JP3972559B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、かかる画像形成装置の温度変化による画像ずれ防止技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングなどの各電子写真プロセスを繰り返し記録シート上にトナー画像を得る電子写真方式の画像形成装置が広く知られている。かかる電子写真方式の画像形成装置において高画質の画像を得るためには、感光体と露光装置との位置決めを高精度に行う必要がある。特に、複数色のトナー像を重ね合わせることによりカラー画像を得る所謂フルカラーの電子写真式画像形成装置においては、その位置ずれが色ずれなどの画像欠陥として直ちに画質に悪影響を及ぼすため、その位置合わせにはより厳密な精度が求められる。
【０００３】
一方、感光体や露光装置そのものの部品誤差、それらの組み立て誤差、さらに画像形成装置内の温度変化による熱膨張・収縮など、感光体と露光装置との高い精度の位置合わせを阻害する要因は少なくなく、それらを完全に排除するのは困難である。
【０００４】
感光体と露光装置との位置ずれ及びその画像への影響を図８〜図１０を用いて説明する。図８は、一般的な画像形成装置の要部を説明するものである。この画像形成装置は、搬送ベルト又は転写ベルトにより構成される搬送面又は転写面Ｔに対してプロセス方向Ａに所定間隔で設けられる感光体ドラムＰ（１）〜（３）と、各感光体ドラムＰ（１）〜（３）に対峙する露光装置Ｒ（１）〜（３）とを備え、各感光体ドラムＰ（１）〜（３）は一のフレームＦ1により支持されており、各露光装置Ｒ（１）〜（３）は他のフレームＦ2により支持されている。なお、各感光体ドラムＰ（１）〜（３）の軸方向とプロセス方向Ａとは互いに直交しており、これらをそれぞれｘ軸、ｙ軸とすると、これらｘ軸とｙ軸とにより張られる平面は搬送面又は転写面Ｔと平行である。さらに、この搬送面又は転写面Ｔの鉛直方向をｚ軸としてｘｙｚ直交座標系を規定し、以下説明する。
【０００５】
図９は、温度変化により感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの位置関係がずれる一態様を説明するものである。図９（ａ）は露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれている態様を示しており、図９（ｂ）は露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれる一方、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｙ方向にずれている態様を示している。なお、それぞれの図中において点線は正規の露光装置Ｒの感光体ドラムＰに対する相対的な位置を示している。
【０００６】
図１０は、図９に示した位置ずれに起因する画像欠陥を説明するものであり、図８に示した画像形成装置によりｘ軸方向に所定長さの線分を記録シートＳ上に形成する場合を示している。図１０（ａ）は、図９（ａ）に示した感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの位置関係のずれに対応した画像欠陥を示しており、図中点線の線分は正規の位置を、実線の線分は実際の位置をそれぞれ示している。同図に示すように、露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれると（図９（ａ）参照）、線分は正規の位置から（−ｙ）方向へずれてしまう。
【０００７】
一方、図１０（ｂ）は、図９（ｂ）に示した感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの位置関係のずれに対応した画像欠陥を示しており、同じく図中点線の線分は正規の位置を、実線の線分は実際の位置をそれぞれ示している。同図に示すように、露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれ、露光装置Ｒの奥側ｘ側が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｙ方向にずれると（図９（ｂ）参照）、線分の手前側（−ｘ側）が−ｙ方向にずれ、線分の奥側（ｘ側）がｙ方向へずれてしまう。
【０００８】
このような問題に対して従来から、▲１▼感光体と露光装置との位置ずれを防止する技術、▲２▼その位置ずれによる画像欠陥を防止する技術が提案されている。
【０００９】
位置ずれそのものを防止するものとしては、一般的な部品精度、組み立て精度を高める技術は勿論であるが、例えば、特開平８−６２９２０号公報、特開平１０−１２３７８６号公報には、図８で示した複数の画像形成ユニットや感光体を支持する一のフレームＦ1と、複数の露光装置を支持する他のフレームＦ2との熱膨張率を規定することにより、画像形成装置内の温度変化による感光体と露光装置との位置ずれを防止する技術が提案されている。
【００１０】
また位置ずれによる画像欠陥を防止する技術としては、画像搬送面上に光学式のセンサを設け、通常の画像形成とは別に特別なテストイメージを出力し、そのテストイメージを検知するセンサからの情報に基づいて（場合によっては画像処理技術を併用し）感光体表面の露光位置、露光タイミングなどを調整する技術が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平８−６２９２０号公報、特開平１０−１２３７８６号公報に記載の技術では、各画像形成ユニット、各感光体と各露光装置とのプロセス方向の位置ずれ、すなわち図８で示すｘｙ平面内での位置ずれの発生を防止することはできるが、感光体と対応する露光装置との間隔方向の位置ずれ、すなわち図８で示すｚｘ平面内での位置ずれの発生を防止することはできない。
【００１２】
図１１〜１３は感光体と対応する露光装置との間隔方向のずれとその画像への影響を説明するものである。図１１は、温度変化により感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの間隔方向の位置関係がずれる態様を説明するものである。図１１（ａ）は露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれている態様を示しており、図１１（ｂ）は露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれる一方、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｚ方向にずれている態様を示している。なお、それぞれの図中において点線は露光装置Ｒの正規な位置を示している。
【００１３】
図１２は、図１１に示した感光体と対応する露光装置との間隔方向のずれの各態様をｚｘ断面により示すものである。図１２（ａ）は、図１１（ａ）（ｂ）に点線で示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して正規な位置に存在する態様を示している。一方、図１２（ｂ）は、図１１（ａ）に示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれている態様を示し、図１２（ｃ）は、図１１（ｂ）に示した露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれ、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｚ方向にずれている態様を示している。なお、それぞれの図中のＬは露光装置Ｒから感光体ドラムＰへと照射される露光光を示している。
