光学式ヘッドの位置決め装置
【課題】感光ドラムの表面に対するＬＥＤヘッドの位置決めの精度を向上させることにより、感光ドラムの上に正確に結像させることを目的とする。
【解決手段】長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラム６と、感光ドラム６の長手方向に延伸して領域Ｗで感光ドラム６に当接する帯電ローラ２１と、感光ドラム６と平行に延伸する光学式ヘッドとを有する電子写真プリンタにおいて、感光ドラム６の表面に当接するとともに感光ドラム６の長手方向の一方の端部の領域Ｗ外に配設され、光学式ヘッドと感光ドラム６の表面との間の距離を規制する第１のスペーサ５１ａと、感光ドラム６の表面に当接するとともに感光ドラム６の長手方向の他方の端部の領域Ｗ外に配設され、光学式ヘッドと感光ドラム６の表面との間の距離を規制する第２のスペーサ５１ｂとを設ける。
【解決手段】長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラム６と、感光ドラム６の長手方向に延伸して領域Ｗで感光ドラム６に当接する帯電ローラ２１と、感光ドラム６と平行に延伸する光学式ヘッドとを有する電子写真プリンタにおいて、感光ドラム６の表面に当接するとともに感光ドラム６の長手方向の一方の端部の領域Ｗ外に配設され、光学式ヘッドと感光ドラム６の表面との間の距離を規制する第１のスペーサ５１ａと、感光ドラム６の表面に当接するとともに感光ドラム６の長手方向の他方の端部の領域Ｗ外に配設され、光学式ヘッドと感光ドラム６の表面との間の距離を規制する第２のスペーサ５１ｂとを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プリンタにおける光学式ヘッドの位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤヘッドを用いる電子写真プリンタでは、ドラム表面を一様に帯電された感光ドラムを、収束性ロッドレンズアレイ（ＳＬＡ）の結像位置に配設する。この電子写真プリンタの露光プロセスでは、ＬＥＤアレイチップが発生した光を、収束性ロッドレンズアレイを介して、前記ドラム表面に照射し、静電潜像を形成する。
【０００３】
図３５は、従来技術のＬＥＤヘッドの断面図である。ＬＥＤアレイチップ１は、基板３に搭載されている。ＳＬＡホルダ４はＳＬＡ２を保持する。ベース５は、基板３と、ＳＬＡホルダ４とＳＬＡ２とを保持するとともに、感光ドラム６の表面に対して正確に位置決めしている。感光ドラム６上に、正確に焦点のあった光像を形成するためには、ＬＥＤアレイチップ１からＳＬＡ２の入射端面までの距離Ｌｏと、ＳＬＡ２の出射端面から光が結像する焦点位置までの距離Ｌｉとが等しくなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６に対して位置決めしなければならない。ＳＬＡ２は、ＬＥＤアレイチップ１から距離Ｌｏの位置に配置され、ＳＬＡホルダ４に接着により固定される。つまり、ＳＬＡ２をＳＬＡホルダ４に搭載した後は、Ｌｏを調整することは出来ない。したがって、ＬｏとＬｉが等しくなるように、感光ドラム６に対するＬＥＤヘッドの位置を調整して、ＳＬＡ２と感光ドラム６との間の距離を精度よく確保しなければならない。
【０００４】
図３６は、従来のＬＥＤヘッドを示す正面図である。従来の感光ドラム６とＬＥＤヘッドの配置を、図３６を用いて説明する。感光ドラム６の一方の端部には、ギヤ７が設けられている。ギヤ７は、図示しない駆動源により駆動されて、感光ドラム６を回転させる。ギヤ７の中心には、穴９が設けられていて、この穴は感光ドラム６と同心である。感光ドラムの他方の端部には、フランジ１１が設けられている。フランジ１１の中心には、穴１０が設けられていて、この穴は感光ドラム６と同心である。穴９と１０には、感光ドラムの軸８が貫通していて、ギヤ７とフランジ１１がこの軸８上で回転する。
【０００５】
感光ドラム６は、図示しないＩＤユニット内部に配置され、感光ドラム６は、ＳＬＡ２の出射端面部に対向する表面を除いては、アッパフレーム１６により遮光される。軸８の両端部は、ＩＤユニットのサイドフレーム１２ａと１２ｂに回転可能に支持される。アジャスト機構１３ａと１３ｂは、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを調節するためのものであり、ＳＬＡホルダ４の両端の下部に配置される。
【０００６】
アジャスト機構１３ａと１３ｂとを調整することにより、距離ＬｏとＬｉとを等しくした後、固着される。ＬＥＤヘッドは、ＬＥＤヘッドの両端の上方に配設されたバネ１４ａと１４ｂにより、感光ドラム６の軸８に向かって付勢される。サイドフレーム１２ａと１２ｂに形成された当接面１５ａ１５ｂにアジャスト機構１３ａと１３ｂが当接する。ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６表面との間の距離Ｌｉを所定値に保ち、感光ドラム６表面に光を結像させる。
【０００７】
また別の従来技術としては、感光ドラムと光学式ヘッドとの間にスペーサを配し、スプリングで弾性体のスペーサを感光ドラムに押し付けることにより、感光ドラムと光学式ヘッドの間隔を規定しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５３―１０４２４２号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の構成をする装置では、以下に述べる問題点がある。ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉは、ＬＥＤヘッドを冶具に取り付けて、調整する。調整の済んだＬＥＤヘッドをプリンタに実装すると、ＬＥＤヘッドの両端に設けたアジャスト機構１３ａと１３ｂとが、ＩＤユニット内のサイドフレーム１２ａと１２ｂに設けられた当接面１５ａと１５ｂとに当接する。このとき、Ｌｉが少し変化し、光の結像位置がずれるので、良好な画像が得られない。
【００１０】
これは、ＳＬＡ２に対する感光ドラム６の表面の位置が、設計値Ｌｉから外れるためであり、±１００μｍ（±α）の製造ばらつきが生じる。この製造ばらつきを生じる要因としては、軸８の公差、軸穴９と１０の公差、サイドフレーム１２ａと１２ｂに面１５ａと１５ｂ高さの公差、感光ドラム６の振れ公差などがある。このため、ＬＥＤヘッドをプリンタに実装する際に、個別のＩＤユニットに合わせて、アジャスト機構１３ａと１３ｂとを再度調整して適正なＬｉを得ている。しかし、ＩＤユニットは、消耗品であるので、ＩＤユニットに寿命が来て新品に交換されると、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉが変化して良好な印刷結果が得られないという上述の問題が発生するかも知れない。
【００１１】
図３７は、ΔＬｉとＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の関係を表す図である。ＭＴＦは、１００％に近いほど原像に忠実な像が形成される。図３７より、Ｌｉが５０μｍずれた場合、ＭＴＦは１０％以上低下することが分かる。１２００ＤＰＩ（≒２４ラインペア／ｍｍ）の解像度を有するプリンタの場合には、ＭＴＦが１０％以上低下すると、解像度が損なわれる。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決し、感光ドラムの表面に対するＬＥＤヘッドの位置決めの精度を向上させることにより、感光ドラムの上に正確に結像させることを目的とする。
【００１３】
また従来技術には、前記したように、感光ドラムと光学式ヘッドとの間にスペーサを配したものもあるが、スペーサが光学式ヘッドと別体で構成されている場合、スペーサが感光ドラムの周面に沿って移動して僅かでも傾くと、正確に感光ドラムと光学式ヘッドの間隔を規定できないという問題があった。本発明は、この問題も解決し、スペーサが光学式ヘッドと別体で構成されていても、感光ドラムと光学式ヘッドの間隔を常に正確に規定できるようにすることも目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
参考例としての光学式ヘッドの位置決め装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸する光学式ヘッドと、前記感光体に当接する第１の接触面と、該第１の接触面と対向して前記光学式ヘッドに当接する第２の接触面が設けられ、前記光学式ヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記第１の接触面が当接する前記感光ドラム上の面の曲率半径と前記第２の接触面の曲率半径は、ほぼ同心となることを特徴とする。
【００１５】
本発明による光学式ヘッドの位置決め装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸して前記感光体に当接する帯電ローラと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸する光学式ヘッドと、一端が前記感光体に当接し、他端が前記光学式ヘッドに当接するように配設され、前記光学式ヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記スペーサは、前記帯電ローラが前記感光体に当接する領域の外側に位置するように配設されることを特徴とする。
【００１６】
参考例としてのＬＥＤヘッドの位置決め装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸するＬＥＤヘッドと、前記感光体に当接する第１の接触面と、該第１の接触面と対向して前記ＬＥＤヘッドに当接する第２の接触面が設けられ、前記ＬＥＤヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記第１の接触面が当接する前記感光ドラム上の面の曲率半径と前記第２の接触面の曲率半径は、ほぼ同心となることを特徴とする。
【００１７】
参考例としての印刷装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸するＬＥＤヘッドと、前記感光体に当接する第１の接触面と、該第１の接触面と対向して前記ＬＥＤヘッドに当接する第２の接触面が設けられ、前記ＬＥＤヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記第１の接触面が当接する前記感光ドラム上の面の曲率半径と前記第２の接触面の曲率半径は、ほぼ同心となるＬＥＤヘッドの位置決め装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、アジャスト機構と感光ドラムと間に配設するスペーサを感光ドラムの表面に直接接触させて配置することにより、ＳＬＡの出射端面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを規制するようにしたので、ＩＤユニットの各部品の寸法のばらつきによる公差が累積して、Ｌｏ＝Ｌｉを維持できないという従来技術の問題を解決できる。更に、スペーサが感光ドラムに押圧される方向が、感光ドラムの中心を通る垂直線に対して傾いても、アジャスト機構の感光ドラムに対する高さが変化することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例を示す正面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿ってみた側面図である。
【図３】スペーサの当接面の曲率半径と、感光ドラムの表面の曲率半径との関係を示す。
【図４】アジャスト機構の詳細を示す。
【図５】実施の形態２に係わるスペーサの側面図である。
【図６】実施の形態２に係わるスペーサの要部の詳細図である。
