JP4530588B2

JP4530588B2 - 露光装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP4530588B2
Application number: JP2001234946A
Authority: JP
Inventors: 友哉大杉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP2003039732A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、およびこれらに用いられる露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタル複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体である感光体と、この感光体に画像情報を書き込むための露光装置とが備えられている。この露光装置を露光方式によって分類すると、例えば半導体レーザとポリゴンスキャナを用いたレーザ光走査方式や、ＬＥＤアレイと等倍結像素子とを用いたＬＥＤアレイ書込方式などに分けることができる。このような画像形成装置においては、感光体に入射するビームの光軸方向に感光体の位置がずれると、感光体に照射されるビームのスポット径が大きくなるなど、光学特性の変動を生じ、結果として感光体上に形成される画像がぼける、倍率が変わる、などの劣化を生じてしまうことがある。
【０００３】
露光装置と感光体との位置のずれは、静的なものに限らず、例えばドラム型感光体では感光体面に対する感光体回転軸の偏心に基づく動的なものもある。ＬＥＤアレイ書込方式の露光装置では、一般に、用いられる結像素子の焦点距離が短く、前述のビーム光軸方向への感光体の位置ずれによるビームスポット径の変動が大きいため、特にこの問題が顕著に現れる。
【０００４】
また、画像形成装置は通常、露光装置の他、紙送り装置、定着装置等の多数の可動部分から成り立っており、これらを駆動する駆動源や動力伝達系から様々な振動が発生する。この振動は、上記の各装置や部材を支えるフレームを介するなどして伝達され、露光装置や感光体をも振動させる。レーザ光走査装置では、ポリゴンスキャナも振動源となる。露光装置による感光体への画像情報書き込み最中に露光装置や感光体が振動すると、やはり上述のような感光体に照射されるビームの特性の変動を生じ、形成画像の劣化を引き起こす。
【０００５】
これらの問題を解決する目的で、例えば特開昭６２−２８６７６９号公報に記載されているような発明が提案されている。これは、図１１に示すように、ＬＥＤアレイ書込装置１１の長さ方向両端部に形成された一対のアーム１８を介して一対のローラ１３を回転可能に設け、一対のスプリング１４を用いてローラ１３を感光体１２の面に圧接させることにより、感光体１２の面に垂直な方向におけるＬＥＤアレイ書込装置１１と感光体１２の面との相対的な位置決めを行うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の発明によれば、ローラが感光体の回転に合わせて円滑に回転しないと、ローラと感光体との間に滑りを生じ、ローラや感光体が磨耗し、ローラや感光体の径が次第に小さくなり、結果としてＬＥＤアレイ書込装置と感光体とが近づく方向に位置関係が変化してしまう。この磨耗を低減しようとしてスプリングによる押圧力を小さくすると、ＬＥＤアレイ書込装置は振動しやすくなる。また、スプリングによる押圧力を大きくすると、ローラや感光体の磨耗が早くなり、あるいは、ローラ、アーム等の弾性変形を生じて、やはりＬＥＤアレイ書込装置と感光体との位置関係が変化してしまう。
【０００７】
また、感光体の画像形成領域は帯電しているため、ローラを金属等の導電性材料のものとすると、帯電した電荷が放電し、感光体の帯電状態を変化させて求める画像が得られなかったり、あるいはＬＥＤアレイ書込装置の動作に支障を来したりする恐れがある。これらの不具合を回避しようとしてローラ位置を感光体画像形成領域から遠ざけると、感光体をその分長くする必要があるため、画像形成装置全体の大型化を招いてしまう。
