(57)【要約】【課題】露光ユニットの他に重畳光照射ユニットを設けた場合に、メンテナンス交換時の無駄な取り付け調整作業及び無駄な交換部品の発生を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】潜像形成用の光源アレイ１１とルーフプリズムレンズアレイ１２とを有する露光ユニット１と、潜像形成用の光源アレイ１１からの光に重畳させて均一な光量の重畳光を照射する重畳光照射ユニット２とを、画像形成装置本体に対して互いに独立に着脱可能に構成する。【選択図】  図１
2004175040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像形成用の発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する潜像形成用の結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた画像形成装置であって、
該潜像形成用の発光源からの光に重畳させて均一な光量の重畳光を照射する重畳光照射手段を設け、
該露光手段及び該重畳光照射手段を、画像形成装置本体に対して互いに独立に着脱可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記潜像形成用の発光源として、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が配列された光源アレイを用い、
上記潜像形成用の結像手段として、光入射側のレンズと、光出射側のレンズと、該光入射側のレンズから入射した光を該光出射側のレンズへ導いて出射させるように互いに直交する２つの光反射面とを有する結像素子が列状に複数並んだ結像素子アレイを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記露光手段及び上記重畳光照射手段のそれぞれを互いに独立したユニットとして構成し、
画像形成装置本体側に、潜像担持体に対して位置決めされたベース部材を設け、
該ベース部材に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、
該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方の長手方向両端部側面に嵌合用穴を設け、もう一方の長手方向両端部に、該ユニットを該ベース部材に固定するように該嵌合用穴に嵌合し且つ該嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記露光手段及び上記重畳光照射手段のそれぞれを互いに独立したユニットとして構成し、
画像形成装置本体側に、潜像担持体に対して位置決めされたベース部材を設け、
該ベース部材に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、
該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向一端部に、該ベース部材に対する該ユニットの移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設け、
該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向他端部に、該ユニットの係合部と該ベース部材の係合部とが互いに係合した状態で該ユニットを該ベース部材に固定するための固定手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記露光手段及び上記重畳光照射手段のそれぞれを互いに独立したユニットとして構成し、
画像形成装置本体側に、潜像担持体に対して位置決めされたベース部材を設け、
該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方に、該ユニット及び該ベース部材が対向している対向面の沿った方向に延在するガイド溝を設け、もう一方に、該ガイド溝に挿入されてガイドされる被ガイド凸部を設け、
該被ガイド凸部が該ガイド溝に挿入された所定の取り付け位置で該ユニットを該ベース部材に固定するための位置決め固定手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３、４又は５の画像形成装置において、
上記ベース部材に上記各ユニットが取り付けられた状態で各ユニットを一方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３、４又は５の画像形成装置において、
上記固定手段を、上記ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で該ユニットを上記ベース部材に固定するように設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項２の画像形成装置において、
上記露光手段及び上記重畳光照射手段それぞれを、上記光源アレイ及び該光源アレイの駆動回路を有する基板ユニットと、上記結像素子アレイを有するカバー部材とを用いて構成し、
画像形成装置本体側に、該基板ユニット及び該カバー部材が着脱可能なベース部材を、潜像担持体に対して位置決めして取り付け、
該ベース部材に対して該カバー部材を位置決めする位置決め手段と、該べース部材に対して該基板ユニット及び該カバー部材を固定する固定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置に用いる光書き込み装置として、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が配列された光源アレイと、結像手段としてのルーフプリズムレンズアレイとを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このルーフプリズムレンズアレイは、光入射側のレンズと、光出射側のレンズと、互いに直交するルーフ状の２つ光反射面を有するルーフプリズムとを有する結像素子が列状に複数並んだものである。光源アレイの各発光源から出た光は、ルーフプリズムの光入射側のレンズから入射し、ルーフプリズムの互いに直交する２つの光反射面で反射され、光出射側のレンズから出射し、潜像担持体の表面に導かれる。このように各発光源から出た光が潜像担持体の表面に導かれ、各発光源の発光点の像が潜像担持体表面（被走査面）上に正立等倍で結像される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１０８４０５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、結像手段として上記ルーフプリズムレンズアレイを用いた光書き込み装置では、光源アレイの各発光源から出た光を潜像担持体表面に導くためにルーフプリズムの２つの光反射面による反射を用いている。そのため、かかる光反射面での反射を用いないセルフォックレンズアレイを用いた光書き込み装置に比して、潜像担持体表面に照射される照射光の光量が少なくなる傾向があった。このように潜像担持体表面に照射される照射光の光量が少ないと、潜像担持体の表面電位を現像工程で必要となる電位レベルまで減衰させることができず、潜像担持体に所望の潜像を形成することができないおそれがある。