【図７】スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。
【図８】スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。
【図９】異なる材質のスペーサについて、スペーサの高さの変化量（磨耗量）を示す。
【図１０】実施の形態３の要部を示す側面図である。
【図１１】実施の形態３のＩＤユニット全体を示す。
【図１２】実施の形態３において、印刷した用紙の累積枚数と、スペーサの高さの変化量との関係を示すグラフである。
【図１３】実施の形態４を示す正面図である。
【図１４】実施の形態４におけるＩＤユニット内における各ローラの配置を示す。
【図１５】実施の形態５の正面図である。
【図１６】実施の形態６が解決しようとする問題を説明する側面図である。
【図１７】曲率半径を有する面を示す側面図である。
【図１８】実施の形態６による光学式ヘッドの位置決め装置を示す正面図である。
【図１９】図１８の線Ｃ−Ｃに沿ってみたときの断面図である。
【図２０】図１８の線Ｂ−Ｂ沿ってみたときの断面図である。
【図２１】ＬＥＤヘッドを保持するＳＬＡホルダの長手方向の両端付近に２つずつ設けたアジャスト機構が、スペーサに当接した状態を上からみた図である。
【図２２】実施の形態７における要部の正面図である。
【図２３】偏心カム機構６０を下から見上げた斜視図である。
【図２４】偏心カム機構６０のカム部６０ａを示す。
【図２５】偏心カム機構６１を下から見上げた斜視図である。
【図２６】偏心カム機構６１のカム部６１ａを示す。
【図２７】図２２の線Ｄ−Ｄに沿って見た側部断面図である。
【図２８】図２２の線Ｅ−Ｅに沿って見た側部断面図である。
【図２９】要部の上面図である。
【図３０】スペーサの上面が水平面内に無い場合を示す。
【図３１】スペーサの成形時に生じたヒケを示す。
【図３２】実施の形態８に係わるスペーサの斜視図である。
【図３３】図３２に示すスペーサの断面図である。
【図３４】図３２示すスペーサの側面図である。
【図３５】従来技術のＬＥＤヘッドの断面図である。
【図３６】従来のＬＥＤヘッドを示す正面図である。
【図３７】ΔＬｉとＭＴＦとの関係を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本実施例を示す正面図である。感光ドラム６は、全体として、円筒形状をなす。スペーサ５１ａと５１ｂは、凹んだ当接面５２、好ましくは円弧を描くような曲率面を有し、この当接面５２が感光ドラム６感光体の表面に当接する。凹んだ当接面５２は、曲率面に限らず、例えは、Ｖ字状でもよい。この凹んだ当接面の反対側には、アジャスト機構１３ａと１３ｂが設けられている。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、スペーサ５１ａと５１ｂを介して、ＳＬＡホルダ４を感光ドラム６側へ付勢する。アジャスト機構１３ａと１３ｂはＳＬＡホルダ４側に取り付けられている。スペーサ５１ａと５１ｂはアジャスト機構１３ａと１３ｂに固着されていてもよいし、単に当接させてもよい。当接させる場合は、スペーサを別体としても製作し、ＳＬＡホルダ４の図示しない筐体などに設けた孔に遊嵌するようにしてもよい。スペーサは、例えば、感光ドラムの長手方向の略中央付近に、１つだけ設けてもよい。
【００２１】
図２は図１の線Ａ−Ａに沿ってみた側面図である。感光ドラム６が矢印Ａ方向に回転して、感光ドラム６上の異物やトナー（転写時の残留トナー、現像時に流失したトナーなど）が、スペーサ５１ａと５１ｂの位置に到着すると、スペーサ５１ａと５１ｂのエッジ部５３がこのトナーを掻き落とし、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６の間にトナーが侵入するのを抑制している。また、この当接面５２が感光ドラム６と当接して擦れ合うことにより、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との間に存在するトナーを掻き出すので、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との間にはトナーが滞留しない。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との間にトナーが蓄積して、スペーサ５１ａと５１ｂを押し上げることがないので、Ｌｏ＝Ｌｉを保つことが可能となる。
【００２２】
図３は、スペーサの当接面５２の曲率半径ｒｓと、感光ドラムの表面の曲率半径ｒｄとの関係を示す。図３に示すとおり、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２の曲率半径ｒｓは、感光ドラムの曲率半径ｒｄより少し小さいか、好ましくは同一である。
【００２３】
図４は、アジャスト機構１３ａと１３ｂの詳細を示す。アジャスト機構１３ａと１３ｂは楔形状の部材であり、鉤部１７ａを有する弾性部材１７が設けられている。ＳＬＡホルダ４には、表面に複数の溝４ｂを形成したラック４ａを有する。アジャスト機構１３ａと１３ｂは、鉤部１７ａが溝４ｂに係合するようにして、ＳＬＡホルダ４に組み立てられている。アジャスト機構１３ａと１３ｂは、ラック４ａの斜面に係合して滑動する斜面を有する。アジャスト機構１３ａと１３ｂを矢印Ｃの方向に１ステップずつ移動して距離Ｌｉを増加させることができる。アジャスト機構１３ａと１３ｂを矢印Ｂの方向に１ステップずつ移動して距離Ｌｉを減少させることができる。すなわち、アジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、ＬＥＤアレイチップ１からＳＬＡ２の入射端面までの距離Ｌｏに、ＳＬＡ２の出射端面から光が結像する焦点位置までの距離Ｌｉを合わせて、Ｌｏ＝Ｌｉとする。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態１では、感光ドラム６に当接するスペーサの当接面５２が、好ましくは、感光ドラムと同一の曲率半径を有するように選択される。しかし、製造誤差があるので、両者の曲率半径はわずかに異なる。このために、スペーサを感光ドラムに当接させたとき、スペーサの当接面５２の一部しか感光ドラム６の表面に接触しないことがある。実施の形態２は、スペーサの当接面５２の全体が、感光ドラム６の表面に確実に密着するような、スペーサの形状を選択したことを特徴とする。
【００２５】
図５は、スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。例えば、図５に示すように、スペーサ５１ａと５１ｂの曲率半径ｒｓ＝ｒ３が感光ドラム６の曲率半径ｒｄ＝ｒ２に対して小さければ、スペーサ５１ａと５１ｂのエッジ５３が感光ドラム６の感光体の表面に当接するので、感光ドラム６に接触している部分は線接触に近くなる。したがって、接触部分での単位面積当たりの圧力Ｐ（Ｎ／ｃｍ２）は、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２全体で当接する場合よりも大きくなり、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６の表面の摩耗が激しくなることがわかる。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂの磨耗により、距離Ｌｉが減少し、Ｌｏ＝Ｌｉを維持できなくなるから焦点がずれてしまう。
【００２６】
図６は、スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。上述と反対に、図６に示すように、当接面５２の曲率半径ｒｓ＝ｒ４が感光ドラム６の曲率半径ｒｄ＝ｒ２に対して大きくなれば、感光ドラム６上に付着したトナー５５が、感光ドラム６の回転にともなって、スペーサ５１ａと５１ｂの近くにきても、スペーサ５１ａと５１ｂのエッジ５３でこのトナー５５を掻き落とすことができない。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との接触面同士の間にトナーが侵入する。また、この構造は、感光ドラムの面とスペーサの当接面５２が擦れ合うことにより、両者の間に侵入したトナーを掻き出すような滑り摩擦を有するが、トナー５５を掻き出す能力以上のトナー５５が侵入した場合には、掻き出すことができず、トナー５５が感光ドラムの面とスペーサの当接面５２との間に滞留する。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂの高さが変化するから、距離Ｌｉが変化し、Ｌｏ＝Ｌｉを維持できなくなって焦点がずれてしまう。
【００２７】
図７は、実施の形態２に係わるスペーサの側面図である。図８は、実施の形態２に係わるスペーサの要部の詳細図である。実施の形態２では、スペーサの当接面５２の曲率半径ｒｓを感光ドラム６の曲率半径ｒｄよりも小さく設定し、この当接面５２が円弧を描く方向の中央付近５６を、両端付近よりも肉薄とし、スペーサ５１ａと５１ｂに弾性を持たせた。具体的には、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２の曲率半径ｒｓ＝ｒ１とし、感光ドラムの曲率半径ｒｄ＝ｒ２とし、ｒ１をｒ２に対して約１％小さくする。中央付近の肉厚ｔは、例えば１ｍｍである。また、弾性を有する材料を使用して、図５に示す形状のスペーサを構成してもよい。この実施の形態では肉薄な構造としたが、十分な弾性が得られれば、肉薄な構造でなくてもかまわない。
【００２８】
スペーサ５１ａと５１ｂが、ばね１４ａと１４ｂの付勢力Ｆに付勢されて、当接面５２が感光ドラム６の表面に密着するように弾性部５６が変形して、感光ドラム６の表面の曲率半径ｒｄ＝ｒ２と略同一の曲率半径になる。したがって接触のしかたが面接触となるので、単位面積当たりの圧力Ｐ（Ｎ／ｃｍ２）を小さく設定することが可能となり、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６の摩耗を少なくすることができる。感光ドラムが回転して、スペーサ５１ａと５１ｂに達すると、エッジ５３がトナー５５を掻き落とす。
【００２９】
図９は、異なる材質のスペーサについて、所定の期間にわたって、プリンタを稼動させたときのスペーサの高さの変化量（磨耗量）を調べた実験結果を示す。実験に使用したスペーサ５１ａと５１ｂの材質は、汎用エンジニアリングプラスチックであるポリアセタール樹脂と、特殊エンジニアリングプラスチックであるＰＴＦＥ樹脂の２種とし、感光ドラム６の表面材料としてはポリカーボネート樹脂層からなるものを用いた。図９に示すとおり、弾性係数２６．４×１０３ｋｇ／ｃｍ２のポリアセタール樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂは、４０Ｋ枚を印刷すると、約１０μｍの高さ変化量（摩耗）を示した。一方、弾性係数が３．５×１０３ｋｇ／ｃｍ２であるＰＴＦＥ樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂの高さの変化量は、ばらつきが大きく１０から１２０μｍの変化を示し、さらには、感光ドラム６への傷も激しかった。ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉは、Ｌｏ±５０μｍにあれば許容範囲内である。ＰＴＦＥ樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂは、許容範囲を超える。ポリアセタール樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂは高さの変化量が１０μｍ以下であり、スペーサ５１ａと５１ｂの製造ばらつき、環境による伸縮などを考慮しても、充分実用に耐えうる結果を示した。以上のとおり、本実験では、ポリアセタール樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂが良好な結果を示したが、材質及び形状（当接面の曲率半径、中央付近の肉厚等）は、本実験による設定値であり、ＬＥＤヘッドを付勢するバネの付勢力、当接面の幅、当接される相手材質等により種々変わるものであり、特に本値に限定されるものではない。
