JP2013156419A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】結像レンズの振動を低減させる。
【解決手段】感光ドラム２を露光するレーザ光を感光ドラムに導く結像レンズ１１と、レーザ光が感光ドラム上を走査する方向を補正するために結像レンズを回動させるステッピングモータ１６を端部に有し、ステッピングモータが結像レンズを回動可能なように支持する支持部材１２と、支持部材の突起部２５に接続され、結像レンズ及び支持部材における振動を低減させるための緩衝部材ユニット３２と、支持部材の凸部である軸支持部材１４が嵌合されるＵ字溝２１ａと緩衝部材ユニットが嵌合されるＵ字溝２１ｃを有する筐体２１を備え、結像レンズ及び支持部材は、結像レンズに対するレーザ光の入射位置を調整するために、Ｕ字溝２１ａにおいて移動可能であり、緩衝部材ユニットは、結像レンズ及び支持部材の位置調整に合わせて、Ｕ字溝２１ｃにおいて位置が調整される。
【選択図】図５

Description

本発明は、光走査装置、及び光走査装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来の電子写真方式の画像形成装置では、光源と回転多面鏡を有する光走査装置が出射するレーザ光によって感光ドラムが走査され、感光ドラム上に静電潜像が形成される。その静電潜像はトナーによって現像され、現像されたトナー像を記録材に転写、定着することによって記録材上に画像が形成される。

このような画像形成装置では、レーザ光が照射される位置にずれが生じることがある。ずれが生じる要因としては、例えば光走査装置の光学素子の取り付け誤差や製造精度、光学部品を収容する光学ハウジングのねじれ、回転多面鏡を駆動するモータの発熱による光走査装置の構成部材の熱変形、感光ドラムの取り付け時のねじれ等が挙げられる。これらの要因により、感光ドラム上を走査するレーザ光の走査線が理想の走査線に対して傾きを生じ、その結果、画質を低下させていた。特に、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）に対応する４個の感光ドラムそれぞれに走査線を形成するカラー画像形成装置では、各色に対応する走査線の傾きが画質に大きな影響を与える。即ち、各色の走査線は、その傾きの度合い、方向がそれぞれ異なると、本来重なるべき走査線同士が重ならなくなるため、色ずれが生じ、画質が低下する。そこで、例えば特許文献１では、光学ハウジングに固定した弾性部材によって結像レンズユニットを付勢することによって、走査線の傾き調整を行うために、結像レンズの姿勢を調整する光走査装置が提案されている。

特開２００８−２２５０４５号公報

光走査装置の結像レンズは、回転多面鏡の各反射面間の面倒れ誤差を補正する機能を有し、光走査装置内における複数の光学部品の中で、光路中で最下流に配置されるため、結像レンズの振動が直接、画像不良に繋がる。加えて、結像レンズは長尺になることから、振動に対して影響を受けやすい形状にならざるを得ない。そのため、振動による画像不良を低減するためには、まず結像レンズの振動を低減することが重要となる。ところが、特許文献１に記載された光走査装置では、画像形成装置稼動中に経時的に光線位置が変化することを補正するため、結像レンズの姿勢を変化させて走査線の傾きを調整する、所謂、オートレジストレーションが行われる。そのため、オートレジストレーションが行われる度に、結像レンズの姿勢は変化する。また、スポットの劣化を低減するために、光走査装置の初期組立時に、結像レンズの副走査方向母線を光線が通過するように、結像レンズの初期位置の調整が行われる。その結果、結像レンズの組立初期時の姿勢も、光線位置のばらつきに応じて、大きな機体差を生じることとなる。

また、オートレジストレーションが行われる光走査装置では、弾性部材による結像レンズへの付勢力は、結像レンズの姿勢によって変化する。そのため、バネ係数の大きな弾性部材を使用した場合、弾性部材の変形量が大きいと、支持部材及び結像レンズ自体を撓ませ、画像不良を引き起こす虞がある。逆に、バネ係数の小さい弾性部材を使用した場合、弾性部材の変形量が小さいと、十分な振動低減効果を得られない可能性がある。更に、光走査装置内の結像レンズ周辺はスペースの制約があるため、弾性部材の設計自由度は極端に小さくなる虞がある。

そこで、弾性部材の替わりに、緩衝部材を光学ハウジングと結像レンズ支持部材の間に挟持させ、振動を減衰させる光走査装置が提案されている。しかし、弾性部材を使用した場合と同様に、結像レンズの姿勢によって緩衝部材の圧縮量が異なるため、その制振効果は結像レンズユニットごとに異なる。そして、この提案では、緩衝部材の圧縮量が小さかったり、緩衝部材が結像レンズ支持部材に当接していなかったりすると、十分な振動低減効果を得ることが難しい。更に、緩衝部材の圧縮限界を超えると、逆に、振動を拡大させてしまう虞もある。そのうえ、前述したように、光走査装置内の結像レンズ周辺はスペースの制約があり、十分な厚さを有する緩衝部材を用いることが難しく、緩衝部材を適正な圧縮量にて結像レンズ支持部材に当接させることは困難である。また、弾性部材の場合と同様に、緩衝部材の圧縮量が大きく、大きな付勢力がかかる場合には、支持部材、及び結像レンズ自体を撓ませる虞がある。

