JP2014035537A

JP2014035537A - 光走査装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2014035537A
Application number: JP2012178512A
Authority: JP
Inventors: Hideyo Makino; 英世牧野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-24

Abstract

【課題】主走査方向における複数の支持部位で、光学素子と保持部材との間における副走査方向の距離を変えて位置決め、固定することができ、成形条件の変化や走査方式の違いに拘らず、所望の姿勢で光学素子を位置決めできる光走査装置を提供する。
【解決手段】光学素子としての長尺レンズ５１の上面には、調節ネジ４４と、第２の押圧部材としての上面押圧バネ４９が設けられ、下面側には第１の押圧部材としての下面押圧バネ４５が設けられている。レンズ中央部を規制部４７に固定する前に、下面押圧バネ４５が外され、固定前位置調整部材１００が装着されて長尺レンズ５１とホルダ本体４３間の副走査方向の距離が調整手段１０５ａ、１０６ａにより調整される。調整後に固定がなされ、下面押圧バネ４５が取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、像担持体上に静電潜像を形成する光走査装置、該光走査装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。

光走査装置の光学系は複数の光学素子によって構成され、これらの光学素子すべてを誤差なく製造し、光走査装置の筺体に誤差なく組み付けて、製造誤差なく光走査装置を製造することは困難である。
光学素子の製造誤差や組み付け誤差の積み重ねにより、レーザー光が感光体の表面上を走査する走査線が直線状ではなく曲線状になる走査線曲がりが発生することがある。
いわゆるタンデム型の画像形成装置では、転写紙上に順次重ね転写して多色画像を形成するようになっていることから、各色に対応する走査光学系にそれぞれ誤差があって走査線の湾曲が異なる場合には４色間で色ズレが生じる。

この問題を解消すべく、光学素子を枠形状の保持部材内で支持し、保持部材に設けられたネジ等の調整手段で光学素子を押圧して光学素子の湾曲状態を変化させ、走査線曲がりを補正することが従来より行われている。
特許文献１には、光学素子としての長尺レンズの長手方向（主走査方向）の下面中央部を保持部材の凸部で支持し、両端部の上面に調節ネジを配置した構成が開示されている。
調節ネジを回転操作することにより、長尺レンズの短手方向（副走査方向）における長尺レンズに対する押圧力を調整するようになっている。

また、中央部における長尺レンズの上面は押圧バネで下方に押圧されており、各調節ネジに対応する両端部の下面も押圧バネで上方に押圧されている。
これにより、レンズ上下の圧バランスが保たれるようになっている。
しかしながら、部品のばらつきや組み付け方など、あるいは各部材間の表面粗さの違いによる摩擦力のばらつきにより、レンズ上下の圧バランスが崩れ、長尺レンズのレンズ中央部と上記保持部材の凸部（規制部）の上面とが当接しない場合がある。

この場合そこに微小な隙間ができるため、走査線曲がりを調節するために調節ネジの押圧量を可変すると、その応力により微少にレンズ位置がずれて湾曲状態が衝撃でずれたり、調整中に大きくずれたりする場合がある。
数十マイクロメートルの精度で調節しているため、このずれを無くすことが重要である。

また、上面側の押圧バネはレンズの上面より押圧しているため、大きな圧力をかけるとレンズがその荷重点で歪んでしまい、レーザビームの位置変動や特性を劣化させてしまう。
そのため加えられる圧力は限りがあり、前述のように長尺レンズのレンズ中央部と規制部の上面とが当接しない状態が発生してしまう。
この問題を解消すべく、特許文献１では、光学素子の略中央部分において、光学素子と保持部材とを断面Ｕ字状の部材で挟み付けて固定し、光学素子の中央部と上記保持部材の規制部との間の隙間を無くすようにしている。

また、特許文献１の図１４には、長尺レンズの両端部の下面を押圧する下面押圧バネを保持部材に対して着脱自在とし、主走査方向における長尺レンズの下面位置を一定にして仮止めした状態で固定する構成が開示されている。
各下面押圧バネを外した状態で、下面押圧バネの代わりに固定位置調整部材を取り付け、凸部で支持される中央部と、下面押圧バネで支持される両端部の３箇所の支持位置で、長尺レンズの下面と保持部材との副走査方向の距離が主走査方向において同じになるようにしている。
この仮止め状態で、中央部の固定を行い、その後、固定位置調整部材を外して下面押圧バネを装着するものである。

しかしながら、長尺レンズは一般的には熱可塑性樹脂で成型されるが、成型条件の変化、あるいは成形型の違い等により、レンズの形状に偏りが生じやすい。
偏りが生じると、上記のような主走査方向に３箇所の支持構成において、副走査方向に同一の姿勢（距離）で長尺レンズを位置決めすると、却ってレンズ光軸がずれてしまうことがある。

また、レンズ成形の際に、配向特性等の変化により、レンズ光軸の位置が必ずしも外形寸法の誤差によらずばらつく場合がある。この場合にも副走査方向に同一の姿勢で長尺レンズを位置決めしても光軸ずれは修正できない。
また、対向走査型の光走査装置においては、レンズの取り付け方向により、主走査方向における中央部を対称基準としてずらしたい側を変えたいという要望があるが、上記従来技術ではこれに応えることは困難であった。

本発明は、このような現状に鑑みて創案されたもので、主走査方向における複数の支持部位で、光学素子と保持部材との間における副走査方向の距離を変えて位置決め、固定することができ、成形条件の変化や走査方式の違いに拘らず、所望の姿勢で光学素子を位置決めできる光走査装置の提供を、その主な目的する。

