光源装置および画像形成装置
【課題】環境変動に伴う形成画像の劣化の抑制、および部品点数低減による低コスト化を狙った光源装置およびその光源装置を搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源素子１０１と、光源素子からの発光を像担持体２００上に集光するための光学素子１０３とを有し、像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置１００において、像担持体を回転支持する回転軸２０３と軸受３１２により構成されている支持部材３１０に対して、光源素子の距離を規定する間隔部材３２０を有し、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸２０３の外径から像担持体２００の表面までの距離をＬ２、前記軸受３１２の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、像担持体の線膨張係数をｋ２、軸受３１２の線膨張係数をｋ４とした場合、Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２の条件を満たすことを特徴とする。
【解決手段】光源素子１０１と、光源素子からの発光を像担持体２００上に集光するための光学素子１０３とを有し、像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置１００において、像担持体を回転支持する回転軸２０３と軸受３１２により構成されている支持部材３１０に対して、光源素子の距離を規定する間隔部材３２０を有し、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸２０３の外径から像担持体２００の表面までの距離をＬ２、前記軸受３１２の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、像担持体の線膨張係数をｋ２、軸受３１２の線膨張係数をｋ４とした場合、Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２の条件を満たすことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、及びこの光源装置を用いるデジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置においては、電子情報を光情報に変換し、光情報を露光装置で感光体上に潜像として固定し、固定された潜像をトナー等により現像して画像形成している。
現在、露光装置の種類としては、光源とポリゴンモータなどの偏向器を組み合わせた光走査装置と、発光素子を一次元にアレイ状に配列させ、感光体の表面を走査方向に一括露光するアレイ光源装置の２種類がある。
【０００３】
光走査装置に対するアレイ光源装置の利点として、（i）露光装置の容積が小さい、（ii）感光体表面におけるビーム径が細い、（iii）露光装置の寿命が長い、ことが一般的に挙げられる。
（i）の露光装置の小型化は、画像形成装置全体の小型化に、（ii）の小径ビーム化は、出力画像の高画質化に、そして（iii）の長寿命化は、マシン寿命の伸びおよび露光装置のリサイクル化へと繋がる。
一方、アレイ光源装置の欠点として、焦点位置におけるビーム深度の狭さが挙げられる。具体的には、光走査装置のビーム深度幅（ビーム径が最小となる径の±１０％に相当する深度の幅）が±５ｍｍ前後であることに対し、アレイ光源装置の深度幅は±４０〜５０μｍと小さい。このビーム径の深度幅の差異は、環境変動（温度）に対するピントの余裕度の差として違いが生じる。環境変動により光源装置が熱膨張すると、アレイ光源と集光レンズ間の距離が変動し、感光体上でのビーム径が広がる（ピントの位置ずれを引き起こす）。またビームが露光される感光体面も、感光体軸を中心に熱膨張し、初期のピント位置から像面が移動する。これらの環境変動によるピントの位置ずれは、最終的に画像の劣化へと繋がる。
【０００４】
この様な課題に対し、露光装置内部の温度によるピント位置のずれを補正する技術として以下の様な文献が挙げられる。
特許文献１（特開２００３−０６６３０６号公報）は、露光装置内に温度測定手段と、温度測定手段の測定値に応じてピント位置を調整する制御手段を有し、温度変動によるピント調整を実施している。しかしこの構成においては、露光装置の部品点数が多くなり、コストの増加へと繋がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上に説明した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、環境変動に伴う形成画像の劣化の抑制、および部品点数低減による低コスト化を狙った光源装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
［１］：光源素子と、前記光源素子からの発光を像担持体上に集光するための光学素子とを有し、前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置において、前記像担持体を回転支持する回転軸と軸受により構成されている支持部材に対して、前記光源素子の距離を規定する間隔部材を有し、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記回転軸の外径から前記像担持体表面までの距離をＬ２、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２、前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項１）。
［２］：［１］に記載の光源装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする（請求項２）。
［３］：［２］に記載の光源装置において、前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする（請求項３）。
［４］：［１］〜［３］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする（請求項４）。
［５］：［１］〜［４］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする（請求項５）。
［６］：［１］〜［５］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする（請求項６）。
［７］：［１］〜［６］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記光源素子から前記像担持体の表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項７）。
［８］：［１］〜［７］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする（請求項８）。
［９］：［１］〜［８］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする（請求項９）。
［１０］：［１］〜［９］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする（請求項１０）。
【０００７】
［１１］：像担持体と、前記像担持体を回転支持する支持部材と、光源素子と前記光源素子からの発光を前記像担持体上に集光するための光学素子とを有し前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置と、を有する画像形成装置において、前記支持部材は回転軸と軸受により構成されており、前記支持部材と前記光源素子との距離を規定する間隔部材を有し、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記回転軸の外径から像担持体表面までの距離をＬ２、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２、
前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項１１）。
［１２］：［１１］に記載の画像形成装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする（請求項１２）。
［１３］：［１２］に記載の画像形成装置において、前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする（請求項１３）。
［１４］：［１１］〜［１３］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする（請求項１４）。
［１５］：［１１］〜［１４］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする（請求項１５）。
［１６］：［１１］〜［１５］のいずれか一つに記載の画像形成装置おいて、前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする（請求項１６）。
［１７］：［１１］〜［１６］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項１７）。
［１８］：［１１］〜［１７］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする（請求項１８）。
【０００８】
［１９］：［１１］〜［１４］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記像担持体を回転支持する前記支持部材は、回転軸を支持する軸受と軸受を支持する軸受支持部材により構成されていることを特徴とする（請求項１９）。
［２０］：［１９］に記載の画像形成装置において、前記間隔部材は前記軸受支持部材に直接当接されていることを特徴とする（請求項２０）。
［２１］：［１９］または［２０］に記載の画像形成装置において、前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項２１）。
［２２］：［１９］〜［２１］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記軸受から、前記間隔部材と前記軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
であることを特徴とする（請求項２２）。
［２３］：［１９］〜［２２］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記軸受支持部材の線膨張係数をｋ５とすると、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項２３）。
［２４］：［１９］〜［２３］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする（請求項２４）。
［２５］：［１９］〜［２４］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記軸受支持部材は前記像担持体を回転支持するだけでなく、前記像担持体および光源装置以外の部材を当接または回転支持することを特徴とする（請求項２５）。
［２６］：［２５］に記載の画像形成装置において、前記回転部材は現像ローラであることを特徴とする（請求項２６）。
［２７］：［１１］〜［２６］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする（請求項２７）。
［２８］：［１１］〜［２７］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする（請求項２８）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび像担持体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができるので、環境変動に伴う形成画像の劣化の抑制、および部品点数低減による低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる光源装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を概略的に示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例における感光体の周辺と光源装置の横視図および、感光体中心を通るＡ−Ａ’線の横断面図を示した図である。
【図４】（ａ）常温時と（ｂ）温度上昇時の発光素子アレイ、結像素子アレイ、感光体の位置関係を示した図である。
【図５】第１の実施例及び第２の実施例の条件を示した表である。
【図６】本発明の第２の実施例における感光体の周辺と光源装置の横視図および、感光体中心を通るＢ−Ｂ’線の横断面図を示した図である。
【図７】従来の光源装置の構成例を示す図であり、感光体の周辺と光源装置の横視図および、感光体中心を通る横断面図を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の技術思想を採り入れることができる光源装置および画像形成装置の例を、図１、図２を参照しながら説明する。
