JP2016085328A - 光書込ヘッド位置決め機構、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潜像担持体に対する光書込ヘッドの主走査方向又は副走査方向の位置決め機構を設けると大型化するといった課題がある。【解決手段】潜像を担持する潜像担持体２と前記潜像担持体２を露光して潜像を形成する光書込ヘッド４との間に設けられて、前記潜像担持体２に対する前記光書込ヘッド４の距離方向の位置を決めるスペーサ部材２１を備える光書込ヘッド位置決め機構において、前記スペーサ部材２１によって、前記潜像担持体２に対する前記光書込ヘッド４の主走査方向と副走査方向の少なくとも一方の位置決めを行う。【選択図】図２

Description

本発明は、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構、これを備えるプロセスユニット及び画像形成装置に関する。

感光体ドラム等の潜像担持体を露光して潜像を形成する露光装置として、ＬＥＤあるいは有機ＥＬ素子等から成る光書込ヘッドを用いた画像形成装置が知られている。斯かる画像形成装置では、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置を高精度に決めることが要求されるため、一般的に、潜像担持体に対する光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構が設けられている。

例えば、特許文献１には、感光体と画像書込ヘッドとの間の距離を規制する第一位置規制機構と、感光体の回転方向（副走査方向）に対する画像書込ヘッドの位置を規制する第二位置規制機構と、感光体の軸方向（主走査方向）に対する画像書込ヘッドの位置を規制する第三位置規制機構とを備える画像書込装置の構成が開示されている。

具体的には、図１１に示すように、第一位置規制機構は、画像書込ヘッド３００のヘッド本体３０１の長手方向両側部近傍に感光体２００に向かって突出するように設けられた一対の被位置規制ピン４００ａ，４００ｂを有する。これらの被位置規制ピン４００ａ，４００ｂは感光体２００を回転支持する軸受け部材５００ａ，５００ｂに接触するように配置されており、両者の接触によって感光体２００と画像書込ヘッド３００との間の距離が規制される。

第二位置規制機構は、上記第一位置規制機構の被位置規制ピン４００ａ，４００ｂよりもヘッド本体３０１の長手方向端部側に設けられた被位置規制ピン６００ａ，６００ｂと、感光体２００側とは反対方向に突出する被位置規制ピン６００ｃとを有する。また、これらの被位置規制ピン６００ａ，６００ｂ，６００ｃに対応するプロセスカートリッジの位置には、位置規制ホルダ７００ａ，７００ｂ，７００ｃが設けられている。そして、各被位置規制ピン６００ａ，６００ｂ，６００ｃが対応する位置規制ホルダ７００ａ，７００ｂ，７００ｃに嵌め込まれることによって、感光体２００の回転方向に対する画像書込ヘッド３００の位置の規制が行われる。

第三位置規制機構は、ヘッド本体３０１の長手方向一側部近傍に感光体２００側とは反対方向に突出するように設けられた被位置規制ピン８００を有する。また、この被位置規制ピン８００に対応するプロセスカートリッジの位置には、位置規制板９００が設けられている。そして、被位置規制ピン９００が位置規制版９００の位置規制孔に挿入されることによって、感光体２００の軸方向に対する画像書込ヘッド３００の位置の規制が行われる。

ところで、上記図１１に示す従来の構成では、第二位置規制機構及び第三位置規制機構の各被位置規制ピン６００ａ，６００ｂ，６００ｃ，９００が、第一位置規制機構の被位置規制ピン４００ａ，４００ｂよりもヘッド本体３０１の長手方向端部側に配置されている。このため、斯かる構成では、第二位置規制機構及び第三位置規制機構の各被位置規制ピン６００ａ，６００ｂ，６００ｃ，９００を配置する分だけヘッド本体３０１を長く形成する必要があり、装置全体が大型化するといった課題がある。

上記課題を解決するため、本発明は、潜像を担持する潜像担持体と前記潜像担持体を露光して潜像を形成する光書込ヘッドとの間に設けられて、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの距離方向の位置を決めるスペーサ部材を備える光書込ヘッド位置決め機構において、前記スペーサ部材によって、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの主走査方向と副走査方向の少なくとも一方の位置決めを行うことを特徴とする。

