JP5266535B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は光ビームにより感光体を走査露光し、画像を形成する画像形成装置に関する。

（１）光ビームを用いて感光体を走査露光し、画像を形成する画像形成装置においては、光ビームを感光体に入射させる位置の精度が画質に影響するので、高い精度で光ビームを感光体に入射させるように露光装置が構成されている。

特に、複数回の露光を行って、複数の画像を形成し、該複数の画像を重ねることによってカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、前記の位置を高精度に維持することが要求される。

光ビームで走査露光を行う代表的なものはレーザを用いた露光装置であるが、レーザ露光装置における前記の位置の調整については、例えば、特許第２５７０１７６号公報において、レーザ光源と走査露光光学系を有する露光装置の位置及び角度をＸＹＺ方向に関して調整する調整機構が開示されている。この調整機構はＸ、Ｙ及びＺの各方向に関して、四角形の露光装置の辺の両端２点において調整することにより、光ビームの感光体への入射位置を調整している。

（２）カラー画像形成装置の多くは、複数色画像を形成する複数の露光装置を備えており、これらの露光装置は高い位置精度で画像形成装置内に設けられている。特に、各露光装置間の相対的な位置が高いことが必要である。各露光装置間の位置の精度が良くないと、各色画像間に位置ずれが発生して色ずれが生じ、画質が低下する。そして、各露光装置間の位置関係は、画像形成装置の稼動期間を通じて維持される必要がある。

このような露光装置の位置に関する条件を満たすために、従来のカラー画像形成装置においては、複数の露光装置を互いに、例えば、紫外線接着剤等の接着剤で結合していた。

（１）前記特許公報において開示された調整機構では、ＸＹＺの各方向に関して２点で調整を行うために、合計６つの調整手段が設けられている。このために調整が複雑になる。また、従来技術において、簡素な構成、且つ高い調整精度を達成できる具体的な調整機構が開示されていなかった。

（２）接着剤により露光装置間を固定する固定手段では、所望の強度を確保するためのは多大な接着時間が必要であり製造上問題となっていた。

本発明は光ビームを用いた従来の画像形成装置における前述のような問題を解決することを目的とする。

本発明の前記目的は下記の発明により達成される。

１．レーザ光源及び該レーザ光源からの光を偏向して走査光ビームを出射する走査光学系を有する露光装置を少なくとも第１支点、第２支点及び第３支点で支持し、前記第１支点と前記第２支点とを前記走査光学系により形成される光路の両端部、且つ、前記走査光学系の光軸を挟んだ対称な位置に設け、前記第３支点を前記走査光学系の光軸を含む面で走査面に対して垂直な面内に設けた固定点とし、前記３支点の支持部には露光装置を全方向に回転可能に支持する球体軸受けを設け、前記球体軸受けには前記球体の離間を防止する弾性を有する離間防止部材が設けられ、前記球体軸受けが前記球体を３点で支持するとともに、前記離間防止部材が前記球体に少なくとも１点で接触して前記球体を前記球体軸受けに圧接させることを特徴とする画像形成装置。

２．前記球体軸受けが円環状の形状であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記第２支点が設けられた第２の支持部近傍に、前記露光装置と前記第２の支持部との間隔を保持する間隔保持手段及び前記露光装置を前記第２の支持部に押圧する弾性部材を設けたことを特徴とする前記１または前記２に記載の画像形成装置。

４．前記第１支点に設けられた第１の支持部に前記走査光ビームの主走査方向の傾きを調整する第１調整手段を設け、前記第２支点に設けられた第２の指示部に前記走査光ビームの主走査方向における倍率のバラツキを調整する第２調整手段を設けたことを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

請求項１、２の発明により、少ない調整回数で、容易、且つ、正確に走査光学系の調整を行うことができる。また、調整が走査光学系のほぼ光軸を中心に行われるので、調整量が小さく、より精密な調整が可能になる。また、露光装置を全方向に回転可能に支持する球体軸受けとして、回転に伴う位置ずれの極めて少ない支持構造が実現され、高い精度の調整が可能になるとともに、調整値が長期間に亘って維持される。

請求項３の発明により、調整手段を構成する駆動ネジや係合片、係合ブロック等の諸部材の組立に際して、高度な組立精度が要求されることなく、高精度の調整手段が実現される。

請求項４の発明により、極めて高精度の調整を行うことが可能になる。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の全体を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の露光装置の上面断面図である。 露光装置の第１、第２の支持部を示す図である。 露光装置の第３の支持部を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の露光装置の上面断面図である。 図５における線ＡＸ−ＢＸ−ＣＸに沿った断面図である。 露光装置の支持部を示す図である。 露光装置の支持部を示す図である。 露光装置の支持部を示す図である。 第３支点における枠体の支持構造の具体例を示す図である。 第２調整手段の例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の露光装置の支持部を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る画像形成装置の露光装置の支持部を示す図である。 本発明の実施の形態５に係る画像形成装置の全体を示す図である。 本発明の実施の形態５の露光装置間の結合構造を示す斜視図である。 露光装置の分解斜視図である。 露光装置間の結合過程を示す図である。 露光装置間の結合部の一例を示す図である。 露光装置間の結合部の他の例を示す図である。 露光装置間の位置の調整を説明するための図である。

（１）実施の形態１
本発明の実施の形態１を図１〜３により説明する。図１は実施の形態１に係る画像形成装置の全体を示す図、図２は実施の形態１に係る画像形成装置の露光装置の上面断面図、図３は図２の露光装置の第１の支持部及び第２の支持部を示す図である。