図１は本発明にかかる光源装置の一実施形態を概略的に示している。光源装置３０は、光源素子である発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１、発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１を構成する発光素子（ＬＥＤ）１１、発光素子（ＬＥＤ）１１を駆動するためのドライバIＣ（駆動ドライバ）１２、光学素子である結像素子アレイ２により構成される。
【００１２】
発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１は、発光素子（ＬＥＤ）１１が一次元（または二次元）方向に複数配列されているアレイ状の光源素子である。また、結像素子アレイ２は、結像素子（例えばロッドレンズ）２１が一次元（または二次元）方向に複数配列されているアレイ状の光学素子である。
【００１３】
結像素子アレイ２は発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１に対して位置決めされ、不図示のフレームで保持されている。発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１は、複数の発光素子（ＬＥＤ）１１を一定間隔で配列して構成される。発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１の各発光素子（ＬＥＤ）１１から放出された光は、結像素子アレイ２で結像されて、像担持体上の結像面に光スポットを形成する。結像素子アレイ２は、屈折率分布型の結像素子（ロッドレンズ）２１を複数個束ねたロッドレンズアレイが一般的に用いられている。図１に示すように、発光素子アレイ１と像担持体（例えば感光体）との距離はロッドレンズの共役長ＴＣと等しくし、その中心にロッドレンズアレイが配置される。ここでは、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用しているが、他の発光素子（例えば有機ＥＬ）を使用しても良い。
【００１４】
図２は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を概略的に示している。図２に示した画像形成装置における画像形成部は、例えば感光体からなる像担持体１０、帯電部２０、露光部（光源装置）３０、現像部４０、転写部５０、クリーナ部６０、感光体保護層形成部７０、除電部８０を備えている。感光体１０は、一般に暗所において絶縁性を示し、光を照射されることにより導電性を示す物質で構成されている。感光体１０は、光の照射によって電荷を発生する層である電荷発生層と、その発生した電荷を感光体６表面まで輸送する働きをする層である電荷輸送層に大別される。
【００１５】
この感光体１０は、任意の方向に一定の速度で回転している。図２においては矢印で示す右回りに回転している。そして、感光体１０の周りにある帯電部２０で発生した電荷を感光体１０表面に帯電させる。そして、光が照射されるまで感光体１０は一定の電荷を保持している。続いて、露光部（光源装置）３０から、電荷を保持した感光体１０の表面に向かって、画像のデータに応じた光束を照射することにより、光が照射された感光体１０の部分には、電荷発生層で発生した感光体１０表面の電荷と符号が逆の電荷が発生し、その電荷が感光体１０表面に送られ、感光体１０表面の電荷と結合する。これにより、感光体１０表面に画像データに応じて電荷の存在する部分としない部分ができる。これを静電潜像と呼んでいる。
【００１６】
現像部４０では、この静電潜像の画像となる部分にトナーを付着させる為に、現像部４０の電位と、トナーが付着する部分の電位との間に差を発生させ、その電位差を利用して帯電しているトナーを感光体１０表面に飛ばして付着させる。安定して感光体上にトナーを移動させるためには、感光体表面と現像部（現像ローラ４１）の距離が重要である。また、この感光体６表面に付着したトナーにより形成された像をトナー像と呼んでいる。
【００１７】
転写部５０は、このトナー像を記録媒体である記録紙９０の表面に転写する部分である。記録紙９０は、図示していない給紙部の給紙カセット（あるいは給紙トレイ）より、図示していない搬送ローラ等の搬送手段によって運ばれ、転写部５０まで輸送されると、上記のトナーを飛ばしたときと同様に、感光体１０表面の電位と、記録紙９０との電位差を利用して記録紙９０上にトナー像を転写させる。トナー像を転写された記録紙９０は、紙搬送路に従って定着部５５まで運ばれ、定着部５５で熱、圧力等を利用してトナー像が記録紙９０上に固着し、画像が形成される。一方、転写部５０を通過した感光体１０は、更に回転し、クリーナ部６０で記録紙９０上に転写されなかったトナー像が掃除される。
【００１８】
ここで、図７に従来の光源装置９００の構成例を示す。図７は、感光体９１０の周辺と光源装置９００の横視図および、感光体中心を通る横断面図を示した図である。
発光素子アレイ９０１と結像素子アレイ９０３はそれぞれ光源保持部材９０２、光学素子保持部材９０４に保持され、光学素子保持部材９０４は、光源保持部材９０２に固定されている。発光素子アレイ９０１と感光体９１０の距離は、間隔部材９１１と感光体９１０への当接部材９１２により間隔が調整されている。放熱性の観点から、光源保持部材９０２はアルミニウムでできている。発光素子アレイ９０１が点灯または光源装置内の温度が変化すると、熱伝導性の良い光源保持部材９０２に熱が伝わり、光学素子保持部材９０４および間隔部材９１１が暖められる。ここで、光学素子保持部材９０４が暖められると、光学素子保持部材９０４が熱膨張し、発光素子アレイ９０１と結像素子アレイ９０３の間隔が広がり、ピントずれを引き起こす。具体的には、３０℃の温度上昇時に光源装置９００は２９μｍのピントずれが確認されているのに対し、間隔部材９１１と当接部材９１２の膨張の和は６μｍ程度である。温度上昇による光源装置９００のピントのずれる方向と、間隔部材９１１の膨張方向は逆方向に移動するため、感光体９１０表面において、初期から２９μｍ−６μｍ＝２３μｍのピントずれを引き起こす。また、感光体９１０と当接部材９１２の間には、クリーナ部６０で清掃されなかったトナーが入り込むこともあり、光源装置のピントずれ量は更に増大する。この結果ビーム径が広がり、画像品質の劣化へと繋がる。
【００１９】
そこで本発明では、光源装置の発光素子アレイから感光体に対する突き当て位置までの距離を確保し、また間隔部材の材質を選定することで、環境変動時の光源装置のピントずれを相殺する様な構成の光源装置および画像形成装置を提供するものである。以下、より詳しく説明する。
【００２０】
本発明では、発光素子アレイ等の光源素子と、該光源素子からの発光を像担持体である感光体上に集光するための結像素子アレイ等の光学素子とを有し、感光体を露光することにより感光体に画像を書き込む光源装置において、感光体を回転支持する回転軸と軸受により構成されている支持部材に対して、光源素子の距離を規定する間隔部材を有し、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、間隔部材の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２、軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００２１】
また、本発明では、像担持体である感光体と、感光体を回転支持する支持部材と、発光素子アレイ等の光源素子と該光源素子からの発光を感光体上に集光するための結像素子アレイ等の光学素子とを有し感光体を露光することにより感光体に画像を書き込む光源装置と、を有する画像形成装置において、支持部材は回転軸と軸受により構成されており、支持部材と光源素子との距離を規定する間隔部材を有し、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、間隔部材の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２、軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００２２】
ここで、光源素子の光束射出方向を「＋」、反対方向を「−」として説明する。像担持体である感光体は、環境温度上昇時において感光体軸を中心に熱膨張する。この時、光源装置に対して感光体は「−」方向に膨張する。一方、光源装置は、環境温度上昇時においてピント位置が「＋」方向へ移動する（ロッドレンズアレイは物体と像面が共役の関係にあるため、熱変動により物体位置がΔＲ１変動した場合、像面位置もΔＲ１だけ物体の変動方向と反対方向に移動する。故に、全体としてピント位置は２ΔＲ１だけ初期から変動することになる）。故に、環境変動時においても感光体表面上に露光のピントが合うためには、環境変動時に感光体表面の変動量と光源装置のピント変動量の和の分だけ、感光体と光源装置の間の間隔部材と支持部材が膨張する必要がある。即ち、感光体の熱膨張量よりも間隔部材と支持部材の熱膨張量の和の方が大きい必要がある。具体的には、ΔＴ温度変動時の感光体と光源装置の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ
であり、一方、感光体の膨張量と光源装置のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ
となる。
両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ＞Ｌ２・ｋ２・ΔＴ
∴Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば、画像劣化の抑制を図ることができる。
【００２３】
本発明では、上記の構成の光源装置または画像形成装置において、間隔部材の線膨張係数をｋ１、支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
ここで、感光体と光源装置の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材の膨張も考慮する必要がある。感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。即ち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。
【００２４】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は樹脂、軸受は金属でできていることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、本発明では、感光体の回転中心を規定する支持部材として、線膨張係数（１．０Ｅ−５／℃）が小さく形状精度の高い軸受（特に玉軸受け）を用いることで、感光体の回転中心位置が初期および温度上昇時においても定まる様にしている。なお、上記の線膨張係数の記載に用いた「Ｅ−５」は「×１０−５」を意味しており、以下同様である。
【００２５】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
ここで、光源素子の光束射出方向を「＋」、反対方向を「−」として説明する。感光体は、環境温度上昇時において感光体軸を中心に熱膨張する。この時、光源装置に対して感光体は「−」方向に膨張する。一方、光源装置は、環境温度上昇時においてピント位置が「＋」方向へ移動する（ロッドレンズアレイは物体と像面が共役の関係にあるため、熱変動により物体位置がΔＲ１変動した場合、像面位置もΔＲ１だけ物体の変動方向と反対方向に移動する。故に、全体としてピント位置は２ΔＲ１だけ初期から変動することになる）。故に、環境変動時においても感光体表面上に露光のピントが合うためには、環境変動時に感光体表面の変動量と光源装置のピント変動量の和の分だけ、感光体と光源装置の間の間隔部材が膨張する必要がある。即ち、感光体の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そこで本構成を採用することで、間隔部材に所望の熱変動量を発生させることが可能となり、環境変動時においても、ピント位置を保つことが可能となる。
【００２６】
ここで、本発明の一構成例として、上記の構成に加え、間隔部材は軸受に直接当接されていることにより、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、感光体と光源装置の位置関係を初期、経時共に精度良く位置合わせするには、形状精度が高い軸受に間隔部材を当接することが望ましい。
【００２７】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は、光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することにより、初期の出力画像の品質を向上ことができる。
すなわち、発光素子から感光体表面上の距離を精度良く位置決めするためには、間隔部材に間隔調整機構を設けることが望ましい。本発明では調整機構として、例えば偏心カムを設けた。
【００２８】
本発明では、上記の構成に加え、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
環境変動によるピントずれを緩和するためには、間隔部材と支持部材の熱膨張を考慮すれば良いが、感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには、間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）支持部材よりも光源素子の光束射出方向の距離が大きい部材を選定した方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とすると、
