JP2013130736A - 光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歯の形状が簡単な三角形状及び／又は台形形状のスパーギアやクラウンギア等を適用しながらも、走査線の位置を高精度で調節することが可能な光走査装置を提供する。
【解決手段】ピニオンギア１２５が１回転すると、クラウンギア１２３が１歯分だけ回転し、スクリューネジ１２２が９．６μｍだけ副走査方向Ｘに移動し、第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａが９．６μｍだけ副走査方向Ｘに移動することから、ピニオンギア１２５の１回転に対応する感光体ドラム１３上の主走査線の移動距離が９．６μｍ以下となる。このため、ピニオンギア１２５とクラウンギア１２３との間にバックラッシがあっても、主走査線の位置を１０．５μｍ（ドットハーフ）以下の高精度で調節設定し得る。
【選択図】図５

Description

本発明は、光ビームにより被走査体を走査する光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。

例えば、電子写真方式の画像形成装置では、光ビームにより感光体（被走査体）表面を走査して、静電潜像を感光体表面に形成し、トナーにより感光体表面の静電潜像を現像して、感光体表面にトナー像を形成し、トナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させる。

光走査装置は、そのような画像形成装置に設けられ、光ビームにより感光体（被走査体）表面を走査するために用いられる。この光走査装置では、画像データに応じて半導体レーザから出力される光ビームの強度を変調し、また半導体レーザの光ビームをポリゴンミラーへと出射して、この光ビームをポリゴンミラーで反射させ、このポリゴンミラーの回転により光ビームを主走査方向に繰り返し偏向させ、更にｆθレンズにより光ビームを感光体上で等線速度となるように偏向させ、この光ビームにより感光体表面を走査して、感光体表面に静電潜像を形成する。

このような構成の光走査装置においては、半導体レーザや様々な光学部品の特性、取付け誤差、形状の歪み等が原因となって、光ビームにより走査される感光体表面上の走査線に傾き等が生じることがあり、走査線の傾き等が生じると、感光体表面の静電潜像が歪んで、画像品質が低下する。

このため、特許文献１では、モータによりウォームギアを回転駆動して、ウォームギアに歯合するウォームホイールを回転させ、ウォームホイールと同軸の偏芯カムを回転させて、偏芯カムにより結像レンズ（ｆθレンズ）を変位させ、走査線の傾き等を補正している。

特開２００８−１３９３５２号公報

ところで、特許文献１のようにウォームギアとウォームホイールを組合せた場合は、バックラッシを小さくすることができる。また、ヘリカルギアを組合せた場合も、バックラッシを小さくすることができる。

しかしながら、ウォームギア、ウォームホイール、ヘリカルギア等の歯の形状が複雑であり、歯の加工を高精度で行わねばならず、これらのギアの金型を設計製作するには特殊なアプリケーションプログラムや工具等が必要となって、ギアの設計製作や設計変更等が簡単ではなかった。

一方、歯の形状が簡単な三角形状及び／又は台形形状のスパーギア（平歯車）やクラウンギア（冠歯車）等を適用すれば、ギアの設計製作や設計変更等が容易であり、光走査装置の設計の自由度が高くなる。

ところが、スパーギアやクラウンギア等を歯合させた場合は、ギアのバックラッシが大きくなり、これが走査線の高精度な傾き調節を困難にした。例えば、カラーの画像形成装置では、感光体ドラム表面の走査線の位置をレーザ光による感光体ドラム表面上の解像度の半分（ドットハーフ）以下の精度で調節せねば、画像品質の向上を望めないが、ギアのバックラッシが大きくなると、そのような高精度の調節が極めて困難になる。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、歯の形状が簡単な三角形状及び／又は台形形状のスパーギアやクラウンギア等を適用しながらも、走査線の位置を高精度で調節することが可能な光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光走査装置は、光源から出射されたレーザ光を回転多面鏡で反射して偏向させ、前記レーザ光により光学部材を介して被走査体を主走査しており、前記光学部材を変位させて、前記レーザ光による前記被走査体上の主走査線と直交する副走査方向の前記走査線の傾きを調節する光走査装置であって、ギアが回転することで、前記光学部材を変位させるギアユニットを備え、前記ギアユニットを構成する各ギアの歯の形状が三角形状及び／又は台形形状であり、前記ギアユニットにおけるギアの歯の１ピッチ分の回転は、前記レーザ光による前記被走査体上の解像度の半分以下に対応している。

このような光走査装置では、ギアユニットを通じて光学部材が変位される。このギアユニットの各ギアの歯の形状が三角形状及び／又は台形形状であり、例えば各ギアの種類がスパーギア（平歯車）やクラウンギア（冠歯車）等である。このため、ギアの設計製作や設計変更等が容易であり、光走査装置の設計の自由度が高くなる。また、このようなギアのバックラッシが高いものの、ギアの歯の１ピッチ分の回転がレーザ光による被走査体上の解像度の半分（ドットハーフ）以下に対応するため、ギアのバックラッシを原因とする調整誤差が画像品質に影響を与えないレベルまで低減される。これは、ギアの歯の１ピッチよりもバックラッシが充分に小さいため、バックラッシがレーザ光による被走査体上の解像度の半分よりも充分に小さな走査線変位量に対応することになるからである。

