JP4207767B2 - 光書込ヘッドの位置決め構造 - Google Patents

Description

本発明は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ（これらの複合機も含む）等の電子写真方式の記録装置を備えた画像形成装置において、一様に帯電された感光体ドラムの表面に光画像情報を書き込み、静電潜像を形成させる為の光書込ヘッドを、感光体ドラムに対して相対的に位置決めする為の構造に関する。

上記電子写真方式の記録装置としては、ドラムユニット（ドラムカートリッジ）或いは現像器も含むプロセスユニット（プロセスカートリッジ）に組込まれた感光体ドラムを、これらユニットを介して画像形成装置本体に位置決め設置し、これらユニットに対して、光書込ヘッド（発光素子アレイ）を、感光体ドラムとの正規の相対的位置関係に位置決め設置するよう構成されたものが挙げられる。特許文献１は、このような電子写真方式の記録装置を備えた画像形成装置の一例を示すものである。

また、図６は、感光体ドラム１１０をユニット筐体１０１内に軸回転可能に支持する感光体ドラムユニット１００を画像形成装置本体の所定位置に設置し、ＬＥＤ等からなる光書込ヘッド１２０を画像形成装置のメンテナンス用開閉蓋１３０の内側に取付け、この開閉蓋１３０を閉めた時に、感光体ドラム１１０と光書込ヘッド１２０との相対的な位置決めがなされるように構成した例を示すものである。この例では、上記筐体１０１の表面に被位置決め用の凹部１０２を形成し、光書込ヘッド１２０には位置決めピン１２１を設け、開閉蓋１３０を閉めた時には、凹部１０２に位置決めピン１２１が受容され、これにより光書込ヘッド１２０が感光体ドラム１１０に対して正規の相対的位置になるよう位置決めされるのである。
特開２００２−９１２６８号公報

上記後者の記録装置における感光体ドラムユニット１００は、合成樹脂等の成型体から成る筐体１０１と、筐体１０１に固定されたドラム軸１１１と、ドラム軸１１１に軸回転可能に支持された感光体ドラム１１０とを含み、更に帯電器１０３やトナークリーナ１０４等も含んでユニット化されたものである。この感光体ドラムユニット１００は、ドラム軸１１１を介して画像形成装置（不図示）の所定位置に位置決め設置される。そして、光書込ヘッド１２０は、上記開閉蓋１３０を閉めた時に、その位置決めピン１２１が、筐体１０１の表面に形成された被位置決め用の凹部１０２に受容されることにより位置決めされる。

而して、光書込ヘッド１２０と感光体ドラム１１０との間には、感光体ドラム１１０とドラム軸１１１との相対位置精度及びドラム軸１１１と筐体１０１との相対位置精度が関与することになるため、その位置決め精度が悪くなることがあった。特に、筐体１０１は合成樹脂の成型品であるため、その成型寸法にがばらつきが生じ易く、光書込ヘッド１２０と感光体ドラム１１０との間で、相対的な位置決め精度を低下させる大きな要因ともなっていた。

また、上記位置決めは、搬送されながら印字される用紙との相対位置に基づくものではないから、感光体ドラム表面のトナー画像を用紙に転写する際に、用紙上の所定の転写位置とずれることもあった。更に、市販のＬＥＤアレイに対して位置決めピンを別途取付ける必要があるため、部品点数及び加工工数が増えると言う問題点もあった。

本発明は、上記のような実情に鑑みなされたものであり、光書込ヘッドと感光体ドラムとの相対位置精度の向上を図り、或いは部品点数の削減を図ることができる光書込ヘッドの位置決め構造を提供するものである。

本発明に係る光書込ヘッドの位置決め構造は、画像形成装置本体に着脱自在に設置された感光体ドラムに対して、光書込ヘッドを相対的に位置決めする為の構造であって、前記光書込ヘッドは、その出光部側にレンズアレイを備え、一方、前記感光体ドラムは、感光体ドラムユニットの筐体に軸回転可能に支持され、前記光書込ヘッドは、前記レンズアレイを画像形成装置本体の機体に位置決め設置された前記感光体ドラムユニットの筐体表面に直接当接させることにより、感光体ドラムに対して相対的な位置決めがなされるようにしたことを特徴とする。さらに、前記感光体ドラムユニットの筐体におけるレンズアレイが当接する面には、レンズアレイの外形状に略等しい外形状の凹所が形成されていることを特徴とする。