Ｌ１＋Ｌ４＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。
また、（２）の条件を満たすためには、
Ｌ１≧Ｌ４
すなわち、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００２９】
本発明では、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００３０】
上記のように、感光体と光源装置の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材の膨張も考慮する必要がある。感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）軸受の内外径の距離よりも間隔部材の大きさの方が大きい部材を選定した方が良い。
【００３１】
次に、本発明の別の構成例として、前述の画像形成装置の構成に加え、像担持体である感光体を回転支持する支持部材は、回転軸を支持する軸受と軸受を支持する軸受支持部材により構成されていることにより、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、支持部材の別の方式として、間隔部材を軸受支持部材（例えば後述する面板）に突き当てる方式がある。また、感光体の軸受に線膨張係数の小さい材質（例えばＰＰＳ材：１．０Ｅ−５／℃）を用いることで、感光体の回転中心位置が初期および温度上昇時においても定まる。
【００３２】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は軸受支持部材に直接当接されていることにより、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、感光体と光源素子の位置関係を初期、経時共に精度良く位置合わせするには、形状精度が高い軸受支持部材に間隔部材を当接することが望ましい。
【００３３】
本発明では、上記の構成に加え、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３とした場合に、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
環境変動によるピントずれを緩和するためには、間隔部材と支持部材の熱膨張を考慮すれば良いが、感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには、間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）支持部材よりも光源素子の光束射出方向の距離が大きい部材を選定した方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４、軸受から、間隔部材と軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とすると、
Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。
また、（２）の条件を満たすためには、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
すなわち、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００３４】
本発明では、上記のように、軸受から、間隔部材と軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００３５】
また、上記のように、感光体と光源素子の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材の膨張も考慮する必要がある。感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）支持部材よりも間隔部材の大きさの方が大きい部材を選定した方が良い。
【００３６】
本発明では、上記の構成に加え、軸受支持部材の線膨張係数をｋ５とすると、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
ここで、ΔＴ温度変動時の感光体と光源素子の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・Ｋ４ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ
であり、一方、感光体の膨張量と光源装置のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ
となる。
両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・Ｋ４・ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２ΔＴ＋ΔＭ
∴Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば良い。
【００３７】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は、光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することにより、初期の出力画像の品質を向上ことができる。
すなわち、発光素子から感光体表面上の距離を精度良く位置決めするためには、間隔部材に間隔調整機構を設けることが望ましい。本発明では調整機構として、例えば偏心カムを設けた。
【００３８】
本発明では、上記の構成に加え、軸受支持部材は感光体を回転支持するだけでなく、感光体および光源装置以外の部材を当接または回転支持することにより、高コスト化を招くことなく、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。なお、軸受支持部材で支持する回転部材は、例えば現像ローラである。
画像形成装置の一連の画像形成機構（帯電→露光→現像→定着）の中で、感光体表面との位置精度が求められている機構として、現像機構が挙げられる。本発明では、例えば現像機構として、現像ローラを採用しているので、感光体の回転軸と現像ローラの回転軸を共通の軸受支持部材（例えば後述する面板）により精度良く位置決めすれば、一つの部材（面板）を用いて、感光体−現像ローラ間および感光体−光源装置間の距離を規定することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、上述した本発明の特徴となる構成部分の具体的な実施例について説明する。
【００４０】
［実施例１］
図３〜５に本発明の第１の実施例による光源装置１００および画像形成装置８００を示す。
図３は本発明の第１の実施例における感光体２００（図２の感光体１０に相当する）の周辺と光源装置１００の横視図および、感光体中心を通るＡ−Ａ’線の横断面図を示したものである。光源装置１００（図１、図２の光源装置３０に相当する）の光源素子（発光素子アレイ）１０１と光学素子（結像素子アレイ）１０３はそれぞれ光源保持部材１０２と光学素子保持部材１０４に保持され、光学素子保持部材１０４は、光源保持部材１０２に固定されている（図３）。感光体２００は、数１０μｍの感光層（図中不図示）が表面に塗布されたアルミニウム製の感光体素管２０１と、アルミニウムと同等の線膨張係数（ｋ＝２．４Ｅ−５／℃）を持つ樹脂で作成した感光体軸支持部材２０２、および回転軸２０３により構成されている。回転軸２０３は支持部材３１０の軸受３１２により支持されており、支持部材３１０の軸受３１２上に直接、間隔部材３２０を設けることで、発光素子アレイ１０１と感光体表面までの距離を調整している。また、支持部材３１０の軸受３１２は、軸受支持部材である面板３１１に圧入されており、支持部材３１０の軸受３１２の一部が間隔部材３２０に当接されるように、面板３１１に溝が形成されている。
【００４１】
ここで、温度上昇時の光源装置１００のピントおよび感光体２００の挙動について説明する。図４は、（ａ）常温時と（ｂ）温度上昇時の発光素子アレイ１０１、結像素子アレイ１０３、感光体２０１の位置関係を示したものである。発光素子アレイ１０１−結像素子アレイ１０３間の距離をＲ１、結像レンズアレイ１０３の厚さをＺ１、結像レンズアレイ１０３−感光体２０１間の距離をＲ３とする。本実施例では正立等倍結像の結像レンズアレイを使用するため、Ｒ１＝Ｒ３となる。発光素子アレイ１０１の光束射出方向を「＋」とすると、温度上昇時に光学素子保持部材１０４が熱膨張し、発光素子アレイ１０１−結像素子アレイ１０３間の距離がΔＲだけ「＋」方向に膨張した場合、正立等倍結像レンズを使用しているため、ピント位置もΔＲ１だけ「＋」方向に伸びることになる。つまり結像素子アレイ１０３がΔＲ１移動することにより、光源装置１００のピント位置は初期状態（図４（ａ））から２ΔＲ１移動することになる（図４（ｂ））。一方、感光体表面は温度上昇時に回転軸２０３を中心に、「−」方向に熱膨張する。故に、本構成例において環境変動時に感光体表面上に露光のピントが合うためには、環境変動時の感光体表面の変動量と発光素子のピント変動量の和の分だけ、感光体２００と発光素子の間の間隔部材３２０および支持部材３１０が膨張する必要がある。即ち、感光体２００の熱膨張量よりも間隔部材３２０と支持部材３１０の熱膨張量の方が大きい必要がある。具体的には、間隔部材３２０の光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸２０３の外径から感光体２００表面までの距離をＬ２、支持部材３１０の軸受３１２が回転軸２０３に当接している面から間隔部材３２０に当接している面までの距離をＬ４、間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２、支持部材３１０の軸受３１２の線膨張係数をｋ４とした場合、ΔＴ温度変動時の感光体２００と光源装置１００の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ
となる。一方、感光体２００の膨張量と光源装置１００のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ
となる。
両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ＞Ｌ２・ｋ２・ΔＴ
∴Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば、画像劣化の抑制を図ることができる。
【００４２】
感光体２００と発光素子アレイ１０１の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材３１０の軸受３１２の膨張も考慮する必要がある。感光体２００の回転中心を規定する支持部材３１０の軸受３１２は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい。熱変動が大きい材質を選定すると、熱膨張により回転軸２０３の支持径が膨張し、感光体２００の中心位置が不定となるためである。即ち間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、支持部材３１０の軸受３１２の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
を満たすと良い。具体的には間隔部材３２０として樹脂、支持部材３１０の軸受３１２として金属でできていることが望ましい。本実施例では間隔部材３２０としてポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝５．６Ｅ−５／℃）を、感光体２００の回転中心を規定する支持部材３１０の軸受３１２として、線膨張係数（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）が小さく形状精度の高いボールベアリングを用いた。
【００４３】
また、間隔部材３２０は、形状精度が高い軸受（ボールベアリング）３１２に直接当接されている。感光体２００と光源装置１００の位置関係を初期、経時共に精度良く位置合わせするには、形状精度が高い支持部材３１０の軸受３１２に間隔部材３２０を当接することが望ましい。
【００４４】
回転軸２０３から光源素子保持部材１０２までといった限られた長さの中で、間隔部材３２０の熱膨張量が、感光体２００の熱膨張よりも大きくなるためには、感光体（感光体軸支持部材２０２）の線膨張係数ｋ２より、間隔部材３２０の線膨張係数ｋ１を大きくする必要がある（ｋ１≧ｋ２）。
【００４５】
また、感光体の表面の変動量以上に、間隔部材３２０の熱膨張量を稼ぐ必要があるといった点で、支持部材３１０よりも間隔部材３２０の光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離が大きくなる様に、長さの配分を割り振った方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材３２０の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、光源素子（発光素子アレイ）１０１から感光体２００表面までの距離をＬ３、支持部材３１０の軸受３１２の回転軸当接面から間隔部材当接面までの距離（ベアリングの軸外径と軸内径の差を）をＬ４とすると、
Ｌ１＋Ｌ４＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。ここで、
Ｌ１≧Ｌ４