【００１４】
図１３は、図１１、図１２に示した各位置ずれに起因する画像欠陥を説明するものであり、図８に示した画像形成装置によりｘ軸方向に所定長さの線分を記録シートＳ上に形成する場合を示している。またこの線分の中心となるべき点を点Cとする。図１３（ａ）は、図１２（ａ）に示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して正規な位置に存在する場合の出力画像を示している。この場合には、出力画像の線分は点Ｃを中心に左右バランスよく、つまり図中の点Ｃを中心とした線分の長さｌとｒとが等しく形成されている。
【００１５】
図１３（ｂ）は、図１２（ｂ）に示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれている場合の出力画像を示している。この場合には、出力画像の線分は点Ｃを中心に左右バランスよく、つまり図中の線分の長さＬとＲとが等しく形成されているが、その各長さは図１３（ａ）に示したものと比べて、ｌ＜Ｌ、ｒ＜Ｒの関係にある。すなわち、全体的に線分が本来の長さよりも長く形成されている。
【００１６】
図１３（ｃ）は、図１２（ｃ）に示した露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれ、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｚ方向にずれている場合の出力画像を示している。この場合には、出力画像の線分の中心は点Ｃに一致せず、図中点Ｃよりも左側の線分の長さをｌ'、右側の線分の長さをｒ'とすると、その各長さは図１３（ａ）に示したものに比べて、ｌ'＞ｌ、ｒ'＜ｒの関係にある。すなわち、線分の左側は本来の長さに比べて長くなり、線分の右側は本来の長さに比べて短くなる。
【００１７】
これら図１１〜１３に示したように、露光装置と感光体との間隔方向の位置ずれが発生すると、全体の画像の倍率、左右の画像の倍率がずれてしまう画像欠陥が生じる。
【００１８】
一方、センサを用いて露光位置や露光タイミングを調整する技術を適用すれば、確かに各感光体と各露光装置とのプロセス方向の位置ずれに起因する画像欠陥のみならず、感光体と対応する露光装置との間隔方向の位置ずれに起因する画像欠陥も防止することができるが、特別なテストイメージを出力する必要があり、画像形成の生産性を損なってしまう。特に、連続的に画像形成を行う場合には、定着装置などからの熱により装置内の温度が上昇し、熱膨張により感光体と露光装置との位置ずれが生じやすくなるため調整を行う必要性が高い反面、連続的な画像形成中にその画像形成を一旦中止して露光位置などの調整を行うのは生産性を大きく損なってしまう。
【００１９】
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は画像形成の生産性を損なうことなく、温度変化により生じる感光体と露光手段との間隔方向の位置ずれに起因する画像欠陥を防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、感光体と、当該感光体を支持する第一の支持手段と、当該感光体へ露光光を照射する露光手段と、当該露光手段を当該感光体と所定間隔で対峙させて支持する第二の支持手段とを備える画像形成装置において、当該第一及び第二の支持手段は、それら第一及び第二の支持手段の温度変化による露光手段と当該感光体との間隔方向における変形が、露光手段と感光体との温度変化による間隔変動を相殺するようにそれぞれ構成されるものである。
【００２１】
画像形成装置をこのように構成することにより、画像形成装置内の温度が変化しても、第一及び第二の支持手段が露光手段と感光体との温度変化による間隔変動を相殺するように変形するため、結果的に露光手段と感光体との間隔が変化せず、全体的な倍率ずれ、左右倍率ずれなどの画像欠陥を防止することができる。
【００２２】
本発明のより具体的な構成としては、上記第一又は第二の支持手段のうち一方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を離間させるように変形し、他方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を接近させるように変形するものが挙げられる。あるいは、上記第一又は第二の支持手段のうち一方の支持手段が温度下降により露光手段と感光体との間隔を接近させるように変形し、他方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を離間させるように変形するものと表現することもできる。
【００２３】
さらに具体的な構成としては、（１）上記第一の支持手段は感光体を位置決めする感光体取り付け位置と第二の支持手段を位置決めする第二の支持手段取り付け位置とを備え、上記第二の支持手段は第一の支持手段を位置決めする第一の支持手段取り付け位置と露光手段を位置決めする露光手段取り付け位置とを備え、第一及び第二の支持手段はそれぞれ第二及び第一の支持手段取り付け位置において互いに位置決めされるとともに、これら第一及び第二の支持手段が位置決めされた状態で露光手段取り付け位置は第一の支持手段取り付け位置よりも感光体側に存在するものが挙げられる。
【００２４】
また、（２）上記第一の支持手段は感光体を位置決めする感光体取り付け位置と第二の支持手段を位置決めする第二の支持手段取り付け位置とを備え、上記第二の支持手段は第一の支持手段を位置決めする第一の支持手段取り付け位置と露光手段を位置決めする露光手段取り付け位置とを備え、第一及び第二の支持手段はそれぞれ第二及び第一の支持手段取り付け位置において互いに位置決めされるとともに、第一及び第二の支持手段が位置決めされた状態で感光体取り付け位置は第二の支持手段取り付け位置よりも露光手段側に存在するものでもよい。
【００２５】
上記（１）の構成において、上記感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向成分の線膨張係数をαとし、上記第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向成分の線膨張係数をβとすると、α＜βの関係にあることが好ましく、上記感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向距離成分をＡ、その間隔方向の線膨張係数をαとし、上記第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向距離成分をＢ、その間隔方向の線膨張係数をβとすると、Ａ：Ｂ＝β：αの関係にあることがさらに好ましい。
【００２６】