導電性の基体上に有機光導電層を形成したベルト状の感光体１は、テンションローラ１４による適度な張力で駆動ローラ１１と従動ローラ１２、１３とに張架され矢印で示すように回動する。感光体１の周囲には、帯電、露光及び現像により、イエロー、マゼンタ、シアン及び黒の各画像を形成する画像形成部が配置される。イエロー画像の画像形成部は、スコロトロン帯電器からなる帯電装置２Ｙ、半導体レーザを光源とし、走査光学系を有する露光装置３０Ｙ、現像スリーブ４１を有し、反転現像を行う現像装置４Ｙからなる。同様に、マゼンタ画像形成部は帯電装置２Ｍ、露光装置３０Ｍ、現像装置４Ｍからなり、シアン画像形成部は帯電装置２Ｃ、露光装置３０Ｃ、現像装置４Ｃからなり、黒画像形成部は帯電装置２Ｋ、露光装置３０Ｋ、現像装置４Ｋからなる。

現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの現像スリーブ４１には、感光体１上の静電潜像と同極性のバイアス電圧が印加され、これら現像装置は、非接触・反転現像方式による現像を行い感光体１上にトナー像を形成する。現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋへはそれぞれのトナー容器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｍから各色のトナーが補給される。

感光体１に対向して更に、帯電装置２Ｆ、転写電圧が印加された転写ローラからなる転写装置７及びクリーニング装置８が配置される。

画像を形成する記録紙Ｐが収納される給紙カセット２０Ａ、２０Ｂと手差し給紙台２０Ｃが画像形成装置の下部と側部に設けられ、それぞれに設けられた給紙部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃにより記録紙Ｐを転写装置７に向けて送り出す。２３は感光体１上での画像形成と同期して記録紙Ｐを転写装置７へ搬送するレジストローラである。２４は加熱ローラと加圧ローラを有する定着装置、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃは記録紙Ｐを搬送する搬送ローラ、２６は排出された記録紙Ｐが堆積される排紙皿である。

画像形成においては、感光体１が矢印で示すように回動し、感光体１の回動に対応して、イエロー画像形成部、マゼンタ画像形成部、シアン画像形成部及び黒画像形成部が制御されたタイミングで、感光体１上に、帯電、露光及び現像により、各色のトナー像を形成し、感光体１上には、各色のトナー像が重なったフルカラートナーが形成される。形成されたフルカラートナー像に対しては、帯電装置２Ｆにより電位の調整が行われる。

感光体１上における前記のフルカラートナー像の形成と同期して、レジストローラ２３から記録紙Ｐが搬送されて、転写装置７において、感光体１に密着し、転写装置７の転写電圧で、感光体１上のフルカラートナー像が記録紙Ｐに転写される。

記録紙Ｐに転写されたフルカラートナー像は定着装置２４で定着され、記録紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。定着装置２４を通過した記録紙Ｐは搬送ローラ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃにより搬送されて、排紙皿２６に排出される。転写位置を通過した感光体１はクリーニング装置８で残留トナーを除去され、除電ランプ９による除電で、その表面状態が均一化される。

本実施の形態における露光装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋはレーザビームの主走査方向の走査と感光体１の移動による副走査方向の走査により、走査露光を行い、感光体１上に静電潜像を形成するが、各露光装置には走査露光の調整機構が組み込まれている。該調整機構は主走査方向の倍率のバラツキの調整、即ち、横倍率の調整と主走査方向の傾きの調整を行うものである。

以下の説明は、露光装置３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに共通に用いられる調整機構についての説明であり、これらの露光装置を露光装置３０として説明する。なお、露光装置３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの全てに前記の調整機構を設ける必要はなく、どれか一つの露光装置には前記調整機能を設けずに、該調整機構を設けない露光装置を基準として、他の露光装置の主走査方向の傾きの調整及び主走査方向の倍率のバラツキの調整の少なくとも一つを行うようにしてもよい。

露光装置３０は半導体レーザ３５からなるレーザ光源と、第１シリンドリカルレンズ３７、ポリゴンミラーユニット３１、ｆθレンズ３２及び第２シリンドリカルレンズ３３からなる走査光学系とを有する。これらレーザ光源及び走査光学系は箱状の枠体３０７に固定されている。半導体レーザ３５からの光ビームはポリゴンミラーユニット３１の高速回転ポリゴンにより、偏向を受けて矢印Ｗで示すように、高速で感光体１を主走査方向に走査露光する。

枠体３０７は三角形を形成する一点鎖線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃの交点Ｔ１、Ｔ２及びＴ３において、画像形成装置本体に固定された支持板３０１に支持される。このように露光装置３０は第１支点Ｔ１、第２支点Ｔ２及び第３支点Ｔ３で画像形成装置本体に支持される。

第１支点における枠体３０７の第１の支持部の構造は図３（ａ）に示すとおりである。

枠体３０７の足部３０４には、ネジ部３０２ｂにより結合された結合部材３０２が固定される。結合部材３０２はネジ部３０２ｂと球体３０２ａを有し、球体３０２ａは球体軸受け３０３により、上下左右を含む全方向に回転自在に支持されている。結合部材３０２と球体軸受け３０３は第１の支持部を構成する。球体軸受け３０３は中間部材３０５により、支持板３０１に設けた案内部３０１ａにより矢印Ｘで示すように上下に移動可能に案内されている。中間部材３０５はモータＭ１により駆動され回転する偏心カム３０６により上下に駆動される。

