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JP3594883B2 - Exposure equipment - Google Patents
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JP3594883B2 - Exposure equipment - Google Patents

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JP3594883B2 JP2000184785A JP2000184785A JP3594883B2 JP 3594883 B2 JP3594883 B2 JP 3594883B2 JP 2000184785 A JP2000184785 A JP 2000184785A JP 2000184785 A JP2000184785 A JP 2000184785A JP 3594883 B2 JP3594883 B2 JP 3594883B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の画像形成において、感光体の画像形成範囲に対向して配列された複数の発光素子から照射した画像光によって感光体を露光し、感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成では、所定の電荷を均一に帯電した感光体の表面に光導電作用により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像に顕像化して記録用紙上に転写する。このため、電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置には、画像光によって感光体表面を露光走査する露光装置が用いられる。この露光装置として、感光体の画像形成範囲に対向して複数の発光素子を配列し、各発光素子を画像データに応じて駆動することにより、複数の発光素子の配列方向に直交する方向に移動する感光体の表面に対して静電潜像を1ライン毎に書き込むようにしたものがある。
【0003】
このように、感光体の移動方向に直交する方向に配列した複数の発光素子を光源とする露光装置では、各発光素子から照射された画像光の光学特性を補正するためのレンズを備えている。例えば、発光素子としてLEDを用いたものでは、画像光を感光体の表面に結像させるセルフォックレンズを各LEDに配置している。
【0004】
ところが、セルフォックレンズを用いて画像光を結像させる露光装置では、組立作業時に各LEDチップに対するセルフォックレンズの取付位置を高精度で位置決めする必要があり、作業が煩雑になる問題がある。また、各LED間でセルフォックレンズとの位置にばらつきを生じた場合には、感光体に照射される画像光の光量が周期的に変動し、画像形成状態が劣化する問題がある。
【0005】
そこで、特開平8−156320号公報には、LEDアレイからの光線を感光体に導くための光学系が、導波路及びレンズ又はマイクロレンズを有し、紫外線硬化性樹脂及び紫外線透過性金型を用いて形成されるようにした構成が開示されている。この構成では、LEDアレイ及びドライバICを搭載したガラス基板上の所定位置に、LEDアレイを構成する各LEDチップに対向する導波路及びレンズに対応した凹部を形成した金型を載置し、この金型の凹部内に紫外線硬化性樹脂を充填した後に紫外線を照射することにより、各LEDチップに対向する導波路及びレンズを適正な位置に容易に形成できるようにしている。
【0006】
また、特開平6−24042号公報には、LEDアレイを構成する各LEDチップに対応して複数の液晶マイクロレンズをアレイ状に形成し、各LEDチップの発光強度のばらつきを補正するための補正データに基づいて各液晶マイクロレンズに印加する電圧を制御するようにした構成が開示されている。この構成では、LEDアレイを構成する各LEDチップの発光強度のばらつきに応じて液晶マイクロレンズにおける屈折率の分布を変化させて焦点距離を変えることにより、感光体の表面における光量を均一化し、画像の濃度むらや階調再現性の劣化を防止できるようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平8−156320号公報及び特開平6−24042号公報に開示された構成を含む従来の露光装置では、発光素子から照射された画像光を感光体の表面における各発光素子の配置間隔よりも狭い範囲に配光する光学系を発光素子と感光体との間に配置していたため、感光体の表面における露光スポット径が小型化し、隣接する露光スポット間の間隔が大きくなる。このため、感光体の表面において、各露光スポット間に画像光による露光を全く受けない部分を生じ、感光体の表面の露光装置によって露光された部分にトナーが付着する反転現像方式では、各露光スポット間に白抜け部分が形成されてしまうことになる。
【0008】
この発明の目的は、各発光素子から照射された画像光を発光素子と感光体との間に配置したマイクロレンズの像空間側で拡大することにより、画像の高解像度化に伴い発光素子から照射される画像光の光ビームが小型化した場合にも、感光体において隣接する露光スポットが部分的に重複するようにして画像の白抜けの発生を確実に防止することができる露光装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【0010】
(1) 感光体の画像形成範囲に対向して所定の配置間隔で配列された複数の発光素子から画像光を照射する露光装置において、