一方上記（２）の構成においても、感光体と露光装置との間隔方向の位置ずれをより少なくする観点から、第一の支持手段の感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ方向の線膨張係数をαとし、第二の支持手段の第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ方向の線膨張係数をβとすると、β＜αの関係にあることが好ましく、第一の支持手段の感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ距離をＡ、その方向の線膨張係数をαとし、第二の支持手段の第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ距離をＢ、その方向の線膨張係数をβとすると、Ａ：Ｂ＝β：αの関係にあることがさらに好ましい。
【００２７】
またこれら（１）及び（２）の構成では、いずれも第一の支持手段と第二の支持手段とが互いに所定位置で位置決めされて取り付けられるものであるが、その所定位置以外では第一の支持手段と第二の支持手段とが互いに位置決めされて取り付けられる必要は必ずしもない。すなわち、第一及び第二の支持手段は、それぞれの温度変化による露光手段と当該感光体との間隔方向の変形を許容すると共にその間隔方向以外の変形を規制する補助固定機構を備える。上記補助固定機構は、上記第一又は第二の支持手段のうち一方の支持手段に設けられる凸部と、他方の支持手段に設けられ当該凸部と勘合可能な凹部を備え、当該凹部は露光手段と感光体との間隔方向に長手状に形成されるものが挙げられる。
【００２８】
【発明の実施による態様】
実施例 以下、実施例に基づいて本発明の実施による態様を説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置のフレーム構造を示す斜視図である。この画像形成装置のフレーム構造は、中空角パイプで構成される骨格フレーム１００、１０２Ｆ、１０２Ｂ、骨格フレーム１０２Ｆに取り付けられるプレート状の前面フレーム（第一の支持手段）１Ｆ、サポートフレーム（第一の支持手段）１０、そのサポートフレーム１０に着脱自在に取り付けられる４つの前面プレート（第一の支持手段）１（Ｋ〜Ｙ）、骨格フレーム１０２Ｂに取り付けられるプレート上の背面フレーム（第一の支持手段）１Ｂ、各前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）を含む画像形成ユニットを図中ｘ方向に着脱するためのスライドレール１０１（Ｋ〜Ｙ）などにより構成される。また、背面フレーム１Ｂには図示しない露光ユニット（露光手段）を載置するブラケット（第二の支持手段）２（ＫＢ〜ＹＢ）が４つ取り付けられており、前面フレーム１Ｆにも図示しないブラケット２が合計８つ取り付けられている。
【００２９】
なお、これら骨格フレーム１００、１０２、１０２Ｂ、前面フレーム１Ｆ、サポートフレーム１０、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂなどは一般的な炭素鋼（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＥＨＣ、ＳＧＣＣ、ＳＥＣＣ等）で構成されている。一方、各ブラケット２はアルミニウム合金（例えば、ＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２等）で構成されている。
【００３０】
図２は、図１の前面フレーム１Ｆの構成をより詳細に説明するものである。この前面フレーム１Ｆには、ブラケット２を取り付けるための一対の位置決め穴１１（Ｋａ〜Ｙｂ）、１２（Ｋａ〜Ｙｂ）がそれぞれ８個、合計１６個形成されている。これらのうち上方に存在する位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）１１（Ｋａ〜Ｙｂ）は円状に形成されているが、下方に存在する位置決め穴（補助固定機構）１２（Ｋａ〜Ｙｂ）は図中ｚ方向に長手状に形成されている。なお、前面フレーム１Ｆにはこの他にも、ブラケット２をねじ止めするためのねじ穴（図示せず）などが形成されている。
【００３１】
図３は、図１の背面フレーム１Ｂの構成をより詳細に説明するものである。この背面フレーム１Ｂには、ブラケット２を取り付けるための一対の位置決め穴１３（Ｋ〜Ｙ）、１４（Ｋ〜Ｙ）がそれぞれ４個、合計８個形成されている。これらのうち上方に存在する位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）１３（Ｋ〜Ｙ）は円状に形成されているが、下方に存在する位置決め穴（補助固定機構）１４（Ｋ〜Ｙ）は図中ｚ方向に長手状に形成されている。また、感光体ドラムのシャフトの一端を軸支するベアリングが取り付けられる取り付け穴（感光体取り付け位置）１５（Ｋ〜Ｙ）が４個形成されている。なお、背面フレーム１Ｂにはこの他にも、ブラケット２をねじ止めするためのねじ穴（図示せず）などが形成されている。
【００３２】
また、サポートフレーム１０には前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）を着脱する着脱機構（図示せず）、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）を装着した状態で各前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）の位置決めを行う位置決め機構（図示せず）などを備えている。さらに、各前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）には、感光体ドラムのシャフトの他端を軸支するベアリングが取り付けられる取り付け穴（感光体取り付け位置）１６（Ｋ〜Ｙ）が各１個形成されている。
【００３３】
図４は、前面フレーム１Ｆや背面フレーム１Ｂに取り付けられるブラケット２の構成をより詳細に示す斜視図である。このブラケット２の構成は、前面又は背面フレームに取り付けるためのフレーム取り付け機構と露光ユニットに取り付けるための露光ユニット取り付け機構とを備えている。フレーム取り付け機構としては、上下方向に設けられる一対の位置決めピン（第一の支持手段取り付け位置）２１及び位置決めピン（補助固定機構）２２、３箇所に形成されるねじ穴２３ａ〜ｃを備えている。露光ユニット取り付け機構としては、露光ユニットを載置する載置台（露光手段取り付け位置）２４、その載置台２４に形成されるねじ穴２５を備えている。
【００３４】
図５は、感光体ユニット３、露光ユニット４が取り付けられた状態の一の画像形成ユニットのｚｘ断面を示すものである。ここで、感光体ユニット３は、その軸方向の中心から、感光体本体３０、ドラムフランジ３１Ｆ、３１Ｂにより構成されている。一方、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）に形成される取り付け穴１６（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂに形成される取り付け穴１５（Ｋ〜Ｙ）にはそれぞれベアリング５Ｆ、５Ｂが取り付けられている。そして、これらのベアリング５Ｆ、５Ｂに軸支されるドライブシャフト６により、結果的に感光体ユニット３は前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂに回転自在に位置決めされる。