モータＭ１、偏心カム３０６は光ビームの主走査方向の傾きを調整する第１調整手段を構成する。なお、該第１調整手段として、モータＭ１と偏心カムに代えて、積層圧電アクチュエータ等の他の駆動手段を用いることもできる。

モータＭ１の駆動により、枠体３０７は矢印Ｘ方向に上下動し、この上下動により、露光装置３０は一点鎖線Ｂ−Ｂを軸として回転するので、Ｗで示す主走査方向の角度が変化し、主走査方向の傾きが調整される。

第２支点Ｔ２における枠体３０７の第２の支持部の構造は図２及び図３に示すとおりである。

枠体３０７に設けた一対の立ち上がり部３１７には結合部材３１６が支持されている。結合部材３１６は立ち上がり部３１７と一体に構成されている。図３（ｃ）に示す棒状の結合部材３１６は立ち上がり部３１７に設けた丸穴に貫入している。結合部材３１６には、結合部材３１６上を矢印Ｚ方向にスライド移動可能な部分球体３１４ａが配設されている。この部分球体３１４ａは球体軸受け３１４により全方向に回転可能に支持されている。球体軸受け３１４は、中間部材３１５により保持されており、保持部３２１により中間部材３１５は矢印Ｙ方向にスライド移動可能に案内されている。保持部３２１は支持板３０１に固定されている。中間部材３１５はモータＭ２により駆動され回転する偏心カム３２２により左右に駆動される。

モータＭ２、偏心カム３１７は光ビームの主走査方向の倍率のバラツキを調整する第２調整手段を構成する。なお、該第２調整手段として、モータＭ２と偏心カムに代えて、積層圧電アクチュエータ等の他の駆動手段を用いることもできる。

モータＭ２の駆動により、枠体３０７は矢印Ｙ方向に左右動し、この左右動により、露光装置３０は第１支点を回転中心として回転するので、ポリゴンミラーユニット３１の反射点から被走査面に至る光路長が走査線上の各位置で異なる態様で変化し、主走査方向の倍率のバラツキが調整される。

第３支点Ｔ３における枠体３０７の第３の支持部の構造は図４に示すとおりである。

枠体３０７に設けた一対の立ち上がり部３０８には結合部材３０９が支持されている。結合部材３０９は立ち上がり部３０８に設けた長孔３１０に貫入しており、図４（ａ）の矢印Ｙに移動可能である。結合部材３０９には、結合部材３０９上を矢印Ｚ方向にスライド移動可能な部分球体３１２ａが配設されている。この部分球体３１２ａは球体軸受け３１２により全方向に回転可能に支持されている。

このような枠体３０７の支持構造により、枠体３０７は第３支点Ｔ３において、Ｙ及びＺ方向に互いに直角な方向に移動可能であり、この移動は第１支点Ｔ１を中心に回転運動である。

モータＭ１の回転駆動により、枠体３０７は第１支点において上下し、一点鎖線Ｂを軸として回転する。この回転でレーザビームＬの主走査方向Ｗの傾き被走査面上の走査線の傾きが調整される。調整は、例えば主走査方向に平行なパターンを複数の走査光学装置で書込を行って、画像形成を行い、形成された線画像の傾き誤差が各露光装置間で無くなるように枠体３０７をＸ方向（図３（ａ））に移動させることにより行われる。

モータＭ２の回転駆動により、枠体３０７は第１支点を中心に回転する。この回転により、ポリゴンミラーユニット３１の反射点から被走査面に至る光路長差が調整されて各像高における光路長が適正化されることで、主走査方向の倍率のバラツキ、即ち、主走査方向の両端における倍率の違いが調整される。この調整は走査露光を行って形成された画像から横倍率のバラツキ、即ち、主走査方向の倍率の不均一を測定することにより行われる。

また、主走査方向の部分的な倍率のバラツキは、走査露光を行って形成された画像を各露光装置において少なくとも３ヶ所以上測定することで検出可能である。例えば、画像両端と中央で光走査方向に垂直な線を各露光装置により作像しそれぞれの測定ポイントにおける各露光装置で作成した線画像の主走査方向の位置誤差を検出することで、走査領域全体の倍率と光軸中心を境として、走査線の上流と下流での倍率の差を検出することが可能となる。更には、図２０に示すように、光走査方向に垂直な線ではなく、主走査方向と平行な線と約４５°傾いた線で、「フ」の字の形をした画像位置検出用パターンＭＬ、ＭＣ、ＭＲを作成すると、従来行っていたラインＣＣＤではなくＬＥＤ５０３と受光素子５０４により低コストで露光装置の位置検出を行うことが出来る。

図２０は図２における走査方向の傾きを検知する検知手段、即ち例えば、図２０の走査線ＳＬがＳＬ’のように傾いたことを検知する検知手段を示す。感光体１の両端部には、ＭＬ、ＭＲで示すマークが、中央部には、ＭＣで示すマークが形成される。これらのマークは走査線に平行な線分と走査線ＳＬに対して４５°で交差する線分からなる「フ」の字状のマークである。これらのマークをセンサＳＳＬ、ＳＳＣ、ＳＳＲで検知し、マークＭＬ、ＭＲの主走査線に平行な線分の検知信号のタイミングから走査線の傾きが検知され、マークＭＬ、ＭＣ、ＭＲを検知して得られる各マークの平行な線分の検知タイミングと交差する線分の検知タイミングの差（両線分間の距離）から主走査方向の倍率が検知される。

