(57)【要約】【課題】光書込部に対する位置決め部材の熱膨張に起因する位置決め誤差を許容範囲内に留めたまま、感光体から光書込部までの距離の調整可能範囲を大きく確保できる画像形成装置を提供する。【解決手段】位置決め部材（４１０）は感光体（２４Ｋ）の回転軸（２４２）によってそのまわりに回転可能であるように支持され、光書込部（２０２）を位置決めした状態で回転不能となるようにフレーム（４０１）に固定される。規制面（４１３）は、感光体へ接近する光書込部の動きを阻んで感光体から光書込部までの距離を規制する。感光体の周方向における規制面の輪郭は、回転軸のまわりの角度に依存してその回転軸からの距離が異なる。熱良導部（４２０）は、回転軸から遠い規制面の部分からその回転軸までの第１領域（６１１）に設けられ、回転軸に近い規制面の部分からその回転軸までの第２領域（６１２）よりも熱容量が大きく、放熱能力が高く、または熱抵抗が低い。【選択図】図７
2018077297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真式の画像形成装置であって、
感光体と、
前記感光体の表面を露光する発光素子配列方式の光書込部と、
前記感光体を回転可能に支持するフレームと、
前記感光体の回転軸のまわりに当該回転軸とは独立して回転可能であるように当該回転軸によって支持され、前記光書込部を前記感光体に対して位置決めした状態で前記感光体の回転軸のまわりの回転が不能となるように前記フレームに固定された位置決め部材と
を備え、
前記位置決め部材は、
前記感光体の回転軸に対して垂直な仮想平面へ投影された輪郭が当該回転軸のまわりの角度に依存して当該回転軸からの距離を変化させる曲線であり、前記感光体の表面へ接近する前記光書込部の動きを直に、または間接的に阻むことにより、前記感光体の表面から前記光書込部までの距離を規制する規制面と、
前記規制面のうち前記感光体の回転軸からの距離が比較的長い部分から当該回転軸までの第１領域に設けられ、前記規制面のうち前記感光体の回転軸からの距離が比較的短い部分から当該回転軸までの第２領域よりも、熱容量が大きく、放熱能力が高く、または熱抵抗が低い熱良導部と、
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記熱良導部は前記第２領域よりも体積が大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記位置決め部材は、前記感光体の回転軸に支持された部位と前記規制面との間に伸びる棒状または板状であり、
前記熱良導部は前記第２領域よりも、前記位置決め部材の幅方向または厚み方向のサイズが大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記熱良導部は前記第２領域よりも表面積が大きいことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記熱良導部は、表面から突出したリブを含む請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記熱良導部は前記第２領域よりも表面が粗いことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記位置決め部材は、前記感光体の回転軸に支持された部位と前記規制面との間に伸びる棒状または板状であり、
前記熱良導部は前記第２領域よりも、前記位置決め部材の長手方向に対して垂直な断面積が大きい
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記熱良導部は、前記第２領域を構成する材質よりも熱伝導率が高い材質で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記感光体の回転軸のまわりに当該回転軸とは独立して回転可能であるように当該回転軸によって支持され、前記光書込部を前記感光体に対して位置決めした状態で前記感光体の回転軸のまわりの回転が不能となるように前記フレームに固定された補助位置決め部材
を更に備え、
前記光書込部は、
前記感光体の回転軸の方向に並ぶ発光素子の配列と、
前記感光体の回転軸の方向に並ぶ屈折率分布レンズの配列と、
前記感光体の回転軸の方向に長尺の形状であり、前記発光素子の配列と前記屈折率分布レンズの配列とを保持する保持部材と
を含み、
前記位置決め部材の規制面は、前記保持部材の長手方向の一端と直に、または間接的に接触して、前記感光体の表面へ接近する前記光書込部の動きを阻むことにより、前記感光体の表面から前記光書込部までの距離を規制し、
前記補助位置決め部材は、
前記感光体の回転軸に対して垂直な仮想平面へ投影された輪郭が当該回転軸のまわりの角度に依存して当該回転軸からの距離を変化させる曲線であり、前記保持部材の長手方向の他端と直に、または間接的に接触して、前記感光体の表面へ接近する前記光書込部の動きを阻むことにより、前記感光体の表面から前記光書込部までの距離を規制する規制面と、
当該規制面のうち前記感光体の回転軸からの距離が比較的長い部分から当該回転軸までの第３領域に設けられ、当該規制面のうち前記感光体の回転軸からの距離が比較的短い部分から当該回転軸までの第４領域よりも、熱容量が大きく、放熱能力が高く、または熱抵抗が低い熱良導部と
を含み、
前記補助位置決め部材の熱良導部は前記位置決め部材の熱良導部よりも、熱容量が小さく、放熱能力が低く、または熱抵抗が高い
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記光書込部は、発光素子として有機発光ダイオードを含む、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真式の画像形成装置に関し、特に感光体に対する光書込部の位置決め構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
「光書込装置」（「プリントヘッド（ＰＨ）」ともいう。）とは、プリンター、コピー機等、電子写真式の画像形成装置が含む印刷エンジンにおいて、感光体表面の露光を行う処理部をいう。「露光」は、画像データで変調した光を感光体表面の一様な帯電領域に照射してその領域に、照射光量の変調パターンに対応する帯電量分布、すなわち静電潜像を形成する処理である。感光体は、画像形成装置の中に回転可能に支持されたドラムまたはベルト等の回転体の外周面を覆っている。光書込装置は、感光体表面のうち回転体の回転軸の方向（以下、「主走査方向」という。）に伸びる直線状領域（以下、「１ライン」という。）を露光する。光書込装置は更にこの露光動作を、感光体の回転に同期して繰り返す。これにより、感光体表面には回転方向（以下、「副走査方向」という。）に露光済みのラインが連なるので、露光領域が２次元的に拡がる。
【０００３】
光書込装置には光走査方式と発光素子配列方式との２種類がある。「光走査方式」は、レーザー光をポリゴンミラー等の偏向器で周期的に偏向し、各周期の間にそのレーザー光で感光体表面の１ラインを走査する。「発光素子配列方式」は、主走査方向に配列された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー等の発光素子と複数の屈折率分布（grandient index：ＧＲＩＮ）レンズとを利用して、感光体表面の１ライン全体を同時に露光する。
【０００４】
近年の光書込装置の開発では発光素子配列方式が主流である。発光素子配列方式は光走査方式とは異なり、偏向器が不要であるので騒音が比較的低く、複数の発光素子とＧＲＩＮレンズとで１ラインの各部を個別に照らすので発光素子から感光体までの光路長が比較的短い。その結果、発光素子配列方式は光走査方式と比べて静音化と小型化との点で有利である。したがって、レーザープリンター等の画像形成装置を特にオフィスと家庭とへ更に普及させるには、発光素子配列方式の利用が効果的であると期待されている。
【０００５】
発光素子配列方式の利用において重要な技術の１つが光書込装置の位置決め構造である（たとえば、特許文献１参照）。ＧＲＩＮレンズは光走査方式の光学系と比べて焦点深度が狭いので、感光体表面を正確に露光するには、ＧＲＩＮレンズによる発光素子の像面を感光体表面に確実に整合させる構造が必要である。具体的にはたとえば、特許文献１に開示された構造では、感光体の軸受と光源との間にスペーサーが挟まれている。これにより感光体の回転軸から光源の表面までの距離が所定値に制限される。このスペーサーは更に光源表面との接触部に偏心カムを含む。このカムの傾きを変えることで、感光体の回転軸から光源の表面までの距離が製品ごとに調整可能である。したがって、部品の成形誤差または組み立て誤差に起因する製品間でのその距離のばらつきが除去可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２４５７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発光素子配列方式の光書込装置の需要を更に伸ばすには、その高性能化が重要である。高性能化を目的とする工夫としては、たとえば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を光源として利用することが考えられている。ＯＬＥＤはＬＥＤと比べて、黒レベルが低く、色表現力が高く、消費電力が低く、小型／薄型／軽量化が容易である点で有利である。その反面、ＯＬＥＤはＬＥＤよりも発光量が弱い。したがって、ＯＬＥＤの利用にはＧＲＩＮレンズのＦ値の増大が必要である。Ｆ値の増大は焦点深度を狭めるので、感光体表面に対する光書込装置の位置決めを更に高精度化しなければならない。たとえば、焦点深度が１００μｍ程度に抑えられる場合、感光体の回転に伴う感光体表面と回転軸との振動に対する余裕を除くと、位置決めには±１５μｍ程度の誤差しか許されない。位置決めに利用可能な部品の成形精度がたとえば±２５μｍ程度である場合、部品の加工を高精度化するだけでは必要な位置決め精度を達成することができない。それ故、特許文献１に開示された偏心カムのように、感光体表面に対する光書込装置の位置を製品の組み立て時において調整可能にする機能を位置決め部材に持たせる工夫が不可欠である。
