JP2004177824A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】露光手段の交換時に新しい露光手段と潜像担持体との間の位置調整作業が不要となる画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源アレイ１１とルーフプリズムレンズアレイ１２とを用いて構成した露光ユニット１が着脱可能なベース部材３を、露光ユニット１が位置決めされて装着された状態で露光ユニット１と感光体４とが所定の位置関係になるように画像形成装置本体に位置決めして取り付ける。そして、ベース部材３に対して露光ユニット１を位置決めするためのユニット位置決め手段を設ける。更に、露光ユニット１の長手方向両端部側面に嵌合用穴１０３ａ，ｂを設け、ベース部材３の長手方向両端部に、露光ユニット１をベース部材３に固定するように嵌合用穴１０３ａ，ｂに嵌合し且つその嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材３０３ａ，ｂを設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】光源アレイ１１とルーフプリズムレンズアレイ１２とを用いて構成した露光ユニット１が着脱可能なベース部材３を、露光ユニット１が位置決めされて装着された状態で露光ユニット１と感光体４とが所定の位置関係になるように画像形成装置本体に位置決めして取り付ける。そして、ベース部材３に対して露光ユニット１を位置決めするためのユニット位置決め手段を設ける。更に、露光ユニット１の長手方向両端部側面に嵌合用穴１０３ａ，ｂを設け、ベース部材３の長手方向両端部に、露光ユニット１をベース部材３に固定するように嵌合用穴１０３ａ，ｂに嵌合し且つその嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材３０３ａ，ｂを設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置として、複数の発光源が配列された光源アレイと、各発光源の光を感光体表面に導いて結像する結像手段とを有する露光ユニットを備えたものが知られている。この露光ユニットの結像手段としては、セルフォックレンズアレイ、フールミラーレンズアレイ、ルーフプリズムレンズアレイ等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、上記露光ユニットを備えた画像形成装置では、装置のメンテナンスのときや露光ユニットの故障が発生したときに、露光ユニットを交換する必要があった。そして、この露光ユニットの交換の際、新しい露光ユニットは画像形成装置本体に位置決め調整されながら取り付けられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０８４０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記露光ユニットを構成する結像手段と感光体とのギャップは、画像品質に大きく影響する。そのため、露光ユニットを交換するとき、露光ユニットと感光体との間の位置調整を行う必要があり、露光ユニットの交換作業に時間がかかっていた。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。本発明の目的は、露光手段の交換時に新しい露光手段と潜像担持体との間の位置調整作業が不要となる画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像形成用の発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する潜像形成用の結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた画像形成装置であって、該露光手段が着脱可能なベース部材を、該露光手段が位置決めされて装着された状態で該露光手段と潜像担持体とが所定の位置関係になるように画像形成装置本体に位置決めして取り付けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像形成用の発光源として、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が配列された光源アレイを用い、上記潜像形成用の結像手段として、光入射側のレンズと、光出射側のレンズと、該光入射側のレンズから入射した光を該光出射側のレンズへ導いて出射させるように互いに直交する２つの光反射面とを有する複数の結像素子が配列された結像素子アレイを用いたことを特徴とするものである。また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、該ベース部材に対して該ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方の長手方向両端部側面に嵌合用穴を設け、もう一方の長手方向両端部に、該ユニットを該ベース部材に固定するように該嵌合用穴に嵌合し且つ該嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、該ベース部材に対して該ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向一端部に、該ベース部材に対する該ユニットの移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設け、該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向他端部に、該ユニットの係合部と該ベース部材の係合部とが互いに係合した状態で該ユニットを該ベース部材に固定するための固定手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方に、該ユニット及び該ベース部材が対向している対向面の沿った方向に延在するガイド溝を設け、もう一方に、該ガイド溝に挿入されてガイドされる被ガイド凸部を設け、該被ガイド凸部が該ガイド溝に挿入された所定の取り付け位置で該ユニットを該ベース部材に固定するための位置決め固定手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、上記ベース部材に上記各ユニットが取り付けられた状態で各ユニットを一方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、上記固定手段を、上記ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で該ユニットを上記ベース部材に固定するように設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記露光手段を、上記光源アレイ及び該光源アレイの駆動回路を有する基板ユニットと、上記結像素子アレイを有するカバー部材とを用いて構成し、上記ベース部材に対して該カバー部材を位置決めする位置決め手段と、該べース部材に対して該基板ユニット及び該カバー部材を固定する固定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１乃至８の画像形成装置では、画像形成装置本体に位置決めされて取り付けられているベース部材に新しい露光手段が装着される。このようにベース部材に露光手段が装着された状態で、その露光手段と潜像担持体とが所定の位置関係になるため、潜像担持体に対する露光手段の位置調整作業が不要となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施形態に係る光書き込み装置の概略構成図である。この光書き込み装置は、潜像形成用の露光手段としての露光ユニット１を備えている。この露光ユニット１は、潜像形成用の発光源としての光源アレイ１１と、潜像形成用の結像手段である結像素子アレイとしてのルーフプリズムレンズアレイ１２とを有している。光源アレイ１１は、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が１列状に配列されたものであり、基板１３上に設けられている。この発光源としては例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用することができる。
【０００９】
上記ルーフプリズムレンズアレイ１２は、図３に示すようにレンズ及びルーフプリズムからなる複数の結像素子１２１が１列状に配列されたものである。各結像素子１２１のレンズの部分は、光源アレイ１１側である入射側に位置する入射面１２１ａと、潜像担持体としての感光体４側である出射側に位置する出射面１２１ｂとを有している。また、各結像素子１２１のルーフプリズムの部分は、互いに９０度の角度で傾いた２つの光反射面（プリズム面）１２１ｃ、１２１ｄを有している。各結像素子１２１は、上記射面１２１ａ及び出射面１２１ｂを有するレンズの部分と、上記２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄを有するルーフプリズムの部分とが一体的に形成されている。更に、各結像素子１２１は１列状に配列するように一体的に形成されている。上記結像素子１２１の２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄは結像に作用せず、入射光軸及び出射光軸に対して４５度で傾斜するように形成されている。上記光源アレイ１１の各発光源から出た光は、ルーフプリズムレンズアレイ１２のそれぞれ対応する結像素子２のレンズ部分の入射面１２１ａに入射し、ルーフプリズム部分の２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄで反射される。この光反射面１２１ｃ、１２１ｄで反射された光は、結像素子２のレンズ部分の出射面１２１ｂから出射して感光体４の表面４０１（潜像担持体表面）に至る。結像素子２のレンズ部分の結像作用により、光源アレイ１１の各発光源の発光点の像が、感光体表面４０１の対応する点に正立等倍で結ばれる。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。そして、このベース部材３に対して露光ユニット１を位置決めするためのユニット位置決め手段が設けられている。このユニット位置決め手段は、露光ユニット１側の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと、ベース部材３側の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂとにより構成されている。上記位置決めピン１０２ａ，１０２ｂは露光ユニット１のベース部材３に対向する面１０１側に設けられている。そして、上記位置決め穴３０１ａ，３０１ｂは、各位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと係合して露光ユニット１を所定位置にガイドするように形成されている。
