JP2009122556A - 画像形成装置および像保持体モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】感光体ドラム12の両端側に圧入されたフロントフランジ121F、121Rは、フロントBB122F、リアBB122Rにそれぞれ所定の隙間を有して挿入される。感光体ドラム12の下方にはLEDアレイ63およびロッドレンズアレイ64を有するLPH14が配置されている。LPH14では、LEDアレイ63がLED回路基板62を介して、ロッドレンズアレイ64がホルダ65を介して、ハウジング61に取り付けられる。そして、ハウジング61の両端に設けられた第1フロント位置決めピン611F、第1リア位置決めピン611Rが、フロントBB122F、リアBB122Rにそれぞれ突き当てられ、LPH14の光軸方向の位置決めがなされる。
【選択図】図15
Description
特許文献1には、像保持体の両端部外周に一対の転がりベアリングの内輪をそれぞれ嵌着し、各転がりベアリングの外輪に露光部材の長手方向両端を突き当てることで、像保持体に対する露光装置の光軸方向の位置決めを行う技術が記載されている。
本発明は、形成される画像の像ぼけを抑制することを目的とする。
請求項2記載の発明は、前記支持部材および前記保持部材が樹脂で構成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項3記載の発明は、前記光学部材が屈折率分布型レンズを複数並べたレンズアレイにて構成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項4記載の発明は、前記取付部材に前記突出部材とは別個に設けられ、前記像保持体の軸線方向と当該軸線方向および前記光源の光軸方向の双方に直交する方向とにおける当該像保持体に対する当該光源の位置を決めるのに用いられる位置決め部材をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項5記載の発明は、前記光源は前記像保持体の下方に設けられ、前記支持部材は、前記像保持体の自重により前記光源と対向する側で前記軸受部材に位置決めされることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
請求項7記載の発明は、前記変更手段は、前記第1の距離の減少に対応して前記第2の距離を減少させることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置である。
請求項2記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比較して、例えば環境変化が生じた際の光源に対する光学部材のずれ量と光学部材に対する像保持体のずれ量とを近づけることができる。
請求項3記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比較して、光学部材の光軸方向の長さを短くすることができ、画像形成装置を小型化することが可能になる。
請求項4記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比較して、軸線方向と軸線方向および光軸方向の双方に直交する方向における光源の位置決めの精度を高めることができる。
請求項5記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比較して、より簡易な構成で、光源に対する像保持体の位置決めを行うことができる。
請求項6記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比較して、例えば光源に対し光学部材が離れる方向にずれた場合においても、光源に対する光学部材および像保持体の位置決めを良好に行うことができる。
請求項7記載の発明によれば、さらに、例えば光源に対し光学部材が近づく方向にずれた場合においても、光源に対する光学部材および像保持体の位置決めを良好に行うことができる。
請求項8記載の発明によれば、本構成を採用しない場合と比較して、露光部材に対する像保持体の位置決めを良好に行うことができる。