（２）実施の形態２
図５〜図１３により本発明の実施の形態２を説明する。図５は本発明の実施の形態２における露光装置の上面断面図である。図２におけると同一の部品は同一の符号を付している。図６は図５における線ＡＸ−ＢＸ−ＣＸに沿った断面図である。

光源及び走査光学系を支持する枠体４０１は画像形成装置本体に固定された支持板４１７により、第１支点Ｔ１０、第２支点Ｔ２０及び第３支点Ｔ３０の３カ所で支持される。第３支点Ｔ３０における第３の支持部の構造は次のとおりである。

枠体４０１と支持板４１７とを結合する結合部材４４７は球体４４７ａを有する。一方、支持板４１７には球体４４７ａを、上下左右を含む全方向に回転可能に支持する球体軸受け４４６が支持板４１７に固定される。この支持構造によって、枠体４０１は第３支点Ｔ３０を中心に上下左右を含む全方向に回転可能に支持される。このように、本実施の形態においては、３カ所の支持部のうちの固定点支持部である第３支点Ｔ３０が走査光学系の光軸中心ＡＸを含む面で走査面に垂直な面内に設けられている。このような面内に第３支点Ｔ３０が配設されていると、走査面に平行な面内での露光装置の移動調整が、走査領域に対してほぼ対称に行われるため、主走査方向の倍率の調整を主走査方向の走査領域の中心に対して左右均等に行うことが可能である。

光ビームの主走査方向の傾きを調整する第１調整手段が設けられた第１支点Ｔ１０における第１の支持部の構造を図６に示す。次に、第１の支持部の構造を説明する。

枠体４０１には薄い弾性金属板からなる２枚の係合片４２６、４２７が一端で固定される。一方、支持板４１７には回転可能、且つ上下動しないように、駆動ネジ４２５が設けられる。第１支点Ｔ１０は係合片４２６と４２７とにより形成される面と駆動ネジ４２５の回転軸との交点である。図示しない保持部材により保持された駆動ネジ４２５のネジ部は係合片４２６と４２７とに係合する。また、駆動ネジ４２５には歯車４２５ａが固定され、歯車４２５ａは歯車４３４を介してモータＭ１０により駆動され回転する。また、枠体４０１を下方向に押圧補助するバネ４７１が枠体４０１と支持板４１７の間に設置されている。モータＭ１０と駆動ネジ４２５及び係合片４２６、４２７は第１調整手段を構成する。

係合片４２６、４２７は図６の下方に荷重を受け露光装置３０の支持板４１７に対する受け部材も兼ねている。また、駆動ネジ４２５の回転により係合片４２６、４２７との係合位置は上下方向に移動するが、これに伴って露光装置３０は、第３支点Ｔ３０と第２支点Ｔ２０とを結ぶ直線を回転中心として回動動作を行うことから係合片４２６、４２７と駆動ネジ４２５の間には、駆動ネジ４２５の軸方向と垂直方向に隙間が必要であることは言うまでもない。而して、係合片４２６、４２７は露光装置３０の支持板４１７に対する受け部材でもあり、駆動ネジ４２５の軸方向と垂直方向の位置規制は、別の規制手段を設けることで第１の調整手段は何ら不具合を生じない。

前記別の規制手段としては、後述する第２の調整手段で行ってもよいし、例えば、実施の形態１で示される手段又はそれに類する手段により別途位置規制手段を設けてもよい。

モータＭ１０の回転時に、係合片４２６、４２７と駆動ネジ４２５との係合作用により、枠体４０１は第３支点Ｔ３０を中心に矢印Ｘで示すように回転する。枠体４０１のＸ方向の上下動によって、光ビームＬの走査線傾きが調整される。

第２調整手段が設けられた第２支点Ｔ２０における第２の支持部の構造は次のとおりである。

第２の支持部の枠体４０３は、枠体４０１に一体に構成されており、更に係合片４６６、４６７が固定される。一方支持板４１７には立ち上がり部４６８，４６９が形成され、駆動ネジ４３１が回転自在に支持されている。駆動ネジ４３１には歯車４３２が固定され、モータＭ２０及びその回転軸に固定されたウォームギア４６５の回転により高い減速比で回転自在に連結されている。前記枠体４０３の延伸部が前記駆動ネジ４３１の非ネジ部と当接し枠体４０１と支持板４１７の上下方向の位置が規制される。第２支点Ｔ２０は係合片４６６と４６７とで形成される面と駆動ネジ４３１の回転軸との交点である。また、押圧補助するバネ４７２が設置している。更に、前記係合片４６６、４６７が前記駆動ネジ４３１と係合し、前記係合片４６６、４６７と前記駆動ネジ４３１の間の係合ガタを防ぐためバネ４７４を設置している。モータＭ２０の回転は駆動ネジ４３１に伝達さ、この回転により係合片４６６、４６７は左右に移動する。モータＭ２０、駆動ネジ４３１、係合片４６６、４６７は第２の調整手段を構成する。

前述のように、モータＭ２０の回転により、係合片４６６、４６７は支持板４１７に対して左右に移動する。すなわち、第１支点Ｔ１０の駆動ネジ４２５と係合片４２６、４２７の当接点と第３支点Ｔ３０と第２支点Ｔ２０の枠体４０３の延伸部４０３ａが前記駆動ネジ４３１の非ネジ部と当接点を含む平面内で第３支点Ｔ３０を回転中心として枠体４０１は回動動作を行う。この回動動作により主走査方向の左右倍率バラツキの調整が行われる。