となるように、長さの配分を割り振る場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００４６】
第１の実施例においては、感光体２００の感光層の外径はφ３０ｍｍ、回転軸２０３の軸径はφ８ｍｍ、光源素子（発光素子アレイ）１０１から感光層までの距離は８ｍｍとし、支持部材３１０の軸受３１２として内径φ８ｍｍ、外径φ１４ｍｍのボールベアリングを用い、間隔部材３２０の光束射出方向の距離は１６ｍｍとした。感光体２００の素管２０１としてアルミニウム（ｋ＝２．４Ｅ−５／℃）を、感光体軸支持部材２０２としてアルミニウムと同等の線膨張係数を持つポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材（ｋ２＝２．４Ｅ−５／℃）を、ボールベアリングはステンレス材（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）を、間隔部材３２０には線膨張係数の大きいポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝５．６Ｅ−５／℃）を選定している。この時、各部材の光束射出方向の距離Ｌ１〜Ｌ４と、線膨張係数ｋ１〜ｋ４は、図５に示す表の第１の実施例のようになっており、上記に示した条件を満たしている。
【００４７】
［実施例２］
図６に本発明の第２の実施例による光源装置１００および画像形成装置８００を示す。
図６は本発明の第２の実施例における感光体２００（図２の感光体１０に相当する）の周辺と光源装置１００の横視図および、感光体中心を通るＢ−Ｂ’線の横断面図を示したものである。
基本的な構成は実施例１と同様であるが、間隔部材３２０については、光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離を初期に調整する機構を有している。本実施例では、調整機構として、偏心カム３２１を設けた。これにより、発光素子アレイ１０１から感光体表面上の距離を精度良く位置決めすることができ、初期の画像品質を向上することができる。
【００４８】
支持部材３１０は、軸受支持部材である樹脂でできた面板３１１と、軸受である複数のボールベアリング３１２、３１３で構成されており、ボールベアリング３１２、３１３は軸受支持部材である面板３１１に圧入されている。それぞれのボールベアリングは、感光体２００の回転軸２０３と、図２に示す現像ローラ４１の回転軸４２を保持しており、支持部材３１０により感光体２００と現像ローラ４１の位置関係を高精度に配置している。この構成により安定した画像を形成することができる。間隔部材３２０は、軸受支持部材である面板３１１に直接当接されており、感光体２００表面と光源装置１００の距離を規定している。
【００４９】
軸受支持部材である面板３１２は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい。熱変動が大きい材質を選定すると、熱膨張により回転軸の支持径が膨張し、感光体２００の中心位置および現像ローラ４１の中心位置が不定となるためである。即ち間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、面板３１２の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
を満たすと良い。
本実施例では間隔部材３２０としてポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝５．６Ｅ−５／℃）を、面板３１１として、線膨張係数（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）が小さいポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材を用いた。また、ボールベアリング３１２，３１３については、第１の実施例と同様、形状精度が高く、線膨張係数が小さいステンレス材（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）を採用した。
【００５０】
間隔部材３２０の熱膨張量を稼ぐと言った観点で、面板３１１よりも間隔部材３２０の光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離が大きくなる様に、長さの配分を割り振った方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材３２０の発光素子アレイ１０１の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸２０３の外径から感光体２００表面までの距離をＬ２、発光素子アレイ１０１から感光体２００表面までの距離をＬ３、軸受（ボールベアリング）３１２の軸外径と軸内径の差をＬ４、感光体用の軸受け（ボーリベアリング）３１２の外周から間隔部材３２０と面板３１２の当接面までの最短距離をＬ５とした場合、
Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。ここで、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
となるように、長さの配分を割り振る場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００５１】
以上の観点から環境変動時の光源装置１００のピントずれ、かつ感光体２００の熱変動による像面ずれ、に伴う画像の劣化を抑制するためには、以下に示す条件が、必要十分条件である。
ΔＴ温度変動時の感光体２００と光源素子（発光素子アレイ）１０１の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ
となる。一方、感光体２００の膨張量と光源装置（発光素子アレイ）１０１のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２＋ΔＭ
となる。両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ＞Ｌ２・ｋ２・ΔＴ
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば、画像劣化の抑制を図ることができる。
【００５２】
具体的には、第２の実施例においては、感光体２００の感光層の径はφ４０ｍｍ、回転軸２０３の軸径はφ８ｍｍ、光源素子（発光素子アレイ）１０１から感光層までの距離は８ｍｍとし、支持部材３１０の軸受３１２として内径φ８ｍｍ、外径φ２２ｍｍのボールベアリングを用い、感光体用の軸受（ボールベアリング）３１２の外周から間隔部材３２０と軸受支持部材（面板）３１１の当接面までの最短距離を３ｍｍ、間隔部材３２０の光束射出方向の距離を１４ｍｍとした。感光体２００の素管２０１としてアルミニウム（ｋ＝２．４Ｅ−５／℃）を、感光体軸支持部材２０２としてアルミニウムと同等の線膨張係数を持つポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材（ｋ２＝２．４Ｅ−５／℃）を、ボールベアリングはステンレス材（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）を、面板３１１としてＰＰＳ材（ｋ５＝２．４Ｅ−５／℃）、間隔部材３２０には線膨張係数の大きいポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝７．０Ｅ−５／℃）を選定している。この時、各部材の光束射出方向の距離Ｌ１〜Ｌ５と線膨張係数ｋ１〜ｋ５は、図５に示す表の第２の実施例のようになっており、上記に示した条件を満たしている。
【００５３】
なお、間隔部材３２０については、光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離を初期に調整する機構を有しても良い。本実施例では、調整機構として、偏心カム３２１を設けた。これにより、発光素子アレイ１０１から感光体２００表面上の距離を精度良く位置決めすることができ、初期の画像品質を向上することができる。
【００５４】
また、軸受支持部材である面板３１１に当接または位置決めする部材は現像ローラだけでなく、例えばクリーニング部材など、感光体２００との距離を高精度に配置する必要性のある機構を、配置しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１、１０１：光源素子（発光素子アレイ）
２、１０３：光学素子（結像素子アレイ）
１０、２００：感光体（像担持体）
２０：帯電部
３０、１００：光源装置（露光部）
４０：現像部
５０：転写部
５５：定着部
６０：クリーナ部
７０：感光体保護層形成部
８０：除電部
１０２：光源保持部材
１０４：光学素子保持部材
２０１：感光体素管
２０２：感光体軸支持部材
２０３：回転軸
３１０：支持部材
３１１：面板（軸受支持部材）
３１２：軸受（ボールベアリング）
３２０：間隔部材
３２１：偏心カム（調整機構）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２００３−０６６３０６号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、及びこの光源装置を用いるデジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置においては、電子情報を光情報に変換し、光情報を露光装置で感光体上に潜像として固定し、固定された潜像をトナー等により現像して画像形成している。
現在、露光装置の種類としては、光源とポリゴンモータなどの偏向器を組み合わせた光走査装置と、発光素子を一次元にアレイ状に配列させ、感光体の表面を走査方向に一括露光するアレイ光源装置の２種類がある。
【０００３】
光走査装置に対するアレイ光源装置の利点として、（i）露光装置の容積が小さい、（ii）感光体表面におけるビーム径が細い、（iii）露光装置の寿命が長い、ことが一般的に挙げられる。
（i）の露光装置の小型化は、画像形成装置全体の小型化に、（ii）の小径ビーム化は、出力画像の高画質化に、そして（iii）の長寿命化は、マシン寿命の伸びおよび露光装置のリサイクル化へと繋がる。
一方、アレイ光源装置の欠点として、焦点位置におけるビーム深度の狭さが挙げられる。具体的には、光走査装置のビーム深度幅（ビーム径が最小となる径の±１０％に相当する深度の幅）が±５ｍｍ前後であることに対し、アレイ光源装置の深度幅は±４０〜５０μｍと小さい。このビーム径の深度幅の差異は、環境変動（温度）に対するピントの余裕度の差として違いが生じる。環境変動により光源装置が熱膨張すると、アレイ光源と集光レンズ間の距離が変動し、感光体上でのビーム径が広がる（ピントの位置ずれを引き起こす）。またビームが露光される感光体面も、感光体軸を中心に熱膨張し、初期のピント位置から像面が移動する。これらの環境変動によるピントの位置ずれは、最終的に画像の劣化へと繋がる。
【０００４】
この様な課題に対し、露光装置内部の温度によるピント位置のずれを補正する技術として以下の様な文献が挙げられる。
特許文献１（特開２００３−０６６３０６号公報）は、露光装置内に温度測定手段と、温度測定手段の測定値に応じてピント位置を調整する制御手段を有し、温度変動によるピント調整を実施している。しかしこの構成においては、露光装置の部品点数が多くなり、コストの増加へと繋がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上に説明した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、環境変動に伴う形成画像の劣化の抑制、および部品点数低減による低コスト化を狙った光源装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
［１］：光源素子と、前記光源素子からの発光を像担持体上に集光するための光学素子とを有し、前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置において、前記像担持体を回転支持する回転軸と軸受により構成されている支持部材に対して、前記光源素子の距離を規定する間隔部材を有し、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記回転軸の外径から前記像担持体表面までの距離をＬ２、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２、前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項１）。
［２］：［１］に記載の光源装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする（請求項２）。
［３］：［２］に記載の光源装置において、前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする（請求項３）。
［４］：［１］〜［３］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする（請求項４）。
［５］：［１］〜［４］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする（請求項５）。
［６］：［１］〜［５］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする（請求項６）。
