JP2003285471A - 光プリントヘッドの焦点調整方法、光プリントヘッドおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な機構で焦点位置の最終調整時に焦点ズ
レの生じない高品質な光プリントヘッドの焦点調整方法
を提供すること。 【解決手段】 光プリントヘッド１００に偏心カム１０
３を当接し、偏心カム１０３の軸を回動させることによ
り光プリントヘッド１００の焦点位置を調整する。これ
により、軸の回転という簡単な制御で微妙な最終焦点位
置の直接調整が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光プリントヘッド
の焦点調整方法、光プリントヘッドおよび画像形成装置
に関し、特に、偏心カムを利用した光プリントヘッドの
焦点調整方法、光プリントヘッドおよび画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光プリントヘッドとしてＬＥＤ素
子を多数配列しレンズと密接させたＬＥＤプリントヘッ
ドが知られていた。具体的には、例えば６００ｄｐｉの
解像度のＬＥＤプリントヘッドであれば、１インチ
（２．５４ｃｍ）に６００素子を持つＬＥＤアレイを基
板上に配列させ、この上部にセルフォックレンズを配し
たプリントヘッドが知られていた。

【０００３】図９は、従来の光プリントヘッドの概略構
成図である。このうち、図９（ａ）はＬＥＤプリントヘ
ッドの平面図を、図９（ｂ）は、ＬＥＤプリントヘッド
の正面図を、図９（ｃ）は、ＬＥＤプリントヘッドの右
側面図を示している。図示したように、ＬＥＤ光プリン
トヘッド９００は、光学系９０１と、光学系９０１を保
持するホルダ９０２と、光学系９０１から生じる熱を拡
散冷却する冷却板９０３と、ピン９０４と、を有する。

【０００４】光学系９０１は、ＬＥＤ素子群（図示せ
ず）とセルフォックレンズ９１１とから構成される。な
お、セルフォックレンズ９１１の円筒軸は図示した座標
系のｚ軸方向を向いている。ピン９０４は、所定のホル
ダ受（図示せず）に接しており、光学系９０１の焦点を
正確に感光体（図示せず）上に合わせるための調整手段
として設けられている。これは、ＬＥＤ光プリントヘッ
ド９００は、微小な多数の発光素子（ＬＥＤ）およびセ
ルフォックレンズから構成されるので、ホルダ９０２を
所定の設置箇所に配置した後、最終微調整が必要となる
からである。

【０００５】ここで、ピン９０４を含めた従来の調整手
段について説明する。図１０は、ナットを用いた従来の
ＬＥＤプリントヘッドの調整手段を説明する図である。
ここでは説明の便宜のため、図９のＡ−Ａ断面に相当す
るＬＥＤ光プリントヘッドの側面図を示している。ま
た、図には、ピン受けも示している。ピン１００１は一
部にねじ構造を有し、その回転によりＬＥＤ光プリント
ヘッド９００の焦点位置が調整される。ナット１００２
を締め付けることによりピン１００１を最終的に固定す
る。なお、このような従来技術の例として特許第２５９
０００３号「ＬＥＤプリントヘッドのレンズ位置調節方
法およびこれに用いる装置」を挙げることができる。

【０００６】図１１は、スライドを用いた従来のＬＥＤ
プリントヘッドの調整手段を説明する図である。このう
ち、図１１（ａ）は平面図であり、図１１（ｂ）はＬＥ
Ｄ光プリントヘッド９００の中心部からｘ軸方向を見た
場合の様子を示した説明図であり、図１１（ｃ）は図９
（ｂ）に対応した正面図の端部を示した図である。ピン
９０４は突起状に形成され、ホルダ９０２の端部に固定
されている。端部は３方に切れ込み１１０１が入れら
れ、スライダ１１０２は、楔状であり傾斜のついた斜面
が切れ込み部分をすくい上げる形に形成されている。ス
ライダ１１０２をｘ軸方向にスライドさせることによ
り、ピン９０４の位置が調整できる構成になっている。
なお、このような従来技術の例として特許第３１７７４
０６号「ＬＥＤプリントヘッドおよびその焦点調整方
法」を挙げることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では以下の問題点があった。

【０００８】すなわち、ナット１００２を用いる場合に
は、ナット１００２の締め付け時に、すなわち、ピン１
００１を最終的に固定する際に、わずかにピン１００１
が移動しフォ−カスずれが生じる場合があった。特にＬ
ＥＤプリントヘッドをはじめとする光プリントヘッドは
極めて微細な発光素子を多数用いるので、わずかな移動
であっても、フォーカスずれが致命的となる。