図１０は第３支点Ｔ３０における枠体４０１の支持構造の具体例を示す。図１０（ａ）では、結合部材４４７の球体４４７ａを支持する球体軸受けとして、３点で支持する３個の球４４６ａ、４４６ｂ、４４６ｃを用いている。そして、弾性材料で構成された押さえ部材４４６ｄにより、球体４４７ａを球４４６ａ、４４６ｂ、４４６ｃに圧接させている。図１０（ｂ）では、結合部材４４７の球体４４７ａを支持する球体軸受けとして、支持板４１７に球体４４７ａの径よりも小さい円形の穴を空け球体４４７ａを挿入し、図１０（ａ）と同様に弾性材料で構成された押さえ部材４４６ｄにより、球体４４７ａを支持板４１７に圧接させている。図１０（ｃ）では、結合部材４４７の球体を球体軸受け４４６を絞り加工することにより保持している。

図１０（ｄ）と図１０（ｅ）は図６における係合片４２６、４２７及び図７における係合片４６６、４６７の変形例を示す。図１０（ｄ）の例では１枚の平板ＢＳに突出部ＢＳＡ及びＢＳＢを設け、突出部ＢＳＡとＢＳＢが係合片４２６と４２７又は係合片４６６と４６７を形成する。図１０（ｅ）の例では、段部ＣＳＣを設けた板ＣＳに突出部ＣＳＡ及びＣＳＢを設け、これら突出部により、係合片４２６と４２７又は突出部４６６と４６７を形成している。図１０（ｅ）の例では、段部ＣＳＣにより、突出部ＣＳＡとＣＳＢとがその位置をずらして形成される。その結果、係合片４２６と４２７とは駆動ネジ４２５のピッチに対応した位相のずれを以て、駆動ネジ４２５に係合し、係合片４６６と４６７とは駆動ネジ４３１のピッチに対応した位相のずれを以て駆動ネジ４３１に係合する。図１０（ｄ）に示す例では、平板ＧＳとして弾性を有する板を用い、駆動ネジに係合する際に弾性変形して、適切な係合が行われるようにすることが好ましい。図１０（ｅ）に示す例では、段部ＣＳＣにより突出部ＣＳＡとＣＳＢとの位置が駆動ネジのピッチに対応してずれているので、係合が適切に行われ、正確な調整が可能になる。

図１１は走査光学系の主走査方向の傾きを調整する第１調整手段及び走査光学系の主走査方向の倍率のバラツキを調整する第２調整手段の例を示す。

図１１（ａ）、図１１（ｂ）において、モータ（図示せず）により駆動される駆動ネジ（駆動雄ネジ）が、雌ネジ４８１ｃを有する係合ブロック４８１に螺入しており、係合ブロック４８１は枠体４０１に設けた凹部に固定されている。駆動ネジ４２５の回転により枠体４０１は支持板４１７に対して相対的に上下に移動するが、この移動は第２支点Ｔ２０と第３支点Ｔ３０を軸とした露光装置３０の回転運動となる。このように、露光装置３０の回転運動を係合ブロック４８１の直線運動により生じさせる調整においては、理論的には回転運動と直線運動との間に不整合を生ずることになる。しかしながら、回転中心である第１支点Ｔ１０と直線運動が行われる第２支点Ｔ２０との距離が調整により移動する距離に比較して十分に遠い場合には、ネジ部における間隙によって、前記不整合が吸収されるので、前記不整合が調整上の問題となることはない。なお、前記不整合を吸収できる調整機構の条件としては、露光装置３０の最大調整量（調整により移動する距離の最大値）の１．５倍以上の調整量を可能とするネジ部の間隙を持たせるという条件が望ましいことが確認されている。

図１１（ｃ）、図１１（ｄ）においては、雌ネジ４８２ｃを有する係合ブロック４８２が係合ブロック４８２に嵌合する棒状の結合部材４８２ａ、４８２ｂにより枠体４０１に結合される。モータ（図示せず）により駆動される駆動ネジ４２５は係合ブロック４８２の雌ネジ４８２ｃに螺入している。雄ネジが形成された駆動ネジ４２５を固定している歯車４２５ａをモータで駆動することにより、係合ブロック４８２が上下移動し、支持板４１７に対する枠体４１０の相対位置が変化する。図１１（ｃ）、図１１（ｄ）の例では、係合ブロック４８２が結合部材４８２ａ、４８２ｂに対して回転可能であるので、駆動ネジ４２５等の取付誤差がこの回転可能な取付構造により吸収されて、駆動軸４２５の支持板４１７に対する直角度をその取付の際に精密に管理しなくても、係合部材４８２は自己調整される点で、組立工数の低減に有効である。

図１１（ｅ）、図１１（ｆ）においては、モータ（図示せず）により駆動される駆動ネジ４２５（駆動雄ネジ）が係合ブロック４８３の孔に貫入している。係合ブロック４８３は枠体４０１に設けた凹部に固定されている。図１１（ｆ）は図１１（ｅ）の線ＤＸ−ＤＸに沿った拡大断面図であり、図示のように、係合ブロック４８３に螺入した係合部材４８４の尖頭部が駆動ネジ４２５のネジ部に係合している。第１支点Ｔ１０は係合部材４８４の尖頭部と駆動ネジ４２５との接点である。駆動ネジ４２５の回転により、第２支点Ｔ２０と第３支点Ｔ３０とを結ぶ直線を軸として露光装置３０が回転運動をする。駆動ネジ４２５による係合ブロック４８３の運動は直線運動であるのに対して、前記のように露光装置３０は回転運動を行う。係合部材４８４を用いた前記の調整機構は、このような直線運動と回転運動との間の不整合を吸収するものであり、駆動ネジ４２５の支持板４１７への取付の際に、直角度を精密に管理する等の組立工程における組立工数を低減することができる。

