以下、本発明に係る画像形成装置および光プリンタヘッドについて、添付図面を参照しつつ具体的に説明する。
以下、本発明の光プリンタヘッドの一例である光プリンタヘッド30について、より詳細に説明する。図1は、光プリンタヘッド30の概略構成を表す図であり、(a)はその斜視図であり、(b)は、蓋部材32を取り外した状態の光プリンタヘッド30の概略側面図である。また、図1(c)は光プリンタヘッド30を図1(a)の下側から見た図である。図1は、光プリンタヘッド30から接地配線13Cが取り外されている。
光プリンタヘッド30は、支持部材31と蓋部材32とが組み合わされてなる筐体30A、複数の発光素子34a、制御手段である駆動IC38、およびコネクタ39が少なくとも備えられた基体33、各発光素子34aからの出射光を所定位置に結像する、複数のレンズ35aが配列されたレンズアレイ35、を備えて構成されている。光プリンタヘッド30の支持部材31は、例えば樹脂材料が成型されたものである。また、蓋部材32は、金属材料が板金加工されて製造されたものである。支持部材31は、一方の側面が開放された略筐体形状であり、この開放部分を覆うように(閉塞するように)蓋部材32が配置されている。
支持部材31は、その外表面に設けられた凸部31aおよび31b、保持部材注入孔31c、および収容部31dを有している。支持部材31は、基体支持部31Aと、基体支持部31Aと離間したレンズ支持部31Bと、を備えている。支持部材31は、樹脂材料が成型されてなる1つの部材である。基体支持部31Aには、図1に示すように基体33が固定され、レンズ支持部31Bには、レンズアレイ35が固定される。また、基体33に備えられたコネクタ39は、支持部材31のコネクタ配置貫通孔31Dから露出されている。
支持部材31に固定される基体33は、発光素子アレイ34および駆動IC38が一方の主面33Aaに配置された回路基板33Aが、土台基板33Bに載置されて構成されている。回路基板33Aの他方の主面33Abには、駆動IC38と接続されたコネクタ39が配設されている。
回路基板33Aは、発光素子アレイ34、駆動IC38、およびコネクタ39等の支持母材として機能するとともに、発光素子アレイ34、駆動IC38、およびコネクタ39を電気的に接続するものである。回路基板33Aの構成材料としては、絶縁材料の内部や表面上に導電経路(導電パターン)を形成したものが挙げられる。ここで絶縁材料としては、ガラスエポキシ樹脂、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。回路基板33Aは、矢印DE方向に延びた長尺形状で、本実施形態では略矩形状に形成されている。土台基板33Bは、例えば金属材料からなる板状の部材で、回路基板33Aの強度を補強するとともに、発光素子アレイ34の駆動により生じる熱を光プリンタヘッドの外部に放熱する。回路基板33Aと土台基板33Bとは、例えば粘着テープや接着材等で接合されている。回路基板33Aおよび土台基板33Bは、いずれも特定方向に長い長尺形状であり、基体33も特定方向に長い長尺形状となっている。
発光素子アレイ34は、複数の発光素子34aが一方向に配列されてなり、回路基板33Aの図中上側の主面33Aa上に、複数配置されている。発光素子アレイ34は、複数の発光素子34aが、基体33の長尺方向(すなわち上記特定方向)に沿って並ぶよう、複数配列されている。この発光素子34aとしては、発光ダイオード、サイリスタ、有機や無機のエレクトロルミネセンス(EL)、液晶シャッタなどが挙げられる。
駆動IC38は、外部からの画像データに基づいて発光素子34aの駆動を個別制御するためのものであり、回路基板33Aの導電経路(導電パターン)を介して各発光素子34aに電気的に接続されており、回路基板33A上に配置されている。
コネクタ39は、回路基板33Aの、発光素子アレイ34や駆動IC38が配置された
