、また、光学系の入射面及び出射面まで被覆してしまう可能性を低減することができる。

また、本発明は、発光素子ユニットと、光学系と、前記発光素子ユニット及び前記光学系を支持する支持部材とを有する光学ヘッドの製造方法において、厚さが前記光学系の入射面と出射面との距離より薄い部分に前記光学系を挿通する挿通孔が形成された前記支持部材の挿通孔に、前記光学系を前記支持部材とは接触しないように挿通し、前記支持部材の挿通孔に挿通された前記光学系と前記支持部材との隙間に、前記光学系の出射面側又は入射面側から固定剤を充填して当該固定剤を固化させることにより前記光学系を前記支持部材に固定し、前記固定剤を充填した側の反対側から、前記隙間と前記固定剤とを被覆するように被覆剤を塗布し、前記支持部材における、当該支持部材に固定された前記光学系の入射面と対向する位置に前記発光素子ユニットを固定するようにした。

固定剤を充填した側の反対側は、隙間からはみ出している固定剤の量が少ない側、もしくは隙間から固定剤がはみ出していない側となる為、こちら側において、隙間と固定剤とを被覆剤で被覆することにより、従来と比して、隙間と固定剤とをより確実に被覆することができ、また、光学系の入射面及び出射面まで被覆してしまう可能性を低減することができる。

かくして、本発明は、支持部材と光学系との隙間、及び支持部材と光学系とを固定する固定剤を、より正確に被覆し得る光学ヘッド、画像形成装置及び光学ヘッドの製造方法を実現できる。

第１の実施の形態における光学ヘッドの外観を示す斜視図、及び光学ヘッドの外部と内部を示す断面斜視図である。 第１の実施の形態における光学ヘッドの外部と内部を示す断面図である。 封止剤が接着剤を十分に被覆できていない場合と、封止剤が光学系の出射面の一部まで被覆してしまっている場合とを示す、光学ヘッドの断面図である。 発光素子アレイから放射された光が支持部材と光学系との隙間まで到達しない場合と、発光素子アレイから放射された光が支持部材と光学系との隙間まで到達する場合とを示す、光学ヘッドの断面図である。 第２の実施の形態における画像形成装置の構成を示す側面図である。 他の実施の形態における光学ヘッドの外部と内部を示す断面図である。 封止剤が接着剤を十分に被覆できていない場合と、封止剤が光学系の出射面の一部まで被覆してしまっている場合とを示す、従来の光学ヘッドの断面図である。

以下、発明を実施するための形態（以下、これを実施の形態と呼ぶ）について、図面を用いて詳細に説明する。

［１．第１の実施の形態］
［１−１．光学ヘッドの構成］
図１及び図２に、第１の実施の形態の光学ヘッド１の構成を示す。尚、図１は、光学ヘッド１の外観全体を示す斜視図と、光学ヘッド１の図中点線で示す部分を切り取って拡大した、光学ヘッド１の外部と内部を示す断面斜視図とを示している。また、図２は、光学ヘッド１の外部と内部を示す断面図を示している。尚、図中ｘ方向は光学ヘッド１の長手方向、ｙ方向は短手方向、ｚ方向は厚さ方向とする。

光学ヘッド１は、図中ｘ方向に延びる角棒状でなり複数の発光素子をｘ方向に配列してなる発光素子アレイチップ２と、図中ｘ方向に延びる直方体形状でなり発光素子アレイチップ２のそれぞれの発光素子から放射される拡散光を集光して像担持体（図示せず）の表面に結像させる光学系３と、図中ｘ方向に延び、発光素子アレイチップ２及び光学系３より全体的に大きな箱型でなり、これら発光素子アレイチップ２及び光学系３を支持する支持部材４とを有している。

光学系３は、出射面３Ａが支持部材４の外側、入射面３Ｂが支持部材４の内側となるようにして支持部材４に固定されている。この光学系３としては、例えば、図中ｙ方向に千鳥状になるよう２列で屈折率分布レンズを配列してなる屈折率分布レンズアレイが用いられるが、これに限定されるものではない。

