JP3677369B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発光素子列をカラー画像信号に基づいてそれぞれ発光駆動させることによりカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置におけるカラー画像の形成方式としては、画像形成速度が比較的速いタンデム方式が挙げられる。このタンデム方式は、LED(発光ダイオード)素子等の発光素子を直線状に配列させたヘッド基板やこのヘッド基板の発光素子からの光を受ける感光体、感光体上の静電潜像を現像する現像器、現像によって形成されたトナー像を記録紙に転写する転写器等の単色の画像形成動作を実行するための構成要素を、例えばイエロ(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)のカラー画像信号毎にそれぞれ設けて、各色毎に静電潜像の形成から少なくとも転写までの動作を繰り返し実行する方式である。該方式の例は、たとえば特開昭53−96838号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のタンデム方式を採用した画像形成装置によれば、高精細なカラー画像を得るために、各ヘッド基板の発光素子列同士や、発光素子列と対応する感光体等を極めて高精度に位置合わせしなければならない。例えば、1画素のサイズが100μm×100μmである場合、記録紙上で重ね合わせる各トナー像の位置精度としては±30μm以内の精度が求められているため、画像形成装置を構成する各要素の位置合わせにも極めて高度の技術が要求され、またこれに伴って装置価格の著しい上昇を招いていた。
【0004】
本発明の目的は、複数の発光素子列同士を容易に、かつ高精度に位置合わせすることができる画像形成装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、支持体を背後に配設させた、フレキシブル性を備えた基準プレート上に、発光素子列を有するN個(Nは2以上の自然数)のヘッド基板を各発光素子列が略平行となるように取着させた露光手段と、前記露光手段の各発光素子の光を受けて静電潜像が形成されるN個の感光体とを備えて成る画像形成装置であって、前記支持体の各前記ヘッド基板の両側位置で、隣接する前記ヘッド基板間では中央位置にネジ孔を設けるとともに、前記基準プレートの前記支持体側の面に前記ネジ孔に螺着させるネジ部材を取着し、前記ネジ孔への前記ネジ部材の螺着度合を調整することによって各前記ヘッド基板の各発光素子の感光体への光照射角度を調節するようになしたことを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
(第1形態)
図1は本発明の画像形成装置の第1形態を示す側面図、図2は図1をX方向から見た正面図、図3は図1の画像形成装置に用いられる露光手段の一例を示す平面図である。
【0008】
これらの図に示す画像形成装置はY、M、C、Kの4色のカラー画像を形成するタンデム方式を採用した装置であり、大略的に、4つの発光素子列2Y,2M,2C,2Kが個別に配設された4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1K、レンズ部材3、ホルダ4、基準プレート5、ネジ孔6aが設けられた支持体6及びネジ部材7から成る露光手段Aと、4つの感光体ドラム8Y,8M,8C,8K、4つのイレーサ9Y,9M,9C,9K、該イレーサからの光を各感光体ドラムに導く4つの導光部材10、4つの現像器11Y,11M,11C,11K、4つのクリーナ12Y,12M,12C,12K、4つの帯電器13Y,13M,13C,13K、転写ベルト14等を含んで構成される。
【0009】
4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの各発光素子列2Y,2M,2C,2Kは、例えば、直線状に配列された複数のLED素子から成るLEDアレイチップを複数個、列状に配置させて成り、各色のカラー画像信号に基づいて駆動される。これらのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kは、例えば、2つの回路基板間に発光素子列2Y,2M,2C,2Kを挟持して構成される。
【0010】
そして上述した4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kは、所定のフレキシブル性を備えた基準プレート5に、発光素子列2Y,2M,2C,2Kが相互に所定の間隔で略平行に配列するようにして取着される。
【0011】