【０００９】また、スライダ１１０２を用いる場合に
は、スライダ１１０２を更に固定する構造が必要であ
り、機構が複雑になるという問題点があった。また、前
後にスライダを摺動させて微調整するのは制御が困難で
あるという問題点があった。

【００１０】また、いずれの場合であっても、光プリン
トヘッド９００を組み込んだ画像形成装置を提供する場
合に焦点の最終調整を自動化するのが困難であり、焦点
の最終調整を自動化しやすくしたいという要請もある。

【００１１】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て、簡便な機構で焦点位置の最終調整時に焦点ズレの生
じない高品質な光プリントヘッドもしくは光プリントヘ
ッドの焦点調整方法を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明は、光プリントヘッドを用い
た高精細な画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の光プリントヘッドの焦点調整方
法は、光プリントヘッドに偏心カムを当接し、偏心カム
の軸を回動させることにより光プリントヘッドの焦点位
置を調整することを特徴とする。

【００１４】すなわち、請求項１にかかる発明は、軸の
回転という簡単な制御で微妙な最終焦点位置の直接調整
が可能となる。

【００１５】また、請求項２に記載の光プリントヘッド
は、光プリントヘッドに用いる発光素子群とレンズとを
固定して保持する保持体と、軸回動する偏心カムと、を
有する光プリントヘッドであって、前記保持体端部に光
プリントヘッドの位置決め用の凸体を備え、前記凸体の
裏側に前記偏心カムの周縁を当接させたことを特徴とす
る。

【００１６】すなわち、請求項２にかかる発明は、軸回
動により凸体が上下し、光プリントヘッドの焦点位置の
調整が可能となる。また、部品点数が少なくてすむこと
からも調整が高精度におこなえることとなる。また、端
部に偏心カムを備えるので、一般的に細長い形状を有す
る光プリントヘッドの微調整が高精度におこなえる。

【００１７】また、請求項３に記載の光プリントヘッド
は、請求項２に記載の光プリントヘッドにおいて、前記
偏心カムの周縁および前記凸体裏側の当接部分に互いに
かみ合う凹凸ないし溝を刻んだことを特徴とする。

【００１８】すなわち、請求項３にかかる発明は、摩擦
力により偏心カムと凸体とが安定的に固定ないし保持さ
れ位置ずれが生じにくい。

【００１９】また、請求項４に記載の光プリントヘッド
は、請求項２に記載の光プリントヘッドにおいて、前記
偏心カムの周縁および／または前記凸体裏側の当接部分
を高摩擦係数の素材で構成したことを特徴とする。

【００２０】すなわち、請求項４にかかる発明は、摩擦
力により偏心カムと凸体とが安定的に固定ないし保持さ
れ位置ずれが生じにくい。

【００２１】また、請求項５に記載の光プリントヘッド
は、請求項２に記載の光プリントヘッドにおいて、前記
凸体周囲の一部が接合するように前記保持体と凸体とが
一体成型されたことを特徴とする。

【００２２】すなわち、請求項５にかかる発明は、一体
成型にて凸体が保持体に接合しているため軸回動に従っ
て当接部分に垂直抗力が生じ、結果として摩擦力が大き
くなり位置ずれが生じにくくなる。また、部品点数を少
なくして部品誤差に基づくズレが生じない。

【００２３】また、請求項６に記載の画像形成装置は、
請求項２〜４のいずれか一つに記載の光プリントヘッド
と感光体とを具備した画像形成装置であって、前記偏心
カムを軸回動させて前記光プリントヘッドの焦点を前記
感光体上に合わせたことを特徴とする。

【００２４】すなわち、請求項６にかかる発明は、請求
項２〜４のいずれか一つに記載の光プリントヘッドを用
いたので、高精度な焦点調整を簡便な機構で実現でき、
品質の高い画像形成装置を提供することができる。この
とき、軸回動のみの制御をおこなえばよいので焦点位置
の最終調整を自動化可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００２６】図１は、本発明の光プリントヘッドのホル
ダ端部を示した説明図である。このうち、図１（ａ）
は、ホルダ端部の平面図であり、図１（ｂ）は、ホルダ
端部の正面図であり、図１（ｃ）は、ホルダ端部の右側
面図である。図２は、本発明の光プリントヘッドを画像
形成装置に組み込んだ場合の感光体と凸体受けとの位置
関係を示した図である。図示したように、光プリントヘ
ッド１００のホルダ１０１は、凸体１０２と、偏心カム
１０３と、軸受け１０４と、を有する。なお、図１
（ａ）の凸体１０２中の黒点は凸体１０２の頂点を示し
ている。