また、本発明の光走査装置においては、前記ギアユニットにおける初段ギアの軸と前記初段ギアに歯合する次段のギアの軸とが直交する。

この場合は、初段ギアの軸の長手方向と光学部材を変位方向（次段のギアの軸の長手方向）が直交しているので、初段のギアにより次段のギアの自由回転が抑えられ、また初段ギアの軸の向きの設定自由度が高くなる。

例えば、本発明の光走査装置においては、前記次段のギアの１ピッチ分の回転が、前記レーザ光による前記被走査体上の解像度の半分以下に対応する。

また、本発明の光走査装置においては、前記ギアユニットは、初段ギアと、前記初段ギアに歯合する次段のギアと、前記次段のギアの回転中心に通され、前記次段のギアと共に回転するネジ部材と、前記ネジ部材が螺合する基部とを備え、前記ネジ部材が前記次段のギアと共に回転して前記基部に対して変位し、前記ネジ部材に対して前記光学部材の一端が係合して変位する。

このような初段ギア、次段のギア、ネジ部材、及び基部を用いることにより、ギアユニットの減速比を大きくすることができる。また、ギアと同様に、ネジ部材や基部の設計製作や設計変更等が容易であり、光走査装置の設計の自由度が高くなる。

更に、本発明の光走査装置においては、前記光学部材の他端が回転自在に軸支されており、前記ネジ部材に対して前記光学部材の一端が係合して変位して、前記光学部材が回転する。

例えば、ネジ部材により光学部材の一端を押すことで、光学部材の他端を中心にして光学部材を一方向に回転させることができる。

また、本発明の光走査装置においては、前記変位の方向とは逆方向に前記光学部材の一端を付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力により前記ネジ部材の先端が前記光学部材の一端側に当接している。

この場合は、ネジ部材により光学部材を一方向に回転させ、付勢部材の付勢力により光学部材を逆方向に回転させることができる。

例えば、本発明の光走査装置においては、前記ギアは、手動又はモータにより回転される。

次に、本発明の画像形成装置は、上記本発明の光走査装置を備えている。

また、本発明の画像形成装置においては、複数の色に対応する複数の前記光走査装置を備え、前記各色を用いたカラー画像を形成している。

このような画像形成装置においても、上記本発明の光走査装置と同様の作用効果を奏する。

本発明では、ギアユニットを通じて光学部材が変位される。このギアユニットの各ギアの歯の形状が三角形状及び／又は台形形状であり、例えば各ギアの種類がスパーギア（平歯車）やクラウンギア（冠歯車）等である。このため、ギアの設計製作や設計変更等が容易であり、光走査装置の設計の自由度が高くなる。また、このようなギアのバックラッシが高いものの、ギアの歯の１ピッチ分の回転がレーザ光による被走査体上の解像度の半分（ドットハーフ）以下に対応するため、ギアのバックラッシを原因とする調整誤差が画像品質に影響を与えないレベルまで低減される。これは、ギアの歯の１ピッチよりもバックラッシが充分に小さいため、バックラッシがレーザ光による被走査体上の解像度の半分よりも充分に小さな走査線変位量に対応することになるからである。

本発明の光走査装置の一実施形態を備えた画像形成装置を示す断面図である。 図１の光走査装置を上方から見た筐体内部の要部を概略的に示す図である。 光走査装置を側方から見た筐体内部の要部を感光体ドラムと共に概略的に示す側面図である。 上蓋を外した状態での光走査装置の要部を示す斜視図である。 第２ｆθレンズの一端の周辺構成の一例を示す斜視図である。 第２ｆθレンズの一端の周辺構成の他の例を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、第２ｆθレンズの一端の周辺構成におけるギアユニットを上方及び正面方向から見て模式的に示す断面図である。 第２ｆθレンズの一端の周辺構成におけるラチェットが挿入される壁板の凹部を示す平面図である。 第２ｆθレンズの一端の周辺構成におけるラチェット及び壁板の凹部を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、光ビームにより走査された感光体ドラム上の主走査ラインが傾いていない状態と傾いた状態とを側方から見て示す図である。 中間転写ベルトの両端部に転写されたテストパターンを模式的に示す平面図である。 各レジストセンサの検出出力に基づき感光体ドラム上の主走査線の位置のずれや傾斜角度等を求めて、第２ｆθレンズの傾斜角度の調節作業を支援するための制御系を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は、ギアユニットの変形例を側方及び正面方向から見て模式的に示す断面図である。 各レジストセンサの検出出力に基づきステッピングモータを制御して、感光体ドラム上の主走査線の傾きを補正するための制御系を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｅ）は、異なる各色のドットのずれ量とカラー画像の色ずれとの関係を説明するために用いた図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の光走査装置の一実施形態を備えた画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。このため、現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、及び帯電器１５は、各色に応じた４種類のトナー像を形成するためにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

各画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄのいずれにおいても、ドラムクリーニング装置１４により感光体ドラム１３表面の残留トナーを除去及び回収した後、帯電器１５により感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させ、光走査装置１１により感光体ドラム１３表面を露光して、その表面に静電潜像を形成し、現像装置１２により感光体ドラム１３表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３表面にトナー像を形成する。これにより、各感光体ドラム１３表面に各色のトナー像が形成される。

引き続いて、中間転写ベルト２１を矢印方向Ｃに周回移動させつつ、ベルトクリーニング装置２５により中間転写ベルト２１の残留トナーを除去及び回収した後、各感光体ドラム１３表面に各色のトナー像を中間転写ベルト２１に順次転写して重ね合わせ、中間転写ベルト２１上にカラーのトナー像を形成する。