【０００８】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、位置決めローラと像担持体との間に磨耗がほとんど起こらず、長期にわたって、露光装置から射出される光の結像位置は感光体上に保たれ、良好な画像を像担持体上に書き込むことができる露光装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、像担持体の帯電状態を劣化させることなく、また、像担持体からの放電により露光装置の駆動に支障を来すことなく、露光装置から射出される光の結像位置が感光体上に保たれ、良好な画像を像担持体上に書き込むことができる露光装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、像担持体を露光することにより像担持体に画像情報を書き込む露光装置において、上記像担持体に当接することにより円筒状の像担持体に対する書込装置の位置決めを行うローラを有し、このローラは、上記像但持体に当接し上記書込装置から射出される光の結像位置を上記像但持体上に保つための第１のローラ部と、この第１のローラ部よりも弾性係数が小さく上記像但持体からの回転力を受ける第２のローラ部を有していることを特徴とする。
弾性係数の小さい第２のローラ部は像担持体から回転力を受けるローラとして機能し、弾性係数の大きい第１のローラは、上記弾性係数の小さい第２のローラとともに回転しながら露光装置と像担持体との相対位置関係を保つ位置決めローラとして機能する。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、弾性係数の小さい材料からなる第２のローラ部の外径が、弾性係数の大きい材料からなる第１のローラ部の外径よりも大きいことを特徴とする。
外径が大きく弾性係数の小さい第２のローラ部は変形も大きいため、弾性係数の小さい材料からなる第２のローラ部も弾性係数の大きい材料からなる第１のローラ部も像担持体に当接して、それぞれのローラの機能を果たす。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、弾性係数の小さい材料からなる第２のローラ部の像担持体との当接部の摩擦係数が、弾性係数の大きい材料からなる第１のローラ部の像担持体との当接部の摩擦係数よりも大きいことを特徴とする。
弾性係数の小さい材料からなる第２のローラ部は、像担持体との当接部の摩擦係数が大きいため、ローラと像担持体との滑りがなく、もしくは滑りが軽減される。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１、２または３記載の露光装置において、像担持体に対する書込装置の位置決めを行うローラは、絶縁性の高い材料でなることを特徴とする。
像担持体にローラが当接しても、像担持体の帯電状態に影響を与えることはない。
【００１３】
請求項５記載の発明は、像担持体を露光することにより像担持体に画像情報を書き込む露光装置において、上記像担持体に当接することにより円筒状の像担持体に対する書込装置の位置決めを行うローラを有し、このローラは、上記像但持体に当接し上記書込装置から射出される光の結像位置を上記像但持体上に保つための第１のローラ部と、ゴム材料からなり第１のローラ部よりも弾性係数が小さく上記像但持体からの回転力を受ける第２のローラ部を有し、上記ゴム材料からなる第２のローラ部は、上記第１のローラ部よりも外径が大きいことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、第２のローラ部よりも弾性係数の大きい第１のローラ部の材料を絶縁性の高い樹脂材料としたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の露光装置において、ゴム材料からなる第１のローラ部は、防振性の高いゴム材料でなることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、像担持体と、この像担持体を露光することにより像担持体に画像情報を書き込む露光装置とを備えた画像形成装置であって、上記露光装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の露光装置であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる露光装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