【００３５】
また、露光ユニット４は、その前面側（−ｘ側）が二個のブラケット２Ｆ（ａ、ｂ）の載置台２４に載置され、その背面側（ｘ側）が一個のブラケット２Ｂの載置台２４に載置され、結果的に露光ユニット４は前面フレーム１Ｆ、背面フレームＢに位置決めされる。なお、この露光ユニット４は、ブラケット２の載置台２４に設けられたねじ穴２５を介してねじ止めされており、さらに各ブラケット２Ｆ（ａ、ｂ）、２Ｂは、ねじ穴２３ａ〜ｃにより前面フレーム１Ｆ又は背面フレーム１Ｂに固定されるとともに、ピン２１、２２によりその位置が規定される。
【００３６】
図６は、図５に示した感光体ユニット３と露光ユニット４との位置関係を模式的に示したものである。ここで、感光体ユニット３のドライブシャフト６中心から各ブラケット２の位置決めピン２１までの図中ｚ方向距離は初期状態においてＡ（ｃ）、その各ブラケット２の位置決めピン２１からその載置台２４までの図中ｚ方向距離は初期状態においてＢ（ｃ）（＜Ａ（ｃ））である。また、炭素鋼で構成される前面フレーム１Ｆ、サポートフレーム１０、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂの図中ｚ方向の線膨張係数はα、一方、アルミ合金で構成されるブラケット２の図中ｚ方向の線膨張係数はβであり、これらは線膨張係数α＜線膨張係数βの関係、さらに距離Ａ（ｃ）：距離Ｂ（ｃ）=線膨張係数β：線膨張係数αの関係にある。
【００３７】
図６（ａ）に示す初期状態では距離Ａ=Ａ（ｃ）、距離Ｂ=Ｂ（ｃ）、図６（ｂ）に示す周辺温度が上昇した状態では距離Ａ=Ａ（ｈ）、距離Ｂ=Ｂ（ｈ）とし、以下、周辺温度が状態からしても、感光体ユニット３と露光ユニット４との距離が変化しないことを説明する。
【００３８】
温度上昇により距離ＡがＡ（ｃ）からＡ（ｈ）に変化したとすると、変化分をΔＡとして、Ａ（ｈ）=Ａ（ｃ）＋ΔＡとあらわすことができる。同様に温度上昇により距離ＢがＢ（ｃ）からＢ（ｈ）に変化したとすると、変化分をΔＢしては、Ｂ（ｈ）=Ｂ（ｃ）＋ΔＢとあらわすことができる。ところで、距離Ａ（ｃ）：距離Ｂ（ｃ）=線膨張係数β：線膨張係数αの関係にあるため、上昇温度をΔｔとすると、ΔＡ＝Ａ（ｃ）×α×Δｔ＝Ｂ（ｃ）×β×Δｔ＝ΔＢである。したがって、Ａ（ｈ）−Ｂ（ｈ）＝Ａ（ｃ）−Ｂ（ｃ）＋ΔＡ−ΔＢ＝Ａ（ｃ）−Ｂ（ｃ）となり、温度上昇により感光体ユニット３と露光ユニット４との距離が変化しないことが分かる。なお、周辺温度が比較的高い状態から初期状態に遷移しても、同様に感光体ユニット３と露光ユニット４との距離は変化しない。
【００３９】
また、ブラケット２の温度変化による膨張収縮を妨げないようにブラケット２の位置決めピン２２と背面フレーム１Ｂの位置決め穴１４（Ｋ〜Ｙ）とは、図７に示すように係合している。図７（ａ）に示す初期状態を、図７（ｂ）に示す周辺温度が上昇した状態をそれぞれ示している。初期状態では、位置決めピン２２と位置決め穴１４とはｚ方向に長手状に形成された位置決め穴１４の略中央部で契合している。その状態から周辺温度が上昇すると、位置決めピン２２と位置決め穴１４とは位置決め穴１４の−ｚ方向側で契合している。周辺温度が初期状態へ低下する場合にはこの逆である。なお、ブラケット２の位置決めピン２２と前面フレーム１Ｆの位置決め穴１２（Ｋａ〜Ｙｂ）との係合も同様である。
【００４０】
このように本実施例に係る画像形成装置では、温度変化により露光ユニット４と感光体ユニット３との間隔方向の位置ずれが発生しないため、全体の画像の倍率、左右の画像の倍率がずれてしまう画像欠陥を効果的に防止することができ、良好な画像を安定して得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成の生産性を損なうことなく、温度変化により生じる感光体と露光手段との間隔方向の位置ずれに起因する画像欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置のフレーム構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すフレーム構造の前面フレームである。
【図３】図３は、図１に示すフレーム構造の背面フレームである。
【図４】図４は、図１に示すフレーム構造のブラケットである。
【図５】図５は、図１に示すフレーム構造のｚｘ断面図である。
【図６】図６は、温度変化による露光ユニットと感光体ユニットとの位置関係を説明するものである。
【図７】図７は、温度変化による補助固定機構の作用を説明するものである。
【図８】図８は、従来の画像形成装置の構成を説明するものである。
【図９】図９は、従来の画像形成装置のｘｙ平面上の位置ずれを説明するものである。
【図１０】図１０は、従来の画像形成装置のｘｙ平面上の位置ずれに基づく画像欠陥を説明するものである。
【図１１】図１１は、従来の画像形成装置のｚｘ平面上の位置ずれを説明するものである。
【図１２】図１２は、従来の画像形成装置のｚｘ平面上の位置ずれが生じた場合の露光光の照射状態を説明するものである。
【図１３】図１３は、従来の画像形成装置のｚｘ平面上の位置ずれに基づく画像欠陥を説明するものである。
【符号の説明】
１００、１０２、１０２Ｂ…骨格フレーム、１Ｆ…前面フレーム（第一の支持手段）、１０…サポートフレーム（第一の支持手段）、１（Ｋ〜Ｙ）…前面プレート（第一の支持手段）、１Ｂ…背面フレーム（第一の支持手段）、２…ブラケット（第二の支持手段）、１１（Ｋａ〜Ｙｂ）…位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）、１２（Ｋａ〜Ｙｂ）…位置決め穴（補助固定機構）、１３（Ｋ〜Ｙ）…位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）、１４（Ｋ〜Ｙ）…位置決め穴（補助固定機構）、１５（Ｋ〜Ｙ）、１６（Ｋ〜Ｙ）…取り付け穴（感光体取り付け位置）、２１…位置決めピン（第一の支持手段取り付け位置）、２２…位置決めピン（補助固定機構）２２、２４…載置台（露光手段取り付け位置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、より詳しくは、かかる画像形成装置の温度変化による画像ずれ防止技術に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングなどの各電子写真プロセスを繰り返し記録シート上にトナー画像を得る電子写真方式の画像形成装置が広く知られている。かかる電子写真方式の画像形成装置において高画質の画像を得るためには、感光体と露光装置との位置決めを高精度に行う必要がある。特に、複数色のトナー像を重ね合わせることによりカラー画像を得る所謂フルカラーの電子写真式画像形成装置においては、その位置ずれが色ずれなどの画像欠陥として直ちに画質に悪影響を及ぼすため、その位置合わせにはより厳密な精度が求められる。
【０００３】