一方の主面33Aaと反対側の他方の主面33Abに設置されている。このコネクタ39は、他方の主面33Abの、発光素アレイ34の配置領域Dに対して長尺方向にずれた外側部分に配置されている。コネクタ39は、発光素子アレイ34の配置領域Dの端部から、30mm以内の領域に設けられている。なお、本明細書において、コネクタが配置領域Dの端部から30mm以内に設けられているとは、配置領域Dの端部から15mm離間した位置を通り回路基板33Aの表面に垂直な平面と、配置領域Dの端部を通り回路基板33Aの表面に垂直な平面と、で挟まれた間隙領域に、コネクタの少なくとも一部が含まれていることをいう。なお、各凸部31a,31bの配置領域Dからの離間距離は、なるべく小さい方が好ましく、例えば20mm以内が好ましく、さらには10mm以内であることが、より好ましい。土台基板33Bには貫通孔(図示せず)が設けられており、コネクタ39は、この貫通孔を介して露出されている。基体33の他方の主面33Ab側から突出している。
回路基板33Aと土台基板33Bとで構成された基体33は、支持部材31の基板支持部31Aに、保持部材36によって接合されている。保持部材36は、例えば接着材であり、基体33を基板支持部31Aと接合する。具体的には、保持部材36は、支持部材31Aに設けられている保持部材注入口31cから、土台基板33Bの図中下側の主面33Bbに向けて注入されて、基板支持部31Aと土台基板33Bの間隙に広がっている。基板支持部31Aには、コネクタ39の配置位置に対応する位置にコネクタ開口部31dが設けられており、このコネクタ開口部31dからコネクタ39が露出している。
封止部材37は、筐体30Aの内部に配置される部材を封止し、発光素子34aの発する光を遮るためのものである。本実施形態において、封止部材37は、保持部材注入口31cから注入された保持部材36を閉塞するように、保持部材注入口31cの内部に供給されている。また、封止部材37は、支持部材31のコネクタ配置貫通孔31Dを閉塞するように、コネクタ配置貫通孔31Dの内部にも供給されている。
レンズアレイ35は、複数のレンズ35aが配列されてなり、発光素子アレイ34の各発光素子34aから出射する光を所定の結像位置に集光させる。各レンズ35aは、矢印DE方向に配列されている。レンズアレイ35は、各レンズ35aの二つの焦点Tc1,Tc2のうち一方の焦点Tc1に各発光素子34aが位置するよう、支持部材31のレンズ支持部31Bに位置合わせされて固定されている。
また、光プリンタヘッド30では、発光素子34aが配置された回路基板33Aと、発光素子34aからの光を所定の結像位置に集光させるレンズ35とを1つの支持部材31に固定し、この支持部材31が位置決め用の凸部31aや31bを有している。このような構成によると、発光素子34aが配置された基板33Aとレンズ35との双方を、一つの構造体(支持部材31)に対し直接設置しているので、発光素子34aとレンズ35との相互の位置関係を高精度に設定することができる。加えて、これら発光素子34aとレンズ35との相互の位置関係は、ほとんど変動することがない。このため、光プリンタヘッド30を後述する画像形成装置X(図5参照)に設置した際、画像形成装置Xにおける発光素子34aの位置、および画像形成装置Xにおけるレンズ35の位置、の双方の精度を同時に確保することができる。ひいては、画像形成装置Xにおける、発光素子34aからの光の結像位置を、感光体層10bの表面に高精度に位置合わせしておくことができる。
支持部材31は、基体支持部31Aと、発光素子34aからの光の進行方向(レンズ35の光軸方向)に沿って基体支持部31Aと離間したレンズ支持部31Bと、を備えている。支持部材31のレンズ支持部31Bには、各レンズ35aの光軸方向(すなわち発光素子34aからの光の出射方向)に沿って突出した、凸部31a,31bが設けられている。この凸部31a,31bは、基準面311a,311bと、位置合わせ孔312a,312bと、を有している。
凸部31aおよび31bは、図に示すように、発光素子34aの配置領域Dに対して長尺方向にずれた外側部分に配置されている。凸部31aおよび31bは、光プリンタヘッド30における発光素子34aの配置領域Dを挟むように2箇所設けられている。さらには、凸部31bは、いずれも、発光素子アレイ34の配置領域Dとコネクタ39との間隙に対応する部分に設けられている。
支持部材31は、基体支持部31Aとレンズ支持部31Bとを備えた構成となっており、発光素子からの光の進行方向の側から見た状態で、基体支持部31Aに載置された回路基板33Aの一部(長尺方向に沿った端部)と、レンズ支持部31Bの、各凸部31aおよび31bが重なって配置されている。