上記目的を達成するために、本発明は、光源と、該光源からの照射光を偏向走査する光偏向手段と、該光偏向手段からの照射光を被走査面上に結像させる光学素子と、該光学素子を保持する保持部材とを備え、前記被走査面上の副走査方向に対応する方向について前記光学素子の湾曲状態を調節するための湾曲調節手段を前記保持部材が有してなる光走査装置であって、前記湾曲調節手段は、前記光学素子に対する前記保持部材の支持部側から圧力をかける第１押圧部材と、該支持部側に対向する側から圧力をかける第２押圧部材と、を有し、前記光学素子に入射する照射光の走査方向についての該光学素子の略中央部分において、前記光学素子を前記支持部側に固定する固定部材を有する光走査装置において、第１押圧部材が前記保持部材に対して着脱可能であり、第１押圧部材を外した状態で該第１押圧部材に代えて前記保持部材に装着され、前記固定部材による固定前に前記光学素子の前記副走査方向に対応する方向の位置を調整可能な固定前位置調整部材を有していることを特徴とする。

本発明によれば、成形条件の変化等による光学素子の光軸位置のずれを任意に打ち消して固定することができるので、走査精度ひいては画質向上に寄与できる。
走査方式の違いによる調整位置の変化にも容易に対応できる。

本発明の一実施形態における光学素子の位置決め構成を示す光軸方向から見た概要断面図で、（ａ）は固定前位置調整部材による仮止め状態を示す図、（ｂ）は固定後の状態を示す図である。固定前位置調整部材のみを示す側面図である。画像形成装置の概要構成図である。画像形成装置における各作像ステーションの概要構成図である。光走査装置の要部斜視図である。レンズユニットの光軸方向斜め上から見た斜視図である。レンズユニットの光軸方向斜め上から見た分解斜視図である。レンズユニットの光軸方向から見た概要断面図である。回転軸支持バネを取り付けたレンズユニットの光軸方向斜め上から見た斜視図である。光軸方向から見たレンズユニットの回転調整構成を示す図で、（ａ）はレンズユニット全体の概要断面図、（ｂ）はユニット回転軸近傍の概要拡大図である。固定部材の斜視図である。固定部材の装着方向を示す斜視図である。固定部材を装着した状態の走査方向中央部の断面図である。固定部材の変形例を示す図で、（ａ）は固定部材である接着剤を入れるための窪み部を示す図、（ｂ）は接着剤を入れた状態を示す図である。固定部材の他の変形例を示す要部断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る画像形成装置としてのフルカラー対応のプリンタの構成の概要及び動作を説明する。
ここではプリンタとして、いわゆる中間転写方式のタンデム型画像形成装置を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。

図２に示すように、プリンタ１００は、装置本体１と、装置本体１から引き出し可能な給紙カセット２とを備えている。装置本体１の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像（可視像）を形成するための作像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋを備えている。
以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒用の部材であることを示す。

図３は、作像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの一つの構成を示す概略図である。
各作像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋは、使用するトナーの色が異なり基本的な構成は共通するので、図３では色を示す添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを省略して説明する。
図３及び図４に示すように、作像ステーション３は、図中矢印Ｓ方向に回転する潜像担持体としてのドラム状の感光体１０を備えている。

感光体１０はアルミニウム製の円筒状基体と、円筒状基体の表面を覆う、例えばＯＰＣ（有機光半導体）感光層とから構成されている。
作像ステーション３は、感光体１０の周囲に感光体１０の表面を帯電させる帯電装置１１、感光体１０に形成された潜像を現像する現像手段としての現像装置１２を備えている。
さらに、一次転写後の感光体１０上の残留した残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１３も備えている。

図３に示すように作像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの下方には、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋに書込光Ｌを照射可能な光走査装置４を備えている。
作像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの上方には、各感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋ上に形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト２０を備えた中間転写ユニット５を備えている。
また、中間転写ベルト２０に転写されたトナー画像を記録材である転写紙Ｐに定着する定着ユニット６を備えている。

装置本体１の上部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナーボトル７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋが配置されている。
トナーボトル７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋは、装置本体１の上部に形成される排紙トレイ８を開くことにより、装置本体１から脱着可能に構成されている。

光走査装置４は、光源であるレーザダイオードから発射させる書込光（レーザー光）Ｌをポリゴンミラー等によって偏向し、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの表面上に走査しながら照射する。
光走査装置４の詳しい説明は後述する。
中間転写ユニット５の中間転写ベルト２０は、駆動ローラ２１、テンションローラ２２及び従動ローラ２３に掛け回され、所定タイミングで図中反時計回り方向に回転駆動される。

中間転写ユニット５は、各感光体１０に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ローラ２４を備えている。
中間転写ユニット５は、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像を転写紙Ｐに転写する二次転写ローラ２５、転写紙Ｐ上に転写されなかった中間転写ベルト２０上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置２６を備えている。

次に、プリンタ１００において、カラー画像を得る工程について説明する。
まず、各色の作像ステーション３において、感光体１０が帯電装置１１によって一様に帯電される。その後、光走査装置４により、画像情報に基づきレーザー光Ｌが走査露光されて各感光体１０の表面に潜像が形成される。
感光体１０上の潜像は、現像装置１２の図中矢印Ｔ方向（図４参照）に回転する現像ローラ１５上に担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。

感光体１０上のトナー像は、各一次転写ローラ２４の作用によって反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト２０上に順次重ねて転写される。
このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト２０上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト２０の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
一次転写終了後の感光体１０は、クリーニング装置１３のクリーニングブレード１３ａによってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。

トナーボトル７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋに充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各作像ステーション３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋの現像装置１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋに所定量補給される。
給紙カセット２内の転写紙Ｐは、給紙カセット２の近傍に配設された給紙ローラ２７によって、装置本体１内に搬送され、レジストローラ対２８に到る。
レジストローラ対２８によって所定のタイミングで二次転写ローラ２５が中間転写ベルト２０を挟んでテンションローラ２２と対向する二次転写部に搬送される。二次転写部において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー画像が転写紙Ｐに転写される。

トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着ユニット６を通過することで画像定着が行われ、排出ローラ対２９によって排紙トレイ８に排出される。
感光体１０と同様に中間転写ベルト２０上に残った転写残のトナーは中間転写ベルト２０に接触するベルトクリーニング装置２６によってクリーニングされる。

次に、光走査装置４の構成について説明する。
図５は、本実施形態に係る光走査装置４を説明するための斜視図である。
図５では、マゼンタのトナー像を形成する感光体１０Ｍ上に光源としてのＬＤユニット７０Ｍからのレーザー光を結像させる光学素子群９０Ｍと、シアンのトナー像を形成する感光体１０Ｃ上に光源としてのＬＤユニット７０Ｃからのレーザー光を結像させる光学素子群９０Ｃとを示す。

マゼンタのＬＤユニット７０Ｍから感光体１０Ｍに到るまでの光路と、シアンのＬＤユニット７０Ｃから感光体１０Ｃに到るまでの光路とで、光偏向手段であるポリゴンミラー７５を共用している。
図５では、図示を省略しているイエロー及びブラックの光路については、光変更手段としてポリゴンミラー７５を共用しても良いし、別に設けたポリゴンミラーによって光源からのレーザー光を偏向走査しても良い。

図５において、ＬＤユニット７０Ｍから感光体１０Ｍまで到るマゼンタのトナー像を形成するためのレーザー光の光路と、ＬＤユニット７０Ｃから感光体１０Ｃまで到るシアンのトナー像を形成するためのレーザー光の光路は構成が共通するため、ここでは対応する色を示すＭ及びＣは省略して説明する。
光走査装置４では、第一光源７１と第二光源７２とを備えるＬＤユニット７０が発したレーザー光は、像担持体である感光体１０の表面に結像される。

ＬＤユニット７０から感光体１０までの光路上には、光偏向手段であるポリゴンミラー７５と、第一走査レンズ９１、第二走査レンズ９２、第三走査レンズである長尺レンズ５１、第一折り返しミラー９３、第二折り返しミラー９４等から成る光学素子群９０が設けられている。
ＬＤユニット７０が備える第一光源７１及び第二光源７２には、単一ビームを発する半導体レーザー素子、あるいは複数ビームを発する半導体レーザアレイ素子を用いることができる。
なお、第一走査レンズ９１、第二走査レンズ９２、及び第三走査レンズである長尺レンズ５１は、ポリゴンミラー７５によって走査されて入射するレーザー光Ｌの走査方向が長手方向となる長尺レンズである。

図５に示すように、光走査装置４の光学系は複数の光学素子によって構成され、これらの光学素子すべてを誤差なく製造し、光走査装置４の筺体に誤差なく組み付けて、製造誤差なく光走査装置４を製造することは困難である。
そして、光学素子の製造誤差や組み付け誤差の積み重ねにより、レーザー光Ｌが感光体１０の表面上を走査する走査線が直線状ではなく曲線状になる走査線曲がりが発生することがある。
また、誤差の積み重ねでは、感光体１０表面上の走査線が感光体１０の回転軸と平行ではなく傾いた状態になる、走査線傾きが発生することがある。

光走査装置４では、第三走査レンズである長尺レンズ５１において各種調節を行うことにより走査線曲がりと走査線傾きとを補正する。
これを特許文献１の図を用いて参考図として説明する。
図６は、光学素子としての長尺レンズ５１と、長尺レンズ５１を保持する保持部材としてのレンズホルダ４０とを有する光学素子ユニットとしてのレンズユニット２００の斜視説明図である。図７は、図６で示したレンズユニット２００の斜視分解説明図である。

図６中の矢印Ａ方向は、長尺レンズ５１に入射するレーザー光Ｌがポリゴンミラー７５によって走査される方向であり、本実施形態では「走査方向」と定義する。
また、長尺レンズ５１を透過するレーザー光Ｌの光軸と略平行な方向を、本実施形態では「光軸方向」と定義する。
図６中の矢印Ｂ方向は、光軸方向における一方向であり、本実施形態では後述する固定部材８０の「装着方向」と定義する。

図６中の矢印Ｃ方向は、走査方向及び光軸方向に直交する方向で、且つ、感光体１０上の副走査方向に対応する方向であり、本実施形態では「副走査方向」と定義する。
図５に示すように、マゼンタの長尺レンズ５１Ｍとシアンの長尺レンズ５１Ｃとは実装の向きは互いに反対になるが、構成自体は同じであるため、長尺レンズ５１についての説明についても対応する色を示すＭ及びＣを省略して説明する。

図６及び図７に示すように、長尺レンズ５１はレンズホルダ４０に保持されている。
詳しくは、レンズホルダ４０は長尺レンズ５１が載せられて長尺レンズ５１を下方から支持して、主走査方向が長手方向となるホルダ本体４３と、ホルダ本体４３に載せた長尺レンズ５１を上方から挟み込む押圧部側としての天板４２とからなる。
長尺レンズ５１の走査方向（矢印Ａ方向）の中央部であるレンズ中央部には、レンズホルダ４０に対する走査方向の位置合わせに用いるための突起部４６が設けられている。

長尺レンズ５１の走査方向の端部であるレンズ端部の両方には、レンズホルダ４０に対する光軸方向の位置合わせに用いるための突出片４１が設けられている。
ホルダ本体４３のＣ方向における下面４３ａは支持部側としてなり、その中央部には長尺レンズ５１の突起部４６に係り合う溝部４７ｂを備えた規制部４７が設けられている。
レンズホルダ４０に対する長尺レンズ５１の走査方向の位置は突起部４６と規制部４７の溝部４７ｂとの係り合いによって規制されるため、両者の基準面は予め高い精度で加工されている。