図１に本発明の第１の実施例を示す。図１において、ＬＥＤアレイ書込装置２１は、多数のＬＥＤが線上に配列されることによって構成されている。ＬＥＤアレイ書き込み装置２１は、セルフォックレンズアレイ、マイクロレンズアレイなどからなる等倍結像素子２７を備えており、ＬＥＤアレイ書込装置２１から射出された光は、等倍結像素子２７によって感光体ドラムからなる像担持体２２上に結像される。したがって、ＬＥＤアレイ書込装置２１と等倍結像素子２７とによって、像担持体２２に画像情報を書き込む書き込みユニットとして機能する。ＬＥＤアレイ書込装置２１は長さ方向（軸方向）両端に下方に突出したアーム部２８を備えている。各アーム部２８には、各アーム部２８にそれらの対向面側から水平方向の軸が圧入されて固定され、各水平方向の軸によってローラ３０が回転自在に保持されている。
【００１９】
上記ＬＥＤアレイ書込装置２１は、長さ方向両端部が一対のスプリング２４によって下方に押され、一対のローラ３０が像担持体２２の外周面に突き当たるように押圧されて、ＬＥＤアレイ書込装置２１と像担持体２２との相対位置関係が保持されている。スプリング２４の中にはシャフト２５が上下方向に通って入る。このシャフト２５の上端部はフレーム２６の上端部のアームに固定され、シャフト２５の下端部はＬＥＤアレイ書込装置２１に設けられた穴に摺動可能に嵌合されている。したがって、ＬＥＤアレイ書込装置２１は、シャフト２５の軸方向すなわちＬＥＤアレイ書込装置２１から射出される光の光軸方向には移動可能となっていて、例えば像担持体２２の回転軸が像担持体２２の外周面に対して偏心しているような場合にも、像担持体外周面の動きに合わせてＬＥＤアレイ書込装置２１も光軸方向に動くことができる。この時、スプリング２４の作用によりローラ３０が常に像担持体外周面に突き当てられているため、ＬＥＤアレイ書込装置２１から射出される光の結像位置は常に像担持体２２の表面上に保たれる。
【００２０】
ローラ３０を詳しく描いたものが図２および図３である。図１に示す実施形態におけるローラ２３は、図３に示すように、位置決めローラ部３１とゴムローラ部３４と回転軸部３３とからなる。図３を分解して示したのが図２であり、位置決めローラ部３１とゴムローラ保持部３２と回転軸部３３とは樹脂により一体成形され、ゴムローラ保持部３２にゴムローラ３４の内周面３５を嵌合させて組み立ててある。ゴムローラ３４の外径は、位置決めローラ部３１の外径よりも大きい。ゴムローラ３４の内周面３５とゴムローラ保持部３２とは、ゴムの弾性を利用して嵌合させても良いし、接着などで固着しても良い。また回転軸部３３は図１の実施形態におけるアーム部２８の穴に嵌合するが、この嵌合部には軸受を介在させても良い。
【００２１】
このような構成でなるローラ３０を図１のように組み込むと、上述のように位置決めローラ部３１の外径よりもゴムローラ部３４の外径の方が大きく、また、位置決めローラ部３１よりもゴムローラ部３４の方が軟らかい材料、したがって、弾性係数が小さい材料からなるため、ゴムローラ部３４が圧縮された状態で位置決めローラ部３１が像担持体２２の表面に突き当てられる。ゴムローラ部３４の像担持体２２との当接部は十分に摩擦係数が高く、ゴムローラ部３４はほとんど滑りを生じることなく像担持体２２の回転に追随して回転するため、ゴムローラ部３４と共に回転する位置決めローラ部３１も像担持体２２との間にほとんど滑りを生じない。結果として、位置決めローラ部３１および像担持体２２との間に磨耗がほとんど起こらず、長期にわたり、ＬＥＤアレイ書込装置２１から射出される光の結像位置は像担持体２２上に保たれる。
【００２２】
また、ゴムローラ部３４を防振性の高いゴム材料で形成すれば、ＬＥＤアレイ書込装置２１の振動を低減する効果が得られ、ＬＥＤアレイ書込装置２１から射出されて像担持体２２上に結像される光スポットの特性の劣化をさらに低減することができる。
【００２３】
図４にローラ３０の第２の構成例を示す。図４に示すように、位置決めローラ部３１と、ゴムローラ部３４と、回転軸部３３とを有してなるローラ３０の、上記ゴムローラ部３４と位置決めローラ部３１との間に溝部５１を設ければ、溝部５１が変形したゴムローラ部３４の逃げ場となり、ゴムローラ部３４がより円滑に圧縮される。したがって、例えばゴムローラ部３４が圧縮される際に、ゴムローラ部３４が変形して像担持体２２と位置決めローラ部３１との間に挟まり、ＬＥＤアレイ書込装置２１を正確に位置決めできない、といった状態を回避することができる。
【００２４】
図７はローラ部の第３の構成例を示すもので、そのゴムローラ部８１を示す。ゴムローラ部の外周の形状は円形に限られるものではなく、図７に示すように、軸と平行な方向の溝を周方向に等間隔に形成したものであってもよい。こうすることによって、像担持体表面との摩擦係数を高めることができる。
【００２５】
