JPH0745048Y2 - 画像形成装置の光学調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、光プリンタ等の画像形成装置における光学調
整装置に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、光プリンタ等の画像結像系においては、その結像
素子として短焦点レンズアレイが一般的に使用されてい
る。この短焦点レンズアレイは、その焦点距離が短く焦
点深度が非常に浅いという特性がある。したがって、結
像画に対する短焦点レンズアレイの位置がずれると、解
像力が低下することが避けられない。

このような短焦点レンズアレイの不備な点を解消するた
めに、短焦点レンズアレイの位置を微調整する機構を備
える必要があった。この機構としては、たとえば、第６
図に示すように、短焦点レンズアレイの両側にＵ字状の
溝50を設け、この溝50を利用してプリンタ装置本体に設
けたシャフト又はピン等の枢軸51に支持させたものがあ
る。枢軸51は感光体ドラム52の結像面に接離する方向に
移動可能な構造を持ち、これを移動させることにより、
短焦点レンズアレイの位置調整を行うことができる。

しかしながら、組立ての点から溝50は枢軸51に対して摺
動する構造を必要とするため、これらの溝50の内面と枢
軸51の外面との間には僅かながら隙間を生じる。この隙
間の介在によって短焦点レンズアレイの位置ずれを招く
結果となり、適切な解像力が得られない。また、溝50が
枢軸51によって拘束されるので、短焦点レンズアレイに
その自重を支えるための力が両端側に剛的に負荷される
ため、短焦点レンズアレイに変形が生じるようになる。
したがって、位置ずれに加えて短焦点レンズアレイの方
向性が不良となり、解像力に悪い影響を与えるという問
題がある。

以上のように解像力の是正のための構造のほかに、たと
えば特開昭60−37575号公報に記載されているような治
具を用いて位置調整を行うものもある。これは、焦点調
整が微妙な短焦点レンズアレイを治具の上で調整した
後、ネジ等の機械的な手段によって短焦点レンズアレイ
を位置決めして固定するものである。

しかし、ネジによる固定は、ネジピッチ及び回動量の相
関によって位置決めできるものであるから、極めて小さ
いオーダーでの位置調整は不連続となる。すなわち、ネ
ジの回転による機械的な調整のため、50〜100μｍ程度
の範囲でずれることは避けられず、この範囲内に含まれ
るような微調整を必要とする場合には作業を何回か繰り
返す必要がある。したがって、調整時間が長くなること
から調整コストが高くなるほか、良好な解像力を得るに
は難点がある。

また、短焦点レンズアレイを用いた光プリンタにおいて
は、短焦点レンズアレイの光学面を清掃するために、た
とえば特開昭60−17731号及び実開昭58−11770号公報に
記載されているような清掃部材を備えることが行われて
いる。ところが、短焦点レンズアレイと感光体との距離
が極めて小さいため、この間に清掃部材を配置すること
は困難である。一方、解像力を得るために感光体に対す
る短焦点レンズアレイの位置は厳しく設定されねばなら
ないことから、この短焦点レンズアレイはプリンタのフ
レーム等に固定する構造が一般的である。したがって、
光学面の清掃が煩雑となり清掃度を高く維持できないこ
と等から、解像力に好ましくない影響を与える結果とな
っている。

以上のように、短焦点レンズアレイを備えた画像形成装
置では、感光体に対する位置決め固定がかなり困難であ
り、また短焦点レンズアレイの感光面の清掃も充分に行
えないため、良好な解像力を得る点に関して未だ問題が
残っている。

そこで、本考案は、感光体に近接して配置する短焦点レ
ンズアレイの位置決めを簡単に精度良く行えるようにす
るとともに、レンズの光学面の清掃を簡単に行えるよう
にすることにより、解像力の向上を図ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、以上の目的を達成するため、感光体ドラムの
周辺に対向配置され内部に前記感光体ドラムの幅方向に
伸延する短焦点レンズアレイを収納したアレイガイド
と、該アレイガイドに対して光軸方向に隣接して配置さ
れ、前記短焦点レンズアレイへ光を照射する前記アレイ
ガイドより幅広の発光素子アレイと、前記アレイガイド
と前記発光素子アレイとを光軸に沿って移動可能に連設
して一体化構造とするためのネジと、前記アレイガイド
と前記発光素子アレイとの間に介装され、これらが離れ
る方向に付勢する第１の弾性手段と、前記一体化構造の
中の前記アレイガイドを嵌合するための空隙を有し前記
アレイガイドが着脱自在に嵌め込まれる位置決め用のブ
ロックと、前記一体化構造の中の前記発光素子アレイを
前記感光体ドラム方向に付勢する第２の弾性手段と、を
設けたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案においては、内部に短焦点レンズアレイを収納し
たアレイガイドが発光素子アレイに対してネジにより移
動可能に連設されると共に、アレイガイドが発光素子ア
レイから離れる方向に弾性的に付勢されている。したが
って、アレイガイドに一方向の力が弾性的に加わった状
態でアレイガイドと発光素子アレイの距離の調整が行わ
れる。このため、ネジ部分にガタがあっても、このガタ
は弾性力により抑えられガタの影響は出ない。また、ア
レイガイドが発光素子に対して弾性的に支持されるので
アレイガイド及び内蔵している短焦点レンズアレイが歪
変形を受けることがなくなる。