この基準プレート5は、4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kを共通に取着させることで画像形成装置への取り付けを容易にするためのものであり、これによって4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kを後述する感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kに対して一括的に位置合わせすることができる。このような基準プレート5は、例えば、アルミニウム等の金属や液晶ポリマー等の樹脂,ガラス等によって形成され、該プレート5をアルミニウムで形成する場合には2mm〜7mmの厚みに、またヘッド基板1Y,1M,1C,1Kが取着される部位には厚み5mm〜50mmの4つの凸部5aを設けておく。このとき、隣接する発光素子列同士の間隔は50〜100mmに、また4つの発光素子列の配列方向、すなわち図1紙面中で左右方向に沿った基準プレート5の長さは概ね200mm〜400mmに選ばれる。
【0012】
そして、このような各発光素子列2Y,2M,2C,2Kからの光はレンズ部材3を介して各感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kに向けて照射される。レンズ部材3としては、例えば、発光素子列を構成する複数のLEDアレイチップに1対1に対応する複数の非球面単レンズを用いる。
【0013】
また前記レンズ部材3はホルダ4によってヘッド基板1Y,1M,1C,1Kに保持され、発光素子列2Y,2M,2C,2Kの光照射方向と対応するレンズ部材3の光軸方向とが略一致するように位置合わせされる。
【0014】
また一方、前述した4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kを取着させた基準プレート5の背後には支持体6が配置される。
【0015】
前記支持体6は基準プレート5に取着した4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kと各感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kとの間の距離が一定に保たれるように前記基準プレート5を画像形成装置内の所定箇所に固定するためのものであり、基準プレート5よりもフレキシブル性の低い材料、例えば厚み5mm〜10mmのSUS等により形成される。
【0016】
そして、前記支持体6は、その厚み方向で、前述した4つの発光素子列2Y,2M,2C,2Kと直交する方向に係る各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの両側位置、具体的には隣接するヘッド基板間の中央位置にネジ孔6aを有しており、このネジ孔6aに基準プレート5の下面に取着されたネジ部材7を螺着させるようにしている。
【0017】
前記ネジ部材7は、図4に示す如く、支持体6に設けたネジ孔6aへの螺着度合を調整することによって各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの発光素子の光の照射角度を調節するためのものであり、その先端部を基準プレート5の他主面に固定した係止部材7aに係止させておくことにより基準プレート5に取着される。例えば、ネジ部材7−7間の距離がLで、ヘッド基板の向きを角度θだけ傾斜させようとする場合、一方のネジ部材7を他方のネジ部材7よりもL・tanθだけ深く螺着させるか、もしくはL・tanθだけ浅く螺着させるように調節することにより、フレキシブル性を備えた基準プレート5をヘッド基板の両側で押し・引きして変形させる。このような角度調節を行うことによって、ヘッド基板が基準プレート5に取着された後であっても、各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの取り付け角度を個別に微調整することができる。従って、画像形成装置を組み立てる際にヘッド基板の基準プレート5への取着位置や感光体ドラムの取り付け位置が若干ずれたとしても、前述の如く各ネジ部材7の螺着度合を調節することによって発光素子からの光の照射位置を簡単に修正することができ、画素ずれの発生が有効に防止されるようになる。
【0018】
尚、前記支持体6は、隣接するネジ部材間に基準プレート5に当接する突起6bを有しており、この突起6bによって各ヘッドの焦点距離が異なる場合であっても対応できるようにしている。
【0019】
一方、前述した各ヘッド基板の長さ方向(図2の左右方向)に係る両端部には、先端部にコロ16を有した一対のスペーサ15が取着されており、該スペーサ15のコロ16を感光体ドラムに当接させることによって各発光素子列2Y,2M,2C,2Kと各感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kとの間の距離を一定に保つようにしている。
【0020】
前記感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kはその各々が、例えば、円筒状の基体表面にアモルファスシリコン等の感光体層を被着して成り、この感光体層の外表面には各発光素子列2Y,2M,2C,2Kからの光を受けて静電潜像が形成される静電潜像形成位置が設定される。各感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kの直径は、例えば、16mm〜30mmに選ばれる。