【００３０】
実施の形態２において、スペーサの中央付近に弾性を持たせるようにしたので、感光ドラムの表面にスペーサの当接面が密着する。したがって、スペーサと感光ドラムの摩耗が少なく、さらには、スペーサ当接面にトナーが侵入しにくい構成となるから、ＬＥＤヘッドをプリンタ実装時にＳＬＡ出射面と感光ドラム表面の距離Ｌｉの変化が少ない装置を提供することが可能となる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態３は、ＳＬＡの出射面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを規制するスペーサをＬＥＤヘッド側に設けず、感光ドラムが実装されるＩＤユニット側に設けたことを特徴とする。
【００３２】
図１０は、実施の形態３の要部を示す側面図である。図１１は、実施の形態３のＩＤユニット全体を示す。スペーサ５１ａと５１ｂは、円筒形状の感光ドラム６の表面と略同じ曲率半径を有する当接面５２を有し、この当接面５２が、感光ドラム６の感光体の表面に当接する。この当接面５２の反対側の面５４は、アジャスト機構１３ａと１３ｂが当接して設けられている。このアジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉが、Ｌｏ＝Ｌｉとなるように調整する。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、ＳＬＡホルダ４を、感光ドラム６側へ付勢する。スペーサ５１ａと５１ｂは、爪５６を有する。この爪５６がアッパフレーム１６に係合することで、スペーサ５１ａと５１ｂの感光ドラム６に対する位置が制限されるので、感光ドラム６の上方で揺動したり、輸送中の振動などで容易に外れたりするのを防止できる。
【００３３】
図１２は、印刷した用紙の累積枚数と、スペーサ５１ａと５１ｂの高さの変化量との関係を示すグラフである。感光ドラム６の表面に当接するスペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２は、感光ドラム６の表面の曲率半径と略同一の曲率半径を有する。印刷動作中は、常に、当接面同士は、面接触であり、互いの当接面は滑り摩擦を有する。一般的には、接触する面に加わる圧力Ｐ（Ｎ／ｃｍ２）と速度（ｍｍ／ｓ）が一定に維持されれば、摩耗の進行は滑り距離（ｍｍ）に比例すると考えられる。図１２に示すとおり、累積枚数が１０Ｋ→２０Ｋ→４０Ｋと増すにつれて、スペーサの高さの変化量が、累積枚数と比例関係で増加していることが分かる。実験に使用した装置の寿命は、１０００Ｋ枚であり、通常は、ＬＥＤヘッドの寿命も装置と同等に設計される。したがって、ＬＥＤヘッド側に設けるスペーサ５１ａと５１ｂは、装置の寿命である１０００Ｋ枚まで耐えねばならない。しかし、図１２のグラフからも分かるように、１０００Ｋ枚まで稼動すれば、スペーサの高さは、数百μｍの変化を生じる。距離Ｌｉの許容範囲は、Ｌｏ＝±５０μｍであり、装置の寿命まで稼動すれば、距離Ｌｉを許容範囲内に維持することができないことが容易に分かる。一般的には、感光ドラムが装着されているＩＤユニットは消耗品であるため、予め定めた交換周期で、新品と交換される。本実験で使用したＩＤユニットは、累積枚数が４０Ｋ枚に達したら交換するように設計されている。図１２から、４０Ｋ枚におけるスペーサの摩耗量は１０μｍ以下なので、ＩＤユニットの交換期間内においては、充分実用に耐えうる変化量である。
【００３４】
実施の形態３において、スペーサをＩＤユニット側に設けたので、ＩＤの交換に伴って、スペーサは新品に交換される。したがつて、装置の寿命がくるまで、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム表面の距離Ｌｉの変化が少なく、印刷品質が安定な装置を提供できる。
【００３５】
実施の形態４．
実施の形態４は、感光ドラム６の長手方向の端部に設けるスペーサを、帯電ローラが感光ドラムに当接する領域Ｗの外側に位置するように配設したことを特徴とする。スペーサは、実施の形態１と２のように、ＬＥＤヘッド側に設けてもよいし、実施の形態３のように感光ドラムが実装されるＩＤユニット側に設けてもよい。ＬＥＤヘッド側に設けた場合は、実施例１と同様に固着されていてもよいし、単に当接させてもよい。図１３は実施の形態４を示す正面図である。スペーサ５１ａと５１ｂは、円筒形状の感光ドラム６の表面と略同じ曲率半径を有する当接面５２を有し、この当接面５２が、感光ドラム６の感光体の表面に当接する。この当接面５２の反対側の面は、アジャスト機構１３ａと１３ｂが固着若しくは当接して設けられている。このアジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、Ｌｏ＝Ｌｉとなるように調整する。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、ＳＬＡホルダ４を、感光ドラム６側へ付勢する。
【００３６】
図１４は、ＩＤユニット内における各ローラの配置を示す。次に、電子写真プリンタのプロセスの概要を説明する。電子写真プリンタの工程には、帯電、露光、現像、転写があり、これらの工程を順次実行して、用紙に印刷を行う。まず、帯電工程では、帯電ローラ２１に高圧を印加して、感光ドラム６の表面に一様に負の電荷を与える。露光工程では、ＬＥＤヘッド２３が、印刷データに合わせて、感光ドラム６の表面を選択的に光エネルギを照射することによって、感光ドラム６の表面上の電位を下げる。露光されなかった表面部分はそのまま負の高電位を保つので、感光ドラム６の表面には表面電位の差が生じて、全体として、感光ドラム６の表面上に静電潜像を形成する。この静電潜像が、ドラムの回転とともに、現像ローラへ移動する。現像工程では、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像をトナー像に現像する。トナーは、現像ローラ２４及び図示しない現像ブレードとの摩擦によって帯電する。トナーは、現像ローラの電位と感光ドラム６の表面電位との電位差により生じた電界中を、クーロン力によって、感光ドラム６の表面へ移動し、トナー像となる。転写工程では、用紙の裏面に転写ローラ２５から正電荷を与え、感光ドラム上の負に帯電しているトナー５５はクーロン力により用紙に転写される。
【００３７】
ここで、何らかの外的要因により固い異物が侵入し感光ドラム６の表面に深い傷を与え、傷が素管まで達した場合は、高圧が印加されている帯電ローラ２１と感光ドラム６との間でリークを起こすことが懸念される。またリークを発生させなくても、感光ドラム６の表面に深い傷があると、傷の部位の表面に電荷を付与することができず、現像ローラ２４上で帯電したトナーが感光ドラム６の表面上に移動する。ドラム６の表面上に移動したトナー５５は、帯電ローラ２１と感光ドラム６に間に挟まって擦られて、帯電ローラ２１の表面にも付着する。帯電ローラ２１の表面に付着するトナー５５の量が多くなると、付着したトナー５５の層の厚さ分だけ、帯電ローラ２１の表面と感光ドラム６の表面が離間する。したがって、帯電ローラ２１は、感光ドラム６の表面に一様に充分な電荷を付与することができなくなる。したがって、感光ドラム６の表面の広い範囲にわたってトナーが付着するので、感光ドラム６の表面に移動したトナー５５で用紙を汚してしまう。
【００３８】
しかし、本発明では、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉを規制するスペーサ５１ａと５１ｂを帯電ローラ２１の幅よりも外側に配設したことにより、スペーサ５１ａと５１ｂが感光ドラム６の表面に深い傷をつけても、その傷は、帯電ローラが当接する領域Ｗの外側であるため、帯電ローラ２１にトナー５５が付着するチャンスが少なく、印刷品質には影響を与えない。
【００３９】
実施の形態４において、感光ドラムの長手方向の端部に設けるスペーサを、帯電ローラが感光ドラムに当接する領域の外側に位置するようにしたので、外的要因によりスペーサと感光ドラムの当接面の間に硬い異物が侵入し感光ドラム表面に深い傷が発生しても、印刷用紙に接触する感光ドラム表面の領域には影響を与えず、印刷品質の安定した装置を提供できる。
【００４０】
実施の形態５
実施の形態４では、帯電ローラ２１が感光ドラムに当接する領域Ｗの外側にスペーサを設けたので、装置の寸法が大きくなりやすい。したがって、実施の形態５では、装置の全体寸法を大きくすることなく、実施の形態４と同様の効果が得られる構造を特徴とする。図１５は実施の形態５の正面図である。
【００４１】
感光ドラム６は、全体として、円筒形状をなす。スペーサ５１ａと５１ｂは、凹んだ当接面５２を有し、スペーサ５１ａの当接面５２が、感光ドラム６の一方の端部に設けられたギヤ７と摺接し、スペーサ５１ｂの当接面５２が感光ドラムの他方の端部に設けられたフランジ１１と摺接する。スペーサは、実施の形態１と２のように、ＬＥＤヘッド側に設けてもよいし、実施の形態３のように感光ドラムが実装されるＩＤユニット側に設けてもよい。ＬＥＤヘッド側に設けた場合は、実施例１と同様に固着されていてもよいし、単に当接させてもよい。ギヤ７はハスバ歯車であり、図示しない駆動源により回転されて、感光ドラムを回転させる。ギヤ７とフランジ１１の中心には、孔が形成され、この孔を感光ドラムの回転シャフト８が貫通する。フランジ１１は、感光ドラム６と同心の円形をしている。スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２に対して反対側の面には、アジャスト機構１３ａと１３ｂが固着もしくは当接して設けられている。このアジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、Ｌｏ＝Ｌｉとなるように調整する。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、ＳＬＡホルダ４を、感光ドラム６側へ付勢する。上記の構成とすることにより、スペーサ５１ａと５１ｂが感光ドラム６の表面に傷をつけることがなくなるので、実施の形態４と同様に、用紙を汚すことがなくなる。
【００４２】
実施の形態５において、ＳＬＡの出射端面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを規制するスペーサを感光ドラムの両端に設けられるギヤとフランジ上に配設したので、少なくとも印刷用紙に接触する感光ドラムの表面に、スペーサが傷をつける可能性がなくなる。したがって、印刷品質の安定な装置を提供できる。
【００４３】
実施の形態６
図１６は、実施の形態６が解決しようとする問題を説明する図である。アジャスト機構１３ａと１３ｂに当接するスペーサの面５４が平面である場合、アッパフレーム１６には、スペーサ５１ａと５１ｂの上部が進入する孔が設けられている。この孔は、スペーサ５１ａと５１ｂの上部の外形よりもやや大きくて、スペーサ５１ａの５１ｂとの間に隙間６１を形成する。この隙間６１があるので、ばね１４ａと１４ｂが、スペーサ５１ａと５１ｂを付勢する際に、スペーサ５１ａと５１ｂがアッパフレーム１６に対して、円滑に変位できる。しかし、この隙間６１が存在すると、スペーサが感光ドラムに対して付勢される方向が、感光ドラムの中心Ｏを通る垂直線（鉛直線）に対して、角度±βだけ傾いた方向に付勢される懸念がある。この傾きがあると、スペーサの面５４も水平面に対して傾きを生じ、したがってアジャスト機構１３ａと１３ｂの感光ドラムの表面からの高さが変化して、距離Ｌｉが変化してしまう。また、左右のアジャスト機構１３ａと１３ｂの先端の感光ドラム６に対する高さが変化するので、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離ＬｉがＬｏに一致しなくなる。また、ＬＥＤヘッドの傾き等の不具合も生じ易い。