本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、結像レンズの振動を低減させることを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。

（１）像担持体を露光するレーザ光を前記像担持体に導くレンズと、前記レンズにより導かれる前記レーザ光が前記像担持体上を走査する方向の傾きを補正するために前記レンズを回動させる傾き補正手段を端部に有し、前記傾き補正手段が前記レンズの光軸と平行な回転軸を中心として前記レンズを回動可能なように支持するレンズ支持手段と、前記レンズ支持手段の前記傾き補正手段が配設された側の端部に設けられた突起部に接続され、前記レンズ及び前記レンズ支持手段における振動を低減させるための緩衝部と、前記レンズ支持手段の前記傾き補正手段が配設された側とは反対側の端部に設けられた凸部が嵌合される第１の嵌合部と、前記緩衝部が嵌合される第２の嵌合部を有する筐体と、を備え、前記レンズ及び前記レンズ支持手段は、前記レンズに対する前記レーザ光の入射位置を調整するために、前記第１の嵌合部において移動可能であり、前記緩衝部は、前記レンズ及び前記レンズ支持手段の位置調整に合わせて、前記第２の嵌合部において位置が調整される光走査装置。

本発明によれば、結像レンズの振動を低減させることができる。

実施例のカラー画像形成装置の要部概略図 実施例の光走査装置と感光ドラム２を模式的に表した斜視図 実施例のレーザ光の傾きの調整手段を示す説明図、及び結像レンズにおけるレーザ光の通過位置と結像レンズ母線との光線ずれ量に対するスポット径分布を示す図 実施例の緩衝部材ユニット、結像レンズ周辺の構成を示した図、及び支持部材の回動中心軸近傍の拡大図 実施例の結像レンズ、支持部材、緩衝部材ユニット等の筐体への組み付けを説明する図 実施例の結像レンズ、支持部材、ＣＣＤラインセンサ、ＣＣＤセンサ冶具の位置関係を説明する図 実施例のオートレジストレーションを実行するための機能ブロックを示した図、及び中間転写ベルト上に形成される所定のパターン画像を示す図 実施例のオートレジストレーションの制御シーケンスを示すフローチャート 実施例の緩衝部材ユニット周辺の拡大図、及び緩衝部材ユニット周辺の断面図 実施例の緩衝部材ユニットの緩衝部材の圧縮率に対する、結像レンズの主走査方向中央部における副走査方向の振動加速度を示した図

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

［画像形成装置の概要］
図１は、本実施例の光走査装置を、複数のトナーを用いて画像形成する画像形成装置であるデジタルフルカラープリンターに適用したときの要部概略図である。まず、図１を用いて、本実施例のデジタルフルカラープリンターについて説明する。画像形成装置１０には、トナーの色別に画像を形成する４つの画像形成部、画像形成部Ｙ、画像形成部Ｍ、画像形成部Ｃ、画像形成部Ｋが配置されている。図１中の符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは各画像形成部を示し、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う画像形成部に対応する。各画像形成部の構成は同一なので、特に必要な場合を除き、以下の説明では、符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略する。各画像形成部には、像担持体として感光ドラム２が備えられている。感光ドラム２の周りには、帯電装置３、光走査装置１、現像装置５、ドラムクリーニング装置４が配置されている。感光ドラム２の下方には、無端ベルト状の転写体である中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ６２、従動ローラ６３、６５に張架され、画像形成中は図１中の矢印方向に回転する。また、中間転写ベルト７を介して、感光ドラム２に対向する位置には、一次転写装置６が設けられている。一次転写装置６は、感光ドラム２上のトナー像を中間転写ベルト７に転写させる。更に、中間転写ベルト７の近傍には、各色のトナー像のずれ量を検知するための所定の画像パターンを読み取るセンサ１１３が設けられている。

次に、画像形成装置１０の画像形成プロセスについて説明する。各画像形成部における画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部における画像形成プロセスは、添字Ｙに対応するイエローの画像形成部を用いて説明し、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）における画像形成プロセスについては、説明を省略する。

まず、帯電装置３Ｙによる帯電、光走査装置１Ｙによる露光等の公知の電子写真プロセス手段により、感光ドラム２Ｙ上に、画像情報中のイエロー成分の静電潜像が形成される。その後、潜像は、現像装置５Ｙの現像剤により、イエロートナー像として可視像化され、一次転写装置６Ｙにより、イエロートナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。

一方、イエロートナー像が中間転写ベルト７上に転写されている間に、中間転写ベルト７の回転方向下流の画像形成部Ｍでは、マゼンタ色の潜像が感光ドラム２Ｍ上に形成される。続いて、現像装置５Ｍにより、マゼンタ色のトナーによるトナー像が得られ、イエロートナー像の転写が終了した中間転写ベルト７に、一次転写装置６Ｍにて、精度よくマゼンタトナー像が重ねて転写される。