このような構成によって、ホルダ本体中央部とレンズ中央部との走査方向の位置決めが行われており、長尺レンズ５１の突起部４６と規制部４７の溝部４７ｂとによって中央部位置決め手段を構成している。
長尺レンズ５１のレンズ中央部は、規制部４７の上面である突き当て部材としての規制部上面４７ａによって支持されている。
規制部上面４７ａは、長尺レンズ５１の下面に当接してレンズホルダ４０内における長尺レンズ５１のＣ方向の位置基準を形成する基準面である。したがって、規制部上面４７ａの位置は、溝部４７ｂの底面よりも若干高い位置に設定されている。

ホルダ本体４３の規制部４７の走査方向両側には、長尺レンズ５１の下面から上方に弾性力を作用させる弾性部材で、押圧部側へ押圧する第１押圧部材としての板バネ状の下面押圧バネ４５をそれぞれ固定している。
下面押圧バネ４５は下面押圧部４５ａで長尺レンズ５１の下面に接触し、長尺レンズ５１を上方に押圧する。

天板４２には、長尺レンズ５１を介してホルダ本体４３の規制部４７と対向する位置に、長尺レンズ５１の上面から下方に弾性力を作用させる中央部弾性部材で、支持部側へ押圧する第２押圧部材としての板バネ状の上面押圧バネ４９を固定している。
上面押圧バネ４９は上面押圧部４９ａで長尺レンズ５１の上面に接触し、長尺レンズ５１を下方に押圧する。
天板４２の上面押圧バネ４９の走査方向両側で、且つ、長尺レンズ５１を挟んで２つの下面押圧バネ４５の下面押圧部４５ａと対向する位置に、湾曲調節手段としての調節ネジ４４がそれぞれ設けられている。調節ネジ４４についての詳細は後述する。

なお、長尺レンズ５１として樹脂製の部材を用いる場合に金属製の調節ネジ４４で直接押圧すると、調節ネジ４４の先端部が長尺レンズ５１の上面に埋没してしまい、長尺レンズ５１を傷つけるおそれがある。
これに対して、本実施形態で用いる長尺レンズ５１は、樹脂製のレンズ本体５１ａよりも高硬度なガラス板５１ｂを摺動部材としてレンズ本体５１ａの上面に設けて、調節ネジ４４の先端部がガラス板５１ｂの上面を押圧する構造としている。
これにより、調節ネジの先端部が長尺レンズ５１に埋没することを防止することができる。

図８は、図６及び図７を用いて説明したレンズユニット２００を図６中の矢印Ｄ方向から見た模式図である。
図８に示すように、長尺レンズ５１は上面押圧バネ４９、調節ネジ４４、規制部上面４７ａ及び下面押圧バネ４５によってレンズホルダ４０に保持されている。
レンズホルダ４０では、規制部４７は突き当て部材として副走査方向の一方である下方からその規制部上面４７ａがレンズ中央部に対して突き当たる。

一方、上面押圧バネ４９が中央部弾性部材として、レンズ中央部の規制部上面４７ａと長尺レンズ５１を挟んで対向する位置に対して、規制部上面４７ａ側に向けて、すなわち、下方に向けて弾性力を作用させて、長尺レンズ５１を押圧する。
上面押圧バネ４９は天板４２に固定されており、規制部４７はホルダ本体４３の一部であるので、上面押圧バネ４９及び規制部４７はレンズホルダ４０に固定された構成である。

長尺レンズ５１のレンズ中央部は、上面押圧バネ４９によって下方に押圧されて規制部４７の規制部上面４７ａに突き当たることにより、レンズホルダ４０に対する副走査方向についての位置が固定される。
このようなレンズホルダ４０では、上面押圧バネ４９及び規制部上面４７ａによって光学素子中央部固定手段を構成する。
このように、上面押圧バネ４９及び規制部上面４７ａによって、長尺レンズ５１のレンズ中央部のレンズホルダ４０に対する副走査方向の位置を固定することができる。

このため、長尺レンズ５１の副走査方向の中心の位置に対してＬＤユニット７０から照射されたレーザー光の通過する位置がずれることを抑制することができる。
長尺レンズ５１のレンズ中央部に対して走査方向の両側には、調節ネジ４４及び下面押圧バネ４５によって副走査方向に力が加わる湾曲調節部がある。
すなわち、長尺レンズ５１の調節ネジ４４と下面押圧バネ４５とで挟まれる箇所が湾曲調節部となる。

レンズホルダ４０では、天板４２に設けられた調節ネジ４４が押圧部材として副走査方向の一方である上方からその先端部で長尺レンズ５１の湾曲調節部に対して押圧する。
一方、下面押圧バネ４５が弾性部材として、湾曲調節部の調節ネジ４４と長尺レンズ５１を挟んで対向する位置に対して、調節ネジ４４側に向けて、すなわち、上方に向けて弾性力を作用させて、長尺レンズ５１を押圧する。
２つの調節ネジ４４は回転させることによりレンズホルダ４０の天板４２に対する先端部の副走査方向の位置を変位させることができる。

調節ネジ４４を回転させて調節ネジ４４の先端部が下方に向かうように調節すると、湾曲調節部が調節ネジ４４によって下方に押し下げられて下面押圧バネ４５が縮み（下面押圧部４５ａが下降し）、湾曲調節部が下方に変位する。
調節ネジ４４を回転させて調節ネジ４４の先端部が上方に向かうように調節すると、下面押圧バネ４５が湾曲調節部を押し上げて下面押圧バネ４５が伸び（下面押圧部４５ａが上昇し）、湾曲調節部が上方に変位する。

図８に示すように、長尺レンズ５１の中央部は固定されており、長尺レンズ５１の走査方向について２つの湾曲調節部よりも外側は自由端となっている。
このため、湾曲調整部がレンズ中央部よりも下方に位置すると長尺レンズ５１の走査方向の端部である光学素子端部であるレンズ端部もレンズ中央部よりも下方に位置する状態となる。
同様に、湾曲調整部がレンズ中央部よりも上方に位置するとレンズ端部もレンズ中央部よりも上方に位置する状態となる。