中間転写ベルト２１と２次転写装置２６の転写ローラ２６ａ間にはニップ域が形成されており、用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送されて来た記録用紙をそのニップ域に挟み込んで搬送しつつ、中間転写ベルト２１表面のカラーのトナー像を記録用紙上に転写する。そして、定着装置１７の加熱ローラ３１と加圧ローラ３２間に記録用紙を挟み込んで加熱及び加圧し、記録用紙上のカラーのトナー像を定着させる。

一方、記録用紙は、ピックアップローラ３３により給紙トレイ１８から引出されて、Ｓ字状の用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送され、２次転写装置２６や定着装置１７を経由し、排紙ローラ３６を介して排紙トレイ３９へと搬出される。この用紙搬送経路Ｒ１には、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃えた後、中間転写ベルト２１と転写ローラ２６ａ間のニップ域でのカラーのトナー像の転写タイミングに合わせて記録用紙の搬送を開始する一組のレジストローラ３４、記録用紙の搬送を促す複数組の搬送ローラ３５、一組の排紙ローラ３６等が配置されている。

また、記録用紙の表面だけではなく、裏面の印字を行う場合は、記録用紙を各排紙ローラ３６から反転経路Ｒｒへと逆方向に搬送して、記録用紙の表裏を反転させ、記録用紙を各レジストローラ３４へと再度導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ３９へと搬出する。

次に、本実施形態の光走査装置１１の構成を、図２〜図４を用いて詳細に説明する。 図２及び図３は、図１の光走査装置１１の筐体内部を上面及び側面から見て概略的に示す図であり、図３には感光体ドラム１３も示されている。図４は、上蓋を外した状態での光走査装置１１の要部を示す斜視図である。

光走査装置１１は、４つの半導体レーザ１０１から出射された各光ビームＢＭをミラーやレンズ等の各光学素子により矢印方向に回転駆動されているポリゴンミラー１０２の各反射面へと導き、各光ビームＢＭをポリゴンミラー１０２の各反射面で反射して偏向させ、反射された各光ビームＢＭをミラーやレンズ等の各光学素子によりそれぞれの感光体ドラム１３へと導き、各光ビームＢＭによりそれぞれの感光体ドラム１３を走査するというものである。

半導体レーザ１０１からポリゴンミラー１０２までは、４つの半導体レーザ１０１からポリゴンミラー１０２へと向う順に、４つのコリメートレンズ１０３、４つの第１反射ミラー１０４、シリンドリカルレンズ１０５、及び第２反射ミラー１０６が配置されている。

各コリメートレンズ１０３は、各半導体レーザ１０１から出射されたそれぞれの光ビームＢＭを平行光に変換する。各第１反射ミラー１０４は、各コリメートレンズ１０３からのそれぞれの光ビームＢＭを反射して、シリンドリカルレンズ１０５に入射させる。シリンドリカルレンズ１０５は、副走査方向Ｘについて、各光ビームＢＭをポリゴンミラー１０２の反射面でほぼ収束するように集光し、副走査方向Ｘと直交する主走査方向Ｙについて、各光ビームＢＭをそのまま平行光として出射する。第２反射ミラー１０６は、シリンドリカルレンズ１０５からのそれぞれの光ビームＢＭを反射し、ポリゴンミラー１０２に入射させる。

次に、ポリゴンミラー１０２から感光体ドラム１３までは、ポリゴンミラー１０２から感光体ドラム１３へと向う順に、第１ｆθレンズ１０７、出射折り返しミラー１０８、及び第２ｆθレンズ１０９が配置されている。

第１ｆθレンズ１０７は、副走査方向Ｘについて、ポリゴンミラー１０２からの拡散光の各光ビームＢＭを平行光に変換し、主走査方向Ｙについて、ポリゴンミラー１０２からの平行光の各光ビームＢＭを感光体ドラム１３の表面で所定のビーム径となるように集光して出射する。また、第１ｆθレンズ１０７は、ポリゴンミラー１０２の等角速度運動により主走査方向Ｙに等角速度で偏向されている光ビームＢＭを感光体ドラム１３上の主走査線上で等線速度で移動するように変換する。

各出射折り返しミラー１０８は、第１ｆθレンズ１０７を通過したそれぞれの光ビームＢＭを反射し、第２ｆθレンズ１０９に入射させる。第２ｆθレンズ１０９は、副走査方向Ｘについて、平行光の各光ビームＢＭを感光体ドラム１３上で所定のビーム径となるように集光し、主走査方向Ｙについて、第１ｆθレンズ１０７で収束光となった各光ビームＢＭをそのまま感光体ドラム１３に入射させる。

このような光走査装置１１においては、各光ビームＢＭが、ポリゴンミラー１０２の反射面で反射されて偏向され、それぞれの光路を通って各感光体ドラム１３に入射し、各感光体ドラム１３の表面を繰返し主走査する。その一方で、各感光体ドラム１３が回転駆動されるので、各光ビームＢＭにより各感光体ドラム１３の２次元表面（周面）が走査され、各感光体ドラム１３の表面に静電潜像が形成される。

