(57)【要約】【課題】偏心カムよりも焦点を微調整することが可能でしかも完成品に装填する前に調整可能な画像形成装置及び画像走査装置を提供する。【解決手段】書き込まれる／読み込まれる像の支持体と、支持体をそれ自身の軸回りに回転可能に保持するホルダー３と、書き込み／読み込みの光源となるＬＥＤヘッド４と、このＬＥＤヘッド及びホルダーの一方に支持され、他方に当接して回転に伴って他方を従動させるカム６とを備える画像形成／走査装置において、前記カムにおける案内面が、前記カムの回転軸に垂直な断面視で渦巻き形状をなしていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書き込まれる像の支持体と、支持体をそれ自身の軸回りに回転可能に保持するホルダーと、書き込みの光源となるＬＥＤヘッドと、このＬＥＤヘッド及びホルダーの一方に支持され、他方に当接して回転に伴って他方を従動させるカムとを備える画像形成装置において、
前記カムにおける案内面が、前記カムの回転軸に垂直な断面視で渦巻き形状をなしていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
更に前記カムの回転軸の近傍に係止部材が回転軸に対して進退可能に固定されており、回転軸の周囲に係止部材と噛み合う歯が形成されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
更に前記カムの回転軸の近傍に押圧部材が回転軸に対して進退可能に固定されており、回転軸の外周面に押圧部材と当接する平坦面が形成されている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像の支持体が感光体もしくは像担持体であって、前記ＬＥＤヘッドがＬＥＤプリントヘッドである請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤヘッドが、複数のＬＥＤを配列させて固定するものである請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
更に前記ＬＥＤヘッドにおける前記支持体と反対側の面に、ＬＥＤヘッドを前記支持体に向かって押す弾性体を備える請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
読み込まれる像の支持体と、支持体をそれ自身の軸回りに回転可能に保持するホルダーと、読み込みの光源となるＬＥＤヘッドと、このＬＥＤヘッド及びホルダーの一方に支持され、他方に当接して回転に伴って他方を従動させるカムとを備える画像走査装置において、
前記カムにおける案内面が、前記カムの回転軸に垂直な断面視で渦巻き形状をなしていることを特徴とする画像走査装置。
【請求項８】
更に前記カムの回転軸の近傍に係止部材が回転軸に対して進退可能に固定されており、回転軸の周囲に係止部材と噛み合う歯が形成されている請求項７に記載の画像走査装置。
【請求項９】
更に前記カムの回転軸の近傍に押圧部材が回転軸に対して進退可能に固定されており、回転軸の外周面に押圧部材と当接する平坦面が形成されている請求項７に記載の画像走査装置。
【請求項１０】
前記像の支持体がプラテンローラもしくは像担持体であって、前記ＬＥＤヘッドがＬＥＤスキャナヘッドである請求項７〜９のいずれかに記載の画像走査装置。
【請求項１１】
前記ＬＥＤヘッドが、複数のＬＥＤを配列させて固定するものである請求項７〜１０のいずれかに記載の画像走査装置。
【請求項１２】
更に前記ＬＥＤヘッドにおける前記支持体と反対側の面に、ＬＥＤヘッドを前記支持体に向かって押す弾性体を備える請求項７〜１１のいずれかに記載の画像走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源としてＬＥＤを備える画像形成装置及び画像走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤプリントヘッドを書き込みの光源とする画像装置は、ＬＥＤと像の支持体としての感光体との間にレンズを備え、ＬＥＤの発する光をレンズで収束させることにより支持体上に結像させる。また、ＬＥＤスキャナヘッドを読み込みの光源とする画像装置は、ＬＥＤと像の支持体としてのプラテンローラとの間に透明ガラスを備え、ＬＥＤの発する光をレンズで収束させた後にガラスを介して原稿に照射し、反射光を撮像する。この光学系の焦点を合わせるための調整手段として、ねじ運動に伴って又は偏心カム（特許文献１）や渦巻きカム（特許文献２）の回転に応じてＬＥＤヘッドを従動させる方法が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２８５４７１