基準面311a,311bは、光プリンタヘッド30が設置される後述の画像形成装置X(図5参照)における、光プリンタヘッド30の矢印AB方向における位置基準となる。より具体的には、電子写真感光体10が設置された画像形成装置Xにおける、支持部材31のレンズ35の光軸方向に沿った方向の位置基準となり、ひいては、各レンズ35aの他方の焦点Tc2の、画像形成装置Xにおける位置の基準となる。画像形成装置Xにおける上記他方の焦点Tc2の位置は、画像形成装置Xにおける、各発光素子34aからの光の結像位置である。この基準面311a,311bは、比較的高い平面度を有している。ここで、平面度とは、JIS規格B0021:1984で規定される普通公差のことを指す。本実施形態では、この普通公差が、例えば0.1×10−1以上0.5以下に設定されている。
位置合わせ孔312a,312bは、支持部材31の矢印DE方向における指標となる配列指標部として機能している。本実施形態では、位置合わせ孔312aと312bとが、光プリンタヘッド30における発光素子34aの配置領域Dを挟むように2箇所設けられており、この配置領域Dに配置される発光素子34aの配列方向の指標としても機能している。本実施形態では、位置合わせ孔の一方(位置合わせ孔312b)は、矢印AB方向から視して長軸を有しており、その軸方向が矢印DE方向に沿っている。
支持部材31の基板支持部31Aは、基板が載置される第1板状部31Aaと、第1板状部31Aaと略平行に設けられた第2板状部31Abとが、第1板状部31Aaの基板載置面と略垂直に延びた複数の梁状部31Acによって連結された肉盗み構造をなしている。
次に、蓋部材32について説明する。蓋部材32は、回路基板33Aとレンズアレイ35とが配置された状態の支持部材31の開口部を閉塞するように配置されている。蓋部材32は、例えば接着剤等で、支持部材31と接着されて固定されている。蓋部材32は金属材料からなり、樹脂材料からなる支持部材31と比べて、導電性は比較的に高くなっている。この蓋部材32には、光プリンタヘッド30においてコネクタ39が露出されている側に突出した、突出部32aが設けられており、この突出部32aに接地配線13Cが接続されている。蓋部材32は、回路基板33Aにおける発光素子34aの配置方向(配列方向)に沿って連続した板状部材である。蓋部材32は、複数の発光素子34a全体を覆うように、支持部材31に当接して設けられている。
図2は、蓋部材32の突出部32aと接地配線13Cとの接続状態を示す概略斜視図である。接地配線13Cは、接地用導線13C1の先端に端子13C2が設けられており、図2に示すように、この端子13C2に光プリンタヘッド30の突出部32aが嵌合されている。画像形成装置Xに設けられた接地用導線13C1は接地されており、蓋部材32も接地される。
比較的小型の画像形成装置において、光プリンタヘッド30と帯電装置12との間隔は比較的小さく、光プリンタヘッド30に電荷が流れ込む場合もある。仮に、光プリンタヘッド30が全て樹脂材料すなわち誘電体で形成されていると、光プリンタヘッド30に流れ込んだ電荷が徐々に蓄積し、比較的大きな電気量が蓄積される(すなわち、比較的大きな静電気が発生する)。例えば、この静電気が回路基板33の側に流れ込むと、駆動IC38や発光素子アレイ34の動作不良が生じたり、場合によっては故障することもある。光プリンタヘッド30では、蓋部材32は、回路基板33Aにおける発光素子34aの配置方向(配列方向)に沿って連続した板状部材である。蓋部材32は、複数の発光素子34a全体を覆うように、支持部材31に当接して設けられている。これにより、回路基板33Aへの電荷の流れ込みを、回路基板33A全体にわたって抑制することができる。さらに、この蓋部材32は接地配線13Cと接続されている。これにより、帯電装置12等によって発生した電荷が光プリンタヘッド30の側に流入しても、流入した電荷は、蓋部材32および接地配線13Cを介してグランドに流れていく。本実施形態の光プリンタヘッド30では、比較的大きな電気量が蓄積されることはなく、駆動IC38や発光素子アレイ34の誤動作や損傷を抑制することができる。