［７］：［１］〜［６］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記光源素子から前記像担持体の表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項７）。
［８］：［１］〜［７］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする（請求項８）。
［９］：［１］〜［８］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする（請求項９）。
［１０］：［１］〜［９］のいずれか一つに記載の光源装置において、前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする（請求項１０）。
【０００７】
［１１］：像担持体と、前記像担持体を回転支持する支持部材と、光源素子と前記光源素子からの発光を前記像担持体上に集光するための光学素子とを有し前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置と、を有する画像形成装置において、前記支持部材は回転軸と軸受により構成されており、前記支持部材と前記光源素子との距離を規定する間隔部材を有し、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記回転軸の外径から像担持体表面までの距離をＬ２、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２、
前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項１１）。
［１２］：［１１］に記載の画像形成装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする（請求項１２）。
［１３］：［１２］に記載の画像形成装置において、前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする（請求項１３）。
［１４］：［１１］〜［１３］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする（請求項１４）。
［１５］：［１１］〜［１４］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする（請求項１５）。
［１６］：［１１］〜［１５］のいずれか一つに記載の画像形成装置おいて、前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする（請求項１６）。
［１７］：［１１］〜［１６］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項１７）。
［１８］：［１１］〜［１７］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする（請求項１８）。
【０００８】
［１９］：［１１］〜［１４］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記像担持体を回転支持する前記支持部材は、回転軸を支持する軸受と軸受を支持する軸受支持部材により構成されていることを特徴とする（請求項１９）。
［２０］：［１９］に記載の画像形成装置において、前記間隔部材は前記軸受支持部材に直接当接されていることを特徴とする（請求項２０）。
［２１］：［１９］または［２０］に記載の画像形成装置において、前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項２１）。
［２２］：［１９］〜［２１］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記軸受から、前記間隔部材と前記軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
であることを特徴とする（請求項２２）。
［２３］：［１９］〜［２２］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記軸受支持部材の線膨張係数をｋ５とすると、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする（請求項２３）。
［２４］：［１９］〜［２３］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする（請求項２４）。
［２５］：［１９］〜［２４］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記軸受支持部材は前記像担持体を回転支持するだけでなく、前記像担持体および光源装置以外の部材を当接または回転支持することを特徴とする（請求項２５）。
［２６］：［２５］に記載の画像形成装置において、前記回転部材は現像ローラであることを特徴とする（請求項２６）。
［２７］：［１１］〜［２６］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする（請求項２７）。
［２８］：［１１］〜［２７］のいずれか一つに記載の画像形成装置において、前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする（請求項２８）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび像担持体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができるので、環境変動に伴う形成画像の劣化の抑制、および部品点数低減による低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる光源装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を概略的に示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例における感光体の周辺と光源装置の横視図および、感光体中心を通るＡ−Ａ’線の横断面図を示した図である。
【図４】（ａ）常温時と（ｂ）温度上昇時の発光素子アレイ、結像素子アレイ、感光体の位置関係を示した図である。
【図５】第１の実施例及び第２の実施例の条件を示した表である。
【図６】本発明の第２の実施例における感光体の周辺と光源装置の横視図および、感光体中心を通るＢ−Ｂ’線の横断面図を示した図である。
【図７】従来の光源装置の構成例を示す図であり、感光体の周辺と光源装置の横視図および、感光体中心を通る横断面図を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の技術思想を採り入れることができる光源装置および画像形成装置の例を、図１、図２を参照しながら説明する。
図１は本発明にかかる光源装置の一実施形態を概略的に示している。光源装置３０は、光源素子である発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１、発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１を構成する発光素子（ＬＥＤ）１１、発光素子（ＬＥＤ）１１を駆動するためのドライバIＣ（駆動ドライバ）１２、光学素子である結像素子アレイ２により構成される。
【００１２】
発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１は、発光素子（ＬＥＤ）１１が一次元（または二次元）方向に複数配列されているアレイ状の光源素子である。また、結像素子アレイ２は、結像素子（例えばロッドレンズ）２１が一次元（または二次元）方向に複数配列されているアレイ状の光学素子である。
【００１３】
結像素子アレイ２は発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１に対して位置決めされ、不図示のフレームで保持されている。発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１は、複数の発光素子（ＬＥＤ）１１を一定間隔で配列して構成される。発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）１の各発光素子（ＬＥＤ）１１から放出された光は、結像素子アレイ２で結像されて、像担持体上の結像面に光スポットを形成する。結像素子アレイ２は、屈折率分布型の結像素子（ロッドレンズ）２１を複数個束ねたロッドレンズアレイが一般的に用いられている。図１に示すように、発光素子アレイ１と像担持体（例えば感光体）との距離はロッドレンズの共役長ＴＣと等しくし、その中心にロッドレンズアレイが配置される。ここでは、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用しているが、他の発光素子（例えば有機ＥＬ）を使用しても良い。
【００１４】
図２は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を概略的に示している。図２に示した画像形成装置における画像形成部は、例えば感光体からなる像担持体１０、帯電部２０、露光部（光源装置）３０、現像部４０、転写部５０、クリーナ部６０、感光体保護層形成部７０、除電部８０を備えている。感光体１０は、一般に暗所において絶縁性を示し、光を照射されることにより導電性を示す物質で構成されている。感光体１０は、光の照射によって電荷を発生する層である電荷発生層と、その発生した電荷を感光体６表面まで輸送する働きをする層である電荷輸送層に大別される。
【００１５】
この感光体１０は、任意の方向に一定の速度で回転している。図２においては矢印で示す右回りに回転している。そして、感光体１０の周りにある帯電部２０で発生した電荷を感光体１０表面に帯電させる。そして、光が照射されるまで感光体１０は一定の電荷を保持している。続いて、露光部（光源装置）３０から、電荷を保持した感光体１０の表面に向かって、画像のデータに応じた光束を照射することにより、光が照射された感光体１０の部分には、電荷発生層で発生した感光体１０表面の電荷と符号が逆の電荷が発生し、その電荷が感光体１０表面に送られ、感光体１０表面の電荷と結合する。これにより、感光体１０表面に画像データに応じて電荷の存在する部分としない部分ができる。これを静電潜像と呼んでいる。
【００１６】
現像部４０では、この静電潜像の画像となる部分にトナーを付着させる為に、現像部４０の電位と、トナーが付着する部分の電位との間に差を発生させ、その電位差を利用して帯電しているトナーを感光体１０表面に飛ばして付着させる。安定して感光体上にトナーを移動させるためには、感光体表面と現像部（現像ローラ４１）の距離が重要である。また、この感光体６表面に付着したトナーにより形成された像をトナー像と呼んでいる。
【００１７】
転写部５０は、このトナー像を記録媒体である記録紙９０の表面に転写する部分である。記録紙９０は、図示していない給紙部の給紙カセット（あるいは給紙トレイ）より、図示していない搬送ローラ等の搬送手段によって運ばれ、転写部５０まで輸送されると、上記のトナーを飛ばしたときと同様に、感光体１０表面の電位と、記録紙９０との電位差を利用して記録紙９０上にトナー像を転写させる。トナー像を転写された記録紙９０は、紙搬送路に従って定着部５５まで運ばれ、定着部５５で熱、圧力等を利用してトナー像が記録紙９０上に固着し、画像が形成される。一方、転写部５０を通過した感光体１０は、更に回転し、クリーナ部６０で記録紙９０上に転写されなかったトナー像が掃除される。
【００１８】
ここで、図７に従来の光源装置９００の構成例を示す。図７は、感光体９１０の周辺と光源装置９００の横視図および、感光体中心を通る横断面図を示した図である。
発光素子アレイ９０１と結像素子アレイ９０３はそれぞれ光源保持部材９０２、光学素子保持部材９０４に保持され、光学素子保持部材９０４は、光源保持部材９０２に固定されている。発光素子アレイ９０１と感光体９１０の距離は、間隔部材９１１と感光体９１０への当接部材９１２により間隔が調整されている。放熱性の観点から、光源保持部材９０２はアルミニウムでできている。発光素子アレイ９０１が点灯または光源装置内の温度が変化すると、熱伝導性の良い光源保持部材９０２に熱が伝わり、光学素子保持部材９０４および間隔部材９１１が暖められる。ここで、光学素子保持部材９０４が暖められると、光学素子保持部材９０４が熱膨張し、発光素子アレイ９０１と結像素子アレイ９０３の間隔が広がり、ピントずれを引き起こす。具体的には、３０℃の温度上昇時に光源装置９００は２９μｍのピントずれが確認されているのに対し、間隔部材９１１と当接部材９１２の膨張の和は６μｍ程度である。温度上昇による光源装置９００のピントのずれる方向と、間隔部材９１１の膨張方向は逆方向に移動するため、感光体９１０表面において、初期から２９μｍ−６μｍ＝２３μｍのピントずれを引き起こす。また、感光体９１０と当接部材９１２の間には、クリーナ部６０で清掃されなかったトナーが入り込むこともあり、光源装置のピントずれ量は更に増大する。この結果ビーム径が広がり、画像品質の劣化へと繋がる。
【００１９】
そこで本発明では、光源装置の発光素子アレイから感光体に対する突き当て位置までの距離を確保し、また間隔部材の材質を選定することで、環境変動時の光源装置のピントずれを相殺する様な構成の光源装置および画像形成装置を提供するものである。以下、より詳しく説明する。
【００２０】