【０００５】
以上、結像手段としてルーフプリズムレンズアレイを用いた光書き込み装置の場合について説明したが、上記潜像担持体表面上の照射光の光量不足という問題は、他の種類の結像手段を用いた場合でも同様に発生し得るものである。例えば、結像手段としてルーフプリズムレンズアレイの代わりにルーフミラーレンズアレイを用いた光書き込み装置の場合にも、上記潜像担持体表面上の照射光の光量不足という問題は生じ得る。このルーフミラーレンズアレイは、光入射側のレンズと光出射側のレンズと互いに直交する２つ光反射面を形成するためのルーフミラーとを有する複数の結像素子が列状に配列されたものである。また、発光源の発光強度が十分に得られない場合は、上記セルフォックレンズアレイ等を他の結像手段として用いたとしても上記潜像担持体表面上の照射光の光量不足という問題は生じる可能性がある。
【０００６】
そこで、本出願人は、上記照射光の光量不足を防止するために、潜像形成用の発光源からの光に重畳させて均一な光量の重畳光を照射する重畳光照射手段を設けた光書き込み装置を備えた画像形成装置を提案した（特願２００２−３３３４７０号参照）。しかしながら、上記潜像形成用の露光手段の他に上記重畳光照射手段を設けた光書き込み装置の場合、露光手段の部品と重畳光照射手段の部品は必ず同じ時期に寿命が到来するとは限らない。そのため、光書き込み装置のメンテナンスの際に両手段を一括して交換してしまうと、両手段のうち寿命が到来していない手段の部品が無駄になってしまうという問題点が残されていた。また、上記露光手段及び重畳光照射手段の両方について必ず取り付け調整作業が必要となり、無駄なメンテナンス作業が発生してしまうという問題点も残されていた。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものである。本発明の目的は、露光手段の他に重畳光照射手段を設けた場合に、メンテナンス交換時の無駄な取り付け調整作業及び無駄な交換部品の発生を防止することができる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像形成用の発光源と、該発光源の光を潜像担持体の表面に導いて結像する潜像形成用の結像手段とを有し、画像データに基づいて強度が変化する光を潜像担持体に照射する露光手段を備えた画像形成装置であって、該潜像形成用の発光源からの光に重畳させて均一な光量の重畳光を照射する重畳光照射手段を設け、該露光手段及び該重畳光照射手段を、画像形成装置本体に対して互いに独立に着脱可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記潜像形成用の発光源として、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が配列された光源アレイを用い、上記潜像形成用の結像手段として、光入射側のレンズと、光出射側のレンズと、該光入射側のレンズから入射した光を該光出射側のレンズへ導いて出射させるように互いに直交する２つの光反射面とを有する結像素子が列状に複数並んだ結像素子アレイを用いたことを特徴とするものである。また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段及び上記重畳光照射手段のそれぞれを互いに独立したユニットとして構成し、画像形成装置本体側に、潜像担持体に対して位置決めされたベース部材を設け、該ベース部材に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方の長手方向両端部側面に嵌合用穴を設け、もう一方の長手方向両端部に、該ユニットを該ベース部材に固定するように該嵌合用穴に嵌合し且つ該嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段及び上記重畳光照射手段のそれぞれを互いに独立したユニットとして構成し、画像形成装置本体側に、潜像担持体に対して位置決めされたベース部材を設け、該ベース部材に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段を設け、該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向一端部に、該ベース部材に対する該ユニットの移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設け、該ユニット及び該ベース部材それぞれの長手方向他端部に、該ユニットの係合部と該ベース部材の係合部とが互いに係合した状態で該ユニットを該ベース部材に固定するための固定手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記露光手段及び上記重畳光照射手段のそれぞれを互いに独立したユニットとして構成し、画像形成装置本体側に、潜像担持体に対して位置決めされたベース部材を設け、該ユニット及び該ベース部材のうち、いずれか一方に、該ユニット及び該ベース部材が対向している対向面の沿った方向に延在するガイド溝を設け、もう一方に、該ガイド溝に挿入されてガイドされる被ガイド凸部を設け、該被ガイド凸部が該ガイド溝に挿入された所定の取り付け位置で該ユニットを該ベース部材に固定するための位置決め固定手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、上記ベース部材に上記各ユニットが取り付けられた状態で各ユニットを一方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項３、４又は５の画像形成装置において、上記固定手段を、上記ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で該ユニットを上記ベース部材に固定するように設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記露光手段及び上記重畳光照射手段それぞれを、上記光源アレイ及び該光源アレイの駆動回路を有する基板ユニットと、上記結像素子アレイを有するカバー部材とを用いて構成し、画像形成装置本体側に、該基板ユニット及び該カバー部材が着脱可能なベース部材を、潜像担持体に対して位置決めして取り付け、該ベース部材に対して該カバー部材を位置決めする位置決め手段と、該べース部材に対して該基板ユニット及び該カバー部材を固定する固定手段とを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１乃至８の画像形成装置では、露光手段及び重畳光照射手段が、画像形成装置本体に対して互いに独立に着脱可能に構成されている。