一方、感光体や露光装置そのものの部品誤差、それらの組み立て誤差、さらに画像形成装置内の温度変化による熱膨張・収縮など、感光体と露光装置との高い精度の位置合わせを阻害する要因は少なくなく、それらを完全に排除するのは困難である。
【０００４】
感光体と露光装置との位置ずれ及びその画像への影響を図８〜図１０を用いて説明する。図８は、一般的な画像形成装置の要部を説明するものである。この画像形成装置は、搬送ベルト又は転写ベルトにより構成される搬送面又は転写面Ｔに対してプロセス方向Ａに所定間隔で設けられる感光体ドラムＰ（１）〜（３）と、各感光体ドラムＰ（１）〜（３）に対峙する露光装置Ｒ（１）〜（３）とを備え、各感光体ドラムＰ（１）〜（３）は一のフレームＦ1により支持されており、各露光装置Ｒ（１）〜（３）は他のフレームＦ2により支持されている。なお、各感光体ドラムＰ（１）〜（３）の軸方向とプロセス方向Ａとは互いに直交しており、これらをそれぞれｘ軸、ｙ軸とすると、これらｘ軸とｙ軸とにより張られる平面は搬送面又は転写面Ｔと平行である。さらに、この搬送面又は転写面Ｔの鉛直方向をｚ軸としてｘｙｚ直交座標系を規定し、以下説明する。
【０００５】
図９は、温度変化により感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの位置関係がずれる一態様を説明するものである。図９（ａ）は露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれている態様を示しており、図９（ｂ）は露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれる一方、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｙ方向にずれている態様を示している。なお、それぞれの図中において点線は正規の露光装置Ｒの感光体ドラムＰに対する相対的な位置を示している。
【０００６】
図１０は、図９に示した位置ずれに起因する画像欠陥を説明するものであり、図８に示した画像形成装置によりｘ軸方向に所定長さの線分を記録シートＳ上に形成する場合を示している。図１０（ａ）は、図９（ａ）に示した感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの位置関係のずれに対応した画像欠陥を示しており、図中点線の線分は正規の位置を、実線の線分は実際の位置をそれぞれ示している。同図に示すように、露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれると（図９（ａ）参照）、線分は正規の位置から（−ｙ）方向へずれてしまう。
【０００７】
一方、図１０（ｂ）は、図９（ｂ）に示した感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの位置関係のずれに対応した画像欠陥を示しており、同じく図中点線の線分は正規の位置を、実線の線分は実際の位置をそれぞれ示している。同図に示すように、露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｙ方向にずれ、露光装置Ｒの奥側ｘ側が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｙ方向にずれると（図９（ｂ）参照）、線分の手前側（−ｘ側）が−ｙ方向にずれ、線分の奥側（ｘ側）がｙ方向へずれてしまう。
【０００８】
このような問題に対して従来から、▲１▼感光体と露光装置との位置ずれを防止する技術、▲２▼その位置ずれによる画像欠陥を防止する技術が提案されている。
【０００９】
位置ずれそのものを防止するものとしては、一般的な部品精度、組み立て精度を高める技術は勿論であるが、例えば、特開平８−６２９２０号公報、特開平１０−１２３７８６号公報には、図８で示した複数の画像形成ユニットや感光体を支持する一のフレームＦ1と、複数の露光装置を支持する他のフレームＦ2との熱膨張率を規定することにより、画像形成装置内の温度変化による感光体と露光装置との位置ずれを防止する技術が提案されている。
【００１０】
また位置ずれによる画像欠陥を防止する技術としては、画像搬送面上に光学式のセンサを設け、通常の画像形成とは別に特別なテストイメージを出力し、そのテストイメージを検知するセンサからの情報に基づいて（場合によっては画像処理技術を併用し）感光体表面の露光位置、露光タイミングなどを調整する技術が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平８−６２９２０号公報、特開平１０−１２３７８６号公報に記載の技術では、各画像形成ユニット、各感光体と各露光装置とのプロセス方向の位置ずれ、すなわち図８で示すｘｙ平面内での位置ずれの発生を防止することはできるが、感光体と対応する露光装置との間隔方向の位置ずれ、すなわち図８で示すｚｘ平面内での位置ずれの発生を防止することはできない。
【００１２】
図１１〜１３は感光体と対応する露光装置との間隔方向のずれとその画像への影響を説明するものである。図１１は、温度変化により感光体ドラムＰと露光装置Ｒとの間隔方向の位置関係がずれる態様を説明するものである。図１１（ａ）は露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれている態様を示しており、図１１（ｂ）は露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれる一方、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｚ方向にずれている態様を示している。なお、それぞれの図中において点線は露光装置Ｒの正規な位置を示している。
【００１３】
図１２は、図１１に示した感光体と対応する露光装置との間隔方向のずれの各態様をｚｘ断面により示すものである。図１２（ａ）は、図１１（ａ）（ｂ）に点線で示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して正規な位置に存在する態様を示している。一方、図１２（ｂ）は、図１１（ａ）に示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれている態様を示し、図１２（ｃ）は、図１１（ｂ）に示した露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれ、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｚ方向にずれている態様を示している。なお、それぞれの図中のＬは露光装置Ｒから感光体ドラムＰへと照射される露光光を示している。
【００１４】
図１３は、図１１、図１２に示した各位置ずれに起因する画像欠陥を説明するものであり、図８に示した画像形成装置によりｘ軸方向に所定長さの線分を記録シートＳ上に形成する場合を示している。またこの線分の中心となるべき点を点Cとする。図１３（ａ）は、図１２（ａ）に示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して正規な位置に存在する場合の出力画像を示している。この場合には、出力画像の線分は点Ｃを中心に左右バランスよく、つまり図中の点Ｃを中心とした線分の長さｌとｒとが等しく形成されている。