すなわち、図８のように長尺レンズ５１が直線状の状態から、２つの調節ネジ４４の先端部が下方に変位するように調節し、湾曲調節部を下方に変位させることによってレンズ端部も下方に変位し、長尺レンズ５１が上に凸の湾曲状態となる。
同様に、長尺レンズ５１が直線状の状態から、２つの調節ネジ４４の先端部が上方に変位するように調節し、湾曲調節部を上方に変位させることによってレンズ端部も上方に変位し、長尺レンズ５１が下に凸の湾曲状態となる。

このようなレンズホルダ４０では、固定手段である上面押圧バネ４９及び規制部上面４７ａと、２組の変位量調節手段である調節ネジ４４及び下面押圧バネ４５とによって湾曲調節手段を構成する。
なお、調節ネジ４４及び下面押圧バネ４５の配置は、図８に示す配置よりもレンズ中央部側でも良いし、レンズ端部側でもよい。
このように、２組の調節ネジ４４及び下面押圧バネ４５によって、レンズ端部の位置をレンズ中央部の位置に対して副走査方向の両方向、すなわち上下方向ともに変位可能である。

このため、長尺レンズ５１の湾曲状態をその上下どちらの方向にも凸とする調節を行うことができる。
図８を用いて説明したように、レンズユニット２００では、長尺レンズ５１の湾曲状態をその上下どちらの方向にも凸とする調節を行うことができ、且つ、長尺レンズ５１の上下方向の中心の位置に対してＬＤユニット７０から照射されたレーザー光の通過する位置がずれることを抑制することができる。

次に、レンズユニット２００での走査線曲がりの補正について説明する。
ここで、マゼンタの画像に対応したレーザー光を透過させる長尺レンズ５１Ｍについて、副走査方向において、感光体１０Ｍの表面移動方向と長尺レンズ５１Ｍの上方とが対応しているものとする。
長尺レンズ５１Ｍが直線状の状態で、感光体１０Ｍ上に走査された走査線が表面移動方向に凸となるような走査線曲がりが発生している場合、２つの調節ネジ４４Ｍを緩めて、長尺レンズ５１Ｍの形状が下に凸となるように調節する。

これにより、感光体１０Ｍ上の走査線を直線に近づけることができ、調節ネジ４４Ｍの調節具合によって走査線が直線状となるように調節して走査線曲がりを補正する。
このとき、シアンの画像に対応したレーザー光を透過させる長尺レンズ５１Ｃは、副走査方向において、感光体１０Ｃの表面移動方向と長尺レンズ５１Ｃの下方とが対応する。
これはマゼンタの長尺レンズ５１Ｍとシアンの長尺レンズ５１Ｃとは実装の向きは互いに反対になるためである。

長尺レンズ５１Ｃが直線状の状態で、感光体１０Ｃ上に走査された走査線が表面移動方向に凸となるような走査線曲がりが発生している場合、２つの調節ネジ４４Ｃを締めて、長尺レンズ５１Ｍの形状が上に凸となるように調節する。
これにより、感光体１０Ｃ上の走査線を直線に近づけることができ、調節ネジ４４Ｃの調節具合によって走査線が直線状となるように調節して走査線曲がりを補正する。
レンズユニット２００は、長尺レンズ５１に対する２つの調節ネジ４４の押圧量をそれぞれ調節可能である。すなわち、図８中の長尺レンズ５１の右側の端部だけ、または、左側の端部だけを上下に変位させる調節も可能である。

感光体１０上の走査線曲がりは感光体１０の表面移動方向について凸または逆方向に凸という曲がりだけではなく、走査線方向の一端側が表面移動方向について下がった状態となる走査線曲がりも生じ得る。
このような走査線曲がりに対しては走査線が下がった状態になった端部に対応する側のみの長尺レンズ５１のレンズ端部を上または下に変位させることで走査線曲がりを補正することができる。

図３に示すプリンタ１００のように、４つの感光体１０を転写紙Ｐの搬送方向に配列して、各感光体１０に対応した複数の走査光学系で同時に露光して潜像をつくり、これらの潜像を各々異なる色の現像剤を使用する現像装置１２で可視像化した後、これらの可視像を同一の転写紙Ｐに順次重ね合わせて転写し、カラー画像を得るレーザーレーザープリンタ等の画像形成装置では、従来は次のような問題があった。
すなわち、図３に示すような４ドラムタンデム方式では、転写紙Ｐ上に順次重ね転写して多色画像を形成するようになっていることから、各色に対応する走査光学系にそれぞれ誤差があって走査線の湾曲が異なる場合に４色間で色ズレが生じる。

一方、本実施形態のプリンタ１００のレンズユニット２００では、４ドラムタンデム方式で各色の走査線の湾曲が異なっていても、各色の走査線曲がりを調節することにより、湾曲状態の方向を揃えて４色間の色ズレを小さく抑えることが可能である。

次に、走査線の傾きの調節について説明する。
図９及び図１０は、レンズユニット２００を光走査装置４の筺体であるハウジング４００に載置した状態を示す説明図である。図９ではハウジング４００を省略している。
図１０（ａ）は、ハウジング４００に載置したレンズユニット２００全体の説明図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のレンズユニットの回動中心軸であるユニット回転軸４８近傍の拡大説明図である。

図１０（ａ）に示すように、保持部材であるレンズホルダ４０のホルダ本体４３には、レンズホルダ４０を回動させて光走査装置４の筺体であるハウジング４００に対するレンズホルダ４０の姿勢を調節するときの、回動中心となるユニット回転軸４８が固定されている。
ハウジング４００にはユニット回転軸４８を支持する支持台６６が一体的に形成され、ユニット回転軸４８は支持台６６に設けられたＶ字溝６６ａに嵌め込まれることによって走査方向の位置決めがなされる。