【００１１】
また、露光ユニット１の長手方向両端部側面に嵌合用穴１０３を設けている。そして、ベース部材３の長手方向両端部に、露光ユニット１をベース部材３に固定するように上記嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂに嵌合し且つこの嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材３０３ａ，３０３ｂを設けている。
【００１２】
上記露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂをそれぞれベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに挿入するように、露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。露光ユニット１の長手方向両端部がベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂの先端部斜面に接触し始めると、爪部材３０３ａ、３０３ｂが長手方向外側に向かって押し広げられるように弾性変形する。露光ユニット１が所定の取り付け位置まで移動すると、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂが貫通するようにベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに係合する。そして、ベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂの先端部に長手方向内側に向くように形成されたくさび状の部分が、露光ユニット１の両端部側面の嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂに嵌合することにより、露光ユニット１がベース部材３に位置決めされて固定される。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、ベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂを長手方向外側に向かって押し広げるように弾性変形させ、上記爪部材３０３ａ、３０３ｂと露光ユニット１の嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂとの嵌合を解除する。この嵌合を解除した状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
【００１３】
また、図１の構成では、ベース部材３の爪部材と露光ユニット１の嵌合用穴とが嵌合した取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図１に示すように、ベース部材３の各ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢することにより、ベース部材３と露光ユニット１との間のガタの発生を防止することができる。
【００１４】
なお、図１の実施形態では、ベース部材３側に位置決め穴を設け、露光ユニット１側に位置決めピンを設けているが、ベース部材３側に位置決めピンを設け、露光ユニット１側に位置決め穴を設けてもよい。また、図１の実施形態では、ベース部材３側に爪部材を設け、露光ユニット１側に嵌合用穴を設けているが、ベース部材３側に嵌合用穴を設け、露光ユニット１側に爪部材を設けてもよい。
【００１５】
また、図１の実施形態のように、上記露光ユニット１を固定する手段を露光ユニット１の長手方向の端部のみに設けた場合、露光ユニット１の長手方向の寸法が長いと長時間使用した時など露光ユニット１の長手方向の中央部にたわみなどが発生するおそれがある。例えばＡ３サイズやＡ２サイズなどの露光幅が大きい場合にも使用できる長手方向の寸法が長い露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２を用いたときは、長時間使用した時など露光ユニット１の長手方向中央部にたわみなどが発生するおそれがある。このように露光ユニット１の長手方向中央部にたわみなどが発生すると、感光体４上の焦点位置が変化して潜像のドット径などの乱れの原因となる。そこで、かかる露光ユニット１のたわみなどの問題を回避するために、各ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で露光ユニット１をベース部材に固定するように設けることが望ましい。例えば、露光ユニット１の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で固定する。
【００１６】
図４は、他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、上記図１の実施形態と同様に、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。そして、このベース部材３に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段が設けられている。このユニット位置決め手段は、露光ユニット１側の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと、ベース部材３側の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂとにより構成されている。上記位置決めピン１０２ａ，１０２ｂは露光ユニット１のベース部材３に対向する面１０１側に設けられている。そして、上記位置決め穴３０１ａ，３０１ｂは、各位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと係合して露光ユニット１を所定位置にガイドするように形成されている。本実施形態の構成では、露光ユニット１の取り付けの際に位置決めピンの先端部がスムーズに挿入されるように、後述の係合部が形成されている図４中の左手前側にある１０２ａの高さを低く設定している。
【００１７】
また、露光ユニット１及びベース部材３それぞれの長手方向一端部に、ベース部材３に対する露光ユニット１の移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設けている。図４の構成例では、露光ユニット１の長手方向一端部（図４中の左手前側の端部）のベース部材３と対向する面側に、長手方向外側に突出した板状の係合部１０４が形成されいている。一方、ベース部材３の長手方向一端部（図４中の左手前側の端部）の露光ユニット１と対向する面側に、上記露光ユニット１の板状の係合部１０４が引っかかるように係合する凹部を有する係合部３０４が形成されている。
【００１８】
また、露光ユニット１及びベース部材３それぞれの長手方向他端部には、露光ユニット１の係合部１０４とベース部材３の係合部３０４とが互いに係合した状態で露光ユニット１をベース部材３に固定するための固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように露光ユニット１の長手方向他端部をベース部材３にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、ベース部材３の長手方向他端部にネジ穴３０５が形成される。そして、露光ユニット１の長手方向他端部に形成した貫通穴１０５を通して、ネジ部材１０６がネジ穴３０５にネジ止めされるように構成されている。
【００１９】
上記露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の板状の係合部１０４をベース部材の係合部３０４に引っかけるように露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。このとき、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂをそれぞれベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに挿入するように、露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。露光ユニット１が所定の取り付け位置まで移動すると、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂが貫通するようにベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに係合する。この状態で、露光ユニット２の反対側の端部をネジ部材１０６でベース部材３の端部に固定する。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、上記ネジ部材１０６をゆるめて取り外し、露光ユニット１の板状の係合部１０４をベース部材３の係合部３０４から引き抜きながら両係合部の係合を解除する。この係合を解除した状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