次に、第２ｆθレンズ１０９の取付け構造を詳しく説明する。図４に示すように光走査装置１１の筐体１１０の第１及び第２側部１１１、１１２には、４本のレンズホルダー１１３が架け渡され、各レンズホルダー１１３にそれぞれの第２ｆθレンズ１０９が搭載されている。第１側部１１１で各レンズホルダー１１３の端部１１３ａが副走査方向Ｘに移動され、各レンズホルダー１１３が第２側部１１２の各軸１１８を中心にして矢印方向Ｑに回転し、これに伴って各第２ｆθレンズ１０９が回転して、各第２ｆθレンズ１０９の副走査方向Ｘの傾斜角度が調節される。各第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度の調節は、各感光体ドラム１３表面上の走査線の傾き（スキュー）を解消するために行われるものであり、高精度の調節が必用とされる。

各第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度を高精度で調節するには、第１側部１１１における各レンズホルダー１１３の端部１１３ａの副走査方向Ｘの位置、つまり各第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａの副走査方向Ｘの位置を高精度で設定せねばならず、このために各第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａの周辺を図５〜図９に示すように構成している。

図５及び図６は、各第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａの周辺構成を拡大して示す斜視図である。図５の周辺構成と図６の周辺構成とでは、ギアユニット１２１とレンズホルダー１１３の端部１１３ａとの間にスペーサ１１４が介在するか否かという差異があるものの、ギアユニット１２１によりレンズホルダー１１３を変位させる点については一致する。スペーサ１１４は、ギアユニット１２１の設置スペースが限られて、ギアユニット１２１をレンズホルダー１１３の端部１１３ａに近接配置することができないときに、ギアユニット１２１とレンズホルダー１１３の端部１１３ａとの間に副走査方向Ｘに移動自在な状態で配置される。

図５及び図６に示すように第１側部１１１の支持板１１１ａにはレンズホルダー１１３の端部１１３ａが載せられ、レンズホルダー１１３に係止されたバネ部材１１５により第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａが固定されている。また、レンズホルダー１１３の端部１１３ａには孔１１３ｂが形成されており、この孔１１３ｂが第１側部１１１の支持板１１１ａに突設された円筒状のボス（図示せず）に嵌め入れられている。孔１１３ｂの径がボスの外径よりも大きく、これらの径の差分の距離だけレンズホルダー１１３の端部１１３ａを副走査方向Ｘに移動させることが可能である。

また、上記ボスに、キックバネ１１６及びキックバネ１１６の脱落を防止するためのワッシャー１１７が通され、更にビス１１１ｂがボスの雌ねじ孔ねじ込まれ、ワッシャー１１７とレンズホルダー１１３の上面との間にキックバネ１１６のコイルバネ部分が挟み込まれて圧縮され、このコイルバネ部分によりレンズホルダー１１３の端部１１３ａが下方に押さえ込まれて、レンズホルダー１１３の端部１１３ａが支持板１１１ａから浮き上らないようにされている。

更に、キックバネ１１６の一端１１６ｂが壁板１１１ｃの内側を押圧し、キックバネ１１６の他端１１６ａがレンズホルダー１１３の孔１１３ｂに係止され、キックバネ１１６によりレンズホルダー１１３の端部１１３ａがギアユニット１２１の側に付勢されている。このキックバネ１１６の付勢力によりレンズホルダー１１３の端部１１３ａがギアユニット１２１に接近する方向に移動し、レンズホルダー１１３の端部１１３ａがギアユニット１２１のスクリューネジ１２２の先端１２２ａに押圧されるか、あるいはレンズホルダー１１３の端部１１３ａがスペーサ１１４を介してギアユニット１２１のスクリューネジ１２２の先端１２２ａに押圧される。

図７（ａ）、（ｂ）は、ギアユニット１２１を上方及び正面方向から見て模式的に示す断面図である。図７（ａ）、（ｂ）に示すようにギアユニット１２１は、スクリューネジ１２２と、スクリューネジ１２２が貫通するクラウンギア１２３と、スクリューネジ１２２及びクラウンギア１２３を回転自在に支持する基部１２４と、クラウンギア１２３に歯合するピニオンギア１２５と、ピニオンギア１２５の軸１２５ａの一端に固定されたノブ１２６とを備えている。

基部１２４は、第１側部１１１の支持板１１１ａの上に固定されている。また、基部１２４は、対向する一対の側壁１２４ａ、１２４ｂを有しており、一方の側壁１２４ａにはスクリューネジ１２２の雄ネジ１２２ｂに螺合する雌ねじ孔が形成され、他方の側壁１２４ｂにはクラウンギア１２３のシャフト１２３ａを回転自在に支持する孔が形成されている。

スクリューネジ１２２の先端１２２ａは、キックバネ１１６の付勢力によりレンズホルダー１１３の端部１１３ａに押圧されるか、スペーサ１１４を介してレンズホルダー１１３の端部１１３ａに押圧されている。また、スクリューネジ１２２の胴部には、側壁１２４ａの雌ねじ孔に螺合する所定ピッチの雄ネジ１２２ｂと、断面形状がＤ字型の係合軸１２２ｃとが形成されている。更に、スクリューネジ１２２の頭部１２２ｄの端面には、プラスドライバーに嵌合する十字溝１２２ｅ（図５、図６に示す）が形成されている。