よって、メンテナンスの際に上記露光手段及び上記重畳光照射手段のうち寿命が到来している手段のみを画像形成装置本体から取り外して新しいものと交換できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の実施形態に係る光書き込み装置の概略構成図である。この光書き込み装置は、潜像形成用の露光手段としての露光ユニット１を備えている。この露光ユニット１は、潜像形成用の発光源としての光源アレイ１１と、潜像形成用の結像手段である結像素子アレイとしてのルーフプリズムレンズアレイ１２とを有している。光源アレイ１１は、画像データに基づいて発光強度が制御される複数の発光源が１列状に配列されたものであり、基板１３上に設けられている。この発光源としては例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用することができる。
【００１１】
上記ルーフプリズムレンズアレイ１２は、図３に示すようにレンズ及びルーフプリズムからなる複数の結像素子１２１が１列状に配列されたものである。各結像素子１２１のレンズの部分は、光源アレイ１１側である入射側に位置する入射面１２１ａと、潜像担持体としての感光体４側である出射側に位置する出射面１２１ｂとを有している。また、各結像素子１２１のルーフプリズムの部分は、互いに９０度の角度で傾いた２つの光反射面（プリズム面）１２１ｃ、１２１ｄを有している。各結像素子１２１は、上記射面１２１ａ及び出射面１２１ｂを有するレンズの部分と、上記２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄを有するルーフプリズムの部分とが一体的に形成されている。更に、各結像素子１２１は１列状に配列するように一体的に形成されている。上記結像素子１２１の２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄは結像に作用せず、入射光軸及び出射光軸に対して４５度で傾斜するように形成されている。上記光源アレイ１１の各発光源から出た光は、ルーフプリズムレンズアレイ１２のそれぞれ対応する結像素子２のレンズ部分の入射面１２１ａに入射し、ルーフプリズム部分の２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄで反射される。この光反射面１２１ｃ、１２１ｄで反射された光は、結像素子２のレンズ部分の出射面１２１ｂから出射して感光体４の表面４０１（潜像担持体表面）に至る。結像素子２のレンズ部分の結像作用により、光源アレイ１１の各発光源の発光点の像が、感光体表面４０１の対応する点に正立等倍で結ばれる。
【００１２】
上記構成の光書き込み装置では、ルーフプリズムレンズアレイ１２の各結像素子のルーフプリズム部分の２つの反射面１２１ｃ、１２１ｄで光が反射して感光体表面４０１に導かれる。そのため、かかる光反射面での反射を用いないセルフォックレンズアレイを用いた光書き込み装置に比して、感光体表面４０１に照射される照射光の光量が少なくなる傾向があった。本発明者が実際に照射光の光量を測定して比較したところ、ルーフプリズムレンズアレイ１２の場合の照射光の光量は、セルフォックレンズアレイの場合の１／６程度であった。
【００１３】
そこで、本実施形態の光書き込み装置では、感光体表面４０１の光照射領域の全体にわたって均一な光量の重畳光を照射する重畳光照射手段としての重畳光照射ユニット２を設けている。重畳光照射ユニット２で照射される重畳光は、光源アレイ１１から出射してルーフプリズムレンズアレイ１２で導かれて照射される光に重畳される。この重畳光照射ユニット２は、重畳光用の光源２１と、この重畳光用の光源２１から出射した重畳光を感光体表面４０１の光照射領域に導いて照射する結像レンズアレイ２２とを用いて構成されている。この重畳光照射ユニット２によって均一な光量の重畳光が照射されている状態で、上記光源アレイ１１の各発光源から出た潜像形成用の光がルーフプリズムレンズアレイ１２で導かれて感光体表面４０１に照射される。このように重畳光を照射することにより、上記互いに直交する光反射面を有するルーフプリズムレンズアレイ１２を用いた場合でも、感光体表面に照射される照射光の光量レベルを現像工程で必要な所定レベルまで引き上げることができる。以上のように上記重畳光の照射によって照射光量を均一に高めることにより、感光体４の光が照射された部分の表面電位を現像工程で必要なレベルまで減衰させるできる。したがって、照射光量の低下をもたらす互いに直交する２つの光反射面１２１ｃ、１２１ｄを有する結像素子アレイとしてのルーフプリズムレンズアレイ１２を用いた場合でも、現像不良の原因となる照射光量不足を防止できる。
【００１４】
本実施形態では、上記重畳光照射ユニット２の重畳光用の光源２１として、複数のＬＥＤ等からなる発光源が１列状に配列されたＬＥＤアレイ（発光素子アレイ）を用いている。このＬＥＤアレイは基板２３に取り付けられている。なお、重畳光照射ユニット２の重畳光用の光源２１としては、本実施形態のようなＬＥＤアレイのほか、ランプユニットを用いることもできる。このランプユニットは、例えば、棒状のランプ（例えばハロゲンランプ）と、ランプ光の光量分布を均一にするフィルタと、ライン状のスリットを有するアパチャとを用いて構成される。ランプの光はフィルタで光量分布が均一にされ、アパチャのスリットを通過し、結像レンズで感光体表面の光照射領域に重畳照射される。
【００１５】