【００４４】
図１７は、実施の形態６を示す側面図である。実施の形態６では、スペーサは、ＬＥＤヘッド側に取り付けられておらず、ＩＤユニット側に設けられている。実施の形態６は、アジャスト機構１３ａと１３ｂに当接するスペーサの面５４を、曲率半径ｒ５を有する曲面としたことを特徴とする。すなわち、この曲面は感光ドラムと同心となる。なお、実施の形態１から実施の形態５と同様の構成部分には、同一の符号を付与しており、構成の異なる個所について説明する。スペーサ５１ａと５１ｂは、爪５６を有する。この爪５６がアッパフレーム１６に係合することで、スペーサ５１ａと５１ｂの感光ドラムに対する位置が固定されるので、感光ドラム６の上方で揺動したり輸送中の振動などで、感光ドラムから外れたりするのを防止できる。スペーサ５１ａと５１ｂが感光ドラムに押圧される方向が、感光ドラムの中心Ｏを通る垂直線に対して角度±βだけ傾いても、アジャスト機構１３ａと１３ｂに当接するスペーサの面５４のどの部分を考えても、感光ドラムの表面に対する高さ５７が変化しないので、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉが安定する。
【００４５】
実施の形態６において、アジャスト機構に当接するスペーサの表面を、感光ドラムと同心となるような曲率半径を有するように構成したので、スペーサが感光ドラムに押圧される方向が、感光ドラムの中心を通る垂直線に対して傾いても、アジャスト機構の感光ドラムに対する高さが変化することはない。したがって、Ｌｏ＝Ｌｉを確保できて、印刷品質の安定な装置を提供できる。
【００４６】
実施の形態７
図１８は、実施の形態６による光学式ヘッドの位置決め装置を示す正面図である。スペーサ５１ａと５１ｂは、感光ドラム６の長手方向の両端部付近において、感光ドラム６の表面に当接して配置されている。スペーサ５１ａと５１ｂの上部には、アジャスト機構１３ａと１３ｂとが配設され、アジャスト機構１３ａと１３ｂの上部には、ＳＬＡホルダ４が配置される。ばね１４ａと１４ｂが、ＳＬＡホルダ４を感光ドラム６に向かって付勢し、アジャスト機構１３ａと１３ｂの合計４つの底部がスペーサ５１ａと５１ｂの上面５４に当接する。これにより、ＬＥＤヘッドが感光ドラム６に対して、位置決めされる。アジャスト機構１３ａと１３ｂを調整することにより、ＬＥＤヘッドと感光ドラム６との距離Ｌｉは、正確にＬｏ＝Ｌｉとなる。
【００４７】
図１９は、図１８の線Ｃ−Ｃに沿ってみたときの断面図である。図２０は、図１８の線Ｂ−Ｂ沿ってみたときの断面図である。上述のように、合計４つの個所で支持される構造では、下記のような不具合がある。例えば、アジャスト機構１３ａと１３ｂの４つの底部は、同じ高さとなるように設計されるが、製造ばらつきがあるから、厳密には、製造誤さのため、４つの底部が同一の高さにはなり難い。したがって、図１９や図２０に示すように、４つの底部は、現実には、高さが僅かに異なる。
【００４８】
図２１は、ＳＬＡホルダ４の長手方向の両端付近に２つずつ設けたアジャスト機構１３ａと１３ｂが、スペーサ５１ａと５１ｂにそれぞれ当接した状態を上からみた図である。
【００４９】
図１９、図２０及び図２１に示すとおり、アジャスト機構１３ａと１３ｂは、長さが比較的揃った３つの底部（例えばＣ点、Ｄ点、Ｅ点）で、スペーサ５１ａと５１ｂに当接する。残りの１つの底部は、スペーサ５１ａと５１ｂに当接していない。また、実際には、ＳＬＡホルダ４の長手方向の両端付近に配設されたばね１４ａと１４ｂの付勢方向がばらつくので、いつも同じ３つの底部がスペーサ５１ａと５１ｂに当接するとは限らない。したがって、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム６の表面との距離ＬｉがＬｉ＝Ｌｏとなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６上に安定に保持することは困難である。
【００５０】
実施の形態７は、上記の問題を解決して、Ｌｉ＝Ｌｏとなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６に対して安定に保持することを目的とする。実施の形態７では、アジャスト機構１３ａと１３ｂの代わりに、偏心カム機構６０と６１を有する。
【００５１】
図２２は、実施の形態７における要部の正面図である。図２３は偏心カム機構６０を下から見上げた斜視図である。図２４は、偏心カム機構６０のカム部６０ｂを示す。図２５は、偏心カム機構６１を下から見上げた斜視図である。図２６は、偏心カム機構６１のカム部６１ｂを示す。偏心カム機構６０と６１は、ＳＬＡホルダ４の長さ方向の端部付近に設けられる。カム部６０ｂは、保持部材６０ａの２つの指部６０ｅにより、ＳＬＡホルダ４に、回転可能に、強く保持されている。カム部６０ｂには、ドライバ用の十字形状の溝６０ｃが形成されている。溝６０ｃをドライバで駆動すると、偏心部６０ｄが、軸線Ｈを中心に回転する。カム部６１ｂは、保持部材６１ａの指部６１ｅにより、ＳＬＡホルダ４に、回転可能に、強く保持されている。カム部６１ｂには、ドライバ用の十字形状の溝６１ｃが形成されている。溝６１ｃをドライバで駆動すると、偏心部６１ｄは、軸線Ｉを中心に回転する。このように、溝６０ｃと６１ｃをドライバで駆動することにより、スペーサに対するＳＬＡホルダ４の高さが調整できる。
【００５２】
図２７は図２２の線Ｄ−Ｄに沿って見た側部断面図である。図２８は図２２の線Ｅ−Ｅに沿って見た側部断面図である。図２９は、要部の上面図である。図３０は、スペーサの上面が水平面内に無い場合を示す。
【００５３】
スペーサ５１ａと５１ｂは、感光ドラム６の長手方向の両端部付近で、感光ドラムの表面に当接して配設される。ＳＬＡホルダ４は、スペーサ５１ａと５１ｂの上面５４に当接する。ばね１４ａと１４ｂはＳＬＡホルダ４の上部に配設され、ＳＬＡホルダ４を感光ドラム６に向けて付勢する。スペーサ５１ａと５１ｂの上面５４と、ＳＬＡホルダ４との間には、偏心カム機構６０と６１が、それぞれ、介在し、この偏心カム機構６０と６１を調整することにより、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム６の表面の距離ＬｉをＬｏ＝Ｌｉとする。
【００５４】
一方の偏心カム機構６０に当接するスペーサ５１ａの上面５４は平坦面であり、この平坦面上の２箇所（Ｊ点とＫ点）で、偏心カム機構６０が、スペーサ５１ａに当接する。他方の偏心カム機構６１が当接するスペーサ５１ｂの上面５４ａは、感光ドラム６と同心となる曲率半径を有し、この曲率面上の１箇所（Ｌ点）で、偏心カム機構６１が、スペーサ５１ｂに当接する。したがって、スペーサ５１ｂが感光ドラム６に付勢される方向は、感光ドラム６の中心を通る略直線の方向となるから、スペーサが、感光ドラムの中心を通る垂直線に対して少しくらい傾いた方向に付勢されても、偏心カム機構６１の感光ドラム６に対する高さが変化することはない。
【００５５】
したがって、ＬＥＤヘッドは、合計３個所で、支持される。図３０に示すように、スペーサ５１ｂの位置が感光ドラム６上で少しずれていると、スペーサ５１ａの上面５４が水平な面に対して傾く。しかし、この状態になっても、スペーサ５１ａの当接面５２と感光ドラム６の表面との間の摩擦は、非常に小さい。したがって、ＳＬＡホルダ４が矢印Ｄの方向に付勢されて感光ドラム６に近づくと、偏心カム機構６０の部位が、スペーサ５１ａの上面５４の高い側に先に当たり、スペーサ５１ａは感光ドラム６の表面上を感光ドラム６の軸を中心にして矢印Ｅの方向に移動する。したがって、図２８に示すように、ＳＬＡホルダ４は、必ず、偏心カム機構６０の２個所がスペーサ５１ａに当接した位置で支持される。
【００５６】
実施の形態７では、Ｌｉを調整する機構として偏心カム機構６０と６１を採用したが、感光ドラム６に対するＳＬＡホルダ４の高さを調整できる機構であれば、本機構に限定されるものではない。
【００５７】
実施の形態８
実施の形態８は、感光ドラム６の表面に当接するスペーサの面５２の中央付近に、円周方向に延びる溝を形成したことを特徴とする。図３１は、スペーサの成形時に生じたヒケ５８を示す。図３２は、実施の形態８に係わるスペーサの斜視図である。図３３は図３２に示すスペーサの断面図である。図３４は図３２に示すスペーサの側面図である。
【００５８】
図３１に示すように、スペーサ５１ａと５１ｂの感光ドラムに当接する面５２には、溝６３が形成される。スペーサ５１ａと５１ｂの材質は、実施の形態２で述べたとおり、汎用エンジニアリングプラスチックであり、低コスト化を図るために成形品とすることが一般的である。一般に、成形品の場合は、製品の各部における肉厚の差が原因となって成形時の収縮の差を生じやすい。この収縮の差により、製品の表面にヒケ５８（えくぼ状のへこみ）を発生する。本実施の形態に係わるスペーサ５１ａと５１ｂの場合にも、実際に、感光ドラム６との当接面５２にヒケ５８が発生した。図３１に示すように、当接面５２にヒケ５８が発生すると、感光ドラム６に当接するスペーサの接触面積が減少するので、面圧（Ｎ／ｍｍ２）が大きくなり、感光ドラム６の表面の磨耗や、スペーサ５１ａと５１ｂの初期磨耗が著しく進行することが容易に予想できる。図３２から図３４に示すように、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２に溝６３を形成することにより、スペーサ各部の肉厚の差が少なくなり、当接面５２のヒケ５８を極力少なくすることができた。したがって、感光ドラム６の表面の磨耗や、スペーサ５１ａと５１ｂの初期磨耗を抑制することが可能となった。これにより、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム６の距離ＬｉがＬｉ＝Ｌｏとなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６上に安定に保持することができた。
【符号の説明】
【００５９】
２ ＳＬＡ、 ４ ＳＬＡホルダ、 ６ 感光ドラム、 ７ ギヤ、 ８ 軸、 １３ａ、１３ｂ アジャスト機構、 １６ アッパフレーム、 ５１ａ、５１ｂ スペーサ、 ６０、６１ 偏心カム機構、 ６３ 溝。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プリンタにおける光学式ヘッドの位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤヘッドを用いる電子写真プリンタでは、ドラム表面を一様に帯電された感光ドラムを、収束性ロッドレンズアレイ（ＳＬＡ）の結像位置に配設する。この電子写真プリンタの露光プロセスでは、ＬＥＤアレイチップが発生した光を、収束性ロッドレンズアレイを介して、前記ドラム表面に照射し、静電潜像を形成する。
【０００３】
図３５は、従来技術のＬＥＤヘッドの断面図である。ＬＥＤアレイチップ１は、基板３に搭載されている。ＳＬＡホルダ４はＳＬＡ２を保持する。ベース５は、基板３と、ＳＬＡホルダ４とＳＬＡ２とを保持するとともに、感光ドラム６の表面に対して正確に位置決めしている。感光ドラム６上に、正確に焦点のあった光像を形成するためには、ＬＥＤアレイチップ１からＳＬＡ２の入射端面までの距離Ｌｏと、ＳＬＡ２の出射端面から光が結像する焦点位置までの距離Ｌｉとが等しくなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６に対して位置決めしなければならない。ＳＬＡ２は、ＬＥＤアレイチップ１から距離Ｌｏの位置に配置され、ＳＬＡホルダ４に接着により固定される。つまり、ＳＬＡ２をＳＬＡホルダ４に搭載した後は、Ｌｏを調整することは出来ない。したがって、ＬｏとＬｉが等しくなるように、感光ドラム６に対するＬＥＤヘッドの位置を調整して、ＳＬＡ２と感光ドラム６との間の距離を精度よく確保しなければならない。
【０００４】