【００１５】
図１３（ｂ）は、図１２（ｂ）に示した露光装置Ｒが感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれている場合の出力画像を示している。この場合には、出力画像の線分は点Ｃを中心に左右バランスよく、つまり図中の線分の長さＬとＲとが等しく形成されているが、その各長さは図１３（ａ）に示したものと比べて、ｌ＜Ｌ、ｒ＜Ｒの関係にある。すなわち、全体的に線分が本来の長さよりも長く形成されている。
【００１６】
図１３（ｃ）は、図１２（ｃ）に示した露光装置Ｒの手前側（−ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的にｚ方向にずれ、露光装置Ｒの奥側（ｘ側）が感光体ドラムＰに対して相対的に−ｚ方向にずれている場合の出力画像を示している。この場合には、出力画像の線分の中心は点Ｃに一致せず、図中点Ｃよりも左側の線分の長さをｌ'、右側の線分の長さをｒ'とすると、その各長さは図１３（ａ）に示したものに比べて、ｌ'＞ｌ、ｒ'＜ｒの関係にある。すなわち、線分の左側は本来の長さに比べて長くなり、線分の右側は本来の長さに比べて短くなる。
【００１７】
これら図１１〜１３に示したように、露光装置と感光体との間隔方向の位置ずれが発生すると、全体の画像の倍率、左右の画像の倍率がずれてしまう画像欠陥が生じる。
【００１８】
一方、センサを用いて露光位置や露光タイミングを調整する技術を適用すれば、確かに各感光体と各露光装置とのプロセス方向の位置ずれに起因する画像欠陥のみならず、感光体と対応する露光装置との間隔方向の位置ずれに起因する画像欠陥も防止することができるが、特別なテストイメージを出力する必要があり、画像形成の生産性を損なってしまう。特に、連続的に画像形成を行う場合には、定着装置などからの熱により装置内の温度が上昇し、熱膨張により感光体と露光装置との位置ずれが生じやすくなるため調整を行う必要性が高い反面、連続的な画像形成中にその画像形成を一旦中止して露光位置などの調整を行うのは生産性を大きく損なってしまう。
【００１９】
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は画像形成の生産性を損なうことなく、温度変化により生じる感光体と露光手段との間隔方向の位置ずれに起因する画像欠陥を防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、感光体と、当該感光体を支持する第一の支持手段と、当該感光体へ露光光を照射する露光手段と、当該露光手段を当該感光体と所定間隔で対峙させて支持する第二の支持手段とを備える画像形成装置において、当該第一及び第二の支持手段は、それら第一及び第二の支持手段の温度変化による露光手段と当該感光体との間隔方向における変形が、露光手段と感光体との温度変化による間隔変動を相殺するようにそれぞれ構成されるものである。
【００２１】
画像形成装置をこのように構成することにより、画像形成装置内の温度が変化しても、第一及び第二の支持手段が露光手段と感光体との温度変化による間隔変動を相殺するように変形するため、結果的に露光手段と感光体との間隔が変化せず、全体的な倍率ずれ、左右倍率ずれなどの画像欠陥を防止することができる。
【００２２】
本発明のより具体的な構成としては、上記第一又は第二の支持手段のうち一方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を離間させるように変形し、他方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を接近させるように変形するものが挙げられる。あるいは、上記第一又は第二の支持手段のうち一方の支持手段が温度下降により露光手段と感光体との間隔を接近させるように変形し、他方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を離間させるように変形するものと表現することもできる。
【００２３】
さらに具体的な構成としては、（１）上記第一の支持手段は感光体を位置決めする感光体取り付け位置と第二の支持手段を位置決めする第二の支持手段取り付け位置とを備え、上記第二の支持手段は第一の支持手段を位置決めする第一の支持手段取り付け位置と露光手段を位置決めする露光手段取り付け位置とを備え、第一及び第二の支持手段はそれぞれ第二及び第一の支持手段取り付け位置において互いに位置決めされるとともに、これら第一及び第二の支持手段が位置決めされた状態で露光手段取り付け位置は第一の支持手段取り付け位置よりも感光体側に存在するものが挙げられる。
【００２４】
また、（２）上記第一の支持手段は感光体を位置決めする感光体取り付け位置と第二の支持手段を位置決めする第二の支持手段取り付け位置とを備え、上記第二の支持手段は第一の支持手段を位置決めする第一の支持手段取り付け位置と露光手段を位置決めする露光手段取り付け位置とを備え、第一及び第二の支持手段はそれぞれ第二及び第一の支持手段取り付け位置において互いに位置決めされるとともに、第一及び第二の支持手段が位置決めされた状態で感光体取り付け位置は第二の支持手段取り付け位置よりも露光手段側に存在するものでもよい。
【００２５】
上記（１）の構成において、上記感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向成分の線膨張係数をαとし、上記第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向成分の線膨張係数をβとすると、α＜βの関係にあることが好ましく、上記感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向距離成分をＡ、その間隔方向の線膨張係数をαとし、上記第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向距離成分をＢ、その間隔方向の線膨張係数をβとすると、Ａ：Ｂ＝β：αの関係にあることがさらに好ましい。
【００２６】
一方上記（２）の構成においても、感光体と露光装置との間隔方向の位置ずれをより少なくする観点から、第一の支持手段の感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ方向の線膨張係数をαとし、第二の支持手段の第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ方向の線膨張係数をβとすると、β＜αの関係にあることが好ましく、第一の支持手段の感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ距離をＡ、その方向の線膨張係数をαとし、第二の支持手段の第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ距離をＢ、その方向の線膨張係数をβとすると、Ａ：Ｂ＝β：αの関係にあることがさらに好ましい。
【００２７】