発光素子アレイチップ２は、ｘ方向に延びる実装基板５の一面に実装されていて、支持部材４の内側で光学系３の入射面３Ｂと対向するように、実装基板５とともに支持部材４の内側に固定されている。尚、発光素子アレイチップ２を実装した実装基板５を発光素子ユニットと呼び、この発光素子ユニットが、支持部材４に支持されている。この発光素子アレイチップ２の発光素子としては、例えば、発光ダイオード、発光サイリスタ、有機ＥＬなどが用いられるが、これらに限定されるものではない。

支持部材４は、例えば、光学系３の出射面３Ａと入射面３Ｂとの距離（これを光学系３の厚さとする）より十分薄い金属板を折り曲げるなどして断面略コの字型に形成されていて、ｚ方向の一面（像担持体の表面と対向する面）に支持部材４の内側と通じる、光学系３を挿通する挿通孔４Ａが形成され、ｚ方向の他面は実装基板５を支持部材４の内側に挿入する為の開口部４Ｂとなっている。

支持部材４の一面に形成された挿通孔４Ａは、ｘ方向に延びていて、且つ挿通された光学系３の側面との間に隙間ができるよう、光学系３の外寸より大きく形成されている。この挿通孔４Ａの深さは、支持部材４を形成している金属板の厚さと一致する。つまり、挿通孔４Ａの深さは、光学系３の厚さより十分浅くなっている。

光学系３は、出射面３Ａが支持部材４の外側、入射面３Ｂが支持部材４の内側となるように挿通孔４Ａに挿通されている。また、光学系３は、支持部材４とは接触しないように挿通孔４Ａに挿通されていて、光学系３の側面と挿通孔４Ａの縁との隙間１０に充填された固定剤としての接着剤１１によって支持部材４に固定されている。尚、光学系３は、例えば、支持部材４の外側に位置する部分の体積と、支持部材４の内側に位置する部分の体積とがほぼ等しくなるよう、厚さ方向の中央部分が接着剤１１によって支持部材４に固定されている。

この接着剤１１には、支持部材４と光学系３との隙間１０にとどまって硬化し得る高い粘性と、即時硬化性及び品質安定性が要求される為、これらの要求を満たすＵＶ硬化型接着剤が用いられている。

また、この接着剤１１は、支持部材４と光学系３との隙間１０全体に充填されるのではなく、図１に示すように、隙間１０に対して所定間隔ごと（例えば数十［ｍｍ］ごと）に設定されている複数の接着箇所に一定量ずつ充填されるようになっている。そして、複数の接着箇所に充填された接着剤１１がそれぞれ独立して固化することで、支持部材４と光学系３とが複数の接着箇所で接着されるようになっている。より具体的には、隙間１０の長手方向（ｘ方向）に沿って等間隔でなり光学系３を短手方向（ｙ方向）に挟んで対向する複数の接着個所に接着剤１１が一定量ずつ充填されるようになっている。このように、接着剤１１を、隙間１０全体にではなく、部分的に充填する理由は、接着剤１１に要するコストを低減するとともに、接着剤１１の硬化時に必要なＵＶ照射箇所を低減して生産性を上げる為である。

また、この接着剤１１は、支持部材４の外側（すなわち支持部材４の挿通孔４Ａに挿通された光学系３の出射面３Ａ側）から、支持部材４と光学系３との隙間１０に充填されるようになっていて、図２に示すように、隙間１０から支持部材４の外側（出射面３Ａ側）と内側（すなわち支持部材４の挿通孔４Ａに挿通された光学系３の入射面３Ｂ側）の両方にはみ出した状態で固化している。より具体的には、接着剤１１は、粘性及び充填量などにより、支持部材４の内側（入射面３Ｂ側）より外側（出射面３Ａ側）に多くはみ出した状態で固化している。

また、接着剤１１は、光学系３の出射面３Ａ及び入射面３Ｂまで達することのないように、その充填量が調節されている。ゆえに、接着剤１１は、隙間１０からはみ出してはいるものの、光学系３の出射面３Ａ及び入射面３Ｂからは十分離れた位置で固化するようになっている。尚、接着剤１１は、支持部材４の内側より外側に多くはみ出している為、光学系３の入射面３Ｂとの距離より出射面３Ａとの距離の方が近くなっている。