ユニット回転軸４８をＶ字溝６６ａにはめ込んだ状態で、図１０（ｂ）で示すように、支持弾性部材である支持バネ３５をハウジング４００に支持バネ固定ネジ３５ａによって固定する。
これにより、支持バネ３５がレンズホルダ４０に固定されたユニット回転軸４８を支持台６６側に付勢する。
すなわち、支持バネ３５はユニット回転軸４８に対して下方に弾性力を作用させるものである。

これにより、ユニット回転軸４８の下側はＶ字溝６６ａによって位置決めがなされ、ユニット回転軸４８の上側は支持バネ３５によって位置決めがなされることによってレンズホルダ４０が支持台６６に対して安定して支持される。
光走査装置４は、ハウジング４００に対してユニット回転軸４８を中心に回動させる駆動手段としての駆動モータ５６を備えている。
駆動モータ５６はステッピングモータである。レンズユニット２００の走査方向の一端には駆動モータ５６からの動力の伝達を受ける動力伝達片５９を設けており、駆動モータ５６からの動力が駆動ギヤ５５を介して動力伝達片５９に伝わる構成となっている。

駆動モータ５６を駆動させることによって、ユニット回転軸４８を回動中心としてレンズユニット２００を回動させて光走査装置４に対するレンズユニット２００の姿勢が変化する。
制御手段としての制御部３００が駆動モータ５６の駆動を制御することにより、感光体１０上の走査線の傾きを調節することができ、走査線傾きの補正を行うことができる。
このように、本実施形態の光走査装置４は、走査線傾き補正手段として、支持台６６、支持バネ３５、制御部３００を備える。

光走査装置４は、図１０に示すように、支持バネ３５がレンズホルダ４０の回動中心となるユニット回転軸４８に対して弾性力を作用させている。
このため、支持バネ３５として弾性力の大きな物を使用しても弾性力によるユニット回転軸４８周りのモーメントはあまり大きくならない。
よって、レンズホルダ４０のハウジング４００に対する姿勢を調節するときに、支持バネ３５の影響を低減することができる。

このため、支持バネ３５として弾性力の大きな弾性体を用いても、駆動モータ５６によって姿勢の調節を行うときの駆動トルク負荷はほとんど増大せず、ハウジング４００に対するレンズホルダ４０の姿勢を精度良く調節することができる。
これにより、光走査装置４のハウジング４００に対するレンズホルダ４０の支持の安定性を高めることと走査線傾きの補正精度を高めることとを両立することができる。

次に、レンズユニット２００における走査線傾きの補正について説明する。
光学系における長尺レンズ５１の光軸方向に略平行な軸方向のユニット回転軸４８を回動中心としてレンズユニット２００を回動させて、ハウジング４００に対する長尺レンズ５１の姿勢を調節することにより、感光体１０上の走査線の傾きを調節することができる。
レンズホルダ４０のホルダ本体４３に形成された規制部４７には、レンズユニット２００の回動動作の回動中心となるユニット回転軸４８が設けられている。

長尺レンズ５１に設けられた突出片４１は、ハウジング４００に固定された２つの位置決めピン５０の間に押し込まれることで、長尺レンズ５１の光走査装置４のハウジング４００に対する光軸方向の位置決めがなされる（図６参照）。
Ｖ字溝６６ａとユニット回転軸４８とによってハウジング４００とレンズホルダ４０との走査方向の位置決めがなされ、突起部４６と溝部４７ｂとによって長尺レンズ５１とレンズホルダ４０との走査方向の位置決めがなされるため、ハウジング４００と長尺レンズ５１との走査方向の位置決めがなされている。
これにより、レーザー光Ｌの光軸が長尺レンズ５１の走査方向の中心を通過する構成を実現することができる。

なお、駆動モータ５６の駆動は、感光体１０上、または中間転写ベルト２０上に形成されたトナーパッチから傾きを検出する不図示の傾き検知手段を設け、傾き検知手段が検出した走査線の位置ずれ量に対応する傾きに応じて駆動モータ５６を駆動させ、これにより走査線の傾き補正が実行される。

次に、長尺レンズのレンズ中央部を保持部材に固定する構造について説明する。
部品のばらつきや組み付け方など、あるいは各部材間の表面粗さの違いによる摩擦力のばらつきにより、レンズ上下の圧バランスが崩れ、長尺レンズ５１のレンズ中央部と規制部４７の規制部上面４７ａとが当接しない場合がある。
この場合そこに微小な隙間ができるため、走査線曲がりを調節するために調節ネジ４４の押圧量を可変すると、その応力により微少にレンズ位置がずれてしまう。

また、上面押圧バネ４９はレンズ本体５１ａの上面より押圧しているため、大きな圧力をかけるとレンズ本体５１ａがその荷重点で歪んでしまい、レーザビームの位置変動や特性を劣化させてしまう。
そのため加えられる圧力は限りがあり、前述のように長尺レンズ５１のレンズ中央部と規制部４７の規制部上面４７ａとは当接しない状態が発生してしまう。

本実施形態に係る光走査装置４は、そのような隙間の発生を抑制する構成を有している。以下に具体的に説明する。
図１１は、副走査方向での断面がＵ字形状をした固定部材８０の斜視図である。固定部材８０の材質は、ステンレス鋼板あるいはりん青銅板、ベリリウム銅板などのばね用金属である。
固定部材８０は、屈曲平面からなる上押え部８０ａと、垂直部８０ｂと、下押え部としての平面からなる支点部８０ｃと、抜け止め手段としての引っ掛け部８０ｄとからなり、上記バネ板で一体に形成されている。

