JP5994673B2 - 露光装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置および画像形成装置に関する。

プリンタヘッドのハウジングをプラスチック化すると共に、ハウジングの形状精度や剛性、耐熱性を保ち、コロナ放電によるＬＥＤアレイ等の破壊を防止することを目的として、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックにステンレス粉等の金属粉を混入して導電性を与え、ＬＥＤアレイの基板搭載面とレンズアレイ搭載面とが直角に表れるように一体成型し、反りや曲げ変形を防止するプリンタヘッドが存在する（特許文献１参照）。

また、感光体やその周囲装置のメンテナンス性を向上させつつ、画像形成装置本体に位置決めすることが可能な光書込ユニットの破損の発生を抑えることができる画像形成装置を提供することを目的として、第１位置と第２位置との間で開閉する上カバーと、上カバーに固定された状態で光書込ユニットを保持し、自らが保持している光書込ユニットを上カバーの開閉に伴って書込動作位置と待避位置との間で移動させるカバーフレームとを備える画像形成装置が存在する。この画像形成装置は、カバーフレームとして、光書込ユニットに設けられた被保持軸を遊動可能に保持しつつ、光書込ユニットを付勢コイルバネによって所定方向に付勢することで、書込動作位置から離間した状態の光書込ユニットの被保持部軸を自らの被突き当て部に突き当てる（特許文献２参照）。

特開平０５−１１６３７５号公報 特開２００７−１９２８９４号公報

本発明は、複数の発光体が配列された露光部が、発光体の光軸および発光体の配列方向と交差する方向において過度に撓むことを抑制する。

請求項１記載の発明は、回転する像保持体の回転軸方向に沿って配列される複数の発光体を有し当該像保持体を露光する露光部と、前記露光部を支持する支持部と、前記支持部によって支持された前記露光部が、前記発光体の光軸方向および当該発光体の配列方向と交差する向きに力を受け撓んだ際に、当該露光部を支持し当該露光部の撓みを規制するとともに、当該向きに当該力を受けていない当該露光部から離間する位置に設けられる規制部とを備える露光装置である。

請求項２記載の発明は、前記露光部は、前記支持部に支持された当該露光部に取り付けられる取付部材を取り付ける被取付箇所を備え、前記規制部は、前記被取付箇所に前記取付部材を取り付けることにともない前記交差する向きに前記力を受けて撓む前記露光部を支持することを特徴とする請求項１記載の露光装置である。
請求項３記載の発明は、前記規制部は、前記発光体の前記配列方向において、前記露光部の中央部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の露光装置である。

請求項４記載の発明は、回転する像保持体と、前記像保持体の回転軸方向に沿って配列される複数の発光体を有し当該像保持体を露光する露光部と、前記露光部を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記露光部に取り付けられる取付部材と、前記支持部に支持された前記露光部が、前記取付部材を取り付けることにともなって前記発光体の光軸方向および当該発光体の配列方向と交差する向きに力を受け撓んだ際に、当該露光部を支持し当該露光部の撓みを規制するとともに、当該向きに当該力を受けていない当該露光部から離間する位置に設けられる規制部とを備える画像形成装置である。
請求項５記載の発明は、前記取付部材は、前記露光部に制御信号を供給するケーブルであり、前記露光部は、前記ケーブルを取り付けるコネクタを備え、前記規制部は、前記コネクタに取り付けられた前記ケーブルを曲げることにともない前記露光部が撓んだ際に、当該露光部を支持することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置である。

請求項１記載の発明によれば、複数の発光体が配列された露光部が、発光体の光軸および発光体の配列方向と交差する方向において過度に撓むことが抑制される。また、請求項１記載の発明によれば、交差する向きに力を受けていない露光部に対して規制部から力が加わり、画質が低下することが抑制される。
請求項２記載の発明によれば、取付部材を取り付けることにより生じる露光部の撓みが抑制される。
請求項３記載の発明によれば、露光部の撓み方向における変位量が最も大きくなり得る箇所の変位が確実に制限される。

請求項４記載の発明によれば、複数の発光体が配列された露光部が、過度に撓むことが抑制される。
請求項５記載の発明によれば、ケーブルを曲げることにより生じる露光部の撓みが抑制される。