また、支持部材４の内側のｙ方向に対向する両面には、開口部４Ｂからの距離が等しく且つ対向する複数個所に当接部１２が突設されている。

実装基板５は、開口部４Ｂの外寸より小さく、且つ短手方向（ｙ方向）の長さが支持部材４の内側に突設された当接部１２のｙ方向の間隔より大きな基板であり、一面の短手方向（ｙ方向）の中央に、長手方向（ｘ方向）に沿って発光素子アレイチップ２が実装されている。この実装基板５は、一面を支持部材４の内側に向けた状態で開口部４Ｂから支持部材４の内側に挿入され、一面の短手方向（ｙ方向）の両端部が当接部１２に当接するようになっている。

さらに、支持部材４には、実装基板５の他面と接触するように、開口部４Ｂと同程度の外寸でなる板状の基板固定部材１３が開口部４Ｂから挿入されている。実装基板５は、この基板固定部材１３によって当接部１２に押し付けられ、発光素子アレイチップ２が光学系３の入射面３Ｂと所定の間隔を隔てて対向するよう、支持部材４に固定されている。尚、ここでは、実装基板５と基板固定部材１３とを別部材としているが、これらが一体となっていてもよい。また、ここでは、当接部１２と基板固定部材１３とで実装基板５を挟み込んで実装基板５を支持部材４に固定しているが、実装基板５を支持部材４に正確に固定できるのであれば、他の固定方法を用いてもよい。

このように、支持部材４は、その内側で光学系３の入射面３Ｂと発光素子アレイチップ２とが所定の間隔を隔てて対向するように光学系３と発光素子アレイチップ２を実装した実装基板５（すなわち発光素子ユニット）とを支持している。

さらに、支持部材４と光学系３の隙間１０は、発光素子アレイチップ２から放射された拡散光がこの隙間１０から支持部材４の外側に漏れ出して像担持体（図示せず）を露光してしまうことのないよう被覆剤としての封止剤１４で封止されている。尚、封止剤１４としては、発光素子アレイチップ２から放射される近赤外線を遮断できるものであればよく、ここでは、一例として、黒色のシリコーン封止剤が用いられている。

この封止剤１４は、隙間１０からの接着剤１１のはみ出し量が少ない側である支持部材４の内側（入射面３Ｂ側）から隙間１０に塗布されるようになっていて、発光素子アレイチップ２から放射された拡散光が固化している接着剤１１を通過して支持部材４の外側（出射面３Ａ側）に漏れ出さないよう、隙間１０だけでなく接着剤１１も被覆するようになっている。

光学ヘッド１は、このような構成でなり、発光素子アレイチップ２から放射された拡散光が支持部材４と光学系３との隙間１０及び接着剤１１を通過して支持部材４の外側に漏れ出すことのないように、支持部材４の内側において隙間１０及び隙間１０で固化している接着剤１１を封止剤１４により被覆するようになっている。また、光学ヘッド１は、詳しくは後述するが、接着剤１１のはみ出し量が少ない側（すなわち支持部材４の内側）で隙間１０を封止剤１４で被覆するようにしたことにより、隙間１０とともに接着剤１１をより確実に被覆することができ、且つ封止剤１４が光学系３の出射面３Ａまで被覆してしまう可能性を低減することができるようになっている。

［１−２．光学ヘッドの製造工程］
次に、光学ヘッド１の製造工程について簡単に説明する。光学ヘッド１の製造工程では、支持部材４の挿通孔４Ａに光学系３を挿通して固定するときの支持部材４に対する光学系３の位置の精度が重要となる。したがって、まず、支持部材４及び光学系３の寸法精度より高精度で加工された治具を用いて、支持部材４の挿通孔４Ａに支持部材４と接触しないように光学系３を挿通するとともに支持部材４に対する光学系３の位置決めを行う。次に、治具により支持部材４と光学系３とが位置決めされている状態で、支持部材４の外側から、支持部材４と光学系３との隙間１０に接着剤１１を充填してＵＶ照射により固化させることで、支持部材４に光学系３を固定する。これにより、支持部材４に対する光学系３の位置関係が設計通りに保持されることになる。尚、ここでは、例えば、開口部４Ｂを下側に向けた状態で、支持部材４と光学系３との隙間１０に接着剤１１を充填するようになっていて、接着剤１１は、粘性及び充填量などにより、支持部材４の内側より外側に多くはみ出した状態で固化する。

