JP2020062764A - 光プリントヘッドおよび光プリントヘッドを備える画像形成装置 - Google Patents
光プリントヘッドおよび光プリントヘッドを備える画像形成装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 移動機構によって押圧される部分(被押圧部)と、光プリントヘッドの長手方向における光プリントヘッドの一端側と他端側とに設けられた位置決めピンの位置とが、光プリントヘッドの移動方向において重なっていない場合、位置決めピンがドラムユニットに当接した状態で光プリントヘッドが移動機構によって押圧されると、光プリンとヘッドのうち二箇所に設けられた被押圧部間の領域に押圧される方向に向けて力が付与され変形してしまう。【解決手段】 光プリントヘッドの長手方向と光プリントヘッドの移動方向との双方に垂直な方向において、光プリントヘッドの側壁面から突出し、光プリントヘッドの長手方向に延びる突出部を備えた。【選択図】 図11
Description
本発明は、感光ドラムを有するドラムユニットに当接することで感光ドラムに対する位置決めがされる光プリントヘッドおよび光プリントヘッドを備える画像形成装置に関する。
プリンタや複写機等の画像形成装置は、感光ドラムを露光するための複数の発光素子を備える光プリントヘッドを有する。光プリントヘッドには、発光素子の例としてLED(Light Emitting Diode)や有機EL(Electro Luminescence)等を用いるものがあり、これらの発光素子が感光ドラムの回転軸線方向に沿って、例えば1列や千鳥状の2列に複数配列されたものが知られている。また、光プリントヘッドは、複数の発光素子から出射される光を感光ドラムに集光させるための複数のレンズを備える。複数のレンズは、複数の発光素子と感光ドラムとの間において、発光素子の配列方向に沿うように感光ドラム表面に対向して配置される。複数の発光素子から出射された光は、レンズを介し感光ドラム表面に集光し、感光ドラム上に静電潜像が形成される。
感光ドラムは消耗品であるため定期的に交換される。感光ドラム等の交換作業を行う作業者は、感光ドラムを有するドラムユニットを交換することで、画像形成装置のメンテナンスを行うことができる。光プリントヘッドが感光ドラムを露光するとき、光プリントヘッドと感光ドラム表面との間隔は非常に狭い。したがって、ユーザやサービスマン等の作業者がドラムユニットを交換する際、ドラムユニットと感光ドラムとを接触させてしまう虞がある。そのため、光プリントヘッドを、感光ドラムを露光するときの位置である露光位置と、露光位置よりもドラムユニットから離れた離間位置と、に移動させる移動機構を備える画像形成装置が知られている。
特許文献1に記載の画像形成装置は、光プリントヘッド1と感光ドラム13との間隔を調整するために光プリントヘッド1をドラムユニットに対して移動させる押圧手段42を備える。押圧手段42は光プリントヘッド1の長手方向における光プリントヘッド1の中央付近に設けられている。作業者が押圧手段42を操作し、光プリントヘッド1の中央付近を押圧することによって光プリントヘッド1をドラムユニットに対して移動させる。また、光プリントヘッド1の長手方向における光プリントヘッド1の両端付近には、感光ドラム13に対する光プリントヘッド1の位置を決めるためにドラムユニット側に向けて突出した位置決めピン45が設けられている。位置決めピン45がドラムユニットに当接していることで光プリントヘッド1と感光ドラム13表面との間には間隙が形成される。すなわち、光プリントヘッド1は押圧手段によってドラムユニットに向けて押圧されて感光ドラム13に対する位置が決まる。
しかしながら、光プリントヘッドの長手方向における光プリントヘッドの一端側と他端側とに設けられた移動機構によって押圧される部分(被押圧部)と、光プリントヘッドの長手方向における光プリントヘッドの一端側と他端側とに設けられた位置決めピンの位置とが、光プリントヘッドの移動方向において重なっていない場合、以下のような課題が生じる。位置決めピンがドラムユニットに当接した状態で光プリントヘッドの被押圧部が移動機構によって押圧されることで、光プリントヘッドの長手方向における光プリントヘッドの一端側と他端側とに設けられた二箇所の被押圧部の間の領域が当該押圧される方向に向けて変形してしまう。露光位置における光プリントヘッドの変形量が大きくなればなるほど、感光ドラムに対する光プリントヘッドの位置も大きく変化してしまい露光不良の原因となる。コストダウンの観点から材質に樹脂を用いた光プリントヘッドの場合、前述した変形量は特に多くなる。
光プリントヘッドの剛性を高めるために、光プリントヘッド自体を大型化することも考えられるが、成形に使用する樹脂の量が多くなればなるほどコストアップにつながる。したがって、成形に使用する樹脂の量を抑制しつつ光プリントヘッドの剛性を高めることが求められる。
本発明に係る光プリントヘッドの代表的な構成は、回転可能な感光ドラムを有するドラムユニットを備える画像形成装置に取り付けられる長手形状の光プリントヘッドであって、前記感光ドラムを露光するための光を出射する複数の発光素子が光プリントヘッドの長手方向に沿って並べられた基板と、前記複数の発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光させるレンズアレイと、前記基板と前記レンズアレイとを有する樹脂製のホルダーと、を有し、前記ホルダーは、前記基板が取り付けられる取付部と、光プリントヘッドを前記ドラムユニットへ近付く方向に向けて押圧して、光プリントヘッドを前記ドラムユニットから離れた位置から前記ドラムユニットへ向けて移動させる押圧部が接触し、前記長手方向において前記取付部よりも一方側で前記取付部と一体的に成形された第1被押圧部と、前記長手方向において前記取付部よりも他方側で前記取付部と一体的に成形された第2被押圧部と、前記押圧部によって押圧されて前記移動をする光プリントヘッドを前記感光ドラムを露光するための位置で位置決めするために、前記長手方向において前記第1被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第1被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第1位置決め部と前記長手方向において前記第2被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第2被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第2位置決め部と、前記長手方向と前記移動の方向との双方に垂直な垂直方向における前記基板の一方側に対向する第1側壁部と、前記垂直方向における前記基板の他方側に対向する第2側壁部と、前記第1位置決め部と前記第2位置決め部とが前記ドラムユニットに当接した状態において前記第1被押圧部と前記第2被押圧部とが前記押圧部によって前記ドラムユニットに向けて押圧されて、当該押圧される方向に力が付与される前記取付部が当該押圧される方向に変形することを抑制するために、前記第1側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、の少なくともいずれか一方側の面から突出し、前記長手方向において前記取付部を二等分する線を前記長手方向に跨いで延びる突出部と、を備えることを特徴とする構成である。
本発明に係る光プリントヘッドの代表的な構成は、回転可能な感光ドラムを有するドラムユニットを備える画像形成装置に取り付けられる長手形状の光プリントヘッドであって、前記感光ドラムを露光するための光を出射する複数の発光素子が光プリントヘッドの長手方向に沿って並べられた基板と、前記複数の発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光させるレンズアレイと、前記基板と前記レンズアレイとを有する樹脂製のホルダーと、を有し、前記ホルダーは、前記基板が取り付けられる取付部と、光プリントヘッドを前記ドラムユニットへ近付く方向に向けて押圧して、光プリントヘッドを前記ドラムユニットから離れた位置から前記ドラムユニットへ向けて移動させる押圧部が接触し、前記長手方向において前記取付部よりも一方側で前記取付部と一体的に成形された第1被押圧部と、前記長手方向において前記取付部よりも他方側で前記取付部と一体的に成形された第2被押圧部と、前記押圧部によって押圧されて前記移動をする光プリントヘッドを前記感光ドラムを露光するための位置で位置決めするために、前記長手方向において前記第1被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第1被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第1位置決め部と前記長手方向において前記第2被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第2被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第2位置決め部と、前記長手方向と前記移動の方向との双方に垂直な垂直方向における前記基板の一方側に対向する第1側壁部と、前記垂直方向における前記基板の他方側に対向する第2側壁部と、前記第1位置決め部と前記第2位置決め部とが前記ドラムユニットに当接した状態において前記第1被押圧部と前記第2被押圧部とが前記押圧部によって前記ドラムユニットに向けて押圧されて、当該押圧される方向に力が付与される前記取付部が当該押圧される方向に変形することを抑制するために、前記第1側壁部のうち前記基板と対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と対向する面とは反対側の面と、の少なくともいずれか一方側の面から突出し、前記長手方向における前記取付部の一端側において前記長手方向に延びる第1突出部と前記第1突出部が形成された面のうち前記長手方向における前記取付部の他端側において前記長手方向に延びる第2突出部と、を備えることを特徴とする構成である。