上押え部８０ａは、垂直部８０ｂの上端から下方に傾斜した状態に延びるベース片８０ａ−１と、ベース片８０ａ−１の先端から略水平に延びる押え片８０ａ−２とから構成され、押え片８０ａ−２の走査方向（Ａ方向）の略中央部には、球面状の接触部を有する突起部８０ｅがプレス加工によって形成されている。
支点部８０ｃの装着方向の先端部は、走査方向における安定した支持状態（フィッティング）を得るために凹状にくり抜かれており、各先端部８０ｃ−１はレンズユニット２００に対する装着がスムーズに行えるように、下方に屈曲されている。
引っ掛け部８０ｄは切り込みを入れて折り曲げることによって一体に形成されている。

図１２はホルダ本体４３と、ホルダ本体４３に載せた長尺レンズ５１に対し、装着方向から固定部材８０を装着しようとしている状態を示す斜視図であり、図１３は長尺レンズ５１の走査方向中央部の断面図を示している。
図１３に示すように、長尺レンズ５１のレンズ中央部は、規制部４７の上面である突き当て部材としての規制部上面４７ａによって支持されている。
固定部材８０は、ホルダ本体４３に設けられた平面部４７ｃと、長尺レンズ５１の支持部側の上面５１ｃとの間に、これらを挟み込むように挿入・装着される。

固定部材８０の突起部８０ｅと支点部８０ｃ間の寸法は、平面部４７ｃと長尺レンズ５１の支持部側の上面５１ｃとの間の寸法よりも狭く設定されている
これにより、突起部８０ｅは支持部側の上面５１ｃに、支点部８０ｃは平面部４７ｃに、それぞれ接触して長尺レンズ５１と規制部上面４７ａとは固定部材８０の付勢力、すなわち弾性による復元力により確実に当接する。

長尺レンズ５１の上面の押圧部側５１ｄには、前述のガラス板５１ｂが設けられており、上面押圧バネ４９により下方に向けて長尺レンズ５１を押圧する。
上面押圧バネ４９は応力をもたらすバネであれば、圧縮コイルバネでも可能であるが、占有スペースや低コスト化などにより、実施例のような板ばね形状であることが望ましい。
突起部８０ｅは、少なくとも先端部が球面形状をしているため、長尺レンズ５１の支持部側の上面５１ｃに対しては点接触となる。

そのため固定部材８０により発生する応力が一点に集中するので、安定した圧力を長尺レンズ５１にかけることができる。
本実施形態では一体として突起部８０ｅを形成しているが、別体構成として例えば突起部は樹脂製としてもよい。
この場合突起部の材質あるいは表面処理等により押圧部分の摩擦係数を適宜に変化させることが可能となる。

突起部８０ａは、長尺レンズ５１の光軸方向の略中央部に対応する部位に形成されている。
これにより、固定部材８０により発生する応力のモーメントが長尺レンズ５１に発生しにくい位置関係となるため、長尺レンズ５１がモーメントにより変動する要因がなくなる。

次に固定部材８０の抜け止め手段について説明する。
上記のように固定部材８０は光軸方向に矢印の方向から挿入されるが、引っ掛け部８０ｄは支点部８０ｃから下方に０．８〜１．２ｍｍ程度突き出ている。
ユニット回転軸４８には軸の直径より１ｍｍ程度小さい溝部４８ａが形成されており、固定部材８０が挿入された時に引っ掛け部８０ｄが溝部４８ａ内に収まって固定される。
すると矢印とは逆方向には抜け止めとして作用するため、衝撃や振動等が加わっても、固定部材８０がレンズホルダ４０から外れることはなくなる。

固定部材８０とレンズホルダ４０との間で抜け止めとして作用すればよいので、レンズホルダ４０が構成される箇所であれば、どの部分でも抜け止め手段を設けることができる。
抜け止め手段は本実施形態に限定するものではない。
本実施形態に係る固定部材は、Ｕ字状の構成であるので、ワンタッチ操作で装着することができるとともに光学素子の位置ずれを防止できる。
抜け止め手段を有する構成においては、衝撃力が加わっても確実に光学素子を保持部材に完全に密着でき、光学素子の位置ずれを防止できる。

図１４に基づいて固定構造の他例を説明する。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要が無い限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
上記実施形態では弾性力で保持して固定する構成としたが、本実施形態では接着剤により密着固定することを特徴とする。
図１４（ａ）に示すように、規制部上面４７ａには矩形の窪み部４７ｄが形成されており、Ｃ方向の深さとしての窪み量αは0.1〜0.3mm程度としている。

この窪み部４７ｄは、図１４（ｂ）に示すように、接着剤による固定部材としての接着層８２を形成するものであるが、接着層８２が厚くなると温湿度などの環境変動による接着層変位が生じるため、実験・経験より窪み量αは決められている。
本実施形態では、窪み部４７ｄは１箇所のみであるが、接着強度確保のためや、接着層の変位分散のために窪み部を数箇所設けてもよい。
接着剤としては紫外線硬化性樹脂が望ましく、例えば商品としてはスリーボンド製のＴＢ３０３１、住友３Ｍ製のＵＶＺ１０８Ｃなどが挙げられる。

長尺レンズ５１では材料が透明素材であるため、硬化のための紫外線照射が容易である。硬化の際は紫外線硬化性樹脂を規定量塗布後、規制部上面４７ａに長尺レンズ５１の下面が当接するように、副走査方向に図示しない治具等を用いて加圧しながら紫外線照射を行い、樹脂を硬化させて固定を行う。
硬化後はその治具を外せば、長尺レンズ５１とホルダ本体４３とが接着剤で密着固定されたアッセンブリが完成する。