クラウンギア１２３は、側壁１２４ｂとピニオンギア１２５の間に挟まれて、副走査方向Ｘの移動が禁止されている。また、クラウンギア１２３のシャフト１２３ａの中心には断面形状がＤ字型の孔１２３ｂが形成され、この孔１２３ｂにスクリューネジ１２２の係合軸１２２ｃが挿入されている。クラウンギア１２３のシャフト１２３ａの孔１２３ｂがＤ字型の断面状を有し、スクリューネジ１２２の係合軸１２２ｃが孔１２３ｂよりも僅かに小さなＤ字型の断面形状を有しており、クラウンギア１２３のシャフト１２３ａの孔１２３ｂに対しては、スクリューネジ１２２の係合軸１２２ｃが副走査方向Ｘに移動自在にかつ回転不可の状態で通されている。従って、スクリューネジ１２２は、クラウンギア１２３と共に回転し、その雄ネジ１２２ｂが基部１２４の側壁１２４ａの雌ねじ孔で回転して、スクリューネジ１２２そのものが副走査方向Ｘに移動する。

ピニオンギア１２５の軸１２５ａは、第１側部１１１の壁板１１１ｃの孔１１１ｄに回転自在に通されて支持され、軸１２５ａの一端にノブ１２６が固定されている。ノブ１２６の端面には、プラスドライバーに嵌合する十字溝１２６ａ（図５、図６に示す）が形成されている。

また、図８に示すように第１側部１１１の壁板１１１ｃの外側において、ピニオンギア１２５の軸１２５ａが通る孔１１１ｄの周囲には凹部１１１ｅが形成され、この凹部１１１ｅ内周には内周ギア１１１ｆが形成されている。この内周ギア１１１ｆの歯数は、ピニオンギア１２５の歯数と同一に設定されている。

また、図９に示すようにピニオンギア１２５の軸１２５ａには、ラチェット１２７が固定されている。このラチェット１２７は、軸１２５ａ周りに延在する３つのアーム１２７ａと各アーム１２７ａの先端に形成された各爪１２７ｂとを有しており、各アーム１２７ａの弾性力により各爪１２７ｂが内周ギア１１１ｆの歯に押圧されている。プラスドライバーをノブ１２６の端面の十字溝１２６ａに嵌合させて、ノブ１２６を回転させると、ピニオンギア１２５及びラチェット１２７も回転して、ラチェット１２７の各爪１２７ｂが各アーム１２７ａの弾性力に抗して内周ギア１１１ｆの歯を逐次乗り越えて行く。このラチェット１２７の各爪１２７ｂが内周ギア１１１ｆの歯を乗り越えるときのプラスドライバーに対する反動（キックバック）と音により、ラチェット１２７が内周ギア１１１ｆの１歯分（ピニオンギア１２５の１歯分）の回転角度だけ回転したことが認識され得るようになっている。

このような構成のギアユニット１２１において、プラスドライバーをノブ１２６の端面の十字溝１２６ａに嵌合させて、ノブ１２６（ピニオンギア１２５）を一方向に回転させ、図７（ｂ）に示すようにクラウンギア１２３を時計回り方向に回転させると、スクリューネジ１２２の雄ネジ１２２ｂが基部１２４の側壁１２４ａの雌ねじ孔で時計回り方向に回転して、図７（ａ）に示すようにスクリューネジ１２２がレンズホルダー１１３の端部１１３ａに近づく方向に移動し、スクリューネジ１２２の先端がキックバネ１１６の付勢力に抗してレンズホルダー１１３の端部１１３ａ（又はスペーサ１１４と端部１１３ａ）を押して変位させる。

また、プラスドライバーをノブ１２６の端面の十字溝１２６ａに嵌合させて、ノブ１２６（ピニオンギア１２５）を他方向に回転させ、図７（ｂ）に示すようにクラウンギア１２３を反時計回り方向に回転させると、スクリューネジ１２２の雄ネジ１２２ｂが基部１２４の側壁１２４ａの雌ねじ孔で反時計回り方向に回転して、図７（ａ）に示すようにスクリューネジ１２２がレンズホルダー１１３の端部１１３ａから離れる方向に移動し、キックバネ１１６の付勢力によりレンズホルダー１１３の端部１１３ａ（又はスペーサ１１４と端部１１３ａ）がスクリューネジ１２２の先端に追従して移動する。

従って、ノブ１２６を往復回転させると、レンズホルダー１１３の端部１１３ａが副走査方向Ｘに往復移動する。そして、レンズホルダー１１３が第２側部１１２の軸１１８を中心にして回転自在に支持されていることから、レンズホルダー１１３の端部１１３ａの移動に伴って第２ｆθレンズ１０９が軸１１８を中心にして往復回転して、第２ｆθレンズ１０９の副走査方向Ｘの傾斜角度が調節される。

また、ラチェット１２７の各爪１２７ｂが内周ギア１１１ｆの歯を乗り越えるときのプラスドライバーに対する反動と音の繰り返し回数、ピニオンギア１２５の回転角度、クラウンギア１２３の回転角度、スクリューネジ１２２の回転角度、及び第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａの変位量（第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度）が全て対応していることから、プラスドライバーに対する反動と音の繰り返し回数に基づき、第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａの変位量（第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度）を調節設定することができる。

ここで、中間転写ベルト２１の表面において、図１５（ａ）に示すように各感光体ドラム１３表面から転写された互いに異なる各色のドット（ピクセル）Ｄ１、Ｄ２が完全に重なれば、色ずれが生じない。また、図１５（ｂ）〜（ｅ）に示すように互いに異なる各色のドットＤ１、Ｄ２がずれると、色ずれが生じ、図１５（ｅ）に示すように互いに異なる各色のドットＤ１、Ｄ２が完全にずれると、カラー画像の品質が明らかに低下する。ただし、図１５（ｃ）に示すように互いに異なる各色のドットＤ１、Ｄ２のずれ量が解像度（ドットピッチＳ）の半分（ドットハーフ（Ｓ／２））であれば、カラー画像の色ずれを認識し難いことが経験的に分かっており、カラー画像の品質低下を許容レベルに収めることができる。従って、互いに異なる各色のドットＤ１、Ｄ２のずれ量がドットハーフ以下であれば、カラー画像の好ましい品質が維持される。