基板上に、絶縁材料を挟んで一方向に配置された複数の発光素子、前記複数の発光素子の上面に位置する透明電極前記絶縁材料及び前記透明電極の上面の全面を被覆する絶縁層、前記絶縁の上面の全面を被覆する上面が平坦な光路長調整層、前記光路長調整層の上面において隣接する前記発光素子及び前記透明電極の中間位置に配置された遮光性材料からなる電極、前記遮光性材料からなる電極を含む前記光路長調整層の上面と透明電極との間に配置された液晶樹脂、前記液晶樹脂の上面の全面を被覆する前記透明電極、及び、前記透明電極の全面を被覆する保護層をこの順に形成したことを特徴とする。
【0011】
(2) 前記光路長調整層の層厚は、前記透明電極層の層厚よりも大きく、少なくとも発光素子からの画像光の照射角、液晶樹脂の屈折角、液晶樹脂の上面から感光体ドラムの周面までの距離、及び感光体ドラムの周面における露光スポット径を考慮して決定したことを特徴とする。
この構成においては、感光体の画像形成範囲に対向して配列された複数の発光素子のそれぞれから照射された画像光がマイクロレンズの像空間側で拡大されて感光体に配光される。したがって、画像の高解像度化に伴い発光素子の光ビーム径が小径化した場合にも、感光体の表面において隣接する露光スポット径が大きくなり、画像に白抜けを生じることがない。
【0012】
上記の構成において、好ましくは前記発光素子を、EL素子とすべきである。
【0013】
この構成によれば、複数のEL素子によって感光体の画像形成範囲に対向する長尺形状の発光体を容易に形成することができる。
【0015】
この構成においては、発光素子の感光体側に光路長調整層及び拡大光学系のマイクロレンズがこの順に配置される。したがって、発光素子の感光体側に光路長調整層を挟んで拡大光学系のマイクロレンズが形成され、発光素子においてマイクロレンズが配置される側の凹凸が除去されるとともに、光路長調整層の層厚を適当な値に設定することによってマイクロレンズが発光素子に対して所定の光学位置に配置される。
【0017】
この構成においては、発光素子の感光体側に光ビームを拡大する液晶レンズが配置される。したがって、液晶レンズに印加する電圧の調整により、発光素子から照射された光ビーム径が所定の大きさに容易に拡大される。
【0019】
この構成においては、発光素子の感光体側に電場の印加によって重合する液晶樹脂を素材とする拡大光学系のマイクロレンズが配置される。したがって、一旦所定の電場を印加して液晶樹脂を重合した後は、マイクロレンズの光学特性が固定的に維持され、繰り返し電場を印加する必要がない。
【0021】
この構成においては、マイクロレンズを構成する液晶樹脂に電場を印加する電極が遮光性材料を素材として形成される。したがって、液晶樹脂を重合させるための電場を印加する電極が、各発光素子間の迷光を遮断する部材として機能する。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の実施形態に係る露光装置を含む画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。この画像形成装置は、アルミニウム等を素材とする円筒形基体の表面に光導電機能を有する感光層を形成した感光体ドラム11を回転自在に支持し、感光体ドラム11の周囲に帯電ローラ12、露光装置1、現像ユニット13、転写ローラ14及びクリーナ15をこの順に配置し、さらに、用紙搬送方向における転写ローラの下流側に定着ローラ16を備えている。
【0023】
感光体ドラム11は、図外の駆動モータからギアを介して回転力の供給を受けて矢印方向に回転する。帯電ローラ12は、感光体ドラム11の表面に単一極性の電荷を均一に付与する。露光装置1は、画像データによって変調された画像光を感光体ドラム11の表面に照射する。これによって感光体ドラム11の表面には、光導電作用によって静電潜像が形成される。現像ユニット13は、感光体ドラム11の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に顕像化する。転写ローラ14は、静電気力によってトナー像を感光体ドラム11の表面から用紙Sの表面に転写する。クリーナ15は、転写工程を終了した感光体ドラム11の表面に残留しているトナーを除去する。定着ローラ16は、トナー像を転写した用紙Sを加熱及び加圧し、トナー像を溶融して用紙Sの表面に堅牢に定着させる。
【0024】
図2は、この発明の第1の実施形態に係る露光装置の構成を示す平面図及び断面図である。図2(B)は図2(A)におけるA−A′部分の矢視断面図である。この実施形態に係る露光装置1は、発光素子としてLED素子21を用いたものである。即ち、露光装置1は、感光体ドラム11の周面における回転軸方向(主走査方向)の略全域にわたって、一定の配置間隔Pで複数のLED素子21が配列されたLEDアレイ22を画像光の光源として備えている。LEDアレイ22の上面の全面には、透明樹脂を素材とする所定の層厚の光路長調整層23が形成されている。さらに、光路長調整層23の上面において各LED素子21に対向する位置には、マイクロレンズ25が固定されている。
【0025】
光路長調整層23は、各LED素子21に給電する透明電極24が突出したLEDアレイ22の上面を平滑にするとともに、各LED素子21とマイクロレンズ25との間の光路長を適正にする。したがって、光路長調整層23の層厚は、LED素子21からの画像光の照射角、マイクロレンズ25の屈折率、マイクロレンズ25と感光体ドラム11の周面との間隔、及び、感光体ドラム11の周面において必要とされる露光スポット径等に基づいて決定される。
【0026】