光プリンタヘッド30では、良好な導電性を有する例えば金属からなる蓋部材32を備えているので、支持部材31を誘電体で構成した場合であっても、光プリンタヘッド30に比較的大きな電気量が蓄積されることはない。例えば、光プリンタヘッド30では、蓋部材32が比較的高い導電性を有するので、支持部材31を樹脂材料によって構成しても、光プリンタヘッド30の誤動作や損傷などの問題は比較的抑制されている。光プリンタヘッド30は、支持部材31の形状精度が比較的高く、すなわち各発光素子34aからの結像位置の精度は比較的高く、かつ、静電気による動作不良は比較的良好に抑制することが可能となっている。
光プリンタヘッド30において、支持部材31は、基体支持部31A、レンズ支持部31B、凸部31aや31b、コネクタ配置貫通孔31Dなどを備え、比較的複雑な形状をしている。光プリンタヘッド30では、かかる複雑な形状の支持部材31については、樹脂材料を成型することで比較的安価に作製している。一方、帯電装置12等から流入する電荷をグランドに逃がす蓋部材32は、凹凸の少ない比較的単純な形状としている。樹脂材料に比べると、加工費用も材料費も、金属の方が比較的高い。光プリンタヘッド30では、比較的複雑な構造をもつ支持部材31を、樹脂材料を成型して比較的安価に作製している。一方、蓋部材32は、比較的単純な形状で、かつ少ない体積で構成している。これにより、電荷をグランドに逃がすための蓋部材32を、例えば金属材料の板金によって比較的安価に作製している。すなわち、本実施形態の光プリンタヘッド30は、比較的高い形状精度、すなわち比較的高い光の結像位置の精度をもちながら、比較的安価な構成となっている。
また、蓋部材32には、突出部32aが、光プリンタヘッド30におけるコネクタ39の配置位置の側に突出して設けられている。上述したように、この突出部32aが、配線端子13Cの端子13C2に嵌合されている。光プリンタヘッド30では、突出部32aは、光プリンタヘッド30が設置される、後述の画像形成装置Xの端子13C2に応じた形状およびサイズで構成されている。例えば、端子13C2に突出部32aを嵌合させるのみで、特にネジ止めや圧着等の余分な作業を行うことなく、端子13C2と突出部32aとを十分な強度で結合できるよう、突出部32aの形状およびサイズを構成すればよい。例えば、端子13C2として、タイコエレクトロニクスアンプ株式会社製、アンプファストンターミナルのリセプタクルを用いた場合、配線端子13Cの端子13C2の形状に応じた突出部32aを用いていることで、特にネジ止めや圧着等の余分な作業を行うことなく、端子13C2と突出部32aとを十分な強度で結合できる。なお、端子13C2として例えば公知の圧着端子を用い、この圧着端子によって蓋部材32の突出部32aを圧着し、端子13C2と突出部32aとを比較的強固に結合させてもかまわない。
光プリンタヘッド30では、蓋部材32の突出部32aが、支持部材31における発光素子アレイ34の配置領域D、および支持部材31の凸状部31bの双方に対して、長尺方向にずれた外側部分に配置されている。例えば発光素子アレイ34の配置領域Dの撓みや捩れは、レンズアレイ35による集光位置のずれに直接に繋がるものであるが、光プリンタヘッド30では、配置領域Dおよび凸状部31bのいずれに対しても長尺方向にずれた外側部分に、蓋部材32の突出部32aが配置されている。このため、突出部32aに端子13C2を着脱する作業(圧着端子13C2の着脱作業)に際して、突出部32aに何らかの外力が加わっても、配置領域Dにある発光素子アレイ34に対するこの外力の影響は、比較的低く抑制される。
本発明において、導電性部材は、発光素子の配列方向に連続して設けられていればよく、例えば、誘電体からなる支持部材の表面に全体が付着されていてもよい。また、支持部材に埋め込まれた形状であってもよい。このように、本発明の光プリンタヘッドにおける導電性部材の配置は、特に限定されない。