本実施形態では、例えば副走査方向Ｘのドット密度が１２００ｄｐｉとなっている。この場合は、レーザ光による感光体ドラム１３上の解像度（ドットピッチＳ）が２１μｍとなり、解像度の半分（ドットハーフ（Ｓ／２））が１０．５μｍとなるので、感光体ドラム１３上の主走査線の位置（ドットの位置）を１０．５μｍ以下の精度で調節設定することができなければ、カラー画像の品質が低下する。このため、ピニオンギア１２５の歯数を１５とし、クラウンギア１２３の歯数を５２とし、スクリューネジ１２２のネジピッチを０．５ｍｍとしている。この条件では、プラスドライバーに対する反動（キックバック）と音が１５回繰返されると、ピニオンギア１２５が１回転し（３６０°回転し）、クラウンギア１２３が１歯分だけ回転し（（３６０／５２）°だけ回転し）、スクリューネジ１２２が９．６μｍ（＝（０．５／５２）ｍｍ）だけ副走査方向Ｘに移動し、第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａが９．６μｍだけ副走査方向Ｘに移動し、副走査方向Ｘの移動距離９．６μｍに対応する角度だけ第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度が変化し、感光体ドラム１３上の主走査線が最大で９．６μｍ（ドットハーフ以下）移動する。

すなわち、ピニオンギア１２５の１回転に対応する感光体ドラム１３上の主走査線の移動距離が最大で９．６μｍ（ドットハーフ以下）となる。従って、主走査線の位置（ドットの位置）をドットハーフ以下の高精度で調節設定し得ることは明らかであり、画像品質が低下することはない。

一方、本実施形態では、ギアの設計製作や設計変更等が容易であり、光走査装置１１の設計の自由度が高くなるため、三角形状及び／又は台形形状の歯を有するピニオンギア１２５及びクラウンギア１２３を採用している。ただし、このような三角形状及び／又は台形形状の歯のギアのバックラッシが高いため、このバックラッシが第２ｆθレンズ１０９の位置精度の低下の大きな原因となって、画像品質が大きく低下する可能性がある。

ところが、先に述べたようにクラウンギア１２３が１歯分だけ回転したときに、第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａが９．６μｍだけ副走査方向Ｘに移動するように設定しているので、ピニオンギア１２５とクラウンギア１２３間のバックラッシが画像品質の低下の原因になることはない。これは、クラウンギア１２３の歯の１ピッチよりもバックラッシが充分に小さいため、バックラッシが１０．５μｍ（ドットハーフ）よりも充分に小さな走査線変位量に対応するからである。

尚、感光体ドラム１３上の主走査線の位置をドットハーフ以下で調節すれば、画像品質を維持することができるため、クラウンギア１２３が１歯分だけ回転したときに、第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａが副走査方向Ｘに最大で１０．５μｍ移動するようにクラウンギア１２３の歯数を低減しても構わない。また、副走査方向Ｘのドット密度が２４００ｄｐｉの場合は、ドットピッチＳが１０．５μｍとなり、ドットハーフ（Ｓ／２）が５．２μｍとなるので、例えばクラウンギア１２３の歯数を１０４として、クラウンギア１２３が１歯分だけ回転したときに（（３６０／１０４）°だけ回転したときに）、第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａが副走査方向Ｘに最大で４．８μｍ（＝（０．５／１０４）ｍｍ）移動するようにすればよい。あるいは、副走査方向Ｘのドット密度が６００ｄｐｉの場合は、ドットピッチＳが４２μｍとなり、ドットハーフ（Ｓ／２）が２１μｍとなるので、例えばクラウンギア１２３の歯数を２６として、クラウンギア１２３が１歯分だけ回転したときに（（３６０／２６）°だけ回転したときに）、第２ｆθレンズ１０９の一端１０９ａが副走査方向Ｘに最大で１９．２μｍ（＝（０．５／２６）ｍｍ）移動するようにすればよい。

また、スクリューネジ１２２の先端１２２ａは、キックバネ１１６の付勢力によりレンズホルダー１１３の端部１１３ａに押圧されるか、あるいはスペーサ１１４を介してレンズホルダー１１３の端部１１３ａに押圧されているので、スクリューネジ１２２と基部１２４の雌ねじ孔との間にガタが生じず、またスクリューネジ１２２の先端１２２ａとレンズホルダー１１３の端部１１３ａ（又はスペーサ１１４）との間にもガタが生じず、これによっても主走査線の位置をドットハーフ以下の高精度で調節設定することが可能になっている。

更に、ピニオンギア１２５の軸１２５ａとクラウンギア１２３のシャフト１２３ａとが直交することから、ピニオンギア１２５によりクラウンギア１２３の自由回転が抑えられ、また軸１２５ａに固定されたラチェット１２７と内周ギア１１１ｆとの噛み合いによってもピニオンギア１２５の自由回転が抑えられるので、スクリューネジ１２２が自由回転することはなく、第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度が自ずと変化することもない。