本発明においては、光書込ヘッドは、レンズアレイが感光体ドラムユニットの筐体表面に直接当接することにより感光体ドラムに対して相対的な位置決めがなされるから、位置決めピン等の部品を新たに設ける必要がなく、部品点数や加工工数の増大を来たすことがない。

以下に本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の光書込ヘッドの位置決め構造を採用した画像形成装置の一例を示す概略的縦断面図、図２は同光書込ヘッドの位置決め構造を説明する概略的拡大正面図、図３は同側面図、図４及び図５は他の実施例の図３と同様図である。

図例の画像形成装置本体１は、ファクシミリ機能、複写機能及びプリンタ機能を備えた所謂複合機であって、本発明の各実施例の位置決め構造が共通に適用されるものであることを示し、上部より自動原稿送り装置（ＡＤＦ）２、画像読取部（読取走査装置）３、記録部４及び記録紙の給紙部５が積層状態で構成されている。ＡＤＦ２は、原稿トレイ２ａ上に堆積載置された原稿を、ピックアップローラ２ｂ及び分離手段（分離ローラとリタードローラの対）２ｃにより１枚ずつ繰出し分離し、各搬送ローラ対２ｄ、２ｅ、２ｆにより湾曲搬送路２ｇを搬送させながら、途中ＡＤＦ原稿の読取ポイントｐにおいて、読取走査装置３によってその画像を読取り、排出ローラ対２ｈによって原稿排出トレイ２ｉ上に順次排出させるべく機能するものである。尚、分離手段２ｃとしては、分離ローラと分離パッドからなるものも多く採用されている。ＡＤＦ２、原稿トレイ２ａ及び原稿排出トレイ２ｉは一体となって、紙面奥側のヒンジ部（不図示）を支点として上下に開閉可能とされ、後記する画像読取部３及び記録部４の上面が開放可能とされている。

図１に示す読取走査装置３は、上記読取ポイントｐの直下に設置され、ＡＤＦ２によって順次自動給送される原稿の画像を読取るべくユニット化されたものであり、ユニット筐体３ａ内に、蛍光灯或いは冷陰極管からなる光源３ｂと、複数のミラー３ｃ…と、集光レンズ３ｄと、ＣＣＤ（電荷結合素子）３ｅとを搭載してなる。この読取走査装置３においては、光源３ｂからの照射光が読取ポイントｐを通過する原稿により反射し、この反射光はミラー３ｃ…で反射を繰り返し、集光レンズ３ｄで集光された後、ＣＣＤ３ｅに入光・結像し、その画像情報は逐次電気信号に変換されて、デジタル信号として出力される。

記録部４は、電子写真式記録装置からなり、感光体ドラム６、帯電器７、光（ＬＥＤ或いはレーザ）書込ヘッド８、現像器９、転写器１０及び定着器１１により構成される。そして、定着器１１の下流側には、排出ローラ対１２及び排出トレイ１３が連設されている。この電子写真式記録装置においては、上記読取走査装置３で読取られた画情報、或いはファクシミリやパソコン等の外部端末から送信された画情報が、帯電器７によって一様に帯電された感光体ドラム６の表面に、光書込ヘッド８によって光情報として書き込まれ、感光体ドラム６の表面には光情報に基づく静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器９によって現像され、転写器１０において、湾曲用紙搬送路１４を搬送されレジストローラ対１５によってレジスト導入された記録紙にトナー画像として逐次転写される。記録紙に転写されたトナー画像は、定着器１１によって永久画像として定着され、永久画像が形成された記録紙は、排出ローラ対１２によって排出トレイ１３上に排出・堆積される。尚、記録部４の更に詳細な構造については、後記する。