マイクロレンズ25は、LED素子21から照射された画像光を像空間側で拡大して感光体ドラム11の周面に配光する。したがって、感光体ドラム11の周面における露光スポット径は、LED素子21の配置間隔Pよりも広くなる。即ち、マイクロレンズ25は、隣接するLED素子21から照射された画像光の感光体ドラム11の周面における露光スポットが一部において互いに重複する状態で、各LED素子21から照射された画像光を感光体ドラム11の周面に配光する。これにより、感光体ドラム11の周面における画像形成範囲が主走査方向について全域にわたって画像光によって露光され、部分的に画像が欠落する白抜けを生じることがない。
【0027】
図3は、この発明の第2の実施形態に係る露光装置の製造工程を示す図である。この実施形態に係る露光装置30は、発光素子としてEL素子を用い、拡大光学系のマイクロレンズとして液晶樹脂レンズを用いたものである。この露光装置30を製造する際には、先ず、アルミニウム基板31の上面の全面にEL材料層32及び透明電極層33をこの順に形成した後、透明電極層33の上面に所定間隔で複数の位置にフォトレジスト34を配列して形成する(図3(A))。このフォトレジスト34の配列方向は、感光体ドラム11の回転軸方向である主走査方向である。
【0028】
次いで、アルミニウム基板31の上面において、フォトレジスト34が形成されていない部分からEL素材32及び透明電極33を除去した後(同図(B))、アルミニウム基板31の上面の全面を絶縁材料35によって被覆し(同図(C))、透明電極33の上面からフォトレジスト34及び絶縁材料35を除去する(同図(D))。
【0029】
この後、アルミニウム基板31の上面における絶縁材料35及び透明電極33の上面の全面を絶縁膜36によって被覆した後(同図(E))、絶縁膜36の上面に透明樹脂を材料として光路長調整層37を形成し(同図(F))、光路長調整層37の上面において隣接するEL材料32及び透明電極33の中間位置に電極38をアルミニウムの蒸着等によって形成する(同図(G))。
【0030】
さらに、光路長調整層37の上面と透明電極39との間に液晶樹脂40を配置した後に、透明電極39の上面に保護層41を形成し(同図(H))、電極38と透明電極39との間に所定の電圧を印加することによって液晶樹脂40を所定の屈折角となる状態で重合させ、露光装置30が完成する。
【0031】
この構成において、光路長調整層37は、液晶樹脂40によって構成される拡大光学系のマイクロレンズを形成すべきアルミニウム基板31の上面の凹凸面を平滑にするとともに、EL材料32及び透明電極33によって構成されるEL素子から液晶樹脂40までの光路長を調整するために形成される。したがって、光路長調整層37の層厚は、透明電極層33の層厚よりも大きく、EL素子からの画像光の照射角、液晶樹脂40の屈折角、液晶樹脂40の上面から感光体ドラム11の周面までの距離、及び、感光体ドラム11の周面における露光スポット径等によって決定される。
【0032】
液晶樹脂40は、上記のように、電極38と透明電極39との間に所定の電圧を印加することにより、所定の屈折角となる分子配列で重合し、EL素子から照射された画像光を像空間側で拡大して感光体ドラム11の周面に照射する。これによって、隣接するEL素子から照射された画像光が、感光体ドラム11の周面における露光スポットを一部において互いに重複する状態で感光体ドラム11の周面に配光され、感光体ドラム11の周面における画像形成範囲が主走査方向について全域にわたって画像光によって露光され、部分的に画像が欠落する白抜けを生じることがない。
【0033】
また、露光装置30では、発光素子としてEL素子を使用しているため、比較的広範囲である感光体ドラム11の周面における主走査方向の画像形成領域の全域に対向する範囲にわたって発光素子を長尺状に配置した露光光源を比較的容易に形成することができる。
【0034】
なお、液晶樹脂40を構成する重合性の液晶樹脂材料としては、例えば、特開平5−72403号公報又は特開平9−5695号公報に開示されているものを使用することができる。電極38と透明電極39との間に所定の電圧を印加することによって液晶樹脂40が一旦重合硬化した後には、電極38に再び電圧を印加する必要はない。但し、電極38はEL素子の上方において各EL素子の間に位置していることから、電極38を遮光性材料によって構成することにより、各EL素子間における画像光の迷光によるクロストークを防止することができ、画像形成状態を良好に維持することができる。
【0035】
また、この発明の露光装置における発光素子としては、LED素子又はEL素子に限るものではない。さらに、この発明の露光装置における拡大光学系のマイクロレンズとしては、樹脂レンズ又は液晶樹脂レンズに限るものではなく、例えば、電極に印加する電圧に応じて屈折率が変化する液晶レンズを用いることもできる。
【0036】
【発明の効果】
この発明は、以下の効果を奏することができる。
【0037】
(1) 感光体の画像形成範囲に対向して配列された複数の発光素子のそれぞれから照射された画像光をマイクロレンズの像空間側で拡大して感光体に配光することにより、画像の高解像度化に伴い発光素子の光ビーム径が小径化した場合にも、感光体の表面において隣接する露光スポット径を大きくすることができ、画像における白抜けの発生を未然に防止して画像形成状態を良好に維持することができる。
【0038】
(2) 発光素子の感光体側に光路長調整層及び拡大光学系のマイクロレンズをこの順に配置することにより、発光素子の感光体側に光路長調整層を挟んで拡大光学系のマイクロレンズを形成し、発光素子においてマイクロレンズが配置される側の凹凸を除去できるとともに、光路長調整層の層厚を適当な値に設定することによってマイクロレンズを発光素子に対して所定の光学位置に配置することができる。