次に、支持部材４の内側（すなわち接着剤１１の隙間１０からのはみ出し量が少ない側）から、隙間１０に封止剤１４を塗布して固化させることで、隙間１０と接着剤１１を被覆する。尚、ここでは、例えば、開口部４Ｂを上側に向けた状態で、隙間１０に封止剤１４を塗布して固化させるようになっている。最後に、支持部材４の開口部４Ｂから、実装基板５を挿入し、当該実装基板５を支持部材４の内側に設けられた当接部１２に当接させた状態で、基板固定部材１３により支持部材４に固定する。これにより、支持部材４に対する発光素子アレイチップ２の位置関係が設計通りに保持されることになり、結果として、光学系３と発光素子アレイチップ２との位置関係が設計通りに保持される。光学ヘッド１は、このような製造工程を経て製造される。

［１−３．まとめと効果］
ここまで説明したように、光学ヘッド１の製造工程では、光学系３の厚さより十分薄い金属板を折り曲げてなる支持部材４に光学系３を固定する際、支持部材４の一面に形成された挿通孔４Ａに、出射面３Ａが支持部材４の外側、入射面３Ｂが支持部材４の内側となるように光学系３を挿通した状態で、支持部材４と光学系３との隙間１０に接着剤１１を充填する。このとき、接着剤１１は、支持部材４の外側（出射面３Ａ側）から隙間１０に充填され、支持部材４の内側（入射面３Ｂ側）より外側（出射面３Ａ側）に多く隙間１０からはみ出した状態で固化する。そして、隙間１０からの接着剤１１のはみ出し量が少ない側である支持部材４の内側（すなわち接着剤１１を充填した側とは反対側（入射面３Ｂ側））において、隙間１０と接着剤１１を完全に覆うように、隙間１０に封止剤１４を塗布して固化するようにした。

すなわち、光学ヘッド１では、支持部材４と光学系３との隙間１０で固化している接着剤１１の隙間１０からのはみ出し量が少ない側である支持部材４の内側（入射面３Ｂ側）において、隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４により被覆するようにした。

このように、光学ヘッド１では、隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が多い側において隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆してしまう状況を回避する為に、必ず隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が多い側の反対側（すなわち接着剤１１を充填した側とは反対側）において隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆するようにした。

ここで、実際、図２と、図３とを用いて、隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が少ない側（すなわち支持部材４の内側）で隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆した場合と、隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が多い側（すなわち支持部材４の外側）で隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆した場合との違いについて、詳しく説明する。

図２は、上述したように、隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が少ない側（すなわち支持部材４の内側）で隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆した、本実施の形態の光学ヘッド１であり、図３は、隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が多い側（すなわち支持部材４の外側）で隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆した、比較用の光学ヘッド１００である。光学ヘッド１と光学ヘッド１００は、封止剤１４で被覆する側が異なる以外は、同一の構成となっている。

接着剤１１がより多くはみ出している支持部材４の外側は、接着剤１１と光学系３の出射面３Ａとの距離が近い為、封止剤１４が光学系３の出射面３Ａまで被覆することのないように隙間１０と接着剤１１とを覆うことが難しい。ゆえに、光学ヘッド１００では、接着剤１１がより多くはみ出している支持部材４の外側から封止剤１４を塗布した結果、図３（Ａ）に示すように、接着剤１１を十分に被覆できずに、発光素子アレイチップ２から放射された拡散光が接着剤１１を通過して外部に漏れ出してしまったり、図３（Ｂ）に示すように、接着剤１１が光学系３の出射面３Ａまで達して出射面３Ａの一部を被覆して、出射面３Ａから出射される光の一部を遮ってしまったりする。