【特許文献２】特開平５−１２７４９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ねじ運動を利用する方法は、ねじのタップ分以上の厚みのある基板が必要であって装置の小型化の妨げとなるし、焦点調整の際にねじの頭部周辺の部品をいったん取り外さなければならない煩わしさを有していた。
一方、特許文献１のように、カムの案内面に対して回転中心を偏らせただけでは、フォーカス高さがカムの回転角に対して反転せずに変化する回転角度範囲が狭い。例えば、図８に示すような円形の案内面Ａを有し、回転軸Ｂが偏心位置に設けられた偏心カムＣの場合、図９に示すように回転可能な角度範囲は０°〜１８０°間の１８０°である。従って、回転軸の径を２ｍｍ、カムの案内面の径を３ｍｍ、偏心量を０．４ｍｍ、１段階当たりの調整角度を２２．５°とすると、１段階当たりの移動量が最大０．１５３１ｍｍにもなり、もっと移動量の小さい微調整手段が望まれていた。
【０００４】
また、特許文献２に記載のプリンタにおいては、ＬＥＤヘッドと感光体との組み合わせだけでは焦点調整することができず、それらをプリンタに装填した後に行う必要がある。
それ故、この発明の課題は、偏心カムよりも焦点を微調整することが可能でしかも完成品に装填する前に調整可能な画像形成装置及び画像走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
その課題を解決するために、この発明の画像形成装置は、
書き込まれる像の支持体と、支持体をそれ自身の軸回りに回転可能に保持するホルダーと、書き込みの光源となるＬＥＤヘッドと、このＬＥＤヘッド及びホルダーの一方に支持され、他方に当接して回転に伴って他方を従動させるカムとを備える画像形成装置において、
前記カムにおける案内面が、前記カムの回転軸に垂直な断面視で渦巻き形状をなしていることを特徴とする。
この場合、前記像の支持体は、通常感光体もしくは像担持体であって、前記ＬＥＤヘッドはＬＥＤプリントヘッドである。
【０００６】
同じく前記課題を解決するために、この発明の画像走査装置は、
読み込まれる像の支持体と、支持体をそれ自身の軸回りに回転可能に保持するホルダーと、読み込みの光源となるＬＥＤヘッドと、このＬＥＤヘッド及びホルダーの一方に支持され、他方に当接して回転に伴って他方を従動させるカムとを備える画像走査装置において、
前記カムにおける案内面が、前記カムの回転軸に垂直な断面視で渦巻き形状をなしていることを特徴とする。
この場合、前記像の支持体は、通常プラテンローラもしくは像担持体であって、前記ＬＥＤヘッドはＬＥＤスキャナヘッドである。
【０００７】
この発明の画像形成装置及び画像走査装置（以下、「画像形成／走査装置」という。）によれば、カムがＬＥＤヘッド及びホルダーの一方に支持され、他方に当接しているので、像の支持体、ホルダー及びＬＥＤヘッドの３点を組み合わせた段階で焦点調整することができる。また、カムが渦巻き状をなしているので、フォーカス高さがカムの回転角に対して反転せずに変化する回転角度範囲は偏心カムよりも広い。従って、より細かな微調整が可能である。
【０００８】
この画像形成／走査装置において、更に前記カムの回転軸の近傍に係止部材が回転軸に対して進退可能に固定されており、回転軸の周囲に係止部材と噛み合う歯が形成されていると好ましい。これにより、焦点調整後、係止部材と歯とを噛み合わせておくことで、ＬＥＤヘッドと像の支持体との相対位置を固定することができるからである。
係止部材に代えて前記カムの回転軸の近傍に押圧部材が回転軸に対して進退可能に固定されており、歯に代えて回転軸の外周面に押圧部材と当接する平坦面が形成されていてもよい。
【０００９】
前記ＬＥＤヘッドは、複数のＬＥＤを配列させて固定するものであってよい。
更に前記ＬＥＤヘッドにおける前記支持体と反対側の面に、ＬＥＤヘッドを前記支持体に向かって押す弾性体を備えると好ましい。弾性体の圧力により、カムの案内面が従節側のＬＥＤヘッド又はホルダーに確実に当接し、ＬＥＤヘッドと支持体との位置関係が安定するからである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の画像形成／走査装置によれば、像の支持体、ホルダー及びＬＥＤヘッドの３点を組み合わせた段階で焦点調整することができるので、これら３点の部品メーカーが焦点調整済みとして出荷することができ、完成品メーカーにとっても手間が省ける。また、フォーカス高さがカムの回転角に対して反転せずに変化する回転角度範囲が偏心カムよりも広く、より細かな微調整が可能であるから、精度の高い画像形成又は画像走査をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