【0021】
各感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kの周辺部には、各静電潜像形成位置を基準として回転方向下流側に向かって順番に、現像器11Y,11M,11C,11K、転写ベルト14、クリーナ12Y,12M,12C,12K、帯電器13Y,13M,13C,13K及びイレーサ9Y,9M,9C,9Kがそれぞれ配置される。転写ベルト14は、4つの感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kに対して共通に設けられる。
【0022】
前記感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kは、ホルダ17によって保持される。このホルダ17は、具体的に、前述した露光手段Aの基準プレート5と一体的に形成されており、各感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kの回転軸18と係合するようになっている。ここで、各感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kの回転方向と、各発光素子列2Y,2M,2C,2KのLED素子の配列方向とが略一致するようにして位置合わせされる。尚、前記ホルダ17は、例えば、熱膨張係数が−5×10-6〜10×10-6の材料で実現することが好ましい。
【0023】
カラー画像の形成はY、M、C、Kの順番に行われ、まず帯電器13Yによって帯電された感光体ドラム8Yの外表面に、Yのカラー画像信号に基づいて発光素子列2Yからの光が照射され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器11YによってYのトナーで現像され、所定のトナー画像が形成される。このトナー画像は、ローラ19によって感光体ドラム8Yに当接された転写ベルト14に転写される。
【0024】
次に、帯電器13Mによって帯電された感光体ドラム8Mの外表面に、Mのカラー画像信号に基づく発光素子列2Mからの光によって静電潜像が形成され、転写ベルト14に転写される。同様にして、C及びKのトナー画像が転写ベルト14に転写され、これらのトナー画像は更に、所定の記録紙20に転写され、定着されて、カラー画像が形成される。
【0025】
以上のような第1形態の画像形成装置によれば、1個の基準プレート5上に4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kを取着させるようにしたので、ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kと感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kとをスペーサ15等を用いて高精度かつ簡単に位置合わせすることができ、画像形成装置を組み立てるにあたって位置調整のための作業が簡略化される。しかも、前記基準プレート5は所定のフレキシブル性を備えており、隣接するヘッド基板間の位置に取着したネジ部材7によって基準プレート5を支持体6側に押し・引きすることで各ヘッド基板の向きを変えることができるため、画像形成装置を組み立てる際にヘッド基板の基準プレート5への取着位置や感光体ドラムの位置が若干ずれたとしても、各ネジ部材7の螺着度合を調節することによって発光素子の光照射角度を簡単に修正することができ、画素ずれの無い良好なカラー画像を形成することが可能となる。
【0026】
(第2形態)次に本発明の他の形態について説明する。尚、上述した第1形態のものと同様の構成要素については同じ参照符を用いることとし、重複する説明を省略する。図5は本発明の第2形態に係る画像形成装置の側面図であり、同図に示す画像形成装置は、発光素子列2Y,2M,2C,2Kを夫々設けた4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kを各発光素子列が略平行に配列するようにして平坦な基準プレート5’に取着させた構造を有している。また前記基準プレート5’の背後に配置されている支持体6の厚み方向には、ヘッド基板の配列方向に係る各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの両端部近傍にネジ孔6aが設けられており、前記基準プレート5’の下面に取着されるネジ部材7’が支持体6のネジ孔6aに螺着されるようにして支持体6上に配置させている。尚、基準プレート5’の一主面には、位置決め用のマーカーが設けられており、このマーカーに対して各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの四隅を位置合わせするようになっている。
【0027】