本発明にかかる光プリントヘッドによれば、ドラムユニットから離れた位置からドラムユニットに近付く方向(移動方向)へ向けて移動して位置決め部がドラムユニットに当接した状態において、光プリントヘッドが移動方向に反って変形してしまうことを抑制することができる。
以下にて、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(画像形成装置)
まず、画像形成装置1の概略構成を説明する。図1(a)は画像形成装置1の概略断面図である。図1(a)に示す画像形成装置1は読取装置を備えていないカラープリンタ(SFP:Singl Function Printer)であるが、実施の形態は読取装置を備える複写機であってもよい。また、実施の形態は、図1(a)に示すような複数の感光ドラム103を備えるカラー画像形成装置に限られず、1つの感光ドラム103を備えるカラー画像形成装置やモノクロ画像を形成する画像形成装置でも良い。
まず、画像形成装置1の概略構成を説明する。図1(a)は画像形成装置1の概略断面図である。図1(a)に示す画像形成装置1は読取装置を備えていないカラープリンタ(SFP:Singl Function Printer)であるが、実施の形態は読取装置を備える複写機であってもよい。また、実施の形態は、図1(a)に示すような複数の感光ドラム103を備えるカラー画像形成装置に限られず、1つの感光ドラム103を備えるカラー画像形成装置やモノクロ画像を形成する画像形成装置でも良い。
図1(a)に示す画像形成装置1は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する4基の画像形成部102Y、102M、102C、102K(以下、総称して単に「画像形成部102」とも称する)を備える。また、画像形成部102Y、102M、102C、102Kは、それぞれ感光ドラム103Y、103M、103C、103K(以下、総称して単に「感光ドラム103」とも称する)を備える。また、画像形成部102Y、102M、102C、102Kは、感光ドラム103Y、103M、103C、103Kをそれぞれ帯電させる帯電器104Y、104M、104C、104K(以下、総称して単に「帯電器104」とも称する)を備える。また、画像形成部102Y、102M、102C、102Kは、感光ドラム103Y、103M、103C、103Kを露光する光を出射する露光光源としてのLED(Light Emitting Diode、以下LEDと記載)露光ユニット500Y、500M、500C、500K(以下、総称して単に「露光ユニット500」とも称する)を備える。さらに、画像形成部102Y、102M、102C、102Kは、感光ドラム103上の静電潜像をトナーによって現像し、感光ドラム103上に各色のトナー像を現像する現像手段としての現像器106Y、106M、106C、106K(以下、総称して単に「現像器106」とも称する)を備える。なお、符号に付されたY、M、C、Kはトナーの色を示している。
図1(a)に示す画像形成装置1は感光ドラム103を下方から露光する、いわゆる「下面露光方式」を採用する画像形成装置である。以下、下面露光方式を採用する画像形成装置を前提として説明を進めるが、実施の形態としては図1(b)に示す画像形成装置2のような感光ドラム103を上方から露光する「上面露光方式」を採用する画像形成装置でも構わない。図1(b)中において図1(a)と同じ構成を示す箇所には同符合を示す。
画像形成装置1は、感光ドラム103に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト107と、感光ドラム103に形成されたトナー像を当該中間転写ベルトに順次転写させる一次転写ローラ108(Y、M、C、K)を備える。また、画像形成装置1は、中間転写ベルト107上のトナー像を給紙部101から搬送されてきた記録紙P(記録媒体の一例)に転写させる、転写手段としての二次転写ローラ109と、二次転写された画像を記録紙Pに定着させる定着器100を備える。
(画像形成プロセス)
露光ユニット500Yは帯電器104Yによって帯電された感光ドラム103Yの表面を露光する。これにより、感光ドラム103Yには静電潜像が形成される。次に、現像器106Yは感光ドラム103Yに形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。感光ドラム103Yの表面に現像されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ108Yによって中間転写ベルト107上に転写される。マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像も同様の画像形成プロセスで中間転写ベルト107に転写される。
露光ユニット500Yは帯電器104Yによって帯電された感光ドラム103Yの表面を露光する。これにより、感光ドラム103Yには静電潜像が形成される。次に、現像器106Yは感光ドラム103Yに形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。感光ドラム103Yの表面に現像されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ108Yによって中間転写ベルト107上に転写される。マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像も同様の画像形成プロセスで中間転写ベルト107に転写される。
中間転写ベルト107上に転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト107によって二次転写部T2まで搬送される。二次転写部T2に配置された二次転写ローラ109にはトナー像を記録紙Pに転写するための転写バイアスが印加されている。二次転写部T2まで搬送されたトナー像は、二次転写ローラ109の転写バイアスによって、給紙部101から搬送されてきた記録紙Pに転写される。トナー像が転写された記録紙Pは定着器100に搬送される。定着器100は、熱と圧力によって記録紙Pにトナー像を定着させる。定着器100によって定着処理がなされた記録紙Pは、排紙部111に排出される。
(ドラムユニットおよび現像ユニット)
画像形成装置1には、感光ドラム103を備えるドラムユニット518Y、518M、518C、518K(以下、総称して単に「ドラムユニット518」とも称する)が取り付けられる。ドラムユニット518は、ユーザやメンテナンス者等の作業者によって交換されるカートリッジである。ドラムユニット518は感光ドラム103を回転可能に支持している。具体的には、感光ドラム103は、ドラムユニット518の枠体によって回転可能に支持されている。なお、ドラムユニット518は帯電器104やクリーニング装置を備えていない構成でも構わない。
画像形成装置1には、感光ドラム103を備えるドラムユニット518Y、518M、518C、518K(以下、総称して単に「ドラムユニット518」とも称する)が取り付けられる。ドラムユニット518は、ユーザやメンテナンス者等の作業者によって交換されるカートリッジである。ドラムユニット518は感光ドラム103を回転可能に支持している。具体的には、感光ドラム103は、ドラムユニット518の枠体によって回転可能に支持されている。なお、ドラムユニット518は帯電器104やクリーニング装置を備えていない構成でも構わない。
また、本実施例の画像形成装置1にはドラムユニット518とは別体の現像ユニット641Y、641M、641C、641K(以下、総称して単に「現像ユニット641」とも称する)が取り付けられている。本実施例の現像ユニット641は、図1(a)に示す現像器106とトナー収容部とが一体化されたカートリッジである。現像器106は、現像剤を担持する現像スリーブ(不図示)を備える。現像ユニット641にはトナーとキャリアを攪拌するためのスクリュを回転させるためのギアが複数設けられている。これらのギアが経年劣化等した際には、作業者が現像ユニット641を画像形成装置1の装置本体から取り外して交換する。なお、ドラムユニット518および現像ユニット641の実施の形態は、上記ドラムユニット518と現像ユニット641が一体化されたプロセスカートリッジでも構わない。
図2(a)は、画像形成装置1が備えるドラムユニット518周辺および現像ユニット641周辺の概略構造を示す斜視図である。また、図2(b)はドラムユニット518が装置本体の外側から画像形成装置1に挿入されている様子を示す図である。
図2(a)に示すように画像形成装置1は、板金で形成される前側板642と、同じく板金で形成される後側板643を備える。前側板642は画像形成装置1の手前側に設けられた側壁である。前側板642は画像形成装置1本体の手前側において装置本体の筐体の一部を成す。後側板643は画像形成装置1の後ろ側に設けられた側壁である。後側板643は画像形成装置1本体の奥側において装置本体の筐体の一部を成す。図2(a)に示すように、前側板642と後側板643は対面して配置され、両者の間には梁としての不図示の板金が橋架されている。前側板642と後側板643と不図示の梁とはそれぞれ画像形成装置1の枠体の一部を構成する。
ここで、本実施例の画像形成装置1若しくはその構成部材に関して、正面側若しくは手前側とは、ドラムユニット518を装置本体に対して出し入れ(挿抜)する側である。また、ユーザが画像形成装置1を操作するときに画像形成装置に対して立つ側のことである。背面側若しくは奥側とはその反対側である。
画像形成装置1の手前側からドラムユニット518、および現像ユニット641を挿抜できるように、前側板642には開口が形成されている。ドラムユニット518、および現像ユニット641は、開口を介して画像形成装置1本体の所定の位置に装着される(装着位置)。また、画像形成装置1は、装着位置に装着されたドラムユニット518と現像ユニット641の双方の手前側を覆うカバー558Y、558M、558C、558K(以下、総称して単に「カバー558」とも称する)を備える。カバー558は、一端がヒンジによって画像形成装置1本体に固定されており、ヒンジによって画像形成装置1本体に対して回動可能となっている。作業者がカバー558を開いて本体内のドラムユニット518あるいは現像ユニット641を取り出し、新しいドラムユニット518あるいは現像ユニット641を挿入してカバー558を閉じることによって交換作業が完了する。