【0039】
(3) 発光素子の感光体側に光ビームを拡大する液晶レンズを配置することにより、液晶レンズに印加する電圧を調整して、発光素子から照射された光ビーム径を所定の大きさに容易に拡大することができる。
【0040】
(4) 発光素子の感光体側に電場の印加によって重合する液晶樹脂を素材とする拡大光学系のマイクロレンズを配置することにより、一旦所定の電場を印加して液晶樹脂を重合した後は、マイクロレンズの光学特性が固定的に維持され、繰り返し電場を印加する必要がない。
【0041】
(5) マイクロレンズを構成する液晶樹脂に電場を印加する電極を遮光性材料を素材として形成することにより、この電極を各発光素子間の迷光を遮断する部材として機能させることができ、画像形成状態の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る露光装置を含む画像形成装置の要部の構成を示す概略図である。
【図2】この発明の第1の実施形態に係る露光装置の構成を示す平面図及び断面図である。
【図3】この発明の第2の実施形態に係る露光装置の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
1,30−露光装置
11−感光体ドラム
21−LED素子(発光素子)
23、37−光路長調整層
25−樹脂レンズ(マイクロレンズ)
32−EL材料
40−液晶樹脂
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, in electrophotographic image formation, a photoconductor is exposed to image light emitted from a plurality of light emitting elements arranged opposite to an image forming area of the photoconductor, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor. The present invention relates to an exposure apparatus for forming an image.
[0002]
[Prior art]
In electrophotographic image formation, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photoreceptor uniformly charged with a predetermined charge by photoconductive action, and this electrostatic latent image is visualized as a toner image and printed on recording paper. Transcribe. For this reason, an image forming apparatus that performs electrophotographic image formation uses an exposure apparatus that exposes and scans the surface of a photoconductor with image light. As this exposure device, a plurality of light emitting elements are arranged in opposition to the image forming area of the photoconductor, and each light emitting element is driven in accordance with image data, thereby moving in a direction orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light emitting elements. There is a type in which an electrostatic latent image is written line by line on the surface of a photoconductor.
[0003]
As described above, an exposure apparatus using a plurality of light emitting elements arranged in a direction orthogonal to the direction of movement of the photoconductor as a light source includes a lens for correcting optical characteristics of image light emitted from each light emitting element. . For example, in the case of using an LED as a light emitting element, a selfoc lens that forms image light on the surface of the photoconductor is arranged in each LED.