本発明によれば、潜像担持体に対する光書込ヘッドの距離方向の位置を決めるスペーサ部材によって、潜像担持体に対する光書込ヘッドの主走査方向と副走査方向の少なくとも一方の位置決めも行えるので、斯かる位置決めを行う部材を別途配置する必要がない。これにより、装置の小型化を図れるようになる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係る光書込ヘッド位置決め機構の構成を示す図である。 （ａ）は、スペーサ部材の斜視図、（ｂ）は、スペーサ部材の側面図である。 （ａ）は、スペーサ部材の斜視図、（ｂ）は、スペーサ部材の側面図である。 位置決め凸部の変形例を示す図である。 （ａ）は、位置決め凹部に位置決め凸部を挿入した状態の断面正面図、（ｂ）は、その断面側面図である。 位置決め凹部の開口縁に傾斜面を設けた例を示す図である。 比較例に係る光書込ヘッド位置決め機構の構成を示す図である。 一方のスペーサ部材のみに位置決め凸部を設けた構成を示す図である。 光書込ヘッドに位置決め凸部を設け、スペーサ部材に位置決め凹部を設けた構成を示す図である。 従来の光書込ヘッド位置決め機構の構成を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。まず、図１を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。

図１に示す画像形成装置は、モノクロ用画像形成装置である。斯かる画像形成装置の装置本体（画像形成装置本体）１００には、作像ユニットとしてのプロセスユニット１が着脱可能に装着されている。プロセスユニット１は、表面に画像を担持する潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の外周面を露光して静電潜像を形成する露光手段としての光書込ヘッド４と、感光体２上の潜像を顕像化（可視画像化）する現像手段としての現像ローラ５と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード６等を備える。

以上に述べた感光体２、帯電ローラ３、光書込ヘッド４、現像ローラ５、クリーニングブレード６は、いずれもプロセスユニット１の支持体に一体的に設けられている。このため、プロセスユニット１を装置本体１００に対して着脱することで、これらの部品が一度に交換可能となっている。

また、感光体２と対向する位置に、感光体２上の画像を用紙に転写する転写手段としての転写ローラ７が配置されている。転写ローラ７は、プロセスユニット１を装置本体１００に装着した状態で感光体２と当接可能な位置に配置されており、両者の当接部により転写ニップが形成される。また、転写ローラ７には、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加されるようになっている。

装置本体１００の下部には給紙装置８が配置されている。給紙装置８は、記録媒体としての用紙を収容する給紙カセット９と、給紙カセット９に収容されている用紙を給送する給紙ローラ１０と、給紙ローラ１０との間にニップを形成して重なった用紙を分離する分離パッド１１等を備えている。なお、用紙には、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等も含まれる。また、用紙以外の記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム、布帛等を用いることも可能である。

給紙装置８から繰り出された用紙は、装置本体１００内に設けられた搬送路に沿って、図の点線矢印で示す方向に搬送される。この搬送路において、給紙ローラ１０よりも用紙搬送方向下流側であって、転写ローラ７よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を転写ニップへ搬送する一対のタイミングローラ１２が配置されている。

また、搬送路において、転写ローラ７よりも用紙搬送方向下流側には、用紙に転写された画像を定着させる定着装置１３が配置され、さらにその下流側には、用紙を装置外へ排出する一対の排紙ローラ１６が配置されている。定着装置１３は、ハロゲンランプ等の発熱源によって加熱される定着ローラ１４と、この定着ローラ１４に対して所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ１５とを備えており、両ローラ１４，１５の当接箇所において定着ニップが形成されている。また、装置本体１００の上部には、排紙ローラ１６によって装置外に排出された用紙を載置する排紙トレイ１７が設けられている。

続けて、図１を参照しつつ、本実施形態に係る画像形成装置の作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、感光体２が回転駆動され、帯電ローラ３によって感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。そして、読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、光書込ヘッド４から、感光体２の表面に光が照射されて、感光体２の帯電面に静電潜像が形成される。このように形成された感光体２上の静電潜像に、現像ローラ５からトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、給紙ローラ１０が回転駆動を開始し、給紙カセット９に収容されている用紙のうち、最上位の用紙のみが搬送路に送り出される。送り出された用紙は、タイミングローラ１２によって搬送が一旦停止される。その後、所定のタイミングでタイミングローラ１２の回転駆動が開始され、感光体２上のトナー画像が転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙が転写ニップへ搬送される。