以下、シアン像、ブラック像についても、画像形成部Ｃ、画像形成部Ｋにおいて、同様な方法で、感光ドラム２上にトナー像が形成され、中間転写ベルト７上にトナー像が重ねて転写される。そして、中間転写ベルト７に４色のトナー像の重ね合わせが終了すると、中間転写ベルト７上の４色トナー像は、二次転写ローラ６６にて、手差し給送カセット７０、給紙カセット７８、７９から二次転写位置に搬送された記録材Ｓに、再び転写（二次転写）される。この記録材Ｓは、給送ローラ及び搬送ローラ、レジストローラにより、中間転写ベルト７上のトナー像の移動タイミングに合わせるように、搬送される。そして、二次転写が終了した記録材Ｓ上のトナー像は、定着装置７４により加熱定着されて、記録材Ｓに定着された後、排紙部７７によって排紙される。なお、転写が終了したそれぞれの感光ドラム２は、ドラムクリーニング装置４によって、中間転写ベルト７に転写されず、感光ドラム２上に残留したトナーを除去され、引き続き行われる画像形成に備える。

中間転写ベルト７の近傍には、各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで形成されたトナー像の中間転写ベルト７上におけるずれ量を検知するために形成される色ずれ検知用の所定のパターン画像を検出するためのセンサ１１３が備えられている。センサ１１３は、図１において中間転写ベルト７の画像搬送方向に略垂直な方向で奥側、手前側の２ヵ所に同構成のものが配置されている。画像形成装置１０に備えられたＣＰＵ（後述）は、色ずれ検知用のパターン画像をセンサ１１３に検知させ、各画像形成部で形成された画像の中間転写ベルト７上におけるずれ量を検出し、そのずれ量が補正されるように、レーザ光の出射タイミングを制御する。

［光走査装置の概要］
次に、図２を用いて光走査装置１の構成について説明する。図２は、図１に示すカラー画像形成装置が備える光走査装置１と、対応する感光ドラム２を模式的に表した斜視図である。なお、図１には、画像形成部に対応して、４つの光走査装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが備えられているが、各光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明においては、添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

光走査装置１は、レーザ光を出射する光源２１９、回転多面鏡２１１、各種レンズ等から構成され、図１に示される光走査装置１の外枠に相当する光学ハウジング（後述する図５の筐体２１）に収容されている。光源２１９から出射されたレーザ光は、その光路上に配置されたレーザ光を平行光に変換させるコリメータレンズ２１８、副走査方向に所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ２１７を通過して、偏向走査装置である回転多面鏡２１１に到達する。回転多面鏡２１１によって偏向走査されたレーザ光は、トーリックレンズ２１２、結像レンズ１１によって感光ドラム２上に導かれる。図２中のＬは光軸であり、走査中心軸及びトーリックレンズ２１２の光軸に相当している。また、感光ドラム２上をレーザ光が走査する方向を「主走査方向」と呼び、「Ｙ軸方向」と定義し、Ｙ軸に直交して、感光ドラム２が回転する方向を「副走査方向」と呼び、「Ｚ軸方向」と定義し、Ｙ軸及びＺ軸に直交する方向を「Ｘ軸方向」と定義する。

［走査線傾きの調整］
次に、図２の光走査装置１における走査線傾き調整の手法について、図３を用いて説明する。図３（ａ）において、結像レンズ１１の主走査方向の一方の端部の、主走査方向及び副走査方向と直角である直線Ｉを中心に、結像レンズ１１を矢印Ｇ方向に回動させると、感光ドラム２上に走査される光束は、破線Ｈで示すように傾いて走査される。図３（ａ）より、この結像レンズ１１の矢印Ｇ方向の回動量（回転角度）と走査線の傾き量とは、ほぼ比例した関係にあることが分かる。そこで、傾きずれを補正するために、必要な量だけ結像レンズ１１を回動させることにより、感光ドラム上の走査線の傾きを調整することができる。

図３（ｂ）は、非球面レンズからなる結像レンズにおけるレーザ光の通過位置と結像レンズの母線との光線ずれ量に対するスポット径分布を示す図であり、横軸は光線ずれΔｚ（単位：ｍｍ）、縦軸はスポット径（単位：μｍ）を示す。図３（ｂ）において、実線は主走査方向の、破線は副走査方向の、光線ずれ量に対するスポット径分布を示している。ここで、スポット径とは、レーザ光のピーク光量に対する光量レベルが１／ｅ^２（ｅは自然対数の底）の領域のうち、主走査方向と副走査方向それぞれの最大サイズを指している。図３（ｂ）より、スポット径は、光線ずれ量が大きくなるに従い、主走査方向・副走査方向共に飛躍的に肥大していることが分かる。また、光線ずれ量が大きくなるにつれて、スポット形状がいびつになるスポットの変形やスポットが回転する等、スポット形状が崩れることが知られている。レーザ光の通過位置が結像レンズの母線からずれた状態、すなわち光線ずれ量が大きい状態において、走査線の傾き調整を行うと、結像レンズ長手方向のどちらか一方の端部は、光線ずれ量がますます大きくなる。その結果、スポット形状の崩れやスポット径の肥大が更に促進されることとなる。このような現象が発生することにより、感光ドラム上にシャープな潜像を彫ることができなくなり、濃度均一性、文字再現性の低下、がさつき等の画質低下の要因となる。