光プリンタヘッド30では、凸部31a,31bが、画像形成装置Xの装置本体1に固定された基準部材13Aに当接されることで、装置本体1における光プリンタヘッド30の配置位置が設定されている。上述したように、画像形成装置Xには、光プリンタヘッド30の凸状部31a、31bと当接されることで、画像形成装置Xにおける光プリンタヘッド30からの結像位置を規定するための基準部材13Aと、画像形成装置Xに固定された基準部材13Aと凸状部31a、31bとを押し付けるように、光プリンタヘッド30に外力を付与する外力付加機構13Bとを有する。外力付加機構13Bは、光プリンタヘッド30に設定された外力付加領域に、レンズアレイ35の各レンズ35aの光軸方向に沿って外力を付加する。外力付加機構13Bは、2つのスプリング13Baを備え、各スプリング13Baによって光プリンタヘッド30の外力付加領域に外力を付加する。光プリンタヘッド30の外力付加領域は、支持部材31の外表面のうち、各凸状部13aおよび13bが設けられた側と反対側の、位置決め用凸状部31aおよび31bから回路基板33の一方の主面33Aに下ろした垂線(図4(b)中の点線)と交わる所定領域に設定されている。支持部材31の外表面には、この外力付加領域に対応する部分に突起31Eが設けられている。この突起31Eは、スプリング13Baを当接させる際の位置基準となるとともに、スプリング13Baの位置ずれも防止する。
図3は、基準部材13Aの概略構成を表す図であり、(a)は基準部材13Aの斜視図、(b)は基準部材13Aの平面図、(c)は基準部材13Aの側面図、をそれぞれ示している。基準部材13Aは、当接面13Aaと、挿入突起部13Abと、開口部13Acと、をそれぞれ有している。基準部材13Aは、電子写真感光体10と光プリンタヘッド30との間隙に配置されている。
図4は、光プリンタヘッド30を画像形成装置本体(後述する画像形成装置本体1)に設置した状態について説明する図である。図4(a)は概略斜視図、図4(b)は概略側面図である。なお、図4(a)では、説明のため、電子写真感光体10、ヘッド配置部13、および光プリンタヘッド30を、それぞれ離間させた状態で示している。ヘッド配置部13は、基準部材13Aと外力付加機構13Bと、接地配線13Cとを備えて構成されている。
図4(b)に示すように、当接面13Aaは、光プリンタヘッド30を構成する支持部材30に設けられた、凸部31aの基準面311aおよび凸部31bの基準面311bと当接し、画像形成装置Xにおける光プリンタヘッド30の位置を規定する。より詳しくは、支持部材31のレンズ35aの光軸方向に沿った方向の位置を規定し、ひいては、画像形成装置Xにおけるレンズ35aの他方の焦点Tc2の位置を規定する。本実施形態では、この他方の焦点Tc2が、電子写真感光体10の感光体層10bの表面に位置するよう、基準部材13Aが、装置本体1の所定位置に予め設定されている。
挿入突起部13Abは、光プリンタヘッド30の支持部材31の凸部31aの位置合わせ孔312a、および凸部31bの位置合わせ孔312bに挿入されて、この凸部31aおよび凸部31bの、上記光軸方向と垂直な方向の位置を設定する。ひいては、画像形成装置Xにおける、発光素子34aの配列方向およびレンズ35aの配列方向を規定する。本実施形態では、発光素子34aの配列方向およびレンズ35aの配列方向が、電子写真感光体10の軸方向と略一致するよう、基準部材13Aが装置本体1に予め配置されている。開口部13Acは、光プリンタヘッド30の発する光を通過させるためのものであり、レンズアレイ35と対向する領域に形成されている。
光プリンタヘッド30では、発光素子34aと制御手段である駆動IC38とを、長尺形状の回路基板33Aの一方の主面33Aaに配置し、コネクタ39を他方の主面33Abに配置して、基体33をコンパクトに構成している。加えて、コンパクトに構成した基体33とレンズアレイ35とを、成型された樹脂材料からなる1つの支持部材31に配置している。樹脂材料の成型によれば、支持部材31を低コストで製造することができる。
また、1つの凸状部が、光軸方向に沿った位置を規定する光軸位置規定面(311aおよび311b)と、光軸と略垂直な方向に沿った位置を規定する水平位置規定部(312aおよび312b)と、の双方を備えており、比較的小さな凸状部のみで、画像形成装置Xにおける光プリンタヘッド30の3次元位置を高精度に設定することができる。ひいては、光プリンタヘッド30および画像形成装置Xを、十分コンパクトに形成しつつ、高精細な画像を形成することができる。