図３６は、従来のＬＥＤヘッドを示す正面図である。従来の感光ドラム６とＬＥＤヘッドの配置を、図３６を用いて説明する。感光ドラム６の一方の端部には、ギヤ７が設けられている。ギヤ７は、図示しない駆動源により駆動されて、感光ドラム６を回転させる。ギヤ７の中心には、穴９が設けられていて、この穴は感光ドラム６と同心である。感光ドラムの他方の端部には、フランジ１１が設けられている。フランジ１１の中心には、穴１０が設けられていて、この穴は感光ドラム６と同心である。穴９と１０には、感光ドラムの軸８が貫通していて、ギヤ７とフランジ１１がこの軸８上で回転する。
【０００５】
感光ドラム６は、図示しないＩＤユニット内部に配置され、感光ドラム６は、ＳＬＡ２の出射端面部に対向する表面を除いては、アッパフレーム１６により遮光される。軸８の両端部は、ＩＤユニットのサイドフレーム１２ａと１２ｂに回転可能に支持される。アジャスト機構１３ａと１３ｂは、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを調節するためのものであり、ＳＬＡホルダ４の両端の下部に配置される。
【０００６】
アジャスト機構１３ａと１３ｂとを調整することにより、距離ＬｏとＬｉとを等しくした後、固着される。ＬＥＤヘッドは、ＬＥＤヘッドの両端の上方に配設されたバネ１４ａと１４ｂにより、感光ドラム６の軸８に向かって付勢される。サイドフレーム１２ａと１２ｂに形成された当接面１５ａ１５ｂにアジャスト機構１３ａと１３ｂが当接する。ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６表面との間の距離Ｌｉを所定値に保ち、感光ドラム６表面に光を結像させる。
【０００７】
また別の従来技術としては、感光ドラムと光学式ヘッドとの間にスペーサを配し、スプリングで弾性体のスペーサを感光ドラムに押し付けることにより、感光ドラムと光学式ヘッドの間隔を規定しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５３―１０４２４２号公報（第４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の構成をする装置では、以下に述べる問題点がある。ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉは、ＬＥＤヘッドを冶具に取り付けて、調整する。調整の済んだＬＥＤヘッドをプリンタに実装すると、ＬＥＤヘッドの両端に設けたアジャスト機構１３ａと１３ｂとが、ＩＤユニット内のサイドフレーム１２ａと１２ｂに設けられた当接面１５ａと１５ｂとに当接する。このとき、Ｌｉが少し変化し、光の結像位置がずれるので、良好な画像が得られない。
【００１０】
これは、ＳＬＡ２に対する感光ドラム６の表面の位置が、設計値Ｌｉから外れるためであり、±１００μｍ（±α）の製造ばらつきが生じる。この製造ばらつきを生じる要因としては、軸８の公差、軸穴９と１０の公差、サイドフレーム１２ａと１２ｂに面１５ａと１５ｂ高さの公差、感光ドラム６の振れ公差などがある。このため、ＬＥＤヘッドをプリンタに実装する際に、個別のＩＤユニットに合わせて、アジャスト機構１３ａと１３ｂとを再度調整して適正なＬｉを得ている。しかし、ＩＤユニットは、消耗品であるので、ＩＤユニットに寿命が来て新品に交換されると、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉが変化して良好な印刷結果が得られないという上述の問題が発生するかも知れない。
【００１１】
図３７は、ΔＬｉとＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の関係を表す図である。ＭＴＦは、１００％に近いほど原像に忠実な像が形成される。図３７より、Ｌｉが５０μｍずれた場合、ＭＴＦは１０％以上低下することが分かる。１２００ＤＰＩ（≒２４ラインペア／ｍｍ）の解像度を有するプリンタの場合には、ＭＴＦが１０％以上低下すると、解像度が損なわれる。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決し、感光ドラムの表面に対するＬＥＤヘッドの位置決めの精度を向上させることにより、感光ドラムの上に正確に結像させることを目的とする。
【００１３】
また従来技術には、前記したように、感光ドラムと光学式ヘッドとの間にスペーサを配したものもあるが、スペーサが光学式ヘッドと別体で構成されている場合、スペーサが感光ドラムの周面に沿って移動して僅かでも傾くと、正確に感光ドラムと光学式ヘッドの間隔を規定できないという問題があった。本発明は、この問題も解決し、スペーサが光学式ヘッドと別体で構成されていても、感光ドラムと光学式ヘッドの間隔を常に正確に規定できるようにすることも目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
参考例としての光学式ヘッドの位置決め装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸する光学式ヘッドと、前記感光体に当接する第１の接触面と、該第１の接触面と対向して前記光学式ヘッドに当接する第２の接触面が設けられ、前記光学式ヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記第１の接触面が当接する前記感光ドラム上の面の曲率半径と前記第２の接触面の曲率半径は、ほぼ同心となることを特徴とする。
【００１５】
本発明による光学式ヘッドの位置決め装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸して前記感光体に当接する帯電ローラと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸する光学式ヘッドと、一端が前記感光体に当接し、他端が前記光学式ヘッドに当接するように配設され、前記光学式ヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記スペーサは、前記帯電ローラが前記感光体に当接する領域の外側に位置するように配設されることを特徴とする。
【００１６】
参考例としてのＬＥＤヘッドの位置決め装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸するＬＥＤヘッドと、前記感光体に当接する第１の接触面と、該第１の接触面と対向して前記ＬＥＤヘッドに当接する第２の接触面が設けられ、前記ＬＥＤヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記第１の接触面が当接する前記感光ドラム上の面の曲率半径と前記第２の接触面の曲率半径は、ほぼ同心となることを特徴とする。
【００１７】
参考例としての印刷装置は、
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸するＬＥＤヘッドと、前記感光体に当接する第１の接触面と、該第１の接触面と対向して前記ＬＥＤヘッドに当接する第２の接触面が設けられ、前記ＬＥＤヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサとを有し、
前記第１の接触面が当接する前記感光ドラム上の面の曲率半径と前記第２の接触面の曲率半径は、ほぼ同心となるＬＥＤヘッドの位置決め装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、アジャスト機構と感光ドラムと間に配設するスペーサを感光ドラムの表面に直接接触させて配置することにより、ＳＬＡの出射端面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを規制するようにしたので、ＩＤユニットの各部品の寸法のばらつきによる公差が累積して、Ｌｏ＝Ｌｉを維持できないという従来技術の問題を解決できる。更に、スペーサが感光ドラムに押圧される方向が、感光ドラムの中心を通る垂直線に対して傾いても、アジャスト機構の感光ドラムに対する高さが変化することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施例を示す正面図である。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿ってみた側面図である。
【図３】スペーサの当接面の曲率半径と、感光ドラムの表面の曲率半径との関係を示す。
【図４】アジャスト機構の詳細を示す。
【図５】実施の形態２に係わるスペーサの側面図である。
【図６】実施の形態２に係わるスペーサの要部の詳細図である。
【図７】スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。
【図８】スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。
【図９】異なる材質のスペーサについて、スペーサの高さの変化量（磨耗量）を示す。
【図１０】実施の形態３の要部を示す側面図である。
【図１１】実施の形態３のＩＤユニット全体を示す。
【図１２】実施の形態３において、印刷した用紙の累積枚数と、スペーサの高さの変化量との関係を示すグラフである。
【図１３】実施の形態４を示す正面図である。
【図１４】実施の形態４におけるＩＤユニット内における各ローラの配置を示す。
【図１５】実施の形態５の正面図である。
【図１６】実施の形態６が解決しようとする問題を説明する側面図である。
【図１７】曲率半径を有する面を示す側面図である。
【図１８】実施の形態６による光学式ヘッドの位置決め装置を示す正面図である。
【図１９】図１８の線Ｃ−Ｃに沿ってみたときの断面図である。
【図２０】図１８の線Ｂ−Ｂ沿ってみたときの断面図である。
【図２１】ＬＥＤヘッドを保持するＳＬＡホルダの長手方向の両端付近に２つずつ設けたアジャスト機構が、スペーサに当接した状態を上からみた図である。
【図２２】実施の形態７における要部の正面図である。
【図２３】偏心カム機構６０を下から見上げた斜視図である。
【図２４】偏心カム機構６０のカム部６０ａを示す。
【図２５】偏心カム機構６１を下から見上げた斜視図である。
【図２６】偏心カム機構６１のカム部６１ａを示す。
【図２７】図２２の線Ｄ−Ｄに沿って見た側部断面図である。
【図２８】図２２の線Ｅ−Ｅに沿って見た側部断面図である。
【図２９】要部の上面図である。
【図３０】スペーサの上面が水平面内に無い場合を示す。
【図３１】スペーサの成形時に生じたヒケを示す。
【図３２】実施の形態８に係わるスペーサの斜視図である。
【図３３】図３２に示すスペーサの断面図である。
【図３４】図３２示すスペーサの側面図である。
【図３５】従来技術のＬＥＤヘッドの断面図である。
【図３６】従来のＬＥＤヘッドを示す正面図である。
【図３７】ΔＬｉとＭＴＦとの関係を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本実施例を示す正面図である。感光ドラム６は、全体として、円筒形状をなす。スペーサ５１ａと５１ｂは、凹んだ当接面５２、好ましくは円弧を描くような曲率面を有し、この当接面５２が感光ドラム６感光体の表面に当接する。凹んだ当接面５２は、曲率面に限らず、例えは、Ｖ字状でもよい。この凹んだ当接面の反対側には、アジャスト機構１３ａと１３ｂが設けられている。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、スペーサ５１ａと５１ｂを介して、ＳＬＡホルダ４を感光ドラム６側へ付勢する。アジャスト機構１３ａと１３ｂはＳＬＡホルダ４側に取り付けられている。スペーサ５１ａと５１ｂはアジャスト機構１３ａと１３ｂに固着されていてもよいし、単に当接させてもよい。当接させる場合は、スペーサを別体としても製作し、ＳＬＡホルダ４の図示しない筐体などに設けた孔に遊嵌するようにしてもよい。スペーサは、例えば、感光ドラムの長手方向の略中央付近に、１つだけ設けてもよい。
【００２１】