−実施形態１−
この発明の画像形成装置の実施形態を図面とともに説明する。図１（ａ）は実施形態に係る画像形成装置を示す正面図、図１（ｂ）は同じく右側面図（ホルダーは省略）である。画像形成装置１は、パソコン、デジタルカメラなどの機器と接続されるプリンタの主要部であって、感光体２、感光体２を保持するホルダー３、ＬＥＤプリントヘッド４、及びロッドレンズアレイ５を備える。
【００１２】
感光体２は、円柱状であって、中心線上に回転軸２ａが取り付けられ、回転軸２ａの両端がホルダー３に図略の軸受けを介して保持されている。ＬＥＤプリントヘッド４は、感光体２の径方向一方の側に感光体２に対して往復動可能に固定されている。ＬＥＤプリントヘッド４における感光体２と対向する面には、ロッドレンズアレイ５が取り付けられ、その両側にカム６、６が取り付けられている。ロッドレンズアレイ５は、多数のレンズがＬＥＤと対向するように配列したものである。また、ＬＥＤプリントヘッド４における反対側の面には、ＬＥＤプリントヘッド４を感光体２に向かって押すバネ４ｂ、４ｂが取り付けられている。ＬＥＤアレイ４ａは、多数のＬＥＤが回転軸２ａと平行な方向に配列したもので、発光部がロッドレンズアレイ５側を向くようにＬＥＤプリントヘッド４内に組み込まれている。
【００１３】
画像形成装置１においては、接続される機器にインストールされたアプリケーションソフト及びプリンタドライバの指示に従ってＬＥＤが点滅し、ＬＥＤの発する光をレンズで収束させることにより感光体２上に潜像が形成される。そこで、このレンズの焦点を各画像形成装置１ごとに合わせるため、ＬＥＤプリントヘッド４と感光体２との距離がカム６、６によって調整される。
【００１４】
カム６は、図２の（ａ）に正面図、（ｂ）に底面図、（ｃ）にＢ−Ｂ’断面図、（ｄ）に右側面図、（ｅ）にＡ−Ａ’断面図として示すように、カム軸６ａと、カム軸６ａの両端に形成された案内板６ｂ、６ｂとからなり、いずれも樹脂製で一体的に射出成形されている。カム軸６ａは、回転軸２ａと捻れの方向に取り付けられ、案内板６ｂは、外周面がカム軸６ａに垂直な断面視で渦巻き形状をなし、ホルダー３と当接している。そして、軸方向外側の面には十字形の凹部６ｄが形成され、その部分に精密プラスドライバーを差し込んで回すことにより、カム６が回転する。案内板６ｂの渦巻き形状は、図３に示すように中心から最も距離の近い外周面の半径をｈ１（例えば１ｍｍ）とするとき、そこから４５°の角度間隔で半径が一定の長さ（例えば０．２ｍｍ）ずつ増し、隣り合う径線の先端間を結ぶ円弧の連続からなる。図中、円弧の長さｒ１、ｒ２・・・と４５°毎の半径の長さとは、ｒ１＝ｈ２、ｒ２＝ｈ３、ｒ３＝ｈ４、ｒ４＝ｈ５、ｒ５＝ｈ６、ｒ６＝ｈ７、ｒ７，ｒ８＝ｈ８の関係にある。
【００１５】
画像形成装置１においては、カム軸６ａを回転させることにより、カム軸６ａの中心から外周面６ｂとホルダー３との接点までの距離に応じてＬＥＤプリントヘッド４が感光体２に対して変位する。そして、カム６の回転角に対して焦点位置は、図４に示すように変化する。すなわち、回転角度範囲は０°〜２７０°と広い。従って、１段階当たりの調整角度を２２．５°とすると、１段階当たりの移動量が最大でも０．１０２ｍｍであり、極微調整が可能である。しかも回転角と焦点位置との関係がほぼ比例しているので、調整しやすい。
【００１６】
図５（ａ）はカム６に代えて画像形成装置１に適用可能な別のカム１６を示す断面図、図５（ｂ）は更に別のカム２６を示す断面図である。カム１６においては、カム軸１６ａの周囲に歯１６ｃ、１６ｃ・・・が形成され、カム軸１６ａの近傍に歯車歯１６ｃと噛み合う係止部材１６ｄがカム軸１６ａに対して径方向に進退可能に固定されている。これにより、焦点調整後、係止部材１６ｄと歯１６ｃとを噛み合わせておくことで、ＬＥＤプリントヘッド４と感光体２との相対位置を固定することができる。従って、プリンタへの装填のための搬送途中で焦点が狂うことはない。カム２６においては、係止部材１６ｄに代えてカム軸２６ａの近傍に先端部側面が平坦な押圧部材２６ｄがカム軸２６ａに対して進退可能に固定されており、歯１６ｃに代えてカム軸２６ａの外周面に押圧部材２６ｄと当接する多数の平坦面２６ｃが形成されている。すなわち、カム軸２６ａは径方向断面において正多角形をなす。