【００２０】
また、図４の構成では、ベース部材３の爪部材と露光ユニット１の嵌合用穴とが嵌合した取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図３に示すように、ベース部材３の各ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢することにより、ベース部材３と露光ユニット１との間のガタの発生を防止することができる。
【００２１】
なお、図４の実施形態では、ベース部材３側に位置決め穴を設け、露光ユニット１側に位置決めピンを設けているが、ベース部材３側に位置決めピンを設け、露光ユニット１側に位置決め穴を設けてもよい。また、図４の実施形態では、ベース部材３側に凹部を有する係合部を設け、露光ユニット１側に板状の係合部を設けているが、ベース部材３側に板状の係合部を設け、露光ユニット１側に凹部を有する係合部を設けてもよい。
【００２２】
また、図４の実施形態のように上記固定手段が露光ユニット１の長手方向の端部のみに設けた場合、前述のように露光ユニット１の長手方向の寸法が長いと長時間使用した時など露光ユニット１の長手方向の中央部にたわみなどが発生するおそれがある。このように露光ユニット１の長手方向中央部にたわみなどが発生すると、感光体４上の焦点位置が変化して潜像のドット径などの乱れの原因となる。そこで、かかる露光ユニット１のたわみなどの問題を回避するために、各ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で露光ユニット１をベース部材に固定するように設けることが望ましい。例えば、露光ユニット１の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で固定する。
【００２３】
図５は、更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。このベース部材３の露光ユニット１と対向する面側には、対向面の沿った長手方向における各ユニットの移動をガイドするためのガイド溝３０６が設けられている。一方、露光ユニット１のベース部材３と対向している面側には、上記ベース部材３のガイド溝３０６に挿入されてガイドされる被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂが設けられている。
また、所定の取り付け位置で露光ユニット１をベース部材３に固定するための固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように露光ユニット１の長手方向一端部をベース部材３にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、ベース部材３の長手方向一端部にネジ穴３０５が形成される。そして、露光ユニット１の長手方向一端部に形成した貫通穴１０５を通して、ネジ部材１０６がネジ穴３０５にネジ止めされるように構成されている。
【００２４】
上記露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の上面の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂをベース部材３のガイド溝３０６に挿入するように、露光ユニット１を長手方向に移動させる。このとき、露光ユニット１の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂはベース部材３のガイド溝３０６でガイドされる。そして、露光ユニット１が所定の取り付け位置に到達したときに、露光ユニット２の一端部をネジ部材１０６でベース部材３の端部に固定する。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、上記ネジ部材１０６をゆるめて取り外し、露光ユニット１を長手方向にスライドさせながら移動することにより露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
【００２５】
また、図５の構成では、露光ユニット１を所定の取り付け位置まで移動させてネジ止めした取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図５に示すように、ベース部材３の露光ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢することにより、ベース部材３と露光ユニット１との間のガタの発生を防止することができる。
【００２６】
なお、図５の実施形態では、ベース部材３側にガイド溝を設け、露光ユニット１側に被ガイド凸部を設けているが、ベース部材３側に被ガイド凸部を設け、露光ユニット１側にガイド溝を設けてもよい。
【００２７】
図６は、更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。
上記露光手段や重畳光照射手段を備えた画像形成装置においては、感光体４と結像素子（固体レンズ群）の面とのギャップ（図８のＧ参照）を、焦点深度の関係から±１００μｍ程度の精度で管理・調整する必要がある。特に、複数の感光体を備えたタンデム型のカラー画像形成装置においては、各色の色ずれ補正のために１画素単位（数十μｍ単位）の調整が必要となる。そこで、実際、市場でのメンテナンス時に露光手段や重畳光照射手段を交換した場合、露光手段や重畳光照射手段と感光体４とのギャップ調整や転写紙に対する主走査方向の取り付け調整作業が発生し、メンテナンス作業に大幅な時間が必要になってしまう。このように調整作業時間が必要になる要因としては、露光手段の構成部品の公差の積み上げがユニット毎に異なることと、取り付け公差のバラツキを補正するための調整作業で前記公差に入れるために多くの時間を要することが挙げられる。
そこで、本実施形態では、露光手段や重畳光照射手段の部品を最小限単位で交換可能にすることによってメンテナンス時の調整時間を大幅に短縮できるように、光書き込み装置を構成している。
【００２８】
図６の実施形態では、上記露光手段を、光源アレイ１１及びその光源アレイ１１の駆動回路を有する基板ユニット１０８と、ルーフプリズムレンズアレイ１２を有するカバー部材１０９とを用いて構成している。基板ユニット１０８はそれぞれ、光源アレイ１１の各発光源の光量補正値を記憶した記憶手段（ＲＯＭ、ＥＥＲＯＭ、ＲＡＭ等）１１０が取り付けられている。更に、この基板ユニット１０８はそれぞれ、画像データと発光スタートタイミングに基づいて発光素子の点灯時間や発光強度を可変する機能を有する光源制御回路等も有している。
【００２９】
画像形成装置本体側には、上記基板ユニット１０８及び上記下カバー部材１０９が着脱可能なベース部材（以下、図６の実施形態では「上カバー部材」という。）５が、感光体４に対して位置決めされて取り付けられている。この上カバー部材５の取り付けは、四隅に形成された貫通孔５０４を通して本体止めネジ部材５０３が画像形成装置本体側にネジ止めされることにより行われる。このネジ止めの際に、図中のＸ方向及びＹ方向における上カバー部材５の位置が微調整される。また、上カバー部材５の長手方向の両端部には、画像形成装置本体側に設けられた図示しない位置決めピンに係合する位置決め用穴５０５が形成されている。
【００３０】
また、上記上カバー部材５に対して基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９を固定する固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように各基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９を上カバー部材５にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、上カバー部材５の長手方向両端部及び中央部の６カ所にネジ穴５０１が形成される。そして、各基板ユニット１０８の貫通穴１１２及び各下カバー部材１０９の貫通穴１１３を通して、ネジ部材１１１がネジ穴５０１にネジ止めされるように構成されている。
【００３１】
また、下カバー部材１０９の上カバー部材５に対向する面側には位置決めピン１１４が設けられている。この下カバー部材１０９の位置決めピン１１４は、基板ユニット１０８の貫通孔１１５を通して上カバー部材５の位置決め用穴５０２に係合する。この位置決めピン１１４と位置決め用穴５０２との係合により、各下カバー部材１０９が上カバー部材５に対して位置決めされる。
【００３２】
上記図６の光書き込み装置は、図１に示す画像形成装置６００の上ユニット部６００ａに、本体止めネジ部材５０３と図示しない位置決めピンで位置調整が行われながら固定される。その後、市場でのメンテナンス時に、光源アレイであるＬＥＤアレイの寿命や各ＬＥＤの素子不良や光源制御回路基板発光素子制御手段の故障などにより、上記露光手段における基板ユニット１０８のいずれか一方の交換を必要とする問題が生じた場合は、次のように交換する。まず、上カバー部材５が画像形成装置６００本体の上ユニット部６００ａにネジ止めされて固定されたままの状態で、下カバー部材１０９を固定しているネジ部材１１１を外す。そして、露光手段側の基板ユニット１０８のみを取り出し、新しい基板ユニットと交換し、下カバー部材１０９を上カバー部材５に再度ネジ部材１１１でネジ止めして固定する。露光手段の下カバー部材１０９を交換する場合も、同様な手順で交換することができる。
【００３３】
なお、上記新しい基板ユニットを交換する際、基板ユニット１０８を下カバー部材１０９に位置決めピン１１４に落とし込んだ状態で上カバー部材５と下カバー部材１０９との間に挟みこんでネジ止めして固定できる。その際、基板ユニット１０８は下カバー部材１０９とともに上カバー部材５に設けられた押し付けバネ部材５０６で上カバー部材５から離間する向きに付勢される。これにより、基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９のがたつきを防止することができる。