［レーザ光通過位置の初期調整が可能な光走査装置］
そのため、本実施例では、走査線の傾き調整を行う前に、レーザ光が結像レンズ１１の所定の位置（副走査方向母線）に入射するように、初期調整を行うことができる光走査装置について説明する。本実施例では、走査線の傾きは、結像レンズ１１の姿勢を変化させることにより調整される。また、本実施例における走査線の傾き調整は、ブラックを基準として行われるため、走査線の傾き調整は、イエロー、マゼンタ、シアンの感光ドラムに対応した結像レンズに対して行われ、ブラックに対応した結像レンズでは行われない。以下、イエローの感光ドラムに対応した結像レンズを例に挙げて説明する。

図４（ａ）は、本実施例における緩衝部材ユニット３２及び結像レンズ１１周辺の構成を示した図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示された支持部材１２の回動中心軸１３近傍の拡大図であり、図５は、結像レンズ１１、支持部材１２、緩衝部材ユニット３２等が、図中の矢印が示すように、筐体２１へはめ込まれて組み付けられる様子を説明した図である。

図４（ａ）において、結像レンズ１１は、感光ドラム２上でのレーザ光の走査方向のスポット径を一様にする目的で設けられている。結像レンズ１１には、感光ドラム２上にピント位置をＹ軸方向（主走査方向）に一様に形成するため、非球面の樹脂製レンズを用いている。そして、結像レンズ１１には、レンズ部を囲うように、Ｚ軸方向（副走査方向）上に間隔をおいてリブ部が形成され、リブ部の上面と下面のＹ軸方向（主走査方向）の中央と両端部には、それぞれ位置決め用の突起が形成されている。支持部材１２には、結像レンズ１１のリブ部の下面に形成された突起（不図示）と係合する切欠（不図示）が形成されており、これら切欠に位置決め用の突起が係合されることにより、支持部材１２に対して、結像レンズ１１が位置決めされる。また、結像レンズ１１の両端部には、結像レンズ保持用の板バネ３１ａ、３１ｂが設けられ、板バネ３１ａ、３１ｂのＺ軸方向の付勢力により、結像レンズ１１は支持部材１２に当接して保持されている。

図４（ｂ）において、支持部材１２は、長手方向端部に立曲げ部１２ａが設けられ、その立曲げ部１２ａには、丸穴が形成されている。丸穴は、結像レンズ主走査方向に垂直な平面における結像レンズ断面上での結像レンズ入射面の曲面と光軸との交点から主走査方向に伸ばした軸をＹ軸とする場合、立ち曲げ部１２ａ上でＹ軸中心に設けられている。立曲げ部１２ａの丸穴には、回動中心軸１３が嵌合される。回動中心軸１３の一方の端部には、回動中心軸１３が丸穴から抜けないようにするための抜け止め部が、もう一方の端部には、おねじが形成されたネジ部が螺設されている。回動中心軸１３のネジ部には、めねじが形成された軸支持部材１４が螺合され、回動中心軸１３は保持される。図５に示すように、支持部材１２の凸部である軸支持部材１４は、筐体２１に組み付けられた後、結像レンズ１１を通過するレーザ光が結像レンズ１１の副走査方向母線を通過するように、図４（ａ）、（ｂ）の矢印Ａ方向（副走査方向）に移動調整される。そして、調整が終了した後、軸支持部材１４は、接着剤で筐体２１に固定される。その結果、支持部材１２は、軸支持部材１４によって、α軸を中心に回動可能に支持される。

図４（ａ）において、支持部材１２の立曲げ部１２ａが設けられた端部の長手方向の反対側の端部には、揺動カム１５に当接する突起部２５が設けられている。支持部材１２に配設されたステッピングモータ１６は、支持部材１２のＢ方向の移動量を制御し、揺動カム１５は、ステッピングモータ１６に接続されている。圧縮ばね１７は、支持部材１２の揺動カム１５に対向する面（突起部２５の揺動カムと当接した面）を、揺動カム１５側に押圧付勢するための傾き調整用の圧縮ばねであり、片側は支持部材１２に接触し、もう片側は筐体２１の壁面に押し当てられている。また、図５に示すように、筐体２１には、突起部２５の突起２５ａを受ける位置にＵ字溝２１ｂを設けており、支持部材１２の移動方向をＺ軸方向（副走査方向）に規制している。これにより、ステッピングモータ１６の正逆回転に追従して、結像レンズ１１を支持する支持部材１２の回動中心軸１３と反対側の端部が、Ｚ軸方向（副走査方向）に移動する。前述したように、支持部材１２の回動中心軸１３は副走査方向に固定されているので、結像レンズ１１を、光軸Ｌと直交する面内で、光軸方向と平行な軸であるα軸を中心に回動調節することができる。その結果、結像レンズ１１を、α軸を中心にＢ方向に回動させることで、走査線の傾き調整を行うことができる。なお、回動中心軸１３の一方の端部に設けられた支持部材１２の抜け止め部において、支持部材１２の立曲げ部１２ａの丸穴に当接する面には、曲面が形成されているため、支持部材１２が、図４（ａ）に示すα軸回りに回動しやすくなっている。