【００２７】ホルダ１０１は、多数の発光素子例えばＬ
ＥＤ（図示せず）と、ＬＥＤからの照射光を集光するセ
ルフォックレンズ（図示せず）とを固定する。なお、使
用の態様によっては、ＬＥＤの基板とレンズとを樹脂で
固定してもよい。すなわち、ホルダ１０１は、ＬＥＤや
レンズと別体で構成されていてもよいし、一体的に形成
されていてもよい。

【００２８】凸体１０２は、光プリントヘッド１００の
位置決め用の支点となるべきもので、画像形成装置、例
えばプリンタ側に設けられた凸体の受け（図２参照）に
接触させ、感光体（図２参照）との位置関係を調整する
支軸をいう。ここでは、凸体１０２はホルダ１０１と一
体成型されているものとする。

【００２９】偏心カム１０３は、軸受け１０４に軸通さ
れ外部から回動可能に構成されている。また、偏心カム
１０３のカム周縁部は、凸体１０２の裏側に当接し、カ
ム軸の回動により当接部分が凸体の凸方向（図１でいう
ｚ方向）に上下する構成となっている。したがって、軸
を回動させるだけで最終的な焦点調節を簡単におこなう
ことが可能となる。

【００３０】ホルダ１０１端部には図示したように、切
れ込み１０５が二箇所、凸体１０２を一部の接合箇所を
残してホルダ１０１から切り離すように形成されてい
る。ホルダ１０１と凸体１０２は一体成型され、かつ、
一部を残して凸体１０２部分がホルダ１０１から切り離
されているので、簡便な構成で凸体１０２に弾性力を持
たせることができる。すなわち、偏心カム１０３の軸回
動により凸体１０２がｚ方向に持ち上げられた場合に
は、接合部周囲の弾性力による抗力が生じ、偏心カム１
０３と凸体１０２との接触性が向上する。したがって、
光プリントヘッド１００では、従来技術でいうナットの
締め付け作用（ピンのホルダへの固定作用）が、高さ調
整（焦点調整）をする際に自然と得られるという重畳効
果も奏する。

【００３１】図３は、偏心カム１０３と凸体１０２との
当接部分を拡大した図である。このうち、図３（ａ）
は、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面を示した図であり、図３
（ｂ）は、図１（ｂ）の当接部分を正面から拡大した図
である。図示したように、凸体１０２の偏心カム１０３
との当接部および偏心カム１０３の周縁部には微細な溝
が設けられている。微細な溝が互いにかみ合うため摩擦
力が高くなり、偏心カム１０３の定着性や安定性が向上
する。なお、摩擦力が高ければ同様の作用効果が得られ
るので、例示した溝に限らず、互いにかみ合う微細な凹
凸を設けたり摩擦係数の高い素材を用いて構成してもよ
い。

【００３２】図４は、カム軸の回転位置と焦点位置の変
化の様子を示した説明図である。図示したように、光プ
リントヘッド１００に偏心カム１０３を用いたので、カ
ムの軸回動により凸体１０２の高さ、ひいては光プリン
トヘッド１００の焦点位置を簡便に変化させることがで
きる。

【００３３】偏心カムの形状は、図１に示したものに限
らず、軸回動により軸中心からカム周縁部までの距離が
変わるものであればその形状を問わない。図５は、４つ
の凸曲線を持つカムの断面を図３（ａ）と同様の切断方
向から示した図である。図６は、図５に示したカムのカ
ム軸の回転位置と焦点位置の変化の様子を示した説明図
である。図示したように偏心カム５０１の軸回動にした
がって、３つの山を持つ位置調整が可能となる。

【００３４】以上の２例では、凸体１０２が滑らかな位
置変化をするように偏心カムが形成されていた。しかし
ながら、使用の態様によっては、偏心カムをつめ車の形
状に構成し、凸体１０２下部（裏側）の当接部に窪みを
設け、高さを多段階断続的に調整するようにしてもよ
い。図７は、つめ車様の偏心カムを示した図であり、図
８はつめ車様の偏心カムを用いた場合のカム軸の回転位
置と焦点位置の変化の様子を示した説明図である。図示
したように、偏心カム７０１の軸回動にしたがって、焦
点位置が断続的に変化している様子がわかる。