図１１（ａ）〜図１１（ｆ）に示す調整手段は主走査方向の傾きを調整する第１調整手段の例であるが、図１１（ｇ）に示す例は主走査方向の倍率のバラツキを調整する第２調整手段の具体例である。

図１１（ｇ）においては、支持板４１７に固定した立ち上がり部４６８、４６９に駆動ネジ４３１を支持させ、雄ネジが形成された駆動ネジ４３１（駆動雄ネジ）に、図１１（ａ）に示すような雌ネジを有する係合ブロック４９１を作用させる。係合ブロック４９１は設けた結合部材４９１ａ、４９１ｂにより枠体４０３、４０１に結合される。

図示しないモータで駆動ネジ４３１を固定している歯車４３２を回転駆動することにより、枠体４０１は水平方向に移動し、走査光学系の主走査方向の倍率のバラツキが調整される。なお、バネ４７４は調整機構のガタを吸収するために設けられている。また、枠体４０１には突出部４９２を設けるとともに支持板４１７に、突出部４９２に対応する受け部４９３を設ける。突出部４９２と受け部４９３とにより、間隔保持手段を構成し、該間隔保持手段により、露光装置３０と支持板４１７との間隔を一定に保持している。４７２は突出部４９２を受け部４９３に押圧する弾性部材である。

（３）実施の形態３
図１２は本発明の実施の形態３を示す。図１２（ａ）は露光装置３０を斜め下方から見た斜視図、図１２（ｂ）は露光装置３０の支持構造の断面図である。

露光装置３０の枠体４０１は固定点である第３支点Ｔ３０において、図示しない球体軸受けにより軸受けされた球体を先端に有する結合部材５００で画像形成装置本体に支持されるとともに、第３支点Ｔ３０を中心とする円弧に沿った形状を有する支持棒５０２に支持される。即ち、枠体４０１に支持部材５３０により固定した円弧の管からなる案内部材５０１に支持棒５０２が貫入している。図示しない駆動手段により、枠体４０１は矢印Ｖで示すように、第２支持手段としての案内部材５０により案内されて第３支点Ｔ３０を支点として回転運動して、露光装置３０の走査光学系の主走査方向の倍率のバラツキが補正される。このように、駆動手段、支持棒５０２及び案内部材５０１は倍率調整手段を構成する。第３支点Ｔ３０を形成する第１支持手段としての結合部材５００と球体軸受け５０５により、枠体４０１は上下左右方向に回転可能に支持される。

（４）実施の形態４
図１３は本発明の実施の形態４に係る露光装置の斜視図である。

露光装置３０は、支持部材６００上に組み立てられたユニット構造を有する。支持部材６００の端部に固定された立ち上がり部６０１、６０２には支持軸６０３が支持される。そして、支持軸６０３には、管状の結合部材６０５、６０６が回転可能に係合している。結合部材６０５、６０６は箱状の枠体６０４に固定されている。枠体６０４内には、ポリゴンミラーユニット３１、ｆθレンズ３２、第２シリンドリカルレンズ３３等の走査光学系が設けられる。枠体６０４の結合部材６０５及び６０６が設けられた辺と対向する辺には、係合片６０７、６０８が固定される。係合片６０７、６０８は画像形成装置本体に設けた駆動ネジ６０９に係合する。駆動ネジ６０９には歯車６１０が固定される。

図示しない駆動源としてのモータで、駆動ネジ６０９を回転駆動することにより、係合片６０７、６０８の作用で、枠体６０４は軸６０３を中心に回転し、露光装置３０の主走査方向の傾きが調整される。このように、前記モータ、駆動ネジ６０９及び係合片６０７、６０８は傾き調整手段を構成する。

実施の形態３における主走査方向の傾きの調整及び実施の形態４における主走査方向の倍率のバラツキの補正については説明を省略したが、実施の形態１，２における調整機能或いは他の任意の周知の調整手段を用いることができる。

また、実施の形態４におけるユニット全体を実施の形態３の調整機構で調整することによっても、部品点数は多くなるもののより確実に主走査方向の傾きの調整と主走査方向の倍率のバラツキの調整を行うことができる。

以上説明した調整機構を持った露光装置３０は図１に示す画像形成装置に用いられるが、図１に示す画像形成装置に限られず、例えば、次に実施の形態５として説明する画像形成装置、即ち、感光体上に各色のトナー像を形成し、形成された複数の色トナー像を中間転写体を経て記録紙に転写する画像形成装置や複数の感光体上に形成された各色のトナー像を記録紙上に重ねて転写する又は中間転写ベルトに重ねて転写した後記録紙上に一括転写することによりフルカラー画像を形成する画像形成装置にも使用することができる。

（５）実施の形態５
図１４〜２０により実施の形態５を説明する。図１４は本発明の実施の形態５の画像形成装置の全体を示す図、図１５〜図１９は図１４に示す画像形成装置における露光装置間の結合構造を示す図、図２０は露光装置間の位置関係を検知する検知手段を示す図である。