【００３４】
図８は、上記構成の光書込み装置を備えた電子写真方式の画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、上記露光手段６０１ａと重畳光照射手段６０１ｂとを有する光書込み装置６０１が取り付けられた上ユニット部６００ａと、下ユニット部６００ｂとにより構成されている。この画像形成装置は、ドラム状の感光体４及び光書込み装置６０１のほか、帯電装置６０２、現像装置６０３、中間転写体６０４、２次転写ローラ６０５、除電ランプ６０６、クリーニング装置６０７等を備えている。図中矢印方向（時計方向）に回転駆動された感光体４は、帯電装置６０２で一様に帯電された後、光書込み装置６０１により画像データに基づいて光が照射され、静電潜像が形成される。感光体４上の静電潜像は現像装置６０３で現像されトナー像となる。感光体４上のトナー像は中間転写体６０４に転写された後、２次転写ローラ６０５により、給紙ユニットから給紙されレンジストローラ６０９でタイミングを取って送られてきた転写紙Ｐに転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置６１０で定着された後、排紙トレイ６１１上に排出される。一方、中間転写体１０にトナー像が転写された後の感光体４の表面は、除電ランプ６０６で残留電荷が除電された後、クリーニング装置６０７でクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
【００３５】
以上、本実施形態によれば、画像形成装置本体に位置決めされて取り付けられているベース部材３、５に新しい露光手段が装着される。このようにベース部材３、５に露光手段が装着された状態で、その露光手段と感光体とが所定の位置関係になるため、感光体に対する露光手段の位置調整作業が不要となる。
特に、図１の実施形態によれば、感光体４に対して位置決めされたベース部材３に対して露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２を押え付けることにより、ネジ止めを用いることなく露光ユニット１を位置決めして容易に取り付けることができる。
特に、図４の実施形態によれば、上記図１の場合のような弾性変形させる爪部材を用いる必要がないので、爪部材の損傷などによる位置精度の低下や不良品の発生の危険性が少ない。
特に、図５の実施形態によれば、露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２側の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂ、２０７ａ、２０７ｂと、ベース部材３側のガイド溝３０６ａ、３０６ｂに挿入されて取り付けられる。そのため、露光ユニット１の長手方向の全体にわたって、露光ユニット１の上面部がベース部材３に保持される。従って、長時間使用した場合の露光ユニット１の長手方向の中央部のたわみの発生を抑制し、潜像を書き込むための光の感光体４上の焦点位置が変化することによる潜像のドット径などの乱れの発生を防止することができる。
特に、図６の実施形態によれば、画像形成装置本体に位置決めした上カバー部材５を取り付けたまま、上記露光手段及び重畳光照射手段を構成する部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）を個別に交換できる。しかも、交換した新しい部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）は、上記上カバー部材５に対して容易に位置決めして取り付けることができる。従って、露光手段の位置調整がはほぼ不要となり、部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）の交換作業が容易になる。しかも、各部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）を個別に交換できるため、更に無駄な交換部品の発生を防止できる。
また、上記図１及び４の実施形態において、露光ユニット１の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で、露光ユニット１をベース部材３に固定するようにした場合は、長時間使用した場合の露光ユニット１の長手方向の中央部のたわみの発生を抑制できる。従って、潜像を書き込むための光の感光体４上の焦点位置が変化することによる潜像のドット径などの乱れの発生を防止することができる。
また、上記図１、４及び５の実施形態によれば、露光ユニット１がベース部材３に取り付けられた状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間する方向に付勢することにより、露光ユニット１とベース部材３との間のがたつきの発生を抑制できる。従って、光書き込み装置に振動が加わった場合に露光ユニット１と感光体４との距離が変動する危険性を回避できる。
また、上記図６の実施形態では、基板ユニット１０８が下カバー部材１０９とともに上カバー部材５に設けられた押し付けバネ部材５０６で上カバー部材５から離間する向きに付勢される。これにより、基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９のがたつきを防止することができる。従って、光書き込み装置に振動が加わった場合にレンズなどからなる結像素子アレイを含む下カバー部材１０９と感光体４との距離が変動する危険性を回避できる。更に、下カバー部材１０９と光源アレイを含む基板ユニットとの距離が変動して焦点距離が変化してしまう危険性を回避できる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、潜像形成用の光源アレイ１１からの光を感光体表面に導いて結像する結像手段（結像素子アレイ）としてルーフプリズムレンズアレイ１２を用いているが、本発明は、互いに直交する２つのミラーで光反射面を形成したルーフミラーレンズアレイを用いた場合にも適用できる。
また、本発明は、ルーフプリズムレンズアレイやルーフミラーレンズアレイ以外の他の結像手段を用いた場合にも適用できる。例えば、本発明は、屈折率分布型のセルフォックレンズアレイを用いた場合にも適用できる。この場合は、ルーフプリズムレンズアレイやルーフミラーレンズアレイに比して、結像手段における光の減衰が小さいため、潜像形成用の発光源として、発光強度が比較的小さなものを使用できるようになる。
また、上記実施形態の潜像形成用の発光源としては、ＬＥＤなどからなる光源アレイ以外の発光源を用いてもよい。例えば、本発明は、発光素子と液晶装置とを組み合わせた発光源や、レーザ光の発光源を用いた場合にも適用することができる。また、本発明は、サイリスタとハロゲンランプとフィルタとを組み合わせて構成した発光源を用いた場合にも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃至８の発明によれば、画像形成装置本体に位置決めされて取り付けられているベース部材に新しい露光手段が装着される。このようにベース部材に露光手段が装着された状態で、その露光手段と潜像担持体とが所定の位置関係になるため、潜像担持体に対する露光手段の位置調整作業が不要となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図２】同光書き込み装置の概略構成図。
【図３】同光書き込み装置に用いたルーフプリズムレンズアレイの側面図。
【図４】他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図５】更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図６】更に他の実施形態に係る光書き込み装置の分解斜視図。
【図７】同光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図８】本実施形態の光書込み装置を備えた画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
１ 露光ユニット
１１ 光源アレイ
１２ ルーフプリズムレンズアレイ
１２１ 結像素子
１２１ａ 入射面
１２１ｂ 出射面
１２１ｃ、１２１ｄ 光反射面（プリズム面）
１３ 基板
１０２ａ，１０２ｂ 位置決めピン
１０３ 嵌合用穴
３ ベース部材
３０１ａ，３０１ｂ 位置決め穴
３０２ａ，３０２ｂ バネ部材
３０３ａ，３０３ｂ 爪部材
４ 感光体
４０１ 感光体表面
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置として、複数の発光源が配列された光源アレイと、各発光源の光を感光体表面に導いて結像する結像手段とを有する露光ユニットを備えたものが知られている。この露光ユニットの結像手段としては、セルフォックレンズアレイ、フールミラーレンズアレイ、ルーフプリズムレンズアレイ等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、上記露光ユニットを備えた画像形成装置では、装置のメンテナンスのときや露光ユニットの故障が発生したときに、露光ユニットを交換する必要があった。そして、この露光ユニットの交換の際、新しい露光ユニットは画像形成装置本体に位置決め調整されながら取り付けられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０８４０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記露光ユニットを構成する結像手段と感光体とのギャップは、画像品質に大きく影響する。そのため、露光ユニットを交換するとき、露光ユニットと感光体との間の位置調整を行う必要があり、露光ユニットの交換作業に時間がかかっていた。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。