【００３５】なお、以上の説明では、偏心カムはホルダ
１０１内部に設けられる構成としたが、使用の態様によ
ってはホルダ１０１外部に設け、凸体１０２の裏側にあ
てがう構成としてもよい。また、発光素子はＬＥＤに限
らず各種の発光素子を使用できる。

【００３６】このように、光プリントヘッド１００は、
偏心カム１０３と、位置決め用の突起部分（凸体１０
２）が、最終的な焦点位置調整として直接機能する構成
となっている。また、ホルダ１０１と凸体１０２とが一
体成型されているので、部品点数の削減によるコスト削
減も図れ、かつ、偏心カム１０３の押さえ付け効果も得
られる。

【００３７】また、光プリントヘッド１００を組み込ん
だ画像形成装置も提供することができる。特に、光プリ
ントヘッド１００は、カム軸を回動させるだけで、最終
的な焦点調整が可能となる。したがって、光プリントヘ
ッド１００の画像形成装置への取り付け時もしくは検品
作業の際、焦点を自動調整可能となる。すなわち、小型
のモータと焦点検出装置を挿入もしくは内蔵するだけ
で、微妙な最終的な焦点調整が可能となる。したがっ
て、本発明の画像形成装置は、高解像度本来の精細な画
像を出力可能になる。また自動化により生産性向上とい
う効果も得られる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、簡
便な機構で焦点位置の最終調整時に焦点ズレの生じない
高品質な光プリントヘッドもしくは光プリントヘッドの
焦点調整方法を提供することができた。また、本発明の
光プリントヘッドを用いて高精細な画像形成装置を提供
することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光プリントヘッドのホルダ端部を示し
た説明図である。

【図２】本発明の光プリントヘッドを画像形成装置に組
み込んだ場合の感光体と凸体受けとの位置関係を示した
図である。

【図３】偏心カムと凸体との当接部分を拡大した図であ
る。

【図４】カム軸の回転位置と焦点位置の変化の様子を示
した説明図である。

【図５】４つの凸曲線を持つカムの断面を図３と同様の
切断方向から示した図である。

【図６】図５に示したカムのカム軸の回転位置と焦点位
置の変化の様子を示した説明図である。

【図７】つめ車様の偏心カムを示した図である。

【図８】つめ車様の偏心カムを用いた場合のカム軸の回
転位置と焦点位置の変化の様子を示した説明図である。

【図９】従来の光プリントヘッドの概略構成図である。

【図１０】ナットを用いた従来のＬＥＤプリントヘッド
の調整手段を説明する図である。

【図１１】スライドを用いた従来のＬＥＤプリントヘッ
ドの調整手段を説明する図である。

【符号の説明】 １００ 光プリントヘッド １０１ ホルダ １０２ 凸体 １０３，５０１，７０１， 偏心カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C162 AE28 AE48 AE55 AE58 FA04 FA17 FA54 FA59 FA67 5C051 AA02 CA08 DA03 DB02 DB04 DB22 DB29 DB35 DC02 DC04 DC05 DC07 DE22

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光プリントヘッドに偏心カムを当接し、
   偏心カムの軸を回動させることにより光プリントヘッド
   の焦点位置を調整することを特徴とする光プリントヘッ
   ドの焦点調整方法。
2. 【請求項２】 光プリントヘッドに用いる発光素子群と
   レンズとを固定して保持する保持体と、軸回動する偏心
   カムと、を有する光プリントヘッドであって、 前記保持体端部に光プリントヘッドの位置決め用の凸体
   を備え、前記凸体の裏側に前記偏心カムの周縁を当接さ
   せたことを特徴とする光プリントヘッド。
3. 【請求項３】 前記偏心カムの周縁および前記凸体裏側
   の当接部分に互いにかみ合う凹凸ないし溝を刻んだこと
   を特徴とする請求項２に記載の光プリントヘッド。
4. 【請求項４】 前記偏心カムの周縁および／または前記
   凸体裏側の当接部分を高摩擦係数の素材で構成したこと
   を特徴とする請求項２に記載の光プリントヘッド。
5. 【請求項５】 前記凸体周囲の一部が接合するように前
   記保持体と凸体とが一体成型されたことを特徴とする請
   求項２に記載の光プリントヘッド。
6. 【請求項６】 請求項２〜５のいずれか一つに記載の光
   プリントヘッドと感光体とを具備した画像形成装置であ
   って、前記偏心カムを軸回動させて前記光プリントヘッ
   ドの焦点を前記感光体上に合わせたことを特徴とする画
   像形成装置。