図２は図１の線Ａ−Ａに沿ってみた側面図である。感光ドラム６が矢印Ａ方向に回転して、感光ドラム６上の異物やトナー（転写時の残留トナー、現像時に流失したトナーなど）が、スペーサ５１ａと５１ｂの位置に到着すると、スペーサ５１ａと５１ｂのエッジ部５３がこのトナーを掻き落とし、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６の間にトナーが侵入するのを抑制している。また、この当接面５２が感光ドラム６と当接して擦れ合うことにより、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との間に存在するトナーを掻き出すので、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との間にはトナーが滞留しない。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との間にトナーが蓄積して、スペーサ５１ａと５１ｂを押し上げることがないので、Ｌｏ＝Ｌｉを保つことが可能となる。
【００２２】
図３は、スペーサの当接面５２の曲率半径ｒｓと、感光ドラムの表面の曲率半径ｒｄとの関係を示す。図３に示すとおり、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２の曲率半径ｒｓは、感光ドラムの曲率半径ｒｄより少し小さいか、好ましくは同一である。
【００２３】
図４は、アジャスト機構１３ａと１３ｂの詳細を示す。アジャスト機構１３ａと１３ｂは楔形状の部材であり、鉤部１７ａを有する弾性部材１７が設けられている。ＳＬＡホルダ４には、表面に複数の溝４ｂを形成したラック４ａを有する。アジャスト機構１３ａと１３ｂは、鉤部１７ａが溝４ｂに係合するようにして、ＳＬＡホルダ４に組み立てられている。アジャスト機構１３ａと１３ｂは、ラック４ａの斜面に係合して滑動する斜面を有する。アジャスト機構１３ａと１３ｂを矢印Ｃの方向に１ステップずつ移動して距離Ｌｉを増加させることができる。アジャスト機構１３ａと１３ｂを矢印Ｂの方向に１ステップずつ移動して距離Ｌｉを減少させることができる。すなわち、アジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、ＬＥＤアレイチップ１からＳＬＡ２の入射端面までの距離Ｌｏに、ＳＬＡ２の出射端面から光が結像する焦点位置までの距離Ｌｉを合わせて、Ｌｏ＝Ｌｉとする。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態１では、感光ドラム６に当接するスペーサの当接面５２が、好ましくは、感光ドラムと同一の曲率半径を有するように選択される。しかし、製造誤差があるので、両者の曲率半径はわずかに異なる。このために、スペーサを感光ドラムに当接させたとき、スペーサの当接面５２の一部しか感光ドラム６の表面に接触しないことがある。実施の形態２は、スペーサの当接面５２の全体が、感光ドラム６の表面に確実に密着するような、スペーサの形状を選択したことを特徴とする。
【００２５】
図５は、スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。例えば、図５に示すように、スペーサ５１ａと５１ｂの曲率半径ｒｓ＝ｒ３が感光ドラム６の曲率半径ｒｄ＝ｒ２に対して小さければ、スペーサ５１ａと５１ｂのエッジ５３が感光ドラム６の感光体の表面に当接するので、感光ドラム６に接触している部分は線接触に近くなる。したがって、接触部分での単位面積当たりの圧力Ｐ（Ｎ／ｃｍ２）は、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２全体で当接する場合よりも大きくなり、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６の表面の摩耗が激しくなることがわかる。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂの磨耗により、距離Ｌｉが減少し、Ｌｏ＝Ｌｉを維持できなくなるから焦点がずれてしまう。
【００２６】
図６は、スペーサの当接面と感光ドラムの表面の曲率半径を比較する図である。上述と反対に、図６に示すように、当接面５２の曲率半径ｒｓ＝ｒ４が感光ドラム６の曲率半径ｒｄ＝ｒ２に対して大きくなれば、感光ドラム６上に付着したトナー５５が、感光ドラム６の回転にともなって、スペーサ５１ａと５１ｂの近くにきても、スペーサ５１ａと５１ｂのエッジ５３でこのトナー５５を掻き落とすことができない。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６との接触面同士の間にトナーが侵入する。また、この構造は、感光ドラムの面とスペーサの当接面５２が擦れ合うことにより、両者の間に侵入したトナーを掻き出すような滑り摩擦を有するが、トナー５５を掻き出す能力以上のトナー５５が侵入した場合には、掻き出すことができず、トナー５５が感光ドラムの面とスペーサの当接面５２との間に滞留する。したがって、スペーサ５１ａと５１ｂの高さが変化するから、距離Ｌｉが変化し、Ｌｏ＝Ｌｉを維持できなくなって焦点がずれてしまう。
【００２７】
図７は、実施の形態２に係わるスペーサの側面図である。図８は、実施の形態２に係わるスペーサの要部の詳細図である。実施の形態２では、スペーサの当接面５２の曲率半径ｒｓを感光ドラム６の曲率半径ｒｄよりも小さく設定し、この当接面５２が円弧を描く方向の中央付近５６を、両端付近よりも肉薄とし、スペーサ５１ａと５１ｂに弾性を持たせた。具体的には、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２の曲率半径ｒｓ＝ｒ１とし、感光ドラムの曲率半径ｒｄ＝ｒ２とし、ｒ１をｒ２に対して約１％小さくする。中央付近の肉厚ｔは、例えば１ｍｍである。また、弾性を有する材料を使用して、図５に示す形状のスペーサを構成してもよい。この実施の形態では肉薄な構造としたが、十分な弾性が得られれば、肉薄な構造でなくてもかまわない。
【００２８】
スペーサ５１ａと５１ｂが、ばね１４ａと１４ｂの付勢力Ｆに付勢されて、当接面５２が感光ドラム６の表面に密着するように弾性部５６が変形して、感光ドラム６の表面の曲率半径ｒｄ＝ｒ２と略同一の曲率半径になる。したがって接触のしかたが面接触となるので、単位面積当たりの圧力Ｐ（Ｎ／ｃｍ２）を小さく設定することが可能となり、スペーサ５１ａと５１ｂと感光ドラム６の摩耗を少なくすることができる。感光ドラムが回転して、スペーサ５１ａと５１ｂに達すると、エッジ５３がトナー５５を掻き落とす。
【００２９】
図９は、異なる材質のスペーサについて、所定の期間にわたって、プリンタを稼動させたときのスペーサの高さの変化量（磨耗量）を調べた実験結果を示す。実験に使用したスペーサ５１ａと５１ｂの材質は、汎用エンジニアリングプラスチックであるポリアセタール樹脂と、特殊エンジニアリングプラスチックであるＰＴＦＥ樹脂の２種とし、感光ドラム６の表面材料としてはポリカーボネート樹脂層からなるものを用いた。図９に示すとおり、弾性係数２６．４×１０３ｋｇ／ｃｍ２のポリアセタール樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂは、４０Ｋ枚を印刷すると、約１０μｍの高さ変化量（摩耗）を示した。一方、弾性係数が３．５×１０３ｋｇ／ｃｍ２であるＰＴＦＥ樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂの高さの変化量は、ばらつきが大きく１０から１２０μｍの変化を示し、さらには、感光ドラム６への傷も激しかった。ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉは、Ｌｏ±５０μｍにあれば許容範囲内である。ＰＴＦＥ樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂは、許容範囲を超える。ポリアセタール樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂは高さの変化量が１０μｍ以下であり、スペーサ５１ａと５１ｂの製造ばらつき、環境による伸縮などを考慮しても、充分実用に耐えうる結果を示した。以上のとおり、本実験では、ポリアセタール樹脂からなるスペーサ５１ａと５１ｂが良好な結果を示したが、材質及び形状（当接面の曲率半径、中央付近の肉厚等）は、本実験による設定値であり、ＬＥＤヘッドを付勢するバネの付勢力、当接面の幅、当接される相手材質等により種々変わるものであり、特に本値に限定されるものではない。
【００３０】
実施の形態２において、スペーサの中央付近に弾性を持たせるようにしたので、感光ドラムの表面にスペーサの当接面が密着する。したがって、スペーサと感光ドラムの摩耗が少なく、さらには、スペーサ当接面にトナーが侵入しにくい構成となるから、ＬＥＤヘッドをプリンタ実装時にＳＬＡ出射面と感光ドラム表面の距離Ｌｉの変化が少ない装置を提供することが可能となる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態３は、ＳＬＡの出射面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを規制するスペーサをＬＥＤヘッド側に設けず、感光ドラムが実装されるＩＤユニット側に設けたことを特徴とする。
【００３２】
図１０は、実施の形態３の要部を示す側面図である。図１１は、実施の形態３のＩＤユニット全体を示す。スペーサ５１ａと５１ｂは、円筒形状の感光ドラム６の表面と略同じ曲率半径を有する当接面５２を有し、この当接面５２が、感光ドラム６の感光体の表面に当接する。この当接面５２の反対側の面５４は、アジャスト機構１３ａと１３ｂが当接して設けられている。このアジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉが、Ｌｏ＝Ｌｉとなるように調整する。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、ＳＬＡホルダ４を、感光ドラム６側へ付勢する。スペーサ５１ａと５１ｂは、爪５６を有する。この爪５６がアッパフレーム１６に係合することで、スペーサ５１ａと５１ｂの感光ドラム６に対する位置が制限されるので、感光ドラム６の上方で揺動したり、輸送中の振動などで容易に外れたりするのを防止できる。
【００３３】
図１２は、印刷した用紙の累積枚数と、スペーサ５１ａと５１ｂの高さの変化量との関係を示すグラフである。感光ドラム６の表面に当接するスペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２は、感光ドラム６の表面の曲率半径と略同一の曲率半径を有する。印刷動作中は、常に、当接面同士は、面接触であり、互いの当接面は滑り摩擦を有する。一般的には、接触する面に加わる圧力Ｐ（Ｎ／ｃｍ２）と速度（ｍｍ／ｓ）が一定に維持されれば、摩耗の進行は滑り距離（ｍｍ）に比例すると考えられる。図１２に示すとおり、累積枚数が１０Ｋ→２０Ｋ→４０Ｋと増すにつれて、スペーサの高さの変化量が、累積枚数と比例関係で増加していることが分かる。実験に使用した装置の寿命は、１０００Ｋ枚であり、通常は、ＬＥＤヘッドの寿命も装置と同等に設計される。したがって、ＬＥＤヘッド側に設けるスペーサ５１ａと５１ｂは、装置の寿命である１０００Ｋ枚まで耐えねばならない。しかし、図１２のグラフからも分かるように、１０００Ｋ枚まで稼動すれば、スペーサの高さは、数百μｍの変化を生じる。距離Ｌｉの許容範囲は、Ｌｏ＝±５０μｍであり、装置の寿命まで稼動すれば、距離Ｌｉを許容範囲内に維持することができないことが容易に分かる。一般的には、感光ドラムが装着されているＩＤユニットは消耗品であるため、予め定めた交換周期で、新品と交換される。本実験で使用したＩＤユニットは、累積枚数が４０Ｋ枚に達したら交換するように設計されている。図１２から、４０Ｋ枚におけるスペーサの摩耗量は１０μｍ以下なので、ＩＤユニットの交換期間内においては、充分実用に耐えうる変化量である。