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置1の全体構成の一例を示した図である。同図に示す画像形成装置1は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部10、画像形成装置1全体の動作を制御する制御部30、例えばパーソナルコンピュータ(PC)3や画像読取装置4等といった外部装置に接続され、これらから受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部35、各部に電力を供給する主電源36を備えている。
また、各画像形成ユニット11において、LPH14および進退機構17も、一体化されたモジュール(以下、露光モジュールEMと称する:後述する図5を参照)として構成されている。そして、この露光モジュールEMも画像形成装置1に対して着脱自在に構成されている。なお、これら感光体モジュールPMおよび露光モジュールEMの詳細な構成については後述する。
一方、二次転写後に中間転写ベルト20に付着しているトナー(転写残トナー)は、二次転写の終了後に中間転写ベルト20表面からベルトクリーナ25によって除去され、次の画像形成サイクルに備える。このようにして、画像形成装置1での画像形成がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返して実行される。
また、LED回路基板62には、各LEDチップを駆動する駆動信号を生成する信号生成回路70およびレベルシフト回路74、所定の電圧を出力する3端子レギュレータ71、各LEDチップを構成する各LEDの光量補正データ等を記憶するEEPROM72、制御部30および画像処理部35(図1参照)との間で信号の送受信や主電源36からの電力供給を受けるハーネス73が備えられている。なお、図3に示す信号生成回路70、3端子レギュレータ71、EEPROM72、ハーネス73およびレベルシフト回路74は、必ずしもLED回路基板62に取り付けられている必要はなく、他の基板に取り付けられていてもよい。
レベルシフト回路74は、抵抗R1BとコンデンサC1、および抵抗R2BとコンデンサC2とがそれぞれ並列に接続された構成を有し、それぞれの一端がLEDチップの入力端子に接続され、他端が信号生成回路70の出力端子に接続されている。そして、レベルシフト回路74は、信号生成回路70から出力される転送信号CK1R、CK1Cおよび転送信号CK2R、CK2Cに基づいて転送信号CK1および転送信号CK2を生成し、LEDチップに出力する。
そして、各サイリスタS1〜S128のアノード端子A1〜A128は電源ライン55に接続され、電源ラインを介して3端子レギュレータ71(図3参照)から駆動電圧VDD(VSS=+3.3V)が供給される。
一方、サイリスタS1〜S128のゲート端子G1〜G128は、各サイリスタS1〜S128に対応して設けられた抵抗R1〜R128を介して電源ライン56に各々接続され、電源ライン56を介して接地されている。
さらに、LED L1〜L128のカソード端子は信号生成回路70に接続されて点灯信号ΦIが送信される。
図5は、感光体ドラム12を備えた感光体モジュールPM(像保持体モジュール)と、LPH14および進退機構17を備えた露光モジュールEMとが、画像形成装置1に取り付けられた状態を示す斜視図である。なお、図5においては、図面の左側が画像形成装置1のフロント側であって感光体モジュールPMが着脱操作される側であり、図面の右側が画像形成装置1のリア側であって画像形成装置1に取り付けられた駆動モータ(図示せず)からの駆動が感光体ドラム12等に伝達される側である。また、図5は、露光モジュールEMを構成するLPH14が、上述した露光位置にセットされた状態を示している。そして、図6は図5におけるフロント側の拡大図であり、図7は図5におけるリア側の拡大図である。
また、図8は、感光体モジュールPMの構成を示す斜視図である。なお、図8においては、図面の左下側が画像形成装置1のフロント側に、図面の右上側が画像形成装置1のリア側に、それぞれ対応している。
さらに、図9は露光モジュールEMの構成を、図10は露光モジュールEMにおけるLPH14の構成を、図11は露光モジュールEMにおける進退機構17の構成を、それぞれ示す斜視図である。さらにまた、図12は進退機構17の上面図を示している。ただし、図12は、進退機構17の主要部のみを示している。なお、図9においては、図面の右下側が画像形成装置1のフロント側に、図面の左上側が画像形成装置1のリア側に、それぞれ対応している。また、図10においては、図面の右下側が画像形成装置1のフロント側に、図面の左上側が画像形成装置1のリア側に、それぞれ対応している。さらに、図11においては、図面の右上側が画像形成装置1のフロント側に、図面の左下側が画像形成装置1のリア側に、それぞれ対応している。そして、図12においては、図面の左側が画像形成装置1のフロント側に、図面の右側が画像形成装置1のリア側に、それぞれ対応している。