本発明では、発光素子アレイ等の光源素子と、該光源素子からの発光を像担持体である感光体上に集光するための結像素子アレイ等の光学素子とを有し、感光体を露光することにより感光体に画像を書き込む光源装置において、感光体を回転支持する回転軸と軸受により構成されている支持部材に対して、光源素子の距離を規定する間隔部材を有し、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、間隔部材の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２、軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００２１】
また、本発明では、像担持体である感光体と、感光体を回転支持する支持部材と、発光素子アレイ等の光源素子と該光源素子からの発光を感光体上に集光するための結像素子アレイ等の光学素子とを有し感光体を露光することにより感光体に画像を書き込む光源装置と、を有する画像形成装置において、支持部材は回転軸と軸受により構成されており、支持部材と光源素子との距離を規定する間隔部材を有し、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、間隔部材の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２、軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００２２】
ここで、光源素子の光束射出方向を「＋」、反対方向を「−」として説明する。像担持体である感光体は、環境温度上昇時において感光体軸を中心に熱膨張する。この時、光源装置に対して感光体は「−」方向に膨張する。一方、光源装置は、環境温度上昇時においてピント位置が「＋」方向へ移動する（ロッドレンズアレイは物体と像面が共役の関係にあるため、熱変動により物体位置がΔＲ１変動した場合、像面位置もΔＲ１だけ物体の変動方向と反対方向に移動する。故に、全体としてピント位置は２ΔＲ１だけ初期から変動することになる）。故に、環境変動時においても感光体表面上に露光のピントが合うためには、環境変動時に感光体表面の変動量と光源装置のピント変動量の和の分だけ、感光体と光源装置の間の間隔部材と支持部材が膨張する必要がある。即ち、感光体の熱膨張量よりも間隔部材と支持部材の熱膨張量の和の方が大きい必要がある。具体的には、ΔＴ温度変動時の感光体と光源装置の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ
であり、一方、感光体の膨張量と光源装置のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ
となる。
両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ＞Ｌ２・ｋ２・ΔＴ
∴Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば、画像劣化の抑制を図ることができる。
【００２３】
本発明では、上記の構成の光源装置または画像形成装置において、間隔部材の線膨張係数をｋ１、支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
ここで、感光体と光源装置の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材の膨張も考慮する必要がある。感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。即ち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。
【００２４】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は樹脂、軸受は金属でできていることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、本発明では、感光体の回転中心を規定する支持部材として、線膨張係数（１．０Ｅ−５／℃）が小さく形状精度の高い軸受（特に玉軸受け）を用いることで、感光体の回転中心位置が初期および温度上昇時においても定まる様にしている。なお、上記の線膨張係数の記載に用いた「Ｅ−５」は「×１０−５」を意味しており、以下同様である。
【００２５】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
ここで、光源素子の光束射出方向を「＋」、反対方向を「−」として説明する。感光体は、環境温度上昇時において感光体軸を中心に熱膨張する。この時、光源装置に対して感光体は「−」方向に膨張する。一方、光源装置は、環境温度上昇時においてピント位置が「＋」方向へ移動する（ロッドレンズアレイは物体と像面が共役の関係にあるため、熱変動により物体位置がΔＲ１変動した場合、像面位置もΔＲ１だけ物体の変動方向と反対方向に移動する。故に、全体としてピント位置は２ΔＲ１だけ初期から変動することになる）。故に、環境変動時においても感光体表面上に露光のピントが合うためには、環境変動時に感光体表面の変動量と光源装置のピント変動量の和の分だけ、感光体と光源装置の間の間隔部材が膨張する必要がある。即ち、感光体の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そこで本構成を採用することで、間隔部材に所望の熱変動量を発生させることが可能となり、環境変動時においても、ピント位置を保つことが可能となる。
【００２６】
ここで、本発明の一構成例として、上記の構成に加え、間隔部材は軸受に直接当接されていることにより、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、感光体と光源装置の位置関係を初期、経時共に精度良く位置合わせするには、形状精度が高い軸受に間隔部材を当接することが望ましい。
【００２７】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は、光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することにより、初期の出力画像の品質を向上ことができる。
すなわち、発光素子から感光体表面上の距離を精度良く位置決めするためには、間隔部材に間隔調整機構を設けることが望ましい。本発明では調整機構として、例えば偏心カムを設けた。
【００２８】
本発明では、上記の構成に加え、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
環境変動によるピントずれを緩和するためには、間隔部材と支持部材の熱膨張を考慮すれば良いが、感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには、間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）支持部材よりも光源素子の光束射出方向の距離が大きい部材を選定した方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とすると、
Ｌ１＋Ｌ４＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。
また、（２）の条件を満たすためには、
Ｌ１≧Ｌ４
すなわち、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００２９】
本発明では、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００３０】
上記のように、感光体と光源装置の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材の膨張も考慮する必要がある。感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）軸受の内外径の距離よりも間隔部材の大きさの方が大きい部材を選定した方が良い。
【００３１】
次に、本発明の別の構成例として、前述の画像形成装置の構成に加え、像担持体である感光体を回転支持する支持部材は、回転軸を支持する軸受と軸受を支持する軸受支持部材により構成されていることにより、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、支持部材の別の方式として、間隔部材を軸受支持部材（例えば後述する面板）に突き当てる方式がある。また、感光体の軸受に線膨張係数の小さい材質（例えばＰＰＳ材：１．０Ｅ−５／℃）を用いることで、感光体の回転中心位置が初期および温度上昇時においても定まる。
【００３２】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は軸受支持部材に直接当接されていることにより、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。
すなわち、感光体と光源素子の位置関係を初期、経時共に精度良く位置合わせするには、形状精度が高い軸受支持部材に間隔部材を当接することが望ましい。
【００３３】
本発明では、上記の構成に加え、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３とした場合に、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
環境変動によるピントずれを緩和するためには、間隔部材と支持部材の熱膨張を考慮すれば良いが、感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには、間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）支持部材よりも光源素子の光束射出方向の距離が大きい部材を選定した方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、光源素子から感光体表面までの距離をＬ３、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４、軸受から、間隔部材と軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とすると、
Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。
また、（２）の条件を満たすためには、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
すなわち、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００３４】
本発明では、上記のように、軸受から、間隔部材と軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
であることにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
【００３５】
また、上記のように、感光体と光源素子の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材の膨張も考慮する必要がある。感光体の回転中心を規定する支持部材は、その部材の役割上熱変動の小さい材質を選定することが望ましい（熱膨張により感光体中心位置が不定となるため）。すなわち、支持部材の熱膨張量よりも間隔部材の熱膨張量の方が大きい必要がある。そのためには間隔部材として、（１）支持部材（軸受）より線膨張係数の大きい材質を選定する他、（２）支持部材よりも間隔部材の大きさの方が大きい部材を選定した方が良い。
【００３６】
本発明では、上記の構成に加え、軸受支持部材の線膨張係数をｋ５とすると、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
を満たすことにより、環境変動による光源装置のピントの位置ずれおよび感光体の位置変動を相殺し、画像の劣化を抑制することができる。
ここで、ΔＴ温度変動時の感光体と光源素子の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・Ｋ４ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ
であり、一方、感光体の膨張量と光源装置のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ
となる。
両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・Ｋ４・ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２ΔＴ＋ΔＭ
∴Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば良い。
【００３７】
本発明では、上記の構成に加え、間隔部材は、光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することにより、初期の出力画像の品質を向上ことができる。
すなわち、発光素子から感光体表面上の距離を精度良く位置決めするためには、間隔部材に間隔調整機構を設けることが望ましい。本発明では調整機構として、例えば偏心カムを設けた。
【００３８】
本発明では、上記の構成に加え、軸受支持部材は感光体を回転支持するだけでなく、感光体および光源装置以外の部材を当接または回転支持することにより、高コスト化を招くことなく、初期および環境変動時の画像の劣化を抑制することができる。なお、軸受支持部材で支持する回転部材は、例えば現像ローラである。