また、アレイガイドと発光素子アレイとがネジを介して
一体化構造となっており、この一体化構造を位置決め用
のブロックに形成された空隙に嵌合することにより、ブ
ロックの内周面とアレイガイドの外周面が接して位置決
めが正確に行われる。また、一体化構造の中の発光素子
アレイが、第２の弾性手段により前記感光体ドラム方向
に付勢されるので、発光素子アレイの幅広部分がブロッ
クに接して光軸方向の位置決めも正確に行われる。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例に基づいて本考案を具体的に説
明する。

第１図は本考案に係る光学調整装置を備えた画像形成装
置の要部を概略的に示す断面図である。

図において、潜像の結像画を形成する感光体ドラム１の
周囲には、通常の電子写真複写機と同様に、帯電器2,現
像器３及びクリーナ４等を配置し、帯電器２と現像器３
との間には短焦点レンズアレイ５を設けている。この短
焦点レンズアレイ５は、複数のレンズを感光体ドラム１
の軸線方向に配列したもののとして構成されるものであ
り、アレイガイド６に収納されている。また、このアレ
イガイド６には、発光素子として発光ダイオード（LE
D）を内蔵した発光ダイオードアレイヘッド（以下、LED
アレイヘッドと記す）７を一体化している。これらの光
学系要素は、画像形成装置に設けられた位置決め用のブ
ロック８によって定位置に保持され、且つこのブロック
８に対して着脱可能である。なお、発光素子として、発
光ダイオードのほかに、光源と液晶シャッタから構成さ
れる液晶ヘッドを用いてもよい。

アレイガイド６及びLEDアレイヘツド７の一体物のブロ
ック８に対する着脱機構は、たとえば、ブロック８を図
示のように間隔をおいて感光体ドラム１の軸線と平行に
配置し、これらのブロック８の間に嵌め込む構造が採用
できる。そして、位置決めを正確にするために、LEDア
レイヘッド７を感光体ドラム１方向へ付勢する板バネ等
の弾性機構９を設けている。なお、着脱操作を容易にす
るため、LEDアレイヘッド７に把手10を設けておくこと
が好ましい。

以上のように、レンズアレイ５を内蔵したアレイガイド
６と発光素子を収納したLEDアレイヘツド７とを一体化
すると共に、これを着脱可能なブロック８を設けたこと
によって、レンズアレイ５を含む光学系を自在に取り外
すことができる。したがって、アレイガイド６及びLED
アレイヘッド７をブロック８から取り外せば、レンズア
レイ５の光学面の清掃を簡単に行うことができ、光学面
を清浄に保つことにより解像力の向上が図れると共に部
品交換等も容易である。

第２図は、アレイガイド６とLEDアレイヘッド７との一
体化構造の一例を示す要部の斜視図である。

図示のように、アレイガイド６の端部にはフランジ11を
一体的に設け、このフランジ11を挿通してLEDアレイヘ
ッド７にねじ込まれるネジとしてのビス12によってアレ
イガイド６をLEDアレイヘッド７に間隔をおいて相互に
移動可能に連接している。更に、フランジ11とLEDアレ
イヘッド７との間には、両者が離れる方向に付勢する機
械的な弾性手段として板バネ13を介装している。なお、
この板バネ13に代えて、第３図のように圧縮コイルスプ
リング14を使用してもよい。

このようなアレイガイド６とLEDアレイヘッド７の連接
一体化構造では、ビス12をLEDアレイヘッド７にねじ込
むことにより両者間の距離を変えることができる。ここ
で、第１図に示すように、ブロック８に嵌め込む場合
に、LEDアレイヘッド７に一体化され且つアレイガイド
６を感光体ドラム１方向へ摺動自在に収納するスリーブ
15を備えておけば、ブロック８に装着した状態でも感光
体ドラム１との間の距離調整が可能である。

このアレイガイド６の位置調整はLEDアレイヘッド７と
の間隔を変えることにより行うが、LEDアレイヘッド７
はブロック８によって感光体ドラム１に対して定位置に
設定されるから、結果的にアレイガイド６の感光体ドラ
ム１に対する位置調節が可能となる。そして、板バネ13
を介装しているために、ビス12による剛的な結合を緩衝
する弾性支持構造を得ることができる。したがって、ビ
ス12とLEDアレイヘッド７に設けたビス孔との嵌め合い
にガタを生じても、これを吸収してアレイガイド６を静
的状態に保持できる。

このような板バネ13による緩衝機能は、アレイガイド６
の位置ずれを効果的に防止できるほか、微妙な位置調整
も可能である。すなわち、ビス12のみの連結構造では、
前記のようにLEDアレイヘッド７のビス孔との嵌め合い
誤差によるガタの発生に加えて、ネジピッチ及び回動量
の相関による位置調整がかなり困難である。これに対
し、板バネ13による弾性力を利用すれば、ビス12の回転
操作では補えない分、たとえばガタの大きさを吸収して
調整できる。