このとき、転写ローラ７には、感光体２上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、転写ニップにおいて転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、感光体２上のトナー画像が用紙上に転写される。なお、用紙に転写しきれなかった感光体２上の残留トナーは、クリーニングブレード６によって除去される。

トナー画像が転写された用紙は、定着装置１３へと搬送され、定着ローラ１４と加圧ローラ１５との間の定着ニップを通過することにより加熱及び加圧されて、用紙上のトナー画像が定着される。そして、用紙は、排紙ローラ１６によって装置外に排出され、排紙トレイ１７上に載置される。

ところで、光書込ヘッド４は、発光素子としてＬＥＤあるいは有機ＥＬ素子を用いている。斯かる発光素子は、その焦点深度は浅い（１００μｍ程度）ため、感光体２に対する光書込ヘッド４の位置を高精度に決める必要がある。そのため、プロセスユニット１には、感光体２に対して光書込ヘッド４を位置決めする光書込ヘッド位置決め機構が設けられている。以下、光書込ヘッド位置決め機構について説明する。

図２は、本実施形態に係る光書込ヘッド位置決め機構の構成を示す図である。
図２に示すように、光書込ヘッド位置決め機構２０は、感光体２と光書込ヘッド４との間に設けられるスペーサ部材２１を備える。スペーサ部材２１は、感光体２の主走査方向（軸方向）の両端部側に１つずつ配置されている。各スペーサ部材２１は、感光体２の回転する表面に接触した状態で配置され、保持部材などによって感光体２に対して主走査方向（軸方向）及び副走査方向（回転方向）に位置決めされた状態で保持されている。

また、各スペーサ部材２１には、光書込ヘッド４を位置決めするための位置決め凸部２２が設けられている。一方、光書込ヘッド４には、スペーサ部材２１の位置決め凸部２２が挿入される位置決め凹部２３が設けられている。位置決め凹部２３は、光書込ヘッド４のレンズアレイ４ａと発光基板とを保持する保持部材としてのヘッドフレーム４ｂの長手方向（主走査方向）の両端部側に１つずつ設けられている。

図３において、（ａ）は、感光体の駆動力が伝達される一端部側（図２において右側）に配置されるスペーサ部材の斜視図、（ｂ）は、同スペーサ部材の側面図である。また、図４において、（ａ）は、感光体の上記一端部とは反対の他端部側（図２において左側）に配置されるスペーサ部材の斜視図、（ｂ）は、同スペーサ部材の側面図である。なお、図３に示すスペーサ部材２１には位置決め凸部２２が２つ設けられ、図４に示すスペーサ部材２１には位置決め凸部２２が１つ設けられているが、各スペーサ部材２１における位置決め凸部２２の個数はこれに限定されるものではない。

図３及び図４において、各スペーサ部材２１の下方を向く面は、感光体２の表面に接触する感光体側接触面（潜像担持体側接触面）２１ａである。本実施形態では、感光体側接触面２１ａは、感光体２の表面形状に倣って円弧状に形成され、感光体２に対して安定姿勢で接触できるように形成されている。

図３及び図４に示すように、各位置決め凸部２２は、円形断面のピンで構成されている。また、各位置決め凸部２２は、位置決め凹部２３の底面と接触する先端面であるところの平坦な第１接触面２２ａと、位置決め凹部２３の側面と接触する円柱状の第２接触面２２ｂと、位置決め凹部２３に対する挿入方向（図の上方）に向かって縮径する円錐状の傾斜面２２ｃとを有する。