本発明の目的は、露光手段の交換時に新しい露光手段と潜像担持体との間の位置調整作業が不要となる画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像形成用の発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する潜像形成用の結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた画像形成装置であって、該露光手段が着脱可能なベース部材を、該露光手段が位置決めされて装着された状態で該露光手段と潜像担持体とが所定の位置関係になるように画像形成装置本体に位置決めして取り付けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像形成用の発光源として、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が配列された光源アレイを用い、上記潜像形成用の結像手段として、光入射側のレンズと、光出射側のレンズと、該光入射側のレンズから入射した光を該光出射側のレンズへ導いて出射させるように互いに直交する２つの光反射面とを有する複数の結像素子が配列された結像素子アレイを用いたことを特徴とするものである。また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、該ベース部材に対して該ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方の長手方向両端部側面に嵌合用穴を設け、もう一方の長手方向両端部に、該ユニットを該ベース部材に固定するように該嵌合用穴に嵌合し且つ該嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、該ベース部材に対して該ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向一端部に、該ベース部材に対する該ユニットの移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設け、該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向他端部に、該ユニットの係合部と該ベース部材の係合部とが互いに係合した状態で該ユニットを該ベース部材に固定するための固定手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方に、該ユニット及び該ベース部材が対向している対向面の沿った方向に延在するガイド溝を設け、もう一方に、該ガイド溝に挿入されてガイドされる被ガイド凸部を設け、該被ガイド凸部が該ガイド溝に挿入された所定の取り付け位置で該ユニットを該ベース部材に固定するための位置決め固定手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、上記ベース部材に上記各ユニットが取り付けられた状態で各ユニットを一方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、上記固定手段を、上記ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で該ユニットを上記ベース部材に固定するように設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記露光手段を、上記光源アレイ及び該光源アレイの駆動回路を有する基板ユニットと、上記結像素子アレイを有するカバー部材とを用いて構成し、上記ベース部材に対して該カバー部材を位置決めする位置決め手段と、該べース部材に対して該基板ユニット及び該カバー部材を固定する固定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１乃至８の画像形成装置では、画像形成装置本体に位置決めされて取り付けられているベース部材に新しい露光手段が装着される。このようにベース部材に露光手段が装着された状態で、その露光手段と潜像担持体とが所定の位置関係になるため、潜像担持体に対する露光手段の位置調整作業が不要となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施形態に係る光書き込み装置の概略構成図である。この光書き込み装置は、潜像形成用の露光手段としての露光ユニット１を備えている。この露光ユニット１は、潜像形成用の発光源としての光源アレイ１１と、潜像形成用の結像手段である結像素子アレイとしてのルーフプリズムレンズアレイ１２とを有している。光源アレイ１１は、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が１列状に配列されたものであり、基板１３上に設けられている。この発光源としては例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用することができる。
【０００９】
上記ルーフプリズムレンズアレイ１２は、図３に示すようにレンズ及びルーフプリズムからなる複数の結像素子１２１が１列状に配列されたものである。各結像素子１２１のレンズの部分は、光源アレイ１１側である入射側に位置する入射面１２１ａと、潜像担持体としての感光体４側である出射側に位置する出射面１２１ｂとを有している。また、各結像素子１２１のルーフプリズムの部分は、互いに９０度の角度で傾いた２つの光反射面（プリズム面）１２１ｃ、１２１ｄを有している。各結像素子１２１は、上記射面１２１ａ及び出射面１２１ｂを有するレンズの部分と、上記２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄを有するルーフプリズムの部分とが一体的に形成されている。更に、各結像素子１２１は１列状に配列するように一体的に形成されている。上記結像素子１２１の２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄは結像に作用せず、入射光軸及び出射光軸に対して４５度で傾斜するように形成されている。上記光源アレイ１１の各発光源から出た光は、ルーフプリズムレンズアレイ１２のそれぞれ対応する結像素子２のレンズ部分の入射面１２１ａに入射し、ルーフプリズム部分の２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄで反射される。この光反射面１２１ｃ、１２１ｄで反射された光は、結像素子２のレンズ部分の出射面１２１ｂから出射して感光体４の表面４０１（潜像担持体表面）に至る。結像素子２のレンズ部分の結像作用により、光源アレイ１１の各発光源の発光点の像が、感光体表面４０１の対応する点に正立等倍で結ばれる。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。そして、このベース部材３に対して露光ユニット１を位置決めするためのユニット位置決め手段が設けられている。このユニット位置決め手段は、露光ユニット１側の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと、ベース部材３側の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂとにより構成されている。上記位置決めピン１０２ａ，１０２ｂは露光ユニット１のベース部材３に対向する面１０１側に設けられている。そして、上記位置決め穴３０１ａ，３０１ｂは、各位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと係合して露光ユニット１を所定位置にガイドするように形成されている。
【００１１】
また、露光ユニット１の長手方向両端部側面に嵌合用穴１０３を設けている。そして、ベース部材３の長手方向両端部に、露光ユニット１をベース部材３に固定するように上記嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂに嵌合し且つこの嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材３０３ａ，３０３ｂを設けている。
【００１２】
上記露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂをそれぞれベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに挿入するように、露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。露光ユニット１の長手方向両端部がベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂの先端部斜面に接触し始めると、爪部材３０３ａ、３０３ｂが長手方向外側に向かって押し広げられるように弾性変形する。露光ユニット１が所定の取り付け位置まで移動すると、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂが貫通するようにベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに係合する。そして、ベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂの先端部に長手方向内側に向くように形成されたくさび状の部分が、露光ユニット１の両端部側面の嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂに嵌合することにより、露光ユニット１がベース部材３に位置決めされて固定される。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、ベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂを長手方向外側に向かって押し広げるように弾性変形させ、上記爪部材３０３ａ、３０３ｂと露光ユニット１の嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂとの嵌合を解除する。この嵌合を解除した状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