[0004]
However, in an exposure apparatus that forms image light using a selfoc lens, the mounting position of the selfoc lens with respect to each LED chip needs to be positioned with high accuracy at the time of assembly work, and there is a problem that the work becomes complicated. Further, when the position between the LED and the selfoc lens varies, there is a problem that the light amount of the image light irradiated on the photoconductor periodically fluctuates and the image forming state is deteriorated.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-156320 discloses that an optical system for guiding a light beam from an LED array to a photoreceptor has a waveguide and a lens or a microlens, and uses an ultraviolet curable resin and an ultraviolet transparent mold. A configuration adapted to be used is disclosed. In this configuration, at a predetermined position on a glass substrate on which an LED array and a driver IC are mounted, a mold having a concave portion corresponding to a waveguide and a lens facing each LED chip constituting the LED array is placed. By irradiating ultraviolet rays after filling the concave portions of the mold with the ultraviolet curable resin, the waveguide and the lens facing each LED chip can be easily formed at appropriate positions.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-24042 discloses a correction method for forming a plurality of liquid crystal microlenses in an array corresponding to each LED chip constituting an LED array and correcting a variation in light emission intensity of each LED chip. A configuration is disclosed in which a voltage applied to each liquid crystal microlens is controlled based on data. In this configuration, the light amount on the surface of the photoreceptor is made uniform by changing the focal length by changing the distribution of the refractive index in the liquid crystal microlenses according to the variation in the emission intensity of each LED chip constituting the LED array, To prevent the density unevenness and the gradation reproducibility from being deteriorated.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional exposure apparatus including the configurations disclosed in JP-A-8-156320 and JP-A-6-24042, the image light emitted from the light emitting elements is arranged at intervals between the light emitting elements on the surface of the photoconductor. Since the optical system for distributing light in a narrower range is disposed between the light emitting element and the photoconductor, the diameter of the exposure spot on the surface of the photoconductor is reduced, and the distance between adjacent exposure spots is increased. For this reason, in the reversal development method in which a portion of the surface of the photoreceptor that is not exposed to image light at all is exposed between the exposure spots and toner adheres to the portion of the surface of the photoreceptor exposed by the exposure device, White spots will be formed between spots.
[0008]
It is an object of the present invention to enlarge image light emitted from each light emitting element on the image space side of a microlens disposed between the light emitting element and the photosensitive member, thereby irradiating the image light from the light emitting element with an increase in resolution of an image. Provided is an exposure apparatus capable of reliably preventing the occurrence of white spots in an image by making adjacent exposure spots partially overlap on a photoreceptor even when a light beam of image light is reduced in size. It is in.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following arrangement as means for solving the above-mentioned problems.
[0010]
(1) In an exposure apparatus that irradiates image light from a plurality of light emitting elements arranged at a predetermined arrangement interval facing an image forming range of a photoconductor,
On a substrate, a plurality of light emitting elements arranged in one direction across the insulating material, the transparent electrode layer located on an upper surface of the plurality of light emitting elements, to cover the entire upper surface of the insulating material and the transparent electrode layer insulation layer, wherein the top surface flat optical path length regulation layer that covers the entire upper surface of the insulating layer, a light shielding material disposed in an intermediate position of the light emitting element and the transparent electrode layer adjacent the upper surface of the optical path length regulation layer comprising electrodes, a liquid crystal resin, which is disposed between the upper surface and the transparent electrode of the optical path length regulation layer comprising electrodes made of the light-shielding material, wherein the transparent electrode covering the entire upper surface of the liquid crystal resin, and said transparent A protective layer covering the entire surface of the electrode is formed in this order.
[0011]
(2) The layer thickness of the optical path length adjustment layer is larger than the layer thickness of the transparent electrode layer, at least the irradiation angle of image light from the light emitting element, the refraction angle of the liquid crystal resin, the photosensitive drum from the upper surface of the liquid crystal resin. The distance is determined in consideration of the distance to the peripheral surface and the exposure spot diameter on the peripheral surface of the photosensitive drum.
In this configuration, the image light emitted from each of the plurality of light emitting elements arranged to face the image forming area of the photoconductor is expanded on the image space side of the microlens and distributed to the photoconductor. Therefore, even when the light beam diameter of the light emitting element is reduced due to the increase in the resolution of the image, the diameter of the adjacent exposure spot on the surface of the photoconductor becomes large, and the image does not have white spots.
[0012]
In the above configuration, preferably, the light emitting element should be an EL element.