【０００８】
しかし、この工夫では位置決め部材の熱膨張への対策が難しい。実際、光書込装置の含む光源は、発光素子の発熱量が大きいだけでなく、その駆動回路の発熱量も大きい。これに伴い、位置決め部材は熱膨張量が位置決め精度に対して無視できない。さらに、この熱膨張量は位置決め部材の調整機能に大きく影響される。たとえば特許文献１に開示された偏心カムのように、感光体の軸受と光源との間に挟まれる部材の長さを変えることにより感光体の回転軸から光源表面までの距離を調整する場合、調整後の距離が長いほど、その部材の温度上昇に伴う熱膨張量が大きい。したがって、調整後の距離にかかわらず熱膨張に起因する位置決め誤差を許容範囲内に留めるには、調整可能な距離の上限を抑えなければならない。この上限が過小であれば、製品によっては調整が不十分となる結果、必要な位置決め精度が得られない危険性が生じる。
【０００９】
本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に光書込部の位置決め構造において、部材の熱膨張に起因する位置決め誤差を許容範囲内に留めたまま、感光体から光書込部までの距離の調整可能範囲を十分に大きく確保することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの観点における画像形成装置は電子写真式の画像形成装置であって、感光体と、この感光体の表面を露光する発光素子配列方式の光書込部と、その感光体を回転可能に支持するフレームと、その感光体の回転軸のまわりにその回転軸とは独立して回転可能であるようにその回転軸によって支持され、光書込部を感光体に対して位置決めした状態で感光体の回転軸のまわりの回転が不能となるようにフレームに固定された位置決め部材とを備えている。この位置決め部材は、感光体の回転軸に対して垂直な仮想平面へ投影された輪郭がその回転軸のまわりの角度に依存してその回転軸からの距離を変化させる曲線であり、感光体の表面へ接近する光書込部の動きを直に、または間接的に阻むことにより、感光体の表面から光書込部までの距離を規制する規制面と、この規制面のうち感光体の回転軸からの距離が比較的長い部分からその回転軸までの第１領域に設けられ、規制面のうち感光体の回転軸からの距離が比較的短い部分からその回転軸までの第２領域よりも、熱容量が大きく、放熱能力が高く、または熱抵抗が低い熱良導部とを含む。
【００１１】
熱良導部は第２領域よりも体積が大きくてもよい。位置決め部材は、感光体の回転軸に支持された部位と規制面との間に伸びる棒状または板状であり、熱良導部は第２領域よりも、位置決め部材の幅方向または厚み方向のサイズが大きくてもよい。熱良導部は第２領域よりも表面積が大きくてもよい。熱良導部は、表面から突出したリブを含んでいてもよい。熱良導部は第２領域よりも表面が粗くてもよい。位置決め部材は、感光体の回転軸に支持された部位と規制面との間に伸びる棒状または板状であり、熱良導部は第２領域よりも、位置決め部材の長手方向に対して垂直な断面積が大きくてもよい。熱良導部は、第２領域を構成する材質よりも熱伝導率が高い材質で構成されていてもよい。
【００１２】
この画像形成装置は、感光体の回転軸のまわりにその回転軸とは独立して回転可能であるようにその回転軸によって支持され、光書込部を感光体に対して位置決めした状態で感光体の回転軸のまわりの回転が不能となるようにフレームに固定された補助位置決め部材を更に備えていてもよい。光書込部は、感光体の回転軸の方向に並ぶ発光素子の配列と、感光体の回転軸の方向に並ぶ屈折率分布レンズの配列と、感光体の回転軸の方向に長尺の形状であり、発光素子の配列と屈折率分布レンズの配列とを保持する保持部材とを含んでいてもよい。位置決め部材の規制面は、保持部材の長手方向の一端と直に、または間接的に接触して、感光体の表面へ接近する光書込部の動きを阻むことにより、感光体の表面から光書込部までの距離を規制してもよい。補助位置決め部材は、感光体の回転軸に対して垂直な仮想平面へ投影された輪郭がその回転軸のまわりの角度に依存してその回転軸からの距離を変化させる曲線であり、保持部材の長手方向の他端と直に、または間接的に接触して、感光体の表面へ接近する光書込部の動きを阻むことにより、感光体の表面から光書込部までの距離を規制する規制面と、その規制面のうち感光体の回転軸からの距離が比較的長い部分からその回転軸までの第３領域に設けられ、その規制面のうち感光体の回転軸からの距離が比較的短い部分からその回転軸までの第４領域よりも、熱容量が大きく、放熱能力が高く、または熱抵抗が低い熱良導部とを含んでいてもよい。補助位置決め部材の熱良導部は位置決め部材の熱良導部よりも、熱容量が小さく、放熱能力が低く、または熱抵抗が高くてもよい。光書込部は、発光素子として有機発光ダイオードを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による画像形成装置では上記のとおり、感光体の回転軸の径方向において光書込部を位置決めするための部材がその回転軸によってそのまわりに回転可能に支持されている。この位置決め部材は、光書込部を位置決めする規制面と熱良導部とを含む。規制面は感光体の回転軸のまわりの角度に依存してその回転軸からの距離が異なる曲面である。したがって、位置決め部材をその回転軸のまわりに回転させることにより、その回転軸から光書込部までの距離を調整することができる。熱良導部は、規制面のうち感光体の回転軸からの距離が比較的長い部分からその回転軸までの第１領域に設けられ、規制面のうち感光体の回転軸からの距離が比較的短い部分からその回転軸までの第２領域よりも、熱容量が大きく、放熱能力が高く、または熱抵抗が低い。これにより、感光体の回転軸から光書込部までの距離が長く調整された場合にも、その距離の熱膨張に伴う変化量が小さく抑えられる。こうして、この画像形成装置は、位置決め部材の熱膨張に起因する位置決め誤差を許容範囲内に留めたまま、感光体から光書込部までの距離の調整可能範囲を十分に大きく確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿ったプリンターの模式的な断面図である。（ｃ）は、（ｂ）の示す感光体ユニットの１つの拡大図である。
【図２】（ａ）は、図１の示す光書込部の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った光書込部の断面図である。（ｃ）は、（ｂ）の示す光源基板のブロック図である。（ｄ）は、（ａ）の示すレンズアレイが含むＧＲＩＮレンズの１つにおける光路を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、図１の示す感光体ユニットの１つが含む感光体ドラムの支持構造の外観を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）が示す支持構造からフレームを除去したときの外観を示す斜視図であり、（ｃ）は、同じ状態における感光体ドラムの端面近傍を別の視点から示す部分斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３の示す位置決め部材の端面に接触する光書込部の感光体ドラムに対する位置を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の示す部材の部分正面図であり、（ｃ）は位置決め部材の側面図である。
【図５】（ａ）は、図４の示す部材の模式的な側面図である。（ｂ）は、位置決め部材の姿勢と光書込部の位置との間の対応関係を示す模式的な側面図である。
【図６】位置決め部材の姿勢と光書込部からの熱流の位置との間の関係を示す模式的な側面図である。（ａ）は、感光体ドラムの中心軸から光書込部のピンまでの距離が最大値に等しい場合を示し、（ｂ）は最小値に等しい場合を示す。
【図７】（ａ）は、位置決め部材の片方の側面が見える位置で描いたその位置決め部材の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す側面とは反対側の側面が見える位置で描いた同じ位置決め部材の斜視図である。