［軸支持部材の位置決め・調整］
次に、図６を用いて、Ｕ字溝２１ａ、２１ｂに対する軸支持部材１４の設置位置の調整方法について説明する。図６は、結像レンズ１１及び支持部材１２を、図５のＹ軸方向から見たときの断面図である。前述したように、結像レンズ１１の傾き調整には２種類ある。１つは、図５に示すように、軸支持部材１４を筐体２１に組み付ける際に、図４（ａ）に示すＡ方向に移動させることにより行われる。もう１つは、後述するオートレジストレーションにおいて、ステッピングモータ１６を駆動して揺動カム１５を回動させ、支持部材１２の傾き調整駆動側の端部を矢印Ｂ方向に移動させることにより行われる。

軸支持部材１４の設置位置の調整は、工場出荷時に行われる初期調整であり、ＣＣＤラインセンサ７０１が配置されたＣＣＤセンサ冶具７０２を用いて行われる。軸支持部材１４の設置位置の調整の際には、ＣＣＤセンサ冶具７０２は、結像レンズの長手方向の所定の位置（副走査方向母線）に、複数設置される。ＣＣＤラインセンサ７０１の複数のセンサ検知面は、Ｚ軸方向に並べられている。図６に示すように、ＣＣＤセンサ冶具７０２を結像レンズ１１の端面１１ａに当接させ、結像レンズ１１とＣＣＤラインセンサ７０１の位置を固定した後、ＣＣＤラインセンサ７０１に、図６中、Ｌで示されるレーザ光を入射させる。そして、ＣＣＤラインセンサ７０１の検知結果から結像レンズ１１に対するレーザ光の通過位置を判定し、レーザ光が結像レンズ１１の所定の位置に入射するよう軸支持部材１４を、調整部としての図５に示すＵ字溝２１ａ（第１の嵌合部）に沿ってスライドさせる。すると、軸支持部材１４をスライドさせることにより、結像レンズ１１も、支持部材１２と共に、図５におけるＺ軸方向に移動する。このようにしてレーザ光の結像レンズ１１への入射位置を調整した後、軸支持部材１４は、筐体２１に接着剤で固定される。軸支持部材１４の設置位置の調整が終了した後、ＣＣＤセンサ冶具７０２は、結像レンズ１１から取り外される。

また、揺動カム１５の出荷時の位置設定についても、筐体２１に対する軸支持部材１４の調整同様に、位置調整が行われる。即ち、図６と同様に、ＣＣＤセンサ冶具７０２を、結像レンズ１１のレーザ光通過領域内や、結像レンズ１１の長手方向の回動中心軸１３の反対側に配置して、レーザ光が結像レンズ１１の所定の位置に入射されるように、揺動カム１５の初期位置が設定される。

上述したレーザ光の通過位置調整によって、光走査装置の初期組立時において、結像レンズ１１の主走査方向全域において結像レンズ１１の所定の位置（副走査方向母線）にレーザ光を入射させることが可能となる。前述のような調整では、支持部材１２は、結像レンズ１１を支持した状態で、図４（ａ）に示すα軸を中心に回動可能であり、更に、Ｚ軸方向（副走査方向）に平行移動可能である。そのため、後述する緩衝部材ユニット３２位置相当では、初期組立時の緩衝部材ユニット３２のＺ軸方向（副走査方向）の調整変化量は、図４（ａ）中、α軸を中心に回動可能のみの調整に比べて、より大きくなる。そのため、本実施例は、レーザ光の通過位置調整を行う光走査装置においてより効果的である。

［自動画像位置ずれ補正］
次に、感光ドラム上での走査線の傾きを自動で補正する自動画像位置ずれ補正機能（所謂、オートレジストレーション）について説明する。光走査装置内やその周辺の温度は、画像形成装置内のモータ等の駆動源や、定着装置等の熱源、回転多面鏡を駆動するステッピングモータの影響で上昇する。この温度上昇により、光学部品を収容する筐体２１の変形や光学部品自体の変形、光源２１９から出射されるレーザ光の波長変化等が引き起こされる。これらの要因による経時的な光線位置変化を補正するために、オートレジストレーションが行われる。

図７（ａ）は、本実施例の画像形成装置１０において、オートレジストレーションを実行するために関係する機能ブロックを示した図である。図７（ａ）において、ＣＰＵ８０１は、オートレジストレーションをはじめ、画像形成装置１０の画像形成を含む、装置全体の制御を行う。ＣＰＵ８０１と接続されたメモリ８０３は、ＲＯＭとＲＡＭを有し、ＲＯＭには、ＣＰＵ８０１が実行する制御プログラムやデータが保持され、ＲＡＭは、ＣＰＵ８０１が実行する制御プログラムが一時的に情報を保持するために使用される。メモリ８０３のＲＯＭには、走査線の傾きと、走査線の傾きを補正するステッピングモータの駆動量を対応付けたデータや、イエロー、マゼンタ、シアンの走査線の傾きとブラックの走査線の傾きの差分量において、補正が必要となる閾値が予め記憶されている。