[0013]
According to this configuration, it is possible to easily form a long light emitting body facing the image forming area of the photoconductor by the plurality of EL elements.
[0015]
In this configuration, the optical path length adjustment layer and the microlens of the magnifying optical system are arranged in this order on the photoconductor side of the light emitting element. Therefore, the microlens of the magnifying optical system is formed on the photoconductor side of the light emitting element with the optical path length adjusting layer interposed therebetween, and the unevenness on the side where the microlens is arranged in the light emitting element is removed, and the thickness of the optical path length adjusting layer is reduced. Is set to an appropriate value, the microlens is arranged at a predetermined optical position with respect to the light emitting element.
[0017]
In this configuration, a liquid crystal lens for expanding a light beam is disposed on the photoconductor side of the light emitting element. Therefore, by adjusting the voltage applied to the liquid crystal lens, the diameter of the light beam emitted from the light emitting element can be easily expanded to a predetermined size.
[0019]
In this configuration, a microlens of a magnifying optical system made of a liquid crystal resin that is polymerized by application of an electric field is disposed on the photoconductor side of the light emitting element. Therefore, once a predetermined electric field is applied to polymerize the liquid crystal resin, the optical characteristics of the microlens are fixedly maintained, and there is no need to repeatedly apply the electric field.
[0021]
In this configuration, the electrodes for applying an electric field to the liquid crystal resin forming the microlenses are formed using a light-shielding material. Therefore, the electrode that applies an electric field for polymerizing the liquid crystal resin functions as a member that blocks stray light between the light emitting elements.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of an image forming apparatus including an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. This image forming apparatus rotatably supports a photosensitive drum 11 having a photosensitive layer having a photoconductive function formed on the surface of a cylindrical substrate made of aluminum or the like, and a charging roller 12 around the photosensitive drum 11. The exposing device 1, the developing unit 13, the transfer roller 14, and the cleaner 15 are arranged in this order, and further, a fixing roller 16 is provided downstream of the transfer roller in the sheet conveying direction.
[0023]
The photoreceptor drum 11 rotates in the direction of the arrow by receiving a supply of rotational force from a drive motor (not shown) via a gear. The charging roller 12 uniformly applies a charge of a single polarity to the surface of the photoconductor drum 11. The exposure device 1 irradiates the surface of the photosensitive drum 11 with image light modulated by image data. As a result, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 11 by photoconductive action. The developing unit 13 supplies toner to the surface of the photoconductor drum 11 to visualize the electrostatic latent image into a toner image. The transfer roller 14 transfers the toner image from the surface of the photosensitive drum 11 to the surface of the sheet S by electrostatic force. The cleaner 15 removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 11 after the transfer process. The fixing roller 16 heats and pressurizes the sheet S on which the toner image has been transferred, melts the toner image, and firmly fixes the sheet S on the surface of the sheet S.
[0024]
FIG. 2 is a plan view and a sectional view showing the configuration of the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 2A. The exposure apparatus 1 according to this embodiment uses an LED element 21 as a light emitting element. That is, the exposure apparatus 1 forms an LED array 22 in which a plurality of LED elements 21 are arranged at a fixed arrangement interval P over substantially the entire area of the peripheral surface of the photosensitive drum 11 in the rotation axis direction (main scanning direction). It is provided as a light source. On the entire upper surface of the LED array 22, an optical path length adjusting layer 23 made of a transparent resin and having a predetermined thickness is formed. Further, a micro lens 25 is fixed at a position facing each LED element 21 on the upper surface of the optical path length adjusting layer 23.
[0025]
The optical path length adjusting layer 23 smoothes the upper surface of the LED array 22 from which the transparent electrode 24 for supplying power to each LED element 21 protrudes, and makes the optical path length between each LED element 21 and the microlens 25 appropriate. Therefore, the layer thickness of the optical path length adjusting layer 23 depends on the irradiation angle of the image light from the LED element 21, the refractive index of the microlens 25, the distance between the microlens 25 and the peripheral surface of the photosensitive drum 11, and the photosensitive drum. 11 is determined on the basis of the required exposure spot diameter and the like on the peripheral surface.