【図８】（ａ）は、位置決め部材の側面の片方にのみ突起を持つ熱良導部を含むその位置決め部材を、その側面が見える位置で描いた斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す側面とは反対側の側面が見える位置で描いた同じ位置決め部材の斜視図である。（ｃ）は、熱良導部の一例を含む位置決め部材の側面が見える位置で描いたその位置決め部材の斜視図であり、（ｄ）は、（ｃ）の示す側面とは反対側の側面が見える位置で描いた同じ位置決め部材の斜視図である。
【図９】（ａ）は、熱良導部の別例を含む位置決め部材の側面が見える位置で描いたその位置決め部材の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す側面とは反対側の側面が見える位置で描いた同じ位置決め部材の斜視図である。（ｃ）は、熱良導部の更に別の例を含む位置決め部材の側面が見える位置で描いたその位置決め部材の斜視図である。（ｄ）は、熱良導部の他の例を含む位置決め部材の側面が見える位置で描いた位置決め部材の斜視図である。
【図１０】（ａ）は、感光体ドラムとその両側に配置された位置決め部材との斜視図であり、（ｂ）は一方の位置決め部材の斜視図であり、（ｃ）は他方の位置決め部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［画像形成装置の外観］
図１の（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置１００の外観を示す斜視図である。この画像形成装置１００はプリンターである。その筐体の上面には排紙トレイ４１が設けられ、その奥に開いた排紙口４２から排紙されたシートを収容する。排紙トレイ４１の前方には操作パネル５１が埋め込まれている。プリンター１００の底部には給紙カセット１１が引き出し可能に取り付けられている。
【００１６】
［画像形成装置の内部構造］
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿ったプリンター１００の模式的な断面図である。プリンター１００は電子写真式のカラープリンターであり、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。
給送部１０は、まずピックアップローラー１２を用いて、給紙カセット１１に収容されたシートの束からシートＳＨ１を１枚ずつ分離する。給送部１０は次にタイミングローラー１３を用いて、分離したシートを作像部２０へ、その動作にタイミングを合わせて送出する。「シート」とは、紙製もしくは樹脂製の薄膜状もしくは薄板状の材料、物品、または印刷物をいう。給紙カセット１１に収容可能なシートの種類すなわち紙種はたとえば、普通紙、上質紙、カラー用紙、または塗工紙であり、サイズはたとえば、Ａ３、Ａ４、Ａ５、またはＢ４である。さらに、シートの姿勢は縦置きと横置きとのいずれにも設定可能である。
【００１７】
作像部２０はたとえば中間体転写方式による印刷エンジンであり、タンデム配置の感光体ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ、中間転写ベルト２１、１次転写ローラー２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ、および２次転写ローラー２３を含む。中間転写ベルト２１は従動プーリー２１Ｌと駆動プーリー２１Ｒとの間に回転可能に掛け渡されている。これらのプーリー２１Ｌ、２１Ｒの間の空間には４つの感光体ユニット２０Ｙ、…と４本の１次転写ローラー２２Ｙ、…とが１つずつ対を成すように配置され、中間転写ベルト２１を間に挟んで対向している。２次転写ローラー２３は中間転写ベルト２１を間に挟んで駆動プーリー２１Ｒとニップを形成している。このニップには、タイミングローラー１３から送出されたシートＳＨ２が通紙される。
【００１８】
各感光体ユニット２０Ｙ、…では、対向する１次転写ローラー２２Ｙ、…に感光体ドラム２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋが、中間転写ベルト２１を間に挟んだ状態で接触してニップを形成している。各感光体ユニット２０Ｙ、…は、中間転写ベルト２１が（図１の（ｂ）では反時計方向に）回転する間、その同じ表面部分が１次転写ローラー２２Ｙ、…と感光体ドラム２４Ｙ、…との間のニップを通過する際にその表面部分に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のうち異なる１色のトナー像を形成する。これにより、その表面部分にはこれら４色のトナー像が重ねられて１つのカラートナー像が形成される。このカラートナー像が駆動プーリー２１Ｒと２次転写ローラー２３との間のニップを通過するタイミングに合わせて、そのニップへシートＳＨ２がタイミングローラー１３から通紙される。これによりそのニップではカラートナー像が中間転写ベルト２１からシートＳＨ２へ転写される。
【００１９】
定着部３０は、作像部２０から送出されたシートＳＨ３にトナー像を熱定着させる。具体的には、定着部３０は定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを回転させながらそれらの間のニップにシートＳＨ２を通紙する。このとき、定着ローラー３１はそのシートＳＨ３の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はそのシートＳＨ３の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー３１へ押し付ける。定着ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がそのシートＳＨ３の表面に定着する。定着部３０は更に定着ローラー３１と加圧ローラー３２との回転により、そのシートＳＨ３を排紙部４０へ送り出す。
【００２０】
排紙部４０は、トナー像が定着したシートＳＨ３を排紙口４２から排紙トレイ４１へ排紙する。具体的には、排紙部４０は、排紙口４２の内側に配置された排紙ローラー４３を用いて、定着部３０の上部から排紙口４２へ移動してきたシートＳＨ３を排紙口４２の外へ送出して排紙トレイ４１に載せる。
［感光体ユニットの構造とそれによる画像形成処理］
図１の（ｃ）は、図１の（ｂ）の示す感光体ユニットの１つ２０Ｋの拡大図である。この感光体ユニット２０Ｋは感光体ドラム２４Ｋに加え、帯電部２０１、光書込部２０２、現像部２０３、クリーニングブレード２０４、およびイレーサー２０５を含む。これらは感光体ドラム２２の周囲に配置され、その外周面に対して電子写真方式による画像形成処理のうち定着以外、すなわち、帯電、露光、現像、転写、清掃、および除電を行う。他の感光体ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃも共通の構造を含む。
【００２１】
感光体ドラム２４Ｋは、外周面２４１が感光体で覆われたアルミニウム等の導電体製の円筒部材であり、その中心軸（図１の（ｃ）では、感光体ドラム２４Ｋの円形断面の中心を紙面に対して垂直に貫く軸）２４２のまわりを回転可能に支持されている。感光体は、露光量に依存して帯電量が変化する素材であり、アモルファスセレン、セレン合金、アモルファスシリコン等の無機材料、または複数の有機材料の積層構造（ＯＰＣ）を含む。図１の（ｃ）は示していないが、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２は、ギア、ベルト等、回転力の伝達機構を通して駆動モーターに接続されている。その駆動モーターからの回転力で感光体ドラム２４Ｋが（図１の（ｃ）では時計方向に）１回転すると、感光体の各表面部分が周囲の処理部２０１、２０２、２０３、２０４、２０５に順番に面してそれらの処理を受ける。
【００２２】
帯電部２０１は、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１から間隔をおいてその軸方向に伸びるワイヤーまたは薄板形状の電極２１１を含む。帯電部２０１はこの電極２１１に対してたとえば負の高電圧を印加することにより、この電極２１１と感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１との間にコロナ放電を生じさせる。この放電が、帯電部２０１に面した感光体の表面部分を負に帯電させる。
【００２３】
光書込部２０２は、感光体ドラム２４Ｋの帯電部分のうち軸方向、すなわち主走査方向に伸びる直線状領域、すなわち１ラインを露光する。このとき、光書込部２０２は感光体ドラム２４Ｋへの照射光量を、画像データが表す階調値に基づいて変調する。感光体ドラム２４Ｋ上の１ラインでは照射光量が高いほど帯電量が減少するので、画像データが表す階調値分布に対応する帯電量分布、すなわち静電潜像が形成される。１ラインに対するこの露光動作を光書込部２０２は、感光体ドラム２４Ｋの回転に同期して繰り返す。これにより感光体ドラム２４Ｋの外周面にはその回転方向、すなわち副走査方向に露光済みのラインが連なるので、静電潜像が２次元的に拡がる。
【００２４】