このような第2形態の画像形成装置においても、ネジ部材7’のネジ孔6aへの螺着度合を調整することによって各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの発光素子の光照射角度を調節するようになっており、先に述べた第1形態のものと同様に、ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kと感光体ドラム8Y,8M,8C,8Kとをスペーサ15等を用いて高精度かつ簡単に位置合わせすることができ、画像形成装置を組み立てるにあたって位置調整のための作業が簡略化される。
【0028】
(参考例)また、図6は本発明の参考例に係る画像形成装置の側面図であり、同図に示す画像形成装置は、発光素子列2Y,2M,2C,2Kを夫々設けた4つのヘッド基板1Y,1M,1C,1Kを各発光素子列が略平行に配列するようにして平坦な基準プレート5’に取着させてあり、更に前記ヘッド基板1Y,1M,1C,1K及び基準プレート5間で、ヘッド基板の配列方向に係る各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの両端部近傍に厚み調整部材21を介在させるようにしている。
【0029】
前記厚み調整部材21としては、バイモルフ型の圧電素子や中空パイプ,カム等が用いられ、例えばバイモルフ型の圧電素子を採用する場合には各素子への印加電力を調節することによって圧電素子の厚みを変化させ、また中空パイプを採用する場合にはパイプの中にエアや油を注入し、その注入量を調節することによってパイプの外形を変化させる。このような厚み調整部材21をヘッド基板1Y,1M,1C,1K及び基準プレート5間に介在させておくことにより、各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの発光素子の光照射角度を調整することができる。
【0030】
このような参考例の画像形成装置においても、厚み調整部材21の厚みを変化させることによって各ヘッド基板1Y,1M,1C,1Kの発光素子の光照射角度を調節することができ、先に述べた第1形態,第2形態のものと同様に、画像形成装置を組み立てるにあたって位置調整のための作業が簡略化される。
【0031】
尚、本発明は上述した形態のもの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において種々の変更、改良等が可能である。例えば、上述の第1〜第2形態ではY,M,C,Kの4色のカラー画像を形成する例について説明したが、カラー画像は4色に限るものではなく、N個(Nは2以上の自然数)のカラー画像信号によってN色のカラー画像を形成する例も本発明の範囲に属するものである。
【0033】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、N個のヘッド基板とN個の感光体ドラムとを高精度かつ簡単に位置合わせすることができ、画像形成装置を組み立てるにあたって位置調整のための作業が簡略化される。
【0034】
また本発明の画像形成装置によれば、ネジ部材を用いてN個のヘッド基板の向きを個別に変えることができるため、画像形成装置を組み立てる際にヘッド基板の基準プレートへの取着位置や感光体ドラムの位置が若干ずれたとしても、その後でネジ部材の螺着度合を調節することによって発光素子からの光の照射位置を簡単に修正することができ、画素ずれの無い良好なカラー画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1形態に係る画像形成装置の側面図である。
【図2】図1の画像形成装置をX方向から見た正面図である。
【図3】図1の画像形成装置に用いられる露光手段の一例を示す平面図である。
【図4】ヘッド基板の向きを調整する作業について説明するための側面図である。
【図5】本発明の第2形態に係る画像形成装置の側面図である。
【図6】本発明の第3形態に係る画像形成装置の側面図である。
【符号の説明】
1Y,1M,1C,1K ヘッド基板
2Y,2M,2C,2K 発光素子列
5、5’ 基準プレート
6 支持体
6a ネジ孔
7 ネジ部材
8Y,8M,8C,8K 感光体ドラム
21 厚み調整部材
Claims (1)
- 支持体を背後に配設させた、フレキシブル性を備えた基準プレート上に、発光素子列を有するN個(Nは2以上の自然数)のヘッド基板を各発光素子列が略平行となるように取着させた露光手段と、
前記露光手段の各発光素子の光を受けて静電潜像が形成されるN個の感光体とを備えてなる画像形成装置であって、
前記支持体の各前記ヘッド基板の両側位置で、隣接する前記ヘッド基板間では中央位置にネジ孔を設けるとともに、前記基準プレートの前記支持体側の面に前記ネジ孔に螺着させるネジ部材を取着し、前記ネジ孔への前記ネジ部材の螺着度合を調整することによって各前記ヘッド基板の各発光素子の感光体への光照射角度を調節するようになしたことを特徴とする画像形成装置。
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