本実施形態の光書込み装置において、上記露光ユニット１の部品と重畳光照射ユニット２の部品は必ず同じ時期に寿命が到来するとは限らない。そのため、光書き込み装置のメンテナンスの際に両ユニットを一括して交換してしまうと、両ユニットのうち寿命が到来していないほうの部品が無駄になってしまう。また、上記露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２の両方について必ず取り付け調整作業が必要となり、無駄なメンテナンス作業が発生してしまう。そこで、本実施形態の光書き込み装置は、露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２を画像形成装置本体に対して互いに独立に着脱可能に構成している。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。そして、このベース部材３に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段が設けられている。このユニット位置決め手段は、露光ユニット１側の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと、重畳光照射ユニット２側の位置決めピン２０２ａ，２０２ｂと、ベース部材３側の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄとにより構成されている。上記位置決めピン１０２ａ，１０２ｂは露光ユニット１のベース部材３に対向する面１０１側に設けられ、上記位置決めピン２０２ａ，２０２ｂは重畳光照射ユニット２のベース部材３に対向する面２０１側に設けられている。そして、上記位置決め穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄは、各位置決めピン１０２ａ，１０２ｂ，２０２ａ，２０２ｂと係合して各ユニット１，２を所定位置にガイドするように形成されている。
【００１７】
また、各ユニット１，２の長手方向両端部側面に嵌合用穴１０３、２０３を設けている。そして、ベース部材３の長手方向両端部に、各ユニット１、２をベース部材３に固定するように上記嵌合用穴１０３ａ，ｂ、２０３ａ，ｂに嵌合し且つこの嵌合用穴との嵌合を解除する方向に弾性変形可能な爪部材３０３ａ，ｂ，ｃ，ｄを設けている。
【００１８】
各ユニット１，２は次のようにして画像形成装置本体に取り付けることができる。例えば、露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂをそれぞれベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに挿入するように、露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。露光ユニット１の長手方向両端部がベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂの先端部斜面に接触し始めると、爪部材３０３ａ、３０３ｂが長手方向外側に向かって押し広げられるように弾性変形する。露光ユニット１が所定の取り付け位置まで移動すると、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂが貫通するようにベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに係合する。そして、ベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂの先端部に長手方向内側に向くように形成されたくさび状の部分が、露光ユニット１の両端部側面の嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂに嵌合することにより、露光ユニット１がベース部材３に位置決めされて固定される。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、ベース部材３の爪部材３０３ａ、３０３ｂを長手方向外側に向かって押し広げるように弾性変形させ、上記爪部材３０３ａ、３０３ｂと露光ユニット１の嵌合用穴１０３ａ，１０３ｂとの嵌合を解除する。この嵌合を解除した状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
なお、重畳光照射ユニット２についても、上記露光ユニット１の場合と同様に画像形成装置本体に取り付けたり、画像形成装置本体から取り外したりすることができる。
【００１９】
また、図１の構成では、ベース部材３の爪部材と各ユニット１、２の嵌合用穴とが嵌合した取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに各ユニット１、２を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図１に示すように、ベース部材３の各ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに各ユニット１、２を付勢することにより、ベース部材３と各ユニット１、２との間のガタの発生を防止することができる。
【００２０】
なお、図１の実施形態では、ベース部材３側に位置決め穴を設け、各ユニット１、２側に位置決めピンを設けているが、ベース部材３側に位置決めピンを設け、各ユニット１、２側に位置決め穴を設けてもよい。また、図１の実施形態では、ベース部材３側に爪部材を設け、各ユニット１、２側に嵌合用穴を設けているが、ベース部材３側に嵌合用穴を設け、各ユニット１、２側に爪部材を設けてもよい。
【００２１】
また、図１の実施形態のように、上記各ユニット１、２を固定する手段を各ユニット１、２の長手方向の端部のみに設けた場合、各ユニット１、２の長手方向の寸法が長いと長時間使用した時など各ユニット１、２の長手方向の中央部にたわみなどが発生するおそれがある。例えばＡ３サイズやＡ２サイズなどの露光幅が大きい場合にも使用できる長手方向の寸法が長い露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２を用いたときは、長時間使用した時など各ユニット１、２の長手方向中央部にたわみなどが発生するおそれがある。このように各ユニット１、２の長手方向中央部にたわみなどが発生すると、感光体４上の焦点位置が変化して潜像のドット径などの乱れの原因となる。そこで、かかる各ユニット１、２のたわみなどの問題を回避するために、各ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で各ユニット１、２をベース部材に固定するように設けることが望ましい。例えば、各ユニット１、２の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で固定する。