これに対して、接着剤１１がより多くはみ出している側とは反対側となる支持部材４の内側は、接着剤１１と光学系３の入射面３Ｂとの距離が遠い為、封止剤１４が光学系３の入射面３Ｂまで被覆することのないように隙間１０と接着剤１１とを覆うことが容易である。ゆえに、光学ヘッド１では、支持部材４の内側で隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆することで、封止剤１４が光学系３の入射面３Ｂまで被覆することのないように隙間１０と接着剤１１とを被覆することができる。換言すれば、光学ヘッド１は、光学ヘッド１００と比べて、より正確に隙間１０と接着剤１１とを被覆することができる。こうすることで、光学ヘッド１では、光学系３から出射した光によって像担持体の表面に正確な静電潜像を形成することができる。

また、光学ヘッド１では、隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が少ない側で隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆する為、隙間１０からはみ出している接着剤１１の量が多い側で隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４で被覆する光学ヘッド１００と比べて、封止剤１４の使用量を少なくすることができ、封止剤１４に要するコストを低減することもできる。

ところで、発光素子アレイチップ２から放射された拡散光が、支持部材４と光学系３との隙間１０で固化している接着剤１１を通過してしまうという問題は、光学ヘッド１の小型化が１つの要因となっている。実際、光学ヘッド１は、短手方向（ｙ方向）の長さが従来のものより短い光学系３を用いることで、短手方向の長さがより短くなっている。

ここで、図４（Ａ）、（Ｂ）に、光学ヘッド１と、光学系３より短手方向の長さが長い光学系１１０を用いた光学ヘッド１２０とを示す。尚、図４（Ａ）は、光学ヘッド１２０の断面図であり、図４（Ｂ）は、光学ヘッド１の断面図である。また、図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ封止剤１４を省略した図となっている。尚、光学ヘッド１と光学ヘッド１２０は、隙間１０の大きさが同じであるものとする。

図４（Ａ）に示すように、光学ヘッド１２０では、短手方向の長さが光学系３より長い光学系１１０を用いている為、発光素子アレイチップ２から放射される拡散光が光学系１１０の入射面１１０Ｂに遮られて光学系１１０と支持部材４との隙間１０まで到達しない（もしくはほとんど到達しない）。ゆえに、このような光学ヘッド１２０の場合、発光素子アレイチップ２から放射される拡散光が隙間１０で固化している接着剤１１を通過してしまうという問題について考慮する必要がなかった。

これに対して、図４（Ｂ）に示すように、光学ヘッド１では、短手方向の長さが光学系１１０より短い光学系３を用いている為、発光素子アレイチップ２から放射される拡散光の一部が光学系３の入射面３Ｂに遮られることなく、光学系３と支持部材４との隙間１０まで到達する。ゆえに、光学ヘッド１の場合、発光素子アレイチップ２から放射される拡散光が隙間１０で固化している接着剤１１を通過してしまうという問題について考慮する必要が出てくる。

この為、光学ヘッド１では、上述したように、支持部材４の内側において隙間１０と接着剤１１とを封止剤１４によって被覆するようにした。換言すれば、本発明は、短手方向の長さがより短い光学系３を用いる場合に、より効果的であると言える。

［２．第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態は、光学ヘッド１を、電子写真方式の画像形成装置に用いた実施の形態である。

図５に、画像形成装置２００の構成を示す。尚、図５は、画像形成装置２００を側面から見た図であり、内部の構成が分かるよう側面を省略した図となっている。画像形成装置２００の内部には、上部にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像を形成する４つのプロセスユニット２０１〜２０４を有している。これら４つのプロセスユニット２０１〜２０４は、記録媒体２０５の搬送経路に沿って、搬送経路の上流側から順に配置されている。

ここで、プロセスユニット２０１〜２０４の内部構成について説明する。尚、プロセスユニット２０１〜２０４の内部構成は共通の為、ここでは、一例として、シアンのプロセスユニット２０３の内部構成のみを説明する。