なお、位置決め凸部２２を、図５に示すような四角形断面、あるいはそれ以外の断面形状の部材で構成してもよい。また、傾斜面２２ｃを、図５に示すような平坦面で構成してもよい。要するに、傾斜面２２ｃは、位置決め凹部２３に対する位置決め凸部２２の挿入方向に向かって互いに近づくように傾斜する面であればよい。また、本実施形態では、位置決め凹部２３を位置決め凸部２２と同等あるいはそれよりも若干大きい径の円形断面の孔としているが、位置決め凸部２２と同様に位置決め凹部２３も、その断面形状を円形外の断面形状にしてもよい。

図６において、（ａ）は、位置決め凹部に位置決め凸部を挿入した状態の断面正面図、（ｂ）は、その断面側面図である。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、スペーサ部材２１が感光体２上に設置され、スペーサ部材２１の位置決め凸部２２が光書込ヘッド４の位置決め凹部２３に挿入された状態で、光書込ヘッド４はバネ等の付勢手段によって感光体２側へ付勢される。これにより、位置決め凸部２２の先端面である第１接触面２２ａが、位置決め凹部２３の底面２３ａに対して確実に接触する。このように、位置決め凸部２２が位置決め凹部２３に挿入された状態で、位置決め凸部２２の第１接触面２２ａが位置決め凹部２３の底面２３ａに接触することで、感光体２に対する光書込ヘッド４の距離方向の位置決めがなされる。また、位置決め凸部２２の第２接触面２２ｂが位置決め凹部２３の側面２３ｂに接触することで、感光体２に対する光書込ヘッド４の主走査方向と副走査方向の位置決めがなされる。

また、本実施形態では、位置決め凸部２２を位置決め凹部２３に挿入する際、位置決め凸部２２の傾斜面２２ｃが位置決め凹部２３の開口縁に摺接することで、位置決め凸部２２を円滑に挿入することができる。

なお、図７に示す例のように、位置決め凹部２３の開口縁に、同様の機能を有する傾斜面２３ｃを設けてもよい。また、傾斜面を、位置決め凹部２３の開口縁と位置決め凸部２２の先端部の両方に設けてもよい。

ここで、本実施形態に係る光書込ヘッド位置決め機構の効果について、比較例と比較しつつ説明する。

図８は、比較例に係る光書込ヘッド位置決め機構の構成を示す図である。
この比較例では、スペーサ部材２１に、上記本発明の実施形態のような位置決め凸部が設けられていない。その代りに、感光体２を支持するプロセスユニット１の筐体１ａに別の位置決め凸部２４を設けている。しかしながら、比較例のように、位置決め凸部２４を主走査方向においてスペーサ部材２１よりも外側に配置すると、これに対応する位置に位置決め凹部２５を配置しなければならないため、ヘッドフレーム４ｂを主走査方向に長くする必要がある。

これに対し、上記本発明の実施形態では、図２に示すように、スペーサ部材２１に位置決め凸部２２を設けているので、位置決め凸部をプロセスユニット１の筐体１ａに設ける必要がない。すなわち、本発明の実施形態では、主走査方向においてスペーサ部材２１よりも外側に位置決め凸部を配置しないので、ヘッドフレーム４ｂを主走査方向に伸ばす必要がない。このため、ヘッドフレーム４ｂを、一方の端部側でＬａ、他方の端部側でＬｂ、合せてＬａ＋Ｌｂ分だけ比較例よりも短くすることができ、小型化を図れる。

図２に示す実施形態では、一対のスペーサ部材２１の両方に位置決め凸部２２を設けているが、図９に示す例のように、一方のスペーサ部材２１のみに位置決め凸部２２を設けてもよい。この場合、図８に示す比較例に比べてヘッドフレーム４ｂの長さをＬｂ分だけ短くすることができる。

また、図１０に示すように、上述の実施形態とは反対に、光書込ヘッド４に位置決め凸部２６を設け、スペーサ部材２１にこの位置決め凸部２６を挿入する位置決め凹部２７を設けてもよい。この場合も、上述の実施形態と同様の位置決め効果を奏することが可能である。また、位置決め凸部又は位置決め凹部は、感光体２に対する光書込ヘッド４の主走査方向と副走査方向いずれか一方の位置決めを行うものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