【００２２】
図４は、他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、上記図１の実施形態と同様に、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。そして、このベース部材３に対して各ユニットを位置決めするためのユニット位置決め手段が設けられている。このユニット位置決め手段は、露光ユニット１側の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂと、重畳光照射ユニット２側の位置決めピン２０２ａ，２０２ｂと、ベース部材３側の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄとにより構成されている。上記位置決めピン１０２ａ，１０２ｂは露光ユニット１のベース部材３に対向する面１０１側に設けられ、上記位置決めピン２０２ａ，２０２ｂは重畳光照射ユニット２のベース部材３に対向する面２０１側に設けられている。そして、上記位置決め穴３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄは、各位置決めピン１０２ａ，１０２ｂ，２０２ａ，２０２ｂと係合して各ユニット１，２を所定位置にガイドするように形成されている。本実施形態の構成では、各ユニット１、２の取り付けの際に位置決めピンの先端部がスムーズに挿入されるように、後述の係合部が形成されている図４中の左手前側にある１０２ａ，２０２ａの高さを低く設定している。
【００２３】
また、各ユニット１、２及びベース部材３それぞれの長手方向一端部に、ベース部材３に対する各ユニット１、２の移動を所定の取り付け位置で係止するように互いに係合する係合部を設けている。図４の構成例では、各ユニット１、２の長手方向一端部（図４中の左手前側の端部）のベース部材３と対向する面側に、長手方向外側に突出した板状の係合部１０４、２０４が形成されいている。一方、ベース部材３の長手方向一端部（図４中の左手前側の端部）の各ユニット１、２と対向する面側に、上記各ユニット１、２の板状の係合部１０４、２０４が引っかかるように係合する凹部を有する係合部３０４ａ，３０４ｂが形成されている。
【００２４】
また、各ユニット１、２及びベース部材３それぞれの長手方向他端部には、各ユニット１、２の係合部１０４、２０４とベース部材３の係合部３０４ａ，３０４ｂとが互いに係合した状態で各ユニット１、２をベース部材３に固定するための固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように各ユニット１、２の長手方向他端部をベース部材３にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、ベース部材３の長手方向他端部にネジ穴３０５ａ、３０５ｂが形成される。そして、各ユニット１、２の長手方向他端部に形成した貫通穴１０５、２０５を通して、ネジ部材１０６、２０６がネジ穴３０５ａ、３０５ｂにネジ止めされるように構成されている。
【００２５】
各ユニット１，２は次のようにして画像形成装置本体に取り付けることができる。例えば、露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の板状の係合部１０４をベース部材の係合部３０４ａに引っかけるように露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。このとき、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂをそれぞれベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに挿入するように、露光ユニット１をベース部材３に近づけていく。露光ユニット１が所定の取り付け位置まで移動すると、露光ユニット１の位置決めピン１０２ａ，１０２ｂが貫通するようにベース部材３の位置決め穴３０１ａ，３０１ｂに係合する。この状態で、露光ユニット２の反対側の端部をネジ部材１０６でベース部材３の端部に固定する。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、上記ネジ部材１０６をゆるめて取り外し、露光ユニット１の板状の係合部１０４をベース部材３の係合部３０４ａから引き抜きながら両係合部の係合を解除する。この係合を解除した状態で、露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
なお、重畳光照射ユニット２についても、上記露光ユニット１の場合と同様に画像形成装置本体に取り付けたり、画像形成装置本体から取り外したりすることができる。
【００２６】
また、図４の構成では、ベース部材３の爪部材と各ユニット１、２の嵌合用穴とが嵌合した取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに各ユニット１、２を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図３に示すように、ベース部材３の各ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに各ユニット１、２を付勢することにより、ベース部材３と各ユニット１、２との間のガタの発生を防止することができる。
【００２７】
なお、図４の実施形態では、ベース部材３側に位置決め穴を設け、各ユニット１、２側に位置決めピンを設けているが、ベース部材３側に位置決めピンを設け、各ユニット１、２側に位置決め穴を設けてもよい。また、図４の実施形態では、ベース部材３側に凹部を有する係合部を設け、各ユニット１、２側に板状の係合部を設けているが、ベース部材３側に板状の係合部を設け、各ユニット１、２側に凹部を有する係合部を設けてもよい。
【００２８】