プロセスユニット２０３は、図中時計回り方向に回転可能な像担持体としての感光体ドラム２５０を有している。さらにプロセスユニット２０３は、感光体ドラム２５０の周囲に、回転方向の上流側から順に配置された帯電装置２５１と露光装置２５２を有している。帯電装置２５１は、感光体ドラム２５０の表面に電荷を供給して帯電させる装置であり、露光装置２５２は、帯電された感光体ドラム２５０の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する装置である。画像形成装置２００では、この露光装置２５２に第１の実施の形態の光学ヘッド１を用いている。

さらに、プロセスユニット２０３は、静電潜像が形成された感光体ドラム２５０の表面にシアンのトナーを付着させて現像することでトナー像を形成する現像装置２５３と、感光体ドラム２５０の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置２５４とを有している。プロセスユニット２０３は、このような構成でなり、他のプロセスユニット２０１、２０２、２０４も同様の構成となっている。

さらに、画像形成装置２００の内部には、下部に用紙などの記録媒体２０５を集積した状態で収納する記録媒体カセット２０６が装着されていて、この記録媒体カセット２０６の媒体排出口付近に、記録媒体２０５を１枚ずつ分離して搬送する為のホッピングローラ２０７が設けられている。

さらに、このホッピングローラ２０７より記録媒体２０５の搬送方向の下流側には、搬送ローラ２０８とピンチローラ２０９とが対向配置され、さらにこれらより下流側には、レジストローラ２１０とピンチローラ２１１とが対向配置されている。搬送ローラ２０８は、ピンチローラ２０９との間に記録媒体２０５を挟持して搬送するローラであり、レジストローラ２１０は、ピンチローラ２１１との間に記録媒体２０５を挟持して記録媒体２０５のスキュー（斜行）を修正するとともにプロセスユニット２０１へと搬送するローラである。

さらに、プロセスユニット２０１〜２０４のそれぞれの感光体ドラム２５０と対向する位置には、半導電性のゴムなどで形成された転写ローラ２１２が配置されている。転写ローラ２１２は、感光体ドラム２５０との間を記録媒体２０５が通過するときに感光体ドラム２５０上に形成されたトナー像を記録媒体２０５に転写する為のローラであり、転写ローラ２１２の表面電位と感光体ドラム２５０の表面電位とに所定の電位差を生じさせる為の電位が印加されている。

さらに、プロセスユニット２０４より下流側には、定着装置２１３が設けられている。定着装置２１３は、加熱ローラとバックアップローラとを有していて、記録媒体２０５に転写されたトナー像を加熱及び加圧することにより記録媒体２０５に定着させる為の装置である。

さらに、定着装置２１３より下流側には、排出ローラ２１４とピンチローラ２１５とが対向配置され、さらにこれらより下流側にも、排出ローラ２１６とピンチローラ２１７とが対向配置されている。これら排出ローラ２１４、２１６は、定着装置２１３を通過してきた記録媒体２０５を、ピンチローラ２１５、２１７との間で挟持して、画像形成装置２００の天板部に設けられた記録媒体スタッカ２１８へと搬送して排出するローラである。画像形成装置２００は、このような構成となっている。

ここで、このような構成でなる画像形成装置２００の動作についても説明する。画像形成装置２００は、まず記録媒体カセット２０６に収納されている記録媒体２０５を、ホッピングローラ２０７によって１枚ずつ分離して搬送する。その後、この記録媒体２０５を、搬送ローラ２０８及びピンチローラ２０９と、レジストローラ２１０及びピンチローラ２１１とによって、プロセスユニット２０１へと搬送する。

つづいて、画像形成装置２００は、プロセスユニット２０１〜２０４のそれぞれの感光体ドラム２５０と転写ローラ２１２との間で記録媒体２０５を挟持して搬送しながら、記録媒体２０５に各色のトナー像を順に重ねて転写していき、その後、この記録媒体２０５を定着装置２１３へと搬送する。

そして、画像形成装置２００は、定着装置２１３によってトナー像を記録媒体２０５に定着させた後、排出ローラ２１４及びピンチローラ２１５と、排出ローラ２１６及びピンチローラ２１７とによって、記録媒体２０５を記録媒体スタッカ２１８へと搬送して排出する。