なお、以下の説明においては、図5等に示すように、LPH14におけるロッドレンズアレイ64の光軸方向をZ方向(第1の方向に対応)と定義する。また、主走査方向すなわち感光体ドラム12の軸方向をX方向(第2の方向に対応)と定義する。さらに、副走査方向すなわちX方向およびZ方向の双方に直交する方向をY方向(第3の方向に対応)と定義する。
感光体モジュールPMは、上述した感光体ドラム12、帯電器13およびクリーナ16に加え、これらを保持するためのフロントハウジング81Fおよびリアハウジング81Rをさらに備えている。なお、これらフロントハウジング81Fおよびリアハウジング81Rは、X方向に沿って延び帯電器13やクリーナ16(ともに図示せず)を覆う接続ハウジング81Mと一体化されている。また、感光体モジュールPMにおいて、フロントハウジング81Fのフロント側にはプレート82が取り付けられており、プレート82のフロント側には感光体モジュールPMの着脱操作に用いられるハンドルを備えたカバー83が取り付けられている。そして、プレート82のリア側の下方には、LPH14のY方向の位置決めに使用されるフロント位置決め部材84が取り付けられている。また、このプレート82には複数の穿孔が形成されている。プレート82に設けられた複数の穿孔の一部は、画像形成装置1のフロント側から感光体モジュールPMを挿入して取り付けを行った際に、画像形成装置1のフロント側のフレーム(図示せず)に取り付けられたフロントピン1Fにはめ込まれることで、画像形成装置1に対する感光体モジュールPMのフロント側の位置決めを行う。一方、感光体モジュールPMのリア側において、感光体ドラム12、帯電器13、クリーナ16等には画像形成装置1から駆動力を受けるための被駆動部が形成されている。この被駆動部はカップリング部材等にて構成されており、画像形成装置1のフロント側から感光体モジュールPMを挿入して取り付けを行った際に、画像形成装置1のリア側に設けられた駆動部のカップリング部材にはめ込まれる。また、感光体モジュールPMのリア側において、リアハウジング81Rのリア側にはリング状部材85が取り付けられている。このリング状部材85は、画像形成装置1のフロント側から感光体モジュールPMを挿入して取り付けを行った際に、画像形成装置1のリア側のフレーム(図示せず)にはめ込まれることで、画像形成装置1に対する感光体モジュールPMのリア側の位置決めを行う。
露光モジュールEMは、上述したようにLPH14および進退機構17を備えており、進退機構17のリア側が画像形成装置1のリア側のフレーム(図示せず)に取り付けられたリア保持部材1Rに保持されることで、画像形成装置1に対する進退機構17のリア側の位置決めを行う。また、進退機構17のフロント側下部には、複数の穿孔が形成された固定用プレート176が取り付けられている。この固定用プレート176に設けられた複数の穿孔の一部は、画像形成装置1のフロント側から露光モジュールEMを挿入して取り付けを行った後、画像形成装置1のフロント側のフレーム(図示せず)にネジ止めされることで、画像形成装置1に対する進退機構17のフロント側の位置決めを行う。ここで、露光モジュールEMでは、このようにして画像形成装置1に進退機構17が固定された状態において、LPH14がZ方向すなわち露光位置と退避位置との間で移動するように構成されている。そして、LPH14が退避位置から露光位置へと移動するに際して、感光体ドラム12に対するLPH14のZ方向の位置決めがなされる。
LPH14のハウジング61のフロント側には、LPH14のフロント側のZ方向の位置を定める第1フロント位置決めピン611Fと、LPH14のフロント側のX方向およびY方向の位置を定める第2フロント位置決めピン612Fとが取り付けられている。一方、LPH14のハウジング61のリア側には、LPH14のリア側のZ方向の位置を定める第1リア位置決めピン611Rと、LPH14のリア側のX方向およびY方向の位置を定める第2リア位置決めピン612Rとが取り付けられている。なお、本実施の形態では、第1フロント位置決めピン611Fおよび第1リア位置決めピン611Rが突出部材として機能し、第2フロント位置決めピン612Fおよび第2リア位置決めピン612Rが位置決め部材として機能している。