図１５に固定構造のさらなる他例を示す。
本実施形態では、固定部材としてネジ部材を用いることを特徴としている。規制部上面４７ａには固定部材としてのネジ部材８４が嵌るネジ穴４７ｅが形成されており、長尺レンズ５１の支持部側の上面５１ｃには、ネジ挿通穴５１ｅが形成されている。
長尺レンズ５１をホルダ本体４３に載せて位置決めした後、ネジ部材８４を締め付けることにより、長尺レンズ５１のレンズ中央部と規制部４７の規制部上面４７ａとが密着固定される。
ネジ部材８４は細目ネジ、例えばピッチ0.5mm以下のものを用い、締め付け時もトルク管理を行う方が密着度合いのばらつきも少なくなる。

図１に基づいて本発明の実施形態を説明する。参考図（図６〜図１０）の構成とは、ホルダ本体４３に対する第１押圧部材としての下面押圧バネ４５の取付構成が異なっている。
本実施形態では、固定部材で固定する前の長尺レンズ５１の位置を高精度に仮止めして固定後の位置精度を高めることを目的としている。
ホルダ本体４３の下面４３ａには、下面押圧バネ４５を、上面押圧バネ４９と同様にホルダ本体４３の外部から固定してその機能を発現させるための開口４３ｃが形成されている。

上記参考図で説明した固定部材による固定が完了した後は、図１（ｂ）に示すように、着脱可能な下面押圧バネ４５が小ネジやブッシュ等の締結手段８６にてホルダ本体４３の下面４３ａより取り付けられる。
固定部材による固定をする前には、下面押圧バネ４５が取り外されており、図１（ａ）に示すように、下面押圧バネ４５の代わりに、固定前位置調整部材１００が装着され。
固定前位置調整部材１００は、固定部材による固定前に光学素子（長尺レンズ５１）の副走査方向に対応する方向の位置を調整して仮止めするものである。

図２に示すように、固定前位置調整部材１００には、主走査方向の中央に基準面１０１、左右に基準面１０２、１０３が形成されている。
すなわち、主走査方向において３箇所の基準面を有している。
基準面１０１は、ホルダ本体４３に形成された基準面１０４に接し、基準面１０２と１０３は長尺レンズ本体５１aの下面と接する。
基準面１０２と１０３はそれぞれ、基準面１０１に対して決められた寸法に調整できるようになっている。

基準面１０２、１０３はそれぞれ、副走査方向に可動な調整手段１０５、１０６に設けられている。
本実施形態では、調整手段１０５、１０６は、回転を直進移動に変化する機構を持ち、つまみ１０５ａ、１０６ａを回転することにより、基準面１０２、１０３が副走査方向に直進移動して基準面１０１に対しての寸法を調整することができる。

これにより、レンズ中央部が密着される規制部上面４７ａに対して長尺レンズ５１の下面とホルダ本体４３の下面４３ａとの間の距離を主走査方向において任意に異ならせることができる。
すなわち、主走査方向に３箇所の支持構成で、副走査方向に違った姿勢で長尺レンズ５１が位置決めされることになる。
この状態で前述した接着剤等の固定部材による密着固定がなされる。固定後、固定調整用支持部材１００を取り外して下面押圧バネ４５を取り付ける。

これにより、初期から長尺レンズ５１がレンズ外形に合わせて理想状態に位置決めされる。
調整手段１０５、１０６は本実施形態に限らず、市販のマイクロメータヘッドなどを用いても良い。
調整駆動用にモータなどを用いれば、自動制御などで省力化を図ることもできる。またピエゾ素子などの圧電素子を用いてもよい。

調整手段による１つのレンズの副走査方向の基準面の移動の変化量は、最大でも0.5mmとしている。レンズ光軸のばらつき幅からみても0.5mmもあれば充分ばらつきを吸収できる。
それ以上の調整量は返ってレンズを歪ませてしまい、レンズ特性に影響が出てしまうからである。

本実施形態における仮止め後の固定方式としては、操作が簡単であることから接着剤による固定が望ましい。特に紫外線硬化性樹脂による接着剤にあっては、紫外線の照射にて短時間で密着固定できるとともに光学素子の位置ずれを防止できる。

４０保持部材としてのレンズホルダ
４５第１押圧部材としての下面押圧バネ
４９第２押圧部材としての上面押圧バネ
５１光学素子としての長尺レンズ
７０光源としてのＬＤユニット
８０光偏向手段としてのポリゴンミラー
８０、８２、８４固定部材
１００固定前位置調整部材
１０像担持体としての感光体

特開２０１２−１３３３２５号公報

Claims

光源と、該光源からの照射光を偏向走査する光偏向手段と、該光偏向手段からの照射光を被走査面上に結像させる光学素子と、該光学素子を保持する保持部材とを備え、前記被走査面上の副走査方向に対応する方向について前記光学素子の湾曲状態を調節するための湾曲調節手段を前記保持部材が有してなる光走査装置であって、
前記湾曲調節手段は、前記光学素子に対する前記保持部材の支持部側から圧力をかける第１押圧部材と、該支持部側に対向する側から圧力をかける第２押圧部材と、を有し、
前記光学素子に入射する照射光の走査方向についての該光学素子の略中央部分において、前記光学素子を前記支持部側に固定する固定部材を有する光走査装置において、
第１押圧部材が前記保持部材に対して着脱可能であり、第１押圧部材を外した状態で該第１押圧部材に代えて前記保持部材に装着され、前記固定部材による固定前に前記光学素子の前記副走査方向に対応する方向の位置を調整可能な固定前位置調整部材を有していることを特徴とする光走査装置。
請求項１に記載の光走査装置において、
前記副走査方向に対応する方向の位置の相違は、0mm〜0.5mmの範囲であることを特徴とする光走査装置。
請求項１又は２に記載の光走査装置において、
前記光学素子は、前記走査方向が長手方向となる長尺レンズであることを特徴とする光走査装置。
像担持体の表面に光走査装置により走査光を照射して潜像を形成し、該潜像を現像することで得た画像を最終的に記録材上に転移させることで画像を形成する画像形成装置において、
前記光走査装置として、請求項１〜３の何れか１つに記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。