次に、感光体ドラム１３上の主走査線の傾斜角度の検出から調節までの手順を説明する。まず、光走査装置１１により、各感光体ドラム１３別に（各色別に）、一対のテストパターンの静電潜像を感光体ドラム１３の両端部に形成し、現像装置１２により感光体ドラム１３の両端部の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３の両端部に各テストパターンを形成し、各感光体ドラム１３の両端部の各テストパターンを中間転写ベルト２１の両端部に転写して形成する。

ここで、図１０（ａ）〜（ｃ）は、光ビームＢＭにより走査された感光体ドラム１３上の主走査線が傾いていない状態と傾いた状態とを示している。図１０（ａ）に示すように光ビームＢＭにより走査された感光体ドラム１３上の主走査線が傾いていない状態では、感光体ドラム１３手前側の主走査線のＸ方向位置ｘ１と感光体ドラム１３奥側の主走査線のＸ方向位置ｘ２とが一致する。また、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように光ビームＢＭにより走査された感光体ドラム１３上の主走査線が傾いている状態では、感光体ドラム１３手前側の主走査線のＸ方向位置ｘ１と感光体ドラム１３奥側の主走査線のＸ方向位置ｘ２とがずれる。

感光体ドラム１３の両端部の各テストパターンが中間転写ベルト２１にそのまま転写されるので、感光体ドラム１３上の主走査線の位置ｘ１、ｘ２がずれていれば、中間転写ベルト２１の両端部の各テストパターンもずれることになる。

図１１は、各色（ＹＭＣＫ）別に、中間転写ベルト２１の両端部に転写された一対のテストパターンＰ１、Ｐ２等を模式的に示している。中間転写ベルト２１の両端部近傍には、各テストパターンＰ１、Ｐ２を検出するそれぞれのレジストセンサ１３１が設けられている。各レジストセンサ１３１は、各色別に、中間転写ベルト２１の周回移動に伴い副走査方向Ｘに搬送される各テストパターンＰ１、Ｐ２をそれぞれ検出し、それぞれの検出出力を逐次出力する。各レジストセンサ１３１による各テストパターンＰ１、Ｐ２の検出タイミングが、感光体ドラム１３上の主走査線の位置ｘ１、ｘ２に対応する。

図１２は、各レジストセンサ１３１の検出出力に基づき感光体ドラム１３上の主走査線の位置ｘ１、ｘ２のずれや傾斜角度等を求めて、第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度の調節作業を支援するための制御系を示すブロック図である。

図１２において、制御部１３２は、各色別に、各レジストセンサ１３１の検出出力を入力し、各テストパターンＰ１、Ｐ２の検出タイミングと中間転写ベルト２１の周回移動速度に基づき、各テストパターンの副走査方向Ｘの記録位置を求め、各テストパターンＰ１、Ｐ２のＸ方向のずれを求める。このＸ方向のずれは、図１０（ｂ）、（ｃ）における主走査線のＸ方向位置ｘ１とＸ方向位置ｘ２とのずれに相当する。そして、制御部１３２は、図１１に示すように各テストパターンＰ１、Ｐ２のＸ方向のずれ量をｈとし、各テストパターンＰ１、Ｐ２の離間距離（既知）をｉとすると、ずれ量ｈ及び離間距離ｉに基づき感光体ドラム１３上の主走査線の傾斜角度αを求める。これにより、各感光体ドラム１３別に（各色別に）、主走査線の傾斜角度αが求められる。

この後、制御部１３２は、各感光体ドラム１３別に、主走査線の傾斜角度αが０となるようなＸＹ平面における第２ｆθレンズ１０９の目標傾斜角度を求め、更に主走査線の傾斜角度αと目標傾斜角度の差分に対応するノブ１２６（ピニオンギア１２５）の回転方向と回転角度（プラスドライバーに対する反動と音の繰り返し回数）を求めて、ノブ１２６（ピニオンギア１２５）の回転方向と回転角度（プラスドライバーに対する反動と音の繰り返し回数）を表示部１３４に表示する。

作業者は、表示部１３４の表示内容に従って、ノブ１２６（ピニオンギア１２５）を回転させ、第２ｆθレンズ１０９の傾斜角度αを目標角度に調節設定する。これにより、各感光体ドラム１３別に、感光体ドラム１３上の主走査線の傾きが補正される。

このように中間転写ベルト２１の両端部に各テストパターンを形成し、各テストパターンをそれぞれのレジストセンサ１３１で検出して、各レジストセンサ１３１による各テストパターンの検出タイミングに基づき感光体ドラム１３上の主走査線の傾斜角度を求め、この傾斜角度を補正するためのノブ１２６の回転方向と回転角度を求めて表示しているので、感光体ドラム１３上の主走査線の傾きを容易に補正することができる。

次に、ギアユニット１２１の変形例を説明する。図１３（ａ）、（ｂ）は、ギアユニット１２１の変形例を側方及び正面方向から見て模式的に示す断面図である。尚、図１３（ａ）、（ｂ）において、図７（ａ）、（ｂ）と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付す。

図１３（ａ）、（ｂ）に示すようにギアユニット１２１では、ステッピングモータ１４１を第１側部１１１の支持板１１１ａの下面に固定し、ステッピングモータ１４１の出力軸を支持板１１１ａの孔１１１ｇを通じてピニオンギア１２５に接続固定し、ピニオンギア１２５をクラウンギア１２３に歯合させている。また、図７（ａ）、（ｂ）に示すノブ１２６、ラチェット１２７、及び内周ギア１１１ｆを省略している。