現像部２０３は、感光体ドラム２４Ｋ上の静電潜像をＫ色のトナーで現像する。具体的には、現像部２０３はまず２本のオーガスクリュー２３１、２３２で２成分現像剤ＤＶＬを撹拌し、そのときの摩擦で現像剤ＤＶＬの含むトナーを負に帯電させる。現像部２０３は次に現像ローラー２３３を用いて、現像剤ＤＶＬを感光体ドラム２４Ｋとの間のニップへ搬送する。これと並行して現像部２０３は、現像ローラー２３３に対して負の高電圧を印加する。これにより、静電潜像のうち帯電量の比較的少ない領域は現像ローラー２３３よりも電位が上がるので、現像ローラー２３３の搬送する現像剤から、帯電量の減少分に応じた量のトナーが分離して付着する。こうして静電潜像がトナー像として顕在化する。
【００２５】
このトナー像は感光体ドラム２４Ｋの回転に伴い、それと１次転写ローラー２２Ｋとの間のニップへ移動する。１次転写ローラー２２Ｋに対しては正の高電圧が印加されているので、負に帯電したトナー像が感光体ドラム２４Ｋの外周面から中間転写ベルト２１へ転写される。
クリーニングブレード２０４は、たとえばポリウレタンゴム等の熱硬化性樹脂から形成された薄い矩形板状の部材であり、その長さが感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１のうち感光体で覆われた部分とほぼ等しい。ブレード２０４の板面のうち感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に面した方は、その長辺の１つ（エッジ）が感光体ドラム２４Ｋの軸方向に対して平行な状態でその外周面２４１に接触し、その外周面２４１からトナー像の転写跡に残るトナーを掻き取る。こうして、その外周面が清掃される。
【００２６】
イレーサー２０５は、たとえば感光体ドラム２４Ｋの軸方向に配列されたＬＥＤから感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に光を照射する。その外周面２４１のうち照射光を受けた部分からは残存する電荷が消失する。こうして、その外周面２４１が除電される。
［光書込部の構造］
図２の（ａ）は光書込部２０２の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す直線ｂ−ｂに沿った光書込部２０２の断面図である。光書込部２０２は発光素子配列方式であり、光源基板２２１、レンズアレイ２２２、およびホルダー２２３を含む。光源基板２２１は長尺形状のガラス基板または樹脂基板であり、片側の板面（図２の（ｂ）では上面）２２４から光を出射させる。レンズアレイ２２２は光源基板２２１と同方向に長く透明なガラス製または樹脂製の矩形板であり、２枚の板面の間にＧＲＩＮレンズの配列を封止している。各ＧＲＩＮレンズは、レンズアレイ２２２の板面の短辺に対して平行に伸びる円柱形状であり、一方の端面（図２の（ｂ）では下面）２２５を光源基板２２１の光出射面２２４に対向させ、他方の端面（図２の（ｂ）では上面）２２６を感光体ドラム２４Ｋの外周面に向けている。各ＧＲＩＮレンズは光源基板２２１から一方の端面２２５へ入射する光を他方の端面２２６から出射し、感光体ドラム２４Ｋの外周面に結像させる。ホルダー２２３は光源基板２２１と同方向に長い板状の樹脂製部材であり、片側の板面（図２の（ｂ）では下面）には凹部２２７を含み、反対側の板面（図２の（ｂ）では上面）にはスリット２２８を含む。凹部２２７の内側の空間とスリット２２８の内側の空間とは連通している。凹部２２７の内面のうち、スリット２２８に繋がる部分には光源基板２２１が固定され、スリット２２８の中にはレンズアレイ２２２が挟まれている。このようにホルダー２２３は光源基板２２１とレンズアレイ２２２とを保持している。
【００２７】
−光源基板−
図２の（ｃ）は光源基板２２１のブロック図である。光源基板２２１は、発光素子アレイ２５１、選択回路２５２、およびドライバー集積回路（ＩＣ）２５３を含む。発光素子アレイ２５１は、光源基板２２１上に直に形成された、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ等の固体発光素子の配列である。図２の（ｃ）が示す例では、発光素子２６０が３列、光源基板２２１の長手方向に沿って千鳥形状に配置されている。各列には数千個の発光素子が数十μｍのピッチで並んでいる。各発光素子は外部からの輝度信号に応じて駆動電流量を変化させる。この駆動電流量が多いほど発光素子からの出射光量が高い。選択回路２５２は、光源基板２２１上に直に形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）回路であり、発光素子を順番にドライバーＩＣ２５３に接続する。ドライバーＩＣ２５３は、光源基板２２１に実装された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）等のチップである。このチップはたとえば、発光素子アレイ２５１と選択回路２５２とが形成された板面とは反対側の板面の長手方向における片端に配置されている。ドライバーＩＣ２５３はフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ）２５４を通してプリンター１００内の光源制御部２５５に接続されており、そこからデジタルの画像データを受信する。この画像データをドライバーＩＣ２５３はアナログの輝度信号に変換し、選択回路２５２により接続された発光素子へ送信する。
【００２８】
−レンズアレイ−
図２の（ｄ）は、レンズアレイ２２２が含むＧＲＩＮレンズの１つ２８０における光路を示す模式図である。ＧＲＩＮレンズ２８０は、直径が数百μｍ〜数ｍｍの透明なガラス製または樹脂製の円柱形状であり、屈折率が中心軸から外周面に向かって放物線状に低下するように分布している。この屈折率分布により、ＧＲＩＮレンズ２８０の一方の端面２８１から入射した光は、軸方向に沿って正弦波状の軌跡を描きながら伝搬し、一定の距離（たとえば数ｍｍ〜十数ｍｍ）を進むごとに結像を繰り返す。したがって、ＧＲＩＮレンズ２８０の他方の端面２８２から出射した光は、ＧＲＩＮレンズ２８０の軸方向の長さＡＸＬに合わせて正立像または倒立像を結ぶ。図２の（ｄ）では白抜きの矢印が示すように倒立像である。この像のぼけは、結像点ＰＢＦの前後、ＧＲＩＮレンズ２８０の焦点深度ＤＯＦ（＝数百μｍ）の範囲内では許容レベルに抑えられる。
【００２９】
［感光体ドラムの支持構造］
図３の（ａ）は、感光体ユニットの１つ２０Ｋが含む感光体ドラム２４Ｋの支持構造の外観を示す斜視図である。この図は、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の延長線上よりも少し上方に位置する視点から描かれている。他の感光体ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃも共通の支持構造を含む。
【００３０】
この支持構造はフレーム４０１を含む。このフレーム４０１は感光体ドラム２４Ｋの各端面２４３の外側に配置され、その端面２４３に対して平行に拡がっている。フレーム４０１は自身の穴４０２に感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の各端部を貫通させ、それらを回転可能に支持している。フレーム４０１の隙間からは感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１の一部が露出している。この露出部分に中間転写ベルト２１越しに１次転写ローラー２２Ｋが接触する。
【００３１】
フレーム４０１の隙間には更に図３の（ａ）が示すように、光書込部２０２が配置されている。光書込部２０２はホルダー２２３の底面が板金４０４で下から支えられている。この板金４０４はバネ４０５により、感光体ドラム２４Ｋの径方向において摺動可能に支持されている。バネ４０５はたとえばコイルバネであり、その弾性力によって光書込部２０２を板金４０４越しに感光体ドラム２４Ｋへ向かって押し上げる。
【００３２】
図３の（ｂ）は、（ａ）が示す支持構造からフレーム４０１を除去したときの外観を示す斜視図であり、（ｃ）は、同じ状態における感光体ドラム２４Ｋの端面２４３近傍を別の視点から示す部分斜視図である。感光体ドラム２４Ｋの各端面２４３とフレーム４０１との間には位置決め部材４１０が設置されている。位置決め部材４１０はたとえば金属製または硬質樹脂製の細長い棒状部材または板状部材であり、全体が一体成形されている。位置決め部材４１０は中央部に穴４１１を含み、その穴４１１に感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の端部を貫通させた状態でその端部により、そのまわりに回転可能に支持されている。位置決め部材４１０は長手方向の一端面（図３の（ｂ）では下端面）４１３を光書込部２０２の表面（図３の（ｂ）では上面）に接触させ、中央部の穴４１１とその端面４１３との中間部分４１４をネジ（図は示していない。）で、図３の（ａ）の示すフレーム４０１のネジ穴４０６に固定されている。
【００３３】