また、板バネ13はビス12による剛的連結に対して弾性力
を負荷するので、アレイガイド６の端部に発生する歪変
形等を抑制できる。このため、収納したレンズアレイ５
に悪い影響を及ぼすことなく、解像力の不良を防止でき
る。

第４図は、アレイガイド６のビス12及び板バネ13を利用
した位置調整に加えて、感光体ドラム１とアレイガイド
６との間に板ガラス16を配置した例を示す斜視図、第５
図は要部の概略断面図である。板ガラス16は、その屈折
率を利用してレンズアレイ５からの照射光を感光体ドラ
ム１面に良好な解像力で結像させるためのものである。
この板ガラス16は、複数枚を重合配置することにより、
合成屈折率を利用して焦点距離の調整を様々に行うこと
が可能である。

たとえば、板ガラス16の板厚が2mmのときに焦点が合う
ようにアレイガイド６及び感光体ドラム１の相対位置を
設定した場合、部品の量産性の面からこの位置設定の精
度は0.3mmであれば充分である。これに対して、板ガラ
ス16の板厚を１〜3mmまでの範囲に0.2mmの間隔で準備し
ておけば、設計値と比較して光路長さが0.33〜1mmまで
0.067mmの間隔で設定できる。したがって、板ガラス16
の枚数を適切に選択すれば、感光体ドラム１面への焦点
を合わせることが可能となる。このように、板ガラス16
を利用することによって、位置調整したアレイガイド６
による結像系を補正することができ、更に一層解像力の
向上が図れることになる。

なお、上述の実施例においては、感光体ドラム１から離
れる方向に向かってビス12を回転してアレイガイド６を
調整するようにしたが、ビス12をLEDアレイヘッド７側
からアレイガイド６のフランジ11にねじ込むことによ
り、感光体ドラム１に向かった方向から位置調整を行う
こともできる。

〔考案の効果〕

以上に説明したように、本考案の画像形成装置の光学調
整装置においては、感光体ドラムの周面に対向配置して
短焦点レンズアレイを収納したアレイガイドを、発光素
子アレイにネジでねじ込んで間隔をおいて相互に移動可
能に連接すると共に、該間隔を拡げる方向に付勢する弾
性手段を備えている。したがって、ネジ連結によるガタ
を弾性手段によって吸収できるので、発光素子アレイに
対するアレイガイドの位置を補正するように設定でき、
感光体ドラムへの結像系の解像力が向上する。また、ネ
ジによる剛的結合に対して、弾性手段によりアレイガイ
ドが弾性的に支持されるので、アレイガイド及び内蔵し
ている短焦点レンズアレイの歪変形を防止でき、更に一
層結像系の解像力を向上させることができる。

更に、本考案においては、アレイガイドと発光素子アレ
イとをネジを介して一体化構造とし、この一体化構造を
アレイガイドの外周面及び発火素子アレイの幅広部分を
利用して位置決め用のブロックに着脱自在に取りつけて
いるので、レンズアレイを収納したアレイガイドを取り
外して、レンズアレイの光学面の清掃を容易に行うこと
ができるとともに部品の交換も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る光学調整装置を備えた画像形成装
置の要部を概略的に示す断面図、第２図はアレイガイド
と発光素子アレイの一体化構造を示す要部の斜視図、第
３図は一体化構造の他の例を示す斜視図、第４図は板ガ
ラスによる結像系の補正構造を示す斜視図、第５図は第
４図の概略断面図、第６図は従来のレンズアレイの支持
構造を示す説明図である。 1:感光体ドラム、2:帯電器 3:現像器、4:クリーナ 5:短焦点レンズアレイ 6:アレイガイド 7:発光ダイオードアレイヘッド 8:ブロック、9:弾性機構 10:把手、11:フランジ 12:ビス（ネジ）、13:板バネ（弾性手段） 14:圧縮コイルスプリング（弾性手段） 15:スリーブ、16:板ガラス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体ドラムの周辺に対向配置され内部に
   前記感光体ドラムの幅方向に伸延する短焦点レンズアレ
   イを収納したアレイガイドと、 該アレイガイドに対して光軸方向に隣接して配置され、
   前記短焦点レンズアレイへ光を照射する前記アレイガイ
   ドより幅広の発光素子アレイと、 前記アレイガイドと前記発光素子アレイとを光軸に沿っ
   て移動可能に連設して一体化構造とするためのネジと、 前記アレイガイドと前記発光素子アレイとの間に介装さ
   れ、これらが離れる方向に付勢する第１の弾性手段と、 前記一体化構造の中の前記アレイガイドを嵌合するため
   の空隙を有し前記アレイガイドが着脱自在に嵌め込まれ
   る位置決め用のブロックと、 前記一体化構造の中の前記発光素子アレイを前記感光体
   ドラム方向に付勢する第２の弾性手段と、 を設けたことを特徴とする画像形成装置の光学調整装
   置。