またこれら（１）及び（２）の構成では、いずれも第一の支持手段と第二の支持手段とが互いに所定位置で位置決めされて取り付けられるものであるが、その所定位置以外では第一の支持手段と第二の支持手段とが互いに位置決めされて取り付けられる必要は必ずしもない。すなわち、第一及び第二の支持手段は、それぞれの温度変化による露光手段と当該感光体との間隔方向の変形を許容すると共にその間隔方向以外の変形を規制する補助固定機構を備える。上記補助固定機構は、上記第一又は第二の支持手段のうち一方の支持手段に設けられる凸部と、他方の支持手段に設けられ当該凸部と勘合可能な凹部を備え、当該凹部は露光手段と感光体との間隔方向に長手状に形成されるものが挙げられる。
【００２８】
【発明の実施による態様】
実施例 以下、実施例に基づいて本発明の実施による態様を説明する。図１は、本実施例に係る画像形成装置のフレーム構造を示す斜視図である。この画像形成装置のフレーム構造は、中空角パイプで構成される骨格フレーム１００、１０２Ｆ、１０２Ｂ、骨格フレーム１０２Ｆに取り付けられるプレート状の前面フレーム（第一の支持手段）１Ｆ、サポートフレーム（第一の支持手段）１０、そのサポートフレーム１０に着脱自在に取り付けられる４つの前面プレート（第一の支持手段）１（Ｋ〜Ｙ）、骨格フレーム１０２Ｂに取り付けられるプレート上の背面フレーム（第一の支持手段）１Ｂ、各前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）を含む画像形成ユニットを図中ｘ方向に着脱するためのスライドレール１０１（Ｋ〜Ｙ）などにより構成される。また、背面フレーム１Ｂには図示しない露光ユニット（露光手段）を載置するブラケット（第二の支持手段）２（ＫＢ〜ＹＢ）が４つ取り付けられており、前面フレーム１Ｆにも図示しないブラケット２が合計８つ取り付けられている。
【００２９】
なお、これら骨格フレーム１００、１０２、１０２Ｂ、前面フレーム１Ｆ、サポートフレーム１０、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂなどは一般的な炭素鋼（例えば、ＳＰＣＣ、ＳＥＨＣ、ＳＧＣＣ、ＳＥＣＣ等）で構成されている。一方、各ブラケット２はアルミニウム合金（例えば、ＡＤＣ１０、ＡＤＣ１２等）で構成されている。
【００３０】
図２は、図１の前面フレーム１Ｆの構成をより詳細に説明するものである。この前面フレーム１Ｆには、ブラケット２を取り付けるための一対の位置決め穴１１（Ｋａ〜Ｙｂ）、１２（Ｋａ〜Ｙｂ）がそれぞれ８個、合計１６個形成されている。これらのうち上方に存在する位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）１１（Ｋａ〜Ｙｂ）は円状に形成されているが、下方に存在する位置決め穴（補助固定機構）１２（Ｋａ〜Ｙｂ）は図中ｚ方向に長手状に形成されている。なお、前面フレーム１Ｆにはこの他にも、ブラケット２をねじ止めするためのねじ穴（図示せず）などが形成されている。
【００３１】
図３は、図１の背面フレーム１Ｂの構成をより詳細に説明するものである。この背面フレーム１Ｂには、ブラケット２を取り付けるための一対の位置決め穴１３（Ｋ〜Ｙ）、１４（Ｋ〜Ｙ）がそれぞれ４個、合計８個形成されている。これらのうち上方に存在する位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）１３（Ｋ〜Ｙ）は円状に形成されているが、下方に存在する位置決め穴（補助固定機構）１４（Ｋ〜Ｙ）は図中ｚ方向に長手状に形成されている。また、感光体ドラムのシャフトの一端を軸支するベアリングが取り付けられる取り付け穴（感光体取り付け位置）１５（Ｋ〜Ｙ）が４個形成されている。なお、背面フレーム１Ｂにはこの他にも、ブラケット２をねじ止めするためのねじ穴（図示せず）などが形成されている。
【００３２】
また、サポートフレーム１０には前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）を着脱する着脱機構（図示せず）、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）を装着した状態で各前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）の位置決めを行う位置決め機構（図示せず）などを備えている。さらに、各前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）には、感光体ドラムのシャフトの他端を軸支するベアリングが取り付けられる取り付け穴（感光体取り付け位置）１６（Ｋ〜Ｙ）が各１個形成されている。
【００３３】
図４は、前面フレーム１Ｆや背面フレーム１Ｂに取り付けられるブラケット２の構成をより詳細に示す斜視図である。このブラケット２の構成は、前面又は背面フレームに取り付けるためのフレーム取り付け機構と露光ユニットに取り付けるための露光ユニット取り付け機構とを備えている。フレーム取り付け機構としては、上下方向に設けられる一対の位置決めピン（第一の支持手段取り付け位置）２１及び位置決めピン（補助固定機構）２２、３箇所に形成されるねじ穴２３ａ〜ｃを備えている。露光ユニット取り付け機構としては、露光ユニットを載置する載置台（露光手段取り付け位置）２４、その載置台２４に形成されるねじ穴２５を備えている。
【００３４】
図５は、感光体ユニット３、露光ユニット４が取り付けられた状態の一の画像形成ユニットのｚｘ断面を示すものである。ここで、感光体ユニット３は、その軸方向の中心から、感光体本体３０、ドラムフランジ３１Ｆ、３１Ｂにより構成されている。一方、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）に形成される取り付け穴１６（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂに形成される取り付け穴１５（Ｋ〜Ｙ）にはそれぞれベアリング５Ｆ、５Ｂが取り付けられている。そして、これらのベアリング５Ｆ、５Ｂに軸支されるドライブシャフト６により、結果的に感光体ユニット３は前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂに回転自在に位置決めされる。
【００３５】
また、露光ユニット４は、その前面側（−ｘ側）が二個のブラケット２Ｆ（ａ、ｂ）の載置台２４に載置され、その背面側（ｘ側）が一個のブラケット２Ｂの載置台２４に載置され、結果的に露光ユニット４は前面フレーム１Ｆ、背面フレームＢに位置決めされる。なお、この露光ユニット４は、ブラケット２の載置台２４に設けられたねじ穴２５を介してねじ止めされており、さらに各ブラケット２Ｆ（ａ、ｂ）、２Ｂは、ねじ穴２３ａ〜ｃにより前面フレーム１Ｆ又は背面フレーム１Ｂに固定されるとともに、ピン２１、２２によりその位置が規定される。
【００３６】
図６は、図５に示した感光体ユニット３と露光ユニット４との位置関係を模式的に示したものである。ここで、感光体ユニット３のドライブシャフト６中心から各ブラケット２の位置決めピン２１までの図中ｚ方向距離は初期状態においてＡ（ｃ）、その各ブラケット２の位置決めピン２１からその載置台２４までの図中ｚ方向距離は初期状態においてＢ（ｃ）（＜Ａ（ｃ））である。また、炭素鋼で構成される前面フレーム１Ｆ、サポートフレーム１０、前面プレート１（Ｋ〜Ｙ）、背面フレーム１Ｂの図中ｚ方向の線膨張係数はα、一方、アルミ合金で構成されるブラケット２の図中ｚ方向の線膨張係数はβであり、これらは線膨張係数α＜線膨張係数βの関係、さらに距離Ａ（ｃ）：距離Ｂ（ｃ）=線膨張係数β：線膨張係数αの関係にある。