図３の（ａ）が示すように、光書込部２０２はバネ４０５から感光体ドラム２４Ｋの径方向に押圧力を受けて、上面を感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２へ接近させる。この上面には、図２の（ａ）が示すように、長手方向の各端部に突起部材２７１が設置されている。突起部材２７１はたとえば金属製または硬質樹脂製のピンであり、ホルダー２２３の上面から感光体ドラム２４Ｋの径方向に突出している。このピン２７１の先端面はたとえば球面の一部である。この先端面に位置決め部材４１０の端面４１３が接触するので、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２から光書込部２０２までの距離が、位置決め部材４１０の中央部の穴４１１からその端面４１３までの長さに制限される。すなわち、この端面４１３は、感光体ドラム２４Ｋへ接近する光書込部２０２の動きを直に阻むことにより、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１から光書込部２０２までの距離を規制する。以下、この端面４１３を「規制面」と呼ぶ。
【００３４】
［位置決め部材の構造］
図４の（ａ）は、位置決め部材４１０の端面４１３に接触する光書込部２０２の感光体ドラム２４Ｋに対する位置を示す斜視図である。図４の（ｂ）は、（ａ）の示す部材２４Ｋ、４１０、２０２の部分正面図であり、（ｃ）は位置決め部材４１０の側面図である。位置決め部材４１０の規制面４１３は、図４の（ｃ）が示すように、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２に対して垂直な仮想平面へ投影された輪郭が、中心軸２４２の中心ＣＴ１まわりの角度θに依存してその中心軸２４２からの距離ＲＡを変化させる曲線である。したがって、規制面４１３では感光体ドラム２４Ｋの周方向における位置の異なる部分が、その中心軸２４２の中心ＣＴ１から異なる距離に位置する。
【００３５】
図５の（ａ）は、図４の示す部材２４Ｋ、４１０、２０２の模式的な側面図である。この図では、位置決め部材４１０の規制面４１３の形状の技術的意義が容易に理解されるように、位置決め部材４１０の全体形状が簡略化され、規制面４１３の形状が誇張されている。また、光書込部２０２のピン２７１の先端面が半球形状に誇張されている。規制面４１３は感光体ドラム２４Ｋとは異なる半径Ｒ２を持つ円弧面であり、その中心ＣＴ２が感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の中心ＣＴ１から外れている。その結果、その中心軸２４２の中心ＣＴ１から規制面４１３の各部分までの距離ＲＡは、その部分が感光体ドラム２４Ｋの周方向においてどこに位置するかに依存して異なる。特にその距離ＲＡは、周方向における規制面４１３の一端部６０１では最大値ＲＬに等しく、その一端部６０１から反対側に位置する他端部６０２へ近づくにつれて単調に減少し、その他端部６０２で最小値ＲＳに達する。
【００３６】
図５の（ｂ）は、位置決め部材４１０の姿勢と光書込部２０２の位置との間の対応関係を示す模式的な側面図である。この図でも図５の（ａ）と同様な形状の簡略化と誇張とがされている。位置決め部材４１０の規制面４１３は、感光体ドラム２４Ｋの周方向の位置が異なる部分ごとに感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の中心ＣＴ１からの距離ＲＡが異なる。この距離ＲＡは特に、第２規制面４１３の周方向の一端部６０１から他端部６０２にかけて最大値ＲＬから最小値ＲＳまで単調に減少する。ここで、この距離ＲＡの平均値がその最大値ＲＬと最小値ＲＳとの間の差ＲＬ−ＲＳよりも十分に大きいように規制面４１３の形状、たとえば図５の（ａ）の示す半径Ｒ２と中心ＣＴ２の位置とは設計されている。したがって、位置決め部材４１０の回転により規制面４１３と光書込部２０２のピン２７１との接点ＣＰ２がピン２７１の先端面上で変位しても、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の中心ＣＴ１からピン２７１の先端までの距離はその中心ＣＴ１から接点ＣＰ２までの距離ＲＡに等しいとみなせる。その結果、この距離は、接点ＣＰ２が規制面４１３の一端部６０１に位置するときに最大値ＲＬと等しく、接点ＣＰ２が規制面４１３の一端部６０１から他端部６０２に向かって移動するにつれて単調に減少し、接点ＣＰ２が他端部６０２に到達したときに最小値ＬＳに達する。
【００３７】
このように位置決め部材４１０は感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２まわりの回転により、その中心軸２４２から光書込部２０２までの距離ＲＡを変化させる。具体的にはたとえば、位置決め部材４１０の回転角が±数度の範囲で変化するのに応じてその距離ＲＡが±十数μｍの範囲で変化する。
位置決め部材４１０の構造、特に規制面４１３の形状に関するこの特徴は、プリンター１００の製造において感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１に対する光書込部２０２の位置決めに利用される。具体的には、感光体ユニット２０Ｋの組み立て時、位置決め部材４１０をフレーム４０１に固定する前に、感光体ドラム２４Ｋの近傍に光書込部のダミーを実際の光書込部２０２と同様に配置する。位置決め部材４１０の規制面４１３にはピンのダミーが接触する。この状態で位置決め部材４１０を感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２まわりに回転させる。この回転に伴い、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２から光書込部２０２までの距離ＲＡは最大値ＲＬから最小値ＲＳまでの範囲内で変化する。この変化によりその距離ＲＡの設計値からの誤差が許容範囲内に収まれば、位置決め部材４１０の中間部分４１４がネジでフレーム４０１のネジ穴４０６に固定される。こうして、位置決め部材４１０は光書込部２０２を感光体ドラム２４Ｋの径方向において位置決めする。特に感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２まわりの回転により、その位置決め精度を規制面４１３の成形精度以上に調整することができる。
【００３８】
［位置決め部材の回転角と熱膨張量との間の関係］
光書込部２０２の光源基板２２１は、図２の（ｃ）が示すように、発光素子アレイ２５１とドライバーＩＣ２５３とを含む。これらはいずれも動作に伴う発熱量が大きいので、光書込部２０２の近傍に配置された部材は加熱される。特に位置決め部材４１０は、図４の（ｂ）が示すように、光書込部２０２のピン２７１に直に接触しているので、このピン２７１を通して伝わる熱に起因する温度上昇が大きい。その結果、この温度上昇に伴う位置決め部材４１０の熱膨張量は位置決め精度に対して無視できない。
【００３９】
図６は、位置決め部材４１０の姿勢と光書込部２０２からの熱流ＨＦＬの位置との間の関係を示す模式的な側面図である。図６の（ａ）は、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２から光書込部２０２のピン２７１までの距離が最大値ＤＬに等しい場合を示し、（ｂ）は最小値ＤＳに等しい場合を示す。これらの図でも図５の（ａ）と同様な形状の簡略化と誇張とがされている。図６が示すように、位置決め部材４１０の中では熱流ＨＦＬが規制面４１３とピン２７１との接点ＣＰ２から感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２へ伝搬する。これに伴って位置決め部材４１０の温度分布は、接点ＣＰ２で最高値ＴＨを示し、中心軸２４２の近傍で最低値ＴＬを示す。このとき、位置決め部材４１０の熱膨張に起因する感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２から光書込部２０２のピン２７１までの距離ＤＡの変化量ΔＤ、すなわち熱膨張量は、接点ＣＰ２からその中心軸２４２の中心ＣＴ１までの線分に沿った局所的熱膨張量の線積分、すなわち次式（１）で表される：
【００４０】
【数１】
2018077297.tif 000003
ここで、位置決め部材４１０の温度Ｔの関数Ｄ(Ｔ)、α(Ｔ)はそれぞれ、接点ＣＰ２から温度Ｔの地点までの距離、位置決め部材４１０の温度Ｔにおける熱膨張率を表し、変数Ｔｒｆは中心軸２４２とピン２７１との間における温度分布の代表値、たとえば中央値（ＴＨ＋ＴＬ）／２を表す。
【００４１】
式（１）の右辺は３種類の因子、すなわち、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２から光書込部２０２のピン２７１までの距離ＤＡ、位置決め部材４１０の温度分布の代表値Ｔｒｆにおけるその熱膨張率α(Ｔｒｆ)、および接点ＣＰ２と中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬを含む。このうち、距離ＤＡは中心軸２４２まわりにおける位置決め部材４１０の回転角に依存して変化する。図５が示すように、位置決め部材４１０の規制面４１３は感光体ドラム２４Ｋの周方向における位置に応じて中心軸２４２の中心ＣＴ１からの距離が異なるからである。したがって、中心軸２４２とピン２７１との間における位置決め部材４１０の熱膨張量ΔＤも位置決め部材４１０の回転角に依存する。
【００４２】