また、光プリンタヘッド30が設置される画像形成装置Xは、位置基準部材13Aと外力付加機構13Bとを有している。外力付加機構13Bは、画像形成装置Xの位置基準部材13Aと凸状部31aおよび31bとが当接した状態で、光プリンタヘッド30の外力付加領域にレンズアレイ15の光軸方向に沿った外力を付加する。画像形成装置Xは、この外力付加機構13Bを有することで、光プリンタヘッド30の位置決め用の凸状部13aおよび13bと、画像形成装置Xの基準部材13Aとの当接状態を良好に維持することができ、画像形成装置Xにおける光プリンタヘッド30からの発光の結像位置を、高精度に維持する。画像形成装置Xでは、この光プリンタヘッド30の支持部材31の外表面のうち、凸状部31aおよび31bが設けられた側と反対側の、凸状部31aおよび31bから回路基板33Aの一方の主面33Aaに下ろした垂線と交わる所定領域(外力付加領域)に、外力を付加している。画像形成装置Xでは、装着されている光プリンタヘッド3
0に対し、発光素子アレイ34の配置領域Dの外側部分にのみ外力が加わることになる。なお、画像形成装置Xでは、上述のように、コネクタ着脱作業に際しても、発光素子アレイ34の配置領域Dの外側部分にのみ外力が加わる。すなわち、画像形成装置Xでは、光プリンタヘッド30が装着されている状態で、この光プリンタヘッド30における発光素子アレイ34の配置領域Dに捩れや歪みが生じるような外力が加わることはない。加えて、画像形成装置Xでは、光プリンタヘッド30のコネクタ着脱作業においても、同様の外力が加わることはない。このため、画像形成装置Xにおける光プリンタヘッド30からの発光の結像位置は、殆ど変動することがなく、高画質な画像の形成が可能である。本発明の画像形成装置Xは、比較的低いコストで製造されたものであるが、十分高精細に画像を形成することができる。
図5は、本発明の光プリンタヘッドを備えて構成される本発明の画像形成装置の一実施形態である、画像形成装置Xの概略構成図である。図5に示した画像形成装置Xは、電子写真感光体10、帯電装置12、ヘッド配置部13、現像装置14、転写装置15、定着装置16、クリーニング装置17、および除電装置18を備えた装置本体1に、光プリンタヘッド30が装着されて構成されている。
図6は、電子写真感光体10について説明する図である。図6(a)は電子写真感光体10の概略斜視図であり、図6(b)は、図6(a)に示すIIb−IIb線で切断した際の電子写真感光体10の概略断面図である。電子写真感光体10は、画像信号に基づいた静電潜像およびトナー像が形成されるものであり、図5の矢印A方向に回転可能とされている。図6にも示しているように、電子写真感光体10は、円筒状基体10aの外周面に、感光層10bを形成して構成されたものである。
円筒状基体10aは、少なくとも表面に導電性を有するものであり、たとえばアルミニウムなどにより形成されている。
感光層10bは、アモルファスシリコンなどの無機半導体や有機半導体から成る光導電層を被着させた構造を有しており、光導電層に光プリンタヘッド30からの光が照射されると、光導電層の比抵抗を急激に低下させて、光導電層に所定の潜像を形成するものである。感光層10bはまた、円筒状基体10aからのキャリアの注入を阻止するためのキャリア注入阻止層や電子写真感光体10の表面を保護するための表面層を備えたものであってもよい。
帯電装置12は、電子写真感光体10の表面を、光導電層の種類に応じて、正極性または負極性に一様に帯電させるためのものである。帯電装置12は、例えば高圧コロナ放電によって電子写真感光体10の表面を、例えば100〜1000Vに帯電させる。画像形成装置Xは比較的小型化であり、光プリンタヘッド30と帯電装置12との間隔は比較的小さい。
光プリンタヘッド30は、電子写真感光体10の表面に静電潜像を形成するために、画像信号に応じて電子写真感光体10(感光層10b)の表面に光を照射する。