【００３７】
図６（ａ）に示す初期状態では距離Ａ=Ａ（ｃ）、距離Ｂ=Ｂ（ｃ）、図６（ｂ）に示す周辺温度が上昇した状態では距離Ａ=Ａ（ｈ）、距離Ｂ=Ｂ（ｈ）とし、以下、周辺温度が状態からしても、感光体ユニット３と露光ユニット４との距離が変化しないことを説明する。
【００３８】
温度上昇により距離ＡがＡ（ｃ）からＡ（ｈ）に変化したとすると、変化分をΔＡとして、Ａ（ｈ）=Ａ（ｃ）＋ΔＡとあらわすことができる。同様に温度上昇により距離ＢがＢ（ｃ）からＢ（ｈ）に変化したとすると、変化分をΔＢしては、Ｂ（ｈ）=Ｂ（ｃ）＋ΔＢとあらわすことができる。ところで、距離Ａ（ｃ）：距離Ｂ（ｃ）=線膨張係数β：線膨張係数αの関係にあるため、上昇温度をΔｔとすると、ΔＡ＝Ａ（ｃ）×α×Δｔ＝Ｂ（ｃ）×β×Δｔ＝ΔＢである。したがって、Ａ（ｈ）−Ｂ（ｈ）＝Ａ（ｃ）−Ｂ（ｃ）＋ΔＡ−ΔＢ＝Ａ（ｃ）−Ｂ（ｃ）となり、温度上昇により感光体ユニット３と露光ユニット４との距離が変化しないことが分かる。なお、周辺温度が比較的高い状態から初期状態に遷移しても、同様に感光体ユニット３と露光ユニット４との距離は変化しない。
【００３９】
また、ブラケット２の温度変化による膨張収縮を妨げないようにブラケット２の位置決めピン２２と背面フレーム１Ｂの位置決め穴１４（Ｋ〜Ｙ）とは、図７に示すように係合している。図７（ａ）に示す初期状態を、図７（ｂ）に示す周辺温度が上昇した状態をそれぞれ示している。初期状態では、位置決めピン２２と位置決め穴１４とはｚ方向に長手状に形成された位置決め穴１４の略中央部で契合している。その状態から周辺温度が上昇すると、位置決めピン２２と位置決め穴１４とは位置決め穴１４の−ｚ方向側で契合している。周辺温度が初期状態へ低下する場合にはこの逆である。なお、ブラケット２の位置決めピン２２と前面フレーム１Ｆの位置決め穴１２（Ｋａ〜Ｙｂ）との係合も同様である。
【００４０】
このように本実施例に係る画像形成装置では、温度変化により露光ユニット４と感光体ユニット３との間隔方向の位置ずれが発生しないため、全体の画像の倍率、左右の画像の倍率がずれてしまう画像欠陥を効果的に防止することができ、良好な画像を安定して得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成の生産性を損なうことなく、温度変化により生じる感光体と露光手段との間隔方向の位置ずれに起因する画像欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置のフレーム構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すフレーム構造の前面フレームである。
【図３】図３は、図１に示すフレーム構造の背面フレームである。
【図４】図４は、図１に示すフレーム構造のブラケットである。
【図５】図５は、図１に示すフレーム構造のｚｘ断面図である。
【図６】図６は、温度変化による露光ユニットと感光体ユニットとの位置関係を説明するものである。
【図７】図７は、温度変化による補助固定機構の作用を説明するものである。
【図８】図８は、従来の画像形成装置の構成を説明するものである。
【図９】図９は、従来の画像形成装置のｘｙ平面上の位置ずれを説明するものである。
【図１０】図１０は、従来の画像形成装置のｘｙ平面上の位置ずれに基づく画像欠陥を説明するものである。
【図１１】図１１は、従来の画像形成装置のｚｘ平面上の位置ずれを説明するものである。
【図１２】図１２は、従来の画像形成装置のｚｘ平面上の位置ずれが生じた場合の露光光の照射状態を説明するものである。
【図１３】図１３は、従来の画像形成装置のｚｘ平面上の位置ずれに基づく画像欠陥を説明するものである。
【符号の説明】
１００、１０２、１０２Ｂ…骨格フレーム、１Ｆ…前面フレーム（第一の支持手段）、１０…サポートフレーム（第一の支持手段）、１（Ｋ〜Ｙ）…前面プレート（第一の支持手段）、１Ｂ…背面フレーム（第一の支持手段）、２…ブラケット（第二の支持手段）、１１（Ｋａ〜Ｙｂ）…位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）、１２（Ｋａ〜Ｙｂ）…位置決め穴（補助固定機構）、１３（Ｋ〜Ｙ）…位置決め穴（第二の支持手段取り付け位置）、１４（Ｋ〜Ｙ）…位置決め穴（補助固定機構）、１５（Ｋ〜Ｙ）、１６（Ｋ〜Ｙ）…取り付け穴（感光体取り付け位置）、２１…位置決めピン（第一の支持手段取り付け位置）、２２…位置決めピン（補助固定機構）２２、２４…載置台（露光手段取り付け位置）
Claims (4)
- 感光体と、当該感光体を支持する第一の支持手段と、当該感光体へ露光光を照射する露光手段と、当該露光手段を当該感光体と所定間隔で対峙させて支持する第二の支持手段とを備える画像形成装置において、
当該第一及び第二の支持手段は、それら第一及び第二の支持手段の温度変化による露光手段と当該感光体との間隔方向における変形が、露光手段と感光体との温度変化による間隔変動を相殺するようにそれぞれ構成され、
上記第一の支持手段は感光体を位置決めする感光体取り付け位置と第二の支持手段を位置決めする第二の支持手段取り付け位置とを備え、
上記第二の支持手段は第一の支持手段を位置決めする第一の支持手段取り付け位置と露光手段を位置決めする露光手段取り付け位置とを備え、
第一及び第二の支持手段はそれぞれ第二及び第一の支持手段取り付け位置において互いに位置決めされるとともに、これら第一及び第二の支持手段が位置決めされた状態で露光手段取り付け位置は第一の支持手段取り付け位置よりも感光体側に存在することを特徴とする画像形成装置。 - 上記第一又は第二の支持手段のうち一方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を離間させるように変形し、他方の支持手段が温度上昇により露光手段と感光体との間隔を接近させるように変形する請求項１に記載の画像形成装置。
- 上記感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向成分の線膨張係数をαとし、上記第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向成分の線膨張係数をβとすると、α＜βの関係にある請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- 上記感光体取り付け位置から第二の支持手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向距離成分をＡ、その間隔方向の線膨張係数をαとし、上記第一の支持手段取り付け位置から露光手段取り付け位置を結ぶ線分の露光手段と感光体との間隔方向距離成分をＢ、その間隔方向の線膨張係数をβとすると、Ａ：Ｂ＝β：αの関係にある請求項３に記載の画像形成装置。
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