また、図４の実施形態のように上記固定手段が各ユニット１、２の長手方向の端部のみに設けた場合、前述のように各ユニット１、２の長手方向の寸法が長いと長時間使用した時など各ユニット１、２の長手方向の中央部にたわみなどが発生するおそれがある。このように各ユニット１、２の長手方向中央部にたわみなどが発生すると、感光体４上の焦点位置が変化して潜像のドット径などの乱れの原因となる。そこで、かかる各ユニット１、２のたわみなどの問題を回避するために、各ユニットの長手方向における互いに異なる複数の位置で各ユニット１、２をベース部材に固定するように設けることが望ましい。例えば、各ユニット１、２の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で固定する。
【００２９】
図５は、更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。画像形成装置本体側には、感光体４に対して位置決めされたベース部材３が設けられている。このベース部材３の各ユニット１、２と対向する面側には、対向面の沿った長手方向における各ユニットの移動をガイドするためのガイド溝３０６ａ、３０６ｂが設けられている。一方、各ユニット１、２のベース部材３と対向している面側には、上記ベース部材３のガイド溝３０６ａ、３０６ｂに挿入されてガイドされる被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂ、２０７ａ、２０７ｂが設けられている。
また、所定の取り付け位置で各ユニット１、２をベース部材３に固定するための固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように各ユニット１、２の長手方向一端部をベース部材３にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、ベース部材３の長手方向一端部にネジ穴３０５ａ、３０５ｂが形成される。そして、各ユニット１、２の長手方向一端部に形成した貫通穴１０５、２０５を通して、ネジ部材１０６、２０６がネジ穴３０５ａ、３０５ｂにネジ止めされるように構成されている。
【００３０】
各ユニット１，２は次のようにして画像形成装置本体に取り付けることができる。例えば、露光ユニット１を取り付けるときは、露光ユニット１の上面の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂをベース部材３のガイド溝３０６ａ、３０６ｂに挿入するように、露光ユニット１を長手方向に移動させる。このとき、露光ユニット１の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂはベース部材３のガイド溝３０６ａ、３０６ｂでガイドされる。そして、露光ユニット１が所定の取り付け位置に到達したときに、露光ユニット２の一端部をネジ部材１０６でベース部材３の端部に固定する。
一方、露光ユニット１を画像形成装置から取りはずときは、上記ネジ部材１０６をゆるめて取り外し、露光ユニット１を長手方向にスライドさせながら移動することにより露光ユニット１をベース部材３から離間させる。
なお、重畳光照射ユニット２についても、上記露光ユニット１の場合と同様に画像形成装置本体に取り付けたり、画像形成装置本体から取り外したりすることができる。
【００３１】
また、図５の構成では、各ユニット１、２を所定の取り付け位置まで移動させてネジ止めした取り付け状態で、ベース部材３から離間する向きに各ユニット１、２を付勢する付勢する付勢手段を設けている。この付勢手段としては、図５に示すように、ベース部材３の各ユニットとの対向面側に設けたバネ部材３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄ、３０２ｅ，３０２ｆを用いることができる。このバネ部材でベース部材３から離間する向きに各ユニット１、２を付勢することにより、ベース部材３と各ユニット１、２との間のガタの発生を防止することができる。
【００３２】
なお、図５の実施形態では、ベース部材３側にガイド溝を設け、各ユニット１、２側に被ガイド凸部を設けているが、ベース部材３側に被ガイド凸部を設け、各ユニット１、２側にガイド溝を設けてもよい。
【００３３】
図６は更に他の実施形態に係る光書き込み装置の分解斜視図であり、図７は同光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図である。
上記露光手段や重畳光照射手段を備えた画像形成装置においては、感光体４と結像素子（固体レンズ群）の面とのギャップ（図８のＧ参照）を、焦点深度の関係から±１００μｍ程度の精度で管理・調整する必要がある。特に、複数の感光体を備えたタンデム型のカラー画像形成装置においては、各色の色ずれ補正のために１画素単位（数十μｍ単位）の調整が必要となる。そこで、実際、市場でのメンテナンス時に露光手段や重畳光照射手段を交換した場合、露光手段や重畳光照射手段と感光体４とのギャップ調整や転写紙に対する主走査方向の取り付け調整作業が発生し、メンテナンス作業に大幅な時間が必要になってしまう。このように調整作業時間が必要になる要因としては、露光手段の構成部品の公差の積み上げがユニット毎に異なることと、取り付け公差のバラツキを補正するための調整作業で前記公差に入れるために多くの時間を要することが挙げられる。
そこで、本実施形態では、露光手段や重畳光照射手段の部品を最小限単位で交換可能にすることによってメンテナンス時の調整時間を大幅に短縮できるように、光書き込み装置を構成している。
【００３４】
図６及び図７の実施形態では、上記露光手段を、光源アレイ１１及びその光源アレイ１１の駆動回路を有する基板ユニット１０８と、ルーフプリズムレンズアレイ１２を有するカバー部材１０９とを用いて構成している。また、上記重畳光照射手段を、光源（ＬＥＤ）アレイ２１及びその光源アレイ２１の駆動回路を有する基板ユニット２０８と、結像素子アレイ２２を有するカバー部材（以下「下カバー部材」という。）２０９とを用いて構成している。各基板ユニット１０８、２０８はそれぞれ、光源アレイ１１の各発光源の光量補正値を記憶した記憶手段（ＲＯＭ、ＥＥＲＯＭ、ＲＡＭ等）１１０、２１０が取り付けられている。更に、この基板ユニット１０８、２０８はそれぞれ、画像データと発光スタートタイミングに基づいて発光素子の点灯時間や発光強度を可変する機能を有する光源制御回路等も有している。
【００３５】
画像形成装置本体側には、上記基板ユニット１０８、２０８及び上記下カバー部材１０９、２０９が着脱可能なベース部材（以下、図６の実施形態では「上カバー部材」という。）５が、感光体４に対して位置決めされて取り付けられている。この上カバー部材５の取り付けは、四隅に形成された貫通孔５０４を通して本体止めネジ部材５０３が画像形成装置本体側にネジ止めされることにより行われる。このネジ止めの際に、図中のＸ方向及びＹ方向における上カバー部材５の位置が微調整される。また、上カバー部材５の長手方向の両端部には、画像形成装置本体側に設けられた図示しない位置決めピンに係合する位置決め用穴５０５が形成されている。