画像形成装置Xの装置本体1には、電子写真感光体10が所定位置に固定されており、この電子写真感光体10に対する特定位置に、基準部材13Aが固定されている。光プリンタヘッド30は、後述する凸部31a,31bが、この基準部材13Aに当接されることで、装置本体1における配置位置が設定されている。より詳しくは、ヘッド配置部13の外力付加機構13Bによって、光プリンタヘッド30に外力が付与されて、凸部31a,31bが基準部材13Aに押し付けられた状態で、光プリンタヘッド30が装置本体1に位置決めされて固定されている。本発明の光プリンタヘッド30、ヘッド配置部13、および光プリンタヘッド30と基準部材との当接状態については、後に詳述する。また、画像形成装置Xでは、光プリンタヘッド30の所定部位(後述する蓋部材32の突出部32a)に接地配線13Cが接続されて、光プリンタヘッド30がアース(接地)されている。接地配線13Cは、接地用導線13C1の先端に端子13C2が設けられており、この端子13C2に後述する光プリンタヘッド30の突出部32aが嵌合されて固定されている。
画像形成装置Xは、例えば図示しないCPUやメモリ等を有するコンピュータからなる、画像形成装置X全体の動作を制御する制御手段を備えている。制御手段は、画像形成装置Xの外部から入力された画像信号を、光プリンタヘッド30の駆動用信号に変換して光プリンタヘッド30に出力する。なお、本明細書において、外部から入力される画像信号と、光プリンタヘッド30の駆動用信号とは、特に区別して記載しない(いずれも画像信号として記載している)。制御手段は、また、画像形成装置Xのその他の各部(電子写真感光体10、帯電装置12、現像装置14、転写装置15、定着装置16、クリーニング装置17、および除電装置18等)とも接続されており、画像形成処理における各部の動作を制御する。この制御手段は、図示しない、例えばマウスやキーボード等からなる操作情報受付手段や、CD−ROMドライブやモデム等の画像信号受付手段等を有している。制御手段は、外部から受け付けた操作指示および画像信号に応じて各部の動作を制御して、受け付けた画像信号に応じた画像を形成させる。
図5に示した現像装置14は、電子写真感光体10の静電潜像を現像してトナー像を形成するためのものである。この現像装置14は、現像剤を保持しているとともに、現像スリーブ14aを備えている。
現像剤は、電子写真感光体10の表面に形成されるトナー像を構成するためのものであり、現像装置14において摩擦帯電させられる。現像剤としては、磁性キャリアと絶縁性トナーとから成る二成分系現像剤、あるいは磁性トナーから成る一成分系現像剤を使用することができる。
現像スリーブ14aは、電子写真感光体10と現像スリーブ14aとの間の現像領域に現像剤を搬送する役割を果すものである。
現像装置14においては、現像スリーブ14aにより摩擦帯電したトナーが一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送され、電子写真感光10と現像スリーブ14aとの間の現像領域において、このトナーによって静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
トナー像の帯電極性は、正規現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体10の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体10の表面の帯電極性と同極性とされる。
転写装置15は、電子写真感光体10と転写装置15との間の転写領域に給紙された記録紙Pにトナー像を転写するためのものであり、転写用チャージャ15aおよび分離用チャージャ15bを備えている。この転写装置15では、転写用チャージャ15aにおいて記録紙Pの背面(非記録面)がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録紙P上にトナー像が転写される。転写装置15ではさらに、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ15bにおいて記録紙Pの背面が交流帯電させられ、記録紙Pが電子写真感光体10の表面から速やかに分離させられる。
なお、転写装置15としては、電子写真感光体10の回転に従動し、かつ電子写真感光体10とは微小間隙(通常、0.5mm以下)を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。この場合の転写ローラは、たとえば直流電源により、電子写真感光体10上のトナー像を記録紙P上に引きつけるような転写電圧を印加するように構成される。このような転写ローラを用いる場合には、分離用チャージャ15bのような転写材分離装置は省略することもできる。