導電性の基体に半導電性の層が形成されたベルト状の中間転写体５０が駆動ローラ５１と従動ローラ５２とにテンションローラ５３により適切な張力で、矢印で示すように回動可能に張架される。中間転写体５０に対向して、イエロー画像用の像形成部ＹＵ、マゼンタ画像用の像形成部ＭＵ、シアン画像用の像形成部ＣＵ及び黒画像用の像形成部ＫＵが設けられる。各像形成部はドラム状の感光体Ｕ１、帯電装置Ｕ２、露光装置Ｕ３、現像装置Ｕ４及びクリーニング装置Ｕ５を有する。なお、前記像形成部内のこれら構成部については、イエロー画像用の像形成部のみに符号を付している。中間転写体５０を挟んで、像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵに対向して転写装置５４が設けられる。

記録紙を収納する給紙カセット６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃが装置下部に設けられるとともに、手差し給紙皿６０Ｄが側部に設けられる。各給紙カセットと手差し給紙皿からの記録紙Ｐを搬出する給紙部６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄが設けられる。給紙部６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄはそれぞれ、堆積した記録紙を上から送り出す送り出しローラと、記録紙を１枚に分離して搬送する分離搬送ローラと捌きローラから構成されている。５６は記録紙Ｐを定着装置５７に搬送する搬送ベルト、５７は加熱ローラと加圧ローラを有する定着装置、５８は中間転写体５０上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置、５９は排紙皿、６４は原稿を読み取り画像データを生成する読取装置である。

各像形成部においては、感光体Ｕ１に対して、帯電装置Ｕ２による帯電、露光装置Ｕ３による露光及び現像装置Ｕ４の現像によりトナー像が形成される。これらトナー像の形成は、中間転写体５０に転写装置５４により転写されるが、各トナー像は中間転写体５０上で重なってフルカラー画像が形成されるように制御されて形成される。

中間転写体５０上に形成されたフルカラー画像は転写装置５５により記録紙Ｐに転写され、定着装置５７により定着される。フルカラー画像が形成された記録紙Ｐは排紙皿５９に排出される。

像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵは、中間転写体５０上に各色のトナー像をミクロン単位の正確さで形成することが条件とされる。このような条件が満たされない場合、中間転写体５０上に形成されたフルカラー画像は色ずれのあるものとなる。従って、像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵの位置、特に、各ユニットの露光装置Ｕ３の相互間の位置は高度の正確さで設定されることが条件になる。

本実施の形態においては、図１５に示すように、像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵの露光装置Ｕ３、即ち、４個の露光装置が縦に結合される。図１５に示すように、イエロー画像用の露光装置Ｕ３はその両端で支持手段としての支持板７Ａ、７Ｂに、マゼンタ画像用の露光装置Ｕ３は支持手段としての支持板８Ａ、８Ｂに、シアン画像用の露光装置Ｕ３は支持手段としての支持板９Ａ、９Ｂに、黒画像用の露光装置Ｕ３は支持手段としての支持板１０Ａ、１０Ｂにそれぞれ固定され、支持板７Ａと支持板８Ａ、支持板８Ａと支持板９Ａ、支持板９Ａと支持板１０Ａ、支持板７Ｂと支持板８Ｂ、支持板８Ｂと支持板９Ｂ、支持９Ｂと支持板１０Ｂとが互いに結合・固定される。

露光装置Ｕ３は図１６に示すように、光源としての半導体レーザ３５と、コリメータレンズ３６、第１シリンドリカルレンズ３７、ポリゴンミラーユニット３１、ｆθレンズ３２及び第２シリンドリカルレンズ３３からなる光学系とを有する。３９はインデックスセンサ、３８はインデックスセンサ３９に光ビームを導くミラーである。

支持板７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂは多数の突出部をそれぞれ有し、これらの突出部が交互に差し込まれた形態で各支持板同士を固定する固定手段により結合される。図１７と図１８には支持板８Ａと９Ａの結合の例を示す。図１７は支持板の結合前の状態を示し、図１８は支持板同士が結合された状態を示す。像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵは像形成部ＫＵを基準として、像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵが図示しない像形成部位置決め手段により所望の位置に調整された状態になっている。像形成部の位置が調整された段階では、それぞれの像形成部は図示しない調整手段により空間に浮いた状態にあり、前記多数の突出部の相互隙間はこの調整工程での調整代を含めて十分な隙間を持っている。後述する連結手段により前記多数の突出部同士を固定することで像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵは一つの大きな像形成ユニットとして構成される。

図１８（ａ）は結合部の側面図、図１８（ｂ）は結合部の正面図である。図１７に示すように、支持板８Ａの突出部８２と支持板９Ａの突出部９１とが交互に嵌入する。突出部８２と９１とはそれぞれ折れ部８４、９３を先端部に有し、支持板８Ａと９Ａとの結合後に、図１８に示すように、折れ部８４と９３との間隙に溶融樹脂ＲＥを注入することにより樹脂ＲＥを充填する。樹脂ＲＥが充填された結合部は図１８に示状態になり、支持板８Ａと９Ａとを引き離す方向Ｆに対して交差する面ＲＳを持つ折れ部９３と、８４との間隙に樹脂ＲＥが充填されるので、支持板８Ａと９Ａとは引き離す方向Ｆの力に対して、樹脂ＲＥ自身の抵抗力による抗力が作用して堅固に結合される。

支持板７Ａと支持板８Ａ、支持板９Ａと支持板１０Ａ、支持板７Ｂと支持板８Ｂ、支持板８Ｂと支持板９Ｂ、支持板９Ｂと支持板１０Ｂも前記の同様に樹脂ＲＥの注入充填により結合される。

このようにして、４個の露光装置Ｕ３は相互に堅固に結合される。図１９は露光装置の結合の他の例を示す。この例では、支持板７Ａと、８Ａと、９Ａと、１０Ａとのそれぞれには、多数の突出部が設けられるが、これらの突出部には図１７、１８の場合のように、折れ部は設けられない。