[0026]
The micro lens 25 enlarges the image light emitted from the LED element 21 on the image space side and distributes the light on the peripheral surface of the photosensitive drum 11. Therefore, the exposure spot diameter on the peripheral surface of the photosensitive drum 11 is wider than the arrangement interval P of the LED elements 21. That is, the microlenses 25 emit the image light emitted from each LED element 21 in a state where the exposure spots of the image light emitted from the adjacent LED elements 21 on the peripheral surface of the photosensitive drum 11 partially overlap each other. Light is distributed on the peripheral surface of the photosensitive drum 11. As a result, the image forming range on the peripheral surface of the photosensitive drum 11 is exposed by the image light over the entire area in the main scanning direction, and there is no occurrence of white spots where images are partially missing.
[0027]
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention. The exposure apparatus 30 according to this embodiment uses an EL element as a light emitting element, and uses a liquid crystal resin lens as a micro lens of the magnifying optical system. In manufacturing the exposure apparatus 30, first, an EL material layer 32 and a transparent electrode layer 33 are formed in this order on the entire upper surface of an aluminum substrate 31, and then a plurality of positions are formed on the upper surface of the transparent electrode layer 33 at predetermined intervals. Then, a photoresist 34 is arranged and formed (FIG. 3A). The arrangement direction of the photoresist 34 is the main scanning direction which is the rotation axis direction of the photosensitive drum 11.
[0028]
Next, after removing the EL material 32 and the transparent electrode layer 33 from the portion of the upper surface of the aluminum substrate 31 where the photoresist 34 is not formed (FIG. 2B), the entire surface of the upper surface of the aluminum substrate 31 is made of an insulating material 35. (FIG. (C)), and the photoresist 34 and the insulating material 35 are removed from the upper surface of the transparent electrode layer 33 (FIG. (D)).
[0029]
Then, after covering the entire surface of the insulating material 35 on the upper surface of the aluminum substrate 31 and the upper surface of the transparent electrode layer 33 with the insulating film 36 (FIG. 9E), the optical path length is formed on the upper surface of the insulating film 36 using a transparent resin as a material. An adjustment layer 37 is formed (FIG. (F)), and an electrode 38 is formed at an intermediate position between the adjacent EL material 32 and the transparent electrode layer 33 on the upper surface of the optical path length adjustment layer 37 by vapor deposition of aluminum or the like (FIG. G)).
[0030]
Furthermore, after placing the liquid crystal resins 4 0 between the upper surface and the transparent electrode 39 of the optical path length adjusting layer 37 to form a protective layer 41 on the upper surface of the transparent electrode 39 (FIG. (H)), an electrode 38 By applying a predetermined voltage to the transparent electrode 39, the liquid crystal resin 40 is polymerized so as to have a predetermined refraction angle, and the exposure device 30 is completed.
[0031]
In this configuration, the optical path length adjustment layer 37 smoothes the uneven surface on the upper surface of the aluminum substrate 31 on which the microlenses of the magnifying optical system constituted by the liquid crystal resin 40 are to be formed, and also includes the EL material 32 and the transparent electrode layer 33. It is formed to adjust the optical path length from the EL element constituted by the liquid crystal resin 40 to the liquid crystal resin 40. Therefore, the layer thickness of the optical path length adjustment layer 37 is larger than the layer thickness of the transparent electrode layer 33, and the irradiation angle of image light from the EL element, the refraction angle of the liquid crystal resin 40, and the And the exposure spot diameter on the peripheral surface of the photosensitive drum 11.
[0032]
As described above, by applying a predetermined voltage between the electrode 38 and the transparent electrode 39, the liquid crystal resin 40 is polymerized in a molecular arrangement having a predetermined refraction angle, and converts the image light irradiated from the EL element. The image is enlarged on the image space side and is irradiated on the peripheral surface of the photosensitive drum 11. As a result, the image light emitted from the adjacent EL element is distributed on the peripheral surface of the photosensitive drum 11 in a state where the exposure spot on the peripheral surface of the photosensitive drum 11 partially overlaps with each other. The image forming range on the peripheral surface is exposed by the image light over the entire area in the main scanning direction, and there is no occurrence of white spots where images are partially missing.
[0033]
Further, in the exposure device 30, since the EL element is used as the light emitting element, the light emitting element is extended over a relatively wide area facing the entire image forming area in the main scanning direction on the peripheral surface of the photosensitive drum 11. Exposure light sources arranged in a scale can be formed relatively easily.