本実施の形態が適用される画像形成装置を示す概略構成図である。 画像形成ユニットを示す概略構成図である。 ＬＰＨの概略構成を説明するための図である。 ＬＰＨの概略構成を説明するための図である。 ＬＰＨを構成する部材を説明するための図である。 支持筐体を示す概略構成図である。 ＬＰＨの組み付け方法を説明するための図である。 ＦＦＣを曲げる際にＬＰＨに加わる力を説明するための図である。 図６（ｃ）のＶＩＩＩ方向から見た概略構成図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置１００＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１００を示す概略構成図である。
図１に示す画像形成装置１００は、所謂タンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置１００は、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成部１０を備えている。またこの画像形成装置１００は、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部５と、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２００や画像読取装置３００等といった外部装置に接続され、これらから受信される画像データに対して予め定められた画像処理を施す画像処理部６と、ユーザの操作によってなされた指示を受け付けるユーザ・インターフェイス７とを備えている。さらにこの画像形成装置１００は、各部に電力を供給する電力供給部８を備えている。さらにまた、この画像形成装置１００は、画像形成部１０に供給される用紙（記録材）Ｓを積載する用紙積載部４０と、画像形成部１０によって画像が形成された用紙Ｓを積載する排紙積載部４６とを備えている。

＜画像形成部１０＞
画像形成部１０には、予め定められた間隔をおいて並列的に配置される４つの画像形成ユニット１（具体的には１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）が備えられている。また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１にて形成された各色トナー像を多重転写させるため用紙Ｓを搬送する搬送ベルト１８と、搬送ベルト１８を回転させる駆動ロール１９と、各画像形成ユニット１にて形成された各色トナー像を用紙Ｓに転写する転写ロール２１と、転写された各色トナー像を用紙Ｓに定着させる定着装置２５とを備えている。
また、画像形成部１０は、用紙積載部４０に積載された用紙Ｓを順次送り出すピックアップローラ６８と、このピックアップローラ６８によって送りだされた用紙Ｓを搬送する搬送ロール６９とを備えている。さらに画像形成部１０は、定着装置２５においてトナー像が定着された用紙Ｓの通過を検知するエグジットセンサ７０を有する。

＜画像形成ユニット１＞
図２は、画像形成ユニット１を示す概略構成図である。
各画像形成ユニット１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する感光体ドラム（像保持体）１２と、この感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で一様に帯電する帯電器１３と、この帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を画像データに基づいて露光するＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）１４と、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置２０と、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６とを備えている。また、画像形成ユニット１は、ＬＰＨ１４に接続され、制御部５および画像処理部６との間で制御信号の送受信や電力供給部８からの電力供給を受ける折り曲げ可能なリード線の一態様であるフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）５０と、ＬＰＨ１４等を支持する支持筐体６０とを備えている。なお、ＬＰＨ１４および支持筐体６０を露光装置として捉えることができる。

各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、現像装置２０に収納されるトナーを除いて、略同様に構成される。そして、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
なお、以下の説明では、ＬＰＨ１４の長手方向（主走査方向、配列方向）をＸ方向とし、ＬＰＨ１４から感光体ドラム１４に向けて照射される光の光軸方向（光照射方向）をＺ方向とし、これらＸ方向およびＺ方向と直交する方向をＹ方向とする。

＜画像形成装置１００の動作＞
再び図１を参照しながら、画像形成装置１００の動作について説明をする。
本実施の形態の画像形成装置１００において、ＰＣ２００や画像読取装置３００から入力された画像データは、画像処理部６によって予め定められた画像処理が施された後、不図示のインターフェースを介して各画像形成ユニット１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら、帯電器１３により予め定められた電位で一様に帯電され、画像処理部６から送信された画像データに基づいてＬＰＨ１４により走査露光される。それにより、感光体ドラム１２上には、黒（Ｋ）色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、現像装置２０により現像され、感光体ドラム１２上には黒（Ｋ）トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像が形成される。

一方で、用紙積載部４０に積載された用紙Ｓは、ピックアップローラ６８によって送り出される。そして、ピックアップローラ６８によって送り出された用紙Ｓは、矢印Ｂ方向に移動する搬送ベルト１８により搬送されながら、各画像形成ユニット１で形成された各色のトナー像が重畳される。そして、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｓは、搬送ベルト１８から剥離され、定着装置２５まで搬送される。用紙Ｓ上のトナー像は、定着装置２５によって熱および圧力による定着処理を受けて、用紙Ｓ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｓは、搬送ロール６９によってさらに搬送され、エグジットセンサ７０によって検知された後、排紙積載部４６に積載される。