給紙部５は、上下２段の記録紙カセット５ａ、５ａを備え、これら記録紙カセット５ａ、５ａの前端部には、収容堆積された記録紙Ｐの最上層紙前端部に押当する給紙ローラ（半月ローラ）５ｂ、５ｂが配設されている。この給紙ローラ５ｂの回転に伴い、記録紙カセット５ａに収容された記録紙Ｐが、最上層部より１枚ずつ繰出されて行く。各記録紙カセット５ａ内には、不図示のばね手段により上方に付勢された押上板５ｃ及び記録紙の後端を規制する位置調整可能な規制板５ｄが設けられている。これにより、記録紙カセット５ａ内の記録紙Ｐの量が変化しても、常にその最上層の記録紙Ｐが、給紙ローラ５ｂによって繰出し作用を受ける位置に維持されると共に用紙サイズに応じた適性位置での収容が可能とされる。その他、図示及び説明を割愛するが、記録紙カセットとして必要な付帯部材も装備されるものであることは言うまでもない。尚、下段の記録紙カセット５ａの下に、更にオプションカセット（不図示）を配設した３段以上のマルチカセットシステムや、シングルカセットシステムとすることも可能である。

上記記録紙カセット５ａ、５ａの記録紙排出側端部には、分離爪（スナバー）５ｅ、５ｅが取付けられている。この分離爪５ｅは、給紙ローラ５ｂの回転に伴い、その協働作用によって堆積記録紙Ｐを１枚ずつ分離するものであるが、これに限らず摩擦分離パッド方式をここに充当させ得ることは言うまでもない。この分離爪５ｅに引続き、前後傾動可能なガイド部材５ｆ、５ｆが設置され、更に、その背後には下段カセットからの記録紙の給送通路５ｇ、５ｇを隔てて、開閉可能なジャムアクセスカバー５ｈ、５ｈが設けられている。また、ジャムアクセスカバー５ｈ、５ｈの内側には、画像形成装置本体１の機体に設置された搬送ローラ１６、１６と対合するプレスローラ１６ａ、１６ａが取付けられており、ジャムアクセスカバー５ｈを開ければ、搬送ローラ１６とプレスローラ１６ａとの対合が解除され、この付近にジャムした記録紙の取出しが可能とされる。

前記光書込ヘッド８は、メンテナンス用中間開閉蓋１７の内面（下面）に取付けられており、前記のようにＡＤＦ２等が開けられると、記録部４の上面が開放され、この開閉蓋１７の上面が露見されることになる。開閉蓋１７はヒンジピン１７ａを支点として上下に開閉可能とされ、トーションバネ１７ｂにより上向き付勢されているが、常時は不図示のロック機構により図のような閉止状態に維持されている。後記する感光体ドラムユニットや現像器ユニットの交換或いは用紙ジャム等のメンテナンス時には、ＡＤＦ２等を開けた後、ロック解除を兼ねる取手１７ｃを操作して開閉蓋１７を開けることによりそのメンテナンス作業を実施することができる。そして、開閉蓋１７を閉め通常の使用状態にした時には、以下の各実施例の位置決め構造により、光書込ヘッド８は感光体ドラム６に対して正規の相対的位置に位置決めされることになる。以下、これらについて詳述する

図２及び図３は、感光体ドラムのドラム軸に対して光書込ヘッドを位置決めする例を示すものである。即ち、感光体ドラム６は、外周表面が光電導体層とされた中空円筒状ドラム本体６ａと、その両端に固着された絶縁性（合成樹脂製）のフランジ部材６ｂとよりなり、このフランジ部材６ｂを介しドラム軸６ｃにより軸回転可能に支持されている。更に、ドラム本体６ａの内面及びフランジ部材６ｂに固定され且つドラム軸６ｃの周面に摺接する接触端子６ｄが設けられ、また、一方のフランジ部材６ｂにはギヤ６ｅが形成されている。

上記感光体ドラム６は、合成樹脂の成型体からなる箱型ユニット筐体１８内にドラム軸６ｃを介して支持され、ユニット筐体１８に固定されたドラム軸６ｃに対して、両フランジ部材６ｂ及びドラム本体６ａが一体で軸回転可能とされる。このユニット筐体１８内には、帯電器（ブラシ帯電器或いはローラ帯電器等）７及びドラム本体６ａの表面に付着残留するトナーを掻き乱すメモリ除去ブラシ（或いはトナークリーナ）７ａが装備され、ドラムユニットとして、画像形成装置本体１の所定位置に着脱自在に設置される。この場合、画像形成装置本体１の機体を構成する金属製機枠１９に切欠き形成された位置決めスリット１９ａに、ドラム軸６ｃを嵌め込み保持させることによりその位置決め設置がなされる。