[0034]
As the polymerizable liquid crystal resin material constituting the liquid crystal resin 40, for example, those disclosed in JP-A-5-72403 or JP-A-9-5695 can be used. After the liquid crystal resin 40 is once polymerized and cured by applying a predetermined voltage between the electrode 38 and the transparent electrode 39, it is not necessary to apply a voltage to the electrode 38 again. However, since the electrode 38 is located between the EL elements above the EL element, crosstalk due to stray light of image light between the EL elements is prevented by configuring the electrode 38 with a light-shielding material. And the image forming state can be favorably maintained.
[0035]
Further, the light emitting element in the exposure apparatus of the present invention is not limited to the LED element or the EL element. Furthermore, the microlens of the magnifying optical system in the exposure apparatus of the present invention is not limited to a resin lens or a liquid crystal resin lens. For example, a liquid crystal lens whose refractive index changes according to a voltage applied to an electrode may be used. it can.
[0036]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0037]
(1) The image light emitted from each of the plurality of light emitting elements arranged opposite to the image forming area of the photoconductor is enlarged on the image space side of the microlens and distributed to the photoconductor, thereby forming an image. Even when the light beam diameter of the light emitting element is reduced due to the increase in resolution, the diameter of the adjacent exposure spot on the surface of the photoreceptor can be increased, thereby preventing the occurrence of white spots in the image and forming an image. A good state can be maintained.
[0038]
(2) By arranging the optical path length adjustment layer and the microlens of the magnifying optical system on the photoconductor side of the light emitting element in this order, the microlens of the magnifying optical system is formed on the photoconductor side of the light emitting element with the optical path length adjustment layer interposed therebetween. In addition, it is possible to remove irregularities on the side where the microlens is arranged in the light emitting element, and to arrange the microlens at a predetermined optical position with respect to the light emitting element by setting the thickness of the optical path length adjusting layer to an appropriate value. Can be.
[0039]
(3) By arranging a liquid crystal lens for expanding the light beam on the photoconductor side of the light emitting element, the voltage applied to the liquid crystal lens can be adjusted to easily adjust the diameter of the light beam emitted from the light emitting element to a predetermined size. Can be expanded.
[0040]
(4) By disposing a microlens of an enlarging optical system made of a liquid crystal resin which is polymerized by applying an electric field to the photoreceptor side of the light emitting element, once a predetermined electric field is applied to polymerize the liquid crystal resin, The optical properties of the lens are kept fixed and there is no need to repeatedly apply an electric field.
[0041]
(5) By forming an electrode for applying an electric field to the liquid crystal resin constituting the microlens using a light-shielding material as a material, this electrode can function as a member for blocking stray light between the light emitting elements, thereby forming an image. Deterioration of the state can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of an image forming apparatus including an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 30-exposure device 11-photoconductor drum 21-LED element (light emitting element)
23, 37-optical path length adjustment layer 25-resin lens (micro lens)
32-EL material 40-Liquid crystal resin

Claims (1)

感光体の画像形成範囲に対向して所定の配置間隔で配列された複数の発光素子から画像光を照射する露光装置において、
基板上に、絶縁材料を挟んで一方向に配置された複数の発光素子、前記複数の発光素子の上面に位置する透明電極前記絶縁材料及び前記透明電極の上面の全面を被覆する絶縁層、前記絶縁の上面の全面を被覆する上面が平坦な光路長調整層、前記光路長調整層の上面において隣接する前記発光素子及び前記透明電極の中間位置に配置された遮光性材料からなる電極、前記遮光性材料からなる電極を含む前記光路長調整層の上面と透明電極との間に配置された液晶樹脂、前記液晶樹脂の上面の全面を被覆する前記透明電極、及び、前記透明電極の全面を被覆する保護層をこの順に形成したことを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that irradiates image light from a plurality of light emitting elements arranged at a predetermined arrangement interval facing the image forming range of the photoconductor,
On a substrate, a plurality of light emitting elements arranged in one direction across the insulating material, the transparent electrode layer located on an upper surface of the plurality of light emitting elements, to cover the entire upper surface of the insulating material and the transparent electrode layer insulation layer, wherein the top surface flat optical path length regulation layer that covers the entire upper surface of the insulating layer, a light shielding material disposed in an intermediate position of the light emitting element and the transparent electrode layer adjacent the upper surface of the optical path length regulation layer comprising electrodes, a liquid crystal resin, which is disposed between the upper surface and the transparent electrode of the optical path length regulation layer comprising electrodes made of the light-shielding material, wherein the transparent electrode covering the entire upper surface of the liquid crystal resin, and said transparent An exposure apparatus, wherein a protective layer covering the entire surface of the electrode is formed in this order.
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