図６の（ａ）の示す位置決め部材４１０の姿勢では距離ＤＡが最大値ＤＬに等しい。熱膨張量ΔＤＬは、温度分布の代表値Ｔｒｆ＝ＴｒＬと温度差ＴＨ−ＴＬ＝ΔＴＬとを用いて次式（２）で表される：
ΔＤＬ＝ＤＬ×α(ＴｒＬ)×ΔＴＬ。                              （２）
図６の（ｂ）の示す位置決め部材４１０の姿勢では距離ＤＡが最小値ＤＳに等しい。熱膨張量ΔＤＳは、温度分布の代表値Ｔｒｆ＝ＴｒＳと温度差ＴＨ−ＴＬ＝ΔＴＳとを用いて次式（３）で表される：
ΔＤＳ＝ＤＳ×α(ＴｒＳ)×ΔＴＳ。                              （３）
式（２）、（３）の右辺の間において、距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳに比べて熱膨張率α(Ｔｒｆ)の差α(ＴｒＬ)−α(ＴｒＳ)と温度差ＴＨ−ＴＬの差ΔＴＬ−ΔＴＳとがいずれも無視可能に小さい場合を想定する。この場合、位置決め部材４１０の熱膨張量ΔＤは、距離ＤＡが最小値ＤＳに等しいときの値ΔＤＳよりも、最大値ＤＬに等しいときの値ΔＤＬが大きい：ΔＤＳ＜ΔＤＬ。これらの差ΔＤＬ−ΔＤＳが過大であれば、距離ＤＡが最小値ＤＳに等しいときの熱膨張量ΔＤＳは位置決め誤差の許容範囲内であっても、距離ＤＡが最大値ＤＬに等しいときの熱膨張量ΔＤＬはその許容範囲を超えかねない。
【００４３】
実際には、位置決め部材４１０が熱良導部４２０を含むので、以下に述べるように、位置決め部材４１０の回転に伴う距離ＤＡの変化は、熱膨張率α(Ｔｒｆ)の変化、または温度差ＴＨ−ＴＬの変化によって相殺される。その結果、位置決め部材４１０の回転角の違いに起因する熱膨張量の差ΔＤＬ−ΔＤＳが十分に小さく抑えられるので、位置決め部材４１０の回転角にかかわらず、熱膨張量ΔＤを位置決め誤差の許容範囲内に留めることができる。
【００４４】
［位置決め部材の熱良導部］
図６の（ａ）の示す位置決め部材４１０の姿勢では、規制面４１３のうち感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２からの距離が比較的長い部分に光書込部２０２のピン２７１との接点ＣＰ２が位置する。このときにピン２７１から中心軸２４２への熱流ＨＦＬが主に通過する領域、すなわち、規制面４１３のうち中心軸２４２からの距離が比較的長い部分から中心軸２４２までの領域６１１を「第１領域」と呼ぶ。
【００４５】
図６の（ｂ）の示す位置決め部材４１０の姿勢では、規制面４１３のうち感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２からの距離が比較的短い部分に光書込部２０２のピン２７１との接点ＣＰ２が位置する。このときにピン２７１から中心軸２４２への熱流ＨＦＬが主に通過する領域、すなわち、規制面４１３のうち中心軸２４２からの距離が比較的短い部分から中心軸２４２までの領域６１２を「第２領域」と呼ぶ。
【００４６】
図６が示すように、熱良導部４２０は第１領域６１１に位置する。図６の（ａ）の示す位置決め部材４１０の姿勢では、規制面４１３と光書込部２０２のピン２７１との接点ＣＰ２が第１領域６１１に位置するので、ピン２７１から中心軸２４２への熱流ＨＦＬが主に熱良導部４２０を通過する。一方、図６の（ｂ）の示す位置決め部材４１０の姿勢では接点ＣＰ２が第２領域６１２に位置するので、ピン２７１から中心軸２４２への熱流ＨＦＬが主に第２領域６１２を通過する。
【００４７】
図７の（ａ）は、位置決め部材４１０の片方の側面７１１が見える位置で描いたその位置決め部材４１０の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す側面７１１とは反対側の側面７１２が見える位置で描いた同じ位置決め部材４１０の斜視図である。これらの図では熱良導部４２０の技術的意義が容易に理解されるように、図３の（ｂ）、（ｃ）よりも位置決め部材４１０の全体形状が簡略化され、熱良導部４２０の突起７２１、７２２の大きさが誇張されている。図７が示すように熱良導部４２０は、位置決め部材４１０のうち、側面７１１、７１２から法線方向に張り出した直方体形状の突起７２１、７２２を含む部分である。熱良導部４２０は位置決め部材４１０の他の部分と共に一体成形されている。各突起７２１、７２２の５枚の表面のうち、１枚は規制面４１３と一体化し、別の１枚は、感光体ドラム２４Ｋの周方向における規制面４１３の一端部６０１から位置決め部材４１０の長手方向に伸びる端面７３１と一体化している。これらの突起７２１、７２２により熱良導部４２０の厚み（側面７１１、７１２の法線方向における長さ）ＴＨ１は第２領域６１２の厚みＴＨ２よりも大きい。その結果、熱良導部４２０は第２領域６１２よりも、体積が大きいので熱容量が大きく、表面積が大きいので放熱能力が高い。さらに、図６の示す光書込部２０２のピン２７１から感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２へ向かう熱流ＨＦＬの方向に対して垂直な断面積、すなわち伝熱面積が大きいので、熱良導部４２０は第２領域６１２よりも熱抵抗が低い。
【００４８】
熱良導部４２０は第２領域６１２よりも熱容量が大きく、かつ放熱能力が高いので、第２領域６１２よりも温度が上がりにくい。その結果、ピン２７１からの熱流束（単位時間に単位伝熱面積を通過する熱量）が一定の条件下において、ピン２７１との接点ＣＰ２から中心軸２４２近傍までにおける温度分布の代表値Ｔｒｆを、熱良導部４２０は第２領域６１２よりも低下させる。これにより、熱良導部４２０は第２領域６１２よりも温度分布の最高値ＴＨが低い。さらに、位置決め部材４１０の熱膨張率α(Ｔ)は一般に、プリンター１００の通常の使用温度範囲、数℃〜数十℃では温度Ｔの上昇に伴って単調に上昇するので、温度分布の代表値Ｔｒｆに等しい温度での熱膨張率α(Ｔｒｆ)が熱良導部４２０では第２領域６１２よりも低い。
【００４９】
熱良導部４２０は第２領域６１２よりも熱抵抗が低いことにより、温度勾配が生じにくい。その結果、ピン２７１からの熱流束が一定の条件下において、接点ＣＰ２と中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬを、熱良導部４２０は第２領域６１２よりも減少させる。
このように、熱良導部４２０は第２領域６１２よりも温度差ＴＨ−ＴＬが小さく、熱膨張率α(Ｔｒｆ)が低い。これらの差が中心軸２４２からピン２７１との接点ＣＰ２までの距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳを相殺するように、突起７２１、７２２のサイズは設計されている。こうして熱良導部４２０により、第１領域６１１と第２領域６１２との間での熱膨張量の差ΔＤＬ−ΔＤＳが十分に小さく抑えられる。
【００５０】
［実施形態の利点］
本発明の実施形態によるプリンター１００では上記のとおり、位置決め部材４１０が感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２によってそのまわりに回転可能に支持され、感光体ドラム２４Ｋの径方向において光書込部２０２を位置決めする。位置決め部材４１０は特に規制面４１３を光書込部２０２のピン２７１に接触させて、感光体ドラム２４Ｋへ接近する光書込部２０２の動きを直に阻むことにより、感光体ドラム２４Ｋの外周面２４１から光書込部２０２までの距離を規制する。規制面４１３は、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２のまわりの角度に依存して中心軸２４２からの距離が異なる曲面である。したがって、位置決め部材４１３はその回転によってピン２７１との接点ＣＰ２を規制面４１３上で変位させることにより中心軸２４２から光書込部２０２までの距離を調整し、位置決め精度を規制面４１３の成形精度以上に調整することができる。
【００５１】
位置決め部材４１０は更に熱良導部４２０を含む。熱良導部４２０は、規制面４１３のうち中心軸２４２からの距離が比較的長い部分と中心軸２４２との間に位置する第１領域６１１に設けられ、規制面４１３のうち中心軸２４２からの距離が比較的短い部分と中心軸２４２との間に位置する第２領域６１２よりも、熱容量が大きく、放熱能力が高く、熱抵抗が低い。これにより、ピン２７１との接点ＣＰ２が第１領域６１１に位置する場合は第２領域６１２に位置する場合よりも、位置決め部材４１０の温度が上がりにくく、温度勾配が生じにくい。その結果、中心軸２４２から接点ＣＰ２までの距離ＤＡの熱膨張に伴う変化量ΔＤを表す式（１）の右辺において、両領域６１１、６１２間でのその距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳが、熱膨張率α(Ｔｒｆ)の差α(ＴｒＬ)−α(ＴｒＳ)と温度差ＴＨ−ＴＬの差ΔＴＬ−ΔＴＳとで相殺される。こうして、両領域６１１、６１２間では熱膨張量ΔＤの差ΔＤＬ−ΔＤＳが小さく抑えられるので、両領域６１１、６１２のどこに接点ＣＰ２が位置するかにかかわらず、すなわち位置決め部材４１０の回転角にかかわらず、熱膨張量ΔＤを位置決め誤差の許容範囲内に留めることができる。こうして、プリンター１００は、位置決め部材４１０の熱膨張に起因する位置決め誤差を許容範囲内に留めたまま、感光体ドラム２４Ｋから光書込部２０２までの距離の調整可能範囲を十分に大きく確保することができる。