ここで、図2(a)および図2(b)に示すように、以下の説明では装置本体に対して前側板642側を前側(手前側若しくは正面側)、後側板643側を後側(奥側若しくは背面側)と定義する。また、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Kを基準としたとき、イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Yが配置されている側を右側と定義する。イエローのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Yを基準としたとき、ブラックのトナー像に関する静電潜像が形成される感光ドラム103Kが配置されている側を左側と定義する。さらに、ここで定義した前後方向および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向上向きを上方向、また、ここで定義した前後方向および左右方向に垂直な方向であって鉛直方向下向きを下方向と定義する。定義した前方向、後方向、右方向、左方向、上方向、下方向を図2に示す。また、以下の本文で記載する感光ドラム103の回転軸線方向とは、図2に示す前後方向と一致する方向である。また、光プリントヘッド105の長手方向についても図2に示す前後方向と一致する方向である。すなわち、感光ドラム103の回転軸線方向と光プリントヘッド105の長手方向とは一致する方向である。
(露光ユニット)
次に、光プリントヘッド105を含む露光ユニット500について説明する。光プリントヘッド105は感光ドラム103の回転軸線方向に延びる長手形状をなす。ここで、電子写真方式の画像形成装置に採用される露光方式の一例として、半導体レーザの照射ビームを回転するポリゴンミラーなどで走査しf−θレンズ等を介して感光ドラムを露光するレーザビーム走査露光方式がある。本実施例で説明する「光プリントヘッド105」は、感光ドラム103の回転軸線方向に沿って配列されたLED等の発光素子を用いて感光ドラム103を露光するLED露光方式に用いられるものであって、上記に言うレーザビーム走査露光方式には用いられない。
次に、光プリントヘッド105を含む露光ユニット500について説明する。光プリントヘッド105は感光ドラム103の回転軸線方向に延びる長手形状をなす。ここで、電子写真方式の画像形成装置に採用される露光方式の一例として、半導体レーザの照射ビームを回転するポリゴンミラーなどで走査しf−θレンズ等を介して感光ドラムを露光するレーザビーム走査露光方式がある。本実施例で説明する「光プリントヘッド105」は、感光ドラム103の回転軸線方向に沿って配列されたLED等の発光素子を用いて感光ドラム103を露光するLED露光方式に用いられるものであって、上記に言うレーザビーム走査露光方式には用いられない。
本実施例で説明する露光ユニット500は、感光ドラム103の回転軸線よりも鉛直方向下側に設けられており、光プリントヘッド105が有するLED503が感光ドラム103を下方から露光する。ただし、露光ユニット500が感光ドラム103の回転軸線よりも鉛直方向上側に設けられ、感光ドラム103を上方から露光する構成でも構わない(図1(b)参照)。図3は、本実施例の画像形成装置1が備える露光ユニット500の概略斜視図である。
図3より、露光ユニット500は、光プリントヘッド105と移動機構640とを備える。光プリントヘッド105は、レンズアレイ506と、基板502(図3では不図示)と、ホルダー505と、当接ピン514と、当接ピン515とを備える。
当接ピン514と当接ピン515とがドラムユニット518に突き当たることでレンズアレイ506と感光ドラム103との間に間隙が形成され、画像形成時における感光ドラム103に対する光プリントヘッド105の位置が決まる。移動機構640は、第1リンク機構861と、第2リンク機構862と、スライド部525とを備える。第1リンク機構861はリンク部材651とリンク部材653とを備える。第2リンク機構862はリンク部材652とリンク部材654とを備える。不図示のカバー558の開閉動作に伴いスライド部525が前後方向にスライド移動する。スライド部525のスライド移動に連動して第1リンク機構861と第2リンク機構862とが駆動し、光プリントヘッド105が上下に移動する。移動機構640の詳しい動作については後述する。ドラムユニット518の枠体のうち当接ピン514(及び当接ピン515)が突き当たる部分には、例えばこれら当接ピン514(及び当接ピン515)の先端が5mm程度嵌まる嵌合孔が設けられている。これにより、光プリントヘッド105は感光ドラム103に対して正確に位置決めされる。
本実施の形態において、露光ユニット500は感光ドラム103の回転軸線よりも鉛直方向下側に設けられている。すなわち、本実施の形態における画像形成装置1は、LED503が感光ドラム103を下方から露光する、いわゆる「下面露光」方式を採用する画像形成装置である。なお、露光ユニット500は感光ドラム103の回転軸線よりも鉛直方向上側に設けられていても構わない。これは、いわゆる「上面露光」方式と呼ばれる露光方式であって、LED503が感光ドラム103を上方から露光する構成である。
次に光プリントヘッド105の構造を説明する。図4は光プリントヘッド105の構造を説明するための図である。図4に示すように、光プリントヘッド105は、基板502と、レンズアレイ506と、ホルダー505を備える。レンズアレイ506の構造と基板502の構造については後で詳しく述べる。ホルダー505は、基板502とレンズアレイ506を保持するホルダーである。本実施例においては、光プリントヘッド105自体の軽量化やコスト低減の観点から、ホルダー505の材質に樹脂を採用している。
ホルダー505は、取付部507と、第1被押圧部508aと、第2被押圧部508bと、第1取付部509aと、第2取付部509bを備える。これらは全て樹脂製の一体成形物である。
取付部507は基板502を保持するホルダーである。取付部507は下方か開口した筺体である。この開口から基板502が挿入され、接着剤によって基板502が取付部507に接着される。これにより、基板502は取付部507に保持される。
第1被押圧部508aは、取付部507の長手方向における取付部507の一端側に設けられている。言い換えれば、第1被押圧部508aは取付部507よりも手前側(一方側)に位置するように、取付部507と一体的に成形され、ホルダー505の一部を構成する。また、第2被押圧部508bは、取付部507の長手方向における取付部507の他端側に設けられている。言い換えれば、第2被押圧部508bは取付部507よりも奥側(他方側)に位置するように、取付部507と一体的に成形され、ホルダー505の一部を構成する。すなわち、取付部507は第1被押圧部508aと第2被押圧部508bの間に位置するように、取付部507と第1被押圧部508aと第2被押圧部508bとは一体的に成形されている。
第1被押圧部508aは、後述するリンク部材651によって押圧される部分である。また、第2被押圧部508bは、後述するリンク部材652によって押圧される部分である。リンク部材651が第1被押圧部508aをドラムユニット518に向けて押圧し、かつ、リンク部材652が第2被押圧部508bをドラムユニット518に向けて押圧することにより、光プリントヘッド105がドラムユニット518から離れた位置からドラムユニット518に近付く方向へ移動する。
第1取付部509aは、光プリントヘッド105の長手方向における第1被押圧部508aの一端側に設けられている。言い換えれば、第1取付部509aは、第1被押圧部508aよりも手前側に位置するように第1被押圧部508aと一体的に成形され、ホルダー505の一部を構成する。また、第2取付部509bは、光プリントヘッド105の長手方向における第2被押圧部508bの他端側に設けられている。言い換えれば、第2取付部509bは、第2被押圧部508bよりも奥側に位置するように第2被押圧部508bと一体的に成形され、ホルダー505の一部を構成する。すなわち、第1取付部509aと取付部507との間に第1被押圧部508aが位置するように、取付部507と第1被押圧部508aと第1取付部509aとは一体的に成形されている。同様に、第2取付部509bと取付部507との間に第2被押圧部508bが位置するように、取付部507と第2被押圧部508bと第2取付部509bとは一体的に成形されている。
第1取付部509aには、不図示の当接ピン514が取り付けられる。第1取付部509aと不図示の当接ピン514とを合わせて第1位置決め部とも称する。また、第2取付部509bには、不図示の当接ピン515が取り付けられる。第2取付部509bと不図示の当接ピン515とを合わせて第2位置決め部とも称する。詳細は後述するが、当接ピン514は第1取付部509aからドラムユニット518側に向けて突出しており、かつ、当接ピン515は第2取付部509bからドラムユニット518側に向けて突出している。リンク部材651とリンク部材652とが光プリントヘッド105をドラムユニット518に向けて押圧することにより、光プリントヘッド105が移動していくと、当接ピン514と当接ピン515とがドラムユニット518に当接する。これにより、レンズアレイ506と感光ドラム103との間に間隙が形成される。
なお、第1取付部509aと当接ピン514とは互いが別体の部材である必要はなく、一体の部材であっても構わない。例えば、第1取付部509aに第1取付部509aからドラムユニット518側に向けて突出した突起が形成されていても構わない。このようにすることで、この突起に当接ピン514と同様の機能を持たせることができる。また、当接ピン514や突起ではなく、第1取付部509a自体をレンズアレイ506よりもドラムユニット518側に突出させてもよい。すなわち、第1取付部509aのドラムユニット518側の面がドラムユニット518に当接することにより、感光ドラム103に対する光プリントヘッド105の位置が決まる。この場合、第1取付部509a自体が第1位置決め部としての機能を果たす。