【００３６】
また、上記上カバー部材５に対して基板ユニット１０８、２０８及び下カバー部材１０９、２０９を固定する固定手段が設けられている。この固定手段は、次のように各基板ユニット１０８、２０８及び下カバー部材１０９、２０９を上カバー部材５にネジ止めするように構成することができる。この構成の場合、上カバー部材５の長手方向両端部及び中央部の６カ所にネジ穴５０１が形成される。そして、各基板ユニット１０８、２０８の貫通穴１１２及び各下カバー部材１０９、２０９の貫通穴１１３、２１３を通して、ネジ部材１１１、２１１がネジ穴５０１にネジ止めされるように構成されている。
【００３７】
また、各下カバー部材１０９、２０９の上カバー部材５に対向する面側には位置決めピン１１４、２１４が設けられている。この下カバー部材１０９、２０９の位置決めピン１１４、２１４は、基板ユニット１０８、２０８の貫通孔１１５、２１５を通して上カバー部材５の位置決め用穴５０２に係合する。この位置決めピン１１４、２１４と位置決め用穴５０２との係合により、各下カバー部材１０９、２０９が上カバー部材５に対して位置決めされる。
【００３８】
上記図６及び図７の光書き込み装置は、図１に示す画像形成装置６００の上ユニット部６００ａに、本体止めネジ部材５０３と図示しない位置決めピンで位置調整が行われながら固定される。その後、市場でのメンテナンス時に、光源アレイであるＬＥＤアレイの寿命や各ＬＥＤの素子不良や光源制御回路基板発光素子制御手段の故障などにより、上記露光手段や重畳光手段における基板ユニット１０８、２０８のいずれか一方の交換を必要とする問題が生じた場合は、次のように交換する。例えば、露光手段の基板ユニット１０８を交換する場合、上カバー部材５が画像形成装置６００本体の上ユニット部６００ａにネジ止めされて固定されたままの状態で、下カバー部材１０９を固定しているネジ部材１１１を外す。そして、露光手段側の基板ユニット１０８のみを取り出し、新しい基板ユニットと交換し、下カバー部材１０９を上カバー部材５に再度ネジ部材１１１でネジ止めして固定する。露光手段の下カバー部材１０９並びに重畳光照射手段の基板ユニット２０８及び下カバー部材２０９を交換する場合も、同様な手順で交換することができる。
【００３９】
なお、上記新しい基板ユニットを交換する際、基板ユニット１０８、２０８を下カバー部材１０９、２０９に位置決めピン１１４、２１４に落とし込んだ状態で上カバー部材５と下カバー部材１０９、２０９との間に挟みこんでネジ止めして固定できる。その際、基板ユニット１０８、２０８は下カバー部材１０９、２０９とともに上カバー部材５に設けられた押し付けバネ部材５０６で上カバー部材５から離間する向きに付勢される。これにより、基板ユニット１０８、２０８及び下カバー部材１０９、２０９のがたつきを防止することができる。
【００４０】
図８は、上記構成の光書込み装置を備えた電子写真方式の画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、上記露光手段６０１ａと重畳光照射手段６０１ｂとを有する光書込み装置６０１が取り付けられた上ユニット部６００ａと、下ユニット部６００ｂとにより構成されている。この画像形成装置は、ドラム状の感光体４及び光書込み装置６０１のほか、帯電装置６０２、現像装置６０３、中間転写体６０４、２次転写ローラ６０５、除電ランプ６０６、クリーニング装置６０７等を備えている。図中矢印方向（時計方向）に回転駆動された感光体４は、帯電装置６０２で一様に帯電された後、光書込み装置６０１により画像データに基づいて光が照射され、静電潜像が形成される。感光体４上の静電潜像は現像装置６０３で現像されトナー像となる。感光体４上のトナー像は中間転写体６０４に転写された後、２次転写ローラ６０５により、給紙ユニットから給紙されレンジストローラ６０９でタイミングを取って送られてきた転写紙Ｐに転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置６１０で定着された後、排紙トレイ６１１上に排出される。一方、中間転写体１０にトナー像が転写された後の感光体４の表面は、除電ランプ６０６で残留電荷が除電された後、クリーニング装置６０７でクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
【００４１】
図９は、上記構成の画像形成装置に用いる感光体４の感度特性を示す特性図である。図９の横軸は感光体４の表面に照射される照射光の光量Ｅ（露光エネルギー〔μＪ／ｃｍ２〕）であり、縦軸は感光体４の表面電位である。図９中のＥ１で示す部分が上記重畳光照射手段６０１ｂによって照射される光の光量に相当し、Ｅ２で示す部分が上記露光手段６０１ａによって照射される光の光量に相当する。これらの２つの光の照射によって、照射光の光量のレベルを感光体４の閾値レベルＥｔｈを越えることができる。
なお、感光体４としては、照射光量に対する表面電位の変化を表す曲線の微分係数の絶対値が照射光量に対して極大値を有する、いわゆる高γ感光体を用いてもよい。この高γ感光体を用いた場合は、感光体の表面電位を２値現像に必要な所定の電位レベルＶｄにするための照射光の光量Ｅ（図中のＥ１＋Ｅ２）を、上記通常の感光体の場合の同照射光の光量よりも小さくすることができる。
【００４２】
以上、本実施形態によれば、露光手段の他に重畳光照射手段を設けた場合に、メンテナンスの際に露光手段及び重畳光照射手段のうち寿命が到来している手段のみを画像形成装置本体から取り外して新しいものと交換できる。従って、メンテナンス交換時の無駄な取り付け調整作業及び無駄な交換部品の発生を防止することができる。
特に、図１の実施形態によれば、感光体４に対して位置決めされたベース部材３に対して露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２を押え付けることにより、ネジ止めを用いることなく各ユニット１、２を位置決めして容易に取り付けることができる。
特に、図４の実施形態によれば、上記図１の場合のような弾性変形させる爪部材を用いる必要がないので、爪部材の損傷などによる位置精度の低下や不良品の発生の危険性が少ない。