図８にローラ部の第４の構成例を示す。図８の構成例では、位置決めローラ部９１の一端面とゴムローラ部９２の一端面とが接着剤で貼り合わされている。符号９３で示す網掛けの範囲が接着部分である。位置決めローラ部９１の外径よりもゴムローラ部９２の外径が大きい。ゴムローラ部９２は位置決めローラ部９１よりも弾性係数が小さく、像担持体表面との摩擦係数は大きい。
【００２６】
図９にローラ部の第５の構成例を示す。図９に示す構成例では、ゴムローラ部はゴムシート１０２をゴムローラ保持部１０３に巻きつけて接着することによって形成されている。符号１０１は位置決めローラ部を示す。ゴムシート１０２からなるゴムローラ部の外径は位置決めローラ部１０１の外径より大きい。また、上記ゴムローラ部および位置決めローラ部１０１に一般的な絶縁性の高いゴム材料及び樹脂材料を用いれば、像担持体上の帯電状態に影響を及ぼすことがなく、かつ像担持体からローラに放電して、それがＬＥＤアレイの動作に支障を来すような心配もない。
【００２７】
図１０に本発明の第２の実施形態を示す。図１０においては、像担持体１１１はベルト状の形状をなし、この像担持体１１１の、ＬＥＤアレイ書込装置２１に設けられた位置決めローラ３０が当接する部分の裏側には感光体ガイドローラ１１２が設けられている。ローラ３０は、前述のように位置決めローラ部３１、ゴムローラ部３４、アーム部２８を有してなり、このローラ３０を介してＬＥＤアレイ書込装置２１が像担持体１１１の表面に倣うように構成されているため、図１０に示すようなベルト状の像担持体１１１に対しても、図１に示す実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
図５に本発明の第３の実施形態を示す。図５に示す実施形態においては、ＬＥＤアレイ書込装置２１の長さ方向両端下部に、水平方向の軸で回転可能に支持された一対の位置決めローラ６１は樹脂で一体成形されている。一方、感光体ドラムからなる像担持体６３はその両端外周にゴムローラ部６２を一体に有している。ゴムローラ部６２の外径は像担持体６３の外径よりも大きい。ゴムローラ部６２は弾性係数が小さく、押圧力によって比較的容易に変形するため、上記位置決めローラ６１が像担持体６３に向かって押圧されると、位置決めローラ６１は像担持体６３の表面とゴムローラ部６２の両方に当接する。したがって、図５に示す実施形態においても、図１に示す実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００２９】
図５に示す実施形態における像担持体６３へのゴムローラ部６２の組み付け構造例を図６に示す。図６において、像担持体６３の長さ方向（軸方向）両端部外周は小径部７１となっていて、この小径部７１にゴムローラ部６２の内周面７２が嵌められている。上記小径部７１とゴムローラ部６２の内周面７２とは、圧入、接着、その他適宜の固着手段によって固着されている。
【００３０】
前述の各実施形態においては、位置決めローラを像担持体に直接当接させている。像担持体に対するＬＥＤアレイ書込装置の位置決め精度の観点からはこの構成が好ましい。しかし、例えば位置決めローラを像担持体の回転軸に当接させてＬＥＤアレイ書込装置の位置決めを行うような構成などにおいても本発明の思想を適用することができる。これによっても、位置決めローラや像担持体回転軸の磨耗、あるいはＬＥＤアレイ書込装置の振動によるＬＥＤアレイ書込装置の位置ずれを防ぐことができ、あるいは低減することができる。
【００３１】
以上説明した各実施形態においては、位置決めローラ部とゴムローラ部とが１個ずつ設けられていたが、これらのローラ部は、必要に応じて複数も受けても差し支えない。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１ないし３記載の発明によれば、位置決めローラおよび像担持体との間に磨耗がほとんど起こらず、長期にわたって、露光装置から射出される光の結像位置が像担持体上に保たれ、長期にわたって良好な画像を像担持体上に書き込むことができる露光装置を提供することができる。
【００３３】
請求項４記載の発明によれば、像担持体の帯電状態を劣化させることなく、また像担持体からの放電により露光装置の駆動に支障を来すことなく、露光装置から射出される光の結像位置は像担持体上に保たれ、良好な画像を像担持体上に書き込むことができる露光装置を提供することができる。
【００３４】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし３記載の発明によって得ることができる作用効果を、簡単な構成で安価に実現することができる。