同様に、第2取付部509bと当接ピン515とは互いが別体の部材である必要はなく、一体の部材であっても構わない。例えば、第2取付部509bに第2取付部509bからドラムユニット518側に向けて突出した突起が形成されていても構わない。このようにすることで、この突起に当接ピン515と同様の機能を持たせることができる。また、当接ピン515や突起ではなく、第2取付部509b自体をレンズアレイ506よりもドラムユニット518側に突出させてもよい。すなわち、第2取付部509bのドラムユニット518側の面がドラムユニット518に当接することにより、感光ドラム103に対する光プリントヘッド105の位置が決まる。この場合、第2取付部509b自体が第2位置決め部としての機能を果たす。
本実施の形態において、第1取付部509aは第1被押圧部508aの取付部507が設けられている側とは反対側に設けられている。また第2取付部509bは第2被押圧部508bの取付部507が設けられている側とは反対側に設けられている。すなわち、光プリントヘッド105の後側から前側に向けて、第2取付部509b、第2被押圧部508b、取付部507、第1被押圧部508a、第1取付部509a、の順に並んでいる。しかしながら、第1取付部509aと第1被押圧部508aの位置関係および第2取付部509bと第2被押圧部508bの位置関係はそれぞれ逆でも構わない。すなわち、光プリントヘッド105の後側から前側に向けて、第2被押圧部508b、第2取付部509b、取付部507、第1取付部509a、第1被押圧部508a、の順に並んでいても構わない。このような構成の場合、リンク部材651が第1被押圧部508aを押圧する部分とリンク部材652が第2被押圧部508bを押圧する部分との間に、ドラムユニット518に当接する当接ピン514と当接ピン515とが位置する。
また、取付部507には光プリントヘッド105の長手方向に沿って延びるリブ600(突出部の一例)が形成されている。リブ600は、取付部507から突出した突起であり、ホルダー505の剛性を高める役割を果たす。ホルダー505自体を大型化すればするほど、その剛性は高まる。しかしながら、感光ドラム103周囲には現像器106や帯電器104が配置されているため、ホルダー505自体を大型化してしまうと、それら現像器106や帯電器104に接触してしまう虞がある。また、ホルダー505を大型化するためには、成形に使用する樹脂の量も多くする必要がある。したがって、ホルダー505を大型化することはコストアップの一要因にもなる。
図4において、リブ600は、光プリントヘッド105の長手方向と移動機構640によって移動する光プリントヘッド105の移動方向との双方に垂直な垂直方向において、取付部507の一方側の面のみに設けられていても構わないし、他方側の面のみに設けられていても構わない。また、当然ながら、リブ600は、光プリントヘッド105の長手方向と移動機構640によって移動する光プリントヘッド105の移動方向との双方に垂直な垂直方向において、取付部507の一方側の面と他方側の面との双方に設けられていてもよい。
次に、基板502について説明する。図5(a)は基板502の概略斜視図である。図5(b1)は基板502に設けられた複数のLED503の配列を示し、図5(b2)は図4(b1)の拡大図を示している。
基板502にはLEDチップ639が実装されている。図5(a)に示すように、基板502の一方の面にはLEDチップ639が設けられ、裏面側にコネクタ504が設けられている。基板502には各LEDチップ639に信号を供給するための配線が設けられている。コネクタ504には、不図示のフレクシブルフラットケーブル(FFC)の一端が接続される。画像形成装置1本体には基板が設けられている。基板502は制御部とコネクタとを備える。FFCの他端は、当該コネクタに接続されている。基板502には、画像形成装置1本体の制御部からFFCおよびコネクタ504を介して制御信号が入力される。LEDチップ639は、基板502に入力された制御信号によって駆動される。
基板502に実装されたLEDチップ639についてさらに詳しく説明する。図5(b1)および図5(b2)に示すように、基板502の一方の面には複数のLED503が配置された複数のLEDチップ639−1〜639−29(29個)が配列されている。各LEDチップ639−1〜639−29はそれぞれ、その長手方向に516個のLED(発光素子)が一列に配列されている。LEDチップ639の長手方向において隣り合うLEDの中心間距離k2は画像形成装置1の解像度に対応している。本実施例の画像形成装置1の解像度は1200dpiであるので、LEDチップ639−1〜639−29LEDチップ639の長手方向において、LEDは隣接するLEDの中心間距離が21.16μmとなるように一列に配列されている。そのため、本実施例の光プリントヘッド105の露光範囲は約316mmとなる。感光ドラム103の感光層は316mm以上の幅で形成されている。A4サイズの記録紙の長辺の長さおよびA3サイズの記録紙の短辺の長さは297mmであるため、本実施例の光プリントヘッド105は、A4サイズの記録紙およびA3サイズの記録紙に画像形成可能な露光範囲を有している。
LEDチップ639−1から639−29は、感光ドラム103の回転軸線方向に沿って二列となるよう交互に配置されている。すなわち、図5(b1)に示すように、左側から数えて奇数番目のLEDチップ639−1、639−3、・・・639−29が基板502の長手方向に一列に実装され、偶数番目のLEDチップ639−2、639−4、・・・639−28が基板502の長手方向に一列に実装されている。LEDチップ639をこのように配置することで、図5(b2)に示すように、LEDチップ639の長手方向において、隣り合う異なるLEDチップ639における一方のLEDチップ639の一端と他方のLEDチップ639の他端とに配置されたLEDの中心間距離k1を一つのLEDチップ639上における隣り合うLEDの中心間距離k2と等しくすることができる。
なお、本実施例では露光光源にLEDを用いる構成を例示するが、露光光源として有機EL(Organic Electro Luminescence)を用いても良い。
次に、レンズアレイ506について説明する。図5(c1)はレンズアレイ506を感光ドラム103側から見た時の概略図である。また、図5(c2)はレンズアレイ506の概略斜視図である。図5(c1)に示すように、これら複数のレンズは複数のLED503の配列方向に沿って二列に並べられている。各レンズは、一方の列のレンズの配列方向において隣り合うレンズの両方に接するように他方の列のレンズの一つが配置されるよう交互に配置されている。各レンズは、円柱状の硝子製のロッドレンズであって、LED503から出射された光が入射する入射面と、入射面から入射した光が出射する出射面とを有する。なお、レンズの材質は硝子製に限らず、プラスチック製でも構わない。レンズの形状についても円柱状に限らず、例えば六角柱等の多角柱でも構わない。
図5(c2)に示す点線Zはレンズの光軸を示す。光プリントヘッド105は前述の移動機構640によって当該点線Zで示すレンズの光軸に概ね沿った方向に移動させられる。ここで言うレンズの光軸とは、レンズの光出射面の中心と当該レンズの焦点とを結ぶ線を意味する。レンズアレイ506はLED503から出射された光を感光ドラム103の表面に集光する役割をもつ。
図6(a)は、ホルダー505の前側を下側から見た図である。基板502およびレンズアレイ506は不図示としている。また、リブ600についても不図示としている。図6(a)に示すように、ホルダー505には、ホルダー505の長手方向に亘って延びる貫通孔906が形成されている。この貫通孔906にレンズアレイ506が嵌った状態でホルダー505とレンズアレイ506とが接着剤にて互いに固定される。
図6(a)に示すように、取付部507は第1側壁部800と第2側壁部801とを備える。第1側壁部800の側壁面800bは不図示の基板に対向する面である。同様に、第2側壁部801の側壁面801bも不図示の基板に対向する面である。基板502が配置されていない状態において、側壁面800bと側壁面801bとは互いに対向して配置されている。
図6(b)は、レンズアレイ506を不図示としたホルダー505の前側の概略斜視図である。図6(b)に示すようにホルダー505の取付部507の上部にはレンズ取付部701aとレンズ取付部701bとが形成されている。また、前述の通り、取付部507の上部には貫通孔906が形成されており。レンズ取付部701aとレンズ取付部701bとは貫通孔906を介して互いに対向するように配置されている。これらレンズ取付部701aとレンズ取付部701bとの間にレンズアレイ506が挿入され、レンズアレイ506がレンズ取付部701aとレンズ取付部701bとに接着剤にて固定される。
図6(c)は、ホルダー505の取付部507を光プリントヘッド105の長手方向に垂直な面で切断したときの断面図である。図6(c)に示すように、取付部507は第1側壁部800と第2側壁部801とを備え、これらの間に基板502が配置されている。ホルダー505の下側には開口703が形成されている。基板502は開口703からホルダー505内部の空間に挿入され、第1側壁部800の側壁面800bと第2側壁部801の側壁面801bとに接着される。
第1側壁部800の側壁面800bと基板502とは、光プリントヘッド105の移動方向と光プリントヘッドの長手方向(感光ドラム103の回転軸線方向)との双方に垂直な垂直方向において対向している。言い換えれば、側壁面800bと基板502とは左右方向において対向している。
同様に、第2側壁部801の側壁面801bと基板502とは、光プリントヘッド105の移動方向と光プリントヘッドの長手方向(感光ドラム103の回転軸線方向)との双方に垂直な垂直方向において対向している。言い換えれば、側壁面801bと基板502とは左右方向において対向している。
また、第1側壁部800のうち基板502と対向する面(側壁面800b)とは反対側の面(側壁面800a)にはリブ600aが形成されている。リブ600aは、図6(c)で言うと側壁面800aから左側に向けて突出した突起である。ここで、リブ600aは側壁面800aの下側の端部から左側に向けて突出している。リブ600aを側壁部800の下側端部に形成することで取付部507の剛性をより高めることが出来る。そのため、リブ600aは側壁部800のうち可能な限り開口703に近い位置に形成することが望ましい。本実施の形態において、リブ600aの左右方向の厚さ(幅)は第1側壁部800の左右方向の厚さと等しく1.5mmである。しかしながら、リブ600aの左右方向の厚さ(幅)は、必ずしも第1側壁部800の左右方向の厚さと等しい必要はない。リブ600aの左右方向の厚さ(幅)は、第1側壁部800の左右方向の厚さ(幅)の半分以上の厚さであれば構わない。