上記ドラムユニットの設置状態では、上記ギヤ６ｅが装置内の駆動伝達ギヤ（不図示）に噛合い、また、ドラム本体６ａの周面が装置内に設置された転写器（転写ローラ）１０に接すると共に、ドラム本体６ａの内面が接触端子６ｄ及びドラム軸６ｃを介し、アースされた機枠１９と電気的導通状態が確立される。また、現像器９も現像ローラ９ａ等を含んでユニット化され、上記ドラムユニットと一体的に（相互に分離可能とすることも可）或いは個別に装置内の所定位置に設置される。この設置状態では、ドラム本体６ａと現像ローラ９ａとが近接或いは接触関係に維持される。

光書込ヘッド８は、前記開閉蓋１７の下面に固設される箱型筐体８ａと、その内部に長手方向（用紙搬送方向に直交する方向）に沿って並設された多数のＬＥＤ素子アレイ８ｂと、出光口に配設されたレンズアレイ８ｃとよりなる。箱型筐体８ａの長手方向両端部には下向きの位置決めピン８ｄ、８ｄが取付けられ、一方、上記ドラム軸６ｃの両端部には位置決め凹所６ｆ、６ｆが形成され、開閉蓋１７を閉めると、位置決めピン８ｄ、８ｄの先端が、この位置決め凹所６ｆ、６ｆに受容される。この場合、ドラム軸６ｃは、前記位置決めスリット１９ａによって、画像形成装置本体１に対する正規の相対的位置に位置決めされ、また、感光体ドラム６はドラム軸６ｃに対して、正規の位置関係となるよう相互に組付けられているから、光書込ヘッド８は、位置決めピン８ｄ、８ｄの先端及び位置決め凹所６ｆ、６ｆの受容関係によって、開閉蓋１７の多少の変形やヒンジ部１７ａの歪があっても、感光体ドラム６に対して正規の相対位置に適性に位置決めされることになる。特に、このような位置決めは、加工誤差の少ない剛体製の機枠１９、ドラム軸６ｃ及び位置決めピン８ｄ間でなされるから、高度な位置決め精度が得られる。

上記のように光書込ヘッド８が位置決め設置された状態では、レンズアレイ８ｃが、ドラムユニット筐体１８の上面に開設された入光口１８ａに臨み、ＬＥＤ素子アレイ８ｂからの光はレンズアレイ８ｃを経てドラム本体６ａの表面に照射されることになる。斯くして、帯電器７によって一様に帯電されたドラム本体６ａの表面に、光書込ヘッド８により画像情報に基づく光が照射されると、光の当った部分の電荷がドラム本体６ａの内面から、接触端子６ｄ、ドラム軸６ｃ及び機枠１９を経て地上に流れ、ドラム本体６ａの表面には、その回転に伴い画像情報に基づく静電潜像が逐次形成されて行く。この静電潜像は、引続く感光体ドラム６のドラム軸６ｃ回りの回転に伴い、現像器９によってトナー像として現像される。そして、このトナー像は、感光体ドラム６と転写ローラ１０との間に導入された記録紙に転写され、その後図１に示す定着器１１で永久画像として記録紙上に定着される。

図４は、感光体ドラムが設置される部位の近傍に形設された用紙ガイド部材に対して光書込ヘッドを位置決めする例を示すものである。即ち、転写器１０の前後にはレジストローラ対１５から、定着器１１（いずれも図１参照）に至る用紙ガイド部材２０が配設され、この用紙ガイド部材２０は、合成樹脂の成型体或いは板金材からなり、その幅方向両側の取付基部２０ａ、２０ａを介し、機枠１９に固着一体とされている。取付基部２０ａ、２０ａの上面には、位置決め凹所（被位置決め部）２０ｂ、２０ｂが形成され、開閉蓋１７を閉めると、上記同様開閉蓋１７の下面に固設された光書込ヘッド８の位置決めピン８ｄ、８ｄの先端がこの位置決め凹所２０ｂ、２０ｂに受止される。