＜ＬＰＨ１４＞
図３−１および図３−２は、ＬＰＨ１４の概略構成を説明するための図である。より詳細には、図３−１（ａ）はＬＰＨ１４の光照射側（以下、表面側と呼ぶ）から見た斜視図であり、図３―１（ｂ）はＬＰＨ１４の光照射側とは反対側（以下、裏面側と呼ぶ）から見た斜視図であり、図３−２（ｃ）は図３−１（ｂ）のＩＩＩｃにおける断面図であり、図３−２（ｄ）はＦＦＣ５０が接続されたＬＰＨ１４の裏面側から見た斜視図である。

露光部の一例であるＬＰＨ１４は、発光チップアレイ４１（後述する図４参照）と、発光チップアレイ４１が設けられる回路基板４２と、発光チップアレイ４１から出射された光を感光体ドラム１２（図２参照）表面に結像させるロッドレンズアレイ４３とを備えている。また、ＬＰＨ１４は、回路基板４２およびロッドレンズアレイ４３を支持するとともに、回路基板４２に設けられた発光チップアレイ４１を外部から遮蔽する樹脂製のホルダ４５を備えている。さらに、ＬＰＨ１４は、回路基板４２の長手方向中央部に搭載され、ＦＦＣ（取付部材、ケーブル）５０を接続する接続部（被取付箇所、コネクタ）４９を備えている。

ここで、図３−２（ｃ）に示す断面において、回路基板４２の断面における長手方向（Ｙ方向）と、ホルダ４５の断面における長手方向（Ｚ方向）とは交差する関係にある。
また、図３−２（ｃ）に示すように、接続部４９は、所謂水平タイプコネクタである。具体的に説明をすると、接続部４９は、ＦＦＣ５０の端子５０ａ（後述する図７参照）と電気的に接続される接続端子４９ａを備える。この接続端子４９ａは、回路基板４２の搭載面に沿う方向（図示の例においてはＹ方向）に向けて配置される。そして、図３−２（ｄ）に示すように、接続端子４９ａには、ＦＦＣ５０がＹ方向に沿う方向に延びる姿勢（図中矢印Ｉ参照）で装着される。

図４は、ＬＰＨ１４を構成する部材を説明するための図である。より詳細には、図４（ａ）はＬＰＨ１４における発光チップアレイ４１の上面図であり、図４（ｂ）はＬＰＨ１４におけるロッドレンズアレイ４３およびホルダ４５の上面図である。
図４（ａ）に示すように、発光チップアレイ４１は、複数のＬＥＤを備えた６０個の発光チップＣ（Ｃ１〜Ｃ６０）を含んで構成され、Ｙ方向に二列で、所謂千鳥状に配置して構成されている。

また、図４（ｂ）に示すように、ロッドレンズアレイ４３は、複数のロッドレンズ４４を、互い違いになるようにＹ方向で二列に配列した状態で、ホルダ４５に保持させることによって構成されている。各ロッドレンズ４４は、例えば円柱状の形状をしており、その半径方向に屈折率分布を有し正立等倍実像を形成する屈折率分布型レンズにて構成される。このような屈折率分布型レンズとしては、例えばセルフォック（登録商標）レンズが挙げられる。

＜支持筐体６０＞
図５は、支持筐体６０を示す概略構成図である。より詳細には、図５（ａ）は支持筐体６０の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂにおける断面図である。
支持部の一例である支持筐体６０は、図５（ａ）に示すように、互いに離間して配置される支持板６１と、支持板６１間を接続する梁部６２とを備える。
支持板６１には、ＬＰＨ１４の端部が内部に挿入され、この端部を支持する支持孔６３が形成される。

梁部６２は、感光体ドラム１２（図２参照）側に向けて配置される側面である第１面６２ａと、現像装置２０（図２参照）側に向けて配置される側面である第２面６２ｂとを備える。また、梁部６２には、第２面６２ｂに形成され、ＦＦＣ５０を通す溝である切り欠き６４が形成される。

ここで、図５（ｂ）に示すように、梁部６２は、第１面６２ａから感光体ドラム１２側（図中右側、図２参照）に向けて突出し、ＬＰＨ１４と対峙するように設けられるとともに、ＬＰＨ１４の移動を規制する規制部６５が形成される。この規制部６５は、ＬＰＨ１４のホルダ４５に沿う面６５ａと、梁部６２の第１面６２ａから最も突出する先端６５ｂとを備える。図示の例においては、梁部６２の長手方向中央部に複数（２つ）の規制部６５が設けられている。