同様に、第2側壁部801のうち基板502と対向する面(側壁面801b)とは反対側の面(側壁面801a)にはリブ600bが形成されている。リブ600bは、図6(c)で言うと側壁面801aから右側に向けて突出した突起である。ここで、リブ600bは側壁面801aの下側の端部から右側に向けて突出している。リブ600bを側壁部800の下側端部に形成することで取付部507の剛性をより高めることが出来る。そのため、リブ600bは側壁部800のうち可能な限り開口703に近い位置に形成することが望ましい。本実施の形態において、リブ600bの左右方向の幅は第2側壁部801の左右方向の幅と等しく1.5mmである。しかしながら、リブ600bの左右方向の幅は、必ずしも第2側壁部801の左右方向の幅と等しい必要はない。リブ600bの左右方向の幅は、第2側壁部801の左右方向の厚さの半分以上の厚さであれば構わない。
なお、取付部507の剛性を効果的に高めるためには、本実施の形態のように移動機構640によって移動する光プリントヘッド105の移動方向と光プリントヘッド105の長手方向との双方に垂直な方向において、取付部507の一方側の面(側壁面800a)と他方側の面(側壁面801a)との双方からリブ600を突出させることが望ましい。しかしながら、側壁面800aにはリブ600aを形成せずに側壁面800aのみにリブ600bを形成する構成でも構わない。同様に、側壁面801aにはリブ600bを形成せずに側壁面800aのみにリブ600aを形成する構成でも構わない。このように、側壁面800aもしくは側壁面801aのうち、いずれか一方側の面のみにリブ600を形成する構成でも構わない。このような構成の場合、側壁面800aと側壁面801aの双方にリブ600を形成した取付部507に比べて、その剛性は劣るものの、リブ600を有さない取付部507よりは剛性を高めることが出来る。
(移動機構)
次に、光プリントヘッド105を露光位置と退避位置とに移動させる移動機構640について説明する。以下に説明する通り、移動機構640は光プリントヘッド105を露光位置と退避位置とに往復移動させる。ここで、露光位置とは、光プリントヘッド105が感光ドラム103を露光するために、ドラムユニット518に対して位置決めされた位置のことである。退避位置とは、ユーザやサービスマン等の作業者がドラムユニット518を交換するために、露光位置よりも光プリントヘッド105をドラムユニット518から退避させた位置のことである。
次に、光プリントヘッド105を露光位置と退避位置とに移動させる移動機構640について説明する。以下に説明する通り、移動機構640は光プリントヘッド105を露光位置と退避位置とに往復移動させる。ここで、露光位置とは、光プリントヘッド105が感光ドラム103を露光するために、ドラムユニット518に対して位置決めされた位置のことである。退避位置とは、ユーザやサービスマン等の作業者がドラムユニット518を交換するために、露光位置よりも光プリントヘッド105をドラムユニット518から退避させた位置のことである。
図3に示すように移動機構640は第1リンク機構861と、第2リンク機構862と、スライド部525と、第1支持部526を備える。第1リンク機構861はリンク部材651とリンク部材653を備え、第2リンク機構862はリンク部材652とリンク部材654を備える。図3に示すように、リンク部材651とリンク部材653、リンク部材652とリンク部材654はそれぞれλ型のリンク機構を構成する。
図7(a)は、移動機構640の手前側を左側から見た概略斜視図である。また、図7(b)は、移動機構640の手前側を右側から見た概略斜視図である。
以下、図7(a)、図7(b)、図8(a)および図8(b)を用いて、第1リンク機構861について説明する。図8(a)は、第1リンク機構861を感光ドラム103の回転軸線に沿った面で切断した断面図を右側から見た図である。第1リンク機構861は、リンク部材651と、リンク部材653を備える。第1リンク機構861を構成するリンク部材651およびリンク部材653はそれぞれ単一のリンク部材であるが、複数のリンク部材を組み合わせて構成しても良い。図8(a)および(b)に示すように、リンク部材653の長手方向の長さはリンク部材651の長手方向の長さよりも短い。
リンク部材651は、軸受部610、押圧部の一例としての突起655、および接続軸部538、を備える。なお、リンク部材651全体として1つの押圧部と捉えても構わない。軸受部610はリンク部材651の長手方向の一端側に設けられている。突起655は、リンク部材651の長手方向の他端側に設けられた、リンク部材651の回動軸線方向に立設した円柱状の突起であって、光プリントヘッド105のホルダー505側に設けられたバネを変形させるための突起である。接続軸部538はリンク部材651の長手方向において軸受部610と突起655との間に設けられている。なお、第1移動部は突起655に限らず、リンク部材651の長手方向の一端側が回動軸線方向に屈曲した構造でも構わない。
軸受部610には図8(a)の左右方向に延びる円形の中空孔が形成されている。スライド部525には嵌合軸部534が設けられている。嵌合軸部534はスライド部525から図8(a)の左方向に立設した円柱状の突起である。嵌合軸部534は軸受部610の孔に対して回動可能に嵌合されることで第1接続部を形成する。すなわち、リンク部材651は第1接続部を回動中心としてスライド部525に対して回動可能となっている。ここで、嵌合軸部534がリンク部材651側に形成され、軸受部610がスライド部525に形成されていても構わない。
リンク部材653は、接続軸部530を備える。接続軸部530はリンク部材653の長手方向の一端側に設けられている。接続軸部530はリンク部材653から図8(a)の左側に立設した円柱状の突起である。接続軸部530は第1支持部526に形成された孔に回転可能に挿入され、第3接続部を形成する。ここで、接続軸部530はリンク部材653ではなく、第1支持部526に形成されていても構わない。すなわち、リンク部材653に形成された孔に第3支持部に形成された接続軸部530が挿入されていてもよい。
リンク部材653の長手方向の他端側には図8(a)の左右方向に延びる円形の孔が形成されている。当該孔にはリンク部材651の接続軸部538が回動可能に挿入されており、接続軸部538とリンク部材653の孔は第4接続部を形成する。すなわち、リンク部材653は、第3接続部を回動中心に第1支持部526に対して回動可能であり、第4接続部を回動中心にリンク部材651に対して回動可能となっている。ここで、接続軸部538はリンク部材651ではなく、リンク部材653に形成されていても構わない。すなわち、リンク部材651に形成された孔にリンク部材653に形成された接続軸部538が挿入されてもよい。
なお、第2リンク機構862の構成についても、上で説明した第1リンク機構861の構成と同様である。第2リンク機構862が備えるリンク部材652およびリンク部材654は、それぞれリンク部材651およびリンク部材653に対応する。したがって、リンク部材652を構成する部材全体として1つの押圧部と捉えることができる。また、第1接続部に対応して、リンク部材652の長手方向の一端側とスライド部525との接続部分は第2接続部を構成する。なお、移動機構640の実施の形態はリンク部材653とリンク部材654のいずれか一方を省略しても良い。
以上の構成により、スライド部525が第1支持部526に対して前側から後側へスライド移動すると、スライド部525と共に嵌合軸部534に嵌合した軸受部610が第1支持部526に対して前側から後側へスライド移動する。これにより、図8(a)に示すように第1リンク機構861を右側から見た時、リンク部材651は嵌合軸部534を回動中心として時計回りに回動し、かつ、リンク部材653は接続軸部530を回動中心として反時計回りに回動する。よって、突起655が露光位置から退避位置へと向かう方向へ移動する。
一方、スライド部525が第1支持部526に対して後側から前側へスライド移動すると、リンク部材651およびリンク部材653は図8(a)に記載の矢印とは逆方向に移動する。スライド部525が、第1支持部526に対して後側から前側へスライド移動するとスライド部525と共に嵌合軸部534に嵌合した軸受部610が第1支持部526に対して後側から前側へスライド移動する。これにより、図8(a)に示すように第1リンク機構861を右側から見た時、リンク部材651は嵌合軸部534を回動中心として反時計回りに回動し、かつ、リンク部材653は接続軸部530を回動中心として時計回りに回動する。よって、突起655は退避位置から露光位置へと向かう方向へ移動する。
なお、(1)接続軸部538の回動中心軸と軸受部610の回動中心軸との距離をL1、(2)接続軸部538の回動中心軸と接続軸部530の回動中心軸との距離をL2、(3)接続軸部538の回動中心軸と突起655の回動中心軸との距離をL3とする。移動機構640において第1リンク機構861は、L1、L2、L3は互いに等しいスコットラッセル機構を形成する(図8(b)参照)。距離L1、L2、L3は等しくすることによって、嵌合軸部534のスライド移動方向に対して突起655が垂直に移動(図8(b)の点線A上)するため、上記のリンク機構において光プリントヘッド105をレンズの略光軸方向に移動させることができる。
ここで、第1リンク機構861と、第2リンク機構862と、のそれぞれを前後方向で逆の構造とし、スライド部525を前側から後側へスライド移動させると光プリントヘッド105が退避位置から露光位置に向けて移動し、スライド部525を後側から前側へスライド移動させると光プリントヘッド105が露光位置から退避位置に向けて移動する構成としても構わない。