また、本発明を適用可能な画像形成装置は、図１に示すようなモノクロ画像形成装置に限らない。本発明は、複数の感光体２上の画像を、中間転写ベルト（中間転写体）を介して用紙に間接的に転写する間接転写方式のカラー画像形成装置や、複数の感光体２上の画像を、搬送ベルト（搬送体）で搬送される用紙に直接的に転写する直接転写方式のカラー画像形成装置などにも適用可能である。また、本発明を適用可能な画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等も含まれる。

また、上述の実施形態では、潜像担持体としてドラム状の感光体２を用いた画像形成装置について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、無端ベルト状の感光体、所謂、感光体ベルトを用いた画像形成装置にも適用可能である。より具体的には、感光体ベルトの架張ローラ（バックアップローラ）に感光体ベルトを介してスペーサ部材を当接させ、このスペーサ部材により感光体ベルトに対して光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構を備えた画像形成装置にも適用可能である。

１ プロセスユニット
２ 感光体（潜像担持体）
４ 光書込ヘッド
２０ 光書込ヘッド位置決め機構
２１ スペーサ部材
２１ａ 感光体側接触面
２２ 位置決め凸部
２２ａ 第１接触面
２２ｂ 第２接触面
２２ｃ 傾斜面
２３ 位置決め凹部
２３ａ 底面
２３ｂ 側面
２３ｃ 傾斜面
２６ 位置決め凸部
２７ 位置決め凹部

特開２０１０−２５６５６１号公報

Claims (10)

1. 潜像を担持する潜像担持体と前記潜像担持体を露光して潜像を形成する光書込ヘッドとの間に設けられて、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの距離方向の位置を決めるスペーサ部材を備える光書込ヘッド位置決め機構において、
   前記スペーサ部材によって、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの主走査方向と副走査方向の少なくとも一方の位置決めを行うことを特徴とする光書込ヘッド位置決め機構。
2. 前記スペーサ部材は、前記潜像担持体の回転する表面とこれに対向する前記光書込ヘッドの面にそれぞれ接触して配置される請求項１に記載の光書込ヘッド位置決め機構。
3. 前記スペーサ部材は、前記光書込ヘッドに設けられた位置決め凹部に挿入可能な位置決め凸部を有し、
   前記位置決め凹部の底面に対する前記位置決め凸部の接触により、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの距離方向の位置決めを行い、
   前記位置決め凹部の側面に対する前記位置決め凸部の接触により、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの主走査方向と副走査方向の少なくとも一方の位置決めを行う請求項１又は２に記載の光書込ヘッド位置決め機構。
4. 前記光書込ヘッドは、前記スペーサ部材に設けられた位置決め凹部に挿入可能な位置決め凸部を有し、
   前記位置決め凹部の底面に対する前記位置決め凸部の接触により、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの距離方向の位置決めを行い、
   前記位置決め凹部の側面に対する前記位置決め凸部の接触により、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの主走査方向と副走査方向の少なくとも一方の位置決めを行う請求項１又は２に記載の光書込ヘッド位置決め機構。
5. 前記位置決め凸部の先端部と前記位置決め凹部の開口縁の少なくとも一方に、前記位置決め凹部に対する前記位置決め凸部の挿入方向に向かって互いに近づくように傾斜する傾斜面を設ける請求項３又は４に記載の光書込ヘッド位置決め機構。
6. 前記光書込ヘッドは、ＬＥＤ又は有機ＥＬ素子を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の光書込ヘッド位置決め機構。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の光書込ヘッド位置決め機構を備えることと特徴とするプロセスユニット。
8. 光書込ヘッドの露光により潜像が形成される潜像担持体と、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構とを備え、
   前記光書込ヘッド位置決め機構として、請求項１から６のいずれか１項に記載の光書込ヘッド位置決め機構を備える請求項７に記載のプロセスユニット。
9. 請求項１から６のいずれか１項に記載の光書込ヘッド位置決め機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 光書込ヘッドと、前記光書込ヘッドの露光により潜像が形成される潜像担持体と、前記潜像担持体に対する前記光書込ヘッドの位置を決める光書込ヘッド位置決め機構とを備え、
    前記光書込ヘッド位置決め機構として、請求項１から６のいずれか１項に記載の光書込ヘッド位置決め機構を備える請求項９に記載の画像形成装置。

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