＜ＬＰＨ１４の組み付け＞
図６は、ＬＰＨ１４の組み付け方法を説明するための図である。
まず、図６（ａ）に示すように、支持筐体６０に対して、ＬＰＨ１４を装着する。具体的には、支持板６１の支持孔６３に、所謂嵌め殺し方式でＬＰＨ１４の両端を挿入する。
そして、図６（ｂ）に示すように、ＬＰＨ１４の接続部４９にＦＦＣ５０を接続する。このとき、接続部４９の接続端子４９ａに対して、Ｙ方向に沿う姿勢のＦＦＣ５０が装着される。

そして、図６（ｃ）に示すように、ＦＦＣ５０を切り欠き６４内に配置するよう、ＦＦＣ５０を曲げる。具体的には、組立作業者がＦＦＣ５０における接続部４９近傍の部分を指等で押圧することにより、ＦＦＣ５０が曲げられる。このようにＦＦＣ５０を曲げることにより、ＬＰＨ１４の図中上方に現像装置２０を配置する空間を確保する（図２参照）。

図７は、ＦＦＣ５０を曲げる際にＬＰＨ１４に加わる力を説明するための図である。より詳細には、図７は図６（ｃ）のＶＩＩにおける断面図である。
接続部４９に接続したＦＦＣ５０を曲げることにより、接続部４９が設けられているＬＰＨ１４全体はＹ方向に沿う向きの力を受ける（図中矢印Ｆ参照）。なお、この力の向きは、発光チップアレイ４１の光軸と交差する向き（回路基板４２の面に沿う向き）である。

さらに説明をすると、図７に示すように、ＬＰＨ１４に加わる力は、回路基板４２の断面における長手方向（Ｙ方向）に沿う向きに回路基板４２を押圧する力であるから、例えば長手方向と交差する向きの力（Ｚ方向に沿った力）を受ける場合と比較して、回路基板４２は撓みにくい。また、ホルダ４５の断面における長手方向（Ｚ方向）と交差する向きにホルダ４５を押圧する力であるから、例えば長手方向に沿う向きの力（Ｚ方向に沿った力）を受ける場合と比較して、ホルダ４５は撓みやすい向きである。

ここで、ＬＰＨ１４がＹ方向に沿う向きに力を受ける（図中矢印Ｆ参照）ことにより、ＬＰＨ１４に撓みが生じる。このとき、ＬＰＨ１４が予め定めた範囲を超えて撓むと、例えばＬＰＨ１４の内部のワイヤボンディング等配線が断線する、あるいは発光チップアレイ４１を構成する発光チップＣ（図４（ａ）参照）が回路基板４２から剥離する等して内部で損傷（内部破壊）を受ける。また、ホルダ４５に歪みが生じ、発光チップアレイ４１やロッドレンズアレイ４３等の光学部材の位置や向きがずれる。これらのことにより、ＬＰＨ１４によって感光体ドラム１２上に形成される静電潜像の画質を低下させる。

しかしながら、本実施の形態においては、上述のように支持筐体６０に規制部６５が設けられている。そして、この規制部６５がＦＦＣ５０を曲げる際に撓んだＬＰＨ１４を支持する（突っ張る）ことで、ＬＰＨ１４が過度に撓むことを抑制する。
さて、規制部６５は、ＬＰＨ１４が力を受けていない（撓んでいない）通常の状態においては、ＬＰＨ１４から離間している（図中距離δ参照）。規制部６５とＬＰＨ１４とが離間していることにより、通常の状態において、ＬＰＨ１４が規制部６５から力を受けＬＰＨ１４が撓むことで、静電潜像の画質を低下させることが抑制される。

また、規制部６５は、ＬＰＨ１４がＦＦＣ５０を曲げることにともない力を受けた際にホルダ４５と接触する位置に配置されている。なお、距離δは、ＬＰＨ１４に上述したような不具合が生じさせないよう、ＬＰＨ１４に不具合が発生するＬＰＨ１４の変位量よりも小さくなるよう定められる。