【００５２】
［変形例］
（A）図１の示す電子写真式の画像形成装置１００は、タンデム配置の感光体ユニット２０Ｙ、…と中間転写ベルト２１とを備えた中間体転写方式のカラープリンターである。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、直接転写方式のカラープリンター、モノクロプリンター、ファクシミリ機、コピー機、または複合機（ＭＦＰ）であってもよい。
【００５３】
（B）図１の（ｃ）が示す感光体ユニット２０Ｋの構造は一例に過ぎない。たとえば、帯電部は、電極２１１を利用するコロナ放電式のもの２０１に代えて、ローラー等を利用する近接放電式のものであってもよい。また、クリーニングブレード２０４よりもイレーサー２０５が１次転写ローラー２２Ｋに近くてもよい。
（C）図１の（ｃ）ではドラム２４Ｋの外周面が感光体で覆われている。その他に、ドラム２４Ｋに代えてベルトの外周面が感光体で覆われていてもよい。このベルトはドラム２４Ｋと同様、帯電部、現像部、クリーニングブレード、およびイレーサーに囲まれるように配置される。ベルトが１回転すると、これらの処理部に順番に感光体の各表面部分が対向して、帯電、露光、現像、転写、清掃、および除電の各処理を受ける。この場合、位置決め部材４１０はドラム２４Ｋの中心軸２４２に代えて、ベルトを駆動するプーリーの回転軸に支持されてもよい。
【００５４】
（D）図２の（ｃ）の示す光源基板２２１では、固体発光素子２６０が３列、光源基板２２１の長手方向に沿って千鳥形状に配置されている。発光素子の配列はその他に、列数が１、２、または４以上であってもよく、千鳥形状に代えて格子形状であってもよい。
固体発光素子は特にＯＬＥＤであってもよい。ＯＬＥＤはＬＥＤよりも発光量が弱いので、レンズアレイ２２２ではＧＲＩＮレンズのＦ値が大きく設計される。これに伴うＧＲＩＮレンズの焦点深度の狭化にも対応可能な程度に、位置決め部材４１０による光書込部２０２の位置決め精度は十分に高い。
【００５５】
（E）図３では位置決め部材４１０の中間部分４１４がネジでフレーム４０１のネジ穴４０６に固定される。この固定はネジに代えて接着剤で行われてもよい。中間部分４１４は中央部と端部とに比べて幅が細いので、そこがフレーム４０１に固定されることにより、感光体ドラム２４Ｋの回転に伴う振動等、外部からの振動／衝撃に対する位置決め部材４１０の強度が向上する。その結果、位置決め部材４１０の変形に起因する位置決め精度の低下を防ぐことができる。しかし、中間部分４１４がすでに十分な強度を持つ場合には、別の部分がフレーム４０１へ固定されてもよい。
【００５６】
（F）図４が示すように、位置決め部材４１０の規制面４１３は光書込部２０２に接触して、感光体ドラム２４Ｋへ接近する光書込部２０２の動きを直に阻む。その他に、規制面４１３は、光書込部２０２に固定された別の部材に接触して、感光体ドラム２４Ｋへ接近する光書込部２０２の動きを間接的に阻んでもよい。
（G）図５の（ａ）の示す位置決め部材４１０の規制面４１３は、感光体ドラム２４Ｋとは異なる半径Ｒ２を持つ円弧面であり、その中心ＣＴ２が感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２の中心ＣＴ１から外れている。しかし、この形状に規制面は限られず、感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２に対して垂直な仮想平面へ投影された輪郭が、その中心軸２４２まわりの角度に依存してその中心軸２４２からの距離を変化させる曲線であればよい。このような曲線としては、たとえばその中心軸２４２と同軸の螺旋が挙げられる。この曲線が特に等角螺旋である場合は、位置決め部材４１０の回転角にかかわらず、規制面を常に光書込部２０２のピン２７１の同じ部位に接触させ続けることができる。
【００５７】
（H）図７が示す位置決め部材４１０の熱良導部４２０は位置決め部材４１０の側面７１１、７１２の両方に、法線方向に張り出した直方体形状の突起７２１、７２２を含む。突起の形状は直方体以外であってもよい。熱良導部はまた、位置決め部材４１０の側面の片方にのみ突起を含んでいてもよい。
図８の（ａ）は、そのような熱良導部８２０を含む位置決め部材４１０の側面８１１が見える位置で描いたその位置決め部材４１０の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す側面８１１とは反対側の側面８１２が見える位置で描いた同じ位置決め部材４１０の斜視図である。これらの図では図７と同様、位置決め部材４１０の全体形状が簡略化され、熱良導部８２０の突起８２１の大きさが誇張されている。これらの図が示すように熱良導部４２０は、位置決め部材４１０の片方の側面８１１から法線方向に張り出した直方体形状の突起８２１を含む。熱良導部８２０は位置決め部材４１０の他の部分と共に一体成形されている。突起８２１の５枚の表面のうち、１枚は規制面４１３と一体化し、別の１枚は、感光体ドラム２４Ｋの周方向における規制面４１３の一端部６０１から位置決め部材４１０の長手方向に伸びる端面７３１と一体化している。突起８２１により熱良導部８２０の厚みＬ１は第２領域６１２の厚みＬ２よりも大きい。その結果、熱良導部８２０は第２領域６１２よりも、体積が大きいので熱容量が大きく、表面積が大きいので放熱能力が高く、伝熱面積が大きいので熱抵抗が低い。したがって、熱良導部８２０は第２領域６１２よりも温度が上がりにくく、温度勾配が生じにくい。その結果、熱良導部８２０は第２領域６１２よりも熱膨張率α(Ｔｒｆ)が低く、光書込部２０２のピン２７１との接点ＣＰ２と感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬが小さい。これらの差が中心軸２４２から接点ＣＰ２までの距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳを相殺するように突起８２１のサイズは設計されている。こうして熱良導部８２０により、第１領域６１１と第２領域６１２との間での熱膨張量の差ΔＤＬ−ΔＤＳが十分に小さく抑えられる。
【００５８】
なお、突起８２１の形状は、熱良導部８２０に第２領域６１２よりも大きな熱容量、高い放熱能力、または低い熱抵抗を与えるものであれば、直方体以外であってもよい。
（I）第１領域６１１と第２領域６１２との間での熱膨張量の差ΔＤＬ−ΔＤＳを十分に小さく抑えるには、式（２）、（３）の右辺間において、光書込部２０２のピン２７１との接点ＣＰ２から感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２までの距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳが他の因子の差、すなわち熱膨張率α(Ｔｒｆ)の差α(ＴｒＬ)−α(ＴｒＳ)、または接点ＣＰ２と中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬの差ΔＴＬ−ΔＴＳのいずれかで相殺されさえすればよい。したがって、熱良導部は第２領域６１２と比べて、熱容量、放熱能力、熱抵抗のすべてにおいて有利である必要はない。
【００５９】
図８の（ｃ）は、そのような熱良導部の一例８４０を含む位置決め部材４１０の側面８３１が見える位置で描いたその位置決め部材４１０の斜視図であり、（ｄ）は、（ｃ）の示す側面８３１とは反対側の側面８３２が見える位置で描いた同じ位置決め部材４１０の斜視図である。これらの図でも図７と同様に、位置決め部材４１０の全体形状が簡略化され、熱良導部８４０の突起８４１の大きさが誇張されている。これらの図が示すように、熱良導部８４０は、感光体ドラム２４Ｋの周方向における規制面４１３の一端部６０１から位置決め部材４１０の長手方向に伸びる端面７３１から法線方向に張り出した直方体形状の突起８４１を含む。熱良導部８４０は位置決め部材４１０の他の部分と共に一体成形されている。突起８４１の５枚の表面のうち、１枚は規制面４１３と一体化し、別の２枚は位置決め部材４１０の側面８３１、８３２と一体化している。熱良導部８４０は第２領域６１２と厚みが等しいので、伝熱面積には実質的な差がない。したがって、熱良導部８４０は第２領域６１２と熱抵抗が同程度である。しかし、突起８４１により熱良導部４２０は第２領域６１２よりも、体積が大きいので熱容量が大きく、表面積が大きいので放熱能力が高い。その結果、熱良導部８４０は第２領域６１２よりも温度が上がりにくいので接点ＣＰ２と中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬが小さく、熱膨張率α(Ｔｒｆ)が低い。これらの差で中心軸２４２から接点ＣＰ２までの距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳが相殺されるように、突起８４１のサイズを設計することは可能である。また、突起８４１は図７の示す突起７２１、７２２とは突出方向が異なるので、感光体ドラム２４Ｋの端面２４３との間隔を十分に空けることができる。これにより、外部からの振動／衝撃によって位置決め部材４１０が感光体ドラム２４Ｋに接触する危険性が抑えられる。