【００１３】
また、図１の構成では、ベース部材３の爪部材と露光ユニット１の嵌合用穴とが嵌合した取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図１に示すように、ベース部材３の各ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢することにより、ベース部材３と露光ユニット１との間のガタの発生を防止することができる。
【００１４】
なお、図１の実施形態では、ベース部材３側に位置決め穴を設け、露光ユニット１側に位置決めピンを設けているが、ベース部材３側に位置決めピンを設け、露光ユニット１側に位置決め穴を設けてもよい。また、図１の実施形態では、ベース部材３側に爪部材を設け、露光ユニット１側に嵌合用穴を設けているが、ベース部材３側に嵌合用穴を設け、露光ユニット１側に爪部材を設けてもよい。
【００１５】
また、図１の実施形態のように、上記露光ユニット１を固定する手段を露光ユニット１の長手方向の端部のみに設けた場合、露光ユニット１の長手方向の寸法が長いと長時間使用した時など露光ユニット１の長手方向の中央部にたわみなどが発生するおそれがある。例えばＡ３サイズやＡ２サイズなどの露光幅が大きい場合にも使用できる長手方向の寸法が長い露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２を用いたときは、長時間使用した時など露光ユニット１の長手方向中央部にたわみなどが発生するおそれがある。このように露光ユニット１の長手方向中央部にたわみなどが発生すると、感光体４上の焦点位置が変化して潜像のドット径などの乱れの原因となる。そこで、かかる露光ユニット１のたわみなどの問題を回避するために、各ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で露光ユニット１をベース部材に固定するように設けることが望ましい。例えば、露光ユニット１の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で固定する。
【００１６】
図４は、他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、上記図１の実施形態と同様に、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。そして、このベース部材３に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段が設けられている。このユニット位置決め手段は、露光ユニット１側の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと、ベース部材３側の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂとにより構成されている。上記位置決めピン１０２ａ，１０２ｂは露光ユニット１のベース部材３に対向する面１０１側に設けられている。そして、上記位置決め穴３０１ａ，３０１ｂは、各位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと係合して露光ユニット１を所定位置にガイドするように形成されている。本実施形態の構成では、露光ユニット１の取り付けの際に位置決めピンの先端部がスムーズに挿入されるように、後述の係合部が形成されている図４中の左手前側にある１０２ａの高さを低く設定している。
【００１７】
また、露光ユニット１及びベース部材３それぞれの長手方向一端部に、ベース部材３に対する露光ユニット１の移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設けている。図４の構成例では、露光ユニット１の長手方向一端部（図４中の左手前側の端部）のベース部材３と対向する面側に、長手方向外側に突出した板状の係合部１０４が形成されいている。一方、ベース部材３の長手方向一端部（図４中の左手前側の端部）の露光ユニット１と対向する面側に、上記露光ユニット１の板状の係合部１０４が引っかかるように係合する凹部を有する係合部３０４が形成されている。
【００１８】
また、露光ユニット１及びベース部材３それぞれの長手方向他端部には、露光ユニット１の係合部１０４とベース部材３の係合部３０４とが互いに係合した状態で露光ユニット１をベース部材３に固定するための固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように露光ユニット１の長手方向他端部をベース部材３にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、ベース部材３の長手方向他端部にネジ穴３０５が形成される。そして、露光ユニット１の長手方向他端部に形成した貫通穴１０５を通して、ネジ部材１０６がネジ穴３０５にネジ止めされるように構成されている。
【００１９】
上記露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の板状の係合部１０４をベース部材の係合部３０４に引っかけるように露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。このとき、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂをそれぞれベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに挿入するように、露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。露光ユニット１が所定の取り付け位置まで移動すると、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂが貫通するようにベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに係合する。この状態で、露光ユニット２の反対側の端部をネジ部材１０６でベース部材３の端部に固定する。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、上記ネジ部材１０６をゆるめて取り外し、露光ユニット１の板状の係合部１０４をベース部材３の係合部３０４から引き抜きながら両係合部の係合を解除する。この係合を解除した状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
【００２０】
また、図４の構成では、ベース部材３の爪部材と露光ユニット１の嵌合用穴とが嵌合した取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図３に示すように、ベース部材３の各ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢することにより、ベース部材３と露光ユニット１との間のガタの発生を防止することができる。
【００２１】
なお、図４の実施形態では、ベース部材３側に位置決め穴を設け、露光ユニット１側に位置決めピンを設けているが、ベース部材３側に位置決めピンを設け、露光ユニット１側に位置決め穴を設けてもよい。また、図４の実施形態では、ベース部材３側に凹部を有する係合部を設け、露光ユニット１側に板状の係合部を設けているが、ベース部材３側に板状の係合部を設け、露光ユニット１側に凹部を有する係合部を設けてもよい。
【００２２】
また、図４の実施形態のように上記固定手段が露光ユニット１の長手方向の端部のみに設けた場合、前述のように露光ユニット１の長手方向の寸法が長いと長時間使用した時など露光ユニット１の長手方向の中央部にたわみなどが発生するおそれがある。このように露光ユニット１の長手方向中央部にたわみなどが発生すると、感光体４上の焦点位置が変化して潜像のドット径などの乱れの原因となる。そこで、かかる露光ユニット１のたわみなどの問題を回避するために、各ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で露光ユニット１をベース部材に固定するように設けることが望ましい。例えば、露光ユニット１の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で固定する。
【００２３】
図５は、更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。このベース部材３の露光ユニット１と対向する面側には、対向面の沿った長手方向における各ユニットの移動をガイドするためのガイド溝３０６が設けられている。一方、露光ユニット１のベース部材３と対向している面側には、上記ベース部材３のガイド溝３０６に挿入されてガイドされる被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂが設けられている。
また、所定の取り付け位置で露光ユニット１をベース部材３に固定するための固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように露光ユニット１の長手方向一端部をベース部材３にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、ベース部材３の長手方向一端部にネジ穴３０５が形成される。そして、露光ユニット１の長手方向一端部に形成した貫通穴１０５を通して、ネジ部材１０６がネジ穴３０５にネジ止めされるように構成されている。
【００２４】