【００３４】
実施の形態３において、スペーサをＩＤユニット側に設けたので、ＩＤの交換に伴って、スペーサは新品に交換される。したがつて、装置の寿命がくるまで、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム表面の距離Ｌｉの変化が少なく、印刷品質が安定な装置を提供できる。
【００３５】
実施の形態４．
実施の形態４は、感光ドラム６の長手方向の端部に設けるスペーサを、帯電ローラが感光ドラムに当接する領域Ｗの外側に位置するように配設したことを特徴とする。スペーサは、実施の形態１と２のように、ＬＥＤヘッド側に設けてもよいし、実施の形態３のように感光ドラムが実装されるＩＤユニット側に設けてもよい。ＬＥＤヘッド側に設けた場合は、実施例１と同様に固着されていてもよいし、単に当接させてもよい。図１３は実施の形態４を示す正面図である。スペーサ５１ａと５１ｂは、円筒形状の感光ドラム６の表面と略同じ曲率半径を有する当接面５２を有し、この当接面５２が、感光ドラム６の感光体の表面に当接する。この当接面５２の反対側の面は、アジャスト機構１３ａと１３ｂが固着若しくは当接して設けられている。このアジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、Ｌｏ＝Ｌｉとなるように調整する。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、ＳＬＡホルダ４を、感光ドラム６側へ付勢する。
【００３６】
図１４は、ＩＤユニット内における各ローラの配置を示す。次に、電子写真プリンタのプロセスの概要を説明する。電子写真プリンタの工程には、帯電、露光、現像、転写があり、これらの工程を順次実行して、用紙に印刷を行う。まず、帯電工程では、帯電ローラ２１に高圧を印加して、感光ドラム６の表面に一様に負の電荷を与える。露光工程では、ＬＥＤヘッド２３が、印刷データに合わせて、感光ドラム６の表面を選択的に光エネルギを照射することによって、感光ドラム６の表面上の電位を下げる。露光されなかった表面部分はそのまま負の高電位を保つので、感光ドラム６の表面には表面電位の差が生じて、全体として、感光ドラム６の表面上に静電潜像を形成する。この静電潜像が、ドラムの回転とともに、現像ローラへ移動する。現像工程では、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像をトナー像に現像する。トナーは、現像ローラ２４及び図示しない現像ブレードとの摩擦によって帯電する。トナーは、現像ローラの電位と感光ドラム６の表面電位との電位差により生じた電界中を、クーロン力によって、感光ドラム６の表面へ移動し、トナー像となる。転写工程では、用紙の裏面に転写ローラ２５から正電荷を与え、感光ドラム上の負に帯電しているトナー５５はクーロン力により用紙に転写される。
【００３７】
ここで、何らかの外的要因により固い異物が侵入し感光ドラム６の表面に深い傷を与え、傷が素管まで達した場合は、高圧が印加されている帯電ローラ２１と感光ドラム６との間でリークを起こすことが懸念される。またリークを発生させなくても、感光ドラム６の表面に深い傷があると、傷の部位の表面に電荷を付与することができず、現像ローラ２４上で帯電したトナーが感光ドラム６の表面上に移動する。ドラム６の表面上に移動したトナー５５は、帯電ローラ２１と感光ドラム６に間に挟まって擦られて、帯電ローラ２１の表面にも付着する。帯電ローラ２１の表面に付着するトナー５５の量が多くなると、付着したトナー５５の層の厚さ分だけ、帯電ローラ２１の表面と感光ドラム６の表面が離間する。したがって、帯電ローラ２１は、感光ドラム６の表面に一様に充分な電荷を付与することができなくなる。したがって、感光ドラム６の表面の広い範囲にわたってトナーが付着するので、感光ドラム６の表面に移動したトナー５５で用紙を汚してしまう。
【００３８】
しかし、本発明では、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉを規制するスペーサ５１ａと５１ｂを帯電ローラ２１の幅よりも外側に配設したことにより、スペーサ５１ａと５１ｂが感光ドラム６の表面に深い傷をつけても、その傷は、帯電ローラが当接する領域Ｗの外側であるため、帯電ローラ２１にトナー５５が付着するチャンスが少なく、印刷品質には影響を与えない。
【００３９】
実施の形態４において、感光ドラムの長手方向の端部に設けるスペーサを、帯電ローラが感光ドラムに当接する領域の外側に位置するようにしたので、外的要因によりスペーサと感光ドラムの当接面の間に硬い異物が侵入し感光ドラム表面に深い傷が発生しても、印刷用紙に接触する感光ドラム表面の領域には影響を与えず、印刷品質の安定した装置を提供できる。
【００４０】
実施の形態５
実施の形態４では、帯電ローラ２１が感光ドラムに当接する領域Ｗの外側にスペーサを設けたので、装置の寸法が大きくなりやすい。したがって、実施の形態５では、装置の全体寸法を大きくすることなく、実施の形態４と同様の効果が得られる構造を特徴とする。図１５は実施の形態５の正面図である。
【００４１】
感光ドラム６は、全体として、円筒形状をなす。スペーサ５１ａと５１ｂは、凹んだ当接面５２を有し、スペーサ５１ａの当接面５２が、感光ドラム６の一方の端部に設けられたギヤ７と摺接し、スペーサ５１ｂの当接面５２が感光ドラムの他方の端部に設けられたフランジ１１と摺接する。スペーサは、実施の形態１と２のように、ＬＥＤヘッド側に設けてもよいし、実施の形態３のように感光ドラムが実装されるＩＤユニット側に設けてもよい。ＬＥＤヘッド側に設けた場合は、実施例１と同様に固着されていてもよいし、単に当接させてもよい。ギヤ７はハスバ歯車であり、図示しない駆動源により回転されて、感光ドラムを回転させる。ギヤ７とフランジ１１の中心には、孔が形成され、この孔を感光ドラムの回転シャフト８が貫通する。フランジ１１は、感光ドラム６と同心の円形をしている。スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２に対して反対側の面には、アジャスト機構１３ａと１３ｂが固着もしくは当接して設けられている。このアジャスト機構１３ａと１３ｂを調節することにより、Ｌｏ＝Ｌｉとなるように調整する。ＳＬＡホルダ４の両端部の上方に配設されたばね１４ａと１４ｂは、ＳＬＡホルダ４を、感光ドラム６側へ付勢する。上記の構成とすることにより、スペーサ５１ａと５１ｂが感光ドラム６の表面に傷をつけることがなくなるので、実施の形態４と同様に、用紙を汚すことがなくなる。
【００４２】
実施の形態５において、ＳＬＡの出射端面と感光ドラムの表面との間の距離Ｌｉを規制するスペーサを感光ドラムの両端に設けられるギヤとフランジ上に配設したので、少なくとも印刷用紙に接触する感光ドラムの表面に、スペーサが傷をつける可能性がなくなる。したがって、印刷品質の安定な装置を提供できる。
【００４３】
実施の形態６
図１６は、実施の形態６が解決しようとする問題を説明する図である。アジャスト機構１３ａと１３ｂに当接するスペーサの面５４が平面である場合、アッパフレーム１６には、スペーサ５１ａと５１ｂの上部が進入する孔が設けられている。この孔は、スペーサ５１ａと５１ｂの上部の外形よりもやや大きくて、スペーサ５１ａの５１ｂとの間に隙間６１を形成する。この隙間６１があるので、ばね１４ａと１４ｂが、スペーサ５１ａと５１ｂを付勢する際に、スペーサ５１ａと５１ｂがアッパフレーム１６に対して、円滑に変位できる。しかし、この隙間６１が存在すると、スペーサが感光ドラムに対して付勢される方向が、感光ドラムの中心Ｏを通る垂直線（鉛直線）に対して、角度±βだけ傾いた方向に付勢される懸念がある。この傾きがあると、スペーサの面５４も水平面に対して傾きを生じ、したがってアジャスト機構１３ａと１３ｂの感光ドラムの表面からの高さが変化して、距離Ｌｉが変化してしまう。また、左右のアジャスト機構１３ａと１３ｂの先端の感光ドラム６に対する高さが変化するので、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離ＬｉがＬｏに一致しなくなる。また、ＬＥＤヘッドの傾き等の不具合も生じ易い。
【００４４】
図１７は、実施の形態６を示す側面図である。実施の形態６では、スペーサは、ＬＥＤヘッド側に取り付けられておらず、ＩＤユニット側に設けられている。実施の形態６は、アジャスト機構１３ａと１３ｂに当接するスペーサの面５４を、曲率半径ｒ５を有する曲面としたことを特徴とする。すなわち、この曲面は感光ドラムと同心となる。なお、実施の形態１から実施の形態５と同様の構成部分には、同一の符号を付与しており、構成の異なる個所について説明する。スペーサ５１ａと５１ｂは、爪５６を有する。この爪５６がアッパフレーム１６に係合することで、スペーサ５１ａと５１ｂの感光ドラムに対する位置が固定されるので、感光ドラム６の上方で揺動したり輸送中の振動などで、感光ドラムから外れたりするのを防止できる。スペーサ５１ａと５１ｂが感光ドラムに押圧される方向が、感光ドラムの中心Ｏを通る垂直線に対して角度±βだけ傾いても、アジャスト機構１３ａと１３ｂに当接するスペーサの面５４のどの部分を考えても、感光ドラムの表面に対する高さ５７が変化しないので、ＳＬＡ２の出射端面と感光ドラム６の表面との間の距離Ｌｉが安定する。
【００４５】
実施の形態６において、アジャスト機構に当接するスペーサの表面を、感光ドラムと同心となるような曲率半径を有するように構成したので、スペーサが感光ドラムに押圧される方向が、感光ドラムの中心を通る垂直線に対して傾いても、アジャスト機構の感光ドラムに対する高さが変化することはない。したがって、Ｌｏ＝Ｌｉを確保できて、印刷品質の安定な装置を提供できる。
【００４６】
実施の形態７
図１８は、実施の形態６による光学式ヘッドの位置決め装置を示す正面図である。スペーサ５１ａと５１ｂは、感光ドラム６の長手方向の両端部付近において、感光ドラム６の表面に当接して配置されている。スペーサ５１ａと５１ｂの上部には、アジャスト機構１３ａと１３ｂとが配設され、アジャスト機構１３ａと１３ｂの上部には、ＳＬＡホルダ４が配置される。ばね１４ａと１４ｂが、ＳＬＡホルダ４を感光ドラム６に向かって付勢し、アジャスト機構１３ａと１３ｂの合計４つの底部がスペーサ５１ａと５１ｂの上面５４に当接する。これにより、ＬＥＤヘッドが感光ドラム６に対して、位置決めされる。アジャスト機構１３ａと１３ｂを調整することにより、ＬＥＤヘッドと感光ドラム６との距離Ｌｉは、正確にＬｏ＝Ｌｉとなる。
【００４７】
図１９は、図１８の線Ｃ−Ｃに沿ってみたときの断面図である。図２０は、図１８の線Ｂ−Ｂ沿ってみたときの断面図である。上述のように、合計４つの個所で支持される構造では、下記のような不具合がある。例えば、アジャスト機構１３ａと１３ｂの４つの底部は、同じ高さとなるように設計されるが、製造ばらつきがあるから、厳密には、製造誤さのため、４つの底部が同一の高さにはなり難い。したがって、図１９や図２０に示すように、４つの底部は、現実には、高さが僅かに異なる。
【００４８】
図２１は、ＳＬＡホルダ４の長手方向の両端付近に２つずつ設けたアジャスト機構１３ａと１３ｂが、スペーサ５１ａと５１ｂにそれぞれ当接した状態を上からみた図である。
【００４９】
図１９、図２０及び図２１に示すとおり、アジャスト機構１３ａと１３ｂは、長さが比較的揃った３つの底部（例えばＣ点、Ｄ点、Ｅ点）で、スペーサ５１ａと５１ｂに当接する。残りの１つの底部は、スペーサ５１ａと５１ｂに当接していない。また、実際には、ＳＬＡホルダ４の長手方向の両端付近に配設されたばね１４ａと１４ｂの付勢方向がばらつくので、いつも同じ３つの底部がスペーサ５１ａと５１ｂに当接するとは限らない。したがって、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム６の表面との距離ＬｉがＬｉ＝Ｌｏとなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６上に安定に保持することは困難である。