定着装置16は、記録紙Pに転写されたトナー像を定着させるためのものであり、一対の定着ローラ16a、16bを備えている。この定着装置16では、一対のローラ16aおよび16bの間に記録紙Pを通過させることにより、熱、圧力などによって記録紙Pに対してトナー像が定着させられる。画像形成装置Xでは、このようにして、記録紙Pに画像が記録される。
クリーニング装置17は、電子写真感光体10の表面に残存するトナーを除去するためのものであり、クリーニングブレード17aを備えている。このクリーニング装置17では、クリーニングブレード17aによって、電子写真感光体10の表面に残存するトナーが掻き取られて回収される。クリーニング装置17において回収されたトナーは、現像装置14内にリサイクルするようにしてもよい。
除電装置18は、電子写真感光体10の表面電荷を除去するためのものである。この除電装置18は、たとえば光出射により、電子写真感光体10の表面電荷を除去するように構成されている。クリーニング装置17および除電装置18の動作によって、電子写真感光体10の表面の状態は、初期状態(すなわち、トナーが付着しておらず、かつ帯電していない状態)にリセットされ、帯電装置12から定着装置16における画像形成に再び送られる。画像形成装置Xでは、このようにして、連続して供給される記録媒体Pに、画像を形成・記録する。
なお、上述のように本実施形態の画像形成装置Xでは、発光素子34aが設置された回路基板33Aの主面と感光性ドラム10との間隙で、支持部材31の各凸状部31aおよび31bと装置側の基準部材13Aとが当接している。すなわち、感光性ドラム10の配置スペースおよび光プリンタヘッド30の配置スペースとに挟まれた間隙領域に、装置側の基準部材13Aと光プリンタヘッド30側の凸部31aおよび31bとを当接させる位置決め用スペースを配置している。例えば、仮に、感光性ドラム10の回転軸に沿った、この感光性ドラム10に隣接したスペースに、画像形成装置X側の位置決め部材と光プリンタヘッド30側の凸部31aおよび31bとを当接させる位置決め用スペースを設けた場合、画像形成装X置のサイズを、その分だけ大型化する必要が生じる。本実施形態の画像形成装置Xは、十分に小さいサイズで構成されている。
なお、上述の実施形態では、支持部材31に設けられた凸部31aおよび凸部31bは、突出方向に沿った断面が略円柱形状となっている。本発明において、この凸部の形状については特に限定されない。例えば、突出方向に沿った断面の形状が四角形であってもよく、また、三角形や五角形以上の多角形状であってもよい。
また、本発明において、発光素子からの光の結像位置の水平位置を規定する、支持部材の凸状部に設けられた水平位置規定部は、位置決め孔によって構成されていることに限定されない。例えば、支持部材の凸状部の光軸位置規定面から突出した、位置決め用突出部を設け、この位置決め用突出部を、画像形成装置側の基準部材に設けられた凹部に係合させることで、画像形成装置における光の結像位置の上記水平位置を規定してもよい。
また、上述の実施形態では、光プリンタヘッド30の外力付加機構13Bは、2つのスプリング13Baを備え、各スプリング13Baによって光プリンタヘッド30の外力付加領域に外力を付加する。本発明の画像形成装置が備える外力付加機構は、このようにスプリングを備えて構成されたものでなくともよい。本発明の画像形成装置が備える外力付加機構は、特に限定されない。
本発明は、電子写真方式を採用した画像形成装置に限らず、たとえば感光紙などの感光性媒体に光を照射して感光性媒体に画像形成する画像形成装置に対しても適用することができる。また、ドラム状の感光体に画像を形成することに限定されず、例えば同一平面に沿って搬送されるフィルム状の感光体に画像を形成してもよい。
以上、本発明の光プリンタヘッド、および画像形成装置について説明したが、本発明の光プリンタヘッドおよび画像形成装置は、上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。