画像形成装置の一連の画像形成機構（帯電→露光→現像→定着）の中で、感光体表面との位置精度が求められている機構として、現像機構が挙げられる。本発明では、例えば現像機構として、現像ローラを採用しているので、感光体の回転軸と現像ローラの回転軸を共通の軸受支持部材（例えば後述する面板）により精度良く位置決めすれば、一つの部材（面板）を用いて、感光体−現像ローラ間および感光体−光源装置間の距離を規定することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、上述した本発明の特徴となる構成部分の具体的な実施例について説明する。
【００４０】
［実施例１］
図３〜５に本発明の第１の実施例による光源装置１００および画像形成装置８００を示す。
図３は本発明の第１の実施例における感光体２００（図２の感光体１０に相当する）の周辺と光源装置１００の横視図および、感光体中心を通るＡ−Ａ’線の横断面図を示したものである。光源装置１００（図１、図２の光源装置３０に相当する）の光源素子（発光素子アレイ）１０１と光学素子（結像素子アレイ）１０３はそれぞれ光源保持部材１０２と光学素子保持部材１０４に保持され、光学素子保持部材１０４は、光源保持部材１０２に固定されている（図３）。感光体２００は、数１０μｍの感光層（図中不図示）が表面に塗布されたアルミニウム製の感光体素管２０１と、アルミニウムと同等の線膨張係数（ｋ＝２．４Ｅ−５／℃）を持つ樹脂で作成した感光体軸支持部材２０２、および回転軸２０３により構成されている。回転軸２０３は支持部材３１０の軸受３１２により支持されており、支持部材３１０の軸受３１２上に直接、間隔部材３２０を設けることで、発光素子アレイ１０１と感光体表面までの距離を調整している。また、支持部材３１０の軸受３１２は、軸受支持部材である面板３１１に圧入されており、支持部材３１０の軸受３１２の一部が間隔部材３２０に当接されるように、面板３１１に溝が形成されている。
【００４１】
ここで、温度上昇時の光源装置１００のピントおよび感光体２００の挙動について説明する。図４は、（ａ）常温時と（ｂ）温度上昇時の発光素子アレイ１０１、結像素子アレイ１０３、感光体２０１の位置関係を示したものである。発光素子アレイ１０１−結像素子アレイ１０３間の距離をＲ１、結像レンズアレイ１０３の厚さをＺ１、結像レンズアレイ１０３−感光体２０１間の距離をＲ３とする。本実施例では正立等倍結像の結像レンズアレイを使用するため、Ｒ１＝Ｒ３となる。発光素子アレイ１０１の光束射出方向を「＋」とすると、温度上昇時に光学素子保持部材１０４が熱膨張し、発光素子アレイ１０１−結像素子アレイ１０３間の距離がΔＲだけ「＋」方向に膨張した場合、正立等倍結像レンズを使用しているため、ピント位置もΔＲ１だけ「＋」方向に伸びることになる。つまり結像素子アレイ１０３がΔＲ１移動することにより、光源装置１００のピント位置は初期状態（図４（ａ））から２ΔＲ１移動することになる（図４（ｂ））。一方、感光体表面は温度上昇時に回転軸２０３を中心に、「−」方向に熱膨張する。故に、本構成例において環境変動時に感光体表面上に露光のピントが合うためには、環境変動時の感光体表面の変動量と発光素子のピント変動量の和の分だけ、感光体２００と発光素子の間の間隔部材３２０および支持部材３１０が膨張する必要がある。即ち、感光体２００の熱膨張量よりも間隔部材３２０と支持部材３１０の熱膨張量の方が大きい必要がある。具体的には、間隔部材３２０の光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸２０３の外径から感光体２００表面までの距離をＬ２、支持部材３１０の軸受３１２が回転軸２０３に当接している面から間隔部材３２０に当接している面までの距離をＬ４、間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、感光体の線膨張係数をｋ２、支持部材３１０の軸受３１２の線膨張係数をｋ４とした場合、ΔＴ温度変動時の感光体２００と光源装置１００の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ
となる。一方、感光体２００の膨張量と光源装置１００のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ
となる。
両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ＞Ｌ２・ｋ２・ΔＴ
∴Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば、画像劣化の抑制を図ることができる。
【００４２】
感光体２００と発光素子アレイ１０１の間隔を所望の距離膨張させるためには、支持部材３１０の軸受３１２の膨張も考慮する必要がある。感光体２００の回転中心を規定する支持部材３１０の軸受３１２は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい。熱変動が大きい材質を選定すると、熱膨張により回転軸２０３の支持径が膨張し、感光体２００の中心位置が不定となるためである。即ち間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、支持部材３１０の軸受３１２の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
を満たすと良い。具体的には間隔部材３２０として樹脂、支持部材３１０の軸受３１２として金属でできていることが望ましい。本実施例では間隔部材３２０としてポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝５．６Ｅ−５／℃）を、感光体２００の回転中心を規定する支持部材３１０の軸受３１２として、線膨張係数（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）が小さく形状精度の高いボールベアリングを用いた。
【００４３】
また、間隔部材３２０は、形状精度が高い軸受（ボールベアリング）３１２に直接当接されている。感光体２００と光源装置１００の位置関係を初期、経時共に精度良く位置合わせするには、形状精度が高い支持部材３１０の軸受３１２に間隔部材３２０を当接することが望ましい。
【００４４】
回転軸２０３から光源素子保持部材１０２までといった限られた長さの中で、間隔部材３２０の熱膨張量が、感光体２００の熱膨張よりも大きくなるためには、感光体（感光体軸支持部材２０２）の線膨張係数ｋ２より、間隔部材３２０の線膨張係数ｋ１を大きくする必要がある（ｋ１≧ｋ２）。
【００４５】
また、感光体の表面の変動量以上に、間隔部材３２０の熱膨張量を稼ぐ必要があるといった点で、支持部材３１０よりも間隔部材３２０の光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離が大きくなる様に、長さの配分を割り振った方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材３２０の光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸の外径から感光体表面までの距離をＬ２、光源素子（発光素子アレイ）１０１から感光体２００表面までの距離をＬ３、支持部材３１０の軸受３１２の回転軸当接面から間隔部材当接面までの距離（ベアリングの軸外径と軸内径の差を）をＬ４とすると、
Ｌ１＋Ｌ４＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。ここで、
Ｌ１≧Ｌ４
となるように、長さの配分を割り振る場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００４６】
第１の実施例においては、感光体２００の感光層の外径はφ３０ｍｍ、回転軸２０３の軸径はφ８ｍｍ、光源素子（発光素子アレイ）１０１から感光層までの距離は８ｍｍとし、支持部材３１０の軸受３１２として内径φ８ｍｍ、外径φ１４ｍｍのボールベアリングを用い、間隔部材３２０の光束射出方向の距離は１６ｍｍとした。感光体２００の素管２０１としてアルミニウム（ｋ＝２．４Ｅ−５／℃）を、感光体軸支持部材２０２としてアルミニウムと同等の線膨張係数を持つポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材（ｋ２＝２．４Ｅ−５／℃）を、ボールベアリングはステンレス材（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）を、間隔部材３２０には線膨張係数の大きいポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝５．６Ｅ−５／℃）を選定している。この時、各部材の光束射出方向の距離Ｌ１〜Ｌ４と、線膨張係数ｋ１〜ｋ４は、図５に示す表の第１の実施例のようになっており、上記に示した条件を満たしている。
【００４７】
［実施例２］
図６に本発明の第２の実施例による光源装置１００および画像形成装置８００を示す。
図６は本発明の第２の実施例における感光体２００（図２の感光体１０に相当する）の周辺と光源装置１００の横視図および、感光体中心を通るＢ−Ｂ’線の横断面図を示したものである。
基本的な構成は実施例１と同様であるが、間隔部材３２０については、光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離を初期に調整する機構を有している。本実施例では、調整機構として、偏心カム３２１を設けた。これにより、発光素子アレイ１０１から感光体表面上の距離を精度良く位置決めすることができ、初期の画像品質を向上することができる。
【００４８】
支持部材３１０は、軸受支持部材である樹脂でできた面板３１１と、軸受である複数のボールベアリング３１２、３１３で構成されており、ボールベアリング３１２、３１３は軸受支持部材である面板３１１に圧入されている。それぞれのボールベアリングは、感光体２００の回転軸２０３と、図２に示す現像ローラ４１の回転軸４２を保持しており、支持部材３１０により感光体２００と現像ローラ４１の位置関係を高精度に配置している。この構成により安定した画像を形成することができる。間隔部材３２０は、軸受支持部材である面板３１１に直接当接されており、感光体２００表面と光源装置１００の距離を規定している。
【００４９】
軸受支持部材である面板３１２は、その部材の役割上、熱変動の小さい材質を選定することが望ましい。熱変動が大きい材質を選定すると、熱膨張により回転軸の支持径が膨張し、感光体２００の中心位置および現像ローラ４１の中心位置が不定となるためである。即ち間隔部材３２０の線膨張係数をｋ１、面板３１２の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
を満たすと良い。
本実施例では間隔部材３２０としてポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝５．６Ｅ−５／℃）を、面板３１１として、線膨張係数（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）が小さいポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材を用いた。また、ボールベアリング３１２，３１３については、第１の実施例と同様、形状精度が高く、線膨張係数が小さいステンレス材（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）を採用した。
【００５０】
間隔部材３２０の熱膨張量を稼ぐと言った観点で、面板３１１よりも間隔部材３２０の光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離が大きくなる様に、長さの配分を割り振った方が良い。感光体周りの構成として、間隔部材３２０の発光素子アレイ１０１の光束射出方向の距離をＬ１、回転軸２０３の外径から感光体２００表面までの距離をＬ２、発光素子アレイ１０１から感光体２００表面までの距離をＬ３、軸受（ボールベアリング）３１２の軸外径と軸内径の差をＬ４、感光体用の軸受け（ボーリベアリング）３１２の外周から間隔部材３２０と面板３１２の当接面までの最短距離をＬ５とした場合、
Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５＝Ｌ２＋Ｌ３
が成立する。ここで、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
となるように、長さの配分を割り振る場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
が成立すれば良い。
（∵Ｌ１＝Ｌ１／２＋Ｌ１／２≧（Ｌ１＋Ｌ４＋Ｌ５）／２＝（Ｌ２＋Ｌ３）／２）
【００５１】
以上の観点から環境変動時の光源装置１００のピントずれ、かつ感光体２００の熱変動による像面ずれ、に伴う画像の劣化を抑制するためには、以下に示す条件が、必要十分条件である。
ΔＴ温度変動時の感光体２００と光源素子（発光素子アレイ）１０１の距離を規定する部材の膨張量は、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ
となる。一方、感光体２００の膨張量と光源装置（発光素子アレイ）１０１のピント移動量ΔＭの和は、
Ｌ２・ｋ２＋ΔＭ
となる。両者の変動量が同一になった場合、ピント位置は保たれるため、
Ｌ１・ｋ１・ΔＴ＋Ｌ４・ｋ４・ΔＴ＋Ｌ５・ｋ５・ΔＴ＝Ｌ２・ｋ２・ΔＴ＋ΔＭ＞Ｌ２・ｋ２・ΔＴ