【００５０】
実施の形態７は、上記の問題を解決して、Ｌｉ＝Ｌｏとなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６に対して安定に保持することを目的とする。実施の形態７では、アジャスト機構１３ａと１３ｂの代わりに、偏心カム機構６０と６１を有する。
【００５１】
図２２は、実施の形態７における要部の正面図である。図２３は偏心カム機構６０を下から見上げた斜視図である。図２４は、偏心カム機構６０のカム部６０ｂを示す。図２５は、偏心カム機構６１を下から見上げた斜視図である。図２６は、偏心カム機構６１のカム部６１ｂを示す。偏心カム機構６０と６１は、ＳＬＡホルダ４の長さ方向の端部付近に設けられる。カム部６０ｂは、保持部材６０ａの２つの指部６０ｅにより、ＳＬＡホルダ４に、回転可能に、強く保持されている。カム部６０ｂには、ドライバ用の十字形状の溝６０ｃが形成されている。溝６０ｃをドライバで駆動すると、偏心部６０ｄが、軸線Ｈを中心に回転する。カム部６１ｂは、保持部材６１ａの指部６１ｅにより、ＳＬＡホルダ４に、回転可能に、強く保持されている。カム部６１ｂには、ドライバ用の十字形状の溝６１ｃが形成されている。溝６１ｃをドライバで駆動すると、偏心部６１ｄは、軸線Ｉを中心に回転する。このように、溝６０ｃと６１ｃをドライバで駆動することにより、スペーサに対するＳＬＡホルダ４の高さが調整できる。
【００５２】
図２７は図２２の線Ｄ−Ｄに沿って見た側部断面図である。図２８は図２２の線Ｅ−Ｅに沿って見た側部断面図である。図２９は、要部の上面図である。図３０は、スペーサの上面が水平面内に無い場合を示す。
【００５３】
スペーサ５１ａと５１ｂは、感光ドラム６の長手方向の両端部付近で、感光ドラムの表面に当接して配設される。ＳＬＡホルダ４は、スペーサ５１ａと５１ｂの上面５４に当接する。ばね１４ａと１４ｂはＳＬＡホルダ４の上部に配設され、ＳＬＡホルダ４を感光ドラム６に向けて付勢する。スペーサ５１ａと５１ｂの上面５４と、ＳＬＡホルダ４との間には、偏心カム機構６０と６１が、それぞれ、介在し、この偏心カム機構６０と６１を調整することにより、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム６の表面の距離ＬｉをＬｏ＝Ｌｉとする。
【００５４】
一方の偏心カム機構６０に当接するスペーサ５１ａの上面５４は平坦面であり、この平坦面上の２箇所（Ｊ点とＫ点）で、偏心カム機構６０が、スペーサ５１ａに当接する。他方の偏心カム機構６１が当接するスペーサ５１ｂの上面５４ａは、感光ドラム６と同心となる曲率半径を有し、この曲率面上の１箇所（Ｌ点）で、偏心カム機構６１が、スペーサ５１ｂに当接する。したがって、スペーサ５１ｂが感光ドラム６に付勢される方向は、感光ドラム６の中心を通る略直線の方向となるから、スペーサが、感光ドラムの中心を通る垂直線に対して少しくらい傾いた方向に付勢されても、偏心カム機構６１の感光ドラム６に対する高さが変化することはない。
【００５５】
したがって、ＬＥＤヘッドは、合計３個所で、支持される。図３０に示すように、スペーサ５１ｂの位置が感光ドラム６上で少しずれていると、スペーサ５１ａの上面５４が水平な面に対して傾く。しかし、この状態になっても、スペーサ５１ａの当接面５２と感光ドラム６の表面との間の摩擦は、非常に小さい。したがって、ＳＬＡホルダ４が矢印Ｄの方向に付勢されて感光ドラム６に近づくと、偏心カム機構６０の部位が、スペーサ５１ａの上面５４の高い側に先に当たり、スペーサ５１ａは感光ドラム６の表面上を感光ドラム６の軸を中心にして矢印Ｅの方向に移動する。したがって、図２８に示すように、ＳＬＡホルダ４は、必ず、偏心カム機構６０の２個所がスペーサ５１ａに当接した位置で支持される。
【００５６】
実施の形態７では、Ｌｉを調整する機構として偏心カム機構６０と６１を採用したが、感光ドラム６に対するＳＬＡホルダ４の高さを調整できる機構であれば、本機構に限定されるものではない。
【００５７】
実施の形態８
実施の形態８は、感光ドラム６の表面に当接するスペーサの面５２の中央付近に、円周方向に延びる溝を形成したことを特徴とする。図３１は、スペーサの成形時に生じたヒケ５８を示す。図３２は、実施の形態８に係わるスペーサの斜視図である。図３３は図３２に示すスペーサの断面図である。図３４は図３２に示すスペーサの側面図である。
【００５８】
図３１に示すように、スペーサ５１ａと５１ｂの感光ドラムに当接する面５２には、溝６３が形成される。スペーサ５１ａと５１ｂの材質は、実施の形態２で述べたとおり、汎用エンジニアリングプラスチックであり、低コスト化を図るために成形品とすることが一般的である。一般に、成形品の場合は、製品の各部における肉厚の差が原因となって成形時の収縮の差を生じやすい。この収縮の差により、製品の表面にヒケ５８（えくぼ状のへこみ）を発生する。本実施の形態に係わるスペーサ５１ａと５１ｂの場合にも、実際に、感光ドラム６との当接面５２にヒケ５８が発生した。図３１に示すように、当接面５２にヒケ５８が発生すると、感光ドラム６に当接するスペーサの接触面積が減少するので、面圧（Ｎ／ｍｍ２）が大きくなり、感光ドラム６の表面の磨耗や、スペーサ５１ａと５１ｂの初期磨耗が著しく進行することが容易に予想できる。図３２から図３４に示すように、スペーサ５１ａと５１ｂの当接面５２に溝６３を形成することにより、スペーサ各部の肉厚の差が少なくなり、当接面５２のヒケ５８を極力少なくすることができた。したがって、感光ドラム６の表面の磨耗や、スペーサ５１ａと５１ｂの初期磨耗を抑制することが可能となった。これにより、ＳＬＡの出射端面と感光ドラム６の距離ＬｉがＬｉ＝Ｌｏとなるように、ＬＥＤヘッドを感光ドラム６上に安定に保持することができた。
【符号の説明】
【００５９】
２ ＳＬＡ、 ４ ＳＬＡホルダ、 ６ 感光ドラム、 ７ ギヤ、 ８ 軸、 １３ａ、１３ｂ アジャスト機構、 １６ アッパフレーム、 ５１ａ、５１ｂ スペーサ、 ６０、６１ 偏心カム機構、 ６３ 溝。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、
前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸して前記感光体に当接する帯電ローラと、
前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸する光学式ヘッドと、
一端が前記感光体に当接し、他端が前記光学式ヘッドに当接するように配設され、前記光学式ヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサと
を有し、
前記スペーサは、前記帯電ローラが前記感光体に当接する領域の外側に位置するように配設されることを特徴とする光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項２】
前記感光ドラム上の面の曲率半径は、該感光ドラムに当接する前記スペーサの前記一端の接触面の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項３】
前記一端の接触面が前記感光ドラム上の面に対して押圧されると、前記スペーサが弾性的に変形することにより、前記一端の接触面の曲率半径が、前記感光ドラム上の面の曲率半径に実質的に等しくなることを特徴とする請求項２に記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項４】
前記感光ドラムは、前記感光体を帯電する帯電ローラ、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラと共にＩＤユニットを構成し、該ＩＤユニットに前記スペーサを設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項５】
前記スペーサは、前記ＩＤユニットの外筐に係合して前記感光ドラムに対する位置を規制する爪部を有することを特徴とする請求項４記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項６】
前記スペーサは、前記感光体ドラムの両端部に一対配設され、前記光学式ヘッドは、一方の前記スペーサに２点で接し、他方の前記スペーサに１点で接することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項１】
感光体を有し、長手方向に延伸する円筒形状の感光ドラムと、
前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸して前記感光体に当接する帯電ローラと、
前記感光ドラムと対向して設けられ、前記感光ドラムの長手方向に延伸する光学式ヘッドと、
一端が前記感光体に当接し、他端が前記光学式ヘッドに当接するように配設され、前記光学式ヘッドと前記感光ドラムの表面との間の距離を規制する少なくとも１つのスペーサと
を有し、
前記スペーサは、前記帯電ローラが前記感光体に当接する領域の外側に位置するように配設されることを特徴とする光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項２】
前記感光ドラム上の面の曲率半径は、該感光ドラムに当接する前記スペーサの前記一端の接触面の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項３】
前記一端の接触面が前記感光ドラム上の面に対して押圧されると、前記スペーサが弾性的に変形することにより、前記一端の接触面の曲率半径が、前記感光ドラム上の面の曲率半径に実質的に等しくなることを特徴とする請求項２に記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項４】
前記感光ドラムは、前記感光体を帯電する帯電ローラ、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラと共にＩＤユニットを構成し、該ＩＤユニットに前記スペーサを設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項５】
前記スペーサは、前記ＩＤユニットの外筐に係合して前記感光ドラムに対する位置を規制する爪部を有することを特徴とする請求項４記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【請求項６】
前記スペーサは、前記感光体ドラムの両端部に一対配設され、前記光学式ヘッドは、一方の前記スペーサに２点で接し、他方の前記スペーサに１点で接することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光学式ヘッドの位置決め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【公開番号】特開２０１１−１４５６８４（Ｐ２０１１−１４５６８４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５６３（Ｐ２０１１−２３５６３）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【分割の表示】特願２００７−３２０３５３（Ｐ２００７−３２０３５３）の分割
【原出願日】平成１４年４月１日（２００２．４．１）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【分割の表示】特願２００７−３２０３５３（Ｐ２００７−３２０３５３）の分割
【原出願日】平成１４年４月１日（２００２．４．１）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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