図１９の例では、支持板７Ａと８Ａ及び８Ａと９Ａのように、相隣る露光装置の支持板同士が結合された後に、両者の結合部に樹脂ＲＥを注入することにより、両者を結合・固定する。この場合には、樹脂ＲＥとして、支持板７Ａと８Ａを構成している樹脂と同一種類の樹脂材料が用いられる。支持板と充填樹脂ＲＥとに同一の樹脂材料を用いることにより、材料の線膨張係数が同一となり画像形成装置の温度上昇による像形成部の歪みの防止となる。また、溶融した樹脂を隙間に充填する際に、支持板７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂの樹脂充填部分は熱の影響を受け表面が粗面化することで、熱を加えない結合方法に比べてより強固に結合される。

支持板７Ａと８Ａと９Ａ以外の相隣る支持板同士も同様にして結合される。なお、本実施の形態における露光装置間の結合構造が図１における露光装置３０、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ間の結合にも適用しうることは勿論である。

カラー画像形成装置の画質をよくするには、画像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵの各露光装置Ｕ３間の位置を精密に調整して組み立てる必要がある。本実施の形態においては、図１５に示す組立体が次に説明する工程により組み立てられる。

まず、支持板７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂが露光装置Ｕ３に固定される。最下段の支持板１０Ａ、１０Ｂを取り付けた露光装置Ｕ３は、図示しない取付基準により、治具に固定される。他の露光装置Ｕ３は下から順番に積み上げられが、最下段以外の露光装置は、図示しない治具の腕により保持されて、浮いた状態に維持される。次に、最下段の露光装置に対して他の露光装置が設計値の範囲内に入るように位置調整される。調整においては、露光装置Ｕ３間の距離を精密に測定することにより行われる。

位置が調整された前記支持板間に形成された間隙に溶融した樹脂ＲＥが流し込まれ、前記支持板間が固定される。

図２０に示すように、駆動ローラ５１及び従動ローラ５２、５３に張架された中間転写体５０には、露光装置Ｕ３による定形パターンの露光により、「フ」字状の位置調整用の多数のマークＭＬ、ＭＣ、ＭＲが形成される。マークＭＬは感光体５０の左端部に、マークＭＣは感光体の中央部に、マークＭＲは感光体５０の中央部にそれぞれ形成される。各マークは主走査線ＳＬに平行な線分と主走査線ＳＬと４５°の角度で交差する線分からなる「フ」字状の形状を有する。

前記平行な線分の位置検知情報を用いて、像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵの各露光装置Ｕ３間の副走査方向の位置が調整され、前記交差する線分の位置検知情報を用いて、各露光装置Ｕ３の主走査方向の位置及び主走査方向の倍率が調整される。マークＳＳＬ、ＳＳＣＬ、ＳＳＲの位置はセンサＳＳにより検知される。センサＳＳは感光体５０に光ビームを投射するＬＥＤ構成の投光素子ＳＳ１、感光体５０からの反射光を受光する受光素子ＳＳ２及びレンズＳＳ３で構成される。

図２０に示す位置検知手段を用いた露光装置間の位置の調整は、組上がった図１５に示す組立体を組み込んだ画像形成装置を作動させる画像形成試験を通じて行われる。

以上の画像形成装置の組立工程により、像形成部ＹＵ、ＭＵ、ＣＵ、ＫＵ間に、主走査方向及び副走査方向の位置ずれがなく、また主走査線の傾き及び主走査方向の倍率のバラツキのない高画質のカラー画像を形成することができる画像形成装置が形成される。

３０、３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ 露光装置、
３１ ポリゴンミラーユニット、
３２ Ｆθレンズ、
３３ 第２シリンドリカルレンズ、
３５ 半導体レーザ、
３６ コリメータレンズ、
３７ 第１シリンドリカルレンズ、
３０１、４１７ 支持板、
３０７、４０１、６０４ 枠体、
Ｔ１、Ｔ１０ 第１支点、
Ｔ２、Ｔ２０ 第２支点、
Ｔ３、Ｔ３０ 第３支点、
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１０、Ｍ２０ モータ。

Claims (4)

1. レーザ光源及び該レーザ光源からの光を偏向して走査光ビームを出射する走査光学系を有する露光装置を少なくとも第１支点、第２支点及び第３支点で支持し、前記第１支点と前記第２支点とを前記走査光学系により形成される光路の両端部、且つ、前記走査光学系の光軸を挟んだ対称な位置に設け、前記第３支点を前記走査光学系の光軸を含む面で走査面に対して垂直な面内に設けた固定点とし、前記３支点の支持部には露光装置を全方向に回転可能に支持する球体軸受けを設け、前記球体軸受けには前記球体の離間を防止する弾性を有する離間防止部材が設けられ、前記球体軸受けが前記球体を３点で支持するとともに、前記離間防止部材が前記球体に少なくとも１点で接触して前記球体を前記球体軸受けに圧接させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記球体軸受けが円環状の形状であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２支点が設けられた第２の支持部近傍に、前記露光装置と前記第２の支持部との間隔を保持する間隔保持手段及び前記露光装置を前記第２の支持部に押圧する弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１支点に設けられた第１の支持部に前記走査光ビームの主走査方向の傾きを調整する第１調整手段を設け、前記第２支点に設けられた第２の支持部に前記走査光ビームの主走査方向における倍率のバラツキを調整する第２調整手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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