上記露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の上面の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂをベース部材３のガイド溝３０６に挿入するように、露光ユニット１を長手方向に移動させる。このとき、露光ユニット１の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂはベース部材３のガイド溝３０６でガイドされる。そして、露光ユニット１が所定の取り付け位置に到達したときに、露光ユニット２の一端部をネジ部材１０６でベース部材３の端部に固定する。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、上記ネジ部材１０６をゆるめて取り外し、露光ユニット１を長手方向にスライドさせながら移動することにより露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
【００２５】
また、図５の構成では、露光ユニット１を所定の取り付け位置まで移動させてネジ止めした取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図５に示すように、ベース部材３の露光ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに露光ユニット１を付勢することにより、ベース部材３と露光ユニット１との間のガタの発生を防止することができる。
【００２６】
なお、図５の実施形態では、ベース部材３側にガイド溝を設け、露光ユニット１側に被ガイド凸部を設けているが、ベース部材３側に被ガイド凸部を設け、露光ユニット１側にガイド溝を設けてもよい。
【００２７】
図６は、更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。
上記露光手段や重畳光照射手段を備えた画像形成装置においては、感光体４と結像素子（固体レンズ群）の面とのギャップ（図８のＧ参照）を、焦点深度の関係から±１００μｍ程度の精度で管理・調整する必要がある。特に、複数の感光体を備えたタンデム型のカラー画像形成装置においては、各色の色ずれ補正のために１画素単位（数十μｍ単位）の調整が必要となる。そこで、実際、市場でのメンテナンス時に露光手段や重畳光照射手段を交換した場合、露光手段や重畳光照射手段と感光体４とのギャップ調整や転写紙に対する主走査方向の取り付け調整作業が発生し、メンテナンス作業に大幅な時間が必要になってしまう。このように調整作業時間が必要になる要因としては、露光手段の構成部品の公差の積み上げがユニット毎に異なることと、取り付け公差のバラツキを補正するための調整作業で前記公差に入れるために多くの時間を要することが挙げられる。
そこで、本実施形態では、露光手段や重畳光照射手段の部品を最小限単位で交換可能にすることによってメンテナンス時の調整時間を大幅に短縮できるように、光書き込み装置を構成している。
【００２８】
図６の実施形態では、上記露光手段を、光源アレイ１１及びその光源アレイ１１の駆動回路を有する基板ユニット１０８と、ルーフプリズムレンズアレイ１２を有するカバー部材１０９とを用いて構成している。基板ユニット１０８はそれぞれ、光源アレイ１１の各発光源の光量補正値を記憶した記憶手段（ＲＯＭ、ＥＥＲＯＭ、ＲＡＭ等）１１０が取り付けられている。更に、この基板ユニット１０８はそれぞれ、画像データと発光スタートタイミングに基づいて発光素子の点灯時間や発光強度を可変する機能を有する光源制御回路等も有している。
【００２９】
画像形成装置本体側には、上記基板ユニット１０８及び上記下カバー部材１０９が着脱可能なベース部材（以下、図６の実施形態では「上カバー部材」という。）５が、感光体４に対して位置決めされて取り付けられている。この上カバー部材５の取り付けは、四隅に形成された貫通孔５０４を通して本体止めネジ部材５０３が画像形成装置本体側にネジ止めされることにより行われる。このネジ止めの際に、図中のＸ方向及びＹ方向における上カバー部材５の位置が微調整される。また、上カバー部材５の長手方向の両端部には、画像形成装置本体側に設けられた図示しない位置決めピンに係合する位置決め用穴５０５が形成されている。
【００３０】
また、上記上カバー部材５に対して基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９を固定する固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように各基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９を上カバー部材５にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、上カバー部材５の長手方向両端部及び中央部の６カ所にネジ穴５０１が形成される。そして、各基板ユニット１０８の貫通穴１１２及び各下カバー部材１０９の貫通穴１１３を通して、ネジ部材１１１がネジ穴５０１にネジ止めされるように構成されている。
【００３１】
また、下カバー部材１０９の上カバー部材５に対向する面側には位置決めピン１１４が設けられている。この下カバー部材１０９の位置決めピン１１４は、基板ユニット１０８の貫通孔１１５を通して上カバー部材５の位置決め用穴５０２に係合する。この位置決めピン１１４と位置決め用穴５０２との係合により、各下カバー部材１０９が上カバー部材５に対して位置決めされる。
【００３２】
上記図６の光書き込み装置は、図１に示す画像形成装置６００の上ユニット部６００ａに、本体止めネジ部材５０３と図示しない位置決めピンで位置調整が行われながら固定される。その後、市場でのメンテナンス時に、光源アレイであるＬＥＤアレイの寿命や各ＬＥＤの素子不良や光源制御回路基板発光素子制御手段の故障などにより、上記露光手段における基板ユニット１０８のいずれか一方の交換を必要とする問題が生じた場合は、次のように交換する。まず、上カバー部材５が画像形成装置６００本体の上ユニット部６００ａにネジ止めされて固定されたままの状態で、下カバー部材１０９を固定しているネジ部材１１１を外す。そして、露光手段側の基板ユニット１０８のみを取り出し、新しい基板ユニットと交換し、下カバー部材１０９を上カバー部材５に再度ネジ部材１１１でネジ止めして固定する。露光手段の下カバー部材１０９を交換する場合も、同様な手順で交換することができる。
【００３３】
なお、上記新しい基板ユニットを交換する際、基板ユニット１０８を下カバー部材１０９に位置決めピン１１４に落とし込んだ状態で上カバー部材５と下カバー部材１０９との間に挟みこんでネジ止めして固定できる。その際、基板ユニット１０８は下カバー部材１０９とともに上カバー部材５に設けられた押し付けバネ部材５０６で上カバー部材５から離間する向きに付勢される。これにより、基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９のがたつきを防止することができる。
【００３４】
図８は、上記構成の光書込み装置を備えた電子写真方式の画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、上記露光手段６０１ａと重畳光照射手段６０１ｂとを有する光書込み装置６０１が取り付けられた上ユニット部６００ａと、下ユニット部６００ｂとにより構成されている。この画像形成装置は、ドラム状の感光体４及び光書込み装置６０１のほか、帯電装置６０２、現像装置６０３、中間転写体６０４、２次転写ローラ６０５、除電ランプ６０６、クリーニング装置６０７等を備えている。図中矢印方向（時計方向）に回転駆動された感光体４は、帯電装置６０２で一様に帯電された後、光書込み装置６０１により画像データに基づいて光が照射され、静電潜像が形成される。感光体４上の静電潜像は現像装置６０３で現像されトナー像となる。感光体４上のトナー像は中間転写体６０４に転写された後、２次転写ローラ６０５により、給紙ユニットから給紙されレンジストローラ６０９でタイミングを取って送られてきた転写紙Ｐに転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置６１０で定着された後、排紙トレイ６１１上に排出される。一方、中間転写体１０にトナー像が転写された後の感光体４の表面は、除電ランプ６０６で残留電荷が除電された後、クリーニング装置６０７でクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
【００３５】
以上、本実施形態によれば、画像形成装置本体に位置決めされて取り付けられているベース部材３、５に新しい露光手段が装着される。このようにベース部材３、５に露光手段が装着された状態で、その露光手段と感光体とが所定の位置関係になるため、感光体に対する露光手段の位置調整作業が不要となる。
特に、図１の実施形態によれば、感光体４に対して位置決めされたベース部材３に対して露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２を押え付けることにより、ネジ止めを用いることなく露光ユニット１を位置決めして容易に取り付けることができる。
特に、図４の実施形態によれば、上記図１の場合のような弾性変形させる爪部材を用いる必要がないので、爪部材の損傷などによる位置精度の低下や不良品の発生の危険性が少ない。
特に、図５の実施形態によれば、露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２側の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂ、２０７ａ、２０７ｂと、ベース部材３側のガイド溝３０６ａ、３０６ｂに挿入されて取り付けられる。そのため、露光ユニット１の長手方向の全体にわたって、露光ユニット１の上面部がベース部材３に保持される。従って、長時間使用した場合の露光ユニット１の長手方向の中央部のたわみの発生を抑制し、潜像を書き込むための光の感光体４上の焦点位置が変化することによる潜像のドット径などの乱れの発生を防止することができる。