また、光プリントヘッド105を移動させる機構は移動機構640に限らず、図9に示す移動機構940でも構わない。以下、図9を用いて移動機構940の構造を説明する。なお、移動機構640を構成する部材と実質的に同じ機能を有する部材には同じ符合を付して説明し、重複する説明は省略する場合がある。
図9に示すように、スライド部525の前側及び後側には第1カム部112および第2カム部113が設けられており、また、ホルダー505下側の前側及びホルダー905下側の後側には移動支持部114及び移動支持部115が設けられている。ここで、移動機構940において、第1カム部112と第2カム部113とが押圧部としての機能をもつ。
移動支持部114は被押圧部508aからスライド部525へ向けて突出した突起である。本実施の形態において、移動支持部114は被押圧部508aから下側に向けて突出している。ここで、本実施の形態においては、被押圧部508aと移動支持部114はそれぞれが別体の部材であるが、これらは一体的に成形されていても構わない。
移動支持部115は被押圧部508bからスライド部525へ向けて突出した突起である。本実施の形態において、移動支持部115は被押圧部508bから下側に向けて突出している。ここで、本実施の形態においては、被押圧部508bと移動支持部115はそれぞれが別体の部材であるが、これらは一体的に成形されていても構わない。
第1カム部112および第2カム部113には、後側から前側へ向かうに従ってホルダー505から離れる方向へ向けて傾斜した傾斜面が形成されている。第1カム部112の傾斜面は移動支持部114を支持し、第2カム部113の傾斜面は移動支持部115を支持する。
図9(a)は、露光位置に位置する光プリントヘッド105及び移動機構940を右側から見た概略図である。光プリントヘッド105が露光位置である際に、スライド部525が第1支持部526に対して前側から後側へ向けてスライド移動すると、スライド部525と共にスライド部525に設けられた第1カム部112および第2カム部113が第1支持部526に対して前側から後側へ向けてスライド移動する。これにより、ホルダー905に設けられた移動支持部114及び移動支持部115の下端が第1カム部112および第2カム部113に当接し、移動支持部114及び移動支持部115が第1カム部112および第2カム部113に沿って露光位置から退避位置へと向かう方向へ移動する。
図9(b)は、退避位置に位置する光プリントヘッド105及び移動機構940を右側から見た概略図である。光プリントヘッド105が退避位置である際に、スライド部525が第1支持部526に対して後側から前側へスライド移動すると、スライド部525と共にスライド部525に設けられた第1カム部112および第2カム部113が第1支持部526に対して後側から前側へ向けてスライド移動する。これにより、ホルダー905に設けられた移動支持部114及び移動支持部115の下端が第1カム部112および第2カム部113に沿って、退避位置から露光位置へと向かう方向へ押し上げられ移動する。
ここで、第1カム部112および第2カム部113と、のそれぞれが備える傾斜面の傾斜方向を前側から後側へ向けて下側に傾斜した構造としても構わない。この場合、スライド部525を前側から後側へスライド移動させると光プリントヘッド105が退避位置から露光位置に向けて移動し、スライド部525を後側から前側へスライド移動させると光プリントヘッド105が露光位置から退避位置に向けて移動する。
(露光位置に位置する光プリントヘッドに作用する力の説明)
図10は、露光位置に位置する光プリントヘッド105に作用する力について説明するための図である。図10に示す光プリントヘッド105は、光プリントヘッド105の手前側に設けられた当接ピン515と光プリントヘッド105の後側に設けられた当接ピン515がそれぞれドラムユニット518に突き当たった状態である。当接ピン514と当接ピン515とがドラムユニット518に突き当たっていることで、光プリントヘッド105と感光ドラム103との間に間隙が形成される。このときの光プリントヘッド105の位置が露光位置である。
図10は、露光位置に位置する光プリントヘッド105に作用する力について説明するための図である。図10に示す光プリントヘッド105は、光プリントヘッド105の手前側に設けられた当接ピン515と光プリントヘッド105の後側に設けられた当接ピン515がそれぞれドラムユニット518に突き当たった状態である。当接ピン514と当接ピン515とがドラムユニット518に突き当たっていることで、光プリントヘッド105と感光ドラム103との間に間隙が形成される。このときの光プリントヘッド105の位置が露光位置である。
図10に示すように、当接ピン514が設けられる第1取付部509aは、リンク部材651に押圧される第1被押圧部508aよりも光プリントヘッド105の長手方向における光プリントヘッド105の一端側に設けられている。本実施の形態においては、第1取付部509aは第1被押圧部508aよりも手前側に配置されている。当接ピン514とドラムユニット518とが接触する部分(以下、第1当接点とも称する)とリンク部材651が第1被押圧部509を押圧する部分(以下、第1押圧点とも称する)とは、主走査方向(前後方向)において距離Laだけずれている。ここで言う「主走査方向」は光プリントヘッド105の長手方向および感光ドラム103の回転軸線方向と一致する方向である。本実施の形態において、距離Laは14mmである。
また、図10に示すように、当接ピン515が設けられる第2取付部509bは、リンク部材652に押圧される第2被押圧部508bよりも光プリントヘッド105の長手方向における光プリントヘッド105の他端側に設けられている。本実施の形態においては、第2取付部509bは第2被押圧部508bよりも奥側に配置されている。当接ピン515とドラムユニット518とが接触する部分(第2当接点)とリンク部材652が第2被押圧部509を押圧する部分(第2押圧点)とは、主走査方向(前後方向)において距離Lbだけずれている。ここで言う「主走査方向」は光プリントヘッド105の長手方向および感光ドラム103の回転軸線方向と一致する方向である。本実施の形態において、距離Lbは14mmである。
また、図10に示すように、取付部507は第1被押圧部508aと第2被押圧部508bとの間に配置されている。言い換えれば、光プリントヘッド105の長手方向において、取付部507より手前側では第1被押圧部508aが取付部507と一体的に成形され、取付部507より奥側では第2被押圧部508bが取付部507と一体的に成形されている。本実施の形態において、リンク部材651が第1被押圧部508aを押圧する部分(第1押圧点)とリンク部材652が第2被押圧部508bを押圧する部分(第2押圧点)との間隔は395mmである。
本実施の形態において、ホルダー505は、当接ピン514と当接ピン515の間においてリンク部材651とリンク部材652とによってバネを介してドラムユニット518へ向けて押圧される。なお、リンク部材651と、リンク部材651と被押圧部508aの間に挟まれたバネと、を合わせて押圧部とも称する。同様に、リンク部材652と、リンク部材652と被押圧部508bの間に挟まれたバネと、を合わせて押圧部とも称する。
ホルダー505は、当接ピン514と当接ピン515とが共にドラムユニット518に当接した状態で、リンク部材651とリンク部材652とによってドラムユニット518に向けて押圧される。そのため、ホルダー505には図10中に矢印Mで示すように曲げモーメントが発生する。これにより、ホルダー505には、図10中で言うところの上向きの反りが発生する。言い換えれば、光プリントヘッド105が、当接ピン514と当接ピン515とが共にドラムユニット518に当接した状態で、リンク部材651とリンク部材652とによってドラムユニット518に向けて押圧されることで、押圧される方向へ向かう力が取付部507に付与される。
(取付部に形成されたリブについての説明)
図11に、取付部507にリブ600が形成された光プリントヘッド105の斜視図を示す。図11中における点線K(中間線)は、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端と他端との中間を示す。中間線Kから光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の他端までの距離X1と中間線Kから光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端までの距離X2は互いに等しい距離である。すなわち、中間線Kは、光プリントヘッド105の長手方向において取付部507の一端と他端とを結んだ線を等しく2等分する線である。
図11に、取付部507にリブ600が形成された光プリントヘッド105の斜視図を示す。図11中における点線K(中間線)は、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端と他端との中間を示す。中間線Kから光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の他端までの距離X1と中間線Kから光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端までの距離X2は互いに等しい距離である。すなわち、中間線Kは、光プリントヘッド105の長手方向において取付部507の一端と他端とを結んだ線を等しく2等分する線である。
リブ600は、この点線Kを光プリントヘッド105の長手方向に跨ぐように、光プリントヘッド105の長手方向に沿って延びて形成されている。リブ600の一部が点線Kに重なるように取付部507に形成されていることで、光プリントヘッド105の反りが抑制されている。
なお、本実施の形態では、リブ600は点線Kに重なり、かつ、光プリントヘッド105の長手方向における光プリントヘッド105の一端から他端までの長さの20%形成されている。しかしながら、好適にはリブ600は、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端側から他端側に亘って形成されていることが望ましい。