画像形成部Ｙ１０１ａは、ＣＰＵ８０１の指示により、図７（ｂ）に示す所定のパターン画像９０１ａ、９０２ａを中間転写ベルト７上に形成する。同様に、画像形成部Ｍ１０１ｂはパターン画像９０１ｂ、９０２ｂを、画像形成部Ｃ１０１ｃはパターン画像９０１ｃ、９０２ｃを、画像形成部Ｋ１０１ｄはパターン画像９０１ｄ、９０２ｄをそれぞれ中間転写ベルト７上に形成する。センサＲ（以下、センサ１１３Ｒという）、センサＬ（以下、センサ１１３Ｌという）は、中間転写ベルト７上に形成された所定のパターン画像を読み取り、読み取り結果をＣＰＵ８０１に出力する。

各画像形成部に対応したステッピングモータＹ、ステッピングモータＭ、ステッピングモータＣ、ステッピングモータＫは、走査線の傾きを補正するために、ＣＰＵ８０１の指示により駆動される。以下、ステッピングモータＹをステッピングモータ１６ａ、ステッピングモータＭをステッピングモータ１６ｂ、ステッピングモータＣをステッピングモータ１６ｃ、ステッピングモータＫをステッピングモータ１６ｄと呼ぶ。また、本実施例では、ステッピングモータは、図７（ｂ）のセンサ１１３Ｌ側に設けられており、ステッピングモータによりセンサ１１３Ｌ側が上下することにより、走査線の傾きが補正される。更に、走査線の傾き補正により、副走査方向のずれが生じた場合には、感光ドラムを走査するレーザ光の走査タイミングの調整が行われる。なお、本実施例では、ステッピングモータは、センサ１１３Ｌ側に設けられているが、センサ１１３Ｒ側に設けられている場合でも、走査線の傾き補正やレーザ光の走査タイミングの調整は同様に行うことができる。また、本実施例における走査線の傾き調整は、ブラックを基準として行われるため、ブラックに対応した結像レンズの走査線の傾き調整は行われない。

図７（ｂ）は、中間転写ベルト７上に形成された所定のパターン画像を示した図であり、図中の矢印は中間転写ベルト７上のパターン画像の搬送方向を示す。パターン画像９０１ａ、９０２ａは画像形成部Ｙにより、パターン画像９０１ｂ、９０２ｂは画像形成部Ｍにより、パターン画像９０１ｃ、９０２ｃは画像形成部Ｃにより、パターン画像９０１ｄ、９０２ｄは画像形成部Ｋにより形成される。そして、パターン画像９０１ａ〜９０１ｄとパターン画像９０２ａ〜９０２ｄは、それぞれ対をなして、センサ１１３Ｒ、センサ１１３Ｌの読取範囲内に形成される。ＣＰＵ８０１は、センサ１１３Ｒ、及びセンサ１１３Ｌの読取タイミングの差から各色に対応する走査線の傾きを算出する。

［オートレジストレーションの制御シーケンス］
図８は、オートレジストレーションの制御シーケンスを示すフローチャートである。図８に示す処理は、メモリ８０３のＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて、ＣＰＵ８０１により実行される。オートレジストレーションは、画像形成装置の電源がオンになった直後や、所定枚数分の画像形成が行われた後の紙間などの所定のタイミングで実施される。

ステップ１００１（以下、Ｓ１００１のように記す）では、ＣＰＵ８０１は、各画像形成部Ｙ１０１ａ、画像形成部Ｍ１０１ｂ、画像形成部Ｃ１０１ｃ、画像形成部Ｋ１０１ｄに所定のパターン画像９０１ａ〜９０１ｄ、及び９０２ａ〜９０２ｄを形成させる。Ｓ１００２では、ＣＰＵ８０１は、センサ１１３Ｒ及びセンサ１１３Ｌに、中間転写ベルト７上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのパターン画像を読み取らせる。Ｓ１００３では、ＣＰＵ８０１は、センサ１１３Ｒ及びセンサ１１３Ｌの読取結果から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の走査線の傾き量を算出する。続いて、ＣＰＵ８０１は、ブラックの走査線の傾き量を基準にして、イエロー、マゼンタ、シアンの各色について、ブラックの走査線との傾き量の差分を算出する。