【００６０】
図９の（ａ）は、熱良導部の別例９２０を含む位置決め部材４１０の側面９１１が見える位置で描いたその位置決め部材４１０の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の示す側面９１１とは反対側の側面９１２が見える位置で描いた同じ位置決め部材４１０の斜視図である。これらの図でも図７と同様、位置決め部材４１０の全体形状が簡略化され、熱良導部９２０のリブ９２１、９２２の大きさが誇張されている。これらの図が示すように、熱良導部９２０は、位置決め部材４１０の側面９１１、９１２から法線方向に張り出した直方体形状のリブ９２１、９２２を、各側面９１１、９１２に複数ずつ（図９の（ａ）、（ｂ）では２つずつ）含む。熱良導部９２０は位置決め部材４１０の他の部分と共に一体成形されている。各リブ９２１が含む５枚の表面のうち、１枚は規制面４１３と一体化している。各リブ９２１、９２２の幅（側面９１１、９１２に対しては平行であり、長手方向に対しては垂直である方向における長さ）ＷＤは図７の示す突起７２１、７２２の幅の半分以下であるので、熱良導部９２０は第２領域６１２と比べて伝熱面積には実質的な差がない。したがって、熱良導部９２０は第２領域６１２と熱抵抗が同程度である。しかし、リブ９２１、９２２により熱良導部４２０は第２領域６１２よりも、体積が大きいので熱容量が大きく、表面積が大きいので放熱能力が高い。その結果、熱良導部８４０は第２領域６１２よりも温度が上がりにくいので、接点ＣＰ２と中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬが小さく、熱膨張率α(Ｔｒｆ)が低い。これらの差で中心軸２４２から接点ＣＰ２までの距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳが相殺されるように、リブ９２１、９２２のサイズと数とを設計することは可能である。また、リブ９２１、９２２は図７の示す突起７２１、７２２よりも１つあたりの幅が狭いので、接点ＣＰ２からの熱の流入に伴って生じる熱応力が、リブ９２１、９２２では図７の示す突起７２１、７２２よりも緩和される。
【００６１】
図９の（ｃ）は、熱良導部の更に別の例９４０を含む位置決め部材４１０の側面９３１が見える位置で描いたその位置決め部材４１０の斜視図である。この図でも図７と同様、位置決め部材４１０の全体形状が簡略化されている。この熱良導部９４０は第２領域６１２よりも表面が粗い。熱良導部９４０は特に、位置決め部材４１０の側面９３１に刻まれた複数本の溝９４１を含む。図９の（ｃ）は溝９４１の拡大断面図も含む。これらの溝９４１は、位置決め部材４１０の他の部分と共に一体成形されたものであっても、成形後に刻まれたものであってもよい。熱良導部９４０は第２領域６１２と比べ、全体形状のサイズと体積とのいずれにも実質的な差がない。したがって、熱良導部９４０は第２領域６１２とは熱容量と熱抵抗とが同程度である。しかし、複数本の溝９４１により熱良導部９４０は第２領域６１２よりも表面積が大きいので、放熱能力が高い。その結果、熱良導部９４０は第２領域６１２よりも温度が上がりにくいので、接点ＣＰ２と中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬが小さく、熱膨張率α(Ｔｒｆ)が低い。これらの差で中心軸２４２から接点ＣＰ２までの距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳが相殺されるように、溝９４１のサイズと本数とを設計することは可能である。
【００６２】
図９の（ｄ）は、熱良導部の他の例９６０を含む位置決め部材４１０の側面９５１が見える位置で描いた位置決め部材４１０の斜視図である。この図でも図７と同様、位置決め部材４１０の全体形状が簡略化されている。この熱良導部９６０は、第２領域６１２を構成する材質とは異なる材質で構成されている。この材質は第２領域６１２の材質よりも熱伝導率が高い。全体形状のサイズ、体積、および表面積については熱良導部９６０は第２領域６１２と実質的な差がない。したがって、熱良導部９６０は第２領域６１２と比べ、熱容量と放熱能力とは同程度であるが、熱抵抗は低い。その結果、熱良導部９６０は第２領域６１２よりも温度勾配が生じにくいので、接点ＣＰ２と中心軸２４２近傍との間での温度差ＴＨ−ＴＬが小さい。この差で中心軸２４２から接点ＣＰ２までの距離ＤＡの差ＤＬ−ＤＳが相殺されるように、熱良導部９６０の材質を選択してそのサイズを設計することは可能である。
【００６３】
（J）位置決め部材４１０は感光体ドラム２４Ｋの両側に配置される。これらの間では熱良導部の構造が共通であってもよく、光書込部２０２から伝わる熱量の大きさに合わせて異なっていてもよい。
図１０の（ａ）は、感光体ドラム２４Ｋとその両側に配置された位置決め部材４１０、５１０との斜視図であり、（ｂ）は一方の位置決め部材５１０の斜視図であり、（ｃ）は他方の位置決め部材４１０の斜視図である。図１０の（ｃ）の示す第１位置決め部材４１０は図７の示すものと同じ構造であり、熱良導部４２０が直方体形状の突起７２１、７２２を含む。これに対し、図１０の（ｂ）の示す第２位置決め部材５１０は、熱良導部が直方体形状の突起Ａ２１、Ａ２２を含む点では共通する。しかし、それらの突起Ａ２１、Ａ２２のサイズＴＧＣ×ＬＬＧは第１位置決め部材４１０の突起７２１、７２２のサイズＴＨＣ×ＬＮＧよりも小さい。これは次の理由に因る。
【００６４】
図２の（ｃ）と図４の（ｂ）とが示すように、光書込部２０２ではドライバーＩＣ２５３が光源基板２２１の長手方向における片端に配置されている。ドライバーＩＣ２５３の発熱量は大きいので、これとの距離が近い第１位置決め部材４１０は、その距離が遠い第２位置決め部材５１０よりも、ピン２７１との接点ＣＰ２からの熱流束が大きい。この場合、第１位置決め部材４１０よりも第２位置決め部材５１０は温度が上がりにくいので、一定の使用時間に生じる温度分布の代表値Ｔｒｆと最高値ＴＨとはいずれも、第１位置決め部材４１０よりも第２位置決め部材５１０の方が低い。したがって、式（２）で得られる熱膨張量ΔＤＬ、すなわち感光体ドラム２４Ｋの中心軸２４２からピン２７１との接点ＣＰ２までの距離ＤＡが最大値ＤＬに等しいときの熱膨張量は、第１位置決め部材４１０よりも第２位置決め部材５１０の方が低い。その結果、この熱膨張量ΔＤＬが位置決め誤差の許容範囲を超える危険性は、第１位置決め部材４１０に比べて第２位置決め部材５１０では低い。それ故、第２位置決め部材５１０の突起Ａ２１、Ａ２２は第１位置決め部材４１０の突起７２１、７２２よりも小型化されて、熱容量が小さく、放熱能力が低く、または熱抵抗が高く設計されても構わない。さらに、第１位置決め部材４１０の熱膨張量に比べて第２位置決め部材５１０の熱膨張量が無視できるほど小さい場合、第２位置決め部材５１０には突起Ａ２１、Ａ２２が設けられなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、電子写真式の画像形成装置において感光体に対する光書込部の位置を決める構造に関し、上記のとおり、単一の位置決め部材の一端面を感光体の回転軸と同軸の円弧面にすると共に、他端面をその回転軸のまわりの角度に応じてその回転軸からの距離が異なる曲面にする。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００    プリンター
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ    感光体ユニット
２１      中間転写ベルト
２１Ｌ    従動プーリー
２１Ｒ    駆動プーリー
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ    １次転写ローラー
２３      ２次転写ローラー
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ    感光体ドラム
２０２    光書込部
２２１    光源基板
２２２    レンズアレイ
２２３    ホルダー
２４１    感光体ドラムの外周面
２４２    感光体ドラムの中心軸
２４３    感光体ドラムの端面
２７１    ピン
３００    中間転写ユニット
３０１    中間転写ユニットのフレーム
３０２、３０３、３０４、３０５    フレームの側面
３１１    支持部材
３１２    第１バネ
４０１    感光体ユニットのフレーム
４０４    板金
４０５    第２バネ
４１０    位置決め部材
４１１    位置決め部材の中央部の穴
４１２    位置決め部材の第１端面
４１３    位置決め部材の第２端面
４１４    位置決め部材の中間部分
６０１、６０２    感光体ドラムの周方向における第２端面の端部
【図１】
2018077297.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018077297.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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