図12は、光プリントヘッド105が露光位置に位置する場合において取付部507の変形量(筺体変位の量)を光プリントヘッド105の長手方向に亘って計算した結果である。図12では、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の中心より手前方向を正、奥(後)方向を負として座標軸を示している。この図より、任意の主走査位置における光プリントヘッド105の変形量が分かる。計算した取付部507の変形量は、取付部507が移動機構640(940)による光プリントヘッドの移動方向へ変形した量である。以下に取付部507の変形量の計算に用いた解析モデルの条件を示す。
[解析モデル条件]
・第1押圧点と第2押圧点との間隔P:395mm
・第1当接点と第1押圧点との間隔La:14mm
・第2当接点と第2押圧点との間隔Lb:14mm
・リンク部材651が第1被押圧部を押圧する力:350g重
・リンク部材652が第2被押圧部を押圧する力:350g重
・ホルダー505の材質:LCP(Liquid Crystal Polymer)
・ホルダー505のヤング率:8.4×109[Pa]
・ホルダー505の厚さ:1.5mm
・リブ600のホルダー505からの突出量(リブ600の幅):1.5mm
図12に光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の変形量の計算結果を示す。図12に示すグラフ中において、実線で示す曲線はリブ600を有さない取付部507の変形量を、点線で示す曲線はリブ600を有する取付部507の変形量を示す。
・第1押圧点と第2押圧点との間隔P:395mm
・第1当接点と第1押圧点との間隔La:14mm
・第2当接点と第2押圧点との間隔Lb:14mm
・リンク部材651が第1被押圧部を押圧する力:350g重
・リンク部材652が第2被押圧部を押圧する力:350g重
・ホルダー505の材質:LCP(Liquid Crystal Polymer)
・ホルダー505のヤング率:8.4×109[Pa]
・ホルダー505の厚さ:1.5mm
・リブ600のホルダー505からの突出量(リブ600の幅):1.5mm
図12に光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の変形量の計算結果を示す。図12に示すグラフ中において、実線で示す曲線はリブ600を有さない取付部507の変形量を、点線で示す曲線はリブ600を有する取付部507の変形量を示す。
図12に示すように、リブ600を有さない取付部507の場合、上記の解析モデル条件において取付部507は最大で86μm変形してしまう。一方、光プリントヘッド105の長手方向において取付部507の一端から他端に亘ってリブ600を形成した場合、上記の解析モデル条件において取付部507の最大変形量は47μmまで低減することができる。
リブ600は、光プリントヘッド105の移動方向と光プリントヘッド105の長手方向との双方に垂直な垂直方向において、取付部507の一方側の面と他方側の面とから突き出た突起である。リブ600は、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端と他端との中間線Kを跨ぐように取付部507に形成されている。リブ600は、中間線Kを光プリントヘッド105の長手方向に跨いで、かつ、光プリントヘッド105の長手方向に延びて取付部507に形成されている。
このように、光プリントヘッド105の長手方向において取付部507を二等分する中間線Kを跨ぐようにリブ600を形成することによって、取付部507の変形量を低減することができる。
図13は、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端側にリブ620a(第1突出部の一例)を形成し、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の他端側にリブ620b(第2突出部の一例)を形成した光プリントヘッド105の概略斜視図である。リブ620aとリブ620bとは、光プリントヘッド105の長手方向と移動機構640によって移動する光プリントヘッド105の移動方向との双方に対して垂直な垂直方向において、取付部507の一方側のみに形成されていても構わないし、取付部507の他方側のみに形成されていても構わない。また、当然ながら、リブ620aとリブ620bとは、光プリントヘッド105の長手方向と移動機構640によって移動する光プリントヘッド105の移動方向との双方に対して垂直な垂直方向において、取付部507の一方側と他方側との双方に形成されていても構わない。ここで、取付部507の変形を引き起こす曲げモーメントについて考察する。この曲げモーメントの支点に相当する部分は、当接ピン514とドラムユニット518との当接部分および当接ピン515とドラムユニット518との当接部分である。また、力点に相当する部分は、リンク部材651が第1被押圧部508aを押圧する部分およびリンク部材652が第2被押圧部508bを押圧する部分である。したがって、取付部507のうちこれら支点と力点とに近い位置をリブ620aおよびリブ620bによって補強することで上記した曲げモーメントに起因する光プリントヘッド105の変形量を抑制することができる。
図14に示すグラフにおいて黒丸で示すプロットは、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長に対するリブ600の長さの割合を20%毎に変化させた場合の取付部507の変位抑制率を示す。ここで、変位抑制率について説明する。リブを有さない取付部507が、光プリントヘッド105が露光位置に位置するときに変形する変形量に対して、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長に対して100%の長さのリブ600を取付部507に形成した場合に抑制できた取付部507の変形量を最大変形抑制量とする。変形抑制率(変位抑制率とも称する)とは、この最大変形抑制量に対して実際に取付部507の変形を抑制できた量の割合である。
例えば、図12を用いて先に説明したように、リブ600を有さない取付部507の場合、光プリントヘッド105が露光位置に位置する場合に取付部507は最大で86μm変形する。光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長に対して100%の長さのリブ600を取付部507に形成した場合、取付部507の最大変形量は47μmである。したがって、最大変形抑制量は86μmと47μmの差分の39μmとなる。ここで、図14のグラフを参照する。例えば変形抑制率30%の場合に、取付部507の変形を抑制できる量は39μmの30%で約12μmとなる。
発明者の実験によると、取付部507の変形量を抑制する効果が顕著に表れるのは、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長に対するリブ600の長さの割合を15%以上に設定した場合である。ただし、取付部507の変形量を抑制する効果自体は、リブ600の長さに関わらず、リブ600を中間線Kを跨ぐように取付部507に形成することによって得ることが可能である。
図14中において実線で示す曲線は黒丸のプロットの近似曲線である。同様に図14中において点線で示す曲線は白丸のプロットの近似曲線である。白丸のプロットは、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長に対してリブ620aおよびリブ620bの長さの割合を20%毎に変化させた場合における取付部507の変形量について示したプロットである。なお、白丸で示すプロットにおいて、例えば「20%」のリブは、リブ620aとリブ620bとがそれぞれ、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長に対して10%ずつの長さを有するリブであることを示す。すなわち、本実施の形態において、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長は380mmあるため、この例では、リブ620aおよびリブ620bはそれぞれ38mmずつの長さのリブである。同様に、例えば「40%」のリブの場合、リブ620aおよびリブ620bはそれぞれ76mmずつの長さのリブである。
発明者の実験によると、取付部507の変形量を抑制する効果が顕著に表れるのは、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の全長に対するリブ620aおよびリブ620bの長さの割合を15%以上に設定した場合である。ただし、取付部507の変形量を抑制する効果自体は、リブ620aおよびリブ620bの長さに関わらず、リブ620aおよびリブ620bを中間線Kを跨ぐように取付部507に形成することによって得ることが可能である。
図14に示す計算結果より、リブ600のように中間線Kを跨ぐように取付部507にリブを形成しなくても、光プリントヘッド105の長手方向における取付部507の一端側にリブ620aを形成し且つ他端側にリブ620bを形成すれば、光プリントヘッド105が露光位置に位置するときの取付部507の変形量を抑制することが可能である。
また、ホルダー505はその自重によっても撓むことがある。リブ600や、リブ620aおよびリブ620bは、光プリントヘッド105自体の自重に起因するホルダー505の反りを抑制する効果もある。
図15(a)は、リブ721およびリブ722と、リブ720と、を光プリントヘッド705の移動方向において並べて形成した光プリントヘッド705の概略斜視図である。また、図15(b)は、図15(a)にて領域Sで示す部分で光プリントヘッド705を切断した断面図である。図15(b)に示すように、リブ720a(720b)とリブ721a(リブ721b)とを光プリントヘッド705の移動方向に並べて形成することにより、取付部707の剛性を高める。リブ720a(720b)とリブ721a(リブ721b)とは、互いに上下方向において間隔をあけて並んで形成されている。
図15(a)に示す光プリントヘッド705の取付部707には切り欠き650が形成されている。この切り欠き650からは、取付部707の内部に収容される基板502のコネクタが露出する。コネクタには不図示のフレキシブルフラットケーブル(FFC)が接続されており、基板502へ電気信号を伝える。切り欠き650から基板502のコネクタが露出していることで、サービスマンのような作業者が、基板502のコネクタに対するFFCの着脱作業を容易に行うことが可能となる。