【００１７】
−実施形態２−
この発明の画像走査装置の実施形態を図面とともに説明する。図６（ａ）は実施形態に係る画像走査装置を示す正面図、図６（ｂ）は同じく右側面図（ホルダーは省略）、図７は回転軸１２ａに垂直な方向に沿ってＬＥＤスキャナヘッド１４を切断した断面図である。画像走査装置１１は、パソコンなどの機器と接続されたり、複写機などに装填されたりするスキャナの主要部であって、プラテンローラ１２、プラテンローラ１２を保持するホルダー１３、ＬＥＤスキャナヘッド１４、及びガラス製の透明板１７を備える。
【００１８】
プラテンローラ１２は、円柱状であって、中心線上に回転軸１２ａが取り付けられ、回転軸１２ａの両端がホルダー１３に図略の軸受けを介して保持されている。ＬＥＤスキャナヘッド１４は、プラテンローラ１２の径方向一方の側にプラテンローラ１２に対して往復動可能に固定されている。ＬＥＤスキャナヘッド１４におけるプラテンローラ１２と対向する面には、ロッドレンズアレイ１５が取り付けられ、その両側に実施形態１におけるものと同じカム６、６が取り付けられている。また、ＬＥＤスキャナヘッド１４における反対側の面には、ＬＥＤスキャナヘッド１４をプラテンローラ１２に向かって押すバネ４ｂ、４ｂが取り付けられている。ＬＥＤアレイ１４ａは、多数のＬＥＤが回転軸１２ａと平行な方向に配列したもので、発光部がロッドレンズアレイ１５側を向くようにＬＥＤスキャナヘッド１４内に組み込まれている。透明板１７は、プラテンローラ１２とロッドレンズアレイ１５との間に位置するようにホルダー１３に固定されている。透明板１７は、ＬＥＤアレイ１４ａ全体と対向する一枚板である。
【００１９】
画像走査成装置１１においては、原稿Ｗが読みとり面をＬＥＤアレイ１４ａ側に向けてプラテンローラ１２と透明板１７との間に挿入され、プラテンローラ１２で送られる。そして、機器にインストールされたスキャナドライバの指示に従ってＬＥＤが点灯し、ＬＥＤの発する光がレンズで収束されて原稿に照射され、原稿から反射する光がＣＣＤ素子にて撮像される。ロッドレンズアレイ１５の焦点すなわち図７に示すロッドレンズアレイ１５と結像位置Ｐ（プラテンローラ１２の外周面もしくは原稿面）との距離Ｌiは、ＬＥＤスキャナヘッド１４とプラテンローラ１２との距離をカム６、６によって調整することにより合わせられる。ＬＥＤアレイ１４ａとロッドレンズアレイ１５との距離Ｌ0は、カム６、６の位相にかかわらず一定である。カム６、６は、実施形態１におけるものと同形同質であってよい。
【００２０】
尚、カム６は、図示の形態と異なり、ＬＥＤスキャナヘッド１４の片側に１個だけ取り付けてＬＥＤスキャナヘッド１４の傾き調整の手段としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は実施形態１に係る画像形成装置を示す正面図、（ｂ）は同じく右側面図（ホルダーは省略）である。
【図２】（ａ）はカムの正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図３】カムの設計方法を示す図である。
【図４】実施形態１のカムの回転角に対する焦点位置の変化を示すグラフである。
【図５】（ａ）は実施形態１に適用可能な別のカムを示す断面図、（ｂ）は更に別のカムを示す断面図である。
【図６】（ａ）は実施形態２に係る画像走査装置を示す正面図、（ｂ）は同じく右側面図（ホルダーは省略）である。
【図７】回転軸１２ａに垂直な方向に沿ってＬＥＤスキャナヘッド１４を切断した断面図である。
【図８】従来の偏心カムを示す図である。
【図９】従来の偏心カムの回転角に対する焦点位置の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２２】
１  画像形成装置
１１  画像走査装置
２  感光体
１２  プラテンローラ
３，１３  ホルダー
４，１４  ＬＥＤヘッド
５  ロッドレンズアレイ
１５  透明板
６  カム
【図１】
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【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】
2008207418.tif 000009
【図８】
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【図９】
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