さらに、これら第1フロント位置決めピン611F、第1リア位置決めピン611R、第2フロント位置決めピン612F、第2リア位置決めピン612Rは、各々の中心軸がLEDチップ(CHIP1〜CHIP58:図3参照)の配列方向と一致するように配列されたロッドレンズアレイ64の配列線と一致するように配置されている。
さらにまた、第1フロント位置決めピン611Fおよび第1リア位置決めピン611Rは、第2フロント位置決めピン612Fおよび第2リア位置決めピン612Rよりもロッドレンズアレイ64に近接して配置されている。
なお、本実施の形態では、LPH14に設けられた第1フロント位置決めピン611F、第1リア位置決めピン611R、感光体モジュールPM側に設けられたフロントBB122F、リアBB122Rによって位置決め手段が構成される。また、LPH14に設けられたホルダ65および感光体モジュールPMに設けられたフロントフランジ121F、リアフランジ121Rによって変更手段が構成される。
進退機構17は、X方向に沿って伸び凹字状の断面を有する筐体171と、筐体171のフロント側に取り付けられ軸を中心にC方向およびD方向に回転するレバー172と、筐体171の内部に取り付けられ、レバー172の動作に連動して筐体171に対して保持部173aをZ方向に昇降させるリンク機構173とを備えている。なお、本実施の形態では、リンク機構173のX方向両端側に設けられた保持部173aにLPH14のハウジング61に設けられた被保持部66(図2参照)を保持させることで、LPH14と進退機構17とを一体化した露光モジュールEMを構成している。また、リンク機構173のX方向両端側に設けられた支持部173bによって、LPH14のハウジング61に設けられた第1フロント位置決めピン611F、第1リア位置決めピン611R(図10参照)の下部側を支持している。そして、進退機構17では、レバー172を矢印C方向に倒した際に保持部173aおよび支持部173bがZ方向に移動し、レバー172を矢印D方向に倒した際に保持部173aおよび支持部173bが−Z方向に移動する。したがって、露光モジュールEMにおいて、進退機構17のレバー172を矢印C方向に倒した際には、支持部173bによって第1フロント位置決めピン611F、第1リア位置決めピン611RがZ方向に押し出されることによりLPH14が上がる方向(露光位置)に向けて移動し、レバー172を矢印D方向に倒した際には、保持部173aによって被保持部66が−Z方向に引き込まれることによりLPH14が下がる方向(退避位置)に向けて移動する。
まず、X方向については、第2フロント位置決めピン612Fの下部側、第2リア位置決めピン612Rの下部側が画像形成装置1に固定された進退機構17のフロント規制部材178Fに保持されることにより位置決めされる。
また、Y方向については、第2フロント位置決めピン612Fの上部側が画像形成装置1に固定された感光体モジュールPMに設けられたフロント位置決め部材84に、第2リア位置決めピン612Rの上部側が画像形成装置1のリア側のフレームに固定されたリア保持部材1Rに、それぞれ保持されることにより位置決めされる。
さらに、Z方向については、第1フロント位置決めピン611F、第1リア位置決めピン611Rが画像形成装置1に固定された感光体モジュールPMに設けられたフロントBB122F、リアBB122Rにそれぞれ押し付けられることにより位置決めされる。
本実施の形態では、上述したように、フロントフランジ121FとフロントBB122Fとの間、リアフランジ121RとリアBB122Rとの間に、それぞれ所定の隙間が形成されている。なお、形成される隙間の大きさは、実際には数十μm(例えば20μm)程度である。このような隙間が形成されることにより、フロントフランジ121F、リアフランジ121Rは重力の影響を受け、それぞれフロントBB122F、リアBB122Rの鉛直下方(−Z方向)の内面に接触した状態で保持される。したがって、フロントフランジ121F、リアフランジ121Rが取り付けられた感光体ドラム12も、鉛直下方に下がった状態で保持される。
では最初に、温度や湿度が上昇した際のLPH14側の挙動について説明する。
本実施の形態では、LPH14のハウジング61に取り付けられたホルダ65が樹脂で構成されており、温度や湿度の上昇に伴ってホルダ65が膨張する。ホルダ65が膨張すると、ホルダ65に支持されるロッドレンズアレイ64が感光体ドラム12側(Z方向)に移動する。このとき、ハウジング61に取り付けられたLEDアレイ63のZ方向位置はほとんど変化しないので、ロッドレンズアレイ64のZ方向への移動に伴い、第1の距離L1が伸び、これに伴って第2の距離L2も伸びる。つまり、温度や湿度の上昇に伴い、ロッドレンズアレイ64の焦点位置が、LPH14からさらに遠ざかる方向へと移動する。