特に、図６の実施形態によれば、画像形成装置本体に位置決めした上カバー部材５を取り付けたまま、上記露光手段及び重畳光照射手段を構成する部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）を個別に交換できる。しかも、交換した新しい部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）は、上記上カバー部材５に対して容易に位置決めして取り付けることができる。従って、露光手段の位置調整がはほぼ不要となり、部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）の交換作業が容易になる。しかも、各部品（基板ユニット１０８、下カバー部材１０９）を個別に交換できるため、更に無駄な交換部品の発生を防止できる。
また、上記図１及び４の実施形態において、露光ユニット１の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で、露光ユニット１をベース部材３に固定するようにした場合は、長時間使用した場合の露光ユニット１の長手方向の中央部のたわみの発生を抑制できる。従って、潜像を書き込むための光の感光体４上の焦点位置が変化することによる潜像のドット径などの乱れの発生を防止することができる。
また、上記図１、４及び５の実施形態によれば、露光ユニット１がベース部材３に取り付けられた状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間する方向に付勢することにより、露光ユニット１とベース部材３との間のがたつきの発生を抑制できる。従って、光書き込み装置に振動が加わった場合に露光ユニット１と感光体４との距離が変動する危険性を回避できる。
また、上記図６の実施形態では、基板ユニット１０８が下カバー部材１０９とともに上カバー部材５に設けられた押し付けバネ部材５０６で上カバー部材５から離間する向きに付勢される。これにより、基板ユニット１０８及び下カバー部材１０９のがたつきを防止することができる。従って、光書き込み装置に振動が加わった場合にレンズなどからなる結像素子アレイを含む下カバー部材１０９と感光体４との距離が変動する危険性を回避できる。更に、下カバー部材１０９と光源アレイを含む基板ユニットとの距離が変動して焦点距離が変化してしまう危険性を回避できる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、潜像形成用の光源アレイ１１からの光を感光体表面に導いて結像する結像手段（結像素子アレイ）としてルーフプリズムレンズアレイ１２を用いているが、本発明は、互いに直交する２つのミラーで光反射面を形成したルーフミラーレンズアレイを用いた場合にも適用できる。
また、本発明は、ルーフプリズムレンズアレイやルーフミラーレンズアレイ以外の他の結像手段を用いた場合にも適用できる。例えば、本発明は、屈折率分布型のセルフォックレンズアレイを用いた場合にも適用できる。この場合は、ルーフプリズムレンズアレイやルーフミラーレンズアレイに比して、結像手段における光の減衰が小さいため、潜像形成用の発光源として、発光強度が比較的小さなものを使用できるようになる。
また、上記実施形態の潜像形成用の発光源としては、ＬＥＤなどからなる光源アレイ以外の発光源を用いてもよい。例えば、本発明は、発光素子と液晶装置とを組み合わせた発光源や、レーザ光の発光源を用いた場合にも適用することができる。また、本発明は、サイリスタとハロゲンランプとフィルタとを組み合わせて構成した発光源を用いた場合にも適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃至８の発明によれば、画像形成装置本体に位置決めされて取り付けられているベース部材に新しい露光手段が装着される。このようにベース部材に露光手段が装着された状態で、その露光手段と潜像担持体とが所定の位置関係になるため、潜像担持体に対する露光手段の位置調整作業が不要となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図２】同光書き込み装置の概略構成図。
【図３】同光書き込み装置に用いたルーフプリズムレンズアレイの側面図。
【図４】他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図５】更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図６】更に他の実施形態に係る光書き込み装置の分解斜視図。
【図７】同光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図８】本実施形態の光書込み装置を備えた画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
１ 露光ユニット
１１ 光源アレイ
１２ ルーフプリズムレンズアレイ
１２１ 結像素子
１２１ａ 入射面
１２１ｂ 出射面
１２１ｃ、１２１ｄ 光反射面（プリズム面）
１３ 基板
１０２ａ，１０２ｂ 位置決めピン
１０３ 嵌合用穴
３ ベース部材
３０１ａ，３０１ｂ 位置決め穴
３０２ａ，３０２ｂ バネ部材
３０３ａ，３０３ｂ 爪部材
４ 感光体
４０１ 感光体表面
Claims (8)
- 潜像形成用の発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する潜像形成用の結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた画像形成装置であって、
該露光手段が着脱可能なベース部材を、該露光手段が位置決めされて装着された状態で該露光手段と潜像担持体とが所定の位置関係になるように画像形成装置本体に位置決めして取り付けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１の画像形成装置において、
上記潜像形成用の発光源として、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が配列された光源アレイを用い、
上記潜像形成用の結像手段として、光入射側のレンズと、光出射側のレンズと、該光入射側のレンズから入射した光を該光出射側のレンズへ導いて出射させるように互いに直交する２つの光反射面とを有する複数の結像素子が配列された結像素子アレイを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１又は２の画像形成装置において、
上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、
該ベース部材に対して該ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、
該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方の長手方向両端部側面に嵌合用穴を設け、もう一方の長手方向両端部に、該ユニットを該ベース部材に固定するように該嵌合用穴に嵌合し且つ該嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１又は２の画像形成装置において、
上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、
該ベース部材に対して該ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、
該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向一端部に、該ベース部材に対する該ユニットの移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設け、
該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向他端部に、該ユニットの係合部と該ベース部材の係合部とが互いに係合した状態で該ユニットを該ベース部材に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１又は２の画像形成装置において、
上記露光手段の全体を上記ベース部材に対して着脱可能なユニットとして構成し、
該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方に、該ユニット及び該ベース部材が対向している対向面の沿った方向に延在するガイド溝を設け、もう一方に、該ガイド溝に挿入されてガイドされる被ガイド凸部を設け、
該被ガイド凸部が該ガイド溝に挿入された所定の取り付け位置で該ユニットを該ベース部材に固定するための位置決め固定手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項３、４又は５の画像形成装置において、
上記ベース部材に上記各ユニットが取り付けられた状態で各ユニットを一方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項３、４又は５の画像形成装置において、
上記固定手段を、上記ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で該ユニットを上記ベース部材に固定するように設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項２の画像形成装置において、
上記露光手段を、上記光源アレイ及び該光源アレイの駆動回路を有する基板ユニットと、上記結像素子アレイを有するカバー部材とを用いて構成し、
上記ベース部材に対して該カバー部材を位置決めする位置決め手段と、該べース部材に対して該基板ユニット及び該カバー部材を固定する固定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
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-
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- 2002-11-28 JP JP2002346314A patent/JP2004177824A/ja not_active Withdrawn
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