＜ＬＰＨ１４と規制部６５との配置＞
図８は、図６（ｃ）のＶＩＩＩ方向から見た概略構成図である。
さて、本実施の形態における規制部６５は、ＬＰＨ１４の近傍であり、ＬＰＨ１４の接続部４９に対応する位置に配置されている。さらに説明をすると、図８に示すように、規制部６５は、力の向きに見て、規制部６５と接続部４９とが交差するように配置され、Ｘ方向およびＺ方向において、接続部４９の位置と重複する。このことにより、規制部６５は、ＦＦＣ５０を曲げることにともなう力を受けた際に、ＬＰＨ１４が最も撓む部分を支持する。

また、規制部６５は、回路基板４２に対応する位置に配置されている。さらに説明をすると、図８に示すように、規制部６５は、力の向きに見て、規制部６５と回路基板４２とが交差するように配置され、Ｘ方向およびＺ方向において、回路基板４２の位置と重複する。このことにより、回路基板４２が変形し、ＬＰＨ１４が形成する静電画像の画質が劣化することが抑制される。
なお、規制部６５を図示のように規制部６５と回路基板４２とが交差するように配置した場合、回路基板４２と交差しない配置（先端６５ｂが回路基板４２よりも第１面６２ａ側となる配置）と比較して、回路基板４２が撓むことがより確実に抑制される。

さて、上記の説明においては、ＦＦＣ５０を曲げる際にＬＰＨ１４が撓むことを説明したが、ＬＰＨ１４を撓ませる力は、ＦＦＣ５０を曲げる際に加わる力に限定されるものではない。例えば、感光体ドラム１２あるいは現像装置２０のカートリッジを交換する際や、ロッドレンズアレイ４３のレンズ面の清掃の際に、作業者が誤って触れた場合にもＬＰＨ１４に力が加わる。これらの場合においても、規制部６５はＬＰＨ１４の撓みを規制する。

また、上記の説明においては、規制部６５が、梁部６２に設けられることを説明したが、規制部６５がＬＰＨ１４の撓みを規制可能な位置であれば、他の部材に設けられてもよい。例えば、ＬＰＨ１４を覆うカバー部材付きのＬＰＨ１４である場合には、カバー部材に規制部６５が設けられてもよい。

また、上記の説明においては、規制部６５が、梁部６２の長手方向中央部に設けられることを説明したが、規制部６５がＬＰＨ１４の撓みを規制可能な位置であれば、この配置に限定されない。例えば、接続部４９がＬＰＨ１４の端部側に設けられた場合には、この接続部４９の位置に対応するよう規制部６５が梁部６２の端部側に設けられてもよい。

１…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１４…ＬＰＨ、４１…発光チップアレイ、４２…回路基板、４３…ロッドレンズアレイ、４５…ホルダ、４９…接続部、４９ａ…接続端子、５０…ＦＦＣ、６５…規制部、１００…画像形成装置

Claims (5)

1. 回転する像保持体の回転軸方向に沿って配列される複数の発光体を有し当該像保持体を露光する露光部と、
   前記露光部を支持する支持部と、
   前記支持部によって支持された前記露光部が、前記発光体の光軸方向および当該発光体の配列方向と交差する向きに力を受け撓んだ際に、当該露光部を支持し当該露光部の撓みを規制するとともに、当該向きに当該力を受けていない当該露光部から離間する位置に設けられる規制部と
   を備える露光装置。
2. 前記露光部は、前記支持部に支持された当該露光部に取り付けられる取付部材を取り付ける被取付箇所を備え、
   前記規制部は、前記被取付箇所に前記取付部材を取り付けることにともない前記交差する向きに前記力を受けて撓む前記露光部を支持することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記規制部は、前記発光体の前記配列方向において、前記露光部の中央部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
4. 回転する像保持体と、
   前記像保持体の回転軸方向に沿って配列される複数の発光体を有し当該像保持体を露光する露光部と、
   前記露光部を支持する支持部と、
   前記支持部に支持された前記露光部に取り付けられる取付部材と、
   前記支持部に支持された前記露光部が、前記取付部材を取り付けることにともなって前記発光体の光軸方向および当該発光体の配列方向と交差する向きに力を受け撓んだ際に、当該露光部を支持し当該露光部の撓みを規制するとともに、当該向きに当該力を受けていない当該露光部から離間する位置に設けられる規制部と
   を備える画像形成装置。
5. 前記取付部材は、前記露光部に制御信号を供給するケーブルであり、
   前記露光部は、前記ケーブルを取り付けるコネクタを備え、
   前記規制部は、前記コネクタに取り付けられた前記ケーブルを曲げることにともない前記露光部が撓んだ際に、当該露光部を支持することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。

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