Ｓ１００４では、ＣＰＵ８０１は、メモリ８０３に記憶された、補正が必要となる走査線の傾き量の差分の閾値を読み出し、この閾値と各色におけるブラックの走査線との傾き量の差分を比較して、走査線の傾き補正が必要な画像形成部があるか否かを判断する。ＣＰＵ８０１は、閾値よりもブラックの走査線との傾き量の差分が大きく、走査線の傾き補正が必要な画像形成部があればＳ１００５に進み、なければオートレジストレーションを終了する。Ｓ１００５では、ＣＰＵ８０１は、走査線の傾き補正が必要な画像形成部について、Ｓ１００３において算出された走査線の傾き量の差分に基づいて、傾き量を補正するためのステッピングモータの駆動量をメモリ８０３のＲＯＭから読み出す。そして、Ｓ１００６では、ＣＰＵ８０１は、ステッピングモータ１６ａ、ステッピングモータ１６ｂ、ステッピングモータ１６ｃのうち、補正が必要な画像形成部のステッピングモータを駆動量に基づいて駆動し、走査線の傾きを補正する。このように、オートレジストレーションを行うことによって、自動的に走査線の傾き補正を行うことができる。

［緩衝部材の位置決め・調整］
次に、緩衝部材ユニット３２の筐体２１に対する位置決め・調整方法について説明する。本実施例における緩衝部材ユニット３２周辺の拡大図を図９（ａ）に示す。また、図９（ａ）のＸ軸方向から緩衝部材ユニット３２、結像レンズ１１、支持部材１２等を見た断面図を図９（ｂ）に示す。

図９（ｂ）より、緩衝部材ユニット３２は、２つの緩衝部材３２ａ、３２ｂが対向するように、断面の形状がコの字の部材に固定されており、結像レンズ１１の長手方向にのびる突起部２５の突起２５ａを挟持する形状になっている。図５、図９（ｂ）より、突起部２５の突起２５ａは、筐体２１に設けられたＵ字溝２１ｂによって、支持部材１２のステッピングモータ側端部の移動方向をＺ軸方向（副走査方向）に規制される。コの字形状の対向する面の間隔は、緩衝部材３２ａ、３２ｂが振動低減に効果的である適正な圧縮率になるように決定される。

図１０は、本実施例における緩衝部材ユニット３２の緩衝部材３２ａ、３２ｂの圧縮率に対する、結像レンズ１１のＹ軸方向（主走査方向）中央部におけるＺ軸方向（副走査方向）の振動加速度を示した図である。図１０において、横軸は圧縮率（単位：％）、縦軸は振動加速度（単位：ｍ／ｓ^２）を示す。ここで、圧縮率（％）＝（圧縮前の緩衝部材厚さー圧縮後の緩衝部材厚さ）／（圧縮前の緩衝部材厚さ）×１００で示される。圧縮率が０％ならば、緩衝部材は潰れていない状態、圧縮率が５０％ならば、緩衝部材が圧縮前の半分の厚さに圧縮されていることを示している。

本実施例の緩衝部材の材料には、緩衝材として多用されるシリコンゴムを用いている。上記の材料を用いた場合の測定結果を示したグラフが図１０である。図１０より、圧縮率が３％や１５％辺りの振動加速度は、約２．８ｍ／ｓ^２であり、圧縮率が２０％〜４２％辺りでは、約２〜２．３ｍ／ｓ^２となり、圧縮率が４７％〜５８％辺りでは、約３．５〜３．６ｍ／ｓ^２となっている。また、振動低減効果は、振動加速度が低い程高くなる。従って、図１０より、圧縮率が約２０％〜約４５％の場合は、他の範囲に比べて、振動加速度が小さく、振動低減効果が大きいことから、振動低減適正領域であるといえる。圧縮率が４５％よりも大きい高圧縮率領域では、緩衝材の圧縮限界を超えて緩衝材が固体化するため、振動抑制効果が得られず、逆に、圧縮率が２０％より小さい低圧縮率領域では、圧縮率が小さいために、適正な振動抑制効果が得られない。このように緩衝部材を用いた振動低減の場合、緩衝部材の圧縮率が振動低減適正領域の範囲内となるように調整しないと、適正な振動低減効果が得られず、緩衝部材が潰れきると、筐体２１の支持部材を撓ませる力が発生し、却って振動を拡大させてしまう。

また、光走査装置内の結像レンズ周辺はスペースの制約があり、十分な厚さを有する緩衝部材を用いることは難しい。そのため、限られたスペースで圧縮量のばらつきが生じない、安定した適正な振動低減を達成するためには、緩衝部材の圧縮率が振動低減適正領域の範囲内となるように、緩衝部材ユニット３２の調整・位置固定を行うことが必要である。

筐体２１は、図５に示すように、緩衝部材ユニット３２の移動方向をＺ軸方向（副走査方向（図９（ａ）に示すＣ方向））に規制するために、ガイド形状２１ｃ（第２の嵌合部）を有しており、緩衝部材ユニット３２はＺ軸方向（副走査方向）にのみ移動可能となる。これにより、緩衝部材ユニット３２は、結像レンズ１１のレーザ光の通過位置調整に連動して、筐体２１のガイド形状２１ｃに沿って移動する。そのため、結像レンズ１１のレーザ光の通過位置調整が終了すると、筐体２１に対する緩衝部材ユニット３２の位置も決まるため、作業工数の増加を招くことはない。そして、結像レンズ１１のレーザ光の通過位置調整が終了した後、緩衝部材ユニット３２は、筐体２１に対して接着剤により接着固定される。