この場合、用紙ガイド部材２０は、機枠１９に固着一体とされているから、画像形成装置本体１に対する正規の相対位置に適性に設置され、一方感光体ドラム６は、ドラム軸６ｃを介し機枠１９の位置決めスリット１９ａに保持されるから、同様に正規の相対位置に適性に設置されることになり、位置決め凹所２０ｂ、２０ｂを介し用紙ガイド部材２０に位置決めされた光書込ヘッド８と感光体ドラム６との正規の相対位置関係が適性に維持される。従って、用紙ガイド部材２０上を搬送される記録紙と光書込ヘッド８による画像情報の書込み位置のずれが生じ難くなり、画像品質の優れた画像形成がなされる。その他の構成は実施例１と同様であるので、共通部分には同一の符号を付して、その説明を割愛する。

図５は、光書込ヘッドを、レンズアレイをして感光体ドラムユニットの筐体表面に直接当接させることにより位置決めさせる例を示すものである。即ち、ドラムユニット筐体１８の上面には入光口１８ａを含んで段差状の凹所１８ｂが形成され、この凹所１８ｂの外形状はレンズアレイ８ｃの外形状より若干大きい程度に形成されている。この場合、開閉蓋１７を閉めると、光書込ヘッド８の下端面に突出するレンズアレイ８ｃがこの凹所１８ｂに当接受容され、高さ方向及び幅方向（記録紙の搬送方向も含む）の位置決めがなされる。尚、この当接部位に、衝撃吸収部材を介在させても良い。また、図示する例のような凹所１８ｂは、高さ方向だけでなく幅方向の位置決めがなされるから、最も望ましく採用されるが、高さ方向の位置決めだけが要求される場合は、このような凹所１８ｂを形成せず、レンズアレイ８ｃをドラムユニット筐体１８の上面に、直接当接させるだけの構成でも良い。

この実施例の場合、レンズアレイ８ｃが直接ドラムユニット筐体１８に対し位置決めされることになるから、感光体ドラム６に対する相対的位置決め精度が高く、しかも、上記のような位置決めピン８ｄを新たに設ける必要がないから、市販のＬＥＤユニットをそのまま充当させることができ、部品点数や組立工数の削減にもつながる。その他の構成は上記各実施例と同様であるから、この実施例でも共通部分には同一の符号を付し、その説明を省略している。

尚、上記実施例では、光書込ヘッド８としてＬＥＤヘッドを例に採ったが、レーザヘッドの位置決め機構にも適用されることは言うまでもない。また、画像形成装置としては、ＦＢＳ（フラットベットスキャナ）を備えたものや、その他の複写機或いはプリンタであっても良いことも言うまでもない。

本発明の光書込ヘッドの位置決め構造を採用した画像形成装置の一例を示す概略的縦断面図である。 同光書込ヘッドの位置決め構造を説明する概略的拡大正面図である。 同部分切欠き側面図である。 他の実施例の図３と同様図である。 更に他の実施例の図３と同様図である。 従来例の図２と同様図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
６ 感光体ドラム
６ｃ ドラム軸
８ 光書込ヘッド
８ｃ レンズアレイ
８ｄ 位置決めピン
１８ 感光体ドラムユニット筐体
１８ｂ 凹所
１９ 機枠（画像形成装置本体の機体）
２０ 用紙ガイド部材
２０ｂ 位置決め凹所（被位置決め部）

Claims (2)

1. 画像形成装置本体に着脱自在に設置された感光体ドラムに対して、光書込ヘッドを相対的に位置決めする為の構造であって、前記光書込ヘッドは、その出光部側にレンズアレイを備え、一方、前記感光体ドラムは、感光体ドラムユニットの筐体に軸回転可能に支持され、前記光書込ヘッドは、前記レンズアレイを画像形成装置本体の機体に位置決め設置された前記感光体ドラムユニットの筐体表面に直接当接させることにより、感光体ドラムに対して相対的な位置決めがなされるようにしたことを特徴とする光書込ヘッドの位置決め構造。
2. 前記感光体ドラムユニットの筐体におけるレンズアレイが当接する面には、レンズアレイの外形状に略等しい外形状の凹所が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光書込ヘッドの位置決め構造。

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