【００３５】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし請求項４記載の発明によって得ることができる作用効果を、簡単な構成で安価に実現することができる。
【００３６】
請求項７記載の発明によれば、請求項５記載の発明によって得ることができる作用効果に加え、露光装置の振動を低減することができ、結果としてさらに良好な画像を像担持体に書き込むことができる露光装置を提供することができる。
【００３７】
請求項８記載の発明によれば、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明によって得ることができる作用効果と同様の作用効果が得られる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる露光装置および画像形成装置の実施形態を概略的に示す正面図である。
【図２】上記実施形態中のローラの部分を示す分解斜視図である。
【図３】上記実施形態中のローラの部分を示す正面図である。
【図４】本発明にかかる露光装置および画像形成装置に適用可能なローラの別の例を示す正面図である。
【図５】本発明にかかる露光装置および画像形成装置の別の実施形態を概略的に示す正面図である。
【図６】上記実施形態中のローラ当接部の構成例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明に適用可能なゴムローラの変形例を示す斜視図である。
【図８】本発明に適用可能なローラの変形例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明に適用可能なローラのさらに別の変形例を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明にかかる露光装置および画像形成装置のさらに別の実施形態を概略的に示す正面図である。
【図１１】従来の露光装置の例を示す正面図である。
【符号の説明】
２１ＬＥＤアレイ書込装置
２２像担持体
３０ローラ
３１位置決めローラ部
３４ゴムローラ部
６２ゴムローラ部
６３像担持体
８１ゴムローラ部
９１位置決めローラ部
９２ゴムローラ部
１０１位置決めローラ部
１０２ゴムローラ部

Claims

像担持体を露光することにより像担持体に画像情報を書き込む露光装置において、
上記像担持体に当接することにより円筒状の像担持体に対する書込装置の位置決めを行うローラを有し、
上記ローラは、上記像但持体に当接し上記書込装置から射出される光の結像位置を上記像但持体上に保つための第１のローラ部と、この第１のローラ部よりも弾性係数が小さく上記像但持体からの回転力を受ける第２のローラ部を有してなることを特徴とする露光装置。
請求項１記載の露光装置において、弾性係数の小さい材料からなる第２のローラ部の外径が、弾性係数の大きい材料からなる第１のローラ部の外径よりも大きいことを特徴とする露光装置。
請求項１記載の露光装置において、弾性係数の小さい材料からなる第２のローラ部の像担持体との当接部の摩擦係数が、弾性係数の大きい材料からなる第１のローラ部の像担持体との当接部の摩擦係数よりも大きいことを特徴とする露光装置。
請求項１、２または３記載の露光装置において、像担持体に対する書込装置の位置決めを行うローラは、絶縁性の高い材料でなることを特徴とする露光装置。
像担持体を露光することにより像担持体に画像情報を書き込む露光装置において、
上記像担持体に当接することにより円筒状の像担持体に対する書込装置の位置決めを行うローラを有し、
上記ローラは、上記像但持体に当接し上記書込装置から射出される光の結像位置を上記像但持体上に保つための第１のローラ部と、ゴム材料からなり第１のローラ部よりも弾性係数が小さく上記像但持体からの回転力を受ける第２のローラ部を有し、
上記ゴム材料からなる第２のローラ部は、上記第１のローラ部よりも外径が大きいことを特徴とする露光装置。
請求項５記載の露光装置において、第２のローラ部よりも弾性係数の大きい第１のローラ部の材料を絶縁性の高い樹脂材料としたことを特徴とする露光装置。
請求項５記載の露光装置において、ゴム材料からなる第１のローラ部は、防振性の高いゴム材料でなることを特徴とする露光装置。
像担持体と、この像担持体を露光することにより像担持体に画像情報を書き込む露光装置とを備えた画像形成装置であって、上記露光装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の露光装置であることを特徴とする画像形成装置。