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
が成立すれば、画像劣化の抑制を図ることができる。
【００５２】
具体的には、第２の実施例においては、感光体２００の感光層の径はφ４０ｍｍ、回転軸２０３の軸径はφ８ｍｍ、光源素子（発光素子アレイ）１０１から感光層までの距離は８ｍｍとし、支持部材３１０の軸受３１２として内径φ８ｍｍ、外径φ２２ｍｍのボールベアリングを用い、感光体用の軸受（ボールベアリング）３１２の外周から間隔部材３２０と軸受支持部材（面板）３１１の当接面までの最短距離を３ｍｍ、間隔部材３２０の光束射出方向の距離を１４ｍｍとした。感光体２００の素管２０１としてアルミニウム（ｋ＝２．４Ｅ−５／℃）を、感光体軸支持部材２０２としてアルミニウムと同等の線膨張係数を持つポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材（ｋ２＝２．４Ｅ−５／℃）を、ボールベアリングはステンレス材（ｋ４＝１．０Ｅ−５／℃）を、面板３１１としてＰＰＳ材（ｋ５＝２．４Ｅ−５／℃）、間隔部材３２０には線膨張係数の大きいポリカーボネート（ＰＣ）材（ｋ１＝７．０Ｅ−５／℃）を選定している。この時、各部材の光束射出方向の距離Ｌ１〜Ｌ５と線膨張係数ｋ１〜ｋ５は、図５に示す表の第２の実施例のようになっており、上記に示した条件を満たしている。
【００５３】
なお、間隔部材３２０については、光源素子（発光素子アレイ）１０１の光束射出方向の距離を初期に調整する機構を有しても良い。本実施例では、調整機構として、偏心カム３２１を設けた。これにより、発光素子アレイ１０１から感光体２００表面上の距離を精度良く位置決めすることができ、初期の画像品質を向上することができる。
【００５４】
また、軸受支持部材である面板３１１に当接または位置決めする部材は現像ローラだけでなく、例えばクリーニング部材など、感光体２００との距離を高精度に配置する必要性のある機構を、配置しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１、１０１：光源素子（発光素子アレイ）
２、１０３：光学素子（結像素子アレイ）
１０、２００：感光体（像担持体）
２０：帯電部
３０、１００：光源装置（露光部）
４０：現像部
５０：転写部
５５：定着部
６０：クリーナ部
７０：感光体保護層形成部
８０：除電部
１０２：光源保持部材
１０４：光学素子保持部材
２０１：感光体素管
２０２：感光体軸支持部材
２０３：回転軸
３１０：支持部材
３１１：面板（軸受支持部材）
３１２：軸受（ボールベアリング）
３２０：間隔部材
３２１：偏心カム（調整機構）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２００３−０６６３０６号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源素子と、前記光源素子からの発光を像担持体上に集光するための光学素子とを有し、前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置において、
前記像担持体を回転支持する回転軸と軸受により構成されている支持部材に対して、前記光源素子の距離を規定する間隔部材を有し、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、
前記回転軸の外径から前記像担持体表面までの距離をＬ２、
前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、
前記像担持体の線膨張係数をｋ２、
前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項２記載の光源装置において、
前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記光源素子から前記像担持体の表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
像担持体と、
前記像担持体を回転支持する支持部材と、
光源素子と前記光源素子からの発光を前記像担持体上に集光するための光学素子とを有し前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置と、
を有する画像形成装置において、
前記支持部材は回転軸と軸受により構成されており、前記支持部材と前記光源素子との距離を規定する間隔部材を有し、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、
前記回転軸の外径から像担持体表面までの距離をＬ２、
前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、
前記像担持体の線膨張係数をｋ２、
前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像形成装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の画像形成装置おいて、
前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記像担持体を回転支持する前記支持部材は、回転軸を支持する軸受と軸受を支持する軸受支持部材により構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は前記軸受支持部材に直接当接されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０記載の画像形成装置において、
前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記軸受から、前記間隔部材と前記軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記軸受支持部材の線膨張係数をｋ５とすると、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】
請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記軸受支持部材は前記像担持体を回転支持するだけでなく、前記像担持体および光源装置以外の部材を当接または回転支持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の画像形成装置において、
前記回転部材は現像ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２７】
請求項１１〜２６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２８】
請求項１１〜２７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
光源素子と、前記光源素子からの発光を像担持体上に集光するための光学素子とを有し、前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置において、
前記像担持体を回転支持する回転軸と軸受により構成されている支持部材に対して、前記光源素子の距離を規定する間隔部材を有し、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、
前記回転軸の外径から前記像担持体表面までの距離をＬ２、
前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、
前記像担持体の線膨張係数をｋ２、
前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項２記載の光源装置において、
前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記光源素子から前記像担持体の表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
像担持体と、
前記像担持体を回転支持する支持部材と、
光源素子と前記光源素子からの発光を前記像担持体上に集光するための光学素子とを有し前記像担持体を露光することにより該像担持体に画像を書き込む光源装置と、
を有する画像形成装置において、
前記支持部材は回転軸と軸受により構成されており、前記支持部材と前記光源素子との距離を規定する間隔部材を有し、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、
前記回転軸の外径から像担持体表面までの距離をＬ２、
前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とし、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、
前記像担持体の線膨張係数をｋ２、
前記軸受の線膨張係数をｋ４とした場合、
Ｌ１ｋ１＋Ｌ４・ｋ４＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像形成装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記支持部材を構成する軸受の線膨張係数をｋ４とすると、
ｋ１≧ｋ４
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は樹脂、前記軸受は金属でできていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材の線膨張係数をｋ１、前記像担持体の線膨張係数をｋ２とした場合、
ｋ１≧ｋ２
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は前記軸受に直接当接されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の画像形成装置おいて、
前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材の前記光源素子の光束射出方向の距離をＬ１、前記軸受の軸外径と軸内径の差をＬ４とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記像担持体を回転支持する前記支持部材は、回転軸を支持する軸受と軸受を支持する軸受支持部材により構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は前記軸受支持部材に直接当接されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項１９または２０記載の画像形成装置において、
前記光源素子から像担持体表面までの距離をＬ３とした場合、
Ｌ１≧（Ｌ２＋Ｌ３）／２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記軸受から、前記間隔部材と前記軸受支持部材の当接面までの距離をＬ５とした場合、
Ｌ１≧Ｌ４＋Ｌ５
であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項１９〜２２のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記軸受支持部材の線膨張係数をｋ５とすると、
Ｌ１・ｋ１＋Ｌ４・Ｋ４＋Ｌ５・ｋ５＞Ｌ２・ｋ２
の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
請求項１９〜２３のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記間隔部材は、前記光源素子の光束射出方向の距離を調整する調整機構を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】
請求項１９〜２４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記軸受支持部材は前記像担持体を回転支持するだけでなく、前記像担持体および光源装置以外の部材を当接または回転支持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の画像形成装置において、
前記回転部材は現像ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２７】
請求項１１〜２６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記光源素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光源素子であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２８】
請求項１１〜２７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記光学素子は一次元または二次元方向に複数配列されているアレイ光学素子であることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２４５７７５（Ｐ２０１１−２４５７７５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２２１５（Ｐ２０１０−１２２２１５）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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