図１４は、各レジストセンサ１３１の検出出力に基づきステッピングモータ１４１を制御して、感光体ドラム１３上の主走査線の傾きを補正するための制御系を示すブロック図である。

ここでは、先に述べたように光走査装置１１により、各感光体ドラム１３別に（各色別に）、一対のテストパターンの静電潜像を感光体ドラム１３の両端部に形成し、現像装置１２により感光体ドラム１３の両端部の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３の両端部に各テストパターンを形成し、各感光体ドラム１３の両端部の各テストパターンを中間転写ベルト２１の両端部に転写して、各色（ＹＭＣＫ）別に、中間転写ベルト２１の両端部に一対のテストパターンＰ１、Ｐ２を形成する。そして、各レジストセンサ１３１は、各色別に、中間転写ベルト２１の周回移動に伴い副走査方向Ｘに搬送される各テストパターンＰ１、Ｐ２をそれぞれ検出し、それぞれの検出出力を逐次出力する。

制御部１３２は、各色別に、各レジストセンサ１３１の検出出力を入力し、各テストパターンＰ１、Ｐ２の検出タイミングと中間転写ベルト２１の周回移動速度に基づき、各テストパターンの副走査方向Ｘの記録位置を求め、各テストパターンＰ１、Ｐ２のＸ方向のずれを求める。そして、制御部１３２は、図１１に示すように各テストパターンＰ１、Ｐ２のＸ方向のずれ量をｈとし、各テストパターンＰ１、Ｐ２の離間距離（既知）をｉとすると、ずれ量ｈ及び離間距離ｉに基づき感光体ドラム１３上の主走査線の傾斜角度αを求める。これにより、各感光体ドラム１３別に（各色別に）、主走査線の傾斜角度αが求められる。

この後、制御部１３２は、各感光体ドラム１３別に、主走査線の傾斜角度αが０となるようなＸＹ平面における第２ｆθレンズ１０９の目標角度を求め、更に主走査線の傾斜角度αと目標傾斜角度の差分に対応するピニオンギア１２５の回転方向と回転角度を求めて、ステッピングモータ１４１をその回転方向にその回転角度だけ回転させる。これにより、各感光体ドラム１３別に、感光体ドラム１３上の主走査線の傾きが補正される。

尚、上記実施形態及び変形例では、ギアユニット１２１のスクリューネジ１２２によりレンズホルダー１１３の端部１１３ａに押圧しているが、クラウンギア１２３と同軸の偏芯カムを設け、この偏芯カムによりレンズホルダー１１３の端部１１３ａに押圧してもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。

１ 画像形成装置
１１ 光走査装置
１２ 現像装置
１３ 感光体ドラム
１４ ドラムクリーニング装置
１５ 帯電器
１７ 定着装置
２１ 中間転写ベルト
１０１ 半導体レーザ
１０２ ポリゴンミラー
１０３ コリメートレンズ
１０４ 第１反射ミラー
１０５ シリンドリカルレンズ
１０６ 第２反射ミラー
１０７ 第１ｆθレンズ
１０８ 出射折り返しミラー
１０９ 第２ｆθレンズ
１２１ ギアユニット
１２２ スクリューネジ
１２３ クラウンギア
１２４ 基部
１２５ ピニオンギア
１２６ ノブ
１４１ ステッピングモータ

Claims (9)

1. 光源から出射されたレーザ光を回転多面鏡で反射して偏向させ、前記レーザ光により光学部材を介して被走査体を主走査しており、前記光学部材を変位させて、前記レーザ光による前記被走査体上の主走査線と直交する副走査方向の前記走査線の傾きを調節する光走査装置であって、
   ギアが回転することで、前記光学部材を変位させるギアユニットを備え、前記ギアユニットを構成する各ギアの歯の形状が三角形状及び／又は台形形状であり、前記ギアユニットにおけるギアの歯の１ピッチ分の回転は、前記レーザ光による前記被走査体上の解像度の半分以下に対応することを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置であって、
   前記ギアユニットにおける初段ギアの軸と前記初段ギアに歯合する次段のギアの軸とが直交することを特徴とする光走査装置。
3. 請求項２に記載の光走査装置であって、
   前記次段のギアの１ピッチ分の回転が、前記レーザ光による前記被走査体上の解像度の半分以下に対応することを特徴とする光走査装置。
4. 請求項１に記載の光走査装置であって、
   前記ギアユニットは、初段ギアと、前記初段ギアに歯合する次段のギアと、前記次段のギアの回転中心に通され、前記次段のギアと共に回転するネジ部材と、前記ネジ部材が螺合する基部とを備え、前記ネジ部材が前記次段のギアと共に回転して前記基部に対して変位し、前記ネジ部材に対して前記光学部材の一端が係合して変位することを特徴とする光走査装置。
5. 請求項４に記載の光走査装置であって、
   前記光学部材の他端が回転自在に軸支されており、前記ネジ部材に対して前記光学部材の一端が係合して変位して、前記光学部材が回転することを特徴とする光走査装置。
6. 請求項５に記載の光走査装置であって、
   前記変位の方向とは逆方向に前記光学部材の一端を付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力により前記ネジ部材の先端が前記光学部材の一端側に当接したことを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の光走査装置であって、
   前記ギアは、手動又はモータにより回転されることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の光走査装置を備えた画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置であって、
   複数の色に対応する複数の前記光走査装置を備え、前記各色を用いたカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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