このような動作によって、画像形成装置２００は、記録媒体２０５上に画像を形成（つまり画像を印刷）するようになっている。このように第２の実施の形態では、感光体ドラム２５０の表面に正確な静電潜像を形成することができる光学ヘッド１を、画像形成装置２００のプロセスユニット２０１〜２０４のそれぞれの露光装置２５２に用いることで、一段と高品質な画像を形成する画像形成装置２００を実現できる。

［３．他の実施の形態］
［３−１．他の実施の形態１］
尚、上述した第１の実施の形態では、接着剤１１を、支持部材４の外側から隙間１０に充填するようにしたが、これに限らず、支持部材４の内側から隙間１０に充填するようにしてもよい。この場合、例えば、支持部材４の開口部４Ｂを上に向けた状態で、接着剤１１を支持部材４の内側から隙間１０に充填したとすると、図６に示すように、接着剤１１は、例えば、支持部材４の内側（すなわち塗布した側）に多くはみ出して固化することになる。この場合、封止剤１４を、接着剤１１を塗布した側とは反対側である支持部材４の外側から隙間１０に塗布するようにすればよい。

また、上述した第１の実施の形態では、接着剤１１が支持部材４の内側より外側に多くはみ出した状態で固化するようになっていたが、接着剤１１の粘性や充填量などが第１の実施の形態とは異なっていれば、接着剤１１を支持部材４の外側から隙間１０に充填した後、接着剤１１が支持部材４の外側より内側に多くはみ出した状態で固化する場合もあり得る。このように、接着剤１１が支持部材４の外側より内側に多くはみ出した状態で固化する場合も、図６に示すように、支持部材４の外側で封止剤１４により隙間１０と接着剤１１とを被覆するようにすればよい。

［３−２．他の実施の形態２］
さらに、上述した第１の実施の形態では、接着剤１１が隙間１０から支持部材４の外側と内側の両方にはみ出して固化するようになっていたが、接着剤１１の粘性や充填量が、第１の実施の形態とは異なっていれば、接着剤１１が隙間１０から支持部材４の外側と内側のうちの一方にのみはみ出して固化する場合もあり得る。この場合、例えば、接着剤１１が支持部材４の外側にのみはみ出して固化するのであれば、接着剤１１が多くはみ出している側の反対側となる支持部材４の内側で封止剤１４により隙間１０と接着剤１１とを被覆するようにすればよい。

［３−３．他の実施の形態３］
さらに、上述した第１の実施の形態では、光学ヘッド１に本発明を適用した。これに限らず、発光素子から放射される光を光学系を通して出射する光学ヘッドであって、光学系と支持部材とが光学系と支持部材との隙間に充填された接着剤により固定されるものであれば、光学ヘッド１とは構成が異なる光学ヘッドに本発明を適用してもよい。

さらに、上述した第２の実施の形態では、光学ヘッド１を露光装置２５２に用いた画像形成装置２００に本発明を適用したが、これに限らず、発光素子から放射される光を光学系を通して出射する光学ヘッドであって、光学系と支持部材とが光学系と支持部材との隙間に充填された接着剤により固定される光学ヘッドを備えるものであれば、画像形成装置２００とは異なる構成の画像形成装置にも適用できる。具体的には、プリンタ、ファクシミリ、ＭＦＰ（Multi Function Product：複合機）など、様々な画像形成装置に適用できる。

［３−４．他の実施の形態４］
さらに、上述した第１の実施の形態では、発光素子ユニットと光学系とを支持する支持部材の具体例として、支持部材４を用いたが、これに限らず、光学系を挿通する挿通孔が、光学系の入射面と出射面との距離より薄い部分に形成されているものであれば、支持部材４とは異なる形状、サイズ、材質の支持部材を用いるようにしてもよい。

さらに、上述した第１の実施の形態では、支持部材に光学系を固定する固定剤の具体例として、ＵＶ硬化型接着剤でなる接着剤１１を用いたが、これに限らず、ＵＶ硬化型接着剤と同等の性能を有するものであれば、ＵＶ硬化型接着剤以外の固定剤を用いるようにしてもよい。