図15(a)および図15(b)に示すように、リブ720は取付部707のうちホルダー755の開口703側の端部において光プリントヘッド705の長手方向に沿って形成されている。リブ721は、切り欠き650よりも取付部707の手前側と切り欠き650よりも取付部707の奥側とに形成されている。このように、リブ720とリブ721とが光プリントヘッド705の移動方向において複数列に並んで形成された領域と、リブ720とリブ722とが光プリントヘッド705の移動方向において複数列に並んで形成された領域と、を取付部707に設けることで取付部707の剛性を高めることが出来る。
ここで、本実施の形態において、リブ720およびリブ721(リブ722)それぞれの上下方向の厚さは1mmである。またリブ720とリブ721(リブ722)との間隔は1.5mmである。取付部707の剛性をより高めるためにはリブ720とリブ721(リブ722)の間隔は小さい方が好ましく、リブ720もしくはリブ721(リブ722)のうち上下方向の厚さが厚い方のリブの厚さの3倍以下の間隔であることが好ましい。具体的には、リブ720の上下方向の厚さが1mm、リブ721(リブ722)の上下方向の厚さが1mmの場合、リブ720とリブ721(リブ722)の間隔は3mm以下とすることが好ましい。
507 取付部
508a 第1被押圧部
508b 第2被押圧部
509a 第1取付部
509b 第2取付部
514 当接ピン
515 当接ピン
600 リブ
K 中間線
508a 第1被押圧部
508b 第2被押圧部
509a 第1取付部
509b 第2取付部
514 当接ピン
515 当接ピン
600 リブ
K 中間線
Claims (11)
- 回転可能な感光ドラムを有するドラムユニットを備える画像形成装置に取り付けられる長手形状の光プリントヘッドであって、
前記感光ドラムを露光するための光を出射する複数の発光素子が光プリントヘッドの長手方向に沿って並べられた基板と、
前記複数の発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光させるレンズアレイと、
前記基板と前記レンズアレイとを有する樹脂製のホルダーと、を有し、
前記ホルダーは、
前記基板が取り付けられる取付部と、
光プリントヘッドを前記ドラムユニットへ近付く方向に向けて押圧して、光プリントヘッドを前記ドラムユニットから離れた位置から前記ドラムユニットへ向けて移動させる押圧部が接触し、前記長手方向において前記取付部よりも一方側で前記取付部と一体的に成形された第1被押圧部と、前記長手方向において前記取付部よりも他方側で前記取付部と一体的に成形された第2被押圧部と、
前記押圧部によって押圧されて前記移動をする光プリントヘッドを前記感光ドラムを露光するための位置で位置決めするために、前記長手方向において前記第1被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第1被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第1位置決め部と前記長手方向において前記第2被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第2被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第2位置決め部と、
前記長手方向と前記移動の方向との双方に垂直な垂直方向における前記基板の一方側に対向する第1側壁部と、
前記垂直方向における前記基板の他方側に対向する第2側壁部と、
前記第1位置決め部と前記第2位置決め部とが前記ドラムユニットに当接した状態において前記第1被押圧部と前記第2被押圧部とが前記押圧部によって前記ドラムユニットに向けて押圧されて、当該押圧される方向に力が付与される前記取付部が当該押圧される方向に変形することを抑制するために、前記第1側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、の少なくともいずれか一方側の面から突出し、前記長手方向において前記取付部を二等分する線を前記長手方向に跨いで延びる突出部と、
を備えることを特徴とする光プリントヘッド。 - 前記突出部は、前記第1側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、のいずれの面にも形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光プリントヘッド。
- 前記垂直方向における前記突出部の幅は、前記垂直方向における前記第1側壁部の幅と前記垂直方向における前記第2側壁部の幅のいずれの幅以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光プリントヘッド。
- 前記長手方向における前記突出部の長さは、前記長手方向における前記取付部の端部間の距離の長さの15%以上であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の光プリントヘッド。
- 回転可能な感光ドラムを有するドラムユニットを備える画像形成装置に取り付けられる長手形状の光プリントヘッドであって、
前記感光ドラムを露光するための光を出射する複数の発光素子が光プリントヘッドの長手方向に沿って並べられた基板と、
前記複数の発光素子から出射された光を前記感光ドラムに集光させるレンズアレイと、
前記基板と前記レンズアレイとを有する樹脂製のホルダーと、を有し、
前記ホルダーは、
前記基板が取り付けられる取付部と、
光プリントヘッドを前記ドラムユニットへ近付く方向に向けて押圧して、光プリントヘッドを前記ドラムユニットから離れた位置から前記ドラムユニットへ向けて移動させる押圧部が接触し、前記長手方向において前記取付部よりも一方側で前記取付部と一体的に成形された第1被押圧部と、前記長手方向において前記取付部よりも他方側で前記取付部と一体的に成形された第2被押圧部と、
前記押圧部によって押圧されて前記移動をする光プリントヘッドを前記感光ドラムを露光するための位置で位置決めするために、前記長手方向において前記第1被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第1被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第1位置決め部と前記長手方向において前記第2被押圧部の前記取付部が設けられている側とは反対側で前記第2被押圧部と一体的に成形され前記ドラムユニットに当接する第2位置決め部と、
前記長手方向と前記移動の方向との双方に垂直な垂直方向における前記基板の一方側に対向する第1側壁部と、
前記垂直方向における前記基板の他方側に対向する第2側壁部と、
前記第1位置決め部と前記第2位置決め部とが前記ドラムユニットに当接した状態において前記第1被押圧部と前記第2被押圧部とが前記押圧部によって前記ドラムユニットに向けて押圧されて、当該押圧される方向に力が付与される前記取付部が当該押圧される方向に変形することを抑制するために、前記第1側壁部のうち前記基板と対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と対向する面とは反対側の面と、の少なくともいずれか一方側の面から突出し、前記長手方向における前記取付部の一端側において前記長手方向に延びる第1突出部と前記第1突出部が形成された面のうち前記長手方向における前記取付部の他端側において前記長手方向に延びる第2突出部と、
を備えることを特徴とする光プリントヘッド。 - 前記第1突出部は、前記第1側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、のいずれの面にも形成されていることを特徴とする請求項5に記載の光プリントヘッド。
- 前記第2突出部は、前記第1側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と前記垂直方向において対向する面とは反対側の面と、のいずれの面にも形成されていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の光プリントヘッド。
- 前記垂直方向における前記第1突出部の幅と前記垂直方向における前記第2突出部の幅とは、前記垂直方向における前記第1側壁部の幅と前記垂直方向における前記第2側壁部の幅のいずれの幅以上であることを特徴とする請求項5から請求項7までのいずれか1項に記載の光プリントヘッド。
- 前記長手方向における前記第1突出部の長さと前記長手方向における前記第2突出部の長さは、前記長手方向における前記取付部の端部間の距離の長さの15%以上であることを特徴とする請求項5から請求項8までのいずれか1項に記載の光プリントヘッド。
- 前記取付部は、前記第1側壁部のうち前記基板と対向する面とは反対側の面と、前記第2側壁部のうち前記基板と対向する面とは反対側の面と、の少なくともいずれか一方側の面から突出し前記長手方向に延びる第3突出部を備え、
当該第3突出部は、前記押圧部によって押圧されて移動する前記光プリントヘッドの移動の方向において、前記第1突出部と前記第2突出部のうち少なくともいずれか一方と間隔を隔てて並ぶように前記取付部に形成されていることを特徴とする請求項5から請求項9までのいずれか1項に記載の光プリントヘッド。 - 前記感光ドラムと、
請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の光プリントヘッドと、
前記光プリントヘッドにより前記感光ドラム上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像することによって前記感光ドラム上にトナー像を形成する現像手段と、
前記現像手段により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
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