本実施の形態では、感光体モジュールPMのフロントフランジ121F、リアフランジ121Rが樹脂で構成されており、温度や湿度の上昇に伴ってフロントフランジ121F、リアフランジ121Rが膨張しようとする。ここで、フロントフランジ121F、リアフランジ121Rのうち、感光体ドラム12に圧入されている部位はほとんど膨張できないが、フロントBB122F、リアBB122Rの内輪と対向する部位には隙間が存在するために膨張し、その直径が増加する。すると、フロントフランジ121F、リアフランジ121Rの直径の増大に伴い、フロントフランジ121F、リアフランジ121Rの軸中心の位置が温度や湿度の上昇前よりもZ方向に移動する。その結果、フロントフランジ121F、リアフランジ121Rに支持される感光体ドラム12も、Z方向に移動する。
このため、温度や湿度の上昇が生じた場合においても、ロッドレンズアレイ64の結像位置と感光体ドラム12の下側の面の位置とのずれが緩和され、像ぼけ等の発生が抑制されることになる。
このため、温度や湿度の低下が生じた場合においても、ロッドレンズアレイ64の結像位置と感光体ドラム12の下側の面の位置とのずれが緩和され、像ぼけ等の発生が抑制されることになる。
Claims (8)
- 像保持体と、
前記像保持体に取り付けられ、当該像保持体を回転可能に支持する支持部材と、
前記像保持体に向けて光を出射する光源と、
前記像保持体と前記光源との間に設けられ、当該光源から入射する光の正立等倍像を形成する光学部材と、
前記光学部材を保持する保持部材と、
前記光源および前記保持部材が取り付けられる取付部材と、
前記取付部材から前記像保持体側に向けて突出して設けられる突出部材と、
環状の形状を有し、内側には前記支持部材が所定の隙間をもって挿入され、外側には前記突出部材が突き当てられる軸受部材と
を含む画像形成装置。 - 前記支持部材および前記保持部材が樹脂で構成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記光学部材が屈折率分布型レンズを複数並べたレンズアレイにて構成されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記取付部材に前記突出部材とは別個に設けられ、前記像保持体の軸線方向と当該軸線方向および前記光源の光軸方向の双方に直交する方向とにおける当該像保持体に対する当該光源の位置を決めるのに用いられる位置決め部材をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記光源は前記像保持体の下方に設けられ、
前記支持部材は、前記像保持体の自重により前記光源と対向する側で前記軸受部材に位置決めされることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 像保持体と、
前記像保持体に対向配置される光源と、
前記像保持体と前記光源との間に設けられ、当該光源から入射する光の正立等倍像を形成する光学部材と、
前記光源の光軸方向における前記像保持体に対する当該光源の位置を決める位置決め手段と、
前記光軸方向における前記光源と前記光学部材との距離である第1の距離の増加に対応して当該光軸方向における当該光学部材と前記像保持体との距離である第2の距離を増加させる変更手段と
を含む画像形成装置。 - 前記変更手段は、前記第1の距離の減少に対応して前記第2の距離を減少させることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
- 露光部材により露光される像保持体と、
前記像保持体に取り付けられ、当該像保持体を回転可能に支持する支持部材と、
環状の形状を有し、内側には前記支持部材が所定の隙間をもって挿入されることにより当該支持部材を介して前記像保持体を支え、外側には前記露光部材側から当該像保持体に向けて突出して形成された突出部材が突き当てられることにより当該露光部材の光軸方向における当該露光部材と当該像保持体との距離を決める軸受部材と
を含む像保持体モジュール。
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