特に、図５の実施形態によれば、露光ユニット１及び重畳光照射ユニット２側の被ガイド凸部１０７ａ、１０７ｂ、２０７ａ、２０７ｂと、ベース部材３側のガイド溝３０６ａ、３０６ｂに挿入されて取り付けられる。そのため、各ユニット１、２の長手方向の全体にわたって、各ユニット１、２の上面部がベース部材３に保持される。従って、長時間使用した場合の各ユニット１、２の長手方向の中央部のたわみの発生を抑制し、潜像を書き込むための光の感光体４上の焦点位置が変化することによる潜像のドット径などの乱れの発生を防止することができる。
特に、図６の実施形態によれば、画像形成装置本体に位置決めした上カバー部材５を取り付けたまま、上記露光手段及び重畳光照射手段を構成する部品（基板ユニット１０８、２０８、下カバー部材１０９、２０９）を個別に交換できる。しかも、交換した新しい部品（基板ユニット１０８、２０８、下カバー部材１０９、２０９）は、上記上カバー部材５に対して容易に位置決めして取り付けることができる。従って、露光手段及び重畳光照射手段の位置調整がはほぼ不要となり、部品（基板ユニット１０８、２０８、下カバー部材１０９、２０９）の交換作業が容易になる。しかも、各部品（基板ユニット１０８、２０８、下カバー部材１０９、２０９）を個別に交換できるため、更に無駄な交換部品の発生を防止できる。
また、上記図１及び４の実施形態において、各ユニット１、２の長手方向両端部及び中央部を含む複数箇所で、各ユニット１、２をベース部材３に固定するようにした場合は、長時間使用した場合の各ユニット１、２の長手方向の中央部のたわみの発生を抑制できる。従って、潜像を書き込むための光の感光体４上の焦点位置が変化することによる潜像のドット径などの乱れの発生を防止することができる。
。
また、上記図１、４及び５の実施形態によれば、各ユニット１、２がベース部材３に取り付けられた状態で、各ユニット１、２をベース部材３から離間する方向に付勢することにより、各ユニット１、２とベース部材３との間のがたつきの発生を抑制できる。従って、光書き込み装置に振動が加わった場合に各ユニット１、２と感光体４との距離が変動する危険性を回避できる。
また、上記図６の実施形態では、基板ユニット１０８、２０８が下カバー部材１０９、２０９とともに上カバー部材５に設けられた押し付けバネ部材５０６で上カバー部材５から離間する向きに付勢される。これにより、基板ユニット１０８、２０８及び下カバー部材１０９、２０９のがたつきを防止することができる。従って、光書き込み装置に振動が加わった場合にレンズなどからなる結像素子アレイを含む下カバー部材１０９、２０９と感光体４との距離が変動する危険性を回避できる。更に、下カバー部材１０９と光源アレイを含む基板ユニットとの距離が変動して焦点距離が変化してしまう危険性を回避できる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、潜像形成用の光源アレイ１１からの光を感光体表面に導いて結像する結像手段（結像素子アレイ）としてルーフプリズムレンズアレイ１２を用いているが、本発明は、互いに直交する２つのミラーで光反射面を形成したルーフミラーレンズアレイを用いた場合にも適用できる。
また、本発明は、ルーフプリズムレンズアレイやルーフミラーレンズアレイ以外の他の結像手段を用いた場合にも適用できる。例えば、本発明は、屈折率分布型のセルフォックレンズアレイを用いた場合にも適用できる。この場合は、ルーフプリズムレンズアレイやルーフミラーレンズアレイに比して、結像手段における光の減衰が小さいため、潜像形成用の発光源として、発光強度が比較的小さなものを使用できるようになる。
また、上記実施形態の潜像形成用の発光源としては、ＬＥＤなどからなる光源アレイ以外の発光源を用いてもよい。例えば、本発明は、発光素子と液晶装置とを組み合わせた発光源や、レーザ光の発光源を用いた場合にも適用することができる。また、本発明は、サイリスタとハロゲンランプとフィルタとを組み合わせて構成した発光源を用いた場合にも適用することができる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１乃至８の発明によれば、露光手段の他に重畳光照射手段を設けた場合に、メンテナンスの際に露光手段及び重畳光照射手段のうち寿命が到来している手段のみを画像形成装置本体から取り外して新しいものと交換できる。従って、メンテナンス交換時の無駄な取り付け調整作業及び無駄な交換部品の発生を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図２】同光書き込み装置の概略構成図。
【図３】同光書き込み装置に用いたルーフプリズムレンズアレイの側面図。
【図４】他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図５】更に他の実施形態に係る光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図６】更に他の実施形態に係る光書き込み装置の分解斜視図。
【図７】同光書き込み装置の組み立ての様子を示す説明図。
【図８】本実施形態の光書込み装置を備えた画像形成装置の概略構成図。
【図９】画像形成装置に用いた感光体の感度特性を示す特性図。
【符号の説明】
１  露光ユニット
１１  光源アレイ
１２  ルーフプリズムレンズアレイ
１２１  結像素子
１２１ａ  入射面
１２１ｂ  出射面
１２１ｃ、１２１ｄ  光反射面（プリズム面）
１３  基板
１０２ａ，１０２ｂ  位置決めピン
１０３  嵌合用穴
２  重畳光照射ユニット
２１  重畳光用の光源
２２  結像レンズアレイ
２３  基板
２０２ａ，２０２ｂ  位置決めピン
２０３  嵌合用穴
３  ベース部材
３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄ  位置決め穴
３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄ  バネ部材
３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ，３０３ｄ  爪部材
４  感光体
４０１  感光体表面
【図１】
2004175040.tif 000003
【図２】
2004175040.tif 000004
【図３】
2004175040.tif 000005
【図４】
2004175040.tif 000006
【図５】
2004175040.tif 000007
【図６】
2004175040.tif 000008
【図７】
2004175040.tif 000009
【図８】
2004175040.tif 000010
【図９】
2004175040.tif 000011