本実施例では、オートレジストレーションにおいて、ステッピングモータ１６の駆動を、揺動カム１５を介して支持部材１２に伝え、結像レンズ１１の姿勢を変化させて走査線の傾きの調整を行う。そのため、揺動カム１５は強度的に弱くなりやすく、たわみが発生しやすい。また、揺動カム１５の回転軸と、揺動カム１５を支持する筐体２１に設けられた受穴との間に、ガタを生じる場合がある。その結果、結像レンズ１１や支持部材１２の揺動カム１５が設けられた傾き調整駆動側は、回動中心軸１３側の端部に比べ、振動しやすい構成となる。そのため、結像レンズ１１や支持部材１２の振動を低減するには、傾き調整駆動側の端部の振動を減衰させることが必要となるが、支持部材１２の突起を緩衝部材で挟持する緩衝部材ユニットを設けることにより、緩衝部材が支持部材の振動を低減する。更に、傾き調整駆動側の端部を減衰することによって、支持部材１２のたわみを最小限に抑えることができるため、画質低下等につながる現象の発生を抑えることができる。

また、オートレジストレーションによる結像レンズ１１の傾き調整駆動側の調整量は、結像レンズ１１のレーザ光の通過位置調整の際の調整量よりも小さい。本実施例における光学系では、結像レンズ１１のオートレジレジストレーションによるＺ軸方向（副走査方向）の移動量は±０．２ｍｍ程度であるが、レーザ光の通過位置調整によるＺ軸方向（副走査方向）の移動量は±１．０ｍｍ程度である。そのため、結像レンズ１１のレーザ光の通過位置調整による、軸支持部材１４の設置位置の調整に合わせて、緩衝部材ユニット３２の位置決め・固定を行うことにより、安定した振動低減を実現させることができる。更に、オートレジストレースションを行う場合でも、緩衝部材の圧縮率の変化を最小限に留めることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、結像レンズの振動を低減させることができる。即ち、緩衝部材の圧縮率を、振動低減適正領域の範囲内に維持されるように、結像レンズと結像レンズ支持部材の初期位置に合わせて緩衝部材の初期位置を調整・固定する。これにより、結像レンズと結像レンズ支持部材の初期位置に因らず、適正な振動低減を実現し、結像レンズの振動に起因する画像不良を安定して低減することが可能となる。

２ 感光ドラム
１１ 結像レンズ
１２ 支持部材
２１ 筐体
２１ａ、２１ｃ Ｕ字溝
２５ 突起部
３２ 緩衝部材ユニット

Claims (7)

1. 像担持体を露光するレーザ光を前記像担持体に導くレンズと、
   前記レンズにより導かれる前記レーザ光が前記像担持体上を走査する方向の傾きを補正するために前記レンズを回動させる傾き補正手段を端部に有し、前記傾き補正手段が前記レンズの光軸と平行な回転軸を中心として前記レンズを回動可能なように支持するレンズ支持手段と、
   前記レンズ支持手段の前記傾き補正手段が配設された側の端部に設けられた突起部に接続され、前記レンズ及び前記レンズ支持手段における振動を低減させるための緩衝部と、
   前記レンズ支持手段の前記傾き補正手段が配設された側とは反対側の端部に設けられた凸部が嵌合される第１の嵌合部と、前記緩衝部が嵌合される第２の嵌合部を有する筐体と、を備え、
   前記レンズ及び前記レンズ支持手段は、前記レンズに対する前記レーザ光の入射位置を調整するために、前記第１の嵌合部において移動可能であり、前記緩衝部は、前記レンズ及び前記レンズ支持手段の位置調整に合わせて、前記第２の嵌合部において位置が調整されることを特徴とする光走査装置。
2. 前記緩衝部は、前記レンズ支持手段の凸部が嵌合された前記第１の嵌合部における前記凸部の位置が、前記レンズの光軸方向及び前記レーザ光が前記像担持体上を走査する方向と直交する所定の方向に調整された後、前記緩衝部が嵌合された前記第２の嵌合部に接着固定されることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記緩衝部は緩衝部材を有し、前記緩衝部材が前記レンズ支持手段の前記突起部に設けられた突起を挟持することにより、前記緩衝部は前記レンズ支持手段の突起部に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記緩衝部材が前記突起を所定の圧縮率で挟持しているときは、前記傾き補正手段により生じる、前記レーザ光が前記像担持体上を走査する方向と直交する方向の前記レンズの振動加速度は、所定の閾値より小さいことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記緩衝部材は、シリコンゴムであることを特徴とする請求項３又は４に記載の光走査装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置により前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段を有する画像形成手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置により前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段を有する画像形成手段と、
   前記像担持体上のトナー像が転写される転写体と、
   前記画像形成手段により前記転写体上に所定のパターン画像を形成させる制御手段と、
   前記転写体上に転写される前記所定のパターン画像を検知する検知手段と、を備え、
   前記傾き補正手段は、前記レーザ光が前記像担持体上を走査する方向を補正するために、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記レンズを回動させることを特徴とする画像形成装置。

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