さらに、上述した第１の実施の形態では、支持部材と光学系の隙間と、この隙間で固化している固定剤とを被覆する被覆剤の具体例として、シリコーン封止剤でなる封止剤１４を用いたが、これに限らず、発光素子から発せられる光を遮断する性質を持つものであれば、シリコーン封止剤以外の被覆剤を用いるようにしてもよい。

［３−５．他の実施の形態５］
さらに、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した第１乃至第４の実施の形態と他の実施の形態の一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。

本発明は、光学ヘッド、及び光学ヘッドを有する種々の画像形成装置で広く利用することができる。

１、１００、１２０……光学ヘッド、２……発光素子アレイチップ、３、３０１……光学系、４、３００……支持部材、５……実装基板、１０、３０２……隙間、１１、３０３……接着剤、１４、３０４……封止剤、２００……画像形成装置、２５０……感光体ドラム、２５２……露光装置。

Claims (11)

1. 発光素子ユニットと、光学系と、前記発光素子ユニット及び前記光学系を支持する支持部材とを有する光学ヘッドであって、
   前記支持部材は、
   厚さが前記光学系の入射面と出射面との距離より薄い部分に、前記光学系を挿通する挿通孔が形成されていて、
   前記光学系は、
   前記支持部材とは接触しないようにして前記挿通孔に挿通され、前記光学系と前記支持部材との隙間に充填された固定剤によって前記支持部材に固定されていて、
   前記発光素子ユニットは、
   前記支持部材における、当該支持部材に固定された前記光学系の入射面と対向する位置に固定されていて、
   前記隙間に充填された固定剤は、
   前記隙間から前記光学系の出射面側と入射面側の両方もしくはどちらか一方にはみ出した状態で固化していて、
   前記隙間から前記固定剤がより多くはみ出している側の反対側において、前記隙間と前記固定剤とが被覆剤により被覆されている
   ことを特徴とする光学ヘッド。
2. 前記被覆剤が、前記発光素子ユニットから発せられる光を遮断する性質を持つ
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
3. 前記発光素子ユニットから発せられる光のうち、前記光学系に入射されずに前記隙間へ到達する光が前記隙間及び前記隙間に充填された固定剤を通過しないように、前記隙間と前記固定剤とが前記被覆剤により被覆されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ヘッド。
4. 前記被覆剤は、シリコーン封止剤である
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光学ヘッド。
5. 前記固定剤は、ＵＶ照射によって固化するＵＶ硬化型接着剤である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学ヘッド。
6. 前記支持部材は、厚さが前記光学系の入射面と出射面との距離より薄い金属板を折り曲げて形成された部材である
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学ヘッド。
7. 前記光学系は、屈折率分布レンズアレイである
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学ヘッド。
8. 前記発光素子ユニットから発せられた光を前記光学系を通過させて外部の像担持体に照射することで当該像担持体に静電潜像を形成する
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学ヘッド。
9. 請求項１〜７のいずれかに記載の光学ヘッドを有する画像形成装置。
10. 発光素子ユニットと、光学系と、前記発光素子ユニット及び前記光学系を支持する支持部材とを有する光学ヘッドの製造方法であって、
    厚さが前記光学系の入射面と出射面との距離より薄い部分に前記光学系を挿通する挿通孔が形成された前記支持部材の挿通孔に、前記光学系を前記支持部材とは接触しないように挿通し、
    前記支持部材の挿通孔に挿通された前記光学系と前記支持部材との隙間に、前記光学系の出射面側又は入射面側から固定剤を充填して当該固定剤を固化させることにより前記光学系を前記支持部材に固定し、
    前記固定剤を充填した側の反対側から、前記隙間と前記固定剤とを被覆するように被覆剤を塗布し、
    前記支持部材における、当該支持部材に固定された前記光学系の入射面と対向する位置に前記発光素子ユニットを固定する
    ことを特徴とする光学ヘッドの製造方法。
11. 前記固定剤を、前記隙間から前記光学系の出射面側と入射面側の両方もしくはどちらか一方にはみ出した状態で、且つ前記光学系の出射面側と入射面側のうち、前記固定剤を充填した側により多くはみ出した状態で固化させる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の光学ヘッドの製造方法。

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